JP4754918B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、結晶性半導体膜で形成される逆スタガ型薄膜トランジスタを有する液晶表示装置の作製方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device having an inverted staggered thin film transistor formed of a crystalline semiconductor film.

近年、液晶ディスプレイ(LCD)やELディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ(FPD)は、これまでのCRTに替わる表示装置として注目を集めている。特にアクティブマトリクス駆動の大型液晶パネルを搭載した大画面液晶テレビの開発は、液晶パネルメーカーにとって注力すべき重要な課題になっている。また、近年液晶テレビに追随し、大画面ELテレビの開発も行われている。   In recent years, a flat panel display (FPD) typified by a liquid crystal display (LCD) or an EL display has attracted attention as a display device that replaces a conventional CRT. In particular, the development of large-screen liquid crystal televisions equipped with large liquid crystal panels driven by an active matrix has become an important issue for LCD panel manufacturers to focus on. In recent years, a large screen EL television has been developed following the liquid crystal television.

従来の液晶装置において、各画素を駆動する半導体素子としてはアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタ(以下、TFTと示す。)が用いられている。   In a conventional liquid crystal device, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) using amorphous silicon is used as a semiconductor element for driving each pixel.

一方、従来の液晶テレビにおいては、視野角特性の限界、液晶材料等が原因の高速動作の限界による画像のぼやけが欠点であったが、近年それを解消する新たな表示モードとして、OCBモードが提案されている(非特許文献1)。
長広恭明他編、「日経マイクロデバイス別冊 フラットパネル・ディスプレイ2002」、日系BP社、2001年10月、P102−109
On the other hand, in the conventional liquid crystal television, the blur of the image due to the limitation of the viewing angle characteristic and the limitation of the high-speed operation due to the liquid crystal material and the like was a drawback. It has been proposed (Non-Patent Document 1).
Nagahiro Yasuaki et al., “Nikkei Microdevices separate volume flat panel display 2002”, Nikkei BP, October 2001, P102-109

一方、LCDの画質を向上させるために高速動作が可能なスイッチング素子が必要とされている。しかしながら、非晶質半導体膜を用いたTFTでは限界がある。例えば、OCBモードの液晶表示装置を実現することが困難となる。   On the other hand, there is a need for a switching element that can operate at high speed in order to improve the image quality of the LCD. However, a TFT using an amorphous semiconductor film has a limit. For example, it is difficult to realize an OCB mode liquid crystal display device.

また、従来のフォトリソグラフィー工程を用いた逆スタガ型TFTの形成工程においては、CVD法、PVD法等により基板上全面に成膜された膜上にレジストを塗布し、露光現像して、配線や半導体領域を形成していた。しかしながら、この場合、CVD法、PVD法等により基板上全面に成膜された膜、レジスト等の材料の大部分が無駄になると共に、配線や半導体領域を形成するための工程数が多く、スループットが低下するという問題がある。   Also, in the process of forming an inverted staggered TFT using a conventional photolithography process, a resist is applied on a film formed on the entire surface of the substrate by CVD, PVD, or the like, exposed and developed, and wiring or A semiconductor region was formed. However, in this case, most of the materials such as films and resists formed on the entire surface of the substrate by the CVD method, the PVD method, and the like are wasted, and the number of steps for forming wirings and semiconductor regions is large, and the throughput is increased. There is a problem that decreases.

また、フォトリソグラフィー工程に用いられる露光装置は、大面積基板を一度に露光処理することが困難である。このため、大面積基板を用いた表示装置の作製方法においては、複数の露光回数を必要としていた。このため、隣り合うパターンとの不整合が生じ、歩留まりが低下するという問題がある。この問題は、大型テレビジョンに代表される大型液晶表示装置に対して顕著である。   In addition, it is difficult for an exposure apparatus used in the photolithography process to perform exposure processing on a large area substrate at a time. For this reason, in a method for manufacturing a display device using a large-area substrate, a plurality of exposure times are required. For this reason, there is a problem that inconsistency between adjacent patterns occurs, and the yield decreases. This problem is significant for large liquid crystal display devices represented by large televisions.

本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、しきい値のずれが生じにくく、高速動作が可能な逆スタガ型TFTを有する半導体装置の作製方法を提供する。また、スイッチング特性が高く、コントラストがすぐれた表示が可能な液晶表示装置の作製方法を提供する。更には、少ない原料でコスト削減が可能であり、且つ歩留まりが高い半導体装置、及び液晶表示装置の作製方法を提供する。   The present invention has been made in view of such a situation, and provides a method for manufacturing a semiconductor device having an inverted staggered TFT that is unlikely to cause a threshold shift and can operate at high speed. In addition, a method for manufacturing a liquid crystal display device which can display with high switching characteristics and high contrast is provided. Furthermore, a manufacturing method of a semiconductor device and a liquid crystal display device which can reduce cost with a small amount of raw material and has a high yield is provided.

本発明は、耐熱性の高い材料でゲート電極を形成した後、非晶質半導体膜、非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を有する層、及びドナー型元素又は希ガス元素を有する層を形成し加熱して、非晶質半導体膜を結晶化すると共に触媒元素を結晶性半導体膜から除いた後、該結晶性半導体膜の一部を用いて半導体領域を形成し、該半導体領域に電気的に接するソース電極及びドレイン電極を形成し、ゲート電極に接続するゲート配線を形成して、逆スタガ型TFTを形成することを要旨とする。   The present invention includes an amorphous semiconductor film, a layer having a catalytic element that promotes crystallization of the amorphous semiconductor film, and a donor-type element or a rare gas element after the gate electrode is formed using a material having high heat resistance. A layer is formed and heated to crystallize the amorphous semiconductor film and remove the catalytic element from the crystalline semiconductor film, and then form a semiconductor region using a part of the crystalline semiconductor film. The gist is to form an inverted staggered TFT by forming a source electrode and a drain electrode that are in electrical contact with each other and forming a gate wiring connected to the gate electrode.

本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域に接する第1の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第1の導電層及び前記第2の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed on an insulating surface, a gate insulating film is formed on the gate electrode, a layer having a catalytic element is formed on the gate insulating film, and the layer having the catalytic element is formed Forming a first semiconductor region on the first semiconductor region, forming a second semiconductor region having an impurity element on the first semiconductor region, and then heating the first conductive layer in contact with the heated second semiconductor region. Is formed by a droplet discharge method, and a part of the first conductive layer and the second semiconductor region is etched to form a source electrode and a drain electrode, and a source region and a drain region, and the gate insulating film And forming an insulating film on the source electrode and the drain electrode, etching a part of the insulating film and the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, and then connecting to the gate electrode Forming a first electrode connected to the source electrode or the drain electrode after forming a part of the insulating film by etching a part of the insulating film to expose a part of the source electrode or the drain electrode; This is a method for manufacturing a liquid crystal display device.

本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域に接する第1の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第1の導電層及び前記第2の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed on an insulating surface, a gate insulating film is formed on the gate electrode, a layer having a catalytic element is formed on the gate insulating film, and the layer having the catalytic element is formed Forming a first semiconductor region on the first semiconductor region, forming a second semiconductor region having an impurity element on the first semiconductor region, and then heating the first conductive layer in contact with the heated second semiconductor region. Is formed by a droplet discharge method, and a part of the first conductive layer and the second semiconductor region is etched to form a source electrode and a drain electrode, and a source region and a drain region. An insulating film covering at least a part of one of the drain electrodes is formed by a droplet discharge method, and a part of the gate insulating film is etched to expose a part of the gate electrode, and then the source electrode or the drain electrode is exposed. A gate wiring connected to the gate electrode is formed on the insulating film covering at least a part of the gate electrode and the gate insulating film by a droplet discharge method, and a first electrode in contact with the other of the source electrode or the drain electrode is formed It is a manufacturing method of a liquid crystal display device.

本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域に接する第1の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第1の導電層及び前記第2の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくともを覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed on an insulating surface, a gate insulating film is formed on the gate electrode, a layer having a catalytic element is formed on the gate insulating film, and the layer having the catalytic element is formed Forming a first semiconductor region on the first semiconductor region, forming a second semiconductor region having an impurity element on the first semiconductor region, and then heating the first conductive layer in contact with the heated second semiconductor region. Is formed by a droplet discharge method, and a part of the first conductive layer and the second semiconductor region is etched to form a source electrode and a drain electrode, and a source region and a drain region. An insulating film covering at least a part of one of the drain electrodes is formed by a droplet discharge method, and a part of the gate insulating film is etched to expose a part of the gate electrode, and then the source electrode or the drain electrode is exposed. A gate wiring connected to the gate electrode is formed on the insulating film covering at least one of the gate electrode and the gate insulating film by a droplet discharge method, and a first electrode in contact with the other of the source electrode or the drain electrode is formed This is a method for manufacturing a liquid crystal display device.

本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域に接する第1の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第1の導電層及び前記第2の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed on an insulating surface, a gate insulating film is formed on the gate electrode, a first semiconductor region is formed on the gate insulating film, and the first semiconductor region is formed on the gate insulating film. Forming a layer having a catalytic element on the first conductive layer, forming a second semiconductor region having an impurity element on the layer having the catalytic element, and then heating the first conductive layer in contact with the heated second semiconductor region Is formed by a droplet discharge method, and a part of the first conductive layer and the second semiconductor region is etched to form a source electrode and a drain electrode, and a source region and a drain region. An insulating film covering at least a part of one of the drain electrodes is formed by a droplet discharge method, and a part of the gate insulating film is etched to expose a part of the gate electrode, and then the source electrode or the drain electrode is exposed. A gate wiring connected to the gate electrode is formed on the insulating film covering at least a part of the gate electrode and the gate insulating film by a droplet discharge method, and a first electrode in contact with the other of the source electrode or the drain electrode is formed It is a manufacturing method of a liquid crystal display device.

本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第1の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、前記第1の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域に接する第1の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第1の導電層及び前記第2の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed on an insulating surface, a gate insulating film is formed on the gate electrode, a layer having a catalytic element is formed on the gate insulating film, and the layer having the catalytic element is formed Forming a first semiconductor region, forming a protective layer over the gate electrode, the layer having the catalytic element, and a region where the first semiconductor region overlaps, and the first semiconductor region and the protective layer A second semiconductor region having an impurity element is formed thereon and then heated, and a first conductive layer in contact with the heated second semiconductor region is formed by a droplet discharge method, and the first conductive layer and Etching a part of the second semiconductor region to form a source electrode and a drain electrode, and a source region and a drain region, forming an insulating film on the gate insulating film and the source electrode and the drain electrode, Insulation film And etching a part of the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, then forming a gate wiring connected to the gate electrode by a droplet discharge method, and etching a part of the insulating film. Then, after a part of the source or drain electrode is exposed, a first electrode connected to the source or drain electrode is formed.

本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第1の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、前記半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域に接する第1の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第1の導電層及び前記第2の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed on an insulating surface, a gate insulating film is formed on the gate electrode, a layer having a catalytic element is formed on the gate insulating film, and the layer having the catalytic element is formed Forming a first semiconductor region, forming a protective layer on the gate electrode, the layer having the catalytic element, and a region where the first semiconductor region overlaps, and forming impurities on the semiconductor region and the protective layer After forming the second semiconductor region containing an element, heating is performed, and a first conductive layer in contact with the heated second semiconductor region is formed by a droplet discharge method, and the first conductive layer and the second conductive layer are formed. A part of the semiconductor region is etched to form a source electrode and a drain electrode, and a source region and a drain region, and an insulating film covering at least a part of one of the source electrode or the drain electrode is formed by a droplet discharge method And etching the part of the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, and then covering the gate electrode on the insulating film covering at least a part of the source electrode or the drain electrode and the gate insulating film. A method for manufacturing a liquid crystal display device is characterized in that a gate wiring connected to an electrode is formed by a droplet discharge method, and a first electrode in contact with the other of the source electrode and the drain electrode is formed.

本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記ゲート電極、前記第1の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域に接する第1の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第1の導電層及び前記第2の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed on an insulating surface, a gate insulating film is formed on the gate electrode, a first semiconductor region is formed on the gate insulating film, and the first semiconductor region is formed on the gate insulating film. A layer having a catalytic element is formed, and a protective layer is formed on a region where the gate electrode, the first semiconductor region, and the layer having the catalytic element overlap, and the protective layer and the layer having the catalytic element A second semiconductor region having an impurity element is formed thereon and then heated, and a first conductive layer in contact with the heated second semiconductor region is formed by a droplet discharge method, and the first conductive layer and Etching a part of the second semiconductor region to form a source electrode and a drain electrode, and a source region and a drain region, forming an insulating film on the gate insulating film and the source electrode and the drain electrode, Insulation film And etching a part of the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, then forming a gate wiring connected to the gate electrode by a droplet discharge method, and etching a part of the insulating film. Then, after a part of the source or drain electrode is exposed, a first electrode connected to the source or drain electrode is formed.

本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記ゲート電極、前記第1の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域に接する第1の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第1の導電層及び前記第2の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed on an insulating surface, a gate insulating film is formed on the gate electrode, a first semiconductor region is formed on the gate insulating film, and the first semiconductor region is formed on the gate insulating film. A layer having a catalytic element is formed, and a protective layer is formed on a region where the gate electrode, the first semiconductor region, and the layer having the catalytic element overlap, and the protective layer and the layer having the catalytic element A second semiconductor region having an impurity element is formed thereon and then heated, and a first conductive layer in contact with the heated second semiconductor region is formed by a droplet discharge method, and the first conductive layer and A portion of the second semiconductor region is etched to form a source electrode and a drain electrode, and a source region and a drain region, and an insulating film covering at least a portion of one of the source electrode or the drain electrode is discharged as a droplet. By law After forming and etching a part of the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, on the insulating film covering at least a part of one of the source electrode or the drain electrode and the gate insulating film, In the method for manufacturing a liquid crystal display device, a gate wiring connected to the gate electrode is formed by a droplet discharge method, and a first electrode in contact with the other of the source electrode or the drain electrode is formed.

本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed over a substrate, a gate insulating film is formed over the gate electrode, a layer including a catalytic element is formed over the gate insulating film, and the layer including the catalytic element is formed A first semiconductor region is formed, a second semiconductor region having an impurity element is formed on the first semiconductor region, and then heated, and the heated second semiconductor region is etched to form a source region and a drain Forming a region, etching a part of the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, then connecting a gate wiring to the gate electrode, and a source electrode and a drain in contact with the source region and the drain region An electrode is formed by a droplet discharge method, an insulating film is formed on the gate insulating film, the gate wiring, the source electrode, and the drain electrode, and a part of the insulating film is etched to form the gate. After exposing a part of the gate wiring, a conductive layer connected to the gate wiring is formed by a droplet discharge method, and after etching a part of the insulating film to expose a part of the source electrode or drain electrode A method for manufacturing a liquid crystal display device is characterized in that a first electrode in contact with the source electrode or the drain electrode is formed.

本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed over a substrate, a gate insulating film is formed over the gate electrode, a layer including a catalytic element is formed over the gate insulating film, and the layer including the catalytic element is formed A first semiconductor region is formed, a second semiconductor region having an impurity element is formed on the first semiconductor region, and then heated, and the heated second semiconductor region is etched to form a source region and a drain Forming a region, etching a part of the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, then connecting a gate wiring to the gate electrode, and a source electrode and a drain in contact with the source region and the drain region Forming an insulating film covering at least a part of one of the source electrode or the drain electrode, and forming at least one of the source electrode or the drain electrode. A conductive layer connected to the gate wiring is formed over the insulating film covering a part and the gate electrode by a droplet discharge method, and a first electrode in contact with the other of the source electrode or the drain electrode is formed. This is a method for manufacturing a liquid crystal display device.

本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   In one embodiment of the present invention, a gate electrode is formed over a substrate, a gate insulating film is formed over the gate electrode, a first semiconductor region is formed over the gate insulating film, and the first semiconductor region is formed over the first semiconductor region. A layer having a catalytic element is formed, a second semiconductor region having an impurity element is formed on the layer having the catalytic element, and then heated, and the heated second semiconductor region is etched to form a source region and a drain Forming a region, etching a part of the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, then connecting a gate wiring to the gate electrode, and a source electrode and a drain in contact with the source region and the drain region An electrode is formed by a droplet discharge method, an insulating film is formed on the gate insulating film, the gate wiring, the source electrode, and the drain electrode, and a part of the insulating film is etched to form the gate. After exposing a part of the gate wiring, a conductive layer connected to the gate wiring is formed by a droplet discharge method, and after etching a part of the insulating film to expose a part of the source electrode or drain electrode A method for manufacturing a liquid crystal display device is characterized in that a first electrode in contact with the source electrode or the drain electrode is formed.

本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   In one embodiment of the present invention, a gate electrode is formed over a substrate, a gate insulating film is formed over the gate electrode, a first semiconductor region is formed over the gate insulating film, and the first semiconductor region is formed over the first semiconductor region. A layer having a catalytic element is formed, a second semiconductor region having an impurity element is formed on the layer having the catalytic element, and then heated, and the heated second semiconductor region is etched to form a source region and a drain Forming a region, etching a part of the gate insulating film to expose a part of the gate electrode, then connecting a gate wiring to the gate electrode, and a source electrode and a drain in contact with the source region and the drain region Forming an insulating film covering at least a part of one of the source electrode or the drain electrode, and forming at least one of the source electrode or the drain electrode. A conductive layer connected to the gate wiring is formed over the insulating film covering a part and the gate electrode by a droplet discharge method, and a first electrode in contact with the other of the source electrode or the drain electrode is formed. This is a method for manufacturing a liquid crystal display device.

本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第1の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、前記第1の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed over a substrate, a gate insulating film is formed over the gate electrode, a layer including a catalytic element is formed over the gate insulating film, and the layer including the catalytic element is formed A first semiconductor region is formed, a protective layer is formed on a region where the gate electrode, the layer having the catalytic element, and the first semiconductor region overlap, and the first semiconductor region and the protective layer are formed. A second semiconductor region having an impurity element is formed and then heated; the heated second semiconductor region is etched to form a source region and a drain region; and a part of the gate insulating film is etched. Then, after exposing a part of the gate electrode, a gate wiring connected to the gate electrode and a source electrode and a drain electrode in contact with the source region and the drain region are formed by a droplet discharge method, and the gate is formed. An insulating film is formed on the insulating film, the gate wiring, the source electrode and the drain electrode, and a part of the insulating film is etched to expose a part of the gate wiring, and then a conductive layer connected to the gate wiring Forming a first electrode in contact with the source or drain electrode after etching a part of the insulating film to expose a part of the source or drain electrode. This is a method for manufacturing a liquid crystal display device.

本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第1の半導体領域を形成し、前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第1の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、前記第1の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   According to one aspect of the present invention, a gate electrode is formed over a substrate, a gate insulating film is formed over the gate electrode, a layer including a catalytic element is formed over the gate insulating film, and the layer including the catalytic element is formed A first semiconductor region is formed, a protective layer is formed on a region where the gate electrode, the layer having the catalytic element, and the first semiconductor region overlap, and the first semiconductor region and the protective layer are formed. A second semiconductor region having an impurity element is formed and then heated; the heated second semiconductor region is etched to form a source region and a drain region; and a part of the gate insulating film is etched. After exposing a part of the gate electrode, a gate wiring connected to the gate electrode, and a source electrode and a drain electrode in contact with the source region and the drain region are formed by a droplet discharge method. Forming an insulating film covering at least a part of one of the electrode and the drain electrode, and forming an insulating film covering at least a part of the one of the source electrode and the drain electrode and a conductive layer connected to the gate wiring on the gate electrode A liquid crystal display device manufacturing method is characterized in that a first electrode is formed by a droplet discharge method and is in contact with the other of the source electrode and the drain electrode.

本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記ゲート電極、前記第1の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   In one embodiment of the present invention, a gate electrode is formed over a substrate, a gate insulating film is formed over the gate electrode, a first semiconductor region is formed over the gate insulating film, and the first semiconductor region is formed over the first semiconductor region. A layer having a catalytic element is formed, a protective layer is formed on a region where the gate electrode, the first semiconductor region, and the layer having the catalytic element overlap, and the protective layer and the layer having the catalytic element are formed. A second semiconductor region having an impurity element is formed and then heated; the heated second semiconductor region is etched to form a source region and a drain region; and a part of the gate insulating film is etched. Then, after exposing a part of the gate electrode, a gate wiring connected to the gate electrode and a source electrode and a drain electrode in contact with the source region and the drain region are formed by a droplet discharge method, and the gate is formed. An insulating film is formed on the insulating film, the gate wiring, the source electrode and the drain electrode, and a part of the insulating film is etched to expose a part of the gate wiring, and then a conductive layer connected to the gate wiring Forming a first electrode in contact with the source or drain electrode after etching a part of the insulating film to expose a part of the source or drain electrode. This is a method for manufacturing a liquid crystal display device.

本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体領域を形成し、前記第1の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記ゲート電極、前記第1の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第2の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第2の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第1の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。   In one embodiment of the present invention, a gate electrode is formed over a substrate, a gate insulating film is formed over the gate electrode, a first semiconductor region is formed over the gate insulating film, and the first semiconductor region is formed over the first semiconductor region. A layer having a catalytic element is formed, a protective layer is formed on a region where the gate electrode, the first semiconductor region, and the layer having the catalytic element overlap, and the protective layer and the layer having the catalytic element are formed. A second semiconductor region having an impurity element is formed and then heated; the heated second semiconductor region is etched to form a source region and a drain region; and a part of the gate insulating film is etched. After exposing a part of the gate electrode, a gate wiring connected to the gate electrode, and a source electrode and a drain electrode in contact with the source region and the drain region are formed by a droplet discharge method. Forming an insulating film covering at least a part of one of the electrode and the drain electrode, and forming an insulating film covering at least a part of the one of the source electrode and the drain electrode and a conductive layer connected to the gate wiring on the gate electrode A liquid crystal display device manufacturing method is characterized in that a first electrode is formed by a droplet discharge method and is in contact with the other of the source electrode and the drain electrode.

なお、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に形成される絶縁膜に代えて、ソース電極又はドレイン電極の一部を覆う絶縁膜を形成しても良い。   Note that instead of the insulating film formed over the gate insulating film, the gate wiring, the source electrode, and the drain electrode, an insulating film that covers part of the source electrode or the drain electrode may be formed.

触媒元素としては、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)等の一つ又は複数を用いて形成することができる。   As catalyst elements, tungsten (W), molybdenum (Mo), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr), cobalt (Co), It can be formed using one or more of titanium (Ti), copper (Cu), nickel (Ni), platinum (Pt) and the like.

また、ソース電極又はドレイン電極に接する第1の電極を形成した後、ゲート電極に接続するゲート配線を形成してもよい。また、ゲート電極に接続するゲート配線を形成した後、ソース電極又はドレイン電極に接する第1の電極を形成してもよい。   Further, after forming the first electrode in contact with the source electrode or the drain electrode, a gate wiring connected to the gate electrode may be formed. In addition, after the gate wiring connected to the gate electrode is formed, the first electrode in contact with the source electrode or the drain electrode may be formed.

また、ゲート配線は、3つ以上のゲート電極に接続されている。この場合、ゲート配線は低抵抗材料で形成されていることが好ましい。一方、ゲート配線は、2つのゲート電極に接続されていてもよい。この場合は、ゲート配線の材料は特に問われない。   Further, the gate wiring is connected to three or more gate electrodes. In this case, the gate wiring is preferably made of a low resistance material. On the other hand, the gate wiring may be connected to two gate electrodes. In this case, the material of the gate wiring is not particularly limited.

また、ゲート電極は、絶縁表面上に導電膜を形成し、導電膜上に感光性樹脂を吐出又は塗布し、感光性樹脂の一部にレーザ光を照射してマスクを形成した後、マスクを用いて導電膜をエッチングして形成してもよい。   The gate electrode is formed by forming a conductive film over an insulating surface, discharging or applying a photosensitive resin over the conductive film, irradiating a part of the photosensitive resin with laser light to form a mask, and then applying the mask. It may be formed by etching the conductive film.

また、ゲート電極は、耐熱性を有する導電層で形成されており、代表的には、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム(Cr)、コバルト、ニッケル、白金、リンを含有する結晶性珪素膜、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、又は酸化珪素を含む酸化インジウムスズで形成される。   The gate electrode is formed of a heat-resistant conductive layer, and typically includes tungsten, molybdenum, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium (Cr), cobalt, nickel, platinum, and phosphorus. It is formed of a crystalline silicon film, indium tin oxide, zinc oxide, indium zinc oxide, zinc oxide to which gallium is added, or indium tin oxide containing silicon oxide.

また、不純物元素はリン、ヒ素、アンチモン、ビスマスから選ばれた元素である。   The impurity element is an element selected from phosphorus, arsenic, antimony, and bismuth.

また、上記構成において、第1の電極を、画素電極として用いることができる。   In the above structure, the first electrode can be used as a pixel electrode.

なお、ゲート絶縁膜として窒化珪素膜を有する層を形成してもよい。また、窒化珪素膜を成膜した後、前記窒化珪素膜に接するように前記触媒元素を有する層又は第1の半導体領域を形成してもよい。   Note that a layer including a silicon nitride film may be formed as the gate insulating film. Further, after the silicon nitride film is formed, the layer having the catalytic element or the first semiconductor region may be formed so as to be in contact with the silicon nitride film.

また、本発明の一は、上記半導体装置を有する液晶テレビジョン装置である。   Another embodiment of the present invention is a liquid crystal television device including the above semiconductor device.

また、本発明において、半導体装置としては、半導体素子で構成された集積回路、表示装置、無線チップ、ICタグ、表示装置等が挙げられる。表示装置としては、代表的には液晶表示装置、DMD(Digital Micromirror Device;デジタルマイクロミラーデバイス)、PDP(Plasma Display Panel;プラズマディスプレイパネル)、FED(Field Emission Display;フィールドエミッションディスプレイ)、電気泳動表示装置(電子ペーパー)等の表示装置があげられる。   In the present invention, examples of the semiconductor device include an integrated circuit including a semiconductor element, a display device, a wireless chip, an IC tag, and a display device. As a display device, typically, a liquid crystal display device, DMD (Digital Micromirror Device), PDP (Plasma Display Panel), FED (Field Emission Display), electrophoretic display Examples thereof include display devices such as devices (electronic paper).

なお、本発明において、液晶表示装置とは、液晶表示素子を用いたデバイス、即ち画像表示デバイスを指す。また、液晶表示パネルにコネクター、例えばフレキシブルプリント配線(FPC:Flexible Printed Circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)やCPUが直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。   In the present invention, the liquid crystal display device refers to a device using a liquid crystal display element, that is, an image display device. In addition, a connector in which a connector such as a flexible printed circuit (FPC), a TAB (Tape Automated Bonding) tape or a TCP (Tape Carrier Package) is attached to the liquid crystal display panel, a printed wiring board at the end of the TAB tape or TCP The display device also includes a module in which an IC (integrated circuit) or a CPU is directly mounted on a display element or a display element by a COG (Chip On Glass) method.

本発明により、結晶性半導体膜で形成される逆スタガ型TFTを形成することができる。本発明の逆スタガ型TFTは、非晶質半導体膜の結晶化工程と、非晶質半導体膜の結晶化を促進するための触媒元素のゲッタリング工程とを同時に行うことが可能であり、工程数の削減が可能であるため、スループットを向上させることができる。また、加熱処理数を削減できるため、省エネルギー化が可能である。   According to the present invention, an inverted staggered TFT formed of a crystalline semiconductor film can be formed. The inversely staggered TFT of the present invention can simultaneously perform a crystallization process of an amorphous semiconductor film and a gettering process of a catalytic element for promoting crystallization of the amorphous semiconductor film. Since the number can be reduced, the throughput can be improved. In addition, since the number of heat treatments can be reduced, energy saving can be achieved.

また、本発明の逆スタガ型TFTは、ゲート電極に耐熱性の高い材料を用いており、また活性化工程、ゲッタリング工程、結晶化工程等の加熱処理を行った後、低抵抗材料を用いて信号線、走査線等の配線を形成している。このため、結晶性を有し、不純物金属元素が少なく、配線抵抗の低いTFTを形成することが可能である。また、本発明の液晶表示装置は、絶縁膜上に画素電極を形成することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。   The inverted staggered TFT of the present invention uses a material having high heat resistance for the gate electrode, and uses a low resistance material after heat treatment such as an activation process, a gettering process, and a crystallization process. Wiring such as signal lines and scanning lines is formed. Therefore, a TFT having crystallinity, a small amount of impurity metal elements, and low wiring resistance can be formed. In the liquid crystal display device of the present invention, a pixel electrode can be formed over the insulating film, and the aperture ratio can be increased.

このため、結晶性半導体膜で形成されるため非晶質半導体膜で形成される逆スタガ型TFTと比較して数10〜50倍程度、移動度が高い。また、ソース領域及びドレイン領域には、アクセプター型元素又はドナー型元素に加え、触媒元素をも含む。このため、半導体領域との接触抵抗の低いソース領域及びドレイン領域が形成できる。この結果、高速動作が必要な半導体装置を作製することが可能である。代表的には、OCBモードのような応答速度が速く且つ高視野角な表示が可能な液晶表示装置を製造することが可能である。   For this reason, since it is formed of a crystalline semiconductor film, the mobility is several tens to 50 times higher than that of an inverted staggered TFT formed of an amorphous semiconductor film. In addition, the source region and the drain region include a catalyst element in addition to the acceptor element or the donor element. For this reason, a source region and a drain region having low contact resistance with the semiconductor region can be formed. As a result, a semiconductor device that requires high-speed operation can be manufactured. Typically, it is possible to manufacture a liquid crystal display device that can display with a high response speed and a high viewing angle as in the OCB mode.

また、液晶表示装置の周辺部に、画素領域内のTFTと同時に走査線駆動回路を形成することが可能である。このため、小型化された液晶表示装置を作製することが可能である。   In addition, a scanning line driver circuit can be formed at the periphery of the liquid crystal display device at the same time as the TFT in the pixel region. Therefore, a miniaturized liquid crystal display device can be manufactured.

更には、ゲッタリング工程により、成膜段階で半導体膜中に混入する金属元素をもゲッタリングするため、オフ電流を低減することが可能であり、代表的には6桁以上のON/OFF比を有するTFTを形成することが可能である。このようなTFTを液晶表示装置のスイッチング素子に設けることにより、コントラストを向上させることが可能である。   Furthermore, since the gettering process also getters the metal element mixed in the semiconductor film at the film formation stage, it is possible to reduce the off-current, and typically has an ON / OFF ratio of 6 digits or more. It is possible to form a TFT having By providing such a TFT in a switching element of a liquid crystal display device, contrast can be improved.

また、本発明では、このため、基板全面に薄膜を成膜せずとも、液滴吐出法を用いて所定の場所に薄膜原料やレジストを吐出すればよく、フォトマスクを用いずとも、TFTを形成することができる。このため、スループットや歩留まりを向上させると共に、コストダウンを図ることが可能となる。   In the present invention, therefore, a thin film material or a resist may be discharged to a predetermined place using a droplet discharge method without forming a thin film on the entire surface of the substrate, and a TFT can be formed without using a photomask. Can be formed. For this reason, it is possible to improve throughput and yield and to reduce costs.

さらには、上記の作製工程により形成された半導体装置、又は液晶表示装置を有する液晶テレビジョンを、スループットや歩留まりを向上させることが可能であり、低コストで作製することができる。   Furthermore, a semiconductor device or a liquid crystal television having a liquid crystal display device formed by the above manufacturing process can be manufactured at low cost because throughput and yield can be improved.

以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、本発明は本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。また、各図面において共通の部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。   The best mode for carrying out the invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiment modes. In the drawings, common portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

(実施形態1)
本実施形態においては、結晶性半導体膜を有する逆スタガ型TFTの作製工程を、図1〜図3及び図39を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a manufacturing process of an inverted staggered TFT having a crystalline semiconductor film will be described with reference to FIGS.

図1(A)に示すように、基板101上に第1の導電層102を形成し、第1の導電層上に感光性材料103、104を塗布又は吐出し乾燥焼成する。次に、感光性材料103、104にレーザビーム105、106を照射して、図1(B)に示すような第1のマスク111、112を形成する。   As shown in FIG. 1A, a first conductive layer 102 is formed over a substrate 101, photosensitive materials 103 and 104 are applied or discharged over the first conductive layer, and then dried and fired. Next, the photosensitive materials 103 and 104 are irradiated with laser beams 105 and 106 to form first masks 111 and 112 as shown in FIG.

