JPH0645607A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0645607A JPH0645607A JP19372092A JP19372092A JPH0645607A JP H0645607 A JPH0645607 A JP H0645607A JP 19372092 A JP19372092 A JP 19372092A JP 19372092 A JP19372092 A JP 19372092A JP H0645607 A JPH0645607 A JP H0645607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- type
- crystal display
- liquid crystal
- display device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】a−Siにエキシマレーザを照射して結晶性の
優れたpoly−Siを形成し、高移動度のTFTを製造す
ること又、前記poly−Si TFTをアクティブマトリ
クス基板に適用することで、駆動回路内蔵型TFT−L
CD,高精細TFT−LCDを実現することを目的とす
る。 【構成】プラズマCVD法により、SiH4 及びB2H6
及びPH3 を原料ガスとして、B及びPを微量含んだa
−Siを形成する。不純物を含んだa−Siは結晶化し
やすく、エキシマレーザを下地膜に熱ダメージを与えな
い低エネルギーで照射しても結晶性の優れたpoly−Si
が得られる。従って、前記poly−SiをTFTの半導体
層に適用することで、高移動度のTFTが製造でき、駆
動回路内蔵型TFT−LCD,高精細TFT−LCDを製
造することができる。
優れたpoly−Siを形成し、高移動度のTFTを製造す
ること又、前記poly−Si TFTをアクティブマトリ
クス基板に適用することで、駆動回路内蔵型TFT−L
CD,高精細TFT−LCDを実現することを目的とす
る。 【構成】プラズマCVD法により、SiH4 及びB2H6
及びPH3 を原料ガスとして、B及びPを微量含んだa
−Siを形成する。不純物を含んだa−Siは結晶化し
やすく、エキシマレーザを下地膜に熱ダメージを与えな
い低エネルギーで照射しても結晶性の優れたpoly−Si
が得られる。従って、前記poly−SiをTFTの半導体
層に適用することで、高移動度のTFTが製造でき、駆
動回路内蔵型TFT−LCD,高精細TFT−LCDを製
造することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置及びその
製造方法に関し、特に液晶表示装置のスイッチング素子
として用いる薄膜トランジスタ及びその製造方法に関す
る。
製造方法に関し、特に液晶表示装置のスイッチング素子
として用いる薄膜トランジスタ及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】薄膜トランジスタ(TFT)をスイッチ
ング素子に用いた液晶デイスプレイ(LCD)は、薄
型,軽量,低消費電力という特長からOA用VDTやカ
ラーテレビ等に適用されている。このTFT−LCDの
課題は、高精細化,大画面化,さらには低コスト化であ
る。
ング素子に用いた液晶デイスプレイ(LCD)は、薄
型,軽量,低消費電力という特長からOA用VDTやカ
ラーテレビ等に適用されている。このTFT−LCDの
課題は、高精細化,大画面化,さらには低コスト化であ
る。
【0003】高精細化及び大画面化には、現在使われて
いるTFTのサイズを小さくし、開口率の向上並びに1
ライン当たりの負荷の低減が必要となる。そのために
は、現在広く用いられている非晶質シリコン(a−S
i)を半導体層に適用したa−Si TFTでは、移動
度が小さく(0.5cm2/V・s程度)、TFTサイズを
小さくするには限界がある。従って、従来よりa−Si
膜を結晶化して多結晶Si(poly−Si)に改質し、前記
poly−Si膜をTFTの半導体層に用いることが考えら
れている。これにより、移動度を10cm2 /V・s以上
にすることができる。a−Si膜を結晶化する手段とし
ては、レーザを照射したり或いは600℃以上で加熱し
ている(特開昭56−92573 号公報記載)。
いるTFTのサイズを小さくし、開口率の向上並びに1
ライン当たりの負荷の低減が必要となる。そのために
は、現在広く用いられている非晶質シリコン(a−S
i)を半導体層に適用したa−Si TFTでは、移動
度が小さく(0.5cm2/V・s程度)、TFTサイズを
小さくするには限界がある。従って、従来よりa−Si
膜を結晶化して多結晶Si(poly−Si)に改質し、前記
poly−Si膜をTFTの半導体層に用いることが考えら
れている。これにより、移動度を10cm2 /V・s以上
にすることができる。a−Si膜を結晶化する手段とし
ては、レーザを照射したり或いは600℃以上で加熱し
ている(特開昭56−92573 号公報記載)。
【0004】低コスト化には、現在外付けされている駆
動用LSIを画素と同一基板上に内蔵することが考えら
れている。駆動用回路は高速動作が必要なため、a−S
iTFTでは移動度が小さく、回路を構成することは困
難である。従って、少なくとも回路を構成する部分はpo
ly−Si TFTで構成しなければならない。前記回路
内蔵を実現するために、レーザを回路を構成する部分の
みに照射して、その部分をpoly−Si化し、回路部はpo
ly−Si TFT、画素部はa−Si TFTで構成する
ことが考えられている。別の手段としては、熱処理を施
して画素を含めてpoly−Si化し、LCDを構成する全
