JP3718334B2 - Manufacturing method of semiconductor device and manufacturing method of substrate for liquid crystal panel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ガラス基板上に形成される薄膜トランジスタ(以下、単にTFTという)のような半導体装置の製造方法に関し、特に、熱処理やCVD処理などによってダメージを受けた基板表面の性質を回復させるととともに、その表面に付着した不純物、残査物を除去する技術に関する。さらに、この半導体装置並びにこれを用いた液晶パネル用基板および液晶パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体装置の製造方法、例えば、TFTの製造方法において、ゲート電極2aは、次のようにして形成される。すなわち、第1に、基板10上にポリシリコンやアモルファスシリコンなどを堆積した後、パターニングして、ソース・ドレイン・チャネルとなる能動層1aを形成し、第2に、この能動層1aの表面を熱酸化等して、ゲート絶縁膜12を形成し、第3に、この後、導電層を堆積した後、パターニングすることにより、図2の(5)で示されるようなゲート電極2aが形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、TFTの能動層1aが形成された基板10を何らかの理由により長期間放置すると、その表面に結晶化物が析出してしまい、後の工程において悪影響を及ぼすという問題が生じた。
【0004】
この原因について検討してみると、以下の理由によるものと考えられる。第1に、ポリシリコン層1を基板10の表面に堆積させるのにCVD等を用いるため、基板10の表面に何らかのダメージが発生する。第2に、このダメージのため、TFTの能動層1aを形成した後に基板10の表面を洗浄しても、洗浄液等を完全に取り除くことができない。第3に、この残留物が空気中の炭化水素を吸着する結果、結晶化物を析出させる、と考えられる。
【0005】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、TFTのように絶縁性基板上にシリコン層を堆積し、所定のパターンに形成した後、当該基板を長期間放置しても、後の工程に悪影響を及ぼすことのない半導体の製造方法、半導体装置、この素子を用いた液晶パネル用基板、および、この基板を用いた液晶パネルを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、絶縁性の第1の層の上に半導体装置の能動層となるポリシリコンの第2の層をCVD法により形成する第1の工程と、
当該第2の層を所定の島状パターンに形成する第2の工程とを少なくとも有する半導体装置の製造方法において、
前記第2の工程では、前記第1の工程により形成した前記第2の層のうちの不要部分のエッチングとともに、前記不要部分のエッチングにより露出した前記第1の層のうち、前記CVD法によりダメージを受けた表面部分も同時に、CHF3ガス及びSF6ガスを用いた反応性イオンエッチングによるエッチングをすることを特徴とする。
また、上記課題を解決するため本発明にあっては、前記半導体装置は、複数の走査線と複数のデータ線とにそれぞれ接続され、各画素に対応して形成される薄膜トランジスタであり、前記第1の層は絶縁性基板であることを特徴とする。
【0007】
通常、層の堆積には、CVDやスパッタリングなどが用いられるため、第1の層の表面は、少なからずダメージを受ける。しかしながら、本発明によれば、第1の層の表面がエッチングされるので、ダメージを受けた部分が除去され、第1の層の本来的な性質を引き出すことが可能となる。また、このエッチングに伴い、第1の層の表面に付着した不純物や洗浄時の残査物なども除去される。
【0008】
また、本発明の液晶パネル用基板の製造方法は、絶縁性基板上に薄膜トランジスタの能動層となるポリシリコン層をCVD法により堆積する工程と、
CHF3ガス及びSF6ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、前記ポリシリコン層の島状のパターニング及び前記絶縁性基板上のうち前記CVD法によりダメージを受けた露出部分のライトエッチングを同時に行う工程と、
前記パターニングされた前記ポリシリコン層を覆うようにゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、を有することを特徴とする。本発明によれば、ゲート絶縁膜のエッチングに伴い、露出された基板の表面もエッチングされるため、不純物などが除去され、基板の悪影響を防ぐことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
<実施形態>
本実施形態は、半導体装置として、アクティブマトリックス型液晶表示装置の各画素を駆動するポリシリコン型TFTとしたものであり、図1(a)は、そのTFTを適用した液晶パネル基板における1画素分のレイアウトを示す平面図である。また、図1(b)は、そのTFTの構造を図1(a)におけるA−A線に沿って示す断面図である。
【0011】
まず、図1(a)において、1aは1層目のポリシリコン層であり、TFTの能動層(ソース・ドレイン・チャネル領域)を構成する。2aは走査線であり、TFTにあってはゲート電極となる。3aはデータ線であり、走査線2aと交差するように配設されたTFTのソース領域に印加すべき電圧を供給する。ここで、走査線2aは二層目のポリシリコン層によって、また、データ線3aはアルミニウム層のような導電層によってそれぞれ形成されている。
