JP2008177457A - Method of manufacturing semiconductor device, method of manufacturing electro-optic device, and half-tone mask - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device, method of manufacturing electro-optic device, and half-tone mask Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device with which a low-concentration impurity region and a high-concentration impurity region can be formed with a single impurity-introducing step, a method of manufacturing an electro-optic device, and a half-tone mask used in the methods of manufacturing thereof. <P>SOLUTION: In manufacturing a TFT, a resist mask 20 is formed using a half-tone mask 30 and a positive-type resist material 200, and subsequently a high-concentration impurity is introduced into a semiconductor film 1a, forming a source-side high-concentration impurity region 1c and a drain-side high-concentration impurity region 1f. In the half-tone mask 30, semi-transparent films 32 are so formed as to cover the both side ends of a light-shielding film 31. Therefore, in the resist mask 20, medium thick portions 20d are formed between a thick portion 20b and thin portions 20c. A source-side low-concentration impurity region 1e and a drain-side low-concentration impurity region 1f are respectively formed in regions that overlap the medium thick portions 20d. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、TFT半導体装置の製造方法、電気光学装置の製造方法、およびハーフトーンマスクに関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a TFT semiconductor device, a method for manufacturing an electro-optical device, and a halftone mask.

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としては、マトリクス状に配置された多数のドットを、ドット毎に駆動するために、各ドットに薄膜トランジスタ(TFT(Thin Film Transistor))を設けたアクティブマトリクス型の電気光学装置が広く利用されている。上記TFTは、非結晶シリコンまたは多結晶シリコンをチャネル領域とするものが一般的である。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、電子または正孔が大きな電界移動度を有するため、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。   As an electro-optical device such as a liquid crystal device, an organic electroluminescence (EL) device, or a plasma display, a thin film transistor (TFT (Thin Film Transistor)) is used for each dot in order to drive a large number of dots arranged in a matrix. An active matrix electro-optical device provided with a) is widely used. The TFT generally uses amorphous silicon or polycrystalline silicon as a channel region. 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としては、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有するTFT、およびGOLD(Gate-drain Overlapped LDD)構造を有するTFTが広く知られている。LDD構造を有するTFTは、ゲート電極の直下領域の外側領域に対応する多結晶シリコン膜に低濃度不純物領域を形成し、その外側領域にソース領域およびドレイン領域となる高濃度不純物領域を形成した構造を有しており、オフ電流値を抑制する効果がある。一方、GOLD構造を有するTFTは、上記LDD構造の低濃度不純物領域をゲート電極の端部の直下領域までオーバーラップして形成した構造をしており、ホットキャリア現象を抑制する効果がある。   As the TFT, a TFT having an LDD (Lightly Doped Drain) structure and a TFT having a GOLD (Gate-drain Overlapped LDD) structure are widely known. A TFT having an LDD structure has a structure in which a low concentration impurity region is formed in a polycrystalline silicon film corresponding to an outer region immediately below a gate electrode, and a high concentration impurity region serving as a source region and a drain region is formed in the outer region. And has an effect of suppressing the off-current value. On the other hand, a TFT having a GOLD structure has a structure in which the low-concentration impurity region of the LDD structure is formed so as to overlap to a region immediately below the end of the gate electrode, and has an effect of suppressing the hot carrier phenomenon.

上記LDDおよびGOLD構造のうち、LDD構造を有するTFTを形成する方法としては、例えば、図7(b)、(c)に示すように、半導体膜1の上層に、TFTのチャネル領域および低濃度領域に重なる部分が厚く、高濃度不純物領域に重なる部分が薄いレジストマスク20′を形成し、この状態で、あるいは、図7(d)に示すように島状の半導体膜1aにパターングした後、レジストマスク20′の薄い部分20c′を通して半導体膜1aに高濃度不純物を導入して高濃度不純物領域1c、1dを形成し、しかる後、ゲート電極をマスクにして半導体膜に低濃度不純物を導入して低濃度不純物領域を形成する方法が提案されている(特許文献1参照)。   Among the LDD and GOLD structures, as a method of forming a TFT having an LDD structure, for example, as shown in FIGS. 7B and 7C, a TFT channel region and a low concentration are formed on the upper layer of the semiconductor film 1. A resist mask 20 'having a thick portion overlapping the region and a thin portion overlapping the high-concentration impurity region is formed, and in this state or after patterning into the island-shaped semiconductor film 1a as shown in FIG. High-concentration impurities are introduced into the semiconductor film 1a through the thin portion 20c 'of the resist mask 20' to form high-concentration impurity regions 1c and 1d, and then low-concentration impurities are introduced into the semiconductor film using the gate electrode as a mask. A method of forming a low concentration impurity region has been proposed (see Patent Document 1).

また、GOLD構造を有するTFTを形成する方法としては、半導体膜の上層に、チャネル領域に重なる部分が厚く、低濃度不純物領域に重なる部分が薄いレジストマスクを形成し、この状態で、半導体膜に対してレジストマスクの薄い部分を通して低濃度不純物を導入して低濃度不純物領域を形成した後、ゲート電極を介して半導体膜に高濃度不純物を導入して高濃度不純物領域を形成する方法が提案されている(特許文献1参照)。
特開2006−54424号公報
In addition, as a method of forming a TFT having a GOLD structure, a resist mask is formed on the upper layer of the semiconductor film by forming a resist mask having a thick portion overlapping the channel region and a thin portion overlapping the low-concentration impurity region. On the other hand, a method has been proposed in which a low concentration impurity region is formed by introducing a low concentration impurity through a thin portion of a resist mask and then a high concentration impurity region is formed by introducing a high concentration impurity into a semiconductor film through a gate electrode. (See Patent Document 1).
JP 2006-54424 A

上記半導体装置において、その製造コストは、工程数に大きな影響を受けるため、製造工程数の削減が求められている。しかしながら、上記特許文献1に開示の方法では、2回の不純物導入工程によって低濃度不純物領域および高濃度不純物導入工程を行なっているなど、工程数が多く、さらなる工程数の削減が求められている。   In the semiconductor device described above, the manufacturing cost is greatly affected by the number of processes, and thus the number of manufacturing processes is required to be reduced. However, in the method disclosed in Patent Document 1, the number of steps is large, for example, the low concentration impurity region and the high concentration impurity introduction step are performed by two impurity introduction steps, and further reduction of the number of steps is required. .

また、特許文献1に開示の方法でTFTを製造する際、図7(a)に示すように、透光性基板35′において遮光膜31′の下層側に半透光膜32′が形成されたハーフトーンマスク30′を用いて露光、現像して、図7(b)に示すように、厚い部分20b′と薄い部分20c′とを備えたレジストマスク20′を形成する際、露光光が半透光膜32′と透光性基板35′との界面で反射し、その影響で、遮光膜31′の外周縁と重なる位置まで露光光が回り込むことがある。その結果、レジストマスク30′の平面を図7(d)に示すように、レジストマスク20′では、厚い部分20b′の側面全体がテーパー状の傾斜面20xとなる。このため、図7(d)に示すように、レジストマスク20′の薄い部分20c′から高濃度の不純物を導入した際、半導体膜1aでは、レジストマスク20′が厚い部分20b′と重なる領域でも、傾斜面20xの下端側と重なる部分では高濃度の不純物が導入される。それ故、半導体膜1aの平面を図7(e)に示すように、チャネル領域1bのチャネル幅方向における両端にも高濃度領域1xが形成され、チャネル領域1bのチャネル幅方向における両端では、高濃度領域1xによって、ソース側1sとドレイン側1tとを電気的に接続する電子のパスが形成される。このような事態が発生すると、TFTでは、オン/オフに関わらず、ソース側1sからドレイン側1tに対して電子がリークしてしまい、TFTが正確にスイッチングしないという問題が発生する。   Further, when a TFT is manufactured by the method disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 7A, a semi-transparent film 32 ′ is formed on the lower side of the light shielding film 31 ′ in the translucent substrate 35 ′. When the resist mask 20 'having a thick portion 20b' and a thin portion 20c 'is formed by exposure and development using the halftone mask 30' as shown in FIG. The light reflected from the interface between the semi-transparent film 32 'and the translucent substrate 35' may be exposed to the position where it overlaps with the outer peripheral edge of the light shielding film 31 '. As a result, as shown in FIG. 7D, the resist mask 30 'has a flat inclined surface 20x on the entire side surface of the thick portion 20b'. Therefore, as shown in FIG. 7D, when a high concentration impurity is introduced from the thin portion 20c ′ of the resist mask 20 ′, even in the region where the resist mask 20 ′ overlaps the thick portion 20b ′ in the semiconductor film 1a. In the portion overlapping the lower end side of the inclined surface 20x, high-concentration impurities are introduced. Therefore, as shown in FIG. 7E, the planar surface of the semiconductor film 1a is also formed at both ends in the channel width direction of the channel region 1b, and the high concentration regions 1x are formed at both ends in the channel width direction of the channel region 1b. The concentration region 1x forms an electron path that electrically connects the source side 1s and the drain side 1t. When such a situation occurs, in the TFT, electrons leak from the source side 1s to the drain side 1t regardless of on / off, and the TFT does not switch correctly.

