JP3526986B2 - Semiconductor circuit and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor circuit and manufacturing method thereof

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JP3526986B2 JP26259195A JP26259195A JP3526986B2 JP 3526986 B2 JP3526986 B2 JP 3526986B2 JP 26259195 A JP26259195 A JP 26259195A JP 26259195 A JP26259195 A JP 26259195A JP 3526986 B2 JP3526986 B2 JP 3526986B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本明細書で開示する発明は、薄膜
トランジスタにより構成される半導体回路と、その作製
方法に関するものである。本発明に係る半導体回路は、
ガラス等の絶縁基板上、あるいは単結晶シリコン等の半
導体基板上の何れにも作製することができる。特に、本
明細書で開示する発明は、液晶ディスプレー等に使用さ
れているモノリシック型アクティブマトリクス回路のよ
うに、低いオフ電流と、素子毎にオフ電流のバラツキの
小さいことが要求されるマトリクス回路と、それを駆動
する高速動作とオン電流のバラツキの小さいことが要求
される周辺回路を有する半導体回路において効果を発揮
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention disclosed in this specification relates to a semiconductor circuit including a thin film transistor and a method for manufacturing the semiconductor circuit. The semiconductor circuit according to the present invention,
It can be manufactured either on an insulating substrate such as glass or on a semiconductor substrate such as single crystal silicon. In particular, the invention disclosed in this specification relates to a matrix circuit which is required to have a low off-current and a small variation in the off-current for each element, such as a monolithic active matrix circuit used for a liquid crystal display or the like. It is effective in a semiconductor circuit having a peripheral circuit that requires high-speed operation for driving the same and small variation in on-current.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、絶縁基板上に、薄膜状の活性層
(活性領域ともいう)を有する絶縁ゲイト型の半導体装
置の研究がなされている。特に、薄膜状の絶縁ゲイトト
ランジスタ、いわゆる薄膜トランジスタ(以下、TFT
と称する)が熱心に研究されている。例えば、マトリク
ス構造を有する液晶表示装置において、TFTは透明な
絶縁基板上に形成され、画素のスイッチング素子や、駆
動回路のドライバー素子として利用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, research has been conducted on an insulating gate type semiconductor device having a thin film active layer (also called an active region) on an insulating substrate. In particular, thin-film insulating gate transistors, so-called thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs)
Is called) is being enthusiastically studied. For example, in a liquid crystal display device having a matrix structure, a TFT is formed on a transparent insulating substrate and used as a switching element of a pixel or a driver element of a driving circuit.

【0003】TFTは使用する薄膜半導体の材料・結晶
状態によって、アモルファスシリコンTFTや結晶性シ
リコンTFTのように区別されている。一般にアモルフ
ァス状態の半導体の電界移動度は小さいため、高速動作
が要求されるTFTには利用できない。そこで、最近で
は、より高性能な回路を作製するため結晶性シリコンT
FTの研究・開発が進められている。
TFTs are classified as amorphous silicon TFTs or crystalline silicon TFTs depending on the material and crystalline state of the thin film semiconductor used. In general, an amorphous semiconductor has a low electric field mobility, and therefore cannot be used for a TFT that requires high-speed operation. Therefore, recently, crystalline silicon T has been used to fabricate higher performance circuits.
Research and development of FT is underway.

【0004】結晶性半導体はアモルファス半導体よりも
電界移動度が大きく、高速動作が可能である。また結晶
性シリコンでは、NMOSのTFTだけでなく、PMO
SのTFTも同様に得られるのでCMOS回路を形成す
ることが可能ある。例えば、アクティブマトリクス方式
の液晶表示装置における周辺回路(ドライバー等)を構
成するCMOS回路をTFTで構成することができる。
なお、結晶性のシリコン膜を得る方法としては、アモル
ファスシリコンを600℃前後もしくはそれ以上の高温
で長時間熱アニールする方法、又はレーザー光等の強光
を照射する方法(光アニール法)が知られている。
A crystalline semiconductor has a larger electric field mobility than an amorphous semiconductor and can operate at high speed. With crystalline silicon, not only the NMOS TFT but also the PMO
Since the S TFT can be obtained similarly, it is possible to form a CMOS circuit. For example, a CMOS circuit forming a peripheral circuit (driver or the like) in an active matrix type liquid crystal display device can be formed of TFTs.
As a method for obtaining a crystalline silicon film, a method of thermally annealing amorphous silicon at a high temperature of about 600 ° C. or higher for a long time, or a method of irradiating strong light such as laser light (optical annealing method) is known. Has been.

【0005】図1(A)に、液晶ディスプレーに用いら
れる代表的なモノリシックアクティブマトリクス回路の
ブロック図を示す。ガラス基板7上には、列デコーダー
/ドライバー1、行デコーダー/ドライバー2が設けら
れて、周辺回路が構成されている。また、マトリクス領
域3には、スイッチング用のトランジスタとキャパシタ
からなる画素4がマトリクス状に配置されている。周辺
回路とマトリクス回路とは行数、列数と同じ本数の配線
5、6により接続されている。
FIG. 1A shows a block diagram of a typical monolithic active matrix circuit used in a liquid crystal display. A column decoder / driver 1 and a row decoder / driver 2 are provided on the glass substrate 7 to form peripheral circuits. Further, in the matrix region 3, pixels 4 composed of switching transistors and capacitors are arranged in a matrix. The peripheral circuit and the matrix circuit are connected by the same number of wirings 5 and 6 as the number of rows and columns.

【0006】図1(A)に示すアクティブマトリクス回
路において、周辺回路に用いられるTFTは高速動作が
要求されている。そのため選択時の電流(オン電流)が
大きく、かつ、素子毎にオン電流の値の分散が小さいこ
とが要求される。他方、マトリクス回路に用いられるT
FTはキャパシタに蓄積された電荷が長時間保持される
ような特性が必要とされる。即ち、非選択時(ゲイト電
極に逆バイアス電圧が印加されている状態)のオフ電流
(リーク電流)が十分に小さく、かつ、素子毎にこのオ
フ電流の値が分散が小さいことが要求される。逆にオン
電流はそれほど大きな値である必要はない。具体的には
オフ電流は1pA以下であることが、その分散は1桁以
内であることが要求される。このように、周辺回路領域
とマトリクス回路のTFTには、互いに物理的に矛盾す
る特性が要求されているが、それぞれの特性を満足する
TFTを同一基板上に、同一のプロセスにより形成する
ことが求められている。
In the active matrix circuit shown in FIG. 1A, the TFT used in the peripheral circuit is required to operate at high speed. Therefore, it is required that the current at the time of selection (ON current) is large and the dispersion of the ON current value is small for each element. On the other hand, T used in the matrix circuit
The FT is required to have a characteristic that the charge accumulated in the capacitor is retained for a long time. That is, it is required that the off-current (leakage current) at the time of non-selection (the state in which the reverse bias voltage is applied to the gate electrode) be sufficiently small and that the value of this off-current be small for each element. . On the contrary, the on-current does not need to be so large. Specifically, the off current is required to be 1 pA or less, and its dispersion is required to be within one digit. As described above, the TFTs in the peripheral circuit region and the matrix circuit are required to have characteristics that are physically contradictory to each other. However, it is possible to form TFTs satisfying the respective characteristics on the same substrate by the same process. It has been demanded.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に、同一のプロセスで作製したTFTは全て同様な特性
を示す。例えば、熱的なアニール(熱アニール)により
結晶化された結晶性シリコンを用いたTFTは、マトリ
クス領域のTFTも周辺回路領域のTFTも同じ様な特
性を示す。即ち、得られるTFTは、低オフ電流か高オ
ン電流かいずれかの特性しか満足することはできない。
このことは、レーザー光等の強光の照射によって結晶化
されたシリコンを用いた場合でも同様である。このよう
に、マトリクス回路に好適な低オフ電流特性を有するT
FTと、周辺回路に好適な高オン電流特性を有するTF
Tとを同じ基板上に作製することは困難である。
However, in general, all TFTs manufactured by the same process show similar characteristics. For example, a TFT using crystalline silicon crystallized by thermal annealing (thermal annealing) shows the same characteristics as the TFT in the matrix region and the TFT in the peripheral circuit region. That is, the obtained TFT can satisfy only the characteristics of low off current or high on current.
This also applies to the case where silicon crystallized by irradiation with intense light such as laser light is used. As described above, the T having a low off-current characteristic suitable for the matrix circuit.
FT and TF having high on-current characteristics suitable for peripheral circuits
It is difficult to fabricate T and T on the same substrate.

【0008】本明細書で開示する発明の目的は、上述し
た問題点を解決して、周辺回路に好適なマトリクス回路
に好適な低オフ電流特性を有するTFTと、高オン電流
特性を有するTFTとを同一の基板上に集積化した半導
体回路を提供することにある。また、本発明の他の目的
は、低オフ電流特性を有するTFTと、高オン電流特性
を有するTFTとを同一のプロセスを利用して、同一の
基板上に作製する技術を提供することにある。
An object of the invention disclosed in the present specification is to solve the above problems and to provide a TFT having a low off-current characteristic suitable for a matrix circuit suitable for a peripheral circuit and a TFT having a high on-current characteristic. It is to provide a semiconductor circuit in which the above are integrated on the same substrate. Another object of the present invention is to provide a technique for manufacturing a TFT having a low off-current characteristic and a TFT having a high on-current characteristic on the same substrate by using the same process. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために、本発明に係る半導体回路の構成は、モノリシッ
クアクティブマトリクス回路において、周辺回路の薄膜
トランジスタの活性領域は、触媒元素を含有し、マトリ
クス回路の薄膜トランジスタの活性領域中の触媒元素の
濃度は、周辺駆動回路の薄膜トランジスタの活性領域中
よりも低く、マトリクス回路の薄膜トランジスタは、ソ
ース領域と、ドレイン領域とを構成する一対の高濃度不
純物領域と、前記ソース領域と、ドレイン領域とチャネ
ル形成領域との間に形成された一対の低濃度不純物領域
とを有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the structure of the semiconductor circuit according to the present invention is a monolithic active matrix circuit, in which the active region of the thin film transistor of the peripheral circuit contains a catalytic element, The concentration of the catalytic element in the active region of the thin film transistor of the matrix circuit is lower than that in the active region of the thin film transistor of the peripheral driving circuit, and the thin film transistor of the matrix circuit has a pair of high concentration impurity regions forming a source region and a drain region. And a pair of low-concentration impurity regions formed between the source region and the drain region and the channel formation region.

【0010】本発明者の研究の結果によれば、実質的に
アモルファス状態のシリコン被膜に微量の金属元素を添
加することにより、シリコンの結晶化が促進されると共
に、結晶化温度を低下させ、結晶化時間を短縮できるこ
とが明らかになっている。触媒材料としては、Fe、C
o、Ni、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au
から選ばれた一種または複数種類の元素を用いることが
できる。
According to the results of the research conducted by the present inventor, crystallization of silicon is promoted and the crystallization temperature is lowered by adding a trace amount of a metal element to a silicon film in a substantially amorphous state. It has been clarified that the crystallization time can be shortened. Fe, C as the catalyst material
o, Ni, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Au
One or more kinds of elements selected from can be used.

【0011】触媒元素を含有する結晶性シリコン膜を得
るには、具体的には、触媒元素を有する被膜、粒子、ク
ラスター等をアモルファスシリコンに密着させ、あるい
はイオン注入法等の方法によってアモルファスシリコン
膜中にこれらの触媒元素を導入する。次にこれを典型的
には450〜580℃の温度で、4〜8時間程度加熱す
る。こうすることによって、結晶性シリコン膜を得るこ
とができる。
To obtain a crystalline silicon film containing a catalytic element, specifically, a film, particles, clusters, etc. having a catalytic element are brought into close contact with amorphous silicon, or an amorphous silicon film is formed by a method such as an ion implantation method. These catalytic elements are introduced therein. Next, this is heated typically at a temperature of 450 to 580 ° C. for about 4 to 8 hours. By doing so, a crystalline silicon film can be obtained.

【0012】さらに興味深いことに、このような触媒元
素が拡散するに従って、シリコンの結晶化が進行するこ
とが明らかになっている。このため、触媒元素を添加し
た近傍の領域が、触媒元素が拡散することによって結晶
化される。即ち、触媒元素が拡散するに従って、横方向
へ結晶化が進行する。このような結晶化方法をヨコ成長
と称する。これに対して、特に横方向への結晶成長を意
図しない結晶化方法をタテ成長と称する。このようにし
て得られた結晶性シリコンは結晶の方向性が存在するた
め、電気的に極めて好ましい特性を示す。
More interestingly, it has been revealed that the crystallization of silicon proceeds as the catalytic element diffuses. Therefore, the region in the vicinity where the catalyst element is added is crystallized by the diffusion of the catalyst element. That is, as the catalytic element diffuses, crystallization proceeds in the lateral direction. Such a crystallization method is called horizontal growth. On the other hand, a crystallization method that does not particularly intend to grow crystals in the lateral direction is called vertical growth. Since the crystalline silicon thus obtained has crystal orientation, it exhibits electrically extremely preferable characteristics.

【0013】また、上記のような熱アニール以外に、レ
ーザー光もしくはそれと同等な強光を照射することによ
っても同様に結晶化せしめることができる。レーザー光
もしくはそれと同等な強光のエネルギー密度は、照射さ
れる光源の波長、パルス幅、アモルファスシリコン(も
しくは結晶性シリコン)の膜の温度等に依存する。
In addition to the above-mentioned thermal annealing, crystallization can be similarly performed by irradiating laser light or intense light equivalent thereto. The energy density of laser light or strong light equivalent thereto depends on the wavelength of the light source to be irradiated, the pulse width, the temperature of the amorphous silicon (or crystalline silicon) film, and the like.

【0014】TEM(透過型電子顕微鏡)による観察
で、熱アニールによって結晶化せしめたシリコン膜は未
結晶化部分が存在することが確認されている。しかし、
レーザー光等の強光の照射によって結晶化せしめたシリ
コン膜、あるいは熱アニールによってある程度以上の結
晶性を得たシリコン膜にレーザー光を照射したものは、
上記のような未結晶化部分はほとんど存在せず、極めて
結晶性が良好であることが判明している。
Observation with a TEM (transmission electron microscope) has confirmed that the silicon film crystallized by thermal annealing has an uncrystallized portion. But,
Laser light is applied to a silicon film that has been crystallized by irradiation with intense light such as laser light, or a silicon film that has been crystallized to some extent by thermal annealing.
It has been found that the above-mentioned uncrystallized portion hardly exists and the crystallinity is extremely good.

【0015】かくすることにより、結晶化の程度を向上
せしめることが可能となる。また、熱的なアニールだけ
では除去できない結晶粒界の障壁を弱め、粒界に残存す
るアモルファス成分をも結晶化させることができる。ま
た、このような方法を採用する場合には、熱的なアニー
ルによる結晶化の度合いが低くても、その後のレーザー
照射によって完全な結晶化を成就することができる。
By doing so, the degree of crystallization can be improved. Further, the barrier of the crystal grain boundary, which cannot be removed only by thermal annealing, is weakened, and the amorphous component remaining in the grain boundary can be crystallized. Further, when such a method is adopted, complete crystallization can be achieved by subsequent laser irradiation even if the degree of crystallization due to thermal annealing is low.

【0016】このように触媒元素を利用することによっ
て結晶化せしめたシリコン膜を用いて得られるTFTは
オン電流が大きく、また、オン電流のバラツキの小さい
ものとすることができる。すなわち、アクティブマトリ
クス回路の周辺回路に好適な素子とすることができる。
しかしながら、触媒元素を利用することによって結晶化
せしめたシリコン膜を用いて得られるTFTは、オフ電
流のバラツキが大きなものとなってしまう。これはマト
リクス回路に用いるには致命的な欠点となる。このオフ
電流のバラツキは、触媒元素に由来するものとも推定さ
れるが確かなことは不明である。
The TFT obtained by using the silicon film crystallized by using the catalytic element in this way can have a large on-current and a small variation in the on-current. That is, it can be a device suitable for a peripheral circuit of an active matrix circuit.
However, a TFT obtained by using a silicon film crystallized by using a catalytic element has a large variation in off current. This is a fatal drawback for use in matrix circuits. This variation in the off-current is presumed to be derived from the catalytic element, but the fact is not clear.

【0017】ただし、このことは触媒元素が実用的でな
いことを意味するのではない。なぜなら、触媒元素の添
加は選択的におこなうことが可能であるため、同一基板
上に、触媒元素を用いて結晶化させたシリコン膜と、触
媒元素を用いない結晶化させたシリコン膜を形成するこ
とが可能である。従って、触媒元素を用いて結晶化させ
たシリコン膜を使用することにより、周辺回路のTFT
を高移動度を有するものとすることができ、また、触媒
元素を用いない結晶化させたシリコン膜を使用すること
により、画素マトリクス回路のTFTを低移動度である
けれども低オフ電流特性を有するものとすることができ
る。
However, this does not mean that the catalytic element is not practical. Because the catalyst element can be added selectively, a silicon film crystallized using the catalyst element and a silicon film crystallized without the catalyst element are formed on the same substrate. It is possible. Therefore, by using the silicon film crystallized using the catalytic element, the TFT of the peripheral circuit can be
Can have a high mobility, and by using a crystallized silicon film without using a catalytic element, the TFT of the pixel matrix circuit has a low mobility but a low off-current characteristic. Can be one.

【0018】触媒元素を用いて結晶化させたシリコンを
用いて作製するようにしたが、触媒元素はいずれもシリ
コンにとっては好ましくない材料であるので、できるだ
けその濃度が低いことが望まれる。(この点に関して
は、溶液を用いた触媒元素の導入法が有利となる)ま
た、触媒元素を有する被膜にレーザー光もしくはそれと
同等な強光を照射することによって、結晶化に必要な触
媒元素の濃度を下げることができる。
Although the silicon is crystallized by using the catalytic element, the catalytic element is not preferable for silicon. Therefore, it is desirable that the concentration of the catalytic element be as low as possible. (In this respect, a method of introducing a catalytic element using a solution is advantageous.) Also, by irradiating a coating having a catalytic element with laser light or strong light equivalent thereto, the catalytic element necessary for crystallization can be changed. The concentration can be lowered.

【0019】触媒元素の濃度を選択的に異ならせるため
には、触媒元素を導入量を選択的に制御する。イオンド
ーピング法を用いる場合には、そのドーズ量を選択的に
制御すればよい。また、触媒元素を含む層を実質的にシ
リコン膜に密着して形成する場合には、その厚さやその
層を構成する化合物中における触媒元素の濃度を選択的
に制御すればよい。また、選択的に触媒元素を導入しな
いようにするためには、マスクを用いることにより、選
択的に触媒元素が導入されないようにする。
In order to selectively vary the concentration of the catalytic element, the introduction amount of the catalytic element is selectively controlled. When the ion doping method is used, the dose amount may be selectively controlled. When the layer containing the catalytic element is formed in close contact with the silicon film, the thickness of the layer and the concentration of the catalytic element in the compound forming the layer may be selectively controlled. Further, in order to prevent the selective introduction of the catalytic element, a mask is used to prevent the selective introduction of the catalytic element.

