JP6243953B2 - 半導体装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された半導体回路を有する半
導体装置及びその作製方法に係わり、特に液晶表示パネルに代表される電気光学装置及び
前記電気光学装置を部品として搭載した電子機器に関する技術である。

なお、本明細書中において半導体装置とは半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指し、電気光学装置（以下、表示装置と記す）、半導体回路及び電子機器は全て半
導体装置である。

近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数百〜数千ｎｍ程度）を
用いてＴＦＴを作製する技術が開発されている。ＴＦＴは集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ
ｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＩＣ）や電気光学装置のような半導体装置に広く応用され、特に表
示装置などのスイッチング素子として開発が急がれている。

半導体装置は、パッシブ型の液晶表示装置と比較して高精細な画像が得られることから
、アクティブマトリックス型の液晶表示装置が多く用いられている。そして、アクティブ
マトリックス液晶表示装置はゲート配線と、ソース配線と、前記ゲート線と前記ソース線
の交差に設けた画素部のＴＦＴと、前記画素部のＴＦＴに接続する画素電極とを有してい
る。従来のアクティブマトリックス液晶表示装置のゲート配線はＴｉ／Ａｌ／Ｔｉの３層
構造になっており、また従来のアクティブマトリックス液晶表示装置のソース配線はＴａ
Ｎ／Ｗの２層構造になっている。前記ソース配線材料のＴａＮ／Ｗは熱処理に耐えうる金
属材料で、配線抵抗がＡｌ等と比較するとやや高くなっている。

このような構造を有する従来のアクティブマトリックス液晶表示装置は、モニターやテ
レビさらに携帯端末の表示装置として用途が拡大しているとともに量産化が進んでいる。
更に、画面サイズの大面積化、高精細化、高開口率化、高信頼性の要求が高まっている。

従来の５インチ程度の画面サイズの半導体装置ならば、半導体表示装置の配線抵抗は問
題にならなかった。しかし、画面サイズが大画面化するとゲート配線とソース配線の長さ
が増加して、特にＴａＮ／Ｗの金属材料でできているソース配線の配線抵抗が高くなる問
題が発生し、消費電力の増大を引き起こしていた。そこで、配線材料としてＡｌを選択す
る手段もあるが、熱処理によりヒロックやウィスカー等の突起物の形成や、Ａｌ原子のチ
ャネル形成領域への拡散により、ＴＦＴの動作不良やＴＦＴ特性の低下を引き起こし、半
導体装置のパネル表示において線欠陥や点欠陥等の表示不良の原因に繋がり、歩留まり及
び信頼性の低下を招いていた。

そこで本発明は、大画面化しても低消費電力、歩留まり及び信頼性の向上を実現するた
めの半導体装置の構造及びその作製方法を提供することを課題としている。

本発明は、低抵抗な材料（代表例としてＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔま
たはそれらの合金）でメッキされたソース配線と、逆スタガ型の画素部のＴＦＴと、保持
容量と、及び端子部を有する半導体装置を作製することである。尚、画面サイズが大画面
化する際に形状が大きくなるのは画素部のみであるために、画素部以外のところには金属
被膜をメッキする必要がない。つまり、画素部のソース配線のみに金属被膜がメッキされ
れば良い。

ソース配線のみに金属被膜をメッキする方法を図８に基づいて説明する。メッキを行う
ための電極であるメッキ処理用電極８０５を取り付けた配線パターンを基板に形成する。
この配線パターンにはゲート配線側駆動回路に接続される端子部８０８と、ソース配線側
駆動回路に接続される端子部８０９が形成されている。また、前記配線パターンは図８の
ようにソース配線になるパターンが形成されている。尚、金属被膜をメッキする部分は画
素部のソース配線のみなので、ソース配線になるパターンはソース配線側駆動回路に接続
される端子部とは接続されていない。

この配線パターンを用いてメッキを行うことにより画素部のソース配線のみに金属被膜
をメッキすることができる。よって、画面サイズを大画面化しても低消費電力を実現でき
る半導体装置を作製することができる。

本発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に代表される半導体装置において、
半導体装置のソース配線上に電気抵抗のより低い金属被膜をメッキ法で成膜することで、
画面サイズを大画面化しても低消費電力を実現することが可能となる。よって、対角４０
インチや対角５０インチの大画面の半導体装置にも本発明は対応することができる。

