JP4062825B2 - Manufacturing method of electro-optical device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法及び電気光学装置の製造方法並びにこれらの製造方法により製造された半導体装置及び電気光学装置に属し、特に、イオン注入時にマスクとして用いるレジスト膜形成以前に、走査線とデータ線との交差部の走査線をレジスト膜により覆う半導体装置の製造方法及び電気光学装置の製造方法並びにこれらの製造方法により製造された半導体装置及び電気光学装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、薄膜トランジスタ(以下、TFTという。)をスイッチング素子として有するアクティブマトリクス型の液晶装置の場合、TFTアレイ基板と対向基板との間に液晶層などの電気光学物質が挟持して構成される。
【0003】
かかるTFTアレイ基板は、基板上に、互いに交差して配置された複数の走査線及び複数のデータ線と、走査線及びデータ線の交差部ごとに配置された走査線及びデータ線に電気的に接続される薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極とから構成されている。薄膜トランジスタは、半導体層上にゲート絶縁膜を介して、走査線と同層で、かつ電気的に接続したゲート電極が配置され構成される。そして、その上に絶縁膜を介してデータ線が形成される。
【0004】
上述のようなTFTアレイ基板は、例えば次のような形成工程を経て形成される。
【0005】
まず、ガラス基板上にポリシリコンからなる半導体層を形成し、これを覆うようにゲート絶縁膜を形成する。次に、半導体層のチャネル領域に相対する位置のゲート絶縁膜上にゲート電極を有する走査線を形成する。走査線形成後、半導体層の任意の領域にレジスト膜をマスクとしてイオン注入を行う。次に、レジスト膜を剥離した後、走査線、ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に、ソース電極、ドレイン電極、データ線を形成する。さらにこの上層に層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜上にコンタクトホールを介してドレイン電極とつながった画素電極を形成してTFTアレイ基板は完成する。上述のレジスト膜は、基板上にレジストを塗布した後、露光して、現像することにより所定の形状にパターニングして形成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
かかる液晶装置を携帯型情報端末のような機器に用いる場合、極力その消費電力を軽減したいという要請が近年強くなっている。液晶装置を構成するTFTアレイ基板の消費電力の低減には走査線の低抵抗化が必要であり、従来用いられてきたCr、Taなどの材料にかわり、アルミニウムを用いる製造方法が注目されている。更に、走査線にアルミニウムを含む金属を用いる場合には、ヒロックと呼ばれる突起の発生を防止するために、アルミニウムを含む金属層上にチタンなどの高融点金属を積層した多層構造が用いられる。
【0007】
しかしながら、イオン注入工程でマスクとして用いるレジスト膜を形成する際、現像液により走査線のアルミニウム層がエッチングされるという問題がある。以下、図15を用いて詳細に説明する。尚、図15はデータ線と走査線との交差部付近の縦断面図である。
【0008】
図15(a)は、イオン注入工程前の走査線3が形成された状態を示す。TFTアレイ基板60上に、半導体層1が配置され、この半導体層上にゲート絶縁膜2を介して走査線3が配置されている。走査線は2層構造を有し、下層がアルミニウム、上層がチタンからなる。
【0009】
図15(b)は、レジスト膜が配置された状態を示す。レジスト膜は、基板上にレジストを塗布し、イオンを注入しない半導体層の領域に対応した部分のみが残存するようにレジストを露光して、現像することにより形成される。そのため、図に示すように走査線3とデータ線との交差部付近ではレジスト膜は形成されていない。このような形状でレジスト膜が形成すると、レジストの現像時に用いる現像液によって、図に示すように走査線のアルミニウム層からなる下層の側部がエッチングされ、走査線の縦断面はオーバーハング状の形状となる。
【0010】
次に、レジスト膜をマスクとして半導体層1に不純物イオンを注入後、レジスト膜を剥離する。
【0011】
次に、上述のようなオーバーハング状の走査線を覆うように基板上に絶縁膜4が形成されると、図15(c)に示すように、絶縁膜4にクラック4'が発生する。そのため、図15(d)に示すように絶縁膜4上にデータ線6が形成された場合、クラック4'により走査線3とデータ線6とが短絡する。これにより、短絡した走査線3及びデータ線6に電気的に接続する画素電極は任意の表示が行えず、走査線、データ線それぞれの線方向の線欠陥となり、表示品位を著しく低下させるという問題がある。また、短絡が発生しなくとも、絶縁膜4のクラックの発生付近でデータ線6が断線してしまう場合があり、表示欠陥を引き起こすという問題がある。
【0012】
本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、レジスト膜形成時に用いる現像液による走査線のエッチングの発生を防止し、走査線とその上に絶縁膜を介して形成されるデータ線との間での短絡不良を防止することができる半導体装置の製造方法及び電気光学装置の製造方法並びにこれらの製造方法により製造された半導体装置及び電気光学装置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、第1配線と第2配線とが交差する領域を有する半導体装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、前記第1配線を形成する工程と、前記第1配線の所定領域の上に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、前記半導体層に不純物イオンを注入する工程と、前記第1配線の所定領域の上に前記第1配線に交差するように前記第2配線を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0014】
このような構成によれば、半導体層に不純物イオン注入を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、第1配線と第2配線とが交差する領域を覆うようにレジスト膜を形成するので、レジスト膜形成時に用いる現像液、例えばTMAH水溶液により第1配線と第2配線との交差領域における第1配線がエッチングされることがない。これにより、第1配線と第2配線との交差する領域付近に発生する第1配線と第2配線とを絶縁して配置される絶縁膜のクラックの発生を未然に防止することができ、第1配線と第2配線との短絡あるいは第2の断線を防止し、欠陥のない半導体装置を得ることができるという効果を有する。
【0015】
また、本発明は、第1配線と第2配線とが交差する領域を有する半導体装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、前記第1配線を形成する工程と、
前記第1配線の所定領域の上及び前記半導体層の所定領域の上に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、前記半導体層に不純物イオンを注入する工程と、前記第1配線の所定領域の上に前記第1配線に交差するように前記第2配線を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0016】
このような構成によれば、半導体層に不純物イオンを注入する際に用いるマスクの形成と同時に、第1配線と第2配線とが交差する領域を覆うようにレジスト膜を形成するので、レジスト膜形成時に用いる現像液、例えばTMAH水溶液により第1配線と第2配線との交差領域における第1配線がエッチングされることがない。これにより、第1配線と第2配線との交差する領域付近に発生する第1配線と第2配線とを絶縁して配置される絶縁膜のクラックの発生を未然に防止することができ、第1配線と第2配線との短絡あるいは第2の断線を防止し、欠陥のない半導体装置を得ることができるという効果を有する。
【0017】
また、前記レジスト膜を形成する工程は、前記基板上にレジストを塗布する工程と、前記レジストを、露光して、現像することにより、前記レジスト膜を形成する工程とからなることを特徴とする。このような構成によれば、基板上にレジストが塗布されるため、均一な膜厚のレジストを得ることができ、結果的に基板面内で均一な膜厚分布を有するレジスト膜を得ることができる。これにより、面内でイオン注入が均一に行われ、例えば基板上に半導体層を有する複数の薄膜トランジスタを形成する場合にも、面内での薄膜トランジスタの特性のばらつきが生じないという効果を有する。ここで、レジストの塗布方法としては、スピンコート法やロールコータ法などを用いることができる。
【0018】
また、前記第1配線は、アルミニウムを含むことを特徴とする。このような構成によれば、低抵抗のアルミニウムを用いるため、配線幅を細くすることができ、高精細な半導体装置を得ることができ、かつ配線容量が低減されるため低消費電力の半導体装置を得られる。また、電極材料としてアルミニウムを含む材料を用いる場合、アルミニウムは他の金属と比べ、現像液によるエッチングの問題が顕著に現れるため、レジスト膜で覆うことは非常に有効である。尚、該第1配線はアルミニウムもしくはアルミニウムを主成分とした合金、またはそれらを少なくとも一層含む多層金属のいずれでも良い。
【0019】
