JP3856619B2 - Semiconductor device, liquid crystal display device, manufacturing method of semiconductor device, and manufacturing method of liquid crystal display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置およびその製造方法と液晶表示装置およびその製造方法に関し、より特定的には、薄膜電界効果トランジスタとこの薄膜電界効果トランジスタに隣接する容量領域とを備える半導体装置およびその製造方法と液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置の1つとして、薄膜電界効果トランジスタを用いた液晶表示装置が知られている。図53は、従来の液晶表示装置を示す平面模式図であり、液晶表示装置の表示画素領域を示している。図54は従来の液晶表示装置を示す断面模式図であり、図53の線分500−500における断面と図53に示された液晶表示装置の駆動回路領域の断面とを示す。図53および54を参照して、従来の液晶表示装置を説明する。
【0003】
図53および54を参照して、液晶表示装置は表示画素領域と駆動回路領域とを備える。表示画素領域においては、ガラス基板101上にシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との2層膜からなる下地膜102が形成されている。下地膜102上には画素用薄膜電界効果トランジスタ136と容量137とが形成されている。
【0004】
下地膜102上にはn+型不純物領域103a、103b、103hとn型不純物領域104a〜104dとn-型不純物領域105a〜105eとチャネル領域106a、106bと容量電極109とが形成された半導体膜が形成されている。この半導体膜上には画素用薄膜電界効果トランジスタ136のゲート絶縁膜および容量137の誘電体膜として作用する絶縁膜107が形成されている。絶縁膜107上には、チャネル領域106a、106b上に位置する領域において画素用薄膜電界効果トランジスタ136のゲート電極108aが形成されている。また、絶縁膜107上において、容量電極109上に位置する領域には容量137の上部電極としての容量電極108bが形成されている。このように、ソース/ドレイン領域としてのn+型不純物領域103a、103b、103h、n型不純物領域104a〜104dおよびn-型不純物領域105a〜105dと、チャネル領域106a、106bとゲート絶縁膜としての絶縁膜107とゲート電極108aとから画素用薄膜電界効果トランジスタ136は構成されている。また、下電極としての容量電極109と誘電体膜としての絶縁膜107と上電極としての容量電極108bとから容量137は構成されている。
【0005】
ゲート電極108aと容量電極108bとの上には層間絶縁膜110が形成されている。層間絶縁膜110のn+型不純物領域103a、103h上に位置する領域には、コンタクトホール111a、111bが形成されている。コンタクトホール111a、111bの内部から層間絶縁膜110の上部表面上にまで延在するように、メタル配線112a、112bが形成されている。メタル配線112a、112b上にはパッシベーション膜(図示せず)が形成され、このパッシベーション膜上に平坦化膜113が形成されている。平坦化膜113とパッシベーション膜とにはコンタクトホール114が形成されている。このコンタクトホール114の内部から平坦化膜113の上部表面上にまで延在するように、メタル配線112bと電気的に接続された画素電極115が形成されている。画素電極115上には配向膜116aが形成されている。
【0006】
このような画素用薄膜電界効果トランジスタ136と容量137とが形成された基板101に対向するように、上ガラス基板117が配置されている。上ガラス基板117のガラス基板101に対向する面上にはカラーフィルタ118が配置されている。カラーフィルタ118のガラス基板101に対向する面上には対向電極119が形成されている。対向電極119のガラス基板101に対向する面上には配向膜116bが形成されている。配向膜116aと配向膜116bとに挟まれた領域には液晶120が注入され封止されている。
【0007】
液晶表示装置の駆動回路領域においては、表示画素領域と同様にガラス基板101上にシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との2層膜からなる下地膜102が形成されている。この下地膜102上には駆動回路を構成するp型薄膜電界効果トランジスタ138とn型薄膜電界効果トランジスタ139とが形成されている。
【0008】
下地膜102上には、p型薄膜電界効果トランジスタ138のソース/ドレイン領域であるp型不純物領域127a、127bとチャネル領域106dとを含む半導体膜が形成されている。この半導体膜上にはp型薄膜電界効果トランジスタのゲート絶縁膜となる絶縁膜107が形成されている。絶縁膜107上のチャネル領域106d上に位置する領域にはゲート電極108cが形成されている。このゲート電極108cとゲート絶縁膜としての絶縁膜107とp型不純物領域127a、127bとチャネル領域106dとからp型薄膜電界効果トランジスタ138が構成されている。また、下地膜102上には、n型薄膜電界効果トランジスタ139のソース/ドレイン領域であるn+型不純物領域103e、103fとn型不純物領域104e、104fとn-型不純物領域105f、105gと、チャネル領域106cとを含む半導体膜が形成されている。半導体膜上にはn型薄膜電界効果トランジスタ139のゲート絶縁膜となるべき絶縁膜107が形成されている。絶縁膜107上には、チャネル領域106c上に位置する領域においてゲート電極108dが形成されている。このゲート電極108dと絶縁膜107とチャネル領域106cとn+型不純物領域103e、103fとn型不純物領域104e、104fとn-型不純物領域105f、105gとからn型薄膜電界効果トランジスタ139が構成されている。ゲート電極108c、108d上には層間絶縁膜110が形成されている。層間絶縁膜110と絶縁膜107とには、p型不純物領域127a、127bとn+型不純物領域103e、103fとの上に位置する領域にコンタクトホール111d〜111gがそれぞれ形成されている。コンタクトホール111dの内部から層間絶縁膜110の上部表面上にまで延在するようにメタル配線112cが形成されている。コンタクトホール111e、111fの内部から層間絶縁膜110の上部表面上にまで延在するようにメタル配線112dが形成されている。コンタクトホール111gの内部から層間絶縁膜110の上部表面上にまで延在するようにメタル配線112eが形成されている。メタル配線112c〜112e上にはパッシベーション膜が形成され、このパッシベーション膜上には平坦化膜113が形成されている。また、ガラス基板101に対向するように上ガラス基板117が配置され、この上ガラス基板117とガラス基板101との間には液晶120が注入、封止されている。
【0009】
次に、図55〜72を参照して図53および54に示した液晶表示装置の製造工程を説明する。図55〜62は、図53および54に示した液晶表示装置の製造工程を説明するための平面模式図であり、図63〜72は、図53および54に示した液晶表示装置の製造工程を説明するための断面模式図である。図55〜62に示した平面模式図は、図53における領域200の平面模式図を示している。また、図63〜72に示した断面模式図における表示画素領域は、図53における線分500−500における断面模式図に対応する。
【0010】
まず、表示画素領域および駆動回路領域において、ガラス基板101(図63参照)上にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との2層膜からなる下地膜102(図63参照)を形成する。この下地膜102上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いてアモルファスシリコン膜122を形成する。そして、図63に示すようにアモルファスシリコン膜122にレーザ光を照射することによってレーザアニールを行なう。このようにしてアモルファスシリコン膜122をポリシリコン化する。
【0011】
次に、図55に示すように、表示画素領域において画素用薄膜電界効果トランジスタ136のソース/ドレイン領域およびチャネル領域106a、106b(図54参照)と容量電極109(図54参照)とになるべきポリシリコン膜125a(図64参照)を形成するため、アモルファスシリコン膜122をポリシリコン化したポリシリコン膜上にレジスト膜123を形成する。このレジスト膜123をマスクとして用いて、上記ポリシリコン膜を部分的に除去することにより、ポリシリコン膜125aを形成する。また、このとき同時に液晶表示装置の駆動回路領域においては、上記ポリシリコン膜上にp型薄膜電界効果トランジスタ138のp型不純物領域127a、127bとチャネル領域106dとになるべきポリシリコン膜125b(図64参照)およびn型薄膜電界効果トランジスタ139のソース/ドレイン領域とチャネル領域106cとなるべきポリシリコン膜を同様の手法により形成する。
【0012】
次に、ポリシリコン膜125a〜125c上に絶縁膜107(図64参照)を形成する。絶縁膜107上に、写真製版加工技術を用いて、図56および64に示すように、所定のパターンを有するレジスト膜124a〜124cを形成する。レジスト膜124aは画素用薄膜電界効果トランジスタ136のゲート電極108aが形成されるべき領域上に形成されている。また、レジスト膜124bは、駆動回路領域においてp型薄膜電界効果トランジスタ138が形成されるべき領域を覆うように形成されている。レジスト膜124cは、n型薄膜電界効果トランジスタ139のゲート電極108dが形成されるべき領域上に形成されている。そして、図64に示すように、レジスト膜124a〜124cをマスクとしてn型の導電性不純物をポリシリコン膜の所定の領域に注入することにより、n+型不純物領域103a、103b、103e〜103gとチャネル領域106a〜106cとを形成する。その後、レジスト膜124a〜124cを除去する。
【0013】
次に、絶縁膜107上にゲート電極108a、108c、108dと容量電極108bとなるべき導電体膜(図示せず)を形成する。図57に示すように表示画素領域において、この導電体膜上に写真製版加工技術を用いて画素用薄膜電界効果トランジスタ136と容量137とが形成されるべき領域を覆うようにレジスト膜142を形成する。また、このとき駆動回路領域においては、p型薄膜電界効果トランジスタ138のゲート電極108cが形成されるべき領域上に他のレジスト膜を形成し、同時にn型薄膜電界効果トランジスタ139が形成されるべき領域を覆うようにもう1つのレジスト膜を形成する。このレジスト膜142をマスクとして導電体膜を部分的にエッチングにより除去することにより、図65に示すように画素用薄膜電界効果トランジスタ136と容量137とが形成されるべき領域上に延在する導電体膜126aを得ることができる。この導電体膜126aの平面形状は図57に示したレジスト膜142の平面形状とほぼ同一である。また、このエッチング工程において、駆動回路領域ではn型薄膜電界効果トランジスタ139が形成されるべき領域を覆うように導電体膜126b(図65参照)が形成されている。また、このエッチング工程においてはp型薄膜電界効果トランジスタ138のゲート電極108c(図65参照)が形成されている。
【0014】
次に、図66に示すように、導電体膜126a、126bとゲート電極108cとをマスクとしてポリシリコン膜にボロン(B)イオンを注入することにより、p型不純物領域127a、127bを形成する。このボロンイオンの注入工程においては、導電体膜126a、126bがマスクとして作用するので、容量電極109および画素用薄膜電界効果トランジスタ136のソース/ドレイン領域およびチャネル領域となるべきポリシリコン膜125aにはボロンイオンは注入されない。
【0015】
次に、図67および58に示すように、写真製版加工技術を用いて導電体膜126a、126bおよびゲート電極108c上にレジスト膜129a〜129dを形成する。このときレジスト膜129aは画素用薄膜電界効果トランジスタ136のゲート電極108aが形成されるべき領域上に形成されている。また、レジスト膜129bは容量137の容量電極108bが形成されるべき領域上に形成されている。そして、レジスト膜129dはn型薄膜電界効果トランジスタ139のゲート電極108dが形成されるべき領域上に形成されている。また、レジスト膜129cはp型薄膜電界効果トランジスタ138を覆うように形成されている。次に、このレジスト膜129a〜129dをマスクとして導電体膜126a、126bを部分的に除去することにより、ゲート電極108a、108dと容量電極108b(図68参照)とを形成する。
【0016】
そして、図68に示すように、ポリシリコン膜の所定領域にリン(P)イオンを注入することにより、n型不純物領域104a〜104f、およびn+型不純物領域103hを形成する。ここで、レジスト膜129a、192dの幅は、図64におけるレジスト膜124a、124cの幅よりも小さくなるように形成されている。このため、図64に示したリンイオンの注入工程によりリンイオンが注入されていない領域(ゲート電極108a、108dに隣接する領域)に図68に示した工程においてリンイオンを注入できる。このように図68に示した工程において初めてリンイオンが注入された領域がn型不純物領域104a〜104fとなっている。また、上述のエッチング工程においては、ゲート電極108a、108dの側面はレジスト膜129a、129dの側面の位置よりも後退した位置となるようにエッチングが行なわれている。これはエッチング工程においてウエットエッチングを用い、導電体膜126a、126bをオーバーエッチングするなど、エッチング条件を調整することにより容易に実施することができる。そして、図68に示したリンイオンの注入工程の後、レジスト膜129a〜129dを除去する。
【0017】
次に、図69に示すように、ゲート電極108a、108dと容量電極108bとをマスクとしてポリシリコン膜の所定領域に低濃度のリンイオンを注入する。ここで、上述のようにゲート電極108a、108dの幅はレジスト膜129a、129dの幅よりも小さくなっているため、図69に示したリンイオンの注入工程において初めてリンイオンが注入される領域が発生する。この図69に示した工程において低濃度のリンイオンを初めて注入された領域がn-型不純物領域105a〜105gとなる。
【0018】
次に、図70に示すように、ゲート電極108a、108c、108dと容量電極108bとの上に層間絶縁膜110を形成する。
【0019】
次に、図59に示すように、層間絶縁膜110上に写真製版加工技術を用いて所定のパターンを有するレジスト膜130を形成する。レジスト膜130には、コンタクトホール111a、111b(図71参照)が形成されるべき領域上にそれぞれ開口部131a、131bが形成されている。このレジスト膜130をマスクとして層間絶縁膜110および絶縁膜107を部分的にエッチングにより除去することにより、コンタクトホール111a、111b(図71参照)を形成する。また、レジスト膜130には、駆動回路領域においてコンタクトホール111d〜111gが形成されるべき領域上にも同様に開口部が形成されている。このため、上述したコンタクトホール111a、111bを形成するためのエッチング工程により、駆動回路領域ではコンタクトホール111d〜111gが形成される。その後、レジスト膜130を除去する。
【0020】
次に、層間絶縁膜110上にメタル膜(図示せず)を形成する。このメタル膜は層間絶縁膜110の上部表面上からコンタクトホール111a、111b、111d〜111gの内部にまで延在するように形成される。このメタル膜上において、図60に示すように、メタル配線112a〜112eが形成されるべき領域上に写真製版加工技術を用いて所定のパターンを有するレジスト膜132a、132bを形成する。図60を参照して、レジスト膜132aはメタル配線112aが形成されるべき領域上に形成されている。また、レジスト膜132bはメタル配線112bが形成されるべき領域上に形成されている。このレジスト膜132a、132bをマスクとしてメタル膜をエッチングにより部分的に除去することにより、メタル配線112a、112bを形成する。また、駆動回路領域においても同様の工程によりメタル配線112c〜112eを形成する。その後レジスト膜132a、132bを除去する。このようにして図71に示すような構造を得る。
【0021】
次に、メタル配線112a〜112e上にパッシベーション膜(図示せず)を形成する。パッシベーション膜上に平坦化膜113(図72参照)を形成する。平坦化膜113上に写真製版加工技術を用いて所定のパターンを有するレジスト膜133(図61参照)を形成する。
【0022】
図61を参照して、レジスト膜133には、平坦化膜113のコンタクトホール114(図72参照)が形成されるべき領域上に開口部134が形成されている。このレジスト膜133をマスクとしてエッチングにより平坦化膜113およびパッシベーション膜を部分的に除去することにより、コンタクトホール114を形成する。この後レジスト膜133を除去する。
【0023】
次に、平坦化膜113の上部表面上からコンタクトホール114の内部にまで延在するように透明電極となるべき透明性導電体膜(図示せず)を形成する。この透明性導電体膜上に図62に示すように写真製版加工技術を用いてレジスト膜135を形成する。レジスト膜135は画素電極115が形成されるべき領域上に形成されている。このレジスト膜135をマスクとして透明性導電体膜を部分的に除去することにより、画素電極115(図72参照)を得る。この後レジスト膜135を除去する。このようにして、図72に示すような構造を得る。
【0024】
この後、画素電極115上に配向膜116aを形成し、カラーフィルタ118、対向電極119および配向膜116bを備える上ガラス基板117(図54参照)を準備する。この上ガラス基板117をガラス基板101に対向するように配置し、この上ガラス基板117とガラス基板101との間に液晶120を注入、封止することにより、図53および54に示した液晶表示装置を得ることができる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の液晶表示装置においては、以下に示すような問題があった。すなわち、図66に示すボロンの注入工程において、ポリシリコン膜125aに不要なボロンイオンが注入されることを防止するための保護膜として導電体膜126aを用いている。そして、この導電体膜126aは、図58および67に示したように、レジスト膜129a、129bをマスクとしたエッチングによりゲート電極108aと容量電極108bとに分離される。この場合、ゲート電極108aと容量電極108bとの間に位置する導電体膜126aの部分をエッチングする工程は上述のエッチング工程1回だけである。このエッチング工程において、基板表面に付着している異物やレジスト中の異物などに起因してレジスト膜129a、129bにパターン欠陥、具体的にはレジスト膜129aとレジスト膜129bとの間に異物が存在することによってレジスト膜129a、129bの間が分離されないなどのパターン欠陥が発生する場合があった。このようなレジスト膜129a、129bの欠陥が発生した場合、ゲート電極108aと容量電極108bとの間に導電体膜126aの一部がエッチング後に残存し、結果的にゲート電極108aと容量電極108bとが短絡する場合があった。このような短絡の発生は液晶表示装置の製造歩留り低下の大きな原因となっていた。
【0026】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、薄膜電界効果トランジスタとその薄膜電界効果トランジスタに隣接して形成された容量とを備える半導体装置において、その薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量電極との間の短絡などの不良の発生を防止することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することである。
