JP2008003201A - Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device - Google Patents
Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008003201A JP2008003201A JP2006171148A JP2006171148A JP2008003201A JP 2008003201 A JP2008003201 A JP 2008003201A JP 2006171148 A JP2006171148 A JP 2006171148A JP 2006171148 A JP2006171148 A JP 2006171148A JP 2008003201 A JP2008003201 A JP 2008003201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- resist
- film
- semiconductor layer
- resist film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device.
液晶装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)装置、プラズマディスプレイ等の電気光学装置は、多数のドット領域がマトリクス状に配列された構成になっており、当該ドット領域を駆動するスイッチング素子としてTFT(Thin film transistor:薄膜トランジスタ)が設けられたアクティブマトリクス型の構成になっているものが多い。 Electro-optical devices such as liquid crystal devices, organic electroluminescence (EL) devices, and plasma displays have a structure in which a large number of dot regions are arranged in a matrix, and TFT (Thin film) is used as a switching element for driving the dot regions. Many transistors have an active matrix structure provided with a transistor.
TFTは、半導体層上に絶縁膜が設けられており、絶縁膜を介して半導体層とゲート電極とが対抗する構成になっているのが一般的である。TFTの半導体層は、非結晶シリコン又は多結晶シリコンによって形成されているのが一般的である。特に低温プロセスのみで製造される多結晶シリコンTFTは、電子又は正孔が大きな電界移動度を有することから、上記液晶装置、有機EL装置等の電気光学装置に広く採用されている。 In general, a TFT is provided with an insulating film on a semiconductor layer, and the semiconductor layer and the gate electrode are opposed to each other through the insulating film. The semiconductor layer of the TFT is generally formed of amorphous silicon or polycrystalline silicon. In particular, a polycrystalline silicon TFT manufactured only by a low-temperature process is widely used in electro-optical devices such as the above-described liquid crystal devices and organic EL devices because electrons or holes have a large electric field mobility.
TFTの構造として、例えばLDD(Lightly Doped Drain)構造やGOLD(Gate-drain Overlapped LDD)構造などが広く知られている。
LDD構造においては、半導体層のうちゲート電極に平面視で重なる領域(直下領域)がチャネル領域になっており、チャネル領域の外側の領域が不純物が低濃度に注入されたソース側低濃度領域及びドレイン側低濃度領域になっている。半導体層のうちソース側低濃度領域及びドレイン側低濃度領域の外側の領域は、高濃度の不純物が注入されたソース側高濃度領域及びドレイン側高濃度領域になっている。この構成により、オフ電流値を抑制することができるようになっている。
As the TFT structure, for example, an LDD (Lightly Doped Drain) structure and a GOLD (Gate-drain Overlapped LDD) structure are widely known.
In the LDD structure, a region of the semiconductor layer that overlaps the gate electrode in plan view (a region immediately below) is a channel region, and a region outside the channel region is a source-side low-concentration region in which impurities are implanted at a low concentration, and The drain side is a low concentration region. Out of the semiconductor layer, regions outside the source-side low concentration region and the drain-side low concentration region are a source-side high concentration region and a drain-side high concentration region into which high-concentration impurities are implanted. With this configuration, the off-current value can be suppressed.
GOLD構造においては、半導体層がチャネル領域、低濃度・高濃度のソース領域及びドレイン領域を有している点ではLDD構造と同様であるが、LDD構造に比べてチャネル領域が狭くなっており、ソース側低濃度領域及びドレイン側低濃度領域がゲート電極の直下領域の一部にまでオーバーラップして設けられている。ソース側低濃度領域及びドレイン側低濃度領域をゲート電極の端部の直下領域にオーバーラップさせることで、ホットキャリア現象を抑制することができるようになっている。 The GOLD structure is similar to the LDD structure in that the semiconductor layer has a channel region, a low concentration / high concentration source region and a drain region, but the channel region is narrower than the LDD structure. The source-side low concentration region and the drain-side low concentration region are provided so as to overlap a part of the region immediately below the gate electrode. By overlapping the source-side lightly doped region and the drain-side lightly doped region with the region immediately below the end of the gate electrode, the hot carrier phenomenon can be suppressed.
LDD構造のTFT及びGOLD構造のTFTを形成する手法として、例えば特許文献1に記載の手法が知られている。具体的には、シリコンによって薄膜を形成した後、シリコン薄膜上にレジスト膜を形成する。レジスト膜の形成時には、回折格子が形成されたフォトマスクを用いてハーフトーン露光を行うことにより、シリコン薄膜上でレジスト膜の膜厚の異なる領域を形成する。レジスト膜のうち半導体層のチャネル領域上の部分ではレジスト膜が厚く形成され、ソース側高濃度領域及びドレイン側高濃度領域上の部分ではレジスト膜が薄く形成される。レジスト膜を形成後、レジスト膜の上方から不純物イオンを照射すると、レジスト膜の厚い領域(チャネル領域上)では不純物イオンがレジスト膜の厚みのため遮断され、シリコン薄膜に到達しない。レジスト膜の薄い領域では不純物イオンが透過し、シリコン薄膜に到達して注入される。このようにチャネル領域と高濃度のソース・ドレイン領域が形成される。その後、シリコン薄膜をエッチングし、ゲート絶縁層及びゲート電極を形成して、このゲート電極をマスクとして半導体層に再度不純物を注入することにより不純物濃度の異なる領域を有する構造を形成する。
しかしながら、上記手法では、露光時に露光光がフォトマスクで覆われた部分に回り込み、半導体層上のレジスト膜の一部、特に半導体層のチャネル領域上のレジストが僅かに露光されてしまうことがある。レジストの露光部分は除去されるため、チャネル領域上のレジストの一部が除去されて薄くなってしまう。このようなレジスト膜の上方から不純物を注入すると、半導体層のチャネル領域の一部に不純物が注入されてしまう。そうなると、チャネル領域で電流のリークが生じることになり、動作不良の原因になる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、動作不良を回避することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することにある。
However, in the above method, exposure light may wrap around the portion covered with the photomask during exposure, and a part of the resist film on the semiconductor layer, particularly the resist on the channel region of the semiconductor layer, may be slightly exposed. . Since the exposed portion of the resist is removed, a part of the resist on the channel region is removed and thinned. When impurities are implanted from above such a resist film, the impurities are implanted into a part of the channel region of the semiconductor layer. In this case, current leakage occurs in the channel region, which causes a malfunction.
