JP2003163194A - Polishing method and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Polishing method and method for manufacturing semiconductor device

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JP2003163194A
JP2003163194A JP2001363190A JP2001363190A JP2003163194A JP 2003163194 A JP2003163194 A JP 2003163194A JP 2001363190 A JP2001363190 A JP 2001363190A JP 2001363190 A JP2001363190 A JP 2001363190A JP 2003163194 A JP2003163194 A JP 2003163194A
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明 石川
Shingo Eguchi
晋吾 江口
Yuriko Hamamoto
百合子 浜本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology for reducing unevenness of polishing speed due to the density of a pattern causing protrusions and recesses when a film having multilayer structure is planarized by polishing the protrusions and recesses. <P>SOLUTION: Unevenness of polishing speed is reduced by providing openings positively in the surface of a film having a high pattern density being polished for planarization thus forming a planarized film having high in-plane uniformity regardless of the pattern density and the dimensions. A semiconductor device having a high degree of integration can be obtained using a uniform planarized film thus formed. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、半導体装置の作製
方法、例えば液晶表示装置やEL表示装置に代表される
電気光学装置およびその様な電気光学装置を部品として
搭載した電子機器の作製方法に関する。特に、多層配線
構造を有する半導体装置における素子及び配線上の絶縁
膜を平坦化する技術に関する。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
うる装置全般を指し、電気光学装置、半導体集積回路お
よび電子機器も半導体装置である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, for example, an electro-optical device represented by a liquid crystal display device or an EL display device, and a method for manufacturing an electronic device having such an electro-optical device mounted as a component. . In particular, it relates to a technique for flattening an insulating film on an element and wiring in a semiconductor device having a multilayer wiring structure. Note that in this specification, a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and electro-optical devices, semiconductor integrated circuits, and electronic devices are also semiconductor devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置において、集積度を高めるた
めに微細化や多層配線技術は必須となっているが、配線
抵抗の増大を抑制することを考えると、配線の幅を縮小
する場合であっても、配線の厚さを減らすことはできな
いので、配線上に形成された絶縁膜に生じる下地段差が
微細化を進める程大きくなる。このような絶縁膜の平坦
性の悪化は、絶縁膜にスルーホールを開口した後の配線
を形成する際の加工を困難にする。具体的には、フォト
リソグラフィー工程において、段差の上下に一様に焦点
を合わせることが困難となる。また、エッチング工程に
おいて、スルーホール開口時にエッチングすべき膜厚が
局所的に異なるため、確実な開口が困難となり、配線エ
ッチング時に段差にエッチング残りを生じやすくなる等
がある。
2. Description of the Related Art In semiconductor devices, miniaturization and multilayer wiring technology are indispensable for increasing the degree of integration, but considering the suppression of increase in wiring resistance, it is a case where the width of wiring is reduced. However, since it is not possible to reduce the thickness of the wiring, the level difference of the underlying layer that occurs in the insulating film formed on the wiring becomes larger as the miniaturization progresses. Such deterioration of the flatness of the insulating film makes it difficult to process the wiring after forming the through holes in the insulating film. Specifically, in the photolithography process, it becomes difficult to uniformly focus on the top and bottom of the step. Further, in the etching process, since the film thickness to be etched at the time of opening the through hole is locally different, it is difficult to surely open the hole, and an etching residue is likely to occur in a step during the wiring etching.

【0003】そこで、上記問題を解決するために従来に
あっては、研磨剤、研磨パッドを用いて化学的及び機械
的に絶縁膜の表面を研磨するCMP(Chemical Mechani
calPolishing)技術が用いられている。CMP技術以外
に、機械研磨、ELID等が挙げられ、優れた平坦性を
有する膜を得るのに適している。
Therefore, in order to solve the above problems, in the prior art, the surface of the insulating film is chemically and mechanically polished with a polishing agent and a polishing pad to form a CMP (Chemical Mechanical).
calPolishing) technology is used. Other than the CMP technique, mechanical polishing, ELID, and the like are included, which are suitable for obtaining a film having excellent flatness.

【0004】例えば、多層配線の層間絶縁膜の平坦化に
CMP技術を用いる場合、トランジスタ等の素子と配線
を形成した後、CVD法により配線などを覆う絶縁膜を
形成する。このとき、CVD法で形成された絶縁膜は、
配線の形状に沿うように成膜されるので、その表面に配
線パターンの寸法、密度を反映した凹凸が生じる。この
ような凹凸が前述したような加工上の問題を引き起こす
ので、絶縁膜の表面をCMP装置で研磨し平坦化する。
For example, when the CMP technique is used for flattening an interlayer insulating film of a multi-layer wiring, after forming an element such as a transistor and a wiring, an insulating film covering the wiring is formed by a CVD method. At this time, the insulating film formed by the CVD method is
Since the film is formed so as to follow the shape of the wiring, irregularities reflecting the dimensions and density of the wiring pattern are formed on the surface thereof. Since such irregularities cause the above-mentioned processing problems, the surface of the insulating film is polished and flattened by a CMP apparatus.

【0005】しかし、従来の研磨方法では、研磨する膜
の凹凸形状により研磨速度が変化してしまい、下地の配
線パターンの寸法や密度に依存して局所的に研磨速度が
異なる。このため、段差を完全には解消できず、絶縁膜
の残膜厚が基板面内で不均一になる等の問題が生じてし
まう。
However, in the conventional polishing method, the polishing rate changes depending on the uneven shape of the film to be polished, and the polishing rate locally varies depending on the size and density of the underlying wiring pattern. For this reason, the step cannot be completely eliminated, and there arises a problem that the remaining film thickness of the insulating film becomes nonuniform on the substrate surface.

【0006】このような平坦化能力が不十分なプロセス
のために、絶縁膜にスルーホールを形成して絶縁膜上に
配線を形成するに際し、前述したような加工上の問題が
解消できない結果となる。
Due to such a process having insufficient flattening ability, when forming through holes in the insulating film and forming wiring on the insulating film, the above-mentioned processing problems cannot be solved. Become.

【0007】従来の絶縁膜表面の研磨による平坦化方法
は、配線密度の高い部分(例えば、液晶表示装置用TF
Tパネルにおける駆動回路部)では絶縁膜の研磨速度が
遅くなって、配線密度の低い部分(液晶表示装置用TF
Tパネルにおける画素部)では絶縁膜の研磨速度が速く
なってしまうというように、配線密度の疎密に影響され
て研磨速度が基板面内で不均一になってしまう。
In the conventional flattening method by polishing the surface of the insulating film, a portion having a high wiring density (for example, TF for a liquid crystal display device) is used.
In the driving circuit portion of the T panel, the polishing rate of the insulating film is slowed, and the wiring density is low (TF for liquid crystal display device).
In the pixel portion in the T panel), the polishing rate of the insulating film is increased, and thus the polishing rate becomes non-uniform in the substrate surface due to the influence of the density of the wiring.

【0008】そのため、全体でみると絶縁膜の膜厚差が
生じてしまい、配線密度の低い部分(画素部)にはへこ
みができてしまう。図6のグラフは、図17にあるよう
な駆動回路部と画素部とを有する基板上に形成された絶
縁膜をCMP装置で研磨した後、配線パターン上で絶縁
膜の膜厚を測定したものである。
Therefore, as a whole, a difference in film thickness of the insulating film occurs, and a dent is formed in a portion (pixel portion) where the wiring density is low. The graph of FIG. 6 is obtained by measuring the film thickness of the insulating film on the wiring pattern after polishing the insulating film formed on the substrate having the drive circuit portion and the pixel portion as shown in FIG. 17 by the CMP apparatus. Is.

【0009】図6から明らかに、駆動回路部と画素部と
の研磨状態が異なることがわかる。また、基板の面内の
うねり、装置の特性に依存して、下地段差が等しいパタ
ーン同士を比較しても、基板面内で研磨速度が不均一に
なる場合もある。
It is apparent from FIG. 6 that the polishing states of the drive circuit section and the pixel section are different. Further, depending on the in-plane undulation of the substrate and the characteristics of the apparatus, even when patterns having the same underlying step are compared with each other, the polishing rate may become non-uniform within the substrate surface.

【0010】この問題を改善するために、図5に示すよ
うに半導体基板の配線密度の低い部分にダミー配線15
0を配置し、配線密度を均一にした後、絶縁膜を研磨す
る方法がある。
In order to improve this problem, as shown in FIG. 5, the dummy wiring 15 is formed in a portion of the semiconductor substrate having a low wiring density.
There is a method of arranging 0 to make the wiring density uniform and then polishing the insulating film.

【0011】しかしこのような方法は、ダミー配線を配
置する領域に制約されて、配線配置の自由度がなくなる
だけでなく、ダミー配線に起因する寄生容量や配線容量
が増加する難点がある。また、透過型液晶表示装置の場
合、図17に示すように、配線密度の高い部分はソース
側駆動回路1701及びゲイト側駆動回路1702と、
画素部1703とを電気的に接続する配線1705が多
数設けられた領域からなる駆動回路部1706であり、
配線密度の低い部分は画素部1703となるため、ダミ
ー配線を設ける位置は画素部となり、開口率が低下する
という問題がある。
However, such a method has a problem that not only the degree of freedom of wiring arrangement is lost due to the restriction on the area where the dummy wiring is arranged, but also the parasitic capacitance and the wiring capacitance due to the dummy wiring are increased. Further, in the case of a transmissive liquid crystal display device, as shown in FIG. 17, a portion having a high wiring density is a source side driving circuit 1701 and a gate side driving circuit 1702.
A driving circuit portion 1706 including a region in which a number of wirings 1705 electrically connecting to the pixel portion 1703 are provided,
Since the portion where the wiring density is low becomes the pixel portion 1703, the position where the dummy wiring is provided becomes the pixel portion, and there is a problem that the aperture ratio decreases.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

【0012】本発明は上記の問題点を解決せんとするも
のであり、研磨による平坦化に際して、下地段差の原因
となるパターンの密度、寸法に依存しない半導体装置の
作製方法を提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device which does not depend on the density and size of a pattern which causes a step difference in an underlying layer during planarization by polishing. And

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁膜の平坦
化に際して、絶縁膜に生じる凹凸の原因となる下地段差
の寸法や密度に依存する絶縁膜の膜厚差を抑制する方法
を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for suppressing a difference in film thickness of an insulating film depending on the size and density of a step difference in an underlying layer which causes unevenness in the insulating film when the insulating film is flattened. To do.

【0014】まず、研磨を行う代表的な装置であるCM
P装置について説明する。図16に示すように、円状の
回転定盤1621上には研磨布(パッドともいう)16
22が貼られている。研磨布1622に用いられる材質
としては、発泡ウレタン等を用いる。また、回転定盤1
621は、その中心を回転軸1625として回転する。
First, CM which is a typical device for polishing
The P device will be described. As shown in FIG. 16, a polishing cloth (also referred to as a pad) 16 is provided on a circular rotary platen 1621.
22 is attached. As a material used for the polishing cloth 1622, urethane foam or the like is used. Also, the rotating surface plate 1
621 rotates with its center as a rotation shaft 1625.

【0015】被研磨物1627は、研磨する面を回転定
盤1621に向けて、円状の金属製の研磨ヘッド162
6に真空吸着される。被研磨物1627と研磨ヘッド1
626との間には、ウェハ吸着パッド1628が設けら
れている。ウェハ吸着パッド1628と研磨ヘッド16
26とには空孔があり、空孔を通して、ガラス基板16
27が研磨ヘッド1626に吸着する。研磨ヘッド16
26の中心は、回転定盤1621の中心と回転定盤16
21の円周との間に位置する。
The object 1627 to be polished has a circular metal-made polishing head 162 with the surface to be polished facing the rotary platen 1621.
6 is vacuum-adsorbed. Workpiece 1627 and polishing head 1
A wafer suction pad 1628 is provided between the wafer 626 and 626. Wafer suction pad 1628 and polishing head 16
There is a hole in the glass substrate 26 and the glass substrate 16 through the hole.
27 is attracted to the polishing head 1626. Polishing head 16
The center of 26 is the center of the rotary platen 1621 and the center of the rotary platen 1621.
It is located between the circumference of 21.

【0016】研磨時に、回転定盤1621の中心に配管
1623を通してスラリー1624が供給され、回転定
盤1621の回転及び揺動により、回転定盤1621上
の研磨布1622の全面にスラリー1624が広がる。
スラリー1624は、粒子と液体及び化学薬品が混合さ
れたコロイド溶液である。スラリー1624としては、
KOH等からなりpH9〜11のシリカ系スラリーや、
pH=3〜4のアルミナ(Al23)系スラリー、また
は酸化マンガン(MnO2、Mn23)系のスラリーを
用いることができる。アルミナ系のスラリーは、酸化力
のある薬剤を混入することにより用いることができる。
その他、中性スラリー等を用いることも可能である。な
お、ここでいう中性スラリーとは、シリカと水により形
成されるものも含めるものとする。また、必要に応じて
界面活性剤を加えることもできる。
During polishing, the slurry 1624 is supplied to the center of the rotary platen 1621 through the pipe 1623, and the slurry 1624 spreads over the entire surface of the polishing cloth 1622 on the rotary platen 1621 by the rotation and swing of the rotary platen 1621.
Slurry 1624 is a colloidal solution in which particles are mixed with liquids and chemicals. As the slurry 1624,
Silica-based slurry of pH 9 to 11 made of KOH,
pH = 3 to 4 of alumina (Al 2 O 3) based slurry or manganese oxide (MnO 2, Mn 2 O 3 ), based slurry can be used for. The alumina-based slurry can be used by mixing a chemical having an oxidizing power.
Besides, it is also possible to use a neutral slurry or the like. It should be noted that the neutral slurry referred to here includes a slurry formed of silica and water. Further, a surfactant can be added if necessary.

【0017】圧力を研磨ヘッド1626に印加して、被
研磨物1627を回転定盤1621上の研磨布1622
に押しつける。研磨ヘッド1626の圧力を変えると、
研磨される膜の研磨速度を調節することができる。
A pressure is applied to the polishing head 1626 to move an object to be polished 1627 to a polishing cloth 1622 on a rotating surface plate 1621.
Press on. When the pressure of the polishing head 1626 is changed,
The polishing rate of the film to be polished can be adjusted.

【0018】なお、ここで説明したCMP技術に用いる
スラリーや装置等に関しては好ましい一例にすぎず、そ
の他の公知のものを用いることができ、また処理条件等
の方法に関しても公知の方法を用いることができる。
It should be noted that the slurry, the apparatus, etc. used in the CMP technique described here are only preferable examples, and other known ones can be used, and also known methods can be used for the processing conditions and the like. You can

【0019】本発明は段差の原因となる下地パターンの
寸法、形状、密度等に依存して不均一となる絶縁膜の研
磨速度を均一にすることを目的として、研磨する絶縁膜
に開口部を形成することを特徴としている。そのため、
絶縁膜の研磨方法として記載したCMP技術以外に、機
械研磨、ELID等の手段を採用しても、本発明の適応
により均一な平坦性を有する絶縁膜を得ることができ
る。
According to the present invention, an opening is formed in an insulating film to be polished for the purpose of making the polishing rate of the insulating film, which becomes uneven depending on the size, shape, density, etc. of the underlying pattern which causes a step difference, uniform. It is characterized by forming. for that reason,
In addition to the CMP technique described as the method for polishing an insulating film, mechanical polishing, ELID, or other means may be employed to obtain an insulating film having uniform flatness by applying the present invention.

【0020】また、本明細書では多層配線構造を有する
半導体装置の層間絶縁膜で説明するが、このような層間
絶縁膜でなくとも下地段差の原因となるパターンの寸
法、配置の密度に影響されることなく均一に平坦化する
膜であれば、絶縁膜でなくとも本発明の効果を得ること
ができるのは言うまでもない。
Further, in the present specification, an interlayer insulating film of a semiconductor device having a multi-layer wiring structure will be described. However, even if such an interlayer insulating film is used, it is affected by the size of the pattern and the density of arrangement which cause a step difference in the underlying layer. Needless to say, the effect of the present invention can be obtained even if it is not an insulating film as long as it is a film that is uniformly flattened.

【0021】例えば導電膜、半導体膜、絶縁膜などから
なるパターン一層が、層間膜の段差の原因となる場合を
考えると、段差の原因となるパターンは、Siウェハー
上に形成するLSIに特有なものは、素子分離膜(LO
COS)、TFTパネルに特有なものは、下部遮光膜、
活性層、両者に共通なものとして、ゲイト配線、素子同
士を接続する配線、配線同士を接続する配線である。ま
た、複数の層で形成される素子などが層間膜の段差の原
因となる場合素子性能への影響を考えると、容量素子や
トランジスタは構造が完成するまで平坦化することがで
きず、これらの大きな段差の原因となる。このような下
地段差上の膜を平坦化するのに本発明は有効である。
Considering a case where one layer of a pattern made of a conductive film, a semiconductor film, an insulating film or the like causes a step in the interlayer film, the pattern causing the step is peculiar to an LSI formed on a Si wafer. The element isolation film (LO
COS), the ones peculiar to the TFT panel are the lower light-shielding film,
The active layer, which is common to both, is a gate wiring, a wiring for connecting elements, and a wiring for connecting wirings. Further, when an element formed of a plurality of layers causes a step in the interlayer film, considering the influence on the element performance, the capacitive element and the transistor cannot be flattened until the structure is completed. It causes a big step. The present invention is effective for flattening the film on the stepped underlayer.

