JP4986351B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ(以下、TFTという)で構成された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置およびその様な電気光学装置を部品として搭載した電子機器に関する。
【0002】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【0003】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ(以下、TFTという)は透明基板上に形成することができるので、アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ(以下、AM−LCDという)への応用開発が積極的に進められてきた。結晶質半導体膜(代表的には結晶質珪素膜)を利用したTFTは高移動度が得られるので、同一基板上に機能回路を集積させて高精細な画像表示を実現することが可能とされている。
【0004】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用いてTFTを構成する技術が注目されている。TFTはICや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。
【0005】
このような画像表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが、特に携帯機器への利用が注目されている。そのため、可撓性を有するプラスチックフィルムの上にTFT素子を形成することが試みられている。
【0006】
しかしながら、プラスチックフィルムの耐熱性が低いためプロセスの最高温度を低くせざるを得ず、結果的にガラス基板上に形成する時ほど良好な電気特性のTFTを形成できないのが現状である。そのため、プラスチックフィルムを用いた高性能な液晶表示装置は実現されていない。
【0007】
また、AM−LCDは、基本的には、画像を表示する画素部と、画素部に配列された各画素のTFTを駆動するゲートドライバー回路、各TFTへ画像信号を送るソースドライバー回路(またはデータドライバー回路)が同一基板上に形成されてなる。
【0008】
近年では、これら画素部とドライバー回路の他に、信号分割回路やγ補正回路などといった信号処理回路をも同一基板上に設けたシステム・オン・パネルが提案されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、安価な電気光学装置を提供することを課題とする。さらに、基板として可撓性を有する厚さの薄いものを用い、前記基板上に薄膜トランジスタを形成して、軽量化して安価な電気光学装置を提供することを課題とする。さらに、それを表示部として有する安価な電子機器を提供することを課題とする。
【0010】
さらに、本発明では、画素部に関する改善を行なっている。具体的には、開口率を低下させることなく、大容量を確保しうる保持容量を形成することで、コントラストの優れた電気光学装置を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、素子形成基板(TFTなどの素子が形成される基板)として金属表面を有する基板を用い、前記金属表面を有する基板上に必要な素子を形成して電気光学装置を得ることを特徴としている。前記金属表面を有する基板が厚さの薄いものであれば、可撓性を有し、かつ、軽量化した電気光学装置に代表される半導体装置を得ることができる。
【0012】
なお、前記必要な素子とは、アクティブマトリクス型の電気光学装置ならば画素のスイッチング素子として用いる半導体素子(典型的にはTFT)を指す。
【0013】
また、画素部における保持容量は、前記金属表面を有する基板上の絶縁膜を誘電体として、前記金属表面を有する基板と、画素TFTを構成する半導体層に接続されたドレイン配線によって形成することを特徴とする。
【0014】
本明細書で開示する発明の構成は、金属表面を有する基板と、前記金属表面を有する基板上に絶縁膜と、該絶縁膜上に画素部とを有する半導体装置であって、前記画素部は、TFTと、該TFTに接続する配線とを有しており、保持容量は、前記金属表面を有する基板、前記絶縁膜および前記配線により構成されていることを特徴としている。
【0015】
上記構成において、前記金属表面を有する基板(本明細書中において金属基板と呼ぶ。)は、ステンレス基板や金属元素が基板表面にコーティングしてある基板であることを特徴としている。
【0016】
また、上記構成において、前記金属表面を有する基板は、耐熱性金属基板である。また、前記金属表面を有する基板の表面粗さの最大高さ(RMAX)は、1μm以下である。また、前記金属表面を有する基板の表面に存在する凸部の曲率半径は、1μm以上であることを特徴としている。
【0017】
また、上記構成において、前記ステンレス基板の厚さは10μm〜30μmであることを特徴としている。
【0018】
上記構成において、前記絶縁膜としては珪素を含むことが望ましく、前記絶縁膜の膜厚は50〜500nm(好ましくは50〜300nm)であることを特徴としている。
【0019】
また、上記構成において、前記保持容量は、前記金属基板と、前記絶縁膜と、前記画素TFTを構成する半導体層に接続している配線によって形成することを特徴としている。
【0020】
また、上記構成において、前記配線は、前記絶縁膜に接して形成し、かつ、画素電極に接続させることを特徴としている。
【0021】
また、上記構造を実現するための発明の構成は、金属表面を有する基板上に第1の絶縁膜を形成し、前記第1の絶縁膜上に半導体層を形成し、前記半導体層上に第2の絶縁膜を形成し、前記第2の絶縁膜上にゲート電極を形成し、前記半導体層および前記ゲート電極を覆って第3の絶縁膜を形成し、前記第3の絶縁膜を部分的に除去して、前記半導体層の一部および前記第1の絶縁膜の一部を露呈させ、前記半導体層に電気的に接続し、かつ、前記第1の絶縁膜の一部に接する配線を形成することを特徴としている。
【0022】
上記構成において、前記配線は前記半導体層および前記第1の絶縁膜の一部に接続して形成されることを特徴としている。
【0023】
また、上記構成において、前記画素部を構成する保持容量は、前記金属基板、前記第1の絶縁膜の一部および配線から形成されることを特徴としている。
【0024】
また、上記構成において、前記第1の絶縁膜の膜厚が薄いほど、保持容量のキャパシティを大きくすることができる。また、前記第1の絶縁膜と前記配線との接する面積が大きい場合もキャパシティを大きくすることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、以下に図1を用いて説明する。図1は画素TFTと保持容量の作製工程の断面図を示す。ここでは、画素TFTとして、シングルゲート構造のTFTを作製している。もちろん、シングルゲート構造に限らずダブルゲート構造やトリプルゲート構造などとしても良い。
【0026】
まず、素子形成基板となる金属基板11を用意する。例えば金属基板11として、SUS304やSUS316等のステンレス基板や、導電膜が形成された基板等を用いることが出来る。前記導電膜として、代表的には、導電性を有する珪素膜(例えばリンドープ珪素膜、ボロンドープ珪素膜等)や金属膜(例えばタングステン膜、タンタル膜、モリブデン膜、チタン膜等)でも良いし、前記金属膜をシリサイド化したシリサイド膜、窒化した窒化膜(窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜等)でも良い。また、これらを自由に組み合わせて積層しても良い。
【0027】
また、金属基板における金属表面の凹凸の粗さは、1μmRMAX以下と平坦なものとすることが好ましい。あるいは、金属基板における金属表面の凹凸の1mm平方当りの表面粗さが1μmとなることが好ましい。さらに、その凹凸の凸部の曲率半径は、1μm以上、好ましくは10μm以上とする。また、金属基板における金属表面の平坦性を向上させる公知の技術、例えばCMP(ケミカルメカニカルポリッシング)と呼ばれる研磨工程を用いてもよい。
【0028】
次いで、金属基板11上に下地絶縁膜12を形成する。前記下地絶縁膜12は、画素部においては保持容量の誘電体(第1誘電体)としても機能させる。このとき、膜厚の薄い絶縁膜を用いた方が大きなキャパシティを得られるので有利である。
【0029】
前記下地絶縁膜12上にドライバーTFTの活性領域となる半導体層(図示せず)および画素TFTの活性領域となる半導体層13が形成する。
【0030】
そして、半導体層を覆ってゲート絶縁膜14が形成される。代表的には、ゲート絶縁膜14の膜厚は5〜150nm(好ましくは10〜200nm)とすれば良い。
【0031】
次に、ゲート絶縁膜14の上には導電膜15が形成される。また、導電膜15の形成材料としては、800〜1150℃(好ましくは900〜1100℃)の温度に耐える耐熱性を有する導電膜を用いる。(図1(A))
【0032】
代表的には、導電性を有する珪素膜(例えばリンドープ珪素膜、ボロンドープ珪素膜等)や金属膜(例えばタングステン膜、タンタル膜、モリブデン膜、チタン膜等)でも良いし、前記金属膜をシリサイド化したシリサイド膜、窒化した窒化膜(窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜等)でも良い。また、これらを自由に組み合わせて積層しても良い。
【0033】
また、前記金属膜を用いる場合には、金属膜の酸化を防止するために珪素膜との積層構造とすることが望ましい。また、酸化防止という意味では、金属膜を、珪素を含む絶縁膜で覆った構造が有効である。珪素を含む絶縁膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜(または窒化酸化珪素膜ともいう)を用いることができる。なお、酸化窒化珪素膜とは、酸素、窒素および珪素を所定の割合で含む絶縁膜である。
【0034】
なお、上記材料で導電膜を形成する時、成膜時の最上層に珪素を含む絶縁膜を設け、珪素を含む絶縁膜と上記材料とを一括でエッチングしてゲート配線パターンを形成することもできる。この場合、ゲート配線の上面のみが珪素を含む絶縁膜で保護された状態となる。
【0035】
続いて、パターニングを行なって、ゲート電極16を形成する。なお、本明細書中において「電極」とは、「配線」の一部であり、他の配線との電気的接続を行なう箇所、または半導体層と交差する箇所を指す。したがって、説明の便宜上、「配線」と「電極」とを使い分けるが、「配線」という文言に「電極」は常に含められているものとする。
【0036】
次に、ドーピング処理を行なって、半導体層に不純物元素を添加する。(図1(B))ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行なえば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1015/cm2とし、加速電圧を5〜100keVとして行なう。この場合、導電層16が不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に不純物領域18、19が形成される。
【0037】
なお、前記ドーピング処理を行う前に、前記ゲート電極をマスクとして前記ゲート絶縁膜を部分的にエッチングし、前記半導体層を部分的に露呈させても良い。このようにすることで、前記半導体膜に不純物元素を添加し易くなり、添加量も少なくて済む。
【0038】
そして、加熱処理により、不純物元素の活性化を行なう。この加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法、ラピッドサーマルアニール法(RTA法)またはレーザアニール法で行なう。
【0039】
次いで、公知の方法(熱CVD法、プラズマCVD法、蒸着法、スパッタ法、減圧熱CVD法等)により作製される窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、または酸化珪素膜により第1層間絶縁膜20を形成する。(図1(C))
【0040】
次いで、公知の技術を用いてソース領域およびドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。同時に画素部においては、後工程で形成されるソース配線およびドレイン配線に囲まれた領域で、かつ、画素TFTの半導体層と重ならない領域において、第1層間絶縁膜およびゲート絶縁膜をエッチングして、下地膜を部分的に露呈させる。このとき、下地膜を露呈させる領域の面積は、適宜決めることが出来る。露呈させる下地膜の面積が広い方が、広い配線を形成することができ、金属基板、下地膜およびドレイン配線で形成される保持容量は大きなキャパシティを得られるので有利である。さらに、第1層間絶縁膜およびゲート絶縁膜をエッチングする際に、同時に下地膜をエッチングして薄くしておけば、保持容量は大きなキャパシティを得られるので有利である。
【0041】
続いて、ソース配線またはドレイン配線を形成しTFTを得る。ただし、画素TFTのドレイン配線は、ドレイン領域と露呈した下地膜を接続させて形成する。(図1(D))
【0042】
次いで、公知の技術を用いて水素化処理を行ない、全体を水素化してTFTが完成する。本実施例では比較的低温で行なうことが可能な水素プラズマを用いて水素化処理を行った。
【0043】
続いて、第2層間絶縁膜22を形成する。(図1(E))第2層間絶縁膜22としては、比誘電率の小さい樹脂膜が好ましい。樹脂膜としては、ポリイミド膜、アクリル膜、ポリアミド膜、BCB(ベンゾシクロブテン)膜などを用いることができる。また、平坦化膜を用いても良い。その後、エッチバックを行なってドレイン配線の一部を露呈させ、画素TFTのドレイン配線21に接続させて画素電極24を形成する。(図1(F))前記画素電極24としては、反射型AM−LCDを作製するのであればアルミニウム膜に代表される反射率の高い金属膜を用いれば良い。
【0044】
以上のように、図1では金属表面を有する基板、下地膜および画素TFTのドレイン配線によって画素TFTにおける保持容量が形成される。前記金属表面を有する基板の電位は定電位とするのが望ましい。
【0045】
本発明は、基板として金属表面を有する基板を用いているため、透過型の電気光学装置に利用することはできない。しかし、保持容量は最大面積で、ゲート配線およびソース配線で囲まれ、かつ、画素TFTと重ならない領域を使って形成することができるため、非常にキャパシティの大きな保持容量を効果的に実現することができる。また、誘電体として機能する下地絶縁膜を薄い膜厚にすれば、さらにキャパシティを増やすことが出来る。
【0046】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行なうこととする。
【0047】
【実施例】
[実施例1]
本発明の実施例について、以下に図1を用いて説明する。図1は画素TFTと保持容量の作製工程の断面図を示す。ここでは、画素TFTとして、シングルゲート構造のTFTを作製している。もちろん、シングルゲート構造に限らずダブルゲート構造やトリプルゲート構造などとしても良い。また、本発明が本実施例に限定されないことはいうまでもない。
【0048】
まず、素子形成基板となる金属基板11を用意する。軽量化を目的として、厚さ10μm〜30μmのステンレス基板を用いる場合、ステンレス基板は可撓性を有することから、ガラス基板や合成石英基板に対応した装置を使うときに搬送等において支障が生じる。そのため、例えば、基板ホルダーを用意し、ステンレス基板を基板ホルダーに固定すれば、前記装置に対応できる形状となる。
【0049】
また、金属基板における金属表面の凹凸の粗さは、1μmRMAXの1mm平方当りの表面粗さが1μmとなることが好ましい。さらに、その凹凸の凸部の曲率半径は、1μm以上、好ましくは10μm以上とする。また、金属基板における金属表面の平坦性を向上させる公知の技術、例えばCMP(ケミカルメカニカルポリッシング)と呼ばれる研磨工程を用いてもよい。
【0050】
次いで、金属基板11上に下地絶縁膜12を形成する。下地絶縁膜12は、画素部においては保持容量の誘電体(第1誘電体)としても機能させる。このとき、膜厚の薄い絶縁膜を用いた方が大きなキャパシティを得られるので有利である。下地絶縁膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜(SiOxNy)、またはこれらの積層膜等を50〜500nmの膜厚範囲で用いることができ、形成手段としては公知の成膜方法(熱CVD法、プラズマCVD法、蒸着法、スパッタ法、減圧熱CVD法等)を用いる。本実施例では、膜組成において酸素元素より窒素元素を多く含む酸化窒化珪素膜を150nmの膜厚で形成した。
【0051】
前記下地絶縁膜12上に半導体膜をプラズマCVD法やスパッタ法などの公知の手段で10〜200nm(好ましくは30〜100nm)の厚さに形成する。なお、前記半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。半導体膜の形成手段としては公知の成膜方法(熱CVD法、プラズマCVD法、蒸着法、スパッタ法、減圧熱CVD法等)を用いることができ、結晶化方法も公知の方法(固相成長法、レーザ結晶化法、触媒元素を用いた固相成長法等)を用いることができる。本実施例では、低温で成膜が可能なスパッタ法を用いて非晶質珪素膜を形成し、レーザ結晶化法により結晶質珪素膜を形成した。レーザ結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザやYAGレーザ、YVO4レーザを用いることができる。そして、エッチングを行なって所望の形状の半導体層13を形成した。
【0052】
そして、プラズマCVD法またはスパッタ法を用い、半導体層を覆ってゲート絶縁膜14が形成される。代表的には、ゲート絶縁膜14の膜厚は5〜150nm(好ましくは10〜200nm)とすれば良い。本実施例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【0053】
