JPH09260672A - Thin film semiconductor device and liquid crystal display device - Google Patents

Thin film semiconductor device and liquid crystal display device

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JPH09260672A
JPH09260672A JP6878396A JP6878396A JPH09260672A JP H09260672 A JPH09260672 A JP H09260672A JP 6878396 A JP6878396 A JP 6878396A JP 6878396 A JP6878396 A JP 6878396A JP H09260672 A JPH09260672 A JP H09260672A
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JP
Japan
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gate electrode
thin film
side wall
region
film
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Application number
JP6878396A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Nakajima
充雄 中島
Yasumasa Goto
康正 後藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH09260672A publication Critical patent/JPH09260672A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film semiconductor device which hardly deteriorates in throughput, is high in reliability and excellent in device characteristics. SOLUTION: This semiconductor device is equipped with a transparent insulating substrate 100, a thin film semiconductor layer formed on the substrate 100, and a thin transistor provided to the thin film semiconductor later. The above thin film transistor is equipped with a high-resistance semiconductor channel region, a drain region 104, and a source region 103 both formed of low-resistance semiconductor and produced adjacent to the channel region, a gate insulating film 106 formed on the channel region, and a gate electrode 108 provided onto the gate insulating film 106, wherein the gate electrode 108 has a tapered upper side wall and a nearly vertical lower side wall.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置及
び液晶表示装置に係り、特に、アクティブマトリクス型
液晶表示装置の薄膜トランジスタのゲ−ト電極に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing device and a liquid crystal display device, and more particularly to a gate electrode of a thin film transistor of an active matrix type liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】エレクトロ・ルミネッセンス、発光ダイ
オード、プラズマディスプレイ、蛍光表示、液晶表示素
子等の表示デバイスは、表示部の薄型化が可能であるた
め、事務機器やコンピュータ等の表示装置あるいは特殊
な表示装置への用途として要求が高まっている。
2. Description of the Related Art Display devices such as electroluminescence, light emitting diodes, plasma displays, fluorescent displays, and liquid crystal display devices can have a thin display section, and therefore display devices such as office equipment and computers or special displays. Demand is increasing for use in devices.

【0003】これらの表示装置のなかでも、薄膜トラン
ジスタ(TFT)を画素スイッチング素子として用いた
アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ(AM−LC
D)は、高画質、高品位、低消費電力のディスプレイと
して期待され、広範に研究開発が行われている。
Among these display devices, an active matrix type liquid crystal display (AM-LC) using a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element.
D) is expected as a display with high image quality, high quality, and low power consumption, and has been extensively researched and developed.

【0004】AM−LCD用TFTのチャネル活性層と
して多結晶シリコン(poly−Si)を用いたpol
y−SiTFTは、移動度が高く、画素TFTに適用し
た場合に高精細化が可能であり、また画素スイッチング
素子だけでなく画素TFTを制御するための周辺駆動回
路としても用いることができる。したがって、poly
−SiTFTは、周辺駆動回路部を画素部と同時に形成
することが可能であるため(駆動回路一体型LCD)、
駆動回路チップの実装コストの削減や狭額縁化が可能で
ある。
A pol using polycrystalline silicon (poly-Si) as a channel active layer of a TFT for AM-LCD.
The y-SiTFT has high mobility and can be made finer when applied to a pixel TFT, and can be used not only as a pixel switching element but also as a peripheral drive circuit for controlling the pixel TFT. Therefore, poly
In the -SiTFT, since the peripheral drive circuit section can be formed simultaneously with the pixel section (drive circuit integrated LCD),
It is possible to reduce the mounting cost of the drive circuit chip and narrow the frame.

【0005】現在、市販されている駆動回路一体型LC
Dは、プロジェクション型ディスプレイやビューファイ
ンダーに用いられる中小型ディスプレイである。その製
造プロセスは、poly−Si膜の形成に固相成長法
(600℃程度のプロセス)や熱酸化膜(900℃以上
のプロセス)の形成を必要とするため、高温プロセスを
用いることになる。そのため、石英基板や高耐熱基板等
の高価な基板を使用することが要求される。
At present, commercially available drive circuit integrated type LC
D is a small and medium-sized display used for a projection type display and a viewfinder. In the manufacturing process, a solid phase growth method (a process of about 600 ° C.) or a thermal oxide film (a process of 900 ° C. or higher) is required to form a poly-Si film, and thus a high temperature process is used. Therefore, it is required to use an expensive substrate such as a quartz substrate or a high heat resistant substrate.

【0006】そこで、a−Si(アモルファスシリコ
ン)TFTLCDで用いている低コスト大面積ガラス基
板が使用可能な450℃以下の低温プロセス(ガラス基
板が耐える温度)で、高温プロセスと同等の膜質のpo
ly−Si膜およびゲート酸化膜を形成し、さらには不
純物活性化工程を行うことができれば、LCDパネル多
面取りなど、コストダウンや、スループットの向上を図
れるなど、その効果は非常に大きい。
Therefore, in a low temperature process of 450 ° C. or lower (a temperature that the glass substrate can withstand), a low cost large area glass substrate used in an a-Si (amorphous silicon) TFT LCD can be used, and a film quality of po equivalent to that of the high temperature process can be obtained.
If the ly-Si film and the gate oxide film can be formed and further the impurity activation process can be performed, the effects such as the cost reduction and the throughput improvement in the LCD panel multi-chambering can be achieved.

【0007】低温プロセスによるpoly−Si膜形成
技術や不純物活性化技術として、エキシマレーザーアニ
ール(ELA)によるa−Si膜の結晶化技術および不
純物活性化技術が研究されている。この技術は、a−S
i膜を瞬時に溶融し、結晶化するため、基板の熱損傷が
少なく、低コストガラス基板の使用が可能となる。
As a technique for forming a poly-Si film by a low temperature process and a technique for activating impurities, a crystallization technique for an a-Si film by excimer laser annealing (ELA) and an impurity activation technique have been studied. This technology is a-S
Since the i film is instantly melted and crystallized, the substrate is less damaged by heat, and a low cost glass substrate can be used.

【0008】ここで、一般的なpoly−SiTFTの
断面構造の一部を、図11を参照して説明する。図11
に示すpoly−SiTFTでは、透明な絶縁膜501
がコートされた透明絶縁性基板500上に、高抵抗半導
体層502が形成されている。この高抵抗半導体層50
2は、絶縁膜501上にa−Si:H膜をたとえばプラ
ズマCVD法により50nmから70nmの厚さに形成
し、その膜に熱アニールを施すことにより、a−Si:
H膜から脱水素をおこない、次いでa−Si膜をELA
によりpoly−Si化することにより形成される。
Here, a part of the cross-sectional structure of a general poly-Si TFT will be described with reference to FIG. FIG.
In the poly-Si TFT shown in FIG.
A high resistance semiconductor layer 502 is formed on a transparent insulating substrate 500 coated with. This high resistance semiconductor layer 50
In No. 2, an a-Si: H film is formed on the insulating film 501 by, for example, a plasma CVD method to a thickness of 50 nm to 70 nm, and the film is subjected to thermal annealing to obtain a-Si: H.
Dehydrogenate the H film and then ELA the a-Si film.
Is formed by forming poly-Si.