【0022】本明細書でいう開口部は溝、凹部、穴、孔
を含み、その上面形状は図7に示すような線状、格子
状、円状の周期構造の他に、独立した凸部のみを残す様
なパターンが考えられる。開口部の寸法、配置、個数等
(例えば、線状開口部における開口部の幅、ピッチ等)
は、被研磨物の材料、研磨の目的、CMP装置の特性、
研磨条件等に応じ、適宜設定する。開口部の深さは、開
口部を設ける絶縁膜を貫通せず、段差の原因となる配線
に達しない深さが望ましいが、開口部を設ける絶縁膜を
貫通しても構わない。開口部を設ける絶縁膜を貫通する
深さに設定する場合は、段差の原因となる配線を研磨材
と反応しない材料で構成する、または開口部を設ける絶
縁膜との段差の原因となる配線の間に研磨剤と反応しな
い層間絶縁膜を形成しておけばよい。
The openings referred to in the present specification include grooves, recesses, holes, and holes, and the top surface of the openings has linear, lattice, or circular periodic structures as shown in FIG. A pattern that leaves only is conceivable. Size, arrangement, number of openings, etc. (eg width, pitch of openings in linear openings, etc.)
Is the material of the object to be polished, the purpose of polishing, the characteristics of the CMP apparatus,
It is appropriately set according to the polishing conditions and the like. The depth of the opening is preferably such that it does not penetrate the insulating film in which the opening is provided and does not reach the wiring that causes a step, but it may penetrate the insulating film in which the opening is provided. When setting the depth that penetrates the insulating film in which the opening is provided, the wiring that causes the step is made of a material that does not react with the polishing material, or the wiring that causes the step in the insulating film that provides the opening is formed. An interlayer insulating film that does not react with the polishing agent may be formed therebetween.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)本発明の一実施
形態について図1から図3を用いて説明する。本実施の
形態の特徴は、研磨の前処理として、下地段差を覆う層
間絶縁膜に開口部を形成することである。開口部は通常
用いられるパターニングとエッチングとで形成すること
ができる。また、その形状は特に限定されず、線状、格
子状、円状、矩形状その他の形状のいずれでも構わな
い。本実施の形態では線状の開口部を形成する。
(Embodiment 1) One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The feature of the present embodiment is that an opening is formed in the interlayer insulating film covering the underlying step as a pretreatment for polishing. The opening can be formed by the commonly used patterning and etching. The shape is not particularly limited, and may be linear, lattice-shaped, circular, rectangular, or any other shape. In this embodiment mode, a linear opening is formed.

【0024】図1は断面図を示す。図1において、10
1は絶縁表面を有する基板である。例えばガラス、石
英、ステンレス、金属、セラミックスまたはシリコンか
らなる基板表面に酸化シリコン膜を設けたものを用いる
ことができる。まず、基板101上に酸化シリコン膜1
02でなる下地膜を厚さ10〜200nmに形成する。
下地膜は窒化シリコン膜を積層しても良いし、窒化シリ
コン膜のみであっても良い。成膜方法はプラズマCVD
法、熱CVD法またはスパッタ法を用いれば良い。
FIG. 1 shows a sectional view. In FIG. 1, 10
Reference numeral 1 is a substrate having an insulating surface. For example, a substrate formed of glass, quartz, stainless steel, metal, ceramics, or silicon and provided with a silicon oxide film on the surface thereof can be used. First, the silicon oxide film 1 is formed on the substrate 101.
A base film of No. 02 is formed to a thickness of 10 to 200 nm.
The base film may be formed by stacking a silicon nitride film or may be only a silicon nitride film. The film formation method is plasma CVD
Method, thermal CVD method, or sputtering method may be used.

【0025】次に、下地膜102上に厚さ25〜80n
mの半導体膜をプラズマCVD法、熱CVD法またはス
パッタ法により形成する。その後、半導体膜をシリコン
の結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた結
晶化技術を用いて結晶質半導体膜を形成する。結晶質半
導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまた
はシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成す
ると良い。なお、ここではシリコンの結晶化を助長する
金属元素としてニッケルを用いた結晶化技術を用いた
が、他の公知の結晶化技術、例えば固相成長法やレーザ
ー結晶化法を用いてもよい。
Next, a thickness of 25 to 80 n is formed on the base film 102.
A semiconductor film of m is formed by a plasma CVD method, a thermal CVD method or a sputtering method. After that, a crystalline semiconductor film is formed using a crystallization technique using nickel as a metal element for promoting crystallization of silicon in the semiconductor film. Although the material of the crystalline semiconductor film is not limited, it is preferably formed of silicon, a silicon germanium (SiGe) alloy, or the like. Although a crystallization technique using nickel as a metal element that promotes crystallization of silicon is used here, other known crystallization techniques such as a solid phase growth method and a laser crystallization method may be used.

【0026】上記レーザー結晶化法の場合、レーザー
は、連続発振またはパルス発振の気体レーザーもしくは
固体レーザーを用いる。気体レーザーとして、エキシマ
レーザー、Arレーザー、Krレーザーなどがあり、固
体レーザーとして、YAGレーザー、YVO4レーザ
ー、YLFレーザー、YAlO3レーザー、ガラスレー
ザー、ルビーレーザー、アレキサンドライドレーザー、
Ti:サファイアレーザーなどが挙げられる。
In the case of the above laser crystallization method, a continuous wave or pulsed gas laser or solid laser is used as the laser. Gas lasers include excimer lasers, Ar lasers, Kr lasers, etc., and solid-state lasers include YAG lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, Alexandride lasers,
Ti: sapphire laser etc. are mentioned.

【0027】固体レーザーとしては、Cr、Nd、E
r、Ho、Ce、Co、Ti又はTmがドーピングされ
たYAG、YVO4、YLF、YAlO3などの結晶を使
ったレーザーが適用される。当該レーザーの基本波はド
ーピングする材料によって異なり、1μm前後の基本波
を有するレーザー光が得られる。基本波に対する高調波
は、非線形光学素子を用いることで得ることができる。
As the solid-state laser, Cr, Nd, E
A laser using crystals of YAG, YVO 4 , YLF, YAlO 3 or the like doped with r, Ho, Ce, Co, Ti or Tm is applied. The fundamental wave of the laser differs depending on the material to be doped, and laser light having a fundamental wave of about 1 μm can be obtained. The harmonic wave with respect to the fundamental wave can be obtained by using a non-linear optical element.

【0028】また、非晶質半導体膜の結晶化に際し、大
粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レー
ザーを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波を適用す
るのが好ましい。代表的には、Nd:YVO4レーザー
(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3
高調波(355nm)を適用する。
In order to obtain crystals with a large grain size when crystallizing the amorphous semiconductor film, a solid-state laser capable of continuous oscillation is used, and the second to fourth harmonics of the fundamental wave are applied. Preferably. Typically, the second harmonic (532 nm) of the Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) or the third harmonic
Apply harmonics (355 nm).

【0029】出力10Wの連続発振のYVO4レーザか
ら射出されたレーザー光を非線形光学素子により高調波
に変換する。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形
光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そし
て、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕
円形状のレーザー光に成形して、被処理体に照射する。
このときのエネルギー密度は0.01〜100MW/c
2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要
である。そして、10〜2000cm/s程度の速度で
レーザー光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射
すればよい。
Laser light emitted from a continuous oscillation YVO 4 laser having an output of 10 W is converted into a harmonic by a non-linear optical element. There is also a method in which a YVO 4 crystal and a non-linear optical element are put in a resonator to emit a higher harmonic wave. Then, it is preferably shaped into a rectangular or elliptical laser beam on the irradiation surface by an optical system, and the object to be processed is irradiated.
The energy density at this time is 0.01 to 100 MW / c
m 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2 ) is required. Then, the semiconductor film may be moved relative to the laser light at a speed of about 10 to 2000 cm / s for irradiation.

【0030】その後、結晶質半導体膜をパターニング
し、薄膜トランジスタの島状半導体層(薄膜トランジス
タの活性層ともいう)104、105を形成する。な
お、結晶質半導体膜を形成した後、RTAを行って結晶
性を高めても良い。また、島状半導体層104、105
を形成した後に行っても構わない。RTA工程は公知の
技術を用いれば良いので説明は省略する。
After that, the crystalline semiconductor film is patterned to form island-shaped semiconductor layers (also referred to as active layers of thin film transistors) 104 and 105 of the thin film transistor. Note that RTA may be performed after the formation of the crystalline semiconductor film to enhance crystallinity. In addition, the island-shaped semiconductor layers 104 and 105
It may be performed after the formation of. A publicly known technique may be used for the RTA process, and thus description thereof will be omitted.

【0031】次いで、島状半導体層104、105を覆
うゲイト絶縁膜106を形成する。ゲイト絶縁膜106
はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを4
0〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成す
る。勿論、ゲイト絶縁膜はこのような絶縁膜に限定され
るものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または
積層として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用
いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraeth
yl Orthosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、
基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MH
z)、電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成す
ることが出来る。このようにして作製される酸化シリコ
ン膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲ
イト絶縁膜として良好な特性を得ることが出来る。
Next, a gate insulating film 106 that covers the island-shaped semiconductor layers 104 and 105 is formed. Gate insulating film 106
Is a plasma CVD method or a sputtering method, and the thickness is 4
It is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 0 to 150 nm. Of course, the gate insulating film is not limited to such an insulating film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated layer. For example, when a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraeth
yl Orthosilicate) and O 2 are mixed, reaction pressure is 40 Pa,
Substrate temperature is 300-400 ℃, high frequency (13.56MH)
z), and can be formed by discharging at a power density of 0.5 to 0.8 W / cm 2 . The silicon oxide film produced in this way can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.

【0032】そして、ゲイト絶縁膜106上にゲイト電
極を形成するための導電膜を厚さ100〜400nmに
形成する。本実施の形態では、Taからなる導電膜をス
パッタ法で、TaのターゲットをArでスパッタするこ
とにより形成する。この場合、Arに適量のXeやKr
を加えると、Ta膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防
止することが出来る。また、α相のTa膜の抵抗率は2
0μΩcm程度でありゲイト電極に使用することが出来
るが、β相のTa膜の抵抗率は180μΩcm程度であ
りゲイト電極とするには不向きである。α相のTa膜を
形成するために、Taのα相に近い結晶構造をもつ窒化
タンタルを厚さ10〜50nm程度でTaの下地に形成し
ておくとα相のTa膜を容易に得ることが出来る。
Then, a conductive film for forming a gate electrode is formed on the gate insulating film 106 to have a thickness of 100 to 400 nm. In this embodiment mode, a conductive film of Ta is formed by a sputtering method and a target of Ta is formed by sputtering with Ar. In this case, appropriate amount of Xe or Kr for Ar
The addition of the element can alleviate the internal stress of the Ta film and prevent the film from peeling. The resistivity of the α-phase Ta film is 2
Although it is about 0 μΩcm and can be used as a gate electrode, the β-phase Ta film has a resistivity of about 180 μΩcm and is not suitable for a gate electrode. To form an α-phase Ta film, an α-phase Ta film can be easily obtained by forming tantalum nitride having a crystal structure similar to that of Ta to a thickness of 10 to 50 nm on a Ta underlayer. Can be done.

【0033】なお、本実施の形態では、導電膜をTaと
したが、特に限定されず、Ta、W、Ti、Mo、A
l、Cuなどから選ばれた元素、または前記元素を主成
分とする合金材料も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
シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。積層
構造の導電膜でもよく、下層の導電膜にテーパーを付け
でもよい。
Although the conductive film is made of Ta in the present embodiment, it is not particularly limited, and Ta, W, Ti, Mo and A are used.
It may be formed of an element selected from l, Cu, or the like, or an alloy material or a compound material containing the above element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. The conductive film may have a laminated structure, or the lower conductive film may be tapered.

【0034】次に、レジストによるマスクを形成し、ゲ
イト電極を形成するためのエッチング処理を行い、ゲイ
ト電極111、112を形成する。
Next, a mask made of resist is formed, and an etching process for forming the gate electrodes is performed to form the gate electrodes 111 and 112.

【0035】そして、島状半導体層に不純物領域を形成
する。図1(b)の107、108は、Nチャネル型T
FTのソース領域またはドレイン領域となり、N型を付
与する不純物が添加される。また、図1(b)の109
はPチャネル型TFTのソース領域またはドレイン領域
となり、P型を付与する不純物が添加される。
Then, an impurity region is formed in the island-shaped semiconductor layer. In FIG. 1B, 107 and 108 are N-channel type Ts.
It becomes a source region or a drain region of FT, and an impurity imparting N-type is added. In addition, 109 in FIG.
Becomes a source region or a drain region of a P-channel TFT, and an impurity imparting P-type is added.

【0036】不純物添加の方法は、イオンドープ法、イ
オン注入法などがあるが、本実施の形態ではイオンドー
プ法を用いる。N型を付与する不純物として15族に属
する元素、典型的には燐(P)、ヒ素(As)が用いら
れるが、本実施の形態ではPを1×1020〜1×1021
atoms/cm-3の濃度範囲で添加する。P型を付与
する不純物として、本実施の形態ではBを用い、2×1
20〜2×1021atoms/cm-3の濃度範囲で添加
する。
As a method of adding impurities, there are an ion doping method, an ion implantation method, and the like. In this embodiment, the ion doping method is used. As the impurity imparting N-type, an element belonging to Group 15 is used, typically phosphorus (P) or arsenic (As). In the present embodiment, P is 1 × 10 20 to 1 × 10 21.
Add in the concentration range of atoms / cm −3 . In this embodiment, B is used as an impurity imparting P-type conductivity, and 2 × 1
It is added in a concentration range of 0 20 to 2 × 10 21 atoms / cm -3 .

【0037】また、本実施の形態では、不純物添加の前
処理として、不純物を添加する領域のみに開口部を設け
たレジストパターンを形成し、指定外の領域に不純物が
添加されることを防ぐマスクとする。不純物添加の際、
レジストマスクに加えてゲイト電極111、112をマ
スクとして用い、自己整合的にソース領域又はドレイン
領域を形成することもできる。マスクとして使用するレ
ジストパターンは不純物添加後に剥離する。必要に応じ
て、チャネル形成領域とソース領域又はドレイン領域と
の間にLDD(Lightly Doped Drain)領域を設けるこ
ともできるが、本実施の形態ではLDD領域を設けてい
ない。
Further, in this embodiment, as a pretreatment for adding an impurity, a mask is formed which forms a resist pattern having an opening only in the region to which the impurity is added and prevents the impurity from being added to a region other than the designated region. And When adding impurities,
In addition to the resist mask, the gate electrodes 111 and 112 can be used as a mask to form the source region or the drain region in a self-aligned manner. The resist pattern used as a mask is peeled off after adding impurities. An LDD (Lightly Doped Drain) region can be provided between the channel formation region and the source region or the drain region as needed, but the LDD region is not provided in this embodiment.

【0038】不純物添加後、それぞれの島状半導体層に
添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工
程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行
う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサ
ーマルアニール法(RTA法)を適用することが出来
る。ただし、導電層に用いた配線材料が熱に弱い場合に
は、配線等を保護するため層間絶縁膜(シリコンを主成
分とする)を形成した後で活性化を行うことが好まし
い。
After the impurities are added, a step of activating the impurity elements added to the respective island-shaped semiconductor layers is performed. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. Besides, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. However, when the wiring material used for the conductive layer is weak to heat, it is preferable to perform activation after forming an interlayer insulating film (having silicon as a main component) in order to protect the wiring and the like.

【0039】さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行
い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は
熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボ
ンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、
プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用い
る)を行っても良い。
Further, a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer is performed by performing heat treatment at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen. This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer by thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation,
Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.

【0040】次いで、図1(c)に示すように、酸化窒
化シリコン膜からなる第1の層間絶縁膜125をプラズ
マCVD法により200〜500nmの厚さで形成する。
原料ガスとしてSiH4、N2O、NH3及びH2を用い、
基板側(試料ステージ)にも100WのRF(13.5
6MHz)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。成膜方法は、減圧CVD法、熱CVD法ま
たはスパッタ法を用いても良い。
Next, as shown in FIG. 1C, a first interlayer insulating film 125 made of a silicon oxynitride film is formed by plasma CVD to a thickness of 200 to 500 nm.
SiH 4 , N 2 O, NH 3 and H 2 are used as source gases,
The substrate side (sample stage) also has 100 W RF (13.5
Power (6 MHz) and apply a substantially negative self-bias voltage. As a film forming method, a low pressure CVD method, a thermal CVD method or a sputtering method may be used.

【0041】その後、配線と活性層との導通をとるコン
タクトホールを形成するためのマスクを第1の層間絶縁
膜上に形成し、第1の層間絶縁膜をエッチングする。そ
して、配線を形成するための導電膜を形成する。このと
きの導電膜は、スパッタ法で連続して形成したTi膜、
TiN膜、Al膜及びW膜との積層構造とした。
After that, a mask for forming a contact hole for establishing electrical connection between the wiring and the active layer is formed on the first interlayer insulating film, and the first interlayer insulating film is etched. Then, a conductive film for forming wiring is formed. The conductive film at this time is a Ti film continuously formed by a sputtering method,
It has a laminated structure of a TiN film, an Al film and a W film.

【0042】導電膜をTi膜、TiN膜、Al膜及びW
膜との積層構造としたが、特に限定されず、Ta、W、
Ti、Al、Mo、Cr、Cuなどから選ばれた元素、
または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物
材料で形成してもよいし、単層構造でも構わない。
The conductive film is a Ti film, a TiN film, an Al film and W.
Although it has a laminated structure with a film, it is not particularly limited, and Ta, W,
An element selected from Ti, Al, Mo, Cr, Cu, etc.,
Alternatively, an alloy material or a compound material containing the above element as a main component may be used, or a single layer structure may be used.

【0043】次に、レジストによるマスクを形成し、配
線を形成するためのエッチング処理を行う。エッチング
処理によりTi膜、TiN膜、Al膜及びW膜から成る
配線119を形成する。
Next, a mask made of resist is formed and an etching process for forming wiring is performed. A wiring 119 made of a Ti film, a TiN film, an Al film and a W film is formed by etching.

【0044】そして、酸化窒化シリコン膜からなる第2
の層間絶縁膜をプラズマCVD法により400〜100
0nmの厚さで形成する。成膜方法は、減圧CVD法、
熱CVD法またはスパッタ法を用いても良い。原料ガス
としてSiH4、N2O、NH3及びH2を用い、基板側
(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MH
z)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。層間絶縁膜は、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化
珪素などの珪素を含む絶縁材料を用いることもできる。
CVD法で形成された層間絶縁膜は、配線の形状に沿う
ように成膜されるため、図2(a)に示す第2の層間絶
縁膜表面のように凹部120と凸部122ができ(以
下、凹凸形状という)、段差が生じる。
Then, a second layer formed of a silicon oxynitride film
The interlayer insulating film of 400 to 100 by plasma CVD method.
It is formed with a thickness of 0 nm. The film forming method is a low pressure CVD method,
A thermal CVD method or a sputtering method may be used. SiH 4 , N 2 O, NH 3 and H 2 were used as source gases, and 100 W RF (13.56 MH) was applied to the substrate side (sample stage).
z) Apply power and apply a substantially negative self-bias voltage. An insulating material containing silicon such as silicon oxide, silicon oxynitride, or silicon nitride can be used for the interlayer insulating film.
Since the interlayer insulating film formed by the CVD method is formed along the shape of the wiring, the concave portion 120 and the convex portion 122 are formed like the surface of the second interlayer insulating film shown in FIG. Hereinafter, referred to as a concavo-convex shape), a step is generated.

