JP5235051B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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本発明は、半導体装置の作製方法に関する。特に、薄膜トランジスタ(TFT)などの半導体素子作製工程においてプラズマ処理装置を用いる半導体装置の作製方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a plasma processing apparatus in a manufacturing process of a semiconductor element such as a thin film transistor (TFT).

近年、ガラス等の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nm〜数百nm程度)を用いて薄膜トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは、ICや電気光学装置のような半導体装置に広く応用され、半導体装置の小型化または高性能化の要求に伴い、より微細で高性能な薄膜トランジスタの開発が求められている。   2. Description of the Related Art In recent years, a technique for forming a thin film transistor (TFT) using a semiconductor thin film (thickness of about several nm to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface such as glass has attracted attention. Thin film transistors are widely applied to semiconductor devices such as ICs and electro-optical devices, and development of finer and higher performance thin film transistors is required in accordance with demands for miniaturization or higher performance of semiconductor devices.

そこで、アモルファスシリコン膜の結晶化を促進させるために、ニッケルなどの金属元素をアモルファスシリコン膜に添加して結晶化することで、結晶質半導体膜を作製する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。結晶化を促進させる元素を添加して結晶化することで、結晶化に必要とする加熱温度を低下させ、結晶方位の配向性を単一方向に高めることが可能である。しかし、アモルファスシリコン膜に結晶化を促進させる元素を添加することで、結晶質半導体膜の膜中或いは膜表面に、当該元素が残存し、得られる半導体素子の特性をばらつかせるなどの問題がある。即ち、結晶化を促進させる元素は、いったん結晶質半導体膜が形成されてしまえば、かえって不要な存在となってしまう。   Therefore, in order to promote crystallization of the amorphous silicon film, a method for producing a crystalline semiconductor film by adding a metal element such as nickel to the amorphous silicon film and crystallization has been proposed (for example, a patent). Reference 1). By adding an element that promotes crystallization to crystallize, it is possible to reduce the heating temperature required for crystallization and to increase the orientation of crystal orientation in a single direction. However, by adding an element that promotes crystallization to the amorphous silicon film, the element remains in the crystalline semiconductor film or on the surface of the film, and the characteristics of the resulting semiconductor element may vary. is there. That is, the element that promotes crystallization becomes unnecessary once the crystalline semiconductor film is formed.

そこで、結晶化を促進させる元素を除去(ゲッタリング)する方法として、リンをイオンドーピングし、熱処理することでリンがドープされた領域にゲッタリングする方法、スパッタ装置を用いて結晶質半導体膜上にArを含んだアモルファスシリコン膜を形成し、熱処理することでその膜中にゲッタリングする方法、RF励起PE−CVD装置を用いてArを含んだアモルファスシリコン膜を形成し、熱処理することでその膜中にゲッタリングする方法などが提案されている。
特許第3431041号公報
Therefore, as a method for removing (gettering) an element that promotes crystallization, phosphorus is ion-doped and heat-treated to getter into a region doped with phosphorus, and a crystalline semiconductor film is formed using a sputtering apparatus. A method of forming an amorphous silicon film containing Ar in the film and performing heat treatment to getter the film, and forming an amorphous silicon film containing Ar using an RF-excited PE-CVD apparatus and performing the heat treatment. A method of gettering in a film has been proposed.
Japanese Patent No. 3431041

しかしながら、結晶化した半導体膜を用いて作製する集積回路が微細化し、より高機能な回路を実現するためには、極小のゴミの発生を防ぎ、該半導体膜に損傷を与えずに、ゲッタリングするためのアモルファスシリコン膜を形成する要求が高まっている。   However, an integrated circuit manufactured using a crystallized semiconductor film is miniaturized, and in order to realize a higher function circuit, generation of tiny dust is prevented, gettering is performed without damaging the semiconductor film. There is an increasing demand for forming an amorphous silicon film.

本発明は上記課題を鑑み、結晶質半導体膜へ損傷を与えずに希ガス元素を含有したアモルファスシリコン膜を高速で形成し、結晶化を促進させる元素をゲッタリングする方法を提供することを課題とする。   In view of the above problems, the present invention has an object to provide a method for forming an amorphous silicon film containing a rare gas element at high speed without damaging a crystalline semiconductor film and for gettering an element that promotes crystallization. And

本発明は、半導体膜の結晶化を促進させる元素を用いて結晶化した半導体膜から、当該結晶化を促進させる元素を除去する際に、低電子温度で高電子密度のプラズマを用いて希ガス元素を含むアモルファスシリコン膜を形成し、その後ゲッタリングのための熱処理を行うことを要旨とする。   The present invention provides a rare gas using a plasma having a low electron temperature and a high electron density when removing an element that promotes crystallization from a semiconductor film crystallized using an element that promotes crystallization of the semiconductor film. The gist is to form an amorphous silicon film containing an element, and then to perform heat treatment for gettering.

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に、半導体膜の結晶化を促進させる元素を含む結晶質半導体膜を形成し、前記結晶質半導体膜上に酸化膜を形成し、0.5eV以上1.5eV以下の電子温度で、かつ1.0×1011cm−3以上1.0×1013cm−3以下の電子密度のプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用いて、前記酸化膜上に希ガス元素を含むアモルファスシリコン膜を形成し、前記結晶質半導体膜、前記酸化膜及び前記希ガスを含むアモルファスシリコン膜を加熱して前記結晶質半導体膜から前記半導体膜の結晶化を促進する元素を除去することを特徴とする。 In a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a crystalline semiconductor film containing an element that promotes crystallization of a semiconductor film is formed over a substrate having an insulating surface, and an oxide film is formed over the crystalline semiconductor film. Using a plasma processing apparatus that generates plasma having an electron temperature of 0.5 eV or more and 1.5 eV or less and an electron density of 1.0 × 10 11 cm −3 or more and 1.0 × 10 13 cm −3 or less, An amorphous silicon film containing a rare gas element is formed on the oxide film, and the crystalline semiconductor film, the oxide film, and the amorphous silicon film containing the rare gas are heated to crystallize the semiconductor film from the crystalline semiconductor film. It is characterized by removing an element that promotes.

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に、半導体膜の結晶化を促進させる元素を含む結晶質半導体膜を形成し、0.5eV以上1.5eV以下の電子温度で、かつ1.0×1011cm−3以上1.0×1013cm−3以下の電子密度のプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用いて、前記結晶質半導体膜上に酸化膜を形成し、前記酸化膜上に前記プラズマ処理装置を用いて希ガス元素を含むアモルファスシリコン膜を形成し、前記結晶質半導体膜、前記酸化膜及び前記希ガスを含むアモルファスシリコン膜を加熱して前記結晶質半導体膜から前記半導体膜の結晶化を促進する元素を除去することを特徴とする。 In a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a crystalline semiconductor film containing an element that promotes crystallization of a semiconductor film is formed over a substrate having an insulating surface, and an electron temperature of 0.5 eV to 1.5 eV is used. And an oxide film is formed on the crystalline semiconductor film using a plasma processing apparatus that generates plasma having an electron density of 1.0 × 10 11 cm −3 or more and 1.0 × 10 13 cm −3 or less, An amorphous silicon film containing a rare gas element is formed on the oxide film using the plasma processing apparatus, and the crystalline semiconductor film, the oxide film, and the amorphous silicon film containing the rare gas are heated to form the crystalline semiconductor film. An element that promotes crystallization of the semiconductor film is removed.

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に、半導体膜の結晶化を促進させる元素を含む結晶質半導体膜を形成し、前記結晶質半導体膜をエッチングして島状の半導体膜とし、前記島状の半導体膜上に酸化膜を形成し、0.5eV以上1.5eV以下の電子温度で、かつ1.0×1011cm−3以上1.0×1013cm−3以下の電子密度のプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用いて、前記酸化膜上に希ガス元素を含むアモルファスシリコン膜を形成し、前記結晶質半導体膜、前記酸化膜及び前記希ガスを含むアモルファスシリコン膜を加熱して前記結晶質半導体膜から前記半導体膜の結晶化を促進する元素を除去することを特徴とする。 According to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a crystalline semiconductor film containing an element that promotes crystallization of a semiconductor film is formed over a substrate having an insulating surface, and the crystalline semiconductor film is etched to form an island-shaped semiconductor. An oxide film is formed on the island-shaped semiconductor film, and has an electron temperature of 0.5 eV or more and 1.5 eV or less, and 1.0 × 10 11 cm −3 or more and 1.0 × 10 13 cm −3. An amorphous silicon film containing a rare gas element is formed on the oxide film using a plasma processing apparatus that generates plasma having the following electron density, and the amorphous semiconductor containing the crystalline semiconductor film, the oxide film, and the rare gas The film is heated to remove an element that promotes crystallization of the semiconductor film from the crystalline semiconductor film.

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に、半導体膜の結晶化を促進させる元素を含む結晶質半導体膜を形成し、前記結晶質半導体膜をエッチングして島状の半導体膜とし、0.5eV以上1.5eV以下の電子温度で、かつ1.0×1011cm−3以上1.0×1013cm−3以下の電子密度のプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用いて、前記島状の半導体膜上に酸化膜を形成し、前記酸化膜上に前記プラズマ処理装置を用いて希ガス元素を含むアモルファスシリコン膜を形成し、前記結晶質半導体膜、前記酸化膜及び前記希ガスを含むアモルファスシリコン膜を加熱して前記結晶質半導体膜から前記半導体膜の結晶化を促進する元素を除去することを特徴とする。 According to a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a crystalline semiconductor film containing an element that promotes crystallization of a semiconductor film is formed over a substrate having an insulating surface, and the crystalline semiconductor film is etched to form an island-shaped semiconductor. A plasma processing apparatus that generates plasma with an electron temperature of 0.5 eV or more and 1.5 eV or less and an electron density of 1.0 × 10 11 cm −3 or more and 1.0 × 10 13 cm −3 or less is used. Forming an oxide film on the island-shaped semiconductor film, forming an amorphous silicon film containing a rare gas element on the oxide film using the plasma processing apparatus, the crystalline semiconductor film, the oxide film, and The amorphous silicon film containing the rare gas is heated to remove an element that promotes crystallization of the semiconductor film from the crystalline semiconductor film.

本発明の半導体装置の作製方法において、前記プラズマ処理装置を用いて前記酸化膜を形成する際、原料ガスとして酸素と希ガスとの混合ガス、又は酸素と水素と希ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, when the oxide film is formed using the plasma processing apparatus, a mixed gas of oxygen and a rare gas or a mixed gas of oxygen, hydrogen, and a rare gas is used as a source gas. It is characterized by that.

本発明の半導体装置の作製方法において、前記プラズマ処理装置を用いて前記酸化膜を形成する際、前記基板を200℃から550℃の温度に加熱することを特徴とする。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the substrate is heated to a temperature of 200 ° C. to 550 ° C. when the oxide film is formed using the plasma processing apparatus.

本発明の半導体装置の作製方法において、前記プラズマ処理装置を用いて希ガス元素を含むアモルファスシリコン膜を形成する際、原料ガスとしてシランと希ガスとの混合ガス、又はジシランと希ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, when an amorphous silicon film containing a rare gas element is formed using the plasma processing apparatus, a mixed gas of silane and a rare gas or a mixture of disilane and a rare gas is used as a source gas. It is characterized by using gas.

本発明の半導体装置の作製方法において、前記プラズマ処理装置を用いて前記酸化膜又は前記希ガス元素を含むアモルファスシリコン膜を形成する際、前記基板を200℃から550℃の温度に加熱することを特徴とする。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, when the oxide film or the amorphous silicon film containing the rare gas element is formed using the plasma processing apparatus, the substrate is heated to a temperature of 200 ° C. to 550 ° C. Features.

本発明の半導体装置の作製方法において、前記プラズマは、20Pa以上133Pa以下の圧力下において発生することを特徴とする。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the plasma is generated under a pressure of 20 Pa to 133 Pa.

本発明の半導体装置の作製方法において、前記結晶化を促進させる元素は、ニッケル、ゲルマニウム、鉄、パラジウム、スズ、鉛、コバルト、白金、銅、又は金であることを特徴とする。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the element that promotes crystallization is nickel, germanium, iron, palladium, tin, lead, cobalt, platinum, copper, or gold.

本発明によって、希ガスを含むアモルファスシリコン膜の成膜速度が向上し、半導体装置の生産性を向上させることができる。さらに、高密度に発生した希ガスイオンを積極的にアモルファスシリコン膜に取り込み、膜中の希ガス濃度を増大させることが可能となり、結晶化を促進させる元素を高効率にゲッタリングすることができる。   According to the present invention, the deposition rate of an amorphous silicon film containing a rare gas can be improved, and the productivity of the semiconductor device can be improved. Furthermore, the rare gas ions generated at a high density can be actively taken into the amorphous silicon film, the concentration of the rare gas in the film can be increased, and elements that promote crystallization can be gettered with high efficiency. .

本発明によって、結晶質半導体膜表面の損傷を抑えることができる。さらに、希ガス元素を含んだアモルファスシリコン膜の面内膜厚分布を向上させ、パーティクルの発生などを抑えることができるので、良質な結晶性シリコン膜を得ることができる。それにより、半導体装置の特性を向上させることができる。   According to the present invention, damage on the surface of the crystalline semiconductor film can be suppressed. Furthermore, since the in-plane film thickness distribution of the amorphous silicon film containing a rare gas element can be improved and generation of particles can be suppressed, a high-quality crystalline silicon film can be obtained. Thereby, the characteristics of the semiconductor device can be improved.

本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いながら説明する。但し、本発明は以下の形態に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態1〜9は自由に組み合わせて用いることができる。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following forms, and those skilled in the art can easily understand that the forms and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in structures of the present invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated. The following Embodiments 1 to 9 can be used in any combination.

(実施の形態1)
本実施の形態では、ゲッタリング用の希ガスを含むアモルファスシリコン膜をプラズマ処理装置を用いて形成する工程を含む半導体装置の作製工程を図面を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a manufacturing process of a semiconductor device including a process of forming an amorphous silicon film containing a rare gas for gettering using a plasma treatment apparatus will be described with reference to drawings.

まず、図1(A)に示すように、絶縁基板100の上に下地膜101を形成する。絶縁基板100は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。また、絶縁基板100の表面をCMP法などによって研磨し、平坦化しておいてもよい。   First, as illustrated in FIG. 1A, a base film 101 is formed over an insulating substrate 100. As the insulating substrate 100, for example, a glass substrate such as barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass, a quartz substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. A substrate made of a synthetic resin having flexibility such as plastic generally has a lower heat-resistant temperature than the above-mentioned substrate, but can be used as long as it can withstand the processing temperature in the manufacturing process. It is. Further, the surface of the insulating substrate 100 may be polished and planarized by a CMP method or the like.

また、下地膜101の成膜方法は、プラズマCVD法や低圧CVD法に代表されるCVD法、スパッタ法などの方法を用いればよい。また、下地膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜のいずれか一を用いる単層構造としてもよいし、これらを適宜積層する構造としてもよい。下地膜として、例えば、膜厚10〜400nmの窒化酸化珪素膜を用いることができる。なお、本明細書中において、酸化窒化珪素とは酸素の組成比が窒素の組成比より大きい物質のことを指し、窒素を含む酸化珪素ということもできる。また、本明細書中において、窒化酸化珪素とは窒素の組成比が酸素の組成比より大きい物質のことを指し、酸素を含む窒化珪素ということもできる。   Further, as a method for forming the base film 101, a CVD method typified by a plasma CVD method or a low-pressure CVD method, a sputtering method, or the like may be used. Further, as the base film, a single-layer structure using any one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, and a silicon nitride oxide film may be used, or a structure in which these layers are appropriately stacked may be used. As the base film, for example, a silicon nitride oxide film with a thickness of 10 to 400 nm can be used. Note that in this specification, silicon oxynitride refers to a substance having a higher oxygen composition ratio than nitrogen, and can also be referred to as silicon oxide containing nitrogen. In this specification, silicon nitride oxide refers to a substance having a higher nitrogen composition ratio than oxygen, and can also be referred to as silicon nitride containing oxygen.

次に、下地膜101の上に半導体膜102を形成する。半導体膜102としては、非晶質半導体膜を形成すればよいが、微結晶半導体膜や結晶性半導体膜を形成してもよい。また、半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)を用いるとよい。本実施の形態では、膜厚25〜100nm(好ましくは30〜60nm)程度の非晶質珪素膜を形成する。なお、半導体膜を形成した後に、半導体膜に含まれる水素を除去する工程を行ってもよい。具体的には、500℃で1時間加熱すればよい。   Next, the semiconductor film 102 is formed over the base film 101. An amorphous semiconductor film may be formed as the semiconductor film 102, but a microcrystalline semiconductor film or a crystalline semiconductor film may be formed. There is no limitation on the material of the semiconductor film, but silicon or silicon germanium (SiGe) is preferably used. In this embodiment, an amorphous silicon film with a thickness of about 25 to 100 nm (preferably 30 to 60 nm) is formed. Note that a step of removing hydrogen contained in the semiconductor film may be performed after the semiconductor film is formed. Specifically, heating may be performed at 500 ° C. for 1 hour.

また、下地膜101と半導体膜102を形成する際に、下地膜101と半導体膜102との界面が大気に曝されないようにすると、界面の汚染を防ぐことが可能となり、作製されるTFTの特性のバラツキを低減させることができる。本実施の形態では、下地膜101と半導体膜102を、プラズマCVD法を用いて大気に曝さずに連続して形成する。   Further, when the base film 101 and the semiconductor film 102 are formed, if the interface between the base film 101 and the semiconductor film 102 is not exposed to the air, contamination of the interface can be prevented, and characteristics of the manufactured TFT can be prevented. Can be reduced. In this embodiment mode, the base film 101 and the semiconductor film 102 are continuously formed using the plasma CVD method without being exposed to the atmosphere.

次に、図1(B)に示すように、半導体膜102に半導体膜の結晶化を促進させる元素を添加する。本実施の形態では、半導体膜102の表面に、重量換算で10〜100ppmのニッケル(Ni)を含む溶液、例えば酢酸ニッケルの溶液をスピンコート法で塗布する。なお、図1(B)の点線は、結晶化を促進させる元素を添加したことを示す。結晶化を促進させる元素の添加は上記方法に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理などを用いて添加しても良い。   Next, as illustrated in FIG. 1B, an element that promotes crystallization of the semiconductor film is added to the semiconductor film 102. In this embodiment, a solution containing 10 to 100 ppm of nickel (Ni) in terms of weight, for example, a solution of nickel acetate, is applied to the surface of the semiconductor film 102 by a spin coating method. Note that a dotted line in FIG. 1B indicates that an element that promotes crystallization is added. The addition of an element that promotes crystallization is not limited to the above method, and may be added using a sputtering method, a vapor deposition method, a plasma treatment, or the like.

そして、500〜650℃で4〜24時間、例えば570℃、14時間の加熱処理を行う。この加熱処理により、酢酸ニッケル溶液が塗布された表面から、基板100に向かって縦方向に結晶化が促進された半導体膜103が形成される(図1(C))。   And it heat-processes at 500-650 degreeC for 4 to 24 hours, for example, 570 degreeC and 14 hours. By this heat treatment, a semiconductor film 103 in which crystallization is promoted in the vertical direction from the surface coated with the nickel acetate solution toward the substrate 100 is formed (FIG. 1C).

加熱処理は、ランプの輻射を熱源としたRTA(Rapid Thermal Anneal)、又は加熱された気体を用いるRTA(ガスRTA)で設定加熱温度740℃、180秒のRTAを行ってもよい。ここでの設定加熱温度は、パイロメータで測る基板の温度であり、その温度を熱処理時の設定温度としている。他には、ファーネスアニール炉を用いて550℃にて4時間の熱処理があり、これを用いて加熱処理をしても良い。また、レーザビームの照射によって加熱処理を行ってもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。結晶化温度の低温化及び結晶化時間の短縮は結晶化を促進させる元素の作用によるものである。   The heat treatment may be performed by RTA (Rapid Thermal Anneal) using the radiation of the lamp as a heat source or RTA (gas RTA) using a heated gas at a set heating temperature of 740 ° C. for 180 seconds. The set heating temperature here is the temperature of the substrate measured with a pyrometer, and this temperature is set as the set temperature during heat treatment. In addition, there is a heat treatment for 4 hours at 550 ° C. using a furnace annealing furnace, which may be used for heat treatment. Further, heat treatment may be performed by laser beam irradiation, or a combination of these may be used. The lowering of the crystallization temperature and the shortening of the crystallization time are due to the action of elements that promote crystallization.

