JP4619060B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、液滴吐出法を用いた配線の作製方法及び半導体装置の作製方法に関する。特に、上層のパターンと下層のパターンを接続するために、液滴吐出法によりピラーとして機能する導電体を形成する配線の作製方法及び半導体装置の作製方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wiring using a droplet discharge method and a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a wiring manufacturing method and a semiconductor device manufacturing method for forming a conductor functioning as a pillar by a droplet discharge method in order to connect an upper layer pattern and a lower layer pattern.

近年、液滴吐出法(インクジェット法等)によるパターン形成は、フラットパネルディスプレイの分野に応用され、活発に開発が進められている。液滴吐出法は、直接描画するためにマスクが不要、大型基板に適用しやすい、材料の利用効率が高い等の多くの利点を有するため、EL層やカラーフィルタ、プラズマディスプレイの電極等の作製に応用されている。 In recent years, pattern formation by a droplet discharge method (inkjet method or the like) has been applied to the field of flat panel displays and has been actively developed. The droplet discharge method has many advantages such as no need for a mask for direct drawing, easy application to a large substrate, high material utilization efficiency, etc., so that an EL layer, a color filter, an electrode for a plasma display, etc. can be produced. Has been applied.

液滴吐出法を用いるプロセスは、マスクが不要であることが大きな利点であるが、下層と上層とのコンタクトをとる際には、コンタクトホールの形成やピラーとして機能する金属円柱の形成が必要であり、そのためには、露光・現像などの一連のフォトリソグラフィ工程が必要であった。 The process using the droplet discharge method has the great advantage that no mask is required, but when making contact between the lower layer and the upper layer, it is necessary to form a contact hole or a metal cylinder that functions as a pillar. For this purpose, a series of photolithography processes such as exposure and development are necessary.

高精度でかつ良好な形状のピラーの形成方法としては、例えば、フォトレジスト層に形成された開口部を非感光性有機膜で埋め込み、フォトレジスト層上の非感光性有機膜を、フォトレジスト層が露出するまで全面エッチバックし、フォトレジスト層全面を露光・現像してフォトレジスト層を除去することで、所望のパターンの非感光性有機膜を得る方法がある(特許文献1参照。)。
特開2001−267230号公報(第1頁、第1図)
As a method for forming a highly accurate and well-formed pillar, for example, an opening formed in a photoresist layer is filled with a non-photosensitive organic film, and the non-photosensitive organic film on the photoresist layer is formed into a photoresist layer. There is a method of obtaining a non-photosensitive organic film having a desired pattern by etching back the entire surface until the film is exposed, exposing and developing the entire surface of the photoresist layer, and removing the photoresist layer (see Patent Document 1).
JP 2001-267230 A (first page, FIG. 1)

特許文献1のように、フォトリソグラフィ工程を用いると、工程数が増加し、歩留まりの低下が生じてしまう。
そこで本発明は、上記の実情を鑑み、上層と下層のパターンを接続するに際し、フォトリソグラフィ工程が不必要な配線の作製方法及び半導体装置の作製方法の提供を課題とする。
When a photolithography process is used as in Patent Document 1, the number of processes increases, resulting in a decrease in yield.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a wiring and a method for manufacturing a semiconductor device that do not require a photolithography process when connecting an upper layer pattern and a lower layer pattern.

上述した従来技術の課題を解決するために、本発明においては以下の手段を講じる。 In order to solve the above-described problems of the prior art, the following measures are taken in the present invention.

本発明の配線の作製方法は、基板上の第1のパターンに接するように導電性材料を含む組成物を局所的に吐出してピラーとして機能する導電体を形成するステップ、前記導電体が覆われるように絶縁体を形成するステップ、前記導電体が露出するように前記絶縁体をエッチングするステップ、露出した前記導電体に接するように第2のパターンを形成するステップを有することを特徴とする。この作製工程は、図1に示す通りである。 The wiring manufacturing method of the present invention includes a step of locally discharging a composition containing a conductive material so as to be in contact with a first pattern on a substrate to form a conductor functioning as a pillar, and the conductor covers the first pattern. Forming an insulator so as to be exposed, etching the insulator so that the conductor is exposed, and forming a second pattern so as to be in contact with the exposed conductor. . This manufacturing process is as shown in FIG.

本発明の半導体装置の作製方法は、半導体が含む不純物領域に接するように導電性材料を含む組成物を局所的に吐出してピラーとして機能する導電体を形成するステップ、前記導電体が覆われるように絶縁体を形成するステップ、前記導電体が露出するように前記絶縁体をエッチングするステップ、露出した前記導電体に接するようにパターンを形成するステップを有することを特徴とする。 According to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a conductor functioning as a pillar by locally discharging a composition containing a conductive material so as to be in contact with an impurity region included in a semiconductor, the conductor is covered. Forming an insulator, etching the insulator so that the conductor is exposed, and forming a pattern so as to be in contact with the exposed conductor.

本発明の半導体装置の作製方法は、第1のパターンに接するようにN型半導体を形成するステップ、前記N型半導体に接するように半導体及び第1の絶縁体を積層形成するステップ、前記第1の絶縁体に接するように組成物を吐出して第2のパターンを形成するステップ、前記第2のパターンをマスクとして前記N型半導体、前記半導体及び前記第1の絶縁体を同時にパターニングした後、前記第2のパターンを除去するステップ、前記第1のパターンに接するように導電性材料を含む組成物を局所的に吐出してピラーとして機能する導電体を形成するステップ、前記導電体が覆われるように第2の絶縁体を形成するステップ、前記導電体が露出するように前記第2の絶縁体をエッチングするステップ、露出した前記導電体に接するように第3のパターンを形成するステップを有することを特徴とする。前記半導体は非晶質半導体であることを特徴とし、その工程は図2に示す通りである。 The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of forming an N-type semiconductor so as to be in contact with a first pattern, a step of stacking a semiconductor and a first insulator so as to be in contact with the N-type semiconductor, the first Forming a second pattern by discharging a composition so as to be in contact with the insulator, and simultaneously patterning the N-type semiconductor, the semiconductor, and the first insulator using the second pattern as a mask, Removing the second pattern; forming a conductor functioning as a pillar by locally discharging a composition containing a conductive material so as to be in contact with the first pattern; and covering the conductor. Forming the second insulator, etching the second insulator so that the conductor is exposed, and contacting the exposed conductor It characterized by having a step of forming a pattern. The semiconductor is an amorphous semiconductor, and the process is as shown in FIG.

なお、上記の作製方法では、一導電型の不純物を含む半導体としてN型の半導体を例示するが、本発明はこの形態に制約されない。一導電型の不純物を含む半導体として、その他の導電型の半導体を用いてもよい。 Note that in the above manufacturing method, an N-type semiconductor is illustrated as a semiconductor including one conductivity type impurity; however, the present invention is not limited to this mode. As a semiconductor containing one conductivity type impurity, another conductivity type semiconductor may be used.

本発明の半導体装置の作製方法は、半導体上に形成された第1の絶縁体に接するように第1のパターンを形成するステップ、前記第1のパターンをマスクとして前記半導体に不純物を添加するステップ、前記半導体が含む不純物領域に接するように導電性材料を含む組成物を局所的に吐出してピラーとして機能する導電体を形成するステップ、前記導電体が覆われるように第2の絶縁体を形成するステップ、前記導電体が露出するように前記第2の絶縁体をエッチングするステップ、露出した前記導電体に接するように第2のパターンを形成するステップを有することを特徴とする。前記半導体は多結晶半導体であり、その工程は図3に示す通りである。 The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of forming a first pattern so as to be in contact with a first insulator formed on a semiconductor, and a step of adding an impurity to the semiconductor using the first pattern as a mask. A step of locally discharging a composition containing a conductive material so as to be in contact with an impurity region included in the semiconductor to form a conductor functioning as a pillar; and a second insulator so as to cover the conductor Forming the second insulator so that the conductor is exposed; and forming a second pattern so as to be in contact with the exposed conductor. The semiconductor is a polycrystalline semiconductor, and the process is as shown in FIG.

上記の配線の作製方法、半導体装置の作製方法において、組成物の吐出は、液滴吐出手段を用いて行うことを特徴とする。前記液滴吐出手段とは、吐出口が設けられたノズル、1つ又は複数のノズルを具備したヘッドに相当するものであり、該ノズルにはピエゾ素子、又は発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す加熱体が具備される。そして、該液滴吐出手段を用いて、組成物を局所的に吐出し、該組成物を堆積させて導電体を形成する。この導電体は、円柱状に形成することが好ましい。吐出口から吐出する組成物は、銀、金、銅又はインジウム錫酸化物等の導電性材料を溶媒に分解又は分散させたものを用いる。また、導電体を覆うように形成された絶縁体は、エッチバック法又はCMP法でエッチングする。前記絶縁体は、樹脂を含む組成物を吐出して形成する。 In the above method for manufacturing a wiring and a method for manufacturing a semiconductor device, the composition is discharged using a droplet discharge unit. The droplet discharge means corresponds to a nozzle having a discharge port and a head having one or a plurality of nozzles. The nozzle generates heat by generating a piezo element or a heating element. A heating body for extruding the solution is provided. Then, using the droplet discharge means, the composition is locally discharged and the composition is deposited to form a conductor. This conductor is preferably formed in a cylindrical shape. As the composition discharged from the discharge port, a composition obtained by decomposing or dispersing a conductive material such as silver, gold, copper, or indium tin oxide in a solvent is used. Further, the insulator formed so as to cover the conductor is etched by an etch back method or a CMP method. The insulator is formed by discharging a composition containing a resin.

