JPH1012735A

JPH1012735A - 半導体装置およびその作製方法

Info

Publication number: JPH1012735A
Application number: JP17850896A
Authority: JP
Inventors: Kouyuu Chiyou; 宏勇張; Jun Koyama; 潤小山; Satoshi Teramoto; 聡寺本
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-16
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JP3512561B2

Abstract

(57)【要約】【目的】アクティブマトリクス型の液晶表示装置にお
いて、画素の開口率を高くする。【構成】斜線で示される活性層に対する配線３１７の
コンタクトを開口３１２内において形成する。この際、
開口３１２内において、配線３１７のパターンに活性層
をパターニングする。即ち、開口３１２内において、活
性層は配線３１７のパターンによって自己整合的にパタ
ーニングされる。こうすることで、コンタクトの面積を
大きくとることができる。一方で、配線３１７も特別に
コンタクト用のパターニンとしなくてよい。そして、高
い開口率を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
半導体集積回路における電極コンタクト部の構成に関す
る。またその作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリクス型の液晶表示装置
が知られている。これは、基板としてガラス基板や石英
基板を利用し、その基板上に形成された薄膜トランジス
タを各画素毎に配置した構成を有している。

【０００３】従来から利用されている一般的なアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置の画素部分の作製工程を
以下に示す。

【０００４】図６以下にアクティブマトリクス回路の一
部分（一つの画素の部分）の作製工程を上面から見た様
子を示す。また図６のＡ−Ａ’で切った断面を図８
（Ａ）に示す。また図６のＢ−Ｂ’で切った断面を図８
（Ｂ）に示す。また図７のａ−ａ’で切った断面を図９
（Ａ）に示す。

【０００５】まず図６（Ａ）及び図８（Ａ）に示すよう
に、ガラス基板１１上に下地膜として酸化珪素膜１２を
成膜する。酸化珪素膜１２を成膜したら、薄膜トランジ
スタの活性層の出発膜となる非晶質珪素膜を成膜する。
さらにレーザー光の照射や加熱処理により非晶質珪素膜
を結晶性珪素膜に変成する。

【０００６】結晶性珪素膜を得たら、これをパターニン
グし、活性層１３のパターンを形成する。この活性層１
３を上面から見た形状は、図６（Ａ）で示される。また
そのＡ−Ａ’で切った断面が図８（Ａ）で示される。

【０００７】次にゲイト電極を構成するための導電材料
でなる膜を成膜する。この導電材料としては、各種シリ
サイド材料や金属材料が利用される。次にこの導電材料
でなる膜をパターニングし、１４で示されるゲイト電極
を形成する。

【０００８】ゲイト電極１４は、図６（Ｂ）に示される
ようにゲイト線１５から延在した状態で形成される。ゲ
イト線１５は後に形成されるソース線とともにアクティ
ブマトリクス領域に格子状に配置される。

【０００９】次にゲイト電極１４をマスクとして不純物
イオンの注入を行い、自己整合的にソース領域１６とド
レイン領域１８を形成する。ここで、Ｎチャネル型の薄
膜トランジスタを作製するのであれば、Ｐ（リン）を注
入する。またＰチャネル型の薄膜トランジスタを作製す
るのであれば、Ｂ（ボロン）を注入する。

【００１０】また上記不純物イオンの注入工程におい
て、自己整合的にチャネル形成領域１７の領域が決ま
る。

【００１１】こうして図８（Ｂ）に示す断面状態を得
る。ここで、図６（Ｂ）のＢ−Ｂ’で切った断面が図８
（Ｂ）である。次に層間絶縁膜１９として窒化珪素膜ま
たは酸化珪素膜を成膜する。こうして図８（Ｃ）に示す
状態を得る。

【００１２】次に図８（Ｄ）に示すようにソース領域１
６とドレイン領域１８に対してのコンタクトホール２０
及び２１を層間絶縁膜１９に対して形成する。

【００１３】そして図９（Ａ）に示すように、ソース領
域１６にコンタクトした電極２２とドレイン領域１８に
コンタクトした電極２３を同時に形成する。

【００１４】図９（Ａ）で示す断面状態を上方から見た
様子を図７に示す。図７のａ−ａ’で切った断面が図９
（Ａ）に対応する。

【００１５】図７に示されているように、活性層のソー
ス領域１６に比較して、ソース線２２のコンタクト部は
大きな面積を有している。また、ドレイン領域１８のコ
ンタクト用の電極２３のパターンもドレイン領域１８の
パターンに比較して一回り大きなものとなっている。

【００１６】これは、２０及び２１で示されるコンタク
トホールの形成時における位置合わせ（マスク合わせ）
の誤差（位置ズレ）と、２２及び２３で示される配線と
電極パターンの形成時における位置合わせの誤差（位置
ズレ）に対応するためのマージンを見込んであるためで
ある。

【００１７】上記の位置ズレは、ガラス基板の収縮や露
光機自身の有する位置合わせ誤差によって少なからず生
じてしまう。一般に液晶表示装置を作製する場合は、基
板としてガラス基板を用い、さらにその面積が大面積で
あるので、上記の位置ズレが数μｍ程度生じてしまう。
従って、上述のような位置ズレを見込んだマージンが必
要とされる。

