JPH10197900A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH10197900A
JPH10197900A JP36851697A JP36851697A JPH10197900A JP H10197900 A JPH10197900 A JP H10197900A JP 36851697 A JP36851697 A JP 36851697A JP 36851697 A JP36851697 A JP 36851697A JP H10197900 A JPH10197900 A JP H10197900A
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anodic oxide
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region
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利光 小沼
正明 ▲ひろ▼木
Masaaki Hiroki
Kouyuu Chiyou
宏勇 張
Mutsuo Yamamoto
睦夫 山本
Yasuhiko Takemura
保彦 竹村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to change the width of high-resistance regions according to the required characteristics and reliability of thin-film transistors(TFTs) and circuits, to improve the degrees of freedom and to constitute highly integrated circuits by changing anodic oxidation time according to the TFTs in an anodic oxidation stage of gate electrodes. SOLUTION: After a silicon oxide film 102 is deposited on a substrate 101, island-shaped silicon regions 103, 104 are formed and only the silicon region 103 is crystallized by irradiation with an excimer laser and thereafter, the gate electrodes 106, 107, 109 are formed. This substrate is then immersed into an ethylene glycol soln. of tartaric acid and is anodically oxidized, by which porous anode oxides 110, 111 are formed at the gate electrodes 106, 107 and barrier type anode oxides 112, 113 at the gate electrode 109, respectively. Next, impurities are added with the gate electrodes 106, 107, 109, the porous anode oxides and barrier type anode oxides 110 to 113 as masks to form offset regions of different widths in the island-shaped silicon regions 103, 104.

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、絶縁表面上に薄膜
状の絶縁ゲイト型半導体装置(薄膜トランジスタもしく
はTFT)が多数形成された集積回路の信頼性および特
性を向上させる方法に関する。本発明による半導体装置
は、液晶ディスプレー等のアクティブマトリクスやイメ
ージセンサー等の駆動回路、あるいはSOI集積回路や
従来の半導体集積回路(マイクロプロセッサーやマイク
ロコントローラ、マイクロコンピュータ、あるいは半導
体メモリー等)に使用されるものである。特に、本発明
は、電気光学装置を駆動するアクティブマトリクス回路
と、その駆動のためのドライバー回路、あるいはメモリ
ー回路と中央演算回路(CPU)とを同一基板上に形成
するモノリシック型の薄膜集積回路およびその作製方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for improving the reliability and characteristics of an integrated circuit in which a large number of thin-film insulating gate type semiconductor devices (thin film transistors or TFTs) are formed on an insulating surface. The semiconductor device according to the present invention is used for a driving circuit such as an active matrix such as a liquid crystal display or an image sensor, or an SOI integrated circuit or a conventional semiconductor integrated circuit (a microprocessor, a microcontroller, a microcomputer, a semiconductor memory, or the like). Things. In particular, the present invention relates to a monolithic thin film integrated circuit in which an active matrix circuit for driving an electro-optical device and a driver circuit for driving the same or a memory circuit and a central processing circuit (CPU) are formed on the same substrate. It relates to a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、絶縁基板上、もしくは半導体基板
上であっても厚い絶縁膜によって半導体基板と隔てられ
た表面(絶縁表面)上に絶縁ゲイト型半導体装置(MI
SFET)を形成する研究が盛んに成されている。特に
半導体層(活性層)が薄膜状である半導体装置を薄膜ト
ランジスタ(TFT)という。このような半導体装置に
おいては、単結晶の半導体のような良好な結晶性を有す
る素子を得ることは困難で、通常は結晶性は有するが単
結晶でない、非単結晶の半導体を用いていた。
2. Description of the Related Art In recent years, an insulating gate type semiconductor device (MI) has been formed on an insulating substrate or on a surface (insulating surface) separated from the semiconductor substrate by a thick insulating film even on a semiconductor substrate.
Research on forming SFETs has been actively conducted. In particular, a semiconductor device in which a semiconductor layer (active layer) is a thin film is called a thin film transistor (TFT). In such a semiconductor device, it is difficult to obtain an element having good crystallinity, such as a single-crystal semiconductor, and a non-single-crystal semiconductor that usually has crystallinity but is not single-crystal is used.

【0003】このような非単結晶半導体は、単結晶半導
体に比較して特性が悪く、特に、ゲイト電極に逆電圧
(すなわち、Nチャネル型TFTの場合には負、Pチャ
ネル型TFTの場合には正の電圧)を印加した場合に
は、ソース/ドレイン間のリーク電流が増加するという
問題があった。また、かかるTFTの移動度が電圧の印
加によって低下するという劣化の問題もあった。このよ
うな問題を解決するためには、ソース/ドレイン領域と
ゲイト電極の間に真性もしくは弱いN型やP型の高抵抗
領域を設ける必要があることが知られている。特に、高
抵抗領域を作製する際には、ゲイト電極を陽極酸化、そ
の他の方法で少なくともその側面を酸化させ、この酸化
物もしくは酸化物の跡を利用して自己整合的にドーピン
グをおこなうことによって、均一な幅の高抵抗領域を得
ることができた。
Such a non-single-crystal semiconductor has poorer characteristics than a single-crystal semiconductor. In particular, a reverse voltage is applied to the gate electrode (that is, a negative voltage is applied to an N-channel TFT, and a negative voltage is applied to a P-channel TFT). When a positive voltage is applied, there is a problem that the leak current between the source and the drain increases. There is also a problem of deterioration such that the mobility of the TFT is reduced by application of a voltage. It is known that in order to solve such a problem, it is necessary to provide an intrinsic or weak N-type or P-type high resistance region between the source / drain region and the gate electrode. In particular, when fabricating a high-resistance region, the gate electrode is anodized, or at least oxidized on at least the side surface by other methods, and is doped in a self-aligned manner using this oxide or the trace of the oxide. Thus, a high-resistance region having a uniform width could be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな高抵抗領域はソース/ドレイン間に直列に挿入され
た抵抗としても機能するので、例えば、高速動作が必要
な場合にはかえって不必要なものであった。特に、同一
絶縁表面上に異なった特性を要求されるTFTを形成す
る場合には問題であった。例えば、電気光学素子を駆動
するアクティブマトリクス回路と、その回路を駆動する
ためのドライバー回路とを同一基板上に有するモノリシ
ック回路を考えてみると、アクティブマトリクス回路に
おいては、リーク電流が低い方が望ましいので、高抵抗
領域の幅が広いTFTが望まれた。
However, such a high-resistance region also functions as a resistor inserted in series between the source and the drain, so that, for example, when a high-speed operation is required, it is unnecessary. Met. In particular, this is a problem when forming TFTs requiring different characteristics on the same insulating surface. For example, considering a monolithic circuit having an active matrix circuit for driving an electro-optical element and a driver circuit for driving the circuit on the same substrate, it is preferable that the active matrix circuit has a low leak current. Therefore, a TFT having a wide high resistance region is desired.

【0005】しかしながら、デコーダー回路やドライバ
ー回路、さらには、CPU、メモリー回路等において
は、高速動作の必要上、高抵抗領域の幅は小さい方が望
まれた。しかしながら、同一基板上に同一プロセスで形
成されたTFTでは、高抵抗領域の幅は全て同じであ
り、上記のような回路、目的に応じて高抵抗領域の幅を
変更するということは困難であった。そのため、モノリ
シック型のアクティブマトリクス回路や、さらにそれを
発展させたモノリシック集積回路を作製することは困難
であった。本発明は、このような困難を解決し、TFT
や回路の必要とする特性、信頼性に応じて高抵抗領域の
幅を変更した半導体集積回路およびその作製方法に関す
る。
However, in a decoder circuit, a driver circuit, a CPU, a memory circuit, and the like, a high-speed operation is required, and therefore, it is desired that the width of the high-resistance region is small. However, in a TFT formed on the same substrate by the same process, the width of the high-resistance region is the same, and it is difficult to change the width of the high-resistance region according to the above-described circuit and purpose. Was. Therefore, it has been difficult to manufacture a monolithic active matrix circuit or a monolithic integrated circuit that further develops the active matrix circuit. The present invention solves such difficulties and provides a TFT
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which the width of a high-resistance region is changed in accordance with characteristics and reliability required of a circuit and a method of manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の第1は、ゲイト
電極の陽極酸化工程において、TFTに応じて陽極酸化
時間を変化させることによって、得られる高抵抗領域の
幅を変更するものである。本発明の第2は、モノリシッ
ク型アクティブマトリクス回路において、低オフ電流、
低周波動作用のアクティブマトリクス回路中のTFTの
高抵抗領域の幅を、大電流駆動、高周波動作用のドライ
バー回路、低消費電力、高周波動作用のデコーダー回路
中のTFTのものよりも大きくしたものである。本発明
の第3は、Nチャネル型TFTの高抵抗領域の幅をPチ
ャネル型TFTのものよりも大きくするものである。
A first object of the present invention is to change the width of the high resistance region obtained by changing the anodizing time according to the TFT in the anodizing step of the gate electrode. . A second aspect of the present invention is a monolithic active matrix circuit having a low off-state current,
The width of the high resistance region of the TFT in the active matrix circuit for low frequency operation is larger than that of the TFT in the decoder circuit for high current drive, high frequency operation, low power consumption and high frequency operation. It is. A third aspect of the present invention is to make the width of the high resistance region of the N-channel TFT larger than that of the P-channel TFT.

【0007】例えば、モノリシック型のアクティブマト
リクス回路においては、アクティブマトリクス回路中の
TFTの高抵抗領域の幅は0.4〜1μm、ドライバー
回路においては、Nチャネル型TFT(以下、NTFT
という)で、0.2〜0.3μm、Pチャネル型TFT
(以下、PTFTという)においては0〜0.2μmと
する。さらに、中央演算回路(CPU)その他の論理演
算素子/回路に用いられるデコーダーにおいても、Nチ
ャネル型TFTでは0.3〜0.4μm、Pチャネル型
TFTにおいては0〜0.2μmとする。このように、
本発明では、アクティブマトリクス回路のTFTの高抵
抗領域の幅は、ドライバー、デコーダーのTFTのもの
よりも大きく、Nチャネル型TFTの高抵抗領域の幅は
Pチャネル型TFTのものより大きいことを特徴とす
る。
For example, in a monolithic active matrix circuit, the width of a high resistance region of a TFT in the active matrix circuit is 0.4 to 1 μm, and in a driver circuit, an N-channel TFT (hereinafter, NTFT) is used.
0.2-0.3 μm, P-channel TFT
(Hereinafter referred to as PTFT) is 0 to 0.2 μm. Further, in a decoder used for a central processing circuit (CPU) and other logical operation elements / circuits, the thickness is 0.3 to 0.4 μm for an N-channel TFT and 0 to 0.2 μm for a P-channel TFT. in this way,
According to the present invention, the width of the high-resistance region of the TFT of the active matrix circuit is larger than that of the driver and decoder TFTs, and the width of the high-resistance region of the N-channel TFT is larger than that of the P-channel TFT. And

【0008】前記のようにアクティブマトリクス回路の
TFTの高抵抗領域の幅が、ドライバーやデコーダーの
TFTの幅よりも大きな理由は要求されるTFTの特性
が、前者は低リーク電流、後者は高速動作というように
互いに異なるからである。一方、同じドライバーもしく
はデコーダーにおいて、Nチャネル型TFTとPチャネ
ル型TFTとで高抵抗領域の幅を変えることは以下の理
由による。
As described above, the width of the high resistance region of the TFT of the active matrix circuit is larger than the width of the TFT of the driver or the decoder because of the required characteristics of the TFT, the former being a low leakage current, and the latter being a high speed operation. This is because they are different from each other. On the other hand, the reason why the width of the high resistance region is changed between the N-channel TFT and the P-channel TFT in the same driver or decoder is as follows.