また、前記第1配線は、アルミニウムを含む下層と高融点金属を含む上層を含む多層構造を有することを特徴とする。更に、上層はモリブデンまたはチタンを含む層からなることを特徴とする。このような構成によれば、アルミニウムを含む層の上にモリブデンやチタンといった高融点金属を含む層を形成するため、アルミニウムにヒロックが生じず、ヒロックによる第1配線と第2配線との短絡の発生を防止でき、高品質の半導体装置を得るという効果を有する。このようなアルミニウムを含む層の上に高融点金属を含む層が配置される多層構造の場合、高融点金属を含む層の方が、アルミニウムを含む層よりも現像液に対する耐エッチング性が高いため、ゲート電極にレジスト膜が形成されていない状態で現像が行われると、下層のみが現像液によりエッチングされ、オーバーハング状の断面を有する第1配線が形成される。これにより、第1配線を覆って形成される絶縁膜にクラックが生じ、このクラックを通じて、この絶縁膜上に形成される第2配線と第1配線とが短絡するという問題がある。しかしながら、本発明においては、多層構造の第1配線を用いる場合においても、第1配線と第2配線との交差部に対応する第1配線をレジスト膜により覆うことにより、交差部の第1配線が現像液によりエッチングされずオーバーハング状の断面を有する第1配線とはならず、これを覆う絶縁膜にクラックが発生するという問題を回避できる。これにより第1配線と第2配線との短絡あるいは第2配線の断線を防止し、高品質の半導体装置を得るという効果を有する。
【0020】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線に接続されたトランジスタとを有し、前記走査線と前記データ線とは交差する領域を有する電気光学装置の製造方法であって、前記走査線を形成する工程と、前記走査線の所定領域の上に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、前記トランジスタを構成する半導体層に不純物イオンを注入する工程と、前記走査線の所定領域の上に前記走査線と交差するように前記データ線を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0021】
このような構成によれば、レジスト膜をマスクとして不純物イオン注入を行う工程を経て形成される電気光学装置において、例えば半導体層に不純物イオンを注入する際に用いるマスクの形成と同時に、走査線とデータ線とが交差する領域をも覆うようにレジスト膜を形成するので、レジスト膜形成時に用いる現像液により走査線ととデータ線線との交差領域における走査線がエッチングされるのを抑えることができる。これにより、走査線とデータ線との交差する領域付近に発生する走査線とデータ線との間に介在する絶縁膜のクラックの発生を未然に防止することができ、走査線とデータ線との短絡あるいはデータ線の断線を防止し、表示欠陥のない電気光学装置を得ることができるという効果を有する。
【0022】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記レジスト膜を形成する工程ならびに前記不純物を注入する工程がそれぞれ少なくとも2回以上存在し、そのいずれの前記レジスト膜も前記走査線と前記データ線とが交差する領域を覆うように形成されることを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、例えば、同一基板上に複数の不純物濃度の異なる半導体領域が形成されるLDD構造や、同一基板上に複数の異なる不純物が注入された半導体領域が形成される相補型トランジスタ構造の形成時のように、レジスト膜をマスクとしてイオン注入を複数回行う工程を経て電気光学装置を製造する製造方法において、その複数回の注入マスク形成工程全てにおいて走査線とデータ線とが交差する領域をも覆うようにレジスト膜を形成するので、レジスト膜形成時に用いる現像液によりデータ線との交差領域における走査線がエッチングされることがない。これにより、走査線とデータ線との交差する領域付近に発生する走査線とデータ線との間に介在する絶縁膜のクラックの発生を未然に防止することができ、走査線とデータ線との短絡あるいはデータ線の断線を防止し、表示欠陥のない電気光学装置を得ることができる。
【0024】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線に接続されたトランジスタと、前記走査線と前記データ線が交差する領域を有する電気光学装置の製造方法であって、基板上に第1半導体層と第2半導体層とを形成する工程と、前記第1及び第2半導体層を覆うように前記基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第1半導体層の少なくともチャネル領域に相対する位置のゲート絶縁膜上に第1ゲート電極を有する走査線と、第2半導体層の少なくともチャネル領域に相対する位置のゲート絶縁膜上に第2ゲート電極を形成する工程と、前記走査線とデータ線とが交差する領域を覆い、かつ前記第1半導体層に対応して第1レジスト膜を形成する工程と、前記第1レジスト膜及び前記第2ゲート電極をマスクとして、前記第2半導体層に不純物イオンを注入する工程と、前記走査線とデータ線とが交差する領域を覆い、かつ前記第2半導体層に対応して第2レジスト膜を形成する工程と、前記第2レジスト膜及び前記第1ゲート電極をマスクとして、前記第1半導体層に不純物イオンを注入する工程と、前記ゲート電極及び走査線を覆うように絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に前記走査線と交差するように複数のデータ線を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、レジスト膜をマスクとして同一基板内で異なる種類の不純物イオン領域を有する半導体層を形成する工程を経る場合に、マスクとしてのレジスト膜の形成と同時に、データ線と交差する領域に対応した走査線をも覆うようにレジスト膜を形成するので、現像液から走査線を保護し、現像液によって走査線がエッチングされることがない。これにより、走査線とデータ線との重なりあう領域付近に発生する絶縁膜のクラックの発生を未然に防止することができ、走査線とデータ線との短絡あるいはデータ線の断線を防止し、表示欠陥のない電気光学装置を得ることができる。
【0026】
また、前記電気光学装置は画像表示領域とこの画像表示領域における表示を制御する駆動回路領域とを具備し、前記駆動回路領域には前記第1半導体層と第2半導体層を有する相補型トランジスタ構造の薄膜トランジスタが配置され、前記画像表示領域には前記第1半導体層が配置されてなることを特徴とする。
【0027】
このような構成によれば、画素表示用の薄膜トランジスタと駆動回路用の相補型トランジスタ構造を有する薄膜トランジスタとを同一基板上に同一工程で形成することができる。このため、駆動回路を別工程で製造し、外付けする必要がなくなり、電気光学装置の製造工程を大幅に削減するという効果を有する。
【0028】
また、前記走査線と同層で、かつ走査線とほぼ平行に容量線を形成する工程とを具備し、前記容量線と前記データ線とが交差する領域は、前記レジスト膜によって覆われていることを特徴とする。このような構成によれば、走査線と同様に、データ線と容量線との交差部付近におけるデータ線と容量線との短絡を防止し、表示欠陥のない電気光学装置を得るという効果を有する。
【0029】
また、前記走査線及びこの走査線と同層からなる層の少なくとも一部は前記レジスト膜により覆われていることを特徴とする。このような構成によれば、データ線と走査線、またはデータ線と容量線とのそれぞれの交差部付近だけでなく、走査線または容量線をも現像液から保護することができ、現像液によりエッチングされることにより生じる走査線または容量線の幅の細りなどを防止することができる。これにより、電気光学装置の表示面内における複数の走査線または容量線の線幅を常に一定に保てるため、面内で表示ばらつきのない表示特性の良い電気光学装置を得るという効果を有する。
【0030】
また、前記レジスト膜を形成する工程は、前記基板上にレジストを塗布する工程と、前記レジストを、露光して、現像することにより、前記レジスト膜を形成する工程とからなることを特徴とする。このような構成によれば、基板上にレジストが塗布されるため、均一な膜厚のレジストを得ることができ、結果的に基板面内で均一な膜厚分布を有するレジスト膜を得ることができる。これにより、面内でイオン注入が均一に行われ、例えば基板上に半導体層を有する複数の薄膜トランジスタを形成する場合にも、面内での薄膜トランジスタの特性のばらつきが生じないという効果を有する。ここで、レジストの塗布方法としては、スピンコート法やロールコータ法などを用いることができる。
【0031】
また、前記走査線及び該走査線と同層からなる層は、アルミニウムを含むことを特徴とする。このような構成によれば、低抵抗のアルミニウムを用いるため、信号入力側と末端側とでの信号遅延のない走査線または容量線を得ることができ、表示ばらつきのない電気光学装置を得ることができ、また、低抵抗のアルミニウムを用いるため、配線幅を細くすることができ、また配線容量が低減されるため低消費電力の電気光学装置を実現できる。更に、電極材料としてアルミニウムを含む材料を用いる場合、アルミニウムは他の金属と比べ、現像液によるエッチングの問題が顕著に現れるため、レジスト膜で覆うことは非常に有効である。
【0032】
また、前記走査線及び該走査線と同層からなる層は、アルミニウムを含む下層と高融点金属を含む上層を含む多層構造を有することを特徴とする。更に、上層はモリブデンまたはチタンを含む層からなることを特徴とする。
【0033】