【0027】
この発明のもう1つの目的は、薄膜電界効果トランジスタとその薄膜電界効果トランジスタに隣接して形成された容量とを備える液晶表示装置において、この薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量の容量電極との間の短絡などの不良の発生を防止することが可能な液晶表示装置およびその製造方法を提供することである。
【0028】
【課題を解決するための手段】
この発明の1の局面における半導体装置は、透明基板上に形成された薄膜電界効果トランジスタと、薄膜電界効果トランジスタに隣接する容量領域とを備える半導体装置であって、薄膜電界効果トランジスタは、透明基板上に形成され、チャネル領域とチャネル領域に隣接する導電領域とを有する半導体膜を含む。容量領域は、透明基板上に形成された下電極と、この下電極上に対向するように形成され、開口部を有する上電極とを含む。さらに、半導体装置は、導電領域上と上電極上とに形成され、上部表面を有し、その上部表面から導電領域にまで到達する第1のコンタクトホールと、上部表面から下電極にまで到達する第2のコンタクトホールとが形成された絶縁膜と、第1および第2のコンタクトホールの内部から絶縁膜の上部表面上にまで延在し、導電領域と容量領域の下電極とを接続する接続導電体膜とを備える(請求項1)。
【0029】
このように、接続導電体膜を備えるので、後述する製造方法において示すように、半導体膜と下電極とが分離して形成されていても、接続導電体膜によって半導体膜の導電領域と下電極とを確実に電気的に接続することができる。このため、後述する製造工程において、この半導体膜および下電極に不要な導電性不純物が注入されることを防止するための保護膜として用いられ、かつ薄膜電界効果トランジスタのゲート電極および容量領域の上電極を形成するための導電体膜を形成する場合に、この半導体膜上に位置する部分と下電極上に位置する部分とを完全に分離して形成することが可能になる。そして、この導電体膜を再度エッチングすることによりゲート電極と上電極とを形成すれば、この薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量領域の上電極との間に位置する領域は少なくとも2回エッチングを受けることになる。そのため、たとえ2回のうちのどちらかのエッチング工程において不純物などの影響によりレジスト膜にパターン不良が発生しても、他の一方のエッチング工程において所定の形状のパターンが形成されれば、ゲート電極と上電極との間の領域がエッチングされる。この結果、ゲート電極と容量領域の上電極とが短絡するといった不良の発生確率を低減することができる。これにより、半導体装置の製造歩留りを向上させることができる。
【0030】
上記1の局面における半導体装置では、第2のコンタクトホールは、絶縁膜の上部表面から上電極の開口部を介して下電極にまで到達することが好ましい(請求項2)。
【0031】
このように、上電極に開口部を形成し、この開口部を介して接続導電体膜が形成される第2のコンタクトホールを形成すれば、接続導電体膜と容量領域の下電極との接続領域を確保するために、下電極の形成された領域より外側に位置し、上電極とは平面的に重ならない領域にまで下電極を延在させるといった必要がない。このため、容量領域の下電極が占有する面積を必要以上に大きくする必要がないので、半導体装置を容易に高集積化できる。
【0032】
上記1の局面における半導体装置では、上電極の開口部は上電極の平面外形における凹部であることが好ましい(請求項3)。
【0033】
この場合、上電極の平面外形に凹部を形成して、この凹部を介して接続導電体膜を形成するための第2のコンタクトホールが形成されるので、上電極に開口部を形成する場合と同様に、第2のコンタクトホールと下電極との接続領域を確保するために、下電極が形成されるべき領域から外側へ下電極を延在させる必要がない。この結果、容量領域が占有する面積を削減できる。
【0034】
また、上電極にウエットエッチングなどを用いて開口部を形成する場合、エッチング工程において開口部が形成されない、あるいは開口部の形状が所定の形状とは異なるというようなエッチング不良がある確率で発生する。しかし、上電極の平面外形に凹部を形成するようなエッチングにおいては、上記のような開口部を形成する場合に発生するエッチング不良は発生しない。このため、半導体装置の製造歩留りが上記のような不良に起因して低下することを防止できる。
【0035】
また、絶縁膜の上部表面には、上電極の存在に起因して段差部が形成される。しかし、上電極の平面外形における凹部を通るように第2のコンタクトホールを形成するので、この第2のコンタクトホールは上電極の平面外形における周辺部に位置することになる。このため、接続導電体膜を、上電極と平面的に重ならない領域を介して第2のコンタクトホール内まで延在するように形成することができる。つまり、上電極の存在に起因する絶縁膜の上部表面における段差部上に接続導電体膜が形成されることを防止できる。この結果、この段差部の存在に起因して接続導電体膜が断線するといった不良の発生を防止できる。
【0036】
上記1の局面または他の局面における半導体装置では、下電極は、半導体膜と同一レイヤによって構成され、かつ、半導体膜とは分離して形成されていることが好ましい(請求項4)。
【0037】
この場合、後述する製造方法において示すように、半導体膜と下電極とが分離して形成されるため、この半導体膜および下電極に不要な導電性不純物が注入されることを防止するためのマスクとして用いられ、かつ薄膜電界効果トランジスタのゲート電極および容量領域の上電極を形成するための導電体膜を、この半導体膜上に位置する部分と下電極上に位置する部分とに完全に分離した2つの導電体膜としてエッチング工程(第1回目のエッチング工程)を用いて形成することができる。そして、この2つの導電体膜を再度エッチング(第2回目のエッチング工程)することによりゲート電極と上電極とを形成すれば、この薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量領域の上電極との間に位置する導電体膜部分は、少なくとも上記第1および第2のエッチング工程という2回のエッチングを受けることになる。そのため、たとえ2回のうちの一方のエッチング工程において不純物などの影響によりレジスト膜にパターン不良が発生しても、2回のうちの他方のエッチング工程において所定の形状のパターンが形成されれば、ゲート電極と上電極との間の領域に位置する導電体膜はエッチングを受けることになる。この結果、エッチング不良によりゲート電極と上電極との間の領域に位置する導電体膜が残存することに起因するゲート電極と容量領域の上電極との短絡といった不良の発生確率を低減することができる。これにより、半導体装置の製造歩留りを向上させることができる。
【0038】
上記1の局面または他の局面における半導体装置では、下電極が導電体膜と同一レイヤによって構成され、かつ、半導体膜と接触するように形成されていてもよい(請求項5)。
【0039】
このようにすれば、導電領域が形成された半導体膜と下電極とは同一レイヤにより構成されているため、半導体膜と下電極との接続部に段差は形成されない。このため、半導体膜と下電極との接続部上に位置する領域では、絶縁膜の上部表面上に半導体膜と上電極との接続部に起因する段差は形成されず、絶縁膜の上部表面を比較的平坦な形状とすることができる。この結果、接続導電体膜をこの導電体膜と下電極との接続部上の領域に形成すれば、上記段差に起因する接続導電体膜の断線などの不良の発生を防止できる。
【0040】
上記1の局面または他の局面における半導体装置では、薄膜電界効果トランジスタの導電型はn型であることが好ましい(請求項6)。
【0041】
この場合、n型の薄膜電界効果トランジスタはp型の薄膜電界効果トランジスタよりもキャリアの移動度が高いため、高い動作速度を示す薄膜電界効果トランジスタを実現できる。このような本発明による半導体装置を、薄膜電界効果トランジスタと容量領域とを備える液晶表示装置の表示画素などに適用すれば、液晶表示装置において製造歩留りを向上させることができると同時に高い応答性を実現できる。
【0042】
この発明の別の局面における液晶表示装置は、上記1の局面または他の局面における半導体装置を備える(請求項7)。
【0043】
このようにすれば、本発明による半導体装置は、上述のように薄膜電界効果トランジスタとその薄膜電界効果トランジスタに隣接する容量領域とを備えるが、この構造は液晶表示装置の表示画素領域の構造に適用できる。そして、このように本発明による半導体装置を液晶表示装置に適用することにより、液晶表示装置の歩留りの向上を図ることができる。
【0044】
この発明のもう一つの局面における半導体装置の製造方法は、第1の薄膜電界効果トランジスタと、この第1の薄膜電界効果トランジスタとは異なる導電型の第2の薄膜電界効果トランジスタと、第2の薄膜電界効果トランジスタに隣接する容量領域とを備える半導体装置の製造方法であって、基板上に第1の薄膜電界効果トランジスタの導電領域となるべき第1の半導体膜と、第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域を含む第2の半導体膜と、容量領域の下電極とを形成する下層準備工程を実施する。第1および第2の半導体膜と下電極との上に、第1および第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量領域の上電極とになるべき上部導電体膜を形成する工程を実施する。上部導電体膜において、第1の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極となるべき領域と、第2の半導体膜上に位置する領域と、下電極上であって第2の半導体膜上に位置する領域から間隔を隔てた領域との上にそれぞれレジスト膜を形成する工程を実施する。レジスト膜をマスクとして導電体膜をエッチングにより部分的に除去することにより、第1の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と、第2の半導体膜上に位置する第1の残存導電体膜と、第1の残存導電体膜と間隔を隔てて、下部電極上に位置する第2の残存導電体膜とを形成する工程を実施する。レジスト膜を除去する。第1の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と第1および第2の残存導電体膜とをマスクとして用いて、第1の半導体膜に導電性不純物を注入する工程を実施する。第1の半導体膜に導電性不純物を注入した後、第1の残存導電体膜において第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極が形成されるべき領域上に一方レジスト膜を形成し、かつ、第2の残存導電体膜上に一方レジスト膜と間隔を隔てて配置され、かつ、容量領域の上電極が形成されるべき領域上に他方レジスト膜を形成する工程を実施する。一方および他方レジスト膜をマスクとして第1および第2の残存導電体膜を部分的にエッチングにより除去することにより、第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量領域の上電極とを形成する上層準備工程を実施する(請求項8)。
【0045】
このようにすれば、第1および第2の残存導電体膜を形成する工程におけるエッチングにより、第1の残存導電体膜と第2の残存導電体膜との間に位置する領域の上部導電体膜は1回目のエッチングを受ける。そして、第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極は第1の残存導電体膜から形成され、容量領域の上電極は第2の残存導電体膜を部分的にエッチングすることにより形成される。つまり上層準備工程において第1の残存導電体膜と第2の残存導電体膜との間に位置する領域(第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量領域の上電極との間に位置する領域)は2回目のエッチングを受ける。すなわち、第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量領域の上電極との間に位置する上部導電体膜の部分は2回のエッチングを受ける。そのため、この2回のうち一方のエッチング工程におけるレジスト膜において基板上の不純物などに起因するパターン不良などが発生しても、この2回のうち他方のエッチング工程におけるレジスト膜のパターンが所定の形状となっていれば、第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量領域の上電極とを分離して形成できる。つまり、第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と容量領域の上電極との間において短絡が発生することを防止できる。このため、上記短絡に起因する半導体装置の製造歩留りの低下を防止できる。
【0046】
上記もう一つの局面における半導体装置の製造方法では、上層準備工程において容量領域の上電極に開口部を形成することが好ましい。さらに、第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域上から容量領域の上電極上にまで延在するように上層絶縁膜を形成する工程と、上層絶縁膜において、この上層絶縁膜の上部表面から導電領域にまで到達する第1のコンタクトホールを形成するとともに、上層絶縁膜の上部表面から容量領域の上電極の開口部を介して容量領域の下電極にまで到達する第2のコンタクトホールを形成する工程と、第1のコンタクトホールの内部から上層絶縁膜の上部表面を介して第2のコンタクトホールの内部にまで延在し、第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域と容量領域の下電極とを電気的に接続する接続導電体膜を形成する工程とを備えることが好ましい(請求項9)。
【0047】
この場合、上電極の開口部を介して接続導電体膜が容量領域の下電極と接触するので、接続導電体膜と容量領域の下電極との接続領域を確保するために、下電極の形成された領域より外側に位置し、上電極とは平面的に重ならない領域にまで下電極を延在させるといった必要がない。このため、容量領域が占める領域の面積を小さくすることができる。この結果、半導体装置を微細化することがより容易になる。
【0048】
上記もう一つの局面における半導体装置の製造方法は、上層準備工程にて容量領域の上電極の平面外形において凹部を形成することが好ましい。さらに、第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域上から容量領域の上電極上にまで延在するように上層絶縁膜を形成する工程と、上層絶縁膜において、上層絶縁膜の上部表面から導電領域にまで到達する第1のコンタクトホールを形成するとともに、上層絶縁膜の上部表面から容量領域の上電極の平面外形における凹部を介して容量領域の下電極にまで到達する第2のコンタクトホールを形成する工程と、第1のコンタクトホールの内部から上層絶縁膜の上部表面を介して第2のコンタクトホールの内部にまで延在し、第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域と容量領域の下電極とを電気的に接続する接続導電体膜を形成する工程とを備えることが好ましい(請求項10)。
【0049】
この場合、上電極の平面外形の凹部を介して下電極に接続導電体膜が接触しているので、上電極に開口部を形成する場合と同様に、第2のコンタクトホールと下電極との接続領域を確保するために、下電極が形成されるべき領域から外側へ下電極を延在させる必要がない。このため、容量領域の占有面積を小さくできる。この結果、容易に半導体装置を微細化できる。
【0050】
また、上電極に開口部を形成するエッチング工程では、確率的に開口部の形状が所定の形状からずれる、あるいは開口部が形成されないというような不良が発生する。しかし、上電極の平面外形の凹部を形成するエッチングにおいては、上記のような不良はほとんど発生しない。このため、開口不良に起因する半導体装置の製造歩留りの低下を防止できる。
【0051】
また、絶縁膜の上部表面には、上電極の存在に起因して段差部が形成されるが、上電極の平面外形における凹部を通るように第2のコンタクトホールを形成するので、この第2のコンタクトホールは上電極の平面外形における周辺部に位置することになる。このため、接続導電体膜を、上電極と平面的に重ならない領域を介して第2のコンタクトホール内まで延在するように形成することができる。つまり、上電極の存在に起因する絶縁膜の上部表面における段差部上に接続導電体膜が形成されることを防止できる。この結果、この段差部の存在に起因して接続導電体膜が断線するといった不良の発生を防止できる。
【0052】
上記もう一つの局面における半導体装置の製造方法では、上層準備工程においてウエットエッチングを用いることが好ましい(請求項11)。
【0053】
この場合、ウエットエッチングではエッチング時間などを制御することによりより正確にエッチング量を変更できる。この結果、高い加工精度を実現できる。
【0054】
上記もう一つの局面における半導体装置の製造方法では、下層準備工程において、第2の半導体膜と下電極とが間隔を隔てて形成されることが好ましい(請求項12)。
【0055】
このように、第2の半導体膜と下電極とが間隔を隔てて形成されることにより、第1の半導体膜に導電性不純物を注入する工程において第1および第2の残存導電体膜をたがいに間隔を隔てて形成しても、この第1および第2の残存導電体膜の間の空隙下に半導体膜および下電極の一部が位置することを防止できる。このため、上記第1の半導体膜に導電性不純物を注入する工程において、半導体膜および下電極に導電性不純物が注入されることはない。この結果、第1の半導体膜および下電極に必要以上に導電性不純物が注入されることに起因する半導体装置の電気的特性の劣化を防止できる。
【0056】
上記もう一つの局面における半導体装置の製造方法では、下層準備工程において、第2の半導体膜と下電極とが同一レイヤによって接触するように形成されていてもよい(請求項13)。
【0057】
この場合、第2の半導体膜と下電極との間に間隔が形成された場合には、この第2の半導体膜と下電極との間に位置する領域に段差が発生するが、このように第2の半導体膜と下電極とが接触するように形成されれば上記段差は発生しない。このため、第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域と下電極とを電気的に接続する接続導電体膜を上記第2の半導体膜と下電極との間の領域上に形成すれば、このような段差に起因する接続導電体膜の断線などの不良の発生を防止できる。
【0058】
上記もう一つの局面における半導体装置の製造方法では、第2の薄膜電界効果形トランジスタの導電型はn型であることが好ましい(請求項14)。
【0059】
ここで、n型の薄膜電界効果トランジスタはp型の薄膜電界効果トランジスタよりもキャリアの移動度が高いため、動作速度を向上させることが可能である。そして、本発明による半導体装置の製造方法により得られる半導体装置は第2の薄膜電界効果トランジスタとこの第2の薄膜電界効果トランジスタに隣接する容量領域とを備えるが、このような構造は液晶表示装置の表示画素領域において用いられる。そして、この液晶表示装置の表示画素領域においては液晶表示装置の表示特性を向上させるために、薄膜電界効果トランジスタにおいて高い応答特性が求められている。そのため、本発明による半導体装置の製造方法をこのような液晶表示装置の表示画素領域の製造方法に適用すれば、製造歩留りを向上させることができるとともに、液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。
【0060】
この発明のさらに他の局面における液晶表示装置の製造方法は、上記もう一つの局面における半導体装置の製造方法を用いる(請求項15)。
【0061】
このようにすれば、液晶表示装置の製造歩留りを向上させることができる。
【0062】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【0063】
(実施の形態1)
図1は、本発明による液晶表示装置の実施の形態1を示す平面模式図である。図1は、液晶表示装置の表示画素領域を示している。図2は、本発明による液晶表示装置の実施の形態1を示す断面模式図であって、図1における線分100−100における表示画素領域の断面と、本発明による液晶表示装置の駆動回路領域における断面とを示している。図1および2を参照して、液晶表示装置を説明する。