【0009】特にNチャネル型TFTにおいて、弱いN
型の高抵抗領域を設けると、ドレイン近傍の電界を緩和
させて、ホットキャリヤ効果による劣化を抑制すること
ができる。したがって、この場合のNチャネル型TFT
の高抵抗領域は弱いN型であることが望まれる。一方、
Pチャネル型TFTにおいては、ホットキャリヤによる
劣化は少ないので、特にこのような高抵抗領域を設けな
くともよい。逆に、高抵抗領域の存在はTFTの動作速
度の低下をもたらす。Pチャネル型TFTの移動度はN
チャネル型TFTよりも劣るので可能な限り、高抵抗領
域の幅は小さい方が好ましい。その結果、上述のように
Nチャネル型TFTの高抵抗領域の幅がPチャネル型T
FTのものよりも大きくなるのである。
Particularly, in an N-channel TFT, a weak N
By providing the high resistance region of the mold, the electric field in the vicinity of the drain can be reduced, and deterioration due to the hot carrier effect can be suppressed. Therefore, in this case, the N-channel TFT
It is desired that the high-resistance region is weak N-type. on the other hand,
In a P-channel type TFT, since deterioration due to hot carriers is small, it is not particularly necessary to provide such a high resistance region. Conversely, the presence of the high resistance region causes a decrease in the operation speed of the TFT. The mobility of a P-channel TFT is N
Since it is inferior to the channel type TFT, it is preferable that the width of the high resistance region is as small as possible. As a result, as described above, the width of the high-resistance region of the N-channel TFT is
It is larger than that of FT.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕 本発明によって、異種のTFTを有する
集積回路を作製する例を図1および図2に示す。図2の
(A)、(B)、(C)は、図1の(A)、(C)、
(E)と、それぞれほぼ対応した、平面図を示す。ま
た、図1は、図2中の一点鎖点線で示された部分の断面
である。まず、基板(コーニング7059、300mm
×300mmもしくは100mm×100mm)101
上に、厚さ1000〜3000Åの酸化珪素膜102を
スパッタ法によって堆積した。これは、プラズマCVD
法によって形成してもよい。
Embodiment 1 FIGS. 1 and 2 show an example of manufacturing an integrated circuit having different kinds of TFTs according to the present invention. 2A, 2B, and 2C are FIGS. 1A, 1C, and 1C.
(E) and plan views almost corresponding to each other. FIG. 1 is a cross section of a portion shown by a dashed dotted line in FIG. First, a substrate (Corning 7059, 300 mm
X 300mm or 100mm x 100mm) 101
On top of this, a silicon oxide film 102 having a thickness of 1000 to 3000 ° was deposited by a sputtering method. This is plasma CVD
It may be formed by a method.

【0011】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によってアモルファス状のシリコン膜を300〜150
0Å、好ましくは500〜1000Å堆積し、これをパ
ターニングして、島状シリコン領域103および104
を形成した。そして、厚さ200〜1500Å、好まし
くは500〜1000Åの酸化珪素をスパッタ法もしく
はプラズマCVD法によって形成した。この酸化珪素膜
はゲイト絶縁膜としても機能するので、その作製には十
分な注意が必要である。例えば、プラズマCVD法を用
いる場合には、TEOSを原料とし、酸素とともに基板
温度150〜400℃、好ましくは200〜250℃
で、RF放電させて、原料ガスを分解・堆積した。TE
OSと酸素の圧力比は1:1〜1:3、また、圧力は
0.05〜0.5torr、RFパワーは100〜25
0Wとした。あるいはTEOSを原料としてオゾンガス
とともに減圧CVD法もしくは常圧CVD法によって、
基板温度を150〜400℃、好ましくは200〜25
0℃として形成してもよい。
After that, an amorphous silicon film is formed in a thickness of 300 to 150 by plasma CVD or LPCVD.
0 [deg.], Preferably 500-1000 [deg.], And patterning to deposit island silicon regions 103 and 104.
Was formed. Then, silicon oxide having a thickness of 200 to 1500 °, preferably 500 to 1000 ° was formed by a sputtering method or a plasma CVD method. Since this silicon oxide film also functions as a gate insulating film, sufficient care must be taken in its manufacture. For example, when using the plasma CVD method, TEOS is used as a raw material, and the substrate temperature is 150 to 400 ° C., preferably 200 to 250 ° C. together with oxygen.
Then, RF discharge was performed to decompose and deposit the source gas. TE
The pressure ratio between OS and oxygen is 1: 1 to 1: 3, the pressure is 0.05 to 0.5 torr, and the RF power is 100 to 25.
0 W. Alternatively, TEOS is used as a raw material together with ozone gas by a low pressure CVD method or a normal pressure CVD method.
The substrate temperature is 150 to 400 ° C., preferably 200 to 25
It may be formed at 0 ° C.

【0012】そして、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、シリ
コン領域103のみを結晶化させた。レーザーのエネル
ギー密度は200〜400mJ/cm2 、好ましくは2
50〜300mJ/cm2 とし、また、レーザー照射の
際には基板を300〜500℃に加熱した。レーザーと
してはXeClエキシマーレーザー(波長308n
m)、その他を用いてもよい。シリコン領域104はア
モルファスのままであった。
Then, a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse width: 20 nsec) was irradiated to crystallize only the silicon region 103. The energy density of the laser is 200 to 400 mJ / cm 2 , preferably 2
The substrate was heated to 300 to 500 ° C. during laser irradiation at 50 to 300 mJ / cm 2 . XeCl excimer laser (wavelength 308n)
m) and others may be used. Silicon region 104 remained amorphous.

【0013】その後、厚さ2000Å〜5μm、例え
ば、6000Åのアルミニウム膜を電子ビーム蒸着法に
よって形成して、これをパターニングし、ゲイト電極1
06、107、109および配線108を形成した。ア
ルミニウムにはスカンジウム(Sc)を0.05〜0.
3重量%ドーピングしておくと、加熱によるヒロックの
発生が抑制された。この状態を図1(A)および図2
(A)に示す。図2(A)から明らかなように、ゲイト
電極109と配線108は電気的に接続されており、ま
た、ゲイト電極106、107とゲイト電極109、配
線108とは、電気的に独立している。以下、前者をA
系列、後者をB系列と称する。次に基板をpH≒7、1
〜3%の酒石酸のエチレングリコール溶液に浸し、白金
を陰極、このアルミニウムのゲイト電極を陽極として、
陽極酸化をおこなった。このような中性の溶液を用いて
得られる陽極酸化物はバリヤ型陽極酸化物と呼ばれ、緻
密で耐圧も高い。
Thereafter, an aluminum film having a thickness of 2,000 to 5 μm, for example, 6000 ° is formed by an electron beam evaporation method, and is patterned to form a gate electrode 1.
06, 107, 109 and the wiring 108 were formed. Scandium (Sc) is added to aluminum in an amount of 0.05 to 0.1%.
By doping at 3% by weight, generation of hillocks due to heating was suppressed. This state is shown in FIGS.
It is shown in (A). As is clear from FIG. 2A, the gate electrode 109 and the wiring 108 are electrically connected, and the gate electrodes 106 and 107 are electrically independent of the gate electrode 109 and the wiring 108. . Hereinafter, the former is A
The series and the latter are called the B series. Next, the substrate was adjusted to pH 7, 7, 1
Immersed in a solution of ~ 3% tartaric acid in ethylene glycol, using platinum as the cathode and the aluminum gate electrode as the anode
Anodization was performed. An anodic oxide obtained using such a neutral solution is called a barrier type anodic oxide, and is dense and has high withstand voltage.

【0014】陽極酸化の際には、陽極の電源端子は独立
して制御できるものを2種類用意し、A系列とB系列と
は異なる端子に接続した。陽極酸化は、最初、A系列お
よびB系列の両方に、一定電流を印加し続け、第1の電
圧、V1 まで電圧を上げ、その状態で1時間保持した。
その後、A系列は電圧V1 を保ったまま、B系列には一
定の電流を印加し続け、第2の電圧V2 まで電圧を上昇
した。このように2段階の陽極酸化をおこなったため
に、A系列とB系列とではゲイト電極の側面、および上
面に形成される陽極酸化物の厚さが異なり、後者の方が
厚くなる。V1 としては、50〜150Vが好ましく、
ここでは、100Vとした。V2 としては、100〜2
50Vが好ましく、ここでは、200Vとした。本実施
例では定電流状態では、電圧の上昇速度は2〜5V/分
が適当であった。当然ではあるが、V1 <V2 である。
この結果、A系列であるゲイト電極106、107には
厚さ約1200Åの陽極酸化物110、111が、ま
た、ゲイト電極109と配線108には厚さ2400Å
の陽極酸化物112、113がそれぞれ形成された。
(図1(B))
At the time of anodic oxidation, two types of power supply terminals for the anode which can be independently controlled were prepared and connected to terminals different from those of the A-series and B-series. In the anodization, initially, a constant current was continuously applied to both the A series and the B series, the voltage was increased to the first voltage, V1, and the state was maintained for 1 hour.
Thereafter, a constant current was continuously applied to the B series while maintaining the voltage V 1 in the A series, and the voltage was increased to the second voltage V 2 . Since the two-stage anodic oxidation is performed as described above, the thickness of the anodic oxide formed on the side surface and the upper surface of the gate electrode differs between the A series and the B series, and the latter is thicker. V 1 is preferably 50 to 150 V,
Here, it was set to 100V. As V2, 100 to 2
50V is preferable, and here, it was 200V. In the present embodiment, in the constant current state, the voltage rising speed is suitably 2 to 5 V / min. Naturally, V 1 <V 2 .
As a result, the anodic oxides 110 and 111 having a thickness of about 1200 ° are applied to the gate electrodes 106 and 107 of the A series, and the thickness of 2400 ° is applied to the gate electrode 109 and the wiring 108.
Are formed, respectively.
(FIG. 1 (B))

【0015】その後、イオンドーピング法(プラズマド
ーピング法ともいう)によって、各TFTの島状シリコ
ン膜中に、公知のCMOS技術、自己整合不純物注入技
術を用いて、不純物イオン(燐、ホウ素)を注入した。
ドーピングガスとしてはフォスフィン(PH3 )および
ジボラン(B2 6 )を用いた。ドーズ量は、2〜8×
1015cm-2とした。この結果、N型不純物(燐)領域
114、116およびP型不純物(ホウ素)領域115
が形成された。それは、図面でNTFT126、12
8、PTFT127を形成するためである。
After that, impurity ions (phosphorus, boron) are implanted into the island-like silicon film of each TFT by ion doping (also called plasma doping) using a known CMOS technique and a self-aligned impurity implantation technique. did.
Phosphine (PH 3 ) and diborane (B 2 H 6 ) were used as doping gases. Dose amount is 2-8 ×
It was 10 15 cm -2 . As a result, N-type impurity (phosphorus) regions 114 and 116 and P-type impurity (boron) region 115
Was formed. It is NTFT 126, 12 in the drawing.
8, for forming the PTFT 127.

