JP3422781B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP3422781B2
JP3422781B2 JP2001078300A JP2001078300A JP3422781B2 JP 3422781 B2 JP3422781 B2 JP 3422781B2 JP 2001078300 A JP2001078300 A JP 2001078300A JP 2001078300 A JP2001078300 A JP 2001078300A JP 3422781 B2 JP3422781 B2 JP 3422781B2
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舜平 山崎
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ型液晶
表示装置またはイメ−ジセンサに用いる薄膜構造を有す
る絶縁ゲイト型電界効果トランジスタ(以下TFT とい
う) およびその作製方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulating gate type field effect transistor (hereinafter referred to as TFT) having a thin film structure used for an active type liquid crystal display device or an image sensor, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、TFT を用いたアクティブ型の液晶
表示装置が知られている。この場合、TFT にはアモルフ
ァスまたは結晶粒界を有する多結晶型の半導体を用い、
1つの画素にPまたはN型のいずれか一方の導電型のみ
のTFT を用いる。即ち、一般にはNチャネル型TFT(NTFT
という)を画素に直列に連結している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an active type liquid crystal display device using a TFT has been known. In this case, the TFT uses a polycrystalline semiconductor having an amorphous or crystal grain boundary,
A TFT having only one of the P type and the N type conductivity type is used for one pixel. That is, generally N-channel TFT (NTFT
That is) is connected in series to the pixel.

【0003】しかしアモルファス構造の半導体は、キャ
リア移動度が小さく、特にホ−ルのキャリア移動度が0.
1cm2/Vsec 以下と小さい。また多結晶構造の半導体は、
結晶粒界に偏析した酸素等の不純物および不対結合手に
よりドレイン耐圧を充分大きくとれない、Pチャネル型
のTFT ができにくい等の欠点があった。さらにこれらは
光感度(フォトセンシティビティ PSという)を有し、
光照射によりVg−I D(ゲイト電圧−ドレイン電流)特
性等が大きく変化してしまう欠点を有している。
However, a semiconductor having an amorphous structure has a low carrier mobility, and in particular, the carrier mobility of a hole is 0.
Small as 1 cm 2 / Vsec or less. In addition, the semiconductor of polycrystalline structure,
Due to impurities such as oxygen segregated at the crystal grain boundaries and dangling bonds, the drain breakdown voltage cannot be made sufficiently large, and it is difficult to form a P-channel TFT. Furthermore, these have photosensitivity (called photosensitivity PS),
It has a defect that Vg- ID (gate voltage-drain current) characteristics and the like are greatly changed by light irradiation.

【0004】そのため、チャネル形成領域に光照射が行
われないように遮光層を作ることが重要な工程であっ
た。
Therefore, it has been an important step to form a light shielding layer so that the channel formation region is not irradiated with light.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図3において、液晶(1
2)を有し、それに直列に連結してNTFT(11)を設け、これ
をマトリックス配列せしめたものである。一般には640
×480 または1260×960と多くするが、この図面ではそ
れと同意味で単純に2×2のマトリックス配列をさせ
た。このそれぞれの画素に対し、周辺回路(16),(17) よ
り電圧を加え、所定の画素を選択的にオンとし、他の画
素をオフとした。するとこのTFT のオン、オフ特性が一
般には良好な場合、コントラストの大きい液晶表示装置
を作ることができる。しかしながら、実際にかかる液晶
表示装置を製造してみると、TFT の出力即ち液晶にとっ
ての入力(液晶電位という)の電圧VLC(10)は、しばし
ば"1"(High) とするべき時に"1"(High) にならず、ま
た、逆に"0"(Low)となるべき時に"0"(Low)にならない場
合がある。液晶(12)はその動作において本来絶縁性であ
り、また、TFT がオフの時に液晶電位(VLC) は浮いた状
態になる。そしてこの液晶(12)は等価的にキャパシタで
あるため、そこに蓄積された電荷によりVLCが決められ
る。この電荷は従来のTFT は光感光性であるため、遮光
が充分でない時、TFT のチャネルを通じて電流がリ−ク
(15)してしまい、結果としてVLCのレベルが変動してし
まう。さらに液晶がRLCで比較的小さい抵抗となりリ−
ク(14)が生じた場合には、VLCは中途半端な状態になっ
てしまう。このため1つのパネル中に20万〜500 万個の
画素を有する液晶表示装置においては、高い歩留まりを
成就することができない。
In FIG. 3, the liquid crystal (1
2), which is connected in series to it to provide NTFT (11), which are arranged in a matrix. Generally 640
It is often set to x480 or 1260x960, but in this drawing, a 2x2 matrix arrangement is simply used with the same meaning. Voltages were applied to the respective pixels from the peripheral circuits (16) and (17) to selectively turn on predetermined pixels and turn off other pixels. Then, if the on / off characteristics of the TFT are generally good, a liquid crystal display device with high contrast can be manufactured. However, when actually manufacturing such a liquid crystal display device, the voltage V LC (10) of the output of the TFT, that is, the input (referred to as liquid crystal potential) to the liquid crystal is often "1" (High) when it should be "1" (High). In some cases, "(High)" does not occur, and conversely, "0" (Low) does not occur when "0" (Low) should occur. The liquid crystal (12) is essentially insulating in its operation, and when the TFT is off, the liquid crystal potential (V LC ) is in a floating state. Since this liquid crystal (12) is equivalently a capacitor, VLC is determined by the charge accumulated therein. This charge is photo-sensitive in conventional TFTs, so current is leaked through the TFT channel when there is insufficient shading.
(15), and as a result, the level of V LC fluctuates. Furthermore, the liquid crystal has a relatively small resistance at R LC ,
When the black (14) occurs, V LC becomes halfway. Therefore, a high yield cannot be achieved in a liquid crystal display device having 200,000 to 5 million pixels in one panel.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜型絶縁ゲ
イト型電界効果トランジスタを非感光性とせしめたもの
である。また、ソ−ス、ドレインをよりP + またはN +
とするためのものである。そしてその応用としてのアク
ティブ型の液晶表示装置において、液晶電位を1フレ−
ムの間はたえず初期値と同じ値として所定のレベルを保
ち、そのレベルがドリフトしないようにTFT を改良した
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a thin film type insulated gate field effect transistor which is made non-photosensitive. In addition, the source and drain should be more P + or N +
It is for that. In the active type liquid crystal display device as its application, the liquid crystal potential is set to one frame.
The TFT is improved to keep the same level as the initial value for a certain period and keep the level from drifting.

【0007】本発明は、TFT のチャネル形成領域の半導
体材料を光に対し非感光性の材料とし、特にそのためTF
T のチャネル形成領域に選択的に酸素、炭素または窒素
の不純物を添加したシリコンを用い、その領域を結晶性
を有しながらも光感光性をなくしたものである。そして
一対の不純物領域を構成するソ−ス、ドレインにはその
不純物の添加をしない、またはより少なくすることによ
り、PまたはN型の導電型を示す不純物のイオン化率を
向上させたものである。
According to the present invention, the semiconductor material of the channel forming region of the TFT is a material which is non-photosensitive to light.
Silicon in which an impurity such as oxygen, carbon, or nitrogen is selectively added to a T 2 channel forming region is used, and the region is made crystalline but has no photosensitivity. The ionization rate of impurities showing P or N type conductivity is improved by not adding or reducing the amount of impurities in the source and the drain forming the pair of impurity regions.

