JP2006100506A - Thin film semiconductor device, photoelectric device, electronic instrument, method of manufacturing thin film semiconductor device and thin film electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば薄膜トランジスタ(以下適宜TFTと称する)等の薄膜半導体装置、これを備えた液晶装置、有機EL(Electro-Luminescence)装置等の等の電気光学装置、及び各種電子機器の技術分野に関する。更に、このような薄膜半導体装置の製造方法及び、例えばコンデンサ等の薄膜電子装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a thin film semiconductor device such as a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT as appropriate), a liquid crystal device including the thin film semiconductor device, an electro-optical device such as an organic EL (Electro-Luminescence) device, and various electronic devices. . Further, the present invention relates to a manufacturing method of such a thin film semiconductor device and a technical field of a thin film electronic device such as a capacitor.
この種の薄膜半導体装置は、例えばその製造時に、基板上で半導体膜が島状の平面パターンを持つように形成され、その上にゲート絶縁膜が形成され、更にその上にゲート電極が形成される。ここで、島状の平面パターンを有する半導体膜のエッジ部(即ち、パターンエッジ部)では特に、その上に形成されるゲート絶縁膜のカバレッジが大なり小なり悪い。このため、係るエッジ部では、ゲート絶縁膜を介して対向配置されたゲート電極と、チャネル領域やこれに隣接するソース領域及びドレイン領域との間における耐電圧性が低下し、オフリーク電流が増大することが知られている。このようなゲート絶縁膜のカバレッジを改善すべく、半導体膜をエッジ部において、テーパー形状にする技術が提案されている(非特許文献1、特許文献1等参照)。
In this type of thin film semiconductor device, for example, at the time of manufacture, the semiconductor film is formed so as to have an island-like plane pattern on the substrate, the gate insulating film is formed thereon, and the gate electrode is further formed thereon. The Here, the coverage of the gate insulating film formed on the edge portion (that is, the pattern edge portion) of the semiconductor film having an island-like planar pattern is particularly large or small. For this reason, in such an edge portion, the withstand voltage between the gate electrode opposed to the gate insulating film and the channel region and the source and drain regions adjacent to the channel electrode is reduced, and the off-leakage current is increased. It is known. In order to improve the coverage of such a gate insulating film, a technique has been proposed in which a semiconductor film is tapered at an edge portion (see Non-Patent
しかしながら、非特許文献1の技術によれば、半導体膜の島状の平面パターン上における酸化膜のカバレッジが悪いために、不純物拡散を行う際に、チャネル領域のうちソース領域又はドレイン領域に隣接する個所における半導体膜のエッジ部において、ゲート電極の脇から不純物がV字状に半導体膜中に入り込んでしまう。この結果、チャネル領域を構成する半導体膜のエッジ部に沿った部分では、実質的にソース領域及びドレイン領域間の距離が短くなり、ソース−ドレイン間の耐電圧性が低下してしまうという問題点がある。
However, according to the technique of Non-Patent
また、特許文献1の技術によれば、テーパー形状の採用によって、ゲート電極のカバレッジ自体は改善可能かも知れないが、チャネル領域のうちソース領域又はドレイン領域に隣接する個所における半導体膜のエッジ部に、ゲート電極が重なる個所では、ゲート電圧がテーパー形状の領域にも印加される。このため、係るテーパー形状の領域付近における、耐電圧性が低下することは避けられず、オフリーク電流が無視し得ない程に発生してしまうという技術的問題点がある。
Further, according to the technique of
そこで本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、耐電圧性に優れておりオフリーク電流が低減された、例えばTFT等の薄膜半導体装置、これを備えた、例えば液晶装置、有機EL装置等の電気光学装置及び電子機器、このような薄膜半導体装置の製造方法、並びに同じように耐電圧性に優れた、例えばコンデンサ等の薄膜電子装置を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and is a thin film semiconductor device such as a TFT having excellent voltage resistance and reduced off-leakage current, for example, a liquid crystal device and an organic EL device provided with the same. It is an object of the present invention to provide an electro-optical device and an electronic apparatus such as a thin film semiconductor device, a method for manufacturing such a thin film semiconductor device, and a thin film electronic device such as a capacitor having excellent voltage resistance.
本発明の薄膜半導体装置は上記課題を解決するために、チャネル領域と不純物がドープされたソース領域及びドレイン領域とを含む島状の平面パターンを有する半導体膜と、前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向配置されたゲート電極とを備えており、前記ソース領域及び前記ドレイン領域は、前記半導体膜の外周辺に沿う周辺領域と、前記チャネル領域に沿って前記チャネル領域に隣接する第2部分と、前記周辺領域及び前記第2部分とで囲まれた中央領域とから構成され、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも一方の領域における、前記周辺領域のうち少なくとも前記チャネル領域に隣接する第1部分は、前記中央領域と比べて、前記不純物の濃度が低い。 In order to solve the above problems, a thin film semiconductor device of the present invention has a semiconductor film having an island-like planar pattern including a channel region and a source region and a drain region doped with impurities, and a gate insulating film in the channel region. And the source region and the drain region are a peripheral region along the outer periphery of the semiconductor film and a second portion adjacent to the channel region along the channel region. And a central region surrounded by the peripheral region and the second portion, and in at least one of the source region and the drain region, at least a first of the peripheral regions adjacent to the channel region. The portion has a lower impurity concentration than the central region.
本発明の薄膜半導体装置によれば、半導体膜は、例えばポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜等からなり、長方形など島状の平面パターンを有する。ゲート電極は、例えば導電性ポリシリコン膜、導電性金属膜等からなり、このような半導体膜のチャネル領域に、ゲート絶縁膜を介して対向配置されている。ゲート絶縁膜は、例えば、酸化シリコン膜、熱酸化膜、窒化シリコン膜等からなる。ここで特に、半導体膜には、島状の平面パターンの周辺領域、即ち半導体膜の外縁に沿った“外縁部”或いは“パターンエッジ部”が存在する。このような島状の平面パターンの周辺領域では、ゲート絶縁膜のカバレッジが大なり小なり悪い。取り分け、この周辺領域のうち、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極からなる三層構造において耐電圧性に支障を来たし易いのは、平面的に見て該周辺領域とゲート電極の輪郭線とが交差する個所である。即ち、この個所では、半導体膜の段差に起因してゲート絶縁膜の膜質が基本的に悪い上に、ゲート電極とソース領域又はドレイン領域との距離が近接しており、しかも3次元的に見て周辺領域における半導体膜のエッジ部が、ゲート電極に向かってゲート絶縁膜側に角張っているので、電界集中も起こりやすい。 According to the thin film semiconductor device of the present invention, the semiconductor film is made of, for example, a polysilicon film, an amorphous silicon film, or the like, and has an island-like planar pattern such as a rectangle. The gate electrode is made of, for example, a conductive polysilicon film, a conductive metal film, or the like, and is disposed to face the channel region of such a semiconductor film via a gate insulating film. The gate insulating film is made of, for example, a silicon oxide film, a thermal oxide film, a silicon nitride film, or the like. Here, in particular, the semiconductor film has a peripheral region of the island-like planar pattern, that is, an “outer edge portion” or “pattern edge portion” along the outer edge of the semiconductor film. In the peripheral region of such an island-like planar pattern, the coverage of the gate insulating film is large or small and is bad. In particular, among these peripheral regions, the three-layer structure composed of the semiconductor layer, the gate insulating film, and the gate electrode is liable to hinder the voltage resistance. It is a crossing point. That is, at this point, the film quality of the gate insulating film is basically poor due to the level difference of the semiconductor film, and the distance between the gate electrode and the source region or the drain region is close, and it is three-dimensionally viewed. In addition, since the edge portion of the semiconductor film in the peripheral region is angular toward the gate insulating film toward the gate electrode, electric field concentration is likely to occur.
しかるに本発明では、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも一方の領域における、このような周辺領域のうち少なくともチャネル領域に隣接する第1部分は、半導体膜の他の部位と比べて不純物の濃度が低い。具体的には、この第1部分は、半導体膜の中央領域と比べて、不純物の濃度が低い。ここに「中央領域」とは、半導体膜のうち、周辺領域を除くと共に、チャネル領域に沿って該チャネル領域に隣接する第2部分を除く領域である。即ち、中央領域とは、典型的には、平面的に見て、ソース領域の中央寄り大部分を占めるソース領域の主要部に相当するか、これに代えて又は加えて、ドレイン領域の中央寄り大部分を占めるドレイン領域の主要部に相当する。そして、第1部分において、半導体膜は不純物の濃度が低く、好ましくは、チャネル領域や後述のLDD領域と同じく不純物が殆どドープされていない。このように第1部分の不純物の濃度が低い構造は、製造過程において、例えば第1部分についてマスクをしつつ中央領域に対して、不純物のドープを行えば得られる。 However, according to the present invention, in at least one of the source region and the drain region, at least the first portion adjacent to the channel region in the peripheral region has a lower impurity concentration than other portions of the semiconductor film. Specifically, the first portion has a lower impurity concentration than the central region of the semiconductor film. Here, the “central region” is a region of the semiconductor film excluding the peripheral region and excluding the second portion adjacent to the channel region along the channel region. That is, the central region typically corresponds to the main part of the source region occupying most of the source region near the center in plan view, or instead of or in addition to the main region of the source region. It corresponds to the main part of the drain region that occupies most. In the first portion, the semiconductor film has a low impurity concentration, and is preferably hardly doped with impurities as in the channel region and the LDD region described later. In this way, the structure in which the concentration of the impurity in the first portion is low can be obtained in the manufacturing process, for example, by doping the impurity into the central region while masking the first portion.