次に、ゲート絶縁膜14の上には導電膜15が形成される。また、導電膜15の形成材料としては、800〜1150℃(好ましくは900〜1100℃)の温度に耐える耐熱性を有する導電膜を用いる。(図1(A))
【0054】
代表的には、導電性を有する珪素膜(例えばリンドープ珪素膜、ボロンドープ珪素膜等)や金属膜(例えばタングステン膜、タンタル膜、モリブデン膜、チタン膜等)でも良いし、前記金属膜をシリサイド化したシリサイド膜、窒化した窒化膜(窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜等)でも良い。また、これらを自由に組み合わせて積層しても良い。
【0055】
また、前記金属膜を用いる場合には、金属膜の酸化を防止するために珪素膜との積層構造とすることが望ましい。また、酸化防止という意味では、金属膜を、珪素を含む絶縁膜で覆った構造が有効である。珪素を含む絶縁膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜(または窒化酸化珪素膜ともいう)を用いることができる。なお、酸化窒化珪素膜とは、酸素、窒素および珪素を所定の割合で含む絶縁膜である。
【0056】
なお、上記材料で導電膜を形成する時、成膜時の最上層に珪素を含む絶縁膜を設け、珪素を含む絶縁膜と上記材料とを一括でエッチングしてゲート配線パターンを形成することもできる。この場合、ゲート配線の上面のみが珪素を含む絶縁膜で保護された状態となる。本実施例では、膜厚30nmのTaN膜からなる導電膜を形成した。TaN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。
【0057】
続いて、パターニングを行なって、ゲート電極16を形成する。
【0058】
次に、ドーピング処理を行なって、半導体層に不純物元素を添加する。(図1(B))ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行なえば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1015/cm2とし、加速電圧を5〜100keVとして行なう。この場合、導電層16が不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に不純物領域18、19が形成される。本実施例では、ドーピング処理として、n型を付与する不純物元素としてリン(P)を添加し、不純物領域18、19のリン濃度が1×1020〜5×1021/cm3になるようにした。ここでは、画素TFTにnチャネル型TFTを用いるので、n型を付与する不純物元素のドーピング処理のみ図示したが、駆動回路においてはpチャネル型TFTも作製される。p型を付与する不純物元素をドーピングするときはnチャネル型TFTを形成する半導体層はレジストからなるマスクで覆う。
【0059】
そして、加熱処理により、不純物元素の活性化を行なう。この加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法、ラピッドサーマルアニール法(RTA法)またはレーザアニール法で行なう。本実施例では、温度550度で4時間の加熱処理を行なった。
【0060】
次いで、公知の方法(熱CVD法、プラズマCVD法、蒸着法、スパッタ法、減圧熱CVD法等)により作製される窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、または酸化珪素膜により第1層間絶縁膜を形成する。(図1(C))本実施例では、膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が10〜1000cp、好ましくは40〜200cpのものを用いた。
【0061】
次いで、公知の技術を用いてソース領域およびドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。同時に画素部においては、後工程で形成されるソース配線およびドレイン配線に囲まれた領域で、かつ、画素TFTの半導体層と重ならない領域において、第1層間絶縁膜およびゲート絶縁膜をエッチングして、下地膜を部分的に露呈させる。このとき、下地膜を露呈させる領域の面積は、適宜決めることが出来る。露呈させる下地膜の面積が広い方が、広い配線を形成することができ、金属基板、下地膜およびドレイン配線で形成される保持容量は大きなキャパシティを得られるので有利である。さらに、第1層間絶縁膜およびゲート絶縁膜をエッチングする際に、同時に下地膜をエッチングして薄くしておけば、保持容量は大きなキャパシティを得られるので有利である。
【0062】
続いて、ソース配線またはドレイン配線を形成しTFTを得る。ただし、画素TFTのドレイン配線は、ドレイン領域と露呈した下地膜を接続させて形成する。(図1(D))
【0063】
次いで、公知の技術を用いて水素化処理を行ない、全体を水素化してTFTが完成する。本実施例では比較的低温で行なうことが可能な水素プラズマを用いて水素化処理を行った。
【0064】
続いて、第2層間絶縁膜22を形成する。(図1(E))第2層間絶縁膜22としては、比誘電率の小さい樹脂膜が好ましい。樹脂膜としては、ポリイミド膜、アクリル膜、ポリアミド膜、BCB(ベンゾシクロブテン)膜などを用いることができる。また、平坦化膜を用いても良い。その後、エッチバックを行なうと、第2層間絶縁膜22はエッチングされて23で示す形状となり、配線の一部が露呈する。そして、画素TFTのドレイン配線21に接続させて画素電極24を形成する。(図1(F))前記画素電極24としては、反射型AM−LCDを作製するのであればアルミニウム膜に代表される反射率の高い金属膜を用いれば良い。
【0065】
以上のように、図1では金属表面を有する基板、下地膜および画素TFTのドレイン配線によって画素TFTにおける保持容量が形成される。
【0066】
本発明は、基板として金属表面を有する基板を用いているため、透過型の電気光学装置に利用することはできない。しかし、保持容量は最大面積で、ゲート配線およびソース配線で囲まれ、かつ、画素TFTと重ならない領域を使って形成することができるため、非常にキャパシティの大きな保持容量を効果的に実現することができる。また、誘電体として機能する下地膜を薄い膜厚にすれば、さらにキャパシティを増やすことが出来る。
【0067】
[実施例2]
本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製方法について図2〜図7を用いて説明する。
【0068】
まず、本実施例では金属表面を有する基板300を用いる。なお、基板300としては、ステンレス基板や、ガラス基板上に導電膜を形成したものを用いても良い。
【0069】
また、金属基板における金属表面の凹凸の粗さは、1μmRMAX以下と平坦なものとすることが好ましい。あるいは、金属基板における金属表面の凹凸の1mm平方当りの表面粗さが1μmとなることが好ましい。さらに、その凹凸の凸部の曲率半径は、1μm以上、好ましくは10μm以上とする。また、金属基板における金属表面の平坦性を向上させる公知の技術、例えばCMP(ケミカルメカニカルポリッシング)と呼ばれる研磨工程を用いてもよい。
【0070】
次いで、基板300上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜301を形成する。本実施例では下地膜301として2層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜301の1層目としては、プラズマCVD法を用い、SiH4、NH3、及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜301aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成する。本実施例では、膜厚50nmの酸化窒化珪素膜301a(組成比Si=32%、O=27%、N=24%、H=17%)を形成した。次いで、下地膜301の2層目としては、プラズマCVD法を用い、SiH4、及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜301bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚100nmの酸化窒化珪素膜301b(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成した。
【0071】
次いで、下地膜上に非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さに成膜した後、公知の結晶化処理(レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等)を行なって結晶質半導体膜を得る。(図2(A))半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素または珪素ゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマCVD法を用い、55nmの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化(500℃、1時間)を行った後、熱結晶化(550℃、4時間)を行ない、さらに結晶化を改善するためのレーザアニ―ル処理を行なって結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質半導体膜を、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって、半導体層402〜405を形成した。
【0072】
また、レーザ結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等を用いることができる。また、非線形光学素子により変換された高調波を用いても良い。これらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、本発明において、ガラス基板と比べ、熱伝導率の高い金属基板を用いているため、レーザビームの照射による熱エネルギーは逃げやすくなる。そのため、ガラス基板や合成石英基板を用いたときのレーザ照射条件よりも高いエネルギーで照射する方が好ましい。
【0073】
例えば、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数300Hzとし、レーザエネルギー密度を100〜800mJ/cm2(代表的には300〜700mJ/cm2)とする。また、YAGレーザを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜300Hzとし、レーザエネルギー密度を300〜1000mJ/cm2 (代表的には350〜800mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザビームを基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザビームの重ね合わせ率(オーバーラップ率)を50〜98%として行なってもよい。また、連続発振のレーザを用いる場合には、例えば、出力10Wの連続発振のYVO4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は0.01〜100MW/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そして、0.5〜2000cm/s程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射する。
【0074】
また、半導体層402〜405を形成した後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを行なってもよい。
【0075】
次いで、半導体層402〜405を覆うゲート絶縁膜407を形成する。ゲート絶縁膜407はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成した。もちろん、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【0076】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【0077】
次いで、図2(B)に示すように、ゲート絶縁膜407上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜408と、膜厚100〜400nmの第2の導電膜409とを積層形成する。本実施例では、膜厚30nmのTaN膜からなる第1の導電膜408と、膜厚370nmのW膜からなる第2の導電膜409を積層形成した。TaN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、W膜は、Wのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、W膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のW(純度99.9999%)のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現することができた。
【0078】
なお、本実施例では、第1の導電膜408をTaN、第2の導電膜409をWとしたが、特に限定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした結晶質珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、AgPdCu合金を用いてもよい。また、第1の導電膜をタンタル(Ta)膜で形成し、第2の導電膜をW膜とする組み合わせ、第1の導電膜を窒化チタン(TiN)膜で形成し、第2の導電膜をW膜とする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)膜で形成し、第2の導電膜をAl膜とする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)膜で形成し、第2の導電膜をCu膜とする組み合わせとしてもよい。
【0079】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク410〜414を形成し、電極及び配線を形成するための第1のエッチング処理を行なう。第1のエッチング処理では第1及び第2のエッチング条件で行なう。本実施例では第1のエッチング条件として、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を25:25:10(sccm)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。ここでは、松下電器産業(株)製のICPを用いたドライエッチング装置(Model E645−□ICP)を用いた。基板側(試料ステージ)にも150WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第1のエッチング条件によりW膜をエッチングして第1の導電層の端部をテーパー形状とする。
【0080】
この後、レジストからなるマスク410〜414を除去せずに第2のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30:30(sccm)とし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成して約30秒程度のエッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合した第2のエッチング条件ではW膜及びTaN膜とも同程度にエッチングされる。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、10〜20%程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【0081】
上記第1のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は15〜45°となる。こうして、第1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状の導電層417〜421(第1の導電層417a〜421aと第2の導電層417b〜421b)を形成する。416はゲート絶縁膜であり、第1の形状の導電層417〜421で覆われない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【0082】
そして、レジストからなるマスクを除去せずに第1のドーピング処理を行ない、半導体層にn型を付与する不純物元素を添加する。(図3(B))ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行なえば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1015/cm2とし、加速電圧を60〜100keVとして行なう。本実施例ではドーズ量を1.5×1015/cm2とし、加速電圧を80keVとして行った。n型を付与する不純物元素として15族に属する元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここではリン(P)を用いた。この場合、導電層417〜421がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第1の高濃度不純物領域306〜309が形成される。第1の高濃度不純物領域306〜309には1×1020〜1×1021/cm2の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。