【0008】またチャネル形成領域にイオン注入法等に
より選択的にO,C,N の不純物の総量を1×1020cm-3〜20
原子%、好ましくは3×1020cm-3〜5原子%としたこと
により非感光性とせしめ、しかしながらかつ500 〜750
℃の熱処理により結晶化せしめ、キャリア移動度として
5cm2/Vsec以上とするため結晶粒界を実質的になくし、
かつ結晶性を有する半導体材料としたものである。
Further, the total amount of O, C, and N impurities is selectively added to the channel formation region by an ion implantation method or the like in a range of 1 × 10 20 cm −3 to 20.
Atomic%, preferably 3 × 10 20 cm -3 to 5 atomic% makes it non-photosensitive, but 500 to 750
It is crystallized by heat treatment at ℃, and the carrier mobility is set to 5 cm 2 / Vsec or more, so grain boundaries are substantially eliminated,
In addition, it is a semiconductor material having crystallinity.

【0009】この材料は非感光性、即ちオン状態での電
流変化を10%以下とし、かつオフ状態(サブスレッシュ
ホ−ルド状態) で暗電流が10-9Aのオ−ダのものが10-7
Aのオ−ダ以下の増力、即ち変化の程度を2桁以下に20
00カンデラの可視光照射で成就させたものである。
This material is non-photosensitive, that is, the change in current in the ON state is 10% or less, and in the OFF state (subthreshold state), the dark current is 10 -9 A and the order is 10. -7
A power increase below the order of A, that is, the degree of change within 2 digits 20
It was accomplished by irradiating 00 candela with visible light.

【0010】本発明を液晶表示装置に用いる場合、マト
リックス構成したそれぞれのピクセル(透明導電膜とTF
T との総合したもの) の一方の透明導電膜(画素) の電
極に相補型のTFT の出力端子を連結せしめた。即ちマト
リックス配列したすべての画素にPチャネル型のTFT
(以下PTFTという) とNTFTとを相補型 (以下C/TFT とい
う) として連結してピクセルとしたものである。
When the present invention is applied to a liquid crystal display device, each pixel (transparent conductive film and TF
The output terminal of the complementary TFT was connected to one transparent conductive film (pixel) electrode (combined with T). That is, all the pixels arranged in a matrix have P-channel TFTs.
A pixel is formed by connecting (hereinafter referred to as PTFT) and NTFT as a complementary type (hereinafter referred to as C / TFT).

【0011】その代表例を図4に回路として示す。また
実際のパタ−ンレイアウト(配置図)の例を図5に示
す。
A typical example thereof is shown as a circuit in FIG. An example of an actual pattern layout (arrangement diagram) is shown in FIG.

【0012】即ち図4の2×2のマトリックスの例にお
いて、PTFTとNTFTとのゲイトを互いに連結し、さらにY
軸方向の線VGG(22)、またはVGG' (23)に連結した。ま
たC/TFT の共通出力を液晶(12)に連結している。PTFTの
入力(Vss側) をX軸方向の線VDD(18), VDD' (18') に
連結し、NTFTの入力(VSS側) をVss(19)に連結させてい
る。するとVDD(18), VGG(22)が"1" の時、液晶電位(1
0)は"0" となり、またVDD(18)が"1" 、VGG(22)が"0"
の時液晶電位(10)は"1" となる。即ち、VGGとVLCとは
「逆相」となる。
That is, in the example of the 2 × 2 matrix shown in FIG. 4, PTFT and NTFT gates are connected to each other, and Y
It was connected to the axial line V GG (22), or V GG ' (23). Also, the common output of C / TFT is connected to the liquid crystal (12). The PTFT input (Vss side) is connected to the X-axis direction lines V DD (18) and V DD ' (18'), and the NTFT input (V SS side) is connected to Vss (19). Then, when V DD (18) and V GG (22) are "1", the liquid crystal potential (1
0) becomes "0", and V DD (18) is "1" and V GG (22) is "0".
At, the liquid crystal potential (10) becomes "1". That is, V GG and V LC are in “reverse phase”.

【0013】そして液晶電位(10)はVDD(18)、または接
地またはVSS(19)のいずれかに固定させるため、フロ−
ティングとなることがない。
The liquid crystal potential (10) is fixed to either V DD (18) or the ground or V SS (19).
It never becomes a ting.

【0014】図4においては、NTFTとPTFTとを逆に配設
すると、VGGとVLCとは「同相」とすることができる。
In FIG. 4, if NTFT and PTFT are arranged in reverse, V GG and V LC can be “in phase”.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に実施例に基づき、本発明を
示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on Examples.

【0016】[0016]

【実施例】「実施例1」この実施例では図1及び図2を
用いて本発明を示す。ガラス基板にC/TFT を作らんとし
た時の製造工程を図1及び図2に基づき示す。
EXAMPLES Example 1 In this example, the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The manufacturing process when a C / TFT is not manufactured on a glass substrate is shown based on Figs.

【0017】図1において、ANガラス、パイレックス
(登録商標)ガラス等の約600 ℃の熱処理に耐え得るガ
ラス(1) 上にマグネトロンRF(高周波) スパッタ法を用
いてブロッキング層(38)としての酸化珪素膜を1000〜30
00Åの厚さに作製した。
In FIG. 1, AN glass and Pyrex
A glass (1) that can withstand a heat treatment of about 600 ° C. (registered trademark) glass, etc., is coated with a silicon oxide film as a blocking layer (38) by a magnetron RF (radio frequency) sputtering method at a thickness of 1000 to 30
It was made to a thickness of 00Å.

【0018】プロセス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度
150 ℃、出力400 〜800W、圧力0.5Pa とした。タ−ゲッ
トに石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度は30Å
/分であった。
The process conditions are 100% oxygen atmosphere and film forming temperature.
The temperature was 150 ° C, the output was 400 to 800W, and the pressure was 0.5Pa. The deposition rate using quartz or single crystal silicon for the target is 30Å
/ Min.

【0019】この上に、酸素、炭素または窒素の総量が
7×1019cm-3好ましくは1×1019cm -3以下しか添加させ
ていないシリコン膜をLPCVD(減圧気相) 法、スパッタ法
またはプラズマCVD 法により形成した。 減圧気相法で
形成する場合、結晶化温度よりも100 〜200 ℃低い450
〜550 ℃、例えば530 ℃でジシラン(Si2H6) またはトリ
シラン(Si3H8) をCVD 装置に供給して成膜した。反応炉
内圧力は30〜300 Paとした。成膜速度は30〜100 Å/ 分
であった。NTETとPTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vt
h) を概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用
いて1×1015〜5×1017cm-3の濃度として成膜中に添加
してもよい。
On top of this, the total amount of oxygen, carbon or nitrogen
7 x 1019cm-3Preferably 1 × 1019cm -3Add only the following
Undeposited silicon film by LPCVD (low pressure vapor phase) method, sputtering method
Alternatively, it is formed by the plasma CVD method. Decompression gas phase method
If formed, 450 to 100 ° C below the crystallization temperature 450
Disilane (Si at ~ 550 ° C, for example 530 ° C2H6) Or bird
Silane (Si3H8) Was supplied to the CVD device to form a film. Reactor
The internal pressure was 30 to 300 Pa. Deposition rate is 30-100 Å / min
Met. Threshold voltage (Vt
In order to control h) to be approximately the same, boron is used with diborane.
1 x 1015~ 5 x 1017cm-3Added during film formation as the concentration of
You may.

