JPH10253986A - Semiconductor device, and production of semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device, and production of semiconductor device

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Publication number
JPH10253986A
JPH10253986A JP5516897A JP5516897A JPH10253986A JP H10253986 A JPH10253986 A JP H10253986A JP 5516897 A JP5516897 A JP 5516897A JP 5516897 A JP5516897 A JP 5516897A JP H10253986 A JPH10253986 A JP H10253986A
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JP
Japan
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semiconductor layer
electrode
forming
gate electrode
impurity
Prior art date
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Pending
Application number
JP5516897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshifumi Yamaji
敏文 山路
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP5516897A priority Critical patent/JPH10253986A/en
Publication of JPH10253986A publication Critical patent/JPH10253986A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance semiconductor device by exactly forming plural impurity-contg. regions varying in concn. in a semiconductor layer with high accuracy. SOLUTION: Gate electrodes 11 and electrodes 20 for masks are simultaneously formed and the exposure of a positive type resist PR is executed by using the edges of these gate electrodes 11. The resist is then developed. With these resists as a mask, ion implantation is executed to form low-concn. regions N-. A negative type resist NR is formed and is exposed by utilizing the edges of electrodes 20 for the masks. The resist is then developed. With these resists as a mask, ion implantation is executed to form the high-concn. regions constituting sources and drains. Since both of the high-concn. regions and low-concn. regions are regulated with the boundaries by using the gate electrodes 11 and electrodes 20 for the masks patterned by using the same masks, the electrodes are formed exactly with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、特
に、液晶表示装置(LCD:liquid crystaldisplay)
であって、多結晶半導体層を用いた薄膜トランジスタ
(TFT:thinfilm transistor)を表示部及び周辺部
に形成した周辺駆動回路一体型LCDの製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, in particular, to a liquid crystal display (LCD).
The present invention relates to a method of manufacturing a peripheral drive circuit integrated type LCD in which a thin film transistor (TFT) using a polycrystalline semiconductor layer is formed in a display portion and a peripheral portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板上に半導体膜を作成する技術を用い
ることにより、集積回路の集積度を高めて大容量化を図
る、あるいは、液晶を間に挟持した一対の基板の一方
に、マトリクス画素部のスイッチング素子となるTFT
を作り込み、高精細の動画表示を可能とするアクティブ
マトリクス型のLCDの量産を行う等の開発が行われて
いる。
2. Description of the Related Art The technique of forming a semiconductor film on a substrate is used to increase the degree of integration of an integrated circuit to increase the capacity, or to form a matrix pixel on one of a pair of substrates sandwiching a liquid crystal. TFT to be the switching element of the unit
The development of mass production of active matrix type LCDs capable of displaying high-definition moving images has been carried out.

【0003】特に、シリコン基板に作製されたMOSF
ETに近い特性を示し得るようなTFTを絶縁基板上に
形成することができれば、LCDのマトリクス画素部の
スイッチング素子のみならず、周辺にCMOSを形成し
てマトリクス画素部に所望の駆動信号電圧を供給するた
めの周辺駆動回路を一体的に作り込むことも可能とな
り、いわゆるドライバー内蔵型LCDの量産を行うこと
ができるようになる。
In particular, MOSF fabricated on a silicon substrate
If a TFT capable of exhibiting characteristics close to ET can be formed on an insulating substrate, not only the switching element in the matrix pixel portion of the LCD but also a CMOS formed in the periphery and a desired drive signal voltage is applied to the matrix pixel portion It is also possible to integrally form a peripheral driving circuit for supplying, so that mass production of a so-called driver built-in LCD can be performed.

【0004】ドライバー内蔵型LCDは、液晶パネルに
ドライバー素子の外付けを行うことが不要となるため、
工程の削減、狭額縁化が可能となる。特に、狭額縁化
は、近年の携帯情報端末あるいはハンディビデオカメラ
のモニター等の用途においては、製品自体の小型化が図
られる。このようなTFTとして、数百Åから数千Åの
粒径を有した多数の単結晶粒(グレイン)が互いに接触
した形で存在する多結晶半導体を、チャンネル層に用い
ることでドライバー部にも適用可能な高速素子とするこ
とができる。特に多結晶シリコン即ちポリシリコン(p
−Si)は、移動度が数十から数百cm2/V・s程度
が得られ、非晶質シリコン即ちアモルファスシリコン
(a−Si)よりも2桁大きい。このため、N−chT
FTとP−chTFTを作成することで、LCDのドラ
イバーを構成するには十分の速度を有したCMOSが形
成される。
[0004] The LCD with a built-in driver eliminates the need for externally attaching a driver element to the liquid crystal panel.
The number of processes can be reduced and the frame can be narrowed. In particular, narrowing the frame can reduce the size of the product itself in applications such as a portable information terminal or a monitor of a handy video camera in recent years. As such a TFT, a polycrystalline semiconductor in which a large number of single crystal grains (grains) having a grain size of several hundreds to several thousands of mm are in contact with each other is used for a channel layer so that a driver portion can be formed. It can be an applicable high-speed element. In particular, polycrystalline silicon or polysilicon (p
-Si) has a mobility of about several tens to several hundreds cm2 / Vs, and is two orders of magnitude higher than amorphous silicon, that is, amorphous silicon (a-Si). Therefore, N-chT
By forming the FT and the P-ch TFT, a CMOS having a sufficient speed for forming an LCD driver is formed.