【0012】
さらに、コンタクトホール4は、ITO(Indium-Tin Oxide)膜からなる画素電極6aとポリシリコン層1におけるTFTのドレイン領域(もしくはソース領域)とを接続するために設けられ、また、コンタクトホール5は、データ線3aとポリシリコン層1aにおけるTFTのソース領域とを接続するために設けられる。
【0013】
次に、図1(b)において、基板10は、ガラス基板(例えば、無アルカリ基板)や、石英基板などのような絶縁性基板により構成される。ゲート絶縁膜12は、TFTの能動層となるポリシリコン層1を熱酸化処理等することによってその表面に形成されたものである。また、第1の層間絶縁膜13および第2の層間絶縁膜15は、それぞれ、SiO2膜(NSG膜)やBPSG膜(ボロンおよびリンを含むシリケートガラス膜)等からなり、後述するようにCVDにより形成される。
【0014】
このような構成にかかるTFTの製造工程について、図2〜図5を参照しながら説明する。
【0015】
まず、(1)の工程において、基板10の上面にポリシリコン層1を、例えば減圧CVD法等によって500〜2000オングストロームの厚さで、好ましくは1000オングストローム弱の厚さに堆積する。
【0016】
次に、工程(2)においては、ポリシリコンと基板10の材質とに反応するエッチングにより、基板10に堆積したポリシリコン層1をパターニングして、TFTにおける島状の能動層1aを形成するとともに、それにより露出した基板10の表面をごくわずかにエッチングする。すなわち、この工程では、ポリシリコン層1の不要部分が除去されると、露出した基板10表面も若干エッチングとされる。ここで、工程(2)のエッチングは、例えば、次のRIE(反応性イオンエッチング)が有効である。すなわち、このRIEの条件を、ガス圧力:1600[m torr]、CHF3:5[sccm]、SF6:15[sccm]、He:80[sccm]、電力:250[W]とした場合、エッチングの選択比は、ポリシリコン層1と基板10とで1:1となり、そのエッチング速度は、毎分2000オングストロームとなる。
【0017】
したがって、この条件のエッチング処理時間を30[秒]とし、工程(1)において堆積されるポリシリコン層1の厚さを、好ましいとされる1000オングストローム弱の厚さとすると、ポリシリコン層1aの不要部分が除去されるとともに、これにより露出した基板10の表面も微量ながらエッチングされることがわかる。このため、基板10の表面が若干エッチングされて、ダメージを受けた部分や、不純物、残査物等が除去されることとなる。
【0018】
この結果、工程(1)によってダメージを受けた基板10の表面部分が除去されて、基板10が本来的に有する性質を引き出すことが可能となる。さらに、基板10のライトエッチングに伴い、その表面に付着した不純物や洗浄時の残査物なども除去される結果、結晶化物が析出するという不都合も解消される。くわえて、これらの効果は、新たな工程を追加することなく奏することができる。
【0019】
さて、(3)の工程において、能動層1aの表面を熱酸化処理して、ゲート絶縁膜12を能動層1aの表面に形成する。この工程により、能動層1aは最終的に300〜1500オングストロームの厚さ、好ましくは350〜450オングストロームの厚さとなり、ゲート絶縁膜12は約600〜1500オングストロームの厚さとなる。
【0020】
ここで、能動層1aを構成するポリシリコン層のうちのデータ線3aに沿って上方へ延在して保持容量を形成する延設部1b(図1(a)参照)に、不純物(例えばリン)を適当なドーズ量(例えば、3×1014[atms/cm2])でドープして、その部分のポリシリコン層を低抵抗化させる。このドーズ量の下限は、ポリシリコン層の保持容量を形成するために必要な導電性を確保する観点から求められ、また、その上限は、ゲート酸化膜の劣化を抑える観点から求められる。
【0021】
そして、(4)の工程において、TFTにおけるゲート絶縁膜12および基板10の上に、ゲート電極および走査線となるべき低抵抗のポリシリコン層2を減圧CVD法等により堆積する。ここで、ゲート電極の材料としては、ポリシリコンの他、Mo,Ta,Ti,W等の高融点金属、あるいは、これらのメタルシリサイドを用いることができる。
【0022】
次に説明を図3に移すと、(5)の工程において、ポリシリコン層2を、ケミカル・ドライエッチングによりパターニングして、TFTの走査線を含むゲート電極2aを形成する。
【0023】
(6)の工程においては、ゲート電極2aをマスクとして不純物(例えばリン)のイオンを打込み、TFTの能動層1aにおいて自己整合されたソース領域およびドレイン領域となる高濃度半導体領域を形成する。なお、ソース・ドレイン領域は、不純物(リン)を1×1013〜3×1013[atms/cm2]のドーズ量にてライトドープして低濃度領域を形成した後に、ゲート電極の幅よりも広いマスク層を走査線2a上に形成して、さらに不純物(リン)を1×1015〜3×1015[atms/cm2]のドーズ量で打ち込むことによって、マスクされた領域がライトリー・ドープト・ドレイン(LDD)構造となるようにしても良い。あるいは、ライトリー・ドープせずにゲート電極2aの幅よりも広いマスクを使用してパターンを形成し、続いてイオンを打ち込んでソース・ドレインを形成した後にゲート電極をオーバーエッチングすることにより、オフセット構造となるようにしてもよい。
【0024】
