JPH08316489A - Manufacture of thin film semiconductor device - Google Patents

Manufacture of thin film semiconductor device

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Publication number
JPH08316489A
JPH08316489A JP13726295A JP13726295A JPH08316489A JP H08316489 A JPH08316489 A JP H08316489A JP 13726295 A JP13726295 A JP 13726295A JP 13726295 A JP13726295 A JP 13726295A JP H08316489 A JPH08316489 A JP H08316489A
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JP
Japan
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thin film
forming
semiconductor
region
gate
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Pending
Application number
JP13726295A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Fujino
昌宏 藤野
Masaharu Hamazaki
正治 浜崎
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08316489A publication Critical patent/JPH08316489A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To control optimally a gate parasitic capacitance by the respective thin film transistors of the pixel part and the drive circuit part of a thin film semiconductor device by a method wherein before or after a gate formation process and a semiconductor film formation process, a semiconductor thin film and an optical filter layer, which is formed on the opposite side to the semiconductor thin film, are selectively provided by region holding a gate electrode between them. CONSTITUTION: Before and after a gate formation process and a semiconductor film formation process, a semiconductor thin film 4 and an optical filter layer 11, which is formed on the opposite side to the thin film 4, are selectively provided by region holding a gate electrode 2 between them. Then, a light irradiation is performed on a transparent substrate 1 through the rear of the substrate 1 via the layer 11 and a rear exposure treatment is performed in a self alignment using the electrode 2 as a mask in a state that the amount of transmitted light is controlled by region. Then, an ion stop layer 7 having a desired overlap to respond to a creeping of the amount of the transmitted light to the electrode 2 is formed by patterning on the thin film 4 by region. Lastly, impurities are implanted in the thin film 4 using the layer 7 as a mask to provide source and drain regions S and D in the thin film 4.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄膜半導体装置の製造方
法に関する。より詳しくは、多結晶シリコン等からなる
半導体薄膜を活性層とするボトムゲート型の薄膜トラン
ジスタを裏面露光により作成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thin film semiconductor device. More specifically, it relates to a method of forming a bottom gate type thin film transistor having a semiconductor thin film made of polycrystalline silicon or the like as an active layer by backside exposure.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタを集積形成した薄膜半
導体装置は例えばアクティブマトリクス型液晶表示パネ
ルの駆動基板(能動素子基板)に好適であり、従来から
盛んに開発されている。薄膜トランジスタの活性層とし
ては非晶質シリコン薄膜や多結晶シリコン薄膜が代表的
に用いられている。又、薄膜トランジスタの構造として
はボトムゲート型とトップゲート型が主として開発され
ている。これらは何れも電界効果型トランジスタであ
る。ボトムゲート型は透明基板の表面にゲート電極をパ
タニング形成した後ゲート絶縁膜を介してその上に活性
層となる半導体薄膜を形成する。トップゲート型は先に
活性層となる半導体薄膜を透明基板上に成膜した後、ゲ
ート絶縁膜を介してその上にゲート電極をパタニングす
る。ボトムゲート型は製造プロセスが複雑になる一方信
頼性の面で優れている。即ち、活性層がゲート絶縁膜を
介して透明基板から離間しているので基板に含有された
汚染物質の悪影響が少ない。これに対し、トップゲート
型は製造プロセスが比較的単純である一方、信頼性の面
で劣る。即ち、活性層が直接基板表面に接しているので
汚染される可能性がある。
2. Description of the Related Art A thin film semiconductor device in which thin film transistors are integrated is suitable for, for example, a drive substrate (active element substrate) of an active matrix type liquid crystal display panel, and has been actively developed. Amorphous silicon thin films and polycrystalline silicon thin films are typically used as active layers of thin film transistors. Further, as the structure of the thin film transistor, a bottom gate type and a top gate type have been mainly developed. All of these are field effect transistors. In the bottom gate type, a gate electrode is patterned on the surface of a transparent substrate, and then a semiconductor thin film to be an active layer is formed on the gate electrode via a gate insulating film. In the top gate type, a semiconductor thin film to be an active layer is first formed on a transparent substrate, and then a gate electrode is patterned on the transparent substrate through a gate insulating film. The bottom gate type is superior in reliability while the manufacturing process is complicated. That is, since the active layer is separated from the transparent substrate via the gate insulating film, adverse effects of contaminants contained in the substrate are small. On the other hand, the top gate type has a relatively simple manufacturing process, but is inferior in reliability. That is, since the active layer is in direct contact with the substrate surface, it may be contaminated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ボトムゲート型の薄膜
トランジスタの製造プロセスを簡略化する為、従来から
裏面露光処理が行なわれており、下地のゲート電極をマ
スクとしてセルフアライメントで種々のパタニングを行
なう。例えば、ゲート電極に整合したイオン阻止層を半
導体薄膜上にパタニングし、これをマスクとして不純物
をドーピングする事で薄膜トランジスタのソース領域及
びドレイン領域を形成している。この場合、裏面から照
射する光の回り込み(回折)がある為、ゲート電極に比
べイオン阻止層のパタンは内側に縮小化しある程度のオ
フセットが生じる。このオフセット量は薄膜トランジス
タの動作特性に影響を与える。従来の裏面露光処理では
個々の薄膜トランジスタについてオフセット量を選択的
に制御する事は困難であり、全て同一の動作特性を有し
ていた。しかしながら、薄膜トランジスタを集積形成し
た表示用の薄膜半導体装置では画面領域に形成される画
素スイッチング用の薄膜トランジスタに加え、周辺領域
に同じく薄膜トランジスタで駆動回路を集積形成する構
造が開発されている。この場合、画面領域と周辺領域で
は、薄膜トランジスタの動作特性を夫々最適化したいに
も関わらず、従来の裏面露光処理では画一的な動作特性
を有する薄膜トランジスタしか得られなかった。
In order to simplify the manufacturing process of the bottom gate type thin film transistor, back surface exposure processing has been conventionally performed, and various patterning is performed by self alignment using the underlying gate electrode as a mask. For example, a source region and a drain region of a thin film transistor are formed by patterning an ion blocking layer aligned with a gate electrode on a semiconductor thin film and using this as a mask to dope impurities. In this case, since the light radiated from the back surface wraps around (diffracts), the pattern of the ion blocking layer is reduced inward as compared with the gate electrode, and some offset occurs. This offset amount affects the operating characteristics of the thin film transistor. In the conventional backside exposure process, it is difficult to selectively control the offset amount for each thin film transistor, and they all have the same operating characteristics. However, in a thin film semiconductor device for display in which thin film transistors are integratedly formed, a structure has been developed in which, in addition to a pixel switching thin film transistor formed in a screen region, a drive circuit is similarly integrated and formed in a peripheral region in a thin film transistor. In this case, in the screen region and the peripheral region, although it is desired to optimize the operating characteristics of the thin film transistors, the conventional backside exposure process can only obtain thin film transistors having uniform operating characteristics.

【0004】さらに、画面領域に形成される薄膜トラン
ジスタは画素スイッチングに用いる為、そのリーク電流
を抑制する為所謂LDD構造を採用している。これに対
し、周辺領域に形成される薄膜トランジスタは駆動回路
を構成する為、高い動作速度と大きなオン電流が要求さ
れ、LDD構造は採用しない事が好ましい。裏面露光処
理を利用してLDD構造を形成する場合、先ず裏面露光
によるセルフアライメントによってイオン阻止層(例え
ばフォトレジスト、絶縁酸化物膜等)を形成後、画面領
域と周辺領域の両方に属する薄膜トランジスタのソース
領域及びドレイン領域に比較的低濃度の不純物をイオン
注入又はイオンドーピングする。次に、画面領域のLD
D領域を保護するフォトリソグラフィ工程及び周辺領域
に属する薄膜トランジスタのチャネル部を保護するフォ
トリソグラフィ工程を行なってから、高濃度の不純物を
イオン注入又はイオンドーピングする。これにより、画
面領域にLDD構造を有する薄膜トランジスタを形成す
ると共に、周辺領域にLDD構造を有しない薄膜トラン
ジスタを形成する。上述したフォトリソグラフィ工程
は、セルフアライメントではない為、LDD領域の精度
がフォトリソグラフィ精度に依存し、薄膜トランジスタ
のリーク電流にバラツキが生じる。又、周辺領域の駆動
回路を構成する薄膜トランジスタに大きなオフセット領
域が生じて駆動不可能になる事がある。結果的に、表示
画質の均一性が悪くなるという課題がある。又、上述し
た従来の方法において、薄膜トランジスタのリーク電流
低減効果を安定化させる為には、LDD領域のプロセス
的なマージンと駆動回路を構成する薄膜トランジスタの
プロセス的なマージンをとる必要がある。これらのプロ
セスマージンは結果的に画素開口率の低下をもたらすと
いう課題がある。
Further, since the thin film transistor formed in the screen area is used for pixel switching, a so-called LDD structure is adopted to suppress the leak current. On the other hand, since the thin film transistor formed in the peripheral region constitutes a driving circuit, a high operating speed and a large on-current are required, and it is preferable not to adopt the LDD structure. When the LDD structure is formed by using the back surface exposure process, first, an ion blocking layer (for example, a photoresist, an insulating oxide film, etc.) is formed by self-alignment by the back surface exposure, and then the thin film transistors belonging to both the screen region and the peripheral region are formed. Ion implantation or ion doping with a relatively low concentration of impurities is performed on the source region and the drain region. Next, LD of the screen area
After performing a photolithography process for protecting the D region and a photolithography process for protecting the channel portion of the thin film transistor belonging to the peripheral region, a high concentration impurity is ion-implanted or ion-doped. As a result, a thin film transistor having an LDD structure is formed in the screen region, and a thin film transistor having no LDD structure is formed in the peripheral region. Since the photolithography process described above is not self-alignment, the precision of the LDD region depends on the photolithography precision, and the leak current of the thin film transistor varies. In addition, a large offset region may occur in the thin film transistor that constitutes the drive circuit in the peripheral region, which makes it impossible to drive. As a result, there is a problem that the uniformity of the display image quality becomes poor. Further, in the above-described conventional method, in order to stabilize the leak current reduction effect of the thin film transistor, it is necessary to secure a process margin of the LDD region and a process margin of the thin film transistor forming the drive circuit. These process margins result in a problem that the pixel aperture ratio is lowered.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に
よれば薄膜半導体装置は以下の工程により製造される。
先ず、ゲート形成工程を行ない、透明基板の表面側に遮
光性を有するゲート電極をパタニング形成する。次に半
導体成膜工程を行ない該ゲート電極の上にゲート絶縁膜
を介して光透過性を有する半導体薄膜を成膜する。該ゲ
ート形成工程及び半導体成膜工程の前又は後でフィルタ
配設工程を行ない、該ゲート電極を間にして該半導体薄
膜とは反対側に、光学フィルタ層を領域別に選択的に設
ける。次に阻止層形成工程を行ない、該透明基板の裏面
から該光学フィルタ層を介して光を照射し、透過光量を
領域別に制御した状態で、該ゲート電極をマスクとして
セルフアライメントで裏面露光処理を実施し、該ゲート
電極に対して透過光量の回り込みに応じた所望のオフセ
ット(オーバーラップ)を有するイオン阻止層を領域別
に該半導体薄膜の上にパタニング形成する。最後にトラ
ンジスタ形成工程を行ない、該イオン阻止層をマスクと
してセルフアライメントで該半導体薄膜に不純物をドー
ピングし、領域別にゲートオフセット量を制御したボト
ムゲート型の薄膜トランジスタを集積形成する。
Means for Solving the Problems The following means have been taken in order to solve the above-mentioned problems of the conventional technology. That is, according to the present invention, the thin film semiconductor device is manufactured by the following steps.
First, a gate forming step is performed to form a gate electrode having a light shielding property on the surface side of the transparent substrate by patterning. Next, a semiconductor film forming step is performed to form a light-transmitting semiconductor thin film on the gate electrode via a gate insulating film. A filter disposing step is performed before or after the gate forming step and the semiconductor film forming step, and an optical filter layer is selectively provided in each region on the side opposite to the semiconductor thin film with the gate electrode interposed therebetween. Next, a blocking layer forming step is performed, and light is emitted from the back surface of the transparent substrate through the optical filter layer to control the amount of transmitted light for each area, and the back surface is exposed by self-alignment using the gate electrode as a mask. Then, an ion blocking layer having a desired offset (overlap) depending on the amount of transmitted light with respect to the gate electrode is patterned and formed on the semiconductor thin film for each region. Finally, a transistor forming step is performed, and the semiconductor thin film is doped with impurities by self-alignment using the ion blocking layer as a mask to integrally form a bottom gate type thin film transistor in which a gate offset amount is controlled for each region.