【0005】特に出願人は、以前より、コストを下げる
ために、プロセスの温度を最高でも600℃程度以下と
し、基板として、耐熱性の低い安価な無アルカリガラス
基板等の採用を可能とする方法を開発してきた。このよ
うな、全プロセスを基板の耐熱性の限界温度以下に抑え
たp−SiTFTLCDの製造プロセスは、低温プロセ
スと呼ばれれる。
[0005] In particular, the applicant has previously set a process temperature of at most about 600 ° C. or less in order to reduce the cost, and as a substrate, it is possible to use an inexpensive alkali-free glass substrate or the like having low heat resistance. Has been developed. Such a manufacturing process of the p-Si TFT LCD in which the entire process is suppressed to a temperature lower than the limit temperature of the heat resistance of the substrate is called a low temperature process.

【0006】図9に、このようなp−SiTFTの断面
構造を示した。図の左側がN−chTFTで、右側がP
−chTFTである。基板(50)上に、Cr等のメタ
ルからなるゲート電極(51)が形成され、これを覆っ
てSiNxまたは/及びSiO2等からなるゲート絶縁
膜(52)が形成されている。ゲート絶縁膜(52)上
には、p−Si(53)が形成されている。p−Si
(53)は、この上にパターニングされたSiO2等の
ストッパー(54)のエッジを利用して、N−chにお
いては、N型不純物を低濃度に含有した低濃度(LD:
lightly doped)領域(N-)、及び、その外側にN型不
純物を高濃度に含有し、ソース及びドレインとなる高濃
度領域(N+)が形成され、P−chにおいては、P型
の不純物を高濃度に含有し、ソース及びドレインとなる
高濃度領域(P+)が形成されている。N−ch、P−
chのいずれもストッパー(54)の直下は、実質的に
不純物が含有されない真性領域(IN)となっている。
これら、p−Si(53)を覆ってSiNx等からなる
層間絶縁膜(55)が形成され、層間絶縁膜(55)上
には、メタルからなるソース及びドレイン電極(56)
が形成され、各々層間絶縁膜(55)に開けられたコン
タクトホールを介して、p−Si(53)の高濃度領域
(N+,P+)に接続されている。ここでは、省略した
が、画素部においては、更に、ソース及びドレイン電極
(56)を覆う層間絶縁膜上に、ITO(indium tin o
xide)等の透明導電膜からなる液晶駆動用の表示電極が
形成され、ソース電極に接続される。
FIG. 9 shows a sectional structure of such a p-Si TFT. The left side of the figure is an N-ch TFT, and the right side is P
-Ch TFT. A gate electrode (51) made of a metal such as Cr is formed on a substrate (50), and a gate insulating film (52) made of SiNx or / and SiO2 is formed so as to cover the gate electrode (51). On the gate insulating film (52), p-Si (53) is formed. p-Si
(53) uses an edge of a stopper (54) made of SiO2 or the like which is patterned thereon, and in the N-ch, a low concentration (LD:
lightly doped) region (N −) and a high concentration region (N +) serving as a source and a drain containing an N type impurity at a high concentration outside the region (N −). Is contained at a high concentration, and a high concentration region (P +) serving as a source and a drain is formed. N-ch, P-
In each of the channels, immediately below the stopper (54) is an intrinsic region (IN) substantially containing no impurities.
An interlayer insulating film (55) made of SiNx or the like is formed to cover the p-Si (53), and a source and drain electrode (56) made of metal is formed on the interlayer insulating film (55).
Are formed, and are connected to the high-concentration regions (N +, P +) of p-Si (53) through contact holes formed in the interlayer insulating film (55). Although omitted here, in the pixel portion, ITO (indium tin oxide) is further formed on the interlayer insulating film covering the source and drain electrodes (56).
A display electrode for driving a liquid crystal, which is made of a transparent conductive film such as xide), is formed and connected to the source electrode.

【0007】N−chにおいて、高濃度領域(N+)と
真性領域(IN)の間にLD領域(N-)が介在形成さ
れた構造は、LDD(lightly doped drain)と呼ばれ
る。LCDにおいては、このようなLDD構造は、オフ
電流の抑制を目的として採用される。LDD構造の製造
は以下の如く行われる。まず、p−Si(53)上に形
成された絶縁膜上に更にポジ型レジストを形成する。次
に、基板(50)側より光を照射して、ゲート電極(5
1)のパターン形状を反映させてレジストを露光する、
いわゆる裏面露光を行う。続いて、レジストを現像した
後、これをマスクとして絶縁膜をエッチングし、ストッ
パー(54)のパターンをゲート電極(51)と同じ形
状に形成する。そして、ストッパー(54)(レジス
ト)をマスクとして、燐(P)等のN型導電を示す不純
物イオンを低濃度にドーピングし、ストッパー(54)
直下の真性領域(IN)とその両側に、LD領域(N
-)を形成する。その後、レジストをストッパー(5
4)よりも大きな形状に形成し、これをマスクとして、
N型不純物のイオンを高濃度のドーピングすることで、
ソース及びドレインとなる高濃度領域(N+)を形成す
る。これにより、N−chに関し、真性領域と高濃度領
域(N+)の間にLD領域(N-)が介在されたLDD構
造が完成される。
In the N-ch, a structure in which an LD region (N−) is formed between a high concentration region (N +) and an intrinsic region (IN) is called an LDD (lightly doped drain). In an LCD, such an LDD structure is adopted for the purpose of suppressing off current. The fabrication of the LDD structure is performed as follows. First, a positive resist is further formed on the insulating film formed on the p-Si (53). Next, light is irradiated from the substrate (50) side to form a gate electrode (5).
Exposing the resist reflecting the pattern shape of 1),
A so-called backside exposure is performed. Subsequently, after developing the resist, the insulating film is etched using the resist as a mask to form a pattern of the stopper (54) in the same shape as the gate electrode (51). Then, using the stopper (54) (resist) as a mask, an impurity ion exhibiting N-type conductivity such as phosphorus (P) is doped at a low concentration to form the stopper (54).
The intrinsic region (IN) immediately below and the LD region (N
-) Form. After that, resist is stopped by stopper (5
4) It is formed in a shape larger than that, and this is used as a mask,
By doping N-type impurity ions at a high concentration,
A high concentration region (N +) serving as a source and a drain is formed. Thus, an LDD structure in which the LD region (N−) is interposed between the intrinsic region and the high-concentration region (N +) is completed for the N-ch.