なお、本実施例では半導体膜の結晶化を促進させる元素としてニッケル(Ni)を用いているが、それ以外にも、ゲルマニウム(Ge)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)といった元素を用いても良い。   In this embodiment, nickel (Ni) is used as an element for promoting crystallization of the semiconductor film, but germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn) is also used in addition to this. Further, elements such as lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au) may be used.

上記の工程により、結晶質半導体膜105が形成される(図1(D))。なお、上記元素を用いて結晶質半導体膜105内には、当該元素(ここではNi)がおおよそ1×1019atoms/cm程度の濃度で含まれていると考えられる。そこで、結晶質半導体膜105内に存在する当該元素のゲッタリングを行う。ゲッタリングによって、半導体膜中に混入する金属元素を除去することができるため、オフ電流を低減することが可能である。 Through the above steps, the crystalline semiconductor film 105 is formed (FIG. 1D). Note that it is considered that the element (here, Ni) is contained in the crystalline semiconductor film 105 using the above element at a concentration of about 1 × 10 19 atoms / cm 3 . Therefore, gettering of the element present in the crystalline semiconductor film 105 is performed. Since gettering can remove a metal element mixed in the semiconductor film, off-state current can be reduced.

まず、図2(A)に示すように半導体膜105の表面に酸化膜106を形成する。1nm〜10nm程度の膜厚を有する酸化膜106を形成することで、後のエッチング工程において半導体膜105の表面がエッチングされるのを防ぐことができる。なお、酸化膜106は、例えば、硫酸、塩酸、硝酸などと過酸化水素水を混合させた水溶液や、オゾン水で、半導体膜105の表面を酸化することで形成することができる。また、酸素を含む雰囲気中でのプラズマ処理や、加熱処理、紫外線照射等により形成してもよい。また酸化膜を別途、プラズマCVD法やスパッタ法、蒸着法などで形成してもよい。   First, an oxide film 106 is formed on the surface of the semiconductor film 105 as illustrated in FIG. By forming the oxide film 106 having a thickness of about 1 nm to 10 nm, the surface of the semiconductor film 105 can be prevented from being etched in a later etching step. Note that the oxide film 106 can be formed by oxidizing the surface of the semiconductor film 105 with, for example, an aqueous solution in which sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and the like are mixed with hydrogen peroxide water, or ozone water. Alternatively, plasma treatment in an atmosphere containing oxygen, heat treatment, ultraviolet irradiation, or the like may be used. In addition, an oxide film may be separately formed by a plasma CVD method, a sputtering method, a vapor deposition method, or the like.

次に、酸化膜106上に、希ガス元素を1×1019atoms/cm以上1×1022atoms/cm以下の濃度で含むゲッタリング用のアモルファスシリコン膜107をプラズマ処理装置を用いて25〜250nmの厚さで成膜する。ゲッタリング用の希ガスを含むアモルファスシリコン膜107は、半導体膜105とエッチングの選択比を大きくするため、半導体膜105よりも膜の密度が低い方がより望ましい。希ガス元素としてはヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)から選ばれた一種または複数種を用いる。 Next, an amorphous silicon film 107 for gettering containing a rare gas element at a concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or higher and 1 × 10 22 atoms / cm 3 or lower is formed on the oxide film 106 using a plasma processing apparatus. The film is formed with a thickness of 25 to 250 nm. The amorphous silicon film 107 containing a rare gas for gettering preferably has a lower film density than the semiconductor film 105 in order to increase the selectivity between the semiconductor film 105 and the etching. As the rare gas element, one or more selected from helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe) are used.

プラズマ処理装置を用いて成膜する際、プラズマは高い周波数のマイクロ波を使うことによって生成される。本明細書において、プラズマ処理装置とは、プラズマの電子密度が1×1011cm−3以上(好ましくは、1×1011cm−3以上1×1013cm−3以下)であり、プラズマの電子温度が0.5eV以上(好ましくは、0.5eV以上1.5eV以下)のプラズマが発生する装置である。なお、その際の圧力は20〜133Paである。 When a film is formed using a plasma processing apparatus, plasma is generated by using high-frequency microwaves. In this specification, a plasma processing apparatus has an electron density of plasma of 1 × 10 11 cm −3 or more (preferably 1 × 10 11 cm −3 or more and 1 × 10 13 cm −3 or less), This is an apparatus that generates plasma having an electron temperature of 0.5 eV or more (preferably 0.5 eV or more and 1.5 eV or less). In addition, the pressure in that case is 20-133Pa.

また、本実施の形態において、プラズマ生成の際の原料ガスには、シラン(SiH)と希ガスとの混合ガス、ジシラン(Si)と希ガスとの混合ガス等を用いることができる。なお、該混合ガスには水素(H)が含まれていてもよい。希ガスとして、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくとも1つを用いればよい。このような希ガスを含むガスを原料として形成されたアモルファスシリコン膜中には、原料ガス中に含まれる希ガス元素が含まれている。プラズマ処理装置では、RF励起プラズマ装置よりも10〜1000倍程度高密度な希ガスプラズマを生成できるため、RF励起プラズマ装置で形成された膜より高い密度で希ガスを含んだアモルファスシリコン膜を形成することができる。また、プラズマ生成に高密度な希ガスイオンを利用することで成膜ガスの分解効率が向上し、希ガス元素を含むアモルファスシリコン膜の成膜速度を向上させることができる。 In this embodiment mode, a mixed gas of silane (SiH 4 ) and a rare gas, a mixed gas of disilane (Si 2 H 6 ) and a rare gas, or the like is used as a source gas for plasma generation. it can. Note that the mixed gas may contain hydrogen (H 2 ). As the rare gas, at least one of helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe) may be used. The amorphous silicon film formed using a gas containing such a rare gas as a raw material contains a rare gas element contained in the raw material gas. Since the plasma processing apparatus can generate rare gas plasma about 10 to 1000 times higher in density than the RF excitation plasma apparatus, an amorphous silicon film containing a rare gas is formed at a higher density than the film formed by the RF excitation plasma apparatus. can do. Further, by using high-density rare gas ions for plasma generation, the decomposition efficiency of the deposition gas can be improved, and the deposition rate of the amorphous silicon film containing the rare gas element can be improved.

ここで、本実施の形態におけるプラズマ処理装置について図6を用いて説明する。まず、処理室内を真空にし、ガス導入源65からシランと希ガス、又はジシランと希ガスとを含むガスを導入する。本実施の形態では、シラン(SiH)とアルゴン(Ar)との混合ガスを導入する。次に、酸化膜106まで形成された絶縁基板100を加熱機構を有する支持台64に設置し、絶縁基板100を400℃に加熱する。加熱温度は200℃〜550℃の範囲内(好ましくは250℃以上)であればよい。絶縁基板100としてプラスチック基板を用いる場合は、ガラス転移点が200℃以上のものを用い、そのプラスチック基板をガラス転移点以下の温度に加熱する。絶縁基板100とアンテナ62との間隔は、20〜80mm(好ましくは20〜60mm)の範囲内とする。 Here, the plasma processing apparatus in this embodiment will be described with reference to FIG. First, the processing chamber is evacuated and a gas containing silane and a rare gas or disilane and a rare gas is introduced from a gas introduction source 65. In this embodiment mode, a mixed gas of silane (SiH 4 ) and argon (Ar) is introduced. Next, the insulating substrate 100 formed up to the oxide film 106 is placed on a support base 64 having a heating mechanism, and the insulating substrate 100 is heated to 400 ° C. The heating temperature should just be in the range of 200 degreeC-550 degreeC (preferably 250 degreeC or more). When a plastic substrate is used as the insulating substrate 100, a glass substrate having a glass transition point of 200 ° C. or higher is used, and the plastic substrate is heated to a temperature not higher than the glass transition point. The distance between the insulating substrate 100 and the antenna 62 is in the range of 20 to 80 mm (preferably 20 to 60 mm).

次に、導波管60からアンテナ62、例えばラジアルラインスロットアンテナにマイクロ波を供給する。本実施の形態では、周波数2.45GHzのマイクロ波を供給する。そして、マイクロ波をアンテナ62から処理室内に設けられた誘電体板63を通して処理室内に導入し、SiHガスとArガスとが混合された励起プラズマ66を生成し、酸化膜106上に希ガスを含むアモルファスシリコン膜が形成される。本工程で使用されたSiHガスとArガスとは、排気口67から処理室外へ排気される。プラズマ66が生成される領域と支持台64に設置された絶縁基板100とは離間しているため、膜表面への電荷の帯電による膜損傷が生じない。また、絶縁基板100とプラズマ66が発生する領域との間に、プラズマが通過できる穴が複数形成されたシャワープレートを設けてもよい。 Next, a microwave is supplied from the waveguide 60 to an antenna 62, for example, a radial line slot antenna. In this embodiment, a microwave with a frequency of 2.45 GHz is supplied. Then, microwaves are introduced into the processing chamber from the antenna 62 through the dielectric plate 63 provided in the processing chamber to generate excited plasma 66 in which SiH 4 gas and Ar gas are mixed, and a rare gas is formed on the oxide film 106. An amorphous silicon film containing is formed. The SiH 4 gas and Ar gas used in this step are exhausted from the exhaust port 67 to the outside of the processing chamber. Since the region where the plasma 66 is generated and the insulating substrate 100 installed on the support base 64 are separated from each other, film damage due to charge charging on the film surface does not occur. A shower plate in which a plurality of holes through which plasma can pass may be provided between the insulating substrate 100 and the region where the plasma 66 is generated.

本実施の形態において低電子温度で高電子密度のプラズマを用いることにより、アモルファスシリコン膜107に高濃度に希ガス元素を含ませることができ、また、成膜速度を向上させることができる。それにより、基板1枚当たりの処理時間を短縮することが可能となり、半導体装置の生産性を向上させることができる。また、結晶化の促進のために用いた元素を偏析させるためのアモルファスシリコン膜を、低電子温度のプラズマで成膜することにより、結晶質半導体膜表面の損傷を抑えることができる。   By using plasma with a low electron temperature and a high electron density in this embodiment mode, the amorphous silicon film 107 can contain a rare gas element at a high concentration, and the deposition rate can be improved. Thereby, the processing time per substrate can be shortened, and the productivity of the semiconductor device can be improved. Further, by forming an amorphous silicon film for segregating an element used for promoting crystallization with plasma having a low electron temperature, damage to the surface of the crystalline semiconductor film can be suppressed.

次に、図2(B)に示すように、ファーネスアニール法やRTA法を用いて加熱処理を施し、ゲッタリングを行う。ファーネスアニール法で行なう場合には、窒素雰囲気中にて450〜600℃で0.5〜12時間の加熱処理を行なう。また、RTA法を用いる場合には、加熱用のランプ光源を1〜60秒、好ましくは30〜60秒点灯させ、それを1〜10回、好ましくは2〜6回繰り返す。ランプ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には600〜1000℃、好ましくは700〜750℃程度にまで加熱されるようにする。   Next, as shown in FIG. 2B, heat treatment is performed using a furnace annealing method or an RTA method to perform gettering. In the case of performing furnace annealing, heat treatment is performed at 450 to 600 ° C. for 0.5 to 12 hours in a nitrogen atmosphere. When the RTA method is used, the lamp light source for heating is turned on for 1 to 60 seconds, preferably 30 to 60 seconds, and this is repeated 1 to 10 times, preferably 2 to 6 times. The emission intensity of the lamp light source is arbitrary, but the semiconductor film is instantaneously heated to 600 to 1000 ° C., preferably about 700 to 750 ° C.

加熱処理により、半導体膜105内の結晶化を促進させる元素が、拡散により矢印に示すようにゲッタリング用のアモルファスシリコン膜107に移動し、ゲッタリングされる。   By the heat treatment, an element that promotes crystallization in the semiconductor film 105 moves to the amorphous silicon film 107 for gettering due to diffusion, and is gettered.

なお、結晶化を促進させる元素を添加し、加熱処理を行って結晶化を促進した後にレーザビームの照射を行ってもよいし、加熱処理のかわりにレーザビームを照射してもよい。また、加熱処理を行った後、その温度を保ちつつレーザ処理を行ってもよい。   Note that an element for promoting crystallization may be added and heat treatment may be performed to promote crystallization, and then laser beam irradiation may be performed, or laser beam irradiation may be performed instead of the heat treatment. Further, after the heat treatment, the laser treatment may be performed while maintaining the temperature.

レーザビームの照射を行う場合、連続発振(CW:continuous−wave)型のレーザビームやパルス発振型のレーザビーム(パルスレーザビーム)を用いることができる。ここで用いることができるレーザビームは、Arレーザ、Krレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のYAG、YVO、フォルステライト(MgSiO)、YAlO、GdVO、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y、YVO、YAlO、GdVOに、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Taのうち1種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。このようなレーザビームの基本波、及びこれらの基本波の第2高調波から第4高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Nd:YVOレーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いることができる。このレーザは、CWで射出することも、パルス発振で射出することも可能である。CWで射出する場合は、レーザのパワー密度を0.01〜100MW/cm程度(好ましくは0.1〜10MW/cm)が必要である。そして、走査速度を10〜2000cm/sec程度として照射する。 In the case of performing laser beam irradiation, a continuous-wave (CW) laser beam or a pulsed laser beam (pulse laser beam) can be used. The laser beam that can be used here is a gas laser such as an Ar laser, a Kr laser, or an excimer laser, single crystal YAG, YVO 4 , forsterite (Mg 2 SiO 4 ), YAlO 3 , GdVO 4 , or polycrystalline ( (Ceramics) YAG, Y 2 O 3 , YVO 4 , YAlO 3 , GdVO 4 with one or more of Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta added as dopants A laser oscillated from one or more of laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser, copper vapor laser, or gold vapor laser as a medium can be used. By irradiating the fundamental wave of such a laser beam and the second to fourth harmonic laser beams of these fundamental waves, a crystal having a large grain size can be obtained. For example, a second harmonic (532 nm) or a third harmonic (355 nm) of an Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) can be used. This laser can be emitted by CW or pulsed oscillation. When injected at a CW, the power density 0.01 to 100 MW / cm 2 of about laser (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, irradiation is performed at a scanning speed of about 10 to 2000 cm / sec.

なお、単結晶のYAG、YVO、フォルステライト(MgSiO)、YAlO、GdVO、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y、YVO、YAlO、GdVOに、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Taのうち1種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Arイオンレーザ、またはTi:サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Qスイッチ動作やモード同期などを行うことによって10MHz以上の発振周波数でパルス発振をさせることも可能である。10MHz以上の発振周波数でレーザビームを発振させると、半導体膜がレーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。 Note that single crystal YAG, YVO 4 , forsterite (Mg 2 SiO 4 ), YAlO 3 , GdVO 4 , or polycrystalline (ceramic) YAG, Y 2 O 3 , YVO 4 , YAlO 3 , GdVO 4 , dopants Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta, a laser using a medium added with one or more, an Ar ion laser, or a Ti: sapphire laser should oscillate continuously It is also possible to perform pulse oscillation at an oscillation frequency of 10 MHz or more by performing Q switch operation, mode synchronization, or the like. When the laser beam is oscillated at an oscillation frequency of 10 MHz or more, the semiconductor film is irradiated with the next pulse during the period from when the semiconductor film is melted by the laser to solidification. Therefore, unlike the case of using a pulse laser having a low oscillation frequency, the solid-liquid interface can be continuously moved in the semiconductor film, so that crystal grains continuously grown in the scanning direction can be obtained.

媒質としてセラミック(多結晶)を用いると、短時間かつ低コストで自由な形状に媒質を形成することが可能である。単結晶を用いる場合、通常、直径数mm、長さ数十mmの円柱状の媒質が用いられているが、セラミックを用いる場合はさらに大きいものを作ることが可能である。   When ceramic (polycrystal) is used as the medium, it is possible to form the medium in a free shape in a short time and at low cost. When a single crystal is used, a cylindrical medium having a diameter of several millimeters and a length of several tens of millimeters is usually used. However, when ceramic is used, a larger one can be made.

発光に直接寄与する媒質中のNd、Ybなどのドーパントの濃度は、単結晶中でも多結晶中でも大きくは変えられないため、濃度を増加させることによるレーザの出力向上にはある程度限界がある。しかしながら、セラミックの場合、単結晶と比較して媒質の大きさを著しく大きくすることができるため大幅な出力向上が実現できる。   Since the concentration of dopants such as Nd and Yb in the medium that directly contributes to light emission cannot be changed greatly regardless of whether it is a single crystal or a polycrystal, there is a certain limit to improving the laser output by increasing the concentration. However, in the case of ceramic, since the size of the medium can be remarkably increased as compared with the single crystal, a significant output improvement can be realized.

さらに、セラミックの場合では、平行六面体形状や直方体形状の媒質を容易に形成することが可能である。このような形状の媒質を用いて、発振光を媒質の内部でジグザグに進行させると、発振光路を長くとることができる。そのため、増幅が大きくなり、大出力で発振させることが可能になる。また、このような形状の媒質から射出されるレーザビームは射出時の断面形状が四角形状であるため、丸状のビームと比較すると、線状ビームに整形するのに有利である。このように射出されたレーザビームを、光学系を用いて整形することによって、短辺の長さ1mm以下、長辺の長さ数mm〜数mの線状ビームを容易に得ることが可能となる。また、励起光を媒質に均一に照射することにより、線状ビームは長辺方向にエネルギー分布の均一なものとなる。   Further, in the case of ceramic, a medium having a parallelepiped shape or a rectangular parallelepiped shape can be easily formed. When a medium having such a shape is used to cause oscillation light to travel in a zigzag manner inside the medium, the oscillation optical path can be made longer. As a result, amplification is increased and oscillation can be performed with high output. Further, since the laser beam emitted from the medium having such a shape has a quadrangular cross-sectional shape at the time of emission, it is advantageous for shaping into a linear beam as compared with a round beam. By shaping the emitted laser beam using an optical system, it is possible to easily obtain a linear beam having a short side length of 1 mm or less and a long side length of several mm to several m. Become. In addition, by irradiating the medium with the excitation light uniformly, the linear beam has a uniform energy distribution in the long side direction.

この線状ビームを半導体膜に照射することによって、半導体膜の全面をより均一にアニールすることが可能になる。線状ビームの両端まで均一なアニールが必要な場合は、その両端にスリットを配置し、エネルギーの減衰部を遮光するなどの工夫が必要となる。   By irradiating the semiconductor film with this linear beam, the entire surface of the semiconductor film can be annealed more uniformly. When uniform annealing is required up to both ends of the linear beam, it is necessary to arrange a slit at both ends to shield the energy attenuating portion.

このようにして得られた強度が均一な線状ビームを用いて半導体膜をアニールし、この半導体膜を用いて電子機器を作製すると、その電子機器の特性は良好である。   When a semiconductor film is annealed using a linear beam having a uniform intensity obtained in this manner and an electronic device is manufactured using this semiconductor film, the characteristics of the electronic device are good.

次に、ゲッタリング用のアモルファスシリコン膜107を選択的にエッチングして除去する。エッチングは、ClFによるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド((CHNOH)を含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行なうことができる。このとき酸化膜106がエッチングストッパーとなり半導体膜105がエッチングされるのを防ぐことができる。 Next, the amorphous silicon film 107 for gettering is selectively etched and removed. Etching can be performed by dry etching without using plasma with ClF 3 or wet etching with an alkaline solution such as an aqueous solution containing hydrazine or tetramethylammonium hydroxide ((CH 3 ) 4 NOH). At this time, the oxide film 106 serves as an etching stopper, and the semiconductor film 105 can be prevented from being etched.

次に、酸化膜106をフッ酸により除去した後、半導体膜105をエッチングし、島状の半導体膜108を形成する(図2(C))。その後、図3(A)に示すように、この島状の半導体膜108を覆うようにゲート絶縁膜109を形成する。   Next, after the oxide film 106 is removed with hydrofluoric acid, the semiconductor film 105 is etched to form an island-shaped semiconductor film 108 (FIG. 2C). After that, as shown in FIG. 3A, a gate insulating film 109 is formed so as to cover the island-shaped semiconductor film 108.

