JP2005079299A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2005079299A
JP2005079299A JP2003307074A JP2003307074A JP2005079299A JP 2005079299 A JP2005079299 A JP 2005079299A JP 2003307074 A JP2003307074 A JP 2003307074A JP 2003307074 A JP2003307074 A JP 2003307074A JP 2005079299 A JP2005079299 A JP 2005079299A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
impurity
film
semiconductor
semiconductor region
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
JP2003307074A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4409231B2 (en
JP2005079299A5 (en
Inventor
Yasuyuki Arai
康行 荒井
Junichi Hizuka
純一 肥塚
Yukie Nemoto
幸恵 根本
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.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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 Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2003307074A priority Critical patent/JP4409231B2/en
Publication of JP2005079299A publication Critical patent/JP2005079299A/en
Publication of JP2005079299A5 publication Critical patent/JP2005079299A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4409231B2 publication Critical patent/JP4409231B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing semiconductor device, by which an impurity can be introduced into a semiconductor region with a small number of steps and, in addition, a large-sized active matrix substrate can be manufactured with a high yield. <P>SOLUTION: After a solution containing an impurity element is discharged onto the semiconductor region by the droplet discharge method, the semiconductor region is melted by having a laser light irradiated on the region, and at the same time, an impurity region is formed by adding and activating the impurity element. Therefore, the impurity can be introduced into the semiconductor region, while the concentration of the impurity element is controlled even if no vacuum process is performed. Consequently, a thin-film transistor (TFT) can be manufactured on a substrate having a large area and the throughput can be improved. In addition, the large-sized active matrix substrate can be manufactured. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液滴吐出法を用いて半導体領域に不純物をドーピングする方法に関する。     The present invention relates to a method for doping impurities into a semiconductor region using a droplet discharge method.

電気光学装置又は発光表示装置に代表されるアクティブマトリクス基板には、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(TFT)が用いられている。TFTの半導体領域に所望の抵抗率を持たせるために、不純物導入法により、N型またはP型を付与する不純物(P(リン)、As(砒素)、B(ボロン)等)を半導体領域の一部に導入して、所望の抵抗率を有するソース領域又は/及びドレイン領域を形成している。   An active matrix substrate typified by an electro-optical device or a light emitting display device uses a thin film transistor (TFT) as a switching element. In order to give the TFT semiconductor region a desired resistivity, impurities (P (phosphorus), As (arsenic), B (boron), etc.) imparting N-type or P-type are introduced into the semiconductor region by impurity introduction. A source region and / or a drain region having a desired resistivity is formed by being introduced into a part.

上記の不純物導入法としては、非質量分離型であるイオンドーピング法、プラズマドーピング法などがある。また、質量分離型であるイオン注入法がある。現在、不純物濃度及び深さ分布を容易に制御することが容易であるため、非質量分離型であるイオンドーピング法がアクティブマトリクス基板の製造工程に汎用されている。   Examples of the impurity introduction method include a non-mass separation type ion doping method and a plasma doping method. There is also a mass separation type ion implantation method. At present, since it is easy to easily control the impurity concentration and the depth distribution, a non-mass-separated ion doping method is widely used in the manufacturing process of an active matrix substrate.

また、不純物導入法としては、レーザドーピング法も使用されている。レーザドーピング法は、不純物を含むガス中に半導体領域を晒し、その表面にレーザ光を照射して、半導体領域を溶融し、不純物を添加及び活性化する方法である(特許文献1参照)。
特開平5−326430号公報
As an impurity introduction method, a laser doping method is also used. The laser doping method is a method in which a semiconductor region is exposed to a gas containing impurities, the surface thereof is irradiated with laser light, the semiconductor region is melted, and impurities are added and activated (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-326430

しかしながら、イオンドーピング法、プラズマドーピング法、イオン注入法は、高真空プロセスである。このため、装置のコストが増大すると共に、スループットが低いという問題がある。また、真空プロセスであるため、装置の大きさにも制限があり、この結果大基板上に形成された半導体領域への不純物の導入が困難であり、スループットが低いという問題がある。   However, the ion doping method, the plasma doping method, and the ion implantation method are high vacuum processes. For this reason, there are problems that the cost of the apparatus increases and the throughput is low. In addition, since the process is a vacuum process, the size of the apparatus is also limited. As a result, it is difficult to introduce impurities into a semiconductor region formed over a large substrate, and there is a problem that throughput is low.

また、これらの方法を低真空中または大気圧雰囲気で行うと、高電圧印加による異常放電の発生、原料ガスとイオン流との衝突及び拡散による加速電圧が困難であり、イオン粒の直進性制御の困難である。また、原料ガスとして、有毒であり、かつ可燃性であるフォスフィン、ジボラン等のガスを用いるため、大気圧での使用は危険であるという問題がある。   In addition, when these methods are performed in a low vacuum or atmospheric pressure, it is difficult to generate abnormal discharge due to high voltage application, collision between source gas and ion flow, and acceleration voltage due to diffusion, and control straightness of ion grains. Is difficult. In addition, since toxic and combustible phosphine, diborane, and other gases are used as the raw material gas, there is a problem that use at atmospheric pressure is dangerous.

また、上記の方法を用いて半導体領域に不純物を導入する際には、所望の領域に導入するためにフォトリソグラフィー工程により作製するレジストマスクが必要である。しかしながら、フォトリソグラフィー工程により、アクティブマトリクス基板を作製するための工程が増加し、歩留まりの低下が生じるという問題がある。   In addition, when an impurity is introduced into a semiconductor region by using the above method, a resist mask manufactured by a photolithography process is necessary to introduce the impurity into a desired region. However, there is a problem in that the number of steps for manufacturing an active matrix substrate increases due to the photolithography process, and the yield decreases.

また、レーザドーピング法では、半導体領域に導入する不純物量の制御が困難であり、不純物を均一に拡散させることが困難である。   Further, in the laser doping method, it is difficult to control the amount of impurities introduced into the semiconductor region, and it is difficult to diffuse the impurities uniformly.

上記の問題を鑑み、本発明では安全で、スループットが高く、少ない工程で不純物を半導体領域に導入する方法を提案することを目的とする。また、歩留まり高く大型のアクティブマトリクス基板を作製する方法を提案することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to propose a method of introducing impurities into a semiconductor region with a safe, high throughput, and small number of steps. Another object of the present invention is to propose a method for manufacturing a large active matrix substrate with a high yield.

本発明は、半導体領域上に液滴吐出法により不純物元素を含む溶液を吐出した後、レーザ光を照射して半導体領域を溶融すると共に、不純物元素を添加及び活性化して不純物領域を形成することを特徴とする。   The present invention discharges a solution containing an impurity element onto a semiconductor region by a droplet discharge method, and then irradiates a laser beam to melt the semiconductor region, and adds and activates the impurity element to form the impurity region. It is characterized by.

また、本発明は、絶縁表面を有する基板上に半導体膜を成膜し、該半導体膜の所望の領域に不純物元素を含む溶液を吐出し、レーザ光を照射することによって半導体領域にn型またはp型を呈する領域を有する半導体素子を作製することを特徴とする。また、上記のような半導体素子を有するアクティブマトリクス基板を作製することを特徴とする。   In the present invention, a semiconductor film is formed over a substrate having an insulating surface, a solution containing an impurity element is discharged to a desired region of the semiconductor film, and the semiconductor region is irradiated with laser light to be n-type or A semiconductor element having a p-type region is manufactured. In addition, an active matrix substrate having the semiconductor element as described above is manufactured.

n型を付与する不純物元素としては、リン(P)又はヒ素(As)があり、p型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)が挙げられる。また、半導体領域においてn型またはp型を呈する領域は、低濃度不純物領域と高濃度不純物領域とがある。   The impurity element imparting n-type includes phosphorus (P) or arsenic (As), and the impurity element imparting p-type includes boron (B). In the semiconductor region, the n-type or p-type region includes a low concentration impurity region and a high concentration impurity region.

なお、本発明において、n型またはp型を付与する不純物元素を有する溶液、すなわち不純物元素の供給源としては、溶液、即ち粘性の低いものが好ましい。不純物元素の供給源として溶液を用いると、レーザ光を照射した後、吐出領域に残存しにくい。このため、この供給源を除去する工程を必要とせず、スループットを高めることができるためである。   In the present invention, a solution containing an impurity element imparting n-type or p-type, that is, a supply source of the impurity element is preferably a solution, that is, a low-viscosity one. When a solution is used as the supply source of the impurity element, it is difficult to remain in the discharge region after irradiation with laser light. For this reason, the process of removing this supply source is not required, and the throughput can be increased.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物を導入すること可能である。このため、大面積基板上にTFTを作製することが可能であり、スループットを向上することができる。また、大型のアクティブマトリクス基板を作製することができる。また、ソース領域及びドレイン領域を形成するために、フォトリソグラフィー工程が必要ないため、TFTを作製するための工程が減少し、歩留まりが向上する。また、n型またはp型の不純物を導入するための供給源として溶液を用いているため、供給源を除去する工程を必要とせず、工程数を削減することができるため、歩留まりが向上する。さらには、不純物元素の供給源が溶液であるため、濃度の制御が容易である。このため、不純物領域の濃度を容易に制御することができると共に、オフセット構造、セルフアライン構造、ゲート電極に覆われた不純物領域等の任意の構造を有するTFTを容易に作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce impurities into the semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a TFT can be manufactured over a large-area substrate, and throughput can be improved. In addition, a large active matrix substrate can be manufactured. In addition, since a photolithography process is not required to form the source region and the drain region, the number of steps for manufacturing a TFT is reduced, and the yield is improved. In addition, since a solution is used as a supply source for introducing an n-type or p-type impurity, a process for removing the supply source is not necessary, and the number of processes can be reduced, so that the yield is improved. Furthermore, since the impurity element supply source is a solution, the concentration can be easily controlled. Therefore, the concentration of the impurity region can be easily controlled, and a TFT having an arbitrary structure such as an offset structure, a self-aligned structure, or an impurity region covered with the gate electrode can be easily manufactured.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。以下、実施形態及び実施例では、半導体素子としてTFTを用いて説明するが、これにのみ限定されるものではなく、適宜発明を適応してMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタ、さらには記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタ等の作製工程に適応できる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiment modes. Hereinafter, the embodiments and examples will be described using TFTs as semiconductor elements. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is appropriately applied to apply MOS transistors, bipolar transistors, memory elements, diodes, photoelectric transistors. It can be applied to a manufacturing process of a conversion element, a resistance element, a coil, a capacitive element, an inductor, and the like.

(第1実施形態)
本実施形態は、半導体領域において、高濃度不純物領域を有する半導体素子の形成方法を図1を用いて説明する。
(First embodiment)
In the present embodiment, a method for forming a semiconductor element having a high concentration impurity region in a semiconductor region will be described with reference to FIGS.

まず、図1(A)に示すように、基板101上にプラズマCVD法、スパッタリング法、SOG(Spin On Glass)法、又はスピンコート法等の公知の手法を用いて、下地絶縁膜102を形成する。基板101としては、ガラス基板や石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。基板の大きさは、任意であるが600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mm、1500mm×1800mm、1800mm×2000mm、2000mm×2100mm、2200mm×2600mm、または2600mm×3100mmのような大面積基板を用いることができる。   First, as illustrated in FIG. 1A, a base insulating film 102 is formed over a substrate 101 by using a known method such as a plasma CVD method, a sputtering method, an SOG (Spin On Glass) method, or a spin coating method. To do. As the substrate 101, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless substrate on which an insulating film is formed may be used. Alternatively, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature may be used. The size of the substrate is arbitrary but 600 mm × 720 mm, 680 mm × 880 mm, 1000 mm × 1200 mm, 1100 mm × 1250 mm, 1150 mm × 1300 mm, 1500 mm × 1800 mm, 1800 mm × 2000 mm, 2000 mm × 2100 mm, 2200 mm × 2600 mm, or 2600 mm × 3100 mm Such a large area substrate can be used.

下地絶縁膜102としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜からなる単層膜または2層以上積層させた構造下の地膜を形成する。   As the base insulating film 102, a single-layer film made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film, or a ground film under a structure in which two or more layers are stacked is formed.

次いで、下地絶縁膜上に半導体領域を形成する。半導体領域は、非晶質構造を有する半導体膜(以下、非晶質半導体膜と示す。)を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により成膜する。または、公知の結晶化処理(レーザー結晶化法、熱結晶化法、または、非晶質半導体膜の結晶化を促進させるためニッケルなどの金属を用いた熱結晶化法等)によって、非晶質半導体膜を結晶化して得られる結晶性半導体膜を成膜する。次に、上記非晶質半導体膜又は結晶性半導体膜上に、フォトリソグラフィー工程によりレジストマスクを形成した後、エッチングして所望の形状を有する半導体領域103を形成する。   Next, a semiconductor region is formed over the base insulating film. In the semiconductor region, a semiconductor film having an amorphous structure (hereinafter referred to as an amorphous semiconductor film) is formed by a known means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like). Alternatively, it is amorphous by a known crystallization process (laser crystallization method, thermal crystallization method, or thermal crystallization method using a metal such as nickel to promote crystallization of an amorphous semiconductor film). A crystalline semiconductor film obtained by crystallizing the semiconductor film is formed. Next, after a resist mask is formed over the amorphous semiconductor film or the crystalline semiconductor film by a photolithography process, the semiconductor region 103 having a desired shape is formed by etching.

半導体領域の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成する。結晶性半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。また、非晶質半導体膜又は結晶性半導体膜のほかに、微結晶半導体膜を用いて半導体領域を形成することができる。   The semiconductor region is formed with a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm). There is no limitation on the material of the crystalline semiconductor film, but the crystalline semiconductor film is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy. In addition to an amorphous semiconductor film or a crystalline semiconductor film, a semiconductor region can be formed using a microcrystalline semiconductor film.

微結晶半導体膜とは、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nmの結晶粒を含んでいる。   A microcrystalline semiconductor film is a semiconductor having an intermediate structure between an amorphous structure and a crystalline structure (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy, and has a short distance. It contains a crystalline region with order and lattice distortion. At least a part of the region in the film contains crystal grains of 0.5 to 20 nm.