【0045】この段差を平坦化するため、CMP装置に
よる研磨を行う。そして、均一にCMP研磨を行うた
め、図2(b)にあるように第2の層間絶縁膜に線状の
開口部121を形成する。
In order to flatten this step, polishing is performed by a CMP apparatus. Then, in order to uniformly perform CMP polishing, a linear opening 121 is formed in the second interlayer insulating film as shown in FIG. 2B.

【0046】開口部はレジストによるマスクを用いて形
成する。開口部の幅及び配置は、開口部が形成された後
の層間絶縁膜の駆動回路部と画素部の凸部130、13
1がほぼ等しい寸法、形状及び密度で散在するように設
計する。但しパターン密度の差が極端な場合は、被研磨
物の材料や目的、CMP装置条件に応じて適宜修正を加
えて設定すればよい。例えば、配線密度が高い駆動回路
部には配線密度が低い画素部より多く開口部を形成す
る。このように研磨速度の遅い部分に開口部を設けるこ
とにより、研磨速度を速め研磨速度の面内均一性を向上
させる。
The opening is formed using a mask made of resist. The width and arrangement of the openings are such that the drive circuit section of the interlayer insulating film and the convex sections 130 and 13 of the pixel section after the openings are formed.
Design the 1s to be interspersed with approximately equal size, shape and density. However, when the difference in pattern density is extreme, it may be set by appropriately modifying it according to the material and purpose of the object to be polished and the conditions of the CMP apparatus. For example, a driver circuit portion having a high wiring density is formed with more openings than a pixel portion having a low wiring density. By providing the opening at the portion where the polishing rate is low, the polishing rate is increased and the in-plane uniformity of the polishing rate is improved.

【0047】その後、エッチング処理を行い開口部12
1が形成される。この開口部の深さは、下地段差により
第2の層間絶縁膜に生じた凹凸形状の凹部120の深さ
と同程度とする。エッチングは必要に応じて、異方性エ
ッチング、等方性エッチングを選択すればよい。更に、
第2の層間絶縁膜を積層構造として、下層の絶縁膜をエ
ッチングストップ膜としてもよいが、本発明はエッチン
グストップ膜がなくてもよい。
After that, an etching process is performed to form the opening 12
1 is formed. The depth of this opening is approximately the same as the depth of the concave-convex recess 120 formed in the second interlayer insulating film due to the underlying step. As the etching, anisotropic etching or isotropic etching may be selected as necessary. Furthermore,
The second interlayer insulating film may have a laminated structure and the lower insulating film may serve as an etching stop film, but the present invention does not need the etching stop film.

【0048】レジストによるマスクを除去し、CMP技
術を利用して第2の層間絶縁膜を研磨する。代表的な研
磨プロセスは、まず、研磨する面を下にして、被研磨物
を回転する研磨ヘッドに吸着する。この被研磨物を回転
する回転定盤(プラテンともいう)に押しつけることに
より研磨を行う。回転定盤の基板に接する面には、研磨
布(パッド)が貼りつけられており、このパッドに付着
させた研磨液(スラリー)によって研磨する。
The resist mask is removed, and the second interlayer insulating film is polished using the CMP technique. In a typical polishing process, first, an object to be polished is attracted to a rotating polishing head with the surface to be polished facing down. Polishing is performed by pressing the object to be polished against a rotating rotary platen (also referred to as a platen). A polishing cloth (pad) is attached to the surface of the rotary platen that contacts the substrate, and the polishing liquid (slurry) attached to the pad is used for polishing.

【0049】また、CMP処理の研磨条件である、研磨
加圧、研磨時間、Tb/Sp(回転定盤の回転数と研磨ヘッ
ドの回転数の比)、研磨液等は、装置や被研磨物の材
料、大きさ、パッドの材料や目の粗さにより異なるた
め、被研磨物の材料や研磨量によって、基板回転数、研
磨布回転数および時間は適宜設定すればよい。
Further, the polishing conditions for the CMP process, such as polishing pressure, polishing time, Tb / Sp (ratio of rotation speed of rotary platen and rotation speed of polishing head), polishing liquid, etc. The number of rotations of the substrate, the number of rotations of the polishing pad, and the time may be appropriately set depending on the material of the object to be polished and the amount of polishing, since they differ depending on the material and size, the material of the pad and the roughness of the mesh.

【0050】本実施の形態では、CMP装置において基
板と研磨布とを回転させ、研磨の際の圧力は50g/c
2〜500g/cm2程度の圧力を加え研磨を行い、凹
部の面(段差の下面)まで研磨を行った。この時の研磨
は段差の凹部の面(段差の下面)で終了させると最も効
率よく短時間で研磨できるが、それ以上研磨して平坦化
しても構わない。層間絶縁膜に対するCMPの研磨剤
(スラリー)には、例えば、塩化シリコンガスを熱分解
して得られるフュームドシリカ粒子をKOH添加水溶液
に分散したものなどがある。このようにCMP技術を利
用して、第2の層間絶縁膜を均一に平坦化する。(図2
(c))その後、フッ酸をもちいて不要な研磨剤を取り
除く。
In the present embodiment, the substrate and the polishing cloth are rotated in the CMP apparatus, and the polishing pressure is 50 g / c.
Polishing was performed by applying a pressure of about m 2 to 500 g / cm 2 , and the recessed surface (lower surface of the step) was also polished. The polishing at this time can be most efficiently performed in a short time if the polishing is completed on the surface of the recessed portion of the step (the lower surface of the step), but polishing may be further performed to flatten the surface. Examples of CMP abrasives (slurry) for the interlayer insulating film include those in which fumed silica particles obtained by thermally decomposing silicon chloride gas are dispersed in a KOH-added aqueous solution. In this way, the second interlayer insulating film is uniformly planarized by using the CMP technique. (Fig. 2
(C) After that, unnecessary abrasives are removed by using hydrofluoric acid.

【0051】次に、図3(a)にあるように、画素部の
均一に平坦化された層間絶縁膜上に金属膜からなる遮光
膜122を設けてもよい。ここでは、Al膜を形成し
た。遮光膜はTFTに光が入り込まないように設けるた
め、光を透過しない材料であればAl以外の材料でも構
わない。また、駆動回路部の層間絶縁膜上に設けても構
わない。
Next, as shown in FIG. 3A, a light-shielding film 122 made of a metal film may be provided on the uniformly flattened interlayer insulating film of the pixel portion. Here, an Al film is formed. Since the light-shielding film is provided so that light does not enter the TFT, any material other than Al may be used as long as it does not transmit light. Further, it may be provided on the interlayer insulating film of the driving circuit portion.

【0052】なお、配線と遮光膜との間の寄生容量が問
題となる場合は、均一に平坦化された第2の層間絶縁膜
上に、更に第3の層間絶縁膜を設けてもよい。更に、平
坦化を求めるなら、遮光膜上の第3の層間絶縁膜に対し
ても、上記と同様の平坦化を行えばよい。
When the parasitic capacitance between the wiring and the light shielding film poses a problem, a third interlayer insulating film may be further provided on the uniformly planarized second interlayer insulating film. Further, if flattening is required, the same flattening as described above may be performed on the third interlayer insulating film on the light shielding film.

【0053】遮光膜を形成したのち、保護膜として50
nmの酸化窒化シリコン膜123を形成する。その後、画
素電極124と接続配線119との導通をとるコンタク
トを開口し画素電極124を形成する。本実施の形態で
は、画素電極としてITO膜を使用する。また、画素電
極として、酸化インジウムや酸化インジウムに2〜20
%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明導電膜を用いて
も良い。
After forming the light-shielding film, it is used as a protective film.
A silicon oxynitride film 123 having a thickness of nm is formed. After that, a contact for establishing electrical continuity between the pixel electrode 124 and the connection wiring 119 is opened to form the pixel electrode 124. In this embodiment, an ITO film is used as the pixel electrode. In addition, as a pixel electrode, indium oxide or indium oxide 2 to 20
%, A transparent conductive film in which zinc oxide (ZnO) is mixed may be used.

【0054】なお、第1及び第2の絶縁膜としては、酸
化シリコン膜や窒化シリコン膜や有機樹脂材料(ポリイ
ミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、BC
B(ベンゾシクロブテン)等)膜を用いることができ
る。
As the first and second insulating films, a silicon oxide film, a silicon nitride film, an organic resin material (polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, BC) is used.
A B (benzocyclobutene) film can be used.

【0055】本実施の形態では、第2の層間絶縁膜を均
一に研磨するために本発明を用いたが、第1の層間絶縁
膜を均一に平坦化するために本発明を用いてもよいこと
は言うまでもない。また、液晶表示装置を想定して説明
したが、本発明の適応範囲はこれに限定されず、例えば
LSIのように三層以上の多層配線を形成する場合、各
配線層が原因となる段差を覆う膜を平坦化する場合にも
本発明を用いることはできる。
In the present embodiment, the present invention is used to uniformly polish the second interlayer insulating film, but the present invention may be used to evenly planarize the first interlayer insulating film. Needless to say. Further, although the liquid crystal display device is assumed and described, the applicable range of the present invention is not limited to this. For example, when a multilayer wiring of three layers or more such as an LSI is formed, a step caused by each wiring layer is not formed. The present invention can also be used for planarizing a covering film.

【0056】第1及び第2の層間絶縁膜の材料として比
誘電率が2.5〜3.0と小さい材料(以下、low−
k材料という)からなる絶縁膜を用いてもよい。層間絶
縁膜の誘電率を低くすることで、寄生容量の低減を図
り、信号の遅延を防止することができるからである。l
ow−k材料からなる絶縁膜は無機系、有機系がある。
無機系の材料としてはSiO2膜にC、Hを添加して誘
電率を下げた材料を用いることができる。有機系の材料
としては微細な空孔を内部に有するポリアリールエーテ
ル、フッ化ポリイミド等を用いることができ、特にフッ
素系の樹脂膜は低誘電率を実現する材料として期待され
ている。
As a material for the first and second interlayer insulating films, a material having a small relative dielectric constant of 2.5 to 3.0 (hereinafter referred to as low-
An insulating film made of a k material) may be used. This is because by lowering the dielectric constant of the interlayer insulating film, it is possible to reduce the parasitic capacitance and prevent signal delay. l
The insulating film made of the ow-k material includes an inorganic type and an organic type.
As the inorganic material, a material in which C and H are added to the SiO 2 film to reduce the dielectric constant can be used. As the organic material, polyaryl ether having fine pores inside, fluorinated polyimide, or the like can be used, and in particular, a fluorine resin film is expected as a material that realizes a low dielectric constant.

【0057】本発明の半導体装置の作製方法を用いるこ
とにより、ダミー配線を設けることなく、均一な平坦化
した層間絶縁膜を得ることができるため、高い開口率を
保持しつつ、均一で平坦な層間絶縁膜を実現することが
できる。
By using the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a uniform planarized interlayer insulating film can be obtained without providing dummy wirings, so that a uniform flat surface can be obtained while maintaining a high aperture ratio. An interlayer insulating film can be realized.

【0058】また、本発明はSOG(Spin On Glass:
塗布シリコン酸化膜)やBCB(ベンゾシクロブテン)等
の材料を凹部に形成し、エッチバックを行って平坦化膜
を形成する方法と比べても、優れた効果を奏している。
それは、積層構造をより薄く形成でき、更に層間絶縁膜
とSOG、BCB等との異種材料による屈折率や誘電率
の問題がなく、SOG、BCB等を加熱して固める工程
が不要であり、SOG、BCB等が吸着した水分等によ
る配線の腐蝕等の問題を考える必要がないためである。
Further, the present invention is based on SOG (Spin On Glass:
Even when compared with the method of forming a flattening film by forming a material such as a coated silicon oxide film) or BCB (benzocyclobutene) in the recesses and performing etching back, the excellent effect is achieved.
It is possible to form a laminated structure thinner, and there is no problem of refractive index and dielectric constant due to different materials of the interlayer insulating film and SOG, BCB, etc., and the step of heating and hardening SOG, BCB, etc. is not necessary. This is because it is not necessary to consider a problem such as corrosion of the wiring due to moisture adsorbed by BCB or the like.

【0059】更に、本発明はマスクを用いて絶縁膜をエ
ッチングすることで、面内均一性を有する絶縁膜を得る
ことができ、SOG等を使用する場合のように新たな設
備投資や新たな材料購入は不要であり、従来の装置を使
えるメリットがある。
Further, according to the present invention, an insulating film having in-plane uniformity can be obtained by etching the insulating film using a mask, and new capital investment and new investment as in the case of using SOG or the like. There is no need to purchase materials, and the advantage is that you can use conventional equipment.

【0060】(実施の形態2)配線上に形成される層間
絶縁膜にはこの配線の大きさに応じた段差が生じてしま
う。層間絶縁膜の研磨速度は、段差の原因となる配線密
度の疎密に影響を受けるが、更に配線の大きさに影響を
受け、配線が大面積パターンであると層間絶縁膜の研磨
速度が遅く、小面積パターンであると研磨速度は速くな
る。
(Embodiment 2) A step corresponding to the size of the wiring is formed in the interlayer insulating film formed on the wiring. The polishing rate of the interlayer insulating film is affected by the density of the wiring density, which causes steps, but is further affected by the size of the wiring, and if the wiring has a large area pattern, the polishing rate of the interlayer insulating film is low, The polishing rate increases with a small area pattern.

【0061】まず図8のグラフに、段差の原因となる凸
型パターンが(a)500μm×1100μm、(b)
7.5μm×12μm、(c)300μm×650μ
m、(d)62μm×125μm、(e)100μm幅
の2本線(間隔100μm)、(f)200μm×50
0μm、(g)パターンなし、としてパターン上の層間
絶縁膜を研磨した結果を示す。
First, in the graph of FIG. 8, the convex pattern causing the step is (a) 500 μm × 1100 μm, (b)
7.5 μm × 12 μm, (c) 300 μm × 650 μ
m, (d) 62 μm × 125 μm, (e) two 100 μm wide lines (spacing 100 μm), (f) 200 μm × 50
The result of polishing the interlayer insulating film on the pattern is shown as 0 μm, (g) without pattern.

【0062】グラフから、段差の原因となるパターン
(段差パターンともいう)の大きさにより研磨速度が異
なり、段差パターンの形状(上面から見た面積)が最も
小さい(b)が最も研磨速度が速く、以下(d)、ほぼ
同じ研磨速度である(c)、(e)及び(f)、次に
(a)、段差パターンのない(g)が最も研磨速度が遅
いことがわかる。
From the graph, the polishing rate varies depending on the size of the pattern causing the step (also referred to as the step pattern), and the step pattern has the smallest shape (the area viewed from the upper surface) (b) has the highest polishing rate. In the following (d), the polishing rates are almost the same (c), (e) and (f), then (a), and the stepless pattern (g) has the lowest polishing rate.

【0063】このことから、研磨速度は段差の原因とな
る下地配線パターンのサイズに依存し、下地パターンの
形状が大きくなるほど研磨速度が低下することがわか
る。これは、下地パターンによる層間絶縁膜の凸部の周
辺部(凸部の縁)は上面と周囲とから研磨されるのに対
し、凸部の中央部は上面のみから研磨されることによ
る。従って、凸部の面積に対して周辺部の占める割合が
大きいので小さな独立パターンの研磨速度は速くなる。
つまり、図8の結果のみから判断すると(b)程度の小
さな凸部が存在する場合の研磨速度が最も速くなる。
From this, it is understood that the polishing rate depends on the size of the underlying wiring pattern that causes a step, and the polishing rate decreases as the shape of the underlying pattern increases. This is because the peripheral portion (edge of the convex portion) of the convex portion of the interlayer insulating film by the underlying pattern is polished from the upper surface and the periphery, whereas the central portion of the convex portion is polished from only the upper surface. Therefore, since the peripheral portion occupies a large proportion of the area of the convex portion, the polishing rate of the small independent pattern is increased.
That is, judging only from the result of FIG. 8, the polishing speed becomes the highest when there is a small convex portion as in (b).

【0064】この凸状の段差パターンの原因とは、配線
そのものであって、回路設計の自由度を優先する限りパ
ターンの大小、疎密が生じるのは避け得ない。これに伴
って生じるCMP研磨速度の不均一を補正するために、
本実施の形態では層間絶縁膜のうち研磨速度を速めたい
部分に、上記(b)のような凸部が均一に存在するよう
に開口部を形成する。一方、研磨速度を遅くしたい部分
は、開口部の数を減らす、または開口部を設けないよう
にすればよい。
The cause of this convex step pattern is the wiring itself, and it is unavoidable that the size and density of the pattern occur as long as the degree of freedom in circuit design is prioritized. In order to correct the non-uniformity of the CMP polishing rate caused by this,
In this embodiment, an opening is formed in a portion of the interlayer insulating film where the polishing rate is desired to be increased so that the convex portions as in (b) above are uniformly present. On the other hand, in the portion where the polishing rate is desired to be slowed, the number of openings may be reduced or no openings may be provided.

【0065】駆動回路部には多数配線が存在し、配線抵
抗低減のため太い配線が多用されるので、大きな下地段
差が密集する。この結果、層間絶縁膜の研磨速度は画素
部に比べ駆動回路部で低くなる。図6に示されるような
層間絶縁膜の膜厚不均一を回避するため、本実施の形態
では図4に示すように層間絶縁膜上の開口部の寸法や配
置を、駆動回路部と画素部とで異ならせる。
Since a large number of wirings are present in the drive circuit section and thick wirings are frequently used to reduce wiring resistance, large ground step differences are concentrated. As a result, the polishing rate of the interlayer insulating film is lower in the drive circuit section than in the pixel section. In order to avoid the uneven thickness of the interlayer insulating film as shown in FIG. 6, in the present embodiment, as shown in FIG. And different.

