JP5106564B2 - Method for manufacturing semiconductor display device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor display device Download PDF

Info

Publication number
JP5106564B2
JP5106564B2 JP2010091109A JP2010091109A JP5106564B2 JP 5106564 B2 JP5106564 B2 JP 5106564B2 JP 2010091109 A JP2010091109 A JP 2010091109A JP 2010091109 A JP2010091109 A JP 2010091109A JP 5106564 B2 JP5106564 B2 JP 5106564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon film
region
polycrystalline silicon
display device
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010091109A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010212702A (en
Inventor
潤 小山
英人 大沼
豊 塩野入
祥 長尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2010091109A priority Critical patent/JP5106564B2/en
Publication of JP2010212702A publication Critical patent/JP2010212702A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5106564B2 publication Critical patent/JP5106564B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明は、アクティブマトリクス型半導体表示装置に関する。特に、表示媒体に液晶を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。ただし、本発明の半導体表示装置には、その表示媒体に、印加電圧に応答して光学的特性が変調され得るその他のいかなる表示媒体(例えば、エレクトロルミネセンス素子等)
を用いることもできる。
The present invention relates to an active matrix semiconductor display device. In particular, the present invention relates to an active matrix liquid crystal display device using liquid crystal as a display medium. However, in the semiconductor display device of the present invention, any other display medium (for example, an electroluminescence element) whose optical characteristics can be modulated in response to an applied voltage is used for the display medium.
Can also be used.

最近安価なガラス基板上に半導体薄膜を形成した半導体装置、例えば薄膜トランジスタ(TFT)を作製する技術が急速に発達してきている。その理由は、アクティブマトリクス型液晶表示装置(液晶パネル)の需要が高まってきたことによる。   Recently, a technique for manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor thin film is formed on an inexpensive glass substrate, for example, a thin film transistor (TFT) has been rapidly developed. This is because the demand for active matrix liquid crystal display devices (liquid crystal panels) has increased.

アクティブマトリクス型液晶パネルは、マトリクス状に配置された数十〜数百万個もの画素領域にそれぞれ画素TFTが配置され(この回路をアクティブマトリクス回路という)、各画素電極に出入りする電荷をTFTのスイッチング機能により制御するものである。   In an active matrix type liquid crystal panel, pixel TFTs are arranged in dozens to millions of pixel regions arranged in a matrix (this circuit is called an active matrix circuit), and charges entering and exiting each pixel electrode are transferred to the TFT. It is controlled by a switching function.

アクティブマトリクス回路には、ガラス基板上に形成されたアモルファスシリコンを利用した薄膜トランジスタによって構成されている。   The active matrix circuit includes a thin film transistor using amorphous silicon formed on a glass substrate.

また、最近、石英基板を利用し、多結晶珪素膜でもって薄膜トランジスタを作製するアクティブマトリクス型液晶表示装置も実現されている。この場合、画素TFTを駆動する周辺駆動回路も、アクティブマトリクス回路と同一基板上に形成することができる。   Recently, an active matrix liquid crystal display device in which a thin film transistor is formed with a polycrystalline silicon film using a quartz substrate has been realized. In this case, the peripheral drive circuit for driving the pixel TFT can also be formed on the same substrate as the active matrix circuit.

また、レーザーアニール等の技術を利用することにより、ガラス基板上に結晶性珪素膜を用いた薄膜トランジスタを作製する技術も知られている。この技術を利用すると、ガラス基板にアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とを集積化することができる。   In addition, a technique for manufacturing a thin film transistor using a crystalline silicon film on a glass substrate by utilizing a technique such as laser annealing is also known. By utilizing this technique, the active matrix circuit and the peripheral drive circuit can be integrated on the glass substrate.

近年、アクティブマトリクス型液晶表示装置がノート型のパーソナルコンピュータに多用されてきている。パーソナルコンピュータにおいては、複数のソフトウエアを同時に起動したり、デジタルカメラからの映像を取り込んで加工したりと、多階調の液晶表示装置が要求されている。   In recent years, active matrix liquid crystal display devices have been widely used in notebook personal computers. In personal computers, there are demands for a multi-tone liquid crystal display device that simultaneously activates a plurality of software and captures and processes video from a digital camera.

さらに、最近では、携帯情報端末、モバイルコンピュータ、カーナビゲイションなどの普及に伴い、小型で、高精細・高解像度・高画質なアクティブマトリクス型液晶表示装置が求められている。   Furthermore, recently, with the spread of portable information terminals, mobile computers, car navigation, and the like, there is a demand for a small active matrix liquid crystal display device with high definition, high resolution, and high image quality.

小型で、高精細・高解像度・高画質なアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供するためには、画素ピッチを小さくし、かつ階調表示がどこまで細かくできるかが重要となる。画素ピッチを小さくするためには、画素TFTのサイズを小さくしなければならず、これには困難が伴う。また、細かな階調表示を行うためには、性能の良い駆動回路が用いられなければならず、従来の技術では、外付けのIC回路によってでしかこれを実現することはできなかった。   In order to provide a small, high-definition, high-resolution, high-quality active matrix liquid crystal display device, it is important to reduce the pixel pitch and to what extent gradation display can be made. In order to reduce the pixel pitch, the size of the pixel TFT must be reduced, which is difficult. In addition, in order to perform fine gradation display, a drive circuit with good performance must be used, and in the prior art, this could only be realized by an external IC circuit.

そこで本発明は、上記の事情を鑑みて、良好な階調表示を行える、小型化が可能な高精細・高解像度の半導体表示装置、特にアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供することを課題とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a high-definition and high-resolution semiconductor display device that can perform favorable gradation display and that can be downsized, particularly an active matrix liquid crystal display device. .

本発明の半導体表示装置の構成例として、以下に示すような半導体表示装置が挙げられる。   As a configuration example of the semiconductor display device of the present invention, a semiconductor display device as shown below is given.

本発明のある実施形態によると、 マトリクス状に配置された複数の画素TFTを有するアクティブマトリクス回路と、 前記アクティブマトリクス回路を駆動する、複数のTFTを有するデータ線駆動回路および走査線駆動回路と、を有する半導体表示装置であって、 前記複数の画素TFTおよび前記複数のTFTの活性層は、触媒元素によって結晶性化が助長され、かつ前記触媒元素は、ゲッタリング用の元素によって選択的にゲッタリングされることを特徴とする半導体表示装置が提供される。このことによって上記目的が達成される。   According to an embodiment of the present invention, an active matrix circuit having a plurality of pixel TFTs arranged in a matrix, a data line driving circuit and a scanning line driving circuit having a plurality of TFTs for driving the active matrix circuit, The plurality of pixel TFTs and the active layers of the plurality of TFTs are promoted to be crystallized by a catalytic element, and the catalytic element is selectively gettered by an element for gettering. A semiconductor display device characterized by being ringed is provided. This achieves the above object.

前記触媒元素には、Ni、Fe、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt 、Cu、Auから選ばれた一種または複数種のものが用いられてもよい   The catalyst element may be one or more selected from Ni, Fe, Co, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, and Au.

前記触媒元素には、Ge、Pb、Inから選ばれた一種または複数種のものが用いられてもよい。   As the catalyst element, one or more elements selected from Ge, Pb, and In may be used.

前記ゲッタリング用の元素には、Pが用いられてもよい。   P may be used as the gettering element.

前記ゲッタリング用の元素には、P、N、As、Sb、Biから選ばれた一種または複数種のものが用いられてもよい。   As the gettering element, one or more elements selected from P, N, As, Sb, and Bi may be used.

前記データ線駆動回路のシフトレジスタは、図9あるいは図10に示される最大動作周波数を有するものであってもよい。   The shift register of the data line driving circuit may have a maximum operating frequency shown in FIG. 9 or FIG.

請求項1乃至6において、レーザー光の照射または強光の照射によって前記ゲッタリニグ用の元素が活性化されるようにしてもよい   7. The gettering element may be activated by laser light irradiation or strong light irradiation.

本発明によると、小型にもかかわらず、高精細・高解像度・高画質の半導体表示装置が提供される。また、その消費電力も、従来と比較して、かなり小さい値を達成できる。   According to the present invention, a high-definition, high-resolution, high-quality semiconductor display device is provided in spite of its small size. In addition, the power consumption can be considerably reduced as compared with the conventional case.

本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置のブロック図である。1 is a block diagram of an active matrix liquid crystal display device which is an embodiment of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置のデータ線駆動隘路の回路図である。1 is a circuit diagram of a data line driving bottleneck of an active matrix liquid crystal display device which is an embodiment of a semiconductor device of the present invention. FIG. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の一作製方法の工程図である。It is process drawing of one manufacturing method of the active matrix type liquid crystal display device which is embodiment with the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の一作製方法の工程図である。It is process drawing of one manufacturing method of the active matrix type liquid crystal display device which is embodiment with the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の一作製方法の工程図である。It is process drawing of one manufacturing method of the active matrix type liquid crystal display device which is embodiment with the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の一作製方法の工程図である。It is process drawing of one manufacturing method of the active matrix type liquid crystal display device which is embodiment with the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置を構成するTFTの断面図である。It is sectional drawing of TFT which comprises the active matrix type liquid crystal display device which is embodiment with the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置を構成するTFTの特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of TFT which comprises the active matrix type liquid crystal display device which is an embodiment with the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置のシフトレジスタの動作特性を示すグラフである。It is a graph which shows the operating characteristic of the shift register of the active-matrix liquid crystal display device which is one embodiment of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置のシフトレジスタの動作特性を示すグラフである。It is a graph which shows the operating characteristic of the shift register of the active-matrix liquid crystal display device which is one embodiment of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置のデータ線駆動回路のパターン図である。1 is a pattern diagram of a data line driving circuit of an active matrix liquid crystal display device which is an embodiment of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置のある実施形態であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示例である。1 is a display example of an active matrix liquid crystal display device which is an embodiment of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体表示装置を利用した半導体装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the semiconductor device using the semiconductor display apparatus of this invention. ある無しきい値反強誘電性混合液晶の印加電圧−透過率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the applied voltage-transmittance characteristic of a certain thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal.

