JPH08167722A - Manufacture of semiconductor integrated circuit - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit

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JPH08167722A
JPH08167722A JP33317794A JP33317794A JPH08167722A JP H08167722 A JPH08167722 A JP H08167722A JP 33317794 A JP33317794 A JP 33317794A JP 33317794 A JP33317794 A JP 33317794A JP H08167722 A JPH08167722 A JP H08167722A
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JP
Japan
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conductivity type
tft
active matrix
region
circuit
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JP33317794A
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Japanese (ja)
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Kouyuu Chiyou
宏勇 張
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To enhance switching characteristics of an active matrix circuit and to make the high speed operation of a peripheral logic circuit compatible by forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor region, and doping first conductivity type impurity of low concentration. CONSTITUTION: A polycrystalline silicon film is formed on the entire substrate, and etched to form gate electrodes 107 to 109. Thereafter, N-type regions 110 to 112 which are weak in a self-alignment manner are formed at all insular active layers by an ion doping method with the gate electrodes as masks. Then, a mask 114 covering from the mask 113 covering a P-channel TFT and the end of the electrode 109 of the active layer of a pixel TFT to the part isolated 3μm from the end of the electrode 109 is formed. Again, strong N-type regions 115, 116 are formed by an ion doping method. A region 117 covered with the pixel mask 14 is not injected with phosphorus by this doping, hence remains as a weak N-type.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板上に絶縁ゲイ
ト型半導体装置が多数形成された集積回路を歩留りよく
形成する方法に関する。特に、本発明は、広い意味での
アクティブマトリクス(配線がマトリクス状に配置さ
れ、その交点に信号の選択のための1つ以上のスイッチ
ングトランジスタが設けられている回路)とそれを駆動
するための周辺回路を同一基板上に有する集積化された
半導体集積回路(モノリシック型アクティブマトリクス
回路)に関する。本発明の応用例は、具体的には、モノ
リシック型アクティブマトリクス液晶ディスプレー(A
M−LCD)や、DRAM、SRAM、EPROM、E
EPROM、マスクROM等の半導体集積回路で、絶縁
基板上に形成されたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an integrated circuit in which a large number of insulating gate type semiconductor devices are formed on an insulating substrate with high yield. In particular, the present invention relates to an active matrix in a broad sense (a circuit in which wirings are arranged in a matrix form and one or more switching transistors for signal selection are provided at the intersections thereof) and for driving the same. The present invention relates to an integrated semiconductor integrated circuit (monolithic active matrix circuit) having peripheral circuits on the same substrate. The application example of the present invention is specifically a monolithic active matrix liquid crystal display (A
M-LCD), DRAM, SRAM, EPROM, E
A semiconductor integrated circuit such as an EPROM or a mask ROM, which is formed on an insulating substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、絶縁基板上に絶縁ゲイト型半導体
装置(MISFET)を形成する研究が盛んに成されて
いる。このように絶縁基板上に半導体集積回路を形成す
ることは回路の高速駆動の上で有利である。なぜなら、
従来の半導体集積回路の速度は主として配線と基板との
容量(浮遊容量)によって制限されていたのに対し、絶
縁基板上ではこのような浮遊容量が存在しないからであ
る。このように絶縁基板上に形成され、薄膜状の活性層
を有するMISFETを薄膜トランジスタ(TFT)と
いう。
2. Description of the Related Art Recently, much research has been done on forming an insulating gate type semiconductor device (MISFET) on an insulating substrate. Forming the semiconductor integrated circuit on the insulating substrate in this manner is advantageous for high-speed driving of the circuit. Because
This is because the speed of the conventional semiconductor integrated circuit is limited mainly by the capacitance (stray capacitance) between the wiring and the substrate, but such stray capacitance does not exist on the insulating substrate. The MISFET formed on the insulating substrate and having the thin film-like active layer is called a thin film transistor (TFT).

【0003】特に、最近になって、透明な基板上に半導
体集積回路を形成する必要のある製品が出現した。例え
ば、液晶ディスプレーのような光デバイスである。ここ
にもTFTが用いられている。特に、これらの回路は大
面積に形成することが要求されるのでTFT作製プロセ
スの低温化が求められている。さらに、アクティブマト
リクス回路を駆動するための周辺論理回路をも同じ絶縁
基板上にモノリシックに形成することも提案されてい
る。
In particular, recently, a product requiring the formation of a semiconductor integrated circuit on a transparent substrate has appeared. For example, an optical device such as a liquid crystal display. A TFT is also used here. In particular, since these circuits are required to be formed in a large area, it is required to lower the temperature of the TFT manufacturing process. Furthermore, it has been proposed to form peripheral logic circuits for driving the active matrix circuit monolithically on the same insulating substrate.

【0004】しかしながら、通常のTFTにおいては、
オフ状態での大きなリーク電流のため、アクティブマト
リクス回路のスイッチングトランジスタや、モノリシッ
ク型アクティブマトリクス回路において、周辺論理回路
とアクティブマトリクス回路とを接続するために設けら
れるドライバーTFT(スイッチングトランジスタ)と
して利用するには信頼性の点で問題があることが指摘さ
れていた。このような背景のもと、特公平3−3875
5に示されるように、ソース/ドレインに隣接して低濃
度な領域を設けるとリーク電流が低減できることが報告
された。これは、半導体集積回路技術に用いられるLD
Dに相当するものとして記述されていた。
However, in a normal TFT,
Due to a large leak current in the off state, it can be used as a switching transistor of an active matrix circuit or a driver TFT (switching transistor) provided to connect a peripheral logic circuit and an active matrix circuit in a monolithic active matrix circuit. Was pointed out to have problems with reliability. Against this background, Japanese Patent Publication No. 3875
As shown in FIG. 5, it was reported that the leak current can be reduced by providing a low-concentration region adjacent to the source / drain. This is an LD used in semiconductor integrated circuit technology.
It was described as equivalent to D.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、TFT
では、単結晶半導体よりもはるかに欠陥の多い非単結晶
半導体を用いるのであるから、半導体集積回路のLDD
をそのまま援用することは適切でない。その点、上記の
発明においては、低濃度不純物領域の最適な幅が記述さ
れていない。また、特にモノリシック型アクティブマト
リクス回路を作製する上で、全体的な工程は何ら示され
ていず、また、周辺論理回路をどのような構造のTFT
で構成すると好ましいかというような記述も欠けてい
た。
However, the TFT
Since a non-single crystal semiconductor having much more defects than a single crystal semiconductor is used, the LDD of a semiconductor integrated circuit is used.
It is not appropriate to use On the other hand, in the above invention, the optimum width of the low concentration impurity region is not described. Further, in particular, in manufacturing a monolithic active matrix circuit, no whole process is shown, and the peripheral logic circuit has a TFT of any structure.
It also lacked a description as to whether or not it is preferable to configure with.

【0006】例えば、本発明人の研究によると、高速応
答性が要求される周辺論理回路においては、ソース/ド
レイン間に挿入された直列抵抗として機能する低濃度不
純物領域を設けると、動作速度の点で障害が生じた。本
発明は上記の問題点を解決せんがためになされたもので
あり、好ましい回路構成を得るための、作製方法を提供
することを課題とする。
For example, according to the research conducted by the present inventor, in a peripheral logic circuit that requires high-speed response, the provision of a low-concentration impurity region functioning as a series resistor inserted between the source / drain increases the operating speed. There was a failure in point. The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a manufacturing method for obtaining a preferable circuit configuration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、基本的に以下
の工程を有するものである。すなわち、 (1) アクティブマトリクス回路用および周辺論理回
路用の複数の島状の半導体領域を形成する工程 (2) 前記半導体領域上にゲイト絶縁膜およびゲイト
電極を形成する工程 (3) 全ての前記半導体領域に第1の導電型の不純物
を低濃度にドーピングする工程 (4) 前記半導体領域のうち、第2の導電型のTFT
を構成する部分と、アクティブマトリクス回路を構成す
るTFT(AM−LCDにあっては画素TFT)および
ドライバーTFTのチャネルに隣接する部分とを覆っ
て、マスクを形成し、第1の導電型の不純物をドーピン
グする工程 (5) 前記半導体領域のうち、第1の導電型のTFT
を構成する部分を覆って、マスクを形成し、第2(第1
の導電型がN型であれば、P型、P型であればN型)の
導電型の不純物をドーピングする工程 である。
The present invention basically has the following steps. That is, (1) a step of forming a plurality of island-shaped semiconductor regions for active matrix circuits and peripheral logic circuits (2) a step of forming a gate insulating film and a gate electrode on the semiconductor regions (3) all of the above Step of doping a semiconductor region with an impurity of a first conductivity type at a low concentration (4) A TFT of a second conductivity type in the semiconductor region
Of the first conductivity type is formed by covering a part of the active matrix circuit and a part of the active matrix circuit (pixel TFT in AM-LCD) and a part adjacent to the channel of the driver TFT. (5) First conductivity type TFT in the semiconductor region
And a mask is formed so as to cover the portion constituting
Is a P-type if the conductivity type is N-type, and N-type if the conductivity type is P-type).