ソース配線にＣｕメッキを行った透過型半導体装置の作製工程の図 ソース配線にＣｕメッキを行った透過型半導体装置の作製工程の図 ソース配線にＣｕメッキを行った透過型半導体装置の作製工程の図 ソース配線にＣｕメッキを行った反射型半導体装置の作製工程の図 半導体装置を利用した装置の一例を説明する図 半導体装置を利用した装置の一例を説明する図 画素の上面図を示す図 ソース配線を含む配線パターンの図 ソース配線にＣｕメッキを行った透過型半導体装置の作製工程の図 ソース配線にＣｕメッキを行った透過型半導体装置の作製工程の図 ソース配線にＣｕメッキを行った透過型半導体装置の作製工程の図 チャネルストップ型の透過型半導体装置の作製工程の図 チャネルストップ型の透過型半導体装置の作製工程の図 チャネルストップ型の透過型半導体装置の作製工程の図

（実施形態１）
本発明を実施した透過型の半導体装置を以下に説明する。

まず、基板上に導電膜を全面に成膜し、第１のフォトリソグラフィー工程により所望の
形状に導電膜を形成する。

次に、ソース配線に接続しているメッキ処理用電極８０５から、メッキに適した電流を
流し金属被膜をソース配線にメッキする。この際、図８で示したような形状に導電膜を形
成しているために、基板に電極を取り付けることでソース配線のみに金属被膜をメッキす
ることができる。

尚、本明細書における金属被膜とは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、ま
たはこれらの合金のことを示す。

また、上記各作製方法において、前記メッキを施す工程において、前記画素部のソース
配線は、同電位となるように配線でつなげられていることを特徴としている。また、前記
同電位となるようにつなげられた配線は、メッキ処理後にレーザー光（ＣＯ₂レーザー等
）で分断してもよいし、メッキ処理後に前記基板と同時に分断してもよい。また、これら
の配線パターンでショートリングを形成しても良い。

次に、全面に絶縁膜を成膜する。絶縁膜上に第１の非晶質半導体膜と一導電型（ｎ型ま
たはｐ型）の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜を積層する。
これらの積層膜を第２のフォトリソグラフィー工程により不要な部分をエッチングで除去
し、ソース配線、ゲート電極、保持容量を所望の形状に形成する。

次に、第２のフォトリソグラフィー工程のレジストマスクを除去した後に、第３のフォ
トリソグラフィー工程により一導電型（ｎ型またはｐ型）の不純物元素を含有する第２の
非晶質半導体膜の一部を除去して、ゲート電極のソース領域とドレイン領域を形成する。

次に、第３のフォトリソグラフィー工程のレジストマスクを除去した後、第１の層間絶
縁膜をソース配線、画素部のＴＦＴ、保持容量、及び端子部を覆うように成膜する。

次に、第１の層間絶縁膜上にアクリル樹脂から成る有機絶縁材料である第２の層間絶縁膜
を成膜する。その後、第４のフォトリソグラフィー工程を行い、レジストマスクを形成し
て、その後ドライエッチング工程により、コンタクトホールを形成する。ここではゲート
電極の一導電型（ｎ型またはｐ型）の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜に達す
るコンタクトホールと、保持容量の一導電型（ｎ型またはｐ型）の不純物元素を含有する
第２の非晶質半導体膜に達するコンタクトホールと、ソース配線に達するコンタクトホー
ルを形成する。また同時に、端子部の余分な第１の層間絶縁膜と第２の層間絶縁膜をエッ
チングして、端子部を形成する。

次に、第５のフォトリソグラフィー工程により、一導電型（ｎ型またはｐ型）
の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜（ドレイン領域）と保持容量を電気的に接
続するための透明画素電極を形成する。

次に、低抵抗な金属材料から成る金属配線を形成し、第６のフォトリソグラフィー工程
によりゲート配線、ソース配線と一導電型（ｎ型またはｐ型）の不純物元素を含有する第
２の非晶質半導体膜とを接続する電極、及び端子部と電気的に接続する金属配線を形成す
る。本発明において、ゲート配線は層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを通じて第
１のゲート電極または第２のゲート電極と電気的に接続されている。また、ソース配線は
層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを通じてソース配線と一導電型（ｎ型またはｐ
型）の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜（ソース領域）と電気的に接続されて
いる。また、画素電極は、層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを通じて一導電型（
ｎ型またはｐ型）の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜（ドレイン領域）と電気
的に接続されている。

このように合計６回のフォトリソグラフィー工程により、金属被膜メッキを施したソー
ス配線と、逆スタガ型の画素部のＴＦＴ、保持容量と、及び端子部で構成された透過型の
半導体表示装置を作製することができる。