下層のパターン上に、上層のパターンとの接続用のピラーとして機能する導電体を形成することで、上下のパターンを接続する配線の作製方法であって、前記導電体を液滴吐出法により形成することを特徴とする本発明は、コンタクトホールを形成することなく、上下のパターンを接続させることができる。従って、コンタクトホールの形成に際し必要な工程、例えば、レジスト塗布、露光、現像、ポストベーク、エッチング等の工程を省くことができるため、歩留まりの向上を実現する。 A method of manufacturing a wiring for connecting upper and lower patterns by forming a conductor functioning as a pillar for connection with an upper layer pattern on a lower layer pattern, wherein the conductor is formed by a droplet discharge method. According to the present invention, the upper and lower patterns can be connected without forming a contact hole. Accordingly, the steps required for forming the contact hole, for example, steps such as resist coating, exposure, development, post-baking, and etching can be omitted, so that the yield can be improved.

本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in the structures of the present invention described below, the same reference numerals are used in common in different drawings.

(実施の形態1)
本発明の配線の作製方法について、図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
A method for manufacturing a wiring according to the present invention will be described with reference to FIGS.

基板10は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等からなるガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる(図1(A))。必要に応じて、基板10上に絶縁体からなる下地膜を形成する。そして、前記基板10上に、スパッタリング法、蒸着法、CVD法及び液滴吐出法等の公知の方法により、導電体(導体)や半導体からなるパターン11を形成する。 As the substrate 10, a glass substrate made of barium borosilicate glass, alumino borosilicate glass, or the like, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, a stainless steel substrate, or a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature in this manufacturing process is used (see FIG. 1 (A)). A base film made of an insulator is formed on the substrate 10 as necessary. Then, a pattern 11 made of a conductor (conductor) or a semiconductor is formed on the substrate 10 by a known method such as a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, or a droplet discharge method.

次に、パターン11に接するように、液滴吐出手段14により、導電性材料を含む組成物を局所的に吐出して、ピラーとして機能する導電体12を形成する。この導電体12は、吐出された組成物を堆積して円柱状に形成することが好適であり、これは、円柱状の導電体12を用いると、下層のパターンと上層のパターンとのコンタクトがとりやすいためである。なお、図1(A)では、組成物が堆積された様子が分かるように図示している。 Next, the droplet discharge means 14 locally discharges a composition containing a conductive material so as to be in contact with the pattern 11, thereby forming the conductor 12 that functions as a pillar. The conductor 12 is preferably formed into a columnar shape by depositing the discharged composition. This is because when the cylindrical conductor 12 is used, the contact between the lower layer pattern and the upper layer pattern is reduced. It is because it is easy to take. In FIG. 1A, the composition is shown so that it can be seen.

前記円柱状とは、円柱面と、その母線に交わって互いに平行な2平面(以下、第1の平面、第2の平面と表記)との三つによって囲まれた立体形状であり、第1の平面と第2の平面の形状は、同じ円状である場合が多い。しかしながら、本発明における円柱状には、第1の平面と第2の平面の形状が異なる形状である場合も含む。実際には、液滴吐出法により形成された導電体12は、下層の第1の平面の面積が、上層の第2の平面の面積よりも大きく形成されてしまう。
この円柱状の導電体12の上面の径は0.01〜10μm(好適には0.1〜5μm)、下面の径は0.1〜100μm(好適には1〜10μm)、高さは0.05〜5μm(好適には0.1〜3μm)で形成することが好適である。なお、これらの導電体12を表す径や高さは、下層と上層のパターンの材料や吐出条件に大きく依存する。
The cylindrical shape is a three-dimensional shape surrounded by three cylindrical surfaces and two planes (hereinafter referred to as a first plane and a second plane) that intersect with the generatrix and are parallel to each other. The shape of the plane and the second plane are often the same circle. However, the cylindrical shape in the present invention includes a case where the shapes of the first plane and the second plane are different. Actually, the conductor 12 formed by the droplet discharge method is formed such that the area of the first plane of the lower layer is larger than the area of the second plane of the upper layer.
The cylindrical conductor 12 has a top surface diameter of 0.01 to 10 μm (preferably 0.1 to 5 μm), a bottom surface diameter of 0.1 to 100 μm (preferably 1 to 10 μm), and a height of 0. It is preferable to form with a thickness of 0.05 to 5 μm (preferably 0.1 to 3 μm). The diameter and height representing these conductors 12 greatly depend on the material of the lower layer and the upper layer and the discharge conditions.

また、導電体12の形状は、円柱状に限らず、上下のパターンのコンタクトがとれる形状であればよく、例えば、円錐状、立方体、直方体、筒状(管状)、円筒状、角筒状に形成してもよい。導電体12の径や高さは下層のパターン11の材料や、組成物の吐出条件等の様々なパラメータに依存することは上述した通りであるが、例えば、導電体12の高さは、下層のパターン11の材料に依存する。具体的には、パターン11の材料が親水性であるか、疎水性であるかという点に依存する。換言すると、パターン11の材料の接触角に依存する。例えば、銀(Ag)をテトラデカン溶媒に溶解又は分散させた組成物を用いて導電体12を形成する場合で、窒化タンタル(TaN)とタングステン(W)の積層体(TaN\W)、非晶質半導体(a−Si)、多結晶半導体(p−Si)、酸化窒化珪素(SiON)の4つの材料を下層のパターン11に用いた場合には、TaN\W>a−Si>p−Si>SiONの順で、堆積時の高さをかせぐことができる。
従って、円柱状の導電体12の上面、下面ともその径が小さく、その高さが高い、より好適な形状の導電体12を形成するためには、吐出条件を変えて、組成物の吐出速度を遅くしたり、組成物の粘度を変更したりするとよい。
また、組成物の1滴又は複数滴の吐出と、吐出後の加熱処理とを繰り返すことで、導電体12の高さを調節してもよい。
In addition, the shape of the conductor 12 is not limited to a columnar shape, and may be any shape as long as the contact of the upper and lower patterns can be taken. It may be formed. As described above, the diameter and height of the conductor 12 depend on various parameters such as the material of the lower layer pattern 11 and the discharge conditions of the composition. For example, the height of the conductor 12 is lower. Depends on the material of the pattern 11. Specifically, it depends on whether the material of the pattern 11 is hydrophilic or hydrophobic. In other words, it depends on the contact angle of the material of the pattern 11. For example, when the conductor 12 is formed using a composition in which silver (Ag) is dissolved or dispersed in a tetradecane solvent, a laminate of tantalum nitride (TaN) and tungsten (W) (TaN \ W), amorphous When four materials of a crystalline semiconductor (a-Si), a polycrystalline semiconductor (p-Si), and silicon oxynitride (SiON) are used for the lower layer pattern 11, TaN \ W>a-Si> p-Si The height during deposition can be increased in the order of> SiON.
Therefore, in order to form the conductor 12 having a more suitable shape with a small diameter and a high height on the upper and lower surfaces of the cylindrical conductor 12, the ejection speed of the composition is changed by changing the ejection conditions. It is good to slow down or to change the viscosity of the composition.
Moreover, you may adjust the height of the conductor 12 by repeating discharge of 1 drop or multiple drops of a composition, and the heat processing after discharge.

パターンを描画する液滴吐出手段14は、液滴を吐出する手段を有するものの総称であり、具体的には、組成物の吐出口を有するノズルや、1つ又は複数のノズルを具備したヘッドに相当するものである。
液滴吐出手段14が具備するノズルの径は、0.02〜100μm(好適には30μm以下)に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は0.001pl〜100pl(好適には10pl以下)に設定するとよい。この吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。
このノズルの径は、導電体12の所望の径によって適宜変更するとよい。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には0.1〜3mm(好適には1mm以下)程度に設定する。
The droplet discharge means 14 for drawing a pattern is a general term for a means having a means for discharging a droplet, and specifically, a nozzle having a discharge port for a composition or a head having one or a plurality of nozzles. It is equivalent.
The nozzle diameter of the droplet discharge means 14 is set to 0.02 to 100 μm (preferably 30 μm or less), and the discharge amount of the composition discharged from the nozzle is 0.001 pl to 100 pl (preferably 10 pl or less). This discharge amount increases in proportion to the size of the nozzle diameter.
The diameter of the nozzle may be appropriately changed depending on the desired diameter of the conductor 12. In addition, the distance between the object to be processed and the nozzle outlet is preferably as close as possible in order to drop it at a desired location, preferably about 0.1 to 3 mm (preferably about 1 mm or less). Set.

吐出口から吐出する組成物は、導電体を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電体は、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、タングステン(W)、アルミニウム(Al)等の金属、ハロゲン化銀の微粒子、又は分散性ナノ粒子に相当する。または、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物(ITO)、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛(ZnO)、窒化チタン(TiN)等に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適である。より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。
溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等に相当する。
また、組成物の粘度は50cp以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、40mN/m以下が好適である。なお、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ITOや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は5〜50mPa・S、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は5〜20mPa・S、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は10〜20mPa・Sである。
A composition in which a conductor is dissolved or dispersed in a solvent is used as the composition discharged from the discharge port. Conductors are silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), tungsten (W), aluminum It corresponds to a metal such as (Al), silver halide fine particles, or dispersible nanoparticles. Alternatively, it corresponds to indium tin oxide (ITO), organic indium, organic tin, zinc oxide (ZnO), titanium nitride (TiN), or the like used as a transparent conductive film. However, it is preferable to use a composition in which any one of gold, silver, and copper is dissolved or dispersed in a solvent in consideration of the specific resistance value as the composition discharged from the discharge port. More preferably, low resistance silver or copper is used. However, when copper is used, a barrier film may be provided as a countermeasure against impurities.
The solvent corresponds to esters such as butyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethyl alcohol, organic solvents such as methyl ethyl ketone and acetone.
Further, the viscosity of the composition is preferably 50 cp or less, which is to prevent the drying from occurring or to smoothly discharge the composition from the discharge port. The surface tension of the composition is preferably 40 mN / m or less. Note that the viscosity of the composition and the like may be appropriately adjusted according to the solvent to be used and the application. As an example, the viscosity of a composition in which ITO, organic indium, or organic tin is dissolved or dispersed in a solvent is 5 to 50 mPa · S, the viscosity of a composition in which silver is dissolved or dispersed in a solvent is 5 to 20 mPa · S, The viscosity of the composition in which gold is dissolved or dispersed in a solvent is 10 to 20 mPa · S.

