JP2004193624A - Semiconductor circuit, display device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁ゲート型トランジスタ等の半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置の構造に関する。本発明の半導体装置は、薄膜トランジスタ(TFT)やMOSトランジスタ等の素子だけでなく、これら絶縁ゲート型トランジスタで構成された半導体回路を有する表示装置やイメージセンサ等の電気光学装置をも含むものである。加えて、本発明の半導体装置は、これらの表示装置および電気光学装置を搭載した電子機器をも含むものである。 The present invention relates to a structure of a semiconductor device including a semiconductor circuit including a semiconductor element such as an insulated gate transistor. The semiconductor device of the present invention includes not only elements such as thin film transistors (TFTs) and MOS transistors but also electro-optical devices such as display devices and image sensors having a semiconductor circuit composed of these insulated gate transistors. In addition, the semiconductor device of the present invention includes an electronic device equipped with the display device and the electro-optical device.
絶縁性を有する基板上に形成された薄膜トランジスタ(TFT)により画素マトリクス回路および駆動回路を構成したアクティブマトリクス型液晶ディスプレイが注目を浴びている。液晶ディスプレイは0.5〜20インチ程度のものまで表示ディスプレイとして利用されている。 Active matrix liquid crystal displays, in which a pixel matrix circuit and a driving circuit are formed using thin film transistors (TFTs) formed over an insulating substrate, have attracted attention. Liquid crystal displays up to about 0.5 to 20 inches are used as display displays.
液晶ディスプレイ開発の1つの方向に大面積化がある。しかし、大面積化すると画素表示部となる画素マトリクス回路も大面積化し、これに伴ってマトリクス状に配列されたソース配線およびゲート配線が長くなるため、配線抵抗が増大している。さらに高精細化が要求されるため、配線を細くする必要があり、配線抵抗の増大がより顕在化されている。また、ソース配線およびゲート配線には画素毎にTFTが接続され、画素数が増大するため寄生容量の増大も問題となる。液晶ディスプレイでは、一般にゲート配線とゲート電極は一体的に形成されており、パネルの大面積化に伴ってゲート信号の遅延が顕在化されている。 One area of liquid crystal display development is to increase the area. However, as the area increases, the pixel matrix circuit serving as a pixel display section also increases in area, and accordingly, the source wiring and the gate wiring arranged in a matrix become longer, and the wiring resistance increases. Furthermore, since higher definition is required, it is necessary to make the wiring thinner, and the increase in wiring resistance has become more apparent. Further, a TFT is connected to the source wiring and the gate wiring for each pixel, and the number of pixels increases, so that an increase in parasitic capacitance also poses a problem. In a liquid crystal display, generally, a gate wiring and a gate electrode are integrally formed, and a delay of a gate signal has become conspicuous with an increase in the area of a panel.
従って、ゲート電極配線材料の抵抗率が低ければ低いほどゲート配線を細く、且つ長くすることが可能になり、これにより大面積化が図れる。従来、ゲート電極配線材料としてAl、Ta、Ti等が用いられているが、中でもAlが最も抵抗率が低く、陽極酸化可能な金属であるため多用されている。しかしながら、Alは陽極酸化膜の形成により、耐熱性を向上させることができるものの、300℃〜400℃のプロセス温度であっても、ウィスカーやヒロックの発生、配線の変形、絶縁膜や活性層への拡散が生じ、TFTの動作不良、TFT特性の低下の主な原因となっていた。 Therefore, as the resistivity of the gate electrode wiring material is lower, the gate wiring can be made thinner and longer, thereby increasing the area. Conventionally, Al, Ta, Ti, and the like have been used as a gate electrode wiring material. Among them, Al has been used frequently because it has the lowest resistivity and is an anodizable metal. However, although Al can improve heat resistance by forming an anodic oxide film, even at a process temperature of 300 ° C. to 400 ° C., whiskers and hillocks are generated, wiring is deformed, and an insulating film or an active layer is formed. Diffusion has been a major cause of TFT malfunction and degradation of TFT characteristics.
さらに大面積化、高精細化を図るためには、より低比抵抗で、且つ高耐熱性を有する電極構造が必要となっている。 In order to achieve a larger area and higher definition, an electrode structure having lower specific resistance and high heat resistance is required.
また、現在、TFTには高移動度が求められており、活性層としては、非晶質半導体膜よりも移動度の高い結晶性半導体膜を用いることが有力視されている。従来、加熱処理により結晶性半導体膜を得るには、高い歪点を有する石英基板を用いる必要があった。石英基板は高価であるため、安価なガラス基板を使用できる結晶化の低温化が求められている。 At present, TFTs are required to have high mobility, and it is expected that a crystalline semiconductor film having higher mobility than an amorphous semiconductor film is used as an active layer. Conventionally, in order to obtain a crystalline semiconductor film by heat treatment, a quartz substrate having a high strain point had to be used. Since a quartz substrate is expensive, there is a demand for a lower crystallization temperature at which an inexpensive glass substrate can be used.
そこで、本出願人らは、非晶質半導体膜(代表的には、非晶質珪素膜、Geを含む非晶質珪素膜等)に微量の金属元素を導入し、しかる後に加熱処理を行うことにより結晶化半導体膜を得る技術(特開平6−232059号公報、特開平7−321339号公報等)を開発した。結晶化を助長する金属元素としては、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Auから選ばれた一種または複数種類のものを用いている。この技術を用いることにより、ガラス基板が耐えうるような温度でのプロセス(低温プロセス)で結晶性半導体膜を作製することが可能となった。また、非晶質半導体膜中の拡散が置換型拡散であるGe、Pbを用いることもできる。 Therefore, the present applicant introduces a small amount of a metal element into an amorphous semiconductor film (typically, an amorphous silicon film, an amorphous silicon film containing Ge, or the like), and then performs heat treatment. Accordingly, a technique for obtaining a crystallized semiconductor film (JP-A-6-232059, JP-A-7-321339, etc.) has been developed. As the metal element that promotes crystallization, one or a plurality of elements selected from Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, and Au are used. By using this technology, a crystalline semiconductor film can be manufactured by a process (a low-temperature process) at a temperature at which a glass substrate can withstand. Ge or Pb in which the diffusion in the amorphous semiconductor film is substitutional diffusion can also be used.
しかし、この技術の問題点は、結晶化に利用した金属元素が結晶性半導体膜中に残留することであり、TFTの素子特性(特に信頼性、均一性等)に悪影響を及ぼしていた。そこで、さらに、本出願人らは、アルミニウム材料を用いた配線を形成後、結晶性半導体膜中の金属元素をゲッタリングする技術(特開平8−330602号公報)も開発した。この公報では、リンが添加されたソース領域及びドレイン領域をゲッタリンクシンクに利用して、加熱処理を施すことによって、チャネル形成領域内の触媒元素がソース領域及びドレイン領域にゲッタリングされる技術が記載されている。 However, the problem with this technique is that the metal element used for crystallization remains in the crystalline semiconductor film, which has adversely affected the device characteristics (particularly, reliability, uniformity, etc.) of the TFT. Therefore, the present applicants have further developed a technique (Japanese Patent Laid-Open No. 8-330602) for forming a wiring using an aluminum material and then gettering a metal element in the crystalline semiconductor film. This publication discloses a technique in which a catalyst element in a channel formation region is gettered to a source region and a drain region by performing heat treatment using a source region and a drain region to which phosphorus is added as a getter link sink. Has been described.
しかしながら、上記公報技術では、耐熱性が低いアルミニウム材料を配線に用いているため、温度範囲(約300〜450℃)内での加熱処理にとどまっていた。なお、十分なゲッタリング効果を得るためには400℃以上、好ましくは550℃以上の加熱処理が必要であった。 However, in the above-mentioned publication technology, since the aluminum material having low heat resistance is used for the wiring, the heat treatment is limited to the temperature range (about 300 to 450 ° C.). In order to obtain a sufficient gettering effect, heat treatment at 400 ° C. or higher, preferably 550 ° C. or higher was required.
以上のように、本発明は、低比抵抗を有し、且つ上記ゲッタリング工程に十分耐えうる電極構造の必要に応じ、新規な電極構造を有する半導体装置およびその作製方法を提供するものである。 As described above, the present invention provides a semiconductor device having a novel electrode structure and a method for manufacturing the same, as required, for an electrode structure having a low specific resistance and sufficiently withstanding the gettering step. .
本明細書で開示する発明の第1の構成は、
絶縁表面を有する基板上に、多層構造を有するゲート電極と、
前記基板、前記ゲート電極の上面および側面を覆う保護膜と、
前記保護膜を覆って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に接して、ソース領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に形成されたチャネル形成領域と、を有することを特徴とする半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置である。
A first configuration of the invention disclosed in this specification is as follows.
On a substrate having an insulating surface, a gate electrode having a multilayer structure,
A protective film covering the upper surface and side surfaces of the substrate and the gate electrode;
A gate insulating film formed to cover the protective film;
A semiconductor circuit comprising a semiconductor element, comprising: a source region, a drain region, and a channel formation region formed between the source region and the drain region, in contact with the gate insulating film. Semiconductor device.
また、上記構成において、前記多層構造を有するゲート電極は、タンタル、モリブデン、チタン、クロム、シリコンから選ばれた一種の元素を主成分とする層を少なくとも一層含むことを特徴としている。 Further, in the above structure, the gate electrode having the multilayer structure includes at least one layer mainly containing one element selected from tantalum, molybdenum, titanium, chromium, and silicon.
