JP4986373B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

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、TFTを用いて作製するアクティブマトリクス型の液晶モジュール、ELモジュールに代表される表示モジュール、およびその様な表示モジュールを部品として搭載した電子機器に関する。   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 active matrix liquid crystal module manufactured using TFTs, a display module typified by an EL module, and an electronic device in which such a display module is mounted as a component.

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を構成し、このTFTで形成した大面積集積回路を有する半導体装置の開発が進んでいる。アクティブマトリクス型液晶表示装置、EL表示装置、および密着型イメージセンサはその代表例として知られている。さらには、画素部と駆動回路部の他に、CPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等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。特に、結晶性半導体膜を活性層にしたTFTは電界効果移動度が高いことから、いろいろな機能を備えた回路を形成することも可能である。   2. Description of the Related Art In recent years, a semiconductor device having a large area integrated circuit formed using a TFT formed by using a semiconductor thin film (thickness of about several to several hundreds of nanometers) formed on a substrate having an insulating surface has progressed. Yes. Active matrix liquid crystal display devices, EL display devices, and contact image sensors are known as representative examples. Furthermore, a system on panel has been proposed in which a CPU, DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, and the like are provided on the same substrate in addition to the pixel portion and the drive circuit portion. In particular, a TFT having a crystalline semiconductor film as an active layer has high field effect mobility, and thus a circuit having various functions can be formed.

例えば、液晶表示装置に搭載される液晶モジュールには、機能ブロックごとに画像表示を行う画素回路や、CMOS回路を基本としたシフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路、サンプリング回路などの画素回路を制御するための駆動回路、画素回路、及び駆動回路以外の回路であってCPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等を含む機能回路が一枚の基板上に形成される。   For example, a liquid crystal module mounted on a liquid crystal display device controls a pixel circuit that displays an image for each functional block, a pixel circuit such as a shift register circuit based on a CMOS circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, and a sampling circuit. A functional circuit including a CPU, a DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, and the like, which are circuits other than the driving circuit, the pixel circuit, and the driving circuit, are formed on a single substrate.

画素領域のTFT(以下、画素TFTと示す。)はnチャネル型TFTからなり、スイッチング素子として液晶に電圧を印加して駆動させるものである。液晶は交流で駆動させるので、フレーム反転駆動と呼ばれる方式が多く採用されている。この方式では消費電力を低く抑えるために、画素TFTに要求される特性はオフ電流値(TFTがオフ動作時に流れるドレイン電流)を十分低くすることが重要である。   A TFT in the pixel region (hereinafter referred to as a pixel TFT) is an n-channel TFT, and is driven by applying a voltage to the liquid crystal as a switching element. Since the liquid crystal is driven by alternating current, a method called frame inversion driving is often employed. In this method, in order to keep power consumption low, it is important that the characteristics required for the pixel TFT have a sufficiently low off-current value (drain current that flows when the TFT is off).

オフ電流値を低減するためのTFTの構造として、低濃度ドレイン(LDD:Lightly Doped Drain)構造が知られている。この構造はチャネル形成領域と、ソース領域またはドレイン領域との間に低濃度に不純物元素を添加した領域を設けたものであり、この領域をLDD領域と呼んでいる。LDD構造はドレイン近傍の電界を緩和してホットキャリア注入による劣化を防ぐ効果がある。   As a TFT structure for reducing the off-current value, a lightly doped drain (LDD) structure is known. In this structure, a region to which an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source region or a drain region, and this region is called an LDD region. The LDD structure has the effect of relaxing the electric field in the vicinity of the drain and preventing deterioration due to hot carrier injection.

次に、画素TFTを駆動する駆動回路(バッファ回路、レベルシフタ回路、サンプリング回路等)に用いられるTFTは、CMOS回路を基本としている。駆動回路に用いられるTFTは、オフ電流よりもオン電流を重視するための構造が好まれる。この構造は、ゲート電極の下にLDD領域を有する構造である。LDD構造では、オフ電流を抑制すると同時にオン電流をも抑制してしまうという弊害があったが、この構造とすると、ドレイン近傍の電界を緩和し、ホットキャリアによるオン電流の劣化を抑制することが可能である。   Next, TFTs used in drive circuits (buffer circuits, level shifter circuits, sampling circuits, etc.) for driving pixel TFTs are based on CMOS circuits. The TFT used in the driver circuit is preferably structured so that on current is more important than off current. This structure has an LDD region under the gate electrode. In the LDD structure, there is an adverse effect that the on-current is suppressed at the same time as suppressing the off-current. However, this structure relaxes the electric field in the vicinity of the drain and suppresses the deterioration of the on-current due to hot carriers. Is possible.

駆動回路において、バッファ回路、レベルシフタ回路、サンプリング回路等は、画素領域のゲート配線に電圧を印加する回路であり、画素領域と同様に印加電圧が高い。このため、ゲート絶縁膜の厚いものが求められる。   In the driver circuit, a buffer circuit, a level shifter circuit, a sampling circuit, and the like are circuits that apply a voltage to the gate wiring in the pixel region, and the applied voltage is high as in the pixel region. For this reason, a thick gate insulating film is required.

さらに、画素回路及び駆動回路以外の回路であってCPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等を含む機能回路のTFTは、高速動作を必要とするため、短チャネルのほうが好ましい。しかし、短チャネルのTFTの場合、閾値が低下してしまい、オフ電流が流れやすくなってしまうという問題がある。このため、CPU、DRAM、画像処理回路、音声処理回路等のTFTには、チャネル長が短くかつゲート絶縁膜の膜厚が薄いTFTが好ましい。   Further, TFTs of functional circuits other than the pixel circuit and the drive circuit and including the CPU, DRAM, image processing circuit, audio processing circuit, and the like require a high-speed operation, and thus a short channel is preferable. However, in the case of a short-channel TFT, there is a problem that the threshold value decreases and off-current easily flows. For this reason, a TFT having a short channel length and a thin gate insulating film is preferable for a TFT of a CPU, DRAM, image processing circuit, audio processing circuit, or the like.

このように、同一の基板上に、それぞれ構造の異なるTFTを作製しようとすると、プロセスが複雑となる。具体的には、短チャネルのTFTを作製するのであれば、マスクの設計を変更するだけで良いが、ゲート絶縁膜の膜厚を、基板の領域ごとに異ならせる場合、従来のプロセスとは異なるプロセスを導入しなければならない。具体的には、駆動回路のTFTのゲート絶縁膜のみをエッチングした後、高温で加熱して、熱酸化膜を形成し、駆動回路TFTのゲート絶縁膜を薄くし、画素TFTのゲート絶縁膜を厚くするという方法がとられている。(例えば、特許文献1参照。)。
特開2000-284722(第6〜11頁、第3図)
As described above, when TFTs having different structures are formed on the same substrate, the process becomes complicated. Specifically, if a short-channel TFT is to be manufactured, it is only necessary to change the mask design. However, when the thickness of the gate insulating film differs for each region of the substrate, it differs from the conventional process. A process must be introduced. Specifically, after etching only the gate insulating film of the TFT of the driving circuit, it is heated at a high temperature to form a thermal oxide film, the gate insulating film of the driving circuit TFT is thinned, and the gate insulating film of the pixel TFT is formed. The method of increasing the thickness is taken. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2000-284722 (pages 6 to 11, FIG. 3)

このように、オフ電流を抑制しつつ高耐圧特性を重視する画素TFT、オン電流電流を大きくつつ、高耐圧特性を重視するバッファ回路、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路及びサンプリング回路等の駆動回路のTFT、短チャネル構造及びそれに伴う閾値の低下を重視するCPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等を含む機能回路等のTFTとを同時に満足することが可能なTFT構造は、確立されていないのが現状である。   In this way, pixel TFTs that place importance on high withstand voltage characteristics while suppressing off-current, and TFTs for drive circuits such as buffer circuits, shift register circuits, level shifter circuits, and sampling circuits that place importance on high withstand voltage characteristics while increasing on-current current No TFT structure has been established that can simultaneously satisfy the short channel structure and TFTs such as functional circuits including CPU, DRAM, image processing circuit, audio processing circuit, etc., which place importance on lowering the threshold value associated therewith. Is the current situation.

また、LDD構造を備えたTFTやゲート絶縁膜を介してLDD領域をゲート電極と重ねて配置させた構造を備えたTFTを形成しようとすると、その製造工程が複雑なものとなり、工程数が増加してしまう問題がある。工程数の増加は製造コストの増加要因になるばかりか、製造歩留まりを低下させる原因となることは明らかである。   In addition, if an attempt is made to form a TFT having an LDD structure or a TFT having a structure in which an LDD region is disposed to overlap a gate electrode via a gate insulating film, the manufacturing process becomes complicated and the number of processes increases. There is a problem. It is clear that an increase in the number of processes not only increases the manufacturing cost but also decreases the manufacturing yield.

本発明はこのような問題点を解決するための技術であり、TFTで構成された回路を有する半導体装置、及びTFTを用いて作製するアクティブマトリクス型の液晶表示装置に代表される電気光学装置ならびにEL表示装置に代表される発光装置において、従来と同様のプロセスを用いて、同一基板上に異なる構造のTFTを作り分ける方法を提案する。すなわち、ゲート絶縁膜を多層化すると共に、半導体膜上にゲート電極とは異なる電極(以下、補助電極と示す。)を有するTFTを提案する。   The present invention is a technique for solving such problems, and includes a semiconductor device having a circuit composed of TFTs, an electro-optical device typified by an active matrix liquid crystal display device manufactured using TFTs, and In a light-emitting device typified by an EL display device, a method is proposed in which TFTs having different structures are formed on the same substrate using a process similar to the conventional one. That is, a TFT having a multilayered gate insulating film and having an electrode (hereinafter referred to as an auxiliary electrode) different from the gate electrode on the semiconductor film is proposed.

本発明により、同一基板上にゲート絶縁膜の膜厚の異なるTFTを作製し、半導体装置の動作特性および信頼性を向上させ、かつ、低消費電力化を図ると共に、従来用いる工程を応用して、製造コストの低減および歩留まりの向上を実現するTFT構造を提供することを目的としている。   In accordance with the present invention, TFTs with different gate insulating film thicknesses are manufactured on the same substrate to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device, reduce power consumption, and apply a conventional process. An object of the present invention is to provide a TFT structure that realizes reduction in manufacturing cost and improvement in yield.

また、高精細化(画素数の増大)及び小型化に伴ない、各表示画素ピッチの微細化が進められている。微細化されたTFTを作製する場合、マスクの位置合わせが重要となり、マスクの位置のずれにより、歩留まりが低下するという問題もある。本発明は、TFTを用いて作製するアクティブマトリクス型の液晶表示装置に代表される電気光学装置及びEL表示装置に代表される発光装置において、歩留まりの向上を実現するTFT構造を提供する。   In addition, with increasing definition (increasing the number of pixels) and downsizing, each display pixel pitch is being miniaturized. When a miniaturized TFT is manufactured, alignment of the mask is important, and there is a problem that the yield is reduced due to the displacement of the mask position. The present invention provides a TFT structure that can improve the yield in an electro-optical device typified by an active matrix liquid crystal display device manufactured using TFTs and a light-emitting device typified by an EL display device.

本明細書で開示する発明の構成1は、チャネル形成領域を有する半導体層と、前記半導体層上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜を介して前記チャネル形成領域の外側に形成された補助電極と、前記第1の絶縁膜及び前記補助電極上に形成された第2の絶縁膜と、第1の絶縁膜と第2の絶縁膜を介してチャネル形成領域上に形成されたゲート電極とを有することを特徴とする。   Configuration 1 of the invention disclosed in this specification includes a semiconductor layer having a channel formation region, a first insulating film formed on the semiconductor layer, and the channel formation region via the first insulating film. An auxiliary electrode formed on the outside, a second insulating film formed on the first insulating film and the auxiliary electrode, and a channel forming region via the first insulating film and the second insulating film And a formed gate electrode.

本明細書で開示する発明の構成2は、半導体層上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に設けられ、前記半導体層のソース領域、ドレイン領域とチャネル形成領域との間のキャリア濃度を制御する補助電極と、前記第1の絶縁膜及び前記補助電極上に形成された第2の絶縁膜と、第1の絶縁膜と第2の絶縁膜を介して前記半導体層のチャネル形成領域上に形成されたゲート電極とを有することを特徴とする。   A structure 2 of the invention disclosed in this specification includes a first insulating film formed on a semiconductor layer, a source region, a drain region, and a channel forming region of the semiconductor layer provided on the first insulating film. An auxiliary electrode for controlling the carrier concentration between the first insulating film and the second insulating film formed on the auxiliary electrode, the first insulating film and the second insulating film And a gate electrode formed over a channel formation region of the semiconductor layer.

本発明の構成1及び2において、前記第1の絶縁膜の膜厚は、1〜100nm、好ましくは5〜50nmであり、第2の絶縁膜は、5〜100nmである。   In configurations 1 and 2 of the present invention, the thickness of the first insulating film is 1 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm, and the second insulating film is 5 to 100 nm.

なお、補助電極がTFTに対してひとつの場合、前記補助電極は、半導体層のチャネル形成領域とドレイン領域との間に形成されている。一方、補助電極がひとつのTFTに対して複数ある場合、前記半導体層のソース領域、ドレイン領域とチャネル形成領域との間に前記補助電極が設けられている。   When the auxiliary electrode is one for the TFT, the auxiliary electrode is formed between the channel formation region and the drain region of the semiconductor layer. On the other hand, when there are a plurality of auxiliary electrodes for one TFT, the auxiliary electrode is provided between the source region and drain region of the semiconductor layer and the channel formation region.

また、補助電極、第1のゲート電極は、それぞれ異なる配線に接続されている。   The auxiliary electrode and the first gate electrode are connected to different wirings.

また、補助電極は、前記ゲート電極に一部覆われていてもよい。   The auxiliary electrode may be partially covered by the gate electrode.

また、第1の絶縁膜を介して前記補助電極に対向する前記半導体層の領域には、不純物が添加されていてもよい。すなわち、前記半導体層において、ソース領域又はドレイン領域と、チャネル形成領域の間に低濃度不純物領域を有していてもよく、この場合、補助電極の下に、該低濃度不純物領域が形成されている。   Further, an impurity may be added to the region of the semiconductor layer that faces the auxiliary electrode through the first insulating film. That is, the semiconductor layer may have a low concentration impurity region between the source region or the drain region and the channel formation region. In this case, the low concentration impurity region is formed under the auxiliary electrode. Yes.

本明細書で開示する発明の構成3は、第1の領域、第2の領域、ソース領域及びドレイン領域を有する半導体層と、前記半導体層の上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜を介して前記半導体層上に形成された第1の補助電極と、前記第1の絶縁膜及び前記第1の補助電極上に形成された第2の絶縁膜と、第1の絶縁膜と第2の絶縁膜を介して前記第1の領域上に形成された第1のゲート電極とを有し、前記第1の領域は、前記ソース領域及びドレイン領域の間に形成され、
前記第2の領域は、ソース領域又はドレイン領域の少なくとも一つと前記第1の領域との間に形成され、前記第1の補助電極は、前記第1の絶縁膜を介して前記第2の領域上に形成されていることを特徴とする半導体装置である。
Configuration 3 of the invention disclosed in this specification includes a semiconductor layer having a first region, a second region, a source region, and a drain region, a first insulating film formed on the semiconductor layer, A first auxiliary electrode formed on the semiconductor layer via a first insulating film; a second insulating film formed on the first insulating film and the first auxiliary electrode; And a first gate electrode formed on the first region via the second insulating film, and the first region is formed between the source region and the drain region. ,
The second region is formed between at least one of a source region or a drain region and the first region, and the first auxiliary electrode is interposed between the second region and the first insulating film. A semiconductor device is formed over the semiconductor device.

本発明の構成3において、前記第1の絶縁膜の膜厚は、1〜100nm、好ましくは5〜50nmであり、第2の絶縁膜は、5〜100nmである。   In Structure 3 of the present invention, the thickness of the first insulating film is 1 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm, and the second insulating film is 5 to 100 nm.

また、前記第1の補助電極は、前記ゲート電極に一部覆われていてもよい。   The first auxiliary electrode may be partially covered with the gate electrode.

また、前記第2の絶縁膜上に第2の補助電極を有していてもよい。なお、第2の補助電極は湾曲面又は傾斜面を有する。   In addition, a second auxiliary electrode may be provided on the second insulating film. The second auxiliary electrode has a curved surface or an inclined surface.

また、前記第2の領域に、不純物が添加されていてもよい。   An impurity may be added to the second region.

また、前記第1の補助電極、及び前記第1のゲート電極は、それぞれ異なる配線に接続されている。   The first auxiliary electrode and the first gate electrode are connected to different wirings.

本明細書で開示する発明の構成4は、同一基板上に第1の薄膜トランジスタと第2の薄膜トランジスタとを有する半導体装置であって、前記第1の薄膜トランジスタは、第1の半導体層と、第1のゲート絶縁膜と、第1のゲート電極とを有し、前記第2の薄膜トランジスタは、第2の半導体層と、積層された第2ゲート絶縁膜と、第2のゲート電極と、前記積層された第2のゲート絶縁膜に挟まれ、かつ前記第2の半導体層のチャネル形成領域の外側に形成された第1の補助電極とを有し、前記第1のゲート絶縁膜は、前記第2のゲート絶縁膜よりも薄いことを特徴とする。   A structure 4 of the invention disclosed in this specification is a semiconductor device including a first thin film transistor and a second thin film transistor over the same substrate, and the first thin film transistor includes a first semiconductor layer, a first semiconductor layer, and a first semiconductor layer. The second thin film transistor includes a second semiconductor layer, a stacked second gate insulating film, a second gate electrode, and the stacked gate insulating film. A first auxiliary electrode sandwiched between the second gate insulating films and formed outside the channel formation region of the second semiconductor layer, and the first gate insulating film includes the second gate insulating film It is characterized by being thinner than the gate insulating film.

本明細書で開示する発明の構成5は、同一基板上に第1の薄膜トランジスタと第2の薄膜トランジスタとを有する半導体装置であって、前記第1の薄膜トランジスタは、第1の半導体層と、第1のゲート絶縁膜と、第1のゲート電極とを有し、前記第2の薄膜トランジスタは、第2の半導体層と、積層された第2ゲート絶縁膜と、第2のゲート電極と、前記積層された第2のゲート絶縁膜に挟まれ、かつ前記第2の半導体層のソース領域、ドレイン領域とチャネル形成領域との間のキャリア濃度を制御する第1の補助電極とを有し、前記第1のゲート絶縁膜は、前記第2のゲート絶縁膜よりも薄いことを特徴とする。   A structure 5 of the invention disclosed in this specification is a semiconductor device including a first thin film transistor and a second thin film transistor over the same substrate, and the first thin film transistor includes a first semiconductor layer, a first semiconductor layer, and a first semiconductor layer. The second thin film transistor includes a second semiconductor layer, a stacked second gate insulating film, a second gate electrode, and the stacked gate insulating film. A first auxiliary electrode that is sandwiched between the second gate insulating films and controls the carrier concentration between the source region, the drain region, and the channel formation region of the second semiconductor layer, The gate insulating film is thinner than the second gate insulating film.

本明細書で開示する発明の構成4または5において、第1のゲート絶縁膜は、1〜100nm、好ましくは5〜50nmであり、前記第2のゲート絶縁膜は、6〜200nmである。   In Structure 4 or 5 of the invention disclosed in this specification, the first gate insulating film has a thickness of 1 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm, and the second gate insulating film has a thickness of 6 to 200 nm.

また、積層された第2のゲート絶縁膜を構成する複数の絶縁膜の一つは、第1のゲート絶縁膜である。   In addition, one of the plurality of insulating films constituting the stacked second gate insulating film is the first gate insulating film.

