JP2004356532A - Process for producing compound semiconductor substrate, compound semiconductor substrate, process for fabricating device, device, electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents

Process for producing compound semiconductor substrate, compound semiconductor substrate, process for fabricating device, device, electro-optical device and electronic apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004356532A
JP2004356532A JP2003154860A JP2003154860A JP2004356532A JP 2004356532 A JP2004356532 A JP 2004356532A JP 2003154860 A JP2003154860 A JP 2003154860A JP 2003154860 A JP2003154860 A JP 2003154860A JP 2004356532 A JP2004356532 A JP 2004356532A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
semiconductor layer
layer
semiconductor substrate
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003154860A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4677707B2 (en
Inventor
Teiichiro Nakamura
定一郎 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2003154860A priority Critical patent/JP4677707B2/en
Publication of JP2004356532A publication Critical patent/JP2004356532A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4677707B2 publication Critical patent/JP4677707B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing a compound semiconductor substrate in which the yield is prevented from lowering due to dust particles being produced when a film is floated by wet etching. <P>SOLUTION: The process for producing a compound semiconductor substrate where a semiconductor substrate including a semiconductor layer 206a is provided on a supporting substrate 10A comprises a step for pasting the supporting substrate 10A and the semiconductor substrate, and a step for patterning the semiconductor layer 206a after both substrates are pasted. In the step for patterning the semiconductor layer 206a, circumferential edge part of the semiconductor layer 206a is removed simultaneously with the patterning. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体層を有した半導体基板と支持基板とを貼り合せてなる複合半導体基板の製造方法、及び半導体層を有したデバイス形成層と支持基板とを貼り合わせてなる複合半導体基板を用いたデバイスの製造方法に関し、またこれら製造方法により得られた複合半導体基板及びデバイス、さらには電気光学装置、並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
絶縁体上にシリコン層からなる半導体層を形成し、その半導体層にトランジスタ素子等の半導体デバイスを形成するSOI(Silicon on Insulator)技術は、素子の高速化や低消費電力化、高集積化等の利点を有しており、例えば液晶装置等の電気光学装置を製造するための基板の製造に適用されている。
【0003】
SOI技術を用いて電気光学装置用の基板を製造するには、まず、支持基板に単結晶シリコンなどからなる単結晶半導体層を有する半導体基板を貼り合わせ、研磨法等により薄膜単結晶半導体層を形成して複合半導体基板とする。次いで、この複合半導体基板の薄膜単結晶半導体層を例えば液晶駆動用の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、「TFT」と略記する)等のデバイスに形成するといった手法が採られる。
【0004】
ところで、このようなSOI技術を用いた複合半導体基板(貼り合わせSOI基板)にあっては、支持基板と半導体基板との間の貼り合わせ強度が弱い箇所、すなわち半導体基板の周端部において、この半導体基板が支持基板から浮いてしまう局部的な剥離が生じることがある。特に、薄膜単結晶半導体層(デバイス形成層)からデバイスを作る際のウエットエッチング工程により、半導体基板と支持基板との貼り合わせ界面にウエットエッチング液が浸入し、膜浮き(剥離)を引き起こしてしまう。
【0005】
このような膜浮き(剥離)が生じると、この膜浮き箇所の薄膜単結晶半導体層が例えばウエットエッチング工程において複合半導体基板から剥がれ落ち、これがウエットエッチング液を介して複合半導体基板の薄膜単結晶半導体層上に異物として残ってしまい、歩留まりを低下させるといった問題を引き起こしていた。そこで、上記問題を解決するために、例えば下地酸化膜よりもウェハ内側に単結晶半導体層を配置し、膜浮き部上に単結晶半導体層が存在しない構成とすることにより、異物を減らす技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−243942号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1の方法では、単結晶半導体層を下地酸化膜よりもウェハ内側に配置させる工程を別途有しているため、製造プロセスが複雑化し、製造効率が低下するとともに、コスト増大に繋がる場合もある。
【0008】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、特にウエットエッチングによって新たに膜浮き(剥離)が生じた場合にも、この膜浮きに起因して異物が発生し、これによって歩留まりが低下するのを簡便に防止することが可能な複合半導体基板の製造方法、並びにデバイスの製造方法を提供することを目的とする。また、更にはこれら製造方法を用いて得られた複合半導体基板、デバイスを提供することを目的とするとともに、このデバイスを備えた電気光学装置、並びに電子機器を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の複合半導体基板の製造方法は、支持基板上に半導体層を含む半導体基板が設けられてなる複合半導体基板の製造方法であって、前記支持基板と前記半導体基板とを貼り合わせる工程と、貼り合わせの後に前記半導体層をパターニングする工程と、を含み、前記半導体層のパターニング工程において、該パターニングと同時に半導体層の周端部を除去することを特徴とする。
【0010】
このような製造方法によると、半導体層の周端部を除去するものとしたために、この複合半導体基板を例えばデバイス用の基板等として用いる場合に、例えばウェットエッチング処理によって基板周端部に膜浮き(剥離)等が生じた場合にも、この膜浮きに起因して半導体層から異物が発生することが防止ないし抑制され、これによって歩留まりが低下するのを防止することが可能となる。さらに、本発明においては、その半導体層の周端部除去を、該半導体層のパターニング工程と同時に行うものとしたために、膜浮き時の異物の発生を抑制するためのプロセスを別途行うことなく、製造効率の低下が伴わず、したがってコスト増大も伴わないものとなる。
【0011】
なお、前記半導体層のパターニング及び周端部除去は、同一のドライエッチング処理によって行われるものとすることができる。この場合、該半導体層のパターニング及び周端部除去工程において、膜浮き等が発生する不具合を防止ないし抑制することができ、一層信頼性の高い複合半導体基板を提供することが可能となる。
【0012】
また、前記貼り合わせの後であって、前記半導体層のパターニング工程の前に、前記半導体基板の周端部を除去する工程を含むものとすることができる。この場合、貼り合わせ工程において、半導体基板の周端部に膜浮き等が生じた場合にも、これを除去した後に半導体層をパターニングすることとなるために、一層信頼性の高い複合半導体基板を提供することが可能となる。
【0013】
次に、本発明の複合半導体基板は、上記製造方法によって得られたことを特徴とする。このような複合半導体基板は、例えばデバイス用の基板等として用いるのが好適で、該デバイス用の基板として用いた場合に、例えばデバイス用加工時のウェットエッチング処理によって、基板周端部に膜浮き(剥離)等が生じた場合にも、この膜浮きに起因して半導体層から異物が発生することが防止ないし抑制され、これによって歩留まりが低下するのを防止することが可能となる。すなわち、本発明の複合半導体基板は、不良の少ない信頼性の高いデバイス形成用基板として好適なものとなるのである。
【0014】
次に、上記課題を解決するために、本発明のデバイスの製造方法は、デバイス形成層となる半導体層を有した半導体基板と支持基板とを貼り合わせてなる複合半導体基板を用い、前記半導体層からデバイスを形成するデバイスの製造方法において、前記半導体層を前記デバイス形成用にパターニングする工程と、前記パターニング後の複合半導体基板をウエットエッチング処理する工程とを含み、前記半導体層のパターニング工程において、該パターニングと同時に半導体層の周端部を除去することを特徴とする。
【0015】
このような製造方法によると、半導体層の周端部を除去するものとしたために、後のウェットエッチング処理によって基板周端部に膜浮き(剥離)等が生じた場合にも、この膜浮きに起因して半導体層から異物が発生することが防止ないし抑制され、これによって歩留まりが低下するのを防止することが可能となる。さらに、本発明においては、その半導体層の周端部除去を、該半導体層をデバイス形成用にパターニングする工程と同時に行うものとしたために、膜浮き時の異物の発生を抑制するためのプロセスを別途行うことなく、製造効率の低下が伴わず、したがってコスト増大も伴わないものとなる。なお、上記半導体層をデバイス形成用にパターニングするとは、半導体層のうちデバイスを形成する領域を選択的に島状に形成することを言う。
【0016】
前記半導体層のパターニング及び周端部除去は、同一のドライエッチング処理によって行われるものとすることができる。この場合、該半導体層のパターニング及び周端部除去工程において、膜浮き等が発生する不具合を防止ないし抑制することができ、一層信頼性の高いデバイスを提供することが可能となる。
【0017】
また、前記半導体層のパターニング工程の前に、前記半導体基板の周端部を除去する工程を含むものとすることができる。この場合、貼り合わせ工程において、半導体基板の周端部に膜浮き等が生じた場合にも、これを除去した後に半導体層をパターニングすることとなるために、一層信頼性の高いデバイスを提供することが可能となる。
【0018】
次に、本発明のデバイスは上記製造方法によって得られたことを特徴とする。このようなデバイスによれば、その製造工程において異物発生が防止され、該異物発生に起因する不良発生が防止されていることにより、安定した歩留まりが確保され、非常に信頼性の高いものとなる。
【0019】
また、本発明の電気光学装置は、前記デバイスを具備することを特徴としている。この電気光学装置によれば、信頼性の高いデバイスを具備しているので、電気光学装置自体も不良が少なく、信頼性の高いものとなる。また、本発明の電子機器は、前記電気光学装置を具備することを特徴としている。この電子機器によれば、信頼性の高い電気光学装置を具備しているので、電子機器自体もまた不良が少なく、信頼性の高いものとなる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の複合半導体基板の製造方法、およびデバイスの製造方法を適用して製造される、本発明の電気光学装置の一例としての液晶パネルを説明する。図1は、この液晶パネルの全体構成を説明するための平面図であり、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た状態を示した平面図である。また、図2は図1のA−A’断面図である。
【0021】
図1および図2に示す液晶パネルは、一対の基板間に液晶が封入されたものであり、一方の基板をなす薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと略記する)アレイ基板10と、これに対向配置された他方の基板をなす対向基板20とを備えている。
図1は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素とともに対向基板20の側から見た状態を示している。図1に示すように、TFTアレイ基板10の上には、シール材51がその縁に沿って設けられており、その内側には、シール材51に並行して額縁としての遮光膜53が設けられている。また、図1において、符号52は、表示領域を示している。表示領域52は、額縁としての遮光膜53の内側の領域であり、液晶パネルの表示に使用する領域である。また、符号54は、表示領域の外側の領域である非表示領域を示している。
【0022】
非表示領域54には、データ線駆動回路101および外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられ、走査線駆動回路104がこの一辺に隣接する2辺に沿って設けられ、プリチャージ回路103が残る一辺に沿って設けられている。さらに、データ線駆動回路101、プリチャージ回路103、走査線駆動回路104と外部回路接続端子102との間をつなぐための複数の配線105が設けられている。
また、対向基板20のコーナー部に対応する位置には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための導通材106が設けられている。そして、シール材51とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該シール材51によりTFTアレイ基板10に固着されている。
【0023】