ゲート絶縁膜109は、少なくとも酸素または窒素を含む絶縁膜であれば良く、単層でも複層でもよい。その際の成膜方法は、プラズマCVD法やスパッタ法を用いることができる。本実施例では、プラズマCVD法で窒化酸化珪素(SiNxOy(x>y、なお、x、y=1、2、3・・・))と、酸化窒素珪素(SiOxNy(x>y、なお、x、y=1、2、3・・・))を連続成膜して、合計膜厚が115nmになるように形成した。なお、チャネル長の長さが1μm以下であるようなTFT(サブミクロンTFTともいう)を形成する場合、ゲート絶縁膜は10〜50nmの厚さで形成することが望ましい。   The gate insulating film 109 may be an insulating film containing at least oxygen or nitrogen, and may be a single layer or a multilayer. As a film formation method at that time, a plasma CVD method or a sputtering method can be used. In this embodiment, silicon nitride oxide (SiNxOy (x> y, x, y = 1, 2, 3,...)) And silicon oxide silicon (SiOxNy (x> y, x) are formed by plasma CVD. , Y = 1, 2, 3,...)) Are continuously formed to form a total film thickness of 115 nm. Note that in the case where a TFT having a channel length of 1 μm or less (also referred to as a submicron TFT) is formed, the gate insulating film is preferably formed with a thickness of 10 to 50 nm.

次に、ゲート絶縁膜109上に導電膜を形成し、エッチングすることでゲート電極110を形成する。その概略は以下の通りになる。まず、ゲート絶縁膜109上に形成する導電膜の材料は、導電性を有する膜であれば良く、本実施例では、W(タングステン)とTaN(窒化タンタル)の積層膜を用いたが、Al(アルミニウム)とMo(モリブデン)を用いてMo、Al、Moの順に積層した導電膜や、Ti(チタン)とAlを用いてMo、Al、Moの順に積層した導電膜を用いても良い。また、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、チタン(Ti)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成材料または化合物材料を用いることができる。さらには、これらの材料の積層物を用いることもできる。   Next, a conductive film is formed over the gate insulating film 109 and etched to form the gate electrode 110. The outline is as follows. First, the material of the conductive film formed on the gate insulating film 109 may be a conductive film. In this embodiment, a laminated film of W (tungsten) and TaN (tantalum nitride) is used. A conductive film in which Mo, Al, and Mo are stacked in this order using (aluminum) and Mo (molybdenum), or a conductive film that is stacked in the order of Mo, Al, and Mo using Ti (titanium) and Al may be used. In addition, an element selected from gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W), titanium (Ti), or these A synthetic material or a compound material containing an element as a main component can be used. Furthermore, a laminate of these materials can also be used.

そして、この導電膜をエッチングするためのレジストマスクを形成する。まず、導電膜上にフォトレジストをスピンコーティング法などにより塗布し、露光を行う。次に、フォトレジストに対して加熱処理(プリベーク)を行う。プリベークの温度は50〜120℃とし、後に行われるポストベークより低い温度で行う。本実施例では、加熱温度は90℃、加熱時間は90秒とした。   Then, a resist mask for etching this conductive film is formed. First, a photoresist is applied on the conductive film by a spin coating method or the like, and exposure is performed. Next, heat treatment (pre-bake) is performed on the photoresist. The pre-baking temperature is 50 to 120 ° C., which is lower than the post-baking performed later. In this example, the heating temperature was 90 ° C. and the heating time was 90 seconds.

次に、フォトレジストに現像液を滴下するか、あるいはスプレーノズルから現像液をスプレーすることによって、露光されたレジストを現像する。   Next, the exposed resist is developed by dropping a developer onto the photoresist or spraying the developer from a spray nozzle.

その後、現像されたフォトレジストを125℃、180秒で加熱処理を行ういわゆるポストベークを行い、レジストマスク中に残っている水分などを除去し、同時に熱に対する安定性を高める。以上の工程によってレジストマスクが形成される。このレジストマスクを基に導電膜をエッチングして、ゲート電極110を形成する。   Thereafter, the developed photoresist is subjected to a so-called post-bake in which heat treatment is performed at 125 ° C. for 180 seconds to remove moisture remaining in the resist mask, and at the same time, stability against heat is enhanced. A resist mask is formed by the above steps. The conductive film is etched based on this resist mask to form the gate electrode 110.

なお、このほかの方法として、所定の場所に材料を吐出することが可能な印刷法やインクジェット法に代表される液滴吐出法により、ゲート電極110を直接ゲート絶縁膜109上に形成してもよい。   Note that as another method, the gate electrode 110 may be directly formed over the gate insulating film 109 by a droplet discharge method typified by a printing method or an ink jet method capable of discharging a material to a predetermined place. Good.

吐出する材料は、導電体材料を溶媒に溶解または分散させたものを用いる。導電膜となる材料は、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、パラジウム(Pd)、インジウム(In)、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、タングステン(W)、カドミウム(Cd)、亜鉛(Zn)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、バリウム(Ba)などの金属から少なくとも一種類、またはこれらの金属の合金を含むものである。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチルなどのエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、アセトンなどの有機溶剤などを用いることができる。   As a material to be discharged, a material obtained by dissolving or dispersing a conductive material in a solvent is used. Materials used for the conductive film are gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), aluminum (Al), chromium (Cr), palladium (Pd), indium (In), molybdenum (Mo) ), Nickel (Ni), lead (Pb), iridium (Ir), rhodium (Rh), tungsten (W), cadmium (Cd), zinc (Zn), iron (Fe), titanium (Ti), zirconium (Zr) ), Barium (Ba) or other metals, or an alloy of these metals. As the solvent, esters such as butyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethyl alcohol, organic solvents such as methyl ethyl ketone and acetone can be used.

また、組成物の粘度は300cp以下とする。これは、乾燥を防止し、吐出口から組成物を円滑に吐出するためである。なお、用いる溶媒や用途に合わせて組成物の粘度や表面張力は適宜調整すると良い。   Moreover, the viscosity of a composition shall be 300 cp or less. This is for preventing drying and smoothly discharging the composition from the discharge port. Note that the viscosity and surface tension of the composition may be appropriately adjusted according to the solvent to be used and the application.

そして、ゲート電極110またはゲート電極110を形成する際に用いたレジストをマスクとして用い、島状の半導体膜108にn型またはp型の導電性を付与する不純物を選択的に添加することによって、ソース領域111、ドレイン領域112、低濃度ドレイン(Lightly Doped Drain、以下「LDD」ともいう)領域113などを形成する。上記の工程によって、Nチャネル型TFT114および115と、Pチャネル型TFT116を同一基板上に形成することができる(図3(B))。   Then, the gate electrode 110 or the resist used when forming the gate electrode 110 is used as a mask, and an impurity imparting n-type or p-type conductivity is selectively added to the island-shaped semiconductor film 108. A source region 111, a drain region 112, a lightly doped drain (hereinafter also referred to as “LDD”) region 113, and the like are formed. Through the above steps, the N-channel TFTs 114 and 115 and the P-channel TFT 116 can be formed over the same substrate (FIG. 3B).

続いて、図3(B)に示すように、それらの保護膜として、絶縁膜117を形成する。この絶縁膜117は、プラズマCVD法またはスパッタ法を用い、窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜を単層または積層構造で100〜200nmの厚さに形成する。窒化酸化珪素膜と酸化窒素珪素膜を組み合わせる場合では、ガスを切り替えることによって連続成膜をすることが可能である。本実施例では、プラズマCVD法により膜厚100nmの酸化窒化珪素膜を形成した。絶縁膜117を設けることにより、酸素や空気中の水分をはじめ、各種イオン性の不純物の侵入を阻止するブロッキング作用を得ることができる。   Subsequently, as shown in FIG. 3B, an insulating film 117 is formed as a protective film thereof. The insulating film 117 is formed by using a plasma CVD method or a sputtering method to form a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film with a thickness of 100 to 200 nm with a single layer or a stacked structure. In the case of combining a silicon nitride oxide film and a nitrogen oxide silicon film, continuous film formation can be performed by switching gases. In this embodiment, a silicon oxynitride film having a thickness of 100 nm is formed by plasma CVD. By providing the insulating film 117, it is possible to obtain a blocking action that prevents intrusion of various ionic impurities including oxygen and moisture in the air.

次いで、さらに絶縁膜118を形成する。ここでは、SOG(Spin On Glass)法またはスピンコート法によって塗布されたポリイミド、ポリアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)、アクリル、シロキサン(シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。)などの有機樹脂膜、無機層間絶縁膜(窒化珪素、酸化珪素などの珪素を含む絶縁膜)、low−k(低誘電率)材料などを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば感光性ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。感光性ポリベンゾオキサゾールは、誘電率が低く(常温1MHzで誘電率2.9)、耐熱性が高く(示差熱天秤(TGA)昇温5℃/分で熱分解温度550℃)、吸水率が低い(常温24時間で0.3%)材料である。オキサゾール樹脂は、ポリイミドより低誘電率であるので、より絶縁膜118として適している。絶縁膜118は、ガラス基板上に形成されたTFTによる凹凸を緩和し、平坦化する意味合いが強いため、平坦性に優れた膜が好ましい。   Next, an insulating film 118 is further formed. Here, a skeleton structure is formed by bonding of polyimide, polyamide, BCB (benzocyclobutene), acrylic, siloxane (silicon (Si) and oxygen (O) applied by SOG (Spin On Glass) method or spin coating method. An organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used as a substituent, a fluoro group may be used as the substituent, or an organic group containing at least hydrogen as a substituent. And an organic resin film, an inorganic interlayer insulating film (insulating film containing silicon such as silicon nitride or silicon oxide), a low-k (low dielectric constant) material, or the like. Can do. Moreover, an oxazole resin can also be used, for example, photosensitive polybenzoxazole can be used. Photosensitive polybenzoxazole has a low dielectric constant (dielectric constant 2.9 at room temperature of 1 MHz), high heat resistance (thermal decomposition temperature 550 ° C. at a differential thermal balance (TGA) temperature increase of 5 ° C./min), and water absorption. Low (0.3% at room temperature for 24 hours) material. Oxazole resin is more suitable as the insulating film 118 because it has a lower dielectric constant than polyimide. The insulating film 118 is preferably a film having excellent flatness because it has a strong meaning of relieving unevenness due to TFTs formed over a glass substrate and flattening.

さらに、フォトリソグラフィ法を用いてゲート絶縁膜109、絶縁膜117および絶縁膜118をパターン加工して、ソース領域111、ドレイン領域112に達するコンタクトホールを形成する。   Further, the gate insulating film 109, the insulating film 117, and the insulating film 118 are patterned using photolithography to form contact holes that reach the source region 111 and the drain region 112.

次に、導電性材料を用いて導電膜を形成し、この導電膜をパターン加工することによって配線119を形成する。その後、保護膜として絶縁膜120を形成すると、図3(B)に示すような半導体装置が完成する。   Next, a conductive film is formed using a conductive material, and the wiring 119 is formed by patterning the conductive film. After that, when the insulating film 120 is formed as a protective film, a semiconductor device as shown in FIG. 3B is completed.

なお、本発明の半導体装置に含まれる薄膜トランジスタの構造は上述した構造に限られない。例えば、LDD領域を設けない構造としてもよいし、ゲート電極110の側面にサイドウォールを設けた構造(図4(A))としてもよい。また、薄膜トランジスタの構造として上述した構造に限られず、チャネル形成領域が1つ形成されるシングルゲート構造でもよいし、2つ形成されるダブルゲート構造または3つ形成されるトリプルゲート構造等のマルチゲート構造を用いることができる。また、ボトムゲート構造としてもよいし、チャネル形成領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された2つのゲート電極を有するデュアルゲート型としてもよい。また、ゲート電極を積層構造で設ける場合に、ゲート電極下方に形成される第1の導電膜105aと当該第1の導電膜105a上に形成される第2の導電膜105bで設け、当該第1の導電膜をテーパー状で形成し、第1の導電膜にのみ重なるようにソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域より低い濃度の不純物領域を設ける構造(図4(B))で設けることもできる。また、ゲート電極を積層構造で設ける場合に、ゲート電極の下方に形成される第1の導電膜225aと当該第1の導電膜225a上に形成される第2の導電膜225bで設け、当該第2の導電膜225bの側壁に接し且つ導電膜225aの上方に形成されるようにサイドウォールを設ける構造(図4(C))とすることも可能である。なお、上記構成において、半導体膜103a、103bのソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域をNi、Co、W等のシリサイドで設けることも可能である。   Note that the structure of the thin film transistor included in the semiconductor device of the present invention is not limited to the above structure. For example, a structure in which the LDD region is not provided may be employed, or a structure in which a sidewall is provided on the side surface of the gate electrode 110 (FIG. 4A) may be employed. Further, the structure of the thin film transistor is not limited to the above-described structure, and may be a single gate structure in which one channel formation region is formed, or a multi-gate such as a double gate structure in which two channel regions are formed or a triple gate structure in which three channel regions are formed. A structure can be used. Alternatively, a bottom gate structure may be used, or a dual gate type including two gate electrodes arranged above and below a channel formation region with a gate insulating film interposed therebetween may be used. In the case where the gate electrode is provided in a stacked structure, the first conductive film 105a formed below the gate electrode and the second conductive film 105b formed over the first conductive film 105a are provided. The conductive film may be formed in a tapered shape and provided with a structure in which an impurity region having a lower concentration than the impurity region functioning as a source region or a drain region is provided so as to overlap only with the first conductive film (FIG. 4B). it can. In the case where the gate electrode is provided in a stacked structure, the first conductive film 225a formed below the gate electrode and the second conductive film 225b formed over the first conductive film 225a are provided. A structure in which a sidewall is provided so as to be in contact with the sidewall of the second conductive film 225b and above the conductive film 225a (FIG. 4C) can also be employed. Note that in the above structure, an impurity region functioning as a source region or a drain region of the semiconductor films 103a and 103b can be provided using silicide such as Ni, Co, or W.

本実施の形態の工程によって、信頼性の高い半導体装置を生産性よく作製することができる。また、本実施の形態の工程によって、高密度に発生した希ガスイオンを積極的にアモルファスシリコン膜に取り込み、膜中の希ガス濃度を増大させることが可能となるため、ゲッタリング後に結晶質半導体膜中に残留している半導体膜の結晶化を促進させる元素の濃度を従来のゲッタリング工程に比べて低減させることができる。つまり、ゲッタリング効率を向上させることができる。   Through the process of this embodiment, a highly reliable semiconductor device can be manufactured with high productivity. In addition, since the rare gas ions generated at a high density can be actively taken into the amorphous silicon film and the rare gas concentration in the film can be increased by the process of this embodiment, the crystalline semiconductor after gettering is obtained. The concentration of the element that promotes crystallization of the semiconductor film remaining in the film can be reduced as compared with the conventional gettering process. That is, gettering efficiency can be improved.

(実施の形態2)
本実施の形態では、図2(A)に示した酸化膜106をプラズマ処理装置を用いて形成する工程を含む半導体装置の作製工程を説明する。本実施の形態において、図1(D)に示す半導体膜105を形成するまでの工程は実施の形態1と同様に行うことができる。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a manufacturing process of a semiconductor device including a process of forming the oxide film 106 illustrated in FIG. 2A using a plasma treatment apparatus will be described. In this embodiment, steps up to the formation of the semiconductor film 105 illustrated in FIG. 1D can be performed in a manner similar to that of Embodiment 1.

本実施の形態では、図2(A)の半導体膜105を形成後、半導体膜105の表面にプラズマ処理装置を用いて酸化膜106を形成する。酸素もしくは酸素を含むガスをプラズマ励起によって活性化し、これらを半導体膜105の材料と反応させて半導体膜上に1nm〜10nm程度の膜厚の酸化膜106を形成する。この酸化膜106は、後のエッチング工程において半導体膜105の表面がエッチングされるのを防ぐためのものである。プラズマ処理装置を用いて酸化膜と形成するとき、プラズマは高い周波数のマイクロ波、たとえば2.45GHzのマイクロ波を使うことによって生成される。プラズマ生成の際の原料ガスには、酸素(O)と希ガスとの混合ガス、酸素(O)と水素(H)と希ガスとの混合ガス等を用いることができる。希ガスとしてヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくとも1つを用いればよい。 In this embodiment, after the semiconductor film 105 in FIG. 2A is formed, the oxide film 106 is formed over the surface of the semiconductor film 105 using a plasma treatment apparatus. Oxygen or a gas containing oxygen is activated by plasma excitation and reacts with the material of the semiconductor film 105 to form an oxide film 106 having a thickness of about 1 nm to 10 nm on the semiconductor film. The oxide film 106 is for preventing the surface of the semiconductor film 105 from being etched in a later etching process. When forming with an oxide film using a plasma processing apparatus, plasma is generated by using a high frequency microwave, for example, a microwave of 2.45 GHz. As a source gas for generating plasma, a mixed gas of oxygen (O 2 ) and a rare gas, a mixed gas of oxygen (O 2 ), hydrogen (H 2 ), and a rare gas, or the like can be used. As the rare gas, at least one of helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe) may be used.

プラズマ処理装置を用いて酸化膜を形成する場合、プラズマの電子密度が高電子密度でありながら、基板上に形成された被処理物付近での電子温度が低いため、基板に対するプラズマ損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が1×1011cm−3以上と高電子密度であるため、欠陥が少なく緻密な酸化膜を形成することができる。 When an oxide film is formed using a plasma processing apparatus, the plasma electron density is high, but the electron temperature in the vicinity of the object formed on the substrate is low, so that plasma damage to the substrate is prevented. be able to. Further, since the electron density of plasma is as high as 1 × 10 11 cm −3 or more, a dense oxide film with few defects can be formed.

本実施の形態において、酸化膜106をプラズマ処理装置を用いて形成することにより、欠陥が少なく緻密な酸化膜を低温で形成することができる。従って、後のエッチング工程において、酸化膜106の表面のピンホール等の欠陥によって生じる半導体膜105の表面の荒れを防ぐことができ、半導体装置の信頼性をさらに向上させることができる。   In this embodiment, the oxide film 106 is formed using a plasma treatment apparatus, whereby a dense oxide film with few defects can be formed at low temperature. Accordingly, it is possible to prevent the surface of the semiconductor film 105 from being roughened due to defects such as pinholes on the surface of the oxide film 106 in a later etching step, and the reliability of the semiconductor device can be further improved.

この後、実施の形態1と同様の工程を行うことで、信頼性の高い半導体装置を作製することができる。   After that, by performing a process similar to that in Embodiment 1, a highly reliable semiconductor device can be manufactured.

(実施の形態3)
本実施の形態では、結晶質半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成した後で半導体膜の結晶化を促進させる元素をゲッタリングする工程を含む半導体装置の作製工程を説明する。本実施の形態において、図1(D)に示す工程までは実施の形態1と同様に行うことができる。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a manufacturing process of a semiconductor device including a process of gettering an element that promotes crystallization of a semiconductor film after an island-shaped semiconductor film is formed by etching the crystalline semiconductor film will be described. In this embodiment, steps up to and including the step illustrated in FIG. 1D can be performed as in Embodiment 1.

結晶質半導体膜105を形成後、結晶質半導体膜105をエッチングし、島状の半導体膜501を形成する(図5(A))。次に、図5(A)に示すように半導体膜501の表面に膜厚1nm〜10nm程度の酸化膜502を形成する。酸化膜502は実施の形態1又は実施の形態2に示した方法で形成することができる。   After the crystalline semiconductor film 105 is formed, the crystalline semiconductor film 105 is etched to form an island-shaped semiconductor film 501 (FIG. 5A). Next, as illustrated in FIG. 5A, an oxide film 502 with a thickness of about 1 nm to 10 nm is formed on the surface of the semiconductor film 501. The oxide film 502 can be formed by the method described in Embodiment 1 or 2.

次に、酸化膜502上に、希ガス元素を1×1019atoms/cm以上1×1022atoms/cm以下の濃度で含むゲッタリング用の希ガスを含むアモルファスシリコン膜503をプラズマ処理装置を用いて25〜250nmの厚さで形成する。アモルファスシリコン膜503は実施の形態1と同様に形成することができる。 Next, the amorphous silicon film 503 containing a rare gas for gettering containing a rare gas element at a concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more and 1 × 10 22 atoms / cm 3 or less is plasma-treated on the oxide film 502. It forms with the thickness of 25-250 nm using an apparatus. The amorphous silicon film 503 can be formed in the same manner as in Embodiment Mode 1.

