JPH1054997A - Active matrix liquid crystal display device, its manufacture and device used for its manufacture - Google Patents

Active matrix liquid crystal display device, its manufacture and device used for its manufacture

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JPH1054997A
JPH1054997A JP21134296A JP21134296A JPH1054997A JP H1054997 A JPH1054997 A JP H1054997A JP 21134296 A JP21134296 A JP 21134296A JP 21134296 A JP21134296 A JP 21134296A JP H1054997 A JPH1054997 A JP H1054997A
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JP
Japan
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ion
impurity
total
thin film
impurity concentration
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JP21134296A
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Japanese (ja)
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Satoshi Kodama
諭 児玉
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Advanced Display Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active matrix liquid crystal display device, its manufacture and a device used for its manufacture formed while directly answering to a change in impurity concentration and the change in an irradiation distribution caused by that an irradiation state is changed every hour when a thin film transistor incorporated in the active matrix liquid crystal display device is formed on a large-sized glass substrate. SOLUTION: The formation of the thin film transistor in the active matrix liquid crystal display device is constituted so that by controlling a beam current based on the impurity concentration data measured beforehand by a mass spectrometer 16 without that an ion beam taken out from an ion source 9 is mass separated and the beam distribution data measured beforehand by a multi-point beam ammeter 17, a total beam irradiation amount is controlled, and a specimen in a processing room is irradiated by the ion beam.

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】本発明は非質量分離型のイオ
ンビーム照射装置、該イオンビーム照射装置を用いて製
造するアクティブマトリクス型液晶表示装置駆動用の薄
膜トランジスタの製法および前記イオンビーム照射装置
を用いて前記製法にしたがって形成されるアクティブマ
トリクス型液晶表示装置に関する。
The present invention relates to a non-mass separation type ion beam irradiation apparatus, a method for manufacturing a thin film transistor for driving an active matrix type liquid crystal display device manufactured by using the ion beam irradiation apparatus, and using the ion beam irradiation apparatus. And an active matrix type liquid crystal display device formed according to the above-mentioned manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶を用いた表示装置においては、大画
面、高精細を指向したアクティブマトリクス型液晶表示
装置の開発が盛んである。中でも、各画素の駆動に薄膜
トランジスタを使用することにより、クロストークのな
い高コントラスト表示が可能となる。
2. Description of the Related Art In a display device using liquid crystal, an active matrix type liquid crystal display device having a large screen and high definition has been actively developed. In particular, by using a thin film transistor for driving each pixel, high contrast display without crosstalk can be achieved.

【0003】図3(a)〜(c)は従来の薄膜トランジ
スタの製造工程を示した工程断面説明図である。図3に
おいて1はゲート電極であり、2はゲート絶縁膜であ
り、3はシリコン半導体層であり、4は絶縁薄膜であ
り、5はリンイオンであり、6は注入層であり、7はソ
ースドレイン電極である。図3(a)に示すように、金
属薄膜を写真製版技術を用いてパターニング形成したゲ
ート電極1上に、窒化シリコンなどの絶縁膜からなるゲ
ート絶縁膜2をCVD法などにより堆積する。引き続き
シリコン半導体層3、絶縁薄膜4をCVD法などにより
堆積したのちにパターニングする。そののち、図3
(b)に示すように、不純物イオンとしてリンイオン5
をイオン注入法により注入し、注入層6を形成する。さ
らに、注入層6上にソースドレイン電極7を形成するこ
とにより、図3(c)に示すような薄膜トランジスタを
うる。
FIGS. 3A to 3C are process cross-sectional views showing a process for manufacturing a conventional thin film transistor. In FIG. 3, 1 is a gate electrode, 2 is a gate insulating film, 3 is a silicon semiconductor layer, 4 is an insulating thin film, 5 is phosphorus ions, 6 is an injection layer, 7 is a source / drain. Electrodes. As shown in FIG. 3A, a gate insulating film 2 made of an insulating film such as silicon nitride is deposited by a CVD method or the like on a gate electrode 1 obtained by patterning a metal thin film by photolithography. Subsequently, the silicon semiconductor layer 3 and the insulating thin film 4 are patterned after being deposited by a CVD method or the like. After that, FIG.
As shown in (b), phosphorus ions 5 are used as impurity ions.
Is implanted by an ion implantation method to form an implantation layer 6. Further, by forming a source / drain electrode 7 on the injection layer 6, a thin film transistor as shown in FIG.

【0004】大型のガラス基板上に薄膜トランジスタを
形成するためには、不純物注入層の形成を、従来の質量
分離を行う方法ではなく、注入イオンの質量分離を行わ
ない非質量分離法によって作成する方法が、装置の小型
化や注入時間の短縮が図れる点で有利である。
In order to form a thin film transistor on a large glass substrate, a method of forming an impurity-implanted layer by a non-mass separation method without mass separation of implanted ions is used instead of a conventional method of mass separation. However, it is advantageous in that the size of the apparatus can be reduced and the injection time can be shortened.