さて、(7)の工程では、ゲート電極2aを覆うように第1の層間絶縁膜13を、例えば、CVD法等によって800度の温度下で5000〜15000オングストロームの厚さに堆積する。
【0025】
(8)の工程では、この第1の層間絶縁膜13に対し、TFTのソース領域に対応した位置にドライエッチング等によりコンタクトホール5を開孔させる。
【0026】
ここで、コンタクトホール5は、ゲート絶縁膜12および第1の層間絶縁膜13の重ね膜を貫通して形成される。
【0027】
次に、説明を図4に移すと、(9)の工程では、ソース電極を兼ねるデータ線となるべきアルミニウム等の低抵抗導電層3をスパッタ法により堆積する。この低抵抗導電層3は、TFTのコンタクトホール5にて能動層1aのソース領域に接続される。
【0028】
(10)の工程では、低抵抗導電層3をフォトエッチングによりパターニングして、TFTのソース電極を兼ねるデータ線3aを形成する。
【0029】
(11)の工程では、データ線3aを覆うように、第2の層間絶縁膜15を、例えばCVD法により500度のような低温下で5000〜15000オングストロームの厚さに形成する。
【0030】
次に、説明を図5に移すと、(12)の工程では、第2の層間絶縁膜15とその下層の第1の層間絶縁膜13とゲート絶縁膜12とからなる重ね膜であって、ドレイン領域に対応する位置において、第1に、ドライエッチングを実行して、異方性エッチングによるホールを形成し、第2に、ウェットエッチングによって上記ホールを能動層1aまで貫通させて、TFTのコンタクトホール4を形成する。
【0031】
(13)の工程では、画素電極となるべきITO膜6をスパッタ法で、例えば1500オングストロームの厚さに形成する。このときTFTでは、ITO膜6が、コンタクトホール4にて能動層1aのドレイン領域に接続される。
【0032】
(14)の工程では、ITO膜6に対してフォトエッチングによりパターニングを行なうことで、TFTの画素電極6aを形成する。
【0033】
このようなTFTは、実際には各画素に対応して基板10の上に複数形成されることとなる。
【0034】
以上述べたように、本実施形態にかかる半導体の製造方法によれば、基板10の上に、ポリシリコン層1を堆積した後、これをエッチングによりパターニングして能動層1aを形成する際に、ポリシリコン層1の不要部分とともに、露出した基板10の表面も若干エッチングすることによって、不純物や残査物などが除去される。したがって、能動層1aが形成された基板10の表面に結晶化物が析出し、後の工程において悪影響を及ぼすという問題が解消されることとなる。
【0035】
<応用例>
次に、本実施形態により形成されるTFTをアクティブマトリックス型の液晶パネルに適用した応用例について説明する。
【0036】
図6は、応用例にかかる液晶パネルのうち、TFTが形成される基板10の構成を示すブロック図である。
【0037】
図において、90,90,……,はそれぞれ画素であり、互いに交差するように配設された走査線2とデータ線3との交点に対応してそれぞれ配置される。各画素90はITO等からなる画素電極6aとこの画素電極6aにデータ線3上の画像信号に応じた電圧を印加するTFT91とからなる。同一行のTFT91はそのゲート電極が同一の走査線2に接続され、そのドレインが対応する画素電極6aに接続されている。また、同一列のTFT91は、そのソース電極が同一のデータ線3に接続されている。この応用例においては、周辺回路(X、Yシフトレジスタやサンプリング手段)50,60を構成するトランジスタが画素を駆動するTFTと同様にポリシリコン層を動作層とするいわゆるポリシリコンTFTで構成されている。したがって、周辺回路50,60を構成するトランジスタは、画素駆動用TFTとともに同一プロセスにより、同時に形成されることとなる。
【0038】
さて、図において、表示領域(画素マトリックス)20の上側一端には、データ線3を順次選択するシフトレジスタ(以下、Xシフトレジスタと称する)51が配置される一方、画素マトリックスの左側一端には、走査線2を順次選択駆動するシフトレジスタ(以下、Yシフトレジスタと称する)61が設けられている。また、Yシフトレジスタ61の次段には必要に応じてバッファ63が設けられる。各データ線3の一端にはTFTで構成されたサンプリング用スイッチ52がそれぞれ設けられている。これらのサンプリング用スイッチ52は、外部端子74,75,76に入力される画像信号VID1〜VID3を伝送するビデオ信号線54、55、56との間に接続され、Xシフトレジスタ51から出力されるサンプリング信号によって順次オン/オフされるように構成されている。Xシフトレジスタ51は、端子72,73を介して外部より入力されるクロック信号CLX1、CLK2に基づいて1水平走査期間中にすべてのデータ線3を順番に1回ずつ選択するようなサンプリング信号X1,X2,X3,……,Xnを形成してサンプリング用スイッチ52の制御端子に供給する。一方、Yシフトレジスタ61は、端子77,78を介して外部から入力されるクロック信号CLY1,CLY2に同期して動作され、各走査線2を順次駆動する。また、端子72〜78等は、後述するように基板10の周縁部に沿って一列にパッド電極群として配置される。
【0039】
次に、液晶パネル全体の構成について説明する。図7(a)は、図6における基板を適用した液晶パネルの構成を示す断面図であり、図7(b)は、そのレイアウトを示す平面図である。
【0040】