また、上記構成において、前記多層構造を有するゲート電極は、前記基板側から順に窒素を含む第1のタンタルを主成分とする層、第2のタンタルを主成分とする層、および窒素を含む第3のタンタルを主成分とする層からなる3層構造を有することを特徴としている。 In the above structure, the gate electrode having the multilayer structure includes, in order from the substrate side, a first layer mainly containing tantalum containing nitrogen, a second layer mainly containing tantalum, and a second layer containing nitrogen. It has a three-layer structure composed of three layers mainly containing tantalum.
また、本明細書で開示する他の発明の構成である第2の構成は、
絶縁表面を有する基板上に、ゲート電極と、
前記基板、前記ゲート電極の上面および側面を覆う保護膜と、
前記保護膜を覆って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に接して、ソース領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に形成されたチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域上に接して無機絶縁物と、
前記ソース領域およびドレイン領域上に接する有機樹脂膜と、を有することを特徴とする半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置である。
Further, a second configuration, which is a configuration of another invention disclosed in this specification, is as follows:
A gate electrode on a substrate having an insulating surface;
A protective film covering the upper surface and side surfaces of the substrate and the gate electrode;
A gate insulating film formed to cover the protective film;
In contact with the gate insulating film, a source region, a drain region, and a channel formation region formed between the source region and the drain region;
An inorganic insulator in contact with the channel formation region;
A semiconductor device comprising a semiconductor element comprising: an organic resin film in contact with the source region and the drain region.
上記第2の構成において、前記ゲート電極は、窒素を含んだタンタルを主成分とする第1の層と、タンタルを主成分とする第2の層と、窒素を含んだタンタルを主成分とする第3の層とからなる3層構造を有していることを特徴としている。 In the second structure, the gate electrode includes a first layer mainly containing tantalum containing nitrogen, a second layer mainly containing tantalum, and a main layer mainly containing tantalum containing nitrogen. It has a three-layer structure including a third layer.
上記各構成において、前記保護膜は、窒化珪素膜であることを特徴としている。
また、前記保護膜の膜厚は、10〜100nmであることを特徴としている。
In each of the above structures, the protection film is a silicon nitride film.
The thickness of the protective film is 10 to 100 nm.
上記各構成において、前記ソース領域およびドレイン領域の少なくとも一部は、シリサイドであることを特徴としている。 In each of the above structures, at least a part of the source region and the drain region is silicide.
上記各構成において、前記ソース領域およびドレイン領域には、N型の導電型を付与する不純物が添加されていることを特徴としている。 Each of the above structures is characterized in that the source region and the drain region are doped with an impurity imparting N-type conductivity.
上記各構成において、前記ソース領域およびドレイン領域には、N型の導電型を付与する不純物およびP型の導電型を付与する不純物が添加されていることを特徴としている。 In each of the above structures, an impurity imparting an N-type conductivity and an impurity imparting a P-type conductivity are added to the source region and the drain region.
上記各構成において、前記チャネル形成領域は、シリコンの結晶化を助長する触媒元素を含有し、前記触媒元素の濃度は、チャネル形成領域よりもソース領域およびドレイン領域のほうが高いことを特徴としている。 In each of the above structures, the channel formation region contains a catalyst element that promotes crystallization of silicon, and the concentration of the catalyst element is higher in the source region and the drain region than in the channel formation region.
上記各構成において、前記触媒元素は、Ni、Fe、Co、Pt、Cu、Au、Geから選ばれた少なくとも1つの元素であることを特徴としている。 In each of the above structures, the catalyst element is characterized in that it is at least one element selected from Ni, Fe, Co, Pt, Cu, Au, and Ge.
また、本明細書で開示する他の発明の構成である第3の構成は、
絶縁表面を有する基板上に配線を形成する工程と、
前記配線を覆って保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に珪素の結晶化を助長する触媒元素を含む結晶性半導体膜を形成する工程と、
前記結晶性半導体膜にレーザー光を照射する工程と、
前記結晶性半導体膜上の一部に絶縁膜からなるマスクを形成する工程と、
ソース領域またはドレイン領域となるべき領域にリン元素のドーピングを行う工程と、
加熱処理を施し、前記触媒元素をゲッタリングさせる工程と、
前記結晶性半導体膜をパターニングし、活性層を形成する工程と、
を有する半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置の作製方法である。
Further, a third configuration, which is a configuration of another invention disclosed in this specification, is:
Forming wiring on a substrate having an insulating surface;
Forming a protective film covering the wiring,
Forming a gate insulating film on the protective film;
Forming a crystalline semiconductor film containing a catalytic element that promotes crystallization of silicon on the gate insulating film;
Irradiating the crystalline semiconductor film with laser light,
Forming a mask made of an insulating film on a part of the crystalline semiconductor film;
A step of doping a region to be a source region or a drain region with phosphorus element,
Performing a heat treatment to getter the catalyst element;
Patterning the crystalline semiconductor film to form an active layer;
This is a method for manufacturing a semiconductor device including a semiconductor circuit including a semiconductor element having the following.
また、本明細書で開示する他の発明の構成である第4の構成は、
絶縁表面を有する基板上に配線を形成する工程と、
前記配線を覆って保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に珪素の結晶化を助長する触媒元素を含む結晶性半導体膜を
形成する工程と、
前記結晶性半導体膜をパターニングし、活性層を形成する工程と、
前記結晶性半導体膜にレーザー光を照射する工程と、
前記結晶性半導体膜上の一部に絶縁膜からなるマスクを形成する工程と、
ソース領域またはドレイン領域となるべき領域にリン元素のドーピングを行う工程と、
加熱処理を施し、前記触媒元素をゲッタリングさせる工程と、
を有する半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置の作製方法である。
絶縁表面を有する基板上に配線を形成する工程は、
前記基板側から順に窒素を含む第1のタンタル層、第2のタンタル層、および窒素を含む第3のタンタル層を連続して成膜し、パターニングする工程であることを特徴とする半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置の作製方法である。
Further, a fourth configuration, which is a configuration of another invention disclosed in this specification, is:
Forming wiring on a substrate having an insulating surface;
Forming a protective film covering the wiring,
Forming a gate insulating film on the protective film;
Forming a crystalline semiconductor film containing a catalytic element that promotes crystallization of silicon on the gate insulating film;
Patterning the crystalline semiconductor film to form an active layer;
Irradiating the crystalline semiconductor film with laser light,
Forming a mask made of an insulating film on a part of the crystalline semiconductor film;
A step of doping a region to be a source region or a drain region with phosphorus element,
Performing a heat treatment to getter the catalyst element;
This is a method for manufacturing a semiconductor device including a semiconductor circuit including a semiconductor element having the following.
The step of forming wiring on a substrate having an insulating surface,
Forming a first tantalum layer containing nitrogen, a second tantalum layer, and a third tantalum layer containing nitrogen successively from the substrate side and patterning the same. This is a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor circuit.
上記第3の構成または第4の構成におけるゲート絶縁膜上に結晶性半導体膜を形成する工程は、前記ゲート絶縁膜表面に接する非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長する触媒元素を保持させる工程と、
加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成する工程を有することを特徴としている。
Forming the crystalline semiconductor film on the gate insulating film in the third configuration or the fourth configuration includes forming an amorphous semiconductor film in contact with the gate insulating film surface;
Holding a catalytic element that promotes crystallization of silicon in the amorphous semiconductor film;
A step of crystallizing the amorphous semiconductor film by heat treatment to form a crystalline semiconductor film.
上記第3の構成または第4の構成におけるゲート絶縁膜上に結晶性半導体膜を形成する工程は、前記ゲート絶縁膜表面に接する非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜に珪素の結晶化を助長する触媒元素を保持させる工程と、
レーザー光の照射により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成する工程を有することを特徴としている。
Forming the crystalline semiconductor film on the gate insulating film in the third configuration or the fourth configuration includes forming an amorphous semiconductor film in contact with the gate insulating film surface;
Holding a catalytic element that promotes crystallization of silicon in the amorphous semiconductor film;
A step of crystallizing the amorphous semiconductor film by laser light irradiation to form a crystalline semiconductor film.
本明細書で開示する発明を利用することで、ゲート配線および電極(配線幅:0.1μm〜5μm)を作製した後、高温(400度以上)での加熱処理を行った場合においても、良好なTFT特性を有する半導体装置を得ることができる。 By utilizing the invention disclosed in this specification, even when a gate wiring and an electrode (wiring width: 0.1 μm to 5 μm) are manufactured and then heat treatment is performed at a high temperature (400 ° C. or higher), good results can be obtained. A semiconductor device having excellent TFT characteristics can be obtained.
また、本明細書で開示する保護膜は、高温処理を施した場合、基板からの不純物の拡散を抑えることができ、基板の不純物濃度に左右されることなく、良好なTFT特性を得ることができる。 In addition, the protective film disclosed in this specification can suppress diffusion of impurities from a substrate when subjected to high-temperature treatment, and can obtain favorable TFT characteristics without being affected by the impurity concentration of the substrate. it can.
特に、本明細書で開示する発明におけるP型またはN型の導電型を付与する不純物の添加工程後の高温処理(400度以上)においては、不純物の活性化とともに、添加工程によってダメージを受けた結晶性半導体膜のアニール効果や、結晶性半導体膜中に残存している触媒元素を低減させるゲッタリング効果が得られる。 In particular, in the high-temperature treatment (400 ° C. or more) after the step of adding the impurity imparting the P-type or N-type conductivity in the invention disclosed in this specification, the impurity was activated and the addition step was damaged. An annealing effect of the crystalline semiconductor film and a gettering effect of reducing a catalytic element remaining in the crystalline semiconductor film can be obtained.