また、第1の補助電極、第1のゲート電極、及び第2のゲート電極は、それぞれ異なる配線に接続されている。   The first auxiliary electrode, the first gate electrode, and the second gate electrode are connected to different wirings.

なお、第1の補助電極がひとつの場合、該第1の補助電極は、半導体層のチャネル形成領域とドレイン領域との間に形成されている。一方、第1の補助電極が複数ある場合、半導体層のソース領域、ドレイン領域とチャネル形成領域との間に該第1の補助電極が設けられている。   Note that when there is one first auxiliary electrode, the first auxiliary electrode is formed between the channel formation region and the drain region of the semiconductor layer. On the other hand, when there are a plurality of first auxiliary electrodes, the first auxiliary electrodes are provided between the source region and drain region of the semiconductor layer and the channel formation region.

また、第1の薄膜トランジスタは、第1のゲート電極及び第1のゲート絶縁膜を覆う絶縁膜を有し、該絶縁膜上に形成される第2の補助電極を有してもよい。   The first thin film transistor may include an insulating film that covers the first gate electrode and the first gate insulating film, and may include a second auxiliary electrode formed over the insulating film.

このときの第2の補助電極は、湾曲面又は傾斜面を有する。   At this time, the second auxiliary electrode has a curved surface or an inclined surface.

また、第1の絶縁膜を介して第1の補助電極に対向する第2の半導体層の領域に、不純物が添加されていてもよい。すなわち、第2の半導体層において、ソース領域又はドレイン領域と、チャネル形成領域の間に低濃度不純物領域を有していてもよく、この場合、低濃度不純物領域の上に、補助電極が形成されている。   An impurity may be added to a region of the second semiconductor layer facing the first auxiliary electrode through the first insulating film. In other words, the second semiconductor layer may have a low concentration impurity region between the source region or the drain region and the channel formation region. In this case, the auxiliary electrode is formed on the low concentration impurity region. ing.

本明細書で開示する発明の構成6は、第1の領域、第1のソース領域、及び第1のドレイン領域で形成される第1の半導体層と、第2の領域、少なくとも一つの第3の領域、第2のソース領域、及び第2のドレイン領域で形成される第2の半導体層と、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜を介して前記第2の半導体層上に形成された第1の補助電極と、前記第1の絶縁膜を介して第1の半導体層上に形成された第1のゲート電極と、前記第1の絶縁膜、前記第1の補助電極、及び前記第1のゲート電極上に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜を介して、前記第2の領域上に形成されたゲート電極とを有し、前記第2の領域は、前記第2のソース領域及び前記第2のドレイン領域の間に形成され、前記第3の領域は、前記第2のソース領域とドレイン領域の少なくとも一つと前記第2の領域との間に形成され、前記第1の補助電極は、前記第1の絶縁膜を介して前記第3の領域上に形成されていることを特徴とする半導体装置である。
The structure 6 of the invention disclosed in this specification includes a first semiconductor layer formed of a first region, a first source region, and a first drain region, a second region, and at least one third region. A second semiconductor layer formed of the first region, the second source region, and the second drain region, and the first insulating layer formed on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, ,
A first auxiliary electrode formed on the second semiconductor layer via the first insulating film; and a first gate formed on the first semiconductor layer via the first insulating film. An electrode, a second insulating film formed on the first insulating film, the first auxiliary electrode, and the first gate electrode; and the second insulating film, and the second insulating film. A gate electrode formed on the region, wherein the second region is formed between the second source region and the second drain region, and the third region is the second region It is formed between at least one of a source region and a drain region and the second region, and the first auxiliary electrode is formed on the third region via the first insulating film. A semiconductor device characterized by the above.

本発明の構成6において、前記第1の絶縁膜の膜厚は、1〜100nm、好ましくは5〜50nmであり、第2の絶縁膜は、5〜100nmである。   In Structure 6 of the present invention, the thickness of the first insulating film is 1 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm, and the second insulating film is 5 to 100 nm.

また、前記第1の補助電極は、前記ゲート電極に一部覆われていてもよい。   The first auxiliary electrode may be partially covered with the gate electrode.

また、前記第2の絶縁膜上に第2の補助電極を有していてもよい。なお、第2の補助電極は湾曲面又は傾斜面を有する。   In addition, a second auxiliary electrode may be provided on the second insulating film. The second auxiliary electrode has a curved surface or an inclined surface.

また、前記第3の領域に、不純物が添加されていてもよい。   An impurity may be added to the third region.

また、前記第1の補助電極、前記第2補助電極、前記第1のゲート電極、及び前記第2のゲート電極は、それぞれ異なる配線に接続されている。   The first auxiliary electrode, the second auxiliary electrode, the first gate electrode, and the second gate electrode are connected to different wirings.

本明細書で開示する発明の構成7は、第1の半導体層、第1のゲート電極、第1の絶縁膜、及び第2の絶縁膜を有する第1の薄膜トランジスタと、第2の半導体層、第2のゲート電極、第1の補助電極、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を有する第2の薄膜トランジスタを有する半導体装置の作製方法であって、絶縁表面上に、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層を形成し、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層上に第1の絶縁膜を形成し、前記第1の絶縁膜上に第1のゲート電極及び第1の補助電極を形成し、前記第1のゲート電極、前記第1の補助電極、及び前記第1の絶縁膜上に、第2の絶縁膜を形成し、前記第2の絶縁膜上に第2のゲート電極を形成することを特徴とする。   A structure 7 of the invention disclosed in this specification includes a first thin film transistor including a first semiconductor layer, a first gate electrode, a first insulating film, and a second insulating film, a second semiconductor layer, A method of manufacturing a semiconductor device having a second thin film transistor having a second gate electrode, a first auxiliary electrode, the first insulating film, and the second insulating film, wherein the first thin film is formed on the insulating surface. And the second semiconductor layer, a first insulating film is formed on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and a first gate is formed on the first insulating film. An electrode and a first auxiliary electrode are formed, a second insulating film is formed on the first gate electrode, the first auxiliary electrode, and the first insulating film, and the second insulating film is formed. A second gate electrode is formed thereon.

本明細書で開示する発明の構成7において、第1の補助電極、各ゲート電極が、それぞれ異なる配線に接続するようにエッチングすることを特徴とする。   The structure 7 of the invention disclosed in this specification is characterized in that etching is performed so that the first auxiliary electrode and each gate electrode are connected to different wirings.

また、前記第2のゲート電極を形成すると同時に、第1の薄膜トランジスタに第2の補助電極を形成してもよい。この場合、第2の補助電極は、第1の補助電極、各ゲート電極とそれぞれ異なる配線に接続されている。   Further, a second auxiliary electrode may be formed on the first thin film transistor simultaneously with the formation of the second gate electrode. In this case, the second auxiliary electrode is connected to a different wiring from the first auxiliary electrode and each gate electrode.

なお、第2のゲート電極を形成する場合、第2の半導体層及び第1の補助電極上に、形成する。   Note that when the second gate electrode is formed, the second gate electrode is formed over the second semiconductor layer and the first auxiliary electrode.

発明の構成1又は2により、低濃度不純物領域(LDD領域)を形成せずとも、ソース領域、ドレイン領域とチャネル形成領域とのキャリア濃度を制御することが可能となるため、低濃度不純物領域の形成工程に伴うマスクの位置のずれを回避することが可能となり、歩留まりの低下を抑制することができる。   According to the first or second aspect of the invention, the carrier concentration of the source region, the drain region, and the channel formation region can be controlled without forming the low concentration impurity region (LDD region). It is possible to avoid a shift in the position of the mask accompanying the formation process, and a reduction in yield can be suppressed.

発明の構成3〜7により、特殊な工程を用いず、同一基板上に、ゲート絶縁膜の膜厚の異なる複数のTFTを作製することができる。また、LDD領域を形成しなくとも第1の補助電極及び第2の補助電極に、任意の電圧を印加することで、各々の補助電極の下にある半導体層中のキャリア濃度を変化させることができる。   According to the third to seventh aspects of the invention, a plurality of TFTs having different gate insulating film thicknesses can be manufactured over the same substrate without using a special process. In addition, the carrier concentration in the semiconductor layer under each auxiliary electrode can be changed by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode without forming the LDD region. it can.

また、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTを、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路、サンプリング回路等の駆動回路のTFT及び画素TFTに応用することで、耐圧の機能が高く、低消費電力化を図ることができ、且つ信頼性の高いTFT作製することが可能となる。さらに、チャネル長が短くゲート絶縁膜の薄いTFTを、CPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等を含む機能回路のTFTに応用することで、動作特性および信頼性を向上させることができる。   In addition, a TFT having a thick gate insulating film is applied to a TFT and a pixel TFT of a drive circuit such as a shift register circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, and a sampling circuit, so that a high withstand voltage function and low power consumption are achieved. Therefore, a highly reliable TFT can be manufactured. Furthermore, by applying a TFT having a short channel length and a thin gate insulating film to a TFT of a functional circuit including a CPU, DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, and the like, the operating characteristics and reliability can be improved.

本発明により、特殊な工程を用いず、同一基板上に、ゲート絶縁膜の膜厚の異なるTFTを作製することができる。また、LDD領域を形成しなくとも第1の補助電極及び第2の補助電極に、任意の電圧を印加することで、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を変化させることができる。これにより、チャネル形成領域とソース領域又はドレイン領域との接合面において生じる、ホットキャリア効果を抑制することができる。よって、機能回路のTFT(代表的には、CPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等)に膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFTを適応し、画素TFT又は駆動回路(代表的には、バッファ回路、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、サンプリング回路等)に膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTを応用することで、半導体装置の動作特性および信頼性を向上させ、かつ、低消費電力化を図るとことができる。さらに、同一基板に、画素部、駆動回路、機能回路を設けることができ、液晶モジュールやELモジュールのように、従来表示装置に用いていたモジュールを小型化にすることができ、表示装置を有する電子機器を携帯に便利な形状とすることができる。   According to the present invention, TFTs having different gate insulating film thicknesses can be manufactured over the same substrate without using a special process. Further, by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode without forming the LDD region, the carrier concentration in the crystalline semiconductor film under each auxiliary electrode is changed. be able to. Thereby, the hot carrier effect generated at the junction surface between the channel formation region and the source region or the drain region can be suppressed. Therefore, a TFT having a thin gate insulating film is applied to a functional circuit TFT (typically, a CPU, a DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, etc.), and a pixel TFT or a driving circuit (typically By applying TFTs with thick gate insulating films to buffer circuits, shift register circuits, level shifter circuits, sampling circuits, etc., the operating characteristics and reliability of semiconductor devices are improved and power consumption is reduced. It can be done. Further, a pixel portion, a driver circuit, and a functional circuit can be provided over the same substrate, and a module used in a conventional display device such as a liquid crystal module or an EL module can be reduced in size, and the display device is provided. The electronic device can be shaped to be portable.

(第1実施形態)
本発明の一例を図1に示す。本実施形態では、膜厚の薄いゲート絶縁膜及び第1の補助電極を有するP−TFT、N−TFT(図1において、ゲート絶縁膜がG1であるTFT)と、膜厚の厚いゲート絶縁膜、第1の補助電極、第2の補助電極を有するP−TFT、N−TFT(図1において、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)とを同時に形成する工程を示す。
(First embodiment)
An example of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, a thin gate insulating film and a P-TFT having a first auxiliary electrode, an N-TFT (a TFT whose gate insulating film is G1 in FIG. 1), and a thick gate insulating film. , A step of simultaneously forming a first auxiliary electrode, a P-TFT having a second auxiliary electrode, and an N-TFT (in FIG. 1, TFTs whose gate insulating films are G1 and G2).

図1(A)に示すように、基板101上に、下地膜である絶縁膜102を介して結晶性半導体膜を形成した後、この結晶性半導体膜を任意の形状にエッチングし、分離された結晶性半導体膜103〜106を形成する。この後、第1のゲート絶縁膜(以下、本実施形態及び図1においてG1と示す。)107を成膜する。第1のゲート絶縁膜(G1)107は、代表的には、駆動回路等の高速動作が要求されるTFTのゲート絶縁膜として機能するものであり、膜厚が薄く、第1のゲート絶縁膜の膜厚は、1〜100nm、好ましくは5〜50nmであることが好ましい。この範囲の膜厚よりも膜厚が薄い場合、寄生容量が形成され、高速動作ができなくなるという問題がある。   As shown in FIG. 1A, after a crystalline semiconductor film is formed over a substrate 101 with an insulating film 102 serving as a base film, the crystalline semiconductor film is etched into an arbitrary shape and separated. Crystalline semiconductor films 103 to 106 are formed. Thereafter, a first gate insulating film (hereinafter referred to as G1 in this embodiment and FIG. 1) 107 is formed. The first gate insulating film (G1) 107 typically functions as a gate insulating film of a TFT that is required to operate at high speed, such as a drive circuit. The first gate insulating film (G1) 107 is thin and has a small thickness. The film thickness is preferably 1 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm. When the film thickness is thinner than this range, there is a problem that parasitic capacitance is formed and high-speed operation cannot be performed.

次に、第1の導電膜を成膜したのち、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク(図示しない)を形成した後、公知のエッチング方法により、第1の導電膜の不要な部分を除去して、所望の形状の第1のゲート電極108、109及び第1の補助電極110a、110b、111a、111bを形成する。膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFTではゲート電極(以下、本実施形態では、第1のゲート電極と記す。)として、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTでは補助電極(以下、本実施形態では、第1の補助電極と記す。)として形成する。ひとつのTFTにおける第1の補助電極は、任意の間隔で配置されることが好ましい。代表的には、概ねチャネル長の間隔(4〜12μm、好ましくは6〜10μm)を有して配置される。   Next, after forming the first conductive film, a mask (not shown) is formed using a photolithography technique, and then unnecessary portions of the first conductive film are removed by a known etching method. First gate electrodes 108 and 109 and first auxiliary electrodes 110a, 110b, 111a, and 111b having desired shapes are formed. A TFT having a thin gate insulating film serves as a gate electrode (hereinafter referred to as a first gate electrode in the present embodiment), and an auxiliary electrode (hereinafter referred to as present embodiment) in a TFT having a thick gate insulating film. In the embodiment, it is referred to as a first auxiliary electrode). The first auxiliary electrodes in one TFT are preferably arranged at an arbitrary interval. Typically, they are arranged with a substantially channel length interval (4 to 12 μm, preferably 6 to 10 μm).

次に、図1(B)に示すように、第2のゲート絶縁膜120(以下、本実施形態及び図1においてG2と示す)を形成する。第1のゲート絶縁膜(G1)及び第2のゲート絶縁膜(G2)は、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFT(図1において、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)のゲート絶縁膜であり、代表的には、画素TFT、バッファ回路等の耐電圧が要求されるTFTのゲート絶縁膜として機能するものである。よって、第2のゲート絶縁膜の膜厚(G2)は、第1のゲート絶縁膜よりも厚く、5〜100nmであることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 1B, a second gate insulating film 120 (hereinafter referred to as G2 in this embodiment and FIG. 1) is formed. The first gate insulating film (G1) and the second gate insulating film (G2) are gate insulating films of TFTs having a thick gate insulating film (TFTs having gate insulating films G1 and G2 in FIG. 1). The film typically functions as a gate insulating film of a TFT that requires a withstand voltage such as a pixel TFT or a buffer circuit. Therefore, the thickness (G2) of the second gate insulating film is preferably 5 to 100 nm, which is thicker than the first gate insulating film.

次に、第2の導電膜121を形成した後、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク(122、123)を形成した後、公知のエッチング方法により、第2の導電膜の不要な部分を除去して、所望の形状の第2のゲート電極及び第2の補助電極を形成する。膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFT(図1において、ゲート絶縁膜がG1であるTFT)では補助電極として、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFT(図1において、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)ではゲート電極及び補助電極として形成する。   Next, after the second conductive film 121 is formed, a mask (122, 123) is formed using a photolithography technique, and then unnecessary portions of the second conductive film are removed by a known etching method. Then, a second gate electrode and a second auxiliary electrode having a desired shape are formed. A TFT having a thin gate insulating film (in FIG. 1, a TFT having a gate insulating film G1 in FIG. 1) serves as an auxiliary electrode, and a TFT having a thick gate insulating film (in FIG. 1, the gate insulating film is G1 and In the TFT G2), it is formed as a gate electrode and an auxiliary electrode.

第2の導電膜をエッチングする際は、まず始めに、第2のゲート電極を形成する部分にレジストマスク122、123を形成する。こののち、図1(C)に示すように、第2の導電膜をエッチングして、第2の補助電極131a〜134a、131b〜134bを形成する。なお、このときは、条件を適宜適応することにより、湾曲面を有する第2の補助電極、即ち、任意の形状の半導体層103〜106上に形成された第1のゲート絶縁膜107及び第2のゲート絶縁膜120へ向けて傾斜している第2の補助電極131a〜134a、131b〜134bを形成する。   When etching the second conductive film, first, resist masks 122 and 123 are formed in a portion where the second gate electrode is to be formed. After that, as shown in FIG. 1C, the second conductive film is etched to form second auxiliary electrodes 131a to 134a and 131b to 134b. At this time, by appropriately adapting the conditions, the second auxiliary electrode having a curved surface, that is, the first gate insulating film 107 and the second gate electrode formed on the semiconductor layers 103 to 106 having an arbitrary shape are provided. Second auxiliary electrodes 131a to 134a and 131b to 134b that are inclined toward the gate insulating film 120 are formed.

なお、図1においては、便宜上結晶性半導体膜の膜厚と第1のゲート電極の膜厚がほぼ同様に表記されているが、実際は、結晶性半導体膜の膜厚は、25〜70nmであり、ゲート電極の膜厚は、120〜500nmである。このため、段差の大きいゲート電極の側面には、補助電極は形成されるが、結晶性半導体膜の側面には補助電極は形成されない。この後、レジストマスクを除去することにより、第2のゲート電極135、136を形成する。   In FIG. 1, for convenience, the thickness of the crystalline semiconductor film and the thickness of the first gate electrode are shown almost the same, but the thickness of the crystalline semiconductor film is actually 25 to 70 nm. The film thickness of the gate electrode is 120 to 500 nm. Therefore, an auxiliary electrode is formed on the side surface of the gate electrode having a large step, but no auxiliary electrode is formed on the side surface of the crystalline semiconductor film. Thereafter, by removing the resist mask, second gate electrodes 135 and 136 are formed.

次に、図1(D)に示すように、第1のゲート電極108、109、第2の補助電極131a〜134a、131b〜134b、第2のゲート電極135、136、第1の補助電極110a、110b、111a、111bをマスクとして、不純物を添加することで、ソース領域及びドレイン領域を形成する。Pチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域141、143、Nチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域140、142には、1×1020〜1×1021cm3の濃度範囲でn型またはp型を付与する不純物元素が添加される。 Next, as shown in FIG. 1D, the first gate electrodes 108 and 109, the second auxiliary electrodes 131a to 134a, 131b to 134b, the second gate electrodes 135 and 136, and the first auxiliary electrode 110a. 110b, 111a, and 111b as masks, a source region and a drain region are formed by adding impurities. The source or drain regions 141 and 143 of the P-channel TFT and the source or drain regions 140 and 142 of the N-channel TFT are n-type or p-type in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 cm 3. An impurity element imparting is added.

なお、第1の補助電極110a、110b、111a、111bの下方の結晶性半導体膜に不純物を添加し、LDD領域を設けても良い。   Note that an LDD region may be provided by adding an impurity to the crystalline semiconductor film below the first auxiliary electrodes 110a, 110b, 111a, and 111b.

また、nチャネル型TFT152及びpチャネル型TFT153において、第1の補助電極を2つ形成したが、これは、一つでも良い。この場合、補助電極は、ドレイン領域とゲート電極との間に設ける。   In the n-channel TFT 152 and the p-channel TFT 153, two first auxiliary electrodes are formed, but one may be used. In this case, the auxiliary electrode is provided between the drain region and the gate electrode.