まず、図7(a)に示すように、液晶パネル30は、TFTや画素電極が形成された基板10とITO等のような透明導電膜を対向電極(共通電極)33として有する対向基板31とを、電極同士が互いに対向するように、かつ、適当な間隔があくように、シール材36によって接着した構成となっており、さらに、その間隙内にはTN(Twisted Nematic)型やSH(Super Homeotropic)型などの液晶37が充填された構成となっている。ここで、対向基板31における対向電極33の上面(図では下側となる)には、基板10における画素電極に相当する部分以外を遮光するブラックマトリックス層や、必要に応じてカラーフィルタ層が設けられる(図示省略)。
【0041】
また、周辺回路50,60の上方は、例えば、対向基板31に設けられるブラックマトリックス層等により遮光されるように構成される。なお、38は対向基板31側に設けられる液晶注入口、39は対向基板31に設けられるクロム層等からなる見切り用の遮光層である。その他、液晶パネルとして必要なものとして、入出射光の偏光方向を選択する偏光板や、液晶37の分子配列を定める配向膜、基板10と対向基板31との間隙を全面にわたって一定に維持するためのスペーサー等が挙げられるが、図示を省略することとする。
【0042】
さて、図7(b)に示すように、対向基板31は、TFTが形成された基板10よりも一回り小さな形状とされるため、基板10の周縁部に配置するパッド電極群70は、対向基板31よりも外側に露出して、前述した周辺回路50,60へのクロック信号や、スタート信号、ビデオ信号などの信号を入力する外部入力端子として用いる際の便宜が図られている。
【0043】
また、基板10の周縁部には、パッド電極群70の他に、プローブによる検査の際に信号を入出力するのに使用される検査用端子としてのパッド電極群170が設けられている。一方、対向基板31にも検査用端子としてのパッド電極群270が設けられており、これらのパッド電極群は、データ線の短絡や画素電極の欠陥等を検査するための信号の入出力に使用される。
【0044】
なお、80は、TFTが形成される基板10から対向基板31の対向電極33に、共通電位を与えるための上下基板間導通用端子であり、所定の径を有する導電性接着剤を介在させて、基板10と対向基板31との導通を図るように構成されている。
【0045】
次に、液晶パネルと外部回路との接続の一例について図8を用いて説明する。この図に示すように、パッド電極群70のうちの1つのパッド電極71と、外部回路に接続されてクロック信号や、スタート信号、ビデオ信号などの信号を供給するFPC(Film Printed Circuit)102の端子電極103とは、物理的には接着剤101によって固定保持される一方、電気的には接着剤101中に分散する導電粒子100によって接続される。
【0046】
ここで、接着剤101における導電粒子100の濃度を適切に設定すれば、接着層の上下方向(パッド電極71と端子電極103とを結ぶ方向)には導通を許すが、接着層の平面方向には導通を許さないという異方性導電接合が実現される。そして、異方性導電接合によれば、間隔が狭い多数の端子を一括して接続できるため効率的である。
【0047】
なお、FPC102は、例えば、ポリイミドフィルムにラミネートされた銅箔を周知のフォトリソグラフィ工程や、エッチング工程等によってパターニングすることで形成される。また、導電粒子100には、ハンダニッケルなどの金属粒子や金属メッキしたプラスチックボールなどが用いられる。
【0048】
<液晶パネルの適用例▲1▼>
次に、応用例にかかる液晶パネルを表示装置として用いた例を説明する。
【0049】
まず、この液晶パネルをライトバルブとして用いたビデオプロジェクタについて説明する。図9は、ビデオプロジェクタの構成例を示す平面図である。
【0050】
この図に示すように、ビデオプロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された複数のミラー1106,1106,……および2枚のダイクロックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R,1110Bおよび1110Gに入射される。
【0051】
液晶パネル1110R,1110Bおよび1110Gの構成は、上述した通りであり、図示しないビデオ信号処理回路から供給されるR,G,Bの原色信号でそれぞれ駆動される。さて、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロックプリズム1112に、3方向から入射される。このダイクロックプリズム1112においては、RおよびBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【0052】
<液晶パネルの適用例▲2▼>
次に、応用例にかかる液晶パネルをパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図10は、このパーソナルコンピュータの構成を示す正面図である。図において、パーソナルコンピュータ1200は、キーボード1202を備えた本体部1204と、液晶ディスプレイ1206とから構成されている。この液晶ディスプレイ1206は、先に述べた応用例にかかる液晶パネルにカラーフィルタとバックライトとを付加することにより構成される。
【0053】
