JP2007072451A - Exposure mask - Google Patents

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure mask provided with a semi-transparent film, capable of forming a resist in which a projection portion is not formed in an end portion and the end portion has a gentle shape. <P>SOLUTION: The phase difference Δθ between exposure light 107 which transmits a transparent region and exposure light 106 which transmits a semi-transparent region, and transmittance n in the semitransparent region for exposure light are specified to satisfy formula (1). Thereby, a resist having regions with different resist film thicknesses and a gentle edge shape can be formed. By using the resist for processing such as etching, regions having different film thicknesses can be formed in a self-aligned matter. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光マスクに関する。特に露光マスクの位相差及び透過率の最適条件に関する。   The present invention relates to an exposure mask. In particular, the present invention relates to optimum conditions for the phase difference and transmittance of the exposure mask.

なお、本明細書において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路及び電子機器は全て半導体装置である。   Note that a semiconductor device in this specification refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a semiconductor circuit, and an electronic device are all semiconductor devices.

近年、薄膜トランジスタ(TFTという。)を利用したアクティブマトリクス型の液晶及びELディスプレイ技術が注目されている。アクティブマトリクス表示は、パッシブマトリクス表示に比べ、応答速度、コントラストの点で有利である。   In recent years, active matrix liquid crystal and EL display technologies using thin film transistors (TFTs) have attracted attention. The active matrix display is advantageous in terms of response speed and contrast compared to the passive matrix display.

上記ディスプレイを有する半導体装置には、用途・機能によって役割の異なる様々なTFTが使用されており、オフ電流値の小さいLDD(Lightly Doped Drain)構造や、ホットキャリア対策に優れたゲート電極とLDD領域が重なった領域を有するGOLD(Gate Overlapped LDD)構造や、シングルドレイン構造などが使用されている。   Various TFTs with different roles depending on applications and functions are used in the semiconductor device having the above-mentioned display, and an LDD (Lightly Doped Drain) structure with a small off-current value, a gate electrode and an LDD region excellent in hot carrier countermeasures A GOLD (Gate Overlapped LDD) structure or a single drain structure having an overlapping region is used.

従来、LDD領域及びGOLD領域は、ゲート電極をマスクにセルフアラインで形成することで、フォトリソグラフィ工程の増加を抑制している。   Conventionally, the LDD region and the GOLD region are formed by self-alignment using a gate electrode as a mask, thereby suppressing an increase in the photolithography process.

しかしながら、LDD構造及びGOLD構造の形成をドライエッチング等のプロセスのみで形成した場合には、シングルドレイン構造とLDD構造及びGOLD構造を回路毎に別々に形成することができない。   However, when the LDD structure and the GOLD structure are formed only by a process such as dry etching, the single drain structure, the LDD structure, and the GOLD structure cannot be formed separately for each circuit.

また、LDD領域を形成する方法には、ゲート電極の側壁にスペーサ(サイドウォールともいう。)を形成する工程があるが、複雑な工程が必要となる。   In addition, the method for forming the LDD region includes a step of forming a spacer (also referred to as a side wall) on the side wall of the gate electrode, but a complicated step is required.

上記課題を解決する方法として、本出願人は、半透明膜からなる光強度低減機能を有する補助パターン(ハーフトーン膜)を設置したフォトマスク或いはレチクルをゲート電極形成用フォトリソグラフィ工程に適用し、回路毎にLDD構造、GOLD構造及びシングルドレイン構造のトランジスタを形成している(特許文献1を参照。)。なお、ハーフトーン膜を設置したフォトマスク又はレチクルを露光マスク(ハーフトーンマスク)という。
特開2002−151523
As a method for solving the above problem, the present applicant applies a photomask or reticle provided with an auxiliary pattern (halftone film) having a light intensity reducing function made of a translucent film to a photolithography process for forming a gate electrode, A transistor having an LDD structure, a GOLD structure, and a single drain structure is formed for each circuit (see Patent Document 1). Note that a photomask or reticle provided with a halftone film is called an exposure mask (halftone mask).
JP2002-151523

上述したハーフトーンマスクを用いて、所望とするゲート電極を得るためのレジストを作製する場合、そのレジスト形状はハーフトーンマスクの露光光に対する位相差や透過率に依存する。そのため、露光光の透過率及び位相差を制御する必要がある。   When a resist for obtaining a desired gate electrode is manufactured using the above-described halftone mask, the resist shape depends on the phase difference and transmittance of the halftone mask with respect to the exposure light. Therefore, it is necessary to control the transmittance and phase difference of exposure light.

例えば、LDD領域をセルフアラインで形成することが可能なゲート電極を得るためのレジストの形状は、レジストの中央部においてある一定の膜厚の領域を有しており、レジストの両端部を含む領域において中央部よりも薄い膜厚の領域を有し、かつ、両端部においてなだらかな傾斜を有している必要がある。   For example, the resist shape for obtaining a gate electrode capable of forming an LDD region by self-alignment has a region having a certain film thickness at the center portion of the resist, and includes both end portions of the resist. In this case, it is necessary to have a region having a film thickness thinner than that of the central portion, and to have gentle slopes at both end portions.

図12に、i線(365nm)透過率n=0.2(又はT=20%とも書く)、i線位相差(Δθ)=130度の条件で形成したハーフトーンマスクを用いて作製したレジスト形状を示す。矢印で示すように、レジストの両端部が凸状となっている。図12に示すレジストを用いて導電層をエッチングしてゲート電極を形成した場合、凸部の下方の導電層が局所的に厚くなってしまう。その結果、ゲート電極の形成後に行う半導体層へのドーピング工程において、局所的に厚くなった導電層の下層に設けられた半導体層のキャリア濃度が局所的に変わってしまう。   FIG. 12 shows a resist manufactured using a halftone mask formed under the conditions of i-line (365 nm) transmittance n = 0.2 (or T = 20%) and i-line phase difference (Δθ) = 130 degrees. Show shape. As shown by the arrows, both end portions of the resist are convex. When the conductive layer is etched using the resist shown in FIG. 12 to form the gate electrode, the conductive layer below the convex portion is locally thickened. As a result, in the doping process of the semiconductor layer after the formation of the gate electrode, the carrier concentration of the semiconductor layer provided under the locally thick conductive layer is locally changed.

この原因として、ハーフトーンマスクの透明領域を透過する露光光とハーフトーン膜(半透明領域)を透過する露光光とが干渉し、境界部のハーフトーン膜を透過する露光光の強度が下がったため、レジスト端部(マスク境界部)に凸部が形成されてしまったと考えられる。   This is because the exposure light that passes through the transparent area of the halftone mask interferes with the exposure light that passes through the halftone film (translucent area), and the intensity of the exposure light that passes through the halftone film at the boundary portion decreases. It is considered that a convex portion has been formed at the resist end portion (mask boundary portion).

本発明は、上記課題を解決することを目的とし、端部に凸部が形成されることなく膜厚の異なるレジストを得るための最適なハーフトーンマスク条件を提示することを課題とする。   An object of the present invention is to provide an optimum halftone mask condition for obtaining resists having different film thicknesses without forming convex portions at the ends.

本発明は、透明領域と半透明領域を透過する露光に用いる光の位相差Δθと、該半透明領域の露光に用いる光に対する透過率nとが下記式(1)を満たすことを特徴とする。
The present invention is characterized in that the phase difference Δθ of light used for exposure through the transparent region and the semi-transparent region and the transmittance n with respect to the light used for exposure of the semi-transparent region satisfy the following formula (1). .

本発明は、透明領域と半透明領域を透過する露光に用いる光の位相差Δθと、該半透明領域の露光に用いる光に対する透過率nとが下記式(2)を満たし、かつ、前記透過率nは0.15以上0.8以下であることを特徴とする。
In the present invention, the phase difference Δθ of light used for exposure through the transparent region and the semi-transparent region and the transmittance n for light used for exposure of the semi-transparent region satisfy the following formula (2), and the transmission The rate n is 0.15 or more and 0.8 or less.

本発明は、透光性基板と、当該透光性基板上に配置された半透明膜と、当該半透明膜上に配置された遮光膜とを有する露光マスクであって、露光に用いる光に対する前記半透明膜と前記透光性基板との位相差Δθと、該半透明膜の露光に用いる光に対する透過率nとが下記式(3)を満たすことを特徴とする。
The present invention is an exposure mask having a translucent substrate, a translucent film disposed on the translucent substrate, and a light-shielding film disposed on the translucent film, and is used for exposure light. The phase difference Δθ between the translucent film and the translucent substrate and the transmittance n for light used for exposure of the translucent film satisfy the following formula (3).

本発明は、透光性基板と、当該透光性基板上に配置された半透明膜と、当該半透明膜上に配置された遮光膜とを有する露光マスクであって、露光に用いる光に対する前記半透明膜と前記透光性基板との位相差が−100度以上100度以下であることを特徴とする。   The present invention is an exposure mask having a translucent substrate, a translucent film disposed on the translucent substrate, and a light-shielding film disposed on the translucent film, and is used for exposure light. The phase difference between the translucent film and the translucent substrate is from −100 degrees to 100 degrees.

本発明は、透光性基板と、当該透光性基板上に配置された半透明膜と、当該半透明膜上に配置された遮光膜とを有する露光マスクであって、露光に用いる光に対する前記半透明膜と前記透光性基板との位相差が−90度以上90度以下であることを特徴とする。   The present invention is an exposure mask having a translucent substrate, a translucent film disposed on the translucent substrate, and a light-shielding film disposed on the translucent film, and is used for exposure light. The phase difference between the translucent film and the translucent substrate is −90 degrees or more and 90 degrees or less.

本発明は、遮光膜としてCr膜又はCrの積層からなる膜を用いることを特徴とする。   The present invention is characterized in that a Cr film or a film made of a laminate of Cr is used as the light shielding film.

本発明は、半透明膜の材料として、MoとSiを含む合金、CrとSiを含む合金又はCrを用いることを特徴とする。   The present invention is characterized in that an alloy containing Mo and Si, an alloy containing Cr and Si, or Cr is used as a material for the translucent film.

本発明は、半透明膜の露光に用いる光に対する透過率nが0.15以上0.8以下であることを特徴とする。   The present invention is characterized in that a transmittance n with respect to light used for exposure of a translucent film is 0.15 or more and 0.8 or less.

本発明は、露光に用いる光はi線(波長365nm)であることを特徴とする。   The present invention is characterized in that light used for exposure is i-line (wavelength 365 nm).

また、本発明は、ホログラフィー露光用の原版フォトマスクにも用いることができる。   The present invention can also be used for an original photomask for holographic exposure.

ここで、ハーフトーンマスクとは、フォトリソグラフィー工程において、遮光領域と一定の透過率を持たせた領域とを有するフォトマスクのことであり、露光光が透過する割合がほぼ100%(n=1.0)となる透明基板上に透過率が1%以上99%以下となる半透明膜からなる光強度低減機能を有する補助パターン(以下、ハーフトーン膜又は単に半透明膜若しくは補助パターンという。)を設け、さらに補助パターン上に遮光膜を設けた構造のマスクを指す。なお、少なくとも透明領域、半透明領域、遮光領域の3つの領域を有するのであれば、ハーフトーンマスクは上記構造に限定はされない。   Here, the halftone mask is a photomask having a light-shielding region and a region having a certain transmittance in a photolithography process, and a ratio of transmitting exposure light is almost 100% (n = 1). 0.0) an auxiliary pattern having a light intensity reducing function comprising a translucent film having a transmittance of 1% to 99% on a transparent substrate (hereinafter referred to as a halftone film or simply a semitransparent film or auxiliary pattern). And a mask having a structure in which a light shielding film is provided on the auxiliary pattern. Note that the halftone mask is not limited to the above structure as long as it has at least three regions of a transparent region, a semi-transparent region, and a light-shielding region.

本発明のハーフトーンマスクを用いて露光を行うことにより、露光面内でレジスト膜厚を調整することができる。したがって、レジスト膜厚が異なる領域を有し、かつ、エッジがなだらかな形状となるレジストを形成することができる。このレジストを用いてエッチング等の加工を行うことにより、自己整合的に膜厚の異なる領域を形成することができる。その結果、電極構造等の異なるトランジスタ、容量素子、抵抗素子を同じパターニング(加工)工程によって作り分けることができる。これにより、回路の特性に応じて、形態の異なる素子を、工程を増やすことなく作り込み、集積化することができる。   By performing exposure using the halftone mask of the present invention, the resist film thickness can be adjusted within the exposure surface. Accordingly, it is possible to form a resist having regions with different resist film thicknesses and having a gentle edge. By performing processing such as etching using this resist, regions having different film thicknesses can be formed in a self-aligning manner. As a result, transistors, capacitor elements, and resistor elements having different electrode structures and the like can be formed separately by the same patterning (processing) process. Thus, elements having different forms can be formed and integrated without increasing the number of steps in accordance with circuit characteristics.

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。   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 is not construed as being limited to the description of this embodiment mode.

(実施の形態1)
図1(B)は、透光性基板100、半透明膜101及び遮光膜104からなるハーフトーンマスクを示す。図1(A)は、図1(B)に示すハーフトーンマスクのうち、透明領域(ここでは、半透明膜101と重ならない透光性基板100の領域を指す)を透過する露光光107に対する半透明領域(ここでは、半透明膜101と透光性基板100のみが重なっている領域を指す)を透過する露光光106の位相差Δθと、半透明膜101の露光光に対する透過率nを変化させたときの半透明領域と透明領域との境界近傍を透過する露光光108の強度との関係を表したグラフである。なお、境界近傍を透過する露光光を言い換えると半透明膜101の端面又は端部を透過する露光光と言い表すこともできる。グラフ上の各々の曲線は、本発明者が見出した下記に示す近似式(4)によって表される。
(Embodiment 1)
FIG. 1B shows a halftone mask including a light-transmitting substrate 100, a semitransparent film 101, and a light shielding film 104. FIG. 1A illustrates the exposure light 107 that passes through a transparent region (here, the region of the light-transmitting substrate 100 that does not overlap with the semi-transparent film 101) in the halftone mask illustrated in FIG. The phase difference Δθ of the exposure light 106 that passes through the semi-transparent region (here, the region where only the semi-transparent film 101 and the translucent substrate 100 overlap) and the transmittance n of the semi-transparent film 101 with respect to the exposure light are It is the graph showing the relationship between the intensity | strength of the exposure light 108 which permeate | transmits the boundary vicinity of a semi-transparent area | region and a transparent area | region when it is changed. In other words, exposure light that passes through the vicinity of the boundary can also be expressed as exposure light that passes through the end face or end of the semitransparent film 101. Each curve on the graph is represented by the following approximate expression (4) found by the present inventor.

なお、上記式(4)は、半透明膜を設けないときの露光強度を1として規格化したものである。   In addition, the said Formula (4) is normalized by making exposure intensity when not providing a semi-transparent film | membrane into 1. FIG.

例えば、n=0.2において、ハーフトーンマスクの透明領域と半透明領域とを透過する露光光の位相差が130度であるとき、透明領域と半透明領域との境界近傍における露光強度は1より小さい値となっている。その結果、透明膜と半透明膜の境界領域における光の透過率が低下してしまうため、図12のようにレジストのエッジに凸部が形成されてしまう。   For example, when n = 0.2, when the phase difference of the exposure light transmitted through the transparent area and the semitransparent area of the halftone mask is 130 degrees, the exposure intensity in the vicinity of the boundary between the transparent area and the semitransparent area is 1 The value is smaller. As a result, the light transmittance in the boundary region between the transparent film and the semi-transparent film is lowered, so that convex portions are formed on the edge of the resist as shown in FIG.

次いで、位相差がおよそ90度以下のとき、透過率n=0.1〜0.7において露光強度は1以上となる。したがって、このときハーフトーンマスクの透明領域とハーフトーンマスクに設けられた半透明膜とを透過する露光光は互いに干渉し、強めあうため、端部に凸部が形成されずなだらかなエッジをもつレジストを形成することができる。なお、透過率nは1に近づくほど、位相差90度における露光強度は大きくなる。しかしながら、透過率nは限りなく1に近づくと、半透明膜に対応するレジストが現像時に消失してしまう。そのため、半透明膜の透過率nは0.8以下とするとよい。   Next, when the phase difference is about 90 degrees or less, the exposure intensity is 1 or more at the transmittance n = 0.1 to 0.7. Accordingly, at this time, the exposure light transmitted through the transparent region of the halftone mask and the semitransparent film provided on the halftone mask interfere with each other and strengthen each other, so that the convex portion is not formed at the end portion and has a gentle edge. A resist can be formed. Note that, as the transmittance n approaches 1, the exposure intensity at a phase difference of 90 degrees increases. However, when the transmittance n is as close to 1 as possible, the resist corresponding to the translucent film disappears during development. Therefore, the transmittance n of the translucent film is preferably 0.8 or less.

ハーフトーンマスクの透明領域を透過する露光光と半透明領域を透過する露光光とが互いに干渉し強めあうとき、つまり、式(4)において、f(Δθ)の値が1以上のときに端部に凸形状が形成されないレジストを形成することができる。式(4)においてf(Δθ)≧1を解くと下記に示す式(5)が得られる。   When the exposure light that passes through the transparent area of the halftone mask and the exposure light that passes through the translucent area interfere with each other, that is, when the value of f (Δθ) is 1 or more in equation (4) A resist in which no convex shape is formed on the portion can be formed. When f (Δθ) ≧ 1 is solved in the equation (4), the following equation (5) is obtained.

したがって、位相差Δθ及び透過率nは、式(5)を満たせばよい。なお、透過率nは0.1以上0.8以下(好ましくは0.15以上0.8以下、より好ましくは0.2以上0.5以下)であればよい。また、位相差Δθは−100度以上100度以下(好ましくは−90度以上90度以下、より好ましくは60度以上90度以下)であればよい。   Therefore, the phase difference Δθ and the transmittance n need only satisfy Expression (5). The transmittance n may be from 0.1 to 0.8 (preferably from 0.15 to 0.8, more preferably from 0.2 to 0.5). Further, the phase difference Δθ may be −100 degrees to 100 degrees (preferably −90 degrees to 90 degrees, more preferably 60 degrees to 90 degrees).

図2に、本発明に係るハーフトーンマスクを用いて形成したレジストパターンの模式図を示す。露光マスクは透光性の基板200にモリブデンシリサイド(MoSi)からなるハーフトーン膜201を設け、ハーフトーン膜201と積層するようにクロム(Cr)などの金属膜からなる遮光膜204を設けている。ハーフトーン膜201は、i線(波長365nm)の露光光に対する透過率(n)が0.15以上のものを用い、透光性の基板200を透過するi線と、透光性の基板200及びハーフトーン膜201を透過するi線の位相差(Δθ)が90度以下のものを用いる。ハーフトーン膜201は、他にも式(5)の位相差及び透過率を満たす、例えば、n≧0.15、且つ、Δθ≦90度の条件を満たすSiと金属との化合物などを用いて形成することができる。Siと金属との化合物として、例えばMoSi、MoSiO、MoSiONなどのSiとMoの合金又は化合物を用いる。その他に、CrSiなどのCrとSiとの合金又は化合物を用いることもできる。さらに、Cr単体を用いることもできる。露光マスクの上方からの露光光は、基板202上に形成された平坦なレジスト203に照射される。そして、フォトレジスト工程によりレジストパターン205が形成される。   FIG. 2 is a schematic diagram of a resist pattern formed using the halftone mask according to the present invention. In the exposure mask, a halftone film 201 made of molybdenum silicide (MoSi) is provided on a light-transmitting substrate 200, and a light shielding film 204 made of a metal film such as chromium (Cr) is provided so as to be laminated with the halftone film 201. . As the halftone film 201, i-line (wavelength 365 nm) having a transmittance (n) with respect to exposure light of 0.15 or more is used. The i-line transmitted through the translucent substrate 200 and the translucent substrate 200 are used. In addition, a film having a phase difference (Δθ) of i-line transmitted through the halftone film 201 of 90 degrees or less is used. In addition, the halftone film 201 uses a compound of Si and a metal that satisfies the phase difference and transmittance of the formula (5), for example, n ≧ 0.15 and Δθ ≦ 90 degrees. Can be formed. As the compound of Si and metal, for example, an alloy or compound of Si and Mo such as MoSi, MoSiO, and MoSiON is used. In addition, an alloy or compound of Cr and Si such as CrSi can be used. Further, Cr alone can be used. Exposure light from above the exposure mask is applied to the flat resist 203 formed on the substrate 202. Then, a resist pattern 205 is formed by a photoresist process.