てのTFTをpoly−Si TFTで構成することが考え
られている。
動用LSIを画素と同一基板上に内蔵することが考えら
れている。駆動用回路は高速動作が必要なため、a−S
iTFTでは移動度が小さく、回路を構成することは困
難である。従って、少なくとも回路を構成する部分はpo
ly−Si TFTで構成しなければならない。前記回路
内蔵を実現するために、レーザを回路を構成する部分の
みに照射して、その部分をpoly−Si化し、回路部はpo
ly−Si TFT、画素部はa−Si TFTで構成する
ことが考えられている。別の手段としては、熱処理を施
して画素を含めてpoly−Si化し、LCDを構成する全
てのTFTをpoly−Si TFTで構成することが考え
られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示すよ
うにa−Siを結晶化する際、600℃以上で加熱した
り、或いはレーザ等のエネルギービームを照射してい
る。しかし、600℃以上で加熱する場合、低融点の低
価格ガラスを使用することはできず、そのため石英ガラ
スなどの高価なガラスを使用している。従って、製造コ
ストが高いという課題が生じる。又、エキシマレーザを
照射する場合においても、従来のようにプラズマCVD
法やスパッタ法等により形成したa−Siを結晶化する
際は、照射エネルギーが300mJ/cm2 前後と高エネ
ルギーを必要とする。従って、前記a−Siの下地膜に
熱ダメージを与えるという問題が生じる。上記従来技術
では、以上示すような課題に対する配慮がなされていな
い。
うにa−Siを結晶化する際、600℃以上で加熱した
り、或いはレーザ等のエネルギービームを照射してい
る。しかし、600℃以上で加熱する場合、低融点の低
価格ガラスを使用することはできず、そのため石英ガラ
スなどの高価なガラスを使用している。従って、製造コ
ストが高いという課題が生じる。又、エキシマレーザを
照射する場合においても、従来のようにプラズマCVD
法やスパッタ法等により形成したa−Siを結晶化する
際は、照射エネルギーが300mJ/cm2 前後と高エネ
ルギーを必要とする。従って、前記a−Siの下地膜に
熱ダメージを与えるという問題が生じる。上記従来技術
では、以上示すような課題に対する配慮がなされていな
い。
【0006】又、上記従来技術に示すように形成したpo
ly−Si TFTは、リーク電流が大きいという課題が
ある。
ly−Si TFTは、リーク電流が大きいという課題が
ある。
【0007】本発明の目的は、下地膜に熱ダメージを与
えずに、結晶性の優れたpoly−Siを形成し、高移動度
のTFTを提供することにある。
えずに、結晶性の優れたpoly−Siを形成し、高移動度
のTFTを提供することにある。
【0008】本発明の第2の目的は、上記高移動度のT
FTをTFT−LCDに適用し、駆動回路内蔵型LC
D,高精細LCD,大画面LCDを提供することにあ
る。
FTをTFT−LCDに適用し、駆動回路内蔵型LC
D,高精細LCD,大画面LCDを提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、TFTの構造を以下に示すようにす
る。p型及びn型の不純物を含むa−Siを形成し、か
つ、前記a−Siの導電型をp型TFTの際はn型に、
n型TFTの際はp型にする。その後、前記a−Siに
レーザを照射することにより形成したpoly−SiをTF
Tのチャネル層に使用する。
め、本発明では、TFTの構造を以下に示すようにす
る。p型及びn型の不純物を含むa−Siを形成し、か
つ、前記a−Siの導電型をp型TFTの際はn型に、
n型TFTの際はp型にする。その後、前記a−Siに
レーザを照射することにより形成したpoly−SiをTF
Tのチャネル層に使用する。
【0010】又、駆動用回路内蔵型TFT−LCDに本
発明を適用する場合、画素部TFT及び回路部TFTの
チャネル層に、p型及びn型の不純物を含むa−Siを
形成し、かつ、前記a−Siの導電型をp型TFTの際
はn型に、n型TFTの際はp型にし、その後前記a−
Siにレーザを照射して形成したpoly−Siを使用す
る。又、画素部TFTは、現状のa−Si TFTでも
動作可能なため、回路部TFTのみ上記構造としても良
い。
発明を適用する場合、画素部TFT及び回路部TFTの
チャネル層に、p型及びn型の不純物を含むa−Siを
形成し、かつ、前記a−Siの導電型をp型TFTの際
はn型に、n型TFTの際はp型にし、その後前記a−
Siにレーザを照射して形成したpoly−Siを使用す
る。又、画素部TFTは、現状のa−Si TFTでも
動作可能なため、回路部TFTのみ上記構造としても良
い。
【0011】上記課題を解決するための別の手段として
は、TFTのチャネル層を、ゲート絶縁膜と接する側か
らpoly−Siとa−Siの二層構造とし、かつ前記poly
−Siを、p型及びn型の不純物を含むa−Siにレー
ザを照射して形成し、前記poly−Siの導電型をp型T
FTの際はn型に、n型TFTの際はp型にする。以上
示したp型或いはn型の不純物としては、特にBやPが
有効である。
は、TFTのチャネル層を、ゲート絶縁膜と接する側か
らpoly−Siとa−Siの二層構造とし、かつ前記poly
−Siを、p型及びn型の不純物を含むa−Siにレー
ザを照射して形成し、前記poly−Siの導電型をp型T
FTの際はn型に、n型TFTの際はp型にする。以上
示したp型或いはn型の不純物としては、特にBやPが
有効である。
【0012】上記課題を解決するための製造方法の一手
段を以下に示す。TFTのチャネル層に使用するpoly−
Siを、プラズマCVD法により、SiH4 及びB2H6