微結晶半導体膜は、珪化物気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪化物気体としては、SiH4、Si26、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いる。また、この珪化物気体をH2、又は、H2とHe、Ar、Kr、Neから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は2〜1000倍の範囲であることが好ましい。このときの、圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲であり、電源周波数は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHzとする。基板加熱温度は300℃以下でよく、好ましくは100〜250℃である。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020cm-1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019/cm3以下、好ましくは1×1019/cm3以下とする。 The microcrystalline semiconductor film is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD) of a silicide gas. As the silicide gas, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4 or the like is used. Further, this silicide gas may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is preferably in the range of 2 to 1000 times. At this time, the pressure is in the range of approximately 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency is 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature may be 300 ° C. or less, preferably 100 to 250 ° C. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 cm −1 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 × 10 19 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3 or less

なお、半導体膜を成膜後に、半導体膜全面に液滴吐出法又は塗布法により、p型を付与する不純物元素を有する溶液を吐出してもよい。ここでは、溶液の濃度は、後に形成される半導体膜の不純物濃度が1×1014〜6×1016となるように適時調整する。次に、レーザ光を照射して半導体膜に不純物を添加することができる。このときの半導体膜中のボロンの濃度を、1×1014〜6×1016atoms/cm3とする。この工程により、後に形成されるTFTのしきい値を制御することができる。この工程に代えて、半導体膜の成膜時に、B26、BF3などの不純物気体を1ppm〜1000ppmの割合で珪化物気体に混入させてもよい。 Note that after the semiconductor film is formed, a solution containing an impurity element imparting p-type conductivity may be discharged over the entire surface of the semiconductor film by a droplet discharge method or a coating method. Here, the concentration of the solution is adjusted in a timely manner so that the impurity concentration of a semiconductor film to be formed later is 1 × 10 14 to 6 × 10 16 . Next, an impurity can be added to the semiconductor film by irradiation with laser light. At this time, the concentration of boron in the semiconductor film is set to 1 × 10 14 to 6 × 10 16 atoms / cm 3 . Through this step, the threshold value of the TFT formed later can be controlled. Instead of this step, impurity gases such as B 2 H 6 and BF 3 may be mixed into the silicide gas at a rate of 1 ppm to 1000 ppm when the semiconductor film is formed.

次に、液滴吐出法により、ヘッド107から半導体領域の一部にn型またはp型を付与する不純物元素を有する溶液105a、105bを吐出する。n型を付与する不純物元素としては、リン(P)、ヒ素(As)等があげあれ、p型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)が上げられる。溶液が水溶液の場合、半導体領域表面と水との濡れ性があまり良くないため、濡れ性を向上させるため、あらかじめ半導体領域の表面に極薄い酸化膜を形成しておくとよい。この酸化膜は、オゾン水の塗布、プラズマ処理による表面の酸化、酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射してオゾンを発生させて表面を酸化する事によって形成できる。また、溶液の溶媒としては、有機溶媒なども使用することができる。有機溶媒の代表例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム、エーテル、エタノールなどが使用できる。なお、この場合は、半導体膜表面に酸化膜は形成しなくともよい。さらに、塗布する液体は溶液に限らず、均一分散液、コロイド溶液などを用いることもできる。   Next, solutions 105a and 105b containing an impurity element imparting n-type or p-type are discharged from the head 107 to part of the semiconductor region by a droplet discharge method. Examples of the impurity element imparting n-type include phosphorus (P) and arsenic (As), and examples of the impurity element imparting p-type include boron (B). When the solution is an aqueous solution, the wettability between the surface of the semiconductor region and water is not so good. Therefore, in order to improve the wettability, it is preferable to form an extremely thin oxide film on the surface of the semiconductor region in advance. The oxide film can be formed by applying ozone water, oxidizing the surface by plasma treatment, or irradiating ultraviolet rays in an atmosphere containing oxygen to generate ozone to oxidize the surface. Moreover, an organic solvent etc. can also be used as a solvent of a solution. As typical examples of the organic solvent, benzene, toluene, xylene, carbon tetrachloride, chloroform, ether, ethanol and the like can be used. In this case, an oxide film may not be formed on the surface of the semiconductor film. Furthermore, the liquid to be applied is not limited to a solution, and a uniform dispersion, a colloidal solution, or the like can also be used.

ヘッド107に具備されるノズルの径は、0.1〜50μm(好適には0.6〜26μm)とし、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は0.00001pl〜50pl(好適には0.0001〜10pl)に設定する。この吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加しており、例えば、径が0.6μmのノズルを用いると、吐出量は0.0001plとなり、径が0.7μmのパターンを形成することができる。また、径が1.2μmのノズルを用いると、吐出量は0.001plとなり、径が1.5μmのパターンを形成することができる。   The diameter of the nozzle provided in the head 107 is 0.1 to 50 μm (preferably 0.6 to 26 μm), and the discharge amount of the composition discharged from the nozzle is 0.00001 pl to 50 pl (preferably 0). .0001 to 10 pl). The discharge amount increases in proportion to the size of the nozzle diameter. For example, when a nozzle having a diameter of 0.6 μm is used, the discharge amount is 0.0001 pl, and a pattern having a diameter of 0.7 μm is formed. can do. If a nozzle having a diameter of 1.2 μm is used, the discharge amount is 0.001 pl, and a pattern having a diameter of 1.5 μm can be formed.

n型またはp型を付与する不純物元素を有する溶液を半導体領域上に吐出する方法に関しては、ヘッド107を移動してもよいし、ヘッド107を固定して、被処理物である基板が設置されたステージを移動させてもよい。但し、ヘッド107を移動する場合、組成物の加速度や、ヘッド107に具備されたノズルと被処理物との距離とその環境を考慮して行う。   With respect to a method for discharging a solution containing an impurity element imparting n-type or p-type onto a semiconductor region, the head 107 may be moved, or the head 107 may be fixed and a substrate as an object to be processed may be installed. The stage may be moved. However, the head 107 is moved in consideration of the acceleration of the composition, the distance between the nozzle provided in the head 107 and the object to be processed, and the environment.

液滴吐出法には、オンデマンド型とコンティニュアス型の2つの方式があるが、オンデマンド型を用いることが好適である。また液滴吐出法において用いるヘッドには大別して、圧電方式、バブルジェット(登録商標)方式があるが、本発明では、どちらの方法も使用することができる。圧電方式は圧電体の電圧印加により変形する性質を利用したものであり、バブルジェット(登録商標)方式はノズル内に設けられたヒータにより組成物を沸騰させ、該組成物を吐出するものである。圧電方式を利用した場合には、圧電素子に印加する電圧の波形を制御することによって、その吐出量を制御できる利点を有する。通常、同じ量の組成物を連続的に吐出するが、開口部は、下から上に向かって径が大きくなる傾向があるため、予め開口部の径をセンサ等により測定しておき、その開口部の径に合わせた量を吐出すると、上記圧電方式の利点をうまく活用することができる。   There are two types of droplet discharge methods, an on-demand type and a continuous type, and it is preferable to use the on-demand type. The heads used in the droplet discharge method are roughly classified into a piezoelectric method and a bubble jet (registered trademark) method. In the present invention, either method can be used. The piezoelectric method utilizes the property of the piezoelectric body being deformed by voltage application, and the bubble jet (registered trademark) method is to boil the composition with a heater provided in the nozzle and discharge the composition. . When the piezoelectric method is used, the discharge amount can be controlled by controlling the waveform of the voltage applied to the piezoelectric element. Usually, the same amount of the composition is continuously discharged, but since the opening tends to increase in diameter from the bottom to the top, the diameter of the opening is previously measured by a sensor or the like, and the opening When the amount corresponding to the diameter of the part is discharged, the advantage of the piezoelectric method can be utilized well.

次に、図1(B)に示すように、半導体領域全体、特に不純物を含む溶液が塗布された半導体領域にレーザ光111を照射する。この工程により、図1(C)に示すように、不純物を含む溶液が塗布された半導体領域の一部または全部を溶融し、不純物を拡散し、N型またはP型を付与する不純物元素の濃度が1×1020/cm3〜1×1021/cm3である不純物領域121a、121bを形成する。また、結晶性半導体膜が、非晶質半導体膜の結晶化を促進させるためニッケルなどの金属を用いた熱結晶化法により形成された場合、金属元素を不純物領域に偏析することができる。この工程により、後に形成されるTFTのオフ電流を制御することができる。 Next, as shown in FIG. 1B, laser light 111 is irradiated to the entire semiconductor region, particularly to the semiconductor region to which a solution containing impurities is applied. By this step, as shown in FIG. 1C, the concentration of the impurity element which melts part or all of the semiconductor region coated with the solution containing the impurity, diffuses the impurity, and imparts N-type or P-type. Impurity regions 121a and 121b having a thickness of 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 are formed. In addition, when the crystalline semiconductor film is formed by a thermal crystallization method using a metal such as nickel in order to promote crystallization of the amorphous semiconductor film, the metal element can be segregated in the impurity region. By this step, off current of a TFT to be formed later can be controlled.

このとき用いることが可能なレーザ光は、気体レーザ、固体のレーザ又は金属レーザから照射されたパルス発振又は連続発振のレーザ光であって、波長域が可視から真空紫外であるレーザ光である。   Laser light that can be used at this time is pulsed or continuous wave laser light emitted from a gas laser, a solid laser, or a metal laser, and has a wavelength range of visible to vacuum ultraviolet.

気体レーザから照射され、かつ波長域が可視から真空紫外であるパルス発振のレーザ光又は連続発振のレーザ光の代表例としては、パルス発振のXeCl,KrCl,ArF、KrF,XeFなどのエキシマレーザから照射されるレーザ光、連続発振のArレーザ、Krレーザなどの気体レーザから照射されるレーザ光があげられる。   Typical examples of pulsed laser light or continuous wave laser light that is irradiated from a gas laser and whose wavelength range is visible to vacuum ultraviolet are from excimer lasers such as pulsed XeCl, KrCl, ArF, KrF, and XeF. Examples of the laser light to be irradiated include laser light irradiated from a gas laser such as a continuous wave Ar laser and a Kr laser.

固体レーザから照射され、かつ波長域が可視から真空紫外であるパルス発振のレーザ光又は連続発振のレーザ光の代表例としては、パルス発振又は連続発振でCr3+、Cr4+、Nd3+、Er3+、Ce3+、Co2+、Ti3+、Yb3+又はV3+がドーピングされたYAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、などの第2高調波〜第4高調波、或いはガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サファイヤレーザ等の固体レーザから照射されるレーザ光があげられる。 Typical examples of pulsed laser light or continuous wave laser light irradiated from a solid-state laser and having a wavelength range of visible to vacuum ultraviolet include pulsed or continuous wave Cr 3+ , Cr 4+ , Nd 3+. , Er 3+ , Ce 3+ , Co 2+ , Ti 3+ , Yb 3+ or V 3+ doped YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, etc. Or the laser beam irradiated from solid lasers, such as a glass laser, a ruby laser, an alexandride laser, Ti: sapphire laser, is mention | raise | lifted.

金属レーザから照射され、かつ波長域が可視から真空紫外であるパルス発振のレーザ光又は連続発振のレーザ光の代表例としては、ヘリウムカドミウム等のレーザから照射される連続発振のレーザ光、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザ等から照射されるパルス発振のレーザ光があげられる。   Typical examples of pulsed laser light or continuous wave laser light emitted from a metal laser and having a wavelength range of visible to vacuum ultraviolet include continuous wave laser light and copper vapor emitted from a laser such as helium cadmium. Examples thereof include pulsed laser light emitted from a laser, a gold vapor laser, or the like.

また、レーザ発振器を光源とするレーザ光を光学系にて線状、楕円状、又は面状に集光して照射すると、短時間でより多くの領域にレーザ光を照射することが可能であるため好ましい。   In addition, when laser light using a laser oscillator as a light source is condensed and irradiated in a linear, elliptical, or planar shape with an optical system, it is possible to irradiate a larger area in a short time. Therefore, it is preferable.

レーザ光の照射条件は適宜設定されるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数300Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜700mJ/cm2(好ましくは200〜300mJ/cm2)とすると良い。またYAGレーザを用いる場合には、その第2高調波を用いてパルス発振周波数1〜300Hzとし、レーザーエネルギー密度を300〜1000mJ/cm2(好ましくは350〜500mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1000μm(好ましくは幅400μm)で線状に集光したレーザ光を基板全面に渡って照射し、このときの線状ビームの重ね合わせ率(オーバーラップ率)を50〜98%として行っても良い。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。 The irradiation conditions of the laser beam are set as appropriate. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 300 Hz, and the laser energy density is preferably 100 to 700 mJ / cm 2 (preferably 200 to 300 mJ / cm 2 ). In the case of using a YAG laser, the second harmonic is used to set the pulse oscillation frequency to 1 to 300 Hz and the laser energy density to 300 to 1000 mJ / cm 2 (preferably 350 to 500 mJ / cm 2 ). Then, a laser beam condensed in a linear shape with a width of 100 to 1000 μm (preferably a width of 400 μm) is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition ratio (overlap ratio) of the linear beam at this time is 50 to 98%. You can go. In addition, a so-called hybrid laser irradiation method combining pulse oscillation and continuous oscillation may be used.

次に、図1(C)に示すように、半導体領域を覆う絶縁膜123を形成する。絶縁123はプラズマCVD法、スパッタ法、またはスピンコート法等の公知の手法を用い、厚さを40〜150nmとして、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成する。また、絶縁膜123に、アクリル、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミド等の低誘電率材料(好ましくは、比誘電率が4以下の材料)を用いると、半導体領域と後に形成される電極との間に生じる寄生容量を低減することができるため好ましい。なお、この絶縁膜123はTFTのゲート絶縁膜となる。   Next, as illustrated in FIG. 1C, an insulating film 123 is formed to cover the semiconductor region. The insulating 123 is formed using a known method such as a plasma CVD method, a sputtering method, or a spin coating method, with a thickness of 40 to 150 nm, and a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed. In addition, when a low dielectric constant material (preferably a material having a relative dielectric constant of 4 or less) such as acrylic, benzocyclobutene, parylene, flare, or polyimide is used for the insulating film 123, a semiconductor region and an electrode formed later It is preferable because the parasitic capacitance generated during the period can be reduced. This insulating film 123 becomes a gate insulating film of the TFT.

次に、膜厚100〜600nmの導電膜を成膜する。ここでは、スパッタ法を用い、W膜からなる導電膜を形成する。なお、導電膜をWとしたが、特に限定されず、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成することができる。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いても形成することができる。   Next, a conductive film with a thickness of 100 to 600 nm is formed. Here, a conductive film made of a W film is formed by sputtering. Note that although the conductive film is W, it is not particularly limited, and an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, or a single layer of an alloy material or a compound material containing the element as a main component, or These layers can be formed. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus can be used.

次いで、公知のフォトリソグラフィー工程によりレジストマスク(図示しない。)を形成し、ドライエッチング法またはウェットエッチング法を用いて導電膜をエッチングして、導電層124を形成する。なお、導電層124はTFTのゲート電極となる。   Next, a resist mask (not shown) is formed by a known photolithography process, and the conductive film is etched using a dry etching method or a wet etching method, so that the conductive layer 124 is formed. Note that the conductive layer 124 serves as a gate electrode of the TFT.