【0020】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲットと
し、アルゴンに水素を50〜80体積%に混入した雰囲気で
行った。例えばアルゴン20体積%、水素約80体積%とし
た。成膜温度は150 ℃、周波数は13.56MHz、スパッタ出
力400 〜800Wとした。圧力は0.5Pa であった。
When the sputtering method is used, the back pressure before sputtering is set to 1 × 10 -5 Pa or less, single crystal silicon is used as a target, and argon is mixed with hydrogen in an amount of 50 to 80% by volume. For example, argon was 20% by volume and hydrogen was about 80% by volume. The film forming temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, and the sputter output was 400 to 800 W. The pressure was 0.5 Pa.

【0021】プラズマCVD 法により珪素膜を作製する場
合、温度は例えば300 ℃とし、モノシラン(SiH4)または
ジシラン(Si2H6) を反応性気体として用いた。これらを
PCVD装置内に導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成
膜した。
When a silicon film is formed by the plasma CVD method, the temperature is, for example, 300 ° C., and monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is used as a reactive gas. these
The film was introduced into a PCVD device, and high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.

【0022】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が7×1019cm-3好ましくは1×1019cm-3またはそれ
以下しか含有しないようにした。するとこの被膜は感光
性を有するが、酸化等が添加されていない場合よりもよ
り結晶化をしやすいという特長を有する。
The coating formed by these methods is
Oxygen contained only 7 × 10 19 cm -3, preferably 1 × 10 19 cm -3 or less. Then, this coating film has photosensitivity, but has the feature that it is more easily crystallized than in the case where no oxidation or the like is added.

【0023】この実施例では図1(A) に示す如く、第1
のフォトマスクで所定の領域のみ、半導体膜(2),(2')
を残し他部を除去した。さらに第2のフォトマスクを
用い、フォトレジスト(35)を選択的に除去した。この除
去された領域(36),(35) は、それぞれPTFT、NTFTのチャ
ネル形成領域を覆っている。この開孔(35),(36) に対
し、C、NまたはO、例えばOを5×1014〜5×1016cm
-2のド−ズ量不純物をイオン注入法により添加した。加
えた電圧は30〜50KeV 例えば35KeV とした。
In this embodiment, as shown in FIG.
With the photomask of, the semiconductor film (2), (2 ')
And other parts were removed. Further, using the second photomask, the photoresist (35) was selectively removed. The removed regions (36) and (35) cover the channel formation regions of the PTFT and NTFT, respectively. C, N or O, for example O, is added to the openings (35) and (36) in an amount of 5 × 10 14 to 5 × 10 16 cm.
A -2 dose impurity was added by ion implantation. The applied voltage was 30 to 50 KeV, for example 35 KeV.

【0024】その結果、さらに一対の不純物領域である
ソ−スまたはドレインとなる領域は、酸素等の不純物が
きわめて少なく、結晶化はより強く進んだ。またその一
部は後工程においてソ−ス、ドレインとある領域におい
て0〜5μmの横方向の深さにまでわたって設けられて
いる。即ち、理想的には0が好ましいが、工程上の問題
を考慮すると0を含み5μm程度の範囲の間で横方向に
渡って設けることが好ましかった。
As a result, the pair of impurity regions, that is, the source and drain regions, had very few impurities such as oxygen, and crystallization proceeded more strongly. Further, a part thereof is provided in a later process to a depth of 0 to 5 .mu.m in the lateral direction in a certain region of the source and drain. That is, although 0 is ideally preferable, it is preferable to provide 0 in the range of about 5 μm in the lateral direction in consideration of process problems.

【0025】即ち非感光性を有せしめるにはC,O,N を添
加すればよいが、多すぎるとその後の熱処理でも結晶化
しにくくなり、ひいてはキャリア移動度が5cm2/Vsec 以
上、好ましくは10〜100cm2/Vsec を得ることができない
からである。
That is, C, O, N may be added to impart non-photosensitivity, but if the amount is too large, it becomes difficult to crystallize even in the subsequent heat treatment, and the carrier mobility is 5 cm 2 / Vsec or more, preferably 10 cm 2 / Vsec or more. This is because it is not possible to obtain ~ 100 cm 2 / Vsec.

【0026】かくして、アモルファス状態の珪素膜を50
0 〜10000 Å(1μm)、例えば2000Åの厚さに作製の後、
500 〜750 ℃の結晶成長を起こさない程度の中温の温度
にて12〜70時間非酸化物雰囲気にて加熱処理した。例え
ば窒素または水素雰囲気にて600 ℃の温度で保持した。
Thus, the amorphous silicon film 50 is formed.
0 ~ 10000 Å (1μm), for example, after making a thickness of 2000 Å,
It was heat-treated in a non-oxide atmosphere for 12 to 70 hours at a medium temperature of 500 to 750 ° C. at which the crystal growth did not occur. For example, the temperature was kept at 600 ° C. in a nitrogen or hydrogen atmosphere.

【0027】この半導体膜の下側の基板表面は、アモル
ファス構造の酸化珪素膜が形成されているため、この熱
処理で特定の核が存在せず、全体が均一に加熱アニ−ル
される。即ち、成膜時はアモルファス構造を有し、また
水素は単に混入しているのみである。
Since a silicon oxide film having an amorphous structure is formed on the surface of the substrate below the semiconductor film, no specific nuclei are present in this heat treatment, and the whole is uniformly heated and annealed. That is, it has an amorphous structure at the time of film formation, and hydrogen is simply mixed therein.

【0028】このアニ−ルにより、チャネル形成領域の
半導体膜はアモルファス構造から秩序性の高い状態に移
り、その一部は結晶状態を呈する。特にシリコンの成膜
時に比較的秩序性の高い領域は特に結晶化をして結晶状
態となろうとする。しかし、これらの領域間に存在する
珪素により互いの結合がなされるため、珪素同志は互い
にひっぱりあう。結晶としてもレ−ザラマン分光により
測定すると、単結晶の珪素(111) 結晶方位のピ−ク522
cm-1より低周波側にシフトした格子歪を有した(111) 結
晶ピ−クが観察される。その見掛け上の粒径は、半値巾
から計算すると、50〜500 Åとマイクロクリスタルのよ
うになっているが、実際はこの結晶性の高い領域は多数
あってクラスタ構造を有し、その各クラスタ間は互いに
珪素同志で結合(アンカリング) がされたセミアモルフ
ァス構造の被膜を形成させることができた。
Due to this annealing, the semiconductor film in the channel forming region shifts from the amorphous structure to a highly ordered state, and a part thereof exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high degree of order during the film formation of silicon is particularly crystallized and tends to be in a crystalline state. However, since silicon existing between these regions forms a bond with each other, the silicon members pull each other. As a crystal, the peak of the single crystal silicon (111) crystal orientation was measured by laser Raman spectroscopy.
A (111) crystal peak with lattice strain shifted to the lower frequency side than cm -1 is observed. The apparent grain size is 50 to 500 Å, which is similar to that of microcrystals, when calculated from the half-width, but in reality, there are many regions with high crystallinity, which have a cluster structure. Was able to form a film of semi-amorphous structure in which silicon was bonded to each other (anchoring).