基板101としては、ガラス基板、石英基板、アルミナなどのセラミック等絶縁物質で形成される基板、シリコンウェハ、金属板等を用いることができる。また、基板101として、320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mmのような大面積基板を用いることができる。   As the substrate 101, a glass substrate, a quartz substrate, a substrate formed of an insulating material such as ceramic such as alumina, a silicon wafer, a metal plate, or the like can be used. Further, as the substrate 101, a large area substrate such as 320 mm × 400 mm, 370 mm × 470 mm, 550 mm × 650 mm, 600 mm × 720 mm, 680 mm × 880 mm, 1000 mm × 1200 mm, 1100 mm × 1250 mm, 1150 mm × 1300 mm can be used.

第1の導電層102は、膜厚500〜1000nmの液滴吐出法、印刷法、無電界メッキ法等により所定の領域に形成する。また、PVD法(Physical Vapor Deposition)、CVD法(Chemical Vapor Deposition)、蒸着法等により基板全面に形成しても良い。なお、ここで、液滴吐出法、印刷法、を用いることにより、所定の領域に形成するため、後のエッチング工程により除去する領域が少なく、原料を削減することが可能である。   The first conductive layer 102 is formed in a predetermined region by a droplet discharge method having a thickness of 500 to 1000 nm, a printing method, an electroless plating method, or the like. Alternatively, it may be formed on the entire surface of the substrate by a PVD method (Physical Vapor Deposition), a CVD method (Chemical Vapor Deposition), a vapor deposition method, or the like. Note that here, by using a droplet discharge method or a printing method, since a predetermined region is formed, there are few regions to be removed in a later etching step, and the raw materials can be reduced.

第1の導電層102は、高融点材料を用いて形成することが好ましい。高融点材料を用いることにより、後の結晶化工程、ゲッタリング工程、活性化工程等の加熱工程が可能となる。高融点材料としては、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、白金(Pt)等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を適宜用いることができる。また、これら複数の層を積層して形成しても良い。代表的には、基板表面側から窒化タンタル膜及びその上に形成されるタングステン膜、窒化タンタル膜及びその上に形成されるモリブデン膜、窒化チタン膜及びその上に形成されるタングステン膜、窒化チタン膜及びその上に形成されるモリブデン膜等の積層構造としてもよい。また、リンを含有する珪素膜(非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を含む)、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、又は酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いることもできる。   The first conductive layer 102 is preferably formed using a high melting point material. By using the high melting point material, a heating process such as a subsequent crystallization process, gettering process, activation process or the like can be performed. High melting point materials include tungsten (W), molybdenum (Mo), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr), cobalt (Co) A metal such as nickel (Ni), titanium (Ti), platinum (Pt), an alloy thereof, or a metal nitride thereof can be used as appropriate. Further, a plurality of these layers may be stacked. Typically, a tantalum nitride film and a tungsten film formed thereon, a tantalum nitride film, a molybdenum film formed thereon, a titanium nitride film, a tungsten film formed thereon, and titanium nitride from the substrate surface side A laminated structure such as a film and a molybdenum film formed thereon may be used. In addition, a silicon film containing phosphorus (including an amorphous semiconductor film and a crystalline semiconductor film), indium tin oxide, zinc oxide, indium zinc oxide, zinc oxide added with gallium, or indium tin oxide containing silicon oxide is used. It can also be used.

感光性材料103、104の材料としては、紫外光から赤外光に感光する材料ネガ型感光性材料又はポジ型感光性材料を用いる。感光性材料の代表例としては、エポキシ樹脂、クリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の感光性を示す樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの感光性を示す有機材料等を用いることができる。また、代表的なポジ型感光性樹脂として、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物を有する感光性樹脂が挙げられ、ネガ型感光性樹脂として、ベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを有する感光性樹脂が挙げられる。ここでは、ネガ型感光性材料を用いる。   As the material of the photosensitive materials 103 and 104, a negative photosensitive material or a positive photosensitive material that is sensitive from ultraviolet light to infrared light is used. As a representative example of the photosensitive material, a resin material exhibiting photosensitivity such as an epoxy resin, a cryl resin, a phenol resin, a novolac resin, an acrylic resin, a melamine resin, or a urethane resin is used. In addition, organic materials exhibiting photosensitivity such as benzocyclobutene, parylene, flare, and polyimide can be used. Moreover, as a typical positive type photosensitive resin, there can be mentioned a novolak resin and a photosensitive resin having a naphthoquinonediazide compound as a photosensitive agent, and as a negative type photosensitive resin, a base resin, diphenylsilanediol, an acid generator and the like can be mentioned. The photosensitive resin which has. Here, a negative photosensitive material is used.

次に、感光性材料103、104にレーザビーム直接描画装置を用いてレーザビーム105、106を照射する。   Next, the photosensitive materials 103 and 104 are irradiated with laser beams 105 and 106 using a laser beam direct drawing apparatus.

レーザビーム描画装置について、図39を用いて説明する。図39に示すように、レーザビーム描画装置1001は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行するパーソナルコンピュータ(以下、PCと示す。)1002と、レーザビームを出力するレーザ発振器1003と、レーザ発振器1003の電源1004と、レーザビームを減衰させるための光学系(NDフィルタ)1005と、レーザビームの強度を変調するための音響光学変調器(AOM)1006と、レーザビームの断面の拡大又は縮小をするためのレンズ、光路の変更するためのミラー等で構成される光学系1007、Xステージ及びYステージを有する基板移動機構1009と、PCから出力される制御データをデジタルーアナログ変換するD/A変換部1010と、D/A変換部から出力されるアナログ電圧に応じて音響光学変調器1006を制御するドライバ1011と、基板移動機構1009を駆動するための駆動信号を出力するドライバ1012とを備えている。   A laser beam drawing apparatus will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 39, a laser beam drawing apparatus 1001 includes a personal computer (hereinafter referred to as a PC) 1002 that executes various controls when irradiating a laser beam, a laser oscillator 1003 that outputs a laser beam, and a laser. A power source 1004 of the oscillator 1003, an optical system (ND filter) 1005 for attenuating the laser beam, an acousto-optic modulator (AOM) 1006 for modulating the intensity of the laser beam, and an enlargement or reduction of the cross section of the laser beam An optical system 1007 composed of a lens for changing the optical path, a mirror for changing the optical path, etc., a substrate moving mechanism 1009 having an X stage and a Y stage, and D / Acoustic light according to the analog voltage output from the A converter 1010 and the D / A converter A driver 1011 for controlling the modulator 1006, and a driver 1012 for outputting a driving signal for driving the substrate moving mechanism 1009.

レーザ発振器1003としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能なレーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器としては、KrF、ArF、KrF、XeCl、Xe等のエキシマレーザ発振器、He、He−Cd、Ar、He−Ne、HF等の気体レーザ発振器、YAG、GdVO4、YVO4、YLF、YAlO3などの結晶にCr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti又はTmをドープした結晶を使った固体レーザ発振器、GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波の第1高調波〜第5高調波を適用するのが好ましい。 As the laser oscillator 1003, a laser oscillator that can oscillate ultraviolet light, visible light, or infrared light can be used. As the laser oscillator, excimer laser oscillators such as KrF, ArF, KrF, XeCl, and Xe, gas laser oscillators such as He, He-Cd, Ar, He-Ne, and HF, YAG, GdVO 4 , YVO 4 , YLF, and YAlO Cr crystal such as 3, Nd, Er, Ho, Ce, Co, solid-state laser oscillator using a crystal doped with Ti or Tm, can be used GaN, GaAs, GaAlAs, a semiconductor laser oscillator of InGaAsP or the like. In the solid-state laser oscillator, it is preferable to apply the first to fifth harmonics of the fundamental wave.

次に、レーザビーム直接描画装置を用いた感光性材料の感光方法について述べる。基板1008が基板移動機構1009に装着されると、PC1002は図外のカメラによって、基板に付されているマーカの位置を検出する。次いで、PC1002は、検出したマーカの位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構1009を移動させるための移動データを生成する。この後、PC1002が、ドライバ1011を介して音響光学変調器1006の出力光量を制御することにより、レーザ発振器1003から出力されたレーザビームは、光学系1005によって減衰された後、音響光学変調器1006によって所定の光量になるように光量が制御される。一方、音響光学変調器1006から出力されたレーザビームは、光学系1007で光路及びビーム形を変化させ、レンズで集光した後、基板上に塗布された感光性材料に該ビームを照射して、感光性材料を感光する。このとき、PC1002が生成した移動データに従い、基板移動機構1009をX方向及びY方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、感光性材料の露光が行われる。   Next, a method for exposing a photosensitive material using a laser beam direct drawing apparatus will be described. When the substrate 1008 is mounted on the substrate moving mechanism 1009, the PC 1002 detects the position of the marker attached to the substrate by a camera (not shown). Next, the PC 1002 generates movement data for moving the substrate movement mechanism 1009 based on the detected marker position data and drawing pattern data input in advance. Thereafter, the PC 1002 controls the output light amount of the acousto-optic modulator 1006 via the driver 1011, whereby the laser beam output from the laser oscillator 1003 is attenuated by the optical system 1005, and then the acousto-optic modulator 1006. The light amount is controlled so as to be a predetermined light amount. On the other hand, the laser beam output from the acousto-optic modulator 1006 is changed in optical path and beam shape by the optical system 1007, condensed by the lens, and then irradiated to the photosensitive material applied on the substrate. Photosensitive material is exposed. At this time, according to the movement data generated by the PC 1002, the movement of the substrate moving mechanism 1009 is controlled in the X direction and the Y direction. As a result, the laser beam is irradiated to a predetermined place, and the photosensitive material is exposed.

この結果、図1(B)に示すように、レーザビームが照射された領域に第1のマスク111、112が形成される。ここでは、感光性材料としてネガ型を用いているため、レーザビームが照射された領域がレジストマスクとなる。レーザ光のエネルギーの一部は、レジストで熱に変換され、レジストの一部を反応させるため、レジストマスクの幅は、レーザビームの幅より若干大きくなる。また、短波長のレーザ光のほど、ビーム径を短く集光することが可能であるため、微細な幅のレジストマスクを形成するためには、短波長のレーザビームを照射することが好ましい。   As a result, as shown in FIG. 1B, first masks 111 and 112 are formed in the region irradiated with the laser beam. Here, since the negative type is used as the photosensitive material, the region irradiated with the laser beam serves as a resist mask. A part of the energy of the laser beam is converted into heat by the resist and reacts a part of the resist, so that the width of the resist mask is slightly larger than the width of the laser beam. In addition, the shorter the laser beam, the shorter the beam diameter can be focused. Therefore, it is preferable to irradiate the laser beam with a short wavelength in order to form a resist mask with a fine width.

また、レーザビームの感光性材料表面でのスポット形状は、点状、円形、楕円形、矩形、または線状(厳密には細長い長方形状)となるように光学系で加工されている。なお、スポット形状は円形であっても構わないが、線状にした方が、幅が均一なレジストマスクを形成することができる。   Further, the spot shape of the laser beam on the surface of the photosensitive material is processed by an optical system so as to be a dot shape, a circle shape, an ellipse shape, a rectangle shape, or a line shape (strictly, an elongated rectangle shape). Note that the spot shape may be circular, but a linear resist mask having a uniform width can be formed.

また、図39に示した装置は、基板の表面側からレーザ光を照射して露光する例を示したが、光学系や基板移動機構を適宜変更し、基板の裏面側からレーザ光を照射して露光するレーザビーム描画装置としてもよい。   The apparatus shown in FIG. 39 shows an example in which exposure is performed by irradiating a laser beam from the front side of the substrate. However, the optical system and the substrate moving mechanism are appropriately changed, and the laser beam is irradiated from the back side of the substrate. Alternatively, a laser beam drawing apparatus that performs exposure may be used.

なお、ここでは、基板を移動して選択的にレーザビームを照射しているが、これに限定されず、レーザビームをXY軸方向に走査してレーザビームを照射することができる。この場合、光学系1007にポリゴンミラーやガルバノミラーを用いることが好ましい。   Note that here, the laser beam is selectively irradiated by moving the substrate; however, the present invention is not limited to this, and the laser beam can be irradiated by scanning the laser beam in the X and Y axis directions. In this case, it is preferable to use a polygon mirror or a galvanometer mirror for the optical system 1007.

次に、図1(C)に示すように、第1のマスクを用いて、第1の導電層102をエッチングして、第2の導電層121a、121bを形成する。第2の導電層121aは、ゲート電極として機能し、第2の導電層121bは、ゲート電極においてゲート配線と接続する領域(以下、ゲート電極の接続部と示す。)である。なお、図1(C)においては、第2の導電層121a、121bは分断された状態で表示されているが、実際には図3(C)に示すように、接続された同一の領域である。   Next, as illustrated in FIG. 1C, the first conductive layer 102 is etched using the first mask to form second conductive layers 121a and 121b. The second conductive layer 121a functions as a gate electrode, and the second conductive layer 121b is a region connected to a gate wiring in the gate electrode (hereinafter referred to as a gate electrode connection portion). Note that in FIG. 1C, the second conductive layers 121a and 121b are displayed in a separated state, but in actuality, as shown in FIG. 3C, in the same connected region. is there.

次に、第1のマスクを除去した後、第1の絶縁膜を形成する。ここで第1の絶縁膜として膜厚50〜100nmの絶縁膜123a及び膜厚50〜100nmの絶縁膜123b及び膜厚0.3〜5nmの絶縁膜123cを積層させて形成する。その後第1の絶縁膜上に触媒元素を有する層125を形成する。   Next, after removing the first mask, a first insulating film is formed. Here, an insulating film 123a having a thickness of 50 to 100 nm, an insulating film 123b having a thickness of 50 to 100 nm, and an insulating film 123c having a thickness of 0.3 to 5 nm are stacked as the first insulating film. After that, a layer 125 having a catalytic element is formed over the first insulating film.

第1の絶縁膜である絶縁膜123a、123b、123cは、ゲート絶縁膜として機能する。絶縁膜123a、123bは、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)などを適宜用いることができる。更には、第2の導電層121a、121bを陽極酸化して、絶縁膜123a、123bの代わりに、陽極酸化膜を形成しても良い。なお、基板側から不純物などの拡散を防止するため、基板側に接する絶縁膜123aとしては、窒化珪素(SiNx)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)などを用いて形成することが望ましい。また絶縁性や膜中欠陥が及ぼすデバイス特性の影響を低減するために、絶縁膜123bとしては、酸化珪素(SiOx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)などを用いて形成することが望ましい。しかしながら、該構造に限定されず、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等のいずれかを適宜組み合わせて積層構造としてもよい。なお、酸化珪素(SiOx)膜には、水素が含まれている。   The first insulating films 123a, 123b, and 123c function as gate insulating films. As the insulating films 123a and 123b, silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y), or the like can be used as appropriate. Further, the second conductive layers 121a and 121b may be anodized to form an anodized film instead of the insulating films 123a and 123b. Note that in order to prevent diffusion of impurities and the like from the substrate side, the insulating film 123a in contact with the substrate side is preferably formed using silicon nitride (SiNx), silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y), or the like. . Further, in order to reduce the influence of the device characteristics due to the insulating properties and defects in the film, the insulating film 123b may be formed using silicon oxide (SiOx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), or the like. desirable. However, the structure is not limited, and any of silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y), and the like is used as appropriate. A laminated structure may be combined. Note that the silicon oxide (SiOx) film contains hydrogen.

半導体膜に接する絶縁膜123cは、膜厚0.3nm〜5nmの窒化珪素膜、あるいは窒化珪素酸化膜を形成すると好ましい。本実施の形態では、半導体膜に結晶化を促進する金属元素(本実施の形態ではニッケルを用いる)を添加し、その後ゲッタリング処理を行って除去する。酸化珪素膜と珪素膜とは界面状態は良好であるが、界面において珪素膜中の金属元素と酸化珪素中の酸素が反応し、酸化金属物(本実施の形態では酸化ニッケル(NiOx))になりやすく、金属元素がゲッタリングされにくくなる場合がある。また、窒化珪素膜は、窒化珪素膜の応力や、トラップの影響により、半導体膜との界面状態に悪影響を与える恐れがある。よって、半導体膜に接する絶縁層の最上層に、膜厚0.3〜5nmの窒化珪素膜、あるいは窒化酸化珪素膜を形成する。本実施の形態では、基板101及び、第2の導電層121a、121b上に絶縁膜123aとして窒化酸化珪素膜さらに絶縁膜123bとして酸化窒化珪素膜を積層した後、酸化窒化珪素膜上に膜厚0.1nm〜10nm、好ましくは1〜3nmの絶縁膜123cとして窒化酸化珪素膜を形成し、3層の積層構造とする。このような構造であると、半導体膜中の金属元素のゲッタリング効率も上がり、かつ半導体膜への窒化珪素膜の悪影響も軽減できる。また積層される絶縁層は同チャンバー内で真空を破らずに同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成するとよい。真空を破らずに連続的に形成すると、積層する膜同士の界面が汚染されるのを防ぐことができる。   As the insulating film 123c in contact with the semiconductor film, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film with a thickness of 0.3 nm to 5 nm is preferably formed. In this embodiment mode, a metal element that promotes crystallization (nickel is used in this embodiment mode) is added to the semiconductor film, and then gettering treatment is performed for removal. Although the interface state between the silicon oxide film and the silicon film is good, a metal element in the silicon film reacts with oxygen in the silicon oxide at the interface to react with a metal oxide (in this embodiment, nickel oxide (NiOx)). In some cases, the metal element is difficult to getter. Further, the silicon nitride film may adversely affect the interface state with the semiconductor film due to the stress of the silicon nitride film and the influence of traps. Therefore, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film with a thickness of 0.3 to 5 nm is formed as the uppermost layer of the insulating layer in contact with the semiconductor film. In this embodiment, after a silicon nitride oxide film as the insulating film 123a and a silicon oxynitride film as the insulating film 123b are stacked over the substrate 101 and the second conductive layers 121a and 121b, the film thickness is formed over the silicon oxynitride film. A silicon nitride oxide film is formed as the insulating film 123c having a thickness of 0.1 nm to 10 nm, preferably 1 to 3 nm, so that a three-layer structure is formed. With such a structure, the gettering efficiency of the metal element in the semiconductor film is increased, and the adverse effect of the silicon nitride film on the semiconductor film can be reduced. The insulating layers to be stacked are preferably formed continuously at the same temperature without breaking the vacuum in the same chamber while switching the reaction gas. If formed continuously without breaking the vacuum, it is possible to prevent the interface between the stacked films from being contaminated.

触媒元素を有する層125の形成方法としては、PVD法、CVD法、蒸着法等により第1の絶縁膜表面に、触媒元素又は触媒元素の珪化物の薄膜を形成する方法、第1の絶縁膜表面に触媒元素を含む溶液を塗布する方法などがある。触媒元素としては、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、銅(Cu)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)等の一つ又は複数を用いて形成することができる。また、上記触媒元素で形成される電極を用いて、半導体膜表面をプラズマ処理してもよい。ここでは、1〜200ppm、10〜150ppmのニッケルを含む溶液を塗布する。なお、ここでは触媒元素とは半導体膜の結晶化を促進又は助長させる元素のことである。   As a method for forming the layer 125 having a catalytic element, a method of forming a thin film of a catalytic element or a silicide of a catalytic element on the surface of the first insulating film by a PVD method, a CVD method, a vapor deposition method, or the like, There is a method of applying a solution containing a catalytic element on the surface. Catalyst elements include tungsten (W), molybdenum (Mo), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr), cobalt (Co), It can be formed using one or more of copper (Cu), titanium (Ti), nickel (Ni), platinum (Pt) and the like. Further, the surface of the semiconductor film may be subjected to plasma treatment using an electrode formed of the above catalytic element. Here, a solution containing 1 to 200 ppm and 10 to 150 ppm of nickel is applied. Here, the catalytic element is an element that promotes or promotes crystallization of the semiconductor film.

次に図1(D)に示すように、触媒元素を有する層125上に膜厚50〜250nmの第1の半導体膜124を形成し、第1の半導体膜124上にドナー型元素が含まれる膜厚80〜250nmの第2の半導体膜132を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 1D, a first semiconductor film 124 with a thickness of 50 to 250 nm is formed over the layer 125 having a catalytic element, and a donor-type element is included over the first semiconductor film 124. A second semiconductor film 132 with a thickness of 80 to 250 nm is formed.

第1の半導体膜124としては、非晶質半導体、非晶質状態と結晶状態とが混在したセミアモルファス半導体(SASとも表記する)、非晶質半導体中に0.5nm〜20nmの結晶粒を観察することができる微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜で形成する。特に、0.5nm〜20nmの結晶を粒観察することができる微結晶状態はいわゆるマイクロクリスタル(μc)と呼ばれている。いずれも、シリコン、シリコン・ゲルマニウム(SiGe)等を主成分とする膜厚は半導体膜を用いることができる。   As the first semiconductor film 124, an amorphous semiconductor, a semi-amorphous semiconductor in which an amorphous state and a crystalline state are mixed (also referred to as SAS), and crystal grains of 0.5 nm to 20 nm are formed in the amorphous semiconductor. A film having any state selected from a microcrystalline semiconductor and a crystalline semiconductor that can be observed is formed. In particular, a microcrystalline state in which grains of 0.5 nm to 20 nm can be observed is called a so-called microcrystal (μc). In any case, a semiconductor film can be used for the film thickness mainly composed of silicon, silicon germanium (SiGe), or the like.

なお、後の結晶化で良質な結晶構造を有する半導体膜を得るためには、第1の半導体膜124の膜中に含まれる酸素、窒素などの不純物濃度を5×1018/cm3(以下、濃度はすべて二次イオン質量分析法(SIMS)にて測定した原子濃度として示す。)以下に低減させておくと良い。これらの不純物は、触媒元素と反応しやすく、後の結晶化を妨害する要因となり、また、結晶化後においても捕獲中心や再結合中心の密度を増加させる要因となる。 Note that in order to obtain a semiconductor film having a high-quality crystal structure by subsequent crystallization, the impurity concentration of oxygen, nitrogen, or the like contained in the first semiconductor film 124 is set to 5 × 10 18 / cm 3 (hereinafter referred to as “the semiconductor film”). All concentrations are shown as atomic concentrations measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS). These impurities are likely to react with the catalytic element, hinder subsequent crystallization, and increase the density of capture centers and recombination centers even after crystallization.

第2の半導体膜132としては、珪化物気体にリン、ヒ素のようなドナー型元素を有する気体を加えたプラズマCVD法で成膜する。このような手法により第2の半導体膜を形成することで、第1の半導体膜と第2の半導体膜との界面が形成される。また、ドナー型元素が含まれる第2の半導体膜132としては、第1の半導体膜と同様の半導体膜を形成した後、ドナー型元素をイオンドープ法又はイオン注入法により添加して形成することができる。このときの、第2の半導体膜132では、リンの濃度が1×1019〜3×1021/cm3であることが好ましい。 The second semiconductor film 132 is formed by a plasma CVD method in which a gas containing a donor element such as phosphorus or arsenic is added to a silicide gas. By forming the second semiconductor film by such a method, an interface between the first semiconductor film and the second semiconductor film is formed. In addition, the second semiconductor film 132 containing a donor-type element is formed by forming a semiconductor film similar to the first semiconductor film and then adding the donor-type element by an ion doping method or an ion implantation method. Can do. At this time, the second semiconductor film 132 preferably has a phosphorus concentration of 1 × 10 19 to 3 × 10 21 / cm 3 .

さらには、上記プラズマCVD法、又はイオンドープ法、イオン注入法を用いて、第1の半導体膜124に接する側に、低濃度領域(以下、n-領域と示す。)、その上に高濃度領域(以下、n+領域と示す。)の積層構造としても良い。このとき、n-領域のドナー型元素の濃度は、1×1017〜3×1019/cm3、好ましくは1×1018〜1×1019/cm3とし、n+領域のドナー型元素の濃度は、n-領域のドナー型元素の10〜100倍とする。また、n-領域の膜厚は50〜200nmであり、n+領域の膜厚は30〜100nm好ましくは40〜60nmである。ここでは、第2の半導体膜132として、破線より第1の半導体膜124側の領域をn-領域とし、その表面にn+領域を示す。 Further, a low concentration region (hereinafter referred to as an n region) is formed on the side in contact with the first semiconductor film 124 using the plasma CVD method, ion doping method, or ion implantation method, and a high concentration is formed thereon. A stacked structure of regions (hereinafter referred to as n + regions) may be employed. At this time, n - concentration of donor element region, 1 × 10 17 ~3 × 10 19 / cm 3, preferably between 1 × 10 18 ~1 × 10 19 / cm 3, donor element in the n + region The concentration of is 10 to 100 times that of the donor element in the n region. The film thickness of the n region is 50 to 200 nm, and the film thickness of the n + region is 30 to 100 nm, preferably 40 to 60 nm. Here, as the second semiconductor film 132, a region on the first semiconductor film 124 side from the broken line is an n region, and an n + region is shown on the surface thereof.

このときのドナー型元素が含まれる第2の半導体膜の不純物のプロファイルを図19に示す。図19(A)は、第1の半導体膜124上に、プラズマCVD法によりドナー型元素が含まれる第2の半導体膜132aを形成した時の、ドナー型元素のプロファイル150aを示す。なお、第2の半導体膜132aは、表面からn+領域144a及びn-領域144bの界面までは、膜の深さ方向に対して一定の濃度(第1の濃度)のドナー型元素が分布している。また、n+領域144a及びn-領域144bの界面から、第1の半導体膜124の界面までは、膜の深さ方向に対して一定の濃度(第2の濃度)のドナー型元素が分布している。このとき、第1の濃度は第2の濃度より高い。 FIG. 19 shows the impurity profile of the second semiconductor film containing the donor element at this time. FIG. 19A shows a donor-type element profile 150a when the second semiconductor film 132a containing a donor-type element is formed over the first semiconductor film 124 by a plasma CVD method. Note that in the second semiconductor film 132a, a donor-type element having a constant concentration (first concentration) is distributed in the depth direction of the film from the surface to the interface between the n + region 144a and the n region 144b. ing. In addition, a donor-type element having a constant concentration (second concentration) is distributed from the interface between the n + region 144a and the n region 144b to the interface with the first semiconductor film 124 in the depth direction of the film. ing. At this time, the first concentration is higher than the second concentration.

一方、図19(B)は、第1の半導体膜124上に、非晶質半導体、SAS、微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜の半導体膜を形成し、イオンドープ法又はイオン注入法により該半導体膜にドナー型元素を添加して第2の半導体膜132bを形成した時の、ドナー型元素のプロファイル150bを示す。図19(B)に示すように、第2の半導体膜の表面付近は、ドナー型元素濃度が比較的高い。この領域をn+領域144aと示す。一方、第1の半導体膜124に近づくにつれ、ドナー型元素濃度が比較的濃度が減少している。ドナー型元素濃度が1×1017〜3×1019/cm3の領域、好ましくは1×1018〜1×1019/cm3の領域をn-領域144bと示す。また、n+領域144aのドナー型元素の濃度は、n-領域のドナー型元素の10〜100倍である。 On the other hand, in FIG. 19B, a semiconductor film having a state selected from an amorphous semiconductor, a SAS, a microcrystalline semiconductor, and a crystalline semiconductor is formed over the first semiconductor film 124. A donor-type element profile 150b is shown when a second semiconductor film 132b is formed by adding a donor-type element to the semiconductor film by ion doping or ion implantation. As shown in FIG. 19B, the donor-type element concentration is relatively high near the surface of the second semiconductor film. This region is denoted as n + region 144a. On the other hand, as the first semiconductor film 124 is approached, the donor-type element concentration is relatively decreased. A region having a donor-type element concentration of 1 × 10 17 to 3 × 10 19 / cm 3 , preferably a region of 1 × 10 18 to 1 × 10 19 / cm 3 is referred to as an n region 144b. The concentration of the donor-type element in the n + region 144a is 10 to 100 times that of the donor-type element in the n region.

+領域144aは後にソース領域及びドレイン領域として機能し、n-領域144bはLDD領域として機能する。なお、n+領域とn-領域それぞれの界面は存在せず、相対的なドナー型元素濃度の濃度の大小によって変化する。このようにイオンドープ法又はイオン注入法により形成されたドナー型元素が含まれる第2の半導体膜は、添加条件によって濃度プロファイルを制御することが可能であり、n+領域とn-領域の膜厚を適宜制御することが可能である。 The n + region 144a later functions as a source region and a drain region, and the n region 144b functions as an LDD region. Note that there is no interface between the n + region and the n region, and the interface varies depending on the relative donor concentration. As described above, the second semiconductor film containing the donor-type element formed by the ion doping method or the ion implantation method can control the concentration profile depending on the addition conditions, and the n + region and n region films The thickness can be appropriately controlled.

なお、ドナー型元素が含まれる第2の半導体膜132は、希ガス元素、代表的にはアルゴンが添加されることにより、結晶格子の歪が形成され、後に行われるゲッタリング工程で、より触媒元素をゲッタリングすることが可能である。   Note that the second semiconductor film 132 containing a donor-type element is added with a rare gas element, typically argon, so that distortion of the crystal lattice is formed. It is possible to getter elements.

なお、第1の半導体膜124を形成後、TFTのチャネル領域となる領域に3族元素(13族元素、以下、アクセプター型元素と示す。)、または5族元素(15族元素、以下、ドナー型元素と示す。)を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行ってもよい。このチャネルドープ工程は、TFTしきい値電圧を制御するための工程である。なお、ここではジボラン(B26)を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロンを添加する。なお、質量分離を行うイオン注入法を用いてもよい。 Note that after formation of the first semiconductor film 124, a region that becomes a channel region of the TFT is a group 3 element (group 13 element, hereinafter referred to as an acceptor element) or a group 5 element (group 15 element, hereinafter referred to as a donor). The channel doping step of adding a low-concentration element) may be performed over the entire surface or selectively. This channel doping process is a process for controlling the TFT threshold voltage. Here, boron is added by an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) is plasma-excited without mass separation. Note that an ion implantation method in which mass separation is performed may be used.

次に、第1の半導体膜と第2の半導体膜とを加熱して、図1(E)に示すように、第1の結晶性半導体膜141を形成する。この場合、結晶化を助長する金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進行する共に、図1(E)の矢印で示すように、第1の半導体膜を結晶化した触媒元素を第2の半導体膜132に移動させて、触媒元素のゲッタリングを行う。この工程により、触媒元素の濃度をデバイス特性に影響を与えない程度まで低減することができる。即ち、膜中のニッケル濃度が1×1018/cm3以下、望ましくは1×1017/cm3以下となる第1の結晶性半導体膜141を形成することができる。また、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第2の半導体膜も同様に結晶化されているため、第2の結晶性半導体膜142と示す。 Next, the first semiconductor film and the second semiconductor film are heated to form a first crystalline semiconductor film 141 as shown in FIG. In this case, silicide is formed in the portion of the semiconductor film in contact with the metal element that promotes crystallization, and the crystallization proceeds using the silicide as a nucleus. As shown by the arrow in FIG. The catalytic element obtained by crystallizing the film is moved to the second semiconductor film 132 to perform gettering of the catalytic element. By this step, the concentration of the catalytic element can be reduced to a level that does not affect the device characteristics. That is, the first crystalline semiconductor film 141 in which the nickel concentration in the film is 1 × 10 18 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 17 / cm 3 or less can be formed. In addition, since the second semiconductor film to which the catalytic element after gettering has moved is also crystallized in the same manner, it is referred to as a second crystalline semiconductor film 142.

ここでは、脱水素化のための熱処理(400〜550℃、0.5〜2時間)の後、結晶化のための熱処理(550℃〜650℃で1〜24時間)を行う。また、RTA、GRTAにより結晶化を行っても良い。ここで、レーザ光照射を行わず結晶化することで、結晶性のばらつきを低減することが可能であり、後に形成されるTFTのばらつきを抑制することが可能である。また、結晶表面で突起上に結晶成長するリッジ(凸凹部)が形成されにくいため、半導体領域表面が比較的平坦であり、ゲート絶縁膜と介してゲート電極との間に流れるリーク電流を抑制することが可能である。   Here, after the heat treatment for dehydrogenation (400 to 550 ° C., 0.5 to 2 hours), the heat treatment for crystallization (550 to 650 ° C. for 1 to 24 hours) is performed. Further, crystallization may be performed by RTA or GRTA. Here, by performing crystallization without laser light irradiation, variation in crystallinity can be reduced, and variation in TFTs to be formed later can be suppressed. In addition, since a ridge (convex concave portion) that grows on the protrusion on the crystal surface is difficult to form, the surface of the semiconductor region is relatively flat, and leakage current flowing between the gate insulating film and the gate electrode is suppressed. It is possible.