なお、この工程に代えて、液滴吐出法により、不純物領域で挟まれる領域とゲート絶縁膜とが重畳する領域上に、導電体を溶媒に溶解又は分散させたものを吐出し、溶媒を蒸発して導電層124を形成しても良い。導電体は銀、金、銅、ニッケル、白金、パラジウム、イリジウム、ラフニウム、タングステン、アルミニウム等の金属、カドミウム、亜鉛等の金属硫化物、鉄、チタン、シリコン、ゲルマニウム、ジルコニウム、バリウム等の酸化物、ハロゲン化銀等塩化物の微粒子又は分散性ナノ粒子を用いることができる。   Instead of this step, a solution obtained by dissolving or dispersing a conductor in a solvent is discharged onto the region where the region sandwiched between the impurity regions and the gate insulating film overlap by a droplet discharge method, and the solvent is evaporated. Then, the conductive layer 124 may be formed. Conductors are metals such as silver, gold, copper, nickel, platinum, palladium, iridium, rafnium, tungsten, and aluminum, metal sulfides such as cadmium and zinc, and oxides such as iron, titanium, silicon, germanium, zirconium, and barium Further, fine particles of silver chloride such as silver halide or dispersible nanoparticles can be used.

このときの溶媒としては、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶媒を用いることが好ましい。   As the solvent at this time, it is preferable to use esters such as butyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethyl alcohol, and organic solvents such as methyl ethyl ketone and acetone.

このとき、溶媒を蒸発する工程としては、乾燥の工程と焼成(加熱処理)の工程の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、その目的、温度と時間が異なるものである。例えば、乾燥は100℃で3分間、焼成は200〜350℃で15分間〜30分間で行う。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。   At this time, as the process of evaporating the solvent, one or both of a drying process and a baking (heat treatment) process are performed. The drying and firing steps are both heat treatment steps, but their purpose, temperature and time are different. For example, drying is performed at 100 ° C. for 3 minutes, and baking is performed at 200 to 350 ° C. for 15 minutes to 30 minutes. The drying process and the firing process are performed under normal pressure or reduced pressure by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like.

乾燥と焼成の工程を良好に行うために、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、絶縁膜の材質に依存するが、一般的には200〜800度(好ましくは250〜450度)とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。   In order to satisfactorily perform the drying and baking steps, the substrate may be heated, and the temperature at that time depends on the material of the insulating film, but is generally 200 to 800 degrees (preferably 250 to 450 degrees). By this step, the solvent in the composition is volatilized or the dispersant is chemically removed, and the surrounding resin is cured and contracted to bring the nanoparticles into contact with each other, thereby accelerating fusion and fusion.

また、乾燥及び焼成の工程において、レーザ光の照射を採用することができる。このとき用いることが可能なレーザ光は、図1(B)のレーザ光111と同様のものを用いることができる。なお、層間絶縁膜として有機絶縁膜を用いた場合、レーザ光の照射による加熱処理は、該層間絶縁膜126が破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。   In the drying and baking steps, laser light irradiation can be employed. As the laser light that can be used at this time, the same laser light as that in FIG. 1B can be used. Note that in the case where an organic insulating film is used as the interlayer insulating film, heat treatment by laser light irradiation may be performed instantaneously within a few microseconds to several tens of seconds so that the interlayer insulating film 126 is not broken. .

また、乾燥及び焼成の工程において、瞬間熱アニール(RTA)を採用することができる。これは、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、層間絶縁膜126として、有機絶縁膜を用いた場合であっても、該有機絶縁膜には影響を与えない。   In the drying and firing steps, rapid thermal annealing (RTA) can be employed. This is because the temperature is increased rapidly using an infrared lamp or a halogen lamp that emits ultraviolet light or infrared light in an inert gas atmosphere, and instantaneously occurs within a few minutes to a few microseconds. Perform with heat. Since this treatment is performed instantaneously, only the outermost thin film can be heated substantially without affecting the lower layer film. That is, even when an organic insulating film is used as the interlayer insulating film 126, the organic insulating film is not affected.

次に、ゲート絶縁膜123及びゲート電極124上に、水素を含む絶縁膜(図示しない)を成膜した後、400〜500度に加熱して半導体領域の水素化を行ってもよい。   Next, after an insulating film (not shown) containing hydrogen is formed over the gate insulating film 123 and the gate electrode 124, the semiconductor region may be hydrogenated by heating to 400 to 500 degrees.

次いで、CVD法、塗布法等の公知の手法により、無機材料(酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど)、又は有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、またはシロキサンポリマー)を主成分とする材料を用いて層間絶縁膜126を形成する。塗布法により層間絶縁膜の原料を基板上に塗布した場合は、必要に応じて原料を焼成する。なお、層間絶縁膜の原料としてシロキサンポリマーを用いると、シリコンと酸素を骨格構造に有し、側鎖に水素又は/及びアルキル基を有する構造の層間絶縁膜となる。   Next, an inorganic material (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, etc.) or an organic material (polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, benzocyclobutene, or siloxane polymer) by a known method such as a CVD method or a coating method. The interlayer insulating film 126 is formed using a material containing as a main component. When the material for the interlayer insulating film is applied on the substrate by the coating method, the material is baked as necessary. Note that when a siloxane polymer is used as a raw material for an interlayer insulating film, an interlayer insulating film having a structure in which silicon and oxygen are included in a skeleton structure and hydrogen or / and an alkyl group is included in a side chain.

次いで、フォトリソグラフィー工程を用いて層間絶縁膜上にレジストマスク127a〜127cを形成する。なお、この工程に代えて、液滴吐出法により、任意の領域にレジストを吐出し、露光してレジストマスクを形成しても良い。   Next, resist masks 127a to 127c are formed over the interlayer insulating film by using a photolithography process. Note that, instead of this step, a resist mask may be formed by discharging a resist to an arbitrary region by a droplet discharge method and performing exposure.

つぎに、レジストマスク127a〜127cを用いて、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する。コンタクトホールは、ウエットエッチング、ドライエッチング等の公知のエッチング工程によって形成する。また、この工程に代わって、層間絶縁膜に感光性材料を用い、ウェットエッチングによりコンタクトホールを形成することができる。   Next, contact holes are formed in the interlayer insulating film using the resist masks 127a to 127c. The contact hole is formed by a known etching process such as wet etching or dry etching. In place of this step, a photosensitive material can be used for the interlayer insulating film, and a contact hole can be formed by wet etching.

この後、導電膜を成膜した後、フォトリソグラフィー工程を用いてエッチングを行い、電極131a、131bを形成する。なお、この工程に代えて、液滴吐出法により、コンタクトホールに導電体を溶媒に溶解又は分散させたものを吐出し、乾燥及び焼成を行い電極を形成することができる。また、この工程に加え、リフロー工程によって電極表面を平坦化して、電極131a、131bを形成することができる。   After that, after forming a conductive film, etching is performed using a photolithography process to form the electrodes 131a and 131b. Note that, instead of this step, an electrode can be formed by discharging a contact hole dissolved or dispersed in a solvent by a droplet discharge method, followed by drying and baking. In addition to this step, the electrodes 131a and 131b can be formed by planarizing the electrode surface by a reflow step.

また、層間絶縁膜126として有機材料を用いた場合、脱ガス等の防止から、Ti(チタン)、TiN(チタンナイトライド)、TiSixやMoSixなどのシリサイド膜やポリシリコン膜、Nb、TiON、W(タングステン)、WN、TiWN、Taなどの材料を用いて、バリア膜を形成してもよい。バリア膜は、単層又は積層構造のいずれでも構わない。このバリア膜を形成することで、層間絶縁膜と電極との密着性を高め、埋め込み性を付与し、さらにコンタクト抵抗の低減と安定化をもたらすことができる。   Further, when an organic material is used as the interlayer insulating film 126, a silicide film such as Ti (titanium), TiN (titanium nitride), TiSix or MoSix, a polysilicon film, Nb, TiON, W is used to prevent outgassing. The barrier film may be formed using a material such as (tungsten), WN, TiWN, or Ta. The barrier film may be either a single layer or a laminated structure. By forming this barrier film, adhesion between the interlayer insulating film and the electrode can be improved, embedding can be provided, and contact resistance can be reduced and stabilized.

なお、本実施形態では、図1(D)に示すように、ゲート電極124とソース領域及びドレイン領域121a、121bとがセルフアライン構造を有しているが、ゲート電極の形成位置、またはソース領域及びドレイン領域の形成位置によって図2(A)に示すように、ゲート電極124とソース領域及びドレイン領域201a、201bとの間にオフセット領域202a、202bがある構造のTFTや、図2(B)に示すように、ソース領域及びドレイン領域211a、211bの一部がゲート電極124に覆われている(図2(B)の領域212a、212b)構造のTFTを作製することができる。   In this embodiment mode, as shown in FIG. 1D, the gate electrode 124 and the source and drain regions 121a and 121b have a self-aligned structure. As shown in FIG. 2A, the TFT having a structure in which offset regions 202a and 202b are provided between the gate electrode 124 and the source and drain regions 201a and 201b, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, a TFT having a structure in which part of the source and drain regions 211a and 211b is covered with the gate electrode 124 (regions 212a and 212b in FIG. 2B) can be manufactured.

また、本実施形態では、不純物領域を形成した後、ゲート絶縁膜及びゲート電極を順次形成しているが、この工程に限らず、半導体領域上にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成した後、半導体領域を覆うゲート絶縁膜の一部をエッチングして、そこに不純物元素を有する溶液を吐出し、レーザ光を照射して不純物領域を形成しても良い。   In this embodiment, after forming the impurity region, the gate insulating film and the gate electrode are sequentially formed. However, the present invention is not limited to this step, and after forming the gate insulating film and the gate electrode on the semiconductor region, the semiconductor A part of the gate insulating film covering the region may be etched, and a solution containing an impurity element may be discharged there, and laser light may be irradiated to form the impurity region.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物元素を導入すること可能である。このため、大面積基板を用いてTFTを作製することが可能であり、スループットを向上することができる。また、ソース領域及びドレイン領域を形成するために、フォトリソグラフィー工程が必要ないため、TFTを作製するための工程が減少し、歩留まりが向上する。また、n型またはp型の不純物を導入するための供給源として溶液を用いているため、供給源を除去する工程を必要とせず、工程数を削減することができるため、歩留まりが向上する。さらには、不純物元素の供給源が溶液であるため、濃度の制御が容易である。このため、不純物領域の濃度を容易に制御することができると共に、オフセット構造、セルフアライン構造、ゲート電極に覆われた不純物領域等の任意の構造を有するTFTを容易に作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce an impurity element into a semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a TFT can be manufactured using a large-area substrate, and throughput can be improved. In addition, since a photolithography process is not required to form the source region and the drain region, the number of steps for manufacturing a TFT is reduced, and the yield is improved. In addition, since a solution is used as a supply source for introducing an n-type or p-type impurity, a process for removing the supply source is not necessary, and the number of processes can be reduced, so that the yield is improved. Furthermore, since the impurity element supply source is a solution, the concentration can be easily controlled. Therefore, the concentration of the impurity region can be easily controlled, and a TFT having an arbitrary structure such as an offset structure, a self-aligned structure, or an impurity region covered with the gate electrode can be easily manufactured.

(第2実施形態)
本実施形態では、低濃度不純物領域及び高濃度不純物領域を有するTFTの作製工程について、図3を用いて説明する。
(Second Embodiment)
In this embodiment mode, a manufacturing process of a TFT having a low concentration impurity region and a high concentration impurity region will be described with reference to FIGS.

図3(A)に示すように、第1実施形態と同様に、基板101上に下地絶縁膜102を形成し、その上に、非晶質半導体膜又は結晶性半導体膜で形成される半導体領域を形成する。ここでは、非晶質半導体膜で形成される半導体領域303形成する。   As shown in FIG. 3A, as in the first embodiment, a base insulating film 102 is formed over a substrate 101, and a semiconductor region formed using an amorphous semiconductor film or a crystalline semiconductor film thereon. Form. Here, a semiconductor region 303 formed using an amorphous semiconductor film is formed.

次に、図3(B)に示すように、第1の吐出工程として、ヘッド107から半導体領域の一部にn型またはp型を付与する不純物元素を有する第1の溶液301a、301bを吐出する。ここでは、第1の溶液の濃度は、後に形成される低濃度不純物領域の不純物濃度が1×1017/cm3〜1×1019/cm3となるように適時調整する。この後、第1のレーザ光302を照射し、半導体領域の一部を溶融して不純物を半導体領域に添加し、活性化する。第1のレーザ光は、第1実施形態で述べたレーザ光111と同様の種類のものを採用することができる。この工程により、第1の溶液301a、301bが吐出された半導体領域は、図3(C)に示すように、低濃度不純物領域311a、311bとなり、第1の溶液が吐出されない半導体領域では、結晶性半導体膜312が形成される。この領域は、後に形成されるTFTのチャネル形成領域となる。即ち、この工程により半導体領域の結晶化と不純物領域を同時に形成することができる。 Next, as illustrated in FIG. 3B, as a first discharge step, first solutions 301a and 301b containing an impurity element imparting n-type or p-type are partially discharged from the head 107 to the semiconductor region. To do. Here, the concentration of the first solution is adjusted in a timely manner so that the impurity concentration of a low-concentration impurity region to be formed later is 1 × 10 17 / cm 3 to 1 × 10 19 / cm 3 . After that, irradiation with the first laser beam 302 is performed, a part of the semiconductor region is melted, an impurity is added to the semiconductor region, and activation is performed. As the first laser beam, the same type as the laser beam 111 described in the first embodiment can be adopted. By this step, the semiconductor regions from which the first solutions 301a and 301b are discharged become low-concentration impurity regions 311a and 311b as shown in FIG. 3C. In the semiconductor regions from which the first solution is not discharged, The conductive semiconductor film 312 is formed. This region becomes a channel formation region of a TFT to be formed later. In other words, the crystallization of the semiconductor region and the impurity region can be simultaneously formed by this process.

次に、図3(C)に示すように、第2の吐出工程として、ヘッド(図示せず)から半導体領域の一部にn型またはp型を付与する不純物元素を有する第2の溶液313a、313bを吐出する。ここでは、第2の溶液は、後に形成される高濃度不純物領域の不純物濃度が1×1020/cm3〜1×1021/cm3となるように適時調整する。この後、第2のレーザ光315を照射し、半導体領域の一部を溶融して不純物を半導体領域に添加し、活性化する。この工程により、第2の溶液313a、313bが吐出された半導体領域は、図3(D)に示すように、高濃度不純物領域(ソース領域及びドレイン領域)321a、321bとなる。 Next, as shown in FIG. 3C, as a second discharge step, a second solution 313a containing an impurity element imparting n-type or p-type to a part of the semiconductor region from a head (not shown). 313b is discharged. Here, the second solution is adjusted in a timely manner so that the impurity concentration of a high-concentration impurity region to be formed later is 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 . After that, irradiation with the second laser light 315 is performed, a part of the semiconductor region is melted, an impurity is added to the semiconductor region, and activation is performed. Through this step, the semiconductor regions into which the second solutions 313a and 313b have been discharged become high-concentration impurity regions (source and drain regions) 321a and 321b as shown in FIG.