また、図2に示すように、TFTアレイ基板10は、石英などの光透過性の絶縁基板からなる基板本体10Aと、その液晶層50側表面上に形成され、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電性膜からなる画素電極9aと、表示領域に設けられた画素スイッチング用TFT(スイッチング素子)30および非表示領域に設けられた駆動回路用TFT(スイッチング素子)(図示せず)と、ポリイミド膜等の有機膜から形成され、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16とを主体として構成されている。
【0024】
他方、対向基板20は、透明なガラスや石英などの光透過性基板からなる基板本体20Aと、その液晶層50側表面上に形成された対向電極21と、配向膜22と、金属などからなり、各画素部の開口領域以外の領域に設けられた遮光膜23、および、遮光膜23と同じかあるいは異なる材料からなる額縁としての遮光膜53とを主体として構成されている。
このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対向するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が形成されている。
【0025】
また、図2に示すように、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの液晶層50側表面上において、各画素スイッチング用TFT30に対応する位置には、遮光層11aが設けられている。また、遮光層11aと画素スイッチング用TFT30との間には、第1層間絶縁膜12が設けられている。第1層間絶縁膜12は、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aを遮光層11aから電気的に絶縁するために設けられるものである。
【0026】
図2に示すように、画素スイッチング用TFT30は、LDD(Lightly Doped Drain )構造を有しており、走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域(ソース領域)1d並びに高濃度ドレイン領域1e(ドレイン領域)を備えている。
【0027】
ここで、半導体層1aは単結晶シリコンからなっており、この半導体層1aの厚さは150nm以上であるのが望ましい。150nm未満であると、画素電極9aとスイッチング素子(画素スイッチング用TFT30や駆動回路用TFT)とを接続するコンタクトホールを設ける際の加工や、スイッチング素子(画素スイッチング用TFT30や駆動回路用TFT)の耐圧に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
ゲート絶縁膜2は、その厚さが例えば60〜80nm程度とされているのが好ましい。これは、特に画素スイッチング用TFT30や駆動回路用TFT(図示せず)の駆動電圧を10〜15V程度に設定した場合に、前記範囲の厚さが耐圧を確保するうえで必要となるからである。
【0028】
また、この液晶パネルにおいては、ゲート絶縁膜2を走査線3aに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜1aを延設して第1蓄積容量電極1fとし、さらにこれらに対向する容量線3bの一部を第2蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量70が構成されている。容量線3bおよび走査線3aは、同一のポリシリコン膜、または、ポリシリコン膜と、金属単体、合金、金属シリサイド等の積層構造からなり、蓄積容量70の誘電体膜と画素スイッチング用TFT30および駆動回路用TFT(図示せず)のゲート絶縁膜2とは、同一の高温酸化膜からなっている。また、画素スイッチング用TFT30のチャネル領域1a’、ソース領域1d、ドレイン領域1eと、駆動回路用TFT(図示せず)のチャネル領域、ソース領域、ドレイン領域と、第1蓄積容量電極とは、同一の半導体層1aからなっている。半導体層1aは、前述したように単結晶シリコンによって形成されたもので、SOI(Silicon On Insulator)技術が適用されたTFTアレイ基板10に設けられたものである。
【0029】
また、図2に示すように、走査線3a、ゲート絶縁膜2及び第1層間絶縁膜12の上には第2層間絶縁膜4が形成されており、この第2層間絶縁膜4には、画素スイッチング用TFT30の高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5、及び画素スイッチング用TFT30の高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8がそれぞれ形成されている。さらに、データ線6a及び第2層間絶縁膜4の上には第3層間絶縁膜7が形成されており、この第3層間絶縁膜7には画素スイッチング用TFT30の高濃度ドレイン領域1eへのコンタクトホール8が形成されている。また、画素電極9aは、このように構成された第3層間絶縁膜7の上面に設けられている。
【0030】
次に、このような構成の液晶パネルの製造方法に基づき、本発明のデバイスの製造方法および複合半導体基板の製造方法について、その一例を説明する。
まず、図3〜図10に基づき、図1および図2に示した液晶パネルの製造方法におけるTFTアレイ基板10の製造方法について説明する。なお、図3および図4と図5〜図7、さらに図8〜図10とはそれぞれ異なる縮尺で示している。
まず、図3および図4に基づいて、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの表面上に、遮光層11aと第1層間絶縁膜12とを形成する工程について説明する。なお、図3および図4は、各工程におけるTFTアレイ基板の一部分を、図2に示した液晶パネルの断面図に対応させて示す工程図である。
【0031】
はじめに、石英基板、ハードガラス等の透光性の基板本体10Aを用意する。ここで、この基板本体10Aは、本発明における支持基板となるものである。この基板本体10Aについては、好ましくはN(窒素)等の不活性ガス雰囲気下で約850〜1300℃、より好ましくは1000℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおいて基板本体10Aに生じる歪みが少なくなるように前処理しておくのが望ましい。すなわち、製造工程において処理される最高温度に合わせて、基板本体10Aを同じ温度かそれ以上の温度で熱処理しておくのが望ましい。
【0032】
このように処理された基板本体10Aの表面上の全面に、図3(a)に示すように、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPbのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等を、スパッタリング法、CVD法、電子ビーム加熱蒸着法などにより、例えば150〜200nmの膜厚に堆積することにより、遮光材料層11を形成する。
【0033】
次に、基板本体10Aの表面上の全面にフォトレジスト層を形成し、最終的に形成する遮光層11aのパターンを有するフォトマスクを用いてフォトレジスト層を露光する。その後、フォトレジスト層を現像することにより、図3(b)に示すように、最終的に形成する遮光層11aのパターンを有するフォトレジスト207を形成する。
【0034】
次に、フォトレジスト207をマスクとして遮光材料層11のエッチングを行い、その後、フォトレジスト207を剥離することにより、基板本体10Aの表面上における画素スイッチング用TFT30の形成領域に、図3(c)に示すように、所定のパターン(図2参照)を有する遮光層11aを形成する。遮光層11aの膜厚は、例えば150〜200nmとする。
【0035】
次に、図4(a)に示すように、遮光層11aを形成した基板本体10Aの表面上に、スパッタリング法、CVD法などにより、第1層間絶縁膜12を形成する。このとき、遮光層11aを形成した領域上には、第1層間絶縁膜12の表層部に凸部12aが形成される。第1層間絶縁膜12の材料としては、酸化シリコンや、NSG(ノンドープトシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)などの高絶縁性ガラス等を例示することができる。
【0036】
次に、第1層間絶縁膜12の表面をCMP(化学的機械的研磨)法などの方法を用いて研磨し、図4(b)に示すように前記凹部12aを除去して第1層間絶縁膜12の表面を平坦化する。第1層間絶縁膜12の膜厚については、約400〜1000nm程度、より好ましくは800nm程度とする。
【0037】
次に、図5〜図10に基づいて、第1層間絶縁膜12が形成された基板本体(支持基板)10AからTFTアレイ基板10を製造する方法について説明する。なお、図5〜図10は、各工程におけるTFTアレイ基板の一部分を、図2に示した液晶パネルの断面図に対応させて示す工程図である。
図5(a)は、図4(b)の一部分を取り出して異なる縮尺で示す図である。図5(b)に示すように、図5(a)に示した表面が平坦化された第1層間絶縁膜12を有する基板本体10Aと、単結晶シリコン層206aを形成した単結晶シリコン基板206との貼り合わせを行う。なお、基板本体10Aと単結晶シリコン基板206との貼り合わせは、コストなどの点から、通常は図5(b)に示したように単結晶シリコン基板206の周端部が基板本体10Aの周端部より例えば3mm程度内側となるようにしている。
【0038】
ここで、この単結晶シリコン基板206は本発明における半導体基板となるものであり、単結晶シリコン層206aは本発明における半導体層、すなわちデバイスを形成するためのデバイス形成層となるものである。そして、この単結晶シリコン基板206と前記基板本体10Aおよび第1層間絶縁膜12とから、本発明における貼合せ基板Sが形成される。
単結晶シリコン基板206の厚さは例えば600μmであり、予め単結晶シリコン基板206の基板本体10Aと貼り合わせる側の表面には酸化膜層206bが形成されている。また、この単結晶シリコン基板206には、水素イオン(H+)が、例えば加速電圧100keV、ドーズ量10×1016/cm2の条件で注入されている。酸化膜層206bは、単結晶シリコン基板206の表面が0.05〜0.8μm程度酸化されたことにより形成されたものである。
【0039】
貼り合わせ工程は、例えば300℃で2時間熱処理することにより2枚の基板を直接貼り合わせる方法を採用することができる。また、貼り合わせ強度をさらに高めるためには、熱処理温度を上げて450℃程度にする必要があるが、石英などからなる基板本体10Aの熱膨張係数と単結晶シリコン基板206の熱膨張係数との間には大きな差があるため、このまま加熱すると単結晶シリコン層206aにクラックなどの欠陥が発生し、製造されるTFTアレイ基板10の品質が劣化するおそれがある。
【0040】
クラックなどの欠陥の発生を抑制するためには、一度300℃にて熱処理を行った単結晶シリコン基板206を、ウエットエッチングまたはCMPによって100〜150μm程度まで薄くし、その後、さらに高温の熱処理を行うことが望ましい。例えば、80℃のKOH水溶液を用いて単結晶シリコン基板206の厚さが150μmとなるようにエッチングし、その後、基板本体10Aとの貼り合わせを行い、さらに450℃にて再び熱処理することにより貼り合わせ強度を高めることが望ましい。
【0041】
また、貼り合わせ強度をさらに高める別の方法としては、基板本体10Aと単結晶シリコン基板206とを貼り合わせた後に、急速熱処理法(RTA)などによって加熱するといった手法も採用可能である。加熱温度としては、600℃〜1200℃、望ましくは第1層間絶縁膜12や酸化膜層206bの粘度を下げ、原子的に密着性を高めるため1050℃〜1200℃で加熱することが望ましい。
【0042】
このようにして貼合せ基板Sを形成したら、その単結晶シリコン層206からデバイスを形成するに際して、特にこの貼合せ基板Sを最初にウエットエッチング処理するに先立ち、単結晶シリコン基板206の周端部、すなわち単結晶シリコン層206aと酸化膜層206bとの周端部をドライエッチング処理によって除去する。これは、貼り合わせ工程後、特に基板本体10Aと単結晶シリコン基板206との間の熱膨張係数の差などによって応力がかかり、これによって図5(b)に示したように単結晶シリコン基板206の周端部にて、単結晶シリコン基板206と基板本体10Aとの間の露出した界面、本例では酸化膜層206bと第1層間絶縁膜12との界面で剥離による膜浮きTが生じてしまうことがあるからである。
【0043】
単結晶シリコン基板206の周端部のドライエッチング処理については、まず、公知のフォトリソグラフィ技術、エッチング技術等によって図5(c)に示すように単結晶シリコン基板206上にレジストパターン80を形成する。ここで、このレジストパターン80については、単結晶シリコン基板206の周端部を例えば2mm程度の幅で露出させ、その内側の全面を覆うようにして形成する。
【0044】
次いで、このレジストパターン80をマスクとして、単結晶シリコン基板206の周端部における単結晶シリコン層206a、および酸化膜層206bをドライエッチングで除去する。このドライエッチングについては、従来公知の条件を採用することができる。その後、図5(d)に示すようにレジストパターン80を除去する。
このようにすれば、前述したように単結晶シリコン基板206と基板本体10Aとの間の界面に膜浮きTが生じていても、図5(d)に示したようにこの膜浮きTが生じていた箇所(周端部)を除去するので、結果的に界面に膜浮きTのない良好な状態となる。
ここで、酸化膜層206bの下地となる第1層間絶縁膜12も基本的に酸化膜層206bと同じ材質となるため、エッチング時間等を管理することでこの第1層間絶縁膜12に対するオーバーエッチングを最小限に抑えるのが好ましい。ただし、第1層間絶縁膜12をオーバーエッチングしても特に後のデバイス形成に支障はない。
【0045】
次に、図6(a)に示すように、貼り合わせた単結晶シリコン基板206の貼り合わせ面側の酸化膜層206bと単結晶シリコン層206aの一部とを残したまま、単結晶シリコン層206aの残部を基板本体10A側から剥離(分離)するべく熱処理を行う。この基板の剥離現象は、単結晶シリコン基板206中に導入された水素イオンによって、単結晶シリコン基板206の表面近傍のある層でシリコンの結合が分断されるために生じるものである。ここでの熱処理は、例えば、貼り合わせた2枚の基板を毎分20℃の昇温速度にて600℃まで加熱することにより行うことができる。この熱処理により、貼り合わせた単結晶シリコン基板206の一部が基板本体10Aから分離し、基板本体10Aの表面上には約200nm±5nm程度の単結晶シリコン層206aが形成される。
【0046】
また、このような単結晶シリコン層206aの薄厚化の後、さらに単結晶シリコン層206aを薄厚化して所望の厚さにするべく、図6(b)に示すように単結晶シリコン層206aを熱酸化してその表層部に厚さ300nm程度の犠牲酸化層206cを形成する。そして、形成した犠牲酸化層206cを、HF(フッ酸)などのウエットエッチング液によってウエットエッチングし、図6(c)に示すようにこれを除去して単結晶シリコン層206aの厚さを例えば50nm程度にする。このとき、犠牲酸化層206cのエッチングをドライエッチングでなくウエットエッチングで行うのは、ドライエッチングで行った場合に犠牲酸化層206cの下地層である単結晶シリコン層206aにダメージが与えられ、この単結晶シリコン層206aからデバイスを作った場合に所望の特性が得られなくなるおそれがあるからである。
【0047】
