JPH0851215A - Semiconductor device and liquid crystal panel using it - Google Patents

Semiconductor device and liquid crystal panel using it

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JPH0851215A
JPH0851215A JP8794595A JP8794595A JPH0851215A JP H0851215 A JPH0851215 A JP H0851215A JP 8794595 A JP8794595 A JP 8794595A JP 8794595 A JP8794595 A JP 8794595A JP H0851215 A JPH0851215 A JP H0851215A
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gate electrode
insulating film
electrode
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contact hole
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Norihiro Terada
典裕 寺田
Masaaki Kameda
正明 亀田
Yasuki Harada
康樹 原田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device which can have a margin when etching during formation of a contact hole, and improve the contact between a takeout electrode and a gate electrode, and raise the yield rate. CONSTITUTION:In a semiconductor device, where source and drain regions having high-concentration impurities are made in the semiconductor layer 2 provided on a substrate 1, and a gate electrode 4 is made through a gate insulating film 3 on the semiconductor layer 2, and a protective insulating film 8 is made on the source and drain regions and the gate electrode 4, and wirings are connected to the source and drain regions and the gate electrode through the contact hole 9 provided in this protective insulating film 8, an electrode layer 14 is provided below the gate electrode 4 lying under the contact hole 9.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置、特に薄
膜半導体トランジスタ装置及びそれを用いた液晶パネル
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, particularly a thin film semiconductor transistor device and a liquid crystal panel using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のコプレナー型薄膜トランジスタを
図16ないし図18に示す。図16は平面図、図17は
x−x’線断面図、図18はy−y’線断面図である。
これらの図に示すように、ガラスなどからなる透明絶縁
性基板1上に形成された非晶質シリコン或いは多結晶シ
リコンからなる薄膜半導体膜2上にゲート絶縁膜3が設
けられ、このゲート絶縁膜3上に多結晶シリコンからな
るゲート電極4が設けられる。このゲート電極4をマス
クとして、半導体膜2に燐(P)、ボロン(B)等の不
純物をドーピングし、ソース、ドレイン領域6、7が形
成され、そして、このゲート電極4を含み半導体膜上が
保護絶縁膜8で被覆されている。この保護絶縁膜8にコ
ンタクトホール9、9、9が設けられ、これらコンタク
トホール9、9、9を介して、アルミニウム(Al)な
どからなる取り出し電極10とソース、ドレイン領域
6、7及びゲート電極4がそれぞれ接続されている。
2. Description of the Related Art A conventional coplanar thin film transistor is shown in FIGS. 16 is a plan view, FIG. 17 is a sectional view taken along line xx ′, and FIG. 18 is a sectional view taken along line yy ′.
As shown in these figures, a gate insulating film 3 is provided on a thin film semiconductor film 2 made of amorphous silicon or polycrystalline silicon formed on a transparent insulating substrate 1 made of glass or the like. A gate electrode 4 made of polycrystalline silicon is provided on the gate electrode 3. Using the gate electrode 4 as a mask, the semiconductor film 2 is doped with impurities such as phosphorus (P) and boron (B) to form source and drain regions 6 and 7, and the gate electrode 4 is included on the semiconductor film. Are covered with a protective insulating film 8. Contact holes 9, 9, 9 are provided in the protective insulating film 8, and lead-out electrodes 10 made of aluminum (Al) and the like, source / drain regions 6, 7 and gate electrodes are provided through the contact holes 9, 9, 9. 4 are connected to each other.

【0003】上述したように、従来の薄膜トランジスタ
を形成する場合、ソース、ドレイン領域6、7上に位置
する絶縁膜はゲート絶縁膜の形成時に作製した絶縁膜3
と保護絶縁膜8の二層構造となる。
As described above, when forming a conventional thin film transistor, the insulating film located on the source / drain regions 6 and 7 is the insulating film 3 formed at the time of forming the gate insulating film.
The protective insulating film 8 has a two-layer structure.

【0004】これに対して、ゲート電極4はゲート絶縁
膜3を形成した後に形成するので、図18に示すよう
に、ゲート電極4の上部は保護絶縁膜8の一層となる。
このため、ソース、ドレイン領域6、7上とゲート電極
4の上部での絶縁膜の膜厚に違いを生じる。これらの状
況でコンタクトホール9を形成すると、ゲート電極4上
はソース、ドレイン領域6、7上よりも膜厚が薄いた
め、速くエッチャントがゲート電極4に達し、ソース、
ドレイン領域6、7よりもエッチャントに晒される時間
が長くなる。この時、ゲート電極4は不純物を含む多結
晶シリコン等を用いるため、保護絶縁膜8のエッチャン
トに侵されやすく、ゲート電極4の薄膜化が生じる。
On the other hand, since the gate electrode 4 is formed after the gate insulating film 3 is formed, the upper portion of the gate electrode 4 becomes a single layer of the protective insulating film 8 as shown in FIG.
Therefore, a difference occurs in the film thickness of the insulating film on the source / drain regions 6 and 7 and on the gate electrode 4. When the contact hole 9 is formed in these situations, the etchant reaches the gate electrode 4 faster because the film thickness on the gate electrode 4 is thinner than on the source / drain regions 6 and 7, and
The exposure time to the etchant becomes longer than that of the drain regions 6 and 7. At this time, since the gate electrode 4 is made of polycrystalline silicon containing impurities or the like, it is easily attacked by the etchant of the protective insulating film 8 and the gate electrode 4 is thinned.