【００１８】図９（Ａ）に示す状態を得たら、第２の層
間絶縁膜２５として樹脂材料でなる膜２５を成膜する。
樹脂材料でなる膜を利用するのは、その表面を平坦にで
きるからである。こうして図９（Ｂ）に示す状態を得
る。

【００１９】次に電極２３に達するコンタクトホールの
形成を行い。ＩＴＯでなる画素電極２６の形成を行う。
こうして図９（Ｃ）に示す状態を得る。

【００２０】またアクティブマトリクス領域ではなく、
周辺駆動回路やその他集積回路を構成するための薄膜ト
ランジスタの作製工程を上面から見た概略を図１２及び
図１３に示す。

【００２１】図１２（Ａ）に示すのは、珪素膜でなる活
性層１２０１上に図示しないゲイト絶縁膜を成膜し、さ
らにその上に１２０２で示されるゲイト電極を配置した
状態である。

【００２２】さらに図１２（Ｂ）に示すのは、（Ａ）に
示す状態に図示しない層間絶縁膜を成膜し、その上にソ
ース及びドレイン領域へのコンタクト電極（さらにはコ
ンタクト部から延在する配線）１２０３と１２０４を形
成した状態である。

【００２３】１２０５と１２０６で示されるのはコンタ
クトホールである図示しない層間絶縁膜に形成される。
このコンタクトホールを介して、不純物領域とコンタク
ト電極との接続が行われる。

【００２４】このような構成においては、活性層１２０
１の位置合わせ精度、コンタクトホール１２０５と１２
０６の位置合わせ精度、電極１２０３と１２０４の位置
合わせ精度に対するマージンを見るためにａで示される
寸法で余分で面積が必要とされる。

【００２５】このａで示される寸法は、まず活性層１２
０１とコンタクトホール１２０６とが合うようにするた
めのマージン、さらにコンタクトホール１２０６と電極
１２０４とが合うようにするためのマージンをみるため
に必要とされる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】アクティブマトリクス
型の液晶表示層においては、画素部分の開口率を極力高
めることが要求される。

【００２７】しかしながら、上述したような構成におい
ては、コンタクトに利用される電極の占める面積が大き
く、透過率を高めることができない。

【００２８】一般に開口率１００％というのは不可能で
ある。これは、図７に示すようにソース線２２やゲイト
線１５の占める面積があるからである。

【００２９】従って、開口率を高めるには、コンタクト
に必要とされる電極パターンの占める面積を極力小さく
することが要求される。

【００３０】例えば図７に示す構成において、ソース線
２２と電極２３とには、コンタクトに利用されず、開口
率の低下を招く要因として存在する領域がある。この領
域は、位置合わせのマージンを確保するために必要とれ
るものであるが、工程終了後にはデットスペースとなっ
てしまう。このデットスペースは遮光領域となり、開口
率を低下させてしまう。

【００３１】また、一般に集積回路においても以下に示
すような問題が生じる。アクティブマトリクス型の液晶
表示装置には、周辺駆動回路一体型と称されるものがあ
る。これは、アクティブマトリクス回路の周囲にアクテ
ィブマトリクス回路を駆動する周辺駆動回路を同一基板
上に集積化したものである。

【００３２】当然周辺駆動回路は薄膜トランジスタでも
って構成される。そしてこの周辺駆動回路は装置全体を
小型化するために高い集積度が要求される。

【００３３】しかし、図１２に示すような一般的な薄膜
トランジスタのパターンでは、集積度を高めることには
数々の困難がある。その１つは、ａで示される寸法を無
闇に小さくすることはできないということである。この
寸法は、作製工程におけるガラス基板の収縮やマスク合
わせ精度に関係するもので、ある値以上小さくすること
は困難である。

【００３４】特に基板として大面積であり、また収縮す
るガラス基板を利用した集積回路の場合に上記の位置合
わせ精度を確保することは重要な問題となる。

【００３５】また一般にデザインルールを小さくした場
合、それに対応してコンタクトホールを小さくすること
が一般には行われる。

【００３６】しかし、コンタクトホールを小さくするこ
とは、接触抵抗の増加、接触不良の発生といった問題を
生じる。

【００３７】例えば、５μｍルールから３μｍルールへ
とデザインルールを変更すると、コンタクトの面積は
（５μｍ）² ＝２５μｍ² から（３μｍ）² ＝９μｍ²
と減少する。即ち、コンタクト面積は１／３近くに減少
することになる。

【００３８】デザインルールを５μｍルールから３μｍ
ルールへと変更しても扱う電流値が１／３となる訳では
ない。従って、この場合、コンタクト部分における電流
密度は３倍近くになることになる。

【００３９】このような状況においては、局所的な加熱
によるコンタクト部分の破壊や不良が発生し易い。

【００４０】本発明者らの研究においてもデザインルー
ルを小さくした場合に生じる不良要因として、コンタク
ト部分の破壊が数多く見られることが確認されている。

【００４１】デザインルールを小さくすることは、回路
面積を小さくする必要性から今後も益々要求される事項
である。

【００４２】従って、上述のようなデザインルールの減
少に従ってコンタクト面積が二乗に比例して減少する状
況は、今後益々重大な問題となる。

【００４３】本明細書で開示する発明は、コンタクトの
形成に必要とされる位置合わせのマージンを確保した上
で、さらに不要な電極のパターンを削除し、極力開口率
を高める構成を提供することを課題とする。