（実施形態２）
本発明を実施した透過型の半導体装置を以下に説明する。

反射型の半導体装置は透過型の半導体装置を作製する第４のフォトリソグラフィー工程
までは同じ工程で作製することができる。第５のフォトリソグラフィー工程により、ゲー
ト配線、ソース配線と一導電型（ｎ型またはｐ型）の不純物元素を含有する第２の非晶質
半導体膜（ソース領域）とを接続する電極、画素電極、及び端子部と電気的に接続する金
属配線を形成する。尚、この金属配線の材料は、画素電極を構成するため反射性の高い金
属材料が好ましく、代表的にはＡｌ、またはＡｇを主成分とする材料を用いる。

上記の際、画素電極を金属配線と同様の元素で作製することにより、第５のフォトリソ
グラフィー工程の時に画素電極を同時に形成することができる。

このように合計５回のフォトリソグラフィー工程により、金属被膜メッキを施したソー
ス配線と、逆スタガ型の画素部のＴＦＴ、保持容量と、及び端子部で構成された反射型の
半導体表示装置を作製することができる。

本発明の実施例を図１〜図３、図７に基づいて説明する。本実施例では液晶表示装置の
作製方法を示し、基板上に画素部のＴＦＴを逆スタガ型で作製し、前記ＴＦＴに接続する
保持容量を作製する方法について工程に従って詳細に説明する。また、図１〜図３には、
前記基板の端部に設けられた他の基板に設けた回路の配線と電気的に接続するための端子
部を作製工程に同時に示した。尚、図１〜図３の断面図は図７のＡ〜Ａ’の断面である。

最初に、透光性有する基板１００を用いて半導体表示装置を作成する。用いることので
きる基板として、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表される
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を用いることが
できる。更に他の基板として、石英基板、プラスチック基板などの透光性基板を用いるこ
ともできる。

上記基板１００上に導電層を基板全面に形成した後、第１のフォトリソグラフィー工程
を行い、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して配線及び電極
（ソース配線１０２、ゲート電極１０３，１０４、保持容量１０５、及び端子１０１）を
形成する。（図１（Ａ））

上記の配線及び電極の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた
元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物で形成する。さら
に、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、
または前記元素を成分とする窒化物から複数選択し、それを積層することもできる。

次に、ソース配線１０２及び端子部１０１にＣｕ被膜１０６及び１１０をメッキ法によ
り形成する。（図１（Ｂ））従来の５インチ程度の画面サイズであるならば、Ｔｉ、Ｔａ
、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素
を成分とする窒化物で形成しても配線抵抗は問題にならなかったが、画面サイズが大画面
化するとそれぞれの配線の長さが増加して、配線抵抗が高くなる問題が発生し、消費電力
の増大を引き起こす。よって、Ｃｕ被膜１０６をソース配線のみにメッキすることで配線
抵抗を下げることが可能となり、低消費電力を実現することができる。本実施例では金属
被膜にＣｕを使用したが、他にも、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔまたはこれらの
合金を用いることもできる。

また、上記各作製方法において、前記メッキを施す工程において、前記画素部のソース
配線は、同電位となるように配線でつなげられていることを特徴としている。また、前記
同電位となるようにつなげられた配線は、メッキ処理後にレーザー光（ＣＯ₂レーザー等
）で分断してもよいし、メッキ処理後に前記基板と同時に分断してもよい。また、これら
の配線パターンでショートリングを形成しても良い。

次に、絶縁膜１０７を全面に成膜する。絶縁膜は窒化シリコン膜を用い、膜厚を５０〜
２００ｎｍとし、好ましくは１５０ｎｍの厚さで形成する。尚、ゲート絶縁膜は窒化シリ
コン膜に限定されるものではなく酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化タンタル膜
などの絶縁膜を用いることもできる。（図１（Ｃ））

次に、絶縁膜１０７上に、５０〜２００ｎｍ好ましくは１００〜１５０ｎｍの膜厚で第
１の非晶質半導体膜１０８を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で全面に
成膜する。代表的には非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を１００ｎｍの膜厚で成膜する。（
図１（Ｃ））

次に、一導電型（ｎ型またはｐ型）の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜１０
９を２０〜８０ｎｍの厚さで成膜する。一導電型（ｎ型またはｐ型）を付与する不純物元
素を含む第２の非晶質半導体膜１０９は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方
法で全面に成膜する。本実施例ではリンが添加されたシリコンターゲットを用いてｎ型の
不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜１０９を成膜した。（図１（Ｃ））