【0016】さらに、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、上記
不純物領域の導入によって結晶性の劣化した部分の結晶
性を改善させた。レーザーのエネルギー密度は150〜
400mJ/cm2 、好ましくは200〜250mJ/
cm2 であった。こうして、N型不純物領域114、1
16およびP型の不純物領域115が活性化された。こ
れらの領域のシート抵抗は200〜800Ω/□であっ
た。本工程はRTA(ラピッ・サーマル・アニール)に
よっておこなってもよい。(図1(C)、図2(B))
Further, a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse width: 20 nsec) was irradiated to improve the crystallinity of the portion where the crystallinity was deteriorated by the introduction of the impurity region. Laser energy density is 150 ~
400 mJ / cm 2 , preferably 200 to 250 mJ /
cm 2 . Thus, the N-type impurity regions 114, 1
16 and the P-type impurity region 115 were activated. The sheet resistance in these regions was 200 to 800 Ω / □. This step may be performed by RTA (rapid thermal annealing). (FIG. 1 (C), FIG. 2 (B))

【0017】以上の工程によって、それぞれのTFTの
オフセット領域(高抵抗領域)の幅が決定された。すな
わち、図1の左側の2つのTFTでは、陽極酸化物11
0、111の厚さが約1200Åなので、オフセット幅
1 、x3 はイオンドーピングの際の回りこみを考慮し
て約1000Åであり、右側のTFTでは、陽極酸化物
113の厚さが約2400Åなので、オフセット幅x2
は約2000Åであった。(図1(D)参照) 高周波動作用のTFT126,127のオフセット幅x
1 、x3 は、低オフ電流の要求されるNTFT128の
オフセット幅x2 よりも小さいことが必要である。しか
し、また、NTFTはドレインの逆バイアスでのホット
キャリヤによる劣化が多発しやすいため、PTFTより
もオフセット幅を大とすることが好ましい。すなわち、
3 >x1 である。また、オフ電流が少なく、かつ、高
いドレイン電流が印加されるNTFT128は大きなオ
フセット幅を有するためx2 >x3 である。
Through the above steps, the width of the offset region (high resistance region) of each TFT is determined. That is, the two TFTs on the left side of FIG.
Since the thicknesses of 0 and 111 are about 1200 °, the offset widths x 1 and x 3 are about 1000 ° in consideration of the rounding during ion doping. In the TFT on the right, the thickness of the anodic oxide 113 is about 2400 ° Therefore, offset width x 2
Was about 2000Å. (See FIG. 1D) Offset width x of TFTs 126 and 127 for high frequency operation
1, x 3 is required to be smaller than the offset width x 2 of NTFT128 to be low off current demand. However, since the NTFT is likely to be frequently deteriorated by hot carriers due to the reverse bias of the drain, it is preferable that the offset width is larger than that of the PTFT. That is,
x 3> is x 1. Also, small off-current, and, NTFT128 high drain current is applied is x 2> x 3 to have a large offset width.

【0018】その後、ゲイト電極および配線(図2
(C)の130)を分断して、回路に必要な長さにし
た。そして、全面に層間絶縁物117として、TEOS
を原料として、これと酸素とのプラズマCVD法、もし
くはオゾンとの減圧CVD法あるいは常圧CVD法によ
って酸化珪素膜を厚さ3000〜10000Å、例え
ば、6000Å形成した。この際にフッ素を六フッ化二
炭素(C2 6 )を用いて反応させて酸化珪素中に添加
するとステップカバレージが改善できる。基板温度は1
50〜400℃、好ましくは200℃〜300℃とし
た。さらに、スパッタ法によってITO被膜を堆積し、
これをパターニングして画素電極118とした。そし
て、前記層間絶縁物117および配線108の陽極酸化
物112をエッチングして、コンタクトホール119を
形成した。(図1(D))
Thereafter, the gate electrode and wiring (FIG. 2)
(C) 130) was cut to obtain a length required for the circuit. Then, TEOS is used as an interlayer insulator 117 on the entire surface.
Was used as a raw material to form a silicon oxide film having a thickness of 3000-10000 °, for example, 6000 ° by a plasma CVD method with oxygen, a reduced pressure CVD method with ozone, or a normal pressure CVD method. At this time, if fluorine is reacted with dicarbon hexafluoride (C 2 F 6 ) and added to silicon oxide, the step coverage can be improved. Substrate temperature is 1
The temperature was 50 to 400 ° C, preferably 200 to 300 ° C. Further, an ITO film is deposited by a sputtering method,
This was patterned to form a pixel electrode 118. Then, the interlayer insulator 117 and the anodic oxide 112 of the wiring 108 were etched to form a contact hole 119. (Fig. 1 (D))

【0019】その後、層間絶縁物とゲイト絶縁膜105
をエッチングし、TFTのソース/ドレインにコンタク
トホールを形成した。図1には示されていないが、この
コンタクトホール形成の際に、同時に、陽極酸化物11
0、111をもエッチングして、ゲイト電極106、1
07へもコンタクトホールが形成されている。(図2
(C)参照) そして、窒化チタンとアルミニウムの多層膜の配線12
0〜125を形成した。配線124は画素電極118に
接続させた。また、ゲイト電極106、107には先に
形成されたコンタクトホールを介して、配線125が接
続した。最後に、水素中で200〜300℃で0.1〜
2時間アニールして、シリコンの水素化を完了した。こ
のようにして、集積回路が完成した。(図1(E)、図
2(C))
Thereafter, an interlayer insulator and a gate insulating film 105 are formed.
Was etched to form contact holes in the source / drain of the TFT. Although not shown in FIG. 1, the anodic oxide 11
0, 111 are also etched to form the gate electrodes 106, 1
Also, a contact hole is formed at 07. (Figure 2
(See (C).) Then, a wiring 12 of a multilayer film of titanium nitride and aluminum is formed.
0-125 were formed. The wiring 124 was connected to the pixel electrode 118. In addition, a wiring 125 was connected to the gate electrodes 106 and 107 via the contact holes previously formed. Finally, in hydrogen at 200-300 ° C for 0.1-
Annealing for 2 hours completed hydrogenation of silicon. Thus, an integrated circuit was completed. (FIG. 1 (E), FIG. 2 (C))

【0020】本実施例では、厚い陽極酸化物113をエ
ッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、その
他のコンタクトホールを形成する工程を別々におこなっ
た。もちろん、同時におこなってもよいのであるが、本
実施例において、量産性を犠牲にして、あえてこのよう
にしたのは、前者の厚さが、後者よりも陽極酸化物の厚
さの差、1200Åだけ厚く、かつ、本実施例で得られ
たバリヤ型陽極酸化物のエッチングレートが、酸化珪素
等に比較して極めて小さいからであり、この両者を同時
にエッチングすると、エッチングされやすい酸化珪素膜
で覆われたソース、ドレインへのコンタクトホールが大
幅にエッチングされ、ソース、ドレインにまで孔があい
てしまうからである。
In this embodiment, the step of forming a contact hole by etching the thick anodic oxide 113 and the step of forming other contact holes are separately performed. Of course, they may be performed at the same time. However, in the present embodiment, the reason for this is that the former is thicker than the latter because the difference in the thickness of the anodic oxide is 1200 mm. This is because the etching rate of the barrier type anodic oxide obtained in this example is extremely small compared to silicon oxide or the like. This is because the contact holes to the exposed source and drain are largely etched, and holes are formed in the source and drain.

【0021】このようにして、異種のTFTが同一基板
上に形成された。すなわち、図1および図2の左側の2
つのTFT126、127は活性層が結晶性シリコンで
高抵抗領域(オフセット領域)の幅の小さいTFTで高
速動作に適しており、右側のTFT129は活性層がア
モルファスシリコンで高抵抗領域(オフセット領域)の
幅の大きなTFTで低リーク電流を特徴としている。T
FT128の活性層はTFT127、128よりも結晶
化の程度の低い結晶生シリコンでも同じ効果が得られ
る。同じプロセスを用いてモノリシック型アクティブマ
トリクスを作製する場合には、前者をドライバー回路
に、後者をアクティブマトリクス回路に用いればよいこ
とはいうまでもない。
Thus, different types of TFTs were formed on the same substrate. That is, 2 on the left side of FIGS.
One of the TFTs 126 and 127 is a TFT whose active layer is crystalline silicon and has a small width in a high-resistance region (offset region) and is suitable for high-speed operation. The right TFT 129 has an active layer of amorphous silicon and a high-resistance region (offset region). It is characterized by a wide TFT and low leakage current. T
The same effect can be obtained even when the active layer of the FT128 is made of crystalline silicon having a lower degree of crystallization than the TFTs 127 and 128. When manufacturing a monolithic active matrix using the same process, it goes without saying that the former may be used for the driver circuit and the latter may be used for the active matrix circuit.

【0022】ホットキャリヤによる劣化はNTFTによ
く見られるが、チャネル幅の大きなドライバーTFT
(このオフセット幅をx4 とする)では、あまり観察さ
れない。また、高周波動作を要求されるデコーダー回
路、特にシフトレジスタ、CPU、メモリー、その他の
補正回路のNTFT(そのオフセット幅をx3 とする)
は、チャネル幅が小さく、かつ、チャネル超も小さくす
る必要があるため、アクティブマトリクス回路中のTF
T128(そのオフセット幅をx2 とする)よりもドレ
イン電圧が低いために劣化が少ない。このため、x4
3 <x2 であることが求められる。そして、PTFT
のオフセット幅x1 はドライバーTFTでもその外の補
助回路でも劣化がほとんどないため、x1 ≦x4 である
ことが許される。
Deterioration due to hot carriers is often seen in NTFT, but driver TFTs with large channel widths
In (the offset width and x 4), not so much observed. Further, the decoder circuit which requires high frequency operation, especially (for the offset width x 3) shift register, CPU, memory, NTFT other correction circuit
Is required to have a small channel width and a small channel width.
T128 is small (the offset width is x 2) deterioration due drain voltage is lower than. Therefore, x 4 <
It is required that x 3 <x 2 . And PTFT
Since the offset width x 1 of the driver TFT and the auxiliary circuit outside the driver TFT hardly deteriorate, it is allowed that x 1 ≦ x 4 .