各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径0.1μm以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約0.5〜10μmである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ分子は約7nmと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いることが好ましい。 Although depending on the diameter of each nozzle and the desired pattern shape, the diameter of the conductor particles is preferably as small as possible for preventing nozzle clogging and producing a high-definition pattern. 1 μm or less is preferable. The composition is formed by a known method such as an electrolytic method, an atomizing method, or a wet reduction method, and its particle size is generally about 0.5 to 10 μm. However, when formed by a gas evaporation method, the nanomolecules protected by the dispersant are as fine as about 7 nm, and these nanoparticles are aggregated in the solvent when the surface of each particle is covered with a coating agent. And stably disperse at room temperature and shows almost the same behavior as liquid. Therefore, it is preferable to use a coating agent.

組成物を吐出する工程は、減圧下で行うと、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略することができる。また、減圧下で行うと、導電体の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。 When the step of discharging the composition is performed under reduced pressure, the solvent of the composition is volatilized between the time of discharging the composition and landing on the object to be processed, and the subsequent drying and baking steps are omitted. be able to. Further, it is preferable to perform under reduced pressure because an oxide film or the like is not formed on the surface of the conductor.

組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は100度で3分間、焼成は200〜350度で15分間〜30分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理は、導電体12の形成後に行ってもよいし、該導電体12の上層に絶縁体を形成後に行ってもよく、そのタイミングは特に限定されない。
乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、一般的には100〜800度(好ましくは200〜350度)とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。
After discharging the composition, one or both steps of drying and baking are performed. The drying and baking steps are both heat treatment steps. For example, drying is performed at 100 degrees for 3 minutes, and baking is performed at 200 to 350 degrees for 15 minutes to 30 minutes. Time is different. The drying process and the firing process are performed under normal pressure or reduced pressure by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like. Note that this heat treatment may be performed after the conductor 12 is formed, or may be performed after an insulator is formed in an upper layer of the conductor 12, and the timing is not particularly limited.
In order to satisfactorily perform the drying and firing steps, the substrate may be heated, and the temperature at that time depends on the material of the substrate or the like, but is generally 100 to 800 degrees (preferably 200). ~ 350 degrees). By this step, the solvent in the composition is volatilized or the dispersant is chemically removed, and the surrounding resin is cured and contracted to bring the nanoparticles into contact with each other, thereby accelerating fusion and fusion.

レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、YAGレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Cr、Nd等がドーピングされたYAG、YVO4等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板10の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、該基板10が破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。
瞬間熱アニール(RTA)は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。耐熱性が弱い基板10にも、該基板10には影響を与えない。
For the laser light irradiation, a continuous wave or pulsed gas laser or solid-state laser may be used. Examples of the former gas laser include an excimer laser and a YAG laser, and examples of the latter solid-state laser include a laser using a crystal such as YAG or YVO 4 doped with Cr, Nd, or the like. Note that it is preferable to use a continuous wave laser because of the absorption rate of the laser light. In addition, a so-called hybrid laser irradiation method combining pulse oscillation and continuous oscillation may be used. However, depending on the heat resistance of the substrate 10, the heat treatment by laser light irradiation may be performed instantaneously within a few microseconds to several tens of seconds so that the substrate 10 is not destroyed.
Instantaneous thermal annealing (RTA) uses an infrared lamp or a halogen lamp that irradiates ultraviolet light or infrared light in an inert gas atmosphere, and rapidly raises the temperature for several minutes to several microseconds. This is done by applying heat instantaneously. Since this treatment is performed instantaneously, only the outermost thin film can be heated substantially without affecting the lower layer film. The substrate 10 having low heat resistance does not affect the substrate 10.

次に、ピラーとして機能する導電体12が覆われるように、絶縁体15を形成する(図1(B))。より詳しくは、導電体12を覆うように、基板10の全面に、プラズマCVD法、スパッタリング法、SOG(SpinOnGlass)法、スピンコート法及び液滴吐出法等の公知の方法を用いて、50nm〜5μm(好適には100nm〜2μm)の厚さで絶縁体15を形成する。
絶縁体15の材料としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜及び酸化窒化珪素膜などの珪素を含む絶縁膜を用いて、単層又は積層して形成する。但し、配線容量の観点から、誘電率が低い材料(好適には比誘電率が4以下の材料)を用いることが好適であり、例えば、アクリル、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料を用いるとよい。絶縁体15として有機材料を用いると、その平坦性が優れているため、後に導電体を成膜した際にも、段差部で膜厚が極端に薄くなったり、断線が起こったりすることがないため好適である。また低誘電率の材料を層間絶縁膜として用いると、配線容量が低減するため、多層配線を形成することが可能となり、高性能化及び高機能化が実現された半導体装置を提供することができる。但し、絶縁体15として有機材料を用いた場合、脱ガス等の防止から、チタン(Ti)、チタンナイトライド(TiN)、チタンシリサイド(TiSix)やモリブデンシリサイド(MoSix)などのシリサイド膜、ポリシリコン膜、ニオブ(Nb)、酸化窒化チタン(TiON)、タングステン(W)、窒化タングステン(WN)、チタンタングステン窒化物(TiWN)、タンタル(Ta)などの材料を用いて、バリア膜を形成してもよい。バリア膜は、単層又は積層構造のいずれでも構わない。このバリア膜は、密着性を高め、埋め込み性を付与し、さらにコンタクト抵抗の低減と安定化をもたらすものである。
Next, an insulator 15 is formed so as to cover the conductor 12 functioning as a pillar (FIG. 1B). More specifically, a known method such as a plasma CVD method, a sputtering method, an SOG (Spin On Glass) method, a spin coating method, or a droplet discharge method is applied to the entire surface of the substrate 10 so as to cover the conductor 12. The insulator 15 is formed with a thickness of 5 μm (preferably 100 nm to 2 μm).
As a material of the insulator 15, an insulating film containing silicon such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, and a silicon oxynitride film is used to form a single layer or a stacked layer. However, from the viewpoint of wiring capacitance, it is preferable to use a material having a low dielectric constant (preferably a material having a relative dielectric constant of 4 or less), for example, acrylic, benzocyclobutene, parylene, flare, and transparency. An organic material such as polyimide may be used. When an organic material is used as the insulator 15, the flatness thereof is excellent, so that even when a conductor is formed later, the film thickness does not become extremely thin or disconnection does not occur at the step portion. Therefore, it is preferable. In addition, when a low dielectric constant material is used for the interlayer insulating film, wiring capacitance is reduced, so that multilayer wiring can be formed, and a semiconductor device with high performance and high functionality can be provided. . However, when an organic material is used as the insulator 15, a silicide film such as titanium (Ti), titanium nitride (TiN), titanium silicide (TiSix), molybdenum silicide (MoSix), or polysilicon is used to prevent outgassing. A barrier film is formed using a material such as a film, niobium (Nb), titanium oxynitride (TiON), tungsten (W), tungsten nitride (WN), titanium tungsten nitride (TiWN), and tantalum (Ta). Also good. The barrier film may be either a single layer or a laminated structure. This barrier film enhances adhesion, imparts embedding properties, and further reduces and stabilizes contact resistance.

次に、ピラーとして機能する導電体12が露出するように、絶縁体15をエッチングする。(図1(C))。より詳しくは、導電体12の先端が露出するように、エッチバック法又はCMP法(化学的機械研磨)のどちらかの方法により絶縁体15をエッチングする。
この工程では、絶縁体15を導電体12上に形成することで生じた凸部を除去し、表面を平坦化する工程である。この際、凸部を除去するだけでなく、導電体12の先端が露出するまで、絶縁体15をエッチングする。
Next, the insulator 15 is etched so that the conductor 12 functioning as a pillar is exposed. (FIG. 1C). More specifically, the insulator 15 is etched by either the etch back method or the CMP method (chemical mechanical polishing) so that the tip of the conductor 12 is exposed.
This step is a step of flattening the surface by removing the convex portions generated by forming the insulator 15 on the conductor 12. At this time, not only the protrusion is removed, but the insulator 15 is etched until the tip of the conductor 12 is exposed.

なお、上記の工程を経て、絶縁体12をエッチングして、導電体12を露出させるが、該導電体12を露出させる部分は特に制約されない。つまり、上記の工程を経て、導電体12の一部を露出させればよく、露出させる導電体12の一部として、導電体12の一番さきの先端の部分だけでもよいし、導電体12の上面の部分だけでもよい。 In addition, although the insulator 12 is etched through the above steps to expose the conductor 12, the portion where the conductor 12 is exposed is not particularly limited. That is, it is only necessary to expose a part of the conductor 12 through the above-described process, and the exposed part of the conductor 12 may be only the frontmost part of the conductor 12 or the conductor 12. Only the upper surface portion may be used.