このような状況に鑑みて、本発明の課題は、1回の不純物導入工程により、低濃度不純物領域および高濃度不純物領域を形成することができ、チャネル領域のチャネル幅方向における両端に不純物領域が形成されることを防止することのできる半導体装置の製造方法、電気光学装置の製造方法、およびこれらの製造方法に使用されるハーフトーンマスクを提供することにある。   In view of such a situation, an object of the present invention is to form a low-concentration impurity region and a high-concentration impurity region by one impurity introduction step, and impurity regions are formed at both ends in the channel width direction of the channel region. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, a method for manufacturing an electro-optical device, and a halftone mask used in these methods.

上記課題を解決するために、本発明では、ソース側およびドレイン側でチャネル領域と高濃度不純物領域との間に低濃度不純物領域が形成された半導体膜と、少なくとも前記チャネル領域に対してゲート絶縁膜を介して対向するゲート電極とを備えた薄膜トランジスタを有する半導体装置の製造方法であって、基板上に半導体膜を成膜する半導体膜形成工程と、前記半導体膜の上層側に塗布したポジ型レジスト材料を、遮光膜および半透光膜が各々所定のパターンをもって透光性基板上に形成されたハーフトーンマスクを用いて露光、現像して、前記チャネル領域に重なる部分が厚く、前記高濃度不純物領域に重なる部分が薄いレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、前記半導体膜に対して前記レジストマスクの薄い部分を通して高濃度不純物を導入する不純物導入工程と、を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記ハーフトーンマスクとして、前記遮光膜の両側端部に対して隣接する領域に前記半透光膜が各々形成されているとともに、当該半透光膜が前記遮光膜の両側端部を覆うように形成されているマスクを用いることを特徴とする。   In order to solve the above problems, in the present invention, a semiconductor film in which a low concentration impurity region is formed between a channel region and a high concentration impurity region on the source side and the drain side, and at least gate insulation with respect to the channel region A method of manufacturing a semiconductor device having a thin film transistor provided with a gate electrode facing through a film, the semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on a substrate, and a positive type coated on the upper side of the semiconductor film The resist material is exposed and developed using a halftone mask in which a light-shielding film and a semi-transparent film are each formed on a translucent substrate with a predetermined pattern, and a portion overlapping the channel region is thick, and the high concentration A resist mask forming step of forming a thin resist mask in a portion overlapping with the impurity region; and passing the thin portion of the resist mask through the semiconductor film. An impurity introduction step for introducing high-concentration impurities, and in the resist mask formation step, each of the semi-transparent films is provided as a half-tone mask in a region adjacent to both end portions of the light-shielding film. A mask that is formed and is formed so that the translucent film covers both end portions of the light shielding film is used.

本願発明において、マスクとは、レチクルをも含む意味である。また、本願発明において、「露光」とは、いわゆる「可視光や紫外光などの光」を用いる他、電子線やX線なども含む意味であり、「半透光膜」とは、光を半分だけ透過させる意味ではなく、光の強度を減少させる意味である。   In the present invention, the mask means to include a reticle. In the present invention, the term “exposure” means so-called “light such as visible light and ultraviolet light”, and also includes electron beams and X-rays, and “semi-transparent film” means light. It is not meant to transmit only half, but to reduce light intensity.

本発明では、ハーフトーンマスクおよびポジ型レジスト材料を用いて、チャネル領域に重なる部分が厚く、前記高濃度不純物領域に重なる部分が薄いレジストマスクを形成した後、半導体膜に対してレジストマスクの薄い部分を通して高濃度不純物を導入する。その結果、レジストマスクが厚い部分には不純物が導入されず、チャネル領域が形成される一方、レジストマスクが薄い部分には高濃度の不純物が導入されて高濃度不純物領域が形成される。ここで、ハーフトーンマスクでは、遮光膜の両側端部に対して隣接する領域に半透光膜が各々形成されているとともに、半透光膜が遮光膜の両側端部を覆うように形成されているため、遮光膜の両端近傍には、半透光膜が厚く形成されるので、レジストマスクにおいて、厚い部分と薄い部分との間には中間の厚さをもつ部分が形成される。従って、レジストマスクの薄い部分を通して高濃度不純物を導入した際、半導体膜において、レジストマスクの中間の厚さをもつ部分と重なる領域には低濃度不純物領域が形成される。それ故、1回の不純物導入工程により、チャネル領域、低濃度不純物領域および高濃度不純物領域を形成することができ、低濃度不純物を導入する工程を別途、行なう必要がない。よって、不純物導入工程の数を減らすことができるので、半導体装置の製造コストを低減することができる。また、ハーフトーンマスクでは、遮光膜と透光性基板との間に半透光膜がないので、ハーフトーンマスクを用いて露光、現像してレジストマスクを形成する際、露光光が半透光膜と透光性基板との界面で反射して遮光膜の外周縁と重なる領域に露光光が回り込むことがない。従って、レジストマスクでは、厚い部分の側面が緩やかなテーパー状の傾斜面となることがないので、不純物を導入した際、レジストマスクの厚い部分に重なる部分には不純物が導入されにくい。それ故、チャネル領域のチャネル幅方向における両端に不純物導入領域が形成されにくく、形成されたとしても、容易に除去できる。   In the present invention, a resist mask having a thin resist mask with respect to the semiconductor film is formed using a halftone mask and a positive resist material, after forming a resist mask having a thick portion overlapping the channel region and a thin portion overlapping the high-concentration impurity region. High concentration impurities are introduced through the part. As a result, no impurity is introduced into a portion where the resist mask is thick and a channel region is formed, while a high concentration impurity is introduced into a portion where the resist mask is thin to form a high concentration impurity region. Here, in the halftone mask, a semi-transparent film is formed in a region adjacent to both end portions of the light shielding film, and the semi-transparent film is formed so as to cover both end portions of the light shielding film. Therefore, since the semi-transparent film is thickly formed near both ends of the light shielding film, a portion having an intermediate thickness is formed between the thick portion and the thin portion in the resist mask. Therefore, when high-concentration impurities are introduced through a thin portion of the resist mask, a low-concentration impurity region is formed in the semiconductor film in a region overlapping with a portion having an intermediate thickness of the resist mask. Therefore, the channel region, the low-concentration impurity region, and the high-concentration impurity region can be formed by one impurity introduction step, and it is not necessary to separately perform the step of introducing the low-concentration impurity. Therefore, since the number of impurity introduction steps can be reduced, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced. In addition, since the halftone mask does not have a semitransparent film between the light shielding film and the translucent substrate, the exposure light is semitransparent when the resist mask is formed by exposure and development using the halftone mask. The exposure light does not enter the region that is reflected at the interface between the film and the translucent substrate and overlaps the outer peripheral edge of the light shielding film. Therefore, in the resist mask, since the side surface of the thick portion does not become a gently tapered inclined surface, when the impurity is introduced, the impurity is difficult to be introduced into a portion overlapping the thick portion of the resist mask. Therefore, impurity introduction regions are hardly formed at both ends in the channel width direction of the channel region, and even if formed, they can be easily removed.

本発明においては、前記不純物導入工程の後、前記レジストマスクを除去し、その後、前記半導体膜を覆うように前記ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、前記ゲート電極を形成するゲート電極形成工程とを行なうことが好ましい。すなわち、不純物導入工程の後、ゲート絶縁膜を形成することが好ましい。このように構成すると、ゲート絶縁膜を介さずに不純物を導入することができるので、不純物導入の際にゲート絶縁膜がダメージを受けることを回避することができる。それ故、絶縁性に優れたゲート絶縁膜を形成することができ、薄膜トランジスタの信頼性を向上することができる。   In the present invention, after the impurity introduction step, the resist mask is removed, and then the gate insulating film forming step for forming the gate insulating film so as to cover the semiconductor film, and the gate electrode for forming the gate electrode It is preferable to perform the forming step. That is, it is preferable to form a gate insulating film after the impurity introduction step. With such a configuration, since the impurity can be introduced without passing through the gate insulating film, it is possible to avoid damage to the gate insulating film when the impurity is introduced. Therefore, a gate insulating film having excellent insulating properties can be formed, and the reliability of the thin film transistor can be improved.

本発明において、前記レジストマスク形成工程の後、前記ゲート絶縁膜形成工程の前に、前記レジストマスクを用いて前記半導体膜をパターニングするパターニング工程を行なうことが好ましい。このように構成すると、レジストマスクを半導体層のパターニング工程と、不純物導入工程の2つの工程で用いることができるので、レジストマスク形成工程を1回、削減することができる。また、レジストマスク形成工程に付随する工程、例えば、レジストマスクの剥離等の工程についても同時に削減することができる。また、パターニングされた半導体膜における高濃度不純物領域、低濃度不純物領域およびチャネル領域の位置がハーフトーンマスク(レジストマスク)によって一義的に定まるので、半導体膜上の所定位置に高濃度不純物領域、低濃度不純物領域およびチャネル領域を形成することができる。   In the present invention, it is preferable that a patterning step of patterning the semiconductor film using the resist mask is performed after the resist mask forming step and before the gate insulating film forming step. With this configuration, the resist mask can be used in two processes, ie, a semiconductor layer patterning process and an impurity introduction process, so that the resist mask forming process can be reduced once. In addition, a process associated with the resist mask forming process, for example, a process such as peeling of the resist mask can be simultaneously reduced. In addition, since the positions of the high concentration impurity region, the low concentration impurity region, and the channel region in the patterned semiconductor film are uniquely determined by the halftone mask (resist mask), the high concentration impurity region, the low concentration impurity region, and the low concentration impurity region are defined at predetermined positions on the semiconductor film. A concentration impurity region and a channel region can be formed.