【0083】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第2のエッチング処理を行なう。ここでは、エッチングガスにCF4とCl2とO2とを用い、W膜を選択的にエッチングする。この時、第2のエッチング処理により第2の導電層428b〜432bを形成する。一方、第1の導電層417a〜421aは、ほとんどエッチングされず、第2の形状の導電層428〜432を形成する。
【0084】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに、図3(C)に示すように、第2のドーピング処理を行なう。この場合、第1のドーピング処理よりもドーズ量を下げて、70〜120keVの高い加速電圧で、n型を付与する不純物元素を導入する。本実施例ではドーズ量を1.5×1014/cm2とし、加速電圧を90keVとして行ない、図3(B)で形成された第1の高濃度不純物領域306〜309より内側の半導体層に新たな不純物領域を形成する。第2のドーピング処理は第2の形状の導電層428〜432をマスクとして用い、第2の導電層428b〜432bの下方における半導体層にも不純物元素が導入され、新たに第2の高濃度不純物領域423a〜426aおよび低濃度不純物領域423b〜426bが形成される。
【0085】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク434aおよび434bを形成して、図4(A)に示すように、第3のエッチング処理を行なう。エッチング用ガスにSF6およびCl2とを用い、ガス流量比を50:10(sccm)とし、1.3Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成し、約30秒のエッチング処理を行なう。基板側(資料ステージ)には10WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的には負の自己バイアス電圧を印加する。こうして、前記第3のエッチング処理により、pチャネル型TFTおよび画素部のTFT(画素TFT)のTaN膜をエッチングして、第3の形状の導電層435〜437を形成する。
【0086】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、第2の形状の導電層428、430および第3の形状の導電層435〜437をマスクとして用い、ゲート絶縁膜416を選択的に除去して絶縁層439〜443を形成する。(図4(B))
【0087】
次いで、新たにレジストからなるマスク445a〜445cを形成して第3のドーピング処理を行なう。この第3のドーピング処理により、pチャネル型TFTの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域446を形成する。第2の導電層435aを不純物元素に対するマスクとして用い、p型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域446はジボラン(B2H6)を用いたイオンドープ法で形成する。(図4(C))この第3のドーピング処理の際には、nチャネル型TFTを形成する半導体層はレジストからなるマスク445a〜445cで覆われている。第1のドーピング処理及び第2のドーピング処理によって、不純物領域446にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもp型を付与する不純物元素の濃度を2×1020〜2×1021/cm3となるようにドーピング処理することにより、pチャネル型TFTのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。本実施例では、pチャネル型TFTの活性層となる半導体層の一部が露呈しているため、不純物元素(ボロン)を添加しやすい利点を有している。
【0088】
以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【0089】
次いで、レジストからなるマスク445a〜445cを除去して第1の層間絶縁膜461を形成する。この第1の層間絶縁膜461としては、プラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜200nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法により膜厚150nmの酸化窒化珪素膜を形成した。もちろん、第1の層間絶縁膜461は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【0090】
次いで、図5(A)に示すように、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行なう。この活性化工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行なう。熱アニール法としては、酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜550℃で行なえばよく、本実施例では550℃、4時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用することができる。
【0091】
なお、本実施例では、上記活性化処理と同時に、結晶化の際に触媒として使用したニッケルが高濃度のリンを含む不純物領域423a、425a、426a、446aを結晶化する。そのため、前記不純物領域に前記金属元素がゲッタリングされ、主にチャネル形成領域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。このようにして作製したチャネル形成領域を有するTFTはオフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を達成することができる。
【0092】
また、第1の層間絶縁膜を形成する前に活性化処理を行なっても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜(珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜)を形成した後で活性化処理を行なうことが好ましい。
【0093】
さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜550℃で1〜12時間の熱処理を行ない、半導体層を水素化する工程を行なう。本実施例では水素を約3%の含む窒素雰囲気中で410℃、1時間の熱処理を行った。この工程は層間絶縁膜に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)を行なっても良い。
【0094】
また、活性化処理としてレーザアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザやYAGレーザ等のレーザビームを照射することが望ましい。
【0095】
次いで、第1の層間絶縁膜461上に無機絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜462を形成する。(図5(B))本実施例では、膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が10〜1000cp、好ましくは40〜200cpのものを用い、表面に凸凹が形成されるものを用いた。
【0096】
本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凸凹が形成される第2の層間絶縁膜を形成することによって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸部の形成は、TFTの形成と同じフォトマスクで行なうことができるため、工程数の増加なく形成することができる。なお、この凸部は配線及びTFT部以外の画素部領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面に凸凹が形成される。
【0097】
また、第2の層間絶縁膜462として表面が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させることが好ましい。
【0098】
そして、駆動回路506において、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する配線463〜467を形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのTi膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの合金膜)との積層膜をパターニングして形成する。
【0099】
また、画素部507においては、ソース領域およびドレイン領域に達するコンタクトホールを形成するときに同時に、後工程で形成されるソース配線およびドレイン配線に囲まれた領域で、かつ、画素TFTの半導体層と重ならない領域において、第1層間絶縁膜、第2層間絶縁膜およびゲート絶縁膜をエッチングして、下地膜を部分的に露呈させる。このとき、下地膜を露呈させる領域の面積は、適宜決めることが出来る。露呈させる下地膜の面積が広い方が、広い配線を形成することができ、金属基板、下地膜およびドレイン配線で形成される保持容量は大きなキャパシティを得られるので有利である。そして、図5(C)のように、ドレイン配線470、ゲート配線469、接続電極468を形成する。この接続電極468によりソース配線(436aと436bの積層)は、画素TFTと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線469は、画素TFTのゲート電極と電気的な接続が形成される。また、ドレイン配線470は、画素TFTのドレイン領域426hと電気的な接続が形成され、さらに保持容量505を形成する一方の電極として機能する。(図5(C))
【0100】
続いて、第3層間絶縁膜471を形成する。(図6(A))第3層間絶縁膜471としては、比誘電率の小さい樹脂膜が好ましい。樹脂膜としては、ポリイミド膜、アクリル膜、ポリアミド膜、BCB(ベンゾシクロブテン)膜などを用いることができる。また、第3層間絶縁膜として平坦化膜を用いても良い。
【0101】
その後、エッチバックを行なうと、第3層間絶縁膜471はエッチングされて473で示す形状となり、配線の一部が露呈する。そして、画素TFTのドレイン配線470に接続させて画素電極473を形成する。(図6(B))前記画素電極473としては、反射型AM−LCDを作製するのであればアルミニウム膜に代表される反射率の高い金属膜を用いれば良い。例えば、画素電極473としては、AlまたはAgを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。
【0102】
以上の様にして、nチャネル型TFT501とpチャネル型TFT502からなるCMOS回路、及びnチャネル型TFT503を有する駆動回路506と、画素TFT504、保持容量505とを有する画素部507を同一基板上に形成することができる。こうして、アクティブマトリクス基板が完成する。
【0103】
駆動回路506のnチャネル型TFT501はチャネル形成領域423c、ゲート電極の一部を構成する第1の導電層428aと重なる低濃度不純物領域423b(GOLD領域)、とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域423aを有している。このnチャネル型TFT501と電極466で接続してCMOS回路を形成するpチャネル型TFT502にはチャネル形成領域446d、ゲート電極の外側に形成される不純物領域446b、446c、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域446aを有している。また、nチャネル型TFT503にはチャネル形成領域425c、ゲート電極の一部を構成する第1の導電層430aと重なる低濃度不純物領域425b(GOLD領域)、とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域425aを有している。
【0104】
画素部の画素TFT504にはチャネル形成領域426c、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域426b(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域426aを有している。また、保持容量505は、下地膜301を誘電体として、ドレイン配線470と、金属基板300とで形成している。
【0105】
また、本実施例の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光されるように、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置形成する。
【0106】
また、本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図を図7に示す。なお、図2〜図6に対応する部分には同じ符号を用いている。図6中の鎖線A−A’は図7中の鎖線A―A’で切断した断面図に対応している。
【0107】
なお、本実施例は実施例1と自由に組み合わせることが可能である。
【0108】
[実施例3]
本実施例では、実施例2で作製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図8を用いる。
【0109】
まず、実施例2に従い、図6(B)の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図6(B)のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極473上に配向膜567を形成しラビング処理を行なう。なお、本実施例では配向膜567を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ572を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
【0110】
次いで、対向基板569を用意する。次いで、対向基板569上に着色層570、571、平坦化膜573を形成する。赤色の着色層570と青色の着色層572とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成してもよい。
【0111】
本実施例では、実施例2に示す基板を用いている。従って、実施例2の画素部の上面図を示す図7では、少なくともゲート配線469と画素電極473の間隙と、ゲート配線469と接続電極468の間隙と、接続電極468と画素電極473の間隙を遮光する必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置して、対向基板を貼り合わせた。
【0112】
このように、ブラックマスク等の遮光層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能とした。
【0113】
次いで、平坦化膜573上に透明導電膜からなる対向電極576を少なくとも画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜574を形成し、ラビング処理を施した。
【0114】
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材568で貼り合わせる。シール材568にはフィラーが混入されていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料575を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。液晶材料575には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図8に示す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板(図示しない)を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてFPCを貼りつけた。
【0115】
以上のようにして作製される液晶表示パネルは各種電子機器の表示部として用いることができる。
【0116】
また、本実施例は実施例1または2と自由に組み合わせることが可能である。
【0117】
[実施例4]
ここでは、本発明を用いて発光装置の例としてEL(Electro Luminescence:エレクトロルミネセンス)表示装置を作製した例について説明する。
【0118】
本明細書において、発光装置とは、基板上に形成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表示用パネルおよび該表示用パネルにICを実装した表示用モジュールを総称したものである。なお、発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンスが得られる有機化合物を含む層(発光層)と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(リン光)があり、これらのうちどちらか、あるいは両方の発光を含む。
【0119】
なお、図9は本発明のEL表示装置の断面図である。同一の絶縁体上に画素部とそれを駆動する駆動回路を有した発光装置の例(但し封止前の状態)を図9に示す。なお、駆動回路には基本単位となるCMOS回路を示し、画素部には一つの画素を示す。このCMOS回路は実施例2に従えば得ることができる。
【0120】