次に、第２のフォトリソグラフィー工程によりレジストマスク２０５，２０６を形成し
、エッチングにより不要な部分を除去してソース配線３１１を形成する。この際のエッチ
ング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。（図２（Ａ））

このエッチング工程で、レジストマスク２０５，２０６以外の場所は第２の非晶質半導
体膜１０９、及び第１の非晶質半導体膜１０８を順次エッチングしていき、画素部のＴＦ
Ｔ３１２は第２の非晶質半導体膜２０３、及び第１の非晶質半導体膜２０１が形成される
。また保持容量３１３は第２の非晶質半導体膜２０４、及び第１の非晶質半導体膜２０２
が形成される。

次に、レジストマスク２０５，２０６を除去した後、第３のフォトリソグラフィー工程
を行い、レジストマスク２０７を形成して、エッチングにより不要な部分を除去して第１
の非晶質半導体膜２０８、第２の非晶質半導体膜２０９，２１０，２１１を形成する。（
図２（Ｂ））

次に、上記レジストマスク２０７を除去した後、プラズマＣＶＤ法により１５０ｎｍ厚
の酸化窒化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜２１３をソース配線３１１、画素部のＴ
ＦＴ３１２、及び保持容量３１３を覆うように成膜する。（図２（Ｃ））

次に、酸化窒化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜２１３上に、１．６μｍ厚のアク
リル樹脂から成る有機絶縁材料である第２の層間絶縁膜３０２を成膜する。本実施例では
第２の層間絶縁膜にアクリル樹脂から成る有機絶縁材料を選択したが、有機材料としては
ポリイミド等でも良く、更に無機材料を選択しても良い。その後、第４のフォトリソグラ
フィー工程を行い、レジストマスク３０１を形成して、その後ドライエッチング工程によ
り、ソース配線３１１と第２の非晶質半導体膜２０９を電気的に接続するためのコンタク
トホールを形成する。また、同時に保持容量３１３と第２の非晶質半導体膜２１１を電気
的に接続するためのコンタクトホールを形成する。また、ゲート配線と端子部３１０を電
気的に接続するためのコンタクトホールを端子部分に形成する。（図３（Ａ））

次に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉ−Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極膜を１１０ｎｍの厚さ
で成膜する。その後、第５のフォトリソグラフィー工程とエッチング工程を行うことによ
り、透明画素電極３０９を形成する。（図３（Ｂ））

次に、金属配線を形成するために、第６のフォトリソグラフィー工程とエッチング工程
を行う。ソース配線３１１と第２の非晶質半導体膜２０９を電気的に接続するために金属
配線３０３を形成する。また、第２の非晶質半導体膜２１１と透明画素電極３０９を電気
的に接続する金属配線３０５を形成する。また、透明画素電極３０９と保持容量３１３を
電気的に接続する金属配線３０６を形成する。また、ゲート電極と端子部３１０を電気的
に接続するための金属配線３０８を形成する。尚、金属配線材料としては、５０ｎｍ厚の
Ｔｉ膜と５００ｎｍ厚のＡｌ−Ｔｉ合金膜の積層膜を使用することができる。（図３（Ｃ
））

実施例１に示した半導体表示装置の作製方法は、ＩＴＯ等の透明画素電極を形成した後
に金属配線を形成したが、金属配線を形成した後にＩＴＯ等の透明画素電極を形成した半
導体表示装置の作製全体のフォトリソグラフィー工程数も同一である。よって、金属配線
とＩＴＯ等の透明画素電極はどちらを先に形成しても良い。

以上のような６回のフォトリソグラフィー工程により、Ｃｕメッキを施したソース配線
３１１と、逆スタガ型の画素部のＴＦＴ３１２及び保持容量３１３と、端子部３１０で構
成された透過型の半導体表示装置を作製することができる。

尚、本実施例により得られる非晶質半導体膜で活性層を形成したＴＦＴは、電界効果移
動度が小さく１ｃｍ²／Ｖｓｅｃ程度しか得られていない。そのために、画像表示を行う
ための駆動回路はＩＣチップで形成され、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏ
ｎｄｉｎｇ）方式やＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）方式で実装されている。

実施例１では反射型の半導体表示装置を６回のフォトリソグラフィー工程で作製するこ
とができることを示したが、本実施例では５回のフォトリソグラフィー工程で反射型の半
導体表示装置を作製する方法を図４に示す。