【0006】好ましくは、前記半導体成膜工程は透明基
板に規定された画面領域及びこれを囲む周辺領域の両者
に渡って半導体薄膜を成膜する。この場合、前記トラン
ジスタ形成工程は該画面領域にスイッチング用の薄膜ト
ランジスタを集積形成すると同時に該周辺領域にも薄膜
トランジスタを集積して該スイッチング用の薄膜トラン
ジスタを駆動する駆動回路を作成する。加えて画素形成
工程を行ない該スイッチング用の薄膜トランジスタによ
りスイッチングされる画素電極を画面領域に形成する。
この様にして作成された薄膜半導体装置を駆動基板とし
てアクティブマトリクス型の表示装置を組み立てる場合
には、予め対向電極が形成された対向基板を所定の間隙
を介して該透明基板に接合し、該間隙に液晶等の電気光
学物質を封入すれば良い。なお、前記半導体成膜工程で
は、例えば非晶質シリコンより光透過性に優れた多結晶
シリコンからなる半導体薄膜を成膜する。
Preferably, in the step of forming a semiconductor film, a semiconductor thin film is formed over both a screen area defined on a transparent substrate and a peripheral area surrounding the screen area. In this case, in the transistor forming step, a thin film transistor for switching is integrated and formed in the screen area, and at the same time, a thin film transistor is integrated in the peripheral area to form a driving circuit for driving the thin film transistor for switching. In addition, a pixel forming step is performed to form a pixel electrode switched by the switching thin film transistor in the screen area.
In the case of assembling an active matrix type display device using the thin film semiconductor device thus manufactured as a drive substrate, the counter substrate on which the counter electrode is formed in advance is bonded to the transparent substrate through a predetermined gap, An electro-optical material such as liquid crystal may be filled in the gap. In addition, in the semiconductor film forming step, for example, a semiconductor thin film made of polycrystalline silicon, which is superior in light transmittance to amorphous silicon, is formed.

【0007】本発明の一態様では、前記フィルタ配設工
程は該透明基板の裏面に沿って単層フィルタ膜、多層フ
ィルタ膜又はフィルタ板からなる光学フィルタ層を配設
する。あるいはこれに代えて、前記フィルタ配設工程は
該透明基板の表面に沿って該ゲート電極の下に単層フィ
ルタ膜又は多層フィルタ膜からなる光学フィルタ層を配
設する工程であっても良い。本発明の他の態様では、前
記阻止層形成工程は該半導体薄膜の上に絶縁物を成膜す
る工程と、該絶縁物の上にフォトレジストを成膜した後
裏面露光処理を行ない該ゲート電極に対してオフセット
有するフォトレジストパタンを作成する工程と、該フォ
トレジストパタンを介して該絶縁物をエッチングしてチ
ャネルストッパに加工しイオン阻止層とする工程を含ん
でいる。あるいはこれに代えて、前記阻止層形成工程は
該半導体薄膜の上にイオン透過性の絶縁物からなる保護
膜を成膜する工程と、該保護膜の上にフォトレジストを
成膜した後裏面露光処理を行ないそのままフォトレジス
トをイオン阻止層にする工程とを含むものであっても良
い。
In one aspect of the present invention, the filter disposing step disposes an optical filter layer made of a single-layer filter film, a multi-layer filter film or a filter plate along the back surface of the transparent substrate. Alternatively, the filter disposing step may be a step of disposing an optical filter layer made of a single-layer filter film or a multi-layer filter film below the gate electrode along the surface of the transparent substrate. In another aspect of the present invention, the blocking layer forming step includes a step of forming an insulator on the semiconductor thin film, and a back surface exposure process after forming a photoresist on the insulator. And a step of forming a photoresist pattern having an offset, and a step of etching the insulator through the photoresist pattern to form a channel stopper to form an ion blocking layer. Alternatively, the blocking layer forming step includes a step of forming a protective film made of an ion-permeable insulating material on the semiconductor thin film, and a back surface exposure after forming a photoresist on the protective film. And the step of performing the treatment to use the photoresist as an ion blocking layer as it is.