なお、液晶パネルの適用例としてビデオプロジェクタ1100およびパーソナルコンピュータ1200を挙げて説明したが、これ以外の種々の各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第2の層のパターニングにより露出した第1の層の表面がエッチングされるので、CVD等によりダメージを受けた部分が除去され、第1の層の本来的な性質が引き出される。また、このエッチングによって、絶縁性基板の表面に付着した不純物や洗浄時の残査物なども除去される。したがって、結晶化物の析出を防止して、後の工程に悪影響を及ぼすことをなくすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の実施形態にかかる半導体装置の製造方法によるTFTを適用した液晶パネル用基板の1画素分についてのレイアウトを示す平面図であり、(b)は、そのA−A線の断面図である。
【図2】(1)〜(4)は、それぞれ同実施形態にかかるTFTの製造工程を示す図である。
【図3】(5)〜(8)は、それぞれ同実施形態にかかるTFTの製造工程を示す図である。
【図4】(9)〜(11)は、それぞれ同実施形態にかかるTFTの製造工程を示す図である。
【図5】(12)〜(14)は、それぞれ同実施形態にかかるTFTの製造工程を示す図である。
【図6】 本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を適用したTFTを有する液晶パネル基板の構成を示すブロック図である。
【図7】 (a)は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を適用したTFTを有する液晶パネルの構成を示す断面図であり、(b)は、同液晶パネルの構成を示す平面図である。
【図8】 同液晶パネルと外部回路との異方性導電接合構造を示す断面図である。
【図9】 同液晶パネルをライトバルブに用いたビデオプロジェクタの構成を示す平面図である。
【図10】 同液晶パネルを表示装置に用いたパーソナルコンピュータの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
1…ポリシリコン層、1a…能動層、2a…走査線(ゲート電極)、3a…データ線(ソース電極)、4,5…コンタクトホール、6…ITO膜、6a…画素電極、10…基板、12…ゲート絶縁膜、13…第1の層間絶縁膜、15…第2の層間絶縁膜、20…表示領域、30…液晶パネル、31…対向基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as a thin film transistor (hereinafter simply referred to as a TFT) formed on a glass substrate, and in particular, recovers the properties of the substrate surface damaged by heat treatment or CVD treatment. And a technique for removing impurities and residues attached to the surface. Furthermore, the present invention relates to a semiconductor device, a liquid crystal panel substrate using the semiconductor device, and a liquid crystal panel.
[0002]
[Prior art]
In a conventional semiconductor device manufacturing method, for example, a TFT manufacturing method, the gate electrode 2a is formed as follows. That is, first, after depositing polysilicon, amorphous silicon or the like on the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the
[0004]
Considering this cause, it is thought that this is due to the following reasons. First, since CVD or the like is used to deposit the
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to deposit a silicon layer on an insulating substrate like a TFT and form the substrate in a predetermined pattern. An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing method, a semiconductor device, a liquid crystal panel substrate using this element, and a liquid crystal panel using this substrate, which do not adversely affect subsequent processes even if left for a period of time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a first step of forming a second layer of polysilicon serving as an active layer of a semiconductor device on the insulating first layer by a CVD method;