及びPH3 の混合ガス、或いは、前記混合ガス中にH2
或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合ガスを原料
として成膜した後、レーザ等のエネルギービームを照射
して形成する。或いは、逆スタガ構造TFTの場合、ゲ
ート絶縁膜を形成した後、PH3 を原料ガスとしてプラ
ズマ処理し、その後、プラズマCVD法により、SiH
4 及びB2H6の混合ガス、或いは、前記混合ガス中にH
2 或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合ガスを原
料としてBを含有したa−Siを形成する。その後、前
記a−Siにレーザを照射してpoly−Si化し、TFT
のチャネル層に用いる。
段を以下に示す。TFTのチャネル層に使用するpoly−
Siを、プラズマCVD法により、SiH4 及びB2H6
及びPH3 の混合ガス、或いは、前記混合ガス中にH2
或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合ガスを原料
として成膜した後、レーザ等のエネルギービームを照射
して形成する。或いは、逆スタガ構造TFTの場合、ゲ
ート絶縁膜を形成した後、PH3 を原料ガスとしてプラ
ズマ処理し、その後、プラズマCVD法により、SiH
4 及びB2H6の混合ガス、或いは、前記混合ガス中にH
2 或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合ガスを原
料としてBを含有したa−Siを形成する。その後、前
記a−Siにレーザを照射してpoly−Si化し、TFT
のチャネル層に用いる。
【0013】a−Siの結晶化に用いるレーザとして
は、a−Siに対する吸収係数の大きい紫外光であるエ
キシマレーザが適する。
は、a−Siに対する吸収係数の大きい紫外光であるエ
キシマレーザが適する。
【0014】
【作用】レーザを照射してa−Siを結晶化する際、前
記a−Si中に導電性を示す不純物が含有している場
合、結晶化のしきいエネルギー値が低下する。従って、
前記不純物を含有しない場合と比較して低エネルギーで
poly−Si化することから、結晶化するa−Siの下地
膜へ熱ダメージを与えずに、グレインサイズの大きなpo
ly−Siを得ることができる。従って、結晶化するa−
Si中にn型及びp型の不純物を導入することで上記作
用を得ることができる。又、レーザを照射してpoly−S
i TFTを形成した場合、TFTのしきい電圧が負側
にシフトする現象がある。そのため、n型TFTの場合
には前記poly−Siをp型に、p型TFTの場合には前
記poly−Siをn型にすることで、前記現象を解決する
ことができる。さらに、不純物のド−プ量を制御するこ
とにより、TFTのしきい電圧を制御することができ
る。
記a−Si中に導電性を示す不純物が含有している場
合、結晶化のしきいエネルギー値が低下する。従って、
前記不純物を含有しない場合と比較して低エネルギーで
poly−Si化することから、結晶化するa−Siの下地
膜へ熱ダメージを与えずに、グレインサイズの大きなpo
ly−Siを得ることができる。従って、結晶化するa−
Si中にn型及びp型の不純物を導入することで上記作
用を得ることができる。又、レーザを照射してpoly−S
i TFTを形成した場合、TFTのしきい電圧が負側
にシフトする現象がある。そのため、n型TFTの場合
には前記poly−Siをp型に、p型TFTの場合には前
記poly−Siをn型にすることで、前記現象を解決する
ことができる。さらに、不純物のド−プ量を制御するこ
とにより、TFTのしきい電圧を制御することができ
る。
【0015】TFTのチャネル層をゲート絶縁膜と接す
る側からpoly−Siとa−Siの二層構造にし、かつ、
前記poly−Siを上記要領で構成することにより、電界
が集中するソース・ドレイン電極と半導体層の接合部が
a−Siで構成させるため、poly−Siで接合を形成す
るよりもリーク電流を著しく低減できる。さらには、オ
ン電流が流れるチャネル領域は、結晶性の優れたpoly−
Siで構成されるため、高移動度が得られる。
る側からpoly−Siとa−Siの二層構造にし、かつ、
前記poly−Siを上記要領で構成することにより、電界
が集中するソース・ドレイン電極と半導体層の接合部が
a−Siで構成させるため、poly−Siで接合を形成す
るよりもリーク電流を著しく低減できる。さらには、オ
ン電流が流れるチャネル領域は、結晶性の優れたpoly−
Siで構成されるため、高移動度が得られる。
【0016】又、回路内蔵型TFT−LCDの回路部T
FT、或いは、回路部及び画素部TFTの両方に上記T
FTを適用することで、下地膜に熱ダメージを与えずに
高移動度のpoly−Si TFTが形成でき、駆動回路内
蔵型TFT−LCDを歩留まり良く製造できる。さら
に、画素部TFTに本発明を適用した場合、TFTが高
移動度であることから、TFTサイズを小さくでき、高
精細化,大画面化が実現できる。
FT、或いは、回路部及び画素部TFTの両方に上記T
FTを適用することで、下地膜に熱ダメージを与えずに
高移動度のpoly−Si TFTが形成でき、駆動回路内
蔵型TFT−LCDを歩留まり良く製造できる。さら
に、画素部TFTに本発明を適用した場合、TFTが高
移動度であることから、TFTサイズを小さくでき、高
精細化,大画面化が実現できる。
【0017】製造方法としては、TFTの半導体層に使
用するpoly−Siを、プラズマCVD法により、SiH4
及びB2H6及びPH3 の混合ガス、或いは、前記混合ガ
ス中にH2 或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合