【0023】〔実施例2〕 図3および図4に本実施例
を示す。図3は、図4中の一点鎖点線で示された部分の
断面である。まず、基板(コーニング7059、300
mm×400mmもしくは100mm×100mm)2
01上に下地酸化膜202として厚さ1000〜300
0Å、例えば、2000Åの酸化珪素膜を形成した。こ
の酸化膜の形成方法としては、酸素雰囲気中でのスパッ
タ法を使用した。しかし、より量産性を高めるには、T
EOSをプラズマCVD法で分解・堆積した膜を用いて
もよい。
Embodiment 2 FIGS. 3 and 4 show this embodiment. FIG. 3 is a cross section of a portion shown by a dashed dotted line in FIG. First, the substrate (Corning 7059, 300
mm × 400mm or 100mm × 100mm) 2
01 as a base oxide film 202 having a thickness of 1000 to 300
A silicon oxide film of 0 °, for example, 2000 ° was formed. As a method for forming this oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere was used. However, in order to increase mass productivity, T
A film in which EOS is decomposed and deposited by a plasma CVD method may be used.

【0024】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によってアモルファスシリコン膜を300〜5000
Å、好ましくは500〜1000Å堆積し、これを、5
50〜600℃の還元雰囲気に24時間放置して、結晶
化せしめた。この工程は、レーザー照射によっておこな
ってもよい。そして、このようにして結晶化させた珪素
膜をパターニングして島状の活性層領域203および2
04を形成した。さらに、この上にスパッタ法によって
厚さ700〜1500Åの酸化珪素膜205を形成し
た。
Thereafter, the amorphous silicon film is formed into a thickness of 300 to 5000 by a plasma CVD method or an LPCVD method.
{Preferably 500-1000} and deposit 5
It was left in a reducing atmosphere at 50 to 600 ° C. for 24 hours to be crystallized. This step may be performed by laser irradiation. Then, the silicon film thus crystallized is patterned to form island-like active layer regions 203 and 2.
04 was formed. Further, a silicon oxide film 205 having a thickness of 700 to 1500 ° was formed thereon by sputtering.

【0025】その後、厚さ1000Å〜3μm、例え
ば、6000Åのアルミニウム膜(1wt%のSi、も
しくは0.1〜0.3wt%のScを含む)を電子ビー
ム蒸着法もしくはスパッタ法によって形成した。そし
て、フォトレジスト(例えば、東京応化製、OFPR8
00/30cp)をスピンコート法によって形成した。
フォトレジストの形成前に、アルミニウム膜の全表面に
陽極酸化法によって厚さ100〜1000Åの酸化アル
ミニウム膜を表面に形成しておくと、フォトレジストと
の密着性が良く、また、フォトレジストからの電流のリ
ークを抑制することにより、後の陽極酸化工程におい
て、多孔質陽極酸化物を側面のみに形成するうえで有効
であった。その後、フォトレジストとアルミニウム膜を
パターニングして、アルミニウム膜と一緒にエッチング
し、配線部206、209、ゲイト電極部207、20
8、210を形成した。(図3(A))
Thereafter, an aluminum film (containing 1 wt% of Si or 0.1 to 0.3 wt% of Sc) having a thickness of 1000 to 3 μm, for example, 6000 °, was formed by electron beam evaporation or sputtering. Then, a photoresist (for example, OFPR8 manufactured by Tokyo Ohka)
00/30 cp) by spin coating.
If an aluminum oxide film having a thickness of 100 to 1000 ° is formed on the entire surface of the aluminum film by anodic oxidation before forming the photoresist, adhesion to the photoresist is good, and By suppressing the current leakage, it was effective in forming the porous anodic oxide only on the side surfaces in the subsequent anodic oxidation step. Thereafter, the photoresist and the aluminum film are patterned and etched together with the aluminum film to form wiring portions 206 and 209 and gate electrode portions 207 and 20.
8, 210 were formed. (FIG. 3 (A))

【0026】これらの配線、ゲイト電極の上には前記の
フォトレジストが残されており、これは後の陽極酸化工
程において陽極酸化防止のマスクとして機能する。この
状態を上から見た様子を図4に示す。この場合も、実施
例1と同様に、ゲイト電極207、208および配線2
09と、配線206とゲイト電極210とは電気的に独
立しており、前者をA系列、後者をB系列と称する。
(図4(A))
The photoresist is left on these wirings and gate electrodes, and functions as a mask for preventing anodic oxidation in a subsequent anodic oxidation step. FIG. 4 shows this state viewed from above. Also in this case, similarly to the first embodiment, the gate electrodes 207 and 208 and the wiring 2
09, the wiring 206 and the gate electrode 210 are electrically independent, and the former is referred to as an A-series and the latter is referred to as a B-series.
(FIG. 4 (A))

【0027】そして、上記の配線、ゲイト電極のうち、
B系列にのみ電解液中で電流を通じて陽極酸化し、厚さ
3000Å〜25μm、例えば、厚さ0.5μmの陽極
酸化物211、212を配線、ゲイト電極の側面に形成
した。陽極酸化は、3〜20%のクエン酸もしくはショ
ウ酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶液を用いてお
こない、5〜30V、例えば、8Vの一定電流をゲイト
電極に印加しておこなった。このようにして形成された
陽極酸化物は多孔質なものであった。本実施例では、シ
ュウ酸溶液(30〜80℃)中で電圧を8Vとし、20
〜240分、陽極酸化した。陽極酸化物の厚さは陽極酸
化時間および温度によって制御した。この際、A系列に
は電流が流されていないのでゲイト電極207、20
8、配線209には陽極酸化物は形成されなかった。
(図3(B)、図4(B))
Then, of the above wirings and gate electrodes,
Anodization was performed by passing an electric current in an electrolytic solution only for the B series, and anodic oxides 211 and 212 having a thickness of 3000 to 25 μm, for example, 0.5 μm, were formed on the side surfaces of the wiring and the gate electrode. The anodic oxidation was performed using a 3 to 20% aqueous solution of citric acid or an acidic aqueous solution of oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid or the like, and a constant current of 5 to 30 V, for example, 8 V was applied to the gate electrode. The anodic oxide thus formed was porous. In this embodiment, the voltage is set to 8 V in an oxalic acid solution (30 to 80 ° C.),
Anodized for ~ 240 minutes. The thickness of the anodized oxide was controlled by the anodizing time and temperature. At this time, since no current flows through the A series, the gate electrodes 207, 20
8. No anodic oxide was formed on the wiring 209.
(FIG. 3 (B), FIG. 4 (B))

【0028】次に、マスクを除去し、再び電解溶液中に
おいて、ゲイト電極・配線に電流を印加した。今回は、
3〜10%の酒石液、硼酸、硝酸が含まれたPH≒7の
エチレングルコール溶液を用い、A系列、B系列ともに
通電した。溶液の温度は10℃前後の室温より低い方が
良好な酸化膜が得られた。このため、ゲイト電極・配線
206〜210の上面および側面にバリヤ型の陽極酸化
物213〜217が形成された。陽極酸化物213〜2
17の厚さは印加電圧に比例し、例えば、印加電圧が1
00Vで1200Åの陽極酸化物が形成された。本実施
例では、電圧は100Vまで上昇させたので、得られた
陽極酸化物の厚さが1200Åであった。バリヤ型の陽
極酸化物の厚さは任意であるが、あまり薄いと、後で多
孔質陽極酸化物をエッチングする際に、アルミニウムを
溶出させてしまう危険があるので、500Å以上が好ま
しかった。
Next, the mask was removed, and a current was again applied to the gate electrode and wiring in the electrolytic solution. This time,
Both series A and series B were energized using a PH % 7 ethylene glycol solution containing 3-10% tartaric acid, boric acid and nitric acid. A better oxide film was obtained when the temperature of the solution was lower than room temperature around 10 ° C. For this reason, barrier type anodic oxides 213 to 217 were formed on the upper surfaces and side surfaces of the gate electrodes / wirings 206 to 210. Anodic oxides 213-2
The thickness of 17 is proportional to the applied voltage.
At 00V, 1200 ° of anodic oxide was formed. In this example, since the voltage was increased to 100 V, the thickness of the obtained anodic oxide was 1200 °. The thickness of the barrier type anodic oxide is arbitrary, but if it is too thin, there is a risk that aluminum will be eluted when the porous anodic oxide is etched later, so that 500 mm or more was preferred. .

【0029】注目すべきは、バリヤ型の陽極酸化物は後
の工程で得られるにもかかわらず、多孔質の陽極酸化物
の外側にバリヤ型の陽極酸化物ができるのではなく、多
孔質陽極酸化物とゲイト電極の間にバリヤ型の陽極酸化
物が形成されることである。(図3(C)) その後、イオンドーピング法によって、TFTの活性層
203、204に、ゲイト電極部(すなわちゲイト電極
とその周囲の陽極酸化膜)およびゲイト絶縁膜をマスク
として自己整合的に不純物を注入し、不純物(ソース/
ドレイン)領域218、219、220を形成した。ド
ーピングガスとしてはフォスフィン(PH3 )およびジ
ボラン(B2 6 )を用いた。ドーズ量は5×1014
5×1015cm-2、加速エネルギーは50〜90keV
とした。領域218および220はN型、領域219は
P型となるように不純物を導入した。領域218によ
り、NTFT228、領域219によりPTFT22
9、領域220により、NTFT230が作られる。
It should be noted that although barrier-type anodic oxide is obtained in a later step, a barrier-type anodic oxide is not formed outside the porous anodic oxide, but a porous anodic oxide is formed. A barrier-type anodic oxide is formed between the oxide and the gate electrode. (FIG. 3 (C)) Then, impurities are self-aligned in the active layers 203 and 204 of the TFT by ion doping using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the surrounding anodic oxide film) and the gate insulating film as a mask. Is implanted and impurities (source /
Drain) regions 218, 219 and 220 were formed. Phosphine (PH 3 ) and diborane (B 2 H 6 ) were used as doping gases. The dose is 5 × 10 14 or more
5 × 10 15 cm -2 , acceleration energy 50-90 keV
And Impurities are introduced so that the regions 218 and 220 become N-type and the region 219 becomes P-type. The region 218 makes the NTFT 228, and the region 219 makes the PTFT 22
9. NTFT 230 is formed by the region 220.

【0030】この結果、図の左側の2つのTFT(これ
らは相補型TFTである)228、229では、ゲイト
電極の側面の陽極酸化物214、215の厚さが約12
00Åであるので、ゲイト電極と不純物領域の重ならな
い領域(オフセット領域)の幅x1 、x3 は、イオンド
ーピングの際の回りこみを考慮して約1000Åであっ
た。一方、右側のTFT230では、陽極酸化物212
および217の厚さが合わせて約6200Åなので、オ
フセット幅x2 は約6000Åであった。
As a result, in the two TFTs 228 and 229 on the left side of the figure (these are complementary TFTs), the thickness of the anodic oxides 214 and 215 on the side surfaces of the gate electrode is about 12
Since it is 00 °, the widths x 1 and x 3 of the region (offset region) where the gate electrode and the impurity region do not overlap are about 1000 ° in consideration of the rounding during ion doping. On the other hand, in the right TFT 230, the anodic oxide 212
The offset width x 2 was about 6000 ° because the thicknesses of and 217 totaled about 6200 °.