【００４４】また、特にガラス基板上に薄膜トランジス
タを集積化する際に、より集積度を高めることができる
構成を提供することを課題とする。

【００４５】そして、集積度を高めても（即ち、デザイ
ンルールを小さくしても）コンタクト面積を極力大きく
とることができる構成を提供することを課題とする。

【００４６】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、図４（Ｃ）にその具体的な構成の１例を示す
ように、層間絶縁膜３１１下に存在する半導体層に対す
るコンタクトを有し、前記コンタクトは半導体層の一部
３０８が露呈する開口３１２内において形成され、前記
開口内部においてパターニングされた配線３１７が前記
半導体層の一部３０８にコンタクトしており、半導体層
は前記開口３１２内部において前記配線３１７と同じパ
ターンにパターニングされている（図２参照）ことを特
徴とする。

【００４７】上記構成においては、コンタクトの面積
（半導体層と配線が接触する面積）より開口３１２の面
積の方を大きいものとすることにより、位置合わせのマ
ージンをとることができる。

【００４８】また上記構成の具体的な他の例として図１
４に示す構成がある。図１４に示す構成においては、層
間絶縁膜下に存在する半導体層１４０１に対するコンタ
クトを有し、前記コンタクトは半導体層の一部が露呈す
る開口内１４０７において形成され、前記開口内部にお
いてパターニングされた電極または配線１４０９が前記
半導体層にコンタクトしており、半導体層は前記開口内
部において前記電極または配線と同じパターンにパター
ニングされていることを特徴とする。

【００４９】他の発明の構成は、図２及び図４（Ｃ）に
その具体的な例を示すように、層間絶縁膜３１１下に存
在する半導体層３０８に対して前記層間絶縁膜に形成さ
れた開口３１２内において電極または配線３１７がコン
タクトした構成を有し、前記開口内において半導体層の
端面の少なくとも一部と前記電極または配線の端面の少
なくとも一部とが一致または概略一致していることを特
徴とする。

【００５０】上記構成を採用することで、コンタクト面
積を確保した上で、デザインルールを小さくした構成を
実現することができる。上記構成は、コンタクト用の開
孔３１２内で配線３１７をパターニングすることによっ
て、必然的に得られるものである。

【００５１】他の発明の構成は、図２及び図４（Ｃ）に
その具体的な例を示すように、層間絶縁膜３１１下に存
在する半導体層３０８に対して前記層間絶縁膜に形成さ
れた開口３１２内において電極または配線３１７がコン
タクトした構成を有し、前記開口内において前記電極ま
たは配線は、開口の縁の少なくとも一辺と重ならないこ
とを特徴とする。

【００５２】上記構成は、コンタクト用の開孔３１２内
で配線３１７をパターニングすることによって、必然的
に得られるものである。

【００５３】他の発明の構成は、図２にその具体的な構
成の１例を示すように、アクティブマトリクス型の液晶
表示装置の画素に配置された薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタの不純物領域とアクティブマトリ
クス回路を構成するソース線３１７とのコンタクト部に
おいて、前記不純物領域はソース線のパターンにパター
ニングされていることを特徴とする。

【００５４】他の発明の構成は、図２のその具体的な構
成の１例を示すように、アクティブマトリクス型の液晶
表示装置の画素に配置された薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタの不純物領域の一部は、コンタク
トする金属電極３１８または金属配線３１７の形状に自
己整合的にパターニングされていることを特徴とする。

【００５５】他の発明の構成は、図３及び図４にその具
体的な構成の１例を示すように、層間絶縁膜３１１下に
存在する半導体層３０８に対するコンタクトの形成方法
であって、半導体層の一部が露呈する開口３１２を形成
する工程と、前記開口内部において半導体層にコンタク
トする配線３１７を形成する工程と、を有し、前記配線
３１７の形成時において、図２に示されるように配線３
１７のパターンに半導体層３０８がパターニングされる
ことを特徴とする。

【００５６】

【発明の実施の形態】図４に示すように、開口３１２内
において不純物領域３０８を配線３１７のパターンに自
己整合的にパターニングする（図２参照）ことで、配線
３１７の面積を最小限なものとすることができる。

【００５７】即ち、配線３１７のパターニング時におい
て、コンタクトに不要な不純物領域を同時にエッチング
することで、開口３１２内においてコンタクトに必要な
不純物領域だけを残存させることができる。

【００５８】また、自己整合的に位置合わせが行われる
ことで、コンタクトに寄与しない配線３１７の領域（従
来必要とされていた大きめのパターン）が必要とされな
い。このことにより、高い開口率を有したアクティブマ
トリクス回路を得ることができる。

【００５９】また、活性層の一部（ソースおよび／また
はドレイン領域を構成する不純物領域の一部）をも、コ
ンタクトする配線または電極によってコンタクトに必要
とされる面積にパターニングされるので、活性層によっ
て遮光される光の成分を少なくすることができる。この
ことも高い開口率を得ることができる要因となる。

【００６０】また、コンタクトに利用される面積（配線
または電極と半導体層との接触面積）を大きく確保でき
る一方で、コンタクトに利用されない配線または電極の
領域を除去するので、デザインルールを小さくすること
ができる。

【００６１】

【実施例】

〔実施例１〕本実施例では、アクティブマトリクス型の
液晶表示装置における画素の部分の構成を示す。図１及
び図２に示すのは、上面から見た作製工程図である。図
３〜図５に示すのは断面作製工程図である。

