JP2020074442A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜技術を用いて形成される金属配線およびその作製方法に関する。また、
金属配線基板およびその作製方法に関する。なお、本明細書中において金属配線基板とは
、薄膜技術を用いて形成される金属配線を有するガラス等の絶縁基板、あるいは各種基板
を指す。
The present invention relates to a metal wiring formed by using thin film technology and a method for manufacturing the same. Also,
The present invention relates to a metal wiring board and a method for manufacturing the same. In this specification, the metal wiring substrate refers to an insulating substrate such as glass having metal wiring formed by using a thin film technique, or various substrates.
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用
いて薄膜トランジスタ(TFT)を構成し、このTFTで形成した大面積集積回路を有す
る半導体装置の開発が進んでいる。アクティブマトリクス型液晶表示装置、発光装置、お
よび密着型イメージセンサはその代表例として知られている。特に、結晶性珪素膜(典型
的にはポリシリコン膜)を活性領域としたTFT(以下、ポリシリコンTFTと記す)は
電界効果移動度が高いことから、いろいろな機能回路を形成することも可能である。
In recent years, a thin film transistor (TFT) is formed using a semiconductor thin film (thickness of several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface, and development of a semiconductor device having a large area integrated circuit formed by this TFT Is progressing. Active matrix liquid crystal display devices, light emitting devices, and contact image sensors are known as typical examples. In particular, a TFT having a crystalline silicon film (typically a polysilicon film) as an active region (hereinafter referred to as a polysilicon TFT) has a high field-effect mobility, so that various functional circuits can be formed. Is.
例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置には、機能ブロックごとに画像表示を行
う画素回路や、CMOS回路を基本としたシフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッ
ファ回路、サンプリング回路などの画素回路を制御するための駆動回路が一枚の基板上に
形成される。
For example, in an active matrix type liquid crystal display device, a pixel circuit for performing image display for each functional block, a shift register circuit based on a CMOS circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, a sampling circuit, and the like for controlling pixel circuits. The drive circuit is formed on a single substrate.
アクティブマトリクス型液晶表示装置の画素回路には、数十から数百万個の各画素にT
FT(画素TFT)が配置され、その画素TFTのそれぞれには画素電極が設けられてい
る。液晶を挟んだ対向基板側には対向電極が設けられており、液晶を誘電体とした一種の
コンデンサを形成している。そして、各画素に印加する電圧をTFTのスイッチング機能
により制御して、このコンデンサへの電荷を制御することで液晶を駆動し、透過光量を制
御して画像を表示する仕組みになっている。
In the pixel circuit of the active matrix type liquid crystal display device, each pixel of tens to millions has a T
FTs (pixel TFTs) are arranged, and each of the pixel TFTs is provided with a pixel electrode. A counter electrode is provided on the counter substrate side with the liquid crystal sandwiched therebetween, forming a kind of capacitor using the liquid crystal as a dielectric. The voltage applied to each pixel is controlled by the switching function of the TFT, and the charge to this capacitor is controlled to drive the liquid crystal, and the amount of transmitted light is controlled to display an image.
画素TFTは一般にnチャネル型TFTから成り、スイッチング素子として液晶に電圧
を印加して駆動させるものである。液晶は交流で駆動させるので、フレーム反転駆動と呼
ばれる方式が多く採用されている。この方式では消費電力を低く抑えるために、画素TF
Tに要求される特性はオフ電流値(TFTがオフ動作時に流れるドレイン電流)を十分低
くすることが重要である。
The pixel TFT is generally composed of an n-channel TFT, and serves as a switching element for applying a voltage to liquid crystal to drive it. Since the liquid crystal is driven by alternating current, a method called frame inversion drive is often used. In this method, in order to keep the power consumption low, the pixel TF
For the characteristics required for T, it is important that the off current value (drain current flowing when the TFT is in the off operation) be sufficiently low.
オフ電流値を低減するためのTFTの構造として、低濃度ドレイン(LDD:Lightly
Doped Drain)構造が知られている。この構造はチャネル形成領域と、高濃度に不純物元
素を添加して形成するソース領域またはドレイン領域との間に低濃度に不純物元素を添加
した領域を設けたものであり、この領域をLDD領域と呼んでいる。また、ホットキャリ
アによるオン電流値の劣化を防ぐための手段として、ゲート絶縁膜を介してLDD領域を
ゲート電極と重ねて配置させた、いわゆるGOLD(Gate-drain Overlapped LDD)構造
が知られている。このような構造とすることで、ドレイン近傍の高電界が緩和されてホッ
トキャリア注入を防ぎ、劣化現象の防止に有効であることが知られている。
As a structure of a TFT for reducing the off current value, a low concentration drain (LDD: Lightly
Doped Drain) structure is known. In this structure, a region where an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source region or a drain region which is formed by adding an impurity element at a high concentration, and this region is referred to as an LDD region. I'm calling. Also, as a means for preventing the deterioration of the on-current value due to hot carriers, a so-called GOLD (Gate-drain Overlapped LDD) structure in which an LDD region is arranged to overlap a gate electrode via a gate insulating film is known. .. It is known that such a structure alleviates a high electric field near the drain, prevents hot carrier injection, and is effective in preventing a deterioration phenomenon.
GOLD構造を形成するための一例について図 を用いて説明する。基板上に下地絶縁
膜を形成し、前記下地絶縁膜上に半導体膜を形成し、前記半導体膜上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する。なお、図1(A)において、前記下地絶縁膜は積層構
造としているが、単層構造でも良いし、形成しなくてもよい。また、前記導電膜を単層構
造としているが、2層以上の積層構造としても良い。続いて、レジストを形成し、導電膜
の端部をテーパー形状とするためにエッチングを行う。(図1(B))このエッチング方
法としては、高密度プラズマを用いたドライエッチング法が望ましい。高密度プラズマを
得る手法にはマイクロ波や誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)を
用いたエッチング装置が適している。そして、第1のドーピング処理および第2のドーピ
ング処理により半導体膜に、ゲート電極と重なる低濃度不純物領域と、ソース領域または
ドレイン領域として機能する高濃度不純物領域を形成する。以上のような処理により、G
OLD構造が実現できる。
An example for forming a GOLD structure will be described with reference to the drawings. A base insulating film is formed on a substrate, a semiconductor film is formed on the base insulating film, and an insulating film is formed on the semiconductor film.
A conductive film is formed on the insulating film. Although the base insulating film has a stacked-layer structure in FIG. 1A, it may have a single-layer structure or may not be formed. Further, although the conductive film has a single layer structure, it may have a laminated structure of two or more layers. Subsequently, a resist is formed and etching is performed so that the end portion of the conductive film has a tapered shape. (FIG. 1 (B)) As this etching method, a dry etching method using high density plasma is desirable. An etching apparatus using microwaves or inductively coupled plasma (ICP) is suitable for obtaining a high-density plasma. Then, a low-concentration impurity region overlapping with the gate electrode and a high-concentration impurity region functioning as a source region or a drain region are formed in the semiconductor film by the first doping treatment and the second doping treatment. By the above processing, G
An OLD structure can be realized.
ICPエッチング装置におけるエッチング条件は、バイアス電力密度、ICP電力密度
、圧力、エッチングガスの総流量および下部電極の温度である。また、エッチングガスに
おいて酸素を添加すると、エッチングが促進されることから、エッチングガスにおける酸
素添加率も条件の1つとする。
The etching conditions in the ICP etching apparatus are bias power density, ICP power density, pressure, total flow rate of etching gas, and temperature of lower electrode. Further, when oxygen is added to the etching gas, the etching is promoted. Therefore, the oxygen addition rate in the etching gas is also one of the conditions.
しかしながら、エッチング条件によってレジストと導電膜との選択比が変わり、基板面
内で導電膜の幅がばらつく場合がある。前記導電膜をゲート電極として用いる場合、前記
導電膜は不純物元素の導入の際にマスクとなるため、前記導電膜の幅のばらつきは、チャ
ネル形成領域の長さと、前記導電膜とLDD領域との重なる領域の長さのばらつきの原因
となる。このような半導体膜を用いてTFTを作製すると、電気的特性のばらつきの要因
となり、さらには半導体装置の動作特性を低下させる要因となる。また、前記導電膜を配
線として用いる場合、前記導電膜の幅のばらつきは、配線抵抗のばらつきの要因となり、
TFTの電気的特性を低下させる。このように、導電膜の幅や長さのばらつきは基板が大
型化するなかでますます深刻な問題となっており、導電膜の幅や長さのばらつきを抑えて
均一性を高めることは非常に重要である。
However, the selection ratio between the resist and the conductive film may change depending on the etching conditions, and the width of the conductive film may vary within the substrate surface. When the conductive film is used as a gate electrode, the conductive film serves as a mask when an impurity element is introduced, and thus the width of the conductive film varies depending on the length of the channel formation region and the length of the conductive film and the LDD region. This causes variation in the length of the overlapping area. When a TFT is manufactured using such a semiconductor film, it becomes a cause of variations in electrical characteristics and further becomes a factor of deteriorating operating characteristics of the semiconductor device. Further, when the conductive film is used as a wiring, the variation in the width of the conductive film causes the variation in the wiring resistance,
It lowers the electrical characteristics of the TFT. As described above, the variation in the width and the length of the conductive film becomes an increasingly serious problem as the size of the substrate increases, and it is extremely difficult to suppress the variation in the width and the length of the conductive film to improve the uniformity. Is important to.
本発明はこのような問題点を解決するための技術であり、基板の大型化に対応でき得る
金属配線およびその作製方法、並びに金属配線基板およびその作製方法を提供することを
課題とする。
The present invention is a technique for solving such a problem, and an object thereof is to provide a metal wiring and a method for manufacturing the same, and a metal wiring board and a method for manufacturing the same, which can cope with an increase in the size of a substrate.
本明細書で開示する金属配線に関する発明の構成は、タングステン膜、または、タングス
テン化合物を主成分とする金属化合物膜、または、タングステン合金を主成分とする金属
合金膜により形成された導電層であって、前記導電層の端部におけるテーパー角αが5°
〜85°の範囲であることを特徴としている。
The structure of the invention relating to the metal wiring disclosed in this specification is a conductive layer formed of a tungsten film, a metal compound film containing a tungsten compound as a main component, or a metal alloy film containing a tungsten alloy as a main component. And the taper angle α at the end of the conductive layer is 5 °.
It is characterized by being in the range of up to 85 °.
上記構成において、前記金属合金膜は、Ta、Ti、Mo、Cr、Nb、Si、Sc、
Ndから選ばれた一種の元素または複数種の元素とタングステンとの合金膜であることを
特徴としている。
In the above structure, the metal alloy film is formed of Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, Si, Sc,
It is characterized in that it is an alloy film of one element or a plurality of elements selected from Nd and tungsten.
また、上記構成において、前記金属化合物膜は、タングステンの窒化物膜であることを
特徴としている。
Further, in the above structure, the metal compound film is a nitride film of tungsten.
また、金属配線に関する他の発明の構成は、アルミニウム膜、または、アルミニウム化
合物を主成分とする金属化合物膜、または、アルミニウム合金を主成分とする金属合金膜
により形成された導電層であって、前記導電層の端部におけるテーパー角αが5°〜85
°の範囲であることを特徴としている。
Another structure of the invention relating to metal wiring is an aluminum film, or a metal compound film containing an aluminum compound as a main component, or a conductive layer formed of a metal alloy film containing an aluminum alloy as a main component, The taper angle α at the end of the conductive layer is 5 ° to 85
It is characterized by being in the range of °.
上記構成において、前記金属合金膜は、Ta、Ti、Mo、Cr、Nb、Si、Sc、
Ndから選ばれた一種の元素または複数種の元素とアルミニウムとの合金膜であることを
特徴としている。
In the above structure, the metal alloy film is formed of Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, Si, Sc,
It is characterized by being an alloy film of one element or a plurality of elements selected from Nd and aluminum.
また、上記構成において、前記金属化合物膜は、アルミニウムの窒化物膜であることを
特徴としている。
Further, in the above structure, the metal compound film is a nitride film of aluminum.
また、上記各構成において、密着性を向上させるために導電性を有する珪素膜(例えば
リンドープシリコン膜、ボロンドープシリコン膜等)を最下層に設ける構成としてもよい
。
Further, in each of the above structures, a conductive silicon film (for example, a phosphorus-doped silicon film, a boron-doped silicon film, or the like) may be provided in the lowermost layer in order to improve adhesion.
また、本明細書で開示する金属配線基板に関する発明の構成は、絶縁基板と、金属配線と
を有する金属配線基板において、前記金属配線は、タングステン膜、または、タングステ
ン化合物を主成分とする金属化合物膜、または、タングステン合金を主成分とする金属合
金膜により形成された導電層であって、前記導電層の端部におけるテーパー角αが5°〜
85°の範囲であることを特徴としている。
Further, the structure of the invention relating to the metal wiring board disclosed in the present specification is a metal wiring board having an insulating substrate and a metal wiring, wherein the metal wiring is a tungsten film or a metal compound containing a tungsten compound as a main component. A film or a conductive layer formed of a metal alloy film containing a tungsten alloy as a main component, wherein the taper angle α at the end of the conductive layer is 5 ° to
It is characterized by being in the range of 85 °.