【0031】その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて
多孔質陽極酸化物211、213をエッチングした。こ
のエッチングでは陽極酸化物211、213のみがエッ
チングされ、エッチングレートは約600Å/分であっ
た。バリヤ型陽極酸化物213〜217や酸化珪素膜2
05はそのまま残存した。その後、KrFエキシマーレ
ーザー(波長248nm、パルス幅20nsec)を照
射して、活性層中に導入された不純物イオンの活性化を
おこなった。(図3(E))
Thereafter, the porous anodic oxides 211 and 213 were etched using a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid. In this etching, only the anodic oxides 211 and 213 were etched, and the etching rate was about 600 ° / min. Barrier type anodic oxides 213 to 217 and silicon oxide film 2
05 remained as it was. Thereafter, irradiation with a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse width: 20 nsec) was performed to activate the impurity ions introduced into the active layer. (FIG. 3 (E))

【0032】そして、ゲイト電極・配線を分断して、必
要とする大きさ、形状とした。(図4(C)。さらに、
全面に層間絶縁物221として、CVD法によって酸化
珪素膜を厚さ6000Å形成した。次いで、厚さ800
ÅのITO膜をスパッタ法によって形成し、これをパタ
ーニングして、画素電極222を形成した。そして、層
間絶縁物221およびゲイト絶縁膜205をエッチング
して、TFTのソース/ドレインにコンタクトホールを
形成し、同時に、層間絶縁物221および陽極酸化物2
13〜217をエッチングして、ゲイト電極・配線にコ
ンタクトホールを形成した。本実施例では、実施例1と
は異なり、陽極酸化物はA系列、B系列のいずれもほぼ
同じ厚さであるので、これらを同時にエッチングするこ
とができ、したがって、フォトリソ工程は、実施例1の
場合よりも1つ少なくなる。最後に、アルミニウム配線
・電極223〜226を形成し、200〜400℃で水
素アニールをおこなった。
Then, the gate electrode and the wiring were divided to have the required size and shape. (FIG. 4 (C).
A silicon oxide film having a thickness of 6000 mm was formed as an interlayer insulator 221 on the entire surface by a CVD method. Next, thickness 800
The ITO film of Å was formed by a sputtering method, and this was patterned to form a pixel electrode 222. Then, the interlayer insulator 221 and the gate insulating film 205 are etched to form contact holes in the source / drain of the TFT, and at the same time, the interlayer insulator 221 and the anodic oxide 2 are formed.
13 to 217 were etched to form contact holes in the gate electrode and wiring. In the present embodiment, unlike the first embodiment, since the anodic oxide has substantially the same thickness in both the A-series and the B-series, they can be simultaneously etched. One less than in the case of Finally, aluminum wiring / electrodes 223 to 226 were formed, and hydrogen annealing was performed at 200 to 400 ° C.

【0033】なお、配線223は配線206と相補型T
FTのNチャネル型TFTのソースを接続し、配線22
5は相補型TFTのTFTのPチャネル型TFTのソー
スと配線209を接続する。また、配線224(すなわ
ち226)は相補型TFTの出力端子(すなわち、Nチ
ャネル型TFTとPチャネル型TFTのドレイン)と右
のTFTのドレインとを接続する。さらに、配線227
は右のTFTのドレインと画素電極222とを接続す
る。以上によって、TFTを有する集積回路が完成され
た。(図3(F))
The wiring 223 is complementary to the wiring 206
The source of the N-channel TFT of the FT is connected, and the wiring 22 is connected.
5 connects the source of the P-channel TFT of the complementary TFT and the wiring 209. The wiring 224 (that is, 226) connects the output terminal of the complementary TFT (that is, the drain of the N-channel TFT and the drain of the P-channel TFT) to the drain of the right TFT. Further, the wiring 227
Connects the drain of the right TFT to the pixel electrode 222. Thus, an integrated circuit having a TFT is completed. (FIG. 3 (F))

【0034】また、特にA系列において、実施例に示し
たごとく、ドライバーは大電流駆動となるため、PTF
T(高抵抗領域幅をx1 とする )、NTFT(高抵抗
領域幅をx4 とする)とも劣化が少ない。また、デコー
ダー、CPU、シフトレジスタ、メモリーその他の駆動
回路は小消費電力であり、かつ、高周波動作のため、チ
ャネル幅、チャネル長とも小さく、ホットキャリヤによ
る劣化が発生しやすい。これらの回路に用いられるNT
FTの高抵抗領域の幅x3 は、PTFTの高抵抗領域の
幅x1 よりも大なることが必要である。また、大電圧の
印加されるアクティブマトリクス回路中のNTFT(高
抵抗領域幅をx2 とする)は、必要とされる移動度も小
さいため、劣化が非常に発生しやすく、結果として、信
頼性向上のためには、x2 >x3 >x4 ≧x1 であるこ
とが求められる。例えば、x2 は0.5〜1μm、x3
は0.2〜0.3μm、x4 は0〜0.2μm、x1
0〜0.1μmである。かくすると、シフトレジスタは
1〜50MHzで動作させることができた。本実施例で
は、画素電極の制御をおこなうTFT(右のTFT)の
オフセットの幅が実施例1よりも十分に大きいでのリー
ク電流を抑える効果が大である。
Further, especially in the A series, as shown in the embodiment, since the driver is driven by a large current, the PTF
T (the width of the high resistance region is x 1 ), The NTFT (high resistance region width x 4) with little degradation. Further, a decoder, a CPU, a shift register, a memory, and other driving circuits consume low power and operate at high frequency, so that both channel width and channel length are small, and deterioration due to hot carriers easily occurs. NT used in these circuits
The width of the high resistance region of the FT x 3, it is necessary to become larger than the width x 1 of the high resistance region of PTFT. In addition, NTFTs in the active matrix circuit to which a large voltage is applied (the width of the high-resistance region is x 2 ) have a small required mobility, so that they are very liable to be deteriorated. For improvement, it is required that x 2 > x 3 > x 4 ≧ x 1 . For example, x 2 is 0.5 to 1 [mu] m, x 3
Is 0.2~0.3μm, x 4 is 0~0.2μm, x 1 is 0~0.1μm. Thus, the shift register could operate at 1 to 50 MHz. In the present embodiment, the effect of suppressing the leakage current when the width of the offset of the TFT (the right TFT) for controlling the pixel electrode is sufficiently larger than that of the first embodiment is great.

【0035】〔実施例3〕 図5に本実施例を示す。本
実施例は、モノリシック型アクティブマトリクス液晶デ
ィスプレーに関するもので、図の左側はドライバー回路
の相補型TFTを、右側はアクティブマトリクス回路の
画素制御用TFTを示している。まず、基板(コーニン
グ7059、300mm×400mm)301上に下地
酸化膜302として厚さ2000Åの酸化珪素膜を形成
した。この酸化膜の形成方法としては、酸素雰囲気中で
のスパッタ法もしくはプラズマCVD法で分解・堆積し
た膜を用いるとよい。
Embodiment 3 FIG. 5 shows this embodiment. The present embodiment relates to a monolithic active matrix liquid crystal display. The left side of the figure shows complementary TFTs of a driver circuit, and the right side shows pixel control TFTs of an active matrix circuit. First, a 2000-mm-thick silicon oxide film was formed as a base oxide film 302 on a substrate (Corning 7059, 300 mm × 400 mm) 301. As a method for forming the oxide film, a film decomposed and deposited by a sputtering method or a plasma CVD method in an oxygen atmosphere may be used.

【0036】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によってアモリファスシリコン膜を300〜5000
Å、好ましくは500〜1000Å堆積し、これを、5
50〜600℃の還元雰囲気に24時間放置して、結晶
化せしめた。そして、このようにして結晶化させたシリ
コン膜をパターニングして島状活性層領域303、30
4を形成した。さらに、この上にスパッタ法によって厚
さ700〜1500Åの酸化珪素膜205を形成した。
Thereafter, the amorphous silicon film is formed in a thickness of 300 to 5000 by plasma CVD or LPCVD.
{Preferably 500-1000} and deposit 5
It was left in a reducing atmosphere at 50 to 600 ° C. for 24 hours to be crystallized. Then, the silicon film thus crystallized is patterned to form the island-shaped active layer regions 303 and 30.
4 was formed. Further, a silicon oxide film 205 having a thickness of 700 to 1500 ° was formed thereon by sputtering.

【0037】その後、厚さ1000Å〜3μm、例え
ば、6000Åのアルミニウム(0.1〜0.3wt%
のScを含む)膜をスパッタ法によって形成した。そし
て、実施例2(図3(A)〜(C)参照)と同様な方法
で、アルミニウム膜上にフォトレジストをスピンコート
法によって形成した。フォトレジストの形成前には、陽
極酸化法によって厚さ100〜1000Åの酸化アルミ
ニウム膜をアルミニウム表面に形成した。その後、フォ
トレジストとアルミニウム膜をパターニングして、アル
ミニウム膜と一緒にエッチングし、ゲイト電極306、
307、308および配線309を形成した。ゲイト電
極306とゲイト電極307とゲイト電極308は電気
的に独立であり、また、ゲイト電極308と配線309
は電気的に接続されている。
Thereafter, aluminum having a thickness of 1000 to 3 μm, for example, 6000 ° (0.1 to 0.3 wt%)
(Including Sc) was formed by a sputtering method. Then, in the same manner as in Example 2 (see FIGS. 3A to 3C), a photoresist was formed on the aluminum film by spin coating. Before forming the photoresist, an aluminum oxide film having a thickness of 100 to 1000 ° was formed on the aluminum surface by anodic oxidation. Thereafter, the photoresist and the aluminum film are patterned and etched together with the aluminum film to form a gate electrode 306,
307 and 308 and a wiring 309 were formed. The gate electrode 306, the gate electrode 307, and the gate electrode 308 are electrically independent from each other.
Are electrically connected.

【0038】さらにこれに電解液中で電流を通じて陽極
酸化し、厚さ3000Å〜25μmの陽極酸化物を形成
した。陽極酸化は、3〜20%のクエン酸もしくはショ
ウ酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶液を用いてお
こない、5〜30Vの一定電流をゲイト電極に印加し
た。このようにして得られた陽極酸化物は多孔質であ
る。本実施例ではシュウ酸溶液(30℃)中で電圧を8
Vとし、20〜140分、陽極酸化した。陽極酸化物の
厚さは陽極酸化時間によって制御し、ゲイト電極306
および307には、500〜2000Å、例えば100
0Åの薄い陽極酸化物を形成し、ゲイト電極308と配
線309には、3000〜9000Å、例えば、500
0Åの厚い陽極酸化物を形成した。
Further, anodization was performed by passing an electric current through the electrolytic solution to form anodized oxide having a thickness of 3000 to 25 μm. The anodization was performed using a 3 to 20% citric acid or an acidic aqueous solution of oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid or the like, and a constant current of 5 to 30 V was applied to the gate electrode. The anodic oxide thus obtained is porous. In this embodiment, the voltage is set to 8 in an oxalic acid solution (30 ° C.).
V and anodized for 20 to 140 minutes. The thickness of the anodic oxide is controlled by the anodic oxidation time,
And 307 include 500-2000 °, for example, 100
A thin anodic oxide of 0 ° is formed, and the gate electrode 308 and the wiring 309 are provided with 3000 to 9000 °, for example, 500 °.
A thick anodic oxide of 0 ° was formed.

