JP2008083731A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は薄膜トランジスタ(以下、TFTという)で構成された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置およびその様な電気光学装置を部品として搭載した電子機器に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a circuit formed of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and a manufacturing method thereof. For example, the present invention relates to an electro-optical device typified by a liquid crystal display panel and an electronic apparatus in which such an electro-optical device is mounted as a component.
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。 Note that in this specification, a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and an electro-optical device, a semiconductor circuit, and an electronic device are all semiconductor devices.
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用いて薄膜トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはICや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に液晶表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。 In recent years, a technique for forming a thin film transistor (TFT) using a semiconductor thin film (having a thickness of about several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface has attracted attention. Thin film transistors are widely applied to electronic devices such as ICs and electro-optical devices. In particular, development of thin film transistors as switching elements for liquid crystal display devices is urgently required.
液晶表示装置において、高品位な画像を得るために、画素電極をマトリクス状に配置し、画素電極の各々に接続するスイッチング素子としてTFTを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置が注目を集めている。 In a liquid crystal display device, in order to obtain a high-quality image, an active matrix type liquid crystal display device in which pixel electrodes are arranged in a matrix and a TFT is used as a switching element connected to each pixel electrode has attracted attention.
アクティブマトリクス型液晶表示装置には大きく分けて透過型と反射型の二種類のタイプが知られている。 Active matrix liquid crystal display devices are roughly classified into two types, a transmission type and a reflection type.
特に、反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と比較して、バックライトを使用しないため、消費電力が少ないといった長所を有しており、モバイルコンピュータやビデオカメラ用の直視型表示ディスプレイとしての需要が高まっている。 In particular, the reflective liquid crystal display device has the advantage that it consumes less power because it does not use a backlight as compared with the transmissive liquid crystal display device, and is a direct-view display for mobile computers and video cameras. Demand for displays is increasing.
なお、反射型の液晶表示装置は、液晶の光学変調作用を利用して、入射光が画素電極で反射して装置外部に出力される状態と、入射光が装置外部に出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行うものである。一般に反射型の液晶表示装置における画素電極は、アルミニウム等の光反射率の高い金属材料からなり、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子に電気的に接続している。 The reflective liquid crystal display device uses the optical modulation action of liquid crystal to select the state in which incident light is reflected by the pixel electrode and output to the outside of the device, and the state in which incident light is not output to the outside of the device. Then, bright and dark display is performed, and an image is displayed by combining them. In general, a pixel electrode in a reflective liquid crystal display device is made of a metal material having a high light reflectance such as aluminum, and is electrically connected to a switching element such as a thin film transistor.
従来の反射型の液晶表示装置における画素構造では、ゲート配線(走査線)とソース配線(信号線)と容量配線の3本をそれぞれ線状形状にパターニング形成している。また、ソース配線は行方向に、ゲート配線は列方向にそれぞれ配置され、それぞれの配線同士を絶縁するため、ゲート配線とソース配線との間には層間絶縁膜が設けられていた。また、ソース配線とゲート配線は、一部交差しており、その交差部近傍にTFTが配置されていることが従来の特徴である。 In a pixel structure in a conventional reflective liquid crystal display device, three gate wirings (scanning lines), source wirings (signal lines), and capacitor wirings are patterned and formed in a linear shape. Further, the source wiring is arranged in the row direction and the gate wiring is arranged in the column direction. In order to insulate the wirings from each other, an interlayer insulating film is provided between the gate wiring and the source wiring. Further, it is a conventional feature that the source wiring and the gate wiring partially intersect, and the TFT is arranged in the vicinity of the intersection.
また、従来では、画素電極は、さらにソース配線を覆う層間絶縁膜を設け、その層間絶縁膜上に形成されていた。この構造にした場合、層数が増加すると、工程数が増えるためコスト上昇を招いていた。 Conventionally, the pixel electrode is further provided with an interlayer insulating film that covers the source wiring, and is formed on the interlayer insulating film. In this structure, when the number of layers is increased, the number of processes is increased, leading to an increase in cost.
また、従来の他の構造として、ソース配線と同時に形成し、それぞれのソース配線間に画素電極を形成することが知られている。この構造にした場合と、ソース配線と画素電極との間をブラックマトリクスで遮光する必要があった。 Further, as another conventional structure, it is known that the pixel electrode is formed at the same time as the source wiring and between the source wirings. In the case of this structure, it is necessary to block light between the source wiring and the pixel electrode with a black matrix.
また、従来では、クロムなどで形成された金属膜を所望な形状にパターニングしたブラックマトリクスによりTFTの遮光及び画素間の遮光を行っていた。しかしながら、ブラックマトリクスで十分に遮光するためには、ブラックマトリクスと画素電極との間に層間絶縁膜を設けて絶縁することが必要となっていた。このように層間絶縁膜の層数が増加すると、工程数が増えるためコスト上昇を招いていた。また、層間絶縁性を確保する上で不利となっていた。さらに、従来ではブラックマトリクス自体を形成するための工程及びマスクが増加してしまっていた。 Conventionally, light shielding of TFTs and light shielding between pixels has been performed by a black matrix obtained by patterning a metal film formed of chromium or the like into a desired shape. However, in order to sufficiently shield the light with the black matrix, it is necessary to provide an interlayer insulating film between the black matrix and the pixel electrode for insulation. When the number of interlayer insulating films increases in this way, the number of processes increases, leading to an increase in cost. Moreover, it has been disadvantageous in securing interlayer insulation. Furthermore, conventionally, the number of processes and masks for forming the black matrix itself has increased.
また、表示性能の面から画素には大きな保持容量を持たせるとともに、高開口率化が求められている。各画素が高い開口率を持つことにより光利用効率が向上し、表示装置の省電力化および小型化が達成できる。 In addition, from the viewpoint of display performance, the pixel is required to have a large storage capacity and to have a high aperture ratio. Since each pixel has a high aperture ratio, light utilization efficiency is improved, and power saving and downsizing of the display device can be achieved.
近年、画素サイズの微細化が進み、より高精細な画像が求められている。画素サイズの微細化は1つの画素に占めるTFT及び配線の形成面積が大きくなり画素開口率を低減させている。 In recent years, pixel size has been miniaturized, and higher definition images have been demanded. Miniaturization of the pixel size increases the formation area of TFTs and wirings that occupy one pixel and reduces the pixel aperture ratio.
そこで、規定の画素サイズの中で各画素の高開口率を得るためには、画素の回路構成に必要な回路要素を効率よくレイアウトすることが不可欠である。 Therefore, in order to obtain a high aperture ratio of each pixel within a specified pixel size, it is essential to efficiently lay out circuit elements necessary for the circuit configuration of the pixel.
以上のように、少ないマスク数で画素開口率の高い反射型液晶表示装置を実現するためには、従来にない全く新しい画素構成が求められている。 As described above, in order to realize a reflective liquid crystal display device having a high pixel aperture ratio with a small number of masks, a completely new pixel configuration which has not been conventionally required is required.
本発明は、そのような要求に答えるものであり、マスク数及び工程数を増加させることなく、高い開口率を実現した画素構造を有する反射型液晶表示装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to meet such a demand and to provide a reflective liquid crystal display device having a pixel structure that realizes a high aperture ratio without increasing the number of masks and the number of processes.
上述した従来技術の課題を解決するために以下の手段を講じた。 In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the following measures were taken.
本発明は、ブラックマトリクスを用いることなく、TFT及び画素間を遮光する画素構造を特徴としている。画素間を遮光するため、ゲート配線とソース配線を同じ絶縁膜(第1絶縁膜)上に形成し、絶縁膜(第2絶縁膜)を間に挟んで画素電極をゲート配線またはソース配線と重ねて配置する。また、TFTを遮光するため、対向基板上に遮光膜としてカラーフィルタ(赤色のカラーフィルタ、または赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタの積層膜)を素子基板のTFTと重ねて配置する。 The present invention is characterized by a pixel structure that shields light between TFTs and pixels without using a black matrix. In order to shield between pixels, the gate wiring and the source wiring are formed on the same insulating film (first insulating film), and the pixel electrode is overlapped with the gate wiring or the source wiring with the insulating film (second insulating film) interposed therebetween. Arrange. In addition, in order to shield the TFT, a color filter (a red color filter or a laminated film of a red color filter and a blue color filter) is disposed on the counter substrate as a light shielding film so as to overlap the TFT of the element substrate.
本明細書で開示する発明の構成は、図1にその一例を示すように、絶縁表面上に第1の半導体層及び第2の半導体層と、 前記第1の半導体層及び第2の半導体層上に第1絶縁膜と、 前記第1絶縁膜上に前記第1の半導体層と重なるゲート配線と、 前記第2の半導体層の上方に位置する前記第1絶縁膜上に容量配線と、 前記第1の絶縁膜上に島状のソース配線と、 前記ゲート配線、前記容量配線、及び前記島状のソース配線とを覆う第2絶縁膜と、 前記第2絶縁膜上に前記島状のソース配線及び前記第1の半導体層と接続された接続電極と、 前記第2絶縁膜上に前記第1の半導体層と接続された画素電極とを有し、 前記画素電極は、前記第2絶縁膜を間に挟んで前記島状のソース配線と重なっていることを特徴とする半導体装置である。 As shown in FIG. 1 as an example, the structure of the invention disclosed in this specification includes a first semiconductor layer and a second semiconductor layer on an insulating surface, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A first insulating film; a gate wiring overlying the first semiconductor layer on the first insulating film; a capacitor wiring over the first insulating film located above the second semiconductor layer; An island-shaped source wiring on the first insulating film; a second insulating film covering the gate wiring, the capacitor wiring, and the island-shaped source wiring; and the island-shaped source on the second insulating film. A connection electrode connected to the wiring and the first semiconductor layer; and a pixel electrode connected to the first semiconductor layer on the second insulating film, wherein the pixel electrode includes the second insulating film A semiconductor device, wherein the semiconductor device overlaps with the island-shaped source wiring with a gap in between The
上記構成において、前記島状のソース配線は、画素毎に複数配置されており、前記島状のソース配線は、それぞれ前記接続電極によって接続されてソース配線を形成していることを特徴としている。また、前記画素電極は、前記第2絶縁膜を間に挟んで前記ゲート配線と重なっていることを特徴としている。 In the above structure, a plurality of the island-shaped source wirings are arranged for each pixel, and the island-shaped source wirings are connected by the connection electrodes to form source wirings. The pixel electrode may overlap the gate wiring with the second insulating film interposed therebetween.
また、他の発明の構成は、 第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とが貼り合わされた基板間に液晶を保持している半導体装置であって、 前記第1の基板上には薄膜トランジスタを有する画素部及び駆動回路とが設けられ、 前記画素部は、半導体層と、該半導体層を覆う第1絶縁膜と、該第1絶縁膜上に配線と、前記配線を覆う第2絶縁膜と、該第2絶縁膜上に電極とを有し、 前記第2の基板上には、前記画素部の各画素に対応した赤色、青色、及び緑色のカラーフィルタとを有し、 第2の基板上の前記赤色のカラーフィルタと前記青色のカラーフィルタとの積層膜は、第1の基板上の前記薄膜トランジスタと重なる遮光膜となることを特徴とする半導体装置である。 Another aspect of the invention is a semiconductor device in which liquid crystal is held between a first substrate, a second substrate, and a substrate in which the first substrate and the second substrate are bonded to each other. A pixel portion having a thin film transistor and a driver circuit are provided on the first substrate, and the pixel portion includes a semiconductor layer, a first insulating film that covers the semiconductor layer, and a first insulating film on the first insulating film. A wiring, a second insulating film covering the wiring, and an electrode on the second insulating film; and on the second substrate, red, blue, and green corresponding to each pixel of the pixel portion The laminated film of the red color filter and the blue color filter on the second substrate is a light shielding film that overlaps with the thin film transistor on the first substrate. It is a semiconductor device.
上記構成において、前記配線は、ゲート配線、島状のソース配線、及び容量配線である。また、前記第1絶縁膜を間に挟んで前記容量配線と前記半導体層とが重なっている領域には、前記第1絶縁膜を誘電体とする保持容量が形成される。
また、前記電極は、前記半導体層に接続された画素電極と、前記島状のソース配線に接続された接続電極である。
In the above structure, the wiring is a gate wiring, an island-shaped source wiring, and a capacitor wiring. In addition, a storage capacitor using the first insulating film as a dielectric is formed in a region where the capacitor wiring and the semiconductor layer overlap with the first insulating film interposed therebetween.
The electrodes are a pixel electrode connected to the semiconductor layer and a connection electrode connected to the island-shaped source wiring.
また、上記構成において、前記第1の基板と前記第2の基板との間隔は、前記赤色カラーフィルタと前記青色カラーフィルタと前記緑のカラーフィルタとの積層膜からなるスペーサで保持されていることを特徴としている。 In the above structure, the distance between the first substrate and the second substrate is held by a spacer made of a laminated film of the red color filter, the blue color filter, and the green color filter. It is characterized by.
また、他の発明の構成は、図10にその一例を示すように、 絶縁表面上に第1の半導体層及び第2の半導体層と、 前記第1の半導体層及び第2の半導体層上に第1絶縁膜と、 前記第1絶縁膜上に前記第1の半導体層と重なる第1の電極と、 前記第1絶縁膜上に前記第2の半導体層と重なる第2の電極と、 前記第1絶縁膜上にソース配線と、 前記第1電極と及び前記ソース配線とを覆う第2絶縁膜と、 前記第2絶縁膜上に第1の電極に接続されたゲート配線と、前記ソース配線及び前記第1の半導体層と接続された接続電極と、 前記第2絶縁膜上に前記第1の半導体層と接続された画素電極とを有し、 前記画素電極は、前記第2絶縁膜を間に挟んで前記ソース配線と重なっていること特徴とする半導体装置である。 Another example of the structure of the invention is that, as shown in FIG. 10, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are formed on the insulating surface, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are formed on the insulating surface. A first insulating film; a first electrode that overlaps the first semiconductor layer on the first insulating film; a second electrode that overlaps the second semiconductor layer on the first insulating film; A source wiring on one insulating film; a second insulating film covering the first electrode and the source wiring; a gate wiring connected to the first electrode on the second insulating film; A connection electrode connected to the first semiconductor layer; and a pixel electrode connected to the first semiconductor layer on the second insulating film, the pixel electrode sandwiching the second insulating film A semiconductor device is characterized in that the semiconductor device overlaps with the source wiring.