【0029】例えばSIMS(二次イオン質量分析) 法によ
り深さ方向の分布測定を行った時、添加物(不純物)と
して最低領域(表面または表面より離れた位置(内部))
において酸素が3.4 ×1020cm-3、窒素4×1017cm-3を得
た。また水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022cm-3
として比較すると1原子%であった。
For example, when the distribution in the depth direction is measured by SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy), the lowest region as an additive (impurity) (the surface or a position apart from the surface (inside))
In the above, oxygen was 3.4 × 10 20 cm -3 and nitrogen was 4 × 10 17 cm -3 . Hydrogen is 4 × 10 20 cm -3 , and silicon is 4 × 10 22 cm -3.
Was 1 atom%.

【0030】この結晶化は酸素濃度が例えば1.5 ×1020
cm-3においては1000Åの膜厚で600℃(48 時間) の熱処
理で可能である。これを5×1020cm-3にすると膜厚を0.
3 〜0.5 μmと厚くすれば600 ℃でのアニ−ルによる結
晶化が可能であったが、0.1μmの厚さでは650 ℃での
熱処理が結晶化のためには必要であった。即ちより膜厚
を厚くする、より酸素等の不純物濃度を減少させるほ
ど、結晶化がしやすかった。
This crystallization has an oxygen concentration of, for example, 1.5 × 10 20
At cm -3, it is possible to perform heat treatment at 600 ℃ (48 hours) with a film thickness of 1000Å. When this is set to 5 × 10 20 cm -3 , the film thickness becomes 0.
Crystallization by annealing at 600 ° C. was possible if the thickness was increased to 3 to 0.5 μm, but heat treatment at 650 ° C. was necessary for crystallization at a thickness of 0.1 μm. That is, the thicker the film thickness and the lower the concentration of impurities such as oxygen, the easier the crystallization was.

【0031】結果として、この被膜は実質的にグレイン
バウンダリ(GB という) がないといってもよい状態を呈
する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた個
所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの明
確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度とな
る。即ちホ−ル移動度(μh)=10〜50cm2/Vsec、電子
移動度(μe )=15〜100cm2/Vsec が得られる。
As a result, this coating exhibits a state in which it may be said that it is substantially free of grain boundary (referred to as GB). Since the carriers can easily move between the clusters through the anchored portions, the carrier mobility is higher than that of polycrystalline silicon in which so-called GB is clearly present. That is, the hole mobility (μh) = 10 to 50 cm 2 / Vsec and the electron mobility (μe) = 15 to 100 cm 2 / Vsec can be obtained.

【0032】またフォトセンシティビティは、TFT とし
てのVg(ゲイト電圧)−ID (ドレイン電流) 特性を得
ながらガラス側より2000ルックスの光を少なくともチャ
ネル形成領域に照射してID がオン状態の領域で10%以
下しか変動しない(ドリフトしない)条件またはサブス
レッシュホ−ルド電圧の領域にてID が2桁以下の増加
(ドリフト)しかない条件(オフ電流が充分小さい条
件)として測定した。すると、チャネル形成領域での酸
素濃度が8×1019cm-3等の少ない濃度であるとドリフト
があるが、1×1020cm-3以上好ましくは3×1020cm-3
上とするとほとんどドリフトがPTFTでもNTFTでもみられ
なかった。
Further photo sensitivity is, Vg as TFT (gate voltage) -I D (drain current) light of 2000 lux from the glass side while obtaining a characteristic at least Cha
Irradiation on the channel formation region, I D only fluctuates less than 10% in the ON-state region (no drift), or I D only increases by 2 digits or less (drift) in the sub-threshold voltage region. It was measured as a condition (condition in which the off-state current is sufficiently small). Then, if the oxygen concentration in the channel formation region is a low concentration such as 8 × 10 19 cm -3 , there is a drift, but if it is 1 × 10 20 cm -3 or more, preferably 3 × 10 20 cm -3 or more No drift was seen in either PTFT or NTFT.

【0033】他方、上記の如く中温でのアニ−ルではな
く、900 〜1200℃の高温アニ−ルにより被膜を多結晶化
すると、核からの固相成長により被膜中の酸素等の不純
物の偏析がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物
が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリア
(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害してし
まう。そして結果としては5cm2/Vsec以下の移動度しか
得られず、結晶粒界でのドレインリ−ク等による耐圧の
低下がおきてしまうのが実情であった。
On the other hand, when the film is polycrystallized by a high temperature anneal at 900 to 1200 ° C. instead of the anneal at a medium temperature as described above, segregation of impurities such as oxygen in the film due to solid phase growth from nuclei. As a result, impurities such as oxygen, carbon, and nitrogen increase in GB, and the mobility in the crystal is large, but it creates a barrier in GB and hinders the movement of carriers there. As a result, only a mobility of 5 cm 2 / Vsec or less can be obtained, and the breakdown voltage is actually lowered due to drain leakage at the crystal grain boundaries.

【0034】即ち、本発明の実施例ではかくの如く、感
光性がなくかつ結晶性を有するセミアモルファスまたは
セミクリスタル構造を有するシリコン半導体を用いてい
る。
That is, in the embodiment of the present invention, as described above, a silicon semiconductor having a semi-amorphous or semi-crystal structure having no photosensitivity and having crystallinity is used.

【0035】またこの上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜と
して厚さは500 〜2000Å例えば1000Åに形成した。これ
はブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と同一条件
とした。この成膜中に弗素を少量添加してもよい。
Further, a silicon oxide film was formed thereon as a gate insulating film with a thickness of 500 to 2000Å, for example 1000Å. This was performed under the same conditions as the production of the silicon oxide film as the blocking layer. A small amount of fluorine may be added during this film formation.

【0036】この酸化珪素と下地の半導体膜との界面特
性を向上し、界面凖位を除くため、紫外光を同時に加
え、オゾン酸化を行うとよかった。即ち、ブロッキング
層(38)を形成したと同じ条件のスパッタ法と光CVD 法と
の併用方法とすると、界面凖位を減少させることができ
た。
In order to improve the interface characteristics between the silicon oxide and the underlying semiconductor film and remove the interface level, it is preferable to apply ultraviolet light at the same time to perform ozone oxidation. That is, when the sputter method and the photo CVD method were used in combination under the same conditions as when the blocking layer (38) was formed, the interface level could be reduced.

【0037】さらにこの後、この上側にリンが1〜5×
1020cm-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン
膜とその上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2
またはWSi2との多層膜を形成した。これを第3のフォト
マスクにてパタ−ニングした。そしてPTFT用のゲイト
電極(4),NTFT用のゲイト電極(4')を形成した。例えばチ
ャネル長10μm、ゲイト電極としてリンド−プ珪素を0.
2 μm、その上にモリブデンを0.3 μmの厚さに形成し
た。
After this, phosphorus is added to the upper side in an amount of 1 to 5 ×.
A silicon film with a concentration of 10 20 cm -3 or this silicon film and molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 on it.
Alternatively, a multilayer film with WSi 2 was formed. This was patterned with a third photomask. Then, a gate electrode (4) for PTFT and a gate electrode (4 ') for NTFT were formed. For example, the channel length is 10 μm, and the gate electrode is made of phosphorus-doped silicon.
2 μm, and molybdenum was formed thereon to a thickness of 0.3 μm.

【0038】図1(C) において、フォトレジスト(31')
をフォトマスクを用いて形成し、PTFT用のソ−ス(5),
ドレイン(6) となる領域でありかつ酸素濃度の少ない領
域に対し、ホウ素を1〜2×1015cm-2のド−ズ量をイオ
ン注入法により添加した。
In FIG. 1C, the photoresist (31 ')
Is formed using a photomask, and the source (5) for PTFT,
A dose of 1 to 2 × 10 15 cm -2 of boron was added by an ion implantation method to a region which becomes a drain (6) and has a low oxygen concentration.

【0039】次に図1(D) の如く、フォトレジスト(31)
をフォトマスクを用いて形成した。そしてNTFT用のソ
−ス(5')、ドレイン(6')となる領域に対しリンを1×10
15cm -2の量、イオン注入法により添加した。
Next, as shown in FIG. 1D, a photoresist (31)
Was formed using a photomask. And NTFT software
− 1 × 10 phosphorus is added to the region that becomes the drain (5 ′) and drain (6 ′).
15cm -2Was added by the ion implantation method.

【0040】これらはゲイト絶縁膜(3) を通じて行っ
た。しかし図1(B) において、ゲイト電極(4),(4')をマ
スクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、その後、
ホウ素、リンを直接珪素膜中にイオン注入してもよい。
These are performed through the gate insulating film (3). However, in FIG. 1B, the silicon oxide on the silicon film is removed by using the gate electrodes (4) and (4 ′) as masks, and then,
Boron or phosphorus may be directly ion-implanted into the silicon film.

【0041】次に、これらフォトレジスト(31)を除去し
た後、630 ℃にて10〜50時間再び加熱アニ−ルを行っ
た。そしてPTFTのソ−ス(5),ドレイン(6),NTFTのソ−ス
(5'),ドレイン(6')を不純物を活性化してP + 、N +
領域として作製した。
Next, after removing these photoresists (31), heating anneal was performed again at 630 ° C. for 10 to 50 hours. And PTFT source (5), drain (6), NTFT source
The (5 ') and drain (6') were prepared as P + and N + regions by activating impurities.

【0042】この領域は酸素等が少ないため、同じ温度
でもより結晶化度が進む。結果としてホウ素、リン等の
導電型を与える不純物のイオン化率(アクセプタまたは
ドナ−の数/注入した不純物の量)が50〜90%にまで可
変することができた。
Since oxygen and the like are small in this region, the crystallinity is further advanced even at the same temperature. As a result, the ionization rate (the number of acceptors or donors / the amount of implanted impurities) of impurities giving a conductivity type such as boron or phosphorus could be varied up to 50 to 90%.

【0043】またゲイト電極(4),(4')下にはチャネル形
成領域(7),(7')がセミアモルファス半導体として形成さ
れている。
Channel forming regions (7) and (7 ') are formed as semi-amorphous semiconductors under the gate electrodes (4) and (4').

【0044】酸素等の不純物の添加された領域の端部(4
2)を不純物領域の端部(41)より不純物領域にわたらせる
ことにより、ここでのホウ素またはリンのイオン化率は
減少するが、同時にN + -I、P + -Iの存在する面に結晶
粒界が存在しにくく、結果としてドレイン耐圧を高くす
ることができる。
An end portion (4) of a region to which impurities such as oxygen are added
By extending (2) from the end (41) of the impurity region to the impurity region, the ionization rate of boron or phosphorus here is reduced, but at the same time, crystals are formed on the surface where N + -I and P + -I exist. Grain boundaries are less likely to exist, and as a result, the drain breakdown voltage can be increased.

【0045】かくすると、セルフアライン方式でありな
がらも、すべての工程において700℃以上に温度を加え
ることがなくC/TFT を作ることができる。そのため、基
板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよ
く、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適してい
るプロセスである。
By doing so, the C / TFT can be manufactured without applying a temperature of 700 ° C. or higher in all steps even though it is a self-aligned method. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as the substrate material, and the process is extremely suitable for the large-pixel liquid crystal display device of the present invention.

【0046】熱アニ−ルは図1(A),(D) で2回行った。
しかし図1(A) のアニ−ルは求める特性により省略し、
双方を図1(D) の熱アニ−ルにより兼ねさせて製造時間
の短縮を図ってもよい。図2(A) において、層間絶縁物
(8) を前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成とし
て行った。この酸化珪素膜の形成はLPCVD 法、光CVD法
を用いてもよい。例えば0.2 〜1.0 μmの厚さに形成し
た。その後、図2(A)に示す如く、フォトマスクを用
いて電極用の窓(32)を形成した。
Thermal annealing was performed twice in FIGS. 1 (A) and 1 (D).
However, the anneal in Fig. 1 (A) is omitted depending on the desired characteristics,
Both may be combined by the thermal anneal of FIG. 1 (D) to reduce the manufacturing time. In Fig. 2 (A), interlayer insulation
(8) was performed by forming the silicon oxide film by the above-mentioned sputtering method. The silicon oxide film may be formed by using the LPCVD method or the photo CVD method. For example, it is formed to a thickness of 0.2 to 1.0 μm. Then, as shown in FIG. 2 (A), a window (32) for an electrode was formed using a photomask.

【0047】さらにこれら全体はアルミニウムを0.5 〜
1μmの厚さにスパッタ法により形成し、リ−ド(9),
(9')およびコンタクト(29),(29')をフォトマスクを用
いて図2(B) の如く作製した。
Further, the total amount of aluminum is 0.5 to
The lead (9), which has a thickness of 1 μm, is formed by the sputtering method.
(9 ') and contacts (29) and (29') were prepared as shown in FIG. 2 (B) using a photomask.

【0048】かかるTFT の特性を略記する。移動度(
μ) 、スレッシュホ−ルド電圧、ドレイン耐圧
(VBDV )、フォトセンシティビティ(PS)は表1の通り
であった。
The characteristics of such a TFT will be abbreviated. Mobility (
μ), threshold voltage, drain breakdown voltage (V BDV ), and photosensitivity (PS) are shown in Table 1.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】上記はチャネル長10μm、チャネル巾30μ
mの場合を示す。かかる半導体を用いることにより、一
般に不可能とされていたTFT に大きな移動度を得ること
ができ、加えて感光性がなく、かつドレイン耐圧を大き
なレベルで得た。そのため、初めて図3、図4に示した
液晶表示装置用のNTFTまたはC/TFT を構成させることが
できた。
The above is a channel length of 10 μm and a channel width of 30 μ.
The case of m is shown. By using such a semiconductor, it was possible to obtain a large mobility in a TFT, which was generally considered impossible, and in addition, there was no photosensitivity, and a drain breakdown voltage was obtained at a large level. Therefore, the NTFT or C / TFT for the liquid crystal display device shown in FIGS. 3 and 4 could be constructed for the first time.