このようにしてウエットエッチングを行うと、ウエットエッチング液が単結晶シリコン基板206と基板本体10Aとの間の界面、すなわち酸化膜層206bと第1層間絶縁膜12との界面に浸入し、特に酸化膜層206bを溶解してしまうことなどによって、図6(c)に示したようにここに剥離による膜浮きTを生じさせてしまうことがある。
【0048】
そこで、このウエットエッチング処理の直後に、前述した場合と同様にして膜浮きTを除去するべく、単結晶シリコン基板206(単結晶シリコン層206aと酸化膜層206b)の周端部をドライエッチング処理する。
すなわち、図6(d)に示すように単結晶シリコン基板206の周端部を例えば2mm程度の幅で露出させた状態でレジストパターン81を形成し、その後、このレジストパターン81をマスクにして単結晶シリコン基板206の周端部における単結晶シリコン層206a、および酸化膜層206bをドライエッチングで除去する。
その後、レエジストパターン301を除去することにより、図6(e)に示すように膜浮きTが生じていた箇所(周端部)を除去することができ、結果的に界面に膜浮きTのない良好な状態とすることができる。
【0049】
なお、デバイス形成層となる単結晶シリコン層206aについては、これから形成するデバイスの種類が複数ある場合、その種類毎に単結晶シリコン層206aの膜厚が異なるのが望ましいことがある。そのような場合には、さらに前記の図6(b)〜図6(e)に示した熱酸化処理、ウエットエッチング処理、レジストパターン形成、ドライエッチング処理、レジストパターン除去を繰り返し、ウエットエッチングによって単結晶シリコン基板206の周端部に生じた膜浮きTを除去するようにする。
【0050】
次いで、このようにして単結晶シリコン層206aの膜厚調整がなされた貼合せ基板Sに対し、そのデバイス形成層となる単結晶シリコン層206aを分離形成する工程について説明する。
まず、図7(a)に示すように、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術等によるメサ型分離法により、単結晶シリコン層206aをパターニングする。特に、デバイスを形成する領域に対応して島状の半導体層が残余する形にてパターニングを行い複合半導体基板Wを得る。
本実施の形態では、エッチング技術としてドライエッチングを用い、その単結晶シリコン層206aのパターニングと同時に、該単結晶シリコン層206aの周端部208をエッチング除去するものとしている。つまり、単結晶シリコン層206aをエッチングする際のマスクとして、該単結晶シリコン層206aの周端部208において開口部(マスクの非形成領域)を有したものを用い、上記パターニング工程のドライエッチング処理にて周端部208を除去するものとしている。
次に、図7(b)に示すように、パターニングした単結晶シリコン層206aを約800〜1050℃の温度で熱酸化することによって、熱酸化膜(シリコン酸化膜)206dを形成する。
【0051】
次に、このようにしてパターニングがされた単結晶シリコン層206aを含む複合半導体基板Wからデバイスを形成する工程について説明する。なお、以降の工程を説明する図については、図5〜図7とは異なる縮尺で、かつ図5〜図7に示した部位を一部として含んだ状態で示すとともに、酸化膜層206bについては図7(a)の状態であることを前提に図示を省略する。
まず、図8(a)に示すように、単結晶シリコン層206aの所定領域を半導体層1aとする。特に、図2に示すようなデータ線6a下で容量線3bが形成される領域及び走査線3aに沿って容量線3bが形成される領域には、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aから延設された第1蓄積容量電極1fを形成する。そして、図7(b)に示した熱酸化膜(シリコン酸化膜)206dをゲート酸化膜2として構成する。
【0052】
そして、図8(a)に示すように、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置にレジスト膜301を形成し、Pチャネルの半導体層1aにP(リン)などのV族元素のドーパント302を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、2×1011/cmのドーズ量にて)ドープする。
次に、図8(b)に示すように、図示を省略するPチャネルの半導体層1aと対応する位置にレジスト膜を形成し、Nチャネルの半導体層1aにB(ホウ素)などのIII 族元素のドーパント303を低濃度で(例えば、Bイオンを35keVの加速電圧、1×1012/cmのドーズ量にて)ドープする。
【0053】
次に、図8(c)に示すように、Pチャネル、Nチャネル毎に各半導体層1aのチャネル領域1a’の端部を除く基板10の表面にレジスト膜305を形成し、Pチャネルについて、図8(a)に示した工程の約1〜10倍のドーズ量のPなどのV族元素のドーパント306、Nチャネルについて図8(b)に示した工程の約1〜10倍のドーズ量のBなどのIII族元素のドーパント306をドープする。
次に、図8(d)に示すように、半導体層1aを延設してなる第1蓄積容量電極1fを低抵抗化するため、基板本体10A表面の第1蓄積容量電極1f以外の部分に対応する部分にレジスト膜307(走査線3aよりも幅が広い)を形成し、これをマスクとしてその上からPなどのV族元素のドーパント308を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、3×1014/cmのドーズ量にて)ドープする。
【0054】
次に、図9(a)に示すように、第1層間絶縁膜12に遮光層11aに達するコンタクトホール13を反応性イオンエッチング(RIE)等のドライエッチングにより、あるいはウエットエッチングにより形成する。この際、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチングのような異方性エッチングにより、コンタクトホール13等を開孔した方が、開孔形状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点がある。ただし、ドライエッチングとウエットエッチングとを組み合わせて開孔すれば、これらのコンタクトホール13等をテーパ状にできるので、配線接続時の断線を防止できるという利点が得られる。
【0055】
次に、図9(b)に示すように、減圧CVD法等によりポリシリコン層3を350nm程度の厚さで堆積し、その後、リン(P)を熱拡散してポリシリコン膜3を導電化する。又は、Pイオンをポリシリコン膜3の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。これにより、ポリシリコン層3の導電性を高めることができる。さらに、ポリシリコン層3の導電性を高めるため、ポリシリコン層3の上部に、Ti、W、Co及びMoのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等を、スパッタリング法、CVD法、電子ビーム加熱蒸着法などにより、例えば150〜200nmの膜厚に堆積した層構造にしてもよい。
次に、図9(c)に示すように、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図2に示した所定パターンの走査線3aと共に容量線3bを形成する。なお、この後、基板本体10Aの裏面に残存するポリシリコンを基板本体10Aの表面をレジスト膜で覆ってエッチングすることにより除去する。
【0056】
次に、図9(d)に示すように、半導体層1aに駆動回路用TFT(図示せず)のPチャネルのLDD領域を形成するために、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜309で覆い、ゲート電極3cを拡散マスクとして、BなどのIII 族元素のドーパント310を低濃度で(例えば、BFイオンを90keVの加速電圧、3×1013/cmのドーズ量にて)ドープし、Pチャネルの低濃度ソース領域(図示せず)及び低濃度ドレイン領域(図示せず)を形成する。
【0057】
続いて、図9(e)に示すように、半導体層1aに画素スイッチング用TFT30および駆動回路用TFT(図示せず)のPチャネルの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜309で覆った状態で、かつ、図示はしていないが走査線3aよりも幅の広いマスクでレジスト層をPチャネルに対応する走査線3a上に形成した状態で、同じくBなどのIII 族元素のドーパント311を高濃度で(例えば、BFイオンを90keVの加速電圧、2×1015/cmのドーズ量にて)ドープする。
【0058】
次に、図10(a)に示すように、半導体層1aに画素スイッチング用TFT30および駆動回路用TFT(図示せず)のNチャネルのLDD領域を形成するため、Pチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜(図示せず)で覆い、走査線3a(ゲート電極)を拡散マスクとして、PなどのV族元素のドーパント60を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、6×1012/cmのドーズ量にて)ドープし、Nチャネルの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを形成する。
【0059】
続いて、図10(b)に示すように、半導体層1aに画素スイッチング用TFT30および駆動回路用TFT(図示せず)のNチャネルの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するため、走査線3aよりも幅の広いマスクでレジスト62をNチャネルに対応する走査線3a上に形成した後、同じくPなどのV族元素のドーパント61を高濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、4×1015/cmのドーズ量にて)ドープする。
【0060】
次に、図10(c)に示すように、容量線3b及び走査線3aを覆うように、例えば常圧又は減圧CVD法によってNSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第2層間絶縁膜4を形成し、本発明に言うデバイスDを製造する。なお、この第2層間絶縁膜4の膜厚としては、約500〜1500nmとするのが好ましく、800nmとするのがより好ましい。
【0061】
以下、従来と同様にして層間膜や各種配線などの形成を行い、さらに画素電極9a、配向膜16を形成することにより、TFTアレイ基板10を製造する。
また、対向基板20については従来と同様にして製造しておき、この対向基板20と前記TFTアレイ基板10とから液晶パネルを製造する。
すなわち、前述のように製造されたTFTアレイ基板10と対向基板20とを、配向膜16及び22が互いに対向するようにシール材51によって貼り合わせる。そして、真空吸引法などの方法により、両基板間の空間に例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶を吸引し、所定の厚みを有する液晶層50を形成する。これにより、前記構造の液晶パネルが得られる。
【0062】
このような複合半導体基板の製造方法、及びデバイスの製造方法にあっては、貼合せ基板Sの単結晶シリコン層206aの周端部をドライエッチング処理で除去するようにしたので、後のウエットエッチング処理によって単結晶シリコン基板206の周端部に膜浮きTが生じた場合にも、該膜浮きT上には単結晶シリコン層206aが存在しないため、異物発生を抑制することが可能となる。したがって、複合半導体基板Wの製造工程において、上記異物の発生に基づいて不良が生じる等の不具合が生じ難くなり、信頼性の高い複合半導体基板Wを提供することが可能となる。また、このような単結晶シリコン層206aの周端部除去工程を、該単結晶シリコン層206aのパターニング工程と同時に行うものとしているため、製造プロセスが複雑化することもない。
【0063】
また、基板本体(支持基板)10Aと単結晶シリコン基板(半導体基板)206との貼り合わせ界面が露出している状態のもとで複合半導体基板Sをウエットエッチング処理した後、単結晶シリコン基板206の周端部を除去するものとしているため(図5(c)〜図5(d)参照)、後の工程における異物発生を防止して、安定した歩留まりを確保することが可能となる。
さらに、貼合せ基板Sを最初にウエットエッチング処理するに先立ち、単結晶シリコン基板206の周端部をドライエッチング処理によって除去しているので、最初のウエットエッチング処理前に既に単結晶シリコン基板206の周端部に膜浮きTが生じていても、この膜浮きTをドライエッチング処理によって除去することができる。したがって、異物発生を一層防止して安定した歩留まりを確保することが可能となる。
なお、本発明においては、上記のような半導体基板206のドライエッチング処理による周端部除去工程は必ずしも必要がなく、上述のような単結晶シリコン層206aの周端部除去工程を少なくとも行えば、歩留まりを向上効果を得ることができる。そして、上記半導体基板206のドライエッチング処理による周端部除去工程を行うことで、その歩留まりを一層向上させることが可能となる。
【0064】
なお、本実施の形態では、本発明における半導体層として単結晶シリコンを用いたが、これに代えて多結晶シリコンや非晶質シリコンを用いるようにしてもよく、さらには化合物半導体を用いるようにしてもよい。
また、製造するデバイスについても、液晶パネルにおけるTFTなどに限定されず、種々の半導体素子を備えたデバイスの製造に適用することができる。
【0065】
次に、本発明の電子機器の一例として、投射型表示装置について説明する。
図11は、例えば図1、図2に示した電気光学装置(液晶パネル)を備えた投射型表示装置の一例を示した概略構成図である。この投射型表示装置は、3つの液晶パネルを使用した、いわゆる3板式の投射型液晶表示装置である。
図11において、符号510は光源、513,514はダイクロイックミラー、515,516,517は反射ミラー、518,519,520はリレーレンズ、522,523,524は液晶ライトバルブ、525はクロスダイクロイックプリズム、526は投射レンズ系を示している。
【0066】
光源510は、超高圧水銀灯等のランプ511とランプ511の光を反射するリフレクタ512とから構成されている。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー513は、光源510からの白色光のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー517で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ522に入射される。
【0067】
一方、ダイクロイックミラー513で反射された色光のうち、緑色光は、緑色光反射のダイクロイックミラー514によって反射され、緑色用液晶ライトバルブ523に入射される。一方、青色光は、第2のダイクロイックミラー514も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ518、リレーレンズ519、出射レンズ520を含むリレーレンズ系からなる導光手段521が設けられ、これを介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ524に入射される。
【0068】
各ライトバルブにより変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム525に入射する。このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されたものである。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ系526によってスクリーン527上に投射され、画像が拡大されて表示される。