【0008】本発明の一側面によれば、前記阻止層形成
工程は画面領域内に比較的小さなオフセットを有する熱
変形性の第1イオン阻止層を形成する一方周辺領域内に
比較的大きなオフセットを有する熱変形性の第2イオン
阻止層を形成する。この場合、前記トランジスタ形成工
程は該第1及び第2イオン阻止層をマスクとして低濃度
の不純物をドーピングする工程と、熱処理を加えて第1
イオン阻止層を熱変形させ小さなオフセットを超えて外
側に拡大化する一方第2イオン阻止層の熱変形を大きな
オフセット内に限定する工程と、熱変形した第1及び第
2のイオン阻止層をマスクとして高濃度の不純物をドー
ピングして画面領域にLDD構造を有する薄膜トランジ
スタを形成する一方周辺領域にはLDD構造を有しない
薄膜トランジスタを形成する工程とを含んでいる。
According to one aspect of the present invention, the blocking layer forming step forms a heat-deformable first ion blocking layer having a relatively small offset in the screen area, and a relatively large offset in the peripheral area. The second heat-deformable ion blocking layer is formed. In this case, the transistor forming step includes a step of doping a low concentration impurity using the first and second ion blocking layers as a mask, and a heat treatment to add a first step.
A step of thermally deforming the ion blocking layer to expand outward beyond a small offset while limiting the thermal deformation of the second ion blocking layer within a large offset; and masking the thermally deformed first and second ion blocking layers As a second step, a step of forming a thin film transistor having an LDD structure in the screen region by doping with a high concentration of impurities and forming a thin film transistor having no LDD structure in the peripheral region is included.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、例えば非晶質シリコンに比べ光透
過性に優れた多結晶シリコンからなる半導体薄膜を活性
層として、ボトムゲート型の電界効果薄膜トランジスタ
を画面領域と周辺領域に渡って同一の透明基板上に形成
している。ゲート電極は遮光可能な金属ないし同等な特
性を有する材質で形成され、ゲート電極のパタンをマス
クとして裏面からセルフアライメントで露光処理を行な
う事により、光の回折でゲート電極パタン上に回り込む
オフセット量(オーバーラップ量)が一義的に決まるイ
オン阻止層を形成している。このイオン阻止層をマスク
として不純物を活性層にドーピングする。この場合、透
明基板のデバイスが形成される表面とは反対側の裏面に
沿って、画面領域と周辺領域の少なくとも一方に光学フ
ィルタ層を形成している。このフィルタ層は裏面露光処
理に用いる光の透過率を変化させる単層フィルタ膜又は
同様の機能を有する多層フィルタ膜からなる。もしく
は、領域間で透過率が異なるフィルタ板を透明基板の裏
面に密接してフィルタ層とする。これにより、画面領域
と周辺領域との間で裏面からの露光量を異ならせてい
る。これにより、画面領域に形成される画素スイッチン
グ用の薄膜トランジスタと周辺領域に形成される駆動回
路部の薄膜トランジスタとの間で、オーバーラップ量を
夫々異なるサイズに形成している。この為、画素スイッ
チング用薄膜トランジスタと駆動回路部の薄膜トランジ
スタとで夫々ゲート寄生容量を最適に制御する事ができ
る。あるいは、ゲート電極を形成する前に、予め画面領
域と周辺領域の少なくとも一方に、裏面露光に必要な波
長の透過率を変化させるフィルタ層を形成しても良い。
画面領域と周辺領域とで裏面からの露光量を異ならせる
事で、同様に画素スイッチング用薄膜トランジスタと駆
動回路部の薄膜トランジスタとで夫々オーバーラップ量
を異なるサイズに形成できる。さらに、イオン阻止層と
して、熱変形可能なフォトレジストを用いる事により、
画面領域にはLDD構造を有する薄膜トランジスタを形
成でき、周辺領域にはLDD構造を有しない薄膜トラン
ジスタを形成できる。この場合、1回の裏面露光処理と
ソース領域及びドレイン領域形成の為の低濃度及び高濃
度に分けた2回のイオン注入又はイオンドーピングと、
1回のフォトレジストの熱処理でLDD構造を作り込む
事が可能である。
According to the present invention, the bottom gate type field effect thin film transistor is the same in the screen region and the peripheral region with the semiconductor thin film made of polycrystalline silicon, which is superior in light transmittance as compared with amorphous silicon, as the active layer. It is formed on a transparent substrate. The gate electrode is formed of a light-shielding metal or a material having the same characteristics. By performing the exposure process by self-alignment from the back surface using the pattern of the gate electrode as a mask, an offset amount (around the gate electrode pattern due to light diffraction) ( The ion blocking layer is formed so that the overlap amount is uniquely determined. The active layer is doped with impurities using the ion blocking layer as a mask. In this case, an optical filter layer is formed on at least one of the screen area and the peripheral area along the back surface of the transparent substrate opposite to the surface on which the device is formed. This filter layer is composed of a single-layer filter film or a multi-layer filter film having a similar function that changes the transmittance of light used for the backside exposure processing. Alternatively, a filter plate having different transmittances between regions is closely attached to the back surface of the transparent substrate to form a filter layer. Thereby, the exposure amount from the back surface is made different between the screen area and the peripheral area. As a result, the amount of overlap between the thin film transistor for pixel switching formed in the screen region and the thin film transistor of the drive circuit portion formed in the peripheral region is formed to have different sizes. For this reason, the gate parasitic capacitance can be optimally controlled by the pixel switching thin film transistor and the thin film transistor of the drive circuit unit, respectively. Alternatively, before forming the gate electrode, a filter layer for changing the transmittance of the wavelength required for the back surface exposure may be formed in advance in at least one of the screen area and the peripheral area.
By differentiating the amount of exposure from the back surface in the screen region and the peripheral region, it is possible to form the pixel switching thin film transistor and the thin film transistor in the drive circuit unit with different overlap amounts in the same manner. Furthermore, by using a thermally deformable photoresist as the ion blocking layer,
A thin film transistor having an LDD structure can be formed in the screen region, and a thin film transistor having no LDD structure can be formed in the peripheral region. In this case, one back exposure process and two ion implantations or dopings divided into low concentration and high concentration for forming the source region and the drain region,
It is possible to form the LDD structure by one heat treatment of the photoresist.

【0010】[0010]

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は本発明にかかる薄膜半導体装置
製造方法の一例を示す工程図である。先ず工程(A)に
おいて、ガラス等からなる透明基板1の表面側に遮光性
を有するゲート電極2をパタニング形成する。例えば、
Mo,Ta等の金属又は合金をスパッタリング等により
成膜した後、フォトリソグラフィ及びエッチングを用い
て所定の形状にパタニングし、ゲート電極2に加工す
る。続いて、ゲート電極2の上にゲート絶縁膜3を形成
する。例えば、SiO2 ,SiN等をCVD法により成
膜してゲート絶縁膜3とする。あるいは、金属からなる
ゲート電極2の表面を陽極酸化して、ゲート絶縁膜3の
一部としても良い。さらに、非晶質シリコンに比べ光透
過性に優れた多結晶シリコンからなる半導体薄膜4をゲ
ート絶縁膜3の上に成膜する。例えば、CVD法で非晶
質シリコンを成膜した後、エキシマレーザ光を照射して
一旦溶融化し再結晶化を行なって高品質の多結晶シリコ
ンに転換する。この後、半導体薄膜4の上に絶縁物5を
成膜する。例えば、SiO2 をCVD法により所定の膜
厚で成膜し、絶縁物5を設ける。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a process chart showing an example of a method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention. First, in step (A), a gate electrode 2 having a light-shielding property is patterned on the surface side of a transparent substrate 1 made of glass or the like. For example,
After forming a metal or alloy such as Mo or Ta by sputtering or the like, it is patterned into a predetermined shape by using photolithography and etching and processed into the gate electrode 2. Then, the gate insulating film 3 is formed on the gate electrode 2. For example, the gate insulating film 3 is formed by depositing SiO 2 , SiN or the like by the CVD method. Alternatively, the surface of the gate electrode 2 made of metal may be anodized to be a part of the gate insulating film 3. Further, a semiconductor thin film 4 made of polycrystalline silicon, which is superior in light transmittance to amorphous silicon, is formed on the gate insulating film 3. For example, after depositing amorphous silicon by the CVD method, excimer laser light is irradiated to once melt and recrystallize to convert it into high-quality polycrystalline silicon. After that, the insulator 5 is formed on the semiconductor thin film 4. For example, SiO 2 is formed into a film having a predetermined thickness by the CVD method and the insulator 5 is provided.

【0011】本発明の特徴事項として、上述したゲート
形成工程及び半導体成膜工程の前又は後で、ゲート電極
2を間にして半導体薄膜4とは反対側に、光学フィルタ
層11を領域別に選択的に設ける。図示の例では、光学
フィルタ層11を設けた領域のみを表わしている。続い
て、絶縁物5の上にフォトレジストを成膜した後、透明
基板1の裏面から光学フィルタ層11を介してゲート電
極2をマスクとしセルフアライメントでフォトレジスト
を露光する。これにより、ゲート電極2に略整合したフ
ォトレジストパタン6を作成する。
As a feature of the present invention, before or after the above-mentioned gate formation step and semiconductor film formation step, the optical filter layer 11 is selected for each region on the side opposite to the semiconductor thin film 4 with the gate electrode 2 interposed therebetween. To set up. In the illustrated example, only the region where the optical filter layer 11 is provided is shown. Subsequently, after forming a photoresist film on the insulator 5, the photoresist is exposed from the back surface of the transparent substrate 1 through the optical filter layer 11 using the gate electrode 2 as a mask by self-alignment. As a result, a photoresist pattern 6 that is substantially aligned with the gate electrode 2 is created.

【0012】工程(B)に進み、フォトレジストパタン
6を介して絶縁物5をエッチングし、ゲート電極2に略
整合したイオン阻止層(チャネルストッパ)7に加工す
る。フォトレジストパタン6は光学フィルタ層11を介
して裏面露光強度を調整する事で、所望のサイズに形成
できる。このフォトレジストパタン6をマスクとして絶
縁物5をエッチングする事で、イオン阻止層7となるチ
ャネルストッパの寸法を自在に制御可能である。裏面露
光による光の回折で、ゲート電極2のパタン内に回り込
んだオフセット量(オーバーラップ量)をΔLとする
と、ゲート電極2の幅W−2×ΔLのサイズがチャネル
長Lを決定する。通常、ΔLが小さいほど薄膜トランジ
スタのゲート寄生容量は少なくなり、高性能な動作特性
が得られる。この様に、本発明では透明基板1の裏面か
ら光学フィルタ層11を介して光照射を行ない透過光量
を領域別に制御した状態で、ゲート電極2をマスクとし
てセルフアライメントで裏面露光処理を行ない、ゲート
電極2に対して透過光量の回り込みに応じた所望のオー
バーラップを有するイオン阻止層7を領域別に半導体薄
膜4の上にパタニング形成する。
In step (B), the insulator 5 is etched through the photoresist pattern 6 to form an ion blocking layer (channel stopper) 7 substantially aligned with the gate electrode 2. The photoresist pattern 6 can be formed in a desired size by adjusting the back surface exposure intensity via the optical filter layer 11. By etching the insulator 5 using the photoresist pattern 6 as a mask, the dimensions of the channel stopper to be the ion blocking layer 7 can be freely controlled. Assuming that the offset amount (overlap amount) that wraps around the pattern of the gate electrode 2 by the diffraction of light by the back surface exposure is ΔL, the size of the width W−2 × ΔL of the gate electrode 2 determines the channel length L. Generally, the smaller ΔL is, the smaller the gate parasitic capacitance of the thin film transistor becomes, and the higher performance operation characteristics can be obtained. As described above, in the present invention, the backside exposure process is performed by self-alignment using the gate electrode 2 as a mask in a state where the backside of the transparent substrate 1 is irradiated with light through the optical filter layer 11 and the amount of transmitted light is controlled for each region. An ion blocking layer 7 having a desired overlap depending on the amount of transmitted light with respect to the electrode 2 is patterned and formed on the semiconductor thin film 4 for each region.