【0066】図4に示すように、実施の形態1と同様に
酸化窒化シリコン膜からなる第2の層間絶縁膜を300
〜1000nmの厚さで形成する。その後、層間絶縁膜に
線状の開口部143を形成するためのレジストマスクを
形成する。本実施の形態では、駆動回路部の凸部の面積
と画素部の凸部の面積とが等しくなるように、駆動回路
部の層間絶縁膜に形成するの開口部の幅を画素部の層間
絶縁膜に形成する開口部の幅よりも大きくする。このよ
うな構成により、駆動回路部と画素部とにおいて研磨速
度を一定とすることができ、層間絶縁膜を均一に研磨す
ることができる。
As shown in FIG. 4, the second interlayer insulating film made of a silicon oxynitride film is formed in the same manner as in the first embodiment.
It is formed to a thickness of 1000 nm. After that, a resist mask for forming the linear opening 143 is formed in the interlayer insulating film. In this embodiment mode, the width of the opening formed in the interlayer insulating film of the driver circuit portion is set so that the area of the protrusion portion of the driver circuit portion is equal to the area of the protrusion portion of the pixel portion. The width is larger than the width of the opening formed in the film. With such a configuration, the polishing rate can be constant in the drive circuit section and the pixel section, and the interlayer insulating film can be uniformly polished.

【0067】一般的には開口部の形状が大きい方がエッ
チングガス、溶液との反応面積が大きいため、反応が速
く、深くエッチングすることができる。そのため、開口
部の幅を変えることで、エッチング速度を変え同一時間
にエッチングされる深さを変えることができる。このこ
とは、特にドライエッチングに顕著である。
Generally, the larger the shape of the opening, the larger the reaction area with the etching gas and the solution, so that the reaction is faster and deeper etching is possible. Therefore, by changing the width of the opening, the etching rate can be changed to change the depth of etching in the same time. This is particularly remarkable in dry etching.

【0068】その後、CMP装置を用いて層間絶縁膜を
研磨する。このとき、開口部の形成により、層間絶縁膜
の研磨速度は向上し、向上の程度は駆動回路部で大き
く、画素部で小さいので面内で均一化し、層間絶縁膜を
均一に平坦化することができる。開口部の形状や開口部
の深さを変えることで、仕上がりの膜厚を一定にするこ
とができる。
After that, the interlayer insulating film is polished by using a CMP apparatus. At this time, by forming the opening, the polishing rate of the interlayer insulating film is improved, and the degree of improvement is large in the driving circuit part and small in the pixel part, so that it is uniform in the plane and the interlayer insulating film is flattened uniformly. You can By changing the shape of the opening and the depth of the opening, the finished film thickness can be made constant.

【0069】その後、実施の形態1と同様にして表示装
置用TFTパネルを作製する。なお、本実施の形態1、
2で説明した構造はあくまで一実施例であり、図1から
図4に示した構造に限定される必要はない。
After that, a TFT panel for a display device is manufactured in the same manner as in the first embodiment. In addition, in the first embodiment,
The structure described in 2 is merely an example, and is not limited to the structure shown in FIGS. 1 to 4.

【0070】層間絶縁膜に円状又は矩形状の開口部を形
成する場合、開口部の寸法を駆動回路部では画素部の層
間絶縁膜に形成する開口部よりも小さくしてもよいし、
ドット状の凸部を残すように開口部を形成する場合、駆
動回路部の層間絶縁膜に形成するドット状の凸部の数を
画素部の層間絶縁膜に形成するのドット状の凸部の数よ
り多くするなど、開口部の形状は適宜設定すればよい。
本発明で重要な点は層間絶縁膜に開口部を形成すること
で研磨速度を制御し、均一な平坦面を得ることであり、
その点さえ違えなければ本発明の効果を得ることができ
る。
When a circular or rectangular opening is formed in the interlayer insulating film, the size of the opening may be smaller than the opening formed in the interlayer insulating film of the pixel portion in the driving circuit portion,
When forming an opening so as to leave a dot-shaped convex portion, the number of dot-shaped convex portions formed in the interlayer insulating film of the driving circuit portion is equal to the number of dot-shaped convex portions formed in the pixel portion interlayer insulating film. The shape of the opening may be appropriately set, for example, more than the number.
The important point in the present invention is to control the polishing rate by forming an opening in the interlayer insulating film to obtain a uniform flat surface,
The effect of the present invention can be obtained if there is no difference in that respect.

【0071】本実施の形態のように、駆動回路部と画素
部において、層間絶縁膜の開口部の形状をかえることに
より、更に均一に平坦化した層間絶縁膜を得ることがで
きる。
As in the present embodiment, by changing the shape of the opening of the interlayer insulating film in the driving circuit portion and the pixel portion, a more evenly planarized interlayer insulating film can be obtained.

【実施例】〔実施例1〕本発明を用いて作製されるトッ
プゲイト型TFTを図9に示す。
EXAMPLE 1 FIG. 9 shows a top gate type TFT manufactured by using the present invention.

【0072】まず、基板900上に下地絶縁膜901を
形成し、結晶構造を有する第1の半導体膜を得た後、所
望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体
層902〜906を形成する。
First, a base insulating film 901 is formed over a substrate 900, a first semiconductor film having a crystal structure is obtained, and then the semiconductor layers 902 to 906 separated into islands by etching into a desired shape. To form.

【0073】基板900としては、ガラス基板(#17
37)を用い、下地絶縁膜901としては、プラズマC
VD法で成膜温度400℃、原料ガスSiH4、NH3
2 Oから作製される酸化窒化シリコン膜901a(組
成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17
%)を50nm(好ましくは10〜200nm)形成する。
次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を
希フッ酸(1/100希釈)で除去する。次いでプラズ
マCVD法で成膜温度400℃、原料ガスSiH4、N2
Oから作製される酸化窒化シリコン膜901b(組成比
Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を1
00nm(好ましくは50〜200nm)の厚さに積層形
成し、さらに大気解放せずにプラズマCVD法で成膜温
度300℃、成膜ガスSiH4で非晶質珪素膜(アモル
ファスシリコン膜、非晶質シリコン膜ともいう)を54
nmの厚さ(好ましくは25〜80nm)で形成する。
As the substrate 900, a glass substrate (# 17
37) and plasma C is used as the base insulating film 901.
Film formation temperature of 400 ° C. by VD method, source gas SiHFour, NH3,
N2 Silicon oxynitride film 901a made of O (pair
Composition ratio Si = 32%, O = 27%, N = 24%, H = 17
%) Is formed to 50 nm (preferably 10 to 200 nm).
Next, after cleaning the surface with ozone water, remove the oxide film on the surface.
Remove with dilute hydrofluoric acid (1/100 dilution). Then Plas
Film formation temperature of 400 ° C. by the CVD method, source gas SiHFour, N2
Silicon oxynitride film 901b (composition ratio)
Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%) 1
Stacked to a thickness of 00 nm (preferably 50 to 200 nm)
And the film-forming temperature by plasma CVD without exposing to the atmosphere.
300 ° C, film forming gas SiHFourAmorphous silicon film (amorphous)
54).
It is formed with a thickness of nm (preferably 25 to 80 nm).

【0074】本実施例では下地膜901を2層構造とし
て示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層さ
せた構造として形成しても良い。また、プラズマCVD
装置は、枚葉式の装置でもよいし、バッチ式の装置でも
よい。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地
絶縁膜と半導体膜とを連続成膜してもよい。
Although the base film 901 has a two-layer structure in this embodiment, it may have a single-layer structure of the insulating film or a structure in which two or more layers are laminated. Also, plasma CVD
The device may be a single-wafer type device or a batch type device. Alternatively, the base insulating film and the semiconductor film may be successively formed in the same film formation chamber without exposure to the air.

【0075】次いで、非晶質珪素膜の表面を洗浄した
後、オゾン水で表面に約2nmの極薄い酸化膜を形成す
る。次いで、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)のドーピングを行う。
ここでは、ジボラン(B26)を質量分離しないでプラ
ズマ励起したイオンドープ法を用い、ドーピング条件を
加速電圧15kV、ジボランを水素で1%に希釈したガ
ス流量30sccm、ドーズ量2×1012/cm2で非
晶質珪素膜にボロンを添加した。
Next, after cleaning the surface of the amorphous silicon film, an extremely thin oxide film of about 2 nm is formed on the surface with ozone water. Next, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) is doped to control the threshold value of the TFT.
Here, an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) is plasma-excited without mass separation is used, the doping conditions are an acceleration voltage of 15 kV, a gas flow rate of 30 sccm of diborane diluted to 1% with hydrogen, and a dose amount of 2 × 10 12. Boron was added to the amorphous silicon film at a rate of / cm 2 .

【0076】次いで、重量換算で10ppmのニッケル
を含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布する。な
お、非晶質珪素膜はニッケル含有溶液をはじいてしまう
ため、UV照射、熱酸化、過酸化水素水、オゾン水処置
により、非晶質珪素膜を酸化して、薄い酸化膜(酸化珪
素膜)を形成し、塗れ性を改善するとよい。塗布に代え
てスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用
いてもよい。ここでは、全面に塗布する例を示したが、
マスクを形成して選択的にニッケル含有層を形成しても
よい。
Then, a nickel acetate salt solution containing 10 ppm by weight of nickel is applied by a spinner. Since the amorphous silicon film repels the nickel-containing solution, the amorphous silicon film is oxidized by UV irradiation, thermal oxidation, hydrogen peroxide solution, or ozone water treatment to form a thin oxide film (silicon oxide film). ) To improve the wettability. Instead of coating, a method of spattering nickel element over the entire surface by a sputtering method may be used. Here, an example of applying it on the entire surface is shown, but
A mask may be formed to selectively form the nickel-containing layer.

【0077】次いで、非晶質珪素膜を結晶化させて結晶
性珪素膜(ポリシリコン膜、結晶性シリコン膜ともい
う)とするため、エネルギーを与える。このエネルギー
は、電気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。
電気炉の熱処理で行う場合は、500℃〜650℃で4
〜24時間処理を行えばよい。ここでは脱水素化のため
の熱処理(500℃、1時間)の後、結晶化のための熱
処理(550℃、4時間)を行って結晶性珪素膜を得
る。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶化を
行ったが、短時間での結晶化が可能なランプアニール装
置で結晶化を行ってもよい。なお、ここではシリコンの
結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた結晶
化技術を用いたが、他の公知の結晶化技術、例えば固相
成長法や上述したレーザー結晶化法を用いてもよい。
Next, energy is applied to crystallize the amorphous silicon film into a crystalline silicon film (also referred to as a polysilicon film or a crystalline silicon film). For this energy, heat treatment of an electric furnace or irradiation of strong light may be used.
When it is performed by heat treatment in an electric furnace, it is 4 at 500 ° C to 650 ° C.
The treatment may be performed for up to 24 hours. Here, after heat treatment for dehydrogenation (500 ° C., 1 hour), heat treatment for crystallization (550 ° C., 4 hours) is performed to obtain a crystalline silicon film. Although crystallization is performed here by heat treatment using a furnace, crystallization may be performed by a lamp annealing apparatus that can perform crystallization in a short time. Although the crystallization technique using nickel as a metal element that promotes crystallization of silicon is used here, other known crystallization techniques such as the solid phase growth method and the laser crystallization method described above may also be used. Good.

【0078】次いで、結晶性珪素膜表面の酸化膜を希フ
ッ酸等で除去した後、更に結晶化率を高め、結晶粒内に
残される欠陥を補修するためのレーザー光(XeCl:
波長308nm)の照射を大気中、または酸素雰囲気中
で行う。レーザー光には波長400nm以下のエキシマレ
ーザー光や、YVO4レーザーの第2高調波、第3高調
波を用いる。いずれにしても、繰り返し周波数10〜1
000Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザ
ー光を光学系にて100〜500mJ/cm2に集光し、
90〜95%のオーバーラップ率をもって照射し、珪素
膜表面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数
30Hz、エネルギー密度393mJ/cm2でレーザー
光の照射を大気雰囲気中で行う。なお、大気雰囲気中、
または酸素雰囲気中で行うため、レーザー光の照射によ
り表面に酸化膜が形成される。
Next, after removing the oxide film on the surface of the crystalline silicon film with dilute hydrofluoric acid or the like, the crystallization rate is further increased, and laser light (XeCl:
Irradiation with a wavelength of 308 nm) is performed in the air or an oxygen atmosphere. As the laser light, excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less, and second and third harmonic waves of YVO 4 laser are used. In any case, the repetition frequency is 10 to 1
Using a pulsed laser light of about 000 Hz, the laser light is condensed to 100 to 500 mJ / cm 2 by an optical system,
Irradiation may be performed with an overlap rate of 90 to 95% to scan the surface of the silicon film. Here, laser light irradiation is performed in an air atmosphere with a repetition frequency of 30 Hz and an energy density of 393 mJ / cm 2 . In the atmosphere,
Alternatively, since it is performed in an oxygen atmosphere, an oxide film is formed on the surface by irradiation with laser light.

【0079】また、レーザー光の照射により形成された
酸化膜を希フッ酸で除去した後、第2のレーザー光の照
射を窒素雰囲気、或いは真空中で行い、半導体膜表面を
平坦化してもよい。その場合、このレーザー光(第2の
レーザー光)には波長400nm以下のエキシマレーザー
光や、YAGレーザーの第2高調波、第3高調波を用い
る。第2のレーザー光のエネルギー密度は、第1のレー
ザー光のエネルギー密度より大きくし、好ましくは30
〜60mJ/cm2大きくする。
After removing the oxide film formed by the laser light irradiation with dilute hydrofluoric acid, the second laser light irradiation may be performed in a nitrogen atmosphere or in a vacuum to flatten the surface of the semiconductor film. . In this case, as the laser light (second laser light), excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less, second harmonic wave, or third harmonic wave of YAG laser is used. The energy density of the second laser light is higher than that of the first laser light, preferably 30
Increase by ~ 60 mJ / cm 2 .

【0080】このようにして得られる結晶性珪素膜に
は、金属元素(ここではニッケル)が残存している。そ
れは膜中において一様に分布していないにしろ、平均的
な濃度とすれば、1×1019/cm3を越える濃度で残存し
ている。勿論、このような状態でもTFTをはじめ各種
半導体素子を形成することが可能であるが、以降に示す
方法で当該元素を除去する。
The metal element (nickel in this case) remains in the crystalline silicon film thus obtained. Even if it is not uniformly distributed in the film, it remains at a concentration exceeding 1 × 10 19 / cm 3 as an average concentration. Of course, even in such a state, it is possible to form various semiconductor elements including the TFT, but the element is removed by the method described below.

【0081】添加されたニッケル元素を除去するために
ゲッタリングを行う。プラズマCVD法にてゲッタリン
グサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質珪素膜を膜厚
5nmで形成する。本実施例のプラズマCVD法による
成膜条件は、基板温度を300℃とし、チャンバー内の
圧力を26.66Pa(0.2Torr)とし、チャン
バー内にガス導入系からSiH4ガスを流量100sc
cm、アルゴンガスを流量500sccm、窒素ガスを
200sccmでそれぞれ導入するとともに高周波電源
より放電周波数27.12MHz、投入RF電力300
W(RFパワー密度0.5W/cm2)の放電を行う。
なお、上記条件での第1の非晶質シリコン膜に含まれる
アルゴン元素の原子濃度は、1×1020/cm3〜1×
1021/cm3、窒素の原子濃度は1×1020/cm3
1×1021/cm3である。また、アルゴン元素を含む
非晶質シリコン膜の成膜前にアルゴンプラズマ処理を行
って密着性の向上を図ってもよい。その後、ランプアニ
ール装置を用いて650℃、3分の熱処理を行いゲッタ
リングする。
Gettering is performed to remove the added nickel element. An amorphous silicon film containing an argon element, which serves as a gettering site, is formed with a thickness of 5 nm by a plasma CVD method. The film formation conditions by the plasma CVD method of the present embodiment are: substrate temperature of 300 ° C., chamber pressure of 26.66 Pa (0.2 Torr), and SiH 4 gas flow rate of 100 sc from the gas introduction system.
cm, argon gas at a flow rate of 500 sccm, and nitrogen gas at 200 sccm, respectively, and a discharge frequency of 27.12 MHz from a high frequency power source, and an input RF power of 300.
Discharge with W (RF power density 0.5 W / cm 2 ).
The atomic concentration of the argon element contained in the first amorphous silicon film under the above conditions is 1 × 10 20 / cm 3 to 1 ×.
10 21 / cm 3 , the atomic concentration of nitrogen is 1 × 10 20 / cm 3 ~
It is 1 × 10 21 / cm 3 . Further, the adhesion may be improved by performing an argon plasma treatment before forming the amorphous silicon film containing an argon element. After that, gettering is performed by heat treatment at 650 ° C. for 3 minutes using a lamp annealing device.

【0082】このように、得られた結晶性珪素膜の表面
にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからな
るマスクを形成し、所望の形状にエッチング処理して島
状に分離された結晶性珪素膜(以下、単に半導体層とい
う)を形成する。半導体層を形成した後、レジストから
なるマスクを除去する。
As described above, after a thin oxide film was formed on the surface of the obtained crystalline silicon film with ozone water, a mask made of a resist was formed, and a desired shape was etched to be separated into islands. A crystalline silicon film (hereinafter, simply referred to as a semiconductor layer) is formed. After forming the semiconductor layer, the resist mask is removed.

【0083】次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化
膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄した後、
ゲイト絶縁膜907となる珪素を主成分とする絶縁膜を
形成する。本実施例では、プラズマCVD法により11
5nmの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32
%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成する。
Next, after removing the oxide film with an etchant containing hydrofluoric acid and simultaneously cleaning the surface of the silicon film,
An insulating film containing silicon as its main component is formed to be the gate insulating film 907. In this embodiment, 11 is formed by the plasma CVD method.
A silicon oxynitride film with a thickness of 5 nm (composition ratio Si = 32
%, O = 59%, N = 7%, H = 2%).

【0084】次いで、図9(a)に示すように、ゲイト
絶縁膜907上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜
908aと、膜厚100〜400nmの第2の導電膜9
08bとを積層形成する。本実施例では、ゲイト絶縁膜
907上に膜厚50nmの窒化タンタル膜、膜厚370
nmのタングステン膜を順次積層する。
Next, as shown in FIG. 9A, a first conductive film 908a having a film thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film 9 having a film thickness of 100 to 400 nm are formed on the gate insulating film 907.
08b is formed by stacking. In this embodiment, a tantalum nitride film with a thickness of 50 nm and a thickness of 370 are formed on the gate insulating film 907.
nm tungsten films are sequentially stacked.