本発明を適用した半導体装置の製造方法は、電気光学装置の製造方法に適用することができる。この場合、前記半導体装置は、複数の画素の各々に前記薄膜トランジスタおよび該薄膜トランジスタに電気的に接続する画素電極を備えた素子基板として用いられる。   The semiconductor device manufacturing method to which the present invention is applied can be applied to an electro-optical device manufacturing method. In this case, the semiconductor device is used as an element substrate provided with a thin film transistor and a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor in each of a plurality of pixels.

本発明では、遮光膜および半透光膜が各々、所定のパターンをもって透光性基板上に形成されたハーフトーンマスクにおいて、前記遮光膜の両側端部に対して隣接する領域に前記半透光膜が各々形成され、当該半透光膜は、前記遮光膜の両側端部を覆うように形成されていることを特徴とする。   In the present invention, in the halftone mask in which the light shielding film and the semi-transparent film are each formed on the translucent substrate with a predetermined pattern, the semi-transparent film is formed in a region adjacent to both end portions of the light shielding film. Each of the films is formed, and the translucent film is formed so as to cover both end portions of the light shielding film.

本発明を適用したハーフトーンマスクでは、透光性基板上で半透光膜が遮光膜の端部を覆うように形成されていることから、遮光膜を形成した後、その上に半透光膜を形成することになる。このため、透光性基板上に半透光膜を形成した後、半透光膜に対して遮光膜の形成位置を合わせる場合と違って、遮光膜に対して半透光膜の形成位置を合わせればよいので、遮光膜と半透光膜との位置合わせが容易である。   In the halftone mask to which the present invention is applied, the semi-transparent film is formed on the translucent substrate so as to cover the end portion of the light-shielding film. A film will be formed. Therefore, after forming the semi-transparent film on the translucent substrate, the position of forming the semi-transparent film with respect to the light-shielding film is different from the case where the formation position of the light-shielding film is aligned with the semi-transparent film. Since it is sufficient to match, the alignment between the light shielding film and the semi-translucent film is easy.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明においては、半導体装置として、代表的な電気光学装置であるアクティブマトリクス型の透過型液晶装置に用いられる素子基板を例示する。また、以下の説明に用いる各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, an element substrate used in an active matrix transmissive liquid crystal device, which is a typical electro-optical device, is illustrated as a semiconductor device. In the drawings used for the following description, the scales of the respective layers and members are different in order to make each layer and each member recognizable on the drawings.

[実施の形態1]
(電気光学装置の構造)
図1は、本実施形態の電気光学装置(液晶装置)の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットにおけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図2(a)、(b)は各々、本実施形態に係る電気光学装置に用いられた素子基板の1ドットを拡大して示す平面図、およびそのA−A′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図である。なお、図2(b)においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側(観察者側)として図示している。
[Embodiment 1]
(Structure of electro-optical device)
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines, and the like in a plurality of dots arranged in a matrix constituting an image display region of the electro-optical device (liquid crystal device) of this embodiment. 2A and 2B are plan views showing enlarged one dot of the element substrate used in the electro-optical device according to the present embodiment, and the liquid crystal at a position corresponding to the line AA ′. It is sectional drawing when an apparatus is cut | disconnected. In FIG. 2B, the upper side in the drawing is shown as the light incident side, and the lower side in the drawing is shown as the viewing side (observer side).

図1に示すように、本発明を適用した電気光学装置150において、画像表示領域には複数のドットがマトリクス状に配置され、複数のドットの各々には、画素電極9aおよび画素電極9aを制御するためのTFT90が形成されている。TFT90のソースには、画像信号が供給されるデータ線6aが電気的に接続されており、複数のデータ線6aには、画像信号S1、S2、…、Snがこの順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線6aに対してグループ毎に供給される。TFT90のゲートには走査線3aが電気的に接続されており、複数の走査線3aに対して走査信号G1、G2、…、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。画素電極9aはTFT90のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT90を一定期間だけオンすることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。画素電極9aを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極9aと共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量98が付加されている。   As shown in FIG. 1, in an electro-optical device 150 to which the present invention is applied, a plurality of dots are arranged in a matrix in an image display region, and a pixel electrode 9a and a pixel electrode 9a are controlled for each of the plurality of dots. A TFT 90 for this purpose is formed. The data line 6a to which the image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 90, and the image signals S1, S2,..., Sn are supplied in this order to the plurality of data lines 6a. Alternatively, it is supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. The scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 90, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the plurality of scanning lines 3a in a pulse-sequential manner at a predetermined timing. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain of the TFT 90. By turning on the TFT 90, which is a switching element, for a predetermined period, the image signals S1, S2,. Write in. Image signals S1, S2,..., Sn written at a predetermined level on the liquid crystal via the pixel electrode 9a are held for a certain period with a common electrode described later. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gradation display. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 98 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the common electrode.

図2(b)に示すように、本形態の電気光学装置150は、素子基板100と対向基板104とが所定の隙間を介してシール材(図示せず)によって貼り合わされており、シール材により囲まれた領域内に液晶層102が保持されている。素子基板100は、複数のTFT90が形成された半導体装置として構成されており、対向基板104には共通電極108が形成されている。   As shown in FIG. 2B, in the electro-optical device 150 of this embodiment, the element substrate 100 and the counter substrate 104 are bonded to each other with a sealing material (not shown) through a predetermined gap. A liquid crystal layer 102 is held in the enclosed region. The element substrate 100 is configured as a semiconductor device in which a plurality of TFTs 90 are formed, and a common electrode 108 is formed on the counter substrate 104.

図2(a)に示すように、素子基板100には、矩形状の画素電極9aが複数、マトリクス状に配置され、各画素電極9aの縦横の境界に沿って、データ線6a、走査線3aおよび容量線3bが形成されている。   As shown in FIG. 2A, a plurality of rectangular pixel electrodes 9a are arranged in a matrix on the element substrate 100, and data lines 6a and scanning lines 3a are arranged along the vertical and horizontal boundaries of each pixel electrode 9a. And the capacitor line 3b is formed.

TFT90は、島状の半導体膜1aによって能動層が構成されており、本形態において、半導体膜1aは、多結晶シリコン膜からなる。データ線6aは、半導体膜1aのソース側1sに対してコンタクトホール92を介して電気的に接続され、画素電極9aは、半導体膜1aのドレイン側1tに対して、コンタクトホール96、ドレイン電極6bおよびコンタクトホール94を介して電気的に接続されている。走査線3aは、その一部が半導体膜1aのチャネル領域1bに対向するように突出しており、走査線3aの突出部分がゲート電極3gとして機能する。半導体膜1aは、容量線3bと対向する部分にまで延設されており、この延設部分1gを下電極とし、容量線3bを上電極とする蓄積容量98が形成されている。   In the TFT 90, an active layer is formed by the island-shaped semiconductor film 1a. In this embodiment, the semiconductor film 1a is formed of a polycrystalline silicon film. The data line 6a is electrically connected to the source side 1s of the semiconductor film 1a via the contact hole 92, and the pixel electrode 9a is connected to the drain side 1t of the semiconductor film 1a with the contact hole 96 and the drain electrode 6b. And electrically connected via a contact hole 94. The scanning line 3a protrudes so that a part thereof faces the channel region 1b of the semiconductor film 1a, and the protruding part of the scanning line 3a functions as the gate electrode 3g. The semiconductor film 1a extends to a portion facing the capacitor line 3b, and a storage capacitor 98 is formed with the extended portion 1g as a lower electrode and the capacitor line 3b as an upper electrode.

図2(b)において、素子基板100は、ガラス等の透光性材料からなる透光性基板10、透光性基板10の液晶層102側の面に形成された画素電極9a、TFT90、および配向膜11を主体として構成されている。対向基板104は、ガラス等の透光性材料からなる透光性基板105、透光性基板105の液晶層102側の面に形成された共通電極108、および配向膜110とを主体として構成されている。   2B, an element substrate 100 includes a light-transmitting substrate 10 made of a light-transmitting material such as glass, a pixel electrode 9a formed on the surface of the light-transmitting substrate 10 on the liquid crystal layer 102 side, a TFT 90, and The alignment film 11 is mainly used. The counter substrate 104 is mainly composed of a translucent substrate 105 made of a translucent material such as glass, a common electrode 108 formed on the surface of the translucent substrate 105 on the liquid crystal layer 102 side, and an alignment film 110. ing.

素子基板100においては、透光性基板10の上面にシリコン酸化膜等からなる下地保護膜12が形成されている。また、透光性基板10の液晶層102側の面には、インジウム錫酸化物(ITO)等の透明導電性材料からなる画素電極9aが形成されており、各画素電極9aに隣接する位置にTFT90が形成されている。   In the element substrate 100, a base protective film 12 made of a silicon oxide film or the like is formed on the upper surface of the translucent substrate 10. Further, a pixel electrode 9a made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) is formed on the surface of the translucent substrate 10 on the liquid crystal layer 102 side, and the pixel electrode 9a is adjacent to each pixel electrode 9a. A TFT 90 is formed.