本実施の形態においては、ゲート配線およびゲート電極材料として、タンタルまたはタ
ンタルを主成分とする材料を用いる。なお、タンタルはシリコンと仕事関数が近いため、TFTのしきい値のシフトが少なく好ましい材料の一つである。
In this embodiment mode, tantalum or a material containing tantalum as a main component is used as a gate wiring and gate electrode material. Since tantalum has a work function close to that of silicon, tantalum has a small shift in the threshold value of a TFT and is one of the preferable materials.
Taには2種類の結晶構造(体心立方格子〔α─Ta〕、正方格子構造〔β─Ta〕)があることが知られている。正方格子構造〔β─Ta〕を有する薄膜の固有抵抗は、170〜200μΩcm程度であり、体心立方格子〔α─Ta〕を有する薄膜の抵抗は、13〜15μΩcmである。一般に、Ta薄膜はそのほとんどがβ─Taとなるが、成膜時に不純物、例えばN2 を微量に混入させることによってα─Ta(bccーTaとも呼ばれる)を形成できることが知られている。 It is known that Ta has two types of crystal structures (body-centered cubic lattice [α─Ta] and square lattice structure [β─Ta]). The resistivity of the thin film having the square lattice structure [β─Ta] is about 170 to 200 μΩcm, and the resistivity of the thin film having the body-centered cubic lattice [α─Ta] is 13 to 15 μΩcm. Generally, most of the Ta thin film has β─Ta, but it is known that α─Ta (also referred to as bcc-Ta) can be formed by adding a small amount of impurities, for example, N 2 at the time of film formation.
本実施の形態においては、TaN膜を成膜後、連続的にこのTaN膜の上にTa膜を積
層すると、α─Taを得ることができた。特に、TaN膜の成分構成にもよるがTaN膜の膜厚を30nm以上、好ましくは40nm以上とし、Ta膜を積層するとα─Taを得ることができた。
In this embodiment, when a TaN film is formed and then a Ta film is continuously laminated on the TaN film, α─Ta can be obtained. In particular, α─Ta could be obtained by setting the thickness of the TaN film to 30 nm or more, preferably 40 nm or more, depending on the composition of the TaN film and laminating the Ta film.
ただし、タンタルまたはタンタルを主成分とする材料は、水素を吸蔵しやすく、酸化しやすいため、成膜後に酸化や水素の吸蔵等の膜質変化が生じて抵抗が大きくなってしまう問題が生じていた。 However, since tantalum or a material containing tantalum as a main component easily absorbs hydrogen and is easily oxidized, a change in film quality such as oxidation or occlusion of hydrogen occurs after film formation, and a problem that resistance increases occurs. .
そこで、本実施の形態においては、ゲート配線およびゲート電極の構造として、連続的
にTaN膜(膜厚30nm以上、好ましくは40nm以上)の上にTa膜を積層し、さらにこのTa膜の上にTaN膜を積層する3層構造とし、その後、パターニングした後、保護膜で覆う構造とする。
Therefore, in the present embodiment, as a structure of the gate wiring and the gate electrode, a Ta film is continuously laminated on a TaN film (thickness of 30 nm or more, preferably 40 nm or more), and further on this Ta film. It has a three-layer structure in which a TaN film is laminated, and then is patterned and then covered with a protective film.
このように連続成膜して3層構造とし、さらに保護膜で覆う構造とすることで、水素の吸蔵や酸化が生じることを防止した。 By forming a three-layer structure by successively forming a film and covering the structure with a protective film in this manner, occlusion and oxidation of hydrogen are prevented.
表1に2時間の熱処理(450℃、500℃、550℃、600℃)前後のタンタル多層膜(TaN/Ta/TaN;膜厚50nm/250nm/50nm)の抵抗値の変化を示す。この実験における温度履歴は400℃から処理温度の10℃下まで9.9℃/分で昇温した後、処理温度まで5℃/分で昇温し、2時間保持した後、徐冷したのちに、測定を行った。 Table 1 shows the change in the resistance value of the tantalum multilayer film (TaN / Ta / TaN; film thickness 50 nm / 250 nm / 50 nm) before and after the heat treatment (450 ° C., 500 ° C., 550 ° C., 600 ° C.) for 2 hours. The temperature history in this experiment was as follows: the temperature was raised from 400 ° C. to 10 ° C. below the processing temperature at 9.9 ° C./min, then raised to the processing temperature at 5 ° C./min, held for 2 hours, and gradually cooled. Next, the measurement was performed.
表1より、加熱温度が上がるに従って、タンタル多層膜が変質(酸化等)したため、抵抗値と膜厚が増加していることが読み取れる。 From Table 1, it can be seen that the resistance value and the film thickness increased because the tantalum multilayer film deteriorated (oxidized etc.) as the heating temperature increased.
次に、表2に2時間(450℃、500℃、550℃、600℃)の熱処理前後の保護膜(SiN:膜厚25nm)で覆われたタンタル多層膜(TaN/Ta/TaN)の抵抗値の変化を示す。なお、温度履歴は表1と同一とした。 Next, Table 2 shows the resistance of the tantalum multilayer film (TaN / Ta / TaN) covered with the protective film (SiN: 25 nm thick) before and after the heat treatment for 2 hours (450 ° C., 500 ° C., 550 ° C., and 600 ° C.). Indicates a change in value. The temperature history was the same as in Table 1.
表2より、保護膜(SiN)をつけることにより熱処理による抵抗値や膜厚の増加が抑制できることが読み取れる。 From Table 2, it can be seen that the addition of the protective film (SiN) can suppress an increase in the resistance value and the film thickness due to the heat treatment.
以上のことから、耐熱性の高いTa膜またはTaを主成分とする膜を配線材料に用い、さらに保護膜で覆うことで、高温(400〜700℃)での加熱処理を施すことが可能となり、例えば結晶性半導体膜中の金属元素をゲッタリングする処理等を施すことができる。このような加熱処理を加えても、ゲート配線(配線幅:0.1μm〜5μm)が耐えうる温度範囲以内であり、且つ保護膜により保護されているので酸化されずに、低抵抗な配線を維持することができる。 From the above, it is possible to perform a heat treatment at a high temperature (400 to 700 ° C.) by using a Ta film having high heat resistance or a film containing Ta as a main component as a wiring material and further covering with a protective film. For example, a treatment for gettering a metal element in the crystalline semiconductor film can be performed. Even if such a heat treatment is applied, the gate wiring (wiring width: 0.1 μm to 5 μm) is within the temperature range that can be endured, and is protected by the protective film. Can be maintained.
また、TaN膜における窒素組成比は、5〜60%の範囲とするが、スパッタ装置やスパッタ条件等によって左右されるため、上記数値には必ずしも限定されない。なお、Ar(アルゴン)またはXe(キセノン)を用いたプラズマを用いてα─Ta膜を得ることが好ましい。 Further, the nitrogen composition ratio in the TaN film is in the range of 5 to 60%, but is not necessarily limited to the above numerical value because it depends on the sputtering apparatus, sputtering conditions and the like. Note that it is preferable to obtain the α─Ta film using plasma using Ar (argon) or Xe (xenon).
また、タンタルに代えて、例えば、Mo、Ti、Nb、W、Mo−Ta合金、Nb−Ta合金、W−Ta合金等の材料を用いることも可能である。また、これらの材料に窒素を含ませた金属材料、またはこれらの材料とシリコンとの化合物であるシリサイドを用いることも可能である。 Further, instead of tantalum, for example, a material such as Mo, Ti, Nb, W, a Mo—Ta alloy, an Nb—Ta alloy, or a W—Ta alloy can be used. It is also possible to use a metal material containing nitrogen in these materials or a silicide which is a compound of these materials and silicon.
本実施の形態の保護膜としては、無機絶縁膜、例えば、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜
またはそれらの積層膜等を用いることができる。また、保護膜の膜厚は10〜100nmの範囲であれば、保護膜としての機能を果たす。また、保護膜として非晶質珪素膜、結晶性珪素膜を用いることも可能である。
As the protective film in this embodiment, an inorganic insulating film, for example, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, a stacked film thereof, or the like can be used. When the thickness of the protective film is in the range of 10 to 100 nm, the protective film functions as a protective film. Further, an amorphous silicon film or a crystalline silicon film can be used as the protective film.
また、Ta膜と比較してTaN膜は、水素の吸蔵や酸化が生じにくいため、コンタクトホールを形成する際、Taが露出しないように最上層としてTaN膜を積層して、良好なオーミックコンタクトを得る構成とした。 In addition, since the TaN film is less likely to occlude and oxidize hydrogen than the Ta film, when forming a contact hole, a TaN film is laminated as an uppermost layer so that Ta is not exposed, and a good ohmic contact is formed. Configuration was obtained.