本実施例は実施例１の図３（Ａ）の状態まで同一の工程であるので、異なる工程につい
てのみ以下に示す。尚、図３（Ａ）に対応する箇所は同一の符号を用いた。

まず、実施例１に従って図３（Ａ）の状態を得た後、第５のフォトリソグラフィー工程
とエッチング工程を行うことにより、ソース配線３１１と第２の非晶質半導体膜２０９を
電気的に接続するために金属配線４０２を形成する。また、同時に画素電極４０１を形成
する。さらに、端子部と電気的に接続する金属配線４０５を同時に形成する。（図４（Ｂ
））

このように合計５回のフォトリソグラフィー工程により、金属被膜メッキを施したソー
ス配線３１１と、逆スタガ型の画素部のＴＦＴ３１２、保持容量３１３と、及び端子部３
１０で構成された反射型の半導体表示装置を作製することができる。

実施例１及び実施例２では、メッキ工程を第１のフォトリソグラフィー工程の後に行っ
たが、本実施例では第４のフォトリソグラフィー工程の後にメッキ工程を行うことを図９
〜図１１に基づいて説明する。

最初に、透光性有する基板９００を用いて半導体表示装置を作成する。用いることので
きる基板として、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表される
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を用いることが
できる。更に他の基板として、石英基板、プラスチック基板などの透光性基板を用いるこ
ともできる。

上記基板上に導電層を基板全面に形成した後、第１のフォトリソグラフィー工程を行い
、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して配線及び電極（ソー
ス配線９０２、ゲート電極９０３，９０４、保持容量９０５、及び端子９０１）を形成す
る。（図９（Ａ））

上記の配線及び電極の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた
元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物で形成する。さら
に、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、
または前記元素を成分とする窒化物から複数選択し、それを積層することもできる。

次に、絶縁膜９０６を全面に成膜する。絶縁膜は窒化シリコン膜を用い、膜厚を５０〜
２００ｎｍとし、好ましくは１５０ｎｍの厚さで形成する。尚、ゲート絶縁膜は窒化シリ
コン膜に限定されるものではなく酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化タンタル膜
などの絶縁膜を用いることもできる。（図９（Ｂ））

次に、絶縁膜９０６上に、５０〜２００ｎｍ好ましくは１００〜１５０ｎｍの膜厚で第
１の非晶質半導体膜９０７を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で全面に
成膜する。代表的には非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を１００ｎｍの膜厚で成膜する。（
図９（Ｂ））

次に、一導電型（ｎ型またはｐ型）の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜９０
８を２０〜８０ｎｍの厚さで成膜する。一導電型（ｎ型またはｐ型）を付与する不純物元
素を含む第２の非晶質半導体膜９０８は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方
法で全面に成膜する。本実施例ではリンが添加されたシリコンターゲットを用いてｎ型の
不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜９０８を成膜した。（図９（Ｂ））

次に、第２のフォトリソグラフィー工程によりレジストマスク９０９，９１０を形成し
、エッチングにより不要な部分を除去してソース配線１１１１を形成する。この際のエッ
チング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。（図９（Ｃ））

このエッチング工程で、レジストマスク９０９，９１０以外の場所は第２の非晶質半導
体膜９０８、及び第１の非晶質半導体膜９０７を順次エッチングしていき、画素部のＴＦ
Ｔ１１１２は第２の非晶質半導体膜９１３、及び第１の非晶質半導体膜９１１が形成され
る。また保持容量１１１３は第２の非晶質半導体膜９１４、及び第１の非晶質半導体膜９
１２が形成される。

次に、レジストマスク９０９，９１０を除去した後、第３のフォトリソグラフィー工程
を行い、レジストマスク１００１を形成して、エッチングにより不要な部分を除去して第
１の非晶質半導体膜１００２、第２の非晶質半導体膜１００３，１００４，１００５を形
成する。（図１０（Ａ））

次に、上記レジストマスク１００１を除去した後、プラズマＣＶＤ法により１５０ｎｍ
厚の酸化窒化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜１００６をソース配線１１１１、画素
部のＴＦＴ１１１２、及び保持容量１１１３を覆うように成膜する。（図１０（Ｂ））

次に、酸化窒化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜１００６上に、１．６μｍ厚のア
クリル樹脂から成る有機絶縁材料である第２の層間絶縁膜１００８を成膜する。本実施例
では第２の層間絶縁膜にアクリル樹脂から成る有機絶縁材料を選択したが、有機材料とし
てはポリイミド等でも良く、更に無機材料を選択しても良い。その後、第４のフォトリソ
グラフィー工程を行い、レジストマスク１００７を形成して、その後ドライエッチング工
程により、ソース配線１１１１上と端子部１１１０上の第１の層間絶縁膜と第２の層間絶
縁膜を取り除く。また、保持容量１１１３と第２の非晶質半導体膜１００５を電気的に接
続するためのコンタクトホールを形成する。（図１０（Ｃ））