このような構成によれば、アルミニウムを含む層の上にモリブデンやチタンといった高融点金属を含む層を形成するため、例えば400℃以上という高温度条件下で行われる不純物イオンの活性化工程を経ても、ヒロックが生じず、ヒロックによる走査線とデータ線との短絡の発生を防止でき、表示特性の良い電気光学装置を得るという効果を有する。また、このようなアルミニウムを含む層の上に高融点金属を含む層が配置される多層構造を配線として用いた場合に、データ線との交差領域における走査線がレジスト膜形成工程中の現像液によりエッチングされることがないため、オーバーハング形状の走査線とはならず、走査線を覆う絶縁膜にクラックが生じることがなく、このクラックを通じての走査線とデータ線との短絡、データ線の断線を未然に防止し、表示特性の良い電気光学装置を得るという効果を有する。
【0034】
本発明の半導体装置は、上述の製造方法により形成されたことを特徴とする。このような構成により、高品質の電気光学装置を得るという効果を有する。
【0035】
本発明の電気光学装置は、上述の製造方法により形成されたことを特徴とする。このような構成により、表示特性の良い電気光学装置を得るという効果を有する。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、電気光学装置としての液晶装置に適用した場合を例にあげ、図面に基づいて説明する。
【0037】
本発明による液晶装置の構成を図1から図3を参照して説明する。図1は、液晶装置の画像形成領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図2は、データ線、走査線、画素電極などが形成されたTFTアレイ基板の画像表示領域における複数の画素群の平面図である。図3は、液晶装置の画像表示領域及び周辺駆動回路領域の縦断面図を示し、画素領域の縦断面図は、図2のA−A’の断面図である。尚、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【0038】
図1において、液晶装置は、画像表示領域とこれを制御する周辺駆動回路領域とから構成される。
【0039】
画像表示領域は、平行に配置された容量線3b及び走査線3と、走査線3と交差して配置されたデータ線6と、これら走査線3とデータ線6との交差部毎にマトリクス状に配置された画素電極9aと、画素電極9aを制御するための薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)30とからなる。画像信号が供給されるデータ線6にはTFT30のソースが電気的に接続され、走査信号が供給される走査線3にはTFT30のゲートが電気的に接続している。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6から供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。画素電極9aを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板(後述する)に形成された対向電極(後述する)との間で一定期間保持される。
【0040】
一方、周辺駆動回路領域は、走査線駆動回路104、データ線駆動回路101、サンプリング回路301、プリチャージ回路201からなる。走査線駆動回路104は、外部制御回路から供給される電源、基準クロックCLY及びその反転クロック等に基づいて、所定タイミングで走査線3に走査信号G1、G2、…、Gmをパルス的に線順次で印加する。データ線駆動回路101は、外部制御回路から供給される電源、基準クロックCLX及びその反転クロック等に基づいて、走査線駆動回路104が走査信号G1、G2、…、Gmを印加するタイミングに合わせて、データ線6毎にサンプリング回路駆動信号としてのシフトレジスタからの転送信号X1、X2、…、Xnを、サンプリング回路301にサンプリング回路駆動信号線306を介して所定タイミングで供給する。プリチャージ回路201は、スイッチング素子として、例えばTFT202を各データ線6毎に備えており、プリチャージ信号線204がTFT202のドレイン又はソース電極に接続されており、プリチャージ回路駆動信号線206がTFT202のゲート電極に接続されている。そして、動作時には、プリチャージ信号線204を介して、外部電源からプリチャージ信号NRSを書き込むために必要な所定電圧の電源が供給され、プリチャージ回路駆動信号線206を介して、各データ線6について画像信号S1、S2、…、Snの供給に先行するタイミングでプリチャージ信号NRSを書き込むように、外部制御回路からプリチャージ回路駆動信号NRGが供給される。プリチャージ回路201は、好ましくは中間階調レベルの画像信号S1、S2、…、Snに相当するプリチャージ信号NRS(画像補助信号)を供給する。サンプリング回路301は、TFT302を各データ線6毎に備えており、画像信号線304がTFT302のソース電極に接続されており、サンプリング回路駆動信号線306がTFT302のゲート電極に接続されている。そして、画像信号線304を介して、画像信号S1、S2、…、Snが入力されると、これらをサンプリングする。即ち、サンプリング回路駆動信号線306を介してデータ線駆動回路101からサンプリング回路駆動信号としての転送信号X1、X2、…、Xnが入力されると、画像信号線304夫々からの画像信号S1、S2、…、Snをデータ線6aに順次印加する。
【0041】
尚、本実施形態においては、画像表示領域中のTFT30の半導体層としてポリシリコンを用いているため、周辺駆動回路に用いられるTFTと画像表示領域中のTFT30と同一基板上で同一工程で形成することが可能であるが、周辺駆動回路の一部を別基板に形成し、これを外付けすることも可能である。
【0042】
図2において、液晶装置のTFTアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9aが設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6、走査線3(点線)及び容量線3b(点線)が設けられている。データ線6は縦方向に延伸した形状に形成され、データ線6の一部であるソース電極6aはコンタクトホール5aを介してポリシリコン膜からなる半導体層1(左下がりの斜線部)のうち後述のソース領域に電気的に接続されており、データ線6はソース6a付近で、その幅が広くなるように形成されている。データ線6と同層で形成された導電層6bはコンタクトホール5bを介して半導体層1のうち後述のドレイン領域に電気的に接続しており、更に、導電層6bはコンタクトホール8を介して画素電極9aと電気的接続されている。また、半導体層1のうちチャネル領域に対向するように走査線3が配置され、走査線3はゲート電極として機能し、本実施形態においては、半導体層1と走査線3とが重なり合う箇所は2カ所となっており、ダブルゲート構造となっている。尚、図面上、走査線3と半導体層1とが平面的に重なり合う部分、即ちゲート電極に対応する位置の半導体層は走査線によって隠れ、図示されていない。容量線3bは、走査線3に沿ってほぼ直線状に伸び、データ線6と交差する箇所からデータ線6に沿って突出した突出部を有し、この突出部にほぼ対応して半導体層の一部が配置されている。即ち、半導体層1は、データ線6及び走査線3の下層に延設されて、同じく容量線3bもデータ線6及び走査線3に沿って伸び、半導体層1と容量線3b部分とはゲート絶縁膜でもある絶縁膜2を介して対向配置されて、蓄積容量を形成している。容量線3bは、画素電極9aの一部と平面的に重なり合い、この領域でも蓄積容量を形成している。
【0043】
次に図3の断面図に示すように、液晶装置100は、TFTアレイ基板10と、これに対向配置される対向基板80との間に電気光学物質としての液晶層50を備えている。
【0044】
TFTアレイ基板10は、画像表示領域においては、ガラス基板60上に酸化シリコンからなる下地膜12、ポリシリコンからなる半導体層1が配置されている。半導体層1上には、ゲート絶縁膜2が配置されている。ゲート絶縁膜2上には、それぞれアルミニウムを下層としチタンを上層とする2層構造の走査線3(図示せず)、走査線の一部であるゲート電極3a、容量線3bが配置されている。そして、走査線3、ゲート電極3a及び容量線3bを覆うように絶縁膜4が配置され、絶縁膜4上には、同層で形成されたデータ線6、データ線6の一部であるソース電極6a、導電層6bが配置されている。ソース電極6aは、ゲート絶縁膜2、絶縁膜4に形成されたコンタクトホール5aにより後述で説明する半導体層1のソース領域と電気的に接続され、導電層6bは、絶縁膜4に形成されたコンタクトホール5bにより、後述で説明する半導体層1のドレイン領域と電気的に接続される。更に、データ線6、ソース電極6a、導電層6bを覆って層間絶縁膜7が配置され、層間絶縁膜7に形成されたコンタクトホール8により導電層6bは、層間絶縁膜7上に配置されるITO(Indium Tin Oxide)膜からなる画素電極9aと電気的に接続している。最後に、画素電極9aを覆って、ポリイミドからなる配向膜16が配置される。ここで、画像表示領域中のTFTの半導体層1は、LDD(lightly doped drain)構造を有し、詳細については後述する。
【0045】
また、TFTアレイ基板10の周辺駆動回路領域においては、相補型トランジスタ構造が採用されている。図3に示すように、相補型トランジスタ構造は、Nチャネル型TFT130a、Pチャネル型TFT130bを有し、ガラス基板60上に配置された下地層12上にNチャネル型の半導体層1、Pチャネル型の半導体層1とが配置され、これらを覆うように、ゲート絶縁膜2が配置されている。ゲート絶縁膜2上には半導体層のチャネル領域に相当する位置にゲート電極103が配置されている。更に、ゲート電極103を覆って、絶縁膜4が配置され、絶縁膜4上に配置されたソース電極106a、107a、ドレイン電極106b、107bは、それぞれ、対応する半導体層1のソース領域またはドレイン領域に電気的に接続している。そして、これら相補型トランジスタ構造のTFT上には層間絶縁膜7が配置されている。また、NチャネルTFTの半導体層はLDD構造を有している。