透明領域を透過する露光光と半透明領域を透過する露光光の干渉によりハーフトーン膜の両端部の光強度が強まるので、透明領域と半透明領域の境界において図2に示すように端部に凸部を有さない、端部がなだらかなレジストパターン205を得ることができる。言い換えると、遮光膜204に対応する位置に形成される膜厚が厚い第1の領域206と、遮光膜と重なっていない半透明膜と対応する位置に形成される膜厚が第1の領域より薄い第2の領域207と、遮光膜204及びハーフトーン膜201と重なっていない透光性の基板200と対応する基板上の第3の領域208において、第2の領域207と第3の領域208の境界近傍で第2の領域207が突出した形状を有さないレジストパターンを形成することができる。このレジストパターン205を用いることで、同一基板上に異なる形状のゲート電極を自己整合的に形成することができ、LDD領域の幅などを個々の構造に応じて制御することができる。   Since the light intensity at both ends of the halftone film is increased by the interference between the exposure light that passes through the transparent area and the exposure light that passes through the translucent area, at the end of the boundary between the transparent area and the translucent area, as shown in FIG. It is possible to obtain a resist pattern 205 that does not have a convex portion and has a gentle end. In other words, the first region 206 having a large film thickness formed at a position corresponding to the light shielding film 204 and the film thickness formed at a position corresponding to a translucent film not overlapping with the light shielding film are larger than those in the first region. In the thin second region 207 and the third region 208 on the substrate corresponding to the light-transmitting substrate 200 that does not overlap with the light-shielding film 204 and the halftone film 201, the second region 207 and the third region 208 are included. A resist pattern having no shape in which the second region 207 protrudes in the vicinity of the boundary can be formed. By using this resist pattern 205, gate electrodes having different shapes can be formed on the same substrate in a self-aligned manner, and the width of the LDD region can be controlled in accordance with each structure.

ここで、半透明とは、透明領域を露光光が透過する割合を100%とすると、半透明膜の透過率が1%以上99%以下であることをいう。なお、半透明膜の最適透過率は発明者の経験から15〜80%(より好ましくは20%〜50%)の範囲である。   Here, semi-transparent means that the transmissivity of the semi-transparent film is 1% or more and 99% or less, assuming that the ratio of exposure light passing through the transparent region is 100%. Note that the optimum transmittance of the translucent film is in the range of 15 to 80% (more preferably 20% to 50%) from the inventors' experience.

したがって、ハーフトーンマスクにおける透明領域と半透明領域を透過するi線位相差は100度以下(好ましくは90度以下)であり、且つ、透過率nは0.15以上0.8以下であればよい。   Therefore, if the i-line phase difference transmitted through the transparent region and the translucent region in the halftone mask is 100 degrees or less (preferably 90 degrees or less), and the transmittance n is 0.15 or more and 0.8 or less. Good.

なお、透明領域と半透明領域とを透過する露光光の位相差を精度よく制御する方法として、透明基板をエッチング等の加工により所定深さ除去してもよい。   As a method for accurately controlling the phase difference of the exposure light that passes through the transparent region and the semi-transparent region, the transparent substrate may be removed by a predetermined depth by processing such as etching.

また、図2においてハーフトーン膜201の厚さや配置する間隔を調整することによって同じような形状のレジストが形成されるのであれば遮光膜204は設けなくてもよい。   In FIG. 2, the light-shielding film 204 is not necessarily provided if a resist having a similar shape is formed by adjusting the thickness of the halftone film 201 and the interval between the halftone films.

本実施の形態においてゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクルのパターン構成は、ポジ型レジスト用を使用している。ポジ型レジストとは、露光光の照射領域が現像液に可溶化するタイプのレジストのことである。適用可能であればネガ型レジストを用いてもよい。ネガ型レジストとは、露光光の照射領域が現像液に不溶化するタイプのレジストのことである。   In this embodiment mode, the pattern configuration of the gate electrode forming photomask or reticle uses a positive resist. The positive type resist is a type of resist in which an exposure light irradiation region is solubilized in a developer. If applicable, a negative resist may be used. A negative resist is a resist of a type in which an irradiation area of exposure light is insoluble in a developer.

次に、本発明のハーフトーンマスクを用いてTFTのゲート電極を形成する工程について図3(A)〜(D)を用いて説明する。   Next, a process of forming a TFT gate electrode using the halftone mask of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、絶縁表面を有する基板301上に、下地膜となる第1絶縁膜302を形成する。絶縁表面を有する基板301としては、透光性を有する基板、例えばガラス基板、結晶化ガラス基板、もしくはプラスチック基板を用いることができる。後に形成される薄膜トランジスタをトップエミッション型(上方射出型)の発光表示装置に適用する場合、或いは反射型の液晶表示装置に適用する場合にはセラミックス基板、半導体基板、金属基板等も用いることができる。また、半導体基板として、N型またはP型の単結晶シリコン基板または高純度シリコン基板などのシリコン基板を用いることができる。例えば、基板がn型である場合にはp型の不純物が注入されたpウェルを形成し、TFTの代わりに、このウェルの上層を半導体層として利用したMOSトランジスタとしてもよい。   First, a first insulating film 302 serving as a base film is formed over a substrate 301 having an insulating surface. As the substrate 301 having an insulating surface, a light-transmitting substrate such as a glass substrate, a crystallized glass substrate, or a plastic substrate can be used. When a thin film transistor to be formed later is applied to a top emission type (upward emission type) light emitting display device or a reflection type liquid crystal display device, a ceramic substrate, a semiconductor substrate, a metal substrate, or the like can also be used. . As the semiconductor substrate, a silicon substrate such as an N-type or P-type single crystal silicon substrate or a high-purity silicon substrate can be used. For example, when the substrate is n-type, a p-well into which p-type impurities are implanted may be formed, and a MOS transistor using the upper layer of this well as a semiconductor layer may be used instead of the TFT.

第1絶縁膜302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(SiO)等の絶縁膜の単層、或いは積層を用いる。次いで、第1絶縁膜302上に半導体層303を形成する。 As the first insulating film 302, a single layer or a stacked layer of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (SiO x N y ) is used. Next, a semiconductor layer 303 is formed over the first insulating film 302.

半導体層303は、公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により非晶質構造を有する半導体膜を形成し、加熱処理により結晶化された結晶性半導体膜を形成し、結晶性半導体膜上にレジスト膜を形成した後、露光および現像を行って得られた第1のレジストマスクを用いて所望の形状に加工する。   For the semiconductor layer 303, a semiconductor film having an amorphous structure is formed by a known means (such as a sputtering method, an LPCVD method, or a plasma CVD method), and a crystalline semiconductor film crystallized by heat treatment is formed. After forming a resist film on the conductive semiconductor film, it is processed into a desired shape using a first resist mask obtained by exposure and development.

この半導体層303の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜70nm)の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。 The semiconductor layer 303 is formed with a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 70 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.

上記加熱処理とは、加熱炉、レーザ照射、若しくはレーザ光の代わりにランプから発する光の照射(以下、ランプアニールと表記する)、又はそれらを組み合わせて用いることができる。 The heat treatment may be a heating furnace, laser irradiation, irradiation of light emitted from a lamp instead of laser light (hereinafter referred to as lamp annealing), or a combination thereof.

また、ニッケルなどの触媒を添加した後に上記加熱処理を行う熱結晶化法により結晶性半導体膜を形成してもよい。なお、ニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法を用いて結晶化を行って結晶質半導体膜を得た場合は、結晶化後にニッケルなどの触媒を除去するゲッタリング処理を行うことが好ましい。 Alternatively, the crystalline semiconductor film may be formed by a thermal crystallization method in which the above heat treatment is performed after adding a catalyst such as nickel. Note that in the case where a crystalline semiconductor film is obtained by crystallization using a thermal crystallization method using a catalyst such as nickel, it is preferable to perform a gettering treatment for removing the catalyst such as nickel after crystallization.

また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、連続発振型のレーザビーム(CWレーザビーム)やパルス発振型のレーザビーム(パルスレーザビーム)を用いることができる。ここで用いることができるレーザビームは、Arレーザ、Krレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のYAG、YVO、フォルステライト(MgSiO)、YAlO、GdVO、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y、YVO、YAlO、GdVOに、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Taのうち1種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。このようなレーザビームの基本波、及びこれらの基本波の第2高調波から第4高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Nd:YVOレーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いることができる。このときレーザのエネルギー密度は0.01〜100MW/cm程度(好ましくは0.1〜10MW/cm)が必要である。そして、走査速度を10〜2000cm/sec程度として照射する。 In the case of manufacturing a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a continuous wave laser beam (CW laser beam) or a pulsed laser beam (pulse laser beam) can be used. The laser beam that can be used here is a gas laser such as an Ar laser, a Kr laser, or an excimer laser, single crystal YAG, YVO 4 , forsterite (Mg 2 SiO 4 ), YAlO 3 , GdVO 4 , or polycrystalline ( (Ceramics) YAG, Y 2 O 3 , YVO 4 , YAlO 3 , GdVO 4 with one or more of Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta added as dopants A laser oscillated from one or more of laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser, copper vapor laser, or gold vapor laser as a medium can be used. By irradiating the fundamental wave of such a laser beam and the second to fourth harmonic laser beams of these fundamental waves, a crystal having a large grain size can be obtained. For example, a second harmonic (532 nm) or a third harmonic (355 nm) of an Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) can be used. Energy density of the laser is about 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, irradiation is performed at a scanning speed of about 10 to 2000 cm / sec.

なお、単結晶のYAG、YVO、フォルステライト(MgSiO)、YAlO、GdVO、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y、YVO、YAlO、GdVOに、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Taのうち1種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Arイオンレーザ、またはTi:サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Qスイッチ動作やモード同期などを行うことによって10MHz以上の発振周波数でパルス発振をさせることも可能である。10MHz以上の発振周波数でレーザビームを発振させると、半導体膜がレーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。 Note that single crystal YAG, YVO 4 , forsterite (Mg 2 SiO 4 ), YAlO 3 , GdVO 4 , or polycrystalline (ceramic) YAG, Y 2 O 3 , YVO 4 , YAlO 3 , GdVO 4 , dopants Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta, a laser using a medium added with one or more, an Ar ion laser, or a Ti: sapphire laser should oscillate continuously It is also possible to perform pulse oscillation at an oscillation frequency of 10 MHz or more by performing Q switch operation, mode synchronization, or the like. When the laser beam is oscillated at an oscillation frequency of 10 MHz or more, the semiconductor film is irradiated with the next pulse during the period from when the semiconductor film is melted by the laser to solidification. Therefore, unlike the case of using a pulse laser having a low oscillation frequency, the solid-liquid interface can be continuously moved in the semiconductor film, so that crystal grains continuously grown in the scanning direction can be obtained.

媒質としてセラミック(多結晶)を用いると、短時間かつ低コストで自由な形状に媒質を形成することが可能である。単結晶を用いる場合、通常、直径数mm、長さ数十mmの円柱状の媒質が用いられているが、セラミックを用いる場合はさらに大きいものを作ることが可能である。   When ceramic (polycrystal) is used as the medium, it is possible to form the medium in a free shape in a short time and at low cost. When a single crystal is used, a cylindrical medium having a diameter of several millimeters and a length of several tens of millimeters is usually used. However, when ceramic is used, a larger one can be made.

発光に直接寄与する媒質中のNd、Ybなどのドーパントの濃度は、単結晶中でも多結晶中でも大きくは変えられないため、濃度を増加させることによるレーザの出力向上にはある程度限界がある。しかしながら、セラミックの場合、単結晶と比較して媒質の大きさを著しく大きくすることができるため大幅な出力向上が期待できる。   Since the concentration of dopants such as Nd and Yb in the medium that directly contributes to light emission cannot be changed greatly regardless of whether it is a single crystal or a polycrystal, there is a certain limit to improving the laser output by increasing the concentration. However, in the case of ceramic, since the size of the medium can be remarkably increased as compared with the single crystal, a great improvement in output can be expected.

さらに、セラミックの場合では、平行六面体形状や直方体形状の媒質を容易に形成することが可能である。このような形状の媒質を用いて、発振光を媒質の内部でジグザグに進行させると、発振光路を長くとることができる。そのため、増幅が大きくなり、大出力で発振させることが可能になる。また、このような形状の媒質から射出されるレーザビームは射出時の断面形状が四角形状であるため、丸状のビームと比較すると、線状ビームに整形するのに有利である。このように射出されたレーザビームを、光学系を用いて整形することによって、短辺の長さ1mm以下、長辺の長さ数mm〜数mの線状ビームを容易に得ることが可能となる。また、励起光を媒質に均一に照射することにより、線状ビームは長辺方向にエネルギー分布の均一なものとなる。   Further, in the case of ceramic, a medium having a parallelepiped shape or a rectangular parallelepiped shape can be easily formed. When a medium having such a shape is used to cause oscillation light to travel in a zigzag manner inside the medium, the oscillation optical path can be made longer. As a result, amplification is increased and oscillation can be performed with high output. Further, since the laser beam emitted from the medium having such a shape has a quadrangular cross-sectional shape at the time of emission, it is advantageous for shaping into a linear beam as compared with a round beam. By shaping the emitted laser beam using an optical system, it is possible to easily obtain a linear beam having a short side length of 1 mm or less and a long side length of several mm to several m. Become. In addition, by irradiating the medium with the excitation light uniformly, the linear beam has a uniform energy distribution in the long side direction.

この線状ビームを半導体膜に照射することによって、半導体膜の全面をより均一にアニールすることが可能になる。線状ビームの両端まで均一なアニールが必要な場合は、その両端にスリットを配置し、エネルギーの減衰部を遮光するなどの工夫が必要となる。   By irradiating the semiconductor film with this linear beam, the entire surface of the semiconductor film can be annealed more uniformly. When uniform annealing is required up to both ends of the linear beam, it is necessary to arrange a slit at both ends to shield the energy attenuating portion.

このようにして得られた強度が均一な線状ビームを用いて半導体膜をアニールし、この半導体膜を用いて電子機器を作製すると、その電子機器の特性は、良好かつ均一である。   When a semiconductor film is annealed using a linear beam having a uniform intensity obtained in this manner and an electronic device is manufactured using this semiconductor film, the characteristics of the electronic device are good and uniform.

次いで、必要があればTFTのしきい値を制御するために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを半導体層に対して行う。ここでは、ジボラン(B)を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いる。 Next, if necessary, a small amount of impurity element (boron or phosphorus) is doped into the semiconductor layer in order to control the threshold value of the TFT. Here, an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) is plasma-excited without mass separation is used.

次いで、第1のレジストマスクを除去した後、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時に半導体層の表面を洗浄する。そして、半導体層を覆うゲート絶縁膜となる第2絶縁膜304を形成する。第2絶縁膜304はプラズマCVD法またはスパッタ法または熱酸化法を用い、厚さを1〜200nm、好ましくは70nm〜120nmとする。第2絶縁膜304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成る膜を形成する。ここでは、プラズマCVD法により115nmの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成する。 Next, after removing the first resist mask, the oxide film is removed with an etchant containing hydrofluoric acid, and at the same time, the surface of the semiconductor layer is washed. Then, a second insulating film 304 serving as a gate insulating film covering the semiconductor layer is formed. The second insulating film 304 is formed by plasma CVD, sputtering, or thermal oxidation, and has a thickness of 1 to 200 nm, preferably 70 to 120 nm. As the second insulating film 304, a film formed of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed. Here, a silicon oxynitride film (composition ratio: Si = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%) with a thickness of 115 nm is formed by plasma CVD.

また、基板、下地膜としての絶縁層、半導体層、ゲート絶縁層、層間絶縁層などを形成した後、プラズマ処理を用いて酸化または窒化を行うことにより前記基板、下地膜としての絶縁層、半導体層、ゲート絶縁層、層間絶縁層表面を酸化または窒化してもよい。プラズマ処理を用いて半導体層や絶縁層を酸化または窒化すると、当該半導体層や絶縁層の表面が改質され、CVD法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜とすることができる。よって、ピンホール等の欠陥を抑制し半導体装置の特性等を向上させることが可能となる。また上記の様なプラズマ処理は、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層、配線層などにも行うことができ、窒化又は酸化を行うことによって窒化膜、酸化膜を形成することができる。   In addition, after forming an insulating layer, a semiconductor layer, a gate insulating layer, an interlayer insulating layer, and the like as a substrate and a base film, the substrate, the insulating layer as a base film, and a semiconductor are oxidized or nitrided using plasma treatment. The surface of the layer, gate insulating layer, or interlayer insulating layer may be oxidized or nitrided. When a semiconductor layer or an insulating layer is oxidized or nitrided using plasma treatment, the surface of the semiconductor layer or the insulating layer is modified, so that the insulating film becomes denser than an insulating film formed by a CVD method or a sputtering method. be able to. Therefore, defects such as pinholes can be suppressed and the characteristics of the semiconductor device can be improved. The plasma treatment as described above can also be performed on the gate electrode layer, the source electrode layer, the drain electrode layer, the wiring layer, and the like, and a nitride film or an oxide film can be formed by performing nitridation or oxidation.

なお、プラズマ処理により膜を酸化する場合には、酸素雰囲気下(例えば、酸素(O)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下または酸素と水素(H)と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と希ガス雰囲気下)でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下(例えば、窒素(N)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはNHと希ガス雰囲気下)でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばArを用いることができる。また、ArとKrを混合したガスを用いてもよい。そのため、プラズマ処理によって形成される絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでおり、Arを用いた場合には絶縁膜にArが含まれている。 Note that in the case of oxidizing a film by plasma treatment, an oxygen atmosphere (for example, oxygen (O 2 ) and a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) atmosphere or oxygen and hydrogen are used. (H 2 ) and a rare gas atmosphere or dinitrogen monoxide and a rare gas atmosphere). On the other hand, in the case of nitriding a film by plasma treatment, in a nitrogen atmosphere (for example, nitrogen (N 2 ) and a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) or nitrogen and hydrogen And a rare gas atmosphere or NH 3 and a rare gas atmosphere). As the rare gas, for example, Ar can be used. A gas in which Ar and Kr are mixed may be used. Therefore, the insulating film formed by the plasma treatment contains a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) used for the plasma processing, and when Ar is used, the insulating film Contains Ar.

また、第2絶縁膜304にプラズマ処理を行う場合、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲気中において、電子密度が1×1011cm−3以上であり、プラズマの電子温度が1.5eV以下で行う。より詳しくいうと、電子密度が1×1011cm−3以上1×1013cm−3以下で、プラズマの電子温度が0.5eV以上1.5eV以下で行う。プラズマの電子密度が高密度であり、基板上に形成された被処理物(ここでは、ゲート絶縁層として機能する第2絶縁膜304)付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズマによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が1×1011cm−3以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化することよって形成される酸化膜または窒化膜は、CVD法やスパッタ法等により形成された膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。また、プラズマの電子温度が1.5eV以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温度で酸化または窒化処理を行うことができる。たとえば、ガラス基板の歪点よりも100度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波(2.45GHz)等の高周波を用いることができる。なお、以下に特に断らない場合は、プラズマ処理として上記条件を用いて行うものとする。 Also, if the second insulating film 304 is subjected to plasma treatment, a plasma treatment is performed in the atmosphere containing the aforementioned gas, an electron density of 1 × 10 11 cm -3 or more, the electron temperature of plasma is less 1.5eV . More specifically, the electron density is 1 × 10 11 cm −3 to 1 × 10 13 cm −3 and the electron temperature of plasma is 0.5 eV to 1.5 eV. Since the electron density of plasma is high and the electron temperature in the vicinity of the object to be processed (here, the second insulating film 304 functioning as a gate insulating layer) formed on the substrate is low, Damage can be prevented. In addition, since the electron density of plasma is as high as 1 × 10 11 cm −3 or higher, an oxide film or a nitride film formed by oxidizing or nitriding an object to be irradiated using plasma treatment is a CVD method. Compared with a film formed by sputtering or the like, a film having excellent uniformity in film thickness and the like and a dense film can be formed. In addition, since the electron temperature of plasma is as low as 1.5 eV or less, oxidation or nitridation can be performed at a lower temperature than conventional plasma treatment or thermal oxidation. For example, even if the plasma treatment is performed at a temperature lower by 100 degrees or more than the strain point of the glass substrate, the oxidation or nitridation treatment can be sufficiently performed. Note that a high frequency such as a microwave (2.45 GHz) can be used as a frequency for forming plasma. Note that the plasma treatment is performed using the above conditions unless otherwise specified.