下地保護膜12上には、多結晶シリコンからなる半導体膜1aが所定の島状パターンで形成されており、半導体膜1aの上層側には、シリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜2が形成されている。ゲート絶縁膜2上には、走査線3a(ゲート電極3g)が形成されている。半導体膜1aのうち、ゲート絶縁膜2を介してゲート電極3gと対向する領域が、ゲート電極3gからの電界によりチャネルが形成されるチャネル領域1bとなっている。また、半導体膜1aにおいて、チャネル領域1bの一方側(図示左側)はソース側1sになっており、他方側(図示右側)はドレイン側1tになっている。   A semiconductor film 1a made of polycrystalline silicon is formed in a predetermined island pattern on the base protective film 12, and a gate insulating film 2 made of a silicon oxide film or the like is formed on the upper side of the semiconductor film 1a. ing. On the gate insulating film 2, a scanning line 3a (gate electrode 3g) is formed. In the semiconductor film 1a, a region facing the gate electrode 3g through the gate insulating film 2 is a channel region 1b in which a channel is formed by an electric field from the gate electrode 3g. In the semiconductor film 1a, one side (the left side in the figure) of the channel region 1b is the source side 1s, and the other side (the right side in the figure) is the drain side 1t.

本形態において、TFT90はLDD構造を有しており、半導体膜1aのソース側1sおよびドレイン側1tには各々、不純物濃度が相対的に高い高濃度不純物領域(ソース側高濃度不純物領域1c、ドレイン側高濃度不純物領域1d)と、不純物濃度が相対的に低い低濃度不純物領域(ソース側低濃度不純物領域1e、ドレイン側低濃度不純物領域1f)とが形成され、低濃度不純物領域(ソース側低濃度不純物領域1e、ドレイン側低濃度不純物領域1f)は、チャネル領域1bと高濃度不純物領域(ソース側高濃度不純物領域1c、ドレイン側高濃度不純物領域1d)との間に形成されている。   In this embodiment, the TFT 90 has an LDD structure, and a high-concentration impurity region (source-side high-concentration impurity region 1c, drain) is provided on the source side 1s and the drain side 1t of the semiconductor film 1a. Side high concentration impurity region 1d) and low concentration impurity regions (source side low concentration impurity region 1e, drain side low concentration impurity region 1f) having a relatively low impurity concentration are formed. The concentration impurity region 1e and the drain side low concentration impurity region 1f) are formed between the channel region 1b and the high concentration impurity region (source side high concentration impurity region 1c, drain side high concentration impurity region 1d).

走査線3a(ゲート電極3g)の上層側には、シリコン酸化膜等からなる第1層間絶縁膜4が形成されており、この第1層間絶縁膜4上にデータ線6aおよびドレイン電極6bが形成されている。データ線6aは、TFT90のソース電極として、第1層間絶縁膜4に形成されたコンタクトホール92を介してソース側高濃度不純物領域1cに電気的に接続され、ドレイン電極6bは、第1層間絶縁膜4に形成されたコンタクトホール94を介してドレイン側高濃度不純物領域1dに電気的に接続されている。データ線6aおよびドレイン電極6bの上層側には、シリコン窒化膜等からなる第2層間絶縁膜5が形成されており、第2層間絶縁膜5上に画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、第2層間絶縁膜5に形成されたコンタクトホール96を介してドレイン電極6bに電気的に接続されている。   A first interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film or the like is formed on the upper side of the scanning line 3a (gate electrode 3g), and a data line 6a and a drain electrode 6b are formed on the first interlayer insulating film 4. Has been. The data line 6a is electrically connected to the source side high-concentration impurity region 1c as a source electrode of the TFT 90 through a contact hole 92 formed in the first interlayer insulating film 4, and the drain electrode 6b is connected to the first interlayer insulating film. The contact hole 94 formed in the film 4 is electrically connected to the drain side high concentration impurity region 1d. A second interlayer insulating film 5 made of a silicon nitride film or the like is formed on the upper side of the data line 6a and the drain electrode 6b, and a pixel electrode 9a is formed on the second interlayer insulating film 5. The pixel electrode 9 a is electrically connected to the drain electrode 6 b through a contact hole 96 formed in the second interlayer insulating film 5.

半導体膜1aのドレイン側高濃度不純物領域1dからの延設部分1g(下電極)に対しては、ゲート絶縁膜2と一体形成された絶縁膜(誘電体膜)を介して、走査線3aと同層の容量線3bが上電極として対向配置しており、蓄積容量98が形成されている。また、素子基板100の液晶層102側の最表面には配向膜11が形成されている。   The extending portion 1g (lower electrode) from the drain side high concentration impurity region 1d of the semiconductor film 1a is connected to the scanning line 3a via an insulating film (dielectric film) integrally formed with the gate insulating film 2. The capacitor line 3b in the same layer is disposed opposite to the upper electrode, and a storage capacitor 98 is formed. An alignment film 11 is formed on the outermost surface of the element substrate 100 on the liquid crystal layer 102 side.

他方、対向基板104においては、透光性基板105の液晶層102側の面に、電気光学装置150に入射した光が、少なくとも、半導体膜1aのチャネル領域1bおよび低濃度不純物領域(ソース側低濃度不純物領域1e、ドレイン側低濃度不純物領域1f)に入射することを防止するための遮光膜106が形成されている。また、透光性基板105上には、遮光膜106の上層側にほぼ全面にわたってITO等からなる共通電極108が形成されており、共通電極108の上層側には配向膜110が形成されている。なお、液晶装置150をカラー表示用として構成する場合、対向基板104にはカラーフィルタが形成されるが、図2(b)にはその図示を省略してある。   On the other hand, in the counter substrate 104, light incident on the electro-optical device 150 is incident on the surface of the translucent substrate 105 on the liquid crystal layer 102 side, at least in the channel region 1 b and the low-concentration impurity region (on the source side low). A light shielding film 106 is formed to prevent the light from entering the concentration impurity region 1e and the drain side low concentration impurity region 1f). On the light-transmitting substrate 105, a common electrode 108 made of ITO or the like is formed almost entirely on the upper layer side of the light shielding film 106, and an alignment film 110 is formed on the upper layer side of the common electrode 108. . Note that when the liquid crystal device 150 is configured for color display, a color filter is formed on the counter substrate 104, but the illustration thereof is omitted in FIG.

(素子基板の製造方法)
図3(a)〜(e)、および図4(a)〜(c)は、本実施形態に係る液晶装置の製造工程のうち、素子基板100上にLDD構造を有するnチャネル型のTFT90の製造方法を示す工程断面図である。
(Method for manufacturing element substrate)
FIGS. 3A to 3E and FIGS. 4A to 4C show the n-channel TFT 90 having the LDD structure on the element substrate 100 in the manufacturing process of the liquid crystal device according to this embodiment. It is process sectional drawing which shows a manufacturing method.

まず、図3(a)に示すように、透光性基板10として、超音波洗浄等により清浄化したガラス基板を用意する。その後、基板の表面温度が150〜450℃となる条件下で、透光性基板10の全面にシリコン酸化膜等からなる下地保護膜(緩衝膜)12をプラズマCVD法等により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(OC254)と酸素、ジシランとアンモニア等が好適である。 First, as shown in FIG. 3A, a glass substrate cleaned by ultrasonic cleaning or the like is prepared as the light transmissive substrate 10. Thereafter, under the condition that the surface temperature of the substrate is 150 to 450 ° C., a base protective film (buffer film) 12 made of a silicon oxide film or the like is formed on the entire surface of the translucent substrate 10 to a thickness of 100 to 500 nm by plasma CVD or the like. Then, a film is formed. As the source gas used in this step, a mixed gas of monosilane and dinitrogen monoxide, TEOS (tetraethoxysilane, Si (OC 2 H 5 ) 4 ) and oxygen, disilane and ammonia, and the like are preferable.

次に、半導体膜形成工程では、下地保護膜12の全面に、非晶質シリコンからなる半導体膜1をプラズマCVD法等により30〜100nm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、ジシランやモノシランが好適である。次に、半導体膜1に対して、レーザーアニールなどを施して半導体膜1を多結晶化させる。   Next, in the semiconductor film formation step, the semiconductor film 1 made of amorphous silicon is formed on the entire surface of the base protective film 12 to a thickness of 30 to 100 nm by plasma CVD or the like. As the source gas used in this step, disilane or monosilane is suitable. Next, the semiconductor film 1 is polycrystallized by laser annealing or the like.

次に、レジストマスク形成工程では、図3(b)に示すように、半導体膜1上にポジ型のレジスト材料200を塗布した後、ハーフトーンマスク30を用いて、レジスト材料200を露光、現像する。   Next, in the resist mask forming step, as shown in FIG. 3B, after applying a positive resist material 200 on the semiconductor film 1, the resist material 200 is exposed and developed using the halftone mask 30. To do.

