JPH08242003A - Insulation gate type field effect semiconductor device and its production - Google Patents

Insulation gate type field effect semiconductor device and its production

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JPH08242003A
JPH08242003A JP33555195A JP33555195A JPH08242003A JP H08242003 A JPH08242003 A JP H08242003A JP 33555195 A JP33555195 A JP 33555195A JP 33555195 A JP33555195 A JP 33555195A JP H08242003 A JPH08242003 A JP H08242003A
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gate
gate electrode
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舜平 山崎
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Abstract

PURPOSE: To allow a power feeding point to be closer to a channel by forming an Al gate electrode and its oxide end part in alignment with a contact hole for picking-up electrode in a source area or drain area. CONSTITUTION: An aluminum is used for a gate electrode 8 of a TFT, and the electrode 8 is subject to anodization so as to form an aluminum oxide 10 around the electrode 8. As a result, at least the sides of the electrode 8 are covered with an aluminum oxide 10. A contact hole is made through self alignment by using the electrode 8 and end parts of the aluminum oxide 10. Since an insulation film 9 hardly exists on the gate electrode when an area where the film 9 is etched by using the aluminum as a mask is extended over the electrode 8, the edge of a source or drain area becomes the aluminum oxide 10 securely. An electrode 7 for source and drain is connected with a source and drain area 3 while being almost entirely in contact with the end face of the aluminum oxide 10, thereby shortening the distance between the power feeding point of electrode and channel area.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
に関するものであり、特に液晶表示装置や完全密着型イ
メージセンサ装置等に適用可能なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor and is particularly applicable to a liquid crystal display device, a perfect contact type image sensor device and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より知られた絶縁ゲイト型電界効果
半導体装置は、様々な分野で幅広く使用されている。こ
の半導体装置はシリコン基板上に形成されたものであ
り、多数の半導体素子を機能的に集積させて、ICまた
はLSIとして利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally known insulating gate type field effect semiconductor devices are widely used in various fields. This semiconductor device is formed on a silicon substrate and is used as an IC or an LSI by functionally integrating a large number of semiconductor elements.

【0003】一方、同様の絶縁ゲイト型電界効果半導体
装置ながら、絶縁基板上等シリコン基板以外に薄膜を積
層して形成された薄膜型の絶縁ゲイト型電界効果半導体
装置(以下TFTという)が液晶表示装置の画素のスイ
ッチング素子部分、駆動回路部分あるいは密着型イメー
ジセンサの読み取り回路部分等に積極的に使用されはじ
めている。
On the other hand, although a similar insulating gate type field effect semiconductor device is used, a thin film type insulating gate type field effect semiconductor device (hereinafter referred to as TFT) formed by laminating thin films other than a silicon substrate such as an insulating substrate is a liquid crystal display. It has begun to be actively used in the switching element portion of the pixel of the device, the drive circuit portion, the reading circuit portion of the contact image sensor, and the like.

【0004】このTFTは前述のように絶縁性基板上に
気相法により薄膜を積層して形成するので、その作製雰
囲気温度が最高で500℃程度と低温で形成でき、安価
なソーダガラス、ホウケイ酸ガラス等を基板として用い
ることができる。
Since this TFT is formed by laminating a thin film on an insulating substrate by a vapor phase method as described above, it can be formed at a temperature as low as 500 ° C. at the highest, and can be made of inexpensive soda glass or borosilicate. Acid glass or the like can be used as the substrate.

【0005】このように、安価な基板上に作製でき、そ
の作製する最大寸法は薄膜を気相法にて形成する装置の
寸法にのみ限定されるもので、容易に大面積基板上にト
ランジスタを形成できる利点を持ち、このため、多量の
画素を持つマトリクス構造の液晶表示装置や一次元また
は二次元のイメージセンサへの利用を期待され、一部実
現されている。
As described above, a transistor can be easily manufactured on a large-area substrate because it can be manufactured on an inexpensive substrate and its maximum size is limited only to the size of an apparatus for forming a thin film by a vapor phase method. It has an advantage that it can be formed, and therefore, it is expected to be used for a liquid crystal display device of a matrix structure having a large number of pixels and a one-dimensional or two-dimensional image sensor, and it is partially realized.

【0006】このTFTの代表的な構造を図2に概略的
に示す。
A typical structure of this TFT is schematically shown in FIG.

【0007】図2において、1はガラスよりなる絶縁性
基板であり、2は非晶質半導体よりなる薄膜半導体、3
はソース、ドレイン領域で、7はソース、ドレイン電
極、11はゲイト電極である。
In FIG. 2, 1 is an insulating substrate made of glass, 2 is a thin film semiconductor made of an amorphous semiconductor, and 3 is a thin film semiconductor.
Is a source / drain region, 7 is a source / drain electrode, and 11 is a gate electrode.

【0008】前述のように、このようなTFTに使用さ
れる半導体層は気相法により形成されるものであるた
め、従来のICやLSIに使用されていた半導体層に比
べ、ホール及び電子の移動度は相当小さく、通常は熱処
理を行い半導体層2を結晶化させる工夫を行なってい
た。
As described above, since the semiconductor layer used in such a TFT is formed by the vapor phase method, compared with the semiconductor layer used in the conventional IC or LSI, holes and electrons are not generated. Since the mobility is considerably small, heat treatment is usually performed to crystallize the semiconductor layer 2.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】図2に示した従来例の
ように、通常はゲイト電極上に比較的厚い窒化珪素膜、
酸化珪素膜等の層間絶縁膜4を設けてゲイト電極11を
おおい、フォトリソ法によってこの層間絶縁膜にコンタ
クトホールを設け、このコンタクトホール部分にて、ソ
ース、ドレイン電極7とソース、ドレイン領域3とを電
気的に接続する。このような位置にソースまたはドレイ
ンへの給電点を設けた場合、各給電点とチャネル端部ま
での距離Lが相当長くなる。
As in the conventional example shown in FIG. 2, a relatively thick silicon nitride film is usually formed on the gate electrode.
An interlayer insulating film 4 such as a silicon oxide film is provided to cover the gate electrode 11, and a contact hole is provided to this interlayer insulating film by a photolithography method. At the contact hole portion, the source / drain electrode 7 and the source / drain region 3 are formed. To be electrically connected. When a power supply point to the source or the drain is provided at such a position, the distance L between each power supply point and the end of the channel becomes considerably long.

【0010】前述のように、薄膜低温プロセスによって
作られるTFTでは、本来キャリアの移動度が低いの
で、不純物をドープしても、やはり導電率が低いため、
抵抗がこの距離Lの部分に生じる。この為にTFTの周
波数特性の低下やON抵抗の増加を招いていた。また、
この距離Lが長くなると当然一つのTFTに要する面積
が増し、限られた基板寸法中に所定の数のTFTを設け
ることが、難しくなっていた。
As described above, a TFT manufactured by a thin film low temperature process originally has a low carrier mobility, so that even if an impurity is doped, the conductivity is still low.
A resistance occurs at this distance L. Therefore, the frequency characteristics of the TFT are deteriorated and the ON resistance is increased. Also,
As the distance L becomes longer, the area required for one TFT naturally increases, and it has become difficult to provide a predetermined number of TFTs in a limited substrate size.