以下の実施例をもって本発明の半導体表示装置を説明する。なお、本発明の半導体表示装置は、以下の実施例に限定されるわけではない。   The semiconductor display device of the present invention will be described with the following examples. The semiconductor display device of the present invention is not limited to the following examples.

図1に、本実施例による本発明の半導体表示装置である、アクティブマトリクス型液晶表示装置のブロック図を示す。   FIG. 1 is a block diagram of an active matrix liquid crystal display device which is a semiconductor display device of the present invention according to this embodiment.

図1において、100はアクティブマトリクス回路であり、画素TFT100−1、液晶100−2、補助容量100−3などから構成される画素がマトリクス状に配置されている。ここでは、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、1920×480画素(縦640×RGB×横480)であり、VGA規格に対応している。なお、Rは赤の画像に対応する画素、緑は緑の画像に対応する画素、Bは青の画像に対応する画素を示す。なお、画素数はこれに限定されるわけではない。   In FIG. 1, reference numeral 100 denotes an active matrix circuit, in which pixels composed of a pixel TFT 100-1, a liquid crystal 100-2, an auxiliary capacitor 100-3, and the like are arranged in a matrix. Here, the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment has 1920 × 480 pixels (640 × 640 × RGB) and corresponds to the VGA standard. Note that R represents a pixel corresponding to a red image, green represents a pixel corresponding to a green image, and B represents a pixel corresponding to a blue image. Note that the number of pixels is not limited to this.

101はデータ線駆動回路である。データ線駆動回路101は、シフトレジスタ101−1、レベルシフタ101−2、バッファ101−3を有している。なお、データ線駆動回路101に入力される信号としては、図1に示されるように、CLK(クロック)、CLKb(反転クロック)、SP(スタートパルス)、Vdd(+2V電源)、VddH(+8V電源)、Vss(−8V電源)がある。   Reference numeral 101 denotes a data line driving circuit. The data line driver circuit 101 includes a shift register 101-1, a level shifter 101-2, and a buffer 101-3. As shown in FIG. 1, the signals input to the data line driving circuit 101 are CLK (clock), CLKb (inverted clock), SP (start pulse), Vdd (+ 2V power supply), VddH (+ 8V power supply). ), Vss (−8V power supply).

102は走査線駆動回路(左)であり、103は走査線駆動回路(右)である。102および103は、同じ構造を有しており、入力される信号も同じである。これは、走査線を左右両側から同時に駆動しやることによって、走査信号のなまりを解消してやるとともに、どちらか片側の走査線駆動回路が動作しなくなった場合にも対応できるようにするためである。走査線駆動回路102は、シフトレジスタ102−1、レベルシフタ102−2、バッファ102−3を有しており、走査線駆動回路103は、シフトレジスタ103−1、レベルシフタ103−2、バッファ103−3を有している。なお、走査線駆動回路(左)102および走査線駆動回路(右)103に入力される信号としては、CLK(クロック)、SP(スタートパルス)、Vdd(+2V電源)、VddH(+8V電源)
、Vss(−8V電源)がある。
Reference numeral 102 denotes a scanning line driving circuit (left), and reference numeral 103 denotes a scanning line driving circuit (right). 102 and 103 have the same structure, and the input signals are also the same. This is because the scanning line is driven simultaneously from both the left and right sides to eliminate the rounding of the scanning signal and to cope with the case where the scanning line driving circuit on one side stops operating. The scanning line driver circuit 102 includes a shift register 102-1, a level shifter 102-2, and a buffer 102-3. The scanning line driver circuit 103 includes a shift register 103-1, a level shifter 103-2, and a buffer 103-3. have. Signals input to the scanning line driving circuit (left) 102 and the scanning line driving circuit (right) 103 are CLK (clock), SP (start pulse), Vdd (+2 V power supply), VddH (+8 V power supply).
, Vss (−8V power supply).

データ線駆動回路からのタイミング信号に基づいて、ビデオ入力信号線からのビデオ信号が画素に印加されるようになっている。本実施例では、ビデオ入力信号線は、RGB各4本づつから構成されている。これは、本実施例では、シリアルなビデオデータを外部の分割回路で4分割し、4つのパラレルな画像データに変換しているためである。なお、本実施例では、ビデオデータの4分割を行っているが、ビデオデータの分割数はこれに限定されるわけではない。例えば、シリアルなビデオデータをn分割(nは2以上の自然数)する場合には、ビデオ入力信号線は、RGB各n本(合計3n本)となる。   Based on a timing signal from the data line driving circuit, a video signal from the video input signal line is applied to the pixel. In this embodiment, the video input signal line is composed of four RGB lines. This is because in this embodiment, serial video data is divided into four by an external dividing circuit and converted into four parallel image data. In this embodiment, the video data is divided into four, but the number of divisions of the video data is not limited to this. For example, when serial video data is divided into n (n is a natural number of 2 or more), there are n video input signal lines for each of RGB (3n in total).

なお、本実施例では、ビデオデータの分割を外部に設けた分割回路によって行っているが、アクティブマトリクス回路100、データ線駆動回路101、走査線駆動回路(左)102、走査線駆動回路(右)103などと同一基板上に形成されるようにしてもよい。   In this embodiment, video data is divided by an external dividing circuit. However, the active matrix circuit 100, the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit (left) 102, and the scanning line driving circuit (right). ) 103 or the like may be formed on the same substrate.

次に、図2を参照する。図2には、本実施例のデータ線駆動回路101の回路図が示されている。図2に示されるように、シフトレジスタ101−1は、その構成要素であるSR1、SR2、・・・、SR160を有しており、各構成要素は、インバータ101−1−2、クロックドインバータ101−1−3を有している。101−1−1は、スタートパルスをバッファするインバータである。   Reference is now made to FIG. FIG. 2 shows a circuit diagram of the data line driving circuit 101 of this embodiment. As shown in FIG. 2, the shift register 101-1 has SR1, SR2,..., SR160 as its constituent elements, and each constituent element includes an inverter 101-1-2, a clocked inverter. 101-1-3. 101-1-1 is an inverter that buffers the start pulse.

シフトレジスタ101−1の各構成要素SR1、SR2、・・・、SR160から供給されるタイミング信号は、NAND回路(NAND1、NAND2、・・・、NAND160)を通り、レベルシフタ101−2に供給される。シフトレジスタ101−1およびNAND回路に入出力されるタイミング信号は10Vであるが、レベルシフタ101−2によって16Vに引き上げられる。   Timing signals supplied from the components SR1, SR2,..., SR160 of the shift register 101-1 pass through the NAND circuit (NAND1, NAND2,..., NAND160) and are supplied to the level shifter 101-2. . The timing signal input / output to / from the shift register 101-1 and the NAND circuit is 10V, but is raised to 16V by the level shifter 101-2.

レベルシフタ101−2によって電圧レベルが16Vに引き上げられたタイミング信号は、バッファ101−3によってバッファされ、アナログスイッチ101−5を動作させる。アナログスイッチ101−5は、バッファ101−5からのタイミング信号により動作し、ビデオ入力信号線104(図示せず)からのビデオ信号を各画素の画素TFTに供給する。本実施例では、NAND回路から供給されるタイミング信号によってRGB各4本のデータ線に同時にビデオ信号を供給する(駆動する)。これは、外部の分割回路によってシリアルなビデオデータが、パラレルな4つのビデオデータに分割されるからである。図2において、R1〜R4、G1〜G4、B1〜B4とは、RGB各色に対応するデータ線の番号を指す。本実施例では、RGB各640本のデータ線があることは上述した内容から理解される。   The timing signal whose voltage level is raised to 16V by the level shifter 101-2 is buffered by the buffer 101-3, and the analog switch 101-5 is operated. The analog switch 101-5 operates according to the timing signal from the buffer 101-5, and supplies the video signal from the video input signal line 104 (not shown) to the pixel TFT of each pixel. In this embodiment, video signals are simultaneously supplied (driven) to the four data lines of RGB in accordance with the timing signal supplied from the NAND circuit. This is because serial video data is divided into four parallel video data by an external dividing circuit. In FIG. 2, R1 to R4, G1 to G4, and B1 to B4 indicate data line numbers corresponding to RGB colors. In the present embodiment, it can be understood from the above description that there are 640 data lines for each of RGB.

なお、ビデオデータが、上述したようにn分割される場合は、NAND回路から供給されるタイミング信号によってRGB各n本のデータ線に同時にビデオ信号が供給されることになる。   When the video data is divided into n as described above, the video signals are simultaneously supplied to the n RGB data lines by the timing signal supplied from the NAND circuit.

走査線駆動回路の回路構成については、特に説明しないが、アナログスイッチを有しない点や駆動周波数が低い点など以外は、回路構成についてデータ線駆動回路と差はない。   The circuit configuration of the scan line driver circuit is not particularly described, but there is no difference in circuit configuration from the data line driver circuit except that it does not have an analog switch and the drive frequency is low.

次に、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置の作成方法の一実施例を説明する。なお、これより説明する作製方法は、本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置を実現する一つの手段に過ぎず、他の作製方法によっても本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置が実現される。   Next, an embodiment of a method for producing an active matrix type liquid crystal display device of this embodiment will be described. Note that the manufacturing method described below is only one means for realizing the active matrix liquid crystal display device of the present invention, and the active matrix liquid crystal display device of the present invention can be realized by other manufacturing methods.