【0046】
他方、対向基板80は、ガラス基板20上にマトリクス状に形成された遮光膜23、これを覆って順次形成されたITO膜からなる対向電極21、ポリイミドからなる配向膜16とから構成されている。
【0047】
次にTFTアレイ基板の製造方法について図4〜図12を用いて説明する。図4〜図12は、画像表示領域及び周辺回路領域における断面であり、画像表示領域は図2の線A−A'で切断したときの断面である。
【0048】
まず、図4(a)に示すように、ガラス基板60上に、PE(plasma enhanced)CVD法またはECR(electron cyclotron resonance)CVD法により、下地膜12として、SiO2膜を200〜500nm程度の厚みで形成する。この下地膜は、ガラス基板60表面の汚れやガラス基板中に含まれる不純物等がTFT30の特性の劣化を引き起こすことを防止する機能を有する。
【0049】
次に、図4(b)に示すように、PECVD法またはLP(low pressure)CVD法により、下地膜上にa−Si膜401aを30〜100nm程度の厚みで積層する。
【0050】
次に、図4(c)に示すように、a−Si膜にKrFまたはXeClなどのエキシマレーザ光を300〜600mJ/cm2照射することにより、a−Si膜を結晶化させ、p−Si膜401bを得る。エキシマレーザ光の照射強度、照射時間などはa−Si膜の膜厚、膜質などにより適宜調整する。本実施形態においては、レーザアニールにより低温で、ポリシリコン層を得ることができるため、基板としてシリコン基板よりも安価なガラス基板を採用することができる。
【0051】
次に、図4(d)に示すように、画像表示領域及び周辺駆動回路領域のそれぞれのTFTの半導体層に相当する形状にレジスト膜402を形成する。
【0052】
次に、図5(a)に示すように、レジスト膜402をマスクとして、p−Si膜401bを塩素系ガスを用いてRIE(reactive ion etching)により、エッチングし、p−Si層1を形成する。尚、RIEのようなドライエッチング以外に、弗硝酸を用いてエッチングするなど薬液を用いるウエットエッチングを使用することもできる。
【0053】
次に図5(b)に示すように、レジスト膜402を剥離後、図5(c)に示すように、PECVD法により、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)と酸素ガスとの混合ガスを原料ガスとして、50〜120nmの膜厚のゲート絶縁膜2を形成する。ここで、原料ガスとしては、SiH4と酸素ガスとを用いても良い。
【0054】
次に図5(d)に示すように、画像表示領域の半導体層1のうち、容量として機能する領域に対応する部分が除去された形状のレジスト膜403を形成する。そして、このレジスト膜403をマスクにし、イオン注入法により、不純物としてリンイオンを5×1014〜1016個/cm2のドーズ量にて、半導体層1に注入し、容量電極1fを形成する。注入後、レジスト膜403を剥離する。
【0055】
次に、図6(a)に示すように、ゲート絶縁膜2上に、PVD(physical vapor deposition)法により、400nmのアルミニウム膜405a、更に100nmのチタン膜405bを形成する。
【0056】
次に、図6(b)に示すように、走査線、ゲート電極、容量線に相当する形状のレジスト膜404を形成する。これをマスクとして、図6(c)に示すように、弗素系または塩素系ガスを用いて、RIE法によりアルミニウム膜405a、チタン膜405bをエッチングする。エッチング後、レジスト膜404を剥離して、図6(d)に示すように、アルミニウムからなる下層とチタンからなる上層とからなる多層膜を有する、走査線3、ゲート電極3a、103、容量線3bを得る。
【0057】
次に、図7(a)に示すように、画像表示領域を全て覆い、かつ周辺回路領域のPチャネル型のTFTとなる半導体層に対応した位置のみレジストが除去されたレジスト膜405を形成する。このレジスト膜はノボラック系樹脂からなり、基板上にスピンコート法によりレジストを塗布した後、これを露光して、TMAH水溶液現像することにより形成される。ここで、レジスト膜405は画像表示領域を覆った形状で形成されているため、現像液により画像表示領域中の走査線、容量線、ゲート電極はエッチングされることはない。この後、レジスト膜405とPチャネル型のTFTに対応するゲート電極103をマスクとして、半導体膜1に5×1014〜1016個/cm2のボロンイオンをイオン注入法により注入し、ゲート電極103に対して自己整合したチャネル領域1a、ソース・ドレイン領域1g、1hを有する半導体層1を得る。
【0058】
次に、図7(b)に示すように、レジスト膜405を剥離液により剥離する。
【0059】
その後、図7(c)、図13に示すように、レジスト膜406を形成する。ここで、図13は、画像表示領域中におけるレジスト膜406の形成箇所を示す平面図であり、図中、レジスト膜406は右下がりの太線によって示されている。
【0060】
図7(d)に示すように、レジスト膜406は、周辺回路領域のPチャネル型TFT130aとなる半導体層に対応した形状に形成されている。一方、画像表示領域中でのレジスト膜406は、図13に示すように、容量線3bと後に形成するデータ線6とが重なり合う領域に対応した容量線3bを覆い、かつ走査線3と後に形成されるデータ線6とが重なり合う領域に対応した走査線3を覆うように形成されている。ここで、レジスト膜406は、半導体層1と走査線3とが重なる領域、すなわち半導体層のチャネル領域となる領域には形成されていないが、このチャネル領域には不純物イオンは注入されないので、ゲート電極3aに対応する位置にレジスト膜406が配置されるように形成しても差し支えない。また、本実施形態においては、データ線6と容量線3bの突起部とが重なる領域に対応する容量電極としての半導体層は、平面的にみて容量線3bの突起部で完全に覆われる状態となっている。このため、容量電極としての半導体層部分には容量線3bが形成される前に予め不純物イオンが注入されている(図5(d))。従って、容量線が形成された後の工程で、容量電極としての半導体層部分に不純物イオンが注入されることはないので、図13に示すように、半導体層が配置されてあってもデータ線6と容量線3bとが重なる領域の容量線を覆うようにレジスト膜406を配置できる。レジスト膜406はノボラック系樹脂からなり、基板上にスピンコート法によりレジストを塗布し、これを露光してTMAH水溶液により現像することにより形成する。本実施形態においては、レジスト膜形成時の現像の際に、走査線3及び容量線3bの一部を、レジスト膜406により現像液から保護することができるため、走査線3及び容量線3bがエッチングされることがない。
【0061】
次に、このレジスト膜406と、ゲート電極3a、Nチャネル型TFT130aに対応するゲート電極103、容量線3bをマスクとして、半導体層1に1×1013〜2×1014個/cm2のリンイオンをイオン注入法により注入する。これにより、周辺回路領域では、ゲート電極103に対して自己整合したチャネル領域1a、後に形成される高濃度ソース領域1d、高濃度ドレイン領域1eよりも不純物濃度の低い低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cを有するNチャネル型TFTに対応する半導体層1を得る。また、画像表示領域においては、2カ所のチャネル領域1a(片方のみ図示)、この2カ所のチャネル領域を挟むように形成され、後に形成する高濃度ソース領域1d、高濃度ドレイン領域1eよりも不純物濃度の低い、低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cを有する半導体1を得る。次に、剥離液によりレジスト膜406を剥離する。
【0062】
その後、図8(a)、図14に示すように、レジスト膜407を形成する。尚、図14は、画像表示領域中におけるレジスト膜407の形成箇所を示す平面図であり、図中、レジスト膜407は右下がりの太線によって示されている。
【0063】
図8(a)に示すように、レジスト膜407は、周辺駆動回路領域のNチャネル型TFT130aのゲート電極103と画像表示領域中のゲート電極3aのそれぞれの周辺部を覆い、かつPチャネル型TFT130bの半導体層を覆う形状を有している。また、図14に示すように、レジスト膜407は、容量線3bと後に形成するデータ線6とが重なり合う領域に対応した容量線3bを覆い、かつ走査線3と後に形成されるデータ線6とが重なり合う領域に対応した走査線3を覆うように形成されている。レジスト膜407はノボラック系樹脂からなり、基板上にスピンコート法によりレジストを塗布し、これを露光してTMAH水溶液により現像することにより形成する。本実施形態においては、この現像の際に、走査線3及び容量線3bの一部を、レジスト膜407により現像液から保護することができるため、走査線3及び容量線3bがエッチングされることがない。
【0064】
次に図8(a)に示すように、レジスト膜407をマスクとして、半導体層1に5×1014〜1016個/cm2のリンイオンをイオン注入法により注入する。この後、レジスト膜407を剥離液により剥離する。これにより、図8(b)に示すように、画像表示領域中のTFTと周辺駆動回路領域のNチャネル型TFTは、低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cと、これらよりも高い不純物濃度の高濃度ソース領域1d、高濃度ドレイン領域1eを有する、LDD構造の半導体層を得ることができる。
【0065】