【００６２】まず図３（Ａ）に示すようにガラス基板３
０１上に下地膜として酸化珪素膜３０２をスパッタ法に
より３０００Åの厚さに成膜する。

【００６３】次に図示しない非晶質珪素膜をプラズマＣ
ＶＤ法により５００Åの厚さに成膜する。そしてレーザ
ー光の照射を行うことにより、結晶化を行い結晶性珪素
膜を得る。

【００６４】そして得られた結晶性珪素膜をパターニン
グすることにより３０３で示される薄膜トランジスタの
活性層を得る。こうして図３（Ａ）に示す状態を得る。

【００６５】活性層のパターン形状を図１（Ａ）に示
す。図１（Ａ）のＡ−Ａ’で切った断面が図３（Ａ）に
対応する。

【００６６】次にゲイト電極として機能する酸化珪素膜
３０４を１０００Åの厚さにプラズマＣＶＤ法により成
膜する。（図３（Ｂ））

【００６７】さらに、ゲイト線およびそこから延在した
ゲイト電極を構成するためのアルミニウム膜（図示せ
ず）をスパッタ法により４０００Åの厚さに成膜する。
ここでは、アルミニウム膜中にスカンジウムを0.18重量
％含有させる。これは、後の工程において、アルミニウ
ムの異常成長に起因したヒロックやウィスカーと呼ばれ
る針状あるいは刺状の突起物が形成されてしまうことを
抑制するためである。

【００６８】アルミニウム膜を成膜したら、パターニン
グを施すことにより、ゲイト電極３０５を形成する。ゲ
イト電極３０５は、図１（Ｂ）に示すようにゲイト線３
０７から延在した状態で形成される。図１（Ｂ）のＢ−
Ｂ’で切った断面が図３（Ｂ）に対応する。

【００６９】ゲイト電極３０５の形成を行ったら、電解
溶液中においてゲイト電極３０５を陽極とした陽極酸化
を行う。この工程において、陽極酸化膜３０６を１００
０Åの厚さに形成する。

【００７０】この陽極酸化膜３０６は、アルミニウムパ
ターンの表面を物理的及び電気的に保護する機能を有す
る。具体的には、配線間ショートの防止、ヒロックやウ
ィスカーの発生の防止といった機能を有している。ま
た、後の不純物イオンの注入工程において、その厚さの
分でオフセットゲイト領域を形成するために機能する。

【００７１】陽極酸化膜の代わりとしては、酸化性雰囲
気におけるプラズマ処理により形成されるプラズマ酸化
膜を利用することができる。

【００７２】そして図３（Ｂ）の状態において、不純物
イオンの注入を行う。本実施例においては、Ｐチャネル
型の薄膜トランジスタを作製するためにＢ（ボロン）イ
オンの注入を行う。（Ｎチャネル型を作製するのであれ
ばＰ（リン）イオンの注入を行う）

【００７３】この工程において、３０８と３１０の領域
にＢイオンが注入される。３０８の領域がソース領域、
３１０の領域がドレイン領域となる。また、３０９の領
域がチャネル形成領域となる。

【００７４】また図示しないが、チャネル領域３０９と
ソース／ドレイン領域との間に陽極酸化膜３０６の厚さ
でオフセットゲイト領域が形成される。

【００７５】次に第１の層間絶縁膜３１１として窒化珪
素膜をプラズマＣＶＤ法により５０００Åの厚さに成膜
する。こうして図３（Ｃ）に示す状態を得る。

【００７６】次にソース領域３０８及びドレイン領域３
１０に達するコンタクトホール（開口）３１２と３１３
を形成する。こうして図３（Ｄ）に示す状態を得る。こ
のコンタクトホール３１２と３１３の形状や位置関係は
図２に示される。このコンタクオホールの形成には、ド
ライエッチングを利用することが好ましい。

【００７７】次に図４（Ａ）に示されるように、金属膜
３１４をスパッタ法により４０００Åの成膜する。この
金属膜３１４は、５００Å厚のチタン膜と２０００Å厚
さのアルミニウム膜と５００Å厚のチタン膜との積層膜
でもって構成される。

【００７８】チタン膜を利用するのは、半導体や各種導
電材料とのオーム接触がとりやすいからである。アルミ
ニウム膜を利用するのは、その低抵抗性が必要とされる
からである。特にこの金属膜はソース線を構成すること
になるので、その配線抵抗を下げることは非常に重要な
こととなる。

【００７９】図４（Ａ）に示すような状態を得たら、図
４（Ｂ）に示すようにレジストマスク３１５と３１６を
配置する。

【００８０】そして、上記マスクを利用して、金属膜３
１４をパターニングする。こうして３１７と３１８で示
されるパターンを形成する。

【００８１】この際、図２に示すようにソース線３１７
及び電極３１８のパターニングと同時に活性層もパター
ニングがされる。即ち、ソース線３１７及び電極３１８
のパターンでもって自己整合的にコンタクトの一方を構
成するソース領域３０８及びドレイン領域３１０もパタ
ーニングされる。このパターニングは、ドライエッチン
グを利用し、金属膜３１４のパーニングと活性層のパタ
ーニングとを連続的に行うことが好ましい。