【0020】本発明人の研究の結果によれば、触媒元素
の濃度を、1×1015〜1×1019原子/cm3 、好ま
しくは1×1016〜2×1018原子/cm3 とすること
により、半導体素子を形成する上で支障のない結晶性半
導体を得られることが判明している。従って、触媒元素
の含有濃度は、周辺回路のTFTのシリコン膜では1×
1015〜1×1019原子/cm3 であることが好まし
く、マトリクス回路のTFTのシリコン膜では1×10
15原子/cm3 未満であることが好ましい。なお、この
ような微量の濃度の測定方法としては2次イオン質量分
析法(SIMS)を用いるとよい。この場合、同じ珪素
膜でも、界面付近と膜の内部とでは濃度が異なるように
測定されることがあるが、触媒元素の濃度はシリコン膜
の界面、内部を問わず、計測値の最小値として定義され
る。
According to the results of the research conducted by the present inventor, the concentration of the catalytic element is 1 × 10 15 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 , preferably 1 × 10 16 to 2 × 10 18 atoms / cm 3 . By doing so, it has been found that it is possible to obtain a crystalline semiconductor that does not hinder the formation of a semiconductor element. Therefore, the content concentration of the catalytic element is 1 × in the silicon film of the TFT of the peripheral circuit.
10 15 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 is preferable, and 1 × 10 5 in the silicon film of the TFT of the matrix circuit.
It is preferably less than 15 atoms / cm 3 . Note that secondary ion mass spectrometry (SIMS) may be used as a method for measuring such a minute amount of concentration. In this case, even with the same silicon film, the concentration near the interface and the inside of the film may be measured differently. However, the concentration of the catalytic element should be the minimum measured value regardless of the interface or inside of the silicon film. Is defined.

【0021】或いは、シリコン膜に導入される触媒元素
の量は、濃度よりも単位面積当たりの量(すなわち、ド
ーズ量)によって定義すると簡単である。従って、本発
明に係る半導体回路において、周辺回路の薄膜トランジ
スタの活性領域に含有される触媒元素の単位面積当たり
の量は、マトリクス回路の薄膜トランジスタの活性領域
に含有される触媒元素の単位面積当たりの量の10倍以
上であることが好ましい。
Alternatively, it is easy to define the amount of the catalytic element introduced into the silicon film by the amount per unit area (that is, the dose amount) rather than the concentration. Therefore, in the semiconductor circuit according to the present invention, the amount of the catalytic element contained in the active region of the thin film transistor of the peripheral circuit per unit area is the amount of the catalytic element contained in the active region of the thin film transistor of the matrix circuit per unit area. It is preferably 10 times or more.

【0022】更に、本発明に係る半導体回路において、
特に、マトリクス回路のTFTには低オフ電流特性を徹
底するために、ソース及びドレイン領域とチャネル形成
領域との間に不純物をライトドープした低不純物領域を
形成する。この低不純物領域のドレイン側の領域は、一
般にLDD(ライトドープドレイン)領域と呼ばれてい
る。LDD領域は高抵抗領域として機能するため、オフ
電流を減少させることができる。更に、マトリクス回路
のTFTに、チャネル形成領域と、低濃度不純物領域と
の間に、所謂オフセットゲイト領域も形成するようにし
てもよい。オフセットゲイト領域も高抵抗領域として機
能するため、オフ電流をより低下させることができる。
Further, in the semiconductor circuit according to the present invention,
In particular, in order to ensure low off current characteristics in the TFT of the matrix circuit, a lightly-doped low-impurity region is formed between the source and drain regions and the channel formation region. The drain side region of the low impurity region is generally called an LDD (lightly doped drain) region. Since the LDD region functions as a high resistance region, off current can be reduced. Further, a so-called offset gate region may be formed in the TFT of the matrix circuit between the channel forming region and the low concentration impurity region. Since the offset gate region also functions as a high resistance region, the off current can be further reduced.

【0023】なお、周辺回路のTFTにもオフ電流をよ
り低下させるために、オフセット領域を形成してもよ
い。しかしながら、LDD領域、オフセット領域は高抵
抗領域であるため、TFTの移動度を低下させてしまう
ので、周辺回路のTFTの移動度を損なわないようにす
る必要がある。そのため、例えばLDD領域、オフセッ
ト領域の幅を周辺回路のTFTよりも狭くするとよい。
An offset region may be formed in the TFT of the peripheral circuit in order to further reduce the off current. However, since the LDD region and the offset region are high resistance regions, the mobility of the TFT is lowered, so it is necessary to prevent the mobility of the TFT in the peripheral circuit from being impaired. Therefore, for example, the width of the LDD region and the offset region may be narrower than that of the TFT of the peripheral circuit.

【0024】上記の構成を有する半導体回路を形成する
工程は、 (1) アモルファス状態のシリコン膜およびそれに実
質的に密着して触媒元素を有する被膜が形成された第1
の領域と、実質的に触媒元素を有する被膜がシリコン膜
に密着して形成されていない第2の領域を形成する工
程。 (2) 加熱処理により、第1の領域のみ、または第1
の領域と第2の領域を結晶化させる工程。 (3) 前記第1および第2のシリコン膜の領域にレー
ザー光もしくはそれと同等な強光を照射することによっ
て結晶化せしめる、あるいは、結晶化を促進せしめる、
もしくは、結晶性を高める工程。 (4) 前記シリコン膜をエッチングして島状の活性領
域を形成する工程。 から成る。
The steps of forming the semiconductor circuit having the above-mentioned structure are as follows: (1) First step of forming a film containing a catalytic element on a silicon film in an amorphous state and substantially adhering thereto.
And a step of forming a second region in which the coating film having substantially the catalytic element is in close contact with the silicon film and is not formed. (2) By heat treatment, only the first region or the first region
Of crystallizing the region and the second region. (3) The regions of the first and second silicon films are irradiated with laser light or intense light equivalent thereto to crystallize or accelerate crystallization.
Alternatively, a step of increasing crystallinity. (4) A step of etching the silicon film to form an island-shaped active region. Consists of.

【0025】あるいは、上記の構成を有する半導体回路
を形成する他の工程は、 (1)’シリコン膜に触媒元素が意図的に導入された第
1の領域と、シリコン膜に触媒元素が意図的に導入され
ていない第2の領域を形成する工程 (2)’加熱処理を施し、前記第1、または前記第1お
よび第2の領域を結晶化させる工程。 (3)’前記第1および第2の領域のシリコン膜にレー
ザーもしくはそれと同等な強光を照射することによって
結晶化せしめる、あるいは、結晶化を促進せしめる、も
しくは、結晶性を高める工程 (4)’前記シリコン膜をエッチングして島状の活性領
域を形成する工程 から成る。
Alternatively, other steps for forming the semiconductor circuit having the above-described structure are as follows: (1) ′ The first region where the catalytic element is intentionally introduced into the silicon film and the catalytic element is intentionally introduced into the silicon film. Step (2) ′ of forming a second region which is not introduced in the step (2) ′ A step of performing a heat treatment to crystallize the first or the first and second regions. (3) ′ A step of crystallizing, accelerating crystallization, or enhancing crystallinity by irradiating the silicon film in the first and second regions with a laser or strong light equivalent thereto (4) The process comprises etching the silicon film to form an island-shaped active region.

【0026】触媒元素を被膜状に形成する場合には、触
媒元素濃度は十分に低いため、膜厚は極めて薄いものと
なる。このような被膜の形成方法の一つとしては、スパ
ッタリング、真空蒸着等の真空装置を用いる方法があ
る。また、他の方法として、スピンコーティング法、デ
ィップ(浸漬)法のような大気圧中でおこなれる方法が
ある。これらの方法は、簡便で生産性が高い。この場合
には、触媒元素を含有する酢酸塩、硝酸塩、有機酸塩等
を適当な溶媒に溶かして、適切な濃度に調整した溶液を
用いればよい。
When the catalyst element is formed into a film, the concentration of the catalyst element is sufficiently low so that the film thickness becomes extremely thin. As one of the methods for forming such a coating, there is a method using a vacuum device such as sputtering or vacuum deposition. Further, as another method, there is a method such as a spin coating method or a dip (immersion) method which is performed under atmospheric pressure. These methods are simple and highly productive. In this case, a solution prepared by dissolving an acetate salt, a nitrate salt, an organic acid salt or the like containing a catalytic element in an appropriate solvent and adjusting the concentration to an appropriate value may be used.

【0027】スパッタリング、真空蒸着等の一般的な物
理的成膜方法では、100Å以下というような極薄い膜
を均一に成膜することが困難であり、最終的に珪素膜中
における触媒元素の濃度を制御することが困難となる不
利がある。
It is difficult to form an extremely thin film of 100 Å or less uniformly by a general physical film forming method such as sputtering or vacuum vapor deposition, and finally the concentration of the catalytic element in the silicon film is increased. It has the disadvantage of being difficult to control.

【0028】特に溶液を用いたスピンコーティング法
は、触媒元素を均一に薄く存在させることができるの
で、均一な結晶成長を行わすためには有用な手段とな
る。また、この方法においては、溶液中の触媒元素濃度
を容易に制御することができるので、最終的に珪素膜中
における触媒元素の濃度を容易に制御することができ
る。
In particular, the spin coating method using a solution is a useful means for achieving uniform crystal growth because the catalyst element can be made to exist uniformly and thinly. Further, in this method, since the concentration of the catalyst element in the solution can be easily controlled, the concentration of the catalyst element in the silicon film can be finally easily controlled.

【0029】上記工程(1)では、「実質的に」シリコ
ン膜に触媒元素を有する被膜が密着することが要件とさ
れている。ここで、「実質的に」とは、直接に接触して
いてもよいし、薄い被膜を介して間接的に接触していて
もよい。これは、数十Å程度の薄い酸化珪素膜等が存在
していても、触媒元素を導入することが可能であること
による。
In the above step (1), it is required that the coating film containing the catalytic element adheres "substantially" to the silicon film. Here, "substantially" may be in direct contact or may be in indirect contact via a thin film. This is because the catalyst element can be introduced even if a thin silicon oxide film having a thickness of several tens of liters is present.

【0030】また、上記工程(1)’では、触媒元素が
導入された領域を形成するには、イオン注入法等の手段
によってなされてもよい。また触媒元素化合物の被膜を
形成し、熱アニールすることによって触媒元素を導入し
てもよい。
In the step (1) ', the region into which the catalytic element is introduced may be formed by means such as an ion implantation method. Alternatively, the catalytic element may be introduced by forming a film of the catalytic element compound and performing thermal annealing.

【0031】また上記工程(1)’において、触媒元素
が導入された領域を加熱しても結晶化するとは限らな
い。例えば、300℃程度の温度で加熱処理を加えた場
合、アモルファスシリコンは結晶化しないが、触媒元素
をアモルファスシリコン中に拡散させることができる。
In the above step (1) ', even if the region into which the catalytic element is introduced is heated, it does not always crystallize. For example, when heat treatment is applied at a temperature of about 300 ° C., the amorphous silicon does not crystallize, but the catalytic element can be diffused into the amorphous silicon.

【0032】本明細書で開示する発明の好ましい実施様
態としては、以下の4つが考えられる。第1は、主とし
て周辺回路に選択的に触媒元素を添加するように配置し
たのち、基板全面にわたってレーザー光の照射による光
アニールをおこない、周辺回路、マトリクス回路とも結
晶化をおこなう方法である。この場合、レーザー光の照
射によるアニール効果が、触媒元素の有無、または触媒
元素の濃度の違いによって異なることにより、結晶性の
異なる領域を選択的に得ることができる。
The following four are considered as preferable embodiments of the invention disclosed in this specification. The first is a method in which the peripheral circuit and the matrix circuit are crystallized by arranging the peripheral circuit so that the catalytic element is selectively added and then performing optical annealing by irradiating laser light over the entire surface of the substrate. In this case, since the annealing effect due to the irradiation of the laser beam varies depending on the presence or absence of the catalyst element or the difference in the concentration of the catalyst element, regions having different crystallinity can be selectively obtained.

【0033】第2は、主として周辺回路に選択的に触媒
元素を添加するように配置したのち、熱アニールをおこ
なって、主として周辺回路を結晶化せしめる、もしくは
結晶性を高める。その後、基板全面にわたってレーザー
光の照射による光アニールをおこない、周辺回路、マト
リクス回路とも結晶化せしめる、もしくは、結晶性を高
める方法である。
Secondly, after arranging so as to selectively add the catalyst element mainly to the peripheral circuit, thermal annealing is carried out to mainly crystallize the peripheral circuit or enhance the crystallinity. After that, optical annealing is performed by irradiating laser light over the entire surface of the substrate to crystallize both the peripheral circuit and the matrix circuit, or to increase the crystallinity.

【0034】アニール温度が高いほど結晶化時間は短い
という関係がある。また、触媒元素の濃度が大きいほど
結晶化温度が低く、また同時に結晶化時間が短いという
関係がある。熱アニールを600℃以上の高温で行え
ば、触媒元素が導入されていない領域を含めて、全面が
結晶化されるが、550℃、4時間程度の加熱を行った
場合は、触媒元素が導入された領域、あるいは触媒元素
の濃度の高い領域のみを選択的に結晶化することができ
る。その後、光アニールによって、先に結晶化された領
域の結晶化の助長と、まだ結晶化されていない領域の結
晶化とを行うことができる。
The higher the annealing temperature, the shorter the crystallization time. In addition, the higher the concentration of the catalyst element, the lower the crystallization temperature, and at the same time, the shorter the crystallization time. If the thermal annealing is performed at a high temperature of 600 ° C. or higher, the entire surface including the region where the catalytic element is not introduced is crystallized, but if the heating is performed at 550 ° C. for about 4 hours, the catalytic element is introduced. It is possible to selectively crystallize only the formed region or the region where the concentration of the catalyst element is high. Then, the photo-annealing can promote the crystallization of the previously crystallized region and the crystallization of the uncrystallized region.

【0035】第3は、主として周辺回路に選択的に触媒
元素を添加するように配置した後に、基板全面にわたっ
て光アニールをおこない、周辺回路、マトリクス回路と
も結晶化せしめる、もしくは、結晶性を高める。その
後、熱アニールをおこなう方法である。
Thirdly, after arranging so as to selectively add the catalyst element mainly to the peripheral circuit, optical annealing is performed over the entire surface of the substrate to crystallize both the peripheral circuit and the matrix circuit or to enhance the crystallinity. After that, it is a method of performing thermal annealing.

【0036】第4は、主として周辺回路に選択的に触媒
元素を添加するように配置したのち、熱アニールをおこ
なって、主として周辺回路を結晶化せしめる、もしくは
結晶性を高める。その後、基板全面にわたって光アニー
ルをおこない、周辺回路、マトリクス回路とも結晶化せ
しめる、もしくは、結晶性を高める。さらに、その後、
熱アニールをおこなう方法である。上記の第2および第
4の方法においては触媒元素を用いた熱アニールによる
結晶化をおこなう工程が存在するが、それは、ヨコ成長
でもタテ成長でもよい。
Fourthly, after arranging so that the catalyst element is selectively added mainly to the peripheral circuit, thermal annealing is performed to mainly crystallize the peripheral circuit or enhance the crystallinity. After that, optical annealing is performed over the entire surface of the substrate to crystallize the peripheral circuits and the matrix circuit or to enhance the crystallinity. Furthermore, after that,
This is a method of performing thermal annealing. In the second and fourth methods described above, there is a step of performing crystallization by thermal annealing using a catalytic element, but it may be horizontal growth or vertical growth.

【0037】また基板として石英基板を用い、結晶化の
ための加熱処理を800℃〜1100℃の温度で行うこ
とは、より高い結晶性を得るという意味では非常に有用
なものとなる。この場合、結晶化を助長する金属元素の
作用を最大限に利用することができ非常に結晶性に優れ
た結晶性珪素膜を得ることができる。
Using a quartz substrate as the substrate and performing the heat treatment for crystallization at a temperature of 800 ° C. to 1100 ° C. is very useful in terms of obtaining higher crystallinity. In this case, the action of the metal element that promotes crystallization can be utilized to the maximum extent, and a crystalline silicon film having extremely excellent crystallinity can be obtained.

【0038】[0038]

【作用】上記の構成を有する半導体回路は、触媒元素の
少ないシリコン膜を使用して、アクティブマトリクス回
路のTFTを作製する。シリコン膜に触媒元素を少ない
濃度で導入する又は導入しないことにより、結晶化の程
度が低い(秩序性が相対的に低い)活性領域を形成する
ことができる。このような活性領域を使用することによ
り、移動度は小さいが、バラツキのない低オフ電流特性
を有するTFTを得ることができる。
In the semiconductor circuit having the above structure, a TFT of an active matrix circuit is manufactured by using a silicon film having a small amount of catalytic element. By introducing or not introducing the catalytic element into the silicon film at a low concentration, an active region having a low degree of crystallization (relatively low order) can be formed. By using such an active region, it is possible to obtain a TFT having low mobility, but low variation in off-current characteristics.

【0039】更に、触媒元素の多いシリコン膜を使用し
て、周辺回路のTFTを作製する。即ち、触媒元素を比
較的高濃度でシリコン膜に導入して、その作用を利用す
ることで、結晶化の程度が高い(秩序性が相対的に高
い)活性領域を形成することができ、その活性領域を用
いることによって大きな移動度を有し、大きなオン電流
を流すことの可能なTFTを得ることができる。
Further, a TFT for a peripheral circuit is manufactured by using a silicon film containing a large amount of catalytic elements. That is, by introducing the catalytic element into the silicon film at a relatively high concentration and utilizing its action, an active region having a high degree of crystallization (relatively high order) can be formed. By using the active region, it is possible to obtain a TFT having a large mobility and allowing a large ON current to flow.

【0040】即ち、低オフ電流特性を有するTFTと、
高オン電流特性を有するTFTという矛盾する特性を有
する2種類のTFTを同一基板上に選択的に、かつ一連
の同一のプロセスにおいて作製する。
That is, a TFT having a low off current characteristic,
Two types of TFTs having contradictory characteristics, that is, TFTs having high on-current characteristics, are selectively formed on the same substrate and in a series of the same process.

【0041】特に、画素マトリクス領域に配置されるT
FTにLDD領域を形成することで、さらに画素マトリ
クス領域に配置されるTFTを低オフ電流特性を有した
ものとすることができる。
In particular, T arranged in the pixel matrix area
By forming the LDD region in the FT, the TFT arranged in the pixel matrix region can be made to have a low off-current characteristic.

【0042】本明細書で開示する発明では、低オフ電流
が要求されるTFTを構成する部分の触媒元素の濃度
を、高速TFTを構成する部分の触媒元素の濃度よりも
小さくすることが要求される。この濃度の違いに関して
は、後者の領域の単位面積当たりの触媒元素の量が前者
の場合の10倍以上であることが好ましい。
In the invention disclosed in this specification, it is required that the concentration of the catalyst element in the portion forming the TFT, which requires a low off-current, be lower than the concentration of the catalyst element in the portion forming the high speed TFT. It Regarding the difference in concentration, it is preferable that the amount of the catalytic element per unit area in the latter region is 10 times or more that in the former case.

【0043】特に触媒元素は、珪素膜中においてトラッ
プ準位を構成し、オフ電流特性を悪化させる要因となる
ので、低オフ電流特性が要求される画素領域に配置され
るTFTを構成する珪素膜中には、なるべく存在しない
ようにすることが好ましい。
In particular, the catalytic element forms a trap level in the silicon film and becomes a factor of deteriorating the off current characteristic. Therefore, the silicon film forming the TFT arranged in the pixel region where low off current characteristic is required. It is preferable not to exist in them.

【0044】触媒元素がオフ電流特性を悪化させるのは
以下の理由による。即ち、触媒元素に起因して存在する
トラップ準位を経由するキャリアがオフ電流に寄与し、
オフ電流の増加につながってしまう。
The reason why the catalytic element deteriorates the off-current characteristic is as follows. That is, the carriers passing through the trap levels existing due to the catalytic element contribute to the off current,
This leads to an increase in off current.

【0045】具体的には、よりオフ電流を低下させるた
めには、低オフ電流が要求されるTFTの活性領域の触
媒元素の濃度を1×1015原子/cm3 未満とすること
が望ましい。
Specifically, in order to further reduce the off current, it is desirable that the concentration of the catalyst element in the active region of the TFT, which requires a low off current, be less than 1 × 10 15 atoms / cm 3 .