以上の工程により、ゲート絶縁膜の膜厚が薄いnチャネル型TFT150、pチャネル型TFT151、ゲート絶縁膜の膜厚が厚いnチャネル型TFT152、pチャネル型TFT153を同時に形成する。   Through the above steps, an n-channel TFT 150 and a p-channel TFT 151 with a thin gate insulating film, an n-channel TFT 152 and a p-channel TFT 153 with a thick gate insulating film are formed at the same time.

本実施形態において、第1のゲート電極、第1の補助電極、第2のゲート電極、第2の補助電極はそれぞれ、独立してパターニングされているため、それぞれの電極に任意の電圧を印加することができる。よって、それぞれのTFTの必要とされる機能を考慮して、第1の補助電極及び第2の補助電極に、任意の電圧を印加することにより、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を制御することができる。即ち、LDD領域と同様の機能を有し、ホットキャリア効果を抑制することが可能である。代表的には、オン電流の低いTFTにおいては、補助電極の印加電圧を制御してキャリア濃度を高めて、結晶性半導体膜中の抵抗を下げれば良い。また、オフ電流の高いTFTにおいては、補助電極の印加電圧を制御して、キャリア濃度を抑制して、結晶性半導体膜中の抵抗を高めれば良い。なお、第2のゲート電極と第2の補助電極は、分離されず接続されていても良い。   In the present embodiment, since the first gate electrode, the first auxiliary electrode, the second gate electrode, and the second auxiliary electrode are each independently patterned, an arbitrary voltage is applied to each electrode. be able to. Therefore, in consideration of the required function of each TFT, by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode, the crystalline semiconductor film below each auxiliary electrode The carrier concentration inside can be controlled. That is, it has the same function as the LDD region and can suppress the hot carrier effect. Typically, in a TFT with a low on-state current, the resistance in the crystalline semiconductor film may be reduced by increasing the carrier concentration by controlling the voltage applied to the auxiliary electrode. In a TFT having a high off-state current, the resistance in the crystalline semiconductor film may be increased by controlling the voltage applied to the auxiliary electrode to suppress the carrier concentration. Note that the second gate electrode and the second auxiliary electrode may be connected without being separated.

また、第1の補助電極及び第2の補助電極の電位は、固定する必要はなく、それぞれのTFTに必要とされる機能を考慮して、経時変化させることもできる。すなわち、ひとつのTFTにおいて、補助電極に印加する電圧を調節することで、オン電流を高めたりオフ電流低下させることが可能となる。この場合、補助電極に印加する電圧は、必要とするオフ電流またはオン電流に合わせて、適宜調節すればよい。   In addition, the potentials of the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode do not need to be fixed, and can be changed over time in consideration of the function required for each TFT. That is, in one TFT, the on-current can be increased or the off-current can be decreased by adjusting the voltage applied to the auxiliary electrode. In this case, the voltage applied to the auxiliary electrode may be appropriately adjusted in accordance with the required off current or on current.

以上の工程により、特殊な工程を用いず、同一基板上に、ゲート絶縁膜の膜厚の異なるTFTを作製することができる。また、LDD領域を形成しなくとも第1の補助電極及び第2の補助電極に、任意の電圧を印加することで、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を変化させることができる。これにより、チャネル形成領域とソース領域又はドレイン領域との接合面において生じる、ホットキャリア効果を抑制することができる。よって、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTを、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路、サンプリング回路等の駆動回路のTFT及び画素TFTに応用することで、耐圧の機能が高く、低消費電力化を図ることができ、且つ信頼性の高いTFT作製することが可能となる。さらに、チャネル長が短くゲート絶縁膜の薄いTFTを、CPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等を含む機能回路のTFTに応用することで、動作特性および信頼性を向上させることができる。   Through the above steps, TFTs with different gate insulating film thicknesses can be manufactured over the same substrate without using any special steps. Further, by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode without forming the LDD region, the carrier concentration in the crystalline semiconductor film under each auxiliary electrode is changed. be able to. Thereby, the hot carrier effect generated at the junction surface between the channel formation region and the source region or the drain region can be suppressed. Therefore, a TFT having a thick gate insulating film is applied to a TFT and a pixel TFT of a driving circuit such as a shift register circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, and a sampling circuit, so that a high withstand voltage function and low power consumption are achieved. Therefore, a highly reliable TFT can be manufactured. Furthermore, by applying a TFT having a short channel length and a thin gate insulating film to a TFT of a functional circuit including a CPU, DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, and the like, the operating characteristics and reliability can be improved.

(第2実施形態)
本発明の一例を図2に示す。本実施形態は、第1実施形態に記載したアクティブマトリクス基板において、LDD領域を有するTFTを形成する工程を示す。
(Second Embodiment)
An example of the present invention is shown in FIG. This embodiment shows a step of forming a TFT having an LDD region on the active matrix substrate described in the first embodiment.

図2(A)に示すように、基板201上に、下地膜である絶縁膜202を介して結晶性半導体膜を形成した後、この結晶性半導体膜を任意の形状にエッチングし、分離された結晶性半導体膜203〜206を形成する。この後、第1のゲート絶縁膜(以下、本実施形態及び図2においてG1と示す。)207を成膜する。第1のゲート絶縁膜(G1)207は、膜厚が薄く、第1のゲート絶縁膜の膜厚は、 1〜100nm、好ましくは5〜50nmであることが好ましい。   As shown in FIG. 2A, after a crystalline semiconductor film was formed over a substrate 201 with an insulating film 202 as a base film, the crystalline semiconductor film was etched into an arbitrary shape and separated. Crystalline semiconductor films 203 to 206 are formed. Thereafter, a first gate insulating film (hereinafter referred to as G1 in this embodiment and FIG. 2) 207 is formed. The first gate insulating film (G1) 207 is thin, and the thickness of the first gate insulating film is 1 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm.

次に、第1の導電膜を成膜したのち、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク(図示しない)を形成した後、公知のエッチング方法により、第1の導電膜の不要な部分を除去して、所望の形状の第1のゲート電極208、209及び第1の補助電極210a、210b、211a、211bを形成する。膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFTではゲート電極(以下、本実施形態では、第1のゲート電極と記す。)として、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTでは補助電極(以下、本実施形態では、第1の補助電極と記す。)として形成する。ひとつのTFTにおける第1の補助電極は、任意の間隔を配置されることが好まれる。代表的には、概ねチャネル長(4〜12μm、好ましくは6〜10μm)の間隔を有して配置される。   Next, after forming the first conductive film, a mask (not shown) is formed using a photolithography technique, and then unnecessary portions of the first conductive film are removed by a known etching method. First gate electrodes 208 and 209 and first auxiliary electrodes 210a, 210b, 211a, and 211b having a desired shape are formed. A TFT having a thin gate insulating film serves as a gate electrode (hereinafter referred to as a first gate electrode in the present embodiment), and an auxiliary electrode (hereinafter referred to as present embodiment) in a TFT having a thick gate insulating film. In the embodiment, it is referred to as a first auxiliary electrode). The first auxiliary electrodes in one TFT are preferably arranged at an arbitrary interval. Typically, they are arranged with an interval of approximately a channel length (4 to 12 μm, preferably 6 to 10 μm).

次に、チャネル形成領域以外の結晶性半導体膜中に不純物を添加する。なお、図2(A)では表記しないが、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFT(図2においては、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)においては、第1の補助電極の間(即ち、図2(A)の領域210aと210bとの間、及び領域211aと211bとの間)の結晶性半導体膜に不純物が添加されないように、レジストマスクで覆った後、不純物を添加する。不純物を添加することで、LDD領域を形成する。Pチャネル型TFTのLDD領域210、218、Nチャネル型TFTのLDD領域215、217には、1×1017〜1×1018/cm3の濃度範囲でn型またはp型を付与する不純物元素が添加される。 Next, an impurity is added into the crystalline semiconductor film other than the channel formation region. Although not shown in FIG. 2A, in a TFT having a thick gate insulating film (in FIG. 2, TFTs having gate insulating films G1 and G2), between the first auxiliary electrodes ( That is, the impurity is added after covering with a resist mask so that the impurity is not added to the crystalline semiconductor film between the regions 210a and 210b and between the regions 211a and 211b in FIG. An LDD region is formed by adding impurities. An impurity element imparting n-type or p-type in a concentration range of 1 × 10 17 to 1 × 10 18 / cm 3 in the LDD regions 210 and 218 of the P-channel TFT and the LDD regions 215 and 217 of the N-channel TFT Is added.

次に、図2(B)に示すように、第2のゲート絶縁膜220(以下、本実施形態及び図2においてG2と示す)を形成する。第1のゲート絶縁膜(G1)及び第2のゲート絶縁膜(G2)は、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFT(図2において、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)のゲート絶縁膜である。第2のゲート絶縁膜の膜厚(G2)は、第1のゲート絶縁膜よりも厚く、5〜100nmであることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 2B, a second gate insulating film 220 (hereinafter referred to as G2 in this embodiment and FIG. 2) is formed. The first gate insulating film (G1) and the second gate insulating film (G2) are gate insulating films of TFTs having a thick gate insulating film (TFTs having gate insulating films G1 and G2 in FIG. 2). It is a membrane. The film thickness (G2) of the second gate insulating film is thicker than that of the first gate insulating film and is preferably 5 to 100 nm.

次に、図2(C)に示すように、第2の導電膜221を形成した後、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク222、223を形成した後、公知のエッチング方法により、第2の導電膜の不要な部分を除去して、所望の形状の第2のゲート電極及び第2の補助電極を形成する。膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFT(図2において、ゲート絶縁膜がG1であるTFT)では、第2の補助電極を形成する。一方、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFT(図2において、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)では第2の補助電極及び第2のゲート電極を形成する。   Next, as shown in FIG. 2C, after the second conductive film 221 is formed, masks 222 and 223 are formed using a photolithography technique, and then the second conductive film is formed by a known etching method. The unnecessary portions are removed to form second gate electrodes and second auxiliary electrodes having desired shapes. In a TFT having a thin gate insulating film (a TFT having a gate insulating film G1 in FIG. 2), a second auxiliary electrode is formed. On the other hand, in a TFT having a thick gate insulating film (in FIG. 2, TFTs whose gate insulating films are G1 and G2), a second auxiliary electrode and a second gate electrode are formed.

第2の導電膜をエッチングする際は、まず始めに、第2のゲート電極を形成する部分にレジストマスク222、223を形成する。こののち、第2の導電膜をエッチングして、第2の補助電極231a〜234a、231b〜234bを形成する。なお、このときは、条件を適宜適応することにより、湾曲面を有する第2の補助電極、即ち、任意の形状の半導体層203〜206上に形成された第1のゲート絶縁膜207及び第2のゲート絶縁膜220へ向けて傾斜している第2の補助電極231a〜234a、231b〜234bを形成する。   When etching the second conductive film, first, resist masks 222 and 223 are formed in a portion where the second gate electrode is to be formed. After that, the second conductive film is etched to form second auxiliary electrodes 231a to 234a and 231b to 234b. At this time, by appropriately adapting the conditions, the second auxiliary electrode having a curved surface, that is, the first gate insulating film 207 and the second gate electrode formed on the semiconductor layers 203 to 206 having an arbitrary shape are provided. Second auxiliary electrodes 231a to 234a and 231b to 234b that are inclined toward the gate insulating film 220 are formed.

この後、レジストマスクを除去することにより、第2のゲート電極235、236を形成する。   Thereafter, by removing the resist mask, second gate electrodes 235 and 236 are formed.

次に、図2(D)に示すように、第1のゲート電極208、209、第2の補助電極231a〜234a、231b〜234b、第2のゲート電極235、236、第1の補助電極210a、210b、211a、211bをマスクとして、不純物を添加することで、ソース領域及びドレイン領域を形成する。pチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域241、243、n型チャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域240、242には、1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でn型またはp型を付与する不純物元素が添加される。なお、第1の補助電極210a、210b、211a、211bの下方の結晶性半導体膜に不純物を添加し、LDD領域を設けても良い。 Next, as shown in FIG. 2D, the first gate electrodes 208 and 209, the second auxiliary electrodes 231a to 234a, 231b to 234b, the second gate electrodes 235 and 236, and the first auxiliary electrode 210a. , 210b, 211a, 211b are used as masks to add a source region and a drain region by adding impurities. The source or drain regions 241 and 243 of the p-channel TFT and the source or drain regions 240 and 242 of the n-channel TFT are n-type or n-type in the concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3. An impurity element imparting p-type is added. Note that an LDD region may be provided by adding impurities to the crystalline semiconductor film below the first auxiliary electrodes 210a, 210b, 211a, and 211b.

以上の工程により、ゲート絶縁膜の膜厚が薄いnチャネル型TFT250、pチャネル型TFT251、ゲート絶縁膜の膜厚が厚いnチャネル型TFT252、pチャネル型TFT253とを同時に、同一基板上に形成することができる。   Through the above steps, an n-channel TFT 250, a p-channel TFT 251 with a thin gate insulating film, and an n-channel TFT 252 and a p-channel TFT 253 with a thick gate insulating film are simultaneously formed on the same substrate. be able to.

本実施形態において、第1のゲート電極、第1の補助電極、第2のゲート電極、第2の補助電極はそれぞれ、独立してパターニングされているため、それぞれの電極に任意の電圧を印加することができる。よって、それぞれのTFTで必要とされる機能を考慮して、第1の補助電極及び第2の補助電極に、任意の電圧を印加することにより、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を制御することができる。すなわち、LDDと同様の機能を有し、ホットキャリア効果を抑制することが可能である。代表的には、オン電流の低いTFTにおいては、補助電極の印加電圧を制御してキャリア濃度を高めて、結晶性半導体膜中の抵抗を下げれば良い。また、オフ電流の高いTFTにおいては、補助電極の印加電圧を制御して、キャリア濃度を抑制して、結晶性半導体膜中の抵抗を高めれば良い。   In the present embodiment, since the first gate electrode, the first auxiliary electrode, the second gate electrode, and the second auxiliary electrode are each independently patterned, an arbitrary voltage is applied to each electrode. be able to. Therefore, in consideration of the function required for each TFT, by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode, the crystalline semiconductor film under each auxiliary electrode The carrier concentration inside can be controlled. In other words, it has the same function as LDD and can suppress the hot carrier effect. Typically, in a TFT with a low on-state current, the resistance in the crystalline semiconductor film may be reduced by increasing the carrier concentration by controlling the voltage applied to the auxiliary electrode. In a TFT having a high off-state current, the resistance in the crystalline semiconductor film may be increased by controlling the voltage applied to the auxiliary electrode to suppress the carrier concentration.

また、第1の補助電極及び第2の補助電極の電位は、固定する必要はなく、それぞれのTFTの必要とされる機能を考慮して、経時変化させることもできる。すなわち、ひとつのTFTにおいて、補助電極に印加する電圧を調節することで、オン電流を高めたりオフ電流低下させることが可能となる。この場合、補助電極に印加する電圧は、必要とするオフ電流またはオン電流に合わせて、適宜調節すればよい。なお、第2のゲート電極と第2の補助電極は、分離されず接続されていても良い。   In addition, the potentials of the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode do not need to be fixed, and can be changed over time in consideration of functions required of the respective TFTs. That is, in one TFT, the on-current can be increased or the off-current can be decreased by adjusting the voltage applied to the auxiliary electrode. In this case, the voltage applied to the auxiliary electrode may be appropriately adjusted in accordance with the required off current or on current. Note that the second gate electrode and the second auxiliary electrode may be connected without being separated.

以上の工程により、特殊な工程を用いず、従来の工程を応用することで、同一基板上に、ゲート絶縁膜の膜厚の異なり、且つLDD領域を有するTFTを作製することができる。また、LDD領域とチャネル形成領域付近に、第1の補助電極及び第2の補助電極が形成されている。よって、第1の補助電極及び第2の補助電極に、任意の電圧を印加することで、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を微調整することができる。これにより、ホットキャリア効果をさらに抑制することができる。よって、膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFTを機能回路のTFTに、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTを画素領域のTFT及び駆動回路のTFTに応用することで、半導体装置の動作特性および信頼性を向上させ、かつ、低消費電力化を図るとことができる。   Through the above steps, a TFT having a different gate insulating film thickness and an LDD region can be manufactured over the same substrate by applying a conventional process without using a special process. A first auxiliary electrode and a second auxiliary electrode are formed in the vicinity of the LDD region and the channel formation region. Therefore, by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode, the carrier concentration in the crystalline semiconductor film under each auxiliary electrode can be finely adjusted. Thereby, the hot carrier effect can be further suppressed. Therefore, by applying a TFT having a thin gate insulating film to a TFT of a functional circuit and applying a TFT having a thick gate insulating film to a TFT in a pixel region and a TFT in a driver circuit, the operating characteristics of the semiconductor device In addition, the reliability can be improved and the power consumption can be reduced.

(第3実施形態)
本発明の一例を図3に示す。本実施形態は、実施形態1に記載したアクティブマトリクス基板において、ゲート絶縁膜が薄いTFT(図3において、ゲート絶縁膜がG1であるTFT)にのみ、第2の補助電極を形成するものである。
(Third embodiment)
An example of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, the second auxiliary electrode is formed only on the TFT having the thin gate insulating film (the TFT having the gate insulating film G1 in FIG. 3) in the active matrix substrate described in the first embodiment. .

図3(A)に示すように、基板301上に、下地膜である絶縁膜302を介して結晶性半導体膜を形成した後、この結晶性半導体膜を任意の形状にエッチングし、分離された結晶性半導体膜303〜306を形成する。この後、第1のゲート絶縁膜(以下、本実施形態及び図3においてG1と示す。)307を成膜する。第1のゲート絶縁膜(G1)307は、膜厚が薄く、第1のゲート絶縁膜の膜厚は、 1〜100nm、好ましくは5〜50nmであることが好ましい。   As shown in FIG. 3A, after a crystalline semiconductor film is formed over a substrate 301 with an insulating film 302 as a base film, the crystalline semiconductor film is etched into an arbitrary shape and separated. Crystalline semiconductor films 303 to 306 are formed. Thereafter, a first gate insulating film (hereinafter referred to as G1 in this embodiment and FIG. 3) 307 is formed. The first gate insulating film (G1) 307 is thin, and the thickness of the first gate insulating film is 1 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm.

次に、第1の導電膜を成膜したのち、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク(図示しない)を形成した後、公知のエッチング方法により、第1の導電膜の不要な部分を除去して、所望の形状の第1のゲート電極308、309及び第1の補助電極310a、310b、311a、311bを形成する。膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFTではゲート電極(以下、本実施形態では、第1のゲート電極と記す。)として、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTでは補助電極(以下、本実施形態では、第1の補助電極と記す。)として形成する。ひとつのTFTにおける第1の補助電極は、任意の間隔で配置されることが好まれる。代表的には、概ねチャネル長(4〜12μm、好ましくは6〜10μm)の間隔を有して配置される。   Next, after forming the first conductive film, a mask (not shown) is formed using a photolithography technique, and then unnecessary portions of the first conductive film are removed by a known etching method. First gate electrodes 308 and 309 and first auxiliary electrodes 310a, 310b, 311a, and 311b having a desired shape are formed. A TFT having a thin gate insulating film serves as a gate electrode (hereinafter referred to as a first gate electrode in the present embodiment), and an auxiliary electrode (hereinafter referred to as present embodiment) in a TFT having a thick gate insulating film. In the embodiment, it is referred to as a first auxiliary electrode). The first auxiliary electrodes in one TFT are preferably arranged at an arbitrary interval. Typically, they are arranged with an interval of approximately a channel length (4 to 12 μm, preferably 6 to 10 μm).