【0013】最後に工程(C)で、イオン阻止層7をマ
スクとしてセルフアライメントで不純物を半導体薄膜4
に注入してソース領域S及びドレイン領域Dを設ける。
これによりゲート寄生容量が制御されたボトムゲート型
の薄膜トランジスタ(TFT)が集積形成される。不純
物の注入は例えばイオンドーピングにより行なわれる。
この方法では、原料気体をイオン化した後、質量分離を
行なう事なく加速して不純物を半導体薄膜4にドーピン
グする。大面積の薄膜半導体装置を製造する場合にはこ
のイオンドーピング法が好適である。但し、本発明はこ
れに限られるものではなく不純物注入方法としてイオン
インプランテーションを用いる事もできる。この方法で
は原料気体をイオン化した後、質量分離を行ない加速し
て所望の不純物種のイオンをビーム状に半導体薄膜に注
入する。この後、ドレイン領域Dに接続してドレイン配
線8Dをパタニングし、ソース領域Sに接続してソース
配線8Sをパタニング形成する。
Finally, in the step (C), the semiconductor thin film 4 is doped with impurities by self-alignment using the ion blocking layer 7 as a mask.
To form a source region S and a drain region D.
As a result, bottom gate type thin film transistors (TFTs) whose gate parasitic capacitance is controlled are integrated. The implantation of impurities is performed by ion doping, for example.
In this method, after the source gas is ionized, the semiconductor thin film 4 is accelerated and accelerated without mass separation. This ion doping method is suitable for manufacturing a large-area thin film semiconductor device. However, the present invention is not limited to this, and ion implantation can also be used as an impurity implantation method. In this method, after ionizing a source gas, mass separation is performed and acceleration is performed to inject ions of a desired impurity species into a semiconductor thin film in a beam shape. Then, the drain wiring 8D is connected to the drain region D to be patterned, and the source wiring 8S is connected to the source region S to be patterned.

【0014】図3は、本発明にかかる薄膜半導体装置製
造方法の他の例を示す工程図である。基本的な工程は図
1に示した例と同様であり、対応する部分には対応する
参照番号を付して理解を容易にしている。本例では、透
明基板に設定された画面領域に画素電極及びそのスイッ
チング用薄膜トランジスタを集成形成すると共に、同一
基板上に設定された周辺領域にスイッチング用の薄膜ト
ランジスタを駆動する回路を集積形成している。かかる
構成を有する薄膜半導体装置はアクティブマトリクス型
表示装置の能動素子基板として好適である。先ず工程
(A)で、透明基板1の表面に設定された画面領域Xに
ゲート電極2xをパタニング形成すると共に、同じく透
明基板1の表面に設定された周辺領域Yに他のゲート電
極2yを同時にパタニング形成する。これらのゲート電
極2x,2yを共通のゲート絶縁膜3で被覆する。さら
にこのゲート絶縁膜3の上に画面領域X及びこれを囲む
周辺領域Yの両者に渡って半導体薄膜4を成膜する。さ
らに半導体薄膜4の上にSiO2 等からなる絶縁物5を
成膜する。ここで、透明基板1の裏面に光学フィルタ層
11を設ける。本例では、画面領域Xのみに光学フィル
タ層11を設けており、周辺領域Yの透過光量に比べ、
画面領域Xにおける透過光量が小さくなる様に制御して
いる。即ち、光学フィルタ層11は透明基板1の裏面か
ら光照射を行なう際、透過光量を領域X,Y別に制御し
ている。続いて、絶縁物5の上にフォトレジストを成膜
した後、透明基板1の裏面からゲート電極2x,2yを
マスクとしてセルフアライメントでフォトレジストを露
光し、各ゲート電極2x,2yに略整合したフォトレジ
ストパタン6x,6yを作成する。この際、画面領域X
に比べ周辺領域Yの裏面露光強度が光学フィルタ層11
が介在しない分だけ大きくなる。従って、光の回折によ
るオーバーラップ量がフォトレジストパタン6xに比べ
フォトレジストパタン6yの方が大きくなる。
FIG. 3 is a process drawing showing another example of the method for manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention. The basic steps are the same as in the example shown in FIG. 1, and corresponding parts are designated by corresponding reference numerals to facilitate understanding. In this example, the pixel electrode and its switching thin film transistor are collectively formed in the screen area set on the transparent substrate, and the circuit for driving the switching thin film transistor is integratedly formed in the peripheral area set on the same substrate. . The thin film semiconductor device having such a configuration is suitable as an active element substrate of an active matrix display device. First, in step (A), a gate electrode 2x is patterned on a screen area X set on the surface of the transparent substrate 1, and another gate electrode 2y is simultaneously formed on a peripheral area Y also set on the surface of the transparent substrate 1. Patterning is formed. These gate electrodes 2x and 2y are covered with a common gate insulating film 3. Further, the semiconductor thin film 4 is formed on the gate insulating film 3 over both the screen region X and the peripheral region Y surrounding the screen region X. Further, an insulator 5 made of SiO 2 or the like is formed on the semiconductor thin film 4. Here, the optical filter layer 11 is provided on the back surface of the transparent substrate 1. In this example, the optical filter layer 11 is provided only in the screen area X, and compared with the amount of transmitted light in the peripheral area Y,
The amount of transmitted light in the screen area X is controlled to be small. That is, the optical filter layer 11 controls the amount of transmitted light for each of the regions X and Y when light is irradiated from the back surface of the transparent substrate 1. Subsequently, after forming a photoresist film on the insulator 5, the photoresist is exposed from the back surface of the transparent substrate 1 by self-alignment using the gate electrodes 2x and 2y as a mask to substantially align with the gate electrodes 2x and 2y. Photoresist patterns 6x and 6y are created. At this time, the screen area X
The back surface exposure intensity of the peripheral region Y is smaller than that of the optical filter layer 11
Will increase as there is no intervention. Therefore, the amount of overlap due to light diffraction is larger in the photoresist pattern 6y than in the photoresist pattern 6x.

【0015】工程(B)に進み、フォトレジストパタン
6x,6yをマスクとして絶縁物5をエッチングし、ゲ
ート電極2x,2yに夫々重なったイオン阻止層(チャ
ネルストッパ)7x,7yに加工する。続いて工程
(C)に進み、半導体薄膜4をアイランド状にパタニン
グし、阻止領域毎に分離する。続いて、各チャネルスト
ッパ7x,7yをマスクとしてセルフアライメントで不
純物を半導体薄膜4に注入する。これにより、画面領域
Xにスイッチング用の薄膜トランジスタ(TFT−S
W)が集積形成されると共に、周辺領域Yにも薄膜トラ
ンジスタ(TFT−CKT)を集積して、TFT−SW
を駆動する回路を作成する。図示する様に、TFT−C
KTのチャネル長はTFT−SWのチャネル長に比べオ
ーバーラップ量が大きい分短縮化されている。なお、こ
こでは不純物としてP(リン)をイオンドーピング又は
イオンインプランテーションしており、Nチャネル型の
TFT−SW及びTFT−CKTを形成している。不純
物Pが注入された半導体薄膜4の部位が、各薄膜トラン
ジスタのソース領域S及びドレイン領域Dになる。この
後、TFT−SWのソース領域Sに接続してソース配線
8Sを形成する。同時にTFT−CKTのドレイン領域
Dに接続してドレイン配線8Dを形成すると共にソース
領域Sに接続してソース配線8Sを形成する。
In step (B), the insulator 5 is etched by using the photoresist patterns 6x and 6y as masks to form the ion blocking layers (channel stoppers) 7x and 7y respectively overlapping the gate electrodes 2x and 2y. Subsequently, in step (C), the semiconductor thin film 4 is patterned into an island shape, and separated into blocking regions. Subsequently, impurities are implanted into the semiconductor thin film 4 by self-alignment using the channel stoppers 7x and 7y as masks. As a result, a thin film transistor (TFT-S) for switching is displayed in the screen area X.
W) is formed in an integrated manner, and a thin film transistor (TFT-CKT) is also integrated in the peripheral region Y to form a TFT-SW.
Create a circuit to drive. As shown, TFT-C
The channel length of KT is shortened by the amount of overlap larger than the channel length of TFT-SW. Here, P (phosphorus) is ion-doped or ion-implanted as an impurity to form an N-channel TFT-SW and a TFT-CKT. The part of the semiconductor thin film 4 into which the impurity P is implanted becomes the source region S and the drain region D of each thin film transistor. After that, the source wiring 8S is formed by connecting to the source region S of the TFT-SW. At the same time, the drain wiring 8D is formed by connecting to the drain region D of the TFT-CKT, and the source wiring 8S is formed by connecting to the source region S.

【0016】最後に工程(E)において、TFT−SW
及びTFT−CKTをPSG等からなる層間絶縁膜9で
被覆する。この層間絶縁膜9にコンタクトホールを開口
し、TFT−SWのドレイン領域Dを一部露出する。層
間絶縁膜9の上にITO等からなる透明導電膜をスパッ
タリング等により成膜した後、フォトリソグラフィ及び
エッチングにより所定の形状にパタニングして画素電極
10を形成する。この画素電極10はTFT−SWのド
レイン領域Dに電気接続しており、TFT−SWにより
スイッチング駆動される。この様にして、活性層として
多結晶シリコンからなる半導体薄膜4を用いる事によ
り、同一の透明基板1上に画素部及び駆動回路部を形成
する事が可能になる。かかる構成を有する薄膜半導体装
置はアクティブマトリクス型表示装置の組み立てに用い
られる。この場合には、予め対向電極が形成された対向
基板を所定の間隙を介して透明基板1に接合し、この間
隙に液晶等の電気光学物質を封入すれば良い。
Finally, in step (E), the TFT-SW
And the TFT-CKT is covered with an interlayer insulating film 9 made of PSG or the like. A contact hole is opened in the interlayer insulating film 9 to partially expose the drain region D of the TFT-SW. A transparent conductive film made of ITO or the like is formed on the interlayer insulating film 9 by sputtering or the like, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching to form the pixel electrode 10. The pixel electrode 10 is electrically connected to the drain region D of the TFT-SW and is switching-driven by the TFT-SW. In this way, by using the semiconductor thin film 4 made of polycrystalline silicon as the active layer, it becomes possible to form the pixel portion and the drive circuit portion on the same transparent substrate 1. The thin film semiconductor device having such a structure is used for assembling an active matrix type display device. In this case, a counter substrate on which a counter electrode is formed in advance may be bonded to the transparent substrate 1 through a predetermined gap, and an electro-optical substance such as liquid crystal may be sealed in the gap.