【0046】また、低オフ電流特性が必要とされる回路
に配置される薄膜トランジスタには、低濃度不純物領域
を配置し、高速動作が必要とれる領域に配置される薄膜
トランジスタには、低濃度不純物領域を配置しない構成
とすることは好ましい。しかし、必要とする特性を得る
ためには、高速動作が要求されている周辺回路の薄膜ト
ランジスタにも低濃度不純物領域形成してもよい。
Further, a low concentration impurity region is arranged in a thin film transistor arranged in a circuit requiring a low off-current characteristic, and a low concentration impurity region is arranged in a thin film transistor arranged in a region requiring a high speed operation. It is preferable not to arrange them. However, in order to obtain the required characteristics, the low-concentration impurity region may be formed in the thin film transistor of the peripheral circuit which is required to operate at high speed.

【0047】上記に示した明細書で開示する本発明の4
つの好ましい実施様態において、第3および第4の場合
においては、光アニールをおこなった後に、熱アニール
を行う。これは、光アニールによって生じた応力歪みを
除去するうえで有効である。また、光アニールをレーザ
ー光の照射によって行う場合、膜中に欠陥が形成される
が、その欠陥を減少させるにも熱アニールは効果があ
る。
The four aspects of the invention disclosed in the specification set forth above.
In one preferred embodiment, in the third and fourth cases, thermal annealing is performed after optical annealing. This is effective in removing the stress strain generated by the optical annealing. Further, when photo-annealing is performed by laser light irradiation, defects are formed in the film, and thermal annealing is also effective in reducing the defects.

【0048】また、第2および第4の場合において、触
媒元素添加後に熱アニールを行うが、この工程において
は触媒元素が添加された領域では結晶化が進行するが、
触媒元素が添加されていない領域においても、アモルフ
ァスシリコン膜から十分に水素が離脱するため、その後
の光アニールの効果をより大きなものとすることができ
る。このような目的のためには、熱アニールは450〜
580℃で0.5〜8時間行うとよい。
In the second and fourth cases, thermal annealing is performed after the catalyst element is added. In this step, crystallization proceeds in the region where the catalyst element is added,
Even in the region where the catalyst element is not added, hydrogen is sufficiently released from the amorphous silicon film, so that the effect of the subsequent optical annealing can be further enhanced. For such a purpose, the thermal annealing is 450-
It may be carried out at 580 ° C. for 0.5 to 8 hours.

【0049】本発明に係る半導体回路が効果を最も顕著
に発揮するのは、モノリシック型アクティブマトリクス
回路に応用する場合であるが、モノリシック型アクティ
ブマトリクス回路に限定されずに、他の回路においても
効果を有することは明らかである。
The effect of the semiconductor circuit according to the present invention is most prominent when it is applied to a monolithic active matrix circuit. However, the effect is not limited to the monolithic active matrix circuit and can be applied to other circuits. It is clear to have

【0050】例えば、図1(B)に示されるように、液
晶表示装置とコンピュータ等から成る制御部とが一体化
されたシステムにおいて本発明を応用することを考え
る。液晶表示装置は行デコーダー/ドライバーと、列デ
コーダー/ドライバーと、アクティブマトリクス回路か
ら成る。他方、制御部は、装置全体を制御するためのC
PUを有し、CPUには、補正メモリー、メモリーの入
出力が接続されている。更に、CPUには、装置外部か
らの情報が入力される入力ポートの出力が接続され、ま
た、CPUの出力はXY分岐を介して、行デコーダー/
ドライバーと、列デコーダー/ドライバーとにそれぞれ
接続されている。なお、補正メモリーは個々の画素の特
徴をデータとして記憶するためのものであり、これには
不揮発性のメモリーを使用することが好ましい。メモリ
ーはDRAM、SRAMのようなランダム・アクセス・
メモリー(RAM)とすればよい。
For example, as shown in FIG. 1B, it is considered that the present invention is applied to a system in which a liquid crystal display device and a control unit including a computer are integrated. The liquid crystal display device includes a row decoder / driver, a column decoder / driver, and an active matrix circuit. On the other hand, the control unit controls C for controlling the entire device.
It has a PU, and the CPU is connected to the correction memory and the input / output of the memory. Furthermore, the output of the input port for inputting information from the outside of the device is connected to the CPU, and the output of the CPU is connected to the row decoder / row via the XY branch.
It is connected to the driver and the column decoder / driver respectively. The correction memory is for storing the characteristics of each pixel as data, and it is preferable to use a non-volatile memory for this. Random access memory such as DRAM, SRAM
It may be a memory (RAM).

【0051】液晶装置の周辺回路、アクティブマトリク
ス回路に本発明の半導体回路を適用できることは、上述
の説明のとおりである ここでは、制御部の補正メモリー、メモリー、CPUに
使用されているトランジスタに本発明を応用することを
考える。メモリーはRAMであるので、オフ電流が小さ
く、かつその値の分散が素子毎に小さいことが要求され
る。また、CPUに使用されるトランジタには高速動作
が要求される。
The semiconductor circuit of the present invention can be applied to the peripheral circuit and active matrix circuit of the liquid crystal device as described above. Here, the present invention is applied to the correction memory of the control unit, the memory, and the transistor used in the CPU. Consider applying the invention. Since the memory is a RAM, it is required that the off-state current is small and the dispersion of the value is small for each element. Further, the transistor used in the CPU is required to operate at high speed.

【0052】この場合には、メモリーのトランジスタに
は前者には触媒元素を導入せずに形成した結晶性シリコ
ン膜を用い、CPUのトランジスタには触媒元素を導入
して作製した結晶性珪素膜を用いればよい。この矛盾を
解決することができる。なお、補正メモリーは特にオフ
電流が低いことや、優れた高速動作が必要とされるわけ
ではないので、補正メモリーのトランジスタには触媒元
素を導入しない結晶性シリコン膜を用いて作製すると、
データを安定して保持させることができる。
In this case, a crystalline silicon film formed without introducing a catalytic element is used for the memory transistor, and a crystalline silicon film formed by introducing a catalytic element is used for the CPU transistor. You can use it. This contradiction can be resolved. Since the correction memory has a particularly low off-current and does not require an excellent high-speed operation, a transistor of the correction memory is manufactured using a crystalline silicon film that does not introduce a catalytic element,
Data can be held stably.

【0053】[0053]

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて、詳細に説
明する。 〔実施例1〕図2に本実施例の作製工程を示す。図2に
示すのは、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を構
成する一方の基板の作製工程である。本実施例は、モノ
リシック型アクティブマトリクス回路の作製方法に関す
るものであり、周辺回路はCMOS化されている。図2
には、簡略化のために、周辺回路の部分はNMOSのみ
を図示しており、左側が周辺回路であり、右側がマトリ
クス回路である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments. [Embodiment 1] FIG. 2 shows a manufacturing process of this embodiment. FIG. 2 shows a manufacturing process of one of the substrates included in the active matrix liquid crystal display device. The present embodiment relates to a method for manufacturing a monolithic active matrix circuit, in which the peripheral circuit is CMOS. Figure 2
For simplicity, only the NMOS is shown in the peripheral circuit portion, the left side is the peripheral circuit, and the right side is the matrix circuit.

【0054】まずガラス基板201にプラズマCVD法
によって厚さ2000Åの下地膜となる酸化珪素膜20
2を成膜する。原料ガスにはモノシラン(SiH4 )と
一酸化二窒素(N2 O)を用い、成膜時の基板温度は3
80〜500℃、例えば、230℃とする。
First, a silicon oxide film 20 serving as a base film having a thickness of 2000 Å is formed on a glass substrate 201 by a plasma CVD method.
2 is formed into a film. Monosilane (SiH 4 ) and dinitrogen monoxide (N 2 O) were used as source gases, and the substrate temperature during film formation was 3
The temperature is 80 to 500 ° C., for example, 230 ° C.

【0055】このようにして成膜した酸化珪素膜202
はエッチングレートが比較的低く、固い膜とすることが
できる。これは原料ガスに一酸化二窒素を用いたので、
膜中に窒素が1〜10%含有される酸化窒化珪素膜とな
るためである。この酸化珪素膜202の典型的なエッチ
ングレートは、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムと酢
酸の比率が1:50:50である酢酸緩衝フッ酸(AB
HF)による23℃でのエッチングにおいて800〜1
100Å/分程度となる。その後、プラズマCVD法ま
たは減圧熱CVD法によって、厚さ500Åのアモルフ
ァスシリコン膜203を成膜する。
The silicon oxide film 202 thus formed
Has a relatively low etching rate and can be a hard film. Since this uses nitrous oxide as the source gas,
This is because the film becomes a silicon oxynitride film containing 1 to 10% of nitrogen. A typical etching rate of the silicon oxide film 202 is acetic acid buffered hydrofluoric acid (AB) in which the ratio of hydrofluoric acid, ammonium fluoride and acetic acid is 1:50:50.
800-1 in etching at 23 ° C. with HF)
It becomes about 100Å / min. After that, an amorphous silicon film 203 having a thickness of 500Å is formed by plasma CVD method or low pressure thermal CVD method.

【0056】さらに、プラズマCVD法によって厚さ1
000Åの酸化珪素膜204を成膜する。この際には、
原料ガスとしてTEOSと酸素を用いる。このようにし
て成膜された酸化珪素膜204は、先に成膜された酸化
珪素膜202に比較してエッチングレートが大きく、典
型的には2000〜3000Å/分(ABHF、23
℃)を示す。次に酸化珪素膜204を公知のフォトリソ
グラフィー法によってパターニングする。こうして、周
辺回路領域のアモルファスシリコン膜203をのみを露
呈させる。この酸化珪素膜204は、珪素の結晶化を助
長する触媒元素を導入する際に、マスクとして機能す
る。更に、酸化雰囲気において550℃で1時間熱アニ
ールすることにより、露出されたアモルファスシリコン
膜203の表面に極めて薄い(40〜100Åと推定さ
れる)酸化珪素膜を形成する。
Further, a thickness of 1 is formed by the plasma CVD method.
A 000Å silicon oxide film 204 is formed. In this case,
TEOS and oxygen are used as source gases. The silicon oxide film 204 thus formed has a higher etching rate than the silicon oxide film 202 previously formed, and is typically 2000 to 3000 Å / min (ABHF, 23
° C) is shown. Next, the silicon oxide film 204 is patterned by a known photolithography method. In this way, only the amorphous silicon film 203 in the peripheral circuit region is exposed. The silicon oxide film 204 functions as a mask when introducing a catalytic element that promotes crystallization of silicon. Further, by performing thermal annealing at 550 ° C. for 1 hour in an oxidizing atmosphere, an extremely thin (estimated to be 40 to 100 Å) silicon oxide film is formed on the exposed surface of the amorphous silicon film 203.

【0057】スピンコーティング法により、1〜100
ppmの酢酸ニッケル水溶液を塗布して、極めて薄い酢
酸ニッケル薄膜205を形成する。これにより、珪素の
結晶化を助長する触媒元素であるニッケル元素がアモル
ファスシリコン膜203上に接して保持された状態とさ
れる。なお、予めアモルファスシリコン膜203表面に
薄い酸化珪素膜を形成したのは,水溶液がアモルファス
シリコン膜203の表面に均一に塗布されるようにする
ためである。(図2(A))
1-100 by spin coating
An extremely thin nickel acetate thin film 205 is formed by applying a ppm nickel acetate aqueous solution. As a result, a nickel element, which is a catalytic element that promotes crystallization of silicon, is brought into contact with and held on the amorphous silicon film 203. The thin silicon oxide film is formed on the surface of the amorphous silicon film 203 in advance so that the aqueous solution can be uniformly applied to the surface of the amorphous silicon film 203. (Fig. 2 (A))

【0058】次に、窒素雰囲気中において、550℃、
4時間の熱アニールを行う。酢酸ニッケル薄膜205は
400℃程度で分解してニッケルとなる。周辺回路領域
では、酢酸ニッケル薄膜205がアモルファスシリコン
膜203に実質的に密着しているため、この熱アニール
工程により、ニッケル元素がアモルファスシリコン膜2
03に拡散する。その結果、アモルファスシリコン膜2
03は結晶化(タテ成長)して、結晶性シリコン領域2
06aが形成される。
Next, in a nitrogen atmosphere, at 550 ° C.,
Perform thermal annealing for 4 hours. The nickel acetate thin film 205 decomposes into nickel at about 400 ° C. In the peripheral circuit region, since the nickel acetate thin film 205 is in close contact with the amorphous silicon film 203, the nickel element is removed by the thermal annealing process.
Spread to 03. As a result, the amorphous silicon film 2
03 is crystallized (vertical growth), and the crystalline silicon region 2
06a is formed.

【0059】他方、マトリクス回路領域では酸化珪素膜
204が存在するために、ニッケル元素はアモルファス
シリコン膜203に拡散できない。また、550℃の熱
アニールでは触媒元素の存在しないアモルファスシリコ
ンは殆ど結晶化されないので、マトリクス回路領域のア
モルファスシリコン膜203はアモルファス状態のまま
であるが、膜中の水素が放出される。
On the other hand, since the silicon oxide film 204 exists in the matrix circuit region, the nickel element cannot diffuse into the amorphous silicon film 203. Further, since the amorphous silicon without the catalytic element is hardly crystallized by the thermal annealing at 550 ° C., the amorphous silicon film 203 in the matrix circuit region remains in the amorphous state, but hydrogen in the film is released.

【0060】CVD法(特にプラズマCVD法)によっ
て堆積されたアモルファスシリコン膜203は水素含有
量が高く、成膜状態で10%程度またはそれ以上の水素
が含有されているが、この熱アニールによって、マトリ
クス回路領域のアモルファスシリコン膜203中に含有
されていた水素が十分に放出されて、水素含有量が0.
1%以下のほぼシリコンのみからなるアモルファスシリ
コンを得ることができる。このように水素が離脱したア
モルファスシリコンは非常に容易に結晶化することがで
き、またレーザー光の照射等によって再現性良く結晶化
できる。
The amorphous silicon film 203 deposited by the CVD method (particularly the plasma CVD method) has a high hydrogen content and contains about 10% or more of hydrogen in the formed state. Hydrogen contained in the amorphous silicon film 203 in the matrix circuit region is sufficiently released, so that the hydrogen content becomes 0.
It is possible to obtain amorphous silicon containing almost 1% or less of silicon. The amorphous silicon from which hydrogen is desorbed can be crystallized very easily, and can be crystallized with good reproducibility by irradiation with laser light.

【0061】熱アニール工程の後に、ニッケル元素に対
するマスクである酸化珪素膜204除去して、マトリッ
クス領域のアモルファスシリコン膜203を露出させ
て、XeClエキシマーレーザー光(波長308nm)
を照射する。本実施例では、レーザーのエネルギー密度
は250〜300mJ/cm2 とする。この結果、結晶
性シリコン領域206aの結晶性はより向上する。ま
た、マトリクス回路領域のアモルファスシリコン膜20
3は結晶化されて、結晶性シリコン領域206bに変成
される。さらに、レーザー照射による応力歪みを緩和す
るために、再び、熱アニールを行う。本実施例では、5
50℃、4時間の熱アニールを行う。(図2(B))
After the thermal annealing process, the silicon oxide film 204, which is a mask for nickel element, is removed to expose the amorphous silicon film 203 in the matrix region, and XeCl excimer laser light (wavelength 308 nm) is used.
Irradiate. In this embodiment, the energy density of the laser is 250 to 300 mJ / cm 2 . As a result, the crystallinity of the crystalline silicon region 206a is further improved. In addition, the amorphous silicon film 20 in the matrix circuit area
3 is crystallized and transformed into a crystalline silicon region 206b. Furthermore, in order to alleviate the stress strain due to laser irradiation, thermal annealing is performed again. In this embodiment, 5
Thermal annealing is performed at 50 ° C. for 4 hours. (Fig. 2 (B))

【0062】本実施例では、レーザー照射前に熱アニー
ル工程において、マトリクス回路領域のアモルファス膜
203の水素濃度を十分に低下させているので、レーザ
ー光が照射低いエネルギー密度でも、結晶性シリコン領
域206bは必要とすべき結晶性を有する。
In this embodiment, since the hydrogen concentration of the amorphous film 203 in the matrix circuit region is sufficiently reduced in the thermal annealing process before laser irradiation, the crystalline silicon region 206b is irradiated even when the laser beam irradiation is low in energy density. Has the required crystallinity.

【0063】その後、結晶性シリコン領域206a、2
06bをそれぞれエッチングして島状の活性領域207
a、207bを形成する。スパッタ法によって,厚さ1
200Åの酸化珪素膜208をゲイト絶縁膜として形成
する。さらに、スパッタ法によって厚さ4000Åのア
ルミニウム膜(0.2〜0.5重量%のスカンジウムを
含有する)を形成する。そして、その表面を陽極酸化す
ることにより、厚さ100〜300Åの酸化アルミニウ
ム膜(図示せず)を形成した後に、フォトレジストのマ
スク209a、209bを形成し、アルミニウム膜をエ
ッチングして、ゲイト電極210a、210bを形成す
る。なお、エッチングに用いたフォトレジストのマスク
209a、209bはそのまま残しておく。((図2
(C))
Then, the crystalline silicon regions 206a, 2
06b are respectively etched to form island-shaped active regions 207.
a and 207b are formed. Thickness 1 by sputtering method
A 200 Å silicon oxide film 208 is formed as a gate insulating film. Further, a 4000 Å thick aluminum film (containing 0.2 to 0.5% by weight of scandium) is formed by the sputtering method. Then, the surface thereof is anodized to form an aluminum oxide film (not shown) having a thickness of 100 to 300 Å, then photoresist masks 209a and 209b are formed, and the aluminum film is etched to form a gate electrode. 210a and 210b are formed. Note that the photoresist masks 209a and 209b used for etching are left as they are. ((Figure 2
(C))

【0064】次に、本出願人により特開平6−3386
12号に開示されるように、フォトレジストのマスク2
09a、209bを付けたまま多孔質陽極酸化を行う。
この工程で、ゲイト電極210a、210bの側面に多
孔質陽極酸化物211a、211bが形成される。本実
施例では多孔質陽極酸化物211a、211bの厚さは
3000〜10000Å、例えば、5000Åとする。
この多孔質陽極酸化物211a、211bの厚さによ
り、後に形成される低濃度不純物領域の幅が決定され
る。次に、フォトレジストのマスク209a、209b
を剥離して、ゲイト電極210a、210bを陽極酸化
して、緻密な陽極酸化物被膜212a、212bを12
00Åの厚さに形成する。(図2(D))
Next, the applicant of the present invention disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-3386.
As disclosed in No. 12, photoresist mask 2
Porous anodic oxidation is performed with 09a and 209b attached.
In this step, porous anodic oxides 211a and 211b are formed on the side surfaces of the gate electrodes 210a and 210b. In this embodiment, the thickness of the porous anodic oxides 211a and 211b is 3000 to 10000Å, for example 5000Å.
The thickness of the porous anodic oxides 211a and 211b determines the width of the low concentration impurity region formed later. Next, photoresist masks 209a and 209b
And the gate electrodes 210a and 210b are anodized to form the dense anodic oxide coatings 212a and 212b.
Form to a thickness of 00Å. (Fig. 2 (D))

【0065】陽極酸化物被膜212a、212bの役割
は、大きく2つある。第1に、アルミニウムをゲイト電
極材料として用いた場合に、後の加熱工程や、レーザー
光の照射工程において、アルミニウムの異常成長や溶解
が生じないようにするためのバリア膜としての役割であ
る。第2は、後の不純物イオンの注入工程において、こ
の緻密な陽極酸化物被膜212a、212bをマスクと
することで、オフセットゲイト領域を形成するための役
割である。緻密な陽極酸化物被膜212a、212bの
厚さは100Å〜3000Å程度の範囲内から選択する
ことができるが、オフセットゲイト領域の厚さは100
0Å程度以上ないとその役割が顕著にならないので、緻
密な陽極酸化物被膜212a、212bの厚さも100
0Å以上必要となる。
The anodic oxide coatings 212a and 212b have two major roles. First, when aluminum is used as the gate electrode material, it has a role as a barrier film for preventing abnormal growth and dissolution of aluminum in the subsequent heating process and laser light irradiation process. The second is to form the offset gate region by using the dense anodic oxide coatings 212a and 212b as a mask in the subsequent impurity ion implantation step. The thickness of the dense anodic oxide coatings 212a and 212b can be selected from the range of about 100Å to 3000Å, but the thickness of the offset gate region is 100.
If the thickness is not more than 0Å, its role will not be significant, so the thickness of the dense anodic oxide coatings 212a, 212b will be 100
0 Å or more is required.