さらに、配線間の接続において良好なオーミックコンタクトを得るための他の構成として、図11に示すように、タンタルを主成分とする層1101上にチタンを主成分とする層1102を積層した多層配線を設ける構成とすることが好ましい。このチタンを主成分とする層は、コンタクトホールを形成する際、タンタルを主成分とする層1101の酸化や水素の吸蔵を防ぐ。また、チタンを主成分とする層は、露出して酸化しても絶縁体にならず、また除去しやすいため良好なオーミックコンタクトを得ることができる。即ち、チタンを主成分とする層は、タンタルを主成分とする層を保護するとともに、十分にエッチング工程の際、マージンが取れるため、コンタクトホール(開孔部)の形成をも容易とする。
Further, as another structure for obtaining a good ohmic contact in connection between wirings, as shown in FIG. 11, a multilayer wiring in which a
耐熱性の高いTa膜またはTaを主成分とする膜を配線材料に用いることで、高温(400〜700℃)での加熱処理を施すことが可能となり、例えば結晶性半導体膜中の金属元素をゲッタリングする処理等を施すことができる。なお、高温処理を施した場合、保護膜は加熱による基板からの不純物の拡散を抑え、良好な絶縁性を有するゲート絶縁膜を維持することができる。従って、基板に含まれる不純物の濃度に左右されることなく、良好な特性を有するTFTを作製することができる。 By using a Ta film having high heat resistance or a film containing Ta as a main component as a wiring material, heat treatment at a high temperature (400 to 700 ° C.) can be performed. Gettering processing or the like can be performed. Note that when high-temperature treatment is performed, the protective film suppresses diffusion of impurities from the substrate due to heating, and can maintain a gate insulating film having favorable insulating properties. Therefore, a TFT having excellent characteristics can be manufactured without being affected by the concentration of impurities contained in the substrate.
このようにして、本発明の半導体装置は、従来(Ta膜〔β─Ta〕)と比較して、比抵抗を小さくすることができ、高温(400〜700℃)での加熱処理を行った場合においても、基板に含まれる不純物の濃度に左右されることなく、良好なTFT特性を得ることが可能となった。 In this manner, the semiconductor device of the present invention can have a lower specific resistance than the conventional (Ta film [β─Ta]), and is subjected to heat treatment at a high temperature (400 to 700 ° C.). In this case, it is possible to obtain good TFT characteristics without being affected by the concentration of impurities contained in the substrate.
以下に実施例を説明するが、特にこれらの実施例に限定されないことは勿論である。 Examples will be described below, but it goes without saying that the present invention is not particularly limited to these examples.
本明細書に記載の発明を利用した半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置について、図1を用いてその構造の一例を説明する。なお、かかる半導体装置は、同一基板上に周辺駆動回路部と画素マトリクス回路部とを備えている。本実施例では、図示を容易にするため、同一基板上に周辺駆動回路部の一部を構成するCMOS回路202と、画素マトリクス回路部の一部を構成する画素TFT203(Nチャネル型TFT)とが示されている。
An example of a structure of a semiconductor device including a semiconductor circuit including a semiconductor element using the invention described in this specification will be described with reference to FIGS. Note that such a semiconductor device includes a peripheral driver circuit portion and a pixel matrix circuit portion on the same substrate. In this embodiment, for the sake of simplicity of illustration, a
また、図2は図1の上面図に相当する図であり、図2において、太線A−A’で切断した部分が、図1の画素マトリクス回路201の断面構造に相当し、太線B−B’で切断した部分が、図1のCMOS回路202の断面構造に相当する。
2 is a diagram corresponding to the top view of FIG. 1. In FIG. 2, a portion cut along a thick line AA ′ corresponds to a cross-sectional structure of the pixel matrix circuit 201 of FIG. The portion cut at 'corresponds to the cross-sectional structure of the
基板100上には、いずれの薄膜トランジスタ(TFT)203〜205においてもゲート電極が所定の形状にパターニング形成されている。なお、このゲート電極101〜104は、下地膜(図示しない)上に設けられ、多層構造を有している。本実施例では、Ta膜を挟み込む構造(TaN〔膜厚50nm〕/Ta〔膜厚250nm〕/TaN〔膜厚50nm〕)として抵抗の増大を防いだ。そして、このゲート電極および基板を覆って無機膜からなる保護膜105が形成されている。その上にはゲート絶縁膜106a、106bが形成されている。さらにその上には結晶性半導体膜からなる活性層107〜114が形成されている。また、活性層の表面には酸化性雰囲気中でのレーザー光の照射により薄い酸化膜115〜117が形成されている。
On the
CMOS回路のPチャネル型TFT205の場合には、活性層としてP+ 型の高濃度不純物領域(ソース領域又はドレイン領域)113と、チャネル形成領域110と、前記P+ 型の高濃度不純物領域と前記チャネル形成領域の間に低濃度不純物領域114が形成されている。さらにチャネル形成領域上にはエッチングストッパー118が形成されている。その上を覆う平坦性を有する第1の層間絶縁膜119にコンタクトホールを形成して高濃度不純物領域113に配線124が接続され、さらにその上に第2の層間絶縁膜125が形成され、配線124に配線128が接続されて、その上を覆って第3の層間絶縁膜129が形成されている。
In the case of a P-channel TFT 205 of a CMOS circuit, a P + -type high concentration impurity region (source region or drain region) 113 as an active layer, a
一方、Nチャネル型TFT204の活性層については、N+ 型の高濃度不純物領域111と、チャネル形成領域109と、前記N+ 型の高濃度不純物領域と前記チャネル形成領域の間にN- 型の低濃度不純物領域112が形成されている。いずれの活性層における高濃度不純物領域はソース領域またはドレイン領域となる。これらソース領域またはドレイン領域には配線122、123が接続されている。活性層以外の部分は、Pチャネル型TFTと同一構造である。
On the other hand, the active layer of the N-channel type TFT 204, the N + -type high
画素マトリクス回路201に形成されたNチャネル型TFT203については、平坦性を有する第1の層間絶縁膜119を形成する部分まで、CMOS回路のNチャネル型TFTと同一構造である。そして、最後にソース領域には配線121が接続される一方、ドレイン領域には配線120が接続され、その上に、第2の層間絶縁膜125を形成し、ブラックマスク126を形成する。このブラックマスクは画素TFTを覆い、且つ配線120と補助容量を形成している。さらに、その上に第3の層間絶縁膜129を形成し、ITO等の透明導電膜からなる画素電極130が接続される。
The N-channel TFT 203 formed in the pixel matrix circuit 201 has the same structure as the N-channel TFT of the CMOS circuit up to the portion where the first
次に、図3を参照して、図1に示した半導体装置の作製方法を詳細に説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device illustrated in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIG.
まず、絶縁表面を有する基板100を用意する。基板としては、ガラス基板、石英基板、セラミックス基板、半導体基板を用いることができる。本実施例においては基板100として石英基板を用いた。なお、平坦性を向上させるため、この基板上に下地膜(酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜等からなる)を設けることが好ましい。また、基板とゲート配線材料との応力のひずみにより剥離することを防ぐことができる。
First, a
次いで、積層構造を有するゲート配線およびゲート電極を形成する。本実施例では、まず、絶縁膜上に窒化タンタル膜(TaN)と、当該窒化タンタル膜上にタンタル膜(Ta)と、当該タンタル膜上に窒化タンタル膜(TaN)とをスパッタリング法を用いて連続成膜する。そして、パターニングを施し、3層構造を有するゲート電極を形成した。(図3(A)) Next, a gate wiring and a gate electrode having a stacked structure are formed. In this embodiment, first, a tantalum nitride film (TaN) is formed on an insulating film, a tantalum film (Ta) is formed on the tantalum nitride film, and a tantalum nitride film (TaN) is formed on the tantalum film by a sputtering method. Form a continuous film. Then, patterning was performed to form a gate electrode having a three-layer structure. (FIG. 3 (A))
本実施例においては、低抵抗なα─Taを形成するために、TaN膜(好ましくは膜厚40nm以上)を成膜後、連続的にこのTaN膜の上にTa膜を積層する構造とした。 In this embodiment, in order to form α─Ta having a low resistance, a structure in which a TaN film (preferably, a film thickness of 40 nm or more) is formed, and a Ta film is continuously stacked on the TaN film. .
また、TaN膜と比較してTa膜は、水素の吸蔵や酸化が生じやすいため、本実施例では、図3(A)に示したようにTa膜を挟み込む構造(TaN〔101a、102a、103a、104a;膜厚50nm〕/Ta〔101b、102b、103b、104b;膜厚250nm〕/TaN〔101c、102c、103c、104c;膜厚50nm〕)として抵抗の増大を防いだ。加えて、最上層としてTaN膜を積層したのは、他の配線とのコンタクトを形成する際、Ta膜が露出して酸化や水素の吸蔵が生じるのを防ぎ、良好なオーミックコンタクトを得るためである。また、最上層としてTiN膜を積層するとTiN膜が酸化しても絶縁物とならないため好ましい。 In addition, since the Ta film easily absorbs and oxidizes hydrogen as compared with the TaN film, in this embodiment, the structure (TaN [101a, 102a, 103a) sandwiching the Ta film as shown in FIG. , 104a; film thickness 50 nm] / Ta [101b, 102b, 103b, 104b; film thickness 250 nm] / TaN [101c, 102c, 103c, 104c; film thickness 50 nm]) to prevent an increase in resistance. In addition, the reason why the TaN film is laminated as the uppermost layer is to prevent the Ta film from being exposed to prevent oxidation and occlusion of hydrogen when forming a contact with another wiring, and to obtain a good ohmic contact. is there. Further, it is preferable to stack a TiN film as the uppermost layer because the TiN film does not become an insulator even if the TiN film is oxidized.
また、配線材料のタンタルに代えて、例えば、Mo、Nb、W、Mo−Ta合金、Nb−Ta合金、W−Ta合金等を用いることも可能である。また、これらの材料に窒素を含ませた材料、またはこれらの材料と珪素との化合物であるシリサイドを用いることも可能である。 Further, in place of tantalum as a wiring material, for example, Mo, Nb, W, Mo-Ta alloy, Nb-Ta alloy, W-Ta alloy, or the like can be used. Further, it is also possible to use a material in which nitrogen is added to these materials, or a silicide which is a compound of these materials and silicon.