【0008】P−chに関しても、同様に、ゲート電極
(54)の形状を反映させて、真性領域(IN)とその
外側に、P型不純物が高濃度にドーピングされたソース
及びドレインの高濃度領域(P+)が形成されている。
但し、P−chでは、LDD構造は採用されない。
Similarly, the P-ch also reflects the shape of the gate electrode (54), and reflects the high concentration of the source and the drain highly doped with P-type impurities in the intrinsic region (IN) and the outside thereof. A region (P +) is formed.
However, the P-ch does not employ the LDD structure.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ゲート電極(54)の
パターンを利用して、真性領域(IN)とLD領域(N
-)との境界を高精度に規定する(N−ch)、あるい
は、真性領域(IN)と高濃度領域(P+)との境界を
高精度に規定する(P−ch)ことが可能となる。しか
し、N−chにおいて、更に、LD領域(N-)と高濃
度領域(N+)との境界を規定するのは、高濃度ドーピ
ングを行う際にマスクとなるレジストのパターン形成の
位置合わせ精度に依存する。即ち、ゲート電極(54)
のパターンを利用して、不純物濃度の異なる複数の領域
を、それらの境界線を厳密に規定して形成するのは、2
種類が限界である。従って、前述の例においては、ゲー
ト電極(51)形成用のマスクアラインメントと高濃度
領域(N+)及びLD領域(N-)形成用のマスクアライ
ンメントとの相互の位置合わせ精度の依存するため、ゲ
ート電極(51)に対するLD領域(N-)と高濃度領
域(N+)との境界を厳密に規定することはできず、こ
の結果、LD領域(N-)の幅がばらついてしまう。L
D領域(N-)は、通常、抵抗として介在されるため、
LD領域(N-)の拡大は抵抗増大に、また、LD領域
(N-)の縮小更には消滅は抵抗低下につながり、素子
特性が悪化する問題がある。
The intrinsic region (IN) and the LD region (N) are formed by utilizing the pattern of the gate electrode (54).
-) Can be defined with high precision (N-ch), or the boundary between the intrinsic region (IN) and the high concentration region (P +) can be defined with high precision (P-ch). Become. However, in the N-ch, the boundary between the LD region (N−) and the high-concentration region (N +) is further defined by the positioning accuracy of resist pattern formation used as a mask when performing high-concentration doping. Depends on. That is, the gate electrode (54)
A plurality of regions having different impurity concentrations are formed by strictly defining the boundary lines by using the pattern (2).
Kind is the limit. Therefore, in the above-described example, since the mutual alignment accuracy between the mask alignment for forming the gate electrode (51) and the mask alignment for forming the high concentration region (N +) and the LD region (N−) depends on each other, The boundary between the LD region (N−) and the high-concentration region (N +) with respect to the gate electrode (51) cannot be strictly defined. As a result, the width of the LD region (N−) varies. L
Since the D region (N−) is usually interposed as a resistor,
Enlargement of the LD region (N−) leads to an increase in resistance, and reduction or extinction of the LD region (N−) leads to a decrease in resistance, thus deteriorating element characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するために成され、半導体層と電極層が単数層または複
数層形成された半導体装置において、前記半導体層は、
前記電極の少なくとも一部の形状を反映させた境界を有
する濃度の異なる複数の不純物含有領域を有する構成で
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and in a semiconductor device having a single or multiple semiconductor layers and electrode layers, the semiconductor layer comprises:
The semiconductor device includes a plurality of impurity-containing regions having different concentrations and having a boundary reflecting at least a part of the shape of the electrode.

【0011】これにより、半導体層の濃度の異なる複数
の領域の境界が電極の形状に従って厳密に決定されるの
で、電極を基準にして対する位置合わせが高精度に成さ
れる。また、半導体層と電極層が単数層または複数層形
成された半導体装置において、前記半導体層は、不純物
を実質的に含有しない真性領域と、不純物を低濃度に含
有する低濃度領域と、不純物を高濃度に含有する高濃度
領域を含み、前記真性領域と前記低濃度領域との境界、
及び、前記低濃度領域と前記高濃度領域との境界は、平
面的に前記電極の端縁の少なくとも一部の形状と一致し
ている構成である。
Thus, since the boundaries between the plurality of regions having different concentrations in the semiconductor layer are strictly determined in accordance with the shape of the electrode, positioning with respect to the electrode is performed with high accuracy. In a semiconductor device in which a single layer or a plurality of electrode layers are formed, the semiconductor layer includes an intrinsic region containing substantially no impurities, a low-concentration region containing impurities at a low concentration, and A high-concentration region containing a high concentration, a boundary between the intrinsic region and the low-concentration region,
In addition, a boundary between the low-concentration region and the high-concentration region conforms to at least a part of the edge of the electrode in a plane.

【0012】これにより、真性領域と低濃度領域、及
び、低濃度領域と高濃度領域の境界が、いずれの場合
も、電極の形状に従って厳密に決定されるので、高精細
かつ正確な素子形成が可能となる。また、基板上に、電
極層、絶縁層及び半導体層が形成され、前記半導体層
は、濃度の異なる複数の不純物含有領域を有する半導体
装置の製造方法において、前記半導体層よりも上層に、
少なくとも端縁の一部が、前記電極の端縁の少なくとも
一部に一致する被覆膜を形成し、前記被覆膜の反転形状
に従って前記濃度の異なる複数の不純物含有層を形成す
る構成である。
Thus, in each case, the boundaries between the intrinsic region and the low-concentration region and between the low-concentration region and the high-concentration region are strictly determined according to the shape of the electrode. It becomes possible. In addition, an electrode layer, an insulating layer, and a semiconductor layer are formed over the substrate, and the semiconductor layer is formed over the semiconductor layer in the method for manufacturing a semiconductor device including a plurality of impurity-containing regions having different concentrations.
At least a part of the edge forms a coating film corresponding to at least a part of the edge of the electrode, and the plurality of impurity-containing layers having different concentrations are formed according to an inverted shape of the coating film. .

【0013】これにより、電極の形状に従って、不純物
濃度の異なる複数の領域の境界線が電極を基準にして厳
密に決定されるので、高精細かつ正確な素子形成が可能
となる。また、基板上にゲート電極、ゲート電極を覆う
絶縁層、絶縁層の上に濃度の異なる複数の不純物含有領
域を有する半導体層、半導体層に接続されたソース及び
ドレイン電極が形成された半導体装置の製造方法におい
て、前記基板上に、前記ゲート電極と同時に光遮蔽電極
を形成する工程と、前記ゲート電極及び前記光遮蔽電極
を覆う前記絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に半
導体層を形成する工程と、前記半導体層上に被覆膜を形
成する工程と、前記被覆膜を、少なくともその端縁の一
部が、前記ゲート電極または/及び前記光遮蔽電極の端
縁の少なくとも一部に合致する形状に加工する工程と、
前記加工された被覆膜を介して前記半導体層に前記不純
物のイオン注入を行うことにより、少なくとも2種類の
濃度の異なる不純物含有領域を形成する工程と、を有す
る構成である。
Thus, the boundaries between the plurality of regions having different impurity concentrations are strictly determined with reference to the electrodes in accordance with the shape of the electrodes, so that a high-definition and accurate element can be formed. Further, a semiconductor device in which a gate electrode over a substrate, an insulating layer covering the gate electrode, a semiconductor layer having a plurality of impurity-containing regions with different concentrations over the insulating layer, and source and drain electrodes connected to the semiconductor layer are formed. In the manufacturing method, a step of forming a light shielding electrode simultaneously with the gate electrode on the substrate, a step of forming the insulating layer covering the gate electrode and the light shielding electrode, and forming a semiconductor layer on the insulating layer Forming, forming a coating film on the semiconductor layer, and forming the coating film such that at least a part of its edge is at least one of the edges of the gate electrode and / or the light shielding electrode. Processing into a shape that matches the part,
Forming at least two types of impurity-containing regions having different concentrations by performing ion implantation of the impurity into the semiconductor layer through the processed coating film.

【0014】これにより、半導体層中の濃度の異なる複
数の不純物含有領域の境界は、ゲート電極及び光遮蔽電
極の端縁に従って厳密に規定されるので、高精細かつ正
確な素子形成が可能となる。また、基板上にゲート電
極、ゲート電極を覆う絶縁層、絶縁層の上に濃度の異な
る複数の不純物含有領域を有する半導体層、半導体層に
接続されたソース及びドレイン電極が形成された半導体
装置の製造方法において、前記基板上に、前記ゲート電
極と同時に光遮蔽電極を形成する工程と、前記ゲート電
極及び前記光遮蔽電極を覆う前記絶縁層を形成する工程
と、前記絶縁層上に半導体層を形成する工程と、前記半
導体層上に第1の被覆膜を形成する工程と、前記第1の
被覆膜を、少なくともその端縁の一部が、前記ゲート電
極の端縁の少なくとも一部に合致する形状に加工する工
程と、前記加工された第1の被覆膜を介して前記半導体
層に前記不純物のイオン注入を低ドーズ量で行うことに
より、2種類の濃度の異なる不純物含有領域を形成する
工程と、前記半導体層上に第2の被覆膜を形成する工程
と、前記第2の被覆膜を、少なくともその端縁の一部
が、前記光遮蔽電極の端縁の少なくとも一部に合致する
形状に加工する工程と、前記加工された第2の被覆膜を
介して前記半導体層に前記不純物のイオン注入を高ドー
ズ量で行うことにより、合計3種類の濃度の異なる不純
物含有領域を形成する工程と、を有する構成である。
Thus, since the boundaries between the plurality of impurity-containing regions having different concentrations in the semiconductor layer are strictly defined according to the edges of the gate electrode and the light shielding electrode, it is possible to form a high-definition and accurate element. . Further, a semiconductor device in which a gate electrode over a substrate, an insulating layer covering the gate electrode, a semiconductor layer having a plurality of impurity-containing regions with different concentrations over the insulating layer, and source and drain electrodes connected to the semiconductor layer are formed. In the manufacturing method, a step of forming a light shielding electrode simultaneously with the gate electrode on the substrate, a step of forming the insulating layer covering the gate electrode and the light shielding electrode, and forming a semiconductor layer on the insulating layer Forming, forming a first coating film on the semiconductor layer, and forming the first coating film such that at least a part of an edge thereof is at least a part of an edge of the gate electrode. And a step of performing ion implantation of the impurity into the semiconductor layer at a low dose through the processed first coating film to thereby obtain two types of impurity-containing regions having different concentrations. The shape And forming a second coating film on the semiconductor layer, and forming the second coating film such that at least a part of an edge thereof is at least a part of an edge of the light shielding electrode. And a step of performing the ion implantation of the impurity into the semiconductor layer through the processed second coating film at a high dose so that a total of three types of impurities having different concentrations are contained. Forming a region.

【0015】これにより、半導体層中の2種類の濃度の
異なる不純物含有領域の境界が、ゲート電極により厳密
に規定されるとともに、他の2種類の濃度の異なる不純
物含有領域の境界が、専用に設けられた光遮蔽電極によ
り厳密に規定されるので、これらの設計を併用すること
により、合計3種類の濃度の異なる不純物含有領域の形
成が高精細にかつ正確に行われる。
Thus, the boundary between the two types of impurity-containing regions having different concentrations in the semiconductor layer is strictly defined by the gate electrode, and the boundary between the other two types of impurity-containing regions having different concentrations is dedicated. Since it is strictly defined by the provided light-shielding electrode, by using these designs together, three types of impurity-containing regions having different concentrations can be formed with high precision and accuracy.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1から図8は、本発明の実施の
形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。まず、
図1において、基板(10)上に、Crを成膜しこれを
エッチングすることにより、ゲート電極(11)とマス
ク用電極(20)を形成する。ゲート電極(11)は走
査信号供給線であるゲートラインに接続される。マスク
用電極(20)は、後に詳述するように、p−Si(1
3)の高濃度領域(N+)の少なくとも一部に対応して
形成される。これら、ゲート電極(11)及びマスク用
電極(20)を覆う全面には、SiNx及びSiO2か
らなるゲート絶縁膜(12)が形成され、更に、ゲート
絶縁膜(12)上には、アモルファスシリコン(a−S
i)が形成される。このa−Si膜は、エキシマレーザ
ーアニールにより結晶化され、多結晶シリコン即ちポリ
シリコン(p−Si)(13)に形成される。このp−
Si(13)をエッチングすることにより所定の島状に
形成し、更に、これを覆うSiO2(14)が形成され
ている。
1 to 8 are sectional views showing steps of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. First,
Referring to FIG. 1, a gate electrode (11) and a mask electrode (20) are formed by forming a Cr film on a substrate (10) and etching it. The gate electrode (11) is connected to a gate line which is a scanning signal supply line. The masking electrode (20) is formed of p-Si (1
It is formed corresponding to at least a part of the high concentration region (N +) of 3). A gate insulating film (12) made of SiNx and SiO2 is formed on the entire surface covering the gate electrode (11) and the masking electrode (20), and an amorphous silicon (12) is formed on the gate insulating film (12). a-S
i) is formed. This a-Si film is crystallized by excimer laser annealing to form polycrystalline silicon, ie, polysilicon (p-Si) (13). This p-
A predetermined island shape is formed by etching Si (13), and SiO2 (14) covering this is formed.

【0017】図2において、SiO2(14)上にポジ
型フォトレジスト(PR)が塗布形成され、ゲート電極
(11)をマスクするレチクル(MSK)を介して、基
板(10)の上方より光を照射して表面露光を行うとと
もに、基板(10)の下方より光を照射して裏面露光を
行う。レチクルマスク(MSK)のパターンエッジは、
ゲート電極(11)とマスク用電極(20)の間に位置
している。このため、レチクル(MSK)の位置合わせ
には、それ程の精度が要求されることなく、表面露光に
よりゲート電極(11)とマスク用電極(20)との間
にエッジを有するように露光され、これを補償する形
で、裏面露光によりゲート電極電極(11)のエッジに
厳密に対応して露光され、高い精度をもってゲート電極
(11)以外の領域が感光され、現像液に対して可溶に
変性される。なお、表面露光と裏面露光は同時に行って
も、別々に行っても良く、また、表面露光を省略しても
良い。
In FIG. 2, a positive photoresist (PR) is applied and formed on SiO 2 (14), and light is irradiated from above the substrate (10) through a reticle (MSK) masking the gate electrode (11). Irradiation is performed to expose the front surface, and light is irradiated from below the substrate (10) to expose the back surface. The pattern edge of the reticle mask (MSK)
It is located between the gate electrode (11) and the mask electrode (20). Therefore, the alignment of the reticle (MSK) is not required to be so precise, and is performed by surface exposure so as to have an edge between the gate electrode (11) and the mask electrode (20). In order to compensate for this, the backside exposure is performed to exactly correspond to the edge of the gate electrode (11), and the area other than the gate electrode (11) is exposed with high precision and becomes soluble in the developing solution. Denatured. The surface exposure and the back surface exposure may be performed simultaneously or separately, or the surface exposure may be omitted.

【0018】図3において、レジスト(PR)を現像
後、SiO2(14)をエッチングしてゲート電極(1
1)上のみに残してストッパー(14)とする。レジス
ト(PR)を残したまま、N型不純物である燐のイオン
注入を10の13乗オーダーの低ドーズ量で行い、スト
ッパー(14)領域以外のp−Si(13)を低濃度に
ドーピングし、LD領域(N-)を形成する。レジスト
(PR)は表面露光により概ねゲート電極(11)以外
の領域に対応して感光されるとともに、裏面露光により
ゲート電極(11)のエッジが厳密に反映されて、ゲー
ト電極(11)上にのみ残されている。即ち、LD領域
(N-)のエッジは、きわめて高精度にゲート電極(1
1)のエッジに合致される。
In FIG. 3, after developing the resist (PR), the SiO 2 (14) is etched to form the gate electrode (1).
1) Leave it only on the top to make a stopper (14). With the resist (PR) remaining, ion implantation of phosphorus as an N-type impurity is performed at a low dose of the order of 10 13, and p-Si (13) other than the stopper (14) region is doped at a low concentration. , LD region (N−). The resist (PR) is exposed by the surface exposure substantially corresponding to the region other than the gate electrode (11), and the edge of the gate electrode (11) is strictly reflected by the back surface exposure, so that the resist (PR) is formed on the gate electrode (11). Only left. That is, the edge of the LD region (N−) is extremely accurately formed on the gate electrode (1−).
The edge of 1) is matched.

【0019】図4において、ポジ型フォトレジスト(P
R)を剥離後、ネガ型フォトレジスト(NR)を塗布形
成し、N−chのゲート電極(11)以外の領域をマス
クするレチクル(MSK)を介して表面露光を行うとと
もに、裏面露光を行う。レチクルマスク(MSK)は、
それ程高い精度が要されることなく、ゲート電極(1
1)とマスク用電極(20)の間にエッジが位置するよ
うに位置合わせが行われて表面露光が行われるが、裏面
露光によりマスク用電極(20)のエッジを厳密に反映
した露光が行われる。即ち、レチクルマスク(MSK)
の位置合わせの低い精度を補償する形で、マスク用電極
(20)を利用した裏面露光が行われる。このため、マ
スク用電極(20)のエッジに従って、レジスト(N
R)の感光が厳密に行われ、現像液に対して不溶に変性
される。
In FIG. 4, a positive photoresist (P
After stripping R), a negative photoresist (NR) is applied and formed, and surface exposure is performed via a reticle (MSK) that masks a region other than the N-ch gate electrode (11), and back surface exposure is performed. . Reticle mask (MSK)
The gate electrode (1
Positioning is performed so that an edge is located between 1) and the mask electrode (20), and front surface exposure is performed. However, exposure that strictly reflects the edge of the mask electrode (20) is performed by back surface exposure. Will be That is, a reticle mask (MSK)
The back surface exposure using the mask electrode (20) is performed in such a manner as to compensate for the low accuracy of the alignment. Therefore, the resist (N) is formed along the edge of the mask electrode (20).
The exposure of R) is carried out strictly, and is denatured insoluble in a developer.

【0020】図5において、レジスト(NR)を現像
後、このレジスト(NR)をマスクに燐のイオン注入を
10の15乗オーダーの高ドーズ量で行いソース及びド
レインとなる高濃度領域(N+)を形成する。ネガレジ
スト(NR)は、マスク用電極(20)のパターンエッ
ジに従ってそのエッジが厳密かつ正確に規定されている
ので、N−chに関して、ゲート電極(11)即ち真性
領域(IN)から一定の離間距離をおいて高濃度領域
(N+)が形成される。即ち、高濃度領域(N+)と真性
領域(IN)の間に介在されるLD領域(N-)が厳密
かつ正確に形成される。
In FIG. 5, after the resist (NR) is developed, phosphorus ions are implanted at a high dose of the order of 10 15 using the resist (NR) as a mask, and a high-concentration region (N + ) Is formed. Since the edge of the negative resist (NR) is strictly and accurately defined according to the pattern edge of the mask electrode (20), a certain distance from the gate electrode (11), that is, the intrinsic region (IN), with respect to N-ch. A high concentration region (N +) is formed at a distance. That is, the LD region (N−) interposed between the high-concentration region (N +) and the intrinsic region (IN) is strictly and accurately formed.

【0021】図6において、ネガレジスト(NR)を剥
離後、ポジ型レジスト(PR)を形成し、N−chをマ
スクして露光する。これにより、P−ch上のみレジス
ト(PR)が現像液に対して可溶に変性される。図7に
おいて、レジスト(PR)を現像後、これをマスクにし
てP型不純物であるボロンをイオン注入することによ
り、P−chにおいて、注入ストッパー(14)の直下
を真性領域(IN)に残して、他の領域がソース及びド
レインとなる高濃度領域(P+)を形成する。
In FIG. 6, after stripping the negative resist (NR), a positive resist (PR) is formed, and exposure is performed using the N-ch as a mask. Thereby, the resist (PR) is denatured so as to be soluble in the developer only on the P-ch. In FIG. 7, after the resist (PR) is developed, boron, which is a P-type impurity, is ion-implanted by using the resist as a mask, so that in the P-ch, just below the implantation stopper (14) is left in the intrinsic region (IN). Thus, a high-concentration region (P +) in which another region becomes a source and a drain is formed.

【0022】図8において、レジスト(PR)を剥離
後、SiNx等の層間絶縁膜(15)を形成し、エッチ
ングにより、所定のコンタクトホールを形成後、Al/
Moの成膜及びエッチングによりソース及びドレイン電
極(16)を形成し、各々、p−Si(13)のソース
及びドレインである高濃度領域(N+,P+)に接続して
いる。
In FIG. 8, after removing the resist (PR), an interlayer insulating film (15) of SiNx or the like is formed, a predetermined contact hole is formed by etching, and Al /
Source and drain electrodes (16) are formed by Mo film formation and etching, and are connected to the high-concentration regions (N +, P +) that are the source and drain of p-Si (13), respectively.

【0023】これらソース及びドレイン電極(16)
は、ドライバー部においては、CMOSの結線に延長さ
れ、画素部においては、液晶駆動用の表示電極及び信号
電圧供給線であるドレインラインに接続される。本発明
では、このように、ゲート電極(11)のエッジを利用
して、真性領域(IN)とLD領域(N-)の境界を規
定するとともに、マスク用電極(20)のエッジを用い
て、LD領域(N-)と高濃度領域(N+)の境界を規定
している。ゲート電極(11)とマスク用電極(20)
は1枚のマスクを用いて同時に形成されるので、p−S
i(13)の3つの領域(IN,N-,N+)は、これら
の電極(11,20)を利用して、高精度に形成され
る。
These source and drain electrodes (16)
Is extended to a CMOS connection in the driver portion, and is connected to a display electrode for driving liquid crystal and a drain line as a signal voltage supply line in the pixel portion. In the present invention, the boundary between the intrinsic region (IN) and the LD region (N−) is defined using the edge of the gate electrode (11), and the edge of the mask electrode (20) is used. , LD region (N−) and high concentration region (N +). Gate electrode (11) and mask electrode (20)
Are simultaneously formed using one mask, so that p-S
The three regions (IN, N-, N +) of i (13) are formed with high accuracy by using these electrodes (11, 20).

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明
で、露光時にマスクとなる電極を一層で兼用あるいは専
用に形成し、これらの電極の端縁を利用して注入マスク
となる被覆膜を形成し、これを使って各種の濃度で不純
物の注入を行うことで、複数の濃度の異なる不純物含有
領域を有する半導体層を形成することができる。これら
の複数の不純物含有領域の境界は、電極の端縁に従って
厳密に規定されるので、電極の形成精度と同様の精度で
各不純物含有領域の形成することができる。
As is apparent from the above description, in the present invention, a single layer of electrodes serving as a mask at the time of exposure is formed for exclusive use, or a coating film serving as an injection mask is formed by utilizing the edges of these electrodes. Is formed, and impurities are implanted at various concentrations using this, whereby a semiconductor layer having a plurality of impurity-containing regions having different concentrations can be formed. Since the boundaries between the plurality of impurity-containing regions are strictly defined according to the edge of the electrode, each impurity-containing region can be formed with the same precision as the electrode.

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

【図1】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 1 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 2 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 3 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 4 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 5 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 6 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 7 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 8 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図9】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 11 ゲート電極 12 マスク用電極 13 ゲート絶縁膜 14 p−Si 15 層間絶縁膜 16 ソース及びドレイン電極 Reference Signs List 10 substrate 11 gate electrode 12 mask electrode 13 gate insulating film 14 p-Si 15 interlayer insulating film 16 source and drain electrodes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/78 627C ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/78 627C

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体層と電極層が単数層または複数層
形成された半導体装置において、 前記半導体層は、前記電極の少なくとも一部の形状を反
映させた境界を有する濃度の異なる複数の不純物含有領
域を有することを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device in which a semiconductor layer and a single electrode layer or a plurality of electrode layers are formed, the semiconductor layer contains a plurality of impurities of different concentrations having a boundary reflecting at least a part of the shape of the electrode. A semiconductor device having a region.
【請求項2】 半導体層と電極層が単数層または複数層
形成された半導体装置において、 前記半導体層は、不純物を実質的に含有しない真性領域
と、不純物を低濃度に含有する低濃度領域と、不純物を
高濃度に含有する高濃度領域を含み、前記真性領域と前
記低濃度領域との境界、及び、前記低濃度領域と前記高
濃度領域との境界は、平面的に前記電極の端縁の少なく
とも一部の形状と一致していることを特徴とする半導体
装置。
2. In a semiconductor device in which a semiconductor layer and an electrode layer are formed in a single layer or a plurality of layers, the semiconductor layer includes an intrinsic region substantially containing no impurities and a low concentration region containing impurities at a low concentration. A boundary between the intrinsic region and the low-concentration region, and a boundary between the low-concentration region and the high-concentration region. A semiconductor device that matches at least a part of the shape of the semiconductor device.
【請求項3】 基板上に、電極層、絶縁層及び半導体層
が形成され、前記半導体層は、濃度の異なる複数の不純
物含有領域を有する半導体装置の製造方法において、 前記半導体層よりも上層に、少なくとも端縁の一部が、
前記電極の端縁の少なくとも一部に一致する被覆膜を形
成し、前記被覆膜の反転形状に従って前記濃度の異なる
複数の不純物含有領域を形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor device having an electrode layer, an insulating layer, and a semiconductor layer formed on a substrate, wherein the semiconductor layer has a plurality of impurity-containing regions having different concentrations. , At least part of the edge,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a coating film corresponding to at least a part of an edge of the electrode; and forming a plurality of impurity-containing regions having different concentrations according to an inverted shape of the coating film.
【請求項4】 基板上にゲート電極、ゲート電極を覆う
絶縁層、絶縁層の上に濃度の異なる複数の不純物含有領
域を有する半導体層、半導体層に接続されたソース及び
ドレイン電極が形成された半導体装置の製造方法におい
て、 前記基板上に、前記ゲート電極と同時に光遮蔽電極を形
成する工程と、 前記ゲート電極及び前記光遮蔽電極を覆う前記絶縁層を
形成する工程と、 前記絶縁層上に半導体層を形成する工程と、 前記半導体層上に被覆膜を形成する工程と、 前記被覆膜を、少なくともその端縁の一部が、前記ゲー
ト電極または/及び前記光遮蔽電極の端縁の少なくとも
一部に合致する形状に加工する工程と、 前記加工された被覆膜を介して前記半導体層に前記不純
物のイオン注入を行うことにより、少なくとも2種類の
濃度の異なる不純物含有領域を形成する工程と、を有す
る半導体装置の製造方法。
4. A gate electrode, an insulating layer covering the gate electrode, a semiconductor layer having a plurality of impurity-containing regions having different concentrations on the insulating layer, and source and drain electrodes connected to the semiconductor layer are formed on the substrate. In the method for manufacturing a semiconductor device, a step of forming a light shielding electrode at the same time as the gate electrode on the substrate; a step of forming the insulating layer covering the gate electrode and the light shielding electrode; A step of forming a semiconductor layer; a step of forming a coating film on the semiconductor layer; and at least a part of an edge of the coating film is an edge of the gate electrode and / or the light shielding electrode. Processing the semiconductor layer into a shape conforming to at least a part thereof, and ion-implanting the impurity into the semiconductor layer through the processed coating film, so that at least two types of impurities having different concentrations are obtained. Forming a pure substance containing region.
【請求項5】 基板上にゲート電極、ゲート電極を覆う
絶縁層、絶縁層の上に濃度の異なる複数の不純物含有領
域を有する半導体層、半導体層に接続されたソース及び
ドレイン電極が形成された半導体装置の製造方法におい
て、 前記基板上に、前記ゲート電極と同時に光遮蔽電極を形
成する工程と、 前記ゲート電極及び前記光遮蔽電極を覆う前記絶縁層を
形成する工程と、 前記絶縁層上に半導体層を形成する工程と、 前記半導体層上に第1の被覆膜を形成する工程と、 前記第1の被覆膜を、少なくともその端縁の一部が、前
記ゲート電極の端縁の少なくとも一部に合致する形状に
加工する工程と、 前記加工された第1の被覆膜を介して前記半導体層に前
記不純物のイオン注入を低ドーズ量で行うことにより、
2種類の濃度の異なる不純物含有領域を形成する工程
と、 前記半導体層上に第2の被覆膜を形成する工程と、 前記第2の被覆膜を、少なくともその端縁の一部が、前
記光遮蔽電極の端縁の少なくとも一部に合致する形状に
加工する工程と、 前記加工された第2の被覆膜を介して前記半導体層に前
記不純物のイオン注入を高ドーズ量で行うことにより、
合計3種類の濃度の異なる不純物含有領域を形成する工
程と、を有する半導体装置の製造方法。
5. A gate electrode, an insulating layer covering the gate electrode, a semiconductor layer having a plurality of impurity-containing regions having different concentrations on the insulating layer, and source and drain electrodes connected to the semiconductor layer are formed on the substrate. In the method for manufacturing a semiconductor device, a step of forming a light shielding electrode at the same time as the gate electrode on the substrate; a step of forming the insulating layer covering the gate electrode and the light shielding electrode; A step of forming a semiconductor layer; a step of forming a first coating film on the semiconductor layer; at least a part of an edge of the first coating film is an edge of the gate electrode. A step of processing into a shape conforming to at least a part, by performing ion implantation of the impurity into the semiconductor layer through the processed first coating film at a low dose amount,
A step of forming two types of impurity-containing regions having different concentrations; a step of forming a second coating film over the semiconductor layer; Processing a shape conforming to at least a part of an edge of the light shielding electrode; and performing ion implantation of the impurity into the semiconductor layer at a high dose through the processed second coating film. By
Forming a total of three types of impurity-containing regions having different concentrations.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11133187B2 (en) * 2017-08-09 2021-09-28 Winbond Electronics Corp. Methods for forming a photo-mask and a semiconductor device

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