このような投射型液晶表示装置は、前記の電気光学装置(液晶装置)を備えたものであるので、安定した歩留まりが確保されたものとなり、信頼性の高い電子機器となる。
【0069】
なお、本発明の技術範囲は前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気光学装置の一例である液晶パネルの平面図。
【図2】図1のA−A’断面図。
【図3】本発明の製造方法に係る液晶パネルの一製造工程を示す図。
【図4】図3に続く液晶パネルの製造工程図。
【図5】図4に続く液晶パネルの製造工程図。
【図6】図5に続く液晶パネルの製造工程図。
【図7】図6に続く液晶パネルの製造工程図。
【図8】図7に続く液晶パネルの製造工程図。
【図9】図8に続く液晶パネルの製造工程図。
【図10】図9に続く液晶パネルの製造工程図。
【図11】投射型表示装置の構成図。
【符号の説明】
10A…基板本体(支持基板)、12…第1層間絶縁膜、80、81…レジストパターン、206…単結晶シリコン基板(半導体基板)、206a…単結晶シリコン層(半導体層)、206b…酸化膜層、208…周端部、S…貼合せ基板、W…複合半導体基板
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a composite semiconductor substrate in which a semiconductor substrate having a semiconductor layer is bonded to a support substrate, and a composite semiconductor substrate in which a device formation layer having a semiconductor layer is bonded to a support substrate. The present invention relates to a method for manufacturing a device, and to a composite semiconductor substrate and a device, an electro-optical device, and an electronic apparatus obtained by the method.
[0002]
[Prior art]
SOI (Silicon on Insulator) technology, in which a semiconductor layer made of a silicon layer is formed on an insulator, and a semiconductor device such as a transistor element is formed on the semiconductor layer, uses high-speed, low power consumption, and high integration of the element. It is applied to the manufacture of a substrate for manufacturing an electro-optical device such as a liquid crystal device.
[0003]
To manufacture a substrate for an electro-optical device using SOI technology, first, a semiconductor substrate having a single crystal semiconductor layer made of single crystal silicon or the like is attached to a supporting substrate, and a thin film single crystal semiconductor layer is formed by a polishing method or the like. Formed into a composite semiconductor substrate. Next, a method of forming the thin film single crystal semiconductor layer of the composite semiconductor substrate into a device such as a thin film transistor (hereinafter abbreviated as “TFT”) for driving a liquid crystal is adopted.
[0004]
By the way, in such a composite semiconductor substrate (bonded SOI substrate) using the SOI technology, the bonding strength between the supporting substrate and the semiconductor substrate is weak, that is, at the peripheral end of the semiconductor substrate, Local peeling in which the semiconductor substrate floats from the supporting substrate may occur. In particular, a wet etching process at the time of manufacturing a device from a thin film single crystal semiconductor layer (device formation layer) causes a wet etching solution to enter a bonding interface between a semiconductor substrate and a supporting substrate, thereby causing film floating (peeling). .
[0005]
When such a film floating (peeling) occurs, the thin film single crystal semiconductor layer at the film floating portion is peeled off from the composite semiconductor substrate in, for example, a wet etching step, and this is thin film single crystal semiconductor of the composite semiconductor substrate via the wet etching solution. Foreign matter remains on the layer, causing a problem of lowering the yield. Therefore, in order to solve the above problem, for example, a technique for reducing foreign matter by arranging a single-crystal semiconductor layer inside the wafer rather than the base oxide film and having no single-crystal semiconductor layer on the floating portion of the film has been proposed. It is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-243942 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of Patent Document 1 has a separate step of arranging the single crystal semiconductor layer on the inner side of the wafer with respect to the base oxide film, which complicates the manufacturing process, lowers the manufacturing efficiency, and increases the cost. Sometimes they are connected.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances. In particular, even when a new film floating (peeling) occurs due to wet etching, foreign matter is generated due to the film floating, thereby reducing the yield. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a composite semiconductor substrate and a method for manufacturing a device, which can easily prevent the above. It is still another object of the present invention to provide a composite semiconductor substrate and a device obtained by using these manufacturing methods, and to provide an electro-optical device and an electronic apparatus including the device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a composite semiconductor substrate according to the present invention is a method for manufacturing a composite semiconductor substrate in which a semiconductor substrate including a semiconductor layer is provided on a support substrate, wherein the support substrate and the semiconductor A step of bonding the substrate to the substrate, and a step of patterning the semiconductor layer after the bonding. In the step of patterning the semiconductor layer, the peripheral edge of the semiconductor layer is removed simultaneously with the patterning. .
[0010]
According to such a manufacturing method, since the peripheral edge of the semiconductor layer is removed, when this composite semiconductor substrate is used, for example, as a substrate for a device, the film floats on the peripheral edge of the substrate by, for example, wet etching. Even when (peeling) or the like occurs, it is possible to prevent or suppress the generation of foreign matter from the semiconductor layer due to the film floating, thereby preventing the yield from decreasing. Further, in the present invention, since the peripheral edge removal of the semiconductor layer is performed simultaneously with the patterning step of the semiconductor layer, without separately performing a process for suppressing generation of foreign matter at the time of film floating, There is no reduction in manufacturing efficiency and therefore no increase in cost.
[0011]
The patterning of the semiconductor layer and the removal of the peripheral edge may be performed by the same dry etching process. In this case, in the step of patterning the semiconductor layer and the step of removing the peripheral edge portion, it is possible to prevent or suppress the occurrence of film floating or the like, and it is possible to provide a more reliable composite semiconductor substrate.
[0012]
Further, the method may include a step of removing a peripheral end of the semiconductor substrate after the bonding and before the step of patterning the semiconductor layer. In this case, in the bonding step, even if a film floating or the like occurs at the peripheral end portion of the semiconductor substrate, the semiconductor layer is patterned after removing the film floating. Can be provided.