次いで、第1導電層305aと第2導電層306aの積層を形成する。また、積層は、第1導電層と第2導電層の2層に限定されず、3層以上としてもよい。   Next, a stack of a first conductive layer 305a and a second conductive layer 306a is formed. Further, the stacking is not limited to two layers of the first conductive layer and the second conductive layer, and may be three or more layers.

第1導電層はタングステン(W)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)またはモリブデン(Mo)などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする合金もしくは化合物を20〜50nmの厚さで形成する。また、第2導電層はタングステン(W)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)またはモリブデン(Mo)などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする合金もしくは化合物で300〜600nmの厚さに形成する。   The first conductive layer is made of a refractory metal such as tungsten (W), chromium (Cr), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), or molybdenum (Mo), or an alloy or compound containing a refractory metal as a main component. It is formed with a thickness of ˜50 nm. The second conductive layer is made of a refractory metal such as tungsten (W), chromium (Cr), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), or molybdenum (Mo), or an alloy or compound containing a refractory metal as a main component. To a thickness of 300 to 600 nm.

ここでは、2層、即ち、第1導電層と第2導電層をそれぞれ異なる導電材料として用い、後に行うエッチング工程でエッチングレートの差が生じるようにする。第1導電層としてはTaNを用い、第2導電層としてはタングステン膜を用いる。   Here, two layers, that is, the first conductive layer and the second conductive layer are used as different conductive materials so that a difference in etching rate is generated in an etching process performed later. TaN is used as the first conductive layer, and a tungsten film is used as the second conductive layer.

次いで、第2導電層306a上にレジスト膜を全面に塗布した後、図3(A)に示すマスクを用いて露光を行う。ここでは、膜厚1.5μmのレジスト膜を塗布し、露光は、解像度が1.5μmの露光機を用いる。露光に用いる光は、i線(波長365nm)であり、露光エネルギーは、20〜140mJ/cmの範囲から選択する。また、i線に限定されず、i線とg線(波長436nm)とh線(波長405nm)とを混合させた光を露光に用いてもよい。 Next, after a resist film is applied over the entire surface of the second conductive layer 306a, exposure is performed using a mask illustrated in FIG. Here, a resist film having a thickness of 1.5 μm is applied, and exposure is performed using an exposure machine having a resolution of 1.5 μm. The light used for exposure is i-line (wavelength 365 nm), and the exposure energy is selected from the range of 20 to 140 mJ / cm 2 . The light is not limited to i-line, and light obtained by mixing i-line, g-line (wavelength 436 nm) and h-line (wavelength 405 nm) may be used for exposure.

図3(A)において、露光マスクは、Crなどの金属膜からなる遮光部401と、光強度低減機能を有する補助パターンとして、半透明膜402が設けられた部分(半透明部、ハーフトーン膜とも呼ぶ)とが設置されている。半透明膜402は、i線に対する透過率(n)が0.2、透光性を有する基板400を透過する露光光と、透光性を有する基板400及び半透明膜402を透過する露光光との位相差が90度となるように膜厚、材料、組成などを制御した半透明膜を用いる。露光マスクの断面図において、遮光部401の幅はt2と示し、半透明膜402が設けられた部分の幅はt1と示している。   In FIG. 3A, the exposure mask has a light shielding portion 401 made of a metal film such as Cr and a portion provided with a semitransparent film 402 as an auxiliary pattern having a light intensity reducing function (semitransparent portion, halftone film). Also called). The translucent film 402 has an i-line transmittance (n) of 0.2, exposure light that passes through the light-transmitting substrate 400, and exposure light that passes through the light-transmitting substrate 400 and the translucent film 402. A semitransparent film is used in which the film thickness, material, composition, etc. are controlled so that the phase difference with respect to 90 degrees is 90 degrees. In the cross-sectional view of the exposure mask, the width of the light shielding portion 401 is indicated by t2, and the width of the portion provided with the semitransparent film 402 is indicated by t1.

図3(A)に示す露光マスクを用いてレジスト膜の露光を行うと、非露光領域403aと露光領域403bが形成される。露光時には、光が遮光部401の回り込みや、半透明膜402が設けられた部分を通過することによって図3(A)に示す非露光領域403aが形成される。   When the resist film is exposed using the exposure mask shown in FIG. 3A, a non-exposed region 403a and an exposed region 403b are formed. At the time of exposure, light passes around the light shielding portion 401 or passes through a portion where the semitransparent film 402 is provided, so that a non-exposed region 403a shown in FIG.

そして、現像を行うと、露光領域403bが除去されて、図3(B)に示すように、膜厚の厚い領域と、該領域より膜厚の薄い領域を有するレジストパターン307aが第2導電層306a上に得られる。レジストパターン307aにおいて、膜厚の薄い領域は、露光エネルギーを調節することでレジスト膜厚を調節することができる。   When development is performed, the exposed region 403b is removed, and as shown in FIG. 3B, a resist pattern 307a having a thick film region and a thin film region is formed in the second conductive layer. Obtained on 306a. In the resist pattern 307a, the thin film thickness region can be adjusted by adjusting the exposure energy.

次に、ドライエッチングにより第2導電層306a及び第1導電層305aのエッチングを行う。エッチングガスには、CF、SF、Cl、Oを用いる。エッチング速度の向上にはECR(Electron Cyclotron Resonance)やICP(Inductively Coupled Plazma)などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いる。なお、エッチング条件によっては、第2絶縁膜304もエッチングされて、部分的に膜厚が薄くなる。 Next, the second conductive layer 306a and the first conductive layer 305a are etched by dry etching. As the etching gas, CF 4 , SF 6 , Cl 2 , and O 2 are used. For improving the etching rate, a dry etching apparatus using a high-density plasma source such as ECR (Electron Cyclotron Resonance) or ICP (Inductively Coupled Plasma) is used. Note that depending on the etching conditions, the second insulating film 304 is also etched, and the film thickness is partially reduced.

なお、ここでは、ICP型エッチング装置を用いた例を示すが、特に限定されず、例えば、平行平板型エッチング装置、マグネトロン型エッチング装置、ECR型エッチング装置、ヘリコン型エッチング装置を用いてもよい。また、ドライエッチング法に限定されず、ウェットエッチング法を用いてもよく、また、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを組み合わせて用いてもよい。   Although an example using an ICP etching apparatus is shown here, the invention is not particularly limited. For example, a parallel plate etching apparatus, a magnetron etching apparatus, an ECR etching apparatus, or a helicon etching apparatus may be used. Further, the method is not limited to the dry etching method, and a wet etching method may be used, or a combination of the dry etching method and the wet etching method may be used.

こうして図3(C)で示すように、第2絶縁膜304上に第1導電層305b、第2導電層306bからなる導電積層パターンが形成される。エッチングによって、第1導電層305bは、両側壁が露出し、さらに第2の導電層306bと重ならない領域が露出される。なお、第1導電層305bの両側壁は、テーパー形状としてもよい。また、第2導電層306bの両側壁もテーパー形状としてもよい。 Thus, as shown in FIG. 3C, a conductive laminated pattern including the first conductive layer 305b and the second conductive layer 306b is formed over the second insulating film 304. By etching, both side walls of the first conductive layer 305b are exposed, and further, a region that does not overlap with the second conductive layer 306b is exposed. Note that both side walls of the first conductive layer 305b may be tapered. Further, both side walls of the second conductive layer 306b may be tapered.

次いで、レジストパターン307bを除去した後、半導体層303への一導電型不純物の添加を行う。ここでは、一導電型不純物のイオンとしてリン(またはAs)を用い、nチャネル型TFTを作製する。サイドウォールを形成することなく、導電積層パターンを用いて自己整合的にLDD領域(GOLD領域)やソース領域やドレイン領域を形成することができる。   Next, after removing the resist pattern 307 b, one conductivity type impurity is added to the semiconductor layer 303. Here, phosphorus (or As) is used as an ion of one conductivity type impurity, and an n-channel TFT is manufactured. An LDD region (GOLD region), a source region, and a drain region can be formed in a self-aligning manner using a conductive laminated pattern without forming a sidewall.

ゲート電極の外側に位置するソース領域及びドレイン領域を形成するためのドーピング処理を行う場合、導電積層パターンをマスクとして一導電型不純物のイオンを半導体層303に添加して高濃度の一導電型不純物領域310、311を形成すればよい。ソース領域及びドレイン領域を形成するためのドーピング条件は、加速電圧を50kV以下として行なう。高濃度の一導電型不純物領域310、311の不純物濃度は1×1019〜5×1021/cm(SIMS測定でのピーク値)とする。 In the case of performing a doping process for forming a source region and a drain region located outside the gate electrode, ions of one conductivity type impurity are added to the semiconductor layer 303 by using the conductive stacked pattern as a mask, and the one conductivity type impurity having a high concentration is added. The regions 310 and 311 may be formed. Doping conditions for forming the source region and the drain region are performed with an acceleration voltage of 50 kV or less. The impurity concentration of the high-concentration one-conductivity type impurity regions 310 and 311 is 1 × 10 19 to 5 × 10 21 / cm 3 (peak value in SIMS measurement).

また、ゲート電極とオーバーラップするLDD領域(GOLD領域)を形成するためのドーピング処理を行う場合、第2導電層と積層していない領域の第1導電層305bを通過させて、一導電型不純物のイオンを半導体層303に添加して低濃度の一導電型不純物領域309a、309bを形成すればよい。このドーピング条件として、第2導電層や第1導電層の膜厚にもよるが、この場合には50kV以上の加速電圧を要する。低濃度の一導電型不純物領域309a、309bの不純物濃度は、LDD領域を前提とすると1×1017〜5×1019/cm(SIMS測定でのピーク値)とする。 In addition, in the case of performing a doping process for forming an LDD region (GOLD region) overlapping with the gate electrode, the first conductive layer 305b in a region not stacked with the second conductive layer is passed through, so that one conductivity type impurity These ions may be added to the semiconductor layer 303 to form the low-concentration one-conductivity type impurity regions 309a and 309b. This doping condition depends on the thickness of the second conductive layer or the first conductive layer, but in this case, an acceleration voltage of 50 kV or more is required. The impurity concentration of the low-concentration one-conductivity type impurity regions 309a and 309b is 1 × 10 17 to 5 × 10 19 / cm 3 (peak value in SIMS measurement) assuming the LDD region.

なお、ドーピングの順序は特に限定されず、先にソース領域及びドレイン領域を形成するためのドーピング処理を行った後、LDD領域(GOLD領域)を形成するためのドーピング処理を行ってもよい。また、LDD領域(GOLD領域)を形成するためのドーピング処理を行った後、ソース領域及びドレイン領域を形成するためのドーピング処理を行ってもよい。   Note that the order of doping is not particularly limited, and a doping process for forming an LDD region (GOLD region) may be performed after performing a doping process for forming a source region and a drain region first. Further, after performing a doping process for forming an LDD region (GOLD region), a doping process for forming a source region and a drain region may be performed.

また、ここではドーピング処理を2回に分けて異なる濃度の不純物領域の形成を行う例を示したが、処理条件を調節して1回のドーピング処理で異なる濃度の不純物領域の形成を行ってもよい。 Although an example in which the doping process is divided into two times to form impurity regions having different concentrations has been described here, the impurity regions having different concentrations can be formed by one doping process by adjusting the processing conditions. Good.

また、ドーピングの前にレジストパターンを除去した例を示したが、ドーピング処理を行った後でレジストパターンを除去してもよい。レジストパターンを残したままドーピングを行うと、第2導電層の表面をレジストパターンで保護しながらドーピングを行うことができる。   Moreover, although the example which removed the resist pattern before doping was shown, you may remove a resist pattern after performing a doping process. When doping is performed with the resist pattern remaining, doping can be performed while protecting the surface of the second conductive layer with the resist pattern.

なお、上記ドーピング処理の際、第2導電層と重なる位置の半導体層は、一導電型不純物のイオンは添加されない領域となり、後に形成されるTFTのチャネル形成領域として機能する部分となる。   Note that in the doping process, the semiconductor layer in a position overlapping with the second conductive layer is a region to which ions of one conductivity type impurity are not added, and functions as a channel formation region of a TFT to be formed later.

また、導電積層パターン(第1導電層305b及び第2導電層306b)が半導体層303と交差する部位においてゲート電極となる。また、第1導電層305bのうち、第2の導電層306bと重ならない領域がLov領域となる。なお、Lov領域とは、ゲート電極と重なる低濃度不純物領域(LDD領域)を指している。TFTを有する回路の種類や用途に合わせて、必要なLov領域の長さを決定し、その長さに基づいて露光マスクやエッチング条件を設定すればよい。なお、ovとは、overlapの意味である。   In addition, the conductive stacked pattern (the first conductive layer 305b and the second conductive layer 306b) serves as a gate electrode at a portion where the semiconductor layer 303 intersects. In addition, a region of the first conductive layer 305b that does not overlap with the second conductive layer 306b is a Lov region. Note that the Lov region refers to a low concentration impurity region (LDD region) overlapping with the gate electrode. The length of the required Lov region may be determined in accordance with the type and application of the circuit having the TFT, and the exposure mask and etching conditions may be set based on the length. “Ov” means “overlap”.

その後、窒化酸化珪素を用いる第3絶縁膜312を形成する。そして、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。   After that, a third insulating film 312 using silicon nitride oxide is formed. Then, the impurity element added to the semiconductor layer is activated and hydrogenated.

次いで、透光性を有する無機材料(酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど)または、低誘電率の有機化合物材料(感光性又は非感光性の有機樹脂材料(例えば、ポリイミドやポリベンゾオキサゾール))を用いて第4絶縁膜313を形成する。また、シロキサンを含む材料を用いて第4絶縁膜を形成してもよい。なお、シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される材料である。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。   Next, a light-transmitting inorganic material (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, etc.) or a low dielectric constant organic compound material (photosensitive or non-photosensitive organic resin material (eg, polyimide or polybenzoxazole)) ) Is used to form the fourth insulating film 313. Alternatively, the fourth insulating film may be formed using a material containing siloxane. Siloxane is a material in which a skeleton structure is formed by a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent.

次いで、第3のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、層間絶縁膜として機能する第3絶縁膜312、及び第4絶縁膜313、及びゲート絶縁膜として機能する第2絶縁膜304を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。   Next, a resist mask is formed using a third photomask, and a third insulating film 312 that functions as an interlayer insulating film, a fourth insulating film 313, and a second insulating film 304 that functions as a gate insulating film are formed. A contact hole is formed by selective etching. Then, the resist mask is removed.

次いで、第4絶縁膜313上にスパッタ法で金属積層膜を成膜した後、第4のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に金属積層膜をエッチングして、半導体層に接するソース電極314またはドレイン電極315を形成する。   Next, after a metal stacked film is formed over the fourth insulating film 313 by a sputtering method, a resist mask is formed using a fourth photomask, the metal stacked film is selectively etched, and a semiconductor layer is formed. A source electrode 314 or a drain electrode 315 in contact with the electrode is formed.

なお、TFTのソース電極314またはドレイン電極315と同時に接続電極(複数のTFT間を電気的に接続する電極)や端子電極(外部電源と接続するための電極)も第4絶縁膜313上に形成することができる。そして、レジストからなるマスクを除去する。なお、金属積層膜は、膜厚100nmのTi膜と、膜厚350nmのSiを微量に含むAl膜と、膜厚100nmのTi膜との3層積層とする。金属積層膜は、同じメタルスパッタ装置内で連続して形成することが好ましい。   A connection electrode (an electrode for electrically connecting a plurality of TFTs) and a terminal electrode (an electrode for connecting to an external power source) are also formed on the fourth insulating film 313 simultaneously with the source electrode 314 or the drain electrode 315 of the TFT. can do. Then, the resist mask is removed. Note that the metal stacked film is a three-layer stack including a Ti film with a thickness of 100 nm, an Al film containing a small amount of Si with a thickness of 350 nm, and a Ti film with a thickness of 100 nm. The metal laminated film is preferably formed continuously in the same metal sputtering apparatus.

以上の工程で、図3(D)に示したチャネル形成領域の両側に低濃度の一導電型不純物領域(低濃度不純物領域)309a、309bを有するトップゲート型TFTが完成する。また、図3(D)にチャネル長Lを示す。   Through the above steps, a top-gate TFT having low-concentration one-conductivity type impurity regions (low-concentration impurity regions) 309a and 309b on both sides of the channel formation region shown in FIG. 3D is completed. FIG. 3D shows the channel length L.

以上のように、本実施の形態では、ハーフトーン膜の露光光に対する透過率及び位相差を制御したフォトマスクを用いて露光することによって、端部がなだらかな形状を有するレジストパターン307aを形成し、そのレジストパターンを利用してゲート電極を得ている。レジストパターン307aの膜厚の薄い部分の長さを調節することによって、自己整合的にLov領域の長さを調節することができる。   As described above, in this embodiment, the resist pattern 307a having a gentle shape at the end portion is formed by performing exposure using a photomask in which the transmittance and the phase difference with respect to the exposure light of the halftone film are controlled. The gate electrode is obtained using the resist pattern. By adjusting the length of the thin portion of the resist pattern 307a, the length of the Lov region can be adjusted in a self-aligning manner.

なお、本実施の形態では、nチャネル型TFTを用いて説明したが、n型不純物元素に代えてp型不純物元素を用いることによってpチャネル型TFTを形成することができる。 Note that in this embodiment mode, an n-channel TFT is described; however, a p-channel TFT can be formed by using a p-type impurity element instead of an n-type impurity element.

また、同一基板上にnチャネル型TFTとpチャネル型TFTとを形成することができ、これらのTFTを相補的に組み合わせることによってCMOS回路を構成することもできる。CMOS回路とは、少なくとも一つのnチャネル型TFTと一つのpチャネル型TFTとを有する回路(インバータ回路、NAND回路、AND回路、NOR回路、OR回路、シフトレジスタ回路、サンプリング回路、D/Aコンバータ回路、A/Dコンバータ回路、ラッチ回路、バッファ回路など)を指している。加えて、これらのCMOS回路を組み合わせることによってSRAMやDRAMなどのメモリ素子やその他の素子を基板上に構成することができる。また、さまざまな素子や回路を集積してCPUを基板上に構成することも可能である。   Further, an n-channel TFT and a p-channel TFT can be formed on the same substrate, and a CMOS circuit can be configured by combining these TFTs in a complementary manner. A CMOS circuit is a circuit having at least one n-channel TFT and one p-channel TFT (inverter circuit, NAND circuit, AND circuit, NOR circuit, OR circuit, shift register circuit, sampling circuit, D / A converter) Circuit, A / D converter circuit, latch circuit, buffer circuit, etc.). In addition, by combining these CMOS circuits, memory elements such as SRAM and DRAM and other elements can be formed on the substrate. It is also possible to configure a CPU on a substrate by integrating various elements and circuits.

また、本実施の形態では、シングルゲート構造のトップゲート型TFTを用いて説明したが、チャネル形成領域を複数有するマルチゲート構造であるトップゲート型TFTも形成することができる。また、露光マスクを変更するだけで、工程数を増やすことなく、同一基板上にシングルゲート構造のトップゲート型TFTと、マルチゲート構造であるトップゲート型TFTを形成することもできる。なお、シングルゲート構造とは、1つのTFTが1つのゲート電極を有する構造である。マルチゲート構造とは、複数のゲートを持つ構造のことであり、2つ以上のTFTが直列に接続され、各TFTのゲート電極は接続されている構造をいう。   Although this embodiment mode is described using a single-gate top-gate TFT, a top-gate TFT having a multi-gate structure having a plurality of channel formation regions can also be formed. In addition, a single-gate top gate TFT and a multi-gate top gate TFT can be formed on the same substrate without changing the number of steps simply by changing the exposure mask. Note that the single gate structure is a structure in which one TFT has one gate electrode. The multi-gate structure is a structure having a plurality of gates, and refers to a structure in which two or more TFTs are connected in series and the gate electrodes of the TFTs are connected.

従って、露光マスクを変更するだけで、工程数を増やすことなく、同一基板上に最適な構造のトランジスタを割り当てて様々な回路を構成することができる。 Therefore, by simply changing the exposure mask, various circuits can be configured by assigning transistors having an optimal structure on the same substrate without increasing the number of steps.

また、本実施の形態では、ゲート電極を形成する工程に本発明を適用したが、もちろんゲート電極に限ることなく、その他の電極や配線にも適用することができる。   In this embodiment mode, the present invention is applied to the step of forming the gate electrode. However, the present invention is not limited to the gate electrode, but can be applied to other electrodes and wirings.