次に、ソース配線１１１０及び端子部１１１１にＣｕ被膜１１０１及び１１０２をメッ
キ法により形成する。（図１１（Ａ））ここで用いる金属被膜は実施例１と同様にＡｇ、
Ａｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔまたはこれらの合金を用いることもできる。

また、実施例１と同様に上記各作製方法において、前記メッキを施す工程において、前
記画素部のソース配線は、同電位となるように配線でつなげられていることを特徴として
いる。また、前記同電位となるようにつなげられた配線は、メッキ処理後にレーザー光（
ＣＯ₂レーザー等）で分断してもよいし、メッキ処理後に前記基板と同時に分断してもよ
い。また、これらの配線パターンでショートリングを形成しても良い。

次に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉ−Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極膜を１１０ｎｍの厚さ
で成膜する。その後、第５のフォトリソグラフィー工程とエッチング工程を行うことによ
り、透明画素電極１１０３を形成する。（図１１（Ｂ））

次に、金属配線を形成するために、第６のフォトリソグラフィー工程とエッチング工程
を行う。ソース配線１１１１と第２の非晶質半導体膜１００３を電気的に接続するために
金属配線１１０５を形成する。また、第２の非晶質半導体膜１００５と透明画素電極１１
０３を電気的に接続する金属配線１１０７を形成する。また、透明画素電極１１０３と保
持容量１１１３を電気的に接続する金属配線１１０８を形成する。また、ゲート電極と端
子部１１１０を電気的に接続するための金属配線１１０４を形成する。尚、金属配線材料
としては、５０ｎｍ厚のＴｉ膜と５００ｎｍ厚のＡｌ−Ｔｉ合金膜の積層膜を使用するこ
とができる。（図１１（Ｃ））

実施例３に示した半導体表示装置の作製方法は、ＩＴＯ等の透明画素電極を形成した後
に金属配線を形成したが、金属配線を形成した後にＩＴＯ等の透明画素電極を形成した半
導体表示装置の作製全体のフォトリソグラフィー工程数も同一である。よって、金属配線
とＩＴＯ等の透明画素電極はどちらを先に形成しても良い。

以上のような６回のフォトリソグラフィー工程により、Ｃｕメッキを施したソース配線
１１１１と、逆スタガ型の画素部のＴＦＴ１１１２及び保持容量１１１３と、端子部１１
１０で構成された透過型の半導体表示装置を作製することができる。

また、画素電極に金属配線と同じ金属を用いれば５回のフォトリソグラフィー工程で反
射型の半導体装置を作製することができる。

尚、本実施例も実施例１と同様に画像表示を行うためにＩＣチップで形成された駆動回
路を実装している。

実施例１〜実施例３までは、画素部のＴＦＴがチャネルエッチ型の半導体装置であった
が、本実施例では、画素部のＴＦＴがチャネルストップ型の半導体装置の実施例を図１２
〜図１４に基づいて説明する。

最初に、透光性有する基板１２００を用いて半導体表示装置を作成する。用いることの
できる基板として、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表され
る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を用いること
ができる。更に他の基板として、石英基板、プラスチック基板などの透光性基板を用いる
こともできる。

上記基板上に導電層を基板全面に形成した後、第１のフォトリソグラフィー工程を行い
、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して配線及び電極（ソー
ス配線１２０２、ゲート電極１２０３，１２０４、保持容量１２０５、及び端子１２０１
）を形成する。（図１２（Ａ））

上記の配線及び電極の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた
元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物で形成する。さら
に、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、
または前記元素を成分とする窒化物から複数選択し、それを積層することもできる。

次に、ソース配線１２０２及び端子部１２０１にＣｕ被膜１２０６及び１２０９をメッ
キ法により形成する。（図１２（Ｂ））従来の５インチ程度の画面サイズであるならば、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、また
は前記元素を成分とする窒化物で形成しても配線抵抗は問題にならなかったが、画面サイ
ズが大画面化するとそれぞれの配線の長さが増加して、配線抵抗が高くなる問題が発生し
、消費電力の増大を引き起こす。よって、Ｃｕ膜１２０６をソース配線のみにメッキする
ことで配線抵抗を下げることが可能となり、低消費電力を実現することができる。本実施
例では金属被膜にＣｕを使用したが、他にも、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔまた
はこれらの合金を用いることもできる。