【0017】図4は、本発明に従って製造された薄膜半
導体装置の他の例を示す模式的な部分断面図である。基
本的な構成は、図2の(E)に示したものと同様であ
り、対応する部分には対応する参照番号を付して理解を
容易にしている。図2の(E)に示した構造は、周辺領
域YにNチャネル型のTFT−CKTのみを形成し駆動
回路を構成していた。これに対し、図3に示した例で
は、周辺領域YにはNチャネル型の薄膜トランジスタ
(Nch−TFT−CKT)に加え、Pチャネル型の薄
膜トランジスタ(Pch−TFT−CKT)が集積形成
されている。この様に、本例ではCMOSを用いて駆動
回路部を構成している。本例の場合、先ずN型の不純物
(例えばP)をイオンドーピングし、TFT−SWのド
レイン領域D、ソース領域SとNch−TFT−CKT
のドレイン領域D及びソース領域Sを形成する。続い
て、P型の不純物(例えばB)を選択的にイオンドーピ
ングし、Pch−TFT−CKTのドレイン領域D及び
ソース領域Sを形成する。この後、ソース配線8S、ド
レイン配線8D、画素電極10をパタニング形成する事
により、同一基板上に画素部と駆動回路部を形成する事
ができる。本例でも領域選択的に形成された光学フィル
タ層11を介してゲート電極2x,2yn,2ypをマ
スクとした裏面露光処理により夫々対応するチャネルス
トッパ7x,7yn,7ypを作成している。従って、
従来行なっていたフォトリソグラフィ工程の合わせ精度
に依存する事なく、且つ光学フィルタ層11により露光
強度を領域別に適当な値に設定する事で、TFT−SW
やTFT−CKTの寄生容量を夫々適切に制御可能であ
る。
FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing another example of the thin film semiconductor device manufactured according to the present invention. The basic structure is similar to that shown in FIG. 2E, and corresponding parts are designated by corresponding reference numerals to facilitate understanding. In the structure shown in FIG. 2E, only the N-channel TFT-CKT is formed in the peripheral region Y to form a drive circuit. On the other hand, in the example shown in FIG. 3, in the peripheral region Y, in addition to the N-channel type thin film transistor (Nch-TFT-CKT), the P-channel type thin film transistor (Pch-TFT-CKT) is formed integrally. . Thus, in this example, the CMOS is used to form the drive circuit unit. In the case of this example, first, an N-type impurity (for example, P) is ion-doped, and the drain region D and the source region S of the TFT-SW and the Nch-TFT-CKT are formed.
A drain region D and a source region S are formed. Subsequently, P-type impurities (for example, B) are selectively ion-doped to form the drain region D and the source region S of the Pch-TFT-CKT. After that, by patterning the source wiring 8S, the drain wiring 8D, and the pixel electrode 10, the pixel portion and the driving circuit portion can be formed on the same substrate. Also in this example, the corresponding channel stoppers 7x, 7yn, and 7yp are formed by the back surface exposure process using the gate electrodes 2x, 2yn, and 2yp as masks through the region-selectively formed optical filter layer 11. Therefore,
By setting the exposure intensity to an appropriate value for each region by the optical filter layer 11 without depending on the alignment accuracy of the photolithography process that has been conventionally performed, the TFT-SW
And the parasitic capacitance of TFT-CKT can be controlled appropriately.

【0018】図4は裏面露光量とオーバーラップ量との
関係を示すグラフである。このグフラの横軸に裏面露光
量(J/cm2 )をとり、縦軸に裏面露光による光の回折
でゲートパタンに入り込んだオーバーラップ量ΔL(μ
m)を示している。グフラから明らかな様に、裏面露光
量の強度が大きくなるにつれ、光の回折が強くなりオー
バーラップ量ΔLが増加している。本発明では、領域選
択的に光学フィルタ層を介在させて実効的な裏面露光量
を調節する事により、領域毎に最適なオーバーラップ量
ΔLを実現している。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the back surface exposure amount and the overlap amount. The back-side exposure amount (J / cm 2 ) is plotted on the horizontal axis of this guffler, and the overlap amount ΔL (μ that entered the gate pattern due to light diffraction by the back-side exposure is plotted on the vertical axis.
m) is shown. As is clear from the graphula, as the intensity of the back surface exposure amount increases, the light diffraction increases and the overlap amount ΔL increases. According to the present invention, the optimum overlap amount ΔL is realized for each area by adjusting the effective back surface exposure amount by selectively interposing the optical filter layer.

【0019】図5は、光学フィルタ層11の具体的な構
成を表わす模式図である。この例では、画面領域のみに
対してガラス等からなる透明基板1の裏面側に光学フィ
ルタ層11を配設している。裏面露光に用いる特定の波
長成分を光学フィルタ層11で反射する事で、表面側に
到達する露光量を調整し、画面領域と周辺領域とで異な
るサイズのオーバーラップ量ΔLを得ている。図5にお
いて、空気の屈折率をn0、透明基板1の屈折率をn
2、光学フィルタ層11を構成する単層フィルタ膜の屈
折率をn1、その膜厚をd1とするとn1>n0,n2
で、n1・d1=(2k+1)λ/4の時に最大反射条
件となる。但しkは任意の整数値である。例えば、透明
基板1に、ゲート電極2x,2y、ゲート絶縁膜3、多
結晶シリコンからなる半導体薄膜4、SiO2 からなる
絶縁物5を形成し、光学フィルタ層11の単層フィルタ
膜にSiNx (n1=1.8)を用いた場合、一般に露
光に用いられる波長(380〜440nm)では、d1=
40〜80nmにする事で、反射率が約15%増加する。
この場合、図4に示したΔLの露光量依存性から明らか
な様に、画面領域におけるオーバーラップ量ΔLpと周
辺領域におけるオーバーラップ量ΔLdとの間に約0.
2μm程度の差を生じさせる事ができる。又、光学フィ
ルタ層11を構成する単層フィルタ膜をTiO2 (n1
=2.9)にした場合には、d1=25〜50nmにする
事で、反射率が約40%になり、ΔLpとΔLdとの間
に約0.6μm程度の差を生じさせる事ができる。な
お、本例では光学フィルタ層11として単層フィルタ膜
を用いたが、これに代えて多層フィルタ膜を用いても同
様な効果が得られる。
FIG. 5 is a schematic view showing a specific structure of the optical filter layer 11. In this example, the optical filter layer 11 is provided only on the screen area on the back surface side of the transparent substrate 1 made of glass or the like. By reflecting the specific wavelength component used for the back surface exposure on the optical filter layer 11, the exposure amount reaching the front surface side is adjusted, and the overlap amount ΔL having different sizes in the screen region and the peripheral region is obtained. In FIG. 5, the refractive index of air is n0, and the refractive index of the transparent substrate 1 is n.
2. Assuming that the refractive index of the single-layer filter film constituting the optical filter layer 11 is n1 and the film thickness thereof is d1, n1> n0, n2
Then, the maximum reflection condition is obtained when n1 · d1 = (2k + 1) λ / 4. However, k is an arbitrary integer value. For example, the gate electrodes 2x, 2y, the gate insulating film 3, the semiconductor thin film 4 made of polycrystalline silicon, and the insulator 5 made of SiO 2 are formed on the transparent substrate 1, and SiN x is formed on the single-layer filter film of the optical filter layer 11. When (n1 = 1.8) is used, d1 = at a wavelength (380 to 440 nm) generally used for exposure.
By setting the thickness to 40 to 80 nm, the reflectance increases by about 15%.
In this case, as is apparent from the exposure amount dependency of ΔL shown in FIG. 4, the overlap amount ΔLp in the screen region and the overlap amount ΔLd in the peripheral region are about 0.
A difference of about 2 μm can be generated. In addition, the single-layer filter film forming the optical filter layer 11 is made of TiO 2 (n1
= 2.9), by setting d1 = 25 to 50 nm, the reflectance becomes about 40%, and a difference of about 0.6 μm can be generated between ΔLp and ΔLd. . Although a single layer filter film is used as the optical filter layer 11 in this example, a similar effect can be obtained by using a multilayer filter film instead of this.

【0020】図6は、図5に示した光学フィルタ層11
の形成に用いる成膜治具(マスク)を示している。この
様に、光学フィルタ層11はフォトリソグラフィ工程等
を用いる事なく、開口部51を持った単純な成膜治具5
0を用いて領域選択的に形成できる。
FIG. 6 shows the optical filter layer 11 shown in FIG.
3 shows a film forming jig (mask) used for forming the film. In this way, the optical filter layer 11 does not use a photolithography process or the like, and the simple film forming jig 5 having the opening 51 is formed.
Regions can be selectively formed by using 0.

【0021】図7及び図8は光学フィルタ層の他の例を
表わしている。ここではフィルタ膜の代わりにNDフィ
ルタ11bを有するフィルタ板11aを、透明基板1の
裏面側に密接配置している。これにより、画面領域と周
辺領域に対する裏面からの透過率を制御する事で、実効
的な露光量に差を生じさせ、同一の透明基板上に異なる
2通りのΔLp,ΔLdを得る事ができる。これは露光
波長依存性がなく、特別なプロセスを必要としない為有
効な方法である。
7 and 8 show another example of the optical filter layer. Here, a filter plate 11a having an ND filter 11b instead of the filter film is closely arranged on the back surface side of the transparent substrate 1. Thus, by controlling the transmittance from the back surface with respect to the screen area and the peripheral area, it is possible to cause a difference in effective exposure amount and obtain two different ΔLp and ΔLd on the same transparent substrate. This is an effective method because it does not depend on the exposure wavelength and does not require a special process.