上記構成において、前記第1の半導体層と重なる第1の電極は、ゲート電極である。また、前記第1絶縁膜を誘電体として、前記画素電極に接続された前記第2の半導体層と、隣りあう画素のゲート配線と接続された前記第2の電極とで保持容量を形成している。 In the above structure, the first electrode overlapping with the first semiconductor layer is a gate electrode. Further, a storage capacitor is formed by using the first insulating film as a dielectric, the second semiconductor layer connected to the pixel electrode, and the second electrode connected to a gate wiring of an adjacent pixel. Yes.
また、上記構成は、前記第1絶縁膜を誘電体とした保持容量を用いた例を示したが、本発明は保持容量の構成に限定されない。 Moreover, although the said structure showed the example using the storage capacitor which used the said 1st insulating film as the dielectric material, this invention is not limited to the structure of a storage capacitor.
他の発明の構成は、絶縁表面上に半導体層と、前記半導体層を覆う第1絶縁膜と、 前記第1絶縁膜上にソース配線と、前記第1絶縁膜上に第1絶縁膜を間に挟んで前記半導体層と重なるゲート電極と、 前記ゲート電極及び前記ソース配線を覆う第2絶縁膜と、 前記第2絶縁膜上に前記ゲート電極と接続されたゲート配線と、 前記第2絶縁膜上に前記半導体層と接続された画素電極とを有することを特徴とする半導体装置である。 According to another aspect of the invention, there is provided a semiconductor layer on an insulating surface, a first insulating film covering the semiconductor layer, a source wiring on the first insulating film, and a first insulating film on the first insulating film. A gate electrode overlapping the semiconductor layer, a second insulating film covering the gate electrode and the source wiring, a gate wiring connected to the gate electrode on the second insulating film, and the second insulating film The semiconductor device further includes a pixel electrode connected to the semiconductor layer.
また、上記各構成において、前記ゲート配線は、一導電型を付与する不純物元素がドープされたpoly−Si、W、WSiX、Al、Cu、Ta、Cr、またはMoから選ばれた元素を主成分とする膜、または合金膜、またはそれらの積層膜からなることを特徴としている。 In each of the above structures, the gate wiring is mainly composed of an element selected from poly-Si, W, WSi x , Al, Cu, Ta, Cr, or Mo doped with an impurity element imparting one conductivity type. It is characterized by comprising a component film, an alloy film, or a laminated film thereof.
上記各構成において、寄生容量を低減するために、前記第2絶縁膜は、シリコンを主成分とする第1の絶縁層と、有機樹脂材料から成る第2の絶縁層とからなることを特徴としている。 In each of the above configurations, in order to reduce parasitic capacitance, the second insulating film includes a first insulating layer mainly composed of silicon and a second insulating layer made of an organic resin material. Yes.
また、他の発明の構成は、 絶縁表面上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成された絶縁膜と、該絶縁膜上に形成されたゲート電極とを含むTFTを備えた半導体装置において、 前記ゲート電極は、端部がテーパー形状である第1の導電層を下層とし、前記第1の導電層より狭い幅を有する第2の導電層を上層とし、 前記半導体層は、前記絶縁膜を間に挟んで前記第2の導電層と重なるチャネル形成領域と、該チャネル形成領域と接して形成された第3の不純物領域と、該第3の不純物領域と接して形成された第2の不純物領域と、該第2の不純物領域と接して形成された第1の不純物領域とを含むことを特徴とする半導体装置である。 According to another aspect of the invention, there is provided a semiconductor including a TFT including a semiconductor layer formed on an insulating surface, an insulating film formed on the semiconductor layer, and a gate electrode formed on the insulating film. In the device, the gate electrode has a first conductive layer having a tapered end as a lower layer, a second conductive layer having a narrower width than the first conductive layer as an upper layer, and the semiconductor layer includes the semiconductor layer A channel formation region overlapping with the second conductive layer with an insulating film interposed therebetween, a third impurity region formed in contact with the channel formation region, and a first impurity region formed in contact with the third impurity region A semiconductor device comprising: two impurity regions; and a first impurity region formed in contact with the second impurity region.
また、前記第1の導電層の側斜面が水平面となす角度(テーパー角とも言う)
は、前記第2の導電層の側斜面が水平面となす角度より小さい。また、本明細書中では便宜上、テーパー角を有している側斜面をテーパー形状と呼び、テーパー形状を有している部分をテーパー部と呼ぶ。また、このテーパー部は、チャネル形成領域への光の入射を遮断する効果をも有している。
Further, an angle formed by a side slope of the first conductive layer with a horizontal plane (also referred to as a taper angle).
Is smaller than the angle formed by the side slope of the second conductive layer and the horizontal plane. Further, in this specification, for convenience, a side slope having a taper angle is referred to as a taper shape, and a portion having the taper shape is referred to as a taper portion. The tapered portion also has an effect of blocking light from entering the channel formation region.
また、上記構成において、前記第3の不純物領域は、前記絶縁膜を間に挟んで前記第1の導電層と重なることを特徴としている。この第3の不純物領域は、テーパー部を端部に有する第1の導電層と、絶縁膜とを通過させて半導体層に不純物元素を添加するドーピングによって形成される。また、ドーピングにおいて、半導体層上に位置する材料層の膜厚が厚くなればなるほどイオンの注入される深さが浅くなる。従って、テーパー形状となっている導電層の膜厚による影響を受け、半導体層中に添加される不純物元素の濃度も変化する。第1の導電層の膜厚が厚くなるに従って半導体層中の不純物濃度が低減し、薄くなるにつれて濃度が増加する。 In the above structure, the third impurity region overlaps the first conductive layer with the insulating film interposed therebetween. The third impurity region is formed by doping by adding an impurity element to the semiconductor layer through the first conductive layer having a tapered portion at the end and the insulating film. In doping, the deeper the material layer located on the semiconductor layer, the smaller the ion implantation depth. Accordingly, the concentration of the impurity element added to the semiconductor layer also changes due to the influence of the thickness of the conductive layer having a tapered shape. As the thickness of the first conductive layer increases, the impurity concentration in the semiconductor layer decreases, and as the thickness decreases, the concentration increases.
また、上記構成において、前記第1の不純物領域は、ソース領域またはドレイン領域であることを特徴としている。 In the above structure, the first impurity region is a source region or a drain region.
また、上記構成において、前記絶縁膜のうち、前記第2の不純物領域と重なる領域はテーパー形状である部分を含むことを特徴としている。この第2の不純物領域は、絶縁膜を通過させて半導体層に不純物元素を添加するドーピングによって形成される。従って、絶縁膜のうち、テーパー形状である部分の影響を受け、第2の不純物領域の不純物濃度の分布も変化する。絶縁膜の膜厚が厚くなるに従って第2の不純物領域中の不純物濃度が低減し、薄くなるにつれて濃度が増加する。なお、第2の不純物領域は第3の不純物領域と同一のドーピングによって形成されるが、第1の導電層と重なっていないため、第2の不純物領域の不純物濃度は、第3の不純物領域の不純物濃度より高い。また、チャネル長方向における前記第2の不純物領域の幅は、前記第3の不純物領域の幅と同じ、或いは前記第3の不純物領域の幅よりも広い。 In the above structure, a region of the insulating film that overlaps with the second impurity region includes a tapered portion. The second impurity region is formed by doping by adding an impurity element to the semiconductor layer through the insulating film. Therefore, the distribution of the impurity concentration in the second impurity region changes due to the influence of the tapered portion of the insulating film. As the thickness of the insulating film increases, the impurity concentration in the second impurity region decreases, and as the thickness decreases, the concentration increases. Note that the second impurity region is formed by the same doping as the third impurity region, but does not overlap with the first conductive layer. Therefore, the impurity concentration of the second impurity region is the same as that of the third impurity region. Higher than impurity concentration. In addition, the width of the second impurity region in the channel length direction is the same as the width of the third impurity region or wider than the width of the third impurity region.
また、上記構成において、前記TFTはnチャネル型TFT、あるいはpチャネル型TFTであることを特徴としている。また、本発明においてはnチャネル型TFTを用いて画素TFTを形成する。また、これらのnチャネル型TFTやpチャネル型TFTを用いたCMOS回路を備えた駆動回路を形成する。 In the above structure, the TFT is an n-channel TFT or a p-channel TFT. In the present invention, a pixel TFT is formed using an n-channel TFT. In addition, a drive circuit including a CMOS circuit using these n-channel TFT and p-channel TFT is formed.
また、上記構成において、前記半導体装置は、反射型の液晶表示装置であることを特徴としている。 In the above structure, the semiconductor device is a reflective liquid crystal display device.
また、上記構造を実現する作製工程における発明の構成は、 絶縁表面上に結晶質半導体膜からなる第1の半導体層及び第2の半導体層を形成する第1工程と、 前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層上に第1絶縁膜を形成する第2工程と、 前記第1絶縁膜上に前記第1の半導体層と重なるゲート配線と、前記第2の半導体層の上方に位置する第1絶縁膜上に容量配線と、前記第1の絶縁膜上に島状のソース配線とを形成する第3工程と、 前記ゲート配線、前記容量配線、及び前記島状のソース配線を覆う第2絶縁膜を形成する第4工程と、 前記第2絶縁膜上に前記島状のソース配線と前記第1の半導体層とを接続する接続電極と、前記島状のソース配線と重なる画素電極とを形成する第5工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 Further, the structure of the invention in the manufacturing process for realizing the above structure includes a first step of forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer made of a crystalline semiconductor film over an insulating surface, and the first semiconductor layer. And a second step of forming a first insulating film on the second semiconductor layer, a gate wiring overlying the first semiconductor layer on the first insulating film, and a position above the second semiconductor layer A third step of forming a capacitor wiring on the first insulating film and an island-shaped source wiring on the first insulating film; and covering the gate wiring, the capacitor wiring, and the island-shaped source wiring. A fourth step of forming a second insulating film; a connection electrode connecting the island-shaped source wiring and the first semiconductor layer on the second insulating film; and a pixel electrode overlapping the island-shaped source wiring And a fifth step of forming the semiconductor device. This is a manufacturing method of the device.
また、上記構造を実現する作製工程における他の発明の構成は、 一対の基板間に液晶を挟持した半導体装置の作製方法であって、 第1の基板上に結晶質半導体膜からなる第1の半導体層及び第2の半導体層を形成する第1工程と、 前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層上に第1絶縁膜を形成する第2工程と、 前記第1絶縁膜上に前記第1の半導体層と重なるゲート配線と、前記第2の半導体層の上方に位置する第1絶縁膜上に容量配線と、前記第1の絶縁膜上に島状のソース配線とを形成する第3工程と、 前記ゲート配線、前記容量配線、及び前記島状のソース配線を覆う第2絶縁膜を形成する第4工程と、 前記第2絶縁膜上に前記島状のソース配線と前記第1の半導体層とを接続する接続電極と、前記島状のソース配線と重なる画素電極とを形成する第5工程と、 第2の基板に、各画素電極に対応した赤色、青色、緑色のカラーフィルタを形成すると同時に、少なくとも前記第1の半導体層と重なるように、前記赤色のカラーフィルタと前記青色カラーフィルタとの積層膜からなる遮光膜を形成する第6工程と、 前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる第7工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 In addition, another structure of the invention in a manufacturing process for realizing the above structure is a method for manufacturing a semiconductor device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, the first substrate including a crystalline semiconductor film on a first substrate. A first step of forming a semiconductor layer and a second semiconductor layer; a second step of forming a first insulating film on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; and on the first insulating film. A gate wiring overlapping with the first semiconductor layer, a capacitor wiring on the first insulating film located above the second semiconductor layer, and an island-shaped source wiring on the first insulating film are formed. A third step, a fourth step of forming a second insulating film covering the gate wiring, the capacitor wiring, and the island-shaped source wiring; and the island-shaped source wiring and the first on the second insulating film A connection electrode for connecting the semiconductor layer, and the island-like source wiring Forming a pixel electrode on the second substrate, and forming red, blue, and green color filters corresponding to each pixel electrode on the second substrate, and at least overlapping with the first semiconductor layer, A sixth step of forming a light-shielding film made of a laminated film of a red color filter and the blue color filter; and a seventh step of bonding the first substrate and the second substrate. This is a method for manufacturing a semiconductor device.
また、上記構造を実現する作製工程における他の発明の構成は、 絶縁表面上に結晶質半導体膜からなる第1の半導体層及び第2の半導体層を形成する第1工程と、 前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層上に第1絶縁膜を形成する第2工程と、 前記第1絶縁膜上に前記第1の半導体層と重なる第1の電極と、前記第2の半導体層と重なる第2の電極と、ソース配線とを形成する第3工程と、 前記第1の電極、前記第2の電極、及び前記ソース配線を覆う第2絶縁膜を形成する第4工程と、 前記第2絶縁膜上に前記第1の電極と接続するゲート配線と、前記第1の半導体層と前記ソース配線とを接続する接続電極と、前記ソース配線と重なる画素電極とを形成する第5工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 According to another invention of the manufacturing process for realizing the above structure, a first process of forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer made of a crystalline semiconductor film on an insulating surface; A second step of forming a first insulating film on the semiconductor layer and the second semiconductor layer; a first electrode overlapping the first semiconductor layer on the first insulating film; and the second semiconductor layer A third step of forming a second electrode overlapping with the source line, a fourth step of forming a second insulating film covering the first electrode, the second electrode, and the source line, A fifth step of forming a gate wiring connected to the first electrode, a connection electrode connecting the first semiconductor layer and the source wiring, and a pixel electrode overlapping the source wiring on the second insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device.
上記構成において、前記画素電極と接続された前記第2の半導体層は、隣りあう画素のゲート配線と接続された前記第2の電極と前記第1絶縁膜を間に挟んで重なっていることを特徴としている。 In the above structure, the second semiconductor layer connected to the pixel electrode is overlapped with the second electrode connected to the gate wiring of an adjacent pixel and the first insulating film interposed therebetween. It is a feature.
また、上記構造を実現する作製工程における他の発明の構成は、 一対の基板間に液晶を挟持した半導体装置の作製方法であって、 第1の基板上に結晶質半導体膜からなる第1の半導体層及び第2の半導体層を形成する第1工程と、 前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層上に第1絶縁膜を形成する第2工程と、 前記第1絶縁膜上に前記第1の半導体層と重なる第1の電極と、前記第2の半導体層と重なる第2の電極と、ソース配線とを形成する第3工程と、 前記第1の電極、前記第2の電極、及び前記ソース配線を覆う第2絶縁膜を形成する第4工程と、 前記第2絶縁膜上に前記第1の電極と接続するゲート配線と、前記第1の半導体層と前記ソース配線とを接続する接続電極と、前記ソース配線と重なる画素電極とを形成する第5工程と、 第2の基板に、各画素電極に対応した赤色、青色、緑色のカラーフィルタを形成すると同時に、少なくとも前記第1の半導体層と重なるように、前記赤色のカラーフィルタと前記青色カラーフィルタとの積層膜からなる遮光膜を形成する第6工程と、 前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる第7工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。 In addition, another structure of the invention in a manufacturing process for realizing the above structure is a method for manufacturing a semiconductor device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, the first substrate including a crystalline semiconductor film on a first substrate. A first step of forming a semiconductor layer and a second semiconductor layer; a second step of forming a first insulating film on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer; and on the first insulating film. A third step of forming a first electrode that overlaps the first semiconductor layer, a second electrode that overlaps the second semiconductor layer, and a source wiring; the first electrode; the second electrode; And a fourth step of forming a second insulating film covering the source wiring, a gate wiring connected to the first electrode on the second insulating film, the first semiconductor layer, and the source wiring. A connection electrode to be connected and a pixel electrode overlapping with the source wiring are formed. And forming a red, blue, and green color filter corresponding to each pixel electrode on the second substrate, and at least simultaneously overlapping the first semiconductor layer with the red color filter and the blue color. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a sixth step of forming a light-shielding film formed of a laminated film with a filter; and a seventh step of bonding the first substrate and the second substrate. .
また、上記構造を実現する作製工程における他の発明の構成は、 絶縁表面上に半導体層を形成する工程と、 前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に第1の導電層と第2の導電層を形成する工程と、 前記第1の導電層と第2の導電層をマスクとして一導電型を付与する不純物元素を添加して第1の不純物領域を形成する工程と、 前記第1の導電層、前記第2の導電層をエッチングして、テーパー部を有する第1の導電層と、第2の導電層を形成する工程と、 前記絶縁膜を通過させて前記半導体層に一導電型を付与する不純物元素を添加し、第2の不純物領域を形成すると同時に、前記第1の導電層のテーパ−部を通過させて前記半導体層に一導電型を付与する不純物元素を添加し、前記半導体層の端部に向かって不純物濃度が増加する第3の不純物領域を形成する工程と、を有する半導体装置の作製方法である。 In addition, the structure of another invention in the manufacturing process for realizing the above structure includes a step of forming a semiconductor layer on an insulating surface, a step of forming an insulating film on the semiconductor layer, and a first step on the insulating film. A step of forming a conductive layer and a second conductive layer; and a step of forming a first impurity region by adding an impurity element imparting one conductivity type using the first conductive layer and the second conductive layer as a mask. Etching the first conductive layer and the second conductive layer to form a first conductive layer having a tapered portion and a second conductive layer; passing through the insulating film and passing through the insulating film; Impurity imparting one conductivity type to the semiconductor layer by adding an impurity element imparting one conductivity type to the semiconductor layer to form a second impurity region and simultaneously passing through the tapered portion of the first conductive layer Element is added and is not directed toward the edge of the semiconductor layer. Forming a third impurity region things concentration increases, a method for manufacturing a semiconductor device having a.
また、上記構造を実現する作製工程における他の発明の構成は、 絶縁表面上に半導体層を形成する工程と、 前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に第1の導電層と第2の導電層を形成する工程と、 前記第1の導電層と第2の導電層をマスクとして一導電型を付与する不純物元素を添加して第1の不純物領域を形成する工程と、 前記第1の導電層、前記第2の導電層、前記絶縁膜をエッチングして、テーパー部を有する第1の導電層と、第2の導電層と、テーパー部を一部有する前記絶縁膜を形成する工程と、 前記テーパー部を一部有する絶縁膜を通過させて前記半導体層に一導電型を付与する不純物元素を添加し、第2の不純物領域を形成すると同時に、前記第1の導電層のテーパ−部を通過させて前記半導体層に一導電型を付与する不純物元素を添加し、前記半導体層の端部に向かって不純物濃度が増加する第3の不純物領域を形成する工程と、を有する半導体装置の作製方法である。 In addition, the structure of another invention in the manufacturing process for realizing the above structure includes a step of forming a semiconductor layer on an insulating surface, a step of forming an insulating film on the semiconductor layer, and a first step on the insulating film. A step of forming a conductive layer and a second conductive layer; and a step of forming a first impurity region by adding an impurity element imparting one conductivity type using the first conductive layer and the second conductive layer as a mask. And etching the first conductive layer, the second conductive layer, and the insulating film to form a first conductive layer having a tapered portion, a second conductive layer, and the insulating portion having a tapered portion. Forming a film; and adding an impurity element imparting one conductivity type to the semiconductor layer through an insulating film having a part of the tapered portion to form a second impurity region, and at the same time, forming the first impurity region The semiconductor layer passes through a tapered portion of the conductive layer. Adding an impurity element imparting one conductivity type, and forming a third impurity region to increase the impurity concentration toward the end of the semiconductor layer, a method for manufacturing a semiconductor device having a.
本発明によりマスク数及び工程数を増加させることなく、高い開口率を実現した画素構造を有する反射型表示装置を実現することができる。 According to the present invention, a reflective display device having a pixel structure that realizes a high aperture ratio can be realized without increasing the number of masks and the number of processes.
本発明の実施形態について、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明の反射型表示装置は、基本的な構成として、互いに所定の間隙を間に挟んで接着した素子基板及び対向基板と、前記間隙に保持された電気光学物質(液晶材料等)とを備えている。 The reflective display device of the present invention includes, as a basic configuration, an element substrate and a counter substrate that are bonded to each other with a predetermined gap therebetween, and an electro-optical substance (liquid crystal material or the like) held in the gap. ing.
〔実施の形態1〕 本発明の画素構造の具体例を図1に示す。 Embodiment Mode 1 A specific example of a pixel structure of the present invention is shown in FIG.
素子基板は、図1に示すように、行方向に配置されたゲート配線140及び容量配線137と、列方向に配置されたソース配線と、ゲート配線とソース配線の交差部近傍の画素TFTを有する画素部と、nチャネル型TFTやpチャネル型TFTを有する駆動回路とを含む。
As shown in FIG. 1, the element substrate includes
ただし、図1におけるソース配線は、列方向に配置された島状のソース配線139と接続電極165とが接続したものを指している。なお、島状のソース配線139は、ゲート配線140(ゲート電極136含む)及び容量配線137と同様にゲート絶縁膜上に接して形成されたものである。また、接続電極165は画素電極167、160と同様に層間絶縁膜上に形成されたものである。
However, the source wiring in FIG. 1 indicates a connection between the island-shaped
このような構成とすることによって、各画素間は、主に画素電極160の端部を島状のソース配線139やゲート配線140と重ねることにより遮光することができる。
With such a configuration, light shielding can be performed between the pixels by mainly overlapping the end portions of the
なお、素子基板上のTFTを遮光するため、赤色のカラーフィルタ、または赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタの積層膜、または赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタと緑色のカラーフィルタの積層膜を所定の位置(素子基板のTFTの位置)にあわせてパターニングしたものを対向基板上に設ける。 In order to shield the TFT on the element substrate, a red color filter, or a laminated film of a red color filter and a blue color filter, or a laminated film of a red color filter, a blue color filter, and a green color filter is used. A pattern patterned in accordance with a predetermined position (the position of the TFT on the element substrate) is provided on the counter substrate.
このような構成とすることによって、素子基板のTFTは、主に対向基板に設けられたカラーフィルタ(赤色のカラーフィルタ、または赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタの積層膜、または赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタと緑色のカラーフィルタの積層膜)により遮光することができる。 With such a structure, the TFT of the element substrate mainly includes a color filter (a red color filter, a laminated film of a red color filter and a blue color filter, or a red color filter) provided on the counter substrate. And a blue color filter and a green color filter).
また、画素電極160の保持容量は、第2の半導体層202を覆う絶縁膜を誘電体とし、画素電極160と接続された第2の半導体層202と、容量配線203とで形成している。
In addition, the storage capacitor of the
また、図1に示す画素構造を有する画素部と駆動回路とを有する素子基板を形成するために必要なマスク数を5枚とすることができる。即ち、1枚目は、第1の半導体層201及び第2の半導体層202をパターニングするマスク、2枚目は、ゲート配線140、204、容量配線137、203、及び島状のソース配線139、206、207をパターニングするマスク、3枚目は、駆動回路のpチャネル型TFTを形成するためにp型を付与する不純物元素を添加する際、nチャネル型TFTを覆うためのマスク、4枚目は、第1の半導体層と第2の半導体層と島状のソース配線とにそれぞれ達するコンタクトホールを形成するマスク、5枚目は、接続電極165、205及び画素電極160、167をパターニングするためのマスクである。
Further, the number of masks necessary for forming an element substrate having a pixel portion having a pixel structure shown in FIG. 1 and a driver circuit can be five. That is, the first sheet is a mask for patterning the first semiconductor layer 201 and the second semiconductor layer 202, and the second sheet is a
以上のように、図1に示す画素構造とした場合、少ないマスク数で画素開口率の高い反射型液晶表示装置を実現することができる。 As described above, when the pixel structure shown in FIG. 1 is used, a reflective liquid crystal display device with a high pixel aperture ratio can be realized with a small number of masks.
〔実施の形態2〕 本発明の画素構造の具体例を図10に示す。 [Embodiment Mode 2] FIG. 10 shows a specific example of a pixel structure of the present invention.
素子基板は、図10に示すように、行方向に配置されたゲート配線1002、1012と、列方向に配置されたソース配線1004と、ゲート配線とソース配線の交差部近傍の画素TFTを有する画素部と、nチャネル型TFTやpチャネル型TFTを有する駆動回路とを含む。
As shown in FIG. 10, the element substrate includes
ただし、図10におけるゲート配線は、列方向に配置された島状のゲート電極1001と島状の容量電極1008が接続したものを指している。なお、島状のゲート電極1001は、ソース配線1004及び容量電極1008と同様にゲート絶縁膜上に接して形成されたものである。また、ゲート配線1002、1012は画素電極1006、1007、接続電極1005と同様に層間絶縁膜上に形成されたものである。
Note that the gate wiring in FIG. 10 indicates a connection between an island-shaped
このような構成とすることによって、各画素間は、主に画素電極1006の端部をソース配線1004と重ねることにより遮光することができる。
With such a structure, light shielding can be performed between the pixels by mainly overlapping the end portion of the
また、上記実施の形態1と同様にして、素子基板のTFTは、主に対向基板に設けられたカラーフィルタ(赤色のカラーフィルタ、または赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタの積層膜、または赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタと緑色のカラーフィルタの積層膜)により遮光する。また、図10の画素構造では、ゲート配線と画素電極の間隙を遮光する必要があるため、この部分においても同様に対向基板に設けたカラーフィルタを用いて遮光すればよい。 In the same manner as in the first embodiment, the TFT of the element substrate mainly includes a color filter (a red color filter, a stacked film of a red color filter and a blue color filter, or a red color filter provided on a counter substrate). The color filter, the blue color filter, and the green color filter) are shielded from light. Further, in the pixel structure of FIG. 10, since it is necessary to shield the gap between the gate wiring and the pixel electrode, this portion may be shielded similarly by using a color filter provided on the counter substrate.
また、画素電極1006の保持容量は、第2の半導体層を覆う絶縁膜を誘電体とし、画素電極1006と接続された第2の半導体層と、ゲート配線1012と接続された容量電極1008とで形成している。
Further, the storage capacitor of the
また、図1と同様に図10に示す画素構造を有する画素部と駆動回路とを有する素子基板を形成するために必要なマスク数を5枚とすることができる。即ち、1枚目は、第1の半導体層及び第2の半導体層をパターニングするマスク、2枚目は、ゲート電極1001、容量電極1008、及びソース配線1004をパターニングするマスク、3枚目は、駆動回路のpチャネル型TFTを形成するためにp型を付与する不純物元素を添加する際、nチャネル型TFTを覆うためのマスク、4枚目は、第1の半導体層と第2の半導体層とゲート電極と容量電極とソース配線とにそれぞれ達するコンタクトホールを形成するマスク、5枚目は、接続電極1005、ゲート配線1002、1012、及び画素電極1006、1007をパターニングするためのマスクである。
Further, similarly to FIG. 1, the number of masks necessary for forming an element substrate having a pixel portion having the pixel structure shown in FIG. 10 and a driver circuit can be set to five. That is, the first sheet is a mask for patterning the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, the second sheet is a mask for patterning the
以上のように、図10に示す画素構造とした場合、少ないマスク数で画素開口率の高い反射型液晶表示装置を実現することができる。 As described above, with the pixel structure shown in FIG. 10, a reflective liquid crystal display device with a high pixel aperture ratio can be realized with a small number of masks.