【0085】第1の導電膜及び第2の導電膜を形成する
導電性材料としてはTa、W、Ti、Mo、Al、Cu
から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金
材料もしくは化合物材料で形成する。また、2層構造に
限定されず、例えば、膜厚50nmのタングステン膜、
膜厚500nmのアルミニウムとシリコンの合金(Al
−Si)膜、膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積層し
た3層構造としてもよい。また、3層構造とする場合、
第1の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステン
を用いてもよいし、第2の導電膜のアルミニウムとシリ
コンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチ
タンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、第3の
導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよ
い。また、単層構造であってもよい。
As the conductive material for forming the first conductive film and the second conductive film, Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu
It is formed of an element selected from the above or an alloy material or a compound material containing the above element as a main component. Further, the structure is not limited to the two-layer structure, and for example, a tungsten film having a film thickness of 50 nm,
An alloy of aluminum and silicon with a thickness of 500 nm (Al
A -Si) film and a titanium nitride film having a film thickness of 30 nm may be sequentially laminated to form a three-layer structure. Also, in the case of a three-layer structure,
Tungsten nitride may be used instead of tungsten of the first conductive film, and an aluminum-titanium alloy film (Al-Ti) may be used instead of the aluminum-silicon alloy (Al-Si) film of the second conductive film. Or a titanium film may be used instead of the titanium nitride film of the third conductive film. Further, it may have a single layer structure.

【0086】次に、図9(b)に示すように露光工程に
よりレジストからなるマスク910〜915を形成し、
ゲイト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う。エッチングにはICP(Induct
ively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチン
グ法を用いると良い。ICPエッチング法を用い、エッ
チング条件(コイル型の電極に印加される電力量、基板
側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等)を
適宜調節することによって所望のテーパー形状に膜をエ
ッチングすることができる。なお、エッチング用ガスと
しては、Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4などを代
表とする塩素系ガスまたはCF4、SF6、NF3などを
代表とするフッ素系ガス、またはO2を適宜用いること
ができる。
Next, as shown in FIG. 9B, masks 910 to 915 made of resist are formed by an exposure process,
A first etching process for forming a gate electrode and wiring is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. ICP (Induct) for etching
It is advisable to use a collectively coupled plasma (inductively coupled plasma) etching method. A film having a desired taper shape is formed by appropriately adjusting the etching conditions (the amount of power applied to the coil-shaped electrode, the amount of power applied to the electrode on the substrate side, the electrode temperature on the substrate side, etc.) using the ICP etching method. Can be etched. As the etching gas, chlorine-based gas typified by Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 , CCl 4 or the like, or fluorine-based gas typified by CF 4 , SF 6 , NF 3 or O 2 is used as appropriate. Can be used.

【0087】本実施例では、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。なお、基板
側の電極面積サイズは、12.5cm×12.5cmで
あり、コイル型の電極面積サイズ(ここではコイルの設
けられた石英円板)は、直径25cmの円板である。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。第1のエッチ
ング条件でのWに対するエッチング速度は200.39
nm/min、TaNに対するエッチング速度は80.
32nm/minであり、TaNに対するWの選択比は
約2.5である。また、この第1のエッチング条件によ
って、Wのテーパー角は、約26°となる。この後、レ
ジストからなるマスク910〜915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
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5
00W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(13.56M
Hz)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。第2のエッチング条件でのWに対するエッチング速
度は58.97nm/min、TaNに対するエッチン
グ速度は66.43nm/minである。なお、ゲイト
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。
In this embodiment, 150 W of RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage),
A substantially negative self-bias voltage is applied. The electrode area size on the substrate side is 12.5 cm × 12.5 cm, and the coil type electrode area size (here, a quartz disk provided with a coil) is a disk having a diameter of 25 cm. The W film is etched under the first etching condition so that the end portion of the first conductive layer is tapered. The etching rate for W under the first etching condition is 200.39.
The etching rate for TaN is 80.nm / min.
It is 32 nm / min, and the selection ratio of W to TaN is about 2.5. Further, the taper angle of W is about 26 ° under the first etching condition. After that, the second mask is removed without removing the resist masks 910 to 915.
Of changing the etching condition, using CF 4 and Cl 2 as etching gas, setting the gas flow rate ratio 30/30
(Sccm), and a pressure of 1 Pa is applied to the coil-type electrode of 5
RF (13.56 MHz) power of 00 W was applied to generate plasma and etching was performed for about 30 seconds. 20W RF (13.56M) on the substrate side (sample stage)
Hz) 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. The etching rate for W under the second etching conditions is 58.97 nm / min, and the etching rate for TaN is 66.43 nm / min. In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased at a rate of about 10 to 20%.

【0088】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°とすればよい。
In the first etching process, the shape of the mask made of resist is adjusted to
The edges 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 may be 15 to 45 °.

【0089】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
917〜921(第1の導電層917a〜921aと第
2の導電層917b〜921b)を形成する。ゲイト絶
縁膜となる絶縁膜907は、10〜20nm程度エッチ
ングされ、第1の形状の導電層917〜921で覆われ
ない領域が薄くなったゲイト絶縁膜916となる。
Thus, the first shape conductive layers 917 to 921 (the first conductive layers 917a to 921a and the second conductive layer 917b) including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching treatment. ~ 921b) are formed. The insulating film 907 serving as a gate insulating film is etched by about 10 to 20 nm, and becomes a gate insulating film 916 in which a region which is not covered with the first shape conductive layers 917 to 921 is thin.

【0090】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う。ここでは、エッチン
グ用ガスにSF6とCl2とO2とを用い、それぞれのガ
ス流量比を24/12/24(sccm)とし、1.3
Paの圧力でコイル型の電極に700W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25秒行った。基板側(試料ステージ)にも10
W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。第2のエッチング処
理でのWに対するエッチング速度は227.3nm/m
in、TaNに対するエッチング速度は32.1nm/
minであり、TaNに対するWの選択比は7.1であ
り、絶縁膜 であるSiONに対するエッチング速度は
33.7nm/minであり、SiONに対するWの選
択比は6.83である。このようにエッチングガス用ガ
スにSF6を用いた場合、絶縁膜916との選択比が高
いので膜減りを抑えることができる。本実施例では絶縁
膜916において約8nmしか膜減りが起きない。
Next, a second etching process is performed without removing the resist mask. Here, SF 6 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases, and the gas flow rate ratios thereof are set to 24/12/24 (sccm).
A 700 W RF (13.
(56 MHz) Power was supplied to generate plasma and etching was performed for 25 seconds. 10 on the substrate side (sample stage)
RF (13.56 MHz) power of W is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. The etching rate for W in the second etching process is 227.3 nm / m.
The etching rate for in and TaN is 32.1 nm /
min, the selectivity of W with respect to TaN is 7.1, the etching rate with respect to SiON that is an insulating film is 33.7 nm / min, and the selectivity of W with respect to SiON is 6.83. As described above, when SF 6 is used as the etching gas, the selection ratio to the insulating film 916 is high, so that film loss can be suppressed. In this embodiment, the insulating film 916 is reduced by only about 8 nm.

【0091】この第2のエッチング処理によりWのテー
パー角は70°となった。この第2のエッチング処理に
より第2の導電層924b〜929bを形成する。一
方、第1の導電層は、ほとんどエッチングされず、第1
の導電層924a〜929aとなる。なお、第1の導電
層924a〜929aは、第1の導電層917a〜92
2aとほぼ同一サイズである。実際には、第1の導電層
の幅は、第2のエッチング処理前に比べて約0.3μm
程度、即ち線幅全体で0.6μm程度後退する場合もあ
るがほとんどサイズに変化がない。
The taper angle of W was 70 ° by this second etching treatment. By this second etching process, second conductive layers 924b to 929b are formed. On the other hand, the first conductive layer is hardly etched,
Conductive layers 924a to 929a. Note that the first conductive layers 924a to 929a are the first conductive layers 917a to 92.
It is almost the same size as 2a. Actually, the width of the first conductive layer is about 0.3 μm as compared with that before the second etching process.
In some cases, the line width may recede by about 0.6 μm, but there is almost no change in size.

【0092】また、2層構造に代えて、膜厚50nmの
タングステン膜、膜厚500nmのアルミニウムとシリ
コンの合金(Al−Si)膜、膜厚30nmの窒化チタ
ン膜を順次積層した3層構造とした場合、第1のエッチ
ング処理の第1のエッチング条件としては、BCl3
Cl2とO2とを原料ガスに用い、それぞれのガス流量比
を65/10/5(sccm)とし、基板側(試料ステ
ージ)に300WのRF(13.56MHz)電力を投
入し、1.2Paの圧力でコイル型の電極に450Wの
RF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生
成して117秒のエッチングを行えばよく、第1のエッ
チング処理の第2のエッチング条件としては、CF4
Cl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を25/2
5/10(sccm)とし、基板側(試料ステージ)に
も20WのRF(13.56MHz)電力を投入し、1
Pa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えばよく、第2のエッチング処
理としてはBCl3とCl2を用い、それぞれのガス流量
比を20/60(sccm)とし、基板側(試料ステー
ジ)には100WのRF(13.56MHz)電力を投
入し、1.2Paの圧力でコイル型の電極に600W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えばよい。
Further, instead of the two-layer structure, a three-layer structure in which a tungsten film having a film thickness of 50 nm, an alloy of aluminum and silicon (Al-Si) film having a film thickness of 500 nm, and a titanium nitride film having a film thickness of 30 nm are sequentially laminated is provided. In this case, as the first etching condition of the first etching process, BCl 3 , Cl 2 and O 2 are used as source gases, and the gas flow rate ratio of each is set to 65/10/5 (sccm). The RF power (13.56 MHz) of 300 W is applied to the (sample stage), and the RF power (13.56 MHz) of 450 W is applied to the coil-shaped electrode at a pressure of 1.2 Pa to generate plasma for 117 seconds. Etching may be performed. As the second etching condition of the first etching process, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used, and the gas flow rate ratio of each is 25/2.
5/10 (sccm), 20W of RF (13.56MHz) power was also applied to the substrate side (sample stage),
RF of 500 W (13.
56MHz) Power is generated and plasma is generated for about 30
It suffices to perform etching for about a second, BCl 3 and Cl 2 are used for the second etching treatment, the gas flow rate ratio of each is set to 20/60 (sccm), and 100 W of RF ( (13.56 MHz) electric power is applied, and 600 W RF (13.56 MHz) electric power is applied to the coil-shaped electrode at a pressure of 1.2 Pa to generate plasma to perform etching.

【0093】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、第1のドーピング処理を行って図9(d)の状態
を得る。ドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイ
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1.5×1014atoms/cm2とし、加速電圧
を60〜100keVとして行う。n型を付与する不純
物元素として、典型的にはリン(P)または砒素(A
s)を用いる。この場合、第1の導電層及び第2の導電
層924〜928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の不純物領域930〜
934が形成される。第1の不純物領域930〜934
には1×1016〜1×1017/cm3の濃度範囲でn型を
付与する不純物元素を添加する。ここでは、第1の不純
物領域と同じ濃度範囲の領域をn--領域とも呼ぶ。
Next, after removing the resist mask, a first doping process is performed to obtain the state shown in FIG. 9D. The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The conditions of the ion doping method are that the dose amount is 1.5 × 10 14 atoms / cm 2 and the acceleration voltage is 60 to 100 keV. As an impurity element imparting n-type, typically phosphorus (P) or arsenic (A
s) is used. In this case, the first conductive layer and the second conductive layers 924 to 928 serve as masks for the impurity element imparting n-type, and the first impurity regions 930 to 930 are self-aligned.
934 is formed. First impurity regions 930 to 934
Is doped with an impurity element imparting n-type in a concentration range of 1 × 10 16 to 1 × 10 17 / cm 3 . Here, a region having the same concentration range as the first impurity region is also called an n region.

【0094】なお、本実施例ではレジストからなるマス
クを除去した後、第1のドーピング処理を行ったが、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
理を行ってもよい。
In this embodiment, the first doping process is performed after removing the resist mask, but the first doping process may be performed without removing the resist mask.

【0095】次いで、図10(a)に示すようにレジス
トからなるマスク935〜937を形成し第2のドーピ
ング処理を行う。マスク935は駆動回路のpチャネル
型TFTを形成する半導体層のチャネル形成領域及びそ
の周辺の領域を保護するマスクであり、マスク936は
駆動回路のnチャネル型TFTの一つを形成する半導体
層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護するマ
スクであり、マスク937は画素部のTFTを形成する
半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域と保持
容量となる領域とを保護するマスクである。
Next, as shown in FIG. 10A, masks 935 to 937 made of resist are formed and a second doping process is performed. A mask 935 is a mask for protecting a channel formation region of a semiconductor layer which forms a p-channel TFT of a driver circuit and a peripheral region thereof, and a mask 936 is a semiconductor layer which forms one of n-channel TFTs of the driver circuit. The mask 937 is a mask that protects the channel formation region and its peripheral region, and the mask 937 is a mask that protects the channel formation region of the semiconductor layer forming the TFT of the pixel portion, the peripheral region thereof, and the region serving as the storage capacitor.

【0096】第2のドーピング処理におけるイオンドー
プ法の条件はドーズ量を1.5×1015atoms/c
2とし、加速電圧を60〜100keVとしてリン
(P)をドーピングする。ここでは、第2の導電層92
4a〜929aをマスクとして各半導体層に不純物領域
が自己整合的に形成される。勿論、マスク935〜93
7で覆われた領域には添加されない。こうして、第2の
不純物領域938〜940と、第3の不純物領域942
が形成される。第2の不純物領域938〜940には1
×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与す
る不純物元素を添加されている。ここでは、第2の不純
物領域と同じ濃度範囲の領域をn+領域とも呼ぶ。
The condition of the ion doping method in the second doping process is that the dose amount is 1.5 × 10 15 atoms / c.
m 2 and an accelerating voltage of 60 to 100 keV, and phosphorus (P) is doped. Here, the second conductive layer 92
Impurity regions are formed in each semiconductor layer in a self-aligned manner using 4a to 929a as masks. Of course, the masks 935-93
It is not added to the area covered by 7. Thus, the second impurity regions 938 to 940 and the third impurity region 942 are formed.
Is formed. 1 in the second impurity regions 938 to 940
An impurity element imparting n-type is added within a concentration range of × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 . Here, a region having the same concentration range as the second impurity region is also called an n + region.

【0097】また、第3の不純物領域は第1の導電層に
より第2の不純物領域よりも低濃度に形成され、1×1
18〜1×1019/cm3の濃度範囲でn型を付与する不
純物元素を添加されることになる。なお、第3の不純物
領域は、テーパー形状である第1の導電層の部分を通過
させてドーピングを行うため、テーパ−部の端部に向か
って不純物濃度が増加する濃度勾配を有している。ここ
では、第3の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をn-
域とも呼ぶ。また、マスク936、937で覆われた領
域は、第2のドーピング処理で不純物元素が添加され
ず、第1の不純物領域944、945となる。
Further, the third impurity region is formed at a lower concentration than the second impurity region by the first conductive layer, and has a concentration of 1 × 1.
An impurity element imparting n-type is added in the concentration range of 0 18 to 1 × 10 19 / cm 3 . Note that the third impurity region has a concentration gradient in which the impurity concentration increases toward the end portion of the tapered portion because doping is performed by passing through the portion of the first conductive layer having a tapered shape. . Here, a region having the same concentration range as the third impurity region is also called an n region. Further, the regions covered with the masks 936 and 937 become first impurity regions 944 and 945 without being added with an impurity element by the second doping treatment.

【0098】次いで、レジストからなるマスク935〜
937を除去した後、新たにレジストからなるマスク9
46〜948を形成して図10(B)に示すように第3
のドーピング処理を行う。
Next, a mask 935 made of resist.
After removing 937, a mask 9 newly made of resist
46 to 948 to form a third layer as shown in FIG.
The doping process is performed.

【0099】駆動回路において、上記第3のドーピング
処理により、pチャネル型TFTを形成する半導体層お
よび保持容量を形成する半導体層にp型の導電型を付与
する不純物元素が添加された第4の不純物領域949、
950及び第5の不純物領域951、952を形成す
る。
In the drive circuit, by the third doping treatment, a fourth impurity element which imparts p-type conductivity is added to the semiconductor layer forming the p-channel TFT and the semiconductor layer forming the storage capacitor. Impurity region 949,
950 and fifth impurity regions 951 and 952 are formed.

【0100】また、第4の不純物領域949、950に
は1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でp型を付与
する不純物元素が添加されるようにする。尚、第4の不
純物領域949、950には先の工程でリン(P)が添
加された領域(n--領域)であるが、p型を付与する不
純物元素の濃度がその1.5〜3倍添加されていて導電
型はp型となっている。ここでは、第4の不純物領域と
同じ濃度範囲の領域をp+領域とも呼ぶ。
The impurity element imparting p-type conductivity is added to the fourth impurity regions 949 and 950 in the concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3 . The fourth impurity regions 949 and 950 are regions (n regions) to which phosphorus (P) has been added in the previous step, but the concentration of the impurity element imparting p-type is 1.5 to The conductivity type is p-type by adding 3 times. Here, a region having the same concentration range as the fourth impurity region is also called ap + region.

【0101】また、第5の不純物領域951、952は
第2の導電層925aのテーパー部と重なる領域に形成
されるものであり、1×1019〜1×1020/cm3の濃度
範囲でp型を付与する不純物元素が添加されるようにす
る。ここでは、第5の不純物領域と同じ濃度範囲の領域
をp-領域とも呼ぶ。
The fifth impurity regions 951 and 952 are formed in a region overlapping with the tapered portion of the second conductive layer 925a, and have a concentration range of 1 × 10 19 to 1 × 10 20 / cm 3. An impurity element imparting p-type is added. Here, a region having the same concentration range as the fifth impurity region is also called ap region.

【0102】以上までの工程でそれぞれの半導体層にn
型またはp型の導電型を有する不純物領域が形成され
る。導電層924〜927はTFTのゲイト電極とな
る。また、導電層928は画素部において保持容量を形
成する一方の電極となる。さらに、導電層929は画素
部においてソース配線を形成する。
By the steps up to this point, each semiconductor layer has n
An impurity region having a conductivity type of p-type or p-type is formed. The conductive layers 924 to 927 become the gate electrodes of the TFT. The conductive layer 928 serves as one electrode which forms a storage capacitor in the pixel portion. Further, the conductive layer 929 forms a source wiring in the pixel portion.