次に、図3(B)に示すように、第2のゲート絶縁膜320(以下、本実施形態及び図3においてG2と示す)を形成する。第1のゲート絶縁膜(G1)及び第2のゲート絶縁膜(G2)は、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFT(図3において、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)のゲート絶縁膜であり、第2のゲート絶縁膜の膜厚(G2)は、第1のゲート絶縁膜よりも厚く、5〜100nmであることが好ましい。次に、第2の導電膜321を形成した後、レジストマスク322で第2の導電膜321の一部を覆う。   Next, as shown in FIG. 3B, a second gate insulating film 320 (hereinafter referred to as G2 in this embodiment and FIG. 3) is formed. The first gate insulating film (G1) and the second gate insulating film (G2) are gate insulating films of TFTs having a thick gate insulating film (TFTs having gate insulating films G1 and G2 in FIG. 3). It is a film, and the thickness (G2) of the second gate insulating film is preferably 5 to 100 nm thicker than the first gate insulating film. Next, after the second conductive film 321 is formed, the resist mask 322 covers part of the second conductive film 321.

次に、公知のエッチング方法により、第2の導電膜の不要な部分を除去して、所望の形状の第2の補助電極331a、331b、332a、332bを形成する。なお、このときは、条件を適宜適応することにより、湾曲面を有する第2の補助電極、即ち、任意の形状の半導体層303〜306上に形成された第1のゲート絶縁膜302へ向けて傾斜している第2の補助電極331a、331b、332a、332bを形成する。次に、レジストマスク333、335、336を形成する(図3(C))。   Next, unnecessary portions of the second conductive film are removed by a known etching method to form second auxiliary electrodes 331a, 331b, 332a, and 332b having desired shapes. At this time, by appropriately adapting the conditions, the second auxiliary electrode having a curved surface, that is, the first gate insulating film 302 formed on the semiconductor layers 303 to 306 having an arbitrary shape is directed. The inclined second auxiliary electrodes 331a, 331b, 332a, and 332b are formed. Next, resist masks 333, 335, and 336 are formed (FIG. 3C).

次に、第2の導電膜を所望の形にエッチングして、第2のゲート電極を形成する。この後、レジストマスク333、335、336を除去することにより、第2のゲート電極337、338を形成する。   Next, the second conductive film is etched into a desired shape to form a second gate electrode. After that, by removing the resist masks 333, 335, and 336, second gate electrodes 337 and 338 are formed.

なお、本実施形態では、まず始めに第2の補助電極331a、331b、332a、332bを形成した後、第2のゲート電極337、338を形成したが、この工程は逆であってもかまわない。すなわち、まず始めに、第2のゲート電極を形成した後、第2の補助電極を形成しても良い。   In this embodiment, the second auxiliary electrodes 331a, 331b, 332a, and 332b are formed first, and then the second gate electrodes 337 and 338 are formed. However, this process may be reversed. . That is, first, after forming the second gate electrode, the second auxiliary electrode may be formed.

次に、第1のゲート電極308、309、第2の補助電極331a、331b、332a、332b、第2のゲート電極337、338、第1の補助電極310a、310b、311a、311bをマスクとして、不純物を添加することで、ソース領域及びドレイン領域を形成する。pチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域341、343、nチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域340、342には、1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でn型またはp型を付与する不純物元素が添加される(図3(D))。 Next, the first gate electrodes 308 and 309, the second auxiliary electrodes 331a, 331b, 332a and 332b, the second gate electrodes 337 and 338, and the first auxiliary electrodes 310a, 310b, 311a, and 311b are used as masks. By adding an impurity, a source region and a drain region are formed. The source or drain regions 341 and 343 of the p-channel TFT and the source or drain regions 340 and 342 of the n-channel TFT are n-type or p-type in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3. An impurity element imparting a mold is added (FIG. 3D).

なお、第1の補助電極310a、310b、311a、311bの下方の結晶性半導体膜に不純物を添加し、LDD領域を設けても良い。この構造により、第1の補助電極に、任意の電圧を印加することで、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を微調整することができる。   Note that an LDD region may be provided by adding an impurity to the crystalline semiconductor film below the first auxiliary electrodes 310a, 310b, 311a, and 311b. With this structure, the carrier concentration in the crystalline semiconductor film under each auxiliary electrode can be finely adjusted by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode.

以上の工程により、ゲート絶縁膜の膜厚が薄いnチャネル型TFT350、pチャネル型TFT351、ゲート絶縁膜の膜厚が厚いnチャネル型TFT352、pチャネル型TFT353を同時に形成する。   Through the above steps, an n-channel TFT 350, a p-channel TFT 351 with a thin gate insulating film, an n-channel TFT 352 with a thick gate insulating film, and a p-channel TFT 353 are formed at the same time.

本実施形態において、第1のゲート電極、第2の補助電極、第2のゲート電極、第1の補助電極はそれぞれ、独立してパターニングされているため、それぞれの電極に任意の電圧を印加することができる。よって、それぞれのTFTの必要とされる機能を考慮して、第1の補助電極及び第2の補助電極に、任意の電圧を印加することにより、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を制御することができる。すなわち、LDD領域と同様の機能を有し、ホットキャリア効果を抑制することが可能である。代表的には、オン電流の低いTFTにおいては、補助電極の印加電圧を制御し、キャリア濃度を高めて、結晶性半導体膜中の抵抗を下げれば良い。また、オフ電流の高いTFTにおいては、補助電極の印加電圧を制御し、キャリア濃度を下げて、結晶性半導体膜中の抵抗を高めれば良い。   In the present embodiment, the first gate electrode, the second auxiliary electrode, the second gate electrode, and the first auxiliary electrode are each independently patterned, so that an arbitrary voltage is applied to each electrode. be able to. Therefore, in consideration of the required function of each TFT, by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode, the crystalline semiconductor film below each auxiliary electrode The carrier concentration inside can be controlled. In other words, it has the same function as the LDD region and can suppress the hot carrier effect. Typically, in a TFT with a low on-state current, the voltage applied to the auxiliary electrode may be controlled to increase the carrier concentration and decrease the resistance in the crystalline semiconductor film. In a TFT with a high off-state current, the resistance in the crystalline semiconductor film may be increased by controlling the voltage applied to the auxiliary electrode to lower the carrier concentration.

また、第1の補助電極及び第2の補助電極の電位は、固定する必要はなく、それぞれのTFTの必要とされる機能を考慮して、経時変化させることもできる。すなわち、ひとつのTFTにおいて、補助電極に印加する電圧を調節することで、オン電流を高めたりオフ電流低下させることが可能となる。この場合、補助電極に印加する電圧は、必要とするオフ電流またはオン電流に合わせて、適宜調節すればよい。   In addition, the potentials of the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode do not need to be fixed, and can be changed over time in consideration of functions required of the respective TFTs. That is, in one TFT, the on-current can be increased or the off-current can be decreased by adjusting the voltage applied to the auxiliary electrode. In this case, the voltage applied to the auxiliary electrode may be appropriately adjusted in accordance with the required off current or on current.

以上の工程により、特殊な工程を用いず、従来の工程を応用することで、同一基板上に、ゲート絶縁膜の膜厚の異なるTFTを作製することができる。また、LDD領域を形成しなくとも第1の補助電極及び第2の補助電極に、任意の電圧を印加することで、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を変化させることができる。これにより、チャネル形成領域とソース領域又はドレイン領域との接合面において生じる、ホットキャリア効果を抑制することができる。このため、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTを、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路、サンプリング回路等の駆動回路のTFT及び画素TFTに応用することで、耐圧の機能が高く、低消費電力化を図ることができ、且つ信頼性の高いTFTを作製することが可能となる。さらに、チャネル長が短くゲート絶縁膜の薄いTFTを、CPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等を含む機能回路のTFTに応用することで、動作特性および信頼性を向上させることができる。   Through the above steps, TFTs having different gate insulating film thicknesses can be manufactured over the same substrate by applying conventional steps without using special steps. Further, by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode and the second auxiliary electrode without forming the LDD region, the carrier concentration in the crystalline semiconductor film under each auxiliary electrode is changed. be able to. Thereby, the hot carrier effect generated at the junction surface between the channel formation region and the source region or the drain region can be suppressed. For this reason, a TFT having a thick gate insulating film is applied to a TFT and a pixel TFT of a drive circuit such as a shift register circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, a sampling circuit, etc. It is possible to reduce the power consumption and to manufacture a highly reliable TFT. Furthermore, by applying a TFT having a short channel length and a thin gate insulating film to a TFT of a functional circuit including a CPU, DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, and the like, the operating characteristics and reliability can be improved.

(第4実施形態)
本発明の一例を図4に示す。本実施形態は、第2の補助電極を形成せずに、第2実施形態に記載したアクティブマトリクス基板を作製するものである。
(Fourth embodiment)
An example of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, the active matrix substrate described in the second embodiment is manufactured without forming the second auxiliary electrode.

図4(A)に示すように、基板401上に、下地膜である絶縁膜402を介して結晶性半導体膜を形成した後、この結晶性半導体膜を任意の形状にエッチングし、分離された結晶性半導体膜403〜406を形成する。この後、第1のゲート絶縁膜(以下、本実施形態及び図4においてG1と示す。)407を成膜する。第1のゲート絶縁膜(G1)407は、膜厚が薄く、第1のゲート絶縁膜の膜厚は、 1〜100nm、好ましくは5〜50nmであることが好ましい。   As shown in FIG. 4A, after a crystalline semiconductor film is formed over a substrate 401 with an insulating film 402 as a base film, the crystalline semiconductor film is etched into an arbitrary shape and separated. Crystalline semiconductor films 403 to 406 are formed. After that, a first gate insulating film (hereinafter referred to as G1 in this embodiment and FIG. 4) 407 is formed. The first gate insulating film (G1) 407 is thin, and the thickness of the first gate insulating film is 1 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm.

次に、第1の導電膜を成膜したのち、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク(図示しない)を形成した後、公知のエッチング方法により、第1の導電膜の不要な部分を除去して、所望の形状の第1のゲート電極408、409及び第1の補助電極410a、410b、411a、411bを形成する。膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFTではゲート電極(以下、本実施形態では、第1のゲート電極と記す。)として形成する。一方、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTでは、補助電極(以下、本実施形態では、第1の補助電極と記す。)として形成する。ひとつのTFTにおける第1の補助電極は、任意の間隔で配置されることが好まれる。代表的には、概ねチャネル長(4〜12μm、好ましくは6〜10μm)の間隔を有して配置される。   Next, after forming the first conductive film, a mask (not shown) is formed using a photolithography technique, and then unnecessary portions of the first conductive film are removed by a known etching method. First gate electrodes 408 and 409 and first auxiliary electrodes 410a, 410b, 411a, and 411b having a desired shape are formed. A TFT having a thin gate insulating film is formed as a gate electrode (hereinafter referred to as a first gate electrode in this embodiment). On the other hand, a TFT having a thick gate insulating film is formed as an auxiliary electrode (hereinafter referred to as a first auxiliary electrode in this embodiment). The first auxiliary electrodes in one TFT are preferably arranged at an arbitrary interval. Typically, they are arranged with an interval of approximately a channel length (4 to 12 μm, preferably 6 to 10 μm).

次に、チャネル形成領域以外の結晶性半導体膜中に不純物を添加する。なお、図4(A)では表記しないが、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFT(図4においては、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)においては、第1の補助電極の間(図4(A)の領域410aと410bとの間、及び411aと411bとの間)の結晶性半導体膜に不純物が添加されないように、レジストマスクで覆った後、不純物を添加する。不純物を添加することで、LDD領域を形成する。Pチャネル型TFTのLDD領域416、418、Nチャネル型TFTのLDD領域415、417には、1×1017〜1×1018/cm3の濃度範囲でn型またはp型を付与する不純物元素が添加される。 Next, an impurity is added into the crystalline semiconductor film other than the channel formation region. Although not shown in FIG. 4A, in a TFT having a thick gate insulating film (in FIG. 4, TFTs having the gate insulating films G1 and G2), between the first auxiliary electrodes ( An impurity is added after covering with a resist mask so that an impurity is not added to the crystalline semiconductor film in the regions 410a and 410b and between 411a and 411b in FIG. An LDD region is formed by adding impurities. In the LDD regions 416 and 418 of the P-channel TFT and the LDD regions 415 and 417 of the N-channel TFT, an impurity element imparting n-type or p-type in a concentration range of 1 × 10 17 to 1 × 10 18 / cm 3 Is added.

次に、図4(B)に示すように、第2のゲート絶縁膜420(以下、本実施形態及び図4において、G2と示す)を形成する。第1のゲート絶縁膜(G1)及び第2のゲート絶縁膜(G2)は、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFT(図4において、ゲート絶縁膜がG1及びG2であるTFT)のゲート絶縁膜である。第2のゲート絶縁膜の膜厚(G2)は、第1のゲート絶縁膜よりも厚く、5〜100nmであることが好ましい。次に、第2の導電膜421を形成した後、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク(422、423)を形成する。   Next, as shown in FIG. 4B, a second gate insulating film 420 (hereinafter referred to as G2 in this embodiment and FIG. 4) is formed. The first gate insulating film (G1) and the second gate insulating film (G2) are gate insulating films of TFTs having a thick gate insulating film (TFTs having gate insulating films G1 and G2 in FIG. 4). It is a membrane. The film thickness (G2) of the second gate insulating film is thicker than that of the first gate insulating film and is preferably 5 to 100 nm. Next, after the second conductive film 421 is formed, masks (422 and 423) are formed using a photolithography technique.

次に、図4(C)に示すように、公知のエッチング方法により、第2の導電膜の不要な部分を除去して、所望の形状の第2のゲート電極435、436を形成する。   Next, as shown in FIG. 4C, unnecessary portions of the second conductive film are removed by a known etching method to form second gate electrodes 435 and 436 having desired shapes.

次に、nチャネル型TFT上にソース領域及びドレイン領域を形成する為のレジストマスク431を形成した後、第1のゲート電極408、409、第2のゲート電極435、436、第1の補助電極410a、410b、411a、411b、レジストマスク431をマスクとして、不純物を添加することで、ソース領域及びドレイン領域を形成する。pチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域441、443、nチャネル型TFTのソース領域又はドレイン領域440、442には、1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でn型またはp型を付与する不純物元素が添加される。一方、nチャネル型TFT450のLDD領域には、1×1017〜1×1018/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素が添加されている。 Next, after forming a resist mask 431 for forming a source region and a drain region on the n-channel TFT, the first gate electrodes 408 and 409, the second gate electrodes 435 and 436, and the first auxiliary electrode are formed. Source regions and drain regions are formed by adding impurities using 410a, 410b, 411a, 411b, and the resist mask 431 as a mask. The source or drain regions 441 and 443 of the p-channel TFT and the source or drain regions 440 and 442 of the n-channel TFT are n-type or p-type in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 / cm 3. An impurity element imparting a mold is added. On the other hand, an impurity element imparting n-type conductivity is added to the LDD region of the n-channel TFT 450 in a concentration range of 1 × 10 17 to 1 × 10 18 / cm 3 .

なお、第1の補助電極410a、410b、411a、411bの下方の結晶性半導体膜に不純物を添加し、LDD領域を設けても良い。この構造により、第1の補助電極に、任意の電圧を印加することで、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を微調整することができる。   Note that an LDD region may be provided by adding an impurity to the crystalline semiconductor film below the first auxiliary electrodes 410a, 410b, 411a, and 411b. With this structure, the carrier concentration in the crystalline semiconductor film under each auxiliary electrode can be finely adjusted by applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode.

また、レジストマスク431を用いてLDD領域を形成する工程に代えて、第1のゲート電極408、409を形成した後、その側面に酸化珪素膜等の絶縁膜を形成し、この膜をエッチングして、曲面を有し且つ断面形状が概略三角形の絶縁膜を形成しても良い。こののち、不純物を添加することで、LDD領域を形成することができる。   Further, instead of the step of forming the LDD region using the resist mask 431, after forming the first gate electrodes 408 and 409, an insulating film such as a silicon oxide film is formed on the side surface, and this film is etched. Thus, an insulating film having a curved surface and a substantially triangular sectional shape may be formed. After that, an LDD region can be formed by adding an impurity.

以上の工程により、ゲート絶縁膜の膜厚が薄くLDD領域を有するnチャネル型TFT450、シングルドレインのpチャネル型TFT451、補助電極を有しゲート絶縁膜の膜厚が厚いnチャネル型TFT452、pチャネル型TFT453を同時に形成する。   Through the above steps, an n-channel TFT 450 having a thin gate insulating film and an LDD region, a p-channel TFT 451 having a single drain, an n-channel TFT 452 having an auxiliary electrode and a thick gate insulating film, A type TFT 453 is formed at the same time.

以上の工程により、特殊な工程を用いず、従来の工程を応用することで、同一基板上に、ゲート絶縁膜の膜厚の異なり、TFTを作製することができる。第1の補助電極に、任意の電圧を印加することで、各々の補助電極の下にある結晶性半導体膜中のキャリア濃度を変化させることができる。これにより、ホットキャリア効果をさらに抑制することができる。よって、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTを、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路、サンプリング回路等の駆動回路のTFT及び画素TFTに応用することで、耐圧の機能が高く、低消費電力化を図ることができ、且つ信頼性の高いTFT作製することが可能となる。さらに、チャネル長が短くゲート絶縁膜の薄いTFTを、CPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等を含む機能回路のTFTに応用することで、動作特性および信頼性を向上させることができる。   Through the above steps, TFTs can be manufactured on the same substrate with different gate insulating film thicknesses by applying conventional steps without using special steps. By applying an arbitrary voltage to the first auxiliary electrode, the carrier concentration in the crystalline semiconductor film under each auxiliary electrode can be changed. Thereby, the hot carrier effect can be further suppressed. Therefore, a TFT having a thick gate insulating film is applied to a TFT and a pixel TFT of a driving circuit such as a shift register circuit, a level shifter circuit, a buffer circuit, and a sampling circuit, so that a high withstand voltage function and low power consumption are achieved. Therefore, a highly reliable TFT can be manufactured. Furthermore, by applying a TFT having a short channel length and a thin gate insulating film to a TFT of a functional circuit including a CPU, DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, and the like, the operating characteristics and reliability can be improved.

ここでは、機能回路領域及び画素領域を有するアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置を作製する方法について図5を用いて説明する。   Here, a method for manufacturing a liquid crystal display device using an active matrix substrate having a functional circuit region and a pixel region will be described with reference to FIGS.

TFTをスイッチング素子として用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置は、画素電極がマトリクス状に配置された基板(アクティブマトリクス基板)と、対向電極が形成された対向基板とを液晶層を介して対向配置した構造となっている。両基板間はスペーサ等を介して所定の間隔に制御され、画素部の外周部にシール材を用いることで液晶層を封入している。   An active matrix liquid crystal display device using TFT as a switching element has a structure in which a substrate (active matrix substrate) in which pixel electrodes are arranged in a matrix and an opposite substrate on which a counter electrode is formed are opposed to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. It has become. The distance between the two substrates is controlled to a predetermined interval via a spacer or the like, and a liquid crystal layer is sealed by using a sealing material on the outer periphery of the pixel portion.

以下に機能回路領域及び画素領域を有するアクティブマトリクス基板の作製例を示す。本実施例では、第1実施形態で示した構造のTFTを適応する。また、図5において、画素領域のnチャネル型TFT542及び543は、それぞれ同じ構造を有しているため、nチャネル型TFT542のみ説明する。   An example of manufacturing an active matrix substrate having a functional circuit region and a pixel region is described below. In this example, the TFT having the structure shown in the first embodiment is applied. In FIG. 5, since the n-channel TFTs 542 and 543 in the pixel region have the same structure, only the n-channel TFT 542 will be described.