【００８２】こうして図４（Ｂ）に示す状態を得る。こ
こで、図２のＣ−Ｃ’で切った断面が図４（Ｃ）に対応
する。

【００８３】図４（Ｃ）において、３１７で示されるパ
ターンは、ソース線である。図から明らかなようにソー
ス線３１７は直接ソース領域３０８にコンタクトする。

【００８４】本実施例においては、コンタクトホール３
１２を大きくとり、その内部においてソース線３１７が
直接ドレイン領域にコンタクトする構成としている。

【００８５】ここで重要なのは、コンタクトホール３１
２の内部に配線３１７が完全に入り込んでいることであ
る。即ち、コンタクト部においては、コンタクトする金
属配線の面積よりも開口部の方が大きい面積を有してい
る。このコンタクトする面積と開口部の面積との差で位
置合わせのマージンが確保される。

【００８６】このような構成とすることで、コンタクト
ホール３１２の位置がズレたり、配線３１７の位置がズ
レたりしてもソース領域３０８とソース線３１７とのコ
ンタクトを確実にとることができる。また、ソース線３
１７の占める面積を小さくすることができる。（図２参
照）

【００８７】また、ドレインコンタクト部においても、
３１８で示されるコンタクト電極の面積を小さなものと
することができる。この部分においてもドレイン領域３
１０へのコンタクトホール３１３の面積をコンタクト電
極３１８がドレイン領域にコンタクトする面積よりも大
きくとっている。

【００８８】このような構成とすることで、コンタクト
ホール３１３の位置がズレたり、コンタクト用の電極３
１８位置がズレたりしてもドレイン領域と電極３１８と
のコンタクトを確実にとることができる。また、電極３
１８の占める面積を特に大きくする必要がないものとす
ることができる。（図２参照）

【００８９】図４（Ｃ）に示す状態を得たら、樹脂材料
により、第２の層間絶縁膜３１９を成膜する。樹脂材料
を用いるのは、その上面を平坦化できるからである。こ
うして図５（Ａ）に示す状態を得る。

【００９０】次に図５（Ｂ）に示すようにコンタクトホ
ール３２０を形成する。このコンタクトホール３２０の
底部において、コンタクト電極３１８の一部が露呈す
る。

【００９１】次にＩＴＯでもって画素電極３２１を形成
する。こうしてアクティブマトリクス回路部の画素部分
を完成させる。この後、ラビング膜の成膜やラビング処
理、さらに液晶パネルの組立等の工程が行われ、液晶表
示装置が完成する。

【００９２】図７と図２を比較すれば明らかなように、
本実施例に示す構成を採用した場合、コンタクトが行わ
れる部分における金属膜の面積を少なくすることができ
る。従って、開口率を最大限高めることができる。

【００９３】〔実施例２〕本実施例は、薄膜トランジス
タの形式としてボトムゲイト型のものを利用した場合の
例である。図１０に示すのは、図４（Ｃ）に示す作製工
程の１状態に対応する断面図である。

【００９４】図１０において、１００１がガラス基板で
あり、１００３がガラス基板上に形成されたゲイト電極
である。ゲイト電極１００３はゲイト線から延在したも
のとして形成される。

【００９５】１００２はゲイト絶縁膜である。１００４
やソース領域であり、１００６はドレイン領域である。
１００５はチャネル形成領域である。

【００９６】１００７は層間絶縁膜であり、１００８と
１００９とが層間絶縁膜１００７に形成されたコンタク
ト用の開口である。

【００９７】１０１０はソース線であり、開口１００８
内においてソース領域１００４にコンタクトしている。
１０１１はドレイン領域１００６にコンタクトした電極
である。この電極１００６も開孔１００９内においてド
レイン領域１００６にコンタクトしている。

【００９８】本実施例に示す構成においても、図２のそ
の上面図を示す構成と同様にコンタクト部分以外の余分
なパターンを削ることができる。

【００９９】〔実施例３〕本明細書に開示する発明は、
周辺駆動回路を一体化したアクティブマトリクス型の液
晶表示装置に利用することができる。

【０１００】アクティブマトリクス型の液晶表示装置
は、以下に示すような用途に利用することができる。図
１１（Ａ）に示すのは、デジタルスチールカメラや電子
カメラ、または動画を扱うことができるビデオムービー
と称される装置である。

【０１０１】この装置は、カメラ部２００２に配置され
たＣＣＤカメラ（または適当な撮影手段）で撮影した画
像を電子的に保存する機能を有している。そして撮影し
た画像を本体２００１に配置された液晶表示装置２００
３に表示する機能を有している。装置の操作は、操作ボ
タン２００４によって行われる。

【０１０２】本明細書に開示する発明を利用した場合、
高開口率を有した液晶表示装置を得ることができるの
で、高い輝度を得ることができる。また高い輝度を有し
ているが故に所定の輝度を得るための消費電力を小さく
できる。従って、図１１（Ａ）に示すような携帯型の装
置には有用なものとなる。

【０１０３】図１１（Ｂ）に示すのは、携帯型のパーソ
ナルコンピュータである。この装置は、本体２１０１に
装着された開閉可能なカバー（蓋）２１０２に液晶表示
装置２１０４が備えられ、キーボード２１０３から各種
情報を入力したり、各種演算操作を行うことができる。

【０１０４】図１１（Ｃ）に示すのは、カーナビゲーシ
ョンシステムにフラットパネルディスプレイを利用した
場合の例である。カーナビゲーションシステムは、アン
テナ部２３０４と液晶表示装置２３０２を備えた本体か
ら構成されている。