図9において、600は金属基板であり、該金属基板上に設けられた下地絶縁膜上にはnチャネル型TFT501およびpチャネル型TFT502からなる駆動回路617、pチャネル型TFTからなるスイッチングTFT603およびnチャネル型TFT604からなる電流制御TFT604とが形成されている。また、本実施例では、TFTはすべてトップゲート型TFTで形成されている。
【0121】
図9において、nチャネル型TFTおよびpチャネル型TFTの説明は実施例2を参照すれば良いので省略する。また、スイッチングTFT603はソース領域およびドレイン領域の間に二つのチャネル形成領域を有した構造(ダブルゲート構造)となっているpチャネル型TFTである。なお、本実施例はダブルゲート構造に限定されることなく、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、電流制御TFT604はシングルゲート構造のnチャネル型TFTである。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【0122】
スイッチングTFT603のドレイン領域は電流制御TFTのゲート電極と接続しているが(図示せず)、同時に第1層間絶縁膜607および第2層間絶縁膜608をエッチングして下地絶縁膜601を部分的に露呈させる。このとき、下地絶縁膜601を露呈させる領域の面積は、適宜決めることが出来るが、露呈させる下地絶縁膜の面積が広い方が、広い配線を形成することができ、金属基板600、下地絶縁膜601およびドレイン配線614で形成される保持容量605は大きなキャパシティを得られるので有利である。また、第1層間絶縁膜607および第2層間絶縁膜608をエッチングする際に、下地絶縁膜601をエッチングして薄くすれば、さらに保持容量605は大きなキャパシティを得られるので有利である。そして、ソース配線およびドレイン配線を形成しTFTを得る。ただし、画素部においては、ドレイン領域と露呈した下地絶縁膜601を接続するドレイン配線614を形成する。
【0123】
続いて、第3層間絶縁膜613を形成する。第3層間絶縁膜613として、例えば、樹脂からなる平坦化膜を用いる。平坦化膜を用いることにより、TFTおよび保持容量による段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成されるEL層611は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、EL層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【0124】
続いて、ドレイン配線615と接続する画素電極609を設ける。画素電極609はEL素子の陰極として機能する電極であり、周期表の1族もしくは2族に属する元素を含む導電膜を用いて形成されている。本実施例では、リチウムとアルミニウムとの化合物からなる導電膜を用いる。
【0125】
また、EL素子610は画素電極(陰極)609、EL層611および陽極612からなる。陽極612は、仕事関数の大きい導電膜、代表的には酸化物導電膜が用いられる。酸化物導電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛もしくはそれらの化合物を用いれば良い。
【0126】
なお、本明細書中では発光層(EL膜)に対して正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層もしくは電子阻止層を組み合わせた積層した層の総称をEL層と定義する。但し、EL層にはEL膜を単層で用いた場合も含むものとする。
【0127】
また、発光層としては、EL材料であれば特に限定されないが、例えばニ重項励起により発光する発光材料からなる薄膜、あるいは三重項励起により発光する発光材料からなる薄膜を用いることができる。
【0128】
なお、ここでは図示しないが陽極612を形成した後、EL素子610を完全に覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である。パッシベーション膜としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
【0129】
次いで、EL素子を保護するための封止(または封入)工程まで行った後の後のEL表示装置について図10(A)、(B)を用いて説明する。図10(A)は、EL素子の封止までを行った状態を示す上面図であり、図10(B)は図10(A)をC−C’で切断した断面図である。点線で示された701は画素部、702はソース側駆動回路、703はゲート側駆動回路である。また、704はカバー材、705は第1シール材、706は第2シール材である。
【0130】
なお、707はソース側駆動回路702及びゲート側駆動回路703に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)708からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていても良い。
【0131】
次に、断面構造について図10(B)を用いて説明する。絶縁体700(素子形成基板600に相当)の上方には画素部、ソース側駆動回路709が形成されており、画素部は電流制御TFT710とそのドレインに電気的に接続された画素電極711を含む複数の画素により形成される。また、スイッチング用TFTのドレイン配線の一部である718、下地絶縁膜およびステンレス基板700によって保持容量を形成している。また、ソース側駆動回路709はnチャネル型TFTとpチャネル型TFTとを組み合わせたCMOS回路を用いて形成される。
【0132】
また、画素電極711の両端には第3層間絶縁膜712が形成され、画素電極711上にはEL層713およびEL素子の陽極714が形成される。陽極714は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線715を経由してFPC716に電気的に接続されている。さらに、画素部及びソース側駆動回路709に含まれる素子は全てパッシベーション膜(図示しない)で覆われている。
【0133】
また、第1シール材705によりカバー材704が貼り合わされている。なお、カバー材704とEL素子との間隔を確保するためにスペーサを設けても良い。そして、第1シール材705の内側には空隙717が形成されている。なお、第1シール材705は水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さらに、空隙717の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化防止効果をもつ物質を設けることは有効である。
【0134】
なお、カバー材704の表面および裏面には保護膜として炭素膜(具体的にはダイヤモンドライクカーボン膜)を2〜30nmの厚さに設けると良い。このような炭素膜(ここでは図示しない)は、酸素および水の侵入を防ぐとともにカバー材704の表面を機械的に保護する役割をもつ。また、カバー材704には偏光板(代表的には円偏光板)を貼り付けても良い。
【0135】
また、カバー材704を接着した後、第1シール材705の露呈面を覆うように第2シール材706を設けている。第2シール材706は第1シール材705と同じ材料を用いることができる。
【0136】
以上のような構造でEL素子を封入することにより、EL素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のEL層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高いEL表示装置が得られる。
【0137】
なお、本実施例は実施例1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。
【0138】
[実施例5]
本実施例では、実施例4で得られるEL表示装置において、画素部のさらに詳細な上面構造を図11に示す。なお、図9に対応する部分には同じ符号を用いている。図9中の鎖線B−B’は図11中の鎖線B―B’で切断した断面図に対応している。
【0139】
スイッチング用TFT603のソースはソース配線815に接続され、ドレインはドレイン配線614に接続される。また、ドレイン配線614は電流制御用TFT604のゲート電極807に電気的に接続される。また、電流制御用TFT604のソースは電流供給線816に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線615に電気的に接続される。また、ドレイン配線615は点線で示される画素電極(陰極)609に電気的に接続される。
【0140】
このとき、605で示される領域には保持容量が形成される。保持容量605は、ドレイン配線614、下地絶縁膜(図示せず)および金属基板(図示せず)との間で形成される。
【0141】
なお、本実施例は実施例1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。
【0142】
[実施例6]
上記各実施例1乃至5のいずれか一を実施して形成されたTFTは様々な電気光学装置(アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型ELディスプレイ、アクティブマトリクス型ECディスプレイ)に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。
【0143】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの例を図12および図13に示す。
【0144】
図12(A)はパーソナルコンピュータであり、本体3001、画像入力部3002、表示部3003、キーボード3004等を含む。本発明を表示部3003に適用することができる。
【0145】
図12(B)はビデオカメラであり、本体3101、表示部3102、音声入力部3103、操作スイッチ3104、バッテリー3105、受像部3106等を含む。本発明を表示部3102に適用することができる。
【0146】
図12(C)はモバイルコンピュータ(モービルコンピュータ)であり、本体3201、カメラ部3202、受像部3203、操作スイッチ3204、表示部3205等を含む。本発明は表示部3205に適用できる。
【0147】
図12(D)はゴーグル型ディスプレイであり、本体3301、表示部3302、アーム部3303等を含む。本発明は表示部3302に適用することができる。
【0148】
図12(E)はプログラムを記録した記録媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであり、本体3401、表示部3402、スピーカ部3403、記録媒体3404、操作スイッチ3405等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Digtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行なうことができる。本発明は表示部3402に適用することができる。
【0149】
図12(F)はデジタルカメラであり、本体3501、表示部3502、接眼部3503、操作スイッチ3504、受像部(図示しない)等を含む。本発明を表示部3502に適用することができる。
【0150】
図13(A)は携帯電話であり、本体3901、音声出力部3902、音声入力部3903、表示部3904、操作スイッチ3905、アンテナ3906等を含む。本発明を表示部3904に適用することができる。
【0151】
図13(B)は携帯書籍(電子書籍)であり、本体4001、表示部4002、4003、記憶媒体4004、操作スイッチ4005、アンテナ4006等を含む。本発明は表示部4002、4003に適用することができる。
【0152】
図13(C)はディスプレイであり、本体4101、支持台4102、表示部4103等を含む。本発明は表示部4103に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)のディスプレイには有利である。
【0153】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、さまざまな分野の電子機器に適用することが可能である。特に軽量化が要求される電子機器にも好適に用いることが出来る。また、本実施例の電子機器は実施例1〜5のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【0154】
【発明の効果】
本発明の構成を採用することにより、以下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。
(a)従来のTFTの作製プロセスに適合した、簡単な構造である。
(b)保持容量は、金属表面を有する基板、絶縁膜および配線により形成するが、前記保持容量のキャパシティは、誘電体として機能する下地絶縁膜により適宜変更することが可能である。具体的には、前記下地絶縁膜の膜厚およびエッチングにより露呈させる前記下地絶縁膜の面積によって、前記保持容量のキャパシティを変更することが出来る。
(c)以上の利点を満たした上で、良好な半導体装置を作製できる方法である。
また、前記金属表面を有する基板が厚さの薄いものであれば、可撓性を有し、かつ、軽量化した半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が開示する画素TFTおよび保持容量の作製方法の例を示す図。
【図2】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を示す断面図。
【図3】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を示す断面図。
【図4】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を示す断面図。
【図5】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を示す断面図。
【図6】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を示す断面図。
【図7】 画素部の構成を示す上面図。
【図8】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作製工程を示す断面図。
【図9】 EL表示装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。
【図10】 (A)EL表示装置の上面図。
(B)EL表示装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。
【図11】 EL表示装置の画素部の上面図。
【図12】 電子機器の例を示す図。
【図13】 電子機器の例を示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device having a circuit formed of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and a manufacturing method thereof. For example, the present invention relates to an electro-optical device typified by a liquid crystal display panel and an electronic apparatus in which such an electro-optical device is mounted as a component.
[0002]
Note that in this specification, a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a semiconductor circuit, and an electronic device are all semiconductor devices.
[0003]
[Prior art]
Since a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) can be formed on a transparent substrate, application development to an active matrix liquid crystal display (hereinafter referred to as AM-LCD) has been actively promoted. A TFT using a crystalline semiconductor film (typically a crystalline silicon film) has high mobility, so that a high-definition image display can be realized by integrating functional circuits on the same substrate. ing.
[0004]
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on a technique for forming a TFT using a semiconductor thin film (having a thickness of about several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface. TFTs are widely applied to electronic devices such as ICs and electro-optical devices, and are particularly urgently developed as switching elements for image display devices.
[0005]