【0008】ここで、工程(3)〜(5)はスルドーピ
ング(ゲイト絶縁膜によって半導体領域を覆った状態で
ドーピングをおこなう方法)でもベアドーピング(半導
体領域を露出させて、ドーピングをおこなう方法)でも
よい。さらに、工程(4)において、アクティブマトリ
クス回路を構成するTFTおよびドライバーTFTのゲ
イト電極に隣接する部分とを覆って形成されるマスクの
幅は1〜5μmが好ましい。
In the steps (3) to (5), bare doping (a method of exposing the semiconductor region and performing doping) is carried out even by through doping (a method of doping while the semiconductor region is covered with a gate insulating film). But it's okay. Further, in the step (4), the width of the mask formed to cover the TFT constituting the active matrix circuit and the portion adjacent to the gate electrode of the driver TFT is preferably 1 to 5 μm.

【0009】また、工程(3)で形成される第1の導電
型の領域の不純物濃度は、工程(4)で形成される第1
の導電型の領域の不純物濃度よりも小さくなるように、
また、工程(3)で形成される第1の導電型の領域の不
純物濃度は、工程(5)で形成される第2の導電型の領
域の不純物濃度よりも小さくなるようにおこなうことが
望ましい。工程(4)と(5)はその順序が入れ代わっ
てもよい。
The impurity concentration of the first conductivity type region formed in the step (3) is the same as that of the first conductivity type region formed in the step (4).
So that it is lower than the impurity concentration of the conductivity type region of
Further, it is desirable that the impurity concentration of the first conductivity type region formed in the step (3) be lower than the impurity concentration of the second conductivity type region formed in the step (5). . The order of steps (4) and (5) may be interchanged.

【0010】[0010]

【作用】工程(1)および(2)は、一般的なトップゲ
イト型TFTの作製工程である。工程(3)によって、
ゲイト電極をマスクとして、全ての半導体領域に自己整
合的に低濃度不純物領域が形成される。工程(4)で
は、第1の導電型のTFTのソース/ドレインが形成さ
れるが、その際、アクティブマトリクス回路を構成する
TFTおよびドライバーTFTにおいては、ソース/ド
レインとチャネルとの間のマスクの施された領域におい
てはドーピングされないので、工程(3)で形成された
低濃度不純物領域が維持される。すなわち、ソース/ド
レインに隣接して低濃度不純物領域を設けることがで
き、これらのTFTではリーク電流を低減できる。
The steps (1) and (2) are steps for manufacturing a general top gate type TFT. By the step (3),
Using the gate electrode as a mask, low-concentration impurity regions are formed in all semiconductor regions in a self-aligned manner. In the step (4), the source / drain of the first conductivity type TFT is formed. At that time, in the TFT and the driver TFT forming the active matrix circuit, the mask between the source / drain and the channel is formed. Since the doped region is not doped, the low concentration impurity region formed in step (3) is maintained. That is, a low concentration impurity region can be provided adjacent to the source / drain, and the leak current can be reduced in these TFTs.

【0011】本発明人の研究によると、この低濃度不純
物領域の幅は1〜5μm、典型的には3μmであると、
十分なリーク電流抑制効果を得ることができた。それ以
下では、リーク電流が大きく、また、それ以上では、オ
ン状態での電流が小さく、TFT動作に障害をきたし
た。本発明人の研究によると、この低濃度不純物領域の
幅は1〜5μm、典型的には3μmであると、十分なリ
ーク電流抑制効果を得ることができた。それ以下では、
リーク電流が大きく、また、それ以上では、オン状態で
の電流が小さく、TFT動作に障害をきたした。
According to the study by the present inventor, the width of the low concentration impurity region is 1 to 5 μm, typically 3 μm,
A sufficient leakage current suppressing effect could be obtained. Below that, the leak current was large, and above that, the current in the ON state was small, which hindered the TFT operation. According to the research conducted by the present inventor, a sufficient leakage current suppressing effect can be obtained when the width of the low concentration impurity region is 1 to 5 μm, typically 3 μm. Below that,
The leakage current was large, and above that, the current in the ON state was small, which hindered the TFT operation.

【0012】一方、その他のTFT、すなわち、周辺論
理回路を構成するTFTは低濃度不純物領域が形成され
ない。そのため、これらのTFTではリーク電流も多い
が、オン電流も多く、高速動作に適していた。これらの
TFTはデジタル動作が主であるので、オフ状態となる
ことがなく、したがって、オフ状態でのリーク電流は全
く問題ではない。
On the other hand, in other TFTs, that is, in the TFTs forming the peripheral logic circuit, the low concentration impurity region is not formed. Therefore, although these TFTs have a large amount of leak current, they also have a large amount of on-current and were suitable for high-speed operation. Since these TFTs mainly perform a digital operation, they do not enter the off state, and therefore the leak current in the off state does not pose any problem.

【0013】工程(5)では、第1の導電型とは逆の第
2の導電型の不純物がドーピングされる。この際、第2
の導電型のドーピング量(ドーズ量)を、工程(3)に
おける第1の導電型のドーズ量よりも大きくすることに
より、導電型を第1から第2に反転させる。第2の導電
型のTFTは周辺論理回路領域のTFTに限定される。
また、第2の導電型のTFTは、低濃度不純物領域を有
しない。この結果、リーク電流が大きいが、周辺論理回
路に使用されるという場合には問題がないことは先に述
べた通りである。
In step (5), an impurity of a second conductivity type opposite to the first conductivity type is doped. At this time, the second
The conductivity type is inverted from the first conductivity type to the second conductivity type by increasing the conductivity type doping amount (dose amount) of the first conductivity type in the step (3). The second conductivity type TFT is limited to the TFT in the peripheral logic circuit area.
The second conductivity type TFT does not have a low concentration impurity region. As a result, the leak current is large, but there is no problem when it is used for the peripheral logic circuit, as described above.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕 本実施例はモノリシック型アクティブマ
トリクス回路を用いた液晶ディスプレー基板の作成方法
に関する。以下、本実施例のモノリシック型アクティブ
マトリクス回路を得る作製工程について、図1を用いて
説明する。図の左側に周辺論理回路のTFTの作製工程
を、右側にアクティブマトリクス回路のTFTの作製工
程を、それぞれ示す。まず、石英基板101上に下地酸
化膜102として厚さ1000〜3000Åの酸化珪素
膜を形成した。この酸化珪素膜の形成方法としては、酸
素雰囲気中でのスパッタ法やプラズマCVD法を用いれ
ばよい。
[Embodiment 1] This embodiment relates to a method of manufacturing a liquid crystal display substrate using a monolithic active matrix circuit. Hereinafter, a manufacturing process for obtaining the monolithic active matrix circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS. The left side of the drawing shows the manufacturing process of the TFT of the peripheral logic circuit, and the right side shows the manufacturing process of the TFT of the active matrix circuit. First, a silicon oxide film having a thickness of 1000 to 3000 Å was formed as a base oxide film 102 on a quartz substrate 101. As a method of forming this silicon oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere or a plasma CVD method may be used.