In a method of manufacturing a semiconductor device having at least a second step of forming the second layer in a predetermined island pattern,
In the second step, the unnecessary portion of the second layer formed by the first step is etched, and the first layer exposed by the etching of the unnecessary portion is damaged by the CVD method. At the same time, the surface portion subjected to the etching is etched by reactive ion etching using CHF 3 gas and SF 6 gas.
In order to solve the above-described problem, in the present invention, the semiconductor device is a thin film transistor connected to a plurality of scanning lines and a plurality of data lines and formed corresponding to each pixel. The
[0007]
Usually, CVD, sputtering, or the like is used for depositing the layer, so that the surface of the first layer is damaged to some extent. However, according to the present invention, since the surface of the first layer is etched, the damaged portion is removed, and the original properties of the first layer can be extracted. In addition, accompanying this etching, impurities attached to the surface of the first layer and residues left during cleaning are also removed.
[0008]
The method for manufacturing a substrate for a liquid crystal panel of the present invention includes a step of depositing a polysilicon layer serving as an active layer of a thin film transistor on an insulating substrate by a CVD method,
Step of simultaneously performing island-shaped patterning of the polysilicon layer and light etching of the exposed portion damaged by the CVD method on the insulating substrate by reactive ion etching using CHF 3 gas and SF 6 gas When,
Forming a gate insulating film so as to cover the patterned polysilicon layer;
Forming a gate electrode on the gate insulating film. According to the present invention, as the gate insulating film is etched, the exposed surface of the substrate is also etched, so that impurities and the like are removed, and adverse effects on the substrate can be prevented.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
<Embodiment>
In the present embodiment, a polysilicon TFT for driving each pixel of an active matrix liquid crystal display device is used as a semiconductor device. FIG. 1A shows one pixel in a liquid crystal panel substrate to which the TFT is applied. FIG. FIG. 1B is a cross-sectional view showing the structure of the TFT along the line AA in FIG.