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device capable of avoiding malfunction.
上記目的を達成するため、本発明に係る半導体装置の製造方法は、チャネル領域、ソース側低濃度領域、ソース側高濃度領域、ドレイン側低濃度領域及びドレイン側高濃度領域を有する半導体層と、前記半導体層上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層を介して前記半導体層に対向するように所定の方向に設けられたゲート電極とを備えた半導体装置の製造方法であって、基板上に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、前記半導体膜上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜のうち前記チャネル領域、前記ソース側低濃度領域、前記ドレイン側低濃度領域に対応する第1レジスト領域と、前記第1レジスト領域から前記ゲート電極の設けられた前記所定の方向にはみ出した第2レジスト領域と、前記ソース側高濃度領域及びドレイン側高濃度領域に対応する第3レジスト領域とを覆うと共に、前記第1レジスト領域及び前記第2レジスト領域を覆う部分の光透過率よりも前記第3レジスト領域を覆う部分の光透過率が高くなっているフォトマスクを用いて前記レジスト膜を露光する第1露光工程と、前記レジスト膜のうち露光された部分を除去するレジスト膜除去工程と、前記レジスト膜除去工程の後、前記レジスト膜の上方から前記半導体膜に第1不純物を注入する第1不純物注入工程と、前記第1不純物注入工程の後、前記レジスト膜をマスクとして前記半導体膜をエッチングし半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層形成工程の後、前記レジスト膜を前記半導体層上から剥離するレジスト膜剥離工程と、前記レジスト膜剥離工程の後、前記半導体層上に前記絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層形成工程の後、前記絶縁層上のうち前記チャネル領域に対応する位置に前記ゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、前記ゲート電極の上方から前記半導体層に第2不純物を注入する第2不純物注入工程とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes a semiconductor layer having a channel region, a source-side low concentration region, a source-side high concentration region, a drain-side low concentration region, and a drain-side high concentration region, A method of manufacturing a semiconductor device comprising: an insulating layer provided on the semiconductor layer; and a gate electrode provided in a predetermined direction so as to face the semiconductor layer with the insulating layer interposed therebetween, A semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on the semiconductor film; a resist film forming step of forming a resist film on the semiconductor film; and the channel region, the source side low concentration region, and the drain side low concentration region of the resist film. A first resist region corresponding to the second resist region, a second resist region protruding from the first resist region in the predetermined direction where the gate electrode is provided, and the source-side high concentration And the light transmission of the portion covering the third resist region rather than the light transmittance of the portion covering the first resist region and the second resist region. A first exposure step of exposing the resist film using a photomask having a high rate; a resist film removal step of removing an exposed portion of the resist film; and the resist film removal step, A first impurity implantation step for implanting a first impurity into the semiconductor film from above the resist film; and a semiconductor layer for forming a semiconductor layer by etching the semiconductor film using the resist film as a mask after the first impurity implantation step After the forming step, the semiconductor layer forming step, the resist film peeling step for peeling the resist film from the semiconductor layer, and the resist film peeling step An insulating layer forming step of forming the insulating layer on the semiconductor layer; and a gate electrode forming step of forming the gate electrode at a position corresponding to the channel region on the insulating layer after the insulating layer forming step; And a second impurity implantation step of implanting a second impurity into the semiconductor layer from above the gate electrode.
本発明によれば、半導体膜上に形成したレジスト膜のうち半導体層のチャネル領域、ソース側低濃度領域、ドレイン側低濃度領域に対応する第1レジスト領域と、この第1レジスト領域からゲート電極の設けられた方向にはみ出した第2レジスト領域とを覆うフォトマスクを用いてレジスト膜を露光するので、露光光がフォトマスクで覆われた領域に回りこんだ場合であっても、第1レジスト領域はほとんど露光されずに済む。第1レジスト領域がほとんど露光されずに済むことによって、レジスト膜除去工程において第1レジスト領域のレジスト膜が除去されるのを防ぐことができ、第1不純物注入工程において半導体層のチャネル領域に不純物が注入されるのを防ぐことができる。これにより、チャネル領域で電流のリークが発生するのを防ぐことができ、動作不良を回避することができる。 According to the present invention, of the resist film formed on the semiconductor film, the first resist region corresponding to the channel region of the semiconductor layer, the source-side low concentration region, and the drain-side low concentration region, and the first resist region to the gate electrode Since the resist film is exposed using a photomask that covers the second resist region that protrudes in the direction in which the first resist is provided, the first resist can be used even when the exposure light reaches the region covered by the photomask. The area is hardly exposed. Since the first resist region is hardly exposed, the resist film in the first resist region can be prevented from being removed in the resist film removing step, and the impurity in the channel region of the semiconductor layer can be prevented in the first impurity implantation step. Can be prevented from being injected. Thus, current leakage can be prevented from occurring in the channel region, and malfunction can be avoided.