図3を参照する。まず、12.5cm角のガラス基板301(例えばコーニング1737ガラス基板)を用意する。そしてこのガラス基板301上に、TEOSを原料としたプラズマCVD法により、酸化珪素膜302を200nmの厚さに形成する。勿論この厚さは、必要とする厚さとすればよい。この酸化珪素膜302は、ガラス基板側から不純物が半導体膜に拡散したりするのを防止する下地膜として機能する。   Please refer to FIG. First, a 12.5 cm square glass substrate 301 (for example, Corning 1737 glass substrate) is prepared. Then, a silicon oxide film 302 is formed to a thickness of 200 nm on the glass substrate 301 by plasma CVD using TEOS as a raw material. Of course, this thickness may be a required thickness. The silicon oxide film 302 functions as a base film that prevents impurities from diffusing into the semiconductor film from the glass substrate side.

次にプラズマCVD法によって、非晶質珪素膜303(アモルファスシリコン膜)の成膜を行う(図3(A))。ここでは、プラズマCVD法を用いるが、減圧熱CVD法を用いるのでもよい。なお、非晶質珪素膜303の厚さは、550Åとする。勿論この厚さは、必要とする厚さとすればよい。次にUV光を非晶質珪素膜303の表面に照射することにより薄い酸化膜を形成する(図示せず)。   Next, an amorphous silicon film 303 (amorphous silicon film) is formed by plasma CVD (FIG. 3A). Here, a plasma CVD method is used, but a low pressure thermal CVD method may be used. Note that the thickness of the amorphous silicon film 303 is 550 mm. Of course, this thickness may be a required thickness. Next, a thin oxide film is formed by irradiating the surface of the amorphous silicon film 303 with UV light (not shown).

次に、液相Ni酢酸塩304をスピンコート法により非晶質珪素膜303の表面に塗布する。前記酸化膜はNi(ニッケル)酢酸塩304が膜表面に均質に塗布されるために付けられている。Ni元素は、非晶質珪素膜が結晶化する際に結晶化を助長する触媒元素として機能する(図3(B))。   Next, liquid phase Ni acetate 304 is applied to the surface of amorphous silicon film 303 by spin coating. The oxide film is attached so that Ni (nickel) acetate 304 is uniformly applied to the film surface. The Ni element functions as a catalyst element that promotes crystallization when the amorphous silicon film is crystallized (FIG. 3B).

次に窒素雰囲気中において、450℃〜500℃(本実施例では500℃)の温度で1時間保持することにより、非晶質珪素膜中の水素を離脱させる。これは、非晶質珪素膜中に不対結合手を意図的に形成することにより、後の結晶化に際してのしきい値エネルギーを下げるためである。そして窒素雰囲気中において、550℃〜600℃(本実施例では550℃)、4〜8時間(本実施例では4時間)の加熱処理を施すことにより、非晶質珪素膜を結晶化させる。この結晶化の際の温度を550℃とすることができたのは、ニッケル元素の作用によるものである。上記加熱処理中、Ni元素は珪素膜中を移動しながら、該珪素膜の結晶化を促進する。こうして、600度以下の温度で、ガラス基板上に多結晶珪素膜405を得ることができる(図3(C))。さらに、結晶性を上げるためにレーザーで多結晶珪素膜をアニールする。   Next, in the nitrogen atmosphere, the hydrogen in the amorphous silicon film is released by holding at 450 ° C. to 500 ° C. (500 ° C. in this embodiment) for 1 hour. This is because the threshold energy for subsequent crystallization is lowered by intentionally forming a dangling bond in the amorphous silicon film. Then, the amorphous silicon film is crystallized by performing a heat treatment at 550 ° C. to 600 ° C. (550 ° C. in this embodiment) and 4 to 8 hours (4 hours in this embodiment) in a nitrogen atmosphere. The reason why the temperature at the time of crystallization can be set to 550 ° C. is due to the action of nickel element. During the heat treatment, Ni element promotes crystallization of the silicon film while moving in the silicon film. Thus, a polycrystalline silicon film 405 can be obtained over the glass substrate at a temperature of 600 ° C. or lower (FIG. 3C). Further, the polycrystalline silicon film is annealed with a laser in order to improve crystallinity.

また、上記の結晶化あるいは/および結晶性を上げることに、RTAを用いてもよい。RTAは、RAPID THERMAL ANNEALING の略語である。RTAでは、ハロゲンランプに代表される赤外光を主に発する強光を光源とし、基板表面につけられた膜のみを短時間で加熱することを可能とする。なお、RTAに関しては、詳しくは、実施例3で述べる。   Further, RTA may be used for increasing the crystallization and / or crystallinity. RTA is an abbreviation for RAPID THERMAL ANNEALING. In RTA, strong light mainly emitting infrared light typified by a halogen lamp is used as a light source, and only the film attached to the substrate surface can be heated in a short time. Details of RTA will be described in Example 3.

上記方法では、ニッケルを非晶質珪素膜上の全面に塗布したが、マスク等を用いて、ニッケルを非晶質珪素膜上に選択的に添加し、結晶成長させてもよい。この場合、結晶は主に横方向に成長してゆく。   In the above method, nickel is applied to the entire surface of the amorphous silicon film. However, using a mask or the like, nickel may be selectively added to the amorphous silicon film to grow crystals. In this case, the crystal grows mainly in the lateral direction.

また、触媒元素には、Ni、Fe、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt 、Cu、Auから選ばれた一種または複数種のものが用いられてもよい。   Moreover, the catalyst element may be one or more selected from Ni, Fe, Co, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, and Au.

また、触媒元素には、Ge、Pb、In、Snから選ばれた一種または複数種のものが用いられてもよい。   Moreover, the catalyst element may be one or more selected from Ge, Pb, In, and Sn.

次に、膜中のニッケルを除去する工程を行う。まず、酸化膜でなるマスク306〜307を100nm〜130nm(本実施例では130nm)の厚さで形成する。本マスクはリン(P)のドーピングを選択的に行うために配置される。この状態でリンのドーピングを行う。すると、多結晶珪素膜305の上記マスク306〜308で覆われていない部分309〜312のみにリンがドーピングされる(これらの領域をリン添加領域とする)(図3(D))。このとき、ドーピングの加速電圧と、酸化膜で成るマスクの厚さを最適化し、リンがマスク306〜308を実質的に突き抜けないようにする。上記マスク306〜308は必ずしも酸化膜でなくてよいが、酸化膜は活性層に直接触れても汚染の原因にならないので都合がよい。   Next, a step of removing nickel in the film is performed. First, masks 306 to 307 made of oxide films are formed to a thickness of 100 nm to 130 nm (in this embodiment, 130 nm). This mask is arranged to selectively dope phosphorus (P). In this state, phosphorus is doped. Then, only portions 309 to 312 that are not covered with the masks 306 to 308 of the polycrystalline silicon film 305 are doped with phosphorus (these regions are defined as phosphorus-added regions) (FIG. 3D). At this time, the acceleration voltage of doping and the thickness of the mask made of an oxide film are optimized so that phosphorus does not substantially penetrate the masks 306 to 308. The masks 306 to 308 are not necessarily oxide films, but the oxide films are convenient because they do not cause contamination even if they directly touch the active layer.

リンのドーズ量は、1×1014から1×1015ions/cm2 程度がよかった。
本実施例では、5×1014ions/cm2 のドーズをイオンドーピング装置を用いた。
The dose amount of phosphorus is preferably about 1 × 10 14 to 1 × 10 15 ions / cm 2 .
In this example, an ion doping apparatus with a dose of 5 × 10 14 ions / cm 2 was used.

なお、イオンドープの際の加速電圧は10kVとした。10KVの加速電圧であれば、リンは100nmの酸化膜マスクをほとんど全く通過することができない。   The acceleration voltage during ion doping was 10 kV. With an acceleration voltage of 10 KV, phosphorus can hardly pass through the 100 nm oxide mask.

その後、600℃の窒素雰囲気にて1〜12時間(本実施例では12時間)熱アニールし、ニッケル元素のゲッタリングを行った(図4(A))。こうすることによって、ニッケルがリンに吸い寄せられて、リンの添加領域309〜312からニッケルが実質的になくなってしまう。つまりリンがゲッタリング用の元素として働く。600度の温度のもとでは、リン原子は膜中をほとんど動かないが、ニッケル原子は数100μm程度またはそれ以上の距離を移動することができる。このことからリンがニッケルのゲッタリングに最も適した元素の1つであることが理解できる。   After that, thermal annealing was performed in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. for 1 to 12 hours (12 hours in this example), and gettering of nickel element was performed (FIG. 4A). By doing so, nickel is attracted to phosphorus, and nickel is substantially eliminated from the added region 309-312 of phosphorus. In other words, phosphorus acts as an element for gettering. Under a temperature of 600 ° C., phosphorus atoms hardly move in the film, but nickel atoms can move a distance of about several hundred μm or more. From this, it can be understood that phosphorus is one of the most suitable elements for gettering nickel.

次に、上記多結晶珪素膜305をパターニングする。このとき、リンの添加領域309〜312すなわちニッケルがゲッタリングされた領域が残らないようにする。このようにして、ニッケル元素をほとんど含まない多結晶珪素膜313〜315が得られた(図4(B))。得られた多結晶珪素膜313〜315が後にTFTの活性層となる。   Next, the polycrystalline silicon film 305 is patterned. At this time, phosphorus addition regions 309 to 312, that is, a region where nickel is gettered does not remain. In this way, polycrystalline silicon films 313 to 315 containing almost no nickel element were obtained (FIG. 4B). The obtained polycrystalline silicon films 313 to 315 later become the active layers of the TFT.

なお、ゲッタリング用の元素には、P、N、As、Sb、Biから選ばれた一種または複数種のものが用いられてもよい。   As the gettering element, one or more elements selected from P, N, As, Sb, and Bi may be used.

次に、ゲイト絶縁膜316を形成する。本実施例では、ゲイト絶縁膜316としてプラズマCVD法により、酸化珪素膜(SiO2 )を150nmに形成した(図4(C))。 Next, a gate insulating film 316 is formed. In this example, a silicon oxide film (SiO 2 ) was formed to 150 nm as the gate insulating film 316 by plasma CVD (FIG. 4C).

