JP2009070862A - Display device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Eiji Oue
栄司 大植
Takeshi Sakai
武志 境
Takashi Noda
剛史 野田
Takuo Kaito
拓生 海東
Toshio Miyazawa
敏夫 宮沢
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Hitachi Displays Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device having a thin-film transistor for increasing source/drain currents without forming any amorphous semiconductor layer thinly. <P>SOLUTION: In a thin-film transistor TFT1 formed on the substrate of the display device, a thin-film transistor comprises a gate electrode GT formed on the substrate, a gate insulation film GI formed while covering the gate electrode, a pair of first-conductivity-type pseudo single crystal layers or polycrystalline layers placed side by side on the gate insulation film while being disconnected at least at the center of the gate electrode in a direction crossing the gate electrode, a second-conductivity-type pseudo single crystal layer or polycrystalline layer formed continuously on the pair of first-conductivity-type pseudo single crystal layers or polycrystalline layers and on the gate insulation film, an i-type amorphous semiconductor layer formed on it, and drain and source electrodes that are positioned on a lower layer and extended onto the gate insulation film for formation via a contact layer. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は表示装置およびその製造方法に係り、特に、基板上に薄膜トランジスタが形成されている表示装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a display device in which a thin film transistor is formed on a substrate and a manufacturing method thereof.

アクティブ・マトリックス型の表示装置として、基板上の表示領域にマトリックス状に配置される複数の画素を有し、前記表示領域の周辺の前記基板上に前記各画素を独立に駆動させるための駆動回路(走査信号駆動回路、映像信号駆動回路)が形成されたものが知られている。   A drive circuit having a plurality of pixels arranged in a matrix in a display area on a substrate as an active matrix type display device, and driving each pixel independently on the substrate around the display area A device in which (a scanning signal driving circuit, a video signal driving circuit) is formed is known.

このような構成の表示装置は、各行方向に配列される各画素を、それらに共通に設けられたゲート信号線を介して走査信号駆動回路からの走査信号によってたとえば列方向に順次選択し、この選択のタイミングに合わせて、映像信号駆動回路から列方向に配列される各画素に共通に設けられたドレイン信号線を介して選択された前記各画素に映像信号を供給するようになっている。   The display device having such a configuration sequentially selects each pixel arranged in each row direction, for example, in the column direction by a scanning signal from the scanning signal driving circuit via a gate signal line provided in common to the pixels. In accordance with the selection timing, a video signal is supplied from the video signal driving circuit to the selected pixels via drain signal lines provided in common to the pixels arranged in the column direction.

このため、前記各画素には前記走査信号の供給によってオンされ該オンの際に映像信号を当該画素に取り込むための薄膜トランジスタが備えられ、前記駆動回路においてもたとえばシフトレジスタを構成するための多数の薄膜トランジスタが備えられた構成となっている。   For this reason, each of the pixels is provided with a thin film transistor that is turned on by the supply of the scanning signal and takes in the video signal to the pixel when the pixel is turned on. The structure is provided with a thin film transistor.

この場合、各画素にはアモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタを用い、駆動回路にはアモルファスシリコンを結晶化した多結晶シリコン(Low Temperature Poly Si)からなる薄膜トランジスタを用いたものが知られている。   In this case, a thin film transistor made of amorphous silicon is used for each pixel, and a thin film transistor made of polycrystalline silicon (Low Temperature Poly Si) obtained by crystallizing amorphous silicon is used for the drive circuit.

駆動回路には電界効果移動度を向上させた薄膜トランジスタを必要とし、前記多結晶シリコンからなる薄膜トランジスタはこの要求を充分満たすからである。   This is because the driving circuit requires a thin film transistor with improved field effect mobility, and the thin film transistor made of polycrystalline silicon sufficiently satisfies this requirement.

このような薄膜トランジスタとしてはたとえば下記特許文献1に開示がなされている。
特開平5−63196号公報
An example of such a thin film transistor is disclosed in Patent Document 1 below.
JP-A-5-63196

しかし、上記特許文献1に記載された薄膜トランジスタは、ノンドープのアモルファスシリコン層の下層に配置される擬似単結晶層が実質的なチャネル層として機能する構成となっている。   However, in the thin film transistor described in Patent Document 1, the pseudo single crystal layer disposed under the non-doped amorphous silicon layer functions as a substantial channel layer.

このため、前記アモルファスシリコン層の上面にコンタクト層を介して形成されるドレイン電極およびソース電極のそれぞれと前記擬似単結晶層との間にはいわゆる前記アモルファスシリコン層が介在していることになり、該アモルファスシリコン層の抵抗が直列抵抗として影響を及ぼすようになる。   Therefore, the so-called amorphous silicon layer is interposed between each of the drain electrode and the source electrode formed on the upper surface of the amorphous silicon layer via a contact layer and the pseudo single crystal layer, The resistance of the amorphous silicon layer has an effect as a series resistance.

すなわち、ソース電極とドレイン電極との間に印加する電圧が小さい場合には、前記抵抗によって該ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流が減少してしまうという不都合が生じる。   That is, when the voltage applied between the source electrode and the drain electrode is small, there is a disadvantage that the current flowing between the source electrode and the drain electrode is reduced by the resistance.

この場合、前記アモルファスシリコン層の層厚を小さくするように形成して上述した不都合を回避することが考えられる。   In this case, it can be considered that the amorphous silicon layer is formed to have a small thickness to avoid the above-described disadvantages.

しかし、前記アモルファスシリコン層の上面に形成されるドレイン電極およびソース電極のそれぞれと該アモルファスシリコン層との間に形成するコンタクト層は、該アモルファスシリコン層の表面の全域に形成しておき、前記ドレイン電極およびソース電極を形成した段階で、前記ドレイン電極およびソース電極をマスクとして露出するコンタクト層をエッチングする製造工程を必要とする。   However, a contact layer formed between each of the drain electrode and the source electrode formed on the upper surface of the amorphous silicon layer and the amorphous silicon layer is formed over the entire surface of the amorphous silicon layer, and the drain At the stage of forming the electrode and the source electrode, a manufacturing process for etching the contact layer exposed using the drain electrode and the source electrode as a mask is required.

この場合、ドレイン電極下のコンタクト層とソース電極下のコンタクト層を電気的に完全に分離させるため、前記コンタクト層をその下層の前記アモルファスシリコン層が充分に露出するまでエッチングするようにしている。   In this case, in order to electrically and completely separate the contact layer under the drain electrode and the contact layer under the source electrode, the contact layer is etched until the underlying amorphous silicon layer is sufficiently exposed.

このことから、該アモルファスシリコン層の層厚を小さくするにも制限が付され、該アモルファスシリコン層の層厚を小さくする構成は適当でないものとなる。   For this reason, there is a limit to reducing the thickness of the amorphous silicon layer, and the configuration for reducing the thickness of the amorphous silicon layer is not appropriate.

本発明の目的は、アモルファス半導体層を薄く形成することなくソース・ドレイン電流の増大を図った薄膜トランジスタを備える表示装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a display device including a thin film transistor in which a source / drain current is increased without forming an amorphous semiconductor layer thin.

本発明の目的は、製造工数の増大をもたらすことなく前記表示装置を製造できる表示装置の製造方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the display apparatus which can manufacture the said display apparatus, without causing the increase in a manufacturing man-hour.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。    Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