また、前記第1露光工程の後、前記レジスト膜除去工程の前に、前記レジスト膜のうち少なくとも前記第2レジスト領域の一部を露光する第2露光工程を更に具備することが好ましい。
本発明によれば、第1露光工程の後、レジスト膜除去工程の前に、レジスト膜のうち少なくとも第2レジスト領域の一部を露光する第2露光工程を更に具備するので、レジスト層除去工程において、露光された第2レジスト領域の一部が除去されることになる。このため、半導体層形成工程においては、第2レジスト領域の一部が除去された状態のレジスト膜をマスクにして半導体層が形成されることになる。例えば第2レジスト領域の一部のみを露出するようなフォトマスクを予め形成しておき、第1露光工程の終了後にフォトマスクを交換して再度レジスト膜に露光光を照射するだけで済むため、煩雑な工程を経ることなく半導体層をコンパクトに形成することができる。
Preferably, the method further includes a second exposure step of exposing at least a part of the second resist region in the resist film after the first exposure step and before the resist film removing step.
According to the present invention, after the first exposure step and before the resist film removal step, the method further includes a second exposure step of exposing at least a part of the second resist region of the resist film. Then, a part of the exposed second resist region is removed. Therefore, in the semiconductor layer forming step, the semiconductor layer is formed using the resist film in a state where a part of the second resist region is removed as a mask. For example, a photomask that exposes only a part of the second resist region is formed in advance, and it is only necessary to replace the photomask after the first exposure step and irradiate the resist film with exposure light again. The semiconductor layer can be formed compactly without going through complicated steps.
また、前記第2露光工程では、前記レジスト膜のうち、前記第2レジスト領域と前記第1レジスト領域のうち前記第2レジスト領域に接する部分とを少なくとも露光することが好ましい。
本発明によれば、第2露光工程では、レジスト膜のうち、第2レジスト領域と第1レジスト領域のうち第2レジスト領域に接する部分とを少なくとも露光するので、レジスト層除去工程において、露光された第2レジスト領域と第1レジスト領域のうち第2レジスト領域に接する部分とが除去されることになる。このため、半導体層形成工程においては、第2レジスト領域と第1レジスト領域のうち第2レジスト領域に接する部分とが除去された状態のレジスト膜をマスクにして半導体層が形成されることになる。これにより、別途工程を設けることなく半導体層の形状を整えることができる。
In the second exposure step, it is preferable to expose at least a portion of the resist film that is in contact with the second resist region and a portion of the first resist region that is in contact with the second resist region.
According to the present invention, in the second exposure step, at least the portion of the resist film that is in contact with the second resist region and the second resist region in the first resist region is exposed. The second resist region and the portion of the first resist region that are in contact with the second resist region are removed. For this reason, in the semiconductor layer forming step, the semiconductor layer is formed using the resist film in a state where the second resist region and the portion of the first resist region in contact with the second resist region are removed as a mask. . Thereby, the shape of the semiconductor layer can be adjusted without providing a separate process.
本発明に係る半導体装置は、チャネル領域、ソース側低濃度領域、ソース側高濃度領域、ドレイン側低濃度領域及びドレイン側高濃度領域を有する半導体層と、前記半導体層上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層を介して前記半導体層に対向するように所定の方向に設けられたゲート電極とを備えた半導体装置であって、前記半導体層のうち少なくとも前記チャネル領域の一部が、前記ゲート電極の設けられた方向に突出していることを特徴とする。 A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor layer having a channel region, a source-side low concentration region, a source-side high concentration region, a drain-side low concentration region, and a drain-side high concentration region, and an insulating layer provided on the semiconductor layer And a gate electrode provided in a predetermined direction so as to face the semiconductor layer through the insulating layer, wherein at least a part of the channel region of the semiconductor layer is It protrudes in the direction in which the gate electrode is provided.
本発明によれば、半導体層のうち少なくともチャネル領域の一部が、ゲート電極の設けられた方向に突出しているので、チャネル領域の外縁の寸法を大きくすることができる。半導体装置の形成工程においてはチャネル領域の外縁に不純物が注入されやすく、不純物が注入された場合チャネル領域の外縁を介して電流のリークが生じてしまう。本発明では、チャネル領域の外縁寸法を大きくすることにより、チャネル領域の外縁の電気抵抗値を大きくすることができるので、当該チャネル領域の外縁に不純物が注入された場合であっても電流のリークが生じにくくなる。これにより、動作不良の生じにくい半導体装置を得ることができる。 According to the present invention, since at least a part of the channel region of the semiconductor layer protrudes in the direction in which the gate electrode is provided, the dimension of the outer edge of the channel region can be increased. In the process of forming a semiconductor device, impurities are easily implanted into the outer edge of the channel region, and when the impurities are implanted, current leaks through the outer edge of the channel region. In the present invention, since the electrical resistance value of the outer edge of the channel region can be increased by increasing the outer edge size of the channel region, even if impurities are implanted into the outer edge of the channel region, current leakage Is less likely to occur. As a result, a semiconductor device that is less prone to malfunction can be obtained.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を図面に基づき説明する。以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
(液晶パネル)
図1は、本実施形態に係る液晶パネルの全体構成を示す平面図である。
同図に示すように、液晶パネル1は、例えばガラスなどの透明な材料からなるTFTアレイ基板2と対向基板3とを重ね合わせられるとともに、両者の間に設けられたシール材4により貼り合わされた構成になっている。シール材4によって囲まれた領域内には液晶層5が封入されている。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(LCD panel)
FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of the liquid crystal panel according to the present embodiment.