【0022】さらに、図9は、透明基板1の表面に沿っ
てゲート電極2xの下に選択的に単層フィルタ膜11c
又は多層フィルタ膜からなる光学フィルタ層を配設した
例を示している。単層フィルタ膜11cはn1>n0,
n2且つn1・d1=(2k+1)λ/4の条件を満た
す様に成膜され、透明基板1の裏面でなくデバイス側の
表面に、ゲート電極2xを形成する前に形成している。
この後、ボトムゲート型のトランジスタを形成する事
で、同様の効果を得る事が可能である。
Further, FIG. 9 shows that the single-layer filter film 11c is selectively provided under the gate electrode 2x along the surface of the transparent substrate 1.
Alternatively, an example in which an optical filter layer made of a multilayer filter film is arranged is shown. The single-layer filter film 11c has n1> n0,
The film is formed to satisfy the conditions of n2 and n1 · d1 = (2k + 1) λ / 4, and is formed not on the back surface of the transparent substrate 1 but on the device-side surface before forming the gate electrode 2x.
After that, the same effect can be obtained by forming a bottom gate type transistor.

【0023】次に図10は、同一基板上にLDD構造を
有した画素スイッチング用の薄膜トランジスタとLDD
構造を有しないNチャネル型の駆動回路用薄膜トランジ
スタを形成する方法を表わしており、前述したNDフィ
ルタを利用した例である。先ず工程(A)で、透明基板
1上にゲート電極2x,2y、ゲート絶縁膜3、半導体
薄膜4、イオン透過性の絶縁物からなる保護膜5aを順
次形成する。この保護膜5aは例えばイオン打ち込みが
可能な膜厚のSiO2 からなる。工程(B)に進み、画
面領域Xの裏面のみに、NDフィルタ11bを配設し、
周辺領域Yよりも画面領域Xの透過率が小さくなる様に
している。さらに、熱変形性のフォトレジストを保護膜
5aの上に塗布する。このフォトレジストは熱処理で横
方向に形状が変形可能である。この後、フィルタ板11
aを介して裏面露光を行ないフォトレジストパタン6
x,6yを得る。これらのフォトレジストパタン6x,
6yはそのままイオン阻止層として用いられる。これに
より、ΔLpはΔLdに比べ小さく形成される。ここで
は、裏面露光量とNDフィルタ11bの値を適当に選ぶ
事で、ΔLpが略0〜0.5μmになり、且つΔLdが
1.5〜2.0μmとなる様に制御する。例えば、図4
のグラフから明らかな様に、露光量を1.2〜2.0J
/cm2 とし、NDフィルタ11bの透過率を10〜20
%にする事で上述したΔLp,ΔLdを作り込む事がで
きる。
Next, FIG. 10 shows a pixel switching thin film transistor having an LDD structure and an LDD on the same substrate.
This shows a method of forming an N-channel type drive circuit thin film transistor having no structure, which is an example using the ND filter described above. First, in step (A), the gate electrodes 2x and 2y, the gate insulating film 3, the semiconductor thin film 4, and the protective film 5a made of an ion-permeable insulator are sequentially formed on the transparent substrate 1. The protective film 5a is made of, for example, SiO 2 having a film thickness that enables ion implantation. Proceeding to step (B), the ND filter 11b is provided only on the back surface of the screen region X,
The transmittance of the screen area X is smaller than that of the peripheral area Y. Further, a thermally deformable photoresist is applied on the protective film 5a. This photoresist can be laterally deformed by heat treatment. After this, the filter plate 11
Backside exposure is performed via a.
Get x, 6y. These photoresist patterns 6x,
6y is used as it is as an ion blocking layer. As a result, ΔLp is formed smaller than ΔLd. Here, by properly selecting the back surface exposure amount and the value of the ND filter 11b, control is performed so that ΔLp becomes approximately 0 to 0.5 μm and ΔLd becomes 1.5 to 2.0 μm. For example, in FIG.
As is clear from the graph of, the exposure amount is 1.2 to 2.0J
/ Cm 2, and the transmittance of the ND filter 11b is 10 to 20.
The above-mentioned ΔLp and ΔLd can be incorporated by setting the ratio to%.

【0024】工程(C)に進み、イオン透過性の保護膜
5aの上から、フォトレジストパタン6x,6yをイオ
ン阻止層(マスク)として、イオン注入又はイオンドー
ピング法によって低濃度の不純物(例えばP)を半導体
薄膜4に打ち込む。
Proceeding to step (C), a low-concentration impurity (for example, P) is formed on the ion-permeable protective film 5a by ion implantation or ion doping using the photoresist patterns 6x and 6y as ion blocking layers (masks). ) Is implanted into the semiconductor thin film 4.

【0025】工程(D)に進み、イオン阻止層として用
いたフォトレジストパタン6x,6yを横方向に拡大さ
せる熱処理を行ない、イオン阻止層であるフォトレジス
トパタン6xをトランジスタのゲート電極2xのサイズ
よりも片側で0.5〜1.0μm程度大きくする。これ
に対し、イオン阻止層であるフォトレジストパタン6y
については対応するゲート電極2yのサイズよりも内側
にくる様に制御する。この状態で、横方向に拡大したフ
ォトレジストパタン6x,6yをマスクとして、イオン
注入又はイオンドーピングによって高濃度の不純物
(P)を半導体薄膜4に打ち込む。これにより、画面領
域XにはLDD領域を備えた薄膜トランジスタが形成さ
れ、周辺領域Yには通常の薄膜トランジスタが形成され
る。
Proceeding to the step (D), a heat treatment for laterally expanding the photoresist patterns 6x and 6y used as the ion blocking layer is performed, and the photoresist pattern 6x which is the ion blocking layer is made larger than the size of the gate electrode 2x of the transistor. Is also increased by 0.5 to 1.0 μm on one side. On the other hand, the photoresist pattern 6y which is the ion blocking layer
Is controlled so as to be inside the size of the corresponding gate electrode 2y. In this state, a high-concentration impurity (P) is implanted into the semiconductor thin film 4 by ion implantation or ion doping using the photoresist patterns 6x and 6y enlarged in the lateral direction as a mask. As a result, a thin film transistor having an LDD region is formed in the screen region X, and a normal thin film transistor is formed in the peripheral region Y.

【0026】最後に工程(E)で、フォトリソグラフィ
及びエッチングで保護膜5aにコンタクトホールを開口
する。さらに、フォトリソグラフィやエッチングを用い
てソース配線8S、ドレイン配線8D、画素電極10を
形成する。以上の様に、本例では画面領域X内に比較的
小さなオーバーラップを有する熱変形性の第1イオン阻
止層(フォトレジストパタン6x)を形成する一方、周
辺領域内に比較的大きなオーバーラップを有する熱変形
性の第2イオン阻止層(フォトレジストパタン6y)を
形成している。さらに、第1及び第2イオン阻止層をマ
スクとして低濃度の不純物をドーピングした後、熱処理
を加えて第1イオン阻止層を熱変形させ小さなオーバー
ラップを超えて外側に拡大化する一方、第2イオン阻止
層の熱変形を大きなオーバーラップ内に限定する。この
後熱変形した第1及び第2のイオン阻止層をマスクとし
て高濃度の不純物をドーピングして画面領域にLDD構
造を有する薄膜トランジスタを形成する一方、周辺領域
にはLDD構造を有しない薄膜トランジスタを形成す
る。
Finally, in step (E), a contact hole is opened in the protective film 5a by photolithography and etching. Further, the source wiring 8S, the drain wiring 8D, and the pixel electrode 10 are formed by using photolithography or etching. As described above, in this example, the thermally deformable first ion blocking layer (photoresist pattern 6x) having a relatively small overlap is formed in the screen area X, while the relatively large overlap is formed in the peripheral area. The heat-deformable second ion blocking layer (photoresist pattern 6y) is formed. Further, after doping low-concentration impurities using the first and second ion blocking layers as masks, heat treatment is applied to thermally deform the first ion blocking layers to expand outward beyond a small overlap, while Limit thermal deformation of the ion blocking layer to within a large overlap. Then, the thermally deformed first and second ion blocking layers are used as a mask to dope a high concentration of impurities to form a thin film transistor having an LDD structure in the screen region, while forming a thin film transistor having no LDD structure in the peripheral region. To do.

【0027】図11は、画面領域XにLDD構造を有す
る画素スイッチング用の薄膜トランジスタLDD−TF
T−SWと、周辺領域Yに通常のNch−TFT−CK
TとPch−TFT−CKTからなるCMOS駆動回路
を同時に形成した例を表わしている。ここでは、図10
で用いた保護膜5aに代えて、イオン阻止に十分な膜厚
を有するSiO2 等からなる絶縁物を形成している。1
回目の裏面露光後にこの絶縁物をエッチングし、フォト
レジストを残した状態でイオン注入又はイオンドーピン
グで低濃度のN型不純物(P)を半導体薄膜4に打ち込
み、N−型のLDD領域を形成する。この後フォトレジ
ストを横方向に拡大させる熱処理を行ない、高濃度のN
型不純物(P)を半導体薄膜4に打ち込み、LDD−T
FT−SWとNch−TFT−CKTのソース領域及び
ドレイン領域を形成する。次に、LDD−TFT−SW
とNch−TFT−CKTの部分をレジストでマスクす
る一方、エッチングされた絶縁物からなるイオン阻止層
7ypをマスクとして高濃度のP型不純物(例えばB)
を打ち込んでPch−TFT−CKTのドレイン領域及
びソース領域を形成する。この後、ソース配線8S、ド
レイン配線8Dを形成して、セルフアライン方式のCM
OS駆動回路が完成する。この様にして、ゲート電極2
x,2yn,2ypに対してセルフアラインのLDD−
TFT−SWと同じくセルフアラインのNch−TFT
−CKT,Pch−TFT−CKTを同時に得る事がで
きる。又、上記のセルフアライメント方法を用いると、
高精細パネル等画素ピッチが小さいパネルであればある
ほど、フォトリソグラフィ工程のマージン(露光装置に
よるが約1.0〜3.0μm程度)が不要になる為、画
素スイッチング用トランジスタのLDD領域及び駆動回
路用トランジスタのチャネル部の保護用レジストパタン
のマージン部分が少なくて良く、高開口率パネルを作成
する事に有効である。
FIG. 11 shows a thin film transistor LDD-TF for pixel switching having an LDD structure in the screen area X.
T-SW and normal Nch-TFT-CK in the peripheral area Y
This shows an example in which a CMOS drive circuit composed of T and Pch-TFT-CKT is formed at the same time. Here, FIG.
Instead of the protective film 5a used in the above, an insulator made of SiO 2 or the like having a film thickness sufficient for preventing ions is formed. 1
This insulator is etched after the back surface exposure for the second time, and a low concentration N-type impurity (P) is implanted into the semiconductor thin film 4 by ion implantation or ion doping while leaving the photoresist, thereby forming an N-type LDD region. . After that, a heat treatment for laterally expanding the photoresist is performed to obtain a high concentration of N.
Type impurity (P) is implanted into the semiconductor thin film 4, and LDD-T
A source region and a drain region of FT-SW and Nch-TFT-CKT are formed. Next, LDD-TFT-SW
While masking the Nch-TFT-CKT portion with a resist, a high-concentration P-type impurity (for example, B) is used with the ion blocking layer 7yp made of an etched insulator as a mask.
Is implanted to form a drain region and a source region of Pch-TFT-CKT. After that, a source wiring 8S and a drain wiring 8D are formed, and a self-aligned CM is formed.
The OS drive circuit is completed. In this way, the gate electrode 2
LDD-self-aligned with x, 2yn, and 2yp
Self-aligned Nch-TFT as well as TFT-SW
-CKT, Pch-TFT-CKT can be obtained at the same time. Also, using the above self-alignment method,
As the panel has a smaller pixel pitch such as a high-definition panel, the margin of the photolithography process (about 1.0 to 3.0 μm depending on the exposure device) becomes unnecessary. Therefore, the LDD region and the driving of the pixel switching transistor are required. The margin portion of the protective resist pattern of the channel portion of the circuit transistor may be small, which is effective for producing a high aperture ratio panel.