【0011】したがって、本発明は絶縁ゲイト型電界効
果半導体装置のチャネル領域に隣接したソースまたはド
レイン領域への給電点とチャネル端部までの距離Lを短
くするためにTFTを改良したものである。
Therefore, the present invention is an improvement of the TFT in order to shorten the distance L from the feed point to the source or drain region adjacent to the channel region of the insulated gate field effect semiconductor device to the channel end.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のTFTはゲイト
電極としてアルミニウムを使用し、前記ゲイト電極の少
なくとも側面がアルミニウムの酸化物で覆われているこ
とを特徴とするものであります。また、このゲイト電極
側面のアルミニウムの酸化物の端面と概略一致して、ソ
ースまたはドレイン領域の取り出し電極用のコンタクト
ホールが設けられていることを特徴とするものである。
The TFT of the present invention is characterized in that aluminum is used as a gate electrode, and at least a side surface of the gate electrode is covered with an oxide of aluminum. Further, it is characterized in that a contact hole for a take-out electrode in the source or drain region is provided so as to substantially coincide with the end face of the aluminum oxide on the side surface of the gate electrode.

【0013】さらに、半導体層のキャリアの移動度を増
すために、必要があれば、基板上に水素を含んだシリコ
ンを主成分とする半導体被膜を形成した後に前記シリコ
ンを主成分とする半導体被膜に対して、熱処理すること
により結晶性を有する構造に変性させることにより、こ
の移動度の値を改善する。また、給電点からの距離Lを
最小にするために、ゲイト電極をアルミニウムで形成
し、このゲイト電極の周囲を酸化させて、少なくとも側
面に酸化アルミニウムを形成することを特徴とするもの
である。
Further, in order to increase the mobility of carriers in the semiconductor layer, if necessary, a semiconductor film containing silicon containing hydrogen as a main component is formed on a substrate and then the semiconductor film containing silicon as a main component is formed. On the other hand, the value of this mobility is improved by modifying the structure having crystallinity by heat treatment. Further, in order to minimize the distance L from the feeding point, the gate electrode is made of aluminum, and the periphery of the gate electrode is oxidized to form aluminum oxide on at least the side surface.

【0014】さらにまた、このゲイト電極とその周囲に
存在する酸化アルミニウム膜を利用して、ゲイト電極お
よび酸化アルミニウムの端部と概略一致させてソースま
たはドレイン領域の取り出し電極用のコンタクトホール
をセルファライン的に形成することを特徴とするもので
ある。
Furthermore, by utilizing this gate electrode and the aluminum oxide film existing around it, the contact hole for the extraction electrode in the source or drain region is self-aligned so as to be substantially aligned with the ends of the gate electrode and aluminum oxide. It is characterized in that it is formed in a uniform manner.

【0015】すなわち、図1に示すTFTの概略断面図
にあるように、ゲイト電極8の少なくとも側面には酸化
アルミニウム10が設けられており、この酸化アルミニ
ウムの端面に概略一致してソース、ドレイン用の電極7
がソース、ドレイン領域3と接続されている。この様な
構成により、前述の電極の給電点からチャネル領域まで
の距離Lを短くすることを実現したものである。
That is, as shown in the schematic cross-sectional view of the TFT shown in FIG. 1, aluminum oxide 10 is provided on at least the side surface of the gate electrode 8, and the source and drain electrodes are substantially aligned with the end surface of the aluminum oxide. Electrode 7
Are connected to the source / drain region 3. With such a configuration, it is possible to shorten the distance L from the feeding point of the electrode to the channel region.

【0016】この距離Lを完全にゼロにすることが、抵
抗を減らすことに関しては理想であるが(図ではほぼゼ
ロになっている)プロセス技術上の問題で、例えばソー
ス、ドレイン領域が若干ゲイト電極下に回り込んだりす
る為、完全にゼロにはできないが、短くするだけで相当
の効果を期待できる。
It is ideal to reduce the distance L to zero completely, although it is ideal for reducing the resistance (almost zero in the figure), but it is a problem in the process technology. For example, the source and drain regions are slightly gated. Since it goes under the electrode, it cannot be completely zero, but a considerable effect can be expected only by shortening it.

【0017】さらに、ゲイト電極周辺の酸化アルミニウ
ム膜は図1では側面と上面つまり外部に露呈している部
分に形成されているが、本発明では特に全ての周囲に酸
化アルミニウムが設けられている必要は必ずしもなく、
距離Lを短くする為に少なくとも側面付近を覆って存在
させるだけでよい、一方このように全部に設けられてい
る場合、コンタクトホールを作製する場合にこの酸化ア
ルミニウムはエッチングされにくいので、こののままマ
スクの一部として利用することができる。さらに、この
酸化アルミニウム膜上を他の配線、例えばソース電極の
配線を交差させて、立体的な配線を容易に行えるので、
集積化の際のレイアウトが簡単になる。
Further, although the aluminum oxide film around the gate electrode is formed on the side surface and the upper surface, that is, the portion exposed to the outside in FIG. 1, in the present invention, it is particularly necessary that aluminum oxide is provided all around. Not necessarily
In order to shorten the distance L, it is only necessary to cover it so as to cover at least the vicinity of the side surface. On the other hand, when it is provided all over, the aluminum oxide is hard to be etched when the contact hole is formed, so that it remains as it is. It can be used as part of a mask. Furthermore, since other wiring, for example, the wiring of the source electrode is crossed on the aluminum oxide film, three-dimensional wiring can be easily performed,
The layout for integration becomes simple.

【0018】また、本発明でいうゲイト電極および酸化
アルミニウムの端部とソースまたはドレイン領域の取り
出し電極用のコンタクトホールを概略一致させるとは、
ゲイト電極および酸化アルミニウムの端部を利用して、
セルファラインでコンタクトホールを形成した結果形成
される構造は当然含み、また他の方法によりフォトマス
クを使用し位置合わせでできるマスクのズレで形成され
る範囲も含まれる。すなわち、後者の場合、図1に示す
ように絶縁膜5にコンタクト部分のみを形成する場合、
絶縁膜9の端部と酸化アルミニウムの端部とがマスク合
わせの際にずれることがあるがそのような場合も含む。
また前者の場合のように酸化アルミニウムをマスクとし
て積極的に利用する、すなわち絶縁膜をエッチングする
範囲をゲイト電極上まで含めるとゲイト電極上に絶縁膜
9は存在せず、ソースまたはドレイン領域の端は確実に
酸化アルミニウム10となり、距離Lを短くすることが
できる。
In the present invention, to make the end portions of the gate electrode and the aluminum oxide substantially coincide with the contact holes for the extraction electrodes in the source or drain regions means:
Utilizing the gate electrode and the end of aluminum oxide,
The structure formed as a result of forming the contact hole by the self-alignment is naturally included, and the range formed by the mask misalignment which can be aligned by using the photomask by another method is also included. That is, in the latter case, when only the contact portion is formed on the insulating film 5 as shown in FIG.
The edge of the insulating film 9 and the edge of the aluminum oxide may be misaligned during mask alignment, but such a case is also included.
Further, as in the former case, when aluminum oxide is positively used as a mask, that is, when the range of etching the insulating film is included up to the gate electrode, the insulating film 9 does not exist on the gate electrode and the end of the source or drain region is not formed. Reliably becomes aluminum oxide 10 and the distance L can be shortened.