As shown in the figure, the liquid crystal panel 1 has a
シール材4の内側には、遮光性材料からなる周辺見切り6が形成されている。周辺見切り6によって囲まれた領域は、外部からの光が変調される光変調領域12になっている。光変調領域12内には、光を透過可能なドット領域13がマトリクス状に配列されている。ドット領域13の間の領域は、光が遮光される遮光領域14である。
A peripheral parting 6 made of a light shielding material is formed inside the sealing
シール材4の外側の領域には、データ線駆動回路7および外部回路実装端子8がTFTアレイ基板2の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する2辺に沿って走査線駆動回路9が形成されている。TFTアレイ基板2の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路9の間を接続するための複数の配線10が設けられている。また、対向基板3の角部においては、TFTアレイ基板2と対向基板3との間で電気的導通をとるための基板間導通材11が配設されている。
A data line driving circuit 7 and an external
図2(a)及び図2(b)は、液晶パネル1の1つのドット領域13を拡大して示す平面図である。図3は、図2(a)におけるA−A断面に沿った構成を示す図である。
図2(a)に示すように、液晶パネル1のドット領域13には矩形状の画素電極31が設けられており、遮光領域14にはドット領域13に沿ってデータ線26、走査線24及び容量線34が設けられている。
FIG. 2A and FIG. 2B are plan views showing an
As shown in FIG. 2A, a
図3に示すように、TFTアレイ基板2の内側表面(対向基板3との対向面)2a上には、シリコン酸化膜等からなる下地保護膜21が全面に形成されている。下地保護膜21上の遮光領域14には、シリコンなどの半導体からなる半導体層22が設けられている。
As shown in FIG. 3, a base
半導体層22は、図中左右方向の中央部がチャネル領域22aになっている。チャネル領域22aの図中左隣の領域はソース側低濃度領域22bになっており、当該ソース側低濃度領域22bの左隣の領域はソース側高濃度領域22cになっている。チャネル領域22aの図中右隣の領域はドレイン側低濃度領域22dになっており、当該ドレイン側低濃度領域22dの図中右隣の領域はドレイン側高濃度領域22eになっている。
The
図2(b)は、半導体層22の平面構成を示す図である。半導体層22は、図中横方向が長手方向になっており、図中縦方向が短手方向になっている。半導体層22のうちチャネル領域22a、ソース側低濃度領域22b及びドレイン側低濃度領域22dは、ゲート電極24aの延在方向(図中上下方向)に突出した部分(突出部22p)を有している。また、図2(a)及び図3に示すように、半導体層22は、ドレイン側高濃度領域22eから画素電極31側に延設された延設部分(符号33)を有している(図2(b)では省略)。半導体層22と延設部分33とは導通している。
FIG. 2B is a diagram illustrating a planar configuration of the
図3に示すように、半導体層22上及び延設部分33上にはゲート絶縁層23が設けられている。ゲート絶縁層23は、例えばシリコン酸化膜などからなり、半導体層22及び延設部分33を含んだ下地保護膜21の全面を覆うように設けられている。ゲート絶縁層23上のうち半導体層22のチャネル領域22aに平面視で重なる領域には、ゲート電極24aが設けられている。図2(a)に示すように、ゲート電極24aは、上述した走査線24の一部がドット領域13側に突出して延在した構成になっており、走査線24よりも幅(延在方向の寸法)が広くなっている。当該ゲート電極24aと上記の半導体層22及びゲート絶縁層23とによってTFT40が構成されている。本実施形態において、TFT40は、半導体層22が上述した各領域22a〜22eを有しており、ゲート電極24aが半導体層22のチャネル領域22aに平面視で重なるLDD構造を構成している。
As shown in FIG. 3, the
図2(a)及び図3に示すように、ゲート絶縁層23上のうち延設部分33に平面視で重なる領域には容量線34が設けられており、延設部分33と容量線34とがゲート絶縁層23を介して対向配置されて蓄積容量35を構成している。以下、延設部分33を蓄積容量35の下部電極33と記載し、容量線34を蓄積容量35の上部電極34と記載する。蓄積容量35では、下部電極33と上部電極34の間に電荷を保持することができるようになっている。
As shown in FIGS. 2A and 3, a
図3に示すように、ゲート電極24a及び上部電極34上には第1絶縁層25が設けられている。当該第1絶縁層25は、例えばシリコン酸化膜などからなり、ゲート電極24a及び上部電極34を含めたゲート絶縁層23の全面を覆うように形成されている。第1絶縁層25上には、データ線26及びソース線27が設けられている。
As shown in FIG. 3, the first insulating
データ線26は、ゲート絶縁層23及び第1絶縁層25を貫通するコンタクトホール28を介して半導体層22のソース側高濃度領域22cに接続されている。ソース線27は、その一端(図中左側)がゲート絶縁層23及び第1絶縁層25を貫通するコンタクトホール29を介して半導体層22のドレイン側高濃度領域22eに接続されている。データ線26上及びソース線27上には、第2絶縁層30が設けられている。第2絶縁層30は、例えばシリコン酸化膜などからなり、データ線26及びソース線27を含めた第1絶縁層25の全面を覆うように形成されている。
The
第2絶縁層30上には、画素電極31が設けられている。画素電極31は、例えばITOなどの透明な導電材料からなり、コンタクトホール32を介してソース線27の他端(図中右側)に接続されている。画素電極31上には、配向膜36が設けられている。配向膜36は、画素電極31を含めた第2絶縁層30の全面を覆うように形成されている。
A