Various applications using such an image display device are expected, but the use for portable devices is attracting attention. Therefore, it has been attempted to form a TFT element on a flexible plastic film.
[0006]
However, since the heat resistance of the plastic film is low, the maximum temperature of the process has to be lowered, and as a result, TFTs having better electrical characteristics cannot be formed than when formed on a glass substrate. Therefore, a high-performance liquid crystal display device using a plastic film has not been realized.
[0007]
The AM-LCD basically includes a pixel portion that displays an image, a gate driver circuit that drives the TFT of each pixel arranged in the pixel portion, and a source driver circuit (or data) that sends an image signal to each TFT. Driver circuit) is formed on the same substrate.
[0008]
In recent years, a system-on-panel in which signal processing circuits such as a signal dividing circuit and a γ correction circuit are provided on the same substrate in addition to the pixel portion and the driver circuit has been proposed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an inexpensive electro-optical device. It is another object of the present invention to provide an electro-optical device that is light and inexpensive by using a thin substrate having flexibility and forming a thin film transistor over the substrate. Furthermore, it is an object to provide an inexpensive electronic device having the display portion.
[0010]
Furthermore, in the present invention, improvements related to the pixel portion are performed. Specifically, it is an object of the present invention to provide an electro-optical device with excellent contrast by forming a storage capacitor that can secure a large capacity without reducing the aperture ratio.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is characterized in that a substrate having a metal surface is used as an element formation substrate (substrate on which elements such as TFTs are formed), and necessary elements are formed on the substrate having the metal surface to obtain an electro-optical device. It is said. If the substrate having a metal surface is thin, a semiconductor device typified by an electro-optical device that is flexible and lightweight can be obtained.
[0012]
Note that the necessary element refers to a semiconductor element (typically a TFT) used as a pixel switching element in an active matrix electro-optical device.
[0013]
In addition, the storage capacitor in the pixel portion is formed by using the insulating film on the substrate having the metal surface as a dielectric, the substrate having the metal surface, and a drain wiring connected to the semiconductor layer constituting the pixel TFT. Features.
[0014]
The structure of the invention disclosed in this specification is a semiconductor device including a substrate having a metal surface, an insulating film on the substrate having the metal surface, and a pixel portion on the insulating film, The TFT has a wiring connected to the TFT, and the storage capacitor is formed of the substrate having the metal surface, the insulating film, and the wiring.
[0015]
In the above structure, the substrate having a metal surface (referred to as a metal substrate in this specification) is a stainless steel substrate or a substrate having a metal element coated on the substrate surface.
[0016]
In the above structure, the substrate having the metal surface is a heat-resistant metal substrate. Further, the maximum height (R of surface roughness of the substrate having the metal surface) MAX ) Is 1 μm or less. Moreover, the curvature radius of the convex part which exists in the surface of the board | substrate which has the said metal surface is 1 micrometer or more, It is characterized by the above-mentioned.
[0017]
In the above structure, the stainless steel substrate has a thickness of 10 μm to 30 μm.
[0018]
In the above structure, the insulating film preferably contains silicon, and the film thickness of the insulating film is 50 to 500 nm (preferably 50 to 300 nm).
[0019]
In the above structure, the storage capacitor is formed by a wiring connected to the metal substrate, the insulating film, and a semiconductor layer included in the pixel TFT.
[0020]
In the above structure, the wiring is formed in contact with the insulating film and connected to the pixel electrode.
[0021]
According to another aspect of the invention for realizing the above structure, a first insulating film is formed over a substrate having a metal surface, a semiconductor layer is formed over the first insulating film, and the first insulating film is formed over the semiconductor layer. 2 is formed, a gate electrode is formed on the second insulating film, a third insulating film is formed to cover the semiconductor layer and the gate electrode, and the third insulating film is partially covered And removing a part of the semiconductor layer and a part of the first insulating film, electrically connecting the semiconductor layer and contacting the part of the first insulating film. It is characterized by forming.
[0022]
In the above structure, the wiring is formed to be connected to the semiconductor layer and a part of the first insulating film.
[0023]
In the above structure, the storage capacitor included in the pixel portion is formed of the metal substrate, a part of the first insulating film, and a wiring.
[0024]
In the above structure, the capacity of the storage capacitor can be increased as the first insulating film is thinner. The capacity can also be increased when the area where the first insulating film and the wiring are in contact with each other is large.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a manufacturing process of a pixel TFT and a storage capacitor. Here, a single-gate TFT is manufactured as the pixel TFT. Of course, not only a single gate structure but also a double gate structure or a triple gate structure may be used.
[0026]
First, a metal substrate 11 serving as an element formation substrate is prepared. For example, a stainless steel substrate such as SUS304 or SUS316, a substrate on which a conductive film is formed, or the like can be used as the metal substrate 11. Typically, the conductive film may be a conductive silicon film (for example, a phosphorus-doped silicon film, a boron-doped silicon film, etc.) or a metal film (for example, a tungsten film, a tantalum film, a molybdenum film, a titanium film, etc.) A silicide film obtained by siliciding a metal film or a nitrided nitride film (such as a tantalum nitride film, a tungsten nitride film, or a titanium nitride film) may be used. Moreover, you may laminate | stack combining these freely.
[0027]
Moreover, the roughness of the metal surface irregularities on the metal substrate is 1 μmR. MAX It is preferable to be flat as follows. Or it is preferable that the surface roughness per 1 mm square of the unevenness | corrugation of the metal surface in a metal substrate will be 1 micrometer. Further, the radius of curvature of the uneven projection is 1 μm or more, preferably 10 μm or more. A known technique for improving the flatness of the metal surface of the metal substrate, for example, a polishing process called CMP (Chemical Mechanical Polishing) may be used.
[0028]
Next, a
[0029]
A semiconductor layer (not shown) serving as an active region of the driver TFT and a semiconductor layer 13 serving as an active region of the pixel TFT are formed on the
[0030]
Then, a
[0031]
Next, a
[0032]
Typically, a conductive silicon film (for example, a phosphorus-doped silicon film or a boron-doped silicon film) or a metal film (for example, a tungsten film, a tantalum film, a molybdenum film, or a titanium film) may be used, and the metal film may be silicided. A silicide film or a nitrided nitride film (such as a tantalum nitride film, a tungsten nitride film, or a titanium nitride film) may be used. Moreover, you may laminate | stack combining these freely.