なお、本実施形態においては、ゲッタリング工程と共に、第2の結晶性半導体膜142中のドナー型元素の活性化を行っている。   In the present embodiment, the donor-type element in the second crystalline semiconductor film 142 is activated together with the gettering step.

次に、図2(A)に示すように、第2の結晶性半導体膜142上に第2のマスク143を形成し、該第2のマスクを用いて第2の結晶性半導体膜142及び第1の結晶性半導体膜141をエッチングして、図2(B)に示すような第1の半導体領域152及び第2の半導体領域151を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 2A, a second mask 143 is formed over the second crystalline semiconductor film 142, and the second crystalline semiconductor film 142 and the second crystalline semiconductor film 142 are formed using the second mask. One crystalline semiconductor film 141 is etched to form a first semiconductor region 152 and a second semiconductor region 151 as shown in FIG.

第2のマスク143は、液滴吐出法、印刷法等により、有機樹脂を所定の領域に形成する。また、第1のマスクのように、感光性材料を塗布又は吐出した後、レーザ光を感光性材料に照射して露光した後、現像して形成することができる。該手法により第2のマスクを形成することで、後に形成される半導体領域の面積を縮小することが可能であり、半導体素子の高集積化や透過型液晶表示装置の開口率を高めることが可能である。   The second mask 143 forms an organic resin in a predetermined region by a droplet discharge method, a printing method, or the like. Further, as in the first mask, after the photosensitive material is applied or discharged, the photosensitive material is irradiated with a laser beam, exposed, and then developed. By forming the second mask by this method, it is possible to reduce the area of a semiconductor region to be formed later, and to increase the integration of semiconductor elements and increase the aperture ratio of a transmissive liquid crystal display device. It is.

なお、以下の実施形態及び実施例のマスク形成工程において、半導体材料で形成される膜又は領域上に感光性材料を塗布する前には、半導体膜又は領域表面に、膜厚が数nm程度の絶縁膜を形成することが好ましい。この工程により半導体材料と感光性材料とが直接接触すること回避することが可能であり、不純物が半導体膜中に侵入するのを防止できる。なお、絶縁膜の形成方法としては、オゾン水等の酸化力のある溶液を塗布する方法、酸素プラズマ、オゾンプラズマを照射する方法等が挙げられる。   In the mask formation process of the following embodiments and examples, before applying a photosensitive material on a film or region formed of a semiconductor material, a film thickness of about several nanometers is formed on the surface of the semiconductor film or region. It is preferable to form an insulating film. This step can avoid direct contact between the semiconductor material and the photosensitive material, and can prevent impurities from entering the semiconductor film. Note that examples of a method for forming the insulating film include a method of applying an oxidizing solution such as ozone water, a method of irradiating oxygen plasma, ozone plasma, and the like.

第2の結晶性半導体膜及び第1の結晶性半導体膜は、Cl2、BCl3、SiCl4もしくはCCl4などを代表とする塩素系ガス、CF4、SF6、NF3、CHF3などを代表とするフッ素系ガス、あるいはO2を用いてエッチングすることができる。第2の結晶性半導体膜をエッチングして、第1の半導体領域152を形成し、第1の結晶性半導体膜をエッチングして第2の半導体領域151を形成する。 The second crystalline semiconductor film and the first crystalline semiconductor film are made of chlorine gas such as Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4, or CCl 4 , CF 4 , SF 6 , NF 3 , CHF 3, etc. Etching can be performed using a representative fluorine-based gas or O 2 . The second crystalline semiconductor film is etched to form a first semiconductor region 152, and the first crystalline semiconductor film is etched to form a second semiconductor region 151.

次に、第2のマスクを除去した後、図2(C)に示すように、膜厚500〜1500nm、好ましくは500〜1000nmの第3の導電層153を成膜する。次に、第3の導電層上に感光性材料154を塗布又は吐出し、レーザビーム直接描画装置を用いてレーザ光155を感光性材料154に照射し露光した後、現像して、図2(D)に示すような第3のマスク161を形成する。ここでは、感光性材料154として、ポジ型感光性材料を用いる。   Next, after removing the second mask, a third conductive layer 153 with a thickness of 500 to 1500 nm, preferably 500 to 1000 nm is formed as shown in FIG. Next, a photosensitive material 154 is applied or discharged onto the third conductive layer, and the photosensitive material 154 is irradiated with the laser beam 155 by using a laser beam direct drawing apparatus. A third mask 161 as shown in FIG. Here, a positive photosensitive material is used as the photosensitive material 154.

第3の導電層153の材料としては、導電体を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電体としては、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba等の金属、又はハロゲン化銀等の微粒子、若しくは分散性ナノ粒子を用いることができる。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成することもできる。さらには、上記金属の微粒子又は分散ナノ粒子を複数種有してもよい。これらの材料からなる導電層を積層して第3の導電層を形成することができる。第3の導電層153は配線として機能する。また、配線抵抗を低下させるため、低抵抗材料を用いることが好ましい。   As a material for the third conductive layer 153, a material obtained by dissolving or dispersing a conductor in a solvent is used. Examples of the conductor include Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, W, Al, Ta, Mo, Cd, Zn, Fe, Ti, Zr, Ba, and other metals, silver halide, and the like. Fine particles or dispersible nanoparticles can be used. Alternatively, a semiconductor material typified by polycrystalline silicon doped with an impurity element such as phosphorus can be used. Furthermore, you may have multiple types of the said metal fine particles or dispersion | distribution nanoparticle. A third conductive layer can be formed by stacking conductive layers made of these materials. The third conductive layer 153 functions as a wiring. Further, it is preferable to use a low resistance material in order to reduce the wiring resistance.

なお、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ましい。より好ましくは、低抵抗且つ安価な銀又は銅を用いるとよい。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を用いればよい。   In addition, it is preferable to use what dissolved or disperse | distributed the material of either gold | metal | money, silver, and copper in the solvent considering the specific resistance value as the composition discharged from a discharge outlet. More preferably, low resistance and inexpensive silver or copper may be used. However, when copper is used, a barrier film may be provided as a countermeasure against impurities. As the solvent, 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 may be used.

ここで、銅を配線として用いる場合のバリア膜としては、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化タンタル(TaN:Tantalum Nitride)など窒素を含む絶縁性又は導電性の物質を用いると良く、これらを液滴吐出法で形成しても良い。   Here, as a barrier film in the case of using copper as a wiring, an insulating or conductive material containing nitrogen such as silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, titanium nitride, or tantalum nitride (TaN) is used. These may be formed by a droplet discharge method.

なお、液滴吐出法に用いる組成物の粘度は5〜20mPa・sが好適であり、これは、乾燥が起こることを防止し、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにするためである。また、表面張力は40mN/m以下が好ましい。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。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。   The viscosity of the composition used for the droplet discharge method is preferably 5 to 20 mPa · s, which is to prevent the drying from occurring and to smoothly discharge the composition from the discharge port. . The surface tension is preferably 40 mN / m or less. Note that the viscosity of the composition may be appropriately adjusted according to the solvent to be used and the application. The viscosity of the composition in which silver is dissolved or dispersed in the solvent is 5 to 20 mPa · s, and the viscosity of the composition in which gold is dissolved or dispersed in the solvent is 10 to 20 mPa · s.

組成物を吐出する工程は、減圧下で行っても良い。これは、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又は短くすることができるためである。溶液の吐出後は、溶液の材料により、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉等により、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〜120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、100〜800度(好ましくは200〜350度)とする。本工程により、溶液中の溶媒の揮発又は化学的に分散剤を除去し、周囲の樹脂が硬化収縮することで、融合と融着を加速する。雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は空気で行う。但し、金属元素を分解又は分散している溶媒が除去されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適である。   The step of discharging the composition may be performed under reduced pressure. This is because the solvent of the composition volatilizes before the composition is discharged and landed on the object to be processed, and the subsequent drying and firing steps can be omitted or shortened. After discharging the solution, one or both of drying and baking steps are performed by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like under normal pressure or reduced pressure depending on the material of the solution. The drying and firing steps are both heat treatment steps. For example, the drying is performed at 100 degrees for 3 minutes, and the firing is performed at 200 to 350 degrees for 15 minutes to 120 minutes. Time is different. 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 100 to 800 degrees (preferably 200 to 350 degrees). And By this step, the solvent in the solution is volatilized or the dispersant is chemically removed, and the surrounding resin is cured and shrunk to accelerate fusion and fusion. The atmosphere is an oxygen atmosphere, a nitrogen atmosphere or air. However, it is preferable to perform in an oxygen atmosphere in which the solvent in which the metal element is decomposed or dispersed is easily removed.

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、基板の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間に行うとよい。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、数マイクロ秒から数分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という利点がある。 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, the heat treatment by laser light irradiation may be performed instantaneously within a few microseconds to several tens of seconds. Instantaneous thermal annealing (RTA) uses an infrared lamp or a halogen lamp that emits ultraviolet light or infrared light in an inert gas atmosphere to rapidly increase the temperature from several microseconds to several minutes. This is done by applying heat instantaneously. Since this treatment is performed instantaneously, there is an advantage that only the outermost thin film can be heated substantially without affecting the lower layer film.

ここでは、Agを含む組成物(以下「Agペースト」という。)を選択的に吐出し、上記に示すようなレーザビーム照射又は熱処理による乾燥及び焼成を適宜行い膜厚600〜800nmの第3の導電層153を形成する。このとき導電層は、導電体である微粒子が3次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、3次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。また、導電層が加熱される温度及びその時間により、微粒子が焼成され、粒子の粒径が増大するため、表面の高低差が大きい層となる。   Here, a composition containing Ag (hereinafter referred to as “Ag paste”) is selectively ejected, and drying and firing by laser beam irradiation or heat treatment as described above are performed as appropriate to form a third film having a thickness of 600 to 800 nm. A conductive layer 153 is formed. At this time, the conductive layer is formed by irregularly overlapping fine particles, which are conductors, three-dimensionally. That is, it is composed of three-dimensional aggregate particles. For this reason, the surface has fine unevenness. Further, since the fine particles are baked and the particle diameter of the particles is increased depending on the temperature and time for heating the conductive layer, the layer has a large surface height difference.

なお、この焼成をO2雰囲気中で行うと、Agペースト内に含まれているバインダ(熱硬化性樹脂)などの有機物が分解され、有機物をほとんど含まないAg膜を得ることができる。また、プレス機等を用いて膜表面を平滑にすることができる。 Incidentally, the sintering is performed in an O 2 atmosphere, organic substances such as binders contained in the Ag paste (thermosetting resin) is decomposed, it is possible to obtain a Ag film containing little organic matter. Further, the film surface can be smoothed using a press machine or the like.

なお、実施形態及び実施例の導電膜形成工程において、感光性樹脂の塗布又は吐出工程時に半導体膜表面に絶縁膜を形成した場合は、コンタクト抵抗を下げるため、導電膜を成膜する前に該絶縁膜をエッチングすることが好ましい。   In the conductive film forming process of the embodiment and the example, when an insulating film is formed on the surface of the semiconductor film during the photosensitive resin coating or discharging process, the conductive film is formed before the conductive film is formed in order to reduce the contact resistance. It is preferable to etch the insulating film.

次に、第3のマスク161を用いて第3の導電層153を所望の形状にエッチングして、第4の導電層162、163を形成する。第4の導電層162、163は、ソース電極及びドレイン電極として機能する。このとき、第3の導電層を分断して、ソース電極及びドレイン電極を形成すると共に、ソース配線として機能するソース電極、又はドレイン配線として機能するドレイン電極の幅が細くなるようにエッチングすることで、後に形成される液晶表示装置の開口率を高めることが可能である。   Next, the third conductive layer 153 is etched into a desired shape using the third mask 161 to form fourth conductive layers 162 and 163. The fourth conductive layers 162 and 163 function as a source electrode and a drain electrode. At this time, the third conductive layer is divided to form a source electrode and a drain electrode, and etching is performed so that the width of the source electrode functioning as the source wiring or the drain electrode functioning as the drain wiring is narrowed. Thus, the aperture ratio of a liquid crystal display device to be formed later can be increased.

次に、第3のマスク161を用いて、第1の半導体領域152の露出部をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域として機能する第3の半導体領域164、165を形成する。このとき、第2の半導体領域151の一部がオーバーエッチングされても良い。このときのオーバーエッチングされた第2の半導体領域を第4の半導体領域166と示す。第4の半導体領域166はチャネル形成領域として機能する。   Next, the exposed portion of the first semiconductor region 152 is etched using the third mask 161 to form third semiconductor regions 164 and 165 that function as a source region and a drain region. At this time, part of the second semiconductor region 151 may be over-etched. The over-etched second semiconductor region at this time is referred to as a fourth semiconductor region 166. The fourth semiconductor region 166 functions as a channel formation region.

次に、第3のマスクを除去した後、図2(E)に示すように、第4の導電層162、163及び第4の半導体領域166表面上に、パッシベーション膜として機能する膜厚100〜300nmの第2の絶縁膜171を成膜することが好ましい。パッシベーション膜は、プラズマCVD法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素(CN)、その他の絶縁性材料を用いて形成することができる。なお、パッシベーション膜は単層でも積層構造でもよい。ここでは、第4の半導体領域166の界面特性から酸化珪素、又は酸化窒化珪素を形成し、その上に窒化珪素膜、又は窒化酸化珪素膜を成膜することが好ましい。   Next, after removing the third mask, as shown in FIG. 2E, a film thickness of 100 to 100 which functions as a passivation film over the surfaces of the fourth conductive layers 162 and 163 and the fourth semiconductor region 166 is obtained. A second insulating film 171 with a thickness of 300 nm is preferably formed. The passivation film is formed using a thin film formation method such as plasma CVD or sputtering, and silicon nitride, silicon oxide, silicon nitride oxide, silicon oxynitride, aluminum oxynitride, or aluminum oxide, diamond-like carbon (DLC), nitrogen-containing carbon (CN) and other insulating materials can be used. Note that the passivation film may be a single layer or a laminated structure. Here, silicon oxide or silicon oxynitride is preferably formed from the interface characteristics of the fourth semiconductor region 166, and a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferably formed thereover.

この後、第4の半導体領域を水素雰囲気又は窒素雰囲気で加熱して水素化することが好ましい。なお、窒素雰囲気で加熱する場合は、第2の絶縁膜に水素を含む絶縁膜を形成することが好ましい。   Thereafter, the fourth semiconductor region is preferably hydrogenated by heating in a hydrogen atmosphere or a nitrogen atmosphere. Note that in the case of heating in a nitrogen atmosphere, an insulating film containing hydrogen is preferably formed as the second insulating film.

以上の工程により、結晶性半導体膜を有する逆スタガ型TFTを形成することができる。   Through the above steps, an inverted staggered TFT having a crystalline semiconductor film can be formed.

次に、第2の絶縁膜171上に、膜厚500〜1500nmの第3の絶縁膜172を形成する。第3の絶縁膜としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシリカガラスに代表されるシロキサンポリマー系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−O−Si結合を含む無機シロキサンポリマー、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーに代表される珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサンポリマー系の絶縁材料を用いることができる。形成方法としては、CVD法、塗布法、印刷法等公知の手法を用いて形成する。なお、塗布法で形成することにより、第3の絶縁層の表面を平坦化することが可能である。ここでは、塗布法によりアクリル樹脂を塗布し焼成して、第3の絶縁膜を形成する。また、反射型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置の場合、第3の絶縁膜は凹凸を有することで、光をより外部に反射することが可能となる。この場合、第3の絶縁膜を液滴吐出法、印刷法等を用いることで、凹凸を有する絶縁層を形成することが可能である。   Next, a third insulating film 172 having a thickness of 500 to 1500 nm is formed over the second insulating film 171. As the third insulating film, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride and other inorganic insulating materials, acrylic acid, methacrylic acid and derivatives thereof, or polyimide (polyimide) Si—O— among compounds consisting of silicon, oxygen, and hydrogen formed from a heat-resistant polymer such as aromatic polyamide, polybenzimidazole, or a siloxane polymer-based material typified by silica glass. Inorganic siloxane polymers containing Si bonds, alkyl siloxane polymers, alkyl silsesquioxane polymers, hydrogenated silsesquioxane polymers, hydrogenated alkyl silsesquioxane polymers such as hydrogen on silicon such as methyl and phenyl Organosiloxane polymer based insulating material which is substituted by an organic group can be used. As a forming method, a known method such as a CVD method, a coating method, or a printing method is used. Note that the surface of the third insulating layer can be planarized by being formed by a coating method. Here, the third insulating film is formed by applying and baking an acrylic resin by a coating method. In the case of a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device, the third insulating film has unevenness, whereby light can be reflected more externally. In this case, an insulating layer having unevenness can be formed using the third insulating film by a droplet discharge method, a printing method, or the like.

なお、第2の絶縁膜171が、後に形成される第5の導電層173と第4の導電層162、163との間に寄生容量が生じない程度の膜厚を有する場合、第3の絶縁膜172は必ずしも必要ではない。   Note that in the case where the second insulating film 171 has a thickness that does not cause parasitic capacitance between the fifth conductive layer 173 and the fourth conductive layers 162 and 163 to be formed later, the third insulating film 171 The film 172 is not necessarily required.

次に、第3の絶縁膜172上に第4のマスク(図示しない。)を形成した後、第3の絶縁膜172、第2の絶縁膜171、及び第1の絶縁膜である絶縁膜123a、123b、123cの一部をエッチングして、ゲート電極の接続部として機能する第2の導電層122bを露出する。次に、第4のマスクを除去した後、ゲート配線として機能する膜厚500〜1500nm、好ましくは500〜1000nmの第5の導電層173を形成する。第4のマスクは、第2のマスク143と同様の手法及び材料を適宜用いることが可能である。第5の導電層173の材料及び形成方法は、第3の導電層153と同様の材料及び形成方法を適宜選択すればよい。なお、配線抵抗を抑制するため、低抵抗材料を用いることが好ましい。また、第5の導電層173を、第1の導電層のようにレーザビーム直接描画装置を用いて形成したマスクによりエッチングして、線幅を細くしても良い。この工程により、画素内に占める配線面積を低減することが可能であり、透過型液晶表示装置において開口率を向上させることが可能である。ここでは、Agペーストを吐出し、乾燥焼成させて第5の導電層173を形成する。   Next, after a fourth mask (not shown) is formed over the third insulating film 172, the third insulating film 172, the second insulating film 171, and the insulating film 123a which is the first insulating film are used. , 123b, and 123c are etched to expose the second conductive layer 122b that functions as a connection portion of the gate electrode. Next, after removing the fourth mask, a fifth conductive layer 173 having a thickness of 500 to 1500 nm, preferably 500 to 1000 nm, which functions as a gate wiring is formed. For the fourth mask, a method and a material similar to those of the second mask 143 can be used as appropriate. As a material and a formation method of the fifth conductive layer 173, a material and a formation method similar to those of the third conductive layer 153 may be selected as appropriate. In order to suppress wiring resistance, it is preferable to use a low resistance material. Alternatively, the line width may be reduced by etching the fifth conductive layer 173 with a mask formed using a laser beam direct writing apparatus like the first conductive layer. By this step, the wiring area in the pixel can be reduced, and the aperture ratio can be improved in the transmissive liquid crystal display device. Here, the fifth conductive layer 173 is formed by discharging Ag paste and drying and baking.

次に、第5の導電層173及び第3の絶縁膜172上に第4の絶縁膜174を形成する。第4の絶縁膜174としては、第3の絶縁膜172と同様の材料を適宜用いることが可能である。また、反射型液晶表示装置又は半透過型液晶表示装置を形成する場合、第4の絶縁膜は凹凸を有することで、光をより外部に反射することが可能となる。この場合、第3の絶縁膜を液滴吐出法、印刷法等を用いることで、凹凸を有する絶縁層を形成することが可能である。   Next, a fourth insulating film 174 is formed over the fifth conductive layer 173 and the third insulating film 172. As the fourth insulating film 174, a material similar to that of the third insulating film 172 can be used as appropriate. In the case of forming a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device, the fourth insulating film has unevenness, whereby light can be reflected more externally. In this case, an insulating layer having unevenness can be formed using the third insulating film by a droplet discharge method, a printing method, or the like.

次に、第4の絶縁膜174上に第5のマスク(図示しない。)を形成した後、第4の絶縁膜174、第3の絶縁膜172及び第2の絶縁膜171の一部をエッチングして、第4の導電層163の一部を露出する。次に、第5のマスクを除去した後、画素電極として機能する膜厚100〜200nmの第6の導電層175を形成する。第5のマスクは、第2のマスク143と同様の手法及び材料を適宜用いることが可能である。第6の導電層175の代表的な材料としては、透光性を有する導電膜、又は反射性を有する導電膜がある。透光性を有する導電膜の材料としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ等が挙げられる。また、反射性を有する導電膜の材料としては、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、タンタル(Ta)などの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料、若しくは該金属の窒化物である窒化チタン(TiN)、窒化タンタル(TaN)、若しくは1〜20%のニッケルを含むアルミニウムなどが挙げられる。さらには、半透過型液晶表示装置の場合、第6の導電層を透光性を有する導電膜と、反射性を有する導電膜とで形成すれば良い。   Next, after a fifth mask (not shown) is formed over the fourth insulating film 174, the fourth insulating film 174, the third insulating film 172, and a part of the second insulating film 171 are etched. Then, a part of the fourth conductive layer 163 is exposed. Next, after removing the fifth mask, a sixth conductive layer 175 having a thickness of 100 to 200 nm which functions as a pixel electrode is formed. As the fifth mask, a method and a material similar to those of the second mask 143 can be used as appropriate. As a typical material of the sixth conductive layer 175, a light-transmitting conductive film or a reflective conductive film can be given. As a material for the light-transmitting conductive film, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide added with gallium (GZO), indium tin oxide containing silicon oxide, or the like Is mentioned. In addition, as a material for the conductive film having reflectivity, a metal such as aluminum (Al), titanium (Ti), silver (Ag), and tantalum (Ta), or a concentration less than the stoichiometric composition ratio with the metal is used. Examples thereof include a metal material containing nitrogen, or titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN) which is a nitride of the metal, or aluminum containing 1 to 20% nickel. Further, in the case of a transflective liquid crystal display device, the sixth conductive layer may be formed using a light-transmitting conductive film and a reflective conductive film.

第6の導電層175の形成方法としては、液滴吐出法、スパッタリング法、蒸着法、CVD法、塗布法等を適宜用いる。液滴吐出法を用いることで、選択的に第6の導電層を形成することが可能である。また、スパッタリング法、蒸着法、CVD法、塗布法等を用いた場合、第2の導電層と同様にマスクを形成した後、該マスクを用いて導電膜をエッチングして第6の導電層を形成する。   As a method for forming the sixth conductive layer 175, a droplet discharge method, a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, a coating method, or the like is appropriately used. By using a droplet discharge method, the sixth conductive layer can be selectively formed. Further, when a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, a coating method, or the like is used, after forming a mask in the same manner as the second conductive layer, the conductive film is etched using the mask to form a sixth conductive layer. Form.

なお、ここでは第5の導電層173としてはゲート配線として機能する導電層を形成し、第6の導電層175としては画素電極として機能する導電層を形成したが、これに限定されない。画素電極として機能する導電層を形成した後、ゲート配線として機能する導電層を形成してもよい。   Note that although a conductive layer functioning as a gate wiring is formed as the fifth conductive layer 173 and a conductive layer functioning as a pixel electrode is formed as the sixth conductive layer 175 here, the invention is not limited to this. After forming a conductive layer functioning as a pixel electrode, a conductive layer functioning as a gate wiring may be formed.

以上の工程により、アクティブマトリクス基板を形成することが可能である。   Through the above steps, an active matrix substrate can be formed.

本実施形態で形成される逆スタガ型TFTは、ゲート電極に耐熱性の高い材料を用いており、また活性化工程、ゲッタリング工程、及び結晶化工程を同時に行う加熱処理を行った後、低抵抗材料を用いて信号線、走査線等の配線を形成している。このため、結晶性を有し、不純物金属元素が少なく、配線抵抗の低いTFTを形成することが可能である。また、本発明の液晶表示装置は、絶縁膜上に画素電極を形成することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。   The inverted staggered TFT formed in this embodiment uses a material having high heat resistance for the gate electrode, and after performing heat treatment for simultaneously performing the activation process, the gettering process, and the crystallization process, Wirings such as signal lines and scanning lines are formed using a resistance material. Therefore, a TFT having crystallinity, a small amount of impurity metal elements, and low wiring resistance can be formed. In the liquid crystal display device of the present invention, a pixel electrode can be formed over the insulating film, and the aperture ratio can be increased.

このため、結晶性半導体膜で形成されるため非晶質半導体膜で形成される逆スタガ型TFTと比較して移動度が高い。また、ソース領域及びドレイン領域には、ドナー型元素に加え、触媒元素をも含む。このため、半導体領域との接触抵抗の低いソース領域及びドレイン領域が形成できる。この結果、高速動作が必要な半導体装置を作製することが可能である。   For this reason, since it is formed of a crystalline semiconductor film, it has higher mobility than an inverted staggered TFT formed of an amorphous semiconductor film. Further, the source region and the drain region contain a catalyst element in addition to the donor element. For this reason, a source region and a drain region having low contact resistance with the semiconductor region can be formed. As a result, a semiconductor device that requires high-speed operation can be manufactured.

また、非晶質半導体膜で形成されるTFTと比較して、しきい値のずれが生じにくく、TFT特性のバラツキを低減することが可能である。このため、非晶質半導体膜で形成されるTFTをスイッチング素子として用いた液晶表示装置と比較して、表示ムラを低減することが可能であり、信頼性の高い半導体装置を作製することが可能である。   Further, as compared with a TFT formed using an amorphous semiconductor film, a threshold shift is less likely to occur, and variation in TFT characteristics can be reduced. Therefore, display unevenness can be reduced and a highly reliable semiconductor device can be manufactured as compared with a liquid crystal display device using a TFT formed of an amorphous semiconductor film as a switching element. It is.

更には、ゲッタリング工程により、成膜段階で半導体膜中に混入する金属元素をもゲッタリングするため、オフ電流を低減することが可能である。このようなTFTを液晶表示装置のスイッチング素子に設けることにより、コントラストを向上させることが可能である。   Further, since the metal element mixed in the semiconductor film in the film formation stage is also gettered by the gettering step, off current can be reduced. By providing such a TFT in a switching element of a liquid crystal display device, contrast can be improved.

また、本実施形態では、このため、基板全面に薄膜を成膜せずとも、液滴吐出法を用いて所定の場所に薄膜原料やレジストを吐出すればよく、フォトマスクを用いずとも、TFTを形成することができる。このため、スループットや歩留まりを向上させると共に、コストダウンを図ることが可能となる。   In the present embodiment, therefore, a thin film material or a resist may be discharged to a predetermined place using a droplet discharge method without forming a thin film on the entire surface of the substrate, and a TFT can be used without using a photomask. Can be formed. For this reason, it is possible to improve throughput and yield and to reduce costs.

(実施形態2)
本実施形態では、実施形態1で示したアクティブマトリクス基板のソース配線、ゲート配線、及び画素電極の積層の構造について、図3を用いて説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment mode, a stacked structure of source wirings, gate wirings, and pixel electrodes of the active matrix substrate shown in Embodiment Mode 1 will be described with reference to FIGS.

図3(A)は、本実施形態における逆スタガ型TFTと、ゲート配線として機能する第5の導電層との積層構造を示す図であり、図2(E)の断面構造及び図3(C)のA−Bの断面構造に相当する。   FIG. 3A is a view showing a stacked structure of the inverted staggered TFT in this embodiment and a fifth conductive layer functioning as a gate wiring. The cross-sectional structure of FIG. 2E and FIG. This corresponds to the cross-sectional structure of A-B.

図3(B)は、ソース配線として機能する第4の導電層、ゲート配線として機能する第5の導電層、ゲート電極の接続部として機能する第2の導電層、及び画素電極として機能のする第6の導電層の積層構造を示す図であり、図3(C)のC−Dの断面構造に相当する。以下、ソース配線として機能する第4の導電層をソース配線162a、162b、ドレイン電極として機能する第4の導電層をドレイン電極163aのゲート配線として機能する第5の導電層をゲート配線173a、ゲート電極の接続部として機能する第2の導電層をゲート電極の接続部122a、122b、及び画素電極として機能する第6の導電層を画素電極175aと示す。   FIG. 3B functions as a fourth conductive layer functioning as a source wiring, a fifth conductive layer functioning as a gate wiring, a second conductive layer functioning as a connection portion of the gate electrode, and a pixel electrode. It is a figure which shows the laminated structure of a 6th conductive layer, and is equivalent to the cross-section of CD of FIG.3 (C). Hereinafter, the fourth conductive layer functioning as the source wiring is the source wirings 162a and 162b, the fourth conductive layer functioning as the drain electrode is the gate wiring 173a, and the fifth conductive layer functioning as the gate wiring of the drain electrode 163a is the gate. The second conductive layer functioning as an electrode connection portion is referred to as a gate electrode connection portion 122a, 122b, and the sixth conductive layer functioning as a pixel electrode is referred to as a pixel electrode 175a.

図3(B)に示すように、ゲート電極の接続部122b上に第1の絶縁膜123が形成され、第1の絶縁膜123上に、容量配線181、ソース配線162b、ドレイン電極163aが形成される。また、容量配線181、ソース配線162b、ドレイン電極163a、第1の絶縁膜123の上に第2の絶縁膜171、第3の絶縁膜172が形成され、第3の絶縁膜172上にゲート配線173aが形成される。即ち、ソース配線、容量配線は、第2の絶縁膜171、第3の絶縁膜172を介してゲート配線173aと交差している。なお、図3(A)及び図3(B)においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 3B, a first insulating film 123 is formed over the connection portion 122b of the gate electrode, and a capacitor wiring 181, a source wiring 162b, and a drain electrode 163a are formed over the first insulating film 123. Is done. Further, a second insulating film 171 and a third insulating film 172 are formed over the capacitor wiring 181, the source wiring 162 b, the drain electrode 163 a, and the first insulating film 123, and the gate wiring is formed over the third insulating film 172. 173a is formed. That is, the source wiring and the capacitor wiring intersect with the gate wiring 173a through the second insulating film 171 and the third insulating film 172. Note that in FIGS. 3A and 3B, the insulating films 123a, 123b, and 123c described in Embodiment 1 are representatively illustrated as the first insulating film 123.

図3(B)に示すように、ゲート配線173a及び第3の絶縁膜172全ての上に第4の絶縁膜174が形成され、第4の絶縁膜174上に画素電極175aが形成されている。即ち、第4の絶縁膜174を介して、ゲート配線173aの一部を画素電極175aが覆っている。画素電極175aが形成される第4の絶縁膜174は、平坦化層で形成されているため、後に画素電極間に充填される液晶材料の配向の乱れを抑制することが可能であり、液晶表示装置のコントラストを向上させることが可能である。   As shown in FIG. 3B, a fourth insulating film 174 is formed over all of the gate wiring 173 a and the third insulating film 172, and a pixel electrode 175 a is formed over the fourth insulating film 174. . That is, the pixel electrode 175a covers part of the gate wiring 173a with the fourth insulating film 174 interposed therebetween. Since the fourth insulating film 174 on which the pixel electrode 175a is formed is formed using a planarization layer, it is possible to suppress disorder in the alignment of a liquid crystal material that is filled between the pixel electrodes later. It is possible to improve the contrast of the device.

なお、ここでは、第4の絶縁膜174を、ゲート配線173a及び第3の絶縁膜172全ての上に形成したが、ゲート配線173a及びその周辺の第3の絶縁膜172を覆うように設けてもよい。この場合、液滴吐出法や印刷法で部分的に第4の絶縁膜を形成する。この構造の場合、部分的に第4の絶縁膜を形成するため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。   Note that although the fourth insulating film 174 is formed over all of the gate wiring 173a and the third insulating film 172 here, the fourth insulating film 174 is provided so as to cover the gate wiring 173a and the third insulating film 172 around the gate wiring 173a. Also good. In this case, the fourth insulating film is partially formed by a droplet discharge method or a printing method. In the case of this structure, since the fourth insulating film is partially formed, raw materials can be reduced and the cost can be reduced.

また、本実施形態では、図3(C)のE―Fで示すように、ソース配線上に画素電極の端部が形成されている。このため、透過型液晶表示装置の場合、画素電極端部で液晶材料の配向乱れが生じたとしても、その領域をソース配線が覆っているため、表示ムラを低減することが可能である。   In this embodiment, as indicated by EF in FIG. 3C, the end portion of the pixel electrode is formed on the source wiring. For this reason, in the case of a transmissive liquid crystal display device, even if alignment disorder of the liquid crystal material occurs at the end portion of the pixel electrode, since the source wiring covers the region, display unevenness can be reduced.