【0005】図4は、従来のイオンドープ法に用いる製
造装置の一例を示す概略平面説明図である。図4におい
て、5はリンイオン、8は不純物イオン生成ガス、9は
イオン源、10は電極、11は試料台、12はガラス基
板、13はイオンビーム照射時のビームについての電流
値を測定するビーム電流計、14は積算電流計、15は
イオン源電源スイッチである。該イオン源電源スイッチ
の一端部は、イオン源電源(図示せず)に接続されてい
る。前記製造装置においては、不純物イオンを生成する
ガス8がイオン源9に導入されたのち、高周波スパッタ
リング法(RFスパッタリング法)やイオンバケット法
などにより前記不純物イオン生成ガス8がイオン化され
る。また、加速電極等からなる電極10の群により加速
された不純物イオンは試料台11上にある大型のガラス
基板12へ注入される。
FIG. 4 is a schematic plan view showing an example of a manufacturing apparatus used for a conventional ion doping method. In FIG. 4, 5 is a phosphorus ion, 8 is an impurity ion generating gas, 9 is an ion source, 10 is an electrode, 11 is a sample stage, 12 is a glass substrate, and 13 is a beam for measuring a current value of a beam at the time of ion beam irradiation. An ammeter, 14 is an integrating ammeter, and 15 is an ion source power switch. One end of the ion source power switch is connected to an ion source power supply (not shown). In the manufacturing apparatus, after the gas 8 that generates impurity ions is introduced into the ion source 9, the impurity ion generating gas 8 is ionized by a high frequency sputtering method (RF sputtering method), an ion bucket method, or the like. Further, impurity ions accelerated by the group of electrodes 10 including acceleration electrodes and the like are injected into a large-sized glass substrate 12 on the sample stage 11.

【0006】イオンの注入はつぎのようにして行う。す
なわち、ビーム電流計13により測定された電流値を基
に積算電流計14により照射イオン数をカウントし、イ
オンビームの総照射量を示す総ビーム照射量に達した時
点でイオン源電源スイッチ15をOFFにし、照射を終
了する。このとき、予め測定された、照射イオン数と積
算電流値との関係を示すデータに基づいて照射イオン数
が計量されている。
The ion implantation is performed as follows. That is, the number of irradiation ions is counted by the integrating ammeter 14 based on the current value measured by the beam ammeter 13, and the ion source power switch 15 is turned on when the total beam irradiation amount indicating the total irradiation amount of the ion beam is reached. Turn off and end the irradiation. At this time, the number of irradiation ions is measured based on data indicating the relationship between the number of irradiation ions and the integrated current value, which is measured in advance.

【0007】非質量分離法によるイオンビームの照射に
おいては、所望とする不純物イオン以外のイオンも照射
されるため、そのときの不純物濃度を知るために図5に
示されるように質量分析器16が用いられる。図5は従
来のイオンドープ法に用いる製造装置の構成を示した概
略平面説明図である。図5において16は質量分析器で
あり、17はイオンビームの電流値を複数の測定位置で
測定する多点ビーム電流計であり、その他の符号は図3
〜5に示した符号と同じ部分を示している。図5に示す
ような従来のイオンドープ法に用いる製造装置は広い照
射領域をもつので、多点ビーム電流計17を用いてビー
ム強度の分布を測定している。照射状態の変化やガス切
換え時の不純物濃度の変化に対しては、装置の使用者が
前記質量分析器の不純物濃度データから総注入量を計算
して対応する。また、同様にして、多点ビーム電流計に
よるビーム電流の平均値と、実際の照射時に計測される
ビーム電流値との差から、総注入量を決める。
In the ion beam irradiation by the non-mass separation method, ions other than the desired impurity ions are also irradiated. Therefore, in order to know the impurity concentration at that time, as shown in FIG. Used. FIG. 5 is a schematic plan view showing the configuration of a manufacturing apparatus used for a conventional ion doping method. In FIG. 5, reference numeral 16 denotes a mass spectrometer, 17 denotes a multipoint beam ammeter for measuring the current value of the ion beam at a plurality of measurement positions, and the other symbols are those in FIG.
The same parts as those shown in FIGS. Since the manufacturing apparatus used in the conventional ion doping method as shown in FIG. 5 has a wide irradiation area, the distribution of beam intensity is measured using the multipoint beam ammeter 17. The user of the apparatus responds to changes in the irradiation state and changes in the impurity concentration at the time of gas switching by calculating the total injection amount from the impurity concentration data of the mass spectrometer. Similarly, the total injection amount is determined from the difference between the average value of the beam current measured by the multipoint beam ammeter and the beam current value measured during actual irradiation.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
な質量分析器の不純物濃度データから総注入量を計算し
て対応する方法では、総注入量を決める際に装置使用者
による操作や計算などの煩雑な作業が必要なばかりでな
く、刻々と変化する製造装置状態の変化による不純物濃
度の変化や照射量分布の変化に対して直ちに対応がとれ
ないという問題があった。
However, in the above-described method of calculating the total injection amount from the impurity concentration data of the mass spectrometer and responding thereto, the operation and calculation by the apparatus user when determining the total injection amount are performed. In addition to the complicated work, there is a problem that it is not possible to immediately respond to a change in the impurity concentration and a change in the dose distribution due to a change in the state of the manufacturing apparatus that changes every moment.