ハーフトーンマスク30では、露光光を完全に遮る遮光膜31と、露光光を部分的に透過する半透光膜32が各々所定のパターンをもって透光性基板35に形成されており、遮光膜31および半透光膜32のいずれも形成されていない領域は、露光光を完全に透過する全透光領域30aになっている。遮光膜31は、例えばCrまたはCr酸化物などにより形成され、半透光膜32は、例えば、Cr酸化物、Cr−Co系合金、シリコン窒化物などにより形成されている。   In the halftone mask 30, a light shielding film 31 that completely blocks exposure light and a semitransparent film 32 that partially transmits exposure light are formed on the light transmissive substrate 35 with a predetermined pattern, respectively. The region where neither the semi-transparent film 32 nor the translucent film 32 is formed is a total light-transmitting region 30a that completely transmits the exposure light. The light shielding film 31 is made of, for example, Cr or Cr oxide, and the semi-transparent film 32 is made of, for example, Cr oxide, Cr—Co alloy, silicon nitride, or the like.

ここで、遮光膜31は、チャネル領域1bに対応する領域に形成されている。半透光膜32は、まず、遮光膜31の長手方向の両側端部に隣接する領域に形成されている。さらに、本形態では、半透光膜32が遮光膜31の長手方向の両側端部31a、31bの表面を含めて、遮光膜31の表面全体を覆っている。このため、半透光膜32は、遮光膜31から離れた領域で薄いが、遮光膜31の近傍では、遮光膜31に乗り上げている分、かなり厚くなっている。   Here, the light shielding film 31 is formed in a region corresponding to the channel region 1b. The translucent film 32 is first formed in a region adjacent to both end portions in the longitudinal direction of the light shielding film 31. Further, in the present embodiment, the semi-transparent film 32 covers the entire surface of the light shielding film 31 including the surfaces of both end portions 31 a and 31 b in the longitudinal direction of the light shielding film 31. For this reason, the semi-transparent film 32 is thin in a region away from the light shielding film 31, but is considerably thicker in the vicinity of the light shielding film 31 because it rides on the light shielding film 31.

このため、本形態のハーフトーンマスク30では、遮光膜31が形成されている遮光領域30bと、遮光膜31および半透光膜32のいずれも形成されていない全透光領域30aと、遮光膜31から離れた領域で半透光膜32が薄く形成されている半透光領域30cと、遮光膜31の近傍で半透光膜32が厚く形成されている中間領域30dとが形成されており、中間領域30dでの露光光の透光度合いは、遮光領域30bよりも高く、半透光領域30cよりも低くなっている。   For this reason, in the halftone mask 30 of this embodiment, the light shielding region 30b in which the light shielding film 31 is formed, the total light transmitting region 30a in which neither the light shielding film 31 nor the semitransparent film 32 is formed, and the light shielding film A semi-transparent region 30c in which the semi-transparent film 32 is thinly formed in a region away from 31 and an intermediate region 30d in which the semi-transparent film 32 is formed thick in the vicinity of the light shielding film 31 are formed. The light transmission degree of the exposure light in the intermediate region 30d is higher than that of the light-shielding region 30b and lower than that of the semi-light-transmitting region 30c.

このような構成のハーフトーンマスク30は、例えば、透光性基板35に対して、遮光性の膜を形成した後、この膜をフォトリソグラフィ技術によりパターニングして遮光膜31を形成し、次に、遮光膜31の上層側に半透光性の膜を形成した後、この膜をフォトリソグラフィ技術によりパターニングして半透光膜32を形成することにより製作される。   In the halftone mask 30 having such a configuration, for example, after a light-shielding film is formed on the light-transmitting substrate 35, the film is patterned by a photolithography technique to form a light-shielding film 31, and then The film is manufactured by forming a semi-transparent film on the upper layer side of the light shielding film 31 and then patterning the film by a photolithography technique to form the semi-transparent film 32.

本形態では、このような構成のハーフトーンマスク30を用いて、レジスト材料200を露光した後、現像して、図3(c)に示すレジストマスク20を形成する。このため、レジストマスク20では、遮光領域30bと重なる領域ではレジストマスク20の厚い部分20bが形成され、全透光領域30aと重なる領域には、レジストマスク20が形成されない。また、半透光領域30cと重なる領域にはレジストマスク20の薄い部分20cが形成され、中間領域30dと重なる領域には、レジストマスク20の厚い部分20bと薄い部分20cとの中間の厚さを有する中間厚の部分20dが形成される。本形態において、レジストマスク20の薄い部分20cの厚さは、例えば、50nm〜200nm程度であり、レジストマスク20の厚い部分20bの厚さは、例えば、200nm以上である。   In this embodiment, the resist material 200 is exposed using the halftone mask 30 having such a configuration, and then developed to form the resist mask 20 shown in FIG. For this reason, in the resist mask 20, the thick portion 20b of the resist mask 20 is formed in the region overlapping with the light shielding region 30b, and the resist mask 20 is not formed in the region overlapping with the entire light transmitting region 30a. Further, a thin portion 20c of the resist mask 20 is formed in a region overlapping with the semi-transparent region 30c, and an intermediate thickness between the thick portion 20b and the thin portion 20c of the resist mask 20 is formed in a region overlapping with the intermediate region 30d. The intermediate thickness portion 20d is formed. In this embodiment, the thickness of the thin portion 20c of the resist mask 20 is, for example, about 50 nm to 200 nm, and the thickness of the thick portion 20b of the resist mask 20 is, for example, 200 nm or more.

このように形成したレジストマスク20において、レジストマスク20の形成領域(厚い部分20b、薄い部分20cおよび中間厚の部分20dの総領域)は島状の半導体膜1aの形成領域に重なり、レジストマスク20の厚い部分20bはチャネル領域1bに重なり、レジストマスク20の薄い部分20cはソース側高濃度不純物領域1cおよびドレイン側高濃度不純物領域1dと重なり、レジストマスク20の中間厚の部分20dはソース側低濃度不純物領域1eおよびドレイン側低濃度不純物領域1fと重なっている。   In the resist mask 20 thus formed, the formation region of the resist mask 20 (the total region of the thick portion 20b, the thin portion 20c, and the intermediate thickness portion 20d) overlaps with the formation region of the island-shaped semiconductor film 1a. The thick portion 20b of the resist mask 20 overlaps the channel region 1b, the thin portion 20c of the resist mask 20 overlaps the source side high concentration impurity region 1c and the drain side high concentration impurity region 1d, and the intermediate thickness portion 20d of the resist mask 20 It overlaps with the concentration impurity region 1e and the drain side low concentration impurity region 1f.

次に、パターニング工程では、レジストマスク20をマスクとして、レジストマスク20の下層に形成されている半導体膜1を所定形状にエッチングし、図3(d)に示すように、島状の半導体膜1aをパターニング形成する。エッチング方法としては、ドライエッチングまたはウエットエッチング等の各種方法が適用可能である。   Next, in the patterning step, using the resist mask 20 as a mask, the semiconductor film 1 formed under the resist mask 20 is etched into a predetermined shape, and as shown in FIG. Is formed by patterning. As the etching method, various methods such as dry etching or wet etching can be applied.

続けて、不純物導入工程では、図3(e)に示すように、レジストマスク20をマスクとして、半導体膜1aに対して、高濃度の不純物イオン(リンイオン)を例えば、0.1×1015〜約10×1015/cm2のドーズ量で注入する。その結果、レジストマスク20の薄い部分20cでは、高濃度の不純物イオンが高濃度の状態でレジストマスク20を通過して半導体膜1aに注入され、ソース側高濃度不純物領域1cおよびドレイン側高濃度不純物領域1dが形成される。また、レジストマスク20が厚い部分20bでは、高濃度の不純物イオンがレジストマスク20内において遮断され、不純物イオンが半導体膜1aの領域に到達しないので、チャネル領域1bが形成される。さらに、レジストマスク20の中間厚の部分20dでは、高濃度の不純物イオンの一部がレジストマスク20内において遮断され、低濃度の不純物イオンが半導体膜1aに注入されるので、ソース側低濃度不純物領域1eおよびドレイン側低濃度不純物領域1fが形成される。 Subsequently, in the impurity introduction step, as shown in FIG. 3E, high-concentration impurity ions (phosphorus ions) are, for example, 0.1 × 10 15 to the semiconductor film 1a using the resist mask 20 as a mask. Implantation is performed at a dose of about 10 × 10 15 / cm 2 . As a result, in the thin portion 20c of the resist mask 20, high-concentration impurity ions are implanted in the semiconductor film 1a through the resist mask 20 in a high concentration state, and the source-side high-concentration impurity region 1c and the drain-side high-concentration impurity. Region 1d is formed. Further, in the portion 20b where the resist mask 20 is thick, high concentration impurity ions are blocked in the resist mask 20, and the impurity ions do not reach the region of the semiconductor film 1a, so that the channel region 1b is formed. Further, in the intermediate thickness portion 20d of the resist mask 20, a part of the high concentration impurity ions are blocked in the resist mask 20, and the low concentration impurity ions are implanted into the semiconductor film 1a. Region 1e and drain-side low concentration impurity region 1f are formed.

次に、レジストマスク20を除去した後、ゲート絶縁膜形成工程では、図4(a)に示すように、半導体膜1aの上層側にプラズマCVD法、スパッタ法等によりゲート絶縁膜2を形成する。   Next, after removing the resist mask 20, in the gate insulating film forming step, as shown in FIG. 4A, the gate insulating film 2 is formed on the upper layer side of the semiconductor film 1a by plasma CVD, sputtering, or the like. .