このように、周辺領域において最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所については、第1部分として、不純物の濃度が低くされている。即ち、第1部分においては、半導体膜は、ソース領域又はドレイン領域をなす導電膜或いは半導体膜というよりは、ソース領域及びドレイン領域のエッジ部における絶縁膜として機能する。言い換えれば、最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所について、ゲート絶縁膜による絶縁機能を、不純物が低濃度であり、即ち高抵抗の第1部において補っていると言える。 As described above, the impurity concentration is lowered as the first portion of the portion where the withstand voltage is most likely to be disturbed in the peripheral region. That is, in the first portion, the semiconductor film functions as an insulating film in the edge portion of the source region and the drain region rather than the conductive film or the semiconductor film forming the source region or the drain region. In other words, it can be said that the insulating function by the gate insulating film is supplemented in the first portion having a low impurity concentration, that is, a high resistance, at a place where the breakdown voltage is most likely to be disturbed.
よって、仮にゲート絶縁膜のカバレッジが、この第1部分付近で局所的に悪くても、ここでの耐電圧が顕著に上昇する。このため、オフリーク電流が低減する。加えて、周辺領域における半導体膜が角張っていることによる“電界集中”についても、少なくとも第1部において顕著に低減される。よって、ゲート絶縁膜のカバレッジが仮に悪くなかったとしても、電界集中によって耐電圧性が低下する事態を効果的に回避することも可能となる。即ち、ゲート絶縁膜におけるカバレッジの良否によらずに、耐電圧を極めて効率的に向上させることも可能となる。 Therefore, even if the coverage of the gate insulating film is locally poor near the first portion, the withstand voltage here is significantly increased. For this reason, off-leakage current is reduced. In addition, “electric field concentration” due to the angularity of the semiconductor film in the peripheral region is significantly reduced at least in the first part. Therefore, even if the coverage of the gate insulating film is not bad, it is possible to effectively avoid a situation in which the withstand voltage is lowered due to electric field concentration. That is, the withstand voltage can be improved extremely efficiently regardless of whether the coverage in the gate insulating film is good or bad.
以上の結果、耐電圧性に優れており、オフリーク電流が低減された、薄膜トランジスタ等の薄膜半導体装置を実現できる。この際、非特許文献1の技術の如く半導体膜のテーパー形状の付近で不純物がV字状に半導体膜中に入り込んでしまう事態を、避けることができる。また、特許文献1の技術の如く半導体膜のテーパー形状の付近で耐電圧性が低下する事態を、避けることもできる。
As a result, a thin film semiconductor device such as a thin film transistor having excellent voltage resistance and reduced off-leakage current can be realized. At this time, it is possible to avoid a situation in which impurities enter the semiconductor film in a V shape near the tapered shape of the semiconductor film as in the technique of Non-Patent
尚、本発明において「周辺領域のうち少なくとも第1部分は、不純物の濃度が低い」とあるのは、周辺領域のうち最も耐電圧性に支障を来たしやすい第1部分について、不純物の濃度を低くすれば、本発明の効果が得られる趣旨からである。よって、周辺領域の全部を一括して、即ち、外縁部或いはパターンエッジ部に沿って不純物の濃度が低いように半導体膜を構成しても勿論同様の効果が得られる。周辺領域のうち第1部分を含んだ何れの部分について不純物の濃度を低くするかは、例えば製造上の容易さ等を考慮して決めればよい。 In the present invention, “at least the first portion of the peripheral region has a low impurity concentration” means that the impurity concentration of the first portion of the peripheral region that is most likely to interfere with the voltage resistance is low. This is because the effect of the present invention can be obtained. Therefore, the same effect can of course be obtained even if the semiconductor film is configured so that the concentration of impurities is low all over the peripheral region, that is, along the outer edge portion or the pattern edge portion. Which of the peripheral regions including the first portion should be determined in consideration of easiness in manufacturing or the like, for example, to reduce the impurity concentration.
本発明の薄膜半導体装置の一態様では、前記周辺領域は、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低い。 In one aspect of the thin film semiconductor device of the present invention, the impurity concentration of the peripheral region is lower than that of the central region.
この態様によれば、半導体膜の周辺領域は、第1部分のみならず、ゲート電極から離れた周辺領域の部分に沿って、好ましくはその全周に渡って、不純物の濃度が低い。よって、ゲート電極から離れた周辺領域において、半導体膜が角張っていることによる“電界集中”についても、当該角張っている部分における、不純物の濃度が低い部分の存在によって、顕著に低減される。 According to this aspect, the concentration of impurities in the peripheral region of the semiconductor film is low not only in the first portion, but also in the peripheral region away from the gate electrode, preferably over the entire periphery. Therefore, “electric field concentration” due to the angularity of the semiconductor film in the peripheral region away from the gate electrode is also significantly reduced due to the presence of the low impurity concentration in the angular part.
本発明の薄膜半導体装置の一態様では、当該薄膜半導体装置は、LDD(Lightly Doped Drain)型の薄膜トランジスタとして構成されており、前記第2部分は、LDD領域であり、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低い。 In one aspect of the thin film semiconductor device of the present invention, the thin film semiconductor device is configured as an LDD (Lightly Doped Drain) type thin film transistor, and the second portion is an LDD region, which is compared with the central region. The impurity concentration is low.
この態様によれば、LDD型の薄膜トランジスタにおいて、耐電圧性を向上させることができ、オフリーク電流を低減させることが可能となる。更に、第1部分及び第2部分は、LDD領域と同程度に低濃度にドープされた領域でも、本発明の効果は得られるので、LDD領域を形成するのと同一機会に第1及び第2部分の少なくとも一方を、より好ましくは両方を形成すれば、製造工程上有利である。 According to this aspect, in the LDD type thin film transistor, the voltage resistance can be improved, and the off-leak current can be reduced. Furthermore, even if the first portion and the second portion are doped at a concentration as low as that of the LDD region, the effects of the present invention can be obtained. Therefore, the first and second portions are formed on the same occasion as the formation of the LDD region. Forming at least one of the parts, more preferably both, is advantageous in the manufacturing process.
本発明の薄膜半導体装置の他の態様では、当該薄膜半導体装置は、前記ゲート電極として並列配置された二つのゲート電極を有するダブルゲート型の薄膜トランジスタとして構成されており、前記半導体膜のうち平面的に見て前記二つのゲート電極間を占めるゲート間領域における、前記周辺領域のうち少なくとも前記チャネル領域に隣接する第3部分は、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低い。 In another aspect of the thin film semiconductor device of the present invention, the thin film semiconductor device is configured as a double-gate thin film transistor having two gate electrodes arranged in parallel as the gate electrode, and is planar in the semiconductor film. In the inter-gate region occupying the space between the two gate electrodes, at least a third portion of the peripheral region adjacent to the channel region has a lower impurity concentration than the central region.
この態様によれば、半導体膜のゲート間領域において最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所については、第1部分と同様の要領で第3部分として、その不純物の濃度が低くされる。よって、ダブルゲート型の薄膜トランジスタにおいて、耐電圧性を向上させることができ、オフリーク電流を低減させることが可能となる。 According to this aspect, the concentration of the impurity is lowered as the third part in the same manner as the first part in the part where the withstand voltage is most likely to be disturbed in the inter-gate region of the semiconductor film. Thus, in a double-gate thin film transistor, withstand voltage can be improved and off-leakage current can be reduced.
この態様では、当該薄膜半導体装置は、前記ダブルゲート型であって且つ、LDD(Lightly Doped Drain)型の薄膜トランジスタとして構成されており、前記ゲート間領域において前記チャネル領域に隣接する第4部分は、LDD領域であり、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低いように構成してもよい。 In this aspect, the thin film semiconductor device is configured as a double gate type and LDD (Lightly Doped Drain) type thin film transistor, and a fourth portion adjacent to the channel region in the inter-gate region includes: The region may be an LDD region, and the impurity concentration may be lower than that of the central region.
このように構成すれば、LDD型且つダブルゲート型の薄膜トランジスタにおいて、耐電圧性を向上させることができ、オフリーク電流を低減させることが可能となる。更に、第1及び第2部分に加えて、第3及び第4部分は、LDD領域と同程度に低濃度にドープされた領域であっても、本発明の効果は得られる。よって、LDD領域を形成するのと同一機会に、第1から第4部分の少なくとも一つを、より好ましくはこれら全部を形成すれば、製造工程上有利である。 With this configuration, in the LDD-type and double-gate type thin film transistor, the voltage resistance can be improved, and the off-leak current can be reduced. Furthermore, in addition to the first and second portions, the effects of the present invention can be obtained even if the third and fourth portions are regions doped as low as the LDD region. Therefore, it is advantageous in the manufacturing process if at least one of the first to fourth portions, more preferably all of them are formed on the same occasion as forming the LDD region.
或いはこの態様では、当該薄膜半導体装置は、前記ダブルゲート型であって且つ、LDD(Lightly Doped Drain)型の薄膜トランジスタとして構成されており、前記ゲート間領域は全域に亘って、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低いように構成してもよい。 Alternatively, in this aspect, the thin film semiconductor device is configured as a double gate type and LDD (Lightly Doped Drain) type thin film transistor, and the inter-gate region covers the entire area compared to the central region. The impurity concentration may be low.