(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の条件を満たす露光マスクを用いて、工程数を増やすことなく、同一基板上にドレイン側がソース側よりも幅の広いLov領域を有する構造のトップゲート型TFTと、チャネル形成領域の両側に同じ幅のLov領域を有する構造であるトップゲート型TFTを形成する例を図4に示す。
(Embodiment 2)
In this embodiment, using an exposure mask that satisfies the conditions of the present invention, without increasing the number of steps, a top gate TFT having a structure in which the drain side has a wider Lov region than the source side on the same substrate; FIG. 4 shows an example of forming a top gate TFT having a structure having a Lov region having the same width on both sides of a channel formation region.

図4(A)において、基板500及び絶縁層508上に半導体層502、及び半導体層503が形成されている。半導体層502、及び半導体層503を覆うようにゲート絶縁層504、第1の導電膜505、及び第2の導電膜506が形成され、図4(A)で示したように作製された形状の異なるレジストパターン529、レジストパターン539、及びレジストパターン549が形成されている。これらのレジストパターンは、実施の形態1に示すように、ハーフトーン膜と透光性基板とからなる露光マスクのうち、ハーフトーン膜及び透光性基板を透過する露光光と、透光性基板を透過する露光光の位相差及びハーフトーン膜の透過率が式(5)を満たす露光マスクを用いて形成している。そのため、それぞれのレジストパターンの端部に凸部は形成されず、端部がなだらかな形状となる。   In FIG. 4A, a semiconductor layer 502 and a semiconductor layer 503 are formed over a substrate 500 and an insulating layer 508. A gate insulating layer 504, a first conductive film 505, and a second conductive film 506 are formed so as to cover the semiconductor layer 502 and the semiconductor layer 503, and have a shape manufactured as shown in FIG. Different resist patterns 529, resist patterns 539, and resist patterns 549 are formed. As shown in the first embodiment, these resist patterns include an exposure light that transmits through the halftone film and the light-transmitting substrate, and a light-transmitting substrate, among the exposure masks that include the halftone film and the light-transmitting substrate. Is formed using an exposure mask in which the phase difference of the exposure light passing through and the transmittance of the halftone film satisfy Expression (5). Therefore, a convex part is not formed in the edge part of each resist pattern, but an edge part becomes a gentle shape.

レジストパターン529は両側になだらかな段差を有する形状(図4(A)の断面において左右対称の形状)であり、レジストパターン539は凸部が中央よりずれた位置にある形状(図4(A)の断面において左右非対称の形状)であり、レジストパターン549は段差も凹凸もない形状(図4(A)の断面において左右対称の形状)である。   The resist pattern 529 has a shape having gentle steps on both sides (symmetrical shape in the cross section of FIG. 4A), and the resist pattern 539 has a shape in which the convex portion is shifted from the center (FIG. 4A). The resist pattern 549 has a shape with no step and unevenness (a shape that is symmetrical in the cross section of FIG. 4A).

レジストパターン529、レジストパターン539、及びレジストパターン549を用いてエッチング処理によるパターニングを行い、第1のゲート電極層521、第2のゲート電極層522、第1のゲート電極層531、第2のゲート電極層532、第1の配線層541、及び第2の配線層542を形成する。   Patterning is performed by etching using the resist pattern 529, the resist pattern 539, and the resist pattern 549, and the first gate electrode layer 521, the second gate electrode layer 522, the first gate electrode layer 531, and the second gate are formed. An electrode layer 532, a first wiring layer 541, and a second wiring layer 542 are formed.

第2のゲート電極層522、及び第2のゲート電極層532をマスクとして、半導体層502、及び半導体層503に一導電型を有する不純物元素を添加し、低濃度不純物領域524a、低濃度不純物領域524b、低濃度不純物領域534a、及び低濃度不純物領域534bを形成する(図4(B)参照。)。   Using the second gate electrode layer 522 and the second gate electrode layer 532 as masks, an impurity element having one conductivity type is added to the semiconductor layer 502 and the semiconductor layer 503, so that the low concentration impurity region 524a and the low concentration impurity region are added. A low concentration impurity region 534a and a low concentration impurity region 534b are formed (see FIG. 4B).

さらに、第1のゲート電極層521、第2のゲート電極層522、第1のゲート電極層531、第2のゲート電極層532をマスクとして、半導体層502、半導体層503に一導電型を有する不純物元素を添加し、高濃度不純物領域525a、高濃度不純物領域525b、高濃度不純物領域535a、高濃度不純物領域535bを形成する。   Further, the semiconductor layer 502 and the semiconductor layer 503 have one conductivity type using the first gate electrode layer 521, the second gate electrode layer 522, the first gate electrode layer 531 and the second gate electrode layer 532 as a mask. An impurity element is added to form a high concentration impurity region 525a, a high concentration impurity region 525b, a high concentration impurity region 535a, and a high concentration impurity region 535b.

次いで、レジストパターン523、レジストパターン533、レジストパターン543を除去する。   Next, the resist pattern 523, the resist pattern 533, and the resist pattern 543 are removed.

こうして、同一基板上に、第1のTFT部530と、第2のTFT部520と、配線部540とを形成することができる。第1のTFT部530には、ソース側に低濃度不純物領域536aを有し、ドレイン側に低濃度不純物領域536bを有するTFTが形成される。なお、低濃度不純物領域536bは、低濃度不純物領域536aよりも幅が広い。また、第2のTFT部520には、チャネル形成領域の両側に低濃度不純物領域526a、526bを有するTFTが作製される(図4(C)参照。)。また、配線部540には、端面の位置が一致している積層、即ち、第1の配線層541と第2の配線層542の積層が得られる。   Thus, the first TFT portion 530, the second TFT portion 520, and the wiring portion 540 can be formed on the same substrate. In the first TFT portion 530, a TFT having a low concentration impurity region 536a on the source side and a low concentration impurity region 536b on the drain side is formed. Note that the low concentration impurity region 536b is wider than the low concentration impurity region 536a. In the second TFT portion 520, a TFT having low-concentration impurity regions 526a and 526b on both sides of the channel formation region is manufactured (see FIG. 4C). Further, in the wiring portion 540, a stack in which the positions of the end faces coincide, that is, a stack of the first wiring layer 541 and the second wiring layer 542 is obtained.

加えて、同じレジストパターンを利用して、第1のTFT部530と同じ構造を形成して、同一基板上に容量とTFTとを形成することができる。その場合、ゲート絶縁層504を誘電体とする容量を形成することもできる。   In addition, by using the same resist pattern, the same structure as the first TFT portion 530 can be formed, and the capacitor and the TFT can be formed on the same substrate. In that case, a capacitor using the gate insulating layer 504 as a dielectric can be formed.

(実施の形態3)
本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置の構造について、図5、及び図6を用いて作製方法とともに、以下に説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment mode, a structure of an active matrix light-emitting device will be described below together with a manufacturing method with reference to FIGS.

まず、絶縁表面を有する基板610上に下地絶縁膜611を形成する。基板610側を表示面として発光を取り出す場合、基板610としては、光透過性を有するガラス基板や石英基板を用いればよい。また、処理温度に耐えうる耐熱性を有する光透過性のプラスチック基板を用いてもよい。また、基板610側とは逆の面を表示面として発光を取り出す場合、前述の基板の他にシリコン基板、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。ここでは基板610としてガラス基板を用いる。なお、ガラス基板の屈折率は1.55前後である。 First, a base insulating film 611 is formed over a substrate 610 having an insulating surface. In the case where light emission is extracted using the substrate 610 side as a display surface, a light-transmitting glass substrate or quartz substrate may be used as the substrate 610. Alternatively, a light-transmitting plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature may be used. In the case where light emission is extracted using a surface opposite to the substrate 610 side as a display surface, a substrate in which an insulating film is formed on the surface of a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless steel substrate in addition to the above substrate may be used. Here, a glass substrate is used as the substrate 610. The refractive index of the glass substrate is around 1.55.

下地絶縁膜611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成る下地膜を形成する。ここでは下地膜として単層構造を用いた例を示すが、前記絶縁膜を2層以上積層させた構造を用いても良い。なお、基板の凹凸や、基板からの不純物拡散が問題にならないのであれば、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。   As the base insulating film 611, a base film made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed. Here, an example in which a single layer structure is used as the base film is shown, but a structure in which two or more insulating films are stacked may be used. Note that the base insulating film is not necessarily formed if unevenness of the substrate or impurity diffusion from the substrate is not a problem.

次いで、下地絶縁膜611上に半導体層を形成する。半導体層は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により成膜した後、公知の結晶化処理(レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等)を行って得られた結晶質半導体膜を第1のフォトマスクを用いて所望の形状に加工(パターニング)して、半導体層を形成する。なお、プラズマCVD法を用いれば、下地絶縁膜611と、非晶質構造を有する半導体膜とを大気に触れることなく連続的に積層することができる。この半導体膜の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜70nm)の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。   Next, a semiconductor layer is formed over the base insulating film 611. The semiconductor layer is formed by forming a semiconductor film having an amorphous structure by a known means (sputtering method, LPCVD method, plasma CVD method, etc.), and then known crystallization treatment (laser crystallization method, thermal crystallization method). Or a crystalline semiconductor film obtained by performing a thermal crystallization method using a catalyst such as nickel) is processed (patterned) into a desired shape using a first photomask to form a semiconductor layer. . Note that when the plasma CVD method is used, the base insulating film 611 and the semiconductor film having an amorphous structure can be stacked successively without being exposed to the air. The semiconductor film is formed with a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 70 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.

ここでは、非晶質構造を有する半導体膜を結晶化させる技術として、特開平8−78329号公報記載の技術を用いて結晶化させる。同公報記載の技術は、非晶質シリコン膜(アモルファスシリコン膜とも呼ばれる)に対して結晶化を助長する金属元素を選択的に添加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶構造を有する半導体膜を形成するものである。   Here, as a technique for crystallizing a semiconductor film having an amorphous structure, the technique described in JP-A-8-78329 is used for crystallization. The technology described in this publication is based on a crystal structure in which an amorphous silicon film (also referred to as an amorphous silicon film) is selectively added with a metal element that promotes crystallization, and heat treatment is performed to expand the added region as a starting point. The semiconductor film which has this is formed.

以下に結晶質半導体膜の形成方法の一例を詳細に説明する。   Hereinafter, an example of a method for forming a crystalline semiconductor film will be described in detail.

まず、非晶質構造を有す半導体膜の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素(ここでは、ニッケル)を重量換算で1〜100ppm含む酢酸ニッケル溶液をスピナーで塗布してニッケル含有層を形成する。塗布によるニッケル含有層の形成方法以外の他の手段として、スパッタ法、蒸着法、またはプラズマ処理により極薄い膜を形成する手段を用いてもよい。また、ここでは、全面に塗布する例を示したが、マスクを形成して選択的にニッケル含有層を形成してもよい。   First, a nickel acetate solution containing a catalytic metal element (here, nickel) that promotes crystallization on a surface of an amorphous semiconductor film containing 1 to 100 ppm by weight is applied by a spinner. A containing layer is formed. As a means other than the method for forming the nickel-containing layer by coating, a means for forming an extremely thin film by sputtering, vapor deposition, or plasma treatment may be used. Although an example in which the coating is performed on the entire surface is shown here, a nickel-containing layer may be selectively formed by forming a mask.

次いで、加熱処理を行い、結晶化を行う。この場合、結晶化は半導体の結晶化を助長する金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進行する。こうして、結晶構造を有す半導体膜が形成される。なお、結晶化後での半導体膜に含まれる酸素濃度は、5×1018/cm以下とすることが望ましい。ここでは、脱水素化のための熱処理(500℃、1時間)の後、結晶化のための熱処理(550℃〜650℃で4〜24時間)を行う。また、強光の照射により結晶化を行う場合は、赤外光、可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを用いることが可能である。なお、必要であれば、強光を照射する前に非晶質構造を有する半導体膜に含有する水素を放出させる熱処理を行ってもよい。また、熱処理と強光の照射とを同時に行って結晶化を行ってもよい。生産性を考慮すると、結晶化は強光の照射により結晶化を行うことが望ましい。 Next, heat treatment is performed to perform crystallization. In this case, in crystallization, silicide is formed in a portion of the semiconductor film in contact with a metal element that promotes crystallization of the semiconductor, and crystallization proceeds using the silicide as a nucleus. Thus, a semiconductor film having a crystal structure is formed. Note that the concentration of oxygen contained in the semiconductor film after crystallization is preferably 5 × 10 18 / cm 3 or less. Here, after heat treatment for dehydrogenation (500 ° C., 1 hour), heat treatment for crystallization (550 ° C. to 650 ° C. for 4 to 24 hours) is performed. When crystallization is performed by irradiation with strong light, any one of infrared light, visible light, and ultraviolet light, or a combination thereof can be used. Note that if necessary, heat treatment for releasing hydrogen contained in the semiconductor film having an amorphous structure may be performed before irradiation with strong light. In addition, crystallization may be performed by simultaneously performing heat treatment and irradiation with strong light. In consideration of productivity, it is desirable to perform crystallization by irradiation with strong light.

このようにして得られる結晶質半導体膜には、金属元素(ここではニッケル)が残存している。それは膜中において一様に分布していないにしろ、平均的な濃度とすれば、1×1019/cmを越える濃度で残存している。勿論、このような状態でもTFTをはじめ各種半導体素子を形成することが可能であるが、以降に示すゲッタリング方法で当該元素を除去する。 In the crystalline semiconductor film thus obtained, a metal element (here, nickel) remains. Although it is not uniformly distributed in the film, it remains at a concentration exceeding 1 × 10 19 / cm 3 in terms of an average concentration. Of course, various semiconductor elements including TFT can be formed even in such a state, but the element is removed by a gettering method described below.

ここで、レーザ光の照射を行う前に結晶化工程で形成される自然酸化膜を除去する。この自然酸化膜にはニッケルが高濃度に含まれているため、除去することが好ましい。   Here, the natural oxide film formed in the crystallization step is removed before the laser light irradiation. Since this natural oxide film contains nickel in high concentration, it is preferably removed.

次いで、結晶化率(膜の全体積における結晶成分の割合)を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するために、結晶質半導体膜に対してレーザ光を照射する。レーザ光を照射した場合、半導体膜に歪みやリッジが形成され、表面に薄い表面酸化膜(図示しない)が形成される。このレーザ光としてはパルス発振であるレーザ光源から射出される波長400nm以下のエキシマレーザ光や、YAGレーザの第2高調波、第3高調波を用いればよい。また、レーザ光としては連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波を用いてもよい。代表的には、Nd:YVOレーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を適用すればよい。 Next, the crystalline semiconductor film is irradiated with laser light in order to increase the crystallization rate (the ratio of the crystal component in the total volume of the film) and repair defects remaining in the crystal grains. When laser light is irradiated, distortion and ridges are formed in the semiconductor film, and a thin surface oxide film (not shown) is formed on the surface. As this laser light, an excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less emitted from a pulsed laser light source, or a second harmonic or a third harmonic of a YAG laser may be used. In addition, a solid-state laser capable of continuous oscillation may be used as the laser light, and the second to fourth harmonics of the fundamental wave may be used. Typically, a second harmonic (532 nm) or a third harmonic (355 nm) of an Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) may be applied.

次いで、結晶質半導体膜の歪みを低減するための第1の熱処理(半導体膜が瞬間的に400〜1000℃程度にまで加熱される熱処理)を窒素雰囲気にて行い、平坦な半導体膜を得る。瞬間的に加熱する熱処理としては、強光を照射する熱処理、または加熱されたガス中に基板を投入し、数分放置した後に基板を取りだす熱処理によって加熱を行えばよい。また、この熱処理の条件によっては、歪みを低減すると同時に結晶粒内に残される欠陥を補修する、即ち結晶性の改善を行うことができる。また、この熱処理により、歪みを低減してニッケルが後のゲッタリング工程でゲッタリングされやすくなる。なお、この熱処理における温度が結晶化での温度よりも低い場合、シリコン膜が固相状態のまま、膜中にニッケルが移動することになる。   Next, first heat treatment (heat treatment in which the semiconductor film is instantaneously heated to about 400 to 1000 ° C.) for reducing distortion of the crystalline semiconductor film is performed in a nitrogen atmosphere to obtain a flat semiconductor film. As the heat treatment for instantaneously heating, heating may be performed by heat treatment for irradiating strong light, or heat treatment for putting a substrate into a heated gas and leaving it for several minutes, and then removing the substrate. Further, depending on the conditions of this heat treatment, it is possible to reduce the distortion and repair defects left in the crystal grains, that is, improve the crystallinity. This heat treatment also reduces the strain and makes it easier for the nickel to be gettered in a later gettering step. When the temperature in this heat treatment is lower than the temperature in crystallization, nickel moves into the film while the silicon film remains in a solid state.

次いで、結晶質半導体膜上方に希ガス元素を含む半導体膜を形成する。希ガス元素を含む半導体膜を形成する前にエッチングストッパーとなる酸化膜(バリア層と呼ばれる)を1〜10nmの膜厚で形成してもよい。バリア層は、半導体膜の歪みを低減するための熱処理で同時に形成してもよい。   Next, a semiconductor film containing a rare gas element is formed above the crystalline semiconductor film. An oxide film (referred to as a barrier layer) serving as an etching stopper may be formed with a thickness of 1 to 10 nm before forming the semiconductor film containing a rare gas element. The barrier layer may be formed at the same time by heat treatment for reducing distortion of the semiconductor film.

希ガス元素を含む半導体膜は、プラズマCVD法、またはスパッタ法にて形成し、膜厚10nm〜300nmのゲッタリングサイトを形成する。希ガス元素としてはヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)から選ばれた一種または複数種を用いる。中でも安価なガスであるアルゴン(Ar)が好ましい。   The semiconductor film containing a rare gas element is formed by a plasma CVD method or a sputtering method to form a gettering site with a thickness of 10 nm to 300 nm. As the rare gas element, one or more selected from helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe) are used. Among them, argon (Ar) which is an inexpensive gas is preferable.

ここではPCVD法を用い、原料ガスとしてモノシランとアルゴンを用い、比率(モノシラン:アルゴン)を0.1:99.9〜1:9、好ましくは、1:99〜5:95に制御して成膜する。また、成膜時のRFパワー密度は、0.0017W/cm〜0.48W/cmとすることが望ましい。RFパワー密度が高いとよりゲッタリング効果が得られる膜質となり、加えて成膜速度が向上するため好ましい。また、成膜時の圧力は、1.333Pa(0.01Torr)〜133.322Pa(1Torr)とすることが望ましい。圧力は、高ければ高いほど成膜速度が向上するが、圧力が高いと膜中に含まれるAr濃度は減少する。また、成膜温度は300℃〜500℃とすることが望ましい。こうして、膜中にアルゴンを1×1018/cm〜1×1022/cm、好ましくは、1×1020/cm〜1×1021/cmの濃度で含む半導体膜をプラズマCVD法で成膜することができる。上記第2の半導体膜の成膜条件を上記範囲内で調節することで、成膜の際、バリア層に与えるダメージを低減することができ、半導体膜の膜厚のバラツキ発生や半導体膜に穴が形成されるという不良の発生を防ぐことができる。 Here, the PCVD method is used, monosilane and argon are used as source gases, and the ratio (monosilane: argon) is controlled to 0.1: 99.9 to 1: 9, preferably 1:99 to 5:95. Film. In addition, the RF power density during film formation is desirably 0.0017 W / cm 2 to 0.48 W / cm 2 . A high RF power density is preferable because a film quality that can provide a gettering effect can be obtained, and in addition, the film forming speed is improved. The pressure during film formation is preferably 1.333 Pa (0.01 Torr) to 133.322 Pa (1 Torr). The higher the pressure, the higher the deposition rate. However, the higher the pressure, the lower the concentration of Ar contained in the film. Further, it is desirable that the film forming temperature be 300 ° C. to 500 ° C. Thus, plasma CVD is performed on a semiconductor film containing argon at a concentration of 1 × 10 18 / cm 3 to 1 × 10 22 / cm 3 , preferably 1 × 10 20 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 in the film. The film can be formed by the method. By adjusting the film formation conditions of the second semiconductor film within the above range, damage to the barrier layer during film formation can be reduced, and variations in the film thickness of the semiconductor film and holes in the semiconductor film can be generated. It is possible to prevent the occurrence of defects such as forming.