【0019】このゲイト電極の周囲に酸化アルミニウム
を形成する方法としては、このゲイト電極を陽極酸化し
て、形成することが考えられる。この陽極酸化とは、酸
溶液中にて、電流を流すことにより、アルミニウムのゲ
イト電極を電気化学反応により、酸化させるものである
が、形成された酸化膜が緻密で酸化速度の早いものであ
れば、他の方法でも当然利用できる。
As a method of forming aluminum oxide around the gate electrode, it can be considered that the gate electrode is formed by anodic oxidation. The anodic oxidation is to oxidize an aluminum gate electrode by an electrochemical reaction by passing a current in an acid solution, but if the formed oxide film is dense and has a high oxidation rate. Of course, other methods can also be used.

【0020】以下に本発明の発明の実施の形態に基づ
き、本発明を説明する。
The present invention will be described below based on the embodiments of the present invention.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】この実施の形態では図5に示すよ
うな回路を持つ液晶電気光学装置に本発明のTFTを適
用した例を示す。この図において、液晶装置の各画素に
はNチャネル型薄膜トランジスタ22とPチャネル型薄
膜トランジスタ21とが相補型構成となって設けられて
おり、各々のTFTはゲイト電極を共通の信号線50に
接続し、NTFT22とPTFT21との出力端子は共
通の画素電極43に接続され、各々の他方の出力端子2
8、35は別の信号線52、53に接続されていて、イ
ンバーター構成となっている。また、このPTFTとN
TFTとの位置を入れ換えてバッファ型の構成として、
相補型のTFTを各々の画素電極に設けてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In this embodiment, an example in which the TFT of the present invention is applied to a liquid crystal electro-optical device having a circuit as shown in FIG. 5 is shown. In this figure, each pixel of the liquid crystal device is provided with an N-channel type thin film transistor 22 and a P-channel type thin film transistor 21 in a complementary structure, and each TFT has its gate electrode connected to a common signal line 50. , The output terminals of the NTFT 22 and the PTFT 21 are connected to the common pixel electrode 43, and the other output terminal 2 of each is connected.
Reference numerals 8 and 35 are connected to the other signal lines 52 and 53 to form an inverter configuration. Also, this PTFT and N
Swap the position of the TFT to create a buffer type structure,
Complementary TFTs may be provided on each pixel electrode.

【0022】このような構成の液晶電気光学装置に使用
される本発明のTFTをガラス基板に相補型TFTとし
て作る時の製造工程を図3及び図4に基づき示す。
The manufacturing process when the TFT of the present invention used in the liquid crystal electro-optical device having such a structure is formed as a complementary TFT on a glass substrate will be described with reference to FIGS.

【0023】図3(A) において、ANガラス、ネオセラ
ガラス等の結晶化ガラス、バイコ−ル7913(コ−ニング
製)等の700 ℃以下、例えば約600 ℃の熱処理に耐え得
る石英ガラス等の高価でないガラス1上にマグネトロン
RF(高周波) スパッタ法を用いてブロッキング層24と
しての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚さに作製した。
In FIG. 3A, crystallized glass such as AN glass or Neocera glass, or expensive glass such as quartz glass which can withstand a heat treatment of 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C., such as Vicol 7913 (made by Corning). Not magnetron on glass 1
A silicon oxide film as the blocking layer 24 was formed to a thickness of 1000 to 3000 Å by RF (radio frequency) sputtering method.

【0024】プロセス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度
150 ℃、出力400 〜800W、圧力0.5Pa とした。タ−ゲッ
ト材料として、石英または単結晶シリコンを用い、その
時の成膜速度は30〜100 Å/分であった。
Process conditions are 100% oxygen atmosphere, film formation temperature
The temperature was 150 ° C, the output was 400 to 800W, and the pressure was 0.5Pa. Quartz or single crystal silicon was used as the target material, and the film formation rate at that time was 30 to 100 Å / min.

【0025】この上にシリコン膜をLPCVD(減圧気相)
法、スパッタ法またはプラズマCVD 法により形成した。
減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも100 〜20
0 ℃低い450 〜550 ℃、例えば530 ℃でジシラン(Si
2H6) またはトリシラン(Si3H8) をCVD 装置に供給して
成膜した。反応炉内圧力は30〜300 Paとした。成膜速度
は50〜250 Å/分であった。NTFTとPTFTとのス
レッシュホ−ルド電圧(Vth)を概略同一に制御するた
め、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018cm-3
の濃度として成膜中に添加してもよい。
LPCVD (Low pressure vapor phase) with a silicon film on this
Formed by a sputtering method, a sputtering method or a plasma CVD method.
When formed by the vacuum vapor phase method, the temperature is 100 to 20 ° C above the crystallization temperature.
0 ° C lower 450-550 ° C, e.g. 530 ° C, disilane (Si
2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) was supplied to the CVD device to form a film. The pressure in the reaction furnace was 30 to 300 Pa. The film formation rate was 50 to 250 Å / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of the NTFT and the PTFT to be approximately the same, boron is used in an amount of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm -3 using diborane.
It may be added during the film formation as a concentration of.

【0026】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲットと
して、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気で行っ
た。例えばアルゴン20%、水素80%とした。成膜温度は
150 ℃、周波数は13.56MHz、スパッタ出力は400 〜800W
とした。圧力は0.5Pa であった。
When the sputtering method is used, the back pressure before the sputtering is set to 1 × 10 -5 Pa or less, the single crystal silicon is used as the target, and argon is mixed with hydrogen in an amount of 20 to 80%. For example, argon is 20% and hydrogen is 80%. The deposition temperature is
150 ° C, frequency 13.56MHz, spatter output 400-800W
And The pressure was 0.5 Pa.

【0027】プラズマCVD 法により珪素膜を作製する場
合、温度は例えば300 ℃とし、モノシラン(SiH4)または
ジシラン(Si2H6) を用いた。これらをPCVD装置内に導入
し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。
When a silicon film is formed by the plasma CVD method, the temperature is, for example, 300 ° C., and monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is used. These were introduced into a PCVD device, and high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.