次に、図示しないアルミニウムを主成分とする金属膜を形成する。本実施例では2wt%のスカンジウムを含有したアルミニウム膜を用いる(図4(D))。   Next, a metal film whose main component is aluminum (not shown) is formed. In this embodiment, an aluminum film containing 2 wt% scandium is used (FIG. 4D).

次に、陽極酸化法により、前記金属膜の露呈した表面に陽極酸化膜318を形成する。317は前記金属膜のうち陽極酸化されなかった部分である(図4(D))。   Next, an anodized film 318 is formed on the exposed surface of the metal film by anodizing. Reference numeral 317 denotes a portion of the metal film that has not been anodized (FIG. 4D).

次に、陽極酸化膜の上部にレジスト319〜323を形成する。そして、陽極酸化膜318および金属膜317をパターンニングし、ゲイト電極の原形を作製する。次に、公知の陽極酸化技術により多孔性の陽極酸化膜324〜332を形成する(図5(A))。   Next, resists 319 to 323 are formed on the anodic oxide film. Then, the anodic oxide film 318 and the metal film 317 are patterned to produce an original gate electrode. Next, porous anodic oxide films 324 to 332 are formed by a known anodic oxidation technique (FIG. 5A).

さらに、公知の陽極酸化技術により、無孔性の陽極酸化膜334〜338、およびゲイト電極339〜343を形成する(図5(B))。   Further, non-porous anodic oxide films 334 to 338 and gate electrodes 339 to 343 are formed by a known anodic oxidation technique (FIG. 5B).

次にゲイト電極339〜343、多孔性の陽極酸化膜324〜332をマスクとしてゲイト絶縁膜316をエッチングする。そして、多孔性の陽極酸化膜324〜332を除去して図5(C)の状態を得る。なお、図5(C)において344〜348で示されるのは加工後のゲイト絶縁膜である。   Next, the gate insulating film 316 is etched using the gate electrodes 339 to 343 and the porous anodic oxide films 324 to 332 as masks. Then, the porous anodic oxide films 324 to 332 are removed to obtain the state of FIG. In FIG. 5C, reference numerals 344 to 348 denote processed gate insulating films.

次に、一導電性を付与する不純物元素の添加工程を行う。不純物元素としてはNチャネル型ならばP(リン)またはAs(砒素)、P型ならばB(ボロン)またはGa(ガリウム)を用いれば良い。   Next, an impurity element adding step for imparting one conductivity is performed. As the impurity element, P (phosphorus) or As (arsenic) may be used for the N channel type, and B (boron) or Ga (gallium) may be used for the P type.

本実施例では、Nチャネル型およびPチャネル型のTFTを形成するための不純物添加をそれぞれ2回の工程に分けて行う。   In this embodiment, the impurity addition for forming the N-channel and P-channel TFTs is performed in two steps.

最初に、Nチャネル型のTFTを形成するための不純物添加を行う。まず、1回目の不純物添加(本実施例ではP(リン)を用いる)を高加速電圧90keV程度で行い、 n- 領域を形成する。このn- 領域は、Pイオン濃度が1×1018atoms/cm3 〜1×1019atoms/cm3 となるように調節する。 First, an impurity is added to form an N-channel TFT. First, the first impurity addition (P (phosphorus) is used in this embodiment) is performed at a high acceleration voltage of about 90 keV to form an n region. The n region is adjusted so that the P ion concentration is 1 × 10 18 atoms / cm 3 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 .

さらに、2回目の不純物添加を低加速電圧10ke V程度で行い、n+ 領域を形成する。この時は、 加速電圧が低いので、ゲイト絶縁膜がマスクとして機能する。また、このn+ 領域は、シート抵抗が500Ω以下(好ましくは300Ω以下)となるように調節する。 Further, a second impurity addition is performed at a low acceleration voltage of about 10 keV to form an n + region. At this time, since the acceleration voltage is low, the gate insulating film functions as a mask. The n + region is adjusted so that the sheet resistance is 500Ω or less (preferably 300Ω or less).

次に、Nチャネル型TFTを覆ってレジストマスク(図示せず)を設け、P型を付与する不純物イオン(本実施例ではボロンを用いる)の添加を行う。   Next, a resist mask (not shown) is provided so as to cover the N-channel TFT, and impurity ions imparting P-type (boron is used in this embodiment) are added.

この工程も前述の不純物添加工程と同様に2回に分けて行うが、Nチャネル型をPチャネル型に反転させる必要があるため、前述のPイオンの添加濃度の数倍程度の濃度のB(ボロン)イオンを添加する。   This step is also performed in two steps, similar to the impurity addition step described above. However, since it is necessary to invert the N channel type to the P channel type, the concentration of B ( Boron) ions are added.

このようにして、Nチャネル型TFTおよびPチャネル型TFTの活性層が形成される(図5(D))。なお、349〜353はそれぞれ、チャネル形成領域となる。   In this way, active layers of N-channel TFTs and P-channel TFTs are formed (FIG. 5D). Note that 349 to 353 each serve as a channel formation region.

以上の様にして活性層が完成したら、ファーネスアニール、レーザーアニール、ランプアニール等の組み合わせによって不純物イオンの活性化を行う。それと同時に添加工程で受けた活性層の損傷も修復される。   When the active layer is completed as described above, impurity ions are activated by a combination of furnace annealing, laser annealing, lamp annealing and the like. At the same time, the damage of the active layer received in the addition process is also repaired.

次に、層間絶縁膜354として窒化珪素膜(250Å)と酸化珪素膜(9000Å)との積層膜を形成し、コンタクトホールを形成した後、ソース電極355〜357、およびドレイン電極358ならびに359を、Ti/Al/Tiの3層構造の金属膜によって形成して図6(A)に示す状態を得る。なお、層間絶縁膜354として有機性樹脂膜を用いることもできる。   Next, after forming a laminated film of a silicon nitride film (250 と) and a silicon oxide film (9000Å) as an interlayer insulating film 354 and forming contact holes, the source electrodes 355 to 357 and the drain electrodes 358 and 359 are formed. A state shown in FIG. 6A is obtained by forming a metal film having a three-layer structure of Ti / Al / Ti. Note that an organic resin film can also be used as the interlayer insulating film 354.

次に、有機性樹脂膜からなる第1の層間絶縁膜360を0.5〜3μmの厚さに形成する。本実施例では、第1の層間絶縁膜には、ポリイミドを用いた。有機性樹脂膜としては、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド等が用いられる。
有機性樹脂膜の利点は、成膜方法が簡単である点、容易に膜厚を厚くできる点、比誘電率が低いので寄生容量を低減できる点、平坦性に優れている点などが挙げられる。なお、上述した以外の有機性樹脂膜を用いることもできる。
Next, a first interlayer insulating film 360 made of an organic resin film is formed to a thickness of 0.5 to 3 μm. In this embodiment, polyimide is used for the first interlayer insulating film. As the organic resin film, polyimide, acrylic, polyimide amide, or the like is used.
Advantages of the organic resin film include that the film formation method is simple, the film thickness can be easily increased, the parasitic capacitance can be reduced because the relative dielectric constant is low, and the flatness is excellent. . An organic resin film other than those described above can also be used.

次に、第1の層間絶縁膜360上に遮光性を有する膜でなるブラックマスク361を200nmの厚さに形成する。なお、本実施例では、ブラックマスク361としてチタン膜を用いるが、黒色顔料を含む樹脂膜等を用いることもできる。   Next, a black mask 361 made of a light-shielding film is formed on the first interlayer insulating film 360 to a thickness of 200 nm. In this embodiment, a titanium film is used as the black mask 361, but a resin film containing a black pigment can also be used.

なお。ブラックマスク361にチタン膜を用いる場合には、 駆動回路や他の周辺回路部の配線の一部をチタンによって形成することができる。このチタンの配線は、ブラックマスク361の形成時に、同時に形成され得る。   Note that. In the case where a titanium film is used for the black mask 361, part of the wiring of the driver circuit and other peripheral circuit portions can be formed using titanium. The titanium wiring can be formed at the same time as the black mask 361 is formed.

ブラックマスク361を形成したら、第2の層間絶縁膜362としてポリイミド膜を形成する。なお、ポリイミドや他の有機性樹脂膜の代わりに、酸化珪素膜、窒化珪素膜いずれかまたはそれらの積層膜を0.1μm〜0.3μmの厚さに形成する。そして第1の層間絶縁膜360および第2の層間絶縁膜362にコンタクトホールを形成し、画素電極363を120nmの厚さに形成する。なお、本実施例は透過型のアクティブマトリクス液晶表示装置の例であるため画素電極363を構成する導電膜としてITO等の透明導電膜を用いた(図6(B))。   After the black mask 361 is formed, a polyimide film is formed as the second interlayer insulating film 362. Note that a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof is formed to a thickness of 0.1 μm to 0.3 μm instead of polyimide or another organic resin film. Then, contact holes are formed in the first interlayer insulating film 360 and the second interlayer insulating film 362, and the pixel electrode 363 is formed to a thickness of 120 nm. Note that since this embodiment is an example of a transmissive active matrix liquid crystal display device, a transparent conductive film such as ITO was used as a conductive film forming the pixel electrode 363 (FIG. 6B).