膜中に不活性気体である希ガス元素イオンを含有させる意味は二つある。一つはダングリングボンドを形成し半導体膜に歪みを与えることであり、他の一つは半導体膜の格子間に歪みを与えることである。半導体膜の格子間に歪みを与えるにはアルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)などシリコンより原子半径の大きな元素を用いた時に顕著に得られる。また、膜中に希ガス元素を含有させることにより、格子歪だけでなく、不対結合手も形成させてゲッタリング作用に寄与する。 There are two meanings of including a rare gas element ion which is an inert gas in the film. One is to form a dangling bond to give distortion to the semiconductor film, and the other is to give distortion to the lattice of the semiconductor film. Distortion between the lattices of the semiconductor film is remarkably obtained when an element having a larger atomic radius than silicon, such as argon (Ar), krypton (Kr), or xenon (Xe), is used. Further, by containing a rare gas element in the film, not only lattice distortion but also dangling bonds are formed, contributing to the gettering action.

次いで、加熱処理を行い、結晶質半導体膜中における金属元素(ニッケル)の濃度を低減、あるいは除去するゲッタリングを行う。ゲッタリングを行う加熱処理としては、強光を照射する処理、炉を用いた熱処理、または加熱されたガスに基板を投入し、数分放置した後取りだすことによって加熱を行えばよい。ここでは、ゲッタリングを行うための第2の熱処理(半導体膜が瞬間的に400〜1000℃程度にまで加熱される熱処理)を窒素雰囲気にて行う。   Next, heat treatment is performed to perform gettering for reducing or removing the concentration of the metal element (nickel) in the crystalline semiconductor film. As the heat treatment for performing gettering, heat treatment may be performed by irradiating with strong light, heat treatment using a furnace, or by putting the substrate into a heated gas, leaving it for a few minutes, and taking it out. Here, second heat treatment for performing gettering (heat treatment in which the semiconductor film is instantaneously heated to about 400 to 1000 ° C.) is performed in a nitrogen atmosphere.

この第2の熱処理により、金属元素が希ガス元素を含む半導体膜に移動し、バリア層で覆われた結晶質半導体膜に含まれる金属元素の除去、または金属元素の濃度の低減が行われる。結晶質半導体膜に含まれる金属元素は、基板面と垂直な方向、且つ、希ガス元素を含む半導体膜に向かって移動する。   By this second heat treatment, the metal element moves to the semiconductor film containing the rare gas element, and the metal element contained in the crystalline semiconductor film covered with the barrier layer is removed or the concentration of the metal element is reduced. The metal element contained in the crystalline semiconductor film moves in a direction perpendicular to the substrate surface and toward the semiconductor film containing a rare gas element.

金属元素がゲッタリングの際に移動する距離は、結晶質半導体膜の厚さ程度の距離であればよく、比較的短時間でゲッタリングを完遂することができる。ここでは、ニッケルが結晶質半導体膜に偏析しないよう希ガス元素を含む半導体膜に移動させ、結晶質半導体膜に含まれるニッケルがほとんど存在しない、即ち膜中のニッケル濃度が1×1018/cm以下、望ましくは1×1017/cm以下になるように十分にゲッタリングする。なお、希ガス元素を含む半導体膜だけでなくバリア層もゲッタリングサイトとして機能する。 The distance that the metal element moves during gettering may be about the thickness of the crystalline semiconductor film, and the gettering can be completed in a relatively short time. Here, nickel is transferred to a semiconductor film containing a rare gas element so as not to segregate in the crystalline semiconductor film, and the nickel contained in the crystalline semiconductor film is almost absent, that is, the nickel concentration in the film is 1 × 10 18 / cm. Gettering is sufficiently performed so that it is 3 or less, preferably 1 × 10 17 / cm 3 or less. Note that not only a semiconductor film containing a rare gas element but also a barrier layer functions as a gettering site.

次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、希ガス元素を含む半導体膜のみを選択的に除去する。希ガス元素を含む半導体膜のみを選択的にエッチングする方法としては、ClFによるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(化学式 (CHNOH)(略称TMAH)を含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行うことができる。なお、ここでのエッチングで結晶質半導体膜にピンホールが形成されるのを防止するため、オーバーエッチング時間を少なめにする。 Next, only the semiconductor film containing a rare gas element is selectively removed using the barrier layer as an etching stopper. As a method of selectively etching only a semiconductor film containing a rare gas element, dry etching without using plasma with ClF 3 , hydrazine, tetramethylammonium hydroxide (chemical formula (CH 3 ) 4 NOH) (abbreviation TMAH) It can be performed by wet etching with an alkaline solution such as an aqueous solution containing. Note that in order to prevent pinholes from being formed in the crystalline semiconductor film by this etching, the overetching time is reduced.

次いで、フッ酸を含むエッチャントによりバリア層を除去する。   Next, the barrier layer is removed with an etchant containing hydrofluoric acid.

また、希ガス元素を含む半導体膜の形成前に、チャンバー内のFなどの不純物を除去するため、フラッシュ物質を使用してフラッシングする処理を行ってもよい。モノシランをフラッシュ物質として用い、ガス流量8〜10SLMをチャンバーに5〜20分間、好ましくは10分〜15分間導入し続けることで基板表面のフラッシングする処理(シランフラッシュとも呼ぶ)を行う。なお、1SLMは1000sccm、即ち、0.06m/hである。 Further, before the semiconductor film containing a rare gas element is formed, a flushing process may be performed using a flash substance in order to remove impurities such as F in the chamber. A process of flushing the substrate surface (also called silane flash) is performed by using monosilane as a flash substance and continuously introducing a gas flow rate of 8 to 10 SLM into the chamber for 5 to 20 minutes, preferably 10 to 15 minutes. Note that 1 SLM is 1000 sccm, that is, 0.06 m 3 / h.

以上の工程で、良好な結晶質半導体膜を得ることができる。   Through the above steps, a good crystalline semiconductor film can be obtained.

結晶質半導体膜を第1のフォトマスクを用いて所望の形状に加工した後、レジストマスクを除去する。次いで、必要があればTFTのしきい値を制御するために、微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを半導体層に対して行う。ここでは、ジボラン(B)を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いる。 After processing the crystalline semiconductor film into a desired shape using the first photomask, the resist mask is removed. Next, if necessary, a small amount of impurity element (boron or phosphorus) is doped into the semiconductor layer in order to control the threshold value of the TFT. Here, an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) is plasma-excited without mass separation is used.

次いで、フッ酸を含むエッチャントで半導体層表面の酸化膜を除去すると同時に半導体層の表面を洗浄する。   Next, the oxide film on the surface of the semiconductor layer is removed with an etchant containing hydrofluoric acid, and at the same time, the surface of the semiconductor layer is washed.

そして、半導体層を覆う絶縁膜を形成する。絶縁膜はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを1〜200nmとする。好ましくは10nm〜50nmと薄くしてシリコンを含む絶縁膜の単層または積層構造で形成した後にマイクロ波によるプラズマを用いた表面窒化処理を行う。絶縁膜は、後に形成されるTFTのゲート絶縁膜として機能する。   Then, an insulating film covering the semiconductor layer is formed. The insulating film is formed by plasma CVD or sputtering and has a thickness of 1 to 200 nm. It is preferably formed as a single layer or a laminated structure of an insulating film containing silicon by thinning to 10 nm to 50 nm, and then surface nitriding treatment using plasma by microwave is performed. The insulating film functions as a gate insulating film of a TFT formed later.

次いで、絶縁膜上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜とを積層形成する。本実施の形態では、絶縁膜613上に膜厚30nmの窒化タンタル膜、膜厚370nmのタングステン膜を順次積層し、実施の形態1に示した加工(パターニング)を行って各ゲート電極及び各配線を形成する。   Next, a first conductive film with a thickness of 20 to 100 nm and a second conductive film with a thickness of 100 to 400 nm are stacked over the insulating film. In this embodiment mode, a tantalum nitride film with a thickness of 30 nm and a tungsten film with a thickness of 370 nm are sequentially stacked over the insulating film 613, and the processing (patterning) described in Embodiment Mode 1 is performed to form each gate electrode and each wiring. Form.

なお、ここでは導電膜をTaN膜とW膜との積層としたが、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積層で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、2層構造に限定されず、例えば、膜厚50nmのタングステン膜、膜厚500nmのアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜、膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積層した3層構造としてもよい。   Here, the conductive film is a laminate of a TaN film and a W film, but is not particularly limited, and an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy containing the above element as a main component You may form by lamination | stacking of material or a compound material. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Further, the present invention is not limited to the two-layer structure. For example, a three-layer structure in which a 50 nm-thickness tungsten film, a 500 nm-thickness aluminum and silicon alloy (Al-Si) film, and a 30 nm-thickness titanium nitride film are sequentially stacked. Also good.

上記第1の導電膜及び第2の導電膜のエッチング(第1のエッチング処理および第2のエッチング処理)にはICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用いると良い。ICPエッチング法を用い、エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等)を適宜調節することによって所望の形状に膜をエッチングすることができる。   An ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method may be used for etching the first conductive film and the second conductive film (first etching process and second etching process). Using the ICP etching method, the film is formed into a desired shape by appropriately adjusting the etching conditions (the amount of power applied to the coil-type electrode, the amount of power applied to the electrode on the substrate side, the electrode temperature on the substrate side, etc.). It can be etched.

次いで、n型を付与する不純物元素を半導体層に添加するため、ゲート電極をマスクとして全面にドーピングする第1のドーピング工程を行う。第1のドーピング工程はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1.5×1014atoms/cmとし、加速電圧を60〜100kVとして行う。n型を付与する不純物元素として、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いる。 Next, in order to add an impurity element imparting n-type conductivity to the semiconductor layer, a first doping step is performed in which the entire surface is doped using the gate electrode as a mask. The first doping step may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1.5 × 10 14 atoms / cm 2 and an acceleration voltage of 60 to 100 kV. Typically, phosphorus (P) or arsenic (As) is used as the impurity element imparting n-type conductivity.

次いで、レジストからなるマスクを形成した後、半導体にn型を付与する不純物元素を第1のドーピング工程よりも高濃度にドープするための第2のドーピング工程を行う。マスクは、画素部のpチャネル型TFTを形成する半導体層のソース領域、ドレイン領域、及びそれらの周辺の領域と、画素部のnチャネル型TFTの一部と、駆動回路部のpチャネル型TFTを形成する半導体層のソース領域、ドレイン領域、及びそれらの及びその周辺の領域と、を保護するために設ける。   Next, after forming a mask made of a resist, a second doping step is performed for doping the semiconductor with an impurity element imparting n-type at a higher concentration than in the first doping step. The mask includes a source region and a drain region of a semiconductor layer forming a p-channel TFT in the pixel portion, and a peripheral region thereof, a part of the n-channel TFT in the pixel portion, and a p-channel TFT in the driver circuit portion. Are provided to protect the source region, the drain region, and the region around them.

第2のドーピング工程におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を5×1014〜5×1015/cmとし、加速電圧を50〜100kVとして行う。なお、第2のドーピング工程における加速電圧は、第1のドーピング工程よりも低くする。 The conditions of the ion doping method in the second doping step are a dose amount of 5 × 10 14 to 5 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 50 to 100 kV. Note that the acceleration voltage in the second doping step is lower than that in the first doping step.

次いで、マスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成し、半導体にp型を付与する不純物元素(代表的にはボロン)を高濃度にドープするための第3のドーピング工程を行う。マスクは、画素部のnチャネル型TFTを形成する半導体層のソース領域、ドレイン領域、及びそれらの周辺の領域と、駆動回路部のnチャネル型TFTを形成する半導体層のソース領域、ドレイン領域、及びそれらの周辺の領域と、を保護するために設ける。   Next, after removing the mask, a new mask made of resist is formed, and a third doping step for doping the semiconductor with p-type impurity element (typically boron) at a high concentration is performed. The mask includes a source region and a drain region of a semiconductor layer in which an n-channel TFT in the pixel portion is formed, and a peripheral region thereof, and a source region and a drain region in a semiconductor layer in which the n-channel TFT in the driver circuit portion is formed, And their surrounding areas are provided for protection.

この後、レジストマスクを除去する。以上までの工程でそれぞれの半導体層にn型またはp型の導電型を有する不純物領域が形成される。   Thereafter, the resist mask is removed. Through the above steps, impurity regions having n-type or p-type conductivity are formed in each semiconductor layer.

次いで、LPCVD法、またはプラズマCVD法等を用いて、水素を含む絶縁膜を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。水素を含む絶縁膜は、PCVD法により得られる窒化酸化珪素膜(SiNO膜)を用いる。ここでは、水素を含む絶縁膜の膜厚は、50nm〜200nmとする。なお、水素を含む絶縁膜は、層間絶縁膜の1層目であり、酸化珪素を含んでいる。   Next, after an insulating film containing hydrogen is formed by an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like, the impurity element added to the semiconductor layer is activated and hydrogenated. As the insulating film containing hydrogen, a silicon nitride oxide film (SiNO film) obtained by a PCVD method is used. Here, the thickness of the insulating film containing hydrogen is 50 nm to 200 nm. Note that the insulating film containing hydrogen is the first layer of the interlayer insulating film and contains silicon oxide.

次いで、スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等を用いて層間絶縁膜の2層目となる無機絶縁膜を形成する。無機絶縁膜としては、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の単層または積層を用いる。ここでは無機絶縁膜の膜厚は600nm〜800nmとする。   Next, an inorganic insulating film serving as a second layer of the interlayer insulating film is formed by a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like. As the inorganic insulating film, a single layer or a stacked layer of insulating films such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is used. Here, the thickness of the inorganic insulating film is 600 nm to 800 nm.

次いで、フォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。 Next, a resist mask is formed using a photomask, and the insulating film is selectively etched to form contact holes. Then, the resist mask is removed.

次いで、スパッタ法により金属膜を積層した後、フォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に金属積層膜をエッチングして、TFTのソース電極またはドレイン電極として機能する電極を形成する。なお、金属積層膜は、同じメタルスパッタ装置内で連続して形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。   Next, after a metal film is stacked by sputtering, a mask made of a resist is formed using a photomask, and the metal stacked film is selectively etched to form an electrode that functions as a source electrode or a drain electrode of the TFT. . The metal laminated film is continuously formed in the same metal sputtering apparatus. Then, the resist mask is removed.

以上の工程で、同一基板上にポリシリコン膜を活性層とするトップゲート型のTFT636、637、638、639が作製できる。 Through the above steps, top-gate TFTs 636, 637, 638, and 639 using a polysilicon film as an active layer can be manufactured over the same substrate.

なお、画素部に配置されるTFT638は、一つのTFTに複数のチャネル形成領域を有するnチャネル型TFTである。TFT638は、ダブルゲート型のTFTである。また、画素部には、後に形成される発光素子と電気的に接続するTFT639が設けられる。ここでは、オフ電流低減のため、TFT639として、ダブルゲート型のpチャネル型TFTを示したが、特に限定されず、シングルゲート型のTFTとしてもよい。なお、ダブルゲート型とは、2つのゲートを持つ構造のことであり、2つのTFTが直列に接続され、各TFTのゲート電極は接続されている構造をいう。シングルゲート構造と比較してオフ電極を低減することができる。 Note that the TFT 638 arranged in the pixel portion is an n-channel TFT having a plurality of channel formation regions in one TFT. The TFT 638 is a double gate type TFT. In the pixel portion, a TFT 639 that is electrically connected to a light-emitting element to be formed later is provided. Here, a double gate p-channel TFT is shown as the TFT 639 in order to reduce off-state current; however, there is no particular limitation, and a single gate TFT may be used. Note that the double gate type is a structure having two gates, and refers to a structure in which two TFTs are connected in series and the gate electrodes of the TFTs are connected. Compared with a single gate structure, the number of off electrodes can be reduced.

また、駆動回路部に配置されるTFT636は、チャネル形成領域の両側に幅の異なる2つの低濃度不純物領域(Lov領域とも呼ぶ)を備えたnチャネル型TFTである。2つの低濃度不純物領域は、自己整合的にゲート電極と重なっている。また、TFT637は、ソース側とドレイン側の両方に同じ幅の低濃度不純物領域(Lov領域)を備えたpチャネル型TFTである。いずれもシングルゲート構造のTFTである。駆動回路部においては、TFT636とTFT637を相補的に接続することでCMOS回路を構成し、様々な種類の回路を実現することができる。また、必要であれば、マルチゲート構造のTFTとすることができる。   The TFT 636 arranged in the driver circuit portion is an n-channel TFT including two low-concentration impurity regions (also referred to as Lov regions) having different widths on both sides of the channel formation region. The two low concentration impurity regions overlap with the gate electrode in a self-aligning manner. The TFT 637 is a p-channel TFT having a low-concentration impurity region (Lov region) having the same width on both the source side and the drain side. Both are single-gate TFTs. In the driver circuit portion, a CMOS circuit can be configured by complementarily connecting the TFT 636 and the TFT 637, and various types of circuits can be realized. If necessary, a multi-gate TFT can be formed.

次いで、第1の電極623、即ち、発光素子の陽極(或いは陰極)を形成する。第1の電極623として、仕事関数の大きい材料、例えば、Ni、W、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、例えばTiN、TiSi、WSi、WN、WSi、NbNを用いて、単層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。 Next, the first electrode 623, that is, the anode (or cathode) of the light-emitting element is formed. As the first electrode 623, a material having a high work function, for example, an element selected from Ni, W, Cr, Pt, Zn, Sn, In, or Mo, or an alloy material containing the element as a main component, for example, TiN, A single layer film or a laminated film thereof may be used in a total film thickness range of 100 nm to 800 nm using TiSi X N Y , WSi X , WN X , WSi X N Y , and NbN.

具体的には第1の電極623として、透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用いればよく、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物(ITSO)なども用いることができる。 Specifically, a transparent conductive film formed using a light-transmitting conductive material may be used as the first electrode 623, and includes indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, and titanium oxide. Indium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, or the like can be used. Needless to say, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin oxide added with silicon oxide (ITSO), or the like can also be used.

また、各透光性を有する導電性材料の、組成比例を述べる。酸化タングステンを含むインジウム酸化物の組成比は、酸化タングステン1.0wt%、インジウム酸化物99.0wt%とすればよい。酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物の組成比は、酸化タングステン1.0wt%、酸化亜鉛0.5wt%、インジウム酸化物98.5wt%とすればよい。酸化チタンを含むインジウム酸化物は、酸化チタン1.0wt%〜5.0wt%、インジウム酸化物99.0wt%〜95.0wt%とすればよい。インジウム錫酸化物(ITO)の組成比は、酸化錫10.0wt%、インジウム酸化物90.0wt%とすればよい。インジウム亜鉛酸化物(IZO)の組成比は、酸化亜鉛10.7wt%、インジウム酸化物89.3wt%とすればよい。酸化チタンを含むインジウム錫酸化物の組成比は、酸化チタン5.0wt%、酸化錫10.0wt%、インジウム酸化物85.0wt%とすればよい。上記組成比は例であり、適宜その組成比の割合は設定すればよい。   In addition, compositional proportions of each light-transmitting conductive material will be described. The composition ratio of indium oxide containing tungsten oxide may be 1.0 wt% tungsten oxide and 99.0 wt% indium oxide. The composition ratio of indium zinc oxide containing tungsten oxide may be 1.0 wt% tungsten oxide, 0.5 wt% zinc oxide, and 98.5 wt% indium oxide. The indium oxide containing titanium oxide may be 1.0 wt% to 5.0 wt% titanium oxide and 99.0 wt% to 95.0 wt% indium oxide. The composition ratio of indium tin oxide (ITO) may be 10.0 wt% tin oxide and 90.0 wt% indium oxide. The composition ratio of indium zinc oxide (IZO) may be 10.7 wt% zinc oxide and 89.3 wt% indium oxide. The composition ratio of indium tin oxide containing titanium oxide may be 5.0 wt% titanium oxide, 10.0 wt% tin oxide, and 85.0 wt% indium oxide. The above composition ratio is an example, and the ratio of the composition ratio may be set as appropriate.

次いで、塗布法により得られる絶縁膜(例えば、有機樹脂膜)をエッチング等の加工方法により第1の電極623の端部を覆う絶縁物629(バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる)を形成する。なお、絶縁物629の形成は、マスクを用いる加工に限定されず、感光性材料を用いて露光と現像のみで形成してもよい。 Next, an insulator 629 (referred to as a bank, a partition, a barrier, a bank, or the like) is formed to cover an end portion of the first electrode 623 by a processing method such as etching on an insulating film (eg, an organic resin film) obtained by a coating method. To do. Note that the formation of the insulator 629 is not limited to processing using a mask, and the insulating material 629 may be formed only by exposure and development using a photosensitive material.

次いで、発光層(EL層)624を、蒸着法または塗布法を用いて形成する。   Next, a light-emitting layer (EL layer) 624 is formed using an evaporation method or a coating method.