対向基板3の内側表面(TFTアレイ基板2との対向面)3a上には、遮光部37と、共通電極38と、配向膜39とが設けられている。遮光部37は、上述した半導体層22等を覆うように遮光領域14に設けられている。共通電極38は、例えばITOなどの透明な導電部材からなり、遮光部37上を含めた対向基板3の内側表面3aのほぼ全面に設けられている。配向膜39は、共通電極38上の全面に設けられている。
A
TFTアレイ基板2と対向基板3との間には、光変調のための液晶層5が封入されている。液晶層5は、例えばフッ素系液晶化合物や非フッ素系液晶化合物等の液晶分子によって構成されており、TFTアレイ基板2側の配向膜36と対向基板3側の配向膜39との双方に接するように両基板に挟持されている。液晶分子の配向は、非選択電圧を印加したときに所定の方向に向くように、配向膜36及び配向膜39によって規制されている。
A
(TFTの製造方法)
次に、図4〜図17を参照して、上記のように構成された液晶パネル1のうちLDD構造を有するTFT40の製造方法を説明する。図4〜図17は、TFTの製造方法を工程順に示す図であり、図4〜図6が概略断面図、図7〜図17が平面図である。
(TFT manufacturing method)
Next, a manufacturing method of the
まず、超音波洗浄等により清浄化したガラス基板等の透光性基板(TFTアレイ基板2)を用意する。このTFTアレイ基板2の表面温度を150〜450℃程度にし、図4に示すように、TFTアレイ基板2の全面にシリコン酸化膜等からなる下地保護膜21をプラズマCVD法等によって100〜500nmの厚さに成膜する。この工程において用いる原料ガスとしては、モノシランと一酸化二窒素との混合ガスや、TEOS(テトラエトキシシラン、Si(OC2H5)4)と酸素、ジシランとアンモニア等が好適である。
First, a translucent substrate (TFT array substrate 2) such as a glass substrate cleaned by ultrasonic cleaning or the like is prepared. The surface temperature of the
下地保護膜21を形成したら、図5に示すように、当該下地保護膜21の全面に非晶質シリコンからなる非晶質半導体膜50をプラズマCVD法等によって30〜100nmの厚さに成膜する。成膜した非晶質半導体膜50にレーザーアニールを施して、当該非晶質半導体膜50を多結晶化し、多結晶シリコンからなる半導体膜50とする(半導体膜形成工程)。この工程において用いる原料ガスとしては、ジシランやモノシランが好適である。半導体膜50を形成したら、図6に示すように、当該半導体膜50の全面にレジスト膜51を形成する(レジスト膜形成工程)。
When the base
図7は、レジスト膜51が形成されたTFTアレイ基板2のうち半導体層22が形成される箇所を示した図である。半導体層22の形成領域のうち、チャネル領域22a、ソース側低濃度領域22b及びドレイン側低濃度領域22dに平面視で重なる領域を第1レジスト領域61とする。第1レジスト領域61とほぼ同じ幅(図7中横方向の長さ)で当該第1レジスト領域61から図7中縦方向にはみ出した領域を第2レジスト領域62とする。半導体層22のソース側高濃度領域22c及びドレイン側高濃度領域22eに平面視で重なる領域を第3レジスト領域63とする。
FIG. 7 is a view showing a portion where the
次に、図8に示すように、このレジスト膜51をフォトマスク(ハーフトーンマスク)で覆った状態で露光する(第1露光工程)。第1レジスト領域61及び第2レジスト領域62については、露光光を完全に遮光するように遮光領域52でマスクが形成されており、第3レジスト領域63については、ハーフトーン領域53で覆うようにマスクが形成されている。
Next, as shown in FIG. 8, the resist
ハーフトーン領域53は、露光光を遮断するレチクル領域、露光光を完全に透過させるレチクル領域、露光光を部分的に透過させるレチクル領域の3種類のレチクル領域を有している。このうち露光光を部分的に透過させるレチクル領域には、回折格子パターン(スリットなど)が設けられており、透過光の光強度を制御することができるようになっている。このように、ハーフトーン領域53は、3種類のレチクル領域を有していることで、遮光領域52に比べて光透過率が高くなっている。
The
位置合わせの後、遮光領域52及びハーフトーン領域53で覆われた状態のレジスト膜51に露光光を照射すると、図9に示すように、レジスト膜51のうち遮光領域52及びハーフトーン領域53のいずれにも覆われない領域64には露光光の全部がそのまま照射し、半導体膜の表面まで露光反応が起こる。ハーフトーン領域53で覆われた第3レジスト領域63には露光光の一部が照射し、レジスト膜51の表面から所定の厚さ部分まで露光反応が起こる。遮光領域52で覆われた第1レジスト領域61及び第2レジスト領域62については、遮光領域52によって大部分の露光光が遮光され、遮光領域52を回折したごく僅かな露光光が第1レジスト領域61及び第2レジスト領域62の周縁部分65に照射するのみである。第1レジスト領域61及び第2レジスト領域62では、周縁部分65の表層で露光反応が起こるのみである。
After the alignment, when the exposure light is irradiated to the resist
次に、図10に示すように、フォトマスクを遮光マスク54に取り替えて再度レジスト膜51を露光する(第2露光工程)。この遮光マスク54は、露光光を完全に遮断するフォトマスクである。遮光マスク54は、レジスト膜51のうち第1レジスト領域61及び第3レジスト領域63を覆うことが可能な大きさ及び形状を有している。図10では、例えば矩形に形成されている。図10に示すように、遮光マスク54によって第1レジスト領域61及び第3レジスト領域63が完全に覆われると共に第2レジスト領域62が露出するように遮光マスク54を配置する。遮光マスク54によって覆われた状態でレジスト膜51に露光光を照射すると、図11に示すように、第2レジスト領域62で露光反応が起こる。
Next, as shown in FIG. 10, the photomask is replaced with a