【0064】
図1および2を参照して、液晶表示装置の表示画素領域では、ガラス基板1上にシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との2層膜からなる下地膜2が形成されている。下地膜2上には画素用薄膜電界効果トランジスタ36と、この画素用薄膜電界効果トランジスタ36と間隔を隔てて容量37とが形成されている。
【0065】
下地膜2上には、導電領域としてのソース/ドレイン領域であるn+型不純物領域3a〜3c、n型不純物領域4a〜4dおよびn-型不純物領域5a〜5dとチャネル領域6a、6bとを有する半導体膜が形成されている。半導体膜上にはゲート絶縁膜となる絶縁膜7が形成されている。絶縁膜7上には、チャネル領域6a、6b上に位置する領域に金属膜からなるゲート電極8aが形成されている。ゲート電極8aとゲート絶縁膜としての絶縁膜7とn+型不純物領域3a〜3c、n型不純物領域4a〜4d、n-型不純物領域5a〜5dとチャネル領域6a、6bとから画素用薄膜電界効果トランジスタ36が構成されている。
【0066】
また、下地膜2上にはn+型不純物領域3dとn-型不純物領域5e、5fとを含む、容量37の下電極9が形成されている。下電極9上には誘電体膜としての絶縁膜7が形成されている。絶縁膜7上には、下電極9上に位置する領域に上電極としての上電極8bが形成されている。上電極8bには開口部21が形成されている。ゲート電極8aと上電極8bとの上には層間絶縁膜10が形成されている。n+型不純物領域3a、3c、3d上に位置する領域には、絶縁膜7と層間絶縁膜10とにコンタクトホール11a〜11cが形成されている。コンタクトホール11cは、層間絶縁膜10の上部表面から上電極8bの開口部21を介して下電極9のn+型不純物領域3dにまで到達するように形成されている。n+型不純物領域3aと電気的に接続され、コンタクトホール11aの内部から層間絶縁膜10の上部表面上に延在するようにメタル配線12aが形成されている。また、第1のコンタクトホールとしてのコンタクトホール11bおよび第2のコンタクトホールとしてのコンタクトホール11cの内部から層間絶縁膜10の上部表面上にまで延在し、導電領域としてのn+型不純物領域3cと下電極9のn+型不純物領域3dとを接続する接続導電体膜としてのメタル配線12bが形成されている。メタル配線12a、12b上にはパッシベーション膜(図示せず)が形成されている。パッシベーション膜上には平坦化膜13が形成されている。平坦化膜13には、上電極8bの開口部21上に位置する領域にコンタクトホール14が形成されている。コンタクトホール14の内部から平坦化膜13の上部表面上にまで延在し、メタル配線12bと電気的に接続された透明性導電体からなる画素電極15が形成されている。画素電極15上には配向膜16aが形成されている。
【0067】
画素用薄膜電界効果トランジスタ36と容量37とが形成されたガラス基板1に対向するように上ガラス基板17が配置されている。上ガラス基板17のガラス基板1に対向する面上にはカラーフィルタ18が形成されている。カラーフィルタ18のガラス基板1に対向する面上には対向電極19が形成されている。対向電極19のガラス基板1に対向する面上には配向膜16bが形成されている。配向膜16aと配向膜16bとの間には液晶20が注入され封止されている。
【0068】
駆動回路領域においては、ガラス基板1上にシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とからなる下地膜2が形成されている。下地膜2上にはp型薄膜電界効果トランジスタ38とn型薄膜電界効果トランジスタ39とが形成されている。このn型薄膜電界効果トランジスタ39とp型薄膜電界効果トランジスタ38とは駆動回路の一部を構成する。
【0069】
下地膜2上にはp型不純物領域27a、27bとチャネル領域6cとを含む半導体膜が形成されている。この半導体膜上にはゲート絶縁膜となる絶縁膜7が形成されている。絶縁膜7上には、チャネル領域6c上に位置する領域にゲート電極8cが形成されている。ゲート電極8cとゲート絶縁膜としての絶縁膜7とチャネル領域6cとp型不純物領域27a、27bとからp型薄膜電界効果トランジスタ38が構成されている。
【0070】
また、駆動回路領域においては、下地膜2上にチャネル領域6dとソース/ドレイン領域としてのn+型不純物領域3e、3f、n型不純物領域4e、4fおよびn-型不純物領域5g、5hとを含む半導体膜が形成されている。この半導体膜上にはゲート絶縁膜としての絶縁膜7が形成されている。絶縁膜7上においては、チャネル領域8d上に位置する領域にゲート電極8dが形成されている。ゲート電極8dとゲート絶縁膜としての絶縁膜7とチャネル領域6dとLDD構造を有するソース/ドレイン領域としてのn+型不純物領域3e、3f、n型不純物領域4e、4fおよびn-型不純物領域5g、5hとからn型薄膜電界効果トランジスタ39が構成される。
【0071】
ゲート電極8c、8d上には層間絶縁膜10が形成されている。p型不純物領域27a、27bとn+型不純物領域3e、3fとの上に位置する領域においては、絶縁膜7と層間絶縁膜10との一部を除去することによりコンタクトホール11d〜11gが形成されている。コンタクトホール11dの内部から層間絶縁膜10の上部表面上にまで延在するようにメタル配線12cが形成されている。コンタクトホール11eの内部から層間絶縁膜10の上部表面を介してコンタクトホール11fの内部にまで延在し、p型不純物領域27bとn+型不純物領域3eとを電気的に接続するメタル配線12dが形成されている。コンタクトホール11gの内部から層間絶縁膜10の上部表面上にまで延在し、n+型不純物領域3fと電気的に接続されたメタル配線12eが形成されている。メタル配線12c〜12e上にはパッシベーション膜(図示せず)が形成され、このパッシベーション膜上には平坦化膜13が形成されている。このp型薄膜電界効果トランジスタ38とn型薄膜電界効果トランジスタ39とが形成されたガラス基板1に対向するように上ガラス基板17が配置されている。この上ガラス基板17とガラス基板1との間の領域には液晶20が注入され封止されている。
【0072】
ここで、図1および2からわかるように、画素用薄膜電界効果トランジスタ36のチャネル領域6a、6bと導電領域としてのn+型不純物領域3cとを有する半導体膜と容量37の下電極9とは後述する製造工程からも明らかなように同一レイヤによって構成され、かつ、間に間隔が形成されるように分離して形成されている。このため、後述する製造工程において示すように、この半導体膜および下電極9に不要な導電性不純物が注入されることを防止するためのマスクとして用いられ、かつn型薄膜電界効果トランジスタ36のゲート電極8aおよび容量37の上電極8bを形成するための導電体膜を、この半導体膜上に位置する部分と下電極9上に位置する部分とに完全に分離した2つの導電体膜としてエッチング工程(第1回目のエッチング工程)を用いて形成することができる。そして、この2つの導電体膜を再度エッチング(第2回目のエッチング工程)することによりゲート電極8aと上電極8bとを形成すれば、この薄膜電界効果トランジスタ36のゲート電極8aと容量37の上電極8bとの間に位置する導電体膜部分は、少なくとも上記第1および第2のエッチング工程という2回のエッチングを受けることになる。そのため、たとえ2回のうちの一方のエッチング工程において不純物などの影響によりレジスト膜にパターン不良が発生しても、2回のうちの他方のエッチング工程において所定の形状のパターンが形成されれば、ゲート電極8aと上電極8bとの間の領域に位置する導電体膜はエッチングを受けることになる。この結果、エッチング不良によりゲート電極8aと上電極8bとの間の領域に位置する導電体膜が残存することに起因するゲート電極8aと容量37の上電極8bとの短絡といった不良の発生確率を低減することができる。
【0073】
また、n+型不純物領域3cと下電極9とはメタル配線12bによって電気的に接続されるので、このn+型不純物領域3cと下電極9との間の電気的接続を確実に行なうことができる。
【0074】
また、メタル配線12bが下電極9に接続されるコンタクトホール11cは、上電極8bに形成された開口部21を介して層間絶縁膜10の上部表面から下電極9のn+型不純物領域3dにまで到達するように形成されている。このため、このメタル配線12bと下電極9との接続部を形成するため、下電極9を上電極8bが形成された領域より外側へと延在するように形成する必要がない。この結果、容量37が占める領域の面積を小さくできる。
【0075】
また、画素用薄膜電界効果トランジスタ36の導電型はn型であるが、このようなn型の薄膜電界効果トランジスタはp型の薄膜電界効果トランジスタよりもキャリアの移動度が大きい。このため、液晶の表示特性を向上させるために高い応答特性が求められる表示画素領域においては、本発明の実施の形態1に示したようなn型の薄膜電界効果トランジスタを画素用薄膜電界効果トランジスタ36として用いることが特に有効である。
【0076】
次に、図3〜20を参照して図1および2に示した液晶表示装置の製造工程を説明する。図3〜図10は、図1および2に示した液晶表示装置の製造方法を説明するための平面模式図であり、図1の領域200の部分を示している。また、図11〜20は、図1および2に示した液晶表示装置の製造方法を説明するための断面模式図であり、図2に示した断面模式図に対応する。
【0077】
まず、ガラス基板1(図11参照)上にシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との2層膜からなる下地膜2(図11参照)を形成する。下地膜2上にアモルファスシリコン膜22(図11参照)を形成する。そして、図11に示すように、レーザ光をアモルファスシリコン膜22に照射することによりレーザアニール工程を実施する。このレーザアニール工程により、アモルファスシリコン膜22はポリシリコン化される。
【0078】
次に、アモルファスシリコン膜22がポリシリコン化された膜上に、図3に示すような所定の形状を有するレジスト膜23a、23bを形成する。このレジスト膜23a、23bをマスクとしてエッチングにより上記アモルファスシリコン膜22がポリシリコン化したポリシリコン膜を部分的に除去することにより、チャネル領域6a、6bおよびn+型不純物領域3a〜3cなどが形成されるべき半導体膜と下電極9となる半導体膜とを形成する。なお、チャネル領域6a、6bなどが形成されるべき半導体膜の平面形状は図3に示したレジスト膜23aの平面形状とほぼ等しく、また、下電極9となるべき半導体膜の平面形状は図3に示したレジスト膜23bの平面形状とほぼ等しい。また、駆動回路領域においても、同様の工程によりアモルファスシリコン膜22がポリシリコン化された膜からチャネル領域6cおよびp型不純物領域27a、27bが形成されるべき半導体膜であるポリシリコン膜25b(図12参照)とチャネル領域6dが形成されるべき半導体膜とが形成されている。
【0079】
次に、上記レジスト膜を除去した後、上記半導体膜上に絶縁膜7(図12参照)を形成する。次に、図4および12に示すように、絶縁膜7上に所定の形状を有するレジスト膜24a〜24cを形成する。ここで、レジスト膜24aはゲート電極8a(図2参照)が形成されるべき領域上に形成されている。また、レジスト膜24bは駆動回路領域においてp型薄膜電界効果トランジスタ38が形成されるべき領域を覆うように形成されている。また、レジスト膜24cはn型薄膜電界効果トランジスタ39(図2参照)のゲート電極8d(図2参照)が形成されるべき領域上に形成されている。そして、レジスト膜24a〜24cをマスクとして、上記半導体膜の所定の領域にリンイオンを図12に示すように注入する。このリンイオンの注入によりn+型不純物領域3a〜3c、3e、3fと下電極9とが形成される。なお、レジスト膜24a、24c下に位置する領域にリンイオンは注入されないため、このレジスト膜24a、24c下に位置する半導体膜の領域にはチャネル領域6a、6b、6dが形成される。その後レジスト膜24a〜24cを除去する。
【0080】
次に、絶縁膜7上にゲート電極8a、8c、8dおよび上電極8bとなるべき金属膜などからなる導電体膜(図示せず)を形成する。この導電体膜上に図5に示したようなパターンを有するレジスト膜28a、28bを形成する。また、駆動回路領域においては、p型薄膜電界効果トランジスタのゲート電極8c上に位置する領域とn型薄膜電界効果トランジスタ39が位置する領域を覆うような領域とにそれぞれレジスト膜(図示せず)を形成する。そして、レジスト膜28a、28bをマスクとして導電体膜をエッチングにより除去する。ここで、図5を参照して、レジスト膜28aは表示画素領域の画素用薄膜電界効果トランジスタ36が形成されるべき領域を覆うように形成されている。また、レジスト膜28bは下電極9(図2参照)が形成されるべき領域を覆うように形成されている。そして、上記エッチング工程が終了した後、レジスト膜28a、28bおよび駆動回路領域において形成されていたレジスト膜を除去する。この結果、図13に示すような構造を得る。
【0081】
図13を参照して、画素用薄膜電界効果トランジスタ36が形成されるべき領域上には絶縁膜7上に第1の残存導電体膜としての導電体膜26aが形成されている。また、下電極9上に位置する領域には、絶縁膜7上に下電極9を覆うように第2の残存導電体膜としての導電体膜26bが形成されている。導電体膜26a、26bの平面形状は図5に示したレジスト膜28a、28bの平面形状とほぼ等しい。また、駆動回路領域においても、p型薄膜電界効果トランジスタ38のゲート電極8cが形成され、n型薄膜電界効果トランジスタ39が形成されるべき領域には、n型薄膜電界効果トランジスタ39が形成されるべき領域を覆うように導電体膜26cが形成されている。
【0082】
ここで、図5および13を参照して説明したエッチング工程においては、レジスト膜28bはレジスト膜28aから間隔を隔てて形成されている。このため、レジスト膜28a、28bの間に位置する領域における導電体膜は上記エッチング工程においてエッチングを受け、図13に示すように導電体膜26a、26bの間に位置していた導電体膜部分はエッチングにより除去されている。すなわち、このエッチング工程により、ゲート電極8aとなるべき部分を含む導電体膜26aと、上電極8bとなるべき導電体膜26bとは分離して形成されている。
【0083】
次に、図14に示すように、導電体膜26a〜26cとゲート電極8cとをマスクとして、所定領域にボロンイオンを注入することにより、p型不純物領域27a、27bを形成する。そして、ゲート電極8c下に位置する部分にボロンイオンは注入されないため、ポリシリコン膜25bのこの部分はチャネル領域6cとなる。
【0084】
次に、図6および15に示すように、導電体膜26a〜26cおよびゲート電極8c上にレジスト膜29a〜29dを形成する。レジスト膜29aはゲート電極8aが形成されるべき領域上に形成されている。また、レジスト膜29bは上電極8bを形成するためのレジスト膜であるが、このレジスト膜29bには開口部30が形成されている。
【0085】
そして、レジスト膜29a〜29dをマスクとしてエッチングにより導電体膜26a〜26cを部分的に除去することにより、ゲート電極8a、8dおよび上電極8b(図16参照)を形成する。上電極8bには、このエッチング工程によりレジスト膜29bの開口部30下に位置する領域に開口部21(図16参照)が形成されている。なお、このエッチング工程においては、エッチングのプロセス条件を調整してゲート電極8a、8dの側壁をエッチングにより所定の幅除去することにより、ゲート電極8a、8dの側壁の位置をレジスト膜29a、29dの側壁の位置よりも後退させる。
【0086】
このゲート電極8a、8dおよび上電極8bを形成するためのエッチング工程においては、ゲート電極8aと上電極8bとの間に位置する領域(図6においてレジスト膜29aとレジスト膜29bとの間の領域)に位置する導電体膜26a、26bはエッチングを受けることになる。つまり、図5で説明した1回目のエッチング工程に加えて、図6および15において説明した2回目のエッチング工程が実施される。このため、レジスト膜29a、29bにおいてガラス基板1上に存在する異物などによるパターン形状不良などが発生する場合、この1回目および2回目のエッチング工程に用いるレジスト膜28a、28b、29a、29bにおいて全く同一の位置にそのような欠陥が発生する確率は極めて低い。そのため、1回目および2回目のエッチング工程の少なくともいずれかにおいてゲート電極8aと上電極8bとの間の領域に位置する導電体膜がエッチングを受ける確率を極めて高くすることができる。この結果、エッチング不良に起因してゲート電極8aと上電極8bとの間が短絡するなどの不良の発生確率を低減できる。
【0087】
また、図14に示したボロンイオンの注入工程においては、チャネル領域6a、6bが形成された半導体膜と下電極9との間には間隔が形成されているので、図5を参照して説明した1回目のエッチング工程において導電体膜26a、26b間が分離されていても、この導電体膜26a、26b間の間隔下には上記半導体膜も下電極9も延在しない。このため、図14に示した注入工程にて上記半導体膜もしくは下電極9にボロンイオンが不必要に注入されるという問題の発生を防止できる。
【0088】
次に、図16に示すように、レジスト膜29a〜29dをマスクとして、リンイオンを所定の領域に注入することにより、n型不純物領域4a〜4fとn+型不純物領域3dとを形成する。
【0089】
ここで、レジスト膜29a、29dの幅は図12に示したレジスト膜24a、24cの幅よりも小さくなるように設定されている。そのため、図16に示した注入工程において、図12に示した注入工程ではリンイオンが注入されていなかった領域(ゲート電極8a、8dに隣接する領域)に新たにリンイオンを注入することができる。そしてこの新たにリンイオンを注入された領域がn型不純物領域4a〜4fとなっている。なお、レジスト膜29cは、p型薄膜電界効果トランジスタ38に過剰なリンイオンが注入されることを防止する保護膜として作用している。その後、レジスト膜29a〜29dを除去する。
【0090】
次に、図17に示すように、リンイオンをゲート電極8a、8dおよび上電極8bをマスクとして所定の領域に注入することにより、n-型不純物領域5a〜5hを形成する。ここで、図16に示したように、ゲート電極8a、8dの側壁の位置はレジスト膜29a、29dの側壁の位置よりも後退している。そのため、図17に示した注入工程においては、図16に示した注入工程においてリンイオンが注入されていなかった領域、すなわちゲート電極8a、8dの側壁下の位置からレジスト膜29a、29dの側壁下の位置までの間の領域に位置する半導体膜の部分に初めてリンイオンが注入されることになる。そして、この部分がn-型不純物領域5a〜5hとなる。なお、図17に示した注入工程におけるリンイオンのドーピング量は極めて低濃度であるため、p型薄膜電界効果トランジスタ38について特に保護膜などを設けなくても、p型薄膜電界効果トランジスタ38の電気的特性が図17に示した注入工程によって注入されるリンイオンにより影響を受けることはほとんどない。
【0091】
次に、図18に示すように、ゲート電極8a、8c、8dおよび上電極8b上に層間絶縁膜10を形成する。
【0092】
次に、図7に示すように、層間絶縁膜10上にレジスト膜30を形成する。このレジスト膜30には、コンタクトホール11a〜11cが形成されるべき領域上にそれぞれ開口部31a〜31cが形成されている。また、駆動回路領域においても、同様に層間絶縁膜10上に開口部が形成されたレジスト膜が形成されている。それぞれの開口部はコンタクトホール11d〜11gが形成されるべき領域上に形成されている。このレジスト膜30をマスクとして層間絶縁膜10と絶縁膜7とをエッチングにより部分的に除去する。この結果コンタクトホール11a〜11gが形成される。その後レジスト膜30を除去する。
【0093】