まず、基板501上に、公知の技術を用いて酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜からなる下地膜502を形成する。下地膜は、単層としてもよいし、2層以上の積層構造としても良い。本実施例では、2層の下地膜を形成する。まず始めに、基板表面に接してプラズマCVD法で10〜100nmの窒化酸化珪素膜を第1の下地膜として形成し、次に第1の下地膜表面に接してプラズマCVD法により50〜150nmの酸化窒化珪素膜を第2の下地膜として成膜する。なお、本実施例では、基板にバリウムホウケイ酸ガラスを用いるがこれに限定されるものではなく、アルミノホウケイ酸ガラス、合成石英ガラス、シリコン、金属基板またはステンレス基板、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板等を用いることができる。   First, a base film 502 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed over the substrate 501 using a known technique. The base film may be a single layer or a stacked structure of two or more layers. In this embodiment, a two-layer base film is formed. First, a silicon nitride oxide film having a thickness of 10 to 100 nm is formed as a first base film in contact with the substrate surface by plasma CVD, and then is formed in a thickness of 50 to 150 nm by plasma CVD in contact with the surface of the first base film. A silicon oxynitride film is formed as a second base film. In this embodiment, barium borosilicate glass is used for the substrate. However, the present invention is not limited to this. Aluminoborosilicate glass, synthetic quartz glass, silicon, metal substrate or stainless steel substrate, which can withstand the processing temperature of this embodiment. A heat-resistant plastic substrate or the like can be used.

次いで、第2の下地膜上に膜厚25〜70nm(好ましくは30〜50nm)の半導体膜を形成し、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク(図示しない)を形成した後、公知のエッチング方法により、不要な部分を除去して、所望の形状の半導体膜を形成する。なお、半導体膜の形成方法は、公知の手法(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等で形成された非晶質珪素膜を、固相析出法、レーザ結晶化法、金属を用いた熱結晶化方法により結晶性珪素膜を形成する等)を適応すれば良い。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、50nmの非晶質珪素膜を形成し、レーザを照射して結晶性珪素膜を形成した後、エッチング工程により半導体層を形成する。   Next, a semiconductor film with a thickness of 25 to 70 nm (preferably 30 to 50 nm) is formed on the second base film, a mask (not shown) is formed using a photolithography technique, and then a known etching method is used. Unnecessary portions are removed to form a semiconductor film having a desired shape. Note that a semiconductor film can be formed by a known method (an amorphous silicon film formed by a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like by using a solid phase deposition method, a laser crystallization method, or a metal-based heat treatment method). For example, a crystalline silicon film may be formed by a crystallization method. 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 embodiment, after forming an amorphous silicon film of 50 nm and irradiating a laser to form a crystalline silicon film, a semiconductor layer is formed by an etching process.

なお、レーザ結晶化法で結晶性珪素膜を作製する場合は、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光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、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数30[Hz]とし、レーザエネルギー密度を100〜400[mJ/cm2](代表的には200〜300[mJ/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1〜10[kHz]とし、レーザエネルギ密度を300〜600[mJ/cm2] (代表的には350〜500[mJ/cm2])とすると良い。そして幅100〜1000[μm]、例えば400[μm]で線状に集光したレーザ光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザ光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を50〜90[%]として行う。 Note that in the case where a crystalline silicon film is formed by a laser crystallization method, a pulsed oscillation type or a continuous emission type excimer laser, a YAG laser, or a YVO4 laser is used. In the case of using these lasers, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly collected by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 30 [Hz] and the laser energy density is 100 to 400 [mJ / cm 2 ] (typically 200 to 300 [mJ / cm 2 ]). When a YAG laser is used, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is set to 1 to 10 [kHz], and the laser energy density is set to 300 to 600 [mJ / cm 2 ] (typically 350 to 500 [mJ]. / cm 2 ]). Then, a laser beam condensed in a linear shape with a width of 100 to 1000 [μm], for example, 400 [μm] is irradiated over the entire surface of the substrate, and the overlay rate of the linear laser beam at this time is 50. Perform as ~ 90 [%].

また、半導体膜を形成した後、薄膜トランジスタ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)のドーピングを行ってもよい。(図示しない)。   Further, after forming the semiconductor film, a small amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the thin film transistor. (Not shown).

次に、下地膜表面及び半導体層上に、公知の技術を用いて膜厚1〜100nm、好ましくは5〜50nmの第1のゲート絶縁膜503を形成する。本実施例では、プラズマCVD法により膜厚50nmの酸化窒化珪素膜を形成する。なお、第1のゲート絶縁は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の絶縁膜(酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜等)を用いても良い。   Next, a first gate insulating film 503 having a thickness of 1 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm, is formed on the surface of the base film and the semiconductor layer using a known technique. In this embodiment, a silicon oxynitride film with a thickness of 50 nm is formed by a plasma CVD method. Note that the first gate insulation is not limited to the silicon oxynitride film, and other insulating films (such as a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, and a silicon nitride film) may be used.

次に、公知の成膜方法により、第1の導電膜を成膜する。本実施例では、第1のゲート絶縁膜に接して膜厚30nmの窒化タンタル膜を、次に膜厚370nmのタングステン膜を積層して第1の導電膜とする。窒化タンタル膜およびタングステン膜は、スパッタ法で形成する。   Next, a first conductive film is formed by a known film formation method. In this embodiment, a tantalum nitride film with a thickness of 30 nm is in contact with the first gate insulating film, and then a tungsten film with a thickness of 370 nm is stacked to form a first conductive film. The tantalum nitride film and the tungsten film are formed by sputtering.

なお、本実施例では、第1の導電膜を窒化タンタル膜及びタングステン膜の積層としたが、特に限定されず、いずれもタンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ネオジム(Nd)から選ばれた元素、またはこれらの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、銀―銅―パラジウム合金(AgPdCu合金)を用いてもよい。   In this embodiment, the first conductive film is a stacked layer of a tantalum nitride film and a tungsten film. However, the first conductive film is not particularly limited, and any of them is tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo ), Aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), neodymium (Nd), or an alloy material or compound material containing these elements as main components. Alternatively, a silver-copper-palladium alloy (AgPdCu alloy) may be used.

次に、フォトリソグラフィーの技術を用いマスク(図示しない)を形成した後、公知のエッチング方法(RIE法、ECR法等)により、第1の導電膜の不要な部分を除去して、第1のゲート電極504、505及び第1の補助電極506a、506bを形成する。   Next, after forming a mask (not shown) using a photolithography technique, unnecessary portions of the first conductive film are removed by a known etching method (RIE method, ECR method, etc.) Gate electrodes 504 and 505 and first auxiliary electrodes 506a and 506b are formed.

次に第1のゲート絶縁膜、第1のゲート電極及び第1の補助電極上に、公知の技術を用いて膜厚5〜100nmの第2のゲート絶縁膜507を形成する。   Next, a second gate insulating film 507 having a thickness of 5 to 100 nm is formed over the first gate insulating film, the first gate electrode, and the first auxiliary electrode by using a known technique.

本実施例では、プラズマCVD法により膜厚60nmの酸化窒化珪素膜を形成する。なお、第2の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、他の絶縁膜(酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜等)を用いても良い。   In this embodiment, a silicon oxynitride film having a thickness of 60 nm is formed by a plasma CVD method. Note that the second gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and other insulating films (such as a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, and a silicon nitride film) may be used.

次に、第2の導電膜を成膜する。本実施例では、第2の導電膜は第1の導電膜と同様に、膜厚30nmの窒化タンタル膜及び膜厚370nmのタングステン膜の積層構造とする。   Next, a second conductive film is formed. In this embodiment, the second conductive film has a stacked structure of a tantalum nitride film with a thickness of 30 nm and a tungsten film with a thickness of 370 nm, like the first conductive film.

次に、公知のエッチング方法(RIE法、ECR法等)により、第2の導電膜の不要な部分を除去して、第2の導電膜を第2のゲート電極及び第2の補助電極を形成する。はじめに、第2のゲート電極となる部分をレジストマスクで覆った後、第2の導電膜をエッチングして第2の補助電極509a、509b、510a、510b、512a、512bを同時に形成する。   Next, unnecessary portions of the second conductive film are removed by a known etching method (RIE method, ECR method, etc.) to form a second gate electrode and a second auxiliary electrode. To do. First, after a portion to be a second gate electrode is covered with a resist mask, the second conductive film is etched to form second auxiliary electrodes 509a, 509b, 510a, 510b, 512a, and 512b at the same time.

第1のゲート電極504、505、第2のゲート電極508、第1の補助電極506a、506b及び第2の補助電極509a、509b、510a、510b、512a、512bをマスクとして、公知の技術(イオンドープ法、イオン注入法等)により半導体膜に不純物元素を導入し、ソース領域およびドレイン領域を形成する。本実施例では、n型不純物をドーピングする際には、不純物のドーズ量を1×1015/cm2とし、加速電圧を80keVとして行う。なお、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。本実施例では、リン(P)を含む化合物を不純物として用いる。この際、p型TFTはレジストマスクで覆い、n型不純物が導入されないようにする。 A known technique (ion An impurity element is introduced into the semiconductor film by a doping method, an ion implantation method, or the like to form a source region and a drain region. In this embodiment, when doping an n-type impurity, the impurity dose is set to 1 × 10 15 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 80 keV. Note that an element belonging to Group 15, typically phosphorus (P) or arsenic (As), is used as an impurity element imparting n-type conductivity. In this embodiment, a compound containing phosphorus (P) is used as an impurity. At this time, the p-type TFT is covered with a resist mask so that n-type impurities are not introduced.

次に、p型不純物をドーピングする際には、不純物のドーズ量を3×1015/cm2とし、加速電圧を30keVとして行う。なお、p型を付与する不純物元素には、13族に属する元素、典型的にはボロン(B)を用いることができる。この際、n型TFTはレジストマスクで覆い、p型不純物が導入されないようにする。 Next, when doping the p-type impurity, the impurity dose is set to 3 × 10 15 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 30 keV. Note that as the impurity element imparting p-type conductivity, an element belonging to Group 13, typically boron (B), can be used. At this time, the n-type TFT is covered with a resist mask so that p-type impurities are not introduced.

以上の工程により、n型を示すソース領域及びドレイン領域515、517及びp型を示すソース領域及びドレイン領域516を形成する。   Through the above steps, n-type source and drain regions 515 and 517 and p-type source and drain regions 516 are formed.

次いで、熱処理を行って、半導体膜の結晶性の回復、およびそれぞれの半導体膜に導入された不純物元素の活性化を行う。熱処理の方法としては、ファーネスアニール炉を用いる熱アニール法、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。本実施例では、熱アニール法を用い、窒素雰囲気中で550℃とし、4時間加熱する。   Next, heat treatment is performed to recover the crystallinity of the semiconductor film and to activate the impurity element introduced into each semiconductor film. As a heat treatment method, a thermal annealing method using a furnace annealing furnace, a laser annealing method, or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In this embodiment, a thermal annealing method is used, and the temperature is set to 550 ° C. in a nitrogen atmosphere and heated for 4 hours.

次に、第1の層間絶縁膜520及び第2の層間絶縁膜521を形成する。第1の層間絶縁膜520は、単層または積層構造として用いても良い。本実施例では、第1の層間絶縁膜520としてプラズマCVD法により膜厚50nmの窒化珪素膜を形成する。次に、熱処理(300〜550℃で1〜12時間の熱処理)を行い水素化を行ってもよい。この工程は第1の層間絶縁膜520に含まれる水素により半導体膜のダングリングボンドを終端する工程である。なお、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)や、3〜100%の水素を含む雰囲気中にて300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行っても良い。本実施例では、窒素雰囲気中で410℃、1時間の加熱を行う。   Next, a first interlayer insulating film 520 and a second interlayer insulating film 521 are formed. The first interlayer insulating film 520 may be used as a single layer or a stacked structure. In this embodiment, a silicon nitride film having a thickness of 50 nm is formed as the first interlayer insulating film 520 by plasma CVD. Next, hydrogenation may be performed by heat treatment (heat treatment at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours). This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor film with hydrogen contained in the first interlayer insulating film 520. As other means for hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) or heat treatment at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen is performed. May be. In this embodiment, heating is performed at 410 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.

次に、第2の層間絶縁膜521として、無機材料または有機材料からなる膜を形成することができる。無機材料の代表例としては、酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素等が挙げられる。有機材料の代表例としては、アクリル、ポリイミド、ポリシラザン等が挙げられる。有機材料として、ポジ型又はネガ型の感光性を有する有機材料で層間絶縁膜を形成すると、曲率を有するコンタクト孔を有するため、後に形成する電極の被覆率(カバレッジ)が高くなるという効果がある。また、シロキサンポリマーを塗布し焼成して、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、または置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも1種を有する材料で形成してもよい。この場合、耐熱性を有し、且つ平坦性を有する層間絶縁膜を形成することができる。本実施例では、膜厚800nmの酸化珪素膜を形成したのち、エッチバックを行って平坦化を行う。   Next, a film made of an inorganic material or an organic material can be formed as the second interlayer insulating film 521. Typical examples of the inorganic material include silicon oxide, silicon nitride oxide, silicon oxynitride, and the like. Typical examples of the organic material include acrylic, polyimide, polysilazane, and the like. When an interlayer insulating film is formed of an organic material having positive or negative photosensitivity as an organic material, since there is a contact hole having a curvature, there is an effect that the coverage (coverage) of an electrode to be formed later is increased. . In addition, a siloxane polymer is applied and baked, and a skeleton structure is formed by the bond of silicon (Si) and oxygen (O), and the substituent includes at least hydrogen, or the substituent includes fluorine, an alkyl group, or an aromatic group. You may form with the material which has at least 1 sort (s) among group hydrocarbons. In this case, an interlayer insulating film having heat resistance and flatness can be formed. In this embodiment, after forming a silicon oxide film having a thickness of 800 nm, planarization is performed by etching back.

そして、ソース領域及びドレイン領域515〜517に達するコンタクトホールを形成し、ソース領域及びドレイン領域とそれぞれ電気的に接続する配線522〜525を形成する。   Then, contact holes reaching the source and drain regions 515 to 517 are formed, and wirings 522 to 525 that are electrically connected to the source region and the drain region are formed.

なお、これらの配線は、膜厚100nmのチタン膜、膜厚350nmの合金膜(代表的には、アルミニウムとシリコンとの合金膜)及び膜厚100nmのチタン膜との積層膜をエッチングして形成する。なお、配線の材料としては、Ti、AlとSiとの合金に限らず、他の低抵抗材料を用いても良い。   Note that these wirings are formed by etching a laminated film of a titanium film with a thickness of 100 nm, an alloy film with a thickness of 350 nm (typically an alloy film of aluminum and silicon), and a titanium film with a thickness of 100 nm. To do. The wiring material is not limited to Ti, an alloy of Al and Si, and other low-resistance materials may be used.

次に、第3の層間絶縁膜530を形成する。本実施例では、膜厚530nmのアクリル樹脂を形成する。なお、第3の層間絶縁膜を積層構造とし、層間絶縁膜の間に、Al、Ti、W、Cr、または黒色樹脂等の高い遮光性を持つ膜を所望の形状にエッチングして遮光膜形成してもよい。この遮光膜は画素電極以外を遮光するように網目状に配置される。   Next, a third interlayer insulating film 530 is formed. In this embodiment, an acrylic resin with a film thickness of 530 nm is formed. The third interlayer insulating film has a laminated structure, and a light shielding film is formed by etching a film having high light shielding properties such as Al, Ti, W, Cr, or black resin into a desired shape between the interlayer insulating films. May be. The light shielding film is arranged in a mesh shape so as to shield light other than the pixel electrodes.

次に、画素領域におけるドレイン配線に通じるコンタクトホールを形成し、導電膜を100nm形成し、所望の形状にエッチングすることで画素電極531を形成する。なお、反射型の液晶表示装置を得る場合は、画素電極として光反射率の高い金属膜、代表的にはアルミニウムまたは銀を主成分とする膜、またはそれらの積層膜等を用いればよく、透過型の液晶表示装置を得る場合は、透光性を有する導電膜、代表的には、ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ合金等を用いればよい。 Next, a contact hole leading to the drain wiring in the pixel region is formed, a conductive film is formed to 100 nm, and a pixel electrode 531 is formed by etching into a desired shape. Note that in the case of obtaining a reflective liquid crystal display device, a metal film with high light reflectance, typically a film containing aluminum or silver as a main component, or a stacked film thereof may be used as a pixel electrode. When obtaining a liquid crystal display device of a type, a light-transmitting conductive film, typically, ITO (indium tin oxide alloy), indium zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO), zinc oxide (ZnO) ), An indium tin oxide alloy containing silicon oxide, or the like may be used.

以上の様にして、nチャネル型TFT540とpチャネル型TFT541からなる機能回路554、画素TFT542、543とを有する画素部555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。   As described above, the pixel portion 555 including the functional circuit 554 including the n-channel TFT 540 and the p-channel TFT 541 and the pixel TFTs 542 and 543 can be formed over the same substrate. Thus, the active matrix substrate is completed.

このように、膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFTを機能回路のTFT(代表的には、CPU、DRAM、画像処理回路、音声処理回路等等)に応用し、膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTを画素領域のTFT又は駆動回路のTFT(代表的には、バッファ回路、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、サンプリング回路等)に応用することで、半導体装置の動作特性および信頼性を向上させ、かつ、低消費電力化を図るとことができる。なお、本実施例では、駆動回路(シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、サンプリング回路等)に関するTFTについて表記していないが、第1実施形態乃至第4実施形態に記載のゲート絶縁膜の厚いnチャネル型TFT及びpチャネル型TFTを適応すればよい。   As described above, a TFT having a thin gate insulating film is applied to a TFT of a functional circuit (typically, a CPU, DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, etc.), and a thick gate insulating film is formed. By applying a TFT having a TFT to a TFT in a pixel region or a TFT in a driver circuit (typically a buffer circuit, a shift register circuit, a level shifter circuit, a sampling circuit, etc.), the operating characteristics and reliability of a semiconductor device are improved. In addition, low power consumption can be achieved. In this embodiment, TFTs relating to driver circuits (shift register circuits, level shifter circuits, sampling circuits, etc.) are not described, but the n-channel type with a thick gate insulating film described in the first to fourth embodiments. A TFT and a p-channel TFT may be applied.

なお、本実施例の機能回路及び画素領域のTFTには、第1実施形態に記載されたTFTを適応したが、これに限られるものではなく、第2実施形態〜第4実施の形態に記載されたTFTを適応することもできる。   Although the TFT described in the first embodiment is applied to the functional circuit and the TFT in the pixel region of this embodiment, the present invention is not limited to this, and is described in the second to fourth embodiments. An adapted TFT can also be applied.

ここでは、画素領域及び機能回路領域を有するアクティブマトリクス基板を用いた発光表示装置を作製する方法について図6を用いて説明する。   Here, a method for manufacturing a light-emitting display device using an active matrix substrate having a pixel region and a functional circuit region will be described with reference to FIGS.

TFTをスイッチング素子として用いる発光表示装置は、画素電極がマトリクス状に配置された基板(アクティブマトリクス基板)と、封止用の部材とからなり、画素電極上には発光物質を含む層を介して対向電極が形成されている。基板と封止用の部材とは、接着剤等を介して封止されている。   A light-emitting display device using a TFT as a switching element includes a substrate in which pixel electrodes are arranged in a matrix (active matrix substrate) and a sealing member, and a layer containing a light-emitting substance is interposed on the pixel electrode. A counter electrode is formed. The substrate and the sealing member are sealed with an adhesive or the like.

以下にアクティブマトリクス基板の作製例を示す。   An example of manufacturing an active matrix substrate is shown below.