このように構成すれば、LDD型且つダブルゲート型の薄膜トランジスタにおいて、耐電圧性を向上させることができ、オフリーク電流を低減させることが可能となる。更に、第1及び第2部分に加えて、ゲート間領域は、LDD領域と同程度に低濃度にドープされた領域であっても、本発明の効果は得られる。よって、LDD領域を形成するのと同一機会に、第1及び第2部分並びにゲート間領域の少なくとも一つを、より好ましくはこれら全部を形成すれば、製造工程上有利である。 With this configuration, in the LDD-type and double-gate type thin film transistor, the voltage resistance can be improved, and the off-leak current can be reduced. Furthermore, in addition to the first and second portions, the effect of the present invention can be obtained even if the inter-gate region is a region doped as low as the LDD region. Therefore, if at least one of the first and second portions and the inter-gate region, more preferably all of them are formed on the same occasion as the formation of the LDD region, it is advantageous in the manufacturing process.
本発明の薄膜半導体装置の他の態様では、当該薄膜半導体装置は、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも一方の領域が延設されてなる一方の容量電極と、該一方の容量電極に誘電体膜を介して対向配置される他方の容量電極とを有する蓄積容量を更に備えており、前記周辺領域のうち、前記一方の容量電極の外周辺に位置する第5部分は、前記一方の容量電極における該第5部分を除く部分と比べて、前記不純物の濃度が低い。 In another aspect of the thin film semiconductor device of the present invention, the thin film semiconductor device includes a capacitor electrode formed by extending at least one of the source region and the drain region, and a dielectric on the capacitor electrode. And a storage capacitor having the other capacitor electrode arranged opposite to each other with a film interposed therebetween, and a fifth portion of the peripheral region located on the outer periphery of the one capacitor electrode is the one capacitor electrode. The concentration of the impurity is lower than the portion excluding the fifth portion in FIG.
この態様によれば、一方の容量電極を構成する半導体膜において最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所については、第5部分として、不純物の濃度が低くされている。従って、薄膜トランジスタのソース領域又はドレイン領域に一方の容量電極が接続されており、耐電圧性及びオフリーク電流特性に優れたコンデンサ或いは蓄積容量を構築することが可能となる。 According to this aspect, the concentration of the impurity is lowered as the fifth portion in the semiconductor film constituting one of the capacitor electrodes, where the possibility that the breakdown voltage is most likely to be disturbed is the fifth portion. Therefore, one capacitor electrode is connected to the source region or drain region of the thin film transistor, and it is possible to construct a capacitor or a storage capacitor having excellent voltage resistance and off-leakage current characteristics.
尚、他方の容量電極は、一方の容量電極よりも平面形状が一回り大きいように構成してもよい。このように構成すれば、一方の容量電極を構成する半導体膜において、他方の容量電極に向かって角張っているが故に、最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所については、第5部分として確実にその耐電圧性を向上させることができる。 The other capacitor electrode may be configured so that its planar shape is slightly larger than that of the one capacitor electrode. With this configuration, since the semiconductor film constituting one capacitor electrode is angular toward the other capacitor electrode, the portion most likely to interfere with the withstand voltage is the fifth part. The withstand voltage can be improved without fail.
この態様では、前記他方の容量電極は、前記ゲート電極と同一層から形成されており、前記誘電体膜は、前記ゲート絶縁膜と同一層から形成されてよい。 In this aspect, the other capacitor electrode may be formed from the same layer as the gate electrode, and the dielectric film may be formed from the same layer as the gate insulating film.
このように構成すれば、一方の容量電極を半導体膜におけるソース及びドレイン領域と同一機会に形成することが可能となり、他方の容量電極をゲート電極と同一機会に形成することが可能となり、誘電体膜をゲート絶縁膜と同一機会に形成することが可能となるので、製造工程上大変有利である。 With this configuration, one capacitor electrode can be formed at the same opportunity as the source and drain regions in the semiconductor film, and the other capacitor electrode can be formed at the same opportunity as the gate electrode. Since the film can be formed on the same occasion as the gate insulating film, it is very advantageous in the manufacturing process.
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明に係る薄膜半導体装置(但し、その各種態様を含む)及び該薄膜半導体装置により制御される表示素子を夫々含む複数の画素部と、該複数の画素部を駆動するために前記薄膜半導体装置に電気的に接続された配線とを備える。 In order to solve the above problems, an electro-optical device of the present invention includes a plurality of pixels each including the above-described thin film semiconductor device according to the present invention (including various aspects thereof) and a display element controlled by the thin film semiconductor device. And a wiring electrically connected to the thin film semiconductor device for driving the plurality of pixel portions.
本発明の電気光学装置によれば、耐電圧性に優れ且つオフリーク電流特性に優れた上述した本発明の薄膜半導体装置によって各画素部において、例えば、液晶素子、有機EL素子等の表示素子に対して、アクティブマトリクス制御、スイッチング制御、駆動制御、選択制御等の各種駆動を行えるので、高品位の画像表示を実現可能となる。 According to the electro-optical device of the present invention, each thin film semiconductor device of the present invention, which has excellent voltage resistance and excellent off-leakage current characteristics, in each pixel portion, for example, a display element such as a liquid crystal element or an organic EL element. Thus, various types of driving such as active matrix control, switching control, drive control, and selection control can be performed, so that high-quality image display can be realized.
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を具備する。 In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention (including various aspects thereof).
本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品位の画像を表示可能な、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなど、更には電気光学装置を露光用ヘッドとして用いたプリンタ、コピー、ファクシミリ等の画像形成装置など、各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子放出装置(Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display)等を実現することも可能である。 Since the electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention, a video of a television, a mobile phone, an electronic notebook, a word processor, a viewfinder type or a monitor direct view type capable of displaying a high-quality image. Various electronic devices such as a tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, a touch panel, and an image forming apparatus such as a printer, a copy, and a facsimile using an electro-optical device as an exposure head can be realized. In addition, as an electronic apparatus according to the present invention, for example, an electron emission device (Field Emission Display and Conduction Electron-Emitter Display) can be realized.
本発明の薄膜半導体装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板上に島状の平面パターンを有する半導体膜を形成する工程と、該半導体膜上にゲート絶縁膜を形成する工程と、該ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、該ゲート電極を介して、低濃度で不純物ドープを行う工程と、該不純物ドープを行う工程と相前後して、LDD(Lightly Doped Drain)領域となる領域と前記島状の平面パターンの周辺領域のうち少なくとも前記チャネル領域に隣接する第1部分との両者を同時にマスクしつつ、高濃度で不純物ドープを行う工程とを備える。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a thin film semiconductor device of the present invention includes a step of forming a semiconductor film having an island-like planar pattern on a substrate, a step of forming a gate insulating film on the semiconductor film, An LDD (Lightly Doped Drain) region before and after the step of forming a gate electrode on the gate insulating film, the step of doping impurities at a low concentration via the gate electrode, and the step of doping impurities And a step of performing impurity doping at a high concentration while simultaneously masking both the region to be and the peripheral region of the island-like planar pattern at least the first portion adjacent to the channel region.
本発明の薄膜半導体装置の製造方法によれば、先ず、例えば半導体基板、石英基板、ガラス基板等の基板が用意される。その後この基板上に、島状の平面パターンを有する半導体膜が、例えばポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜等から形成される。その後この半導体膜上にゲート絶縁膜が、例えば酸化シリコン膜、熱酸化膜、窒化シリコン膜等から形成される。その後このゲート絶縁膜上にゲート電極が、例えば導電性ポリシリコン膜、導電性金属膜等から形成される。その後このゲート電極を介して、構築すべき薄膜トランジスタがN型であるかP型であるかに応じた所定種類の不純物が、低濃度でドープされる。即ち、セルフアラインによりゲート電極に対向する領域に、チャネル領域を形成する。この低濃度の不純物ドープの前又は後にて、例えばLDD領域となる領域と第1部分とをマスクするための、単一マスクが形成される。そして、LDD領域となる領域と第1部分との両者が、同時にマスクされた状態で、所定種類の不純物が、高濃度でドープされる。これにより、ソース領域及びドレイン領域が形成される。 According to the method for manufacturing a thin film semiconductor device of the present invention, first, for example, a substrate such as a semiconductor substrate, a quartz substrate, or a glass substrate is prepared. Thereafter, a semiconductor film having an island-like planar pattern is formed on the substrate from, for example, a polysilicon film or an amorphous silicon film. Thereafter, a gate insulating film is formed on the semiconductor film from, for example, a silicon oxide film, a thermal oxide film, a silicon nitride film, or the like. Thereafter, a gate electrode is formed on the gate insulating film from, for example, a conductive polysilicon film or a conductive metal film. Thereafter, a predetermined type of impurity depending on whether the thin film transistor to be constructed is N-type or P-type is doped at a low concentration through this gate electrode. That is, a channel region is formed in a region facing the gate electrode by self-alignment. Before or after the low-concentration impurity doping, a single mask is formed to mask, for example, a region to be an LDD region and the first portion. Then, a predetermined type of impurity is doped at a high concentration in a state where both the region to be the LDD region and the first portion are simultaneously masked. Thereby, a source region and a drain region are formed.
従って、本発明に特有の効果をもたらす第1部分の形成と、LDD型の薄膜トランジスタを製造するためのLDD領域の形成とは、共通のマスクを用いて行うことが出来る。即ち、通常のLDD型の薄膜トランジスタを製造する場合と比較すると、製造工程を増加させないで済むので、実践上大変便利であれる。 Accordingly, the formation of the first portion that brings about an effect peculiar to the present invention and the formation of the LDD region for manufacturing the LDD type thin film transistor can be performed using a common mask. That is, as compared with the case of manufacturing a normal LDD type thin film transistor, it is not necessary to increase the manufacturing process, which is very convenient in practice.