[0013]
Next, a composite semiconductor substrate according to the present invention is characterized by being obtained by the above-described manufacturing method. Such a composite semiconductor substrate is preferably used, for example, as a substrate for a device, and when used as a substrate for a device, a film floats on the peripheral edge of the substrate by, for example, wet etching at the time of processing for a device. Even when (peeling) or the like occurs, it is possible to prevent or suppress the generation of foreign matter from the semiconductor layer due to the film floating, thereby preventing the yield from decreasing. That is, the composite semiconductor substrate of the present invention is suitable as a highly reliable device-forming substrate with few defects.
[0014]
Next, in order to solve the above problem, a method for manufacturing a device according to the present invention uses a composite semiconductor substrate obtained by bonding a semiconductor substrate having a semiconductor layer to be a device formation layer and a support substrate, In a method of manufacturing a device for forming a device from, the step of patterning the semiconductor layer for forming the device, and the step of wet etching the composite semiconductor substrate after the patterning, in the patterning step of the semiconductor layer, The method is characterized in that the peripheral edge of the semiconductor layer is removed at the same time as the patterning.
[0015]
According to such a manufacturing method, since the peripheral edge of the semiconductor layer is removed, even if film floating (peeling) or the like occurs at the peripheral edge of the substrate due to a later wet etching process, the film floating is prevented. As a result, the generation of foreign matter from the semiconductor layer is prevented or suppressed, thereby making it possible to prevent the yield from decreasing. Further, in the present invention, since the peripheral edge of the semiconductor layer is removed at the same time as the step of patterning the semiconductor layer for device formation, a process for suppressing the generation of foreign matter when the film floats is performed. Without any separate operation, there is no reduction in manufacturing efficiency and therefore no increase in cost. Note that patterning the semiconductor layer for device formation means that a region of the semiconductor layer where a device is to be formed is selectively formed in an island shape.
[0016]
The patterning and the peripheral edge removal of the semiconductor layer may be performed by the same dry etching process. In this case, in the step of patterning the semiconductor layer and the step of removing the peripheral edge, it is possible to prevent or suppress the occurrence of film floating or the like, and to provide a more reliable device.
[0017]
Further, the method may include a step of removing a peripheral end of the semiconductor substrate before the step of patterning the semiconductor layer. In this case, even if a film floating or the like occurs at the peripheral end of the semiconductor substrate in the bonding step, the semiconductor layer is patterned after removing the film floating, so that a more reliable device is provided. It becomes possible.
[0018]
Next, the device of the present invention is characterized by being obtained by the above-mentioned manufacturing method. According to such a device, the generation of foreign matter is prevented in the manufacturing process, and the occurrence of defects due to the generation of foreign matter is prevented, so that a stable yield is ensured and the device is extremely reliable. .
[0019]
Further, an electro-optical device according to the present invention includes the device. According to this electro-optical device, since the device has a highly reliable device, the electro-optical device itself has few defects and is highly reliable. According to another aspect of the invention, there is provided an electronic apparatus including the electro-optical device. According to the electronic apparatus, since the electronic apparatus includes the highly reliable electro-optical device, the electronic apparatus itself has few defects and is highly reliable.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, a liquid crystal panel as an example of the electro-optical device of the present invention, which is manufactured by applying the method of manufacturing a composite semiconductor substrate and the method of manufacturing a device of the present invention, will be described. FIG. 1 is a plan view for explaining the overall configuration of the liquid crystal panel, and is a plan view showing a state in which a TFT array substrate is viewed from the side of a counter substrate together with components formed thereon. FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
[0021]
The liquid crystal panel shown in FIGS. 1 and 2 has liquid crystal sealed between a pair of substrates, and includes a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) array substrate 10 which forms one of the substrates, and a thin film transistor (TFT) array substrate 10. And an opposing substrate 20 which is the other substrate disposed to oppose.
FIG. 1 shows a state in which a TFT array substrate 10 is viewed from a counter substrate 20 side together with components formed thereon. As shown in FIG. 1, a sealing material 51 is provided along the edge of the TFT array substrate 10, and a light shielding film 53 as a frame is provided inside the sealing material 51 in parallel with the sealing material 51. Have been. In FIG. 1, reference numeral 52 indicates a display area. The display area 52 is an area inside the light-shielding film 53 as a picture frame, and is an area used for display on a liquid crystal panel. Reference numeral 54 denotes a non-display area that is an area outside the display area.
[0022]
In the non-display area 54, a data line driving circuit 101 and an external circuit connection terminal 102 are provided along one side of the TFT array substrate 10, and a scanning line driving circuit 104 is provided along two sides adjacent to this one side, The precharge circuit 103 is provided along one remaining side. Further, a plurality of wirings 105 for connecting the data line driving circuit 101, the precharge circuit 103, the scanning line driving circuit 104, and the external circuit connection terminal 102 are provided.
At a position corresponding to the corner of the opposing substrate 20, a conductive material 106 for establishing electric conduction between the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20 is provided. The opposite substrate 20 having substantially the same contour as the sealing material 51 is fixed to the TFT array substrate 10 by the sealing material 51.
[0023]
As shown in FIG. 2, the TFT array substrate 10 includes a substrate main body 10A made of a light-transmissive insulating substrate such as quartz, and a TFT (Indium Tin Oxide) film formed on the liquid crystal layer 50 side surface. A pixel electrode 9a made of a transparent conductive film, a pixel switching TFT (switching element) 30 provided in a display area, and a driving circuit TFT (switching element) (not shown) provided in a non-display area; It is mainly composed of an alignment film 16 formed of an organic film such as a polyimide film and subjected to a predetermined alignment treatment such as a rubbing treatment.
[0024]
On the other hand, the opposing substrate 20 is composed of a substrate main body 20A made of a light-transmitting substrate such as transparent glass or quartz, an opposing electrode 21 formed on the surface of the liquid crystal layer 50 side, an alignment film 22, a metal or the like. And a light-shielding film 53 provided in a region other than the opening region of each pixel portion, and a light-shielding film 53 as a frame made of the same or different material as the light-shielding film 23.
A liquid crystal layer 50 is formed between the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20, which are configured as described above and are arranged so that the pixel electrode 9a and the opposing electrode 21 face each other.
[0025]
As shown in FIG. 2, a light-shielding layer 11a is provided at a position corresponding to each pixel switching TFT 30 on the surface of the substrate body 10A of the TFT array substrate 10 on the liquid crystal layer 50 side. Further, a first interlayer insulating film 12 is provided between the light shielding layer 11a and the pixel switching TFT 30. The first interlayer insulating film 12 is provided to electrically insulate the semiconductor layer 1a constituting the pixel switching TFT 30 from the light shielding layer 11a.
[0026]
As shown in FIG. 2, the pixel switching TFT 30 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and includes a channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a where a channel is formed by an electric field from the scanning line 3a, and a scanning line 3a. Insulating film 2 that insulates the semiconductor layer 1a from the semiconductor layer 1a, the data line 6a, the low-concentration source region 1b and the low-concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a, the high-concentration source region (source region) 1d of the semiconductor layer 1a, and the high-concentration drain A region 1e (drain region) is provided.
[0027]
Here, the semiconductor layer 1a is made of single crystal silicon, and the thickness of the semiconductor layer 1a is desirably 150 nm or more. When the thickness is less than 150 nm, processing for providing a contact hole for connecting the pixel electrode 9a and the switching element (the pixel switching TFT 30 or the driving circuit TFT) or the processing of the switching element (the pixel switching TFT 30 or the driving circuit TFT) is performed. This is because there is a possibility that the withstand voltage may be adversely affected.
The gate insulating film 2 preferably has a thickness of, for example, about 60 to 80 nm. This is because, especially when the driving voltage of the pixel switching TFT 30 or the driving circuit TFT (not shown) is set to about 10 to 15 V, the thickness in the above range is necessary to secure the withstand voltage. .
[0028]
In this liquid crystal panel, the gate insulating film 2 extends from a position facing the scanning line 3a and is used as a dielectric film, and the semiconductor film 1a extends and serves as a first storage capacitor electrode 1f. The storage capacitor 70 is configured by using a part of the opposing capacitor line 3b as a second storage capacitor electrode. The capacitor line 3b and the scanning line 3a have the same polysilicon film or a laminated structure of a polysilicon film and a metal simple substance, an alloy, a metal silicide, etc., and have a dielectric film of the storage capacitor 70, a pixel switching TFT 30, and a driving circuit. The gate insulating film 2 of the circuit TFT (not shown) is made of the same high-temperature oxide film. The channel region 1a ', source region 1d, and drain region 1e of the pixel switching TFT 30, the channel region, source region, and drain region of the driver circuit TFT (not shown), and the first storage capacitor electrode are the same. Of the semiconductor layer 1a. The semiconductor layer 1a is formed of single-crystal silicon as described above, and is provided on the TFT array substrate 10 to which SOI (Silicon On Insulator) technology is applied.
[0029]
As shown in FIG. 2, a second interlayer insulating film 4 is formed on the scanning line 3a, the gate insulating film 2, and the first interlayer insulating film 12, and the second interlayer insulating film 4 includes A contact hole 5 leading to the high concentration source region 1d of the pixel switching TFT 30 and a contact hole 8 leading to the high concentration drain region 1e of the pixel switching TFT 30 are formed. Further, a third interlayer insulating film 7 is formed on the data line 6a and the second interlayer insulating film 4, and the third interlayer insulating film 7 is in contact with the high-concentration drain region 1e of the pixel switching TFT 30. A hole 8 is formed. The pixel electrode 9a is provided on the upper surface of the third interlayer insulating film 7 configured as described above.
[0030]
Next, an example of a method for manufacturing a device and a method for manufacturing a composite semiconductor substrate of the present invention based on a method for manufacturing a liquid crystal panel having such a configuration will be described.
First, a method of manufacturing the TFT array substrate 10 in the method of manufacturing the liquid crystal panel shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 and FIGS. 5 to 7 and FIGS. 8 to 10 are shown on different scales.
First, a process of forming the light shielding layer 11a and the first interlayer insulating film 12 on the surface of the substrate main body 10A of the TFT array substrate 10 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 are process diagrams showing a part of the TFT array substrate in each process corresponding to the cross-sectional view of the liquid crystal panel shown in FIG.
[0031]
First, a transparent substrate main body 10A such as a quartz substrate or hard glass is prepared. Here, the substrate main body 10A serves as a support substrate in the present invention. The substrate main body 10A is preferably annealed at a high temperature of about 850 to 1300 ° C., more preferably 1000 ° C. in an inert gas atmosphere such as N 2 (nitrogen), and then subjected to a high-temperature process to be performed later. It is desirable to perform pre-processing so as to reduce distortion generated in the image. That is, it is desirable to heat-treat the substrate body 10A at the same temperature or higher in accordance with the highest temperature processed in the manufacturing process.