【0015】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によってアモルファスもしくは多結晶のシリコン膜を3
00〜1500Å、好ましくは500〜1000Å形成
した。そして、500℃以上、好ましくは、800〜9
50℃℃の温度で熱アニールをおこない、シリコン膜を
結晶化させた、もしくは、結晶性を高めた。熱アニール
によって結晶化させたのち、光アニールをおこなって、
さらに結晶性を高めてもよい。また、熱アニールによる
結晶化の際に、特開平6−244103、同6−244
104に記述されているように、ニッケル等のシリコン
の結晶化を促進させる元素(触媒元素)を添加してもよ
い。
After that, an amorphous or polycrystalline silicon film is formed by plasma CVD or LPCVD.
It was formed in the range of 00 to 1500Å, preferably 500 to 1000Å. And 500 degreeC or more, Preferably it is 800-9.
Thermal annealing was performed at a temperature of 50 ° C. to crystallize the silicon film or enhance the crystallinity. After crystallizing by thermal annealing, optical annealing is performed,
Further, the crystallinity may be increased. In addition, when crystallizing by thermal annealing, Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-244103 and 6-244
As described in 104, an element (catalyst element) that promotes crystallization of silicon such as nickel may be added.

【0016】次にシリコン膜をエッチングして、島状の
周辺駆動回路のTFTの活性層103(Pチャネル型T
FT用)、104(Nチャネル型TFT用)とマトリク
ス回路のTFT(画素TFT)の活性層105を形成し
た。さらに、酸素雰囲気中でのスパッタ法によって、厚
さ500〜2000Åの酸化珪素のゲイト絶縁膜106
を形成した。ゲイト絶縁膜の形成方法としては、プラズ
マCVD法を用いてもよい。プラズマCVD法によって
酸化珪素膜を形成する場合には、原料ガスとして、一酸
化二窒素(N2 O)もしくは酸素(O2 )とモンシラン
(SiH4 )を用いることが好ましかった。
Next, the silicon film is etched to form an active layer 103 (P-channel T-channel) of the TFT of the island-shaped peripheral drive circuit.
FT), 104 (for N-channel type TFT) and active layers 105 of TFTs (pixel TFTs) of the matrix circuit were formed. Further, a gate insulating film 106 of silicon oxide having a thickness of 500 to 2000 Å is formed by a sputtering method in an oxygen atmosphere.
Was formed. A plasma CVD method may be used as a method for forming the gate insulating film. When the silicon oxide film is formed by the plasma CVD method, it is preferable to use dinitrogen monoxide (N 2 O) or oxygen (O 2 ) and monsilane (SiH 4 ) as the source gas.

【0017】その後、厚さ2000Å〜5μm、好まし
くは2000〜6000Åの多結晶シリコン膜(導電性
を高めるため微量の燐を含有する)をLPCVD法によ
って基板全面に形成した。そして、これをエッチングし
て、ゲイト電極107、108、109を形成した。
(図1(A)) その後、イオンドーピング法によって、全ての島状活性
層に、ゲイト電極をマスクとして自己整合的にフォスフ
ィン(PH3 )をドーピングガスとして燐を注入した。
ドーズ量は1×1012〜5×1013原子/cm2 とし
た。この結果、弱いN型領域110、111、112が
形成された。(図1(B))
After that, a polycrystalline silicon film having a thickness of 2000 Å to 5 μm, preferably 2000 to 6000 Å (containing a trace amount of phosphorus for enhancing conductivity) was formed on the entire surface of the substrate by the LPCVD method. Then, this was etched to form gate electrodes 107, 108, and 109.
(FIG. 1 (A)) After that, phosphorus was injected into all the island-like active layers by ion doping in a self-aligning manner using phosphine (PH 3 ) as a doping gas with the gate electrode as a mask.
The dose amount was set to 1 × 10 12 to 5 × 10 13 atoms / cm 2 . As a result, weak N-type regions 110, 111, 112 were formed. (Fig. 1 (B))

【0018】次に、Pチャネル型TFTの活性層103
を覆うフォトレジストのマスク113、および、画素T
FTの活性層105のうち、ゲイト電極に平行にゲイト
電極109の端から3μm離れた部分までを覆うフォト
レジストのマスク114を形成した。そして、再び、イ
オンドーピング法によって、フォスフィンをドーピング
ガスとして燐を注入した。ドーズ量は1×1014〜5×
1015原子/cm2 とした。この結果、強いN型領域
(ソース/ドレイン)115、116が形成された。画
素TFTの活性層105の弱いN型領域112のうち、
マスク114に覆われていた領域117は今回のドーピ
ングでは燐が注入されなかったので、弱いN型のままで
あった。(図1(C))
Next, the active layer 103 of the P-channel type TFT.
Mask 113 of the photoresist covering the pixel T and the pixel T
A photoresist mask 114 was formed to cover the active layer 105 of the FT in parallel with the gate electrode up to a portion 3 μm away from the end of the gate electrode 109. Then, again, phosphorus was injected by the ion doping method using phosphine as a doping gas. Dose amount is 1 × 10 14 to 5 ×
It was set to 10 15 atoms / cm 2 . As a result, strong N-type regions (source / drain) 115 and 116 were formed. Of the weak N-type region 112 of the active layer 105 of the pixel TFT,
The region 117 covered with the mask 114 remained weak N-type because phosphorus was not implanted in this doping. (Fig. 1 (C))

【0019】次に、Nチャネル型TFTの活性層10
4、105をフォトレジストのマスク118で覆い、ジ
ボラン(B2 6 )をドーピングガスとして、イオンド
ーピング法により、島状領域103に硼素を注入した。
ドーズ量は5×1014〜8×1015原子/cm2 とし
た。このドーピングでは、硼素のドーズ量が図1(C)
における燐のドーズ量を上回るため、先に形成されてい
た弱いN型領域110は強いP型領域119に反転し
た。以上のドーピングにより、強いN型領域(ソース/
ドレイン)115、116、強いP型領域(ソース/ド
レイン)119、弱いN型領域(低濃度不純物領域)1
17が形成され、本実施例では、低濃度不純物領域11
7の幅xは、フォトレジストのマスク114の大きさよ
り約3μmであった。(図1(D))
Next, the active layer 10 of the N-channel type TFT.
4, 105 were covered with a photoresist mask 118, and boron was implanted into the island region 103 by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ) as a doping gas.
The dose amount was 5 × 10 14 to 8 × 10 15 atoms / cm 2 . In this doping, the dose amount of boron is as shown in FIG.
Since the dose amount of phosphorus in the above was exceeded, the weak N-type region 110 previously formed was inverted to the strong P-type region 119. By the above doping, a strong N-type region (source /
Drains) 115 and 116, strong P-type regions (source / drain) 119, weak N-type regions (low concentration impurity regions) 1
17 is formed, and in this embodiment, the low concentration impurity region 11 is formed.
The width x of 7 was about 3 μm larger than the size of the photoresist mask 114. (Fig. 1 (D))

【0020】その後、450〜850℃で0.5〜3時
間の熱アニールを施すことにより、ドーピングによるダ
メージを回復せしめ、ドーピング不純物を活性化、シリ
コンの結晶性を回復させた。その後、全面に層間絶縁物
120として、プラズマCVD法によって酸化珪素膜を
厚さ3000〜6000Å形成した。これは、窒化珪素
膜あるいは酸化珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であっても
よい。そして、層間絶縁物120をウェットエッチング
法によってエッチングして、ソース/ドレインにコンタ
クトホールを形成した。
Thereafter, thermal annealing was performed at 450 to 850 ° C. for 0.5 to 3 hours to recover the damage caused by the doping, activate the doping impurities, and recover the crystallinity of silicon. After that, a silicon oxide film having a thickness of 3000 to 6000 Å was formed on the entire surface as an interlayer insulator 120 by a plasma CVD method. This may be a silicon nitride film or a multilayer film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. Then, the interlayer insulator 120 was etched by a wet etching method to form contact holes in the source / drain.