ガスを原料として成膜した後、レーザ等のエネルギービ
ームを照射して形成したものとする。ここで、前記B2
H6及びPH3 ガスのガス流量を制御することで、a−
Si中に所望のB及びPをドーピングすることができ
る。前記B及びPのドーピング量を制御するにより、T
FTのしきい電圧を制御することができる。a−Si中
にBやPがドーピングされているため、レーザを低エネ
ルギーで照射してもグレインサイズの大きなpoly−Si
が得られる。或いは、逆スタガ構造TFTの場合、ゲー
ト絶縁膜を形成した後、PH3 を原料ガスとしてプラズ
マ処理し、その後、プラズマCVD法により、SiH4
及びB2H6の混合ガス、或いは、前記混合ガス中にH2
或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合ガスを原料
としてBを含んだa−Siを形成する。その後、レーザ
を照射してpoly−Si化し、TFTのチャネル層に用い
る。以上のようにすることでも、a−Siの結晶化に要
するしきいエネルギー値を小さくすることができる。
用するpoly−Siを、プラズマCVD法により、SiH4
及びB2H6及びPH3 の混合ガス、或いは、前記混合ガ
ス中にH2 或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合
ガスを原料として成膜した後、レーザ等のエネルギービ
ームを照射して形成したものとする。ここで、前記B2
H6及びPH3 ガスのガス流量を制御することで、a−
Si中に所望のB及びPをドーピングすることができ
る。前記B及びPのドーピング量を制御するにより、T
FTのしきい電圧を制御することができる。a−Si中
にBやPがドーピングされているため、レーザを低エネ
ルギーで照射してもグレインサイズの大きなpoly−Si
が得られる。或いは、逆スタガ構造TFTの場合、ゲー
ト絶縁膜を形成した後、PH3 を原料ガスとしてプラズ
マ処理し、その後、プラズマCVD法により、SiH4
及びB2H6の混合ガス、或いは、前記混合ガス中にH2
或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合ガスを原料
としてBを含んだa−Siを形成する。その後、レーザ
を照射してpoly−Si化し、TFTのチャネル層に用い
る。以上のようにすることでも、a−Siの結晶化に要
するしきいエネルギー値を小さくすることができる。
【0018】結晶化に用いるレーザとしては、a−Si
に対する吸収係数の大きいエキシマレーザが適する。例
えば、XeClエキシマレーザの発振波長は、308n
mの紫外光領域である。そのため、Si表面の数10n
mの領域で吸収されるため、レーザエネルギーを効率良
く熱エネルギーに変換でき、結晶化には有効である。
に対する吸収係数の大きいエキシマレーザが適する。例
えば、XeClエキシマレーザの発振波長は、308n
mの紫外光領域である。そのため、Si表面の数10n
mの領域で吸収されるため、レーザエネルギーを効率良
く熱エネルギーに変換でき、結晶化には有効である。
【0019】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。
する。
【0020】実施例1 本発明を駆動用回路を内蔵した液晶表示装置に適用した
場合を示す。図1は、駆動用回路を内蔵した液晶表示装
置用アクティブマトリクス基板の概略を示す。画像を表
示する画素部102と、前記画素部に備えられているT
FTを駆動するための回路部101により構成されてい
る。本実施例では、前記画素部102及び回路部101
に用いるTFTを図1に示す構造とする。即ち、TFT
のチャネル層をゲート絶縁膜と接する側からpoly−Si
とa−Siの二層構造とし、かつ、前記poly−SiをB
及びPを含むa−Siにレーザを照射して形成したもの
とする。BやPを含むa−Siは、結晶化しやすく、低
エネルギーのレーザを照射しても結晶性の優れたpoly−
Siが得られる。従って、a−Siの下地膜に熱ダメー
ジを与えることはない。さらに、導電型をp型にしてお
くことで、TFTのディプレッションモードの特性を解
消できる。
場合を示す。図1は、駆動用回路を内蔵した液晶表示装
置用アクティブマトリクス基板の概略を示す。画像を表
示する画素部102と、前記画素部に備えられているT
FTを駆動するための回路部101により構成されてい
る。本実施例では、前記画素部102及び回路部101
に用いるTFTを図1に示す構造とする。即ち、TFT
のチャネル層をゲート絶縁膜と接する側からpoly−Si
とa−Siの二層構造とし、かつ、前記poly−SiをB
及びPを含むa−Siにレーザを照射して形成したもの
とする。BやPを含むa−Siは、結晶化しやすく、低
エネルギーのレーザを照射しても結晶性の優れたpoly−
Siが得られる。従って、a−Siの下地膜に熱ダメー
ジを与えることはない。さらに、導電型をp型にしてお
くことで、TFTのディプレッションモードの特性を解
消できる。
【0021】次に、本実施例を実現するための製造方法
を以下に示す。ガラス基板1上にスパッタ法(DC10
0V,温度100℃)によりCrを120nm堆積した
後、ホトエッチング工程によりゲート電極2パタ−ンを
形成する。プラズマCVD法によりSiN膜3を350
nm(基板温度350℃,圧力0.6Torr ,パワー60
W、ガス流量SiH4 :NH3 :N2 =8:48:16
0sccm)堆積した後、B及びPを含んだa−Si4を4
0nmの膜厚で連続形成する。前記a−Si膜の形成条
件は、基板温度300℃、圧力0.6Torr ,パワ−40
W,ガス流量SiH4:0.1%B2H6(H2希釈):0.
5%PH3(H2 希釈)=20:15:15sccmとした。
その後、図2に示すようにエキシマレーザを170mJ
/cm2照射して前記a−Si膜を結晶化する。レーザ照
射後、a−Si6をプラズマCVD法により150nm
(基板温度300℃,圧力0.6Torr ,パワ−40W、
ガス流量SiH4 :H2 =15:40sccm)堆積し、続
いてn型Si7を40nm(基板温度250℃,圧力
0.6Torr,パワー60W,ガス流量SiH4:PH3:
H2=20:20:40sccm)堆積して、TFTを形成
する部分のSi膜を島状加工する。スパッタ法によりC
r,Al等を形成し、ソース・ドレイン電極8を形成し
た後、最後にプラズマCVD法によりパッシベーション
膜9としてSiNを1μm堆積する。図3は完成した逆
スタガ構造TFTの断面図を示す。前記poly−Si中の
B及びPの濃度は、TFT形成後に所望のしきい電圧に
なるようにドープ量を制御する。ドープ量の制御は、成
膜時のB2H6及びPH3 ガスの流量を変えることで容易
にできる。
を以下に示す。ガラス基板1上にスパッタ法(DC10
0V,温度100℃)によりCrを120nm堆積した
後、ホトエッチング工程によりゲート電極2パタ−ンを
形成する。プラズマCVD法によりSiN膜3を350
nm(基板温度350℃,圧力0.6Torr ,パワー60
W、ガス流量SiH4 :NH3 :N2 =8:48:16
0sccm)堆積した後、B及びPを含んだa−Si4を4
0nmの膜厚で連続形成する。前記a−Si膜の形成条
件は、基板温度300℃、圧力0.6Torr ,パワ−40
W,ガス流量SiH4:0.1%B2H6(H2希釈):0.
5%PH3(H2 希釈)=20:15:15sccmとした。
その後、図2に示すようにエキシマレーザを170mJ
/cm2照射して前記a−Si膜を結晶化する。レーザ照
射後、a−Si6をプラズマCVD法により150nm
(基板温度300℃,圧力0.6Torr ,パワ−40W、
ガス流量SiH4 :H2 =15:40sccm)堆積し、続
いてn型Si7を40nm(基板温度250℃,圧力
0.6Torr,パワー60W,ガス流量SiH4:PH3:
H2=20:20:40sccm)堆積して、TFTを形成
する部分のSi膜を島状加工する。スパッタ法によりC
r,Al等を形成し、ソース・ドレイン電極8を形成し
た後、最後にプラズマCVD法によりパッシベーション
膜9としてSiNを1μm堆積する。図3は完成した逆
スタガ構造TFTの断面図を示す。前記poly−Si中の
B及びPの濃度は、TFT形成後に所望のしきい電圧に
なるようにドープ量を制御する。ドープ量の制御は、成
膜時のB2H6及びPH3 ガスの流量を変えることで容易
にできる。
【0022】本発明の手段により形成したTFTと、従
来より製造されている不純物を含まないa−Siをレー
ザアニ−ルして形成したTFTの移動度を図4に示す。
図4は、移動度のエキシマレーザ照射エネルギー依存性
を示すが、本発明のTFTの方が、移動度が最大となる
エネルギーが低エネルギー側にシフトし、さらに従来技
術よりも高移動度が得られている。これにより、本発明
は、下地膜への熱ダメージの低減、TFTの高移動度
化、に適している。
来より製造されている不純物を含まないa−Siをレー
ザアニ−ルして形成したTFTの移動度を図4に示す。
図4は、移動度のエキシマレーザ照射エネルギー依存性
を示すが、本発明のTFTの方が、移動度が最大となる
エネルギーが低エネルギー側にシフトし、さらに従来技
術よりも高移動度が得られている。これにより、本発明
は、下地膜への熱ダメージの低減、TFTの高移動度
化、に適している。
【0023】以上のようにしてアクティブマトリクス基
板を製造することにより、図5に示す通り、従来では外
付けされていた駆動用LSI103を画素102と同一
基板上に内蔵できる。従って、画面サイズを変えること
なくモジュ−ルの小型化,軽量化を実現することができ
る。
板を製造することにより、図5に示す通り、従来では外
付けされていた駆動用LSI103を画素102と同一
基板上に内蔵できる。従って、画面サイズを変えること
なくモジュ−ルの小型化,軽量化を実現することができ
る。
【0024】ここでは、TFTの構造を逆スタガとした
が、正スタガ,コープレナー構造としても同様の効果が
得られる。
が、正スタガ,コープレナー構造としても同様の効果が
得られる。
【0025】実施例2 本発明を、駆動用回路部はpoly−Si TFT、画素部
はa−Si TFTで構成した駆動回路内蔵型アクティ
ブマトリクス基板の製造に適用した場合について、以下
図面(図6〜図11)を用いて説明する。
はa−Si TFTで構成した駆動回路内蔵型アクティ
ブマトリクス基板の製造に適用した場合について、以下
図面(図6〜図11)を用いて説明する。
【0026】ガラス基板10上にスパッタ法によりAl
膜11を250nm堆積し、ゲート電極及び走査線にパ
ターニングした後、その表面層を陽極化成する(図
6)。プラズマCVD法で、SiN膜13を200n
m、B及びPをドープしたa−Si膜14を40nm連
続形成する。前記a−Si膜の形成条件は、基板温度3
00℃,圧力0.6Torr ,パワー40W,ガス流量Si
H4:0.1%B2H6(H2 希釈):0.5%PH3(H2
希釈)=20:20:5sccmとする。質量分析の結果、
前記条件で形成したa−Si膜は、〔B濃度〕:〔P濃
度〕=12:1になる。前記条件で形成したa−Si膜
にレーザを照射することにより、低エネルギーでグレイ
ンサイズの大きなpoly−Siを得ることができる。又、
低エネルギーで結晶化できるため、下地膜に熱ダメージ
を与えずにpoly−Si化することができる。B及びPを
ドーピングしたa−Si膜14を形成した後、回路内蔵
部のみ局所的にエキシマレーザを170mJ/cm2 のエ
ネルギーで照射する(図7)。その後、プラズマCVD
法によりa−Si16を160nm、n型Si17を4
0nm連続形成し、TFTを形成する部分上のSi膜を
島状加工する(図8)。次に、スパッタ法により画素電
極となるITO膜18を形成した後、パターニングする
(図9)。その後、ソース・ドレイン電極及び信号線と
して、スパッタ法によりCr19を60nm,Al20
を400nm形成し、パターニングする。前記ソース・
ドレイン電極をマスクにし、TFTのチャネル上のn型
Siを選択除去する(図10)。最後に、全面にパッシ
ベーション膜として、プラズマCVD法でSiN膜21
を1μm堆積して、目的のアクティブマトリクス基板が
完成する(図11)。
膜11を250nm堆積し、ゲート電極及び走査線にパ
ターニングした後、その表面層を陽極化成する(図
6)。プラズマCVD法で、SiN膜13を200n
m、B及びPをドープしたa−Si膜14を40nm連
続形成する。前記a−Si膜の形成条件は、基板温度3
00℃,圧力0.6Torr ,パワー40W,ガス流量Si
H4:0.1%B2H6(H2 希釈):0.5%PH3(H2