次に、図5(B)に示すように、ファーネスアニール法やRTA法を用いて加熱処理を施し、ゲッタリングを行う。ファーネスアニール法で行なう場合には、窒素雰囲気中にて450〜600℃で0.5〜12時間の加熱処理を行なう。また、RTA法を用いる場合には、加熱用のランプ光源を1〜60秒、好ましくは30〜60秒点灯させ、それを1〜10回、好ましくは2〜6回繰り返す。ランプ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には600〜1000℃、好ましくは700〜750℃程度にまで加熱されるようにする。   Next, as shown in FIG. 5B, heat treatment is performed using a furnace annealing method or an RTA method to perform gettering. In the case of performing furnace annealing, heat treatment is performed at 450 to 600 ° C. for 0.5 to 12 hours in a nitrogen atmosphere. When the RTA method is used, the lamp light source for heating is turned on for 1 to 60 seconds, preferably 30 to 60 seconds, and this is repeated 1 to 10 times, preferably 2 to 6 times. The emission intensity of the lamp light source is arbitrary, but the semiconductor film is instantaneously heated to 600 to 1000 ° C., preferably about 700 to 750 ° C.

加熱処理により、半導体膜501内の半導体膜の結晶化を促進させる元素が、拡散により矢印に示すようにゲッタリング用のアモルファスシリコン膜503に移動し、ゲッタリングされる。   By the heat treatment, an element that promotes crystallization of the semiconductor film in the semiconductor film 501 moves to the amorphous silicon film 503 for gettering due to diffusion, and is gettered.

なお、結晶化を促進させる元素を添加し、加熱処理を行って結晶化を促進した後にレーザビームの照射を行ってもよいし、加熱処理のかわりにレーザビームを照射してもよい。また、加熱処理を行った後、その温度を保ちつつレーザ処理を行ってもよい。   Note that an element for promoting crystallization may be added and heat treatment may be performed to promote crystallization, and then laser beam irradiation may be performed, or laser beam irradiation may be performed instead of the heat treatment. Further, after the heat treatment, the laser treatment may be performed while maintaining the temperature.

次に、ゲッタリング用のアモルファスシリコン膜503を選択的にエッチングして除去する。エッチングは、ClFによるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド((CHNOH)を含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行なうことができる。このとき酸化膜502がエッチングストッパーとなり半導体膜501がエッチングされるのを防ぐことができる。 Next, the amorphous silicon film 503 for gettering is selectively etched and removed. Etching can be performed by dry etching without using plasma with ClF 3 or wet etching with an alkaline solution such as an aqueous solution containing hydrazine or tetramethylammonium hydroxide ((CH 3 ) 4 NOH). At this time, the oxide film 502 serves as an etching stopper, and the semiconductor film 501 can be prevented from being etched.

次に、図5(C)に示すように、島状の半導体膜501を覆うようにゲート絶縁膜109を形成する。ゲート絶縁膜109は、少なくとも酸素または窒素を含む絶縁膜であれば良く、単層でも複層でもよい。その際の成膜方法は、プラズマCVD法やスパッタ法を用いることができる。本実施例では、プラズマCVD法で窒化酸化珪素(SiNxOy(x>y、なお、x、y=1、2、3・・・))と、酸化窒素珪素(SiOxNy(x>y、なお、x、y=1、2、3・・・))を連続成膜して、合計膜厚が115nmになるように形成した。なお、チャネル長の長さが1μm以下であるようなTFT(サブミクロンTFTともいう)を形成する場合、ゲート絶縁膜は10〜50nmの厚さで形成することが望ましい。   Next, as illustrated in FIG. 5C, the gate insulating film 109 is formed so as to cover the island-shaped semiconductor film 501. The gate insulating film 109 may be an insulating film containing at least oxygen or nitrogen, and may be a single layer or a multilayer. As a film formation method at that time, a plasma CVD method or a sputtering method can be used. In this embodiment, silicon nitride oxide (SiNxOy (x> y, x, y = 1, 2, 3,...)) And silicon oxide silicon (SiOxNy (x> y, x) are formed by plasma CVD. , Y = 1, 2, 3,...)) Are continuously formed to form a total film thickness of 115 nm. Note that in the case where a TFT having a channel length of 1 μm or less (also referred to as a submicron TFT) is formed, the gate insulating film is preferably formed with a thickness of 10 to 50 nm.

この後、実施の形態1と同様の工程を行うことで半導体装置を作製することができる。   After that, a semiconductor device can be manufactured by performing the same process as in Embodiment Mode 1.

本実施の形態において、島状の半導体膜501を形成してからゲッタリングを行うことにより、島状半導体膜501の端部からも結晶化を促進させる元素がゲッタリングされるため、ゲッタリングを高効率で行うことができる。   In this embodiment mode, by performing gettering after the island-shaped semiconductor film 501 is formed, an element that promotes crystallization is also gettered from the end portion of the island-shaped semiconductor film 501, and thus gettering is performed. It can be performed with high efficiency.

(実施の形態4)
ここでは本発明を用いて非接触でデータの送受信が可能である半導体装置、例えばICタグ、RFID(Radio Frequency Identification)を作製する方法について説明する。なお、上記実施形態と同じものは同じ符号で表す。
(Embodiment 4)
Here, a method for manufacturing a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact, for example, an IC tag and an RFID (Radio Frequency Identification) using the present invention will be described. In addition, the same thing as the said embodiment is represented with the same code | symbol.

まず、基板1の一表面に、剥離層700を形成する(図7(A))。基板1は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁層を形成したもの、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いる。このような基板1であれば、大きさや形状に大きな制限はないため、基板1として、例えば、1辺が1メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板から無線チップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。また、基板1上に形成する薄膜集積回路は、後に基板1から剥離する。つまり、本発明を用いて非接触でデータの送受信が可能である半導体装置は、基板1を有していない。従って、薄膜集積回路が剥離された基板1は、何度でも再利用することができる。このように、基板1を再利用すれば、コストを削減することができる。再利用する基板1としては、石英基板が望ましい。   First, the separation layer 700 is formed on one surface of the substrate 1 (FIG. 7A). As the substrate 1, a glass substrate, a quartz substrate, a metal substrate or a stainless substrate having an insulating layer formed on one surface, a heat-resistant plastic substrate that can withstand the processing temperature in this step, or the like is used. With such a substrate 1, there is no significant limitation on the size and shape, and thus, if the substrate 1 is, for example, one side having a length of 1 meter or more and a rectangular shape, the productivity is remarkably improved. be able to. Such an advantage is a great advantage as compared with a case where a wireless chip is taken out from a circular silicon substrate. Further, the thin film integrated circuit formed over the substrate 1 is peeled off from the substrate 1 later. That is, a semiconductor device that can transmit and receive data without contact using the present invention does not have the substrate 1. Therefore, the substrate 1 from which the thin film integrated circuit has been peeled can be reused any number of times. Thus, if the substrate 1 is reused, the cost can be reduced. As the substrate 1 to be reused, a quartz substrate is desirable.

なお、本実施の形態では、剥離層700は、基板1の一表面に薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ法により形状を加工して、剥離層を選択的に形成する。   Note that in this embodiment mode, the release layer 700 is formed by selectively forming a release layer by forming a thin film over one surface of the substrate 1 and then processing the shape by a photolithography method.

剥離層700は、スパッタリング法やプラズマCVD法等により、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、鉛(Pb)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、珪素(Si)から選択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成する。珪素を含む層は、非晶質であってもよいし、微結晶若しくは多結晶であってもよい。   The release layer 700 is formed by tungsten (W), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tantalum (Ta), niobium (Nb), nickel (Ni), cobalt (Co), zirconium, or the like by sputtering or plasma CVD. An element selected from (Zr), zinc (Zn), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), lead (Pb), osmium (Os), iridium (Ir), silicon (Si) or the element as a main component A layer made of an alloy material or a compound material is formed as a single layer or a stacked layer. The layer containing silicon may be amorphous, microcrystalline, or polycrystalline.

剥離層700が単層構造の場合、好ましくは、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。又は、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。また、タングステンの酸化物は、酸化タングステンと表記することがある。   In the case where the separation layer 700 has a single-layer structure, a tungsten layer, a molybdenum layer, or a layer containing a mixture of tungsten and molybdenum is preferably formed. Alternatively, a layer containing tungsten oxide or oxynitride, a layer containing molybdenum oxide or oxynitride, or a layer containing an oxide or oxynitride of a mixture of tungsten and molybdenum is formed. Note that the mixture of tungsten and molybdenum corresponds to, for example, an alloy of tungsten and molybdenum. The oxide of tungsten may be expressed as tungsten oxide.

剥離層700が積層構造の場合、好ましくは、1層目としてタングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、2層目として、タングステン、モリブデン又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物、窒化物、酸化窒化物又は窒化酸化物を形成する。   In the case where the separation layer 700 has a stacked structure, preferably, a tungsten layer, a molybdenum layer, or a layer containing a mixture of tungsten and molybdenum is formed as a first layer, and tungsten, molybdenum, or a mixture of tungsten and molybdenum is formed as a second layer. An oxide, nitride, oxynitride, or nitride oxide is formed.

なお、剥離層700として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物とを含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化珪素を含む層を形成することで、タングステン層と酸化珪素層との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。これは、タングステンの窒化物、酸化窒化物及び窒化酸化物を含む層を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層を形成する。なお、タングステンを含む層を形成後に、その上層に形成する酸化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層などは、後に下地となる絶縁層として機能する。   Note that in the case where a layered structure of a layer containing tungsten and a layer containing tungsten oxide is formed as the separation layer 700, a layer containing tungsten is formed, and a layer containing silicon oxide is formed thereover. The fact that a layer containing an oxide of tungsten is formed at the interface between the tungsten layer and the silicon oxide layer may be utilized. The same applies to the case where a layer containing tungsten nitride, oxynitride, and nitride oxide is formed. After a layer containing tungsten is formed, a silicon nitride layer, a silicon oxynitride layer, and a silicon nitride oxide layer are formed thereon. Form a layer. Note that after the layer containing tungsten is formed, a silicon oxide layer, a silicon oxynitride layer, a silicon nitride oxide layer, or the like which is formed thereover functions as an insulating layer to be a base later.

また、タングステンの酸化物は、WOxで表され、Xは2〜3である。xが2の場合(WO)、xが2.5の場合(W)、xが2.75の場合(W11)、xが3の場合(WO)などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたXの値に特に制約はなく、そのエッチングレートなどを基に決めるとよい。但し、エッチングレートの最も良いものは、酸素雰囲気下で、スパッタリング法により形成するタングステンの酸化物を含む層(WOx、0<X<3)である。従って、作製時間の短縮のために、剥離層として、酸素雰囲気下でスパッタリング法によりタングステンの酸化物を含む層を形成するとよい。 Moreover, the oxide of tungsten is represented by WOx, and X is 2-3. When x is 2 (WO 2 ), when x is 2.5 (W 2 O 5 ), when x is 2.75 (W 4 O 11 ), when x is 3 (WO 3 ), etc. . In forming the tungsten oxide, the value of X mentioned above is not particularly limited, and may be determined based on the etching rate. However, the layer having the best etching rate is a layer containing tungsten oxide (WOx, 0 <X <3) formed by a sputtering method in an oxygen atmosphere. Therefore, in order to shorten the manufacturing time, a layer containing a tungsten oxide is preferably formed as the separation layer by a sputtering method in an oxygen atmosphere.

なお上記の工程によると、基板1に接するように剥離層700を形成しているがこの工程に制約されない。基板1に接するように下地となる絶縁層を形成し、該絶縁層に接するように剥離層700を形成してもよい。   Note that according to the above process, the release layer 700 is formed so as to be in contact with the substrate 1, but the process is not limited thereto. An insulating layer serving as a base may be formed so as to be in contact with the substrate 1, and the peeling layer 700 may be formed so as to be in contact with the insulating layer.

次に、剥離層700を覆うように、下地となる絶縁膜2を形成する。下地となる絶縁層は、スパッタリング法やプラズマCVD法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層で形成する。珪素の酸化物材料とは、珪素(Si)と酸素(O)を含む物質であり、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。珪素の窒化物材料とは、珪素と窒素(N)を含む物質であり、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。   Next, the insulating film 2 serving as a base is formed so as to cover the peeling layer 700. As the base insulating layer, a layer containing a silicon oxide or a silicon nitride is formed as a single layer or a stacked layer by a sputtering method, a plasma CVD method, or the like. The silicon oxide material is a substance containing silicon (Si) and oxygen (O), and corresponds to silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, or the like. The silicon nitride material is a substance containing silicon and nitrogen (N), and corresponds to silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, or the like.

次に、絶縁膜2上に、非晶質珪素膜を形成した後、pチャネル型TFT、nチャネル型TFTを作製する。図7(B)の絶縁膜120までの作製工程は上記実施形態で示した方法を用いることができるので、ここでは省略する。絶縁膜120形成後、配線119に達するコンタクトホールを形成し、該コンタクトホール及び絶縁膜120を覆うように導電膜702を形成する。   Next, after an amorphous silicon film is formed on the insulating film 2, a p-channel TFT and an n-channel TFT are manufactured. The manufacturing process up to the insulating film 120 in FIG. 7B can be performed here because the method described in the above embodiment mode can be used. After the insulating film 120 is formed, a contact hole reaching the wiring 119 is formed, and a conductive film 702 is formed so as to cover the contact hole and the insulating film 120.

図7(B)の導電膜702はアンテナとして機能することになる。導電膜702は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)から選択された元素、又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、単層又は積層で形成する。例えば、バリア層とアルミニウム層との積層構造、バリア層とアルミニウム層とバリア層との積層構造等の積層構造を採用するとよい。バリア層とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデン又はモリブデンの窒化物などに相当する。なお、導電膜702の形状として例えばダイポール、輪状(例えば、ループアンテナ)、直方体で平坦なもの(例えば、パッチアンテナ)などの形状に加工することで様々な形状のアンテナとすることができる。   The conductive film 702 in FIG. 7B functions as an antenna. The conductive film 702 is an element selected from aluminum (Al), titanium (Ti), silver (Ag), and copper (Cu), or an alloy material or a compound material containing these elements as a main component. Form with. For example, a laminated structure such as a laminated structure of a barrier layer and an aluminum layer or a laminated structure of a barrier layer, an aluminum layer, and a barrier layer may be employed. The barrier layer corresponds to titanium, titanium nitride, molybdenum, molybdenum nitride, or the like. Note that various shapes of antennas can be obtained by processing the conductive film 702 into a shape such as a dipole, a ring (for example, a loop antenna), and a rectangular parallelepiped (for example, a patch antenna).

なお、薄膜集積回路703を覆うように、保護層を形成してもよい。保護層は、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)などの炭素を含む層、窒化珪素を含む層、窒化酸化珪素を含む層等に相当する。   Note that a protective layer may be formed so as to cover the thin film integrated circuit 703. The protective layer corresponds to a layer containing carbon such as DLC (Diamond Like Carbon), a layer containing silicon nitride, a layer containing silicon nitride oxide, or the like.

次に、剥離層700が露出するように、フォトリソグラフィ法により絶縁膜2、109、117、118、120をエッチングして、開口部704、705を形成する(図8(A))。   Next, the insulating films 2, 109, 117, 118, and 120 are etched by photolithography so that the peeling layer 700 is exposed, so that openings 704 and 705 are formed (FIG. 8A).

次に、薄膜集積回路703を覆うように、SOG法、液滴吐出法等により、絶縁層706を形成する(図8(B))。絶縁層706は、有機材料により形成し、好ましくはエポキシ樹脂により形成する。絶縁層706は、薄膜集積回路703が飛散しないように形成するものである。つまり、薄膜集積回路703は小さく薄く軽いために、剥離層を除去した後は、基板に密着していないために飛散しやすい。しかしながら、薄膜集積回路703の周囲に絶縁層706を形成することで、薄膜集積回路703に重みが付き、基板1からの飛散を防止することができる。また、薄膜集積回路703単体では薄くて軽いが、絶縁層706を形成することで、巻かれた形状になることがなく、ある程度の強度を確保することができる。なお、図示する構成では、薄膜集積回路703と上面と側面に絶縁層706を形成しているがこの構成に制約されず、薄膜集積回路703の上面のみに絶縁層706を形成してもよい。また、上記の記載によると、開口部704、705を形成する工程の後、絶縁層706を形成する工程を行っているがこの順番に制約されない。絶縁膜120上に絶縁層706を形成する工程の後に、複数の絶縁層をエッチングして、開口部を形成する工程を行ってもよい。この順番の場合だと、薄膜集積回路703の上面のみに絶縁層706が形成される。   Next, an insulating layer 706 is formed so as to cover the thin film integrated circuit 703 by an SOG method, a droplet discharge method, or the like (FIG. 8B). The insulating layer 706 is formed using an organic material, preferably an epoxy resin. The insulating layer 706 is formed so that the thin film integrated circuit 703 is not scattered. In other words, since the thin film integrated circuit 703 is small and thin, the thin film integrated circuit 703 is likely to be scattered after the peeling layer is removed because it is not in close contact with the substrate. However, by forming the insulating layer 706 around the thin film integrated circuit 703, the thin film integrated circuit 703 is weighted and scattering from the substrate 1 can be prevented. In addition, although the thin film integrated circuit 703 alone is thin and light, by forming the insulating layer 706, a certain degree of strength can be ensured without forming a wound shape. Note that in the illustrated structure, the insulating layer 706 is formed on the upper surface and side surfaces of the thin film integrated circuit 703, but the present invention is not limited to this structure, and the insulating layer 706 may be formed only on the upper surface of the thin film integrated circuit 703. Further, according to the above description, the step of forming the insulating layer 706 is performed after the step of forming the openings 704 and 705, but the order is not limited. After the step of forming the insulating layer 706 over the insulating film 120, a step of etching the plurality of insulating layers to form openings may be performed. In this case, the insulating layer 706 is formed only on the upper surface of the thin film integrated circuit 703.

次に、開口部704、705にエッチング剤を導入して、剥離層700を除去する(図9(A))。エッチング剤は、フッ化ハロゲン又はハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲンを含む気体として三フッ化塩素(ClF)を使用する。そうすると、薄膜集積回路703は、基板1から剥離された状態となる。 Next, an etchant is introduced into the openings 704 and 705 to remove the peeling layer 700 (FIG. 9A). As the etchant, a gas or liquid containing halogen fluoride or an interhalogen compound is used. For example, chlorine trifluoride (ClF 3 ) is used as a gas containing halogen fluoride. Then, the thin film integrated circuit 703 is peeled from the substrate 1.

次に、薄膜集積回路703の一方の面を、第1の基体707に接着させて、基板1から完全に剥離する(図9(B))。   Next, one surface of the thin film integrated circuit 703 is bonded to the first base 707 and is completely separated from the substrate 1 (FIG. 9B).

続いて、薄膜集積回路703の他方の面を、第2の基体708に接着させ、その後積層して貼り合わせて、薄膜集積回路703を、第1の基体707と第2の基体708により封止する(図10)。そうすると、薄膜集積回路703が第1の基体707と第2の基体708により封止されたICタグが完成する。   Subsequently, the other surface of the thin film integrated circuit 703 is bonded to the second base 708, and then laminated and bonded, and the thin film integrated circuit 703 is sealed by the first base 707 and the second base 708. (FIG. 10). Then, an IC tag in which the thin film integrated circuit 703 is sealed with the first base 707 and the second base 708 is completed.

第1の基体707と第2の基体708は、帯電防止対策を施したフィルム(帯電防止フィルム)、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等)と接着性合成樹脂フィルム(アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等)との積層フィルムなどに相当する。帯電防止対策を施したフィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を貼り付けられたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を貼り付けられたフィルムであってもよい。また、片面に帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が貼り付けられた面をフィルムの内側になるように貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。また、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に貼り付けてあればよい。なお、帯電防止可能な材料としては、アルミなどの金属、インジウム錫酸化物(ITO)、両面活性剤金属塩、イミダリン型両性界面活性剤、側鎖にカルボキシル基および4級アンモニウム塩基をもつ架橋性共重合体高分子を含む樹脂材料などが挙げられる。帯電防止フィルムを第1の基板707と第2の基板708として用いることで、外部からの静電気によって集積回路に悪影響が及ぶことを防止することができる。積層フィルム(ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる)、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等)と接着性合成樹脂フィルム(アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等)との積層フィルムなどに相当する。積層フィルムは、熱圧着により、被処理体と積層して貼り合わせが行われるものであり、積層して貼り合わせを行う際には、積層フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層(接着層ではない)を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。   The first base 707 and the second base 708 are an antistatic film (antistatic film), a film made of polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, or a paper made of a fibrous material. It corresponds to a laminated film of a base film (polyester, polyamide, inorganic vapor deposition film, paper, etc.) and an adhesive synthetic resin film (acrylic synthetic resin, epoxy synthetic resin, etc.). Examples of the antistatic film include a film in which an antistatic material is dispersed in a resin, a film on which an antistatic material is attached, and the like. The film with an antistatic material attached may be a film with an antistatic material attached to one side, or a film with an antistatic material attached to both sides. Good. Also, a film with an antistatic material affixed on one side may be affixed so that the surface with the antistatic material affixed is on the inside of the film, or on the outside of the film It may be pasted. The antistatic material may be attached to the entire surface or a part of the film. Materials that can be antistatic include metals such as aluminum, indium tin oxide (ITO), double-sided activator metal salts, imidazoline-type amphoteric surfactants, and crosslinkability with carboxyl groups and quaternary ammonium bases in the side chains. Examples thereof include a resin material containing a copolymer polymer. By using the antistatic films as the first substrate 707 and the second substrate 708, adverse effects on the integrated circuit due to external static electricity can be prevented. Laminated film (made of polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, etc.), paper made of fibrous material, base film (polyester, polyamide, inorganic vapor deposition film, paper, etc.) and adhesive synthetic resin film It corresponds to a laminated film with (acrylic synthetic resin, epoxy synthetic resin, etc.). The laminated film is laminated with the object to be processed by thermocompression bonding. When the laminated film is laminated, the laminated film is an adhesive layer provided on the outermost surface of the laminated film or the A layer (not an adhesive layer) provided in the outer layer is melted by heat treatment and bonded by pressure.

