JPH03142418A

JPH03142418A - 画像表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH03142418A
Application number: JP1282108A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Uemoto; 康裕上本; Koji Senda; 耕司千田; Eiji Fujii; 英治藤井; Fumiaki Emoto; 文昭江本; Atsuya Yamamoto; 敦也山本; Akira Nakamura; 晃中村
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は画像表示装置、特に液晶を用いた画像表示装置
およびその製造方法に関するものである。

［従来の技術］近年、液晶を用いた画像表示装置は、薄型、低消費電力
等、多くの特徴を有し、ポケットＴＶ。

ラップトツブパソコン、ワープロ等の応用製品が次々と
生産され、非常に注目を集めてきている技術である。

そして、液晶を用いた画像表示装置においては、高精細
度化の要求とともに、単位画素数は増加する傾向にあ。

また、情報保持特性向上のため、画素スイッチング用Ｍ
Ｏ８（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ　）　　トランジスタには、低リーク電流特性が
要求されるようになってきた。この対策として、ゲート
数を増加させた。デュアルゲート構造、トリプルゲート
構造などが提案されているが、より−層の高精細度化が
進み、単位画素面積が縮少されていくことを考えると、
占有面積を大幅に縮少できる構造であるオフセット構造
ＭＯ３トランジスタを画素スイッチング用トランジスタ
として採用することの有効性の方がはるかに大きい。オ
フセット構造ＭＯＳトランジスタとは、ゲートとリース
領域、ドレイン領域間に低濃度不純物領域（オフセット
領域）を設けたものであり、低リーク電流特性を実現で
きる。

以下、図面を参照しながら、上述したようなオフセット
構造ＭＯＳトランジスタを画素スイッチング用トランジ
スタとして用いた従来の液晶を用いた画像表示装置につ
いて説明する。

第４図は、従来の液晶を用いた画像表示装置の断面図で
あり、第５図は、従来の液晶を用いた画像表示装置の製
造工程図である。

第４図〜第５図において、２１は石英基板、２２は不純
物濃度の高いリース領域、２３は不純物濃度の低い第２
のリース領域、２５は不純物濃度の高いドレイン領域、
２４は不純物濃度の低い第２のドレイン領域、２６はゲ
ート酸化膜、２７はゲート電極、２９は層間絶縁膜、３
０はＡＩ信号線、３１はパッシベーション膜、３２は液
晶組成物、３３は共通電極、３４は上面ガラス板、５１
は不純物濃度の低いリース領域２３、ドレイン領域２４
形成のためのレジストマスク、５２は不純物濃度の高い
リース領域２２、ドレイン領域２５形成のためのレジス
トマスクである。

第４図、第５図に示すように、従来は、低リーク電流特
性を有する画素スイッチング用ＭＯＳトランジスタを形
成するために、レジストマスクを追加して、不純物濃度
の低い領域（オフセット領域）を形成する方法がとられ
ていた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、前記した従来技術では、レジストマスク
によりオフセット領域を形成するため、オフセット領域
の長さがマスクあわせ誤差で変化してしまうという課題
、セルファラインでないためオフセット領域を形成する
ためのレジストマスクと、ゲート電極との位置のずれに
より、ドレイン側のオフセット長とリース領域のオフセ
ット長に差を生じる問題のため画素スイッチング用ＭＯ
Ｓトランジスタの特性を再現性よく得ることができない
といった多くの課題を有していた。

本発明は上記欠点に鑑み、スイッチング用ＭＯＳトラン
ジスタにおけるオフセット領域をレジストマスクを追加
することなく、セルファライン的に形成することにより
、前記スイッチング用ＭＯＳトランジスタの特性を安定
せしめ、高品質の画質を得ることのできる画像表示装置
およびその製造方法を提供するものである。

［問題を解決するための手段］前記目的を達成するため本発明は下記の構成からなる。

「（１）スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ
がマトリックス状に配列され、液晶を用いるアクティブ
マトリックス駆動方式の画像表示装置において、前記Ｍ
ＯＳトランジスタのドレインおよびリース領域がそれぞ
れ不純物濃度の異なる二種類の領域から少なくとも構成
され、前記二種類の領域のうちゲートに近い領域の不純
物濃度がゲートから遠い領域の不純物濃度よりも低いこ
とを特徴とする画像表示装置。

■　スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタがマ
トリックス状に配列され、液晶を用いるアクティブマト
リックス駆動方式の画像表示装置の製造方法において、
前記ＭＯＳトランジスタのドレインおよびリース領域の
それぞれ不純物濃度の異なる二種類の領域を、異方性エ
ッチング、により形成されるサイドウオールスペーサを
マスクとしたイオン注入法により製造することを特徴と
する画像表示装置の製造方法。」［作用］本発明の構成によれば、ＭＯＳトランジスタのドレイン
およびリース領域がそれぞれ不純物濃度の異なる二種類
の領域から少なくとも構成され、前記二種類の領域のう
ちゲートに近い領域の不純物濃度がゲートから遠い領域
の不純物濃度よりも低いので、画素スイッチング用ＭＯ
Ｓトランジスタにおけるオフセット長は、ゲート電極お
よびすイドウオールスペーサの厚さのみに依存し、セル
ファライン的に形成可能となる。また、サイドウオール
スペーサの厚さは、ゲート電極の厚さにも若干依存する
が、堆積する絶縁膜の厚さによってほぼ決まるため、非
常に精度よく制御できる。このため、得られる画素スイ
ッチング用ＭＯＳトランジスタは、精度良く、また、再
現性高いものとなり、画像表示装置の画質を大きく向上
させ、かつ、再現性よく得ることができる。

また、本発明の画像表示装置の製造方法では、ＭＯＳト
ランジスタのドレインおよびリース領域のそれぞれ不純
物濃度の異なる二種類の領域を、異方性エッチング、に
より形威されるサイドウオールスペーサをマスクとした
イオン注入法により製造するので、オフセット領域を有
する画素スイッチング用ＭＯＳトランジスタを効率よく
正確に形成することができる。すなわち、ゲート電極形
成後、低濃度不純物領域形成のためのイオン注入を行な
い、その上部に絶縁膜を堆積する。そしてリアクティブ
イオンエッチング、（ＲＩ　Ｅ　：　Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｊｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）による異方性エッチング、に
より、前記絶縁膜をエッチング、し、ゲート電極の側面
のみに残存させる。この残存した絶縁膜（サイドウオー
ルスペーサ）をマスクとして、高濃度不純物領域形成の
ためのイオン注入を行なうことにより、オフセット領域
を有する画素スイッチング用ＭＯＳトランジスタを効率
よく正確に形成することができる。

［実施例］以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する
。なお本発明は下記の実施例により限定されるものでは
ない。

第１図は本発明の一実施例におけるアクティブマトリッ
クス方式の液晶を用（、）た画像表示装置の単位画素の
平面図、第２図は第■図のＸ−Ｙにおける断面図、第３
図は製造工程の概略を示したものである。

まず、第３図に従い、本発明の一実施例におけるアクテ
ィブマトリックス方式の液晶を用いた画像表示装置の製
造方法について説明する。

（ａ）石英基板２１上に例えばＬＰＣＶＤ法により厚さ
１５００〜３０００Ａのポリシリコン膜を形成し、ホト
リソグラフィにより島状にパターニングしてトランジス
タ領域２０を形成する。

（ｂ）トランジスタ領域２０をドライ物雰囲気で熱酸化
して厚さ５００〜１５００Ａのシリコン酸化膜を形成し
、その上に例えばＬＰＣＶＤ法により厚さ２０００〜４
０００人のポリシリコン膜を形成し、リン拡散により不
純物添加を行ない、ｎ＋型とする。そして、パターニン
グにより、２７ゲート電極２６ゲート酸化膜を形成する
。次にゲート電極をマスクとして全面にリンを３０〜５
０ｋｅｖの加速電圧で、１×１０〜１×１０１３個／２ｄ程度イオン注入しｎ−型の不純物濃度の低いリース領
域２３、ドレイン領域２４を形成する。

（ｅ）例えば、ＣＶ　Ｄ法により、２０００〜５０００
六程度の厚さのシリコン酸化膜２８を全面に形成する。

（ｄ）そして、ＲＩ　Ｅ　（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｊｏｎ
　Ｅｔｃｈｉｎｇ）による異方性エッチング、により、
シリコン酸化膜２８をエッチング、することによりゲー
ト電極の側面部のみに、サイドウオールスペーサ２８を
残存させる。

（ｅ）　　このサイドウオールスペーサ２８とゲート電
極２７をマスクとして、全面に、例えば砒素を３０〜５
０ｋｅＶの加速電圧で、１〜３×１０１５個／　ｃｒｌ
程度イオン注入し、ｎ＋型の不純物濃度の高いリース領
域２２、ドレイン領域２５を形成する。