希釈)=20:20:5sccmとする。質量分析の結果、
前記条件で形成したa−Si膜は、〔B濃度〕:〔P濃
度〕=12:1になる。前記条件で形成したa−Si膜
にレーザを照射することにより、低エネルギーでグレイ
ンサイズの大きなpoly−Siを得ることができる。又、
低エネルギーで結晶化できるため、下地膜に熱ダメージ
を与えずにpoly−Si化することができる。B及びPを
ドーピングしたa−Si膜14を形成した後、回路内蔵
部のみ局所的にエキシマレーザを170mJ/cm2 のエ
ネルギーで照射する(図7)。その後、プラズマCVD
法によりa−Si16を160nm、n型Si17を4
0nm連続形成し、TFTを形成する部分上のSi膜を
島状加工する(図8)。次に、スパッタ法により画素電
極となるITO膜18を形成した後、パターニングする
(図9)。その後、ソース・ドレイン電極及び信号線と
して、スパッタ法によりCr19を60nm,Al20
を400nm形成し、パターニングする。前記ソース・
ドレイン電極をマスクにし、TFTのチャネル上のn型
Siを選択除去する(図10)。最後に、全面にパッシ
ベーション膜として、プラズマCVD法でSiN膜21
を1μm堆積して、目的のアクティブマトリクス基板が
完成する(図11)。
【0027】エキシマレーザを照射した際、不純物を含
まないa−Siと比較して、B及びPをドーピングした
a−Siは低エネルギーで結晶化が起こる。従って、本
実施例に示す製造方法により、ゲート絶縁膜のSiNに
熱ダメージを与えることなくpoly−Si化でき、高移動
度かつばらつきが小さいTFTを形成できる。従って、
歩留まり良く駆動回路内蔵型TFT−LCDを製造でき
る。本実施例の製造方法で形成したTFTの移動度は、
80cm2 /V・sが得られている。
まないa−Siと比較して、B及びPをドーピングした
a−Siは低エネルギーで結晶化が起こる。従って、本
実施例に示す製造方法により、ゲート絶縁膜のSiNに
熱ダメージを与えることなくpoly−Si化でき、高移動
度かつばらつきが小さいTFTを形成できる。従って、
歩留まり良く駆動回路内蔵型TFT−LCDを製造でき
る。本実施例の製造方法で形成したTFTの移動度は、
80cm2 /V・sが得られている。
【0028】又、画素部TFTを上記回路部TFTのよ
うなpoly−Si TFTで構成しても同様な効果が得ら
れる。さらに、上記実施例では、TFTの構造を逆スタ
ガとしたが、その他正スタガ,コープレナー構造でも同
様の効果が得られる。
うなpoly−Si TFTで構成しても同様な効果が得ら
れる。さらに、上記実施例では、TFTの構造を逆スタ
ガとしたが、その他正スタガ,コープレナー構造でも同
様の効果が得られる。
【0029】
【発明の効果】本発明により、高性能なTFTを形成す
ることができる。さらには、前記TFTをLCDのスイッ
チング素子に用いることにより、高精細LCD,大画面
LCD,駆動用回路内蔵LCDを提供することができ
る。
ることができる。さらには、前記TFTをLCDのスイッ
チング素子に用いることにより、高精細LCD,大画面
LCD,駆動用回路内蔵LCDを提供することができ
る。
【図1】駆動用回路内蔵アクティブマトリクス基板の概
略図である。
略図である。
【図2】レーザ照射時の断面構造図である。
【図3】TFTの完成断面図である。
【図4】移動度のレーザ照射エネルギー依存性を示す図
である。
である。
【図5】アクティブマトリクス基板の構成図である。
【図6】陽極化成後の断面図である。
【図7】レーザ照射時の断面図である。
【図8】Siエッチング後の断面構造図である。
【図9】ITOパターニング後の断面図である。
【図10】ソース・ドレイン形成後の断面図である。
【図11】パッシベーション膜形成後の断面図である。
1…ガラス基板、2…ゲート電極、3…SiN、4…
B:Pドープa−Si、5…B:Pドープpoly−Si、
6…a−Si、7…n型Si、8…ソース・ドレイン電
極、9…パッシベーション膜、10…ガラス基板、11
…Al、12…陽極化成膜、13…SiN、14…B:
Pドープa−Si、15…B:Pドープpoly−Si、1
6…a−Si、17…n型Si、18…ITO、19…
Cr、20…Al、21…SiN、101…回路部、1
02…画素部、103…駆動用LSI。
B:Pドープa−Si、5…B:Pドープpoly−Si、
6…a−Si、7…n型Si、8…ソース・ドレイン電
極、9…パッシベーション膜、10…ガラス基板、11
…Al、12…陽極化成膜、13…SiN、14…B:
Pドープa−Si、15…B:Pドープpoly−Si、1
6…a−Si、17…n型Si、18…ITO、19…
Cr、20…Al、21…SiN、101…回路部、1
02…画素部、103…駆動用LSI。
Claims (15)
- 【請求項1】絶縁性基板上にゲート電極,ゲート絶縁
膜,チャネル層,n型不純物層及びソース・ドレイン電
極を構成要素とする複数の薄膜トランジスタをスイッチ
ング素子として具備した液晶表示装置において、前記チ
ャネル層がp型及びn型の不純物を含む薄膜多結晶シリ
コンで構成され、かつ、前記薄膜多結晶シリコンの導電
型がp型であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】絶縁性基板上にゲート電極,ゲート絶縁
膜,チャネル層,p型不純物層及びソース・ドレイン電
極を構成要素とする複数の薄膜トランジスタをスイッチ
ング素子として具備した液晶表示装置において、前記チ
ャネル層がp型及びn型の不純物を含む薄膜多結晶シリ
コンで構成され、かつ、前記薄膜多結晶シリコンの導電
型がn型であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項3】絶縁性基板上に、ゲート電極,ゲート絶縁
膜,チャネル層,n型不純物層、及びソース・ドレイン
電極を構成要素とする複数の第1の薄膜トランジスタ
と、ゲート電極,ゲート絶縁膜,チャネル層,p型不純
物層、及びソース・ドレイン電極を構成要素とする複数
の第2の薄膜トランジスタを、スイッチング素子として
具備した液晶表示装置において、前記第1の薄膜トラン
ジスタのチャネル層がp型及びn型の不純物を含む薄膜
多結晶シリコンで構成され、かつ、前記第1の薄膜トラ
ンジスタのチャネル層の導電型がp型であり、前記第2
の薄膜トランジスタのチャネル層がp型及びn型の不純
物を含む薄膜多結晶シリコンで構成され、かつ、前記第
2の薄膜トランジスタのチャネル層の導電型がn型であ
ることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項4】請求項1,2又は3において、前記液晶表
示装置が、画像を表示する画素電極を駆動するための複
数の薄膜トランジスタを備えた画素部と、前記画素部を
駆動するための複数の薄膜トランジスタを備えた回路部
により構成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項5】絶縁性基板上に画像を表示する画素電極を