【0028】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が7×1020cm-3以下であることが好ましい。この酸
素濃度が高いと、半導体層を結晶化させにくく、そのた
め熱アニ−ル温度を高くするかまたは熱アニ−ル時間を
長くしなければならない。また少なすぎると、液晶電気
光学装置に使用するバックライトにより半導体層が光照
射された際にオフ状態のリ−ク電流が増加してしまう。
そのため4×1019〜4×1021cm-3の範囲であれば、中温
(600℃以下)の熱アニールで容易に結晶化可能であ
る。一方、膜中の水素量は4×1020cm-3であり、珪素の
4×1022cm-3として比較するとおよそ1原子%であっ
た。
The coating formed by these methods is
It is preferable that oxygen is 7 × 10 20 cm −3 or less. If the oxygen concentration is high, it is difficult to crystallize the semiconductor layer, so that the temperature of the thermal annealing must be increased or the thermal annealing time must be increased. On the other hand, if the amount is too small, the leak current in the off state increases when the semiconductor layer is irradiated with light by the backlight used in the liquid crystal electro-optical device.
Therefore, in the range of 4 × 10 19 to 4 × 10 21 cm −3 , crystallization can be easily performed by thermal annealing at a medium temperature (600 ° C. or lower). On the other hand, the amount of hydrogen in the film was 4 × 10 20 cm −3 , which was about 1 atom% when compared with 4 × 10 22 cm −3 of silicon.

【0029】また、ソ−ス、ドレイン領域に対してより
結晶化を助長させるため、酸素濃度を7×1020cm-3
下、好ましくは7×1019cm-3以下とし、ピクセル構成す
るTFTのチャネル形成領域の一部のみに酸素、炭素又
は窒素をイオン注入法により5×1019〜5×1021cm-3
なるように添加して光に対する敏感性を弱くすることも
有効である。このようにした場合、特に周辺回路を構成
するTFTには、この酸素の混入をより少なくし、より
大きいキャリア移動度を有せしめることができ、高周波
動作を容易にさせることができ、画素周辺のスイッチン
グのTFTはオフ状態でリーク電流を減らすことが可能
となった。
In order to further promote crystallization of the source and drain regions, the oxygen concentration is set to 7 × 10 20 cm -3 or less, preferably 7 × 10 19 cm -3 or less, and a TFT which constitutes a pixel is formed. It is also effective to add oxygen, carbon or nitrogen to only a part of the channel forming region of the above by ion implantation so as to have a concentration of 5 × 10 19 to 5 × 10 21 cm −3 to weaken the sensitivity to light. . In this case, especially in the TFT constituting the peripheral circuit, the mixing of oxygen can be reduced, the carrier mobility can be increased, the high-frequency operation can be easily performed, and the TFT around the pixel can be easily operated. The switching TFT can reduce the leak current in the off state.

【0030】かくして、アモルファス状態の珪素膜を50
0 〜5000Å、例えば1500Åの厚さに作製の後、450 〜70
0 ℃の温度にて12〜70時間非酸化物雰囲気にて中温の加
熱処理した。例えば窒素または水素雰囲気にて600 ℃の
温度で保持した。
Thus, the amorphous silicon film 50 is formed.
After making a thickness of 0 to 5000Å, for example 1500Å, 450 to 70
The medium was heat-treated at a temperature of 0 ° C. for 12 to 70 hours in a non-oxide atmosphere. For example, the temperature was kept at 600 ° C. in a nitrogen or hydrogen atmosphere.

【0031】珪素膜の下の基板表面にアモルファス構造
の酸化珪素膜が形成されているため、この熱処理で特定
の核が存在せず、全体が均一に加熱アニ−ルされる。即
ち、成膜時はアモルファス構造を有し、また水素は単に
混入しているのみである。
Since the silicon oxide film having an amorphous structure is formed on the surface of the substrate below the silicon film, no specific nucleus exists in this heat treatment, and the whole is uniformly annealed by heating. That is, it has an amorphous structure at the time of film formation, and hydrogen is simply mixed therein.

【0032】アニ−ルにより、珪素膜はアモルファス構
造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈す
る。特にシリコンの成膜時に比較的秩序性の高い領域は
特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しかしこれ
らの領域間に存在する珪素により互いの結合がなされる
ため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レ−ザラマン分
光により測定すると単結晶の珪素のピ−ク522 cm-1より
低周波側にシフトしたピ−クが観察される。それの見掛
け上の粒径は半値巾から計算すると、50〜500Åとマイ
クロクリスタルのようになっているが、実際はこの結晶
性の高い領域は多数あってクラスタ構造を有し、各クラ
スタ間は互いに珪素同志で結合(アンカリング) がされ
たセミアモルファス構造の被膜を形成させることができ
た。
The annealing causes the silicon film to shift from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part thereof exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high degree of order during the film formation of silicon is particularly crystallized and tends to be in a crystalline state. However, since silicon existing between these regions is bonded to each other, the silicon members pull each other. When measured by laser Raman spectroscopy, a peak shifted to a low frequency side from the peak 522 cm -1 of single crystal silicon is observed. The apparent grain size is 50 to 500 Å, which is similar to that of a microcrystal when calculated from the half-width, but in reality, there are many regions with high crystallinity and they have a cluster structure. It was possible to form a film with a semi-amorphous structure in which silicon was bonded (anchoring) with each other.

【0033】このような被膜において、例えばSIMS
(二次イオン質量分析)法により深さ方向の分布測定を
行った時、添加物(不純物)として最低領域(表面また
は表面より離れた位置(内部))において酸素が3. 4
×1019cm -3 、窒素4×1017cm -3 を得た。また水
素は4×1020cm -3 であり、珪素4×1022cm -3
して比較すると1原子%であった。
In such a coating, for example SIMS
When the distribution in the depth direction was measured by the (secondary ion mass spectrometry) method, oxygen was found to be 3.4 in the lowest region (the surface or a position apart from the surface (inside)) as an additive (impurity).
X 10 19 cm -3 and nitrogen 4 x 10 17 cm -3 were obtained. Further, hydrogen was 4 × 10 20 cm −3 , and was 1 atom% when compared with silicon 4 × 10 22 cm −3 .

【0034】この結晶化は酸素濃度が例えば3. 5×1
19cm -3 においては1000Åの膜厚で600℃(4
8時間)の熱処理で可能である。これを3×1020cm
-3 にすると膜厚を0. 3〜0. 5μmと厚くすれば6
00℃でのアニ−ルによる結晶化が可能であったが、
0. 1μmの厚さでは650℃での熱処理が結晶化のた
めには必要であった。即ちより膜厚を厚くするほど、よ
り酸素等の不純物濃度を減少させるほど、結晶化がしや
すかった。
This crystallization has an oxygen concentration of, for example, 3.5 × 1.
At 0 19 cm -3 , the film thickness of 1000Å is 600 ° C (4
It is possible to perform heat treatment for 8 hours. This is 3 × 10 20 cm
If it is set to -3 , the film thickness becomes 0.3 to 0.5 μm and it becomes 6
Crystallization by annealing at 00 ° C was possible,
A heat treatment at 650 ° C. was necessary for crystallization at a thickness of 0.1 μm. That is, the thicker the film thickness and the lower the concentration of impurities such as oxygen, the easier the crystallization was.