次に、基板全体を350℃の水素雰囲気で1〜2時間加熱し、素子全体の水素化を行うことで膜中(特に活性層中)のダングリングボンド(不対結合手)を補償する。以上の工程を経て同一基板上にNチャネル型TFTとPチャネル型TFTとから成るCMOS回路および画素TFTを作製することができる。このようにして、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置のアクティブマトリクス基板が作製される。なお、図示されるように、本実施例では、画素TFTはトリプルゲイト電極構造を有している。こうすることによって、画素TFTのOFF電流を小さくすることができる。   Next, the entire substrate is heated in a hydrogen atmosphere at 350 ° C. for 1 to 2 hours, and the entire device is hydrogenated to compensate for dangling bonds (unpaired bonds) in the film (particularly in the active layer). Through the above steps, a CMOS circuit and a pixel TFT including an N-channel TFT and a P-channel TFT can be manufactured on the same substrate. Thus, the active matrix substrate of the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment is manufactured. As illustrated, in this embodiment, the pixel TFT has a triple gate electrode structure. By doing so, the OFF current of the pixel TFT can be reduced.

次に、上記の工程によって作製されたアクティブマトリクス基板をもとに、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工程を説明する。   Next, a process of manufacturing an active matrix liquid crystal display device based on the active matrix substrate manufactured by the above process will be described.

図6(B)の状態のアクティブマトリクス基板に配向膜364を形成する。本実施例では、配向膜364には、ポリイミドを用いた。次に、対向基板を用意する。対向基板は、ガラス基板365、透明導電膜366、配向膜364とで構成される。   An alignment film 364 is formed over the active matrix substrate in the state of FIG. In this embodiment, polyimide is used for the alignment film 364. Next, a counter substrate is prepared. The counter substrate includes a glass substrate 365, a transparent conductive film 366, and an alignment film 364.

なお、本実施例では、配向膜には、液晶分子が基板に対して平行に配向するようなポリイミド膜を用いた。なお、配向膜形成後、ラビング処理を施すことにより、液晶分子がある一定のプレチルト角を持って平行配向するようにした。   In this embodiment, a polyimide film in which liquid crystal molecules are aligned in parallel to the substrate is used for the alignment film. Note that after the alignment film is formed, a rubbing process is performed so that the liquid crystal molecules are aligned in parallel with a certain pretilt angle.

次に、 上記の工程を経たアクティブマトリクス基板と対向基板とを公知のセル組み工程によって、シール材やスペーサ(共に図示せず)などを介して貼り合わせる。その後、両基板の間に液晶366を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。よって、図6(C)に示すような透過型のアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。   Next, the active matrix substrate and the counter substrate that have undergone the above-described steps are bonded to each other through a sealing material, a spacer (both not shown), and the like by a known cell assembling step. Thereafter, liquid crystal 366 is injected between both the substrates and completely sealed with a sealant (not shown). Thus, a transmissive active matrix liquid crystal display device as shown in FIG. 6C is completed.

なお本実施例では、液晶パネルがTN(ツイストネマチック)モードによって表示を行うようにした。そのため、1対の偏光板(図示せず)がクロスニコル(1対の偏光板が、それぞれの偏光軸を直交させるような状態)で、アクティブマトリクス型液晶表示装置を挟持するように配置された。   In this embodiment, the liquid crystal panel performs display in the TN (twisted nematic) mode. Therefore, a pair of polarizing plates (not shown) are arranged so as to sandwich the active matrix liquid crystal display device in a crossed Nicol state (a pair of polarizing plates in which the polarization axes are orthogonal to each other). .

図7に本実施の作製方法によって作製されたTFTのSEM写真を示す。   FIG. 7 shows an SEM photograph of a TFT manufactured by this manufacturing method.

次に、本実施例の作製方法によって作製されたTFTの特性を示す。図8を参照する。図8には、本実施例の作製方法によって作製されたTFTのId−Vg曲線(ドレイン電流−ゲイト電圧曲線)が示されている。801はNチャネル型TFTの特性を示す曲線であり、802はPチャネル型TFTの特性を示す曲線である。   Next, characteristics of the TFT manufactured by the manufacturing method of this example are shown. Please refer to FIG. FIG. 8 shows an Id-Vg curve (drain current-gate voltage curve) of a TFT manufactured by the manufacturing method of this example. Reference numeral 801 denotes a curve indicating the characteristics of the N-channel TFT, and reference numeral 802 denotes a curve indicating the characteristics of the P-channel TFT.

Nチャネル型TFTおよびPチャネル型TFTいずれのTFTも、しきい値の小さな特性を示している。なお、以下の表1には、Nチャネル型TFTおよびPチャネル型TFTそれぞれの特性が示されている。   Both the N-channel TFT and the P-channel TFT exhibit characteristics with a small threshold value. Table 1 below shows the characteristics of the N-channel TFT and the P-channel TFT.

Figure 0005106564
Figure 0005106564

なお、表1において、IonはON電流、IoffはOFF電流、Vthはしきい値電圧、SはS値、μは移動度、L/Wはチャネル長/チャネル幅、LDDは低濃度不純物領域(n- あるいはp- 領域)、GIはゲイト絶縁膜の厚さを示す。 In Table 1, Ion is ON current, Ioff is OFF current, Vth is threshold voltage, S is S value, μ is mobility, L / W is channel length / channel width, and LDD is low concentration impurity region ( n or p region), GI represents the thickness of the gate insulating film.

次に、図9および図10を参照する。図9および図10には、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置を本実施例の作製方法で作製した時のシフトレジスタ101−1の動作周波数特性が示されている。図9には、シフトレジスタ101−1を構成するPチャネル型TFTおよびNチャネル型TFTのチャネル長が4μmの場合が、図10には、1.5μmの場合が示されている。   Reference is now made to FIGS. 9 and 10 show the operating frequency characteristics of the shift register 101-1 when the active matrix liquid crystal display device of this embodiment is manufactured by the manufacturing method of this embodiment. FIG. 9 shows the case where the channel length of the P-channel TFT and N-channel TFT constituting the shift register 101-1 is 4 μm, and FIG. 10 shows the case where the channel length is 1.5 μm.

図9においては、印加電圧が3Vの時には最大約0.5MHz、4Vの時には最大約2MHz、5Vの時には最大約5MHz、6Vの時には最大約9MHz、7Vの時には最大約11MHz、8Vの時には最大約13MHz、9Vの時には最大約16MHzで動作することが示されている。   In FIG. 9, when the applied voltage is 3 V, the maximum is about 0.5 MHz, when the voltage is 4 V, the maximum is about 2 MHz, when the voltage is 5 V, the maximum is about 5 MHz, when the voltage is 6 V, the maximum is about 9 MHz, when the voltage is 7 V, the maximum is about 11 MHz. It is shown that it operates at a maximum of about 16 MHz at 13 MHz and 9 V.

図10においては、印加電圧が4Vの時には最大約20数MHz、5Vの時には最大約40数MHz、6Vの時には最大約60数MHz、7Vの時には最大約70数MHz、8Vの時には最大約80数MHz、8.5Vの時には最大約100MHz近くで動作することが示されている。よって、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、本実施例の作製方法によると、高速駆動が実現されてることがわかる。   In FIG. 10, when the applied voltage is 4V, the maximum is about 20 MHz, when it is 5V, the maximum is about 40 MHz, when it is 6V, the maximum is about 60 MHz, when it is 7V, the maximum is about 70 MHz, and when it is 8V, the maximum is about 80. It is shown that it operates at a maximum of about 100 MHz at a frequency of several MHz and 8.5V. Therefore, it can be seen that the active matrix liquid crystal display device of this example realizes high-speed driving according to the manufacturing method of this example.

次に、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置のデータ線駆動回路101のパターン写真図を図11に示す。シフトレジスタ101−1,NAND回路、レベルシフタ101−2、バッファ101−3が形成されていることが理解される。   Next, FIG. 11 shows a pattern photograph of the data line driving circuit 101 of the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment. It is understood that the shift register 101-1, NAND circuit, level shifter 101-2, and buffer 101-3 are formed.

また、図12に本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示例が示されている。4.5インチという小型なアクティブマトリクス型液晶表示装置であるにもかかわらず、VGAという高解像度が達成されている。   FIG. 12 shows a display example of the active matrix liquid crystal display device of this embodiment. Despite being a small active matrix liquid crystal display device of 4.5 inches, a high resolution of VGA has been achieved.

なお、本実施例の製造方法によるアクティブマトリクス型液晶表示装置の消費電力は、39.9mWであり、従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の約半分(アモルファスシリコンのアクティブマトリクス型液晶表示装置の約6分の1)の消費電力が達成されている。   The power consumption of the active matrix type liquid crystal display device according to the manufacturing method of this embodiment is 39.9 mW, which is about half of the conventional active matrix type liquid crystal display device (about 6% of the active matrix type liquid crystal display device made of amorphous silicon). 1) power consumption is achieved.

よって、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、小型でありながら、高精細・高解像度・高画質を実現し、かつ消費電力を従来と比較して、かなり小さくすることができる。   Therefore, the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment can achieve high definition, high resolution, and high image quality while being small in size, and can significantly reduce power consumption as compared with the prior art.

本実施例では、実施例1の作製方法において、図3(D)の工程において、マスクを取り除き、活性層膜中のリンの活性化を行うためにレーザー照射を行った。   In this example, in the manufacturing method of Example 1, in the step of FIG. 3D, the mask was removed, and laser irradiation was performed to activate phosphorus in the active layer film.

レーザー照射には大出力の得られるエキシマレーザーを使用した。エキシマレーザーには線状に加工されたビームをもつものを使い、加工速度をあげた。具体的には、0.5 mm幅、12cm長のレーザービームをKrF エキシマレーザーと所定のレンズ群で形成し、線状ビームの幅方向にそのビームを基板に対して相対的に走査させることにより、基板全面にレーザー照射を行った。   An excimer laser with high output was used for laser irradiation. An excimer laser with a linearly processed beam was used to increase the processing speed. Specifically, a laser beam having a width of 0.5 mm and a length of 12 cm is formed by a KrF excimer laser and a predetermined lens group, and the beam is scanned relative to the substrate in the width direction of the linear beam. Laser irradiation was performed on the entire surface.