発光層624は、積層であり、発光層624の一層としてバッファ層を用いてもよい。バッファ層は、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料であり、前記無機化合物は、前記有機化合物に対して電子受容性を示す。バッファ層は、前記無機化合物は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、および酸化レニウムからなる群より選ばれるいずれか一または複数である。バッファ層は、ホール輸送性を有する有機化合物と、無機化合物とを含む複合材料である。 The light-emitting layer 624 is a stacked layer, and a buffer layer may be used as one layer of the light-emitting layer 624. The buffer layer is a composite material including an organic compound and an inorganic compound, and the inorganic compound exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound. In the buffer layer, the inorganic compound is any one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide. One or more. The buffer layer is a composite material including an organic compound having a hole transporting property and an inorganic compound.

例えば、第1の電極623と第2の電極の間には発光層を含む積層(バッファ層と発光層の積層)を設けることが好ましい。バッファ層は、金属酸化物(酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムなど)と有機化合物(ホール輸送性を有する材料(例えば4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:α−NPD)、4,4’−ビス{N−[4−(N,N−ジ−m−トリルアミノ)フェニル]−N−フェニルアミノ}ビフェニル(略称:DNTPD)など))とを含む複合層である。また、バッファ層上に設けられた発光層は、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)や、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)や、α−NPDなどを用いることができる。また、EL層は、ドーパント材料を含ませてもよく、例えば、N,N’−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)や、クマリン6や、ルブレンなどを用いることができる。第1の電極と第2の電極の間に設けられる発光層を含む積層は、抵抗加熱法などの蒸着法によって形成すればよい。 For example, a stack including a light-emitting layer (a stack of a buffer layer and a light-emitting layer) is preferably provided between the first electrode 623 and the second electrode. The buffer layer includes a metal oxide (molybdenum oxide, tungsten oxide, rhenium oxide, etc.) and an organic compound (a material having a hole transporting property (for example, 4,4′-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino). ] Biphenyl (abbreviation: TPD), 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: α-NPD), 4,4′-bis {N- [4- ( N, N-di-m-tolylamino) phenyl] -N-phenylamino} biphenyl (abbreviation: DNTPD) and the like)). The light-emitting layer provided over the buffer layer includes, for example, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), α -NPD etc. can be used. The EL layer may contain a dopant material. For example, N, N′-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd), coumarin 6, rubrene, or the like can be used. The stack including the light-emitting layer provided between the first electrode and the second electrode may be formed by an evaporation method such as a resistance heating method.

バッファ層の膜厚を調節することによって、第1の電極と発光層との距離を制御し、発光効率を高めることができる。バッファ層の膜厚を調節することによって、各発光素子からの発光色がきれいに表示された優れた映像を表示でき、低消費電力化された発光装置を実現することができる。 By adjusting the thickness of the buffer layer, the distance between the first electrode and the light emitting layer can be controlled to increase the light emission efficiency. By adjusting the thickness of the buffer layer, it is possible to display an excellent image in which the emission color from each light emitting element is clearly displayed, and to realize a light emitting device with low power consumption.

次いで、第2の電極625、即ち、発光素子の陰極(或いは陽極)を形成する。第2の電極625としては、MgAg、MgIn、AlLiなどの合金、または透明導電膜(ITOなど)を用いる。   Next, a second electrode 625, that is, a cathode (or an anode) of the light-emitting element is formed. As the second electrode 625, an alloy such as MgAg, MgIn, or AlLi, or a transparent conductive film (such as ITO) is used.

次いで、蒸着法またはスパッタ法により保護層626を形成する。保護層626は、第2の電極625を保護する。保護層626を通過させて発光素子の発光を取り出す場合、透明な材料とすることが好ましい。なお、保護層626と第2の電極625の間に第2の電極を保護する第3の電極を形成してもよい。なお、必要でなければ保護層626は設けなくともよい。   Next, the protective layer 626 is formed by an evaporation method or a sputtering method. The protective layer 626 protects the second electrode 625. In the case where light emitted from the light-emitting element is extracted through the protective layer 626, a transparent material is preferably used. Note that a third electrode for protecting the second electrode may be formed between the protective layer 626 and the second electrode 625. Note that the protective layer 626 is not necessarily provided if not necessary.

次いで、封止基板633をシール材628で貼り合わせて発光素子を封止する。即ち、発光表示装置は、表示領域の外周をシール材で囲み、一対の基板で封止される。TFTの層間絶縁膜は、基板全面に設けられているため、シール材のパターンが層間絶縁膜の外周縁よりも内側に描画された場合、シール材のパターンの外側に位置する層間絶縁膜の一部から水分や不純物が浸入する恐れがある。従って、TFTの層間絶縁膜として用いる絶縁膜の外周は、シール材のパターンの内側、好ましくは、シール材パターンと重なるようにして絶縁膜の端部をシール材が覆うようにする。なお、シール材628で囲まれた領域には充填材627を充填する。或いは、シール材628で囲まれた領域には乾燥した不活性ガスを充填する。   Next, the sealing substrate 633 is attached with a sealant 628 to seal the light-emitting element. That is, the light emitting display device is sealed with a pair of substrates by surrounding the outer periphery of the display region with a sealant. Since the interlayer insulating film of the TFT is provided on the entire surface of the substrate, when the sealing material pattern is drawn on the inner side of the outer peripheral edge of the interlayer insulating film, one of the interlayer insulating films located outside the sealing material pattern. There is a risk of moisture and impurities entering from the part. Therefore, the outer periphery of the insulating film used as the interlayer insulating film of the TFT is overlapped with the inside of the sealing material pattern, preferably the sealing material pattern so as to cover the end portion of the insulating film. Note that a region surrounded by the sealant 628 is filled with a filler 627. Alternatively, the region surrounded by the sealant 628 is filled with a dry inert gas.

最後にFPC(Flexible Print Circuit )632を異方性導電膜631により公知の方法で端子電極と貼りつける。この段階での断面図を図5に示す。なお、端子電極は、第1の電極623と同じ工程で得られる透明導電膜を最上層に用いることが好ましく、ゲート配線と同時に形成された端子電極上に形成する。   Finally, an FPC (Flexible Print Circuit) 632 is attached to the terminal electrode by an anisotropic conductive film 631 by a known method. A cross-sectional view at this stage is shown in FIG. Note that the transparent conductive film obtained in the same step as the first electrode 623 is preferably used for the terminal electrode, and the terminal electrode is formed over the terminal electrode formed at the same time as the gate wiring.

また、図6は、画素部の上面図を示しており、図6中の鎖線E−Fで切断した断面が、図5における画素部のpチャネル型のTFT639の断面構造に対応している。また、図6中の鎖線M−Lで切断した断面が、図5における画素部のnチャネル型のTFT638の断面構造に対応している。なお、図6中の680で示した実線は、絶縁物629の周縁を示している。ただし、図6においては、第1の電極623のみを図示しており、その上部に形成される有機化合物層、第2の電極などは図示していない。   6 shows a top view of the pixel portion, and the cross section taken along the chain line EF in FIG. 6 corresponds to the cross-sectional structure of the p-channel TFT 639 in the pixel portion in FIG. 6 corresponds to the sectional structure of the n-channel TFT 638 in the pixel portion in FIG. Note that the solid line indicated by 680 in FIG. 6 indicates the periphery of the insulator 629. However, in FIG. 6, only the first electrode 623 is illustrated, and the organic compound layer, the second electrode, and the like formed thereon are not illustrated.

以上の工程によって、画素部と駆動回路と端子部とを同一基板上に形成することができる。   Through the above steps, the pixel portion, the driver circuit, and the terminal portion can be formed over the same substrate.

本実施の形態において、オフ電流低減のために画素部のTFTをダブルゲート構造とし、駆動回路のnチャネル型TFTにチャネル形成領域の両側のLDD領域の幅の異なるTFTを用いている。   In this embodiment mode, in order to reduce off-state current, a TFT in a pixel portion has a double gate structure, and a TFT having different widths of LDD regions on both sides of a channel formation region is used as an n-channel TFT of a driver circuit.

また、発光装置において、発光装置の発光表示面は、一面または両面であってもよい。第1の電極623と第2の電極625とを透明導電膜で形成した場合、発光素子の光は、基板610及び封止基板633を通過して両側に取り出される。この場合、封止基板633や充填材627は透明な材料を用いることが好ましい。   In the light emitting device, the light emitting display surface of the light emitting device may be one surface or both surfaces. In the case where the first electrode 623 and the second electrode 625 are formed using a transparent conductive film, light from the light-emitting element passes through the substrate 610 and the sealing substrate 633 and is extracted to both sides. In this case, it is preferable to use a transparent material for the sealing substrate 633 and the filler 627.

また、第2の電極625を金属膜で形成し、第1の電極623を透明導電膜で形成した場合、発光素子の光は、基板610のみを通過して一方に取り出される構造、即ちボトムエミッション型となる。この場合、封止基板633や充填材627は透明な材料を用いなくともよい。   In the case where the second electrode 625 is formed using a metal film and the first electrode 623 is formed using a transparent conductive film, light emitted from the light-emitting element passes through only the substrate 610 and is extracted to one side, that is, bottom emission. Become a mold. In this case, the sealing substrate 633 and the filler 627 need not use a transparent material.

また、第1の電極623を金属膜で形成し、第2の電極625を透明導電膜で形成した場合、発光素子の光は、封止基板633のみを通過して一方に取り出される構造、即ちトップエミッション型となる。この場合、基板610は透明な材料を用いなくともよい。   In the case where the first electrode 623 is formed using a metal film and the second electrode 625 is formed using a transparent conductive film, light emitted from the light-emitting element passes through only the sealing substrate 633 and is extracted to one side, that is, Top emission type. In this case, the substrate 610 need not use a transparent material.

また、第1の電極623及び第2の電極625は仕事関数を考慮して材料を選択する必要がある。但し第1の電極及び第2の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。駆動用TFTの極性がpチャネル型である場合、第1の電極を陽極、第2の電極を陰極とするとよい。また、駆動用TFTの極性がNチャネル型である場合、第1の電極を陰極、第2の電極を陽極とすると好ましい。   In addition, materials for the first electrode 623 and the second electrode 625 need to be selected in consideration of a work function. However, each of the first electrode and the second electrode can be an anode or a cathode depending on the pixel configuration. When the polarity of the driving TFT is a p-channel type, the first electrode may be an anode and the second electrode may be a cathode. In the case where the polarity of the driving TFT is an N-channel type, it is preferable that the first electrode be a cathode and the second electrode be an anode.

また、フルカラー表示する場合、本実施の形態の画素部における等価回路図を図7に示す。図7中のTFT638が図5のスイッチング用のTFT638に対応しており、TFT639が電流制御用の図5のTFT639に対応している。赤色を表示する画素は、電流制御用TFT639のドレイン領域に赤色を発光するOLED703Rが接続され、ソース領域にはアノード側電源線(R)706Rが設けられている。また、OLED703Rには、カソード側電源線700が設けられている。また、緑色を表示する画素は、電流制御用TFTのドレイン領域に緑色を発光するOLED703Gが接続され、ソース領域にはアノード側電源線(G)706Gが設けられている。また、青色を表示する画素は、電流制御用TFTのドレイン領域に青色を発光するOLED703Bが接続され、ソース領域にはアノード側電源線(B)706Bが設けられている。それぞれ色の異なる画素にはEL材料に応じて異なる電圧をそれぞれ印加する。 FIG. 7 shows an equivalent circuit diagram in the pixel portion of this embodiment in the case of full color display. The TFT 638 in FIG. 7 corresponds to the switching TFT 638 in FIG. 5, and the TFT 639 corresponds to the current control TFT 639 in FIG. In the pixel displaying red, an OLED 703R that emits red light is connected to the drain region of the current control TFT 639, and an anode-side power supply line (R) 706R is provided in the source region. The OLED 703R is provided with a cathode side power supply line 700. In the pixel displaying green, an OLED 703G that emits green light is connected to the drain region of the current control TFT, and an anode power supply line (G) 706G is provided in the source region. In the pixel displaying blue, an OLED 703B that emits blue light is connected to the drain region of the current control TFT, and an anode power supply line (B) 706B is provided in the source region. Different voltages are applied to the pixels of different colors depending on the EL material.

また、発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。 In the light emitting device, a driving method for screen display is not particularly limited, and for example, a dot sequential driving method, a line sequential driving method, a surface sequential driving method, or the like may be used. Typically, a line sequential driving method is used, and a time-division gray scale driving method or an area gray scale driving method may be used as appropriate. The video signal input to the source line of the light-emitting device may be an analog signal or a digital signal, and a drive circuit or the like may be designed in accordance with the video signal as appropriate.

さらに、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧(CV)のものと、定電流(CC)のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの(CV)には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの(CVCV)と、発光素子に印加される信号の電流が一定のもの(CVCC)とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの(CC)には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの(CCCV)と、発光素子に印加される信号の電流が一定のもの(CCCC)とがある。 Further, in a light emitting device in which a video signal is digital, there are a video signal input to a pixel having a constant voltage (CV) and a constant current (CC). A video signal having a constant voltage (CV) includes a signal having a constant voltage applied to the light emitting element (CVCV) and a signal having a constant current applied to the light emitting element (CVCC). . In addition, when the video signal has a constant current (CC), the signal voltage applied to the light emitting element is constant (CCCV), and the signal applied to the light emitting element has a constant current (CCCC). There is.

また、発光装置において、静電破壊防止のための保護回路(保護ダイオードなど)を設けてもよい。   In the light emitting device, a protection circuit (such as a protection diode) for preventing electrostatic breakdown may be provided.

また、ここでは、図5に対応させるためにスイッチングTFTと電流制御用(駆動用)TFTをダブルゲート構造としているが、もちろんいずれか一方あるいは両方ともをP型又はN型のシングルゲート構造としてもよい。   Here, in order to correspond to FIG. 5, the switching TFT and the current control (driving) TFT have a double gate structure, but of course, either one or both may have a P-type or N-type single gate structure. Good.

また、ここでは表示装置としてアクティブマトリクス型の発光装置の例を示したが、アクティブマトリクス型の液晶表示装置にも適用できる。液晶表示装置に適用した場合、液晶表示装置の画素部及び駆動回路部に用いるTFTを形成する際に本発明の半透明膜を配置した露光マスクを用いる。本発明のレジスト膜厚が少なくとも2つ以上異なる領域を有し、かつ、エッジがなだらかな形状となるレジストを用いてエッチング等の加工を行うことにより、自己整合的に膜厚の異なるゲート電極などを形成することができる。さらに、ゲート電極上に形成される層間絶縁膜にソース又はドレイン電極に通ずるコンタクトホールを形成する際にも本発明を適用することができる。したがって、工程数を増やすことなく、形状の異なる電極や深さの異なる開口部などを形成できる。その結果、回路の特性に応じて素子を集積化して作りこむことができる。   Although an example of an active matrix light-emitting device is described here as a display device, the present invention can also be applied to an active matrix liquid crystal display device. When applied to a liquid crystal display device, an exposure mask having the translucent film of the present invention is used when forming TFTs used for a pixel portion and a drive circuit portion of the liquid crystal display device. The gate electrode having different thicknesses in a self-aligned manner by performing processing such as etching using a resist having a region having at least two different resist film thicknesses and smooth edges. Can be formed. Furthermore, the present invention can also be applied when a contact hole communicating with a source or drain electrode is formed in an interlayer insulating film formed on a gate electrode. Therefore, electrodes having different shapes and openings having different depths can be formed without increasing the number of steps. As a result, elements can be integrated and formed according to the characteristics of the circuit.

また、本実施の形態は実施の形態1、実施の形態2と自由に組み合わせることができる。   Further, this embodiment mode can be freely combined with Embodiment Mode 1 and Embodiment Mode 2.

(実施の形態4)
また、実施の形態1〜3では、ハーフトーン膜を設置したフォトマスクまたはレチクルをゲート配線のパターン形成に用いた例を示したが、ハーフトーン膜を設置したフォトマスクまたはレチクルを層間絶縁膜のコンタクト開口形成に用いてもよい。
(Embodiment 4)
In the first to third embodiments, an example in which a photomask or reticle provided with a halftone film is used for pattern formation of a gate wiring is shown. However, a photomask or reticle provided with a halftone film is used as an interlayer insulating film. You may use for contact opening formation.

本実施の形態では、ゲート電極形成の際と、層間絶縁膜のコンタクト開口形成の際と、接続配線のパターン形成の際とに、本発明のハーフトーン膜を設置したフォトマスクまたはレチクルを用いた例を図8を用いて説明する。   In this embodiment, the photomask or reticle provided with the halftone film of the present invention is used for forming the gate electrode, forming the contact opening of the interlayer insulating film, and forming the pattern of the connection wiring. An example will be described with reference to FIG.

実施の形態2に従って、絶縁表面を有する基板710上に下地絶縁膜718を設けた後、半導体層と、該半導体層を覆うゲート絶縁膜714を形成する。そして、第1導電膜と第2導電膜を積層し、光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いてレジストパターンを形成し、エッチングしてゲート電極および配線を形成する。   In accordance with Embodiment 2, a base insulating film 718 is provided over a substrate 710 having an insulating surface, and then a semiconductor layer and a gate insulating film 714 covering the semiconductor layer are formed. Then, a first conductive film and a second conductive film are stacked, a resist pattern is formed using a photomask or a reticle provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function, and etching is performed to form a gate electrode and a wiring.

ここでは、実施の形態1〜3と同様に、第1のTFT部730に第1導電層731及び第2導電層732を形成し、第2のTFT部720に第1導電層721及び第2導電層722を形成する。なお、これらの電極構造は、実施の形態1〜3に説明したのでここでは詳細な説明を省略する。 Here, as in the first to third embodiments, the first conductive layer 731 and the second conductive layer 732 are formed in the first TFT portion 730, and the first conductive layer 721 and the second conductive layer 732 are formed in the second TFT portion 720. A conductive layer 722 is formed. In addition, since these electrode structures were demonstrated in Embodiment 1-3, detailed description is abbreviate | omitted here.

また、図8(A)に示すように、配線部及びコンタクト部740では、上方の配線とコンタクトさせる場所は、第1導電層744の幅が第2導電層745よりも広い形状とする。こうして、上層との配線のアライメントずれが生じても第1導電層ともコンタクトさせることができる。また、コンタクトさせる箇所以外の配線においては、第1導電層741と第2導電層742との端部が一致する形状とする。   8A, in the wiring portion and the contact portion 740, the first conductive layer 744 is wider than the second conductive layer 745 at a place where it is in contact with the upper wiring. In this way, even if a misalignment of the wiring with the upper layer occurs, the first conductive layer can be contacted. In addition, in the wiring other than the portion to be contacted, the end portions of the first conductive layer 741 and the second conductive layer 742 are formed to coincide with each other.

次いで、第2のTFT部720を覆うレジストパターンを形成した後、半導体層にn型を付与する不純物元素を添加する。このn型を付与する不純物元素の添加によって、ドレイン領域735a、ソース領域735b、第1のLDD領域736a、第2のLDD領域736bが自己整合的に形成される。なお、n型を付与する不純物元素を添加は、1回のドーピング処理で行ってもよいし、複数回に分けてドーピング処理を行ってもよい。   Next, after forming a resist pattern covering the second TFT portion 720, an impurity element imparting n-type conductivity is added to the semiconductor layer. By adding the impurity element imparting n-type conductivity, the drain region 735a, the source region 735b, the first LDD region 736a, and the second LDD region 736b are formed in a self-aligned manner. Note that the addition of an impurity element imparting n-type conductivity may be performed by one doping process, or the doping process may be performed in a plurality of times.

図8(A)に示すように、第1のLDD領域736aは、第2のLDD領域736bよりもチャネル長方向における幅が長い。また、第1のLDD領域736a及び第2のLDD領域736bは、ゲート絶縁膜714を介して第1導電層731と重なっている。   As shown in FIG. 8A, the first LDD region 736a is longer in the channel length direction than the second LDD region 736b. In addition, the first LDD region 736 a and the second LDD region 736 b overlap with the first conductive layer 731 with the gate insulating film 714 interposed therebetween.

次いで、レジストパターンを除去した後、新たに第1のTFT部730を覆うレジストパターンを形成する。そして、半導体層にp型を付与する不純物元素を添加する。このp型を付与する不純物元素の添加によって、ドレイン領域725a、ソース領域725b、第3のLDD領域726a、第4のLDD領域726bが自己整合的に形成される。   Next, after removing the resist pattern, a resist pattern covering the first TFT portion 730 is newly formed. Then, an impurity element imparting p-type conductivity is added to the semiconductor layer. By the addition of the impurity element imparting p-type, the drain region 725a, the source region 725b, the third LDD region 726a, and the fourth LDD region 726b are formed in a self-aligned manner.