【0039】次に、マスクを除去し、再び電解溶液中に
おいて、ゲイト電極に電流を印加した。今回は、3〜1
0%の酒石液、硼酸、硝酸が含まれたPH≒7のエチレ
ングルコール溶液を用いた。また、今回は全てのゲイト
電極・配線に同じだけの電圧を印加した。このため、全
てのゲイト電極・配線の上面および側面にバリヤ型の陽
極酸化物が形成された。本実施例では、バリヤ型陽極酸
化物の厚さは1000Åとした。(図5(A))
Next, the mask was removed, and a current was again applied to the gate electrode in the electrolytic solution. This time, 3-1
A PH ≒ 7 ethylene glycol solution containing 0% tartaric acid, boric acid, and nitric acid was used. This time, the same voltage was applied to all the gate electrodes and wirings. For this reason, barrier-type anodic oxide was formed on the top and side surfaces of all the gate electrodes and wirings. In the present embodiment, the thickness of the barrier type anodic oxide was 1000 °. (FIG. 5 (A))

【0040】その後、ドライエッチング法によって酸化
珪素膜305をエッチングした。このエッチングにおい
ては、等方性エッチングのプラズマモードでも、あるい
は異方性エッチングの反応性イオンエッチングモードで
もよい。ただし、珪素と酸化珪素の選択比を十分に大き
くすることによって、活性層を深くエッチングしないよ
うにすることが重要である。例えば、エッチングガスと
してCF4 を使用すれば陽極酸化物はエッチングされ
ず、すなわち、ゲイト電極306、307、308、配
線313の下部に存在する酸化珪素膜305はエッチン
グされずに、それぞれ、ゲイト絶縁膜310、311、
312、絶縁膜313として残った。(図5(B))
Thereafter, the silicon oxide film 305 was etched by a dry etching method. In this etching, a plasma mode of isotropic etching or a reactive ion etching mode of anisotropic etching may be used. However, it is important to prevent the active layer from being etched deeply by sufficiently increasing the selectivity between silicon and silicon oxide. For example, if CF 4 is used as an etching gas, the anodic oxide is not etched, that is, the silicon oxide film 305 below the gate electrodes 306, 307, 308, and the wiring 313 is not etched, and the gate insulating film is not etched. Membranes 310, 311;
312, and remained as an insulating film 313. (FIG. 5 (B))

【0041】その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて
多孔質陽極酸化物をエッチングした。そして、イオンド
ーピング法によって、TFTの活性層303、304
に、ゲイト電極部(すなわちゲイト電極とその周囲の陽
極酸化膜)およびゲイト絶縁膜をマスクとして自己整合
的に不純物を注入した。この際には、イオンの加速電圧
とドーズ量によって、不純物領域にさまざまな組み合わ
せが考えられる。例えば、加速電圧を50〜90kVと
高めに設定し、ドーズ量を1×1013〜5×1014cm
-2と低めにすれば、領域314〜316には、ほとんど
の不純物イオンは活性層を通過し、下地膜で最大の濃度
を示す。このため、領域314〜316は極めて低濃度
の不純物領域となる。一方、上にゲイト絶縁膜310〜
312の存在する領域317〜319では、ゲイト絶縁
膜によって高速のイオンが減速されて、ちょうど、不純
物濃度が最大となり、低濃度の不純物領域を形成するこ
とができる。
Thereafter, the porous anodic oxide was etched using a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid. Then, the active layers 303 and 304 of the TFT are formed by ion doping.
Then, impurities were implanted in a self-aligned manner using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the surrounding anodic oxide film) and the gate insulating film as a mask. In this case, various combinations of the impurity regions can be considered depending on the ion acceleration voltage and the dose. For example, the acceleration voltage is set to be as high as 50 to 90 kV, and the dose is set to 1 × 10 13 to 5 × 10 14 cm.
If it is set to -2 , most of the impurity ions in the regions 314 to 316 pass through the active layer and show the maximum concentration in the base film. Therefore, the regions 314 to 316 are extremely low-concentration impurity regions. On the other hand, the gate insulating film 310
In the regions 317 to 319 where the region 312 is present, the high-speed ions are decelerated by the gate insulating film, and the impurity concentration is maximized, so that a low-concentration impurity region can be formed.

【0042】逆に、加速電圧を5〜30kVと低めに設
定し、ドーズ量を5×1014〜5×1015cm-2と多め
にすれば、領域314〜316には、多くの不純物イオ
ンが注入され、高濃度の不純物領域となる。一方、上に
ゲイト絶縁膜310〜312の存在する領域317〜3
19では、ゲイト絶縁膜によって低速のイオンが妨げら
れて、不純物イオンの注入量は低く、低濃度の不純物領
域を形成することができる。このように、いずれの方法
を用いても、領域317〜319は低濃度の不純物領域
となり、本実施例では、いずれの方法を採用してもよ
い。このようにして、イオンドーピングをおこない、N
型の低濃度不純物領域317、319とP型の低濃度不
純物領域318を形成した後、KrFエキシマーレーザ
ー(波長248nm、パルス幅20nsec)を照射し
て、活性層中に導入された不純物イオンの活性化をおこ
なった。この工程は、RTP(ラピッド・サーマル・プ
ロセス)を用いてもよい。(図5(C))
Conversely, if the acceleration voltage is set as low as 5 to 30 kV and the dose is set as large as 5 × 10 14 to 5 × 10 15 cm −2 , many impurity ions are formed in the regions 314 to 316. Is implanted to form a high-concentration impurity region. On the other hand, regions 317 to 3 where gate insulating films 310 to 312 exist
In 19, low-speed ions are prevented by the gate insulating film, the amount of implanted impurity ions is low, and a low-concentration impurity region can be formed. As described above, regardless of which method is used, the regions 317 to 319 become low-concentration impurity regions, and in this embodiment, any method may be employed. Thus, ion doping is performed, and N
After forming the low-concentration impurity regions 317 and 319 and the low-concentration impurity regions 318 of the P type, a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse width: 20 nsec) is irradiated to activate the impurity ions introduced into the active layer. Was done. This step may use RTP (rapid thermal process). (FIG. 5 (C))

【0043】この結果、各TFTで高抵抗領域(すなわ
ち、低濃度領域とオフセット領域)の幅が異なった。す
なわち、ドライバー回路のNチャネル型TFTでは、高
抵抗領域の幅x1 はオフセット幅1000Åに低濃度領
域の幅1000Åを加えた2000Åであり、同じくP
チャネル型TFTにおいては、x2 は低濃度領域の幅の
みの1000Åであり、画素制御のTFTにおいては、
3 はオフセット幅1000Åに低濃度領域の幅500
0Åを加えた6000Åであった。
As a result, the width of the high resistance region (that is, the low concentration region and the offset region) was different for each TFT. That is, in the N-channel type TFT of the driver circuit, the width x 1 of the high resistance region is 2000Å plus width 1000Å lightly-doped region in the offset width 1000Å, also P
In the channel type TFT, x 2 is 1000 ° which is only the width of the low concentration region, and in the pixel control TFT,
x 3 is the width 500 of the low-density region to the offset width 1000Å
It was 6000 ° with 0 ° added.

【0044】さらに、全面に適当な金属、例えば、チタ
ン、ニッケル、モリブテン、タングステン、白金、パラ
ジウム等の被膜、例えば、厚さ50〜500Åのチタン
膜320をスパッタ法によって全面に形成した。この結
果、金属膜(ここではチタン膜)320は高濃度(もし
くは極低濃度)不純物領域314〜316に密着して形
成された。(図5(D))
Further, a coating of a suitable metal, for example, titanium, nickel, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, etc., for example, a titanium film 320 having a thickness of 50 to 500.degree. As a result, the metal film (here, titanium film) 320 was formed in close contact with the high concentration (or extremely low concentration) impurity regions 314 to 316. (FIG. 5 (D))

【0045】そして、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、金属
膜(ここではチタン)と活性層のシリコンを反応させ、
金属珪化物(ここでは珪化チタン)の領域330〜33
2を形成した。レーザーのエネルギー密度は200〜4
00mJ/cm2 、好ましくは250〜300mJ/c
2 が適当であった。また、レーザー照射時には基板を
200〜500℃に加熱しておくと、チタン膜の剥離を
抑制することはできた。なお、本実施例では上記の如
く、エキシマーレーザーを用いたが、他のレーザーを用
いてもよいことはいうまでもない。ただし、レーザーを
用いるにあたってはパルス状のレーザーが好ましい。連
続発振レーザーでは照射時間が長いので、熱によって被
照射物が熱によって膨張することによって剥離するよう
な危険がある。
Then, irradiation with a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse width: 20 nsec) reacts the metal film (here, titanium) with the silicon of the active layer,
Regions 330-33 of metal silicide (here titanium silicide)
2 was formed. Laser energy density 200 ~ 4
00 mJ / cm 2 , preferably 250 to 300 mJ / c
m 2 was appropriate. In addition, when the substrate was heated to 200 to 500 ° C. during laser irradiation, peeling of the titanium film could be suppressed. In this embodiment, an excimer laser is used as described above, but it goes without saying that another laser may be used. However, when using a laser, a pulsed laser is preferred. In the case of a continuous wave laser, the irradiation time is long, and there is a risk that an object to be irradiated is separated by expansion due to heat.

【0046】パルスレーザーに関しては、Nd:YAG
レーザー(Qスイッチパルス発振が望ましい)のごとき
赤外光レーザーやその第2高調波のごとき可視光、Kr
F、XeCl、ArF等のエキシマーを使用する各種紫
外光レーザーが使用できるが、金属膜の上面からレーザ
ー照射をおこなう場合には金属膜に反射されないような
波長のレーザーを選択する必要がある。もっとも、金属
膜が極めて薄い場合にはほとんど問題がない。また、レ
ーザー光は、基板側から照射してもよい。この場合には
下に存在するシリコン半導体膜を透過するレーザー光を
選択する必要がある。
As for the pulse laser, Nd: YAG
Infrared laser such as laser (preferably Q-switched pulse oscillation) and its visible light such as its second harmonic, Kr
Various ultraviolet lasers using excimers such as F, XeCl, and ArF can be used. However, when laser irradiation is performed from the upper surface of the metal film, it is necessary to select a laser having a wavelength that is not reflected by the metal film. However, there is almost no problem when the metal film is extremely thin. Further, the laser light may be applied from the substrate side. In this case, it is necessary to select a laser beam that passes through the underlying silicon semiconductor film.