次に、露出した導電体12に接するように、公知の方法により、導電体や半導体からなるパターン17を形成する(図1(D))。
以上の工程により、パターン11上に、パターン17との接続用のピラーとして機能する導電体12を設けることで、パターン11とパターン17を接続することができる。
Next, a pattern 17 made of a conductor or a semiconductor is formed by a known method so as to be in contact with the exposed conductor 12 (FIG. 1D).
Through the above steps, the pattern 11 and the pattern 17 can be connected by providing the conductor 12 functioning as a pillar for connection with the pattern 17 on the pattern 11.

なお、タクトタイムの観点から、パターン11、17の一方又は両方を液滴吐出法で形成することが好ましい。これは、組成物により充填されたノズルを交換するか、又はノズルに充填する組成物を交換すれば実現可能である。また、液滴吐出法で形成すると、マスクを用いたフォトリソグラフィ工程が不要となるため、歩留まりの向上を実現する。 From the viewpoint of tact time, it is preferable to form one or both of the patterns 11 and 17 by a droplet discharge method. This can be achieved by replacing the nozzle filled with the composition or replacing the composition filling the nozzle. In addition, when the droplet discharge method is used, a photolithography process using a mask is not necessary, so that the yield is improved.

ピラーとして機能する導電体12を液滴吐出法により形成する本発明は、コンタクトホールを形成することなく、上下のパターンを接続させることができる。従って、コンタクトホールの形成に際し必要な工程、例えば、レジスト塗布、露光、現像、ポストベーク、エッチングの工程を省くことができるため、歩留まりの向上を実現する。また、液滴吐出法を用いる本発明は、材料の利用効率が大幅に向上し、廃液処理量が少なくなるため、環境問題の解決に貢献したプロセスを提供することができる。さらに、マスクが不要なために製造工程が簡略化し、歩留まりが向上する。また、第5世代以降の一辺が1メートル以上の基板にも容易に対応可能であり、常圧下であれば、真空機構などがいらないため、クリーンルーム内のフットプリントの増大を抑制するという効果をもたらす。 In the present invention in which the conductor 12 functioning as a pillar is formed by a droplet discharge method, upper and lower patterns can be connected without forming a contact hole. Accordingly, steps necessary for forming the contact hole, such as resist coating, exposure, development, post-bake, and etching steps, can be omitted, thereby improving the yield. Further, according to the present invention using the droplet discharge method, the utilization efficiency of the material is greatly improved and the amount of waste liquid processing is reduced, so that it is possible to provide a process that contributes to solving environmental problems. Furthermore, since a mask is unnecessary, the manufacturing process is simplified and the yield is improved. In addition, it is possible to easily cope with a substrate having a side of 1 meter or more from the fifth generation onwards, and if it is under normal pressure, there is no need for a vacuum mechanism or the like, which brings about an effect of suppressing an increase in footprint in the clean room. .

(実施の形態2)
本発明の半導体装置の作製方法について、図2〜図4を用いて説明する。
(Embodiment 2)
A method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、非晶質半導体(a−Si)を用いたボトムゲート型の薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジスタに接続する配線の作製に本発明を適用した半導体装置の作製方法について、図2、図4(A)を用いて説明する。 First, a method for manufacturing a semiconductor device in which a bottom-gate thin film transistor using an amorphous semiconductor (a-Si) is manufactured and the present invention is applied to a wiring connected to the thin film transistor is described with reference to FIGS. A) will be described.

基板100上に、導電体101、102を液滴吐出法により形成し、続いて、導電体101、102を覆うようにN型非晶質半導体103、非晶質半導体104及び絶縁体105を積層形成する(図2(A))。次に、絶縁体105上に、導電体106を液滴吐出法により形成する。この際、絶縁体105には凹部が形成されており、該凹部を土手として活用することで、着弾精度を向上させ、所望の箇所に導電体106を形成することができる。次に、レジストやポリイミド等の有機絶縁体からなるマスク107を形成し、該マスク107を用いてN型非晶質半導体103、非晶質半導体104及び絶縁体105を同時にパターニングして、N型非晶質半導体108、非晶質半導体109及び絶縁体110を形成する(図2(B))。 Conductors 101 and 102 are formed over the substrate 100 by a droplet discharge method, and then an N-type amorphous semiconductor 103, an amorphous semiconductor 104, and an insulator 105 are stacked so as to cover the conductors 101 and 102. It forms (FIG. 2 (A)). Next, the conductor 106 is formed over the insulator 105 by a droplet discharge method. At this time, a concave portion is formed in the insulator 105, and by using the concave portion as a bank, the landing accuracy can be improved and the conductor 106 can be formed at a desired location. Next, a mask 107 made of an organic insulator such as resist or polyimide is formed, and the N-type amorphous semiconductor 103, the amorphous semiconductor 104, and the insulator 105 are simultaneously patterned using the mask 107 to form an N-type. An amorphous semiconductor 108, an amorphous semiconductor 109, and an insulator 110 are formed (FIG. 2B).

次に、導電体101、102と接するように、液滴吐出法によりピラーとして機能する導電体111、112を形成する。このとき、導電体111、112は円柱状に形成することが好適である。次に、導電体111、112を覆うように、絶縁体113を形成する(図2(C))。続いて、導電体111、112が露出するように、絶縁体113をエッチングする(図2(D))。このとき、導電体111、112の先端が露出するように、絶縁体113をエッチングする。次に、露出した導電体111、112に接するように、導電体114、115を形成する(図2(E))。ここでは、液滴吐出法により、導電体114、115を形成する。
上記工程を経て、導電体101、102上に、導電体114、115との接続用の導電体111、112を設けることで、上下のパターンを接続させることができる。上記工程を有する本発明は、コンタクトホールを形成することなく、上下のパターンを接続させることができる。
Next, conductors 111 and 112 that function as pillars are formed by a droplet discharge method so as to be in contact with the conductors 101 and 102. At this time, the conductors 111 and 112 are preferably formed in a columnar shape. Next, an insulator 113 is formed so as to cover the conductors 111 and 112 (FIG. 2C). Subsequently, the insulator 113 is etched so that the conductors 111 and 112 are exposed (FIG. 2D). At this time, the insulator 113 is etched so that the tips of the conductors 111 and 112 are exposed. Next, the conductors 114 and 115 are formed so as to be in contact with the exposed conductors 111 and 112 (FIG. 2E). Here, the conductors 114 and 115 are formed by a droplet discharge method.
By providing the conductors 111 and 112 for connection to the conductors 114 and 115 on the conductors 101 and 102 through the above steps, the upper and lower patterns can be connected. The present invention having the above steps can connect the upper and lower patterns without forming a contact hole.

次に、導電体115に接するように、導電体116を形成する。この導電体116は、後に画素電極として機能する。次に、導電体116上に配向膜117を形成する(図4(A))。そして、カラーフィルタ121、対向電極120及び配向膜119が形成された基板122を準備し、基板100と122とを、シール部(図示せず)の加熱硬化により貼り合わせ、その後、液晶118を注入すると、液晶素子を用いた表示機能を具備した半導体装置が完成する。基板100、122には、偏光板123、124が貼り付けられている。 Next, the conductor 116 is formed so as to be in contact with the conductor 115. This conductor 116 functions as a pixel electrode later. Next, an alignment film 117 is formed over the conductor 116 (FIG. 4A). Then, a substrate 122 on which the color filter 121, the counter electrode 120, and the alignment film 119 are formed is prepared, the substrates 100 and 122 are bonded together by heat curing of a seal portion (not shown), and then the liquid crystal 118 is injected. Then, a semiconductor device having a display function using a liquid crystal element is completed. Polarizing plates 123 and 124 are attached to the substrates 100 and 122, respectively.

続いて、多結晶半導体(p−Si)を用いたトップゲート型の薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジスタに接続する配線の作製に本発明を適用した半導体装置の作製方法について、図3、図4(B)を用いて説明する。 Next, a top gate thin film transistor using a polycrystalline semiconductor (p-Si) is manufactured, and a method for manufacturing a semiconductor device in which the present invention is applied to manufacturing a wiring connected to the thin film transistor is described with reference to FIGS. A description will be given using B).

基板200上に半導体を形成し、該半導体上に絶縁体204を形成した後、該絶縁体204上に導電体205を液滴吐出法により形成する(図3(A))。次に、導電体205をマスクとして、半導体に不純物を添加して、不純物が添加された不純物領域202、203と、チャネル形成領域201を形成する。次に、不純物領域202、203と導電体205に接するように、液滴吐出法によりピラーとして機能する導電体206〜208を形成する(図3(B))。このとき、導電体206〜208は、円柱状に形成することが好適である。次に、導電体206〜208を覆うように、絶縁体209を形成する(図3(C))。 After a semiconductor is formed over the substrate 200 and the insulator 204 is formed over the semiconductor, a conductor 205 is formed over the insulator 204 by a droplet discharge method (FIG. 3A). Next, using the conductor 205 as a mask, an impurity is added to the semiconductor, and impurity regions 202 and 203 to which the impurity is added and a channel formation region 201 are formed. Next, conductors 206 to 208 functioning as pillars are formed by a droplet discharge method so as to be in contact with the impurity regions 202 and 203 and the conductor 205 (FIG. 3B). At this time, the conductors 206 to 208 are preferably formed in a columnar shape. Next, an insulator 209 is formed so as to cover the conductors 206 to 208 (FIG. 3C).