次に、図3(D)に示すように、第1実施形態と同様の工程によって、ゲート絶縁膜123、ゲート電極124、層間絶縁膜126、ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極131a、131bを形成する。   Next, as shown in FIG. 3D, the source and drain electrodes 131a in contact with the gate insulating film 123, the gate electrode 124, the interlayer insulating film 126, the source region and the drain region by the same process as in the first embodiment. , 131b.

本実施形態では、チャネル形成領域と低濃度不純物領域との界面上に、ゲート電極の端部が形成されている構造を示したがこれに限られない。ゲート電極の形成位置、またはソース領域及びドレイン領域の形成位置によって、ゲート電極の一部が低濃度不純物領域を覆う構造のTFTや、ゲート電極の端部がチャネル形成領域上に形成されている構造のTFTも形成することができる。   In this embodiment, the structure in which the end portion of the gate electrode is formed on the interface between the channel formation region and the low-concentration impurity region is shown, but the present invention is not limited to this. Depending on the formation position of the gate electrode or the formation position of the source region and the drain region, a TFT having a structure in which a part of the gate electrode covers the low-concentration impurity region, or a structure in which the end portion of the gate electrode is formed on the channel formation region TFTs can also be formed.

また、上記の工程において、第1の溶液を吐出しレーザ光を照射して低濃度不純物領域を形成し、その後、第2の溶液を吐出してレーザ光を照射して高濃度不純物領域部を形成する工程に代えて、第2の溶液を吐出しレーザ光を照射して高濃度不純物領域を形成したのちに、第1の溶液を半導体領域に吐出しレーザ光を照射して、低濃度不純物領域を形成してもよい。   In the above step, the first solution is discharged and laser light is irradiated to form a low concentration impurity region, and then the second solution is discharged and laser light is irradiated to form a high concentration impurity region portion. Instead of the forming step, the second solution is ejected and irradiated with laser light to form a high concentration impurity region, and then the first solution is ejected onto the semiconductor region and irradiated with laser light to form a low concentration impurity. A region may be formed.

さらには、半導体領域上にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成した後、半導体領域を覆うゲート絶縁膜の一部をエッチングして、そこに不純物元素を有する溶液を吐出し、レーザ光を照射して不純物領域を形成しても良い。   Further, after a gate insulating film and a gate electrode are formed over the semiconductor region, a part of the gate insulating film covering the semiconductor region is etched, a solution containing an impurity element is discharged there, and laser light is irradiated. An impurity region may be formed.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物元素を導入すること可能である。このため、大面積基板を用いてTFTを作製することが可能であり、スループットを向上することができる。また、ソース領域及びドレイン領域を形成するために、フォトリソグラフィー工程が必要ないため、TFTを作製するための工程が減少し、歩留まりが向上する。また、n型またはp型の不純物元素を導入するための供給源として溶液を用いているため、供給源を除去する工程を必要とせず、工程数を削減することができるため、歩留まりが向上する。さらには、不純物元素の供給源が溶液であるため、濃度の制御が容易であると共に、低濃度不純物領域を有する構造、オフセット構造、セルフアライン構造、ゲート電極に覆われた不純物領域等の任意の構造を有するTFTを容易に作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce an impurity element into a semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a TFT can be manufactured using a large-area substrate, and throughput can be improved. In addition, since a photolithography process is not required to form the source region and the drain region, the number of steps for manufacturing a TFT is reduced, and the yield is improved. In addition, since a solution is used as a supply source for introducing an n-type or p-type impurity element, a process for removing the supply source is not necessary, and the number of processes can be reduced, so that yield is improved. . Further, since the supply source of the impurity element is a solution, the concentration can be easily controlled, and any structure such as a structure having a low concentration impurity region, an offset structure, a self-aligned structure, or an impurity region covered with a gate electrode can be used. A TFT having a structure can be easily manufactured.

(第3実施形態)
本実施形態では、ソース電極及びドレイン電極と共にゲート電極を液滴吐出法及びレーザ照射法によって形成する工程について、図4を用いて説明する。
(Third embodiment)
In this embodiment, a process of forming a gate electrode together with a source electrode and a drain electrode by a droplet discharge method and a laser irradiation method will be described with reference to FIGS.

図4(A)に示すように、第1実施形態と同様に、基板101上に下地絶縁膜102を形成し、その上に、非晶質半導体膜又は結晶性半導体膜で形成される第1の半導体領域103を形成する。本実施形態では、結晶性半導体膜で形成される半導体領域103を形成する。次に、ヘッド107から半導体領域の一部にn型またはp型を付与する不純物元素を有する第1の溶液401a、401bを吐出する。第1の溶液の濃度は、後に形成される高濃度不純物領域の不純物濃度が1×1020/cm3〜1×1021/cm3となるように適時調整する。 As shown in FIG. 4A, as in the first embodiment, a base insulating film 102 is formed on a substrate 101, and a first layer formed of an amorphous semiconductor film or a crystalline semiconductor film thereon is formed. The semiconductor region 103 is formed. In this embodiment, the semiconductor region 103 formed of a crystalline semiconductor film is formed. Next, first solutions 401a and 401b containing an impurity element imparting n-type or p-type are ejected from the head 107 to part of the semiconductor region. The concentration of the first solution is adjusted as appropriate so that the impurity concentration of the high-concentration impurity region to be formed later is 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 .

次に、図4(B)に示すように、第1のレーザ光403を照射し、半導体領域の一部を溶融して不純物を半導体領域に添加し、不純物を活性化する。この工程により、図4(C)に示すような不純物領域(ソース領域及びドレイン領域)121a、121bを形成する。   Next, as shown in FIG. 4B, irradiation with the first laser light 403 is performed, a part of the semiconductor region is melted, an impurity is added to the semiconductor region, and the impurity is activated. Through this step, impurity regions (source and drain regions) 121a and 121b as shown in FIG. 4C are formed.

次に、図4(C)に示すように、ゲート絶縁膜123を成膜し、次にゲート絶縁膜上の一部に非晶質半導体膜又は結晶性半導体膜を成膜した後、公知のフォトリソグラフィー工程ののち、一部をエッチングして所望の形状を有する第2の半導体領域413を形成する。この工程の代わりに、液滴吐出法によって、珪素化合物を含む溶液を滴下し、焼成して半導体領域を形成することができる。次に、第2の半導体領域上に、ヘッド(図示しない)からn型またはp型を付与する不純物元素を有する第2の溶液415を吐出する。本実施形態では、n型を付与するリン元素を含む溶液を塗布する。ここでは、第2の溶液の濃度は後に形成されるゲート電極の不純物濃度が1×1019/cm3〜1×1021/cm3となるように適時調整する。この後、第2のレーザ光417を照射し、半導体領域の一部を溶融して不純物を半導体領域に添加し、活性化する。このようにしてゲート電極(図4(D)の領域421)を形成する。 Next, as illustrated in FIG. 4C, a gate insulating film 123 is formed, and then an amorphous semiconductor film or a crystalline semiconductor film is formed over part of the gate insulating film, After the photolithography process, part of the semiconductor region 413 is etched to form a second semiconductor region 413 having a desired shape. Instead of this step, a semiconductor region can be formed by dropping and baking a solution containing a silicon compound by a droplet discharge method. Next, a second solution 415 containing an impurity element imparting n-type or p-type is discharged from a head (not shown) onto the second semiconductor region. In this embodiment, a solution containing a phosphorus element imparting n-type is applied. Here, the concentration of the second solution is adjusted as appropriate so that the impurity concentration of the gate electrode to be formed later is 1 × 10 19 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 . After that, the second laser beam 417 is irradiated to melt a part of the semiconductor region, and an impurity is added to the semiconductor region to be activated. In this manner, a gate electrode (region 421 in FIG. 4D) is formed.

次に、図4(D)に示すように、第1実施形態と同様の工程によって、ゲート絶縁膜123、ゲート電極126、層間絶縁膜126、ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極131a、131bを形成する。   Next, as shown in FIG. 4D, the source and drain electrodes 131a in contact with the gate insulating film 123, the gate electrode 126, the interlayer insulating film 126, the source region and the drain region by the same process as in the first embodiment. , 131b.

なお、本実施形態では、チャネル形成領域と低濃度不純物領域との界面上に、ゲート電極の端部が形成されている構造を示したがこれに限られない。第1実施形態に示されるように、ゲート電極の形成位置、またはソース領域及びドレイン領域の形成位置によって、ゲート電極の一部が低濃度不純物領域を覆う構造のTFTや、ゲート電極の端部がチャネル形成領域上に形成されている構造のTFTも形成することができる。また、第2実施形態で示されるような、低濃度不純物領域を有する構造のTFTも作製することができる。   In the present embodiment, the structure in which the end portion of the gate electrode is formed on the interface between the channel formation region and the low concentration impurity region is shown, but the present invention is not limited thereto. As shown in the first embodiment, depending on the formation position of the gate electrode or the formation position of the source region and the drain region, the TFT having a structure in which a part of the gate electrode covers the low-concentration impurity region, or the end of the gate electrode A TFT having a structure formed on the channel formation region can also be formed. Further, a TFT having a structure having a low concentration impurity region as shown in the second embodiment can also be manufactured.

また、半導体領域上にゲート絶縁膜、ゲート電極となる半導体領域を形成し、次に、ゲート電極の露出している部分を除去する。こののち、n型またはp型を付与する不純物元素を有する溶液を半導体領域上及びゲート電極となる半導体領域上に吐出し、レーザ光を照射して、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領域と、ゲート電極となる不純物領域を同時に形成しても良い。この工程により、不純物元素を含む溶液の吐出回数及びレーザ光の照射工程数が減るため、スループットが向上する。   In addition, a semiconductor region to be a gate insulating film and a gate electrode is formed over the semiconductor region, and then an exposed portion of the gate electrode is removed. After that, a solution containing an impurity element imparting n-type or p-type is discharged onto the semiconductor region and the semiconductor region to be the gate electrode, and irradiated with laser light, and the impurity regions to be the source region and the drain region; An impurity region to be a gate electrode may be formed at the same time. Through this step, the number of times the solution containing the impurity element is discharged and the number of laser light irradiation steps are reduced, so that throughput is improved.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物元素を導入すること可能である。このため、大面積基板を用いてTFTを作製することが可能であり、スループットを向上することができる。また、ソース領域及びドレイン領域を形成するために、フォトリソグラフィー工程が必要ないため、TFTを作製するための工程が減少し、歩留まりが向上する。また、n型またはp型の不純物元素を導入するための供給源として溶液を用いているため、供給源を除去する工程を必要とせず、工程数を削減することができるため、歩留まりが向上する。さらには、不純物元素の供給源が溶液であるため、濃度の制御が容易であると共に、低濃度不純物領域を有する構造、オフセット構造、セルフアライン構造、ゲート電極に覆われた不純物領域等の任意の構造を有するTFTを容易に作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce an impurity element into a semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a TFT can be manufactured using a large-area substrate, and throughput can be improved. In addition, since a photolithography process is not required to form the source region and the drain region, the number of steps for manufacturing a TFT is reduced, and the yield is improved. In addition, since a solution is used as a supply source for introducing an n-type or p-type impurity element, a process for removing the supply source is not necessary, and the number of processes can be reduced, so that yield is improved. . Further, since the supply source of the impurity element is a solution, the concentration can be easily controlled, and any structure such as a structure having a low concentration impurity region, an offset structure, a self-aligned structure, or an impurity region covered with a gate electrode can be used. A TFT having a structure can be easily manufactured.

(第4実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる工程によってTFTを形成する工程について、図11を用いて説明する。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, a process of forming a TFT by a process different from that of the first embodiment will be described with reference to FIG.

図11(A)に示すように、第1実施形態と同様に、基板101上に下地絶縁膜102を形成し、その上に、非晶質半導体膜又は結晶性半導体膜1101を形成する。本実施形態では、非晶質半導体膜を形成する。次に、ヘッド107から半導体領域の一部にn型またはp型を付与する不純物元素を有する溶液1102a〜1102fを吐出する。第1の溶液の濃度は、後に形成される高濃度不純物領域の不純物濃度が1×1020/cm3〜1×1021/cm3となるように適時調整する。 As shown in FIG. 11A, as in the first embodiment, a base insulating film 102 is formed over a substrate 101, and an amorphous semiconductor film or a crystalline semiconductor film 1101 is formed thereover. In this embodiment, an amorphous semiconductor film is formed. Next, solutions 1102a to 1102f containing an impurity element imparting n-type or p-type are ejected from the head 107 to part of the semiconductor region. The concentration of the first solution is adjusted as appropriate so that the impurity concentration of the high-concentration impurity region to be formed later is 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 .

次に、図11(B)に示すように、レーザ光111を照射し、非晶質珪素膜の一部を溶融して不純物を半導体領域に添加し、不純物を活性化する。この工程により、図11(C)に示すように、不純物領域1111a〜1111fを形成する。なお、この工程により、非晶質珪素膜1101の一部又は全部が結晶化され、不純物領域を有する半導体膜1112となる。   Next, as shown in FIG. 11B, a laser beam 111 is irradiated, a part of the amorphous silicon film is melted, an impurity is added to the semiconductor region, and the impurity is activated. By this step, impurity regions 1111a to 1111f are formed as shown in FIG. Through this step, part or all of the amorphous silicon film 1101 is crystallized, so that the semiconductor film 1112 having an impurity region is obtained.

次に、図11(D)に示すように、不純物領域を有する半導体膜1112を所望の形状にエッチングして、不純物領域を有する半導体領域1121〜1123を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 11D, the semiconductor film 1112 having an impurity region is etched into a desired shape, so that semiconductor regions 1121 to 1123 having impurity regions are formed.

次に、図11(E)に示すように、第1実施形態と同様の工程によって、ゲート絶縁膜123、ゲート電極1131〜1133、層間絶縁膜126、ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極1134a〜1136a、1134b〜1136bを形成する。     Next, as shown in FIG. 11E, the source electrode and the drain in contact with the gate insulating film 123, the gate electrodes 1131 to 1133, the interlayer insulating film 126, the source region and the drain region by the same process as in the first embodiment. Electrodes 1134a to 1136a and 1134b to 1136b are formed.