第1の基体707と第2の基体708の表面には接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。   An adhesive layer may be provided on the surfaces of the first base 707 and the second base 708, or no adhesive layer may be provided. The adhesive layer corresponds to a layer containing an adhesive such as a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, an epoxy resin adhesive, or a resin additive.

次に、非接触でデータの送受信が可能である半導体装置の適用例に関して図面を参照して以下に説明する。なお、非接触でデータの送受信が可能である半導体装置は利用の形態によっては、RFID(Radio Frequency Identification)、IDタグ、ICタグ、ICチップ、RFタグ(Radio Frequency)、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれる。   Next, application examples of a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact will be described below with reference to the drawings. Note that a semiconductor device that can transmit and receive data without contact depends on a use form, such as an RFID (Radio Frequency Identification), an ID tag, an IC tag, an IC chip, an RF tag (Radio Frequency), a wireless tag, an electronic tag, or Also called a wireless chip.

RFID80は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路81、クロック発生回路82、データ復調回路83、データ変調回路84、他の回路を制御する制御回路85、記憶回路86およびアンテナ87を有している(図11(A))。なお、記憶回路は1つに限定されず、複数であっても良く、SRAM、フラッシュメモリ、ROMまたはFeRAM等や上記実施の形態で示した有機化合物層を記憶素子部に用いたものを用いることができる。   The RFID 80 has a function of communicating data without contact, and includes a power supply circuit 81, a clock generation circuit 82, a data demodulation circuit 83, a data modulation circuit 84, a control circuit 85 that controls other circuits, a storage circuit 86, and an antenna 87. (FIG. 11A). Note that the number of memory circuits is not limited to one, and a plurality of memory circuits may be used. An SRAM, a flash memory, a ROM, an FeRAM, or the like or an organic compound layer described in the above embodiment is used for a memory element portion. Can do.

リーダ/ライタ88から電波として送られてきた信号は、アンテナ87において電磁誘導により交流の電気信号に変換される。電源回路81では、交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、電源配線を用いて各回路へ電源電圧を供給する。クロック発生回路82は、アンテナ87から入力された交流信号を基に、各種クロック信号を生成し、制御回路85に供給する。復調回路83では、当該交流の電気信号を復調し、制御回路85に供給する。制御回路85では、入力された信号に従って各種演算処理を行う。記憶回路86では、制御回路85において用いられるプログラムやデータ等が記憶されている他、演算処理時の作業エリアとしても用いることができる。そして、制御回路85から変調回路84にデータが送られ、変調回路84から当該データに従ってアンテナ87に負荷変調を加えることができる。リーダ/ライタ88は、アンテナ87に加えられた負荷変調を電波で受け取ることにより、結果的にデータを読み取ることが可能となる。   A signal transmitted as a radio wave from the reader / writer 88 is converted into an AC electrical signal by electromagnetic induction in the antenna 87. In the power supply circuit 81, a power supply voltage is generated using an AC electrical signal, and the power supply voltage is supplied to each circuit using a power supply wiring. The clock generation circuit 82 generates various clock signals based on the AC signal input from the antenna 87 and supplies the generated clock signal to the control circuit 85. The demodulation circuit 83 demodulates the AC electric signal and supplies it to the control circuit 85. The control circuit 85 performs various arithmetic processes according to the input signal. The storage circuit 86 stores programs and data used in the control circuit 85, and can also be used as a work area during arithmetic processing. Then, data is sent from the control circuit 85 to the modulation circuit 84, and load modulation can be applied to the antenna 87 from the modulation circuit 84 in accordance with the data. The reader / writer 88 can read the data as a result by receiving the load modulation applied to the antenna 87 by radio waves.

また、RFIDは、各回路への電源電圧の供給を電源(バッテリー)を搭載せず電波により行うタイプとしてもよいし、電源(バッテリー)を搭載して電波と電源(バッテリー)により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよい。   The RFID may be of a type in which power supply voltage is supplied to each circuit by radio waves without mounting a power supply (battery), or each circuit is powered by radio waves and power supply (battery). It is good also as a type which supplies a voltage.

本実施の形態で示した構成を用いることによって、折り曲げることが可能なRFIDを作製することが可能となるため、曲面を有する物体に貼り付けて設けることが可能となる。   By using the structure described in this embodiment mode, an RFID that can be bent can be manufactured; therefore, it can be attached to an object having a curved surface.

次に、可撓性を有するRFIDの使用形態の一例について説明する。表示部321を含む携帯端末の側面には、リーダ/ライタ320が設けられ、品物322の側面にはRFID323が設けられる(図11(B))。品物322が含むRFID323にリーダ/ライタ320をかざすと、表示部321に品物の原材料や原産地、生産工程ごとの検査結果や流通過程の履歴等、更に商品の説明等の商品に関する情報が表示される。また、商品326をベルトコンベアにより搬送する際に、リーダ/ライタ324と、商品326に設けられたRFID325を用いて、該商品326の検品を行うことができる(図11(C))。このように、システムにRFIDを活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現する。また、本実施の形態で示したように、曲面を有する物体に貼り付けた場合であっても、RFIDに含まれるトランジスタ等の損傷を防止し、信頼性の高いRFIDを提供することが可能となる。   Next, an example of a usage form of a flexible RFID will be described. A reader / writer 320 is provided on the side surface of the portable terminal including the display portion 321, and an RFID 323 is provided on the side surface of the article 322 (FIG. 11B). When the reader / writer 320 is held over the RFID 323 included in the item 322, the display unit 321 displays information about the product, such as a description of the product, such as the raw material and origin of the product, the inspection result for each production process, and the history of the distribution process. . In addition, when the product 326 is conveyed by the belt conveyor, the product 326 can be inspected using the reader / writer 324 and the RFID 325 provided in the product 326 (FIG. 11C). In this way, by using RFID in the system, information can be easily acquired, and high functionality and high added value are realized. In addition, as shown in this embodiment mode, even when attached to an object having a curved surface, it is possible to prevent damage to transistors included in the RFID and to provide a highly reliable RFID. Become.

また、上述した以外にも可撓性を有するRFIDの用途は広範にわたり、非接触で対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも適用することができる。例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。これらの例に関して図12を用いて説明する。   In addition to the above, flexible RFID has a wide range of uses, and it can be applied to any product that can be used for production and management by clarifying information such as the history of objects without contact. can do. For example, banknotes, coins, securities, certificate documents, bearer bonds, packaging containers, books, recording media, personal belongings, vehicles, foods, clothing, health supplies, daily necessities, chemicals, etc. It can be provided and used in an electronic device or the like. These examples will be described with reference to FIG.

紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの(金券)、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す(図12(A)参照)。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す(図12(B)参照)。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す(図12(C)参照)。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指す(図12(D)参照)。書籍類とは、書物、本等を指す(図12(E)参照)。記録媒体とは、DVDソフト、ビデオテープ等を指す(図12(F)参照)。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す(図12(G)参照)。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す(図12(H)参照)。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置(テレビ受像機、薄型テレビ受像機)、携帯電話機等を指す。   Banknotes and coins are money that circulates in the market, and include those that are used in the same way as money in a specific area (cash vouchers), commemorative coins, and the like. Securities refer to checks, securities, promissory notes, etc. (see FIG. 12A). The certificate refers to a driver's license, a resident's card, etc. (see FIG. 12B). Bearer bonds refer to stamps, gift cards, various gift certificates, and the like (see FIG. 12C). Packaging containers refer to wrapping paper for lunch boxes, plastic bottles, and the like (see FIG. 12D). Books refer to books, books, and the like (see FIG. 12E). The recording media refer to DVD software, video tapes, and the like (see FIG. 12F). The vehicles refer to vehicles such as bicycles, ships, and the like (see FIG. 12G). Personal belongings refer to bags, glasses, and the like (see FIG. 12H). Foods refer to food products, beverages, and the like. Clothing refers to clothing, footwear, and the like. Health supplies refer to medical equipment, health equipment, and the like. Livingware refers to furniture, lighting equipment, and the like. Chemicals refer to pharmaceuticals, agricultural chemicals, and the like. Electronic devices refer to liquid crystal display devices, EL display devices, television devices (television receivers, thin television receivers), cellular phones, and the like.

紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等にRFID2000を設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等にRFIDを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等にRFIDを設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。RFIDの設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。可撓性を有するRFIDを用いることによって、紙等に設けた場合であっても、上記実施の形態で示した構造を有する半導体装置を用いてRFIDを設けることにより、当該RFIDに含まれる素子の破損等を防止することができる。   Forgery can be prevented by providing RFID 2000 for banknotes, coins, securities, certificates, bearer bonds, and the like. In addition, by providing RFID for personal items such as packaging containers, books, and recording media, foods, daily necessities, electronic devices, etc., the efficiency of inspection systems and rental store systems can be improved. . By providing RFID for vehicles, health supplies, medicines, etc., counterfeiting and theft can be prevented, and medicines can prevent mistakes in taking medicine. As a method of providing the RFID, the RFID is provided on the surface of the article or embedded in the article. For example, a book may be embedded in paper, and a package made of an organic resin may be embedded in the organic resin. By using a flexible RFID, even when it is provided on paper or the like, by providing the RFID using the semiconductor device having the structure described in the above embodiment mode, an element included in the RFID can be used. Damage or the like can be prevented.

このように、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等にRFIDを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。また乗物類にRFIDを設けることにより、偽造や盗難を防止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物の識別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物にセンサを備えたRFIDを埋め込むことによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん現在の体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。   In this way, by providing RFID for packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, etc., it is possible to improve the efficiency of inspection systems and rental store systems. . In addition, forgery and theft can be prevented by providing RFID for vehicles. Moreover, by embedding it in creatures such as animals, it is possible to easily identify individual creatures. For example, by embedding an RFID equipped with a sensor in a living creature such as livestock, it is possible to easily manage the health status such as the current body temperature as well as the year of birth, gender or type.

以上示したように、本実施の形態に係る非接触でデータの送受信が可能である半導体装置には、低電子温度で高電子密度のプラズマを用いてゲッタリング用のアモルファスシリコン膜を成膜する工程を有するTFTを用いている。低電子温度で高電子密度のプラズマを用いて該アモルファスシリコン膜を成膜することにより、成膜速度を向上させることができるため、基板1枚当たりの処理時間を短縮することが可能となり、該半導体装置の生産性を向上させることができる。また、結晶化の促進のために用いた元素を偏析させるための該アモルファスシリコン膜を成膜する際に用いるプラズマは低電子温度であるため、結晶質半導体膜表面の損傷を抑えることができる。また、エッチングストッパーとして機能する酸化膜を、低電子温度で高電子密度のプラズマで形成することにより、結晶質半導体膜表面のエッチングによる損傷を抑えることができるため良好な半導体装置を作製することができる。   As described above, an amorphous silicon film for gettering is formed using plasma having a low electron temperature and a high electron density in the semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact according to this embodiment. A TFT having a process is used. By forming the amorphous silicon film using a plasma with a low electron temperature and a high electron density, the deposition rate can be improved, so that the processing time per substrate can be shortened. The productivity of the semiconductor device can be improved. Further, since the plasma used when depositing the amorphous silicon film for segregating the element used for promoting crystallization has a low electron temperature, damage to the surface of the crystalline semiconductor film can be suppressed. In addition, by forming an oxide film functioning as an etching stopper with low electron temperature and high electron density plasma, damage due to etching of the surface of the crystalline semiconductor film can be suppressed, so that a favorable semiconductor device can be manufactured. it can.

また、本実施の形態に係る半導体装置が、薄い膜厚(膜厚50nm以下)の結晶質半導体膜を有するTFTを有する場合、ゲッタリング用のアモルファスシリコン膜の膜厚も薄く設ければよい。低電子温度で高電子密度のプラズマを用いて該アモルファスシリコン膜を成膜すると、膜中の希ガス濃度を増大させることが可能となり、ゲッタリング効率を向上させることができるため、さらに薄い膜厚で該アモルファスシリコン膜を形成することができる。該アモルファスシリコン膜が薄くなることにより、ゲッタリングの際の熱処理工程において該アモルファスシリコン膜が剥がれるのを防ぐことができる。また、該アモルファスシリコン膜をエッチングする際、エッチング時間が短縮されてオーバーエッチング時間が短縮されるため、シリコン膜の欠陥などのダメージを抑えることができる。また、薄く形成すればよいため、アモルファスシリコン膜の成膜時間を短縮することができる。   In the case where the semiconductor device according to this embodiment includes a TFT having a crystalline semiconductor film with a thin film thickness (50 nm or less), the amorphous silicon film for gettering may be thin. When the amorphous silicon film is formed using low electron temperature and high electron density plasma, it is possible to increase the concentration of rare gas in the film and improve gettering efficiency. Thus, the amorphous silicon film can be formed. By thinning the amorphous silicon film, it is possible to prevent the amorphous silicon film from being peeled off in a heat treatment process during gettering. Further, when the amorphous silicon film is etched, the etching time is shortened and the over-etching time is shortened, so that damage such as defects of the silicon film can be suppressed. In addition, since the thin film may be formed, the time for forming the amorphous silicon film can be shortened.

(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明を用いて液晶表示装置(Liquid Crystal Display(LCD))を作製する例を示す。
(Embodiment 5)
In this embodiment, an example of manufacturing a liquid crystal display device (LCD) using the present invention is described.

ここで説明する表示装置の作製方法は画素TFTを含む画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のTFTを同時に作製する方法である。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本単位であるCMOS回路を図示することとする。   The manufacturing method of the display device described here is a method in which a pixel portion including a pixel TFT and a TFT of a driver circuit portion provided around the pixel portion are simultaneously manufactured. However, in order to simplify the explanation, a CMOS circuit which is a basic unit with respect to the drive circuit is illustrated.

まず上記実施の形態に基づいて図13におけるTFTの形成までを行う。なお上記実施の形態と同じものは同じ符号で表す。なお本実施形態では画素TFT552はマルチゲート型TFTにした。   First, the steps up to the formation of the TFT in FIG. 13 are performed based on the above embodiment. In addition, the same thing as the said embodiment is represented with the same code | symbol. In this embodiment, the pixel TFT 552 is a multi-gate TFT.

絶縁膜117を形成した後、第2絶縁膜118となる平坦化膜を形成する。平坦化膜としては、上記実施形態に記載したものを用いることができる。   After the insulating film 117 is formed, a planarizing film to be the second insulating film 118 is formed. As the planarizing film, those described in the above embodiment can be used.

次にレジストマスクを用いて第2絶縁膜118及び絶縁膜117にコンタクトホールを形成する。   Next, contact holes are formed in the second insulating film 118 and the insulating film 117 using a resist mask.

次いで第2の絶縁膜118の上にレジストマスクを形成し、このレジストマスクを用いて第2の絶縁膜118及び絶縁膜117をエッチングすることにより、ソース領域、ドレイン領域上にそれぞれに位置するコンタクトホールを形成する。   Next, a resist mask is formed over the second insulating film 118, and the second insulating film 118 and the insulating film 117 are etched using the resist mask, whereby contacts located on the source region and the drain region, respectively. A hole is formed.

レジストマスクを除去し、導電膜を形成した後、また別のレジストマスクを用いてエッチングを行い、電極又は配線540〜544(TFTのソース配線及びドレイン配線など)を形成する。導電膜としてはTiN、Al及びTiNの積層膜、Al合金膜などを用いることができる。   After the resist mask is removed and a conductive film is formed, etching is performed using another resist mask to form electrodes or wirings 540 to 544 (such as TFT source wiring and drain wiring). As the conductive film, a laminated film of TiN, Al and TiN, an Al alloy film, or the like can be used.

ここで電極や配線は、基板1に垂直な方向からみた場合に角が丸くなるように引き回すのが好ましい。角部を丸くすることによってゴミなどが配線の角部に残るのを防止することができ、ゴミが原因で発生する不良を抑制し、歩留まりを向上できる。エッチングのときには感光性のレジストをフォトマスクとして用いて露光、現像して作製したマスクを用いるが、フォトマスクの任意の部分において露光を行う光の透過率を抑制し、現像後のマスクの厚みを制御することができる。マスクの厚みを制御することによってより細やかで正確な加工を行うことができる。   Here, the electrodes and wiring are preferably routed so that the corners are rounded when viewed from the direction perpendicular to the substrate 1. By rounding the corners, dust and the like can be prevented from remaining at the corners of the wiring, and defects caused by the dust can be suppressed and the yield can be improved. In etching, a mask prepared by exposure and development using a photosensitive resist as a photomask is used, but the transmittance of light for exposure in any part of the photomask is suppressed, and the thickness of the mask after development is reduced. Can be controlled. By controlling the thickness of the mask, finer and more accurate processing can be performed.

次に第2の絶縁膜118及び電極又は配線540〜544上に第3層間絶縁膜610を形成する。なお第3層間絶縁膜610は、第2の絶縁膜118と同様の材料を用いて形成することが可能である。   Next, a third interlayer insulating film 610 is formed over the second insulating film 118 and the electrodes or wirings 540 to 544. Note that the third interlayer insulating film 610 can be formed using a material similar to that of the second insulating film 118.

次いで、フォトマスクを用いてレジストマスクを形成し、第3層間絶縁膜610の一部をドライエッチングにより除去して開口(コンタクトホールを形成)する。このコンタクトホール形成においては、エッチングガスとして四フッ化炭素(CF)、酸素(O)、ヘリウム(He)を用いる。なお、コンタクトホールの底部は電極又は配線544に達している。 Next, a resist mask is formed using a photomask, and a part of the third interlayer insulating film 610 is removed by dry etching to form an opening (a contact hole is formed). In this contact hole formation, carbon tetrafluoride (CF 4 ), oxygen (O 2 ), and helium (He) are used as an etching gas. Note that the bottom of the contact hole reaches the electrode or wiring 544.

レジストマスクを除去した後、全面に第2の導電膜を成膜する。次いでフォトマスクを用いて、第2の導電膜の加工を行い、電極又は配線544に電気的に接続される画素電極623を形成する(図13)。反射型の液晶表示パネルを作製する場合は画素電極623スパッタ法によりAg(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の光反射性を有する金属材料を用いて形成すればよい。   After removing the resist mask, a second conductive film is formed over the entire surface. Next, the second conductive film is processed using a photomask to form a pixel electrode 623 electrically connected to the electrode or the wiring 544 (FIG. 13). In the case of manufacturing a reflective liquid crystal display panel, a metal material having light reflectivity such as Ag (silver), Au (gold), Cu (copper), W (tungsten), Al (aluminum), or the like by a pixel electrode 623 sputtering method. What is necessary is just to form using.

また、透過型の液晶表示パネルを作製する場合は、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)などの透明導電膜を用い、画素電極623を形成する。 When a transmissive liquid crystal display panel is manufactured, a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide, zinc oxide (ZnO), or tin oxide (SnO 2 ) is used. A pixel electrode 623 is formed.

なお、図15に画素TFTを含む画素部の一部を拡大した上面図を示す。また、図13は画素電極の形成途中を示しており、右側の画素においては画素電極が形成されているが、左側の画素においては画素電極を形成していない状態を示している。図15において、実線A−A’で切断した図が、図13の画素部の断面と対応しており、図13と対応する箇所には同じ符号を用いている。   FIG. 15 is an enlarged top view of a part of the pixel portion including the pixel TFT. FIG. 13 shows a state in which the pixel electrode is being formed. In the right pixel, the pixel electrode is formed, but in the left pixel, the pixel electrode is not formed. In FIG. 15, a diagram cut along a solid line A-A ′ corresponds to the cross section of the pixel portion in FIG. 13, and the same reference numerals are used for portions corresponding to FIG.