本発明の薄膜電子装置は上記課題を解決するために、不純物がドープされた不純物領域を含むと共に島状の平面パターンを有する半導体膜から形成された第1膜と、前記不純物領域の上又は下に絶縁膜を介して対向配置された所定の平面パターンを有する導電性の第2膜とを備えており、前記第1膜における前記島状の平面パターンの周辺領域のうち、少なくとも前記第2膜に対向配置された周辺対向部分は、前記第1膜における該周辺対向部分以外の部分と比べて前記不純物の濃度が低い。 In order to solve the above problems, a thin film electronic device of the present invention includes a first film formed of a semiconductor film including an impurity region doped with an impurity and having an island-like planar pattern, and above or below the impurity region. A conductive second film having a predetermined plane pattern disposed opposite to each other with an insulating film interposed therebetween, and at least the second film in a peripheral region of the island-shaped plane pattern in the first film The peripheral facing portion disposed opposite to the first portion has a lower impurity concentration than portions other than the peripheral facing portion in the first film.
本発明の薄膜電子装置によれば、第1膜は、例えばポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜等からなり、長方形など島状の平面パターンを有する。第2膜は、例えば導電性ポリシリコン膜、導電性金属膜等からなり、このような第1膜に、絶縁膜を介して対向配置されている。絶縁膜は、例えば、酸化シリコン膜、熱酸化膜、窒化シリコン膜等からなる。ここで特に、第1膜には、島状の平面パターンの周辺領域、即ち第1膜の外縁に沿った“外縁部”或いは“パターンエッジ部”が存在する。このような島状の平面パターンの周辺領域では、絶縁膜のカバレッジが大なり小なり悪い。取り分け、この周辺領域のうち、第1膜、絶縁膜及び第2膜からなる三層構造において耐電圧性に支障を来たし易いのは、平面的に見て該周辺領域と第2膜とが対向する部分である。即ち、この個所では、第1膜の段差に起因して絶縁膜の膜質が基本的に悪い上に、第1膜のエッジ部が第2膜に向かって絶縁膜側に角張っているので、電界集中も起こりやすい。 According to the thin film electronic device of the present invention, the first film is made of, for example, a polysilicon film, an amorphous silicon film, or the like, and has an island-like planar pattern such as a rectangle. The second film is made of, for example, a conductive polysilicon film, a conductive metal film, or the like, and is disposed opposite to the first film via an insulating film. The insulating film is made of, for example, a silicon oxide film, a thermal oxide film, a silicon nitride film, or the like. Here, in particular, the first film has a peripheral region of an island-like planar pattern, that is, an “outer edge portion” or “pattern edge portion” along the outer edge of the first film. In the peripheral region of such an island-like planar pattern, the coverage of the insulating film is large or small and is bad. In particular, among these peripheral regions, the three-layer structure composed of the first film, the insulating film, and the second film is likely to interfere with the voltage resistance. It is a part to do. That is, at this point, the film quality of the insulating film is basically poor due to the step of the first film, and the edge portion of the first film is angular toward the insulating film side toward the second film. Concentration is also likely to occur.
しかるに本発明では、第1膜における周辺対向部分は、第1膜の他の部位と比べて不純物の濃度が低い。このように、周辺領域において最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所については、周辺対向部分として、不純物の濃度が低くされている。即ち、周辺対向部分においては、半導体膜は、導電膜或いは半導体膜というよりは、絶縁膜に近い膜として機能する。言い換えれば、最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所について、絶縁膜による絶縁機能を、不純物が低濃度であり、即ち高抵抗の周辺対向部分において補っていると言える。 However, in the present invention, the concentration of impurities in the peripherally facing portion of the first film is lower than in other parts of the first film. As described above, the concentration of the impurity is lowered as a peripherally facing portion in a portion where the breakdown voltage is most likely to be disturbed in the peripheral region. That is, in the peripheral facing portion, the semiconductor film functions as a film close to an insulating film rather than a conductive film or a semiconductor film. In other words, it can be said that the insulating function by the insulating film is supplemented in the peripherally facing portion having a low impurity concentration, that is, a high resistance, at a place where the withstand voltage is most likely to be disturbed.
よって、仮に絶縁膜のカバレッジが、この周辺対向部分付近で局所的に悪くても、ここでの耐電圧が顕著に上昇する。加えて、周辺対向部分における第1膜が角張っていることによる“電界集中”についても、顕著に低減される。よって、絶縁膜のカバレッジが仮に悪くなかったとしても、電界集中によって耐電圧性が低下する事態を効果的に回避することも可能となる。即ち、絶縁膜におけるカバレッジの良否によらずに、耐電圧を極めて効率的に向上させることも可能となる。 Therefore, even if the coverage of the insulating film is locally poor in the vicinity of the peripheral facing portion, the withstand voltage here is significantly increased. In addition, “electric field concentration” due to the angularity of the first film in the peripheral facing portion is also significantly reduced. Therefore, even if the coverage of the insulating film is not bad, it is possible to effectively avoid a situation where the withstand voltage is lowered due to electric field concentration. That is, the withstand voltage can be improved extremely efficiently regardless of whether the coverage in the insulating film is good or bad.
以上の結果、耐電圧性に優れており、例えば電極や配線上を絶縁膜を介して他の配線や電極が通過する基本構造を有する、例えばコンデンサ或いは蓄積容量等の各種の薄膜電子装置を実現できる。 As a result of the above, various thin film electronic devices such as capacitors and storage capacitors that have excellent voltage resistance and have a basic structure that allows other wires and electrodes to pass through the insulating film on the electrodes and wires, for example, are realized. it can.
本発明の薄膜電子装置の一の態様では、前記第1膜は、前記不純物領域において一方の容量電極を有し、前記第2膜は、前記一方の容量電極に、前記絶縁膜を誘電体膜として対向配置された他方の容量電極を有する。 In one aspect of the thin film electronic device of the present invention, the first film has one capacitor electrode in the impurity region, the second film has the one capacitor electrode, and the insulating film is a dielectric film. As the other capacitor electrode arranged opposite to each other.
この態様によれば、耐電圧性に優れた、コンデンサ或いは蓄積容量を実現できる。 According to this aspect, it is possible to realize a capacitor or a storage capacity that is excellent in voltage resistance.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。 Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
以下本発明の各種実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(薄膜半導体装置の第1実施形態)
本発明の薄膜半導体装置の第1実施形態について図1から図5を参照して説明する。本実施形態は、セルフアライン型であり且つトップゲート型のTFTに本発明を適用したものである。
(First Embodiment of Thin Film Semiconductor Device)
A first embodiment of a thin film semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the present invention is applied to a self-aligned and top-gate TFT.
先ず本発明の薄膜半導体装置としてのTFTの構成について図1から図3を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るTFTの平面図であり、図2は、そのB−B’断面図であり、図3は、そのC−C’断面図である。 First, the structure of a TFT as a thin film semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a TFT according to the present embodiment, FIG. 2 is a B-B ′ cross-sectional view thereof, and FIG. 3 is a C-C ′ cross-sectional view thereof.