(実施形態3)
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図4を用いて説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, an active matrix substrate having a stacked structure of gate wiring and source wiring will be described with reference to FIG.

図4(A)は、本実施形態における逆スタガ型TFTとゲート配線との積層構造を示す図であり、図4(C)のA−Bの断面構造に相当する。第1の絶縁膜123上には、第4の半導体領域、ドレイン電極として機能する第4の導電層(以下、ドレイン電極163aと示す。)163、画素電極1112、ゲート配線1113が形成される。ドレイン電極163aと画素電極1112は絶縁膜を介さないで接続されている。また、ゲート電極の接続部122aとゲート配線1113とは、第1の絶縁膜123を介して接続されている。また、ソース配線162a、ドレイン電極163a、画素電極1112、第1の絶縁膜123、ゲート配線1113上にはパッシベーション膜として機能する絶縁膜1114が形成される。なお、図4(A)及び図4(B)においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   FIG. 4A is a diagram illustrating a stacked structure of the inverted staggered TFT and the gate wiring in this embodiment, and corresponds to a cross-sectional structure taken along AB in FIG. Over the first insulating film 123, a fourth semiconductor region, a fourth conductive layer functioning as a drain electrode (hereinafter referred to as a drain electrode 163a) 163, a pixel electrode 1112, and a gate wiring 1113 are formed. The drain electrode 163a and the pixel electrode 1112 are connected without an insulating film interposed therebetween. The gate electrode connection portion 122 a and the gate wiring 1113 are connected to each other through the first insulating film 123. In addition, an insulating film 1114 functioning as a passivation film is formed over the source wiring 162 a, the drain electrode 163 a, the pixel electrode 1112, the first insulating film 123, and the gate wiring 1113. Note that in FIGS. 4A and 4B, the insulating films 123a, 123b, and 123c described in Embodiment 1 are representatively illustrated as the first insulating film 123.

図4(B)は、ソース配線162b、ゲート配線1113、ゲート電極の接続部122b、及び画素電極1112の積層構造を示す図であり、図4(C)のC−Dの断面構造に相当する。   4B illustrates a stacked structure of the source wiring 162b, the gate wiring 1113, the gate electrode connection portion 122b, and the pixel electrode 1112, and corresponds to a cross-sectional structure taken along line CD in FIG. 4C. .

図4(B)に示すように、ゲート電極の接続部122b上に第1の絶縁膜123が形成され、第1の絶縁膜123上に、容量配線181、ソース配線162b、ドレイン電極163a、ドレイン電極163aに接続する画素電極1112が形成される。また、容量配線181、ソース配線162b上に第2の絶縁膜1111が形成され、第2の絶縁膜1111上にゲート配線1113が形成される。即ち、ソース配線、容量配線は、第2の絶縁膜1111を介してゲート配線1113と交差している。ここでは、第2の絶縁膜1111を液滴吐出法、又は印刷法で形成する。   As shown in FIG. 4B, a first insulating film 123 is formed over the connection portion 122b of the gate electrode, and a capacitor wiring 181, a source wiring 162b, a drain electrode 163a, a drain are formed over the first insulating film 123. A pixel electrode 1112 connected to the electrode 163a is formed. In addition, a second insulating film 1111 is formed over the capacitor wiring 181 and the source wiring 162b, and a gate wiring 1113 is formed over the second insulating film 1111. In other words, the source wiring and the capacitor wiring intersect with the gate wiring 1113 with the second insulating film 1111 interposed therebetween. Here, the second insulating film 1111 is formed by a droplet discharge method or a printing method.

本実施形態では、ソース配線、容量配線と、ゲート配線とが交差する領域にのみ第2の絶縁膜1111を設けている。このため、実施形態2と異なり、一部分にのみ形成しているため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。   In this embodiment, the second insulating film 1111 is provided only in a region where the source wiring, the capacitor wiring, and the gate wiring intersect. For this reason, unlike Embodiment 2, since it forms only in a part, it can reduce a raw material and can reduce cost.

また、ゲート配線1113と画素電極1112とが重なる領域に第3の絶縁膜を液滴吐出法又は印刷法で形成してもよい。この場合、画素電極が形成する領域を拡大することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。   Alternatively, the third insulating film may be formed in a region where the gate wiring 1113 and the pixel electrode 1112 overlap with a droplet discharge method or a printing method. In this case, a region formed by the pixel electrode can be enlarged, and the aperture ratio can be increased.

(実施形態4)
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図5を用いて説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, an active matrix substrate having a stacked structure of gate wiring and source wiring will be described with reference to FIG.

図5(A)は、本実施形態における逆スタガ型TFTとゲート配線との積層構造を示す図であり、及び図5(C)のA−Bの断面構造に相当する。   FIG. 5A is a diagram showing a stacked structure of an inverted staggered TFT and a gate wiring in this embodiment, and corresponds to a cross-sectional structure taken along AB in FIG.

図5(B)は、ソース配線162b、ゲート配線1121b、ゲート電極の接続部122b、及び画素電極1122の積層構造を示す図であり、図5(C)のC−Dの断面構造に相当する。   FIG. 5B illustrates a stacked structure of the source wiring 162b, the gate wiring 1121b, the gate electrode connection portion 122b, and the pixel electrode 1122, and corresponds to the cross-sectional structure taken along line CD in FIG. .

図5(B)に示すように、ゲート電極の接続部122a、122b上に第1の絶縁膜123が形成され、第1の絶縁膜123上に、容量配線181、ソース配線162b、ドレイン電極163aが形成される。また、容量配線181、ソース配線162b、ドレイン電極163a、及び第1の絶縁膜123の上に第2の絶縁膜171、第3の絶縁膜172が形成され、第3の絶縁膜172上にゲート配線1121bが形成される。即ち、ソース配線162b、容量配線181は、第2の絶縁膜171、第3の絶縁膜172を介してゲート配線1121bと交差している。なお、図5(A)及び図5(B)においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 5B, a first insulating film 123 is formed over the gate electrode connection portions 122a and 122b, and a capacitor wiring 181, a source wiring 162b, and a drain electrode 163a are formed over the first insulating film 123. Is formed. A second insulating film 171 and a third insulating film 172 are formed over the capacitor wiring 181, the source wiring 162 b, the drain electrode 163 a, and the first insulating film 123, and a gate is formed over the third insulating film 172. A wiring 1121b is formed. That is, the source wiring 162 b and the capacitor wiring 181 intersect with the gate wiring 1121 b through the second insulating film 171 and the third insulating film 172. Note that in FIGS. 5A and 5B, the insulating films 123a, 123b, and 123c described in Embodiment 1 are representatively illustrated as the first insulating film 123.

なお、ここでは、図5(C)に示すように、ゲート配線1121bは、画素ごとに形成されており、隣り合う画素に設けられたゲート電極の接続部122a、122bに接続されている。このため、ゲート配線1121bの材料は、特に低抵抗材料である必要はなく、材料の選択の幅が広がる。   Note that here, as illustrated in FIG. 5C, the gate wiring 1121b is formed for each pixel and is connected to connection portions 122a and 122b of gate electrodes provided in adjacent pixels. For this reason, the material of the gate wiring 1121b does not need to be a particularly low resistance material, and the selection range of the material is widened.

また、第3の絶縁膜172上に第4の絶縁膜174が形成され、第4の絶縁膜174上に画素電極1122が形成されている。即ち、第4の絶縁膜174を介して、ゲート配線1121bの一部を画素電極1122が覆ってもよい。画素電極1122が形成される第4の絶縁膜174は、平坦化層で形成されているため、後に画素電極間に充填される液晶材料の配向の乱れを抑制することが可能であり、液晶表示装置のコントラストを向上させることが可能である。   In addition, a fourth insulating film 174 is formed over the third insulating film 172, and a pixel electrode 1122 is formed over the fourth insulating film 174. That is, the pixel electrode 1122 may cover part of the gate wiring 1121b with the fourth insulating film 174 interposed therebetween. Since the fourth insulating film 174 in which the pixel electrode 1122 is formed is formed using a planarization layer, it is possible to suppress disorder in the alignment of a liquid crystal material that is filled between the pixel electrodes later. It is possible to improve the contrast of the device.

なお、ここでは、第4の絶縁膜174を、ゲート配線1121b及び第3の絶縁膜172の上に形成したが、ゲート配線1121b及びその周辺の第3の絶縁膜172を覆うように設けてもよい。この場合、液滴吐出法や印刷法で部分的に第4の絶縁膜を形成する。この構造の場合、部分的に第4の絶縁膜を形成するため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。   Note that although the fourth insulating film 174 is formed over the gate wiring 1121b and the third insulating film 172 here, the fourth insulating film 174 may be provided so as to cover the gate wiring 1121b and the third insulating film 172 around the gate wiring 1121b. Good. In this case, the fourth insulating film is partially formed by a droplet discharge method or a printing method. In the case of this structure, since the fourth insulating film is partially formed, raw materials can be reduced and the cost can be reduced.

(実施形態5)
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図6を用いて説明する。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, an active matrix substrate having a stacked structure of gate wiring and source wiring will be described with reference to FIG.

図6(A)は、本実施形態における逆スタガ型TFTとゲート配線との積層構造を示す図であり、図6(C)のA−Bの断面構造に相当する。第1の絶縁膜123上には、第4の半導体領域166、ドレイン電極163a、画素電極1132、ゲート配線1133aが形成される。ドレイン電極163aと画素電極1132は絶縁膜を介さないで接続されている。   FIG. 6A is a diagram showing a laminated structure of the inverted staggered TFT and the gate wiring in this embodiment, and corresponds to a cross-sectional structure taken along AB in FIG. 6C. Over the first insulating film 123, a fourth semiconductor region 166, a drain electrode 163a, a pixel electrode 1132, and a gate wiring 1133a are formed. The drain electrode 163a and the pixel electrode 1132 are connected without an insulating film interposed therebetween.

図6(B)は、ソース配線162b、ゲート配線1133b、ゲート電極の接続部122b、及び画素電極1132の積層構造を示す図であり、図6(C)のC−Dの断面構造に相当する。   6B illustrates a stacked structure of the source wiring 162b, the gate wiring 1133b, the gate electrode connection portion 122b, and the pixel electrode 1132, and corresponds to a cross-sectional structure taken along line CD in FIG. 6C. .

図6(B)に示すように、ゲート電極の接続部122b上に第1の絶縁膜123が形成され、第1の絶縁膜123上に、容量配線181、ソース配線162b、ドレイン電極163a、ドレイン電極163aに接続する画素電極1132が形成される。また、容量配線181、ソース配線162b上に第2の絶縁膜1131が形成され、第2の絶縁膜1131上にゲート配線1133bが形成される。即ち、ソース配線、容量配線は、第2の絶縁膜1131を介してゲート配線1133bと交差している。ここでは、第2の絶縁膜1131を液滴吐出法、又は印刷法で形成する。なお、図6(A)及び図6(B)においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 6B, a first insulating film 123 is formed over the gate electrode connection portion 122b, and a capacitor wiring 181, a source wiring 162b, a drain electrode 163a, a drain are formed over the first insulating film 123. A pixel electrode 1132 connected to the electrode 163a is formed. In addition, a second insulating film 1131 is formed over the capacitor wiring 181 and the source wiring 162b, and a gate wiring 1133b is formed over the second insulating film 1131. In other words, the source wiring and the capacitor wiring intersect with the gate wiring 1133b with the second insulating film 1131 interposed therebetween. Here, the second insulating film 1131 is formed by a droplet discharge method or a printing method. Note that in FIGS. 6A and 6B, the insulating films 123a, 123b, and 123c described in Embodiment 1 are representatively illustrated as the first insulating film 123.

本実施形態では、ソース配線、容量配線と、ゲート配線とが交差する領域にのみ第2の絶縁膜1131を設けている。このため、実施形態4と異なり、一部分にのみ形成しているため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。   In this embodiment, the second insulating film 1131 is provided only in a region where the source wiring, the capacitor wiring, and the gate wiring intersect. For this reason, unlike Embodiment 4, since it forms only in a part, it can reduce a raw material and can reduce cost.

また、ゲート配線1133bと画素電極1132とが重なる領域に第3の絶縁膜を液滴吐出法又は印刷法で形成してよい。この場合、画素電極が形成する領域を拡大することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。   Further, a third insulating film may be formed by a droplet discharge method or a printing method in a region where the gate wiring 1133b and the pixel electrode 1132 overlap. In this case, a region formed by the pixel electrode can be enlarged, and the aperture ratio can be increased.

(実施形態6)
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図7を用いて説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment, an active matrix substrate having a stacked structure of gate wiring and source wiring will be described with reference to FIG.

図7(A)は、本実施形態における逆スタガ型TFTとゲート配線として機能する第5の導電層との積層構造を示す図であり、図7(C)のA−Bの断面構造に相当する。   FIG. 7A is a diagram illustrating a stacked structure of the inverted staggered TFT and the fifth conductive layer functioning as a gate wiring in this embodiment, and corresponds to a cross-sectional structure taken along AB in FIG. 7C. To do.

図7(B)は、ソース配線1143b、ゲート配線1145a、1145b、ゲート電極の接続部122b、及び画素電極1142の積層構造を示す図であり、図7(C)のC−Dの断面構造に相当する。   FIG. 7B illustrates a stacked structure of the source wiring 1143b, the gate wirings 1145a and 1145b, the gate electrode connection portion 122b, and the pixel electrode 1142, which has a cross-sectional structure taken along line CD in FIG. Equivalent to.

図7(B)に示すように、ゲート電極の接続部122a、122b上に第1の絶縁膜123が形成され、第1の絶縁膜123上に、容量配線1144、ソース配線1143b、ドレイン電極1147、ゲート配線1145a、1145bが形成される。なお、ゲート配線1145a、1145bは、それぞれ第1の絶縁膜123を介してゲート電極の接続部122a、122bに接続されている。なお、図7(A)及び図7(B)においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 7B, a first insulating film 123 is formed over the gate electrode connection portions 122a and 122b, and a capacitor wiring 1144, a source wiring 1143b, and a drain electrode 1147 are formed over the first insulating film 123. Gate wirings 1145a and 1145b are formed. Note that the gate wirings 1145a and 1145b are connected to the gate electrode connecting portions 122a and 122b through the first insulating film 123, respectively. Note that in FIGS. 7A and 7B, the insulating films 123a, 123b, and 123c described in Embodiment 1 are representatively illustrated as the first insulating film 123.

また、図7(C)に示すように、ゲート配線1145a、1145bは、各画素にそれぞれ設けられている。ここでは、ゲート配線1145a、1145bとソース配線1143b、ドレイン電極1147、容量配線1144それぞれは、交差していない。このためこれらの電極及び配線を液滴吐出法で形成する場合、同時に形成できるため、量産性を向上させることが可能である。   In addition, as illustrated in FIG. 7C, the gate wirings 1145a and 1145b are provided in the respective pixels. Here, the gate wirings 1145a and 1145b, the source wiring 1143b, the drain electrode 1147, and the capacitor wiring 1144 do not intersect each other. Therefore, when these electrodes and wirings are formed by a droplet discharge method, they can be formed at the same time, so that mass productivity can be improved.

また、ゲート配線1145a、1145bとソース配線1143b、ドレイン電極1147、容量配線1144の上に第2の絶縁膜171、第3の絶縁膜172が形成され、第3の絶縁膜172上に導電層1146a、1146bが形成される。また、導電層1146bは、第2の絶縁膜171、第3の絶縁膜172を介して、ゲート配線1145a、1145bと接続している。このため、各画素に設けられたゲート配線は、導電層1146a、1146bを介して電気的に接続している。また、ソース配線は、第2の絶縁膜171、第3の絶縁膜172を介して導電層1146a、1146bと交差している。   A second insulating film 171 and a third insulating film 172 are formed over the gate wirings 1145a and 1145b, the source wiring 1143b, the drain electrode 1147, and the capacitor wiring 1144, and the conductive layer 1146a is formed over the third insulating film 172. 1146b are formed. Further, the conductive layer 1146b is connected to the gate wirings 1145a and 1145b through the second insulating film 171 and the third insulating film 172. Therefore, the gate wiring provided in each pixel is electrically connected through the conductive layers 1146a and 1146b. The source wiring intersects with the conductive layers 1146a and 1146b with the second insulating film 171 and the third insulating film 172 interposed therebetween.

なお、ここでは、導電層1146a、1146bは、画素ごとに形成されており、隣り合う画素に設けられたゲート電極の接続部122a、122bに接続されている。このため、導電層1146a、1146bの材料の選択の幅が広がる。   Note that here, the conductive layers 1146a and 1146b are formed for each pixel and are connected to gate electrode connecting portions 122a and 122b provided in adjacent pixels. For this reason, the range of selection of materials for the conductive layers 1146a and 1146b is widened.

また、第3の絶縁膜172上に第4の絶縁膜174が形成され、第4の絶縁膜174上に画素電極1142が形成されている。即ち、第4の絶縁膜174を介して、導電層1146bの一部を画素電極1142が覆っている。画素電極1142が形成される第4の絶縁膜174は、平坦化層で形成されているため、後に画素電極間に充填される液晶材料の配向の乱れを抑制することが可能であり、液晶表示装置のコントラストを向上させることが可能である。   In addition, a fourth insulating film 174 is formed over the third insulating film 172, and a pixel electrode 1142 is formed over the fourth insulating film 174. That is, the pixel electrode 1142 covers part of the conductive layer 1146b with the fourth insulating film 174 interposed therebetween. Since the fourth insulating film 174 in which the pixel electrode 1142 is formed is formed using a planarization layer, it is possible to suppress disorder in the orientation of a liquid crystal material that is filled between the pixel electrodes later. It is possible to improve the contrast of the device.

なお、ここでは、第4の絶縁膜174を、導電層1146a、1146b及び第3の絶縁膜172全ての上に形成したが、導電層1146a、1146b及びその周辺の第3の絶縁膜172を覆うように設けてもよい。   Note that although the fourth insulating film 174 is formed over the conductive layers 1146a and 1146b and the third insulating film 172 here, the conductive layers 1146a and 1146b and the third insulating film 172 around the conductive layers 1146a and 1146b are covered. It may be provided as follows.

(実施形態7)
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図8を用いて説明する。
(Embodiment 7)
In the present embodiment, an active matrix substrate having a stacked structure of gate wiring and source wiring will be described with reference to FIG.

図8(A)は、本実施形態における逆スタガ型TFTとゲート配線との積層構造を示す図であり、図8(C)のA−Bの断面構造に相当する。第1の絶縁膜123上には、ソース配線1153a、第4の半導体領域166、ドレイン電極1157、画素電極1152、ゲート配線1155aが形成される。ドレイン電極1157と画素電極1132は絶縁膜を介さないで接続されている。   FIG. 8A is a diagram showing a laminated structure of the inverted staggered TFT and the gate wiring in this embodiment, and corresponds to a cross-sectional structure taken along AB in FIG. 8C. Over the first insulating film 123, a source wiring 1153a, a fourth semiconductor region 166, a drain electrode 1157, a pixel electrode 1152, and a gate wiring 1155a are formed. The drain electrode 1157 and the pixel electrode 1132 are connected without an insulating film interposed therebetween.

図8(B)は、ソース配線1153b、ゲート配線1155a、1155b、ゲート電極の接続部122b、及び画素電極1152の積層構造を示す図であり、図8(C)のC−Dの断面構造に相当する。   FIG. 8B illustrates a stacked structure of the source wiring 1153b, the gate wirings 1155a and 1155b, the gate electrode connection portion 122b, and the pixel electrode 1152, and has a cross-sectional structure taken along line CD in FIG. Equivalent to.

図8(B)に示すように、ゲート電極の接続部122b上に第1の絶縁膜123が形成され、第1の絶縁膜123上に、容量配線1154、ソース配線1153b、ドレイン電極1154a、ドレイン電極1157に接続する画素電極1152、ゲート配線1155a、1155bが形成される。また、容量配線1154、ソース配線1153b上に第2の絶縁膜1151が形成され、第2の絶縁膜1151上に導電層1156bが形成される。ゲート配線1155a、1155bは、各画素にそれぞれ設けられている。ここでは、ゲート配線1155a、1155bとソース配線1153b、ドレイン電極1157、容量配線1154それぞれは、交差していない。このため液滴吐出法で形成する場合、同時に形成できるため、量産性を向上させることが可能である。なお、図8(A)及び図8(B)においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 8B, a first insulating film 123 is formed over the connection portion 122b of the gate electrode, and a capacitor wiring 1154, a source wiring 1153b, a drain electrode 1154a, a drain are formed over the first insulating film 123. A pixel electrode 1152 connected to the electrode 1157 and gate wirings 1155a and 1155b are formed. In addition, a second insulating film 1151 is formed over the capacitor wiring 1154 and the source wiring 1153b, and a conductive layer 1156b is formed over the second insulating film 1151. Gate wirings 1155a and 1155b are provided in the respective pixels. Here, the gate wirings 1155a and 1155b, the source wiring 1153b, the drain electrode 1157, and the capacitor wiring 1154 do not intersect each other. For this reason, when forming by a droplet discharge method, since it can form simultaneously, it is possible to improve mass-productivity. Note that in FIGS. 8A and 8B, the insulating films 123a, 123b, and 123c described in Embodiment 1 are representatively illustrated as the first insulating film 123.

また、導電層1156bは、第2の絶縁膜1151を介して、それぞれゲート配線1155a、1155bと接続している。このため、各画素に設けられたゲート配線は、導電層1156a、1156bを介して電気的に接続している。また、ソース配線、容量配線は、第2の絶縁膜1151を介してゲート配線1155a、1155b及び導電層1156a、1156bと交差している。   The conductive layer 1156b is connected to the gate wirings 1155a and 1155b through the second insulating film 1151, respectively. Therefore, the gate wiring provided in each pixel is electrically connected through the conductive layers 1156a and 1156b. In addition, the source wiring and the capacitor wiring intersect with the gate wirings 1155a and 1155b and the conductive layers 1156a and 1156b with the second insulating film 1151 interposed therebetween.

本実施形態では、ソース配線、容量配線と、ゲート配線とが交差する領域にのみ第2の絶縁膜1151を設けている。このため、実施形態6と異なり、一部分にのみ形成しているため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。   In this embodiment, the second insulating film 1151 is provided only in a region where the source wiring, the capacitor wiring, and the gate wiring intersect. For this reason, unlike Embodiment 6, since it forms only in a part, it can reduce raw materials and can reduce cost.

また、導電層と画素電極1152とが重なる領域に第3の絶縁膜を液滴吐出法又は印刷法で形成してよい。この場合、画素電極が形成する領域を拡大することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。   Further, a third insulating film may be formed by a droplet discharge method or a printing method in a region where the conductive layer and the pixel electrode 1152 overlap. In this case, a region formed by the pixel electrode can be enlarged, and the aperture ratio can be increased.

(実施形態8)
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図36を用いて説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment, an active matrix substrate having a stacked structure of gate wiring and source wiring will be described with reference to FIG.

図36(A)は、本実施形態における逆スタガ型TFTとゲート配線との積層構造を示す図であり、図36(C)のA−Bの断面構造に相当する。第1の絶縁膜123上には、第4の半導体領域166、ドレイン電極1157、画素電極1152が形成される。ドレイン電極1157と画素電極1152は絶縁膜を介さないで接続されている。また、ゲート電極の接続部722a上の第1の絶縁膜は除去されており、その上にゲート配線1165aが形成されている。このような構造により、ゲート電極の接続部とゲート配線との接触抵抗を低減することが可能である。また、本実施形態のようなゲート電極の接続部722aとゲート配線1165aとの接続構造を、実施形態2乃至実施形態7それぞれに適用することが可能である。   FIG. 36A is a diagram illustrating a stacked structure of the inverted staggered TFT and the gate wiring in this embodiment, and corresponds to a cross-sectional structure taken along line AB in FIG. On the first insulating film 123, a fourth semiconductor region 166, a drain electrode 1157, and a pixel electrode 1152 are formed. The drain electrode 1157 and the pixel electrode 1152 are connected without an insulating film interposed therebetween. The first insulating film on the gate electrode connection portion 722a is removed, and a gate wiring 1165a is formed thereover. With such a structure, the contact resistance between the gate electrode connection portion and the gate wiring can be reduced. Further, the connection structure between the gate electrode connection portion 722a and the gate wiring 1165a as in this embodiment can be applied to each of Embodiments 2 to 7.

図36(B)は、ソース配線1163b、ゲート配線1165a、1165b、導電層1166b、及び画素電極1152の積層構造を示す図であり、図36(C)のC−Dの断面構造に相当する。   FIG. 36B illustrates a stacked structure of the source wiring 1163b, the gate wirings 1165a and 1165b, the conductive layer 1166b, and the pixel electrode 1152, and corresponds to the cross-sectional structure taken along the line CD in FIG.

図36(B)に示すように、ゲート電極721a、ゲート電極の接続部722aと同様の工程で形成された導電層1166bが基板表面には、形成されている。また、ゲート電極の接続部722a表面の第1の絶縁膜を除去するときに、導電層1166bの表面上の第1の絶縁膜を除去する。この後、導電層1166b上に第2の絶縁膜1161形成する。このとき、導電層1166bの両端部が露出するように、第2の絶縁膜1161を形成することが好ましい。   As shown in FIG. 36B, a conductive layer 1166b formed in the same process as the gate electrode 721a and the gate electrode connection portion 722a is formed on the substrate surface. Further, when the first insulating film on the surface of the gate electrode connection portion 722a is removed, the first insulating film on the surface of the conductive layer 1166b is removed. After that, a second insulating film 1161 is formed over the conductive layer 1166b. At this time, the second insulating film 1161 is preferably formed so that both end portions of the conductive layer 1166b are exposed.

次に、第1の絶縁膜上にドレイン電極1157を形成すると同時に、導電層1166b上にゲート配線1165a、1165bを形成し、また同時に第2の絶縁膜1161上にソース配線1163b、容量配線1164を形成する。ここでは、これらの導電層は、交差していない。このため液滴吐出法で形成する場合、同時に形成できるため、量産性を向上させることが可能である。   Next, simultaneously with the formation of the drain electrode 1157 over the first insulating film, gate wirings 1165a and 1165b are formed over the conductive layer 1166b, and simultaneously, the source wiring 1163b and the capacitor wiring 1164 are formed over the second insulating film 1161. Form. Here, these conductive layers do not intersect. For this reason, when forming by a droplet discharge method, since it can form simultaneously, it is possible to improve mass-productivity.

また、本実施形態では、画素ごとに形成されたゲート配線1165a、1165bが導電層1166a、1166bを介して電気的に接続されている。また、導電層1166b上に形成された第2の絶縁膜1161を介して、ゲート配線とソース配線とが交差している。   In this embodiment, the gate wirings 1165a and 1165b formed for each pixel are electrically connected through the conductive layers 1166a and 1166b. In addition, the gate wiring and the source wiring intersect with each other through the second insulating film 1161 formed over the conductive layer 1166b.

本実施形態では、ソース配線、容量配線と、ゲート配線とが交差する領域にのみ第2の絶縁膜1161を設けている。このため、一部分にのみ形成しているため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。   In this embodiment, the second insulating film 1161 is provided only in a region where the source wiring, the capacitor wiring, and the gate wiring intersect. For this reason, since it forms only in a part, it is possible to reduce raw materials, and cost reduction is possible.

また、ゲート配線1165a、1165b、容量配線1164、及びソース配線1163a、1163bと画素電極1152とが重なる領域に、第3の絶縁膜を液滴吐出法又は印刷法で形成してよい。この場合、画素電極を形成する領域を拡大することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。   Further, the third insulating film may be formed by a droplet discharge method or a printing method in a region where the gate wirings 1165a and 1165b, the capacitor wiring 1164, the source wirings 1163a and 1163b, and the pixel electrode 1152 overlap. In this case, the region for forming the pixel electrode can be enlarged, and the aperture ratio can be increased.

(実施形態9)
本実施形態においては、実施形態1における結晶化及びゲッタリング工程の変形例について、図9を用いて説明する。
(Embodiment 9)
In the present embodiment, a modification of the crystallization and gettering steps in Embodiment 1 will be described with reference to FIG.

図9(A)に示すように、実施形態1と同様の工程に従って、第1の導電層221a、222aを形成し、第1の絶縁膜123を形成する。ここで、第1の絶縁膜123とは、実施形態1の第1の絶縁膜と同様の構成であり、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 9A, first conductive layers 221a and 222a are formed and a first insulating film 123 is formed in accordance with the same steps as in the first embodiment. Here, the first insulating film 123 has the same configuration as the first insulating film of the first embodiment, and the insulating films 123a, 123b, and 123c shown in the first embodiment are representative of the first insulating film. 123.

次に、図9(B)に示すように、実施形態1と同様の工程により、第1の半導体膜124、その上に触媒元素を有する層125、その上に第2の半導体膜132を形成する。   Next, as shown in FIG. 9B, the first semiconductor film 124, the layer 125 having a catalytic element thereon, and the second semiconductor film 132 are formed thereon by the same process as in the first embodiment. To do.

なお、第1の半導体膜124を形成した後、全面あるいは選択的にチャネルドープ工程を行ってもよい。   Note that after the first semiconductor film 124 is formed, a channel doping process may be performed on the entire surface or selectively.

次に、図9(C)に示すように、実施形態1と同様の工程により、第1の半導体膜と第2の半導体膜とを加熱し、第1の結晶性半導体膜141及び第2の結晶性半導体膜142を形成する。結晶化は半導体の結晶化を助長する金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進行する。   Next, as shown in FIG. 9C, the first semiconductor film and the second semiconductor film are heated by a process similar to that of Embodiment Mode 1, and the first crystalline semiconductor film 141 and the second semiconductor film are heated. A crystalline semiconductor film 142 is formed. In crystallization, silicide is formed in a portion of the semiconductor film in contact with a metal element that promotes crystallization of the semiconductor, and crystallization proceeds using the silicide as a nucleus.

結晶化が進行すると同時に図9(C)の矢印で示すように、第1の半導体膜の結晶化に寄与した触媒元素は第2の半導体膜132に移動されて、ゲッタリングされる。触媒元素の濃度が低減されて第1の結晶性半導体膜141が形成されると共に、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第2の半導体膜が結晶化されて第2の結晶性半導体膜142が形成される。   Simultaneously with the progress of crystallization, as indicated by an arrow in FIG. 9C, the catalytic element that contributes to the crystallization of the first semiconductor film is moved to the second semiconductor film 132 and gettered. The concentration of the catalytic element is reduced to form the first crystalline semiconductor film 141, and the second semiconductor film to which the catalytic element after gettering has moved is crystallized to form the second crystalline semiconductor film 142. It is formed.

本実施形態では第1の半導体膜上に触媒元素を含む層を形成している。このため、実施形態1と異なり、第1の絶縁膜と第1の半導体膜とを連続成膜することで、第1の半導体膜中の酸素濃度を低減することが可能である。例えば、第1の絶縁膜として、シラン及びアンモニアガスを原料としたCVD法により窒化珪素膜を成膜し、次にアンモニアガスから酸化窒素(N2O)に切り替えてCVD法により、酸化珪素膜を成膜して、第1の絶縁膜を形成する。次ぎに、プラズマを発生させずにシランガスのみをチャンバー内に流す。このことにより、チャンバー内の酸素濃度を低減することが可能である。この後、シランガスを原料としてCVD法により第1の半導体膜を形成することで、酸素濃度の低い第1の半導体膜を形成することが可能となる。 In this embodiment, a layer containing a catalytic element is formed on the first semiconductor film. For this reason, unlike Embodiment 1, it is possible to reduce the oxygen concentration in the first semiconductor film by continuously forming the first insulating film and the first semiconductor film. For example, as the first insulating film, a silicon nitride film is formed by a CVD method using silane and ammonia gas as raw materials, and the silicon oxide film is then switched from the ammonia gas to nitrogen oxide (N 2 O) by the CVD method. To form a first insulating film. Next, only silane gas is allowed to flow into the chamber without generating plasma. This makes it possible to reduce the oxygen concentration in the chamber. Thereafter, the first semiconductor film having a low oxygen concentration can be formed by forming the first semiconductor film by a CVD method using silane gas as a raw material.

なお、実施形態1乃至実施形態8のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   Note that the present embodiment can be applied to any one of the first to eighth embodiments.

(実施形態10)
本実施形態では、実施形態1と同様のゲッタリング工程を経て、チャネル保護型TFTを形成する工程について図10を用いて説明する。
(Embodiment 10)
In this embodiment, a process of forming a channel protection type TFT through the same gettering process as that of Embodiment 1 will be described with reference to FIG.