【0005】この結果、A1などからなる電極10との
コンタクトが不十分になり、接触不良等により歩留まり
が悪くなるという問題があった。この傾向は、特に、薄
膜トランジスタのようにゲート絶縁膜3が厚い場合や、
保護絶縁膜8に対して、ゲート絶縁膜3のエッチングレ
ートが非常に遅い場合に多発する。
As a result, there is a problem that the contact with the electrode 10 made of A1 or the like becomes insufficient and the yield is deteriorated due to poor contact or the like. This tendency is especially caused when the gate insulating film 3 is thick like a thin film transistor,
This frequently occurs when the etching rate of the gate insulating film 3 is very slow with respect to the protective insulating film 8.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この問題を克服するた
めの一例として、ゲート電極4の全体の膜厚を厚くする
ことが考えられるが、ゲート電極4が厚くなると、保護
絶縁膜8の膜厚を厚くしなければならず、成膜やエッチ
ングに時間がかかりスループットが悪くなる。また、段
差が大きくなり、保護絶縁膜8の段差の被覆性が悪くな
るなど他の部分で問題が生じる。更に、レーザによる活
性化の場合、ゲート電極4の膜厚を厚くするとゲート電
極4の下部の活性化が十分に行われないという問題もあ
った。
As an example for overcoming this problem, it is conceivable to increase the thickness of the gate electrode 4 as a whole. However, when the gate electrode 4 is thick, the thickness of the protective insulating film 8 is increased. Must be thicker, and film formation and etching take time, resulting in poor throughput. In addition, the step becomes large and the coverage of the step of the protective insulating film 8 deteriorates, which causes problems in other parts. Further, in the case of activation by laser, there is a problem that if the film thickness of the gate electrode 4 is increased, the lower part of the gate electrode 4 is not sufficiently activated.

【0007】この発明は、上述した従来の問題点を解消
するためになされたものにして、コンタクトホール形成
時のエッチング時間に余裕を持たせるとともに、取り出
し電極とゲート電極との接触を良好にし、歩留まりを向
上させることができる半導体装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and provides a margin for the etching time at the time of forming a contact hole, and improves the contact between the extraction electrode and the gate electrode. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the yield.

【0008】さらに、この発明は、液晶パネルに用いて
好適な半導体装置を提供し、ドライバー部と画素アレイ
部とを一つの基板に配置した液晶パネルを提供すること
を目的とする。
A further object of the present invention is to provide a semiconductor device suitable for use in a liquid crystal panel, and to provide a liquid crystal panel in which a driver section and a pixel array section are arranged on one substrate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体層に
高濃度不純物を有するソースおよびドレイン領域が形成
され、その半導体層上にゲート絶縁膜を介してゲート電
極が形成され、前記ソース、ドレイン領域及びゲート電
極上に保護絶縁膜が形成され、この保護絶縁膜に設けた
コンタクトホールを介してソース、ドレイン領域及びゲ
ート電極に配線がそれぞれ接続される半導体装置におい
て、コンタクトホールの下に位置するゲート電極の領域
は少なくとも2層の電極層で形成されていることを特徴
とする。
According to the present invention, a source and drain regions having high concentration impurities are formed in a semiconductor layer, and a gate electrode is formed on the semiconductor layer via a gate insulating film. In a semiconductor device in which a protective insulating film is formed on a region and a gate electrode, and wiring is connected to a source / drain region and a gate electrode through a contact hole formed in the protective insulating film, the protective insulating film is located below the contact hole. The region of the gate electrode is characterized by being formed of at least two electrode layers.

【0010】前記コンタクトホールの下に位置するゲー
ト電極の領域にゲート電極と同種の導電性を示す電極層
を配置し、コンタクトホールの下に位置するゲート電極
を2層の電極層で構成すると良い。
It is preferable that an electrode layer having the same type of conductivity as the gate electrode is arranged in the region of the gate electrode located below the contact hole, and the gate electrode located below the contact hole is composed of two electrode layers. .