[0032]
As shown in FIG. 3A, a single metal or alloy containing at least one of Ti, Cr, W, Ta, Mo and Pb is provided on the entire surface of the substrate body 10A thus treated. The light shielding material layer 11 is formed by depositing a metal silicide or the like to a thickness of, for example, 150 to 200 nm by a sputtering method, a CVD method, an electron beam heating evaporation method, or the like.
[0033]
Next, a photoresist layer is formed on the entire surface of the substrate body 10A, and the photoresist layer is exposed using a photomask having a pattern of the light-shielding layer 11a to be finally formed. Thereafter, by developing the photoresist layer, a photoresist 207 having a pattern of the light-shielding layer 11a to be finally formed is formed as shown in FIG.
[0034]
Next, the light-shielding material layer 11 is etched using the photoresist 207 as a mask, and then the photoresist 207 is peeled off, so that the pixel switching TFT 30 formation region on the surface of the substrate body 10A is formed as shown in FIG. As shown in FIG. 2, a light-shielding layer 11a having a predetermined pattern (see FIG. 2) is formed. The thickness of the light-shielding layer 11a is, for example, 150 to 200 nm.
[0035]
Next, as shown in FIG. 4A, a first interlayer insulating film 12 is formed by a sputtering method, a CVD method, or the like on the surface of the substrate main body 10A on which the light shielding layer 11a is formed. At this time, a projection 12a is formed on the surface of the first interlayer insulating film 12 on the region where the light shielding layer 11a is formed. Examples of the material of the first interlayer insulating film 12 include silicon oxide, high insulating glass such as NSG (non-doped silicate glass), PSG (phosphorus silicate glass), BSG (boron silicate glass), and BPSG (boron phosphorus silicate glass). And the like.
[0036]
Next, the surface of the first interlayer insulating film 12 is polished by a method such as a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, and as shown in FIG. The surface of the film 12 is flattened. The thickness of the first interlayer insulating film 12 is about 400 to 1000 nm, more preferably about 800 nm.
[0037]
Next, a method for manufacturing the TFT array substrate 10 from the substrate main body (supporting substrate) 10A on which the first interlayer insulating film 12 is formed will be described with reference to FIGS. 5 to 10 are process diagrams showing a part of the TFT array substrate in each process corresponding to the cross-sectional view of the liquid crystal panel shown in FIG.
FIG. 5A is a diagram showing a part of FIG. 4B taken out and shown in a different scale. As shown in FIG. 5B, a substrate body 10A having a first interlayer insulating film 12 having a planarized surface shown in FIG. 5A, and a single crystal silicon substrate 206 on which a single crystal silicon layer 206a is formed. And bonding. Note that the substrate body 10A and the single-crystal silicon substrate 206 are usually bonded together from the viewpoint of cost or the like, as shown in FIG. For example, it is set to be about 3 mm inside from the end.
[0038]
Here, the single crystal silicon substrate 206 serves as a semiconductor substrate in the present invention, and the single crystal silicon layer 206a serves as a semiconductor layer in the present invention, that is, a device forming layer for forming a device. Then, the bonded substrate S of the present invention is formed from the single crystal silicon substrate 206, the substrate main body 10A and the first interlayer insulating film 12.
The thickness of the single crystal silicon substrate 206 is, for example, 600 μm, and an oxide film layer 206b is formed in advance on the surface of the single crystal silicon substrate 206 on the side to be bonded to the substrate body 10A. In addition, hydrogen ions (H +) are implanted into the single crystal silicon substrate 206 under the conditions of, for example, an acceleration voltage of 100 keV and a dose of 10 × 10 16 / cm 2. The oxide film layer 206b is formed by oxidizing the surface of the single crystal silicon substrate 206 by about 0.05 to 0.8 μm.
[0039]
For the bonding step, for example, a method of directly bonding two substrates by performing a heat treatment at 300 ° C. for 2 hours can be adopted. Further, in order to further increase the bonding strength, it is necessary to raise the heat treatment temperature to about 450 ° C. However, the thermal expansion coefficient of the substrate body 10A made of quartz or the like and the thermal expansion coefficient of the single crystal silicon substrate 206 are different. Since there is a large difference between them, if heating is continued as such, defects such as cracks may occur in the single crystal silicon layer 206a, and the quality of the manufactured TFT array substrate 10 may be degraded.
[0040]
In order to suppress the occurrence of defects such as cracks, the single-crystal silicon substrate 206 that has been once heat-treated at 300 ° C. is thinned to about 100 to 150 μm by wet etching or CMP, and then subjected to a higher-temperature heat treatment. It is desirable. For example, the single crystal silicon substrate 206 is etched using an aqueous solution of KOH at 80 ° C. so that the thickness of the single crystal silicon substrate 206 becomes 150 μm, then bonded to the substrate body 10A, and further heat-treated at 450 ° C. It is desirable to increase the joining strength.
[0041]
As another method for further increasing the bonding strength, a method of bonding the substrate body 10A and the single crystal silicon substrate 206 and then heating the substrate body by a rapid thermal processing (RTA) or the like can be adopted. The heating temperature is preferably from 600 ° C. to 1200 ° C., and more preferably from 1050 ° C. to 1200 ° C. in order to lower the viscosity of the first interlayer insulating film 12 and the oxide film layer 206b and to increase the atomic adhesion.
[0042]
After the bonded substrate S is formed in this manner, when forming a device from the single-crystal silicon layer 206, particularly before the first wet-etching process of the bonded substrate S, the peripheral portion of the single-crystal silicon substrate 206 is formed. That is, the peripheral edges of the single crystal silicon layer 206a and the oxide film layer 206b are removed by dry etching. This is because, after the bonding step, stress is applied particularly due to a difference in thermal expansion coefficient between the substrate main body 10A and the single crystal silicon substrate 206, and as a result, as shown in FIG. At the exposed end between the single-crystal silicon substrate 206 and the substrate main body 10A, in this example, at the interface between the oxide film layer 206b and the first interlayer insulating film 12 due to peeling. This is because it can happen.
[0043]
As for the dry etching of the peripheral portion of the single crystal silicon substrate 206, first, a resist pattern 80 is formed on the single crystal silicon substrate 206 as shown in FIG. . Here, the resist pattern 80 is formed so as to expose the peripheral end of the single crystal silicon substrate 206 with a width of, for example, about 2 mm and cover the entire inner surface thereof.
[0044]
Next, using the resist pattern 80 as a mask, the single crystal silicon layer 206a and the oxide film layer 206b at the peripheral end of the single crystal silicon substrate 206 are removed by dry etching. For the dry etching, conventionally known conditions can be adopted. Thereafter, the resist pattern 80 is removed as shown in FIG.
By doing so, even if the film floating T occurs at the interface between the single crystal silicon substrate 206 and the substrate body 10A as described above, the film floating T occurs as shown in FIG. The portion (peripheral end) that has been removed is removed, and as a result, a favorable state without the film floating T at the interface is obtained.
Here, since the first interlayer insulating film 12 which is the base of the oxide film layer 206b is basically made of the same material as the oxide film layer 206b, overetching of the first interlayer insulating film 12 is controlled by controlling the etching time and the like. Is preferably minimized. However, even if the first interlayer insulating film 12 is over-etched, it does not particularly hinder the subsequent device formation.
[0045]
Next, as shown in FIG. 6A, the single-crystal silicon layer 206b and the part of the single-crystal silicon layer 206a on the bonding surface side of the single-crystal silicon substrate 206 are left. A heat treatment is performed to peel (separate) the remaining portion of 206a from the substrate body 10A side. This substrate peeling phenomenon occurs because silicon bonds are broken in a layer near the surface of the single crystal silicon substrate 206 by hydrogen ions introduced into the single crystal silicon substrate 206. The heat treatment here can be performed, for example, by heating the two bonded substrates to 600 ° C. at a rate of 20 ° C./min. By this heat treatment, a part of the bonded single crystal silicon substrate 206 is separated from the substrate main body 10A, and a single crystal silicon layer 206a of about 200 nm ± 5 nm is formed on the surface of the substrate main body 10A.
[0046]
After the thickness of the single-crystal silicon layer 206a is reduced, the single-crystal silicon layer 206a is heated as shown in FIG. 6B so as to further reduce the thickness of the single-crystal silicon layer 206a to a desired thickness. Oxidation forms a sacrificial oxide layer 206c with a thickness of about 300 nm on the surface layer. Then, the formed sacrificial oxide layer 206c is wet-etched with a wet etchant such as HF (hydrofluoric acid), and is removed as shown in FIG. 6C to reduce the thickness of the single-crystal silicon layer 206a to, for example, 50 nm. To about. At this time, if the etching of the sacrificial oxide layer 206c is performed by wet etching instead of dry etching, the single crystal silicon layer 206a, which is the underlying layer of the sacrificial oxide layer 206c, is damaged by the dry etching. This is because when a device is made from the crystalline silicon layer 206a, desired characteristics may not be obtained.
[0047]
When wet etching is performed in this manner, the wet etching liquid permeates the interface between the single crystal silicon substrate 206 and the substrate body 10A, that is, the interface between the oxide film layer 206b and the first interlayer insulating film 12, and particularly the oxidizing solution. Due to the dissolution of the film layer 206b or the like, a film floating T due to peeling may occur here as shown in FIG. 6C.
[0048]
Therefore, immediately after the wet etching process, the peripheral edge of the single crystal silicon substrate 206 (the single crystal silicon layer 206a and the oxide film layer 206b) is dry-etched in order to remove the film floating T in the same manner as described above. I do.
That is, as shown in FIG. 6D, a resist pattern 81 is formed in a state where the peripheral end portion of the single crystal silicon substrate 206 is exposed with a width of, for example, about 2 mm, and then the resist pattern 81 is used as a mask. The single-crystal silicon layer 206a and the oxide film layer 206b at the peripheral edge of the crystalline silicon substrate 206 are removed by dry etching.
Thereafter, by removing the resist pattern 301, a portion (peripheral end) where the film floating T has occurred can be removed as shown in FIG. Not in good condition.
[0049]
Note that when there are a plurality of types of devices to be formed with respect to the single crystal silicon layer 206a to be a device formation layer, it may be desirable that the thickness of the single crystal silicon layer 206a be different for each type. In such a case, the thermal oxidation treatment, the wet etching treatment, the resist pattern formation, the dry etching treatment, and the resist pattern removal shown in FIGS. 6B to 6E are further repeated. The film floating T generated at the peripheral end of the crystalline silicon substrate 206 is removed.