【0021】そして、スパッタ法によって、厚さ200
0〜6000Åのチタン膜を形成し、これをエッチング
して、周辺回路の電極・配線121、122、123お
よび画素TFTの電極・配線124、125を形成し
た。さらに、プラズマCVD法によって、厚さ1000
〜3000Åの窒化珪素膜126をパッシベーション膜
として形成し、これをエッチングして、画素TFTの電
極125に達するコンタクトホールを形成した。最後
に、スパッタ法で成膜した厚さ500〜1500ÅのI
TO(インディウム錫酸化物)膜をエッチングして、画
素電極127を形成した。このようにして、周辺論理回
路とアクティブマトリクス回路を一体化して形成でき
た。(図1(E))
Then, a thickness of 200 is obtained by the sputtering method.
A titanium film of 0 to 6000 Å was formed, and this was etched to form electrodes / wirings 121, 122, 123 of the peripheral circuit and electrodes / wirings 124, 125 of the pixel TFT. Further, by the plasma CVD method, the thickness of 1000
A silicon nitride film 126 of up to 3000 Å was formed as a passivation film, and this was etched to form a contact hole reaching the electrode 125 of the pixel TFT. Finally, the I film having a thickness of 500 to 1500 Å was formed by the sputtering method.
The TO (indium tin oxide) film was etched to form the pixel electrode 127. In this way, the peripheral logic circuit and the active matrix circuit could be integrally formed. (Fig. 1 (E))

【0022】〔実施例2〕 本実施例もモノリシック型
アクティブマトリクス回路を用いた液晶ディスプレー基
板に関する。以下、本実施例のモノリシック型アクティ
ブマトリクス回路を得る作製工程について、図2を用い
て説明する。まず、基板(コーニング7059)101
上に下地酸化膜102として厚さ2000Åの酸化珪素
膜と厚さ500Åのアモルファスシリコン膜を、いずれ
もプラズマCVD法によって連続的に形成した。そし
て、レーザーもしくはそれと同等な強光を照射する方法
(光アニール法)によって、シリコン膜を結晶化させ
た。本実施例では、KrFエキシマレーザー(波長24
8nm)を用いた。レーザーの最適なエネルギー密度は
350〜550mJ/cm2 であった。
[Embodiment 2] This embodiment also relates to a liquid crystal display substrate using a monolithic active matrix circuit. Hereinafter, a manufacturing process for obtaining the monolithic active matrix circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS. First, the substrate (Corning 7059) 101
As the underlying oxide film 102, a 2000 Å-thick silicon oxide film and a 500 Å-thick amorphous silicon film were continuously formed by plasma CVD. Then, the silicon film was crystallized by a method of irradiating a laser or strong light equivalent thereto (optical annealing method). In this embodiment, a KrF excimer laser (wavelength 24
8 nm) was used. The optimum energy density of the laser was 350 to 550 mJ / cm 2 .

【0023】次にシリコン膜をエッチングして、周辺駆
動回路のTFTの活性層203(Pチャネル型TF
T)、204(Nチャネル型TFT)とマトリクス回路
の画素TFTの活性層205を形成した。さらに、原料
ガスとして、一酸化二窒素(N2O)もしくは酸素(O
2 )とモンシラン(SiH4 )を用いるプラズマCVD
法もしくは熱CVD法により、ゲイト絶縁膜206を形
成した。
Next, the silicon film is etched to form the active layer 203 (P-channel type TF) of the TFT of the peripheral drive circuit.
T), 204 (N-channel type TFT) and the active layer 205 of the pixel TFT of the matrix circuit. Further, as raw material gas, dinitrogen monoxide (N 2 O) or oxygen (O 2
2 ) and plasma CVD using monsilane (SiH 4 )
The gate insulating film 206 was formed by a thermal CVD method or a thermal CVD method.

【0024】その後、厚さ2000Å〜5μm、好まし
くは2000〜6000Åのアルミニウム膜(0.1〜
0.5重量%のスカンジウムを含有する)をスパッタ法
によって基板全面に形成した。そして、これをエッチン
グして、ゲイト電極207、208、209を形成し
た。(図2(A))
Thereafter, an aluminum film (0.1 to 5 .mu.m thick, preferably 2000 to 6000 .mu.m) (0.1 to 5 .mu.m) is formed.
0.5% by weight of scandium) was formed on the entire surface of the substrate by the sputtering method. Then, this was etched to form gate electrodes 207, 208, and 209. (Fig. 2 (A))

【0025】その後、基板を電解溶液中に置き、各ゲイ
ト電極に電流を通じてゲイト電極の陽極酸化をおこなっ
た。陽極酸化の条件は特開平5−267667に示され
る条件を使用した。この結果、ゲイト電極207〜20
9の上面および側面に陽極酸化物被膜210、211、
212が得られた。陽極酸化物の厚さは印加する電圧に
依存するが、本実施例では2000Åとした。
Then, the substrate was placed in an electrolytic solution, and an electric current was applied to each gate electrode to anodize the gate electrode. As the anodizing conditions, the conditions shown in JP-A-5-267667 were used. As a result, the gate electrodes 207 to 20
9 on the top and side surfaces of anodic oxide coatings 210, 211,
212 was obtained. Although the thickness of the anodic oxide depends on the applied voltage, it is 2000 Å in this embodiment.

【0026】このようにほぼ中性の溶液での陽極酸化に
よって得られる陽極酸化物は緻密で硬く、耐圧も高い。
耐圧は陽極酸化時に印加した最高電圧の70%以上であ
る。このような陽極酸化物はバリヤ型陽極酸化物と呼ば
れる。その後、イオンドーピング法によって、全ての島
状活性層に、ゲイト電極部(すなわち、ゲイト電極とそ
の周囲の陽極酸化物被膜)をマスクとして自己整合的に
フォスフィンをドーピングガスとして燐を注入した。ド
ーズ量は1×1013原子/cm2 とした。この結果、弱
いN型領域213、214、215が形成された。(図
2(B))
Thus, the anodic oxide obtained by anodic oxidation in a substantially neutral solution is dense and hard and has a high withstand voltage.
The breakdown voltage is 70% or more of the maximum voltage applied during anodic oxidation. Such an anodic oxide is called a barrier type anodic oxide. After that, phosphorus was injected into all the island-like active layers by ion doping in a self-aligning manner with phosphine as a doping gas, using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the anodic oxide film around it) as a mask. The dose amount was 1 × 10 13 atoms / cm 2 . As a result, weak N-type regions 213, 214, and 215 were formed. (FIG. 2 (B))

【0027】次に、Pチャネル型TFTの活性層203
を覆うフォトレジストのマスク216、および、画素T
FTの活性層205のうち、ゲイト電極に平行にゲイト
電極209の端から2μm離れた部分までを覆うフォト
レジストのマスク217を形成した。そして、再び、イ
オンドーピング法によって、フォスフィンをドーピング
ガスとして燐を注入した。ドーズ量は5×1014原子/
cm2 とした。この結果、強いN型領域(ソース/ドレ
イン)218、219が形成された。画素TFTの活性
層205の弱いN型領域215のうち、マスク217に
覆われていた領域220は今回のドーピングでは燐が注
入されなかったので、弱いN型のままであった。(図2
(C))
Next, the active layer 203 of the P-channel type TFT.
Mask 216 of photoresist covering the pixel T and the pixel T
A photoresist mask 217 was formed so as to cover the active layer 205 of the FT in parallel with the gate electrode up to a portion 2 μm away from the end of the gate electrode 209. Then, again, phosphorus was injected by the ion doping method using phosphine as a doping gas. Dose amount is 5 × 10 14 atoms /
It was set to cm 2 . As a result, strong N-type regions (source / drain) 218 and 219 were formed. Of the weak N-type region 215 of the active layer 205 of the pixel TFT, the region 220 covered by the mask 217 remained weak N-type because phosphorus was not implanted in this doping. (Fig. 2
(C))

【0028】次に、Nチャネル型TFTの活性層20
4、205をフォトレジストのマスク221で覆い、ジ
ボランをドーピングガスとして、イオンドーピング法に
より、島状領域203に硼素を注入した。ドーズ量は1
×1015原子/cm2 とした。このドーピングでは、硼
素のドーズ量が図2(C)における燐のドーズ量を上回
るため、先に形成されていた弱いN型領域213は強い
P型領域222に反転した。
Next, the active layer 20 of the N-channel type TFT.
4, 205 were covered with a photoresist mask 221, and boron was implanted into the island region 203 by an ion doping method using diborane as a doping gas. Dose amount is 1
It was set at × 10 15 atoms / cm 2 . In this doping, since the dose amount of boron exceeds the dose amount of phosphorus in FIG. 2C, the weak N-type region 213 previously formed is inverted into the strong P-type region 222.