【0011】また、この発明の液晶パネルは、透明絶縁
基板上にドライバー部と画素アレイ部が設けられた液晶
パネルであって、前記ドライバー部にコプレナー型薄膜
トランジスタを用い、画素アレイ部の画素スイッチング
用トランジスタに逆スタガ型薄膜トランジスタ用いると
共に、前記コプレナー型薄膜トランジスタは、前記透明
絶縁基板上に形成された半導体膜に高濃度不純物を有す
るソースおよびドレイン領域を備え、この半導体膜上に
ゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、前記ソー
ス、ドレイン領域及びゲート電極上に保護絶縁膜が形成
され、この保護絶縁膜に設けたコンタクトホールを介し
てソース、ドレイン領域及びゲート電極に配線がそれぞ
れ接続され、且つ前記コンタクトホールの下に位置する
ゲート電極の領域が少なくとも2層の電極層で形成され
ていることを特徴とする。
The liquid crystal panel of the present invention is a liquid crystal panel in which a driver section and a pixel array section are provided on a transparent insulating substrate, wherein a coplanar thin film transistor is used in the driver section for pixel switching of the pixel array section. With the use of an inverted staggered thin film transistor for a transistor, the coplanar thin film transistor is provided with a source and drain region having a high concentration impurity in a semiconductor film formed on the transparent insulating substrate, and via a gate insulating film on the semiconductor film. A gate electrode is formed, a protective insulating film is formed on the source and drain regions and the gate electrode, and wiring is connected to the source, drain region and the gate electrode through contact holes provided in the protective insulating film, and Region of the gate electrode located under the contact hole Characterized in that it is formed in the electrode layer of at least two layers.

【0012】前記コプレナー型薄膜トランジスタの半導
体層と電極層及び前記逆スタガ型薄膜トランジスタのゲ
ート電極を同一工程で形成すると良い。
The semiconductor layer and the electrode layer of the coplanar type thin film transistor and the gate electrode of the inverted stagger type thin film transistor may be formed in the same step.

【0013】[0013]

【作用】コンタクトホール下のゲート電極は2層の電極
層で形成されているので、ゲート電極がエッチャントに
長時間晒されても十分な耐性をもち、ゲート電極と配線
との良好なコンタクトが得られる。
[Function] Since the gate electrode under the contact hole is formed of two electrode layers, it has sufficient resistance even if the gate electrode is exposed to the etchant for a long time, and a good contact between the gate electrode and the wiring can be obtained. To be

【0014】上記半導体装置を、液晶パネルのドライバ
ー部に用い、画素アレイ部のトランジスタに逆スタガ型
トランジスタを用いることで、ドライバー部でのゲート
電極と配線との良好なコンタクトが得られ、歩留まりが
飛躍的に向上し、安価な液晶パネルが提供できる。
By using the above semiconductor device in the driver portion of the liquid crystal panel and using the inverted staggered transistor in the transistor of the pixel array portion, good contact between the gate electrode and the wiring in the driver portion can be obtained and the yield can be improved. It is possible to provide an inexpensive liquid crystal panel that is dramatically improved.

【0015】[0015]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1は、この発明の一実施例を示す平面図、図
2は、図1のx−x’線断面図、図3は図2のy−y’
線断面図である。なお、従来例と同一部分には同一符号
を付す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line xx 'in FIG. 1, and FIG. 3 is yy' in FIG.
It is a line sectional view. The same parts as those in the conventional example are designated by the same reference numerals.

【0016】図1ないし図3に示すように、透明絶縁性
基板1上に多結晶シリコンからなる薄膜半導体膜2(半
導体層)が設けられ、この半導体膜2上にゲート絶縁膜
3が設けられている。このゲート絶縁膜3上に多結晶シ
リコンからなるゲート電極4が設けられている。そし
て、このゲート電極4のコンタクトホールが形成される
部分には、前記半導体薄膜2上にチャネル部2aあるい
はゲート電極4と同種の導電性を示す多結晶シリコンか
らなる電極層14が予め設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a thin film semiconductor film 2 (semiconductor layer) made of polycrystalline silicon is provided on a transparent insulating substrate 1, and a gate insulating film 3 is provided on the semiconductor film 2. ing. A gate electrode 4 made of polycrystalline silicon is provided on the gate insulating film 3. In the portion where the contact hole of the gate electrode 4 is formed, an electrode layer 14 made of polycrystalline silicon having the same conductivity type as the channel portion 2a or the gate electrode 4 is previously provided on the semiconductor thin film 2. There is.

【0017】前記ゲート電極4をマスクとして、半導体
膜2に燐(P)等の不純物をドーピングすることにより
ソース、ドレイン領域6、7が形成される。そして、こ
のゲート電極4を含み半導体膜2上が保護絶縁膜8で被
覆されている。
Source / drain regions 6 and 7 are formed by doping the semiconductor film 2 with impurities such as phosphorus (P) using the gate electrode 4 as a mask. The semiconductor film 2 including the gate electrode 4 is covered with the protective insulating film 8.

【0018】この保護絶縁膜8にコンタクトホール9、
9、9が設けられ、これらコンタクトホール9、9、9
を介してアルミニウム(Al)などからなる取り出し電
極10とソース、ドレイン領域6、7及びゲート電極4
がそれぞれ接続されている。
A contact hole 9 is formed in the protective insulating film 8.
9, 9 are provided, and these contact holes 9, 9, 9 are provided.
The extraction electrode 10 made of aluminum (Al), the source / drain regions 6 and 7, and the gate electrode 4
Are connected respectively.