[0050]
Next, a step of separating and forming a single crystal silicon layer 206a to be a device formation layer on the bonded substrate S in which the thickness of the single crystal silicon layer 206a has been adjusted as described above will be described.
First, as shown in FIG. 7A, the single crystal silicon layer 206a is patterned by a mesa type separation method using a photolithography technique, an etching technique, or the like. In particular, patterning is performed in such a manner that an island-shaped semiconductor layer remains corresponding to a region where a device is to be formed, thereby obtaining a composite semiconductor substrate W.
In this embodiment, dry etching is used as an etching technique, and the peripheral end 208 of the single crystal silicon layer 206a is etched away at the same time as the patterning of the single crystal silicon layer 206a. That is, a mask having an opening (a region where a mask is not formed) at the peripheral end 208 of the single crystal silicon layer 206a is used as a mask for etching the single crystal silicon layer 206a, The peripheral end 208 is to be removed.
Next, as shown in FIG. 7B, the patterned single-crystal silicon layer 206a is thermally oxidized at a temperature of about 800 to 1050 ° C. to form a thermal oxide film (silicon oxide film) 206d.
[0051]
Next, a process of forming a device from the composite semiconductor substrate W including the single crystal silicon layer 206a thus patterned will be described. Note that the drawings explaining the subsequent steps are shown on a scale different from those in FIGS. 5 to 7 and include a part of the parts shown in FIGS. 5 to 7, and the oxide film layer 206 b is The illustration is omitted on the assumption that the state is as shown in FIG.
First, as shown in FIG. 8A, a predetermined region of the single crystal silicon layer 206a is defined as a semiconductor layer 1a. In particular, as shown in FIG. 2, the region where the capacitance line 3b is formed below the data line 6a and the region where the capacitance line 3b is formed along the scanning line 3a are formed from the semiconductor layer 1a constituting the pixel switching TFT 30. An extended first storage capacitor electrode 1f is formed. Then, the thermal oxide film (silicon oxide film) 206d shown in FIG.
[0052]
Then, as shown in FIG. 8A, a resist film 301 is formed at a position corresponding to the N-channel semiconductor layer 1a, and a dopant 302 of a group V element such as P (phosphorus) is added to the P-channel semiconductor layer 1a. Doping is performed at a low concentration (for example, P ions are doped at an acceleration voltage of 70 keV and a dose of 2 × 10 11 / cm 2 ).
Next, as shown in FIG. 8B, a resist film is formed at a position corresponding to the P-channel semiconductor layer 1a (not shown), and a group III element such as B (boron) is formed on the N-channel semiconductor layer 1a. Is doped at a low concentration (for example, B ions at an acceleration voltage of 35 keV and a dose of 1 × 10 12 / cm 2 ).
[0053]
Next, as shown in FIG. 8C, a resist film 305 is formed on the surface of the substrate 10 excluding the end of the channel region 1a 'of each semiconductor layer 1a for each of the P channel and the N channel. The dopant 306 of a group V element such as P having a dose of about 1 to 10 times that of the step shown in FIG. 8A and the dose of about 1 to 10 times that of the step shown in FIG. Of a group III element such as B.
Next, as shown in FIG. 8D, in order to reduce the resistance of the first storage capacitor electrode 1f formed by extending the semiconductor layer 1a, a portion other than the first storage capacitor electrode 1f on the surface of the substrate body 10A is provided. A resist film 307 (which is wider than the scanning line 3a) is formed in a corresponding portion, and using this as a mask, a dopant 308 of a group V element such as P is applied at a low concentration (for example, P ions are accelerated at 70 keV). Doping at a voltage of 3 × 10 14 / cm 2 ).
[0054]
Next, as shown in FIG. 9A, a contact hole 13 reaching the light shielding layer 11a is formed in the first interlayer insulating film 12 by dry etching such as reactive ion etching (RIE) or by wet etching. At this time, there is an advantage that opening the contact hole 13 or the like by anisotropic etching such as reactive etching or reactive ion beam etching can make the opening shape almost the same as the mask shape. However, if the dry etching and the wet etching are performed in combination, the contact holes 13 and the like can be tapered, so that there is an advantage that disconnection during wiring connection can be prevented.
[0055]
Next, as shown in FIG. 9B, a polysilicon layer 3 is deposited to a thickness of about 350 nm by a low-pressure CVD method or the like, and then the polysilicon film 3 is made conductive by thermally diffusing phosphorus (P). I do. Alternatively, a doped silicon film in which P ions are introduced simultaneously with the formation of the polysilicon film 3 may be used. Thereby, the conductivity of the polysilicon layer 3 can be increased. Further, in order to enhance the conductivity of the polysilicon layer 3, a single metal, alloy, metal silicide, or the like containing at least one of Ti, W, Co, and Mo is formed on the polysilicon layer 3 by a sputtering method. For example, a layer structure deposited to a thickness of, for example, 150 to 200 nm by a CVD method, an electron beam heating evaporation method, or the like may be used.
Next, as shown in FIG. 9C, the capacitor lines 3b are formed together with the scanning lines 3a having the predetermined pattern shown in FIG. 2 by a photolithography process using a resist mask, an etching process, or the like. After that, the polysilicon remaining on the back surface of the substrate body 10A is removed by covering the surface of the substrate body 10A with a resist film and etching.
[0056]
Next, as shown in FIG. 9D, in order to form a P-channel LDD region of a driving circuit TFT (not shown) in the semiconductor layer 1a, a position corresponding to the N-channel semiconductor layer 1a is resisted. The film 309 is covered with a gate electrode 3c as a diffusion mask, and a group III element dopant 310 such as B is doped at a low concentration (for example, BF 2 ions are accelerated at 90 keV at an acceleration voltage of 3 × 10 13 / cm 2 at a dose of 3 × 10 13 / cm 2 ) ) Doping to form a lightly doped P-channel source region (not shown) and a lightly doped drain region (not shown).
[0057]
Subsequently, as shown in FIG. 9E, the P-channel high-concentration source region 1d and the high-concentration drain region 1e of the pixel switching TFT 30 and the driving circuit TFT (not shown) are formed in the semiconductor layer 1a. In a state where the position corresponding to the N-channel semiconductor layer 1a is covered with a resist film 309, the resist layer is connected to a P-channel scanning line using a mask (not shown) wider than the scanning line 3a. In the state formed on 3a, a dopant 311 of a group III element such as B is also doped at a high concentration (for example, BF 2 ions are accelerated at 90 keV at a dose of 2 × 10 15 / cm 2 ).
[0058]
Next, as shown in FIG. 10A, an N-channel LDD region of a pixel switching TFT 30 and a driving circuit TFT (not shown) is formed in the semiconductor layer 1a, so that it corresponds to the P-channel semiconductor layer 1a. Is covered with a resist film (not shown), and using the scanning line 3a (gate electrode) as a diffusion mask, a dopant 60 of a group V element such as P is used at a low concentration (for example, P ions are accelerated at an accelerating voltage of 70 keV; Doping is performed at a dose of × 10 12 / cm 2 ) to form an N-channel lightly doped source region 1b and a lightly doped drain region 1c.
[0059]
Subsequently, as shown in FIG. 10B, the N-channel high-concentration source region 1d and the high-concentration drain region 1e of the pixel switching TFT 30 and the driving circuit TFT (not shown) are formed in the semiconductor layer 1a. After a resist 62 is formed on the scanning line 3a corresponding to the N channel with a mask wider than the scanning line 3a, a dopant 61 of a group V element such as P is also applied at a high concentration (for example, P ions of 70 keV are applied). Doping (at an acceleration voltage of 4 × 10 15 / cm 2 ).
[0060]
Next, as shown in FIG. 10C, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, BPSG, or the like, a silicon nitride film, or the like is formed to cover the capacitance line 3b and the scanning line 3a by, for example, normal pressure or low pressure CVD. A second interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film or the like is formed, and a device D according to the present invention is manufactured. Note that the thickness of the second interlayer insulating film 4 is preferably about 500 to 1500 nm, and more preferably 800 nm.
[0061]
Thereafter, an interlayer film, various wirings, and the like are formed in the same manner as in the related art, and further, the pixel electrode 9a and the alignment film 16 are formed.
The counter substrate 20 is manufactured in the same manner as in the related art, and a liquid crystal panel is manufactured from the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10.
That is, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 manufactured as described above are bonded together with the sealing material 51 so that the alignment films 16 and 22 face each other. Then, by a method such as a vacuum suction method, a liquid crystal formed by mixing, for example, a plurality of types of nematic liquid crystals is sucked into the space between the two substrates to form a liquid crystal layer 50 having a predetermined thickness. Thereby, a liquid crystal panel having the above structure is obtained.
[0062]
In such a method of manufacturing a composite semiconductor substrate and a method of manufacturing a device, since the peripheral edge of the single crystal silicon layer 206a of the bonded substrate S is removed by dry etching, the wet etching is performed later. Even when a film float T occurs on the peripheral edge of the single crystal silicon substrate 206 due to the processing, the single crystal silicon layer 206a does not exist on the film float T, so that the generation of foreign substances can be suppressed. Therefore, in the manufacturing process of the composite semiconductor substrate W, defects such as a defect due to the generation of the foreign matter are less likely to occur, and a highly reliable composite semiconductor substrate W can be provided. In addition, since the step of removing the peripheral end of the single crystal silicon layer 206a is performed simultaneously with the step of patterning the single crystal silicon layer 206a, the manufacturing process does not become complicated.
[0063]
After the composite semiconductor substrate S is wet-etched in a state where the bonding interface between the substrate body (supporting substrate) 10A and the single crystal silicon substrate (semiconductor substrate) 206 is exposed, the single crystal silicon substrate 206 (See FIGS. 5C to 5D), it is possible to prevent the generation of foreign matter in a later step and to secure a stable yield.
Further, prior to the first wet etching of the bonded substrate S, the peripheral edge of the single crystal silicon substrate 206 is removed by dry etching, so that the single crystal silicon substrate 206 has already been removed before the first wet etching. Even if the film floating T occurs at the peripheral end, the film floating T can be removed by dry etching. Therefore, it is possible to further prevent the generation of foreign matters and secure a stable yield.
Note that, in the present invention, the peripheral edge removing step by the dry etching treatment of the semiconductor substrate 206 as described above is not necessarily required, and at least the peripheral edge removing step of the single crystal silicon layer 206a as described above is performed. The effect of improving the yield can be obtained. Then, by performing a peripheral edge removing step by dry etching of the semiconductor substrate 206, the yield can be further improved.
[0064]
Note that in this embodiment mode, single crystal silicon is used for the semiconductor layer in the present invention; however, polycrystalline silicon or amorphous silicon may be used instead, and a compound semiconductor may be used. May be.