また、金属配線基板に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有する金属配
線基板において、前記金属配線は、アルミニウム膜、または、アルミニウム化合物を主成
分とする金属化合物膜、または、アルミニウム合金を主成分とする金属合金膜により形成
された導電層であって、前記導電層の端部におけるテーパー角αが5°〜85°の範囲で
あることを特徴としている。
Another aspect of the invention relating to a metal wiring board is an insulating board and a metal wiring board having a metal wiring, wherein the metal wiring is an aluminum film, or a metal compound film containing an aluminum compound as a main component, or A conductive layer formed of a metal alloy film containing aluminum alloy as a main component, characterized in that a taper angle α at an end portion of the conductive layer is in a range of 5 ° to 85 °.
また、本明細書で開示する金属配線の作製方法に関する発明の構成は、絶縁表面上に少
なくとも一層の導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジス
トパターンを有する導電膜にエッチングを行い、バイアス電力密度に応じてテーパー角α
が制御された金属配線を形成することを特徴としている。
In addition, a structure of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring disclosed in this specification is that a conductive film having at least one layer is formed over an insulating surface, a resist pattern is formed over the conductive film, and the conductive film has the resist pattern. Etching is performed and the taper angle α is changed according to the bias power density.
Is characterized by forming a controlled metal wiring.
また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の
導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有
する導電膜にエッチングを行い、ICP電力密度に応じてテーパー角αが制御された金属
配線を形成することを特徴としている。
Another structure of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring is to form at least one conductive film on an insulating surface, form a resist pattern on the conductive film, and perform etching on the conductive film having the resist pattern. , The metal wiring whose taper angle α is controlled according to the ICP power density is formed.
また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の
導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有
する導電膜にエッチングを行い、下部電極の温度に応じてテーパー角αが制御された金属
配線を形成することを特徴としている。
Another structure of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring is to form at least one conductive film on an insulating surface, form a resist pattern on the conductive film, and perform etching on the conductive film having the resist pattern. It is characterized in that a metal wiring whose taper angle α is controlled according to the temperature of the lower electrode is formed.
上記金属配線の作製方法に関する構成において、前記下部電極の温度は、85〜120℃
とすることを特徴としている。
In the above-mentioned configuration relating to the method for producing the metal wiring, the temperature of the lower electrode is 85 to 120 ° C.
It is characterized by
また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の
導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有
する導電膜にエッチングを行い、圧力に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成
することを特徴としている。
Another structure of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring is to form at least one conductive film on an insulating surface, form a resist pattern on the conductive film, and perform etching on the conductive film having the resist pattern. It is characterized in that a metal wiring whose taper angle α is controlled according to pressure is formed.
上記金属配線の作製方法に関する構成において、前記圧力は、2.0〜13Paとするこ
とを特徴としている。
In the above-mentioned configuration relating to the method for producing the metal wiring, the pressure is set to 2.0 to 13 Pa.
また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の
導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有
する導電膜にエッチングを行い、反応ガスの流量に応じてテーパー角αが制御された金属
配線を形成することを特徴としている。
Another structure of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring is to form at least one conductive film on an insulating surface, form a resist pattern on the conductive film, and perform etching on the conductive film having the resist pattern. It is characterized in that a metal wiring whose taper angle α is controlled according to the flow rate of the reaction gas is formed.
また、上記金属配線の作製方法に関する構成において、前記反応ガスの総流量は、2.6
1×103〜10.87×103sccm/m3とすることを特徴としている。
In addition, in the configuration related to the method for manufacturing the metal wiring, the total flow rate of the reaction gas is 2.6.
It is characterized in that it is set to 1 × 10 3 to 10.87 × 10 3 sccm / m 3 .
また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の
導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有
する導電膜にエッチングを行い、反応ガスにおける酸素の割合に応じてテーパー角αが制
御された金属配線を形成することを特徴としている。
Another structure of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring is to form at least one conductive film on an insulating surface, form a resist pattern on the conductive film, and perform etching on the conductive film having the resist pattern. It is characterized in that a metal wiring whose taper angle α is controlled according to the proportion of oxygen in the reaction gas is formed.
上記金属配線の作製方法に関する構成において、前記反応ガスにおける酸素の割合は、1
7〜50%とすることを特徴としている。
In the above-mentioned configuration relating to the method for producing the metal wiring, the proportion of oxygen in the reaction gas is 1
It is characterized by being set to 7 to 50%.
また、金属配線の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面上に少なくとも一層の
導電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有
する導電膜にエッチングを行い、反応ガスにおける塩素の割合に応じてテーパー角αが制
御された金属配線を形成することを特徴としている。
Another structure of the invention relating to a method for manufacturing a metal wiring is to form at least one conductive film on an insulating surface, form a resist pattern on the conductive film, and perform etching on the conductive film having the resist pattern. The metal wiring is characterized in that the taper angle α is controlled according to the proportion of chlorine in the reaction gas.
また、上記金属配線の作製方法に関する各構成において、前記金属薄膜は、タングステン
膜、タングステン化合物を主成分とする金属化合物膜、タングステン合金を主成分とする
金属合金膜から選ばれた薄膜、アルミニウム膜、アルミニウム化合物を主成分とする金属
化合物膜、および、アルミニウム合金を主成分とする金属合金膜から選ばれた薄膜である
ことを特徴としている。
In each structure relating to the method for manufacturing the metal wiring, the metal thin film is a thin film selected from a tungsten film, a metal compound film containing a tungsten compound as a main component, a metal alloy film containing a tungsten alloy as a main component, and an aluminum film. A thin film selected from a metal compound film containing an aluminum compound as a main component and a metal alloy film containing an aluminum alloy as a main component.
また、本明細書で開示する金属配線基板の作製方法に関する発明の構成は、絶縁基板と、
金属配線とを有する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導
電膜を形成し、前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有す
る導電膜にエッチングを行い、バイアス電力密度に応じてテーパー角αが制御された金属
配線を形成することを特徴としている。
In addition, the structure of the invention relating to the method for manufacturing a metal wiring substrate disclosed in the present specification includes an insulating substrate,
In a method for manufacturing a metal wiring substrate having a metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface, a resist pattern is formed on the conductive film, the conductive film having the resist pattern is etched, and a bias is applied. It is characterized in that a metal wiring whose taper angle α is controlled according to the power density is formed.
また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有
する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、
前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッ
チングを行い、ICP電力密度に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成するこ
とを特徴としている。
Further, the structure of another invention relating to the method for producing a metal wiring substrate is an insulating substrate, and in the method for producing a metal wiring substrate having metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface,
A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring whose taper angle α is controlled according to the ICP power density.
また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有
する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、
前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッ
チングを行い、下部電極の温度に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成するこ
とを特徴としている。
Further, the structure of another invention relating to the method for producing a metal wiring substrate is an insulating substrate, and in the method for producing a metal wiring substrate having metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface,
A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring whose taper angle α is controlled according to the temperature of the lower electrode.
上記金属配線基板の作製方法に関する構成において、前記下部電極の温度は、85〜12
0℃とすることを特徴としている。
In the structure relating to the method for producing a metal wiring board, the temperature of the lower electrode is 85 to 12
The feature is that the temperature is 0 ° C.
また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有
する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、
前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッ
チングを行い、圧力に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成することを特徴と
している。
Further, the structure of another invention relating to the method for producing a metal wiring substrate is an insulating substrate, and in the method for producing a metal wiring substrate having metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface,
A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring whose taper angle α is controlled according to pressure.
上記金属配線基板の作製方法に関する構成において、前記圧力は、2.0〜13Paとす
ることを特徴としている。
In the structure relating to the method for manufacturing a metal wiring board, the pressure is 2.0 to 13 Pa.
また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有
する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、
前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッ
チングを行い、反応ガスの総流量に応じてテーパー角αが制御された金属配線を形成する
ことを特徴としている。
Further, the structure of another invention relating to the method for producing a metal wiring substrate is an insulating substrate, and in the method for producing a metal wiring substrate having metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface,
A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring having a taper angle α controlled according to the total flow rate of the reaction gas.
上記金属配線基板の作製方法に関する構成において、前記反応ガスの総流量は、2.61
×103〜10.87×103sccm/m3とすることを特徴としている。
In the structure relating to the method for manufacturing a metal wiring board, the total flow rate of the reaction gas is 2.61.
It is characterized in that it is set to × 10 3 to 10.87 × 10 3 sccm / m 3 .
また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有
する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、
前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッ
チングを行い、反応ガスにおける酸素の割合に応じてテーパー角αが制御された金属配線
を形成することを特徴としている。
Further, the structure of another invention relating to the method for producing a metal wiring substrate is an insulating substrate, and in the method for producing a metal wiring substrate having metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface,
A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring whose taper angle α is controlled according to the ratio of oxygen in the reaction gas.
上記金属配線基板の作製方法に関する構成において、前記反応ガスにおける酸素の割合は
、17〜50%とすることを特徴としている。
In the structure relating to the method for producing a metal wiring board, the proportion of oxygen in the reaction gas is set to 17 to 50%.
また、金属配線基板の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁基板と、金属配線とを有
する金属配線基板の作製方法において、絶縁表面上に少なくとも一層の導電膜を形成し、
前記導電膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを有する導電膜にエッ
チングを行い、反応ガスにおける塩素の割合に応じてテーパー角αが制御された金属配線
を形成することを特徴としている。
Further, the structure of another invention relating to the method for producing a metal wiring substrate is an insulating substrate, and in the method for producing a metal wiring substrate having metal wiring, at least one conductive film is formed on an insulating surface,
A resist pattern is formed on the conductive film, and the conductive film having the resist pattern is etched to form a metal wiring whose taper angle α is controlled according to the proportion of chlorine in the reaction gas.
また、上記金属配線基板の作製方法に関する各構成において、前記金属薄膜は、タングス
テン膜、タングステン化合物を主成分とする金属化合物膜、タングステン合金を主成分と
する金属合金膜から選ばれた薄膜、アルミニウム膜、アルミニウム化合物を主成分とする
金属化合物膜、および、アルミニウム合金を主成分とする金属合金膜から選ばれた薄膜で
あることを特徴としている。
Further, in each of the configurations related to the method for manufacturing the metal wiring board, the metal thin film is a thin film selected from a tungsten film, a metal compound film containing a tungsten compound as a main component, a metal alloy film containing a tungsten alloy as a main component, and aluminum. A thin film selected from a film, a metal compound film containing an aluminum compound as a main component, and a metal alloy film containing an aluminum alloy as a main component.
本発明の構成を採用することにより、以下に示すような基本的有意性を得ることが出来
る。
(a)従来の配線または配線基板の作製プロセスに適合した、簡単な方法である。
(b)バイアス電力密度、ICP電力密度、下部電極の温度またはエッチングガスにおけ
る塩素の割合を変えることで、所望のテーパー角を有する配線を形成することが可能とな
る。
(c)圧力、エッチングガスの総流量、エッチングガスにおける酸素の割合、下部電極の
温度を所定の値にすることで、基板面内におけるばらつきを低減することを可能とする。
(d)以上の利点を満たした上で、金属配線または金属配線基板において、基板が大型化
しても十分に対応することが可能となる。
By adopting the configuration of the present invention, the following basic significance can be obtained.
(A) It is a simple method adapted to the conventional wiring or wiring board manufacturing process.
(B) By changing the bias power density, the ICP power density, the temperature of the lower electrode or the proportion of chlorine in the etching gas, it becomes possible to form a wiring having a desired taper angle.
(C) By setting the pressure, the total flow rate of the etching gas, the proportion of oxygen in the etching gas, and the temperature of the lower electrode to predetermined values, it is possible to reduce variations within the surface of the substrate.
(D) In addition to satisfying the above advantages, it is possible to sufficiently cope with a metal wiring or a metal wiring board even if the board becomes large.
[実施の形態1]
本発明では、高密度プラズマを使用するICPエッチング装置を使用している。ICP
エッチング装置は、低圧力でRF電力を誘導的にプラズマ中に結合させることで、1011
個/cm3以上のプラズマ密度を達成して、高選択比かつ高エッチングレートの加工を行
うものである。
[Embodiment 1]
The present invention uses an ICP etching apparatus that uses high density plasma. ICP
The etcher uses 10 11 by inductively coupling RF power into the plasma at low pressure.
A plasma density of at least 1 piece / cm 3 is achieved and processing with a high selectivity and a high etching rate is performed.
まず、ICPドライエッチング装置プラズマ生成機構について図7(A)を用いて詳細
に説明する。
First, the plasma generation mechanism of the ICP dry etching apparatus will be described in detail with reference to FIG.