【0047】また、アニールは、可視光線もしくは近赤
外光の照射によるランプアニールによるものでもよい。
ランプアニールを行う場合には、被照射面表面が600
〜1000℃程度になるように、600℃の場合は数分
間、1000℃の場合は数10秒間のランプ照射を行う
ようにする。近赤外線(例えば1.2 μmの赤外線)によ
るアニールは、近赤外線が珪素半導体に選択的に吸収さ
れ、ガラス基板をそれ程加熱せず、しかも一回の照射時
間を短くすることで、ガラス基板に対する加熱を抑える
ことができる等、使用上、都合が良い。
The annealing may be performed by lamp annealing by irradiation of visible light or near infrared light.
When lamp annealing is performed, the surface to be irradiated is 600
The lamp irradiation is performed for several minutes at 600 ° C. and for several tens of seconds at 1000 ° C. so that the temperature becomes about 1000 ° C. Annealing with near-infrared rays (for example, 1.2 μm infrared rays) selectively absorbs near-infrared rays into silicon semiconductors and does not heat the glass substrate so much. It is convenient in use because it can be suppressed.

【0048】この後、過酸化水素とアンモニアと水とを
5:2:2で混合したエッチング液で未反応のチタン膜
のエッチングした。露出した活性層と接触した部分以外
のチタン膜(例えば、ゲイト絶縁膜や陽極酸化膜上に存
在したチタン膜)はそのまま金属状態で残っているが、
このエッチングで除去できる。一方、金属珪化物である
珪化チタン330〜332はエッチングされないので、
残存させることができた。本実施例では、珪化物領域3
30〜332のシート抵抗は10〜50Ω/□となっ
た。一方、低濃度不純物領域317〜319では10〜
100kΩ/□であった。
Thereafter, the unreacted titanium film was etched with an etching solution in which hydrogen peroxide, ammonia and water were mixed at a ratio of 5: 2: 2. The titanium film other than the portion in contact with the exposed active layer (for example, the titanium film existing on the gate insulating film or the anodic oxide film) remains in a metal state as it is,
It can be removed by this etching. On the other hand, since titanium silicide 330 to 332 which is a metal silicide is not etched,
It could be left. In this embodiment, the silicide region 3
The sheet resistance of 30 to 332 was 10 to 50 Ω / □. On the other hand, in the low concentration impurity regions 317 to 319, 10 to 10
It was 100 kΩ / □.

【0049】そして、アクティブマトリクス回路のNT
FT337上に厚さ500〜3000Å、例えば、10
00Åの窒化珪素膜322を形成した。一般に窒化珪素
膜は、正孔を捕獲する性質がある。したがって、特にホ
ットキャリヤの発生しやすい用途、例えば、アクティブ
マトリクス回路のTFT等、において、ホットキャリヤ
注入によるゲイト絶縁膜のホットエレクトロンによる電
子のチャージアップを防止するうえで窒化珪素膜322
は有効であった。もっとも、PTFTの場合には、逆効
果となるので、相補型回路の存在する部分には窒化珪素
膜は形成しない方が好ましい。本実施例で、アクティブ
マトリクス回路(図の右側)だけに窒化珪素膜を残した
のは以上の理由による。
The NT of the active matrix circuit
500-3000mm thick on FT337, eg 10
A silicon nitride film 322 of 00 ° was formed. Generally, a silicon nitride film has a property of capturing holes. Therefore, in applications in which hot carriers are easily generated, for example, in a TFT of an active matrix circuit, etc., the silicon nitride film 322 is used to prevent charge-up of electrons due to hot electrons in the gate insulating film due to hot carrier injection.
Was effective. However, in the case of a PTFT, the silicon nitride film is preferably not formed in a portion where a complementary circuit exists, since the effect is opposite. In the present embodiment, the reason why the silicon nitride film is left only in the active matrix circuit (right side in the figure) is as described above.

【0050】さらに、全面に層間絶縁物321として、
CVD法によって酸化珪素膜を厚さ2000Å〜1μ
m、例えば、5000Å形成した。そして、配線309
に孔324を形成し、窒化珪素膜322を露出させた。
そして、スパッタ法によってITO膜を形成し、これを
パターニング・エッチングして、画素電極323を形成
した。画素電極323は、孔324において、バリヤ型
陽極酸化物(1000Å)と窒化珪素膜(1000Å)
をはさんで配線309と静電容量を形成する。この際、
陽極酸化物も窒化珪素も誘電率が大きく、薄いので僅か
な面積で大きな容量を得ることができた。この容量は、
アクティブマトリクスの画素と対向電極とによって形成
される容量に並列に挿入される、いわゆる保持容量とし
て用いられる。すなわち、配線309は対向電極と同じ
電位に保たれる。
Further, an interlayer insulator 321 is formed on the entire surface.
The silicon oxide film is formed to a thickness of 2000 to 1 μm by the CVD method.
m, for example, 5000 °. Then, the wiring 309
Then, a hole 324 was formed, and the silicon nitride film 322 was exposed.
Then, an ITO film was formed by a sputtering method, and this was patterned and etched to form a pixel electrode 323. The pixel electrode 323 has a barrier type anodic oxide (1000Å) and a silicon nitride film (1000Å) in the hole 324.
To form a capacitance with the wiring 309. On this occasion,
Both anodic oxide and silicon nitride have a large dielectric constant and are thin, so that a large capacity can be obtained with a small area. This capacity is
It is used as a so-called storage capacitor which is inserted in parallel with the capacitor formed by the pixels of the active matrix and the counter electrode. That is, the wiring 309 is kept at the same potential as the counter electrode.

【0051】その後、層間絶縁物321をエッチング
し、TFTのソース/ドレインおよびゲイト電極等にコ
ンタクトホールを形成し、2000Å〜1μm、例えば
5000Åの厚さの窒化チタンとアルミニウムの多層膜
による配線・電極325〜329を形成した。(図5
(E)) 本実施例では、アクティブマトリクス回路を構成するN
TFT337、デコーダー、CPU、メモリー、その他
の高周波低消費電力用のNTFT、大電力駆動のドライ
バー用NTFT、およびPTFTの高抵抗領域幅の値は
実施例2と同じとした。かくして、モノリシック型の電
気光学装置を有する薄膜集積回路にて、NチャネルTF
TとPチャネルTFTとで、高抵抗領域の幅を最適化す
ることが示された。図6には、1枚のガラス基板上にデ
ィスプレーから、CPU、メモリーまで搭載した集積回
路を用いた電気光学システムののブロック図を示す。本
実施例1〜3では、このうちのアクティブマトリクス回
路とXおよびYデコーダー/ドライバーの部分のみを主
として示したにすぎないが、本実施例を発展させれば、
より高度な回路、システムを構成することが可能である
ことは容易に想像のつくことであろう。
Thereafter, the interlayer insulator 321 is etched to form contact holes in the source / drain of the TFT, the gate electrode, and the like, and a wiring / electrode of a multilayer film of titanium nitride and aluminum having a thickness of 2000 to 1 μm, for example, 5000 mm is formed. 325-329 were formed. (FIG. 5
(E)) In the present embodiment, N
The value of the high resistance region width of the TFT 337, the decoder, the CPU, the memory, the NTFT for high frequency and low power consumption, the NTFT for the driver for high power driving, and the PTFT are the same as those in the second embodiment. Thus, in a thin film integrated circuit having a monolithic electro-optical device, an N-channel TF
T and P channel TFTs have been shown to optimize the width of the high resistance region. FIG. 6 is a block diagram of an electro-optical system using an integrated circuit in which a display, a CPU, and a memory are mounted on one glass substrate. In the first to third embodiments, only the active matrix circuit and the X and Y decoders / drivers are mainly shown, but if this embodiment is developed,
It is easy to imagine that it is possible to construct more advanced circuits and systems.

【0052】ここで、入力ポートとは、外部から入力さ
れた信号を読み取り、画像用信号に変換し、補正メモリ
ーは、アクティブマトリクスパネルの特性に合わせて入
力信号等を補正するためのパネルに固有のメモリーであ
る。特に、この補正メモリーは、各画素固有の情報を不
揮発性メモリーとして融資、個別に補正するためのもの
である。すなわち、電気光学装置の画素に点欠陥のある
場合には、その点の周囲の画素にそれに合わせて補正し
た信号を送り、点欠陥をカバーし、欠陥を目立たなくす
る。または、画素が周囲の画素に比べて暗い場合には、
その画素により大きな信号を送って、周囲の画素同じ明
るさとなるようにするものである。CPUとメモリーは
通常のコンピュータのものと同様で、特にメモリーは各
画素に対応した画像メモリーをRAMとして持ってい
る。また、画像情報に応じて、基板を裏面から照射する
バックライトを変化させることもできる。
Here, the input port means that a signal inputted from the outside is read and converted into an image signal, and the correction memory is unique to a panel for correcting an input signal or the like in accordance with the characteristics of the active matrix panel. Memory. In particular, this correction memory is used for financing and individually correcting information unique to each pixel as a nonvolatile memory. That is, if a pixel of the electro-optical device has a point defect, a signal corrected in accordance therewith is sent to pixels around the point to cover the point defect and make the defect inconspicuous. Or, if the pixel is darker than the surrounding pixels,
A larger signal is sent to the pixel so that the surrounding pixels have the same brightness. The CPU and the memory are the same as those of an ordinary computer. In particular, the memory has an image memory corresponding to each pixel as a RAM. Further, the backlight that irradiates the substrate from the back surface can be changed according to the image information.

【0053】そして、これらの回路のそれぞれに適した
高抵抗領域の幅を得るために、3〜10系統の配線を形
成し、個々に陽極酸化条件を変えられるようにすればよ
い。典型的には、アクティブマトリクス回路において
は、チャネル長が10μmで、高抵抗領域の幅は0.4
〜1μm、例えば、0.6μm。ドライバーにおいて
は、Nチャネル型TFTで、チャネル長8μm、チャネ
ル幅200μmとし、高抵抗領域の幅は0.2〜0.3
μm、例えば、0.25μm。同じくPチャネル型TF
Tにおいては、チャネル長5μm、チャネル幅500μ
mとし、高抵抗領域の幅は0〜0.2μm、例えば、
0.1μm。デコーダーにおいては、Nチャネル型TF
Tで、チャネル長8μm、チャネル幅10μmとし、高
抵抗領域の幅は0.3〜0.4μm、例えば、0.35
μm。同じくPチャネル型TFTにおいては、チャネル
長5μm、チャネル幅10μmとし、高抵抗領域の幅は
0〜0.2μm、例えば、0.1μmとすればよい。さ
らに、図6における、CPU、入力ポート、補正メモリ
ー、メモリーのNTFT、PTFTは高周波動作、低消
費電力用のデコーダーと同様に高抵抗領域の幅を最適化
すればよい。かくして、電気光学装置64を絶縁表面を
有する同一基板上に形成することができた。
Then, in order to obtain the width of the high resistance region suitable for each of these circuits, it is only necessary to form three to ten systems of wirings so that the anodic oxidation conditions can be individually changed. Typically, in an active matrix circuit, the channel length is 10 μm and the width of the high resistance region is 0.4
11 μm, for example, 0.6 μm. In the driver, an N-channel TFT has a channel length of 8 μm and a channel width of 200 μm, and the width of the high resistance region is 0.2 to 0.3.
μm, for example, 0.25 μm. P-channel type TF
In T, the channel length is 5 μm and the channel width is 500 μm.
m, and the width of the high resistance region is 0 to 0.2 μm, for example,
0.1 μm. In the decoder, N-channel type TF
At T, the channel length is 8 μm and the channel width is 10 μm, and the width of the high resistance region is 0.3 to 0.4 μm, for example, 0.35 μm.
μm. Similarly, in a P-channel type TFT, the channel length may be 5 μm and the channel width may be 10 μm, and the width of the high resistance region may be 0 to 0.2 μm, for example, 0.1 μm. Further, the width of the high resistance region may be optimized for the CPU, the input port, the correction memory, and the NTFT and PTFT of the memory in FIG. 6, similarly to the decoder for high frequency operation and low power consumption. Thus, the electro-optical device 64 could be formed on the same substrate having an insulating surface.