【0019】さて、この発明は、図3に示すように、ゲ
ート電極4上の保護絶縁膜8のコンタクトホール9を形
成する位置におけるゲート電極4の下にチャネル部2a
かゲート電極4と同種の導電性を示す電極層14が設け
られている。すなわち、この部分のゲート電極領域はゲ
ート電極4と電極層14との2層の電極膜で構成されて
いる。この構造により、ゲート電極4のコンタクトホー
ル9の下部を含む領域が厚膜化する。
Now, according to the present invention, as shown in FIG. 3, the channel portion 2a is formed under the gate electrode 4 at a position where the contact hole 9 of the protective insulating film 8 on the gate electrode 4 is formed.
An electrode layer 14 having the same conductivity as the gate electrode 4 is provided. That is, the gate electrode region in this portion is composed of a two-layer electrode film including the gate electrode 4 and the electrode layer 14. With this structure, the region of the gate electrode 4 including the lower part of the contact hole 9 is thickened.

【0020】この構造を取ることにより、コンタクトホ
ール9を形成する時にゲート電極4にエッチャントが長
時間晒されることがあっても、十分な耐久性をもつ。
By adopting this structure, even if the etchant is exposed to the gate electrode 4 for a long time when the contact hole 9 is formed, it has sufficient durability.

【0021】また、チャネル部の半導体2aと本発明で
新たに加えた電極層14の半導体膜の間隔を狭くとり、
ゲート絶縁膜3を成膜すると同時に、チャネル層2aと
電極層14間の凹部を埋めることにより、チャネル部2
aの段差によるゲート電極4の段差切れを防ぐことがで
きる。
In addition, the gap between the semiconductor 2a of the channel portion and the semiconductor film of the electrode layer 14 newly added in the present invention is narrowed,
At the same time that the gate insulating film 3 is formed, the concave portion between the channel layer 2a and the electrode layer 14 is filled so that the channel portion 2
It is possible to prevent the step difference of the gate electrode 4 due to the step difference a.

【0022】尚、チャネル上のゲート電極4は、従来と
同じ構造、膜厚であるため、薄膜トランジスタの特性に
何ら影響を与えないのは言うまでもない。
Needless to say, since the gate electrode 4 on the channel has the same structure and film thickness as the conventional one, it has no influence on the characteristics of the thin film transistor.

【0023】次に、この発明の薄膜トランジスタの製造
例を図4ないし図12に従い説明する。図4ないし図1
2は図1のy−y’線の断面部分を示している。
Next, an example of manufacturing the thin film transistor of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 1
Reference numeral 2 shows a cross-sectional portion taken along the line yy 'in FIG.

【0024】図4に示すように、透明絶縁性基板1の上
に多結晶シリコン(poly-Si)膜をプラズマCVD法な
どにより500〜1000オングストローム成膜し、チ
ャネルとソース、ドレイン領域となる半導体膜2とゲー
ト電極で取り出し電極とコンタクトを取る部分にこの発
明の特徴とする1層目の電極層14を形成する。
As shown in FIG. 4, a polycrystalline silicon (poly-Si) film is formed on the transparent insulating substrate 1 by a plasma CVD method or the like to a thickness of 500 to 1000 angstroms to form a semiconductor for forming a channel, a source and a drain region. A first electrode layer 14, which is a feature of the present invention, is formed in a portion of the film 2 and the gate electrode that makes contact with the extraction electrode.

【0025】次に、図5に示すように、この多結晶シリ
コン膜2の上に、絶縁膜3をCVD法、スパッタ法等を
用い200〜600℃の温度で1000〜2000オン
グストローム成膜する。
Next, as shown in FIG. 5, an insulating film 3 is formed on the polycrystalline silicon film 2 by a CVD method, a sputtering method or the like at a temperature of 200 to 600 ° C. for 1000 to 2000 angstroms.

【0026】次に、図6に示すように、電極層14の上
のゲート絶縁膜3をフォトリソグラフィ工程を用いてエ
ッチングで除去し、電極層14を露出させる。
Next, as shown in FIG. 6, the gate insulating film 3 on the electrode layer 14 is removed by etching using a photolithography process to expose the electrode layer 14.

【0027】続いて、図7に示すように、その上に多結
晶シリコンもしくは非晶質シリコンをCVD法、蒸着
法、スパッタ法等を用いて200〜500℃の温度で5
00〜2000オングストローム成膜し、フォトリソグ
ラフィ工程を経てゲート電極4を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 7, polycrystalline silicon or amorphous silicon is deposited thereon at a temperature of 200 to 500 ° C. by a CVD method, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
A film having a thickness of 00 to 2000 angstrom is formed, and a gate electrode 4 is formed through a photolithography process.