実施例1と同様の工程により、機能回路領域においてはnチャネル型TFT640、pチャネル型TFT641を、画素領域においてはpチャネル型TFTからなる電流制御用TFT642、nチャネル型TFTからなるスイッチングTFT643を形成する。なお、本実施例では、実施形態1で示した構造のTFTを適応する。すなわち、機能回路領域におけるnチャネル型TFT640、pチャネル型TFT641は、第1のゲート電極611、612、及び第2の補助電極613a、613b、614a、614bを有し、画素領域のpチャネル型TFT642、nチャネル型TFT643は、第2のゲート電極615、616、及び第1の補助電極617a、617b、618a、618b、第2の補助電極635a、635b、636a、636bを有する。   In the functional circuit region, an n-channel TFT 640 and a p-channel TFT 641 are formed in the functional circuit region, and a current control TFT 642 composed of a p-channel TFT and a switching TFT 643 composed of an n-channel TFT are formed in the pixel region. To do. In this example, the TFT having the structure shown in the first embodiment is applied. That is, the n-channel TFT 640 and the p-channel TFT 641 in the functional circuit region include the first gate electrodes 611 and 612 and the second auxiliary electrodes 613a, 613b, 614a, and 614b, and the p-channel TFT 642 in the pixel region. The n-channel TFT 643 includes second gate electrodes 615 and 616, first auxiliary electrodes 617a, 617b, 618a and 618b, and second auxiliary electrodes 635a, 635b, 636a and 636b.

次に、nチャネル型TFT640、pチャネル型TFT641、電流制御用TFT642、及びスイッチングTFT643の第2のゲート絶縁膜、第2の補助電極、第2のゲート電極上に、膜厚100nmの窒化珪素膜からなる第1の層間絶縁膜620を成膜したのち、300〜550℃で1〜12時間加熱し、半導体層を水素化する。本実施例では、窒素雰囲気中で410℃、1時間加熱する。この工程は、第1の層間絶縁膜620に含まれる水素により、各TFTの半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。   Next, a 100-nm-thick silicon nitride film is formed over the second gate insulating film, the second auxiliary electrode, and the second gate electrode of the n-channel TFT 640, the p-channel TFT 641, the current control TFT 642, and the switching TFT 643. After the first interlayer insulating film 620 is formed, the semiconductor layer is hydrogenated by heating at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours. In this embodiment, heating is performed in a nitrogen atmosphere at 410 ° C. for 1 hour. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer of each TFT with hydrogen contained in the first interlayer insulating film 620.

その後、第1の層間絶縁膜上に有機絶縁物材料からなる第2の層間絶縁膜621を形成する。第2の層間絶縁膜の材料は、第1の層間絶縁膜と同様の材料を用いることができる。有機絶縁物材料としては、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。感光性有機樹脂を用いた場合、フォトリソグラフィ工程による露光処理を行い、感光性有機樹脂をエッチングすると曲率を有する第1の開口部を形成することができる。このように曲率を有する開口部を形成することは、後に形成する電極の被覆率(カバレッジ)が高くなるという効果がある。本実施例では、第2の層間絶縁膜に厚さ1.05μmの感光性アクリル樹脂膜を形成する。この後、第2の層間絶縁膜のパターニング及びエッチングを行い、なだらかな内壁を有する第1の開口部を形成する。   Thereafter, a second interlayer insulating film 621 made of an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film. As the material of the second interlayer insulating film, the same material as that of the first interlayer insulating film can be used. As the organic insulator material, a positive photosensitive organic resin or a negative photosensitive organic resin can be used. When a photosensitive organic resin is used, a first opening having a curvature can be formed by performing an exposure process by a photolithography process and etching the photosensitive organic resin. Forming an opening having a curvature in this manner has an effect of increasing the coverage (coverage) of an electrode to be formed later. In this embodiment, a photosensitive acrylic resin film having a thickness of 1.05 μm is formed on the second interlayer insulating film. Thereafter, the second interlayer insulating film is patterned and etched to form a first opening having a gentle inner wall.

なお、ポジ型の感光性樹脂は茶色に着色しているため、第2の層間絶縁膜621にポジ型の感光性有機樹脂を用いる場合、エッチング後に感光性有機樹脂の脱色処理を行う必要がある。   Note that since the positive photosensitive resin is colored brown, when the positive photosensitive organic resin is used for the second interlayer insulating film 621, it is necessary to perform a decoloring process of the photosensitive organic resin after the etching. .

次に、第1の開口部及び第2の層間絶縁膜621を覆うように窒化絶縁膜(代表的には、窒化珪素膜又は窒化酸化珪素膜)からなる第3の層間絶縁膜622を形成する。本実施例では第3の層間絶縁膜に窒化珪素膜を用いる。窒化絶縁膜からなる第3の層間絶縁膜を形成することにより、第2の層間絶縁膜から発生する脱ガスを抑制することができる。   Next, a third interlayer insulating film 622 made of a nitride insulating film (typically a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film) is formed so as to cover the first opening and the second interlayer insulating film 621. . In this embodiment, a silicon nitride film is used as the third interlayer insulating film. By forming the third interlayer insulating film made of the nitride insulating film, degassing generated from the second interlayer insulating film can be suppressed.

次に、フォトリソグラフィ工程による露光処理を行った後、第3の層間絶縁膜622、第2の層間絶縁膜621、第1の層間絶縁膜620、第2のゲート絶縁膜638及び第1のゲート絶縁膜669を順次エッチングし、第2の開口部を形成する。このときの、エッチング処理は、ドライエッチング処理でもウエットエッチング処理でもよい。本実施例では、ドライエッチングにより第2の開口部を形成する。   Next, after performing an exposure process by a photolithography process, the third interlayer insulating film 622, the second interlayer insulating film 621, the first interlayer insulating film 620, the second gate insulating film 638, and the first gate The insulating film 669 is etched sequentially to form a second opening. The etching process at this time may be a dry etching process or a wet etching process. In this embodiment, the second opening is formed by dry etching.

次に、第2の開口部を形成した後、第3の層間絶縁膜上及び第2の開口部に金属膜を形成し、フォトリソグラフィー工程による露光の後、金属膜をエッチングしてソース電極及びドレイン電極623〜629、配線(図示しない)を形成する。金属膜は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)もしくはシリコン(Si)の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いる。本実施例では、チタン膜/アルミニウムーシリコン合金膜/チタン膜(Ti/Al−Si/Ti)をそれぞれ100/350/100nmに積層したのち、所望の形状にパターニング及びエッチングしてソース電極ドレイン電極623〜629及び配線(図示しない)を形成する。   Next, after forming the second opening, a metal film is formed over the third interlayer insulating film and in the second opening, and after exposure by a photolithography process, the metal film is etched to form the source electrode and Drain electrodes 623 to 629 and wiring (not shown) are formed. As the metal film, a film made of an element of aluminum (Al), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or silicon (Si) or an alloy film using these elements is used. In this embodiment, a titanium film / aluminum-silicon alloy film / titanium film (Ti / Al-Si / Ti) is laminated to 100/350/100 nm, respectively, and then patterned and etched into a desired shape to form a source electrode and a drain electrode. 623 to 629 and wiring (not shown) are formed.

その後、第1の電極631を形成した後、第4の層間絶縁膜を形成し、第3の開口部を形成する。第4の層間絶縁膜には、無機材料又は有機材料を用いることができる。無機材料の代表例としては、酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素等が挙げられる。有機材料の代表例としては、アクリル、ポリイミド、ポリシラザン等が挙げられる。有機材料として、ポジ型又はネガ型の感光性を有する有機材料で第4の層間絶縁膜を形成すると、曲率を有するコンタクト孔を有するため、後に形成する電極の被覆率(カバレッジ)が高くなるという効果がある。また、シロキサンポリマーを塗布し焼成して、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、または置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも1種を有する材料で形成してもよい。本実施例では、第4の層間絶縁膜に、感光性アクリル樹脂膜を用い、パターニング及びウエットエッチングを行い、なだらかな内壁を有する第3の開口部を形成する。   Then, after forming the first electrode 631, a fourth interlayer insulating film is formed, and a third opening is formed. An inorganic material or an organic material can be used for the fourth interlayer insulating film. Typical examples of the inorganic material include silicon oxide, silicon nitride oxide, silicon oxynitride, and the like. Typical examples of the organic material include acrylic, polyimide, polysilazane, and the like. When the fourth interlayer insulating film is formed of an organic material having a positive or negative photosensitivity as an organic material, it has a contact hole having a curvature, so that the coverage (coverage) of an electrode to be formed later is increased. effective. In addition, a siloxane polymer is applied and baked, and a skeleton structure is formed by the bond of silicon (Si) and oxygen (O), and the substituent includes at least hydrogen, or the substituent includes fluorine, an alkyl group, or an aromatic group. You may form with the material which has at least 1 sort (s) among group hydrocarbons. In this embodiment, a photosensitive acrylic resin film is used for the fourth interlayer insulating film, and patterning and wet etching are performed to form a third opening having a gentle inner wall.

第1電極631及び第4の層間絶縁膜630の上には発光物質を含む層632、陰極として機能する第2電極633及びパッシベーション膜(図示せず)を設ける。第1電極631、発光物質を含む層632、第2電極633が重畳する部位が実質的に発光素子となる。   Over the first electrode 631 and the fourth interlayer insulating film 630, a layer 632 containing a light-emitting substance, a second electrode 633 functioning as a cathode, and a passivation film (not shown) are provided. A portion where the first electrode 631, the layer 632 containing a light-emitting substance, and the second electrode 633 overlap with each other substantially becomes a light-emitting element.

この発光物質を含む層632の構成は公知の構成を用いることができる。第1電極631と第2電極633との間に配設する発光物質を含む層には、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれ、これらの層が積層された形態又はこれらの層を形成する材料の一部又は全部が混合された形態をとることができる。具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的にEL素子は、陽極/発光層/陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極/正孔注入層/発光層/陰極や、陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極等の順に積層した構造を有していても良い。   A known structure can be used for the layer 632 containing the light-emitting substance. The layer containing a light emitting material disposed between the first electrode 631 and the second electrode 633 includes a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. These layers may be stacked or a part or all of the materials forming these layers may be mixed. Specifically, a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like are included. Basically, the EL element has a structure in which an anode / light emitting layer / cathode is laminated in order, and in addition to this structure, an anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode and an anode / hole injection layer. It may have a structure in which / light emitting layer / electron transport layer / cathode is laminated in this order.

発光層は典型的には有機化合物を用いて形成されている。代表的には、その分子数から区分された低分子系有機化合物、オリゴマーやデンドリマー等の中分子系有機化合物、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を有する。また、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性を有する無機化合物から形成される電子注入輸送層又は正孔注入輸送層を組み合わせて形成しても良い。   The light emitting layer is typically formed using an organic compound. Typically, it has one or a plurality of layers selected from a low molecular organic compound, a medium molecular organic compound such as an oligomer or a dendrimer, and a high molecular organic compound classified according to the number of molecules. Moreover, you may form combining the electron injection transport layer or hole injection transport layer formed from the inorganic compound which has electron injection transport property or hole injection transport property.

発光層の主体となる発光材料を以下にまとめる。低分子系有機化合物としては、トリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体やビス(ベンゾキノリラト)ベリリウム錯体等の金属錯体をはじめとし、フェニルアントラセン誘導体、テトラアリールジアミン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体等が適用可能である。また、これらの材料をホストとし、クマリン誘導体、DCM、キナクリドン、ルブレン等をドーパントとして添加することで、量子効率を上げ、高輝度化、高効率化を図ることができる。   The light emitting materials that are the main components of the light emitting layer are summarized below. Low molecular organic compounds include metal complexes such as tris-8-quinolinolato aluminum complex and bis (benzoquinolinolato) beryllium complex, as well as phenylanthracene derivatives, tetraaryldiamine derivatives, and distyrylbenzene derivatives. is there. Further, by using these materials as a host and adding a coumarin derivative, DCM, quinacridone, rubrene, or the like as a dopant, quantum efficiency can be increased, and high luminance and high efficiency can be achieved.

高分子系有機化合物としては、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系等があり、ポリ(パラフェニレンビニレン)(poly(p-phenylene vinylene)):(PPV)、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレンビニレン)(poly(2,5-dialkoxy-1,4-phenylene vinylene)):(RO−PPV)、ポリ(2−(2'−エチル−ヘキソキシ)−5−メトキシ−1,4−フェニレンビニレン)(poly[2-(2'-ethylhexoxy)-5-methoxy-1,4-phenylene vinylene]):(MEH−PPV)、ポリ(2−(ジアルコキシフェニル)−1,4−フェニレンビニレン)(poly[2-(dialkoxyphenyl)-1,4-phenylene vinylene]):(ROPh−PPV)、ポリパラフェニレン(poly[p-phenylene]):(PPP)、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレン)(poly(2,5-dialkoxy-1,4-phenylene)):(RO−PPP)、ポリ(2,5−ジヘキソキシ−1,4−フェニレン)(poly(2,5-dihexoxy-1,4-phenylene))、ポリチオフェン(polythiophene):(PT)、ポリ(3−アルキルチオフェン)(poly(3-alkylthiophene)):(PAT)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(poly(3-hexylthiophene)):(PHT)、ポリ(3−シクロヘキシルチオフェン)(poly(3-cyclohexylthiophene)):(PCHT)、ポリ(3−シクロヘキシル−4−メチルチオフェン)(poly(3-cyclohexyl-4-methylthiophene)):(PCHMT)、ポリ(3,4−ジシクロヘキシルチオフェン)(poly(3,4-dicyclohexylthiophene)):(PDCHT)、ポリ[3−(4−オクチルフェニル)−チオフェン](poly[3-(4octylphenyl)-thiophene]):(POPT)、ポリ[3−(4−オクチルフェニル)−2,2ビチオフェン](poly[3-(4-octylphenyl)-2,2-bithiophene]):(PTOPT)、ポリフルオレン(polyfluorene):(PF)、ポリ(9,9−ジアルキルフルオレン)(poly(9,9-dialkylfluorene):(PDAF)、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン)(poly(9,9-dioctylfluorene):(PDOF)等が挙げられる。   High molecular organic compounds include polyparaphenylene vinylene, polyparaphenylene, polythiophene, polyfluorene, and the like. Poly (p-phenylene vinylene): (PPV), poly (2,5-dialkoxy-1,4-phenylene vinylene) (RO-PPV), poly (2- (2′-ethyl-hexoxy) ) -5-methoxy-1,4-phenylene vinylene (poly [2- (2'-ethylhexoxy) -5-methoxy-1,4-phenylene vinylene]): (MEH-PPV), poly (2- (di (Alkoxyphenyl) -1,4-phenylene vinylene) (poly [2- (dialkoxyphenyl) -1,4-phenylene vinylene]): (ROPh-PPV), polyparaphenylene (poly [p-phenylene]): (PPP) , Poly (2,5-dialkoxy-1,4-phenylene) (poly (2,5-dialkoxy-1,4-pheny) lene)): (RO-PPP), poly (2,5-dihexoxy-1,4-phenylene) (poly (2,5-dihexoxy-1,4-phenylene)), polythiophene: (PT), Poly (3-alkylthiophene): (PAT), poly (3-hexylthiophene): (PHT), poly (3-cyclohexylthiophene) (poly ( 3-cyclohexylthiophene)): (PCHT), poly (3-cyclohexyl-4-methylthiophene): (PCHMT), poly (3,4-dicyclohexylthiophene) (poly ( 3,4-dicyclohexylthiophene)): (PDCHT), poly [3- (4-octylphenyl) -thiophene]: (POPT), poly [3- (4-octyl) Phenyl) -2,2-bithiophene] (poly [3- (4-octylphenyl) -2,2-bithioph ene]): (PTOPT), polyfluorene: (PF), poly (9,9-dialkylfluorene) (poly (9,9-dialkylfluorene): (PDAF), poly (9,9-dioctylfluorene) (poly (9,9-dioctylfluorene): (PDOF)) and the like.

電子注入輸送層又は正孔注入輸送層として用いることができる無機化合物には、ダイヤモンド状カーボン(DLC)、CN、及びSi、Ge、バナジウム、モリブデン並びにこれらの酸化物又は窒化物の他、これらにP、B、N等が適宜ドーピングされたものがある。また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、窒化物又はフッ化物をも、用いることができる。さらには、当該金属とZn、Sn、V、Ru、Sm、またはInとの化合物もしくは合金であっても良い。   Inorganic compounds that can be used as an electron injecting and transporting layer or a hole injecting and transporting layer include diamond-like carbon (DLC), CN, and Si, Ge, vanadium, molybdenum, and oxides or nitrides thereof. Some are appropriately doped with P, B, N, or the like. Alkali metal or alkaline earth metal oxides, nitrides or fluorides can also be used. Furthermore, it may be a compound or alloy of the metal and Zn, Sn, V, Ru, Sm, or In.

また、これらの各層を混合した混合接合構造を形成しても良い。   Moreover, you may form the mixed junction structure which mixed each of these layers.

なお、発光素子の発光は、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)とがある。本発明に係る発光素子は、いずれか一方の発光を用いていても良く、又は両方の発光を用いていても良い。   Note that light emission of the light-emitting element includes light emission (fluorescence) when returning from the singlet excited state to the ground state and light emission (phosphorescence) when returning from the triplet excited state to the ground state. The light emitting element according to the present invention may use either one of the light emission or both light emission.

第2電極633としては、金属成分とアルカリ金属又はアルカリ土類金属、若しくはその両者を含む成分とからなる多成分の合金若しくは化合物を用いる。金属成分としては、Al、Au、Fe、V、Pd等が挙げられ、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の具体例としては、Li(リチウム)、Na(ナトリウム)、K(カリウム)、Rb(ルビジウム)、Cs(セシウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)等が挙げられる。その他、これら以外にもYb(イッテルビウム)、Lu(ルテチウム)、Nd(ネオジウム)、Tm(ツリウム)等を適用しても良い。第2電極の組成は、上記金属成分にアルカリ金属又はアルカリ土類金属のうち仕事関数が3eV以下のものを0.01〜10重量%含ませた合金若しくは化合物とする。陰極として機能させる目的において、第2電極の厚さは適宜設定すれば良く、概ね0.01〜1μmの範囲内として、電子ビーム蒸着法で形成すれば良い。   As the second electrode 633, a multi-component alloy or compound including a metal component and an alkali metal or alkaline earth metal, or a component including both is used. Examples of the metal component include Al, Au, Fe, V, and Pd. Specific examples of the alkali metal or alkaline earth metal include Li (lithium), Na (sodium), K (potassium), and Rb (rubidium). ), Cs (cesium), Mg (magnesium), Ca (calcium), Sr (strontium), Ba (barium), and the like. Other than these, Yb (ytterbium), Lu (lutetium), Nd (neodymium), Tm (thulium), or the like may be applied. The composition of the second electrode is an alloy or compound containing 0.01 to 10% by weight of an alkali metal or alkaline earth metal having a work function of 3 eV or less in the metal component. For the purpose of functioning as a cathode, the thickness of the second electrode may be set as appropriate, and may be formed by an electron beam evaporation method within a range of approximately 0.01 to 1 μm.

パッシベーション膜(図示せず)としては、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、ダイヤモンドライクカーボン膜その他の水分や酸素に高いブロッキング性を示す絶縁膜を用いることができる。   As the passivation film (not shown), a silicon nitride film, an aluminum nitride film, a diamond-like carbon film, or other insulating films having a high blocking property against moisture and oxygen can be used.

本実施例においては、発光物質を含む層で発光した光が基板601に放出される。一方、第1の電極として、アルミニウム−シリコン合金、窒化タンタル、タンタル、チタン、タングステン、窒素を含むチタン等で形成される反射性を有する導電膜上に、仕事関数の大きい導電膜(ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ(ITSO)等)を用いて形成する。一方、第2の電極には、1nm〜10nmのアルミニウム膜、もしくはLiを微量に含むアルミニウム膜を用いる。この場合、膜厚が薄いため、上方(基板601と反対側)に光が放出される。
さらには、反射性を有する導電膜及び仕事関数の大きい導電膜で形成される第1の電極に代えて、透明導電膜で第1の電極を用いた場合、上方と下方の両方に発光を放出することができる。
In this embodiment, light emitted from the layer containing a light emitting substance is emitted to the substrate 601. On the other hand, as a first electrode, a conductive film having a high work function (ITO (oxidized oxide) is formed on a reflective conductive film formed of aluminum-silicon alloy, tantalum nitride, tantalum, titanium, tungsten, titanium containing nitrogen, or the like. Indium tin oxide alloy), indium zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO), or the like) is used. On the other hand, for the second electrode, an aluminum film of 1 nm to 10 nm or an aluminum film containing a small amount of Li is used. In this case, light is emitted upward (on the side opposite to the substrate 601) because the film thickness is thin.
Furthermore, when the first electrode is formed of a transparent conductive film instead of the first electrode formed of a reflective conductive film and a conductive film having a high work function, light is emitted both upward and downward. can do.