【0103】次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜(図示しな
い)を形成する。本実施例では、プラズマCVD法によ
り膜厚50nmの酸化シリコン膜を形成した。勿論、こ
の絶縁膜は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他
のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。
Next, an insulating film (not shown) is formed to cover almost the entire surface. In this embodiment, a silicon oxide film having a film thickness of 50 nm is formed by the plasma CVD method. Of course, this insulating film is not limited to the silicon oxide film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure.

【0104】次いで、それぞれの半導体層に添加された
不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工
程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法
(RTA法)、或いはYAGレーザーまたはエキシマレ
ーザーを裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱処
理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせ
た方法によって行う。なお、レーザーは上述したレーザ
ーのいずれでもよい。
Then, a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer is performed. This activation step is performed by a rapid thermal annealing method (RTA method) using a lamp light source, a method of irradiating the back surface with a YAG laser or an excimer laser, a heat treatment using a furnace, or a combination of these methods. By the method. The laser may be any of the lasers described above.

【0105】また、本実施例では、上記活性化の前に絶
縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を行った後、
絶縁膜を形成する工程としてもよい。
In this embodiment, an example in which the insulating film is formed before the activation is shown, but after the activation is performed,
It may be a step of forming an insulating film.

【0106】次いで、酸化窒化シリコン膜からなる第1
の層間絶縁膜953をプラズマCVD法により200n
mの厚さで形成する。原料ガスとしてSiH4、N2O、
NH3及びH2を用い、基板側(試料ステージ)にも10
0W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。その後、熱処理
(300〜550℃で1〜12時間の熱処理)を行い、
半導体層を水素化する工程を行う。(図10(C))こ
の工程は第1の層間絶縁膜953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。
ただし、本実施例では、第2の導電層としてアルミニウ
ムを主成分とする材料を用いているので、水素化する工
程において第2の導電層が耐え得る熱処理条件とするこ
とが重要である。水素化の他の手段として、プラズマ水
素化(プラズマにより励起された水素を用いる)を行っ
てもよい。更に、第1の層間絶縁膜953上にアクリル
やSOG(Spin on Glass;塗布珪素酸化膜)、BCB
(ベンゾシクロブテン)等の有機絶縁物材料から成る第2
の層間絶縁膜954を形成してもよい。本実施例では膜
厚1.6μmのSOG膜を形成する。
Then, a first silicon oxynitride film is formed.
The interlayer insulating film 953 of
It is formed with a thickness of m. SiH 4 , N 2 O as raw material gas,
Using NH 3 and H 2 , 10 on the substrate side (sample stage)
A 0 W RF (13.56 MHz) power is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. After that, heat treatment (heat treatment at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours) is performed,
A step of hydrogenating the semiconductor layer is performed. (FIG. 10C) This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer by hydrogen contained in the first interlayer insulating film 953.
However, in this embodiment, since the material containing aluminum as the main component is used as the second conductive layer, it is important to set the heat treatment conditions that the second conductive layer can withstand in the hydrogenation step. Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed as another means of hydrogenation. Further, acrylic, SOG (Spin on Glass; coated silicon oxide film), BCB are formed on the first interlayer insulating film 953.
Second made of organic insulating material such as (benzocyclobutene)
The interlayer insulating film 954 may be formed. In this embodiment, an SOG film having a thickness of 1.6 μm is formed.

【0107】そして、ソース配線929に達するコンタ
クトホールと、導電層927、928に達するコンタク
トホールと、各不純物領域に達するコンタクトホールを
形成する。本実施例では複数のエッチング処理を順次行
う。本実施例では第1の層間絶縁膜をエッチングストッ
パーとして第2の層間絶縁膜をエッチングした後、絶縁
膜(図示しない)をエッチングストッパーとして第1の
層間絶縁膜をエッチングしてから絶縁膜(図示しない)
をエッチングした。
Then, a contact hole reaching the source wiring 929, a contact hole reaching the conductive layers 927 and 928, and a contact hole reaching each impurity region are formed. In this embodiment, a plurality of etching processes are sequentially performed. In this embodiment, after etching the second interlayer insulating film using the first interlayer insulating film as an etching stopper, the first interlayer insulating film is etched using an insulating film (not shown) as an etching stopper, and then the insulating film (illustrated). do not do)
Was etched.

【0108】その後、Al、Ti、Mo、Wなどを用い
て配線及び画素電極を形成する。これらの電極及び画素
電極の材料は、AlまたはAgを主成分とする膜、また
はそれら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。こうして、ソース電極またはドレイン電極9
55〜960、ゲイト配線962、接続配線961が形
成される。
After that, wirings and pixel electrodes are formed by using Al, Ti, Mo, W and the like. As a material of these electrodes and pixel electrodes, it is desirable to use a film having Al or Ag as a main component or a material having excellent reflectivity such as a laminated film thereof. Thus, the source or drain electrode 9
55 to 960, a gate wiring 962, and a connection wiring 961 are formed.

【0109】そして、酸化窒化シリコン膜からなる第3
の層間絶縁膜をプラズマCVD法により800nmの厚さ
で形成する。原料ガスとしてSiH4、N2O、NH3
びH2 を用い、基板側(試料ステージ)にも100W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。図11(a)に示す第3の
層間絶縁膜表面のように凹凸形状が生じる。
Then, a third layer made of a silicon oxynitride film is formed.
The interlayer insulating film of 800 nm thick by plasma CVD
To form. SiH as source gasFour, N2O, NH3Over
And H2 Of 100W on the substrate side (sample stage)
Applying RF (13.56MHz) power, the
Apply self bias voltage. The third shown in FIG.
An uneven shape occurs like the surface of the interlayer insulating film.

【0110】この凹凸形状を平坦化するため、CMP研
磨を行う。そして、均一にCMP研磨を行うように、第
3の層間絶縁膜に線状の開口部を形成する。
CMP polishing is performed to flatten the uneven shape. Then, a linear opening is formed in the third interlayer insulating film so as to uniformly perform CMP polishing.

【0111】そこで、第2の層間絶縁膜上にレジストに
よるマスクを形成する。マスクの隣り合う線状の開口部
の間隔は、被研磨物の材料や目的、CMP装置条件に応
じて適宜設定すればよいが、配線密度が高い駆動回路部
には、配線密度が低い画素部より多く線状の開口部を形
成するようにマスクを形成すればよい。その後、エッチ
ング処理を行い、線状の開口部を形成する。
Therefore, a resist mask is formed on the second interlayer insulating film. The interval between the adjacent linear openings of the mask may be appropriately set according to the material and purpose of the object to be polished and the CMP apparatus conditions. However, in the drive circuit section with high wiring density, the pixel section with low wiring density is used. The mask may be formed so as to form more linear openings. After that, etching treatment is performed to form a linear opening.

【0112】マスクを除去し、第3の層間絶縁膜をCM
P技術により研磨する。CMP装置の研磨条件である、
研磨加圧、研磨時間、Tb/Sp等は、装置や被研磨物の材
料、大きさ、CMP装置によりことなり、目的に応じて
適宜設定すればよい。本実施例でのCMP装置の条件
は、研磨加圧600gf/cm2,研磨時間120sec、Tb/Sp=
40/40とする。CMPのスラリーには、例えば、塩
化シリコンガスを熱分解して得られるフュームドシリカ
粒子をKOH添加水溶液に分散したものを用いる。この
ようにCMP装置の研磨により第2の層間絶縁膜を均一
に平坦化することができる。
The mask is removed, and the third interlayer insulating film is CM.
Polish by P technology. It is the polishing condition of the CMP device,
The polishing pressure, polishing time, Tb / Sp, etc. are different depending on the material and size of the device or the object to be polished and the CMP device, and may be appropriately set according to the purpose. The conditions of the CMP apparatus in this example are as follows: polishing pressure 600 gf / cm 2 , polishing time 120 sec, Tb / Sp =
40/40. As the CMP slurry, for example, fumed silica particles obtained by thermally decomposing silicon chloride gas are dispersed in a KOH-added aqueous solution. In this way, the second interlayer insulating film can be planarized uniformly by polishing with the CMP apparatus.

【0113】以上の様にして、nチャネル型TFT90
1、pチャネル型TFT902、nチャネル型TFT9
03を有する駆動回路906と、nチャネル型TFTか
らなる画素TFT904、保持容量905とを有する画
素部907を同一基板上に形成することができる。(図
11(b))本明細書中ではこのような基板を便宜上ア
クティブマトリクス基板と呼ぶ。
As described above, the n-channel TFT 90
1, p-channel TFT 902, n-channel TFT 9
The pixel portion 907 including the driver circuit 906 including the TFT 03, the pixel TFT 904 including the n-channel TFT, and the storage capacitor 905 can be formed over the same substrate. (FIG. 11B) In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0114】これらのTFT901〜903を適宜組み
合わせてシフトレジスタ回路、バッファ回路、レベルシ
フタ回路、ラッチ回路などを形成し、駆動回路906を
形成すればよい。例えば、CMOS回路を形成する場合
には、nチャネル型TFT901とpチャネル型TFT
902を相補的に接続して形成すればよい。
A drive circuit 906 may be formed by appropriately combining these TFTs 901 to 903 to form a shift register circuit, a buffer circuit, a level shifter circuit, a latch circuit, and the like. For example, when forming a CMOS circuit, an n-channel TFT 901 and a p-channel TFT
It may be formed by connecting 902 complementarily.

【0115】特に、駆動電圧が高いバッファ回路には、
ホットキャリア効果による劣化を防ぐ目的から、nチャ
ネル型TFT903の構造が適している。
In particular, for a buffer circuit having a high driving voltage,
The structure of the n-channel TFT 903 is suitable for the purpose of preventing deterioration due to the hot carrier effect.

【0116】また、信頼性が最優先とされる回路には、
GOLD構造であるnチャネル型TFT901の構造が
適している。
Further, for a circuit in which reliability is given the highest priority,
The structure of the n-channel TFT 901 having the GOLD structure is suitable.

【0117】本発明の半導体装置の作製方法を用いるこ
とにより、ダミー配線を設けることなく、均一に平坦化
した層間絶縁膜を得ることができるため、高い開口率を
保持しつつ、均一で平坦な層間絶縁膜を実現することが
できる。
By using the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, an evenly planarized interlayer insulating film can be obtained without providing a dummy wiring. Therefore, a high aperture ratio can be maintained and a uniform and flat interlayer insulating film can be obtained. An interlayer insulating film can be realized.

【0118】〔実施例2〕逆スタガ型TFTにおいて
も、駆動回路部と画素部とで配線密度が異なるため、本
発明により平坦な層間絶縁膜を形成することができる。
本実施例では、逆スタガ型TFTを用いた画素構成につ
いて説明する。
[Embodiment 2] Even in the inverted stagger type TFT, since the wiring density is different between the driving circuit portion and the pixel portion, a flat interlayer insulating film can be formed by the present invention.
In this embodiment, a pixel structure using an inverted stagger type TFT will be described.

【0119】図12に本実施例の画素の断面図を示す。
駆動回路部1201の駆動用TFT1203〜120
6、画素部1202の画素TFT1208、1209で
ある。
FIG. 12 shows a sectional view of the pixel of this embodiment.
Driving TFTs 1203 to 120 of the driving circuit unit 1201
6, pixel TFTs 1208 and 1209 of the pixel portion 1202.

【0120】図12(a)は、第1の層間絶縁膜122
0上にソース配線、ドレイン配線、接続配線が形成し、
ソース配線、ドレイン配線、接続配線1222を覆って
第1の層間絶縁膜上にプラズマCDV法により第2の層
間絶縁膜1223を形成した状態の図である。
FIG. 12A shows the first interlayer insulating film 122.
Source wiring, drain wiring, and connection wiring are formed on 0,
FIG. 11 is a diagram showing a state in which a second interlayer insulating film 1223 is formed on the first interlayer insulating film by a plasma CDV method so as to cover the source wiring, the drain wiring, and the connection wiring 1222.

【0121】その後、CMP装置による研磨を行い、均
一に平坦な第2の層間絶縁膜を得る。そして、図12
(b)に示すように、第2層間絶縁膜1223上には、
画素電極1224が形成されている。なお画素電極12
24は第2層間絶縁膜1223に形成されたコンタクト
ホールを介して接続されている。
After that, polishing is performed by a CMP apparatus to obtain a uniformly flat second interlayer insulating film. And FIG.
As shown in (b), on the second interlayer insulating film 1223,
The pixel electrode 1224 is formed. The pixel electrode 12
24 is connected through a contact hole formed in the second interlayer insulating film 1223.

【0122】本実施例のように本発明の半導体装置の作
製方法を用いることにより、逆スタガ型TFTにおいて
もダミー配線を設けることなく、均一に平坦化した層間
絶縁膜を得ることができるため、高い開口率を保持しつ
つ、均一で平坦な層間絶縁膜を実現することができる。
By using the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention as in this embodiment, it is possible to obtain a uniformly planarized interlayer insulating film without providing dummy wiring even in an inverted stagger type TFT. A uniform and flat interlayer insulating film can be realized while maintaining a high aperture ratio.

【0123】〔実施例3〕本実施例では、実施例1で作
製したアクティブマトリクス基板から、アクティブマト
リクス型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明す
る。説明には図13を用いる。
[Embodiment 3] In this embodiment, a process of manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 1 will be described below. FIG. 13 is used for the description.

【0124】まず、実施例1に従い、図11の状態のア
クティブマトリクス基板を得た後、図11のアクティブ
マトリクス基板上に配向膜を形成しラビング処理を行
う。なお、本実施例では配向膜を形成する前に、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, according to the first embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 11, an alignment film is formed on the active matrix substrate of FIG. 11 and rubbing treatment is performed. In this embodiment, before forming the alignment film, the organic resin film such as the acrylic resin film was patterned to form the columnar spacers for holding the substrate distance at desired positions. Further, spherical spacers may be dispersed over the entire surface of the substrate instead of the columnar spacers.

【0125】次いで、対向基板を用意する。この対向基
板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置された
カラーフィルタが設けられている。また、駆動回路の部
分にも遮光層を設けた。このカラーフィルタと遮光層と
を覆う平坦化膜を設けた。次いで、平坦化膜上に透明導
電膜からなる対向電極を画素部に形成し、対向基板の全
面に配向膜を形成し、ラビング処理を施した。
Next, a counter substrate is prepared. The counter substrate is provided with a color filter in which a colored layer and a light shielding layer are arranged corresponding to each pixel. Further, a light-shielding layer was also provided in the drive circuit portion. A flattening film was provided to cover the color filter and the light shielding layer. Next, a counter electrode made of a transparent conductive film was formed on the flattening film in the pixel portion, an alignment film was formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing treatment was performed.

【0126】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で貼り
合わせる。シール材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。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良
い。このようにしてアクティブマトリクス型液晶表示装
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、公知の技術を用いて偏光板や位相差板等の光学フ
ィルムを適宜設けた。そして、公知の技術を用いてFP
Cを貼りつけた。
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the counter substrate are bonded together with a sealant. A filler is mixed in the sealing material, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacer. After that, a liquid crystal material is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material. Thus, the active matrix type liquid crystal display device is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is cut into a desired shape. Further, an optical film such as a polarizing plate or a retardation plate was appropriately provided by using a known technique. Then, using a known technique, the FP
I pasted C.

【0127】こうして得られた液晶モジュールの構成を
図13の上面図を用いて説明する。
The structure of the liquid crystal module thus obtained will be described with reference to the top view of FIG.

【0128】アクティブマトリクス基板1301の中央
には、画素部1304が配置されている。画素部130
4の上側には、ソース信号線を駆動するためのソース信
号線駆動回路1302が配置されている。画素部130
4の左右には、ゲイト信号線を駆動するためのゲイト信
号線駆動回路1303が配置されている。本実施例に示
した例では、ゲイト信号線駆動回路1303は画素部に
対して左右対称配置としているが、これは片側のみの配
置でも良く、液晶モジュールの基板サイズ等を考慮し
て、設計者が適宜選択すれば良い。ただし、回路の動作
信頼性や駆動効率等を考えると、図13に示した左右対
称配置が望ましい。
A pixel portion 1304 is arranged in the center of the active matrix substrate 1301. Pixel unit 130
A source signal line drive circuit 1302 for driving the source signal line is arranged on the upper side of 4. Pixel unit 130
Gate signal line drive circuits 1303 for driving the gate signal lines are arranged on the left and right sides of 4. In the example shown in this embodiment, the gate signal line driving circuit 1303 is arranged symmetrically with respect to the pixel portion, but this may be arranged on only one side, and the designer may consider the substrate size of the liquid crystal module or the like. May be selected as appropriate. However, considering the operational reliability of the circuit, the driving efficiency, and the like, the left-right symmetrical arrangement shown in FIG. 13 is desirable.

【0129】各駆動回路への信号の入力は、フレキシブ
ルプリント基板(Flexible Print Circuit:FPC)1
305から行われる。FPC1305は、基板1301
の所定の場所まで配置された配線に達するように、層間
絶縁膜および樹脂膜にコンタクトホールを開口し、接続
電極1309を形成した後、異方性導電膜等を介して圧
着される。本実施例においては、接続電極はITOを用
いて形成した。
Input of a signal to each drive circuit is performed by a flexible printed circuit (FPC) 1
It starts from 305. The FPC 1305 is the substrate 1301.
A contact hole is opened in the interlayer insulating film and the resin film so as to reach the wiring arranged up to a predetermined position, and a connection electrode 1309 is formed, and then pressure bonding is performed via an anisotropic conductive film or the like. In this embodiment, the connection electrode is made of ITO.

【0130】駆動回路部、画素部の周辺には、基板外周
に沿ってシール剤1307が塗布され、あらかじめアク
ティブマトリクス基板上に形成されたスペーサによって
一定のギャップ(基板1301と対向基板1306との
間隔)を保った状態で、対向基板306が貼り付けられ
る。その後、シール剤1307が塗布されていない部分
より液晶素子が注入され、封止剤1308によって密閉
される。以上の工程により、液晶モジュールが完成す
る。
A sealant 1307 is applied to the periphery of the driving circuit portion and the pixel portion along the outer periphery of the substrate, and a constant gap (distance between the substrate 1301 and the counter substrate 1306 is formed by a spacer formed on the active matrix substrate in advance. ) Is maintained, the counter substrate 306 is attached. After that, a liquid crystal element is injected from a portion where the sealant 1307 is not applied and is sealed with a sealant 1308. The liquid crystal module is completed through the above steps.