【0051】この実施例は液晶表示装置例であり、また
このC/TFT の出力を画素に連結させるためさらに図2
(B) において、ポリイミド等の有機樹脂(34)を形成し
た。そしてフォトマスクにより再度の窓あけを行っ
た。2つのTFT の出力端を液晶装置の一方の透明電極に
連結するため、スパッタ法によりITO(インジュ−ム・ス
ズ酸化膜)を形成した。それをフォトマスクによりエ
ッチングして、透明電極(33)を構成させた。このITO は
室温〜150 ℃で成膜し、それを200 〜300 ℃の酸素また
は大気中のアニ−ルにより成就した。
This embodiment is an example of a liquid crystal display device, and further, in order to connect the output of this C / TFT to a pixel, FIG.
In (B), an organic resin (34) such as polyimide was formed. Then, the window was opened again using a photomask. In order to connect the output terminals of the two TFTs to one transparent electrode of the liquid crystal device, ITO (indium tin oxide film) was formed by sputtering. It was etched with a photomask to form a transparent electrode (33). This ITO was deposited at room temperature to 150 ° C, and it was accomplished by oxygen at 200-300 ° C or anneal in air.

【0052】かくの如くにしてPTFT(21)とNTFT(11)と透
明導電膜の電極(33)とを同一ガラス基板(1) 上に作製し
た。
In this way, the PTFT (21), the NTFT (11) and the electrode (33) of the transparent conductive film were formed on the same glass substrate (1).

【0053】「実施例2」図5(A) に図4に対応した実
施例を示す。X軸方向にVDD(18)、VSS(19)、V DD'(1
8')を有するX軸方向の配線(以下X線ともいう)を形
成した。なおY軸方向はVGG(22)、VGG'(23) とY軸方
向の配線(以下Y線ともいう)を形成した。図面(A) は
平面図であるが、そのA-A'の縦断面図を図5(B) に示
す。またB-B'の縦断面図を図5(C) に示す。
[Embodiment 2] FIG. 5 (A) shows an example corresponding to FIG.
An example is shown. V in the X-axis directionDD(18), VSS(19), V DD'(1
Form the wiring in the X-axis direction (hereinafter also referred to as X-ray) having 8 ')
I made it. Note that the Y-axis direction is VGG(22), VGG'(23) and Y axis
The wiring (hereinafter also referred to as the Y line) is formed. Drawing (A)
Although it is a plan view, a vertical cross-sectional view of AA 'is shown in FIG. 5 (B).
You A vertical cross-sectional view of BB 'is shown in Fig. 5 (C).

【0054】またPTFT(21)をX線VDD(18)とY線VGG(2
2)との交差部に設け、VDD(18)とV GG'(23) との交差部
にも他の画素用のPTFT(21') が同様に設けられている。
またNTFT(11)はVSS(19)とVGG(22)との交差部に設けら
れている。VSS(19)とVGG(22)との交差部の下側には他
の画素用のNTFT(11') が設けられている。C/TFT を用い
たマトリックス構成を有せしめた。それらPTFTはソ−ス
(5) がコンタクト(32)を介してX線VDD(18)に連結さ
れ、ゲイト(4) は多層形成がなされたY線VGG(22)に連
結されている。ドレイン(6) はコンタクト(29)を介して
透明導電膜の電極(33)に連結している。
In addition, the PTFT (21) is connected to the X-ray VDD(18) and Y line VGG(2
Provided at the intersection with 2), VDD(18) and V GG'(23) intersection
Also, PTFTs (21 ') for other pixels are similarly provided.
Also, NTFT (11) is VSS(19) and VGGProvided at the intersection with (22)
Has been. VSS(19) and VGGOthers on the lower side of the intersection with (22)
An NTFT (11 ') is provided for each pixel. With C / TFT
It has a matrix structure. Those PTFTs are source
(5) is X-ray V through contact (32)DDConnected to (18)
And the gate (4) is a Y-line V in which multiple layers are formed.GGConnected to (22)
It is tied. Drain (6) via contact (29)
It is connected to the electrode (33) of the transparent conductive film.

【0055】これらのNTFT、PTFTのチャネル形成領域
(7),(7')には酸素が意図的に添加され、ソ−ス、ドレイ
ンには添加させないようにした。
Channel forming regions of these NTFT and PTFT
Oxygen was intentionally added to (7) and (7 '), but not added to the source and drain.

【0056】他方、NTFTはソ−ス(5')がコンタクト(3
2') を介してX線VSS(19)に連結され、ゲイト(4')はY
線VGG(22)に、ドレイン(6')はコンタクト(29') を介し
て透明導電膜(33)に連結している。かくして2本のX線
(18),(19) に挟まれた間(内側)に画素である透明導電
膜(33)とC/TFT(21),(11)とにより1つのピクセルを構成
せしめた。かかる構造を左右、上下に繰り返すことによ
り、2×2のマトリックスの1つの例またはそれを拡大
した640 ×480 、1280×960 といった大画面の液晶表示
装置を作ることが可能となった。
On the other hand, in NTFT, the source (5 ') makes contact (3
2 ') is connected to X-ray V SS (19), and gate (4') is Y
To the line V GG (22), the drain (6 ') is connected to the transparent conductive film (33) via the contact (29'). Thus two X-rays
One pixel was constituted by the transparent conductive film (33) and the C / TFTs (21) and (11) between the pixels (18) and (19) (inside). By repeating such a structure horizontally and vertically, one example of a 2 × 2 matrix or an enlarged liquid crystal display device with a large screen of 640 × 480 or 1280 × 960 can be manufactured.

【0057】ここでの特長は、1つの画素に2つのTFT
が相補構成をして設けられていること、また電極(33)は
液晶電位VLCを構成するが、それは、PTFTがオンであり
NTFTがオフか、またはPTFTがオフでありNTFTがオンか、
のいずれのレベルに固定されることである。
The feature here is that two TFTs are provided for one pixel.
Are provided in a complementary configuration, and the electrode (33) constitutes the liquid crystal potential V LC , which means that the PTFT is on.
NTFT is off, or PTFT is off and NTFT is on,
It is to be fixed at any level.

【0058】そしてこのガラス基板側より例え光が照射
されても、C/TFT はソ−ス、ドレインはおろか、特にチ
ャネル形成領域が光に対し非感光性であるため、反射型
のみならず透光型の液晶表示装置であっても遮蔽手段を
設けることなしに動作をさせることが可能であった。
Even if light is irradiated from the glass substrate side, not only the C / TFT has a source and a drain, but especially the channel forming region is non-photosensitive to light, so that it is not only a reflective type but also a transparent type. Even an optical type liquid crystal display device could be operated without providing a shielding means.

【0059】図5で明らかなように、制御要素のVssが
新たに増えても、液晶装置における開口率(全面積(34)
に対し実際に表示する液晶表示有効面積(33)の割合) に
関しては、従来の図1の1つのみの導電型をもつTFT を
各画素に連結した場合とまったく変わらず、不利になら
ない。
As is apparent from FIG. 5, even if Vss of the control element is newly increased, the aperture ratio (total area (34)
On the other hand, the ratio of the effective liquid crystal display area (33) to be actually displayed is no different from the conventional case where a TFT having only one conductivity type is connected to each pixel in FIG. 1 and there is no disadvantage.