図10(A)に示すように、実施形態1と同様の工程により、第1の導電層221a、222aを形成し、第1の絶縁膜123を形成し、触媒元素を有する層125を形成し、第1の半導体膜124を形成する。次に第1の半導体膜124上に第2の絶縁膜128を形成した後、第2の絶縁膜上に第2のマスク119を形成する。なお、図10においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 10A, the first conductive layers 221a and 222a are formed, the first insulating film 123 is formed, and the layer 125 including a catalytic element is formed by the same process as that of the first embodiment. A first semiconductor film 124 is formed. Next, after a second insulating film 128 is formed over the first semiconductor film 124, a second mask 119 is formed over the second insulating film. Note that in FIG. 10, the insulating films 123 a, 123 b, and 123 c described in Embodiment 1 are representatively illustrated as the first insulating film 123.

ここで第2の絶縁膜128としては、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)等のいずれかの単層で形成された絶縁膜である。また、該絶縁膜を適宜組み合わせて積層構造としてもよい。   Here, the second insulating film 128 is any one of silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y), and the like. This is an insulating film formed of a single layer. Alternatively, the insulating films may be combined as appropriate to form a stacked structure.

第2のマスク119は液滴吐出法または、レーザビーム直接描画装置を用いて形成する。   The second mask 119 is formed by a droplet discharge method or a laser beam direct writing apparatus.

次に、第2のマスク119を用いて第2の絶縁膜128をエッチングして、図10(B)に示すような、第1の絶縁領域129を形成する。第1の絶縁領域129はチャネル保護層として機能する。   Next, the second insulating film 128 is etched using the second mask 119 to form a first insulating region 129 as shown in FIG. The first insulating region 129 functions as a channel protective layer.

図10(C)に示すように、第1の半導体膜124及び第1の絶縁領域129上に第2の半導体膜132を形成し、実施形態1と同様の工程により第1の半導体膜124および第2の半導体膜132を加熱する。この結果、触媒元素の濃度が低下された第1の結晶性半導体膜141、触媒元素を有する第2の結晶性半導体膜142を形成する。加熱に伴い、図10(D)の矢印で示すように触媒元素はゲッタリングされる。   As shown in FIG. 10C, a second semiconductor film 132 is formed over the first semiconductor film 124 and the first insulating region 129, and the first semiconductor film 124 and The second semiconductor film 132 is heated. As a result, the first crystalline semiconductor film 141 in which the concentration of the catalytic element is reduced and the second crystalline semiconductor film 142 having the catalytic element are formed. With heating, the catalytic element is gettered as shown by the arrow in FIG.

その後、実施形態1と同様の工程に従ってチャネル保護型TFTを形成することができる。なお、実施形態1乃至実施形態8のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   Thereafter, a channel protection type TFT can be formed according to the same steps as those in the first embodiment. Note that the present embodiment can be applied to any one of the first to eighth embodiments.

(実施形態11)
本実施形態では実施形態12と同様のゲッタリング工程に従いチャネル保護型TFTを作成する方法について図11を用いて説明する。
(Embodiment 11)
In this embodiment mode, a method for forming a channel protection type TFT according to the same gettering process as that in Embodiment Mode 12 will be described with reference to FIG.

図11(A)にしめすように、実施形態1と同様の工程に従い、第1の導電層221a、222aを形成し、第1の絶縁膜123を形成し、第1の半導体膜124を形成し、触媒元素を有する層125を形成し、第2の絶縁膜128を形成し、吐出法、またはレーザビーム直描装置を用いて第2のマスク119を形成する。なお、図11においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 11A, the first conductive layers 221a and 222a are formed, the first insulating film 123 is formed, and the first semiconductor film 124 is formed according to the same steps as in the first embodiment. Then, a layer 125 containing a catalytic element is formed, a second insulating film 128 is formed, and a second mask 119 is formed by a discharge method or a laser beam direct drawing apparatus. Note that in FIG. 11, the insulating films 123 a, 123 b, and 123 c shown in Embodiment Mode 1 are representatively shown as the first insulating film 123.

次に第2のマスク119を用いて第2の絶縁膜128をエッチングし、図11(B)に示すように、第1の絶縁領域129を形成する。第1の絶縁領域129はエッチング保護膜として機能する。   Next, the second insulating film 128 is etched using the second mask 119 to form a first insulating region 129 as shown in FIG. The first insulating region 129 functions as an etching protective film.

次に図11(C)に示すように、触媒元素を有する層125及び第1の絶縁領域129上に第2の半導体膜132を形成し、実施形態1と同様の工程により第1の半導体膜および第2の半導体膜を加熱することで、触媒元素の濃度が低減された第1の結晶性半導体膜141、及び触媒元素を有する第2の結晶性半導体膜142を形成する。加熱に伴い、図10(D)の矢印で示すように触媒元素はゲッタリングされる。   Next, as illustrated in FIG. 11C, the second semiconductor film 132 is formed over the layer 125 having the catalytic element and the first insulating region 129, and the first semiconductor film is manufactured by a process similar to that in Embodiment 1. By heating the second semiconductor film, the first crystalline semiconductor film 141 in which the concentration of the catalytic element is reduced and the second crystalline semiconductor film 142 having the catalytic element are formed. With heating, the catalytic element is gettered as shown by the arrow in FIG.

その後、実施形態10と同様の工程に従うことで、チャネル保護型TFTを形成することができる。なお、実施形態1乃至実施形態8のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   Thereafter, a channel protection type TFT can be formed by following the same process as in the tenth embodiment. Note that the present embodiment can be applied to any one of the first to eighth embodiments.

(実施形態12)
本実施形態では、ドナー型元素を有する半導体膜の代わりに、希ガス元素を有する半導体膜を用いて触媒元素をゲッタリングしてTFTを形成する工程について、図12を用いて説明する。
Embodiment 12
In this embodiment, a process for forming a TFT by gettering a catalytic element using a semiconductor film containing a rare gas element instead of a semiconductor film containing a donor element will be described with reference to FIGS.

図12(A)及び図12(B)に示すように、実施形態1と同様の工程により第1の導電層221aを形成し、第1の絶縁膜123を形成し、触媒元素を有する層125を形成し、第1の半導体膜124を形成する。次いで、第1の半導体膜表面に膜厚1〜5nmの酸化膜を形成してもよい。ここでは、結晶性半導体膜の表面にオゾン水を塗布して酸化膜を形成する。なお、第1の半導体膜124を形成後、チャネルドープ工程を行っても良い。また、図12においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIGS. 12A and 12B, a first conductive layer 221a is formed by a process similar to that of Embodiment Mode 1, a first insulating film 123 is formed, and a layer 125 having a catalytic element is formed. The first semiconductor film 124 is formed. Next, an oxide film with a thickness of 1 to 5 nm may be formed on the surface of the first semiconductor film. Here, ozone water is applied to the surface of the crystalline semiconductor film to form an oxide film. Note that a channel doping step may be performed after the first semiconductor film 124 is formed. In FIG. 12, the insulating films 123a, 123b, and 123c shown in Embodiment Mode 1 are representatively shown as the first insulating film 123.

次に、第1の半導体膜124上にPVD法、CVD法等の公知の手法により希ガス元素を有する第2の半導体膜232を形成する。第2の半導体膜232としては、非晶質半導体膜であることが好ましい。   Next, a second semiconductor film 232 containing a rare gas element is formed over the first semiconductor film 124 by a known method such as a PVD method or a CVD method. The second semiconductor film 232 is preferably an amorphous semiconductor film.

次に、第1の半導体膜124及び第2の半導体膜232を実施形態1と同様の手法により加熱して、結晶化と共に、図12(C)の矢印で示すように、第1の半導体膜を結晶化した触媒元素を第2の結晶性半導体膜242に移動させて、触媒元素をゲッタリングする。この結果、触媒元素の濃度が低減された第1の結晶性半導体膜241、及び触媒元素を有する第2の結晶性半導体膜242を形成する。この工程により、実施形態1と同様に第1の結晶性半導体膜中の触媒元素がデバイス特性に影響を与えない濃度、即ち膜中の触媒元素濃度が1×1018/cm3以下、望ましくは1×1017/cm3以下とすることができる。 Next, the first semiconductor film 124 and the second semiconductor film 232 are heated by a method similar to that in Embodiment 1 to crystallize the first semiconductor film as indicated by an arrow in FIG. The catalyst element crystallized is moved to the second crystalline semiconductor film 242, and the catalyst element is gettered. As a result, the first crystalline semiconductor film 241 in which the concentration of the catalytic element is reduced and the second crystalline semiconductor film 242 having the catalytic element are formed. By this step, as in the first embodiment, the concentration at which the catalytic element in the first crystalline semiconductor film does not affect the device characteristics, that is, the concentration of the catalytic element in the film is 1 × 10 18 / cm 3 or less, preferably It can be 1 × 10 17 / cm 3 or less.

次に、図12(D)に示すように、第2の結晶性半導体膜242を除去した後、導電性を有する第3の半導体膜243を成膜する。ここで、第2の半導体膜としては、珪化物気体にボロン、リン、ヒ素のような13属又は15属の元素を有する気体を加えたプラズマCVD法で成膜する。なお、第3の半導体膜は、非晶質半導体、SAS、結晶性半導体、μcから選ばれたいずれかの状態を有する膜で形成すればよい。なお、第3の半導体膜が導電性を有する非晶質半導体膜、SAS、又はμcのいずれかである場合は、この後、不純物を活性化する加熱処理を行う。一方、第3の半導体膜が導電性を有する結晶性半導体である場合、加熱処理は行わなくとも良い。ここでは、プラズマCVD法により、膜厚100nmのリンが含まれる非晶質珪素膜を成膜した後、550度2時間で加熱して、不純物を活性化する。   Next, as shown in FIG. 12D, after the second crystalline semiconductor film 242 is removed, a conductive third semiconductor film 243 is formed. Here, the second semiconductor film is formed by a plasma CVD method in which a gas containing a group 13 or group 15 element such as boron, phosphorus, or arsenic is added to a silicide gas. Note that the third semiconductor film may be formed using a film having any state selected from an amorphous semiconductor, a SAS, a crystalline semiconductor, and μc. Note that in the case where the third semiconductor film is any one of a conductive amorphous semiconductor film, SAS, and μc, heat treatment for activating impurities is performed thereafter. On the other hand, when the third semiconductor film is a crystalline semiconductor having conductivity, heat treatment is not necessarily performed. Here, an amorphous silicon film containing phosphorus with a thickness of 100 nm is formed by plasma CVD, and then heated at 550 ° C. for 2 hours to activate the impurities.

次に、図12(E)に示すように、実施形態1と同様の工程により第1の半導体領域252、第2の半導体領域251、第3の導電層153を形成する。次に、感光性材料254を塗布又は吐出した後、感光性材料の一部にレーザ光255を照射して、図12(F)に示すようなマスク260を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 12E, a first semiconductor region 252, a second semiconductor region 251, and a third conductive layer 153 are formed by the same process as that of Embodiment Mode 1. Next, after the photosensitive material 254 is applied or discharged, part of the photosensitive material is irradiated with laser light 255 to form a mask 260 as illustrated in FIG.

次に、図12(F)に示すように、ソース電極156及びドレイン電極157を形成する。また、実施形態1と同様の工程により、第2の半導体領域及び第1の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域として機能する第3の半導体領域262、及びチャネル形成領域として機能する第4の半導体領域261を形成することができる。   Next, as illustrated in FIG. 12F, a source electrode 156 and a drain electrode 157 are formed. In addition, by the same process as that in Embodiment 1, the second semiconductor region and the first semiconductor region are etched to form a third semiconductor region 262 that functions as a source region and a drain region, and a fourth function that functions as a channel formation region. The semiconductor region 261 can be formed.

この後、実施形態1と同様の工程により、逆スタガ型TFT及びアクティブマトリクス基板を形成することができる。本実施形態で形成されるTFTを用いることにより実施形態1と同様の効果を得ることができる。また、実施形態1乃至実施形態8のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   Thereafter, an inverted staggered TFT and an active matrix substrate can be formed by the same process as in the first embodiment. By using the TFT formed in this embodiment, the same effect as in Embodiment 1 can be obtained. Further, the present embodiment can be applied to any one of the first to eighth embodiments.

(実施形態13)
本実施形態では、nチャネルTFTとpチャネルTFTとを同一基板に形成する工程を図13を用いて形成する。
(Embodiment 13)
In this embodiment, the step of forming the n-channel TFT and the p-channel TFT on the same substrate is formed using FIG.

図13(A)に示すように、実施形態1と同様に基板101上に第1の導電層301、302を形成し、第1の導電層上に第1の絶縁膜123、次に、実施形態1と同様の工程により、触媒元素を有する層、第1の半導体膜、及びその上にドナー型元素が含まれる第2の半導体膜を形成する。次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて形成されたマスクを用いて、第1の結晶性半導体膜及び第2の半導体膜を所望の形状にエッチングして、第1の半導体領域、第2の半導体領域を形成する。なお、図13においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   As shown in FIG. 13A, the first conductive layers 301 and 302 are formed over the substrate 101 as in Embodiment 1, the first insulating film 123 is formed over the first conductive layer, and Through a process similar to that of Embodiment 1, a layer having a catalytic element, a first semiconductor film, and a second semiconductor film containing a donor-type element thereon are formed. Next, the first crystalline semiconductor film and the second semiconductor film are etched into a desired shape by using a mask formed by a droplet discharge method or a laser beam direct writing apparatus, so that the first semiconductor A region and a second semiconductor region are formed. Note that in FIG. 13, the insulating films 123 a, 123 b, and 123 c described in Embodiment 1 are representatively illustrated as the first insulating film 123.

次に、第1の半導体領域及び第2の半導体領域を加熱して、第2の半導体領域を結晶化すると共に、第2の半導体領域を結晶化した触媒元素を第1の半導体領域に移動させて、触媒元素をゲッタリングする。ここでは、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第1の半導体領域を第3の半導体領域313、134と示し、金属元素濃度が低減された第2の半導体領域を第4の半導体領域311、312と示す。なお、第3の半導体領域及び第4の半導体領域は、それぞれゲッタリング工程の加熱により結晶性化されている。   Next, the first semiconductor region and the second semiconductor region are heated to crystallize the second semiconductor region, and the catalyst element crystallized from the second semiconductor region is moved to the first semiconductor region. And gettering the catalytic element. Here, the first semiconductor region to which the catalytic element after gettering has moved is referred to as third semiconductor regions 313 and 134, and the second semiconductor region in which the metal element concentration is reduced is the fourth semiconductor regions 311 and 312. It shows. Note that the third semiconductor region and the fourth semiconductor region are each crystallized by heating in the gettering step.

本実施形態では、各半導体領域を形成した後、結晶化及びゲッタリング工程を行ったが、実施形態1のように、各半導体膜のゲッタリング工程を行った後、半導体膜を所望の形状にエッチングして、各半導体領域を形成しても良い。   In this embodiment, the crystallization and gettering steps are performed after forming each semiconductor region. However, after the gettering step for each semiconductor film is performed as in the first embodiment, the semiconductor film is formed into a desired shape. Each semiconductor region may be formed by etching.

次に、第3の半導体領域313、134及び第4の半導体領域311、312表面に酸化膜を形成した後、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、図13(B)に示すように、第1のマスク321、第1のマスク322を形成する。第1のマスク321は、後にnチャネル型TFTとなる第3の半導体領域313、第4の半導体領域311の全部を覆っている。一方、第1のマスク322は、後にpチャネル型TFTとなる第3の半導体領域134の一部を覆っている。このとき、第1のマスク322は、後に形成されるpチャネル型TFTのチャネル長よりも狭いことが好ましい。   Next, after an oxide film is formed on the surfaces of the third semiconductor regions 313 and 134 and the fourth semiconductor regions 311 and 312, a droplet discharge method or a laser beam direct writing apparatus is used, as shown in FIG. In this manner, the first mask 321 and the first mask 322 are formed. The first mask 321 covers all of the third semiconductor region 313 and the fourth semiconductor region 311 that will be n-channel TFTs later. On the other hand, the first mask 322 covers a part of the third semiconductor region 134 to be a p-channel TFT later. At this time, the first mask 322 is preferably narrower than the channel length of a p-channel TFT to be formed later.

次に、第3の半導体領域134の露出部に、3族元素(13族元素、以下、アクセプター型元素323と示す。)を添加し、p型不純物領域324を形成する。このとき第1のマスク322に覆われる領域は、n型不純物領域325として残存する。このとき、n型不純物領域となる第3の半導体領域134の2〜10倍の濃度となるようにアクセプター型元素を添加することにより、p型不純物領域を形成することができる。   Next, a Group 3 element (Group 13 element, hereinafter referred to as an acceptor element 323) is added to the exposed portion of the third semiconductor region 134 to form a p-type impurity region 324. At this time, the region covered with the first mask 322 remains as the n-type impurity region 325. At this time, the p-type impurity region can be formed by adding an acceptor element so that the concentration is 2 to 10 times that of the third semiconductor region 134 to be the n-type impurity region.

図20に、p型不純物領域の不純物元素のプロファイルを示す。   FIG. 20 shows a profile of the impurity element in the p-type impurity region.

図20(A)は、CVD法により、n-領域濃度及びn+領域濃度を有する第2の半導体膜を形成した後、アクセプター型元素を添加したときの、各元素のプロファイルを示す。ドナー型元素のプロファイル150aは図19(A)と同様に、第1の濃度及び第2の濃度を示す。また、アクセプター型元素のプロファイル603は、第2の半導体膜表面付近では、濃度が高く、第4の半導体領域312に近づくにつれ、濃度が減少している。n+領域に含まれるドナー型元素の2〜10倍の濃度のアクセプター型元素を有する領域をp+領域602aと示し、n―領域のドナー型元素の2〜10倍の濃度のアクセプター型元素を有する領域をp―領域602bと示す。 FIG. 20A shows a profile of each element when an acceptor element is added after forming a second semiconductor film having an n region concentration and an n + region concentration by a CVD method. The donor-type element profile 150a shows the first concentration and the second concentration, as in FIG. The acceptor-type element profile 603 has a high concentration in the vicinity of the surface of the second semiconductor film, and the concentration decreases as it approaches the fourth semiconductor region 312. A region having an acceptor type element having a concentration of 2 to 10 times that of the donor type element contained in the n + region is denoted as p + region 602a, and an acceptor type element having a concentration of 2 to 10 times that of the donor type element in the n − region is designated. A region having the same is indicated as a p-region 602b.

図20(B)は、非晶質半導体、SAS、微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜の半導体膜を形成し、イオンドープ法又はイオン注入法により該半導体膜にドナー型元素を添加して、n-領域濃度及びn+領域濃度を有する第2の半導体膜を形成した後、アクセプター型元素を添加したときの、各元素のプロファイルを示す。ドナー型元素のプロファイル150bは図19(A)のドナー型元素のプロファイル150aと同様である。また、アクセプター型元素のプロファイル613は、図20(A)のアクセプター型元素のプロファイル603と同様である。n+領域に含まれるドナー型元素の2〜10倍の濃度のアクセプター型元素を有する領域をp+領域612aと示し、n―領域のドナー型元素の2〜10倍の濃度のアクセプター型元素を有する領域をp―領域612bと示す。 In FIG. 20B, a semiconductor film having a state selected from an amorphous semiconductor, a SAS, a microcrystalline semiconductor, and a crystalline semiconductor is formed, and the semiconductor is formed by an ion doping method or an ion implantation method. A profile of each element when an acceptor element is added after forming a second semiconductor film having an n region concentration and an n + region concentration by adding a donor element to the film is shown. The donor-type element profile 150b is the same as the donor-type element profile 150a of FIG. The acceptor-type element profile 613 is similar to the acceptor-type element profile 603 in FIG. A region having an acceptor type element having a concentration of 2 to 10 times that of the donor type element contained in the n + region is indicated as p + region 612a, and an acceptor type element having a concentration of 2 to 10 times that of the donor type element in the n − region is indicated. The region having this is indicated as p-region 612b.

なお、ドナー型元素が含まれる第2の半導体膜は、希ガス元素、代表的にはアルゴンが添加されることにより、結晶格子の歪が形成され、後に行われるゲッタリング工程で、より触媒元素をゲッタリングすることが可能である。   Note that in the second semiconductor film containing the donor element, a rare gas element, typically argon, is added, whereby distortion of the crystal lattice is formed. Can be gettered.

つぎに、第1のマスク321、322を除去した後、第3の半導体領域313及び1アクセプター元素が添加された第3の半導体領域134を加熱して、不純物元素を活性化する。加熱の方法としては、LRTA、GRTA、ファーネスアニール等を適宜用いることができる。ここでは、550度で1時間加熱する。   Next, after the first masks 321 and 322 are removed, the third semiconductor region 313 and the third semiconductor region 134 to which one acceptor element is added are heated to activate the impurity element. As a heating method, LRTA, GRTA, furnace annealing, or the like can be used as appropriate. Here, heating is performed at 550 degrees for 1 hour.

次に、図13(C)に示すように、実施形態1と同様に、第2の導電層331、332を形成する。次に、マスク333を形成して、図13(D)に示すように、ソース領域及びドレイン領域として機能する第5の半導体領域343、344と、第3の導電層351、352を形成する。次に、マスク333を除去した後第3の導電層351、352及び第5の半導体領域343、344表面上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。   Next, as shown in FIG. 13C, the second conductive layers 331 and 332 are formed as in the first embodiment. Next, a mask 333 is formed, and as illustrated in FIG. 13D, fifth semiconductor regions 343 and 344 functioning as a source region and a drain region and third conductive layers 351 and 352 are formed. Next, after the mask 333 is removed, a passivation film is preferably formed over the surfaces of the third conductive layers 351 and 352 and the fifth semiconductor regions 343 and 344.

以上の工程により、同一基板上にnチャネル型TFTとpチャネル型TFTとを形成することができる。本実施形態で形成されるTFTを用いることにより実施形態1と同様の効果を得ることができる。また、単チャネルTFTで形成される駆動回路と比較して、低電圧駆動が可能なCMOSを形成することが可能である。更には、ドナー型元素(例えば、リン)と比較してアクセプター型元素(例えば、ボロン)は原子半径が小さいため、比較的低い加速電圧及び濃度で、半導体膜中にアクセプター型元素を添加することが可能である。本実施形態では、アクセプター型元素のみ半導体膜に添加しているため、従来のCMOS回路の作製工程と比較して、短時間で、かつ省エネルギー作製することが可能であり、この結果低コスト化が可能である。   Through the above steps, an n-channel TFT and a p-channel TFT can be formed over the same substrate. By using the TFT formed in this embodiment, the same effect as in Embodiment 1 can be obtained. In addition, it is possible to form a CMOS that can be driven at a lower voltage than a drive circuit formed of a single channel TFT. Furthermore, since an acceptor element (eg, boron) has a smaller atomic radius than a donor element (eg, phosphorus), the acceptor element is added to the semiconductor film at a relatively low acceleration voltage and concentration. Is possible. In this embodiment, since only the acceptor element is added to the semiconductor film, it can be manufactured in a shorter time and with less energy compared to the conventional CMOS circuit manufacturing process, resulting in lower cost. Is possible.

また、実施形態1乃至実施形態8のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   Further, the present embodiment can be applied to any one of the first to eighth embodiments.

(実施形態14)
本実施形態では、実施形態13と異なるゲッタリング工程により形成された結晶性半導体膜を有するnチャネル型TFT及びpチャネル型の作製工程について、図14を用いて説明する。
(Embodiment 14)
In this embodiment, an n-channel TFT and a p-channel manufacturing process including a crystalline semiconductor film formed by a gettering process different from that in Embodiment 13 will be described with reference to FIGS.

実施形態1に従って、基板101上に第1の導電層301、302を形成し、第1の絶縁膜123を形成する。次に触媒元素を含んだ層を形成し、第1の半導体膜を形成した後、第1の半導体膜表面に数nmの絶縁膜を形成する。次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて第1のマスクを形成し、第1の結晶性半導体膜を所望の形状にエッチングして、第1の半導体領域401、402、第1の触媒元素領域125a、125bを形成する。図14においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   In accordance with Embodiment Mode 1, first conductive layers 301 and 302 are formed over the substrate 101, and a first insulating film 123 is formed. Next, after a layer containing a catalytic element is formed and a first semiconductor film is formed, an insulating film having a thickness of several nm is formed on the surface of the first semiconductor film. Next, a first mask is formed using a droplet discharge method or a laser beam direct writing apparatus, and the first crystalline semiconductor film is etched into a desired shape, so that the first semiconductor regions 401 and 402, One catalytic element region 125a, 125b is formed. In FIG. 14, the insulating films 123a, 123b, and 123c shown in Embodiment Mode 1 are representatively shown as the first insulating film 123.

次に、図14(B)に示すように、第1の半導体領域401、402上に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、第2のマスク403、404を形成した後、第1の半導体領域の露出部にドナー型元素405を添加する。このとき、ドナー型元素が添加された領域をn型不純物領域406、407と示す。ここでは、イオンドーピング法によりリンを添加する。なお、第2のマスクに覆われた第1の半導体領域には、リンは添加されないが触媒元素は含まれている。   Next, as shown in FIG. 14B, after the second masks 403 and 404 are formed over the first semiconductor regions 401 and 402 by using a droplet discharge method or a laser beam direct writing apparatus, A donor-type element 405 is added to the exposed portion of the first semiconductor region. At this time, regions to which the donor element is added are denoted as n-type impurity regions 406 and 407. Here, phosphorus is added by an ion doping method. Note that the first semiconductor region covered with the second mask does not contain phosphorus but contains a catalytic element.

次に、第1の半導体領域を加熱して、第1の半導体領域401、402を結晶化させるとともに、図14(C)の矢印で示すように、第1の半導体領域に含まれる触媒元素を、n型不純物領域406、407に移動させて、触媒元素をゲッタリングする。ここでは、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第1の半導体領域をソース領域及びドレイン領域となる第3の半導体領域413、414と示し、金属元素濃度が低減された第1の半導体領域をチャネル形成領域411、412と示す。なお、第3の半導体領域413,414及び第4の半導体領域(チャネル形成領域411、412)は、それぞれゲッタリング工程の加熱により結晶性化されており、また、n型不純物領域406、407中に含まれるドナー型元素は活性化されている。   Next, the first semiconductor region is heated to crystallize the first semiconductor regions 401 and 402, and as indicated by an arrow in FIG. 14C, the catalytic element contained in the first semiconductor region is changed. The n-type impurity regions 406 and 407 are moved to getter the catalyst element. Here, the first semiconductor region to which the catalytic element after gettering has moved is referred to as third semiconductor regions 413 and 414 serving as a source region and a drain region, and the first semiconductor region in which the metal element concentration is reduced is a channel. The formation regions 411 and 412 are shown. Note that the third semiconductor regions 413 and 414 and the fourth semiconductor regions (channel formation regions 411 and 412) are crystallized by heating in the gettering step, and are in the n-type impurity regions 406 and 407, respectively. The donor type element contained in is activated.

次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、図14(D)に示すように、第3のマスク421、422を形成する。第3のマスク421は、後にnチャネル型TFTとなるチャネル形成領域411及びn型を呈する第3の半導体領域413の全部を覆っている。一方、第3のマスク422は、後にpチャネル型TFTとなるチャネル形成領域412の一部又は全部を覆っている。このとき、第3のマスク422は、後に形成されるpチャネル型TFTのチャネル長よりも狭いことが好ましい。   Next, as shown in FIG. 14D, third masks 421 and 422 are formed using a droplet discharge method or a laser beam direct writing apparatus. The third mask 421 covers all of the channel formation region 411 to be an n-channel TFT later and the third semiconductor region 413 exhibiting n-type. On the other hand, the third mask 422 covers part or all of the channel formation region 412 to be a p-channel TFT later. At this time, the third mask 422 is preferably narrower than the channel length of a p-channel TFT to be formed later.

次に、n型不純物領域である第3の半導体領域414及びチャネル形成領域412の露出部に、アクセプター型元素423を添加し、p型不純物領域424を形成する。このとき、n型不純物領域である第3の半導体領域414の2〜10倍の濃度となるようにアクセプター型元素423を添加することにより、p型不純物領域を形成することができる。   Next, an acceptor element 423 is added to exposed portions of the third semiconductor region 414 and the channel formation region 412 which are n-type impurity regions, so that a p-type impurity region 424 is formed. At this time, the p-type impurity region can be formed by adding the acceptor-type element 423 so that the concentration is 2 to 10 times that of the third semiconductor region 414 that is the n-type impurity region.

つぎに、第3のマスク421、422を除去した後、n型不純物領域である第3の半導体領域413及びp型不純物領域424を加熱して、不純物元素を活性化する。加熱の方法としては、LRTA、GRTA、ファーネスアニール等を適宜用いることができる。ここでは、550度で1時間加熱する。   Next, after removing the third masks 421 and 422, the third semiconductor region 413 and the p-type impurity region 424, which are n-type impurity regions, are heated to activate the impurity element. As a heating method, LRTA, GRTA, furnace annealing, or the like can be used as appropriate. Here, heating is performed at 550 degrees for 1 hour.

次に、図14(E)に示すように、実施形態1と同様に、第5の導電層341、342を形成する。このとき、チャネル形成領域411、412の一部をエッチングしてもよい。次に、第5の導電層341、342及びチャネル形成領域411、412の表面上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。   Next, as shown in FIG. 14E, fifth conductive layers 341 and 342 are formed as in the first embodiment. At this time, part of the channel formation regions 411 and 412 may be etched. Next, a passivation film is preferably formed over the surfaces of the fifth conductive layers 341 and 342 and the channel formation regions 411 and 412.

以上の工程により、同一基板上にnチャネル型TFTとpチャネル型TFTとを形成することができる。本実施形態で形成されるTFTを用いることにより実施形態1と同様の効果を得ることができる。更には、実施形態3と比較して、成膜工程が削減できるため、スループットを向上させることが可能である。   Through the above steps, an n-channel TFT and a p-channel TFT can be formed over the same substrate. By using the TFT formed in this embodiment, the same effect as in Embodiment 1 can be obtained. Further, since the number of film formation steps can be reduced as compared with Embodiment Mode 3, throughput can be improved.

なお、実施形態1乃至実施形態8のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   Note that the present embodiment can be applied to any one of the first to eighth embodiments.

(実施形態15)
本実施形態においては、実施形態12を用いてゲッタリング工程を行った結晶性半導体膜を用いてnチャネルTFTとpチャネルTFTとを同一基板に形成する工程を図15を用いて形成する。
(Embodiment 15)
In this embodiment, a step of forming an n-channel TFT and a p-channel TFT on the same substrate using the crystalline semiconductor film subjected to the gettering step using Embodiment Mode 12 is formed using FIG.

実施形態1の工程にしたがって、基板101上に第1の導電層301、302を形成する。次に、実施形態12の工程にしたがって、第1の絶縁膜123、触媒元素を有する層、第1の半導体膜と、希ガス元素を有する第2の半導体膜を形成する。次に、第1の半導体膜及び第2の半導体膜を実施形態1と同様の手法により加熱して、図15(A)の矢印で示すように、第1の半導体膜を結晶化して第1の結晶性半導体膜501を形成するとともに、第1の結晶性半導体膜501に含まれる触媒元素を第2の半導体膜に移動させて、触媒元素をゲッタリングする。触媒元素がゲッタリングされた第1の結晶性半導体膜を501と示す。また、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第2の半導体膜も同様に結晶化されているため、第2の結晶性半導体膜502と示す。図15においては、実施形態1で示す絶縁膜123a、123b、123cを、代表して第1の絶縁膜123として示す。   First conductive layers 301 and 302 are formed over the substrate 101 in accordance with the steps of Embodiment Mode 1. Next, according to the process of Embodiment 12, a first insulating film 123, a layer containing a catalytic element, a first semiconductor film, and a second semiconductor film containing a rare gas element are formed. Next, the first semiconductor film and the second semiconductor film are heated by a method similar to that in Embodiment 1, and the first semiconductor film is crystallized as indicated by an arrow in FIG. The crystalline semiconductor film 501 is formed, and the catalytic element contained in the first crystalline semiconductor film 501 is moved to the second semiconductor film to getter the catalytic element. A first crystalline semiconductor film in which the catalytic element is gettered is denoted by 501. Further, since the second semiconductor film to which the catalytic element after gettering has moved is also crystallized in the same manner, it is referred to as a second crystalline semiconductor film 502. In FIG. 15, the insulating films 123a, 123b, and 123c shown in Embodiment Mode 1 are representatively shown as the first insulating film 123.