以上の様にして、nチャネル型TFT640とpチャネル型TFT641からなる機能回路650、pチャネル型TFTからなる電流制御用TFT642、nチャネル型TFTからなるスイッチングTFT643を有する画素領域651とを同一基板上に形成するEL表示装置用のアクティブマトリクス基板を得ることができる。なお、本実施例では、駆動回路のTFT(シフトレジスタ回路、デコーダー回路、メモリー回路、レベルシフタ回路、サンプリング回路等)に関するTFTについて表記していないが、第1乃至第4実施形態に記載のゲート絶縁膜の厚いnチャネル型TFT及びpチャネル型TFTを適応すればよい。   As described above, the functional circuit 650 including the n-channel TFT 640 and the p-channel TFT 641, the current control TFT 642 including the p-channel TFT, and the pixel region 651 including the switching TFT 643 including the n-channel TFT are formed on the same substrate. An active matrix substrate for an EL display device to be formed can be obtained. In this embodiment, TFTs relating to TFTs of a drive circuit (shift register circuit, decoder circuit, memory circuit, level shifter circuit, sampling circuit, etc.) are not shown, but gate insulation described in the first to fourth embodiments is not used. A thick n-channel TFT and p-channel TFT may be applied.

さらに、本実施例のTFTには、第1実施形態に記載されたTFTを適応したが、これに限られるものではなく、第2実施形態〜第4実施形態に記載されたTFTを適応することもできる。   Furthermore, the TFT described in the first embodiment is applied to the TFT of this example, but the present invention is not limited to this, and the TFT described in the second to fourth embodiments should be applied. You can also.

このように、機能回路のTFT(代表的には、CPU,DRAM、画像処理回路、音声処理回路等)に膜厚の薄いゲート絶縁膜を有するTFTを適応し、画素領域のTFT又は駆動回路のTFT(代表的には、バッファ回路、シフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、サンプリング回路等)に膜厚の厚いゲート絶縁膜を有するTFTを応用することで、EL表示装置の動作特性および信頼性を向上させ、かつ、低消費電力化を図ることができる。   As described above, a TFT having a thin gate insulating film is applied to a TFT of a functional circuit (typically, a CPU, a DRAM, an image processing circuit, an audio processing circuit, etc.), and a TFT in a pixel region or a driving circuit By applying TFTs with thick gate insulating films to TFTs (typically buffer circuits, shift register circuits, level shifter circuits, sampling circuits, etc.), the operating characteristics and reliability of EL display devices are improved. In addition, low power consumption can be achieved.

本実施例は、第1実施形態〜第4実施形態4、実施例1及び実施例2でのTFTに適用する半導体層の、作製方法の一実施例を図7を用いて説明する。本実施例は、絶縁表面上に形成された非晶質珪素膜に連続発振レーザ光を走査して結晶化させるものである。   In this example, an example of a method for manufacturing a semiconductor layer applied to the TFTs in the first to fourth embodiments, the first example, and the second example will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the amorphous silicon film formed on the insulating surface is crystallized by scanning with continuous wave laser light.

図7(A)において、ガラス基板701上に100nmの酸化窒化珪素膜でなる下地膜702が形成されている。その上にプラズマCVD法で形成された非晶質珪素膜703が54nmの厚さに形成されている。   In FIG. 7A, a base film 702 made of a 100 nm silicon oxynitride film is formed over a glass substrate 701. An amorphous silicon film 703 formed thereon by plasma CVD is formed to a thickness of 54 nm.

次に、図7(B)に示すように、半導体層にレーザ光を照射する。半導体層の照射に用いるレーザ光は、Nd:YVO4レーザ発振装置から連続発振により放射される連続光であり、波長変換素子により得られる第2高調波(532nm)である。連続発振レーザ光は光学系により長楕円形状に集光され、基板701とレーザ光705の照射位置を相対的に移動させることにより非晶質珪素膜703を結晶化させ結晶性珪素膜704を形成する。光学系としてはF20のシリンドリカルレンズが適用され、これによりΦ2.5mmのレーザ光を照射面において長軸2.5mm、短軸20μmの長楕円形状とすることができる。   Next, as illustrated in FIG. 7B, the semiconductor layer is irradiated with laser light. The laser light used for irradiation of the semiconductor layer is continuous light emitted from the Nd: YVO4 laser oscillation device by continuous oscillation, and is the second harmonic (532 nm) obtained by the wavelength conversion element. The continuous wave laser beam is condensed into an elliptical shape by an optical system, and the amorphous silicon film 703 is crystallized by moving the irradiation position of the substrate 701 and the laser beam 705 relatively to form a crystalline silicon film 704. To do. As an optical system, a cylindrical lens of F20 is applied, so that a laser beam of Φ2.5 mm can be formed into an elliptical shape having a major axis of 2.5 mm and a minor axis of 20 μm on the irradiation surface.

勿論、レーザ発振装置としては他を適用することも可能であり、連続発振の固体レーザ発振装置としてはYAG、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レーザ発振装置を適用することができる。   Of course, other laser oscillating devices can be applied. As a continuous oscillation solid-state laser oscillating device, crystals such as YAG, YVO4, YLF, and YAlO3 can be formed on Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, and the like. Alternatively, a laser oscillation device using a crystal doped with Tm can be applied.

またさらに、固体レーザから発せられた赤外レーザ光を非線形光学素子でグリーンレーザ光に変換後、さらに別の非線形光学素子によって得られる紫外レーザ光を用いることもできる。   Furthermore, after converting infrared laser light emitted from a solid-state laser into green laser light by a nonlinear optical element, ultraviolet laser light obtained by another nonlinear optical element can also be used.

Nd:YVO4レーザ発振装置の第2高調波(532nm)を用いる場合、当該波長はガラス基板701及び下地膜702を透過するので、図7(C)で示すようにガラス基板701側からレーザ光706を照射しても良い。   When the second harmonic (532 nm) of the Nd: YVO4 laser oscillation device is used, the wavelength is transmitted through the glass substrate 701 and the base film 702, so that the laser beam 706 is emitted from the glass substrate 701 side as shown in FIG. May be irradiated.

こうして、図7(D)に示すように、レーザ光705又は706が照射された領域から結晶化が進み、結晶性珪素膜704を形成することができる。レーザ光の走査は一方向のみの走査でなく、往復走査をしても良い。往復走査する場合には1回の走査毎にレーザエネルギー密度を変えて、段階的に結晶成長をさせることも可能である。また、非晶質珪素膜を結晶化させる場合にしばしば必要となる水素出しの処理を兼ねることも可能であり、最初に低エネルギー密度で走査し、水素を放出した後、エネルギー密度を上げて2回目に走査で結晶化を完遂させても良い。このような作製方法によっても同様にレーザ光の走査方向に結晶粒が延在する結晶性珪素膜を得ることができる。その後、島状に分割した半導体層を形成し、実施例1に適用することができる。   Thus, as shown in FIG. 7D, crystallization proceeds from the region irradiated with the laser light 705 or 706, so that a crystalline silicon film 704 can be formed. The scanning of the laser beam may be reciprocal scanning instead of scanning in only one direction. In the case of reciprocal scanning, it is also possible to change the laser energy density for each scanning and cause crystal growth in stages. It is also possible to serve as a hydrogen removal process often required when crystallizing an amorphous silicon film. First, scanning is performed at a low energy density, hydrogen is released, and then the energy density is increased to 2 Crystallization may be completed by scanning a second time. Also by such a manufacturing method, a crystalline silicon film in which crystal grains extend in the laser beam scanning direction can be obtained. Thereafter, a semiconductor layer divided into island shapes can be formed and applied to the first embodiment.

尚、本実施例で示す構成は一例であり、同様な効果が得られるものであれば他のレーザ発振装置や光学系との組み合わせを適用しても良い。   Note that the configuration shown in this embodiment is an example, and a combination with another laser oscillation device or an optical system may be applied as long as the same effect can be obtained.

このように、本実施例の半導体層の作製方法を、実施例1及び実施例2に適応することで、さらに半導体装置の動作特性および信頼性を向上させ、かつ、低消費電力化を図るとことができる。   As described above, by applying the method for manufacturing a semiconductor layer of this embodiment to Embodiments 1 and 2, the operation characteristics and reliability of the semiconductor device can be further improved and the power consumption can be reduced. be able to.

本実施例は、実施例1及び実施例2でTFTに適用する半導体層の作製方法の一実施例を図8を用いて説明する。本実施例は、絶縁表面上に形成された非晶質珪素膜を予め結晶化しておき、さらに連続発振レーザ光により結晶の大粒径化を図るものである。   In this embodiment, an example of a method for manufacturing a semiconductor layer applied to a TFT in Embodiments 1 and 2 will be described with reference to FIGS. In this embodiment, an amorphous silicon film formed on an insulating surface is crystallized in advance, and the crystal grain size is increased by continuous wave laser light.

図8(A)に示すように、実施例1と同様にガラス基板801上に下地膜802、非晶質珪素膜803を形成する。その後、結晶化温度の低温化と結晶成長を促進させる金属元素としてNiを添加するため、酢酸ニッケル塩が5ppmの水溶液をスピン塗布して触媒元素含有層804を形成する。   As shown in FIG. 8A, a base film 802 and an amorphous silicon film 803 are formed over a glass substrate 801 as in the first embodiment. Thereafter, in order to add Ni as a metal element that promotes lowering of the crystallization temperature and crystal growth, an aqueous solution containing 5 ppm of nickel acetate is spin-coated to form the catalyst element-containing layer 804.

その後、図8(B)で示すように580℃、4時間の加熱処理により非晶質珪素膜を結晶化させる。結晶化はNiの作用により非晶質珪素膜中にシリサイドを形成しながら拡散してそれと同時に結晶成長する。こうして形成された結晶性珪素膜806は棒状または針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的にはある特定の方向性をもって成長しているため結晶性が揃っている。また、(110)面の配向率が高いという特徴がある。   Thereafter, as shown in FIG. 8B, the amorphous silicon film is crystallized by heat treatment at 580 ° C. for 4 hours. Crystallization diffuses while forming silicide in the amorphous silicon film by the action of Ni and simultaneously grows. The crystalline silicon film 806 thus formed is formed by a collection of rod-like or needle-like crystals, and each crystal grows macroscopically in a specific direction, so that the crystallinity is uniform. In addition, there is a feature that the orientation ratio of the (110) plane is high.

その後、図8(C)で示すように連続発振レーザ光808を走査して結晶性珪素膜806の結晶性を向上させ、図8(D)で示すような結晶性珪素膜807を得る。レーザ光の照射により結晶性珪素膜は溶融し再結晶化する。この再結晶化に伴って、レーザ光の走査方向に結晶粒が延在するように結晶成長が成される。この場合、予め結晶面が揃った結晶性珪素膜が形成されているので、異なる面の結晶の析出や転位の発生を防ぐことができる。その後、島状に分割した半導体層を形成し、実施例1又は実施例2に適用することができる。   After that, the continuous wave laser beam 808 is scanned as shown in FIG. 8C to improve the crystallinity of the crystalline silicon film 806, and a crystalline silicon film 807 as shown in FIG. 8D is obtained. The crystalline silicon film is melted and recrystallized by laser light irradiation. Along with this recrystallization, crystal growth is performed so that crystal grains extend in the scanning direction of the laser beam. In this case, since a crystalline silicon film having a uniform crystal plane is formed in advance, it is possible to prevent the precipitation of crystals on different planes and the occurrence of dislocations. After that, a semiconductor layer divided into island shapes can be formed and applied to Example 1 or Example 2.

このように、本実施例の半導体層の作製方法を、実施例1及び実施例2に適応することで、さらに半導体装置の動作特性および信頼性を向上させ、かつ、低消費電力化を図るとことができる。   As described above, by applying the method for manufacturing a semiconductor layer of this embodiment to Embodiments 1 and 2, the operation characteristics and reliability of the semiconductor device can be further improved and the power consumption can be reduced. be able to.

本実施例は、実施例1又は実施例2でTFTに適用する半導体層の作製方法の一実施例を図9を用いて説明する。   In this embodiment, an example of a method for manufacturing a semiconductor layer applied to a TFT in Embodiment 1 or Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.

図9(A)に示すように、実施例3と同様にガラス基板911上に下地膜912、非晶質珪素膜913を形成する。その上にマスク絶縁膜914として100nmの酸化珪素膜をプラズマCVD法で形成し、開口部915を設ける。その後、触媒元素としてNiを添加するため、酢酸ニッケル塩が5ppmの水溶液916をスピン塗布する。Niは開口部915で非晶珪素膜と接する。   As shown in FIG. 9A, a base film 912 and an amorphous silicon film 913 are formed over a glass substrate 911 as in the third embodiment. A 100 nm silicon oxide film is formed thereon as a mask insulating film 914 by a plasma CVD method, and an opening 915 is provided. Thereafter, in order to add Ni as a catalyst element, an aqueous solution 916 containing 5 ppm of nickel acetate is spin-coated. Ni contacts the amorphous silicon film at the opening 915.

その後、図9(B)で示すように580℃、4時間の加熱処理により非晶質珪素膜を結晶化させる。結晶化は触媒元素の作用により、開口部915から基板表面と平行な方向に成長する。こうして形成された結晶性珪素膜917は棒状または針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的にはある特定の方向性をもって成長しているため、結晶性が揃っている。また、特定方位の配向率が高いという特徴がある。   Thereafter, as shown in FIG. 9B, the amorphous silicon film is crystallized by heat treatment at 580 ° C. for 4 hours. Crystallization grows in the direction parallel to the substrate surface from the opening 915 by the action of the catalytic element. The crystalline silicon film 917 formed in this manner is formed by a collection of rod-like or needle-like crystals, and each crystal grows macroscopically in a specific direction, so that the crystallinity is uniform. In addition, there is a feature that the orientation ratio in a specific direction is high.

加熱処理が終了したらマスク絶縁膜914をエッチング除去することにより図9(C)で示すような結晶性珪素膜917を得ることができる。その後、島状に分割した半導体層を形成し、実施例1又は実施例2に適用することができる。   After the heat treatment is completed, the mask insulating film 914 is removed by etching, whereby a crystalline silicon film 917 as shown in FIG. 9C can be obtained. After that, a semiconductor layer divided into island shapes can be formed and applied to Example 1 or Example 2.

実施例4又は実施例5の半導体層の作製方法において、結晶性珪素膜1007を形成した後、膜中に1019/cm3以上の濃度で残存する触媒元素をゲッタリングにより除去する工程を加えても良い。本実施例では、ゲッタリング工程を述べる。 In the method for manufacturing the semiconductor layer of Example 4 or Example 5, after forming the crystalline silicon film 1007, a step of removing the catalyst element remaining in the film at a concentration of 10 19 / cm 3 or more by gettering is added. May be. In this embodiment, a gettering process will be described.

図10で示すように、結晶性珪素膜1007上に、薄い酸化珪素膜で成るバリア層1009を形成し、その上にゲッタリングサイト1010としてアルゴン又はリンが1×1020/cm3〜1×1021/cm3添加された非晶質珪素膜をスパッタリング法で形成する。 As shown in FIG. 10, a barrier layer 1009 made of a thin silicon oxide film is formed on a crystalline silicon film 1007, and argon or phosphorus is used as a gettering site 1010 on the barrier layer 1009, 1 × 10 20 / cm 3 to 1 ×. An amorphous silicon film doped with 10 21 / cm 3 is formed by sputtering.

その後、ファーネスアニール炉による600℃、12時間の加熱処理、又はランプ光又は加熱された気体を加熱手段とするRTAにより650〜800℃、30〜60分の加熱処理により、触媒元素として添加されているNiをゲッタリングサイト1010に偏析させることができる。この処理により結晶性珪素膜1007の触媒元素濃度は1017/cm3以下とすることができる。 Thereafter, it is added as a catalyst element by heat treatment at 600 ° C. for 12 hours in a furnace annealing furnace, or heat treatment at 650 to 800 ° C. for 30 to 60 minutes by RTA using lamp light or heated gas as a heating means. Ni that is present can be segregated at the gettering site 1010. By this treatment, the concentration of the catalytic element in the crystalline silicon film 1007 can be made 10 17 / cm 3 or less.

同様な条件で行われるゲッタリング処理は実施例3で作製される結晶性珪素膜に対しても有効である。非晶質珪素膜にレーザ光を照射して形成される結晶性珪素膜中に含まれる微量の金属元素をこのゲッタリング処理で除去することができる。   A gettering process performed under similar conditions is also effective for the crystalline silicon film manufactured in the third embodiment. A trace amount of metal elements contained in the crystalline silicon film formed by irradiating the amorphous silicon film with laser light can be removed by this gettering treatment.

このように、本実施例のゲッタリング方法を実施例3〜実施例5の半導体層の作製方法に適応することで、さらに半導体装置の動作特性および信頼性を向上させ、かつ、低消費電力化を図るとことができる。   As described above, by applying the gettering method of this embodiment to the semiconductor layer manufacturing method of Embodiments 3 to 5, the operating characteristics and reliability of the semiconductor device are further improved and the power consumption is reduced. It can be done.

本実施例では、実施例1のアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリクス型液晶モジュールを作製する工程を以下に説明する。説明には図13を用いる。   In this example, a process of manufacturing an active matrix type liquid crystal module from the active matrix substrate of Example 1 will be described below. FIG. 13 is used for the description.

アクティブマトリクス基板1105の中央には、画素部1101が配置されている。画素部1101の上側には、ソース信号線を駆動するためのソース信号線駆動回路1102が配置されている。画素部1101の左側には、ゲート信号線を駆動するためのゲート信号線駆動回路1103が配置されている。本実施例に示した例では、ゲート信号線駆動回路1103は画素部の片側にのみの配置されているが、これは、画素に対して左右対称配置としても良く、液晶モジュールの基板サイズ等を考慮して、設計者が適宜選択すれば良い。ただし、回路の動作信頼性や駆動効率等を考えると、左右対称配置が望ましい。また、パネル上に機能回路1104が設けられ、ここからから出力された各種信号は、画素部1101、ソース信号線駆動回路1102、ゲート信号線駆動回路1103に供給される。従来FPC等を用いてパネルの外部に接続されていた機能回路1104をアクティブマトリクス基板上に作製することにより、液晶表示装置の小型化が可能となる。   A pixel portion 1101 is arranged in the center of the active matrix substrate 1105. A source signal line driver circuit 1102 for driving the source signal lines is disposed above the pixel portion 1101. On the left side of the pixel portion 1101, a gate signal line driving circuit 1103 for driving the gate signal line is disposed. In the example shown in this embodiment, the gate signal line driver circuit 1103 is arranged only on one side of the pixel portion, but this may be arranged symmetrically with respect to the pixel, and the substrate size of the liquid crystal module can be reduced. In consideration, the designer may select as appropriate. However, a symmetrical arrangement is desirable in view of operation reliability of the circuit, driving efficiency, and the like. In addition, a functional circuit 1104 is provided over the panel, and various signals output from the functional circuit 1104 are supplied to the pixel portion 1101, the source signal line driver circuit 1102, and the gate signal line driver circuit 1103. A functional circuit 1104 that has been conventionally connected to the outside of the panel using an FPC or the like is manufactured on an active matrix substrate, whereby the liquid crystal display device can be downsized.