次に、レジスト膜51のうち露光反応が起こった部分を除去する(レジスト膜除去工程)。図12に示すように、露光時に遮光領域52で覆った領域はほとんど除去されずに残留する。残留させる膜厚は200nm以上であることが好ましい。ハーフトーン領域53で覆った領域は、レジスト膜51のうち表面側の一部が除去され、半導体膜50側のレジスト膜51が残留する。残留させる膜厚を50nm〜200nm程度にすることが好ましい。遮光領域52及びハーフトーン領域53のいずれにも覆われていない領域64は全て除去される。第2露光工程で露光された第2レジスト領域62についても全て除去される。この結果、レジスト膜51は、第1レジスト領域61及び第3レジスト領域63にのみ残留することになり、第1レジスト領域61の膜厚が第3レジスト領域63の膜厚よりも厚く形成されることになる。レジスト膜51が完全に除去された部分には、半導体膜50が露出する。
Next, the portion of the resist
次に、図13に示すように、レジスト膜51の上方からTFTアレイ基板2へ高濃度の不純物イオン(リンイオン)を照射し、半導体膜50に不純物イオンを注入する(第1不純物注入工程)。不純物イオンは、例えば、0.1×1015〜約10×1015/cm2のドーズ量で注入する。レジスト膜51のうち膜厚が薄い第3レジスト領域63に照射された不純物イオンは、第3レジスト領域63を高濃度の状態で通過し、半導体膜50に不純物イオンが注入される。一方、レジスト膜51のうち膜厚が厚い第1レジスト領域61に照射された不純物イオンは、第1レジスト領域61を透過しきれず、半導体膜50に到達することは無い。
Next, as shown in FIG. 13, the
半導体膜50にイオンを注入した後、図14に示すようにレジスト膜51をマスクとして半導体膜50をエッチングして半導体層22を形成する(半導体層形成工程)。半導体膜50をエッチングした後、図15に示すようにレジスト膜51を全て剥離すると(レジスト膜剥離工程)、パターニングされた半導体層22が露出する。半導体膜50のエッチング方法としては、ドライエッチング又はウエットエッチング等の各種方法が適用可能である。半導体層22のうち、第1レジスト領域61に平面視で重なる領域には不純物イオンが注入されておらず、第3レジスト領域63に平面視で重なる領域には不純物イオンが注入されている。このように半導体層22にはソース側高濃度領域22c及びドレイン側高濃度領域22eが形成されている。
After implanting ions into the
次に、半導体膜50上を含むTFTアレイ基板2の全面に、プラズマCVD法、スパッタ法等によりゲート絶縁層23を形成する(絶縁層形成工程)。ゲート絶縁層23を形成したら、当該ゲート絶縁層23上に導電膜を全面に形成し、当該導電膜をエッチングして半導体層22の中央部を図中縦方向に跨ぐようにゲート電極24aを形成する(ゲート電極形成工程)。
Next, the
次に、ゲート電極24aをマスクとして、例えば、約0.1×1013〜約10×1013/cm2のドーズ量で低濃度の不純物イオン(リンイオン)を注入して、ゲート電極24aの両側の領域に、ソース側低濃度領域22b及びドレイン側低濃度領域22dを形成する(第2不純物注入工程)。ゲート電極24aで覆われた領域は、不純物イオンが注入されないチャネル領域22aとなる。このようにして、チャネル領域22a、ソース側低濃度領域22b、ソース側高濃度領域22c、ドレイン側低濃度領域22d及びドレイン側高濃度領域22eを有する半導体層22がゲート絶縁層23を介してゲート電極24aと対向配置された、いわゆるLDD構造を有する半導体装置が形成される。
Next, using the
以上説明したように、本実施形態では、半導体膜50上に形成したレジスト膜51のうち半導体層22のチャネル領域22a、ソース側低濃度領域22b、ドレイン側低濃度領域22dに対応する第1レジスト領域61と、この第1レジスト領域61からゲート電極24aの設けられた方向にはみ出した第2レジスト領域62とを覆う遮光領域52を用いてレジスト膜51を露光するので、露光光が遮光領域52で覆われた領域に回りこんだ場合であっても、第1レジスト領域61はほとんど露光されずに済む。第1レジスト領域61がほとんど露光されずに済むことによって、レジスト膜除去工程において第1レジスト領域61のレジスト膜51が除去されるのを防ぐことができ、第1不純物注入工程においてチャネル領域22aに不純物イオンが注入されるのを防ぐことができる。これにより、チャネル領域22aで電流のリークが発生するのを防ぐことができ、動作不良を回避することができる。
As described above, in this embodiment, the first resist corresponding to the
なお、本実施形態では、ハーフトーンマスクとして、回折格子を用いた例を示したが、光強度差を利用したマスクであれば、手段は問わない。 In the present embodiment, an example in which a diffraction grating is used as a halftone mask is shown. However, any means can be used as long as it uses a light intensity difference.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第1実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。また、第1実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、TFTの半導体層の構成及びTFTの製造工程の一部が第1実施形態と異なっているため、この点を中心に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Similar to the first embodiment, in the following drawings, the scale is appropriately changed to make each member a recognizable size. Moreover, about the component same as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. In this embodiment, the configuration of the semiconductor layer of the TFT and a part of the manufacturing process of the TFT are different from those of the first embodiment, and this point will be mainly described.