【0009】高抵抗半導体層502には、チャネルとな
る部分に接して、その両側に低抵抗半導体層503,5
04が設けられている。低抵抗半導体層503,504
は、高抵抗半導体層502にPなどの不純物を注入した
のち、熱処理などにより不純物を活性化することにより
形成される。
The high resistance semiconductor layer 502 is in contact with a portion to be a channel, and the low resistance semiconductor layers 503 and 5 are provided on both sides thereof.
04 are provided. Low resistance semiconductor layers 503 and 504
Is formed by implanting impurities such as P into the high resistance semiconductor layer 502 and then activating the impurities by heat treatment or the like.

【0010】高抵抗半導体層502上には、APCVD
やPECVD、ECR−PECVDなどの成膜方法よ
り、ゲート絶縁膜505が70nmから100nmの厚
さに形成されている。ゲート絶縁膜505上にはゲート
電極506が設けられている。低抵抗半導体層503,
504には、それぞれソース電極509、ドレイン電極
510が接続されている。ゲート電極508、ソース電
極509、ドレイン電極510を絶縁するために、層間
絶縁膜511が設けられている。
APCVD is performed on the high resistance semiconductor layer 502.
The gate insulating film 505 is formed with a thickness of 70 nm to 100 nm by a film forming method such as PECVD, ECR-PECVD, or the like. A gate electrode 506 is provided on the gate insulating film 505. Low resistance semiconductor layer 503,
A source electrode 509 and a drain electrode 510 are connected to 504, respectively. An interlayer insulating film 511 is provided to insulate the gate electrode 508, the source electrode 509, and the drain electrode 510.

【0011】以上説明した図11に示すpoly−Si
TFTにおいて、ゲート電極508は、次の理由により
ある程度の膜厚が必要である。 1.デバイスの寄生容量を減らすために、ソース・ドレ
イン領域への不純物注入は、ゲート電極をマスクとして
行われる。ゲート電極が適度な膜厚を持っていないと、
不純物がゲート絶縁膜およびチャネル領域に注入されて
しまい、デバイス特性が悪くなる。具体的には、ゲート
耐圧が劣化したり、Vthがシフトしてしまう。
The poly-Si shown in FIG. 11 described above is used.
In the TFT, the gate electrode 508 needs to have a certain thickness for the following reasons. 1. In order to reduce the parasitic capacitance of the device, impurity implantation into the source / drain regions is performed using the gate electrode as a mask. If the gate electrode does not have an appropriate film thickness,
Impurities are injected into the gate insulating film and the channel region, deteriorating the device characteristics. Specifically, the gate breakdown voltage deteriorates or Vth shifts.

【0012】2.同一の材質であるならば、膜厚は厚い
ほうがライン抵抗が低くなるため、ゲートパルスの遅延
などを考えると、ある程度膜厚が必要である。以上の2
つの理由から、たとえばMoとTaの合金からなるゲー
ト電極を想定すると、250nmから350nm以上必
要であることが、本発明者らの研究ではわかっている。
2. If the same material is used, the thicker the film thickness, the lower the line resistance. Therefore, considering the delay of the gate pulse and the like, the film thickness is required to some extent. Above 2
For one reason, it is known from the study by the present inventors that, for example, assuming a gate electrode made of an alloy of Mo and Ta, 250 nm to 350 nm or more is required.

【0013】これまでの例では、ゲート電極の側壁が垂
直に近く立ち上がっており、またその膜厚が250nm
から350nmもある場合には、その上に形成する層間
絶縁膜がカバレージ不良が発生しやすくなり(図11の
丸の部分)、歩留まりが低下してしまう。そこで、図1
2に示すように、ゲート電極608の側壁をテーパー構
造にし、カバレージ不良を低下することが考えられる。
In the above examples, the side wall of the gate electrode rises almost vertically and the film thickness is 250 nm.
If the thickness is from 350 nm to 350 nm, the interlayer insulating film formed thereover is apt to have poor coverage (the circled portion in FIG. 11) and the yield is reduced. Therefore, in FIG.
As shown in FIG. 2, it is conceivable that the side wall of the gate electrode 608 has a tapered structure to reduce the coverage defect.

【0014】しかし、ゲート電極の側壁を例えば30度
程度のテ−パ−角のテーパー構造にすると、次のような
問題点が発生する。即ち、上述のように、ソース・ドレ
イン領域への不純物注入は、ゲート電極をマスクとして
行われる。そのような方法を用いる場合、ゲート電極の
側壁がテーパー状に加工されていると、不純物注入の際
に、そのテーパー形状に対応した形で、ゲート電極端部
の下のゲート絶縁膜とチャネル領域(図13の参照符号
610で示した部分)に不純物が注入されてしまう。
However, if the side wall of the gate electrode has a taper structure with a taper angle of about 30 degrees, for example, the following problems occur. That is, as described above, the impurity implantation into the source / drain regions is performed using the gate electrode as a mask. When such a method is used, if the side wall of the gate electrode is processed into a taper shape, the gate insulating film and the channel region below the end of the gate electrode are formed in a shape corresponding to the taper shape during impurity implantation. Impurities are implanted into (the portion indicated by reference numeral 610 in FIG. 13).

【0015】注入された不純物の活性化にエキシマレー
ザーアニールのようなエネルギービームを用いた場合、
テーパー部の下の不純物が注入されてしまった部分61
0には、エネルギービームが届かず、活性化することが
できない。このような場合、TFTのId−Vg特性は
劣化してしまう。
When an energy beam such as excimer laser annealing is used to activate the implanted impurities,
Impurity-implanted portion 61 under the tapered portion
The energy beam does not reach 0 and cannot be activated. In such a case, the Id-Vg characteristic of the TFT deteriorates.

【0016】なお、液晶ディスプレイを形成するため
に、ガラス基板を用いる低温プロセスでは、600℃以
上の熱アニールによる活性化はガラスが耐えないため、
用いられない。そのため、エキシマレーザーアニールの
ようなエネルギービームを用いることが必要である。
In a low-temperature process using a glass substrate for forming a liquid crystal display, the glass cannot withstand activation by thermal annealing at 600 ° C. or higher.
Not used. Therefore, it is necessary to use an energy beam such as excimer laser annealing.

【0017】従って、ゲート電極の側壁がテーパー状と
なっている構造は、エキシマレーザーアニールのような
エネルギービームを用いるプロセスには不適である。以
上のように、従来のゲ−ト電極の構造は、次のような問
題点があった。
Therefore, the structure in which the side wall of the gate electrode is tapered is not suitable for a process using an energy beam such as excimer laser annealing. As described above, the structure of the conventional gate electrode has the following problems.

【0018】1.必要な膜厚をもつゲート電極が、ゲー
ト絶縁膜に対して垂直に加工されていると、層間絶縁膜
のカバレージ不良を起こしてしまい、歩留まり低下を引
き起こす。
1. If the gate electrode having the required film thickness is processed perpendicularly to the gate insulating film, the coverage defect of the interlayer insulating film is caused and the yield is lowered.