駆動するための第1の複数の薄膜トランジスタと、前記
第1の複数の薄膜トランジスタを駆動する回路を構成す
るための第2の複数の薄膜トランジスタを具備し、前記
薄膜トランジスタが、ゲート電極,ゲート絶縁膜,チャ
ネル層,不純物シリコン層、及びソース・ドレイン電極
により構成される液晶表示装置において、前記第2の薄
膜トランジスタのチャネル層がp型及びn型の不純物を
含む薄膜多結晶シリコンにより構成され、かつ、前記第
2の薄膜トランジスタのチャネル層の導電型が、前記第
2の薄膜トランジスタの不純物シリコン層の導電型と逆
導電型であり、前記第1の薄膜トランジスタのチャネル
層はp型及びn型の不純物を含む薄膜非晶質シリコンに
より構成されることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項6】絶縁性基板上にゲート電極,ゲート絶縁
膜,チャネル層,不純物シリコン層、及びソース・ドレ
イン電極を構成要素とする複数の薄膜トランジスタをス
イッチング素子として具備した液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタのチャネル層をゲート絶縁膜と接
する側から多結晶シリコンと非晶質シリコンの二層構造
とし、前記多結晶シリコンがp型及びn型の不純物を含
み、かつ、前記多結晶シリコンの導電型が前記不純物シ
リコン層の導電型と逆導電型であることを特徴とする液
晶表示装置。 - 【請求項7】絶縁性基板上に画像を表示する画素電極を
駆動するための第1の複数の薄膜トランジスタと、前記
第1の複数の薄膜トランジスタを駆動する回路を構成す
るための第2の複数の薄膜トランジスタを具備し、前記
薄膜トランジスタが、ゲート電極,ゲート絶縁膜,チャ
ネル層,不純物シリコン層、及びソース・ドレイン電極
により構成される液晶表示装置において、前記第1及び
第2の薄膜トランジスタのチャネル層をゲート絶縁膜と
接する側から多結晶シリコンと非晶質シリコンの二層構
造とし、前記多結晶シリコンがp型及びn型の不純物を
含み、かつ、前記多結晶シリコンの導電型が前記第1及
び第2の薄膜トランジスタの不純物シリコン層の導電型
と逆導電型であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項8】絶縁性基板上に画像を表示する画素電極を
駆動するための第1の複数の薄膜トランジスタと、前記
第1の複数の薄膜トランジスタを駆動する回路を構成す
るための第2の複数の薄膜トランジスタを具備し、前記
薄膜トランジスタが、ゲート電極,ゲート絶縁膜,チャ
ネル層,不純物シリコン層、及びソース・ドレイン電極
により構成される液晶表示装置において、前記第2の薄
膜トランジスタのチャネル層をゲート絶縁膜と接する側
から多結晶シリコンと非晶質シリコンの二層構造とし、
前記多結晶シリコンがp型及びn型の不純物を含み、か
つ、前記多結晶シリコンの導電型が前記第2の薄膜トラ
ンジスタの不純物シリコン層の導電型と逆導電型である
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項9】請求項1,2,3,4,5,6,7又は8
において、前記多結晶シリコンがn型の際には〔n型不
純物濃度〕/〔p型不純物濃度〕≧10、前記多結晶シ
リコンがp型の際には〔p型不純物濃度〕/〔n型不純
物濃度〕≧10とすることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項10】請求項1,2,3,4,5,6,7,8
又は9において、前記p型不純物がボロンであり、前記
n型不純物がリンであることを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項11】請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9又は10において、前記多結晶シリコンは、レー
ザを照射して形成したことを特徴とする液晶表示装置の
製造方法。 - 【請求項12】請求項11において、前記p型及びn型
不純物の導入をレーザ照射前とすることを特徴とする液
晶表示装置の製造方法。 - 【請求項13】請求項12において、前記多結晶シリコ
ンを、プラズマCVD法により、SiH4及びB2H6
及びPH3 の混合ガス、或いは、前記混合ガス中にH2
或いはHeなどの不活性ガスを添加した混合ガスを原料
として非晶質シリコンを形成した後、レーザを照射して
形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項14】請求項12において、ゲート絶縁膜を形
成した後、PH3 を原料ガスとしてプラズマ処理し、そ
の後、プラズマCVD法により、SiH4 及びB2H6の
混合ガス、或いは、前記混合ガス中にH2 或いはHeな
どの不活性ガスを添加した混合ガスを原料として非晶質
シリコンを形成した後、レーザを照射して形成すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項15】請求項11,12,13又は14におい
て、前記多結晶シリコンを形成する手段にエキシマレー
ザを用いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19372092A JPH0645607A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19372092A JPH0645607A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645607A true JPH0645607A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16312677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19372092A Pending JPH0645607A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645607A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6200837B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-03-13 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of manufacturing thin film transistor |
| JP2009283928A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-12-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその作製方法 |