[0033]
When the metal film is used, it is desirable to have a laminated structure with a silicon film in order to prevent oxidation of the metal film. In terms of preventing oxidation, a structure in which a metal film is covered with an insulating film containing silicon is effective. As the insulating film containing silicon, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (also referred to as a silicon nitride oxide film) can be used. Note that a silicon oxynitride film is an insulating film containing oxygen, nitrogen, and silicon at a predetermined ratio.
[0034]
Note that when the conductive film is formed using the above material, an insulating film containing silicon is provided as the uppermost layer during film formation, and the gate wiring pattern may be formed by collectively etching the insulating film containing silicon and the above material. it can. In this case, only the upper surface of the gate wiring is protected by the insulating film containing silicon.
[0035]
Subsequently, patterning is performed to form the gate electrode 16. Note that in this specification, an “electrode” is a part of “wiring” and refers to a portion where electrical connection with another wiring is performed or a portion intersecting with a semiconductor layer. Therefore, for convenience of explanation, “wiring” and “electrode” are properly used, but it is assumed that “electrode” is always included in the term “wiring”.
[0036]
Next, doping is performed to add an impurity element to the semiconductor layer. (FIG. 1B) The doping process may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is a dose of 1 × 10 13 ~ 5x10 15 / Cm 2 And an acceleration voltage of 5 to 100 keV. In this case, the conductive layer 16 serves as a mask for the impurity element, and the
[0037]
Note that before performing the doping treatment, the gate insulating film may be partially etched using the gate electrode as a mask to partially expose the semiconductor layer. By doing so, an impurity element can be easily added to the semiconductor film, and the addition amount can be reduced.
[0038]
Then, the impurity element is activated by heat treatment. This heat treatment is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace, a rapid thermal annealing method (RTA method) or a laser annealing method.
[0039]
Next, the first interlayer insulating film 20 is formed of a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, or a silicon oxide film manufactured by a known method (thermal CVD method, plasma CVD method, vapor deposition method, sputtering method, reduced pressure thermal CVD method, etc.). Form. (Figure 1 (C))
[0040]
Next, contact holes reaching the source region and the drain region are formed using a known technique. At the same time, in the pixel portion, the first interlayer insulating film and the gate insulating film are etched in a region surrounded by source wiring and drain wiring formed in a later process and not overlapping with the semiconductor layer of the pixel TFT. The base film is partially exposed. At this time, the area of the region where the base film is exposed can be determined as appropriate. A wider area of the exposed base film is advantageous because a wide wiring can be formed, and a storage capacity formed by the metal substrate, the base film, and the drain wiring can provide a large capacity. Further, when the first interlayer insulating film and the gate insulating film are etched, it is advantageous to simultaneously make the base film thin by etching because a large capacity can be obtained for the storage capacity.
[0041]
Subsequently, a source wiring or a drain wiring is formed to obtain a TFT. However, the drain wiring of the pixel TFT is formed by connecting the drain region and the exposed base film. (Figure 1 (D))
[0042]
Next, hydrogenation is performed using a known technique, and the whole is hydrogenated to complete a TFT. In this embodiment, the hydrogenation treatment was performed using hydrogen plasma that can be performed at a relatively low temperature.
[0043]
Subsequently, a second
[0044]
As described above, in FIG. 1, the storage capacitor in the pixel TFT is formed by the substrate having a metal surface, the base film, and the drain wiring of the pixel TFT. It is desirable that the substrate having the metal surface has a constant potential.
[0045]
Since the present invention uses a substrate having a metal surface as a substrate, it cannot be used for a transmission type electro-optical device. However, since the storage capacitor has the maximum area and can be formed using a region surrounded by the gate wiring and the source wiring and not overlapping with the pixel TFT, a storage capacitor having a very large capacity is effectively realized. be able to. Further, when the base insulating film functioning as a dielectric is made thin, the capacity can be further increased.
[0046]
The present invention having the above-described configuration will be described in more detail with the following embodiments.
[0047]
【Example】
[Example 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a manufacturing process of a pixel TFT and a storage capacitor. Here, a single-gate TFT is manufactured as the pixel TFT. Of course, not only a single gate structure but also a double gate structure or a triple gate structure may be used. Needless to say, the present invention is not limited to this embodiment.
[0048]
First, a metal substrate 11 serving as an element formation substrate is prepared. When a stainless substrate having a thickness of 10 μm to 30 μm is used for the purpose of weight reduction, since the stainless substrate has flexibility, there is a problem in transportation or the like when an apparatus corresponding to a glass substrate or a synthetic quartz substrate is used. Therefore, for example, if a substrate holder is prepared and a stainless steel substrate is fixed to the substrate holder, the shape can be adapted to the apparatus.
[0049]
Moreover, the roughness of the metal surface irregularities on the metal substrate is 1 μmR. MAX It is preferable that the surface roughness per 1 mm square is 1 μm. Further, the radius of curvature of the uneven projection is 1 μm or more, preferably 10 μm or more. A known technique for improving the flatness of the metal surface of the metal substrate, for example, a polishing process called CMP (Chemical Mechanical Polishing) may be used.
[0050]
Next, a
[0051]
A semiconductor film is formed on the
[0052]
Then, the
[0053]
Next, a
[0054]
Typically, a conductive silicon film (for example, a phosphorus-doped silicon film or a boron-doped silicon film) or a metal film (for example, a tungsten film, a tantalum film, a molybdenum film, or a titanium film) may be used, and the metal film may be silicided. A silicide film or a nitrided nitride film (such as a tantalum nitride film, a tungsten nitride film, or a titanium nitride film) may be used. Moreover, you may laminate | stack combining these freely.
[0055]
When the metal film is used, it is desirable to have a laminated structure with a silicon film in order to prevent oxidation of the metal film. In terms of preventing oxidation, a structure in which a metal film is covered with an insulating film containing silicon is effective. As the insulating film containing silicon, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (also referred to as a silicon nitride oxide film) can be used. Note that a silicon oxynitride film is an insulating film containing oxygen, nitrogen, and silicon at a predetermined ratio.
[0056]
Note that when the conductive film is formed using the above material, an insulating film containing silicon is provided as the uppermost layer during film formation, and the gate wiring pattern may be formed by collectively etching the insulating film containing silicon and the above material. it can. In this case, only the upper surface of the gate wiring is protected by the insulating film containing silicon. In this example, a conductive film made of a TaN film having a thickness of 30 nm was formed. The TaN film was formed by sputtering, and was sputtered in a nitrogen-containing atmosphere using a Ta target.
[0057]
Subsequently, patterning is performed to form the gate electrode 16.
[0058]
Next, doping is performed to add an impurity element to the semiconductor layer. (FIG. 1B) The doping process may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is a dose of 1 × 10 13 ~ 5x10 15 / Cm 2 And an acceleration voltage of 5 to 100 keV. In this case, the conductive layer 16 serves as a mask for the impurity element, and the
[0059]
Then, the impurity element is activated by heat treatment. This heat treatment is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace, a rapid thermal annealing method (RTA method) or a laser annealing method. In this embodiment, the heat treatment was performed at a temperature of 550 degrees for 4 hours.
[0060]
Next, the first interlayer insulating film is formed by a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, or a silicon oxide film manufactured by a known method (thermal CVD method, plasma CVD method, vapor deposition method, sputtering method, reduced pressure thermal CVD method, etc.). Form. (FIG. 1 (C)) In this example, an acrylic resin film having a film thickness of 1.6 μm was formed, but one having a viscosity of 10 to 1000 cp, preferably 40 to 200 cp was used.
[0061]
Next, contact holes reaching the source region and the drain region are formed using a known technique. At the same time, in the pixel portion, the first interlayer insulating film and the gate insulating film are etched in a region surrounded by source wiring and drain wiring formed in a later process and not overlapping with the semiconductor layer of the pixel TFT. The base film is partially exposed. At this time, the area of the region where the base film is exposed can be determined as appropriate. A wider area of the exposed base film is advantageous because a wide wiring can be formed, and a storage capacity formed by the metal substrate, the base film, and the drain wiring can provide a large capacity. Further, when the first interlayer insulating film and the gate insulating film are etched, it is advantageous to simultaneously make the base film thin by etching because a large capacity can be obtained for the storage capacity.
[0062]
Subsequently, a source wiring or a drain wiring is formed to obtain a TFT. However, the drain wiring of the pixel TFT is formed by connecting the drain region and the exposed base film. (Figure 1 (D))
[0063]
Next, hydrogenation is performed using a known technique, and the whole is hydrogenated to complete a TFT. In this embodiment, the hydrogenation treatment was performed using hydrogen plasma that can be performed at a relatively low temperature.
[0064]
Subsequently, a second
[0065]
As described above, in FIG. 1, the storage capacitor in the pixel TFT is formed by the substrate having a metal surface, the base film, and the drain wiring of the pixel TFT.
[0066]
Since the present invention uses a substrate having a metal surface as a substrate, it cannot be used for a transmission type electro-optical device. However, since the storage capacitor has the maximum area and can be formed using a region surrounded by the gate wiring and the source wiring and not overlapping with the pixel TFT, a storage capacitor having a very large capacity is effectively realized. be able to. Further, if the base film functioning as a dielectric is made thin, the capacity can be further increased.
[0067]
[Example 2]
In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate will be described with reference to FIGS.
[0068]
First, in this embodiment, a
[0069]
Moreover, the roughness of the metal surface irregularities on the metal substrate is 1 μmR. MAX It is preferable to be flat as follows. Or it is preferable that the surface roughness per 1 mm square of the unevenness | corrugation of the metal surface in a metal substrate will be 1 micrometer. Further, the radius of curvature of the uneven projection is 1 μm or more, preferably 10 μm or more. A known technique for improving the flatness of the metal surface of the metal substrate, for example, a polishing process called CMP (Chemical Mechanical Polishing) may be used.
[0070]
Next, a base film 301 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed over the
[0071]
Next, after a semiconductor film having an amorphous structure is formed on the base film to a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm) by a known means (such as sputtering, LPCVD, or plasma CVD). Then, a known crystallization treatment (laser crystallization method, thermal crystallization method, thermal crystallization method using a catalyst such as nickel) is performed to obtain a crystalline semiconductor film. (FIG. 2A) There is no limitation on the material of the semiconductor film, but it is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy. In this example, a 55 nm amorphous silicon film was formed by plasma CVD, and then a solution containing nickel was held on the amorphous silicon film. This amorphous silicon film is dehydrogenated (500 ° C., 1 hour), then thermally crystallized (550 ° C., 4 hours), and further subjected to laser annealing to improve crystallization. A crystalline silicon film was formed. Then, semiconductor layers 402 to 405 were formed on the crystalline semiconductor film by patterning using a photolithography method.