【0019】2.カバレージ不良の対策のために、ゲー
ト電極の側壁をテ−パ−状とすると、ゲート端部に、不
純物の活性化が不足する領域が形成されてしまい、良好
な特性のデバイスを得ることができない。
2. If the side wall of the gate electrode is tapered so as to prevent coverage failure, a region with insufficient activation of impurities is formed at the gate end, and a device having good characteristics cannot be obtained. .

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情の
下になされ、スループットの低下がなく、信頼性の高
い、デバイス特性の優れた薄膜半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under the above circumstances, and an object thereof is to provide a thin film semiconductor device having high reliability, high throughput, and no deterioration in throughput.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明(請求項1)は、透明絶縁性基板と、この透
明絶縁性基板上に形成された薄膜半導体層と、この薄膜
半導体層に形成された薄膜トランジスタとを具備し、前
記薄膜トランジスタは、高抵抗半導体領域からなるチャ
ネル領域と、このチャネル領域に接して配置された低抵
抗半導体領域からなるドレイン領域およびソース領域
と、前記チャネル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
このゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有し、
前記ゲート電極は、テ−パ−状の上部側壁と、ほぼ垂直
の下部側壁とを有することを特徴とする薄膜半導体装置
を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention (claim 1) provides a transparent insulating substrate, a thin film semiconductor layer formed on the transparent insulating substrate, and the thin film semiconductor layer. A thin film transistor formed on the channel region, the thin film transistor comprising: a channel region formed of a high resistance semiconductor region; a drain region and a source region formed of a low resistance semiconductor region arranged in contact with the channel region; A gate insulating film formed on
A gate electrode formed on the gate insulating film,
The thin film semiconductor device is characterized in that the gate electrode has a tapered upper side wall and a substantially vertical lower side wall.

【0022】本発明(請求項2)は、上記薄膜半導体装
置(請求項1)において、前記ゲート電極が、少なくと
も2種類の材質の異なる膜の積層構造を有することを特
徴とする。
According to the present invention (claim 2), in the thin film semiconductor device (claim 1), the gate electrode has a laminated structure of at least two kinds of films made of different materials.

【0023】本発明(請求項3)は、上記薄膜半導体装
置(請求項1)において、前記ゲート電極の下部側壁の
テーパー角が、80度〜90度であることを特徴とす
る。本発明(請求項4)は、上記薄膜半導体装置(請求
項1)において、前記ゲート電極の上部側壁がのテーパ
ー角が、25度〜45度であることを特徴とする。
According to the present invention (claim 3), in the thin film semiconductor device (claim 1), the taper angle of the lower side wall of the gate electrode is 80 to 90 degrees. The present invention (Claim 4) is characterized in that, in the thin film semiconductor device (Claim 1), the taper angle of the upper side wall of the gate electrode is 25 degrees to 45 degrees.

【0024】本発明(請求項5)は、一対の基板と、こ
れら基板間に封入されされた液晶層と、前記一対の基板
の一方の上にマトリクス状に配置された画素表示部電極
と、この画素表示部電極に接続された薄膜トランジスタ
とを具備する液晶表示装置において、前記薄膜トランジ
スタは、高抵抗半導体領域からなるチャネル領域と、こ
のチャネル領域に接して配置された低抵抗半導体領域か
らなるドレイン領域およびソース領域と、前記チャネル
領域上に形成されたゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜
上に形成されたゲート電極とを有し、前記ゲート電極
は、テ−パ−状の上部側壁とほぼ垂直の下部側壁とを有
することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
According to the present invention (claim 5), a pair of substrates, a liquid crystal layer enclosed between these substrates, pixel display portion electrodes arranged in a matrix on one of the pair of substrates, In a liquid crystal display device including a thin film transistor connected to the pixel display electrode, the thin film transistor includes a channel region including a high resistance semiconductor region and a drain region including a low resistance semiconductor region arranged in contact with the channel region. And a source region, a gate insulating film formed on the channel region, and a gate electrode formed on the gate insulating film, the gate electrode being substantially perpendicular to a taper-shaped upper side wall. And a lower side wall of the liquid crystal display device.

【0025】以下、本発明の薄膜半導体装置について、
より具体的に説明する。本発明の薄膜半導体装置は、ゲ
−ト電極がテ−パ−状の上部側壁とほぼ垂直の下部側壁
とを有するように構成されていることを特徴とする。
The thin film semiconductor device of the present invention will be described below.
This will be described more specifically. The thin film semiconductor device of the present invention is characterized in that the gate electrode has a tapered upper side wall and a substantially vertical lower side wall.

【0026】下部側壁はほぼ垂直であればよく、完全な
垂直であることを要しない。この場合、ほぼ垂直とは、
水平面とのなす角が、80度〜90度であることを意味
する。なお、好ましくは、85度〜90度である。下部
側壁の水平面とのなす角が80度未満では、活性化が不
十分な部分がゲ−ト電極の端部の下方に形成されてしま
い、良好な特性を有するTFTが得られ難い。
The bottom sidewall need only be substantially vertical and need not be perfectly vertical. In this case, almost vertical means
It means that the angle formed with the horizontal plane is 80 to 90 degrees. The angle is preferably 85 to 90 degrees. If the angle between the lower side wall and the horizontal plane is less than 80 degrees, the insufficiently activated portion is formed below the end portion of the gate electrode, and it is difficult to obtain a TFT having good characteristics.

【0027】上部側壁の水平面とのなす角は、好ましく
は25度〜45度、より好ましくは30度〜40度であ
る。上部側壁の水平面とのなす角が25度未満では、下
部側壁とのなす角が大きくなり、上方においてカバレ−
ジ不良を生じ易く、45度を越えると、水平面とのなす
角がおおきくなり、この場合も上方においてカバレ−ジ
不良を生じ易くなる。
The angle formed between the upper side wall and the horizontal plane is preferably 25 to 45 degrees, more preferably 30 to 40 degrees. If the angle between the upper side wall and the horizontal plane is less than 25 degrees, the angle between the lower side wall and the upper side wall will be large, and the upper cover will be covered.
Defects are likely to occur, and if the angle exceeds 45 degrees, the angle formed with the horizontal plane becomes large, and in this case also, coverage defects are likely to occur at the upper side.

【0028】なお、上部側壁の水平面とのなす角が小さ
すぎる場合には、上部側壁と下部側壁との間に、水平面
とのなす角が両者の中間となるような中間側壁を設ける
ようにしてもよい。即ち、本発明は、テ−パ−角を有す
る側壁が1段の場合に限らず、複数段のテ−パ−角を有
する側壁を設けてもよい。
If the angle between the upper side wall and the horizontal plane is too small, an intermediate side wall is provided between the upper side wall and the lower side wall so that the angle between the upper side wall and the lower side wall is intermediate between the two. Good. That is, the present invention is not limited to the case where the side wall having the taper angle is one step, and a side wall having a plurality of steps of the taper angle may be provided.