| WO2011145286A1 (ja) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | パナソニック株式会社 | 表示用薄膜半導体装置の製造方法 |
| WO2012153364A1 (ja) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | パナソニック株式会社 | 表示用薄膜半導体装置及び表示用薄膜半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP19372092A patent/JPH0645607A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6200837B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-03-13 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of manufacturing thin film transistor |
| JP2009283928A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-12-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその作製方法 |
| WO2011145286A1 (ja) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | パナソニック株式会社 | 表示用薄膜半導体装置の製造方法 |
| WO2011145149A1 (ja) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | パナソニック株式会社 | 表示用薄膜半導体装置の製造方法 |
| US8623715B2 (en) | 2010-05-20 | 2014-01-07 | Panasonic Corporation | Method for fabricating thin-film semiconductor device for display |
| WO2012153364A1 (ja) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | パナソニック株式会社 | 表示用薄膜半導体装置及び表示用薄膜半導体装置の製造方法 |
| US8835235B2 (en) | 2011-05-10 | 2014-09-16 | Panasonic Corporation | Thin-film semiconductor device and method for fabricating thin-film semiconductor device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3173854B2 (ja) | 薄膜状絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法及び作成された半導体装置 | |
| US6452213B1 (en) | Semiconductor device having first, second and third non-crystalline films sequentially formed on insulating base with second film having thermal conductivity not lower than that of first film and not higher than that of third film, and method of manufacturing the same | |
| JPH05190568A (ja) | 絶縁ゲート薄膜トランジスタの製造方法 | |
| CN100356509C (zh) | 多晶硅膜的形成方法 | |
| US5767529A (en) | Thin-film transistor having a plurality of island-like regions | |
| JP3224215B2 (ja) | 薄膜状絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法 | |
| JPH09266316A (ja) | 半導体素子 | |
| JPH0659278A (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法 | |
| US7015122B2 (en) | Method of forming polysilicon thin film transistor | |
| US7166501B2 (en) | Method for fabricating polycrystalline silicon liquid crystal display device | |
| JPH0645607A (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法 | |
| JP4035019B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3244518B2 (ja) | アクティブマトリクス基板の製造方法 | |
| KR20050070240A (ko) | 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법 | |
| JP2540688B2 (ja) | 半導体装置とその作製方法 | |
| US7271410B2 (en) | Active matrix circuit | |
| JP3845566B2 (ja) | 薄膜半導体装置及びその製造方法並びに当該装置を備える電子デバイス | |
| JPH0697193A (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| JP3813639B2 (ja) | 半導体装置、液晶電気光学装置、および半導体装置の作製方法 | |
| JP3845569B2 (ja) | 薄膜半導体装置及びその製造方法並びに当該装置を備える電子デバイス | |
| JP3108998B2 (ja) | アクティブマトリクス基板及びアクティブマトリクス基板の製造方法 | |
| JPH08339972A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法およびそれを用いた液晶表示装置 | |
| JP3084252B2 (ja) | 逆スタガ型絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法 | |
| JP3225231B2 (ja) | 半導体集積回路の作製方法 | |
| JPH10275916A (ja) | 半導体装置の製造方法 |