その他の種類のエキシマレーザー、例えば、XeClエキシマレーザーを用いても効果は同様であった。また、線状に加工されていないレーザービームを使用しても効果は同様であった。このようにして活性化されたリンのシート抵抗は2KΩ/□程度であった。   The effect was similar when other types of excimer lasers, for example, XeCl excimer lasers were used. The effect was the same even when a laser beam not processed into a linear shape was used. The sheet resistance of phosphorus activated in this way was about 2 KΩ / □.

その後の工程は、実施例1と同様である。   Subsequent steps are the same as those in the first embodiment.

本実施例の作製方法によれば、リンが活性化しているので、その電気的な力でニッケルなどの触媒元素のゲッタリング能力が改善され高くなっている。そして、一方で、ニッケルは、リンを活性化させる際のエネルギーを受けてニッケルシリサイドとして膜中に拡散するので、ニッケルはよりゲッタリングされやすい状態となっている。   According to the manufacturing method of this example, since phosphorus is activated, the gettering ability of a catalytic element such as nickel is improved and enhanced by the electrical force. On the other hand, nickel receives energy at the time of activating phosphorus and diffuses as nickel silicide in the film, so that nickel is more easily gettered.

実施例2で示したゲッタリングの能力を改善するレーザー照射の工程を、RTAで置き換えたものを本実施例で示す。   In this embodiment, the laser irradiation process for improving the gettering ability shown in Embodiment 2 is replaced with RTA.

RTAは、RAPID THERMAL ANNEALING の略語である。RTAでは、ハロゲンランプに代表される赤外光を主に発する強光を光源とし、基板表面につけられた膜のみを短時間で加熱することを可能とする。   RTA is an abbreviation for RAPID THERMAL ANNEALING. In RTA, strong light mainly emitting infrared light typified by a halogen lamp is used as a light source, and only the film attached to the substrate surface can be heated in a short time.

しかしながら、レーザーほどその加熱時間を短くすることができない、波長領域が主に赤外領域である(エキシマレーザー光は紫外光である)等の原因で、基板もやや加熱される。   However, the heating time can not be shortened as much as that of a laser, and the substrate is also slightly heated due to the reason that the wavelength region is mainly in the infrared region (excimer laser light is ultraviolet light).

よって、レーザーと比較すると高いエネルギーを膜に与えることは難しいが、エネルギーはレーザーよりも安定しているので、より均質なアニールができる。
また、RTAは本実施例で必要とするエネルギーを充分、活性層に与える能力を持っている。
Therefore, it is difficult to give high energy to the film as compared with the laser, but since the energy is more stable than the laser, more uniform annealing can be performed.
Further, RTA has the ability to give the active layer sufficient energy required in this embodiment.

本実施例で使用するRTAはハロゲンランプを有したものである。本実施例で使用するRTAは線状に加工されたビーム状の光線を有しており、加工効率を上げている。加工法法は線状レーザーを使用する方法とほぼ同様である。しかしながら、レーザーと違い加工時間がややかかるので基板が急激な温度変化に耐えられず割れることがある。よって、処理前に基板温度を上げておく必要がある。   The RTA used in this example has a halogen lamp. The RTA used in this embodiment has a beam-shaped light beam processed into a linear shape, and increases the processing efficiency. The processing method is almost the same as the method using a linear laser. However, unlike a laser, the processing time is somewhat longer, so the substrate may not withstand a rapid temperature change and may crack. Therefore, it is necessary to raise the substrate temperature before processing.

本実施例では、基板の温度をあらかじめ350度にまで加熱しておき、それからハロゲンランプをレーザーと同様な方法で、基板に対し走査させながら照射した。   In this example, the temperature of the substrate was previously heated to 350 ° C., and then the substrate was irradiated with a halogen lamp while scanning the substrate in the same manner as the laser.

ハロゲンランプはアークランプに置き換えても効果は同様であった。また、RTAの光線は必ずしも線状に加工される必要はない。実施例1で示した作成法でレーザー照射の工程のみをRTA工程に置き換え、得た膜のシート抵抗は5kΩ/□であった。後は、実施例1と同様の手順で工程を踏めばよい。本実施例で示した方法で作成されたは実施例1で得たものとほぼ同等の特性を備えていた。   The effect was the same even when the halogen lamp was replaced with an arc lamp. Further, the RTA beam does not necessarily have to be processed into a linear shape. In the production method shown in Example 1, only the laser irradiation step was replaced with the RTA step, and the sheet resistance of the obtained film was 5 kΩ / □. Thereafter, the steps may be performed in the same procedure as in the first embodiment. The material produced by the method shown in this example had almost the same characteristics as those obtained in Example 1.

上記実施例1〜3の作製方法によると、トップゲイト型のTFTによって本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置が作製されたが、本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、逆スタガー型のTFTによってこうせいされてもよい。   According to the manufacturing methods of Examples 1 to 3, the active matrix type liquid crystal display device of the present invention is manufactured by the top gate type TFT. However, the active matrix type liquid crystal display device of the present invention is formed by the inverted stagger type TFT. You may be blamed for this.

上記実施例1〜4においては、ネマチック液晶を用いたTNモードが本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示モードとして用いられているが、電界制御複屈折を利用したモード、液晶と高分子との混合層、いわゆる高分子分散モードなども用いることができる。   In Examples 1 to 4, the TN mode using nematic liquid crystal is used as the display mode of the active matrix liquid crystal display device of the present invention. A so-called polymer dispersion mode can also be used.

上記実施例によって作製されたアクティブマトリクス型液晶表示装置には、TN液晶以外にも様々な液晶を用いることが可能である。例えば、1998, SID, "Characteristics and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue et al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thresholdless Antiferroelectric LCD Exhibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Time" by T. Yoshida et al.や、1996, J. Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Thresholdless antiferroelectricity in liquid crystals and its application to displays" by S. Inui et al.や、米国特許第5594569 号に開示された液晶を用いることが可能である。   In addition to the TN liquid crystal, various liquid crystals can be used for the active matrix liquid crystal display device manufactured according to the above embodiment. For example, 1998, SID, "Characteristics and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue et al., 1997, SID DIGEST, 841, "A Full -Color Thresholdless Antiferroelectric LCD Exhibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Time "by T. Yoshida et al., 1996, J. Mater. Chem. 6 (4), 671-673," Thresholdless antiferroelectricity in liquid crystals and its application to The liquid crystal disclosed in "displays" by S. Inui et al. or US Pat. No. 5,945,569 can be used.

さらに、応答速度の速い無しきい値反強誘電性液晶を用いて、本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置を構成してもよい。   Further, the active matrix type liquid crystal display device of the present invention may be configured using thresholdless antiferroelectric liquid crystal having a high response speed.

ある温度域において反強誘電相を示す液晶を反強誘電性液晶という。反強誘電性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい値反強誘電性混合液晶は、V字型の電気光学応答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±2.5V程度(セル厚約1μm〜2μm)のものも見出されている。   A liquid crystal exhibiting an antiferroelectric phase in a certain temperature range is called an antiferroelectric liquid crystal. Among mixed liquid crystals having antiferroelectric liquid crystals, there is a so-called thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal that exhibits electro-optic response characteristics in which transmittance continuously changes with respect to an electric field. This thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a V-shaped electro-optic response characteristic, and a drive voltage of about ± 2.5 V (cell thickness of about 1 μm to 2 μm) is also found. ing.

ここで、V字型の電気光学応答を示す無しきい値反強誘電性混合液晶の印加電圧に対する光透過率の特性を示す例を図14に示す。図14に示すグラフの縦軸は透過率(任意単位)、横軸は印加電圧である。なお、液晶表示装置の入射側の偏光板の透過軸は、液晶表示装置のラビング方向にほぼ一致する無しきい値反強誘電性混合液晶のスメクティック層の法線方向とほぼ平行に設定されている。また、出射側の偏光板の透過軸は、入射側の偏光板の透過軸に対してほぼ直角(クロスニコル)に設定されている。   Here, FIG. 14 shows an example of the light transmittance characteristics of the thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal exhibiting a V-shaped electro-optic response with respect to the applied voltage. The vertical axis of the graph shown in FIG. 14 is the transmittance (arbitrary unit), and the horizontal axis is the applied voltage. The transmission axis of the polarizing plate on the incident side of the liquid crystal display device is set to be substantially parallel to the normal direction of the smectic layer of the thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal that substantially coincides with the rubbing direction of the liquid crystal display device. . Further, the transmission axis of the output-side polarizing plate is set to be substantially perpendicular (crossed Nicols) to the transmission axis of the incident-side polarizing plate.

図14に示されるように、このような無しきい値反強誘電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可能となることがわかる。   As shown in FIG. 14, it can be seen that when such a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal is used, low voltage driving and gradation display are possible.

このような低電圧駆動の無しきい値反強誘電性混合液晶をアナログドライバを有する液晶表示装置に用いた場合には、画像信号のサンプリング回路の電源電圧を、例えば、5V〜8V程度に抑えることが可能となる。よって、ドライバの動作電源電圧を下げることができ、液晶表示装置の低消費電力化および高信頼性が実現できる。   When such a low-voltage thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal is used in a liquid crystal display device having an analog driver, the power supply voltage of the image signal sampling circuit is suppressed to about 5V to 8V, for example. Is possible. Therefore, the operating power supply voltage of the driver can be lowered, and low power consumption and high reliability of the liquid crystal display device can be realized.

また、このような低電圧駆動の無しきい値反強誘電性混合液晶をデジタルドライバを有する液晶表示装置に用いた場合にも、D/A変換回路の出力電圧を下げることができるので、D/A変換回路の動作電源電圧を下げることができ、ドライバの動作電源電圧を低くすることができる。よって、液晶表示装置の低消費電力化および高信頼性が実現できる。   Further, even when such a low-voltage thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal is used in a liquid crystal display device having a digital driver, the output voltage of the D / A conversion circuit can be lowered. The operating power supply voltage of the A conversion circuit can be lowered, and the operating power supply voltage of the driver can be lowered. Therefore, low power consumption and high reliability of the liquid crystal display device can be realized.