【0029】本発明の薄膜半導体装置におけるゲ−ト電
極を構成する材料としては、Mo、Al、Ta、W、C
u、不純物をド−プしたポリシリコン等を挙げることが
出来る。
Materials for forming the gate electrode in the thin film semiconductor device of the present invention include Mo, Al, Ta, W and C.
Examples thereof include u and polysilicon doped with impurities.

【0030】また、ゲ−ト電極は、単一の材料による単
一層に限らず、複数の材料による多層構造とすることが
出来る。この場合、上部側壁を有する層と、下部側壁を
有する層の多層構造とすることが出来る。上部側壁を有
する層をMo、Mo/Ta、Mo/W、不純物をド−プ
したポリシリコンにより構成し、下部側壁を有する層を
Al、W、Cuにより構成することが出来る。
The gate electrode is not limited to a single layer made of a single material, but may have a multi-layer structure made of a plurality of materials. In this case, it is possible to form a multi-layer structure of a layer having an upper side wall and a layer having a lower side wall. The layer having the upper side wall can be made of Mo, Mo / Ta, Mo / W and polysilicon doped with impurities, and the layer having the lower side wall can be made of Al, W or Cu.

【0031】その組合せとしては、例えば(上部,下
部)が(Mo/Ta,Al)、(Mo/W,Al)、
(Mo,Al)、(Mo,n+ polySi)、(Mo/T
a,n+polySi)などがある。
As the combination, for example, (upper part, lower part) is (Mo / Ta, Al), (Mo / W, Al),
(Mo, Al), (Mo, n + polySi), (Mo / T
a, n + polySi) and the like.

【0032】ゲ−ト電極の形成方法は、異なるエッチン
グ方法により、上部側壁と下部側壁とを別々に形成する
ことが出来る。即ち、所定のテ−パ−角を有する上部側
壁を、CDE(ケミカルドライエッチング)やウエット
エッチングのような等方性エッチングにより行い、ほぼ
垂直の下部側壁を、RIE(反応性イオンエッチング)
のような異方性エッチングにより行うことが出来る。
As a method of forming the gate electrode, the upper side wall and the lower side wall can be formed separately by different etching methods. That is, the upper side wall having a predetermined taper angle is subjected to isotropic etching such as CDE (chemical dry etching) or wet etching, and the substantially vertical lower side wall is subjected to RIE (reactive ion etching).
Such anisotropic etching can be performed.

【0033】以上のように、本発明に係る薄膜半導体装
置では、ゲート電極上部の側壁をテーパー状に形成して
いるため、ゲート電極構造に起因するカバレージ不良に
よる歩留まり低下が防止され、かつ、活性化不良のない
デバイス構造を得ることが出来る。その結果、スループ
ットの低下のない、信頼性の高いデバイス特性の優れた
薄膜半導体装置を効率よく得ることが可能である。
As described above, in the thin film semiconductor device according to the present invention, since the side wall of the upper part of the gate electrode is formed in a tapered shape, the yield reduction due to the coverage failure due to the gate electrode structure is prevented and the active state is reduced. It is possible to obtain a device structure that is free from defective formation. As a result, it is possible to efficiently obtain a thin film semiconductor device having high reliability and excellent device characteristics without lowering throughput.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について詳細に説明する。 実施例1 図1は、本発明の第1の実施例に係る半導体素子を示す
断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Example 1 FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to a first example of the present invention.

【0035】図1に示す半導体素子において、透明絶縁
膜101がコートされた透明絶縁性基板100には、ポ
リシリコンからなる高抵抗半導体層102及びその両側
に低抵抗半導体層103,104が形成されている。こ
れらポリシリコン層102,103,104は、透明絶
縁膜101上にa−Si:H膜を、例えばプラズマCV
D法により50〜80nmの厚さに形成し、次いで熱ア
ニールを施すことにより、a−Si:H膜から脱水素を
おこない、その後ELAによりpoly−Si化するこ
とにより形成される。
In the semiconductor device shown in FIG. 1, a transparent insulating substrate 100 coated with a transparent insulating film 101 has a high resistance semiconductor layer 102 made of polysilicon and low resistance semiconductor layers 103 and 104 formed on both sides thereof. ing. These polysilicon layers 102, 103, 104 are formed by forming an a-Si: H film on the transparent insulating film 101, for example, plasma CV.
It is formed by the D method to a thickness of 50 to 80 nm, and then subjected to thermal annealing to dehydrogenate the a-Si: H film, and then to form poly-Si by ELA.

【0036】高抵抗半導体層102はチャンネルとして
作用し、それに接して設けられている低抵抗半導体層1
03,104は、Pなどの不純物を注入したのち、熱な
どにより活性化することにより形成される。高抵抗半導
体層102のうえには、APCVD、PECVD、EC
R−PECVD等の成膜方法により、ゲート絶縁膜10
6が70nm〜100nmの厚さに形成されている。こ
のゲート絶縁膜106の上にはゲート電極108が設け
られている。低抵抗半導体層103,104にはそれぞ
れソース電極109、ドレイン電極110が接続されて
いる。ゲート電極108、ソース電極109及びドレイ
ン電極110を絶縁するために、層間絶縁膜111が設
けられている。
The high resistance semiconductor layer 102 acts as a channel, and the low resistance semiconductor layer 1 provided in contact with the channel.
03 and 104 are formed by implanting impurities such as P and then activating them by heat or the like. On top of the high resistance semiconductor layer 102, APCVD, PECVD, EC
The gate insulating film 10 is formed by a film forming method such as R-PECVD.
6 is formed to a thickness of 70 nm to 100 nm. A gate electrode 108 is provided on the gate insulating film 106. A source electrode 109 and a drain electrode 110 are connected to the low resistance semiconductor layers 103 and 104, respectively. An interlayer insulating film 111 is provided to insulate the gate electrode 108, the source electrode 109, and the drain electrode 110.

【0037】ゲート電極108は、図1に示すように、
その上部がテーパー状に加工されている。このように、
ゲート電極構造を、上部にテーパー状の側壁をもつ構造
とすることにより、ゲート電極の段差に起因するカバレ
ージ不良による歩留まりの低下が解消され、かつ、活性
化不良のないデバイス構造を提供することができる。そ
の結果、スループットの低下のない、信頼性の高いデバ
イス特性の優れたTFTを効率よく得ることが出来る。
The gate electrode 108, as shown in FIG.
The upper part is processed into a taper shape. in this way,
By forming the gate electrode structure with a tapered side wall on the upper portion, a decrease in yield due to defective coverage due to a step difference in the gate electrode can be solved, and a device structure without defective activation can be provided. it can. As a result, it is possible to efficiently obtain a TFT having high reliability and excellent device characteristics without lowering throughput.