【0054】本発明においては、高抵抗領域の幅を2〜
4種類、またはそれ以上に用途によって可変することを
特徴としている。また、この領域はチャネル形成領域と
全く同じ材料、同じ導電型であるという必要はない。す
なわち、NTFTでは、微量にN型不純物を、また、P
TFTでは微量にP型不純物を添加し、また、選択的に
炭素、酸素、窒素等を添加して高抵抗領域を形成するこ
ともホットキャリヤによる劣化と信頼性、周波数特性、
オフ電流とのトレードオフを解消する上で有効である。
In the present invention, the width of the high resistance region is set to 2 to
It is characterized in that it can be changed to four types or more depending on the application. In addition, this region does not need to be exactly the same material and the same conductivity type as the channel formation region. That is, in the NTFT, a small amount of N-type impurities and P
In a TFT, a small amount of P-type impurity is added, and carbon, oxygen, nitrogen or the like is selectively added to form a high-resistance region.
This is effective in eliminating a trade-off with off current.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によって、各TFTの必要とする
特性、信頼性に応じて最適な幅の高抵抗領域を有するT
FTを同一基板上に作製することができる。その結果、
従来にない自由度を得ることができ、より高度に集積化
された回路を構成することができる。このように本発明
は工業的価値が大きな発明であるが、特に大面積基板上
にTFT群を形成し、これをアクティブマトリクスやド
ライバー回路,CPU、メモリーに利用して、電気光学
システムとし、オンボードの超薄型パソコン、携帯端末
とした場合にはその利用分野は限りなく拡大させること
ができる。さらに、この電気光学システムはインテリジ
ェント化されて、他の単結晶半導体を用いたCPU、コ
ンピュータシステム、画像処理システムと結合すること
によって、新たな産業を形成するに十分たる資質を有す
る。
According to the present invention, a TFT having a high resistance region having an optimum width in accordance with the characteristics and reliability required of each TFT.
The FT can be manufactured on the same substrate. as a result,
Unprecedented flexibility can be obtained, and a highly integrated circuit can be configured. As described above, the present invention is an invention having great industrial value. In particular, a TFT group is formed on a large-area substrate, and the TFT group is used for an active matrix, a driver circuit, a CPU, and a memory to form an electro-optical system. If the board is an ultra-thin personal computer or a mobile terminal, the field of use can be expanded without limit. Furthermore, the electro-optic system is intelligent and has sufficient qualities to form a new industry by being combined with other single crystal semiconductor CPUs, computer systems, and image processing systems.

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

【図1】 TFT回路の作製方法を示す。(断面図、実
施例1)
FIG. 1 illustrates a method for manufacturing a TFT circuit. (Cross section, Example 1)

【図2】 TFT回路の作製方法を示す。(上面図、実
施例1)
FIG. 2 illustrates a method for manufacturing a TFT circuit. (Top view, Example 1)

【図3】 TFT回路の作製方法を示す。(断面図、実
施例2)
FIG. 3 illustrates a method for manufacturing a TFT circuit. (Cross-sectional view, Example 2)

【図4】 TFT回路の作製方法を示す。(上面図、実
施例2)
FIG. 4 illustrates a method for manufacturing a TFT circuit. (Top view, Example 2)

【図5】 TFT回路の作製方法を示す。(断面図、実
施例3)
FIG. 5 illustrates a method for manufacturing a TFT circuit. (Cross-sectional view, Example 3)

【図6】 集積回路のブロック図の例を示す。FIG. 6 shows an example of a block diagram of an integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板 102 下地絶縁膜 103、104 島状半導体領域(シリコン) 105 ゲイト絶縁膜(酸化珪素) 106〜109 ゲイト電極・配線(アルミニウム) 110〜113 陽極酸化物(酸化アルミニウム) 114、116 N型不純物領域 115 P型不純物領域 117 層間絶縁物(酸化珪素) 118 画素電極(ITO) 119 コンタクトホール 120〜124 金属配線(窒化チタン/アルミニウ
ム)
Reference Signs List 101 substrate 102 base insulating film 103, 104 island-shaped semiconductor region (silicon) 105 gate insulating film (silicon oxide) 106-109 gate electrode / wiring (aluminum) 110-113 anodic oxide (aluminum oxide) 114, 116 N-type impurity Region 115 P-type impurity region 117 Interlayer insulator (silicon oxide) 118 Pixel electrode (ITO) 119 Contact hole 120 to 124 Metal wiring (titanium nitride / aluminum)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 睦夫 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 竹村 保彦 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor, Mutsuo Yamamoto 398 Hase, Hase, Atsugi-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Semi-Conductor Energy Laboratory Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁表面上に第1及び第2の半導体領域を
形成する工程と、 前記第1及び第2の半導体領域上に絶縁膜を形成する工
程と、 前記第1及び第2の半導体領域の各々の上に、前記絶縁
膜を介してゲイト電極を形成する工程と、 前記第1の半導体領域上のゲイト電極に、多孔質陽極酸
化物を形成する工程と、 前記第1及び第2の半導体領域上のゲイト電極に、バリ
ア型陽極酸化物を形成する工程と、 前記ゲイト電極、前記多孔質陽極酸化物、前記バリア型
陽極酸化物をマスクとして、前記第1及び第2の半導体
領域に不純物を添加して、前記第1及び第2の半導体領
域に、前記第1の半導体領域と第2の半導体領域とで異
なる幅のオフセット領域を形成する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置作製方法。
A step of forming first and second semiconductor regions on an insulating surface; a step of forming an insulating film on the first and second semiconductor regions; and a step of forming the first and second semiconductor regions. Forming a gate electrode on each of the regions via the insulating film; forming a porous anodic oxide on the gate electrode on the first semiconductor region; Forming a barrier-type anodic oxide on a gate electrode on the semiconductor region, and using the gate electrode, the porous anodic oxide, and the barrier-type anodic oxide as masks to form the first and second semiconductor regions. Forming an offset region having a different width between the first semiconductor region and the second semiconductor region in the first and second semiconductor regions by adding an impurity to the semiconductor. Device manufacturing method.
【請求項2】絶縁表面上に第1及び第2の半導体領域を
形成する工程と、 前記第1及び第2の半導体領域上に絶縁膜を形成する工
程と、 前記第1及び第2の半導体領域の各々の上に、前記絶縁
膜を介してゲイト電極を形成する工程と、 前記第1及び第2の半導体領域上のゲイト電極に、前記
第1の半導体領域上と前記第2の半導体領域上とで異な
る厚さの多孔質陽極酸化物を形成する工程と、 前記第2の半導体領域上のゲイト電極に、バリア型陽極
酸化物を形成する工程と、 前記ゲイト電極、前記多孔質陽極酸化物、前記バリア型
陽極酸化物をマスクとして、前記絶縁膜をエッチングし
て前記絶縁膜をパターンニングする工程と、 前記多孔質陽極酸化物をエッチングにより除去する工程
と、 前記ゲイト電極、前記パターニングされた絶縁膜、前記
バリア型陽極酸化物をマスクとして、前記第1及び第2
の半導体領域に不純物を添加して、前記第1の半導体領
域と前記第2の半導体領域とに、互いにチャネル長方向
に異なる幅の低濃度不純物領域を形成し、かつ前記第2
の半導体領域にのみオフセット領域を形成する工程とを
有することを特徴とする半導体装置作製方法。
A step of forming first and second semiconductor regions on an insulating surface; a step of forming an insulating film on the first and second semiconductor regions; and a step of forming the first and second semiconductor regions. Forming a gate electrode on each of the regions via the insulating film; and forming a gate electrode on the first and second semiconductor regions on the first semiconductor region and the second semiconductor region. A step of forming a porous anodic oxide having a different thickness from the above, a step of forming a barrier type anodic oxide on the gate electrode on the second semiconductor region, and the step of forming the gate electrode and the porous anodic oxide Using the barrier anodic oxide as a mask, etching the insulating film to pattern the insulating film, removing the porous anodic oxide by etching, the gate electrode, the patterned Insulation The first and second films using the film and the barrier type anodic oxide as a mask.
Adding an impurity to the first semiconductor region and forming a low-concentration impurity region having a width different from each other in a channel length direction in the first semiconductor region and the second semiconductor region;
Forming an offset region only in the semiconductor region of (1).
【請求項3】絶縁表面上に第1及び第2の半導体領域を
形成する工程と、 前記第1及び第2の半導体領域上に絶縁膜を形成する工
程と、 前記第1及び第2の半導体領域の各々の上に、前記絶縁
膜を介してゲイト電極を形成する工程と、 前記第1及び第2の半導体領域上のゲイト電極に、前記
第1の半導体領域上と前記第2の半導体領域上とで異な
る厚さの多孔質陽極酸化物を形成する工程と、 前記第1及び第2の半導体領域上のゲイト電極に、前記
第1の半導体領域上と前記第2の半導体領域上とで同じ
厚さのバリア型陽極酸化物を形成する工程と、 前記ゲイト電極、前記多孔質陽極酸化物、前記バリア型
陽極酸化物をマスクとして、前記絶縁膜をエッチングし
て前記絶縁膜をパターンニングする工程と、 前記多孔質陽極酸化物をエッチングにより除去する工程
と、 前記ゲイト電極、前記パターニングされた絶縁膜、前記
バリア型陽極酸化物をマスクとして、前記第1及び第2
の半導体領域に不純物を添加して、前記第1の半導体領
域と前記第2の半導体領域とに、互いにチャネル長方向
に異なる幅の低濃度不純物領域を形成することを特徴と
する半導体装置作製方法。
A step of forming first and second semiconductor regions on an insulating surface; a step of forming an insulating film on the first and second semiconductor regions; and a step of forming the first and second semiconductor regions. Forming a gate electrode on each of the regions via the insulating film; and forming a gate electrode on the first and second semiconductor regions on the first semiconductor region and the second semiconductor region. Forming a porous anodic oxide having a different thickness between the first and second semiconductor regions; and forming a gate electrode on the first and second semiconductor regions on the first and second semiconductor regions. Forming a barrier type anodic oxide having the same thickness; and patterning the insulating film by etching the insulating film using the gate electrode, the porous anodic oxide, and the barrier type anodic oxide as a mask. And etching the porous anodic oxide Removing the grayed, the gate electrode, said patterned insulating film as a mask the barrier type anodic oxide, the first and second
Forming a low-concentration impurity region having different widths in a channel length direction in the first semiconductor region and the second semiconductor region by adding an impurity to the first semiconductor region. .
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