図1から図3において、TFTは、素子基板10上に、チャネル領域401Cと不純物がドープされたソース領域401S及びドレイン領域401Dとを含むと共に島状の平面パターンを有する半導体膜401と、チャネル領域401Cにゲート絶縁膜402を介して対向配置されたゲート電極403とを備える。素子基板10は、ガラス基板、、石英基板、半導体基板、樹脂基板等からなる。半導体膜401は、低温ポリシリコン膜、高温ポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜、単結晶膜等からなる。ソース領域401S及びドレイン領域401Dは、TFTがNチャネル型であるか又はPチャネル型であるかに応じてP(リン)、B(ボロン)等の所定種類の不純物が高濃度にドープされることで、導電性を有するように構成されている。更に、ソース領域401S及びドレイン領域401Dには、不図示のソース電極及びドレイン電極、若しくは配線が夫々接続されている。ゲート絶縁膜402は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、熱酸化膜等の単一層構造又は多層膜構造を有する絶縁膜から構成されている。ゲート電極403は、導電性のポリシリコン膜、導電性の金属膜等から構成されている。
1 to 3, the TFT includes a
本実施形態では特に、ソース領域401S及びドレイン領域401D夫々における島状の平面パターンの周辺領域412は、そのうちチャネル領域401Cに隣接する第1部分412eを含めて、中央領域411と比べて不純物の濃度が低い。中央領域411は、ソース領域401S及びドレイン領域401Dにおいて夫々、ソース及びドレインとして機能する程度の導電性を有するように構成されている。尚、中央領域411は、ソース領域401S及びドレイン領域401Dの夫々における周辺領域412を除くと共に、チャネル領域401Cに沿って(図1中、縦方向に延びるように)チャネル領域401Cに隣接する第2部分を除く領域である。尚、本実施形態では、係る第2部分は、中央領域411と同じく不純物濃度が高濃度とされており、中央領域411の一部分として考えてよい。
In the present embodiment, in particular, the
次に図4及び図5を参照して、以上のように構成された本実施形態の作用について説明する。ここに図4(a)は、一の比較例における図3の半導体膜401の周辺領域412(第1部分412e)に対応する部分付近の部分拡大断面図であり、図4(b)は、本実施形態の一具体例における図3の半導体膜401の周辺領域412(第1部分412e)付近の部分拡大断面図である。図5(a)は、他の比較例における図3の半導体膜401の周辺領域412(第1部分412e)に対応する部分付近の部分拡大断面図であり、図5(b)は、本実施形態の他の具体例における図3の半導体膜401の周辺領域412(第1部分412e)付近の部分拡大断面図である。
Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the effect | action of this embodiment comprised as mentioned above is demonstrated. 4A is a partial enlarged cross-sectional view of the vicinity of a portion corresponding to the peripheral region 412 (
図4(a)において、一の比較例は、図1から図3に示した本実施形態の構成と同様に、素子基板10上に、半導体層401’、ゲート絶縁膜402’及びゲート電極403を有するが、半導体膜401’において、不純物濃度が低くされた周辺領域412或いは第1部分412eが設けられていない。即ち、ソース領域及びドレイン領域における、半導体膜401’の周辺領域は、中央領域と同じように高濃度にドープされている。従って、一の比較例においては、半導体膜401’の外縁に沿った周辺領域、即ち“外縁部”或いは“パターンエッジ部”では、ゲート絶縁膜402’のカバレッジが悪い(図4(a)中、部分501a参照)。この部分501aでは、半導体膜401’の段差に起因してゲート絶縁膜402’の膜質が基本的に悪い上に、ゲート電極403と半導体膜401’との距離が近接しており、耐電圧性に支障を来たし易い。しかも、半導体膜401’のエッジ部が、ゲート電極403に向かってゲート絶縁膜402’側に角張っているので、電界集中も起こり易い。
4A, in one comparative example, a
図4(b)に示すように、本実施形態の一具体例においても、同様に、周辺領域412では、ゲート絶縁膜402のカバレッジが悪い(図4(b)中、部分501b参照)。半導体膜401の周辺領域412のうち、耐電圧性に支障を来たし易いのは、この部分501b内にあるゲート絶縁膜402を介して相互に近接する半導体膜401の部分たる第1部分412e及びゲート電極403の部分である。しかるに、本実施形態では、第1部分412eは、周辺領域412の一部分として、半導体膜401の他の部位と比べて不純物の濃度が低い。好ましくは、第1部分412eを含めて周辺領域412は、チャネル領域401Cと同じく不純物が殆どドープされていない。従って、半導体膜401は、第1部分412eを含む周辺領域412においては、絶縁膜として機能する。即ち、最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所について(図4(b)中、部分501b参照)、ゲート絶縁膜402による絶縁機能を、高抵抗の第1部412eにおいて補っている。
As shown in FIG. 4B, also in one specific example of this embodiment, similarly, in the
このように本実施形態によれば、一の比較例の場合と同じくゲート絶縁膜402のカバレッジが、この第1部分412e付近で局所的に悪くても、一の比較例の場合とは異なり、ここでの耐電圧が顕著に上昇する。このため、オフリーク電流が低減する。
Thus, according to the present embodiment, unlike the case of one comparative example, even if the coverage of the
図5(a)において、他の比較例は、図1から図3に示した本実施形態の構成と同様に、素子基板10上に、半導体層401”、ゲート絶縁膜402”及びゲート電極403を有するが、半導体膜401”において、不純物濃度が低くされた周辺領域412或いは第1部分412eが設けられていない。但し、他の比較例においては、図4(a)に示した一の比較例の場合と異なり、半導体膜401”’の外縁に沿った周辺領域では、ゲート絶縁膜402”のカバレッジが悪くない。即ち、ゲート絶縁膜402”は、膜厚及び形状において、何らの欠陥はない。しかし、この場合にも、半導体膜401”のゲート絶縁膜402”の側に角張った個所502aでは、電界集中によって耐電圧性が低下する。このため、矢印503aの如き絶縁破壊が、半導体膜401”の他の個所と比べて生じやすい。
In FIG. 5A, another comparative example is similar to the configuration of the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3 on the
図5(b)に示すように、本実施形態の他の具体例においても同様に、半導体膜401のゲート絶縁膜402の側に角張った個所502bでは、電界集中は相対的には生じやすい。しかるに、第1部分412eは、周辺領域412の一部分として、半導体膜401の他の部位と比べて不純物の濃度が低く、半導体膜401は、第1部分412eを含む周辺領域412においては、絶縁膜として機能する。よって、電界集中による矢印503bの如き絶縁破壊は、ゲート絶縁膜402及び第1部分412eによって、図5(a)の場合と比較して、格段に起こり難くなっている。
As shown in FIG. 5B, similarly in other specific examples of this embodiment, electric field concentration is relatively likely to occur at a
このように本実施形態によれば、他の比較例の場合と同じくゲート絶縁膜402のカバレッジが、この第1部分412e付近で良かったとしても、他の比較例の場合とは異なり、ここでの耐電圧が顕著に上昇する。このため、オフリーク電流が低減する。
As described above, according to the present embodiment, even if the coverage of the
尚、本実施形態では、周辺領域412のうち第1部分412e以外の部分についても、不純物濃度が低く高抵抗とされているので、ゲート電極403から離れた周辺領域412において半導体膜401が角張っていることによる“電界集中”についても(図5参照)、当該角張っている部分における、高抵抗の周辺領域412の存在によって、顕著に低減される。
In this embodiment, since the impurity concentration of the
以上の結果、本実施形態によれば、耐電圧性に優れており、オフリーク電流が低減された、TFTを実現できる。 As a result, according to the present embodiment, it is possible to realize a TFT having excellent voltage resistance and reduced off-leakage current.
(薄膜半導体装置の第1実施形態の製造方法)
次に以上のように構成される第1実施形態に係るTFTの製造方法について、図6及び図7を参照して説明する。ここに図6は、第1実施形態に係るTFTの製造方法を、図2に対応する個所における断面図として順を追って示す工程図であり、図7(a)は、図6の工程(3)の状態における基板上の積層構造を示す斜視図であり、図7(b)は、図6の工程(6)の状態における基板上の積層構造を示す斜視図である。
(Method for Manufacturing First Embodiment of Thin Film Semiconductor Device)
Next, a manufacturing method of the TFT according to the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a process chart illustrating the manufacturing method of the TFT according to the first embodiment in order as a cross-sectional view at a location corresponding to FIG. 2, and FIG. 7A is a process chart of FIG. ) Is a perspective view showing the laminated structure on the substrate in the state of FIG. 7, and FIG. 7B is a perspective view showing the laminated structure on the substrate in the state of step (6) in FIG.
図6において、先ず工程(1)では、素子基板10上に、CVD(Chemical Vapor Deposition)、エピタキシャル成長、貼り合わせ等によって、半導体膜を形成後、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いたパターニングにより、所定の平面パターンを有する半導体膜401(図1参照)を形成する。
In FIG. 6, first, in step (1), after a semiconductor film is formed on the
その後、工程(2)では、熱酸化、CVD等によって、ゲート絶縁膜402を素子基板10上の一面に形成する。但し、半導体膜401を覆う個所以外の個所については、ゲート絶縁膜402除去することも可能である。
Thereafter, in step (2), the
その後、工程(3)では、CVD、PVD、スパッタリング等により、ゲート電極403となる膜を素子基板10上の一面に形成後、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いたパターニングにより、所定の平面パターンを有するゲート電極403(図1参照)を形成する。この結果、図7(a)の如き、不純物ドープ前の積層構造が素子基板10上に得られる。
Thereafter, in step (3), after forming a film to be the
その後、工程(4)では、ポジ又はネガタイプの感光レジスト601aを、素子基板10上の全面に形成し、工程(5)では、マスクを用いた露光、現像、焼成等によって、図7(b)に例示する如きパターンを有するレジスト601bを形成する。このパターンは、第1部分412eを含めて周辺領域412を覆うように形成されている。尚、ゲート電極403上にも、レジスト601bを形成しても構わない。
Thereafter, in step (4), a positive or negative photosensitive resist 601a is formed on the entire surface of the
その後、工程(6)では、図7(b)にも示すように、レジスト601bをマスクとして、高濃度の不純物611のドープを行なう。これにより、中央領域411の低抵抗化を図ることで、導電性を夫々有するソース領域401S及びドレイン領域401Dを形成する。この際、レジスト601bにより覆われた周辺領域412及びゲート電極403に覆われたチャネル領域401Cでは、不純物611のドープが殆ど行なわれない。即ち、周辺領域412及びチャネル領域401Cについては、工程(1)で形成されたときと殆ど同様である極めて高抵抗の半導体膜として残る。その後、レジスト601bが除去され、洗浄等の後工程が行なわれる。
Thereafter, in the step (6), as shown in FIG. 7B, the high-
以上の結果、第1実施形態に係るTFTが、比較的効率良く且つ容易に製造される。 As a result, the TFT according to the first embodiment is manufactured relatively efficiently and easily.