【0028】最後に図12は、本発明に従って製造され
た薄膜半導体装置を用いて組み立てられたアクティブマ
トリクス型表示装置の一例を示している。図示する様
に、本表示装置は透明基板101と対向基板102と両
者の間に保持された液晶103等からなる電気光学物質
とを備えたパネル構造を有する。透明基板101には画
素部104と駆動回路部とが集積形成されている。駆動
回路部は垂直駆動回路105と水平駆動回路106とに
分かれている。又、透明基板101の周辺部上端には外
部接続用の端子部107が形成されている。端子部10
7は配線108を介して垂直駆動回路105及び水平駆
動回路106に接続している。画素部104には互いに
交差するゲート配線109及び信号配線110が形成さ
れている。ゲート配線109は垂直駆動回路105に接
続し、信号配線110は水平駆動回路106に接続して
いる。ゲート配線109と信号配線110の交差部には
画素電極111及びこれをスイッチング駆動する薄膜ト
ランジスタ112が形成されている。薄膜トランジスタ
112のドレイン領域は対応する画素電極111に接続
し、ソース領域は対応する信号配線110に接続し、ゲ
ート電極は対応するゲート配線109に接続している。
Finally, FIG. 12 shows an example of an active matrix type display device assembled by using the thin film semiconductor device manufactured according to the present invention. As shown in the figure, the display device has a panel structure including a transparent substrate 101, a counter substrate 102, and an electro-optical material composed of a liquid crystal 103 and the like held between the transparent substrate 101 and the counter substrate 102. A pixel portion 104 and a driving circuit portion are integrated and formed on the transparent substrate 101. The drive circuit section is divided into a vertical drive circuit 105 and a horizontal drive circuit 106. Further, a terminal portion 107 for external connection is formed on the upper end of the peripheral portion of the transparent substrate 101. Terminal part 10
7 is connected to the vertical drive circuit 105 and the horizontal drive circuit 106 via the wiring 108. A gate wiring 109 and a signal wiring 110 which intersect with each other are formed in the pixel portion 104. The gate wiring 109 is connected to the vertical driving circuit 105, and the signal wiring 110 is connected to the horizontal driving circuit 106. A pixel electrode 111 and a thin film transistor 112 for switching and driving the pixel electrode 111 are formed at the intersection of the gate line 109 and the signal line 110. The drain region of the thin film transistor 112 is connected to the corresponding pixel electrode 111, the source region is connected to the corresponding signal line 110, and the gate electrode is connected to the corresponding gate line 109.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、領
域選択的に設けた光学フィルタ層を介した裏面露光処理
を用いて、画素部と駆動回路部を同一基板上に形成して
いる。本発明によれば、1回の裏面露光処理で、画素部
及び駆動回路部の薄膜トランジスタの寄生容量を決定す
るゲート電極とソース領域/ドレイン領域とのオーバー
ラップ量ΔLを夫々最適化する事ができる。従来、オー
バーラップ量ΔLは画素部と駆動回路部で同一サイズと
なり、異なるサイズを形成する事は困難であった。又、
本発明によれば1回の裏面露光処理と2回の低濃度及び
高濃度に分けたイオン注入処理と、1回のフォトレジス
ト加熱処理とで、セルフアライメントの画素部トランジ
スタのLDD構造と、セルフアラインの駆動回路部のト
ランジスタ構造の両者が同時に形成できると共に、LD
Dプロセスの簡素化が可能になる。全てのボトムゲート
型薄膜トランジスタがセルフアラインで形成される為、
寄生容量の低減とバラツキの低減が可能になり、アクテ
ィブマトリクス型の表示装置等に応用した場合画質が向
上する。寄生容量の低減とバラツキの低減は開口率に大
きな影響を与える蓄積容量(画素用補助容量)の低減に
も役立つ。加えてセルフアラインプロセスの為、イオン
阻止層に対するフォトリソグラフィ工程のプロセスマー
ジンが不要になり、パネルの画素開口率が向上できる。
As described above, according to the present invention, the pixel portion and the driving circuit portion are formed on the same substrate by using the back surface exposure processing through the optical filter layer provided selectively. There is. According to the present invention, the amount of overlap ΔL between the gate electrode and the source region / drain region, which determines the parasitic capacitance of the thin film transistor in the pixel portion and the driving circuit portion, can be optimized by one back exposure process. . Conventionally, the overlap amount ΔL has the same size in the pixel section and the drive circuit section, and it has been difficult to form different sizes. or,
According to the present invention, the LDD structure of the pixel transistor of the self-alignment and the self-alignment are formed by one back exposure process, two ion implantation processes of low concentration and high concentration, and one photoresist heating process. Both the transistor structure of the align drive circuit can be formed at the same time, and the LD
The D process can be simplified. Since all bottom-gate thin film transistors are self-aligned,
It is possible to reduce the parasitic capacitance and the variation, and improve the image quality when applied to an active matrix type display device or the like. The reduction of the parasitic capacitance and the variation are also useful for reducing the storage capacitance (pixel auxiliary capacitance) that greatly affects the aperture ratio. In addition, the self-alignment process eliminates the need for a process margin for the photolithography process for the ion blocking layer, thereby improving the pixel aperture ratio of the panel.

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

【図1】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法の一例
を示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing an example of a method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法の他の
例を示す工程図である。
FIG. 2 is a process drawing showing another example of the method for manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法の別の
例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing another example of the method for manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention.

【図4】裏面露光量とチャネル寸法のオーバーラップΔ
Lとの関係を示すグラフである。
[FIG. 4] Overlap Δ of backside exposure and channel size
It is a graph which shows the relationship with L.

【図5】本発明にかかる製造方法に用いられる光学フィ
ルタ層の一例を示す模式的な断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical filter layer used in the manufacturing method according to the present invention.

【図6】図5に示した光学フィルタ層の形成に用いる成
膜治具を示す模式的な平面図である。
6 is a schematic plan view showing a film forming jig used for forming the optical filter layer shown in FIG.

【図7】光学フィルタ層の他の例を示す模式的な断面図
である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another example of the optical filter layer.

【図8】図7に示した光学フィルタ層の模式的な平面図
である。
FIG. 8 is a schematic plan view of the optical filter layer shown in FIG.

【図9】光学フィルタ層の別の例を示す模式的な断面図
である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another example of the optical filter layer.

【図10】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法のさ
らに別の例を示す工程図である。
FIG. 10 is a process drawing showing still another example of the method for manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention.

【図11】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法のさ
らに別の例を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic view showing still another example of the method for manufacturing a thin film semiconductor device according to the present invention.