画素は、ソース信号線543とゲート信号線4802の交差部に設けられ、トランジスタ552と容量素子4804と液晶素子とを有する。なお、図では液晶素子の液晶を駆動する一対の電極のうちの一方の電極(画素電極623)のみを示す。   A pixel is provided at an intersection of a source signal line 543 and a gate signal line 4802 and includes a transistor 552, a capacitor 4804, and a liquid crystal element. In the figure, only one electrode (pixel electrode 623) of the pair of electrodes for driving the liquid crystal of the liquid crystal element is shown.

トランジスタ552は、半導体層4806と、第1の絶縁層と、第1の絶縁層を介して半導体層4806と重なるゲート信号線4802の一部によって構成される。半導体層4806がトランジスタ552の活性層となる。第1の絶縁層はトランジスタのゲート絶縁層として機能する。トランジスタ552のソース及びドレインの一方は、コンタクトホール4807によってソース信号線4801と接続され、他方はコンタクトホール4808によって接続配線544と接続されている。接続配線544はコンタクトホール4810によって画素電極623と接続されている。接続配線544はソース信号線543と同じ導電層を用い、同時にエッチングして形成することができる。   The transistor 552 includes the semiconductor layer 4806, the first insulating layer, and part of the gate signal line 4802 which overlaps with the semiconductor layer 4806 with the first insulating layer interposed therebetween. The semiconductor layer 4806 becomes an active layer of the transistor 552. The first insulating layer functions as a gate insulating layer of the transistor. One of a source and a drain of the transistor 552 is connected to the source signal line 4801 through the contact hole 4807 and the other is connected to the connection wiring 544 through the contact hole 4808. The connection wiring 544 is connected to the pixel electrode 623 through a contact hole 4810. The connection wiring 544 can be formed by using the same conductive layer as the source signal line 543 and simultaneously etching.

容量素子4804は、半導体層4806と、第1の絶縁層と第1の絶縁層を介して半導体層4806と重なる容量配線4811とを一対の電極とし、第1の絶縁層を誘電層とした構成の容量素子(第1の容量素子と呼ぶ)とすることができる。なお更に、容量素子4804は、容量配線4811と、第2の絶縁層を介して容量配線4811と重なる画素電極623とを一対の電極とし、第2の絶縁層を誘電層とした構成の容量素子(第2の容量素子と呼ぶ)を有する構成してもよい。第2の容量素子は第1の容量素子と並列に接続されるので、第2の容量素子を設けることによって容量素子4804の容量値を増やすことができる。また、容量配線4811はゲート信号線4802と同じ導電層を用い、同時にエッチングして形成することができる。   The capacitor 4804 includes a semiconductor layer 4806, a first insulating layer, and a capacitor wiring 4811 that overlaps the semiconductor layer 4806 with the first insulating layer interposed therebetween as a pair of electrodes, and the first insulating layer as a dielectric layer. Capacitor element (referred to as a first capacitor element). Further, the capacitor 4804 has a structure in which the capacitor wiring 4811 and the pixel electrode 623 that overlaps the capacitor wiring 4811 with the second insulating layer interposed therebetween are used as a pair of electrodes, and the second insulating layer is a dielectric layer. (Referred to as a second capacitor element). Since the second capacitor element is connected in parallel with the first capacitor element, the capacitance value of the capacitor element 4804 can be increased by providing the second capacitor element. The capacitor wiring 4811 can be formed using the same conductive layer as the gate signal line 4802 and simultaneously etched.

半導体層4806、ゲート信号線4802、容量配線4811、ソース信号線543、接続配線544、画素電極623のパターンは、その角部を一辺が10μm以下の長さで面取りされた形状となっている。このフォトマスクのパターンを用いてマスクパターンを作製し、当該マスクパターンを用いて形状を加工することによって、角部を面取りした形状とすることができる。なお、角部が更に丸みを帯びるようにしても良い。すなわち、露光条件やエッチング条件を適切に定めることによって、フォトマスクのパターンよりも更にパターン形状をなめらかにしても良い。   The pattern of the semiconductor layer 4806, the gate signal line 4802, the capacitor wiring 4811, the source signal line 543, the connection wiring 544, and the pixel electrode 623 has a shape in which a corner is chamfered with a length of 10 μm or less on one side. By creating a mask pattern using this photomask pattern and processing the shape using the mask pattern, the corner can be chamfered. The corners may be further rounded. That is, the pattern shape may be made smoother than the photomask pattern by appropriately determining the exposure conditions and the etching conditions.

配線や電極において、屈曲部や配線幅が変化する部位の角部をなめらかにして、丸みを付けることにより以下の効果がある。凸部を面取りすることによって、プラズマを用いたドライエッチングを行う際、異常放電による微粉の発生を抑えることができる。また、凹部を面取りすることによって、たとえ微粉であっても、洗浄のときに当該微粉が角に集まるのを防止し、当該微粉を洗い流すことができる。こうして、製造工程における塵や微粉の問題を解消し、歩留まりを向上させることができる。   In the wiring and the electrode, the following effects can be obtained by making the corners of the bent portion and the portion where the wiring width changes smooth and round. By chamfering the convex portion, generation of fine powder due to abnormal discharge can be suppressed when dry etching using plasma is performed. Further, by chamfering the recess, even if it is fine powder, the fine powder can be prevented from collecting at the corners during washing, and the fine powder can be washed away. Thus, the problem of dust and fine powder in the manufacturing process can be solved and the yield can be improved.

以上の工程により、基板上にトップゲート型の画素TFT552、トップゲート型TFT550及び551からなるCMOS回路553および画素電極623が形成された液晶表示装置のTFT基板が完成する。本実施例では、トップゲート型TFTを形成したが、ボトムゲート型TFTを適宜用いることができる。   Through the above steps, the TFT substrate of the liquid crystal display device in which the top gate pixel TFT 552, the CMOS circuit 553 including the top gate TFTs 550 and 551, and the pixel electrode 623 are formed on the substrate is completed. In this embodiment, a top gate type TFT is formed, but a bottom gate type TFT can be used as appropriate.

次いで、画素電極623を覆うように、配向膜624aを形成する。なお、配向膜624aは、液滴吐出法やスクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いればよい。その後、配向膜624aの表面にラビング処理を行う。   Next, an alignment film 624 a is formed so as to cover the pixel electrode 623. Note that the alignment film 624a may be formed using a droplet discharge method, a screen printing method, or an offset printing method. Thereafter, a rubbing process is performed on the surface of the alignment film 624a.

そして、対向基板625には、着色層626a、遮光層(ブラックマトリクス)626b、及びオーバーコート層627からなるカラーフィルタを設け、さらに透明電極もしくは反射電極からなる対向電極628と、その上に配向膜624bを形成する(図14)。そして、閉パターンであるシール材600を液滴吐出法により画素TFTを含む画素部650と重なる領域を囲むように形成する(図16(A))。ここでは液晶を滴下するため、閉パターンのシール材600を描画する例を示すが、開口部を有するシールパターンを設け、基板500を貼りあわせた後に毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式(汲み上げ式)を用いてもよい。   The counter substrate 625 is provided with a color filter composed of a colored layer 626a, a light shielding layer (black matrix) 626b, and an overcoat layer 627, a counter electrode 628 composed of a transparent electrode or a reflective electrode, and an alignment film thereon. 624b is formed (FIG. 14). Then, a sealing material 600 having a closed pattern is formed so as to surround a region overlapping with the pixel portion 650 including the pixel TFT by a droplet discharge method (FIG. 16A). Here, an example in which a sealing material 600 having a closed pattern is drawn in order to drop liquid crystal is shown. However, a dip type (in which liquid crystal is injected by using a capillary phenomenon after providing a sealing pattern having an opening and bonding the substrate 500 together) A pumping type) may be used.

次いで、気泡が入らないように減圧下で液晶組成物629の滴下を行い(図16(B))、両方の基板500及び625を貼り合わせる(図16(C))。閉ループのシールパターン内に液晶を1回若しくは複数回滴下する。液晶組成物629の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射から射出に向かって90°ツイスト配向したTNモードを用いる。そして基板のラビング方向が直交するように貼り合わせる。   Next, the liquid crystal composition 629 is dropped under reduced pressure so that bubbles do not enter (FIG. 16B), and both the substrates 500 and 625 are attached (FIG. 16C). The liquid crystal is dropped once or a plurality of times in the closed loop seal pattern. As an alignment mode of the liquid crystal composition 629, a TN mode in which the alignment of liquid crystal molecules is twisted by 90 ° from light incidence to light emission is used. And it bonds so that the rubbing direction of a board | substrate may orthogonally cross.

なお、一対の基板間隔は、球状のスペーサを散布したり、樹脂からなる柱状のスペーサを形成したり、シール材600にフィラーを含ませることによって維持すればよい。上記柱状のスペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイミドアミド、エポキシの少なくとも1つを主成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素のいずれか一種の材料、或いはこれらの積層膜からなる無機材料であることを特徴としている。   Note that the distance between the pair of substrates may be maintained by scattering spherical spacers, forming columnar spacers made of resin, or including a filler in the sealant 600. The columnar spacer is an organic resin material mainly containing at least one of acrylic, polyimide, polyimide amide, and epoxy, or any one material of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxide containing nitrogen, or a laminate thereof. It is an inorganic material made of a film.

次いで、基板の分断を行う。多面取りの場合、それぞれのパネルを分断する。また、1面取りの場合、予めカットされている対向基板を貼り合わせることによって、分断工程を省略することもできる((図14、図16(D))。   Next, the substrate is divided. In case of multi-chamfering, each panel is divided. In the case of one-sided chamfering, the dividing step can be omitted by attaching a counter substrate that has been cut in advance (FIGS. 14 and 16D).

そして、異方性導電体層を介してFPC(Flexible Printed Circuit)を貼りつける。以上の工程で液晶表示装置が完成する。また、必要があれば光学フィルムを貼り付ける。透過型の液晶表示装置とする場合、偏光板は、TFT基板と対向基板の両方に貼り付ける。   Then, FPC (Flexible Printed Circuit) is pasted through the anisotropic conductive layer. The liquid crystal display device is completed through the above steps. If necessary, an optical film is attached. In the case of a transmissive liquid crystal display device, the polarizing plate is attached to both the TFT substrate and the counter substrate.

以上の工程によって得られた液晶表示装置の上面図を図17(A)に示すとともに、他の液晶表示装置の上面図の例を図17(B)に示す。   FIG. 17A shows a top view of the liquid crystal display device obtained through the above steps, and FIG. 17B shows an example of a top view of another liquid crystal display device.

図17(A)中、1はTFT基板、625は対向基板、650は画素部、600はシール材、801はFPCである。なお、液晶組成物を液滴吐出法により吐出させ、減圧下で一対の基板500及び625をシール材600で貼り合わせている。   In FIG. 17A, 1 is a TFT substrate, 625 is a counter substrate, 650 is a pixel portion, 600 is a sealing material, and 801 is an FPC. Note that the liquid crystal composition is discharged by a droplet discharge method, and the pair of substrates 500 and 625 is bonded to each other with the sealant 600 under reduced pressure.

図17(B)中、1はTFT基板、625は対向基板、802はソース信号線駆動回路、803はゲート信号線駆動回路、650は画素部、600aは第1シール材、801はFPCである。なお、液晶組成物を液滴吐出法により吐出させ、一対の基板500及び625を第1シール材600aおよび第2シール材600bで貼り合わせている。駆動回路部802及び803には液晶は不要であるため、画素部650のみに液晶を保持させており、第2シール材600bはパネル全体の補強のために設けられている。   In FIG. 17B, 1 is a TFT substrate, 625 is a counter substrate, 802 is a source signal line driver circuit, 803 is a gate signal line driver circuit, 650 is a pixel portion, 600a is a first sealant, and 801 is an FPC. . Note that the liquid crystal composition is discharged by a droplet discharge method, and the pair of substrates 500 and 625 are bonded to each other with the first sealant 600a and the second sealant 600b. Since the driving circuit portions 802 and 803 do not require liquid crystal, only the pixel portion 650 holds the liquid crystal, and the second sealant 600b is provided to reinforce the entire panel.

以上示したように、本実施の形態に係る液晶表示装置は、低電子温度で高電子密度のプラズマを用いてゲッタリング用のアモルファスシリコン膜を成膜する工程を有するTFTを用いている。低電子温度で高電子密度のプラズマを用いて該アモルファスシリコン膜を成膜することにより、成膜速度を向上させることができる。それにより、基板1枚当たりの処理時間を短縮することが可能となり、液晶表示装置の生産性を向上させることができる。また、結晶化の促進のために用いた元素を偏析させるための該アモルファスシリコン膜を成膜する際に用いるプラズマは低電子温度であるため、結晶質半導体膜表面の損傷を抑えることができる。また、エッチングストッパーとして機能する酸化膜を、低電子温度で高電子密度のプラズマで形成することにより、結晶質半導体膜表面のエッチングによる損傷を抑えることができるため良好な液晶表示装置を作製することができる。   As described above, the liquid crystal display device according to this embodiment uses a TFT having a step of forming an amorphous silicon film for gettering using plasma with a low electron temperature and a high electron density. By forming the amorphous silicon film using plasma with a low electron temperature and a high electron density, the deposition rate can be improved. Accordingly, the processing time per substrate can be shortened, and the productivity of the liquid crystal display device can be improved. Further, since the plasma used when depositing the amorphous silicon film for segregating the element used for promoting crystallization has a low electron temperature, damage to the surface of the crystalline semiconductor film can be suppressed. In addition, by forming an oxide film functioning as an etching stopper with low electron temperature and high electron density plasma, damage due to etching of the crystalline semiconductor film surface can be suppressed, so that a favorable liquid crystal display device is manufactured. Can do.

なお、本実施の形態では、TFTをトップゲート型TFTとしたが、この構造に限定されるものではなく、適宜ボトムゲート型(逆スタガ型)TFTや、順スタガ型TFTを用いることが可能である。また、マルチゲート構造のTFTに限定されず、シングルゲート型TFTとしてもよい。
(実施の形態6)
本実施の形態では本発明を用いて発光装置を作製する例を示す。
Note that in this embodiment mode, the TFT is a top gate type TFT, but the present invention is not limited to this structure, and a bottom gate type (reverse stagger type) TFT or a forward stagger type TFT can be used as appropriate. is there. Further, the TFT is not limited to a multi-gate TFT, and may be a single gate TFT.
(Embodiment 6)
In this embodiment mode, an example of manufacturing a light-emitting device using the present invention will be described.

まず上記実施形態に基づいて図18におけるTFTの形成までを行う。なお上記実施形態と同じものは同じ符号で表す。なお図18には一方のTFTのみを記載してある。   First, the process up to the formation of the TFT in FIG. In addition, the same thing as the said embodiment is represented with the same code | symbol. FIG. 18 shows only one TFT.

絶縁膜117を形成した後、第2絶縁膜118となる平坦化膜を形成する。平坦化膜としては、上記実施形態に記載したものを用いることができる(図18(A))。   After the insulating film 117 is formed, a planarizing film to be the second insulating film 118 is formed. As the planarization film, the one described in the above embodiment can be used (FIG. 18A).

次にレジストマスクを用いて第2の絶縁膜118及び絶縁膜117にコンタクトホールを形成する。   Next, contact holes are formed in the second insulating film 118 and the insulating film 117 using a resist mask.

次に、半導体層に至るコンタクトホールを開口する。コンタクトホールはレジストマスクを用いて、半導体層が露出するまでエッチングを行うことで形成することができ、ウエットエッチング、ドライエッチングどちらでも形成することができる。なお、条件によって一回でエッチングを行ってしまっても良いし、複数回に分けてエッチングを行っても良い。また、複数回でエッチングする際は、ウエットエッチングとドライエッチングの両方を用いても良い。(図18(B))   Next, a contact hole reaching the semiconductor layer is opened. The contact hole can be formed by etching using a resist mask until the semiconductor layer is exposed, and can be formed by either wet etching or dry etching. Note that etching may be performed once depending on conditions, or etching may be performed in a plurality of times. In addition, when etching is performed a plurality of times, both wet etching and dry etching may be used. (Fig. 18B)

そして、当該コンタクトホールや第2の絶縁膜118を覆う導電層を形成する。当該導電層を所望の形状に加工し、接続部161a、配線161bなどが形成される。この配線はアルミニウム、銅、アルミニウムと炭素とニッケルの合金、アルミニウムと炭素とモリブデンの合金等の単層でも良いが、基板側からモリブデン、アルミニウム、モリブデンの積層構造やチタン、アルミニウム。チタンやチタン、窒化チタン、アルミニウム、チタンといった構造でも良い。(図18(C))   Then, a conductive layer covering the contact hole and the second insulating film 118 is formed. The conductive layer is processed into a desired shape, so that the connection portion 161a, the wiring 161b, and the like are formed. This wiring may be a single layer of aluminum, copper, an alloy of aluminum, carbon, and nickel, an alloy of aluminum, carbon, and molybdenum, or a laminated structure of molybdenum, aluminum, molybdenum, titanium, and aluminum from the substrate side. A structure such as titanium, titanium, titanium nitride, aluminum, or titanium may be used. (Figure 18 (C))

その後、接続部161a、配線161b、第2の絶縁膜118を覆って第3の絶縁膜163を形成する。第3の絶縁膜163の材料としては自己平坦性を有するアクリル、ポリイミド、シロキサンなどの塗布膜が好適に利用できる。本実施の形態ではシロキサンを第3の絶縁膜163として用いる。(図18(D))   After that, a third insulating film 163 is formed so as to cover the connection portion 161a, the wiring 161b, and the second insulating film 118. As the material of the third insulating film 163, a coating film of acrylic, polyimide, siloxane or the like having self-flatness can be suitably used. In this embodiment mode, siloxane is used as the third insulating film 163. (Fig. 18D)

続いて第3の絶縁膜163上に窒化ケイ素などで第4の絶縁膜を形成してもよい。これは後の画素電極のエッチングにおいて、第3の絶縁膜163が必要以上にエッチングされてしまうのを防ぐ為に形成する。そのため、画素電極と第3の絶縁膜のエッチングレートの比が大きい場合には特に設けなくとも良い。   Subsequently, a fourth insulating film may be formed using silicon nitride or the like over the third insulating film 163. This is formed in order to prevent the third insulating film 163 from being etched more than necessary in the subsequent etching of the pixel electrode. Therefore, when the ratio of the etching rate between the pixel electrode and the third insulating film is large, it may not be provided.

続いて、第3の絶縁膜163を貫通して接続部161aに至るコンタクトホールを形成する。   Subsequently, a contact hole that penetrates the third insulating film 163 and reaches the connection portion 161a is formed.

そして当該コンタクトホールと第3の絶縁膜163(もしくは第4の絶縁膜)を覆って、透光性を有する導電層を形成したのち、当該透光性を有する導電層を加工して薄膜発光素子の第1の電極164を形成する。ここで第1の電極164は接続部161aと電気的に接触している。   Then, after forming the light-transmitting conductive layer so as to cover the contact hole and the third insulating film 163 (or the fourth insulating film), the light-transmitting conductive layer is processed to form a thin film light emitting element. The first electrode 164 is formed. Here, the first electrode 164 is in electrical contact with the connection portion 161a.

第1の電極164の材料としてはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、チタン(Ti)などの導電性を有する金属、又はアルミニウム−シリコン(Al−Si)、アルミニウム−チタン(Al−Ti)、アルミニウム−シリコン−銅(Al−Si−Cu)等それらの合金、または窒化チタン(TiN)等の金属材料の窒化物、インジウム錫酸化物(ITO、Indium Tin Oxide)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化インジウムに2〜20atmic%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した酸化インジウム酸化亜鉛(IZO、Indium Zinc Oxide)等の金属化合物などを形成することができる。   The material of the first electrode 164 is aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), lithium (Li), cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), titanium (Ti), etc. Conductive metals, or alloys such as aluminum-silicon (Al-Si), aluminum-titanium (Al-Ti), aluminum-silicon-copper (Al-Si-Cu), or titanium nitride (TiN) Metal material nitride, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO), acid Metal compounds such as indium zinc oxide (IZO) in which 2 to 20 atomic% zinc oxide (ZnO) is mixed with indium phosphide can be formed.