(1)本発明による表示装置は、たとえば、表示装置の基板に形成される薄膜トランジスタであって、前記薄膜トランジスタは、
前記基板上に形成されたゲート電極と、
前記基板上に前記ゲート電極をも被って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に前記ゲート電極と交差する方向に少なくとも前記ゲート電極の中央部分で断続されて並設される一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層と、
前記一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層上および前記一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層の断続部分のゲート絶縁膜上に連続的に形成された第2導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層と、
前記第2導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層上に形成されたi型のアモルファス半導体層と、
コンタクト層を下層に位置づけて前記アモルファス半導体層の上面から少なくとも前記一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層のうちの一方の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層の側壁面に当接して前記ゲート絶縁膜上にまで延在して形成されるドレイン電極と、
コンタクト層を下層に位置づけて前記アモルファスシリコン層の上面から前記一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層のうちの他方の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層の側壁面に当接して前記ゲート絶縁膜上にまで延在して形成されるソース電極と、
からなる構成のものを含むことを特徴とする。
(1) The display device according to the present invention is, for example, a thin film transistor formed on a substrate of the display device, and the thin film transistor includes:
A gate electrode formed on the substrate;
A gate insulating film formed on the substrate also covering the gate electrode;
A pair of quasi-single crystal layers or polycrystalline layers of the first conductivity type arranged in parallel and intermittently at least at the central portion of the gate electrode in a direction intersecting the gate electrode on the gate insulating film;
The first conductive type quasi-single crystal layer or polycrystalline layer of the first conductivity type and the gate insulating film formed on the gate insulating film at the intermittent portion of the pair of first conductivity type quasi-single crystal layer or polycrystalline layer are continuously formed. A two-conductivity type pseudo single crystal layer or a polycrystalline layer;
An i-type amorphous semiconductor layer formed on the second conductivity type quasi-single crystal layer or polycrystalline layer;
The contact layer is positioned as a lower layer, and at least one of the first conductivity type pseudo single crystal layer or polycrystalline layer of the pair of first conductivity type pseudo single crystal layers or polycrystalline layers from the upper surface of the amorphous semiconductor layer. A drain electrode formed in contact with the side wall surface and extending on the gate insulating film;
Positioning the contact layer as a lower layer, the other first conductivity type pseudo single crystal layer or polycrystalline layer of the pair of first conductivity type pseudo single crystal layers or polycrystalline layers from the upper surface of the amorphous silicon layer A source electrode formed in contact with the wall surface and extending to the gate insulating film;
It is characterized by including the thing of the structure which consists of.

(2)本発明による表示装置は、たとえば、表示装置の基板に、画素に組み込まれる薄膜トランジスタと駆動回路に組み込まれる薄膜トランジスタを有し、
駆動回路に組み込まれる薄膜トランジスタは、前記(1)に記載の構成からなる薄膜トランジスタであることを特徴とする。
(2) The display device according to the present invention has, for example, a thin film transistor incorporated in a pixel and a thin film transistor incorporated in a drive circuit on a substrate of the display device,
The thin film transistor incorporated in the drive circuit is a thin film transistor having the configuration described in (1) above.

(3)本発明による表示装置は、たとえば、(2)の構成を前提とし、画素に組み込まれる薄膜トランジスタは、前記基板上に形成されたゲート電極と、
前記基板上に前記ゲート電極をも被って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上面に形成されたi型のアモルファス半導体層と、
前記アモルファス半導体層の上面にコンタクト層を介して形成されたドレイン電極およびソース電極を備えることを特徴とする。
(3) The display device according to the present invention is based on, for example, the configuration of (2), and the thin film transistor incorporated in the pixel includes a gate electrode formed on the substrate,
A gate insulating film formed on the substrate also covering the gate electrode;
An i-type amorphous semiconductor layer formed on the upper surface of the gate insulating film;
A drain electrode and a source electrode formed on the upper surface of the amorphous semiconductor layer through a contact layer are provided.

(4)本発明による表示装置は、たとえば、赤(R)、緑(G)、青(B)を担当する各画素への映像信号の供給を時分割駆動によって行うスイッチ素子を備える表示装置において、
前記スイッチ素子は、前記(1)に記載の薄膜トランジスタによって構成されていることを特徴とする。
(4) A display device according to the present invention is, for example, a display device including a switching element that performs video signal supply to each pixel in charge of red (R), green (G), and blue (B) by time-division driving. ,
The switch element is constituted by the thin film transistor described in (1).

(5)本発明による表示装置の製造方法は、たとえば、表示装置の基板に形成される薄膜トランジスタであって、前記薄膜トランジスタは、
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記基板上に前記ゲート電極をも被ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の上面にアモルファス半導体層を形成しこのアモルファス半導体層を擬似単結晶層あるいは多結晶層とする工程と、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層を溶融しその表面に前記ゲート電極による段差をなくす工程と、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層を、その表面から前記ゲート電極上に形成された前記ゲート絶縁膜の表面より大きい厚さの部分を境界面とし、該境界面から前記基板側の擬似単結晶層あるいは多結晶層を第1導電型とし、該境界面から表面側の擬似単結晶層あるいは多結晶層を第2導電型とする工程と、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層の上面にi型アモルファス半導体層を形成する工程と、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層と前記i型アモルファス半導体層の積層体を島状に形成し、その側壁面に前記ゲート電極の両脇に断続されて形成された前記第2導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層のそれぞれを露出させるようにする工程と、
島状に形成された前記前記擬似単結晶層あるいは多結晶層と前記i型アモルファス半導体層の積層体に、少なくとも前記第2導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層のそれぞれに電気的に接続されるドレイン電極およびソース電極を形成する工程によって製造されるものを含むことを特徴とする。
(5) A method for manufacturing a display device according to the present invention is, for example, a thin film transistor formed on a substrate of a display device, and the thin film transistor includes:
Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a gate insulating film overlying the gate electrode on the substrate;
Forming an amorphous semiconductor layer on the upper surface of the gate insulating film and making the amorphous semiconductor layer a pseudo single crystal layer or a polycrystalline layer;
Melting the pseudo single crystal layer or the polycrystalline layer and eliminating a step due to the gate electrode on the surface thereof;
The quasi-single crystal layer or the polycrystalline layer has a portion having a thickness larger than the surface of the gate insulating film formed on the gate electrode from the surface as a boundary surface, and the quasi-single crystal on the substrate side from the boundary surface A layer or a polycrystalline layer having a first conductivity type, and a pseudo single crystal layer or a polycrystalline layer on the surface side from the boundary surface being a second conductivity type;
Forming an i-type amorphous semiconductor layer on the upper surface of the pseudo single crystal layer or the polycrystalline layer;
A stack of the quasi-single crystal layer or polycrystalline layer and the i-type amorphous semiconductor layer is formed in an island shape, and the second conductivity type quasi formed by being intermittently formed on both sides of the gate electrode on the side wall surface thereof. A step of exposing each of the single crystal layer or the polycrystalline layer;
The quasi-single crystal layer or polycrystal layer and the i-type amorphous semiconductor layer formed in an island shape are electrically connected to at least each of the quasi-single crystal layer or polycrystal layer of the second conductivity type. And a device manufactured by a step of forming a drain electrode and a source electrode.

(6)本発明による表示装置の製造方法は、たとえば、(5)の構成を前提とし、前記擬似単結晶層あるいは多結晶層に第1導電型の部分および第2導電型の部分を形成する際に、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層に、その表面から最も層厚の大きな部分に注入ピークを一致づけて第1導電型の不純物をドープし、
該表面から前記ゲート電極上に形成された前記ゲート絶縁膜の表面までの厚さの部分に注入ピークを一致づけて第2導電型の不純物をドープすることによって行うことを特徴とする。
(6) A method for manufacturing a display device according to the present invention is based on the configuration of (5), for example, and a first conductivity type portion and a second conductivity type portion are formed in the pseudo single crystal layer or the polycrystalline layer. When
Doping the pseudo-single crystal layer or the polycrystalline layer with the first conductivity type impurity by matching the implantation peak from the surface to the thickest portion of the layer thickness,
The method is characterized in that the second conductive type impurity is doped by matching the implantation peak to the thickness portion from the surface to the surface of the gate insulating film formed on the gate electrode.

なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   In addition, this invention is not limited to the above structure, A various change is possible in the range which does not deviate from the technical idea of this invention.

このように構成した表示装置は、アモルファス半導体層を薄く形成することなくソース・ドレイン電流の増大を図った薄膜トランジスタを形成することができる。   The display device configured as described above can form a thin film transistor in which the source / drain current is increased without forming a thin amorphous semiconductor layer.

また、製造工数の増大をもたらすことなく前記表示装置を製造できる表示装置の製造方法を得ることができる。   Further, it is possible to obtain a display device manufacturing method that can manufacture the display device without increasing the number of manufacturing steps.

以下、本発明による表示装置の実施例を図面を用いて説明する。   Embodiments of a display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

〈表示装置の概略構成〉
図8は、本発明による表示装置をたとえば液晶表示装置を例に挙げて示した概略平面図である。
<Schematic configuration of display device>
FIG. 8 is a schematic plan view showing a display device according to the present invention by taking a liquid crystal display device as an example.

図8において、該液晶表示装置は、液晶層を介在させて対向配置させたたとえばガラスからなる基板SUB1、SUB2を外囲器とし、該液晶層は図示しないシール材によって前記基板SUB1、SUB2の間に封止されている。   In FIG. 8, the liquid crystal display device uses, as an envelope, substrates SUB1 and SUB2 made of glass, for example, which are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and the liquid crystal layer is interposed between the substrates SUB1 and SUB2 by a sealing material (not shown). Is sealed.

たとえば基板SUB1の液晶側の面には、図中x方向に延在しy方向に並設されたゲート信号線GL、および図中y方向に延在しx方向に並設されたドレイン信号線DLが形成されている。   For example, on the liquid crystal side surface of the substrate SUB1, gate signal lines GL extending in the x direction in the drawing and arranged in parallel in the y direction, and drain signal lines extending in the y direction in the drawing and arranged in parallel in the x direction. DL is formed.

そして、一対の隣接するゲート信号線GLと一対の隣接するドレイン信号線DLとで囲まれた領域を画素領域とし、これら画素領域のマトリックス状に配置された集合体で液晶表示領域ARを構成するようになっている。   A region surrounded by a pair of adjacent gate signal lines GL and a pair of adjacent drain signal lines DL is defined as a pixel region, and a liquid crystal display region AR is configured by an aggregate arranged in a matrix of these pixel regions. It is like that.

ゲート信号線GLは、たとえば図中左側端において走査信号駆動回路Vに接続されている。ゲート信号線GLには、たとえば図中上段から下段へさらに上段に戻ってという順で、前記走査信号駆動回路Vからの走査信号が供給されるようになっている。   The gate signal line GL is connected to the scanning signal drive circuit V at the left end in the figure, for example. For example, the scanning signal from the scanning signal driving circuit V is supplied to the gate signal line GL in the order of returning from the upper stage to the lower stage in the drawing.

ドレイン信号線DLは、たとえば図中下側端において映像駆動回路Heに接続されている。ドレイン信号線DLには、前記走査信号の供給のタイミングに合わせて、前記映像駆動回路Heからの映像信号が供給されるようになっている。   The drain signal line DL is connected to the video drive circuit He at the lower end in the figure, for example. The video signal from the video drive circuit He is supplied to the drain signal line DL in synchronization with the supply timing of the scanning signal.

なお、前記走査信号駆動回路Vおよび映像信号駆動回路Heは、それぞれシフトレジスタからなり、複数の薄膜トランジスタTHT1を備える回路から構成されている。   The scanning signal driving circuit V and the video signal driving circuit He are each composed of a shift register, and includes a plurality of thin film transistors THT1.

また、前記画素領域には、図中実線枠α内を拡大して示した図Aに示すように、ゲート信号線GLからの走査信号の供給によってオンされる薄膜トランジスタTFT2と、このオンされた薄膜トランジスタTFT2を介してドレイン信号線DLからの映像信号が供給される画素電極PXと、この画素電極PXと該画素電極PXに隣接するゲート信号線GLであって前記薄膜トランジスタTFT2を駆動させるゲート信号線でない方のゲート信号線GLとの間に接続される容量素子Caddを備えて構成されている。   Further, in the pixel region, as shown in FIG. A which is an enlarged view of the solid line frame α in the figure, the thin film transistor TFT2 which is turned on by the supply of the scanning signal from the gate signal line GL, and the turned on thin film transistor The pixel electrode PX to which the video signal from the drain signal line DL is supplied via the TFT 2, and the gate signal line GL adjacent to the pixel electrode PX and the pixel electrode PX, not the gate signal line for driving the thin film transistor TFT2. The capacitor element Cadd is connected to the other gate signal line GL.

前記画素電極PXは、たとえば基板SUB2の液晶側の面に各画素領域に共通に形成された対向電極(図示せず)との間に電界を生じせしめるようになっている。   For example, the pixel electrode PX generates an electric field between a counter electrode (not shown) formed in common in each pixel region on the liquid crystal side surface of the substrate SUB2.

このように構成される液晶表示装置は、基板SUB1上の構成の製造において、前記走査信号駆動回路Vおよび映像信号駆動回路Heは画素領域における構成と並行して形成されるのが通常となっており、これにより、前記薄膜トランジスタTFT1と薄膜トランジスタTFT2も並行して形成されるようになる。   In the liquid crystal display device configured as described above, in manufacturing the configuration on the substrate SUB1, the scanning signal driving circuit V and the video signal driving circuit He are usually formed in parallel with the configuration in the pixel region. As a result, the thin film transistor TFT1 and the thin film transistor TFT2 are also formed in parallel.

ここで、この実施例では、前記走査信号駆動回路Vおよび映像信号駆動回路Heにおいて形成される薄膜トランジスタTHT1と、画素領域に形成される薄膜トランジスタTFT2は、それらのゲート絶縁膜と半導体層に材料および構成の相異を有し、このことから、前者の薄膜トランジスタにおいてはTFT1の符号を付し、後者の薄膜トランジスタにおいてはTFT2の符号を付して区別を図っている。   Here, in this embodiment, the thin film transistor THT1 formed in the scanning signal drive circuit V and the video signal drive circuit He and the thin film transistor TFT2 formed in the pixel region are made of materials and structures in their gate insulating film and semiconductor layer. For this reason, the former thin film transistor is denoted by the reference numeral TFT1, and the latter thin film transistor is denoted by the numeral TFT2 for distinction.

〈薄膜トランジスタTFT1の構成〉
図1は、前記走査信号駆動回路あるいは映像信号駆動回路に組み込まれて形成される薄膜トランジスタTFT1の一実施例を示す断面図である。
<Configuration of Thin Film Transistor TFT1>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a thin film transistor TFT1 formed by being incorporated in the scanning signal driving circuit or the video signal driving circuit.

図1において、基板SUB1があり、この基板SUB1の表面にはゲート電極GTが形成されている。このゲート電極GTは、図示されていないが、当該ゲート電極GTと接続される配線と一体に形成されている。   In FIG. 1, there is a substrate SUB1, and a gate electrode GT is formed on the surface of the substrate SUB1. Although not shown, the gate electrode GT is formed integrally with a wiring connected to the gate electrode GT.

基板SUB1の表面に前記ゲート電極GT等を被ってたとえばSiO等からなる絶縁膜GIが形成されている。この絶縁膜GIはゲート絶縁膜として機能するようになっている。 An insulating film GI made of, for example, SiO 2 is formed on the surface of the substrate SUB1 so as to cover the gate electrode GT and the like. This insulating film GI functions as a gate insulating film.

絶縁膜GIの表面に、前記ゲート電極と交差するようにして、すなわち中央部に前記ゲート電極GTが横切る配置となるように、半導体層SCが島状に形成されている。   On the surface of the insulating film GI, the semiconductor layer SC is formed in an island shape so as to intersect the gate electrode, that is, in such a manner that the gate electrode GT is disposed across the center.

この半導体層SCは、絶縁膜GIの側から、n−型擬似単結晶層SC1、p−型擬似単結晶層SC2、およびi型アモルファス半導体層SC3が順次積層された構成となっている。   The semiconductor layer SC has a configuration in which an n-type pseudo single crystal layer SC1, a p-type pseudo single crystal layer SC2, and an i type amorphous semiconductor layer SC3 are sequentially stacked from the insulating film GI side.

ここで、n−型擬似単結晶層SC1は、前記絶縁膜のゲート電極GTを被った凸部の表面に至ることなく形成され、したがって該凸部の両脇に、該凸部によって断続された状態で、それぞれ形成されている。換言すれば、前記n−型擬似単結晶層SC1は、前記ゲート電極GTと交差する方向に少なくとも前記ゲート電極GTの中央部分で分離されて並設される一対のn型擬似単結晶層SC1(図中SC1a、SC1bで示す)によって構成されている。   Here, the n − type quasi-single crystal layer SC1 is formed without reaching the surface of the convex portion covered with the gate electrode GT of the insulating film, and is thus interrupted by the convex portion on both sides of the convex portion. Each is formed in a state. In other words, the n − type pseudo single crystal layer SC1 is separated in parallel at least at the central portion of the gate electrode GT in a direction intersecting with the gate electrode GT, and a pair of n type pseudo single crystal layers SC1 ( (Indicated by SC1a and SC1b in the figure).

また、p−型擬似単結晶層SC2は、前記n−型擬似単結晶層SC1a、SC1bおよび前記絶縁膜GIの前記凸部の表面をも被って形成されている。換言すれば、前記p−型擬似単結晶層SC2は、前記一対のp−型擬似単結晶層SC1a、SC1bおよび前記一対のp−型擬似単結晶層SC1a、SC1bの断続部分の絶縁膜GI上に連続的に形成されている。   The p − type pseudo single crystal layer SC2 is also formed so as to cover the surfaces of the n − type pseudo single crystal layers SC1a and SC1b and the protrusions of the insulating film GI. In other words, the p-type pseudo single crystal layer SC2 is formed on the insulating film GI at the intermittent portion of the pair of p-type pseudo single crystal layers SC1a and SC1b and the pair of p-type pseudo single crystal layers SC1a and SC1b. Are formed continuously.

さらに、前記i型アモルファス半導体層SC3は、前記p−型擬似単結晶層SC2の全域を被って形成されている。   Further, the i-type amorphous semiconductor layer SC3 is formed so as to cover the entire area of the p-type pseudo single crystal layer SC2.

このように、n−型擬似単結晶層SC1、p−型擬似単結晶層SC2、およびi型アモルファス半導体層SC3の順次積層体からなる半導体層SCの表面の一部および該半導体層SCの側壁面の一部さらには前記絶縁膜GIの表面に及んでn+単結晶層が形成されている。このn+単結晶層は、後述するドレイン電極DTと前記半導体層SCとの界面に形成されるコンタクト層CNa、ソース電極STと前記半導体層SCとの界面に形成されるコンタクト層CNbとして機能するようになっている。   As described above, a part of the surface of the semiconductor layer SC composed of the sequential stacked body of the n-type pseudo single crystal layer SC1, the p-type pseudo single crystal layer SC2, and the i type amorphous semiconductor layer SC3, and the semiconductor layer SC side. An n + single crystal layer is formed on a part of the wall surface and the surface of the insulating film GI. The n + single crystal layer functions as a contact layer CNa formed at the interface between a drain electrode DT and the semiconductor layer SC, which will be described later, and a contact layer CNb formed at the interface between the source electrode ST and the semiconductor layer SC. It has become.

すなわち、前記半導体層SCの表面において、前記ゲート電極GTを間に位置づけ、互いに対向して配置されるドレイン電極DTおよびソース電極STが、それぞれ、前記コンタクト層CNa、CNbを下層に位置づけ前記半導体層SCの側壁面を這って前記絶縁膜GIの上面にまで延在して形成されている。   That is, on the surface of the semiconductor layer SC, the drain electrode DT and the source electrode ST, which are arranged to face each other with the gate electrode GT interposed therebetween, respectively locate the contact layers CNa and CNb in the lower layer, respectively. The SC is formed to extend to the upper surface of the insulating film GI across the side wall surface of the SC.

すなわち、前記ドレイン電極DTは、半導体層SCの一端側の表面からこの表面と交差する側壁面、および該側壁面と交差する絶縁膜GIの表面に至って形成され、前記コンタクト層CNaは、半導体層SCの前記表面とドレイン電極DTの間に、半導体層SCの前記側壁面とドレイン電極DTの間に、絶縁膜GIの前記表面とドレイン電極DTとの間に形成されている。   That is, the drain electrode DT is formed from the surface on one end side of the semiconductor layer SC to the side wall surface intersecting with the surface and the surface of the insulating film GI intersecting with the side wall surface, and the contact layer CNa includes the semiconductor layer It is formed between the surface of the SC and the drain electrode DT, between the sidewall surface of the semiconductor layer SC and the drain electrode DT, and between the surface of the insulating film GI and the drain electrode DT.

同様に、前記ソース電極STは、半導体層SCの他端側の表面からこの表面と交差する側壁面、および該側壁面と交差する絶縁膜GIの表面に至って形成され、前記コンタクト層CNbは、半導体層SCの前記表面とソース電極STの間に、半導体層SCの前記側壁面とソース電極STの間に、絶縁膜GIの前記表面とソース電極STとの間に形成されている。   Similarly, the source electrode ST is formed from the surface on the other end side of the semiconductor layer SC to the side wall surface intersecting with this surface and the surface of the insulating film GI intersecting with the side wall surface, and the contact layer CNb includes It is formed between the surface of the semiconductor layer SC and the source electrode ST, between the sidewall surface of the semiconductor layer SC and the source electrode ST, and between the surface of the insulating film GI and the source electrode ST.

なお、前記ドレイン電極DTおよびソース電極STから露出される前記i型アモルファス半導体層の表面は、僅かな深さを有する凹部DNTが形成され、該ドレイン電極DTおよびソース電極STをマスクとしたエッチングによって、前記ドレイン電極DTおよびソース電極STの形成領域以外の前記i型アモルファス半導体層SC3の表面においてコンタクト層が除去された痕跡を有する構成となっている。   A recess DNT having a slight depth is formed on the surface of the i-type amorphous semiconductor layer exposed from the drain electrode DT and the source electrode ST, and etching is performed using the drain electrode DT and the source electrode ST as a mask. The contact layer is removed from the surface of the i-type amorphous semiconductor layer SC3 other than the region where the drain electrode DT and the source electrode ST are formed.

また、このように形成された薄膜トランジスタTFTは保護膜PASによって被われて形成されている。   The thin film transistor TFT formed in this way is formed by being covered with a protective film PAS.

このような薄膜トランジスタTFT1は、前記n−型擬似単結晶層SC1a、SC1bが、それぞれ、チャネル層として機能するp−型擬似単結晶層SC2に接続されるとともに、ドレイン電極DTのコンタクト層CNaおよびソース電極STのコンタクト層CNbに接続されるように構成されている。   In such a thin film transistor TFT1, the n − type pseudo single crystal layers SC1a and SC1b are respectively connected to the p − type pseudo single crystal layer SC2 functioning as a channel layer, and the contact layer CNa and source of the drain electrode DT The electrode ST is configured to be connected to the contact layer CNb.

このため、ドレイン電極DTと前記p−型擬似単結晶層SC2との間、およびソース電極STと前記p−型擬似単結晶層SC2との間には大きな抵抗が介在されることはなくなる。したがって、ソース・ドレイン電流を大きくできる効果を奏する。   Therefore, no large resistance is interposed between the drain electrode DT and the p − type pseudo single crystal layer SC2 and between the source electrode ST and the p − type pseudo single crystal layer SC2. Therefore, there is an effect that the source / drain current can be increased.

ちなみに、図6は、従来の薄膜トランジスタの構成の一例を示す図で、本実施例の薄膜トランジスタTFT1と同機能の部分は同一の符号を付して示している。図6に示す薄膜トランジスタは、コンタクト層CNaを介在したドレイン電極DTとチャネル層として機能する擬似単結晶層SC2との間、およびコンタクト層CNbを介在したソース電極STと前記擬似単結晶層SC2との間に、アモルファス半導体層SC2が介在されており、このアモルファス半導体層SC2が抵抗Rとなって、ソース・ドレイン電流が大きくとれない構成となっている。   Incidentally, FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional thin film transistor, and the same reference numerals are given to portions having the same functions as those of the thin film transistor TFT1 of the present embodiment. The thin film transistor shown in FIG. 6 includes a drain electrode DT having a contact layer CNa interposed between a pseudo single crystal layer SC2 functioning as a channel layer and a source electrode ST having a contact layer CNb interposed between the pseudo single crystal layer SC2. An amorphous semiconductor layer SC2 is interposed therebetween, and this amorphous semiconductor layer SC2 becomes a resistance R, so that a large source / drain current cannot be obtained.

〈薄膜トランジスタTFT1の製造方法〉
図2および図3は、上記薄膜トランジスタの製造方法の一実施例を示す工程図である。以下、工程順に説明をする。
<Method for Manufacturing Thin Film Transistor TFT1>
2 and 3 are process diagrams showing an embodiment of a method of manufacturing the thin film transistor. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.

工程1.(図2(a))
ガラスからなる基板SUB1を用意し、該基板SUB1の表面にゲート電極GTおよびこのゲート電極GTに接続される配線(図示せず)を形成する。
Step 1. (Fig. 2 (a))
A substrate SUB1 made of glass is prepared, and a gate electrode GT and wiring (not shown) connected to the gate electrode GT are formed on the surface of the substrate SUB1.

すなわち、該基板SUB1の表面の全域に、スパッタリング法を用いてたとえばMoWを厚さ50nm〜100nmに形成し、フォトリソグラフィ技術による選択エッチングすることにより前記ゲート電極GT等を形成する。   That is, for example, MoW is formed to a thickness of 50 nm to 100 nm by sputtering over the entire surface of the substrate SUB1, and the gate electrode GT and the like are formed by selective etching using a photolithography technique.

そして、前記基板SUB1の上面にゲート電極GT等をも被ってたとえSiO2からなる絶縁膜GIを、CVD法を用いて厚さを100〜200nmに形成する。   Then, an insulating film GI made of SiO2 is formed to a thickness of 100 to 200 nm by CVD, covering the upper surface of the substrate SUB1 with the gate electrode GT and the like.

さらに、前記絶縁膜GIの上面にアモルファスSi(a−Si)からなる半導体層SC’を50nm〜150nmに形成する。   Further, a semiconductor layer SC ′ made of amorphous Si (a-Si) is formed to 50 nm to 150 nm on the upper surface of the insulating film GI.

工程2.(図2(b))
前記半導体層SC’にたとえば擬似単結晶形成法によるレーザーアニールを行いいわゆる擬似単結晶層を形成する。なお、このレーザーアニールは基板SUB1上に形成された前記半導体層SC’のうち薄膜トランジスタTFTを形成する領域のみに行うことでも足りる。
Step 2. (Fig. 2 (b))
The semiconductor layer SC ′ is subjected to, for example, laser annealing by a pseudo single crystal forming method to form a so-called pseudo single crystal layer. The laser annealing may be performed only on the region where the thin film transistor TFT is formed in the semiconductor layer SC ′ formed on the substrate SUB1.

このレーザーアニールによって、前記半導体層SC’は溶融化され、前記ゲート電極GTによって段差ができていた表面が平滑化されるようになる。これにより、前記擬似単結晶層SC’の上面がほぼ平坦な断面形状として形成されるようになる。   By this laser annealing, the semiconductor layer SC 'is melted, and the surface where the step is formed by the gate electrode GT is smoothed. As a result, the upper surface of the pseudo single crystal layer SC 'is formed in a substantially flat cross-sectional shape.

工程3.(図2(c))
前記擬似単結晶層SC’にたとえばリンからなるn型不純物を注入する。この場合、該擬似単結晶層SC’において、その表面から最も膜厚が大きな位置(図中ゲート電極GTの幅方向における各端上にほぼ位置づけられる部分で、膜厚はたとえばt2となっている)に注入ピークがくる加速エネルギーで前記n型不純物をイオン注入する。
Step 3. (Fig. 2 (c))
An n-type impurity made of, for example, phosphorus is implanted into the pseudo single crystal layer SC ′. In this case, in the quasi-single crystal layer SC ′, the position where the film thickness is the largest from the surface (the part which is almost positioned on each end in the width direction of the gate electrode GT in the figure is, for example, t2). The n-type impurity is ion-implanted with an acceleration energy at which an implantation peak is obtained.

次に、前記擬似単結晶層SC’にたとえばボロンからなるp型不純物を注入する。この場合、該擬似単結晶層SC’において、前記ゲート電極GT上に位置づけられる部分の底面に相当する位置(膜厚はたとえばt1(<t2)となっている)に注入ピークがくる加速エネルギーで前記p型不純物をイオン注入する。   Next, a p-type impurity made of boron, for example, is implanted into the pseudo single crystal layer SC '. In this case, in the pseudo single crystal layer SC ′, the acceleration energy at which the injection peak comes at a position corresponding to the bottom surface of the portion positioned on the gate electrode GT (the film thickness is, for example, t1 (<t2)). The p-type impurity is ion-implanted.

これにより、前記擬似単結晶層SC’において、その表面から深さ約t1まで(実際には、後の図4の説明でも判るようにt1よりも若干深い部分まで)の間は低濃度のp型からなる擬似単結晶層SC2となり、それよりも深い部分は低濃度のn型からなる擬似単結晶層SC1(図中符号SC1a、SC1bで示す)となる。   As a result, in the quasi-single crystal layer SC ′, p is at a low concentration from the surface to a depth of about t1 (in fact, a portion slightly deeper than t1 as can be seen in the description of FIG. 4 later). A quasi-single crystal layer SC2 made of a type is formed, and a portion deeper than that is a quasi-single crystal layer SC1 made of a low concentration n-type (indicated by reference numerals SC1a and SC1b in the figure).

すなわち、低濃度のn型からなる擬似単結晶層SC1は前記ゲート電極GTの幅方向の両脇に形成され、低濃度のp型からなる擬似単結晶層SC2は前記擬似単結晶層SC1a、SC1bを被うとともに、前記擬似単結晶層SC1a、SC1bの間から露出される絶縁膜GIの上面に形成されるようになる。   That is, the low concentration n-type pseudo single crystal layer SC1 is formed on both sides in the width direction of the gate electrode GT, and the low concentration p type pseudo single crystal layer SC2 is the pseudo single crystal layers SC1a and SC1b. And is formed on the upper surface of the insulating film GI exposed between the pseudo single crystal layers SC1a and SC1b.

図4は、前記擬似単結晶層SC’にn型不純物およびp型不純物を注入した場合の該擬似単結晶層SC’中におけるn型不純物およびp型不純物のそれぞれの濃度分布の一実施例を示したグラフである。   FIG. 4 shows an example of the concentration distribution of each of the n-type impurity and the p-type impurity in the pseudo single crystal layer SC ′ when the n-type impurity and the p-type impurity are implanted into the pseudo single crystal layer SC ′. It is the shown graph.

該グラフは、その横軸に記擬似単結晶層SC’の表面からの深さ(DP)を、縦軸に不純物のドーズ量(DQ)をとっている。   In the graph, the horizontal axis represents the depth (DP) from the surface of the pseudo single crystal layer SC ', and the vertical axis represents the impurity dose (DQ).

前記n型不純物の注入において、その注入時の該n型不純物の分布は曲線aに示す分布となる。前記擬似単結晶層SC’の表面からの深さt2の箇所にピークが一致するようになっている。また、前記p型不純物の注入において、その注入時の該p型不純物の分布は曲線bに示す分布となる。前記擬似単結晶層SC’の表面から深さt1の箇所にピークが一致するようになっている。   In the implantation of the n-type impurity, the distribution of the n-type impurity at the time of implantation is a distribution shown by a curve a. The peak coincides with the position of the depth t2 from the surface of the pseudo single crystal layer SC '. Further, in the implantation of the p-type impurity, the distribution of the p-type impurity at the time of the implantation is a distribution shown by a curve b. Peaks coincide with each other at a depth t1 from the surface of the pseudo single crystal layer SC '.

そして、前記擬似単結晶層SC’中への前記n型不純物および前記p型不純物の注入後には、これらn型不純物およびp型不純物の混在によって、曲線a’に示すn型不純物濃度の分布および曲線b’に示すp型不純物濃度の分布が生じるようになる。   Then, after the implantation of the n-type impurity and the p-type impurity into the pseudo single crystal layer SC ′, the distribution of the n-type impurity concentration shown in the curve a ′ and the distribution of the n-type impurity and the p-type impurity are as follows: The distribution of the p-type impurity concentration shown by the curve b ′ is generated.

これにより、前記擬似単結晶層SC’の表面からt1より若干深い部分までp型領域を示す層(前記擬似単結晶層SC2)が形成され、その部分からt2までの深さに及んでn型領域を示す層(前記擬似単結晶層SC1a、SC1b)が形成されるようになる。   As a result, a layer (pseudo single crystal layer SC2) showing a p-type region is formed from the surface of the pseudo single crystal layer SC ′ to a portion slightly deeper than t1, and the n type extends from that portion to the depth of t2. Layers indicating the regions (the pseudo single crystal layers SC1a and SC1b) are formed.

このようにして形成される擬似単結晶層SC1a、SC1bは、たとえばフォトレジスト膜を用いることなくゲート電極GTに対して自己整合的に形成できる。このため、製造工数の低減を図ることができ、マスクずれによる不都合も解消することができる。   The pseudo single crystal layers SC1a and SC1b thus formed can be formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode GT without using, for example, a photoresist film. For this reason, the number of manufacturing steps can be reduced, and inconvenience due to mask displacement can be eliminated.

工程4.(図2(d))
前記基板SUB1の上面に前記半導体層SC’をも被ってアモルファスSi(a−Si)からなるアモルファス半導体層SC3をたとえばCVD法を用いて厚さ約150nmに形成する。
Step 4. (Fig. 2 (d))
An amorphous semiconductor layer SC3 made of amorphous Si (a-Si) is formed on the upper surface of the substrate SUB1 so as to cover the semiconductor layer SC ′ by a CVD method, for example, to a thickness of about 150 nm.

フォトリソグラフィ技術による選択エッチングによって、前記アモルファス半導体層SC3、低濃度のp型の擬似単結晶層SC2、および低濃度のn型の擬似単結晶層SC1a、SC1bをそれぞれ同一のパターンでエッチングする。   The amorphous semiconductor layer SC3, the low-concentration p-type quasi-single crystal layer SC2, and the low-concentration n-type quasi-single-crystal layers SC1a and SC1b are each etched in the same pattern by selective etching using a photolithography technique.

これにより、前記ゲート電極GT上において、低濃度のn型の擬似単結晶層SC1a、SC1b、低濃度のp型の擬似単結晶層SC2、および前記アモルファス半導体層SC3の順次積層体を島状に形成する。   Thereby, on the gate electrode GT, the sequential stacked body of the low concentration n-type pseudo single crystal layers SC1a and SC1b, the low concentration p type pseudo single crystal layer SC2 and the amorphous semiconductor layer SC3 is formed in an island shape. Form.

この場合、前記積層体の側壁面には少なくとも前記低濃度のn型の擬似単結晶層SC1a、SC1bのそれぞれが充分に露出するようにする。   In this case, at least each of the low-concentration n-type pseudo single crystal layers SC1a and SC1b is sufficiently exposed on the side wall surface of the stacked body.

工程5. (図3(a))
前記基板SUB1の上面に低濃度のn型の擬似単結晶層SC1a、SC1b、低濃度のp型の擬似単結晶層SC2、および前記アモルファス半導体層SC3の順次積層体をも被って、高濃度のn型半導体層SC”を、CVD法を用いて20nm〜50nmの膜厚で形成する。この高濃度のn型半導体層SC”は前記積層体の側壁面にも形成され、後述するドレイン電極DTおよびソース電極STとの界面に形成されるコンタクト層として機能するようになっている。
Step 5. (Fig. 3 (a))
The upper surface of the substrate SUB1 is covered with a low-concentration n-type quasi-single crystal layer SC1a, SC1b, a low-concentration p-type quasi-single-crystal layer SC2, and an amorphous semiconductor layer SC3, and a high-concentration stack. The n-type semiconductor layer SC ″ is formed with a film thickness of 20 nm to 50 nm by using the CVD method. This high-concentration n-type semiconductor layer SC ″ is also formed on the side wall surface of the stacked body, and will be described later. And it functions as a contact layer formed at the interface with the source electrode ST.

工程6. (図3(b)))
前記高濃度のn型半導体層SC”の上面に金属層MTをたとえばスパッタリング法により形成する。
Step 6. (Fig. 3 (b)))
A metal layer MT is formed on the upper surface of the high-concentration n-type semiconductor layer SC ″ by, for example, a sputtering method.

該金属層MTはドレイン電極DTあるいはソース電極STとして形成されるもので、たとえばAlを主成分とし、Mo系あるいはTi系の金属からなるバリア膜を形成したものを用いるのが好ましい。   The metal layer MT is formed as the drain electrode DT or the source electrode ST. For example, it is preferable to use a layer in which a barrier film made of Mo-based or Ti-based metal is used as a main component.

工程7. (図3(c))
フォトリソグラフィ技術による選択エッチング法を用いて、前記金属層MTからドレイン電極DTおよびこのドレイン電極DTに接続された配線(図示せず)、ソース電極STおよびこのソース電極STに接続された配線(図示せず)を形成する。
Step 7. (Fig. 3 (c))
Using a selective etching method by a photolithography technique, the metal layer MT is connected to the drain electrode DT, the wiring connected to the drain electrode DT (not shown), the source electrode ST, and the wiring connected to the source electrode ST (FIG. (Not shown).

その後、前記ドレイン電極DTおよびソース電極STをマスクとして、該ドレイン電極DTおよびソース電極STから露出して形成されている前記高濃度のn型半導体層SC”をエッチングによって除去する。    Thereafter, using the drain electrode DT and the source electrode ST as a mask, the high-concentration n-type semiconductor layer SC ″ formed exposed from the drain electrode DT and the source electrode ST is removed by etching.

この場合、ドレイン電極DTおよびソース電極STの間のアモルファス半導体層SC3上に前記高濃度のn型半導体層SC”が残存されないように、該アモルファス半導体層SC3にオーバエッチングを行うようにする。   In this case, the amorphous semiconductor layer SC3 is over-etched so that the high-concentration n-type semiconductor layer SC ″ does not remain on the amorphous semiconductor layer SC3 between the drain electrode DT and the source electrode ST.

工程8. (図3(d))
基板SUB1の全域にたとえばSiNからなる保護膜PASを形成する。
Step 8. (Fig. 3 (d))
A protective film PAS made of, for example, SiN is formed over the entire area of the substrate SUB1.

〈薄膜トランジスタTFT2〉
図5は、画素の領域に形成される薄膜トランジスタTFT2を上述した薄膜トランジスタTFT1と対比させて示した断面図である。
<Thin film transistor TFT2>
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the thin film transistor TFT2 formed in the pixel region in comparison with the above-described thin film transistor TFT1.

図中右側に薄膜トランジスタTFT2を示し、図中左側に薄膜トランジスタTFT1を示している。   The right side of the figure shows the thin film transistor TFT2, and the left side of the figure shows the thin film transistor TFT1.

薄膜トランジスタTFT2は、まず、たとえばガラスからなる基板SUB1の表面に、ゲート電極GT1が形成され、このゲート電極GT1を被うようにしてシリコン窒化膜からなる絶縁膜GIが形成されている。   In the thin film transistor TFT2, first, a gate electrode GT1 is formed on the surface of a substrate SUB1 made of glass, for example, and an insulating film GI made of a silicon nitride film is formed so as to cover the gate electrode GT1.

前記絶縁膜GIの上面には、該ゲート電極GT1を跨ぐようにして前記アモルファスシリコン層SC3が島状に形成されている。   On the upper surface of the insulating film GI, the amorphous silicon layer SC3 is formed in an island shape so as to straddle the gate electrode GT1.

該アモルファスシリコン層SC3の上面には、平面的に観た場合、先端部において前記ゲート電極GT1と重畳し、互いに離間されて配置されるドレイン電極DT1とソース電極ST1が、該ドレイン電極DT1と前記アモルファスシリコン層SC3の界面に高濃度n型アモルファスシリコン層からなるコンタクト層CNa1を、該ソース電極ST1と前記アモルファスシリコン層SC3の界面に高濃度n型アモルファスシリコン層からなるコンタクト層CNb1を介在させて、形成されている。   On the top surface of the amorphous silicon layer SC3, when viewed in a plan view, the drain electrode DT1 and the source electrode ST1 that overlap with the gate electrode GT1 and are spaced apart from each other at the tip end portion are connected to the drain electrode DT1 and the drain electrode DT1. A contact layer CNa1 made of a high-concentration n-type amorphous silicon layer is interposed at the interface of the amorphous silicon layer SC3, and a contact layer CNb1 made of a high-concentration n-type amorphous silicon layer is interposed at the interface between the source electrode ST1 and the amorphous silicon layer SC3. Is formed.

そして、このように形成された薄膜トランジスタTFT2の上面にはシリコン窒化膜からなる保護膜PASが被われている。   The upper surface of the thin film transistor TFT2 thus formed is covered with a protective film PAS made of a silicon nitride film.

前記薄膜トランジスタTFT2の製造は、前記薄膜トランジスタTFT1の製造と比較し、前記擬似単結晶層SC’(図2(a)、(b)参照)の形成が排除されていることに相異を有する。   The manufacture of the thin film transistor TFT2 differs from the manufacture of the thin film transistor TFT1 in that the formation of the pseudo single crystal layer SC '(see FIGS. 2A and 2B) is excluded.

すなわち、前記擬似単結晶SC’の形成は前記薄膜トランジスタTFT1の形成領域において選択的に形成され、加工されるようになっている。そして、それ以外において、それぞれ対応する部材は、薄膜トランジスタTFT1、TFT2の各形成領域において並行して形成され、加工されるようになっている。   That is, the pseudo single crystal SC 'is selectively formed and processed in the formation region of the thin film transistor TFT1. Other than that, the corresponding members are formed and processed in parallel in the respective formation regions of the thin film transistors TFT1 and TFT2.

〈他の実施例〉
上述した実施例では、アモルファスシリコン層を擬似単結晶化させた半導体層を有する薄膜トランジスタTFT1を、画素を駆動させる周辺回路に組み込ませるように構成したものである。
<Other Examples>
In the embodiment described above, the thin film transistor TFT1 having a semiconductor layer obtained by quasi-single-crystallizing an amorphous silicon layer is configured to be incorporated in a peripheral circuit for driving a pixel.

しかし、赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれを担当する画素にドレイン信号線DLを介して映像信号を供給する際に、その供給を時分割で行うための時分割用スイッチSW(R)、SW(G)、SW(B)を組み込ませた表示装置にあって、この時分割用スイッチSW(R)、SW(G)、SW(B)に前記薄膜トランジスタTFT1を適用させるようにしてもよい。   However, when video signals are supplied to the pixels in charge of red (R), green (G), and blue (B) via the drain signal line DL, they are used for time division for supplying the video signals in a time division manner. In a display device incorporating switches SW (R), SW (G), and SW (B), the thin film transistor TFT1 is applied to the time-division switches SW (R), SW (G), and SW (B). You may make it make it.

図7は、表示領域ARのたとえば図中下側に前記分割用スイッチSW(R)、SW(G)、SW(B)が配置されている表示装置の概略を示した平面図である。   FIG. 7 is a plan view showing an outline of a display device in which the division switches SW (R), SW (G), and SW (B) are arranged, for example, on the lower side of the display area AR.

表示領域ARにおける各画素において、たとえば、図中y方向に並設される各画素は共通の色を担当し、図中左側から右側にかけて赤(R)、緑(G)、青(B)を担当し、これを順次繰り返すようになっているとする。   In each pixel in the display area AR, for example, each pixel arranged in parallel in the y direction in the figure is responsible for a common color, and red (R), green (G), and blue (B) are assigned from the left side to the right side in the figure. Suppose you are in charge and repeat this step by step.

図中赤(R)を担当する画素に共通のドレイン信号線DL(図中DL(R)で示す)には時分割スイッチSW(R)を介してドレイン信号線DLcから映像信号が供給されるようになっている。また、図中緑(G)を担当する画素に共通のドレイン信号線DL(図中DL(G)で示す)には時分割スイッチSW(G)を介してドレイン信号線DLcから映像信号が供給されるようになっている。さらに、図中青(B)を担当する画素に共通のドレイン信号線DL(図中DL(B)で示す)には時分割スイッチSW(B)を介してドレイン信号線DLcから映像信号が供給されるようになっている。   In the figure, a video signal is supplied from the drain signal line DLc to the drain signal line DL (indicated by DL (R) in the figure) common to the pixels responsible for red (R) through the time division switch SW (R). It is like that. In addition, a video signal is supplied from the drain signal line DLc to the drain signal line DL (indicated by DL (G) in the figure) common to the pixels in charge of green (G) in the figure via the time division switch SW (G). It has come to be. Further, a video signal is supplied from the drain signal line DLc to the common drain signal line DL (indicated by DL (B) in the figure) via the time-division switch SW (B) to the pixel responsible for blue (B) in the figure. It has come to be.

前記時分割スイッチSW(R)、SW(G)、SW(B)は、それらのゲート電極に信号を供給することによって、たとえばその順番でオンが繰り替えされるようになっており、そのオンのタイミングに合わせて、ドレイン信号線DLcを通して映像信号が、対応する各ドレイン信号線DLに供給されるようになっている。   The time-division switches SW (R), SW (G), and SW (B) are turned on in order, for example, by supplying signals to their gate electrodes. In accordance with the timing, the video signal is supplied to the corresponding drain signal line DL through the drain signal line DLc.

このように構成される表示装置は、映像信号駆動回路(図2参照)から一本のドレイン信号線DLcを通して、3本の各ドレイン信号線DLに映像信号を供給できる構成とすることができるようになる。   The display device configured as described above can be configured to be able to supply a video signal to each of the three drain signal lines DL through one drain signal line DLc from the video signal driving circuit (see FIG. 2). become.

上述した実施例で示した薄膜トランジスタTFT1は、その半導体層の一部としてアモルファス半導体層から擬似単結晶層を形成したものであるが、擬似単結晶層に限定されることはなく多結晶層であってもよいことはもちろんである。   The thin film transistor TFT1 shown in the above-described embodiment is formed by forming a pseudo single crystal layer from an amorphous semiconductor layer as a part of the semiconductor layer, but is not limited to the pseudo single crystal layer and is a polycrystalline layer. Of course, you may.

また、上述した実施例で示した薄膜トランジスタTFT1はnチャネル型薄膜トランジスタとして説明したものであるが、これに限定されず、pチャネル型薄膜トランジスタであってもよいことはいうまでもない。   Although the thin film transistor TFT1 shown in the above-described embodiment has been described as an n-channel thin film transistor, it is needless to say that the present invention is not limited to this and may be a p-channel thin film transistor.

この場合、n−型擬似単結晶層SC1a、SC1bをp−型の擬似単結晶層とし、p−型擬似単結晶層SC2をn−型擬似単結晶層とし、n+単結晶層であるコンタクト層CNa、CNbをp+単結晶層とすることによって、pチャネル型薄膜トランジスタを構成することができる。   In this case, the n− type pseudo single crystal layers SC1a and SC1b are p− type pseudo single crystal layers, the p− type pseudo single crystal layer SC2 is an n− type pseudo single crystal layer, and the contact layer is an n + single crystal layer. By using CNa and CNb as p + single crystal layers, a p-channel thin film transistor can be formed.

上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。   Each of the embodiments described above may be used alone or in combination. This is because the effects of the respective embodiments can be achieved independently or synergistically.

本発明による表示装置に形成される薄膜トランジスタの一実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Example of the thin-film transistor formed in the display apparatus by this invention. 本発明による表示装置に形成される薄膜トランジスタの製造方法の一実施例を示す工程図で、図3とともに全行程を示した図である。FIG. 4 is a process diagram illustrating an embodiment of a method of manufacturing a thin film transistor formed in a display device according to the present invention, and is a diagram illustrating the entire process together with FIG. 3. 本発明による表示装置に形成される薄膜トランジスタの製造方法の一実施例を示す工程図で、図2とともに全工程を示した図である。FIG. 3 is a process diagram showing an embodiment of a method of manufacturing a thin film transistor formed in a display device according to the present invention, and is a diagram showing all processes together with FIG. 2. 図3に示す薄膜トランジスタの製造方法の工程において不純物をドープする際の分布等を示したグラフである。It is the graph which showed the distribution at the time of doping an impurity in the process of the manufacturing method of the thin-film transistor shown in FIG. 本発明による表示装置に形成される薄膜トランジスタを他の種類の薄膜トランジスタとともに示した断面図である。It is sectional drawing which showed the thin-film transistor formed in the display apparatus by this invention with another kind of thin-film transistor. 従来の薄膜トランジスタの一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of the conventional thin-film transistor. 本発明による表示装置の他の実施例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the other Example of the display apparatus by this invention. 本発明による表示装置の概略を示した平面図である。It is the top view which showed the outline of the display apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

SUB1、SUB2……基板、DL……ドレイン信号線、GL……ゲート信号線、AR……表示領域、V……走査信号駆動回路、He……映像信号駆動回路、TFT1、TFT2……薄膜トランジスタ、PX……画素電極、Cadd……容量素子、GT……ゲート電極、GI、GI1……ゲート絶縁膜、SC1a、SC1b……n−型擬似単結晶層、SC2……p−型擬似単結晶層、SC3……i型アモルファスシリコン、CNa、CNb、CNa1、CNb1……コンタクト層、DT、DT1……ドレイン電極、ST、ST1……ソース電極、PAS……保護膜、SW(R)、SW(G)、SW(B)……時分割用スイッチング素子。   SUB1, SUB2 ... Substrate, DL ... Drain signal line, GL ... Gate signal line, AR ... Display area, V ... Scanning signal drive circuit, He ... Video signal drive circuit, TFT1, TFT2 ... Thin film transistor, PX ... Pixel electrode, Cadd ... Capacitance element, GT ... Gate electrode, GI, GI1 ... Gate insulating film, SC1a, SC1b ... n-type pseudo single crystal layer, SC2 ... p-type pseudo single crystal layer , SC3... I-type amorphous silicon, CNa, CNb, CNa1, CNb1... Contact layer, DT, DT1... Drain electrode, ST, ST1... Source electrode, PAS .. protective film, SW (R), SW ( G), SW (B)... Time-division switching element.

Claims (6)

表示装置の基板に形成される薄膜トランジスタであって、前記薄膜トランジスタは、
前記基板上に形成されたゲート電極と、
前記基板上に前記ゲート電極をも被って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に前記ゲート電極と交差する方向に少なくとも前記ゲート電極の中央部分で断続されて並設される一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層と、
前記一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層上および前記一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層の断続部分のゲート絶縁膜上に連続的に形成された第2導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層と、
前記第2導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層上に形成されたi型のアモルファス半導体層と、
コンタクト層を下層に位置づけて前記アモルファス半導体層の上面から少なくとも前記一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層のうちの一方の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層の側壁面に当接して前記ゲート絶縁膜上にまで延在して形成されるドレイン電極と、
コンタクト層を下層に位置づけて前記アモルファスシリコン層の上面から前記一対の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層のうちの他方の第1導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層の側壁面に当接して前記ゲート絶縁膜上にまで延在して形成されるソース電極と、
からなる構成のものを含むことを特徴とする表示装置。
A thin film transistor formed on a substrate of a display device, wherein the thin film transistor is
A gate electrode formed on the substrate;
A gate insulating film formed on the substrate also covering the gate electrode;
A pair of quasi-single crystal layers or polycrystalline layers of the first conductivity type arranged in parallel and intermittently at least at the central portion of the gate electrode in a direction intersecting the gate electrode on the gate insulating film;
The first conductive type quasi-single crystal layer or polycrystalline layer of the first conductivity type and the gate insulating film formed on the gate insulating film at the intermittent portion of the pair of first conductivity type quasi-single crystal layer or polycrystalline layer are continuously formed. A two-conductivity type pseudo single crystal layer or a polycrystalline layer;
An i-type amorphous semiconductor layer formed on the second conductivity type quasi-single crystal layer or polycrystalline layer;
The contact layer is positioned as a lower layer, and at least one of the first conductivity type pseudo single crystal layer or polycrystalline layer of the pair of first conductivity type pseudo single crystal layers or polycrystalline layers from the upper surface of the amorphous semiconductor layer. A drain electrode formed in contact with the side wall surface and extending on the gate insulating film;
Positioning the contact layer as a lower layer, the other first conductivity type pseudo single crystal layer or polycrystalline layer of the pair of first conductivity type pseudo single crystal layers or polycrystalline layers from the upper surface of the amorphous silicon layer A source electrode formed in contact with the wall surface and extending to the gate insulating film;
A display device characterized by comprising a component comprising:
表示装置の基板に、画素に組み込まれる薄膜トランジスタと駆動回路に組み込まれる薄膜トランジスタを有し、
駆動回路に組み込まれる薄膜トランジスタは請求項1に記載の構成からなる薄膜トランジスタであることを特徴とする表示装置。
A substrate of a display device has a thin film transistor incorporated in a pixel and a thin film transistor incorporated in a driver circuit,
2. A display device, wherein the thin film transistor incorporated in the drive circuit is a thin film transistor having the configuration according to claim 1.
画素に組み込まれる薄膜トランジスタは、前記基板上に形成されたゲート電極と、
前記基板上に前記ゲート電極をも被って形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上面に形成されたi型のアモルファス半導体層と、
前記アモルファス半導体層の上面にコンタクト層を介して形成されたドレイン電極およびソース電極を備えることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
A thin film transistor incorporated in a pixel includes a gate electrode formed on the substrate,
A gate insulating film formed on the substrate also covering the gate electrode;
An i-type amorphous semiconductor layer formed on the upper surface of the gate insulating film;
The display device according to claim 2, further comprising a drain electrode and a source electrode formed on a top surface of the amorphous semiconductor layer via a contact layer.
赤(R)、緑(G)、青(B)を担当する各画素への映像信号の供給を時分割駆動によって行うスイッチ素子を備える表示装置において、
前記スイッチ素子は、請求項1に記載の薄膜トランジスタによって構成されていることを特徴とする表示装置。
In a display device including a switching element that performs video signal supply to each pixel in charge of red (R), green (G), and blue (B) by time-division driving
The display device according to claim 1, wherein the switch element includes the thin film transistor according to claim 1.
表示装置の基板に形成される薄膜トランジスタであって、前記薄膜トランジスタは、
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記基板上に前記ゲート電極をも被ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の上面にアモルファス半導体層を形成しこのアモルファス半導体層を擬似単結晶層あるいは多結晶層とする工程と、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層を溶融しその表面に前記ゲート電極による段差をなくす工程と、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層を、その表面から前記ゲート電極上に形成された前記ゲート絶縁膜の表面より大きい厚さの部分を境界面とし、該境界面から前記基板側の擬似単結晶層あるいは多結晶層を第1導電型とし、該境界面から表面側の擬似単結晶層あるいは多結晶層を第2導電型とする工程と、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層の上面にi型アモルファス半導体層を形成する工程と、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層と前記i型アモルファス半導体層の積層体を島状に形成し、その側壁面に前記ゲート電極の両脇に断続されて形成された前記第2導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層のそれぞれを露出させるようにする工程と、
島状に形成された前記前記擬似単結晶層あるいは多結晶層と前記i型アモルファス半導体層の積層体に、少なくとも前記第2導電型の擬似単結晶層あるいは多結晶層のそれぞれに電気的に接続されるドレイン電極およびソース電極を形成する工程によって製造されるものを含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
A thin film transistor formed on a substrate of a display device, wherein the thin film transistor is
Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a gate insulating film overlying the gate electrode on the substrate;
Forming an amorphous semiconductor layer on the upper surface of the gate insulating film and making the amorphous semiconductor layer a pseudo single crystal layer or a polycrystalline layer;
Melting the pseudo single crystal layer or the polycrystalline layer and eliminating a step due to the gate electrode on the surface thereof;
The quasi-single crystal layer or the polycrystalline layer has a portion having a thickness larger than the surface of the gate insulating film formed on the gate electrode from the surface as a boundary surface, and the quasi-single crystal on the substrate side from the boundary surface A layer or a polycrystalline layer having a first conductivity type, and a pseudo single crystal layer or a polycrystalline layer on the surface side from the boundary surface being a second conductivity type;
Forming an i-type amorphous semiconductor layer on the upper surface of the pseudo single crystal layer or the polycrystalline layer;
A stack of the quasi-single crystal layer or polycrystalline layer and the i-type amorphous semiconductor layer is formed in an island shape, and the second conductivity type quasi formed by being intermittently formed on both sides of the gate electrode on the side wall surface thereof. A step of exposing each of the single crystal layer or the polycrystalline layer;
The quasi-single crystal layer or polycrystal layer and the i-type amorphous semiconductor layer formed in an island shape are electrically connected to at least each of the quasi-single crystal layer or polycrystal layer of the second conductivity type. What is manufactured by the process of forming the drain electrode and source electrode which are performed is shown, The manufacturing method of the display apparatus characterized by the above-mentioned.
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層に第1導電型の部分および第2導電型の部分を形成する際に、
前記擬似単結晶層あるいは多結晶層に、その表面から最も層厚の大きな部分に注入ピークを一致づけて第1導電型の不純物をドープし、
該表面から前記ゲート電極上に形成された前記ゲート絶縁膜の表面までの厚さの部分に注入ピークを一致づけて第2導電型の不純物をドープすることによって行うことを特徴とする請求項5に記載の表示装置の製造方法。
When forming the first conductivity type portion and the second conductivity type portion in the pseudo single crystal layer or the polycrystalline layer,
Doping the pseudo-single crystal layer or the polycrystalline layer with the first conductivity type impurity by matching the implantation peak from the surface to the thickest portion of the layer thickness,
6. The etching is performed by doping an impurity of the second conductivity type with an injection peak matched to a portion of the thickness from the surface to the surface of the gate insulating film formed on the gate electrode. The manufacturing method of the display apparatus as described in any one of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111742413A (en) * 2018-01-30 2020-10-02 深圳市柔宇科技股份有限公司 Thin film transistor, manufacturing method thereof, gate drive circuit and flat panel display

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