【0066】なお、多孔質状の陽極酸化物211a、2
11bと緻密な陽極酸化物被膜212a、212bとの
作り分けは、陽極酸化時の電解溶液を変えることで行う
ことができる。多孔質状の陽極酸化物211a、211
bを形成するのであれば、電解溶液として、例えば、3
%の蓚酸を用いればよい。また緻密な陽極酸化物212
a、212bを形成するのであれば、電解溶液として3
%の酒石酸を用いればよい。
In addition, the porous anodic oxides 211a, 2
11b and the dense anodic oxide coatings 212a and 212b can be made separately by changing the electrolytic solution at the time of anodic oxidation. Porous anodic oxides 211a, 211
If b is formed, the electrolytic solution may be, for example, 3
% Oxalic acid may be used. The dense anodic oxide 212
If a and 212b are to be formed, 3 as an electrolytic solution
% Tartaric acid may be used.

【0067】次に、多孔質陽極酸化物211a、211
bをマスクとしてドライエッチング法によって酸化珪素
膜208をエッチングして、ゲイト絶縁膜213a、2
13bを形成する。さらに、燐酸、酢酸、硝酸の混合溶
液(アルミ混酸)を用いて多孔質陽極酸化物211a、
211bのみをエッチングする。アルミ混酸は多孔質陽
極酸化物211a、211bをエッチングするが、緻密
な陽極酸化物被膜212a、212bはほとんどエッチ
ングしないので、ゲイト電極210a、210bの下層
のみに、酸化珪素のゲイト絶縁膜213a、213bが
残った状態となる。
Next, the porous anodic oxides 211a, 211
The silicon oxide film 208 is etched by the dry etching method using b as a mask to form the gate insulating films 213a and 213a.
13b is formed. Further, using a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid (aluminum mixed acid), porous anodic oxide 211a,
Only 211b is etched. Aluminum mixed acid etches the porous anodic oxides 211a and 211b, but the dense anodic oxide coatings 212a and 212b are hardly etched. Will remain.

【0068】そして、このゲイト絶縁膜213a、21
3bをマスクに用いて、イオンドーピング法によって活
性領域に不純物を導入する。NMOSトランジスタを作
製する際には、燐をドーピングする。PMOSトランジ
スタを作製する際には、硼素をドーピングする。本実施
例では、周辺回路をCMOSで構成するようにしたが、
図2にはNMOSトランジスタのみを図示している。
Then, the gate insulating films 213a, 213
Impurities are introduced into the active region by an ion doping method using 3b as a mask. When forming an NMOS transistor, phosphorus is doped. When manufacturing a PMOS transistor, boron is doped. In this embodiment, the peripheral circuit is composed of CMOS, but
Only NMOS transistors are shown in FIG.

【0069】燐をドーピングする際には、まず、10〜
30keVの比較的低い加速電圧で5×1014〜5×1
15原子/cm2 の比較的高いドーズ量で燐イオンを注
入する。この際には、加速電圧が低いため、イオンの侵
入深さが浅いので、活性領域207a、207bにおい
て、ゲイト絶縁膜213a、213bで覆われていない
領域に主として燐が注入される。
When doping phosphorus, first, 10 to
5 × 10 14 to 5 × 1 with a relatively low acceleration voltage of 30 keV
Phosphorus ions are implanted at a relatively high dose of 0 15 atoms / cm 2 . At this time, since the accelerating voltage is low and the ion penetration depth is shallow, phosphorus is mainly implanted into the regions of the active regions 207a and 207b that are not covered with the gate insulating films 213a and 213b.

【0070】次に、60〜95keVの比較的高い加速
電圧で、1×1012〜1×1014原子/cm2 の比較的
低いドーズ量で再び燐イオンを注入する。この際には、
加速電圧が高いため、イオンが深くまで侵入するので、
活性領域207a、207bにおいて、ゲイト絶縁膜2
13a、213bで覆われている領域にも燐が注入され
る。硼素も同様の方法でドーピングする。不純物イオン
をドーピングした後に、レーザー光を照射して、不純物
イオンを活性化する。(図2(E))
Next, phosphorus ions are implanted again at a relatively high acceleration voltage of 60 to 95 keV and at a relatively low dose of 1 × 10 12 to 1 × 10 14 atoms / cm 2 . In this case,
Since the acceleration voltage is high, ions penetrate deeply,
The gate insulating film 2 is formed in the active regions 207a and 207b.
Phosphorus is also implanted into the region covered with 13a and 213b. Boron is also doped by the same method. After doping the impurity ions, laser light is irradiated to activate the impurity ions. (Fig. 2 (E))

【0071】この結果、高濃度の不純物がドーピングさ
れた高濃度不純物領域214a、214bと、低濃度の
燐がドーピングされた低濃度不純物領域215a、21
5bとがそれぞれ形成されて、所謂2重ドレイン構造と
することができる。なお、低濃度不純物領域215a、
215bのドレイン側が一般的にLDD領域と称される
領域となる。
As a result, the high-concentration impurity regions 214a and 214b doped with a high-concentration impurity and the low-concentration impurity regions 215a and 21b doped with a low-concentration phosphorus are doped.
5b and 5b are respectively formed so as to form a so-called double drain structure. Note that the low-concentration impurity regions 215a,
The drain side of 215b becomes a region generally called an LDD region.

【0072】また、ゲイト電極210a、210bの下
層には不純物イオンが実質的に侵入しないため、チャネ
ル形成領域となる。このチャネル形成領域と低濃度不純
物領域215a、215bのドレイン側、即ちLDD領
域との間の領域が、オフセットゲイト領域216、21
7である。オフセットゲイト領域216、217はLD
D領域を設けた場合と同様な効果を得ることができ、オ
フ電流を低減させる効果を生む。オフセットゲイト領域
216、217は不純物イオンの注入時において、ゲイ
ト電極210a、210bの周囲に形成された緻密な陽
極酸化物被膜212aと210bとがマスクとして機能
するために、形成される。
Further, since impurity ions do not substantially invade the lower layers of the gate electrodes 210a and 210b, they become channel forming regions. Offset gate regions 216 and 21 are the regions between the channel forming region and the drain side of the low concentration impurity regions 215a and 215b, that is, the LDD regions.
7 The offset gate regions 216 and 217 are LDs
The same effect as in the case of providing the D region can be obtained, and an effect of reducing the off current is produced. The offset gate regions 216 and 217 are formed because the dense anodic oxide coatings 212a and 210b formed around the gate electrodes 210a and 210b function as masks during the implantation of impurity ions.

【0073】その後、第1の層間絶縁物として、プラズ
マCVD法によって厚さ4000Åの酸化珪素膜218
を堆積し、これにコンタクトホールを形成して、アルミ
ニウムの電極・配線219a〜219cを形成する。さ
らに、第2の層間絶縁物として、プラズマCVD法によ
って厚さ2000Åの窒化珪素膜220を堆積し、マト
リクス領域のTFTのドレイン側にコンタクトホールを
形成して、ITOによる画素電極221を形成する。こ
のようにして、モノリシック型アクティブマトリクス回
路を形成することができる。(図2(F))
After that, as a first interlayer insulator, a silicon oxide film 218 having a thickness of 4000 Å is formed by a plasma CVD method.
Is deposited, a contact hole is formed in this, and aluminum electrodes / wirings 219a to 219c are formed. Further, as a second interlayer insulator, a 2000-Å-thick silicon nitride film 220 is deposited by a plasma CVD method, a contact hole is formed on the drain side of the TFT in the matrix region, and a pixel electrode 221 made of ITO is formed. In this way, a monolithic active matrix circuit can be formed. (Fig. 2 (F))

【0074】本実施例で作製されたNMOSのTFTの
典型的な電界効果移動度は、周辺回路で140〜180
cm2 /Vs、マトリクス回路で20〜30cm2 /V
sとすることができる。また、マトリクス回路のオフ電
流は、平均値が1.3pA、バラツキ(3σ)は1桁弱
とすることができる。
The typical field effect mobility of the NMOS TFT manufactured in this embodiment is 140 to 180 in the peripheral circuit.
cm 2 / Vs, matrix circuit 20 to 30 cm 2 / V
can be s. Further, the off-state current of the matrix circuit can be 1.3 pA on average, and the variation (3σ) can be less than one digit.

【0075】〔実施例2〕本実施例を図2を用いて説明
する。まず、ガラス基板201にプラズマCVD法によ
って厚さ2000Åの下地膜となる酸化珪素膜202、
減圧CVD法によって厚さ500Åのアモルファスシリ
コン膜203、さらに、プラズマCVD法によって厚さ
1000Åの酸化珪素膜204を成膜する。
[Embodiment 2] This embodiment will be described with reference to FIG. First, a silicon oxide film 202 serving as a base film having a thickness of 2000Å is formed on a glass substrate 201 by a plasma CVD method.
An amorphous silicon film 203 having a thickness of 500 Å is formed by a low pressure CVD method, and a silicon oxide film 204 having a thickness of 1000 Å is further formed by a plasma CVD method.

【0076】そして、酸化珪素膜204をエッチングし
て、周辺回路領域のアモルファスシリコン膜203のみ
を露出させる。さらに、過酸化水素水のアンモニア溶液
に基板を浸すことによって、上記の露出したアモルファ
スシリコン膜203の表面に極めて薄い(40〜100
Åと推定される)酸化珪素膜を形成する。そして、実施
例1と同様にスピンコーティング法によって極めて薄い
酢酸ニッケル薄膜205を形成する。(図2(A))
Then, the silicon oxide film 204 is etched to expose only the amorphous silicon film 203 in the peripheral circuit region. Further, by immersing the substrate in an ammonia solution of hydrogen peroxide water, the exposed surface of the amorphous silicon film 203 is extremely thin (40 to 100).
Form a silicon oxide film (presumed to be Å). Then, as in Example 1, an extremely thin nickel acetate thin film 205 is formed by the spin coating method. (Fig. 2 (A))

【0077】その後、400℃で0.5時間の熱アニー
ルを行う。この工程で酢酸ニッケル薄膜205を分解せ
しめて、アモルファスシリコン膜203中に、ニッケル
元素をわずかに拡散させる。酸化珪素膜204除去し
て、アモルファスシリコン膜203を露出させる。酸化
珪素膜204のエッチングの工程においては、緩衝フッ
酸を使用する。この際、アモルファスシリコン膜203
上に残存しているニッケルや、ニッケル濃度の大きなア
モルファスシリコン膜203の表層がエッチングされて
しまうが、結晶化に十分な量のニッケルはアモルファス
シリコン膜203の中に拡散して存在する状態となる。
After that, thermal annealing is performed at 400 ° C. for 0.5 hour. In this step, the nickel acetate thin film 205 is decomposed, and nickel element is slightly diffused in the amorphous silicon film 203. The silicon oxide film 204 is removed to expose the amorphous silicon film 203. Buffer hydrofluoric acid is used in the step of etching the silicon oxide film 204. At this time, the amorphous silicon film 203
Although the nickel remaining on the upper surface and the surface layer of the amorphous silicon film 203 having a high nickel concentration are etched, a sufficient amount of nickel for crystallization is diffused and present in the amorphous silicon film 203. .

【0078】そして、XeClエキシマーレーザー光
(波長308nm)を照射する。本実施例では、レーザ
ーのエネルギー密度は300〜400mJ/cm2 の範
囲にすればよく、例えば、350mJ/cm2 とする。
この結果、周辺回路領域及びマトリクス回路領域のアモ
ルファスシリコン膜203は結晶化されて、結晶性シリ
コン領域206a、206bに変成される。特に結晶性
シリコン領域206aはニッケル元素の触媒作用のため
に、優れた結晶性を有する。
Then, XeCl excimer laser light (wavelength 308 nm) is irradiated. In this embodiment, the energy density of the laser may be in the range of 300~400mJ / cm 2, for example, and 350 mJ / cm 2.
As a result, the amorphous silicon film 203 in the peripheral circuit region and the matrix circuit region is crystallized and transformed into crystalline silicon regions 206a and 206b. In particular, the crystalline silicon region 206a has excellent crystallinity because of the catalytic action of nickel element.

【0079】本実施例では、アモルファスシリコン膜2
03は減圧CVD法により形成されているため、成膜状
態で水素含有量が少ない。このため、レーザー照射時に
マトリクス回路領域のシリコン膜203はニッケル元素
を含有していないが、低いエネルギー密度のレーザー光
の照射により、適切な結晶性を有する結晶性シリコン領
域に変成させることができる。(図2(B))
In this embodiment, the amorphous silicon film 2 is used.
Since 03 is formed by the low pressure CVD method, the hydrogen content is small in the film-formed state. Therefore, the silicon film 203 in the matrix circuit region does not contain nickel element during laser irradiation, but can be transformed into a crystalline silicon region having appropriate crystallinity by irradiation with laser light having a low energy density. (Fig. 2 (B))

【0080】その後、レーザー照射による応力歪みを緩
和するために、熱アニールを行う。本実施例では、55
0℃、4時間の熱アニールを行う。次に結晶性シリコン
領域206a、206bをエッチングして、島状の活性
領域207a、207bを形成する。ゲイト絶縁膜とし
て厚さ1200Åの酸化珪素膜208を形成する。さら
に、スパッタ法によって厚さ4000Åのアルミニウム
膜(0.2〜0.5重量%のスカンジウムを含有する)
を形成する。この表面にフォトレジストのマスク209
a、209bを形成する。これらのマスク209a、2
09bを使用して、アルミニウム膜をエッチングして、
ゲイト電極210a、210bを形成する。エッチング
に用いたフォトレジストのマスク209a、209bは
そのまま残す。(図2(C))
After that, thermal annealing is performed to alleviate the stress strain caused by laser irradiation. In this embodiment, 55
Thermal annealing is performed at 0 ° C. for 4 hours. Next, the crystalline silicon regions 206a and 206b are etched to form island-shaped active regions 207a and 207b. A silicon oxide film 208 having a thickness of 1200Å is formed as a gate insulating film. Further, a 4000Å thick aluminum film (containing 0.2 to 0.5% by weight of scandium) by the sputtering method.
To form. A photoresist mask 209 on this surface
a and 209b are formed. These masks 209a, 2
09b is used to etch the aluminum film,
Gate electrodes 210a and 210b are formed. The photoresist masks 209a and 209b used for etching are left as they are. (Fig. 2 (C))

【0081】次に、ゲイト電極210a、210bを陽
極酸化して、多孔質陽極酸化物211a、211bおよ
び緻密な陽極酸化物被膜212a、212bをそれぞれ
形成する。(図2(D))
Next, the gate electrodes 210a and 210b are anodized to form porous anodic oxides 211a and 211b and dense anodic oxide coatings 212a and 212b, respectively. (Fig. 2 (D))

【0082】次に、多孔質陽極酸化物211a、211
bをマスクとしてドライエッチング法によって酸化珪素
膜208をエッチングして、ゲイト電極210a、21
0bの下に、酸化珪素のゲイト絶縁膜213a、213
bを残存させる。ゲイト絶縁膜213a、213bを半
透過なマスクとして用い、イオンドーピング法によって
活性領域に不純物を導入する。この結果、高濃度の不純
物がドーピングされた高濃度不純物領域214a、21
4bと低濃度の不純物がドーピングされた低濃度不純物
領域215a、215bとがそれぞれ形成される。な
お、低濃度不純物領域215a、215bのドレイン側
が一般的にLDD領域と称される領域となる。また、ゲ
イト電極210a、210bの下層には実質的に不純物
イオンが侵入しないため、チャネル形成領域となる。こ
のチャネル形成領域とLDD領域の間にオフセットゲイ
ト領域216、217が形成される。(図2(E))
Next, the porous anodic oxides 211a, 211
The silicon oxide film 208 is etched by the dry etching method using b as a mask, and the gate electrodes 210a, 21
0b under the gate insulating films 213a, 213 of silicon oxide.
b is left. Using the gate insulating films 213a and 213b as a semi-transparent mask, impurities are introduced into the active region by the ion doping method. As a result, the high-concentration impurity regions 214a and 21a doped with high-concentration impurities
4b and low-concentration impurity regions 215a and 215b doped with low-concentration impurities are formed, respectively. The drain side of the low-concentration impurity regions 215a and 215b is a region generally called an LDD region. Further, since impurity ions do not substantially invade the lower layers of the gate electrodes 210a and 210b, they serve as channel formation regions. Offset gate regions 216 and 217 are formed between the channel formation region and the LDD region. (Fig. 2 (E))

【0083】その後、第1の層間絶縁物(酸化珪素膜)
218、アルミニウムの電極・配線219a〜217
c、第2の層間絶縁物(窒化珪素膜)220、ITOに
よる画素電極221を順次に形成する。このようにし
て、モノリシック型アクティブマトリクス回路を形成す
ることができる。(図2(F))
After that, the first interlayer insulator (silicon oxide film)
218, aluminum electrodes / wirings 219a to 217
c, the second interlayer insulator (silicon nitride film) 220, and the pixel electrode 221 made of ITO are sequentially formed. In this way, a monolithic active matrix circuit can be formed. (Fig. 2 (F))

【0084】〔実施例3〕図3に本実施例の作製工程を
示す。本実施例は、モノリシック型アクティブマトリク
ス回路を作製する方法に関するものであり、左側が周辺
回路を、右側がマトリクス回路を代表して示す。なお、
周辺回路はCMOS化されていが、簡略化のために、図
3にはNMOSのみを図示する。
[Embodiment 3] FIG. 3 shows a manufacturing process of this embodiment. This embodiment relates to a method for manufacturing a monolithic active matrix circuit, in which the left side represents a peripheral circuit and the right side represents a matrix circuit. In addition,
Although the peripheral circuit is formed into CMOS, only NMOS is shown in FIG. 3 for simplification.

【0085】まずガラス基板301にプラズマCVD法
によって厚さ2000Åの下地膜として酸化珪素膜30
2を成膜する。さらにプラズマCVD法によって、厚さ
500Åのアモルファスシリコン膜303、厚さ100
0Åの酸化珪素膜304を順次に成膜する。
First, a silicon oxide film 30 is formed on a glass substrate 301 by plasma CVD as a base film having a thickness of 2000 liters.
2 is formed into a film. Further, by a plasma CVD method, an amorphous silicon film 303 having a thickness of 500Å and a thickness of 100 is formed.
A 0Å silicon oxide film 304 is sequentially formed.

【0086】酸化珪素膜304を公知のフォトリソグラ
フィー法によってパターニングするして、周辺回路領域
のアモルファスシリコン膜303の一部に触媒元素を選
択的に導入するための窓305を形成する。パターニン
グされた酸化珪素膜304は、珪素の結晶化を助長する
触媒元素であるニッケルの導入を選択的に行うためのマ
スクとして機能し、窓305の部分では、アモルファス
シリコン膜303が露呈される。
The silicon oxide film 304 is patterned by a known photolithography method to form a window 305 for selectively introducing a catalytic element into a part of the amorphous silicon film 303 in the peripheral circuit region. The patterned silicon oxide film 304 functions as a mask for selectively introducing nickel, which is a catalytic element that promotes crystallization of silicon, and the amorphous silicon film 303 is exposed at the window 305.