【0028】この状態で図8に示すように、ゲート電極
4をマスクとし、ソース、ドレイン領域を形成するため
イオン打ち込みにより、P(燐)イオンをエネルギー1
0〜100KeV、ドーズ量2×1015〜1×1016
-2で注入する。
In this state, as shown in FIG. 8, the gate electrode 4 is used as a mask to implant P (phosphorus) ions with an energy of 1 by ion implantation to form source and drain regions.
0 to 100 KeV, dose amount 2 × 10 15 to 1 × 10 16 c
Inject at m -2 .

【0029】その後、図9に示すように、エキシマレー
ザ15によりソース、ドレイン領域6、7の活性化とゲ
ート電極4の結晶性の回復を同時に行う。この時のレー
ザエネルギーは150〜400mJ/cm2 とした。この活
性化処理でゲート電極4に含まれる導電性を決定する不
純物が電極層14部分に拡散する。
Thereafter, as shown in FIG. 9, the excimer laser 15 simultaneously activates the source and drain regions 6 and 7 and restores the crystallinity of the gate electrode 4. The laser energy at this time was 150 to 400 mJ / cm 2 . By this activation treatment, the impurities included in the gate electrode 4 that determine the conductivity diffuse into the electrode layer 14.

【0030】次に、図10に示すように、保護絶縁膜8
をCVD法、スパッタ法等で5000〜10000オン
グストローム成膜する。
Next, as shown in FIG. 10, the protective insulating film 8 is formed.
Is formed by a CVD method, a sputtering method, or the like to a film thickness of 5000 to 10,000 angstroms.

【0031】その後、図11に示すように、フォトリソ
グラフィ工程によりソース、ドレイン領域6、7上及び
ゲート電極4上の保護絶縁膜8を貫通するコンタクトホ
ール9を設ける。この時、前述したように、ゲート電極
4はソース、ドレイン領域6、7よりも、エッチャント
に晒らされる時間が長くなるが、本発明によれば十分な
膜厚があり問題とならない。
Thereafter, as shown in FIG. 11, a contact hole 9 penetrating the protective insulating film 8 on the source / drain regions 6 and 7 and the gate electrode 4 is provided by a photolithography process. At this time, as described above, the gate electrode 4 is exposed to the etchant for a longer period of time than the source / drain regions 6 and 7, but the present invention has a sufficient film thickness and does not pose a problem.

【0032】次に、図12に示すように、真空蒸着法、
スパッタ法等によりAl等の金属電極膜を8000〜1
5000オングストローム成膜し、フォトレジスト工程
により、パターニングすることにより、取り出し電極1
0を形成して図1ないし図3に示すような構造の薄膜ト
ランジスタが作製できる。
Next, as shown in FIG. 12, a vacuum evaporation method,
A metal electrode film of Al or the like is formed from 8000 to 1 by a sputtering method.
By forming a 5000 angstrom film and patterning it by a photoresist process, the extraction electrode 1
By forming 0, a thin film transistor having a structure as shown in FIGS. 1 to 3 can be manufactured.

【0033】この工程において、イオン打ち込みはPイ
オンを用いたが、もちろん他のB(ボロン)、As(ヒ
素)イオン等でも問題ない。
In this step, P ions were used for ion implantation, but of course, other B (boron), As (arsenic) ions, etc. may be used.

【0034】また、図4の工程において、フォトリソグ
ラフィのプロセスを利用し、2回成膜することにより、
半導体膜2と電極層14とが違う膜厚、膜質としても良
い。
In the step of FIG. 4, the photolithography process is used to form the film twice,
The semiconductor film 2 and the electrode layer 14 may have different film thicknesses and film qualities.

【0035】なお、上述した実施例においては、ゲート
電極4の下層部に電極層14を設けて2層構造にしてい
るが、ゲート電極4の上にモリブデン(Mo)などの金
属層を積層した2層構造にしてもよい。
Although the electrode layer 14 is provided in the lower layer of the gate electrode 4 in the above-described embodiment to have a two-layer structure, a metal layer such as molybdenum (Mo) is laminated on the gate electrode 4. It may have a two-layer structure.

【0036】また、上述した実施例においては、薄膜ト
ランジスタについて説明したが、MOS型トランジスタ
にこの発明を適用しても同様の効果が得られる。
Although the thin film transistor has been described in the above embodiments, the same effect can be obtained by applying the present invention to a MOS transistor.

【0037】ところで、アクティブマトリクス液晶パネ
ルは図13に示すように、画素アレイ部201、データ
線ドライバー部202とゲート線ドライバー部203を
備えてなり、それぞれのドライバー部202、203か
らデータ線201d、ゲート線201gが伸び、画素ア
レイ201の各画素のスイッチング用の薄膜トランジス
タ(TFT)201aに接続され、それぞれの画素が駆
動される。
As shown in FIG. 13, the active matrix liquid crystal panel comprises a pixel array section 201, a data line driver section 202 and a gate line driver section 203. Each driver section 202, 203 receives a data line 201d, The gate line 201g extends and is connected to a switching thin film transistor (TFT) 201a of each pixel of the pixel array 201, and each pixel is driven.