さらに、FPC1109を介して、外部に設けられた電源回路(図示せず)から出力された電源電圧が、パネルの画素部1101、ソース駆動回路1102、ゲート駆動回路1103に供給される。   Further, a power supply voltage output from an external power supply circuit (not shown) is supplied to the pixel portion 1101, the source driver circuit 1102, and the gate driver circuit 1103 of the panel via the FPC 1109.

駆動回路、画素部の周辺には、基板外周に沿ってシール剤1107が塗布され、あらかじめアクティブマトリクス基板上に形成されたスペーサによって一定のギャップ(基板1105と対向基板1106との間隔)を保った状態で、対向基板1106が貼り付けられる。その後、シール剤1107が塗布されていない部分より液晶材料が注入され、封止剤1108によって密閉される。以上の工程により、液晶モジュールが完成する。   A sealant 1107 is applied around the periphery of the driving circuit and the pixel portion along the outer periphery of the substrate, and a predetermined gap (a distance between the substrate 1105 and the counter substrate 1106) is maintained by a spacer formed on the active matrix substrate in advance. In this state, the counter substrate 1106 is attached. Thereafter, a liquid crystal material is injected from a portion where the sealant 1107 is not applied, and is sealed with the sealant 1108. The liquid crystal module is completed through the above steps.

なお、駆動回路又は機能回路の一部に数個のICを用いてもよい。   Note that several ICs may be used as part of the driver circuit or the functional circuit.

また、本実施例と同様に、本発明を実施して形成されたアクティブマトリクス基板を用いて様々なモジュール(アクティブマトリクス型ELモジュール、アクティブマトリクス型ECモジュール等)を作製することができる。   Similarly to this embodiment, various modules (such as an active matrix EL module and an active matrix EC module) can be manufactured using an active matrix substrate formed by implementing the present invention.

本発明を実施して形成されたTFTは様々なモジュール(アクティブマトリクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型ELモジュール、アクティブマトリクス型ECモジュール)に用いることができる。即ち、それら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。   TFTs formed by implementing the present invention can be used in various modules (active matrix liquid crystal modules, active matrix EL modules, active matrix EC modules). That is, the present invention can be implemented in all electronic devices in which they are incorporated in the display portion.

その一例は、携帯情報端末(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等)、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビ受像器、携帯電話、投影型表示装置等が挙げられる。それらの一例を図11、図12に示す。   Examples thereof include portable information terminals (electronic notebooks, mobile computers, mobile phones, etc.), video cameras, digital cameras, personal computers, television receivers, mobile phones, projection display devices, and the like. Examples of these are shown in FIGS.

図11(A)は本発明を適用してテレビ受像器を完成させる一例であり、筐体3001、支持台3002、表示部3003等により構成されている。本発明により作製されるTFT基板は表示部3003に適用され、本発明によりより薄く解像度の高いテレビ受像器を完成させることができる。   FIG. 11A illustrates an example in which the present invention is applied to complete a television receiver, which includes a housing 3001, a support base 3002, a display portion 3003, and the like. The TFT substrate manufactured according to the present invention is applied to the display portion 3003, and a television receiver that is thinner and has higher resolution can be completed according to the present invention.

図11(B)は本発明を適用してビデオカメラを完成させた一例であり、本体3011、表示部3012、音声入力部3013、操作スイッチ3014、バッテリー3015、受像部3016等により構成されている。本発明により作製されるTFT基板は表示部3012に適用され、本発明により、小型で解像度の高いビデオカメラを完成させることができる。   FIG. 11B shows an example in which the present invention is applied to complete a video camera, which includes a main body 3011, a display portion 3012, an audio input portion 3013, operation switches 3014, a battery 3015, an image receiving portion 3016, and the like. . A TFT substrate manufactured according to the present invention is applied to the display portion 3012. According to the present invention, a small video camera with high resolution can be completed.

図11(C)は本発明を適用してノート型のパーソナルコンピュータを完成させた一例であり、本体3021、筐体3022、表示部3023、キーボード3024等により構成されている。本発明により作製されるTFT基板は表示部3023に適用され、本発明により小型で、低消費電であるパーソナルコンピュータを完成させることができる。   FIG. 11C illustrates an example in which a laptop personal computer is completed by applying the present invention, which includes a main body 3021, a housing 3022, a display portion 3023, a keyboard 3024, and the like. The TFT substrate manufactured according to the present invention is applied to the display portion 3023, and a personal computer that is small in size and low in power consumption can be completed according to the present invention.

図11(D)は本発明を適用してPDA(Personal Digital Assistant)を完成させた一例であり、本体3031、スタイラス3032、表示部3033、操作ボタン3034、外部インターフェース3035等により構成されている。本発明により作製されるTFT基板は表示部3033に適用され、本発明により、小型で解像度が高く高性能なPDAを完成させることができる。   FIG. 11D shows an example in which a PDA (Personal Digital Assistant) is completed by applying the present invention, which includes a main body 3031, a stylus 3032, a display portion 3033, operation buttons 3034, an external interface 3035, and the like. The TFT substrate manufactured according to the present invention is applied to the display portion 3033. According to the present invention, a PDA having a small size, high resolution, and high performance can be completed.

図11(E)は本発明を適用して音響再生装置を完成させた一例であり、具体的には車載用のオーディオ装置であり、本体3041、表示部3042、操作スイッチ3043、3044等により構成されている。本発明により作製されるTFT基板は表示部3042に適用され、本発明により、小型で解像度の高い表示部を有するオーディオ装置を完成させることができる。   FIG. 11E is an example in which a sound reproducing device is completed by applying the present invention, specifically, an in-vehicle audio device, which includes a main body 3041, a display portion 3042, operation switches 3043, 3044, and the like. Has been. The TFT substrate manufactured according to the present invention is applied to the display portion 3042, and according to the present invention, an audio device having a small and high-resolution display portion can be completed.

図11(F)は本発明を適用してデジタルカメラを完成させた一例であり、本体3051、表示部(A)3052、接眼部3053、操作スイッチ3054、表示部(B)3055、バッテリー3056等により構成されている。本発明により作製されるTFT基板は表示部(A)3052および表示部(B)3055に適用され、本発明により、小型で解像度の高い表示部を有するデジタルカメラを完成させることができる。   FIG. 11F illustrates an example in which the present invention is applied to complete a digital camera. A main body 3051, a display portion (A) 3052, an eyepiece portion 3053, an operation switch 3054, a display portion (B) 3055, a battery 3056. Etc. The TFT substrate manufactured according to the present invention is applied to the display portion (A) 3052 and the display portion (B) 3055, and according to the present invention, a small digital camera having a display portion with high resolution can be completed.

図11(G)は本発明を適用して携帯電話を完成させた一例であり、本体3061、音声出力部3062、音声入力部3063、表示部3064、操作スイッチ3065、アンテナ3066等により構成されている。本発明により作製されるTFT基板は表示部3064に適用され、本発明により、小型で解像度の高い表示部を有する携帯電話を完成させることができる。   FIG. 11G illustrates an example of a cellular phone completed by applying the present invention, which includes a main body 3061, an audio output unit 3062, an audio input unit 3063, a display unit 3064, operation switches 3065, an antenna 3066, and the like. Yes. The TFT substrate manufactured according to the present invention is applied to the display portion 3064. According to the present invention, a small mobile phone having a display portion with high resolution can be completed.

図12(A)はプロジェクターであり、投射装置2601、スクリーン2602等を含む。   FIG. 12A illustrates a projector, which includes a projection device 2601, a screen 2602, and the like.

図12(B)はリア型プロジェクターであり、本体2701、投射装置2702、ミラー2703、スクリーン2704等を含む。   FIG. 12B illustrates a rear projector, which includes a main body 2701, a projection device 2702, a mirror 2703, a screen 2704, and the like.

なお、図12(C)は、図12(A)及び図12(B)中における投射装置2601、2702の構造の一例を示した図である。投射装置2601、2702は、光源光学系2801、ミラー2802、2804〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズム2807、液晶表示装置2808、位相差板2809、投射光学系2810で構成される。投射光学系2810は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図12(C)中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。   FIG. 12C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 2601 and 2702 in FIGS. 12A and 12B. The projection devices 2601 and 2702 include a light source optical system 2801, mirrors 2802 and 2804 to 2806, a dichroic mirror 2803, a prism 2807, a liquid crystal display device 2808, a phase difference plate 2809, and a projection optical system 2810. Projection optical system 2810 includes an optical system including a projection lens. Although the present embodiment shows a three-plate type example, it is not particularly limited, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, or an IR film in the optical path indicated by an arrow in FIG. Good.

また、図12(D)は、図12(C)中における光源光学系2801の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクター2811、光源2812、レンズアレイ2813、2814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で構成される。なお、図12(D)に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。   FIG. 12D illustrates an example of the structure of the light source optical system 2801 in FIG. In this embodiment, the light source optical system 2801 includes a reflector 2811, a light source 2812, lens arrays 2813 and 2814, a polarization conversion element 2815, and a condenser lens 2816. Note that the light source optical system illustrated in FIG. 12D is an example and is not particularly limited. For example, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, or an IR film in the light source optical system.

なお、図12に示したプロジェクターにおいては、透過型のアクティブマトリクス型液晶モジュールを用いた場合を示しており、反射型のアクティブマトリクス型液晶モジュールでの適用例は図示していないが、反射型のアクティブマトリクス型液晶モジュールを適応することもできる。   Note that the projector shown in FIG. 12 shows a case where a transmissive active matrix liquid crystal module is used, and an application example in a reflective active matrix liquid crystal module is not shown, but a reflective type is shown. An active matrix liquid crystal module can also be applied.

従来のプロジェクターにおいて、金属元素を用いて結晶化された結晶性シリコン層を有するTFTを用いた場合、金属元素のゲッタリングが不充分なことでオフ電流を抑制できないことが原因の一つと考えられる、輝点(画素TFTのスイッチングがスムーズに行なわれず、光りつづける画素)が生じるという問題があった。この輝点により、表示ムラが生じていたが、実施例2で示したアクティブマトリクス型液晶モジュールを、本実施例で示したようなプロジェクターに適応することにより、輝点を低減することが可能となる。このことにより、高精細な表示が可能なプロジェクターを作製することができる。さらに、本発明により、結晶性シリコン膜の欠陥が低減されたTFTを有するアクティブマトリクス型液晶モジュールを作製することが可能なため、高速動作が可能なプロジェクターを作製することができる。   In a conventional projector, when a TFT having a crystalline silicon layer crystallized using a metal element is used, it is considered that one of the causes is that the off current cannot be suppressed due to insufficient gettering of the metal element. There is a problem that a bright spot (a pixel in which the pixel TFT is not smoothly switched and continues to shine) is generated. Although the display unevenness is caused by the bright spots, the bright matrix can be reduced by applying the active matrix liquid crystal module shown in the second embodiment to the projector as shown in the present embodiment. Become. Thereby, a projector capable of high-definition display can be manufactured. Furthermore, according to the present invention, an active matrix liquid crystal module having a TFT in which defects in a crystalline silicon film are reduced can be manufactured. Therefore, a projector capable of high-speed operation can be manufactured.

尚、ここで示す装置はごく一例であり、これらの用途に限定するものではない。   In addition, the apparatus shown here is only an example and is not limited to these uses.

第1実施形態を示す図。The figure which shows 1st Embodiment. 第2実施形態を示す図。The figure which shows 2nd Embodiment. 第3実施形態を示す図。The figure which shows 3rd Embodiment. 第4実施形態を示す図。The figure which shows 4th Embodiment. 液晶表示装置の断面図の一例を示す図。(実施例1)FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional view of a liquid crystal display device. Example 1 EL表示装置の断面図の一例を示す図。(実施例2)FIG. 14 illustrates an example of a cross-sectional view of an EL display device. (Example 2) 実施例3を示す図。FIG. 実施例4を示す図。FIG. 実施例5を示す図。FIG. 6 shows a fifth embodiment. 実施例6を示す図。FIG. 6 shows a sixth embodiment. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 電子機器の一例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 液晶モジュールを表す図。The figure showing a liquid crystal module.

Claims (5)

第1のチャネル形成領域、第1のソース領域、第1のドレイン領域、前記第1のソース領域又は前記第1のドレイン領域と前記第1のチャネル形成領域との間に形成された第1の領域を有する第1の半導体層と、
第2のチャネル形成領域、第2のソース領域、第2のドレイン領域、前記第2のソース領域又は前記第2のドレイン領域と前記第2のチャネル形成領域との間に形成された第2の領域、及び前記第2のソース領域又は前記第2のドレイン領域と前記第2の領域との間に形成された第3の領域を有する第2の半導体層と、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜を介して前記第2の半導体層上に形成された第1の補助電極と、
前記第1の絶縁膜を介して前記第1の半導体層上に形成された第1のゲート電極と、
前記第1の絶縁膜、前記第1の補助電極、及び前記第1のゲート電極上に形成された第2の絶縁膜と、
前記第2の絶縁膜を介して、前記第2のチャネル形成領域上に形成された第2のゲート電極と、
前記第2の絶縁膜を介して、前記第3の領域上に形成された湾曲面又は傾斜面を有する第2の補助電極と、
前記第2の絶縁膜を介して、前記第1の領域上に形成された湾曲面又は傾斜面を有する第3の補助電極と、を有し、
前記第2のゲート電極と、前記第2の補助電極と、前記第3の補助電極とは、同一の材料からなり、
前記第1の補助電極は、前記第1の絶縁膜を介して前記第2の領域上に形成され、
第1の配線乃至第5の配線を有し、
前記第1の配線は、前記第1のゲート電極と電気的に接続され、
前記第2の配線は、前記第2のゲート電極と電気的に接続され、
前記第3の配線は、前記第1の補助電極と電気的に接続され、
前記第4の配線は、前記第2の補助電極と電気的に接続され、
前記第5の配線は、前記第3の補助電極と電気的に接続され、
前記第1の補助電極は、前記第2のゲート電極と一部重なっていることを特徴とする半導体装置。
A first channel formation region, a first source region, a first drain region, the first source region, or a first channel formed between the first drain region and the first channel formation region; A first semiconductor layer having a region;
A second channel formation region, a second source region, a second drain region, the second source region, or a second channel formed between the second drain region and the second channel formation region A second semiconductor layer having a region and a third region formed between the second source region or the second drain region and the second region;
A first insulating film formed on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
A first auxiliary electrode formed on the second semiconductor layer via the first insulating film;
A first gate electrode formed on the first semiconductor layer via the first insulating film;
A second insulating film formed on the first insulating film, the first auxiliary electrode, and the first gate electrode;
A second gate electrode formed on the second channel formation region via the second insulating film;
A second auxiliary electrode having a curved surface or an inclined surface formed on the third region via the second insulating film;
A third auxiliary electrode having a curved surface or an inclined surface formed on the first region via the second insulating film,
The second gate electrode, the second auxiliary electrode, and the third auxiliary electrode are made of the same material,
The first auxiliary electrode is formed on the second region via the first insulating film,
Having first to fifth wirings;
The first wiring is electrically connected to the first gate electrode;
The second wiring is electrically connected to the second gate electrode;
The third wiring is electrically connected to the first auxiliary electrode;
The fourth wiring is electrically connected to the second auxiliary electrode;
The fifth wiring is electrically connected to the third auxiliary electrode;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first auxiliary electrode partially overlaps the second gate electrode.
請求項1において、
前記第1の領域又は前記第2の領域に、不純物が添加されていることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
A semiconductor device, wherein an impurity is added to the first region or the second region.
請求項1又は請求項2において、
前記第3の領域に、不純物が添加されていることを特徴とする半導体装置。
In claim 1 or claim 2,
A semiconductor device, wherein an impurity is added to the third region.
第1のチャネル形成領域、第1のソース領域、第1のドレイン領域、及び前記第1のソース領域又は前記第1のドレイン領域と前記第1のチャネル形成領域との間に形成された第1の領域を有する第1の半導体層と、第1のゲート電極と、湾曲面又は傾斜面を有する第3の補助電極と、第1の絶縁膜と、及び第2の絶縁膜とを有する第1の薄膜トランジスタと、
第2のチャネル形成領域、第2のソース領域、第2のドレイン領域、前記第2のソース領域又は前記第2のドレイン領域と前記第2のチャネル形成領域との間に形成された第2の領域、及び前記第2のソース領域又は前記第2のドレイン領域と前記第2の領域との間に形成された第3の領域を有する第2の半導体層と、第2のゲート電極と、第1の補助電極と、前記第1の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜と、及び湾曲面又は傾斜面を有する第2の補助電極とを有する第2の薄膜トランジスタと、を有し、
第1の配線乃至第5の配線を有し、
前記第1の配線は、前記第1のゲート電極と電気的に接続され、
前記第2の配線は、前記第2のゲート電極と電気的に接続され、
前記第3の配線は、前記第1の補助電極と電気的に接続され、
前記第4の配線は、前記第2の補助電極と電気的に接続され、
前記第5の配線は、前記第3の補助電極と電気的に接続される半導体装置の作製方法であって、
絶縁表面上に、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層上に前記第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜を介して前記第1のチャネル形成領域上に前記第1のゲート電極を形成し、
前記第1の絶縁膜を介して前記第2の領域上に前記第1の補助電極を形成し、
前記第1のゲート電極、前記第1の補助電極、及び前記第1の絶縁膜上に、前記第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に、導電膜を形成し、
前記第2のゲート電極を形成する部分上にレジストマスクを形成し、
前記導電膜をエッチングすることで、前記第2の絶縁膜を介して前記第2のチャネル形成領域上に第2のゲート電極と、前記第2の絶縁膜を介して前記第3の領域上に第2の補助電極と、前記第2の絶縁膜を介して前記第1の領域上に湾曲面又は傾斜面を有する第3の補助電極と、を形成し、
前記第1の補助電極の一部に重なるように、前記第2のゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A first channel forming region, a first source region, a first drain region, and a first source region or a first channel formed between the first drain region and the first channel forming region; A first semiconductor layer having a first region, a first gate electrode, a third auxiliary electrode having a curved surface or an inclined surface, a first insulating film, and a second insulating film. A thin film transistor of
A second channel formation region, a second source region, a second drain region, the second source region, or a second channel formed between the second drain region and the second channel formation region A second semiconductor layer having a region, a third region formed between the second source region or the second drain region and the second region, a second gate electrode, A first thin film transistor having a first auxiliary electrode, the first insulating film, the second insulating film, and a second auxiliary electrode having a curved surface or an inclined surface;
Having first to fifth wirings;
The first wiring is electrically connected to the first gate electrode;
The second wiring is electrically connected to the second gate electrode;
The third wiring is electrically connected to the first auxiliary electrode;
The fourth wiring is electrically connected to the second auxiliary electrode;
The fifth wiring is a method for manufacturing a semiconductor device electrically connected to the third auxiliary electrode,
Forming the first semiconductor layer and the second semiconductor layer on an insulating surface;
Forming the first insulating film on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
Forming the first gate electrode on the first channel formation region via the first insulating film;
Forming the first auxiliary electrode on the second region via the first insulating film;
Forming the second insulating film on the first gate electrode, the first auxiliary electrode, and the first insulating film;
Forming a conductive film on the second insulating film;
Forming a resist mask on a portion for forming the second gate electrode;
By etching the conductive film, a second gate electrode is formed on the second channel formation region through the second insulating film, and a third region is formed on the third region through the second insulating film. Forming a second auxiliary electrode and a third auxiliary electrode having a curved surface or an inclined surface on the first region via the second insulating film;
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second gate electrode is formed so as to overlap with part of the first auxiliary electrode.
請求項4において、
前記第1の薄膜トランジスタを機能回路の薄膜トランジスタとして用い、前記第2の薄膜トランジスタを画素領域の薄膜トランジスタ又は駆動回路の薄膜トランジスタとして用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In claim 4,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first thin film transistor is used as a thin film transistor in a functional circuit, and the second thin film transistor is used as a thin film transistor in a pixel region or a thin film transistor in a driver circuit.
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