図18は、本実施形態に係る液晶パネルのTFTの構成を示す平面図である。
同図に示すように、TFT140の半導体層122は、図18中横方向が長手方向、縦方向が短手方向であり、平面視矩形状に形成されている。第1実施形態と異なる点は、チャネル領域122a、ソース側低濃度領域122b及びドレイン側低濃度領域122dがゲート電極124aの延設方向に突出していない点である。他の構成については、第1実施形態と同様である。
FIG. 18 is a plan view showing the configuration of the TFT of the liquid crystal panel according to this embodiment.
As shown in the figure, the
このような構成の半導体層122を形成するには、第1実施形態で述べた半導体装置の製造工程のうち第2露光工程において、第1実施形態で用いたフォトマスクとは異なるフォトマスクを用いればよい。第1実施形態では第2レジスト領域62のみを露出する遮光マスク54を用いたが、本実施形態では、図19に示すように、半導体層122の第1レジスト領域161及び第3レジスト領域163とを矩形に覆うような遮光マスク、すなわち、半導体層122の短手方向の中央部を覆う遮光マスク154を用いるのである。
In order to form the
露光マスク154が半導体層122の短手方向の中央部を覆うように、当該露光マスク154の位置合わせをする。位置合わせにより半導体層122の短手方向の端辺側、すなわち、第2レジスト領域162と、第1レジスト領域161のうち第2レジスト領域162に接する部分と、第3レジスト領域163の一部とが露出する。遮光マスク154で覆われた状態のレジスト層151に露光光を照射すると、図20に示すように、露出している部分が露光されることになる。
The
このように、本実施形態によれば、半導体層122の短手方向の端辺側を露光するので、レジスト層除去工程においては、露光されたこの領域が除去されることになり、遮光マスク154で覆われた平面視矩形の領域が残留することになる。半導体層形成工程においては、残留した平面視矩形の領域をマスクにして、平面視矩形形状の半導体層122が形成されることになる。このように、別途工程を設けることなく半導体層122の形状を整えることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the edge side in the short direction of the
本実施形態では、第2レジスト領域162と、第1レジスト領域161のうち第2レジスト領域162に接する部分と、第3レジスト領域163の一部とを露出させるような露光マスク154を例に挙げて説明したが、例えば第2レジスト領域162と、第1レジスト領域161のうち第2レジスト領域162に接する部分のみを露出させる、すなわち、半導体層122の短手方向に突出した部分のみを露出させるような露光マスクを用いても勿論構わない。
In the present embodiment, an
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、LDD構造を有するTFTを例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えばGOLD構造を有するTFTについても、本発明の適用が可能である。また、上記実施形態では、不純物としてn型のリンイオンをドープする例を挙げたが、p型(例えば、ホウ素イオンなど)をドープする場合であっても、本発明の適用は勿論可能である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the TFT having the LDD structure has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a TFT having the GOLD structure, for example. Moreover, although the example which doped n type phosphorus ion as an impurity was given in the said embodiment, even if it is a case where p type (for example, boron ion etc.) is doped, of course, application of this invention is possible.