次に、図15(B)に示すように、第2の結晶性半導体膜502をエッチングした後、第1の結晶性半導体膜501表面に数nmの絶縁膜を成膜する。次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、第1のマスクを形成して第2の結晶性半導体膜をエッチングして第1の半導体領域511、512を形成する。次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、第2のマスク513、514を形成する。第2のマスク513は、後にnチャネル型TFTのチャネル形成領域となる部分を覆っている。一方、第2のマスク514は、後にpチャネル型TFTとなる第1の半導体領域512の全部を覆っている。次に、第1の半導体領域511の露出部にドナー型元素515を添加する。このとき、ドナー型元素515が添加された領域をn型不純物領域516と示す。また、第2のマスク513に覆われた領域はチャネル形成領域517として機能する。   Next, as shown in FIG. 15B, after the second crystalline semiconductor film 502 is etched, an insulating film having a thickness of several nm is formed on the surface of the first crystalline semiconductor film 501. Next, by using a droplet discharge method or a laser beam direct writing apparatus, a first mask is formed and the second crystalline semiconductor film is etched to form first semiconductor regions 511 and 512. Next, second masks 513 and 514 are formed using a droplet discharge method or a laser beam direct writing apparatus. The second mask 513 covers a portion that later becomes a channel formation region of the n-channel TFT. On the other hand, the second mask 514 covers the entire first semiconductor region 512 that will later become a p-channel TFT. Next, a donor-type element 515 is added to the exposed portion of the first semiconductor region 511. At this time, a region to which the donor element 515 is added is referred to as an n-type impurity region 516. The region covered with the second mask 513 functions as a channel formation region 517.

次に、第2のマスク513、514を除去した後、新たに第3のマスク521、522を形成する。第3のマスク521は、後にnチャネル型TFTとなるチャネル形成領域517及びn型を呈する第3の半導体領域(n型不純物領域516)の全部を覆っている。一方、第3のマスク522は、後にpチャネル型TFTのチャネル形成領域となる領域を覆う。   Next, after removing the second masks 513 and 514, new third masks 521 and 522 are formed. The third mask 521 covers the entire channel formation region 517 to be an n-channel TFT later and the third semiconductor region (n-type impurity region 516) exhibiting n-type. On the other hand, the third mask 522 covers a region to be a channel formation region of the p-channel TFT later.

次に、第1の半導体領域512の露出部に、アクセプター型元素523を添加し、p型不純物領域524を形成する。また、第3のマスク522に覆われた領域はチャネル形成領域525として機能する。つぎに、第3のマスク521、522を除去した後、n型不純物領域516及びp型不純物領域524を加熱して、不純物元素を活性化する。加熱の方法としては、LRTA、GRTA、ファーネスアニール等を適宜用いることができる。   Next, an acceptor element 523 is added to the exposed portion of the first semiconductor region 512 to form a p-type impurity region 524. Further, the region covered with the third mask 522 functions as a channel formation region 525. Next, after removing the third masks 521 and 522, the n-type impurity region 516 and the p-type impurity region 524 are heated to activate the impurity element. As a heating method, LRTA, GRTA, furnace annealing, or the like can be used as appropriate.

次に、図15(D)に示すように、実施形態1と同様に、第5の導電層341、342を形成する。このとき、チャネル形成領域517、525の一部をエッチングしてもよい。次に、第5の導電層341、342及びチャネル形成領域517、525の表面上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。   Next, as illustrated in FIG. 15D, fifth conductive layers 341 and 342 are formed as in Embodiment 1. At this time, part of the channel formation regions 517 and 525 may be etched. Next, it is preferable to form a passivation film over the surfaces of the fifth conductive layers 341 and 342 and the channel formation regions 517 and 525.

以上の工程により、同一基板上にnチャネル型TFTとpチャネル型TFTとを形成することができる。本実施形態で形成されるTFTを用いることにより実施形態1と同様の効果を得ることができる。   Through the above steps, an n-channel TFT and a p-channel TFT can be formed over the same substrate. By using the TFT formed in this embodiment, the same effect as in Embodiment 1 can be obtained.

なお、実施形態1乃至実施形態8のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   Note that the present embodiment can be applied to any one of the first to eighth embodiments.

(実施形態16)
本実施形態では実施形態13の変形例を用いて、nチャネルTFTとpチャネルTFTとを同一基板に形成する工程を、図16を用いて形成する。
(Embodiment 16)
In this embodiment, a process of forming an n-channel TFT and a p-channel TFT on the same substrate using a modification of Embodiment 13 is formed using FIG.

実施形態13にしたがって、図16(A)に示すように、触媒元素及びドナー型元素を有する第3の半導体領域313、314及び第4の半導体領域311、312を形成する。次に、図16(B)に示すように、第1のマスク321を形成した後、第3の半導体領域314にアクセプター型元素323を添加してp型不純物領域601を形成する。このとき、n型不純物領域である第3の半導体領域314の2〜10倍の濃度となるようにアクセプター型元素323を添加することにより、p型不純物領域を形成することができる。また、アクセプター型元素としてボロンを用いた場合、分子半径が小さいため、第3の半導体領域より深いところまで添加される。このため、添加条件によっては、第4の半導体領域の上部にボロンが添加される。この後、第3の半導体領域313及びp型不純物領域601を加熱して、アクセプター型元素及びドナー型元素を活性化する。なお、ここでは、第4の半導体領域312のまでアクセプター元素を添加しないように、ドーピング条件を制御する。   In accordance with Embodiment 13, as shown in FIG. 16A, third semiconductor regions 313 and 314 and fourth semiconductor regions 311 and 312 having a catalytic element and a donor element are formed. Next, as shown in FIG. 16B, after forming the first mask 321, an acceptor element 323 is added to the third semiconductor region 314 to form a p-type impurity region 601. At this time, the p-type impurity region can be formed by adding the acceptor-type element 323 so that the concentration is 2 to 10 times that of the third semiconductor region 314 which is an n-type impurity region. Further, when boron is used as the acceptor element, the molecular radius is small, so that it is added deeper than the third semiconductor region. For this reason, boron is added to the upper portion of the fourth semiconductor region depending on the addition conditions. Thereafter, the third semiconductor region 313 and the p-type impurity region 601 are heated to activate the acceptor-type element and the donor-type element. Note that here, the doping conditions are controlled so that the acceptor element is not added to the fourth semiconductor region 312.

次に、実施形態14にしたがって第2の導電層331、332を形成する。次に、マスクを用いて、第2の導電層331、332、第3の半導体領域313及びp型不純物領域601の露出部をエッチングして、図16(D)に示すようなソース領域及びドレイン領域として機能する第5の半導体領域343、621、及びチャネル形成領域として機能する第6の半導体領域345、622を形成することができる。この後、第5の導電層341、342及び第6の半導体領域345、622の表面上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。   Next, second conductive layers 331 and 332 are formed according to the fourteenth embodiment. Next, the exposed portions of the second conductive layers 331 and 332, the third semiconductor region 313, and the p-type impurity region 601 are etched using a mask so that the source region and the drain as illustrated in FIG. The fifth semiconductor regions 343 and 621 functioning as regions and the sixth semiconductor regions 345 and 622 functioning as channel formation regions can be formed. After that, a passivation film is preferably formed over the surfaces of the fifth conductive layers 341 and 342 and the sixth semiconductor regions 345 and 622.

以上の工程により、同一基板上にnチャネル型TFTとpチャネル型TFTとを形成することができる。本実施形態で形成されるTFTを用いることにより実施形態1と同様の効果を得ることができる。更には、実施形態13と同様に、アクセプター型元素のみ半導体膜に添加しているため、従来のCMOS回路の作製工程と比較して、短時間で、かつ省エネルギー作製することが可能であり、この結果低コスト化が可能である   Through the above steps, an n-channel TFT and a p-channel TFT can be formed over the same substrate. By using the TFT formed in this embodiment, the same effect as in Embodiment 1 can be obtained. Furthermore, since only the acceptor element is added to the semiconductor film as in the thirteenth embodiment, it can be manufactured in a shorter time and with less energy compared to a conventional CMOS circuit manufacturing process. As a result, the cost can be reduced.

なお、実施形態1乃至実施形態8のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   Note that the present embodiment can be applied to any one of the first to eighth embodiments.

(実施形態17)
本実施形態では、上記実施形態において、ゲート電極とソース電極及びドレイン電極との端部の位置関係、即ちゲート電極の幅とチャネル長の大きさの関係について、図17及び図18を用いて説明する。
(Embodiment 17)
In this embodiment, the positional relationship between the end portions of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode in the above embodiment, that is, the relationship between the width of the gate electrode and the channel length is described with reference to FIGS. To do.

図17(A)は、ゲート電極202上をソース電極及びドレイン電極の端部がz1だけ重なっている。ここでは、ゲート電極202と、ソース電極及びドレイン電極とが重なっている領域をオーバーラップ領域と呼ぶ。即ち、ゲート電極の幅y1がチャネル長x1よりも大きい。オーバーラップ領域の幅z1は、(y1−x1)/2で表される。このようなオーバーラップ領域を有するnチャネルTFTは、ソース電極及びドレイン電極と、半導体領域との間に、図1(D)で示すようなn+領域とn−領域とを有することが好ましい。この構造により、電界の緩和効果が大きくなり、ホットキャリア耐性を高めることが可能となる。   In FIG. 17A, the end portions of the source electrode and the drain electrode are overlapped on the gate electrode 202 by z1. Here, a region where the gate electrode 202 overlaps with the source electrode and the drain electrode is referred to as an overlap region. That is, the width y1 of the gate electrode is larger than the channel length x1. The width z1 of the overlap region is represented by (y1-x1) / 2. An n-channel TFT having such an overlap region preferably has an n + region and an n− region as shown in FIG. 1D between the source and drain electrodes and the semiconductor region. With this structure, the effect of relaxing the electric field is increased, and hot carrier resistance can be increased.

図17(B)は、ゲート電極202の端部と、ソース電極及びドレイン電極の端部が一致している。即ち、ゲート電極の幅y2とチャネル長x2とが等しい。   In FIG. 17B, the end portion of the gate electrode 202 is aligned with the end portions of the source electrode and the drain electrode. That is, the gate electrode width y2 is equal to the channel length x2.

図17(C)は、ゲート電極202とソース電極及びドレイン電極の端部とがz3だけ離れている。ここでは、ここでは、ゲート電極202と、ソース電極及びドレイン電極とが離れている領域をオフセット領域と呼ぶ。即ち、ゲート電極の幅y3がチャネル長x3よりも小さい。オフセット領域の幅z3は、(x3−y3)/2で表される。このような構造のTFTは、オフ電流を低減することができるため、該TFTを表示装置のスイッチング素子として用いた場合、コントラストを向上させることができる。   In FIG. 17C, the gate electrode 202 is separated from the ends of the source and drain electrodes by z3. Here, a region where the gate electrode 202 is separated from the source electrode and the drain electrode is referred to as an offset region. That is, the width y3 of the gate electrode is smaller than the channel length x3. The width z3 of the offset area is represented by (x3-y3) / 2. Since the TFT having such a structure can reduce off-state current, contrast can be improved when the TFT is used as a switching element of a display device.

図18(A)は、ゲート電極の幅y4は、チャネル長x4よりも大きい。また、ゲート電極202の第1の端部とソース電極又はドレイン電極の一方の端部とが一致し、ゲート電極202の第2の端部とソース電極又はドレイン電極の他方の端部とがz4だけ重なっている。オーバーラップ領域の幅z4は、(y4−x4)で表される。   In FIG. 18A, the width y4 of the gate electrode is larger than the channel length x4. In addition, the first end of the gate electrode 202 and the one end of the source or drain electrode coincide with each other, and the second end of the gate electrode 202 and the other end of the source or drain electrode are z4. Only overlap. The width z4 of the overlap region is represented by (y4-x4).

図18(B)は、ゲート電極の幅y5は、チャネル長x5よりも大きい。また、ゲート電極202の第1の端部とソース電極又はドレイン電極の一方の端部とが一致し、ゲート電極202の第2の端部とソース電極又はドレイン電極の他方の端部とがz5だけ離れている。オフセット領域の幅z5は、(x5−y5)で表される。ゲート電極202の第1の端部と端部が一致する電極をソース電極とし、オフセット領域を有する電極をドレイン電極とすることで、ドレイン電極付近での電界緩和が可能となる。   In FIG. 18B, the width y5 of the gate electrode is larger than the channel length x5. In addition, the first end portion of the gate electrode 202 and one end portion of the source electrode or the drain electrode coincide with each other, and the second end portion of the gate electrode 202 and the other end portion of the source electrode or the drain electrode correspond to z5. Just away. The width z5 of the offset area is represented by (x5-y5). The electrode whose gate electrode 202 matches the first end is used as the source electrode, and the electrode having the offset region is used as the drain electrode, whereby electric field relaxation in the vicinity of the drain electrode can be achieved.

さらには、半導体領域が複数のゲート電極を覆ういわゆるマルチゲート構造のTFTとしても良い。この様な構造のTFTも、オフ電流を低減することができる。   Further, a TFT having a so-called multi-gate structure in which the semiconductor region covers a plurality of gate electrodes may be used. A TFT having such a structure can also reduce off-state current.

なお、実施形態1乃至実施形態16のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   It should be noted that this embodiment can be applied to any one of Embodiments 1 to 16.

(実施形態18)
上記実施形態において、チャネル形成領域表面に対して垂直な端部を有するソース電極及びドレイン電極を示したが、この構造に限定されない。図21に示すように、チャネル形成領域表面に対して90度より大きく、180度未満、好ましくは135〜145度を有する端部であってもよい。また、ソース電極とチャネル形成領域表面との角度をθ1、ドレイン電極とチャネル形成領域表面との角度をθ2とすると、θ1とθ2が等しくてもよい。また、異なっていてもよい。このような形状のソース電極及びドレイン電極は、ドライエッチング法により形成することが可能である。
(Embodiment 18)
In the above embodiment, the source electrode and the drain electrode having end portions perpendicular to the surface of the channel formation region are shown; however, the structure is not limited to this. As shown in FIG. 21, it may be an end portion having an angle of more than 90 degrees and less than 180 degrees, preferably 135 to 145 degrees with respect to the surface of the channel formation region. Further, if the angle between the source electrode and the channel formation region surface is θ1, and the angle between the drain electrode and the channel formation region surface is θ2, θ1 and θ2 may be equal. It may be different. The source electrode and the drain electrode having such a shape can be formed by a dry etching method.

また、図22に示すように、ソース電極とドレイン電極2149a、2149bの端部が湾曲面2150a、2150bを有していても良い。   Further, as shown in FIG. 22, the end portions of the source electrode and the drain electrodes 2149a and 2149b may have curved surfaces 2150a and 2150b.

なお、実施形態1乃至実施形態16のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   It should be noted that this embodiment can be applied to any one of Embodiments 1 to 16.

(実施形態19)
本実施形態では、上記実施形態に適用可能な半導体膜の結晶化工程について図23を用いて説明する。
(Embodiment 19)
In this embodiment, a semiconductor film crystallization process applicable to the above embodiment will be described with reference to FIGS.

また、図23(A)に示すように、マスクを用いず、液滴吐出法により選択的に触媒元素を有する触媒元素層2805を形成し、次にドナー元素を含んだ第2の半導体膜132を形成し結晶化を行っても良い。図23(B)は、図23(A)の上面図である。また、図23(D)は、図23(C)の上面図である。第1の半導体膜124を加熱すると、図23(C)及び(D)の矢印で示すように、触媒元素層2805と第1の半導体膜124との接触部分から、基板の表面に平行な方向へ結晶成長が発生し、結晶性半導体膜2806を形成する。また、それと同時に矢印の方向に従ってドナー元素を含む半導体膜に触媒元素はゲッタリングをされる。なお、触媒元素層2805から、かなり離れた部分では結晶化は行われず、非晶質部分2807が残存する。   As shown in FIG. 23A, a catalytic element layer 2805 having a catalytic element is selectively formed by a droplet discharge method without using a mask, and then a second semiconductor film 132 containing a donor element is formed. And may be crystallized. FIG. 23B is a top view of FIG. FIG. 23D is a top view of FIG. When the first semiconductor film 124 is heated, as shown by arrows in FIGS. 23C and 23D, a direction parallel to the surface of the substrate from a contact portion between the catalytic element layer 2805 and the first semiconductor film 124 is obtained. Crystal growth occurs, and a crystalline semiconductor film 2806 is formed. At the same time, the catalytic element is gettered to the semiconductor film containing the donor element according to the direction of the arrow. Note that crystallization is not performed in a portion considerably away from the catalyst element layer 2805, and an amorphous portion 2807 remains.

このように、基板に平行な方向への結晶成長を横成長またはラテラル成長と称する。横成長により大粒径の結晶粒を形成することができるため、より高い移動度を有するTFTを形成することができる。   Thus, crystal growth in a direction parallel to the substrate is referred to as lateral growth or lateral growth. Since large crystal grains can be formed by lateral growth, a TFT having higher mobility can be formed.

なお、実施形態1乃至実施形態18のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。   It should be noted that this embodiment can be applied to any of Embodiments 1 to 18.

次に、アクティブマトリクス基板及びそれを有する液晶表示装置の作製方法について図24〜図26を用いて説明する。図24〜図26は、アクティブマトリクス基板における縦断面構造図であり、駆動回路部A−A’、及び画素部B−B’を模式的に示す。   Next, a method for manufacturing an active matrix substrate and a liquid crystal display device including the active matrix substrate will be described with reference to FIGS. 24 to 26 are longitudinal sectional views of the active matrix substrate, schematically showing the drive circuit portion A-A ′ and the pixel portion B-B ′.

図24(A)に示すように、基板800上に膜厚100〜200nmの第1の導電膜を成膜する。ここでは、基板800にガラス基板を用い、その表面上に第1の導電膜として、膜厚150nmの酸化珪素を有する酸化インジウム膜をスパッタリング法により成膜する。次に、感光性材料を第1の導電膜上に吐出又は塗布し、レーザビーム直接描画装置を用いて感光性材料を露光、現像して、第1のマスクを形成する。次に、第1のマスクを用いて第1の導電膜をエッチングして第1の導電層801〜804を形成する。ここでは、ウェットエッチング法により酸化珪素を含む酸化インジウム膜をエッチングして、第1の導電層801〜804である酸化珪素を含む酸化インジウム層を形成する。なお、第1の導電層801〜803はゲート電極として機能し、第1の導電層804はゲート電極の接続部として機能する。   As shown in FIG. 24A, a first conductive film with a thickness of 100 to 200 nm is formed over a substrate 800. Here, a glass substrate is used as the substrate 800, and an indium oxide film containing silicon oxide with a thickness of 150 nm is formed as a first conductive film over the surface by a sputtering method. Next, a photosensitive material is discharged or applied onto the first conductive film, and the photosensitive material is exposed and developed using a laser beam direct writing apparatus to form a first mask. Next, the first conductive film is etched using the first mask to form first conductive layers 801 to 804. Here, the indium oxide film containing silicon oxide is etched by a wet etching method to form an indium oxide layer containing silicon oxide which is the first conductive layers 801 to 804. Note that the first conductive layers 801 to 803 function as a gate electrode, and the first conductive layer 804 functions as a connection portion of the gate electrode.

次に、基板800及び第1の導電層801〜804表面上に、第1の絶縁膜を形成する。ここでは、第1の絶縁膜805、806として、膜厚50nm〜100nmの窒化珪素膜及び膜厚50〜100nmの酸化窒化珪素膜(SiON(O>N)を、CVD法により積層させて形成する。なお、第1の絶縁膜はゲート絶縁膜として機能する。このとき、窒化珪素膜と酸化窒化珪素膜とを、大気に解放せず原料ガスの切り替えのみで連続成膜することが好ましい。また、実施形態1と同様に3層構造にしてもよい。   Next, a first insulating film is formed over the surface of the substrate 800 and the first conductive layers 801 to 804. Here, as the first insulating films 805 and 806, a silicon nitride film with a thickness of 50 nm to 100 nm and a silicon oxynitride film (SiON (O> N) with a thickness of 50 to 100 nm are stacked by a CVD method. Note that the first insulating film functions as a gate insulating film, and at this time, it is preferable that the silicon nitride film and the silicon oxynitride film be continuously formed only by switching the source gas without being released to the atmosphere. As in the first embodiment, a three-layer structure may be used.

次に触媒元素を有する層808をPVD法、CVD法、蒸着法等の公知の方法にて形成する。ここでは100ppmのニッケル触媒を含む溶液をスピンコート法により塗布する。   Next, a layer 808 having a catalytic element is formed by a known method such as a PVD method, a CVD method, or a vapor deposition method. Here, a solution containing 100 ppm of nickel catalyst is applied by spin coating.

次に、図24(B)に示すように、膜厚10〜100nmの非晶質半導体膜807を形成する。ここでは、膜厚100nmのアモルファスシリコン膜をCVD法により成膜する。次に、後のTFTのチャネル領域となる領域にp型またはn型の不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行う。次に膜厚100nmのドナー型元素を含む半導体膜812を成膜する。ここでは、シランガスと、0.5%フォスフィンガス(流量比シラン/フォスフィンが10/17)とを用いて、リンを有するアモルファスシリコン膜を成膜する。   Next, as illustrated in FIG. 24B, an amorphous semiconductor film 807 with a thickness of 10 to 100 nm is formed. Here, an amorphous silicon film with a thickness of 100 nm is formed by a CVD method. Next, a channel doping step of adding a p-type or n-type impurity element at a low concentration to a region to be a channel region of the subsequent TFT is performed over the entire surface or selectively. Next, a semiconductor film 812 containing a donor-type element with a thickness of 100 nm is formed. Here, an amorphous silicon film containing phosphorus is formed using silane gas and 0.5% phosphine gas (flow ratio silane / phosphine is 10/17).

次に、非晶質半導体膜807を加熱して図24(C)に示すような、結晶性半導体膜813を形成する。ここでは、電気炉を用い、500度で1時間加熱して半導体膜膜中の水素出しを行った後、550度で4時間加熱してニッケルを含む結晶性シリコン膜を形成する。   Next, the amorphous semiconductor film 807 is heated to form a crystalline semiconductor film 813 as shown in FIG. Here, using an electric furnace, the semiconductor film is dehydrogenated by heating at 500 ° C. for 1 hour, and then heated at 550 ° C. for 4 hours to form a crystalline silicon film containing nickel.

この加熱によって触媒元素はドナー型元素を含む半導体膜812に移動しゲッタリングされるとともに、ドナー型元素は活性化する。即ち、触媒元素を含む結晶性半導体膜中の触媒元素を、ドナー型元素を含む半導体膜812へ移動させる。このときの触媒元素濃度が低減された結晶性半導体膜を図24(C)の813で示す。ここでは、結晶性シリコン膜となる。また、触媒元素が移動した、ドナー型元素を含む半導体膜も加熱により結晶性半導体膜814となる。即ち、触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜となる。これを、図24(C)の814で示す。ここでは、ニッケル及びリンを含む結晶性シリコン膜となる。   By this heating, the catalyst element moves to the semiconductor film 812 containing the donor type element and is gettered, and the donor type element is activated. That is, the catalyst element in the crystalline semiconductor film containing the catalyst element is moved to the semiconductor film 812 containing the donor element. A crystalline semiconductor film in which the concentration of the catalytic element is reduced at this time is indicated by reference numeral 813 in FIG. Here, a crystalline silicon film is formed. In addition, the semiconductor film containing the donor element to which the catalyst element has moved also becomes a crystalline semiconductor film 814 by heating. That is, a crystalline semiconductor film containing a catalytic element and a donor element is obtained. This is indicated by 814 in FIG. Here, a crystalline silicon film containing nickel and phosphorus is formed.

次に、図25(A)に示すように、触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜814及び結晶性半導体膜813を、第2のマスク815〜817を用いて所望の形状にエッチングする。第2のマスク815〜817は、液滴吐出法によって、有機樹脂を滴下乾燥して形成することができる。また、第1のマスクと同様、感光性材料をレーザビーム直接描画装置により露光現像して形成することができる。ここでは、液滴吐出法により、ポリイミドを選択的に吐出し、乾燥焼成して第2のマスク815〜817を形成する。エッチングされた触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜は、図25(B)に示す第1の半導体領域824〜826となり、エッチングされた結晶性半導体膜813は、第2の半導体領域821〜823となる。   Next, as illustrated in FIG. 25A, the crystalline semiconductor film 814 and the crystalline semiconductor film 813 containing a catalyst element and a donor-type element are etched into a desired shape using second masks 815 to 817. . The second masks 815 to 817 can be formed by dropping and drying an organic resin by a droplet discharge method. Further, similarly to the first mask, the photosensitive material can be formed by exposure and development with a laser beam direct drawing apparatus. Here, the second masks 815 to 817 are formed by selectively discharging polyimide by a droplet discharge method, followed by drying and baking. The etched crystalline semiconductor film containing the catalyst element and the donor element becomes the first semiconductor regions 824 to 826 shown in FIG. 25B, and the etched crystalline semiconductor film 813 becomes the second semiconductor region 821. To 823.

次に、駆動回路において、一部のTFTのゲート電極とソース電極又はドレイン電極とを接続させるために、第3のマスクを用いて第1の絶縁膜805、806の一部をエッチングして、図29に示すようなコンタクトホール850を形成する。なお、後に形成される第4の導電層831〜833は破線で示す。第3のマスクは、第1のマスク又は第2のマスクと同様の形成方法を適宜用いることができる。該コンタクトホールを介してゲート電極として機能する第1の導電層802と、後に形成されるソース電極又はドレイン電極として機能する第4の導電層833を接続することにより、抵抗を形成することが可能となり、隣り合うTFTと接続されることで、インバータを形成することが可能である。   Next, in the driver circuit, a part of the first insulating films 805 and 806 is etched using a third mask in order to connect the gate electrode and the source electrode or the drain electrode of some TFTs. A contact hole 850 as shown in FIG. 29 is formed. Note that fourth conductive layers 831 to 833 formed later are indicated by broken lines. As the third mask, a formation method similar to that of the first mask or the second mask can be used as appropriate. A resistor can be formed by connecting the first conductive layer 802 functioning as a gate electrode to the fourth conductive layer 833 functioning as a source electrode or a drain electrode, which is formed later, through the contact hole. Thus, an inverter can be formed by connecting to adjacent TFTs.

次に、図25(B)に示すように、第1の半導体領域824〜826及び第2の半導体領域821〜823表面に、膜厚500〜1000nm第2の導電層827、828を形成する。ここでは、液滴吐出法によりAgペーストを吐出し、焼成して第3の導電層を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 25B, second conductive layers 827 and 828 having a thickness of 500 to 1000 nm are formed on the surfaces of the first semiconductor regions 824 to 826 and the second semiconductor regions 821 to 823. Here, an Ag paste is discharged by a droplet discharge method and baked to form a third conductive layer.

次に、感光性材料829を塗布又は吐出し、レーザビーム直接描画装置を用いて該感光性材料を露光、現像して第4のマスクを形成した後、第3の導電層をエッチングして、図25(C)に示すような、ソース電極及びソース配線、並びにドレイン電極として機能する第4の導電層831〜836を形成する。また、この工程において、第3の導電層を分断して、ソース電極及びドレイン電極を形成すると共に、ソース配線又はドレイン配線の幅が細くなるようにエッチングすることで、後に形成される液晶表示装置の開口率を高めることが可能である。ここでは、感光性材料829として、ポジ型感光性材料を用い、レーザ光830を照射して第4のマスクを形成する。   Next, a photosensitive material 829 is applied or ejected, the photosensitive material is exposed and developed using a laser beam direct writing apparatus to form a fourth mask, and then the third conductive layer is etched. As shown in FIG. 25C, fourth conductive layers 831 to 836 functioning as a source electrode, a source wiring, and a drain electrode are formed. In this step, the third conductive layer is divided to form a source electrode and a drain electrode, and etching is performed so that the width of the source wiring or the drain wiring is narrowed, whereby a liquid crystal display device to be formed later It is possible to increase the aperture ratio. Here, a positive photosensitive material is used as the photosensitive material 829, and the fourth mask is formed by irradiation with laser light 830.

次に、第4のマスクを残したまま、第1の半導体領域824〜826をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域837〜843を形成する。このとき、第2の半導体領域821〜823の一部もエッチングされる。エッチングされた半導体領域を第3の半導体領域844〜846は、チャネル形成領域として機能する。   Next, the first semiconductor regions 824 to 826 are etched while leaving the fourth mask, so that source and drain regions 837 to 843 are formed. At this time, part of the second semiconductor regions 821 to 823 is also etched. The etched third semiconductor regions 844 to 846 function as channel formation regions.

次に、第4のマスクを除去した後、第4の導電層及び第3の半導体領域表面上に第2の絶縁膜851及び第3の絶縁膜852を形成する。ここでは、第2の絶縁膜として水素を含む膜厚の150nm酸化窒化珪素膜(SiON(O>N)をCVD法により形成する。また、第3の絶縁膜として膜厚200nmの窒化珪素膜を、CVD法により成膜する。窒化珪素膜は、外部からの不純物をブロッキングする保護膜として機能する。   Next, after removing the fourth mask, a second insulating film 851 and a third insulating film 852 are formed over the surface of the fourth conductive layer and the third semiconductor region. Here, a 150-nm-thick silicon oxynitride film (SiON (O> N) containing hydrogen is formed by a CVD method as the second insulating film, and a 200-nm-thick silicon nitride film is formed as the third insulating film. The silicon nitride film functions as a protective film that blocks impurities from the outside.

次に、第3の半導体領域844〜846を加熱して水素化する。ここでは、窒素雰囲気で410℃1時間の加熱を行うことで、第2の絶縁膜851に含まれる水素が第3の半導体領域844〜846に添加され、水素化される。   Next, the third semiconductor regions 844 to 846 are heated and hydrogenated. Here, by performing heating at 410 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, hydrogen contained in the second insulating film 851 is added to the third semiconductor regions 844 to 846 and hydrogenated.

以上の工程により、nチャネル型TFT861、862で形成される駆動回路A−A’と、ダブルゲートの電極として機能する第1の導電層803を有するnチャネル型TFT863を有する画素部B−B’とで構成される、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を形成することができる。本実施例では、nチャネルTFTで駆動回路が形成されているため、pチャネルTFTを形成する必要がなく、工程数を削減することが可能である。なお、nチャネル型TFTでなく、pチャネル型TFTのみで駆動回路及び画素TFTを構成してもよい。   Through the above steps, the pixel portion BB ′ having the n-channel TFT 863 having the driving circuit AA ′ formed by the n-channel TFTs 861 and 862 and the first conductive layer 803 functioning as a double gate electrode. And an active matrix substrate of a liquid crystal display device. In this embodiment, since the drive circuit is formed of n-channel TFTs, it is not necessary to form p-channel TFTs, and the number of processes can be reduced. Note that the driver circuit and the pixel TFT may be configured using only the p-channel TFT instead of the n-channel TFT.

次に、図26(A)に示すように、第3の絶縁膜852上に第4の絶縁膜871を形成する。ここでは、アクリルを塗布し焼成して第4の絶縁膜871を形成する。次に、第4の絶縁膜871上に第5のマスクを形成した後、第4の絶縁膜871、第3の絶縁膜852、第2の絶縁膜851、第1の絶縁膜805、806をそれぞれエッチングして、ゲート電極の接続部となる第1の導電層804の一部を露出する。次に、ゲート電極の接続部となる第1の導電層804に接続するゲート配線として機能する第5の導電層872を形成する。ここでは、液滴吐出法により、Agペースト吐出し焼成した後、レーザビーム直接描画装置で形成されるマスクを用いてAgペーストの一部をエッチングして配線幅を細くして、第5の導電層872を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 26A, a fourth insulating film 871 is formed over the third insulating film 852. Here, the fourth insulating film 871 is formed by applying and baking acrylic. Next, after a fifth mask is formed over the fourth insulating film 871, the fourth insulating film 871, the third insulating film 852, the second insulating film 851, and the first insulating films 805 and 806 are formed. Etching is performed to expose part of the first conductive layer 804 to be a connection portion of the gate electrode. Next, a fifth conductive layer 872 that functions as a gate wiring connected to the first conductive layer 804 to be a connection portion of the gate electrode is formed. Here, after the Ag paste is discharged and fired by a droplet discharge method, a part of the Ag paste is etched using a mask formed by a laser beam direct writing apparatus to reduce the wiring width, and the fifth conductive Layer 872 is formed.