続いて、導電体206〜208が露出するように、絶縁体209をエッチングする(図3(D))。このとき、導電体206〜208の先端が露出するように、絶縁体209をエッチングする。次に、露出した導電体206〜208に接するように、導電体210〜212を形成する(図3(E))。ここでは、液滴吐出法により、導電体210〜212を形成する。
上記工程を経て、不純物領域202、203と導電体205上に、導電体210〜212との接続用ピラーとして機能する導電体206〜208を設けることで、上下のパターンを接続させることができる。上記工程を有する本発明は、コンタクトホールを形成することなく、上下のパターンを接続させることができる。
Subsequently, the insulator 209 is etched so that the conductors 206 to 208 are exposed (FIG. 3D). At this time, the insulator 209 is etched so that the tips of the conductors 206 to 208 are exposed. Next, the conductors 210 to 212 are formed so as to be in contact with the exposed conductors 206 to 208 (FIG. 3E). Here, the conductors 210 to 212 are formed by a droplet discharge method.
Through the above steps, upper and lower patterns can be connected by providing conductors 206 to 208 functioning as pillars for connecting the conductors 210 to 212 on the impurity regions 202 and 203 and the conductor 205. The present invention having the above steps can connect the upper and lower patterns without forming a contact hole.

次に、導電体212に接するように、導電体213を形成する。この導電体213は、後に画素電極として機能する。次に、土手として機能する絶縁体214を形成し、該絶縁体214上に電界発光層215を形成し、該電界発光層215上に導電体216を形成する。導電体213、電界発光層215及び導電体216の積層体が発光素子に相当する。発光素子から発せられる光は、基板側に光が出射する上面出射と、その反対に光が出射する下面出射、一対の電極を透明材料、又は光を透過できる厚さで形成することで基板側とその反対の両方に光が出射する両面出射とがあり、いずれを適用してもよい。上記工程を経て、発光素子を用いた表示機能を具備した半導体装置が完成する。 Next, the conductor 213 is formed so as to be in contact with the conductor 212. This conductor 213 functions as a pixel electrode later. Next, an insulator 214 functioning as a bank is formed, an electroluminescent layer 215 is formed over the insulator 214, and a conductor 216 is formed over the electroluminescent layer 215. A stacked body of the conductor 213, the electroluminescent layer 215, and the conductor 216 corresponds to a light-emitting element. The light emitted from the light-emitting element is emitted from the top surface where light is emitted to the substrate side, and from the bottom surface where light is emitted oppositely, by forming a pair of electrodes with a transparent material or a thickness capable of transmitting light. There are two-sided emission in which light is emitted on both of them, and either of them may be applied. Through the above steps, a semiconductor device having a display function using a light emitting element is completed.

続いて、非晶質半導体を用いたチャネル保護型の薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタに接続する配線の作製に本発明を適用した半導体装置の作製方法について、図11を用いて説明する。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device in which a channel protective thin film transistor using an amorphous semiconductor is formed and the present invention is applied to manufacturing a wiring connected to the thin film transistor will be described with reference to FIGS.

基板300上に、導電体311を形成し、該導電体311を覆うように絶縁体312を形成する(図11(A))。続いて、全面に非晶質半導体を形成し、該非晶質半導体を覆うように、全面に絶縁体を形成する。次に、マスクを用いて前記絶縁体のみをパターニングして、エッチングストッパとなる絶縁体層314を形成する。次に、絶縁体層314を覆うように、全面にN型非晶質半導体を形成後、マスクを用いて前記非晶質半導体及び前記N型非晶質半導体を同時にパターニングして、非晶質半導体層313と、N型非晶質半導体層315、316を形成する。続いて、N型非晶質半導体層315、316に接続する導電体317、318を形成する。 A conductor 311 is formed over the substrate 300, and an insulator 312 is formed so as to cover the conductor 311 (FIG. 11A). Subsequently, an amorphous semiconductor is formed over the entire surface, and an insulator is formed over the entire surface so as to cover the amorphous semiconductor. Next, only the insulator is patterned using a mask to form an insulator layer 314 serving as an etching stopper. Next, after forming an N-type amorphous semiconductor over the entire surface so as to cover the insulator layer 314, the amorphous semiconductor and the N-type amorphous semiconductor are simultaneously patterned using a mask to form an amorphous A semiconductor layer 313 and N-type amorphous semiconductor layers 315 and 316 are formed. Subsequently, conductors 317 and 318 connected to the N-type amorphous semiconductor layers 315 and 316 are formed.

次に、導電体318と接するように、液滴吐出法によりピラーとして機能する導電体319を形成する。このとき、導電体319は、円柱状に形成する。次に、導電体319を覆うように、絶縁体320を形成する(図11(B))。 Next, a conductor 319 functioning as a pillar is formed by a droplet discharge method so as to be in contact with the conductor 318. At this time, the conductor 319 is formed in a cylindrical shape. Next, an insulator 320 is formed so as to cover the conductor 319 (FIG. 11B).

続いて、導電体319が露出するように、絶縁体320をエッチングする(図11(C))。このとき、導電体319の先端が露出するように、絶縁体320をエッチングする。次に、露出した導電体319に接するように、導電体321、322を形成する。なお、導電体322は画素電極に相当するものであり、前記絶縁体320上に形成することで、開口率を増大することができる。
上記工程を経て、導電体318上に、導電体321との接続用ピラーとして機能する導電体319を設けることで、上下のパターンを接続することができる。上記工程を有する本発明は、コンタクトホールを形成することなく、上下のパターンを接続させることができる。
Subsequently, the insulator 320 is etched so that the conductor 319 is exposed (FIG. 11C). At this time, the insulator 320 is etched so that the tip of the conductor 319 is exposed. Next, conductors 321 and 322 are formed so as to be in contact with the exposed conductor 319. Note that the conductor 322 corresponds to a pixel electrode and can be formed over the insulator 320 to increase the aperture ratio.
By providing the conductor 319 functioning as a connection pillar with the conductor 321 over the conductor 318 through the above steps, the upper and lower patterns can be connected. The present invention having the above steps can connect the upper and lower patterns without forming a contact hole.

なお上記の記載では、一導電型の不純物を含む半導体として、N型の半導体を例示する。但し、本発明は、一導電型の不純物を含む半導体として、N型の半導体を用いる形態のみに制約されず、その他の導電型の半導体を用いてもよい。 Note that in the above description, an N-type semiconductor is exemplified as a semiconductor including one conductivity type impurity. However, the present invention is not limited to a mode in which an N-type semiconductor is used as a semiconductor containing an impurity of one conductivity type, and other conductivity-type semiconductors may be used.

本実施の形態は、上記の実施の形態1に適用することができる。 This embodiment can be applied to Embodiment 1 described above.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態として、多層配線の作製に本発明を適用した半導体装置の作製方法について、図5を用いて説明する。
(Embodiment 3)
As an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device in which the present invention is applied to manufacturing a multilayer wiring will be described with reference to FIGS.

図5は、基板200上に5層の層が積層された半導体装置の断面図を示しており、1層目として薄膜トランジスタ220〜222が形成され、2層目から5層目まで配線が形成された場合を示す。本発明は、全ての層における、下層と上層とのパターンの接続用ピラーとして機能する導電体の作製に適用される。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which five layers are stacked on a substrate 200. Thin film transistors 220 to 222 are formed as the first layer, and wirings are formed from the second layer to the fifth layer. Indicates the case. The present invention is applied to the production of a conductor that functions as a connecting pillar for a pattern of a lower layer and an upper layer in all layers.

このような多層配線を含む半導体装置は、CPUなどの半導体素子を多数組み込む必要がある機能回路に用いることが好適である。仮に、多層配線を形成しない場合、1層目に形成した半導体素子(ここでは薄膜トランジスタとする)のゲート電極やソース・ドレイン配線と同じレイヤーで配線を作製する必要が生じてしまう。そうすると、配線を引き回す必要が生じ、その分歩留まりが悪くなったり、配置面積が大きくなったりしてしまう。またこの場合には、半導体素子のサイズを小さくする以外には、半導体装置の小型化が見込めない。
一方、本発明の配線の作製方法を用いて、多層配線を作製すれば、コンタクトホールを形成することなく、上下のパターンを接続させることができるため、歩留まりの向上が実現する。さらに、1層目に素子間の幅を狭くして高集積化し、その上層に配線を作製することができる。従って、大幅な小型化が実現され、さらに配線を引き回す必要がないために低抵抗化につながり、高速化が実現する。
A semiconductor device including such a multilayer wiring is preferably used for a functional circuit that needs to incorporate a large number of semiconductor elements such as a CPU. If a multilayer wiring is not formed, it is necessary to fabricate the wiring in the same layer as the gate electrode and the source / drain wiring of the semiconductor element (herein referred to as a thin film transistor) formed in the first layer. If it does so, it will be necessary to route wiring, and the yield will become worse by that much and an arrangement area will become large. In this case, the semiconductor device cannot be downsized except for reducing the size of the semiconductor element.
On the other hand, if a multilayer wiring is manufactured using the wiring manufacturing method of the present invention, the upper and lower patterns can be connected without forming a contact hole, so that the yield is improved. Further, the width between elements can be narrowed in the first layer for high integration, and wiring can be formed in the upper layer. Therefore, a significant reduction in size is realized, and further, there is no need to route the wiring, leading to a reduction in resistance and an increase in speed.

また、上層と下層の間の絶縁体として、低誘電率の有機材料を用いると、平坦性が優れているため、後に導電体を成膜した際にも、段差部で膜厚が極端に薄くなったり、断線が起こったりすることがないため好適である。また、配線容量が低減するため、高性能化及び高機能化が実現された半導体装置を提供することができる。 In addition, when an organic material having a low dielectric constant is used as the insulator between the upper layer and the lower layer, the flatness is excellent, so that the film thickness is extremely thin at the step portion even when the conductor is formed later. This is preferable because it does not occur or disconnection occurs. In addition, since the wiring capacitance is reduced, a semiconductor device with high performance and high functionality can be provided.