【０１０５】ナビゲーションに必要とされる各種情報の
切り換えは、操作ボタン２３０３によって行われる。一
般には図示しないリモートコントロール装置によって操
作が行われる。

【０１０６】カーナビゲーションシステムは直射日光の
下で利用されることもあるので、図１に示すような構成
を採用し、高開口率を有し、高い輝度を得られる液晶表
示装置を利用することは有用なものとなる。

【０１０７】図１１（Ｄ）に示すのは、投射型の液晶表
示装置の例である。図において、光源２４０２から発せ
られた光は、液晶表示装置２４０３によって光学変調さ
れ、画像となる。画像は、ミラー２４０４、２４０５で
反射されてスクリーン２４０６に映し出される。

【０１０８】図１１（Ｅ）に示すのは、ビデオカメラの
本体２５０１にビューファインダーと呼ばれる表示装置
が備えられた例である。

【０１０９】ビューファインダーは、大別して液晶表示
装置２５０２と画像が映し出される接眼部２５０３とか
ら構成されている。

【０１１０】図１１（Ｅ）に示すビデオカメラは、操作
ボタン２５０４によって操作され、テープホルダー２５
０５に収納された磁気テープに画像が記録される。また
図示しないカメラによって撮影された画像は表示装置２
５０２に表示される。また表示装置２５０２には、磁気
テープに記録された画像が映し出される。

【０１１１】図１１（Ｅ）に示すようなビデオカメラは
野外で利用されることを考慮する必要がある。よって、
本明細書で開示する発明を利用し、極力高い開口率を有
した液晶表示装置を用い、高い輝度を得ることが重要と
なる。

【０１１２】〔実施例４〕本実施例は、例えばアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置において、アクティブマ
トリクス回路とともに同一ガラス基板上に周辺駆動回路
や各種メモリ回路、さらに各種演算回路を集積化する場
合に利用することができる。

【０１１３】薄膜トランジスタを利用した各種集積回路
を構成する場合、極力に薄膜トランジスタ間の間隔を短
くし、所定の面積内にできるだけ多くの薄膜トランジス
タを詰め込むことが要求される。

【０１１４】図１４に本実施例の集積化された薄膜トラ
ンジスタの回路を示す。図１４には、２つの薄膜トラン
ジスタが集積化された状態が示されている。図１４に
は、２つの薄膜トランジスタに対して１つのゲイト電極
が共通に配置された構成が示されている。

【０１１５】図１４（Ａ）において、１４０１と１４０
２は、薄膜トランジスタの活性層である。活性層は結晶
性珪素膜で構成される。

【０１１６】１４０６で示されるのは、図示しないゲイ
ト絶縁膜上に形成されたゲイト電極のパターンである。
ゲイト絶縁膜は活性層を覆う様して形成されている。

【０１１７】１４０７と１４０８で示されるのは、活性
層１４０１と１４０２のソース領域とドレイン領域に対
する開口である。なお、１４０３は活性層１４０１のソ
ース領域であり、１４０４は活性層１４０２のドレイン
領域である。また、１４０５は活性層１４０２のソース
領域であり、１４０５は活性層１４０２のドレイン領域
である。

【０１１８】この開口１４０７と１４０８の内部におい
て、ソース領域１４０３と１４０５、さらにドレイン領
域１４０４と１４０５とが露呈している。

【０１１９】開口１４０７と１４０８の位置合わせ精度
はそれ程要求されない。例えば、開口１４０７の位置合
わせの精度は、活性層１４０１のドレイン領域１４０４
と活性層１４０３のドレイン領域１４０５とが露呈する
範囲で許容される。

【０１２０】図１４（Ｂ）に示すのは、（Ａ）で示す状
態からさらに先に進んだ工程における状態である。図１
４（Ｂ）には、図１４（Ａ）に示す状態に加えて、ソー
ス電極（ソース配線）１４０９と１４１１、さらにドレ
イン電極（ドレイン配線）１４１３と１４１５が形成さ
れた状態が示されている。

【０１２１】図１４（Ｂ）に示す状態においては、開口
１４０７の内部において、電極１４０９はソース領域１
４０３とコンタクトする。また開口１４０７内部におい
て、ソース領域１４０３は電極１４０９のパターンにパ
ターニングされている。

【０１２２】１４１０、１４１２、１４１４、１４１６
は、各電極が半導体（ソース／ドレインの不純物領域）
コンタクトしている領域を示す。

【０１２３】以下において、ソース領域１４０３へのコ
ンタクト電極１４０９を例にとり、本実施例に示す構成
を採用した場合の有意点を説明する。

【０１２４】電極１４０９の位置合わせ精度は、ソース
領域１４０３と電極１４０９のパターンが重なる範囲内
で許容される。換言すれば、位置合わせ精度に基づい
て、活性層ソース領域１４０３や電極１４１０の寸法が
決定される。

【０１２５】図１４（Ｂ）に示すような構造において
は、開口１４０７の内部において、電極１４０９のパタ
ーンでもって、ソース領域１４０３がパターニングされ
てしまう。即ち、開口内においては、コンタクトに必要
とされる以外の半導体層のパターンは除去されてしま
う。