次に、層間絶縁膜10の上部表面上からコンタクトホール11a〜11gの内部にまで延在するようにメタル膜(図示せず)を形成する。このメタル膜上に図8に示すようなレジスト膜32a、32bを形成する。また、駆動回路領域においても、メタル膜上に所定のパターンを有するレジスト膜を形成する。図8を参照して、レジスト膜32aはメタル配線12a(図19参照)が形成されるべき領域上に配置される。また、レジスト膜32bはメタル配線12b(図19参照)が形成されるべき領域上に配置される。また、駆動回路領域においては、メタル配線12c〜12eが形成されるべき領域上にそれぞれレジスト膜が形成される。このレジスト膜32a、32bをマスクとしてメタル膜を部分的にエッチングにより除去することにより、メタル配線12a〜12eを形成する。その後レジスト膜32a、32bを除去する。このようにして、図19に示すような構造を得る。
【0094】
ここで、メタル配線12bは、第1および第2のコンタクトホールとしてのコンタクトホール11b、11cの内部から絶縁膜としての層間絶縁膜10の上部表面上にまで延在し、導電領域としての3cと容量の下電極9とを接続する接続導電体膜として作用している。このため、n+型不純物領域3cと下電極9とを確実に電気的に接続することができる。
【0095】
この後、メタル配線12a〜12e上にパッシベーション膜(図示せず)と平坦化膜13(図20参照)とを形成する。
【0096】
図9に示すように、平坦化膜13上にレジスト膜33を形成する。レジスト膜33には、コンタクトホール14(図20参照)が形成されるべき領域上に開口部34が形成されている。このレジスト膜33をマスクとして平坦化膜13とパッシベーション膜との一部をエッチングにより除去することにより、コンタクトホール14(図20参照)を形成する。その後レジスト膜33を除去する。
【0097】
そして、平坦化膜13の上部表面からコンタクトホール14の内部にまで延在するように画素電極となる透明性導電体膜(図示せず)を形成する。この透明性導電体膜上に図10に示すように所定の形状のレジスト膜35を形成する。レジスト膜35をマスクとして透明性導電体膜をエッチングにより部分的に除去することにより、画素電極15(図20参照)を形成する。なお、図10に示したレジスト膜35の平面形状は画素電極15(図20参照)の平面形状とほぼ同一である。その後レジスト膜35を除去する、このようにして、図20に示したような構造を得る。
【0098】
この後、画素電極15上に配向膜16a(図2参照)を形成する。そして、カラーフィルタ18、対向電極19および配向膜16bが形成された上ガラス基板17(図2参照)をガラス基板1に対向するように配置して、配向膜16a、16b間に液晶20(図2参照)を注入、封止することにより、図1および2に示した液晶表示装置を得ることができる。
【0099】
(実施の形態2)
図21および22は、本発明による液晶表示装置の実施の形態2を示す平面模式図および断面模式図である。図21は図1に対応する。また、図22は図2に対応する。なお、図22の表示画素領域は、図21における線分300−300での断面模式図に対応している。図21および22を参照して、液晶表示装置を説明する。
【0100】
図21および22を参照して、液晶表示装置は基本的には図1および2に示した液晶表示装置と同様の構造を備える。ただし、上電極8bの平面外形に凹部40が形成されている。そして、第2のコンタクトホールとしてのコンタクトホール11cは、層間絶縁膜10の上部表面からこの凹部40を介して下電極9のn+型不純物領域3dにまで到達するように形成されている。
【0101】
ここで、本発明の実施の形態1に示したように、上電極8bにおいてコンタクトホール11cを形成するための領域を確保するため、上電極8bに開口部21(図1および2参照)を形成する場合を考える。この場合、この開口部21を形成するためのエッチング工程においては確率的に開口部21の形状が所定の形状とならない、あるいは開口部21が全く形成されないといったエッチング不良が発生していた。しかし、図21および22に示すように、上電極8bの平面外形に凹部40を形成するようなエッチングを行なう場合、開口部21を形成する場合に発生する上記のようなエッチング不良はほとんど発生しない。このため、エッチング不良に起因する液晶表示装置の構造欠陥の発生を防止できる。この結果、液晶表示装置の製造歩留りが上記のような構造欠陥によって低下することを防止できる。
【0102】
また、図1および2に示した液晶表示装置においては、コンタクトホール11cは上電極8bの開口部21が形成された領域に形成されているので、コンタクトホール11bとコンタクトホール11cとの間には上電極8bの一部分が存在することになる。このため、このコンタクトホール11bとコンタクトホール11cとの間では、層間絶縁膜10の上部表面上にこの上電極8bの一部分の存在に起因する段差部43が形成されている。そして、メタル配線12bはこの段差部43上に形成された状態となっている。このような段差部43上にメタル配線12bを形成する場合、この段差部43においてメタル配線12bが断線するなどの危険性がある。しかし、図21および22に示した液晶表示装置においては、コンタクトホール11bとコンタクトホール11cとの間には上電極8bの一部分は存在しない。このため、この領域における層間絶縁膜10の上部表面には上電極8bの一部分が存在することに起因する段差部は形成されていない。そのため、このコンタクトホール11bとコンタクトホール11cとの間に位置する領域においては上記のような段差部上にメタル配線12bが形成されることはない。これにより、段差部の存在に起因してメタル配線12bが断線するなどの不良の発生を抑制できる。この結果、このようなメタル配線12bの断線などに起因する液晶表示装置の製造歩留りの低下を防止できる。
【0103】
次に、図23〜33を参照して、図21および22にし示した液晶表示装置の製造工程を説明する。図23〜27は図21における領域200に対応する平面模式図である。また、図28〜図33は図22に対応する断面模式図である。
【0104】
まず、本発明の実施の形態1における図3〜5および図11〜14に示した製造工程を実施する。その後、図23および28に示すように、導電体膜26a、26b、26cおよびゲート電極8c上に所定のパターンを有するレジスト膜29a〜29dを形成する。この工程は、本発明による液晶表示装置の実施の形態1の製造工程における図6および図15に示した工程に対応する。しかし、図23および28に示した工程においては、レジスト膜29bの形状が本発明による液晶表示装置の実施の形態1の製造工程とは異なる。すなわち、レジスト膜29bは上電極8b(図21および22参照)を形成するためのマスクとして用いられるが、上電極8bの凹部40(図21および22参照)を形成するため、このレジスト膜29bには凹部41が形成されている。
【0105】
この後、本発明による液晶表示装置の実施の形態1の製造工程と同様に、レジスト膜29a〜29dをマスクとして用いて、エッチングにより導電体膜26a、26b、26cを部分的に除去することにより、ゲート電極8a、8dおよび上電極8b(図29参照)を形成する。このとき、上電極8bにはレジスト膜29bの凹部41が形成された領域下に凹部40が形成されている。このエッチング工程にはウエットエッチングを用いることができる。
【0106】
この上電極8bを形成するためのエッチング工程において、本発明の実施の形態1のように開口部21(図1および2参照)を形成する場合には一定の確率で開口部21の形状が所定の形状とならない、あるいは開口部21が形成されないといったようなエッチング不良が発生する。しかし、本発明の実施の形態2のように上電極8bの平面外形に凹部40を形成する場合、上述のようなエッチング不良が発生する確率はほとんどない。このため、凹部40が形成されない、あるいは凹部40の形状が所定の形状とならないといったようなエッチング不良に起因して液晶表示装置の製造歩留りが低下するという問題の発生を防止できる。
【0107】
また、上記エッチング工程においてウエットエッチングを用いているが、この場合エッチング時間などのプロセスパラメータを制御することによりエッチング量などを正確に制御することができる。
【0108】
また、本発明の実施の形態1と同様に、メタル配線12b(図21および22参照)と下電極9との接続領域を形成するため、下電極9を上電極8bとは平面的に重ならない領域にまで延在するように形成する必要がないので、結果的に容量37が占有する面積を小さくすることができる。
【0109】
なお、上述のエッチング工程においては、本発明の実施の形態1と同様にゲート電極8a、8dの側壁の位置はレジスト膜29a、29dの側壁の位置よりも後退した状態となるようにプロセス条件が制御されている。
【0110】
その後、図29に示すように、所定の領域にリンイオンを注入する。このリンイオンを注入する工程のプロセス条件等は基本的に図16に示した本発明の実施の形態1における液晶表示装置の製造工程と同様である。その後、レジスト膜29a〜29dを除去する。
【0111】
次に、図30に示すようにリンイオンの注入工程を実施する。このリンイオンの注入工程におけるプロセス条件は基本的に図17に示した本発明の実施の形態1における液晶表示装置の製造工程と同様である。
【0112】
次に、図31に示すように、ゲート電極8a、8c、8dと上電極8bとの上に層間絶縁膜10を形成する。この図31に示した工程は、基本的には図18に示した本発明の実施の形態1における液晶表示装置の製造工程と同様である。
【0113】
次に、図24に示すように、層間絶縁膜10上に所定のパターンを有するレジスト膜30を形成する。このレジスト膜30には、表示画素領域において、コンタクトホール11a〜11cが形成されるべき領域上に開口部31a〜31cが形成されている。また、駆動回路領域においても、本発明の実施の形態1と同様に所定の領域にコンタクトホール11d〜11gを形成するための開口部が形成されている。そして、このレジスト膜30をマスクとして層間絶縁膜10と絶縁膜7との一部をエッチングにより除去することにより、コンタクトホール11a〜11g(図32参照)を形成する。その後、レジスト膜30を除去する。
【0114】
次に、本発明の実施の形態1と同様に、層間絶縁膜10上に導電体膜(図示せず)を形成する。この導電体膜上に図25に示すようにレジスト膜32a、32bを形成する。この図25に示した工程は基本的には本発明の実施の形態1における液晶表示装置の製造工程の図8に示した工程と同様である。このレジスト膜32a、32bをマスクとして導電体膜をエッチングにより部分的に除去することにより、メタル配線12a、12b(図32参照)を形成する。また、駆動回路領域においても同様にエッチングによりメタル配線12c〜12eを形成する。その後レジスト膜32a、32bを除去する。このようにして、図32に示すような構造を得る。
【0115】
次に、本発明の実施の形態1と同様に、メタル配線12a〜12e上にパッシベーション膜(図示せず)と平坦化膜13(図33参照)とを形成する。図26に示すように、この平坦化膜13上に所定のパターンを有するレジスト膜33を形成する。このレジスト膜33には、コンタクトホール14(図33参照)が形成されるべき領域上に開口部34が形成されている。このレジスト膜33をマスクとして平坦化膜13とパッシベーション膜との一部をエッチングにより除去することにより、コンタクトホール14(図33参照)を形成する。その後レジスト膜33を除去する。
【0116】
次に、本発明の実施の形態1と同様に平坦化膜13上に透明性導電体膜(図示せず)を形成する。次に、図27に示すように、この透明性導電体膜上に所定のパターンを有するレジスト膜35を形成する。このレジスト膜35は、基本的に画素電極15(図33参照)の平面形状と同一の平面形状を有する。そして、このレジスト膜35をマスクとして、透明性導電体膜の一部をエッチングにより除去することにより、画素電極15(図33参照)を形成する。その後レジスト膜35を除去する。その結果、図33に示すような構造を得る。
【0117】
この後、本発明の実施の形態1と同様に、画素電極15上に配向膜16aを形成する。さらにカラーフィルタ18、対向電極19および配向膜16bが形成された上ガラス基板17を準備する。この上ガラス基板17をガラス基板1と対向するように配置し、液晶20を注入し封止する工程を実施することにより、図21および22に示したような液晶表示装置を得ることができる。
【0118】
(実施の形態3)
図34および35は、本発明による液晶表示装置の実施の形態3を示す平面模式図および断面模式図である。図34は図1に対応し、図35は図2に対応している。そして、図35における表示画素領域の断面模式図は、図34に示した線分400−400における断面模式図である。図34および35を参照して、液晶表示装置を説明する。
【0119】
図34および35を参照して、液晶表示装置は基本的には図21および22に示した本発明による液晶表示装置の実施の形態2と同様の構造を備える。ただし、図34および35に示した液晶表示装置では、導電領域としてのn+型不純物領域3cが形成された半導体膜と同一レイヤによって下電極9が構成され、かつ、下電極9は上記半導体膜と接触するように、つまり1つの連続した半導体膜により形成されている。このため、コンタクトホール11bとコンタクトホール11cとの間に位置する領域においては、n+型不純物領域3cが形成された半導体膜の端部および下電極9の端部の存在に起因する層間絶縁膜10の上部表面における段差部は形成されていない。つまり、このコンタクトホール11b、11c間の領域では層間絶縁膜10の上部表面に上記のような段差部が存在しないため、平坦な層間絶縁膜10の上部表面上に接続導電体膜としてのメタル配線12bを形成している。この結果、上記のような段差部の存在に起因してメタル配線12bが断線するなどの不良の発生を確実に防止できる。
【0120】
次に、図36〜52を参照して、図34および35に示した液晶表示装置の製造方法を説明する。図36〜43は図34における領域200に対応する平面模式図であり、図44〜52は図35に対応する断面模式図である。
【0121】
まず、図11に示した工程を実施した後、図36に示すようにアモルファスシリコン膜22がレーザアニールによってポリシリコン化されたポリシリコン膜上にレジスト膜23cを形成する。なお、図36は図3に対応する。ここで図36に示したレジスト膜23cは、図3に示したレジスト膜23a、23bとは異なり、画素用薄膜電界効果トランジスタ36の導電領域としてのn+型不純物領域3cが形成された半導体膜と容量37の下電極9とが接触して連続して形成されるようにパターニングされている。つまり、上記半導体膜をエッチングにより形成するためのレジスト膜部分と下電極9をエッチングにより形成するためのレジスト膜部分とがつながっている。
【0122】
このレジスト膜23cをマスクとして上記レーザアニールによって形成されたポリシリコン膜をエッチングにより部分的に除去することにより、ポリシリコン膜25c(図44参照)を形成する。また、駆動回路領域においては、同様のエッチング工程によりp型薄膜電界効果トランジスタ38のチャネル領域6cおよびp型不純物領域27a、27bが形成されるべき半導体膜とn型薄膜電界効果トランジスタ39のチャネル領域6dとn+型不純物領域3e、3fおよびn型不純物領域4e、4fとが形成されるべき半導体膜とが下地膜2上に形成される。この後、レジスト膜23cを除去する。
【0123】
次に、ポリシリコン膜25cおよび駆動回路領域の上記半導体膜上に絶縁膜7(図44参照)を形成する。
【0124】
次に、図37および44に示すように、絶縁膜7上にレジスト膜42a〜42cを形成する。表示画素領域においては、レジスト膜42aは画素用薄膜電界効果トランジスタ38の導電領域であるソース/ドレイン領域としてのn+型不純物領域3a〜3c、n型不純物領域4a〜4dとチャネル領域6a、6bとなるべき領域を覆うように形成されている。また、駆動回路領域においても、上述のp型薄膜電界効果トランジスタ38およびn型薄膜電界効果トランジスタ39が形成されるべき領域上を覆うようにそれぞれレジスト膜42b、42cが形成されている。そして、図44に示すように、レジスト膜42a〜42cをマスクとしてボロンイオンを所定領域に注入する。この結果、下電極9となるべきp型不純物領域27dが形成される。その後レジスト膜42a〜42cを除去する。
【0125】
次に、絶縁膜7上にゲート電極8a、8c、8dおよび上電極8bとなるべき金属膜などの導電体膜(図示せず)を形成する。この導電体膜上に図38に示すようにレジスト膜28a、28bを形成する。レジスト膜28aはゲート電極8aが形成されるべき領域および画素用薄膜電界効果トランジスタ36のn+型不純物領域3a〜3c、n型不純物領域4a〜4dが形成されるべき領域上を覆うように形成されている。また、レジスト膜28bは容量37の上電極8bが形成されるべき領域上を覆うように形成されている。レジスト膜28bには上電極8bの平面外形の凹部40を形成するための凹部41が形成されている。また、駆動回路領域においては、P型薄膜電界効果トランジスタ38のゲート電極8cが形成されるべき領域上およびn型薄膜電界効果トランジスタ39が形成されるべき領域上を覆うようにレジスト膜が形成されている。
【0126】
これらのレジスト膜28a、28bおよび駆動回路領域に形成されたレジスト膜をマスクとして導電体膜をエッチングにより部分的に除去することにより、導電体膜26a〜26cおよびゲート電極8c(図45参照)を形成する。その後レジスト膜28a、28bおよび駆動回路領域において形成されたレジスト膜を除去する。このようにして、図45に示すような構造を得る。この時、上電極8bとなるべき導電体膜26bには上電極8bの平面外形の凹部40が既に形成されている。
【0127】
次に、図46に示すように、導電体膜26a〜26cおよびゲート電極8cをマスクとして半導体膜の所定領域にボロンイオンを注入する。この図46に示した工程は基本的に図14に示した工程と同様である。このとき、導電体膜26aは画素用薄膜電界効果トランジスタ36が形成されるべき領域上を覆うように形成されているので、ボロンイオンがこの画素用薄膜電界効果トランジスタ36を形成するための半導体膜に余分に注入されることを防止する保護膜として作用している。また、導電体膜26bも同様にボロンイオンが半導体膜へと余分に注入されることを防ぐための保護膜として作用するので、図46に示した工程ではこの導電体膜26b下に位置する半導体膜にボロンイオンは注入されない。
【0128】
次に、図39および47に示すように、導電体膜26a〜26cおよびゲート電極8c上にレジスト膜29a〜29dを形成する。レジスト膜29aはゲート電極8aを形成するためのエッチングにおけるマスクとして用いられる。また、レジスト膜29dはゲート電極8dを形成するためのエッチング工程におけるマスクとして用いられる。
【0129】
次に、レジスト膜29a、29b、29dをマスクとして導電体膜26a〜26cをエッチングにより部分的に除去することにより、ゲート電極8a、8d(図48参照)を形成する。このゲート電極8a、8dを形成するためのエッチング工程では、基本的に本発明の実施の形態1における液晶表示装置の製造工程における図15および16で説明した工程と同様に、レジスト膜29a、29dの側壁の位置よりもゲート電極8a、8dの側壁の位置が後退した状態となるようにエッチングのプロセス条件が調整されている。
【0130】
次に、図48に示すように、レジスト膜29a〜29dをマスクとしてリンイオンを注入する。この図48に示したリンイオンの注入工程は基本的には図16に示したリンイオンの注入工程と同様である。図48に示した注入工程においては、レジスト膜29a、29b、29dをマスクとしてリンイオンを注入することによりn+型不純物領域3a〜3c、3e、3fを形成している。その後、レジスト膜29a〜29dを除去する。
【0131】
次に、図49に示すように、ゲート電極8a、8dおよび上電極8bをマスクとして所定領域に低濃度のリンイオンを注入する。この低濃度のリンイオン注入工程は基本的には図17に示したリンイオンの注入工程と同様である。図49に示した工程においては、レジスト膜29a、29dよりも幅の狭いゲート電極8a、8dをマスクとして低濃度のリンイオンを注入している。つまり、図49においてゲート電極8a、8dに隣接する領域下に位置する半導体膜にはこの工程で初めてリンイオンが注入される領域が形成されている。この部分がn型不純物領域4a〜4fとなっている。なお、図49において注入されるリンの濃度は極めて低いため、p型薄膜電界効果トランジスタ38および下電極9におけるp型不純物領域27cについてはその電気的特性に特に悪影響を及ぼすことはない。