また、発光を取り出す方の電極は透明性を有する導電膜により形成すれば良く、インジウム錫酸化物(ITO、Indium Tin Oxide)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化インジウムに2〜20atomic%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した酸化インジウム酸化亜鉛(IZO、Indium Zinc Oxide)などの金属化合物の他、Al、Ag等金属の極薄膜を用いる。また、第2の電極の方から発光を取り出す場合は第1の電極164は反射率の高い材料(Al、Ag等)を用いることができる。本実施の形態ではITSOを第1の電極164として用いた(図19(A))。   In addition, an electrode for extracting light may be formed of a conductive film having transparency. Indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO), and indium oxide are 2 to 2. In addition to a metal compound such as indium zinc oxide (IZO) in which 20 atomic% of zinc oxide (ZnO) is mixed, an ultrathin metal such as Al or Ag is used. In the case where light emission is extracted from the second electrode, a material with high reflectivity (Al, Ag, or the like) can be used for the first electrode 164. In this embodiment mode, ITSO is used as the first electrode 164 (FIG. 19A).

次に第3の絶縁膜163(もしくは第4の絶縁膜)及び第1の電極164を覆って有機材料もしくは無機材料からなる絶縁層を形成する。続いて当該絶縁膜を第1の電極164の一部が露出するように加工し、隔壁165を形成する。隔壁165の材料としては、感光性を有する有機材料(アクリル、ポリイミドなど)が好適に用いられるが、感光性を有さない有機材料や無機材料で形成してもかまわない。また、隔壁165の材料にチタンブラックやカーボンナイトライドなどの黒色顔料や染料を分散材などを用いて分散し、隔壁165を黒くすることでブラックマトリクス様に用いても良い。隔壁165の第1の電極に向かう端面は曲率を有し、当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい(図19(B))。   Next, an insulating layer made of an organic material or an inorganic material is formed so as to cover the third insulating film 163 (or the fourth insulating film) and the first electrode 164. Subsequently, the insulating film is processed so that part of the first electrode 164 is exposed, so that a partition 165 is formed. As a material for the partition wall 165, a photosensitive organic material (acrylic, polyimide, or the like) is preferably used, but it may be formed of an organic material or an inorganic material that does not have photosensitivity. Alternatively, a black pigment or dye such as titanium black or carbon nitride may be dispersed in the material of the partition wall 165 using a dispersing agent or the like, and the partition wall 165 may be blacked to be used like a black matrix. It is desirable that the end face of the partition wall 165 facing the first electrode has a curvature and has a tapered shape in which the curvature continuously changes (FIG. 19B).

次に、発光物質を含む層166を形成し、続いて発光物質を含む層166を覆う第2の電極167を形成する。これによって第1の電極164と第2の電極167との間に発光物質を含む層166を挟んでなる発光素子193を作製することができ、第1の電極に第2の電極より高い電圧をかけることによって発光を得ることができる(図19(C))。第2の電極167の形成に用いられる電極材料としては第1の電極の材料と同様の材料を用いることができる。本実施の形態ではアルミニウムを第2の電極として用いる。   Next, a layer 166 containing a light-emitting substance is formed, and then a second electrode 167 covering the layer 166 containing a light-emitting substance is formed. Accordingly, a light-emitting element 193 in which the layer 166 containing a light-emitting substance is sandwiched between the first electrode 164 and the second electrode 167 can be manufactured, and a voltage higher than that of the second electrode can be applied to the first electrode. Light emission can be obtained by applying the light (FIG. 19C). As an electrode material used for forming the second electrode 167, a material similar to the material of the first electrode can be used. In this embodiment mode, aluminum is used as the second electrode.

また、発光物質を含む層166は、蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法などによって形成される。発光物質を含む層166は正孔輸送、正孔注入、電子輸送、電子注入、発光など各機能を有する層の積層であっても良いし、発光層の単層であっても良い。また、発光物質を含む層に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、例えば第1又は第2の電極に接する層に有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成としてもよい。   The layer 166 containing a light-emitting substance is formed by a vapor deposition method, an inkjet method, a spin coating method, a dip coating method, or the like. The layer 166 containing a light-emitting substance may be a stack of layers having functions such as hole transport, hole injection, electron transport, electron injection, and light emission, or may be a single layer of a light-emitting layer. In addition, as a material used for a layer containing a light-emitting substance, an organic compound is usually used in a single layer or a stacked layer. For example, a layer in contact with the first electrode or the second electrode is part of a film made of an organic compound. It is good also as a structure using an inorganic compound.

その後、プラズマCVD法により窒素を含む酸化ケイ素膜をパッシベーション膜として形成する。窒素を含む酸化ケイ素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でSiH、NO、NHから作製される酸化窒化ケイ素膜、またはSiH、NOから作製される酸化窒化ケイ素膜、あるいはSiH、NOをArで希釈したガスから形成される酸化窒化ケイ素膜を形成すれば良い。 Thereafter, a silicon oxide film containing nitrogen is formed as a passivation film by a plasma CVD method. In the case of using a silicon oxide film containing nitrogen, a silicon oxynitride film manufactured from SiH 4 , N 2 O, NH 3 by a plasma CVD method, or a silicon oxynitride film manufactured from SiH 4 , N 2 O, Alternatively, a silicon oxynitride film formed from a gas obtained by diluting SiH 4 and N 2 O with Ar may be formed.

また、パッシベーション膜としてSiH、NO、Hから作製される酸化窒化水素化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、第1のパッシベーション膜は単層構造に限定されるものではなく、他のケイ素を含む絶縁層を単層構造、もしくは積層構造として用いても良い。また、窒化炭素膜と窒化ケイ素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、窒化ケイ素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を窒素を含む酸化ケイ素膜の代わりに形成してもよい。 Further, a silicon oxynitride silicon film formed from SiH 4 , N 2 O, and H 2 may be applied as the passivation film. Needless to say, the first passivation film is not limited to a single layer structure, and another insulating layer containing silicon may be used as a single layer structure or a stacked structure. Further, a multilayer film of carbon nitride film and silicon nitride film, a multilayer film of styrene polymer, a silicon nitride film, or a diamond-like carbon film may be formed instead of the silicon oxide film containing nitrogen.

続いて発光素子を水などの劣化を促進する物質から保護するために、表示部の封止を行う。対向基板を封止に用いる場合は、絶縁性のシール材により、外部接続部が露出するように貼り合わせる。対向基板と素子基板との間の空間には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール材を画素部全面に塗布しそれにより対向基板を貼り合わせても良い。シール材には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。シール材には乾燥剤や基板間のギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。続いて外部接続部にフレキシブル配線基板を貼り付けることによって、発光装置が完成する。   Subsequently, the display portion is sealed in order to protect the light emitting element from a substance that promotes deterioration such as water. In the case where the counter substrate is used for sealing, bonding is performed with an insulating sealing material so that the external connection portion is exposed. A space between the counter substrate and the element substrate may be filled with an inert gas such as dry nitrogen, or a sealing material may be applied to the entire surface of the pixel portion to bond the counter substrate. It is preferable to use an ultraviolet curable resin or the like for the sealing material. The sealing material may contain a desiccant or particles for keeping the gap between the substrates constant. Subsequently, a flexible wiring substrate is attached to the external connection portion, whereby the light emitting device is completed.

以上のように作製した発光装置の構成の1例を図20を参照しながら説明する。なお、形が異なっていても同様の機能を示す部分には同じ符号を付し、その説明を省略する部分もある。本実施の形態では、薄膜トランジスタ170が接続部161aを介して発光素子193に接続している。   One example of the structure of the light-emitting device manufactured as described above will be described with reference to FIG. In addition, even if the shapes are different, parts showing similar functions are denoted by the same reference numerals, and explanations thereof are omitted. In this embodiment mode, the thin film transistor 170 is connected to the light emitting element 193 through the connection portion 161a.

図20(A)は第1の電極164が透光性を有する導電膜により形成されており、基板1側に発光物質を含む層166より発せられた光が取り出される構造である。なお194は対向基板であり、発光素子193が形成された後、シール材などを用い、基板1に固着される。対向基板194と素子との間に透光性を有する樹脂188等を充填し、封止することによって発光素子193が水分により劣化することを防ぐ事ができる。また、樹脂188が吸湿性を有していることが望ましい。さらに樹脂188中に透光性の高い乾燥剤189を分散させるとさらに水分の影響を抑えることが可能になるためさらに望ましい形態である。   FIG. 20A illustrates a structure in which the first electrode 164 is formed using a light-transmitting conductive film, and light emitted from the layer 166 containing a light-emitting substance is extracted from the substrate 1 side. Reference numeral 194 denotes a counter substrate, which is fixed to the substrate 1 using a sealant or the like after the light emitting element 193 is formed. By filling a light-transmitting resin 188 between the counter substrate 194 and the element and sealing the element, the light-emitting element 193 can be prevented from being deteriorated by moisture. Further, it is desirable that the resin 188 has a hygroscopic property. Further, when a highly light-transmitting desiccant 189 is dispersed in the resin 188, the influence of moisture can be further suppressed, which is a more desirable form.

図20(B)は第1の電極164と第2の電極167両方が透光性を有する導電膜により形成されており、基板1及び対向基板194の両方に光を取り出すことが可能な構成となっている。また、この構成では基板1と対向基板194の外側に偏光板190を設けることによって画面が透けてしまうことを防ぐことができ、視認性が向上する。偏光板190の外側には保護フィルム191を設けると良い。   20B illustrates a structure in which both the first electrode 164 and the second electrode 167 are formed using a light-transmitting conductive film, and light can be extracted to both the substrate 1 and the counter substrate 194. It has become. Further, in this configuration, by providing the polarizing plate 190 outside the substrate 1 and the counter substrate 194, it is possible to prevent the screen from being seen through, and visibility is improved. A protective film 191 is preferably provided outside the polarizing plate 190.

なお、表示機能を有する本実施の形態に係る発光装置には、アナログのビデオ信号、デジタルのビデオ信号のどちらを用いてもよい。デジタルのビデオ信号を用いる場合はそのビデオ信号が電圧を用いているものと、電流を用いているものとに分けられる。発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがあり、ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本実施の形態に係る発光装置及びその駆動方法には、上記したどの駆動方法を用いてもよい。   Note that either an analog video signal or a digital video signal may be used for the light-emitting device according to this embodiment having a display function. When a digital video signal is used, the video signal is classified into one using a voltage and one using a current. When the light emitting element emits light, the video signal input to the pixel has a constant voltage and a constant current. When the video signal has a constant voltage, the voltage applied to the light emitting element is constant. And the current flowing through the light emitting element is constant. In addition, a video signal having a constant current includes a constant voltage applied to the light emitting element and a constant current flowing in the light emitting element. A constant voltage applied to the light emitting element is constant voltage driving, and a constant current flowing through the light emitting element is constant current driving. In constant current driving, a constant current flows regardless of the resistance change of the light emitting element. Any of the above driving methods may be used for the light emitting device and the driving method thereof according to the present embodiment.

以上示したように、本実施の形態に係る発光装置は、低電子温度で高電子密度のプラズマを用いてゲッタリング用のアモルファスシリコン膜を成膜する工程を有するTFTを用いている。低電子温度で高電子密度のプラズマを用いて該アモルファスシリコン膜を成膜することにより、成膜速度を向上させることができる。それにより、基板1枚当たりの処理時間を短縮することが可能となり、発光装置の生産性を向上させることができる。また、結晶化の促進のために用いた元素を偏析させるための該アモルファスシリコン膜を成膜する際に用いるプラズマは低電子温度であるため、結晶質半導体膜表面の損傷を抑えることができる。また、エッチングストッパーとして機能する酸化膜を、低電子温度で高電子密度のプラズマで形成することにより、結晶質半導体膜表面のエッチングによる損傷を抑えることができるため良好な発光装置を作製することができる。本実施の形態で作製される発光装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。   As described above, the light-emitting device according to this embodiment uses a TFT including a step of forming an amorphous silicon film for gettering using plasma having a low electron temperature and a high electron density. By forming the amorphous silicon film using plasma with a low electron temperature and a high electron density, the deposition rate can be improved. Thus, the processing time per substrate can be shortened, and the productivity of the light emitting device can be improved. Further, since the plasma used when depositing the amorphous silicon film for segregating the element used for promoting crystallization has a low electron temperature, damage to the surface of the crystalline semiconductor film can be suppressed. In addition, by forming an oxide film functioning as an etching stopper with low electron temperature and high electron density plasma, damage due to etching of the surface of the crystalline semiconductor film can be suppressed, so that a favorable light-emitting device can be manufactured. it can. The light-emitting device manufactured in this embodiment can be used as a display portion of various electronic devices.

(実施の形態7)
本実施の形態では、本実施の形態に係る発光装置のパネルの外観について図21を用いて説明する。図21は基板上に形成されたトランジスタおよび発光素子を対向基板4006との間に形成したシール材によって封止したパネルの上面図であり、図21(B)は図21(A)の断面図に相応する。また、このパネルに搭載されている発光素子の有する構成は、上記実施形態に示したような構成である。
(Embodiment 7)
In this embodiment, the appearance of the panel of the light-emitting device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 21 is a top view of a panel in which a transistor and a light-emitting element formed over a substrate are sealed with a sealant formed between a counter substrate 4006 and FIG. 21B is a cross-sectional view of FIG. It corresponds to. Moreover, the structure which the light emitting element mounted in this panel has is a structure as shown in the above embodiment.

基板4001上に設けられた画素部4002と信号線駆動回路4003と走査線駆動回路4004とを囲むようにして、シール材4005が設けられている。また、画素部4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004の上に対向基板4006が設けられている。よって画素部4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004とは基板4001とシール材4005と対向基板4006とによって充填材4007と共に密封されている。   A sealant 4005 is provided so as to surround the pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004 which are provided over the substrate 4001. A counter substrate 4006 is provided over the pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004. Therefore, the pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004 are sealed together with the filler 4007 by the substrate 4001, the sealant 4005, and the counter substrate 4006.

また、基板4001上に設けられた画素部4002と信号線駆動回路4003と走査線駆動回路4004とは薄膜トランジスタを複数有しており、図21(B)では信号線駆動回路4003に含まれる薄膜トランジスタ4008と、画素部4002に含まれる薄膜トランジスタ4010とを示す。   The pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004 provided over the substrate 4001 include a plurality of thin film transistors. In FIG. 21B, the thin film transistor 4008 included in the signal line driver circuit 4003 is provided. And a thin film transistor 4010 included in the pixel portion 4002.

また、発光素子4011は、薄膜トランジスタ4010と電気的に接続されている。   The light emitting element 4011 is electrically connected to the thin film transistor 4010.

また、引き回し配線4014は画素部4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004とに、信号、または電源電圧を層供給する為の配線に相当する。引き回し配線4014は、引き回し配線4015を介して接続端子4016と接続されている。接続端子4016はフレキシブルプリントサーキット(FPC)4018が有する端子と異方性導電膜4019を介して電気的に接続されている。   The lead wiring 4014 corresponds to a wiring for supplying a signal or a power supply voltage to the pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004. The lead wiring 4014 is connected to the connection terminal 4016 through the lead wiring 4015. The connection terminal 4016 is electrically connected to a terminal included in a flexible printed circuit (FPC) 4018 through an anisotropic conductive film 4019.

なお、充填材4007としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ポリビニルクロライド、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラル、またはエチレンビニレンアセテートを用いる事ができる。   Note that as the filler 4007, in addition to an inert gas such as nitrogen or argon, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used, and polyvinyl chloride, acrylic, polyimide, epoxy resin, silicon resin, polyvinyl butyral, Alternatively, ethylene vinylene acetate can be used.

なお、本実施の形態に係る発光装置は発光素子を有する画素部が形成されたパネルと、該パネルにICが実装されたモジュールとをその範疇に含む。   Note that the light-emitting device according to this embodiment includes in its category a panel in which a pixel portion having a light-emitting element is formed and a module in which an IC is mounted on the panel.

(実施の形態8)
本実施の形態では、上記実施の形態7で示したパネル、モジュールが有する画素回路、保護回路及びそれらの動作について説明する。なお、図18〜図21に示してきた断面図は駆動用TFT1403又はスイッチング用TFT1401と発光素子1405の断面図となっている。
(Embodiment 8)
In this embodiment, pixel circuits and protection circuits included in the panel and module described in Embodiment 7 will be described. Note that the cross-sectional views shown in FIGS. 18 to 21 are cross-sectional views of the driving TFT 1403 or the switching TFT 1401 and the light emitting element 1405.

図22(A)に示す画素は、列方向に信号線1410及び電源線1411、1412、行方向に走査線1414が配置される。また、スイッチング用TFT1401、駆動用TFT1403、電流制御用TFT1404、容量素子1402及び発光素子1405を有する。   In the pixel shown in FIG. 22A, a signal line 1410 and power supply lines 1411 and 1412 are arranged in the column direction, and a scanning line 1414 is arranged in the row direction. The pixel further includes a switching TFT 1401, a driving TFT 1403, a current control TFT 1404, a capacitor element 1402, and a light emitting element 1405.

図22(C)に示す画素は、駆動用TFT1403のゲート電極が、行方向に配置された電源線1412に接続される点が異なっており、それ以外は図22(A)に示す画素と同じ構成である。つまり、図22(A)(C)に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしながら、行方向に電源線1412が配置される場合(図22(A))と、列方向に電源線1412が配置される場合(図22(C))とでは、各電源線は異なるレイヤーの導電膜で形成される。ここでは、駆動用TFT1403のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図22(A)(C)として分けて記載する。   The pixel shown in FIG. 22C is the same as the pixel shown in FIG. 22A except that the gate electrode of the driving TFT 1403 is connected to the power supply line 1412 arranged in the row direction. It is a configuration. That is, both pixels shown in FIGS. 22A and 22C show the same equivalent circuit diagram. However, in the case where the power supply line 1412 is arranged in the row direction (FIG. 22A) and the case where the power supply line 1412 is arranged in the column direction (FIG. 22C), each power supply line has a different layer. It is formed of a conductive film. Here, attention is paid to the wiring to which the gate electrode of the driving TFT 1403 is connected, and FIGS. 22A and 22C are shown separately to show that the layers for manufacturing these are different.

図22(A)(C)に示す画素の特徴として、画素内に駆動用TFT1403と電流制御用TFT1404が直列に接続されており、駆動用TFT1403のチャネル長L(1403)、チャネル幅W(1403)、電流制御用TFT1404のチャネル長L(1404)、チャネル幅W(1404)は、L(1403)/W(1403):L(1404)/W(1404)=5〜6000:1を満たすように設定するとよい。   As a feature of the pixel shown in FIGS. 22A and 22C, a driving TFT 1403 and a current control TFT 1404 are connected in series in the pixel, and the channel length L (1403) and channel width W (1403) of the driving TFT 1403 are connected. ), The channel length L (1404) and the channel width W (1404) of the current control TFT 1404 satisfy L (1403) / W (1403): L (1404) / W (1404) = 5 to 6000: 1. It is good to set to.

なお、駆動用TFT1403は、飽和領域で動作し発光素子1405に流れる電流値を制御する役目を有し、電流制御用TFT1404は線形領域で動作し発光素子1405に対する電流の供給を制御する役目を有する。両TFTは同じ導電型を有していると作製工程上好ましく、本実施の形態ではnチャネル型TFTとして形成する。また駆動用TFT1403には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のTFTを用いてもよい。上記構成を有する本実施の形態に係る発光装置は、電流制御用TFT1404が線形領域で動作するために、電流制御用TFT1404のVgsの僅かな変動は、発光素子1405の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子1405の電流値は、飽和領域で動作する駆動用TFT1403により決定することができる。上記構成により、TFTの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた発光装置を提供することができる。   Note that the driving TFT 1403 operates in a saturation region and has a role of controlling a current value flowing through the light emitting element 1405, and the current control TFT 1404 operates in a linear region and has a role of controlling supply of current to the light emitting element 1405. . Both TFTs preferably have the same conductivity type in terms of manufacturing process, and in this embodiment mode, they are formed as n-channel TFTs. The driving TFT 1403 may be a depletion type TFT as well as an enhancement type. In the light emitting device according to this embodiment having the above-described configuration, since the current control TFT 1404 operates in a linear region, a slight change in Vgs of the current control TFT 1404 does not affect the current value of the light emitting element 1405. . That is, the current value of the light emitting element 1405 can be determined by the driving TFT 1403 operating in the saturation region. With the above structure, it is possible to provide a light-emitting device in which luminance unevenness of a light-emitting element due to variation in TFT characteristics is improved and image quality is improved.