【0029】以上のドーピングにより、強いN型領域
(ソース/ドレイン)218、219、強いP型領域
(ソース/ドレイン)222、弱いN型領域(低濃度不
純物領域)220が形成され、本実施例では、低濃度不
純物領域220の幅yは、フォトレジストのマスク11
4の大きさより約2μmであった。また、本実施例で
は、陽極酸化物の厚さz(≒2000Å)だけ、ソース
/ドレイン(画素TFTの場合は低濃度不純物領域22
0)とゲイト電極が離れたオフセット構造となってい
る。(図2(D))
By the above doping, strong N-type regions (source / drain) 218, 219, strong P-type regions (source / drain) 222, and weak N-type region (low-concentration impurity region) 220 are formed. Then, the width y of the low-concentration impurity region 220 is determined by the mask 11 of the photoresist.
It was about 2 μm from the size of No. 4. In the present embodiment, the source / drain (in the case of the pixel TFT, the low concentration impurity region 22) is formed by the thickness z (≈2000Å) of the anodic oxide.
0) and the gate electrode are separated from each other in an offset structure. (Fig. 2 (D))

【0030】その後、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、上記
不純物領域の導入によって、結晶性の劣化した部分の結
晶性を改善させた。レーザーのエネルギー密度は200
〜400mJ/cm2 、好ましくは250〜300mJ
/cm2 とした。この結果、N型およびP型領域が活性
化された。これらの領域のシート抵抗は200〜800
Ω/□であった。そして、全面に層間絶縁物223とし
て、プラズマCVD法によって酸化珪素膜を厚さ300
0〜6000Å形成した。そして、層間絶縁物223を
ウェットエッチング法によってエッチングして、ソース
/ドレインにコンタクトホールを形成した。
After that, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was irradiated to introduce the above-mentioned impurity region to improve the crystallinity of the portion where the crystallinity was deteriorated. Laser energy density is 200
To 400 mJ / cm 2 , preferably 250 to 300 mJ
/ Cm 2 . As a result, the N-type and P-type regions were activated. The sheet resistance of these areas is 200-800.
It was Ω / □. Then, a silicon oxide film having a thickness of 300 is formed on the entire surface as an interlayer insulator 223 by a plasma CVD method.
0-6000Å formed. Then, the interlayer insulator 223 was etched by a wet etching method to form contact holes in the source / drain.

【0031】そして、スパッタ法によって、厚さ200
0〜6000Åのクロム膜を形成し、これをエッチング
して、周辺回路の電極・配線224、225、226お
よび画素TFTの電極・配線227、228を形成し
た。さらに、プラズマCVD法によって、厚さ1000
〜3000Åの窒化珪素膜229をパッシベーション膜
として形成し、これをエッチングして、画素TFTの電
極228に達するコンタクトホールを形成した。最後
に、スパッタ法で成膜した厚さ500〜1500ÅのI
TO(インディウム錫酸化物)膜をエッチングして、画
素電極230を形成した。このようにして、周辺論理回
路とアクティブマトリクス回路を一体化して形成でき
た。(図2(E))
Then, a thickness of 200 is obtained by the sputtering method.
A chrome film of 0 to 6000 Å was formed, and this was etched to form electrodes / wirings 224, 225, 226 of the peripheral circuit and electrodes / wirings 227, 228 of the pixel TFT. Further, by the plasma CVD method, the thickness of 1000
A silicon nitride film 229 of ˜3000 Å was formed as a passivation film, and this was etched to form a contact hole reaching the electrode 228 of the pixel TFT. Finally, the I film having a thickness of 500 to 1500 Å was formed by the sputtering method.
The TO (indium tin oxide) film was etched to form the pixel electrode 230. In this way, the peripheral logic circuit and the active matrix circuit could be integrally formed. (Fig. 2 (E))

【0032】本実施例のTFTは、ゲイト電極、および
図には示されていないが、ゲイト電極と同じ面内の配線
において、その上面および側面に陽極酸化物が形成され
ている。このような構造を有せしめると、ゲイト電極と
ソース/ドレインとをオフセットゲイト構造とすること
ができ、ソース/ドレイン間のリーク電流を低減でき
る。(特開平5−114724、同5−267667)
In the TFT of this embodiment, an anodic oxide is formed on the upper surface and the side surface of the gate electrode and wiring (not shown in the figure) in the same plane as the gate electrode. With such a structure, the gate electrode and the source / drain can have an offset gate structure, and the leak current between the source / drain can be reduced. (JP-A-5-114724 and JP-A-5-267667)

【0033】また、陽極酸化物(特にバリヤ型陽極酸化
物)をゲイト電極の上面に形成することによって層間の
絶縁が強化され、配線交差部分でのショートを著しく減
少せしめることも可能となった。すなわち、バリヤ型陽
極酸化物の被膜はピンホールが少なく、また、耐圧性も
非常に高い(7MV/cm以上)ので、ゲイト配線とそ
の上の配線との層間を確実に絶縁できる。実際に特開平
5−114724もしくは同5−267667の技術を
採用することによって、配線間ショートによる不良を著
しく低減させることができた。アクティブマトリクス領
域では、配線が交差する箇所が非常に多いので特に重要
であった。
Further, by forming an anodic oxide (particularly a barrier type anodic oxide) on the upper surface of the gate electrode, the insulation between layers is strengthened, and it has become possible to remarkably reduce the short circuit at the wiring intersection. That is, since the barrier type anodic oxide coating has few pinholes and has a very high withstand voltage (7 MV / cm or more), it is possible to reliably insulate the interlayer between the gate wiring and the wiring thereabove. By actually adopting the technology of Japanese Patent Laid-Open No. 5-114724 or 5-267667, it was possible to significantly reduce defects due to short circuits between wirings. In the active matrix region, it is particularly important because there are so many intersections of wiring.

【0034】本実施例のごとくゲイト電極を陽極酸化す
る場合には、その材料としては、アルミニウム以外に
も、タンタル、チタン等を主成分とするものが利用でき
る。また、ゲイト電極材料として、アルミニウムを用い
る場合には、本実施例のようにスカンジウムを含有させ
るか、もしくは、0.1〜0.5重量%のイットリウム
を含有させると、陽極酸化が穏やかに進行するので望ま
しい。
In the case of anodizing the gate electrode as in this embodiment, as the material thereof, in addition to aluminum, a material containing tantalum, titanium or the like as a main component can be used. Further, when aluminum is used as the gate electrode material, if scandium is contained as in the present embodiment, or if yttrium is contained in an amount of 0.1 to 0.5% by weight, anodic oxidation proceeds gently. Is desirable.

【0035】〔実施例3〕 本実施例も液晶ディスプレ
ー用のモノリシック型アクティブマトリクス回路であ
る。本実施例の作製工程を図3および図4に示す。ま
ず、基板(コーニング1737)301にプラズマCV
D法によって厚さ2000Åの下地酸化珪素膜302を
成膜した。その後、プラズマCVD法によって厚さ50
0Åのアモルファスシリコン膜を成膜した。さらに、酸
化雰囲気において550℃で1時間熱アニールすること
により、アモルファスシリコン膜の表面に極めて薄い
(40〜100Åと推定される)酸化珪素膜を形成し
た。そして、スピンコーティング法によって酢酸ニッケ
ルの極めて薄い膜を形成した。ここでは、1〜100p
pmの酢酸ニッケル水溶液を用いた。先にアモルファス
シリコン膜表面に薄い酸化珪素膜を形成したのは,水溶
液がアモルファスシリコン表面に均一にゆきわたるよう
にするためである。
[Embodiment 3] This embodiment is also a monolithic active matrix circuit for a liquid crystal display. The manufacturing process of this embodiment is shown in FIGS. First, plasma CV is applied to the substrate (Corning 1737) 301.
A base silicon oxide film 302 having a thickness of 2000 Å was formed by the D method. After that, a thickness of 50 is formed by plasma CVD.
A 0Å amorphous silicon film was formed. Furthermore, an extremely thin (estimated to be 40 to 100 Å) silicon oxide film was formed on the surface of the amorphous silicon film by thermal annealing at 550 ° C. for 1 hour in an oxidizing atmosphere. Then, an extremely thin film of nickel acetate was formed by spin coating. Here, 1-100p
A pm nickel acetate aqueous solution was used. The thin silicon oxide film was first formed on the surface of the amorphous silicon film so that the aqueous solution can be uniformly spread on the surface of the amorphous silicon film.