よって、このような低電圧駆動の無しきい値反強誘電性混合液晶を用いることは、比較的LDD領域(低濃度不純物領域)の幅が小さなTFT(例えば、0nm〜500nmまたは0nm〜200nm)を用いる場合においても有効である。   Therefore, using such a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal driven at a low voltage makes it possible to use a TFT (for example, 0 nm to 500 nm or 0 nm to 200 nm) having a relatively small LDD region (low concentration impurity region). It is also effective when used.

また、一般に、無しきい値反強誘電性混合液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。このため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。また、液晶表示装置の駆動方法を線順次駆動とすることにより、画素への階調電圧の書き込み期間(ピクセルフィードピリオド)を長くし、保持容量が小くてもそれを補うようにしてもよい。   In general, the thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal has a large spontaneous polarization, and the dielectric constant of the liquid crystal itself is high. For this reason, when a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal is used in a liquid crystal display device, a relatively large storage capacitor is required for the pixel. Therefore, it is preferable to use a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal having a small spontaneous polarization. Further, the driving method of the liquid crystal display device may be line-sequential driving, so that the period of writing the gradation voltage to the pixel (pixel feed period) may be lengthened to compensate for the small storage capacity. .

なお、このような無しきい値反強誘電性混合液晶を用いることによって低電圧駆動が実現されるので、液晶表示装置の低消費電力が実現される。   In addition, since low voltage driving is realized by using such a thresholdless antiferroelectric mixed liquid crystal, low power consumption of the liquid crystal display device is realized.

なお、図14に示すような電気光学特性を有する液晶であれば、いかなるものも本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示媒体として用いることができる。   Note that any liquid crystal having electro-optical characteristics as shown in FIG. 14 can be used as the display medium of the active matrix liquid crystal display device of the present invention.

また、本発明の半導体表示装置には、印加電圧に応答して光学的特性が変調され得るその他のいかなる表示媒体を用いてもよい。例えば、エレクトロルミネセンス素子などを用いても良い。   In addition, any other display medium whose optical characteristics can be modulated in response to an applied voltage may be used for the semiconductor display device of the present invention. For example, an electroluminescent element may be used.

上記実施例1〜5の半導体表示装置には様々な用途がある。本実施例では、本発明の半導体表示装置を組み込んだ半導体装置について説明する。   The semiconductor display devices of Examples 1 to 5 have various uses. In this embodiment, a semiconductor device incorporating the semiconductor display device of the present invention will be described.

このような半導体装置には、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話など)などが挙げられる。それらの一例を図13に示す。   Examples of such a semiconductor device include a video camera, a still camera, a projector, a head mounted display, a car navigation system, a personal computer, a portable information terminal (such as a mobile computer and a mobile phone). An example of them is shown in FIG.

図13(A)は携帯電話であり、本体1301、音声出力部1302、音声入力部1303、半導体表示装置1304、操作スイッチ1305、アンテナ1306で構成される。   FIG. 13A illustrates a mobile phone, which includes a main body 1301, an audio output portion 1302, an audio input portion 1303, a semiconductor display device 1304, operation switches 1305, and an antenna 1306.

図13(B)はビデオカメラであり、本体1307、半導体表示装置1308、音声入力部1309、操作スイッチ1310、バッテリー1311、受像部1312で構成される。   FIG. 13B illustrates a video camera which includes a main body 1307, a semiconductor display device 1308, an audio input portion 1309, operation switches 1310, a battery 1311, and an image receiving portion 1312.

図13(C)はモバイルコンピュータであり、本体1313、カメラ部1314、受像部1315、操作スイッチ1316、半導体表示装置1317で構成される。   FIG. 13C illustrates a mobile computer which includes a main body 1313, a camera unit 1314, an image receiving unit 1315, an operation switch 1316, and a semiconductor display device 1317.

図13(D)はヘッドマウントディスプレイであり、本体1318、半導体表示装置1319、バンド部1320で構成される。   FIG. 13D illustrates a head mounted display which includes a main body 1318, a semiconductor display device 1319, and a band portion 1320.

100 アクティブマトリクス回路
100−1 画素TFT
100−2 液晶
100−3 補助容量
101 データ線駆動回路
101−1 シフトレジスタ
101−2 レベルシフタ
101−3 バッファ
102 走査線駆動回路(右)
102−1 シフトレジスタ
102−2 レベルシフタ
102−3 バッファ
103 走査線駆動回路(左)
103−1 シフトレジスタ
103−2 レベルシフタ
103−3 バッファ
104 ビデオ入力信号線
105 アナログスイッチ
100 active matrix circuit 100-1 pixel TFT
100-2 Liquid crystal 100-3 Auxiliary capacitor 101 Data line driving circuit 101-1 Shift register 101-2 Level shifter 101-3 Buffer 102 Scan line driving circuit (right)
102-1 Shift register 102-2 Level shifter 102-3 Buffer 103 Scan line drive circuit (left)
103-1 Shift register 103-2 Level shifter 103-3 Buffer 104 Video input signal line 105 Analog switch

Claims (7)