【0038】実施例2 図2および図3は、図1に示す半導体素子の製造工程を
示す断面図である。まず、透明絶縁膜201がコートさ
れた透明絶縁性基板200上に、a−Si:H膜をたと
えばプラズマCVD法、もしくはLPCVD法などによ
り50〜80nmの厚さに形成し、450℃で1時間程
度の熱アニールを施すことによりa−Si:H膜から脱
水素をおこなう。次いで、ELAにより、a−Si膜を
poly−Si化し、高抵抗半導体層202を形成す
る。
Embodiment 2 FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. First, an a-Si: H film having a thickness of 50 to 80 nm is formed on the transparent insulating substrate 200 coated with the transparent insulating film 201 by, for example, plasma CVD method or LPCVD method, and the temperature is 450 ° C. for 1 hour. Dehydrogenation is performed from the a-Si: H film by performing thermal annealing to a certain degree. Next, the high resistance semiconductor layer 202 is formed by converting the a-Si film into poly-Si by ELA.

【0039】次に、高抵抗半導体層202の上に、AP
CVDやPECVD、ECR−PECVD法等の成膜方
法により、ゲート絶縁膜206を70nm〜100nm
の厚さに形成する。その後、ゲート電極となる金属膜2
08aを形成する。金属膜208aの材質としては、M
o,Al,Ta,W,Cuおよびその合金、積層膜また
はドープしたシリコン膜が挙げられる。金属膜208a
の膜厚は、250nm〜400nm程度がよい(図2
(a))。
Next, on the high resistance semiconductor layer 202, AP
The gate insulating film 206 is formed to have a thickness of 70 nm to 100 nm by a film forming method such as CVD, PECVD, or ECR-PECVD method.
Formed to a thickness of After that, the metal film 2 to be the gate electrode
08a is formed. The material of the metal film 208a is M
Examples thereof include o, Al, Ta, W, Cu and alloys thereof, a laminated film or a doped silicon film. Metal film 208a
The film thickness of is preferably about 250 nm to 400 nm (see FIG. 2).
(A)).

【0040】次いで、レジストを塗布し、フォトリソグ
ラフィー工程によりパターニングして、レジストパター
ン290を形成する。そして、このレジストパターン2
90をマスクとして用いて、CDE(ケミカルドライエ
ッチング)等により、ゲート電極となる膜にテーパー加
工を施し、構造208bを得る(図2(b))。
Next, a resist is applied and patterned by a photolithography process to form a resist pattern 290. And this resist pattern 2
Using 90 as a mask, the film to be the gate electrode is tapered by CDE (chemical dry etching) or the like to obtain a structure 208b (FIG. 2B).

【0041】次に、レジストパタ−ン290を剥離した
後、再度レジストを塗布し、フォトリソグラフィー工程
によりパターニングして、レジストパターン291を形
成する。その後、このレジストパターン291をマスク
として用いて、RIE(反応性イオンエッチング)等に
より、構造208bをほぼ垂直加工し、ゲート電極20
8を得る(図2(c))。
Next, after removing the resist pattern 290, a resist is applied again and patterned by a photolithography process to form a resist pattern 291. Then, using the resist pattern 291 as a mask, the structure 208b is processed almost vertically by RIE (reactive ion etching) or the like, and the gate electrode 20 is processed.
8 is obtained (FIG. 2 (c)).

【0042】そして、ゲート電極208をマスクとして
用いて、高抵抗半導体層の一部に不純物を注入し、低抵
抗半導体層203,204を形成する(図3(a))。
次いで、層間絶縁膜211を形成した後、ELAにより
不純物を活性化する(図3(b))。
Then, using the gate electrode 208 as a mask, impurities are implanted into a part of the high resistance semiconductor layer to form the low resistance semiconductor layers 203 and 204 (FIG. 3A).
Next, after forming the interlayer insulating film 211, the impurities are activated by ELA (FIG. 3B).

【0043】更に、コンタクトホールを開け、ソース・
ドレイン電極となる導電性膜を形成し、それをパターニ
ングして、ソース電極209、ドレイン電極210を形
成する(図3(c))。
Further, a contact hole is opened and the source
A conductive film to be a drain electrode is formed and patterned to form a source electrode 209 and a drain electrode 210 (FIG. 3C).

【0044】以上のような製造工程とすることにより、
ゲート電極208は、図にしめしたように、その上部が
テーパー上に加工される。このような構造の半導体素子
とすることにより、すなわち、ゲート電極構造を2段の
角度をもつ構造とすることにより、ゲート電極の形状に
起因するカバレージ不良による歩留まりの低下を防止す
ることが出来、かつ、活性化不良のないデバイス構造を
得ることができる。その結果、スループットの低下のな
い、信頼性の高いデバイス特性の優れたTFTを効率よ
く製造することができる。
By adopting the above manufacturing process,
As shown in the figure, the gate electrode 208 has a tapered upper portion. By using the semiconductor element having such a structure, that is, by forming the gate electrode structure with two-step angles, it is possible to prevent the yield from being reduced due to the coverage failure due to the shape of the gate electrode. In addition, a device structure without defective activation can be obtained. As a result, it is possible to efficiently manufacture a TFT with high reliability and excellent device characteristics without a decrease in throughput.

【0045】実施例3 図4、本発明の第2の実施例に係る半導体素子を示す断
面図である。図4に示す半導体素子において、透明絶縁
膜301がコートされた透明絶縁性基板300には、ポ
リシリコンからなる高抵抗半導体層302及びその両側
に低抵抗半導体層303,304が形成されている。こ
れらポリシリコン層302,303,304は、透明絶
縁膜301上にa−Si:H膜を、例えばプラズマCV
D法により50〜80nmの厚さに形成し、次いで熱ア
ニールを施すことにより、a−Si:H膜から脱水素を
おこない、その後ELAによりpoly−Si化するこ
とにより形成される。
Example 3 FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor device according to a second example of the present invention. In the semiconductor element shown in FIG. 4, a transparent insulating substrate 300 coated with a transparent insulating film 301 has a high resistance semiconductor layer 302 made of polysilicon and low resistance semiconductor layers 303 and 304 formed on both sides thereof. These polysilicon layers 302, 303, 304 are formed by forming an a-Si: H film on the transparent insulating film 301, for example, plasma CV.
It is formed by the D method to a thickness of 50 to 80 nm, and then subjected to thermal annealing to dehydrogenate the a-Si: H film, and then to form poly-Si by ELA.

【0046】高抵抗半導体層302はチャンネルとして
作用し、それに接して設けられている低抵抗半導体層3
03,304は、Pなどの不純物を注入したのち、熱な
どにより活性化することにより形成される。高抵抗半導
体層302のうえには、APCVD、PECVD、EC
R−PECVD等の成膜方法により、ゲート絶縁膜30
6が70nm〜100nmの厚さに形成されている。こ
のゲート絶縁膜306の上には二層構造のゲート電極3
08a,308bが設けられている。低抵抗半導体層3
03,304にはそれぞれソース電極309、ドレイン
電極310が接続されている。ゲート電極308a、3
08b、ソース電極309及びドレイン電極310を絶
縁するために、層間絶縁膜311が設けられている。
The high resistance semiconductor layer 302 acts as a channel, and the low resistance semiconductor layer 3 provided in contact with the channel.
03 and 304 are formed by implanting impurities such as P and then activating them by heat or the like. APCVD, PECVD, EC are formed on the high resistance semiconductor layer 302.
The gate insulating film 30 is formed by a film forming method such as R-PECVD.
6 is formed to a thickness of 70 nm to 100 nm. The gate electrode 3 having a two-layer structure is formed on the gate insulating film 306.
08a and 308b are provided. Low resistance semiconductor layer 3
A source electrode 309 and a drain electrode 310 are connected to 03 and 304, respectively. Gate electrodes 308a, 3
An interlayer insulating film 311 is provided to insulate the 08b, the source electrode 309, and the drain electrode 310.

【0047】ゲート電極308bは、図4に示すよう
に、側壁がテーパー状に加工されている。一方、ゲート
電極308aは、垂直に近い側壁を持つように加工され
ている。このように、ゲート電極構造を、上部にテーパ
ー状の側壁をもつ構造とすることにより、ゲート電極の
段差に起因するカバレージ不良による歩留まりの低下が
解消され、かつ、活性化不良のないデバイス構造を提供
することができる。その結果、スループットの低下のな
い、信頼性の高いデバイス特性の優れたTFTを効率よ
く得ることが出来る。
As shown in FIG. 4, the side wall of the gate electrode 308b is tapered. On the other hand, the gate electrode 308a is processed so as to have a side wall that is nearly vertical. In this way, by forming the gate electrode structure with a tapered side wall on the upper portion, a decrease in yield due to defective coverage due to a step of the gate electrode is eliminated, and a device structure without defective activation is formed. Can be provided. As a result, it is possible to efficiently obtain a TFT having high reliability and excellent device characteristics without lowering throughput.

【0048】実施例4 図5および図6は、図4に示す半導体素子の製造工程を
示す断面図である。まず、透明絶縁膜401がコートさ
れた透明絶縁性基板400上に、a−Si:H膜をたと
えばプラズマCVD法、もしくはLPCVD法などによ
り50〜80nmの厚さに形成し、450℃で1時間程
度の熱アニールを施すことによりa−Si:H膜から脱
水素をおこなう。次いで、ELAにより、a−Si膜を
poly−Si化し、高抵抗半導体層402を形成す
る。
Embodiment 4 FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. First, an a-Si: H film is formed on the transparent insulating substrate 400 coated with the transparent insulating film 401 to a thickness of 50 to 80 nm by, for example, the plasma CVD method or the LPCVD method, and the temperature is 450 ° C. for 1 hour. Dehydrogenation is performed from the a-Si: H film by performing thermal annealing to a certain degree. Next, the high resistance semiconductor layer 402 is formed by converting the a-Si film into poly-Si by ELA.

【0049】次に、高抵抗半導体層402の上に、AP
CVDやPECVD、ECR−PECVD法等の成膜方
法により、ゲート絶縁膜406を70nm〜100nm
の厚さに形成する。その後、ゲート電極となる下層金属
膜408a及び上層金属膜408bを積層する。金属膜
408a,408bの材質としては、Mo,Al,T
a,W,Cuおよびその合金、積層膜またはドープした
シリコン膜が挙げられる。下層金属膜408aの膜厚は
200〜350nmが好ましく、上層金属膜408bの
膜厚は50〜200nmが好ましい。金属膜408a,
408bの合計の膜厚は、250nm〜400nm程度
がよい(図5(a))。
Next, on the high resistance semiconductor layer 402, AP
The gate insulating film 406 is formed to 70 nm to 100 nm by a film forming method such as CVD, PECVD, or ECR-PECVD method.
Formed to a thickness of After that, a lower metal film 408a and an upper metal film 408b which will serve as gate electrodes are stacked. The materials of the metal films 408a and 408b are Mo, Al and T.
Examples thereof include a, W, Cu and alloys thereof, a laminated film or a doped silicon film. The thickness of the lower metal film 408a is preferably 200 to 350 nm, and the thickness of the upper metal film 408b is preferably 50 to 200 nm. Metal film 408a,
The total film thickness of 408b is preferably about 250 nm to 400 nm (FIG. 5A).

【0050】次いで、レジストを塗布し、フォトリソグ
ラフィ−によりパタ−ニングして、レジストパタ−ン4
90を形成する。そして、このレジストパタ−ン490
をマスクとして用いて、CDE(ケミカルドライエッチ
ング)等により、金属膜408bをエッチングし、テ−
パ−状の側壁を有する上層ゲ−ト電極408cを形成す
る(図5(b))。
Next, a resist is applied and patterned by photolithography to form a resist pattern 4.
Form 90. Then, this resist pattern 490
Using the as a mask, the metal film 408b is etched by CDE (chemical dry etching) or the like.
An upper layer gate electrode 408c having a par-shaped side wall is formed (FIG. 5B).

【0051】その後、レジストパタ−ン490を剥離し
た後、再度レジストを塗布し、フォトリソグラフィー工
程によりパターニングして、レジストパターン(図示せ
ず)を形成する。そして、このレジストパターンをマス
クとして用いて、RIE(反応性イオンエッチング)な
どにより、下層金属膜408aを側壁がほぼ垂直となる
ように加工し、下層ゲート電極408dを得る(図5
(c))。この場合、レジストパタ−ン491ではな
く、上層ゲート電極408cをマスクとして用いて下層
金属膜408aを加工してもよい。
After that, after removing the resist pattern 490, a resist is applied again and patterned by a photolithography process to form a resist pattern (not shown). Then, using this resist pattern as a mask, the lower metal film 408a is processed by RIE (reactive ion etching) or the like so that the side walls are substantially vertical to obtain a lower gate electrode 408d (FIG. 5).
(C)). In this case, the lower metal film 408a may be processed by using the upper gate electrode 408c as a mask instead of the resist pattern 491.

【0052】その後、上層及び下層ゲート電極408
c,dをマスクとして用いて、高抵抗半導体層402の
一部に不純物を注入して、低抵抗半導体層403,40
4を形成する(図6(a))。次いで、層間絶縁膜41
1を形成した後、ELAにより不純物を活性化する(図
6(b))。
After that, upper and lower gate electrodes 408
Impurities are implanted into a part of the high resistance semiconductor layer 402 by using c and d as masks to form the low resistance semiconductor layers 403 and 40.
4 is formed (FIG. 6A). Next, the interlayer insulating film 41
After 1 is formed, the impurities are activated by ELA (FIG. 6B).

【0053】次に、コンタクトホールを開け、ソース・
ドレイン電極となる膜を形成し、パターニングして、ソ
ース電極409、ドレイン電極410を形成する(図6
(c))。
Next, a contact hole is opened and the source
A film to be a drain electrode is formed and patterned to form a source electrode 409 and a drain electrode 410 (FIG. 6).
(C)).