図22(A)〜(D)に示す画素において、スイッチング用TFT1401は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、スイッチング用TFT1401がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子1402にそのビデオ信号の電圧が保持される。なお図22(A)(C)には、容量素子1402を設けた構成を示したがこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、容量素子1402を設けなくてもよい。   In the pixels shown in FIGS. 22A to 22D, the switching TFT 1401 controls input of a video signal to the pixel. When the switching TFT 1401 is turned on, a video signal is input into the pixel. Then, the voltage of the video signal is held in the capacitor element 1402. Note that FIGS. 22A and 22C illustrate a structure in which the capacitor 1402 is provided; however, the present invention is not limited to this, and the capacitor that holds a video signal can be covered by a gate capacitor or the like. The element 1402 is not necessarily provided.

図22(B)に示す画素は、TFT1406と走査線1414を追加している以外は、図22(A)に示す画素構成と同じである。同様に、図22(D)に示す画素は、TFT1406と走査線1414を追加している以外は、図22(C)に示す画素構成と同じである。   The pixel shown in FIG. 22B has the same pixel structure as that shown in FIG. 22A except that a TFT 1406 and a scanning line 1414 are added. Similarly, the pixel illustrated in FIG. 22D has the same pixel structure as that illustrated in FIG. 22C except that a TFT 1406 and a scanning line 1414 are added.

TFT1406は、新たに配置された走査線1414によりオン又はオフが制御される。TFT1406がオンとなると、容量素子1402に保持された電荷は放電し、電流制御用TFT1404がオフとなる。つまり、TFT1406の配置により、強制的に発光素子1405に電流が流れない状態を作ることができる。そのためTFT1406を消去用TFTと呼ぶことができる。従って、図22(B)(D)の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。   The TFT 1406 is controlled to be turned on or off by a newly arranged scanning line 1414. When the TFT 1406 is turned on, the charge held in the capacitor element 1402 is discharged, and the current control TFT 1404 is turned off. That is, the arrangement of the TFT 1406 can forcibly create a state where no current flows through the light-emitting element 1405. Therefore, the TFT 1406 can be called an erasing TFT. Accordingly, the configurations in FIGS. 22B and 22D can improve the duty ratio because the lighting period can be started simultaneously with or immediately after the start of the writing period without waiting for signal writing to all pixels. It becomes possible.

図22(E)に示す画素は、列方向に信号線1410、電源線1411、行方向に走査線1414が配置される。また、スイッチング用TFT1401、駆動用TFT1403、容量素子1402及び発光素子1405を有する。図22(F)に示す画素は、TFT1406と走査線1415を追加している以外は、図22(E)に示す画素構成と同じである。なお、図22(F)の構成も、TFT1406の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。   In the pixel shown in FIG. 22E, a signal line 1410, a power supply line 1411 are arranged in the column direction, and a scanning line 1414 is arranged in the row direction. Further, the pixel includes a switching TFT 1401, a driving TFT 1403, a capacitor element 1402, and a light emitting element 1405. The pixel illustrated in FIG. 22F has the same pixel structure as that illustrated in FIG. 22E except that a TFT 1406 and a scanning line 1415 are added. Note that the duty ratio of the structure in FIG. 22F can also be improved by the arrangement of the TFT 1406.

以上のように、多様な画素回路を採用することができる。特に、非晶質半導体膜から薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用TFT1403の半導体膜を大きくすると好ましい。そのため、上記画素回路において、発光積層体からの光が封止基板側から射出する上面発光型とすると好ましい。   As described above, various pixel circuits can be employed. In particular, in the case where a thin film transistor is formed from an amorphous semiconductor film, it is preferable to increase the semiconductor film of the driving TFT 1403. Therefore, it is preferable that the pixel circuit be a top emission type in which light from the light emitting laminate is emitted from the sealing substrate side.

このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にTFTが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。   Such an active matrix light-emitting device is considered to be advantageous because it can be driven at a low voltage because a TFT is provided in each pixel when the pixel density is increased.

本実施の形態では、一画素に各TFTが設けられるアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、パッシブマトリクス型の発光装置にも適用可能である。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にTFTが設けられていないため、高開口率となる。発光が発光積層体の両側へ射出する発光装置の場合、パッシブマトリクス型の発光装置を用いる透過率が高まる。   In this embodiment mode, an active matrix light-emitting device in which each pixel is provided with each TFT has been described; however, the present invention can also be applied to a passive matrix light-emitting device. A passive matrix light-emitting device has a high aperture ratio because a TFT is not provided for each pixel. In the case of a light-emitting device in which light emission is emitted to both sides of a light-emitting stack, transmittance using a passive matrix light-emitting device is increased.

続いて、図22(E)に示す等価回路を用い、走査線及び信号線に保護回路としてダイオードを設ける場合について説明する。   Next, the case where a diode is provided as a protective circuit in the scan line and the signal line will be described using the equivalent circuit illustrated in FIG.

図23には、画素部1500にスイッチング用TFT1401、1403、容量素子1402、発光素子1405が設けられている。信号線1410には、ダイオード1561と1562が設けられている。ダイオード1561と1562は、スイッチング用TFT1401又は1403と同様に、上記実施の形態に基づき作製され、ゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極等を有する。ダイオード1561と1562は、ゲート電極と、ドレイン電極又はソース電極とを接続することによりダイオードとして動作させている。   In FIG. 23, switching TFTs 1401 and 1403, a capacitor element 1402, and a light emitting element 1405 are provided in the pixel portion 1500. The signal line 1410 is provided with diodes 1561 and 1562. Similarly to the switching TFT 1401 or 1403, the diodes 1561 and 1562 are manufactured based on the above embodiment mode and include a gate electrode, a semiconductor layer, a source electrode, a drain electrode, and the like. The diodes 1561 and 1562 operate as diodes by connecting a gate electrode and a drain electrode or a source electrode.

ダイオードと接続する共通電位線1554、1555はゲート電極と同じレイヤーで形成している。従って、ダイオードのソース電極又はドレイン電極と接続するには、ゲート絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。   Common potential lines 1554 and 1555 connected to the diode are formed in the same layer as the gate electrode. Therefore, in order to connect to the source electrode or the drain electrode of the diode, it is necessary to form a contact hole in the gate insulating layer.

走査線1414に設けられるダイオードも同様な構成である。   A diode provided in the scan line 1414 has a similar structure.

このように、本実施の形態によれば、入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを形成する位置は、これに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。   Thus, according to this embodiment, the protection diode provided in the input stage can be formed simultaneously. Note that the position where the protective diode is formed is not limited to this, and the protective diode can be provided between the driver circuit and the pixel.

(実施の形態9)
上記実施の形態にその一例を示したようなモジュールを搭載した発光装置を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigitAl Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図24、図25に示す。
(Embodiment 9)
As an electronic device having a light emitting device in which a module as shown in the above embodiment is mounted, a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, a sound reproducing device (car audio component, etc.) ), A computer, a game device, a portable information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, or the like), and an image playback device (specifically, a DigiAl Versatile Disc (DVD)) provided with a recording medium. For example, a device provided with a display capable of reproducing the image and displaying the image. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.

図24(A)はテレビ受像器やパーソナルコンピュータのモニターなどである。筐体3001、表示部3003、スピーカー部3004等を含む。表示部3003にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部3003は画素ごとに実施の形態1〜3に示した作製方法によって作製したTFTを有している。このTFTを有していることにより劣化が少ないテレビ受像器又はモニターを得ることができる。   FIG. 24A illustrates a television receiver, a personal computer monitor, and the like. A housing 3001, a display portion 3003, a speaker portion 3004, and the like are included. The display portion 3003 is provided with an active matrix display device. The display portion 3003 includes a TFT manufactured by the manufacturing method described in any of Embodiments 1 to 3 for each pixel. By having this TFT, a television receiver or monitor with little deterioration can be obtained.

図24(B)は携帯電話機であり、本体3101、筐体3102、表示部3103、音声入力部3104、音声出力部3105、操作キー3106、アンテナ3108等を含む。表示部3103にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部3103は画素ごとに実施の形態1〜3に示した作製方法によって作製したTFTを有している。このTFTを有していることにより劣化が少ない携帯電話機を得ることができる。   FIG. 24B illustrates a cellular phone, which includes a main body 3101, a housing 3102, a display portion 3103, an audio input portion 3104, an audio output portion 3105, operation keys 3106, an antenna 3108, and the like. The display portion 3103 is provided with an active matrix display device. The display portion 3103 includes a TFT manufactured by the manufacturing method described in Embodiment Modes 1 to 3 for each pixel. By having this TFT, a mobile phone with little deterioration can be obtained.

図24(C)はコンピュータであり、本体3201、筐体3202、表示部3203、キーボード3204、外部接続ポート3205、ポインティングマウス3206等を含む。表示部3203にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部3203は画素ごとに実施の形態1〜3に示した作製方法によって作製したTFTを有している。このTFTを有していることにより劣化が少ないコンピュータを得ることができる。   FIG. 24C illustrates a computer, which includes a main body 3201, a housing 3202, a display portion 3203, a keyboard 3204, an external connection port 3205, a pointing mouse 3206, and the like. The display portion 3203 is provided with an active matrix display device. The display portion 3203 includes a TFT manufactured by the manufacturing method described in Embodiment Modes 1 to 3 for each pixel. By having this TFT, a computer with little deterioration can be obtained.

図24(D)はモバイルコンピュータであり、本体3301、表示部3302、スイッチ3303、操作キー3304、赤外線ポート3305等を含む。表示部3302にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部3302は画素ごとに実施の形態1〜3に示した作製方法によって作製したTFTを有している。このTFTを有していることにより劣化が少ないモバイルコンピュータを得ることができる。   FIG. 24D shows a mobile computer, which includes a main body 3301, a display portion 3302, a switch 3303, operation keys 3304, an infrared port 3305, and the like. The display portion 3302 is provided with an active matrix display device. The display portion 3302 has a TFT manufactured by the manufacturing method described in Embodiment Modes 1 to 3 for each pixel. By having the TFT, a mobile computer with little deterioration can be obtained.

図24(E)は携帯型のゲーム機であり、筐体3401、表示部3402、スピーカー部3403、操作キー3404、記録媒体挿入部3405等を含む。表示部3402にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部3402は画素ごとに実施の形態1〜3に示した作製方法によって作製したTFTを有している。このTFTを有していることにより劣化が少ない携帯型ゲーム機を得ることができる。   FIG. 24E illustrates a portable game machine including a housing 3401, a display portion 3402, speaker portions 3403, operation keys 3404, a recording medium insertion portion 3405, and the like. The display portion 3402 is provided with an active matrix display device. The display portion 3402 includes a TFT manufactured by the manufacturing method described in any of Embodiments 1 to 3 for each pixel. By having this TFT, a portable game machine with little deterioration can be obtained.

図25はペーパーディスプレイであり、本体3110、画素部3111、ドライバIC3112、受信装置3113、フィルムバッテリー3114等を含む。受信装置では上記携帯電話機の赤外線通信ポート3107からの信号を受信することができる。画素部3111にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。画素部3111は画素ごとに実施の形態1〜3に示した作製方法によって作製したTFTを有している。このTFTを有していることにより劣化が少ないペーパーディスプレイを得ることができる。   FIG. 25 shows a paper display, which includes a main body 3110, a pixel portion 3111, a driver IC 3112, a receiving device 3113, a film battery 3114, and the like. The receiving device can receive a signal from the infrared communication port 3107 of the mobile phone. The pixel portion 3111 is provided with an active matrix display device. The pixel portion 3111 has a TFT manufactured by the manufacturing method described in Embodiment Modes 1 to 3 for each pixel. By having this TFT, a paper display with little deterioration can be obtained.

半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置の一例を示す図。FIG. 11 illustrates an example of a semiconductor device. 半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device. 非接触でデータの送受信が可能である半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact. 非接触でデータの送受信が可能である半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact. 非接触でデータの送受信が可能である半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact. 非接触でデータの送受信が可能である半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact. 非接触でデータの送受信が可能である半導体装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact. 非接触でデータの送受信が可能である半導体装置の適用例を示す図。FIG. 9 illustrates an application example of a semiconductor device capable of transmitting and receiving data without contact. 液晶表示装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の画素部の上面図。FIG. 6 is a top view of a pixel portion of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の作製工程を説明する図。8A and 8B illustrate a manufacturing process of a liquid crystal display device. 発光装置の作製工程を説明する図。4A and 4B illustrate a manufacturing process of a light-emitting device. 発光装置の作製工程を説明する図。4A and 4B illustrate a manufacturing process of a light-emitting device. 発光装置の作製工程を説明する図。4A and 4B illustrate a manufacturing process of a light-emitting device. 発光装置の断面図。Sectional drawing of a light-emitting device. 発光装置の等価回路図。The equivalent circuit schematic of a light-emitting device. 発光装置の等価回路図。The equivalent circuit schematic of a light-emitting device. 電子機器の例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device. 電子機器の例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of an electronic device.

符号の説明Explanation of symbols

100 基板
101 下地膜
102 半導体膜
103 半導体膜
105 半導体膜
106 酸化膜
107 アモルファスシリコン膜
108 半導体膜
100 Substrate 101 Base film 102 Semiconductor film 103 Semiconductor film 105 Semiconductor film 106 Oxide film 107 Amorphous silicon film 108 Semiconductor film

Claims (8)

絶縁表面を有する基板上に、半導体膜の結晶化を促進させる元素を含む、第1の結晶質半導体膜を形成し、
前記第1の結晶質半導体膜をエッチングして、島状の第2の結晶質半導体膜を形成し、
前記第2の結晶質半導体膜上に、希ガスを含む酸化膜を形成し、
0.5eV以上1.5eV以下の電子温度で、かつ1.0×1011cm−3以上1.0×1013cm−3以下の電子密度のプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用いて、前記酸化膜上に希ガを含むアモルファスシリコン膜を形成し、
前記第2の結晶質半導体膜、前記酸化膜及び前記アモルファスシリコン膜を加熱することにより、前記第2の結晶質半導体膜から前記半導体膜の結晶化を促進する元素を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a first crystalline semiconductor film containing an element that promotes crystallization of the semiconductor film over a substrate having an insulating surface;
Etching the first crystalline semiconductor film to form an island-shaped second crystalline semiconductor film;
Forming an oxide film containing a rare gas on the second crystalline semiconductor film;
Using a plasma processing apparatus that generates plasma having an electron temperature of 0.5 eV or more and 1.5 eV or less and an electron density of 1.0 × 10 11 cm −3 or more and 1.0 × 10 13 cm −3 or less, on the oxide film to form an amorphous silicon film containing rare gas scan,
The second crystalline semiconductor film by heating the oxide film and before Kia mole Fass silicon film, characterized by removing the element which promotes crystallization of the semiconductor film from said second crystalline semiconductor film A method for manufacturing a semiconductor device.
絶縁表面を有する基板上に、半導体膜の結晶化を促進させる元素を含む、第1の結晶質半導体膜を形成し、
前記第1の結晶質半導体膜をエッチングして、島状の第2の結晶質半導体膜を形成し、
0.5eV以上1.5eV以下の電子温度で、かつ1.0×1011cm−3以上1.0×1013cm−3以下の電子密度のプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用いて、前記第2の結晶質半導体膜上に、希ガスを含む酸化膜を形成し、
前記酸化膜上に前記プラズマ処理装置を用いて希ガスを含むアモルファスシリコン膜を形成し、
前記第2の結晶質半導体膜、前記酸化膜及び前記アモルファスシリコン膜を加熱することにより、前記第2の結晶質半導体膜から前記半導体膜の結晶化を促進する元素を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Forming a first crystalline semiconductor film containing an element that promotes crystallization of the semiconductor film over a substrate having an insulating surface;
Etching the first crystalline semiconductor film to form an island-shaped second crystalline semiconductor film;
Using a plasma processing apparatus that generates plasma having an electron temperature of 0.5 eV or more and 1.5 eV or less and an electron density of 1.0 × 10 11 cm −3 or more and 1.0 × 10 13 cm −3 or less, Forming an oxide film containing a rare gas on the second crystalline semiconductor film;
An amorphous silicon film containing a rare gas is formed on the oxide film using the plasma processing apparatus,
The second crystalline semiconductor film by heating the oxide film and before Kia mole Fass silicon film, characterized by removing the element which promotes crystallization of the semiconductor film from said second crystalline semiconductor film A method for manufacturing a semiconductor device.
絶縁表面を有する基板上に、半導体膜の結晶化を促進させる元素を含む結晶質半導体膜を形成し、
前記結晶質半導体膜上に、希ガスを含む酸化膜を形成し、
0.5eV以上1.5eV以下の電子温度で、かつ1.0×1011cm−3以上1.0×1013cm−3以下の電子密度のプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用いて、前記酸化膜上に希ガを含むアモルファスシリコン膜を形成し、
前記結晶質半導体膜、前記酸化膜及び前記アモルファスシリコン膜を加熱することにより、前記結晶質半導体膜から前記半導体膜の結晶化を促進する元素を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A crystalline semiconductor film containing an element that promotes crystallization of a semiconductor film is formed over a substrate having an insulating surface,
Forming an oxide film containing a rare gas on the crystalline semiconductor film;
Using a plasma processing apparatus that generates plasma having an electron temperature of 0.5 eV or more and 1.5 eV or less and an electron density of 1.0 × 10 11 cm −3 or more and 1.0 × 10 13 cm −3 or less, on the oxide film to form an amorphous silicon film containing rare gas scan,
Preparation of the crystalline semiconductor film, by heating the oxide film and before Kia mole Fass silicon film, a semiconductor device and removing the element which promotes crystallization of the semiconductor film from the crystalline semiconductor film Method.
絶縁表面を有する基板上に、半導体膜の結晶化を促進させる元素を含む結晶質半導体膜を形成し、
0.5eV以上1.5eV以下の電子温度で、かつ1.0×1011cm−3以上1.0×1013cm−3以下の電子密度のプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用いて、前記結晶質半導体膜上に、希ガスを含む酸化膜を形成し、
前記酸化膜上に前記プラズマ処理装置を用いて希ガを含むアモルファスシリコン膜を形成し、
前記結晶質半導体膜、前記酸化膜及び前記アモルファスシリコン膜を加熱することにより、前記結晶質半導体膜から前記半導体膜の結晶化を促進する元素を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A crystalline semiconductor film containing an element that promotes crystallization of a semiconductor film is formed over a substrate having an insulating surface,
Using a plasma processing apparatus that generates plasma having an electron temperature of 0.5 eV or more and 1.5 eV or less and an electron density of 1.0 × 10 11 cm −3 or more and 1.0 × 10 13 cm −3 or less, An oxide film containing a rare gas is formed on the crystalline semiconductor film,
Wherein using the plasma processing apparatus on the oxide film to form an amorphous silicon film containing rare gas scan,
Preparation of the crystalline semiconductor film, by heating the oxide film and before Kia mole Fass silicon film, a semiconductor device and removing the element which promotes crystallization of the semiconductor film from the crystalline semiconductor film Method.
請求項2又は請求項4において、
前記プラズマ処理装置を用いて前記希ガスを含む酸化膜を形成する際、原料ガスとして酸素と希ガスとの混合ガス、又は酸素と水素と希ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In claim 2 or claim 4 ,
A semiconductor characterized by using a mixed gas of oxygen and a rare gas or a mixed gas of oxygen, hydrogen and a rare gas as a source gas when forming the oxide film containing the rare gas using the plasma processing apparatus. Device fabrication method.
請求項1乃至請求項のいずれかにおいて、
前記プラズマ処理装置を用いて前記希ガを含むアモルファスシリコン膜を形成する際、原料ガスとしてシランと希ガスとの混合ガス、又はジシランと希ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 1 to 5,
When forming an amorphous silicon film containing the rare gas scan by using the plasma processing apparatus, a mixed gas of silane and a rare gas as a source gas or disilane and the semiconductor, which comprises using a mixed gas of a rare gas Device fabrication method.
請求項1乃至請求項6のいずれか一において、In any one of Claims 1 thru | or 6,
前記プラズマ処理装置は、前記プラズマが発生した領域と、前記基板との間にシャワープレートを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the plasma processing apparatus includes a shower plate between a region where the plasma is generated and the substrate.
請求項1乃至請求項7のいずれかにおいて、
前記結晶化を促進させる元素は、ニッケル、ゲルマニウム、鉄、パラジウム、スズ、鉛、コバルト、白金、銅、又は金であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 1 to 7,
The element for promoting crystallization is nickel, germanium, iron, palladium, tin, lead, cobalt, platinum, copper, or gold.
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