【0087】酸化雰囲気において550℃で1時間熱ア
ニールすることにより、露出しているアモルファスシリ
コン膜303の表面に、極めて薄い(40〜100Åと
推定される)酸化珪素膜(図示せず)を形成する。そし
て、スピンコーティング法により、1〜100ppmの
酢酸ニッケル水溶液を用い、スピンコーターを用いて溶
液を基板301表面に均一に薄く塗布して、極めて薄い
酢酸ニッケル薄膜306を形成する。窓305において
は、酢酸ニッケル薄膜306がアモルファスシリコン膜
303に実質的に密着している。(図3(A))
By performing thermal annealing at 550 ° C. for 1 hour in an oxidizing atmosphere, an extremely thin (estimated to be 40 to 100 Å) silicon oxide film (not shown) is formed on the exposed surface of the amorphous silicon film 303. To do. Then, by a spin coating method, a nickel acetate aqueous solution of 1 to 100 ppm is used, and the solution is uniformly and thinly applied to the surface of the substrate 301 using a spin coater to form an extremely thin nickel acetate thin film 306. In the window 305, the nickel acetate thin film 306 is in close contact with the amorphous silicon film 303. (Fig. 3 (A))

【0088】次に、窒素雰囲気中で、550℃、8時間
の熱アニールを行う。この熱アニール工程により、窓3
05において酢酸ニッケル薄膜306が分解されて、ニ
ッケルが周辺回路領域のアモルファスシリコン膜303
の領域内に拡散侵入していく。ニッケルが拡散するに従
って、周辺回路領域のアモルファスシリコン膜303
は、図の矢印に示すように横方向に結晶化が進行して
(ヨコ成長)、結晶性シリコン領域307aが形成され
る。(図3(B))
Next, thermal annealing is performed at 550 ° C. for 8 hours in a nitrogen atmosphere. By this thermal annealing process, the window 3
In 05, the nickel acetate thin film 306 is decomposed, and nickel is added to the amorphous silicon film 303 in the peripheral circuit region.
It spreads and invades into the area of. As the nickel diffuses, the amorphous silicon film 303 in the peripheral circuit region
Crystallizes in the horizontal direction (horizontal growth) as shown by the arrow in the figure to form a crystalline silicon region 307a. (Fig. 3 (B))

【0089】他方、マトリクス回路領域のアモルファス
シリコン膜303は、酸化珪素膜304が存在するため
に、ニッケルがシリコンに到達できないため、結晶化さ
れない。しかし、この熱アニールによってアモルファス
シリコン膜303中に含有されていた水素が酸化珪素膜
304を透過して外部に放出されて、水素含有量が0.
1%以下のアモルファスシリコン領域307bが形成さ
れる。
On the other hand, the amorphous silicon film 303 in the matrix circuit region is not crystallized because nickel cannot reach silicon due to the presence of the silicon oxide film 304. However, due to this thermal annealing, the hydrogen contained in the amorphous silicon film 303 permeates the silicon oxide film 304 and is released to the outside, and the hydrogen content is reduced to 0.
1% or less of the amorphous silicon region 307b is formed.

【0090】その後、酸化珪素膜304除去して、結晶
性シリコン領域307aと、アモルファスシリコン領域
307bとをそれぞれ露出させて、XeFエキシマーレ
ーザー光(波長353nm)を照射する。本実施例で
は、レーザーのエネルギー密度は250〜300mJ/
cm2 とする。この結果、結晶性シリコン領域307a
の結晶性はさらに向上して、高度結晶性シリコン領域3
08aとなる。また、アモルファスシリコン領域307
bはレーザー光の照射により結晶化され、結晶性シリコ
ン領域308bとなる。(図3(C))
Then, the silicon oxide film 304 is removed, the crystalline silicon region 307a and the amorphous silicon region 307b are exposed, and XeF excimer laser light (wavelength 353 nm) is irradiated. In this embodiment, the energy density of the laser is 250 to 300 mJ /
cm 2 As a result, the crystalline silicon region 307a
Of the highly crystalline silicon region 3 is further improved.
08a. In addition, the amorphous silicon region 307
b is crystallized by irradiation with laser light and becomes a crystalline silicon region 308b. (Fig. 3 (C))

【0091】結晶性シリコン領域308a、308bを
それぞれエッチングして、島状の活性領域309a、3
09bを形成する。そして、プラズマCVD法により原
料ガスにモノシランと一酸化二窒素を使用して、厚さ1
200Åの酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として形成する。
さらに、スパッタ法によって厚さ4000Åのアルミニ
ウム膜(0.2〜0.5重量%のスカンジウムを含有す
る)を形成して、パターニングして、ゲイト電極310
aと310bとを形成する。
The crystalline silicon regions 308a and 308b are respectively etched to form island-shaped active regions 309a and 309a.
09b is formed. Then, monosilane and dinitrogen monoxide are used as source gases by the plasma CVD method to obtain a thickness of 1
A 200 Å silicon oxide film is formed as a gate insulating film.
Further, an aluminum film (containing 0.2 to 0.5% by weight of scandium) having a thickness of 4000 Å is formed by a sputtering method and is patterned to form the gate electrode 310.
a and 310b are formed.

【0092】ゲイト電極310a、310bを陽極酸化
して、多孔質陽極酸化物311a、311b、緻密な陽
極酸化物被膜313a、313bを順次に形成する。そ
の後、ゲイト電極310a、310bの下層の酸化珪素
膜をエッチングして、ゲイト絶縁膜312a、312b
を形成する。(図3(D)) なお、本実施例において、多孔質陽極酸化物311a、
311bの厚さは3000Åとし、緻密な陽極酸化物被
膜313a、313bの厚さは1500Åとする。
The gate electrodes 310a and 310b are anodized to sequentially form porous anodic oxides 311a and 311b and dense anodic oxide coatings 313a and 313b. Then, the silicon oxide film under the gate electrodes 310a and 310b is etched to form the gate insulating films 312a and 312b.
To form. (FIG. 3D) In this example, the porous anodic oxide 311a,
The thickness of 311b is 3000Å, and the thickness of the dense anodic oxide coatings 313a and 313b is 1500Å.

【0093】次に、多孔質陽極酸化物311a、311
bをエッチングした後に、ソース/ドレイン領域を形成
するために、不純物イオンをドーピングする。ドーピン
グ工程においては、ゲイト絶縁膜312a、312b、
ゲイト電極310a、310b、緻密な陽極酸化物被膜
313a、313bがマスクとして機能して、高濃度不
純物領域314a、314bと、低濃度不純物領域31
5a、315bが形成され、さらに、オフセットゲイト
領域300a、300bが形成される。(図3(E))
Next, the porous anodic oxides 311a and 311 are used.
After etching b, impurity ions are doped to form source / drain regions. In the doping process, the gate insulating films 312a, 312b,
The gate electrodes 310a and 310b and the dense anodic oxide coatings 313a and 313b function as a mask, and the high concentration impurity regions 314a and 314b and the low concentration impurity region 31 are formed.
5a and 315b are formed, and offset gate regions 300a and 300b are further formed. (Fig. 3 (E))

【0094】低濃度不純物領域315a、315bは多
孔質陽極酸化物311a、311bの厚さで決定され、
3000Åとなる。また、オフセットゲイト領域300
a、300bの厚さは、緻密な陽極酸化物被膜313
a、313bの厚さで決定され、1500Åとなる。こ
のような構成は、特に低オフ電流特性を得たい場合に有
用なものとなる。
The low-concentration impurity regions 315a and 315b are determined by the thickness of the porous anodic oxides 311a and 311b,
It becomes 3000Å. Also, the offset gate area 300
The thicknesses of a and 300b are the same as the dense anodic oxide coating 313.
It is determined by the thickness of a and 313b, and becomes 1500Å. Such a configuration is particularly useful when it is desired to obtain low off-current characteristics.

【0095】その後、第1の層間絶縁物(酸化珪素膜)
316をスパッタ法で成膜する。さらに、アルミニウム
の電極・配線317a、317b、317c、第2の層
間絶縁物(窒化珪素膜)318、ITOによる画素電極
319を形成する。このようにして、モノリシック型ア
クティブマトリクス回路を形成することができる。(図
3(F))
After that, the first interlayer insulator (silicon oxide film)
316 is formed by a sputtering method. Further, aluminum electrodes / wirings 317a, 317b, 317c, a second interlayer insulator (silicon nitride film) 318, and a pixel electrode 319 made of ITO are formed. In this way, a monolithic active matrix circuit can be formed. (Fig. 3 (F))

【0096】〔実施例4〕図3を用いて本実施例を説明
する。図3において、左側が周辺回路を、右側がマトリ
クス回路を代表して示す。
[Embodiment 4] This embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the left side represents a peripheral circuit and the right side represents a matrix circuit.

【0097】プラズマCVD法により、ガラス基板30
1上に、厚さ2000Åの酸化珪素膜302、厚さ50
0Åのアモルファスシリコン膜303、厚さ1000Å
の酸化珪素膜304を順次に成膜する。酸化珪素膜30
4を公知のフォトリソグラフィー法によってパターニン
グして、触媒元素添加用の窓305を形成する。さら
に、過酸化水素水とアンモニアの混合液で処理して、窓
305の部分において露出したアモルファスシリコン膜
303の表面に極めて薄い酸化珪素膜を形成する。そし
て、スピンコーティング法により、極めて薄い酢酸ニッ
ケル薄膜306を形成する。(図3(A))
The glass substrate 30 is formed by the plasma CVD method.
1, a silicon oxide film 302 having a thickness of 2000Å and a thickness of 50
0Å amorphous silicon film 303, thickness 1000Å
The silicon oxide film 304 is sequentially formed. Silicon oxide film 30
4 is patterned by a known photolithography method to form a window 305 for adding a catalytic element. Further, it is treated with a mixed solution of hydrogen peroxide solution and ammonia to form an extremely thin silicon oxide film on the surface of the amorphous silicon film 303 exposed in the window 305. Then, an extremely thin nickel acetate thin film 306 is formed by spin coating. (Fig. 3 (A))

【0098】次に、窒素雰囲気中で、550℃、8時間
の熱アニールを行う。この熱アニール工程により、窓3
05において酢酸ニッケル薄膜306が分解されて、ニ
ッケルが周辺回路領域のアモルファスシリコン膜303
の領域内に拡散侵入していく。ニッケルが拡散するに従
って、周辺回路領域のアモルファスシリコン膜303
は、図の矢印に示すように横方向に結晶化が進行して
(ヨコ成長)、結晶性シリコン領域307aが形成され
る。(図3(B))
Next, thermal annealing is performed at 550 ° C. for 8 hours in a nitrogen atmosphere. By this thermal annealing process, the window 3
In 05, the nickel acetate thin film 306 is decomposed, and nickel is added to the amorphous silicon film 303 in the peripheral circuit region.
It spreads and invades into the area of. As the nickel diffuses, the amorphous silicon film 303 in the peripheral circuit region
Crystallizes in the horizontal direction (horizontal growth) as shown by the arrow in the figure to form a crystalline silicon region 307a. (Fig. 3 (B))

【0099】他方、マトリクス回路領域のアモルファス
シリコン膜303は、酸化珪素膜304が存在するため
に、ニッケルがシリコンに到達できないため、結晶化さ
れない。しかし、この熱アニールによってアモルファス
シリコン膜303中に含有されていた水素が酸化珪素膜
304を透過して外部に放出されて、水素含有量が0.
1%以下のアモルファスシリコン領域307bが形成さ
れる。
On the other hand, the amorphous silicon film 303 in the matrix circuit region is not crystallized because nickel cannot reach silicon due to the presence of the silicon oxide film 304. However, due to this thermal annealing, the hydrogen contained in the amorphous silicon film 303 permeates the silicon oxide film 304 and is released to the outside, and the hydrogen content is reduced to 0.
1% or less of the amorphous silicon region 307b is formed.

【0100】その後、酸化珪素膜304除去して、結晶
性シリコン領域307aと、アモルファスシリコン領域
307bとをそれぞれ露出させて、XeFエキシマーレ
ーザー光(波長353nm)を照射する。本実施例で
は、レーザーのエネルギー密度は250〜300mJ/
cm2 とする。この結果、結晶性シリコン領域307a
の結晶性はさらに向上して、高度結晶性シリコン領域3
08aとなる。また、アモルファスシリコン領域307
bはレーザー光の照射により結晶化され、結晶性シリコ
ン領域308bとなる。(図3(C))
After that, the silicon oxide film 304 is removed, the crystalline silicon region 307a and the amorphous silicon region 307b are exposed, and XeF excimer laser light (wavelength 353 nm) is irradiated. In this embodiment, the energy density of the laser is 250 to 300 mJ /
cm 2 As a result, the crystalline silicon region 307a
Of the highly crystalline silicon region 3 is further improved.
08a. In addition, the amorphous silicon region 307
b is crystallized by irradiation with laser light and becomes a crystalline silicon region 308b. (Fig. 3 (C))

【0101】結晶性シリコン領域308a、308bを
それぞれエッチングして、島状の活性領域309a、3
09bを形成する。そして、プラズマCVD法により原
料ガスにモノシランと一酸化二窒素を使用して、厚さ1
200Åの酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として形成する。
さらに、スパッタ法によって厚さ4000Åのアルミニ
ウム膜(0.2〜0.5重量%のスカンジウムを含有す
る)を形成して、パターニングして、ゲイト電極310
aと310bとを形成する。ゲイト電極310a、31
0bを陽極酸化して、多孔質陽極酸化物311a、31
1b、緻密な陽極酸化物被膜313a、313bを順次
に形成する。その後、ゲイト電極310a、310bの
下層の酸化珪素膜をエッチングして、ゲイト絶縁膜31
2a、312bを形成する。(図3(D))
The crystalline silicon regions 308a and 308b are respectively etched to form island-shaped active regions 309a and 311.
09b is formed. Then, monosilane and dinitrogen monoxide are used as source gases by the plasma CVD method to obtain a thickness of 1
A 200 Å silicon oxide film is formed as a gate insulating film.
Further, an aluminum film (containing 0.2 to 0.5% by weight of scandium) having a thickness of 4000 Å is formed by a sputtering method and is patterned to form the gate electrode 310.
a and 310b are formed. Gate electrodes 310a, 31
0b is anodized to form a porous anodic oxide 311a, 31
1b, dense anodic oxide coatings 313a and 313b are sequentially formed. After that, the silicon oxide film under the gate electrodes 310a and 310b is etched to remove the gate insulating film 31.
2a and 312b are formed. (Fig. 3 (D))

【0102】次に、多孔質陽極酸化物311a、311
bをエッチングし、ドーピングをおこなって、高濃度不
純物領域314a、314bと低濃度不純物領域315
a、315bを形成する。またオフセットゲイト領域3
00aと300bとが同時に形成される。(図3
(E))
Next, the porous anodic oxides 311a and 311 are used.
b is etched and doped to form high-concentration impurity regions 314a and 314b and low-concentration impurity regions 315.
a, 315b are formed. Offset gate area 3
00a and 300b are formed simultaneously. (Fig. 3
(E))

【0103】その後、第1の層間絶縁物(酸化珪素膜)
316、アルミニウムの電極・配線317a、317
b、317c、第2の層間絶縁物(窒化珪素膜)31
8、ITOによる画素電極319を形成する。このよう
にして、モノリシック型アクティブマトリクス回路を形
成することができる。(図3(F))
After that, the first interlayer insulator (silicon oxide film)
316, aluminum electrodes / wirings 317a, 317
b, 317c, second interlayer insulator (silicon nitride film) 31
8. A pixel electrode 319 made of ITO is formed. In this way, a monolithic active matrix circuit can be formed. (Fig. 3 (F))

【0104】〔実施例5〕図4に本実施例の作製工程を
示す。本実施例は、モノリシック型アクティブマトリク
ス回路を作製する方法に関するものであり、左側が周辺
回路を、右側がマトリクス回路を代表して示す。なお、
周辺回路はCMOS化されていが、簡略化のために、図
4にはNMOSのみを図示する。
[Embodiment 5] FIG. 4 shows a manufacturing process of this embodiment. This embodiment relates to a method for manufacturing a monolithic active matrix circuit, in which the left side represents a peripheral circuit and the right side represents a matrix circuit. In addition,
Although the peripheral circuit is formed into CMOS, only NMOS is shown in FIG. 4 for simplification.

【0105】ガラス基板401に、プラズマCVD法に
よって厚さ2000Åの下地酸化珪素膜402、厚さ5
00Åのアモルファスシリコン膜403、厚さ1000
Åの酸化珪素膜404を連続的に成膜する。そして、酸
化珪素膜404をエッチングして、周辺論理回路領域の
アモルファスシリコン膜403のみを露出させる。さら
に、基板にオゾン雰囲気で紫外光(光源は水銀ランプ)
を照射することにより、露出したアモルファスシリコン
403膜の表面に、図示しない極めて薄い酸化珪素膜を
形成する。そして、スピンコーティング法によって、極
めて薄い酢酸ニッケルの極めて薄膜405を形成する。
(図4(A))
On the glass substrate 401, a base silicon oxide film 402 having a thickness of 2000 Å and a thickness of 5 are formed by a plasma CVD method.
00Å amorphous silicon film 403, thickness 1000
A silicon oxide film 404 of Å is continuously formed. Then, the silicon oxide film 404 is etched to expose only the amorphous silicon film 403 in the peripheral logic circuit region. Furthermore, the substrate is exposed to ultraviolet light in an ozone atmosphere (the light source is a mercury lamp).
Is irradiated to form an extremely thin silicon oxide film (not shown) on the exposed surface of the amorphous silicon 403 film. Then, an extremely thin nickel acetate thin film 405 is formed by spin coating.
(Fig. 4 (A))

【0106】次に、窒素雰囲気中において、550℃、
4時間の熱アニールを行う。酢酸ニッケル薄膜405は
400℃程度で分解してニッケルとなり、周辺回路領域
のアモルファスシリコン膜403の領域内に拡散侵入し
ていく。ニッケルが拡散するに従って、周辺回路領域の
アモルファスシリコン膜403は、図の矢印に示すよう
に横方向に結晶化が進行して(ヨコ成長)。結晶性シリ
コンに変成される。
Next, in a nitrogen atmosphere, at 550 ° C.,
Perform thermal annealing for 4 hours. The nickel acetate thin film 405 decomposes into nickel at about 400 ° C., and diffuses into the amorphous silicon film 403 in the peripheral circuit region. As nickel diffuses, the amorphous silicon film 403 in the peripheral circuit region is laterally crystallized (horizontal growth) as shown by the arrow in the figure. Transformed into crystalline silicon.

【0107】他方、マトリクス回路領域のアモルファス
シリコン膜403は、酸化珪素膜404が存在するため
に、ニッケルが拡散できないため、結晶化されない。し
かし、この熱アニールによってアモルファスシリコン膜
403中に含有されていた水素が酸化珪素膜404を透
過して外部に放出されて、水素含有量が0.1%以下の
アモルファスシリコン領域が形成される。(図4
(B))
On the other hand, the amorphous silicon film 403 in the matrix circuit region is not crystallized because nickel cannot diffuse because the silicon oxide film 404 exists. However, this thermal annealing causes hydrogen contained in the amorphous silicon film 403 to pass through the silicon oxide film 404 and be released to the outside to form an amorphous silicon region having a hydrogen content of 0.1% or less. (Fig. 4
(B))

【0108】その後、酸化珪素膜404除去して、シリ
コン膜を露出させて、これにKrFエキシマーレーザー
光(波長248nm)を照射する。この結果、周辺論理
回路領域の結晶性シリコン膜の結晶性はさらに向上し
て、結晶性シリコン406aとなる。また、マトリクス
回路領域のアモルファスシリコン膜403は結晶化され
て、結晶性シリコン406bとなる。(図4(B))
After that, the silicon oxide film 404 is removed to expose the silicon film, and this is irradiated with KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). As a result, the crystallinity of the crystalline silicon film in the peripheral logic circuit region is further improved to become crystalline silicon 406a. Further, the amorphous silicon film 403 in the matrix circuit region is crystallized to become crystalline silicon 406b. (Fig. 4 (B))

【0109】この状態では、マトリクス回路領域の結晶
性シリコン406bは本実施例で必要とする半導体特性
を得るには不十分であり、より高いエネルギー密度のレ
ーザー光を照射して、さらに、結晶性を向上させること
が必要である。しかしながら、そのようなレーザー光が
周辺論理回路の結晶性シリコン406aに照射すると、
逆に結晶性が劣化する。
In this state, the crystalline silicon 406b in the matrix circuit region is not sufficient to obtain the semiconductor characteristics required in this embodiment, and the crystalline silicon 406b is irradiated with a laser beam having a higher energy density to further improve the crystallinity. It is necessary to improve. However, when such a laser beam irradiates the crystalline silicon 406a of the peripheral logic circuit,
Conversely, the crystallinity deteriorates.