次に、ゲート電極形成工程では、ゲート絶縁膜2の上層に導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、導電膜をパターニングし、図4(b)に示すように、ゲート電極3g、走査線3a、および容量線3bを形成する。ここで、ゲート電極3gは、チャネル長方向においてチャネル領域1bと重なる領域に形成する。その結果、ゲート電極3gの両端部は各々、チャネル領域1bとソース側低濃度不純物領域1eとの境界部分、およびチャネル領域1bとドレイン側低濃度不純物領域1fとの境界部分と重なる位置となる。このようにして、いわゆるLDD構造を有するTFT90を形成する。また、以降の工程は、周知の方法を採用できるので、それらの説明を省略する。   Next, in the gate electrode formation process, after forming a conductive film on the upper layer of the gate insulating film 2, the conductive film is patterned using a photolithography technique, and as shown in FIG. Scan lines 3a and capacitor lines 3b are formed. Here, the gate electrode 3g is formed in a region overlapping with the channel region 1b in the channel length direction. As a result, both end portions of the gate electrode 3g are positioned so as to overlap the boundary portion between the channel region 1b and the source-side low concentration impurity region 1e and the boundary portion between the channel region 1b and the drain-side low concentration impurity region 1f. In this way, a TFT 90 having a so-called LDD structure is formed. Moreover, since a well-known method can be employ | adopted for subsequent processes, those description is abbreviate | omitted.

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、ハーフトーンマスク30および、ポジ型のレジスト材料200を用いて、チャネル領域1bに重なる部分が厚く、ソース側高濃度不純物領域1cおよびドレイン側高濃度不純物領域1fに重なる部分が薄いレジストマスク20を形成した後、半導体膜1aに対してレジストマスク20の薄い部分20cを通して高濃度不純物を導入する。その結果、レジストマスク20が厚い部分20bには不純物が導入されず、チャネル領域1bが形成される一方、レジストマスク20が薄い部分20cには高濃度の不純物が導入されてソース側高濃度不純物領域1cおよびドレイン側高濃度不純物領域1fが形成される。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, the half-tone mask 30 and the positive resist material 200 are used so that the portion overlapping the channel region 1b is thick, and the source-side high-concentration impurity region 1c and the drain-side high-concentration impurity region 1f. After forming the resist mask 20 having a thin portion overlapping with the semiconductor layer 1a, a high concentration impurity is introduced into the semiconductor film 1a through the thin portion 20c of the resist mask 20. As a result, no impurity is introduced into the portion 20b where the resist mask 20 is thick, and the channel region 1b is formed. On the other hand, a high concentration impurity is introduced into the portion 20c where the resist mask 20 is thin, and the source side high concentration impurity region is formed. 1c and drain side high concentration impurity region 1f are formed.

ここで、ハーフトーンマスク30では、遮光膜31の両側端部31a、31bに対して隣接する領域に半透光膜32が各々形成されているとともに、半透光膜32が少なくとも遮光膜31の両側端部31a、31bの表面を覆うように形成されているため、遮光膜31の両端近傍には、半透光膜32が厚く形成される。従って、レジストマスク20を形成した際、厚い部分20bと薄い部分20cとの間には中間厚の部分20dが形成されるので、レジストマスク20の薄い部分20cを通して高濃度不純物を導入すると、半導体膜1aにおいて、レジストマスク20の中間厚の部分20dと重なる領域にはソース側低濃度不純物領域1eおよびドレイン側低濃度不純物領域1fが形成される。それ故、1回の不純物導入工程により、チャネル領域1b、ソース側高濃度不純物領域1c、ドレイン側高濃度不純物領域1f、ソース側低濃度不純物領域1e、およびドレイン側低濃度不純物領域1fを形成することができ、低濃度不純物を導入する工程を別途、行なう必要がない。よって、不純物導入工程の数を減らすことができるので、素子基板100の製造コストを低減することができる。   Here, in the halftone mask 30, a semi-transparent film 32 is formed in a region adjacent to both end portions 31 a and 31 b of the light-shielding film 31, and the semi-transparent film 32 is at least of the light-shielding film 31. Since it is formed so as to cover the surfaces of the side end portions 31 a and 31 b, the semi-transparent film 32 is formed thick in the vicinity of both ends of the light shielding film 31. Therefore, when the resist mask 20 is formed, an intermediate thickness portion 20d is formed between the thick portion 20b and the thin portion 20c. Therefore, when a high concentration impurity is introduced through the thin portion 20c of the resist mask 20, the semiconductor film In 1a, a source-side low-concentration impurity region 1e and a drain-side low-concentration impurity region 1f are formed in a region overlapping the intermediate thickness portion 20d of the resist mask 20. Therefore, the channel region 1b, the source side high concentration impurity region 1c, the drain side high concentration impurity region 1f, the source side low concentration impurity region 1e, and the drain side low concentration impurity region 1f are formed by one impurity introduction step. This eliminates the need for a separate step of introducing low-concentration impurities. Therefore, since the number of impurity introduction steps can be reduced, the manufacturing cost of the element substrate 100 can be reduced.

また、本形態では、不純物導入工程の後、レジストマスク20を除去し、その後、ゲート絶縁膜2を形成するゲート絶縁膜形成工程を行なうため、ゲート絶縁膜2を介さずに不純物を導入することができる。従って、不純物導入の際にゲート絶縁膜2がダメージを受けることを回避することができるので、絶縁性などに優れたゲート絶縁膜2を形成することができ、TFT90の信頼性を向上することができる。   Further, in this embodiment, after the impurity introduction step, the resist mask 20 is removed, and then a gate insulating film forming step for forming the gate insulating film 2 is performed, so that the impurity is introduced without the gate insulating film 2 being interposed. Can do. Therefore, it is possible to avoid damage to the gate insulating film 2 when introducing impurities, so that it is possible to form the gate insulating film 2 having excellent insulation and the like, and to improve the reliability of the TFT 90. it can.

さらに、本形態において、レジストマスク形成工程の後、レジストマスク20を用いて半導体膜1aをパターニング形成するパターニング工程を行なう。このため、レジストマスク20を、半導体層1aを形成するためのパターニング工程と不純物導入工程の2つの工程で用いることができるので、レジストマスク形成工程を1回、削減することができる。また、レジストマスク形成工程に付随する工程、例えば、レジストマスク20の剥離等の工程についても同時に削減することができる。   Further, in this embodiment, after the resist mask forming step, a patterning step for patterning and forming the semiconductor film 1a using the resist mask 20 is performed. For this reason, since the resist mask 20 can be used in two processes, ie, a patterning process for forming the semiconductor layer 1a and an impurity introducing process, the resist mask forming process can be reduced once. In addition, a process associated with the resist mask forming process, for example, a process such as peeling of the resist mask 20 can be simultaneously reduced.

また、パターニングされた半導体膜1aにおけるチャネル領域1b、ソース側高濃度不純物領域1c、ドレイン側高濃度不純物領域1f、ソース側低濃度不純物領域1e、およびドレイン側低濃度不純物領域1fの位置がハーフトーンマスク30(レジストマスク20)によって一義的に定まるので、半導体膜1aにおけるチャネル領域1b、ソース側高濃度不純物領域1c、ドレイン側高濃度不純物領域1f、ソース側低濃度不純物領域1e、およびドレイン側低濃度不純物領域1fの位置精度が高い。   The positions of the channel region 1b, source-side high concentration impurity region 1c, drain-side high concentration impurity region 1f, source-side low concentration impurity region 1e, and drain-side low concentration impurity region 1f in the patterned semiconductor film 1a are halftone. Since it is uniquely determined by the mask 30 (resist mask 20), the channel region 1b, the source side high concentration impurity region 1c, the drain side high concentration impurity region 1f, the source side low concentration impurity region 1e, and the drain side low in the semiconductor film 1a The positional accuracy of the concentration impurity region 1f is high.

また、本形態のハーフトーンマスク30では、透光性基板35上で半透光膜32が遮光膜31の端部を覆うように形成されていることから、遮光膜31を形成した後、その上に半透光膜32を形成することになる。このため、透光性基板35上に半透光膜を形成した後、半透光膜に対して遮光膜の形成位置を合わせる場合と違って、遮光膜31に対して半透光膜32の形成位置を合わせればよいので、遮光膜31と半透光膜32との位置合わせが容易である。   Further, in the halftone mask 30 of this embodiment, since the semi-transparent film 32 is formed on the translucent substrate 35 so as to cover the end portion of the light-shielding film 31, after the light-shielding film 31 is formed, A semi-transparent film 32 is formed thereon. Therefore, unlike the case where the formation position of the light-shielding film is aligned with the semi-transparent film after the semi-transparent film is formed on the translucent substrate 35, the semi-transparent film 32 is formed with respect to the light-shielding film 31. Since the formation positions only need to be aligned, the alignment between the light shielding film 31 and the semi-transparent film 32 is easy.