次に、図8(c)に示すように、ゲート電極103、3a、容量線3bを覆うように、PECVD法により、原料ガスとしてTEOSとオゾンガスを用いて、500nmの厚みのSiO2からなる絶縁膜4を形成する。この後、不純物イオンを活性化させるため、400℃の温度条件で活性化加熱処理(活性化アニール処理)を行う。ここで、後に形成されるデータ線と走査線及び容量線それぞれの交差部における走査線及び容量線は、前工程のレジスト膜形成に用いられる現像液によりエッチングされることがないため、走査線及び容量線の断面がオーバーハング状となることがなく、絶縁膜にクラックが生じることはない。
【0066】
次に、図8(d)に示すように、周辺回路領域の各TFTのソース・ドレイン領域と後に形成されるソース・ドレインとを接続するためのコンタクトホール及び、画像表示領域のTFTのソース領域と後に形成されるソースとを接続するためのコンタクトホール、画像表示領域のTFTのドレイン領域と後に形成されるドレインとを接続するためのコンタクトホールに相当する形状にパターニングされたレジスト膜409を形成する。
【0067】
図9(a)に示すように、レジスト膜409をマスクとして、絶縁膜4をエッチングして、コンタクトホール5、5a、5bを形成する。その後、レジスト膜409を剥離して、図9(b)の構造を得る。
【0068】
次に、図9(c)に示すように、絶縁膜4上に、PVD法により300〜1000nmの膜厚のアルミニウム・チタニウム多層膜410を形成する。更に、図9(d)に示すように、アルミニウム・チタニウム多層膜410上に、データ線、ソース、ドレインに相当する箇所が除去された形状のレジスト膜411を形成する。
【0069】
次に、図10(a)に示すように、レジスト膜411をマスクとしてアルミニウム・チタニウム多層膜410を塩素系ガスを用いてRIE法によりエッチング後、レジスト膜411を剥離する。これにより、図10(b)に示すように、周辺回路領域では、Nチャネル型TFT及びPチャネル型TFTの半導体層のソース領域1d、1g、ドレイン領域1e、1hにそれぞれ電気的に接続したソース電極106a、107a、ドレイン電極106b、107bを得る。画像表示領域においては、半導体層のソース領域1d、ドレイン領域1eにそれぞれ電気的に接続されたソース6aを兼ねるデータ線6、導電層6bを得る。ここで、絶縁膜4にクラックが生じることがないため、データ線と走査線または容量線とがクラックを通じて短絡することがなく、またクラックによるデータ線の断線もない。
【0070】
次に図10(c)に示すように、ソース、ドレイン、データ線を覆って絶縁膜7をTEOSと酸素ガスとの混合ガスを原料ガスとしてPECVD法により形成する。ここで、層間絶縁膜7の成膜方法としては、常圧CVD法を用いてもよく、また、原料ガスとして、TEOSとオゾンガスの混合ガス、またはSiH4と酸素ガスの混合ガスを用いてもよい。また、無機膜だけでなく、アクリル系などの有機膜を用いることもでき、この場合、無機膜と比較して膜厚の厚い膜を得やすいため、平坦化膜としても用いることができる。
【0071】
次に図10(d)に示すように、層間絶縁膜7上に、導電層6bと後に形成する画素電極とを接続するコンタクトホールに対応した箇所のレジストが除去されたレジスト膜413を形成する。その後、図11(a)に示すように、レジスト膜413をマスクとして層間絶縁膜7をRIE法またはウエットエッチング法などによりエッチングし、レジスト膜413を剥離して、図11(b)に示すように、コンタクトホール8を有する層間絶縁膜7を得る。
【0072】
次に、図11(c)に示すように、層間絶縁膜7上に、スパッタ法により50〜200nm程度の厚みのITO膜414を成膜する。その後、図12(a)に示すように、ITO膜414上に画素電極形状に対応したレジスト膜415を形成し、これをマスクとしてITO膜414を、王水系またはHBrにてウエットエッチングするか、またはCH4またはHI等のガスを用いてRIE法によるドライエッチングをすることにより、図12(b)に示すように、画素電極9aを得る。
【0073】
上述のように、本実施形態においては、イオン注入のマスクとしてのレジスト膜の形成と同時に、走査線または容量線とデータ線とが重なる領域の走査線または容量線を覆うようにもレジスト膜を形成することにより、走査線及び容量線とデータ線との短絡発生、そしてデータ線の断線を未然に防ぐことができるため、面内で表示ばらつきがなく、表示特性が良い液晶装置を得ることができる。
【0074】
また、本実施形態においては、走査線層を下層がアルミニウム、上層がチタンの多層構造とすることにより、ヒロックの発生を防止でき、ヒロックによる走査線層とデータ線層との短絡を防止できる。また、本実施形態において、このような多層構造の場合に問題となるオーバーハング形状による絶縁膜のクラックを未然に防止することができる。
【0075】
上記実施形態においては、走査線には、アルミニウムとチタンとの多層膜を用いたが、アルミニウムの代わりにアルミニウム合金例えばAl−Nd系合金やAl−Si系合金、チタンの代わりにモリブデンあるいはこれらの合金といったヒロックの発生を防止する高融点金属を含む層を用いることもできる。また、アルミニウムを含む層が上層となるような多層膜や、アルミニウムまたはこれの合金からなる単層膜を走査線として使用することもできる。
【0076】
また、上記実施形態においては、レジスト膜406、407は、データ線と走査線との交差部、データ線と容量線との交差部のそれぞれに対応する走査線及び容量線を覆う形状を有しているが、走査線及び容量線それぞれを覆うようにレジスト膜を形成してもよい。これにより、走査線及び容量線の現像液によるエッチングがないため、配線幅の細りが生じることがなく、画面内で均一な配線幅を得ることができ、表示ばらつきのない表示特性の良い液晶装置を得ることができる。
【0077】
ただし、この場合においても、イオン注入がされる領域の半導体層にはレジスト膜を形成することはできない。
【0078】
上記の実施形態においては、液晶装置を用いて説明したが、これに限るものではなく、半導体装置、あるいはエレクトロルミネッセンス等の各種電気光学装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の液晶装置における画像形成領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路である。
【図2】実施形態の液晶装置の画像表示領域におけるデータ線、走査線、画素電極、が形成されたTFTアレイ基板の平面図である。
【図3】実施形態の液晶装置の周辺回路領域、画像表示領域それぞれにおける縦断面図を示し、画像表示領域における縦断面図は図2の線A−A’で切断したときの断面図である。
【図4】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その1)である。
【図5】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その2)である。
【図6】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その3)である。
【図7】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その4)である。
【図8】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その5)である。
【図9】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その6)である。
【図10】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その7)である。
【図11】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その8)である。
【図12】実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製造プロセスを順を追って示す工程図(その9)である。
【図13】図7(d)の工程における画像表示領域中のレジスト膜406の形状を示す平面図。
【図14】図8(a)の工程における画像表示領域中のレジスト膜407の形状を示す平面図。
【図15】従来の液晶装置の製造方法における問題を説明するための薄膜トランジスタの部分拡大図である。
【符号の説明】
1…半導体層
2…ゲート絶縁膜
3…走査線
3a…ゲート電極
4…絶縁膜
6…データ線
6a…ソース電極
9a…画素電極
60…基板
406、407…レジスト膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, a method for manufacturing an electro-optical device, and a semiconductor device and an electro-optical device manufactured by these manufacturing methods. In particular, the scanning line is formed before forming a resist film used as a mask during ion implantation. The present invention belongs to a technical field of a semiconductor device manufacturing method, an electro-optical device manufacturing method, and a semiconductor device and an electro-optical device manufactured by these manufacturing methods.