本発明の配線の作製及び半導体装置の作製の際に用いられる液滴吐出装置の一例について、図6を用いて説明する。まず、液滴吐出装置の構成について図6(A)を用いて簡単に説明する。本装置の必須の構成要素としては、複数のノズルが一軸方向に配列されたヘッドを具備する液滴吐出手段(図6(B)に示す)、該液滴吐出手段を制御するコントローラ及びCPU(図6(B)に示す)、基板6401を固定しXYθ方向に可動するステージ6403等が挙げられる。液滴吐出手段を設置する枠6402は、図6(B)に図示する液滴吐出手段を嵌めるために設けられている。ステージ6403は、基板6401を真空チャック等の手法で固定する機能も有する。そして、液滴吐出手段が有する各ノズルの吐出口から基板6401の方向に組成物が吐出されて、パターンが形成される。 An example of a droplet discharge device used for manufacturing the wiring and the semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the structure of the droplet discharge device will be briefly described with reference to FIG. As essential components of the apparatus, droplet discharge means (shown in FIG. 6B) having a head in which a plurality of nozzles are arranged in a uniaxial direction, a controller for controlling the droplet discharge means, and a CPU ( 6B), a stage 6403 that fixes the substrate 6401 and can move in the XYθ direction, and the like can be given. A frame 6402 for installing the droplet discharge means is provided for fitting the droplet discharge means illustrated in FIG. The stage 6403 also has a function of fixing the substrate 6401 by a technique such as a vacuum chuck. Then, the composition is discharged in the direction of the substrate 6401 from the discharge port of each nozzle included in the droplet discharge means, and a pattern is formed.

ステージ6403と液滴吐出手段は、コントローラを介してCPUにより制御される。また、CCDカメラなどの撮像手段(図6(B)に示す)もCPUにより制御される。撮像手段は、マーカーの位置を撮影して、その撮影した情報をCPUに供給する。なお、パターンの作製に際し、液滴吐出手段を移動してもよいし、液滴吐出手段を固定してステージ6403を移動させてもよい。但し、液滴吐出手段を移動する場合には、組成物の加速度や、液滴吐出手段に具備されたノズルと被処理物との距離、その環境を考慮して行う必要がある。 The stage 6403 and the droplet discharge means are controlled by the CPU via the controller. In addition, image pickup means such as a CCD camera (shown in FIG. 6B) is also controlled by the CPU. The imaging means captures the position of the marker and supplies the captured information to the CPU. Note that when producing a pattern, the droplet discharge unit may be moved, or the stage 6403 may be moved while the droplet discharge unit is fixed. However, when moving the droplet discharge means, it is necessary to consider the acceleration of the composition, the distance between the nozzle provided in the droplet discharge means and the object to be processed, and the environment.

その他、付随する構成要素として、吐出した組成物の着弾精度を向上させるために、液滴吐出手段が上下に動く移動機構とその制御手段等を設けてもよい。そうすると、吐出する組成物の特性に応じて、ヘッドと基板6401の距離を変えることができる。さらに、清浄な空気を供給し、作業領域の埃を低減するクリーンユニット等を設けてもよい。また、基板を加熱する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段を、必要に応じて設置しても良く、これらの手段も、筐体の外部に設置した制御手段によって一括制御することが可能である。さらに制御手段をLANケーブル、無線LAN、光ファイバ等で生産管理システム等に接続すれば、工程を外部から一律管理することが可能となり、生産性を向上させることに繋がる。なお、着弾した組成物の乾燥を早め、また組成物の溶媒成分を除去するために、真空排気を行って、減圧下で、液滴吐出手段を動作させてもよい。 In addition, as an accompanying component, in order to improve the landing accuracy of the discharged composition, a moving mechanism in which the droplet discharging means moves up and down, its control means, and the like may be provided. Then, the distance between the head and the substrate 6401 can be changed according to the characteristics of the composition to be discharged. Furthermore, you may provide the clean unit etc. which supply clean air and reduce the dust of a working area. In addition, means for heating the substrate, as well as means for measuring various physical properties such as temperature and pressure, may be installed as necessary. These means are also controlled by control means installed outside the housing. Collective control is possible. Furthermore, if the control means is connected to a production management system or the like with a LAN cable, wireless LAN, optical fiber, or the like, the process can be uniformly managed from the outside, leading to an improvement in productivity. In order to expedite the drying of the deposited composition and to remove the solvent component of the composition, the droplet discharge means may be operated under reduced pressure by performing vacuum evacuation.

図6(B)は液滴吐出手段を示しており、圧電素子6404、枠6405、6406を有する。液滴吐出手段の吐出口6407からは、組成物が吐出される。なお、図6(B)では、圧電素子6404を用いた、ピエゾ方式の場合を図示したが、溶液の材料によっては、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す方式を用いても良い。この場合、圧電素子を発熱体に置換した構造となる。また液滴吐出のためには、溶液と、液室流路、予備液室、流体抵抗部、加圧室、溶液吐出口との濡れ性が重要となる。そのため組成物との濡れ性を調整するための炭素膜、樹脂膜等をそれぞれの流路に形成してもよい。また、枠6405、6406の内部には、配線や供給管等が設けられ、図6(A)に示す装置に図6(B)に示す液滴吐出手段が取り付けられた際には、該配線は圧電素子を制御するための駆動回路に接続され、該供給管は組成物が充填されたタンクに接続される。 FIG. 6B illustrates a droplet discharge unit, which includes a piezoelectric element 6404 and frames 6405 and 6406. The composition is discharged from the discharge port 6407 of the droplet discharge means. Note that FIG. 6B illustrates a piezo method using the piezoelectric element 6404; however, depending on the material of the solution, a method of extruding the solution by generating heat in the heating element to generate bubbles may be used. In this case, the piezoelectric element is replaced with a heating element. For droplet discharge, wettability between the solution and the liquid chamber flow path, the spare liquid chamber, the fluid resistance portion, the pressurizing chamber, and the solution discharge port is important. Therefore, a carbon film, a resin film, or the like for adjusting wettability with the composition may be formed in each flow path. Further, wiring, supply pipes, and the like are provided inside the frames 6405 and 6406, and when the droplet discharge means shown in FIG. 6B is attached to the apparatus shown in FIG. Is connected to a drive circuit for controlling the piezoelectric element, and the supply pipe is connected to a tank filled with the composition.

本実施例は、本発明が適用された半導体装置の一形態であるパネルの外観について、図7を用いて説明する。図7(A)は、第1の基板4001上に形成された画素部4002と走査線駆動回路4004を、第2の基板4006との間にシール材4005によって封止したパネルの上面図であり、図7(B)は、図7(A)のA−A’における断面図、図7(C)はA’−A’’における断面図である。 In this embodiment, the appearance of a panel which is one embodiment of a semiconductor device to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 7A is a top view of a panel in which a pixel portion 4002 and a scan line driver circuit 4004 formed over a first substrate 4001 are sealed with a sealant 4005 between a second substrate 4006 and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 7A, and FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line A′-A ″.

図7(A)(B)において、第1の基板4001上に設けられた画素部4002と、走査線駆動回路4004とを囲むようにして、シール材4005が設けられる。また画素部4002と、走査線駆動回路4004の上に第2の基板4006が設けられる。従って、画素部4002と、走査線駆動回路4004とは、第1の基板4001とシール材4005と第2の基板4006とによって、液晶4007と共に封止される。また第1の基板4001上のシール材4005によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に多結晶半導体で形成された信号線駆動回路4003が実装される。 7A and 7B, a sealant 4005 is provided so as to surround the pixel portion 4002 provided over the first substrate 4001 and the scan line driver circuit 4004. A second substrate 4006 is provided over the pixel portion 4002 and the scan line driver circuit 4004. Accordingly, the pixel portion 4002 and the scan line driver circuit 4004 are sealed together with the liquid crystal 4007 by the first substrate 4001, the sealant 4005, and the second substrate 4006. In addition, a signal line driver circuit 4003 formed of a polycrystalline semiconductor is mounted over a separately prepared substrate in a region different from the region surrounded by the sealant 4005 over the first substrate 4001.

本実施例では、多結晶半導体を用いたトランジスタを有する信号線駆動回路4003を、第1の基板4001に貼り合わせる例について説明するが、単結晶半導体を用いたトランジスタで信号線駆動回路を形成し、貼り合わせてもよい。図7(B)では、信号線駆動回路4003に含まれる、多結晶半導体で形成されたトランジスタ4009を例示する。
また本実施例では、信号線駆動回路4003を別途形成し、第1の基板4001に実装している例を示しているが、本実施例はこの構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。
In this embodiment, an example in which the signal line driver circuit 4003 including a transistor using a polycrystalline semiconductor is attached to the first substrate 4001 is described; however, a signal line driver circuit is formed using a transistor including a single crystal semiconductor. , You may stick together. FIG. 7B illustrates a transistor 4009 that is included in the signal line driver circuit 4003 and is formed using a polycrystalline semiconductor.
In this embodiment, the signal line driver circuit 4003 is separately formed and mounted on the first substrate 4001, but this embodiment is not limited to this structure. The scan line driver circuit may be separately formed and then mounted, or only part of the signal line driver circuit or part of the scan line driver circuit may be separately formed and then mounted.