Further, the device to be manufactured is not limited to a TFT or the like in a liquid crystal panel, and can be applied to manufacture of a device including various semiconductor elements.
[0065]
Next, a projection display device will be described as an example of the electronic apparatus of the invention.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a projection display device including the electro-optical device (liquid crystal panel) illustrated in FIGS. 1 and 2. This projection display device is a so-called three-panel projection liquid crystal display device using three liquid crystal panels.
11, reference numeral 510 denotes a light source, 513, 514 are dichroic mirrors, 515, 516, 517 are reflection mirrors, 518, 519, 520 are relay lenses, 522, 523, 524 are liquid crystal light valves, 525 is a cross dichroic prism, 526 indicates a projection lens system.
[0066]
The light source 510 includes a lamp 511 such as an ultra-high pressure mercury lamp and a reflector 512 that reflects light from the lamp 511. The dichroic mirror 513 that reflects blue light and green light transmits red light of white light from the light source 510 and reflects blue light and green light. The transmitted red light is reflected by the reflection mirror 517 and enters the red light liquid crystal light valve 522.
[0067]
On the other hand, among the color lights reflected by the dichroic mirror 513, green light is reflected by the dichroic mirror 514 that reflects green light, and is incident on the liquid crystal light valve 523 for green. On the other hand, the blue light also passes through the second dichroic mirror 514. For blue light, a light guide unit 521 including a relay lens system including an entrance lens 518, a relay lens 519, and an exit lens 520 is provided to compensate for a difference in optical path length from green light and red light. The blue light is incident on the liquid crystal light valve for blue light 524 via this.
[0068]
The three color lights modulated by the respective light valves enter the cross dichroic prism 525. This prism has four rectangular prisms bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface. The three color lights are combined by these dielectric multilayer films to form light representing a color image. The combined light is projected onto a screen 527 by a projection lens system 526, which is a projection optical system, and an image is enlarged and displayed.
Since such a projection-type liquid crystal display device includes the above-described electro-optical device (liquid crystal device), a stable yield is secured, and a highly reliable electronic device is obtained.
[0069]
Note that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal panel as an example of an electro-optical device according to the invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing one manufacturing process of the liquid crystal panel according to the manufacturing method of the present invention.
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the liquid crystal panel following FIG. 3;
FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the liquid crystal panel following FIG. 4;
FIG. 6 is a manufacturing process diagram of the liquid crystal panel following FIG. 5;
FIG. 7 is a manufacturing process diagram of the liquid crystal panel following FIG. 6;
FIG. 8 is a manufacturing process diagram of the liquid crystal panel following FIG. 7;
FIG. 9 is a manufacturing process diagram of the liquid crystal panel following FIG. 8;
FIG. 10 is a manufacturing process diagram of the liquid crystal panel following FIG. 9;
FIG. 11 is a configuration diagram of a projection display device.
[Explanation of symbols]
10A: substrate body (supporting substrate), 12: first interlayer insulating film, 80, 81: resist pattern, 206: single crystal silicon substrate (semiconductor substrate), 206a: single crystal silicon layer (semiconductor layer), 206b: oxide film Layer, 208: peripheral end, S: bonded substrate, W: composite semiconductor substrate

Claims (10)

支持基板上に半導体層を含む半導体基板が設けられてなる複合半導体基板の製造方法であって、
前記支持基板と前記半導体基板とを貼り合わせる工程と、
貼り合わせの後に前記半導体層をパターニングする工程と、を含み、
前記半導体層のパターニング工程において、該パターニングと同時に半導体層の周端部を除去することを特徴とする複合半導体基板の製造方法。
A method of manufacturing a composite semiconductor substrate comprising a semiconductor substrate including a semiconductor layer provided on a support substrate,
Bonding the support substrate and the semiconductor substrate,
Patterning the semiconductor layer after bonding,
In the step of patterning the semiconductor layer, a peripheral edge of the semiconductor layer is removed simultaneously with the patterning.
前記半導体層のパターニング及び周端部除去は、同一のドライエッチング処理によって行われることを特徴とする請求項1に記載の複合半導体基板の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the patterning and peripheral edge removal of the semiconductor layer are performed by the same dry etching process. 前記貼り合わせの後であって、前記半導体層のパターニング工程の前に、前記半導体基板の周端部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の複合半導体基板の製造方法。3. The composite semiconductor substrate according to claim 1, further comprising a step of removing a peripheral end of the semiconductor substrate after the bonding and before the step of patterning the semiconductor layer. Method. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたことを特徴とする複合半導体基板。A composite semiconductor substrate obtained by the manufacturing method according to claim 1. デバイス形成層となる半導体層を有した半導体基板と支持基板とを貼り合わせてなる複合半導体基板を用い、前記半導体層からデバイスを形成するデバイスの製造方法において、
前記半導体層を前記デバイス形成用にパターニングする工程と、
前記パターニング後の複合半導体基板をウエットエッチング処理する工程とを含み、
前記半導体層のパターニング工程において、該パターニングと同時に半導体層の周端部を除去することを特徴とするデバイスの製造方法。
Using a composite semiconductor substrate obtained by bonding a semiconductor substrate having a semiconductor layer serving as a device formation layer and a support substrate, and forming a device from the semiconductor layer,
Patterning the semiconductor layer for forming the device;
Wet etching the composite semiconductor substrate after the patterning,
In the step of patterning the semiconductor layer, a peripheral end of the semiconductor layer is removed simultaneously with the patterning.
前記半導体層のパターニング及び周端部除去は、同一のドライエッチング処理によって行われることを特徴とする請求項5に記載のデバイスの製造方法。6. The device manufacturing method according to claim 5, wherein the patterning and the peripheral edge removal of the semiconductor layer are performed by the same dry etching process. 前記半導体層のパターニング工程の前に、前記半導体基板の周端部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載のデバイスの製造方法。7. The device manufacturing method according to claim 5, further comprising a step of removing a peripheral end of the semiconductor substrate before the step of patterning the semiconductor layer. 請求項5ないし7のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたことを特徴とするデバイス。A device obtained by the manufacturing method according to claim 5. 請求項8に記載のデバイスを具備することを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device comprising the device according to claim 8. 請求項9に記載の電気光学装置を具備することを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 9.
JP2003154860A 2003-05-30 2003-05-30 Method for manufacturing thin film transistor array substrate for electro-optical device Expired - Fee Related JP4677707B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003154860A JP4677707B2 (en) 2003-05-30 2003-05-30 Method for manufacturing thin film transistor array substrate for electro-optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003154860A JP4677707B2 (en) 2003-05-30 2003-05-30 Method for manufacturing thin film transistor array substrate for electro-optical device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004356532A true JP2004356532A (en) 2004-12-16
JP4677707B2 JP4677707B2 (en) 2011-04-27

Family

ID=34049400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003154860A Expired - Fee Related JP4677707B2 (en) 2003-05-30 2003-05-30 Method for manufacturing thin film transistor array substrate for electro-optical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4677707B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100036208A (en) * 2008-09-29 2010-04-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 A method for manufacturing a semiconductor device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11354760A (en) * 1998-06-04 1999-12-24 Shin Etsu Handotai Co Ltd Soi wafer and its production
JP2000243942A (en) * 1998-02-04 2000-09-08 Canon Inc Semiconductor substrate and manufacture thereof
JP2002353466A (en) * 2001-03-09 2002-12-06 Seiko Epson Corp Production method for electro-optical device and the electro-optical device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243942A (en) * 1998-02-04 2000-09-08 Canon Inc Semiconductor substrate and manufacture thereof
JPH11354760A (en) * 1998-06-04 1999-12-24 Shin Etsu Handotai Co Ltd Soi wafer and its production
JP2002353466A (en) * 2001-03-09 2002-12-06 Seiko Epson Corp Production method for electro-optical device and the electro-optical device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100036208A (en) * 2008-09-29 2010-04-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 A method for manufacturing a semiconductor device
JP2010103513A (en) * 2008-09-29 2010-05-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method for manufacturing semiconductor device
KR101630216B1 (en) * 2008-09-29 2016-06-14 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 A method for manufacturing a semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4677707B2 (en) 2011-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3909583B2 (en) Manufacturing method of electro-optical device
JPH0667205A (en) Semiconmductor device for light valve and its manufacture
TWI293498B (en) Transistor and method of manufacturing the same, electro-optical device, semiconductor device, and electronic apparatus
TW579601B (en) Electrooptic device, liquid crystal device, and projection display device
JPH10293322A (en) Liquid crystal display and manufacture therefor
JP4677707B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor array substrate for electro-optical device
JP4556378B2 (en) Transistor manufacturing method and composite substrate manufacturing method
JP4507503B2 (en) Electro-optical device manufacturing method and semiconductor device manufacturing method
JP2004246028A (en) Method for manufacturing device, and device manufactured by using the same, method for manufacturing composite substrate, electrooptical device, and electronic appliance
JP2005044864A (en) Composite semiconductor substrate, method of manufacturing the same, device, method of manufacturing the same, electrooptic device, and electronic equipment
JP4366953B2 (en) Method for manufacturing composite semiconductor substrate
JP2004356533A (en) Process for producing compound semiconductor substrate, compound semiconductor substrate, process for fabricating device, device, electro-optical device and electronic apparatus
JP4366954B2 (en) Method for manufacturing composite semiconductor substrate
JP2005166911A (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof, electro-optical device, manufacturing method thereof, and electronic equipment
JP2005044863A (en) Composite semiconductor substrate, method of manufacturing the same, device, method of manufacturing the same, electrooptic device, and electronic equipment
JP2004273922A (en) Manufacturing method of thin film transistor, thin film transistor, display device, and electronic equipment
JP4792694B2 (en) Electro-optical device substrate manufacturing method, electro-optical device substrate, electro-optical device, and electronic apparatus
JP2002353466A (en) Production method for electro-optical device and the electro-optical device
JP4366983B2 (en) Method for manufacturing composite semiconductor substrate
JP2004296487A (en) Method for manufacturing transistor, transistor, electrooptical substrate, electrooptical device, and electronic apparatus
JP4102788B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device
JP2004200573A (en) Electro-optical device, its manufacturing method, projection type display device, and electronic apparatus
JP2004259833A (en) Semiconductor device, method for manufacturing the same, electro-optical device, projection display apparatus, and electronic apparatus
JP2005251912A (en) Composite semiconductor substrate, method for manufacturing the same, electrooptical device and electronic apparatus
JP4333176B2 (en) Transistor manufacturing method, electro-optical substrate, electro-optical device, and electronic apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060404

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060405

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100525

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20100722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110104

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees