JP2009212170A - Thin film transistor and display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film transistor that operates at a high speed by supplying a sufficient ON current while reducing an OFF current. <P>SOLUTION: A semiconductor layer of one conductivity type forming a source region and a drain region is provided to have one end portion thereof overlapping with a buffer layer, and then while the ON current of the thin film transistor is maintained, the OFF current is decreased. The film thickness of the buffer layer is larger than those of a microcrystal semiconductor layer and an amorphous semiconductor layer. The buffer layer is 500 to 3,000 nm thick, although the amorphous semiconductor layer is 50 to <500 nm thick. The film thickness of the buffer layer is thus set to reduce parasitic capacity between a source or drain, and a gate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜トランジスタ、若しくは該薄膜トランジスタを用いる表示装置に関する。 The present invention relates to a thin film transistor or a display device using the thin film transistor.

電界効果トランジスタの一種として、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体層にチャネル領域が形成される薄膜トランジスタが知られている。薄膜トランジスタに用いられる半導体層として、非晶質シリコン、微結晶シリコン及び多結晶シリコンを用いる技術が開示されている(特許文献1乃至5参照)。薄膜トランジスタの代表的な応用例は、液晶テレビジョン装置であり、表示画面を構成する各画素のスイッチングトランジスタとして実用化されている。
特開2001−053283号公報 特開平5−129608号公報 特開2005−049832号公報 特開平7−131030号公報 特開2005−191546号公報
As a kind of field effect transistor, a thin film transistor in which a channel region is formed in a semiconductor layer formed over a substrate having an insulating surface is known. A technique using amorphous silicon, microcrystalline silicon, or polycrystalline silicon as a semiconductor layer used in a thin film transistor is disclosed (see Patent Documents 1 to 5). A typical application example of a thin film transistor is a liquid crystal television device, which is put into practical use as a switching transistor of each pixel constituting a display screen.
JP 2001-053283 A JP-A-5-129608 JP 2005-049832 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-131030 JP 2005-191546 A

非晶質シリコン層にチャネルが形成される薄膜トランジスタは、電界効果移動度が0.4〜0.8cm/V・sec程度しか得ることができず、オン電流が低いといった問題がある。微結晶シリコン層にチャネルが形成される薄膜トランジスタは、非晶質シリコンによる薄膜トランジスタと比較して、電界効果移動度が向上するもののオフ電流が高くなってしまい、十分なスイッチング特性が得られないといった問題がある。 A thin film transistor in which a channel is formed in an amorphous silicon layer can obtain a field-effect mobility of only about 0.4 to 0.8 cm 2 / V · sec and has a problem of low on-current. A thin film transistor in which a channel is formed in a microcrystalline silicon layer has a problem in that the field-effect mobility is improved but the off-current is increased and sufficient switching characteristics cannot be obtained as compared with a thin film transistor using amorphous silicon. There is.

多結晶シリコン層がチャネル形成領域となる薄膜トランジスタは、上記二種類の薄膜トランジスタよりも電界効果移動度が格段に高く、高いオン電流が得られるといった特性がある。この薄膜トランジスタは、前記した特性により、画素に設けられるスイッチング用のトランジスタのみならず、高速動作が要求されるドライバ回路をも構成することができる。 A thin film transistor in which a polycrystalline silicon layer serves as a channel formation region has characteristics that field effect mobility is significantly higher than that of the two types of thin film transistors, and a high on-state current can be obtained. Due to the above-described characteristics, this thin film transistor can constitute not only a switching transistor provided in a pixel but also a driver circuit that requires high-speed operation.

しかし、多結晶シリコン層により薄膜トランジスタは、非晶質シリコン層で薄膜トランジスタを形成する場合に比べ半導体層の結晶化工程が必要となり、製造コストが増大することが問題となっている。例えば、多結晶シリコン層の製造のために必要なレーザアニール技術は、レーザビームの照射面積が小さく大画面の液晶パネルを効率良く生産することができないといった問題がある。 However, a thin film transistor using a polycrystalline silicon layer requires a crystallization process of a semiconductor layer as compared with a case where a thin film transistor is formed using an amorphous silicon layer, which increases the manufacturing cost. For example, a laser annealing technique necessary for manufacturing a polycrystalline silicon layer has a problem that a large area liquid crystal panel cannot be efficiently produced with a small laser beam irradiation area.

そこで本発明は、薄膜トランジスタのオン電流及びオフ電流に係る上記問題点を解決することを課題の一とする。本発明における他の課題は、高速動作が可能な薄膜トランジスタを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems relating to the on-state current and off-state current of a thin film transistor. Another object of the present invention is to provide a thin film transistor capable of high-speed operation.

本発明に係る薄膜トランジスタは、ゲート絶縁層を介してゲート電極と重畳する微結晶半導体層を有する。微結晶半導体層上にはバッファ層が設けられる。このバッファ層は、微結晶半導体層と略重畳して設けられる。バッファ層及び微結晶半導体層の側面を非晶質半導体層が被覆している。薄膜トランジスタにおけるソース領域及びドレイン領域を形成する一導電型の半導体層は、非晶質半導体層上に設けられる。該一導電型の半導体層は、ソース領域とドレイン領域を形成するように、各領域に対応して分割して設けられる。該一導電型の半導体層は、一端部がバッファ層と重なるように設けられる。 The thin film transistor according to the present invention includes a microcrystalline semiconductor layer which overlaps with the gate electrode with the gate insulating layer interposed therebetween. A buffer layer is provided over the microcrystalline semiconductor layer. This buffer layer is provided so as to substantially overlap with the microcrystalline semiconductor layer. The side surfaces of the buffer layer and the microcrystalline semiconductor layer are covered with an amorphous semiconductor layer. A semiconductor layer of one conductivity type that forms a source region and a drain region in a thin film transistor is provided over an amorphous semiconductor layer. The one conductivity type semiconductor layer is provided so as to be divided corresponding to each region so as to form a source region and a drain region. The one conductivity type semiconductor layer is provided so that one end portion thereof overlaps the buffer layer.

薄膜トランジスタは、ソース領域及びドレイン領域の間を流れるキャリア(電子又は正孔)を、ゲート電極に印加する電圧によって制御するが、本発明に係る薄膜トランジスタは、ソース領域とドレイン領域との間を流れるキャリアは、ゲート電極と重畳して設けられる微結晶半導体層と、該微結晶半導体層に接して設けられる非晶質半導体層を流れる。 In the thin film transistor, carriers (electrons or holes) flowing between the source region and the drain region are controlled by a voltage applied to the gate electrode. However, in the thin film transistor according to the present invention, the carriers flowing between the source region and the drain region are controlled. Flows through a microcrystalline semiconductor layer provided so as to overlap with the gate electrode and an amorphous semiconductor layer provided in contact with the microcrystalline semiconductor layer.

微結晶半導体層の電気伝導度が1×10−5S/cm乃至5×10−2S/cmであり、非晶質半導体層の電気伝導度は微結晶半導体層よりも低くなっている。微結晶半導体層は、少なくとも薄膜トランジスタのチャネル長方向に延在し、前記した電気伝導度を有することで高いオン電流を得ることができる。ここで、非晶質半導体層の厚さは、微結晶半導体層上に設けられるバッファ層の厚さよりも薄く、薄膜トランジスタのオン電流を維持しつつ、オフ電流を低下させるのに十分な厚さを有している。 The electrical conductivity of the microcrystalline semiconductor layer is 1 × 10 −5 S / cm to 5 × 10 −2 S / cm, and the electrical conductivity of the amorphous semiconductor layer is lower than that of the microcrystalline semiconductor layer. The microcrystalline semiconductor layer extends at least in the channel length direction of the thin film transistor and can have a high on-state current by having the above-described electrical conductivity. Here, the thickness of the amorphous semiconductor layer is smaller than the thickness of the buffer layer provided over the microcrystalline semiconductor layer, and the thickness is sufficient to reduce the off current while maintaining the on current of the thin film transistor. Have.

ソース領域及びドレイン領域を形成する一導電型の半導体層は、一端部が前記バッファ層と重なるように設けることで薄膜トランジスタのオン電流を維持しつつ、オフ電流を低下させるように作用する。バッファ層の膜厚は、微結晶半導体層及び非晶質半導体層のそれぞれの膜厚よりも厚く設けられている。非晶質半導体層の膜厚が50nm乃至500nm未満であるのに対し、バッファ層は、500nm乃至3000nmの膜厚を有する。バッファ層の膜厚をこのように設定することで、ソース若しくはドレインとゲート間の寄生容量を小さくするように作用する。 The one-conductivity-type semiconductor layer that forms the source region and the drain region is provided so that one end portion thereof overlaps with the buffer layer, so that the on-state current of the thin film transistor is maintained and the off-state current is reduced. The buffer layer is provided thicker than each of the microcrystalline semiconductor layer and the amorphous semiconductor layer. The buffer layer has a film thickness of 500 nm to 3000 nm, whereas the film thickness of the amorphous semiconductor layer is 50 nm to less than 500 nm. By setting the thickness of the buffer layer in this way, the parasitic capacitance between the source or drain and the gate is reduced.

本発明は、オフ電流を低減させるためにソース領域及びドレイン領域間に挿入される非晶質半導体層のチャネル長方向の長さは、該非晶質半導体層の膜厚で設定する。これは、フォトリソグラフィー技術を使って、フォトマスクをサブミクロンレベルの精度でアライメントすることを必要とせずに、自己整合的にナノメートルサイズの微細な構造を薄膜トランジスタに作り込むことを可能としている。 In the present invention, the length in the channel length direction of the amorphous semiconductor layer inserted between the source region and the drain region in order to reduce off current is set by the film thickness of the amorphous semiconductor layer. This makes it possible to create a nanometer-sized fine structure in a thin film transistor in a self-aligning manner without using photolithographic techniques to align the photomask with submicron level accuracy.

すなわち、少なくとも一つの非晶質半導体層が実質的にチャネル形成領域となる薄膜トランジスタのチャネル長は、非晶質半導体層の膜厚で決まり、上記の如くナノメートルレベルの長さとなる。本発明は、薄膜トランジスタの製造プロセスを、数ミクロンレベルのデザインルールに基づいて実施しながら、ディープサブミクロンの薄膜トランジスタを同時に作り込むことで課題を解決している。 That is, the channel length of a thin film transistor in which at least one amorphous semiconductor layer substantially becomes a channel formation region is determined by the film thickness of the amorphous semiconductor layer, and is a nanometer-level length as described above. The present invention solves the problem by simultaneously forming a deep sub-micron thin film transistor while performing a thin film transistor manufacturing process based on a design rule of several micron level.

不純物半導体とは、電気伝導に関与するキャリアのほとんどが添加された不純物から供給される半導体をいう。不純物はキャリアとして電子を供給するドナー又は、正孔を供給するアクセプタとなり得る元素であり、代表的にはドナーは周期表第15族元素、アクセプタは周期表第13族元素が該当する。 An impurity semiconductor refers to a semiconductor supplied from an impurity to which most of carriers involved in electrical conduction are added. An impurity is an element that can be a donor that supplies electrons as carriers or an acceptor that supplies holes. Typically, a donor corresponds to a Group 15 element of the periodic table, and an acceptor corresponds to a Group 13 element of the periodic table.

微結晶半導体とは、例示的には結晶粒径が2nm以上200nm以下、好ましくは10nm以上80nm以下、より好ましくは、20nm以上50nm以下であり、電気伝導度が概略10−7S/cmから10−4S/cmであるものが、価電子制御により10S/cm程度にまで高められる半導体を指す。尤も、本発明において、微結晶半導体の概念は前記した結晶粒径、電気伝導度の値のみに固定されるものではなく、同等の物性値を有するものであれば他の半導体材料に置換することもできる。
非晶質半導体とは、結晶構造を有さない(原子の配列に長距離秩序を有さない)半導体を指す。なお、非晶質シリコンには水素が含まれていているものも含む。
A microcrystalline semiconductor exemplarily has a crystal grain size of 2 nm to 200 nm, preferably 10 nm to 80 nm, more preferably 20 nm to 50 nm, and an electric conductivity of approximately 10 −7 S / cm to 10 nm. What is −4 S / cm refers to a semiconductor that can be increased to about 10 1 S / cm by valence electron control. However, in the present invention, the concept of the microcrystalline semiconductor is not limited to the above-mentioned crystal grain size and electrical conductivity values, but can be replaced with other semiconductor materials as long as they have equivalent physical property values. You can also.
An amorphous semiconductor refers to a semiconductor having no crystal structure (no long-range order in the arrangement of atoms). Note that amorphous silicon includes those containing hydrogen.

「オン電流」とは、チャネル形成領域に電流を流すためにゲート電極に適切なゲート電圧を印加した時(即ち、薄膜トランジスタがオン状態の時)に、チャネル形成領域を流れる電流ある。
「オフ電流」とは、薄膜トランジスタのしきい値電圧より低いゲート電圧の場合(即ち、薄膜トランジスタがオフ状態の時)にソースとドレイン間に流れる電流である。
The “on-current” is a current that flows through the channel formation region when an appropriate gate voltage is applied to the gate electrode in order to pass a current through the channel formation region (that is, when the thin film transistor is in an on state).
The “off-state current” is a current that flows between the source and the drain when the gate voltage is lower than the threshold voltage of the thin film transistor (that is, when the thin film transistor is in the off state).

本発明によれば、ソース領域とドレイン領域との間を流れるキャリアは、ゲート電極と重畳して設けられる微結晶半導体層と、該微結晶半導体層に接して設けられる非晶質半導体層を流れる構成とすることで、オフ電流を低減しつつ、十分なオン電流を流すことができる。 According to the present invention, carriers flowing between the source region and the drain region flow in the microcrystalline semiconductor layer provided so as to overlap with the gate electrode and the amorphous semiconductor layer provided in contact with the microcrystalline semiconductor layer. With the configuration, it is possible to allow a sufficient on current to flow while reducing the off current.

本発明によれば、微結晶半導体層上にバッファ層を設け、バッファ層の上面と、バッファ層及び微結晶半導体層の側面と接する非晶質半導体層を設けることで、自己整合的にナノメートルサイズの微細な構造を薄膜トランジスタに作り込むことができ、オフ電流を低減しつつ、十分なオン電流を流し、さらに薄膜トランジスタの高速動作を可能とすることができる。 According to the present invention, a buffer layer is provided over a microcrystalline semiconductor layer, and an upper surface of the buffer layer and an amorphous semiconductor layer that is in contact with the side surfaces of the buffer layer and the microcrystalline semiconductor layer are provided in a self-aligning manner. A thin structure having a small size can be formed in the thin film transistor, a sufficient on current can be supplied while reducing the off current, and the thin film transistor can be operated at high speed.

本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細をさまざまに変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. In the structure of the present invention described below, the same reference numerals are used in common in different drawings.

(実施の形態1)
本形態は、微結晶半導体層をチャネル形成領域に有する薄膜トランジスタと比較してオフ電流が低く、非晶質半導体層をチャネル形成領域に有する薄膜トランジスタと比較して、高速動作が可能であり、オン電流が高く、薄膜トランジスタの構造について、図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, off-state current is lower than that of a thin film transistor having a microcrystalline semiconductor layer in a channel formation region, high-speed operation is possible compared to a thin film transistor having an amorphous semiconductor layer in a channel formation region, and on-current The structure of the thin film transistor will be described with reference to FIGS.

図1(A)に示す薄膜トランジスタは、基板100上にゲート電極101が設けられ、ゲート電極101上にゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102bが設けられ、ゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102b上に、微結晶半導体層104が設けられ、微結晶半導体層104上にバッファ層105が設けられる。このバッファ層105は、微結晶半導体層104と略重畳して設けられる。また、微結晶半導体層104及びバッファ層105の側面を覆う一対の非晶質半導体層106、非晶質半導体層107が設けられ、一対の非晶質半導体層106、非晶質半導体層107上に、ソース領域とドレイン領域を形成する一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109が設けられ、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層108、不純物半導体層109上に配線110、配線111が設けられる。また、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層の一端部は、バッファ層105に重なっている。 In the thin film transistor illustrated in FIG. 1A, a gate electrode 101 is provided over a substrate 100, a gate insulating layer 102a and a gate insulating layer 102b are provided over the gate electrode 101, and a gate insulating layer 102a and a gate insulating layer 102b are provided. The microcrystalline semiconductor layer 104 is provided, and the buffer layer 105 is provided over the microcrystalline semiconductor layer 104. This buffer layer 105 is provided so as to substantially overlap with the microcrystalline semiconductor layer 104. In addition, a pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107 that cover the side surfaces of the microcrystalline semiconductor layer 104 and the buffer layer 105 are provided, and the pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107 is formed over the pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107. In addition, a pair of impurity semiconductor layer 108 and impurity semiconductor layer 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added to form a source region and a drain region are provided, and an impurity element to which an impurity element imparting one conductivity type is added A wiring 110 and a wiring 111 are provided over the semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109. One end portion of the pair of impurity semiconductor layers to which the impurity element imparting one conductivity type is added overlaps with the buffer layer 105.

基板100は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、若しくはアルミノシリケートガラスなど、フュージョン法やフロート法で作製される無アルカリガラス基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。また、ステンレス合金などの金属基板の表面に絶縁層を設けた基板を適用しても良い。基板100がマザーガラスの場合、基板の大きさは、第1世代(320mm×400mm)、第2世代(400mm×500mm)、第3世代(550mm×650mm)、第4世代(680mm×880mm、または730mm×920mm)、第5世代(1000mm×1200mmまたは1100mm×1250mm)、第6世代1500mm×1800mm)、第7世代(1900mm×2200mm)、第8世代(2160mm×2460mm)、第9世代(2400mm×2800mm、2450mm×3050mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等を用いることができる。 The substrate 100 is a heat-resistant material that can withstand the processing temperature of this manufacturing process, in addition to an alkali-free glass substrate, a ceramic substrate, or the like manufactured by a fusion method or a float method, such as barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, or aluminosilicate glass. A plastic substrate or the like having the above can be used. Alternatively, a substrate in which an insulating layer is provided on the surface of a metal substrate such as a stainless alloy may be used. When the substrate 100 is mother glass, the size of the substrate is the first generation (320 mm × 400 mm), the second generation (400 mm × 500 mm), the third generation (550 mm × 650 mm), the fourth generation (680 mm × 880 mm, or 730mm x 920mm), 5th generation (1000mm x 1200mm or 1100mm x 1250mm), 6th generation 1500mm x 1800mm), 7th generation (1900mm x 2200mm), 8th generation (2160mm x 2460mm), 9th generation (2400mm x 2800 mm, 2450 mm × 3050 mm), 10th generation (2950 mm × 3400 mm), or the like can be used.

微結晶半導体層104の電気伝導度は1×10−5S/cm乃至5×10−2S/cmである。微結晶半導体層104の厚さは5nm以上50nm以下、好ましくは5nm以上30nm以下となるように設ける。微結晶半導体層104は、少なくとも薄膜トランジスタのチャネル長方向に延在し、前記した電気伝導度を有することで高いオン電流を得ることができる。微結晶半導体層104としては、微結晶シリコン層、微結晶シリコンゲルマニウム層、微結晶ゲルマニウム層等で形成される。 The electric conductivity of the microcrystalline semiconductor layer 104 is 1 × 10 −5 S / cm to 5 × 10 −2 S / cm. The microcrystalline semiconductor layer 104 is provided to have a thickness of 5 nm to 50 nm, preferably 5 nm to 30 nm. The microcrystalline semiconductor layer 104 extends at least in the channel length direction of the thin film transistor and can have a high on-state current by having the above-described electrical conductivity. The microcrystalline semiconductor layer 104 is formed using a microcrystalline silicon layer, a microcrystalline silicon germanium layer, a microcrystalline germanium layer, or the like.

また、微結晶半導体層104の酸素濃度及び窒素濃度は、代表的には3×1019atoms/cm未満、更に好ましくは3×1018atoms/cm未満、炭素の濃度を3×1018atoms/cm以下とすることが好ましい。酸素、窒素、及び炭素が、微結晶半導体層104に混入する濃度を低減することで、微結晶半導体層104の欠陥の生成を抑制する事ができる。 The oxygen concentration and nitrogen concentration of the microcrystalline semiconductor layer 104 are typically less than 3 × 10 19 atoms / cm 3 , more preferably less than 3 × 10 18 atoms / cm 3 , and the carbon concentration is 3 × 10 18. It is preferable to be atoms / cm 3 or less. By reducing the concentration of oxygen, nitrogen, and carbon mixed in the microcrystalline semiconductor layer 104, generation of defects in the microcrystalline semiconductor layer 104 can be suppressed.

バッファ層105は、非晶質半導体を用いて形成する。バッファ層105の厚さを500nm乃至3000nmとする。バッファ層の膜厚をこのような厚さとすることで、ソース電極若しくはドレイン電極とゲート電極の間に生ずる寄生容量を小さくするように作用する。非晶質半導体としては、非晶質シリコン、または非晶質シリコン・ゲルマニウム等で形成される。微結晶半導体層104上にバッファ層105を設けることで、微結晶半導体層104が大気に晒されて酸化するのを防ぐことができる。それにより、キャリアが捕獲される欠陥、またはキャリアの進行を妨げる領域を低減することができ、薄膜トランジスタの高速動作が可能であり、オン電流を高めることができる。 The buffer layer 105 is formed using an amorphous semiconductor. The thickness of the buffer layer 105 is set to 500 nm to 3000 nm. By setting the thickness of the buffer layer to such a thickness, the parasitic capacitance generated between the source or drain electrode and the gate electrode is reduced. The amorphous semiconductor is formed of amorphous silicon or amorphous silicon / germanium. By providing the buffer layer 105 over the microcrystalline semiconductor layer 104, the microcrystalline semiconductor layer 104 can be prevented from being exposed to the atmosphere and oxidized. Accordingly, defects in which carriers are captured or a region that hinders carrier progress can be reduced, so that a thin film transistor can operate at high speed and an on-state current can be increased.

非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107は50nm以上500nm未満の厚さで形成する。非晶質半導体層106、非晶質半導体層107は非晶質シリコンで形成することが好ましい。非晶質半導体層106、非晶質半導体層107は、バッファ層105の側面を覆い、微結晶半導体層104と半導体接合を形成するように設けられている。さらに、非晶質半導体層106、非晶質半導体層107は、微結晶半導体層104が形成されていないゲート絶縁層102bを被覆している。 The amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 are formed with a thickness greater than or equal to 50 nm and less than 500 nm. The amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 are preferably formed using amorphous silicon. The amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 are provided so as to cover the side surface of the buffer layer 105 and form a semiconductor junction with the microcrystalline semiconductor layer 104. Further, the amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 cover the gate insulating layer 102b where the microcrystalline semiconductor layer 104 is not formed.

この構造により、微結晶半導体層104と、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109とが隔離され、微結晶半導体層104と、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109との間で生じるリーク電流を低減することができる。また、非晶質半導体層106、非晶質半導体層107の端部は、バッファ層105と重なっていることが好ましい。非晶質半導体層106、非晶質半導体層107の端部がバッファ層105と重なることにより、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層108、不純物半導体層109と、バッファ層105が直接接しないため、リーク電流を低減することができる。 With this structure, the microcrystalline semiconductor layer 104 and the pair of impurity semiconductor layers 108 and 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added are isolated from each other. Leakage current generated between the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 to which the impurity element to be added is added can be reduced. In addition, end portions of the amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 preferably overlap with the buffer layer 105. The end portions of the amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 overlap with the buffer layer 105, whereby the impurity semiconductor layer 108 to which an impurity element imparting one conductivity type is added, the impurity semiconductor layer 109, and the buffer layer Since 105 does not contact directly, leakage current can be reduced.

この非晶質半導体層106、非晶質半導体層107と、バッファ層105及び微結晶半導体層104が接する構造において、バッファ層105と微結晶半導体層104の側面は30〜60度の角度に傾斜させることが好ましい。すなわちバッファ層105と微結晶半導体層104の側面をテーパー形状にすることで、非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107の膜厚が、該側面部において薄くなってしまうことを防ぐことができる。 In the structure in which the amorphous semiconductor layer 106, the amorphous semiconductor layer 107, the buffer layer 105, and the microcrystalline semiconductor layer 104 are in contact, the side surfaces of the buffer layer 105 and the microcrystalline semiconductor layer 104 are inclined at an angle of 30 to 60 degrees. It is preferable to make it. That is, the side surfaces of the buffer layer 105 and the microcrystalline semiconductor layer 104 are tapered to prevent the amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 from being thinned at the side surface portions. Can do.

ゲート電極101は、金属材料で形成される。金属材料としてはアルミニウム、クロム、チタン、タンタル、モリブデン、銅などが適用される。ゲート電極101の好適例は、アルミニウム又はアルミニウムとバリア金属の積層構造体によって形成される。バリア金属としては、チタン、モリブデン、クロムなどの高融点金属が適用される。バリア金属はアルミニウムのヒロック防止、酸化防止のために設けることが好ましい。 The gate electrode 101 is formed of a metal material. As the metal material, aluminum, chromium, titanium, tantalum, molybdenum, copper, or the like is applied. A preferred example of the gate electrode 101 is formed of aluminum or a laminated structure of aluminum and a barrier metal. As the barrier metal, a refractory metal such as titanium, molybdenum, or chromium is used. The barrier metal is preferably provided to prevent hillocks and oxidation of aluminum.

ゲート電極101は厚さ50nm以上300nm以下で形成する。ゲート電極101の厚さを50nm以上100nm以下とすることで、後に形成される半導体層や配線の段切れ防止が可能である。また、ゲート電極101の厚さを150nm以上300nm以下とすることで、ゲート電極101の抵抗を低減することが可能であり大面積化が可能である。 The gate electrode 101 is formed with a thickness of 50 nm to 300 nm. When the thickness of the gate electrode 101 is greater than or equal to 50 nm and less than or equal to 100 nm, it is possible to prevent disconnection of a semiconductor layer or a wiring formed later. Further, by setting the thickness of the gate electrode 101 to 150 nm to 300 nm, the resistance of the gate electrode 101 can be reduced and the area can be increased.

ゲート絶縁層102a及びゲート絶縁層102bはそれぞれ、厚さ50nm乃至150nmの酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、または窒化酸化シリコン層で形成する。本形態では、ゲート絶縁層102aとして窒化シリコン層または窒化酸化シリコン層を形成し、ゲート絶縁層102bとして酸化シリコン層または酸化窒化シリコン層を形成して積層する構成を例示する。なお、ゲート絶縁層を2層とせず、ゲート絶縁層を、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、または窒化酸化シリコン層の単層で形成する。 The gate insulating layer 102a and the gate insulating layer 102b are each formed using a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, a silicon oxynitride layer, or a silicon nitride oxide layer with a thickness of 50 nm to 150 nm. In this embodiment, a structure in which a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer is formed as the gate insulating layer 102a and a silicon oxide layer or a silicon oxynitride layer is formed and stacked as the gate insulating layer 102b is illustrated. Note that the gate insulating layer is not a two-layer structure, and the gate insulating layer is formed using a single layer of a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, a silicon oxynitride layer, or a silicon nitride oxide layer.

ゲート絶縁層102aを窒化シリコン層、または窒化酸化シリコン層を用いて形成することで、基板100とゲート絶縁層102aの密着力が高まり、基板100としてガラス基板を用いた場合、基板100からの不純物が、微結晶半導体層104、バッファ層105、及び非晶質半導体層106、非晶質半導体層107に拡散するのを防止することが可能であり、さらにゲート電極101の酸化防止が可能である。また、ゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102bはそれぞれ厚さ50nm以上であると、ゲート電極101の凹凸による被覆率の低減を緩和することが可能であるため好ましい。 When the gate insulating layer 102a is formed using a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer, adhesion between the substrate 100 and the gate insulating layer 102a is increased. When a glass substrate is used as the substrate 100, impurities from the substrate 100 However, diffusion into the microcrystalline semiconductor layer 104, the buffer layer 105, the amorphous semiconductor layer 106, and the amorphous semiconductor layer 107 can be prevented, and further, the gate electrode 101 can be prevented from being oxidized. . In addition, it is preferable that each of the gate insulating layer 102a and the gate insulating layer 102b has a thickness of 50 nm or more because reduction in coverage due to unevenness of the gate electrode 101 can be reduced.

ここで、酸化窒化シリコン層とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、ラザフォード後方散乱法(RBS:Rutherford Backscattering Spectrometry)及び水素前方散乱法(HFS:Hydrogen Forward Scattering)を用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が50〜70原子%、窒素が0.5〜15原子%、Siが25〜35原子%、水素が0.1〜10原子%の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化シリコン層とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、RBS及びHFSを用いて測定した場合に、濃度範囲として酸素が5〜30原子%、窒素が20〜55原子%、Siが25〜35原子%、水素が10〜30原子%の範囲で含まれるものをいう。但し、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を100原子%としたとき、窒素、酸素、Si及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。 Here, the silicon oxynitride layer has a higher oxygen content than nitrogen, and has a Rutherford backscattering method (RBS) and a hydrogen forward scattering method (HFS). ) In the range of 50 to 70 atomic% oxygen, 0.5 to 15 atomic% nitrogen, 25 to 35 atomic% Si, and 0.1 to 10 atomic% hydrogen. It means what is included. Further, the silicon nitride oxide layer has a nitrogen content higher than that of oxygen as a composition. When measured using RBS and HFS, the concentration range of oxygen is 5 to 30 atomic%, nitrogen. In the range of 20 to 55 atomic%, Si in the range of 25 to 35 atomic%, and hydrogen in the range of 10 to 30 atomic%. However, when the total number of atoms constituting silicon oxynitride or silicon nitride oxide is 100 atomic%, the content ratio of nitrogen, oxygen, Si, and hydrogen is included in the above range.

一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109は、nチャネル型の薄膜トランジスタを形成する場合には、代表的な不純物元素としてリンを添加すれば良く、水素化シリコンにPHなどの不純物気体を加えれば良い。また、pチャネル型の薄膜トランジスタを形成する場合には、代表的な不純物元素としてボロンを添加すれば良く、水素化シリコンにBなどの不純物気体を加えれば良い。リンまたはボロンの濃度を1×1019〜1×1021cm−3とすることで、配線110、配線111とオーミックコンタクトすることが可能であり、ソース領域及びドレイン領域として機能する。一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109は、微結晶半導体層、または非晶質半導体層で形成することができる。一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109は10nm以上100nm以下、好ましくは30nm以上50nm以下の厚さで形成する。一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109の膜厚を、薄くすることでスループットを向上させることができる。 The pair of impurity semiconductor layers 108 and 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added may be formed by adding phosphorus as a typical impurity element in the case of forming an n-channel thin film transistor. An impurity gas such as PH 3 may be added to silicon hydride. In the case of forming a p-channel thin film transistor, boron may be added as a typical impurity element, and an impurity gas such as B 2 H 6 may be added to silicon hydride. By setting the concentration of phosphorus or boron to 1 × 10 19 to 1 × 10 21 cm −3 , ohmic contact with the wiring 110 and the wiring 111 is possible and functions as a source region and a drain region. The pair of impurity semiconductor layers 108 and 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added can be formed using a microcrystalline semiconductor layer or an amorphous semiconductor layer. The pair of impurity semiconductor layers 108 and 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added is formed to a thickness of 10 nm to 100 nm, preferably 30 nm to 50 nm. By reducing the thickness of the pair of impurity semiconductor layers 108 and 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added, throughput can be improved.

配線110、配線111は、アルミニウム、若しくは銅、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性向上元素若しくはヒロック防止元素が添加されたアルミニウム合金の単層または積層で形成することが好ましい。また、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層と接する側の層を、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、またはこれらの元素の窒化物で形成し、その上にアルミニウムまたはアルミニウム合金を形成した積層構造としても良い。更には、アルミニウムまたはアルミニウム合金の上面及び下面を、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、またはこれらの元素の窒化物で挟んだ積層構造としてもよい。ここでは、導電層としては、チタン層、アルミニウム層、及びチタン層の積層導電層を用いることができる。 The wiring 110 and the wiring 111 are preferably formed using a single layer or a stacked layer of aluminum or an aluminum alloy to which a heat resistance improving element such as copper, silicon, titanium, neodymium, scandium, or molybdenum or a hillock prevention element is added. In addition, a layer in contact with the impurity semiconductor layer to which an impurity element imparting one conductivity type is added is formed using titanium, tantalum, molybdenum, tungsten, or a nitride of these elements, over which aluminum or an aluminum alloy is formed. It is good also as the laminated structure which formed. Furthermore, a laminated structure in which the upper and lower surfaces of aluminum or an aluminum alloy are sandwiched between titanium, tantalum, molybdenum, tungsten, or nitrides of these elements may be employed. Here, a stacked conductive layer of a titanium layer, an aluminum layer, and a titanium layer can be used as the conductive layer.

また、図1(A)に示す薄膜トランジスタは、非晶質半導体層106、非晶質半導体層107が、配線110、配線111と接せず、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109を介してバッファ層105上に配線110及び配線111が形成される構造を示したが、図1(B)に示すように、非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107の側面が、配線110及び配線111と接する構造とすることができる。 In addition, in the thin film transistor illustrated in FIG. 1A, the amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 are not in contact with the wiring 110 and the wiring 111 and an impurity element imparting one conductivity type is added. Although the wiring 110 and the wiring 111 are formed over the buffer layer 105 with the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 interposed therebetween, as shown in FIG. 1B, the amorphous semiconductor layer 106 and A structure in which the side surface of the amorphous semiconductor layer 107 is in contact with the wiring 110 and the wiring 111 can be employed.

本形態の薄膜トランジスタは、オフ電流を低減させるためにソース領域及びドレイン領域間に挿入される非晶質半導体層のチャネル長方向の長さは、該非晶質半導体層の膜厚で設定される。これは、フォトリソグラフィー技術を使って、フォトマスクをサブミクロンレベルの精度でアライメントすることを必要とせずに、自己整合的にナノメートルサイズの微細な構造を薄膜トランジスタに作り込むことを可能としている。 In the thin film transistor of this embodiment mode, the length in the channel length direction of the amorphous semiconductor layer inserted between the source region and the drain region in order to reduce off-state current is set by the thickness of the amorphous semiconductor layer. This makes it possible to create a nanometer-sized fine structure in a thin film transistor in a self-aligning manner without using photolithographic techniques to align the photomask with submicron level accuracy.

すなわち、少なくとも一つの非晶質半導体層が実質的にチャネル形成領域となる薄膜トランジスタのチャネル長は、非晶質半導体層の膜厚で決まり、上記の如くナノメートルレベルの長さとなる。本実施の形態の薄膜トランジスタは、製造プロセスを、数ミクロンレベルのデザインルールに基づいて実施しながら、ディープサブミクロンの薄膜トランジスタを同時に作り込むことで、オフ電流を低減しつつ、十分なオン電流を流し、さらに薄膜トランジスタの高速動作を可能とすることができる。 That is, the channel length of a thin film transistor in which at least one amorphous semiconductor layer substantially becomes a channel formation region is determined by the film thickness of the amorphous semiconductor layer, and is a nanometer-level length as described above. In the thin film transistor of this embodiment, a manufacturing process is performed based on a design rule of several micron level, and a deep submicron thin film transistor is formed at the same time, so that a sufficient on current flows while reducing an off current. In addition, the thin film transistor can be operated at high speed.

また、バッファ層105の膜厚が厚いため、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタの場合、ソース領域及びドレイン領域、並びに配線のエッチングの際に、非晶質半導体層をオーバーエッチングしても、膜厚の厚いバッファ層105が形成されているため、チャネル形成領域を分断することがなく、歩留まりを向上させることができる。また、バッファ層105の膜厚が厚いため、ソース領域及びドレイン領域から微結晶半導体層104へ流れるリーク電流を低減することが可能である。このため、オフ電流を低減することができる。 Further, since the buffer layer 105 is thick, in the case of a channel-etched thin film transistor, even when the amorphous semiconductor layer is over-etched when the source region, the drain region, and the wiring are etched, the film thickness is large. Since the buffer layer 105 is formed, the channel formation region is not divided and the yield can be improved. In addition, since the buffer layer 105 is thick, leakage current flowing from the source region and the drain region to the microcrystalline semiconductor layer 104 can be reduced. For this reason, off-current can be reduced.

さらには、ゲート電極101と、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層108、不純物半導体層109の間には、ゲート絶縁層のほかに非晶質半導体層106、非晶質半導体層107が形成され、ゲート電極101と、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層108、不純物半導体層109の間隔が広がる。このため、ゲート電極101と、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層108、不純物半導体層109の間に生じる寄生容量を低減することができる。特に、ドレイン側の電圧降下を低減する薄膜トランジスタとすることができる。このため、当該構造を用いた表示装置は、画素の応答速度を向上させることができる。特に、液晶表示装置の画素に形成される薄膜トランジスタの場合、ドレイン電圧の電圧降下を低減できるため、液晶材料の応答速度を上昇させることが可能である。 Further, in addition to the gate insulating layer, the amorphous semiconductor layer 106, the amorphous semiconductor layer 108, and the impurity semiconductor layer 109 to which the impurity element imparting one conductivity type is added are added between the gate electrode 101 and the impurity semiconductor layer 108. A semiconductor layer 107 is formed, and a distance between the gate electrode 101 and the impurity semiconductor layer 108 to which the impurity element imparting one conductivity type is added and the impurity semiconductor layer 109 is increased. Therefore, parasitic capacitance generated between the gate electrode 101, the impurity semiconductor layer 108 to which the impurity element imparting one conductivity type is added, and the impurity semiconductor layer 109 can be reduced. In particular, the thin film transistor can reduce a voltage drop on the drain side. For this reason, the display device using the structure can improve the response speed of the pixel. In particular, in the case of a thin film transistor formed in a pixel of a liquid crystal display device, the voltage drop of the drain voltage can be reduced, so that the response speed of the liquid crystal material can be increased.

(実施の形態2)
本形態では、微結晶半導体層104及びバッファ層105の他の形状について、図2を用いて示す。
(Embodiment 2)
In this embodiment, other shapes of the microcrystalline semiconductor layer 104 and the buffer layer 105 are described with reference to FIGS.

図2(A)は、微結晶半導体層104a及びバッファ層105の側壁がほぼ垂直、または側面の傾斜角度が80度〜100度、好ましくは85度〜95度である薄膜トランジスタである。微結晶半導体層104及びバッファ層105の側壁をほぼ垂直とすることで、薄膜トランジスタが占める面積を縮小することができる。このため、当該薄膜トランジスタを画素に用いた透過型表示装置の開口率を高めることができる。 FIG. 2A illustrates a thin film transistor in which the sidewalls of the microcrystalline semiconductor layer 104a and the buffer layer 105 are substantially vertical or have side surface inclination angles of 80 to 100 degrees, preferably 85 to 95 degrees. By making the sidewalls of the microcrystalline semiconductor layer 104 and the buffer layer 105 substantially vertical, the area occupied by the thin film transistor can be reduced. Therefore, the aperture ratio of a transmissive display device using the thin film transistor for a pixel can be increased.

図2(B)は、微結晶半導体層104の内側にバッファ層105が形成されている薄膜トランジスタである。すなわち、微結晶半導体層104のより面積の小さいバッファ層105が形成され、微結晶半導体層104の一部がバッファ層105より露出している薄膜トランジスタである。このような構造とすることで、微結晶半導体層104と、非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107とをより密接させて設けることが可能となり、接合リーク電流を低減することができる。 FIG. 2B illustrates a thin film transistor in which a buffer layer 105 is formed inside the microcrystalline semiconductor layer 104. That is, a thin film transistor in which a buffer layer 105 having a smaller area than the microcrystalline semiconductor layer 104 is formed and a part of the microcrystalline semiconductor layer 104 is exposed from the buffer layer 105. With such a structure, the microcrystalline semiconductor layer 104, the amorphous semiconductor layer 106, and the amorphous semiconductor layer 107 can be provided closer to each other, so that junction leakage current can be reduced. .

(実施の形態3)
本形態では、バッファ層の他の態様を、図3を用いて示す。本形態では、バッファ層112を絶縁層で形成する構成を例示する。
(Embodiment 3)
In this embodiment mode, another mode of the buffer layer is shown with reference to FIG. In this embodiment mode, a structure in which the buffer layer 112 is formed using an insulating layer is illustrated.

図3(A)に示す薄膜トランジスタは、基板100上にゲート電極101が形成され、ゲート電極101上にゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102bが形成され、ゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102b上に、微結晶半導体層104が形成され、微結晶半導体層104上にバッファ層105が形成される。このバッファ層105は、微結晶半導体層104と略重畳して設けられる。また、微結晶半導体層104及びバッファ層112の側面を覆う一対の非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107が形成され、一対の非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107上に一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108及び不純物半導体層109が形成され、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層108、不純物半導体層109上に配線110、配線111が形成される。また、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層の一端部は、バッファ層105に重なっている。 In the thin film transistor illustrated in FIG. 3A, a gate electrode 101 is formed over a substrate 100, a gate insulating layer 102a and a gate insulating layer 102b are formed over the gate electrode 101, and a gate insulating layer 102a and a gate insulating layer 102b are formed. The microcrystalline semiconductor layer 104 is formed, and the buffer layer 105 is formed over the microcrystalline semiconductor layer 104. This buffer layer 105 is provided so as to substantially overlap with the microcrystalline semiconductor layer 104. In addition, a pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107 covering the side surfaces of the microcrystalline semiconductor layer 104 and the buffer layer 112 are formed, and the pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107 is formed over the pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107. A pair of the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added are formed, and the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added are formed. Wiring 110 and wiring 111 are formed. One end portion of the pair of impurity semiconductor layers to which the impurity element imparting one conductivity type is added overlaps with the buffer layer 105.

本形態は、バッファ層112を絶縁材料で形成する。絶縁材料は、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコンなどシリコンを成分として含む絶縁材料を用いることが好ましい。または、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、その他の有機絶縁層を用いて形成することも可能である。バッファ層112の厚さを500nm乃至3000nmとする。厚さが厚く、且つ絶縁層でバッファ層112を形成することにより、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108及び不純物半導体層109から非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107に流れるリーク電流をバッファ層112でせき止めることが可能であるため、リーク電流を低減することができる。また、オフ電流を低減することができる。 In this embodiment, the buffer layer 112 is formed using an insulating material. As the insulating material, an insulating material containing silicon as a component such as silicon nitride, silicon oxide, silicon nitride oxide, or silicon oxynitride is preferably used. Alternatively, it can be formed using polyimide, acrylic resin, epoxy resin, or other organic insulating layers. The thickness of the buffer layer 112 is set to 500 nm to 3000 nm. By forming the buffer layer 112 with a large thickness and an insulating layer, the amorphous semiconductor layer 106 and the non-conductive semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 to which the impurity element imparting one conductivity type is added are added. Since the leak current flowing through the crystalline semiconductor layer 107 can be blocked by the buffer layer 112, the leak current can be reduced. In addition, off-state current can be reduced.

図3(B)に示すように、微結晶半導体層104上に半導体層で形成されるバッファ層105が設けられ、バッファ層105上に絶縁層で形成されるバッファ層113が設けられる。バッファ層113としては、窒化シリコン層、酸化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、その他の無機絶縁層を用いて形成する。または、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、その他の有機絶縁層を用いて形成する。 As illustrated in FIG. 3B, a buffer layer 105 formed using a semiconductor layer is provided over the microcrystalline semiconductor layer 104, and a buffer layer 113 formed using an insulating layer is provided over the buffer layer 105. The buffer layer 113 is formed using a silicon nitride layer, a silicon oxide layer, a silicon nitride oxide layer, a silicon oxynitride layer, or another inorganic insulating layer. Alternatively, polyimide, acrylic resin, epoxy resin, or another organic insulating layer is used.

図3(B)においては、半導体層で形成されるバッファ層105が、絶縁層で形成されるバッファ層113の厚さより厚いが、バッファ層105よりバッファ層113の厚さを厚くしてもよい。なお、バッファ層105及びバッファ層113の合計の膜厚を500nm乃至3000nmとする。微結晶半導体層104上に半導体層で形成されるバッファ層105が形成されることで、微結晶半導体層104の酸化を低減することができ、微結晶半導体層104の抵抗率の低減を抑制することができる。また、半導体層で形成されるバッファ層105上に絶縁層で形成されるバッファ層113を設けることで、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109から非晶質半導体層106、非晶質半導体層107に流れるリーク電流をバッファ層112でせき止めることが可能であるため、リーク電流を低減することができる。また、オフ電流を低減することができる。 In FIG. 3B, the buffer layer 105 formed using a semiconductor layer is thicker than the buffer layer 113 formed using an insulating layer; however, the buffer layer 113 may be thicker than the buffer layer 105. . Note that the total film thickness of the buffer layer 105 and the buffer layer 113 is set to 500 nm to 3000 nm. When the buffer layer 105 formed using a semiconductor layer is formed over the microcrystalline semiconductor layer 104, oxidation of the microcrystalline semiconductor layer 104 can be reduced and reduction in resistivity of the microcrystalline semiconductor layer 104 is suppressed. be able to. In addition, by providing the buffer layer 113 formed using an insulating layer over the buffer layer 105 formed using a semiconductor layer, a pair of impurity semiconductor layers 108 and impurity semiconductor layers 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added are provided. The leakage current flowing from the amorphous semiconductor layer 106 to the amorphous semiconductor layer 107 can be blocked by the buffer layer 112, so that the leakage current can be reduced. In addition, off-state current can be reduced.

(実施の形態5)
本形態では、薄膜トランジスタの構造の別の態様を示す。
(Embodiment 5)
In this embodiment mode, another mode of a thin film transistor structure is shown.

図4に示す薄膜トランジスタは、基板100上にゲート電極101が形成され、ゲート電極101上にゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102bが形成され、ゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102b上に、微結晶半導体層104a、微結晶半導体層104b、微結晶半導体層104cが形成され、微結晶半導体層104a、微結晶半導体層104b、微結晶半導体層104c上にバッファ層105a、バッファ層105b、バッファ層105cが形成される。このバッファ層105a、バッファ層105b、バッファ層105cは、微結晶半導体層104aと略重畳して設けられる。また、微結晶半導体層104a、微結晶半導体層104b、微結晶半導体層104c及びバッファ層105a、バッファ層105b、バッファ層105cの側面を覆う一対の非晶質半導体層106、非晶質半導体層107が形成され、一対の非晶質半導体層106、非晶質半導体層107上に一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109が形成され、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層108、不純物半導体層109上に配線110、配線111が形成される。また、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層の一端部は、バッファ層105aに重なっている。また、微結晶半導体層104a及びバッファ層105a、バッファ層105b、バッファ層105cの積層体、微結晶半導体層104b及びバッファ層105bの積層体、微結晶半導体層104c及びバッファ層105cの積層体が、それぞれ分離している。 4 includes a gate electrode 101 formed over a substrate 100, a gate insulating layer 102a and a gate insulating layer 102b formed over the gate electrode 101, and a microcrystalline structure over the gate insulating layer 102a and the gate insulating layer 102b. The semiconductor layer 104a, the microcrystalline semiconductor layer 104b, and the microcrystalline semiconductor layer 104c are formed, and the buffer layer 105a, the buffer layer 105b, and the buffer layer 105c are formed over the microcrystalline semiconductor layer 104a, the microcrystalline semiconductor layer 104b, and the microcrystalline semiconductor layer 104c. It is formed. The buffer layer 105a, the buffer layer 105b, and the buffer layer 105c are provided to overlap with the microcrystalline semiconductor layer 104a. In addition, the microcrystalline semiconductor layer 104a, the microcrystalline semiconductor layer 104b, the microcrystalline semiconductor layer 104c, the buffer layer 105a, the buffer layer 105b, a pair of amorphous semiconductor layers 106 that cover the side surfaces of the buffer layer 105c, and the amorphous semiconductor layer 107 Are formed, and a pair of impurity semiconductor layers 108 and 109 doped with an impurity element imparting one conductivity type are formed over the pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107. A wiring 110 and a wiring 111 are formed over the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 to which an impurity element imparting a type is added. One end portion of the pair of impurity semiconductor layers to which the impurity element imparting one conductivity type is added overlaps with the buffer layer 105a. In addition, a stack of the microcrystalline semiconductor layer 104a, the buffer layer 105a, the buffer layer 105b, and the buffer layer 105c, a stack of the microcrystalline semiconductor layer 104b and the buffer layer 105b, and a stack of the microcrystalline semiconductor layer 104c and the buffer layer 105c are provided. Each is separated.

図5に示す薄膜トランジスタは、基板100上にゲート電極101が形成され、ゲート電極101上にゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102bが形成され、ゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102b上に、微結晶半導体層104dが環状に形成され、微結晶半導体層104d上にバッファ層105dが環状に形成される。このバッファ層105dは、微結晶半導体層104dと略重畳して設けられる。また、微結晶半導体層104d及びバッファ層105dの側面を覆う一対の非晶質半導体層106、非晶質半導体層107が形成される。一対の非晶質半導体層106、非晶質半導体層107上に、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109が形成され、一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層108、不純物半導体層109上に配線110、配線111が形成される。また、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109の一端部は、バッファ層105dに重なっている。図5に示す薄膜トランジスタは、ソース領域及びドレイン領域が対向するチャネル形成領域が円形であることが特徴である。 5 includes a gate electrode 101 formed over a substrate 100, a gate insulating layer 102a and a gate insulating layer 102b formed over the gate electrode 101, and a microcrystalline structure over the gate insulating layer 102a and the gate insulating layer 102b. The semiconductor layer 104d is formed in a ring shape, and the buffer layer 105d is formed in a ring shape over the microcrystalline semiconductor layer 104d. This buffer layer 105d is provided so as to substantially overlap with the microcrystalline semiconductor layer 104d. In addition, a pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107 that cover the side surfaces of the microcrystalline semiconductor layer 104d and the buffer layer 105d are formed. A pair of the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added are formed over the pair of amorphous semiconductor layers 106 and 107 so that the one conductivity type is imparted. A wiring 110 and a wiring 111 are formed over the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 to which the impurity element to be added is added. In addition, one end portions of the pair of impurity semiconductor layers 108 and the impurity semiconductor layer 109 to which an impurity element imparting one conductivity type is added overlap the buffer layer 105d. The thin film transistor illustrated in FIG. 5 is characterized in that a channel formation region where a source region and a drain region face each other is circular.

なお、一対の非晶質半導体層106、非晶質半導体層107、及び一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109の一方は環状であり、一対の非晶質半導体層106、非晶質半導体層107、及び一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層108、不純物半導体層109の他方は円形である。即ち、ソース領域またはドレイン領域の一方が、ソース領域またはドレイン領域の他方を、一定間隔をあけて囲う構造となっている。 Note that one of the pair of amorphous semiconductor layer 106, the amorphous semiconductor layer 107, the pair of impurity semiconductor layers 108 to which the impurity element imparting one conductivity type is added, and the impurity semiconductor layer 109 are annular, and the pair The other of the amorphous semiconductor layer 106, the amorphous semiconductor layer 107, the pair of impurity semiconductor layers 108 to which an impurity element imparting one conductivity type is added, and the impurity semiconductor layer 109 is circular. That is, one of the source region and the drain region surrounds the other of the source region and the drain region with a certain interval.

(実施の形態6)
本形態では、図1(A)に示す薄膜トランジスタの作製工程について、図6乃至図9を用いて示す。なお、図6及び図7において左側は図9のA−Bの断面図であり、薄膜トランジスタが形成される領域の断面を示し、右側は図9のC−Dの断面図であり、画素においてゲート配線及びソース配線が交差する領域の断面を示す。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a manufacturing process of the thin film transistor illustrated in FIG. 1A will be described with reference to FIGS. 6 and 7, the left side is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 9, showing a cross section of a region where a thin film transistor is formed, and the right side is a cross-sectional view taken along line CD in FIG. The cross section of the area | region where wiring and source wiring cross | intersect is shown.

図6(A)に示すように、基板100上に導電膜103を形成する。導電膜103としては、実施の形態1に示すゲート電極101に列挙した材料を用いて形成することができる。導電膜103は、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法を用いて形成する。 As shown in FIG. 6A, a conductive film 103 is formed over the substrate 100. The conductive film 103 can be formed using any of the materials listed for the gate electrode 101 described in Embodiment 1. The conductive film 103 is formed by a sputtering method, a CVD method, or a vacuum evaporation method.

次に、導電膜103上にレジストを塗布した後、第1のフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー工程を用いて形成したレジストマスクを用いて導電膜103を所望の形状にエッチングして、図6(B)に示すように、ゲート電極101を形成する。この後、レジストマスクを除去する。 Next, after applying a resist over the conductive film 103, the conductive film 103 is etched into a desired shape using a resist mask formed by a photolithography process using a first photomask. As shown in B), the gate electrode 101 is formed. Thereafter, the resist mask is removed.

次に、ゲート電極101及び基板100上にゲート絶縁層102を形成する。ゲート絶縁層102としては、実施の形態1に示すゲート絶縁層102a、ゲート絶縁層102bに列挙した材料を用いて形成することができる。ゲート絶縁層102は、CVD法、スパッタリング法等を用いて形成する。 Next, the gate insulating layer 102 is formed over the gate electrode 101 and the substrate 100. The gate insulating layer 102 can be formed using any of the materials listed for the gate insulating layers 102a and 102b described in Embodiment 1. The gate insulating layer 102 is formed by a CVD method, a sputtering method, or the like.

次に、ゲート絶縁層102上に微結晶半導体層104、及びバッファ層105を積層して形成する。プラズマCVD装置の反応室内において、シラン、ジクロルシラン又はジシランと、水素とを混合し、グロー放電プラズマにより、微結晶半導体層をゲート絶縁層102上に堆積する。シラン、ジクロルシラン又はジシランの流量に対して、水素の流量を10〜2000倍、好ましくは50〜200倍に希釈して微結晶半導体層を成膜する。基板の加熱温度は100℃〜300℃、好ましくは120℃〜220℃で行う。また、上記原料ガスと共に、リン、砒素、アンチモン等を含む気体を混合することで、微結晶半導体層104の電気伝導度を制御することができる。 Next, a microcrystalline semiconductor layer 104 and a buffer layer 105 are stacked over the gate insulating layer 102. Silane, dichlorosilane, or disilane and hydrogen are mixed in a reaction chamber of a plasma CVD apparatus, and a microcrystalline semiconductor layer is deposited over the gate insulating layer 102 by glow discharge plasma. The microcrystalline semiconductor layer is formed by diluting the flow rate of hydrogen 10 to 2000 times, preferably 50 to 200 times the flow rate of silane, dichlorosilane, or disilane. The heating temperature of the substrate is 100 ° C to 300 ° C, preferably 120 ° C to 220 ° C. In addition, the electrical conductivity of the microcrystalline semiconductor layer 104 can be controlled by mixing a gas containing phosphorus, arsenic, antimony, or the like with the source gas.

バッファ層105を非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマニウム、非晶質シリコンカーバイトなどの半導体材料で形成する場合には、プラズマCVD法又はスパッタリング法で当該半導体材料の被膜を堆積する。バッファ層105の電気伝導度は低い方が好ましいので、当該半導体材料による被膜の電気伝導度は10−7S/cm以下となるようにする。バッファ層105を絶縁材料で形成する場合には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン又は窒化酸化シリコンなどのシリコンを成分として含む絶縁材料の被膜を、プラズマCVD法又はスパッタリング法で形成する。また、バッファ層105を形成する絶縁材料として、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、その他の有機絶縁層の原料を塗布した後、焼成して絶縁層を形成することができる。 When the buffer layer 105 is formed using a semiconductor material such as amorphous silicon, amorphous silicon germanium, or amorphous silicon carbide, a film of the semiconductor material is deposited by a plasma CVD method or a sputtering method. Since the buffer layer 105 preferably has a low electric conductivity, the electric conductivity of the film made of the semiconductor material is set to 10 −7 S / cm or less. In the case where the buffer layer 105 is formed using an insulating material, a film of an insulating material containing silicon as a component such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or silicon nitride oxide is formed by a plasma CVD method or a sputtering method. In addition, as an insulating material for forming the buffer layer 105, polyimide, an acrylic resin, an epoxy resin, or other raw materials for an organic insulating layer can be applied and then baked to form the insulating layer.

上記工程において、微結晶半導体層104を形成した後、プラズマCVD法によりバッファ層105を300℃〜400℃の温度にて成膜することが好ましい。この成膜処理により水素が微結晶半導体層104に供給され、微結晶半導体層104を水素化したのと同等の効果が得られる。すなわち、微結晶半導体層104上にバッファ層105を堆積することにより、微結晶半導体層104に水素を拡散させて、ダングリングボンドの終端をすることができる。 In the above step, after the microcrystalline semiconductor layer 104 is formed, the buffer layer 105 is preferably formed at a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. by a plasma CVD method. By this film formation treatment, hydrogen is supplied to the microcrystalline semiconductor layer 104, and an effect equivalent to that obtained by hydrogenating the microcrystalline semiconductor layer 104 is obtained. That is, by depositing the buffer layer 105 over the microcrystalline semiconductor layer 104, hydrogen can be diffused into the microcrystalline semiconductor layer 104 to terminate dangling bonds.

微結晶半導体層104が微結晶半導体層で形成される場合、微結晶半導体層104の表面に、バッファ層105を形成することで、微結晶半導体層104に含まれる結晶粒の表面の自然酸化を防止することが可能である。また、薄膜トランジスタへの印加電圧の高い表示装置、代表的には駆動電圧が15V程度の液晶表示装置において、バッファ層105の膜厚を厚く形成すると、ソース電極又はドレイン電極とゲート電極間の耐圧が高くなり、薄膜トランジスタに高い電圧が印加されても、薄膜トランジスタが劣化することを回避することができる。 In the case where the microcrystalline semiconductor layer 104 is formed using a microcrystalline semiconductor layer, the buffer layer 105 is formed over the surface of the microcrystalline semiconductor layer 104 so that the surface of the crystal grains included in the microcrystalline semiconductor layer 104 is naturally oxidized. It is possible to prevent. In a display device with a high applied voltage to the thin film transistor, typically a liquid crystal display device with a driving voltage of about 15 V, when the buffer layer 105 is formed thick, the withstand voltage between the source or drain electrode and the gate electrode is increased. Even when a high voltage is applied to the thin film transistor, the thin film transistor can be prevented from deteriorating.

次に、バッファ層105上にレジストを塗布した後、第2のフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー工程を用いて形成したレジストマスクによって、バッファ層105及び微結晶半導体層104を所望の形状にエッチングする。そして、図6(C)に示すように、薄膜トランジスタを形成する領域において、微結晶半導体層104、及びバッファ層105を形成する。ゲート配線及びソース配線が交差する領域において、微結晶半導体層104、及びバッファ層105を形成する。この後、レジストマスクを除去する。 Next, after a resist is applied over the buffer layer 105, the buffer layer 105 and the microcrystalline semiconductor layer 104 are etched into a desired shape by using a resist mask formed by a photolithography process using a second photomask. . Then, as illustrated in FIG. 6C, a microcrystalline semiconductor layer 104 and a buffer layer 105 are formed in a region where a thin film transistor is formed. In a region where the gate wiring and the source wiring intersect, the microcrystalline semiconductor layer 104 and the buffer layer 105 are formed. Thereafter, the resist mask is removed.

次に、図6(D)に示すように、非晶質半導体層114、及び一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層115を形成する。非晶質半導体層114として、好適にはシラン又はシランと水素ガスによりプラズマCVD法で堆積される非晶質シリコン膜を適用する。不純物半導体層115は、プラズマCVD法で堆積されるn型非晶質シリコン膜又はn型微結晶シリコン膜を適用する。 Next, as illustrated in FIG. 6D, an amorphous semiconductor layer 114 and an impurity semiconductor layer 115 to which an impurity element imparting one conductivity type is added are formed. As the amorphous semiconductor layer 114, silane or an amorphous silicon film deposited by a plasma CVD method using silane and hydrogen gas is preferably used. As the impurity semiconductor layer 115, an n-type amorphous silicon film or an n-type microcrystalline silicon film deposited by a plasma CVD method is used.

導電膜116は、クロム、モリブデン、チタン、タンタル、タングステンなどの金属膜をスパッタリング法で形成したものを適用する。または、前記金属膜にアルミニウム膜を積層させた構成としても良い。 As the conductive film 116, a metal film such as chromium, molybdenum, titanium, tantalum, or tungsten formed by a sputtering method is used. Alternatively, an aluminum film may be stacked on the metal film.

次に、導電膜116上にレジストを塗布する。レジストは、ポジ型レジストまたはネガ型レジストを用いることができる。ここでは、ポジ型レジストを用いて示す。次に、第3のフォトマスクとして多階調マスクを用いて、レジストに光を照射した後現像して、レジストマスク117を形成する。 Next, a resist is applied over the conductive film 116. As the resist, a positive resist or a negative resist can be used. Here, a positive resist is used. Next, using a multi-tone mask as a third photomask, the resist is irradiated with light and then developed to form a resist mask 117.

ここで、多階調マスク159を用いた露光について、図8を用いて説明する。多階調マスクとは、露光部分、中間露光部分、及び未露光部分に3つの露光レベルを行うことが可能なマスクであり、一度の露光及び現像工程により、複数(代表的には二種類)の厚さの領域を有するレジストマスクを形成することが可能である。このため、多階調マスクを用いることで、フォトマスクの枚数を削減することが可能である。 Here, exposure using the multi-tone mask 159 will be described with reference to FIG. A multi-tone mask is a mask capable of performing three exposure levels on an exposed portion, an intermediate exposed portion, and an unexposed portion, and a plurality of (typically two types) can be obtained by one exposure and development process. It is possible to form a resist mask having a region with a thickness of. Therefore, the number of photomasks can be reduced by using a multi-tone mask.

多階調マスクの代表例としては、図8(A)に示すようなグレートーンマスク122a、図8(C)に示すようなハーフトーンマスク122bがある。 Typical examples of the multi-tone mask include a gray tone mask 122a as shown in FIG. 8A and a halftone mask 122b as shown in FIG. 8C.

図8(A)に示すように、グレートーンマスク122aは、透光性を有する基板123及びその上に形成される遮光部124並びに回折格子125で構成される。遮光部124においては、光の透過量が0%である。一方、回折格子125はスリット、ドット、メッシュ等の光透過部の間隔を、露光に用いる光の解像度限界以下の間隔とすることにより、光の透過量を制御することができる。なお、回折格子125は、周期的なスリット、ドット、メッシュ、または非周期的なスリット、ドット、メッシュどちらも用いることが可能である。 As shown in FIG. 8A, the gray tone mask 122a includes a light-transmitting substrate 123, a light shielding portion 124 formed thereon, and a diffraction grating 125. In the light shielding portion 124, the amount of transmitted light is 0%. On the other hand, the diffraction grating 125 can control the amount of transmitted light by setting the interval between the light transmitting portions such as slits, dots, and meshes to be equal to or less than the resolution limit of light used for exposure. Note that the diffraction grating 125 can use either a periodic slit, a dot, or a mesh, or an aperiodic slit, a dot, or a mesh.

透光性を有する基板123は、石英等の透光性を有する基板を用いることができる。遮光部124及び回折格子125は、クロムや酸化クロム等の光を吸収する遮光材料を用いて形成される。 As the light-transmitting substrate 123, a light-transmitting substrate such as quartz can be used. The light shielding portion 124 and the diffraction grating 125 are formed using a light shielding material that absorbs light such as chromium or chromium oxide.

グレートーンマスク122aに露光光を照射した場合、図8(B)に示すように、遮光部124においては、光透過量126は0%であり、遮光部124及び回折格子125が設けられていない領域では光透過量126は100%である。また、回折格子125においては、10〜70%の範囲で調整可能である。回折格子125における光の透過量の調整は、回折格子のスリット、ドット、またはメッシュの間隔及びピッチの調整により可能である。 When the gray-tone mask 122a is irradiated with exposure light, as shown in FIG. 8B, the light transmission amount 126 is 0% in the light shielding portion 124, and the light shielding portion 124 and the diffraction grating 125 are not provided. In the region, the light transmission amount 126 is 100%. The diffraction grating 125 can be adjusted in the range of 10 to 70%. The amount of light transmitted through the diffraction grating 125 can be adjusted by adjusting the spacing and pitch of slits, dots, or meshes of the diffraction grating.

図8(C)に示すように、ハーフトーンマスク122bは、透光性を有する基板123及びその上に形成される半透過部127並びに遮光部128で構成される。半透過部127は、MoSiN、MoSi、MoSiO、MoSiON、CrSiなどを用いることができる。遮光部128は、クロムや酸化クロム等の光を吸収する遮光材料を用いて形成することができる。 As shown in FIG. 8C, the halftone mask 122b includes a light-transmitting substrate 123, a semi-transmissive portion 127 and a light-shielding portion 128 formed thereon. For the semi-transmissive portion 127, MoSiN, MoSi, MoSiO, MoSiON, CrSi, or the like can be used. The light shielding portion 128 can be formed using a light shielding material that absorbs light, such as chromium or chromium oxide.

ハーフトーンマスク122bに露光光を照射した場合、図8(D)に示すように、遮光部128においては、光透過量129は0%であり、遮光部128及び半透過部127が設けられていない領域では光透過量129は100%である。また、半透過部127においては、10〜70%の範囲で調整可能である。半透過部127に於ける光の透過量の調整は、半透過部127の材料により調整により可能である。多階調マスクを用いて露光した後、現像することで、図6(D)に示すように、膜厚の異なる領域を有するレジストマスク117を形成することができる。 When exposure light is irradiated to the halftone mask 122b, as shown in FIG. 8D, the light transmission amount 129 is 0% in the light shielding portion 128, and the light shielding portion 128 and the semi-transmissive portion 127 are provided. In the absence region, the light transmission amount 129 is 100%. Moreover, in the semi-transmissive part 127, it can adjust in 10 to 70% of range. The amount of light transmitted through the semi-transmissive portion 127 can be adjusted by adjusting the material of the semi-transmissive portion 127. By developing after exposure using a multi-tone mask, a resist mask 117 having regions with different thicknesses can be formed as shown in FIG. 6D.

次に、レジストマスク117により、非晶質半導体層114、不純物半導体層115、及び導電膜116をエッチングし分離する。この結果、図6(E)に示すような、非晶質半導体層114、非晶質半導体層114、一導電型を付与する不純物が添加された半導体層115、半導体層115、及び導電膜116を形成することができる。 Next, the amorphous semiconductor layer 114, the impurity semiconductor layer 115, and the conductive film 116 are etched and separated by the resist mask 117. As a result, as shown in FIG. 6E, the amorphous semiconductor layer 114, the amorphous semiconductor layer 114, the semiconductor layer 115 to which an impurity imparting one conductivity type is added, the semiconductor layer 115, and the conductive film 116 are formed. Can be formed.

次に、レジストマスク117をアッシングする。この結果、レジストの面積が縮小し、厚さが薄くなる。このとき、膜厚の薄い領域のレジスト(ゲート電極101の一部と重畳する領域)は除去され、図6(E)に示すように、分離されたレジストマスク117を形成することができる。 Next, the resist mask 117 is ashed. As a result, the resist area is reduced and the thickness is reduced. At this time, the resist in a thin region (a region overlapping with part of the gate electrode 101) is removed, and a separated resist mask 117 can be formed as illustrated in FIG.

次に、分離されたレジストマスク117を用いて、導電膜116をエッチングし分離する。この結果、図6(E)に示すような、配線110、配線111を形成することができる。分離されたレジストマスク117を用いて導電膜116、導電層43をウエットエッチングすると、導電膜116、導電層43の端部が選択的にエッチングされる。この結果、分離されたレジストマスク117より面積の小さい配線110、及び配線111を形成することができる。 Next, the conductive film 116 is etched and separated using the separated resist mask 117. As a result, the wiring 110 and the wiring 111 as illustrated in FIG. 6E can be formed. When the conductive film 116 and the conductive layer 43 are wet-etched using the separated resist mask 117, the end portions of the conductive film 116 and the conductive layer 43 are selectively etched. As a result, the wiring 110 and the wiring 111 having a smaller area than the separated resist mask 117 can be formed.

ゲート電極101及び一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層115の交差部においては、ゲート絶縁層102の他に、微結晶半導体層104、バッファ層105、及び非晶質半導体層114が形成され、ゲート電極101及び不純物半導体層115の間隔が広がる。このため、ゲート電極101及び不純物半導体層115が交差する領域での寄生容量を低減できる。 At the intersection of the gate electrode 101 and the impurity semiconductor layer 115 to which an impurity element imparting one conductivity type is added, in addition to the gate insulating layer 102, the microcrystalline semiconductor layer 104, the buffer layer 105, and the amorphous semiconductor layer 114 is formed, and the distance between the gate electrode 101 and the impurity semiconductor layer 115 is increased. Therefore, parasitic capacitance in a region where the gate electrode 101 and the impurity semiconductor layer 115 intersect can be reduced.

次に、分離されたレジストマスク117を用いて、不純物半導体層115をエッチングして、一対の不純物半導体層108及び不純物半導体層109を形成する。なお、当該エッチング工程において、非晶質半導体層114の一部もエッチングされ、一対の非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107になる。また、バッファ層の一部がエッチングされる。一部エッチングされたバッファ層をバッファ層105と示す。なお、バッファ層105には凹部が形成される。ソース領域及びドレイン領域の形成工程と、バッファ層105の凹部とを同一工程で形成することができる。 Next, the impurity semiconductor layer 115 is etched using the separated resist mask 117, so that the pair of impurity semiconductor layers 108 and 109 are formed. Note that part of the amorphous semiconductor layer 114 is also etched in the etching step, so that a pair of the amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 are formed. In addition, a part of the buffer layer is etched. A partially etched buffer layer is referred to as a buffer layer 105. Note that a concave portion is formed in the buffer layer 105. The step of forming the source region and the drain region and the concave portion of the buffer layer 105 can be formed in the same step.

ここでは、配線110、及び配線111の端部と、一対の不純物半導体層108及び不純物半導体層109の端部は一致せずずれており、配線110、配線111の端部の外側に、一対の不純物半導体層108及び不純物半導体層109の端部が形成される。この後、分離されたレジストマスク117を除去する。 Here, the ends of the wiring 110 and the wiring 111 and the ends of the pair of impurity semiconductor layers 108 and 109 are not aligned with each other. End portions of the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 are formed. Thereafter, the separated resist mask 117 is removed.

次に、露出しているバッファ層113にHOプラズマを照射してもよい。代表的には、気化した水をプラズマで放電して生成したラジカルを、バッファ層105、不純物半導体層108及び不純物半導体層109、配線110、配線111の露出部に照射することで、薄膜トランジスタの高速動作が可能であり、オン電流を更に高めることができる。また、オフ電流を低減することができる。以上の工程により、薄膜トランジスタを形成することができる。 Next, the exposed buffer layer 113 may be irradiated with H 2 O plasma. Typically, radicals generated by discharging vaporized water with plasma are irradiated to the exposed portions of the buffer layer 105, the impurity semiconductor layer 108, the impurity semiconductor layer 109, the wiring 110, and the wiring 111, so that high-speed operation of the thin film transistor is achieved. Operation is possible, and the on-current can be further increased. In addition, off-state current can be reduced. Through the above process, a thin film transistor can be formed.

次に、図7(B)に示すように、配線110、配線111、ゲート絶縁層102上に、パッシベーション層119を形成する。パッシベーション層119としては、窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化シリコン層、または酸化窒化シリコン層を用いて形成することができる。なお、パッシベーション層119は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。 Next, as illustrated in FIG. 7B, a passivation layer 119 is formed over the wiring 110, the wiring 111, and the gate insulating layer 102. The passivation layer 119 can be formed using a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, a silicon oxide layer, or a silicon oxynitride layer. Note that the passivation layer 119 is for preventing intrusion of contaminant impurities such as organic substances, metal substances, and water vapor floating in the air, and is preferably a dense film.

次に、パッシベーション層119上に平坦化層120を形成してもよい。平坦化層120としては、アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、シロキサンポリマー等の有機絶縁層を用いて形成することができる。ここでは、感光性の有機樹脂を用いて平坦化層120を形成する。次に、平坦化層120を感光した後、第4のフォトマスクを用いて現像して、図7(C)に示すように、パッシベーション層119を露出する。次に、平坦化層120を用いてパッシベーション層119をエッチングして、配線111の一部を露出するコンタクトホールを形成する。 Next, the planarization layer 120 may be formed over the passivation layer 119. The planarizing layer 120 can be formed using an organic insulating layer such as acrylic resin, polyimide, epoxy resin, or siloxane polymer. Here, the planarization layer 120 is formed using a photosensitive organic resin. Next, after the planarization layer 120 is exposed to light and developed using a fourth photomask, the passivation layer 119 is exposed as shown in FIG. 7C. Next, the passivation layer 119 is etched using the planarization layer 120 to form a contact hole exposing a part of the wiring 111.

次に、コンタクトホールに画素電極121を形成する。ここでは、平坦化層120上に導電層を形成した後、導電層上にレジストを塗布する。次に、第5のフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー工程により形成したレジストマスクを用いて導電層をエッチングして、画素電極121を形成する。 Next, the pixel electrode 121 is formed in the contact hole. Here, after a conductive layer is formed over the planarization layer 120, a resist is applied over the conductive layer. Next, the conductive layer is etched using a resist mask formed by a photolithography process using a fifth photomask, so that the pixel electrode 121 is formed.

画素電極121は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、ITO、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。 The pixel electrode 121 includes indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, ITO, indium zinc oxide, and silicon oxide. A light-transmitting conductive material such as indium tin oxide can be used.

また、画素電極121として、導電性高分子(導電性ポリマーともいう)を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が10000Ω/□以下、波長550nmにおける透光率が70%以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が0.1Ω・cm以下であることが好ましい。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはこれらの2種以上の共重合体などがあげられる。 The pixel electrode 121 can be formed using a conductive composition containing a conductive high molecule (also referred to as a conductive polymer). The pixel electrode formed using the conductive composition preferably has a sheet resistance of 10,000 Ω / □ or less and a light transmittance of 70% or more at a wavelength of 550 nm. Moreover, it is preferable that the resistivity of the conductive polymer contained in the conductive composition is 0.1 Ω · cm or less. As the conductive polymer, a so-called π-electron conjugated conductive polymer can be used. For example, polyaniline or a derivative thereof, polypyrrole or a derivative thereof, polythiophene or a derivative thereof, or a copolymer of two or more kinds thereof can be given.

本形態では、画素電極121としては、スパッタリング法によりITOを成膜した後、ITO上にレジストを塗布する。次に、第6のフォトマスクを用いてレジストを露光及び現像し、レジストマスクを形成する。次に、レジストマスクを用いてITOをエッチングして画素電極121を形成する。この後、レジストマスクを除去する。なお、図7(C)は、図9のA−B、及びC−Dの断面図に相当する。図9に示す薄膜トランジスタは、ソース領域及びドレイン領域が対向するチャネル形成領域の上面形状がC字(U字)状であるが、この代わりにチャネル形成領域の上面形状が平行型の薄膜トランジスタを作製してもよい。 In this embodiment, as the pixel electrode 121, an ITO film is formed by a sputtering method, and then a resist is applied on the ITO. Next, the resist is exposed and developed using a sixth photomask to form a resist mask. Next, the pixel electrode 121 is formed by etching ITO using a resist mask. Thereafter, the resist mask is removed. Note that FIG. 7C corresponds to a cross-sectional view taken along lines AB and CD in FIG. 9 has a C-shaped (U-shaped) upper surface shape of a channel formation region where a source region and a drain region face each other. Instead, a thin film transistor in which the upper surface shape of a channel formation region is a parallel type is manufactured. May be.

以上により、オフ電流が低く、オン電流が高く、高速動作が可能である薄膜トランジスタを作製することができる。また、当該薄膜トランジスタを画素電極のスイッチング素子として有する素子基板を作製することができる。なお、本実施の形態においては、通常の逆スタガ型の薄膜トランジスタの作製工程と比較して、微結晶半導体層及びバッファ層を所定の形状にエッチングするためのフォトマスクが1枚増えるが、一対の非晶質半導体層、一導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物半導体層、及び配線を所定の形状にエッチングするためのフォトマスクに多階調マスクを用いているため、当該プロセスでフォトマスク数を1枚削減することが可能であるため、作製工程全体としてはマスク枚数が増加していない。 Through the above steps, a thin film transistor with low off-state current, high on-state current, and high-speed operation can be manufactured. In addition, an element substrate having the thin film transistor as a switching element of a pixel electrode can be manufactured. Note that in this embodiment, one photomask for etching the microcrystalline semiconductor layer and the buffer layer into a predetermined shape is added as compared with a manufacturing process of a normal inverted staggered thin film transistor. Since a multi-tone mask is used as an amorphous semiconductor layer, a pair of impurity semiconductor layers to which an impurity element imparting one conductivity type is added, and a photomask for etching a wiring into a predetermined shape, the process Thus, since the number of photomasks can be reduced by one, the number of masks does not increase in the entire manufacturing process.

(実施の形態7)
本形態では、図1(B)に示す薄膜トランジスタと比較してオフ電流の低減により効果のある薄膜トランジスタの作製工程について示す。なお、図10の左側は図11のA−Bの断面図であり、薄膜トランジスタが形成される領域の断面を示し、右側は図11のC−Dの断面図であり、画素においてゲート配線及びソース配線が交差する領域の断面を示す。
(Embodiment 7)
In this embodiment mode, a manufacturing process of a thin film transistor which is more effective in reducing off-state current than the thin film transistor illustrated in FIG. Note that the left side of FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG. 11 and shows a cross section of a region where a thin film transistor is formed, and the right side is a cross-sectional view taken along the line CD of FIG. The cross section of the area | region where wiring cross | intersects is shown.

実施の形態6に示す図6(A)の工程を経て、ゲート電極101を形成する。次に、ゲート電極101及び基板100上にゲート絶縁層102を形成する。 Through the process of FIG. 6A described in Embodiment 6, the gate electrode 101 is formed. Next, the gate insulating layer 102 is formed over the gate electrode 101 and the substrate 100.

次に、図6(B)の工程を経てゲート絶縁層102上に、微結晶半導体層104、及びバッファ層105を順に積層する。次に、バッファ層105上にレジストを塗布する。次に、フォトリソグラフィ工程により形成したレジストマスクを用いて、微結晶半導体層104、及びバッファ層105をエッチングして、図10(A)に示すように、微結晶半導体層104、微結晶半導体層104、及びバッファ層105、バッファ層105を形成する。そして、非晶質半導体層114及び不純物半導体層115を形成する。 Next, the microcrystalline semiconductor layer 104 and the buffer layer 105 are sequentially stacked over the gate insulating layer 102 through the step of FIG. Next, a resist is applied on the buffer layer 105. Next, the microcrystalline semiconductor layer 104 and the buffer layer 105 are etched using a resist mask formed by a photolithography process, so that the microcrystalline semiconductor layer 104 and the microcrystalline semiconductor layer are formed as illustrated in FIG. 104, the buffer layer 105, and the buffer layer 105 are formed. Then, an amorphous semiconductor layer 114 and an impurity semiconductor layer 115 are formed.

次に、不純物半導体層115上にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィー工程を用いて形成したレジストマスクを用いて、不純物半導体層115、及び非晶質半導体層114を所望の形状にエッチングして、図10(B)に示すように、薄膜トランジスタを形成する領域において、非晶質半導体層114、及び不純物半導体層115を形成する。また、ゲート配線及びソース配線が交差する領域において、非晶質半導体層114、及び一導電型を付与する不純物元素が添加された不純物半導体層115を形成する。この後、レジストマスクを除去する。なお、微結晶半導体層104、微結晶半導体層104の側面が非晶質半導体層114、非晶質半導体層114に覆われる。 Next, after applying a resist over the impurity semiconductor layer 115, the impurity semiconductor layer 115 and the amorphous semiconductor layer 114 are etched into a desired shape using a resist mask formed by a photolithography process. As shown in FIG. 10B, an amorphous semiconductor layer 114 and an impurity semiconductor layer 115 are formed in a region where a thin film transistor is formed. In addition, in a region where the gate wiring and the source wiring intersect, an amorphous semiconductor layer 114 and an impurity semiconductor layer 115 to which an impurity element imparting one conductivity type is added are formed. Thereafter, the resist mask is removed. Note that side surfaces of the microcrystalline semiconductor layer 104 and the microcrystalline semiconductor layer 104 are covered with the amorphous semiconductor layer 114 and the amorphous semiconductor layer 114.

図10(C)に示すように導電膜116を形成する。そして、導電膜116上にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィー工程を用いて形成したレジストマスクを用いて導電膜116を所望の形状にエッチングして、図10(D)に示すように、配線110及び配線111を形成する。 A conductive film 116 is formed as illustrated in FIG. Then, after applying a resist over the conductive film 116, the conductive film 116 is etched into a desired shape using a resist mask formed by a photolithography process, so that a wiring 110 is formed as shown in FIG. And the wiring 111 is formed.

ゲート配線101b及び配線110の交差部においては、ゲート絶縁層102の他に、微結晶半導体層104、バッファ層105、及び非晶質半導体層114が形成され、ゲート配線101b及び配線110の間隔が広がる。このため、ゲート配線101b及び配線110が交差する領域での寄生容量を低減できる。 In addition to the gate insulating layer 102, a microcrystalline semiconductor layer 104, a buffer layer 105, and an amorphous semiconductor layer 114 are formed at the intersection of the gate wiring 101b and the wiring 110, and the distance between the gate wiring 101b and the wiring 110 is spread. Therefore, the parasitic capacitance in the region where the gate wiring 101b and the wiring 110 intersect can be reduced.

レジストマスクを用いて不純物半導体層115をエッチングして、不純物半導体層108、不純物半導体層109を形成する。また、当該エッチング工程において、非晶質半導体層114もエッチングされ、一対の非晶質半導体層106及び非晶質半導体層107を形成する。また、バッファ層105の一部もエッチングする。一部エッチングされた、凹部が形成されたバッファ層をバッファ層105と示す。ソース領域及びドレイン領域の形成工程と、バッファ層105の凹部とを同一工程で形成することができる。この後、レジストマスクを除去する。 The impurity semiconductor layer 115 is etched using the resist mask, so that the impurity semiconductor layer 108 and the impurity semiconductor layer 109 are formed. In the etching step, the amorphous semiconductor layer 114 is also etched, so that a pair of the amorphous semiconductor layer 106 and the amorphous semiconductor layer 107 are formed. In addition, a part of the buffer layer 105 is also etched. A buffer layer partially etched and having a recess is referred to as a buffer layer 105. The step of forming the source region and the drain region and the concave portion of the buffer layer 105 can be formed in the same step. Thereafter, the resist mask is removed.

次に、露出しているバッファ層105にHOプラズマを照射してもよい。代表的には、気化した水をプラズマで放電して生成したラジカルを、バッファ層105、不純物半導体層108、不純物半導体層109、及び配線110、配線111の露出部に照射することで、薄膜トランジスタの高速動作が可能であり、オン電流を更に高めることができる。また、オフ電流を低減することができる。 Next, the exposed buffer layer 105 may be irradiated with H 2 O plasma. Typically, radicals generated by discharging vaporized water with plasma are irradiated to the exposed portions of the buffer layer 105, the impurity semiconductor layer 108, the impurity semiconductor layer 109, the wiring 110, and the wiring 111, whereby the thin film transistor. High-speed operation is possible, and the on-current can be further increased. In addition, off-state current can be reduced.

以上の工程により、高速動作が可能であり、オン電流が高く、オフ電流の低い薄膜トランジスタを形成する。 Through the above steps, a thin film transistor that can operate at high speed, has high on-state current, and low off-state current is formed.

図7(B)及び図7(C)に示す工程を経て、図10(E)に示すように、パッシベーション層119、平坦化層120、及びドレイン電極に接続する画素電極121を形成する。なお、図10(E)は、図11のA−B、及びC−Dの断面図に相当する。図11に示す薄膜トランジスタは、ソース領域及びドレイン領域が対向するチャネル形成領域の上面形状がC字(U字)状であるが、この代わりにチャネル形成領域の上面形状が平行型の薄膜トランジスタを作製してもよい。 Through the steps shown in FIGS. 7B and 7C, a passivation layer 119, a planarization layer 120, and a pixel electrode 121 connected to the drain electrode are formed as shown in FIG. 10E. Note that FIG. 10E corresponds to a cross-sectional view taken along AB and CD in FIG. In the thin film transistor illustrated in FIG. 11, the top surface shape of the channel formation region where the source region and the drain region face each other is C-shaped (U shape). May be.

以上により、オフ電流が低く、オン電流が高く、高速動作が可能である薄膜トランジスタを作製することができる。また、当該薄膜トランジスタを画素電極のスイッチング素子として有する素子基板を作製することができる。 Through the above steps, a thin film transistor with low off-state current, high on-state current, and high-speed operation can be manufactured. In addition, an element substrate having the thin film transistor as a switching element of a pixel electrode can be manufactured.

(実施の形態8)
本形態では、図12に示す素子基板130の周辺部に設けられた走査線入力端子部と信号線入力端子部の構造について、図13を用いて以下に示す。図13は、基板100の周辺部に設けられた走査線入力端子部及び信号線入力端子部、並びに画素部の薄膜トランジスタの断面図を示す。
(Embodiment 8)
In this embodiment mode, structures of a scanning line input terminal portion and a signal line input terminal portion provided in the periphery of the element substrate 130 illustrated in FIG. 12 are described below with reference to FIGS. FIG. 13 is a cross-sectional view of a thin film transistor in a scan line input terminal portion, a signal line input terminal portion, and a pixel portion provided in the peripheral portion of the substrate 100.

なお、画素部に設けられる画素において、画素電極の電位を制御する薄膜トランジスタが設けられるアクティブマトリクス型表示装置の場合、走査線はゲート電極に接続される。または、走査線の一部がゲート電極として機能する。このため、以下、走査線をゲート配線101bとも示す。また、信号線は、薄膜トランジスタのソースに接続されることから、以下、信号線を配線110とも示す。しかしながら、信号線が薄膜トランジスタのドレインに接続される場合は、信号線をドレイン配線とすることができる。 Note that in the case of an active matrix display device in which a thin film transistor that controls the potential of a pixel electrode is provided in a pixel provided in a pixel portion, a scanning line is connected to a gate electrode. Alternatively, part of the scan line functions as a gate electrode. Therefore, hereinafter, the scanning line is also referred to as a gate wiring 101b. Since the signal line is connected to the source of the thin film transistor, the signal line is also referred to as a wiring 110 hereinafter. However, when the signal line is connected to the drain of the thin film transistor, the signal line can be a drain wiring.

図12には画素部131が設けられ、画素部131と基板100周辺部の間に保護回路132、322、信号線133、走査線134が設けられる。また、図示しないが、保護回路132、139から画素部131へ信号線、走査線が形成される。信号線133、走査線134の端部には信号線入力端子部137、走査線入力端子部138が設けられる。信号線入力端子部137、走査線入力端子部138の端子にはそれぞれFPC140、FPC141が接続され、FPC140、FPC141には信号線駆動回路135、走査線駆動回路136が設けられる。また、画素部131には画素142がマトリクス状に配置されている。 In FIG. 12, a pixel portion 131 is provided, and protective circuits 132 and 322, a signal line 133, and a scanning line 134 are provided between the pixel portion 131 and the peripheral portion of the substrate 100. Although not shown, signal lines and scanning lines are formed from the protection circuits 132 and 139 to the pixel portion 131. A signal line input terminal portion 137 and a scanning line input terminal portion 138 are provided at end portions of the signal line 133 and the scanning line 134. FPC 140 and FPC 141 are connected to terminals of the signal line input terminal portion 137 and the scanning line input terminal portion 138, respectively, and a signal line driving circuit 135 and a scanning line driving circuit 136 are provided in the FPC 140 and FPC 141, respectively. In the pixel portion 131, pixels 142 are arranged in a matrix.

図13(A)においては、走査線入力端子138aは、薄膜トランジスタ146のゲート配線101bに接続される。また、信号線入力端子137aは配線110に接続される。 In FIG. 13A, the scan line input terminal 138a is connected to the gate wiring 101b of the thin film transistor 146. The signal line input terminal 137 a is connected to the wiring 110.

信号線入力端子137a、走査線入力端子138aの端子表面は、画素電極121と同じ層で形成される。また、信号線入力端子137a、走査線入力端子138aは、信号線133上に形成される平坦化層120に形成される。また、平坦化層120上において、信号線入力端子137a、走査線入力端子138aは、異方性導電層143の導電性粒子144を介してFPC140、FPC141の配線145に接続される。 Terminal surfaces of the signal line input terminal 137 a and the scanning line input terminal 138 a are formed in the same layer as the pixel electrode 121. Further, the signal line input terminal 137 a and the scanning line input terminal 138 a are formed in the planarization layer 120 formed over the signal line 133. On the planarization layer 120, the signal line input terminal 137 a and the scanning line input terminal 138 a are connected to the FPC 140 and the wiring 145 of the FPC 141 through the conductive particles 144 of the anisotropic conductive layer 143.

なお、ここでは、ゲート配線101bと信号線入力端子137aが接続されるが、ゲート配線101bと信号線入力端子137aの間に、配線110と同じ層で形成される導電層を設けてもよい。 Note that although the gate wiring 101b and the signal line input terminal 137a are connected here, a conductive layer formed using the same layer as the wiring 110 may be provided between the gate wiring 101b and the signal line input terminal 137a.

図13(B)においては、走査線入力端子138bは、薄膜トランジスタ146のゲート配線101bに接続される。また、信号線入力端子137bは、薄膜トランジスタ146の配線110に接続される。 In FIG. 13B, the scan line input terminal 138 b is connected to the gate wiring 101 b of the thin film transistor 146. In addition, the signal line input terminal 137 b is connected to the wiring 110 of the thin film transistor 146.

走査線入力端子138b、信号線入力端子137bは、それぞれ画素部の薄膜トランジスタ146の画素電極121と同じ層で形成される。また、走査線入力端子138b、信号線入力端子137bは、平坦化層120及びパッシベーション層119上に形成される。また、平坦化層120及びパッシベーション層119の開口部において、走査線入力端子138b、信号線入力端子137bは、異方性導電層143の導電性粒子を介してFPC140、FPC141の配線145に接続される。 The scan line input terminal 138b and the signal line input terminal 137b are each formed using the same layer as the pixel electrode 121 of the thin film transistor 146 in the pixel portion. Further, the scan line input terminal 138 b and the signal line input terminal 137 b are formed over the planarization layer 120 and the passivation layer 119. In addition, in the openings of the planarization layer 120 and the passivation layer 119, the scanning line input terminal 138 b and the signal line input terminal 137 b are connected to the wiring 145 of the FPC 140 and FPC 141 through the conductive particles of the anisotropic conductive layer 143. The

配線110に接続する信号線入力端子137bは、基板100及び配線110の間に、ゲート絶縁層102の他に、非晶質半導体層114、不純物半導体層115が形成され、厚みが増す。このため、信号線入力端子137bとFPC141の配線145の接続が容易となる。 The signal line input terminal 137 b connected to the wiring 110 is formed with an amorphous semiconductor layer 114 and an impurity semiconductor layer 115 in addition to the gate insulating layer 102 between the substrate 100 and the wiring 110, and the thickness thereof is increased. This facilitates the connection between the signal line input terminal 137b and the wiring 145 of the FPC 141.

(実施の形態9)
次に、本発明の表示装置の一形態である表示パネルの構成について、以下に示す。
(Embodiment 9)
Next, a structure of a display panel which is one embodiment of the display device of the present invention is described below.

図14に、信号線駆動回路148のみを別途形成し、基板100上に形成された画素部147と接続している表示パネルの形態を示す。画素部147、保護回路153、及び走査線駆動回路151が形成された素子基板は、上記実施の形態に示す素子基板を用いて形成する。非晶質半導体層を用いた薄膜トランジスタよりも高い電界効果移動度が得られる薄膜トランジスタで信号線駆動回路を形成することで、走査線駆動回路よりも高い駆動周波数が要求される信号線駆動回路の動作を安定させることができる。なお、信号線駆動回路148は、単結晶の半導体を用いたトランジスタ、多結晶の半導体を用いた薄膜トランジスタ、またはSOIを用いたトランジスタであっても良い。SOIを用いたトランジスタにおいては、ガラス基板上に設けられた単結晶半導体層を用いたトランジスタを含む。画素部147と、信号線駆動回路148と、走査線駆動回路151とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC152を介して供給される。信号線駆動回路148及びFPC152の間、または信号線駆動回路148及び画素部147の間に、上記実施の形態に示す薄膜トランジスタで形成された保護回路153を設けてもよい。保護回路153は、上記実施の形態で示す薄膜トランジスタで形成された保護回路の代わりに、薄膜トランジスタ、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された1つ又は複数の素子によって構成される保護回路を設けてもよい。なお、信号線駆動回路及び走査線駆動回路を、共に画素部と同じ基板上に形成しても良い。 FIG. 14 illustrates a mode of a display panel in which only the signal line driver circuit 148 is separately formed and connected to the pixel portion 147 formed over the substrate 100. The element substrate over which the pixel portion 147, the protection circuit 153, and the scan line driver circuit 151 are formed is formed using the element substrate described in the above embodiment mode. Operation of a signal line driver circuit that requires a higher driving frequency than a scanning line driver circuit by forming the signal line driver circuit with a thin film transistor that can obtain higher field-effect mobility than a thin film transistor that uses an amorphous semiconductor layer Can be stabilized. Note that the signal line driver circuit 148 may be a transistor using a single crystal semiconductor, a thin film transistor using a polycrystalline semiconductor, or a transistor using SOI. The transistor using SOI includes a transistor using a single crystal semiconductor layer provided over a glass substrate. The pixel portion 147, the signal line driver circuit 148, and the scanning line driver circuit 151 are supplied with a potential of a power source, various signals, and the like through the FPC 152, respectively. The protective circuit 153 formed using the thin film transistor described in the above embodiment may be provided between the signal line driver circuit 148 and the FPC 152 or between the signal line driver circuit 148 and the pixel portion 147. The protective circuit 153 is provided with a protective circuit including one or more elements selected from a thin film transistor, a diode, a resistor, a capacitor, and the like instead of the protective circuit formed using the thin film transistor described in the above embodiment. May be. Note that both the signal line driver circuit and the scan line driver circuit may be formed over the same substrate as the pixel portion.

駆動回路を別途形成する場合、必ずしも駆動回路が形成された基板を、画素部が形成された基板上に貼り合わせる必要はなく、例えばFPC上に貼り合わせるようにしても良い。図14(B)に、信号線駆動回路148のみを別途形成し、基板100上に形成された画素部147、保護回路153、及び走査線駆動回路151が形成された素子基板とFPCが接続している表示装置パネルの形態を示す。画素部147、保護回路153、及び走査線駆動回路151は、上記実施の形態に示す薄膜トランジスタを用いて形成する。信号線駆動回路148は、FPC152及び保護回路及び153を介して、画素部147と接続されている。画素部147と、信号線駆動回路148と、走査線駆動回路151とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC152を介して供給される。FPC152及び画素部147の間に、上記実施の形態に示す薄膜トランジスタで形成された保護回路153を設けてもよい。保護回路153は、上記実施の形態で示す薄膜トランジスタで形成された保護回路の代わりに、薄膜トランジスタ、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された1つ又は複数の素子によって構成される保護回路を設けてもよい。 When the driver circuit is separately formed, the substrate on which the driver circuit is formed does not necessarily have to be attached to the substrate on which the pixel portion is formed, and may be attached to, for example, an FPC. In FIG. 14B, only the signal line driver circuit 148 is separately formed, and the element substrate on which the pixel portion 147, the protection circuit 153, and the scan line driver circuit 151 formed over the substrate 100 are connected to the FPC. The form of the display device panel is shown. The pixel portion 147, the protection circuit 153, and the scan line driver circuit 151 are formed using the thin film transistor described in the above embodiment. The signal line driver circuit 148 is connected to the pixel portion 147 through the FPC 152, the protection circuit, and 153. The pixel portion 147, the signal line driver circuit 148, and the scanning line driver circuit 151 are supplied with a potential of a power source, various signals, and the like through the FPC 152, respectively. A protection circuit 153 formed using the thin film transistor described in the above embodiment may be provided between the FPC 152 and the pixel portion 147. The protective circuit 153 is provided with a protective circuit including one or more elements selected from a thin film transistor, a diode, a resistor, a capacitor, and the like instead of the protective circuit formed using the thin film transistor described in the above embodiment. May be.

信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを、上記実施の形態に示す薄膜トランジスタを用いて画素部と同じ基板上に形成し、残りを別途形成して画素部と電気的に接続するようにしても良い。図14(C)に、信号線駆動回路が有するアナログスイッチ149を、画素部147、走査線駆動回路151と同じ基板100上に形成し、信号線駆動回路が有するシフトレジスタ150を別途異なる基板に形成して貼り合わせる表示装置パネルの形態を示す。画素部147、保護回路153、及び走査線駆動回路151は、上記実施の形態に示す薄膜トランジスタを用いて形成する。信号線駆動回路が有するシフトレジスタ150は、FPC152及び保護回路153を介して画素部147と接続されている。画素部147と、信号線駆動回路と、走査線駆動回路151とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC152を介して供給される。シフトレジスタ150及びアナログスイッチ149の間に、上記実施の形態に示す薄膜トランジスタで形成された保護回路153を設けてもよい。保護回路153は、上記実施の形態で示す薄膜トランジスタで形成された保護回路の代わりに、薄膜トランジスタ、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された1つ又は複数の素子によって構成される保護回路を設けてもよい。 Only part of the signal line driver circuit or part of the scan line driver circuit is formed over the same substrate as the pixel portion by using the thin film transistor described in the above embodiment mode, and the rest is separately formed to be electrically connected to the pixel portion. You may make it connect. 14C, the analog switch 149 included in the signal line driver circuit is formed over the same substrate 100 as the pixel portion 147 and the scan line driver circuit 151, and the shift register 150 included in the signal line driver circuit is provided over a different substrate. The form of the display device panel formed and bonded is shown. The pixel portion 147, the protection circuit 153, and the scan line driver circuit 151 are formed using the thin film transistor described in the above embodiment. The shift register 150 included in the signal line driver circuit is connected to the pixel portion 147 through the FPC 152 and the protection circuit 153. The pixel portion 147, the signal line driver circuit, and the scan line driver circuit 151 are supplied with the potential of the power source, various signals, and the like through the FPC 152, respectively. A protection circuit 153 formed using the thin film transistor described in the above embodiment may be provided between the shift register 150 and the analog switch 149. The protective circuit 153 is provided with a protective circuit including one or more elements selected from a thin film transistor, a diode, a resistor, a capacitor, and the like instead of the protective circuit formed using the thin film transistor described in the above embodiment. May be.

図14に示すように、本実施の形態の表示装置は、駆動回路の一部または全部を、画素部と同じ基板上に、上記実施の形態に示す薄膜トランジスタを用いて形成することができる。 As shown in FIG. 14, in the display device of this embodiment, part or all of the driver circuit can be formed over the same substrate as the pixel portion using the thin film transistor described in the above embodiment.

別途形成した基板の接続方法は、特に限定されるものではなく、公知のCOG方法、ワイヤボンディング方法、或いはTAB方法などを用いることができる。また接続する位置は、電気的な接続が可能であるならば、図14に示した位置に限定されない。また、コントローラ、CPU、メモリ等を別途形成し、接続するようにしても良い。 A method for connecting a separately formed substrate is not particularly limited, and a known COG method, wire bonding method, TAB method, or the like can be used. Further, the connection position is not limited to the position illustrated in FIG. 14 as long as electrical connection is possible. In addition, a controller, a CPU, a memory, and the like may be separately formed and connected.

本発明で用いる信号線駆動回路は、シフトレジスタとアナログスイッチ有する。または、シフトレジスタとアナログスイッチに加え、バッファ、レベルシフタ、ソースフォロワ等、他の回路を有していても良い。また、シフトレジスタとアナログスイッチは必ずしも設ける必要はなく、例えばシフトレジスタの代わりにデコーダ回路のような信号線の選択ができる別の回路を用いても良いし、アナログスイッチの代わりにラッチ等を用いても良い。 The signal line driver circuit used in the present invention includes a shift register and an analog switch. Alternatively, in addition to the shift register and the analog switch, other circuits such as a buffer, a level shifter, and a source follower may be included. The shift register and the analog switch are not necessarily provided. For example, another circuit that can select a signal line such as a decoder circuit may be used instead of the shift register, or a latch or the like may be used instead of the analog switch. May be.

(実施の形態10)
本発明により得られる素子基板、及びそれを用いた表示装置等によって、アクティブマトリクス型表示装置パネルに用いることができる。即ち、それらを表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。
(Embodiment 10)
The element substrate obtained by the present invention, a display device using the element substrate, and the like can be used for an active matrix display device panel. That is, the present invention can be implemented in all electronic devices in which they are incorporated in the display portion.

その様な電子機器としては、ビデオカメラ及びデジタルカメラ等のカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、プロジェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図15に示す。 Such electronic devices include cameras such as video cameras and digital cameras, head mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, projectors, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.) ) And the like. An example of these is shown in FIG.

図15(A)はテレビジョン装置である。表示パネルを、図15(A)に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。表示パネルにより主画面203が形成され、その他付属設備としてスピーカ部209、操作スイッチなどが備えられている。このように、テレビジョン装置を完成させることができる。 FIG. 15A illustrates a television device. As shown in FIG. 15A, a television device can be completed by incorporating a display panel into a housing. A main screen 203 is formed by the display panel, and a speaker unit 209, operation switches, and the like are provided as other accessory equipment. In this manner, a television device can be completed.

図15(A)に示すように、筐体201に表示素子を利用した表示用パネル202が組みこまれ、受信機205により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム204を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向(送信者から受信者)又は双方向(送信者と受信者間、又は受信者間同士)の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン操作機206により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部207が設けられていても良い。 As shown in FIG. 15A, a display panel 202 using a display element is incorporated in a housing 201, and a receiver 205 starts receiving general television broadcasts, and is wired or wirelessly via a modem 204. By connecting to a communication network, information communication in one direction (from the sender to the receiver) or in both directions (between the sender and the receiver or between the receivers) can be performed. The television device can be operated by a switch incorporated in the housing or a separate remote controller 206, and this remote controller is also provided with a display unit 207 for displaying information to be output. Also good.

また、テレビジョン装置にも、主画面203の他にサブ画面208を第2の表示パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面203を視野角の優れた液晶表示パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な発光表示パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面203を発光表示パネルで形成し、サブ画面を発光表示パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。 In addition, the television device may have a configuration in which the sub screen 208 is formed on the second display panel in addition to the main screen 203 to display channels, volume, and the like. In this configuration, the main screen 203 may be formed using a liquid crystal display panel with an excellent viewing angle, and the sub-screen may be formed using a light-emitting display panel that can display with low power consumption. In order to prioritize low power consumption, the main screen 203 may be formed of a light emitting display panel, the sub screen may be formed of a light emitting display panel, and the sub screen may be blinkable.

図16はテレビ装置の主要な構成を示すブロック図を示している。表示パネル900には、画素部245が形成されている。信号線駆動回路246と走査線駆動回路247は、表示パネル900にCOG方式により実装されていても良い。 FIG. 16 is a block diagram illustrating a main configuration of the television device. A pixel portion 245 is formed on the display panel 900. The signal line driver circuit 246 and the scan line driver circuit 247 may be mounted on the display panel 900 by a COG method.

その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ235で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路236と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路237と、その映像信号をドライバICの入力仕様に変換するためのコントロール回路238などを有している。コントロール回路238は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路239を設け、入力デジタル信号をm個に分割して供給する構成としても良い。 As other external circuit configurations, on the input side of the video signal, among the signals received by the tuner 235, the video signal amplification circuit 236 that amplifies the video signal, and the signal output from the signal is red, green, and blue. And a control circuit 238 for converting the video signal into the input specifications of the driver IC. The control circuit 238 outputs signals to the scanning line side and the signal line side, respectively. In the case of digital driving, a signal dividing circuit 239 may be provided on the signal line side so that an input digital signal is divided into m pieces and supplied.

チューナ235で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路240に送られ、その出力は音声信号処理回路241を経てスピーカ244に供給される。制御回路242は受信局(受信周波数)や音量の制御情報を入力部243から受け、チューナ235や音声信号処理回路241に信号を送出する。 Of the signals received by the tuner 235, the audio signal is sent to the audio signal amplification circuit 240, and the output is supplied to the speaker 244 via the audio signal processing circuit 241. The control circuit 242 receives receiving station (reception frequency) and volume control information from the input unit 243, and sends a signal to the tuner 235 and the audio signal processing circuit 241.

勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など大面積の表示媒体としても様々な用途に適用することができる。 Of course, the present invention is not limited to a television device, but can be applied to various applications such as personal computer monitors, information display boards at railway stations and airports, and advertisement display boards on streets. can do.

主画面203、サブ画面208において、上記実施の形態で説明した素子基板、及びそれを有する表示装置を適用することで、コントラスト等の画像品質を向上させたテレビ装置の量産性を高めることができる。 By applying the element substrate described in the above embodiment and the display device including the element substrate in the main screen 203 and the sub screen 208, mass productivity of a television device with improved image quality such as contrast can be increased. .

図15(B)は携帯電話機210の一例を示している。この携帯電話機210は、表示部211、操作部212などを含んで構成されている。表示部211においては、上記実施の形態で説明した素子基板、及びそれを有する表示装置を適用することで、コントラスト等の画像品質を向上させた携帯電話の量産性を高めることができる。 FIG. 15B illustrates an example of a mobile phone 210. The cellular phone 210 includes a display unit 211, an operation unit 212, and the like. In the display portion 211, by using the element substrate described in the above embodiment and a display device including the element substrate, mass productivity of mobile phones with improved image quality such as contrast can be increased.

また、図15(C)に示す携帯型のコンピュータは、本体213、表示部214等を含んでいる。表示部214に、上記実施の形態に示す素子基板、及びそれを有する表示装置を適用することにより、コントラスト等の画像品質を向上させたコンピュータの量産性を高めることができる。 A portable computer illustrated in FIG. 15C includes a main body 213, a display portion 214, and the like. By applying the element substrate described in any of the above embodiments and a display device including the element substrate to the display portion 214, the mass productivity of a computer with improved image quality such as contrast can be increased.

図15(D)は卓上照明器具であり、照明部215、傘216、可変アーム217、支柱218、台219、電源220を含む。本発明の発光装置を照明部215に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。上記実施の形態に示す素子基板、及びそれを有する表示装置を適用することにより、量産性を高めることができ、安価な卓上照明器具を提供することができる。 FIG. 15D illustrates a table lamp, which includes a lighting unit 215, an umbrella 216, a variable arm 217, a column 218, a table 219, and a power source 220. It is manufactured by using the light emitting device of the present invention for the lighting portion 215. The lighting fixture includes a ceiling-fixed lighting fixture or a wall-mounted lighting fixture. By applying the element substrate described in any of the above embodiments and a display device including the element substrate, mass productivity can be increased and an inexpensive desk lamp can be provided.

図17は本発明を適用したスマートフォン携帯電話機の構成の一例であり、図17(A)が正面図、図17(B)が背面図、図17(C)が展開図である。スマートフォン携帯電話機は、筐体221及び1002二つの筐体で構成されている。スマートフォン携帯電話機は、携帯電話と携帯情報端末の双方の機能を備えており、コンピュータを内蔵し、音声通話以外にも様々なデータ処理が可能な所謂スマートフォンである。 FIG. 17 shows an example of the configuration of a smartphone mobile phone to which the present invention is applied. FIG. 17A is a front view, FIG. 17B is a rear view, and FIG. The smart phone mobile phone is composed of two housings 221 and 1002. A smart phone mobile phone is a so-called smart phone that has both functions of a mobile phone and a portable information terminal, has a built-in computer, and can perform various data processing in addition to voice calls.

携帯電話機は、筐体221及び1002の二つの筐体で構成されている。筐体221においては、表示部223、スピーカ224、マイクロフォン225、操作キー226、ポインティングディバイス227、表面カメラ用レンズ228、外部接続端子ジャック229、イヤホン端子230等を備え、筐体222においては、キーボード231、外部メモリスロット232、裏面カメラ233、ライト234等を備えているなどにより構成されている。また、アンテナは筐体221内部に内蔵されている。また、上記構成に加えて、非接触ICチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよい。 The mobile phone is configured with two casings 221 and 1002. The housing 221 includes a display portion 223, a speaker 224, a microphone 225, operation keys 226, a pointing device 227, a front camera lens 228, an external connection terminal jack 229, an earphone terminal 230, and the like. 231, an external memory slot 232, a rear camera 233, a light 234, and the like. An antenna is incorporated in the housing 221. In addition to the above structure, a non-contact IC chip, a small recording device, or the like may be incorporated.

重なり合った筐体221と筐体222(図17(A)は、スライドし図17(C)のように展開する。表示部223には、上記実施の形態に示される表示装置を組み込むことが可能であり、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。表示部223と同一面上に及び表面カメラ用レンズ228を同一の面に備えているため、テレビ電話が可能である。また、表示部223をファインダーとし裏面カメラ233及びライト234で静止画及び動画の撮影が可能である。 The housings 221 and 222 which overlap with each other (FIG. 17A slides and expands as illustrated in FIG. 17C. The display portion 223 can incorporate the display device described in the above embodiment mode. The display direction can be changed as appropriate according to the usage pattern, and since the front camera lens 228 is provided on the same surface as the display portion 223, a videophone can be used. A still image and a moving image can be taken with the rear camera 233 and the light 234 using the unit 223 as a viewfinder.

スピーカ224及びマイクロフォン225は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再生等の用途に使用できるが可能である。操作キー226では、電話の発着信、電子メール等の簡単な情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等が可能である。 The speaker 224 and the microphone 225 can be used not only for voice calls but also for videophone, recording, reproduction, and the like. The operation keys 226 can be used for making and receiving calls, inputting simple information such as e-mails, scrolling the screen, moving the cursor, and the like.

また、書類の作成、携帯情報端末としての使用等、取り扱う情報が多い場合は、キーボード231を用いると便利である。更に、重なり合った筐体221と筐体222(図17(A))は、スライドし図17(C)のように展開し、携帯情報端末としての使用できる場合は、キーボード231、ポインティングディバイス227を用い円滑な操作でマウスの操作が可能である。外部接続端子ジャック229はACアダプタ及びUSBケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電及びパーソナルコンピュータ等とのデータ通信が可能である。また、外部メモリスロット232に記録媒体を挿入しより大量のデータ保存及び移動に対応できる。 In addition, it is convenient to use the keyboard 231 when there is a lot of information to be handled, such as creation of a document or use as a portable information terminal. Further, the housing 221 and the housing 222 (FIG. 17A) which overlap with each other are slid and deployed as shown in FIG. 17C. When the portable information terminal can be used, the keyboard 231 and the pointing device 227 are attached. The mouse can be operated with smooth operation. The external connection terminal jack 229 can be connected to an AC adapter and various cables such as a USB cable, and charging and data communication with a personal computer or the like are possible. Further, a recording medium can be inserted into the external memory slot 232 to cope with storing and moving a larger amount of data.

筐体222の裏面(図17(B))には、裏面カメラ233及びライト234を備えており、表示部223をファインダーとし静止画及び動画の撮影が可能である。 The rear surface of the housing 222 (FIG. 17B) is provided with a rear camera 233 and a light 234, and a still image and a moving image can be taken using the display portion 223 as a viewfinder.

また、上記機能構成に加えて、赤外線通信機能、USBポート、テレビワンセグ受信機能、非接触ICチップ、イヤホンジャック等を備えたものであってもよい。 Further, in addition to the above functional configuration, an infrared communication function, a USB port, a TV one-segment reception function, a non-contact IC chip, an earphone jack, and the like may be provided.

上記実施の形態に示す表示装置を適用することにより、量産性を高めることができる。 By applying the display device described in the above embodiment, mass productivity can be improved.

本発明の薄膜トランジスタを説明する断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor of the present invention. 本発明の薄膜トランジスタを説明する断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor of the present invention. 本発明の薄膜トランジスタを説明する断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor of the present invention. 本発明の薄膜トランジスタの作製工程を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor of the present invention. 本発明の薄膜トランジスタを説明する断面図及び上面図である。4A and 4B are a cross-sectional view and a top view illustrating a thin film transistor of the invention. 本発明の薄膜トランジスタの作製工程を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor of the present invention. 本発明の薄膜トランジスタの作製工程を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor of the present invention. 本発明に適用可能な多階調マスクを説明する図である。It is a figure explaining the multi-tone mask applicable to this invention. 本発明の薄膜トランジスタの作製工程を説明する上面図である。FIG. 10 is a top view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor of the present invention. 本発明の薄膜トランジスタの作製工程を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor of the present invention. 本発明の薄膜トランジスタの作製工程を説明する上面図である。FIG. 10 is a top view illustrating a manufacturing process of a thin film transistor of the present invention. 本発明の素子基板を説明する平面図である。It is a top view explaining the element substrate of the present invention. 本発明の素子基板の端子部及び画素部を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the terminal part and pixel part of the element substrate of this invention. 本発明の表示パネルを説明する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view illustrating a display panel of the present invention. 本発明の表示装置を用いた電子機器を説明する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view illustrating an electronic device using the display device of the invention. 本発明の表示装置を用いた電子機器を説明する図である。It is a diagram illustrating an electronic device using a display device of the present invention. 本発明の表示装置を用いた電子機器を説明する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view illustrating an electronic device using the display device of the invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 基板
101 ゲート電極
101b ゲート配線
102 ゲート絶縁層
102a ゲート絶縁層
102b ゲート絶縁層
103 導電膜
104 微結晶半導体層
104a 微結晶半導体層
104b 微結晶半導体層
104c 微結晶半導体層
104d 微結晶半導体層
105 バッファ層
105a バッファ層
105b バッファ層
105c バッファ層
105d バッファ層
106 非晶質半導体層
107 非晶質半導体層
108 不純物半導体層
109 不純物半導体層
110 配線
111 配線
112 バッファ層
113 バッファ層
114 非晶質半導体層
115 不純物半導体層
116 導電膜
117 レジストマスク
119 パッシベーション層
120 平坦化層
121 画素電極
122a グレートーンマスク
122b ハーフトーンマスク
123 基板
124 遮光部
125 回折格子
126 光透過量
127 半透過部
128 遮光部
129 光透過量
130 素子基板
131 画素部
132 保護回路
133 信号線
134 走査線
135 信号線駆動回路
136 走査線駆動回路
137 信号線入力端子部
137a 信号線入力端子
137b 信号線入力端子
138 走査線入力端子部
138a 走査線入力端子
138b 走査線入力端子
139 保護回路
140 FPC
141 FPC
142 画素
143 異方性導電層
144 導電性粒子
145 配線
146 薄膜トランジスタ
147 画素部
148 信号線駆動回路
149 アナログスイッチ
150 シフトレジスタ
151 走査線駆動回路
152 FPC
153 保護回路
201 筐体
202 表示用パネル
203 主画面
204 モデム
205 受信機
206 リモコン操作機
207 表示部
208 サブ画面
209 スピーカ部
210 携帯電話機
211 表示部
212 操作部
213 本体
214 表示部
215 照明部
216 傘
217 可変アーム
218 支柱
219 台
220 電源
221 筐体
222 筐体
223 表示部
224 スピーカ
225 マイクロフォン
226 操作キー
227 ポインティングディバイス
228 表面カメラ用レンズ
229 外部接続端子ジャック
230 イヤホン端子
231 キーボード
232 外部メモリスロット
233 裏面カメラ
234 ライト
235 チューナ
236 映像信号増幅回路
237 映像信号処理回路
238 コントロール回路
239 信号分割回路
240 音声信号増幅回路
241 音声信号処理回路
242 制御回路
243 入力部
244 スピーカ
245 画素部
246 信号線駆動回路
247 走査線駆動回路
100 substrate 101 gate electrode 101b gate wiring 102 gate insulating layer 102a gate insulating layer 102b gate insulating layer 103 conductive film 104 microcrystalline semiconductor layer 104a microcrystalline semiconductor layer 104b microcrystalline semiconductor layer 104c microcrystalline semiconductor layer 104d microcrystalline semiconductor layer 105 buffer Layer 105 a buffer layer 105 b buffer layer 105 c buffer layer 105 d buffer layer 106 amorphous semiconductor layer 107 amorphous semiconductor layer 108 impurity semiconductor layer 109 impurity semiconductor layer 110 wiring 111 wiring 112 buffer layer 113 buffer layer 114 amorphous semiconductor layer 115 Impurity semiconductor layer 116 Conductive film 117 Resist mask 119 Passivation layer 120 Planarization layer 121 Pixel electrode 122a Gray tone mask 122b Half tone mask 123 Substrate 124 Light shielding portion 1 5 Diffraction grating 126 Light transmission amount 127 Semi-transmission portion 128 Light shielding portion 129 Light transmission amount 130 Element substrate 131 Pixel portion 132 Protection circuit 133 Signal line 134 Scan line 135 Signal line drive circuit 136 Scan line drive circuit 137 Signal line input terminal portion 137a Signal line input terminal 137b Signal line input terminal 138 Scan line input terminal portion 138a Scan line input terminal 138b Scan line input terminal 139 Protection circuit 140 FPC
141 FPC
142 pixel 143 anisotropic conductive layer 144 conductive particle 145 wiring 146 thin film transistor 147 pixel portion 148 signal line driver circuit 149 analog switch 150 shift register 151 scan line driver circuit 152 FPC
153 Protection circuit 201 Case 202 Display panel 203 Main screen 204 Modem 205 Receiver 206 Remote controller 207 Display unit 208 Sub screen 209 Speaker unit 210 Mobile phone 211 Display unit 212 Operation unit 213 Main body 214 Display unit 215 Illumination unit 216 Umbrella 217 Variable arm 218 Post 219 Unit 220 Power supply 221 Housing 222 Housing 223 Display unit 224 Speaker 225 Microphone 226 Operation key 227 Pointing device 228 Front camera lens 229 External connection terminal jack 230 Earphone terminal 231 Keyboard 232 External memory slot 233 Back camera 234 Light 235 Tuner 236 Video signal amplification circuit 237 Video signal processing circuit 238 Control circuit 239 Signal division circuit 240 Audio signal amplification circuit 241 Voice signal processing circuit 242 control circuit 243 input unit 244 speaker 245 pixel unit 246 a signal line drive circuit 247 scanning-line drive circuit

Claims (7)

ゲート絶縁層を介してゲート電極と重畳する微結晶半導体層と、
前記微結晶半導体層上に重ねて設けられたバッファ層と、
前記バッファ層及び前記微結晶半導体層の側面を被覆する非晶質半導体層と、
一端部が前記バッファ層と重なり、前記非晶質半導体層上に設けられ、ソース領域及びドレイン領域を形成する一対の不純物半導体層と
を有し、
前記バッファ層の膜厚が、前記非晶質半導体層の膜厚よりも厚いことを特徴とする薄膜トランジスタ。
A microcrystalline semiconductor layer overlapping with the gate electrode through the gate insulating layer;
A buffer layer provided over the microcrystalline semiconductor layer;
An amorphous semiconductor layer covering side surfaces of the buffer layer and the microcrystalline semiconductor layer;
One end portion overlaps the buffer layer, and is provided on the amorphous semiconductor layer, and has a pair of impurity semiconductor layers forming a source region and a drain region,
A thin film transistor, wherein the buffer layer is thicker than the amorphous semiconductor layer.
請求項1において、
前記微結晶半導体層の電気伝導度が1×10−5S/cm乃至5×10−2S/cmであることを特徴とする薄膜トランジスタ。
In claim 1,
A thin film transistor, wherein the microcrystalline semiconductor layer has an electric conductivity of 1 × 10 −5 S / cm to 5 × 10 −2 S / cm.
請求項2において、
前記微結晶半導体は微結晶シリコンであることを特徴とする薄膜トランジスタ。
In claim 2,
The thin film transistor, wherein the microcrystalline semiconductor is microcrystalline silicon.
請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記非晶質半導体層が非晶質シリコンであることを特徴とする薄膜トランジスタ。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
A thin film transistor, wherein the amorphous semiconductor layer is amorphous silicon.
請求項1において、
前記バッファ層の膜厚は、前記微結晶半導体層及び非晶質半導体層のそれぞれの膜厚よりも厚いことを特徴とする薄膜トランジスタ。
In claim 1,
The thin film transistor is characterized in that the buffer layer is thicker than each of the microcrystalline semiconductor layer and the amorphous semiconductor layer.
請求項1において、
前記バッファ層の膜厚が500nm乃至3000nmであり、前記非晶質半導体層の膜厚が50nm乃至500nm未満であることを特徴とする薄膜トランジスタ。
In claim 1,
A thin film transistor, wherein the buffer layer has a thickness of 500 nm to 3000 nm, and the amorphous semiconductor layer has a thickness of 50 nm to less than 500 nm.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタが画素部の各画素に設けられていることを特徴とする表示装置。 A display device, wherein the thin film transistor according to claim 1 is provided in each pixel of a pixel portion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012244123A (en) * 2011-05-24 2012-12-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
CN104347727A (en) * 2013-07-23 2015-02-11 三星显示有限公司 Thin film transistor and method of manufacturing same, storage capacitor and semiconductor element

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11121761A (en) * 1997-06-30 1999-04-30 Hyundai Electron Ind Co Ltd Thin-film transistor
JP2005167051A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Sony Corp Thin film transistor and manufacturing method thereof
JP2006156972A (en) * 2004-10-28 2006-06-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and preparing method of the same
JP2007121788A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Hitachi Displays Ltd Active matrix substrate and liquid crystal display apparatus using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11121761A (en) * 1997-06-30 1999-04-30 Hyundai Electron Ind Co Ltd Thin-film transistor
JP2005167051A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Sony Corp Thin film transistor and manufacturing method thereof
JP2006156972A (en) * 2004-10-28 2006-06-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and preparing method of the same
JP2007121788A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Hitachi Displays Ltd Active matrix substrate and liquid crystal display apparatus using the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012244123A (en) * 2011-05-24 2012-12-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
US9525023B2 (en) 2011-05-24 2016-12-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
CN104347727A (en) * 2013-07-23 2015-02-11 三星显示有限公司 Thin film transistor and method of manufacturing same, storage capacitor and semiconductor element

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