次に、第5の絶縁膜873を形成する。第5の絶縁膜873も第4の絶縁膜と同様の材料を適宜用いることが可能である。ここでは、第5の絶縁膜873にアクリルを用いる。次に、第5の絶縁膜873上に第6のマスクを形成した後、第5の絶縁膜873〜第2の絶縁膜851をエッチングして、第4の導電層836の一部を露出する。   Next, a fifth insulating film 873 is formed. The fifth insulating film 873 can be formed using a material similar to that of the fourth insulating film as appropriate. Here, acrylic is used for the fifth insulating film 873. Next, after a sixth mask is formed over the fifth insulating film 873, the fifth insulating film 873 to the second insulating film 851 are etched to expose part of the fourth conductive layer 836. .

次に、第4の導電層836に接するように、膜厚100〜300nmの第6の導電層874を成膜する。第6の導電層874の材料としては、透光性を有する導電膜、又は反射性を有する導電膜があげられる。透光性を有する導電膜の材料としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ等が挙げられる。また、反射性を有する導電膜の材料としては、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、タンタル(Ta)などの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料、若しくは該金属の窒化物である窒化チタン(TiN)、窒化タンタル(TaN)などが挙げられる。また、第6の導電層874の形成方法としては、液滴吐出法、塗布法、スパッタリング法、蒸着法、CVD法等を適宜用いる。なお、塗布法、スパッタリング法、蒸着法、CVD法等を用いる場合、液滴吐出法、レーザビーム直接描画装置を用いた露光等によりマスクを形成した後、導電膜をエッチングして導電層を形成する。ここでは、膜厚110nmの酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITO)をスパッタリング法により成膜し、所望の形状にエッチングして画素電極として機能する第6の導電層874を形成する。   Next, a sixth conductive layer 874 having a thickness of 100 to 300 nm is formed so as to be in contact with the fourth conductive layer 836. As a material for the sixth conductive layer 874, a light-transmitting conductive film or a reflective conductive film can be given. As a material for the light-transmitting conductive film, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide added with gallium (GZO), indium tin oxide containing silicon oxide, or the like Is mentioned. In addition, as a material for the conductive film having reflectivity, a metal such as aluminum (Al), titanium (Ti), silver (Ag), and tantalum (Ta), or a concentration less than the stoichiometric composition ratio with the metal is used. Examples thereof include a metal material containing nitrogen, or titanium nitride (TiN) or tantalum nitride (TaN) which are nitrides of the metal. As a method for forming the sixth conductive layer 874, a droplet discharge method, a coating method, a sputtering method, an evaporation method, a CVD method, or the like is used as appropriate. Note that when a coating method, a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, or the like is used, a conductive layer is formed by etching a conductive film after forming a mask by a droplet discharge method, exposure using a laser beam direct drawing apparatus, or the like. To do. Here, indium tin oxide (ITO) containing silicon oxide with a thickness of 110 nm is formed by a sputtering method, and etched into a desired shape to form a sixth conductive layer 874 that functions as a pixel electrode.

次に、図26(B)に示すように、第5の絶縁膜873を覆うように印刷法やスピンコート法により、絶縁膜を成膜し、ラビングを行って配向膜881を形成する。なお、斜方蒸着法により配向膜881を形成することで、低温で形成することが可能であり、耐熱性の低いプラスチック上に配向膜881を形成することが可能である。   Next, as illustrated in FIG. 26B, an insulating film is formed by a printing method or a spin coating method so as to cover the fifth insulating film 873, and an alignment film 881 is formed by rubbing. Note that the alignment film 881 can be formed at a low temperature by forming the alignment film 881 by oblique deposition, and the alignment film 881 can be formed over a plastic having low heat resistance.

対向基板882上に第2の画素電極(対向電極)883及び配向膜884を形成する。次に、対向基板882上に閉ループ状のシール材を形成する。このとき、シール材は画素部の周辺の領域に液滴吐出法を用いて形成する。次に、ディスペンサ式(滴下式)により、シール材で形成された閉ループ内側に、液晶材料を滴下する。   A second pixel electrode (counter electrode) 883 and an alignment film 884 are formed over the counter substrate 882. Next, a closed loop sealing material is formed over the counter substrate 882. At this time, the sealing material is formed in a region around the pixel portion by using a droplet discharge method. Next, a liquid crystal material is dropped inside the closed loop formed of the sealing material by a dispenser type (dropping type).

シール材には、フィラーが混入されていてもよく、さらに、対向基板882にはカラーフィルタや遮蔽膜(ブラックマトリクス)などが形成されていても良い。   A filler may be mixed in the sealing material, and a color filter, a shielding film (black matrix), or the like may be formed on the counter substrate 882.

次に、真空中で、配向膜884及び第2の画素電極(対向電極)883が設けられた対向基板882とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせ、紫外線硬化を行って、液晶材料が充填された液晶層885を形成する。なお、液晶層885を形成する方法として、ディスペンサ式(滴下式)の代わりに、対向基板を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶材料を注入するディップ式(汲み上げ式)を用いることができる。   Next, the counter substrate 882 provided with the alignment film 884 and the second pixel electrode (counter electrode) 883 is bonded to the active matrix substrate in a vacuum, and ultraviolet curing is performed, so that a liquid crystal filled with a liquid crystal material is obtained. Layer 885 is formed. Note that as a method for forming the liquid crystal layer 885, a dip method (pumping method) in which a liquid crystal material is injected using a capillary phenomenon after the counter substrate is attached can be used instead of the dispenser method (dropping method).

以上の工程により液晶表示パネルを作製することができる。なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線(ゲート配線)の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したTFTと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン又はソース配線層とを接続することにより、ダイオードとして動作させることができる。   Through the above process, a liquid crystal display panel can be manufactured. Note that a protection circuit for preventing electrostatic breakdown, typically a diode or the like, may be provided between the connection terminal and the source wiring (gate wiring) or in the pixel portion. In this case, the TFT can be manufactured in the same process as the above TFT, and can be operated as a diode by connecting the gate wiring layer of the pixel portion and the drain or source wiring layer of the diode.

以上の工程により液晶表示装置を形成することができる。なお、実施形態1乃至実施形態19のいずれをも本実施例に適用することができる。   Through the above process, a liquid crystal display device can be formed. Note that any of Embodiment Modes 1 to 19 can be applied to this example.

次に、実施例1において、駆動回路がCMOS回路で形成されるアクティブマトリクス基板及びそれを有する液晶表示装置の作製方法について図27、図28、図30を用いて説明する。図30は、アクティブマトリクス基板の駆動回路の平面図である。また、駆動回路部A−A’、及び画素部のB−B’の縦断面構造を図27、及び図28に模式的に示す。   Next, in Example 1, a manufacturing method of an active matrix substrate having a driver circuit formed of a CMOS circuit and a liquid crystal display device having the active matrix substrate will be described with reference to FIGS. FIG. 30 is a plan view of a drive circuit for the active matrix substrate. FIG. 27 and FIG. 28 schematically show the longitudinal cross-sectional structures of the driver circuit portion A-A ′ and the pixel portion B-B ′.

実施例1と同様の工程により、図27(A)に示すように、基板800上にゲート電極として機能する第1の導電層801〜804、第1の絶縁膜805、806、第1の半導体領域824〜826、第2の半導体領域821〜823を形成する。次に、後のnチャネル型TFTとなる領域にマスク891を形成する。ここでは、液滴吐出法により、ポリイミドを吐出し、乾燥して、後のnチャネル型TFTとなる第1の半導体領域824、826及び第2の半導体領域821、823を覆うマスク891を形成する。   Through steps similar to those in Embodiment 1, as shown in FIG. 27A, first conductive layers 801 to 804 functioning as gate electrodes, first insulating films 805 and 806, and a first semiconductor are formed over a substrate 800. Regions 824 to 826 and second semiconductor regions 821 to 823 are formed. Next, a mask 891 is formed in a region to be a later n-channel TFT. Here, polyimide is discharged by a droplet discharge method and dried to form a mask 891 that covers the first semiconductor regions 824 and 826 and the second semiconductor regions 821 and 823 to be n-channel TFTs later. .

次に、後にpチャネル型TFTとなる第1の半導体領域825に、アクセプター型元素892を添加し、図27(B)に示すように、p型半導体領域893を形成する。   Next, an acceptor element 892 is added to the first semiconductor region 825 to be a p-channel TFT later, so that a p-type semiconductor region 893 is formed as shown in FIG.

この後、実施例1と同様の工程により、ソース電極及びソース配線、並びにドレイン電極として機能する第4の導電層831〜836を形成する(図27(C))。また、ソース領域及びドレイン領域837〜843、チャネル形成領域として機能する第3の半導体領域844〜846を形成する。このときの上面図を図30に示す。また、第2の絶縁膜851及び第3の絶縁膜852を形成した後、第3の半導体領域844〜846を加熱して水素化する。   After that, fourth conductive layers 831 to 836 functioning as a source electrode, a source wiring, and a drain electrode are formed by a process similar to that in Embodiment 1 (FIG. 27C). In addition, source and drain regions 837 to 843 and third semiconductor regions 844 to 846 functioning as channel formation regions are formed. A top view at this time is shown in FIG. In addition, after the second insulating film 851 and the third insulating film 852 are formed, the third semiconductor regions 844 to 846 are heated and hydrogenated.

次に、図28(A)に示すように、第4の絶縁膜871を形成した後、ゲート電極として機能する第1の導電層804の一部を露出し、ゲート電極と接続し、ゲート配線として機能する第5の導電層を形成する。この後、実施例1と同様に第5の絶縁膜873を形成した後、第4の導電層836に接続する第6の導電層874を形成する。   Next, as shown in FIG. 28A, after the fourth insulating film 871 is formed, a part of the first conductive layer 804 functioning as the gate electrode is exposed, connected to the gate electrode, and gate wiring A fifth conductive layer functioning as is formed. Thereafter, a fifth insulating film 873 is formed in the same manner as in Example 1, and then a sixth conductive layer 874 connected to the fourth conductive layer 836 is formed.

以上の工程により、図28(A)に示すような、nチャネル型TFT896及びpチャネル型TFT897のCMOS回路で形成される駆動回路A−A’と、ダブルゲートとして機能第1の導電層803を有するnチャネル型TFT863を有する画素部B−B’とで構成される、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を形成することができる。   Through the above steps, the driver circuit AA ′ formed with a CMOS circuit of an n-channel TFT 896 and a p-channel TFT 897 as shown in FIG. 28A and the first conductive layer 803 functioning as a double gate are formed. An active matrix substrate of a liquid crystal display device including the pixel portion BB ′ including the n-channel TFT 863 can be formed.

この後、実施例1と同様の工程により、図28(B)に示すような液晶表示装置を形成することが可能である。   Thereafter, a liquid crystal display device as shown in FIG. 28B can be formed through the same steps as in the first embodiment.

本実施例では、本発明の半導体装置の一形態に相当する液晶表示装置パネルの外観について、図31を用いて説明する。図31(A)は、第1の基板1600と、第2の基板1604との間を第1のシール材1605及び第2のシール材1606によって封止されたパネルの上面図であり、図31(B)は、図31(A)のA−A’、及びB−B’それぞれにおける断面図に相当する。また、第1の基板1600に、実施例1または2で形成されたアクティブマトリクス基板を用いることが可能である。   In this embodiment, the appearance of a liquid crystal display device panel, which is one embodiment of the semiconductor device of the present invention, will be described with reference to FIG. FIG. 31A is a top view of a panel in which a space between the first substrate 1600 and the second substrate 1604 is sealed with the first sealant 1605 and the second sealant 1606. FIG. FIG. 31B corresponds to a cross-sectional view taken along lines AA ′ and BB ′ in FIG. In addition, the active matrix substrate formed in Embodiment 1 or 2 can be used for the first substrate 1600.

図31(A)において、点線で示された1602は画素部、1603は走査線駆動回路である。また、実線で示された1601は信号線(ゲート線)駆動回路である。本実施例において、画素部1602、及び走査線駆動回路1603は第1のシール材及び第2のシール材で封止されている領域内にある。また、1601は信号線(ソース線)駆動回路であり、チップ状の信号線駆動回路が第1の基板1600上に設けられている。   In FIG. 31A, 1602 indicated by a dotted line is a pixel portion, and 1603 is a scanning line driver circuit. Reference numeral 1601 indicated by a solid line is a signal line (gate line) drive circuit. In this embodiment, the pixel portion 1602 and the scan line driver circuit 1603 are in a region sealed with a first sealant and a second sealant. Reference numeral 1601 denotes a signal line (source line) driver circuit, and a chip-like signal line driver circuit is provided over the first substrate 1600.

また、1600は第1の基板、1604は第2の基板、1605及び1606はそれぞれ、密閉空間の間隔を保持するためのギャップ材が含有されている第1のシール材及び第2のシール材である。第1の基板1600と第2の基板1604とは第1のシール材1605及び第2のシール材1606によって封止されており、それらの間には液晶材料が充填されている。   Reference numeral 1600 denotes a first substrate, 1604 denotes a second substrate, and 1605 and 1606 denote a first sealing material and a second sealing material each containing a gap material for maintaining a space between the sealed spaces. is there. The first substrate 1600 and the second substrate 1604 are sealed with a first sealant 1605 and a second sealant 1606, and a liquid crystal material is filled therebetween.

次に、断面構造について図31(B)を用いて説明する。第1の基板1600上には駆動回路及び画素部が形成されており、TFTを代表とする半導体素子を複数有している。第2の基板1604表面には、カラーフィルタ1621が設けられている。駆動回路として走査線駆動回路1603と画素部1602とを示す。なお、走査線駆動回路1603はnチャネル型TFT1612からなる回路が形成される。なお、実施例2と同様に、CMOS回路によって駆動回路を形成しても良い。   Next, a cross-sectional structure is described with reference to FIG. A driver circuit and a pixel portion are formed over the first substrate 1600 and have a plurality of semiconductor elements typified by TFTs. A color filter 1621 is provided on the surface of the second substrate 1604. A scan line driver circuit 1603 and a pixel portion 1602 are shown as driver circuits. Note that the scan line driver circuit 1603 is formed with a circuit including an n-channel TFT 1612. Note that the drive circuit may be formed of a CMOS circuit as in the second embodiment.

本実施例においては、同一基板上に走査線駆動回路、及び画素部のTFTが形成されている。このため、表示装置の容積を縮小することができる。   In this embodiment, the scanning line driving circuit and the TFT of the pixel portion are formed on the same substrate. For this reason, the volume of the display device can be reduced.

画素部1602には、複数の画素が形成されており、各画素には液晶素子1615が形成されている。液晶素子1615は、第1の電極1616、第2の電極1618及びその間に充填されている液晶材料1619が重なっている部分である。液晶素子1615が有する第1の電極1616は、配線1617を介して画素駆動用TFT1611と電気的に接続されている。また、ゲート電極の接続部1625は、コンタクトホールを介してゲート配線1626と接続されている。ここでは、ゲート配線1626を形成した後、第1の電極1616を形成しているが、第1の電極1616を形成した後、ゲート配線1626を形成してもよい。液晶素子1615の第2の電極1618は、第2の基板1604側に形成される。また、各画素電極表面には配向膜1630、1631が形成されている。   A plurality of pixels are formed in the pixel portion 1602, and a liquid crystal element 1615 is formed in each pixel. The liquid crystal element 1615 is a portion where the first electrode 1616, the second electrode 1618, and the liquid crystal material 1619 filled therebetween overlap. A first electrode 1616 included in the liquid crystal element 1615 is electrically connected to the pixel driving TFT 1611 through a wiring 1617. The gate electrode connection portion 1625 is connected to the gate wiring 1626 through a contact hole. Although the first electrode 1616 is formed after the gate wiring 1626 is formed here, the gate wiring 1626 may be formed after the first electrode 1616 is formed. The second electrode 1618 of the liquid crystal element 1615 is formed on the second substrate 1604 side. In addition, alignment films 1630 and 1631 are formed on the surface of each pixel electrode.

1622は柱状のスペーサであり、第1の電極1616と第2の電極1618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。絶縁膜を所望の形状にエッチングして形成されている。なお、球状スペーサを用いていても良い。信号線駆動回路1601または画素部1602に与えられる各種信号及び電位は、接続配線1623を介して、FPC1609から供給されている。なお、接続配線1623とFPC1609とは、異方性導電膜1627、又は異方性導電樹脂で電気的に接続されている。なお、異方性導電膜又は異方性導電樹脂の代わりに半田等の導電性ペーストを用いてもよい。   Reference numeral 1622 denotes a columnar spacer, which is provided to control the distance (cell gap) between the first electrode 1616 and the second electrode 1618. The insulating film is formed by etching into a desired shape. A spherical spacer may be used. Various signals and potentials supplied to the signal line driver circuit 1601 or the pixel portion 1602 are supplied from the FPC 1609 through the connection wiring 1623. Note that the connection wiring 1623 and the FPC 1609 are electrically connected to each other with an anisotropic conductive film 1627 or an anisotropic conductive resin. Note that a conductive paste such as solder may be used instead of the anisotropic conductive film or the anisotropic conductive resin.

図示しないが、第1の基板1600及び第2の基板1604の一方又は両方の表面には、接着剤によって偏光板が固定されている。なお、偏光板の他に位相差板を設けてもよい。   Although not illustrated, a polarizing plate is fixed to one or both surfaces of the first substrate 1600 and the second substrate 1604 with an adhesive. Note that a retardation plate may be provided in addition to the polarizing plate.

本実施例では、基板周辺部に設けられた走査線入力端子部と信号線入力端子部の構造について、図37を用いて説明する。図37(A)、(C)及び(E)は、それぞれ基板周辺部の平面図であり、図37(B)、(D)及び(F)は、それぞれ図37(A)、(C)及び(E)のK−L、及びM−Nの縦断面図である。なお、K−Lは走査線入力端子部の縦断面図を示し、M−Nはと信号線入力端子部の縦断面図を示す。   In this embodiment, the structure of the scanning line input terminal portion and the signal line input terminal portion provided in the peripheral portion of the substrate will be described with reference to FIG. 37 (A), (C) and (E) are plan views of the periphery of the substrate, respectively, and FIGS. 37 (B), (D) and (F) are FIGS. 37 (A) and (C), respectively. It is the longitudinal cross-sectional view of KL and MN of (E). In addition, KL shows the longitudinal cross-sectional view of a scanning line input terminal part, and MN shows the longitudinal cross-sectional view of a signal line input terminal part.

図37(A)及び図37(B)に示すように、第1の基板11及び第2の基板21は、シール材20を用いて封止されており、これらの内部には、液晶材料27が充填されている。また、シール材内部には、画素電極19及び画素TFT1が配列された画素部が形成されている。   As shown in FIG. 37A and FIG. 37B, the first substrate 11 and the second substrate 21 are sealed with a sealing material 20, and a liquid crystal material 27 is provided inside them. Is filled. In addition, a pixel portion in which the pixel electrode 19 and the pixel TFT 1 are arranged is formed inside the sealing material.

図37(A)及び図37(B)においては、走査線入力端子13と信号線入力端子26は、画素TFT1のゲート電極12と同様の工程により形成されている。また、走査線入力端子13は、第1の層間絶縁膜16上に形成されたゲート配線17を介して各ゲート電極と接続されている。また、信号線入力端子26は、ソース配線14と接続されている。   In FIG. 37 (A) and FIG. 37 (B), the scanning line input terminal 13 and the signal line input terminal 26 are formed by the same process as the gate electrode 12 of the pixel TFT1. The scanning line input terminal 13 is connected to each gate electrode via a gate wiring 17 formed on the first interlayer insulating film 16. The signal line input terminal 26 is connected to the source line 14.

また、画素電極19は第1の層間絶縁膜16上に形成された第2の層間絶縁膜18上に形成されている。なお、第1の層間絶縁膜16及び第2の層間絶縁膜18を介して、ドレイン電極15と接続されている。   The pixel electrode 19 is formed on the second interlayer insulating film 18 formed on the first interlayer insulating film 16. Note that the drain electrode 15 is connected via the first interlayer insulating film 16 and the second interlayer insulating film 18.

走査線入力端子13と信号線入力端子26は、それぞれ接続層22、23を介してFPC24、25に接続されている。なお、図37(A)においては、接続層22、23及びFPC24、25は破線で示している。   The scanning line input terminal 13 and the signal line input terminal 26 are connected to the FPCs 24 and 25 via connection layers 22 and 23, respectively. In FIG. 37A, the connection layers 22 and 23 and the FPCs 24 and 25 are indicated by broken lines.

図37(C)及び図37(D)においては、走査線入力端子33はソース配線14と同様の工程で形成され、信号線入力端子は、ソース配線14の一部である。即ち、ソース配線14と同時に各入力端子が形成されている。また、走査線入力端子33とゲート電極12とは、第1の層間絶縁膜16上に形成されたゲート配線17で接続されている。   In FIG. 37C and FIG. 37D, the scanning line input terminal 33 is formed in the same process as the source wiring 14, and the signal line input terminal is a part of the source wiring 14. That is, each input terminal is formed simultaneously with the source wiring 14. The scanning line input terminal 33 and the gate electrode 12 are connected by a gate wiring 17 formed on the first interlayer insulating film 16.

その他の構造は、図37(A)及び図37(B)と同様である。   Other structures are similar to those in FIGS. 37A and 37B.

図37(E)及び図37(F)においては、走査線入力端子はゲート配線43の一部であり、信号線入力端子44は、ゲート配線43と同時に形成される。即ち、ゲート配線43と同時に各入力端子が形成されている。また、信号線入力端子44は、ソース配線14上に形成された第1の層間絶縁膜が除去された後、露出されたソース配線14上に形成される。   In FIGS. 37E and 37F, the scanning line input terminal is a part of the gate wiring 43, and the signal line input terminal 44 is formed at the same time as the gate wiring 43. That is, each input terminal is formed simultaneously with the gate wiring 43. The signal line input terminal 44 is formed on the exposed source wiring 14 after the first interlayer insulating film formed on the source wiring 14 is removed.

その他の構造は、図37(A)及び図37(B)と同様である。   Other structures are similar to those in FIGS. 37A and 37B.

なお、本実施例は、実施形態1に示されるTFTの構造を用いて説明したが、適宜実施形態2乃至実施形態19に適用することが可能である。   Note that although this example is described using the structure of the TFT shown in Embodiment Mode 1, it can be applied to Embodiment Modes 2 to 19 as appropriate.

本発明の半導体装置に具備される保護回路の一例について説明する。保護回路は、TFT、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された1つ又は複数の素子によって構成されるものであり、以下にはいくつかの保護回路の構成とその動作について説明する。まず、外部回路と内部回路の間に配置される保護回路であって、1つの入力端子に対応した保護回路の等価回路図の構成について、図38を用いて説明する。図38(A)に示す保護回路は、P型TFT7220、7230、容量素子7210、7240、抵抗素子7250を有する。抵抗素子7250は2端子の抵抗であり、一端には入力電圧Vin(以下、Vinと表記)が、他端には低電位電圧VSS(以下、VSSと表記)が与えられる。   An example of a protection circuit included in the semiconductor device of the present invention will be described. The protection circuit is composed of one or a plurality of elements selected from a TFT, a diode, a resistance element, a capacitance element, and the like, and the configurations and operations of some protection circuits will be described below. First, a configuration of an equivalent circuit diagram of a protection circuit arranged between an external circuit and an internal circuit and corresponding to one input terminal will be described with reference to FIG. The protection circuit illustrated in FIG. 38A includes P-type TFTs 7220 and 7230, capacitor elements 7210 and 7240, and a resistance element 7250. The resistance element 7250 is a two-terminal resistor, and an input voltage Vin (hereinafter referred to as Vin) is applied to one end, and a low potential voltage VSS (hereinafter referred to as VSS) is applied to the other end.

図38(B)に示す保護回路は、P型TFT7220、7230を、整流性を有するダイオード7260、7270で代用した等価回路図である。図38(C)に示す保護回路は、P型TFT7220、7230を、TFT7350、7360、7370、7380で代用した等価回路図である。また、上記とは別の構成の保護回路として、図38(D)に示す保護回路は、抵抗7280、7290と、N型TFT7300を有する。図38(E)に示す保護回路は、抵抗7280、7290、P型TFT7310及びN型TFT7320を有する。なお、上記保護回路を構成する素子は、耐圧に優れた非晶質半導体により構成することが好ましい。本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。   The protection circuit shown in FIG. 38B is an equivalent circuit diagram in which P-type TFTs 7220 and 7230 are substituted with diodes 7260 and 7270 having rectifying properties. The protection circuit shown in FIG. 38C is an equivalent circuit diagram in which P-type TFTs 7220 and 7230 are substituted with TFTs 7350, 7360, 7370, and 7380. Further, as a protection circuit having a different structure from the above, the protection circuit illustrated in FIG. 38D includes resistors 7280 and 7290 and an N-type TFT 7300. The protection circuit illustrated in FIG. 38E includes resistors 7280 and 7290, a P-type TFT 7310, and an N-type TFT 7320. Note that the element forming the protection circuit is preferably formed using an amorphous semiconductor with excellent withstand voltage. This embodiment can be freely combined with the above embodiment modes.

本実施例では、上記実施例に示した液晶パネルへの駆動回路の実装について、図32を用いて説明する。   In this embodiment, mounting of a driver circuit on the liquid crystal panel shown in the above embodiment will be described with reference to FIG.

図32(A)に示すように、画素部1401の周辺に信号線駆動回路1402、及び走査線駆動回路1403a、1403bを実装する。図32(A)では、信号線駆動回路1402、及び走査線駆動回路1403a、1403b等として、公知の異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、COG方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等により、基板1400上にICチップ1405を実装する。ここでは、COG方式を用いる。そして、FPC(フレキシブルプリントサーキット)1406を介して、ICチップと外部回路とを接続する。   As shown in FIG. 32A, a signal line driver circuit 1402 and scan line driver circuits 1403a and 1403b are mounted around the pixel portion 1401. In FIG. 32A, as a signal line driver circuit 1402 and scanning line driver circuits 1403a and 1403b, a mounting method using a known anisotropic conductive adhesive and anisotropic conductive film, a COG method, wire bonding The IC chip 1405 is mounted on the substrate 1400 by a method, a reflow process using a solder bump, or the like. Here, the COG method is used. Then, an IC chip and an external circuit are connected via an FPC (flexible printed circuit) 1406.

なお、信号線駆動回路1402の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ICチップで実装してもよい。   Note that a part of the signal line driver circuit 1402, for example, an analog switch may be integrally formed on the substrate, and the other part may be separately mounted using an IC chip.

また、図32(B)に示すように、SASや結晶性半導体でTFTを代表とする半導体素子を形成する場合、画素部1401と走査線駆動回路1403a、1403b等を基板上に一体形成し、信号線駆動回路1402等を別途ICチップとして実装する場合がある。図32(B)において、信号線駆動回路1402として、COG方式により、基板1400上にICチップ1405を実装する。そして、FPC1406を介して、ICチップと外部回路とを接続する。   As shown in FIG. 32B, in the case where a semiconductor element typified by a TFT such as a SAS or a crystalline semiconductor is formed, the pixel portion 1401 and the scan line driver circuits 1403a and 1403b are integrally formed on the substrate. In some cases, the signal line driver circuit 1402 or the like is separately mounted as an IC chip. In FIG. 32B, an IC chip 1405 is mounted on a substrate 1400 as a signal line driver circuit 1402 by a COG method. Then, the IC chip and an external circuit are connected through the FPC 1406.

なお、信号線駆動回路1402の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ICチップで実装してもよい。   Note that a part of the signal line driver circuit 1402, for example, an analog switch may be integrally formed on the substrate, and the other part may be separately mounted using an IC chip.

さらに、図32(C)に示すように、COG方式に代えて、TAB方式により信号線駆動回路1402等を実装する場合がある。そして、FPC1406を介して、ICチップと外部回路とを接続する。図32(C)において、信号線駆動回路をTAB方式により実装しているが、走査線駆動回路をTAB方式により実装してもよい。   Further, as illustrated in FIG. 32C, the signal line driver circuit 1402 and the like may be mounted by a TAB method instead of the COG method. Then, the IC chip and an external circuit are connected through the FPC 1406. In FIG. 32C, the signal line driver circuit is mounted by a TAB method; however, the scan line driver circuit may be mounted by a TAB method.

ICチップをTAB方式により実装すると、基板に対して画素部を大きく設けることができ、狭額縁化を達成することができる。   When the IC chip is mounted by the TAB method, a pixel portion can be provided larger than the substrate, and a narrow frame can be achieved.

なお、信号線駆動回路1402の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ICチップで実装してもよい。   Note that a part of the signal line driver circuit 1402, for example, an analog switch may be integrally formed on the substrate, and the other part may be separately mounted using an IC chip.

ICチップは、シリコンウェハを用いて形成するが、ICチップの代わりにガラス基板上に集積回路を形成したIC(以下、ドライバICと表記する)を設けてもよい。ICチップは、円形のシリコンウェハからICチップを取り出すため、母体基板形状に制約がある。一方ドライバICは、母体基板がガラスであり、形状に制約がないため、生産性を高めることができる。そのため、ドライバICの形状寸法は自由に設定することができる。例えば、ドライバICの長辺の長さを15〜80mmとして形成すると、ICチップを実装する場合と比較し、必要な数を減らすことができる。その結果、接続端子数を低減することができ、製造上の歩留まりを向上させることができる。   The IC chip is formed using a silicon wafer, but an IC (hereinafter referred to as a driver IC) in which an integrated circuit is formed on a glass substrate may be provided instead of the IC chip. Since an IC chip is taken out from a circular silicon wafer, the shape of the base substrate is limited. On the other hand, the driver IC has a mother substrate made of glass and has no restriction in shape, so that productivity can be improved. Therefore, the shape of the driver IC can be set freely. For example, when the length of the long side of the driver IC is 15 to 80 mm, the required number can be reduced as compared with the case where the IC chip is mounted. As a result, the number of connection terminals can be reduced, and the manufacturing yield can be improved.

ドライバICは、基板上に形成された結晶性半導体を用いて形成することができ、結晶性半導体は連続発振型のレーザ光を照射することで形成するとよい。連続発振型のレーザ光を照射して得られる半導体膜は、結晶欠陥が少なく、大粒径の結晶粒を有する。その結果、このような半導体膜を有するトランジスタは、移動度や応答速度が良好となり、高速駆動が可能となり、ドライバICに好適である。   The driver IC can be formed using a crystalline semiconductor formed over a substrate, and the crystalline semiconductor is preferably formed by irradiation with continuous wave laser light. A semiconductor film obtained by irradiation with continuous wave laser light has few crystal defects and large crystal grains. As a result, a transistor having such a semiconductor film has favorable mobility and response speed, can be driven at high speed, and is suitable for a driver IC.

本実施例では、表示モジュールについて説明する。ここでは、表示モジュールの一例として、液晶モジュールを、図33を用いて示す。   In this embodiment, a display module will be described. Here, a liquid crystal module is shown as an example of a display module with reference to FIG.

図33(A)は、白色ライト及びカラーフィルタを用いてカラー表示をする液晶モジュールの断面図を示す。   FIG. 33A is a cross-sectional view of a liquid crystal module that performs color display using a white light and a color filter.

図33(A)に示すように、アクティブマトリクス基板1201と対向基板1202とが、シール材1200により固着され、それらの間には画素部1203と液晶層1204とが設けられ表示領域を形成している。   As shown in FIG. 33A, an active matrix substrate 1201 and a counter substrate 1202 are fixed with a sealant 1200, and a pixel portion 1203 and a liquid crystal layer 1204 are provided therebetween to form a display region. Yes.

着色層1205は、カラー表示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。アクティブマトリクス基板1201と対向基板1202との外側には、光学フィルム(偏光板、位相差板など)1206、1207が配設されている。また、偏光板として機能する光学フィルム1206の表面には、保護膜1216が形成されており、外部からの衝撃を緩和している。   The colored layer 1205 is necessary for color display. In the case of the RGB method, a colored layer corresponding to each color of red, green, and blue is provided corresponding to each pixel. Optical films (polarizing plates, retardation plates, etc.) 1206 and 1207 are disposed outside the active matrix substrate 1201 and the counter substrate 1202. In addition, a protective film 1216 is formed on the surface of the optical film 1206 functioning as a polarizing plate, so that an impact from the outside is reduced.

アクティブマトリクス基板1201に設けられた接続端子1208には、FPC1209を介して配線基板1210が接続されている。配線基板1210には、画素駆動回路(ICチップ、ドライバIC等)、コントロール回路や電源回路などの外部回路1212が組み込まれている。   A wiring board 1210 is connected to a connection terminal 1208 provided on the active matrix substrate 1201 through an FPC 1209. In the wiring substrate 1210, an external circuit 1212 such as a pixel driving circuit (IC chip, driver IC, etc.), a control circuit, or a power supply circuit is incorporated.