【0036】次に、窒素雰囲気中、550℃、4時間の
熱アニールをおこなった。酢酸ニッケルは400℃程度
で分解してニッケルとなるが、酢酸ニッケル薄膜がアモ
ルファスシリコン膜に実質的に密着しているため、ニッ
ケルがこの熱アニール工程によってアモルファスシリコ
ンに侵入して、これを結晶化せしめ、結晶性シリコン領
域となった。その後、シリコン膜にXeClエキシマー
レーザー光(波長308nm)を照射した。本実施例で
は、レーザーのエネルギー密度は250〜300mJ/
cm2 とした。この結果、結晶性シリコンの結晶性はさ
らに向上した。
Next, thermal annealing was performed at 550 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere. Nickel acetate decomposes into nickel at about 400 ° C., but since the nickel acetate thin film is in close contact with the amorphous silicon film, nickel penetrates into the amorphous silicon by this thermal annealing process and crystallizes it. It became a crystalline silicon region. Then, the silicon film was irradiated with XeCl excimer laser light (wavelength 308 nm). In this embodiment, the energy density of the laser is 250 to 300 mJ /
It was set to cm 2 . As a result, the crystallinity of crystalline silicon was further improved.

【0037】さらに、レーザー照射による応力歪みを緩
和するために、再び、熱アニールをおこなった。本実施
例では、550℃、4時間の熱アニールとした。その
後、シリコン膜をエッチングして島状の活性層303
(周辺回路Pチャネル型TFT用)、304(周辺回路
Nチャネル型TFT用)、305(画素TFT用)を形
成した。そして、スパッタ法によって,厚さ1200Å
の酸化珪素膜306をゲイト絶縁膜として形成した。
Further, in order to alleviate the stress strain due to laser irradiation, thermal annealing was performed again. In this embodiment, thermal annealing is performed at 550 ° C. for 4 hours. Then, the silicon film is etched to form an island-shaped active layer 303.
(Peripheral circuit P-channel TFT), 304 (Peripheral circuit N-channel TFT), and 305 (Pixel TFT) were formed. Then, by the sputtering method, the thickness is 1200Å
Was formed as a gate insulating film.

【0038】さらに、スパッタ法によって厚さ4000
Åのアルミニウム膜(0.2〜0.3重量%のスカンジ
ウムを含有する)を形成した。そして、その表面を陽極
酸化することにより、厚さ100〜300Åの酸化アル
ミニウム膜(図示せず)を形成した。酸化アルミニウム
膜の存在により、フォトレジストとの密着性が良く、ま
た、フォトレジストからの電流のリークを抑制すること
により、後の陽極酸化工程において、多孔質陽極酸化物
を側面のみに形成するうえで有効であった。そして、フ
ォトレジスト(例えば、東京応化製、OFPR800/
30cp)をスピンコート法によって形成した。これを
パターニング、エッチングして、ゲイト電極307、3
08、309を形成した。エッチングに用いたフォトレ
ジストのマスク310、311、312はそのまま残し
た。(図3(A))
Further, the thickness is 4000 by the sputtering method.
An aluminum film of Å (containing 0.2 to 0.3% by weight of scandium) was formed. Then, the surface thereof was anodized to form an aluminum oxide film (not shown) having a thickness of 100 to 300Å. Due to the presence of the aluminum oxide film, the adhesion to the photoresist is good, and by suppressing the leakage of current from the photoresist, it is possible to form the porous anodic oxide only on the side surface in the subsequent anodic oxidation process. Was effective in. Then, a photoresist (for example, OFPR800 /
30 cp) was formed by spin coating. This is patterned and etched to form gate electrodes 307 and 3
08 and 309 were formed. The photoresist masks 310, 311, and 312 used for etching were left as they were. (Fig. 3 (A))

【0039】次に、フォトレジストのマスクを付けたま
ま画素TFTのゲイト電極309のみに電流を通じ、多
孔質陽極酸化をおこない、ゲイト電極309の側面に多
孔質陽極酸化物313を形成した。陽極酸化は、3〜2
0%のクエン酸もしくはシュウ酸、燐酸、クロム酸、硫
酸等の酸性水溶液を用いておこない、10〜30Vの一
定電流をゲイト電極に印加すればよい。本実施例ではp
H=0.9〜1.0のシュウ酸溶液(30℃)中で電圧
を10Vとし、20〜40分、陽極酸化した。陽極酸化
物の厚さは陽極酸化時間によって制御した。このような
酸性溶液において陽極酸化をおこなうと多孔質の陽極酸
化物が生成する。本実施例では多孔質陽極酸化物の厚さ
は3000Å〜5μm、例えば、1μmとした。(図3
(B))
Next, a porous anodic oxide 313 was formed on the side surface of the gate electrode 309 by passing an electric current only through the gate electrode 309 of the pixel TFT with the photoresist mask attached to carry out a porous anodic oxidation. Anodization is 3-2
It may be performed by using an acidic aqueous solution of 0% citric acid or oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid or the like, and a constant current of 10 to 30 V may be applied to the gate electrode. In this embodiment, p
The voltage was set to 10 V in an oxalic acid solution (30 ° C.) with H = 0.9 to 1.0, and anodization was performed for 20 to 40 minutes. The thickness of the anodic oxide was controlled by the anodic oxidation time. When anodic oxidation is performed in such an acidic solution, a porous anodic oxide is produced. In this example, the thickness of the porous anodic oxide was 3000 Å to 5 μm, for example, 1 μm. (Fig. 3
(B))

【0040】さらに、今度はフォトレジストのマスクを
剥離して、実施例2と同様にゲイト電極307〜309
に電流を流し、バリヤ型陽極酸化をおこない、ゲイト電
極の側面と上面に緻密なバリヤ型陽極酸化物被膜31
4、315、316を厚さ1200Å形成した。(図3
(C)) 次に、多孔質陽極酸化物313、およびバリヤ型陽極酸
化物314〜316をマスクとしてドライエッチング法
によって酸化珪素膜306をエッチングし、ゲイト絶縁
膜317、318、319を形成した。このエッチング
においては、等方性エッチングのプラズマモードでも、
あるいは異方性エッチングの反応性イオンエッチングモ
ードでもよい。ただし、シリコンと酸化珪素の選択比を
十分に大きくすることによって、活性層を過剰にエッチ
ングしないようにすることが重要である。例えば、エッ
チングガスとしてCF4 を使用すれば陽極酸化物はエッ
チングされず、酸化珪素膜306のみがエッチングされ
る。(図3(D))
Further, this time, the photoresist mask is removed, and the gate electrodes 307 to 309 are formed as in the second embodiment.
A barrier type anodic oxidation is performed by applying a current to the gate electrode to form a dense barrier type anodic oxide film 31 on the side surface and the upper surface of the gate electrode.
4, 315 and 316 were formed to a thickness of 1200Å. (Fig. 3
(C) Next, the silicon oxide film 306 was etched by dry etching using the porous anodic oxide 313 and the barrier type anodic oxides 314 to 316 as masks to form gate insulating films 317, 318, and 319. In this etching, even in the plasma mode of isotropic etching,
Alternatively, a reactive ion etching mode of anisotropic etching may be used. However, it is important to prevent the active layer from being excessively etched by sufficiently increasing the selection ratio of silicon to silicon oxide. For example, if CF 4 is used as the etching gas, the anodic oxide is not etched, but only the silicon oxide film 306 is etched. (Fig. 3 (D))

【0041】さらに、燐酸、酢酸、硝酸の混合溶液(ア
ルミ混酸)を用いて多孔質陽極酸化物313のみをエッ
チングした。アルミ混酸は多孔質陽極酸化物はエッチン
グするが、バリヤ型陽極酸化物被膜314〜316はほ
とんどエッチングしない。多孔質陽極酸化物は電気的な
信頼性に問題があるので、除去することが必要である。
上記のようにアルミ混酸によって容易にエッチングでき
るのであるが、アルミ混酸はアルミニウムのエッチャン
トでもあるので、バリヤ型陽極酸化物被膜を形成し、ア
ルミニウム配線を被覆しておくことが効果的である。
Further, only the porous anodic oxide 313 was etched using a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid (aluminum mixed acid). Aluminum mixed acid etches porous anodic oxide, but barely etches barrier type anodic oxide coatings 314-316. Since the porous anodic oxide has a problem in electrical reliability, it needs to be removed.
Although it can be easily etched with aluminum mixed acid as described above, since aluminum mixed acid is also an etchant for aluminum, it is effective to form a barrier type anodic oxide film and cover the aluminum wiring.

【0042】そして、このゲイト絶縁膜を用いてイオン
ドーピング法によって活性層に燐を導入した。本実施例
では、以下のように2段階のドーピングをおこなった。
まず、10〜30keVの比較的低い加速電圧で5×1
12〜5×1013原子/cm2 の低程度のドーズ量で燐
イオンを注入した。この際には、加速電圧が低いため、
イオンの侵入深さが浅く、シリコンが露出している領域
320、321、322を中心として燐が注入された。
Then, using this gate insulating film, phosphorus was introduced into the active layer by an ion doping method. In this example, two-step doping was performed as follows.
First, 5 × 1 with a relatively low acceleration voltage of 10 to 30 keV.
Phosphorus ions were implanted at a low dose of 0 12 to 5 × 10 13 atoms / cm 2 . At this time, because the acceleration voltage is low,
Phosphorus was implanted around the regions 320, 321, and 322 where the ion penetration depth is shallow and silicon is exposed.

【0043】次に、60〜95keVの比較的高い加速
電圧で1×1012〜5×1012原子/cm2 の極めて低
いドーズ量で燐イオンを注入した。この際には、加速電
圧が高いため、イオンが深くまで侵入し、ゲイト絶縁膜
で覆われている領域323にも燐が注入された。この結
果、低濃度の燐がドーピングされた領域(低濃度不純物
領域)320〜322と低濃度の燐がドーピングされた
領域(極低濃度不純物領域)323が形成された。すな
わち、画素TFTに関しては、いわゆる2重ドレイン構
造とすることができた。(図3(E))
Then, phosphorus ions were implanted at a relatively high acceleration voltage of 60 to 95 keV and at an extremely low dose of 1 × 10 12 to 5 × 10 12 atoms / cm 2 . At this time, since the acceleration voltage is high, the ions penetrate deeply, and phosphorus is also implanted into the region 323 covered with the gate insulating film. As a result, low concentration phosphorus doped regions (low concentration impurity regions) 320 to 322 and low concentration phosphorus doped regions (extreme low concentration impurity regions) 323 were formed. That is, the pixel TFT could have a so-called double drain structure. (Fig. 3 (E))

【0044】次に、Pチャネル型TFTの活性層303
を覆うフォトレジストのマスク324、および、画素T
FTの活性層305のうち、ゲイト電極に平行にゲイト
電極309の端から4μm離れた部分までを覆うフォト
レジストのマスク325を形成した。そして、再び、イ
オンドーピング法によって、フォスフィンをドーピング
ガスとして燐を注入した。ドーズ量は5×1014原子/
cm2 とした。この結果、周辺論理回路のTFTでは、
低濃度不純物領域321は強いN型領域(ソース/ドレ
イン)326になった。画素TFTの活性層305の低
濃度不純物領域322においても、マスク325で覆わ
れていなかった領域は今回のドーピングで、強いN型領
域327となった。(図4(A))
Next, the active layer 303 of the P-channel TFT
Mask 324 of the photoresist covering the pixel T and the pixel T
A photoresist mask 325 covering the part of the active layer 305 of the FT parallel to the gate electrode up to a portion 4 μm away from the end of the gate electrode 309 was formed. Then, again, phosphorus was injected by the ion doping method using phosphine as a doping gas. Dose amount is 5 × 10 14 atoms /
It was set to cm 2 . As a result, in the peripheral logic circuit TFT,
The low-concentration impurity region 321 becomes a strong N-type region (source / drain) 326. Even in the low-concentration impurity region 322 of the active layer 305 of the pixel TFT, the region which is not covered with the mask 325 becomes a strong N-type region 327 by this doping. (Fig. 4 (A))

【0045】次に、Nチャネル型TFTの活性層30
4、305をフォトレジストのマスク328で覆い、ジ
ボランをドーピングガスとして、イオンドーピング法に
より、島状領域303に硼素を注入した。ドーズ量は1
×1015原子/cm2 とした。このドーピングでP型領
域329が形成された。
Next, the active layer 30 of the N-channel type TFT.
4, 305 were covered with a photoresist mask 328, and boron was implanted into the island region 303 by an ion doping method using diborane as a doping gas. Dose amount is 1
It was set at × 10 15 atoms / cm 2 . A P-type region 329 was formed by this doping.

【0046】以上のドーピングにより、強いN型領域
(ソース/ドレイン)326、327、強いP型領域
(ソース/ドレイン)329、低濃度不純物領域32
2、極低濃度不純物領域323が形成された。画素TF
Tの不純物領域の拡大図を図4(D)に示す。本実施例
では、低濃度不純物領域322の幅wは、フォトレジス
トのマスク325および多孔質陽極酸化物の幅より約3
μmであった。同じく、極低濃度不純物領域の幅は多孔
質陽極酸化物の幅によって主に決定され、約1μmであ
った。また、本実施例では、陽極酸化物の厚さz(≒1
200Å)だけオフセットゲイト構造となっているはず
であるが、この程度の幅ではドーピング時の回り込みも
あり、厳密には不明である。(図4(B))
By the above doping, strong N-type regions (source / drain) 326 and 327, strong P-type regions (source / drain) 329, and low concentration impurity region 32.
2. An extremely low concentration impurity region 323 was formed. Pixel TF
An enlarged view of the impurity region of T is shown in FIG. In this embodiment, the width w of the low concentration impurity region 322 is about 3 times larger than the width of the photoresist mask 325 and the porous anodic oxide.
μm. Similarly, the width of the extremely low-concentration impurity region was determined mainly by the width of the porous anodic oxide and was about 1 μm. Further, in this embodiment, the thickness z of the anodic oxide z (≈1
It should have an offset gate structure of only 200 Å), but it is unclear strictly in this range that there is a wraparound during doping. (Fig. 4 (B))

【0047】その後、第1の層間絶縁物として、プラズ
マCVD法によって厚さ200Åの窒化珪素膜と厚さ4
000Åの酸化珪素膜の多層膜330を堆積し、これを
ドライエッチング法によってエッチングして、コンタク
トホールを形成した。そして、スパッタ法によって、チ
タン500Å/アルミニウム4000Å/チタン500
Åの3層金属膜を堆積し、これをエッチングして、電極
・配線331、332、333、334、335を形成
した。
After that, as a first interlayer insulating film, a silicon nitride film having a thickness of 200 Å and a thickness of 4 are formed by a plasma CVD method.
A multilayer film 330 of a silicon oxide film having a thickness of 000 Å was deposited, and this was etched by a dry etching method to form a contact hole. Then, by the sputtering method, titanium 500Å / aluminum 4000Å / titanium 500
A three-layer metal film of Å was deposited and this was etched to form electrodes / wirings 331, 332, 333, 334, 335.