【0038】ここで、画素のスイッチング用TFT20
1aには、低リーク電流のTFTが好適である。そし
て、活性層にアモルファスシリコンを用いると、TFT
の低電流化が容易に行える。このため、画素のスイッチ
ング用TFT201aとしては、アモルファスシリコン
を用いたTFTが好適である。そして、アモルファスシ
リコンを用いたTFTでは、成膜時にアモルファスシリ
コン膜へのダメージが少ない逆スタガ型TFT構造が好
適である。
Here, the pixel switching TFT 20
A TFT having a low leak current is suitable for 1a. When amorphous silicon is used for the active layer, the TFT
Can be easily reduced. Therefore, a TFT using amorphous silicon is suitable as the switching TFT 201a of the pixel. For the TFT using amorphous silicon, an inverted stagger type TFT structure that causes less damage to the amorphous silicon film during film formation is suitable.

【0039】一方、データ線ドライバー部202とゲー
ト線ドライバー部203においてもドライバー用トラン
ジスタとしてTFTを用いることができる。このドライ
バー部202、203もTFTで構成することで、ドラ
イバー部202、203と画素アレイ部201を同一基
板上に設けることが可能となる。このドライバー部20
2、203に用いられるTFTは、高速動作が要求され
るため、活性層に多結晶シリコンを用いられる。多結晶
シリコンを用いたTFTに前記に逆スタガ構造を用いる
と、多結晶シリコン形成時にゲート電極にダメージが生
じるため、一般にコプレナー型構造が用いられている。
しかしながら、このコプレナー型構造TFTでは、前述
したように、コンタクトホール作成時にゲート電極へダ
メージが発生するという問題がある。
On the other hand, in the data line driver unit 202 and the gate line driver unit 203, TFT can be used as a driver transistor. By configuring the driver units 202 and 203 also with TFTs, the driver units 202 and 203 and the pixel array unit 201 can be provided on the same substrate. This driver part 20
Since the TFTs used for Nos. 2 and 203 are required to operate at high speed, polycrystalline silicon is used for the active layer. When the reverse stagger structure is used for the TFT using polycrystalline silicon, the gate electrode is damaged when the polycrystalline silicon is formed, and therefore the coplanar structure is generally used.
However, this coplanar TFT has a problem that the gate electrode is damaged when the contact hole is formed, as described above.

【0040】そこで、この発明では、データ線ドライバ
ー部202、ゲート線ドライバー部203に前述した図
1ないし図3に示すこの実施例のコプレナー型TFTを
用い、画素のスイッチング用TFT201aとして逆ス
タガ型アモルファスシリコンTFT用いた。
Therefore, in the present invention, the coplanar type TFT of this embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is used for the data line driver section 202 and the gate line driver section 203, and the inverted stagger type amorphous is used as the pixel switching TFT 201a. A silicon TFT was used.

【0041】図14は、画素用スイッチングTFT20
1aの構造を示す模式的断面図、図15は、データ線ド
ライバー部202、ゲート線ドライバー部203のシフ
トレジスタにこの発明を用いた実施例を示す平面図であ
る。
FIG. 14 shows a pixel switching TFT 20.
1A is a schematic cross-sectional view showing the structure of 1a, and FIG. 15 is a plan view showing an embodiment using the present invention for a shift register of a data line driver unit 202 and a gate line driver unit 203.

【0042】ドライバー部202、203を構成する各
TFTのゲート電極のコンタクトホールに位置する箇所
の透明絶縁基板1上に多結晶シリコン膜からなる1層目
の電極層14が形成される。この1層目の電極層4は、
前述したように、チャネルと、ソースドレイン領域とな
る半導体膜と同時に形成される。また、この時、スイッ
チング用TFT201aの多結晶シリコン膜からなるゲ
ート電極31が同時に形成される。
The first electrode layer 14 made of a polycrystalline silicon film is formed on the transparent insulating substrate 1 at a position located in the contact hole of the gate electrode of each TFT forming the driver portions 202 and 203. The first electrode layer 4 is
As described above, the channel and the semiconductor film to be the source / drain region are formed at the same time. Further, at this time, the gate electrode 31 made of the polycrystalline silicon film of the switching TFT 201a is simultaneously formed.

【0043】そして、前述した図4ないし図12の工程
に従い図15に示すシフトレジスタが形成される。この
図15において、4はゲート電極、6、7はソース、ド
レイン領域、9はコンタクトホール、10はゲート配
線、14は第1の電極層である。
Then, the shift register shown in FIG. 15 is formed according to the steps of FIGS. 4 to 12 described above. In FIG. 15, 4 is a gate electrode, 6 and 7 are source and drain regions, 9 is a contact hole, 10 is a gate wiring, and 14 is a first electrode layer.