オフセット領域となる低不純物濃度領域２３．２４の長
さは、サイドウオールスペーサの厚さによって精度よく
制御されることになる。

（ｆ）次に、厚さ７０００〜９０００Ａのシリコン酸化
膜を例えばＡＰＣＶＤで形威し、層間絶縁膜とする。信
号線３０とリース領域２２とのコンタクト窓をウェット
エッチング、により形成し、続いてＡ／−８ｔ膜をスパ
ッタ法で形成、パターニングし、信号線３０とする。最
後に液晶組成物３２と半導体回路との絶縁の為、例えば
プラズマＣｖＤ法により、■５００〜２００ＯＡのＳｉ
Ｎ膜を形成した後、液晶工程において、液晶３２、共通
電極３３、上面ガラス板３４を形威し、第２図にその断
面を示す様な液晶を用いた画像表示装置が製造される。

なお、この実施例ではＮｃｈ（Ｎチャンネル）ＭＯＳト
ランジスタを用いる場合を例に説明したが、Ｐｃｈ（Ｐ
チャンネル）ＭＯＳトランジスタを用いる場合も、同様
の製造方法により、より制御性高く、再現性ある、低リ
ーク電流画素スイッチング用ＭＯＳトランジスタが得ら
れることはいうまでもない。また、サイドウオールスペ
ーサとして用いる薄膜として、ＣＶＤ法によるシリコン
酸化膜を例としてあげたが、プラズマＣＶＤによるシリ
コン酸化膜などでもよいことはいうまでもない。

［発明の効果］以上説明した本発明の構成によれば、ＭＯＳトランジス
タのドレインおよびリース領域がそれぞれ不純物濃度の
異なる二種類の領域から少なくとも構成され、前記二種
類の領域のうちゲートに近い領域の不純物濃度がゲート
から遠い領域の不純物濃度よりも低いので、得られる画
素スイッチング用ＭＯＳトランジスタは、精度良く、ま
た、再現性高いものとなり、画像表示装置の画質を大き
く向上させ、かつ、再現性よく得ることができる。

また、本発明の画像表示装置の製造方法では、ＭＯＳト
ランジスタのドレインおよびリース領域のそれぞれ不純
物濃度の異なる二種類の領域を、異方性エッチング、に
より形成されるサイドウオールスペーサをマスクとした
イオン注入法により製造するので、オフセット領域を有
する画素スイッチング用ＭＯＳトランジスタを効率よく
正確に形成することができる。

加えて本発明によれば、ゲート電極およびＲＩＥによる
異方性エッチング、によって形成されるサイドウオール
スペーサをマスクとしてセルアライン的に不純物をイオ
ン注入し低濃度不純物領域（オフセット領域）を形成し
たので、オフセット領域の長さが、サイドウオールスペ
ーサ形成の為の絶縁膜の厚さによってほぼ決定できるた
め、非常に精度よく制御でき、より制御性高く、再現性
高い、低リーク電流特性を有する画素スイッチング用Ｍ
Ｏ３トランジスタが得られ、高画質の画像表示装置が実
現でき、その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２図は、本発明による画像表示装置の単位画
素の平面図および断面図であり、第３図は、本発明の製
造工程の概略図、第４図は、従来の画像表示装置の単位
画素の断面図、第５図は従来技術の製造工程の概略図で
ある。２１・・・石英基板２２・・・高濃度不純物領域（リース領域）２５・・・
高濃度不純物領域（ドレイン領域）２３・・・低濃度不
純物領域（オフセット領域）２４・・・低濃度不純物領
域（オフセット領域）２６・・・ゲート酸化膜２７・・・ゲート電極２８・・・サイドウオールスペーサ２９・・・層間絶縁膜３０・・・信号線３１・・・パッシベーション膜３２・・・液晶組成物３３・・・共通電極３４・・・上面ガラス板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタが
マトリックス状に配列され、液晶を用いるアクティブマ
トリックス駆動方式の画像表示装置において、前記ＭＯ
Ｓトランジスタのドレインおよびリース領域がそれぞれ
不純物濃度の異なる二種類の領域から少なくとも構成さ
れ、前記二種類の領域のうちゲートに近い領域の不純物
濃度がゲートから遠い領域の不純物濃度よりも低いこと
を特徴とする画像表示装置。
（２）スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタが
マトリックス状に配列され、液晶を用いるアクティブマ
トリックス駆動方式の画像表示装置の製造方法において
、前記ＭＯＳトランジスタのドレインおよびリース領域
のそれぞれ不純物濃度の異なる二種類の領域を、異方性
エッチング、により形成されるサイドウォールスペーサ
をマスクとしたイオン注入法により製造することを特徴
とする画像表示装置の製造方法。