なお、本実施形態では、チャネル形成領域と低濃度不純物領域との界面上に、ゲート電極の端部が形成されている構造を示したがこれに限られない。第1実施形態に示されるように、ゲート電極の形成位置、またはソース領域及びドレイン領域の形成位置によって、ゲート電極の一部が低濃度不純物領域を覆う構造のTFTや、ゲート電極の端部がチャネル形成領域上に形成されている構造のTFTも形成することができる。また、第2実施形態で示されるような、低濃度不純物領域を有する構造のTFTも作製することができる。不純物領域と、ゲート電極となる不純物領域を同時に形成しても良い。この工程により、不純物元素を含む溶液の吐出回数及びレーザ光の照射工程数が減るため、スループットが向上する。   In the present embodiment, the structure in which the end portion of the gate electrode is formed on the interface between the channel formation region and the low concentration impurity region is shown, but the present invention is not limited thereto. As shown in the first embodiment, depending on the formation position of the gate electrode or the formation position of the source region and the drain region, the TFT having a structure in which a part of the gate electrode covers the low-concentration impurity region, or the end of the gate electrode A TFT having a structure formed on the channel formation region can also be formed. Further, a TFT having a structure having a low concentration impurity region as shown in the second embodiment can also be manufactured. The impurity region and the impurity region to be the gate electrode may be formed at the same time. Through this step, the number of times the solution containing the impurity element is discharged and the number of laser light irradiation steps are reduced, so that throughput is improved.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物元素を導入すること可能である。このため、大面積基板を用いてTFTを作製することが可能であり、スループットを向上することができる。また、n型またはp型の不純物元素を導入するための供給源として溶液を用いているため、供給源を除去する工程を必要とせず、工程数を削減することができるため、歩留まりが向上する。さらには、不純物元素の供給源が溶液であるため、濃度の制御が容易であると共に、低濃度不純物領域を有する構造、オフセット構造、セルフアライン構造、ゲート電極に覆われた不純物領域等の任意の構造を有するTFTを容易に作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce an impurity element into a semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a TFT can be manufactured using a large-area substrate, and throughput can be improved. In addition, since a solution is used as a supply source for introducing an n-type or p-type impurity element, a process for removing the supply source is not necessary, and the number of processes can be reduced, so that yield is improved. . Further, since the supply source of the impurity element is a solution, the concentration can be easily controlled, and any structure such as a structure having a low concentration impurity region, an offset structure, a self-aligned structure, or an impurity region covered with a gate electrode can be used. A TFT having a structure can be easily manufactured.

本実施例は、本発明を適用した半導体装置の作製工程について、図5を用いて説明する。より詳しくは、Nチャネル型トランジスタ及びPチャネル型トランジスタを同一基板上に形成する作製工程について説明する。   In this embodiment, a manufacturing process of a semiconductor device to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. More specifically, a manufacturing process in which an N-channel transistor and a P-channel transistor are formed over the same substrate will be described.

図6(A)に示すように、絶縁表面を有する基板101上に、下地膜102として、公知の方法(プラズマCVD法等)により、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜などの珪素を含む絶縁膜を単層又は積層形成する。基板101としては、ガラス基板、石英基板等を用いる。   As shown in FIG. 6A, an insulating film containing silicon such as a silicon nitride oxide film or a silicon oxynitride film is formed as a base film 102 over a substrate 101 having an insulating surface by a known method (plasma CVD method or the like). A film is formed as a single layer or a stacked layer. As the substrate 101, a glass substrate, a quartz substrate, or the like is used.

次に、公知の方法(スパッタリング法、LPCVD法、プラズマCVD法等)により25〜100nmの厚さで非晶質半導体を形成する。次に、非晶質半導体を公知の結晶化法(レーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法等)を用いて結晶化させる。そして、得られた結晶性半導体を所望の形状にパターニングして半導体領域103、104を形成する。   Next, an amorphous semiconductor is formed with a thickness of 25 to 100 nm by a known method (sputtering method, LPCVD method, plasma CVD method, or the like). Next, the amorphous semiconductor is crystallized using a known crystallization method (laser crystallization method, thermal crystallization method using an RTA or furnace annealing furnace, thermal crystallization method using a metal element that promotes crystallization). Make it. Then, the obtained crystalline semiconductor is patterned into a desired shape to form semiconductor regions 103 and 104.

次に、半導体領域表面にオゾン水を塗布して、表面に極めて薄い酸化膜成膜して、塗れ性を高めた後、液滴吐出法により、ヘッド107、108から半導体領域の一部にそれぞれn型を付与する不純物元素を有する溶液501a、501bと、p型を付与する不純物元素を有する溶液502a、502bを吐出する。ここでは、n型を付与する不純物元素を有する溶液としてリン酸アンモニウム水溶液を用い、p型を付与する不純物元素を有する溶液としてホウ酸水溶液を用いる。   Next, ozone water is applied to the surface of the semiconductor region, an extremely thin oxide film is formed on the surface, and the wettability is improved. Then, the droplets are ejected from the heads 107 and 108 to a part of the semiconductor region. Solutions 501a and 501b containing an impurity element imparting n-type and solutions 502a and 502b containing an impurity element imparting p-type are discharged. Here, an aqueous ammonium phosphate solution is used as a solution having an impurity element imparting n-type, and an aqueous boric acid solution is used as a solution having an impurity element imparting p-type.

次に、図5(B)に示すように、半導体領域全体、特に不純物を含む溶液が塗布された半導体領域にレーザ光111を照射する。この工程により、不純物を含む溶液が塗布された半導体領域の一部または全部を溶融し、不純物を拡散すると共に、不純物を活性化する。この工程により、図5(C)に示す不純物濃度が1×1020/cm3〜1×1021/cm3の不純物領域503a、503b、504a、504bを形成する。 Next, as shown in FIG. 5B, laser light 111 is irradiated to the entire semiconductor region, particularly to the semiconductor region to which a solution containing an impurity is applied. By this step, a part or all of the semiconductor region to which the solution containing the impurity is applied is melted to diffuse the impurity and activate the impurity. Through this step, impurity regions 503a, 503b, 504a, and 504b having an impurity concentration of 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 shown in FIG. 5C are formed.

次に、図5(C)に示すように、半導体領域103、104を覆うゲート絶縁膜123を形成する。ゲート絶縁膜123は、公知の方法(スパッタ法等)を用いて珪素を含む絶縁膜等により形成する。   Next, as illustrated in FIG. 5C, a gate insulating film 123 that covers the semiconductor regions 103 and 104 is formed. The gate insulating film 123 is formed of an insulating film containing silicon or the like using a known method (such as sputtering).

次に、液滴吐出法により、導電体を有する溶液を吐出し、溶媒を蒸発させて、ゲート絶縁膜123上に、膜厚10〜800nmのゲート電極511、512を形成する。ここでは、ソース領域及びドレイン領域503a、503b、504a、504bの間に形成されるチャネル形成領域505、506とゲート絶縁膜123が重畳する領域に銀ナノ粒子が分散した溶液を吐出し、その後加熱して溶媒を蒸発して、ゲート電極511、512を形成する。   Next, a solution having a conductor is discharged by a droplet discharge method to evaporate the solvent, so that gate electrodes 511 and 512 with a thickness of 10 to 800 nm are formed over the gate insulating film 123. Here, a solution in which silver nanoparticles are dispersed is discharged in a region where the channel formation regions 505 and 506 formed between the source and drain regions 503a, 503b, 504a, and 504b overlap with the gate insulating film 123, and then heated. Then, the solvent is evaporated to form gate electrodes 511 and 512.

次に、感光性樹脂を塗布し焼成して層間絶縁膜513を形成する。ここでは、ネガ型感光性であるアクリル樹脂を塗布し、焼成する。   Next, a photosensitive resin is applied and baked to form an interlayer insulating film 513. Here, a negative photosensitive acrylic resin is applied and baked.

次に、層間絶縁膜513上の所望の領域に、液滴吐出法により、遮光性を有する溶液を吐出し、必要に応じて加熱してマスク514a〜514dを形成する。ここでは、遮光性を有する溶液として、クロムを分散させた溶液を塗布しマスクとする。また、層間絶縁膜にネガ型感光性樹脂を用いているため、マスクはコンタクトホールを形成する領域に塗布する。この後、層間絶縁膜513を露光した後、アルカリ性溶液で非露光部分を除去して(現像して)、コンタクトホールを形成する。   Next, a light-shielding solution is discharged to a desired region on the interlayer insulating film 513 by a droplet discharge method, and heated as necessary to form masks 514a to 514d. Here, a solution in which chromium is dispersed is applied as a light-shielding solution to form a mask. Further, since a negative photosensitive resin is used for the interlayer insulating film, the mask is applied to a region where a contact hole is to be formed. Thereafter, after the interlayer insulating film 513 is exposed, the non-exposed portion is removed (developed) with an alkaline solution to form a contact hole.

なお、層間絶縁膜513をポジ型感光性樹脂を用いて形成した場合は、コンタクトホールを形成する領域を除いてマスクを形成し、露光し、現像すれば、コンタクトホールを形成することができる。   Note that in the case where the interlayer insulating film 513 is formed using a positive photosensitive resin, a contact hole can be formed by forming a mask except for a region where the contact hole is formed, exposing, and developing.

次に、図5(D)に示すように、コンタクトホール内に、液滴吐出法により導電体を有する溶液を吐出する。ここでは、ヘッド(図示しない)を走査し、コンタクトホール上において、連続的に導電体を有する溶液を吐出して、コンタクトホール内に導電体を充填する。次に、導電体を有する溶液で配線のパターンを形成してソース電極及びドレイン電極521a、521b、522a、522bを形成する。なお、導電体を有する溶液中の溶媒を蒸発させるために、乾燥の工程と焼成(加熱処理)の工程を行う。   Next, as shown in FIG. 5D, a solution having a conductor is discharged into the contact hole by a droplet discharge method. Here, a head (not shown) is scanned, and a solution having a conductor is continuously discharged onto the contact hole to fill the conductor in the contact hole. Next, a wiring pattern is formed using a solution containing a conductor to form source and drain electrodes 521a, 521b, 522a, and 522b. Note that a drying step and a baking (heat treatment) step are performed to evaporate the solvent in the solution having the conductor.

以上の工程により、nチャネル型TFT523及びpチャネル型TFT524を形成することができる。   Through the above steps, an n-channel TFT 523 and a p-channel TFT 524 can be formed.

本実施例は、第1実施形態乃至第4実施形態を適応することができる。   The present embodiment can be applied to the first to fourth embodiments.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物元素を導入すること可能である。このため、大型のアクティブマトリクス基板を作製することが可能であり、スループットを向上することができる。また、n型またはp型の不純物元素を導入するための供給源として溶液を用いているため、供給源を除去する工程を必要とせず、工程数を削減することができるため、歩留まりが向上する。さらには、不純物元素の供給源が溶液であるため、濃度の制御が容易であると共に、低濃度不純物領域を有する構造、オフセット構造、セルフアライン構造、ゲート電極に覆われた不純物領域等の任意の構造を有するTFTを容易に作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce an impurity element into a semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a large active matrix substrate can be manufactured and throughput can be improved. In addition, since a solution is used as a supply source for introducing an n-type or p-type impurity element, a process for removing the supply source is not necessary, and the number of processes can be reduced, so that yield is improved. . Further, since the supply source of the impurity element is a solution, the concentration can be easily controlled, and any structure such as a structure having a low concentration impurity region, an offset structure, a self-aligned structure, or an impurity region covered with a gate electrode can be used. A TFT having a structure can be easily manufactured.

本実施例では、実施例1と異なるTFTの作製工程について、図6を用いて説明する。   In this embodiment, a manufacturing process of a TFT different from that in Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.

絶縁表面を有する基板101上に液滴吐出法を用いてゲート電極601を形成し、次に塗布法、CVD法等の公知の手法により、酸化ケイ素膜または窒化珪素膜で形成されるゲート絶縁膜123を形成する。ここでは、銀ナノ粒子が分散した溶液を吐出し、その後加熱して溶媒を蒸発してゲート電極601を形成する。   A gate electrode 601 is formed on a substrate 101 having an insulating surface by a droplet discharge method, and then formed by a silicon oxide film or a silicon nitride film by a known method such as a coating method or a CVD method. 123 is formed. Here, the gate electrode 601 is formed by discharging a solution in which silver nanoparticles are dispersed and then heating to evaporate the solvent.

次に、ゲート絶縁膜123上に非晶質半導体膜を成膜する。次に、ヘッド107から、酸化ケイ素膜等の絶縁膜で形成される保護膜603を半導体膜上に形成する。ここでは、液滴吐出法によって液状のシリケートガラスを有する液体材料を吐出し、乾燥及び焼成して保護膜603を形成する。つぎに、露出している半導体領域上にn型またはp型を付与する不純物を有する溶液を、ヘッド107から吐出する。ここでは、ホウ酸水溶液604を吐出する。なお、半導体領域表面は、オゾン水によって極めて薄い酸化膜を形成して、不純物を有する溶液との密着性を高めておく。   Next, an amorphous semiconductor film is formed over the gate insulating film 123. Next, a protective film 603 formed of an insulating film such as a silicon oxide film is formed on the semiconductor film from the head 107. Here, a liquid material having a liquid silicate glass is discharged by a droplet discharge method, and dried and baked to form the protective film 603. Next, a solution containing an impurity imparting n-type or p-type over the exposed semiconductor region is discharged from the head 107. Here, the boric acid aqueous solution 604 is discharged. Note that an extremely thin oxide film is formed on the surface of the semiconductor region with ozone water to enhance adhesion with a solution containing impurities.

次に、図6(B)に示すように半導体領域にレーザ光111を照射して、半導体領域の一部を溶融して不純物を導入すると共に、不純物元素を活性化する。この工程によって、図6(C)に示す不純物の濃度が1×1020/cm3〜1×1021/cm3であるp型を有する不純物領域(ソース領域及びドレイン領域)621a、621bが形成される。また、語膜603で覆われる領域は、結晶構造を有する半導体領域(チャネル形成領域)622となる。 Next, as shown in FIG. 6B, the semiconductor region is irradiated with a laser beam 111 to melt a part of the semiconductor region to introduce an impurity and to activate the impurity element. Through this step, p-type impurity regions (source region and drain region) 621a and 621b having an impurity concentration of 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 shown in FIG. 6C are formed. Is done. Further, a region covered with the word film 603 becomes a semiconductor region (channel formation region) 622 having a crystal structure.

次に、図6(C)に示すように、ソース領域及びドレイン領域621a、621b上に、ソース電極及びドレイン電極623a、623bを形成する。ここでは、液滴吐出法によって、銀ナノ粒子が分散した溶液を吐出し、その後加熱して溶媒を蒸発してソース電極及びドレイン電極を作製する。   Next, as illustrated in FIG. 6C, source and drain electrodes 623a and 623b are formed over the source and drain regions 621a and 621b. Here, a solution in which silver nanoparticles are dispersed is discharged by a droplet discharge method, and then heated to evaporate the solvent, whereby a source electrode and a drain electrode are manufactured.

次に、図6(D)に示すように、ソース電極及びドレイン電極をマスクとして、半導体膜及びゲート絶縁膜をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域621a、621b、及びチャネル形成領域622で形成される半導体領域631を形成する。ここでは、ソース電極及びドレイン電極をマスクとしているため、フォトリソグラフィー工程を行わなくとも半導体領域を形成することができるため、工程の削減が可能となる。   Next, as illustrated in FIG. 6D, the semiconductor film and the gate insulating film are etched using the source electrode and the drain electrode as a mask to form the source and drain regions 621 a and 621 b and the channel formation region 622. A semiconductor region 631 is formed. Here, since the source electrode and the drain electrode are used as masks, the semiconductor region can be formed without performing a photolithography process, and thus the number of processes can be reduced.

次に、図6(E)に示すように、層間絶縁膜123を形成する。ここでは、ネガ型の感光性を有するアクリル樹脂を塗布し、焼成して層間絶縁膜123を形成する。次に、実施例1と同様の工程によってコンタクトホールを形成した後、液滴吐出法により導電膜631を形成する。導電膜631は、画素電極である。ここでは、ヘッドからスズとインジウムを有する溶液をコンタクトホールに吐出し焼成した後、再度ヘッドを走査して、スズとインジウムを有する溶液を吐出し焼成して導電膜を形成する。ここでは、基板上にTFTが形成されたものをアクティブマトリクス基板とする。   Next, as illustrated in FIG. 6E, an interlayer insulating film 123 is formed. Here, an acrylic resin having negative photosensitivity is applied and baked to form the interlayer insulating film 123. Next, after forming a contact hole by the same process as that in Example 1, a conductive film 631 is formed by a droplet discharge method. The conductive film 631 is a pixel electrode. Here, after a solution containing tin and indium is discharged from a head into a contact hole and fired, the head is scanned again, and a solution containing tin and indium is discharged and fired to form a conductive film. Here, an active matrix substrate is a substrate in which TFTs are formed on a substrate.

以上の工程により、pチャネル型TFT632を作製することができる。また、TFTを有するアクティブマトリクス基板を作製することができる。   Through the above steps, a p-channel TFT 632 can be manufactured. In addition, an active matrix substrate having a TFT can be manufactured.

本実施例は、第1実施形態乃至第4実施形態を適応することができる。   The present embodiment can be applied to the first to fourth embodiments.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物を導入すること可能である。このため、大面積基板を用いてTFTを作製することが可能であり、スループットを向上することができる。また、半導体領域、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域、コンタクトホール、配線を形成するために、フォトリソグラフィー工程が必要ないため、TFTを作製するための工程が減少し、歩留まりが向上する。また、n型またはp型の不純物を導入するための供給源として溶液を用いているため、供給源を除去する工程を必要とせず、工程数を削減することができるため、歩留まりが向上する。さらには、供給源が溶液であるため、濃度の制御が容易であると共に、低濃度不純物領域を有する構造、オフセット構造、セルフアライン構造、ゲート電極に覆われた不純物領域等の任意の構造を有するTFTを容易に作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce impurities into the semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a TFT can be manufactured using a large-area substrate, and throughput can be improved. In addition, since a photolithography process is not required for forming the semiconductor region, the gate electrode, the source and drain regions, the contact hole, and the wiring, the number of steps for manufacturing the TFT is reduced, and the yield is improved. In addition, since a solution is used as a supply source for introducing an n-type or p-type impurity, a process for removing the supply source is not necessary, and the number of processes can be reduced, so that the yield is improved. Furthermore, since the supply source is a solution, the concentration can be easily controlled, and an arbitrary structure such as a structure having a low concentration impurity region, an offset structure, a self-alignment structure, or an impurity region covered with a gate electrode is provided. A TFT can be easily manufactured.

本実施例では、実施例2と異なるTFTの作製工程について、図12を用いて説明する。   In this embodiment, a manufacturing process of a TFT different from that in Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.

図12(A)に示すように、実施例2と同様に、絶縁表面を有する基板101上に液滴吐出法を用いてゲート電極601を形成し、次に、酸化ケイ素膜または窒化珪素膜で形成されるゲート絶縁膜123を形成する。   As shown in FIG. 12A, similarly to Example 2, a gate electrode 601 is formed on a substrate 101 having an insulating surface by a droplet discharge method, and then a silicon oxide film or a silicon nitride film is used. A gate insulating film 123 to be formed is formed.

次に、ゲート絶縁膜123上に非晶質半導体膜1201を成膜する。ここでは、実施例2で示される非晶質半導体膜602と比較して膜厚が厚い非晶質半導体膜1201を成膜する。次に、非晶質半導体膜表面に極めて薄い酸化膜を形成したのち、n型またはp型を付与する不純物を有する溶液を、ヘッド107から吐出する。ここでは、ホウ酸水溶液1202を吐出する。   Next, an amorphous semiconductor film 1201 is formed over the gate insulating film 123. Here, an amorphous semiconductor film 1201 which is thicker than the amorphous semiconductor film 602 described in Embodiment 2 is formed. Next, after an extremely thin oxide film is formed on the surface of the amorphous semiconductor film, a solution containing an impurity imparting n-type or p-type is discharged from the head 107. Here, the boric acid aqueous solution 1202 is discharged.

次に、図12(B)に示すように半導体領域にレーザ光111を照射して、半導体領域の一部を溶融して不純物を導入すると共に、不純物元素を活性化する。この工程によって、図12(C)に示すような、不純物の濃度が1×1020/cm3〜1×1021/cm3であるp型を有する不純物領域(ソース領域及びドレイン領域)1221が形成される。半導体領域の一部又は全部は結晶構造を有する半導体膜1222となる。なお、ここでは、非晶質半導体膜の膜厚が厚いため、レーザ光の照射強度、照射時間、及び波長により半導体領域が溶融する深さを制御することができるため、半導体領域の表面のみに不純物領域を形成することができる。また、半導体膜は上部のみが結晶化し、ゲート絶縁膜側は非晶質のままにすることができる。このようにして形成されるトランジスタは、チャネル形成領域がソースとドレインの間、およびLDD領域の間に挟まれて形成されず、電界集中や電流集中を緩和できる構造を有している。 Next, as shown in FIG. 12B, the semiconductor region is irradiated with a laser beam 111 to melt a part of the semiconductor region to introduce an impurity and to activate the impurity element. By this step, an impurity region (source region and drain region) 1221 having a p-type with an impurity concentration of 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 as shown in FIG. It is formed. Part or all of the semiconductor region is a semiconductor film 1222 having a crystal structure. Note that here, since the amorphous semiconductor film is thick, the depth at which the semiconductor region melts can be controlled by the irradiation intensity, irradiation time, and wavelength of the laser beam, so that only the surface of the semiconductor region can be controlled. Impurity regions can be formed. Further, only the upper part of the semiconductor film is crystallized, and the gate insulating film side can be kept amorphous. The transistor formed in this manner has a structure in which a channel formation region is not formed between a source and a drain and between an LDD region, and electric field concentration and current concentration can be reduced.

次に、図12(C)に示すように、不純物領域1221上に、第1の導電膜1231を形成する。第1の導電膜1231をマスクとして、不純物領域、及び半導体膜の一部をエッチングして、半導体領域1231及びエッチングされたゲート絶縁膜1232を形成する。ここでは、ソース電極及びドレイン電極をマスクとしているため、フォトリソグラフィー工程を行わなくとも半導体領域を形成することができるため、工程の削減が可能となる。   Next, as illustrated in FIG. 12C, a first conductive film 1231 is formed over the impurity region 1221. The impurity region and part of the semiconductor film are etched using the first conductive film 1231 as a mask, so that the semiconductor region 1231 and the etched gate insulating film 1232 are formed. Here, since the source electrode and the drain electrode are used as masks, the semiconductor region can be formed without performing a photolithography process, and thus the number of processes can be reduced.

次に、図12(E)に示すように、液滴吐出法により第2の導電膜1241a、1241bを形成する。つぎに、第2の導電膜をマスクとして、第1の導電膜1232をエッチングする。この際、半導体領域1231の上部がエッチングされる。この工程により、第1の導電膜は分断されて1242a、1242bとなる。分断された第1の導電の一方1242a及び第2の導電膜の一方1241aがソース電極に相当し、分断された第1の導電の他方1242b及び第2の導電膜の他方1241bがドレイン電極に相当する。 Next, as illustrated in FIG. 12E, second conductive films 1241a and 1241b are formed by a droplet discharge method. Next, the first conductive film 1232 is etched using the second conductive film as a mask. At this time, the upper portion of the semiconductor region 1231 is etched. Through this step, the first conductive film is divided into 1242a and 1242b. One of the first conductive parts 1242a and one of the second conductive films 1241a correspond to the source electrode, and the other part of the first conductive parts 1242b and the other of the second conductive film 1241b correspond to the drain electrode. To do.

次に、実施例1と同様に層間絶縁膜123を形成し、その一部にコンタクトホールを形成した後、液滴吐出法により導電膜631を形成する。導電膜631は、画素電極である。     Next, an interlayer insulating film 123 is formed in the same manner as in Example 1, a contact hole is formed in a part thereof, and a conductive film 631 is formed by a droplet discharge method. The conductive film 631 is a pixel electrode.

以上の工程により、pチャネル型TFT1245を作製することができる。また、TFTを有するアクティブマトリクス基板を作製することができる。   Through the above steps, a p-channel TFT 1245 can be manufactured. In addition, an active matrix substrate having a TFT can be manufactured.

本実施例は、第1実施形態乃至第4実施形態を適応することができる。   The present embodiment can be applied to the first to fourth embodiments.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物を導入すること可能である。このため、大面積基板を用いてTFTを作製することが可能であり、スループットを向上することができる。また、半導体領域、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域、コンタクトホール、配線を形成するために、フォトリソグラフィー工程が必要ないため、TFTを作製するための工程が減少し、歩留まりが向上する。また、n型またはp型の不純物を導入するための供給源として溶液を用いているため、供給源を除去する工程を必要とせず、工程数を削減することができるため、歩留まりが向上する。さらには、供給源が溶液であるため、濃度の制御が容易であると共に、低濃度不純物領域を有する構造、オフセット構造、セルフアライン構造、ゲート電極に覆われた不純物領域等の任意の構造を有するTFTを容易に作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce impurities into the semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a TFT can be manufactured using a large-area substrate, and throughput can be improved. In addition, since a photolithography process is not required for forming the semiconductor region, the gate electrode, the source and drain regions, the contact hole, and the wiring, the number of steps for manufacturing the TFT is reduced, and the yield is improved. In addition, since a solution is used as a supply source for introducing an n-type or p-type impurity, a process for removing the supply source is not necessary, and the number of processes can be reduced, so that the yield is improved. Furthermore, since the supply source is a solution, the concentration can be easily controlled, and an arbitrary structure such as a structure having a low concentration impurity region, an offset structure, a self-alignment structure, or an impurity region covered with a gate electrode is provided. A TFT can be easily manufactured.

本実施例では、実施例1乃至実施例3で形成されるアクティブマトリクス基板を用いた表示装置のモジュールの上面図を図9を用いて示す。第1の基板901上には画素部903が形成され、該画素部903上には、対向電極が形成された第2の基板902が液晶層又は発光層を介して貼り合わされる。第1の基板901は、実施例1乃至実施例5で示される基板101であり、第2の基板902は、後に示される実施例5の対向基板751又は実施例6の封止基板802に相当する。   In this embodiment, a top view of a module of a display device using the active matrix substrate formed in Embodiments 1 to 3 is shown with reference to FIG. A pixel portion 903 is formed over the first substrate 901, and a second substrate 902 over which a counter electrode is formed is attached to the pixel portion 903 with a liquid crystal layer or a light emitting layer interposed therebetween. The first substrate 901 is the substrate 101 shown in the first to fifth embodiments, and the second substrate 902 corresponds to a counter substrate 751 in the fifth embodiment or a sealing substrate 802 in the sixth embodiment which will be described later. To do.

画素部903は、走査線群とデータ線群が交差してマトリクスを形成し、各交差部に対応してTFTが配置される。ここで配置されるTFTに、実施形態1乃至実施形態4、又は実施例1乃至実施例3で示されるものを用いることができる。   In the pixel portion 903, the scanning line group and the data line group intersect to form a matrix, and a TFT is disposed corresponding to each intersection. As the TFT disposed here, the TFT shown in Embodiment Modes 1 to 4 or Embodiments 1 to 3 can be used.

画素部1002の外側の領域には、駆動回路が形成されたIC904、905が実装される。904はデータ線側の駆動回路であり、905は走査線側の駆動回路であるが、いずれも複数個に分割して実装する。画素部903に形成されるデータ線及び走査線は、画素部903の端部で数ブロック毎に区分して引出線906を形成し、IC904、905の出力端子のピッチに合わせて集められる。   ICs 904 and 905 each having a driver circuit are mounted on a region outside the pixel portion 1002. Reference numeral 904 denotes a drive circuit on the data line side, and reference numeral 905 denotes a drive circuit on the scanning line side. Data lines and scanning lines formed in the pixel portion 903 are divided into several blocks at the end portion of the pixel portion 903 to form lead lines 906 and collected according to the pitch of the output terminals of the ICs 904 and 905.

一方、第1の基板901の端部には外部入力端子907が形成され、この部分で外部回路と接続するFPCを貼り合わせる。そして、外部入力端子907とICとの間は第1の基板901上に形成した接続配線908によって結ばれ、最終的にはICの入力端子のピッチに合わせて集められる。   On the other hand, an external input terminal 907 is formed at an end portion of the first substrate 901, and an FPC connected to an external circuit is bonded to this portion. The external input terminal 907 and the IC are connected by a connection wiring 908 formed on the first substrate 901, and finally collected according to the pitch of the input terminals of the IC.

本実施例は、第1実施形態乃至第4実施形態、実施例1乃至実施例3と自由に組み合わせることができる。   This embodiment can be freely combined with the first to fourth embodiments and the first to third embodiments.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物を導入すること可能である。このため、大型の用いたアクティブマトリクス基板を作製することが可能であり、大型の表示装置のモジュールを作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce impurities into the semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a large-sized active matrix substrate can be manufactured, and a module for a large display device can be manufactured.

本実施例では、実施例2で作製したTFTを用いて液晶表示装置の作製方法について図7を用いて説明する。   In this embodiment, a method for manufacturing a liquid crystal display device using the TFT manufactured in Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.

実施例2の工程により、アクティブマトリクス基板751を作製する。次に、この基板上に配向膜723を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜723を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ702を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。   An active matrix substrate 751 is manufactured by the process of Embodiment 2. Next, an alignment film 723 is formed on the substrate and a rubbing process is performed. In this embodiment, before the alignment film 723 is formed, a columnar spacer 702 for maintaining the distance between the substrates is formed at a desired position by patterning an organic resin film such as an acrylic resin film. Further, instead of the columnar spacers, spherical spacers may be scattered over the entire surface of the substrate.

次いで、対向基板752を用意する。この対向基板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ720が設けられている。また、このカラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜を設けている。次いで、平坦化膜上に透明導電膜からなる対向電極721を画素部と重なる位置に形成し、対向基板の全面に配向膜722を形成し、ラビング処理を施す。   Next, a counter substrate 752 is prepared. The counter substrate is provided with a color filter 720 in which a colored layer and a light shielding layer are arranged corresponding to each pixel. Further, a flattening film is provided to cover the color filter and the light shielding layer. Next, a counter electrode 721 made of a transparent conductive film is formed on the planarizing film at a position overlapping with the pixel portion, an alignment film 722 is formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing process is performed.

そして、アクティブマトリクス基板の画素部を囲むようにシール材を描画した後、減圧下でシール材に囲まれた領域に液滴吐出法で液晶を吐出する。次いで、大気にふれることなく、減圧下でアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材707で貼り合わせる。シール材707にはフィラー(図示しない)が混入されていて、このフィラーと柱状スペーサ702によって均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。液滴吐出法で液晶を吐出する方法を用いることによって作製プロセスで使用する液晶の量を削減することができ、特に、大面積基板を用いる場合に大幅なコスト低減を実現することができる。   Then, after drawing a sealing material so as to surround the pixel portion of the active matrix substrate, liquid crystal is discharged by a droplet discharge method to a region surrounded by the sealing material under reduced pressure. Next, the active matrix substrate and the counter substrate are attached to each other with a sealant 707 under reduced pressure without being exposed to the air. A filler (not shown) is mixed in the sealing material 707, and two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacer 702. By using a method of discharging liquid crystal by a droplet discharge method, the amount of liquid crystal used in a manufacturing process can be reduced. In particular, when a large-area substrate is used, significant cost reduction can be realized.

このようにしてアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板703等の光学フィルムを適宜設ける。そして、公知の技術を用いてFPCを貼りつける。また、画素部を駆動するための駆動回路を画素部に接続する。   In this way, an active matrix liquid crystal display device is completed. If necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is divided into a desired shape. Furthermore, an optical film such as a polarizing plate 703 is appropriately provided using a known technique. Then, the FPC is pasted using a known technique. In addition, a driving circuit for driving the pixel portion is connected to the pixel portion.

以上の工程によって得られた液晶モジュールに、バックライト704、導光板705を設け、カバー706で覆えば、図8にその断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置(透過型)が完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて固定する。また、透過型であるので偏光板703は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。   If a backlight 704 and a light guide plate 705 are provided in the liquid crystal module obtained through the above steps and covered with a cover 706, an active matrix liquid crystal display device (transmission type) as shown in a part of the cross-sectional view of FIG. ) Is completed. The cover and the liquid crystal module are fixed using an adhesive or an organic resin. Further, since it is a transmissive type, the polarizing plate 703 is attached to both the active matrix substrate and the counter substrate.

また、本実施例は透過型の例を示したが、特に限定されず、反射型や半透過型の液晶表示装置も作製することができる。反射型の液晶表示装置を得る場合は、画素電極として光反射率の高い金属膜、代表的にはアルミニウムまたは銀を主成分とする材料膜、またはそれらの積層膜等を用いればよい。   Although this embodiment shows a transmissive type, it is not particularly limited, and a reflective or semi-transmissive liquid crystal display device can also be manufactured. In the case of obtaining a reflective liquid crystal display device, a metal film with high light reflectivity, typically a material film containing aluminum or silver as a main component, or a laminated film thereof may be used as the pixel electrode.

本実施例では、液晶表示装置の画素部のみを示したが、アクティブマトリクス基板上に同様の工程により駆動回路を形成することもできる。この場合、画素部を駆動するための外付け回路(ICチップ等)を必要としないため、液晶表示装置の小型化が可能となる。   Although only the pixel portion of the liquid crystal display device is shown in this embodiment, a driving circuit can be formed on the active matrix substrate by the same process. In this case, since an external circuit (IC chip or the like) for driving the pixel portion is not required, the liquid crystal display device can be reduced in size.

また、本実施例は、第1実施形態乃至第4実施形態、実施例1乃至実施例4と自由に組み合わせることができる。   In addition, this embodiment can be freely combined with the first to fourth embodiments and the first to fourth embodiments.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物を導入すること可能である。このため、大型のアクティブマトリクス基板を作製することが可能であり、大型の液晶表示装置を作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce impurities into the semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a large active matrix substrate can be manufactured and a large liquid crystal display device can be manufactured.

本実施例では、実施例1で作製したTFTを用いて発光表示装置の作製方法について図8を用いて説明する。   In this example, a method for manufacturing a light-emitting display device using the TFT manufactured in Example 1 will be described with reference to FIGS.

図8は、発光表示装置の画素部850の断面図である。801は実施例1で作製されるアクティブマトリクス基板、802は封止基板、803は密閉空間の間隔を保持するためのギャップ材が含有されているシール材である。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the pixel portion 850 of the light-emitting display device. Reference numeral 801 denotes an active matrix substrate manufactured in Example 1, reference numeral 802 denotes a sealing substrate, and reference numeral 803 denotes a sealing material containing a gap material for maintaining a space between the sealed spaces.

基板101上には、発光素子のpチャネル型TFT523で形成される駆動用TFTとしてが設けられ、発光素子のスイッチングTFTとしてnチャネル型TFT524が設けられている。   On the substrate 101, a driving TFT formed by a p-channel TFT 523 of a light-emitting element is provided, and an n-channel TFT 524 is provided as a switching TFT of the light-emitting element.

また、画素部850には発光素子411が形成されており、スイッチング用TFT524と、駆動用TFT523とそのドレイン電極に電気的に接続された透明な導電膜からなる第1の画素電極(陽極)631を含む複数の発光素子により形成される。発光素子は、第1の画素電極631、発光物質を含む層812、第2の画素電極813で構成される。   In addition, a light emitting element 411 is formed in the pixel portion 850, and a first pixel electrode (anode) 631 made of a switching TFT 524, a driving TFT 523, and a transparent conductive film electrically connected to the drain electrode thereof. Are formed by a plurality of light emitting elements. The light-emitting element includes a first pixel electrode 631, a layer 812 containing a light-emitting substance, and a second pixel electrode 813.

また、これらのTFT523、524の層間絶縁膜513としては、ネガ型感光性アクリルを用いているが、これに代わって、無機材料(酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど)、有機材料(ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、またはシロキサンポリマー)を主成分とする材料を用いて形成することができる。また、層間絶縁膜の原料としてシロキサンポリマーを用いると、シリコンと酸素を骨格構造に有し、側鎖に水素又は/及びアルキル基を有する構造の絶縁膜となる。   In addition, as the interlayer insulating film 513 of these TFTs 523 and 524, negative photosensitive acrylic is used, but instead of this, an inorganic material (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, etc.), an organic material (polyimide) , Polyamide, polyimide amide, benzocyclobutene, or siloxane polymer). Further, when a siloxane polymer is used as a raw material for the interlayer insulating film, an insulating film having a structure in which silicon and oxygen are included in the skeleton structure and hydrogen or / and an alkyl group is included in the side chain.

第1の画素電極631は透明性を有し、且つ、仕事関数の大きい導電膜(ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)等)を用いることが望ましい。 The first pixel electrode 631 has transparency and a large work function (ITO (indium oxide tin oxide alloy), indium oxide zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO), zinc oxide (ZnO)). Etc.) is desirable.

また、第1の画素電極(陽極)631の両端には絶縁物(バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる)814が形成される。カバレッジを良好なものとするため、絶縁物814の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。絶縁物は、層間絶縁膜513と同様の材料を用いて形成することができる。なお、層間絶縁膜513と絶縁物814との組み合わせは、無機材料−無機材料、有機材料−無機材料、無機材料−有機材料、有機材料−有機材料等の組み合わせを適宜適応することができる。   In addition, insulators (called banks, partition walls, barriers, banks, or the like) 814 are formed at both ends of the first pixel electrode (anode) 631. In order to improve the coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulator 814. The insulator can be formed using a material similar to that of the interlayer insulating film 513. Note that as a combination of the interlayer insulating film 513 and the insulator 814, a combination of inorganic material-inorganic material, organic material-inorganic material, inorganic material-organic material, organic material-organic material, or the like can be appropriately applied.

また、絶縁物814を有機材料で形成した場合、この上に窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、炭素を主成分とする薄膜、または窒化珪素膜からなる保護膜で覆ってもよい。この保護膜により、アクティブマトリクス基板から発生する水分、又は酸素が発光素子へ侵入するのを妨げることができる。   In the case where the insulator 814 is formed using an organic material, the insulator 814 may be covered with a protective film formed using an aluminum nitride film, an aluminum nitride oxide film, a thin film containing carbon as a main component, or a silicon nitride film. This protective film can prevent moisture or oxygen generated from the active matrix substrate from entering the light emitting element.

また、第1の画素電極(陽極)631上には、有機化合物材料の蒸着を行い、発光物質を含む層812を選択的に形成する。   Further, an organic compound material is deposited on the first pixel electrode (anode) 631, and a layer 812 containing a light-emitting substance is selectively formed.

また、発光物質を含む層を形成する前に、基板に含まれるガスを除去するために減圧雰囲気や不活性雰囲気で200℃、好ましくは300℃以上の加熱処理を行うことが望ましく、層間絶縁膜513および絶縁物814にシロキサン系ポリマーを用いた平坦絶縁膜(シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される平坦絶縁膜)とした場合には、約450℃まで加熱することができる。本実施例では230℃、1時間の熱処理により基板の脱ガスおよび脱水処理を行い、信頼性を向上させている。   In addition, before forming a layer containing a light-emitting substance, it is desirable to perform a heat treatment at 200 ° C., preferably 300 ° C. or more in a reduced pressure atmosphere or an inert atmosphere in order to remove a gas contained in the substrate. In the case where a flat insulating film (a flat insulating film in which a skeleton structure is formed by bonding of silicon (Si) and oxygen (O)) using a siloxane-based polymer for 513 and the insulator 814 is heated to about 450 ° C. can do. In this embodiment, the substrate is degassed and dehydrated by heat treatment at 230 ° C. for 1 hour to improve reliability.

本実施例では、発光物質を含む層812の成膜を蒸着装置で行い、均一な膜厚を得る。発光物質を含む層812の構造としては、例えば、Alq3、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたAlq3、Alq3、p−EtTAZ、TPD(芳香族ジアミン)を蒸着法により順次積層することで白色を得ることができる。 In this embodiment, the layer 812 containing a light-emitting substance is formed with a vapor deposition apparatus to obtain a uniform film thickness. The structure of the layer 812 containing a light emitting substance, for example, Alq 3, Alq 3 partially doped with Nile red that is a red light emitting pigment, Alq 3, p-EtTAZ, successively by vapor deposition of TPD (aromatic diamine) A white color can be obtained by laminating.

また、スピンコートを用いた塗布法により発光物質を含む層812を形成する場合、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)を全面に塗布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色素(1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン(TPB)、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノ−スチリル)−4H−ピラン(DCM1)、ナイルレッド、クマリン6など)ドープしたポリビニルカルバゾール(PVK)溶液を全面に塗布、焼成すればよい。なお、PEDOT/PSSは溶媒に水を用いており、有機溶剤には溶けない。従って、PVKをその上から塗布する場合にも、再溶解する心配はない。また、PEDOT/PSSとPVKは溶媒が異なるため、成膜室は同一のものを使用しないことが好ましい。また、発光物質を含む層812を単層とすることもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール(PVK)に電子輸送性の1,3,4−オキサジアゾール誘導体(PBD)を分散させてもよい。また、30wt%のPBDを電子輸送剤として分散し、4種類の色素(TPB、クマリン6、DCM1、ナイルレッド)を適当量分散することで白色発光が得られる。   In addition, in the case where the layer 812 containing a light-emitting substance is formed by a coating method using spin coating, it is preferably fired by vacuum heating after coating. For example, a poly (ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) aqueous solution (PEDOT / PSS) that acts as a hole injection layer is applied and fired on the entire surface, and then a luminescent center dye (1, 1,4,4-tetraphenyl-1,3-butadiene (TPB), 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylamino-styryl) -4H-pyran (DCM1), Nile Red, Coumarin 6 Etc.) A doped polyvinyl carbazole (PVK) solution may be applied to the entire surface and fired. PEDOT / PSS uses water as a solvent and does not dissolve in organic solvents. Therefore, when PVK is applied from above, there is no fear of redissolving. Further, since PEDOT / PSS and PVK have different solvents, it is preferable not to use the same film forming chamber. Alternatively, the layer 812 containing a light-emitting substance can be a single layer, and an electron-transporting 1,3,4-oxadiazole derivative (PBD) can be dispersed in hole-transporting polyvinyl carbazole (PVK). . Further, white light emission can be obtained by dispersing 30 wt% PBD as an electron transporting agent and dispersing an appropriate amount of four kinds of dyes (TPB, coumarin 6, DCM1, Nile red).

さらに、発光物質を含む層812上には第2の画素電極(陰極)813が形成される。陰極としては、仕事関数の小さい材料(Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、またはCaN)を用いればよい。 Further, a second pixel electrode (cathode) 813 is formed over the layer 812 containing a light-emitting substance. As the cathode, a material having a low work function (Al, Ag, Li, Ca, or an alloy thereof such as MgAg, MgIn, AlLi, CaF 2 , or CaN) may be used.

こうして、第1の画素電極(陽極)631、発光物質を含む層812、及び第2の電極(陰極)813からなる発光素子811が形成される。発光素子811は、図8中に示した矢印方向(アクティブマトリクス基板側)に発光する。このような発光素子を下方出射型発光素子という。   Thus, a light-emitting element 811 including the first pixel electrode (anode) 631, the light-emitting substance layer 812, and the second electrode (cathode) 813 is formed. The light emitting element 811 emits light in the arrow direction (active matrix substrate side) shown in FIG. Such a light emitting element is called a bottom emission type light emitting element.

なお、第1の画素電極、発光物質を含む層、及び第2の画素電極の積層構造によっては、封止基板802側に発光する素子(上方出射型発光素子)を作製することができる。この時の第1の電極としては、Ti、TiN、TiSiXY、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXY、NbN、Mo、Cr、Pt、Zn、Sn、In、またはMoから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚100nm〜800nmの範囲で用いればよい。窒化チタン膜を第1の電極631として用いる場合、表面に紫外線照射や塩素ガスを用いたプラズマ処理を行って仕事関数を増大させることが好ましい。 Note that an element that emits light toward the sealing substrate 802 (upward emitting light-emitting element) can be manufactured depending on a stacked structure of the first pixel electrode, the layer containing a light-emitting substance, and the second pixel electrode. As the first electrode at this time, Ti, TiN, TiSi x N y , Ni, W, WSi x , WN x , WSi x N y , NbN, Mo, Cr, Pt, Zn, Sn, In, or Mo A film mainly composed of an element selected from the above, an alloy material or compound material containing the element as a main component, or a stacked film thereof may be used in a total film thickness range of 100 nm to 800 nm. In the case where a titanium nitride film is used as the first electrode 631, it is preferable to increase the work function by performing plasma treatment using ultraviolet irradiation or chlorine gas on the surface.

第2の画素電極813の材料としては、MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、CaNなどの合金、または周期表の1族もしくは2族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した透光性を有する膜を用いればよい。ここでは、第2の電極を通過させて発光させる上面出射型であるので、1nm〜10nmのアルミニウム膜、もしくはLiを微量に含むアルミニウム膜を用いる。第2の画素電極813としてAl膜を用いる構成とすると、発光物質を含む層812と接する材料を酸化物以外の材料で形成することが可能となり、発光装置の信頼性を向上させることができる。また、1nm〜10nmのアルミニウム膜を形成する前に陰極バッファ層としてCaF2、MgF2、またはBaF2からなる透光性を有する層(膜厚1nm〜5nm)を形成してもよい。 As a material of the second pixel electrode 813, a translucent material in which an alloy such as MgAg, MgIn, AlLi, CaF 2 , or CaN, or an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table and aluminum is formed by a co-evaporation method. A film having the above may be used. Here, since the top emission type emits light through the second electrode, an aluminum film of 1 nm to 10 nm or an aluminum film containing a small amount of Li is used. When an Al film is used for the second pixel electrode 813, the material in contact with the layer 812 containing a light-emitting substance can be formed using a material other than an oxide, and the reliability of the light-emitting device can be improved. Further, a light-transmitting layer (film thickness: 1 nm to 5 nm) made of CaF 2 , MgF 2 , or BaF 2 may be formed as a cathode buffer layer before forming an aluminum film having a thickness of 1 nm to 10 nm.

また、陰極の低抵抗化を図るため、発光領域とならない領域の第2の画素電極813上に補助電極を設けてもよい。また、陰極形成の際には蒸着による抵抗加熱法を用い、蒸着マスクを用いて選択的に形成すればよい。   In order to reduce the resistance of the cathode, an auxiliary electrode may be provided over the second pixel electrode 813 in a region that does not serve as a light emitting region. Further, when the cathode is formed, a resistance heating method by vapor deposition is used, and the cathode may be selectively formed using a vapor deposition mask.

さらには、上面出射型発光素子の金属層からなる第1の画素電極812に代えて、透明導電膜からなる第1の画素電極812を用いた場合、両基板801、802に発光する素子(両面出射型発光素子)を作製することができる。透明導電膜としては、ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)等を用いればよい。 Further, when the first pixel electrode 812 made of a transparent conductive film is used in place of the first pixel electrode 812 made of the metal layer of the top emission type light emitting element, elements that emit light to both substrates 801 and 802 (both sides) An emission type light emitting element) can be manufactured. As the transparent conductive film, ITO (indium tin oxide alloy), indium oxide zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO), zinc oxide (ZnO), or the like may be used.

ここでは発光素子811はR、G、或いはBの単色発光が得られる発光素子の一つであり、R、G、Bの発光が得られる有機化合物を含む層をそれぞれ選択的に形成した3つの発光素子でフルカラーとする。   Here, the light-emitting element 811 is one of light-emitting elements that can obtain R, G, or B monochromatic light emission, and includes three layers each including an organic compound that selectively emits R, G, and B light-emitting elements. Full color with light emitting elements.

また、発光表示装置811を封止するために保護積層815を形成する。保護積層は、第1の無機絶縁膜と、応力緩和膜である第2の無機絶縁膜との積層からなっている。   In addition, a protective stack 815 is formed to seal the light-emitting display device 811. The protective laminate is a laminate of a first inorganic insulating film and a second inorganic insulating film that is a stress relaxation film.

また、発光素子811を封止するために不活性気体雰囲気下でシール材1205により封止基板802を貼り合わせる。封止基板802には予めサンドブラスト法などによって形成した凹部が形成されており、その凹部に乾燥剤804を貼り付けている。なお、シール材803としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、シール材803はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。   In addition, in order to seal the light emitting element 811, a sealing substrate 802 is attached with a sealant 1205 in an inert gas atmosphere. A concave portion formed in advance by a sandblast method or the like is formed in the sealing substrate 802, and a desiccant 804 is attached to the concave portion. Note that an epoxy-based resin is preferably used as the sealant 803. In addition, the sealant 803 is desirably a material that does not transmit moisture and oxygen as much as possible.

また、本実施例では凹部を有する封止基板802を構成する材料として金属基板、ガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、内側に乾燥剤を貼りつけた金属缶で封止することも可能である。   In this embodiment, as a material for forming the sealing substrate 802 having the recesses, a metal substrate, a glass substrate, a quartz substrate, FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), Mylar, polyester, acrylic, etc. A plastic substrate made of can be used. It is also possible to seal with a metal can with a desiccant attached inside.

なお、本実施例では、アクティブマトリクス基板801、封止基板802、シール材803との間は、不活性ガスで充填されているが、アクティブマトリクス基板と封止基板とをシール材で密着してもよい。この場合、発光素子への水分、または酸素が浸入しにくく、信頼性が向上する。   In this embodiment, the active matrix substrate 801, the sealing substrate 802, and the sealing material 803 are filled with an inert gas, but the active matrix substrate and the sealing substrate are closely adhered with the sealing material. Also good. In this case, moisture or oxygen hardly enters the light emitting element, and reliability is improved.

また、本実施例は、第1実施形態乃至第4実施形態、実施例1乃至実施例4と自由に組み合わせることができる。   In addition, this embodiment can be freely combined with the first to fourth embodiments and the first to fourth embodiments.

本発明により、真空プロセスを経ずとも不純物元素濃度を制御しつつ半導体領域へ不純物を導入すること可能である。このため、大型のアクティブマトリクス基板を作製することが可能であり、大型の発光表示装置を作製することができる。   According to the present invention, it is possible to introduce impurities into the semiconductor region while controlling the impurity element concentration without going through a vacuum process. Therefore, a large active matrix substrate can be manufactured, and a large light emitting display device can be manufactured.

本発明を実施して得た半導体素子を組み込むことによって様々な電子機器を作製することができる。電子機器としては、テレビ受像器、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。ここでは、これらの電子機器の代表例としてテレビ受像機、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置を図10に示す。   Various electronic devices can be manufactured by incorporating a semiconductor element obtained by implementing the present invention. Electronic devices include television receivers, video cameras, digital cameras, goggle-type displays (head-mounted displays), navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), notebook personal computers, game machines, and portable information terminals (Mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, or the like), an image playback apparatus equipped with a recording medium (specifically, a recording medium such as a digital versatile disc (DVD) can be played back and the image can be displayed. And a device equipped with a display). Here, as a typical example of these electronic devices, an image reproducing device including a television receiver, a notebook personal computer, and a recording medium is shown in FIG.

図10(A)はテレビ受像機であり、筐体2001、支持台2002、表示部2003、スピーカー部2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明は表示部2003に適用することができる。なお、パソコン用、TV放送受信用、広告表示用など全ての情報表示用のテレビが含まれる。本発明を用いることによって、歩留まり高く大型の表示部を有するテレビ受像機を製造することができる。   FIG. 10A illustrates a television receiver which includes a housing 2001, a support base 2002, a display portion 2003, a speaker portion 2004, a video input terminal 2005, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2003. Note that all information display televisions such as a personal computer, a TV broadcast reception, and an advertisement display are included. By using the present invention, a television receiver having a large display portion with high yield can be manufactured.

図10(B)はノート型パーソナルコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。本発明は、表示部2203に適用することができる。本発明を用いることによって、歩留まり高くノート型パーソナルコンピュータを製造することができる。   FIG. 10B illustrates a laptop personal computer, which includes a main body 2201, a housing 2202, a display portion 2203, a keyboard 2204, an external connection port 2205, a pointing mouse 2206, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2203. By using the present invention, a notebook personal computer can be manufactured with high yield.

図10(E)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部2405、操作キー2406、スピーカー部2407等を含む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表示部B2404は主として文字情報を表示するが、本発明は表示部A、B2403、2404に適用することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。本発明を用いることによって、歩留まり高く記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置を製造することができる。   FIG. 10E illustrates a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a main body 2401, a housing 2402, a display portion A2403, a display portion B2404, and a recording medium (DVD or the like). A reading unit 2405, operation keys 2406, a speaker unit 2407, and the like are included. Although the display portion A 2403 mainly displays image information and the display portion B 2404 mainly displays character information, the present invention can be applied to the display portions A, B 2403, and 2404. Note that an image reproducing device provided with a recording medium includes a home game machine and the like. By using the present invention, a portable image reproducing device including a recording medium can be manufactured with high yield.

本発明に係る半導体素子の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor element according to the present invention. 本発明に係る半導体素子の構造を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of the semiconductor element which concerns on this invention. 本発明に係る半導体素子の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor element according to the present invention. 本発明に係る半導体素子の作製工程を説明する断面図Sectional drawing explaining the manufacturing process of the semiconductor element which concerns on this invention 本発明に係る半導体素子の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor element according to the present invention. 本発明に係る半導体素子の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor element according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る発光表示装置の構造を説明する断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a structure of a light-emitting display device according to the invention. 表示装置のモジュールの構造を説明する上面図。FIG. 6 is a top view illustrating the structure of a module of a display device. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 本発明に係る半導体素子の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor element according to the present invention. 本発明に係る半導体素子の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor element according to the present invention.

Claims (8)

半導体領域上に液滴吐出法によりn型またはp型を付与する不純物元素を含む溶液を吐出した後、レーザ光を照射して半導体領域を溶融すると共に、不純物元素を半導体領域に添加することを特徴とする半導体装置の作製方法。   After discharging a solution containing an impurity element imparting n-type or p-type onto the semiconductor region by a droplet discharge method, the semiconductor region is melted by irradiating laser light, and the impurity element is added to the semiconductor region. A method for manufacturing a semiconductor device. 半導体領域上に液滴吐出法により不純物を含む溶液を吐出した後、レーザ光を照射して不純物領域を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。   A method for manufacturing a semiconductor device, wherein an impurity region is formed by irradiating a laser beam after discharging a solution containing an impurity over a semiconductor region by a droplet discharge method. 請求項2において、前記不純物領域は、ソース領域及びドレイン領域であることを特徴とする半導体装置の作製方法。   3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the impurity regions are a source region and a drain region. 請求項2において、前記不純物領域は、ゲート電極であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the impurity region is a gate electrode. 半導体領域上にn型またはp型を付与する不純物元素を有する第1の溶液を吐出しレーザ光を照射した後、前記半導体領域上n型またはp型を付与する不純物元素を有する第2の溶液を吐出しレーザ光を照射して、低濃度不純物領域及び高濃度不純物領域を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。   After discharging a first solution containing an impurity element imparting n-type or p-type over the semiconductor region and irradiating with laser light, the second solution containing an impurity element imparting n-type or p-type over the semiconductor region And a laser beam is emitted to form a low concentration impurity region and a high concentration impurity region. 請求項5において、前記半導体領域上に絶縁膜を成膜し、前記絶縁膜上に導電層を形成する半導体装置の作製方法において、前記導電層は前記低濃度不純物領域を覆うことを特徴とする半導体装置の作製方法。   6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein an insulating film is formed over the semiconductor region, and a conductive layer is formed over the insulating film, wherein the conductive layer covers the low-concentration impurity region. A method for manufacturing a semiconductor device. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、前記n型を付与する不純物元素は、リン、又はヒ素であることを特徴とする半導体装置の作製方法。   7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity element imparting n-type conductivity is phosphorus or arsenic. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、前記p型を付与する不純物元素は、ボロンであることを特徴とする半導体装置の作製方法。

7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity element imparting p-type conductivity is boron.

JP2003307074A 2003-08-29 2003-08-29 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP4409231B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003307074A JP4409231B2 (en) 2003-08-29 2003-08-29 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003307074A JP4409231B2 (en) 2003-08-29 2003-08-29 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005079299A true JP2005079299A (en) 2005-03-24
JP2005079299A5 JP2005079299A5 (en) 2006-09-14
JP4409231B2 JP4409231B2 (en) 2010-02-03

Family

ID=34409980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003307074A Expired - Fee Related JP4409231B2 (en) 2003-08-29 2003-08-29 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4409231B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007335870A (en) * 2006-06-12 2007-12-27 Kovio Inc Printed, self-aligned, top gate thin film transistor
JP2008103686A (en) * 2006-08-15 2008-05-01 Kovio Inc Printed dopant layer
WO2015189875A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 富士電機株式会社 Impurity adding apparatus, impurity adding method, and semiconductor element manufacturing method
JP2016018816A (en) * 2014-07-04 2016-02-01 富士電機株式会社 Method for introducing impurity, device for introducing impurity and method for manufacturing semiconductor element
US9716008B2 (en) 2015-04-13 2017-07-25 Fuji Electric Co., Ltd. Apparatus for doping impurities, method for doping impurities, and method for manufacturing semiconductor device
CN108604540A (en) * 2016-03-24 2018-09-28 国立大学法人九州大学 The manufacturing method of laser doping device and semiconductor device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016151723A1 (en) 2015-03-23 2018-01-11 国立大学法人九州大学 Laser doping apparatus and laser doping method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007335870A (en) * 2006-06-12 2007-12-27 Kovio Inc Printed, self-aligned, top gate thin film transistor
JP2008103686A (en) * 2006-08-15 2008-05-01 Kovio Inc Printed dopant layer
WO2015189875A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 富士電機株式会社 Impurity adding apparatus, impurity adding method, and semiconductor element manufacturing method
CN105793960A (en) * 2014-06-12 2016-07-20 富士电机株式会社 Impurity adding apparatus, impurity adding method, and semiconductor element manufacturing method
JPWO2015189875A1 (en) * 2014-06-12 2017-04-20 富士電機株式会社 Impurity adding apparatus, impurity adding method, and semiconductor device manufacturing method
US10658183B2 (en) 2014-06-12 2020-05-19 Fuji Electric Co., Ltd. Impurity adding apparatus, impurity adding method, and semiconductor element manufacturing method
JP2016018816A (en) * 2014-07-04 2016-02-01 富士電機株式会社 Method for introducing impurity, device for introducing impurity and method for manufacturing semiconductor element
US9716008B2 (en) 2015-04-13 2017-07-25 Fuji Electric Co., Ltd. Apparatus for doping impurities, method for doping impurities, and method for manufacturing semiconductor device
CN108604540A (en) * 2016-03-24 2018-09-28 国立大学法人九州大学 The manufacturing method of laser doping device and semiconductor device
US10475650B2 (en) 2016-03-24 2019-11-12 Kyushu University, National University Corporation Laser doping device and semiconductor device manufacturing method
CN108604540B (en) * 2016-03-24 2023-01-13 国立大学法人九州大学 Laser doping apparatus and method for manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4409231B2 (en) 2010-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10497755B2 (en) Light emitting device, method of manufacturing the same, and manufacturing apparatus therefor
US9627459B2 (en) Display device having sealing material
US9653519B2 (en) Light emitting device, method of preparing the same and device for fabricating the same
US7169689B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US6828725B2 (en) Light emitting device
US7358165B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
CN100449779C (en) Semiconductor device and mfg. method thereof
JP4409231B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US7589698B2 (en) Display device, semiconductor device, and electronic device
JP4683898B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060728

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060728

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090910

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091016

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: 20091110

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: 20091111

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: 20121120

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131120

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees