JPH10223903A - Thin-film transistor, manufacture of the same, and display device - Google Patents

Thin-film transistor, manufacture of the same, and display device

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JPH10223903A
JPH10223903A JP2049797A JP2049797A JPH10223903A JP H10223903 A JPH10223903 A JP H10223903A JP 2049797 A JP2049797 A JP 2049797A JP 2049797 A JP2049797 A JP 2049797A JP H10223903 A JPH10223903 A JP H10223903A
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silicon film
film
gate electrode
forming
polycrystalline silicon
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聡 石田
Masaru Wakita
賢 脇田
Hiroyuki Kuriyama
博之 栗山
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勝人 青木
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active matrix display device capable of preventing lower yield and generation of defective display. SOLUTION: A surface of polycrystalline silicon film 11 becoming an active layer of a TFT(thin-film transistor) 106 is flat, and its thickness corresponding to a drain region 82 and a source region 83 is thicker than the thickness corresponding to a channel region 93. The grain size in every part of the polycrystalline silicon film 11 is nearly uniform and this makes an element characteristic of the TFT106 uniform. This also optimizes a sheet resistance of each region, 82a and 83a, and makes an ON-current of the TFT106 uniform. This resultingly prevents lower yield and generation of defective display.

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】本発明は薄膜トランジスタ、
薄膜トランジスタの製造方法、表示装置に関するもので
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thin film transistor,
The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor and a display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、薄膜トランジスタ(TFT;Thin
Film Transistor)を用いたアクティブマトリックス方
式の液晶ディスプレイ(LCD;Liquid Crystal Displ
ay)が高画質な表示装置として注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, thin film transistors (TFTs) have been developed.
Active matrix liquid crystal display (LCD; Liquid Crystal Displ) using Film Transistor
ay) has attracted attention as a high-quality display device.

【0003】アクティブマトリックス方式は、マトリッ
クスに配置された各画素に画素駆動素子(アクティブエ
レメント)と信号蓄積素子(画素容量)とを集積し、各
画素に一種の記憶動作を行わせて液晶を準スタティック
に駆動する方式である。すなわち、画素駆動素子は、走
査信号によってオン・オフ状態が切り換わるスイッチと
して機能する。そして、オン状態にある画素駆動素子を
介してデータ信号(表示信号)が表示電極に伝達され、
液晶の駆動が行われる。その後、画素駆動素子がオフ状
態になると、表示電極に印加されたデータ信号は電荷の
状態で信号蓄積素子に蓄えられ、次に画素駆動素子がオ
ン状態になるまで引き続き液晶の駆動が行われる。その
ため、走査線数が増大して1つの画素に割り当てられる
駆動時間が少なくなっても、液晶の駆動が影響を受ける
ことはなく、コントラストが低下することもない。
In the active matrix method, a pixel driving element (active element) and a signal storage element (pixel capacitance) are integrated in each pixel arranged in a matrix, and each pixel performs a kind of storage operation to prepare a liquid crystal. This is a static drive method. That is, the pixel driving element functions as a switch whose on / off state is switched by the scanning signal. Then, the data signal (display signal) is transmitted to the display electrode via the pixel drive element in the ON state,
The liquid crystal is driven. Thereafter, when the pixel driving element is turned off, the data signal applied to the display electrode is stored in the signal storage element in a state of electric charge, and the liquid crystal is continuously driven until the pixel driving element is turned on next. Therefore, even if the number of scanning lines increases and the driving time allocated to one pixel decreases, the driving of the liquid crystal is not affected and the contrast does not decrease.

【0004】画素駆動素子としては、一般にTFTが用
いられる。TFTでは、絶縁基板上に形成された半導体
薄膜が能動層として使われる。能動層として一般的なの
は、非晶質シリコン膜および多結晶シリコン膜である。
能動層として非晶質シリコン膜を用いたTFTは非晶質
シリコンTFTと呼ばれ、多結晶シリコン膜を用いたT
FTは多結晶シリコンTFTと呼ばれる。多結晶シリコ
ンTFTは非晶質シリコンTFTに比べ、移動度が大き
く駆動能力が高いという利点がある。そのため、多結晶
シリコンTFTは、画素駆動素子としてだけでなく論理
回路を構成する素子としても使用することができる。従
って、多結晶シリコンTFTを用いれば、画素部だけで
なく、その周辺に配置されている周辺駆動回路部までを
同一基板上に一体化して形成することができる。すなわ
ち、画素部に配置された画素駆動素子としての多結晶シ
リコンTFTと、周辺駆動回路部を構成する多結晶シリ
コンTFTとを同一工程で形成するわけである。
As a pixel driving element, a TFT is generally used. In a TFT, a semiconductor thin film formed on an insulating substrate is used as an active layer. Commonly used active layers are an amorphous silicon film and a polycrystalline silicon film.
A TFT using an amorphous silicon film as an active layer is called an amorphous silicon TFT, and a TFT using a polycrystalline silicon film is used.
The FT is called a polycrystalline silicon TFT. Polycrystalline silicon TFTs have the advantage of higher mobility and higher driving capability than amorphous silicon TFTs. Therefore, the polycrystalline silicon TFT can be used not only as a pixel driving element but also as an element forming a logic circuit. Therefore, if a polycrystalline silicon TFT is used, not only a pixel portion but also a peripheral drive circuit portion disposed therearound can be integrally formed on the same substrate. That is, a polycrystalline silicon TFT as a pixel driving element arranged in the pixel portion and a polycrystalline silicon TFT forming the peripheral driving circuit portion are formed in the same process.

【0005】図10に、一般的なアクティブマトリック
ス方式LCDのブロック構成を示す。画素部(液晶パネ
ル)101には各走査線(ゲート配線)G1 …Gn,Gn+
1 …Gm と各データ線(ドレイン配線)D1 …Dn,Dn+
1 …Dm とが配置されている。各ゲート配線G1 〜Gm
と各ドレイン配線D1 〜Dm とはそれぞれ直交し、その
直交部分に画素102が設けられている。そして、各ゲ
ート配線G1 〜Gm はゲートドライバ103に接続さ
れ、ゲート信号(走査信号)が印加されるようになって
いる。また、各ドレイン配線D1 〜Dm はドレインドラ
イバ(データドライバ)104に接続され、データ信号
(ビデオ信号)が印加されるようになっている。これら
のドライバ103,104によって周辺駆動回路部10
5が構成されている。そして、各ドライバ103,10
4のうち少なくともいずれか一方を画素部101と同一
基板上に形成したLCDは、一般にドライバ一体型(ド
ライバ内蔵型)LCDと呼ばれる。尚、ゲートドライバ
103が、画素部101の両側に設けられている場合も
ある。また、ドレインドライバ104が、画素部101
の両側に設けられている場合もある。
FIG. 10 shows a block configuration of a general active matrix type LCD. In the pixel portion (liquid crystal panel) 101, each scanning line (gate wiring) G1... Gn, Gn +
1 ... Gm and each data line (drain wiring) D1 ... Dn, Dn +
1... Dm. Each gate wiring G1 to Gm
And the drain wirings D1 to Dm are orthogonal to each other, and a pixel 102 is provided at the orthogonal portion. Each of the gate lines G1 to Gm is connected to a gate driver 103 so that a gate signal (scanning signal) is applied. Each of the drain wirings D1 to Dm is connected to a drain driver (data driver) 104 so that a data signal (video signal) is applied. By these drivers 103 and 104, the peripheral drive circuit unit 10
5 are configured. Then, each of the drivers 103 and 10
An LCD in which at least one of the four is formed on the same substrate as the pixel portion 101 is generally called a driver-integrated (built-in driver) LCD. Note that the gate driver 103 may be provided on both sides of the pixel portion 101 in some cases. In addition, the drain driver 104 is
May be provided on both sides.

【0006】図11に、ゲート配線Gn とドレイン配線
Dn との直交部分に設けられている画素102の等価回
路を示す。画素102は、画素駆動素子としてのTFT
106、液晶セルLC、補助容量(蓄積容量または付加
容量)SCから構成されている。ゲート配線Gn にはT
FT106のゲートが接続され、ドレイン配線Dn には
TFT106のドレインが接続されている。そして、T
FT106のソースには、液晶セルLCの表示電極(画
素電極)と補助容量SCとが接続されている。この液晶
セルLCと補助容量SCとにより、前記信号蓄積素子が
構成される。液晶セルLCの共通電極(表示電極の反対
側の電極)には電圧Vcom が印加されている。一方、補
助容量SCにおいて、TFTのソースと接続される側の
電極(以下、蓄積電極という)の反対側の電極(以下、
補助容量電極という)には定電圧VR が印加されてい
る。この液晶セルLCの共通電極は、文字どおり全ての
画素102に対して共通した電極となっている。そし
て、液晶セルLCの表示電極と共通電極との間には静電
容量が形成されている。尚、補助容量SCの補助容量電
極は、隣のゲート配線Gn+1と接続されている場合もあ
る。
FIG. 11 shows an equivalent circuit of the pixel 102 provided at a portion orthogonal to the gate line Gn and the drain line Dn. The pixel 102 has a TFT as a pixel driving element
106, a liquid crystal cell LC and an auxiliary capacity (storage capacity or additional capacity) SC. The gate wiring Gn has T
The gate of the FT 106 is connected, and the drain of the TFT 106 is connected to the drain wiring Dn. And T
The display electrode (pixel electrode) of the liquid crystal cell LC and the storage capacitor SC are connected to the source of the FT. The liquid crystal cell LC and the storage capacitor SC constitute the signal storage element. The voltage Vcom is applied to the common electrode (the electrode on the opposite side of the display electrode) of the liquid crystal cell LC. On the other hand, in the auxiliary capacitor SC, an electrode (hereinafter, referred to as a storage electrode) on the opposite side to an electrode (hereinafter, referred to as a storage electrode) connected to the source of the TFT.
A constant voltage VR is applied to the storage capacitor electrode. The common electrode of the liquid crystal cell LC is an electrode which is literally common to all the pixels 102. Further, a capacitance is formed between the display electrode and the common electrode of the liquid crystal cell LC. The auxiliary capacitance electrode of the auxiliary capacitance SC may be connected to the adjacent gate line Gn + 1 in some cases.

【0007】このように構成された画素102におい
て、ゲート配線Gn を正電圧にしてTFT106のゲー
トに正電圧を印加すると、TFT106がオンとなる。
すると、ドレイン配線Dn に印加されたデータ信号で、
液晶セルLCの静電容量と補助容量SCとが充電され
る。反対に、ゲート配線Gn を負電圧にしてTFT10
6のゲートに負電圧を印加すると、TFT106がオフ
となり、その時点でドレイン配線Dn に印加されていた
電圧が、液晶セルLCの静電容量と補助容量SCとによ
って保持される。このように、画素102へ書き込みた
いデータ信号をドレイン配線D1 〜Dm に与えてゲート
配線G1 〜Gm の電圧を制御することにより、画素10
2に任意のデータ信号を保持させておくことができる。
その画素102の保持しているデータ信号に応じて液晶
セルLCの透過率が変化し、画像が表示される。
In the pixel 102 thus configured, when the gate line Gn is set to a positive voltage and a positive voltage is applied to the gate of the TFT 106, the TFT 106 is turned on.
Then, with the data signal applied to the drain wiring Dn,
The capacitance of the liquid crystal cell LC and the auxiliary capacitance SC are charged. Conversely, the gate line Gn is set to a negative voltage to
When a negative voltage is applied to the gate of No. 6, the TFT 106 is turned off, and the voltage applied to the drain wiring Dn at that time is held by the capacitance of the liquid crystal cell LC and the auxiliary capacitance SC. As described above, by supplying a data signal to be written to the pixel 102 to the drain wirings D1 to Dm and controlling the voltages of the gate wirings G1 to Gm, the pixel 10
2 can hold an arbitrary data signal.
The transmittance of the liquid crystal cell LC changes according to the data signal held by the pixel 102, and an image is displayed.

【0008】ここで、画素102の特性として重要なも
のに、書き込み特性と保持特性とがある。書き込み特性
に対して要求されるのは、画素部101の仕様から定め
られた単位時間内に、信号蓄積素子(液晶セルLCおよ
び補助容量SC)に対して所望のビデオ信号電圧を十分
に書き込むことができるかどうかという点である。ま
た、保持特性に対して要求されるのは、信号蓄積素子に
一旦書き込んだビデオ信号電圧を必要な時間だけ保持す
ることができるかどうかという点である。
Here, important characteristics of the pixel 102 include a writing characteristic and a holding characteristic. What is required for the writing characteristics is that a desired video signal voltage is sufficiently written to the signal storage elements (the liquid crystal cell LC and the storage capacitor SC) within a unit time determined from the specifications of the pixel portion 101. Is that it can be done. What is required for the holding characteristic is whether or not the video signal voltage once written in the signal storage element can be held for a required time.

【0009】補助容量SCが設けられているのは、信号
蓄積素子の静電容量を増大させて保持特性を向上させる
ためである。すなわち、液晶セルLCはその構造上、静
電容量の増大には限界がある。そこで、補助容量SCに
よって液晶セルLCの静電容量の不足分を補うわけであ
る。
The auxiliary capacitor SC is provided to increase the capacitance of the signal storage element and improve the holding characteristics. That is, due to its structure, the liquid crystal cell LC has a limit in increasing the capacitance. Therefore, the shortage of the capacitance of the liquid crystal cell LC is compensated for by the auxiliary capacitance SC.

【0010】図12に、ボトムゲート構造の多結晶シリ
コンTFTをTFT106として用いた透過型構成をと
る従来のLCDにおける画素102(画素部101)の
概略断面を示す。
FIG. 12 shows a schematic cross section of a pixel 102 (pixel portion 101) in a conventional LCD having a transmission type configuration using a bottom gate structure polycrystalline silicon TFT as the TFT 106.

【0011】相対向する各透明絶縁基板71,72の間
には液晶が充填された液晶層73が形成されている。透
明絶縁基板71側には液晶セルLCの表示電極74が設
けられ、透明絶縁基板72側には液晶セルLCの共通電
極75が設けられており、各電極74,75は液晶層7
3を挟んで対向している。
A liquid crystal layer 73 filled with liquid crystal is formed between the transparent insulating substrates 71 and 72 facing each other. A display electrode 74 of the liquid crystal cell LC is provided on the transparent insulating substrate 71 side, and a common electrode 75 of the liquid crystal cell LC is provided on the transparent insulating substrate 72 side.
3 are opposed to each other.

【0012】透明絶縁基板71における液晶層73側の
表面には、ゲート配線Gn を構成するTFT106のゲ
ート電極76が形成されている。ゲート電極76および
透明絶縁基板71の上には、下層のシリコン窒化膜78
と上層のシリコン酸化膜79との2層構造から成るゲー
ト絶縁膜80が形成されている。ゲート絶縁膜80上に
は、TFT106の能動層となる多結晶シリコン膜81
が形成されている。多結晶シリコン膜81には、TFT
106のドレイン領域82およびソース領域83が形成
されている。尚、TFT106はLDD(Lightly Dope
d Drain )構造をとり、ドレイン領域82およびソース
領域83はそれぞれ、低濃度領域82a,83aおよび
高濃度領域82b,83bから構成される。多結晶シリ
コン膜81におけるドレイン領域82およびソース領域
83の間には、チャネル領域93が形成されている。
On the surface of the transparent insulating substrate 71 on the liquid crystal layer 73 side, a gate electrode 76 of a TFT 106 constituting a gate wiring Gn is formed. On the gate electrode 76 and the transparent insulating substrate 71, a lower silicon nitride film 78
A gate insulating film 80 having a two-layer structure of a silicon oxide film 79 and an upper silicon oxide film 79 is formed. On the gate insulating film 80, a polycrystalline silicon film 81 serving as an active layer of the TFT 106 is formed.
Are formed. The polycrystalline silicon film 81 has a TFT
A drain region 82 and a source region 83 of 106 are formed. The TFT 106 is an LDD (Lightly Dope
d Drain) structure, the drain region 82 and the source region 83 are composed of low concentration regions 82a and 83a and high concentration regions 82b and 83b, respectively. A channel region 93 is formed between the drain region 82 and the source region 83 in the polycrystalline silicon film 81.

【0013】透明絶縁基板71においてTFT106と
隣接する部分には、TFT106の作成と同時に同一工
程にて補助容量SCが形成されている。透明絶縁基板7
1における液晶層73側の表面には、補助容量SCの補
助容量電極77が形成されている。補助容量電極77上
には誘電体膜84が形成され、誘電体膜84上には補助
容量SCの蓄積電極85が形成されている。尚、補助容
量電極77はゲート電極76と同一構成で同一工程にて
形成される。また、誘電体膜84はゲート絶縁膜80の
延長上にあり、ゲート絶縁膜80と同一構成で同一工程
にて形成される。そして、蓄積電極85は多結晶シリコ
ン膜81に形成され、TFT106のソース領域83と
接続されている。
In a portion of the transparent insulating substrate 71 adjacent to the TFT 106, an auxiliary capacitor SC is formed in the same step as the TFT 106 is formed. Transparent insulating substrate 7
The storage capacitor electrode 77 of the storage capacitor SC is formed on the surface of the liquid crystal layer 1 on the liquid crystal layer 73 side. A dielectric film 84 is formed on the auxiliary capacitance electrode 77, and a storage electrode 85 of the auxiliary capacitance SC is formed on the dielectric film 84. The auxiliary capacitance electrode 77 has the same configuration as the gate electrode 76 and is formed in the same step. Further, the dielectric film 84 is formed on the extension of the gate insulating film 80 and is formed in the same configuration and in the same process as the gate insulating film 80. The storage electrode 85 is formed on the polycrystalline silicon film 81 and is connected to the source region 83 of the TFT 106.

【0014】多結晶シリコン膜81におけるチャネル領
域93および蓄積電極85の上にはそれぞれ、シリコン
酸化膜から成るストッパ層94が形成されている。スト
ッパ層94を含むTFT106および補助容量SCの上
には、下層のシリコン酸化膜86と上層のシリコン窒化
膜87との2層構造から成る層間絶縁膜88が形成され
ている。ドレイン領域82を構成する高濃度領域82b
は、層間絶縁膜88に形成されたコンタクトホール89
を介して、ドレイン配線Dn を構成するドレイン電極9
0と接続されている。ドレイン電極90および層間絶縁
膜88の上には、平坦化絶縁膜91が形成されている。
平坦化絶縁膜91上には表示電極74が形成されてい
る。表示電極74は、平坦化絶縁膜91および層間絶縁
膜88に形成されたコンタクトホール92を介して、ソ
ース領域83を構成する高濃度領域83bと接続されて
いる。尚、ドレイン電極90は下層のモリブデン層90
aと上層のアルミ合金層90bとの2層構造から成る。
また、表示電極74の材質としてはITO(Indium Tin
Oxide)が用いられる。
A stopper layer 94 made of a silicon oxide film is formed on each of the channel region 93 and the storage electrode 85 in the polycrystalline silicon film 81. On the TFT 106 including the stopper layer 94 and the storage capacitor SC, an interlayer insulating film 88 having a two-layer structure of a lower silicon oxide film 86 and an upper silicon nitride film 87 is formed. High concentration region 82b constituting drain region 82
Represents a contact hole 89 formed in the interlayer insulating film 88
Through the drain electrode 9 forming the drain wiring Dn
0 is connected. A planarization insulating film 91 is formed on the drain electrode 90 and the interlayer insulating film 88.
The display electrode 74 is formed on the planarization insulating film 91. The display electrode 74 is connected to the high-concentration region 83b forming the source region 83 via a contact hole 92 formed in the planarization insulating film 91 and the interlayer insulating film 88. The drain electrode 90 is a lower molybdenum layer 90.
a and an upper aluminum alloy layer 90b.
The material of the display electrode 74 is ITO (Indium Tin).
Oxide) is used.

【0015】透明絶縁基板72における液晶層73側の
表面には、光の三原色である赤,緑,青(RGB;Red
Green Blue)の各色のカラーフィルタ95が設けられて
いる。各色のカラーフィルタ95の間には、遮光膜であ
るブラックマトリックス96が設けられている。表示電
極74の上部には、RGBのいずれか1色のカラーフィ
ルタ95が配置されている。TFT106の上部には、
ブラックマトリックス96が配置されている。
On the surface of the transparent insulating substrate 72 on the liquid crystal layer 73 side, red, green, and blue (RGB; Red;
Green Blue) are provided. A black matrix 96 as a light shielding film is provided between the color filters 95 of the respective colors. Above the display electrode 74, a color filter 95 of any one of RGB is disposed. In the upper part of the TFT 106,
A black matrix 96 is arranged.

【0016】次に、上記のように構成された従来のLC
Dにおける画素102(画素部101)の製造方法を順
次説明する。 工程1(図13(a)参照);スパッタ法を用い、透明
絶縁基板71上にクロム膜61を形成する。
Next, the conventional LC constructed as described above is used.
The method of manufacturing the pixel 102 (pixel unit 101) in D will be described sequentially. Step 1 (see FIG. 13A): A chromium film 61 is formed on the transparent insulating substrate 71 by using a sputtering method.

【0017】工程2(図13(b)参照);クロム膜6
1上にゲート電極76および補助容量電極77を形成す
るためのレジストパターン62を形成する。 工程3(図13(c)参照);レジストパターン62を
エッチング用マスクとするウェットエッチング法を用
い、クロム膜61をエッチングすることにより、クロム
膜61から成るゲート電極76および補助容量電極77
を形成する。
Step 2 (see FIG. 13B); chromium film 6
A resist pattern 62 for forming a gate electrode 76 and an auxiliary capacitance electrode 77 is formed on the substrate 1. Step 3 (see FIG. 13C): The chromium film 61 is etched using a wet etching method using the resist pattern 62 as an etching mask, so that the gate electrode 76 and the auxiliary capacitance electrode 77 made of the chromium film 61 are formed.
To form

【0018】このとき、レジストパターン62の両端部
とクロム膜61との界面にエッチング液が侵入するた
め、レジストパターン62の両端部に位置するクロム膜
61にはアンダーカット61aが生じる。そのクロム膜
61に生じたアンダーカット61aにより、ゲート電極
76および補助容量電極77の断面形状は、中央部が平
坦で両端部が傾斜したテーパ形状となる。以下の説明で
は、ゲート電極76の中央の平坦な部分を平坦部76a
と呼び、傾斜した両端部をテーパ部76bと呼ぶ。
At this time, since the etchant enters the interface between both ends of the resist pattern 62 and the chromium film 61, an undercut 61a occurs in the chromium film 61 located at both ends of the resist pattern 62. Due to the undercut 61a generated in the chromium film 61, the cross-sectional shape of the gate electrode 76 and the auxiliary capacitance electrode 77 becomes a tapered shape in which the center is flat and both ends are inclined. In the following description, a flat portion at the center of the gate electrode 76 will be referred to as a flat portion 76a.
, And the inclined both ends are referred to as a tapered portion 76b.

【0019】工程4(図13(d)参照);プラズマC
VD(Chemical Vapor Deposition)法を用い、各電極
76,77および透明絶縁基板71の上にシリコン窒化
膜78、シリコン酸化膜79、非晶質シリコン膜63を
連続的に形成する。その結果、各膜78,79から成る
ゲート絶縁膜80が形成され、その上に非晶質シリコン
膜63が形成されたデバイス構造が得られる。
Step 4 (see FIG. 13D); Plasma C
Using a VD (Chemical Vapor Deposition) method, a silicon nitride film 78, a silicon oxide film 79, and an amorphous silicon film 63 are continuously formed on each of the electrodes 76 and 77 and the transparent insulating substrate 71. As a result, a gate insulating film 80 including the films 78 and 79 is formed, and a device structure in which the amorphous silicon film 63 is formed thereon is obtained.

【0020】次に、アニール(処理温度;400℃程
度)を行い、非晶質シリコン膜63中に取り込まれた水
素を除去する脱水素処理を行う。続いて、非晶質シリコ
ン膜63の表面にエキシマレーザ光を照射することによ
り、非晶質シリコン膜63を加熱して結晶化させ、多結
晶シリコン膜81を形成する。このように、エキシマレ
ーザ光を用いたレーザアニール法はELA(Excimer La
ser Anneal)法と呼ばれている。
Next, annealing (processing temperature; about 400 ° C.) is performed to perform dehydrogenation processing for removing hydrogen taken in the amorphous silicon film 63. Subsequently, the surface of the amorphous silicon film 63 is irradiated with excimer laser light, so that the amorphous silicon film 63 is heated and crystallized to form a polycrystalline silicon film 81. As described above, the laser annealing method using excimer laser light is an ELA (Excimer La
ser Anneal) method.

【0021】その後、多結晶シリコン膜81にドレイン
領域82およびソース領域83を形成し、図12に示す
各部材を形成することにより、各画素102から成る画
素部101が完成する。
Thereafter, a drain region 82 and a source region 83 are formed in the polycrystalline silicon film 81, and the respective members shown in FIG. 12 are formed, thereby completing the pixel portion 101 including the pixels 102.

【0022】ところで、ゲート電極76にテーパ部76
bを設けるのは、ゲート絶縁膜80および誘電体膜84
の絶縁耐圧を確保するためである。すなわち、ゲート電
極76にテーパ部76bがない場合には、ゲート電極7
6の端部に電解集中が生じやすくなる。また、ゲート電
極76にテーパ部76bがない場合には、ゲート電極7
6の両端のカド部分上に位置するゲート絶縁膜80の段
差被覆性が悪くなり、その部分のゲート絶縁膜80の膜
厚が薄くなる。その結果、ゲート電極76の端部におけ
るゲート絶縁膜80の絶縁耐圧が低下する恐れがある。
ゲート電極76にテーパ部76bを設ければ、ゲート電
極76の端部の電解集中が緩和される上に、ゲート電極
76の端部のゲート絶縁膜80の段差被覆性が良くな
り、その部分におけるゲート絶縁膜80の膜厚が薄くな
るのを防止することができる。
Incidentally, the gate electrode 76 has a tapered portion 76.
The b is provided because the gate insulating film 80 and the dielectric film 84 are provided.
This is for ensuring the withstand voltage of the semiconductor device. That is, when the gate electrode 76 does not have the tapered portion 76b, the gate electrode 7
6 tends to cause electrolytic concentration. If the gate electrode 76 does not have the tapered portion 76b, the gate electrode 7
The step coverage of the gate insulating film 80 located on the corners at both ends of the gate electrode 6 is deteriorated, and the thickness of the gate insulating film 80 in that portion is reduced. As a result, the withstand voltage of the gate insulating film 80 at the end of the gate electrode 76 may be reduced.
When the tapered portion 76b is provided in the gate electrode 76, the concentration of the electrolysis at the end of the gate electrode 76 is reduced, and the step coverage of the gate insulating film 80 at the end of the gate electrode 76 is improved. The thickness of the gate insulating film 80 can be prevented from being reduced.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】ゲート電極76は、熱
伝導率の高いクロム膜61から形成されている。そのた
め、ELA法を行う際にゲート電極76からの熱の逃げ
から、ゲート電極76上に形成された非晶質シリコン膜
63のアニール到達温度は、透明絶縁基板71上に形成
された非晶質シリコン膜63の温度に比べて低くなる。
また、ゲート電極76の断面形状はテーパ形状を成し、
中央の平坦部76aと両端の傾斜したテーパ部76bと
を備えている。ゲート電極76のテーパ部76bからの
熱の伝達度は平坦部76aに比べて減少するため、テー
パ部76b上に形成された非晶質シリコン膜63のアニ
ール到達温度は、平坦部76a上に比べて高くなる。
The gate electrode 76 is formed of a chromium film 61 having a high thermal conductivity. Therefore, the annealing temperature of the amorphous silicon film 63 formed on the gate electrode 76 depends on the heat release from the gate electrode 76 during the ELA method. The temperature is lower than the temperature of the silicon film 63.
The cross-sectional shape of the gate electrode 76 is tapered,
It has a central flat portion 76a and inclined tapered portions 76b at both ends. Since the degree of heat transfer from the tapered portion 76b of the gate electrode 76 is lower than that of the flat portion 76a, the annealing temperature of the amorphous silicon film 63 formed on the tapered portion 76b is lower than that of the flat portion 76a. Get higher.

【0024】つまり、ゲート電極76上に形成された非
晶質シリコン膜63には、透明絶縁基板71上に形成さ
れた非晶質シリコン膜63に比べて、高いレーザ結晶化
エネルギーが必要となる。そして、ゲート電極76上に
おいて、平坦部76a上に形成された非晶質シリコン膜
63には、テーパ部76b上に形成された非晶質シリコ
ン膜63に比べて、さらに高いレーザ結晶化エネルギー
が必要となる。すなわち、非晶質シリコン膜63に必要
となるレーザ結晶化エネルギーは、透明絶縁基板71上
→テーパ部76b上→平坦部76a上の順で小さくな
る。
That is, the amorphous silicon film 63 formed on the gate electrode 76 requires higher laser crystallization energy than the amorphous silicon film 63 formed on the transparent insulating substrate 71. . On the gate electrode 76, the amorphous silicon film 63 formed on the flat portion 76a has a higher laser crystallization energy than the amorphous silicon film 63 formed on the tapered portion 76b. Required. In other words, the laser crystallization energy required for the amorphous silicon film 63 decreases in the order of on the transparent insulating substrate 71 → on the tapered portion 76b → on the flat portion 76a.

【0025】ELA時のレーザ照射エネルギーが高いほ
ど、多結晶シリコン膜81のグレインサイズ(結晶粒
径)は大きくなる。そのため、ゲート電極76上に形成
された多結晶シリコン膜81は、透明絶縁基板71上に
形成された多結晶シリコン膜81に比べて、そのグレイ
ンサイズが小さくなる。そして、ゲート電極76上にお
いて、平坦部76a上に形成された多結晶シリコン膜8
1は、テーパ部76b上に形成された多結晶シリコン膜
81に比べて、そのグレインサイズが小さくなる。すな
わち、多結晶シリコン膜81のグレインサイズは、透明
絶縁基板71上→テーパ部76b上→平坦部76a上の
順で小さくなる。
The grain size (crystal grain size) of the polycrystalline silicon film 81 increases as the laser irradiation energy during ELA increases. Therefore, the grain size of polycrystalline silicon film 81 formed on gate electrode 76 is smaller than that of polycrystalline silicon film 81 formed on transparent insulating substrate 71. Then, on the gate electrode 76, the polycrystalline silicon film 8 formed on the flat portion 76a is formed.
1 has a smaller grain size than the polycrystalline silicon film 81 formed on the tapered portion 76b. That is, the grain size of the polycrystalline silicon film 81 becomes smaller on the transparent insulating substrate 71 → on the tapered portion 76b → on the flat portion 76a.

【0026】ここで、ゲート電極76の平坦部76a上
に形成された多結晶シリコン膜81は、チャネル領域9
3に対応する。また、ゲート電極76のテーパ部76b
上に形成された多結晶シリコン膜81は、ドレイン領域
82またはソース領域83の低濃度領域82a,83a
に対応する。そして、透明絶縁基板71上に形成された
多結晶シリコン膜81は、ドレイン領域82またはソー
ス領域83の高濃度領域82b,83bに対応する。そ
のため、多結晶シリコン膜81のグレインサイズは、高
濃度領域82b,83b→低濃度領域82a,83a→
チャネル領域93の順で小さくなる。
Here, the polycrystalline silicon film 81 formed on the flat portion 76a of the gate electrode 76 is
Corresponds to 3. Further, the tapered portion 76b of the gate electrode 76
The polycrystalline silicon film 81 formed on the low-concentration regions 82a and 83a of the drain region 82 or the source region 83
Corresponding to Then, the polycrystalline silicon film 81 formed on the transparent insulating substrate 71 corresponds to the high-concentration regions 82b and 83b of the drain region 82 or the source region 83. Therefore, the grain size of the polycrystalline silicon film 81 changes from the high-concentration regions 82b and 83b to the low-concentration regions 82a and 83a.
It becomes smaller in the order of the channel region 93.

【0027】図14に、ELA時のレーザ照射エネルギ
ーと多結晶シリコン膜81の各部のグレインサイズとの
関係を示す。多結晶シリコン膜81において、レーザ結
晶化エネルギーの値がE1のときに、高濃度領域82
b,83bに対応する部分(透明絶縁基板71上の部
分)のグレインサイズはピーク値をとる。また、レーザ
結晶化エネルギーの値がE2のときに、低濃度領域82
a,83aに対応する部分(テーパ部76b上の部分)
のグレインサイズはピーク値をとる。そして、レーザ結
晶化エネルギーの値がE3のときに、チャネル領域93
に対応する部分(平坦部76a上の部分)のグレインサ
イズはピーク値をとる。これらのレーザ結晶化エネルギ
ーの値E1,E2,E3には、E1<E2<E3という
関係がある。
FIG. 14 shows the relationship between the laser irradiation energy during ELA and the grain size of each part of the polycrystalline silicon film 81. In the polycrystalline silicon film 81, when the value of the laser crystallization energy is E1,
The grain size of the portion corresponding to b and 83b (the portion on the transparent insulating substrate 71) has a peak value. When the value of the laser crystallization energy is E2, the low concentration region 82
a, 83a (part on tapered portion 76b)
Has a peak value. When the value of the laser crystallization energy is E3, the channel region 93
(The portion on the flat portion 76a) has a peak value. These laser crystallization energy values E1, E2, and E3 have a relationship of E1 <E2 <E3.

【0028】このように、多結晶シリコン膜81のグレ
インサイズが部分毎に不均一になると、TFT106の
素子特性が不均一になる。特に、テーパ部76b上のグ
レインサイズが不均一になるほど、各領域82a,83
aのシート抵抗は大きくバラツキ、TFT106のオン
電流は変動する。これは、各領域82a,83aのシー
ト抵抗が寄生抵抗として直接作用するためである。
As described above, when the grain size of the polycrystalline silicon film 81 becomes non-uniform in each part, the element characteristics of the TFT 106 become non-uniform. In particular, as the grain size on the tapered portion 76b becomes more uneven, the regions 82a, 83
The sheet resistance of “a” greatly varies, and the ON current of the TFT 106 fluctuates. This is because the sheet resistance of each of the regions 82a and 83a directly acts as a parasitic resistance.

【0029】透明絶縁基板71上に形成されたTFT1
06のうち、ある数量以上のTFT106の素子特性が
不均一になったりオン電流が必要値以下になった場合、
その透明絶縁基板71を用いた画素部101は不良品と
して廃棄せざるをえなくなる。また、透明絶縁基板71
上に形成されたTFT106のうち何個かの素子特性が
不均一になったりオン電流が必要値以下になった場合に
は、画素部101に表示ムラが発生する。つまり、TF
T106の素子特性の不均一化やオン電流の低下は、画
素部101の歩留りの低下や表示不良を発生させる原因
となる。
The TFT 1 formed on the transparent insulating substrate 71
06, when the element characteristics of a certain number or more of the TFTs 106 become non-uniform or the on-current becomes less than a required value,
The pixel portion 101 using the transparent insulating substrate 71 has to be discarded as a defective product. Also, the transparent insulating substrate 71
When the element characteristics of some of the TFTs 106 formed above become non-uniform or the on-current becomes less than a required value, display unevenness occurs in the pixel portion 101. That is, TF
The non-uniformity of the element characteristics of T106 and the decrease of the on-current cause a decrease in the yield of the pixel portion 101 and a display defect.

【0030】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、以下の目的を有するものである。 1〕素子特性の不均一化やオン電流の低下を防止するこ
とが可能な薄膜トランジスタを提供する。
The present invention has been made to solve the above problems, and has the following objects. 1) To provide a thin film transistor capable of preventing non-uniform element characteristics and a reduction in on-current.

【0031】2〕素子特性の不均一化やオン電流の低下
を防止することが可能な薄膜トランジスタの製造方法を
提供する。 3〕歩留りの低下や表示不良の発生を防止することが可
能なアクティブマトリックス方式の表示装置を提供す
る。
2] Provided is a method of manufacturing a thin film transistor capable of preventing non-uniform element characteristics and a reduction in on-current. 3] To provide an active matrix type display device capable of preventing a decrease in yield and occurrence of display failure.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、能動層として多結晶シリコン膜を用い、その多結晶
シリコン膜のドレイン領域とソース領域およびチャネル
領域に対応する部分のグレインサイズが均一なことをそ
の要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, a polycrystalline silicon film is used as an active layer, and a grain size of a portion corresponding to a drain region, a source region, and a channel region of the polycrystalline silicon film is reduced. The gist is to be uniform.

【0033】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の薄膜トランジスタにおいて、絶縁基板上にゲート電極
が形成され、絶縁基板およびゲート電極の上にゲート絶
縁膜を介して能動層としての多結晶シリコン膜が形成さ
れ、ゲート電極上に形成された多結晶シリコン膜がチャ
ネル領域に対応し、絶縁基板上に形成された多結晶シリ
コン膜がドレイン領域およびソース領域に対応するボト
ムゲート構造をとることをその要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the thin film transistor according to the first aspect, a gate electrode is formed on the insulating substrate, and the gate electrode is formed on the insulating substrate and the gate electrode via a gate insulating film as an active layer. A polycrystalline silicon film is formed, a polycrystalline silicon film formed on a gate electrode corresponds to a channel region, and a polycrystalline silicon film formed on an insulating substrate has a bottom gate structure corresponding to a drain region and a source region. That is the gist.

【0034】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の薄膜トランジスタにおいて、前記多結晶シリコン膜の
表面が平坦化され、ドレイン領域およびソース領域に対
応する部分の膜厚が、チャネル領域に対応する部分の膜
厚に比べて厚く形成されたことをその要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the thin film transistor according to the second aspect, the surface of the polycrystalline silicon film is flattened, and the thickness of the portion corresponding to the drain region and the source region is reduced to the channel region. The gist is that it is formed thicker than the film thickness of the corresponding part.

【0035】請求項4に記載の発明は、請求項2に記載
の薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート電極を挟むよ
うに形成された高熱伝導絶縁膜を備えたことをその要旨
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the thin film transistor according to the second aspect, further comprising a high thermal conductive insulating film formed so as to sandwich the gate electrode.

【0036】請求項5に記載の発明は、請求項2に記載
の薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート電極と絶縁基
板との間に形成された高熱伝導絶縁膜を備えたことをそ
の要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a thin film transistor according to the second aspect, further comprising a high heat conductive insulating film formed between the gate electrode and an insulating substrate.

【0037】請求項6に記載の発明は、請求項1〜5の
いずれか1項に記載の薄膜トランジスタにおいて、前記
ゲート電極の断面形状は、中央部が平坦で両端部が傾斜
したテーパ形状を成し、ゲート電極の中央の平坦部上に
形成された前記多結晶シリコン膜がチャネル領域に対応
し、ゲート電極の傾斜したテーパ部上と絶縁基板上とに
形成された多結晶シリコン膜がドレイン領域およびソー
ス領域に対応することをその要旨とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the thin film transistor according to any one of the first to fifth aspects, the cross-sectional shape of the gate electrode has a tapered shape in which a central portion is flat and both ends are inclined. The polycrystalline silicon film formed on the central flat portion of the gate electrode corresponds to the channel region, and the polycrystalline silicon film formed on the inclined tapered portion of the gate electrode and on the insulating substrate corresponds to the drain region. The main point is to correspond to the source region.

【0038】請求項7に記載の発明は、請求項6に記載
の薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート電極のテーパ
部上に形成された多結晶シリコン膜がドレイン領域およ
びソース領域を構成する低濃度領域に対応し、前記絶縁
基板上に形成された多結晶シリコン膜がドレイン領域お
よびソース領域を構成する高濃度領域に対応したLDD
構造をとることをその要旨とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the thin film transistor according to the sixth aspect, the polycrystalline silicon film formed on the tapered portion of the gate electrode corresponds to a low concentration region forming a drain region and a source region. The polycrystalline silicon film formed on the insulating substrate corresponds to an LDD corresponding to a high concentration region forming a drain region and a source region.
The point is to take the structure.

【0039】請求項8に記載の発明は、絶縁基板上にゲ
ート電極を形成する工程と、絶縁基板およびゲート電極
の上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上
に表面が平坦な非晶質シリコン膜を形成する工程と、非
晶質シリコン膜の表面にレーザ光を照射することによ
り、非晶質シリコン膜を加熱して結晶化させることで、
能動層となる多結晶シリコン膜を形成する工程とを備え
たことをその要旨とする。
The invention according to claim 8 is a step of forming a gate electrode on an insulating substrate, a step of forming a gate insulating film on the insulating substrate and the gate electrode, and a step of forming a flat surface on the gate insulating film. By forming the amorphous silicon film and irradiating the surface of the amorphous silicon film with laser light, the amorphous silicon film is heated and crystallized,
And forming a polycrystalline silicon film to be an active layer.

【0040】請求項9に記載の発明は、絶縁基板上にゲ
ート電極を形成する工程と、絶縁基板およびゲート電極
の上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上
に非晶質シリコン膜を形成する工程と、非晶質シリコン
膜上に表面が平坦な絶縁膜を形成する工程と、平坦な絶
縁膜を介して非晶質シリコン膜の表面にレーザ光を照射
することにより、非晶質シリコン膜を加熱して結晶化さ
せることで、能動層となる多結晶シリコン膜を形成する
工程とを備えたことをその要旨とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a step of forming a gate electrode on an insulating substrate; a step of forming a gate insulating film on the insulating substrate and the gate electrode; Forming a film, forming an insulating film with a flat surface on the amorphous silicon film, and irradiating the surface of the amorphous silicon film with a laser beam through the flat insulating film, A step of forming a polycrystalline silicon film to be an active layer by heating and crystallizing the crystalline silicon film.

【0041】請求項10に記載の発明は、高熱伝導絶縁
膜に挟まれたゲート電極を絶縁基板上に形成する工程
と、絶縁基板とゲート電極および高熱伝導絶縁膜の上に
ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に非晶
質シリコン膜を形成する工程と、非晶質シリコン膜の表
面にレーザ光を照射することにより、非晶質シリコン膜
を加熱して結晶化させることで、能動層となる多結晶シ
リコン膜を形成する工程とを備えたことをその要旨とす
る。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a process for forming a gate electrode sandwiched between high thermal conductive insulating films on an insulating substrate, and forming a gate insulating film on the insulating substrate, the gate electrode and the high thermal conductive insulating film. And forming an amorphous silicon film on the gate insulating film, and irradiating the surface of the amorphous silicon film with laser light to heat and crystallize the amorphous silicon film. And a step of forming a polycrystalline silicon film to be an active layer.

【0042】請求項11に記載の発明は、絶縁基板上に
高熱伝導絶縁膜を形成する工程と、高熱伝導絶縁膜上に
ゲート電極を形成する工程と、高熱伝導絶縁膜およびゲ
ート電極の上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート
絶縁膜上に非晶質シリコン膜を形成する工程と、非晶質
シリコン膜の表面にレーザ光を照射することにより、非
晶質シリコン膜を加熱して結晶化させることで、能動層
となる多結晶シリコン膜を形成する工程とを備えたこと
をその要旨とする。
According to the eleventh aspect of the present invention, a step of forming a high thermal conductive insulating film on an insulating substrate, a step of forming a gate electrode on the high thermal conductive insulating film, and a step of forming a gate electrode on the high thermal conductive insulating film and the gate electrode Forming a gate insulating film, forming an amorphous silicon film over the gate insulating film, and irradiating the surface of the amorphous silicon film with laser light to heat the amorphous silicon film. A step of forming a polycrystalline silicon film to be an active layer by crystallization.

【0043】請求項12に記載の発明は、請求項8〜1
1のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法
において、前記ゲート電極の断面形状を、中央部が平坦
で両端部が傾斜したテーパ形状とする工程を備えたこと
をその要旨とする。
The twelfth aspect of the present invention is the eighth aspect of the present invention.
2. The method of manufacturing a thin film transistor according to any one of the items 1 to 3, further comprising a step of forming a cross-sectional shape of the gate electrode into a tapered shape in which a central portion is flat and both ends are inclined.

【0044】請求項13に記載の発明は、請求項1〜7
のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタを画素駆動素
子として用いることをその要旨とする。請求項14に記
載の発明は、請求項8〜12のいずれか1項に記載の薄
膜トランジスタの製造方法によって製造された薄膜トラ
ンジスタを画素駆動素子として用いることをその要旨と
する。
According to the thirteenth aspect of the present invention,
The gist is to use the thin film transistor according to any one of the above as a pixel driving element. According to a fourteenth aspect of the present invention, a thin film transistor manufactured by the method of manufacturing a thin film transistor according to any one of the eighth to twelfth aspects is used as a pixel driving element.

【0045】尚、以下に述べる発明の実施の形態におい
て、特許請求の範囲または課題を解決するための手段に
記載の「高熱伝導膜」はシリコン酸化膜22から構成さ
れ、同じく「高熱伝導絶縁膜」は透光性高熱伝導絶縁膜
33,42から構成される。
In the embodiments of the invention described below, the “highly heat conductive film” described in the claims or the means for solving the problems is composed of a silicon oxide film 22, "Is composed of the light-transmitting high heat conductive insulating films 33 and 42.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した各実施
形態を図面に従って説明する。尚、各実施形態におい
て、図10〜図13に示した従来の形態と同じ構成部材
については符号を等しくしてその詳細な説明を省略す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, the same components as those in the conventional embodiment shown in FIGS. 10 to 13 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0047】(第1実施形態)図1に、ボトムゲート構
造の多結晶シリコンTFTをTFT106として用いた
透過型構成をとる第1実施形態のLCDにおける画素1
02(画素部101)の概略断面を示す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a pixel 1 in an LCD of a first embodiment having a transmissive structure using a bottom gate polycrystalline silicon TFT as a TFT 106.
2 shows a schematic cross section of the pixel portion 101 (pixel portion 101).

【0048】本実施形態において、図12に示した従来
の形態と異なるのは、以下の点である。 〔1〕TFT106の能動層となる多結晶シリコン膜1
1の表面が平坦化されており、ドレイン領域82および
ソース領域83に対応する部分の膜厚が、チャネル領域
93に対応する部分の膜厚に比べて厚くなっている。
The present embodiment differs from the conventional embodiment shown in FIG. 12 in the following points. [1] Polycrystalline silicon film 1 serving as active layer of TFT 106
1 is flattened, and the film thickness of the portion corresponding to the drain region 82 and the source region 83 is larger than the film thickness of the portion corresponding to the channel region 93.

【0049】〔2〕多結晶シリコン膜11の各部分のグ
レインサイズはほぼ均一になっている。次に、本実施形
態の製造方法を順次説明する。
[2] The grain size of each portion of the polycrystalline silicon film 11 is substantially uniform. Next, the manufacturing method of the present embodiment will be described sequentially.

【0050】工程1(図2(a)参照)〜工程3(図2
(c)参照);従来の形態の工程1(図13(a)参
照)〜工程3(図13(c)参照)と同じである。 工程4(図2(d)参照);プラズマCVD法を用い、
各電極76,77および透明絶縁基板71の上にシリコ
ン窒化膜78、シリコン酸化膜79、非晶質シリコン膜
12を連続的に形成する。その結果、各膜78,79か
ら成るゲート絶縁膜80が形成され、その上に非晶質シ
リコン膜12が形成される。ここで、非晶質シリコン膜
12の膜厚は、従来の形態の非晶質シリコン膜63の膜
厚よりも厚く形成する。そして、全面エッチバック法を
用い、非晶質シリコン膜12の表面を平坦化する。
Step 1 (see FIG. 2A) to Step 3 (see FIG.
(See (c)); the same as Step 1 (see FIG. 13A) to Step 3 (see FIG. 13C) of the conventional embodiment. Step 4 (see FIG. 2D);
On each of the electrodes 76 and 77 and the transparent insulating substrate 71, a silicon nitride film 78, a silicon oxide film 79, and an amorphous silicon film 12 are continuously formed. As a result, a gate insulating film 80 including the films 78 and 79 is formed, and the amorphous silicon film 12 is formed thereon. Here, the amorphous silicon film 12 is formed to be thicker than the amorphous silicon film 63 of the conventional embodiment. Then, the surface of the amorphous silicon film 12 is planarized by using the entire surface etch back method.

【0051】次に、アニール(処理温度;400℃程
度)を行い、非晶質シリコン膜12中に取り込まれた水
素を除去する脱水素処理を行う。続いて、ELA法を用
い、非晶質シリコン膜12の表面にエキシマレーザ光を
照射することにより、非晶質シリコン膜12を加熱して
結晶化させ、多結晶シリコン膜11を形成する。このと
き、シートビーム状または矩形ビーム状のエキシマレー
ザ光をパルス照射する。そのレーザビームの照射面積を
150×0.3mm程度とし、レーザビームの位置をずら
しながら、透明絶縁基板71上の非晶質シリコン膜12
の全面に照射する。
Next, annealing (processing temperature: about 400 ° C.) is performed to perform dehydrogenation processing for removing hydrogen taken in the amorphous silicon film 12. Subsequently, by irradiating the surface of the amorphous silicon film 12 with excimer laser light using the ELA method, the amorphous silicon film 12 is heated and crystallized to form the polycrystalline silicon film 11. At this time, excimer laser light in the form of a sheet beam or a rectangular beam is pulse-irradiated. The irradiation area of the laser beam was set to about 150 × 0.3 mm, and the amorphous silicon film 12 on the transparent insulating substrate 71 was shifted while shifting the position of the laser beam.
Irradiate the entire surface of

【0052】ここで、非晶質シリコン膜12の表面は平
坦化されており、ドレイン領域82およびソース領域8
3に対応する部分の膜厚は、チャネル領域93に対応す
る部分の膜厚に比べて厚くなっている。
Here, the surface of the amorphous silicon film 12 is flattened, and the drain region 82 and the source region 8 are formed.
The thickness of the portion corresponding to No. 3 is larger than the thickness of the portion corresponding to the channel region 93.

【0053】そのため、各領域82,83上の非晶質シ
リコン膜は膜厚が大きい分、結晶化により大きな照射エ
ネルギーを必要とし、従来の形態に比べ、結晶化した多
結晶シリコン膜のグレインサイズは小さくなる。従っ
て、従来の形態のチャネル領域の多結晶シリコン膜とド
レイン・ソース領域の多結晶シリコン膜とのグレインサ
イズ差はより小さく狭まる。
Therefore, the amorphous silicon film on each of the regions 82 and 83 requires a large irradiation energy for crystallization due to the large thickness, and the grain size of the crystallized polycrystalline silicon film is smaller than that of the conventional embodiment. Becomes smaller. Therefore, the difference in grain size between the conventional polycrystalline silicon film in the channel region and the polycrystalline silicon film in the drain / source region becomes smaller and narrower.

【0054】そして、ゲート電極76上において、テー
パ部76b上に形成された非晶質シリコン膜12におい
ても、平坦部76a上に形成された非晶質シリコン膜1
2に比べて、高い照射エネルギーが必要となるが、従来
の形態に比べ、その多結晶シリコン膜のグレインサイズ
差は小さくなる。さらに、ゲート電極76上において、
テーパ部76b上に形成された非晶質シリコン膜12に
おいても、平坦部76a上に形成された非晶質シリコン
膜12に比べて、結晶化により高い照射エネルギーが必
要となるが、従来の形態に比べ、その多結晶シリコン膜
のグレインサイズ差は小さくなる。
On the gate electrode 76, the amorphous silicon film 12 formed on the tapered portion 76b and the amorphous silicon film 1 formed on the flat portion 76a
2, higher irradiation energy is required, but the grain size difference of the polycrystalline silicon film is smaller than in the conventional embodiment. Further, on the gate electrode 76,
The amorphous silicon film 12 formed on the tapered portion 76b also requires higher irradiation energy for crystallization than the amorphous silicon film 12 formed on the flat portion 76a. The grain size difference of the polycrystalline silicon film is smaller than that of the polycrystalline silicon film.

【0055】すなわち、非晶質シリコン膜12に必要な
レーザ結晶化エネルギーは、透明絶縁基板71,テーパ
部76b,平坦部76aで大きくなるものの、各部分毎
の多結晶シリコン膜のグレインサイズ差は、従来の形態
に比べれば小さくなる。つまり、非晶質シリコン膜12
の表面を平坦化することにより、非晶質シリコン膜12
の各部分に与えられるレーザ結晶化エネルギーが最適な
条件に近づけられる。
That is, although the laser crystallization energy required for the amorphous silicon film 12 increases in the transparent insulating substrate 71, the tapered portion 76b, and the flat portion 76a, the grain size difference of the polycrystalline silicon film in each portion is small. , Compared to the conventional embodiment. That is, the amorphous silicon film 12
The surface of the amorphous silicon film 12 is planarized.
The laser crystallization energy applied to each part of the laser beam is brought close to the optimum condition.

【0056】その結果、多結晶シリコン膜11の各部分
のグレインサイズは、従来の形態の多結晶シリコン膜8
1の各部分のグレインサイズに比べれば、ほぼ均一にな
る。図3に、ELA時のレーザ照射エネルギーと多結晶
シリコン膜11の各部のグレインサイズとの関係を示
す。
As a result, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film 11 becomes smaller than that of the conventional polycrystalline silicon film 8.
1 is substantially uniform as compared with the grain size of each part. FIG. 3 shows the relationship between the laser irradiation energy during ELA and the grain size of each part of the polycrystalline silicon film 11.

【0057】多結晶シリコン膜11において、レーザ結
晶化エネルギーの値がE1’のときに、高濃度領域82
b,83bに対応する部分(透明絶縁基板71上の部
分)のグレインサイズはピーク値をとる。また、レーザ
結晶化エネルギーの値がE2’のときに、低濃度領域8
2a,83aに対応する部分(テーパ部76b上の部
分)のグレインサイズはピーク値をとる。そして、レー
ザ結晶化エネルギーの値がE3のときに、チャネル領域
93に対応する部分(平坦部76a上の部分)のグレイ
ンサイズはピーク値をとる。これらのレーザ結晶化エネ
ルギーの値E1’,E2’,E3には、E1’<E2’
<E3という関係がある。しかし、各値E1’,E2’
は、従来の形態の各値E1,E2に比べて高くなってい
る。つまり、各値E1’,E2’,E3はより近接し、
結晶化された多結晶シリコン膜はより均一化する。
In the polycrystalline silicon film 11, when the value of the laser crystallization energy is E1 ', the high concentration region 82
The grain size of the portion corresponding to b and 83b (the portion on the transparent insulating substrate 71) has a peak value. When the value of the laser crystallization energy is E2 ', the low concentration region 8
The grain size of the portion corresponding to 2a and 83a (the portion on the tapered portion 76b) has a peak value. When the value of the laser crystallization energy is E3, the grain size of the portion corresponding to the channel region 93 (the portion on the flat portion 76a) has a peak value. These laser crystallization energy values E1 ′, E2 ′, and E3 include E1 ′ <E2 ′.
<E3. However, each value E1 ', E2'
Is higher than the values E1 and E2 in the conventional embodiment. That is, the values E1 ′, E2 ′, E3 are closer,
The crystallized polycrystalline silicon film becomes more uniform.

【0058】その後、多結晶シリコン膜11にドレイン
領域82およびソース領域83を形成し、図1に示す各
部材を形成することにより、各画素102から成る画素
部101が完成する。
Thereafter, a drain region 82 and a source region 83 are formed in the polycrystalline silicon film 11 and the respective members shown in FIG. 1 are formed to complete the pixel portion 101 including the pixels 102.

【0059】このように本実施形態によれば、以下の作
用および効果を得ることができる。 (1)TFT106の能動層となる多結晶シリコン膜1
1において、各部分のグレインサイズはほぼ均一になっ
ている。そのため、TFT106の素子特性は均一化す
る。また、各領域82a,83aのグレインサイズを均
一化でき、TFT106のオン電流を安定化することが
できる。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained. (1) Polycrystalline silicon film 1 serving as an active layer of TFT 106
In 1, the grain size of each part is substantially uniform. Therefore, the element characteristics of the TFT 106 are made uniform. Further, the grain size of each of the regions 82a and 83a can be made uniform, and the ON current of the TFT 106 can be stabilized.

【0060】(2)上記(1)より、透明絶縁基板71
上に形成された全てのTFT106の素子特性を安定化
すると共にオン電流を必要値以上にすることが可能にな
り、画素部101の歩留りの低下や表示不良の発生を防
止することができる。
(2) According to the above (1), the transparent insulating substrate 71
The element characteristics of all the TFTs 106 formed thereon can be stabilized, and the ON current can be increased to a required value or more. Thus, a decrease in the yield of the pixel portion 101 and a display defect can be prevented.

【0061】(3)上記(1)のように多結晶シリコン
膜11の各部分のグレインサイズをほぼ均一にするに
は、非晶質シリコン膜12を厚く形成した後にその表面
を平坦化した上で、従来の形態と同様にELA法を行う
だけでよい。従って、その実施は簡単かつ容易である。
(3) In order to make the grain size of each part of the polycrystalline silicon film 11 almost uniform as in the above (1), the amorphous silicon film 12 is formed thick and then its surface is flattened. Thus, it is only necessary to perform the ELA method as in the conventional embodiment. Therefore, its implementation is simple and easy.

【0062】(4)非晶質シリコン膜12の表面が平坦
化されているため、非晶質シリコン膜12の全面に対し
てエキシマレーザ光を均一に照射するのが容易になる。
従って、非晶質シリコン膜12の各部分に与えられるレ
ーザ結晶化エネルギーを均一化し易くなり、上記(1)
の作用および効果をさらに高めることができる。
(4) Since the surface of the amorphous silicon film 12 is flattened, it is easy to uniformly irradiate the entire surface of the amorphous silicon film 12 with excimer laser light.
Therefore, the laser crystallization energy applied to each portion of the amorphous silicon film 12 can be easily made uniform, and the above (1)
Function and effect can be further enhanced.

【0063】(第2実施形態)図4に、ボトムゲート構
造の多結晶シリコンTFTをTFT106として用いた
透過型構成をとる第2実施形態のLCDにおける画素1
02(画素部101)の概略断面を示す。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a pixel 1 in an LCD of a second embodiment having a transmission type configuration using a bottom gate structure polycrystalline silicon TFT as the TFT 106.
2 shows a schematic cross section of the pixel portion 101 (pixel portion 101).

【0064】本実施形態において、図12に示した従来
の形態と異なるのは、TFT106の能動層となる多結
晶シリコン膜21の各部分のグレインサイズがほぼ均一
になっている点である。次に、本実施形態の製造方法を
順次説明する。
The present embodiment is different from the conventional embodiment shown in FIG. 12 in that the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film 21 serving as the active layer of the TFT 106 is substantially uniform. Next, the manufacturing method of the present embodiment will be described sequentially.

【0065】工程1(図5(a)参照)〜工程3(図5
(c)参照);従来の形態の工程1(図13(a)参
照)〜工程3(図13(c)参照)と同じである。 工程4(図5(d)参照);プラズマCVD法を用い、
各電極76,77および透明絶縁基板71の上にシリコ
ン窒化膜78、シリコン酸化膜79、非晶質シリコン膜
63を連続的に形成する。その結果、各膜78,79か
ら成るゲート絶縁膜80が形成され、その上に非晶質シ
リコン膜63が形成される。
Step 1 (see FIG. 5A) to step 3 (see FIG.
(See (c)); the same as Step 1 (see FIG. 13A) to Step 3 (see FIG. 13C) of the conventional embodiment. Step 4 (see FIG. 5D);
On each of the electrodes 76 and 77 and the transparent insulating substrate 71, a silicon nitride film 78, a silicon oxide film 79, and an amorphous silicon film 63 are continuously formed. As a result, a gate insulating film 80 including the films 78 and 79 is formed, and an amorphous silicon film 63 is formed thereon.

【0066】次に、アニール(処理温度;400℃程
度)を行い、非晶質シリコン膜63中に取り込まれた水
素を除去する脱水素処理を行う。 工程5(図5(e)参照);CVD法を用い、非晶質シ
リコン膜63上に厚くシリコン酸化膜22を形成する。
そして、全面エッチバック法を用い、シリコン酸化膜2
2の表面を平坦化する。
Next, annealing (processing temperature: about 400 ° C.) is performed to perform dehydrogenation processing for removing hydrogen taken in the amorphous silicon film 63. Step 5 (see FIG. 5E): A thick silicon oxide film 22 is formed on the amorphous silicon film 63 by using the CVD method.
Then, the silicon oxide film 2 is
2 is flattened.

【0067】続いて、ELA法を用い、シリコン酸化膜
22を介して非晶質シリコン膜63の表面にエキシマレ
ーザ光を照射することにより、非晶質シリコン膜63を
加熱して結晶化させ、多結晶シリコン膜21を形成す
る。
Subsequently, the surface of the amorphous silicon film 63 is irradiated with excimer laser light via the silicon oxide film 22 by using the ELA method, so that the amorphous silicon film 63 is heated and crystallized. A polycrystalline silicon film 21 is formed.

【0068】ここで、シリコン酸化膜22の表面は平坦
化されており、ドレイン領域82およびソース領域83
に対応する部分の膜厚は、チャネル領域93に対応する
部分の膜厚に比べて厚くなっている。そのため、ELA
法を行う際に、チャネル領域上に比べドレイン・ソース
領域上でレーザ照射エネルギーが、表面のシリコン酸化
膜により、より減衰される。その結果、非晶質シリコン
膜に実効的に与えられる結晶化エネルギーは、表面のシ
リコン酸化膜が厚いほど低くなり、ドレイン・ソース領
域(絶縁基板)上ほど結晶化しにくくなる。
Here, the surface of silicon oxide film 22 is flattened, and drain region 82 and source region 83 are formed.
Is thicker than the film thickness of the portion corresponding to the channel region 93. Therefore, ELA
When performing the method, the laser irradiation energy is more attenuated by the silicon oxide film on the surface on the drain / source region than on the channel region. As a result, the crystallization energy that is effectively given to the amorphous silicon film becomes lower as the silicon oxide film on the surface becomes thicker, and it becomes more difficult to crystallize on the drain / source region (insulating substrate).

【0069】尚、エキシマレーザ光としては、シリコン
酸化膜22に吸収されやすい波長の光を用いるのが望ま
しく、具体的には、KrFエキシマレーザ光(波長;2
48nm)やArFエキシマレーザ光(波長;198nm)
を用いればよい。
As the excimer laser light, it is desirable to use light having a wavelength easily absorbed by the silicon oxide film 22. Specifically, KrF excimer laser light (wavelength: 2
48 nm) or ArF excimer laser light (wavelength: 198 nm)
May be used.

【0070】その結果、本実施形態の非晶質シリコン膜
63の各部分のアニール到達温度は、従来の形態の非晶
質シリコン膜63の各部分の到達温度に比べれば、ほぼ
均一にすることが可能となる。つまり、非晶質シリコン
膜63上にシリコン酸化膜22を形成し、そのシリコン
酸化膜22の表面を平坦化することにより、非晶質シリ
コン膜63の各部分に与えられる実効的なレーザ結晶化
エネルギーが最適な条件に近づけられる。そのため、多
結晶シリコン膜21の各部分のグレインサイズは、従来
の形態の多結晶シリコン膜81の各部分のグレインサイ
ズに比べれば、ほぼ均一になる。
As a result, the annealing temperature of each part of the amorphous silicon film 63 of the present embodiment should be substantially uniform as compared with the ultimate temperature of each part of the conventional amorphous silicon film 63. Becomes possible. That is, by forming the silicon oxide film 22 on the amorphous silicon film 63 and flattening the surface of the silicon oxide film 22, an effective laser crystallization applied to each part of the amorphous silicon film 63 is achieved. Energy is brought to optimal conditions. Therefore, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film 21 is substantially uniform as compared with the grain size of each portion of the conventional polycrystalline silicon film 81.

【0071】その後、シリコン酸化膜22上にフォトレ
ジスト膜(図示略)を形成し、透明絶縁基板71の裏面
(TFT106が形成されない面)から露光した後に現
像することにより、ゲート電極76および補助容量電極
77に対応した位置のフォトレジスト膜だけを残す。そ
して、残ったフォトレジスト膜をエッチング用マスクと
するウェットエッチング法を用い、シリコン酸化膜22
をエッチングすることにより、シリコン酸化膜22から
成るストッパ層94を形成する。
Thereafter, a photoresist film (not shown) is formed on the silicon oxide film 22, exposed from the back surface (the surface on which the TFT 106 is not formed) of the transparent insulating substrate 71, and developed, thereby forming the gate electrode 76 and the auxiliary capacitance. Only the photoresist film at the position corresponding to the electrode 77 is left. Then, the silicon oxide film 22 is formed by a wet etching method using the remaining photoresist film as an etching mask.
Is etched to form a stopper layer 94 made of the silicon oxide film 22.

【0072】次に、ストッパ層94をイオン注入用マス
クとして用い、多結晶シリコン膜21にドレイン領域8
2およびソース領域83を形成する。続いて、図4に示
す各部材を形成することにより、各画素102から成る
画素部101が完成する。
Next, using the stopper layer 94 as a mask for ion implantation, the drain region 8 is formed in the polycrystalline silicon film 21.
2 and the source region 83 are formed. Subsequently, by forming the members shown in FIG. 4, the pixel portion 101 including the pixels 102 is completed.

【0073】このように本実施形態によれば、以下の作
用および効果を得ることができる。 {1}TFT106の能動層となる多結晶シリコン膜2
1において、各部分のグレインサイズはほぼ均一になっ
ている。そのため、第1実施形態の前記(1)(2)と
同様の作用および効果を得ることができる。 {2}上記{1}のように多結晶シリコン膜21の各部
分のグレインサイズをほぼ均一にするには、非晶質シリ
コン膜63上にシリコン酸化膜22を厚く形成した後に
その表面を平坦化した上で、従来の形態と同様にELA
法を行うだけでよい。従って、その実施は簡単かつ容易
である。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained. {1} Polycrystalline silicon film 2 to be an active layer of TFT 106
In 1, the grain size of each part is substantially uniform. Therefore, the same operation and effect as (1) and (2) of the first embodiment can be obtained. {2} In order to make the grain size of each part of the polycrystalline silicon film 21 almost uniform as in the above {1}, the silicon oxide film 22 is formed thick on the amorphous silicon film 63 and then the surface thereof is flattened. And then use ELA
Just do the law. Therefore, its implementation is simple and easy.

【0074】{3}シリコン酸化膜22は後工程でスト
ッパ層94と成るため、シリコン酸化膜22を形成する
ことによって全体の工程が複雑化することはない。 (第3実施形態)図6に、ボトムゲート構造の多結晶シ
リコンTFTをTFT106として用いた透過型構成を
とる第3実施形態のLCDにおける画素102(画素部
101)の概略断面を示す。
{3} Since the silicon oxide film 22 becomes the stopper layer 94 in a later process, the formation of the silicon oxide film 22 does not complicate the entire process. (Third Embodiment) FIG. 6 shows a schematic cross section of a pixel 102 (pixel portion 101) in a LCD of a third embodiment having a transmission type configuration using a bottom gate structure polycrystalline silicon TFT as a TFT 106.

【0075】本実施形態において、図12に示した従来
の形態と異なるのは、以下の点である。 (1) TFT106のゲート電極31および補助容量SC
の補助容量電極32の断面形状は矩形状を成しており、
従来の形態のようなテーパ部は設けられていない。
This embodiment differs from the conventional embodiment shown in FIG. 12 in the following points. (1) Gate electrode 31 of TFT 106 and storage capacitor SC
The cross-sectional shape of the auxiliary capacitance electrode 32 is rectangular.
No taper is provided unlike the conventional embodiment.

【0076】(2) ゲート電極31および補助容量電極3
2の間には、透光性高熱伝導絶縁膜33が形成されてい
る。つまり、透光性高熱伝導絶縁膜33はゲート電極3
1を挟むように形成されている。そして、各電極31,
32および透光性高熱伝導絶縁膜33から成る表面は平
坦化されている。
(2) Gate electrode 31 and auxiliary capacitance electrode 3
2, a light-transmitting high-thermal-conductivity insulating film 33 is formed. That is, the translucent high heat conductive insulating film 33 is formed by the gate electrode 3.
1 are sandwiched therebetween. And each electrode 31,
The surface composed of the light-transmissive high-thermal-conductivity insulating film 32 is flattened.

【0077】(3) TFT106の能動層となる多結晶シ
リコン膜34の各部分のグレインサイズはほぼ均一にな
っている。また、多結晶シリコン膜34の膜厚は均一に
なっており、上記(2) のように、多結晶シリコン膜34
の下側(各電極31,32および透光性高熱伝導絶縁膜
33)が平坦化されているため、多結晶シリコン膜34
の表面も平坦化されている。
(3) The grain size of each part of the polycrystalline silicon film 34 which becomes the active layer of the TFT 106 is almost uniform. Further, the thickness of the polycrystalline silicon film 34 is uniform, and as shown in the above (2), the polycrystalline silicon film 34
The lower side (each of the electrodes 31 and 32 and the light-transmitting high-thermal-conductivity insulating film 33) is flattened, so that the polysilicon film 34
Is also flattened.

【0078】次に、本実施形態の製造方法を順次説明す
る。 工程1(図7(a)参照);透明絶縁基板71上に透光
性高熱伝導絶縁膜33を形成する。尚、透光性高熱伝導
絶縁膜33としてはダイヤモンド薄膜などがある。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described sequentially. Step 1 (see FIG. 7A); a light-transmitting high-heat-conducting insulating film 33 is formed on the transparent insulating substrate 71. In addition, as the translucent high heat conductive insulating film 33, there is a diamond thin film or the like.

【0079】工程2(図7(b)参照);透光性高熱伝
導絶縁膜33上にゲート電極31および補助容量電極3
2を形成するためのレジストパターン35を形成する。 工程3(図7(c)参照);レジストパターン35をエ
ッチング用マスクとする異方性エッチング法を用い、透
光性高熱伝導絶縁膜33をエッチングすることにより、
透光性高熱伝導絶縁膜33に凹部33aを形成して、そ
の凹部33aから透明絶縁基板71を露出させる。
Step 2 (see FIG. 7B): The gate electrode 31 and the auxiliary capacitance electrode 3 are formed on the transparent high heat conductive insulating film 33.
Then, a resist pattern 35 for forming No. 2 is formed. Step 3 (see FIG. 7C): The light-transmitting high-thermal-conductivity insulating film 33 is etched using an anisotropic etching method using the resist pattern 35 as an etching mask.
A concave portion 33a is formed in the translucent high heat conductive insulating film 33, and the transparent insulating substrate 71 is exposed from the concave portion 33a.

【0080】次に、スパッタ法を用い、透光性高熱伝導
絶縁膜33および凹部33aから露出した透明絶縁基板
71の上にクロム膜61を形成し、透光性高熱伝導絶縁
膜33の凹部33aをクロム膜61によって埋め込む。
Next, a chromium film 61 is formed on the transparent high heat conductive insulating film 33 and the transparent insulating substrate 71 exposed from the concave portion 33a by a sputtering method, and the concave portion 33a of the light transmissive high thermal conductive insulating film 33 is formed. Is embedded by a chromium film 61.

【0081】工程4(図7(d)参照);全面エッチバ
ック法を用い、透光性高熱伝導絶縁膜33上に形成され
たクロム膜61を除去することにより、透光性高熱伝導
絶縁膜33およびクロム膜61から成る表面を平坦化す
る。その結果、透光性高熱伝導絶縁膜33の凹部33a
に埋め込まれたクロム膜61から成るゲート電極31お
よび補助容量電極32が形成される。
Step 4 (see FIG. 7D): The chromium film 61 formed on the light-transmitting high-thermal-conductivity insulating film 33 is removed by using the whole-surface etch-back method, so that The surface composed of 33 and the chromium film 61 is flattened. As a result, the concave portion 33a of the light-transmitting high heat conductive insulating film 33
A gate electrode 31 and an auxiliary capacitance electrode 32 made of a chromium film 61 embedded in the gate electrode 31 are formed.

【0082】工程5(図7(e)参照);プラズマCV
D法を用い、各電極31,32および透光性高熱伝導絶
縁膜33の上にシリコン窒化膜78、シリコン酸化膜7
9、非晶質シリコン膜63を連続的に形成する。その結
果、各膜78,79から成るゲート絶縁膜80が形成さ
れ、その上に非晶質シリコン膜63が形成される。ここ
で、各電極31,32および透光性高熱伝導絶縁膜33
から成るデバイス表面は平坦化されているため、その上
に均一な膜厚で形成された各膜78,79,63の表面
も全て平坦化される。
Step 5 (see FIG. 7E): Plasma CV
Using method D, a silicon nitride film 78 and a silicon oxide film 7 are formed on each of the electrodes 31 and 32 and the translucent high heat conductive insulating film 33.
9. An amorphous silicon film 63 is continuously formed. As a result, a gate insulating film 80 including the films 78 and 79 is formed, and an amorphous silicon film 63 is formed thereon. Here, the electrodes 31 and 32 and the translucent high heat conductive insulating film 33 are used.
Is flattened, so that the surfaces of the films 78, 79, and 63 formed with a uniform thickness thereon are all flattened.

【0083】次に、アニール(処理温度;400℃程
度)を行い、非晶質シリコン膜63中に取り込まれた水
素を除去する脱水素処理を行う。続いて、ELA法を用
い、非晶質シリコン膜63の表面にエキシマレーザ光を
照射することにより、非晶質シリコン膜63を加熱して
結晶化させ、多結晶シリコン膜34を形成する。
Next, annealing (processing temperature: about 400 ° C.) is performed to perform dehydrogenation processing for removing hydrogen taken in the amorphous silicon film 63. Subsequently, by irradiating the surface of the amorphous silicon film 63 with excimer laser light by using the ELA method, the amorphous silicon film 63 is heated and crystallized to form the polycrystalline silicon film 34.

【0084】ここで、ゲート電極31および補助容量電
極32の間には、透光性高熱伝導絶縁膜33が形成され
ている。そのため、ELA法を行う際に、絶縁基板上の
非晶質シリコン膜から基板への熱の逃げは、ゲート電極
上の非晶質シリコン膜からの熱の逃げと大差がなくな
る。従って、非晶質シリコン膜63の各部分のアニール
到達温度は、従来の形態の非晶質シリコン膜63の各部
分のアニール到達温度に比べれば、ほぼ均一にすること
が可能となる。つまり、各電極31,32の間に透光性
高熱伝導絶縁膜33を設けることにより、非晶質シリコ
ン膜63の各部分に必要なレーザ結晶化エネルギーがよ
り最適な条件に近づけられる。そのため、多結晶シリコ
ン膜34の各部分のグレインサイズは、従来の形態の多
結晶シリコン膜81の各部分のグレインサイズに比べれ
ば、ほぼ均一になる。
Here, a translucent high heat conductive insulating film 33 is formed between the gate electrode 31 and the auxiliary capacitance electrode 32. Therefore, when performing the ELA method, heat escape from the amorphous silicon film on the insulating substrate to the substrate is not much different from heat escape from the amorphous silicon film on the gate electrode. Therefore, the annealing temperature of each part of the amorphous silicon film 63 can be made substantially uniform as compared with the annealing temperature of each part of the amorphous silicon film 63 in the conventional embodiment. That is, by providing the translucent high heat conductive insulating film 33 between the electrodes 31 and 32, the laser crystallization energy required for each portion of the amorphous silicon film 63 can be made closer to the optimum condition. Therefore, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film 34 is substantially uniform as compared with the grain size of each portion of the conventional polycrystalline silicon film 81.

【0085】その後、多結晶シリコン膜34にドレイン
領域82およびソース領域83を形成し、図6に示す各
部材を形成することにより、各画素102から成る画素
部101が完成する。
Thereafter, a drain region 82 and a source region 83 are formed in the polycrystalline silicon film 34, and the respective members shown in FIG. 6 are formed, thereby completing the pixel portion 101 including the pixels 102.

【0086】このように本実施形態によれば、以下の作
用および効果を得ることができる。 <1> TFT106の能動層となる多結晶シリコン膜34
において、各部分のグレインサイズはほぼ均一になって
いる。そのため、第1実施形態の前記(1)(2)と同
様の作用および効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained. <1> Polycrystalline silicon film 34 to be an active layer of TFT 106
, The grain size of each part is substantially uniform. Therefore, the same operation and effect as (1) and (2) of the first embodiment can be obtained.

【0087】<2> 上記<1> のように多結晶シリコン膜3
4の各部分のグレインサイズをほぼ均一にするには、ゲ
ート電極31および補助容量電極32の間に透光性高熱
伝導絶縁膜33を設け、その上にゲート絶縁膜80およ
び非晶質シリコン膜63を順次形成した上で、従来の形
態と同様にELA法を行うだけでよい。従って、その実
施は簡単かつ容易である。
<2> As described in <1> above, the polycrystalline silicon film 3
In order to make the grain size of each portion of FIG. 4 almost uniform, a translucent high heat conductive insulating film 33 is provided between the gate electrode 31 and the auxiliary capacitance electrode 32, and the gate insulating film 80 and the amorphous silicon film are formed thereon. It is only necessary to perform the ELA method in the same manner as in the conventional embodiment after the 63s are sequentially formed. Therefore, its implementation is simple and easy.

【0088】<3> 非晶質シリコン膜63の表面が平坦化
されているため、非晶質シリコン膜63の全面に対して
エキシマレーザ光を均一に照射するのが容易になる。従
って、非晶質シリコン膜63の各部分に与えられるレー
ザ結晶化エネルギーを均一化し易くなり、上記<1> の作
用および効果をさらに高めることができる。
<3> Since the surface of the amorphous silicon film 63 is flattened, it is easy to uniformly irradiate the entire surface of the amorphous silicon film 63 with excimer laser light. Accordingly, the laser crystallization energy applied to each portion of the amorphous silicon film 63 can be easily made uniform, and the function and effect of <1> can be further enhanced.

【0089】<4> ゲート電極31にはテーパ部が設けら
れていないが、各電極31,32および透光性高熱伝導
絶縁膜33から成る表面は平坦化されている。そのた
め、ゲート絶縁膜80の表面も平坦化され、その膜厚は
均一化されて部分的に薄くなることはない。そして、ゲ
ート電極76の端部における電解集中も生じない。従っ
て、ゲート電極31の絶縁耐圧を十分に確保することが
できる。
<4> Although the gate electrode 31 is not provided with a tapered portion, the surface composed of the electrodes 31 and 32 and the light-transmitting high-heat conductive insulating film 33 is flattened. Therefore, the surface of the gate insulating film 80 is also flattened, and the film thickness is made uniform and does not partially decrease. Also, no electrolytic concentration occurs at the end of the gate electrode 76. Therefore, the withstand voltage of the gate electrode 31 can be sufficiently ensured.

【0090】(第4実施形態)図8に、ボトムゲート構
造の多結晶シリコンTFTをTFT106として用いた
透過型構成をとる第4実施形態のLCDにおける画素1
02(画素部101)の概略断面を示す。
(Fourth Embodiment) FIG. 8 shows a pixel 1 in an LCD according to a fourth embodiment having a transmission type configuration using a bottom gate polycrystalline silicon TFT as the TFT 106.
2 shows a schematic cross section of the pixel portion 101 (pixel portion 101).

【0091】本実施形態において、図12に示した従来
の形態と異なるのは、以下の点である。 (1)透明絶縁基板71の全面に透光性高熱伝導絶縁膜
42が形成されており、その透光性高熱伝導絶縁膜42
上にゲート電極76および補助容量電極77が形成され
ている。
The present embodiment differs from the conventional embodiment shown in FIG. 12 in the following points. (1) The transparent high heat conductive insulating film 42 is formed on the entire surface of the transparent insulating substrate 71, and the transparent high heat conductive insulating film 42
A gate electrode 76 and an auxiliary capacitance electrode 77 are formed thereon.

【0092】(2)TFT106の能動層となる多結晶
シリコン膜41の各部分のグレインサイズはほぼ均一に
なっている。次に、本実施形態の製造方法を順次説明す
る。
(2) The grain size of each portion of the polycrystalline silicon film 41 serving as the active layer of the TFT 106 is substantially uniform. Next, the manufacturing method of the present embodiment will be described sequentially.

【0093】工程1(図9(a)参照);透明絶縁基板
71上に透光性高熱伝導絶縁膜42を形成する。尚、透
光性高熱伝導絶縁膜42としてはダイヤモンド薄膜など
がある。次に、スパッタ法を用い、透光性高熱伝導絶縁
膜42上にクロム膜61を形成する。
Step 1 (see FIG. 9A): A transparent high heat conductive insulating film 42 is formed on the transparent insulating substrate 71. In addition, as the translucent high heat conductive insulating film 42, there is a diamond thin film or the like. Next, a chromium film 61 is formed on the translucent high heat conductive insulating film 42 by a sputtering method.

【0094】工程2(図9(b)参照)〜工程3(図9
(c)参照);従来の形態の工程2(図13(b)参
照)〜工程3(図13(c)参照)と同じである。 工程4(図9(d)参照);プラズマCVD法を用い、
各電極76,77および透光性高熱伝導絶縁膜42の上
にシリコン窒化膜78、シリコン酸化膜79、非晶質シ
リコン膜63を連続的に形成する。その結果、透光性高
熱伝導絶縁膜42の上に各膜78,79から成るゲート
絶縁膜80が形成され、その上に非晶質シリコン膜63
が形成されたデバイス構造が得られる。
Step 2 (see FIG. 9B) to Step 3 (see FIG. 9B)
(See (c)); the same as Step 2 (see FIG. 13 (b)) to Step 3 (see FIG. 13 (c)) of the conventional embodiment. Step 4 (see FIG. 9D);
A silicon nitride film 78, a silicon oxide film 79, and an amorphous silicon film 63 are successively formed on the electrodes 76, 77 and the translucent high heat conductive insulating film. As a result, a gate insulating film 80 composed of the films 78 and 79 is formed on the translucent high heat conductive insulating film 42, and an amorphous silicon film 63 is formed thereon.
Is obtained.

【0095】次に、アニール(処理温度;400℃程
度)を行い、非晶質シリコン膜63中に取り込まれた水
素を除去する脱水素処理を行う。続いて、ELA法を用
い、非晶質シリコン膜63の表面にエキシマレーザ光を
照射することにより、非晶質シリコン膜63を加熱して
結晶化させ、多結晶シリコン膜41を形成する。
Next, annealing (processing temperature: about 400 ° C.) is performed to perform dehydrogenation processing for removing hydrogen taken in the amorphous silicon film 63. Subsequently, the surface of the amorphous silicon film 63 is irradiated with excimer laser light by using the ELA method, whereby the amorphous silicon film 63 is heated and crystallized to form the polycrystalline silicon film 41.

【0096】ここで、ゲート電極76の下側には透光性
高熱伝導絶縁膜42が形成されているため、絶縁基板上
の非晶質シリコン膜から基板への熱の逃げは、ゲート電
極上の非晶質シリコン膜からの熱の逃げと大差がなくな
る。従って、非晶質シリコン膜63の各部分のアニール
到達温度は、従来の形態の非晶質シリコン膜63の各部
分のアニール到達温度に比べれば、ほぼ均一にすること
ができる。つまり、各電極31,32の間に透光性高熱
伝導絶縁膜33を設けることにより、非晶質シリコン膜
63の各部分に必要なレーザ結晶化エネルギーがより最
適な条件に近づけられる。そのため、多結晶シリコン膜
34の各部分のグレインサイズは、従来の形態の多結晶
シリコン膜81の各部分のグレインサイズに比べれば、
ほぼ均一になる。
Here, since the translucent high heat conductive insulating film 42 is formed below the gate electrode 76, heat escapes from the amorphous silicon film on the insulating substrate to the substrate. Of heat from the amorphous silicon film. Therefore, the annealing temperature of each portion of the amorphous silicon film 63 can be made substantially uniform as compared with the annealing temperature of each portion of the amorphous silicon film 63 in the conventional embodiment. That is, by providing the translucent high heat conductive insulating film 33 between the electrodes 31 and 32, the laser crystallization energy required for each portion of the amorphous silicon film 63 can be made closer to the optimum condition. Therefore, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film 34 is smaller than the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film 81 in the conventional mode.
Almost uniform.

【0097】その後、多結晶シリコン膜41にドレイン
領域82およびソース領域83を形成し、図8に示す各
部材を形成することにより、各画素102から成る画素
部101が完成する。
Thereafter, a drain region 82 and a source region 83 are formed in the polycrystalline silicon film 41, and each member shown in FIG. 8 is formed, thereby completing the pixel portion 101 including the pixels 102.

【0098】このように本実施形態によれば、以下の作
用および効果を得ることができる。 [1] TFT106の能動層となる多結晶シリコン膜41
において、各部分のグレインサイズはほぼ均一になって
いる。そのため、第1実施形態の前記(1)(2)と同
様の作用および効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained. [1] Polycrystalline silicon film 41 to be an active layer of TFT 106
, The grain size of each part is substantially uniform. Therefore, the same operation and effect as (1) and (2) of the first embodiment can be obtained.

【0099】[2] 上記[1] のように多結晶シリコン膜4
1の各部分のグレインサイズをほぼ均一にするには、透
明絶縁基板71上に透光性高熱伝導絶縁膜42を形成
し、その上にゲート電極76、ゲート絶縁膜80、非晶
質シリコン膜63を順次形成した上で、従来の形態と同
様にELA法を行うだけでよい。従って、その実施は簡
単かつ容易である。
[2] As described in the above [1], the polycrystalline silicon film 4
In order to make the grain size of each portion substantially uniform, a light-transmitting high heat conductive insulating film 42 is formed on a transparent insulating substrate 71, and a gate electrode 76, a gate insulating film 80, an amorphous silicon film It is only necessary to perform the ELA method in the same manner as in the conventional embodiment after the 63s are sequentially formed. Therefore, its implementation is simple and easy.

【0100】尚、上記各実施形態は以下のように変更し
てもよく、その場合でも同様の作用および効果を得るこ
とができる。 〔1〕第1実施形態の工程4において、プラズマCVD
法と全面エッチバック法を併用するのではなく、バイア
ススパッタ法を用いて表面が平坦な非晶質シリコン膜1
2を形成する。
The above embodiments may be modified as follows, and even in such a case, similar functions and effects can be obtained. [1] In step 4 of the first embodiment, plasma CVD
The amorphous silicon film 1 having a flat surface by using the bias sputtering
Form 2

【0101】〔2〕第2実施形態の工程4において、C
VD法と全面エッチバック法を併用するのではなく、バ
イアススパッタ法を用いて表面が平坦なシリコン酸化膜
22を形成する。
[2] In step 4 of the second embodiment, C
The silicon oxide film 22 having a flat surface is formed by using the bias sputtering method instead of using the VD method and the entire surface etch-back method together.

【0102】〔3〕第2実施形態の工程4において、T
EOS(TetraEthyl OrthSilicate)膜から成る表面が
平坦なシリコン酸化膜22を用いることで、全面エッチ
バック法による平坦化工程を省く。
[3] In step 4 of the second embodiment, T
By using the silicon oxide film 22 having a flat surface made of an EOS (TetraEthyl OrthSilicate) film, a flattening step by the entire etch-back method is omitted.

【0103】〔4〕第1,第2,第4実施形態におい
て、ゲート電極76のテーパ部76bを省く。この場
合、前記したようなテーパ部76bを設けることによる
作用および効果については得られなくなるものの、各実
施形態毎に説明した作用および効果については同様に得
られる。
[4] In the first, second and fourth embodiments, the tapered portion 76b of the gate electrode 76 is omitted. In this case, the operation and effect provided by the provision of the tapered portion 76b as described above cannot be obtained, but the operation and effect described for each embodiment can be similarly obtained.

【0104】〔5〕ゲート電極76,31および補助容
量電極77,32を、クロム膜61以外の高融点金属
(モリブデン、タングステン、タンタル、ハフニウム、
ジルコニウム、ニオブ、チタン、バナジウム、レニウ
ム、イリジウム、オスミウム、ロジウムなど)単体の膜
や高融点金属合金膜、または複数層の高融点金属膜によ
って形成する。
[5] The gate electrodes 76 and 31 and the auxiliary capacitance electrodes 77 and 32 are made of a high melting point metal (molybdenum, tungsten, tantalum, hafnium,
It is formed of a single film of zirconium, niobium, titanium, vanadium, rhenium, iridium, osmium, rhodium, etc.), a high melting point metal alloy film, or a plurality of layers of high melting point metal films.

【0105】〔6〕TFT106を、LDD構造ではな
くシングルドレイン(Single Drain)構造またはマルチ
ゲート構造とする。 〔7〕透明絶縁基板71をセラミック基板やシリコン酸
化膜などの絶縁層に置き代え、LCDではなく密着型イ
メージセンサや三次元ICなどに適用する。
[6] The TFT 106 has a single drain (single drain) structure or a multi-gate structure instead of the LDD structure. [7] The transparent insulating substrate 71 is replaced with an insulating layer such as a ceramic substrate or a silicon oxide film, and is applied to a contact type image sensor or a three-dimensional IC instead of an LCD.

【0106】〔8〕TFT106を、エレクトロルミネ
ッセンス素子を画素に用いたアクティブマトリックス方
式の表示装置における画素駆動素子に適用する。以上、
各実施形態について説明したが、各実施形態から把握で
きる請求項以外の技術的思想について、以下にそれらの
効果と共に記載する。
[8] The TFT 106 is applied to a pixel drive element in an active matrix display device using an electroluminescence element for a pixel. that's all,
Although each embodiment has been described, technical ideas other than the claims that can be grasped from each embodiment will be described below together with their effects.

【0107】(イ)請求項8〜12のいずれか1項に記
載の薄膜トランジスタの製造方法において、前記レーザ
光はエキシマレーザ光である表示装置の製造方法。この
ようにすれば、効率的な結晶化を行うことができる。
(A) The method for manufacturing a thin film transistor according to any one of claims 8 to 12, wherein the laser light is excimer laser light. In this case, efficient crystallization can be performed.

【0108】(ロ)請求項9に記載の薄膜トランジスタ
の製造方法において、前記レーザ光はエキシマレーザ光
であり、当該エキシマレーザ光は前記平坦な絶縁膜に吸
収され易い波長を有する表示装置の製造方法。
(B) The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 9, wherein the laser light is an excimer laser light, and the excimer laser light has a wavelength easily absorbed by the flat insulating film. .

【0109】このようにすれば、エキシマレーザ光が絶
縁膜に一部吸収されるため、請求項9に記載の発明の効
果をさらに高めることができる。
With this configuration, the excimer laser beam is partially absorbed by the insulating film, so that the effect of the ninth aspect of the present invention can be further enhanced.

【0110】[0110]

【発明の効果】請求項1〜7のいずれか1項に記載の発
明によれば、多結晶シリコン膜の各部分のグレインサイ
ズをより均一化できるため、ドレイン領域およびソース
領域のシート抵抗の変動を低減することが可能になる。
従って、素子特性の不均一化やオン電流の低下を防止す
ることが可能な薄膜トランジスタを提供することができ
る。
According to the present invention, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film can be made more uniform, so that the sheet resistance of the drain region and the source region varies. Can be reduced.
Therefore, it is possible to provide a thin film transistor capable of preventing nonuniform element characteristics and a reduction in on-current.

【0111】請求項2に記載の発明によれば、ボトムゲ
ート構造の薄膜トランジスタを得ることができる。請求
項3〜5のいずれか1項に記載の発明によれば、非晶質
シリコン膜から多結晶シリコン膜を形成する際に、多結
晶シリコン膜の各部分のグレインサイズは均一になる。
According to the second aspect of the present invention, a thin film transistor having a bottom gate structure can be obtained. According to the invention described in any one of claims 3 to 5, when forming a polycrystalline silicon film from an amorphous silicon film, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film becomes uniform.

【0112】請求項6に記載の発明によれば、ゲート電
極の平坦部上およびテーパ部上と絶縁基板上とに形成さ
れた多結晶シリコン膜の各部分のグレインサイズを均一
にすることができる。また、ゲート電極にテーパ部が設
けられているため、ゲート絶縁膜の膜厚が薄くなるのを
防止することができる。従って、絶縁耐圧を十分に確保
することができる。
According to the invention described in claim 6, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film formed on the flat portion and the tapered portion of the gate electrode and on the insulating substrate can be made uniform. . Further, since the gate electrode has the tapered portion, the thickness of the gate insulating film can be prevented from being reduced. Therefore, a sufficient withstand voltage can be ensured.

【0113】請求項7に記載の発明によれば、LDD構
造の薄膜トランジスタにおいて、ドレイン領域およびソ
ース領域を構成する高濃度領域および低濃度領域を含め
て、多結晶シリコン膜の各部分のグレインサイズを均一
にすることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in the thin film transistor having the LDD structure, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film including the high-concentration region and the low-concentration region constituting the drain region and the source region is reduced. It can be uniform.

【0114】請求項8〜12のいずれか1項に記載の発
明によれば、素子特性の不均一化やオン電流の低下を防
止することが可能な薄膜トランジスタの製造方法を提供
することができる。
According to the invention described in any one of the eighth to twelfth aspects, it is possible to provide a method of manufacturing a thin film transistor capable of preventing non-uniform element characteristics and a reduction in on-current.

【0115】請求項8に記載の発明によれば、請求項3
に記載の発明と同様な作用および効果を得ることができ
る。請求項9に記載の発明によれば、非晶質シリコン膜
から多結晶シリコン膜を形成する際に、多結晶シリコン
膜の各部分のグレインサイズは均一になる。
According to the eighth aspect of the present invention, the third aspect is provided.
The same operation and effect as those of the invention described in (1) can be obtained. According to the ninth aspect, when forming a polycrystalline silicon film from an amorphous silicon film, the grain size of each portion of the polycrystalline silicon film becomes uniform.

【0116】請求項10に記載の発明によれば、請求項
4に記載の発明と同様な作用および効果を得ることがで
きる。請求項11に記載の発明によれば、請求項5に記
載の発明と同様な作用および効果を得ることができる。
According to the tenth aspect, the same operation and effect as those of the fourth aspect can be obtained. According to the eleventh aspect, the same operations and effects as those of the fifth aspect can be obtained.

【0117】請求項12に記載の発明によれば、請求項
6に記載の発明と同様な作用および効果を得ることがで
きる。請求項13または請求項14に記載の発明によれ
ば、歩留りの低下や表示不良の発生を防止することが可
能なアクティブマトリックス方式の表示装置を提供する
ことができる。
According to the twelfth aspect, the same operation and effect as those of the sixth aspect can be obtained. According to the thirteenth or fourteenth aspect of the present invention, it is possible to provide an active matrix type display device capable of preventing a reduction in yield and a display failure.

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

【図1】第1実施形態の画素の概略断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view of a pixel according to a first embodiment.

【図2】第1実施形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the first embodiment.

【図3】第1実施形態の作用を説明するための特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図4】第2実施形態の画素の概略断面図。FIG. 4 is a schematic sectional view of a pixel according to a second embodiment.

【図5】第2実施形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the second embodiment.

【図6】第3実施形態の画素の概略断面図。FIG. 6 is a schematic sectional view of a pixel according to a third embodiment.

【図7】第3実施形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process according to a third embodiment.

【図8】第4実施形態の画素の概略断面図。FIG. 8 is a schematic sectional view of a pixel according to a fourth embodiment.

【図9】第4実施形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process according to a fourth embodiment.

【図10】アクティブマトリックス方式LCDのブロッ
ク構成図。
FIG. 10 is a block diagram of an active matrix type LCD.

【図11】画素の等価回路図。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a pixel.

【図12】従来の形態の画素の概略断面図。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a pixel in a conventional mode.

【図13】従来の形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process in a conventional mode.

【図14】従来の形態の作用を説明するための特性図。FIG. 14 is a characteristic diagram for explaining the operation of the conventional embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,34,41…多結晶シリコン膜 12,63…非晶質シリコン膜 22…平坦な絶縁膜としてのシリコン酸化膜 33,42…透光性高熱伝導絶縁膜 71…透明絶縁基板 76,31…ゲート電極 80…ゲート絶縁膜 82…ドレイン領域 83…ソース領域 82a,83a…低濃度領域 82b,83b…高濃度領域 93…チャネル領域 101…画素部 106…TFT 11, 21, 34, 41: polycrystalline silicon film 12, 63: amorphous silicon film 22: silicon oxide film as a flat insulating film 33, 42: translucent high heat conductive insulating film 71: transparent insulating substrate 76, Reference Signs List 31 gate electrode 80 gate insulating film 82 drain region 83 source region 82a, 83a low concentration region 82b, 83b high concentration region 93 channel region 101 pixel portion 106 TFT

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/78 616T 617K 618C 621 627A 627G (72)発明者 栗山 博之 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機 株式会社内 (72)発明者 青木 勝人 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機 株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 29/78 616T 617K 618C 621 627A 627G (72) Inventor Hiroyuki Kuriyama 2-5-2-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo (72) Inventor Katsuhito Aoki 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 能動層として多結晶シリコン膜を用い、
その多結晶シリコン膜のドレイン領域とソース領域およ
びチャネル領域に対応する部分のグレインサイズが均一
な薄膜トランジスタ。
1. A polycrystalline silicon film is used as an active layer.
A thin film transistor having a uniform grain size at portions corresponding to the drain region, the source region, and the channel region of the polycrystalline silicon film.
【請求項2】 請求項1に記載の薄膜トランジスタにお
いて、 絶縁基板上にゲート電極が形成され、絶縁基板およびゲ
ート電極の上にゲート絶縁膜を介して能動層としての多
結晶シリコン膜が形成され、ゲート電極上に形成された
多結晶シリコン膜がチャネル領域に対応し、絶縁基板上
に形成された多結晶シリコン膜がドレイン領域およびソ
ース領域に対応するボトムゲート構造をとる薄膜トラン
ジスタ。
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein a gate electrode is formed on the insulating substrate, and a polycrystalline silicon film as an active layer is formed on the insulating substrate and the gate electrode via a gate insulating film; A thin film transistor having a bottom gate structure in which a polycrystalline silicon film formed over a gate electrode corresponds to a channel region and a polycrystalline silicon film formed over an insulating substrate corresponds to a drain region and a source region.
【請求項3】 請求項2に記載の薄膜トランジスタにお
いて、 前記多結晶シリコン膜の表面が平坦化され、ドレイン領
域およびソース領域に対応する部分の膜厚が、チャネル
領域に対応する部分の膜厚に比べて厚く形成された薄膜
トランジスタ。
3. The thin film transistor according to claim 2, wherein a surface of said polycrystalline silicon film is flattened, and a film thickness of a portion corresponding to a drain region and a source region is equal to a film thickness of a portion corresponding to a channel region. A thin film transistor formed thicker than that.
【請求項4】 請求項2に記載の薄膜トランジスタにお
いて、 前記ゲート電極を挟むように形成された高熱伝導絶縁膜
を備えた薄膜トランジスタ。
4. The thin film transistor according to claim 2, further comprising a high thermal conductive insulating film formed so as to sandwich the gate electrode.
【請求項5】 請求項2に記載の薄膜トランジスタにお
いて、 前記ゲート電極と絶縁基板との間に形成された高熱伝導
絶縁膜を備えた薄膜トランジスタ。
5. The thin film transistor according to claim 2, further comprising a high thermal conductive insulating film formed between the gate electrode and an insulating substrate.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄
膜トランジスタにおいて、 前記ゲート電極の断面形状は、中央部が平坦で両端部が
傾斜したテーパ形状を成し、ゲート電極の中央の平坦部
上に形成された前記多結晶シリコン膜がチャネル領域に
対応し、ゲート電極の傾斜したテーパ部上と絶縁基板上
とに形成された多結晶シリコン膜がドレイン領域および
ソース領域に対応する薄膜トランジスタ。
6. The thin-film transistor according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the gate electrode has a tapered shape in which a central part is flat and both ends are inclined, and a central part of the gate electrode is formed. The polycrystalline silicon film formed on the flat portion corresponds to the channel region, and the polycrystalline silicon film formed on the inclined tapered portion of the gate electrode and on the insulating substrate corresponds to the drain region and the source region. .
【請求項7】 請求項6に記載の薄膜トランジスタにお
いて、 前記ゲート電極のテーパ部上に形成された多結晶シリコ
ン膜がドレイン領域およびソース領域を構成する低濃度
領域に対応し、前記絶縁基板上に形成された多結晶シリ
コン膜がドレイン領域およびソース領域を構成する高濃
度領域に対応したLDD構造をとる薄膜トランジスタ。
7. The thin film transistor according to claim 6, wherein the polycrystalline silicon film formed on the tapered portion of the gate electrode corresponds to a low concentration region forming a drain region and a source region, and is formed on the insulating substrate. A thin film transistor having an LDD structure in which the formed polycrystalline silicon film corresponds to a high concentration region forming a drain region and a source region.
【請求項8】 絶縁基板上にゲート電極を形成する工程
と、 絶縁基板およびゲート電極の上にゲート絶縁膜を形成す
る工程と、 ゲート絶縁膜上に表面が平坦な非晶質シリコン膜を形成
する工程と、 非晶質シリコン膜の表面にレーザ光を照射することによ
り、非晶質シリコン膜を加熱して結晶化させることで、
能動層となる多結晶シリコン膜を形成する工程とを備え
た薄膜トランジスタの製造方法。
8. A step of forming a gate electrode on the insulating substrate, a step of forming a gate insulating film on the insulating substrate and the gate electrode, and forming an amorphous silicon film having a flat surface on the gate insulating film And irradiating the surface of the amorphous silicon film with laser light to heat and crystallize the amorphous silicon film.
Forming a polycrystalline silicon film to be an active layer.
【請求項9】 絶縁基板上にゲート電極を形成する工程
と、 絶縁基板およびゲート電極の上にゲート絶縁膜を形成す
る工程と、 ゲート絶縁膜上に非晶質シリコン膜を形成する工程と、 非晶質シリコン膜上に表面が平坦な絶縁膜を形成する工
程と、 平坦な絶縁膜を介して非晶質シリコン膜の表面にレーザ
光を照射することにより、非晶質シリコン膜を加熱して
結晶化させることで、能動層となる多結晶シリコン膜を
形成する工程とを備えた薄膜トランジスタの製造方法。
9. A step of forming a gate electrode on the insulating substrate, a step of forming a gate insulating film on the insulating substrate and the gate electrode, a step of forming an amorphous silicon film on the gate insulating film, Forming a flat insulating film on the amorphous silicon film, and irradiating the surface of the amorphous silicon film with laser light through the flat insulating film to heat the amorphous silicon film. Forming a polycrystalline silicon film to be an active layer by crystallizing the thin film.
【請求項10】 高熱伝導絶縁膜に挟まれたゲート電極
を絶縁基板上に形成する工程と、 絶縁基板とゲート電極および高熱伝導絶縁膜の上にゲー
ト絶縁膜を形成する工程と、 ゲート絶縁膜上に非晶質シリコン膜を形成する工程と、 非晶質シリコン膜の表面にレーザ光を照射することによ
り、非晶質シリコン膜を加熱して結晶化させることで、
能動層となる多結晶シリコン膜を形成する工程とを備え
た薄膜トランジスタの製造方法。
10. A step of forming a gate electrode sandwiched between high thermal conductive insulating films on an insulating substrate, a step of forming a gate insulating film on the insulating substrate, the gate electrode, and the high thermal conductive insulating film; Forming an amorphous silicon film thereon, and irradiating the surface of the amorphous silicon film with a laser beam to heat and crystallize the amorphous silicon film.
Forming a polycrystalline silicon film to be an active layer.
【請求項11】 絶縁基板上に高熱伝導絶縁膜を形成す
る工程と、 高熱伝導絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 高熱伝導絶縁膜およびゲート電極の上にゲート絶縁膜を
形成する工程と、 ゲート絶縁膜上に非晶質シリコン膜を形成する工程と、 非晶質シリコン膜の表面にレーザ光を照射することによ
り、非晶質シリコン膜を加熱して結晶化させることで、
能動層となる多結晶シリコン膜を形成する工程とを備え
た薄膜トランジスタの製造方法。
11. A step of forming a high thermal conductive insulating film on an insulating substrate, a step of forming a gate electrode on the high thermal conductive insulating film, and a step of forming a gate insulating film on the high thermal conductive insulating film and the gate electrode Forming an amorphous silicon film on the gate insulating film; and irradiating the surface of the amorphous silicon film with a laser beam to heat and crystallize the amorphous silicon film.
Forming a polycrystalline silicon film to be an active layer.
【請求項12】 請求項8〜11のいずれか1項に記載
の薄膜トランジスタの製造方法において、 前記ゲート電極の断面形状を、中央部が平坦で両端部が
傾斜したテーパ形状とする工程を備えた薄膜トランジス
タの製造方法。
12. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 8, further comprising a step of forming a cross-sectional shape of the gate electrode into a tapered shape in which a central portion is flat and both ends are inclined. A method for manufacturing a thin film transistor.
【請求項13】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の
薄膜トランジスタを画素駆動素子として用いるアクティ
ブマトリックス方式の表示装置。
13. An active matrix type display device using the thin film transistor according to claim 1 as a pixel driving element.
【請求項14】 請求項8〜12のいずれか1項に記載
の薄膜トランジスタの製造方法によって製造された薄膜
トランジスタを画素駆動素子として用いるアクティブマ
トリックス方式の表示装置。
14. An active matrix type display device using a thin film transistor manufactured by the method for manufacturing a thin film transistor according to claim 8 as a pixel driving element.
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