【0009】本発明は、アクティブマトリクス型液晶表
示装置に含まれる薄膜トランジスタを大型のガラス基板
上に形成する際に、照射状態が刻々と変化することによ
り生じる不純物濃度の変化や照射量分布の変化に対して
直ちに対応がとられつつ形成されるアクティブマトリク
ス型液晶表示装置、その製法およびその製法に用いる装
置を提供することを目的とする。
According to the present invention, when a thin film transistor included in an active matrix type liquid crystal display device is formed on a large glass substrate, the change in the impurity concentration and the change in the dose distribution caused by the instantaneous change of the irradiation state are considered. It is an object of the present invention to provide an active matrix type liquid crystal display device which is formed while taking immediate action, a method for manufacturing the same, and a device used for the method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、質量分離をしないイオンビーム照射装置に
おいて、質量分析器からうる不純物濃度データと多点ビ
ーム電流計からうるビーム分析データをもとにして、総
ビーム照射量を制御する手段を有する製造装置を提供す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an ion beam irradiation apparatus without mass separation, in which impurity concentration data obtained from a mass analyzer and beam analysis data obtained from a multipoint beam ammeter are used. Based on this, a manufacturing apparatus having means for controlling the total beam irradiation amount is provided.

【0011】すなわち、本発明にかかわる製法は大型の
ガラス基板上に画素およびソースドレインコンタクト領
域を含む薄膜トランジスタが形成されるときに、該薄膜
トランジスタを構成する複数の薄膜層のうち少なくとも
1層に対してイオン源から引き出したイオンビームを照
射して不純物が注入されてなるアクティブマトリクス型
液晶表示装置の薄膜トランジスタの製法であって、予め
測定された不純物濃度データおよび予め測定されたビー
ム分布データに基づいてビーム電流が制御されることに
より、総ビーム照射量が制御されて処理室内の試料に前
記イオンビームが質量分離が行われることなく照射され
ることを特徴とする。
That is, according to the manufacturing method of the present invention, when a thin film transistor including a pixel and a source / drain contact region is formed on a large-sized glass substrate, at least one of a plurality of thin film layers constituting the thin film transistor is formed. A method of manufacturing a thin film transistor of an active matrix type liquid crystal display device in which an impurity is implanted by irradiating an ion beam extracted from an ion source with a beam based on pre-measured impurity concentration data and pre-measured beam distribution data. By controlling the current, the total beam irradiation amount is controlled, and the sample in the processing chamber is irradiated with the ion beam without performing mass separation.

【0012】また、前記不純物濃度データと前記ビーム
分布データとを比較した結果えられる比例定数に、所望
の不純物照射量を乗じた積に基づき総ビーム照射量が制
御されることが、ガス切換え時または製造装置の状態が
変化したばあいなどの大きなスパンに渡る、前記不純物
データや前記ビーム分布データの変化によって、異なる
ロット間において注入量の誤差が生じることを防止でき
る点で好ましい。
Further, the total beam irradiation amount is controlled based on a product obtained by multiplying a proportional constant obtained as a result of comparing the impurity concentration data with the beam distribution data by a desired impurity irradiation amount. Alternatively, it is preferable in that an error in the injection amount between different lots can be prevented due to a change in the impurity data or the beam distribution data over a large span such as when the state of the manufacturing apparatus changes.

【0013】なお、一般的に、イオン源には、所望とす
る不純物イオン以外の不要な不純物イオンも含まれてい
る。本明細書においては、総ビーム照射量のうち、前記
不要な不純物イオンに関わる照射量を除いた照射量を不
純物照射量という。さらに、前記製造装置の状態とは、
たとえば製造装置内の温度または製造装置を構成する機
器の機能の低下などである。
In general, the ion source also contains unnecessary impurity ions other than the desired impurity ions. In this specification, the irradiation amount excluding the irradiation amount relating to the unnecessary impurity ions in the total beam irradiation amount is referred to as an impurity irradiation amount. Further, the state of the manufacturing apparatus is
For example, the temperature in the manufacturing apparatus or the function of a device constituting the manufacturing apparatus is reduced.

【0014】また、前記不純物濃度データと前記ビーム
分布データとを比較した結果えられる比例定数を、所望
の不純物照射量で除した商に基づき総ビーム照射量が制
御されることが、ガス切換え時または製造装置の状態が
変化したばあいなどの大きなスパンに渡る、前記不純物
データや前記ビーム分布データの変化によって、異なる
ロット間において注入量の誤差が生じることを防止でき
る点で好ましい。
Further, the total beam irradiation amount is controlled based on a quotient obtained by dividing a proportional constant obtained as a result of comparing the impurity concentration data with the beam distribution data by a desired impurity irradiation amount. Alternatively, it is preferable in that an error in the injection amount between different lots can be prevented due to a change in the impurity data or the beam distribution data over a large span such as when the state of the manufacturing apparatus changes.

【0015】また、前記ビーム電流を積算した結果えら
れる前記ビーム電流の総和に基づき計数された不純物の
注入量に対応して総ビーム照射量が制御されることが、
1つのガラス基板に対するイオンビームの照射が終了し
たときから、つぎのガラス基板に対するイオンビームの
照射が開始されるまでの小さなスパンにおける微小なビ
ーム電流の変化によって、前記1つのガラス基板と前記
つぎのガラス基板とのあいだで注入量の誤差が生じるこ
とを防止できる点で好ましい。
Further, the total beam irradiation amount is controlled in accordance with the impurity implantation amount counted based on the sum of the beam currents obtained as a result of integrating the beam currents,
Due to a small change in the beam current in a small span from the time when the irradiation of the ion beam to one glass substrate ends to the time when the irradiation of the ion beam to the next glass substrate starts, the one glass substrate and the next This is preferable in that an injection amount error can be prevented from occurring between the glass substrate and the glass substrate.