【0110】そこで、本実施例では図4(C)のよう
に、周辺論理回路領域にマスク407を設けて、結晶性
シリコン領域406bのみにレーザー光を照射する。マ
スク407には紫外光を吸収する窒化珪素を用いる。レ
ーザー光のエネルギー密度は350〜400mJ/cm
2 、例えば、380mJ/cm2 とする。レーザー光は
KrFエキシマーレーザー光(波長248nm)を用い
る。この条件では、マスク407で被覆された部分で
は、レーザー光のエネルギー密度は350mJ/cm2
以下に減衰されるので、結晶性シリコン406aには実
質的な影響はない。2回のレーザー照射工程を経て、マ
トリクス回路領域には、より結晶性の高い結晶性シリコ
ン領域406cを形成することができる。なおレーザー
照射後、応力歪みを緩和するために、熱アニールをおこ
なってもよい。(図4(C))
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4C, a mask 407 is provided in the peripheral logic circuit area and only the crystalline silicon area 406b is irradiated with the laser beam. Silicon nitride that absorbs ultraviolet light is used for the mask 407. Energy density of laser light is 350-400 mJ / cm
2 , for example, 380 mJ / cm 2 . KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) is used as the laser light. Under this condition, the energy density of the laser light is 350 mJ / cm 2 in the portion covered with the mask 407.
The crystalline silicon 406a is not substantially affected because it is attenuated below. A crystalline silicon region 406c having higher crystallinity can be formed in the matrix circuit region through two laser irradiation steps. After the laser irradiation, thermal annealing may be performed in order to relax the stress strain. (Fig. 4 (C))

【0111】その後、結晶性シリコン領域406a、4
06cをそれぞれエッチングして、島状の活性領域40
8a、408bを形成する。そして、スパッタ法によっ
て、厚さ1200Åの酸化珪素膜409をゲイト絶縁膜
として形成する。さらに、スパッタ法によって厚さ40
00Åのアルミニウム膜(0.2〜0.5重量%のスカ
ンジウムを含有する)を形成した。
Then, the crystalline silicon regions 406a, 4
06c are respectively etched to form island-shaped active regions 40.
8a and 408b are formed. Then, a 1200 Å-thick silicon oxide film 409 is formed as a gate insulating film by a sputtering method. Further, the thickness is 40 by the sputtering method.
A 00Å aluminum film (containing 0.2-0.5 wt% scandium) was formed.

【0112】マトリクス回路領域のみ、ゲイト電極41
0bの側面に4000Åの厚さに多孔質陽極酸化物41
1を形成する。この際、周辺論理回路のゲイト電極・配
線410aには、電流を流さないようにする。更に、ゲ
イト電極410a及び410bの上面と側面に緻密な陽
極酸化物被膜412a、412bを2000Åの厚さに
形成する。(図4(D))
Only in the matrix circuit area, the gate electrode 41 is formed.
Porous anodic oxide 41 with a thickness of 4000Å on the side of 0b
1 is formed. At this time, no current is passed through the gate electrode / wiring 410a of the peripheral logic circuit. Further, dense anodic oxide coatings 412a and 412b are formed on the upper surfaces and side surfaces of the gate electrodes 410a and 410b to a thickness of 2000Å. (Fig. 4 (D))

【0113】次に多孔質陽極酸化物411、緻密な陽極
酸化物被膜412a、412b極酸化物をそれぞれマス
クに用いて、ドライエッチング法によって酸化珪素膜4
09をエッチングして、ゲイト絶縁膜413a、413
bを形成する。さして、アルミ混酸を用いて多孔質陽極
酸化物411のみをエッチングする。
Next, using the porous anodic oxide 411 and the dense anodic oxide coatings 412a and 412b as masks, a silicon oxide film 4 is formed by a dry etching method.
09 is etched to form gate insulating films 413a and 413.
b is formed. Now, only the porous anodic oxide 411 is etched using aluminum mixed acid.

【0114】ゲイト絶縁膜413a、413bをマスク
に用いて、イオンドーピング法によって不純物を活性領
域408a、408bにトーピングする。NMOSトラ
ンジスタを作製する際には、燐をドーピングする。PM
OSトランジスタを作製する際には、硼素をドーピング
する。本実施例では、周辺回路をCMOSで構成するよ
うにしたが、図3にはNMOSトランジスタのみを図示
している。
Using the gate insulating films 413a and 413b as masks, impurities are toped to the active regions 408a and 408b by ion doping. When forming an NMOS transistor, phosphorus is doped. PM
When manufacturing an OS transistor, boron is doped. In this embodiment, the peripheral circuit is composed of CMOS, but FIG. 3 shows only the NMOS transistor.

【0115】その結果、周辺回路及びマトリクス回路の
薄膜トランジスタには、それぞれ高濃度の燐がドーピン
グされた高濃度不純物領域414a、414bと共に、
オフセットゲイト領域400a、400bがそれぞれ形
成される。また、マトリクス回路領域のみに多孔質陽極
酸化物411を形成するようにしたため、マトリクス回
路の薄膜トランジスタには、低濃度の燐がドーピングさ
れた低濃度不純物領域領域412が形成されて、2重ド
レイン構造となる。また低濃度不純物領域領域412の
幅は多孔質陽極酸化物411の厚さと等しく、4000
Åである。(図4(E))
As a result, the thin film transistors of the peripheral circuit and the matrix circuit, together with the high concentration impurity regions 414a and 414b doped with high concentration phosphorus, respectively,
Offset gate regions 400a and 400b are formed, respectively. Further, since the porous anodic oxide 411 is formed only in the matrix circuit region, the thin-film transistor of the matrix circuit has the low-concentration phosphorus-doped low-concentration impurity region region 412 formed therein, which has a double drain structure. Becomes Further, the width of the low concentration impurity region region 412 is equal to the thickness of the porous anodic oxide 411, and 4000
It is Å. (Fig. 4 (E))

【0116】その後、第1の層間絶縁物(厚さ4000
Åの酸化珪素膜)413を堆積し、これにコンタクトホ
ールを形成して、チタンの電極・配線417a、417
b、417c、417dを形成する。さらに、第2の層
間絶縁物(厚さ2000Åの窒化珪素膜)418を堆積
し、マトリクス領域のTFTのドレイン電極417dに
コンタクトホールを形成して、ITOによる画素電極4
19を形成する。このようにして、モノリシック型アク
ティブマトリクス回路を形成する。(図4(F))
Thereafter, the first interlayer insulator (thickness 4000
(Å silicon oxide film) 413 is deposited, and contact holes are formed in this, and titanium electrodes / wirings 417a and 417 are formed.
b, 417c and 417d are formed. Further, a second interlayer insulator (2000 Å thick silicon nitride film) 418 is deposited, a contact hole is formed in the drain electrode 417d of the TFT in the matrix region, and the pixel electrode 4 made of ITO is formed.
19 is formed. In this way, a monolithic active matrix circuit is formed. (Fig. 4 (F))

【0117】本実施例に示す構成においては、周辺回路
領域に配置される薄膜トランジスタには、低濃度不純物
領域を形成ていないため、移動度の低下を抑制されるた
め、高速動作させることができる。他方、マトリクス領
域に配置される薄膜トランジスタのみに低濃度不純物領
域が形成されているために、オフ電流値を低下させるこ
とができる。
In the structure shown in this embodiment, since the thin film transistor arranged in the peripheral circuit region is not formed with the low concentration impurity region, the mobility is suppressed from being lowered, and the high speed operation is possible. On the other hand, since the low-concentration impurity regions are formed only in the thin film transistors arranged in the matrix region, the off current value can be reduced.

【0118】〔実施例6〕図5に本実施例の作製工程を
示す。図5は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置
を構成する一方の基板の作製工程図である。本実施例
は、モノリシック型アクティブマトリクス回路の作製方
法に関するものであり、周辺回路はCMOS化されてい
る。図5には、簡略化のために、周辺回路の部分はNM
OSのみを図示しており、左側が周辺回路であり、右側
がマトリクス回路である。
[Embodiment 6] FIG. 5 shows a manufacturing process of this embodiment. FIG. 5 is a manufacturing process diagram of one of the substrates constituting the active matrix type liquid crystal display device. The present embodiment relates to a method for manufacturing a monolithic active matrix circuit, in which the peripheral circuit is CMOS. In FIG. 5, for simplification, the peripheral circuit part is NM.
Only the OS is illustrated, the left side is a peripheral circuit, and the right side is a matrix circuit.

【0119】まずガラス基板501上にプラズマCVD
法によって厚さ2000Åの下地酸化珪素膜502、厚
さ500Åのアモルファス状態のシリコン膜503を連
続的に成膜する。そして、450℃で1時間加熱して、
アモルファスシリコン膜503中の水素を放出させる。
First, plasma CVD is performed on the glass substrate 501.
By the method, a base silicon oxide film 502 having a thickness of 2000Å and a silicon film 503 in an amorphous state having a thickness of 500Å are continuously formed. Then heat at 450 ° C for 1 hour,
Hydrogen in the amorphous silicon film 503 is released.

【0120】その後、シリコン膜503にKrFエキシ
マーレーザー光(波長248nm)を照射する。本実施
例では、結晶性の均一性を向上させるため、2回のレー
ザー照射を行う。1度目の照射では、レーザーのエネル
ギー密度を200〜250mJ/cm2、例えば、22
0mJ/cm2 とする。2度目のレーザー照射では、レ
ーザーのエネルギー密度を1度目よりも大きくして、3
50〜400mJ/cm2 、例えば、380mJ/cm
2 とする。2回のレーザー照射により、シリコン膜50
3は全面的に結晶化される。(図5(A))
Thereafter, the silicon film 503 is irradiated with KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). In this embodiment, laser irradiation is performed twice in order to improve the uniformity of crystallinity. In the first irradiation, the energy density of the laser is 200 to 250 mJ / cm 2 , for example, 22
It is set to 0 mJ / cm 2 . In the second laser irradiation, the energy density of the laser is made higher than that in the first time, and
50 to 400 mJ / cm 2 , for example, 380 mJ / cm
Set to 2 . Silicon film 50 by laser irradiation twice
3 is entirely crystallized. (Figure 5 (A))

【0121】その後、厚さ3000Åの窒化珪素膜50
4を成膜し、エッチングして、周辺論理回路領域のシリ
コン膜503のみを露出させる。さらに、オゾン雰囲気
で紫外光(光源は水銀ランプ)を照射することにより、
露出したシリコン膜503の表面に極めて薄い酸化珪素
膜を形成する。そして、スピンコーティング法によっ
て、極めて薄い酢酸ニッケル薄膜505を形成する。
(図5(B))
Then, a silicon nitride film 50 having a thickness of 3000 Å is formed.
4 is formed and etched to expose only the silicon film 503 in the peripheral logic circuit area. Furthermore, by irradiating ultraviolet light (light source is a mercury lamp) in an ozone atmosphere,
An extremely thin silicon oxide film is formed on the exposed surface of the silicon film 503. Then, an extremely thin nickel acetate thin film 505 is formed by spin coating.
(Fig. 5 (B))

【0122】この状態で、シリコンイオンをイオン注入
法により、注入する。イオンの加速電圧は10〜30k
V、ドーズ量は1×1015〜1×1016原子/cm2
する。この結果、窒化珪素膜504で覆われていない周
辺論理回路領域においては、イオンの衝撃ダメージによ
りアモルファス状態のシリコン膜506aが形成され
る。 他方、マトリクス回路領域のシリコン膜503は
窒化珪素膜504で覆われているために、先のレーザー
照射で結晶化した状態が保たれる。(図5(C)) なお、図5(B)の工程と図5(C)の工程は順序を入
れ換えてもよい。
In this state, silicon ions are implanted by the ion implantation method. Ion acceleration voltage is 10-30k
V and the dose amount are 1 × 10 15 to 1 × 10 16 atoms / cm 2 . As a result, in the peripheral logic circuit region not covered with the silicon nitride film 504, the silicon film 506a in an amorphous state is formed by the impact damage of the ions. On the other hand, since the silicon film 503 in the matrix circuit region is covered with the silicon nitride film 504, the crystallized state is maintained by the previous laser irradiation. (FIG. 5C) Note that the order of the step of FIG. 5B and the step of FIG. 5C may be interchanged.

【0123】次に、窒素雰囲気中、550℃、4時間の
熱アニールをおこない、周辺論理回路領域のアモルファ
スシリコン膜506aを結晶化させて、結晶性シリコン
膜506bを得る。そして、結晶性シリコン膜506b
にレーザー光を照射して、さらに結晶性を向上させる。
本実施例では、結晶性の均一性を向上させるため、2回
のレーザー照射を行う。この際に、マトリクス回路領域
のシリコン膜503は窒化珪素膜504で覆われている
ために、先のレーザー照射により得られた結晶性が保持
されている。(図5(D)) その後、窒化珪素膜504除去する。以上の工程によっ
て、マトリクス回路領域および周辺論理回路領域でそれ
ぞれ必要な結晶性のシリコン膜が得られる。なおレーザ
ー光の照射後、応力歪みを緩和するために、熱アニール
をおこなってもよい。
Next, thermal annealing is performed in a nitrogen atmosphere at 550 ° C. for 4 hours to crystallize the amorphous silicon film 506a in the peripheral logic circuit region to obtain a crystalline silicon film 506b. Then, the crystalline silicon film 506b
The crystallinity is further improved by irradiating with laser light.
In this embodiment, laser irradiation is performed twice in order to improve the uniformity of crystallinity. At this time, since the silicon film 503 in the matrix circuit region is covered with the silicon nitride film 504, the crystallinity obtained by the previous laser irradiation is retained. (FIG. 5D) After that, the silicon nitride film 504 is removed. Through the above steps, crystalline silicon films required in the matrix circuit region and the peripheral logic circuit region can be obtained. Note that thermal annealing may be performed after the irradiation of the laser light in order to reduce stress distortion.

【0124】その後、結晶性シリコン膜をエッチングし
て島状の活性領域を形成する。スパッタ法によって、厚
さ1200Åの酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として形成す
る。さらに、スパッタ法によって厚さ4000Åのアル
ミニウム膜(0.2〜0.5重量%のスカンジウムを含
有する)を成膜して、パターニングして、ゲイト電極5
07a、507bを形成する。
Then, the crystalline silicon film is etched to form island-shaped active regions. A 1200 Å thick silicon oxide film is formed as a gate insulating film by the sputtering method. Further, an aluminum film (containing 0.2 to 0.5% by weight of scandium) having a thickness of 4000 Å is formed by a sputtering method and patterned to form a gate electrode 5
07a and 507b are formed.

【0125】周辺回路とマトリクス回路のゲイト電極5
07a、507bに多孔質陽極酸化物、緻密な陽極酸化
物を順次に形成する。なお、周辺回路領域の多孔質陽極
酸化物の厚さは3000Åとし、マトリクス回路側領域
の多孔質陽極酸化物の厚さは6000Åとし、また、緻
密な陽極酸化物の厚さは周辺回路、マトリクス回路双方
とも500Åとした。
Gate electrode 5 of peripheral circuit and matrix circuit
A porous anodic oxide and a dense anodic oxide are sequentially formed on 07a and 507b. The thickness of the porous anodic oxide in the peripheral circuit area is 3000 Å, the thickness of the porous anodic oxide in the matrix circuit side area is 6000 Å, and the dense anodic oxide is in the peripheral circuit and matrix. Both circuits were set to 500Å.

【0126】次に、多孔質陽極酸化物、緻密な陽極酸化
物をマスクにして、ゲイト電極507a、507bの下
層の酸化珪素膜をエッチングして、ゲイト絶縁膜508
a、508bを形成し、この後に多孔質陽極酸化物を剥
離する。さらに、実施例5と同様に、イオンドーピング
法により、活性領域に不純物イオンをドープする。この
結果、高濃度N型領域509aと509bと低濃度N型
領域510a、510bとからなる2重ドレイン構造の
Nチャネル型の薄膜トランジスタを得る。なお、緻密な
陽極酸化物被膜の厚さが500Åと薄いので、オフセッ
トゲイト領域は小さなものとなる。従って、その存在は
図示しない。高濃度N型領域509aと509bがソー
ス/ドレイン領域に対応する。(図5(E))
Next, using the porous anodic oxide and the dense anodic oxide as a mask, the silicon oxide film under the gate electrodes 507a and 507b is etched to form the gate insulating film 508.
a and 508b are formed, and then the porous anodic oxide is peeled off. Further, as in the fifth embodiment, the active region is doped with impurity ions by the ion doping method. As a result, an N-channel thin film transistor having a double drain structure including the high-concentration N-type regions 509a and 509b and the low-concentration N-type regions 510a and 510b is obtained. Since the dense anodic oxide film is as thin as 500Å, the offset gate region is small. Therefore, its existence is not shown. The high concentration N-type regions 509a and 509b correspond to the source / drain regions. (Fig. 5 (E))

【0127】ソースまたはドレイン領域とチャネル形成
領域との間に形成される低濃度N型領域は、主にチャネ
ル形成領域とドレイン領域との境界付近の電界強度を低
下させ、オフ電流特性を改善することにその効果があ
る。しかしながら、低濃度N型領域(低濃度不純物領
域)は高抵抗領域であり、移動度を低下させるため、薄
膜トランジスタの動作速度を低下させる。このため、高
速動作が要求されている周辺回路の薄膜トランジスタに
は、低濃度不純物領域を必ずしも設けなくともよいが、
とくに、オフ電流の値を小さくする必要があれば、移動
度の特性を損ねないように、設ければよい。
The low-concentration N-type region formed between the source or drain region and the channel forming region mainly lowers the electric field strength near the boundary between the channel forming region and the drain region and improves the off-current characteristic. Especially that effect. However, the low-concentration N-type region (low-concentration impurity region) is a high-resistance region, which lowers the mobility and thus the operating speed of the thin film transistor. Therefore, the thin film transistor of the peripheral circuit which is required to operate at high speed does not necessarily have to have the low concentration impurity region,
In particular, if it is necessary to reduce the off-current value, it may be provided so as not to impair the mobility characteristics.

【0128】本実施例では、周辺回路領域の多孔質陽極
酸化物の厚さは3000Åとしたため、低濃度N型領域
510aの幅は3000Åとなり、また、マトリクス回
路側領域の多孔質陽極酸化物の厚さを6000Åとした
ため、低濃度N型領域510bの幅は6000Åとな
る。即ち、高移動度が要求され、それほど低オフ電流特
性が要求されない周辺論理回路領域の薄膜トランジスタ
では低濃度N型領域の幅を狭して、一方、高移動度は要
求されず、低オフ電流特性が要求されるマトリクス回路
領域の薄膜トランジスタでは低濃度不純物領域の幅を大
きくするようにしたため、回路領域において必要とされ
る特性を有する薄膜トランジスタを選択的に形成するこ
とができる。
In this embodiment, since the thickness of the porous anodic oxide in the peripheral circuit region was 3000 Å, the width of the low concentration N type region 510a was 3000 Å, and the porous anodic oxide in the matrix circuit side region was Since the thickness is 6000Å, the width of the low concentration N-type region 510b is 6000Å. That is, in a thin film transistor in a peripheral logic circuit region where high mobility is required and low off-current characteristics are not required so much, the width of a low concentration N-type region is narrowed, while high mobility is not required and low off-current characteristics are low. Since the width of the low-concentration impurity region of the required thin film transistor in the matrix circuit region is increased, it is possible to selectively form the thin film transistor having the characteristics required in the circuit region.

【0129】その後、第1の層間絶縁物(厚さ4000
Åの酸化珪素膜)511を堆積し、これにコンタクトホ
ールを形成して、チタンの電極・配線511a、511
b、511c、511dを形成する。さらに、第2の層
間絶縁物(厚さ2000Åの窒化珪素膜)513を堆積
し、マトリクス領域の薄膜トランジスタのドレイン電極
512dにコンタクトホールを形成して、ITOによる
画素電極514を形成する。このようにして、モノリシ
ック型アクティブマトリクス回路を形成する。(図5
(F))
After that, the first interlayer insulator (thickness 4000
Å silicon oxide film) 511 is deposited, contact holes are formed in the film, and titanium electrodes / wirings 511a and 511 are formed.
b, 511c and 511d are formed. Further, a second interlayer insulator (a silicon nitride film having a thickness of 2000 Å) 513 is deposited, a contact hole is formed in the drain electrode 512d of the thin film transistor in the matrix region, and a pixel electrode 514 made of ITO is formed. In this way, a monolithic active matrix circuit is formed. (Fig. 5
(F))

【0130】〔実施例7〕図6に本実施例の作製工程を
示す。図6に示すのは、アクティブマトリクス型の液晶
表示装置を構成する一方の基板の作製工程である。本実
施例は、モノリシック型アクティブマトリクス回路の作
製方法に関するものであり、周辺回路はCMOS化され
ている。図6には、簡略化のために、周辺回路の部分は
NMOSのみを図示しており、左側が周辺回路であり、
右側がマトリクス回路である。
[Embodiment 7] FIG. 6 shows a manufacturing process of this embodiment. FIG. 6 shows a manufacturing process of one of the substrates included in the active matrix liquid crystal display device. The present embodiment relates to a method for manufacturing a monolithic active matrix circuit, in which the peripheral circuit is CMOS. In FIG. 6, for simplicity, only the NMOS is shown in the peripheral circuit portion, and the left side is the peripheral circuit.
The matrix circuit is on the right.

【0131】まずガラス基板621にプラズマCVD法
によって厚さ2000Åの下地酸化珪素膜622、厚さ
500Åのアモルファス状態のシリコン膜623を連続
的に成膜する。
First, a base silicon oxide film 622 having a thickness of 2000Å and a silicon film 623 in an amorphous state having a thickness of 500Å are successively formed on a glass substrate 621 by a plasma CVD method.

【0132】次にシリコン化合物および添加物を有機溶
剤に溶解した溶液にニッケルを所定の濃度で含有する酸
化珪素系被膜形成用塗布液を、シリコン膜623表面に
塗布して、さらに焼成することにより酸化珪素膜624
を形成する。例えば、酸化珪素系被膜形成用塗布液には
東京応化工業株式会社のOCD(Ohka Diffusion Sourc
e) Type2 Si59000を使用して、この溶
液とニッケル(II)アセチルアセトネ−トを酢酸メチルに
溶解したものとを混合し、SiO2 が2.0wt%、ニ
ッケルが200〜2000ppmとなるように調整す
る。この溶液をアモルファスシリコン膜623表面に適
量滴下し、スピナーを用い、2000rpmで15秒ス
ピンコートを行う。そしてプリベークを250℃で30
分間おこなうことによって、ニッケルを含有した酸化珪
素膜624を形成する。プリベークの温度は、ニッケル
化合物の分解温度に鑑みて決定すればよい。(図6
(A))
Then, a coating solution for forming a silicon oxide film containing nickel at a predetermined concentration in a solution of a silicon compound and additives in an organic solvent is applied to the surface of the silicon film 623 and further baked. Silicon oxide film 624
To form. For example, the coating liquid for forming a silicon oxide film is OCD (Ohka Diffusion Sourc) of Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
e) Use the Type2 Si59000, this solution with nickel (II) acetylacetonate - the door by mixing the solution obtained by dissolving in methyl acetate, SiO 2 is 2.0 wt%, so the nickel is 200~2000ppm adjust. An appropriate amount of this solution is dropped on the surface of the amorphous silicon film 623, and spin coating is performed at 2000 rpm for 15 seconds using a spinner. And pre-bake at 250 ℃ 30
By performing this for a minute, a silicon oxide film 624 containing nickel is formed. The prebaking temperature may be determined in consideration of the decomposition temperature of the nickel compound. (Fig. 6
(A))

【0133】酸化珪素被膜624を形成するための塗布
液としては、酸化珪素の微粉末を有機溶媒に分散させた
もの等を用いてもよい。なお、溶液として上記OCDを
用い、触媒としてニッケルを用いた場合、以下のような
方法を採用することができる。 (1)OCDに直接ニッケル化合物を添加する方法。 (2)ニッケル化合物を溶媒に溶かし溶液を作成し、該
溶液をOCDに添加する方法。
As the coating liquid for forming the silicon oxide film 624, fine powder of silicon oxide dispersed in an organic solvent may be used. When the above OCD is used as the solution and nickel is used as the catalyst, the following method can be adopted. (1) A method of directly adding a nickel compound to OCD. (2) A method in which a nickel compound is dissolved in a solvent to prepare a solution, and the solution is added to OCD.

【0134】上記(1)の方法を採用した場合、ニッケ
ル化合物としては、OCDの溶媒に溶けるものであるこ
とが必要である。例えば、ニッケルアセチルアセトネ−
ト、2−エチルヘキサン酸ニッケルをニッケル化合物と
して用いることができる。上記(2)の方法を採用した
場合、ニッケル化合物の溶液としては、水、アルコー
ル、エステル、ケトン等を用いることができるが、好ま
しくはOCDの溶媒として用いられているものと同一の
ものを用いることが望ましい。
When the above method (1) is adopted, the nickel compound must be one that is soluble in the OCD solvent. For example, nickel acetylacetone
And nickel 2-ethylhexanoate can be used as the nickel compound. When the method (2) is adopted, the solution of the nickel compound may be water, alcohol, ester, ketone or the like, and preferably the same solution as that used as the solvent of OCD is used. Is desirable.

【0135】この場合、ニッケルはニッケル化合物とし
て導入される。このニッケル化合物としては、代表的に
は臭化ニッケル、酢酸ニッケル、蓚酸ニッケル、塩化ニ
ッケル、沃化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、
蟻酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトネ−ト、4−シ
クロヘキシル酪酸ニッケル、から選ばれたものをアルコ
ールに溶かして用いることができる。
In this case, nickel is introduced as a nickel compound. The nickel compound is typically nickel bromide, nickel acetate, nickel oxalate, nickel chloride, nickel iodide, nickel nitrate, nickel sulfate,
A material selected from nickel formate, nickel acetylacetonate, and nickel 4-cyclohexylbutyrate can be used by dissolving in alcohol.

【0136】また触媒元素を含有させた溶液に界面活性
剤を添加することも有用である。また被形成面に密着剤
例えば東京応化工業のOAPの如きHMDS(ヘキサ−
メチル−ジシラザン)を用いることにより、被形成面に
対する密着性を高めることができる。
It is also useful to add a surfactant to the solution containing the catalytic element. On the surface to be formed, an adhesive agent such as HMDS (Hexa-
By using (methyl-disilazane), the adhesion to the surface to be formed can be increased.

【0137】以上述べたのは、触媒元素であるニッケル
が完全に溶解した溶液を用いる例であるが、ニッケルが
完全に溶解していなくとも、ニッケル単体あるいはニッ
ケルの化合物からなる粉末が分散媒中に均一に分散した
エマルジョンの如き材料をOCDに混合して用いてもよ
い。
The above description is an example of using a solution in which nickel, which is a catalytic element, is completely dissolved. However, even if nickel is not completely dissolved, a powder of nickel alone or a nickel compound is dispersed in the dispersion medium. A material such as an emulsion uniformly dispersed in the above may be mixed with the OCD and used.

【0138】本実施例では、酸化珪素膜624の厚さが
400Åのもの(試料I)と3000Åのもの(試料I
I) の2種類のサンプルを形成した。その後、酸化珪素
膜624をエッチングして、マトリクス回路領域のシリ
コン膜623を露出せしめる。次に、窒素雰囲気中、5
50℃、4時間の熱アニールを行う。この結果、酸化珪
素膜624に含有されていたニッケルがアモルファスシ
リコン膜623が下層の周辺論理回路領域のアモルファ
スシリコン膜623内に拡散するため、周辺論理回路領
域のアモルファスシリコン膜623が結晶化されて、結
晶性シリコン膜625aを得る。一方、酸化珪素膜62
4で覆われていないマトリクス回路領域のアモルファス
シリコン膜623はニッケルが拡散しないため、結晶化
されないが、水素が放出されて、水素濃度の小さいアモ
ルファスシリコンとされる。
In this embodiment, the thickness of the silicon oxide film 624 is 400 Å (Sample I) and 3000 Å (Sample I).
Two samples of I) were formed. After that, the silicon oxide film 624 is etched to expose the silicon film 623 in the matrix circuit region. Next, in a nitrogen atmosphere,
Thermal annealing is performed at 50 ° C. for 4 hours. As a result, since the nickel contained in the silicon oxide film 624 diffuses into the amorphous silicon film 623 in the lower peripheral logic circuit area, the amorphous silicon film 623 is crystallized in the peripheral logic circuit area. , A crystalline silicon film 625a is obtained. On the other hand, the silicon oxide film 62
The amorphous silicon film 623 in the matrix circuit region not covered with No. 4 is not crystallized because nickel does not diffuse, but hydrogen is released and becomes amorphous silicon having a low hydrogen concentration.

【0139】その後、酸化珪素膜624を付けたままK
rFエキシマーレーザー光(波長248nm)を照射す
る。本実施例では、結晶性の均一性を向上させるため、
2回のレーザー照射を行う。レーザー光の照射は、1回
目の照射時は200〜250mJ/cm2 、例えば22
0mJ/cm2 とする。また2回目の照射時は、350
〜400mJ/cm2 、例えば380mJ/cm2 とす
る。この結果、マトリクス回路領域のアモルファスシリ
コンが結晶化されて、結晶性シリコン膜625bを得
る。(図6(B))
Thereafter, with the silicon oxide film 624 attached, K
Irradiation with rF excimer laser light (wavelength 248 nm) is performed. In this embodiment, in order to improve the uniformity of crystallinity,
Laser irradiation is performed twice. Irradiation with laser light is 200 to 250 mJ / cm 2 , for example, 22 during the first irradiation.
It is set to 0 mJ / cm 2 . Also, during the second irradiation, 350
˜400 mJ / cm 2 , for example 380 mJ / cm 2 . As a result, the amorphous silicon in the matrix circuit region is crystallized to obtain the crystalline silicon film 625b. (Fig. 6 (B))

【0140】他方、周辺回路領域の結晶性シリコン膜6
25aは、試料Iでは、酸化珪素膜624の厚さが40
0Åと極めて薄いために、レーザー光が酸化珪素膜62
4を透過して、相当量のエネルギー(最初の照射で〜2
00mJ/cm2 、2回目の照射で〜340mJ/cm
2 )が到達したため、結晶性シリコン膜625aの結晶
性をより高めることができ、。結晶性シリコン膜625
cを得る。(図6(C))
On the other hand, the crystalline silicon film 6 in the peripheral circuit region
In Sample I, 25a has a thickness of the silicon oxide film 624 of 40
Since it is extremely thin as 0 Å, the laser light is emitted from the silicon oxide film 62.
4 through which a considerable amount of energy (~ 2
00 mJ / cm 2 , second irradiation ~ 340 mJ / cm
Since 2 ) has arrived, the crystallinity of the crystalline silicon film 625a can be further enhanced ,. Crystalline silicon film 625
get c. (Fig. 6 (C))

【0141】しかしながら、試料IIでは、酸化珪素膜6
24の厚さが3000Åと厚いために、レーザー光のエ
ネルギーが酸化珪素膜624に相当量吸収されてしまう
ので、結晶性シリコン膜625aの結晶性が改善される
には至らなかった。そこで、試料IIに関しては、レーザ
ー光を照射して、マトリクス回路領域のアモルファスシ
リコンを結晶化させた後に、酸化珪素膜624を除去し
て、更に、レーザー光を照射して、。結晶性シリコン膜
625aの結晶性を向上させる。本実施例では、レーザ
ーのエネルギー密度を300〜350mJ/cm2 、例
えば、340mJ/cm2 としてレーザー光の照射を行
う。この程度のエネルギー密度ではマトリクス回路領域
の結晶性シリコン膜625aにはほとんど影響がない。
このようにして、結晶性シリコン膜625cを得る。
However, in the sample II, the silicon oxide film 6 was used.
Since the thickness of 24 is as thick as 3000 Å, the energy of the laser beam is absorbed by the silicon oxide film 624 in a considerable amount, and therefore the crystallinity of the crystalline silicon film 625a cannot be improved. Therefore, for sample II, after irradiating laser light to crystallize the amorphous silicon in the matrix circuit region, the silicon oxide film 624 is removed, and further laser light is radiated. The crystallinity of the crystalline silicon film 625a is improved. In this embodiment, laser light irradiation is performed with a laser energy density of 300 to 350 mJ / cm 2 , for example, 340 mJ / cm 2 . With such an energy density, the crystalline silicon film 625a in the matrix circuit region is hardly affected.
Thus, the crystalline silicon film 625c is obtained.

【0142】以上の工程によって、マトリクス回路領域
および周辺論理回路領域に必要な結晶性のシリコン膜6
25b、625cが得られる。なお、レーザー照射後、
応力歪みを緩和するために、熱アニールをおこなっても
よい。
Through the above steps, the crystalline silicon film 6 required for the matrix circuit area and the peripheral logic circuit area is formed.
25b and 625c are obtained. After laser irradiation,
Thermal annealing may be performed to relieve the stress strain.

【0143】その後、結晶性シリコン膜625b、62
5cをエッチングして島状の活性領域を形成する。(図
6(D)) その後、結晶性シリコン膜をエッチングして島状の活性
領域を形成する。スパッタ法によって、厚さ1200Å
の酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として形成する。さらに、
スパッタ法によって厚さ4000Åのアルミニウム膜
(0.2〜0.5重量%のスカンジウムを含有する)を
成膜して、パターニングして、ゲイト電極626a、6
26bを形成する。
After that, the crystalline silicon films 625b and 625b are formed.
5c is etched to form an island-shaped active region. (FIG. 6D) After that, the crystalline silicon film is etched to form island-shaped active regions. Thickness of 1200Å by sputtering method
Is formed as a gate insulating film. further,
A 4000 Å thick aluminum film (containing 0.2 to 0.5% by weight of scandium) is formed by a sputtering method and patterned to form gate electrodes 626a, 6
26b is formed.

【0144】周辺回路とマトリクス回路のゲイト電極6
26a、626bに多孔質陽極酸化物、緻密な陽極酸化
物を順次に形成する。なお、周辺回路領域の多孔質陽極
酸化物の厚さは3000Åとし、マトリクス回路側領域
の多孔質陽極酸化物の厚さは6000Åとし、また、緻
密な陽極酸化物の厚さは周辺回路、マトリクス回路双方
とも300Åとした。
Gate electrodes 6 of peripheral circuit and matrix circuit
A porous anodic oxide and a dense anodic oxide are sequentially formed on 26a and 626b. The thickness of the porous anodic oxide in the peripheral circuit area is 3000 Å, the thickness of the porous anodic oxide in the matrix circuit side area is 6000 Å, and the thickness of the dense anodic oxide is the peripheral circuit and the matrix. Both circuits were set to 300Å.

【0145】次に、多孔質陽極酸化物、緻密な陽極酸化
物をマスクにして、ゲイト電極626a、626bの下
層の酸化珪素膜をエッチングして、ゲイト絶縁膜627
a、627bを形成し、この後に多孔質陽極酸化物を剥
離する。
Next, using the porous anodic oxide and the dense anodic oxide as a mask, the silicon oxide film under the gate electrodes 626a and 626b is etched to form a gate insulating film 627.
a and 627b are formed, and then the porous anodic oxide is peeled off.

【0146】さらに、実施例5と同様に、イオンドーピ
ング法により、活性領域に不純物イオンをドープする。
この結果、高濃度N型領域628a、628bと、低濃
度N型領域629a、629bとからなる2重ドレイン
構造のNチャネル型の薄膜トランジスタを得る。高濃度
N型領域628aと628bがソース/ドレイン領域に
対応する。なお、緻密な陽極酸化物被膜の厚さが300
Åと薄いので、オフセットゲイト領域は小さなものとな
る。従って、その存在は図示しない。(図6(D))
Further, as in the fifth embodiment, the active region is doped with impurity ions by the ion doping method.
As a result, an N-channel thin film transistor having a double drain structure including the high-concentration N-type regions 628a and 628b and the low-concentration N-type regions 629a and 629b is obtained. The high concentration N-type regions 628a and 628b correspond to the source / drain regions. The thickness of the dense anodic oxide coating is 300
As thin as Å, the offset gate area is small. Therefore, its existence is not shown. (Figure 6 (D))

【0147】その後、第1の層間絶縁物(厚さ4000
Åの酸化珪素膜)630を堆積し、これにコンタクトホ
ールを形成して、チタンの電極・配線631a、631
b、631c、631dを形成する。さらに、第2の層
間絶縁物(厚さ2000Åの窒化珪素膜)632を堆積
し、マトリクス領域のTFTのドレイン電極631dに
コンタクトホールを形成して、ITOによる画素電極6
33を形成する。このようにして、モノリシック型アク
ティブマトリクス回路を形成することができる。(図6
(E))
Then, the first interlayer insulator (thickness 4000
Å silicon oxide film) 630 is deposited, contact holes are formed in this, and titanium electrodes / wirings 631a and 631 are formed.
b, 631c, 631d are formed. Further, a second interlayer insulator (a silicon nitride film having a thickness of 2000 Å) 632 is deposited, a contact hole is formed in the drain electrode 631d of the TFT in the matrix region, and the ITO pixel electrode 6 is formed.
33 is formed. In this way, a monolithic active matrix circuit can be formed. (Fig. 6
(E))

【0148】本実施例では、周辺回路領域の多孔質陽極
酸化物の厚さは3000Åとしたため、低濃度N型領域
510aの幅は3000Åとなり、また、マトリクス回
路側領域の多孔質陽極酸化物の厚さを6000Åとした
ため、低濃度N型領域510bの幅は6000Åとな
る。即ち、高移動度が要求され、それほど低オフ電流特
性が要求されない周辺論理回路領域の薄膜トランジスタ
では低濃度N型領域の幅を狭くする。他方、高移動度は
要求されず、低オフ電流特性が要求されるマトリクス回
路領域の薄膜トランジスタでは低濃度不純物領域の幅を
大きくするようにしたため、回路領域において必要とさ
れる特性を有する薄膜トランジスタを選択的に形成する
ことができる。
In this example, since the thickness of the porous anodic oxide in the peripheral circuit region was 3000 Å, the width of the low concentration N-type region 510a was 3000 Å, and the porous anodic oxide in the matrix circuit side region was Since the thickness is 6000Å, the width of the low concentration N-type region 510b is 6000Å. That is, the width of the low concentration N-type region is narrowed in the thin film transistor in the peripheral logic circuit region, which requires high mobility and does not require low off-current characteristics. On the other hand, in the thin film transistor in the matrix circuit area where high mobility is not required and low off current characteristics are required, the width of the low concentration impurity area is made large, so that a thin film transistor having characteristics required in the circuit area is selected. Can be formed as desired.