また、実施例１と同様に上記各作製方法において、前記メッキを施す工程において、前
記画素部のソース配線は、同電位となるように配線でつなげられていることを特徴として
いる。また、前記同電位となるようにつなげられた配線は、メッキ処理後にレーザー光（
ＣＯ₂レーザー等）で分断してもよいし、メッキ処理後に前記基板と同時に分断してもよ
い。また、これらの配線パターンでショートリングを形成しても良い。

次に、絶縁膜１２０７を全面に成膜する。絶縁膜は窒化シリコン膜を用い、膜厚を５０
〜２００ｎｍとし、好ましくは１５０ｎｍの厚さで形成する。尚、ゲート絶縁膜は窒化シ
リコン膜に限定されるものではなく酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化タンタル
膜などの絶縁膜を用いることもできる。（図１２（Ｃ））

次に、絶縁膜１２０７上に、５０〜２００ｎｍ好ましくは１００〜１５０ｎｍの膜厚で
非晶質半導体膜１２０８を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で全面に成
膜する。代表的には非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を１００ｎｍの膜厚で成膜する。（図
１２（Ｃ））

次に、第２のフォトリソグラフィー工程によりレジストマスク１３０１，１３０２を形
成し、エッチングにより不要な部分を除去してソース配線１４１１を形成する。この際の
エッチング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。（図１３（
Ａ））

このエッチング工程で、レジストマスク１３０１，１３０２以外の場所は非晶質半導体
膜１２０８をエッチングしていき、画素部のＴＦＴ１４１２は非晶質半導体膜１３０４が
形成される。また保持容量１４１３は非晶質半導体膜１３０４が形成される。（図１３（
Ａ））

次に、非晶質半導体層１３０３上に酸化シリコンまたは窒化シリコンから成る絶縁膜を
１００〜２００ｎｍの厚さに形成する。図１３（Ａ）は、ゲート電極をマスクとする裏面
からの露光プロセスにより、自己整合的にチャネル保護膜とする第２の絶縁層１３０５，
１３０６を半導体層１３０３上に形成する。

次に、ｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域
を形成するためのドーピング工程を行う。ドーピングの方法はイオンドープ方法もしくは
イオン注入法で行う。ｎ型の不純物としてリンを添加し、第２の絶縁層１３０５，１３０
６をマスクとして形成される不純物領域１３０７〜１３０９を形成する。この領域のドナ
ー濃度は１×１０¹⁶〜１×１０¹⁷／ｃｍ³の濃度とする。（図１３（Ｂ））

次に、プラズマＣＶＤ法により１５０ｎｍ厚の酸化窒化シリコン膜から成る第１の層間
絶縁膜１３１１をソース配線１４１１、画素部のＴＦＴ１４１２、及び保持容量１４１３
を覆うように成膜する。（図１３（Ｃ））

次に、酸化窒化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜１３１１上に、１．６μｍ厚のア
クリル樹脂から成る有機絶縁材料である第２の層間絶縁膜１４０２を成膜する。本実施例
では第２の層間絶縁膜にアクリル樹脂から成る有機絶縁材料を選択したが、有機材料とし
てはポリイミド等でも良く、更に無機材料を選択しても良い。その後、第４のフォトリソ
グラフィー工程を行い、レジストマスク１４０１を形成して、その後ドライエッチング工
程により、ソース配線１４１１と非晶質半導体膜１３０７を電気的に接続するためのコン
タクトホールを形成する。
また、同時に保持容量１４１３と非晶質半導体膜１３０９を電気的に接続するためのコン
タクトホールを形成する。また、ゲート配線と端子部１４１０を電気的に接続するための
コンタクトホールを端子部分に形成する。（図１４（Ａ））

次に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉ−Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極膜を１１０ｎｍの厚さ
で成膜する。その後、第５のフォトリソグラフィー工程とエッチング工程を行うことによ
り、透明画素電極１４０３を形成する。（図１４（Ｂ））

次に、金属配線を形成するために、第６のフォトリソグラフィー工程とエッチング工程
を行う。ソース配線１４１１と非晶質半導体膜１３０７を電気的に接続するために金属配
線１４０５を形成する。また、非晶質半導体膜１３０９と透明画素電極１４０３を電気的
に接続する金属配線１４０７を形成する。また、透明画素電極１４０３と保持容量１４１
３を電気的に接続する金属配線１４０８を形成する。また、ゲート電極と端子部１４１０
を電気的に接続するための金属配線１４０４を形成する。尚、金属配線材料としては、５
０ｎｍ厚のＴｉ膜と５００ｎｍ厚のＡｌ−Ｔｉ合金膜の積層膜を使用することができる。
（図１４（Ｃ））