【図12】本発明に従って製造された薄膜半導体装置を
用いて組み立てられたアクティブマトリクス型液晶表示
装置の一例を示す模式的な斜視図である。
FIG. 12 is a schematic perspective view showing an example of an active matrix type liquid crystal display device assembled using the thin film semiconductor device manufactured according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板 2 ゲート電極 3 ゲート絶縁膜 4 半導体薄膜 5 絶縁物 6 フォトレジストパタン 7 イオン阻止層(チャネルストッパ) 10 画素電極 11 光学フィルタ層 1 Transparent Substrate 2 Gate Electrode 3 Gate Insulating Film 4 Semiconductor Thin Film 5 Insulator 6 Photoresist Pattern 7 Ion Blocking Layer (Channel Stopper) 10 Pixel Electrode 11 Optical Filter Layer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板の表面側に遮光性を有するゲー
ト電極をパタニング形成するゲート形成工程と、 該ゲート電極の上にゲート絶縁膜を介して光透過性を有
する半導体薄膜を成膜する半導体成膜工程と、 該ゲート形成工程及び半導体成膜工程の前又は後で該ゲ
ート電極を間にして該半導体薄膜とは反対側に、光学フ
ィルタ層を領域別に選択的に設けるフィルタ配設工程
と、 該透明基板の裏面から該光学フィルタ層を介して光照射
を行ない透過光量を領域別に制御した状態で、該ゲート
電極をマスクとしてセルフアライメントで裏面露光処理
を行ない、該ゲート電極に対して透過光量の回り込みに
応じた所望のオフセットを有するイオン阻止層を領域別
に該半導体薄膜の上にパタニング形成する阻止層形成工
程と、 該イオン阻止層をマスクとしてセルフアライメントで該
半導体薄膜に不純物をドーピングし、領域別にゲートオ
フセット量を制御したボトムゲート型の薄膜トランジス
タを集積形成するトランジスタ形成工程とを行なう薄膜
半導体装置の製造方法。
1. A gate formation step of patterning a light-shielding gate electrode on the surface side of a transparent substrate, and a semiconductor in which a light-transmitting semiconductor thin film is formed on the gate electrode through a gate insulating film. A film forming step, and a filter disposing step of selectively providing an optical filter layer for each region on the side opposite to the semiconductor thin film with the gate electrode interposed before or after the gate forming step and the semiconductor film forming step. , The rear surface of the transparent substrate is irradiated with light through the optical filter layer and the amount of transmitted light is controlled for each region, and the rear surface exposure process is performed by self-alignment using the gate electrode as a mask, and the light is transmitted to the gate electrode. A step of forming an ion blocking layer having a desired offset depending on the amount of light wrapping on the semiconductor thin film by region, and Method of manufacturing a thin film semiconductor device in which impurities are doped into the semiconductor thin film in self-alignment, is performed and a transistor forming step of integrally formed a bottom gate type thin film transistor controls the gate offset for each region as a.
【請求項2】 前記半導体成膜工程は透明基板に規定さ
れた画面領域及びこれを囲む周辺領域の両者に渡って半
導体薄膜を成膜し、前記トランジスタ形成工程は該画面
領域にスイッチング用の薄膜トランジスタを集積形成す
ると同時に該周辺領域にも薄膜トランジスタを集積して
該スイッチング用の薄膜トランジスタを駆動する駆動回
路を作成し、加えて画素形成工程を行ない該スイッチン
グ用の薄膜トランジスタによりスイッチングされる画素
電極を画面領域に形成する事を特徴とする請求項1記載
の薄膜半導体装置の製造方法。
2. The semiconductor film forming process forms a semiconductor thin film over both a screen region defined on a transparent substrate and a peripheral region surrounding the screen region, and in the transistor forming process, a switching thin film transistor is formed in the screen region. And forming a driving circuit for driving the switching thin film transistor by integrating thin film transistors also in the peripheral region at the same time as forming the pixel electrode and switching the pixel electrode switched by the switching thin film transistor to the screen region. The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the thin film semiconductor device is formed.
【請求項3】 前記フィルタ配設工程は、該透明基板の
裏面に沿って単層フィルタ膜、多層フィルタ膜又はフィ
ルタ板からなる光学フィルタ層を配設する工程である請
求項1記載の薄膜半導体装置の製造方法。
3. The thin film semiconductor according to claim 1, wherein the filter disposing step is a step of disposing an optical filter layer made of a single-layer filter film, a multi-layer filter film or a filter plate along the back surface of the transparent substrate. Device manufacturing method.
【請求項4】 前記フィルタ配設工程は、該透明基板の
表面に沿って該ゲート電極の下に単層フィルタ膜又は多
層フィルタ膜からなる光学フィルタ層を配設する工程で
ある請求項1記載の薄膜半導体装置の製造方法。
4. The filter disposing step is a step of disposing an optical filter layer made of a single-layer filter film or a multi-layer filter film below the gate electrode along the surface of the transparent substrate. Of manufacturing a thin film semiconductor device of.
【請求項5】 前記阻止層形成工程は、該半導体薄膜の
上に絶縁物を成膜する工程と、該絶縁物の上にフォトレ
ジストを成膜した後裏面露光処理を行ない該ゲート電極
に対してオフセットを有するフォトレジストパタンを作
成する工程と、該フォトレジストパタンを介して該絶縁
物をエッチングしてチャネルストッパに加工しイオン阻
止層とする工程とを含む請求項1記載の薄膜半導体装置
の製造方法。
5. The blocking layer forming step comprises: a step of forming an insulator on the semiconductor thin film; 2. The thin film semiconductor device according to claim 1, further comprising: a step of forming a photoresist pattern having an offset by etching, and a step of etching the insulator through the photoresist pattern to form a channel stopper into an ion blocking layer. Production method.
【請求項6】 前記阻止層形成工程は、該半導体薄膜の
上にイオン透過性の絶縁物からなる保護膜を成膜する工
程と、該保護膜の上にフォトレジストを成膜した後裏面
露光処理を行ないそのままフォトレジストをイオン阻止
層にする工程とを含む請求項1記載の薄膜半導体装置の
製造方法。
6. The blocking layer forming step comprises a step of forming a protective film made of an ion-permeable insulator on the semiconductor thin film, and a back surface exposure after forming a photoresist on the protective film. 2. The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of performing the treatment to use the photoresist as an ion blocking layer as it is.
【請求項7】 前記阻止層形成工程は画面領域内に比較
的小さなオフセットを有する熱変形性の第1イオン阻止
層を形成する一方周辺領域内に比較的大きなオフセット
を有する熱変形性の第2イオン阻止層を形成し、前記ト
ランジスタ形成工程は該第1及び第2イオン阻止層をマ
スクとして低濃度の不純物をドーピングする工程と、熱
処理を加えて第1イオン阻止層を熱変形させ小さなオフ
セットを超えて外側に拡大化する一方第2イオン阻止層
の熱変形を大きなオフセット内に限定する工程と、熱変
形した第1及び第2イオン阻止層をマスクとして高濃度
の不純物をドーピングして画面領域にLDD構造を有す
る薄膜トランジスタを形成する一方周辺領域にはLDD
構造を有しない薄膜トランジスタを形成する工程とを含
む請求項2記載の薄膜半導体装置の製造方法。
7. The blocking layer forming step forms a heat-deformable first ion blocking layer having a relatively small offset in a screen area, and a heat-deformable second ion blocking layer having a relatively large offset in a peripheral area. An ion blocking layer is formed, and the transistor forming step includes a step of doping a low concentration of impurities using the first and second ion blocking layers as a mask, and a heat treatment to thermally deform the first ion blocking layer to form a small offset. A step of expanding beyond the outside and limiting the thermal deformation of the second ion blocking layer within a large offset, and doping the high concentration impurity using the thermally deformed first and second ion blocking layers as a mask A thin film transistor having an LDD structure is formed on the other side, while LDD is formed on the peripheral region.
3. The method for manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 2, further comprising the step of forming a thin film transistor having no structure.
【請求項8】 前記半導体成膜工程は、非晶質シリコン
より光透過性に優れた多結晶シリコンからなる半導体薄
膜を成膜する工程である請求項1記載の薄膜半導体装置
の製造方法。
8. The method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor film forming step is a step of forming a semiconductor thin film made of polycrystalline silicon, which has a higher light transmittance than amorphous silicon.
【請求項9】 透明基板の表面側で画面領域及び周辺領
域の両方に遮光性を有するゲート電極をパタニング形成
するゲート形成工程と、 該ゲート電極の上にゲート絶縁膜を介して光透過性を有
する半導体薄膜を成膜する半導体成膜工程と、 該ゲート形成工程及び半導体成膜工程の前又は後で該ゲ
ート電極を間にして該半導体薄膜とは反対側に、光学フ
ィルタ層を領域別に選択的に設ける光学フィルタ配設工
程と、 該透明基板の裏面から該光学フィルタ層を介して光照射
を行ない透過光量を領域別に制御した状態で、該ゲート
電極をマスクとしてセルフアライメントで裏面露光処理
を行ない該ゲート電極に対して透過光量の回り込みに応
じた所望のオフセットを有するイオン阻止層を領域別に
該半導体薄膜の上にパタニング形成する阻止層形成工程
と、 該イオン阻止層をマスクとしてセルフアライメントで該
半導体薄膜に不純物をドーピングし、該画面領域に所定
のゲートオフセット量を有するスイッチング用の薄膜ト
ランジスタを集積形成する一方該周辺領域には異なるゲ
ートオフセット量の薄膜トランジスタを集積して該スイ
ッチング用の薄膜トランジスタを駆動する駆動回路を作
成するトランジスタ形成工程と、 該スイッチング用の薄膜トランジスタによりスイッチン
グされる画素電極を該画面領域に形成する画素形成工程
と、 予め対向電極が形成された対向基板を所定の間隙を介し
て該透明基板に接合し該間隙に電気光学物質を封入する
組立工程とを行なうアクティブマトリクス型表示装置の
製造方法。
9. A gate forming step of patterning a light-shielding gate electrode on both the screen region and the peripheral region on the surface side of the transparent substrate, and a light-transmitting property is provided on the gate electrode through a gate insulating film. A semiconductor film forming step of forming a semiconductor thin film having the same, and an optical filter layer is selected for each region on the side opposite to the semiconductor thin film with the gate electrode interposed before or after the gate forming step and the semiconductor film forming step. A step of arranging an optical filter, and a backside exposure process by self-alignment using the gate electrode as a mask in a state where light is radiated from the backside of the transparent substrate through the optical filter layer and the amount of transmitted light is controlled for each region. Forming a blocking layer in which an ion blocking layer having a desired offset according to the amount of transmitted light wraps around the gate electrode is patterned on the semiconductor thin film for each region. And a step of self-aligning the semiconductor thin film with impurities by using the ion blocking layer as a mask to integrally form a switching thin film transistor having a predetermined gate offset amount on the screen region, while forming a different gate offset on the peripheral region. A transistor forming step of forming a driving circuit for driving the switching thin film transistor by integrating a certain amount of thin film transistors, and a pixel forming step of forming a pixel electrode switched by the switching thin film transistor in the screen area, A method of manufacturing an active matrix type display device, which comprises: an opposing substrate having electrodes formed thereon is bonded to the transparent substrate through a predetermined gap, and an electro-optical material is sealed in the gap.
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