さらに、ハーフトーンマスク30では、遮光膜31と透光性基板35との間に半透光膜32がないので、図7を参照して説明した問題が発生しない。すなわち、ハーフトーンマスク30を用いて露光、現像してレジストマスク20を形成する際、露光光が半透光膜32と透光性基板35との界面で反射して遮光膜31の外周縁と重なる領域に露光光が回り込むことがない。従って、レジストマスク30では、厚い部分30bの側面が緩やかなテーパー状の傾斜面となることがないので、不純物を導入した際、レジストマスク30の厚い部分30bの端部に重なる部分には不純物が導入されにくい。それ故、TFT90のチャネル領域1bのチャネル幅方向における両端に高濃度不純物領域が形成されることがないので、TFT90のオフリーク電流を低減できるなど、スイッチング特性を向上することができる。   Furthermore, since the halftone mask 30 does not have the semi-transparent film 32 between the light shielding film 31 and the translucent substrate 35, the problem described with reference to FIG. 7 does not occur. That is, when the resist mask 20 is formed by exposure and development using the halftone mask 30, the exposure light is reflected at the interface between the semitransparent film 32 and the translucent substrate 35 and the outer peripheral edge of the light shielding film 31. Exposure light does not wrap around the overlapping area. Accordingly, in the resist mask 30, the side surface of the thick portion 30b does not become a gently tapered inclined surface. Therefore, when the impurity is introduced, the impurity overlaps the end portion of the thick portion 30b of the resist mask 30. It is difficult to introduce. Therefore, since the high concentration impurity regions are not formed at both ends in the channel width direction of the channel region 1b of the TFT 90, the switching characteristics can be improved, for example, the off-leak current of the TFT 90 can be reduced.

[実施の形態2]
図5(a)〜(e)は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置の製造工程のうち、チャネル領域、高濃度不純物領域、および低濃度不純物領域を備えた島状の半導体膜を形成するまでの工程を示す工程断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と共通するので、共通する部分については同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
5A to 5E show an island-shaped semiconductor film including a channel region, a high concentration impurity region, and a low concentration impurity region in the manufacturing process of the liquid crystal device according to Embodiment 2 of the present invention. It is process sectional drawing which shows the process until it forms. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施の形態1では、半導体膜1を島状にパターニングした後、不純物導入工程を行なったが、本形態では、不純物導入工程を行なった後、半導体膜1を島状にパターニングする。   In the first embodiment, the semiconductor film 1 is patterned into an island shape and then the impurity introduction step is performed. In this embodiment, after the impurity introduction step is performed, the semiconductor film 1 is patterned into an island shape.

すなわち、本形態では、まず、図5(a)に示すように、半導体膜形成工程において、透光性基板10に対して下地保護膜12および多結晶シリコンからなる半導体膜1を形成した後、図5(b)に示すように、レジストマスク形成工程において、ポジ型のレジスト材料200をハーフトーンマスク30によって露光、現像し、次に、図5(c)に示すレジストマスク20を形成する。   That is, in this embodiment, first, as shown in FIG. 5A, in the semiconductor film forming step, after the base protective film 12 and the semiconductor film 1 made of polycrystalline silicon are formed on the translucent substrate 10, As shown in FIG. 5B, in the resist mask formation step, the positive resist material 200 is exposed and developed with the halftone mask 30, and then the resist mask 20 shown in FIG. 5C is formed.

次に、図5(d)に示すように、不純物導入工程において、レジストマスク20をマスクとして、半導体膜1に対して、高濃度の不純物イオン(リンイオン)を例えば、0.1×1015〜約10×1015/cm2のドーズ量で注入する。その結果、半導体膜1において、レジストマスク20の薄い部分20cに重なる領域にはソース側高濃度不純物領域1cおよびドレイン側高濃度不純物領域1dが形成され、レジストマスク20が厚い部分20bに重なる領域にはチャネル領域1bが形成され、レジストマスク20の中間厚の部分20dに重なる領域にはソース側低濃度不純物領域1eおよびドレイン側低濃度不純物領域1fが形成される。 Next, as shown in FIG. 5D, in the impurity introduction step, high-concentration impurity ions (phosphorus ions) are, for example, 0.1 × 10 15 to the semiconductor film 1 using the resist mask 20 as a mask. Implantation is performed at a dose of about 10 × 10 15 / cm 2 . As a result, in the semiconductor film 1, the source-side high concentration impurity region 1c and the drain-side high concentration impurity region 1d are formed in a region overlapping the thin portion 20c of the resist mask 20, and the resist mask 20 is overlapped in the region overlapping the thick portion 20b. A channel region 1b is formed, and a source side low concentration impurity region 1e and a drain side low concentration impurity region 1f are formed in a region overlapping the intermediate thickness portion 20d of the resist mask 20.

続いて、パターニング工程において、レジストマスク20をマスクとして半導体膜1を所定形状にエッチングし、図5(e)に示すように、島状の半導体膜1aをパターニング形成する。エッチング方法としては、ドライエッチングまたはウエットエッチング等の各種方法が適用可能である。   Subsequently, in the patterning step, the semiconductor film 1 is etched into a predetermined shape using the resist mask 20 as a mask, and an island-shaped semiconductor film 1a is formed by patterning as shown in FIG. As the etching method, various methods such as dry etching or wet etching can be applied.

それ以降の工程については、図4(a)、(b)を参照して説明したゲート絶縁膜形成工程、およびゲート電極形成工程を行なうなど、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。   The subsequent steps are the same as those in the first embodiment, such as the gate insulating film forming step and the gate electrode forming step described with reference to FIGS. To do.

本形態でも、実施の形態1と同様、レジストマスク20には、厚い部分20bと薄い部分20cとの間には中間厚の部分20dが形成されているので、レジストマスク20の薄い部分20cを通して高濃度不純物を導入すると、半導体膜1aにおいて、レジストマスク20の中間厚の部分20dと重なる領域にはソース側低濃度不純物領域1eおよびドレイン側低濃度不純物領域1fが形成される。従って、1回の不純物導入工程により、チャネル領域1b、ソース側高濃度不純物領域1c、ドレイン側高濃度不純物領域1f、ソース側低濃度不純物領域1e、およびドレイン側低濃度不純物領域1fを形成することができ、低濃度不純物を導入する工程を別途、行なう必要がないなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。   Also in this embodiment, as in the first embodiment, the resist mask 20 has an intermediate thickness portion 20d between the thick portion 20b and the thin portion 20c. When the concentration impurity is introduced, in the semiconductor film 1a, a source side low concentration impurity region 1e and a drain side low concentration impurity region 1f are formed in a region overlapping the intermediate thickness portion 20d of the resist mask 20. Accordingly, the channel region 1b, the source side high concentration impurity region 1c, the drain side high concentration impurity region 1f, the source side low concentration impurity region 1e, and the drain side low concentration impurity region 1f are formed by one impurity introduction step. Thus, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, for example, that it is not necessary to separately perform a step of introducing a low concentration impurity.

[実施の形態3]
図4(c)は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置の製造工程のうち、ゲート電極形成工程を示す工程断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と共通するので、共通する部分については同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 4C is a process cross-sectional view showing a gate electrode forming process in the manufacturing process of the liquid crystal device according to the third embodiment of the present invention. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施の形態1、2では、ゲート電極3gをチャネル長方向においてチャネル領域1bと完全に重なる領域に形成して、LDD構造のTFT90を形成したが、本形態では、図4(c)に示すように、GOLD構造のTFT90を形成する。すなわち、ゲート電極3gの両端部は各々、ソース側高濃度不純物領域1cとソース側低濃度不純物領域1eとの境界部分、およびドレイン側高濃度不純物領域1dとドレイン側低濃度不純物領域1fとの境界部分と重なる位置にあって、ゲート電極3gは、ゲート絶縁膜2を介して、ソース側低濃度不純物領域1e、チャネル領域1bおよびドレイン側高濃度不純物領域1dに対向する。   In the first and second embodiments, the gate electrode 3g is formed in a region that completely overlaps the channel region 1b in the channel length direction to form the TFT 90 having the LDD structure. In this embodiment, as shown in FIG. Then, a TFT 90 having a GOLD structure is formed. That is, both end portions of the gate electrode 3g are respectively a boundary portion between the source side high concentration impurity region 1c and the source side low concentration impurity region 1e, and a boundary portion between the drain side high concentration impurity region 1d and the drain side low concentration impurity region 1f. The gate electrode 3g is opposed to the source-side low concentration impurity region 1e, the channel region 1b, and the drain-side high concentration impurity region 1d with the gate insulating film 2 interposed therebetween at a position overlapping the portion.

本形態でも、実施の形態1と同様、レジストマスク20には、厚い部分20bと薄い部分20cとの間には中間厚の部分20dが形成されているので、レジストマスク20の薄い部分20cを通して高濃度不純物を導入すると、半導体膜1aにおいて、レジストマスク20の中間厚の部分20dと重なる領域にはソース側低濃度不純物領域1eおよびドレイン側低濃度不純物領域1fが形成される。従って、1回の不純物導入工程により、チャネル領域1b、ソース側高濃度不純物領域1c、ドレイン側高濃度不純物領域1f、ソース側低濃度不純物領域1e、およびドレイン側低濃度不純物領域1fを形成することができ、低濃度不純物を導入する工程を別途、行なう必要がないなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。   Also in this embodiment, as in the first embodiment, the resist mask 20 has an intermediate thickness portion 20d between the thick portion 20b and the thin portion 20c. When the concentration impurity is introduced, in the semiconductor film 1a, a source side low concentration impurity region 1e and a drain side low concentration impurity region 1f are formed in a region overlapping the intermediate thickness portion 20d of the resist mask 20. Accordingly, the channel region 1b, the source side high concentration impurity region 1c, the drain side high concentration impurity region 1f, the source side low concentration impurity region 1e, and the drain side low concentration impurity region 1f are formed by one impurity introduction step. Thus, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, for example, that it is not necessary to separately perform a step of introducing a low concentration impurity.