[0072]
When a crystalline semiconductor film is formed by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, Ar laser, Kr laser, YAG laser, YVO Four Laser, YLF laser, YAlO Three A laser, a glass laser, a ruby laser, an alexandride laser, a Ti: sapphire laser, or the like can be used. Moreover, you may use the harmonic converted by the nonlinear optical element. In the case of using these lasers, it is preferable to use a method in which a laser beam emitted from a laser oscillator is linearly collected by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. The crystallizing conditions are appropriately selected by the practitioner. However, in the present invention, a metal substrate having a higher thermal conductivity is used than a glass substrate, so that heat energy due to laser beam irradiation is easily escaped. . Therefore, it is preferable to irradiate with higher energy than laser irradiation conditions when a glass substrate or a synthetic quartz substrate is used.
[0073]
For example, when an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 300 Hz and the laser energy density is 100 to 800 mJ / cm. 2 (Typically 300-700mJ / cm 2 ). When a YAG laser is used, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is 1 to 300 Hz, and the laser energy density is 300 to 1000 mJ / cm. 2 (Typically 350-800mJ / cm 2 ) Then, a laser beam condensed linearly with a width of 100 to 1000 μm, for example 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition ratio (overlap ratio) of the linear laser beam at this time is set to 50 to 98%. Also good. When a continuous wave laser is used, for example, a continuous wave YVO with an output of 10 W is used. Four Laser light emitted from the laser is converted into a harmonic by a non-linear optical element. Also, YVO in the resonator Four There is also a method of emitting harmonics by inserting a crystal and a nonlinear optical element. Then, it is preferably formed into a rectangular or elliptical laser beam on the irradiation surface by an optical system, and irradiated to the object to be processed. The energy density at this time is 0.01 to 100 MW / cm. 2 Degree (preferably 0.1-10 MW / cm 2 )is required. Then, irradiation is performed by moving the semiconductor film relative to the laser light at a speed of about 0.5 to 2000 cm / s.
[0074]
In addition, after forming the semiconductor layers 402 to 405, a small amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the TFT.
[0075]
Next, a
[0076]
When a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Orthosilicate) and O 2 The reaction pressure is 40 Pa, the substrate temperature is 300 to 400 ° C., and the high frequency (13.56 MHz) power density is 0.5 to 0.8 W / cm. 2 And can be formed by discharging. The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by thermal annealing at 400 to 500 ° C. thereafter.
[0077]
Next, as illustrated in FIG. 2B, a first
[0078]
In this embodiment, the first
[0079]
Next, resist
[0080]
Thereafter, the resist
[0081]
In the first etching process, the shape of the mask made of resist is made suitable, and the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. It becomes. The angle of this taper portion is 15 to 45 °. Thus, the first shape
[0082]
Then, a first doping process is performed without removing the resist mask, and an impurity element imparting n-type conductivity is added to the semiconductor layer. (FIG. 3B) The doping process may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is a dose of 1 × 10 13 ~ 5x10 15 / Cm 2 The acceleration voltage is set to 60 to 100 keV. In this embodiment, the dose is 1.5 × 10 15 / Cm 2 The acceleration voltage was 80 keV. As an impurity element imparting n-type, an element belonging to
[0083]
Next, a second etching process is performed without removing the resist mask. Here, CF is used as an etching gas. Four And Cl 2 And O 2 Then, the W film is selectively etched. At this time, second
[0084]
Next, a second doping process is performed as shown in FIG. 3C without removing the resist mask. In this case, an impurity element imparting n-type conductivity is introduced at a high acceleration voltage of 70 to 120 keV with a lower dose than in the first doping treatment. In this embodiment, the dose is 1.5 × 10 14 / Cm 2 Then, the acceleration voltage is set to 90 keV, and a new impurity region is formed in the semiconductor layer inside the first high-
[0085]
Next, after removing the resist mask, new resist
[0086]
Next, after removing the resist mask, the
[0087]
Next, new resist
[0088]
Through the above steps, impurity regions are formed in the respective semiconductor layers.
[0089]
Next, the resist
[0090]
Next, as shown in FIG. 5A, a step of activating the impurity element added to each semiconductor layer is performed. This activation step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. The thermal annealing method may be performed at 400 to 700 ° C., typically 500 to 550 ° C. in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less. In this embodiment, 550 ° C. for 4 hours. The activation treatment was performed by heat treatment. In addition to the thermal annealing method, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied.
[0091]
In this embodiment, simultaneously with the activation treatment, the
[0092]
In addition, an activation process may be performed before forming the first interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak against heat, it is activated after an interlayer insulating film (insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) is formed to protect the wiring as in this embodiment. It is preferable to perform the conversion process.
[0093]
Further, a heat treatment is performed at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen to perform a step of hydrogenating the semiconductor layer. In this embodiment, heat treatment was performed at 410 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere containing about 3% hydrogen. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with hydrogen contained in the interlayer insulating film. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
[0094]
In the case where a laser annealing method is used as the activation treatment, it is desirable to irradiate a laser beam such as an excimer laser or a YAG laser after the hydrogenation.
[0095]
Next, a second
[0096]
In this embodiment, in order to prevent specular reflection, the surface of the pixel electrode is formed with the unevenness by forming the second interlayer insulating film having the unevenness on the surface. In addition, a convex portion may be formed in a region below the pixel electrode in order to make the surface of the pixel electrode uneven to achieve light scattering. In that case, since the convex portion can be formed using the same photomask as that of the TFT, the convex portion can be formed without increasing the number of steps. In addition, this convex part should just be suitably provided on the board | substrate of pixel part area | regions other than wiring and a TFT part. Thus, irregularities are formed on the surface of the pixel electrode along the irregularities formed on the surface of the insulating film covering the convex portions.
[0097]
Alternatively, a film whose surface is planarized may be used as the second
[0098]
In the driver circuit 506, wirings 463 to 467 that are electrically connected to the impurity regions are formed. Note that these wirings are formed by patterning a laminated film of a Ti film having a thickness of 50 nm and an alloy film (alloy film of Al and Ti) having a thickness of 500 nm.
[0099]
In the pixel portion 507, at the same time when the contact holes reaching the source region and the drain region are formed, a region surrounded by the source wiring and the drain wiring formed in a later process, and the semiconductor layer of the pixel TFT In the non-overlapping region, the first interlayer insulating film, the second interlayer insulating film, and the gate insulating film are etched to partially expose the base film. At this time, the area of the region where the base film is exposed can be determined as appropriate. A wider area of the exposed base film is advantageous because a wide wiring can be formed, and a storage capacity formed by the metal substrate, the base film, and the drain wiring can provide a large capacity. Then, as shown in FIG. 5C, a
[0100]
Subsequently, a third
[0101]
Thereafter, when etch back is performed, the third
[0102]
As described above, a CMOS circuit including an n-
[0103]
The n-
[0104]
The
[0105]
In the pixel structure of this embodiment, the end of the pixel electrode overlaps with the source wiring so that the gap between the pixel electrodes is shielded from light without using a black matrix.
[0106]
A top view of a pixel portion of an active matrix substrate manufactured in this embodiment is shown in FIG. In addition, the same code | symbol is used for the part corresponding to FIGS. A chain line AA ′ in FIG. 6 corresponds to a cross-sectional view taken along the chain line AA ′ in FIG.
[0107]
Note that this embodiment can be freely combined with Embodiment 1.
[0108]
[Example 3]
In this embodiment, a process for manufacturing a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 2 will be described below. FIG. 8 is used for the description.
[0109]
First, after obtaining an active matrix substrate in the state of FIG. 6B in accordance with Embodiment 2, an
[0110]
Next, a
[0111]
In this embodiment, the substrate shown in Embodiment 2 is used. Therefore, in FIG. 7 showing a top view of the pixel portion of Example 2, at least the gap between the
[0112]
As described above, the number of steps can be reduced by shielding the gap between the pixels with the light shielding portion formed by the lamination of the colored layers without forming a light shielding layer such as a black mask.
[0113]
Next, a
[0114]
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driver circuit are formed and the counter substrate are attached to each other with a
[0115]
The liquid crystal display panel manufactured as described above can be used as a display portion of various electronic devices.
[0116]
In addition, this embodiment can be freely combined with Embodiment 1 or 2.
[0117]
[Example 4]
Here, an example in which an EL (Electro Luminescence) display device is manufactured as an example of a light-emitting device using the present invention will be described.
[0118]
In this specification, the light emitting device is a general term for a display panel in which a light emitting element formed on a substrate is sealed between the substrate and a cover material, and a display module in which an IC is mounted on the display panel. is there. Note that the light-emitting element includes a layer containing an organic compound (light-emitting layer) from which luminescence is generated by applying an electric field, an anode layer, and a cathode layer. In addition, luminescence in an organic compound includes light emission (fluorescence) when returning from a singlet excited state to a ground state and light emission (phosphorescence) when returning from a triplet excited state to a ground state, one of these, Or both luminescence is included.
[0119]
FIG. 9 is a cross-sectional view of the EL display device of the present invention. FIG. 9 shows an example of a light-emitting device having a pixel portion and a driving circuit for driving the pixel portion on the same insulator (but a state before sealing). Note that a CMOS circuit serving as a basic unit is shown in the driver circuit, and one pixel is shown in the pixel portion. This CMOS circuit can be obtained according to the second embodiment.
[0120]
In FIG. 9,
[0121]
In FIG. 9, the description of the n-channel TFT and the p-channel TFT is omitted because it is sufficient to refer to the second embodiment. The switching
[0122]
The drain region of the switching
[0123]
Subsequently, a third
[0124]
Subsequently, a
[0125]
The EL element 610 includes a pixel electrode (cathode) 609, an
[0126]
In this specification, the light emitting layer (EL film) is a general term for a layer in which a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, or an electron blocking layer are combined. Is defined as an EL layer. However, the EL layer includes a case where the EL film is used as a single layer.
[0127]
The light emitting layer is not particularly limited as long as it is an EL material. For example, a thin film made of a light emitting material that emits light by doublet excitation or a thin film made of a light emitting material that emits light by triplet excitation can be used.