図7(A)にエッチングチャンバーの簡略構造図を示す。チャンバー上部の石英板31
上にアンテナコイル32を配置し、マッチングボックス33を介してRF電源34に接続
されている。また、対向に配置された基板側の下部電極35にもマッチングボックス36
を介してRF電源37が接続されている。
FIG. 7A shows a simplified structural diagram of the etching chamber. Quartz plate 31 on top of chamber
The antenna coil 32 is arranged on the upper side and is connected to the RF power source 34 via the
The
基板上方のアンテナコイル32にRF電流が印加されると、アンテナコイル32にRF電
流Jがθ方向に流れ、Z方向に磁界Bが発生する。
When an RF current is applied to the antenna coil 32 above the substrate, an RF current J flows in the antenna coil 32 in the θ direction, and a magnetic field B is generated in the Z direction.
ファラデーの電磁誘導の法則に従い、θ方向に誘導電界Eが生じる。 In accordance with Faraday's law of electromagnetic induction, an induced electric field E is generated in the θ direction.
この誘導電界Eで電子がθ方向に加速されガス分子と衝突し、プラズマが生成される。
誘導電界の方向がθ方向なので、荷電粒子がエッチングチャンバー壁や、基板に衝突して
電荷を消失する確率が低くなる。従って、1Pa程度の低圧力でも高密度のプラズマを発
生させることができる。また、下流へは、磁界Bがほとんどないので、シート状に広がっ
た高密度プラズマ領域となる。
Electrons are accelerated in the θ direction by the induced electric field E and collide with gas molecules to generate plasma.
Since the direction of the induced electric field is in the θ direction, the probability that charged particles collide with the etching chamber wall or the substrate and lose the charge is low. Therefore, high-density plasma can be generated even at a low pressure of about 1 Pa. Further, since there is almost no magnetic field B in the downstream, the high density plasma region spreads like a sheet.
アンテナコイル32(ICP電力が印加される)と基板側の下部電極35(バイアス電力
が印加される)のそれぞれに印加するRFパワーを調節することによってプラズマ密度と
自己バイアス電圧を独立に制御することが可能である。また、被処理物の材料に応じて印
加するRFパワーの周波数を異ならせることも可能となる。
Controlling the plasma density and the self-bias voltage independently by adjusting the RF power applied to each of the antenna coil 32 (where ICP power is applied) and the lower electrode 35 (where bias power is applied) on the substrate side. Is possible. It is also possible to change the frequency of the RF power applied according to the material of the object to be processed.
ICPエッチング装置で高密度プラズマを得るためには、アンテナコイル32に流れるR
F電流Jを低損失で流す必要があり、大面積化するためには、アンテナコイル32のイン
ダクタンスを低下させなければならない。そのためにアンテナを分割したマルチスパイラ
ルコイル38のICPエッチング装置が開発され、その構造図を図7(B)に示す。なお
、ここでは石英板以外の部分(チャンバーの構造や下部電極の構造など)は同じであるの
で省略している。このようなマルチスパイラルコイル38を適用したICPを用いたエッ
チング装置を用いると、前記耐熱性導電性材料のエッチングを良好に行うことができる。
In order to obtain high-density plasma with the ICP etching device, R flowing in the antenna coil 32 is used.
It is necessary to flow the F current J with low loss, and in order to increase the area, the inductance of the antenna coil 32 must be reduced. For that purpose, an ICP etching device for a multi-spiral coil 38 in which an antenna is divided has been developed, and its structural diagram is shown in FIG. 7 (B). Here, the parts other than the quartz plate (the structure of the chamber, the structure of the lower electrode, etc.) are the same, and are therefore omitted. When the etching apparatus using the ICP to which the multi-spiral coil 38 is applied is used, the heat resistant conductive material can be satisfactorily etched.
本発明者等はこのマルチスパイラルコイル方式のICPエッチング装置(松下電器産業
製:E645)を用いてエッチング条件を振り、以下で述べる実験を行った。
The inventors of the present invention used the multi-spiral coil type ICP etching device (E645, manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) to adjust the etching conditions, and conducted the experiments described below.
まず、試料としてガラス基板上に、スパッタ法により、膜厚500nmのW膜からなる
導電膜を形成した。そしてレジストを形成し、エッチング条件であるバイアス電力密度、
ICP電力密度、圧力、エッチングにおける酸素添加率、エッチングガスの総流量および
下部電極の温度についてそれぞれ条件を振って、W膜のエッチングを行った。各条件の振
り方は表1に示す通りである。また、ある条件について条件を振って評価する場合におけ
る、他の条件については表2に示す値を用いた。なお、表1および表2において、バイア
ス電力密度およびICP電力密度の単位は[W/cm2]としているが、実際には電力[
W]を掛けている。表1および表2に記載のバイアス電力およびICP電力は、それぞれ
バイアス電力の掛かる面積12.5cm×12.5cmとICP電力の掛かる面積12.
5cm×12.5cm×πで割った値を記載している。また、チャンバーの体積は18.
4×10-3m3であるため、エッチングガスの総流量はチャンバーの体積で割った値で示
している。
First, as a sample, a conductive film made of a W film having a thickness of 500 nm was formed on a glass substrate by a sputtering method. Then, a resist is formed and a bias power density which is an etching condition,
The W film was etched under various conditions such as ICP power density, pressure, oxygen addition rate in etching, total flow rate of etching gas, and temperature of lower electrode. Table 1 shows how to swing each condition. Further, in the case of evaluating a certain condition by shaking the condition, the values shown in Table 2 were used for other conditions. In Table 1 and Table 2, the unit of the bias power density and the ICP power density is [W / cm 2 ], but in actuality, the power [
W]. The bias power and the ICP power described in Table 1 and Table 2 are the area on which the bias power is applied 12.5 cm × 12.5 cm and the area on which the ICP power is applied 12.
The value is divided by 5 cm × 12.5 cm × π. The volume of the chamber is 18.
Since it is 4 × 10 −3 m 3 , the total flow rate of the etching gas is shown as a value divided by the volume of the chamber.
図1〜図6に各条件を振って得られた結果を示す。各図(A)にWとレジストのエッチ
ングレートについて示し、各図(B)にレジストに対するWの選択比について示す。それ
ぞれ、基板面内において測定点数を16とし、基板面内におけるばらつきをエラーバーで
示している。図1はバイアス電力密度の条件を振った結果であり、図2はICP電力密度
の条件を振った結果であり、図3は圧力の条件を振った結果であり、図4は酸素添加率の
条件を振った結果であり、図5はガス総流量の条件を振った結果であり、図6は下部電極
の温度条件を振った結果である。
1 to 6 show the results obtained under various conditions. Each drawing (A) shows the etching rate of W and the resist, and each drawing (B) shows the selection ratio of W with respect to the resist. The number of measurement points in each of the substrate surfaces is 16, and the variation in the substrate surface is indicated by an error bar. FIG. 1 shows the result of changing the bias power density condition, FIG. 2 shows the result of changing the ICP power density condition, FIG. 3 shows the result of changing the pressure condition, and FIG. 4 shows the oxygen addition rate. 5 shows the result of changing the conditions, FIG. 5 shows the result of changing the condition of the total gas flow rate, and FIG. 6 shows the result of changing the temperature condition of the lower electrode.
まず、基板面内におけるばらつきについて考察する。図1(A)より、バイアス電力密
度が0.256〜0.512W/cm2ではばらつきが最小となり、0.96W/cm2以
上で大きくなっている。また、図2(A)より、ICP電力密度においては条件振りによ
る傾向は特に見られない。図3(A)〜図6(A)
より、圧力、酸素添加率、ガス総流量および下部電極の温度においては高い方がばらつき
が小さかった。
First, the variation in the plane of the substrate will be considered. From FIG. 1A, when the bias power density is 0.256 to 0.512 W / cm 2 , the variation is minimum, and when it is 0.96 W / cm 2 or more, the variation is large. Further, as shown in FIG. 2 (A), the ICP power density shows no particular tendency depending on the condition. 3 (A) to 6 (A)
Therefore, the higher the pressure, the oxygen addition rate, the total gas flow rate, and the temperature of the lower electrode, the smaller the variation.
続いて、レジストに対するWの選択比について考察する。図1(B)〜図6(B)より
、レジストに対するWの選択比は、条件が変化するにつれて、バイアス電力密度、ICP
電力密度および下部電極の温度において大きく変化している。
つまり、レジストに対するWの選択比に影響を与える条件はバイアス電力密度、ICP電
力密度および下部電極の温度であることが分かる。
Next, the selection ratio of W with respect to the resist will be considered. From FIG. 1B to FIG. 6B, the selection ratio of W with respect to the resist is as shown in FIG.
There are large changes in the power density and the temperature of the lower electrode.
That is, it is understood that the conditions that affect the W selection ratio with respect to the resist are the bias power density, the ICP power density, and the temperature of the lower electrode.
以上の実験から、バイアス電力密度、ICP電力密度および下部電極の温度がレジスト
に対するW膜の選択比に大きな影響を与えることが分かった。また、圧力、酸素添加率、
ガス総流量および下部電極の温度を高く設定すれば、基板面内におけるばらつきを低減す
ることがわかった。
From the above experiment, it was found that the bias power density, the ICP power density and the temperature of the lower electrode had a great influence on the selection ratio of the W film to the resist. Also, pressure, oxygen addition rate,
It was found that if the total gas flow rate and the temperature of the lower electrode are set high, the variation in the substrate surface is reduced.
また、レジスト/Wの選択比と、テーパー角との相関を調べるため、次のような実験を
行った。図8を用いて説明する。なお、本明細書中において、テーパー角とは図8(C)
に示すように、導電層15bの断面形状のテーパー部(傾斜部)と下地膜17bの表面が
なす角αをいう。また、テーパー角はテーパー部の幅Zと、膜厚Xを用いて、tanα=
X/Zと定義できる。
Further, the following experiment was conducted in order to examine the correlation between the resist / W selectivity and the taper angle. This will be described with reference to FIG. Note that in this specification, the taper angle is as shown in FIG.
As shown in, the angle α between the tapered portion (inclined portion) of the cross-sectional shape of the
It can be defined as X / Z.
まず、ガラス基板10上に絶縁膜11としてプラズマCVD法により膜厚50nmの酸
化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17%)(組成比S
i=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成した。
前記絶縁膜11上に第1の導電膜11として膜厚50nmのTaN膜を、前記第1の導電
膜12上に第2の導電膜13として膜厚370nmのW膜をスパッタ法により形成した。
そしてレジストを形成し、エッチング条件であるバイアス電力密度、ICP電力密度、圧
力、エッチングにおける酸素添加率、エッチングガスの総流量および下部電極の温度につ
いてそれぞれ条件を振って、W膜のエッチングを行った。各条件の振り方は表1に示す通
りである。また、ある条件について条件を振って評価する場合における、他の条件につい
ては表2に示す値を用いた。続いて、TaN膜のエッチング条件として、エッチング用ガ
スにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30:30(sccm)とし、1Pa
の圧力でコイル型の電極に0.71W/cm2のRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマ
を生成してエッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも0.128W/cm2のRF
(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加した。
First, a 50-nm-thick silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32%, O = 27%, N = 24%, H = 17%) as the insulating film 11 on the
i = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%).
A TaN film having a film thickness of 50 nm was formed as the first conductive film 11 on the insulating film 11, and a W film having a film thickness of 370 nm was formed as the second
Then, a resist was formed, and the W film was etched under various conditions such as the bias power density, the ICP power density, the pressure, the oxygen addition rate in etching, the total flow rate of the etching gas, and the temperature of the lower electrode, which are etching conditions. .. Table 1 shows how to swing each condition. Further, in the case of evaluating a certain condition by shaking the condition, the values shown in Table 2 were used for other conditions. Then, as an etching condition of the TaN film, CF 4 and Cl 2 are used as etching gas, and the flow rate ratio of each gas is set to 30:30 (sccm) and 1 Pa.
The RF (13.56 MHz) electric power of 0.71 W / cm 2 was applied to the coil type electrode at the pressure of 1 to generate plasma to perform etching. RF of 0.128 W / cm 2 on the substrate side (sample stage)
(13.56MHz) power was applied and a substantially negative self-bias voltage was applied.
このようにして第1の導電膜および第2の導電膜にエッチング処理を行った後、その断
面形状をSEMにより5万倍にて観察し、テーパー角を求め、レジスト/Wの選択比との
関係を調べた。その結果を図9〜図11に示す。図9(A)にバイアス電力密度を変化さ
せたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示し、図9(B)にICP電力密度
を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示し、図10(A)に圧力
を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関係を示し、図10(B)にエッ
チングガスにおける酸素添加率を変化させたときのレジスト/W選択比とテーパー角の関
係を示し、図11(A)にエッチングガスの総流量を変化させたときのレジスト/W選択
比とテーパー角の関係を示し、図11(B)に下部電極の温度を変化させたときのレジス
ト/W選択比とテーパー角の関係を示す。図9〜図11より、テーパー角に大きな影響を
与える条件は、バイアス電力密度、ICP電力密度および下部電極の温度であることがわ
かる。
After etching the first conductive film and the second conductive film in this manner, the cross-sectional shape thereof is observed by SEM at 50,000 times to obtain the taper angle and determine the resist / W selection ratio. I investigated the relationship. The results are shown in FIGS. FIG. 9A shows the relationship between the resist / W selection ratio and the taper angle when the bias power density is changed, and FIG. 9B shows the resist / W selection ratio and the taper when the ICP power density is changed. FIG. 10A shows the relationship between the resist / W selectivity and the taper angle when the pressure is changed, and FIG. 10B shows the relationship when the oxygen addition rate in the etching gas is changed. The relationship between the resist / W selectivity and the taper angle is shown. FIG. 11A shows the relationship between the resist / W selectivity and the taper angle when the total flow rate of the etching gas is changed, and FIG. 11B shows the lower part. The relationship between the resist / W selectivity and the taper angle when the electrode temperature is changed is shown. From FIGS. 9 to 11, it can be seen that the conditions that greatly affect the taper angle are the bias power density, the ICP power density, and the temperature of the lower electrode.