実施例４に示した半導体表示装置の作製方法は、ＩＴＯ等の透明画素電極を形成した後
に金属配線を形成したが、金属配線を形成した後にＩＴＯ等の透明画素電極を形成した半
導体表示装置の作製全体のフォトリソグラフィー工程数も同一である。よって、金属配線
とＩＴＯ等の透明画素電極はどちらを先に形成しても良い。

以上のような６回のフォトリソグラフィー工程により、Ｃｕメッキを施したソース配線
１４１１と、逆スタガ型の画素部のＴＦＴ１４１２及び保持容量１４１３と、端子部１４
１０で構成された透過型の半導体表示装置を作製することができる。

また、画素電極を金属配線と同じ金属を用いれば５回のフォトリソグラフィー工程で反
射型の半導体装置を作製することができる。

尚、本実施例も実施例１と同様に画像表示を行うためにＩＣチップで形成された駆動回
路を実装している。

本発明を実施して作製されたアクティブマトリクス基板および液晶表示装置は様々な電
気光学装置に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部として組み込んだ
電子機器全てに本発明を実施できる。

上記の様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター（リア
型またはフロント型）、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カー
ナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯
電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの一例を図５および図６に示す。

図５（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体５０１、画像入力部５０２、表示部
５０３、キーボード５０４等を含む。本発明を表示部５０３に適用することができる。

図５（Ｂ）はモバイルコンピュータであり、本体５０５、表示部５０６、カメラ部５０
７、受像部５０８、操作スイッチ５０９等を含む。本発明は表示部に適用できる。

図５（Ｃ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレー
ヤーであり、本体５１０、表示部５１１、スピーカー部５１２、記録媒体５１３、操作ス
イッチ５１４等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ
Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインタ
ーネットを行うことができる。本発明は表示部５１１に適用することができる。

図６（Ａ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体６０１、表示部６０２，６０３、記憶
媒体６０４、操作スイッチ６０５、アンテナ６０６等を含む。本発明は表示部６０２，６
０３に適用することができる。

図６（Ｂ）はディスプレイであり、本体６０７、表示部６０８、支持台６０９等を含む
。本発明は表示部６０８に適用することができる。

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用すること
が可能である。また、本実施例の電子機器は実施形態１、実施形態２、実施例１〜実施例
５のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。

Claims (2)

1. 第１の導電層と、第２の導電層と、第３の導電層と、第４の導電層と、ゲート配線と、半導体層と、第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、を有し、
   前記第１の絶縁層は、前記第１の導電層上方に設けられ、
   前記半導体層は、前記第１の絶縁層上方に設けられ、
   前記第２の絶縁層は、前記第２の導電層上方及び前記第１の絶縁層上方に設けられ、
   前記第３の導電層は、前記第２の絶縁層上方に設けられ、
   前記第４の導電層は、前記第２の絶縁層上方に設けられ、
   前記ゲート配線は、前記第２の絶縁層上方に設けられ、
   前記半導体層は、トランジスタを構成しており、
   前記半導体層は、前記第１の導電層と前記ゲート配線との間の第１の領域を有し、
   前記半導体層は、前記第１の導電層と前記ゲート配線との間の第２の領域を有し、
   前記半導体層は、前記第１の導電層と重ならない第３の領域を有し、
   前記半導体層は、第４の領域を有し、
   前記半導体層は、第５の領域を有し、
   前記半導体層の前記第４の領域は、前記半導体層の前記第１の領域を介して、前記半導体層の前記第３の領域と電気的に接続され、
   前記半導体層の前記第３の領域は、前記半導体層の前記第２の領域を介して、前記半導体層の前記第５の領域と電気的に接続され、
   前記第２の絶縁層は、第１のコンタクトホールと、第２のコンタクトホールと、第３のコンタクトホールと、第４のコンタクトホールと、を有し、
   前記第３の導電層は、前記第２の絶縁層の前記第１のコンタクトホールを介して、前記半導体層の前記第４の領域と電気的に接続され、
   前記第３の導電層は、前記第２の絶縁層の前記第２のコンタクトホールを介して、前記第２の導電層と電気的に接続され、
   前記第４の導電層は、前記第２の絶縁層の前記第３のコンタクトホールを介して、前記半導体層の前記第５の領域と電気的に接続され、
   前記ゲート配線は、前記第２の絶縁層の前記第４のコンタクトホールを介して、前記第１の導電層と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置と、
   操作スイッチ、支持台、アンテナ、記憶媒体、又はスピーカー部と、を有する電子機器。

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