次いで、ゲート電極を覆って、窒化珪素膜からなる保護膜105を形成する。本実施例でゲート電極に用いたタンタル膜は、酸化や水素の吸蔵を起こしやすいため、無機膜からなる保護膜でゲート電極を覆った。また、高温処理(例えばゲッタリング工程等)を施した場合、保護膜は加熱による基板からの不純物の拡散を抑え、良好な絶縁性を有するゲート絶縁膜を維持することができる。加えて、この保護膜105は、レーザー光または熱からゲート電極および配線を防ぐことができる。ここでの保護膜の膜厚範囲は10〜100nm、本実施例では20nmを成膜した。(図3(B))
Next, a
次に、保護膜を覆って、ゲート絶縁膜106a、106bを形成した。本実施例では、酸化窒化珪素膜(SiOx Ny )からなる125nmの厚さの絶縁膜106a、75nmの厚さの絶縁膜106bを形成した。高耐圧回路のゲート絶縁膜となる領域の膜厚を選択的に高速駆動回路のゲート絶縁膜となる領域よりも厚くして、さらなる高耐圧を得る構成とする。膜厚の異なる絶縁膜を形成する方法は公知の手段を用いればよく、例えば75nmの膜厚の絶縁膜を全面に成膜した後、選択的に50nmの膜厚の絶縁膜を積層する方法等を用いればよい。この絶縁膜106a、106bとしては酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜またはこれらの積層膜を50〜300nmの膜厚で用いることができる。
Next, the
そして、ゲート絶縁膜形成後、連続的に非晶質半導体膜を積層し、この絶縁膜106a、106b上に活性層を形成する。なお、不純物の低減とスループット向上のため、保護膜105と絶縁膜106と非晶質半導体膜とを連続成膜することが好ましい。活性層は20〜100nm(好ましくは25〜70nm)の結晶性半導体膜(代表的には結晶性珪素膜)で構成すればよい。結晶性半導体膜の形成方法は、公知の如何なる手段、例えば、レ─ザー結晶化、熱結晶化等を用いてもよいが、本実施例では結晶化の際に結晶化を助長する触媒元素(ニッケル)を添加する方法を用いた。なお、この技術については特開平7-130652号公報、特開平9-312260号等に詳細に記載されている。
After the formation of the gate insulating film, an amorphous semiconductor film is continuously stacked, and an active layer is formed over the insulating
本実施例では膜厚55nmの非晶質珪素膜を減圧CVD法で成膜した。次に、スピナーを用いてNi酢酸溶液を塗布し、更に乾燥させてNi層302を形成した。(図3(C))ただし、Ni層は完全な層を成しているものではない。Ni酢酸溶液のNi濃度は重量換算で1〜1000ppmとする。本実施例では100ppmとした。この状態で非晶質珪素膜の表面にNiが保持される。次に不活性または酸化性雰囲気中において550℃、8時間加熱することによって結晶性珪素膜を得た。(図3(D))
In this embodiment, an amorphous silicon film having a thickness of 55 nm is formed by a low pressure CVD method. Next, a Ni acetic acid solution was applied using a spinner and further dried to form a
次いで、酸化性雰囲気中でレーザーを照射し、レーザーアニール処理とともに薄い酸化膜401を形成する。(図4(A))この薄い酸化膜は、後の工程であるレジストまたはエッチングストッパーの形成工程の際、結晶性珪素膜とレジストとの密着性、または結晶性珪素膜とエッチングストッパーとの密着性を向上させる役目を果たしている。ただし、不活性雰囲気中でレーザー照射を施した場合、酸化膜は形成されない。
Next, laser irradiation is performed in an oxidizing atmosphere to form a
次いで、酸化珪素膜を膜厚120nm成膜し、パターニングを施してエッチングストッパー118を形成する。そして、レジストからなるドーピングマスク402を形成する。なお、エッチングストッパー118として用いられる他の材料として非晶質珪素膜、結晶性珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜を用いることができる。
Next, a silicon oxide film is formed to a thickness of 120 nm and is patterned to form an
レジスト402をマスクとした非自己整合プロセスによって、リン元素の第1回目のドーピングを行った。(図4(B))本実施例では、403で示されるN+ 型領域に、1×1020〜8×1021atoms /cm3 の濃度でリンが添加されるようにした。 The first doping of the phosphorus element was performed by a non-self-alignment process using the resist 402 as a mask. (FIG. 4B) In this embodiment, phosphorus is added to the N + type region 403 at a concentration of 1 × 10 20 to 8 × 10 21 atoms / cm 3 .
その後、レジストマスク402を除去して、エッチングストッパー118をマスクとしてリン元素の2回目のドーピングを行った。(図4(C))本実施例では、406で示されるN- 型領域のリン濃度が、1×1015〜1×1017atoms /cm3 になるように調節する。なお、Nチャネル型TFTにおいて、N+ 型領域407はソース領域またはドレイン領域となり、N- 型領域は低濃度不純物領域406となる。
After that, the resist
次にNチャネル型TFT203、204をレジスト501で覆い、Pチャネル型TFTの活性層にボロンを添加して、リンが高濃度に存在するP型領域502と、リンが低濃度に存在するP型領域503とを形成する。(図5(A))ボロンのドーズ量は、P型領域のボロンイオンの濃度がN+ 型領域に添加されるリンイオンの濃度の1.3〜2倍程度になるようにする。なお、本実施例におけるリンイオンまたはボロンイオンの添加方法は、公知の方法、例えばイオン注入法、プラズマドーピング法、リンイオンまたはボロンイオンを含む溶液を塗布後、加熱する方法、リンイオンまたはボロンイオンを含む膜を成膜後加熱する方法等を用いて行う。
Next, the N-channel TFTs 203 and 204 are covered with a resist 501, and boron is added to the active layer of the P-channel TFT to form a P-
P型領域502、503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る。また、リンイオン、ボロンイオンが注入されなかった領域が後にキャリアの移動経路となる真性または実質的に真性なチャネル形成領域となる。
The P-
なお、本明細書中で真性とは、シリコンのフェルミレベルを変化させうる不純物を一切含まない領域を指し、実質的に真性な領域とは、電子と正孔が完全に釣り合って導電型を相殺させた領域、即ち、しきい値制御が可能な濃度範囲(1×1015〜1×1017atoms /cm3 )でN型またはP型を付与する不純物を含む領域、または意図的に逆導電型不純物を添加することにより導電型を相殺させた領域を示す。 Note that in this specification, intrinsic refers to a region which does not contain any impurity that can change the Fermi level of silicon, and a substantially intrinsic region is a region where electrons and holes are completely balanced to offset the conductivity type. Region, that is, a region containing an impurity imparting N-type or P-type in a concentration range (1 × 10 15 to 1 × 10 17 atoms / cm 3 ) in which threshold value control can be performed, or a reverse conductive intentionally 5 shows a region where the conductivity type is offset by adding a type impurity.
次に不活性雰囲気またはドライ酸素雰囲気中において450℃以上、0.5〜12時間、本実施例では550℃、2時間の加熱処理をした。(図5(B)) Next, heat treatment was performed in an inert atmosphere or a dry oxygen atmosphere at 450 ° C. or higher for 0.5 to 12 hours, and in this example, 550 ° C. for 2 hours. (FIG. 5 (B))
上記加熱工程により、非晶質珪素膜の結晶化のために意図的に添加したNiが図5(B)中の矢印で模式的に示すように、チャネル形成領域からそれぞれのソース領域及びドレイン領域へ拡散する。これはこれらの領域がリン元素を高濃度に含むためであり、これらソース領域及びドレイン領域に到達したNiはそこで捕獲(ゲッタリング)される。400〜600℃、0.5〜4時間の加熱処理で、Niを十分ゲッタリングすることができる。 As a result of the above heating step, Ni intentionally added for crystallization of the amorphous silicon film is transferred from the channel formation region to the source region and the drain region as schematically shown by arrows in FIG. Spread to This is because these regions contain a high concentration of phosphorus element, and Ni that has reached the source region and the drain region is captured (gettered) there. Heat treatment at 400 to 600 ° C. for 0.5 to 4 hours can sufficiently getter Ni.
その結果、チャネル形成領域110内のNi濃度を低減することができる。チャネル形成領域107〜110中のNi濃度はSIMSの検出下限である5×1017atoms /cm3 以下にすることができる。他方、ゲッタリングシンクに用いたソース領域及びドレイン領域中のNi濃度はチャネル形成領域よりも高くなる。(図5(C))
As a result, the Ni concentration in the
N型の導電型を付与する不純物としてリンの他に、アンチモン、ビスマスを用いることができる。ゲッタリング能力が最も高いのはリンであり、次いでアンチモンである。 As an impurity imparting the N-type conductivity, antimony or bismuth can be used in addition to phosphorus. Phosphorus has the highest gettering ability, followed by antimony.
特に、リンとボロン双方を添加して、ボロン濃度をリンの1.3〜2倍程度とした領域505は、リンだけを添加したNチャネル型TFTのソース領域及びドレイン領域504よりもゲッタリング能力が高いことが実験で確認されている。
In particular, the
更に、この加熱処理でゲッタリングと同時にソース領域及びドレイン領域および低濃度不純物領域に添加されたリン、ボロンが活性化される。従来では、配線材料(アルミニウム)の耐熱性が低かったために450℃程度の加熱処理しか施せなかった。本実施例では、加熱温度を500℃以上にすることによりドーパントを十分に活性化でき加熱処理のみでソース領域及びドレイン領域をより低抵抗化することができる。 Further, phosphorus and boron added to the source and drain regions and the low-concentration impurity regions are activated simultaneously with the gettering by this heat treatment. Conventionally, only heat treatment at about 450 ° C. was performed because the heat resistance of the wiring material (aluminum) was low. In this embodiment, by setting the heating temperature to 500 ° C. or higher, the dopant can be sufficiently activated, and the resistance of the source region and the drain region can be further reduced only by the heat treatment.
更に、この加熱処理によってイオンのドーピング工程の際に結晶性が破壊された領域の結晶性の改善が進行する。 Further, the heat treatment improves the crystallinity of the region where the crystallinity is destroyed during the ion doping step.
即ち、(図5(B))の酸化性雰囲気での加熱処理において、
1)チャネル形成領域107〜110内の触媒元素濃度を低減するゲッタリング処理
2)ソース領域およびドレイン領域111、114、504、505における不
純物の活性化処理
3)イオン注入時に生じた結晶構造のダメージを回復するアニール処理
を同時に行うことができる。
That is, in the heat treatment in the oxidizing atmosphere (FIG. 5B),
1) Gettering treatment to reduce the concentration of the catalyst element in the
また、この加熱処理工程と同時または前後にレーザー光や赤外光、或いは紫外光による光アニールを施す工程としてもよい。 Further, a step of performing optical annealing with laser light, infrared light, or ultraviolet light at the same time as or before or after this heat treatment step may be adopted.
次いで、所望の形状に活性層のパターニングを行ない、図6(A)に示す状態を得る。 Next, the active layer is patterned into a desired shape to obtain a state shown in FIG.
なお、この後、高濃度不純物領域111の低抵抗化を図るため、111で示された活性層上に選択的にシリサイド化するための金属膜を成膜して加熱処理を施し、111で示された領域をシリサイド化することが好ましい。この工程を加えることによりの低抵抗化を図り、数GHzレベルの動作周波数を実現することが可能となる。シリサイド化するための金属膜としては、コバルト、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン等を主成分とする材料からなる膜を用いることが可能である。なお、効果的にシリサイド化させるためには、金属膜の成膜前に高濃度不純物領域上の薄い酸化膜115〜117を除去することが好ましい。また、エッチングストッパー118を除去してもよい。
After that, in order to reduce the resistance of the high-
そして、基板全面に第1の層間絶縁膜119を透明性有機樹脂膜(アクリル樹脂)でもって形成する。ここでは、スピンコート法でもって膜厚1μmの第1の層間絶縁膜119を形成する。透明性有機樹脂膜、例えばアクリル樹脂、ポリイミド、BCB(ベンゾシクロブテン)を利用した場合には、図示されるようにその表面を平坦にすることができる。また、他の層間絶縁膜の材料としては、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜を用いることができる。
Then, a first
そしてコンタクトホールの形成を行い、コンタクト電極を構成するための金属膜(図示しない)を成膜する。ここでは、この金属膜として、チタン膜とアルミニウム膜とチタン膜との3層膜をスパッタ法により成膜する。そしてこの金属膜(積層膜)をパターニングすることにより、120〜124で示される電極および配線を形成する。 Then, a contact hole is formed, and a metal film (not shown) for forming a contact electrode is formed. Here, as the metal film, a three-layer film of a titanium film, an aluminum film, and a titanium film is formed by a sputtering method. Then, by patterning this metal film (laminated film), electrodes and wirings indicated by 120 to 124 are formed.
次に第2の層間絶縁膜125として有機樹脂膜を膜厚1μmの厚さにスピンコート法でもって形成する。そして、補助容量を形成するために、所定の箇所だけエッチングを施し薄くする。そして、Tiからなる金属膜300nmを成膜した。そして、この金属膜にパターニングを施してブラックマスク126と引出し配線127、128を形成した。
Next, an organic resin film is formed as a second
そして、第3の層間絶縁膜129をアクリル樹脂でもって形成する。ここでは、スピンコート法でもって膜厚1μmの第3の層間絶縁膜129を形成する。樹脂膜を利用した場合には、図示されるようにその表面を平坦にすることができる。
Then, a third
次にコンタクトホールの形成を行い、画素電極130を形成する。ここでは、まずITO膜を100nmの厚さにスパッタ法でもって成膜し、これをパターニングすることにより、130で示される画素電極を形成する。
Next, a contact hole is formed, and a
最後に350℃の水素雰囲気中において、1時間の加熱処理を行い、半導体層中の欠陥を減少させる。こうして図6(B)に示す状態を得る。 Finally, heat treatment is performed for one hour in a hydrogen atmosphere at 350 ° C. to reduce defects in the semiconductor layer. Thus, the state shown in FIG. 6B is obtained.
本実施例では、画素マトリクス回路の画素TFT203のゲート電極をダブルゲート構造としているが、オフ電流のバラツキを低減するために、トリプルゲート構造等のマルチゲート構造としても構わない。また、開口率を向上させるためにシングルゲート構造としてもよい。 In this embodiment, the gate electrode of the pixel TFT 203 of the pixel matrix circuit has a double gate structure. However, a multi-gate structure such as a triple gate structure may be used in order to reduce variation in off-state current. Further, a single gate structure may be employed to improve the aperture ratio.
本実施例に示したTFT構造は、ボトムゲート型の一例(エッチングストッパー型)であり、特に本実施例の構造に限定されるものではなく、例えば、チャネルエッチ型のTFT構造等がある。また、本実施例では透過型LCDを作製した例を示したが、半導体装置の一例を示したにすぎない。なお、ITOに代えて画素電極を反射性の高い金属膜で構成し、画素電極のパターニングの変更を実施者が適宜行うことによって反射型LCDを作製することは容易にできる。また、反射型LCDを作製する際、下地膜として耐熱性金属膜上に絶縁膜を積層した構造または窒化アルミニウム膜上に絶縁膜を積層した構造とすると、絶縁膜下の金属膜が放熱層として働き有効である。なお、上記工程順序を実施者が適宜変更することは可能である。 The TFT structure shown in this embodiment is an example of a bottom gate type (etching stopper type), and is not particularly limited to the structure of this embodiment. For example, there is a channel etch type TFT structure and the like. Further, in this embodiment, an example in which a transmission type LCD is manufactured is shown, but this is merely an example of a semiconductor device. It is to be noted that the reflection type LCD can be easily manufactured by forming the pixel electrode with a highly reflective metal film in place of ITO, and appropriately changing the patterning of the pixel electrode by an operator. When a reflective LCD is manufactured, if a structure in which an insulating film is stacked on a heat-resistant metal film or a structure in which an insulating film is stacked on an aluminum nitride film is used as a base film, the metal film below the insulating film serves as a heat dissipation layer. Working and effective. It should be noted that the above sequence of steps can be appropriately changed by a practitioner.
実施例1においては、レーザー照射工程後の(図6(A))に示す工程でパターニングを施したが、本実施例においては、レーザー照射工程前にパターニングを施した例を図7〜9に示す。基本的な構成は実施例1とほぼ同様であるので、相違点のみに着目して説明する。 In the first embodiment, the patterning is performed in the step shown in FIG. 6A after the laser irradiation step. In the present embodiment, examples in which patterning is performed before the laser irradiation step are shown in FIGS. Show. Since the basic configuration is almost the same as that of the first embodiment, the following description focuses on the differences.
本実施例は、実施例1の図3(D)に示す結晶性半導体膜を得る工程までは同一であるため省略する。図3(D)に示す状態を得た後、所望の形状にパターニングを施した後、酸化性雰囲気中でレーザー光を照射し、図7(A)に示す状態を得る。図7(A)に示したように、活性層701〜703の表面が薄い酸化膜704〜706で覆われた状態となる。 This embodiment is the same as Embodiment 1 up to the step of obtaining the crystalline semiconductor film shown in FIG. After obtaining the state shown in FIG. 3D, patterning into a desired shape is performed, and then irradiation with laser light is performed in an oxidizing atmosphere to obtain the state shown in FIG. As shown in FIG. 7A, the surfaces of active layers 701 to 703 are covered with thin oxide films 704 to 706.
その後の工程は実施例1と同様に、高濃度のリンドープ工程(図7(B))、低濃度のリンド─プ工程(図7(C))、ボロンドープ工程(図8(A))、ゲッタリング工程(図8(B))を経て図8(C)の状態を得る。 Subsequent steps are the same as in the first embodiment, such as a high-concentration phosphorus doping step (FIG. 7B), a low-concentration phosphorus doping step (FIG. 7C), a boron doping step (FIG. 8A), The state of FIG. 8C is obtained through the ring process (FIG. 8B).
次いで、チャネル形成領域の上方に配置されたエッチングストッパー707を除去して図9(A)の状態を得る。ここでは、エッチングストッパー707を除去する工程としたが、特に除去しなくともよい。
Next, the
なお、この工程の前後または同時に、薄い酸化膜704〜706を除去する工程としてもかまわない。また、薄い酸化膜を除去して、高濃度不純物領域の上にシリサイド化するための金属膜を選択的に形成した後、加熱処理を加えてシリサイド化させる工程を加えることが好ましい。こうすることによって、ソース領域およびドレイン領域の低抵抗化を図り、数GHzレベルの動作周波数を実現することが可能となる。シリサイド化するための金属膜としては、コバルト、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン等を主成分とする材料からなる膜を用いることが可能である。 Note that a step of removing the thin oxide films 704 to 706 before, after, or simultaneously with this step may be performed. Further, it is preferable to add a step of forming a metal film for silicidation over the high-concentration impurity region by removing the thin oxide film and then performing a heat treatment for silicidation. By doing so, the resistance of the source region and the drain region can be reduced, and an operating frequency on the order of several GHz can be realized. As the metal film for silicidation, a film made of a material containing cobalt, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, or the like as a main component can be used.
以降の工程は、実施例1と同一であるため、省略する。こうして、図9(B)の状態を得た。このような構成とすると、薄い酸化膜704〜706により層間絶縁膜からの不純物の拡散等から活性層701〜703を保護することができる。 Subsequent steps are the same as those in the first embodiment, and thus will not be described. Thus, the state shown in FIG. 9B was obtained. With such a configuration, the active layers 701 to 703 can be protected from diffusion of impurities from the interlayer insulating film by the thin oxide films 704 to 706.
実施例1では、周辺駆動回路部の一部を構成するCMOS回路202のゲート絶縁膜106bと画素マトリクス回路201のゲート絶縁膜106aの膜厚が異なる構成としたが、本実施例では、同一の膜厚のゲート絶縁膜とした例を図10に示す。基本的な構成は実施例1とほぼ同様であるので、相違点のみに着目して説明する。
In the first embodiment, the thickness of the
本実施例は、実施例1の図3(B)に示した保護膜を形成する工程までは同一であるため、省略する。実施例1に従い図3(B)の状態を得た後、連続的にゲート絶縁1001と非晶質半導体膜を成膜する。その後、実施例1と同様の工程を経て、結晶性半導体膜からなる活性層をパターニングする。
This embodiment is the same as the first embodiment up to the step of forming the protective film shown in FIG. After obtaining the state shown in FIG. 3B according to Embodiment 1, a
その後、活性層に接して設けられた薄い酸化膜およびエッチングストッパーを除去て、高濃度不純物領域の上に金属膜を選択的に形成した後、加熱処理を加えてシリサイド化させた。こうすることによって、ソース領域およびドレイン領域の低抵抗化を図り、数GHzレベルの動作周波数を実現することが可能となる。シリサイド化するための金属膜としては、コバルト、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン等を主成分とする材料からなる膜を用いることが可能である。その後、酸化珪素膜からなる層間絶縁膜1002を成膜した。以降、実施例1と同様の工程を経ることによって図10に示す構成を得る。
After that, the thin oxide film and the etching stopper provided in contact with the active layer were removed, and a metal film was selectively formed on the high-concentration impurity region. By doing so, the resistance of the source region and the drain region can be reduced, and an operating frequency on the order of several GHz can be realized. As the metal film for silicidation, a film made of a material containing cobalt, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, or the like as a main component can be used. After that, an
なお、本実施例を実施例2と組み合わせることは可能である。 This embodiment can be combined with the second embodiment.
本実施例は、実施例1とは異なる方法により結晶性半導体膜を得る例である。本実施例では、マスクを用いて触媒元素を添加して、熱処理することで結晶性半導体膜を得る方法に関する。基本的な構成は実施例1とほぼ同様であるので、相違点のみに着目して説明する。 This embodiment is an example in which a crystalline semiconductor film is obtained by a method different from that of the first embodiment. This embodiment relates to a method for obtaining a crystalline semiconductor film by adding a catalytic element using a mask and performing heat treatment. Since the basic configuration is almost the same as that of the first embodiment, the following description focuses on the differences.
本実施例は、実施例1の図3(B)に示す保護膜を形成する工程までは同一であるため、省略する。実施例1に従い図3(B)の状態を得た後、非晶質半導体膜を形成し、次に酸化珪素膜でなるマスクを形成する。このマスクには開口が設けられる。次に、酢酸ニッケル塩溶液を用いて開口が設けられた領域に触媒元素(Ni)を保持させる。 This embodiment is the same as Embodiment 1 up to the step of forming the protective film shown in FIG. After obtaining the state of FIG. 3B according to the first embodiment, an amorphous semiconductor film is formed, and then a mask made of a silicon oxide film is formed. The mask is provided with openings. Next, a catalyst element (Ni) is held in a region where the opening is provided by using a nickel acetate salt solution.
次に加熱(400〜700℃)により非晶質半導体膜を結晶化させる。この際、開口が設けられた領域から基板面に平行な方向へ結晶成長が進行する。この結晶成長を横成長またはラテラル成長と呼ぶ。その後、マスクを除去した。この横成長により結晶化した領域をTFTのチャネル形成領域に用いることで、良好な特性を得ることができる。本発明を利用することにより400℃以上の加熱処理を施し、結晶性半導体膜を得ることが可能となった。以降、実施例1と同様の工程(図4(A)以降)を経ることによって図1と同様の構成を得ることができる。 Next, the amorphous semiconductor film is crystallized by heating (400 to 700 ° C.). At this time, crystal growth proceeds from the region where the opening is provided in a direction parallel to the substrate surface. This crystal growth is called lateral growth or lateral growth. After that, the mask was removed. Good characteristics can be obtained by using the region crystallized by the lateral growth as a channel formation region of the TFT. By using the present invention, a heat treatment at 400 ° C. or more can be performed, and a crystalline semiconductor film can be obtained. Thereafter, the same configuration as that of FIG. 1 can be obtained through the same steps as those of the first embodiment (from FIG. 4A).
なお、本実施例を他の実施例2〜3と組み合わせることは可能である。 This embodiment can be combined with other embodiments 2 and 3.
本実施例は、実施例1とは異なる方法により結晶性半導体膜を得る例である。本実施例では、珪素の結晶化を助長する触媒元素を利用して、レーザービーム形状を長方形または正方形に成形し、一度の照射で数cm2 〜数百cm2 の領域に均一なレーザー結晶化処理により結晶性半導体膜を得る方法に関する。基本的な構成は実施例1とほぼ同様であるので、相違点のみに着目して説明する。 This embodiment is an example in which a crystalline semiconductor film is obtained by a method different from that of the first embodiment. In the present embodiment, a laser beam is shaped into a rectangle or a square using a catalytic element that promotes crystallization of silicon, and a single laser irradiation is performed in a region of several cm 2 to several hundred cm 2 by a single irradiation. The present invention relates to a method for obtaining a crystalline semiconductor film by a treatment. Since the basic configuration is almost the same as that of the first embodiment, the following description focuses on the differences.
本実施例は、実施例1の図3(C)に示す非晶質珪素膜の表面に触媒元素を保持させる工程までは同一であるため、省略する。図3(C)に示す工程でのNi酢酸溶液のNi濃度は重量換算で1〜1000ppmとする。本実施例では100ppmとした。この状態で非晶質珪素膜の表面にNiが保持される。次に不活性または酸化性雰囲気中においてエキシマレーザー光(波長248〜308nm)を照射することによって結晶性珪素膜を得た。 This embodiment is the same as the first embodiment up to the step of holding the catalytic element on the surface of the amorphous silicon film shown in FIG. The Ni concentration of the Ni acetic acid solution in the step shown in FIG. 3C is 1 to 1000 ppm in terms of weight. In this embodiment, it is set to 100 ppm. In this state, Ni is held on the surface of the amorphous silicon film. Next, a crystalline silicon film was obtained by irradiating an excimer laser beam (wavelength: 248 to 308 nm) in an inert or oxidizing atmosphere.
本実施例では、波長248nmのレーザービーム形状を長方形または正方形に成形し、一度の照射で数cm2 〜数百cm2 の領域に均一なレーザー光を照射可能なレーザー装置(ソプラ社製のSAELC)を用いて、結晶性珪素膜を得た。以降、実施例1と同様の工程(図4(A)で示される工程以後)を経ることによって図1と同様の構成を得ることができる。 In the present embodiment, a laser device having a wavelength of 248 nm is shaped into a rectangle or a square, and a laser device (SAELC manufactured by Sopra, Inc.) capable of irradiating a uniform laser beam to a region of several cm 2 to several hundred cm 2 by one irradiation. ) Was used to obtain a crystalline silicon film. Thereafter, the same configuration as that of FIG. 1 can be obtained through the same steps as those of the first embodiment (after the step shown in FIG. 4A).
なお、本実施例を他の実施例2〜4に組み合わせることは可能である。 This embodiment can be combined with the other embodiments 2 to 4.
本実施例では、配線間の接続において良好なオーミックコンタクトを得るための構成を図11を用いて説明する。画素マトリクス回路の基本的な構成は実施例1とほぼ同様であるので、相違点のみに着目して説明する。 In this embodiment, a configuration for obtaining a good ohmic contact in connection between wirings will be described with reference to FIG. Since the basic configuration of the pixel matrix circuit is almost the same as that of the first embodiment, the following description focuses on the differences.
まず、実施例1と同様に絶縁表面を有する基板を用意する。そして、酸化珪素膜からなる下地膜(図示しない)を成膜する。そして、タンタルを主成分とする層1101上に金属材料からなる層、代表的には、チタンを主成分とする層1102(膜厚20nm〜100nm)を連続成膜してパターニングを施し、多層配線を設けた。その後、実施例1と同様にゲート絶縁膜の成膜、活性層の形成、層間絶縁膜の形成、コンタクトホールの形成等を施した。
First, a substrate having an insulating surface is prepared as in the first embodiment. Then, a base film (not shown) made of a silicon oxide film is formed. Then, a layer made of a metal material, typically, a layer 1102 (thickness: 20 nm to 100 nm) mainly containing titanium is continuously formed on the
このチタンを主成分とする層は、コンタクトホール(開孔部)を形成する際、タンタルを主成分とする層1101の酸化や水素の吸蔵を防ぐ。また、チタンを主成分とする層は、開孔部を形成する際、層間絶縁膜と同時に一部が除去される場合があるが、酸素と反応しても絶縁体にならないため良好なオーミックコンタクトを得ることができる。即ち、チタンを主成分とする層は、タンタルを主成分とする層を保護するとともに、十分にエッチングマージンが取れるため開孔部の形成も容易とすることができた。そして、開孔部を形成した後、配線1103を形成し、1101及び1102で示される多層配線と接続させた。その後、実施例1と同様にして図11の状態を得た。
This layer mainly containing titanium prevents oxidation and occlusion of hydrogen of the
また、チタンを主成分とする層にかえて、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Mo、Wから選ばれた一種の元素を主成分とする層を用いることができる。 Further, instead of the layer mainly containing titanium, a layer mainly containing one kind of element selected from Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Mo, and W can be used.