【0016】本発明にかかわるイオンビーム照射装置は
アクティブマトリクス型液晶表示装置の薄膜トランジス
タの製造に用いるイオンビーム照射装置であって、該イ
オンビーム照射装置が、イオンビームの電流を測定する
ビーム電流計、不純物濃度を測定する質量分析器、複数
の測定点でイオンビームの分布を測定する多点ビーム電
流計ならびに前記不純物濃度および前記イオンビームの
分布データにもとづいて総ビーム照射量を制御する制御
手段を備えてなることを特徴とする。
An ion beam irradiating apparatus according to the present invention is an ion beam irradiating apparatus used for manufacturing a thin film transistor of an active matrix type liquid crystal display device, wherein the ion beam irradiating apparatus measures a current of an ion beam; A mass analyzer for measuring the impurity concentration, a multi-point beam ammeter for measuring the distribution of the ion beam at a plurality of measurement points, and a control means for controlling the total beam irradiation amount based on the impurity concentration and the distribution data of the ion beam. It is characterized by comprising.

【0017】また、前記総ビーム照射量を制御する制御
手段が、前記質量分析器からえられる不純物濃度データ
と前記多点ビーム電流計からえられるビーム分布データ
との比較を行う手段をさらに備えてなることが不純物照
射量を正確に制御できる点で好ましい。
Further, the control means for controlling the total beam irradiation amount further comprises means for comparing impurity concentration data obtained from the mass analyzer with beam distribution data obtained from the multipoint beam ammeter. Is preferable in that the amount of impurity irradiation can be accurately controlled.

【0018】また、前記制御手段が積算電流計であるこ
とが総ビーム照射量を再現性よく制御できる点で好まし
い。
Further, it is preferable that the control means is an integrating ammeter since the total beam irradiation amount can be controlled with good reproducibility.

【0019】本発明にかかわるアクティブマトリクス型
液晶表示装置は、大型のガラス基板上に画素およびソー
スドレインコンタクト領域を含む薄膜トランジスタが形
成されてなるアクティブマトリクス型液晶表示装置であ
って、イオン源から引き出されたイオンビームが質量分
離が行われることなく、予め質量分析器によって測定さ
れた不純物濃度データおよび予め多点ビーム電流計によ
って測定されたビーム分析データに基づいてビーム電流
が制御されることにより総ビーム照射量が制御されて前
記イオンビームが照射され前記ソースドレインコンタク
ト領域が形成されてなることを特徴とする。
An active matrix type liquid crystal display device according to the present invention is an active matrix type liquid crystal display device in which a thin film transistor including a pixel and a source / drain contact region is formed on a large glass substrate, and is drawn from an ion source. The total beam is controlled by controlling the beam current based on the impurity concentration data previously measured by the mass analyzer and the beam analysis data previously measured by the multipoint beam ammeter without performing the mass separation of the ion beam. The source and drain contact regions are formed by controlling the irradiation amount and irradiating the ion beam.

【0020】以上のように本発明によれば、製造装置の
状態の変化やガス切換え時の不純物濃度変化に対して、
不純物照射量の制御を正確に、かつ迅速に行うことがで
きる。
As described above, according to the present invention, a change in the state of the manufacturing apparatus and a change in the impurity concentration at the time of gas switching are prevented.
Control of the dose of impurity irradiation can be performed accurately and quickly.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照しつつ、本発
明の実施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0022】図1は、本発明の一実施の形態にかかわる
製造装置としてのイオンビーム照射装置において注入量
を設定する際の製造装置の構成を示す概略平面説明図で
ある。図1において、5はリンイオン、8は不純物イオ
ン生成ガス、9はイオン源、10は電極、11は試料
台、12はガラス基板、13はビーム電流計、14は積
算電流計、15はイオン源電源スイッチ、16は質量分
析器、17は多点ビーム電流計、18および21は計数
回路、19は注入コントローラ、20および22は計算
機である。
FIG. 1 is a schematic plan explanatory view showing the configuration of a manufacturing apparatus when setting an injection amount in an ion beam irradiation apparatus as a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 5 is a phosphorus ion, 8 is an impurity ion generating gas, 9 is an ion source, 10 is an electrode, 11 is a sample stage, 12 is a glass substrate, 13 is a beam ammeter, 14 is an integrating ammeter, and 15 is an ion source. A power switch, 16 is a mass analyzer, 17 is a multipoint beam ammeter, 18 and 21 are counting circuits, 19 is an injection controller, and 20 and 22 are calculators.

【0023】本実施の形態においては、ビーム電流計
は、測定レンジ1pA〜100mAの仕様を有する直流
型のものを用いる。また、積算電流計は電流および周波
数をそれぞれ所望の値に自動的に切替える機能を有する
累積計数型のものを用いる。本発明にかかわる多点ビー
ム電流計は、約100点のイオンビームがモニタできる
ものであり、イオンビーム照射装置内においてイオンビ
ームが照射される直径800mm程度の円形の領域に含
まれ、かつ該領域の円周に接する矩形の領域、たとえば
565mm×565mmの大きさの領域に対しては90
0点程度モニタできるものである。質量分析器として
は、分解能100程度の仕様を有する磁界制御型のもの
を用いる。また、注入コントローラは不純物イオンの総
注入量を制御するものであり、入出力装置、表示装置、
通信装置などによって構成されている。つぎに計数回路
18はイオン種を解析する機能を有し、質量分析器の磁
界を用いてえられたイオン種の質量に基づき所望の電気
信号を出力する回路からなる。同様に計数回路21は、
多点ビーム電流計17によりモニタされる点を切換える
機能を有し、モニタされた各点のビーム電流の総和に基
づき所望の電気信号を出力する回路からなる。さらに計
算機20は注入コントローラから出力された信号と、計
数回路21から出力された電気信号とのあいだの比較お
よび演算を行なう機能を有し、比較回路および差分回路
などからなる。同様に計算機22は注入コントローラ、
計算機20、計数回路21の各信号の比較および演算を
行なう機能を有し、入出力装置、表示装置、記憶装置な
どからなる。
In the present embodiment, a DC ammeter having a measurement range of 1 pA to 100 mA is used as the beam ammeter. Further, an accumulative ammeter having a function of automatically switching the current and the frequency to desired values is used. The multipoint beam ammeter according to the present invention can monitor about 100 ion beams, and is included in a circular area having a diameter of about 800 mm to be irradiated with an ion beam in an ion beam irradiation apparatus. For a rectangular area in contact with the circumference of a circle, for example, an area of 565 mm × 565 mm.
About 0 points can be monitored. As the mass spectrometer, a magnetic field control type having a resolution of about 100 is used. The implantation controller controls the total implantation amount of impurity ions, and includes an input / output device, a display device,
It is composed of a communication device and the like. Next, the counting circuit 18 has a function of analyzing the ion species, and comprises a circuit for outputting a desired electric signal based on the mass of the ion species obtained using the magnetic field of the mass analyzer. Similarly, the counting circuit 21
It has a function of switching points monitored by the multipoint beam ammeter 17 and includes a circuit for outputting a desired electric signal based on the sum of the beam currents of the monitored points. Further, the computer 20 has a function of comparing and calculating the signal output from the injection controller and the electric signal output from the counting circuit 21, and includes a comparison circuit and a difference circuit. Similarly, calculator 22 is an infusion controller,
It has a function of comparing and calculating each signal of the computer 20 and the counting circuit 21, and includes an input / output device, a display device, a storage device and the like.

【0024】本発明においては、質量分析器16からえ
られる不純物濃度データと、多点ビーム電流計17から
えられる各点のビーム電流平均値に基づくビーム分布デ
ータとを比較した結果えられる比例定数に、不純物注入
量に対応する所望の不純物照射量を乗じた積に基づき、
最終の総注入量に対応する総ビーム照射量を制御するこ
とにより不純物の注入量を制御してもよく、前記不純物
濃度データと前記ビーム分布データとを比較した結果え
られる比例定数を、所望の不純物照射量で除した商に基
づき総ビーム照射量を制御することにより不純物の注入
量を制御してもよく、また、前記ビーム電流を積算した
結果えられる前記ビーム電流の総和に基づき計数された
不純物の注入量に対応して総ビーム照射量を制御するこ
とにより不純物の注入量を制御してもよい。
In the present invention, the proportionality constant obtained as a result of comparing the impurity concentration data obtained from the mass analyzer 16 with the beam distribution data based on the beam current average value at each point obtained from the multipoint beam ammeter 17. Based on the product of the desired impurity dose corresponding to the impurity implantation dose,
The impurity implantation amount may be controlled by controlling the total beam irradiation amount corresponding to the final total implantation amount, and a proportional constant obtained by comparing the impurity concentration data with the beam distribution data may be a desired constant. The injection amount of the impurity may be controlled by controlling the total beam irradiation amount based on the quotient divided by the impurity irradiation amount, and is counted based on the sum of the beam currents obtained as a result of integrating the beam currents. The injection amount of the impurity may be controlled by controlling the total beam irradiation amount according to the injection amount of the impurity.

【0025】つぎに、これら電流計や計数回路からうる
データを用いて不純物注入を制御する方法について、前
記ビーム電流を積算した結果えられる前記ビーム電流の
総和に基づき計数された不純物の注入量に対応して総ビ
ーム照射量を制御することにより不純物の注入量を制御
するばあいを一例として詳しく説明する。質量分析器1
6からうるデータは電流値である。この電流値から計数
回路18により総ビーム電流の内の所望とする不純物の
濃度Aをそれぞれうる。不純物イオン生成ガスがたとえ
ばPH3ガスのばあいは、前記不純物はリンイオンや水
素化リンイオンなどである。これらの不純物濃度は大抵
のばあい100%より小さい。注入コントローラ19よ
り必要とされる不純物注入量B、たとえばPH3ガスの
ばあいはリンイオンの量を入力する。たとえば不純物が
リンイオンであるばあい、不純物濃度Aは、総イオン注
入量の10〜90%であり、不純物注入量Bは1×10
12〜1×1018cm-2である。前記質量分析器からうる
不純物濃度Aと注入コントローラから入力された不純物
注入量Bは計算機20に入力され、次式のように不足分
を補正した注入量Cが与えられる。
Next, a method of controlling impurity implantation using data obtained from these ammeters and counting circuits will be described with reference to the impurity implantation amount counted based on the total beam current obtained as a result of integrating the beam current. The case where the amount of impurity implantation is controlled by controlling the total beam irradiation amount correspondingly will be described in detail as an example. Mass spectrometer 1
Data obtained from 6 is a current value. From the current value, a desired impurity concentration A in the total beam current is obtained by the counting circuit 18. When the impurity ion generating gas is, for example, PH 3 gas, the impurities are phosphorus ions, hydrogenated phosphorus ions, or the like. These impurity concentrations are usually less than 100%. The necessary amount B of impurities to be implanted by the implantation controller 19, for example, in the case of PH 3 gas, the amount of phosphorus ions is input. For example, when the impurities are phosphorus ions, the impurity concentration A is 10 to 90% of the total ion implantation amount, and the impurity implantation amount B is 1 × 10
It is 12 to 1 × 10 18 cm −2 . The impurity concentration A obtained from the mass spectrometer and the impurity injection amount B input from the injection controller are input to the calculator 20, and the injection amount C with the shortage corrected as given by the following equation is given.

【0026】[0026]

【数1】 (Equation 1)

【0027】多点ビーム電流計17からうるビーム電流
値は多点ビーム電流計17で計測されたのちに計数回路
21により2次元のプロファイルにマッピングされ、面
内のビーム電流平均値Dをうる。ビーム電流計13によ
りうる電流値Eと前記ビーム電流平均値Dとの比Fに前
記注入量Cを乗じることによりえられる最終の総注入量
Gが計算機22により次式を用いて計算され、積算電流
計14に最終の総注入量Gが入力される。
The beam current value obtained from the multipoint beam ammeter 17 is measured by the multipoint beam ammeter 17 and then mapped to a two-dimensional profile by the counting circuit 21 to obtain an in-plane beam current average value D. The final total injection amount G obtained by multiplying the injection amount C by the ratio F between the current value E obtained by the beam ammeter 13 and the beam current average value D is calculated by the computer 22 using the following equation, and integrated. The final total injection amount G is input to the ammeter 14.

【0028】[0028]

【数2】 (Equation 2)

【0029】ここで、試料台11はイオンビームの照射
時に、たとえばガラス基板12を設置するために設けら
れている。ビーム電流計13、質量分析器16、多点ビ
ーム電流計17はそれぞれ互いにビームの進行方向に対
して干渉し合わない方が望ましい。ただし、たとえ多点
ビーム電流計を配置する数および位置や、イオンビーム
の強度などの実施状況によって、多点ビーム電流計が干
渉したとしても、1〜2分程度の時差をもって測定を行
うことによって干渉をさけることが望ましい。
Here, the sample stage 11 is provided for, for example, setting a glass substrate 12 at the time of ion beam irradiation. It is desirable that the beam ammeter 13, the mass analyzer 16, and the multipoint beam ammeter 17 do not interfere with each other in the beam traveling direction. However, even if the multipoint beam ammeter interferes depending on the number and position of the arranged multipoint beam ammeters and the implementation status such as the ion beam intensity, the measurement is performed with a time difference of about 1 to 2 minutes. It is desirable to avoid interference.

【0030】図2は試料にドーピングしているときの製
造装置の構成を示した概略平面説明図である。図2にお
いて、図1に示した符号と同一の部分には、同一の符号
を用いた。積算電流計14に設定された最終の総注入量
(総ドーズ量)まで不純物が注入されると、スイッチ1
5が閉じる。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the structure of the manufacturing apparatus when the sample is doped. 2, the same reference numerals are used for the same parts as those shown in FIG. When impurities are injected up to the final total injection amount (total dose amount) set in the integrating ammeter 14, the switch 1
5 closes.

【0031】本実施の形態では不純物イオン生成ガスの
例としてPH3を述べたが、他にPF5、B26、BF3
などを用いてもよい。
In the present embodiment, PH 3 has been described as an example of the impurity ion generating gas, but PF 5 , B 2 H 6 , BF 3
Or the like may be used.

【0032】質量分析、ビーム分布の測定および補正は
任意の時点に測定できるものとし、その測定および補正
の時点は装置の使用状況によって選択が可能である。た
とえば処理ロットごと、あるいは一日一回測定するなど
一定の作業標準にしたがって実施するのがよい。
The mass spectrometry and the measurement and correction of the beam distribution can be measured at any time, and the time of the measurement and correction can be selected according to the use condition of the apparatus. For example, it is preferable to carry out the measurement in accordance with a certain work standard, such as measuring each processing lot or once a day.

【0033】つぎに、本発明にかかわる製造装置を用い
て、本発明にかかわる製法にしたがって形成したアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置について説明する。かか
るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、図3に示し
たように、大型のガラス基板上にゲート電極1、ゲート
絶縁膜2、シリコン半導体層3、絶縁薄膜4およびソー
スドレイン電極7が配設され薄膜トランジスタが構成さ
れており、かかる構成によって液晶表示を行う。前記大
型のガラス基板の大きさはたとえば550mm×650
mm程度である。
Next, an active matrix type liquid crystal display device formed using the manufacturing apparatus according to the present invention in accordance with the manufacturing method according to the present invention will be described. As shown in FIG. 3, such an active matrix type liquid crystal display device includes a large glass substrate on which a gate electrode 1, a gate insulating film 2, a silicon semiconductor layer 3, an insulating thin film 4, and a source / drain electrode 7 are disposed. , And a liquid crystal display is performed by such a configuration. The size of the large glass substrate is, for example, 550 mm × 650.
mm.

【0034】本発明にかかわる製造装置および製法は、
シリコン半導体層3のうちソースドレイン電極7と接し
ている部分すなわちソースドレイン領域の形成に応用さ
れる。すなわち、ソースドレイン領域はシリコン半導体
層3とソースドレイン電極7とが接触している界面付近
のシリコン半導体層3中に形成される。このようにして
本発明にかかわる製造装置および製法にしたがって形成
したアクティブマトリクス型液晶表示装置は、不純物照
射量が正確に制御されているので、常に一定の表示特性
を有する液晶表示装置を形成することができるという利
点を有する。なお、前記表示特性とは、たとえば薄膜ト
ランジスタのゲート電極またはソースドレイン電極に印
加される電圧の大きさに対する液晶表示の輝度の変化を
いう。
The manufacturing apparatus and the manufacturing method according to the present invention include:
This is applied to formation of a portion of the silicon semiconductor layer 3 which is in contact with the source / drain electrode 7, that is, a source / drain region. That is, the source / drain region is formed in the silicon semiconductor layer 3 near the interface where the silicon semiconductor layer 3 and the source / drain electrode 7 are in contact. In the active matrix type liquid crystal display device formed in accordance with the manufacturing apparatus and the manufacturing method according to the present invention as described above, since the amount of impurity irradiation is accurately controlled, a liquid crystal display device having constant display characteristics can be always formed. It has the advantage that it can be done. Note that the display characteristics refer to, for example, a change in luminance of a liquid crystal display with respect to the magnitude of a voltage applied to a gate electrode or a source / drain electrode of a thin film transistor.

【0035】前記多点ビーム電流計は、たとえば大きさ
550mm×650mmの領域にイオンビームを照射す
るばあい、試料を固定するための場所を避けて、20m
mずつの間隔をもって配設されていることが最も好まし
い。このような状態で複数の多点ビーム電流計を配設し
たばあい、イオンビームの進行方向に対して干渉が生じ
るので、各多点ビーム電流計間に時差を1〜2分設けて
各点の測定を行うことが好ましい。
The above-mentioned multipoint beam ammeter, for example, when irradiating an ion beam on a region of a size of 550 mm × 650 mm, avoids a place for fixing a sample and measures 20 m.
Most preferably, they are arranged at intervals of m. When a plurality of multi-point ammeters are arranged in such a state, interference occurs in the traveling direction of the ion beam. Is preferably measured.

【0036】つぎに、質量分析、ビーム分布の測定およ
び補正は、定期的に実施する、または試料へのイオン照
射直前に実施することが好ましい。
Next, it is preferable that the mass spectrometry and the measurement and correction of the beam distribution are performed periodically or immediately before the sample is irradiated with ions.

【0037】このような最も好ましい実施の形態におい
て形成した、アモルファスシリコンまたはポリシリコン
を使用したアクティブマトリクス型液晶表示装置は均一
な表示特性を有しており、製造面においても安定して再
現性良く製造できるという利点を有する。
The active matrix type liquid crystal display device using amorphous silicon or polysilicon formed in such a most preferred embodiment has uniform display characteristics, and is stable and has good reproducibility in manufacturing. It has the advantage that it can be manufactured.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、製造装置の状態の変化やガス切換え時の不純物濃度
変化に対して、不純物照射量の制御を正確にかつ迅速に
行うことができる。また、かかる製造装置を使用して作
製した薄膜トランジスタはロット間または製造日ごとの
特性に対して、ばらつきを少なくすることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately and promptly control the dose of impurity in response to a change in the state of the manufacturing apparatus or a change in the impurity concentration at the time of gas switching. it can. In addition, the thin film transistor manufactured using such a manufacturing apparatus can reduce variation in characteristics between lots or manufacturing dates.

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

【図1】本発明の一実施の形態にかかわるイオンドープ
法に用いる製造装置の構成を示す概略平面説明図であ
る。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a manufacturing apparatus used for an ion doping method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態にかかわるイオンドープ
法に用いる製造装置の構成を示す概略平面説明図であ
る。
FIG. 2 is a schematic plan view showing a configuration of a manufacturing apparatus used for an ion doping method according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来の薄膜トランジスタの製造工程を示した断
面工程説明図である。
FIG. 3 is a cross-sectional process explanatory view showing a manufacturing process of a conventional thin film transistor.

【図4】従来のイオンドープ法に用いる製造装置の構成
を示す概略平面説明図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing the configuration of a manufacturing apparatus used for a conventional ion doping method.

【図5】不純物イオン測定時のイオンドープ法に用いる
製造装置の構成を示す概略平面説明図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the configuration of a manufacturing apparatus used for an ion doping method when measuring impurity ions.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ゲート電極 2 ゲート絶縁膜 3 シリコン半導体層 4 絶縁薄膜 5 リンイオン 6 注入層 7 ソースドレイン電極 8 不純物イオン生成ガス 9 イオン源 10 電極 11 試料台 12 ガラス基板 13 ビーム電流計 14 積算電流計 15 イオン源電源スイッチ 16 質量分析器 17 多点ビーム電流計 18、21 計数回路 19 注入コントローラ 20、22 計算機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gate electrode 2 Gate insulating film 3 Silicon semiconductor layer 4 Insulating thin film 5 Phosphorus ion 6 Injection layer 7 Source / drain electrode 8 Impurity ion generation gas 9 Ion source 10 Electrode 11 Sample stand 12 Glass substrate 13 Beam ammeter 14 Integrating ammeter 15 Ion source Power switch 16 Mass spectrometer 17 Multi-point beam ammeter 18, 21 Counting circuit 19 Injection controller 20, 22 Computer