【0131】また、ここでは全ての駆動回路を基板上に
形成した例を示したが、駆動回路の一部に数個のICを
用いてもよい。本実施例は、実施例1及び実施例2と自
由に組み合わせることが可能である。
Although an example in which all the driving circuits are formed on the substrate is shown here, several ICs may be used as a part of the driving circuits. This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 and 2.

【0132】本実施例のように、均一に平坦化された膜
を有するアクティブマトリクス基板から、アクティブマ
トリクス型液晶表示装置を作製することができる。
As in this embodiment, an active matrix type liquid crystal display device can be manufactured from an active matrix substrate having a film which is uniformly flattened.

【0133】〔実施例4〕本発明は、多層配線の配線密
度による平坦化膜の不均一を解決するものであり、有機
発光素子(OLED:Organic Light Emitting Devic
e)を備えた発光表示装置にも利用できることは言うま
でもない。本実施例では、有機発光素子を備えた発光表
示装置作製する例を図14に示す。
[Embodiment 4] The present invention is intended to solve the unevenness of the planarization film due to the wiring density of the multilayer wiring, and to form an organic light emitting device (OLED).
It goes without saying that it can also be used for a light emitting display device provided with e). In this embodiment, an example of manufacturing a light emitting display device including an organic light emitting element is shown in FIG.

【0134】OLEDは、電場を加えることで発生する
ルミネッセンス(Electroluminescence)が得られる有
機化合物(有機発光材料)を含む層(以下、有機発光層
と記す)と、陽極と、陰極とを有している。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)とがあるが、本発明の発
光装置は、上述した発光のうちの、いずれか一方の発光
を用いていても良いし、または両方の発光を用いていて
も良い。
The OLED has a layer containing an organic compound (organic light emitting material) capable of obtaining luminescence (electroluminescence) generated by applying an electric field (hereinafter referred to as an organic light emitting layer), an anode and a cathode. There is. Luminescence in an organic compound includes light emission (fluorescence) when returning from a singlet excited state to a ground state and light emission when returning to a ground state from a triplet excited state (phosphorescence). One of the above-mentioned light emissions may be used, or both of the light emissions may be used.

【0135】なお、本明細書では、OLEDの陽極と陰
極の間に形成された全ての層を有機発光層と定義する。
有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注
入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に
OLEDは、陽極/発光層/陰極が順に積層された構造
を有しており、この構造に加えて、陽極/正孔注入層/
発光層/陰極や、陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送
層/陰極等の順に積層した構造を有していることもあ
る。
In this specification, all the layers formed between the anode and the cathode of the OLED are defined as the organic light emitting layer.
The organic light emitting layer specifically includes a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. Basically, an OLED has a structure in which an anode, a light emitting layer, and a cathode are laminated in this order, and in addition to this structure, an anode / hole injection layer /
It may have a structure in which a light emitting layer / cathode or an anode / hole injection layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode are laminated in this order.

【0136】図14(A)は、OLEDを有するモジュ
ール、いわゆるELモジュールの上面図、図14(B)
は図14(A)をA−A'で切断した断面図である。絶
縁表面を有する基板1400(例えば、ガラス基板、結
晶化ガラス基板、もしくはプラスチック基板等)に、画
素部1402、ソース側駆動回路1401、及びゲイト
側駆動回路1403を形成する。これらの画素部や駆動
回路は、上記実施例に従えば得ることができる。
FIG. 14 (A) is a top view of a module having an OLED, a so-called EL module, FIG. 14 (B).
FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. A pixel portion 1402, a source side driver circuit 1401, and a gate side driver circuit 1403 are formed over a substrate 1400 having an insulating surface (eg, a glass substrate, a crystallized glass substrate, a plastic substrate, or the like). These pixel portion and drive circuit can be obtained according to the above-described embodiment.

【0137】また、1418はシール材、1419は保
護膜であり、DLC膜を利用する。画素部および駆動回
路部はシール材1418で覆われ、そのシール材は保護
膜919で覆われている。さらに、接着材を用いてカバ
ー材1420で封止されている。カバー材1420とし
ては、プラスチック、ガラス、金属、セラミックス等、
いかなる組成の基材でもよい。また、カバー材1420
の形状および支持体の形状も特に限定されず、平面を有
するもの、曲面を有するもの、可曲性を有するもの、フ
ィルム状のものであってもよい。熱や外力などによる変
形に耐えるためカバー材1420は基板1400と同じ
材質のもの、例えばガラス基板を用いることが望まし
く、本実施例では、サンドブラスト法などにより図14
に示す凹部形状(深さ3〜10μm)に加工する。さら
に加工して乾燥剤1421が設置できる凹部(深さ50
〜200μm)を形成することが望ましい。また、多面
取りでELモジュールを製造する場合、基板とカバー材
とを貼り合わせた後、CO2 レーザー等を用いて端面が
一致するように分断してもよい。
In addition, 1418 is a sealing material, and 1419 is a protective material.
It is a protective film and uses a DLC film. Pixel part and drive circuit
The road is covered with a seal material 1418, and the seal material is protected.
Covered with membrane 919. In addition, cover with an adhesive.
It is sealed with a material 1420. Cover material 1420
, Plastic, glass, metal, ceramics, etc.
A substrate having any composition may be used. Also, the cover material 1420
The shape and the shape of the support are not particularly limited, and may be flat.
Those that have a curved surface, those that have a bendability,
It may have a film shape. Change due to heat or external force
Cover material 1420 is the same as substrate 1400 to withstand shape
It is desirable to use a material such as a glass substrate.
In this embodiment, the sand blast method or the like is used.
Processed into the concave shape (depth 3 to 10 μm) shown in FIG. Furthermore
Recessed by processing into a desiccant 1421 (depth 50
˜200 μm) is desirable. Also, many sides
When manufacturing the EL module by taking the substrate, the substrate and cover material
After attaching and, CO2 The end surface can be
You may divide so that it may correspond.

【0138】また、ここでは図示しないが、用いる金属
層(ここでは陰極など)の反射により背景が映り込むこ
とを防ぐために、位相差板(λ/4板)や偏光板からな
る円偏光板と呼ばれる円偏光手段を基板1400上に設
けてもよい。
Although not shown here, in order to prevent the background from being reflected by the reflection of the metal layer used (here, the cathode or the like), a circular polarizing plate including a retardation plate (λ / 4 plate) and a polarizing plate is used. A so-called circular polarization means may be provided on the substrate 1400.

【0139】なお、1408はソース側駆動回路140
1及びゲイト側駆動回路1403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)1409からビデ
オ信号やクロック信号を受け取る。また、本実施例の発
光装置は、デジタル駆動であってもよく、アナログ駆動
であってもよく、ビデオ信号はデジタル信号であっても
よいし、アナログ信号であってもよい。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(PWB)が取り付けられていても良い。本
明細書における発光装置には、発光装置本体だけでな
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。また、これらの画素部や駆動回路
と同一基板上に複雑な集積回路(メモリ、CPU、コン
トローラ、D/Aコンバータ等)を形成することも可能
であるが、少ないマスク数での作製は困難である。従っ
て、メモリ、CPU、コントローラ、D/Aコンバータ
等を備えたICチップを、COG(chip on glass)方
式やTAB(tape automated bonding)方式やワイヤボ
ンディング方法で実装することが好ましい。
The reference numeral 1408 designates the source side driving circuit 140.
1 and an FPC which is a wiring for transmitting a signal input to the gate side driving circuit 1403 and serves as an external input terminal.
(Flexible Printed Circuit) Receives a video signal and a clock signal from 1409. Further, the light emitting device of this embodiment may be digitally driven or analogly driven, and the video signal may be a digital signal or an analog signal. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to this FPC. The light emitting device in this specification includes not only the light emitting device main body but also a state in which the FPC or PWB is attached thereto. Further, it is possible to form a complicated integrated circuit (memory, CPU, controller, D / A converter, etc.) on the same substrate as these pixel portion and drive circuit, but it is difficult to manufacture with a small number of masks. is there. Therefore, it is preferable to mount an IC chip including a memory, a CPU, a controller, a D / A converter and the like by a COG (chip on glass) method, a TAB (tape automated bonding) method, or a wire bonding method.

【0140】次に、断面構造について図14(B)を用
いて説明する。基板1400上に絶縁膜1410が設け
られ、絶縁膜1410の上方には画素部902、ゲイト
側駆動回路903が形成されており、画素部1402は
電流制御用TFT1411とそのドレインに電気的に接
続された画素電極1412を含む複数の画素により形成
される。実際には一つの画素内に複数のTFTが作り込
まれるが、ここでは簡略化のため、電流制御用TFT1
411のみを図示した。また、ゲイト側駆動回路140
3はnチャネル型TFT1413とpチャネル型TFT
1414とを組み合わせたCMOS回路を用いて形成さ
れる。
Next, the sectional structure will be described with reference to FIG. An insulating film 1410 is provided over a substrate 1400, a pixel portion 902 and a gate side driver circuit 903 are formed above the insulating film 1410, and the pixel portion 1402 is electrically connected to a current control TFT 1411 and its drain. And a plurality of pixels including the pixel electrode 1412. Actually, a plurality of TFTs are built in one pixel, but here, for simplification, the current control TFT 1
Only 411 is shown. In addition, the gate side driving circuit 140
3 is an n-channel TFT 1413 and a p-channel TFT
It is formed using a CMOS circuit in combination with 1414.

【0141】これらのTFT(1411、1413、1
414を含む)は、上記実施例1のnチャネル型TF
T、上記実施例1のpチャネル型TFTに従って作製す
ればよい。なお、ここではトップゲイト型TFTを用い
た例を示したが、TFTの構造に限定されず、実施例2
にあるようなボトムゲイト型TFTを用いることも可能
である。
These TFTs (1411, 1413, 1)
(Including 414) is the n-channel TF of the first embodiment.
T, it may be manufactured according to the p-channel TFT of the first embodiment. Although the example using the top gate type TFT is shown here, the structure is not limited to the TFT, and the example 2
It is also possible to use a bottom gate type TFT as described in (1).

【0142】これらのTFTの接続配線上に絶縁膜を設
ける。本発明において、絶縁膜の材料として用いる絶縁
材料としては、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化珪素など
の珪素を含む絶縁材料の他、ポリイミド、ポリアミド、
アクリル(感光性アクリルを含む)、BCB(ベンゾシ
クロブテン)といった有機樹脂膜を用いることもでき
る。また、絶縁膜の他の材料としては、AlNxOyで
示される層を用いてもよい。スパッタ法を用い、例え
ば、窒化アルミニウム(AlN)ターゲットを用い、ア
ルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスを混合した雰囲気下に
て成膜して得られるアルミニウムを含む窒化酸化物層
(AlNxOyで示される層)は、窒素を2.5atm
%〜47.5atm%含む膜であり、水分や酸素をブロ
ッキングすることができる効果に加え、熱伝導性が高く
放熱効果を有し、さらには透光性が非常に高いという特
徴を有している。加えて、アルカリ金属やアルカリ土類
金属などの不純物がTFTの活性層に入り込むのを防ぐ
ことができる。
An insulating film is provided on the connection wiring of these TFTs. In the present invention, as the insulating material used as the material of the insulating film, in addition to insulating materials containing silicon such as silicon oxide, silicon oxynitride, and silicon nitride, polyimide, polyamide,
An organic resin film such as acrylic (including photosensitive acrylic) or BCB (benzocyclobutene) can also be used. Further, as another material for the insulating film, a layer represented by AlNxOy may be used. A nitride oxide layer containing aluminum (a layer represented by AlNxOy) obtained by forming a film using a sputtering method, for example, using an aluminum nitride (AlN) target in an atmosphere in which argon gas, nitrogen gas, and oxygen gas are mixed. ) Is nitrogen at 2.5 atm
% To 47.5 atm%, and in addition to the effect of blocking moisture and oxygen, it has a high heat conductivity and a heat dissipation effect, and further has a very high translucency. There is. In addition, impurities such as alkali metal and alkaline earth metal can be prevented from entering the active layer of the TFT.

【0143】その後、絶縁膜に開口部を形成し、均一に
研磨し平坦化する。これにより、有機化合物層の膜厚を
均一にすることができ、有機化合物層対して電界を均一
に加えることができる。なお、電界が不均一に加わる場
合には、有機化合物層における電流密度も不均一なもの
となり、発光素子の輝度が低下するだけでなく、素子の
劣化が早まるために素子寿命が低下するといった問題が
生じるため、CMP法による処理は有機化合物層に対し
て均一な電界を加えるという面においても素子特性を向
上するための効果を有している。また絶縁膜は、エッチ
ングしてバンク1415として機能する。
After that, an opening is formed in the insulating film and uniformly polished and flattened. Thereby, the film thickness of the organic compound layer can be made uniform, and an electric field can be uniformly applied to the organic compound layer. Note that when an electric field is applied non-uniformly, the current density in the organic compound layer also becomes non-uniform, which not only reduces the brightness of the light-emitting element but also shortens the element life due to accelerated deterioration of the element. Therefore, the treatment by the CMP method has an effect of improving the device characteristics in terms of applying a uniform electric field to the organic compound layer. The insulating film functions as a bank 1415 by etching.

【0144】また、画素電極を陰極とし、EL層と陽極
を積層して図14とは逆方向に発光する構成としてもよ
い。図15にその一例を示す。なお、上面図は同一であ
るので省略する。
Further, the pixel electrode may be used as a cathode, and the EL layer and the anode may be laminated to emit light in the direction opposite to that shown in FIG. FIG. 15 shows an example thereof. Since the top view is the same, it is omitted.

【0145】図15に示した断面構造について以下に説
明する。基板1500としては、ガラス基板や石英基板
の他にも、半導体基板または金属基板も使用することが
できる。基板1500上に絶縁膜1510が設けられ、
絶縁膜1510の上方には画素部1502、ゲイト側駆
動回路1503が形成されており、画素部1502は電
流制御用TFT1511とそのドレインに電気的に接続
された画素電極1512を含む複数の画素により形成さ
れる。また、ゲイト側駆動回路1503はnチャネル型
TFT1513とpチャネル型TFT1514とを組み
合わせたCMOS回路を用いて形成される。
The sectional structure shown in FIG. 15 will be described below. As the substrate 1500, a semiconductor substrate or a metal substrate can be used as well as a glass substrate or a quartz substrate. An insulating film 1510 is provided on the substrate 1500,
A pixel portion 1502 and a gate side driver circuit 1503 are formed above the insulating film 1510. The pixel portion 1502 is formed by a plurality of pixels including a current control TFT 1511 and a pixel electrode 1512 electrically connected to its drain. To be done. The gate side driver circuit 1503 is formed using a CMOS circuit in which an n-channel TFT 1513 and a p-channel TFT 1514 are combined.

【0146】画素電極1512はOLEDの陰極として
機能する。また、画素電極1512の両端にはバンク1
515が形成され、画素電極1512上にはEL層15
16およびOLEDの陽極1517が形成される。
The pixel electrode 1512 functions as the cathode of the OLED. In addition, the bank 1 is provided on both ends of the pixel electrode 1512.
515 is formed, and the EL layer 15 is formed on the pixel electrode 1512.
16 and the anode 1517 of the OLED are formed.

【0147】陽極1517は全画素に共通の配線として
も機能し、接続配線1508を経由してFPC1509
に電気的に接続されている。さらに、画素部1502及
びゲイト側駆動回路1503に含まれる素子は全て陽極
1517、シール材1518、及び保護膜1519で覆
われている。また、カバー材1520と基板1500と
を接着剤で貼り合わせた。また、カバー材には凹部を設
け、乾燥剤1521を設置する。
The anode 1517 also functions as a wiring common to all the pixels, and is connected to the FPC 1509 via the connection wiring 1508.
Electrically connected to. Further, all the elements included in the pixel portion 1502 and the gate side driver circuit 1503 are covered with the anode 1517, the sealing material 1518, and the protective film 1519. Further, the cover material 1520 and the substrate 1500 were attached to each other with an adhesive. Further, a recess is provided in the cover material and a desiccant 1521 is placed therein.

【0148】なお、シール材1518としては、できる
だけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いる
のが好ましい。また、シール材1518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。
As the sealing material 1518, it is preferable to use a material that is as transparent or translucent to visible light as possible. Further, it is desirable that the sealing material 1518 be a material that does not allow moisture and oxygen to permeate as much as possible.

【0149】また、図15では、画素電極を陰極とし、
EL層と陽極を積層したため、発光方向は図15に示す
矢印の方向となっている。
Further, in FIG. 15, the pixel electrode is used as a cathode,
Since the EL layer and the anode are laminated, the light emitting direction is the direction of the arrow shown in FIG.

【0150】また、ここでは図示しないが、用いる金属
層(ここでは陰極となる画素電極など)の反射により背
景が映り込むことを防ぐために、位相差板(λ/4板)
や偏光板からなる円偏光板と呼ばれる円偏光手段をカバ
ー材1520上に設けてもよい。
Although not shown here, a retardation plate (λ / 4 plate) is provided in order to prevent the background from being reflected by reflection of a metal layer used (here, a pixel electrode serving as a cathode, etc.).
A circularly polarizing means called a circularly polarizing plate composed of a polarizing plate or a polarizing plate may be provided on the cover material 1520.

【0151】上記有機発光素子を備えた発光表示装置の
駆動方法は、定電流駆動と定電圧駆動とがあるが本実施
例はどちらをもちいてもよい。
The driving method of the light emitting display device having the organic light emitting element includes constant current driving and constant voltage driving, but this embodiment may use either method.

【0152】なお、本実施例は実施例1及び実施例2と
自由に組み合わせることが可能である。 〔実施例5〕本発明は上述のELディスプレイも含め
て、表示ディスプレイを部品として含むあらゆる電子装
置の表示部として用いることが可能である。
This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 and 2. [Embodiment 5] The present invention can be used as a display portion of any electronic device including a display display as a component, including the above-mentioned EL display.