【0035】結果として、被膜は実質的にグレインバウ
ンダリ(GB という) がないといってもよい状態を呈す
る。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた個所
を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの明確
に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度とな
る。即ちホ−ル移動度(μh)=10〜200cm2/Vsec 、電
子移動度(μe )=15〜300 cm2/Vsecが得られる。
As a result, the coating exhibits a state in which it may be said that it is substantially free of grain boundary (referred to as GB). Since the carriers can easily move between the clusters through the anchored portions, the carrier mobility is higher than that of polycrystalline silicon in which so-called GB is clearly present. That Ho - Le mobility (μh) = 10~200cm 2 / Vsec , electron mobility (μe) = 15~300 cm 2 / Vsec is obtained.

【0036】他方、上記の如き中温でのアニ−ルではな
く、900 〜1200℃の高温アニ−ルにより被膜を多結晶化
すると、核からの固相成長により被膜中の不純物の偏析
がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物が多くな
り、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリア(障壁)
を作ってそこでのキャリアの移動を阻害してしまう。結
果として10cm2/Vsec以上の移動度がなかなか得られない
のが実情である。
On the other hand, when the film is polycrystallized by a high temperature anneal of 900 to 1200 ° C. instead of the anneal at a medium temperature as described above, the solid phase growth from the nuclei causes the segregation of impurities in the film. , GB has a large amount of impurities such as oxygen, carbon, and nitrogen, and the mobility in the crystal is large, but the barrier in GB is
To prevent the movement of carriers there. As a result, it is difficult to obtain a mobility of 10 cm 2 / Vsec or more.

【0037】よって、本発明の実施例ではかくの如き理
由により、セミアモルファスまたはキャリアの移動度を
高くできるなら多結晶構造を有するシリコン半導体を用
いることができる。
Therefore, in the embodiment of the present invention, for the reasons as described above, a semi-amorphous or silicon semiconductor having a polycrystalline structure can be used if the mobility of carriers can be increased.

【0038】図3(A) において、珪素膜を第1のフォト
マスクにてフォトエッチングを施し、PTFT用の領
域21(チャネル巾20μm)を図面の右側に、NTFT用
の領域22を左側に作製した。
In FIG. 3A, a silicon film is subjected to photoetching using a first photomask to form a PTFT region 21 (channel width 20 μm) on the right side of the drawing and an NTFT region 22 on the left side. did.

【0039】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜27と
して500 〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成した。これ
はブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と同一条件
とした。この成膜中に弗素等のハロゲン元素を少量添加
し、ナトリウムイオンの固定化をさせてもよい。
A silicon oxide film is formed on this as a gate insulating film 27 to a thickness of 500 to 2000Å, for example 1000Å. This was performed under the same conditions as the production of the silicon oxide film as the blocking layer. During this film formation, a small amount of halogen element such as fluorine may be added to fix sodium ions.

【0040】さらにこの後、この上側にアルミニウム膜
を0.3μmの厚さに形成した。これを第2のフォトマ
スクにてパタ−ニングした。そしてPTFT用のゲイ
ト電極26, NTFT用のゲイト電極25を図3(B)
に示すように形成した。例えばチャネル長10μmとし
た。
After that, an aluminum film having a thickness of 0.3 μm was formed on the upper side. This was patterned with a second photomask. The gate electrode 26 for PTFT and the gate electrode 25 for NTFT are shown in FIG.
Was formed as shown in FIG. For example, the channel length is 10 μm.

【0041】図3(C)において、フォトレジスト31
をフォトマスクを用いて形成し、PTFT用のソ−ス
28、ドレイン30に対し、ホウ素を1×1015cm -2
のド−ズ量をイオン注入法により添加した。
In FIG. 3C, the photoresist 31
Is formed by using a photomask, and boron is added to the PTFT source 28 and the drain 30 at 1 × 10 15 cm -2.
Was added by the ion implantation method.

【0042】次に図3(D)の如く、フォトレジスト3
2をフォトマスクを用いて形成した。そしてNTFT
用のソ−ス35、ドレイン33に対してリンを1×10
15cm-2 のドーズ量でイオン注入法により添加した。
Next, as shown in FIG. 3D, the photoresist 3
2 was formed using a photomask. And NTFT
1 x 10 phosphorus for source 35 and drain 33
It was added by the ion implantation method at a dose amount of 15 cm -2 .

【0043】これらはゲイト絶縁膜27を通じて行っ
た。しかし図3(B)において、ゲイト電極26、25
をマスクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、その
後、ホウ素、リンを直接珪素膜中にイオン注入してもよ
い。
These are performed through the gate insulating film 27. However, in FIG. 3B, the gate electrodes 26, 25
May be used as a mask to remove silicon oxide on the silicon film, and then boron and phosphorus may be directly ion-implanted into the silicon film.

【0044】次に、このフォトレジスト32を除去した
後、650℃にて10〜50時間再び加熱アニ−ルを行
った。そしてPTFTのソ−ス28、ドレイン30、N
TFTのソ−ス35、ドレイン33領域の不純物を活性
化してp+ 、n+ として作製した。
Next, after removing the photoresist 32, a heating anneal was performed again at 650 ° C. for 10 to 50 hours. And the source 28, drain 30, N of the PTFT
Impurities in the source 35 and drain 33 regions of the TFT were activated to produce p + and n + .

【0045】またゲイト電極25、26下にはチャネル
形成領域34、29がセミアモルファス半導体として形
成されている。
Channel formation regions 34 and 29 are formed below the gate electrodes 25 and 26 as semi-amorphous semiconductors.

【0046】かくすると、セルファライン方式でありな
がらも、すべての工程において700℃以上に温度を加
えることがなく相補型TFTを作ることができる。その
ため、基板材料として、石英等の高価な基板を用いなく
てもよく、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適
しているプロセスである。
By doing so, a complementary TFT can be manufactured without applying a temperature of 700 ° C. or higher in all steps, even though it is a self-aligning method. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as the substrate material, and the process is extremely suitable for the large-pixel liquid crystal display device of the present invention.

【0047】熱アニ−ルは図3(A), (D)で2回行
った。しかし図3(A)のアニ−ルは求める特性により
省略し、双方を図3(D)の熱アニ−ルにより兼ねさせ
て製造時間の短縮を図ってもよい。
Thermal annealing was performed twice in FIGS. 3A and 3D. However, the anneal of FIG. 3A may be omitted depending on the desired characteristics, and both may be used by the thermal anneal of FIG. 3D to shorten the manufacturing time.