第1の基板4001上に設けられた画素部4002と走査線駆動回路4004は、トランジスタを複数有し、図7(B)では、画素部4002に含まれるトランジスタ4010とを例示している。このトランジスタ4010は、非晶質半導体をチャネル部としたトランジスタである。そして、トランジスタ4010に電気的に接続された画素電極4030、第2の基板4006上に形成された対向電極4031及び液晶4007が重なっている部分が、液晶素子に相当する。球状のスペーサ4035は、画素電極4030と対向電極4031との間の距離(セルギャップ)を制御するために設けられている。
また、図7(C)に示すように、別途形成された信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004または画素部4002に与えられる各種信号及び電位は、引き回し配線4014及び4015、ピラーとして機能する導電体4017を介して、接続端子4016から供給される。接続端子4016は、FPC4018が有する端子と、異方性導電膜4019を介して電気的に接続されている。
The pixel portion 4002 and the scan line driver circuit 4004 provided over the first substrate 4001 include a plurality of transistors, and FIG. 7B illustrates the transistor 4010 included in the pixel portion 4002. This transistor 4010 is a transistor using an amorphous semiconductor as a channel portion. A portion where the pixel electrode 4030 electrically connected to the transistor 4010, the counter electrode 4031 formed over the second substrate 4006, and the liquid crystal 4007 overlap corresponds to a liquid crystal element. The spherical spacer 4035 is provided to control the distance (cell gap) between the pixel electrode 4030 and the counter electrode 4031.
In addition, as illustrated in FIG. 7C, a signal line driver circuit 4003 which is separately formed, and various signals and potentials supplied to the scan line driver circuit 4004 or the pixel portion 4002 function as lead wirings 4014 and 4015 and pillars. It is supplied from the connection terminal 4016 through the conductor 4017. The connection terminal 4016 is electrically connected to a terminal included in the FPC 4018 through an anisotropic conductive film 4019.

本発明は、トランジスタ4010を構成する配線の作製や、ピラーとして機能する導電体4017の作製等に適用される。なお図示していないが、上記パネルは配向膜、偏光板、カラーフィルタや遮蔽膜を有していてもよい。また、表示素子として、液晶素子を有する場合を図示したが、自発光素子などの他の表示素子を適用してもよい。 The present invention is applied to manufacturing a wiring included in the transistor 4010, a conductor 4017 functioning as a pillar, and the like. Although not shown, the panel may include an alignment film, a polarizing plate, a color filter, and a shielding film. Further, although the case where a liquid crystal element is included as a display element is illustrated, other display elements such as a self-luminous element may be applied.

本実施例は、本発明が適用された半導体装置の一形態であるパネルの外観について、図8を用いて説明する。具体的には、同一表面上に画素部及び該画素部を制御する駆動回路、並びにメモリ及びCPUを搭載したパネルについて、図8(A)(B)を用いて説明する。図8(A)は、パネルの上面図であり、図8(B)は図8(A)のA−A’における断面図である。 In this embodiment, the appearance of a panel which is one mode of a semiconductor device to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. Specifically, a pixel portion, a driver circuit for controlling the pixel portion on the same surface, a panel on which a memory and a CPU are mounted will be described with reference to FIGS. FIG. 8A is a top view of the panel, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG.

図8(A)はパネルの外観を示し、該パネルは、ガラス基板5400上に複数の画素がマトリクス状に配置された画素部5401と、該画素部5401の周辺に信号線駆動回路5402及び走査線駆動回路5403を具備する。また、基板5400上に、VRAM(画面表示専用メモリ)やRAM、ROMに相当するメモリ5406と、CPU5405を具備する。さらに、基板5400上には、信号線駆動回路5402、走査線駆動回路5403、メモリ5406及びCPU5405を制御する信号を供給するための入力端子部5411を具備する。入力端子部5411には、FPC5412を介して、外部回路からビデオ信号等の信号が供給される。
シール材(図示せず)は、画素部5401と信号線駆動回路5402、走査線駆動回路5403を囲むように設けられ、該シール材により基板5400と対向基板5409が貼り合わせられる。対向基板5409は、画素部5401及び信号線駆動回路5402、走査線駆動回路5403上のみに設けてもよいし、全面に設けてもよい。但し、発熱する恐れがあるCPU5405には、放熱板を接するように設けることが好適である。
FIG. 8A shows an appearance of a panel. The panel includes a pixel portion 5401 in which a plurality of pixels are arranged in a matrix over a glass substrate 5400, a signal line driver circuit 5402 and a scan around the pixel portion 5401. A line driver circuit 5403 is provided. In addition, a VRAM (screen display dedicated memory), a memory 5406 corresponding to a RAM, and a ROM, and a CPU 5405 are provided over a substrate 5400. Further, an input terminal portion 5411 for supplying a signal for controlling the signal line driver circuit 5402, the scan line driver circuit 5403, the memory 5406, and the CPU 5405 is provided over the substrate 5400. A signal such as a video signal is supplied to the input terminal portion 5411 from an external circuit through the FPC 5412.
A sealant (not shown) is provided so as to surround the pixel portion 5401, the signal line driver circuit 5402, and the scan line driver circuit 5403, and the substrate 5400 and the counter substrate 5409 are attached to each other with the sealant. The counter substrate 5409 may be provided only over the pixel portion 5401, the signal line driver circuit 5402, and the scan line driver circuit 5403, or may be provided over the entire surface. However, it is preferable to provide a heat sink so as to be in contact with the CPU 5405 that may generate heat.

図8(B)はパネルの断面図を示し、基板5400上には、画素部5401、信号線駆動回路5402及びCPU5405を具備する。画素部5401はトランジスタ5430と容量素子5429を具備し、信号線駆動回路5402はCMOS回路等からなる素子群5431を具備し、CPU5405は素子群5440と、配線群5441を具備する。基板5400と対向基板5409の間には、スペーサ5435bが設けられる。画素部5401上には、ラビング処理された配向膜5435a、液晶層5423、配向膜5424、対向電極5425及びカラーフィルタ5426を具備する。基板5400と対向基板5409には偏光板5428、5427が貼り付けられる。
本発明は、トランジスタ5430、容量素子5429、素子群5431、5440を構成する配線の作製や、配線群5441を構成する配線の作製等に適用される。
FIG. 8B is a cross-sectional view of a panel. A pixel portion 5401, a signal line driver circuit 5402, and a CPU 5405 are provided over a substrate 5400. The pixel portion 5401 includes a transistor 5430 and a capacitor 5429, the signal line driver circuit 5402 includes an element group 5431 including a CMOS circuit and the like, and the CPU 5405 includes an element group 5440 and a wiring group 5441. A spacer 5435b is provided between the substrate 5400 and the counter substrate 5409. Over the pixel portion 5401, a rubbing alignment film 5435a, a liquid crystal layer 5423, an alignment film 5424, a counter electrode 5425, and a color filter 5426 are provided. Polarizer plates 5428 and 5427 are attached to the substrate 5400 and the counter substrate 5409.
The present invention is applied to manufacturing a wiring that forms the transistor 5430, the capacitor 5429, and the element groups 5431 and 5440, manufacturing a wiring that forms the wiring group 5441, and the like.

基板5400上の回路を構成する素子は、非晶質半導体に比べて移動度等の特性が良好な多結晶半導体(ポリシリコン)をチャネル部とした素子により形成され、それ故に同一表面上におけるモノシリック化が実現される。このように、同一の基板5400上に画素部と駆動回路以外に、CPUやメモリなどの機能回路の一体形成が実現されたパネルはシステムオンパネルとよばれ、システムの多機能化を図ることができる。上記構成を有するパネルは、接続する外部ICの個数が減少するため、小型・軽量・薄型が実現される。これは、最近普及が急速に進んだ携帯端末に適用すると大変有効である。なお、図示していないが、上記パネルは、遮光膜等を有していてもよい。また、表示素子として、液晶素子を有する場合を図示したが、自発光素子などの他の表示素子を適用してもよい。 The elements constituting the circuit on the substrate 5400 are formed by elements using a polycrystalline semiconductor (polysilicon) having better mobility and other characteristics than an amorphous semiconductor as a channel portion, and are therefore monolithic on the same surface. Is realized. In this manner, a panel in which functional circuits such as a CPU and a memory are integrally formed on the same substrate 5400 in addition to the pixel portion and the driver circuit is called a system-on-panel, and the system can be multifunctional. it can. Since the number of external ICs to be connected is reduced, the panel having the above configuration can be made small, light, and thin. This is very effective when applied to portable terminals that have been rapidly spread recently. Although not shown, the panel may have a light shielding film or the like. Further, although the case where a liquid crystal element is included as a display element is illustrated, other display elements such as a self-luminous element may be applied.

本発明を適用して作製される電子機器の一例として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、カーオーディオなどの音響再生装置、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)、家庭用ゲーム機などの記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDVD等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図9、図10に示す。 As an example of an electronic device manufactured by applying the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display, a navigation system, a sound reproducing device such as a car audio, a computer, a game device, a portable information terminal (mobile computer, cellular phone) , Portable game machines, electronic books, etc.), image reproduction apparatuses equipped with recording media such as home game machines (specifically, apparatuses equipped with a display capable of reproducing a recording medium such as a DVD and displaying the images) ) And the like. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.