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。 The present invention having the above-described configuration will be described in more detail with the following examples.
本実施例では同一基板上に画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のTFT(nチャネル型TFT及びpチャネル型TFT)を同時に作製する方法について詳細に説明する。 In this embodiment, a method for simultaneously manufacturing a pixel portion and TFTs (n-channel TFT and p-channel TFT) of a driver circuit provided around the pixel portion on the same substrate will be described in detail.
まず、図2(A)に示すように、コーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板100上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜101を形成する。例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜102aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成し、同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン膜101bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜101を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造として形成しても良い。
First, as shown in FIG. 2A, a silicon oxide film on a
島状半導体層102〜106は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体層102〜106の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜60nm)
の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。
The island-shaped semiconductor layers 102 to 106 are formed using a crystalline semiconductor film in which a semiconductor film having an amorphous structure is formed using a laser crystallization method or a known thermal crystallization method. The thickness of the island-like semiconductor layers 102 to 106 is 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm).
The thickness is formed. There is no limitation on the material of the crystalline semiconductor film, but the crystalline semiconductor film is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy.
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやYAGレーザー、YVO4レーザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。また、YAGレーザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10kHzとし、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良い。
そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80〜98%として行う。
In order to manufacture a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, YAG laser, or YVO 4 laser is used. When these lasers are used, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly collected by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. Crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 30 Hz, and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm 2 (typically 200 to 300 mJ / cm 2). ). In the case of using a YAG laser, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is set to 1 to 10 kHz, and the laser energy density is set to 300 to 600 mJ / cm 2 (typically 350 to 500 mJ / cm 2 ).
Then, a laser beam condensed linearly with a width of 100 to 1000 μm, for example 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition rate (overlap rate) of the linear laser beam at this time is 80 to 98%.
次いで、島状半導体層102〜106を覆うゲート絶縁膜107を形成する。
ゲート絶縁膜107はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、120nmの厚さで酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
Next, a
The
そして、ゲート絶縁膜107上にゲート電極を形成するための第1の導電膜108と第2の導電膜109とを形成する。本実施例では、第1の導電膜108をTaで50〜100nmの厚さに形成し、第2の導電膜をWで100〜300nmの厚さに形成する。
Then, a first
Ta膜はスパッタ法で形成し、TaのターゲットをArでスパッタする。この場合、Arに適量のXeやKrを加えると、Ta膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。また、α相のTa膜の抵抗率は20μΩcm程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のTa膜の抵抗率は180μΩcm程度でありゲート電極とするには不向きである。α相のTa膜を形成するために、Taのα相に近い結晶構造をもつ窒化タンタルを10〜50nm程度の厚さでTaの下地に形成しておくとα相のTa膜を容易に得ることができる。 The Ta film is formed by sputtering, and a Ta target is sputtered with Ar. In this case, when an appropriate amount of Xe or Kr is added to Ar, the internal stress of the Ta film can be relieved and peeling of the film can be prevented. The resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm and can be used for the gate electrode, but the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 μΩcm and is not suitable for the gate electrode. In order to form an α-phase Ta film, tantalum nitride having a crystal structure close to Ta's α-phase is formed on a Ta base with a thickness of about 10 to 50 nm, so that an α-phase Ta film can be easily obtained. be able to.
W膜を形成する場合には、Wをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、W中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度99.9999%または99.99%のWターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現することができる。 When forming a W film, it is formed by sputtering using W as a target. In addition, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, in order to use as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and the resistivity of the W film is desirably 20 μΩcm or less. The resistivity of the W film can be reduced by increasing the crystal grains. However, when there are many impurity elements such as oxygen in W, crystallization is hindered and the resistance is increased. Therefore, when sputtering is used, a W film having a purity of 99.9999% or 99.99% is used, and a W film is formed with sufficient consideration so that impurities are not mixed in the vapor phase during film formation. Thus, a resistivity of 9 to 20 μΩcm can be realized.
なお、本実施例では、第1の導電膜108をTa、第2の導電膜をWとしたが、特に限定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施例以外の他の組み合わせの一例は、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をWとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をAlとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をCuとする組み合わせで形成することが好ましい。
In this embodiment, Ta is used for the first
次に、レジストによるマスク110〜117を形成し、電極及び配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。本実施例ではICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及びTa膜とも同程度にエッチングされる。
Next, resist
上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の角度は15〜45°となる。
ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、10〜20%程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。W膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エッチングされることになる。こうして、第1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状の導電層119〜126(第1の導電層119a〜126aと第2の導電層119b〜126b)を形成する。118はゲート絶縁膜であり、第1の形状の導電層119〜126で覆われない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Under the above etching conditions, by making the shape of the resist mask suitable, the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °.
In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, it is preferable to increase the etching time at a rate of about 10 to 20%. Since the selection ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3), the surface where the silicon oxynitride film is exposed is etched by about 20 to 50 nm by the over-etching process. Thus, the first shape
また、本実施例では1回のエッチングにより第1の形状の導電層119〜126を形成したが、複数のエッチングによって形成してもよいことは言うまでもない。
In the present embodiment, the first shape
そして、第1のドーピング処理を行いn型を付与する不純物元素を添加する。
(図2(B))ドーピングの方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1014atoms/cm2とし、加速電圧を60〜100keVとして行う。n型を付与する不純物元素として15族に属する元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここではリン(P)を用いる。この場合、導電層119〜123がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第1の不純物領域127〜131が形成される。第1の不純物領域127〜131には1×1020〜1×1021atomic/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。
Then, an impurity element imparting n-type is added by performing a first doping process.
(FIG. 2B) The doping method may be an ion doping method or an ion implantation method. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 13 to 5 × 10 14 atoms / cm 2 and an acceleration voltage of 60 to 100 keV. As an impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15, typically phosphorus (P) or arsenic (As), is used here, but phosphorus (P) is used. In this case, the
次に、図2(C)に示すように第2のエッチング処理を行う。同様にICPエッチング法を用い、エッチングガスにCF4とCl2とO2を混合して、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF電力(13.56MHz)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)には50WのRF(13.56MHz)電力を投入し、第1のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりW膜を異方性エッチングし、かつ、それより遅いエッチング速度で第1の導電層であるTaを異方性エッチングして第2の形状の導電層133〜140(第1の導電層133a〜140aと第2の導電層133b〜140b)を形成する。132はゲート絶縁膜であり、第2の形状の導電層133〜137で覆われない領域はさらに20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Next, a second etching process is performed as shown in FIG. Similarly, using the ICP etching method, CF 4 , Cl 2 and O 2 are mixed in the etching gas, and 500 W of RF power (13.56 MHz) is supplied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma. Do. 50 W RF (13.56 MHz) power is applied to the substrate side (sample stage), and a lower self-bias voltage is applied than in the first etching process. Under such conditions, the W film is anisotropically etched, and Ta, which is the first conductive layer, is anisotropically etched at a slower etching rate to form the second shape
また、本実施例では1回のエッチングにより図2(C)に示した第2の形状の導電層133〜140を形成したが、複数のエッチングによって形成してもよいことは言うまでもない。例えば、CF4とCl2の混合ガスによるエッチングを行った後、CF4とCl2とO2の混合ガスによるエッチングを行ってもよい。
In this embodiment, the second shape
W膜やTa膜のCF4とCl2の混合ガスによるエッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオン種と反応生成物の蒸気圧から推測することができる。WとTaのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、Wのフッ化物であるWF6が極端に高く、その他のWCl5、TaF5、TaCl5は同程度である。従って、CF4とCl2の混合ガスではW膜及びTa膜共にエッチングされる。しかし、この混合ガスに適量のO2を添加するとCF4とO2が反応してCOとFになり、FラジカルまたはFイオンが多量に発生する。その結果、フッ化物の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増大する。一方、TaはFが増大しても相対的にエッチング速度の増加は少ない。また、TaはWに比較して酸化されやすいので、O2を添加することでTaの表面が酸化される。Taの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらにTa膜のエッチング速度は低下する。従って、W膜とTa膜とのエッチング速度に差を作ることが可能となりW膜のエッチング速度をTa膜よりも大きくすることが可能となる。 The etching reaction of the W film or Ta film with the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be estimated from the generated radical or ion species and the vapor pressure of the reaction product. When the vapor pressures of W and Ta fluorides and chlorides are compared, WF 6 which is a fluoride of W is extremely high, and other WCl 5 , TaF 5 and TaCl 5 are similar. Therefore, both the W film and the Ta film are etched with a mixed gas of CF 4 and Cl 2 . However, when an appropriate amount of O 2 is added to this mixed gas, CF 4 and O 2 react to form CO and F, and a large amount of F radicals or F ions are generated. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure is increased. On the other hand, the increase in etching rate of Ta is relatively small even when F increases. Further, since Ta is more easily oxidized than W, the surface of Ta is oxidized by adding O 2 . Since the Ta oxide does not react with fluorine or chlorine, the etching rate of the Ta film further decreases. Therefore, it is possible to make a difference in the etching rate between the W film and the Ta film, and the etching rate of the W film can be made larger than that of the Ta film.
そして、図3(A)に示すように第2のドーピング処理を行う。この場合、第1のドーピング処理よりもドーズ量を下げて高い加速電圧の条件としてn型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜120keVとし、1×1013/cm2のドーズ量で行い、図2(B)で島状半導体層に形成された第1の不純物領域の内側に新たな不純物領域を形成する。ドーピングは、第2の導電層133b〜137bを不純物元素に対するマスクとして用い、第1の導電層133a〜137aの下側の領域にも不純物元素が添加されるようにドーピングする。こうして、第1の導電層133a〜137aと重なる第3の不純物領域141〜145と、第1の不純物領域と第3の不純物領域との間の第2の不純物領域146〜150とを形成する。n型を付与する不純物元素は、第2の不純物領域で1×1017〜1×1019atoms/cm3の濃度となるようにし、第3の不純物領域で1×1016〜1×1018atoms/cm3の濃度となるようにする。
Then, a second doping process is performed as shown in FIG. In this case, an impurity element imparting n-type conductivity is doped as a condition of a high acceleration voltage by lowering the dose than in the first doping process. For example, the acceleration voltage is set to 70 to 120 keV and the dose is 1 × 10 13 / cm 2. A new impurity region is formed inside the first impurity region formed in the island-shaped semiconductor layer in FIG. Form. Doping is performed using the second
また、ここでは、レジストマスクをそのままの状態としたまま、第2のドーピング処理を行った例を示したが、レジストマスクを除去した後、第2のドーピング処理を行ってもよい。 Although the example in which the second doping process is performed while the resist mask is left as it is is shown here, the second doping process may be performed after the resist mask is removed.
そして、図3(B)に示すように、pチャネル型TFTを形成する島状半導体層104に一導電型とは逆の導電型の不純物元素が添加された第4の不純物領域154〜156を形成する。第2の導電層134を不純物元素に対するマスクとして用い、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、nチャネル型TFTを形成する島状半導体層103、105、106はレジストマスク151〜153で全面を被覆しておく。不純物領域154〜156にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、ジボラン(B2H6)を用いたイオンドープ法で形成し、そのいずれの領域においても不純物濃度を2×1020〜2×1021atoms/cm3となるようにする。実際には、第4の不純物領域に含まれるボロンは、第2のドーピング処理と同様に半導体層上に位置するテーパー形状となっている導電層や絶縁膜の膜厚による影響を受け、第4の不純物領域中に添加される不純物元素の濃度は変化している。
Then, as shown in FIG. 3B,
以上までの工程でそれぞれの島状半導体層に不純物領域が形成される。島状半導体層と重なる第2の導電層133〜136がゲート電極として機能する。また、139は島状のソース配線、140はゲート配線、137は容量配線として機能する。
Through the above steps, impurity regions are formed in each island-like semiconductor layer. The second
こうして導電型の制御を目的として図3(C)に示すように、それぞれの島状半導体層に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜600℃で行うものであり、本実施例では500℃で4時間の熱処理を行う。ただし、133〜140に用いた配線材料が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜(シリコンを主成分とする)を形成した後で活性化を行うことが好ましい。 Thus, for the purpose of controlling the conductivity type, as shown in FIG. 3C, a step of activating the impurity element added to each island-like semiconductor layer is performed. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In addition, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the thermal annealing method, the oxygen concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less in a nitrogen atmosphere at 400 to 700 ° C., typically 500 to 600 ° C. In this example, the temperature is 500 ° C. for 4 hours. Heat treatment is performed. However, when the wiring material used for 133 to 140 is weak against heat, activation is preferably performed after an interlayer insulating film (mainly composed of silicon) is formed in order to protect the wiring and the like.
さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)を行っても良い。 Further, a heat treatment is performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen to perform a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
次いで、第1の層間絶縁膜157は酸化窒化シリコン膜から100〜200nmの厚さで形成する。その上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜158を形成する。次いで、コンタクトホールを形成するためのエッチング工程を行う。
Next, the first
そして、駆動回路406において島状半導体層のソース領域とコンタクトを形成するソース配線159〜161、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレイン配線162〜164を形成する。また、画素部407においては、画素電極166、167、接続電極165を形成する。(図4)この接続電極165により島状のソース配線139は、隣り合う島状のソース配線207及び画素TFT404と電気的な接続が形成される。画素電極160は、画素TFTの活性層に相当する島状半導体層(図1中における第1の半導体層201に相当)及び保持容量を形成する島状半導体層(図1中における第2の半導体層202に相当)とそれぞれ電気的な接続が形成される。なお、画素電極167は隣り合う画素のものである。
Then, source wirings 159 to 161 that form contacts with the source region of the island-shaped semiconductor layer and
以上の様にして、nチャネル型TFT401、pチャネル型TFT402、nチャネル型TFT403を有する駆動回路406と、画素TFT404、保持容量405とを有する画素部407を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
As described above, the driver circuit 406 including the n-
駆動回路406のnチャネル型TFT401はチャネル形成領域168、ゲート電極を形成する第2の導電層133と重なる第3の不純物領域146(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第2の不純物領域141(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域127を有している。pチャネル型TFT402にはチャネル形成領域169、ゲート電極を形成する第2の導電層134と重なる第4の不純物領域156、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域155、ソース領域またはドレイン領域として機能する第4の不純物領域154を有している。nチャネル型TFT403にはチャネル形成領域170、ゲート電極を形成する第2の導電層135と重なる第3の不純物領域148(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第2の不純物領域143(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域129を有している。
The n-
画素部の画素TFT404にはチャネル形成領域171、ゲート電極を形成する第2の導電層136と重なる第3の不純物領域149(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第2の不純物領域144(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域130を有している。また、保持容量405の一方の電極として機能する半導体層131には第1の不純物領域と同じ濃度で、半導体層145には第3の不純物領域と同じ濃度で、半導体層150には第2の不純物領域と同じ濃度で、それぞれn型を付与する不純物元素が添加されており、容量配線137とその間の絶縁層(ゲート絶縁膜と同じ層)とで保持容量を形成している。また、n型を付与する不純物元素が添加されている。なお、図4で示す保持容量405は隣接する画素の保持容量を示している。
The
本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図は、図4のA−A'は、図1で示すA−A'線に対応している。即ち、図4で示す島状のソース配線139、接続電極165、画素電極160、167、ゲート配線140、ゲート電極136、容量配線137は図1で示す符号と同一のものを用いた。
In the top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment, AA ′ in FIG. 4 corresponds to the AA ′ line shown in FIG. That is, the island-shaped
このように、本発明の画素構造を有するアクティブマトリクス基板は、ソース配線と接続電極を異なる層で形成し、図1で示すような画素構造とすることにより大きな面積を有する画素電極を配置でき、開口率を向上させることができる。 Thus, in the active matrix substrate having the pixel structure of the present invention, the source wiring and the connection electrode are formed in different layers, and the pixel electrode having a large area can be arranged by using the pixel structure as shown in FIG. The aperture ratio can be improved.
また、本発明の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間を遮光することができるように、画素電極の端部をソース配線やゲート配線と重なるように配置されている。 In addition, the pixel structure of the present invention is arranged so that the end portion of the pixel electrode overlaps with the source wiring and the gate wiring so that the gap between the pixel electrodes can be shielded without using a black matrix.
また、本実施例で示す工程に従えば、アクティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数を5枚(島状半導体層パターン、第1配線パターン(ゲート配線、島状のソース配線、容量配線)、nチャネル領域のマスクパターン、コンタクトホールパターン、第2配線パターン(画素電極、接続電極含む))とすることができる。その結果、工程を短縮し、製造コストの低減及び歩留まりの向上に寄与することができる。 Further, according to the steps shown in this embodiment, the number of photomasks necessary for the production of the active matrix substrate is five (island-like semiconductor layer pattern, first wiring pattern (gate wiring, island-like source wiring, capacitor wiring) ), An n channel region mask pattern, a contact hole pattern, and a second wiring pattern (including pixel electrodes and connection electrodes). As a result, the process can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved.
本実施例では、実施例1で作製したアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図5を用いる。
In this embodiment, a process for manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in
まず、実施例1に従い、図4の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図4のアクティブマトリクス基板上に配向膜567を形成しラビング処理を行う。
First, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 4 according to Example 1, an
一方、対向基板569を用意する。対向基板569にはカラーフィルター層570、571、オーバーコート層573を形成する。カラーフィルター層はTFTの上方で赤色のカラーフィルター層570と青色のカラーフィルター層571とを重ねて形成し遮光膜を兼ねる構成とする。実施例1の基板を用いた場合、少なくともTFTと、接続電極と画素電極との間を遮光する必要があるため、それらの位置を遮光するように赤色のカラーフィルタと青色のカラーフィルタを重ねて配置することが好ましい。
On the other hand, a
また、接続電極165に合わせて赤色のカラーフィルター層570、青色のカラーフィルター層571、緑色のカラーフィルター層572とを重ね合わせてスペーサを形成する。各色のカラーフィルターはアクリル樹脂に顔料を混合したもので1〜3μmの厚さで形成する。これは感光性材料を用い、マスクを用いて所定のパターンに形成することができる。スペーサの高さはオーバーコート層の厚さ1〜4μmを考慮することにより2〜7μm、好ましくは4〜6μmとすることができ、この高さによりアクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせた時のギャップを形成する。オーバーコート層は光硬化型または熱硬化型の有機樹脂材料で形成し、例えば、ポリイミドやアクリル樹脂などを用いる。
In addition, a red
スペーサの配置は任意に決定すれば良いが、例えば図5で示すように接続電極上に位置が合うように対向基板に配置すると良い。また、駆動回路のTFT上にその位置を合わせてスペーサを対向基板上に配置してもよい。このスペーサは駆動回路部の全面に渡って配置しても良いし、ソース線およびドレイン線を覆うようにして配置しても良い。 The arrangement of the spacers may be arbitrarily determined. For example, as shown in FIG. 5, the spacers may be arranged on the counter substrate so as to be positioned on the connection electrodes. In addition, a spacer may be arranged on the counter substrate with its position aligned on the TFT of the driving circuit. This spacer may be disposed over the entire surface of the drive circuit portion, or may be disposed so as to cover the source line and the drain line.
オーバーコート層573を形成した後、対向電極576をパターニング形成し、配向膜574を形成した後ラビング処理を行う。
After the
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール剤568で貼り合わせる。シール剤568にはフィラーが混入されていて、このフィラーとスペーサによって均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図5に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driver circuit are formed and the counter substrate are bonded together with a
実施例1では、ゲート配線、島状のソース配線、容量配線を同時に形成した例を示したが、本実施例ではマスクを1枚増やしてゲート電極を形成する工程と、ゲート配線、ソース配線、及び容量配線を形成する工程とを別々にしてアクティブマトリクス基板を作製した例を図6及び図7に示す。 In the first embodiment, an example in which the gate wiring, the island-shaped source wiring, and the capacitor wiring are formed at the same time is shown. However, in this embodiment, a process of forming a gate electrode by increasing one mask, a gate wiring, a source wiring, 6 and 7 show examples in which an active matrix substrate is manufactured separately from the process of forming the capacitor wiring.
実施例1で示すTFTのゲート電極は2層構造を有している。その第1層目と第2層目とはいずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成している。或いは、第1層目をリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜で形成している。
The gate electrode of the TFT shown in
ゲート電極の第1層目に半導体膜を用いる場合も同様であるが、Ta、W、Ti、Moから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料は面積抵抗が約10Ω、またはそれ以上の値であり、画面サイズが4インチクラスかそれ以上の表示装置を作製する場合には必ずしも適していない。画面サイズの大型化に伴って基板上において配線を引回す長さが必然的に増大し、配線抵抗の影響による信号の遅延時間の問題を無視することができなくなるためである。また、配線抵抗を下げる目的で配線の幅を太くすると、画素部以外の周辺の領域の面積が増大し表示装置の外観を著しく損ねることになる。 The same applies to the case where a semiconductor film is used for the first layer of the gate electrode. However, an element selected from Ta, W, Ti, and Mo, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component has an area resistance of about A value of 10Ω or more is not necessarily suitable for manufacturing a display device having a screen size of 4 inches class or more. This is because, as the screen size increases, the length of wiring on the substrate inevitably increases, and the problem of signal delay time due to the influence of wiring resistance cannot be ignored. Further, if the width of the wiring is increased for the purpose of reducing the wiring resistance, the area of the peripheral region other than the pixel portion is increased, and the appearance of the display device is significantly impaired.
従って、本実施例では、ゲート配線や容量配線はシート抵抗値を低くするアルミニウム(Al)や銅(Cu)を主成分とする材料で形成する。即ち、本実施例においては、ゲート配線をゲート電極と別な材料で形成する。 Therefore, in this embodiment, the gate wiring and the capacitor wiring are formed of a material mainly composed of aluminum (Al) or copper (Cu) that lowers the sheet resistance value. That is, in this embodiment, the gate wiring is formed of a material different from that of the gate electrode.
ゲート配線602とゲート電極601とのコンタクト部を図6で示すように半導体層の外側に設ける。Alはエレクトロマイグレーションなどでゲート絶縁膜中にしみ出すことがあるので、ゲート配線を半導体層上に設けることは適切でない。このコンタクトはコンタクトホールを必要とせず、ゲート電極とゲート配線とを重ね合わせて形成する。
A contact portion between the
以下に作製工程を簡略に示す。 A manufacturing process is simply shown below.
まず、実施例1に従い、活性化および水素化処理まで同一の工程を用いる。ただし、実施例1では、133〜137で示した電極および配線を同時に作製したが、本実施例では各TFTのゲート電極601のみを形成する。なお、保持容量の一方の電極となる第2の半導体層600、612には第1の不純物領域と同じ濃度でn型を付与する不純物元素を添加されるようにする。 First, according to Example 1, the same steps are used until activation and hydrotreatment. However, in Example 1, the electrodes and wirings indicated by 133 to 137 were produced at the same time, but in this example, only the gate electrode 601 of each TFT is formed. Note that an impurity element imparting n-type conductivity is added to the second semiconductor layers 600 and 612 serving as one electrode of the storage capacitor at the same concentration as the first impurity region.
次いで、活性化工程の後、ゲート配線602、614、島状のソース配線604、616、617、容量配線603、613、駆動回路の配線608を低抵抗の導電性材料で形成する。低抵抗の導電性材料はAlやCuを主成分とするものであり、このような材料でゲート配線を形成する。本実施例ではAlを用いる例を示し、Tiを0.1〜2重量%含むAl膜を低抵抗導電層として全面に形成する(図示せず)。厚さは200〜400nm(好ましくは250〜350nm)で形成する。そして、所定のレジストパターンを形成し、エッチング処理して、ゲート配線602、614、島状のソース配線604、616、617、容量配線603、613、駆動回路の配線608を形成する。これらの配線のエッチング処理は、リン酸系のエッチング溶液によるウエットエッチングで行うと、下地との選択加工性を保って形成することができる。
After the activation step, gate wirings 602 and 614, island-shaped source wirings 604, 616, and 617,
次いで、実施例1に従い、第1の層間絶縁膜、第2の層間絶縁膜を形成する。
そして、駆動回路706において島状半導体層のソース領域とコンタクトを形成するソース配線、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレイン配線を形成する。また、画素部707においては、画素電極606、607、接続電極605、615を形成する。(図7)この接続電極605により島状のソース配線604は、隣り合う島状のソース配線617及び画素TFT704と電気的な接続が形成される。なお、保持容量705、画素電極607は隣り合う画素のものである。また、保持容量705の一方の電極として機能する第2の半導体層600には第1の不純物領域と同じ濃度でn型を付与する不純物元素が添加されており、容量配線603とその間の絶縁層(ゲート絶縁膜と同じ層)とで保持容量を形成している。
Next, in accordance with
Then, in the driver circuit 706, a source wiring that forms a contact with the source region of the island-shaped semiconductor layer and a drain wiring that forms a contact with the drain region are formed. In the pixel portion 707,
以上の様にして、nチャネル型TFT701、pチャネル型TFT702、nチャネル型TFT703を有する駆動回路706と、画素TFT704、保持容量705とを有する画素部707を同一基板上に形成することができる。
As described above, the driver circuit 706 including the n-
本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図は図6であり、図6の点線B−B'で切断した断面図が図7で示すB−B'に対応している。 FIG. 6 is a top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment, and a cross-sectional view cut along a dotted line BB ′ in FIG. 6 corresponds to BB ′ shown in FIG.
本実施例によれば、ゲート配線602、614、島状のソース配線604、616、617、及び容量配線603、613を低抵抗導電材料で形成することにより、配線抵抗を十分低減でき、実施例2と組み合わせれば画素部(画面サイズ)が4インチクラス以上の優れた表示装置を実現することができる。
According to this embodiment, the
本実施例では、実施例3とはアクティブマトリクス基板のTFT構造が異なる他の例を図8を用いて説明する。 In this embodiment, another example in which the TFT structure of the active matrix substrate is different from that in Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
図8に示すアクティブマトリクス基板は、第1のpチャネル型TFT850と第2のnチャネル型TFT851を有するロジック回路部855と第2のnチャネル型TFT852から成るサンプリング回路部856とを有する駆動回路857と、画素TFT853と保持容量854を有する画素部858とが形成されている。駆動回路857のロジック回路部855のTFTはシフトレジスタ回路やバッファ回路などを形成し、サンプリング回路856のTFTは基本的にはアナログスイッチで形成する。 The active matrix substrate shown in FIG. 8 includes a driving circuit 857 having a logic circuit portion 855 having a first p-channel TFT 850 and a second n-channel TFT 851, and a sampling circuit portion 856 having a second n-channel TFT 852. In addition, a pixel TFT 853 and a pixel portion 858 having a storage capacitor 854 are formed. The TFT of the logic circuit portion 855 of the driver circuit 857 forms a shift register circuit, a buffer circuit, and the like, and the TFT of the sampling circuit 856 is basically formed of an analog switch.
これらのTFTは基板801に形成した下地膜802上の島状半導体層803〜806にチャネル形成領域やソース領域、ドレイン領域及びLDD領域などを設けて形成する。下地膜や島状半導体層は実施例1と同様にして形成する。ゲート絶縁膜808上に形成するゲート電極809〜812は端部がテーパー形状となるように形成することに特徴があり、この部分を利用してLDD領域を形成している。このようなテーパー形状は実施例1と同様に、ICPエッチング装置を用いたW膜の異方性エッチング技術により形成することができる。
These TFTs are formed by providing channel formation regions, source regions, drain regions, LDD regions, and the like in island-like semiconductor layers 803 to 806 on a base film 802 formed on a
テーパー形状の部分を利用して形成されるLDD領域はnチャネル型TFTの信頼性を向上させるために設け、これによりホットキャリア効果によるオン電流の劣化を防止する。このLDD領域はイオンドープ法により当該不純物元素のイオンを電界で加速して、ゲート電極の端部及び該端部の近傍におけるゲート絶縁膜を通して半導体膜に添加する。 The LDD region formed by using the tapered portion is provided in order to improve the reliability of the n-channel TFT, thereby preventing on-current deterioration due to the hot carrier effect. In this LDD region, ions of the impurity element are accelerated by an electric field by an ion doping method, and added to the semiconductor film through the end portion of the gate electrode and the gate insulating film in the vicinity of the end portion.
第1のnチャネル型TFT851にはチャネル形成領域832の外側に第1のLDD領域835、第2のLDD領域834、ソースまたはドレイン領域833が形成され、第1のLDD領域835はゲート電極810と重なるように形成されている。また、第1のLDD領域835と第2のLDD領域834とに含まれるn型の不純物元素は、上層のゲート絶縁膜やゲート電極の膜厚の差により第2のLDD領域834の方が高くなっている。第2のnチャネル型TFT852も同様な構成とし、チャネル形成領域836、ゲート電極と重なる第1のLDD領域839、第2のLDD領域838、ソースまたはドレイン領域837から成っている。一方、pチャネル型TFT850はシングルドレインの構造であり、チャネル形成領域828の外側にp型不純物が添加された不純物領域829〜831が形成されている。
In the first n-channel TFT 851, a
画素部858において、nチャネル型TFTで形成される画素TFTはオフ電流の低減を目的としてマルチゲート構造で形成され、チャネル形成領域840の外側にゲート電極と重なる第1のLDD領域843、第2のLDD領域842、ソースまたはドレイン領域841が設けられている。また、保持容量854は島状半導体層807とゲート絶縁膜808と同じ層で形成される絶縁層と容量配線815とから形成されている。島状半導体層807にはn型不純物が添加されていて、抵抗率が低いことにより容量配線に印加する電圧を低く抑えることができる。
In the pixel portion 858, a pixel TFT formed using an n-channel TFT is formed with a multi-gate structure for the purpose of reducing off-current, and the first LDD region 843 and the second LDD region 843 that overlap with the gate electrode outside the channel formation region 840 The
層間絶縁膜は酸化シリコン、窒化シリコン、または酸化窒化シリコンなどの無機材料から成り、50〜500nmの厚さの第1の層間絶縁膜816と、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)などの有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜817とで形成する。このように、第2の層間絶縁膜を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減するできる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、第1の層間絶縁膜816と組み合わせて形成することが好ましい。
The interlayer insulating film is made of an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride, and has a first
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにCF4、O2、Heの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る層間絶縁膜をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをCF4、O2として保護絶縁膜146をエッチングする。さらに、島状半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをCHF3に切り替えてゲート絶縁膜をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる。
Thereafter, a resist mask having a predetermined pattern is formed, and contact holes reaching the source region or the drain region formed in each island-like semiconductor layer are formed. Contact holes are formed by dry etching. In this case, an interlayer insulating film made of an organic resin material is first etched using a mixed gas of CF 4 , O 2 , and He as an etching gas, and then the protective
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、レジストマスクパターンを形成し、エッチングによってソース及びドレイン配線818〜823と、画素電極826、827、接続電極825を形成する。このようにして図1で示すような画素構成の画素部を有するアクティブマトリクス基板を形成することができる。また、本実施例のアクティブマトリクス基板を用いても、実施例2で示すアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。
Then, a conductive metal film is formed by sputtering or vacuum deposition, a resist mask pattern is formed, and source and drain
本実施例では、実施例3とはアクティブマトリクス基板のTFT構造が異なる他の例を図9を用いて説明する。 In this embodiment, another example in which the TFT structure of the active matrix substrate is different from that in Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
図9で示すアクティブマトリクス基板は、第1のpチャネル型TFT950と第2のnチャネル型TFT951を有するロジック回路部955と第2のnチャネル型TFT952から成るサンプリング回路部956とを有する駆動回路957と、画素TFT953と保持容量954を有する画素部958とが形成されている。駆動回路957のロジック回路部955のTFTはシフトレジスタ回路やバッファ回路などを形成し、サンプリング回路956のTFTは基本的にはアナログスイッチで形成する。 The active matrix substrate shown in FIG. 9 includes a drive circuit 957 having a logic circuit portion 955 having a first p-channel TFT 950 and a second n-channel TFT 951, and a sampling circuit portion 956 made of a second n-channel TFT 952. In addition, a pixel TFT 953 and a pixel portion 958 having a storage capacitor 954 are formed. The TFT of the logic circuit portion 955 of the driver circuit 957 forms a shift register circuit, a buffer circuit, and the like, and the TFT of the sampling circuit 956 is basically formed of an analog switch.
本実施例で示すアクティブマトリクス基板は、まず、基板901上に下地膜902を酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などで50〜200nmの厚さに形成する。その後、レーザー結晶化法や熱結晶化法で作製した結晶質半導体膜から島状半導体層903〜907を形成する。その上にゲート絶縁膜908を形成する。そして、nチャネル型TFTを形成する島状半導体層904、905と保持容量を形成する島状半導体層907に1×1016〜1×1019/cm3の濃度でリン(P)に代表されるn型を付与する不純物元素を選択的に添加する。
In the active matrix substrate shown in this embodiment, a
そして、WまたはTaを成分とする材料でゲート電極909〜912、ゲート配線914、容量配線915、及びソース配線913を形成する。ゲート配線、容量配線、ソース配線は実施例3のようにAl等の抵抗率の低い材料で別途形成しても良い。そして、島状半導体層903〜907ゲート電極909〜912及び容量配線915の外側の領域に1×1019〜1×1021/cm3の濃度でリン(P)に代表されるn型を付与する不純物元素を選択的に添加する。こうして第1のnチャネル型TFT951、第2のnチャネル型TFT952には、それぞれチャネル形成領域931、934、LDD領域933、936、ソースまたはドレイン領域932、935が形成される。画素TFT953のLDD領域939はゲート電極912を用いて自己整合的に形成するものでチャネル形成領域937の外側に形成され、ソースまたはドレイン領域938は。第1及び第2のnチャネル型TFTと同様にして形成されている。
Then,
層間絶縁膜は実施例3と同様に、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸化窒化シリコンなどの無機材料から成る第1の層間絶縁膜916と、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)などの有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜917とで形成する。その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成しソース配線及びドレイン配線918〜923と、画素電極926、927、接続電極925を形成する。このようにして図1で示すような画素構造構成の画素部を有するアクティブマトリクス基板を形成することができる。また、本実施例のアクティブマトリクス基板を用いても、実施例2で示すアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。
As in the third embodiment, the interlayer insulating film includes a first
ロジック回路955の第1のnチャネル型TFT951はドレイン側にゲート電極と重なるGOLD領域が形成された構造としてある。このGOLD領域によりドレイン領域近傍に発生する高電界領域を緩和して、ホットキャリアの発生を防ぎ、このTFTの劣化を防止することができる。このような構造のnチャネル型TFTはバッファ回路やシフトレジスタ回路に適している。一方、サンプリング回路956の第2のnチャネル型TFT952はGOLD領域とLDD領域をソース側及びドレイン側に設けた構造であり、極性反転して動作するアナログスイッチにおいてホットキャリアによる劣化を防ぎ、さらにオフ電流を低減することを目的とした構造となっている。画素TFT953はLDD構造を有し、マルチゲートで形成され、オフ電流の低減を目的とした構造となっている。一方、pチャネル型TFTはシングルドレイン構造で形成され、チャネル形成領域928の外側にp型の不純物元素が添加された不純物領域929、930を形成する。
The first n-channel TFT 951 of the logic circuit 955 has a structure in which a GOLD region overlapping with the gate electrode is formed on the drain side. By this GOLD region, a high electric field region generated in the vicinity of the drain region can be relaxed to prevent the generation of hot carriers and to prevent the deterioration of the TFT. An n-channel TFT having such a structure is suitable for a buffer circuit or a shift register circuit. On the other hand, the second n-channel TFT 952 of the sampling circuit 956 has a structure in which a GOLD region and an LDD region are provided on the source side and the drain side, and prevents deterioration due to hot carriers in an analog switch that operates by inverting the polarity. The structure aims to reduce the current. The pixel TFT 953 has an LDD structure, is formed using a multi-gate, and has a structure for the purpose of reducing off-state current. On the other hand, the p-channel TFT is formed with a single drain structure, and
このように、図9で示すアクティブマトリクス基板は、画素部及び駆動回路が要求する仕様に応じて各回路を構成するTFTを最適化し、各回路の動作特性と信頼性を向上させることを特に考慮した構成となっている。 As described above, the active matrix substrate shown in FIG. 9 specifically considers that the TFTs constituting each circuit are optimized according to the specifications required by the pixel portion and the drive circuit, and that the operation characteristics and reliability of each circuit are improved. It has become the composition.
本実施例では、アクティブマトリクス基板の画素構造が異なる他の例を図10、図11を用いて説明する。 In this embodiment, another example in which the pixel structure of the active matrix substrate is different will be described with reference to FIGS.
本実施例は、実施例1とはマスクパターンのみを変更することによって、図10、図11に示す画素構造を有するアクティブマトリクス基板を得ることができる。 In the present embodiment, an active matrix substrate having the pixel structure shown in FIGS. 10 and 11 can be obtained by changing only the mask pattern from the first embodiment.
なお、本実施例の作製工程は、実施例1とほぼ同一である。 The manufacturing process of this example is almost the same as that of Example 1.
実施例1に従い、図2(A)の状態まで形成する。次いで、実施例1のマスクを変更し、ゲート電極1001、容量電極1008、及びソース配線1004をパターニング形成する。
According to
以降の工程は実施例1に従い、図3(A)の状態までの処理を行う。次いで、実施例1のマスクを変更し、駆動回路のpチャネル型TFTだけでなく、保持容量の一方の電極となる半導体層にもp型を付与する不純物元素の添加を行う。 Subsequent processes are performed up to the state shown in FIG. Next, the mask of Example 1 is changed, and an impurity element imparting p-type conductivity is added not only to the p-channel TFT of the driver circuit but also to the semiconductor layer serving as one electrode of the storage capacitor.
次いで、実施例1に従い、活性化、第1層間絶縁膜及び第2層間絶縁膜の形成を行う。次いで、実施例1のマスクを変更し、各コンタクトホールの形成を行う。次いで、実施例1のマスクを変更し、接続電極1005、ゲート配線1002、1012、及び画素電極1006、1007をパターニング形成する。
Next, activation and formation of a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film are performed according to the first embodiment. Next, the mask of Example 1 is changed and each contact hole is formed. Next, the mask of Example 1 is changed, and the
こうして、図10に示した画素構造が得られる。図10におけるゲート配線は、列方向に配置された島状のゲート電極1001と島状の容量電極1008が接続したものを指している。また、図10中の点線C−C’で切断した断面図が図11中の点線C−C’に相当している。また、図10中の点線D−D’で切断した断面図が図11中の点線D−D’に相当している。
Thus, the pixel structure shown in FIG. 10 is obtained. The gate wiring in FIG. 10 indicates a connection between an island-shaped
本実施例は、図10及び図11に示したように、島状のゲート電極1001が、ソース配線1004及び容量電極1008と同時にゲート絶縁膜上に接して形成されたものである。また、ゲート配線1002、1012は、画素電極1006、1007、接続電極1005と同様に層間絶縁膜上に形成されたものである。
In this embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, an island-shaped
このような構成とすることによって、各画素間は、主に画素電極1006の端部をソース配線1004と重ねることにより遮光することができる。
With such a structure, light shielding can be performed between the pixels by mainly overlapping the end portion of the
また、画素電極1006の保持容量は、第2の半導体層を覆う絶縁膜を誘電体とし、画素電極1006と接続された第2の半導体層と、ゲート配線1012と接続された容量電極1008とで形成している。本実施例は、実施例1のような容量配線を設ける必要がなく、開口率を上げることができるので、画素サイズの小さいパネルに特に有効である。
Further, the storage capacitor of the
また、このような保持容量を形成する場合においては、第2の半導体層にp型を付与する不純物元素を添加することが好ましい。 In the case where such a storage capacitor is formed, an impurity element imparting p-type conductivity is preferably added to the second semiconductor layer.
なお、本実施例は実施例2と組み合わせることが可能である。 Note that this embodiment can be combined with the second embodiment.
実施例2を用いて得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置(図5)の構成を図12の上面図を用いて説明する。なお、図5と対応する部分には同じ符号を用いた。 The structure of the active matrix liquid crystal display device (FIG. 5) obtained by using Example 2 will be described with reference to the top view of FIG. In addition, the same code | symbol was used for the part corresponding to FIG.
図12(A)で示す上面図は、画素部、駆動回路、FPC(フレキシブルプリント配線板:Flexible Printed Circuit)を貼り付ける外部入力端子1103、外部入力端子と各回路の入力部までを接続する配線1104などが形成されたアクティブマトリクス基板1101と、カラーフィルタなどが形成された対向基板1102とがシール材568を間に挟んで貼り合わされている。
The top view shown in FIG. 12A is a pixel portion, a driving circuit, an
ゲート配線側駆動回路1105とソース配線側駆動回路1106の上面には対向基板側に赤色カラーフィルターまたは赤色と青色のカラーフィルタを積層させた遮光膜1107が形成されている。また、画素部407上の対向基板側に形成されたカラーフィルター1108は赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色のカラーフィルター層が各画素に対応して設けられている。実際の表示に際しては、赤色(R)のカラーフィルタ、緑色(G)のカラーフィルタ、青色(B)のカラーフィルタの3色でカラー表示を形成するが、これら各色のカラーフィルターの配列は任意なものとする。
On the upper surface of the gate wiring
図13は図12(A)で示す外部入力端子1103のF−F'線に対する断面図を示している。外部入力端子はアクティブマトリクス基板側に形成され、層間容量や配線抵抗を低減し、断線による不良を防止するために画素電極と同じ層で形成される配線1109によって層間絶縁膜1110を間に挟んでゲート配線と同じ層で形成される配線1111と接続する。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
また、外部入力端子にはベースフィルム1112と配線1113から成るFPCが異方性導電性樹脂1114で貼り合わされている。さらに補強板1115で機械的強度を高めている。
Further, an FPC including a
図13(B)はその詳細図を示し、図13(A)で示す外部入力端子の断面図を示している。アクティブマトリクス基板側に設けられる外部入力端子がゲート配線と同じ層で形成される配線1111と、画素電極と同じ層で形成される配線1109とから形成されている。勿論、これは端子部の構成を示す一例であり、どちらか一方の配線のみで形成しても良い。例えば、ゲート配線と同じ層で形成される配線1111で形成する場合にはその上に形成されている層間絶縁膜を除去する必要がある。画素電極と同じ層で形成される配線1109は、実施例1で示す構成に従えば、Ti膜1109a、Al膜1109b、Sn膜1109cの3層構造で形成されている。FPCはベースフィルム1112と配線1113から形成され、この配線1113と画素電極と同じ層で形成される配線1109とは、熱硬化型の接着剤1114とその中に分散している導電性粒子1116とから成る異方性導電性接着剤で貼り合わされ、電気的な接続構造を形成している。
FIG. 13B shows a detailed view thereof, and shows a cross-sectional view of the external input terminal shown in FIG. An external input terminal provided on the active matrix substrate side is formed of a
一方、図12(B)は図12(A)で示す外部入力端子1103のE−E'線に対する断面図を示している。導電性粒子1116の外径は配線1109のピッチよりも小さので、接着剤1114中に分散する量を適当なものとすると隣接する配線と短絡することなく対応するFPC側の配線と電気的な接続を形成することができる。
On the other hand, FIG. 12B shows a cross-sectional view of the
以上のようにして作製されるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。 The active matrix liquid crystal display device manufactured as described above can be used as a display portion of various electronic devices.
なお、本実施例は、実施例3乃至6のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。 This embodiment can be freely combined with any one of Embodiments 3 to 6.
本実施例では、実施例1で示したアクティブマトリクス基板のTFTの半導体層を形成する結晶質半導体層の他の作製方法について示す。本実施例では特開平7−130652号公報で開示されている触媒元素を用いる結晶化法を適用することもできる。以下に、その場合の例を説明する。
In this embodiment, another method for manufacturing a crystalline semiconductor layer for forming a semiconductor layer of a TFT of the active matrix substrate described in
実施例1と同様にして、ガラス基板上に下地膜、非晶質半導体層を25〜80nmの厚さで形成する。例えば、非晶質シリコン膜を55nmの厚さで形成する。そして、重量換算で10ppmの触媒元素を含む水溶液をスピンコート法で塗布して触媒元素を含有する層を形成する。触媒元素にはニッケル(Ni)、ゲルマニウム(Ge)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)などである。この触媒元素を含有する層170は、スピンコート法の他にスパッタ法や真空蒸着法によって上記触媒元素の層を1〜5nmの厚さに形成しても良い。
In the same manner as in Example 1, a base film and an amorphous semiconductor layer are formed on a glass substrate with a thickness of 25 to 80 nm. For example, an amorphous silicon film is formed with a thickness of 55 nm. Then, an aqueous solution containing 10 ppm of the catalyst element in terms of weight is applied by a spin coating method to form a layer containing the catalyst element. Catalyst elements include nickel (Ni), germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au). For the
そして、結晶化の工程では、まず400〜500℃で1時間程度の熱処理を行い、非晶質シリコン膜の含有水素量を5atom%以下にする。そして、ファーネスアニール炉を用い、窒素雰囲気中で550〜600℃で1〜8時間の熱アニールを行う。以上の工程により結晶質シリコン膜から成る結晶質半導体層を得ることができる。 In the crystallization step, first, heat treatment is performed at 400 to 500 ° C. for about 1 hour, so that the hydrogen content of the amorphous silicon film is 5 atom% or less. Then, thermal annealing is performed at 550 to 600 ° C. for 1 to 8 hours in a nitrogen atmosphere using a furnace annealing furnace. Through the above steps, a crystalline semiconductor layer made of a crystalline silicon film can be obtained.
このうようにして作製された結晶質半導体層から島状半導体層を作製すれば、実施例1と同様にしてアクティブマトリクス基板を完成させることができる。しかし、結晶化の工程においてシリコンの結晶化を助長する触媒元素を使用した場合、島状半導体層中には微量(1×1017〜1×1019atoms/cm3程度)の触媒元素が残留する。勿論、そのような状態でもTFTを完成させることが可能であるが、残留する触媒元素を少なくともチャネル形成領域から除去する方がより好ましかった。この触媒元素を除去する手段の一つにリン(P)によるゲッタリング作用を利用する手段がある。 If an island-like semiconductor layer is produced from the crystalline semiconductor layer thus produced, an active matrix substrate can be completed in the same manner as in Example 1. However, when a catalyst element that promotes crystallization of silicon is used in the crystallization process, a small amount (about 1 × 10 17 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 ) of the catalyst element remains in the island-like semiconductor layer. To do. Of course, it is possible to complete the TFT even in such a state, but it is more preferable to remove at least the remaining catalyst element from the channel formation region. One means for removing this catalytic element is a means that utilizes the gettering action of phosphorus (P).
この目的におけるリン(P)によるゲッタリング処理は、図3(C)で説明した活性化工程で同時に行うことができる。ゲッタリングに必要なリン(P)の濃度は高濃度n型不純物領域の不純物濃度と同程度でよく、活性化工程の熱アニールにより、nチャネル型TFTおよびpチャネル型TFTのチャネル形成領域から触媒元素をその濃度でリン(P)を含有する不純物領域へ偏析させることができる。その結果その不純物領域には1×1017〜1×1019atoms/cm3程度の触媒元素が偏析した。このようにして作製したTFTはオフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を達成することができる。 The gettering process using phosphorus (P) for this purpose can be performed simultaneously in the activation process described with reference to FIG. The concentration of phosphorus (P) necessary for gettering may be approximately the same as the impurity concentration of the high-concentration n-type impurity region, and the catalyst from the channel formation region of the n-channel TFT and the p-channel TFT is formed by thermal annealing in the activation process. The element can be segregated to an impurity region containing phosphorus (P) at that concentration. As a result, about 1 × 10 17 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 of catalytic elements segregated in the impurity region. The TFT manufactured in this manner has a low off-current value and good crystallinity, so that high field-effect mobility can be obtained and good characteristics can be achieved.
なお、本実施例は、実施例1乃至7のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。
Note that this embodiment can be freely combined with any one of
本発明を実施して形成されたCMOS回路や画素部は様々な電気光学装置(アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型ECディスプレイ)に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。 The CMOS circuit and the pixel portion formed by implementing the present invention can be used for various electro-optical devices (active matrix liquid crystal display, active matrix EC display). That is, the present invention can be implemented in all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in the display unit.
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフロント型)、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図14及び図15に示す。 Such electronic devices include video cameras, digital cameras, projectors (rear type or front type), head mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones) Or an electronic book). Examples of these are shown in FIGS.
図14(A)はパーソナルコンピュータであり、本体2001、画像入力部2002、表示部2003、キーボード2004等を含む。本発明を画像入力部2002、表示部2003やその他の駆動回路に適用することができる。
FIG. 14A illustrates a personal computer, which includes a main body 2001, an image input portion 2002, a display portion 2003, a
図14(B)はビデオカメラであり、本体2101、表示部2102、音声入力部2103、操作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部2106等を含む。本発明を表示部2102やその他の駆動回路に適用することができる。
FIG. 14B illustrates a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an
図14(C)はモバイルコンピュータ(モービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示部2205等を含む。本発明は表示部2205やその他の駆動回路に適用できる。
FIG. 14C illustrates a mobile computer, which includes a main body 2201, a
図14(D)は頭部取り付け型のディスプレイの一部(右片側)であり、本体2301、信号ケーブル2302、頭部固定バンド2303、表示部2304、光学系2305、表示装置2306等を含む。本発明は表示装置2306に用いることができる。
FIG. 14D shows a part (right side) of a head-mounted display, which includes a main body 2301, a signal cable 2302, a
図14(E)はプログラムを記録した記録媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであり、本体2401、表示部2402、スピーカ部2403、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Digtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。
本発明は表示部2402やその他の駆動回路に適用することができる。
FIG. 14E shows a player using a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a
The present invention can be applied to the
図14(F)はデジタルカメラであり、本体2501、表示部2502、接眼部2503、操作スイッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本発明を表示部2502やその他の駆動回路に適用することができる。
FIG. 14F illustrates a digital camera, which includes a main body 2501, a
図15(A)は携帯電話であり、本体2901、音声出力部2902、音声入力部2903、表示部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906等を含む。本発明を表示部2904やその他の駆動回路に適用することができる。
FIG. 15A illustrates a mobile phone, which includes a
図15(B)は携帯書籍(電子書籍)であり、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006等を含む。本発明は表示部3002、3003やその他の駆動回路に適用することができる。
FIG. 15B illustrates a portable book (electronic book), which includes a
図15(C)はディスプレイであり、本体3101、支持台3102、表示部3103等を含む。本発明は表示部3103に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)のディスプレイには有利である。
FIG. 15C illustrates a display, which includes a
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜8のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。 As described above, the application range of the present invention is extremely wide and can be applied to electronic devices in various fields. Moreover, the electronic apparatus of a present Example is realizable even if it uses the structure which consists of what combination of Examples 1-8.
実施例1では、第1の形状の導電層を形成する第1のエッチング処理を1回のエッチング条件で行ったが、絶縁膜の膜減り及び形状の均一性を向上させるため、複数回のエッチング条件で行ってもよい。本実施例では第1のエッチング処理を2回のエッチング条件で第1の形状の導電層を形成する例を示す。 In the first embodiment, the first etching process for forming the first shape conductive layer is performed under one etching condition. However, in order to improve the film thickness reduction and the shape uniformity of the insulating film, the etching is performed a plurality of times. It may be performed under conditions. In this embodiment, an example is shown in which a first shape conductive layer is formed under the first etching process under two etching conditions.
また、本発明は、ゲート電極の両側にテーパー形状が形成され、チャネル形成領域の両側にLDD領域が形成されるが、本実施例は、作製工程におけるゲート電極近傍の片側の断面拡大図を示す図16を用いて説明する。なお、簡略化のため、下地膜と基板は図示していない。 Further, in the present invention, a tapered shape is formed on both sides of the gate electrode, and an LDD region is formed on both sides of the channel formation region. This embodiment shows an enlarged cross-sectional view of one side in the vicinity of the gate electrode in the manufacturing process. This will be described with reference to FIG. For simplicity, the base film and the substrate are not shown.
まず、実施例1に従って、図2(A)と同じ状態を得る。ただし、実施例1では第1の導電膜としてTaを用いたが、本実施例では第1の導電膜として非常に耐熱性の高いTaNを用いた。第1の導電膜は、膜厚20〜100nmとし、第2の導電膜は、膜厚100〜400nmとすればよく、本実施例では、膜厚30nmのTaNからなる第1の導電膜と膜厚370nmのWからなる第2の導電膜を積層形成した。 First, according to the first embodiment, the same state as in FIG. However, although Ta was used as the first conductive film in Example 1, TaN having very high heat resistance was used as the first conductive film in this example. The first conductive film may have a thickness of 20 to 100 nm, and the second conductive film may have a thickness of 100 to 400 nm. In this embodiment, the first conductive film and the film made of TaN with a thickness of 30 nm are used. A second conductive film made of W having a thickness of 370 nm was stacked.
次いで、レジストからなる第1の形状のマスク1205aを形成し、ICP法によりエッチングを行って第1の形状の第2の導電層1204aを形成する。ここでは、TaNと選択比が高いエッチングガスとしてCF4とCl2とO2からなる混合ガスを用いたため、図16(A)に示した状態を得ることができる。表1に様々なエッチング条件と第2の導電層(W)のエッチングレート、第1の導電層(TaN)のエッチングレート、または第2の導電層(W)のテーパー角との関係を示す。
Next, a
なお、本明細書においてテーパー角とは、図16(A)の右上図に示したように、水平面と材料層の側面とがなす角を指している。 Note that in this specification, the taper angle refers to an angle formed by the horizontal plane and the side surface of the material layer, as shown in the upper right view of FIG.
また、水平面と第2の導電層(W)の側面とがなす角(テーパー角α1)は、第1のエッチング条件を、例えば表1中の条件4〜15のいずれか一に設定することで19度〜70度の範囲で自由に設定することができる。なお、エッチング時間は実施者が適宜設定すればよい。
Moreover, the angle (taper angle α1) formed by the horizontal plane and the side surface of the second conductive layer (W) is set by setting the first etching condition to any one of the
また、図16(A)において、1201は半導体層、1202は絶縁膜、1203は第1の導電膜である。 In FIG. 16A, reference numeral 1201 denotes a semiconductor layer, 1202 denotes an insulating film, and 1203 denotes a first conductive film.