【0044】また、図14に示す逆スタガ型のTFT
は、第1の電極層14と同時にゲート電極31が形成さ
れた後、周知の方法で逆スタガ型構造のアモルファスシ
リコンTFTが形成される。すなわち、ゲート電極31
上に、酸化シリコン等からなるゲート絶縁膜32が形成
され、このゲート絶縁膜32上に活性層となるi型アモ
ルファスシリコン層33が設けられる。そして、このア
モルファスシリコン層33上にソース、ドレイン領域と
なるn+型アモルファスシリコン膜34が設けられ、こ
のアモルファスシリコン膜34上にITO等の画素電極
35が設けられている。なお、図14において、36は
エッチングストッパ、37はパッシベーション膜であ
る。
Further, the inverted stagger type TFT shown in FIG.
After the gate electrode 31 is formed at the same time as the first electrode layer 14, an inverted stagger type amorphous silicon TFT is formed by a known method. That is, the gate electrode 31
A gate insulating film 32 made of silicon oxide or the like is formed thereon, and an i-type amorphous silicon layer 33 serving as an active layer is provided on the gate insulating film 32. Then, an n + type amorphous silicon film 34 serving as a source and a drain region is provided on the amorphous silicon layer 33, and a pixel electrode 35 such as ITO is provided on the amorphous silicon film 34. In FIG. 14, 36 is an etching stopper and 37 is a passivation film.

【0045】このようにして、データ線ドライバー部2
02、ゲート線ドライバー部203に前述した図1ない
し図3に示すこの実施例のコプレナー型TFTを用い、
画素のスイッチング用TFT201aとして逆スタガ型
アモルファスシリコンTFT用いた液晶パネルが得られ
る。
In this way, the data line driver unit 2
02, the coplanar TFT of this embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is used for the gate line driver section 203,
A liquid crystal panel using an inverted stagger type amorphous silicon TFT as the pixel switching TFT 201a is obtained.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、コンタクトホール形成時にゲート電極がエッチャン
トに長時間晒らされることがあっても、十分な耐性をも
ち、配線との良好なコンタクトが得られる。
As described above, according to the present invention, even if the gate electrode is exposed to the etchant for a long time when the contact hole is formed, it has sufficient resistance and has good contact with the wiring. Is obtained.

【0047】また、この発明により、コンタクトホール
形成時のエッチング時間に余裕が生じ、強いては、歩留
まりの向上につながる。さらに、チャネル部の半導体膜
と下層の電極層の間隔を狭くとることによりゲート電極
の段差切れを防ぐことができる。
Further, according to the present invention, there is a margin in the etching time at the time of forming the contact hole, which leads to the improvement of the yield. Further, the gap between the semiconductor film in the channel portion and the lower electrode layer can be narrowed to prevent the gate electrode from being stepped.

【0048】さらに、上記半導体装置を、液晶パネルの
ドライバー部に用い、画素アレイ部のトランジスタに逆
スタガ型トランジスタを用いることで、ドライバー部で
のゲート電極と配線との良好なコンタクトが得られ、歩
留まりが飛躍的に向上し、安価な液晶パネルが提供でき
る。
Further, by using the above semiconductor device in the driver portion of the liquid crystal panel and using the inverted stagger type transistor in the transistor of the pixel array portion, good contact between the gate electrode and the wiring in the driver portion can be obtained. The yield can be dramatically improved, and an inexpensive liquid crystal panel can be provided.

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

【図1】この発明による薄膜トランジスタの一実施例を
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a thin film transistor according to the present invention.

【図2】図1のx−x’線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line x-x ′ of FIG.

【図3】図1のy−y’線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line y-y ′ of FIG.

【図4】この発明による薄膜トランジスタの製造工程を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図5】この発明による薄膜トランジスタの製造工程を
示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図6】この発明による薄膜トランジスタの製造工程を
示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図7】この発明による薄膜トランジスタの製造工程を
示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図8】この発明による薄膜トランジスタの製造工程を
示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図9】この発明による薄膜トランジスタの製造工程を
示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図10】この発明による薄膜トランジスタの製造工程
を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図11】この発明による薄膜トランジスタの製造工程
を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図12】この発明による薄膜トランジスタの製造工程
を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor according to the present invention.

【図13】アクティブマトリクス液晶パネルの構造説明
図である。
FIG. 13 is a structural explanatory view of an active matrix liquid crystal panel.

【図14】逆スタガ型薄膜トランジスタの模式的断面図
である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an inverted staggered thin film transistor.

【図15】この発明を液晶パネルのドライバー部のシフ
トレジスタに用いた平面図である。
FIG. 15 is a plan view in which the present invention is used for a shift register of a driver section of a liquid crystal panel.

【図16】従来の薄膜トランジスタを示す平面図であ
る。
FIG. 16 is a plan view showing a conventional thin film transistor.

【図17】図16のx−x’線断面図である。FIG. 17 is a sectional view taken along line x-x ′ of FIG. 16.