冷陰極管1213、反射板1214、及び光学フィルム1215、インバータ(図示しない。)はバックライトユニットであり、これらが光源となって液晶表示パネルへ光を投射する。液晶パネル、光源、配線基板、FPC等は、ベゼル1217で保持及び保護されている。   The cold cathode tube 1213, the reflector 1214, the optical film 1215, and the inverter (not shown) are backlight units, and these serve as light sources and project light onto the liquid crystal display panel. A liquid crystal panel, a light source, a wiring board, an FPC, and the like are held and protected by a bezel 1217.

このような構造の液晶モジュールとしては、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optical Compensated Bend)モード等を適宜適用することが可能である。   The liquid crystal module having such a structure includes a TN (twisted nematic) mode, an IPS (in-plane-switching) mode, an MVA (multi-domain vertical alignment) mode, an ASM (axially symmetrical aligned mode), and an ASM (axially symmetrical aligned mode). An Optical Compensated Bend mode or the like can be applied as appropriate.

図33(B)は、カラーフィルタを用いず、カラー表示を行うことが可能なフィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いる液晶モジュールを示す。フィールドシーケンシャル方式の駆動方法は、液晶パネルによって光シャッタを行って、RGBの3色のバックライトを高速で点灯させてカラー表示を行い、人間の目の時間的な分解能力の限界を利用し、連続時間的な加法混色によってカラー表示を実現するものである。バックライトとしては、R(赤)、G(緑)、B(青)の光を発する冷陰極管またはダイオード(LED)を用いることができる。   FIG. 33B illustrates a liquid crystal module using a field sequential driving method capable of performing color display without using a color filter. The field-sequential driving method uses an optical shutter with a liquid crystal panel, lights up RGB three-color backlights at high speed to display colors, and uses the limits of the temporal resolution capability of the human eye, Color display is realized by continuous color additive color mixing. As the backlight, a cold cathode tube or a diode (LED) that emits R (red), G (green), and B (blue) light can be used.

ここでは、いわゆるπセル構造を有しており、OCB(Optically Compensated Bend)モードという表示モードを用いる。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過する状態となる。なお、OCBモードにすると、従来のTNモードより約10倍速い高速応答性を実現できる。   Here, it has a so-called π-cell structure, and a display mode called OCB (Optically Compensated Bend) mode is used. The π cell structure is a structure in which the pretilt angles of liquid crystal molecules are aligned in a plane-symmetric relationship with respect to the center plane between the active matrix substrate and the counter substrate. The alignment state of the π cell structure is splay alignment when no voltage is applied between the substrates, and shifts to bend alignment when a voltage is applied. When a voltage is further applied, the bend-aligned liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to both substrates, and light is transmitted. In the OCB mode, high-speed response that is about 10 times faster than the conventional TN mode can be realized.

また、液晶層1224に充填される材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶、強誘電性液晶、又は反強誘電性液晶、若しくはこれらの材料を複数混合した材料を用いることができる。   As a material filled in the liquid crystal layer 1224, a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal, an antiferroelectric liquid crystal, or a material obtained by mixing a plurality of these materials can be used.

また、OCBモードによる表示においては、液晶パネルを挟持する一対の光学フィルム(偏光板、位相差板など)1206、1207は、リタデーションの視角依存性を3次元的に補償するため、2軸性位相差板を用いることが好ましい。   Further, in the OCB mode display, a pair of optical films (polarizing plate, retardation plate, etc.) 1206 and 1207 sandwiching the liquid crystal panel are biaxially positioned to compensate for the viewing angle dependency of retardation three-dimensionally. It is preferable to use a phase difference plate.

ここでは、R(赤)、G(緑)、B(青)それぞれに発光するLED1221〜1223が反射板1214内に設けられている。また、これらのLEDの発光を制御するコントローラ(図示しない。)が設けられている。フィールドシーケンシャル駆動方法においては、LED点灯期間TR期間、TG期間およびTB期間に、それぞれR、G、BのLEDが順に点灯する。赤のLEDの点灯期間(TR)には、赤に対応したビデオ信号(R1)が液晶パネルに供給され、液晶パネルに赤の画像1画面分が書き込まれる。また、緑のLEDの点灯期間(TG)には、緑に対応したビデオデータ(G1)が液晶パネルに供給され、液晶パネルに緑の画像1画面分が書き込まれる。また、青のLEDの点灯期間(TB)には、青に対応したビデオデータ(B1)が液晶表示装置に供給され、液晶表示装置に青の画像1画面分が書き込まれる。これらの3回の画像の書き込みにより、1フレームが形成される。   Here, LEDs 1221 to 1223 that emit light respectively in R (red), G (green), and B (blue) are provided in the reflector 1214. In addition, a controller (not shown) for controlling the light emission of these LEDs is provided. In the field sequential driving method, the R, G, and B LEDs are sequentially lit in the LED lighting period TR period, TG period, and TB period, respectively. During the lighting period (TR) of the red LED, a video signal (R1) corresponding to red is supplied to the liquid crystal panel, and one red image is written on the liquid crystal panel. Also, during the green LED lighting period (TG), video data (G1) corresponding to green is supplied to the liquid crystal panel, and one green image is written on the liquid crystal panel. Further, during the lighting period (TB) of the blue LED, video data (B1) corresponding to blue is supplied to the liquid crystal display device, and one screen image of blue is written on the liquid crystal display device. One frame is formed by writing these three images.

なお、実施形態1乃至実施形態19のいずれをも本実施例に適用することができる。   Note that any of Embodiment Modes 1 to 19 can be applied to this example.

上記実施例に示される半導体装置又は液晶表示装置を筺体に組み込んだ電子機器として、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置(単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ)、PDA等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図34を参照して説明する。   As an electronic device in which the semiconductor device or the liquid crystal display device described in the above embodiments is incorporated in a housing, a television device (also simply referred to as a television or a television receiver), a digital camera, a digital video camera, a mobile phone device (simply portable) Portable information terminals such as PDAs, portable game machines, computer monitors, computers, sound reproduction devices such as car audio, image reproduction devices equipped with recording media such as home game machines, etc. Is mentioned. A specific example will be described with reference to FIG.

図34(A)に示す携帯情報端末は、本体9201、表示部9202等を含んでいる。表示部9202は、実施形態1〜19、及び実施例1〜7で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯情報端末を安価に提供することができる。   A portable information terminal illustrated in FIG. 34A includes a main body 9201, a display portion 9202, and the like. As the display portion 9202, any of those shown in Embodiments 1 to 19 and Examples 1 to 7 can be used. By using the liquid crystal display device which is one embodiment of the present invention, a portable information terminal capable of high-quality display can be provided at low cost.

図34(B)に示すデジタルビデオカメラは、表示部9701、表示部9702等を含んでいる。表示部9701は、実施形態1〜19、及び実施例1〜7で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能なデジタルビデオカメラを安価に提供することができる。   A digital video camera shown in FIG. 34B includes a display portion 9701, a display portion 9702, and the like. As the display portion 9701, any of those shown in Embodiments 1 to 19 and Examples 1 to 7 can be used. By using the liquid crystal display device which is one embodiment of the present invention, a digital video camera capable of high-quality display can be provided at low cost.

図34(C)に示す携帯端末は、本体9101、表示部9102等を含んでいる。表示部9102は、実施形態1〜19、及び実施例1〜7で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯端末を安価に提供することができる。   A portable terminal illustrated in FIG. 34C includes a main body 9101, a display portion 9102, and the like. As the display portion 9102, any of those shown in Embodiments 1 to 19 and Examples 1 to 7 can be applied. By using the liquid crystal display device which is one embodiment of the present invention, a portable terminal capable of high-quality display can be provided at low cost.

図34(D)に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体9801、表示部9802等を含んでいる。表示部9802は、実施形態1〜19、及び実施例1〜7で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯型のテレビジョン装置を安価に提供することができる。このようなテレビジョン装置は携帯電話などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの(例えば40インチ以上)まで、幅広く適用することができる。   A portable television device shown in FIG. 34D includes a main body 9801, a display portion 9802, and the like. As the display portion 9802, any of those shown in Embodiments 1 to 19 and Examples 1 to 7 can be used. By using the liquid crystal display device which is one embodiment of the present invention, a portable television device capable of high-quality display can be provided at low cost. Such a television device can be widely applied from a small one mounted on a portable terminal such as a cellular phone to a medium-sized one that can be carried and a large one (for example, 40 inches or more). .

図34(E)に示す携帯型のコンピュータは、本体9401、表示部9402等を含んでいる。表示部9402は、実施形態1〜19、及び実施例1〜7で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯型のコンピュータを安価に提供することができる。   A portable computer shown in FIG. 34E includes a main body 9401, a display portion 9402, and the like. As the display portion 9402, any of those shown in Embodiments 1 to 19 and Examples 1 to 7 can be used. By using the liquid crystal display device which is one embodiment of the present invention, a portable computer capable of high-quality display can be provided at low cost.

図34(F)に示すテレビジョン装置は、本体9501、表示部9502等を含んでいる。表示部9502は、実施形態1〜19、及び実施例1〜7で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能なテレビジョン装置を安価に提供することができる。   A television device illustrated in FIG. 34F includes a main body 9501, a display portion 9502, and the like. As the display portion 9502, any of those shown in Embodiments 1 to 19 and Examples 1 to 7 can be used. By using the liquid crystal display device which is one embodiment of the present invention, a television device capable of high-quality display can be provided at low cost.

上記に挙げた電子機器において、二次電池を用いているものは、消費電力を削減した分、電子機器の使用時間を長持ちさせることができ、二次電池を充電する手間を省くことができる。   Among the electronic devices listed above, those using a secondary battery can extend the usage time of the electronic device as much as power consumption is reduced, and can save the trouble of charging the secondary battery.

図35に示す大型テレビジョンは、本体9601、表示部9602等を含んでいる。また、本体の裏又は上部には、壁掛用の支持体が設けられている。図35では、大型テレビジョンの代表例として、壁掛けテレビジョンを示す。図35に示すように壁9603にかけて表示することができる。また、鉄道の駅や空港などにおける情報表示板や、街頭における広告表示板など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。表示部9602は、実施形態1〜19、及び実施例1〜7で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯情報端末を安価に提供することができる。   A large television shown in FIG. 35 includes a main body 9601, a display portion 9602, and the like. A wall-supporting body is provided on the back or top of the main body. FIG. 35 shows a wall-mounted television as a typical example of a large television. As shown in FIG. 35, the image can be displayed over the wall 9603. In addition, the present invention can be applied to various uses as a display medium having a particularly large area, such as an information display board at a railway station or airport, or an advertisement display board in a street. As the display portion 9602, any of those shown in Embodiments 1 to 19 and Examples 1 to 7 can be used. By using the liquid crystal display device which is one embodiment of the present invention, a portable information terminal capable of high-quality display can be provided at low cost.

本発明により無線チップ(無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ)として機能する半導体装置を形成することができる。無線チップの用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類(運転免許証や住民票等、図40(A)参照)、包装用容器類(包装紙やボトル等、図40(C)参照)、記録媒体(DVDソフトやビデオテープ等、図40(B)参照)、乗物類(自転車等、図40(D)参照)、身の回り品(鞄や眼鏡等)、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札(図40(E)、図40(F)参照)等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置(単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ)及び携帯電話等を指す。   According to the present invention, a semiconductor device that functions as a wireless chip (also referred to as a wireless processor, a wireless memory, or a wireless tag) can be formed. Applications of wireless chips are wide-ranging. For example, banknotes, coins, securities, bearer bonds, certificates (driver's license, resident's card, etc., see FIG. 40A), packaging containers (wrapping paper, Bottle, etc., see FIG. 40 (C)), recording medium (DVD software, video tape, etc., see FIG. 40 (B)), vehicles (bicycles, etc., see FIG. 40 (D)), personal items (bags, glasses, etc.) ), Foods, plants, animals, human bodies, clothing, daily necessities, electronic devices, etc. and goods such as luggage tags (see FIGS. 40E and 40F) for use. be able to. Electronic devices refer to liquid crystal display devices, EL display devices, television devices (also simply referred to as televisions, television receivers, television receivers), mobile phones, and the like.

無線チップは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に無線チップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に無線チップを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。本発明より形成することが可能な無線チップは、基板上に形成した薄膜集積回路を、公知の剥離工程により剥離した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、デザイン性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプなど曲面を有するものにも用いることが可能である。   The wireless chip is fixed to the article by being attached to the surface of the article or embedded in the article. For example, a book may be embedded in paper, and a package made of an organic resin may be embedded in the organic resin. Forgery can be prevented by providing wireless chips on banknotes, coins, securities, bearer bonds, certificates, etc. In addition, by providing wireless chips in packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, etc., it is possible to improve the efficiency of inspection systems and rental store systems. The wireless chip that can be formed according to the present invention is small, thin, and lightweight because it is provided on a cover material after a thin film integrated circuit formed over a substrate is peeled off by a known peeling process, and is mounted on an article. However, the design is not impaired. Furthermore, since it has flexibility, it can be used for a bottle or pipe having a curved surface.

また、本発明より形成することが可能な無線チップを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる無線チップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。   Further, by applying a wireless chip that can be formed according to the present invention to an object management or distribution system, it is possible to increase the functionality of the system. For example, by reading the information recorded on the wireless chip provided on the tag with a reader / writer provided on the side of the belt conveyor, information such as the distribution process and delivery destination is read, and inspection of goods and distribution of goods Can be done easily.

本発明より形成することが可能な無線チップの構造について図41を用いて説明する。無線チップは、薄膜集積回路9303及びそれに接続されるアンテナ9304とで形成される。また、薄膜集積回路9303及びアンテナ9304は、カバー材9301、9302により挟持される。薄膜集積回路9303は、接着剤を用いてカバー材に接着してもよい。図41においては、薄膜集積回路9303の一方が、アンテナ9304及び接着剤9305を介してカバー材9301に接着されている。   A structure of a wireless chip that can be formed according to the present invention will be described with reference to FIGS. The wireless chip is formed with a thin film integrated circuit 9303 and an antenna 9304 connected thereto. The thin film integrated circuit 9303 and the antenna 9304 are sandwiched between cover materials 9301 and 9302. The thin film integrated circuit 9303 may be bonded to the cover material with an adhesive. In FIG. 41, one of thin film integrated circuits 9303 is bonded to a cover material 9301 through an antenna 9304 and an adhesive 9305.

薄膜集積回路9303は、実施形態1〜19のいずれかで示されるTFTを用いて形成した後、公知の剥離工程により剥離してカバー材に設ける。また、薄膜集積回路9303に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えば、TFTの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることができる。   The thin film integrated circuit 9303 is formed using the TFT shown in any of Embodiments 1 to 19, and then peeled off by a known peeling step and provided on the cover material. The semiconductor element used for the thin film integrated circuit 9303 is not limited to this. For example, a memory element, a diode, a photoelectric conversion element, a resistance element, a coil, a capacitor element, an inductor, or the like can be used in addition to the TFT.

図41で示すように、薄膜集積回路9303のTFT上には層間絶縁膜9311が形成され、層間絶縁膜9311を介してTFTに接続するアンテナ9304が形成される。また、層間絶縁膜9311及びアンテナ9304上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜9312が形成されている。   As shown in FIG. 41, an interlayer insulating film 9311 is formed over the TFT of the thin film integrated circuit 9303, and an antenna 9304 connected to the TFT through the interlayer insulating film 9311 is formed. A barrier film 9312 made of a silicon nitride film or the like is formed over the interlayer insulating film 9311 and the antenna 9304.

アンテナ9304は、金、銀、銅等の導電体を有する液滴を液滴吐出法により吐出し、乾燥焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。   The antenna 9304 is formed by discharging a droplet including a conductor such as gold, silver, or copper by a droplet discharge method, followed by drying and baking. By forming the antenna by a droplet discharge method, the number of steps can be reduced, and the cost can be reduced accordingly.

カバー材9301、9302は、ラミネートフィルム(ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる)、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等)と、接着性合成樹脂フィルム(アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等)との積層フィルムなどを用いることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱圧着により、被処理体とラミネート処理が行われるものであり、ラミネート処理を行う際には、ラミネートフィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層(接着層ではない)を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。   Cover materials 9301 and 9302 are laminated films (made of polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, etc.), papers made of fibrous materials, base films (polyester, polyamide, inorganic vapor deposition films, papers, etc.) ) And an adhesive synthetic resin film (acrylic synthetic resin, epoxy synthetic resin, etc.). The laminate film is laminated with the object to be processed by thermocompression bonding. When performing the laminate process, the laminate film is an adhesive layer provided on the outermost surface of the laminate film or a layer provided on the outermost layer. (Not the adhesive layer) is melted by heat treatment and bonded by pressure.

また、カバー材に紙、繊維、カーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることにより、使用済み無線チップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を用いた無線チップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。   In addition, by using an incineration-free pollution material such as paper, fiber, and carbon graphite for the cover material, the used wireless chip can be incinerated or cut. Further, wireless chips using these materials are non-polluting because they do not generate toxic gas even when incinerated.

なお、図41では、アンテナ9304及び接着剤9305を介してカバー材9301に無線チップを設けているが、該カバー材9301の代わりに、物品に無線チップを貼付けて、使用しても良い。   Note that in FIG. 41, a wireless chip is provided for the cover material 9301 through the antenna 9304 and the adhesive 9305; however, instead of the cover material 9301, a wireless chip may be attached to an article for use.

本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図Sectional drawing explaining the manufacturing process of the liquid crystal display device which concerns on this invention 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図Sectional drawing explaining the manufacturing process of the liquid crystal display device which concerns on this invention 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図Sectional drawing explaining the manufacturing process of the liquid crystal display device which concerns on this invention 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の不純物濃度を説明する断面図。Sectional drawing explaining the impurity concentration of the liquid crystal display device which concerns on this invention. 本発明に係る液晶表示装置の不純物濃度を説明する断面図。Sectional drawing explaining the impurity concentration of the liquid crystal display device which concerns on this invention. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。FIG. 6 is a step view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。FIG. 6 is a step view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。FIG. 6 is a step view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。FIG. 6 is a step view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。FIG. 6 is a step view illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示装置の駆動回路の接続を説明する平面図。The top view explaining the connection of the drive circuit of the liquid crystal display device which concerns on this invention. 本発明に係る液晶表示装置の駆動回路の接続を説明する平面図。The top view explaining the connection of the drive circuit of the liquid crystal display device which concerns on this invention. 本発明に係る液晶表示パネルの構成を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display panel according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の駆動回路の実装方法を説明する平面図。FIG. 6 is a plan view illustrating a method for mounting a driving circuit of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係る液晶表示モジュールの構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a structure of a liquid crystal display module according to the present invention. 電子機器の一例を説明する図。10A and 10B each illustrate an example of an electronic device. 電子機器の一例を説明する図。10A and 10B each illustrate an example of an electronic device. 本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to the invention. 本発明に係る液晶表示装置の周辺部の構成を説明する平面図及び断面図。4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a structure of a peripheral portion of a liquid crystal display device according to the invention. 保護回路を説明する回路図。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a protection circuit. 本発明に適用可能なレーザビーム直接描画装置を説明する図。1A and 1B illustrate a laser beam direct drawing apparatus applicable to the present invention. 本発明の半導体装置の応用例を説明する図。8A and 8B illustrate an application example of a semiconductor device of the invention. 本発明の半導体装置の応用例を説明する図。8A and 8B illustrate an application example of a semiconductor device of the invention.

Claims (7)

第1のゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に半導体の結晶化を促進する触媒元素を有する触媒元素層を形成し、
前記触媒元素層上に第1の半導体膜を形成し、
前記第1の半導体膜上にn型を付与する第1の不純物元素が添加された第2の半導体膜を形成し、
前記第1の半導体膜と前記第2の半導体膜とを加熱処理し、
前記第2の半導体膜をエッチングして第1の半導体領域を形成し、且つ、前記第1の半導体膜をエッチングして前記第1の半導体領域と重なる第2の半導体領域を形成し、
前記第1の半導体領域上に第1のソース電極及び第1のドレイン電極を形成し、
前記第1の半導体領域をエッチングして第1のソース領域及び第1のドレイン領域を形成し、
前記加熱処理によって、前記触媒元素層から前記第1の半導体膜へ前記触媒元素を移動させて前記第1の半導体膜を結晶化し、前記第1の半導体膜から前記第2の半導体膜へ前記触媒元素を移動させて前記第2の半導体膜を結晶化し、
前記第1のソース領域及び前記第1のドレイン領域は結晶性を有し且つ前記触媒元素が含まれることを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a gate insulating film on the first gate electrode;
Forming a catalytic element layer having a catalytic element for promoting crystallization of a semiconductor on the gate insulating film;
A first semiconductor film is formed on the catalyst based on arsenide layer,
Forming a second semiconductor film to which a first impurity element imparting n-type is added on the first semiconductor film;
Heat-treating the first semiconductor film and the second semiconductor film ;
Etching the second semiconductor film to form a first semiconductor region, and etching the first semiconductor film to form a second semiconductor region overlapping the first semiconductor region;
Forming a first source electrode and a first drain electrode on the first semiconductor region;
Etching the first semiconductor region to form a first source region and a first drain region;
The heat treatment causes the catalytic element to move from the catalytic element layer to the first semiconductor film to crystallize the first semiconductor film, and from the first semiconductor film to the second semiconductor film, the catalyst. Moving the element to crystallize the second semiconductor film;
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first source region and the first drain region have crystallinity and include the catalytic element.
第1のゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、Forming a gate insulating film on the first gate electrode;
前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体膜を形成し、Forming a first semiconductor film on the gate insulating film;
前記第1の半導体膜上に半導体の結晶化を促進する触媒元素を有する触媒元素層を形成し、Forming a catalytic element layer having a catalytic element for promoting crystallization of a semiconductor on the first semiconductor film;
前記第1の半導体膜上及び前記触媒元素層上にn型を付与する第1の不純物元素が添加された第2の半導体膜を形成し、Forming a second semiconductor film to which a first impurity element imparting n-type is added on the first semiconductor film and the catalytic element layer;
前記第1の半導体膜と前記第2の半導体膜とを加熱処理し、Heat-treating the first semiconductor film and the second semiconductor film;
前記第2の半導体膜をエッチングして第1の半導体領域を形成し、且つ、前記第1の半導体膜をエッチングして前記第1の半導体領域と重なる第2の半導体領域を形成し、Etching the second semiconductor film to form a first semiconductor region, and etching the first semiconductor film to form a second semiconductor region overlapping the first semiconductor region;
前記第1の半導体領域上に第1のソース電極及び第1のドレイン電極を形成し、Forming a first source electrode and a first drain electrode on the first semiconductor region;
前記第1の半導体領域をエッチングして第1のソース領域及び第1のドレイン領域を形成し、Etching the first semiconductor region to form a first source region and a first drain region;
前記加熱処理によって、前記触媒元素層から前記第1の半導体膜へ前記触媒元素を移動させて前記第1の半導体膜を結晶化し、前記第1の半導体膜から前記第2の半導体膜へ前記触媒元素を移動させて前記第2の半導体膜を結晶化し、The heat treatment causes the catalytic element to move from the catalytic element layer to the first semiconductor film to crystallize the first semiconductor film, and from the first semiconductor film to the second semiconductor film, the catalyst. Moving the element to crystallize the second semiconductor film;
前記第1のソース領域及び前記第1のドレイン領域は結晶性を有し且つ前記触媒元素が含まれることを特徴とする半導体装置の作製方法。The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first source region and the first drain region have crystallinity and include the catalytic element.
第1のゲート電極上及び第2のゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、Forming a gate insulating film on the first gate electrode and the second gate electrode;
前記ゲート絶縁膜上に半導体の結晶化を促進する触媒元素を有する触媒元素層を形成し、Forming a catalytic element layer having a catalytic element for promoting crystallization of a semiconductor on the gate insulating film;
前記触媒元素層上に第1の半導体膜を形成し、Forming a first semiconductor film on the catalyst element layer;
前記第1の半導体膜上にn型を付与する第1の不純物元素が添加された第2の半導体膜を形成し、Forming a second semiconductor film to which a first impurity element imparting n-type is added on the first semiconductor film;
前記第1の半導体膜と前記第2の半導体膜とを加熱処理し、Heat-treating the first semiconductor film and the second semiconductor film;
前記第2の半導体膜をエッチングして第1の半導体領域と第3の半導体領域とを形成し、且つ、前記第1の半導体膜をエッチングして前記第1の半導体領域と重なる第2の半導体領域と前記第3の半導体領域と重なる第4の半導体領域とを形成し、Etching the second semiconductor film to form a first semiconductor region and a third semiconductor region, and etching the first semiconductor film to overlap the first semiconductor region; Forming a region and a fourth semiconductor region overlapping the third semiconductor region;
前記第1の半導体領域の全部を覆う第1のマスクと、前記第3の半導体領域の一部を覆う第2のマスクと、を形成し、Forming a first mask covering the whole of the first semiconductor region and a second mask covering a part of the third semiconductor region;
前記第1のマスク及び前記第2のマスクが形成された状態で、前記第3の半導体領域にp型を付与する第2の不純物元素を添加し、In a state where the first mask and the second mask are formed, a second impurity element imparting p-type is added to the third semiconductor region,
前記第1のマスク及び前記第2のマスクを除去し、Removing the first mask and the second mask;
前記第1の半導体領域上に第1のソース電極及び第1のドレイン電極を形成し、且つ、前記第3の半導体領域上に第2のソース電極及び第2のドレイン電極を形成し、Forming a first source electrode and a first drain electrode on the first semiconductor region, and forming a second source electrode and a second drain electrode on the third semiconductor region;
前記第1の半導体領域をエッチングして第1のソース領域及び第1のドレイン領域を形成し、且つ、前記第3の半導体領域をエッチングして第2のソース領域及び第2のドレイン領域を形成し、Etching the first semiconductor region to form a first source region and a first drain region, and etching the third semiconductor region to form a second source region and a second drain region And
前記第2のマスクは、第2のソース領域と前記第2のドレイン領域との間の位置に形成され、The second mask is formed between the second source region and the second drain region;
前記加熱処理によって、前記触媒元素層から前記第1の半導体膜へ前記触媒元素を移動させて前記第1の半導体膜を結晶化し、前記第1の半導体膜から前記第2の半導体膜へ前記触媒元素を移動させて前記第2の半導体膜を結晶化し、The heat treatment causes the catalytic element to move from the catalytic element layer to the first semiconductor film to crystallize the first semiconductor film, and from the first semiconductor film to the second semiconductor film, the catalyst. Moving the element to crystallize the second semiconductor film;
前記第1のソース領域及び前記第1のドレイン領域は結晶性を有し且つ前記触媒元素が含まれ、且つ、前記第2のソース領域及び前記第2のドレイン領域は結晶性を有し且つ前記触媒元素が含まれることを特徴とする半導体装置の作製方法。The first source region and the first drain region have crystallinity and contain the catalytic element, and the second source region and the second drain region have crystallinity and A manufacturing method of a semiconductor device including a catalytic element.
第1のゲート電極上及び第2のゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、Forming a gate insulating film on the first gate electrode and the second gate electrode;
前記ゲート絶縁膜上に第1の半導体膜を形成し、Forming a first semiconductor film on the gate insulating film;
前記第1の半導体膜上に半導体の結晶化を促進する触媒元素を有する触媒元素層を形成し、Forming a catalytic element layer having a catalytic element for promoting crystallization of a semiconductor on the first semiconductor film;
前記第1の半導体膜上及び前記触媒元素層上にn型を付与する第1の不純物元素が添加された第2の半導体膜を形成し、Forming a second semiconductor film to which a first impurity element imparting n-type is added on the first semiconductor film and the catalytic element layer;
前記第1の半導体膜と前記第2の半導体膜とを加熱処理し、Heat-treating the first semiconductor film and the second semiconductor film;
前記第2の半導体膜をエッチングして第1の半導体領域と第3の半導体領域とを形成し、且つ、前記第1の半導体膜をエッチングして前記第1の半導体領域と重なる第2の半導体領域と前記第3の半導体領域と重なる第4の半導体領域とを形成し、Etching the second semiconductor film to form a first semiconductor region and a third semiconductor region, and etching the first semiconductor film to overlap the first semiconductor region; Forming a region and a fourth semiconductor region overlapping the third semiconductor region;
前記第1の半導体領域の全部を覆う第1のマスクと、前記第3の半導体領域の一部を覆う第2のマスクと、を形成し、Forming a first mask covering the whole of the first semiconductor region and a second mask covering a part of the third semiconductor region;
前記第1のマスク及び前記第2のマスクが形成された状態で、前記第3の半導体領域にp型を付与する第2の不純物元素を添加し、In a state where the first mask and the second mask are formed, a second impurity element imparting p-type is added to the third semiconductor region,
前記第1のマスク及び前記第2のマスクを除去し、Removing the first mask and the second mask;
前記第1の半導体領域上に第1のソース電極及び第1のドレイン電極を形成し、且つ、前記第3の半導体領域上に第2のソース電極及び第2のドレイン電極を形成し、Forming a first source electrode and a first drain electrode on the first semiconductor region, and forming a second source electrode and a second drain electrode on the third semiconductor region;
前記第1の半導体領域をエッチングして第1のソース領域及び第1のドレイン領域を形成し、且つ、前記第3の半導体領域をエッチングして第2のソース領域及び第2のドレイン領域を形成し、Etching the first semiconductor region to form a first source region and a first drain region, and etching the third semiconductor region to form a second source region and a second drain region And
前記第2のマスクは、第2のソース領域と前記第2のドレイン領域との間の位置に形成され、The second mask is formed between the second source region and the second drain region;
前記加熱処理によって、前記触媒元素層から前記第1の半導体膜へ前記触媒元素を移動させて前記第1の半導体膜を結晶化し、前記第1の半導体膜から前記第2の半導体膜へ前記触媒元素を移動させて前記第2の半導体膜を結晶化し、The heat treatment causes the catalytic element to move from the catalytic element layer to the first semiconductor film to crystallize the first semiconductor film, and from the first semiconductor film to the second semiconductor film, the catalyst. Moving the element to crystallize the second semiconductor film;
前記第1のソース領域及び前記第1のドレイン領域は結晶性を有し且つ前記触媒元素が含まれ、且つ、前記第2のソース領域及び前記第2のドレイン領域は結晶性を有し且つ前記触媒元素が含まれることを特徴とする半導体装置の作製方法。The first source region and the first drain region have crystallinity and contain the catalytic element, and the second source region and the second drain region have crystallinity and A manufacturing method of a semiconductor device including a catalytic element.
請求項2又は請求項4において、In claim 2 or claim 4,
前記触媒元素層を選択的に形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the catalyst element layer is selectively formed.
請求項2、請求項4、又は請求項5のいずれか一項において、In any one of Claim 2, Claim 4, or Claim 5,
前記ゲート絶縁膜は、窒化珪素膜と、前記窒化珪素膜上に設けられた酸化珪素膜と、の積層で構成され、The gate insulating film is composed of a stack of a silicon nitride film and a silicon oxide film provided on the silicon nitride film,
チャンバー内でシランガス及びアンモニアガスを原料としたCVD法により前記窒化珪素膜を形成する第1の工程と、A first step of forming the silicon nitride film by a CVD method using silane gas and ammonia gas as raw materials in a chamber;
前記第1の工程の後、前記チャンバー内でシランガス及び酸化窒素を原料としたCVD法により前記酸化珪素膜を形成する第2の工程と、After the first step, a second step of forming the silicon oxide film by a CVD method using silane gas and nitrogen oxide as raw materials in the chamber;
前記第2の工程の後、プラズマを発生させずにシランガスのみを前記チャンバー内に流す第3の工程と、After the second step, a third step of flowing only the silane gas into the chamber without generating plasma;
前記第3の工程の後、シランガスを原料としたCVD法により前記第1の半導体膜を形成する第4の工程と、を有し、After the third step, a fourth step of forming the first semiconductor film by a CVD method using silane gas as a raw material,
前記第1乃至前記第4の工程は連続して行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first to fourth steps are performed continuously.
請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、In any one of Claims 1 thru | or 6,
前記第2の半導体膜に希ガスが含まれていることを特徴とする半導体装置の作製方法。A manufacturing method of a semiconductor device, wherein the second semiconductor film contains a rare gas.
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JP3539821B2 (en) * 1995-03-27 2004-07-07 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
JP4101340B2 (en) * 1997-12-12 2008-06-18 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
JP4115583B2 (en) * 1998-03-27 2008-07-09 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
JP2000353666A (en) * 1999-06-11 2000-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor thin film and manufacture thereof
TW456048B (en) * 2000-06-30 2001-09-21 Hannstar Display Corp Manufacturing method for polysilicon thin film transistor liquid crystal display panel
JP2002324808A (en) * 2001-01-19 2002-11-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same

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