(薄膜半導体装置の第2実施形態)
本発明の薄膜半導体装置の第2実施形態について図8を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態の場合と同様に、セルフアライン型であり且つトップゲート型のTFTに本発明を適用したものである。但し、第2実施形態は、第1実施形態とは異なり、ダブルゲート型のTFTとして構築されている。図8は、本実施形態に係るTFTの平面図である。尚、図8において、図1から図7を参照して説明した第1実施形態と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。
(Second Embodiment of Thin Film Semiconductor Device)
A second embodiment of the thin film semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the present invention is applied to a self-aligned and top-gate TFT. However, unlike the first embodiment, the second embodiment is constructed as a double-gate TFT. FIG. 8 is a plan view of the TFT according to this embodiment. In FIG. 8, the same components as those in the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
図8において、TFTは、素子基板10上に、ゲート電極として並列配置された二つのゲート電極403a及び403bを有する。半導体膜401のうち平面的に見て、二つのゲート電極403a及び403bの間を占めるゲート間領域における、第3部分413eを含めての周辺領域412は、中央領域411と比べて不純物の濃度が低い。その他の構成については、第1実施形態の場合と同様である。
In FIG. 8, the TFT has two
従って、第2実施形態によれば、半導体膜401のゲート間領域において最も耐電圧に支障を来たす可能性の高い個所である第3部分413eについても、不純物濃度が低くされ、高抵抗とされている。よって、ダブルゲート型のTFTにおいて、耐電圧性を向上させることができ、オフリーク電流を低減させることが可能となる。
Therefore, according to the second embodiment, the impurity concentration of the
(薄膜半導体装置の第3実施形態)
本発明の薄膜半導体装置の第3実施形態について図9を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態の場合と同様に、トップゲート型のTFTに本発明を適用したものである。但し、第2実施形態は、第1実施形態とは異なり、LDD型のTFTとして構築されている。図9は、本実施形態に係るTFTの平面図である。尚、図9において、図1から図7を参照して説明した第1実施形態と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。
(Third Embodiment of Thin Film Semiconductor Device)
A third embodiment of the thin film semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the present invention is applied to a top gate type TFT. However, unlike the first embodiment, the second embodiment is constructed as an LDD type TFT. FIG. 9 is a plan view of the TFT according to this embodiment. In FIG. 9, the same components as those in the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
図9において、TFTは、半導体膜401のうちゲート電極403の直下に位置するチャネル領域に沿って且つチャネル領域に隣接して、LDD領域451及び452を有する。LDD領域451及び452は、本発明に係る「第2部分」の一例に相当しており、即ちチャネル領域401Cに沿って且つチャネル領域401Cに隣接する領域であり、中央領域411と比べて不純物の濃度が低い。その他の構成については、第1実施形態の場合と同様である。
In FIG. 9, the TFT includes
従って、第3実施形態によれば、LDD型のTFTにおいて、耐電圧性を向上させることができ、オフリーク電流を低減させることが可能となる。 Therefore, according to the third embodiment, the withstand voltage can be improved and the off-leak current can be reduced in the LDD type TFT.
(薄膜半導体装置の第3実施形態の製造方法)
次に以上のように構成される第3実施形態に係るTFTの製造方法について、図10を参照して説明する。ここに図10は、第3実施形態に係るTFTの製造方法を、図2に対応する個所における断面図として順を追って示す工程図であり、図11は、図10の工程(6)の状態における基板上の積層構造を示す斜視図である。尚、図10及び図11において、図1から図7を参照して説明した第1実施形態と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。
(Method for Manufacturing Third Embodiment of Thin Film Semiconductor Device)
Next, a manufacturing method of the TFT according to the third embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a process chart sequentially illustrating the TFT manufacturing method according to the third embodiment as a cross-sectional view corresponding to FIG. 2, and FIG. 11 is a state of process (6) in FIG. It is a perspective view which shows the laminated structure on the board | substrate in. In FIGS. 10 and 11, the same components as those in the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
図10において、工程(1)から工程(3)までが、図6に示した第1実施形態に係る製造方法の場合と同様に行なわれる。 In FIG. 10, steps (1) to (3) are performed in the same manner as in the manufacturing method according to the first embodiment shown in FIG.
図10の工程(3)で、図7(a)の如き不純物ドープ前の積層構造が素子基板10上に得られると、続いて、LDD領域451及び452を形成するための、低濃度の不純物612のドープが行なわれる。この結果、半導体膜401では、チャネル領域401C以外の領域401Pは、不純物612が低濃度でドープされた領域となる。
When the layered structure before impurity doping as shown in FIG. 7A is obtained on the
その後、工程(4)が、図6に示した第1実施形態に係る製造方法の場合と同様に行なわれる。 Thereafter, step (4) is performed in the same manner as in the manufacturing method according to the first embodiment shown in FIG.
その後、工程(5)では、マスクを用いた露光、現像、焼成等によって、図11に例示する如きパターンを有するレジスト601bbを形成する。このパターンは、周辺領域412、並びにLDD領域451及び452を覆うように形成されている。尚、ゲート電極403上にも、レジスト601bbが形成されている。
Thereafter, in step (5), a resist 601bb having a pattern as illustrated in FIG. 11 is formed by exposure using a mask, development, baking, and the like. This pattern is formed so as to cover the
その後、工程(6)では、図11にも示すように、レジスト601bbをマスクとして、高濃度の不純物611のドープを行なう。これにより、中央領域411の低抵抗化を図ることで、導電性を夫々有するソース領域401S及びドレイン領域401Dを形成する。この際、レジスト601bbにより覆われた周辺領域412、並びにLDD領域451及び452、更にゲート電極403に覆われたチャネル領域401Cでは、不純物611のドープが殆ど行なわれない。即ち、チャネル領域401Cについては、工程(1)で形成されたときと殆ど同様である極めて高抵抗の半導体膜として残る。他方、周辺領域412、並びにLDD領域451及び452については、工程(3)で、低濃度ドープが行なわれたときと殆ど同様である高抵抗の半導体膜として残る。その後、レジスト601bが除去され、洗浄等の後工程が行なわれる。
Thereafter, in step (6), as shown in FIG. 11, doping with a high-
以上の結果、第3実施形態に係るTFTが、比較的効率良く且つ容易に製造される。特に、周辺領域412の形成と、LDD領域451及び452の形成とは、共通のマスクたるレジスト601bb及びゲート電極403を用いて行うことが出来る。即ち、通常のLDD型の薄膜トランジスタを製造する場合と比較すると、製造工程を増加させないで済むので、実践上大変便利であれる。この際、第1部分412eを含む周辺領域412は、LDD領域451及び452と同程度に低濃度にドープされた領域でも、絶縁膜に近い電気的な性質を奏し、上述した本発明の効果(図4及び図5参照)は、十分に得られる。
As a result, the TFT according to the third embodiment is manufactured relatively efficiently and easily. In particular, the formation of the
(薄膜半導体装置の第4実施形態)
本発明の薄膜半導体装置の第4実施形態について図12を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態の場合と同様に、トップゲート型のTFTに本発明を適用したものである。但し、第2実施形態は、第1実施形態とは異なり、LDD型且つダブルゲート型のTFTとして構築されている。図12は、本実施形態に係るTFTの平面図である。尚、図12において、図1から図7を参照して説明した第1実施形態又は図8を参照して説明した第2実施形態と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。
(Fourth Embodiment of Thin Film Semiconductor Device)
A fourth embodiment of the thin film semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the present invention is applied to a top gate type TFT. However, unlike the first embodiment, the second embodiment is constructed as an LDD type and double gate type TFT. FIG. 12 is a plan view of the TFT according to this embodiment. In FIG. 12, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 7 or the second embodiment described with reference to FIG. Those descriptions will be omitted as appropriate.
図12において、TFTは、素子基板10上に、ゲート電極として並列配置された二つのゲート電極403a及び403bを有する。半導体膜401のうち平面的に見て、二つのゲート電極403a及び403bの間を占めるゲート間領域412Cは、その全域が、中央領域411と比べて不純物の濃度が低いLDD領域として構成されている。その他の構成については、第1実施形態の場合と同様である。
In FIG. 12, the TFT has two
従って、第4実施形態によれば、LDD型且つダブルゲート型のTFTにおいて、耐電圧性を向上させることができ、オフリーク電流を低減させることが可能となる。 Therefore, according to the fourth embodiment, the withstand voltage can be improved and the off-leak current can be reduced in the LDD type and double gate type TFT.
(薄膜半導体装置の第5実施形態)
本発明の薄膜半導体装置の第5実施形態について図13を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態の場合と同様に、トップゲート型のTFTに本発明を適用したものである。但し、第5実施形態は、第1実施形態とは異なり、LDD型且つダブルゲート型のTFTとして構築されている。図13は、本実施形態に係るTFTの平面図である。尚、図13において、図1から図7を参照して説明した第1実施形態又は図8を参照して説明した第2実施形態と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。
(Fifth Embodiment of Thin Film Semiconductor Device)
A fifth embodiment of the thin film semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the present invention is applied to a top gate type TFT. However, unlike the first embodiment, the fifth embodiment is constructed as an LDD type and double gate type TFT. FIG. 13 is a plan view of the TFT according to this embodiment. In FIG. 13, the same components as those in the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 7 or the second embodiment described with reference to FIG. Those descriptions will be omitted as appropriate.
図13において、TFTは、素子基板10上に、ゲート電極として並列配置された二つのゲート電極403a及び403bを有する。半導体膜401のうち平面的に見て、二つのゲート電極403a及び403bの間を占めるゲート間領域の中央部分411Cを除く、チャネル領域に沿って且つチャネル領域に隣接するLDD領域412Lが、不純物濃度の低い高抵抗の領域とされている。即ち、ゲート間領域にあるLDD領域412Lが、本発明に係る「第4部分」の一例として構成されている。他方、ゲート間領域の中央部分411Cは、中央領域411と同じく、高濃度にドープされて低抵抗の領域とされている。その他の構成については、第1実施形態の場合と同様である。
In FIG. 13, the TFT has two
従って、第4実施形態によれば、LDD型且つダブルゲート型のTFTにおいて、耐電圧性を向上させることができ、オフリーク電流を低減させることが可能となる。 Therefore, according to the fourth embodiment, the withstand voltage can be improved and the off-leak current can be reduced in the LDD type and double gate type TFT.