図8(A)に示すように、第3のLDD領域726aは、第4のLDD領域726bとチャネル長方向における幅がほぼ同じである。また、第3のLDD領域726a及び第4のLDD領域726bは、ゲート絶縁膜714を介して第1導電層721と重なっている。 As shown in FIG. 8A, the third LDD region 726a has substantially the same width in the channel length direction as the fourth LDD region 726b. In addition, the third LDD region 726 a and the fourth LDD region 726 b overlap with the first conductive layer 721 with the gate insulating film 714 interposed therebetween.

また、不純物元素の添加の順序は特に限定されず、例えば、先に半導体層にp型を付与する不純物元素を添加した後、半導体層にn型を付与する不純物元素を添加してもよい。   The order of adding the impurity elements is not particularly limited. For example, the impurity element imparting p-type conductivity may be added to the semiconductor layer first, and then the impurity element imparting n-type conductivity may be added to the semiconductor layer.

次いで、半導体層に添加した不純物元素の活性化を行った後、層間絶縁膜715を形成し、その上にレジスト膜を塗布する。 Next, after the impurity element added to the semiconductor layer is activated, an interlayer insulating film 715 is formed, and a resist film is applied thereon.

次いで、光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いて、レジスト膜の露光及び現像を行い、図8(A)に示すレジストパターン750を形成する。このレジストパターン750は、下方の絶縁膜に開口を形成するためのマスクであり、光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルによって、異なる深さの開口が設けられる。   Next, the resist film is exposed and developed using a photomask or a reticle provided with an auxiliary pattern having a light intensity reduction function, so that a resist pattern 750 shown in FIG. 8A is formed. The resist pattern 750 is a mask for forming an opening in a lower insulating film, and openings having different depths are provided by a photomask or a reticle provided with an auxiliary pattern having a light intensity reducing function.

次いで、レジストパターン750を用いてエッチングを行い、層間絶縁膜715及びゲート絶縁膜714に開口を形成する。このエッチングでは、レジストパターン750をエッチングしながら、層間絶縁膜715及びゲート絶縁膜714の開口形成が行われ、異なる深さの開口を形成することができる。   Next, etching is performed using the resist pattern 750 to form openings in the interlayer insulating film 715 and the gate insulating film 714. In this etching, openings of the interlayer insulating film 715 and the gate insulating film 714 are formed while the resist pattern 750 is etched, so that openings with different depths can be formed.

次いで、レジストパターンを除去する。この段階での断面図を図8(B)に示す。   Next, the resist pattern is removed. A cross-sectional view at this stage is illustrated in FIG.

次いで、第3導電層(窒化チタン膜など)と第4導電層(アルミニウム膜など)の積層を形成する。そして、パターニングを行って、接続配線の第3導電層761、接続配線の第4導電層766と、ドレイン配線の第3導電層762、ドレイン配線の第4導電層767と、ソース配線の第3導電層763、ソース配線の第4導電層768とを形成する。加えて、第2のTFT部においては、接続電極の第3導電層765、接続電極の第4導電層770とソース電極の第3導電層764、ソース電極の第4導電層769を形成する。ここで、本願発明のハーフトーン膜を設置したフォトマスクまたはレチクルを接続電極のパターン形成に用いている。接続電極の第3導電層765は、接続電極の第4導電層770よりもチャネル長方向における幅が広い。   Next, a stack of a third conductive layer (such as a titanium nitride film) and a fourth conductive layer (such as an aluminum film) is formed. Then, patterning is performed to connect the third conductive layer 761 of the connection wiring, the fourth conductive layer 766 of the connection wiring, the third conductive layer 762 of the drain wiring, the fourth conductive layer 767 of the drain wiring, and the third conductive layer of the source wiring. A conductive layer 763 and a fourth conductive layer 768 of a source wiring are formed. In addition, in the second TFT portion, a third conductive layer 765 as a connection electrode, a fourth conductive layer 770 as a connection electrode, a third conductive layer 764 as a source electrode, and a fourth conductive layer 769 as a source electrode are formed. Here, the photomask or reticle provided with the halftone film of the present invention is used for forming the pattern of the connection electrode. The third conductive layer 765 of the connection electrode is wider in the channel length direction than the fourth conductive layer 770 of the connection electrode.

次いで、プラズマ処理を行い、第4導電層を酸化させて第4導電層の表面に酸化膜771を形成する。   Next, plasma treatment is performed to oxidize the fourth conductive layer to form an oxide film 771 on the surface of the fourth conductive layer.

なお、プラズマ処理により第4導電層を酸化する場合には、酸素雰囲気下(例えば、酸素(O)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下または酸素と水素(H)と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と希ガス雰囲気下)でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下(例えば、窒素(N)と希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはNHと希ガス雰囲気下)でプラズマ処理を行う。希ガスとしては、例えばArを用いることができる。また、ArとKrを混合したガスを用いてもよい。そのため、プラズマ処理によって形成される絶縁膜は、プラズマ処理に用いた希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xeの少なくとも一つを含む)を含んでおり、Arを用いた場合には絶縁膜にArが含まれている。 Note that when the fourth conductive layer is oxidized by plasma treatment, the atmosphere is an oxygen atmosphere (for example, an atmosphere of oxygen (O 2 ) and a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) or Plasma treatment is performed in an atmosphere of oxygen and hydrogen (H 2 ) and a rare gas atmosphere or a dinitrogen monoxide and rare gas atmosphere. On the other hand, in the case of nitriding a film by plasma treatment, in a nitrogen atmosphere (for example, nitrogen (N 2 ) and a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) or nitrogen and hydrogen And a rare gas atmosphere or NH 3 and a rare gas atmosphere). As the rare gas, for example, Ar can be used. A gas in which Ar and Kr are mixed may be used. Therefore, the insulating film formed by the plasma treatment contains a rare gas (including at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) used for the plasma processing, and when Ar is used, the insulating film Contains Ar.

また、第4導電層にプラズマ処理を行う場合、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲気中において、電子密度が1×1011cm−3以上であり、プラズマの電子温度が1.5eV以下で行う。より詳しくいうと、電子密度が1×1011cm−3以上1×1013cm−3以下で、プラズマの電子温度が0.5eV以上1.5eV以下で行う。プラズマの電子密度が高密度であり、基板上に形成された被処理物(ここでは、第4導電層)付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズマによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が1×1011cm−3以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化することよって形成される酸化膜または窒化膜は、CVD法やスパッタ法等により形成された膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。また、プラズマの電子温度が1.5eV以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温度で酸化または窒化処理を行うことができる。たとえば、ガラス基板の歪点よりも100度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波(2.45GHz)等の高周波を用いることができる。 In addition, when plasma treatment is performed on the fourth conductive layer, the plasma treatment is performed in an atmosphere of the above gas with an electron density of 1 × 10 11 cm −3 or more and an electron temperature of plasma of 1.5 eV or less. More specifically, the electron density is 1 × 10 11 cm −3 to 1 × 10 13 cm −3 and the electron temperature of plasma is 0.5 eV to 1.5 eV. Since the electron density of the plasma is high and the electron temperature in the vicinity of the object to be processed (herein, the fourth conductive layer) formed on the substrate is low, damage to the object to be processed can be prevented. . In addition, since the electron density of plasma is as high as 1 × 10 11 cm −3 or higher, an oxide film or a nitride film formed by oxidizing or nitriding an object to be irradiated using plasma treatment is a CVD method. Compared with a film formed by sputtering or the like, a film having excellent uniformity in film thickness and the like and a dense film can be formed. In addition, since the electron temperature of plasma is as low as 1.5 eV or less, oxidation or nitridation can be performed at a lower temperature than conventional plasma treatment or thermal oxidation. For example, even if the plasma treatment is performed at a temperature lower by 100 degrees or more than the strain point of the glass substrate, the oxidation or nitridation treatment can be sufficiently performed. Note that a high frequency such as a microwave (2.45 GHz) can be used as a frequency for forming plasma.

次いで、発光素子を構成する一方の電極772を形成する。この電極772は、接続電極の第3導電層765と一部が重なるように配置し、TFTと電気的に接続している。電極772は、仕事関数の大きい材料、例えば、Ni、W、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、例えばTiN、TiSi、WSi、WN、WSi、NbNを用いて、単層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。 Next, one electrode 772 included in the light-emitting element is formed. The electrode 772 is disposed so as to partially overlap with the third conductive layer 765 of the connection electrode, and is electrically connected to the TFT. The electrode 772 is made of a material having a high work function, for example, an element selected from Ni, W, Cr, Pt, Zn, Sn, In, or Mo, or an alloy material containing the element as a main component, for example, TiN, TiSi X N A single layer film or a stacked film thereof may be used in a total film thickness range of 100 nm to 800 nm using Y , WSi X , WN X , WSi X N Y , and NbN.

次いで、発光素子を構成する一方の電極772の端部を覆う絶縁物773(バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる)を形成する。   Next, an insulator 773 (referred to as a bank, a partition, a barrier, a bank, or the like) is formed to cover an end portion of one electrode 772 included in the light-emitting element.

次いで、電極772上に発光層(EL層)774を、蒸着法または塗布法を用いて形成する。   Next, a light-emitting layer (EL layer) 774 is formed over the electrode 772 by an evaporation method or a coating method.

次いで、発光層774上に、発光素子を構成するもう一方の電極775を形成する。電極775は、MgAg、MgIn、AlLiなどの合金、または透明導電膜(ITOなど)を用いればよい。   Next, another electrode 775 which forms a light-emitting element is formed over the light-emitting layer 774. For the electrode 775, an alloy such as MgAg, MgIn, or AlLi, or a transparent conductive film (such as ITO) may be used.

こうして、第2のTFT部720には、一方の電極772と、発光層774と、もう一方の電極775とで構成される発光素子と、該発光素子と接続されるpチャネル型TFTが形成される。発光素子に接続するTFTとしては、オフ電流低減のため、同じ幅のLDD領域を有することが望ましい。   In this manner, in the second TFT portion 720, a light-emitting element including one electrode 772, the light-emitting layer 774, and the other electrode 775 and a p-channel TFT connected to the light-emitting element are formed. The The TFT connected to the light emitting element preferably has an LDD region having the same width in order to reduce off current.

また、駆動回路のバッファ回路の一部を構成するTFTとしては、第1のTFT部730に示すnチャネル型TFTを配置することが望ましい。第1のTFT部730に示すnチャネル型TFTは、ドレイン近傍の電界強度を緩和でき、回路の劣化を抑えることができる。加えて、第1のTFT部730に示すnチャネル型TFTは、寄生容量を低減できるため、回路の消費電力を低減することができる。   In addition, as a TFT constituting a part of the buffer circuit of the driver circuit, an n-channel TFT shown in the first TFT portion 730 is preferably arranged. The n-channel TFT shown in the first TFT portion 730 can alleviate electric field strength near the drain and suppress circuit deterioration. In addition, the n-channel TFT shown in the first TFT portion 730 can reduce parasitic capacitance, so that power consumption of the circuit can be reduced.

また、本実施の形態は実施の形態1、実施の形態2、または実施の形態3と自由に組み合わせることができる。   Further, this embodiment mode can be freely combined with Embodiment Mode 1, Embodiment Mode 2, or Embodiment Mode 3.

(実施の形態5)
ここでは、図9を用いて、発光表示パネルにFPCや、駆動用の駆動ICを実装する例について説明する。
(Embodiment 5)
Here, an example in which an FPC or a driving IC for driving is mounted on a light-emitting display panel will be described with reference to FIG.

図9(A)に示す図は、FPC1209を4カ所の端子部1208に貼り付けた発光装置の上面図の一例を示している。基板1210上には発光素子及びTFTを含む画素部1202と、TFTを含むゲート側駆動回路1203と、TFTを含むソース側駆動回路1201とが形成されている。TFTの活性層が結晶構造を有する半導体膜で構成されており、同一基板上にこれらの回路を形成している。従って、システムオンパネル化を実現したEL表示パネルを作製することができる。   FIG. 9A illustrates an example of a top view of a light-emitting device in which an FPC 1209 is attached to four terminal portions 1208. Over a substrate 1210, a pixel portion 1202 including a light emitting element and a TFT, a gate side driver circuit 1203 including a TFT, and a source side driver circuit 1201 including a TFT are formed. The active layer of the TFT is composed of a semiconductor film having a crystal structure, and these circuits are formed on the same substrate. Therefore, an EL display panel that realizes system-on-panel can be manufactured.

なお、基板1210はコンタクト部以外において保護膜で覆われており、保護膜上に光触媒機能を有する物質を含む下地層が設けられている。 Note that the substrate 1210 is covered with a protective film except for the contact portion, and a base layer containing a substance having a photocatalytic function is provided over the protective film.

また、画素部を挟むように2カ所に設けられた接続領域1207は、発光素子の第2の電極を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。なお、発光素子の第1の電極は画素部に設けられたTFTと電気的に接続している。   In addition, connection regions 1207 provided at two positions so as to sandwich the pixel portion are provided in order to contact the second electrode of the light emitting element with a lower wiring. Note that the first electrode of the light-emitting element is electrically connected to a TFT provided in the pixel portion.

また、封止基板1204は、画素部および駆動回路を囲むシール材1205、およびシール材に囲まれた充填材料によって基板1210と固定されている。また、透明な乾燥剤を含む充填材料を充填する構成としてもよい。また、画素部と重ならない領域に乾燥剤を配置してもよい。   Further, the sealing substrate 1204 is fixed to the substrate 1210 with a sealant 1205 that surrounds the pixel portion and the driver circuit and a filling material that is surrounded by the sealant. Moreover, it is good also as a structure filled with the filling material containing a transparent desiccant. Further, a desiccant may be disposed in a region that does not overlap with the pixel portion.

また、図9(A)に示した構造は、XGAクラスの比較的大きなサイズ(例えば対角4.3インチ)の発光装置で好適な例を示したが、図9(B)は、狭額縁化させた小型サイズ(例えば対角1.5インチ)で好適なCOG方式を採用した例である。   Further, the structure shown in FIG. 9A shows a preferable example of a light emitting device having a relatively large size (for example, 4.3 inches diagonal) of the XGA class, but FIG. 9B shows a narrow frame. This is an example in which a suitable COG method is adopted with a small size (for example, a diagonal of 1.5 inches).

図9(B)において、基板1310上に駆動IC1301が実装され、駆動ICの先に配置された端子部1308にFPC1309を実装している。実装される駆動IC1301は、生産性を向上させる観点から、一辺が300mmから1000mm以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して駆動ICを個別に取り出せばよい。駆動ICの長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が15〜80mm、短辺が1〜6mmの矩形状に形成してもよいし、長辺の長さは、画素領域の一辺、又は画素部の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。   In FIG. 9B, a driver IC 1301 is mounted on a substrate 1310, and an FPC 1309 is mounted on a terminal portion 1308 arranged at the tip of the driver IC. A plurality of driver ICs 1301 to be mounted may be formed on a rectangular substrate having a side of 300 mm to 1000 mm or more from the viewpoint of improving productivity. That is, a plurality of circuit patterns having a drive circuit portion and an input / output terminal as one unit are formed on the substrate, and finally, the drive ICs may be taken out by dividing them. The length of the driving IC may be formed in a rectangular shape having a long side of 15 to 80 mm and a short side of 1 to 6 mm in consideration of the length of one side of the pixel portion and the pixel pitch. May be formed to have a length obtained by adding one side of the pixel region or one side of the pixel portion and one side of each driver circuit.

駆動ICのICチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が15〜80mmで形成された駆動ICを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がICチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上に駆動ICを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからICチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。   The advantage of the external dimensions of the driving IC over the IC chip is the length of the long side. When a driving IC having a long side of 15 to 80 mm is used, the number required for mounting corresponding to the pixel portion is obtained. This is less than when an IC chip is used, and the manufacturing yield can be improved. Further, when the driving IC is formed over the glass substrate, the shape of the substrate used as a base is not limited, and thus productivity is not impaired. This is a great advantage compared with the case where the IC chip is taken out from the circular silicon wafer.

また、TAB(Tape Automated Bonding)方式を採用してもよく、その場合は、複数のテープを貼り付けて、該テープに駆動ICを実装すればよい。COG方式の場合と同様に、単数のテープに単数の駆動ICを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、駆動ICを固定するための金属片等を一緒に貼り付けるとよい。   Alternatively, a TAB (Tape Automated Bonding) method may be employed. In that case, a plurality of tapes may be attached and a driving IC may be mounted on the tapes. As in the case of the COG method, a single drive IC may be mounted on a single tape. In this case, a metal piece or the like for fixing the drive IC may be attached together due to strength problems. .

また、画素部1302と駆動IC1301の間に設けられた接続領域1307は、発光素子の第2の電極を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。なお、発光素子の第1の電極は画素部に設けられたTFTと電気的に接続している。   A connection region 1307 provided between the pixel portion 1302 and the driver IC 1301 is provided in order to contact the second electrode of the light-emitting element with a lower wiring. Note that the first electrode of the light-emitting element is electrically connected to a TFT provided in the pixel portion.

また、封止基板1304は、画素部1302を囲むシール材1305、およびシール材に囲まれた充填材料によって基板1310と固定されている。   In addition, the sealing substrate 1304 is fixed to the substrate 1310 with a sealing material 1305 surrounding the pixel portion 1302 and a filling material surrounded by the sealing material.

また、画素部のTFTの活性層として非晶質半導体膜を用いる場合には、駆動回路を同一基板上に形成することは困難であるため、大きなサイズであっても図9(B)の構成となる。   In the case where an amorphous semiconductor film is used as the active layer of the TFT in the pixel portion, it is difficult to form a driver circuit over the same substrate. It becomes.

また、ここでは表示装置としてアクティブマトリクス型の発光装置の例を示したが、アクティブマトリクス型の液晶表示装置にも適用できることはいうまでもない。アクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、マトリクス状に配置された画素電極を駆動することによって、画面上に表示パターンが形成される。詳しくは選択された画素電極と該画素電極に対応する対向電極との間に電圧が印加されることによって、素子基板に設けられた画素電極と対向基板に設けられた対向電極との間に配置された液晶層の光学変調が行われ、この光学変調が表示パターンとして観察者に認識される。対向基板と素子基板は、等間隔で配置され、液晶材料が充填されている。液晶材料は、シール材を閉パターンとして気泡が入らないように減圧下で液晶の滴下を行い、両方の基板を貼り合わせる方法を用いてもよいし、開口部を有するシールパターンを設け、TFT基板を貼りあわせた後に毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式(汲み上げ式)を用いてもよい。   Although an example of an active matrix light-emitting device is shown here as a display device, it is needless to say that the present invention can also be applied to an active matrix liquid crystal display device. In an active matrix liquid crystal display device, a display pattern is formed on a screen by driving pixel electrodes arranged in a matrix. Specifically, a voltage is applied between a selected pixel electrode and a counter electrode corresponding to the pixel electrode, thereby arranging the pixel electrode provided on the element substrate and the counter electrode provided on the counter substrate. The optical modulation of the liquid crystal layer is performed, and this optical modulation is recognized by the observer as a display pattern. The counter substrate and the element substrate are arranged at equal intervals and filled with a liquid crystal material. The liquid crystal material may be a method of dropping the liquid crystal under reduced pressure so that bubbles do not enter with the sealing material as a closed pattern, and bonding both substrates together, or providing a sealing pattern having an opening, and a TFT substrate Alternatively, a dip type (pumping type) in which liquid crystal is injected by using a capillary phenomenon after bonding may be used.

また、カラーフィルタを用いずに、光シャッタを行い、RGBの3色のバックライト光源を高速で点滅させるフィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いた液晶表示装置にも本発明は、適用できる。   The present invention can also be applied to a liquid crystal display device using a field sequential driving method in which an optical shutter is used without using a color filter and the backlight light sources of three colors of RGB blink at high speed.

以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態1乃至4のいずれか一の作製方法または構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。   As described above, various electronic devices can be completed using the manufacturing method or the structure according to any one of Embodiments 1 to 4 in accordance with the present invention.

(実施の形態6)
本発明の露光マスクを用いて作製された半導体装置、及び電子機器として、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、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)、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。それら電子機器の具体例を図10および図11に示す。
(Embodiment 6)
Semiconductor devices and electronic devices manufactured using the exposure mask of the present invention include video cameras, digital cameras, goggle-type displays (head-mounted displays), navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), notebooks Type personal computer, game machine, portable information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, etc.), and image playback device (specifically, Digital Versatile Disc (DVD)) provided with a recording medium For example, a device provided with a display capable of reproducing the image and displaying the image. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.