そこで、本発明は、ICPエッチング装置を用いてW膜のエッチングを行う際に、バイ
アス電力密度、ICP電力密度および下部電極の温度を制御することで、所望のテーパー
角を有する配線を形成し、また、大面積基板においても均一性の高いエッチングを行うこ
とを可能とする。さらに、圧力、酸素添加率、ガス総流量および下部電極の温度を高く設
定すれば、基板面内における配線の形状のばらつきを低減することを可能とする。特に、
本発明を用いて形成されたW膜からなるゲート電極は基板面内において形状のばらつきが
低減されていることから、該ゲート電極をマスクとして不純物元素を導入する場合、不純
物領域の幅や長さのばらつきが生じることを低減することを可能とする。すなわち、チャ
ネル形成領域の幅や長さのばらつきを低減することが可能となり、このような半導体膜を
用いて作製されたTFTの電気的特性のばらつきを低減することを可能とする。
さらに半導体装置の動作特性および信頼性を向上することを可能とする。
Therefore, the present invention forms a wiring having a desired taper angle by controlling the bias power density, the ICP power density, and the temperature of the lower electrode when the W film is etched using the ICP etching apparatus, Further, it is possible to perform highly uniform etching even on a large area substrate. Furthermore, if the pressure, the oxygen addition rate, the total gas flow rate, and the temperature of the lower electrode are set high, it is possible to reduce the variation in the shape of the wiring within the substrate surface. In particular,
Since the gate electrode made of the W film formed by using the present invention has less variation in shape in the plane of the substrate, when the impurity element is introduced using the gate electrode as a mask, the width and length of the impurity region are increased. It is possible to reduce the occurrence of variations in That is, it is possible to reduce the variation in the width and length of the channel formation region, and it is possible to reduce the variation in the electrical characteristics of the TFT manufactured using such a semiconductor film.
Further, it is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device.
なお、本発明はW膜だけでなく、Mo−W膜、WSi膜、TiW膜などWを主成分とし
たさまざまな膜に適用することができる。
The present invention can be applied not only to the W film but also to various films containing W as a main component such as a Mo-W film, a WSi film, and a TiW film.
[実施の形態2]
本発明者等は、実施形態1で説明したマルチスパイラルコイル方式のICPエッチング
装置(松下電器産業製:E645)を用いて、実施形態とは異なる導電膜に対してエッチ
ング条件を振り、以下で述べる実験も行った。
[Embodiment 2]
The inventors of the present invention use the multi-spiral coil type ICP etching apparatus (E645 manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) described in Embodiment 1 to set etching conditions for a conductive film different from that of the embodiment, and to describe below. Experiments were also conducted.
まず、試料としてガラス基板上に、スパッタ法により、膜厚500nmのAl−Si(
2wt%)膜からなる導電膜を形成した。そしてレジストを形成し、エッチング条件であ
るバイアス電力密度、ICP電力密度、エッチングにおけるCl2添加率についてそれぞ
れ条件を振って、Ai−Si膜のエッチングを行った。各条件の振り方は表3に示す通り
である。また、ある条件について条件を振って評価する場合における、他の条件について
は表4に示す値を用いた。なお、表1および表2において、バイアス電力密度およびIC
P電力密度の単位は[W/cm2]としているが、実際には電力[W]を掛けている。表
1および表2に記載のバイアス電力およびICP電力は、それぞれバイアス電力の掛かる
面積12.5cm×12.5cmとICP電力の掛かる面積12.5cm×12.5cm
×πで割った値を記載している。また、チャンバーの体積は18.4×10-3m3である
ため、エッチングガスの総流量はチャンバーの体積で割った値で示している。
First, as a sample, a 500 nm-thick Al-Si (
2 wt%) film was formed. Then, a resist was formed, and the Ai-Si film was etched under the conditions of the bias power density, the ICP power density, and the Cl 2 addition rate in the etching conditions. Table 3 shows how to shake each condition. Further, in the case of evaluating a certain condition by shaking the condition, the values shown in Table 4 were used for the other conditions. In Tables 1 and 2, the bias power density and IC
Although the unit of P power density is [W / cm 2 ], it is actually multiplied by power [W]. The bias power and the ICP power shown in Table 1 and Table 2 are the area to which the bias power is applied 12.5 cm × 12.5 cm and the area to which the ICP power is applied 12.5 cm × 12.5 cm, respectively.
The value divided by × π is shown. Further, since the volume of the chamber is 18.4 × 10 −3 m 3 , the total flow rate of the etching gas is shown as a value divided by the volume of the chamber.
図12〜図14に各条件を振って得られた結果を示す。各図(A)にAl−Siとレジ
ストのエッチングレートについて示し、各図(B)にレジストに対するAl−Siの選択
比について示す。それぞれ、基板面内において測定点数を16とし、基板面内におけるば
らつきをエラーバーで示している。図12はバイアス電力密度の条件を振った結果であり
、図13はICP電力密度の条件を振った結果であり、図14はCl2添加率の条件を振
った結果である。
12 to 14 show the results obtained by changing each condition. Each drawing (A) shows the etching rate of Al-Si and the resist, and each drawing (B) shows the selection ratio of Al-Si to the resist. The number of measurement points in each of the substrate surfaces is 16, and the variation in the substrate surface is indicated by an error bar. 12 shows the result of changing the bias power density condition, FIG. 13 shows the result of changing the ICP power density condition, and FIG. 14 shows the result of changing the Cl 2 addition rate condition.
レジストに対するAl−Siの選択比について考察する。図12(B)〜図14(B)
より、レジストに対するAl−Siの選択比は、条件が変化するにつれて、大きく変化し
ている。つまり、レジストに対するAl−Siの選択比に影響を与える条件はバイアス電
力密度、ICP電力密度およびCl2添加率であることが分かる。
Consider the selection ratio of Al-Si to the resist. 12 (B) to 14 (B)
Therefore, the selection ratio of Al-Si with respect to the resist largely changes as the conditions change. That is, it is understood that the conditions that affect the Al-Si selection ratio with respect to the resist are the bias power density, the ICP power density, and the Cl 2 addition rate.
そこで、本発明は、ICPエッチング装置を用いてAl−Si膜のエッチングを行う際
に、バイアス電力密度、ICP電力密度およびCl2添加率を制御することで、所望のテ
ーパー角を有する配線を形成することを可能とする。特に、本発明を用いて形成されたA
l−Si膜からなるゲート電極は、所望のテーパー角を有することを可能としていること
から、該ゲート電極をマスクとして不純物元素を導入する場合、所望の幅や長さを有する
不純物領域を形成することを可能とする。すなわち、所望の幅や長さを有するチャネル形
成領域を形成することが可能となり、このような半導体膜を用いて作製されたTFTの電
気的特性のばらつきを低減することを可能とする。さらに半導体装置の動作特性および信
頼性を向上することを可能とする。
Therefore, the present invention forms a wiring having a desired taper angle by controlling the bias power density, the ICP power density and the Cl 2 addition rate when the Al-Si film is etched using the ICP etching apparatus. It is possible to do. In particular, A formed using the present invention
Since the gate electrode made of the l-Si film can have a desired taper angle, when an impurity element is introduced using the gate electrode as a mask, an impurity region having a desired width or length is formed. It is possible. That is, it becomes possible to form a channel formation region having a desired width and length, and it is possible to reduce variations in the electrical characteristics of a TFT manufactured using such a semiconductor film. Further, it is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device.
なお、本発明はW膜だけでなく、Al−Ti膜、Al−Sc膜、Al−Nd膜などAl
を主成分としたさまざまな膜に適用することができる。
The present invention is not limited to the W film, but may be an Al-Ti film, an Al-Sc film, an Al-Nd film, or another Al film.
Can be applied to various films containing as a main component.
以下に本発明の実施例を説明するが、特にこれらの実施例に限定されないことはもちろん
である。
Examples of the present invention will be described below, but needless to say, the present invention is not limited to these examples.
本実施例では、エッチングに関するパラメータを制御して、テーパー部を有する金属配
線を形成した例を示す。
In this embodiment, an example in which a metal wiring having a taper portion is formed by controlling parameters relating to etching is shown.
まず、ガラス基板10上に絶縁膜11としてプラズマCVD法により膜厚50nmの酸
化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17%)(組成比S
i=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成した。
前記絶縁膜11上に第1の導電膜11として膜厚50nmのTaN膜を、前記第1の導電
膜12上に第2の導電膜13として膜厚370nmのW膜をスパッタ法により形成した。
そしてレジストを形成し、エッチング条件であるバイアス電力密度0.96W/cm2、I
CP電力密度0.71W/cm2、圧力1.0Pa、下部電極の温度を70℃、エッチング
用ガスにCF4とCl2とO2を用い、それぞれのガス流量比を25:25:10(scc
m)(エッチングガスにおける酸素添加率は17%であり、体積に換算する1.36×1
03:1.36×103:0.54×103(sccm/m3))として、W膜のエッチング
を行った。続いて、TaN膜のエッチング条件として、エッチング用ガスにCF4とCl2
とを用い、それぞれのガス流量比を30:30(sccm)(体積に換算するとそれぞれ
1.63×103sccm/m3)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(1
3.56MHz)電力(電力密度に換算すると0.71W/cm2)を投入してプラズマを生成し
てエッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56MHz)電力(電
力密度に換算すると0.128W/cm2)を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印
加した。
First, a 50-nm-thick silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32%, O = 27%, N = 24%, H = 17%) as the insulating film 11 on the
i = 32%, O = 59%, N = 7%, H = 2%).
A TaN film having a film thickness of 50 nm was formed as the first conductive film 11 on the insulating film 11, and a W film having a film thickness of 370 nm was formed as the second
Then, a resist is formed and a bias power density of 0.96 W / cm 2 , which is an etching condition, I
CP power density of 0.71 W / cm 2 , pressure of 1.0 Pa, lower electrode temperature of 70 ° C., CF 4 and Cl 2 and O 2 were used as etching gases, and the flow rate ratio of each gas was 25:25:10 ( scc
m) (The oxygen addition rate in the etching gas is 17%, which is 1.36 × 1 in terms of volume.
The etching of the W film was performed as follows: 0 3 : 1.36 × 10 3 : 0.54 × 10 3 (sccm / m 3 )). Then, as an etching condition for the TaN film, CF 4 and Cl 2 are used as an etching gas.
And the respective gas flow rate ratios of 30:30 (sccm) (converted into a volume of 1.63 × 10 3 sccm / m 3 respectively), a pressure of 1 Pa was applied to the coil-type electrode of 500 W RF (1
3.56 MHz) power (0.71 W / cm 2 in terms of power density) was applied to generate plasma for etching. 20 W of RF (13.56 MHz) power (0.128 W / cm 2 in terms of power density) was also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage was applied.
このようにして第1の導電膜および第2の導電膜にエッチング処理を行った後、その断
面形状をSEMにより5万倍にて観察した結果を図15に示す。このときのテーパー角は
20°であった。
FIG. 15 shows the results of observing the cross-sectional shape with a SEM at a magnification of 50,000 after the first conductive film and the second conductive film were etched in this manner. The taper angle at this time was 20 °.
本実施例では、本発明を絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(MOSFETまたはIG
FET)に適用してCMOS回路を構成した場合の例について図16〜図18を用いて説
明する。
In this embodiment, the present invention is applied to an insulated gate field effect transistor (MOSFET or IG).
An example of a case where a CMOS circuit is configured by applying it to a FET) will be described with reference to FIGS.
まず、単結晶シリコン基板301を用意し、不純物元素を注入してP型ウェル302、
N型ウェル303を形成する。単結晶シリコン基板はP型であってもN型であっても良い
。この様な構成はいわゆるツインタブ構造であり、ウェル濃度は1×1018/cm3以下
(代表的には1×1016〜5×1017/cm3)で形成される。
First, a single
An N-
次に、公知のLOCOS法などにより選択酸化を行い、フィールド酸化膜304を形成
した後、熱酸化工程によってシリコン表面に30nm厚の酸化膜(後のゲート絶縁膜)3
05を形成する。(図16(A))
Next, after performing selective oxidation by a known LOCOS method or the like to form a
Form 05. (Fig. 16 (A))
次に、第1のゲート電極306および第2のゲート電極307を形成する。本実施例で
はゲート電極を構成する材料として導電性を有するシリコン膜を用いるが、他にもTa、
W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主成分と
する合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。
Next, the
An element selected from W, Ti, Mo, Al, Cu, Cr, and Nd, or an alloy material or a compound material containing the above element as a main component can be used.
前記第1のゲート電極306および前記第2のゲート電極307の形成後、pチャネル
型MOSFETとなる領域(図面向かって右側)をレジストマスク308で覆い、単結晶
シリコン基板301に対してn型を付与する不純物元素を導入する。(図16(B))不
純物元素の導入の方法は、レーザドーピング法、プラズマドーピング法、イオン注入法お
よびイオンシャワードーピング法のいずれかの方法を用い、濃度が5×1018〜 1×10
19/cm3となる様に導入する。本実施例では、n型を付与する不純物元素として、As
を用いる。こうして形成される不純物領域310、311の一部(チャネル形成領域と接
する側の端部)は後にnチャネル型MOSFETのLDD領域として機能する。
After the formation of the
It is introduced so that it becomes 19 / cm 3 . In this example, As was used as the impurity element for imparting n-type conductivity.
To use. Part of the
次に、nチャネル型MOSFETとなる領域をレジストマスク312で覆う。
そして、単結晶シリコン基板301に対してp型を付与する不純物元素を導入する。(図
16(C))本実施例では、n型を付与する不純物元素として、B(ボロン)を用いる。
このようにして、後にpチャネル型MOSFETのLDD領域として機能する不純物領域
314、315を形成する。
Next, the region to be the n-channel MOSFET is covered with the resist
Then, an impurity element imparting p-type conductivity is introduced into the single
In this manner, the
図16(C)の状態が得られたら、次に酸化珪素膜(図示せず)を堆積してエッチバッ
クを行い、サイドウォール316、317を形成する。(図17(A)
)
After the state of FIG. 16C is obtained, a silicon oxide film (not shown) is next deposited and etched back to
)
次に、再びpチャネル型MOSFETとなる領域をレジストマスク318で覆い、n型
を付与する不純物元素を 1×1020/cm3の濃度で導入する。こうしてソース領域31
9、ドレイン領域320が形成され、サイドウォール316の下にはLDD領域321が
形成される。(図17(B))
Next, a region to be a p-channel MOSFET is covered again with a resist
9, the
同様に、nチャネル型MOSFETとなる領域をレジストマスク322で覆い、p型を
付与する不純物元素を1×1020/cm3の濃度で導入する。こうしてドレイン領域32
3、ソース領域324が形成され、サイドウォール317の下にはLDD領域325が形
成される。(図17(C))さらに、レジストマスク322で覆ったまま、希ガス元素か
ら選ばれた一種または複数種の元素を導入する。このようにして、第2のゲート電極30
7に第1のゲート電極306よりも不純物元素を多量に導入する。これにより、前記第2
のゲート電極307の圧縮応力は前記第1のゲート電極306より強く、pチャネル型M
OSFETにおけるチャネル形成領域が受ける圧縮応力も、nチャネル型MOSFETに
おけるチャネル形成領域が受ける応力よりも強くなる。
Similarly, a region to be an n-channel MOSFET is covered with a resist
3, the
A large amount of the impurity element is introduced into the
The compressive stress of the
The compressive stress received by the channel forming region in the OSFET is also stronger than the stress received by the channel forming region in the n-channel MOSFET.
図17(C)の状態が得られたら、第1の熱処理を行い、導入した不純物元素の活性化
を行う。
After the state of FIG. 17C is obtained, first heat treatment is performed to activate the introduced impurity element.
続いて、チタン膜を成膜して第2の熱処理を行い、ソース領域、ドレイン領域およびゲ
ート電極の表面にチタンシリサイド層326を形成する。勿論、他の金属膜を用いた金属
シリサイドを形成することもできる。シリサイド層を形成した後、チタン膜は除去する。
Then, a titanium film is formed and second heat treatment is performed to form a
次に、層間絶縁膜327を形成し、コンタクトホールを開けてソース電極328、32
9、ドレイン電極330を形成する。勿論、電極形成後に水素化を行うことも有効である
。本実施例では、W膜を形成し、ICPエッチング装置を用いて、ソース電極328、329
、ドレイン電極330を形成する。このようにして形成することで、金属配線の幅や長さ
のばらつきの低減される。
Next, an
9. Form the
The
以上の様な工程によって、図18に示す様なCMOS回路を得ることができる。本発明
を適用することにより、金属配線の形状のばらつきが低減され、また前記金属配線の端部
にテーパー部を有することにより、カバレッジが良好なものとなる。さらには、半導体装
置の動作特性も大幅に向上し得る。
Through the steps described above, a CMOS circuit as shown in FIG. 18 can be obtained. By applying the present invention, the variation in the shape of the metal wiring is reduced, and by having the tapered portion at the end of the metal wiring, the coverage is improved. Furthermore, the operating characteristics of the semiconductor device can be significantly improved.
なお、本実施例は実施例1と組み合わせることが可能である。 Note that this embodiment can be combined with the first embodiment.
本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製方法について図19〜図22を用いて説
明する。本明細書ではCMOS回路、及び駆動回路と、画素TFT、保持容量とを有する
画素部を同一基板上に形成された基板を、便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate will be described with reference to FIGS. In this specification, a substrate in which a pixel portion including a CMOS circuit and a driver circuit, a pixel TFT, and a storage capacitor is formed over one substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.
まず、本実施例ではコーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表さ
れるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる
基板400を用いる。なお、基板400としては、石英基板やシリコン基板、金属基板ま
たはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、本実施例の処
理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
First, in this embodiment, a
次いで、基板400上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜か
ら成る下地膜401を形成する。本実施例では下地膜401として2層構造を用いるが、
前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜401の一層
目としては、プラズマCVD法を用い、SiH4、NH3、及びN2Oを反応ガスとして成
膜される酸化窒化珪素膜401aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成す
る。本実施例では、膜厚50nmの酸化窒化珪素膜401a(組成比Si=32%、O=
27%、N=24%、H=17%)を形成した。次いで、下地膜401の2層目としては
、プラズマCVD法を用い、SiH4、及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪
素膜401bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する
。本実施例では、膜厚100nmの酸化窒化珪素膜401b(組成比Si=32%、O=
59%、N=7%、H=2%)を形成する。
Then, a
A single layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are stacked may be used. As the first layer of the
27%, N = 24%, H = 17%). Then, as the second layer of the
59%, N = 7%, H = 2%).
次いで、下地膜上に半導体層402〜406を形成する。半導体層402〜406は公
知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により25〜80n
m(好ましくは30〜60nm)の厚さで半導体膜を成膜し、公知の結晶化法(レーザ結
晶化法、RTAやファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素
を用いた熱結晶化法等)により結晶化させる。そして、得られた結晶質半導体膜を所望の
形状にパターニングして半導体層402〜406を形成する。前記半導体膜としては、非
晶質半導体膜や微結晶半導体膜、結晶質半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜
などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。本実施例では、プラズマC
VD法を用い、55nmの非晶質珪素膜を成膜する。そして、ニッケルを含む溶液を非晶
質珪素膜上に保持させ、この非晶質珪素膜に脱水素化(500℃、1時間)を行った後、
熱結晶化(550℃、4時間)を行って結晶質珪素膜を形成する。そして、フォトリソグ
ラフィ法を用いたパターニング処理によって半導体層402〜406を形成する。
Next, semiconductor layers 402 to 406 are formed over the base film. The semiconductor layers 402 to 406 are formed to have a thickness of 25 to 80 n by a known method (sputtering method, LPCVD method, plasma CVD method, or the like).
A semiconductor film is formed with a thickness of m (preferably 30 to 60 nm), and a known crystallization method (laser crystallization method, thermal crystallization method using RTA or furnace annealing, metal element that promotes crystallization) is formed. (For example, a thermal crystallization method using). Then, the obtained crystalline semiconductor film is patterned into a desired shape to form semiconductor layers 402 to 406. Examples of the semiconductor film include an amorphous semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, and a crystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be applied. In this embodiment, plasma C
A 55 nm amorphous silicon film is formed by the VD method. Then, a solution containing nickel is held on the amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is dehydrogenated (at 500 ° C. for 1 hour).
Thermal crystallization (550 ° C., 4 hours) is performed to form a crystalline silicon film. Then, the semiconductor layers 402 to 406 are formed by a patterning process using a photolithography method.
また、レーザ結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続
発光型のエキシマレーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、Ti:サファイアレーザ等を用いることができる。こ
れらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線
状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択す
るものであるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数300Hzとし、レー
ザーエネルギー密度を100〜700mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。
また、パルス発振型のYAGレーザを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周
波数1〜300Hzとし、レーザーエネルギー密度を300〜1000mJ/cm2(代表的に
は350〜800mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば400
μmで線状に集光したレーザ光を基板全面に渡って照射し、この時の線状ビームの重ね合
わせ率(オーバーラップ率)を50〜98%として行ってもよい。
When a crystalline semiconductor film is formed by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, Ti is used. : A sapphire laser or the like can be used. In the case of using these lasers, it is preferable to use a method in which a laser beam emitted from a laser oscillator is linearly focused by an optical system and is applied to a semiconductor film. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner, but when an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 300 Hz, and the laser energy density is 100 to 700 mJ / cm 2 (typically 200 to 300 mJ / cm 2 ).
In the case of using a YAG laser of pulse oscillation type is a pulse oscillation frequency 1~300Hz using the second harmonic wave, the
It is also possible to irradiate a laser beam that is linearly condensed with μm over the entire surface of the substrate and set the overlapping ratio (overlap ratio) of the linear beams at this time to 50 to 98%.
しかしながら、本実施例では、結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質珪素膜の結晶
化を行ったため、前記金属元素が結晶質珪素膜中に残留している。そのため、前記結晶質
珪素膜上に50〜100nmの非晶質珪素膜を形成し、加熱処理(RTA法やファーネス
アニール炉を用いた熱アニール等)を行って、該非晶質珪素膜中に前記金属元素を拡散さ
せ、前記非晶質珪素膜は加熱処理後にエッチングを行って除去する。このようにすること
で、前記結晶質珪素膜中の金属元素の含有量を低減または除去することができる。
However, in this embodiment, since the amorphous silicon film is crystallized using the metal element that promotes crystallization, the metal element remains in the crystalline silicon film. Therefore, an amorphous silicon film having a thickness of 50 to 100 nm is formed on the crystalline silicon film, and a heat treatment (RTA method, thermal annealing using a furnace annealing furnace or the like) is performed to form the amorphous silicon film in the amorphous silicon film. The metal element is diffused, and the amorphous silicon film is removed by etching after heat treatment. By doing so, the content of the metal element in the crystalline silicon film can be reduced or removed.
また、半導体層402〜406を形成した後、TFTのしきい値を制御するために微量
な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。
Further, after forming the semiconductor layers 402 to 406, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the TFT.
次いで、半導体層402〜406を覆うゲート絶縁膜407を形成する。ゲート絶縁膜
407はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとして珪素
を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸
化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成した。勿
論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単
層または積層構造として用いても良い。
Next, a
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Ortho
silicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周
波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。
このようにして作製される酸化珪素膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲ
ート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
When a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Ortho
Silica) and O 2 are mixed, the reaction pressure is 40 Pa, the substrate temperature is 300 to 400 ° C., and the high frequency (13.56 MHz) power density is 0.5 to 0.8 W / cm 2 to discharge.
The silicon oxide film produced in this manner can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.
次いで、ゲート絶縁膜407上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜408と、膜厚
100〜400nmの第2の導電膜409とを積層形成する。本実施例では、膜厚30n
mのTaN膜からなる第1の導電膜408と、膜厚370nmのW膜からなる第2の導電
膜409を積層形成する。TaN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲットを用い、窒
素を含む雰囲気内でスパッタする。また、W膜は、Wのターゲットを用いたスパッタ法で
形成する。その他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成すること
もできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり
、W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ましい。
Next, a first
A first
なお、本実施例では、第1の導電膜408をTaN、第2の導電膜409をWとしてい
るが、第2の導電膜はWまたはWを主成分とする合金材料若しくは化合物材料、または、
AlまたはAlを主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成し、第1の導電膜とし
てはエッチングの際に第1の導電膜と第2の導電膜との選択比が高いものであれば、特に
限定されない。例えば、Ta、Ti、Mo、Cu、Cr、Ndから選ばれた元素、または
前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の
不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、
AgPdCu合金を用いてもよい。
Although the first
If the first conductive film is made of Al or an alloy material or a compound material containing Al as a main component, and the selection ratio between the first conductive film and the second conductive film is high at the time of etching, It is not particularly limited. For example, it may be formed of an element selected from Ta, Ti, Mo, Cu, Cr, and Nd, or an alloy material or a compound material containing the above element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Also,
AgPdCu alloy may be used.
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク410〜415を形成し
、電極及び配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。第1のエッチング処理で
は第1及び第2のエッチング条件で行う。(図19(B))本実施例では第1のエッチン
グ条件として、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング
法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を2
5:25:10(sccm)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56
MHz)電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板側(試料ステージ)に
も150WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する
。この第1のエッチング条件によりW膜をエッチングして第1の導電層の端部をテーパー
形状とする。
Next, masks 410 to 415 made of resist are formed using a photolithography method, and first etching treatment for forming electrodes and wirings is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. (FIG. 19 (B)) In this example, as the first etching condition, an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method was used, and CF 4 , Cl 2, and O 2 were used as etching gases, Each gas flow ratio is 2
At 5:25:10 (sccm), a pressure of 1 Pa was applied to the coil-shaped electrode of RF of 500 W (13.56
MHz) Power is supplied to generate plasma for etching. RF (13.56 MHz) power of 150 W is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias voltage. The W film is etched under the first etching condition so that the end portion of the first conductive layer is tapered.
この後、レジストからなるマスク410〜415を除去せずに第2のエッチング条件に
変え、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30:30(
sccm)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入
してプラズマを生成して約30秒程度のエッチングを行った。基板側(試料ステージ)に
も20WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
CF4とCl2を混合した第2のエッチング条件ではW膜及びTaN膜とも同程度にエッチ
ングされる。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、10
〜20%程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
Thereafter, the
sccm), 500 W of RF (13.56 MHz) power was applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma, and etching was performed for about 30 seconds. 20 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied.
Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent. In order to etch without leaving a residue on the gate insulating film, 10
It is advisable to increase the etching time at a rate of about 20%.
上記第1のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとするこ
とにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第2の導電層の
端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は15〜45°となる。こうして、第
1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状の導電層41
7〜422(第1の導電層417a〜422aと第2の導電層417b〜422b)を形
成する。416はゲート絶縁膜であり、第1の形状の導電層417〜422で覆われない
領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
In the first etching process, the shape of the mask made of resist is made suitable, and the ends of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. Becomes The angle of this tapered portion is 15 to 45 °. Thus, the first shape conductive layer 41 including the first conductive layer and the second conductive layer is formed by the first etching process.
7 to 422 (first conductive layers 417a to 422a and second conductive layers 417b to 422b) are formed.
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第2のエッチング処理を行う。
(図19(C))ここでは、エッチングガスにCF4とCl2とO2とを用い、W膜を選択
的にエッチングする。この時、第2のエッチング処理により第2の導電層428b〜43
3bを形成する。一方、第1の導電層417a〜422aは、ほとんどエッチングされず
、第2の形状の導電層428〜433を形成する。
Next, a second etching process is performed without removing the resist mask.
(FIG. 19C) Here, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as an etching gas, and the W film is selectively etched. At this time, the second
3b is formed. On the other hand, the first conductive layers 417a to 422a are hardly etched and the second shape
このようにして形成された導電層428〜433は、基板面内における形状のばらつき
が低減されている。
The
そして、レジストからなるマスクを除去せずに第1のドーピング処理を行い、半導体層
にn型を付与する不純物元素を低濃度に添加する。ドーピング処理はイオンドープ法、若
しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×
1014/cm2とし、加速電圧を40〜80keVとして行う。本実施例ではドーズ量を1.
5×1013/cm2とし、加速電圧を60keVとして行う。n型を付与する不純物元素と
して15族に属する元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここで
はリン(P)を用いる。この場合、導電層428〜433がn型を付与する不純物元素に
対するマスクとなり、自己整合的に不純物領域423〜427が形成される。不純物領域
423〜427には1×1018〜1×1020/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素
を添加する。
Then, the first doping process is performed without removing the mask made of resist, and an impurity element imparting n-type conductivity is added to the semiconductor layer at a low concentration. The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 13 to 5 ×.
The acceleration voltage is set to 10 14 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 40 to 80 keV. In this embodiment, the dose amount is 1.
The acceleration voltage is set to 5 × 10 13 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 60 keV. As the impurity element imparting n-type, an element belonging to
レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク434a〜4
34cを形成して第1のドーピング処理よりも高い加速電圧で第2のドーピング処理を行
う。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜1×1015/cm2とし、加速電圧を6
0〜120keVとして行う。ドーピング処理は第2の導電層428b〜432bを不純
物元素に対するマスクとして用い、第1の導電層のテーパー部の下方の半導体層に不純物
元素が添加されるようにドーピングする。続いて、第2のドーピング処理より加速電圧を
下げて第3のドーピング処理を行って図20(A)の状態を得る。イオンドープ法の条件
はドーズ量を1×1015〜1×1017/cm2とし、加速電圧を50〜100keVとして行
う。第2のドーピング処理および第3のドーピング処理により、第1の導電層と重なる低
濃度不純物領域436、442、448には1×1018〜5×1019/cm3の濃度範囲でn
型を付与する不純物元素を添加され、高濃度不純物領域435、438、441、444
、447には1×1019〜5×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加
される。
After removing the resist masks, new resist
34c is formed, and the second doping process is performed at an acceleration voltage higher than that of the first doping process. The conditions of the ion doping method are a dose of 1 × 10 13 to 1 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 6
It is performed as 0 to 120 keV. In the doping process, the second
A high-
447 is doped with an impurity element imparting n-type in a concentration range of 1 × 10 19 to 5 × 10 21 / cm 3 .
もちろん、適当な加速電圧にすることで、第2のドーピング処理および第3のドーピン
グ処理は1回のドーピング処理で、低濃度不純物領域および高濃度不純物領域を形成する
ことも可能である。
Of course, it is also possible to form the low-concentration impurity region and the high-concentration impurity region by performing the second doping process and the third doping process once by setting an appropriate acceleration voltage.
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク450
a〜450cを形成して第4のドーピング処理を行う。この第4のドーピング処理により
、pチャネル型TFTの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する
不純物元素が添加された不純物領域453〜456、459、460を形成する。第2の
導電層428a〜432aを不純物元素に対するマスクとして用い、p型を付与する不純
物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域453
〜456、459、460はジボラン(B2H6)を用いたイオンドープ法で形成する。(
図20(B))この第4のドーピング処理の際には、nチャネル型TFTを形成する半導
体層はレジストからなるマスク450a〜450cで覆われている。第1乃至3のドーピ
ング処理によって、不純物領域438、439にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加され
ているが、そのいずれの領域においてもp型を付与する不純物元素の濃度を1×1019〜
5×1021atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、pチャネル型TFT
のソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
Next, after removing the resist mask, a new resist mask 450 is formed.
a to 450c are formed and a fourth doping process is performed. By the fourth doping process,
˜456, 459 and 460 are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). (
20B. At the time of the fourth doping process, the semiconductor layer forming the n-channel TFT is covered with
A p-channel TFT is formed by performing a doping process to obtain 5 × 10 21 atoms / cm 3.
There is no problem because it functions as a source region and a drain region.
以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される。導電膜の形状の基
板面内におけるばらつきが低減されていることから、低濃度不純物領域やチャネル形成領
域の長さおよび幅のばらつきも低減されている。
Through the above steps, the impurity regions are formed in the respective semiconductor layers. Since the variation in the shape of the conductive film within the substrate surface is reduced, the variation in the length and width of the low concentration impurity region and the channel formation region is also reduced.
次いで、レジストからなるマスク450a〜450cを除去して第1の層間絶縁膜46
1を形成する。この第1の層間絶縁膜461としては、プラズマCVD法またはスパッタ
法を用い、厚さを100〜200nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では
、プラズマCVD法により膜厚150nmの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第1の層
間絶縁膜461は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層
または積層構造として用いても良い。
Next, the
1 is formed. The first
次いで、図20(C)に示すように、加熱処理を行って、半導体層の結晶性の回復、そ
れぞれの半導体層に添加された不純物元素の活性化を行う。この加熱処理はファーネスア
ニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が1ppm以下
、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜
550℃で行えばよく、本実施例では550℃、4時間の熱処理で活性化処理を行った。
なお、熱アニール法の他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルアニール法(R
TA法)を適用することができる。
Next, as illustrated in FIG. 20C, heat treatment is performed to recover the crystallinity of the semiconductor layers and activate the impurity elements added to the respective semiconductor layers. This heat treatment is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. As the thermal annealing method, 400 to 700 ° C. in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, typically 500 to
It may be performed at 550 ° C. In this embodiment, the activation treatment is performed by heat treatment at 550 ° C. for 4 hours.
In addition to the thermal annealing method, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (R
TA method) can be applied.
また、第1の層間絶縁膜を形成する前に加熱処理を行っても良い。ただし、用いた配線
材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜(珪素を主
成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜)を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい
。
In addition, heat treatment may be performed before forming the first interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak to heat, it is activated after forming an interlayer insulating film (insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) to protect the wiring and the like as in this embodiment. It is preferable to carry out a chemical treatment.
そして、加熱処理(300〜550℃で1〜12時間の熱処理)を行うと水素化を行う
ことができる。この工程は第1の層間絶縁膜461に含まれる水素により半導体層のダン
グリングボンドを終端する工程である。第1の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水
素化することができる。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起
された水素を用いる)や、3〜100%の水素を含む雰囲気中で300〜450℃で1〜
12時間の加熱処理を行っても良い。
When heat treatment (heat treatment at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours) is performed, hydrogenation can be performed. This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer with hydrogen contained in the first
You may perform heat processing for 12 hours.
また、活性化処理としてレーザアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、
エキシマレーザやYAGレーザ等のレーザビームを照射することが望ましい。
When the laser annealing method is used as the activation treatment, after performing the above hydrogenation,
Irradiation with a laser beam such as an excimer laser or a YAG laser is desirable.
次いで、第1の層間絶縁膜461上に無機絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第
2の層間絶縁膜462を形成する。本実施例では、膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を形
成したが、粘度が10〜1000cp、好ましくは40〜200cpのものを用い、表面
に凸凹が形成されるものを用いる。
Then, a second
本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凸凹が形成される第2の層間絶縁膜を形成
することによって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電極の表面に凹凸を持た
せて光散乱性を図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸
部の形成は、TFTの形成と同じフォトマスクで行うことができるため、工程数の増加な
く形成することができる。なお、この凸部は配線及びTFT部以外の画素部領域の基板上
に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素
電極の表面に凸凹が形成される。
In this example, in order to prevent specular reflection, the second interlayer insulating film having unevenness formed on the surface was formed to form unevenness on the surface of the pixel electrode. In addition, in order to make the surface of the pixel electrode uneven so as to achieve light scattering, a convex portion may be formed in a region below the pixel electrode. In that case, since the projection can be formed using the same photomask as that for forming the TFT, the projection can be formed without increasing the number of steps. Note that this convex portion may be appropriately provided on the substrate in the pixel portion region other than the wiring and the TFT portion. Thus, the unevenness is formed on the surface of the pixel electrode along the unevenness formed on the surface of the insulating film covering the convex portion.
また、第2の層間絶縁膜462として表面が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は
、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表
面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させ
ることが好ましい。
Alternatively, a film having a flat surface may be used as the second
そして、駆動回路506において、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する配線46
4〜468を形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのTi膜と、膜厚500n
mの合金膜(AlとTiとの合金膜)との積層膜をパターニングして形成する。もちろん
、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上の積層構造にしてもよい。また、配
線の材料としては、AlとTiに限らない。
例えば、TaN膜上にAlやCuを形成し、さらにTi膜を形成した積層膜をパターニン
グして配線を形成してもよい。(図21)
Then, in the drive circuit 506, the wiring 46 electrically connected to each impurity region.
4 to 468 are formed. Note that these wirings have a Ti film with a film thickness of 50 nm and a film thickness of 500 n.
A laminated film of an alloy film of m (alloy film of Al and Ti) is patterned and formed. Of course, the structure is not limited to the two-layer structure, and may be a single-layer structure or a laminated structure of three or more layers. The material of the wiring is not limited to Al and Ti.
For example, the wiring may be formed by forming Al or Cu on the TaN film and then patterning the laminated film on which the Ti film is formed. (Figure 21)
また、画素部507においては、画素電極470、ゲート配線469、接続電極468
を形成する。この接続電極468によりソース配線(443aと443bの積層)は、画
素TFTと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線469は、画素TFTのゲート
電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極470は、画素TFTのドレイン領域
442と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機能する
半導体層458と電気的な接続が形成される。また、画素電極471としては、Alまた
はAgを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが
望ましい。
In the pixel portion 507, the
To form. By this
以上の様にして、nチャネル型TFT501とpチャネル型TFT502からなるCM
OS回路、及びnチャネル型TFT503を有する駆動回路506と、画素TFT504
、保持容量505とを有する画素部507を同一基板上に形成することができる。こうし
て、アクティブマトリクス基板が完成する。
As described above, the CM including the n-
A driver circuit 506 including an OS circuit and an n-
The pixel portion 507 having the storage capacitor 505 can be formed over the same substrate. Thus, the active matrix substrate is completed.
駆動回路506のnチャネル型TFT501はチャネル形成領域437、ゲート電極の
一部を構成する第1の導電層428aと重なる低濃度不純物領域436(GOLD領域)
、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域452と、n型を付与
する不純物元素およびp型を付与する不純物元素が導入された不純物領域451を有して
いる。このnチャネル型TFT501と電極466で接続してCMOS回路を形成するp
チャネル型TFT502にはチャネル形成領域440、ソース領域またはドレイン領域と
して機能する高濃度不純物領域454と、n型を付与する不純物元素およびp型を付与す
る不純物元素が導入された不純物領域453を有している。また、nチャネル型TFT5
03にはチャネル形成領域443、ゲート電極の一部を構成する第1の導電層430aと
重なる低濃度不純物領域442(GOLD領域)、ソース領域またはドレイン領域として
機能する高濃度不純物領域456と、n型を付与する不純物元素およびp型を付与する不
純物元素が導入された不純物領域455を有している。
The n-
A high-
The channel TFT 502 has a
Reference numeral 03 denotes a
画素部の画素TFT504にはチャネル形成領域446、ゲート電極の外側に形成され
る低濃度不純物領域445(LDD領域)、ソース領域またはドレイン領域として機能す
る高濃度不純物領域458と、n型を付与する不純物元素およびp型を付与する不純物元
素が導入された不純物領域457を有している。また、保持容量505の一方の電極とし
て機能する半導体層には、n型を付与する不純物元素およびp型を付与する不純物元素が
添加されている。保持容量505は、絶縁膜416を誘電体として、電極(432aと4
32bの積層)と、半導体層とで形成している。
The
32b) and a semiconductor layer.
本実施例の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が
遮光されるように、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置形成する。
In the pixel structure of the present embodiment, the end portion of the pixel electrode is arranged and formed so as to overlap the source wiring so that the gap between the pixel electrodes is shielded from light without using the black matrix.
また、本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図を図22に示す
。なお、図19〜図22に対応する部分には同じ符号を用いている。図21中の鎖線A−
A’は図22中の鎖線A―A’で切断した断面図に対応している。また、図21中の鎖線
B−B’は図22中の鎖線B―B’で切断した断面図に対応している。
22 is a top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment. The same reference numerals are used for the portions corresponding to FIGS. A chain line A- in FIG.
A'corresponds to the cross-sectional view taken along the chain line AA 'in FIG. Further, the chain line BB ′ in FIG. 21 corresponds to the cross-sectional view taken along the chain line BB ′ in FIG.
なお、本実施例は実施例1と組み合わせることが可能である。 Note that this embodiment can be combined with the first embodiment.
本実施例では、実施例3で作製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示装
置を作製する工程を以下に説明する。説明には図23を用いる。
In this example, a process of manufacturing a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Example 3 will be described below. FIG. 23 is used for the description.
まず、実施例3に従い、図21の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図21の
アクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極470上に配向膜567を形成しラビ
ング処理を行う。なお、本実施例では配向膜567を形成する前に、アクリル樹脂膜等の
有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ5
72を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全
面に散布してもよい。
First, according to Example 3, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 21, an
72 was formed at the desired location. Further, spherical spacers may be dispersed over the entire surface of the substrate instead of the columnar spacers.
次いで、対向基板569を用意する。次いで、対向基板569上に着色層570、57
1、平坦化膜573を形成する。赤色の着色層570と青色の着色層571とを重ねて、
遮光部を形成する。また、赤色の着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成し
てもよい。
Next, the
1. A flattening
A light shielding part is formed. In addition, the light-shielding portion may be formed by partially overlapping the red colored layer and the green colored layer.
本実施例では、実施例3に示す基板を用いている。従って、実施例3の画素部の上面図
を示す図22では、少なくともゲート配線469と画素電極470の間隙と、ゲート配線
469と接続電極468の間隙と、接続電極468と画素電極470の間隙を遮光する必
要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色層の積層からなる遮光部が重な
るように各着色層を配置して、対向基板を貼り合わせた。
In this embodiment, the substrate shown in the third embodiment is used. Therefore, in FIG. 22, which is a top view of the pixel portion of Example 3, at least the gap between the
このように、ブラックマスク等の遮光層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層
の積層からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能とした。
In this way, the number of steps can be reduced by forming a light-shielding layer such as a black mask without forming a light-shielding layer so that the gaps between the pixels are shielded by a light-shielding portion formed by stacking colored layers.
次いで、平坦化膜573上に透明導電膜からなる対向電極576を少なくとも画素部に
形成し、対向基板の全面に配向膜574を形成し、ラビング処理を施した。
Next, a
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシー
ル材568で貼り合わせる。シール材568にはフィラーが混入されていて、このフィラ
ーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料575を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。液
晶材料575には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図23に示す反射型液
晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基
板を所望の形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板(図示しない)を貼りつけた
。そして、公知の技術を用いてFPCを貼りつけた。
Then, the active matrix substrate in which the pixel portion and the driver circuit are formed and the counter substrate are attached to each other with a
A
以上のようにして作製される液晶表示パネルは、導電層の形状のばらつきが低減されて
いることから、チャネル形成領域および低濃度不純物領域の幅および長さのばらつきも低
減されており、良好な動作特性を示すことが可能となる。そして、このような液晶表示パ
ネルは各種電子機器の表示部として用いることができる。
In the liquid crystal display panel manufactured as described above, variation in shape of the conductive layer is reduced, and variation in width and length of the channel formation region and the low-concentration impurity region is also reduced, which is favorable. It is possible to show operating characteristics. Then, such a liquid crystal display panel can be used as a display unit of various electronic devices.
なお、本実施例は実施例1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である
。
Note that this embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 3.
本実施例では、本発明を用いて発光装置を作製した例について説明する。本明細書にお
いて、発光装置とは、基板上に形成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表
示用パネルおよび該表示用パネルにICを実装した表示用モジュールを総称したものであ
る。なお、発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス(Electro Luminesc
ence)が得られる有機化合物を含む層(発光層)と陽極層と、陰極層とを有する。また、
有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(
蛍光)と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(リン光)があり、これらのうちど
ちらか、あるいは両方の発光を含む。
In this example, an example of manufacturing a light emitting device using the present invention will be described. In this specification, a light emitting device is a generic term for a display panel in which a light emitting element formed on a substrate is enclosed between the substrate and a cover material, and a display module in which an IC is mounted on the display panel. is there. Note that the light-emitting element has a luminescence (Electro Luminesc) generated by applying an electric field.
ence) is obtained, a layer (light emitting layer) containing an organic compound, an anode layer, and a cathode layer. Also,
Luminescence in organic compounds is the emission of light when returning from the singlet excited state to the ground state (
Fluorescence) and light emission (phosphorescence) when returning from the triplet excited state to the ground state, and either or both of them are included.
なお、本明細書中では、発光素子において陽極と陰極の間に形成された全ての層を有機
発光層と定義する。有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸
送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極層、発光層、陰極層が順に積
層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極層、正孔注入層、発光層、陰極層や
、陽極層、正孔注入層、発光層、電子輸送層、陰極層等の順に積層した構造を有している
こともある。
In this specification, all layers formed between the anode and the cathode in the light emitting element are defined as the organic light emitting layer. The organic light emitting layer specifically includes a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. Basically, a light emitting device has a structure in which an anode layer, a light emitting layer, and a cathode layer are sequentially stacked. In addition to this structure, an anode layer, a hole injection layer, a light emitting layer, a cathode layer, and an anode layer are provided. It may have a structure in which a hole injecting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, a cathode layer and the like are laminated in this order.
図24は本実施例の発光装置の断面図である。図24において、基板700上に設けら
れたスイッチングTFT603は図21のnチャネル型TFT503を用いて形成される
。したがって、構造の説明はnチャネル型TFT503の説明を参照すれば良い。
FIG. 24 is a cross-sectional view of the light emitting device of this example. In FIG. 24, the switching TFT 603 provided on the
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが
、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプ
ルゲート構造であっても良い。
Although the double gate structure in which two channel forming regions are formed is used in this embodiment, a single gate structure in which one channel forming region is formed or a triple gate structure in which three channel forming regions are formed may be used.
基板700上に設けられた駆動回路は図21のCMOS回路を用いて形成される。従っ
て、構造の説明はnチャネル型TFT501とpチャネル型TFT502の説明を参照す
れば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もし
くはトリプルゲート構造であっても良い。
The driver circuit provided over the
また、配線701、703はCMOS回路のソース配線、702はドレイン配線として
機能する。また、配線704はソース配線708とスイッチングTFTのソース領域とを
電気的に接続する配線として機能し、配線705はドレイン配線709とスイッチングT
FTのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。
The
It functions as a wiring that electrically connects the drain region of the FT.
なお、電流制御TFT604は図21のpチャネル型TFT502を用いて形成される
。従って、構造の説明はpチャネル型TFT502の説明を参照すれば良い。なお、本実
施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構
造であっても良い。
The
また、配線706は電流制御TFTのソース配線(電流供給線に相当する)であり、7
07は電流制御TFTの画素電極710上に重ねることで画素電極710と電気的に接続
する電極である。
The
Reference numeral 07 is an electrode that is electrically connected to the
なお、710は、透明導電膜からなる画素電極(発光素子の陽極)である。透明導電膜
としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物
、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電
膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極710は、上記配線を形成する前
に平坦な層間絶縁膜711上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦化膜7
11を用いてTFTによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成される発
光層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従っ
て、発光層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化してお
くことが望ましい。
710 is a pixel electrode (anode of a light emitting element) formed of a transparent conductive film. As the transparent conductive film, a compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide or indium oxide can be used. Moreover, you may use what added the gallium to the said transparent conductive film. The
It is very important to use 11 to flatten the step due to the TFT. Since the light emitting layer that is formed later is very thin, the light emitting failure may occur due to the existence of the step. Therefore, it is desirable to flatten the light emitting layer before forming the pixel electrode so that the light emitting layer can be formed as flat as possible.
配線701〜707を形成後、図24に示すようにバンク712を形成する。
バンク712は100〜400nmの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニン
グして形成すれば良い。
After forming the
The
なお、バンク712は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必
要である。本実施例ではバンク712の材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や金属粒子を
添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は1×106〜1×1
012Ωm(好ましくは1×108〜1×1010Ωm)となるようにカーボン粒子や金属粒
子の添加量を調節すれば良い。
Since the
The addition amount of carbon particles or metal particles may be adjusted so as to be 0 12 Ωm (preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Ωm).
画素電極710の上には発光層713が形成される。なお、図24では一画素しか図示
していないが、本実施例ではR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応した発光層を作
り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。
具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタロシアニン(CuPc)膜を設け、そ
の上に発光層として70nm厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体(Alq3
)膜を設けた積層構造としている。
Alq3にキナクリドン、ペリレンもしくはDCM1といった蛍光色素を添加することで
発光色を制御することができる。
A
Specifically, a 20-nm-thick copper phthalocyanine (CuPc) film is provided as a hole injection layer, and a 70-nm-thick tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq 3
) The film has a laminated structure.
The emission color can be controlled by adding a fluorescent dye such as quinacridone, perylene, or DCM1 to Alq 3 .
但し、以上の例は発光層として用いることのできる有機発光材料の一例であって、これ
に限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わ
せて発光層(発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層)を形成すれば良い
。例えば、本実施例では低分子系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、中分
子系有機発光材料や高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本明細書中において、
昇華性を有さず、かつ、分子数が20以下または連鎖する分子の長さが10μm以下の有
機発光材料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機発光材料を用いる例とし
て、正孔注入層として20nmのポリチオフェン(PEDOT)膜をスピン塗布法により
設け、その上に発光層として100nm程度のパラフェニレンビニレン(PPV)膜を設
けた積層構造としても良い。なお、PPVのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色ま
で発光波長を選択できる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を
用いることも可能である。これらの有機発光材料や無機材料は公知の材料を用いることが
できる。
However, the above example is an example of an organic light emitting material that can be used as a light emitting layer, and it is not necessary to limit to this. The light emitting layer (charge transporting layer or charge injecting layer) may be freely combined to form a light emitting layer (a layer for emitting light and for moving carriers therefor). For example, in this embodiment, an example in which a low molecular weight organic light emitting material is used as the light emitting layer is shown, but a medium molecular weight organic light emitting material or a high molecular weight organic light emitting material may be used. In the present specification,
An organic light-emitting material having no sublimation property and having a number of molecules of 20 or less or a length of chained molecules of 10 μm or less is referred to as a medium-molecular organic light-emitting material. Further, as an example of using a polymer organic light emitting material, a 20 nm polythiophene (PEDOT) film is provided as a hole injection layer by a spin coating method, and a paraphenylene vinylene (PPV) film having a thickness of about 100 nm is provided thereon as a light emitting layer. It may be a laminated structure. By using a PPV π-conjugated polymer, the emission wavelength can be selected from red to blue. Further, it is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used as these organic light emitting materials and inorganic materials.
次に、発光層713の上には導電膜からなる陰極714が設けられる。本実施例の場合
、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のMgAg膜(
マグネシウムと銀との合金膜)を用いても良い。陰極材料としては、周期表の1族もしく
は2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用いれば良
い。
Next, a
An alloy film of magnesium and silver) may be used. As the cathode material, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table or a conductive film to which those elements are added may be used.
この陰極714まで形成された時点で発光素子715が完成する。なお、ここでいう発
光素子715は、画素電極(陽極)710、発光層713及び陰極714で形成されたダ
イオードを指す。
The
発光素子715を完全に覆うようにしてパッシベーション膜716を設けることは有効
である。パッシベーション膜716としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素
膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
It is effective to provide the
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜
、特にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜を用いることは有効である。DLC膜は
室温から100℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い発光層713の上
方にも容易に成膜することができる。また、DLC膜は酸素に対するブロッキング効果が
高く、発光層713の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工
程を行う間に発光層713が酸化するといった問題を防止できる。
At this time, it is preferable to use a film having good coverage as the passivation film, and it is effective to use a carbon film, particularly a DLC (diamond-like carbon) film. Since the DLC film can be formed in a temperature range of room temperature to 100 ° C. or lower, it can be easily formed over the light-emitting
さらに、パッシベーション膜716上に封止材717を設け、カバー材718を貼り合
わせる。封止材717としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する
物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例にお
いてカバー材718はガラス基板や石英基板やプラスチック基板(プラスチックフィルム
も含む)の両面に炭素膜(好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜)を形成したものを
用いる。
Further, a sealing
こうして図24に示すような構造の発光装置が完成する。なお、バンク712を形成し
た後、パッシベーション膜716を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式(または
インライン方式)の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効であ
る。また、さらに発展させてカバー材718を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連
続的に処理することも可能である。
Thus, the light emitting device having the structure as shown in FIG. 24 is completed. Note that it is effective to continuously perform the steps from the formation of the
こうして、基板700上にnチャネル型TFT601、602、スイッチングTFT(
nチャネル型TFT)603および電流制御TFT(nチャネル型TFT)604が形成
される。
Thus, on the
An n-channel TFT 603 and a current control TFT (n-channel TFT) 604 are formed.
さらに、図24を用いて説明したように、ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領
域を設けることによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いnチャネル型TFTを形
成することができる。そのため、信頼性の高い発光装置を実現できる。
Further, as described with reference to FIG. 24, by providing the gate electrode with the impurity region overlapping with the insulating film interposed therebetween, an n-channel TFT which is resistant to deterioration due to the hot carrier effect can be formed. Therefore, a highly reliable light emitting device can be realized.
また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に
従えば、その他にも信号分割回路、D/Aコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論
理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形
成しうる。
Although only the configurations of the pixel portion and the driving circuit are shown in the present embodiment, according to the manufacturing process of the present embodiment, other logic circuits such as a signal dividing circuit, a D / A converter, an operational amplifier and a γ correction circuit are also shown. Can be formed on the same insulator, and further a memory and a microprocessor can be formed.
さらに、発光素子を保護するための封止(または封入)工程まで行った後の本実施例の
発光装置について図25を用いて説明する。なお、必要に応じて図24で用いた符号を引
用する。
Further, the light emitting device of this embodiment after the sealing (or encapsulation) step for protecting the light emitting element is performed will be described with reference to FIG. In addition, the reference numerals used in FIG. 24 are cited as needed.
図25(A)は、発光素子の封止までを行った状態を示す上面図、図25(B)は図2
5(A)をC−C’で切断した断面図である。点線で示された801はソース側駆動回路
、806は画素部、807はゲート側駆動回路である。また、901はカバー材、902
は第1シール材、903は第2シール材であり、第1シール材902で囲まれた内側には
封止材907が設けられる。
25A is a top view showing a state where the light-emitting element is sealed, and FIG. 25B is FIG.
It is sectional drawing which cut | disconnected 5 (A) by CC '.
Is a first sealing material, 903 is a second sealing material, and a sealing
なお、904はソース側駆動回路801及びゲート側駆動回路807に入力される信号
を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキ
ット)905からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではFPCしか図示
されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていても良
い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはP
WBが取り付けられた状態をも含むものとする。
The state in which the WB is attached is also included.
次に、断面構造について図25(B)を用いて説明する。基板700の上方には画素部
806、ゲート側駆動回路807が形成されており、画素部806は電流制御TFT60
4とそのドレインに電気的に接続された画素電極710を含む複数の画素により形成され
る。また、ゲート側駆動回路807はnチャネル型TFT601とpチャネル型TFT6
02とを組み合わせたCMOS回路(図20参照)を用いて形成される。
Next, a cross-sectional structure will be described with reference to FIG. A
4 and a
It is formed by using a CMOS circuit (see FIG. 20) in which 02 and 02 are combined.
画素電極710は発光素子の陽極として機能する。また、画素電極710の両端にはバ
ンク712が形成され、画素電極710上には発光層713および発光素子の陰極714
が形成される。
The
Is formed.
陰極714は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線904を経由してFPC9
05に電気的に接続されている。さらに、画素部806及びゲート側駆動回路807に含
まれる素子は全て陰極714およびパッシベーション膜567で覆われている。
The
05 is electrically connected. Further, all the elements included in the
また、第1シール材902によりカバー材901が貼り合わされている。なお、カバー
材901と発光素子との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。
そして、第1シール材902の内側には封止材907が充填されている。なお、第1シー
ル材902、封止材907としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、第1シ
ール材902はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さらに、
封止材907の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化防止効果をもつ物質を含有させても良い
。
Further, the
A sealing
A substance having a moisture absorption effect or a substance having an antioxidant effect may be contained inside the sealing
発光素子を覆うようにして設けられた封止材907はカバー材901を接着するための
接着剤としても機能する。また、本実施例ではカバー材901を構成するプラスチック基
板901aの材料としてFRP(Fiberglass-Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニ
ルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリルを用いることができる。
The sealing
また、封止材907を用いてカバー材901を接着した後、封止材907の側面(露呈
面)を覆うように第2シール材903を設ける。第2シール材903は第1シール材90
2と同じ材料を用いることができる。
Further, after the
The same material as 2 can be used.
以上のような構造で発光素子を封止材907に封入することにより、発光素子を外部か
ら完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の発光層の酸化による劣化を促す物
質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置が得られる。
By encapsulating the light emitting element in the sealing
以上のようにして作製される発光装置は、導電層の形状のばらつきが低減されているこ
とから、チャネル形成領域および低濃度不純物領域の幅および長さのばらつきも低減され
ており、良好な動作特性を示すことが可能となる。そして、このような発光装置は各種電
子機器の表示部として用いることができる。
In the light-emitting device manufactured as described above, variation in shape of the conductive layer is reduced, variation in width and length of the channel formation region and the low-concentration impurity region is also reduced, and favorable operation is achieved. It becomes possible to show characteristics. And such a light emitting device can be used as a display part of various electronic devices.
なお、本実施例は実施例1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である
。
Note that this embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 3.
本発明を適用して、様々な電気光学装置(アクティブマトリクス型液晶表示装置、アク
ティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス型EC表示装置)
を作製することができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ様々な電子機
器に本発明を適用できる。
Various electro-optical devices to which the present invention is applied (active matrix type liquid crystal display device, active matrix type light emitting device, active matrix type EC display device)
Can be produced. That is, the present invention can be applied to various electronic devices in which those electro-optical devices are incorporated in the display section.
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、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、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。それらの例を図26、図27及び図28に示す。
Such electronic devices include video cameras, digital cameras, projectors, head mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.), etc. Can be mentioned. Examples thereof are shown in FIGS. 26, 27 and 28.
図26(A)はパーソナルコンピュータであり、本体3001、画像入力部3002、
表示部3003、キーボード3004等を含む。本発明を表示部3003に適用すること
ができる。
FIG. 26A shows a personal computer, which includes a main body 3001, an image input unit 3002,
A display portion 3003, a
図26(B)はビデオカメラであり、本体3101、表示部3102、音声入力部31
03、操作スイッチ3104、バッテリー3105、受像部3106等を含む。本発明を
表示部3102に適用することができる。
FIG. 26B illustrates a video camera, which includes a main body 3101, a display portion 3102, a voice input portion 31.
03,
図26(C)はモバイルコンピュータ(モービルコンピュータ)であり、本体3201
、カメラ部3202、受像部3203、操作スイッチ3204、表示部3205等を含む
。本発明は表示部3205に適用できる。
FIG. 26C illustrates a mobile computer (mobile computer), which has a main body 3201.
A camera unit 3202, an
図26(D)はゴーグル型ディスプレイであり、本体3301、表示部3302、アー
ム部3303等を含む。本発明は表示部3302に適用することができる。
FIG. 26D shows a goggle type display, which includes a
図26(E)はプログラムを記録した記録媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレ
ーヤーであり、本体3401、表示部3402、スピーカ部3403、記録媒体3404
、操作スイッチ3405等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Di
gtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲ
ームやインターネットを行うことができる。
本発明は表示部3402に適用することができる。
FIG. 26E shows a player which uses a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) in which a program is recorded, which includes a main body 3401, a
Including an
It is possible to play music, watch movies, play games, and use the Internet by using a digital versatile disc), a CD, or the like.
The present invention can be applied to the
図26(F)はデジタルカメラであり、本体3501、表示部3502、接眼部350
3、操作スイッチ3504、受像部(図示しない)等を含む。本発明を表示部3502に
適用することができる。
FIG. 26F illustrates a digital camera, which includes a main body 3501, a
3, an operation switch 3504, an image receiving unit (not shown), and the like. The present invention can be applied to the
図27(A)はフロント型プロジェクターであり、投射装置3601、スクリーン36
02等を含む。本発明は投射装置3601の一部を構成する液晶表示装置3808やその
他の駆動回路に適用することができる。
FIG. 27A shows a front type projector, which includes a
Including 02 etc. The present invention can be applied to the liquid crystal display device 3808 which constitutes a part of the
図27(B)はリア型プロジェクターであり、本体3701、投射装置3702、ミラ
ー3703、スクリーン3704等を含む。本発明は投射装置3702の一部を構成する
液晶表示装置3808やその他の駆動回路に適用することができる。
FIG. 27B shows a rear type projector, which includes a main body 3701, a
なお、図27(C)は、図27(A)及び図27(B)中における投射装置3601、
3702の構造の一例を示した図である。投射装置3601、3702は、光源光学系3
801、ミラー3802、3804〜3806、ダイクロイックミラー3803、プリズ
ム3807、液晶表示装置3808、位相差板3809、投射光学系3810で構成され
る。投射光学系3810は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の
例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図27(C)中に
おいて矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、
位相差を調節するためのフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
Note that FIG. 27C shows a
It is a figure which showed an example of the structure of 3702. The
801, mirrors 3802, 3804 to 3806, a
An optical system such as a film for adjusting the phase difference or an IR film may be provided.
また、図27(D)は、図27(C)中における光源光学系3801の構造の一例を示
した図である。本実施例では、光源光学系3801は、リフレクター3811、光源38
12、レンズアレイ3813、3814、偏光変換素子3815、集光レンズ3816で
構成される。なお、図27(D)に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。
例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相
差を調節するフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
27D is a diagram showing an example of the structure of the light source
12, lens arrays 3813 and 3814, a polarization conversion element 3815, and a condenser lens 3816. The light source optical system shown in FIG. 27D is an example and is not particularly limited.
For example, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.
ただし、図27に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場
合を示しており、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は図示していない。
However, in the projector shown in FIG. 27, the case where a transmissive electro-optical device is used is shown, and application examples in a reflective electro-optical device and a light emitting device are not shown.
図28(A)は携帯電話であり、本体3901、音声出力部3902、音声入力部39
03、表示部3904、操作スイッチ3905、アンテナ3906等を含む。本発明を表
示部3904に適用することができる。
FIG. 28A illustrates a mobile phone including a
03,
図28(B)は携帯書籍(電子書籍)であり、本体4001、表示部4002、400
3、記憶媒体4004、操作スイッチ4005、アンテナ4006等を含む。本発明は表
示部4002、4003に適用することができる。
FIG. 28B illustrates a portable book (electronic book) including a
3, a
図28(C)はディスプレイであり、本体4101、支持台4102、表示部4103
等を含む。本発明は表示部4103に適用することができる。本発明のディスプレイは特
に大画面化した場合において有利であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。
FIG. 28C illustrates a display, which includes a
Including etc. The present invention can be applied to the
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、さまざま分野の電子機器に適用すること
が可能である。また、本実施例の電子機器は実施形態1、実施形態2および実施例1〜4
、または実施例1〜3および実施例5のどのような組み合わせからなる構成を用いても実
現することができる。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in various fields. Further, the electronic devices of the present embodiment are the first embodiment, the second embodiment, and the first to fourth embodiments.
Alternatively, it can be realized by using a configuration including any combination of the first to third embodiments and the fifth embodiment.
Claims (1)
ソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域を含む半導体層と、
前記ゲート電極と前記チャネル形成領域との間の領域を有するゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と電気的に接続されているゲート配線と、
配線を介して前記ソース領域又はドレイン領域と電気的に接続されるソース配線と、を有し、
前記ゲート配線は、前記ソース配線と交差しており、
前記ソース配線は、前記ゲート電極と同層であり、
前記ゲート電極は、端部にテーパー形状を有することを特徴とする半導体装置。 A gate electrode,
A semiconductor layer including a source region, a drain region and a channel forming region,
A gate insulating film having a region between the gate electrode and the channel formation region,
A gate wiring electrically connected to the gate electrode,
A source wiring electrically connected to the source region or the drain region through a wiring,
The gate wiring intersects with the source wiring,
The source wiring is in the same layer as the gate electrode,
The semiconductor device is characterized in that the gate electrode has a tapered shape at an end.
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