【0149】[0149]

【発明の効果】本発明に係る半導体回路は、周辺回路領
域の活性領域には、珪素の結晶化を助長する触媒元素を
含有させ、マトリクス回路領域にはこの触媒元素を含有
しないようして、互いに異なる結晶性を有する活性領域
を所定の領域に形成するようにしたため、このような活
性領域を使用して薄膜トランジスタを作製することによ
り、同一基板上に、周辺回路には高オン電流特性を有す
る薄膜トランジスタを形成することができ、マトリクス
回路には、低オフ電流特性を有する薄膜トランジスタ形
成することができる。これを液晶ディスプレーに応用し
た場合には、量産性の向上と特性の改善が図られる。
In the semiconductor circuit according to the present invention, the active element in the peripheral circuit area contains a catalytic element that promotes crystallization of silicon, and the matrix circuit area does not contain this catalytic element. Since active regions having crystallinity different from each other are formed in a predetermined region, a thin film transistor is manufactured using such active regions, so that a peripheral circuit has high on-current characteristics on the same substrate. A thin film transistor can be formed, and a thin film transistor having low off-state current characteristics can be formed in the matrix circuit. When this is applied to a liquid crystal display, mass productivity and characteristics can be improved.

【0150】また、本発明の薄膜半導体の作製方法にお
いて、同一のプロセスにより、周辺回路に好適な高オン
電流特性を有する薄膜トランジスタと、マトリクス回路
に好適な低オフ電流特性を有する薄膜トランジスタと形
成することができるので、工程が複雑にならず、生産性
を低下させない。
In the method for manufacturing a thin film semiconductor of the present invention, a thin film transistor having a high on-current characteristic suitable for a peripheral circuit and a thin film transistor having a low off current characteristic suitable for a matrix circuit are formed by the same process. Therefore, the process is not complicated and the productivity is not reduced.

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

【図1】従来のモノリシック型アクティブマトリクス回
路の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional monolithic active matrix circuit.

【図2】実施例1、2の作製工程毎の基板の断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate for each manufacturing process of Examples 1 and 2.

【図3】実施例3、4の作製工程毎の基板の断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a substrate for each manufacturing process of Examples 3 and 4.

【図4】実施例5の作製工程毎の基板の断面図である。4A to 4C are cross-sectional views of the substrate in each manufacturing process of Example 5.

【図5】実施例6の作製工程毎の基板の断面図である。5A to 5C are cross-sectional views of the substrate in each manufacturing process of Example 6.

【図6】実施例7の作製工程毎の基板の断面図である。6A to 6C are cross-sectional views of the substrate in each manufacturing process of Example 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201 ガラス基板 202、204、208、216 酸化珪素膜 203 アモルファスシリ
コン膜 205 酢酸ニッケル薄膜 206a 結晶性シリコン領
域 206b アモルファスシリ
コン領域 209a、209b フォトレジストの
マスク 210a、210b ゲイト電極 211a、211b 多孔質陽極酸化物 212a、212b 緻密な陽極酸化物 213a、213b ゲイト絶縁膜 214a、214b 燐イオンが高濃度
にドーピングされた領域 215a、215b 燐イオンが低濃度
にドーピングされた領域 216、217 オフセットゲイト
領域 218 酸化珪素膜 219a〜219c アルミニウムの電
極・配線 220 窒化珪素膜 221 画素電極
201 glass substrates 202, 204, 208, 216 silicon oxide film 203 amorphous silicon film 205 nickel acetate thin film 206a crystalline silicon region 206b amorphous silicon regions 209a, 209b photoresist masks 210a, 210b gate electrodes 211a, 211b porous anodic oxide 212a, 212b Dense anodic oxides 213a, 213b Gate insulating films 214a, 214b Regions 215a, 215b heavily doped with phosphorus ions Regions 216, 217 lightly doped with phosphorus ions Offset gate regions 218 Silicon oxide film 219a to 219c Aluminum electrode / wiring 220 Silicon nitride film 221 Pixel electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/78 627G (72)発明者 大谷 久 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (72)発明者 竹村 保彦 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 平6−267988(JP,A) 特開 平8−6053(JP,A) 特開 平6−104432(JP,A) 特開 平5−173179(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/20 H01L 21/336 G02F 1/1368 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 29/78 627G (72) Inventor Hisashi Otani 398 Hase, Atsugi-shi, Kanagawa Prefecture Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiko Takemura 398 Hase, Atsugi, Kanagawa Prefecture, Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (56) Reference JP-A-6-267988 (JP, A) JP-A-8-6053 (JP, A) JP-A-6-104432 (JP, A) ) JP-A-5-173179 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/20 H01L 21/336 G02F 1/1368

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】周辺回路とマトリクス回路とを有し、前記
周辺回路及びマトリクス回路にそれぞれ薄膜トランジス
タを有する半導体回路において、 前記周辺回路の薄膜トランジスタの結晶化されたシリコ
ン膜からなる活性領域中のアモルファス状態のシリコン
結晶化を助長する触媒元素の濃度は、1×10 15 〜1
×10 19 原子/cm 3 であり、 前記マトリクス回路の薄膜トランジスタの結晶化された
シリコン膜からなる活性領域中のアモルファス状態のシ
リコンの結晶化を助長する触媒元素の濃度は、1×10
15 原子/cm 3 未満であり、 前記マトリクス回路の薄膜トランジスタは、ソース領域
と及びドレイン領域とチャネル形成領域との間に形成さ
れた低濃度不純物領域を有することを特徴とする半導体
回路。
1. A semiconductor circuit having a peripheral circuit and a matrix circuit, wherein each of the peripheral circuit and the matrix circuit has a thin film transistor, wherein the thin film transistor of the peripheral circuit is crystallized.
Amorphous silicon in the active region consisting of a silicon film
The concentration of the catalytic element for promoting crystallization, 1 × 10 15 ~1
× 10 19 atoms / cm 3 and the thin film transistor of the matrix circuit was crystallized.
Amorphous state in the active region consisting of silicon film
The concentration of the catalytic element that promotes crystallization of the recon is 1 × 10
The number of atoms is less than 15 atoms / cm 3 , and the thin film transistor of the matrix circuit has a low-concentration impurity region formed between a source region, a drain region, and a channel formation region.
【請求項2】請求項1において、前記周辺回路の薄膜ト
ランジスタの前記活性領域に含有されている前記触媒
素の単位面積当たりの量は、前記マトリクス回路の薄膜
トランジスタの前記活性領域に含有されている前記触媒
元素の単位面積当たりの量の10倍以上であることを特
徴とする半導体回路。
2. The amount of the catalyst element contained in the active region of the thin film transistor of the peripheral circuit per unit area in the active region of the thin film transistor of the matrix circuit according to claim 1. A semiconductor circuit characterized in that the amount of the catalyst element contained is 10 times or more the amount per unit area.
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記周
辺回路の薄膜トランジスタの電界効果移動度は、前記マ
トリクス回路の薄膜トランジスタの電界効果移動度より
大きいことを特徴とする半導体回路。
3. The semiconductor circuit according to claim 1 , wherein the field effect mobility of the thin film transistor of the peripheral circuit is higher than the field effect mobility of the thin film transistor of the matrix circuit.
【請求項4】請求項1乃至のいずれか一において、前
触媒元素として、Fe、Co、Ni、Rh、Pd、O
s、Ir、Pt、CuあるいはAuから選ばれた一種ま
たは複数種類の元素が用いられることを特徴とする半導
体回路。
4. A any one of claims 1 to 3, as the catalyst element, Fe, Co, Ni, Rh , Pd, O
A semiconductor circuit comprising one or more elements selected from s, Ir, Pt, Cu or Au.
【請求項5】請求項1乃至のいずれか一において、前
触媒元素の濃度は、2次イオン質量分析法により測定
された値の最小値で定義されることを特徴とする半導体
回路。
5. A any one of claims 1 to 4, the concentration of the catalyst element, a semiconductor circuit, characterized in that it is defined by a minimum value of values measured by secondary ion mass spectrometry.
【請求項6】請求項1乃至のいずれか一において、前
記マトリクス回路の薄膜トランジスタは、前記チャネル
形成領域と前記低濃度不純物領域との間に形成されたオ
フセット領域を有することを特徴とする半導体回路。
6. A any one of claims 1 to 5, the thin film transistor of said matrix circuit, a semiconductor, characterized in that an offset region formed between the channel formation region and the low concentration impurity regions circuit.
【請求項7】請求項1乃至6のいずれか一において、前
記半導体回路は、液晶ディスプレーに用いられることを
特徴とする半導体回路。
7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein
Note that semiconductor circuits are used in liquid crystal displays.
Characteristic semiconductor circuit.
【請求項8】薄膜トランジスタをそれぞれ含む周辺回路
領域及びマトリクス回路領域を有し、前記マトリクス回
路領域の前記薄膜トランジスタは低濃度不純物領域を有
する半導体回路の作製方法において、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域にそれぞ
アモルファス状態のシリコン膜を形成し、 前記周辺回路領域の前記アモルファス状態のシリコン膜
アモルファス状態のシリコンの結晶化を助長する触媒
元素を導入し、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
モルファス状態のシリコン膜を加熱し、前記周辺回路領
域の前記アモルファス状態のシリコン膜を結晶化、 前記周辺回路領域の前記結晶化されたシリコン膜及び前
記マトリクス回路領域の前記アモルファス状態のシリコ
ン膜にレーザーを照射することを特徴とする半導体回
路の作製方法。
8. A method of manufacturing a semiconductor circuit, comprising a peripheral circuit region and a matrix circuit region each including a thin film transistor, wherein the thin film transistor in the matrix circuit region has a low-concentration impurity region, wherein the peripheral circuit region and the matrix circuit region. Forming a silicon film in an amorphous state on each of the peripheral circuits, and introducing a catalyst element for promoting crystallization of amorphous silicon into the amorphous silicon film in the peripheral circuit region, wherein a region and the matrix circuit region
Heating the silicon film Amorphous state, the silicon film of the amorphous state of the peripheral circuit region crystallized silicon of the amorphous silicon film above was crystallized in the peripheral circuit region and the matrix circuit region
A method for manufacturing a semiconductor circuit, which comprises irradiating a semiconductor film with laser light .
【請求項9】薄膜トランジスタをそれぞれ含む周辺回路
領域及びマトリクス回路領域を有し、前記マトリクス回
路領域の前記薄膜トランジスタは低濃度不純物領域を有
する半導体回路の作製方法において、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域にそれぞ
アモルファス状態のシリコン膜を形成し、 前記周辺回路領域の前記アモルファス状態のシリコン膜
に密着してアモルファス状態のシリコンの結晶化を助長
する触媒元素を有する被膜を形成し、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
モルファス状態のシリコン膜を加熱し、前記周辺回路領
域の前記アモルファス状態のシリコン膜を結晶化、 前記周辺回路領域の前記結晶化されたシリコン膜及び前
記マトリクス回路領域の前記アモルファス状態のシリコ
ン膜にレーザーを照射することを特徴とする半導体回
路の作製方法。
9. A method of manufacturing a semiconductor circuit, comprising a peripheral circuit region and a matrix circuit region each including a thin film transistor, wherein the thin film transistor in the matrix circuit region has a low concentration impurity region, wherein the peripheral circuit region and the matrix circuit region. Forming a silicon film in an amorphous state on each of them, and forming a film having a catalytic element that adheres to the silicon film in an amorphous state in the peripheral circuit region and promotes crystallization of silicon in an amorphous state , wherein a peripheral circuit region and the matrix circuit region
Heating the silicon film Amorphous state, the silicon film of the amorphous state of the peripheral circuit region crystallized silicon of the amorphous silicon film above was crystallized in the peripheral circuit region and the matrix circuit region
A method for manufacturing a semiconductor circuit, which comprises irradiating a semiconductor film with laser light .
【請求項10】薄膜トランジスタをそれぞれ含む周辺回
路領域及びマトリクス回路領域を有し、前記マトリクス
回路領域の前記薄膜トランジスタは低濃度不純物領域を
有する半導体回路の作製方法において、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域にそれぞ
アモルファス状態のシリコン膜を形成し、 前記周辺回路領域の前記アモルファス状態のシリコン膜
に酸化珪素膜を形成し、 前記周辺回路領域の前記酸化珪素膜アモルファス状
態のシリコンの結晶化を助長する触媒元素を含んだ溶液
塗布し、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
モルファス状態のシリコン膜を加熱し、前記周辺回路領
域の前記アモルファス状態のシリコン膜を結晶化、 前記周辺回路領域の前記結晶化されたシリコン膜及び前
記マトリクス回路領域の前記アモルファス状態のシリコ
ン膜にレーザーを照射することを特徴とする半導体回
路の作製方法。
10. A method for manufacturing a semiconductor circuit, comprising: a peripheral circuit region including a thin film transistor and a matrix circuit region respectively; and the thin film transistor in the matrix circuit region having a low concentration impurity region, wherein the peripheral circuit region and the matrix circuit region. Amorphous silicon film is formed on each of the above, and the amorphous silicon film in the peripheral circuit region is formed.
A silicon oxide film is formed on the silicon oxide film , and an amorphous film is formed on the silicon oxide film in the peripheral circuit region.
Solution containing a catalytic element that promotes crystallization of crystalline silicon
Was applied, the A of the peripheral circuit region and the matrix circuit region
Heating the silicon film Amorphous state, the silicon film of the amorphous state of the peripheral circuit region crystallized silicon of the amorphous silicon film above was crystallized in the peripheral circuit region and the matrix circuit region
A method for manufacturing a semiconductor circuit, which comprises irradiating a semiconductor film with laser light .
【請求項11】薄膜トランジスタをそれぞれ含む周辺回
路領域及びマトリクス回路領域を有し、前記マトリクス
回路領域の前記薄膜トランジスタは低濃度不純物領域を
有する半導体回路の作製方法において、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域にそれぞ
アモルファス状態のシリコン膜を形成し、 前記周辺回路領域の前記アモルファス状態のシリコン膜
アモルファス状態のシリコンの結晶化を助長する触媒
元素を導入し、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
モルファス状態のシリコン膜にレーザーを照射し、前
記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記アモ
ルファス状態のシリコン膜を結晶化、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
晶化されたシリコン膜を加熱することを特徴とする半導
体回路の作製方法。
11. A method of manufacturing a semiconductor circuit, comprising a peripheral circuit region and a matrix circuit region each including a thin film transistor, wherein the thin film transistor in the matrix circuit region has a low-concentration impurity region, wherein the peripheral circuit region and the matrix circuit region. Forming a silicon film in an amorphous state on each of the peripheral circuits, and introducing a catalyst element for promoting crystallization of amorphous silicon into the amorphous silicon film in the peripheral circuit region, wherein a region and the matrix circuit region
Irradiating a laser beam to the silicon film Amorphous state, the Amo of the peripheral circuit region and the matrix circuit region
The silicon film in the rufus state is crystallized to connect the peripheral circuit region and the matrix circuit region with each other.
A method for manufacturing a semiconductor circuit, which comprises heating a crystallized silicon film .
【請求項12】薄膜トランジスタをそれぞれ含む周辺回
路領域及びマトリクス回路領域を有し、前記マトリクス
回路領域の前記薄膜トランジスタは低濃度不純物領域を
有する半導体回路の作製方法において、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域にそれぞ
アモルファス状態のシリコン膜を形成し、 前記周辺回路領域の前記アモルファス状態のシリコン膜
に密着してアモルファス状態のシリコンの結晶化を助長
する触媒元素を有する被膜を形成し、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
モルファス状態のシリコン膜にレーザーを照射し、前
記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記アモ
ルファス状態のシリコン膜を結晶化し、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
晶化されたシリコン膜を加熱することを特徴とする半導
体回路の作製方法。
12. A method of manufacturing a semiconductor circuit, comprising a peripheral circuit region and a matrix circuit region each including a thin film transistor, wherein the thin film transistor in the matrix circuit region has a low-concentration impurity region, wherein the peripheral circuit region and the matrix circuit region. Forming a silicon film in an amorphous state on each of them, and forming a film having a catalytic element that adheres to the silicon film in an amorphous state in the peripheral circuit region and promotes crystallization of silicon in an amorphous state , wherein a peripheral circuit region and the matrix circuit region
Irradiating a laser beam to the silicon film Amorphous state, the Amo of the peripheral circuit region and the matrix circuit region
The silicon film in the rufus state is crystallized to connect the peripheral circuit region and the matrix circuit region with each other.
A method for manufacturing a semiconductor circuit, which comprises heating a crystallized silicon film .
【請求項13】薄膜トランジスタをそれぞれ含む周辺回
路領域及びマトリクス回路領域を有し、前記マトリクス
回路領域の前記薄膜トランジスタは低濃度不純物領域を
有する半導体回路の作製方法において、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域にそれぞ
アモルファス状態のシリコン膜を形成し、 前記周辺回路領域の前記アモルファス状態のシリコン膜
に酸化珪素膜を形成し、 前記周辺回路領域の前記酸化珪素膜アモルファス状
態のシリコンの結晶化を助長する触媒元素を含んだ溶液
塗布し、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
モルファス状態のシリコン膜にレーザーを照射し、前
記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記アモ
ルファス状態のシリコン膜を結晶化し、 前記周辺回路領域及び前記マトリクス回路領域の前記
晶化されたシリコン膜を加熱することを特徴とする半導
体回路の作製方法。
13. A method of manufacturing a semiconductor circuit, comprising a peripheral circuit region and a matrix circuit region each including a thin film transistor, wherein the thin film transistor in the matrix circuit region has a low-concentration impurity region, the peripheral circuit region and the matrix circuit region. Amorphous silicon film is formed on each of the above, and the amorphous silicon film in the peripheral circuit region is formed.
A silicon oxide film is formed on the silicon oxide film , and an amorphous film is formed on the silicon oxide film in the peripheral circuit region.
Solution containing a catalytic element that promotes crystallization of crystalline silicon
Was applied, the A of the peripheral circuit region and the matrix circuit region
Irradiating a laser beam to the silicon film Amorphous state, the Amo of the peripheral circuit region and the matrix circuit region
The silicon film in the rufus state is crystallized to connect the peripheral circuit region and the matrix circuit region with each other.
A method for manufacturing a semiconductor circuit, which comprises heating a crystallized silicon film .
【請求項14】請求項10または請求項13において、
前記触媒元素はスピンコート法によって塗布されること
を特徴とする半導体回路の作製方法。
14. The method according to claim 10 or 13 ,
A method of manufacturing a semiconductor circuit, wherein the catalyst element is applied by a spin coating method.
【請求項15】請求項8乃至10のいずれか一におい
て、前記周辺回路領域の前記結晶化されたシリコン膜及
び前記マトリクス回路領域の前記アモルファス状態のシ
リコン膜にレーザー光を照射した後、加熱することを特
徴とする半導体回路の作製方法。
15. The odor according to any one of claims 8 to 10.
The crystallized silicon film in the peripheral circuit area and
And the amorphous state of the matrix circuit area.
After irradiating the laser beam on the recon film, it is special to heat it.
A method for manufacturing a semiconductor circuit as a characteristic.
【請求項16】請求項乃至15のいずれか一におい
て、前記触媒元素として、Fe、Co、Ni、Rh、P
d、Os、Ir、Pt、CuあるいはAuから選ばれた
一種または複数種類の元素が用いられることを特徴とす
る半導体回路の作製方法。
16. In any one of claims 8 to 15, as the catalyst element, Fe, Co, Ni, Rh, P
A method of manufacturing a semiconductor circuit, wherein one or more kinds of elements selected from d, Os, Ir, Pt, Cu or Au are used.
【請求項17】請求項乃至16のいずれか一項におい
て、加熱する温度は450〜580℃であることを特徴
とする半導体回路の作製方法。
17. any one of claims 8 to 16, a method for manufacturing a semiconductor circuit, wherein the temperature for heating is four hundred and fifty to five hundred eighty ° C..
【請求項18】請求項8乃至17のいずれか一項におい
て、前記周辺回路領域の前記結晶化されたシリコン膜中
の前記触媒元素の濃度は、1×10 15 〜1×10 19 原子
/cm 3 であることを特徴とする半導体回路の作製方
法。
18. The odor according to any one of claims 8 to 17.
In the crystallized silicon film in the peripheral circuit region
The concentration of the catalytic element is 1 × 10 15 to 1 × 10 19 atoms
/ Cm 3 is a method of manufacturing a semiconductor circuit characterized by
Law.
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