【0048】さらに、第2の層間絶縁物として、プラズ
マCVD法によって厚さ2000Åの酸化珪素膜336
を堆積し、画素TFTのドレイン側電極335にコンタ
クトホールを形成して、ITOによる画素電極337を
形成した。このようにして、モノリシック型アクティブ
マトリクス回路を形成することができた。(図4
(C))
Further, as a second interlayer insulator, a silicon oxide film 336 having a thickness of 2000 Å is formed by a plasma CVD method.
Was deposited, a contact hole was formed in the drain side electrode 335 of the pixel TFT, and a pixel electrode 337 made of ITO was formed. In this way, a monolithic active matrix circuit could be formed. (Fig. 4
(C))

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のように、本発明によって、アクテ
ィブマトリクス回路やドライバー回路のスイッチング特
性を高め、周辺論理回路の高速動作を両立させたモノリ
シック型アクティブマトリクス回路を形成することがで
きた。このように本発明は工業上、有益である。
As described above, according to the present invention, it is possible to form a monolithic active matrix circuit in which the switching characteristics of the active matrix circuit and the driver circuit are enhanced and the high speed operation of the peripheral logic circuit is compatible. As described above, the present invention is industrially useful.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例1の作製工程を示す。1 shows a manufacturing process of Example 1. FIG.

【図2】 実施例2の作製工程を示す。FIG. 2 shows a manufacturing process of Example 2.

【図3】 実施例3の作製工程を示す。FIG. 3 shows a manufacturing process of a third embodiment.

【図4】 実施例3の作製工程を示す。FIG. 4 shows a manufacturing process of a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板 102 下地膜(酸化珪素) 103〜105 活性層(シリコン) 106 ゲイト絶縁膜(酸化珪素) 107〜109 ゲイト電極・ゲイト線 110〜112 弱いN型領域 113、114 フォトレジストのマスク 115、116 強いN型領域(ソース/ドレイン) 117 低濃度不純物領域 118 フォトレジストのマスク 119 強いP型領域(ソース/ドレイン) 120 層間絶縁物(酸化珪素) 121〜125 金属配線・電極 126 パッシベーション膜(窒化珪素) 127 画素電極(ITO) Reference Signs List 101 substrate 102 base film (silicon oxide) 103 to 105 active layer (silicon) 106 gate insulating film (silicon oxide) 107 to 109 gate electrode / gate line 110 to 112 weak N type region 113, 114 photoresist mask 115, 116 Strong N-type region (source / drain) 117 Low concentration impurity region 118 Photoresist mask 119 Strong P-type region (source / drain) 120 Interlayer insulator (silicon oxide) 121 to 125 Metal wiring / electrode 126 Passivation film (silicon nitride) ) 127 pixel electrode (ITO)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板上に、第1の導電型の薄膜トラ
ンジスタ(TFT)より構成されたアクティブマトリク
ス回路と、第1および第2の導電型のTFTより構成さ
れ、前記アクティブマトリクス回路を駆動するための周
辺論理回路と、前記周辺論理回路と前記アクティブマト
リクス回路とを接続するために設けられ、第1の導電型
のドライバーTFTと、を有する半導体集積回路を形成
する方法に関して、(1) アクティブマトリクス回路
用および周辺論理回路用の複数の島状の半導体領域を形
成する工程と、(2) 前記半導体領域上にゲイト絶縁
膜およびゲイト電極を形成する工程と、(3) 全ての
前記半導体領域に第1の導電型の不純物を低濃度にドー
ピングする工程と、(4) 前記半導体領域のうち、第
2の導電型のTFTを構成する部分と、アクティブマト
リクス回路を構成するTFTおよびドライバーTFTの
チャネルに隣接する部分とを覆って、マスクを形成し、
第1の導電型の不純物をドーピングする工程と、(5)
前記半導体領域のうち、第1の導電型のTFTを構成
する部分を覆って、マスクを形成し、第2の導電型の不
純物をドーピングする工程と、を有し、前記工程(3)
で形成される第1の導電型の領域の不純物濃度は、工程
(4)で形成される第1の導電型の領域の不純物濃度よ
りも小さいことを特徴とする半導体集積回路の作製方
法。
1. An active matrix circuit composed of a first conductivity type thin film transistor (TFT) and first and second conductivity type TFTs on an insulating substrate, and drives the active matrix circuit. And a peripheral logic circuit for the purpose of forming a semiconductor integrated circuit having a driver TFT of the first conductivity type, which is provided to connect the peripheral logic circuit and the active matrix circuit. Forming a plurality of island-shaped semiconductor regions for the matrix circuit and the peripheral logic circuit; (2) forming a gate insulating film and a gate electrode on the semiconductor region; and (3) all the semiconductor regions. And (4) forming a second conductivity type TFT in the semiconductor region. A portion that, over a portion adjacent to the channel of the TFT and the driver TFT constituting the active matrix circuit, a mask,
Doping a first conductivity type impurity, and (5)
A step of forming a mask to cover a portion of the semiconductor region that constitutes the first conductivity type TFT, and doping an impurity of the second conductivity type, the step (3)
The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, wherein the impurity concentration of the first conductivity type region formed in step (4) is lower than the impurity concentration of the first conductivity type region formed in step (4).
【請求項2】 絶縁基板上に、第1の導電型の薄膜トラ
ンジスタ(TFT)より構成されたアクティブマトリク
ス回路と、第1および第2の導電型のTFTより構成さ
れ、前記アクティブマトリクス回路を駆動するための周
辺論理回路と、前記周辺論理回路と前記アクティブマト
リクス回路とを接続するために設けられ、第1の導電型
のドライバーTFTと、を有し、前記アクティブマトリ
クス回路を構成するTFTとドライバーTFTには、ソ
ース/ドレインに隣接して、ソース/ドレインよりも低
濃度な第1の導電型の領域を有する半導体集積回路を形
成する方法に関して、(1) アクティブマトリクス回
路用および周辺論理回路用の複数の島状の半導体領域を
形成する工程と、(2) 前記半導体領域上にゲイト絶
縁膜およびゲイト電極を形成する工程と、(3) 全て
の前記半導体領域に第1の導電型の不純物を低濃度にド
ーピングする工程と、(4) 前記半導体領域のうち、
第1の導電型のTFTを構成する部分を覆って、マスク
を形成し、第2の導電型の不純物をドーピングする工程
と、を有し、前記工程(3)で形成される第1の導電型
の領域の不純物濃度は、工程(4)で形成される第2の
導電型の領域の不純物濃度よりも小さいことを特徴とす
る半導体集積回路の作製方法。
2. An active matrix circuit composed of a first conductive type thin film transistor (TFT) and first and second conductive type TFTs on an insulating substrate to drive the active matrix circuit. And a driver TFT which is provided for connecting the peripheral logic circuit and the active matrix circuit, and which constitutes the active matrix circuit. Relates to a method for forming a semiconductor integrated circuit having a region of a first conductivity type having a concentration lower than that of a source / drain, adjacent to the source / drain, and (1) for an active matrix circuit and a peripheral logic circuit. Forming a plurality of island-shaped semiconductor regions, and (2) a gate insulating film and a gate electrode on the semiconductor regions. Forming, (3) to all of the semiconductor region and the step of doping the first conductivity type impurity at a low concentration, (4) of the semiconductor region,
A step of forming a mask to cover a portion of the first conductivity type TFT and doping an impurity of the second conductivity type with the first conductivity type formed in the step (3). A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, wherein the impurity concentration of the type region is lower than the impurity concentration of the second conductivity type region formed in the step (4).
【請求項3】 請求項2において、前記アクティブマト
リクス回路を構成するTFTとドライバーTFTに設け
られたソース/ドレインに隣接して、ソース/ドレイン
よりも低濃度な第1の導電型の領域の幅は1〜5μmで
あることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
3. The width of the first conductivity type region of claim 2, which is adjacent to the source / drain provided in the TFT and the driver TFT forming the active matrix circuit and has a concentration lower than that of the source / drain. Is 1 to 5 μm. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising:
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100509662B1 (en) * 1996-11-12 2005-11-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Active matrix display device, manufacturing method thereof and semiconductor device manufacturing method
KR100532783B1 (en) * 1996-09-21 2006-03-09 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Active matrix display device and its manufacturing method
KR100540131B1 (en) * 1997-07-19 2006-03-22 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Liquid Crystal Display Manufacturing Method
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JP2011100133A (en) * 1999-03-18 2011-05-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device

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