【0132】
次に、図50に示すように、ゲート電極8a、8c、8dおよび上電極8b上に層間絶縁膜10を形成する。このとき、画素用薄膜電界効果トランジスタ36の導電領域であるn+型不純物領域3cが形成された領域と下電極9とは連続して1つのレイヤによって形成されているので、このゲート電極8aと上電極8bとの間に位置する層間絶縁膜10の上部表面には特に段差などが形成されることなく平坦な形状となっている。このため、このゲート電極8aと上電極8bとの間の領域にメタル配線12b(図51参照)を形成する場合、層間絶縁膜10の上部表面上には段差などが形成されていないことから、このような段差に起因してメタル配線12bが断線するといった不良の発生を防止できる。
【0133】
次に、図40に示すように、層間絶縁膜10上に所定のパターンを有するレジスト膜30を形成する。レジスト膜30には、コンタクトホール11a〜11c(図51参照)が形成されるべき領域上にこのコンタクトホール11a〜11cを形成するための開口部31a〜31cが形成されている。なお、図40は本発明の実施の形態1における液晶表示装置の製造工程の図7を参照して説明した工程に対応する。また、駆動回路領域においては、本発明の実施の形態1および2と同様に、レジスト膜30においてコンタクトホール11e〜11gが形成されるべき領域上に開口部が形成されている。このレジスト膜30をマスクとして層間絶縁膜10および絶縁膜7の一部をエッチングにより除去することにより、コンタクトホール11a〜11gを形成する。その後レジスト膜30を除去する。
【0134】
次に、層間絶縁膜10上にメタル配線12a〜12eとなるべきメタル膜(図示せず)を形成する。次に、図41に示すように、このメタル膜上にレジスト膜32a、32bを形成する。レジスト膜32aはメタル配線12aが形成されるべき領域上に形成されている。また、レジスト膜32bはメタル配線12bが形成されるべき領域上に形成されている。また、駆動回路領域においても、メタル配線12c〜12eが形成されるべき領域上にそれぞれレジスト膜が形成されている。このレジスト膜32a、32bおよび駆動回路領域におけるレジスト膜をマスクとしてメタル膜を部分的にエッチングにより除去することにより、メタル配線12a〜12eを形成する。その後レジスト膜32a、32bおよび駆動回路領域におけるレジスト膜を除去する。このようにして図51に示すような構造を得る。
【0135】
次に、本発明の実施の形態1および2に示した液晶表示装置の製造方法と同様に、メタル配線12a〜12e上にパッシベーション膜および平坦化膜13(図52参照)を形成する。平坦化膜13の上部表面上に図42に示すようにレジスト膜33を形成する。レジスト膜33にはコンタクトホール14が形成されるべき領域上に開口部34が形成されている。このレジスト膜33をマスクとしてエッチングにより平坦化膜13およびパッシベーション膜を部分的に除去することによりコンタクトホール14(図52参照)を形成する。その後レジスト膜を除去する。
【0136】
次に、平坦化膜13上に画素電極となるべき透明性導電体膜(図示せず)を形成する。この透明性導電体膜上に図43に示すようにレジスト膜35を形成する。このレジスト膜35の平面外形は画素電極15の平面外形と同一である。このレジスト膜35をマスクとして透明性導電体膜を部分的にエッチングにより除去することにより、画素電極15(図52参照)を形成する。その後レジスト膜35を除去する。このようにして、図52に示すような構造を得る。
【0137】
この後、本発明の実施の形態1および2における液晶表示装置の製造方法と同様に、画素電極15上に配向膜16aを形成し、またカラーフィルタ18、対向電極19および配向膜16bを備える上ガラス基板17を準備して所定の位置に配置する。さらに、ガラス基板1と上ガラス基板17との間に液晶20を注入、封止するなどの工程を実施することにより、図34および35に示した液晶表示装置を得ることができる。
【0138】
なお、容量37の導電型はp型およびn型のいずれの導電型としてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0139】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と、その薄膜電界効果トランジスタに隣接する容量の容量電極とが短絡するなどの不良の発生を防止できるので、高い製造歩留りを実現することが可能な半導体装置およびその製造方法ならびに液晶表示装置およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液晶表示装置の実施の形態1を示す平面模式図である。
【図2】 本発明による液晶表示装置の実施の形態1を示す断面模式図である。
【図3】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第2工程を説明するための平面模式図である。
【図4】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第3工程を説明するための平面模式図である。
【図5】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第4工程を説明するための平面模式図である。
【図6】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第7工程を説明するための平面模式図である。
【図7】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第11工程を説明するための平面模式図である。
【図8】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第12工程を説明するための平面模式図である。
【図9】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第14工程を説明するための平面模式図である。
【図10】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第15工程を説明するための平面模式図である。
【図11】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第1工程を説明するための断面模式図である。
【図12】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第3工程を説明するための断面模式図である。
【図13】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第5工程を説明するための断面模式図である。
【図14】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第6工程を説明するための断面模式図である。
【図15】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第7工程を説明するための断面模式図である。
【図16】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第8工程を説明するための断面模式図である。
【図17】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第9工程を説明するための断面模式図である。
【図18】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第10工程を説明するための断面模式図である。
【図19】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第13工程を説明するための断面模式図である。
【図20】 図1および2に示した液晶表示装置の製造工程の第16工程を説明するための断面模式図である。
【図21】 本発明による液晶表示装置の実施の形態2を示す平面模式図である。
【図22】 本発明による液晶表示装置の実施の形態2を示す断面模式図である。
【図23】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第1工程を説明するための平面模式図である。
【図24】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第5工程を説明するための平面模式図である。
【図25】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第6工程を説明するための平面模式図である。
【図26】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第8工程を説明するための平面模式図である。
【図27】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第9工程を説明するための平面模式図である。
【図28】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第1工程を説明するための断面模式図である。
【図29】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第2工程を説明するための断面模式図である。
【図30】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第3工程を説明するための断面模式図である。
【図31】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第4工程を説明するための断面模式図である。
【図32】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第7工程を説明するための断面模式図である。
【図33】 図21および22に示した液晶表示装置の製造工程の第10工程を説明するための断面模式図である。
【図34】 本発明による液晶表示装置の実施の形態3を示す平面模式図である。
【図35】 本発明による液晶表示装置の実施の形態3を示す断面模式図である。
【図36】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第1工程を説明するための平面模式図である。
【図37】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第2工程を説明するための平面模式図である。
【図38】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第3工程を説明するための平面模式図である。
【図39】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第6工程を説明するための平面模式図である。
【図40】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第10工程を説明するための平面模式図である。
【図41】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第11工程を説明するための平面模式図である。
【図42】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第13工程を説明するための平面模式図である。
【図43】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第14工程を説明するための平面模式図である。
【図44】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第2工程を説明するための断面模式図である。
【図45】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第4工程を説明するための断面模式図である。
【図46】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第5工程を説明するための断面模式図である。
【図47】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第6工程を説明するための断面模式図である。
【図48】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第7工程を説明するための断面模式図である。
【図49】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第8工程を説明するための断面模式図である。
【図50】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第9工程を説明するための断面模式図である。
【図51】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第12工程を説明するための断面模式図である。
【図52】 図34および35に示した液晶表示装置の製造工程の第15工程を説明するための断面模式図である。
【図53】 従来の液晶表示装置を示す平面模式図である。
【図54】 従来の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図55】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第2工程を説明するための平面模式図である。
【図56】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第3工程を説明するための平面模式図である。
【図57】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第4工程を説明するための平面模式図である。
【図58】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第7工程を説明するための平面模式図である。
【図59】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第11工程を説明するための平面模式図である。
【図60】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第12工程を説明するための平面模式図である。
【図61】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第14工程を説明するための平面模式図である。
【図62】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第15工程を説明するための平面模式図である。
【図63】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第1工程を説明するための断面模式図である。
【図64】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第3工程を説明するための断面模式図である。
【図65】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第5工程を説明するための断面模式図である。
【図66】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第6工程を説明するための断面模式図である。
【図67】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第7工程を説明するための断面模式図である。
【図68】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第8工程を説明するための断面模式図である。
【図69】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第9工程を説明するための断面模式図である。
【図70】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第10工程を説明するための断面模式図である。
【図71】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第13工程を説明するための断面模式図である。
【図72】 図53および54に示した液晶表示装置の製造工程の第16工程を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板、2 下地膜、3a〜3g n+型不純物領域、4a〜4f n型不純物領域、5a〜5h n-型不純物領域、6a〜6d チャネル領域、7 絶縁膜、8a,8c,8d ゲート電極、8b 上電極、9 下電極、10層間絶縁膜、11a〜11g,14 コンタクトホール、12a〜12e メタル配線、13 平坦化膜、15 画素電極、16a,16b 配向膜、17 上ガラス基板、18 カラーフィルタ、19 対向電極、20 液晶、21,31a〜31c,34 開口部、22 アモルファスシリコン膜、23a〜23c,24a〜24c,28a,28b,29a〜29d,32a,32b,33,30,35,42a〜42c レジスト膜、25a〜25c ポリシリコン膜、26a〜26c 導電体膜、27a〜27d p型不純物領域、36 画素用薄膜電界効果トランジスタ、37 容量、38 p型薄膜電界効果トランジスタ、39n型薄膜電界効果トランジスタ、40,41 凹部、43 段差部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, a liquid crystal display device, and a manufacturing method thereof, and more specifically, a semiconductor device including a thin film field effect transistor and a capacitor region adjacent to the thin film field effect transistor, and a manufacturing method thereof. And a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a liquid crystal display device using a thin film field effect transistor is known as one of liquid crystal display devices. FIG. 53 is a schematic plan view showing a conventional liquid crystal display device, and shows a display pixel region of the liquid crystal display device. FIG. 54 is a schematic cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device, which shows a cross section taken along line 500-500 in FIG. 53 and a drive circuit region of the liquid crystal display device shown in FIG. A conventional liquid crystal display device will be described with reference to FIGS.
[0003]
53 and 54, the liquid crystal display device includes a display pixel region and a drive circuit region. In the display pixel region, a
[0004]
On the
[0005]
An interlayer
[0006]
An
[0007]
In the drive circuit region of the liquid crystal display device, a
[0008]
A semiconductor film including p-
[0009]
Next, a manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54 will be described with reference to FIGS. 55 to 62 are schematic plan views for explaining the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54, and FIGS. 63 to 72 show the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating. The schematic plan views shown in FIGS. 55 to 62 are schematic plan views of the
[0010]
First, in the display pixel region and the drive circuit region, a base film 102 (see FIG. 63) composed of a two-layer film of a silicon oxide film and a silicon nitride film is formed on a glass substrate 101 (see FIG. 63). An
[0011]
Next, as shown in FIG. 55, the source / drain regions and
[0012]
Next, an insulating film 107 (see FIG. 64) is formed on the
[0013]
Next, a conductor film (not shown) to be the
[0014]
Next, as shown in FIG. 66, p-
[0015]
Next, as shown in FIGS. 67 and 58, resist
[0016]
Then, as shown in FIG. 68, by implanting phosphorus (P) ions into a predetermined region of the polysilicon film, n-
[0017]
Next, as shown in FIG. 69, low-concentration phosphorus ions are implanted into a predetermined region of the polysilicon film using the
[0018]
Next, as shown in FIG. 70, an
[0019]
Next, as shown in FIG. 59, a resist film 130 having a predetermined pattern is formed on the
[0020]
Next, a metal film (not shown) is formed on the
[0021]
Next, a passivation film (not shown) is formed on the
[0022]
Referring to FIG. 61, opening 134 is formed in resist
[0023]
Next, a transparent conductor film (not shown) to be a transparent electrode is formed so as to extend from the upper surface of the
[0024]
Thereafter, an
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional liquid crystal display device as described above has the following problems. That is, in the boron implantation process shown in FIG. 66, the
[0026]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is a semiconductor including a thin film field effect transistor and a capacitor formed adjacent to the thin film field effect transistor. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing the occurrence of defects such as a short circuit between a gate electrode and a capacitor electrode of the thin film field effect transistor and a method for manufacturing the same.
[0027]
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device comprising a thin film field effect transistor and a capacitor formed adjacent to the thin film field effect transistor, and comprising a gate electrode of the thin film field effect transistor and a capacitive electrode of the capacitor. It is to provide a liquid crystal display device capable of preventing the occurrence of defects such as a short circuit therebetween and a method for manufacturing the same.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor device according to one aspect of the present invention is a semiconductor device including a thin film field effect transistor formed on a transparent substrate and a capacitance region adjacent to the thin film field effect transistor, and the thin film field effect transistor is a transparent substrate. A semiconductor film is formed including a channel region and a conductive region adjacent to the channel region. The capacitance region includes a lower electrode formed on the transparent substrate, and an upper electrode formed to face the lower electrode and having an opening. Further, the semiconductor device is formed on the conductive region and the upper electrode, has an upper surface, reaches a first contact hole from the upper surface to the conductive region, and reaches from the upper surface to the lower electrode. An insulating film in which a second contact hole is formed, and a connection extending from the inside of the first and second contact holes to the upper surface of the insulating film and connecting the conductive region and the lower electrode of the capacitor region And a conductor film.
[0029]
As described above, since the connection conductor film is provided, even if the semiconductor film and the lower electrode are formed separately as shown in the manufacturing method described later, the conductive region and the lower electrode of the semiconductor film are formed by the connection conductor film. Can be reliably connected electrically. For this reason, it is used as a protective film for preventing unnecessary conductive impurities from being injected into the semiconductor film and the lower electrode in the manufacturing process described later, and on the gate electrode and the capacitor region of the thin film field effect transistor. When forming a conductor film for forming an electrode, it is possible to completely separate a portion located on the semiconductor film and a portion located on the lower electrode. Then, if the gate electrode and the upper electrode are formed by etching the conductor film again, the region located between the gate electrode of the thin film field effect transistor and the upper electrode of the capacitor region is etched at least twice. Will receive. Therefore, even if a pattern defect occurs in the resist film due to the influence of impurities or the like in one of the two etching processes, the gate electrode can be formed if a pattern with a predetermined shape is formed in the other etching process. The region between the upper electrode and the upper electrode is etched. As a result, it is possible to reduce the probability of occurrence of a defect such as a short circuit between the gate electrode and the upper electrode of the capacitor region. Thereby, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.
[0030]
In the semiconductor device according to the first aspect, it is preferable that the second contact hole reaches the lower electrode from the upper surface of the insulating film through the opening of the upper electrode.
[0031]
As described above, when the opening is formed in the upper electrode and the second contact hole in which the connection conductor film is formed is formed through the opening, the connection between the connection conductor film and the lower electrode of the capacitor region is formed. In order to secure the region, it is not necessary to extend the lower electrode to a region that is located outside the region where the lower electrode is formed and does not overlap with the upper electrode in plan view. For this reason, it is not necessary to unnecessarily increase the area occupied by the lower electrode of the capacitor region, so that the semiconductor device can be easily highly integrated.
[0032]
In the semiconductor device according to the first aspect, the opening of the upper electrode is preferably a recess in the planar outer shape of the upper electrode.
[0033]
In this case, a recess is formed in the planar outer shape of the upper electrode, and the second contact hole for forming the connection conductor film is formed through the recess, so that an opening is formed in the upper electrode. Similarly, in order to secure a connection region between the second contact hole and the lower electrode, it is not necessary to extend the lower electrode outward from the region where the lower electrode is to be formed. As a result, the area occupied by the capacity region can be reduced.
[0034]
In addition, when the opening is formed in the upper electrode by using wet etching or the like, the opening is not formed in the etching process, or it occurs with a probability that there is an etching defect such that the shape of the opening is different from the predetermined shape. . However, in etching that forms a recess in the planar outer shape of the upper electrode, the etching failure that occurs when the opening is formed does not occur. For this reason, it can prevent that the manufacturing yield of a semiconductor device falls due to the above defects.
[0035]
Further, a step portion is formed on the upper surface of the insulating film due to the presence of the upper electrode. However, since the second contact hole is formed so as to pass through the concave portion in the planar outer shape of the upper electrode, the second contact hole is located in the peripheral portion in the planar outer shape of the upper electrode. For this reason, the connection conductor film can be formed so as to extend into the second contact hole through a region that does not overlap the upper electrode in plan view. That is, the connection conductor film can be prevented from being formed on the step portion on the upper surface of the insulating film due to the presence of the upper electrode. As a result, it is possible to prevent the occurrence of defects such as disconnection of the connection conductor film due to the presence of the stepped portion.
[0036]
In the semiconductor device according to the first aspect or the other aspect, it is preferable that the lower electrode is formed of the same layer as the semiconductor film and formed separately from the semiconductor film.
[0037]
In this case, as shown in the manufacturing method described later, the semiconductor film and the lower electrode are formed separately, so that a mask for preventing unnecessary conductive impurities from being implanted into the semiconductor film and the lower electrode. The conductor film for forming the gate electrode of the thin film field effect transistor and the upper electrode of the capacitor region is completely separated into a part located on the semiconductor film and a part located on the lower electrode The two conductor films can be formed using an etching process (first etching process). Then, if the gate electrode and the upper electrode are formed by re-etching the two conductor films (second etching step), the gap between the gate electrode of the thin film field effect transistor and the upper electrode of the capacitor region The conductor film portion located at is subjected to at least two etchings of the first and second etching steps. Therefore, even if a pattern failure occurs in the resist film due to the influence of impurities or the like in one of the two etching steps, if a pattern having a predetermined shape is formed in the other etching step of the two times, The conductor film located in the region between the gate electrode and the upper electrode is subjected to etching. As a result, it is possible to reduce the probability of occurrence of a defect such as a short circuit between the gate electrode and the upper electrode of the capacitor region due to the remaining conductive film located in the region between the gate electrode and the upper electrode due to etching failure. it can. Thereby, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.
[0038]
In the semiconductor device according to the first aspect or the other aspect, the lower electrode may be formed of the same layer as the conductor film and may be formed in contact with the semiconductor film (claim 5).
[0039]
In this case, since the semiconductor film in which the conductive region is formed and the lower electrode are configured by the same layer, no step is formed in the connection portion between the semiconductor film and the lower electrode. For this reason, in the region located on the connection portion between the semiconductor film and the lower electrode, a step due to the connection portion between the semiconductor film and the upper electrode is not formed on the upper surface of the insulation film, and the upper surface of the insulation film is not formed. It can be a relatively flat shape. As a result, when the connection conductor film is formed in the region on the connection portion between the conductor film and the lower electrode, it is possible to prevent the occurrence of defects such as disconnection of the connection conductor film due to the step.
[0040]
In the semiconductor device according to the first aspect or the other aspect, the conductivity type of the thin film field effect transistor is preferably n-type.
[0041]
In this case, since the n-type thin film field effect transistor has higher carrier mobility than the p-type thin film field effect transistor, a thin film field effect transistor having a high operation speed can be realized. If such a semiconductor device according to the present invention is applied to a display pixel or the like of a liquid crystal display device having a thin film field effect transistor and a capacitor region, the manufacturing yield in the liquid crystal display device can be improved and at the same time high response can be achieved. realizable.
[0042]
A liquid crystal display device according to another aspect of the present invention includes the semiconductor device according to the first aspect or the other aspect (claim 7).
[0043]
In this case, the semiconductor device according to the present invention includes the thin film field effect transistor and the capacitor region adjacent to the thin film field effect transistor as described above, and this structure is similar to the structure of the display pixel region of the liquid crystal display device. Applicable. Thus, by applying the semiconductor device according to the present invention to a liquid crystal display device, the yield of the liquid crystal display device can be improved.
[0044]
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method, a first thin film field effect transistor, a second thin film field effect transistor having a conductivity type different from the first thin film field effect transistor, A method of manufacturing a semiconductor device comprising a capacitor region adjacent to a thin film field effect transistor, the first semiconductor film to be a conductive region of the first thin film field effect transistor on the substrate, and a second thin film field effect A lower layer preparation step for forming the second semiconductor film including the conductive region of the transistor and the lower electrode of the capacitor region is performed. A step of forming an upper conductor film to be the gate electrode of the first and second thin film field effect transistors and the upper electrode of the capacitance region on the first and second semiconductor films and the lower electrode is performed. . In the upper conductor film, a region to be the gate electrode of the first thin film field effect transistor, a region located on the second semiconductor film, and a region located on the lower electrode and on the second semiconductor film Forming a resist film on each of the regions spaced apart from each other. By partially removing the conductor film by etching using the resist film as a mask, the gate electrode of the first thin film field effect transistor, the first remaining conductor film located on the second semiconductor film, A step of forming a second remaining conductor film located on the lower electrode at a distance from the one remaining conductor film is performed. The resist film is removed. A step of injecting conductive impurities into the first semiconductor film is performed using the gate electrode of the first thin film field effect transistor and the first and second remaining conductor films as a mask. After injecting conductive impurities into the first semiconductor film, one resist film is formed on the first remaining conductor film on the region where the gate electrode of the second thin film field effect transistor is to be formed; The step of forming the other resist film on the region where the upper electrode is to be formed on the remaining
[0045]
In this case, the upper conductor in the region located between the first remaining conductor film and the second remaining conductor film by etching in the step of forming the first and second remaining conductor films. The film undergoes a first etch. The gate electrode of the second thin film field effect transistor is formed from the first remaining conductor film, and the upper electrode of the capacitor region is formed by partially etching the second remaining conductor film. That is, in the upper layer preparation step, a region located between the first remaining conductor film and the second remaining conductor film (positioned between the gate electrode of the second thin film field effect transistor and the upper electrode of the capacitor region). Region) undergoes a second etching. That is, the portion of the upper conductor film located between the gate electrode of the second thin film field effect transistor and the upper electrode of the capacitor region is subjected to etching twice. Therefore, even if a pattern defect due to impurities on the substrate or the like occurs in the resist film in one of the two etching processes, the pattern of the resist film in the other etching process of the two times has a predetermined shape. If so, the gate electrode of the second thin film field effect transistor and the upper electrode of the capacitor region can be formed separately. That is, it is possible to prevent a short circuit from occurring between the gate electrode of the second thin film field effect transistor and the upper electrode of the capacitor region. For this reason, the fall of the manufacturing yield of the semiconductor device resulting from the said short circuit can be prevented.
[0046]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to another aspect, it is preferable that an opening is formed in the upper electrode of the capacitor region in the upper layer preparation step. Furthermore, a step of forming an upper insulating film so as to extend from the conductive region of the second thin film field effect transistor to the upper electrode of the capacitor region, and in the upper insulating film, the conductive layer is conductive from the upper surface of the upper insulating film. A first contact hole reaching the region is formed, and a second contact hole reaching the lower electrode of the capacitor region from the upper surface of the upper insulating film through the opening of the upper electrode of the capacitor region is formed. Extending from the inside of the first contact hole to the inside of the second contact hole via the upper surface of the upper insulating film, and the conductive region of the second thin film field effect transistor and the lower electrode of the capacitor region, And a step of forming a connection conductor film for electrically connecting the two.
[0047]
In this case, since the connecting conductor film is in contact with the lower electrode of the capacitor region through the opening of the upper electrode, the lower electrode is formed in order to secure a connecting region between the connecting conductor film and the lower electrode of the capacitor region. There is no need to extend the lower electrode to a region that is located outside the formed region and does not overlap the upper electrode in plan view. For this reason, the area of the region occupied by the capacitor region can be reduced. As a result, it becomes easier to miniaturize the semiconductor device.
[0048]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to another aspect described above, it is preferable that a recess is formed in the planar outer shape of the upper electrode of the capacitor region in the upper layer preparation step. Furthermore, a step of forming an upper insulating film so as to extend from the conductive region of the second thin film field effect transistor to the upper electrode of the capacitor region, and in the upper insulating film, from the upper surface of the upper insulating film to the conductive region And a second contact hole reaching from the upper surface of the upper insulating film to the lower electrode of the capacitor region through the recess in the planar shape of the upper electrode of the capacitor region Extending from the inside of the first contact hole to the inside of the second contact hole through the upper surface of the upper insulating film, and the lower electrode of the conductive region and the capacitor region of the second thin film field effect transistor And a step of forming a connection conductor film that electrically connects the two.
[0049]
In this case, since the connection conductor film is in contact with the lower electrode through the concave portion of the planar outer shape of the upper electrode, the second contact hole and the lower electrode are formed in the same manner as in the case where the opening is formed in the upper electrode. In order to secure the connection region, it is not necessary to extend the lower electrode outward from the region where the lower electrode is to be formed. For this reason, the area occupied by the capacitor region can be reduced. As a result, the semiconductor device can be easily miniaturized.
[0050]
Further, in the etching process for forming the opening in the upper electrode, a defect such that the shape of the opening is deviated from a predetermined shape or the opening is not formed occurs. However, in the etching for forming the concave portion having the planar outer shape of the upper electrode, the above-described defects hardly occur. For this reason, it is possible to prevent a decrease in the manufacturing yield of the semiconductor device due to the defective opening.
[0051]
Further, a step portion is formed on the upper surface of the insulating film due to the presence of the upper electrode, but the second contact hole is formed so as to pass through the concave portion in the planar outer shape of the upper electrode. These contact holes are located in the peripheral portion of the planar outline of the upper electrode. For this reason, the connection conductor film can be formed so as to extend into the second contact hole through a region that does not overlap the upper electrode in plan view. That is, the connection conductor film can be prevented from being formed on the step portion on the upper surface of the insulating film due to the presence of the upper electrode. As a result, it is possible to prevent the occurrence of defects such as disconnection of the connection conductor film due to the presence of the stepped portion.
[0052]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to another aspect described above, it is preferable to use wet etching in the upper layer preparation step.
[0053]
In this case, in the wet etching, the etching amount can be changed more accurately by controlling the etching time and the like. As a result, high processing accuracy can be realized.
[0054]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the another aspect, it is preferable that the second semiconductor film and the lower electrode are formed with a gap in the lower layer preparation step.
[0055]
As described above, the second semiconductor film and the lower electrode are formed at a distance from each other, so that the first and second remaining conductor films are stacked in the step of injecting the conductive impurities into the first semiconductor film. Even if they are formed at intervals, it is possible to prevent the semiconductor film and a part of the lower electrode from being located under the gap between the first and second remaining conductor films. For this reason, in the step of injecting conductive impurities into the first semiconductor film, the conductive impurities are not injected into the semiconductor film and the lower electrode. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the electrical characteristics of the semiconductor device due to the unnecessary implantation of conductive impurities into the first semiconductor film and the lower electrode.
[0056]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the another aspect, in the lower layer preparation step, the second semiconductor film and the lower electrode may be formed to be in contact with each other by the same layer.
[0057]
In this case, when a gap is formed between the second semiconductor film and the lower electrode, a step is generated in a region located between the second semiconductor film and the lower electrode. If the second semiconductor film and the lower electrode are formed in contact with each other, the above step does not occur. For this reason, if a connection conductor film for electrically connecting the conductive region of the second thin film field effect transistor and the lower electrode is formed on the region between the second semiconductor film and the lower electrode, this is the case. It is possible to prevent the occurrence of defects such as disconnection of the connecting conductor film due to a large step.
[0058]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the other aspect described above, the conductivity type of the second thin film field effect transistor is preferably n-type.
[0059]
Here, since the n-type thin film field effect transistor has higher carrier mobility than the p-type thin film field effect transistor, the operation speed can be improved. A semiconductor device obtained by the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a second thin film field effect transistor and a capacitor region adjacent to the second thin film field effect transistor. Such a structure has a liquid crystal display device. Used in the display pixel region. In the display pixel region of the liquid crystal display device, a high response characteristic is required in the thin film field effect transistor in order to improve the display characteristics of the liquid crystal display device. Therefore, if the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is applied to a method for manufacturing a display pixel region of such a liquid crystal display device, the manufacturing yield can be improved and the display characteristics of the liquid crystal display device can be improved. it can.
[0060]
A method for manufacturing a liquid crystal display device according to still another aspect of the present invention uses the method for manufacturing a semiconductor device according to another aspect described above (claim 15).
[0061]
In this way, the manufacturing yield of the liquid crystal display device can be improved.
[0062]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[0063]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic plan
[0064]
Referring to FIGS. 1 and 2, in a display pixel region of a liquid crystal display device, a
[0065]
On the
[0066]
In addition, n on the
[0067]
The
[0068]
In the drive circuit region, a
[0069]
A semiconductor film including p-
[0070]
In the drive circuit region, a
[0071]
An interlayer insulating
[0072]
Here, as can be seen from FIGS. 1 and 2, the
[0073]
N + Since the
[0074]
Further, the
[0075]
Moreover, although the conductivity type of the pixel thin film
[0076]
Next, a manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3 to 10 are schematic plan views for explaining a method of manufacturing the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2, and show a
[0077]
First, a base film 2 (see FIG. 11) composed of a two-layer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film is formed on a glass substrate 1 (see FIG. 11). An amorphous silicon film 22 (see FIG. 11) is formed on the
[0078]
Next, resist
[0079]
Next, after removing the resist film, an insulating film 7 (see FIG. 12) is formed on the semiconductor film. Next, as shown in FIGS. 4 and 12, resist
[0080]
Next, a conductor film (not shown) made of a metal film or the like to be the
[0081]
Referring to FIG. 13, a
[0082]
Here, in the etching process described with reference to FIGS. 5 and 13, the resist
[0083]
Next, as shown in FIG. 14, p-
[0084]
Next, as shown in FIGS. 6 and 15, resist
[0085]
Then, the
[0086]
In the etching process for forming the
[0087]
Further, in the boron ion implantation process shown in FIG. 14, a gap is formed between the semiconductor film in which the
[0088]
Next, as shown in FIG. 16, by using the resist
[0089]
Here, the widths of the resist
[0090]
Next, as shown in FIG. 17, phosphorus ions are implanted into a predetermined region by using the
[0091]
Next, as shown in FIG. 18, an
[0092]
Next, as shown in FIG. 7, a resist
[0093]
Next, a metal film (not shown) is formed so as to extend from the upper surface of the
[0094]
Here, the
[0095]
Thereafter, a passivation film (not shown) and a planarizing film 13 (see FIG. 20) are formed on the
[0096]
As shown in FIG. 9, a resist
[0097]
Then, a transparent conductor film (not shown) serving as a pixel electrode is formed so as to extend from the upper surface of the
[0098]
Thereafter, an
[0099]
(Embodiment 2)
21 and 22 are a schematic plan view and a schematic cross-sectional
[0100]
Referring to FIGS. 21 and 22, the liquid crystal display device basically has the same structure as the liquid crystal display device shown in FIGS. However, a
[0101]
Here, as shown in the first embodiment of the present invention, an opening 21 (see FIGS. 1 and 2) is formed in the
[0102]
In the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2, since the
[0103]
Next, a manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22 will be described with reference to FIGS. 23 to 27 are schematic plan views corresponding to the
[0104]
First, the manufacturing process shown in FIGS. 3 to 5 and FIGS. 11 to 14 in
[0105]
Thereafter, similar to the manufacturing process of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, by using the resist
[0106]
In the etching step for forming the
[0107]
In addition, wet etching is used in the etching step. In this case, the etching amount can be accurately controlled by controlling process parameters such as etching time.
[0108]
Further, as in the first embodiment of the present invention, since the connection region between the
[0109]
In the above-described etching step, the process conditions are set so that the side wall positions of the
[0110]
Thereafter, as shown in FIG. 29, phosphorus ions are implanted into a predetermined region. The process conditions and the like of the step of implanting phosphorus ions are basically the same as the manufacturing steps of the liquid crystal display device in the first embodiment of the present invention shown in FIG. Thereafter, the resist
[0111]
Next, a phosphorus ion implantation step is performed as shown in FIG. The process conditions in this phosphorus ion implantation step are basically the same as those in the manufacturing process of the liquid crystal display device in the first embodiment of the present invention shown in FIG.