[0002]
[Prior art]
In general, in an active matrix liquid crystal device having a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) as a switching element, an electro-optical material such as a liquid crystal layer is sandwiched between a TFT array substrate and a counter substrate.
[0003]
Such a TFT array substrate is electrically connected to a plurality of scanning lines and a plurality of data lines arranged intersecting each other on the substrate, and a scanning line and a data line arranged at each intersection of the scanning lines and the data lines. It is composed of a thin film transistor to be connected and a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor. The thin film transistor is configured by disposing a gate electrode on the semiconductor layer in the same layer as the scanning line and electrically connected via a gate insulating film. Then, a data line is formed thereon via an insulating film.
[0004]
The TFT array substrate as described above is formed through the following formation process, for example.
[0005]
First, a semiconductor layer made of polysilicon is formed on a glass substrate, and a gate insulating film is formed so as to cover the semiconductor layer. Next, a scan line having a gate electrode is formed over the gate insulating film at a position facing the channel region of the semiconductor layer. After forming the scanning line, ion implantation is performed in an arbitrary region of the semiconductor layer using the resist film as a mask. Next, after removing the resist film, an insulating film is formed on the gate insulating film so as to cover the scanning lines and the gate electrode, and a source electrode, a drain electrode, and a data line are formed on the insulating film. Further, an interlayer insulating film is formed on this upper layer, and a pixel electrode connected to the drain electrode through a contact hole is formed on this interlayer insulating film, thereby completing the TFT array substrate. The resist film is formed by applying a resist on a substrate, exposing to light, and developing the resist film so as to be patterned into a predetermined shape.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When such a liquid crystal device is used in a device such as a portable information terminal, there has been a strong demand in recent years to reduce power consumption as much as possible. To reduce the power consumption of the TFT array substrate constituting the liquid crystal device, it is necessary to reduce the resistance of the scanning line, and instead of the conventionally used materials such as Cr and Ta, a manufacturing method using aluminum is attracting attention. . Further, when a metal containing aluminum is used for the scanning line, a multilayer structure in which a refractory metal such as titanium is stacked on a metal layer containing aluminum is used in order to prevent generation of protrusions called hillocks.
[0007]
However, when forming a resist film used as a mask in the ion implantation process, there is a problem that the aluminum layer of the scanning line is etched by the developer. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIG. FIG. 15 is a longitudinal sectional view in the vicinity of the intersection between the data line and the scanning line.
[0008]
FIG. 15A shows a state in which the
[0009]
FIG. 15B shows a state in which a resist film is arranged. The resist film is formed by applying a resist on the substrate, exposing the resist so that only a portion corresponding to the region of the semiconductor layer where ions are not implanted remains, and developing the resist. Therefore, as shown in the drawing, no resist film is formed in the vicinity of the intersection between the
[0010]
Next, after implanting impurity ions into the
[0011]
Next, when the
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and prevents the scanning line from being etched by a developer used when forming a resist film. The scanning line and a data line formed thereon via an insulating film are provided. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device, a method for manufacturing an electro-optical device, and a semiconductor device and an electro-optical device manufactured by these manufacturing methods, which can prevent a short circuit failure between them.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a region where a first wiring and a second wiring intersect, and a step of forming a semiconductor layer and a step of forming the first wiring Forming a resist film on a predetermined region of the first wiring; implanting impurity ions into the semiconductor layer using the resist film as a mask; and the first wiring on the predetermined region of the first wiring. Forming the second wiring so as to intersect one wiring.
[0014]
According to such a configuration, in the method of manufacturing a semiconductor device having a step of implanting impurity ions into the semiconductor layer, the resist film is formed so as to cover a region where the first wiring and the second wiring intersect. The first wiring in the intersection region between the first wiring and the second wiring is not etched by the developer used at the time of film formation, for example, a TMAH aqueous solution. As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the insulating film disposed in the vicinity of the first wiring and the second wiring, which are generated in the vicinity of the region where the first wiring and the second wiring intersect, There is an effect that a short circuit between the first wiring and the second wiring or the second disconnection can be prevented, and a defect-free semiconductor device can be obtained.
[0015]
Further, the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a region where the first wiring and the second wiring intersect, wherein a step of forming a semiconductor layer, a step of forming the first wiring,
Forming a resist film on a predetermined region of the first wiring and on a predetermined region of the semiconductor layer; implanting impurity ions into the semiconductor layer using the resist film as a mask; and the first wiring Forming the second wiring so as to intersect the first wiring on the predetermined region.
[0016]
According to such a configuration, the resist film is formed so as to cover the region where the first wiring and the second wiring intersect at the same time as the formation of the mask used when implanting impurity ions into the semiconductor layer. The first wiring in the intersecting region between the first wiring and the second wiring is not etched by a developer used at the time of formation, for example, a TMAH aqueous solution. As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the insulating film disposed in the vicinity of the first wiring and the second wiring, which are generated in the vicinity of the region where the first wiring and the second wiring intersect, There is an effect that a short circuit between the first wiring and the second wiring or the second disconnection can be prevented, and a defect-free semiconductor device can be obtained.
[0017]
Further, the step of forming the resist film includes a step of applying a resist on the substrate and a step of forming the resist film by exposing and developing the resist. . According to such a configuration, since the resist is applied onto the substrate, a resist having a uniform film thickness can be obtained, and as a result, a resist film having a uniform film thickness distribution within the substrate surface can be obtained. it can. Thereby, ion implantation is performed uniformly in the plane, and for example, even when a plurality of thin film transistors having a semiconductor layer is formed on the substrate, there is an effect that variations in characteristics of the thin film transistors do not occur in the plane. Here, as a resist coating method, a spin coat method, a roll coater method, or the like can be used.
[0018]
Further, the first wiring contains aluminum. According to such a configuration, since low-resistance aluminum is used, the wiring width can be reduced, a high-definition semiconductor device can be obtained, and the wiring capacity is reduced, so that the semiconductor device with low power consumption can be obtained. Can be obtained. In addition, when a material containing aluminum is used as the electrode material, it is very effective to cover aluminum with a resist film because aluminum has a problem of etching with a developer as compared with other metals. The first wiring may be aluminum, an alloy containing aluminum as a main component, or a multilayer metal including at least one layer thereof.
[0019]
The first wiring has a multilayer structure including a lower layer containing aluminum and an upper layer containing a refractory metal. Furthermore, the upper layer is characterized by comprising a layer containing molybdenum or titanium. According to such a configuration, since the layer containing a refractory metal such as molybdenum or titanium is formed on the layer containing aluminum, no hillock is generated in the aluminum, and the first wiring and the second wiring due to the hillock are short-circuited. Occurrence can be prevented, and there is an effect that a high-quality semiconductor device is obtained. In the case of a multilayer structure in which a layer containing a refractory metal is disposed on such a layer containing aluminum, the layer containing the refractory metal has higher etching resistance to the developer than the layer containing aluminum. When the development is performed in a state where the resist film is not formed on the gate electrode, only the lower layer is etched by the developer, and the first wiring having an overhang-like cross section is formed. As a result, a crack is generated in the insulating film formed so as to cover the first wiring, and there is a problem that the second wiring and the first wiring formed on the insulating film are short-circuited through the crack. However, in the present invention, even when the first wiring having the multilayer structure is used, the first wiring corresponding to the intersection between the first wiring and the second wiring is covered with the resist film, so that the first wiring at the intersection is formed. However, the first wiring having an overhang-like cross section is not etched by the developing solution, and a problem that a crack occurs in the insulating film covering the first wiring can be avoided. As a result, a short circuit between the first wiring and the second wiring or disconnection of the second wiring is prevented, and an effect is obtained in that a high-quality semiconductor device is obtained.
[0020]
The method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention includes a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and the scanning lines and the transistors connected to the data lines. Is a method of manufacturing an electro-optical device having intersecting regions, the step of forming the scanning line, the step of forming a resist film on a predetermined region of the scanning line, and the resist film as a mask, The method includes a step of implanting impurity ions into a semiconductor layer constituting a transistor, and a step of forming the data line on a predetermined region of the scanning line so as to intersect the scanning line.