1…液晶パネル 2…TFTアレイ基板 13…ドット領域 22…半導体層 22a…チャネル領域 22b…ソース側低濃度領域 22c…ソース側高濃度領域 22d…ドレイン側低濃度領域 22e…ドレイン側高濃度領域 23…ゲート絶縁層 24a…ゲート電極 25…ゲート絶縁層 50…半導体膜 51…レジスト膜 52、54…遮光マスク 53…ハーフトーンマスク 61…第1レジスト領域 62…第2レジスト領域 63…第3レジスト領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
基板上に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
前記レジスト膜のうち前記チャネル領域、前記ソース側低濃度領域、前記ドレイン側低濃度領域に対応する第1レジスト領域と、前記第1レジスト領域から前記ゲート電極の設けられた前記所定の方向にはみ出した第2レジスト領域と、前記ソース側高濃度領域及びドレイン側高濃度領域に対応する第3レジスト領域とを覆うと共に、前記第1レジスト領域及び前記第2レジスト領域を覆う部分の光透過率よりも前記第3レジスト領域を覆う部分の光透過率が高くなっているフォトマスクを用いて前記レジスト膜を露光する第1露光工程と、
前記レジスト膜のうち露光された部分を除去するレジスト膜除去工程と、
前記レジスト膜除去工程の後、前記レジスト膜の上方から前記半導体膜に第1不純物を注入する第1不純物注入工程と、
前記第1不純物注入工程の後、前記レジスト膜をマスクとして前記半導体膜をエッチングし前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層形成工程の後、前記レジスト膜を前記半導体層上から剥離するレジスト膜剥離工程と、
前記レジスト膜剥離工程の後、前記半導体層上に前記絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層形成工程の後、前記絶縁層上のうち前記チャネル領域に対応する位置に前記ゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記ゲート電極の上方から前記半導体層に第2不純物を注入する第2不純物注入工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor layer having a channel region, a source-side low-concentration region, a source-side high-concentration region, a drain-side low-concentration region, and a drain-side high-concentration region, an insulating layer provided on the semiconductor layer, and via the insulating layer A method of manufacturing a semiconductor device comprising a gate electrode provided in a predetermined direction so as to face the semiconductor layer,
A semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on the substrate;
A resist film forming step of forming a resist film on the semiconductor film;
Of the resist film, a first resist region corresponding to the channel region, the source-side low concentration region, and the drain-side low concentration region, and the first resist region protrudes in the predetermined direction in which the gate electrode is provided. And the second resist region and the third resist region corresponding to the source-side high concentration region and the drain-side high concentration region, and the light transmittance of the portion covering the first resist region and the second resist region A first exposure step of exposing the resist film using a photomask having a high light transmittance in a portion covering the third resist region;
A resist film removing step of removing the exposed portion of the resist film;
A first impurity implantation step for implanting a first impurity into the semiconductor film from above the resist film after the resist film removing step;
A semiconductor layer forming step of forming the semiconductor layer by etching the semiconductor film using the resist film as a mask after the first impurity implantation step;
After the semiconductor layer forming step, a resist film peeling step for peeling the resist film from the semiconductor layer;
After the resist film peeling step, an insulating layer forming step for forming the insulating layer on the semiconductor layer;
After the insulating layer forming step, a gate electrode forming step of forming the gate electrode at a position corresponding to the channel region on the insulating layer;
And a second impurity implantation step of implanting a second impurity into the semiconductor layer from above the gate electrode.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 2. The method according to claim 1, further comprising a second exposure step of exposing at least a part of the second resist region of the resist film after the first exposure step and before the resist film removing step. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3.
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 The said 2nd exposure process WHEREIN: At least the part which touches the said 2nd resist area | region among the said 2nd resist area | region and the said 1st resist area | region among the said resist films is exposed. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記半導体層のうち少なくとも前記チャネル領域の一部が、前記ゲート電極の設けられた方向に突出している
ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer having a channel region, a source-side low concentration region, a source-side high concentration region, a drain-side low concentration region, and a drain-side high concentration region, an insulating layer provided on the semiconductor layer, and via the insulating layer A semiconductor device comprising a gate electrode provided in a predetermined direction so as to face the semiconductor layer,
In the semiconductor device, at least a part of the channel region protrudes in a direction in which the gate electrode is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006171148A JP2008003201A (en) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006171148A JP2008003201A (en) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008003201A true JP2008003201A (en) | 2008-01-10 |
Family
ID=39007661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006171148A Withdrawn JP2008003201A (en) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008003201A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8320191B2 (en) | 2007-08-30 | 2012-11-27 | Infineon Technologies Ag | Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device |
-
2006
- 2006-06-21 JP JP2006171148A patent/JP2008003201A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8320191B2 (en) | 2007-08-30 | 2012-11-27 | Infineon Technologies Ag | Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device |
US9030877B2 (en) | 2007-08-30 | 2015-05-12 | Infineon Technologies Ag | Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101621635B1 (en) | Array substrate and manufacturing method thereof and display device | |
US8289491B2 (en) | Liquid crystal display device with shield lines on data lines and thin film transistor components | |
US9559125B2 (en) | Array substrate, display device, and method for manufacturing the array substrate | |
JP4321486B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
US6717638B1 (en) | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same | |
JP5323604B2 (en) | Display device and manufacturing method thereof | |
CN110491887B (en) | Array substrate, display panel and manufacturing method of array substrate | |
KR101152528B1 (en) | Liquid crystal display device capable of reducing leakage current and fabrication method thereof | |
US6911669B2 (en) | Thin film transistor array panel | |
US8502946B2 (en) | Array substrate of fringe field switching mode liquid crystal display panel and method of manufacturing the same | |
KR101055188B1 (en) | COMOS-TFT Array Substrate and Manufacturing Method Thereof | |
CN108054140B (en) | Manufacturing method of FFS mode array substrate | |
JP4038309B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device and manufacturing method of active matrix substrate | |
CN113568230B (en) | Array substrate, manufacturing method and display panel | |
JP2007103418A (en) | Semiconductor device, its manufacturing method and electro-optical device | |
JP2008177457A (en) | Method of manufacturing semiconductor device, method of manufacturing electro-optic device, and half-tone mask | |
JP5324758B2 (en) | Thin film transistor, display device, and manufacturing method thereof | |
JP2009130016A (en) | Manufacturing method for semiconductor device, and electronic apparatus | |
KR101343435B1 (en) | Method of making a array substrate and array substrate made by the method | |
JP2008003201A (en) | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device | |
CN113540126A (en) | Array substrate and manufacturing method | |
JP2008166597A (en) | Manufacturing method of semiconductor device, and manufacturing method of liquid crystal display | |
KR20060127645A (en) | The array substrate with thin film transistor of complementary metal oxide semiconductor and method for fabricating the same | |
JP2004146788A (en) | Manufacturing method of resin insulating layer, substrate for electro-optical device, manufacturing method of electro-optical device, and electro-optical device | |
US8664703B2 (en) | Display device having a shield |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090901 |