次いで、マスク1205aをそのままにした状態で、第2のエッチング条件とし、エッチングを行って、第1の形状の第1の導電層1203aを形成する。なお、第2のエッチング条件でのエッチングの際、絶縁膜1202も若干エッチングされて第1の形状の絶縁膜1202aとなる。ここでは、第2のエッチング条件のエッチングガスとしてCF4とCl2からなる混合ガスを用いた。第2のエッチング条件として、例えば、表1の条件1〜3のいずれか一を用いればよい。このように第1のエッチング処理を2回のエッチング条件で行うことによって、絶縁膜1202の膜減りを抑えることができる。
Next, etching is performed under the second etching condition with the
次いで、第1のドーピング処理を行う。半導体に一導電型を付与する不純物元素、ここでは、n型を付与するリンをイオンドーピング法を用い、第1の形状の第1の導電層1203a及び第1の形状の第2の導電層1204aをマスクとして半導体層1201に添加する。(図16(B))なお、図16(B)では、第2のエッチング条件のエッチングを行った際、第1の形状の第2の導電層1204aも若干、エッチングされるが微小であるため図16(A)と同一形状として図示した。 Next, a first doping process is performed. An impurity element imparting one conductivity type to the semiconductor, here, phosphorus imparting n-type conductivity is ion-doped, and the first shape first conductive layer 1203a and the first shape second conductive layer 1204a are used. Is added to the semiconductor layer 1201 as a mask. Note that in FIG. 16B, when the etching under the second etching condition is performed in FIG. 16B, the second conductive layer 1204a having the first shape is slightly etched but is very small. It is illustrated as the same shape as FIG.
次いで、マスク1205aをそのままにした状態で、第2のエッチング処理を行い、図16(C)に示した状態を得る。本実施例では、第2のエッチング処理として、CF4とCl2からなる混合ガスを用いた第1のエッチング条件でエッチングを行った後、さらにCF4とCl2とO2からなる混合ガスを用いた第2のエッチング条件でエッチングを行った。これらのエッチング条件は、表1中のいずれか一条件を用い、エッチング時間を適宜設定すればよい。また、各導電層のチャネル長方向の幅もエッチング条件によって自由に設定することができる。この第2のエッチング処理によって、第2の形状のマスク1205b、第2の形状の第1の導電層1203b、第2の形状の第2の導電層1204b、及び第2の形状の絶縁膜1202bが形成される。
Next, a second etching process is performed with the
第2の形状の第2の導電層1204bは、テーパー角α1よりも大きいテーパー角α2を形成し、第2の形状の第1の導電層1203bは非常に小さいテーパー角βを形成する。なお、この第2の形状の第1の導電層1203bは、チャネル形成領域への外光の侵入によるTFT特性の劣化を防ぐことができる。本実施例のように、光の大部分は画素電極で反射されるものの、画素電極間の隙間に照射された光が半導体層にも照射される恐れのある反射型である場合に、特に有効である。また、第2の形状の絶縁膜においてもテーパー角γが部分的に形成される。 The second shape second conductive layer 1204b forms a taper angle α2 larger than the taper angle α1, and the second shape first conductive layer 1203b forms a very small taper angle β. Note that the first conductive layer 1203b having the second shape can prevent deterioration of TFT characteristics due to intrusion of external light into the channel formation region. This is particularly effective in the case of a reflective type in which most of the light is reflected by the pixel electrodes as in this embodiment, but the light applied to the gaps between the pixel electrodes may also be applied to the semiconductor layer. It is. Also, the taper angle γ is partially formed in the second shape insulating film.
次いで、マスク1205bを除去した後、第2のドーピング処理を行う。(図16(D))第2のドーピング処理は、第1のドーピング処理よりも低濃度のドーピングを行う。ここでは、n型を付与するリンをイオンドーピング法を用い、第2の形状の第2の導電層1204bをマスクとして半導体層1201に添加する。
Next, after removing the
この第2のドーピング処理により不純物領域1201a〜1201cが形成される。また、絶縁膜及び第1の導電層を挟んで第2の導電層と重なる半導体層は、チャネル形成領域となる。なお、図示しないが、チャネル形成領域を挟んで両側に不純物領域1201a〜1201cが左右対称に形成される。
また、ドーピングにおいて、半導体層上に位置する材料層の膜厚が厚くなればなるほどイオンの注入される深さが浅くなる。従って、絶縁膜を挟んで第1の導電層と重なる不純物領域1201c、即ち第3の不純物領域(GOLD領域)は、テーパー角βの側面を有するテーパー形状の部分の影響を受けて、半導体層中に添加される不純物元素の濃度が変化する。膜厚が厚くなればなるほど不純物濃度が低減し、薄くなればなるほど不純物濃度が増加する。
In doping, the deeper the material layer located on the semiconductor layer, the smaller the ion implantation depth. Therefore, the
また、同様に不純物領域1201b、即ち第2の不純物領域(LDD領域)は、第2の形状の絶縁膜1202bの膜厚による影響を受け、半導体層中に添加される不純物元素の濃度が変化する。即ち、テーパー角γの側面を有するテーパー形状となっている部分やその他のテーパー形状となっている部分の膜厚による影響を受け、半導体層中に添加される不純物元素の濃度が変化する。なお、第1の導電層と重なっていない不純物領域1201bは、不純物領域1201cより濃度が高い。また、チャネル長方向における不純物領域1201bの幅は、不純物領域1201cと同程度、もしくは不純物領域1201cより広い。
Similarly, the
また、不純物領域1201a、即ち第1の不純物領域は、第1のドーピング処理により添加された不純物濃度に加え、さらに第2のドーピング処理により添加されて高濃度不純物領域となり、ソース領域またはドレイン領域として機能する。
In addition to the impurity concentration added by the first doping process, the
以降の工程は、実施例1の図3(B)以降の工程に従ってアクティブマトリクス基板を作製すればよい。 In the subsequent steps, an active matrix substrate may be manufactured in accordance with the steps after FIG.
上記方法により画素部のTFT及び駆動回路のTFTが形成される。 By the above method, the TFT of the pixel portion and the TFT of the driving circuit are formed.
また、本実施例は、実施例1〜3、6〜9のいずれか一と自由に組み合わせることができる。 Moreover, a present Example can be freely combined with any one of Examples 1-3, 6-9.
また、本実施例のエッチングガス用ガス(CF4とCl2の混合ガス)に代えてSF6とCl2の混合ガスを用いた場合、あるいはCF4とCl2とO2の混合ガスに代えてSF6とCl2とO2の混合ガスを用いた場合、絶縁膜1202との選択比が非常に高いのでさらに膜減りを抑えることができる。 Further, when a mixed gas of SF 6 and Cl 2 is used instead of the etching gas (CF 4 and Cl 2 mixed gas) in this embodiment, or a mixed gas of CF 4 , Cl 2 and O 2 is used. When a mixed gas of SF 6 , Cl 2, and O 2 is used, the selectivity with respect to the insulating film 1202 is very high, so that film loss can be further suppressed.
Claims (10)
前記ゲート電極に近接して設けられた半導体層と、
前記ゲート配線と同一面上に設けられた島状のソース配線と、
前記ゲート配線及び前記島状のソース配線を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜の上方に設けられ、前記島状のソース配線及び前記半導体層に電気的に接続された接続電極と、
前記絶縁膜の上方に設けられ、前記半導体層に電気的に接続された画素電極と、
容量配線と、
を有し、
前記接続電極は金属膜を用いて形成されており、
前記容量配線は、前記ゲート配線と平行に配置された部分を有し、前記平行に配置された部分において、前記容量配線と前記画素電極とは部分的に重なっていることを特徴とする半導体装置。 A gate wiring including a gate electrode;
A semiconductor layer provided close to the gate electrode;
An island-shaped source wiring provided on the same plane as the gate wiring;
An insulating film covering the gate wiring and the island-shaped source wiring;
A connection electrode provided above the insulating film and electrically connected to the island-shaped source wiring and the semiconductor layer;
A pixel electrode provided above the insulating film and electrically connected to the semiconductor layer;
Capacitive wiring,
Have
The connection electrode is formed using a metal film,
The capacitor wiring has a portion arranged in parallel with the gate wiring, and the capacitor wiring and the pixel electrode partially overlap in the portion arranged in parallel. .
前記ゲート電極に近接して設けられた半導体層と、
前記ゲート配線と同一面上に設けられた島状のソース配線と、
前記ゲート配線及び前記島状のソース配線を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜の上方に設けられ、前記島状のソース配線及び前記半導体層に電気的に接続された接続電極と、
前記絶縁膜の上方に設けられ、前記半導体層に電気的に接続された画素電極と、
容量配線と、
を有し、
前記島状のソース配線は画素毎に配置されており、1つの島状のソース配線と隣の画素の島状のソース配線とは、前記接続電極によって電気的に接続されており、
前記接続電極は金属膜を用いて形成されており、
前記容量配線は、前記ゲート配線と平行に配置された部分を有し、前記平行に配置された部分において、前記容量配線と前記画素電極とは部分的に重なっていることを特徴とする半導体装置。 A gate wiring including a gate electrode;
A semiconductor layer provided close to the gate electrode;
An island-shaped source wiring provided on the same plane as the gate wiring;
An insulating film covering the gate wiring and the island-shaped source wiring;
A connection electrode provided above the insulating film and electrically connected to the island-shaped source wiring and the semiconductor layer;
A pixel electrode provided above the insulating film and electrically connected to the semiconductor layer;
Capacitive wiring,
Have
The island-shaped source wiring is arranged for each pixel, and one island-shaped source wiring and an island-shaped source wiring of an adjacent pixel are electrically connected by the connection electrode,
The connection electrode is formed using a metal film,
The capacitor wiring has a portion arranged in parallel with the gate wiring, and the capacitor wiring and the pixel electrode partially overlap in the portion arranged in parallel. .
前記ゲート電極に近接して設けられた半導体層と、
前記ゲート配線と同一面上に設けられた島状のソース配線と、
前記ゲート配線及び前記島状のソース配線を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜の上方に設けられ、前記島状のソース配線及び前記半導体層に電気的に接続された接続電極と、
前記絶縁膜の上方に設けられ、前記半導体層に電気的に接続された画素電極と、
容量配線と、
対向基板に設けられたカラーフィルタと、
を有し、
前記接続電極は金属膜を用いて形成されており、
前記容量配線は、前記ゲート配線と平行に配置された部分を有し、前記平行に配置された部分において、前記容量配線と前記画素電極とは部分的に重なっており、
前記カラーフィルタは、異なる色のカラーフィルタが積層された部分を有することを特徴とする半導体装置。 A gate wiring including a gate electrode;
A semiconductor layer provided close to the gate electrode;
An island-shaped source wiring provided on the same plane as the gate wiring;
An insulating film covering the gate wiring and the island-shaped source wiring;
A connection electrode provided above the insulating film and electrically connected to the island-shaped source wiring and the semiconductor layer;
A pixel electrode provided above the insulating film and electrically connected to the semiconductor layer;
Capacitive wiring,
A color filter provided on the counter substrate;
Have
The connection electrode is formed using a metal film,
The capacitor wiring has a portion arranged in parallel with the gate wiring, and the capacitor wiring and the pixel electrode partially overlap in the portion arranged in parallel.
The color filter has a portion where color filters of different colors are stacked.
前記ゲート電極に近接して設けられた半導体層と、
前記ゲート配線と同一面上に設けられた島状のソース配線と、
前記ゲート配線及び前記島状のソース配線を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜の上方に設けられ、前記島状のソース配線及び前記半導体層に電気的に接続された接続電極と、
前記絶縁膜の上方に設けられ、前記半導体層に電気的に接続された画素電極と、
容量配線と、
対向基板に設けられたカラーフィルタと、
を有し、
前記島状のソース配線は画素毎に配置されており、1つの島状のソース配線と隣の画素の島状のソース配線とは、前記接続電極によって電気的に接続されており、
前記接続電極は金属膜を用いて形成されており、
前記容量配線は、前記ゲート配線と平行に配置された部分を有し、前記平行に配置された部分において、前記容量配線と前記画素電極とは部分的に重なっており、
前記カラーフィルタは、異なる色のカラーフィルタが積層された部分を有することを特徴とする半導体装置。 A gate wiring including a gate electrode;
A semiconductor layer provided close to the gate electrode;
An island-shaped source wiring provided on the same plane as the gate wiring;
An insulating film covering the gate wiring and the island-shaped source wiring;
A connection electrode provided above the insulating film and electrically connected to the island-shaped source wiring and the semiconductor layer;
A pixel electrode provided above the insulating film and electrically connected to the semiconductor layer;
Capacitive wiring,
A color filter provided on the counter substrate;
Have
The island-shaped source wiring is arranged for each pixel, and one island-shaped source wiring and an island-shaped source wiring of an adjacent pixel are electrically connected by the connection electrode,
The connection electrode is formed using a metal film,
The capacitor wiring has a portion arranged in parallel with the gate wiring, and the capacitor wiring and the pixel electrode partially overlap in the portion arranged in parallel.
The color filter has a portion where color filters of different colors are stacked.
前記画素電極は、前記絶縁膜を間に挟んで前記ゲート配線と重なっていることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The semiconductor device, wherein the pixel electrode overlaps the gate wiring with the insulating film interposed therebetween.
前記画素電極の一部は、前記絶縁膜を間に挟んで前記島状のソース配線と重なっていることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
A part of the pixel electrode overlaps with the island-shaped source wiring with the insulating film interposed therebetween.
前記ゲート配線は、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料、または不純物元素がドープされた多結晶シリコンを用いて形成されることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
The gate wiring is formed using an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, an alloy material or a compound material containing the element as a main component, or polycrystalline silicon doped with an impurity element. A semiconductor device that is characterized in that:
前記ゲート電極は、端部がテーパー形状である下層の導電層と、前記下層の導電層より狭い幅を有する上層の導電層を有することを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode has a lower conductive layer whose end is tapered and an upper conductive layer having a width narrower than the lower conductive layer.
前記絶縁膜は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコンを有することを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 thru | or 8,
The semiconductor device, wherein the insulating film includes silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride.
前記半導体装置は、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、モバイルコンピュータ、携帯電話、電子書籍、頭部取り付け型のディスプレイ、プログラムを記録した記録媒体を用いるプレーヤー、デジタルカメラまたはディスプレイであることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The semiconductor device is a personal computer, a video camera, a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, a head-mounted display, a player using a recording medium storing a program, a digital camera, or a display. .
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