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 大型のガラス基板上に画素およびソース
ドレインコンタクト領域を含む薄膜トランジスタが形成
されるときに、該薄膜トランジスタを構成する複数の薄
膜層のうち少なくとも1層に対してイオン源から引き出
したイオンビームを照射して不純物が注入されてなるア
クティブマトリクス型液晶表示装置の薄膜トランジスタ
の製法であって、予め測定された不純物濃度データおよ
び予め測定されたビーム分布データに基づいてビーム電
流が制御されることにより、総ビーム照射量が制御され
て処理室内の試料に前記イオンビームが質量分離が行わ
れることなく照射されることを特徴とする製法。
When a thin film transistor including a pixel and a source / drain contact region is formed on a large glass substrate, at least one of a plurality of thin film layers constituting the thin film transistor is extracted from an ion source. A method for manufacturing a thin film transistor of an active matrix liquid crystal display device in which an impurity is injected by irradiating a beam, wherein a beam current is controlled based on previously measured impurity concentration data and previously measured beam distribution data. Controlling the total amount of beam irradiation to irradiate the sample in the processing chamber with the ion beam without performing mass separation.
【請求項2】 前記不純物濃度データと前記ビーム分布
データとを比較した結果えられる比例定数に、所望の不
純物照射量を乗じた積に基づき総ビーム照射量が制御さ
れる請求項1記載の製法。
2. The method according to claim 1, wherein a total beam irradiation amount is controlled based on a product obtained by multiplying a proportional constant obtained by comparing the impurity concentration data with the beam distribution data by a desired impurity irradiation amount. .
【請求項3】 前記不純物濃度データと前記ビーム分布
データとを比較した結果えられる比例定数を、所望の不
純物照射量で除した商に基づき総ビーム照射量が制御さ
れる請求項1記載の製法。
3. The method according to claim 1, wherein a total beam irradiation amount is controlled based on a quotient obtained by dividing a proportional constant obtained by comparing the impurity concentration data with the beam distribution data by a desired impurity irradiation amount. .
【請求項4】 前記ビーム電流を積算した結果えられる
前記ビーム電流の総和に基づき計数された不純物の注入
量に対応して総ビーム照射量が制御される請求項1記載
の製法。
4. The method according to claim 1, wherein a total beam irradiation amount is controlled in accordance with an impurity implantation amount counted based on a total of the beam currents obtained as a result of integrating the beam currents.
【請求項5】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の
薄膜トランジスタの製造に用いるイオンビーム照射装置
であって、該イオンビーム照射装置が、イオンビームの
電流を測定するビーム電流計、不純物濃度を測定する質
量分析器、複数の測定点でイオンビームの分布を測定す
る多点ビーム電流計ならびに前記不純物濃度および前記
イオンビームの分布データにもとづいて総ビーム照射量
を制御する制御手段を備えてなることを特徴とするイオ
ンビーム照射装置。
5. An ion beam irradiator used for manufacturing a thin film transistor of an active matrix liquid crystal display device, wherein the ion beam irradiator includes a beam ammeter for measuring an ion beam current, and a mass spectrometer for measuring an impurity concentration. A multipoint beam ammeter for measuring the distribution of the ion beam at a plurality of measurement points, and control means for controlling a total beam irradiation amount based on the impurity concentration and the distribution data of the ion beam. Beam irradiation equipment.
【請求項6】 前記総ビーム照射量を制御する制御手段
が、前記質量分析器からえられる不純物濃度データと前
記多点ビーム電流計からえられるビーム分布データとの
比較を行う手段をさらに備えてなる請求項5記載のイオ
ンビーム照射装置。
6. The control means for controlling the total beam irradiation amount further comprises means for comparing impurity concentration data obtained from the mass analyzer with beam distribution data obtained from the multipoint beam ammeter. The ion beam irradiation apparatus according to claim 5, wherein
【請求項7】 前記制御手段が積算電流計である請求項
5記載のイオンビーム照射装置。
7. An ion beam irradiation apparatus according to claim 5, wherein said control means is an integrating ammeter.
【請求項8】 大型のガラス基板上に、画素およびソー
スドレインコンタクト領域を含む薄膜トランジスタが形
成されてなるアクティブマトリクス型液晶表示装置であ
って、イオン源から引き出されたイオンビームが質量分
離が行われることなく、予め質量分析器によって測定さ
れた不純物濃度データおよび予め多点ビーム電流計によ
って測定されたビーム分析データに基づいてビーム電流
が制御されることにより総ビーム照射量が制御されて前
記イオンビームが照射され前記ソースドレインコンタク
ト領域が形成されてなることを特徴とするアクティブマ
トリクス型液晶表示装置。
8. An active matrix liquid crystal display device in which a thin film transistor including a pixel and a source / drain contact region is formed over a large glass substrate, wherein mass separation is performed on an ion beam extracted from an ion source. Without controlling the beam current based on the impurity concentration data measured in advance by the mass analyzer and the beam analysis data measured in advance by the multipoint beam ammeter, the total beam irradiation amount is controlled and the ion beam is controlled. And the source / drain contact region is formed.
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