[0112]
Next, as shown in FIG. 31, an
[0113]
Next, as shown in FIG. 24, a resist
[0114]
Next, a conductor film (not shown) is formed on the
[0115]
Next, as in the first embodiment of the present invention, a passivation film (not shown) and a planarizing film 13 (see FIG. 33) are formed on the
[0116]
Next, a transparent conductor film (not shown) is formed on the
[0117]
Thereafter, an
[0118]
(Embodiment 3)
34 and 35 are a schematic plan view and a schematic cross-sectional
[0119]
Referring to FIGS. 34 and 35, the liquid crystal display device basically has the same structure as that of the second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention shown in FIGS. However, in the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35, n as a conductive region is used. + The
[0120]
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35 will be described with reference to FIGS. 36 to 43 are schematic plan views corresponding to the
[0121]
First, after performing the process shown in FIG. 11, a resist
[0122]
Using this resist
[0123]
Next, the insulating film 7 (see FIG. 44) is formed on the
[0124]
Next, as shown in FIGS. 37 and 44, resist
[0125]
Next, a conductor film (not shown) such as a metal film to be the
[0126]
The
[0127]
Next, as shown in FIG. 46, boron ions are implanted into a predetermined region of the semiconductor film using the
[0128]
Next, as shown in FIGS. 39 and 47, resist
[0129]
Next, the
[0130]
Next, as shown in FIG. 48, phosphorus ions are implanted using resist
[0131]
Next, as shown in FIG. 49, low concentration phosphorus ions are implanted into a predetermined region using the
[0132]
Next, as shown in FIG. 50, an
[0133]
Next, as shown in FIG. 40, a resist
[0134]
Next, a metal film (not shown) to be the metal wirings 12 a to 12 e is formed on the
[0135]
Next, a passivation film and a planarizing film 13 (see FIG. 52) are formed on the
[0136]
Next, a transparent conductor film (not shown) to be a pixel electrode is formed on the
[0137]
Thereafter, in the same manner as in the liquid crystal display manufacturing method according to the first and second embodiments of the present invention, the
[0138]
Note that the conductivity type of the
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
[0139]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of defects such as short circuit between the gate electrode of the thin film field effect transistor and the capacitor electrode of the capacitor adjacent to the thin film field effect transistor, thereby realizing a high manufacturing yield. A semiconductor device and a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
3 is a schematic plan view for explaining a second step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
4 is a schematic plan view for explaining a third step in the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
5 is a schematic plan view for explaining a fourth step in the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
6 is a schematic plan view for explaining a seventh step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
7 is a schematic plan view for explaining an eleventh step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
8 is a schematic plan view for explaining a twelfth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
9 is a schematic plan view for explaining a fourteenth process of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
10 is a schematic plan view for explaining a fifteenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
11 is a schematic cross-sectional view for explaining a first step in the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
12 is a schematic cross-sectional view for explaining a third step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
13 is a schematic cross-sectional view for explaining a fifth step of the manufacturing steps of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
14 is a schematic cross-sectional view for explaining a sixth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
15 is a schematic cross-sectional view for explaining a seventh step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
16 is a schematic cross-sectional view for explaining an eighth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
17 is a schematic cross-sectional view for explaining a ninth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
18 is a schematic cross-sectional view for explaining a tenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
19 is a schematic cross-sectional view for explaining a thirteenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
20 is a schematic cross-sectional view for explaining a sixteenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 21 is a schematic plan view showing a second embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 22 is a schematic sectional
23 is a schematic plan view for explaining a first step in the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
24 is a schematic plan view for explaining a fifth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
25 is a schematic plan view for explaining a sixth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
26 is a schematic plan view for explaining an eighth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
FIG. 27 is a schematic plan view for explaining a ninth step of the manufacturing steps of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22.
FIG. 28 is a schematic cross-sectional view for explaining a first step in the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS.
29 is a schematic cross-sectional view for explaining a second step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
30 is a schematic cross-sectional view for explaining a third step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
31 is a schematic cross-sectional view for explaining a fourth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
32 is a schematic cross-sectional view for explaining a seventh step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
33 is a schematic cross-sectional view for explaining a tenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 21 and 22. FIG.
FIG. 34 is a schematic plan view showing a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 35 is a schematic sectional
36 is a schematic plan view for illustrating a first step in the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
FIG. 37 is a schematic plan view for illustrating a second step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35.
38 is a schematic plan view for explaining a third step of the manufacturing steps of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
39 is a schematic plan view for illustrating a sixth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
40 is a schematic plan view for illustrating a tenth process of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
41 is a schematic plan view for explaining an eleventh step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
42 is a schematic plan view for explaining a thirteenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
43 is a schematic plan view for explaining a fourteenth step of manufacturing the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
44 is a schematic cross-sectional view for explaining a second step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
45 is a schematic cross-sectional view for explaining a fourth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
46 is a schematic cross-sectional view for explaining a fifth step of the manufacturing steps of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
47 is a schematic cross-sectional view for explaining a sixth step of the manufacturing steps of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
48 is a schematic cross-sectional view for explaining a seventh step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
49 is a schematic cross-sectional view for explaining an eighth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
50 is a schematic cross-sectional view for explaining a ninth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
51 is a schematic cross-sectional view for explaining a twelfth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
52 is a schematic cross-sectional view for explaining a fifteenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 34 and 35. FIG.
FIG. 53 is a schematic plan view showing a conventional liquid crystal display device.
FIG. 54 is a schematic cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device.
FIG. 55 is a schematic plan view for illustrating a second step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54.
56 is a schematic plan view for explaining a third step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
57 is a schematic plan view for illustrating a fourth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
58 is a schematic plan view for explaining a seventh step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
59 is a schematic plan view for explaining an eleventh process of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
60 is a schematic plan view for illustrating a twelfth process of the manufacturing process for the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
61 is a schematic plan view for explaining a fourteenth process of the manufacturing process for the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
62 is a schematic plan view for illustrating a fifteenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
63 is a schematic cross-sectional view for explaining a first step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
64 is a schematic cross-sectional view for explaining a third step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
65 is a schematic cross-sectional view for explaining a fifth step of the manufacturing steps of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
66 is a schematic cross-sectional view for explaining a sixth step of the manufacturing steps of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
67 is a schematic cross-sectional view for explaining a seventh step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
68 is a schematic cross-sectional view for explaining an eighth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
69 is a schematic cross-sectional view for explaining a ninth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
70 is a schematic cross-sectional view for explaining a tenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
71 is a schematic cross-sectional view for explaining a thirteenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
72 is a schematic cross-sectional view for explaining a sixteenth step of the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIGS. 53 and 54. FIG.
[Explanation of symbols]
1 glass substrate, 2 base film, 3a-3gn + Type impurity region, 4a-4f n-type impurity region, 5a-5h n - Type impurity region, 6a-6d channel region, 7 insulating film, 8a, 8c, 8d gate electrode, 8b upper electrode, 9 lower electrode, 10 interlayer insulating film, 11a-11g, 14 contact hole, 12a-12e metal wiring, 13 Flattening film, 15 pixel electrode, 16a, 16b alignment film, 17 upper glass substrate, 18 color filter, 19 counter electrode, 20 liquid crystal, 21, 31a-31c, 34 opening, 22 amorphous silicon film, 23a-23c, 24a -24c, 28a, 28b, 29a-29d, 32a, 32b, 33, 30, 35, 42a-42c resist film, 25a-25c polysilicon film, 26a-26c conductor film, 27a-27d p-type impurity region, 36 Thin film field effect transistor for pixels, 37 capacitance, 38 p-type thin film field effect transistor, 39n thin Field effect transistors, 40 and 41 recesses, 43 stepped portion.
Claims (15)
前記薄膜電界効果トランジスタは、前記透明基板上に形成され、チャネル領域と前記チャネル領域に隣接する導電領域とを有する半導体膜を含み、
前記容量領域は、
前記透明基板上に形成された下電極と、
前記下電極上に対向するように形成され、開口部を有する上電極とを含み、さらに、
前記導電領域上と前記上電極上とに形成され、上部表面を有し、その上部表面から前記導電領域にまで到達する第1のコンタクトホールと、前記上部表面から前記下電極にまで到達する第2のコンタクトホールとが形成された絶縁膜と、
前記第1および第2のコンタクトホールの内部から前記絶縁膜の上部表面上にまで延在し、前記導電領域と前記容量領域の下電極とを接続する接続導電体膜とを備える、半導体装置。A semiconductor device comprising a thin film field effect transistor formed on a transparent substrate, and a capacitance region adjacent to the thin film field effect transistor,
The thin film field effect transistor includes a semiconductor film formed on the transparent substrate and having a channel region and a conductive region adjacent to the channel region,
The capacity region is
A lower electrode formed on the transparent substrate;
An upper electrode formed on the lower electrode so as to face the lower electrode and having an opening, and
A first contact hole formed on the conductive region and on the upper electrode, having an upper surface, reaching from the upper surface to the conductive region, and a first contact hole reaching from the upper surface to the lower electrode. An insulating film formed with two contact holes;
A semiconductor device comprising: a connection conductor film extending from the inside of the first and second contact holes to the upper surface of the insulating film and connecting the conductive region and the lower electrode of the capacitor region.
基板上に前記第1の薄膜電界効果トランジスタの導電領域となるべき第1の半導体膜と、前記第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域を含む第2の半導体膜と、前記容量領域の下電極とを形成する下層準備工程と、
前記第1および第2の半導体膜と下電極との上に、前記第1および第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と前記容量領域の上電極とになるべき上部導電体膜を形成する工程と、
前記上部導電体膜において、前記第1の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極となるべき領域と、前記第2の半導体膜上に位置する領域と、前記下電極上であって前記第2の半導体膜上に位置する領域から間隔を隔てた領域との上にそれぞれレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜をマスクとして前記導電体膜をエッチングにより部分的に除去することにより、前記第1の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と、前記第2の半導体膜上に位置する第1の残存導電体膜と、前記第1の残存導電体膜と間隔を隔てて、前記下部電極上に位置する第2の残存導電体膜とを形成する工程と、
前記レジスト膜を除去する工程と、
前記第1の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と前記第1および第2の残存導電体膜とをマスクとして用いて、前記第1の半導体膜に導電性不純物を注入する工程と、
前記第1の半導体膜に導電性不純物を注入した後、前記第1の残存導電体膜において前記第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極が形成されるべき領域上に一方レジスト膜を形成し、かつ、前記第2の残存導電体膜上に前記一方レジスト膜と間隔を隔てて配置され、かつ、前記容量領域の上電極が形成されるべき領域上に他方レジスト膜を形成する工程と、
前記一方および他方レジスト膜をマスクとして前記第1および第2の残存導電体膜を部分的にエッチングにより除去することにより、前記第2の薄膜電界効果トランジスタのゲート電極と前記容量領域の上電極とを形成する上層準備工程とを備える、半導体装置の製造方法。A semiconductor device comprising: a first thin film field effect transistor; a second thin film field effect transistor having a conductivity type different from that of the first thin film field effect transistor; and a capacitance region adjacent to the second thin film field effect transistor. A manufacturing method of
A first semiconductor film to be a conductive region of the first thin film field effect transistor on a substrate; a second semiconductor film including a conductive region of the second thin film field effect transistor; and a lower electrode of the capacitor region A lower layer preparation step for forming
Forming an upper conductor film to be the gate electrode of the first and second thin film field effect transistors and the upper electrode of the capacitor region on the first and second semiconductor films and the lower electrode; When,
In the upper conductor film, a region to be a gate electrode of the first thin film field effect transistor, a region located on the second semiconductor film, and the second semiconductor film on the lower electrode Forming a resist film on each of the regions spaced from the regions located above,
The conductive film is partially removed by etching using the resist film as a mask, so that the gate electrode of the first thin film field effect transistor and the first remaining conductor located on the second semiconductor film Forming a film and a second remaining conductor film located on the lower electrode, spaced apart from the first remaining conductor film;
Removing the resist film;
Injecting conductive impurities into the first semiconductor film using the gate electrode of the first thin film field effect transistor and the first and second remaining conductor films as a mask;
After injecting a conductive impurity into the first semiconductor film, a first resist film is formed on a region where the gate electrode of the second thin film field effect transistor is to be formed in the first remaining conductor film, And a step of forming the other resist film on a region where the upper electrode is to be formed on the second remaining conductor film and spaced apart from the one resist film;
Using the one and other resist films as a mask, the first and second remaining conductor films are partially removed by etching, whereby a gate electrode of the second thin film field effect transistor and an upper electrode of the capacitor region A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: an upper layer preparation step for forming a semiconductor layer.
前記第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域上から前記容量領域の上電極上にまで延在するように上層絶縁膜を形成する工程と、
前記上層絶縁膜において、前記上層絶縁膜の上部表面から前記導電領域にまで到達する第1のコンタクトホールを形成するとともに、前記上層絶縁膜の上部表面から前記容量領域の上電極の開口部を介して前記容量領域の下電極にまで到達する第2のコンタクトホールを形成する工程と、
前記第1のコンタクトホールの内部から前記上層絶縁膜の上部表面を介して前記第2のコンタクトホールの内部にまで延在し、前記第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域と前記容量領域の下電極とを電気的に接続する接続導電体膜を形成する工程とを備える、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。In the upper layer preparation step, an opening is formed in the upper electrode of the capacitor region,
Forming an upper insulating film so as to extend from the conductive region of the second thin film field effect transistor to the upper electrode of the capacitor region;
In the upper insulating film, a first contact hole reaching from the upper surface of the upper insulating film to the conductive region is formed, and from the upper surface of the upper insulating film through the opening of the upper electrode of the capacitor region. Forming a second contact hole reaching the lower electrode of the capacitor region;
Extending from the inside of the first contact hole to the inside of the second contact hole through the upper surface of the upper insulating film, and under the conductive region and the capacitance region of the second thin film field effect transistor The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, further comprising: forming a connection conductor film that electrically connects the electrode.
前記第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域上から前記容量領域の上電極上にまで延在するように上層絶縁膜を形成する工程と、
前記上層絶縁膜において、前記上層絶縁膜の上部表面から前記導電領域にまで到達する第1のコンタクトホールを形成するとともに、前記上層絶縁膜の上部表面から前記容量領域の上電極の平面外形における凹部を介して前記容量領域の下電極にまで到達する第2のコンタクトホールを形成する工程と、
前記第1のコンタクトホールの内部から前記上層絶縁膜の上部表面を介して前記第2のコンタクトホールの内部にまで延在し、前記第2の薄膜電界効果トランジスタの導電領域と前記容量領域の下電極とを電気的に接続する接続導電体膜を形成する工程とを備える、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。In the upper layer preparation step, a recess is formed in the planar outer shape of the upper electrode of the capacitor region,
Forming an upper insulating film so as to extend from the conductive region of the second thin film field effect transistor to the upper electrode of the capacitor region;
In the upper insulating film, a first contact hole reaching from the upper surface of the upper insulating film to the conductive region is formed, and a recess in the planar outer shape of the upper electrode of the capacitor region from the upper surface of the upper insulating film Forming a second contact hole reaching the lower electrode of the capacitance region via
Extending from the inside of the first contact hole to the inside of the second contact hole through the upper surface of the upper insulating film, and under the conductive region and the capacitance region of the second thin film field effect transistor The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, further comprising: forming a connection conductor film that electrically connects the electrode.
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