[その他の実施の形態]
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上記形態では、シングルゲート構造のTFTを例に説明したが、ツインゲート構造などのTFTの製造に本発明を適用してもよい。また、上記形態では、半導体装置として、アクティブマトリクス型電気光学装置に用いる素子基板を例に説明したが、液晶以外の電気光学物質を用いた電気光学装置、例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に用いる素子基板、あるいは電気光学装置以外の半導体装置の製造などに本発明を適用してもよい。
[Other embodiments]
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, a single gate structure TFT has been described as an example. However, the present invention may be applied to the manufacture of a TFT having a twin gate structure. In the above embodiment, the element substrate used in the active matrix electro-optical device is described as an example of the semiconductor device. However, the electro-optical device using an electro-optical material other than liquid crystal, for example, an element used in an organic electroluminescence display device. The present invention may be applied to the manufacture of a semiconductor device other than a substrate or an electro-optical device.

[電子機器への搭載例]
図6を参照して、上述した電気光学装置150を搭載した電子機器について説明する。図6(a)に、電気光学装置150を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての電気光学装置150と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。図6(b)に、電気光学装置150を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置150を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置150に表示される画面がスクロールされる。図6(c)に、電気光学装置150を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置150を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置150に表示される。
[Example of mounting on electronic devices]
With reference to FIG. 6, an electronic apparatus in which the above-described electro-optical device 150 is mounted will be described. FIG. 6A illustrates a configuration of a mobile personal computer including the electro-optical device 150. The personal computer 2000 includes an electro-optical device 150 as a display unit and a main body 2010. The main body 2010 is provided with a power switch 2001 and a keyboard 2002. FIG. 6B shows a configuration of a mobile phone provided with the electro-optical device 150. A cellular phone 3000 includes a plurality of operation buttons 3001, scroll buttons 3002, and an electro-optical device 150 as a display unit. By operating the scroll button 3002, the screen displayed on the electro-optical device 150 is scrolled. FIG. 6C shows the configuration of a personal digital assistant (PDA) to which the electro-optical device 150 is applied. The information portable terminal 4000 includes a plurality of operation buttons 4001, a power switch 4002, and the electro-optical device 150 as a display unit. When the power switch 4002 is operated, various types of information such as an address book and a schedule book are displayed on the electro-optical device 150.

なお、電気光学装置150が搭載される電子機器としては、図6に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置150が適用可能である。   In addition to the electronic apparatus shown in FIG. 6, the electronic apparatus on which the electro-optical device 150 is mounted is a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type, a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, Examples include calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, devices with touch panels, and the like. The electro-optical device 150 described above can be applied as a display unit of these various electronic devices.

本発明を適用した液晶装置の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal device to which the present invention is applied. (a)、(b)は各々、本発明を適用した液晶装置に用いられた素子基板の1ドットを拡大して示す平面図、およびそのA−A′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図である。(A), (b) is an enlarged plan view showing one dot of the element substrate used in the liquid crystal device to which the present invention is applied, and the liquid crystal device is cut at a position corresponding to the line AA ′. It is sectional drawing when doing. 本発明の実施の形態1に係る液晶装置の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図3に示す工程に続いて行なう工程の工程断面図である。FIG. 4 is a process cross-sectional view of a process performed subsequent to the process shown in FIG. 3. 本発明の実施の形態2に係る液晶装置の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の説明図である。It is explanatory drawing of the electronic device using the liquid crystal device which concerns on this invention. 従来のハーフトーンマスクを用いた不純物導入方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the impurity introduction method using the conventional halftone mask.

符号の説明Explanation of symbols

1・・パターニング前の半導体膜、1a・・島状の半導体膜、1b・・チャネル領域、1c・・ソース側高濃度不純物領域、1d・・ドレイン側高濃度不純物領域、1e・・ソース側低濃度不純物領域、1f・・ドレイン側低濃度不純物領域、1s・・ソース側、
1t・・ドレイン側、2・・ゲート絶縁膜、3g・・ゲート電極3g、9a・・画素電極、20・・レジストマスク、20b・・レジストマスクの厚い部分、20c・・レジストマスクの薄い部分、20d・・レジストマスクの中間厚の部分、30・・ハーフトーンマスク、30b・・遮光領域、30a・・全透光領域、30c・・半透光領域、30d・・中間領域、31・・遮光膜、32・・半透光膜、35・・透光性基板、90・・TFT、100・・素子基板(半導体装置)、102・・液晶層、150・・電気光学装置
1 ··· Semiconductor film before patterning, 1a ·· Island-like semiconductor film, 1b ·· Channel region, 1c ·· High concentration impurity region on source side, 1d ·· High concentration impurity region on drain side, 1e ·· Low on source side Concentration impurity region, 1 f... Drain side low concentration impurity region, 1 s .. source side,
1t... Drain side, 2 .. gate insulating film, 3 g .. gate electrode 3 g, 9 a .. pixel electrode, 20 .. resist mask, 20 b .. thick part of resist mask, 20 c .. thin part of resist mask, 20d..Intermediate thickness portion of resist mask, 30..Halftone mask, 30b..Light-shielding region, 30a..Totally light-transmitting region, 30c..Semi-transparent region, 30d..Intermediate region, 31..Light-shielding Film, 32 .. translucent film, 35 .. translucent substrate, 90 .. TFT, 100 .. element substrate (semiconductor device), 102 .. liquid crystal layer, 150 .. electro-optical device

Claims (5)

ソース側およびドレイン側でチャネル領域と高濃度不純物領域との間に低濃度不純物領域が形成された半導体膜と、少なくとも前記チャネル領域に対してゲート絶縁膜を介して対向するゲート電極とを備えた薄膜トランジスタを有する半導体装置の製造方法であって、
基板上に半導体膜を成膜する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜の上層側に塗布したポジ型レジスト材料を、遮光膜および半透光膜が各々所定のパターンをもって透光性基板上に形成されたハーフトーンマスクを用いて露光、現像して、前記チャネル領域に重なる部分が厚く、前記高濃度不純物領域に重なる部分が薄いレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記半導体膜に対して前記レジストマスクの薄い部分を通して高濃度不純物を導入する不純物導入工程と、を有し、
前記レジストマスク形成工程では、前記ハーフトーンマスクとして、前記遮光膜の両側端部に対して隣接する領域に前記半透光膜が各々形成されているとともに、当該半透光膜が少なくとも前記遮光膜の両側端部の表面を覆うように形成されているマスクを用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A semiconductor film in which a low concentration impurity region is formed between a channel region and a high concentration impurity region on the source side and the drain side, and a gate electrode facing at least the channel region via a gate insulating film A method of manufacturing a semiconductor device having a thin film transistor,
A semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on the substrate;
The positive resist material applied on the upper layer side of the semiconductor film is exposed and developed using a halftone mask in which a light-shielding film and a semi-transparent film are each formed on a translucent substrate with a predetermined pattern, A resist mask forming step of forming a resist mask in which a portion overlapping the channel region is thick and a portion overlapping the high concentration impurity region is thin;
An impurity introduction step of introducing high-concentration impurities into the semiconductor film through a thin portion of the resist mask,
In the resist mask forming step, as the halftone mask, the semi-transparent films are respectively formed in regions adjacent to both end portions of the light-shielding film, and the semi-transparent film is at least the light-shielding film A method of manufacturing a semiconductor device, comprising using a mask formed so as to cover the surfaces of both end portions of the semiconductor device.
前記不純物導入工程の後、前記レジストマスクを除去し、
その後、前記半導体膜を覆うように前記ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、前記ゲート電極を形成するゲート電極形成工程とを行なう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。
After the impurity introduction step, the resist mask is removed,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a gate insulating film forming step for forming the gate insulating film so as to cover the semiconductor film and a gate electrode forming step for forming the gate electrode are performed. Production method.
前記レジストマスク形成工程の後、
前記レジストマスクを用いて前記半導体膜をパターニングするパターニング工程を行なうことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
After the resist mask forming step,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a patterning step of patterning the semiconductor film using the resist mask is performed.
請求項1乃至3の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法を用いた電気光学装置の製造方法であって、
前記半導体装置は、複数の画素の各々に前記薄膜トランジスタおよび該薄膜トランジスタに電気的に接続する画素電極を備えた素子基板であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
An electro-optical device manufacturing method using the semiconductor device manufacturing method according to claim 1,
The method of manufacturing an electro-optical device, wherein the semiconductor device is an element substrate including each of a plurality of pixels including the thin film transistor and a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor.
遮光膜および半透光膜が各々、所定のパターンをもって透光性基板上に形成されたハーフトーンマスクにおいて、
前記遮光膜の両側端部に対して隣接する領域に前記半透光膜が各々形成され、
当該半透光膜は、少なくとも前記遮光膜の両側端部の表面を覆うように形成されていることを特徴とするハーフトーンマスク。
In the halftone mask in which the light shielding film and the semi-transparent film are each formed on the translucent substrate with a predetermined pattern,
The semi-transparent films are respectively formed in regions adjacent to both end portions of the light shielding film,
The half-tone mask is characterized in that the semi-transparent film is formed so as to cover at least the surfaces of both end portions of the light-shielding film.
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