[0021]
According to such a configuration, in the electro-optical device formed through the step of implanting impurity ions using the resist film as a mask, for example, simultaneously with the formation of the mask used when implanting impurity ions into the semiconductor layer, the scanning lines and Since the resist film is formed so as to cover the region where the data line intersects, it is possible to suppress the etching of the scanning line at the intersection of the scanning line and the data line line by the developer used at the time of forming the resist film. it can. As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the insulating film interposed between the scanning line and the data line near the area where the scanning line and the data line intersect. This has the effect of preventing a short circuit or disconnection of the data line and obtaining an electro-optical device free from display defects.
[0022]
In the electro-optical device manufacturing method of the present invention, the step of forming the resist film and the step of injecting the impurity each exist at least twice, and the resist film includes the scanning line and the data line. It is formed so as to cover a region where and intersect.
[0023]
According to such a configuration, for example, an LDD structure in which a plurality of semiconductor regions having different impurity concentrations are formed on the same substrate, or a complementary type in which a semiconductor region into which a plurality of different impurities are implanted is formed on the same substrate. In a manufacturing method of manufacturing an electro-optical device through a process of performing ion implantation a plurality of times using a resist film as a mask as in the formation of a transistor structure, the scanning line and the data line are formed in all of the plurality of implantation mask formation processes. Since the resist film is formed so as to cover the intersecting region, the scanning line in the region intersecting with the data line is not etched by the developer used at the time of forming the resist film. As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the insulating film interposed between the scanning line and the data line near the area where the scanning line and the data line intersect. A short circuit or disconnection of the data line can be prevented, and an electro-optical device free from display defects can be obtained.
[0024]
According to another aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing an electro-optical device, wherein a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, a transistor connected to the scanning lines and the data lines, and a region where the scanning lines and the data lines intersect. And a step of forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer on the substrate, and a gate insulating film on the substrate so as to cover the first and second semiconductor layers. A scanning line having a first gate electrode on a gate insulating film at a position corresponding to at least a channel region of the first semiconductor layer, and a gate insulation at a position corresponding to at least the channel region of the second semiconductor layer. Forming a second gate electrode on the film; covering a region where the scanning line and the data line intersect; and forming a first resist film corresponding to the first semiconductor layer; and the first Resist film and Using the second gate electrode as a mask, implanting impurity ions into the second semiconductor layer, covering a region where the scanning line and the data line intersect, and corresponding to the second semiconductor layer, a second resist Forming a film; implanting impurity ions into the first semiconductor layer using the second resist film and the first gate electrode as a mask; and forming an insulating film so as to cover the gate electrode and the scanning line And a step of forming a plurality of data lines on the insulating film so as to intersect the scanning lines.
[0025]
According to such a configuration, when a process of forming a semiconductor layer having different types of impurity ion regions in the same substrate using the resist film as a mask is performed, at the same time as forming the resist film as the mask, Since the resist film is formed so as to cover the scanning line corresponding to the region to be formed, the scanning line is protected from the developing solution, and the scanning line is not etched by the developing solution. As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the insulating film that occurs in the vicinity of the area where the scanning line and the data line overlap with each other, prevent a short circuit between the scanning line and the data line or a disconnection of the data line, and display. An electro-optical device free from defects can be obtained.
[0026]
The electro-optical device includes an image display region and a drive circuit region for controlling display in the image display region, and the drive circuit region includes a complementary transistor structure having the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. The thin film transistor is disposed, and the first semiconductor layer is disposed in the image display region.
[0027]
According to such a configuration, a thin film transistor for pixel display and a thin film transistor having a complementary transistor structure for a driver circuit can be formed on the same substrate in the same process. For this reason, it is not necessary to manufacture the drive circuit in a separate process and attach it externally, and the manufacturing process of the electro-optical device is greatly reduced.
[0028]
And a step of forming a capacitor line in the same layer as the scan line and substantially parallel to the scan line, and a region where the capacitor line and the data line intersect is covered with the resist film. It is characterized by that. According to such a configuration, similarly to the scanning line, the short circuit between the data line and the capacitive line in the vicinity of the intersection of the data line and the capacitive line is prevented, and an electro-optical device having no display defect is obtained. .
[0029]
Further, at least a part of the scanning line and a layer made of the same layer as the scanning line is covered with the resist film. According to such a configuration, not only the vicinity of the intersection between the data line and the scanning line, or the data line and the capacitive line, but also the scanning line or the capacitive line can be protected from the developing solution. It is possible to prevent the narrowing of the width of the scanning line or the capacitor line caused by the etching. As a result, the line widths of the plurality of scanning lines or capacitance lines in the display surface of the electro-optical device can always be kept constant, so that an electro-optical device having good display characteristics with no display variation in the surface can be obtained.
[0030]
Further, the step of forming the resist film includes a step of applying a resist on the substrate and a step of forming the resist film by exposing and developing the resist. . According to such a configuration, since the resist is applied on the substrate, a resist having a uniform film thickness can be obtained, and as a result, a resist film having a uniform film thickness distribution in the substrate surface can be obtained. it can. Thereby, ion implantation is performed uniformly in the plane, and for example, even when a plurality of thin film transistors having a semiconductor layer is formed on the substrate, there is an effect that variations in characteristics of the thin film transistors do not occur in the plane. Here, as a resist coating method, a spin coat method, a roll coater method, or the like can be used.
[0031]
The scan line and the layer formed of the same layer as the scan line include aluminum. According to such a configuration, since low-resistance aluminum is used, it is possible to obtain a scanning line or a capacitance line with no signal delay on the signal input side and the terminal side, and to obtain an electro-optical device having no display variation. In addition, since low-resistance aluminum is used, the wiring width can be reduced, and the wiring capacity is reduced, so that an electro-optical device with low power consumption can be realized. Furthermore, when a material containing aluminum is used as the electrode material, it is very effective to cover with a resist film because aluminum has a problem of etching with a developer as compared with other metals.
[0032]
The scanning line and the layer made of the same layer as the scanning line have a multilayer structure including a lower layer containing aluminum and an upper layer containing a refractory metal. Furthermore, the upper layer is characterized by comprising a layer containing molybdenum or titanium.
[0033]
According to such a configuration, since a layer containing a refractory metal such as molybdenum or titanium is formed on the layer containing aluminum, an impurity ion activation process performed under a high temperature condition of, for example, 400 ° C. or higher is performed. However, hillocks do not occur, the occurrence of a short circuit between the scanning lines and the data lines due to hillocks can be prevented, and an electro-optical device with good display characteristics can be obtained. Further, when a multilayer structure in which a layer containing a refractory metal is disposed on such a layer containing aluminum is used as the wiring, the scanning line in the region intersecting with the data line is a developing solution during the resist film forming process. As a result, the insulating film covering the scanning line is not cracked, and the scanning line and the data line are short-circuited through the crack. This has the effect of preventing disconnection and obtaining an electro-optical device with good display characteristics.
[0034]
A semiconductor device of the present invention is formed by the above-described manufacturing method. Such a configuration has an effect of obtaining a high-quality electro-optical device.
[0035]
The electro-optical device of the present invention is formed by the above-described manufacturing method. Such a configuration has an effect of obtaining an electro-optical device with good display characteristics.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example the case of application to a liquid crystal device as an electro-optical device.
[0037]
The configuration of the liquid crystal device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix that forms an image forming area of a liquid crystal device. FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixel groups in an image display area of a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, and the like are formed. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the image display region and the peripheral drive circuit region of the liquid crystal device, and the longitudinal sectional view of the pixel region is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. In each drawing, the scale is different for each layer and each member so that each layer and each member can be recognized on the drawing.
[0038]
In FIG. 1, the liquid crystal device includes an image display area and a peripheral drive circuit area for controlling the image display area.
[0039]
The image display area is formed in a matrix at each of the
[0040]
On the other hand, the peripheral drive circuit region is composed of a scanning
[0041]
In this embodiment, since polysilicon is used as the semiconductor layer of the
[0042]
In FIG. 2, a plurality of
[0043]
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the
[0044]
In the
[0045]
Further, a complementary transistor structure is employed in the peripheral drive circuit region of the
[0046]
On the other hand, the
[0047]
Next, a manufacturing method of the TFT array substrate will be described with reference to FIGS. 4 to 12 are cross sections in the image display area and the peripheral circuit area, and the image display area is a cross section taken along line AA ′ in FIG.