【０１２６】また位置合わせに必要とされる手間が、図
１２に示すような従来の構成に比較して軽減される。

【０１２７】本実施例に示す構成においては、図に示さ
れている工程において、（１）活性層１４０１の形成（２）電極１４０９の形成においてパターニング工程が必要とされる。

【０１２８】この場合、活性層１４０１と電極１４０９
の相対的な位置関係を合わせることが必要とされる。

【０１２９】ここで重要なのは、開口１４０７の形成に
際する位置合わせ精度が実質的に要求されないというこ
とである。

【０１３０】一方、図１２に示すような従来の手法にお
いては、（１）活性層１２０１のパターニング（２）コンタクトホール１２０５、１２０６の形成（３）電極１２０３、１２０４の形成といった３回のパターニング工程が必要とされる。

【０１３１】従って、活性層１２０１に対するコンタク
トホール１２０５、１２０６の位置合わせ、コンタクト
ホールに対する電極１２０３、１２０４の位置合わせが
必要とされる。

【０１３２】このことは、図１２に示す構成において
は、図１４に示す構成に比較して位置合わせに際する負
担が倍になることを意味している。

【０１３３】図１２に示す構成を採用して、２つの薄膜
トランジスタが集積化された構成を実施する場合、図１
３に示すような集積度になってしまう。ここで、ａはコ
ンタクトを得るために必要なマージンであり、ｂは隣合
う素子同士の間隔を保つために必要とする寸法である。

【０１３４】しかし、本実施例に示す構成を採用した場
合、図１３の場合と同じデザインルールで図１４（Ｂ）
に示すような集積度を得ることができる。

【０１３５】位置合わせの負担を半減できることから、
ｃで示される寸法も図１３のｂで示される寸法に比較し
て小さくすることができる。

【０１３６】そしてなによりも、コンタクトする電極
（例えば１４０９で示される）の面積をコンタクトマー
ジンをとるために大きくする必要がなく、さらにコンタ
クトの面積を大きくとることができるという特徴があ
る。

【０１３７】〔実施例５〕本実施例は、実施例４の示す
構成を変形した場合の例である。図１５及び図１６に本
実施例の作製工程上面図を示す。

【０１３８】図に示すのは、３つの薄膜トランジスタが
並べれた（集積化）された構成である。

【０１３９】まず図１５（Ａ）に示すように薄膜トラン
ジスタの活性層を構成する基となる半導体薄膜パターン
１５０１である。このパターン１５０１で３つ分の薄膜
トランジスタの活性層が後に構成される。１５０２と１
５０３は、後に薄膜トランジスタ同士を分離する溝とな
る。

【０１４０】１５０４が図示しないゲイト絶縁膜（パタ
ーン１５０１を覆って形成される）上に形成されたゲイ
ト電極である。

【０１４１】（Ｂ）に示すのは、図示しない層間絶縁膜
を成膜後、コンタクト用の開口１５０５と１５０６とを
形成した状態である。この開口の内部において半導体薄
膜パターン１５０１の一部は露呈している。

【０１４２】（Ｂ）に示す状態を得たら、ゲイト電極１
５０４をマスクとして不純物イオンの注入を行い、ゲイ
ト電極１５０４が存在する以外の領域に一導電型を付与
する不純物をドーピングする。

【０１４３】図示しない層間絶縁膜上にソース／ドレイ
ン領域へコンタクトする電極（及び配線）を形成する。

【０１４４】図１６において、１５０７、１５０９、１
５１１がソース電極（ソース領域にコンタクトする電
極）である。１５１３、１５１５、１５１７がドレイン
電極（ドレインにコンタクトする電極）である。

【０１４５】図１５（Ａ）の１５０１で示される活性層
は、１５０７等で示される電極をパターニングする際に
電極と同じ形状に開口（１５０５や１５０６で示され
る）内でパターニングされる。そしてこの際、素子間分
離が行われる。

【０１４６】即ち、ソース及びソレイン領域へのコンタ
クト電極のパターニン時に同時に活性層の分離が行われ
る。こうして、１５０９、１５１０、１５１１で示され
る各活性層のパターンが形成される。

【０１４７】本実施例で特徴とするのは、コンタクト用
の電極の形成時に同時に活性層の素子間分離を行うこと
である。こうすることにより、素子間隔を近づけること
ができ同時にコンタクト面積を大きくとることができ
る。

【０１４８】これは、コンタクト用の開口面積をコンタ
クト面積よりも大きくとり、かつコンタクトする電極の
パターンを利用して不純物領域を開口内でパターニング
する構成としたことによる。

【０１４９】このような構成とすると、コンタクト用の
開口の位置合わせ精度を問題とすることなく、活性層と
コンタクト用の電極の位置合わせを問題とすればよいの
で、従来と同様なデザインルールを用いても、より集積
度を高くすることができる。

【０１５０】〔実施例６〕本実施例は、アクティブマト
リクス回路において、極力開口率を高めた構成に関す
る。

【０１５１】図１７に本実施例の概略の構成を示す。図
１７において、７０１がソース線であり、７０４がゲイ
ト線である。斜線で示されるのが活性層である。活性層
はその大部分がソース線７０１と重なるように配置され
ている。

【０１５２】活性層のソース領域とソース線とのコンタ
クトは、開口７０３の内部において７０２で示される領
域でもって行われる。

【０１５３】開口７０３の内部において、活性層はソー
ス線７０１にパターンにパターニングされる。

【０１５４】７０５で示されるのは、開口７０６−内部
において、ドレイン領域とコンタクトする電極である。
開口７０６の内部において、電極７０５のパターンでも
ってドレイン領域はパターニングされる。

【０１５５】本実施例に示す構成においてもコンタクト
のための位置合わせのマージンをとりつつコンタクトに
必要とされる以外の電極面積を必要としない構造とする
ことができる。また同時にコンタクト面積を大きくとる
ことができる。

【０１５６】上記の有意性は、コンタクト用の開口内に
おいて、コンタクトする電極のパターンを利用して、コ
ンタクト相手の半導体をパターニングすることにより得
られるものである。

【０１５７】

【発明の効果】本明細書で開示する発明を利用すること
により、コンタクトの形成に必要とされる位置合わせの
マージンを確保した上で、さらに不要な電極のパターン
を削除し、極力開口率を高める構成を提供することがで
きる。

【０１５８】また、アクティブマトリクス回路の駆動回
路やその他各種集積回路の集積度を高くすることができ
る。そして、同一ガラス基板上にアクティブマトリクス
回路と各種集積回路を集積化した構成において、その集
積度をより高めることができる。

【０１５９】本明細書で開示する発明は、液晶表示装置
のみではなく、エレクトロクロミックス材料を用いた表
示装置にも利用することができる。また、広く装置を光
が透過する形式のフラットパネルディスプレイに利用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画素部分の作製工程を示す上面図。

【図２】画素部分の作製工程を示す上面図。

【図３】画素部分の作製工程を示す断面図。

【図４】画素部分の作製工程を示す断面図。

【図５】画素部分の作製工程を示す断面図。

【図６】従来における画素部分の作製工程を示す上面
図。

【図７】従来における画素部分の作製工程を示す上面
図。

【図８】従来における画素部分の作製工程を示す断面
図。

【図９】従来における画素部分の作製工程を示す断面
図。

【図１０】ボトムゲイト型の薄膜トランジスタを配置し
た画素部分の作製工程を示す断面図。

【図１１】アクティブマリクス型の液晶表示装置に応用
例を示した図。

【図１２】従来における薄膜トランジスタの構成を示す
上面図。

【図１３】従来における集積化された薄膜トランジスタ
の構成を示す上面図。

【図１４】集積化された薄膜トランジスタの構成を示す
上面図。

【図１５】集積化された薄膜トランジスタの作製工程を
示す上面図。

【図１６】集積化された薄膜トランジスタの構成を示す
上面図。

【図１７】画素部分を示す上面図。

【符号の説明】

３０１ガラス基板３０２下地膜（酸化珪素膜）３０３活性層（結晶性珪素膜）３０４ゲイト絶縁膜（酸化珪素膜）３０５ゲイト電極３０６陽極酸化膜３０７ゲイト線３０８ソース領域３０９チャネル形成領域３１０ドレイン領域３１１層間絶縁膜（窒化珪素膜）３１２、３１３コンタクト用の開口３１４金属膜（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ積層
膜）３１５、３１６レジストマスク３１７ソース線３１８コンタクト電極３１９層間絶縁膜（樹脂膜）３２０コンタクト用の開口３２１画素電極ＩＴＯ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】層間絶縁膜下に存在する半導体層に対する
コンタクトを有し、前記コンタクトは半導体層の一部が露呈する開口内にお
いて形成され、前記開口内部においてパターニングされた電極または配
線が前記半導体層にコンタクトしており、半導体層は前記開口内部において前記電極または配線と
同じパターンにパターニングされていることを特徴とす
る半導体装置。
【請求項２】請求項１において、コンタクトする面積よ
り開口の面積の方が大きいことを特徴とする半導体装
置。
【請求項３】請求項１において、半導体層にコンタクト
する電極または配線は開口の縁の少なくとも一辺と重な
らないことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】層間絶縁膜下に存在する半導体層に対して
前記層間絶縁膜に形成された開口内において電極または
配線がコンタクトした構成を有し、前記開口内において半導体層の端面の少なくとも一部と
前記電極または配線の端面の少なくとも一部とが一致ま
たは概略一致していることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】層間絶縁膜下に存在する半導体層に対して
前記層間絶縁膜に形成された開口内において電極または
配線がコンタクトした構成を有し、前記開口内において前記電極または配線は、前記層間絶
縁膜に形成された開口の縁の少なくとも一辺と重ならな
いことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の
画素に配置された薄膜トランジスタを有し、前記薄膜トランジスタの不純物領域とアクティブマトリ
クス回路を構成するソース線とのコンタクト部におい
て、前記不純物領域はソース線のパターンにパターニン
グされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の
画素に配置された薄膜トランジスタを有し、前記薄膜トランジスタの不純物領域の一部は、コンタク
トする金属電極または金属配線の形状に自己整合的にパ
ターニングされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】層間絶縁膜下に存在する半導体層に対する
コンタクトの形成方法であって、半導体層の一部が露呈する開口を形成する工程と、前記開口内部において半導体層にコンタクトする電極ま
たは配線を形成する工程と、を有し、前記配線の形成時において、電極または配線のパターン
に半導体層がパターニングされることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
【請求項９】請求項８において、パターニングはドライ
エッチングにより行われることを特徴とする半導体装置
の作製方法。