[0011]
First, in FIG. 1A, reference numeral 1a denotes a first polysilicon layer, which constitutes an active layer (source / drain / channel region) of a TFT. A scanning line 2a is a gate electrode in the case of a TFT. Reference numeral 3a denotes a data line, which supplies a voltage to be applied to the source region of the TFT arranged so as to cross the scanning line 2a. Here, the scanning line 2a is formed of a second polysilicon layer, and the data line 3a is formed of a conductive layer such as an aluminum layer.
[0012]
Further, the
[0013]
Next, in FIG.1 (b), the board |
[0014]
A manufacturing process of the TFT having such a configuration will be described with reference to FIGS.
[0015]
First, in the step (1), the
[0016]
Next, in step (2), the
[0017]
Therefore, if the etching process time under this condition is set to 30 [seconds] and the thickness of the
[0018]
As a result, the surface portion of the
[0019]
In the step (3), the surface of the active layer 1a is thermally oxidized to form the
[0020]
Here, impurities (for example, phosphorous) are added to the extending portion 1b (see FIG. 1A) that extends upward along the data line 3a of the polysilicon layer constituting the active layer 1a to form a storage capacitor. ) At an appropriate dose (for example, 3 × 10 14 [atms / cm 2 ]) to lower the resistance of the polysilicon layer in that portion. The lower limit of the dose is determined from the viewpoint of securing the conductivity necessary for forming the storage capacity of the polysilicon layer, and the upper limit is determined from the viewpoint of suppressing the deterioration of the gate oxide film.
[0021]
Then, in the step (4), a low
[0022]
Turning now to FIG. 3, in step (5), the
[0023]
In the step (6), impurities (for example, phosphorus) ions are implanted using the gate electrode 2a as a mask to form high-concentration semiconductor regions to be self-aligned source and drain regions in the active layer 1a of the TFT. The source / drain regions are lightly doped with impurities (phosphorus) at a dose of 1 × 10 13 to 3 × 10 13 [atms / cm 2 ] to form a low concentration region, and then the width of the gate electrode. A wider mask layer is formed on the scanning line 2a, and further, an impurity (phosphorus) is implanted at a dose of 1 × 10 15 to 3 × 10 15 [atms / cm 2 ], so that the masked region is lightly read. A doped drain (LDD) structure may be used. Alternatively, the pattern is formed using a mask wider than the width of the gate electrode 2a without lightly doping, and then the source and drain are formed by implanting ions, and then the gate electrode is overetched, thereby offset. You may make it become a structure.
[0024]
In the step (7), the first
[0025]
In the step (8), a
[0026]
Here, the
[0027]
Next, with reference to FIG. 4, in the step (9), a low resistance
[0028]
In step (10), the low-resistance
[0029]
In the step (11), the second
[0030]
Next, the explanation will be shifted to FIG. 5. In the step (12), the second
[0031]
In the step (13), the ITO film 6 to be the pixel electrode is formed by sputtering, for example, to a thickness of 1500 angstroms. At this time, in the TFT, the ITO film 6 is connected to the drain region of the active layer 1 a through the
[0032]
In the step (14), the pixel electrode 6a of the TFT is formed by patterning the ITO film 6 by photoetching.
[0033]
A plurality of such TFTs are actually formed on the
[0034]
As described above, according to the semiconductor manufacturing method of the present embodiment, after depositing the
[0035]
<Application example>
Next, an application example in which the TFT formed according to the present embodiment is applied to an active matrix type liquid crystal panel will be described.
[0036]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the
[0037]
In the figure,
[0038]
In the figure, a shift register (hereinafter referred to as an X shift register) 51 for sequentially selecting the data lines 3 is disposed at the upper end of the display area (pixel matrix) 20, while the left end of the pixel matrix is disposed at the left end of the pixel matrix. A shift register (hereinafter referred to as a Y shift register) 61 for sequentially selecting and driving the
[0039]
Next, the configuration of the entire liquid crystal panel will be described. FIG. 7A is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal panel to which the substrate in FIG. 6 is applied, and FIG. 7B is a plan view showing the layout thereof.
[0040]
First, as shown in FIG. 7A, a
[0041]
The upper part of the
[0042]
As shown in FIG. 7B, the
[0043]
In addition to the
[0044]
[0045]
Next, an example of connection between the liquid crystal panel and an external circuit will be described with reference to FIG. As shown in this figure, one
[0046]
Here, if the concentration of the
[0047]
The
[0048]
<Application example of liquid crystal panel (1)>
Next, an example in which the liquid crystal panel according to the application example is used as a display device will be described.