[0048]
First, as shown in FIG. 4A, an
[0049]
Next, as shown in FIG. 4B, an
[0050]
Next, as shown in FIG. 4C, excimer laser light such as KrF or XeCl is applied to the a-Si film at 300 to 600 mJ / cm. 2 By irradiation, the a-Si film is crystallized to obtain a p-
[0051]
Next, as shown in FIG. 4D, a resist
[0052]
Next, as shown in FIG. 5A, using the resist
[0053]
Next, as shown in FIG. 5B, after the resist
[0054]
Next, as shown in FIG. 5D, a resist
[0055]
Next, as shown in FIG. 6A, a 400
[0056]
Next, as shown in FIG. 6B, a resist
[0057]
Next, as shown in FIG. 7A, a resist
[0058]
Next, as shown in FIG. 7B, the resist
[0059]
Thereafter, as shown in FIGS. 7C and 13, a resist
[0060]
As shown in FIG. 7D, the resist
[0061]
Next, using this resist
[0062]
Thereafter, as shown in FIGS. 8A and 14, a resist
[0063]
As shown in FIG. 8A, the resist
[0064]
Next, as shown in FIG. 8A, 5 × 10 5 is applied to the
[0065]
Next, as shown in FIG. 8 (c), SiOOS having a thickness of 500 nm is formed using TEOS and ozone gas as source gases by PECVD so as to cover the
[0066]
Next, as shown in FIG. 8D, contact holes for connecting the source / drain regions of each TFT in the peripheral circuit region and the source / drain formed later, and the source region of the TFT in the image display region And a resist
[0067]
As shown in FIG. 9A, the insulating
[0068]
Next, as shown in FIG. 9C, an aluminum /
[0069]
Next, as shown in FIG. 10A, the resist
[0070]
Next, as shown in FIG. 10C, the insulating
[0071]
Next, as shown in FIG. 10D, a resist
[0072]
Next, as shown in FIG. 11C, an
[0073]
As described above, in the present embodiment, the resist film is formed so as to cover the scanning line or the capacitive line in the region where the scanning line or the capacitive line and the data line overlap with the formation of the resist film as the mask for ion implantation. By forming the liquid crystal device, it is possible to prevent occurrence of a short circuit between the scan line, the capacitor line, and the data line, and disconnection of the data line, so that a liquid crystal device having no display variation in the plane and having good display characteristics can be obtained. it can.
[0074]
In the present embodiment, the scanning line layer has a multilayer structure in which the lower layer is made of aluminum and the upper layer is made of titanium, so that generation of hillocks can be prevented, and a short circuit between the scanning line layer and the data line layer due to hillocks can be prevented. Further, in the present embodiment, it is possible to prevent the insulating film from cracking due to the overhang shape, which is a problem in the case of such a multilayer structure.
[0075]
In the above embodiment, a multilayer film of aluminum and titanium is used for the scanning line, but instead of aluminum, an aluminum alloy such as an Al—Nd alloy or Al—Si alloy, molybdenum instead of titanium, or these A layer containing a refractory metal that prevents generation of hillocks such as an alloy can also be used. In addition, a multilayer film in which a layer containing aluminum is an upper layer, or a single layer film made of aluminum or an alloy thereof can be used as the scanning line.
[0076]
Further, in the above-described embodiment, the resist
[0077]
However, even in this case, a resist film cannot be formed on the semiconductor layer in the region where ions are implanted.
[0078]
Although the liquid crystal device has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to various electro-optical devices such as a semiconductor device or electroluminescence.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like provided in a plurality of matrix pixels that form an image forming area in a liquid crystal device according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view of a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, and pixel electrodes are formed in an image display area of the liquid crystal device according to the embodiment.
3 is a longitudinal sectional view in each of a peripheral circuit region and an image display region of the liquid crystal device of the embodiment, and the longitudinal sectional view in the image display region is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2; .
FIG. 4 is a process diagram (part 1) illustrating a manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order.
FIG. 5 is a process diagram (part 2) illustrating the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order.
6 is a process diagram (part 3) illustrating the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order. FIG.
FIG. 7 is a process diagram (part 4) illustrating the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order.
FIG. 8 is a process diagram (part 5) illustrating the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order.
FIG. 9 is a process diagram (part 6) illustrating the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order.
FIG. 10 is a process diagram (part 7) illustrating the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order.
FIG. 11 is a process diagram (part 8) illustrating the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order.
FIG. 12 is a process diagram (part 9) illustrating the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device according to the embodiment in order.
13 is a plan view showing the shape of a resist
14 is a plan view showing the shape of a resist
FIG. 15 is a partially enlarged view of a thin film transistor for explaining a problem in a conventional method of manufacturing a liquid crystal device.
[Explanation of symbols]
1 ... Semiconductor layer
2 ... Gate insulation film
3 Scanning line
3a ... Gate electrode
4 ... Insulating film
6 ... Data line
6a ... Source electrode
9a: Pixel electrode
60 ... Board
406, 407 ... Resist film
Claims (8)
基板上に第1半導体層と第2半導体層とを形成する工程と、
前記第1及び第2半導体層を覆うように前記基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第1半導体層の少なくともチャネル領域に相対する位置のゲート絶縁膜上に第1ゲート電極を有する走査線と、第2半導体層の少なくともチャネル領域に相対する位置のゲート絶縁膜上に第2ゲート電極を形成する工程と、
前記走査線と前記データ線とが交差する領域を覆い、かつ前記第1半導体層に対応して第1レジスト膜を形成する工程と、
前記第1レジスト膜及び前記第2ゲート電極をマスクとして、前記第2半導体層に第1の導電型の不純物イオンを注入する工程と、
前記走査線とデータ線とが交差する領域を覆い、かつ前記第2半導体層に対応して第2レジスト膜を形成する工程と、
前記第2レジスト膜及び前記第1ゲート電極をマスクとして、前記第1半導体層に前記第1の導電型とは異なる第2の導電型の不純物イオンを注入する工程と、
前記ゲート電極及び走査線を覆うように絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記走査線と交差するように複数のデータ線を形成する工程とを具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。An electro-optic having a plurality of scanning lines formed of a layer containing aluminum, a plurality of data lines, a transistor connected to the scanning lines and the data lines, and a region where the scanning lines and the data lines intersect A device manufacturing method comprising:
Forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer on a substrate;
Forming a gate insulating film on the substrate so as to cover the first and second semiconductor layers;
A scanning line having a first gate electrode on a gate insulating film at a position corresponding to at least a channel region of the first semiconductor layer, and a second gate on a gate insulating film at a position corresponding to at least the channel region of the second semiconductor layer. Forming an electrode;
Covering a region where the scan line and the data line intersect and forming a first resist film corresponding to the first semiconductor layer;
Implanting first conductivity type impurity ions into the second semiconductor layer using the first resist film and the second gate electrode as a mask;
Covering a region where the scanning line and the data line intersect and forming a second resist film corresponding to the second semiconductor layer;
Implanting impurity ions of a second conductivity type different from the first conductivity type into the first semiconductor layer using the second resist film and the first gate electrode as a mask;
Forming an insulating film so as to cover the gate electrode and the scanning line;
And a step of forming a plurality of data lines on the insulating film so as to intersect with the scanning lines.
前記駆動回路領域には前記第1半導体層と第2半導体層を有する相補型トランジスタ構造の薄膜トランジスタが配置され、
前記画像表示領域には前記第1半導体層が配置されてなることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。The electro-optical device includes an image display area and a drive circuit area for controlling display in the image display area,
A thin film transistor having a complementary transistor structure having the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is disposed in the driving circuit region,
The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1 , wherein the first semiconductor layer is disposed in the image display region.
前記容量線と前記データ線とが交差する領域は、前記第1レジスト膜及び前記第2レジスト膜によって覆われていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。Forming a capacitance line in the same layer as the scanning line and substantially parallel to the scanning line,
2. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1 , wherein a region where the capacitor line and the data line intersect is covered with the first resist film and the second resist film .
前記基板上にレジストを塗布する工程と、
前記レジストを、露光して、現像することにより、前記第1レジスト膜または前記第2レジスト膜を形成する工程とからなることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。 The step of forming the first resist film and the second resist film includes:
Applying a resist on the substrate;
4. The method according to claim 1 , further comprising a step of forming the first resist film or the second resist film by exposing and developing the resist . 5. Manufacturing method of the electro-optical device.
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