なお、実施例1の構成と異なり、本実施例ではエッチングストッパーと薄い酸化膜は除去した。また、保護膜を形成しない構成とした。 Note that, unlike the structure of the first embodiment, in this embodiment, the etching stopper and the thin oxide film are removed. Further, the configuration was such that no protective film was formed.
なお、本実施例を他の実施例2〜5に組み合わせることは可能である。 This embodiment can be combined with the other embodiments 2 to 5.
上記実施例1〜6に示した構成を含むTFT基板(素子形成側基板)を用いてAMLCDを構成した場合の例について説明する。ここで本実施例のAMLCDの外観を図12に示す。 An example in which an AMLCD is configured by using a TFT substrate (substrate on the element formation side) including the configuration shown in the first to sixth embodiments will be described. FIG. 12 shows the appearance of the AMLCD of this embodiment.
図12(A)において、1201はTFT基板であり、画素マトリクス部1202、ソース側駆動回路1203、ゲート側駆動回路1204が形成されている。画素マトリクス部は、図2(A)および図1に相当し、その一部を示した。また、駆動回路は、図2(B)及び図1に相当し、その一部を示したようにN型TFTとP型TFTとを相補的に組み合わせたCMOS回路で構成することが好ましい。また、1205は対向基板である。
In FIG. 12A,
図12(A)に示すAMLCDはアクティブマトリクス基板1201と対向基板1205とが端面を揃えて貼り合わされている。ただし、ある一部だけは対向基板1205を取り除き、露出したアクティブマトリクス基板に対してFPC(フレキシブル・プリント・サーキット)1206を接続してある。このFPC1206によって外部信号を回路内部へと伝達する。
In the AMLCD shown in FIG. 12A, an
また、FPC1206を取り付ける面を利用してICチップ1207、1208が取り付けられている。これらのICチップはビデオ信号の処理回路、タイミングパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路など、様々な回路をシリコン基板上に形成して構成される。図12(A)では2個取り付けられているが、1個でも良いし、さらに複数個であっても良い。
Further,
また、図12(B)の様な構成もとりうる。図12(B)において図12(A)と同一の部分は同じ符号を付してある。ここでは図12(A)でICチップが行っていた信号処理を、同一基板上にTFTでもって形成されたロジック回路(論理回路)1209によって行う例を示している。この場合、ロジック回路1209も駆動回路1203、1204と同様にCMOS回路を基本として構成される。
Further, a configuration as shown in FIG. In FIG. 12B, the same parts as those in FIG. 12A are denoted by the same reference numerals. Here, FIG. 12A illustrates an example in which signal processing performed by an IC chip is performed by a logic circuit (logic circuit) 1209 formed using TFTs over the same substrate. In this case, the logic circuit 1209 is also configured based on a CMOS circuit similarly to the
また、カラーフィルターを用いてカラー表示を行っても良いし、ECB(電界制御複屈折)モード、GH(ゲストホスト)モードなどで液晶を駆動し、カラーフィルターを用いない構成としても良い。 In addition, color display may be performed using a color filter, or a configuration in which a liquid crystal is driven in an ECB (electric field control birefringence) mode, a GH (guest host) mode, or the like without using a color filter may be employed.
実施例7に示したAMLCDは、様々な電子機器のディスプレイとして利用される。なお、本実施例に挙げる電子機器とは、半導体回路を搭載した半導体装置と定義する。 The AMLCD described in Embodiment 7 is used as displays of various electronic devices. Note that an electronic device described in this embodiment is defined as a semiconductor device on which a semiconductor circuit is mounted.
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクションTV、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコピュータ(ノート型を含む)、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話等)などが挙げられる。それらの一例を図13に示す。 Examples of such electronic devices include a video camera, a still camera, a projector, a projection TV, a head-mounted display, a car navigation, a personal computer (including a notebook type), a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, and the like). . One example of these is shown in FIG.
図13(A)はモバイルコンピュータ(モービルコンピュータ)であり、本2001、カメラ部2002、受像部2003、操作スイッチ2004、表示装置2005で構成される。本願発明は受像部2003、表示装置2005等に適用できる。
FIG. 13A illustrates a mobile computer (mobile computer), which includes a
図13(B)はヘッドマウントディスプレイであり、本体2101、表示装置2102、バンド部2103で構成される。本発明は表示装置2102に適用することができる。
FIG. 13B illustrates a head-mounted display, which includes a
図13(C)は携帯電話であり、本体2201、音声出力部2202、音声入力部2203、表示装置2204、操作スイッチ2205、アンテナ2206で構成される。本願発明は音声出力部2202、音声入力部2203、表示装置2204等に適用することができる。
FIG. 13C illustrates a mobile phone, which includes a main body 2201, an audio output unit 2202, an
図13(D)はビデオカメラであり、本体2301、表示装置2302、音声入力部2303、操作スイッチ2304、バッテリー2305、受像部2306で構成される。本願発明は表示装置2302、音声入力部2303、受像部2306に適用することができる。
FIG. 13D illustrates a video camera, which includes a
図13(E)はリア型プロジェクターであり、本体2401、光源2402、表示装置2403、偏光ビームスプリッタ2404、リフレクター2405、2406、スクリーン2407で構成される。本発明は表示装置2403に適用することができる。
FIG. 13E illustrates a rear projector, which includes a main body 2401, a light source 2402, a display device 2403, a
図13(F)は携帯書籍であり、本体2501、表示装置2502、2503、記憶媒体2504、操作スイッチ2505、アンテナ2506で構成される。記憶媒体(MD、DVD等)に記憶されたデータまたはアンテナ(たとえば衛星アンテナ等)から得られるデータを表示する。本発明は表示装置2502、2503に適用することができる。
FIG. 13F illustrates a portable book, which includes a
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、他にも電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。 As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields. In addition, the present invention can also be used for an electronic bulletin board, a display for advertising, and the like.
100 基板
101、102 ゲート配線または電極(画素マトリクス回路)
103 ゲート配線または電極(CMOS回路のNチャネル型TFT)
104 ゲート配線または電極(CMOS回路のPチャネル型TFT)
105 保護膜
106 ゲート絶縁膜
107〜110 チャネル形成領域
111 高濃度不純物領域
112 低濃度不純物領域
113 高濃度不純物領域(Nチャネル型TFT)
114 低濃度不純物領域(Pチャネル型TFT)
115〜117 酸化膜
118 エッチングストッパー
119 第1の層間絶縁膜
120〜124 配線
125 第2の層間絶縁膜
126 ブラックマスク
127、128 引き出し配線
129 第3の層間絶縁膜
130 画素電極
100
103 gate wiring or electrode (N-channel TFT of CMOS circuit)
104 gate wiring or electrode (P-channel TFT of CMOS circuit)
105 Protective film 106
114 Low-concentration impurity region (P-channel TFT)
115-117
Claims (7)
前記ゲート電極の上面及び側面並びに前記基板を覆う保護膜と、
前記保護膜を覆って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された半導体膜とを有する半導体素子を用いた半導体回路。 A gate electrode having a laminated structure formed on the substrate,
A protective film covering the top and side surfaces of the gate electrode and the substrate,
A gate insulating film formed to cover the protective film;
A semiconductor circuit using a semiconductor element having a semiconductor film formed on the gate insulating film.
前記ゲート電極の上面及び側面並びに前記基板を覆う保護膜と、
前記保護膜を覆って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル形成領域を有する半導体膜とを有する半導体素子を用いた半導体回路。 A gate electrode having a laminated structure formed on the substrate,
A protective film covering the top and side surfaces of the gate electrode and the substrate,
A gate insulating film formed to cover the protective film;
And a semiconductor film having a channel formation region formed on the gate insulating film.
前記ゲート電極の上面及び側面並びに前記基板を覆う無機絶縁膜と、
前記無機絶縁膜を覆って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル形成領域を有する半導体膜と、
前記チャネル形成領域に接して形成された窒化珪素膜と、
前記窒化珪素膜上に形成された有機樹脂膜とを有する半導体素子を用いた半導体回路。 A gate electrode having a laminated structure formed on a substrate having an insulating surface,
An inorganic insulating film covering the top and side surfaces of the gate electrode and the substrate,
A gate insulating film formed over the inorganic insulating film,
A semiconductor film having a channel formation region formed on the gate insulating film;
A silicon nitride film formed in contact with the channel formation region;
A semiconductor circuit using a semiconductor element having an organic resin film formed on the silicon nitride film.
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル形成領域を有する半導体膜と、
前記チャネル形成領域に接して形成された窒化珪素膜と、
前記窒化珪素膜上に形成された有機樹脂膜とを有し、
前記ゲート電極の最上層はTiN膜でなることを特徴とする半導体素子を用いた半導体回路。 A gate electrode formed by laminating three layers formed on a glass substrate;
A gate insulating film formed on the gate electrode;
A semiconductor film having a channel formation region formed on the gate insulating film;
A silicon nitride film formed in contact with the channel formation region;
An organic resin film formed on the silicon nitride film,
A semiconductor circuit using a semiconductor element, wherein a top layer of the gate electrode is made of a TiN film.
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