図10(A)はデジタルカメラであり、本体2101、表示部2102、撮像部、操作キー2104、シャッター2106等を含む。なお、図10(A)は表示部2102側からの図であり、撮像部は示していない。本発明に係るハーフトーンマスクを用いることにより、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高いデジタルカメラが実現できる。なお、図10(A)のデジタルカメラは表示部2102にテレビ画面の表示が可能なTVつきデジタルカメラとすることもできる。   FIG. 10A illustrates a digital camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an imaging portion, operation keys 2104, a shutter 2106, and the like. Note that FIG. 10A is a view from the display portion 2102 side, and the imaging portion is not shown. By using the halftone mask according to the present invention, a highly reliable digital camera having a high-definition display portion can be realized. Note that the digital camera in FIG. 10A can be a digital camera with a TV that can display a television screen on the display portion 2102.

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。本発明に係るハーフトーンマスクを用いることにより、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高いノート型パーソナルコンピュータを実現することができる。 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. By using the halftone mask according to the present invention, a notebook personal computer having a high-definition display portion and high reliability can be realized.

図10(C)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)読込部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。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。本発明に係るハーフトーンマスクを用いることにより、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い画像再生装置を実現することができる。   FIG. 10C 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. A display portion A2403 mainly displays image information, and a display portion B2404 mainly displays character information. Note that an image reproducing device provided with a recording medium includes a home game machine and the like. By using the halftone mask according to the present invention, a highly reliable image reproducing device having a high-definition display portion can be realized.

また、図10(D)は表示装置であり、筐体1901、支持台1902、表示部1903、スピーカ1904、ビデオ入力端子1905などを含む。この表示装置は、上述した実施の形態で示した作製方法により形成した薄膜トランジスタをその表示部1903および駆動回路に用いることにより作製される。なお、表示装置には液晶表示装置、発光装置などがあり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。本発明に係るハーフトーンマスクを用いることにより、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い表示装置、特に22インチ〜65インチの大画面を有する大型の表示装置を実現することができる。   FIG. 10D illustrates a display device, which includes a housing 1901, a support base 1902, a display portion 1903, a speaker 1904, a video input terminal 1905, and the like. This display device is manufactured by using a thin film transistor formed by the manufacturing method described in the above embodiment for the display portion 1903 and a driver circuit. The display device includes a liquid crystal display device, a light emitting device, and the like, and specifically includes all information display devices such as a computer, a television receiver, and an advertisement display. By using the halftone mask according to the present invention, a highly reliable display device having a high-definition display portion, particularly a large display device having a large screen of 22 inches to 65 inches can be realized. it can.

また、本発明に係るハーフトーンマスクを用いて形成されたTFTを有する薄膜集積回路に加えてアンテナなどを形成することによって、非接触型薄膜集積回路装置(無線ICタグ、RFID(無線認証、Radio Frequency Identification)とも呼ばれる)として用いることもできる。また、ICタグを様々な電子機器に貼り付けることにより、電子機器の流通経路などを明確にすることができる。   Further, in addition to a thin film integrated circuit having a TFT formed using the halftone mask according to the present invention, an antenna or the like is formed, so that a non-contact thin film integrated circuit device (wireless IC tag, RFID (wireless authentication, radio) (Also called Frequency Identification)). In addition, by attaching the IC tag to various electronic devices, the distribution route of the electronic devices can be clarified.

また、図10(E)はパスポート1941に無線ICタグ1942を付けている状態を示している。また、パスポート1941に無線ICタグを埋め込んでもよい。同様にして、運転免許証、クレジットカード、紙幣、硬貨、証券、商品券、チケット、トラベラーズチェック(T/C)、健康保険証、住民票、戸籍謄本などに無線ICタグを付けたり埋め込むことができる。この場合、本物であることを示す情報のみを無線ICタグに入力しておき、不正に情報を読み取ったり書き込んだりできないようにアクセス権を設定する。このようにタグとして利用することによって、偽造されたものと区別することが可能になる。このほかに、無線ICタグをメモリとして用いることも可能である。また、無線ICタグを包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に設けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。   FIG. 10E shows a state where the wireless IC tag 1942 is attached to the passport 1941. A wireless IC tag may be embedded in the passport 1941. Similarly, you can attach or embed a wireless IC tag to a driver's license, credit card, banknote, coin, securities, gift certificate, ticket, traveler's check (T / C), health insurance card, resident card, family register copy, etc. it can. In this case, only information indicating authenticity is input to the wireless IC tag, and an access right is set so that information cannot be read or written illegally. By using it as a tag in this way, it becomes possible to distinguish it from a forged one. In addition, a wireless IC tag can be used as a memory. In addition, by providing wireless IC tags in packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, and the like, it is possible to improve the efficiency of systems such as inspection systems.

また、図11で示す携帯電話機は、操作スイッチ類904、マイクロフォン905などが備えられた本体(A)901と、表示パネル(A)908、表示パネル(B)909、スピーカ906などが備えられた本体(B)902とが、蝶番910で開閉可能に連結されている。表示パネル(A)908と表示パネル(B)909は、回路基板907と共に本体(B)902の筐体903の中に収納される。表示パネル(A)908及び表示パネル(B)909の画素部は筐体903に形成された開口窓から視認できるように配置される。 11 includes a main body (A) 901 provided with operation switches 904, a microphone 905, a display panel (A) 908, a display panel (B) 909, a speaker 906, and the like. A main body (B) 902 is connected with a hinge 910 so as to be opened and closed. The display panel (A) 908 and the display panel (B) 909 are housed in the housing 903 of the main body (B) 902 together with the circuit board 907. The pixel portions of the display panel (A) 908 and the display panel (B) 909 are arranged so as to be visible from an opening window formed in the housing 903.

表示パネル(A)908と表示パネル(B)909は、その携帯電話機900の機能に応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル(A)908を主画面とし、表示パネル(B)909を副画面として組み合わせることができる。   In the display panel (A) 908 and the display panel (B) 909, specifications such as the number of pixels can be set as appropriate in accordance with the function of the mobile phone 900. For example, the display panel (A) 908 can be combined as a main screen and the display panel (B) 909 can be combined as a sub-screen.

本発明に係るハーフトーンマスクを用いることにより、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い携帯情報端末を実現することができる。   By using the halftone mask according to the present invention, a highly reliable portable information terminal having a high-definition display portion can be realized.

本実施の形態に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、蝶番910の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機としても良い。また、操作スイッチ類904、表示パネル(A)908、表示パネル(B)909を一つの筐体内に納めた構成としても、上記した作用効果を奏することができる。また、表示部を複数個そなえた情報表示端末に本実施の形態の構成を適用しても、同様な効果を得ることができる。   The mobile phone according to the present embodiment can be transformed into various modes depending on the function and application. For example, a mobile phone with a camera may be obtained by incorporating an image sensor at the hinge 910. In addition, the above-described effects can be obtained even when the operation switches 904, the display panel (A) 908, and the display panel (B) 909 are housed in one housing. Moreover, even if the configuration of the present embodiment is applied to an information display terminal having a plurality of display units, the same effect can be obtained.

以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態1乃至5のいずれか一の作製方法または構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。   As described above, various electronic devices can be completed using the manufacturing method or the structure according to any one of Embodiments 1 to 5 according to the present invention.

本発明は、ハーフトーンマスクにおいて、透明領域を透過する露光光に対するハーフトーン膜を透過する露光光の位相差及び透過率が式(5)の関係を満たすことにより、膜厚の異なる領域を有するレジストにおいて、端部に凸部が形成されない、端部がなだらかな形状となるレジストを形成することができる。この条件を満たすハーフトーンマスクを用いて同一基板上に様々な回路を工程数を増やすことなく自己整合的に形成することができる。   In the halftone mask, the phase difference and the transmittance of the exposure light transmitted through the halftone film with respect to the exposure light transmitted through the transparent region satisfy the relationship of Expression (5), thereby having regions having different film thicknesses. In the resist, it is possible to form a resist in which a convex portion is not formed at the end portion and the end portion has a gentle shape. Various circuits can be formed on the same substrate in a self-aligned manner without increasing the number of steps by using a halftone mask that satisfies this condition.

ハーフトーンマスクの半透明領域を透過する露光光と透明領域とを透過する露光光の位相差Δθと半透明膜の透過率nを変化させたときの半透明領域と透明領域の境界近傍に対応する基板上の露光強度との関係を表すグラフ(A)およびハーフトーンマスクの断面図(B)。Corresponds to the vicinity of the boundary between the translucent area and the transparent area when the phase difference Δθ between the exposure light that passes through the translucent area of the halftone mask and the exposure light that passes through the transparent area and the transmissivity n of the translucent film are changed. The graph (A) showing the relationship with the exposure intensity on the board | substrate to perform, and sectional drawing (B) of a halftone mask. ハーフトーンマスクを用いて形成したレジストパターンの断面図。Sectional drawing of the resist pattern formed using the halftone mask. 半導体装置の作製工程を示す断面図。10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置の作製工程を示す断面図。10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device. 発光装置の断面図。Sectional drawing of a light-emitting device. 画素部における上面図。The top view in a pixel part. 画素部における等価回路を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an equivalent circuit in a pixel portion. 発光装置の断面図。Sectional drawing of a light-emitting device. モジュールの一例を示す図。The figure which shows an example of a module. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 従来のハーフトーンマスクを用いて形成したレジストパターンの断面写真。A cross-sectional photograph of a resist pattern formed using a conventional halftone mask.

符号の説明Explanation of symbols

100 透光性基板
101 半透明膜
104 遮光膜
106 露光光
107 露光光
108 露光光
200 透光性の基板
201 ハーフトーン膜
202 基板
203 レジスト
204 遮光膜
205 レジストパターン
301 基板
302 第1絶縁膜
303 半導体層
304 第2絶縁膜
305a 導電層
305b 導電層
306a 導電層
306b 導電層
307a レジストパターン
307b レジストパターン
309a 低濃度の一導電型不純物領域(低濃度不純物領域)
309b 低濃度の一導電型不純物領域(低濃度不純物領域)
310 高濃度の一導電型不純物領域
312 絶縁膜
313 絶縁膜
314 ソース電極
315 ドレイン電極
400 基板
401 遮光部
402 半透明膜
403a 非露光領域
403b 露光領域
500 基板
502 半導体層
503 半導体層
504 ゲート絶縁層
505 導電膜
506 導電膜
508 絶縁層
520 TFT部
521 ゲート電極層
522 ゲート電極層
523 レジストパターン
524a 低濃度不純物領域
524b 低濃度不純物領域
525a 高濃度不純物領域
525b 高濃度不純物領域
526a 低濃度不純物領域
529 レジストパターン
530 TFT部
531 ゲート電極層
532 ゲート電極層
533 レジストパターン
534a 低濃度不純物領域
534b 低濃度不純物領域
535a 高濃度不純物領域
535b 高濃度不純物領域
536a 低濃度不純物領域
536b 低濃度不純物領域
539 レジストパターン
540 配線部
541 配線層
542 配線層
543 レジストパターン
549 レジストパターン
610 基板
611 下地絶縁膜
613 絶縁膜
623 第1の電極
624 発光層
625 第2の電極
626 保護層
627 充填材
628 シール材
629 絶縁物
631 異方性導電膜
632 FPC(Flexible Print Circuit )
633 封止基板
636 TFT
637 TFT
638 TFT
639 TFT
700 カソード側電源線
703B OLED
703G OLED
703R OLED
706B アノード側電源線(B)
706G アノード側電源線(G)
706R アノード側電源線(R)
710 基板
714 ゲート絶縁膜
715 層間絶縁膜
718 下地絶縁膜
720 TFT部
721 導電層
722 導電層
725a ドレイン領域
725b ソース領域
726a LDD領域
726b LDD領域
730 TFT部
731 導電層
732 導電層
735a ドレイン領域
735b ソース領域
736a LDD領域
736b LDD領域
740 コンタクト部
741 導電層
742 導電層
744 導電層
745 導電層
750 レジストパターン
761 導電層
762 導電層
763 導電層
764 導電層
765 導電層
766 導電層
767 導電層
768 導電層
769 導電層
770 導電層
771 酸化膜
772 電極
773 絶縁物
774 発光層
775 電極
900 携帯電話機
901 本体(A)
902 本体(B)
903 筐体
904 操作スイッチ類
905 マイクロフォン
906 スピーカ
907 回路基板
908 表示パネル(A)
909 表示パネル(B)
910 蝶番
1201 ソース側駆動回路
1202 画素部
1203 ゲート側駆動回路
1204 封止基板
1205 シール材
1207 接続領域
1208 端子部
1209 FPC
1210 基板
1301 駆動IC
1302 画素部
1304 封止基板
1305 シール材
1307 接続領域
1308 端子部
1309 FPC
1310 基板
1901 筐体
1902 支持台
1903 表示部
1904 スピーカ
1905 ビデオ入力端子
1941 パスポート
1942 無線ICタグ
2101 本体
2102 表示部
2104 操作キー
2106 シャッター
2201 本体
2202 筐体
2203 表示部
2204 キーボード
2205 外部接続ポート
2206 ポインティングマウス
2401 本体
2402 筐体
2403 表示部A
2404 表示部B
2405 記録媒体(DVD等)読込部
2406 操作キー
2407 スピーカー部
100 translucent substrate 101 translucent film 104 light shielding film 106 exposure light 107 exposure light 108 exposure light 200 translucent substrate 201 halftone film 202 substrate 203 resist 204 light shielding film 205 resist pattern 301 substrate 302 first insulating film 303 semiconductor Layer 304 Second insulating film 305a Conductive layer 305b Conductive layer 306a Conductive layer 306b Conductive layer 307a Resist pattern 307b Resist pattern 309a Low-concentration one-conductivity type impurity region (low-concentration impurity region)
309b Low-concentration one-conductivity type impurity region (low-concentration impurity region)
310 High-concentration one-conductivity type impurity region 312 Insulating film 313 Insulating film 314 Source electrode 315 Drain electrode 400 Substrate 401 Light shielding portion 402 Translucent film 403a Non-exposed region 403b Exposed region 500 Substrate 502 Semiconductor layer 503 Semiconductor layer 504 Gate insulating layer 505 Conductive film 506 Conductive film 508 Insulating layer 520 TFT portion 521 Gate electrode layer 522 Gate electrode layer 523 Resist pattern 524a Low concentration impurity region 524b Low concentration impurity region 525a High concentration impurity region 525b High concentration impurity region 526a Low concentration impurity region 529 Resist pattern 530 TFT portion 531 Gate electrode layer 532 Gate electrode layer 533 Resist pattern 534a Low concentration impurity region 534b Low concentration impurity region 535a High concentration impurity region 535b High concentration impurity region 536a Concentration impurity region 536b Low concentration impurity region 539 Resist pattern 540 Wiring portion 541 Wiring layer 542 Wiring layer 543 Resist pattern 549 Resist pattern 610 Substrate 611 Underlying insulating film 613 Insulating film 623 First electrode 624 Light emitting layer 625 Second electrode 626 Protection Layer 627 Filler 628 Sealant 629 Insulator 631 Anisotropic conductive film 632 FPC (Flexible Print Circuit)
633 Sealing substrate 636 TFT
637 TFT
638 TFT
639 TFT
700 Cathode side power supply line 703B OLED
703G OLED
703R OLED
706B Anode power line (B)
706G Anode power line (G)
706R Anode power line (R)
710 Substrate 714 Gate insulating film 715 Interlayer insulating film 718 Base insulating film 720 TFT portion 721 Conductive layer 722 Conductive layer 725a Drain region 725b Source region 726a LDD region 726b LDD region 730 TFT portion 731 Conductive layer 732 Conductive layer 735a Drain region 735b Source region 736a LDD region 736b LDD region 740 Contact portion 741 Conductive layer 742 Conductive layer 744 Conductive layer 745 Conductive layer 750 Resist pattern 761 Conductive layer 762 Conductive layer 763 Conductive layer 764 Conductive layer 765 Conductive layer 766 Conductive layer 767 Conductive layer 768 Conductive layer 769 Conductive Layer 770 Conductive layer 771 Oxide film 772 Electrode 773 Insulator 774 Light-emitting layer 775 Electrode 900 Mobile phone 901 Main body (A)
902 Body (B)
903 Housing 904 Operation switches 905 Microphone 906 Speaker 907 Circuit board 908 Display panel (A)
909 Display panel (B)
910 Hinge 1201 Source side driving circuit 1202 Pixel portion 1203 Gate side driving circuit 1204 Sealing substrate 1205 Sealing material 1207 Connection region 1208 Terminal portion 1209 FPC
1210 Substrate 1301 Drive IC
1302 Pixel portion 1304 Sealing substrate 1305 Sealing material 1307 Connection region 1308 Terminal portion 1309 FPC
1310 Substrate 1901 Case 1902 Support base 1903 Display unit 1904 Speaker 1905 Video input terminal 1941 Passport 1942 Wireless IC tag 2101 Main unit 2102 Display unit 2104 Operation key 2106 Shutter 2201 Main unit 2202 Case 2203 Display unit 2204 Keyboard 2205 External connection port 2206 Pointing mouse 2401 body 2402 housing 2403 display part A
2404 Display B
2405 Recording medium (DVD etc.) reading unit 2406 Operation key 2407 Speaker unit

Claims (8)

透明領域と半透明領域を透過する露光に用いる光の位相差Δθと、該半透明領域の露光に用いる光に対する透過率nとが式(1)を満たすことを特徴とする露光マスク。
An exposure mask characterized in that a phase difference Δθ of light used for exposure passing through a transparent region and a semi-transparent region and a transmittance n for light used for exposure of the semi-transparent region satisfy Expression (1).
透明領域と半透明領域を透過する露光に用いる光の位相差Δθと、該半透明領域の露光に用いる光に対する透過率nとが式(2)を満たし、かつ、前記透過率nは0.15以上0.8以下であることを特徴とする露光マスク。
The phase difference Δθ of light used for exposure through the transparent region and the semi-transparent region and the transmittance n for the light used for exposure of the semi-transparent region satisfy the formula (2), and the transmittance n is 0. An exposure mask characterized by being 15 or more and 0.8 or less.
透光性基板と、当該透光性基板上に配置された半透明膜と、当該半透明膜上に配置された遮光膜とを有する露光マスクであって、
露光に用いる光に対する前記半透明膜と前記透光性基板との位相差Δθと、該半透明膜の露光に用いる光に対する透過率nとが式(3)を満たすことを特徴とする露光マスク。
An exposure mask having a translucent substrate, a translucent film disposed on the translucent substrate, and a light-shielding film disposed on the translucent film,
An exposure mask characterized in that a phase difference Δθ between the translucent film and the translucent substrate for light used for exposure and a transmittance n for light used for exposure of the translucent film satisfy Expression (3). .
透光性基板と、当該透光性基板上に配置された半透明膜と、当該半透明膜上に配置された遮光膜とを有する露光マスクであって、
露光に用いる光に対する前記半透明膜と前記透光性基板との位相差が−90度以上90度以下であることを特徴とする露光マスク。
An exposure mask having a translucent substrate, a translucent film disposed on the translucent substrate, and a light-shielding film disposed on the translucent film,
An exposure mask, wherein a phase difference between the translucent film and the translucent substrate with respect to light used for exposure is −90 degrees or more and 90 degrees or less.
請求項3又は請求項4において、前記遮光膜は、Cr膜又はCrの積層からなる膜であることを特徴とする露光マスク。   5. The exposure mask according to claim 3, wherein the light shielding film is a Cr film or a film made of a laminate of Cr. 請求項3乃至請求項5のいずれか一において、前記半透明膜の材料として、MoとSiを含む合金、CrとSiを含む合金又はCrが用いられていることを特徴とする露光マスク。   6. The exposure mask according to claim 3, wherein an alloy containing Mo and Si, an alloy containing Cr and Si, or Cr is used as a material of the translucent film. 請求項3乃至請求項6のいずれか一において、前記半透明膜の露光に用いる光に対する透過率が0.15以上0.8以下であることを特徴とする露光マスク。   7. The exposure mask according to claim 3, wherein a transmittance for light used for exposure of the translucent film is 0.15 or more and 0.8 or less. 請求項1乃至請求項7のいずれか一において、前記露光に用いる光はi線であることを特徴とする露光マスク。   8. The exposure mask according to claim 1, wherein the light used for the exposure is i-line.
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