【図18】図16のy−y’線断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line y-y ′ of FIG. 16.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明絶縁性基板 2 多結晶シリコン半導体膜 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極 6 ソース領域 7 ドレイン領域 8 保護絶縁膜 9 コンタクトホール 10 取り出し電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent insulating substrate 2 Polycrystalline silicon semiconductor film 3 Gate insulating film 4 Gate electrode 6 Source region 7 Drain region 8 Protective insulating film 9 Contact hole 10 Extraction electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 9056−4M H01L 29/78 627 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 21/336 9056-4M H01L 29/78 627 A

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体層に高濃度不純物を有するソース
およびドレイン領域が形成され、この半導体層上にゲー
ト絶縁膜を介してゲート電極が形成され、前記ソース、
ドレイン領域及びゲート電極上に保護絶縁膜が形成さ
れ、この保護絶縁膜に設けたコンタクトホールを介して
ソース、ドレイン領域及びゲート電極に配線がそれぞれ
接続される半導体装置において、コンタクトホールの下
に位置するゲート電極の領域は少なくとも2層の電極層
で形成されていることを特徴とする半導体装置。
1. A source / drain region having a high concentration of impurities is formed in a semiconductor layer, and a gate electrode is formed on the semiconductor layer via a gate insulating film.
In a semiconductor device in which a protective insulating film is formed on the drain region and the gate electrode, and wiring is connected to the source, drain region and gate electrode through the contact hole provided in the protective insulating film, the semiconductor device is located below the contact hole. The semiconductor device, wherein the region of the gate electrode to be formed is formed of at least two electrode layers.
【請求項2】 前記コンタクトホールの下に位置するゲ
ート電極の領域に前記ゲート電極と同種の導電性を示す
電極層を配置したことを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an electrode layer having the same kind of conductivity as that of the gate electrode is arranged in a region of the gate electrode located under the contact hole.
【請求項3】 絶縁基板上に形成された半導体膜に高濃
度不純物を有するソースおよびドレイン領域が形成さ
れ、この半導体膜上にゲート絶縁膜を介してゲート電極
が形成され、前記ソース、ドレイン領域及びゲート電極
上に保護絶縁膜が形成され、この保護絶縁膜に設けたコ
ンタクトホールを介してソース、ドレイン領域及びゲー
ト電極に配線がそれぞれ接続される薄膜半導体装置にお
いて、前記コンタクトホールの下に位置するゲート電極
と前記基板との間にゲート電極と同種の導電性を示す電
極層を配置したことを特徴とする薄膜半導体装置。
3. A source and drain region having a high concentration of impurities is formed in a semiconductor film formed on an insulating substrate, and a gate electrode is formed on the semiconductor film via a gate insulating film. A thin film semiconductor device in which a protective insulating film is formed on the gate electrode, and wiring is connected to the source / drain region and the gate electrode through the contact hole provided in the protective insulating film, respectively. A thin film semiconductor device, characterized in that an electrode layer having the same conductivity type as that of the gate electrode is arranged between the gate electrode and the substrate.
【請求項4】 透明絶縁基板上にドライバー部と画素ア
レイ部が設けられた液晶パネルであって、前記ドライバ
ー部にコプレナー型薄膜トランジスタを用い、画素アレ
イ部の画素スイッチング用トランジスタに逆スタガ型薄
膜トランジスタ用いると共に、前記コプレナー型薄膜ト
ランジスタは、前記透明絶縁基板上に形成された半導体
膜に高濃度不純物を有するソースおよびドレイン領域を
備え、この半導体膜上にゲート絶縁膜を介してゲート電
極が形成され、前記ソース、ドレイン領域及びゲート電
極上に保護絶縁膜が形成され、この保護絶縁膜に設けた
コンタクトホールを介してソース、ドレイン領域及びゲ
ート電極に配線それぞれ接続され、且つ前記コンタクト
ホールの下に位置するゲート電極の領域が少なくとも2
層の電極層で形成されていることを特徴とする液晶パネ
ル。
4. A liquid crystal panel having a driver section and a pixel array section provided on a transparent insulating substrate, wherein a coplanar thin film transistor is used for the driver section, and an inverted staggered thin film transistor is used for a pixel switching transistor of the pixel array section. Together with the coplanar thin film transistor, the semiconductor film formed on the transparent insulating substrate is provided with source and drain regions having high concentration impurities, a gate electrode is formed on the semiconductor film via a gate insulating film, A protective insulating film is formed on the source / drain region and the gate electrode, and wiring is connected to the source / drain region and the gate electrode through a contact hole formed in the protective insulating film, and is located under the contact hole. The area of the gate electrode is at least 2
A liquid crystal panel, which is formed of two electrode layers.
【請求項5】 前記コプレナー型薄膜トランジスタの半
導体膜と電極層及び前記逆スタガ型薄膜トランジスタの
ゲート電極が同一工程で形成されていることを特徴とす
る請求項4に記載の液晶パネル。
5. The liquid crystal panel according to claim 4, wherein the semiconductor film and the electrode layer of the coplanar thin film transistor and the gate electrode of the inverted staggered thin film transistor are formed in the same step.
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