図9(A)は、40インチの大型の液晶テレビであり、筐体9501、表示部9502等を含む。図9(B)は、コンピュータに付属して用いるモニターであり、筐体9601、表示部9602等を含む。図9(C)は、モニター一体型コンピュータであり、筐体9801、表示部9802等を含む。
本発明は、表示部9502、9602及び9802を含む各パネルの作製に適用され、特に薄膜トランジスタに代表される半導体素子に接続する配線の作製に適用される。
但し、図9(A)〜(C)に示す電子機器のように、10インチ以上のサイズの表示部9502、9602及び9802を含む各パネルは、価格やプロセスの観点から、非晶質半導体でチャネル部を形成する薄膜トランジスタ(a−SiTFT)により構成することが好適である。非晶質半導体は、作製工程における結晶化工程を省くことができるため、安価な電子機器を提供することができる。また、a−SiTFTにより表示部を構成する場合には、その応答速度から、表示素子として液晶素子を適用することが好ましい。なお、a−SiTFTにより表示部を構成したパネルは、図7に示す通りであるので、当該図面を参考にするとよい。
FIG. 9A illustrates a 40-inch large liquid crystal television including a housing 9501, a display portion 9502, and the like. FIG. 9B illustrates a monitor used by being attached to a computer, which includes a housing 9601, a display portion 9602, and the like. FIG. 9C illustrates a monitor-integrated computer, which includes a housing 9801, a display portion 9802, and the like.
The present invention is applied to manufacturing each panel including the display portions 9502, 9602, and 9802, and particularly to manufacturing a wiring connected to a semiconductor element typified by a thin film transistor.
However, like the electronic devices shown in FIGS. 9A to 9C, each panel including the display portions 9502, 9602, and 9802 having a size of 10 inches or more is an amorphous semiconductor from the viewpoint of price and process. It is preferable to use a thin film transistor (a-Si TFT) that forms a channel portion. Since an amorphous semiconductor can omit a crystallization process in a manufacturing process, an inexpensive electronic device can be provided. Moreover, when a display part is comprised by a-SiTFT, it is preferable to apply a liquid crystal element as a display element from the response speed. In addition, since the panel which comprised the display part by a-SiTFT is as showing in FIG. 7, it is good to refer to the said drawing.

図10(A)は携帯端末であり、本体9101、表示部9102等を含む。図10(C)はPDAであり、本体9201、表示部9202等を含む。図10(D)は、ゴーグル型ディスプレイであり、本体9301、表示部9302等を含む。図10(E)は、携帯型ゲーム機器であり、本体9401、表示部9402等を含む。図10(F)は、デジタルビデオカメラであり、表示部9701、9702等を含む。図10(B)は、表示部9102を含むパネルの一例であり、該パネルは、表示部9102と共に、駆動回路9104、CPUやメモリ等の機能回路9103が一体形成されている。このように、駆動回路だけでなく、機能回路が一体形成されたパネルを有する電子機器は、接続する外部ICの数を減らすことができるため、小型・軽量・薄型が実現され、携帯端末には有効な構成であるためである。従って、上記の表示部9102を含むパネルだけでなく、表示部9202、9302、9402、9701及び9702を含む各パネルにも駆動回路や機能回路を一体形成することが好ましい。 FIG. 10A illustrates a portable terminal, which includes a main body 9101, a display portion 9102, and the like. FIG. 10C illustrates a PDA, which includes a main body 9201, a display portion 9202, and the like. FIG. 10D illustrates a goggle type display including a main body 9301, a display portion 9302, and the like. FIG. 10E illustrates a portable game machine, which includes a main body 9401, a display portion 9402, and the like. FIG. 10F illustrates a digital video camera, which includes display portions 9701 and 9702 and the like. FIG. 10B illustrates an example of a panel including a display portion 9102, in which a driver circuit 9104 and a functional circuit 9103 such as a CPU and a memory are formed integrally with the display portion 9102. In this manner, an electronic device having a panel in which not only a drive circuit but also a functional circuit are integrally formed can reduce the number of external ICs to be connected, so that a small size, a light weight, and a thin shape are realized. This is because it is an effective configuration. Therefore, it is preferable to integrally form a driver circuit and a functional circuit not only in the panel including the display portion 9102 but also in each panel including the display portions 9202, 9302, 9402, 9701, and 9702.

本発明は、表示部9102、9202、9302、9402、9701及び9702が含む各パネルの作製に適用され、特に薄膜トランジスタに代表される半導体素子に接続する配線の作製に適用される。また、上記の各パネルに一体形成された駆動回路や機能回路の作製に適用され、特に半導体素子に接続する配線の作製や多層配線の作製に適用される。なお、駆動回路と機能回路が一体形成されパネルは、図8に示す通りであるので、当該図面を参考にするとよい。
機能回路9103と駆動回路9104を一体形成したモノリシック化を実現するためには、非晶質半導体に比べて、移動度等の特性が良好な、多結晶半導体(ポリシリコン)でチャネル部を形成する薄膜トランジスタにより構成する。
The present invention is applied to manufacture of each panel included in the display portions 9102, 9202, 9302, 9402, 9701, and 9702, and particularly applicable to manufacture of wiring connected to a semiconductor element typified by a thin film transistor. Further, the present invention is applied to manufacture of a driver circuit and a functional circuit integrally formed on each panel described above, and particularly applied to manufacture of a wiring connected to a semiconductor element and manufacture of a multilayer wiring. Note that the driving circuit and the functional circuit are integrally formed and the panel is as shown in FIG.
In order to realize monolithic integration in which the functional circuit 9103 and the driver circuit 9104 are integrally formed, a channel portion is formed using a polycrystalline semiconductor (polysilicon) which has better characteristics such as mobility than an amorphous semiconductor. A thin film transistor is used.

上記に挙げた電子機器のうち、携帯電話等の携帯型の端末には、表示部に設ける表示素子として、自発光型の発光素子を用いることが好ましい。自発光素子は、バックライトなどが必要ないため、液晶素子を用いる場合に比べて、薄型・小型・軽量が実現されるためである。 Among the electronic devices listed above, a portable terminal such as a cellular phone preferably uses a self-luminous light emitting element as a display element provided in the display portion. This is because the self-luminous element does not require a backlight or the like, and thus is thinner, smaller, and lighter than when a liquid crystal element is used.

本発明の配線の作製方法を説明する図。8A and 8B illustrate a method for manufacturing a wiring according to the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図であり、具体的には表示機能を有する半導体装置の作製方法を説明する図。FIGS. 7A to 7C illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and specifically illustrate a method for manufacturing a semiconductor device having a display function. FIGS. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図であり、具体的には多層配線を有する半導体装置の作製方法を説明する図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, specifically, a method for manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring. 本発明の配線及び半導体装置の作製の際に用いる液滴吐出装置の一例を示す図。4A and 4B illustrate an example of a droplet discharge device used when manufacturing a wiring and a semiconductor device of the present invention. 本発明が適用された半導体装置の一形態であるパネルの上面図と断面図。1A and 1B are a top view and a cross-sectional view of a panel which is one embodiment of a semiconductor device to which the present invention is applied. 本発明が適用された半導体装置の一形態であるパネルの上面図と断面図。1A and 1B are a top view and a cross-sectional view of a panel which is one embodiment of a semiconductor device to which the present invention is applied. 本発明が適用される電子機器を示す図。FIG. 11 illustrates an electronic device to which the present invention is applied. 本発明が適用される電子機器を示す図。FIG. 11 illustrates an electronic device to which the present invention is applied. 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。8A to 8D illustrate a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 基板
11 パターン
12 導電体
14 液滴吐出手段
15 絶縁体
17 パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 11 Pattern 12 Conductor 14 Droplet discharge means 15 Insulator 17 Pattern

Claims (3)

基板上に、第1の組成物を吐出して第1の導電体層を形成し、
前記第1の導電体層上に、一導電型の不純物を含む第1の半導体層、第2の半導体層、及び第1の絶縁体層を積層形成し、
前記第1の絶縁体層の凹部上に、第2の組成物を吐出して第2の導電体層を形成し、
前記第2の導電体層上にマスクを形成し、
前記マスクを用いて、前記第1の導電体層の一部が露出するように、前記一導電型の不純物を含む第1の半導体層、前記第2の半導体層、及び前記第1の絶縁体層を同時にパターニングし、
前記マスクを除去し、
露出した前記第1の導電体層に接するように、第3の組成物を局所的に吐出して、ピラーとして機能する第3の導電体層を形成し、
前記第3の導電体層が覆われるように、樹脂を含む組成物を吐出して第2の絶縁体層を形成し、
前記第3の導電体層の先端が露出するように、前記第2の絶縁体層をエッチングし、
露出した前記第3の導電体層の先端に接するように、第4の組成物を吐出して第4の導電体層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A first conductive layer is formed on the substrate by discharging the first composition,
A first semiconductor layer containing one conductivity type impurity, a second semiconductor layer, and a first insulator layer are stacked over the first conductor layer;
Forming a second conductor layer by discharging a second composition over the recesses of the first insulator layer;
Forming a mask on the second conductor layer;
Using the mask, the first semiconductor layer containing the one conductivity type impurity, the second semiconductor layer, and the first insulator so that a part of the first conductor layer is exposed. Pattern the layers simultaneously,
Removing the mask,
A third composition is locally ejected so as to be in contact with the exposed first conductor layer to form a third conductor layer functioning as a pillar,
Forming a second insulator layer by discharging a resin-containing composition so as to cover the third conductor layer;
Etching the second insulator layer such that the tip of the third conductor layer is exposed;
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a fourth conductor layer is formed by discharging a fourth composition so as to be in contact with a tip of the exposed third conductor layer.
請求項1において、
前記第3の組成物は、銀、金、銅、又はインジウム錫酸化物を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
In claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the third composition contains silver, gold, copper, or indium tin oxide.
請求項1において、
エッチバック法又はCMP法で、前記第2の絶縁体層をエッチングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
Oite to claim 1,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second insulator layer is etched by an etch back method or a CMP method.
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