(薄膜電子装置の実施形態)
本発明の薄膜電子装置の実施形態について図14及び図15を参照して説明する。本実施形態は、上述した薄膜半導体装置に係る実施形態におけるドレイン領域から延設された半導体膜部分から一方の容量電極が構成されている、蓄積容量(コンデンサ)に本発明を適用したものである。図14は、本実施形態に係る蓄積容量の平面図であり、図15は、そのD−D’断面図である。
(Embodiment of thin film electronic device)
An embodiment of the thin film electronic device of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to a storage capacitor (capacitor) in which one capacitor electrode is formed from a semiconductor film portion extending from the drain region in the embodiment of the thin film semiconductor device described above. . FIG. 14 is a plan view of the storage capacitor according to the present embodiment, and FIG. 15 is a DD ′ cross-sectional view thereof.
図14及び図15において、蓄積容量70は、素子基板10上に、TFT30のドレイン領域1eから延設された第1容量電極701と、TFT30のゲート絶縁膜と同一の絶縁膜2からなる誘電体膜と、この誘電体膜を介して、第1容量電極701と対向配置されており且つTFT30のゲート電極3aと同一膜からなる第2容量電極3bとを備える。第2容量電極3bは、容量線300と一体的に形成されており、容量線300を介して所定電位の電源に電気的に接続されている。尚、TFT30は、ソース領域1b及びドレイン領域1e間に、二つのゲート3aを有するダブルゲート型且つトップゲート型のTFTとして構築されており、その具体的な構成は、例えば上述した第2実施形態(図8参照)、第4実施形態(図12参照)又は第5実施形態(図13参照)の如きである。本実施形態では、第1容量電極701が、本発明に係る「第1膜」の一例であり、第2容量電極3bが、本発明に係る「第2膜」の一例である。
14 and 15, the
本実施形態では特に、第1容量電極701の周辺対向部分701eは、第1容量電極701の中央部分701Cと比べて、不純物の濃度が低い。尚、本実施形態において、周辺対向部分701cは、本発明に係る「周辺対向部分」の一例であると共に、本発明に係る「第5部分」の一例でもある。従って、本実施形態によれば、カバレッジが悪く、耐電圧性に支障を来たし易く且つ電界集中が発生しやすい、周辺対向部分701eの付近では、前述した実施形態に係る周辺領域412の場合と同様に、絶縁膜2における絶縁機能を補うように作用する。
Particularly in the present embodiment, the peripheral facing
このように本実施形態によれば、絶縁膜2のカバレッジが、周辺対向部分701e付近で局所的に悪くても、ここでの耐電圧が顕著に上昇する。或いは、絶縁膜2のカバレッジが、周辺対向領域402付近で良かったとしても、ここでの耐電圧が顕著に上昇する。
As described above, according to the present embodiment, even if the coverage of the insulating
以上の結果、本実施形態によれば、耐電圧性に優れた蓄積容量(コンデンサ)70を実現できる。 As a result, according to the present embodiment, the storage capacitor (capacitor) 70 having excellent voltage resistance can be realized.
加えて、本実施形態では、第1容量電極701の中央部分701Cを半導体膜におけるソース領域1b及びドレイン領域1eと同一機会に形成することが可能となり、第2容量電極3bをゲート電極3aと同一機会に形成することが可能となり、誘電体膜をゲート絶縁膜と同一機会に形成することが可能となるので、TFT30と、そのドレイン1eに接続された蓄積容量70とを同一の素子基板10上に作り込む上で、製造工程上大変有利である。更に、TFT30を第4実施形態(図12参照)又は第5実施形態(図13参照)の如きLDD型のTFTとし、そのLDD領域を形成するのと同一機会に、周辺対向部分701eを形成すれば、製造工程上一層有利である。
In addition, in this embodiment, the central portion 701C of the
(電気光学装置の実施形態)
本発明の電気光学装置の実施形態について図16から図18を参照して説明する。本実施形態は、前述した薄膜半導体装置に係る実施形態と前述した蓄積容量に係る実施形態とを各画素部に含んでなるアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置に、本発明を適用したものである。
(Embodiment of electro-optical device)
An electro-optical device according to an embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to an active matrix driving type liquid crystal device that includes the above-described embodiment of the thin film semiconductor device and the above-described embodiment of the storage capacitor in each pixel portion.
先ず本実施形態における画素部の電気的な構成について図16を参照して説明する。ここに、図16は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素部における各種素子、配線等の等価回路である。 First, an electrical configuration of the pixel portion in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixel portions formed in a matrix that forms the image display area of the electro-optical device.
図16において、複数の画素部100aには、それぞれ、画素電極9aと当該画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
In FIG. 16, a plurality of
また、TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
Further, the
画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板20に形成された対向電極21との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素部100aの単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素部100aの単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。
Image signals S1, S2,..., Sn written in a liquid crystal as an example of an electro-optical material via the
なお、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9aと対向電極21との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。例えば、画素電極9aの電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ蓄積容量70により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い電気光学装置を実現することができる。
In order to prevent the held image signal from leaking, a
本実施形態では特に、TFT30は、前述したTFT(図1から図13参照)の各種実施形態と同様の構成を有しており、蓄積容量70は、前述した蓄積容量(図14及び図15参照)の実施形態と同様の構成を有しており、夫々耐電圧が高い。また、本実施形態では、本発明に係る「配線」の一例が、走査線3a、データ線6a及び容量線300から構成されている。
In the present embodiment, in particular, the
次に、上述したような画素部100aの具体的な構成について、図17及び図18を参照して説明する。ここに、図17は、画素部100aの平面図であり、図18は、図17のA−A´断面図である。
Next, a specific configuration of the
図17において、素子基板10上には、上述したTFT30、走査線3a、データ線6a、蓄積容量70等のほか、透明電極8、反射電極9等が設けられている。
In FIG. 17, on the
反射電極9は、素子基板10上に、マトリクス状に形成されており、これら各反射電極9に対し、透明電極8を介して、画素スイッチング用のTFT30が電気的に接続されている。また、反射電極9には、透過窓14が形成され、透過窓14に対応する領域は、透明電極8によって覆われている。このような反射電極9は、アルミニウムや銀、若しくはこれらの合金、又はチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成されており、透明電極8は、ITO(インディウム・ティン・オキサイド)等から構成されている。
The
一方、反射電極9及び透明電極8の下には、図18に示すように、凹凸形成層13、及びその上層の凹凸層7(いずれも、図17では示されない)が形成されている。ここで凹凸形成層13及び凹凸層7は、例えば、有機系樹脂等の感光性樹脂からなり、特に前者は、基板面に点在するブロック塊を含むような形で形成される層であり、後者は、このような凹凸形成層13を含む基板の全面を覆うような形で形成される層である。したがって、凹凸層7の表面は、凹凸形成層13を構成するブロック塊の点在態様に応じて、いわば「うねる」こととなり、その結果、凹凸パターン9gが形成されることになる。図17においては、この凹凸パターン9gが円形状で示されており、該円形状の部分は、その他の部分に比べて、図17の紙面に向かってこちら側に突出した形となっていることを示している。即ち、当該円形状の部分における、図17の紙面に向かって向こう側には、凹凸層7、そして前記ブロック塊が形成されているのである(図18参照)。
On the other hand, as shown in FIG. 18, a concavo-convex forming
このような構成を備える本実施形態の電気光学装置では、透明電極8及び透過窓14を利用することで、透過モードによる画像表示を行うことが可能となり、反射電極9並びに凹凸形成層13、凹凸層7及び凹凸パターン9gを利用することで、反射モードによる画像表示を行うことが可能となる。即ち、前者の構成により規定される領域は、図示されない内部光源から発せられた光を図17の紙面向こう側からこちら側に至るように透過させる透過領域であり、後者の構成により規定される領域は、紙面こちら側から前記反射電極9に至って反射した後、再び紙面こちら側に至らせるような反射領域となる。なお、後者の場合では特に、凹凸パターン9gによって光の散乱反射が起きるから、画像の視野角依存性を小さくすることができる。
In the electro-optical device of the present embodiment having such a configuration, it is possible to perform image display in the transmission mode by using the
さて、図17に戻り、反射電極9を形成する領域の縦横の境界に沿っては、データ線6a、走査線3a及び容量線300が形成され、TFT30は、データ線6a及び容量線300に対して接続されている。即ち、データ線6aは、コンタクトホールを介してTFT30の高濃度ソース領域1dに電気的に接続され、透明電極8は、コンタクトホール15及び中継層6bを介してTFT30の高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されている。また、TFT30のチャネル領域1a´に対向するように走査線3aが延在している。TFT30は、前述した第5実施形態(図13参照)の如き、LDD型且つダブルゲート型であり、半導体膜1におけるチャネル領域1a’の両脇に、低濃度のLDD領域1bを夫々備え、二つのゲート3a間には、高濃度の中央部分1cを備える。
Now, returning to FIG. 17, the
尚、蓄積容量70は、画素スイッチング用のTFT30を形成するための半導体膜1の延設部分1fを導電化したものを第1容量電極701とし、この第1容量電極701に、走査線3aと同層であり且つ容量線300と一体的に形成された第2容量電極3bが、対向配置された構造になっている。
The
図18においては上記の他、素子基板10上に、厚さが100〜500nmのシリコン酸化膜(絶縁膜)からなる下地保護膜111が形成され、この下地保護膜111とTFT30の上に、厚さが300〜800nmのシリコン酸化膜からなる第1層間絶縁膜4、更に、第1層間絶縁膜4の上に厚さが100〜800nmのシリコン窒化膜からなる第2層間絶縁膜5(表面保護膜)、第3層間絶縁膜7等が形成されている。但し、場合により、この第2層間絶縁膜5は、形成してなくてもよい。また、素子基板10側には、その最上層として、配向膜16が形成されている。その他、図18においては、各種構成要素を電気的に接続するコンタクトホール等が設けられる。一方、対向基板20側には、画素部100a間のいわば隙間を縫うように延在する遮光膜23、基板全面に形成された対向電極21及び配向膜22が、この順に積層するように形成されている。そして、素子基板10及び対向基板20の間には、電気光学物質の一例たる液晶層50が挟持されている。
In FIG. 18, in addition to the above, a base
以上のように構成された本発明の電気光学装置によれば、耐電圧性に優れ且つオフリーク電流特性に優れたTFT30及び耐電圧性に優れた蓄積容量70によって、各画素部100aにおいて、アクティブマトリクス駆動を行えるので、高品位の画像表示を実現可能となる。
According to the electro-optical device of the present invention configured as described above, the active matrix is provided in each
(電子機器)
次に、上述した電気光学装置が各種の電子機器に適用される場合について図19及び図20を参照して説明する。
(Electronics)
Next, a case where the above-described electro-optical device is applied to various electronic devices will be described with reference to FIGS.