【0060】図5において、それら透明導電膜上に配向
膜、配向処理を施し、さらにこの基板と他方の液晶の電
極(図5(34)) を有する基板との間に一定の間隔をあ
け、公知の方法により互いに配設をした。そしてその間
に液晶を注入して液晶表示装置として完成させた。
In FIG. 5, an alignment film and an alignment treatment are applied to the transparent conductive films, and a fixed space is provided between this substrate and the substrate having the other liquid crystal electrode (FIG. 5 (34)). They are arranged on each other by a known method. Then, liquid crystal was injected in the meantime to complete a liquid crystal display device.

【0061】液晶材料にTN液晶を用いるならば、その間
隔を約10μm程度とし、透明導電膜双方に配向膜をラビ
ング処理して形成させる必要がある。
If TN liquid crystal is used as the liquid crystal material, it is necessary to form the alignment film on both the transparent conductive films by rubbing it with an interval of about 10 μm.

【0062】また液晶材料にFLC(強誘電性) 液晶を用い
る場合は、動作電圧を±20Vとし、また、セルの間隔を
1.5 〜3.5 μm例えば2.3 μmとし、反対電極(図5)
(34)上にのみ配向膜を設けラビング処理を施せばよい。
When FLC (ferroelectric) liquid crystal is used as the liquid crystal material, the operating voltage is ± 20 V, and the cell spacing is
1.5 to 3.5 μm, eg 2.3 μm, opposite electrode (Fig. 5)
An alignment film may be provided only on (34) and a rubbing treatment may be performed.

【0063】分散型液晶またはポリマ−液晶を用いる場
合には、配向膜は不用であり、スイッチング速度を大と
するため、動作電圧は±10〜±15Vとし、セル間隔は1
〜10μmと薄くした。
When the dispersion type liquid crystal or the polymer liquid crystal is used, the alignment film is unnecessary and the operating voltage is ± 10 to ± 15 V and the cell interval is 1 in order to increase the switching speed.
Thinned to ~ 10μm.

【0064】特に分散型液晶またはポリマ−液晶を用い
る場合には、偏光板も不用のため、反射型としても、ま
た透過型としても光量を大きくすることができる。その
液晶はスレッシュホ−ルドがないため、本発明のC/TFT
に示す如く、明確なスレッシュホ−ルド電圧が規定され
るC/TFT 型とすることにより大きなコントラスト実現す
ることとクロスト−ク(隣の画素との悪干渉)を除くこ
とができた。
In particular, when a dispersion type liquid crystal or a polymer liquid crystal is used, a polarizing plate is not necessary, so that the light amount can be increased both as a reflection type and a transmission type. Since the liquid crystal has no threshold hold, the C / TFT of the present invention is
As shown in Fig. 3, by using the C / TFT type in which a clear threshold voltage is specified, it was possible to realize a large contrast and to eliminate crosstalk (bad interference with adjacent pixels).

【0065】この実施例2は、C/TFT においてVDD側に
PTFTを、Vss側にNTFTを形成した。するとその出力はV
DDまたはVssを作るため明確なレベルを決定できる。し
かしVGGに対しては、VLCはインバ−タ(逆相)とな
る。
In the second embodiment, the C / TFT is connected to the V DD side.
PTFT and NTFT were formed on the Vss side. Then the output is V
You can determine a definite level to make DD or Vss. However, for V GG , V LC becomes an inverter (reverse phase).

【0066】このVGGとVLCとが同相(同じ向きの電
圧)となる場合の2Tr/cell方式(C/TFT方式)を以下の実
施例にて示す。
The 2Tr / cell method (C / TFT method) in the case where V GG and V LC are in phase (voltage in the same direction) is shown in the following embodiment.

【0067】「実施例3」この実施例は、図4、図5に
おいて、VDD側に逆にNTFT(11)を、Vss側に逆にPTFT(2
1)を連結したC/TFT 構成を有する。すると、その出力で
あるVLCはVGGと同相(VGGが正電圧のとき正電圧の出
力、負電圧の時負電圧の出力)になり、その出力電位は
GG−Vthp およびVGG−Vthn で与えられる。Vthp
とVthn とが異なる時は図4の液晶の他の端子(13)にオ
フセットバイアスを加えて等しくすると好ましかった。
かくするとVGGをVDDより大にしなければならない欠点
はあるが、ゲイト電極とVLCとの間で多少のリ−クがあ
ってもあまり気にしなくてもよいという特長を有する。
[Embodiment 3] In this embodiment, in FIG. 4 and FIG. 5, the NTFT (11) is reversely connected to the V DD side and the PTFT (2
It has a C / TFT configuration that connects 1). Then, (the output of the positive voltage when the V GG positive voltage, the output of the negative voltage when the negative voltage) V LC is V GG phase with its output becomes, the output potential V GG -Vthp and V GG - It is given by Vthn. Vthp
When Vthn and Vthn are different, it is preferable to add an offset bias to the other terminal (13) of the liquid crystal shown in FIG.
Thus, although there is a drawback in that V GG needs to be larger than V DD, it has the feature that even if there is some leakage between the gate electrode and V LC , it does not matter so much.

【0068】かかる場合、図5においても同様に、PTFT
とNTFTとを互いに逆に設ければよい。そのため、実施例
2と図5における製造工程および開口率はまったく同じ
値を作ることができる。その他は実施例2と同様であ
る。
In such a case, the PTFT is similarly performed in FIG.
The NTFT and NTFT may be provided in reverse. Therefore, the manufacturing process and the aperture ratio in Example 2 and FIG. 5 can have exactly the same values. Others are the same as those in the second embodiment.

【0069】「実施例4」この実施例は、図3に示した
各ピクセルに、NTFTのみを各画素等に連結して設けた1T
r/cell方式のものである。するとVLCのレベルは、フロ
−ティングとなりバラツキがあるが、本発明に示すTFT
が非感光性であるため、実使用の際のTFTに光が照射さ
れることを防ぐ遮光手段を設ける必要がなく、従来より
簡単にアクティブ型液晶表示装置を作ることができた。
その他は実施例1,3と同様である。
[Embodiment 4] In this embodiment, each pixel shown in FIG. 3 is provided with 1T in which only NTFT is connected to each pixel or the like.
r / cell method. Then, the level of V LC becomes floating and varies, but the TFT shown in the present invention
Since it is non-photosensitive, it is not necessary to provide a light-shielding means for preventing the TFT from being irradiated with light in actual use, and an active type liquid crystal display device can be manufactured more easily than before.
Others are the same as in the first and third embodiments.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明はNTFT、PTFTに対し非感光性とす
ることにより、特にチャネル形成領域に酸素等の不純物
を添加して非感光性のセミアモルファス半導体とすると
ともに、ソ−ス、ドレインにはこれらの不純物の添加を
せずにドナ−またはアクセプタのイオン化率の向上を図
ることにより遮光手段が不用となった。さらにかかるTF
T 、特にC/TFT としてマトリックス化された各画素に連
結することにより、 1)遮蔽手段が不要となった液晶表示装置を作ることがで
きる 2)ソ−ス、ドレインのシ−ト抵抗の低下による高速化 3)酸素をPI、NIよりもソ−ス、ドレイン側にわたらせる
ことにより、ドレイン耐圧を3〜10Vも 向上せしめた
という多くの特長を有する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention makes the non-photosensitive semi-amorphous semiconductor by adding impurities such as oxygen to the channel forming region by making it non-photosensitive to NTFT and PTFT, and at the same time, the source and the drain. In order to improve the ionization rate of the donor or acceptor without adding these impurities, the light shielding means became unnecessary. Further TF
By connecting to each pixel that is matrixed as T, especially C / TFT, 1) it is possible to make a liquid crystal display device that does not require a shielding means. 2) reduction of the sheet resistance of the source and drain. 3) It has many features that the drain breakdown voltage has been improved by 3 to 10V by making oxygen spread over the source and drain side rather than PI and NI.

【0071】本発明は非感光性のTFT を作り、その応用
として液晶表示装置に用いた例を示した。しかしその他
の半導体装置、例えばイメ−ジセンサ、モノリシック型
集積回路における負荷または三次元素子として用いるこ
とも可能である。
The present invention shows an example in which a non-photosensitive TFT is manufactured and its application is applied to a liquid crystal display device. However, it can also be used as a load or a three-dimensional element in other semiconductor devices, for example, an image sensor, a monolithic integrated circuit.

【0072】本発明においてかかるC/TFT に対し、半導
体として非感光性のセミアモルファスまたはセミクリス
タル構造のシリコンを主成分とする材料を用いた。しか
し同じ目的のために可能であるならば他の結晶構造の半
導体を用いてもよい。またセルフアライン型のC/TFT に
よることにより高速処理を行った。しかしイオン注入法
を用いずに非セルフアライン方式によりTFT を作っても
よいことはいうまでもない。
In the present invention, for the C / TFT, a non-photosensitive material having a semi-amorphous or semi-crystalline silicon as a main component is used as a semiconductor. However, other crystalline semiconductors may be used if possible for the same purpose. In addition, high-speed processing was performed by using a self-aligned C / TFT. However, it goes without saying that the TFT may be made by a non-self-aligned method without using the ion implantation method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のPチャネル型およびNチャネル型の
TFT の作製方法を示す図。
FIG. 1 shows a P-channel type and an N-channel type of the present invention.
6A to 6C are diagrams showing a manufacturing method of a TFT.

【図2】 本発明のPチャネル型およびNチャネル型の
TFT の作製方法を示す図。
FIG. 2 shows P-channel type and N-channel type of the present invention.
6A to 6C are diagrams showing a manufacturing method of a TFT.

【図3】 1Tr/cell 方式のアクティブ型TFT を用いた
液晶表示装置を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a liquid crystal display device using a 1Tr / cell type active TFT.

【図4】 本発明の相補型TFT を用いた2Tr/cell 方式
アクティブ型液晶装置の回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a 2Tr / cell type active liquid crystal device using the complementary TFT of the present invention.

【図5】 図4に対応した液晶表示装置の一方の基板の
平面図(A) 、縦断面図(B),(C)
5 is a plan view (A), vertical sectional views (B), (C) of one substrate of the liquid crystal display device corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) ・・・・ガラス基板 (2),(2')・・半導体薄膜 (3) ・・・・ゲイト絶縁膜 (4),(4')・・ゲイト電極 (5),(5')・・ソ−ス (6),(6')・・ドレイン (7),(7')・・チャネル形成領域 (10)・・・・液晶電位(VLC) (11)・・・・Nチャネル型薄膜トランジスタ(NTFT) (12)・・・・液晶 (14),(15) ・リ−クをさせる抵抗 (16),(17) ・周辺回路 (18),(18')・Vss(X線の1つ) (19),(19')・VDD(X線の1つ) (21)・・・・Pチャネル型薄膜トランジスタ(PTFT) (22),(23) ・VGG、VGG'(Y線) (31),(31')・フォトレジスト (38)・・・・ブロッキング層 (33),(34) ・透明電極 〜・・・フォトマスクを用いたプロセス(1) ・ ・ ・ ・ Glass substrate (2), (2 ') ・ ・ Semiconductor thin film (3) ・ ・ ・ ・ Gate insulating film (4), (4') ・ ・ Gate electrode (5), (5 ' ) ・ Source (6), (6 ') ・ ・ Drain (7), (7') ・ ・ Channel formation region (10) ・ ・ ・ ・ Liquid crystal potential (V LC ) (11) ・ ・ ・ ・N-channel thin film transistor (NTFT) (12) ··· Liquid crystal (14), (15) · Leakage resistors (16), (17) · Peripheral circuits (18), (18 ′) · Vss ( (One of X-rays) (19), (19 ') ・ V DD (One of X-rays) (21) ・ ・ ・ ・ P-channel thin film transistor (PTFT) (22), (23) ・ V GG , V GG '(Y line) (31), (31') ・ Photoresist (38) ・ ・ ・ ・ Blocking layers (33), (34) ・ Transparent electrode ~ ・ ・ ・ Process using photomask

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/146 H01L 29/78 616V (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/8238 H01L 27/08 331 H01L 27/092 H01L 27/146 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 27/146 H01L 29/78 616V (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21 / 8238 H01L 27/08 331 H01L 27/092 H01L 27/146

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】Nチャネル型の絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタおよびPチャネル型の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタからなる相補型のトランジスタを用いた半導
体装置であって、 前記Nチャネル型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
および前記Pチャネル型の絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタはそれぞれ、 ソース領域およびドレイン領域ならびに前記ソース領域
と前記ドレイン領域の間のチャネル形成領域を含む結晶
性を有する半導体を有し、 前記チャネル形成領域は、酸素、窒素または炭素が添加
され、且つ前記チャネル形成領域の酸素、窒素もしくは
炭素の総量は、1×1020cm-3〜20原子%であり、 前記ソース領域および前記ドレイン領域の酸素、窒素ま
たは炭素の総量は、7×1019cm-3以下であり、 前記Nチャネル型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
の移動度は、15cm2/Vsec以上であり、 前記Pチャネル型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
の移動度は、10cm2/Vsec以上であることを特
徴とする半導体装置。
1. An N-channel insulated gate field effect transistor.
Transistor and P-channel insulated gate field effect transistor
Semiconducting transistors using complementary transistors consisting of transistors
A body device, The N-channel insulated gate field effect transistor
And the P-channel insulated gate field effect transistor
Each is Source region and drain region and said source region
Including a channel forming region between the drain region and the drain region
Having a semiconductive semiconductor, Oxygen, nitrogen or carbon is added to the channel forming region.
And oxygen or nitrogen in the channel formation region or
The total amount of carbon is 1 x 1020cm-3~ 20 atom%, Oxygen, nitrogen, or nitrogen in the source region and the drain region
Or the total amount of carbon is 7 × 1019cm-3Is The N-channel insulated gate field effect transistor
Has a mobility of 15 cm2/ Vsec or more, The P-channel type insulated gate field effect transistor
Mobility is 10 cm2/ Vsec or more
Semiconductor device to collect.
【請求項2】前記半導体装置は、液晶表示装置であるこ
とを特徴とする請求項に記載の半導体装置。
Wherein said semiconductor device is a semiconductor device according to claim 1, which is a liquid crystal display device.
【請求項3】前記半導体装置は、イメージセンサである
ことを特徴とする請求項に記載の半導体装置。
Wherein the semiconductor device includes a semiconductor device according to claim 1, characterized in that the image sensor.
【請求項4】前記半導体装置は、モノリシック型集積回
路であることを特徴とする請求項に記載の半導体装
置。
Wherein said semiconductor device is a semiconductor device according to claim 1, characterized in that a monolithic integrated circuit.
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