[0049]
First, a video projector using this liquid crystal panel as a light valve will be described. FIG. 9 is a plan view showing a configuration example of a video projector.
[0050]
As shown in this figure, a
[0051]
The configurations of the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G are as described above, and are driven by R, G, and B primary color signals supplied from a video signal processing circuit (not shown). Now, the light modulated by these liquid crystal panels enters the dichroic prism 1112 from three directions. In this dichroic prism 1112, R and B light is refracted at 90 degrees, while G light goes straight. Accordingly, as a result of the synthesis of the images of the respective colors, a color image is projected onto the screen or the like via the projection lens 1114.
[0052]
<Application example of liquid crystal panel (2)>
Next, an example in which the liquid crystal panel according to the application example is applied to a personal computer will be described. FIG. 10 is a front view showing the configuration of the personal computer. In the figure, a
[0053]
Although the
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the surface of the first layer exposed by the patterning of the second layer is etched, so that a portion damaged by CVD or the like is removed, and the original of the first layer is removed. A natural character. Further, this etching also removes impurities attached to the surface of the insulating substrate and residues left during cleaning. Therefore, it is possible to prevent the crystallized product from being precipitated and to prevent adverse effects on the subsequent steps.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view showing a layout for one pixel of a liquid crystal panel substrate to which a TFT according to a manufacturing method of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. It is sectional drawing of an AA line.
FIGS. 2A to 2D are diagrams showing manufacturing steps of the TFT according to the embodiment. FIGS.
FIGS. 3A to 3E are diagrams showing a manufacturing process of the TFT according to the embodiment. FIGS.
4 (9) to (11) are views showing a manufacturing process of the TFT according to the embodiment, respectively. FIG.
FIGS. 5A to 5D are diagrams showing a manufacturing process of the TFT according to the embodiment; FIGS.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal panel substrate having TFTs to which the semiconductor device manufacturing method according to the embodiment is applied.
7A is a cross-sectional view showing the configuration of a liquid crystal panel having TFTs to which the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment is applied, and FIG. 7B is a plan view showing the configuration of the liquid crystal panel. It is.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an anisotropic conductive joint structure between the liquid crystal panel and an external circuit.
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a video projector using the liquid crystal panel as a light valve.
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a personal computer using the liquid crystal panel as a display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
当該第2の層を所定の島状パターンに形成する第2の工程とを少なくとも有する半導体装置の製造方法において、
前記第2の工程では、前記第1の工程により形成した前記第2の層のうちの不要部分のエッチングとともに、前記不要部分のエッチングにより露出した前記第1の層のうち、前記CVD法によりダメージを受けた表面部分も同時に、CHF3ガス及びSF6ガスを用いた反応性イオンエッチングによるエッチングをすることを特徴とする半導体装置の製造方法。A first step of forming a second layer of polysilicon, which becomes an active layer of a semiconductor device, on the insulating first layer by a CVD method;
In a method for manufacturing a semiconductor device having at least a second step of forming the second layer in a predetermined island pattern,
In the second step, the unnecessary portion of the second layer formed in the first step is etched and the first layer exposed by the etching of the unnecessary portion is damaged by the CVD method. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the surface portion subjected to the etching is simultaneously etched by reactive ion etching using CHF 3 gas and SF 6 gas.
CHF3ガス及びSF6ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、前記ポリシリコン層の島状のパターニング及び前記絶縁性基板上のうち前記CVD法によりダメージを受けた露出部分のライトエッチングを同時に行う工程と、
前記パターニングされた前記ポリシリコン層を覆うようにゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、を有することを特徴とする液晶パネル用基板の製造方法。Depositing a polysilicon layer as an active layer of a thin film transistor on an insulating substrate by a CVD method;
Step of simultaneously performing island-shaped patterning of the polysilicon layer and light etching of an exposed portion damaged by the CVD method on the insulating substrate by reactive ion etching using CHF 3 gas and SF 6 gas When,
Forming a gate insulating film so as to cover the patterned polysilicon layer;
And a step of forming a gate electrode on the gate insulating film.
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