【0048】本発明においては、ゲイト電極としてアル
ミニウムを使用しているので、図3(D)の工程でのア
ニールにより、ゲイト絶縁膜中に多数存在する水素分子
をアルミニウムの持つ作用により、水素原子に変換し
て、ゲイト絶縁膜の界面準位密度を減少させ、不要なキ
ャリアの消滅を減らすことも同時に達成できた。
In the present invention, since aluminum is used as the gate electrode, the annealing in the step of FIG. 3 (D) causes the hydrogen atoms present in the gate insulating film to have a large number of hydrogen molecules. It was also possible to reduce the interface state density of the gate insulating film and reduce the disappearance of unnecessary carriers at the same time.

【0049】図4(A)において、ゲート電極25、2
6を陽極酸化をもちいて、その周囲に酸化アルミニウム
を作成した。具体的には浴組成として、13.7%の硫
酸溶液中に、陰極として炭素を用い、該当基板から30
cm程離した状態で、1mA/cm2 の電流密度にて行
った。酸化アルミニウムの厚みを0.2〜1μm例えば
0.5μmとして、本実施例では作成した。
In FIG. 4A, the gate electrodes 25, 2
6 was anodized to form aluminum oxide around it. Specifically, as a bath composition, carbon was used as a cathode in a 13.7% sulfuric acid solution, and 30% from a corresponding substrate.
The measurement was performed at a current density of 1 mA / cm 2 with a distance of about cm. The thickness of the aluminum oxide is 0.2 to 1 μm, for example, 0.5 μm, and the aluminum oxide is formed in this embodiment.

【0050】この陽極酸化に使用する溶液としては、代
表的には硫酸、硝酸、燐酸等の強酸溶液や酒石酸、クエ
ン酸にエチレングリコールやプロピレングリコール等を
混合した混合酸等が使用できる。また、必要に応じて、
この溶液のpHを調整するために、塩やアルカリ溶液を
混合することも可能である。
As the solution used for this anodic oxidation, a strong acid solution such as sulfuric acid, nitric acid or phosphoric acid, or a mixed acid obtained by mixing tartaric acid or citric acid with ethylene glycol, propylene glycol or the like can be typically used. Also, if necessary,
In order to adjust the pH of this solution, a salt or an alkaline solution can be mixed.

【0051】まず、3%の酒石酸水溶液1に対して、9
の割合でプロピレングリコールを添加したAGW電解溶
液にこの基板を浸し、アルミニウムのゲイト電極を電源
の陽極に接続し、対する陰極として炭素を使用して直流
電力を印加した。
First, with respect to 1% of a 3% tartaric acid aqueous solution, 9
This substrate was immersed in an AGW electrolytic solution containing propylene glycol at a ratio of 1., an aluminum gate electrode was connected to an anode of a power source, and direct current power was applied by using carbon as a cathode.

【0052】陽極酸化の条件は最初、定電流モードで電
流密度1mA/cm2 で20分電流を流した後、定電圧
モードで5分処理し、厚さ5000Åの酸化アルミニウ
ムをゲイト電極の側面付近に形成した。この酸化処理と
同条件で作製した試料を用いて、この酸化アルミニウム
の絶縁性を調べたところ、比抵抗は109 Ωmで、絶縁
耐圧は2×105 V/cmの特性を持つ酸化アルミニウ
ム膜であった。
The anodizing conditions were as follows: a constant current mode was applied for 20 minutes at a current density of 1 mA / cm 2 , followed by a constant voltage mode for 5 minutes, and aluminum oxide having a thickness of 5000 Å was formed near the side surface of the gate electrode. Formed. When the insulating property of this aluminum oxide was examined using a sample prepared under the same conditions as the oxidation treatment, an aluminum oxide film having a specific resistance of 10 9 Ωm and a withstand voltage of 2 × 10 5 V / cm was obtained. Met.

【0053】また、この試料の表面を走査型電子顕微鏡
にて観察したところ、約8000倍にまで拡大してその
表面の凹凸が観察できたが、微小な穴は観察できず、良
好な絶縁被膜であった。
When the surface of this sample was observed with a scanning electron microscope, the surface was magnified up to about 8000 times and irregularities on the surface could be observed, but minute holes could not be observed and a good insulating film was obtained. Met.

【0054】図4(B)において、層間絶縁物41を前
記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行っ
た。この酸化珪素膜の形成はLPCVD 法、光CVD 法を用い
てもよい。例えば0.2〜1.0μmの厚さに形成し
た。その後、図4(B)に示す如く、フォトマスクを
用いて電極用の窓42を形成した。その際、RIE方法
を用い、ゲート電極25、26およびその周囲の酸化ア
ルミニウム40を利用してセルファライン的にコンタク
トホール42の位置をチャネル近傍にまで極力接近さ
せ、ソース、ドレインへの給電点とチャネル領域との距
離Lを極力減らしたことに、本発明の特徴を有する。
In FIG. 4B, the inter-layer insulator 41 was formed as a silicon oxide film by the above-mentioned sputtering method. The silicon oxide film may be formed by using the LPCVD method or the photo CVD method. For example, it is formed to a thickness of 0.2 to 1.0 μm. After that, as shown in FIG. 4B, a window 42 for an electrode was formed using a photomask. At that time, the position of the contact hole 42 is made as close as possible to the vicinity of the channel in a self-aligning manner by using the RIE method by utilizing the gate electrodes 25 and 26 and the aluminum oxide 40 around the gate electrodes 25 and 26, and the source and drain are connected to the power supply point. The feature of the present invention is that the distance L to the channel region is reduced as much as possible.

【0055】さらにこれら全体上にはアルミニウムを
0.5〜1μmの厚さにスパッタ法により形成し、リー
ド52、53をフォトマクスを用いて形成し、PTF
T、NTFTのソース領域28、35の電極として図4
(C)の如く作製した。
Further, aluminum is formed on the whole of these to a thickness of 0.5 to 1 μm by a sputtering method, and leads 52 and 53 are formed by using a photo mask, and PTF is formed.
As the electrodes of the source regions 28 and 35 of T and NTFT, FIG.
It was prepared as in (C).

【0056】さらに表面を平坦化用有機樹脂44例えば
透光性ポリイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あけ
をフォトマスクにて行った。
Further, the surface was coated with an organic resin 44 for flattening, for example, a light-transmitting polyimide resin, and an electrode hole was formed again using a photomask.

【0057】図4(B)に示す如く2つのTFTを相補
型構成とし、かつその出力端を液晶装置の一方の画素の
電極を透明電極としてそれに連結するため、スパッタ法
によりITO(インジューム・スズ酸化膜)を形成した。そ
れをフォトマスクによりエッチングし、電極43を構
成させた。このITO は室温〜150 ℃で成膜し、200 〜40
0 ℃の酸素または大気中のアニールにより成就した。
As shown in FIG. 4B, the two TFTs have a complementary structure, and the output terminal thereof is connected to the electrode of one pixel of the liquid crystal device as a transparent electrode. Tin oxide film) was formed. It was etched with a photomask to form the electrode 43. This ITO is deposited at room temperature to 150 ℃, and 200 to 40
Fulfilled by annealing at 0 ° C. oxygen or air.

【0058】かくの如くにしてPTFT21とNTFT
22と透明導電膜の電極43を同一ガラス基板1上に作
製した。
In this way, the PTFT 21 and the NTFT are
22 and the electrode 43 of the transparent conductive film were formed on the same glass substrate 1.

【0059】かかるTFTの特性はPTFTの移動度は
20cm2/Vsec、Vthは−5.9VでNTFTの移動度は
40cm2/Vsec、Vthは+5.0Vであった。
The characteristics of the TFT were that the mobility of PTFT was 20 cm 2 / Vsec, Vth was −5.9 V, the mobility of NTFT was 40 cm 2 / Vsec, and Vth was +5.0 V.

【0060】かかる半導体を用いることにより、一般に
不可能とされていたTFTでも大きな移動度を作ること
ができた。そのため、初めて液晶電気光学装置の各ピク
セルに相補型TFTを構成させるアクティブ型液晶表示
装置を作ることができた。また周辺回路もオンガラス化
( 同一基板上に同様のTFTの製造プロセスで形成する
方法) が可能となった。
By using such a semiconductor, it is possible to obtain a large mobility even in a TFT, which is generally impossible. Therefore, for the first time, an active liquid crystal display device in which a complementary TFT is formed in each pixel of the liquid crystal electro-optical device could be manufactured. On-glass peripheral circuits
(A method of forming the same TFT on the same substrate by a similar manufacturing process) has become possible.

【0061】本実施例では液晶電気光学装置に本発明の
TFTを適用した、そのためTFTの周波数特性がよい
ので、容易に動画表示を行うことができ、プロジェクシ
ョンTV、ビデオムービーのビューファインダー、壁掛
けTV等への応用が可能である。また、その他の応用と
して、周波数特性の良いことを利用して、1次元あるい
は2次元のイメージセンサの駆動素子として利用でき、
その読み取りスピードはG4規格にも十分に対応できる
ものである。
In the present embodiment, the TFT of the present invention is applied to the liquid crystal electro-optical device. Therefore, since the frequency characteristic of the TFT is good, a moving image can be easily displayed, and the projection TV, the viewfinder of the video movie, and the wall-mounted TV can be displayed. Etc. can be applied. In addition, as another application, it can be used as a driving element of a one-dimensional or two-dimensional image sensor by taking advantage of good frequency characteristics.
The reading speed is sufficiently compatible with the G4 standard.

【0062】前述のように、形成されたガラス基板と他
方のガラス基板上にストライプ状の透明電極による対向
電極が形成された基板とを使用して、公知の方法にて液
晶電気光学装置用セルを作製する。この液晶電気光学装
置用セル中には液晶材料が充填されており、液晶材料に
TN液晶を用いるならば、その間隔を約10μm程度とし、
透明導電膜双方に配向膜をラビング処理して形成させる
必要がある。
As described above, a cell for a liquid crystal electro-optical device is formed by a known method using the formed glass substrate and the substrate on which the opposite electrode made of a stripe-shaped transparent electrode is formed on the other glass substrate. To make. The liquid crystal material is filled in the cell for this liquid crystal electro-optical device.
If TN liquid crystal is used, the distance should be about 10 μm,
It is necessary to form an alignment film on both the transparent conductive films by rubbing.

【0063】また液晶材料にFLC(強誘電性) 液晶を用い
る場合は、動作電圧を±20Vとし、セルの間隔を1.5 〜
3.5 μm例えば2.3 μmとし、対向電極上にのみ配向膜
を設けラビング処理を施せばよい。
When FLC (ferroelectric) liquid crystal is used as the liquid crystal material, the operating voltage is ± 20 V and the cell interval is 1.5 to
The thickness may be 3.5 μm, for example 2.3 μm, and an alignment film may be provided only on the counter electrode to perform rubbing treatment.

【0064】分散型液晶またはポリマ−液晶を用いる場
合には、配向膜は不用であり、スイッチング速度を大と
するため、動作電圧は±10〜±15Vとし、セル間隔は1
〜10μmと薄くした。
When the dispersion type liquid crystal or the polymer liquid crystal is used, the alignment film is unnecessary, and the operating voltage is ± 10 to ± 15 V and the cell interval is 1 in order to increase the switching speed.
Thinned to ~ 10μm.

【0065】特に分散型液晶を用いる場合には、偏光板
も不用のため、反射型としても、また透過型としても光
量を大きくすることができる。そしてその液晶はスレッ
シュホ−ルドがないため、本発明の明確なスレッシュホ
−ルド電圧が規定されるC/TFT型とすることによ
り、大きなコントラストとクロスト−ク(隣の画素との
悪干渉)を除くことができた。
In particular, when the dispersion type liquid crystal is used, since the polarizing plate is not necessary, it is possible to increase the light amount both as the reflection type and the transmission type. Since the liquid crystal does not have a threshold, a large contrast and crosstalk (bad interference with adjacent pixels) are eliminated by adopting the C / TFT type in which a clear threshold voltage of the present invention is defined. I was able to.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明は、ゲート電極材料にアルミニウ
ムを用いることで、アルミニウムの陽極酸化法による酸
化アルミニウムをその表面に設けて、その上に立体交差
を有する3次元的な配線を設けることを特徴としてい
る。また、該ゲート電極および電極周囲の酸化アルミニ
ウムによって、ソース・ドレインのコンタクトホールを
設けて給電点をチャネルに近づけることで、装置の周波
数特性の低下、ON抵抗の増加を防ぐことができた。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, by using aluminum as a gate electrode material, aluminum oxide by anodizing method of aluminum is provided on the surface, and three-dimensional wiring having a three-dimensional intersection is provided thereon. It has a feature. Further, by providing the source / drain contact holes with the gate electrode and the aluminum oxide around the electrodes to bring the feeding point closer to the channel, it was possible to prevent the frequency characteristics of the device from decreasing and the ON resistance to increase.

【0067】また本発明ではゲート電極にアルミニウム
を用いている為、素子形成工程中のアニール時にゲート
酸化膜中の水素を、アルミニウムの持つ触媒効果によっ
て、H2 →Hにして、より減少させることが出来、界面
準位密度(QSS)をシリコンゲートを用いた場合と比較
して、減少させることが出来、素子特性を向上させるこ
とができた。
Further, in the present invention, since aluminum is used for the gate electrode, hydrogen in the gate oxide film can be reduced to H 2 → H by the catalytic effect of aluminum during annealing during the element forming process to further reduce hydrogen. The interface state density (Q SS ) can be reduced as compared with the case where a silicon gate is used, and the device characteristics can be improved.

【0068】また、TFTのソース、ドレイン領域をセ
ルファラインとし、さらにソース、ドレイン領域へ給電
する電極のコンタクト部分もセルファライン的に一を定
めたため、TFTに要する素子の面積が減り、集積度を
工場させることができる。また液晶電気光学装置のアク
ティブ素子として使用した場合には液晶パネルの開口率
を上げることができた。
Further, since the source and drain regions of the TFT are self-aligned and the contact portions of the electrodes for supplying power to the source and drain regions are also defined as self-aligned lines, the area of the element required for the TFT is reduced and the integration degree is reduced. Can be made a factory. Moreover, when used as an active element of a liquid crystal electro-optical device, the aperture ratio of the liquid crystal panel could be increased.

【0069】本発明においてかかるC/TFTに対し、
半導体としてセミアモルファスまたはセミクリスタルを
用いた。しかし同じ目的のために可能であるならば他の
結晶構造の半導体を用いてもよい。またセルファライン
型のC/TFTにより高速処理を行った。しかしイオン
注入法を用いずに非セルファライン方式によりTFTを
作ってもよい。またスタガー型でなく逆スタガー型のT
FTまたはその他の方式のTFTであってもよいことは
いうまでもない。
For the C / TFT according to the present invention,
Semi-amorphous or semi-crystal was used as a semiconductor. However, other crystalline semiconductors may be used if possible for the same purpose. In addition, high-speed processing was performed using a self-aligned C / TFT. However, the TFT may be formed by the non-self-aligning method without using the ion implantation method. In addition, it is not a stagger type but an inverted stagger type T
It goes without saying that it may be an FT or other type of TFT.

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

【図1】図1は本発明の絶縁ゲイト型電界効果型半導体
装置の概略断面図。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an insulating gate type field effect semiconductor device of the present invention.

【図2】図2は従来の絶縁ゲイト型電界効果型半導体装
置の概略断面図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a conventional insulating gate type field effect semiconductor device.

【図3】図3は本発明の絶縁ゲイト型電界効果型半導体
装置の作製工程。
FIG. 3 is a manufacturing process of an insulating gate type field effect semiconductor device of the present invention.

【図4】図4は本発明の絶縁ゲイト型電界効果型半導体
装置の作製工程。
FIG. 4 is a manufacturing process of an insulating gate type field effect semiconductor device of the present invention.

【図5】図5は本発明の絶縁ゲイト型電界効果型半導体
装置を応用した液晶電気光学装置の回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram of a liquid crystal electro-optical device to which the insulating gate type field effect semiconductor device of the present invention is applied.

【符号の説明】 1 基板 2 半導体層 3 ソース、ドレイン領域 6 ゲイト絶縁膜 7 ソース、ドレイン電極 8 ゲイト電極 10 酸化アルミニウム[Description of Reference Signs] 1 substrate 2 semiconductor layer 3 source / drain region 6 gate insulating film 7 source / drain electrode 8 gate electrode 10 aluminum oxide

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)絶縁表面を有する基板上に形成さ
れたソース領域、ドレイン領域及びこれらの領域にはさ
まれたチャネル形成領域を含む半導体膜と、 (b)ゲイト絶縁膜を介して前記チャネル形成領域上に
設けられたアルミニウムよりなるゲイト電極と、 (c)前記ゲイト電極の少なくとも側面を覆うよう形成
された前記アルミニウムの酸化物層と、 (d)前記ゲイト電極側面の前記酸化物層の端面と概略
一致して前記ソース領域または前記ドレイン領域からの
取り出し電極用のコンタクトホールとを有する層間絶縁
膜と、 (e)前記コンタクトホールを介して取り出され前記層
間絶縁膜上に延在する電極配線とを設けた事を特徴とす
る絶縁ゲイト型電界効果半導体装置。
1. A semiconductor film including (a) a source region and a drain region formed on a substrate having an insulating surface and a channel forming region sandwiched between these regions, and (b) a gate insulating film. A gate electrode made of aluminum provided on the channel forming region; (c) an oxide layer of aluminum formed so as to cover at least a side surface of the gate electrode; (d) the oxide on a side surface of the gate electrode. An interlayer insulating film having a contact hole for a take-out electrode from the source region or the drain region substantially corresponding to an end face of the layer; and (e) extending over the interlayer insulating film taken out through the contact hole. An insulating gate type field effect semiconductor device characterized by being provided with an electrode wiring.
【請求項2】 請求項1において、前記コンタクトホー
ルは前記ゲイト電極および前記酸化物層を利用したセル
ファラインで形成された構造である事を特徴とする絶縁
ゲイト型電界効果半導体装置。
2. The insulated gate field effect semiconductor device according to claim 1, wherein the contact hole has a structure formed by self-alignment using the gate electrode and the oxide layer.
【請求項3】 請求項1において、前記酸化物層は陽極
酸化により得られた事を特徴とする絶縁ゲイト型電界効
果半導体装置。
3. The insulating gate type field effect semiconductor device according to claim 1, wherein the oxide layer is obtained by anodic oxidation.
【請求項4】 請求項1において、前記電極配線が液晶
装置の画素電極を構成する事を特徴とする絶縁ゲイト型
電界効果半導体装置。
4. The insulated gate field effect semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode wiring constitutes a pixel electrode of a liquid crystal device.
【請求項5】(a)絶縁表面を有する基板上に半導体島
領域を形成する工程と、 (b)前記半導体島領域上にアルミニウムよりなるゲイ
ト電極をゲイト絶縁膜を介して形成する工程と、 (c)前記ゲイト電極をマスクとして前記半導体島領域
内に不純物イオンを注入して不純物領域を形成する工程
と、 (d)前記ゲイト電極を陽極酸化して前記ゲイト電極の
少なくとも側面を覆う酸化物層を形成する工程と、 (e)前記半導体島領域を覆う層間絶縁膜を形成する工
程と、 (f)前記層間絶縁膜に前記酸化物層の端面と概略一致
して前記不純物領域からの取り出し電極用のコンタクト
ホールを設ける工程と、 (g)前記コンタクトホールを介して前記層間絶縁膜上
に延在する電極配線を形成する工程とを有することを特
徴とする絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の作製方法。
5. (a) A step of forming a semiconductor island region on a substrate having an insulating surface, and (b) a step of forming a gate electrode made of aluminum on the semiconductor island region via a gate insulating film. (C) a step of implanting impurity ions into the semiconductor island region to form an impurity region by using the gate electrode as a mask, and (d) an oxide covering at least a side surface of the gate electrode by anodizing the gate electrode. A step of forming a layer, (e) a step of forming an interlayer insulating film covering the semiconductor island region, and (f) taking out from the impurity region substantially coincident with an end face of the oxide layer in the interlayer insulating film. An insulating gate comprising: a step of forming a contact hole for an electrode; and (g) a step of forming an electrode wiring extending on the interlayer insulating film through the contact hole. The method for manufacturing a field effect semiconductor device.
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JPS62214669A (en) * 1986-03-14 1987-09-21 Nec Corp Self-aligned amorphous silicon thin film transistor and manufacture thereof

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