【0153】そのような電子装置としては、ELディス
プレイ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、頭部取り付け
型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ等)、カ
ーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報
端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍
等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはコン
パクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商
標)(LD)又はデジタルビデオディスク(DVD)等
の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレ
イを備えた装置)などが挙げられる。それら電子装置の
例を図18に示す。
Examples of such electronic devices include EL displays, video cameras, digital cameras, head-mounted displays (head-mounted displays, etc.), car navigation systems, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones or electronic books). Etc.), an image reproducing device equipped with a recording medium (specifically, a compact disc (CD), a laser disc (registered trademark) (LD), a digital video disc (DVD), or other recording medium is reproduced, and the image is displayed. Device having a display) and the like. Examples of these electronic devices are shown in FIGS.

【0154】図18(A)は表示装置であり、筐体20
01、支持台2002、表示部2003、スピーカー部
2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明に
より作製した発光装置は、表示部2003に用いること
ができる。発光素子を有する発光装置は自発光型である
ためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い
表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコ
ン用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表
示用表示装置が含まれる。
FIG. 18A shows a display device, which is a housing 20.
01, support base 2002, display unit 2003, speaker unit 2004, video input terminal 2005 and the like. The light emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2003. Since a light emitting device having a light emitting element is a self-luminous type, it does not need a backlight and can have a thinner display portion than a liquid crystal display device. The display device includes all display devices for displaying information, such as those for personal computers, those for receiving TV broadcasting, and those for displaying advertisements.

【0155】図18(B)はデジタルスチルカメラであ
り、本体2101、表示部2102、受像部2103、
操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッタ
ー2106等を含む。本発明により作製した発光装置は
表示部2102に用いることができる。
FIG. 18B shows a digital still camera including a main body 2101, a display section 2102, an image receiving section 2103,
An operation key 2104, an external connection port 2105, a shutter 2106 and the like are included. The light emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2102.

【0156】図18(C)はノート型パーソナルコンピ
ュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2
203、キーボード2204、外部接続ポート220
5、ポインティングマウス2206等を含む。本発明に
より作製した発光装置は表示部2203に用いることが
できる。
FIG. 18C shows a laptop personal computer, which has a main body 2201, a housing 2202, and a display section 2.
203, keyboard 2204, external connection port 220
5, including a pointing mouse 2206 and the like. The light emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2203.

【0157】図18(D)はモバイルコンピュータであ
り、本体2301、表示部2302、スイッチ230
3、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含
む。本発明により作製した発光装置は表示部2302に
用いることができる。
FIG. 18D shows a mobile computer, which has a main body 2301, a display portion 2302, and a switch 230.
3, an operation key 2304, an infrared port 2305 and the like. The light emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2302.

【0158】図18(E)は記録媒体を備えた携帯型の
画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本
体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部
B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部240
5、操作キー2406、スピーカー部2407等を含
む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表
示部B2404は主として文字情報を表示するが、本発
明により作製した発光装置はこれら表示部A、B240
3、2404に用いることができる。なお、記録媒体を
備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれ
る。
FIG. 18E shows a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a main body 2401, a casing 2402, a display portion A2403, a display portion B2404, and a recording medium ( DVD, etc.) reading unit 240
5, an operation key 2406, a speaker portion 2407, and the like. The display portion A2403 mainly displays image information and the display portion B2404 mainly displays textual information, but the light-emitting device manufactured according to the present invention has these display portions A and B240.
3, 2404 can be used. Note that the image reproducing device provided with the recording medium includes a home game machine and the like.

【0159】図18(F)はゴーグル型ディスプレイ
(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体250
1、表示部2502、アーム部2503を含む。本発明
により作製した発光装置は表示部2502に用いること
ができる。
FIG. 18F shows a goggle type display (head mount display), which is a main body 250.
1, a display portion 2502 and an arm portion 2503 are included. The light emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2502.

【0160】図18(G)はビデオカメラであり、本体
2601、表示部2602、筐体2603、外部接続ポ
ート2604、リモコン受信部2605、受像部260
6、バッテリー2607、音声入力部2608、操作キ
ー2609等を含む。本発明により作製した発光装置は
表示部2602に用いることができる。
FIG. 18G shows a video camera, which includes a main body 2601, a display portion 2602, a housing 2603, an external connection port 2604, a remote control receiving portion 2605, and an image receiving portion 260.
6, a battery 2607, a voice input unit 2608, operation keys 2609, and the like. The light emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2602.

【0161】ここで図18(H)は携帯電話であり、本
体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力
部2704、音声出力部2705、操作キー2706、
外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。
本発明により作製した発光装置は、表示部2703に用
いることができる。なお、表示部2703は黒色の背景
に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑
えることができる。
Here, FIG. 18H shows a mobile phone, which includes a main body 2701, a housing 2702, a display portion 2703, a voice input portion 2704, a voice output portion 2705, operation keys 2706,
An external connection port 2707, an antenna 2708, and the like are included.
The light emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2703. Note that the display portion 2703 can suppress power consumption of the mobile phone by displaying white characters on a black background.

【0162】なお、将来的に有機材料の発光輝度が高く
なれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投
影して、フロント型若しくはリア型のプロジェクターに
用いることも可能となる。
If the emission brightness of the organic material becomes higher in the future, the light including the output image information can be enlarged and projected by a lens or the like and used in a front type or rear type projector.

【0163】また、上記電気器具はインターネットやC
ATV(ケーブルテレビ)などの電子通信回線を通じて
配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情
報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速
度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
The above-mentioned electric appliances are the Internet and C
Information distributed through electronic communication lines such as ATV (cable television) is often displayed, and in particular, opportunities for displaying moving image information are increasing. Since the response speed of organic materials is extremely high, the light emitting device is suitable for displaying moving images.

【0164】また、発光装置は発光している部分が電力
を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報
を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特
に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする
表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景
として文字情報を発光部分で形成するように駆動するこ
とが好ましい。
Since the light emitting device consumes power in the light emitting portion, it is preferable to display information so that the light emitting portion is as small as possible. Therefore, when a light emitting device is used for a display unit mainly for character information such as a mobile information terminal, especially a mobile phone or a sound reproducing device, driving is performed so that the character information is formed by the light emitting portion with the non-light emitting portion as the background. Preferably.

【0165】以上の様に、本発明の作製方法を用いて作
製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分
野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施
例の電気器具は本発明を実施することにより作製された
発光装置をその表示部に用いることができる。
As described above, the applicable range of the light-emitting device manufactured by the manufacturing method of the present invention is so wide that it can be used for electric appliances in all fields. Further, in the electric appliance of this embodiment, the light emitting device manufactured by carrying out the present invention can be used for its display portion.

【発明の効果】【The invention's effect】

【0166】本発明の半導体装置の作製方法を用いるこ
とにより、均一に平坦化した膜表面を得ることができ、
下地段差の原因となるパターンの密度、寸法に依存しな
い半導体装置を提供することができる。
By using the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a uniformly planarized film surface can be obtained,
It is possible to provide a semiconductor device that does not depend on the density and size of the pattern that causes the underlying step.

【0167】[0167]

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

【図1】 本発明の半導体装置の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図2】 本発明の半導体装置の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図3】 本発明の半導体装置の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図4】 本発明の半導体装置の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.

【図5】 従来の半導体装置の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a conventional semiconductor device.

【図6】 従来の研磨率について測定した図。FIG. 6 is a view showing a conventional polishing rate.

【図7】 本発明の構成を説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the invention.

【図8】 本発明の研磨効率について測定した図。FIG. 8 is a diagram showing the measured polishing efficiency of the present invention.

【図9】 本発明の半導体装置の作製工程を説明する
図。
9A to 9C are diagrams illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention.

【図10】本発明の半導体装置の作製工程を説明する
図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention.

【図11】本発明の半導体装置の作製工程を説明する
図。
FIG. 11 is a diagram illustrating a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention.

【図12】逆スタガ型TFTの構造を説明する図。FIG. 12 is a diagram illustrating a structure of an inverted staggered TFT.

【図13】本発明の半導体装置の上面図。FIG. 13 is a top view of a semiconductor device of the present invention.

【図14】本発明の発光装置の断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view of a light emitting device of the present invention.

【図15】本発明の発光装置の断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of a light emitting device of the present invention.

【図16】本発明の構成を説明する図。FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of the invention.

【図17】本発明の構成を説明する図。FIG. 17 is a diagram showing a configuration of the invention.

【図18】電気器具の一例を示す図。FIG. 18 is a diagram showing an example of an electric appliance.

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/336 H01L 29/78 627A 23/12 501 619A 29/786 21/88 K Fターム(参考) 2H092 GA59 JA25 JB58 MA01 NA19 NA29 PA06 3C058 AA07 CA01 CB01 DA12 5F033 GG04 HH08 HH11 HH17 HH18 HH19 HH20 HH21 HH33 JJ08 JJ11 JJ17 JJ18 JJ19 JJ20 JJ21 JJ33 KK04 MM08 MM13 NN06 NN07 PP15 QQ09 QQ16 QQ18 QQ25 QQ46 QQ47 QQ48 RR04 RR08 RR21 RR22 RR26 SS08 SS11 SS15 XX01 5F110 AA26 BB02 BB04 CC02 CC08 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE15 EE23 FF02 FF04 FF22 FF28 FF30 FF35 FF36 GG01 GG02 GG13 GG25 GG43 GG44 GG45 GG51 HJ01 HJ04 HJ07 HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL02 HL03 HL04 HL06 HL23 HM15 NN03 NN22 NN23 NN24 NN27 NN28 NN34 NN35 NN40 NN47 NN72 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP10 PP13 PP29 PP34 QQ09 QQ11 QQ19 QQ24 QQ25 QQ28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/336 H01L 29/78 627A 23/12 501 601A 29/786 21/88 K F term (reference) 2H092 GA59 JA25 JB58 MA01 NA19 NA29 PA06 3C058 AA07 CA01 CB01 DA12 5F033 GG04 HH08 HH11 HH17 HH18 HH19 HH20 HH21 HH33 JJ08 JJ11 JJ17 JJ18 JJ19 JJ20 JJ21 JJ33 KK04 MM08 MM13 NN06 NN07 PP15 QQ09 QQ16 QQ18 QQ25 QQ46 QQ47 QQ48 RR04 RR08 RR21 RR22 RR26 SS08 SS11 SS15 XX01 5F110 AA26 BB02 BB04 CC02 CC08 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE09 EE14 EE15 EE23 FF02 FF04 HJJO GG HJJO GGJ GG01 GG01 GG01 GG01 GG01 GG04 GG01 GG01 GG04 GG01 GG01 GG04 HL04 HL06 HL23 HM15 NN03 NN22 NN23 NN24 NN27 NN28 NN34 NN35 NN40 NN47 NN72 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP10 PP13 PP29 PP34 QQ09 QQ11 QQ19 QQ24 QQ25 QQ28

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 積層構造の膜の段差を研磨する方法にお
いて、前記膜に開口部を形成し、前記開口部が形成され
た膜を前記膜の段差の低い面まで研磨することを特徴と
する研磨方法。
1. A method of polishing a step of a film having a laminated structure, wherein an opening is formed in the film, and the film in which the opening is formed is polished to a surface of the film having a low step. Polishing method.
【請求項2】 積層構造の膜の段差を研磨する方法にお
いて、前記膜の段差の高い面のみに開口部を形成し、前
記開口部が形成された膜を前記膜の段差の低い面まで研
磨することを特徴とする研磨方法。
2. A method of polishing a step of a film having a laminated structure, wherein an opening is formed only on a surface of the film having a high step, and the film having the opening is polished to a surface of the film having a low step. A polishing method comprising:
【請求項3】 下地段差を覆う膜を形成し、前記膜表面
に開口部を形成し、前記開口部が形成された膜を研磨す
ることを特徴とする研磨方法。
3. A polishing method, which comprises forming a film covering a step of an underlayer, forming an opening on the surface of the film, and polishing the film having the opening.
【請求項4】 下地段差を覆う膜を形成し、前記膜表面
に開口部を形成し、前記開口部が形成された膜を研磨す
る方法であって、前記膜の表面は凸部と凹部とを有し、
前記凸部の面積が等しくなるように開口部を形成するこ
とを特徴とする研磨方法。
4. A method of forming a film covering a step of an underlayer, forming an opening in the surface of the film, and polishing the film having the opening, wherein the surface of the film has a convex portion and a concave portion. Have
A polishing method comprising forming openings so that the areas of the protrusions are equal.
【請求項5】 下地段差を覆う膜を形成し、前記膜表面
に開口部を形成し、前記開口部が形成された膜を研磨す
る方法であって、前記膜の表面は凸部と凹部とを有し、
前記開口部は前記膜の凸部のみに形成することを特徴と
する研磨方法。
5. A method of forming a film covering a step of an underlayer, forming an opening in the surface of the film, and polishing the film in which the opening is formed, wherein the surface of the film has a convex portion and a concave portion. Have
The polishing method is characterized in that the opening is formed only in a convex portion of the film.
【請求項6】 下地段差を覆う膜を形成し、前記膜表面
に開口部を形成し、前記開口部が形成された膜を研磨す
る方法であって、前記膜の表面は凸部と凹部とを有し、
前記開口部は前記膜の凸部に形成し、前記膜の凹部に形
成せず、前記開口部が形成された膜を前記凹部の厚さま
で研磨することを特徴とする研磨方法。
6. A method of forming a film covering a step of an underlayer, forming an opening in the surface of the film, and polishing the film in which the opening is formed, wherein the surface of the film has a convex portion and a concave portion. Have
A polishing method, wherein the opening is formed in a convex portion of the film, and is not formed in a concave portion of the film, and the film in which the opening is formed is polished to the thickness of the concave portion.
【請求項7】 請求項3乃至6のいずれか一において、
前記下地段差は配線であることを特徴とする研磨方法。
7. The method according to claim 3, wherein
A polishing method, wherein the underlying step is a wiring.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか一において、
CMP法、機械研磨法又はELID法により前記膜を研
磨することを特徴とする研磨方法。
8. The method according to claim 1, wherein
A polishing method comprising polishing the film by a CMP method, a mechanical polishing method or an ELID method.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか一おいて、前
記膜はプラズマCVD法、減圧CVD法、熱CVD法ま
たはスパッタ法により形成されることを特徴とする研磨
方法。
9. The polishing method according to claim 1, wherein the film is formed by a plasma CVD method, a low pressure CVD method, a thermal CVD method or a sputtering method.
【請求項10】 請求項1乃至9のいずれか一におい
て、エッチング法により前記開口部を形成することを特
徴とする研磨方法。
10. The polishing method according to claim 1, wherein the opening is formed by an etching method.
【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか一におい
て、前記膜を貫通しないように前記開口部を形成するこ
とを特徴とする研磨方法。
11. The polishing method according to claim 1, wherein the opening is formed so as not to penetrate the film.
【請求項12】 請求項1乃至11のいずれか一におい
て、前記複数の開口部の形状は、線状、円状、格子状ま
たは矩形状であることを特徴とする研磨方法。
12. The polishing method according to claim 1, wherein the plurality of openings have a linear shape, a circular shape, a lattice shape, or a rectangular shape.
【請求項13】 請求項1乃至12のいずれか一におい
て、前記開口部の面積が等しくなるように開口部を形成
することを特徴とする研磨方法。
13. The polishing method according to claim 1, wherein the openings are formed so that the areas of the openings are equal to each other.
【請求項14】 請求項1乃至13のいずれか一におい
て、前記膜は酸化珪素、酸化窒化珪素または窒化珪素か
らなることを特徴とする研磨方法。
14. The polishing method according to claim 1, wherein the film is made of silicon oxide, silicon oxynitride, or silicon nitride.
【請求項15】 絶縁表面上に半導体膜を形成し、前記
半導体膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜表面に開口部
を形成し、前記開口部が形成された絶縁膜を研磨する薄
膜トランジスタの作製方法であって、前記薄膜トランジ
スタは駆動回路部と画素部とを有し、前記絶縁膜におい
て、前記駆動回路部上の開口部の数は前記画素部上の開
口部の数より多いことを特徴とする薄膜トランジスタの
作製方法。
15. A thin film transistor in which a semiconductor film is formed on an insulating surface, an insulating film is formed on the semiconductor film, an opening is formed in the surface of the insulating film, and the insulating film having the opening is polished. The thin film transistor has a driving circuit portion and a pixel portion, and the number of openings on the driving circuit portion in the insulating film is larger than the number of openings on the pixel portion. A method for manufacturing a thin film transistor having characteristics.
【請求項16】 絶縁表面上に形成された半導体膜と、
前記半導体膜中に形成されたソース領域及びドレイン領
域と、前記半導体膜上に形成された第1の絶縁膜と、前
記第1の絶縁膜に形成されたコンタクトを介して前記ソ
ース領域及びドレイン領域とに接続された配線と、前記
配線上に形成された第2の絶縁膜とを有する半導体装置
の作製方法において、前記第1及び第2の絶縁膜の表面
に開口部を形成し、前記開口部が形成された絶縁膜を研
磨することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。
16. A semiconductor film formed on an insulating surface,
The source region and the drain region are formed through a source region and a drain region formed in the semiconductor film, a first insulating film formed on the semiconductor film, and a contact formed in the first insulating film. In a method for manufacturing a semiconductor device having a wire connected to a wire and a second insulating film formed on the wire, an opening is formed on the surface of the first and second insulating films, and the opening is formed. A method for manufacturing a thin film transistor, which comprises polishing an insulating film in which a portion is formed.
【請求項17】 請求項11または12において、前記
複数の開口部の形状は、線状、円状、格子状または矩形
状であることを特徴とする薄膜トランジスタの作製方
法。
17. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 11, wherein the plurality of openings have a linear shape, a circular shape, a lattice shape, or a rectangular shape.
【請求項18】 請求項11乃至13のいずれか一にお
いて、前記絶縁膜は酸化珪素、酸化窒化珪素及び窒化珪
素のいずれかからなることを特徴とする薄膜トランジス
タの作製方法。
18. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 11, wherein the insulating film is made of any one of silicon oxide, silicon oxynitride and silicon nitride.
【請求項19】 請求項11乃至14のいずれか一にお
いて、前記前記駆動回路部における絶縁膜の開口部の直
径は、前記画素部における絶縁膜の開口部直径より小さ
いことを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。
19. The thin film transistor according to claim 11, wherein the diameter of the opening of the insulating film in the drive circuit portion is smaller than the diameter of the opening of the insulating film in the pixel portion. Manufacturing method.
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