先ず、この電気光学装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図19は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図19において、コンピュータ1200は、キーボード1202を備えた本体部1204と、電気光学装置を用いて構成された表示ユニット1206とを備えている。
First, an example in which the electro-optical device is applied to a mobile personal computer will be described. FIG. 19 is a perspective view showing the configuration of this personal computer. In FIG. 19, a
更に、この電気光学装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図20は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図20において、携帯電話1300は、複数の操作ボタン1302とともに電気光学装置を備えるものである。尚、図20中、電気光学装置には符号1005を付して示してある。
Further, an example in which this electro-optical device is applied to a mobile phone will be described. FIG. 20 is a perspective view showing the configuration of this mobile phone. In FIG. 20, a
この他にも、電気光学装置は、ノート型のパーソナルコンピュータ、PDA、テレビ、ビューファインダ、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、POS端末、タッチパネルを備えた装置等に、更にはプリンタ、コピー、ファクシミリなどの画像形成装置における露光用ヘッド等に適用することができる。 In addition, electro-optical devices include notebook personal computers, PDAs, televisions, viewfinders, monitor direct-view video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks, calculators, word processors, workstations, POS terminals, The present invention can be applied to an apparatus provided with a touch panel, and further to an exposure head in an image forming apparatus such as a printer, a copy, and a facsimile.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う薄膜半導体装置、電気光学装置、電子機器、薄膜半導体装置の製造方法、及び薄膜電子装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a thin film semiconductor device with such a change In addition, an electro-optical device, an electronic apparatus, a method for manufacturing a thin film semiconductor device, and a thin film electronic device are also included in the technical scope of the present invention.
10…素子基板、30…TFT、70…蓄積容量、100a…画素部、401…半導体膜、401S…ソース領域、401D…ドレイン領域、402…ゲート絶縁膜、403、403a、403b…ゲート電極、411…中央領域、412…周辺領域、412e…第1部分、601a、601b、601bb…レジスト、412L、451、452…LDD領域
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向配置されたゲート電極と
を備えており、
前記ソース領域及び前記ドレイン領域は、前記半導体膜の外周辺に沿う周辺領域と、前記チャネル領域に沿って前記チャネル領域に隣接する第2部分と、前記周辺領域及び前記第2部分とで囲まれた中央領域とから構成され、
前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも一方の領域における、前記周辺領域のうち少なくとも前記チャネル領域に隣接する第1部分は、前記中央領域と比べて、前記不純物の濃度が低いことを特徴とする薄膜半導体装置。 A semiconductor film having an island-like planar pattern including a channel region and an impurity-doped source region and drain region;
A gate electrode disposed opposite to the channel region via a gate insulating film,
The source region and the drain region are surrounded by a peripheral region along the outer periphery of the semiconductor film, a second portion adjacent to the channel region along the channel region, and the peripheral region and the second portion. Central area and
A thin film characterized in that at least one of the peripheral regions adjacent to the channel region in at least one of the source region and the drain region has a lower impurity concentration than the central region. Semiconductor device.
前記第2部分は、LDD領域であり、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低いことを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜半導体装置。 The thin film semiconductor device is configured as an LDD (Lightly Doped Drain) type thin film transistor,
3. The thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the second portion is an LDD region, and the concentration of the impurity is lower than that of the central region.
前記半導体膜のうち平面的に見て前記二つのゲート電極間を占めるゲート間領域における、前記周辺領域のうち少なくとも前記チャネル領域に隣接する第3部分は、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低いことを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜半導体装置。 The thin film semiconductor device is configured as a double gate type thin film transistor having two gate electrodes arranged in parallel as the gate electrode,
In the inter-gate region occupying between the two gate electrodes when viewed in plan in the semiconductor film, at least a third portion of the peripheral region adjacent to the channel region has a concentration of the impurity as compared with the central region. The thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the thin film semiconductor device is low.
前記ゲート間領域において前記チャネル領域に隣接する第4部分は、前記LDD領域であり、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低いことを特徴とする請求項4に記載の薄膜半導体装置。 The thin film semiconductor device is configured as a double gate type and LDD (Lightly Doped Drain) type thin film transistor,
5. The thin film semiconductor device according to claim 4, wherein a fourth portion adjacent to the channel region in the inter-gate region is the LDD region, and the impurity concentration is lower than that in the central region.
前記ゲート間領域は全域に亘って、前記中央領域と比べて前記不純物の濃度が低いことを特徴とする請求項4に記載の薄膜半導体装置。 The thin film semiconductor device is configured as a double gate type and LDD (Lightly Doped Drain) type thin film transistor,
5. The thin film semiconductor device according to claim 4, wherein the inter-gate region has a lower concentration of the impurity than the central region over the entire region.
前記周辺領域のうち、前記一方の容量電極の外周辺に位置する第5部分は、前記一方の容量電極における該第5部分を除く部分と比べて、前記不純物の濃度が低いことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の薄膜半導体装置。 The thin film semiconductor device includes one capacitor electrode in which at least one of the source region and the drain region is extended, and the other capacitor electrode disposed to face the one capacitor electrode through a dielectric film. And a storage capacity having
Of the peripheral region, a fifth portion located on the outer periphery of the one capacitor electrode has a lower concentration of the impurity than a portion of the one capacitor electrode excluding the fifth portion. The thin film semiconductor device according to any one of claims 1 to 6.
前記誘電体膜は、前記ゲート絶縁膜と同一層から形成されていることを特徴とする請求項7に記載の薄膜半導体装置。 The other capacitor electrode is formed from the same layer as the gate electrode,
The thin film semiconductor device according to claim 7, wherein the dielectric film is formed of the same layer as the gate insulating film.
該複数の画素部を駆動するために前記薄膜半導体装置に電気的に接続された配線と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。 A plurality of pixel units each including the thin film semiconductor device according to any one of claims 1 to 8 and a display element controlled by the thin film semiconductor device;
An electro-optical device comprising: a wiring electrically connected to the thin film semiconductor device for driving the plurality of pixel portions.
該半導体膜上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
該ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
該ゲート電極を介して、低濃度で不純物ドープを行う工程と、
該不純物ドープを行う工程と相前後して、LDD(Lightly Doped Drain)領域となる領域と前記島状の平面パターンの周辺領域のうち少なくとも前記チャネル領域に隣接する第1部分との両者を同時にマスクしつつ、高濃度で不純物ドープを行う工程と
を備えたことを特徴とする薄膜半導体装置の製造方法。 Forming a semiconductor film having an island-like planar pattern on a substrate;
Forming a gate insulating film on the semiconductor film;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Performing impurity doping at a low concentration via the gate electrode;
Concurrently with the step of doping with impurities, both a region to be an LDD (Lightly Doped Drain) region and at least a first portion adjacent to the channel region in the peripheral region of the island-like planar pattern are simultaneously masked. And a step of doping impurities at a high concentration. A method of manufacturing a thin film semiconductor device, comprising:
前記不純物領域の上又は下に絶縁膜を介して対向配置された所定の平面パターンを有する導電性の第2膜と
を備えており、
前記第1膜における前記島状の平面パターンの周辺領域のうち、少なくとも前記第2膜に対向配置された周辺対向部分は、前記第1膜における該周辺対向部分以外の部分と比べて前記不純物の濃度が低いことを特徴とする薄膜電子装置。 A first film formed of a semiconductor film including an impurity region doped with impurities and having an island-like planar pattern;
A conductive second film having a predetermined plane pattern disposed oppositely via an insulating film above or below the impurity region, and
Of the peripheral region of the island-shaped planar pattern in the first film, at least a peripherally facing portion disposed to face the second film is more resistant to the impurities than portions other than the peripherally facing portion in the first film. A thin film electronic device characterized by a low concentration.
前記第2膜は、前記一方の容量電極に、前記絶縁膜を誘電体膜として対向配置された他方の容量電極を有することを特徴とする請求項12に記載の薄膜電子装置。
The first film has one capacitance electrode in the impurity region,
13. The thin film electronic device according to claim 12, wherein the second film has the other capacitor electrode disposed opposite to the one capacitor electrode with the insulating film as a dielectric film.
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