[0128]
Although not shown here, it is effective to provide a passivation film so as to completely cover the EL element 610 after the
[0129]
Next, the EL display device after the process up to the sealing (or encapsulation) process for protecting the EL element is described with reference to FIGS. FIG. 10A is a top view illustrating a state where the EL element is sealed, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along CC ′ of FIG. 10A. 701 indicated by a dotted line is a pixel portion, 702 is a source side driver circuit, and 703 is a gate side driver circuit. 704 is a cover material, 705 is a first seal material, and 706 is a second seal material.
[0130]
[0131]
Next, a cross-sectional structure is described with reference to FIG. A pixel portion and a source
[0132]
A third
[0133]
Further, a
[0134]
Note that a carbon film (specifically, a diamond-like carbon film) is preferably provided as a protective film on the front and back surfaces of the
[0135]
Further, after the
[0136]
By encapsulating the EL element with the structure as described above, the EL element can be completely shut off from the outside, and prevents substances that promote deterioration due to oxidation of the EL layer, such as moisture and oxygen, from entering from the outside. Can do. Therefore, an EL display device with high reliability can be obtained.
[0137]
Note that this embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 3.
[0138]
[Example 5]
In this embodiment, in the EL display device obtained in Embodiment 4, a more detailed top surface structure of the pixel portion is shown in FIG. In addition, the same code | symbol is used for the part corresponding to FIG. A chain line BB ′ in FIG. 9 corresponds to a cross-sectional view taken along the chain line BB ′ in FIG.
[0139]
The source of the switching
[0140]
At this time, a storage capacitor is formed in the region indicated by 605. The
[0141]
Note that this embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 1 to 3.
[0142]
[Example 6]
The TFT formed by implementing any one of the first to fifth embodiments can be used for various electro-optical devices (active matrix liquid crystal display, active matrix EL display, active matrix EC display). That is, the present invention can be implemented in all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in the display unit.
[0143]
Such electronic devices include video cameras, digital cameras, head mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.) and the like. . Examples thereof are shown in FIGS. 12 and 13.
[0144]
FIG. 12A illustrates a personal computer, which includes a main body 3001, an image input portion 3002, a display portion 3003, a
[0145]
FIG. 12B illustrates a video camera, which includes a main body 3101, a display portion 3102, an
[0146]
FIG. 12C illustrates a mobile computer, which includes a main body 3201, a camera unit 3202, an
[0147]
FIG. 12D illustrates a goggle type display, which includes a
[0148]
FIG. 12E shows a player that uses a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 3401, a
[0149]
FIG. 12F illustrates a digital camera, which includes a main body 3501, a
[0150]
FIG. 13A illustrates a mobile phone, which includes a
[0151]
FIG. 13B illustrates a portable book (electronic book) which includes a
[0152]
FIG. 13C illustrates a display, which includes a
[0153]
As described above, the application range of the present invention is extremely wide and can be applied to electronic devices in various fields. In particular, it can also be suitably used for electronic devices that require weight reduction. Moreover, the electronic apparatus of a present Example is realizable even if it uses the structure which consists of what combination of Examples 1-5.
[0154]
【Effect of the invention】
By adopting the configuration of the present invention, the following basic significance can be obtained.
(A) A simple structure suitable for a conventional TFT manufacturing process.
(B) The storage capacitor is formed by a substrate having a metal surface, an insulating film, and wiring. The capacity of the storage capacitor can be appropriately changed by a base insulating film that functions as a dielectric. Specifically, the capacity of the storage capacitor can be changed according to the thickness of the base insulating film and the area of the base insulating film exposed by etching.
(C) A method capable of producing a good semiconductor device while satisfying the above advantages.
If the substrate having the metal surface is thin, a flexible and lightweight semiconductor device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B illustrate an example of a method for manufacturing a pixel TFT and a storage capacitor disclosed in the present invention. FIGS.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT;
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a TFT of a driver circuit.
FIG. 7 is a top view illustrating a structure of a pixel portion.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an active matrix liquid crystal display device.
FIG. 9 is a cross-sectional structure diagram of a driving circuit and a pixel portion of an EL display device.
FIG. 10A is a top view of an EL display device.
FIG. 5B is a cross-sectional structure diagram of a driver circuit and a pixel portion of an EL display device.
FIG. 11 is a top view of a pixel portion of an EL display device.
FIG 12 illustrates an example of an electronic device.
FIG. 13 illustrates an example of an electronic device.
Claims (7)
前記導電性表面上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された画素TFTと、
前記画素TFT上に形成された第1層間絶縁膜と、
前記第1層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、を有し、
前記コンタクトホールを介して前記画素TFTの活性領域となる半導体膜と電気的に接続された配線が、前記絶縁膜上及び前記第1層間絶縁膜上に形成されており、
前記配線上には、第2層間絶縁膜が形成されており、
前記第2層間絶縁膜上には、前記配線と電気的に接続された画素電極が形成されており、
前記導電性表面、前記絶縁膜および前記配線により容量が構成されていることを特徴とする半導体装置。A substrate having a conductive surface;
An insulating film formed on the conductive surface;
A pixel TFT formed on the insulating film;
A first interlayer insulating film formed on the pixel TFT;
A contact hole formed in the first interlayer insulating film,
A wiring electrically connected to the semiconductor film serving as an active region of the pixel TFT through the contact hole is formed on the insulating film and the first interlayer insulating film,
A second interlayer insulating film is formed on the wiring,
A pixel electrode electrically connected to the wiring is formed on the second interlayer insulating film,
A semiconductor device, wherein a capacitance is constituted by the conductive surface, the insulating film, and the wiring.
前記基板上に形成された金属膜と、
前記金属膜上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された画素TFTと、
前記画素TFT上に形成された第1層間絶縁膜と、
前記第1層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、を有し、
前記コンタクトホールを介して前記画素TFTの活性領域となる半導体膜と電気的に接続された配線が、前記絶縁膜上及び前記第1層間絶縁膜上に形成されており、
前記配線上には、第2層間絶縁膜が形成されており、
前記第2層間絶縁膜上には、前記配線と電気的に接続された画素電極が形成されており、
前記金属膜、前記絶縁膜および前記配線により容量が構成されていることを特徴とする半導体装置。A substrate,
A metal film formed on the substrate;
An insulating film formed on the metal film;
A pixel TFT formed on the insulating film;
A first interlayer insulating film formed on the pixel TFT;
A contact hole formed in the first interlayer insulating film,
A wiring electrically connected to the semiconductor film serving as an active region of the pixel TFT through the contact hole is formed on the insulating film and the first interlayer insulating film,
A second interlayer insulating film is formed on the wiring,
A pixel electrode electrically connected to the wiring is formed on the second interlayer insulating film,
A semiconductor device, wherein a capacitor is constituted by the metal film, the insulating film, and the wiring.
前記基板上に形成された導電性を有する半導体膜と、
前記導電性を有する半導体膜上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された画素TFTと、
前記画素TFT上に形成された第1層間絶縁膜と、
前記第1層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、を有し、
前記コンタクトホールを介して前記画素TFTの活性領域となる半導体膜と電気的に接続された配線が、前記絶縁膜上及び前記第1層間絶縁膜上に形成されており、
前記配線上には、第2層間絶縁膜が形成されており、
前記第2層間絶縁膜上には、前記配線と電気的に接続された画素電極が形成されており、
前記導電性を有する半導体膜、前記絶縁膜および前記配線により容量が構成されていることを特徴とする半導体装置。A substrate,
A conductive semiconductor film formed on the substrate;
An insulating film formed on the conductive semiconductor film;
A pixel TFT formed on the insulating film;
A first interlayer insulating film formed on the pixel TFT;
A contact hole formed in the first interlayer insulating film,
A wiring electrically connected to the semiconductor film serving as an active region of the pixel TFT through the contact hole is formed on the insulating film and the first interlayer insulating film,
A second interlayer insulating film is formed on the wiring,
A pixel electrode electrically connected to the wiring is formed on the second interlayer insulating film,
A semiconductor device, wherein a capacitor is constituted by the conductive semiconductor film, the insulating film, and the wiring.
前記導電性表面上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成されたTFTと、
前記TFT上に形成された第1層間絶縁膜と、
前記第1層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、を有し、
前記コンタクトホールを介して前記TFTの活性領域となる半導体膜と電気的に接続された配線が、前記絶縁膜上及び前記第1層間絶縁膜上に形成されており、
前記配線上には、第2層間絶縁膜が形成されており、
前記第2層間絶縁膜上には、前記配線と電気的に接続された電極が形成されており、
前記導電性表面、前記絶縁膜および前記配線により容量が構成されていることを特徴とする半導体装置。A substrate having a conductive surface;
An insulating film formed on the conductive surface;
A TFT formed on the insulating film;
A first interlayer insulating film formed on the TFT;
A contact hole formed in the first interlayer insulating film,
A wiring electrically connected to the semiconductor film serving as the active region of the TFT through the contact hole is formed on the insulating film and the first interlayer insulating film,
A second interlayer insulating film is formed on the wiring,
An electrode electrically connected to the wiring is formed on the second interlayer insulating film,
A semiconductor device, wherein a capacitance is constituted by the conductive surface, the insulating film, and the wiring.
前記基板上に形成された金属膜と、
前記金属膜上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成されたTFTと、
前記TFT上に形成された第1層間絶縁膜と、
前記第1層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、を有し、
前記コンタクトホールを介して前記TFTの活性領域となる半導体膜と電気的に接続された配線が、前記絶縁膜上及び前記第1層間絶縁膜上に形成されており、
前記配線上には、第2層間絶縁膜が形成されており、
前記第2層間絶縁膜上には、前記配線と電気的に接続された電極が形成されており、
前記金属膜、前記絶縁膜および前記配線により容量が構成されていることを特徴とする半導体装置。A substrate,
A metal film formed on the substrate;
An insulating film formed on the metal film;
A TFT formed on the insulating film;
A first interlayer insulating film formed on the TFT;
A contact hole formed in the first interlayer insulating film,
A wiring electrically connected to the semiconductor film serving as the active region of the TFT through the contact hole is formed on the insulating film and the first interlayer insulating film,
A second interlayer insulating film is formed on the wiring,
An electrode electrically connected to the wiring is formed on the second interlayer insulating film,
A semiconductor device, wherein a capacitor is constituted by the metal film , the insulating film, and the wiring.
前記基板は、可撓性を有する基板であることを特徴とする半導体装置。In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The semiconductor device is a substrate having flexibility.
前記容量が構成されている箇所の前記絶縁膜の膜厚は、前記画素TFTの活性領域となる半導体膜の下に形成されている前記絶縁膜の膜厚よりも薄いことを特徴とする半導体装置。In any one of Claims 1 thru | or 6 ,
The thickness of the insulating film at the location where the capacitor is formed is smaller than the thickness of the insulating film formed under the semiconductor film that becomes the active region of the pixel TFT. .
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