【0054】以上のような方法により、ゲート電極40
8c,408dのうち、上層ゲート電極408cがテー
パー状の側壁を有するように加工される。このような構
造の半導体素子とすることにより、すなわち、ゲート電
極の側壁が2段の角度をもつ構造とすることにより、ゲ
ート電極構造に起因するカバレージ不良による歩留まり
の低下が防止され、かつ、活性化不良のないデバイス構
造を提供することができる。その結果、スループットの
低下のない、信頼性の高いデバイス特性の優れたTFT
を効率よく得ることができる。
By the above method, the gate electrode 40
Of 8c and 408d, the upper gate electrode 408c is processed to have a tapered side wall. By using the semiconductor device having such a structure, that is, by forming the side wall of the gate electrode with two-step angles, the yield decrease due to the coverage failure due to the gate electrode structure is prevented, and the active It is possible to provide a device structure that is free from defective formation. As a result, a TFT with high reliability and excellent device characteristics without a decrease in throughput
Can be obtained efficiently.

【0055】なお、上記製造工程のゲ−ト電極加工工程
において、金属の種類により、又はその結晶方位によっ
ては、同一のエッチング条件でも、テ−パ−状にエッチ
ングされるものと垂直にエッチングされるものがある。
従って、上記製造工程のゲ−ト電極加工工程において、
上層金属膜と下層金属膜の材質を適宜選択することによ
り、1つのレジストパタ−ンで両者の加工が可能となる
ので、フォトリソグラフィー工程を減少させることがで
きる。
In the gate electrode processing step of the above manufacturing process, depending on the kind of metal or the crystal orientation thereof, even if the same etching condition is used, the etching is performed perpendicularly to the taper-shaped etching. There are things.
Therefore, in the gate electrode processing step of the above manufacturing process,
By appropriately selecting the materials of the upper metal film and the lower metal film, both can be processed with one resist pattern, and the photolithography process can be reduced.

【0056】なお、垂直に近く加工されている下層ゲ−
ト電極408dのテーパー角度については、以下の理由
により、次式の条件を満たす角度であればよい。すなわ
ち、完全に垂直ではなくても、垂直に近くゲート電極が
加工されていれば、ゲート電極の下方で不純物が注入さ
れてしまう領域はきわめて狭く、その程度の領域ではレ
ーザーアニールによっても活性化が可能である。例え
ば、ソース・ドレインからゲート下への横方向へ50n
m程度の領域は、レーザーアニールによる活性化が可能
であることが我々の研究からわかっているので、その程
度のテーパー角ならば許容される。
It should be noted that the lower layer gate which is processed almost vertically
The taper angle of the gate electrode 408d may be an angle that satisfies the following expression for the following reason. That is, even if the gate electrode is not completely vertical, if the gate electrode is processed close to vertical, the region into which impurities are implanted is extremely narrow below the gate electrode, and in such a region, activation by laser annealing is also possible. It is possible. For example, 50n in the lateral direction from the source / drain to the bottom of the gate
It has been known from our research that a region of about m can be activated by laser annealing, so that a taper angle of that extent is acceptable.

【0057】具体的には、垂直に近く加工されている下
層ゲート電極の膜厚をXnm、テーパー角をa度とする
と、tan a≧X/50を満たせばよい。 実施例5 図7は、本発明の第3の実施例に係る液晶表示装置を示
す断面図である。
Specifically, tan a ≧ X / 50 should be satisfied, where Xnm is the film thickness of the lower gate electrode which is processed to be nearly vertical and the taper angle is a degree. Fifth Embodiment FIG. 7 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【0058】図7に示す液晶表示装置では、一対の基板
500a,500b間に液晶510が封入され、一方の
基板500a上にマトリクス状に配置された画素表示部
電極に接続された該画素表示部の画素薄膜トランジスタ
520が配置されている。画素表示部の周辺には、画素
薄膜トランジスタ520を駆動するための駆動回路53
0が設けられている。
In the liquid crystal display device shown in FIG. 7, liquid crystal 510 is enclosed between a pair of substrates 500a and 500b, and the pixel display section connected to the pixel display section electrodes arranged in a matrix on one substrate 500a. The pixel thin film transistor 520 is arranged. A driving circuit 53 for driving the pixel thin film transistor 520 is provided around the pixel display unit.
0 is provided.

【0059】その薄膜トランジスタ520の構造は、第
1の実施例1または第3の実施例に示した構造となって
いる。すなわちゲート電極508の上部が、テ−パ−状
の側壁を有している。なお、補助容量を形成する電極5
30も、ゲート電極と同様に上部がテ−パ−状の側壁を
有している。補助容量を形成する電極530も、その上
方においてカバレージ不良を生じる恐れがあり、また、
ゲート電極508と同時に形成されるからである。
The structure of the thin film transistor 520 is the structure shown in the first embodiment 1 or the third embodiment. That is, the upper portion of the gate electrode 508 has a tapered side wall. The electrode 5 forming the auxiliary capacitance
Similarly to the gate electrode 30, the upper portion 30 has a tapered side wall. The electrode 530 forming the storage capacitor may also have poor coverage above it, and
This is because it is formed at the same time as the gate electrode 508.

【0060】このような構造とすることにより、電極構
造に起因するカバレージ不良による歩留まりの低下や、
活性化不良のないデバイス構造を得ることができる。そ
の結果、スループットの低下ない、信頼性の高いデバイ
ス特性の優れた液晶表示装置を効率よく得ることが可能
である。
With such a structure, the yield is lowered due to poor coverage due to the electrode structure,
A device structure without defective activation can be obtained. As a result, it is possible to efficiently obtain a liquid crystal display device having high reliability and excellent device characteristics without lowering throughput.

【0061】以上の実施例では、特にデバイス保護膜に
ついて述べていないが、必要に応じて形成することも可
能である。なお、本説明では、コプラナ型TFTについ
て説明したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲におい
て、さまざまに変形して実施することができる。例え
ば、図8〜図10に示すようなスタガ型TFTにも本発
明を適用することが可能である。
In the above embodiments, the device protective film is not particularly described, but it may be formed if necessary. Although the coplanar TFT has been described in the present description, various modifications can be made without departing from the gist of the invention. For example, the present invention can be applied to stagger type TFTs as shown in FIGS.

【0062】また、駆動回路は、実施例5に示したよう
に、nチャネルTFTとpチャネルTFTで形成される
CMOSにより構成することが出来る。特に、CMOS
により駆動回路を形成した場合には、低消費電力の液晶
表示装置がえられる。
Further, as shown in the fifth embodiment, the drive circuit can be composed of a CMOS formed of an n-channel TFT and a p-channel TFT. Especially CMOS
When the drive circuit is formed by, a liquid crystal display device with low power consumption can be obtained.

【0063】画素薄膜トランジスタについては、リーク
電流(TFTがOFFのとき流れてしまう電流)を低く
するために、LDD構造でもよいし、ゲート電極を複数
とするマルチゲート(ダブルゲート)TFTでもよい。
The pixel thin film transistor may have an LDD structure or a multi-gate (double-gate) TFT having a plurality of gate electrodes in order to reduce the leak current (current flowing when the TFT is OFF).

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る薄膜
半導体装置では、ゲート電極上部の側壁をテーパー状に
形成しているため、ゲート電極構造に起因するカバレー
ジ不良による歩留まり低下が防止され、かつ、活性化不
良のないデバイス構造を得ることが出来る。その結果、
スループットの低下のない、信頼性の高いデバイス特性
の優れた半導体装置を効率よく得ることが可能である。
As described above, in the thin film semiconductor device according to the present invention, since the side wall of the upper part of the gate electrode is formed in a tapered shape, the yield reduction due to the coverage failure due to the gate electrode structure is prevented, In addition, a device structure without defective activation can be obtained. as a result,
It is possible to efficiently obtain a semiconductor device having high reliability and excellent device characteristics without lowering throughput.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る薄膜トランジスタ
の構造を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a thin film transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す
断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin film transistor shown in FIG.

【図3】図1に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す
断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin film transistor shown in FIG.

【図4】本発明の第2の実施例に係る薄膜トランジスタ
の構造を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a structure of a thin film transistor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す
断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin film transistor shown in FIG.

【図6】図4に示す薄膜トランジスタの製造工程を示す
断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin film transistor shown in FIG.

【図7】本発明の第3の実施例に係る液晶表示装置の構
造を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の変形例に係る液晶表示装置の構造を示
す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a structure of a liquid crystal display device according to a modification of the present invention.

【図9】本発明の変形例に係る液晶表示装置の構造を示
す断面図。
FIG. 9 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to a modification of the invention.

【図10】本発明の変形例に係る液晶表示装置の構造を
示す断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to a modification of the invention.

【図11】従来の薄膜トランジスタの構造を示す断面
図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional thin film transistor.

【図12】従来の薄膜トランジスタの他の例の構造を示
す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of another example of a conventional thin film transistor.

【図13】従来の薄膜トランジスタのゲ−ト電極を拡大
して示す断面図。
FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing a gate electrode of a conventional thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200,300,400,500…基板 101,201,301,401,501…基板保護膜 102,202,302,402,402…高抵抗半導
体 103,203,303,403,503…ソース領域 104,204,304,404,504…ドレイン領
域 106,206,306,406,506…ゲート絶縁
膜 108,208,308a,308b,408c,40
8d,508,608…ゲート電極 109,209,309,409,509…ソース電極 110,210,310,410,510…ドレイン電
極 111,211,311,411,511…層間絶縁膜 290,291,490…レジスト
100, 200, 300, 400, 500 ... Substrate 101, 201, 301, 401, 501 ... Substrate protective film 102, 202, 302, 402, 402 ... High resistance semiconductor 103, 203, 303, 403, 503 ... Source region 104 , 204, 304, 404, 504 ... Drain region 106, 206, 306, 406, 506 ... Gate insulating film 108, 208, 308a, 308b, 408c, 40
8d, 508, 608 ... Gate electrode 109, 209, 309, 409, 509 ... Source electrode 110, 210, 310, 410, 510 ... Drain electrode 111, 211, 311, 411, 511 ... Interlayer insulating film 290, 291, 490 ... resist

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明絶縁性基板と、この透明絶縁性基板
上に形成された薄膜半導体層と、この薄膜半導体層に形
成された薄膜トランジスタとを具備し、前記薄膜トラン
ジスタは、高抵抗半導体領域からなるチャネル領域と、
このチャネル領域に接して配置された低抵抗半導体領域
からなるドレイン領域およびソース領域と、前記チャネ
ル領域上に形成されたゲート絶縁膜と、このゲート絶縁
膜上に形成されたゲート電極とを有し、前記ゲート電極
は、テ−パ−状の上部側壁と、ほぼ垂直の下部側壁とを
有することを特徴とする薄膜半導体装置。
1. A transparent insulating substrate, a thin film semiconductor layer formed on the transparent insulating substrate, and a thin film transistor formed on the thin film semiconductor layer, the thin film transistor comprising a high resistance semiconductor region. A channel region,
A drain region and a source region formed of a low resistance semiconductor region arranged in contact with the channel region, a gate insulating film formed on the channel region, and a gate electrode formed on the gate insulating film. The gate electrode has a taper-shaped upper side wall and a substantially vertical lower side wall.
【請求項2】 前記ゲート電極が、少なくとも2種類の
材質の異なる膜の積層構造を有することを特徴とする請
求項1に記載の薄膜半導体装置。
2. The thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode has a laminated structure of at least two films made of different materials.
【請求項3】 前記ゲート電極の下部側壁のテーパー角
が、80度〜90度であることを特徴とする請求項1に
記載の薄膜半導体装置。
3. The thin film semiconductor device according to claim 1, wherein a taper angle of a lower side wall of the gate electrode is 80 degrees to 90 degrees.
【請求項4】 前記ゲート電極の上部側壁がのテーパー
角が、25度〜45度であることを特徴とする請求項1
に記載の薄膜半導体装置。
4. The taper angle of the upper side wall of the gate electrode is 25 degrees to 45 degrees.
3. The thin film semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 一対の基板と、これら基板間に封入され
された液晶層と、前記一対の基板の一方の上にマトリク
ス状に配置された画素表示部電極と、この画素表示部電
極に接続された薄膜トランジスタとを具備する液晶表示
装置において、前記薄膜トランジスタは、高抵抗半導体
領域からなるチャネル領域と、このチャネル領域に接し
て配置された低抵抗半導体領域からなるドレイン領域お
よびソース領域と、前記チャネル領域上に形成されたゲ
ート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上に形成されたゲート
電極とを有し、前記ゲート電極は、テ−パ−状の上部側
壁とほぼ垂直の下部側壁とを有することを特徴とする液
晶表示装置。
5. A pair of substrates, a liquid crystal layer enclosed between the substrates, a pixel display portion electrode arranged in a matrix on one of the pair of substrates, and connected to the pixel display portion electrode. In the liquid crystal display device including the thin film transistor, the thin film transistor includes a channel region formed of a high resistance semiconductor region, a drain region and a source region formed of a low resistance semiconductor region arranged in contact with the channel region, and the channel. A gate insulating film formed on the region and a gate electrode formed on the gate insulating film, the gate electrode having a tapered upper side wall and a substantially vertical lower side wall. Liquid crystal display device characterized by.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002297057A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Toshiba Corp Image display device and manufacturing method therefor
JP2008015461A (en) * 2006-06-30 2008-01-24 Lg Philips Lcd Co Ltd Liquid crystal display and method for fabricating the same
WO2023238745A1 (en) * 2022-06-06 2023-12-14 ローム株式会社 Nitride semiconductor device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002297057A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Toshiba Corp Image display device and manufacturing method therefor
JP2008015461A (en) * 2006-06-30 2008-01-24 Lg Philips Lcd Co Ltd Liquid crystal display and method for fabricating the same
JP4669834B2 (en) * 2006-06-30 2011-04-13 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド Manufacturing method of liquid crystal display device
US8953110B2 (en) 2006-06-30 2015-02-10 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display and method for fabricating the same
WO2023238745A1 (en) * 2022-06-06 2023-12-14 ローム株式会社 Nitride semiconductor device

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