基板上にマトリクス状に配置された複数の画素TFTを有するアクティブマトリクス回路と、
前記アクティブマトリクス回路を駆動する、複数のTFTを有するデータ線駆動回路および走査線駆動回路と、
を形成する半導体表示装置の作製方法であり、
前記基板上に非晶質珪素膜を形成し、
前記非晶質珪素膜に前記非晶質珪素膜の結晶化を助長する触媒元素を添加し、
加熱処理により、前記非晶質珪素膜を結晶化して多結晶珪素膜を形成し、
前記多結晶珪素膜上に、マスクで覆った第1の領域と、マスクで覆われていない第2の領域とを形成し、
前記マスクを用いて前記第2の領域にリンをドープし、
前記マスクを除去し、前記多結晶珪素膜にレーザ照射を行い、前記リンを活性化し、
前記触媒元素が100μm又はそれ以上の距離を移動することができる温度の加熱処理により、前記第1の領域から前記第2の領域へ前記触媒元素をゲッタリングし、
前記第2の領域が残らないように前記多結晶珪素膜をパターニングして複数の多結晶珪素膜を形成し、
前記パターニングされた複数の多結晶珪素膜上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成し、
前記パターニングされた複数の多結晶珪素膜に一導電性を付与する不純物元素を添加し、不純物領域を形成して前記アクティブマトリクス回路の画素TFTと、前記データ線駆動回路および走査線駆動回路のTFTとを形成する
ことを特徴とする半導体表示装置の作製方法。
An active matrix circuit having a plurality of pixel TFTs arranged in a matrix on a substrate;
A data line driving circuit and a scanning line driving circuit having a plurality of TFTs for driving the active matrix circuit;
A method for manufacturing a semiconductor display device,
Forming an amorphous silicon film on the substrate;
Adding a catalyst element for promoting crystallization of the amorphous silicon film to the amorphous silicon film;
By heat treatment, the amorphous silicon film is crystallized to form a polycrystalline silicon film,
Forming a first region covered by a mask and a second region not covered by the mask on the polycrystalline silicon film;
Doping the second region with phosphorus using the mask;
Removing the mask, irradiating the polycrystalline silicon film with a laser, activating the phosphorus;
The catalyst element is gettered from the first region to the second region by a heat treatment at a temperature at which the catalyst element can travel a distance of 100 μm or more,
Patterning the polycrystalline silicon film so that the second region does not remain to form a plurality of polycrystalline silicon films;
Forming a gate insulating film on the plurality of patterned polycrystalline silicon films;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
An impurity element imparting one conductivity is added to the plurality of patterned polycrystalline silicon films, and an impurity region is formed to form a pixel TFT of the active matrix circuit, a TFT of the data line driving circuit, and a scanning line driving circuit And a method for manufacturing a semiconductor display device.
基板上にマトリクス状に配置された複数の画素TFTを有するアクティブマトリクス回路と、
前記アクティブマトリクス回路を駆動する、複数のTFTを有するデータ線駆動回路および走査線駆動回路と、
を形成する半導体表示装置の作製方法であり、
前記基板上に非晶質珪素膜を形成し、
前記非晶質珪素膜に前記非晶質珪素膜の結晶化を助長する触媒元素を添加し、
加熱処理により、前記非晶質珪素膜を結晶化して多結晶珪素膜を形成し、
前記多結晶珪素膜上に、マスクで覆った第1の領域と、マスクで覆われていない第2の領域とを形成し、
前記マスクを用いて前記第2の領域にリンをドープし、
前記マスクを除去し、前記多結晶珪素膜にRTAによる加熱処理を行い、前記リンを活性化し、
前記触媒元素が100μm又はそれ以上の距離を移動することができる温度の加熱処理により、前記第1の領域から前記第2の領域へ前記触媒元素をゲッタリングし、
前記第2の領域が残らないように前記多結晶珪素膜をパターニングして複数の多結晶珪素膜を形成し、
前記パターニングされた複数の多結晶珪素膜上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成し、
前記パターニングされた複数の多結晶珪素膜に一導電性を付与する不純物元素を添加し、不純物領域を形成して前記アクティブマトリクス回路の画素TFTと、前記データ線駆動回路および走査線駆動回路のTFTとを形成する
ことを特徴とする半導体表示装置の作製方法。
An active matrix circuit having a plurality of pixel TFTs arranged in a matrix on a substrate;
A data line driving circuit and a scanning line driving circuit having a plurality of TFTs for driving the active matrix circuit;
A method for manufacturing a semiconductor display device,
Forming an amorphous silicon film on the substrate;
Adding a catalyst element for promoting crystallization of the amorphous silicon film to the amorphous silicon film;
By heat treatment, the amorphous silicon film is crystallized to form a polycrystalline silicon film,
Forming a first region covered by a mask and a second region not covered by the mask on the polycrystalline silicon film;
Doping the second region with phosphorus using the mask;
Removing the mask, heat-treating the polycrystalline silicon film with RTA to activate the phosphorus;
The catalyst element is gettered from the first region to the second region by a heat treatment at a temperature at which the catalyst element can travel a distance of 100 μm or more,
Patterning the polycrystalline silicon film so that the second region does not remain to form a plurality of polycrystalline silicon films;
Forming a gate insulating film on the plurality of patterned polycrystalline silicon films;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
An impurity element imparting one conductivity is added to the plurality of patterned polycrystalline silicon films, and an impurity region is formed to form a pixel TFT of the active matrix circuit, a TFT of the data line driving circuit, and a scanning line driving circuit And a method for manufacturing a semiconductor display device.
基板上にマトリクス状に配置された複数の画素TFTを有するアクティブマトリクス回路と、
前記アクティブマトリクス回路を駆動する、複数のTFTを有するデータ線駆動回路および走査線駆動回路と、
を形成する半導体表示装置の作製方法であり、
前記基板上に非晶質珪素膜を形成し、
前記非晶質珪素膜に前記非晶質珪素膜の結晶化を助長する触媒元素を添加し、
加熱処理により、前記非晶質珪素膜を結晶化して多結晶珪素膜を形成し、
前記多結晶珪素膜をレーザアニールし、
前記多結晶珪素膜上に、マスクで覆った第1の領域と、マスクで覆われていない第2の領域とを形成し、
前記マスクを用いて前記第2の領域にリンをドープし、
前記マスクを除去し、前記多結晶珪素膜にレーザ照射を行い、前記リンを活性化し、
前記触媒元素が100μm又はそれ以上の距離を移動することができる温度の加熱処理により、前記第1の領域から前記第2の領域へ前記触媒元素をゲッタリングし、
前記第2の領域が残らないように前記多結晶珪素膜をパターニングして複数の多結晶珪素膜を形成し、
前記パターニングされた複数の多結晶珪素膜上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成し、
前記パターニングされた複数の多結晶珪素膜に一導電性を付与する不純物元素を添加し、不純物領域を形成して前記アクティブマトリクス回路の画素TFTと、前記データ線駆動回路および走査線駆動回路のTFTとを形成する
ことを特徴とする半導体表示装置の作製方法。
An active matrix circuit having a plurality of pixel TFTs arranged in a matrix on a substrate;
A data line driving circuit and a scanning line driving circuit having a plurality of TFTs for driving the active matrix circuit;
A method for manufacturing a semiconductor display device,
Forming an amorphous silicon film on the substrate;
Adding a catalyst element for promoting crystallization of the amorphous silicon film to the amorphous silicon film;
By heat treatment, the amorphous silicon film is crystallized to form a polycrystalline silicon film,
Laser annealing the polycrystalline silicon film;
Forming a first region covered by a mask and a second region not covered by the mask on the polycrystalline silicon film;
Doping the second region with phosphorus using the mask;
Removing the mask, irradiating the polycrystalline silicon film with a laser, activating the phosphorus;
The catalyst element is gettered from the first region to the second region by a heat treatment at a temperature at which the catalyst element can travel a distance of 100 μm or more,
Patterning the polycrystalline silicon film so that the second region does not remain to form a plurality of polycrystalline silicon films;
Forming a gate insulating film on the plurality of patterned polycrystalline silicon films;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
An impurity element imparting one conductivity is added to the plurality of patterned polycrystalline silicon films, and an impurity region is formed to form a pixel TFT of the active matrix circuit, a TFT of the data line driving circuit, and a scanning line driving circuit And a method for manufacturing a semiconductor display device.
基板上にマトリクス状に配置された複数の画素TFTを有するアクティブマトリクス回路と、
前記アクティブマトリクス回路を駆動する、複数のTFTを有するデータ線駆動回路および走査線駆動回路と、
を形成する半導体表示装置の作製方法であり、
前記基板上に非晶質珪素膜を形成し、
前記非晶質珪素膜に前記非晶質珪素膜の結晶化を助長する触媒元素を添加し、
加熱処理により、前記非晶質珪素膜を結晶化して多結晶珪素膜を形成し、
前記多結晶珪素膜をレーザアニールし、
前記多結晶珪素膜上に、マスクで覆った第1の領域と、マスクで覆われていない第2の領域とを形成し、
前記マスクを用いて前記第2の領域にリンをドープし、
前記マスクを除去し、前記多結晶珪素膜にRTAによる加熱処理を行い、前記リンを活性化し、
前記触媒元素が100μm又はそれ以上の距離を移動することができる温度の加熱処理により、前記第1の領域から前記第2の領域へ前記触媒元素をゲッタリングし、
前記第2の領域が残らないように前記多結晶珪素膜をパターニングして複数の多結晶珪素膜を形成し、
前記パターニングされた複数の多結晶珪素膜上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成し、
前記パターニングされた複数の多結晶珪素膜に一導電性を付与する不純物元素を添加し、不純物領域を形成して前記アクティブマトリクス回路の画素TFTと、前記データ線駆動回路および走査線駆動回路のTFTとを形成する
ことを特徴とする半導体表示装置の作製方法。
An active matrix circuit having a plurality of pixel TFTs arranged in a matrix on a substrate;
A data line driving circuit and a scanning line driving circuit having a plurality of TFTs for driving the active matrix circuit;
A method for manufacturing a semiconductor display device,
Forming an amorphous silicon film on the substrate;
Adding a catalyst element for promoting crystallization of the amorphous silicon film to the amorphous silicon film;
By heat treatment, the amorphous silicon film is crystallized to form a polycrystalline silicon film,
Laser annealing the polycrystalline silicon film;
Forming a first region covered by a mask and a second region not covered by the mask on the polycrystalline silicon film;
Doping the second region with phosphorus using the mask;
Removing the mask, heat-treating the polycrystalline silicon film with RTA to activate the phosphorus;
The catalyst element is gettered from the first region to the second region by a heat treatment at a temperature at which the catalyst element can travel a distance of 100 μm or more,
Patterning the polycrystalline silicon film so that the second region does not remain to form a plurality of polycrystalline silicon films;
Forming a gate insulating film on the plurality of patterned polycrystalline silicon films;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
An impurity element imparting one conductivity is added to the plurality of patterned polycrystalline silicon films, and an impurity region is formed to form a pixel TFT of the active matrix circuit, a TFT of the data line driving circuit, and a scanning line driving circuit And a method for manufacturing a semiconductor display device.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記触媒元素には、Niが用いられることを特徴とする半導体表示装置の作製方法。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
A method for manufacturing a semiconductor display device, wherein Ni is used as the catalyst element.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記触媒元素には、Fe、Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au、Ge、Pb、In、Snから選ばれた一種または複数種のものが用いられることを特徴とする半導体表示装置の作製方法。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The catalyst element may be one or more selected from Fe, Co, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Cu, Au, Ge, Pb, In, and Sn. A method for manufacturing a semiconductor display device.
請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、
前記マスクは、酸化膜を用いることを特徴とする半導体表示装置の作製方法。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
A method for manufacturing a semiconductor display device, wherein the mask uses an oxide film.
JP2010091109A 1998-05-16 2010-04-12 Method for manufacturing semiconductor display device Expired - Fee Related JP5106564B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010091109A JP5106564B2 (en) 1998-05-16 2010-04-12 Method for manufacturing semiconductor display device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15230698 1998-05-16
JP1998152306 1998-05-16
JP2010091109A JP5106564B2 (en) 1998-05-16 2010-04-12 Method for manufacturing semiconductor display device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11059595A Division JP2000039628A (en) 1998-05-16 1999-03-08 Semiconductor display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010212702A JP2010212702A (en) 2010-09-24
JP5106564B2 true JP5106564B2 (en) 2012-12-26

Family

ID=42972498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010091109A Expired - Fee Related JP5106564B2 (en) 1998-05-16 2010-04-12 Method for manufacturing semiconductor display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5106564B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2672596B2 (en) * 1988-09-28 1997-11-05 株式会社東芝 Method for manufacturing semiconductor device
JPH05109737A (en) * 1991-10-18 1993-04-30 Casio Comput Co Ltd Manufacture of thin film transistor
JP3338267B2 (en) * 1994-12-16 2002-10-28 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
JP3539821B2 (en) * 1995-03-27 2004-07-07 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
JP4056571B2 (en) * 1995-08-02 2008-03-05 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
JP3483714B2 (en) * 1996-09-20 2004-01-06 株式会社半導体エネルギー研究所 Active matrix type liquid crystal display

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010212702A (en) 2010-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3844613B2 (en) Thin film transistor circuit and display device using the same
JP4940288B2 (en) Liquid crystal display device
US6777273B1 (en) Semiconductor display device
JP4823494B2 (en) Semiconductor display device
US8362994B2 (en) Display device
US20150248030A1 (en) Method for manufacturing an electrooptical device
JP4053136B2 (en) Reflective semiconductor display device
JP2012164989A (en) Semiconductor device
JP2000199886A (en) Field sequential liquid crystal display device, its driving method and head mount display
US7342565B2 (en) Display device and a driver circuit thereof
JP2000259111A (en) Semiconductor display device and its driving circuit
JP4801239B2 (en) Liquid crystal display
JP5106564B2 (en) Method for manufacturing semiconductor display device
JP4674939B2 (en) Drive circuit, display device, electronic equipment
JP4476391B2 (en) Driving method of semiconductor display device
JP2001092426A (en) Display device
JP2001296843A (en) Semiconductor display device and driving method therefor
JP2001100712A (en) Display device
JP2007193351A (en) Liquid crystal display device and electronic equipment
JP2003309456A (en) Thin-film transistor circuit and semiconductor display apparatus using the same
JP2005129962A (en) Liquid crystal display, personal digital assistant, video camera, computer, head-mounted display, display, player, and digital camera

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120912

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120925

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees