JPH0677252A - Thin film-shaped semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Thin film-shaped semiconductor device and manufacture thereof

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JPH0677252A
JPH0677252A JP18689193A JP18689193A JPH0677252A JP H0677252 A JPH0677252 A JP H0677252A JP 18689193 A JP18689193 A JP 18689193A JP 18689193 A JP18689193 A JP 18689193A JP H0677252 A JPH0677252 A JP H0677252A
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film
gate electrode
forming
active matrix
circuit
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Yasuhiko Takemura
保彦 竹村
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  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to manufacture an active matrix circuit having a high ON/OFF ratio and a peripheral drive circuit to need a complicated wiring in the same process at a high yield by a method wherein an anode oxide layer is formed on the surface of a metal film, the metal film and the anode oxide layer are selectively removed to form gate electrodes and the like. CONSTITUTION:Insular semiconductor regions 103 and 104 are formed on an insulating substrate 101, an insulating film 105 to function as a gate insulating film is formed on the semiconductor films 103 and 104 and a film 16 containing a metallic element as its main component is formed on the film 15. Then, a current is made to flow through the film 106 in an electrolyte to form an anode oxide layer 107 of a thickness of 100nm or thicker on the surface of the film 106 and the film 106 and the layer 107 are selectively removed to form gate electrodes 108 to 110. Then, after an impurity element is introduced in a self- alignment manner using the electrodes 108 and 110 as main masks, a laser beam or the like is emitted using the electrodes 108 to 110 as main masks.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板上に絶縁ゲイ
ト型半導体装置およびそれらが多数形成された集積回路
を歩留りよく形成する方法、およびそのような方法によ
って形成された半導体装置に関する。本発明による半導
体装置は、液晶ディスプレー等のアクティブマトリクス
やイメージセンサー等の駆動回路、あるいはSOI集積
回路や従来の半導体集積回路(マイクロプロセッサーや
マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、あるい
は半導体メモリー等)における薄膜トランジスタとして
使用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an insulating gate type semiconductor device on an insulating substrate and an integrated circuit in which a large number of them are formed with a high yield, and a semiconductor device formed by such a method. The semiconductor device according to the present invention is used as a drive circuit such as an active matrix such as a liquid crystal display or an image sensor, or as a thin film transistor in an SOI integrated circuit or a conventional semiconductor integrated circuit (microprocessor, microcontroller, microcomputer, semiconductor memory, etc.). It is what is done.

【0002】また、本発明は、広い意味でのアクティブ
マトリクス(配線がマトリクス状に配置され、その交点
に選択のための1つ以上のトランジスタから成る回路が
設けられている回路)とそれを駆動するための周辺回路
を有する集積化された半導体装置に関する。具体的に
は、アクティブマトリクス液晶ディスプレー(AM−L
CD)や、DRAM、SRAM、EPROM、EEPR
OM、マスクROM等の半導体集積回路で、絶縁基板上
に形成されたものである。
Further, according to the present invention, an active matrix in a broad sense (a circuit in which wirings are arranged in a matrix form and a circuit including one or more transistors for selection is provided at an intersection thereof) and it is driven. The present invention relates to an integrated semiconductor device having a peripheral circuit for operating. Specifically, an active matrix liquid crystal display (AM-L
CD), DRAM, SRAM, EPROM, EEPR
A semiconductor integrated circuit such as an OM or a mask ROM, which is formed on an insulating substrate.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、絶縁基板上に絶縁ゲイト型半導体
装置(MOSFET)を形成する研究が盛んに成されて
いる。このように絶縁基板上に半導体集積回路を形成す
ることは回路の高速駆動の上で有利である。なぜなら、
従来の半導体集積回路の速度は主として配線と基板との
容量(浮遊容量)によって制限されていたのに対し、絶
縁基板上ではこのような浮遊容量が存在しないからであ
る。このように絶縁基板上に形成され、薄膜状の活性層
を有するMOSFETを薄膜トランジスタ(TFT)と
いう。従来の半導体集積回路においても、例えばSRA
Mの負荷トランジスタとしてTFTが使用されている。
2. Description of the Related Art Recently, much research has been done on forming an insulating gate type semiconductor device (MOSFET) on an insulating substrate. Forming the semiconductor integrated circuit on the insulating substrate in this manner is advantageous for high-speed driving of the circuit. Because
This is because the speed of the conventional semiconductor integrated circuit is limited mainly by the capacitance (stray capacitance) between the wiring and the substrate, but such stray capacitance does not exist on the insulating substrate. A MOSFET having a thin film-like active layer formed on an insulating substrate in this manner is called a thin film transistor (TFT). Even in the conventional semiconductor integrated circuit, for example, SRA
A TFT is used as the M load transistor.

【0004】また、最近になって、透明な基板上に半導
体集積回路を形成する必要のある製品が出現した。例え
ば、液晶ディスプレーやイメージセンサーというような
光デバイスの駆動回路である。ここにもTFTが用いら
れている。これらの回路は大面積に形成することが要求
されるのでTFT作製プロセスの低温化が求められてい
る。また、例えば、絶縁基板上に多数の端子を有する装
置で、該端子を半導体集積回路に接続する必要がある場
合にも、実装密度を低減するために、半導体集積回路の
最初の方の段、あるいは半導体集積回路そのものを、同
じ絶縁基板上にモノリシックに形成することも考えられ
ている。
Further, recently, a product requiring the formation of a semiconductor integrated circuit on a transparent substrate has appeared. For example, it is a drive circuit for an optical device such as a liquid crystal display or an image sensor. A TFT is also used here. Since these circuits are required to be formed in a large area, it is required to lower the temperature of the TFT manufacturing process. Further, for example, in a device having a large number of terminals on an insulating substrate, even when it is necessary to connect the terminals to the semiconductor integrated circuit, in order to reduce the mounting density, the first stage of the semiconductor integrated circuit, Alternatively, it is considered that the semiconductor integrated circuit itself is monolithically formed on the same insulating substrate.

【0005】従来、TFTは、アモルファスもしくはセ
ミアモルファス、あるいは微結晶の半導体被膜を450
℃〜1200℃の温度でアニールすることによって、結
晶性を改善し、良質な(すなわち、移動度の十分に大き
な)半導体被膜に改善することがなされてきた。半導体
被膜にアモルファス材料を使用するアモルファスTFT
もあるが、移動度が5cm2 /Vs以下、通常は1cm
2 /Vs程度と小さく、動作速度の点からで、また、P
チャネル型のTFTが得られない点からその利用は大き
く制限されている。移動度が5cm2 /Vs以上のTF
Tを得るには、上記のような温度でのアニールが必要で
あった。また、このようなアニールによってPチャネル
型TFT(PTFT)を形成することができた。あるい
は、これらの熱的なアニール工程はレーザー光または強
光を照射することによっても成された。
Conventionally, a TFT is provided with an amorphous, semi-amorphous, or microcrystalline semiconductor film 450.
It has been attempted to improve the crystallinity and improve the quality of the semiconductor film (that is, the mobility is sufficiently high) by annealing at a temperature of ℃ to 1200 ℃. Amorphous TFT using amorphous material for semiconductor film
However, mobility is 5 cm 2 / Vs or less, usually 1 cm
It is as small as 2 / Vs, and in terms of operating speed, P
The use of the TFT of the channel type is greatly limited because it cannot be obtained. TF with mobility of 5 cm 2 / Vs or more
Annealing at the above temperature was required to obtain T. Moreover, a P-channel TFT (PTFT) could be formed by such annealing. Alternatively, these thermal annealing steps were also performed by irradiation with laser light or intense light.

【0006】しかしながら、このようなTFTにおいて
は、オフ状態での大きなリーク電流のため、アクティブ
マトリクスとして利用するには信頼性の点で問題がある
ことが指摘されていた。このような背景のもと、本発明
人等は特願平4−34194もしくは同4−30220
に記述されるように、ゲイト電極をアルミニウム等の低
抵抗の金属材料で構成するとともに、この表面を陽極酸
化することによって酸化物で被覆し、このような金属/
酸化物構成体を主たるマスクとして不純物の導入をおこ
なうことによってオフセット領域を形成する方法を提案
した。この結果、リーク電流を削減するとともに、陽極
酸化膜によって層間の絶縁が強化され、クロス部分での
ショートを著しく減少せしめることが可能となった。
However, it has been pointed out that such a TFT has a problem in reliability when used as an active matrix due to a large leak current in an off state. Against this background, the present inventors have filed Japanese Patent Application No. 4-34194 or 4-30220.
As described in (1), the gate electrode is made of a low resistance metal material such as aluminum and the surface thereof is anodized to be coated with an oxide.
We proposed a method of forming an offset region by introducing impurities using an oxide structure as a main mask. As a result, it becomes possible to reduce the leak current and to strengthen the insulation between the layers by the anodic oxide film, thereby significantly reducing the short circuit at the cross portion.

【0007】すなわち、陽極酸化物の被膜にはピンホー
ルが少なく、また、耐圧性も非常に高い(7MV/cm
以上)ので、層間を確実に絶縁できる。実際に特願平4
−34194もしくは同4−30220の技術を採用す
ることによって、配線間ショートによる不良を著しく低
減させることができた。アクティブマトリクス領域で
は、配線が交差する箇所が非常に多いので特に重要であ
った。
That is, the anodic oxide film has few pinholes and has a very high withstand voltage (7 MV / cm).
Because of the above), the layers can be reliably insulated. Actually Japanese patent application 4
By adopting the technology of No. 34194 or No. 4-30220, it was possible to significantly reduce defects due to short-circuiting between wirings. In the active matrix region, it is particularly important because there are so many intersections of wiring.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明人等が
この技術を用いて、アクティブマトリクスとその周辺駆
動回路がモノリシックに形成されたデバイス(例えば、
メモリーやAM−LCD)を作製しようすると、技術的
に非常に困難な課題があることが判明した。
However, the present inventors have used this technique to form a device (for example, a device in which an active matrix and its peripheral drive circuit are formed monolithically).
It has been found that there are technically very difficult problems in producing a memory or an AM-LCD).

【0009】一般に、周辺回路の構成・配線接続は複雑
であり、金属電極を陽極酸化物によって被覆する構成を
取ろうとしても、配線の複雑さのために電流を給電する
ことができず、また、無理に陽極酸化のためだけに配線
を形成すると、その配線を除去するためのフォトリソ工
程が余分に必要となり、歩留りの低下を招く。また、こ
のように余分な配線を設けて回路を構成すると、集積度
を著しく低下させることとなった。
Generally, the configuration and wiring connection of the peripheral circuit are complicated, and even if an attempt is made to cover the metal electrode with anodic oxide, current cannot be supplied due to the complexity of the wiring, and However, if the wiring is forcibly formed only for anodic oxidation, an additional photolithography process for removing the wiring is required, resulting in a decrease in yield. Further, when the circuit is configured by providing the extra wiring as described above, the integration degree is remarkably reduced.

【0010】しかし、例えば、アクティブマトリクス回
路部では、陽極酸化工程を採用し、周辺回路部等のその
他の領域では陽極酸化工程を採用しないという方法も提
案されたが、歩留りが著しく低かった。これは、主とし
て、層間絶縁物が不完全なために、ピンホールが多く存
在し、このようなピンホールを通して、上部の配線と下
部の配線(ゲイト電極とその配線等)がショートしてし
まうためであることが判明した。
However, for example, a method has been proposed in which the anodizing process is adopted in the active matrix circuit part and the anodizing process is not adopted in other regions such as the peripheral circuit part, but the yield is remarkably low. This is because there are many pinholes mainly due to incomplete interlayer insulation, and the upper wiring and the lower wiring (gate electrode and its wiring, etc.) are short-circuited through such pinholes. It turned out to be

【0011】特にこれは低融点の金属配線を使用する限
りにおいて本質的な問題であった。ゲイト電極材料とし
てアルミニウムやその合金が優れていることは周知の事
実であるが、この材料をゲイト電極として自己整合的に
不純物元素を導入するという方法を採用すれば、熱アニ
ールによる活性化は採用できず、必然的に不純物元素の
活性化にはレーザーアニール等の低温活性化技術を採用
しなければならなかった。また、450℃以上での層間
絶縁膜の形成は利用できなかった。
In particular, this was an essential problem as long as the metal wiring having a low melting point was used. It is a well-known fact that aluminum and its alloys are excellent as gate electrode materials, but if this method is used to introduce an impurity element in a self-aligned manner as a gate electrode, activation by thermal annealing is adopted. However, it was inevitable that a low temperature activation technique such as laser annealing had to be adopted for the activation of the impurity element. Further, formation of an interlayer insulating film at 450 ° C. or higher could not be used.

【0012】例えば、基板温度を450℃以上にして、
LPCVD法やAPCVD法によって形成された酸化珪
素等の層間絶縁材料では、ピンホールが極めて少なく配
線間のショートもほとんどなかった。しかしながら、4
50℃以下の低温ではスパッタ法やプラズマCVD法し
か採用できず、これらの方法では、成膜中に被膜にダス
トが多く降り注ぎ、結果的にピンホールが非常に多く、
絶縁性に問題のある被膜となってしまった。周辺駆動回
路部であっても配線の交差は存在し、したがって、歩留
りの向上のために何らかの方法によって陽極酸化物を形
成することが望まれる。
For example, by setting the substrate temperature to 450 ° C. or higher,
The interlayer insulating material such as silicon oxide formed by the LPCVD method or the APCVD method has very few pinholes and almost no short circuit between wirings. However, 4
At a low temperature of 50 ° C. or lower, only the sputtering method or the plasma CVD method can be adopted, and in these methods, a large amount of dust is poured into the film during film formation, resulting in very many pinholes.
It became a film with a problem of insulation. Even in the peripheral driving circuit section, there is an intersection of wirings. Therefore, it is desired to form the anodic oxide by some method in order to improve the yield.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
に鑑みて、最適なデバイス構造と作製プロセスを提供せ
んとしてなされたものである。そもそも、特願平4−3
4194もしくは同4−30220のように陽極酸化物
を設けることによって得られる最大の特徴は、明細書中
にも示されている通り、オフセットの効果によってゲイ
トに逆電圧が印加されたときのリーク電流を著しく低減
できるということであった。このような特性は、画素の
電圧を確実に保持する必要のあるダイナミックな動作を
するアクティブマトリクス領域のTFTには必要なこと
であった。あるいは、フリップ・フロップ回路の待機時
の消費電力を抑える上では必要なことであった。その意
味で、このような構造のTFTをAM−LCDの画素ト
ランジスタやSOI技術で形成されるDRAMの記憶ビ
ットの選択トランジスタやSRAM(特に完全CMOS
型SRAM)の記憶ビットのインバータ回路を構成する
トランジスタに用いることによって、大きな効果が得ら
れた。
In view of the above problems, the present invention has been made as an attempt to provide an optimum device structure and manufacturing process. In the first place, Japanese Patent Application 4-3
The greatest feature obtained by providing an anodic oxide such as 4194 or 4-30220 is the leakage current when a reverse voltage is applied to the gate due to the effect of offset, as also shown in the specification. Was significantly reduced. Such characteristics have been necessary for the TFT in the active matrix region that performs a dynamic operation that needs to reliably hold the pixel voltage. Alternatively, it was necessary to reduce the power consumption of the flip-flop circuit during standby. In that sense, a TFT having such a structure is used as a pixel transistor of an AM-LCD, a memory bit selection transistor of a DRAM formed by SOI technology, or an SRAM (particularly a complete CMOS).
Type SRAM), a large effect was obtained by using it for the transistor that constitutes the inverter circuit of the memory bit.

【0014】しかしながら、周辺回路においては、特に
スタティックもしくは半スタティックな動作をおこなう
回路であれば、リーク電流はそれほど問題とならない。
したがって、少なくとも側面に陽極酸化物を設けなくて
も(オフセット構造としなくても)十分に回路は動作す
る。
However, in the peripheral circuit, the leak current is not a serious problem, especially if the circuit performs static or semi-static operation.
Therefore, the circuit operates sufficiently even if the anodic oxide is not provided on at least the side surface (without the offset structure).

【0015】しかし、ゲイト電極の上面に陽極酸化物等
の緻密な被膜がないと配線間のリークによって歩留りが
著しく低下してしまう。また、上記特許出願の明細書に
おいても述べられたように、レーザーアニールを採用す
る場合には、ゲイト電極の上面に陽極酸化物が存在する
ことによって、レーザーアニール工程によるダメージを
最小とすることができた。
However, if there is no dense coating such as anodic oxide on the upper surface of the gate electrode, the yield will be remarkably reduced due to leakage between the wirings. Further, as described in the specification of the above patent application, when the laser annealing is adopted, the presence of the anodic oxide on the upper surface of the gate electrode can minimize the damage due to the laser annealing process. did it.

【0016】本発明人等の知見では、電子ビーム蒸着法
によって形成された金属アルミニウム膜は表面が平坦で
粒径がサブミクロン以下であるので、特に紫外線の反射
が良好で、直接レーザー照射をおこなってもほとんどダ
メージは認められなかったが、スパッタ法等の方法で形
成された粒径の大きな(〜1μm)被膜では、非常に大
きなダメージが観測された。しかし、電子ビーム蒸着法
は量産性に劣っているので、実用的にはスパッタ法によ
って作製することが望まれる。すなわち、周辺回路にと
っては、ゲイト電極の側面の陽極酸化物は不要である
が、上面には必要である。
According to the knowledge of the present inventors, since the aluminum metal film formed by the electron beam evaporation method has a flat surface and a particle size of submicron or less, the ultraviolet ray reflection is particularly good and direct laser irradiation is carried out. However, almost no damage was observed, but very large damage was observed in the coating having a large grain size (up to 1 μm) formed by a method such as the sputtering method. However, since the electron beam evaporation method is inferior in mass productivity, it is practically desired to manufacture it by the sputtering method. That is, the peripheral circuit does not require the anodic oxide on the side surface of the gate electrode, but does need it on the upper surface.

【0017】そこで本発明では、ゲイト電極の側面には
陽極酸化物が実質的に存在せず、上面にのみ陽極酸化物
が存在する構造を有するTFTをアクティブマトリクス
領域のTFTとともに形成することを提案する。そのよ
うな構造を有するTFTおよびその集合体としてのデバ
イスの作製方法は以下のように行なえばよい。
Therefore, in the present invention, it is proposed to form a TFT having a structure in which the anodic oxide does not substantially exist on the side surface of the gate electrode and the anodic oxide exists only on the upper surface together with the TFT in the active matrix region. To do. A method of manufacturing a TFT having such a structure and a device as an assembly thereof may be performed as follows.

【0018】まず、島状の半導体領域およびゲイト絶縁
膜上にアルミニウム等の金属被膜を形成する。そして、
その表面に陽極酸化法によって酸化膜を形成する。本発
明人等の知見によると酸化物の厚さは100nm以下で
は組成が化学量論比と異なるために絶縁性が悪いので、
絶縁物の厚さは100nm以上であることが望ましかっ
た。
First, a metal film of aluminum or the like is formed on the island-shaped semiconductor region and the gate insulating film. And
An oxide film is formed on the surface by the anodic oxidation method. According to the knowledge of the present inventors, when the thickness of the oxide is 100 nm or less, the composition is different from the stoichiometric ratio, and thus the insulating property is poor.
It was desirable that the thickness of the insulator be 100 nm or more.

【0019】その後、上記酸化物および金属被膜をエッ
チングして所望の形状のゲイト電極とすれば、ゲイト電
極の上面には陽極酸化物を残し、側面には陽極酸化物の
ない構造とすることができる。
After that, if the oxide and the metal film are etched to form a gate electrode having a desired shape, it is possible to leave the anodic oxide on the upper surface of the gate electrode and leave the anodic oxide on the side surface. it can.

【0020】これらのエッチングには反応性イオンエッ
チング(RIE)等の方向性エッチング方法が良い。こ
れは、等方的なエッチング法では陽極酸化物と金属被膜
のエッチングレートの違いによって、その界面付近に空
孔(カスプ)が生じ、これをまたぐ上部の配線の断線が
発生しやすくなるためである。しかし、材料によって
は、全てのプロセスをRIE等でおこなえない場合も存
在する。
A directional etching method such as reactive ion etching (RIE) is preferable for these etchings. This is because in the isotropic etching method, a difference in etching rate between the anodic oxide and the metal coating causes holes (cusps) near the interface, which easily causes disconnection of the upper wiring. is there. However, depending on the material, there are cases where all processes cannot be performed by RIE or the like.

【0021】例えば、金属材料がアルミニウムの場合に
は陽極酸化物は酸化アルミニウムであるが、これはRI
Eによって除去できない。そこで、この場合には、ま
ず、ウェットエッチングによって酸化アルミニウム膜を
エッチングし、その後、残存した酸化アルミニウムをマ
スクとして、RIEによって金属アルミニウムをエッチ
ングすればよい。
For example, when the metal material is aluminum, the anodic oxide is aluminum oxide, which is RI.
Cannot be removed by E. Therefore, in this case, first, the aluminum oxide film may be etched by wet etching, and then the metal aluminum may be etched by RIE using the remaining aluminum oxide as a mask.

【0022】もし、金属アルミニウムのエッチングにR
IEを採用できず、ウェットエッチングにのみ頼る場合
には、金属アルミニウム膜ができるだけ薄くすることが
望まれる。具体的には酸化アルミニウム膜と金属アルミ
ニウムの膜厚の比が1:3以下、好ましくは1:2以下
であることが望まれる。
If the etching of metal aluminum is R
When the IE cannot be adopted and only the wet etching is used, it is desirable that the metal aluminum film be as thin as possible. Specifically, it is desired that the ratio of the film thickness of the aluminum oxide film to the film thickness of metal aluminum is 1: 3 or less, preferably 1: 2 or less.

【0023】このようなTFTを用いてモノリシックな
マトリクス回路を構成しようとすれば、以下のように行
なえばよい。第1の方法は以下に示すプロセスから構成
される。 周辺回路にもマトリクス領域にも同じように金属被
膜を形成する。 これを陽極酸化して、表面に陽極酸化物を形成す
る。 不要な箇所の陽極酸化物をエッチングする。 残存した陽極酸化物をマスクとして金属被膜をエッ
チングし、周辺回路部およびマトリクス部にゲイト電極
を形成する。 マトリクス部にのみ電流を通じて、マトリクス部の
ゲイト電極のみに側面にも陽極酸化物を形成する。
If a monolithic matrix circuit is to be constructed using such TFTs, it may be performed as follows. The first method consists of the following processes. A metal film is similarly formed on the peripheral circuit and the matrix region. This is anodized to form an anodic oxide on the surface. Etch the anodic oxide where it is not needed. The metal film is etched using the remaining anodic oxide as a mask to form a gate electrode in the peripheral circuit section and the matrix section. An anodic oxide is formed only on the gate electrodes of the matrix portion and on the side surfaces of the matrix electrode by passing a current only through the matrix portion.

【0024】この方法においては、マトリクス部に注目
すると、最初に工程で形成された陽極酸化物がゲイト
電極上に残存したまま、工程によって第2の陽極酸化
をおこなうので、この最初の陽極酸化物とその後に形成
される陽極酸化物の間で応力歪みが生じ、最初に形成さ
れた上部の陽極酸化物が剥離してしまうことがある。
In this method, paying attention to the matrix portion, the second anodic oxidation is performed in the process while the anodic oxide formed in the first process remains on the gate electrode. There is a case where stress distortion occurs between the anodic oxide and the anodic oxide formed thereafter, and the anodic oxide on the upper part formed first may peel off.

【0025】これを解決するには、実施例1に示すよう
に、工程の後に、 ’周辺回路部にのみマスクをして、マトリクス部の陽
極酸化物を除去する。 という工程を付加すればよい。このような工程を経るこ
とによって、マトリクス部のゲイト電極は金属材料が全
面にわたって露出し、によって、上面、側面に均一に
陽極酸化物が形成される。マトリクス部のみをマスクす
ることは容易であり、この工程を追加することによっ
て、歩留りが低下してしまうことはない。ただし、エッ
チャントの種類に依っては、この工程でゲイト絶縁膜ま
でエッチングされてしまう。もし、半導体領域の表面が
露出した場合には、歩留りの低下の原因となるので注意
が必要である。また、いずれにしろ、少なくとも2回の
陽極酸化工程が必要である。
To solve this, as shown in the first embodiment, after the process, the anodic oxide in the matrix portion is removed by masking only the'peripheral circuit portion. The above process may be added. Through these steps, the metal material is exposed over the entire surface of the gate electrode in the matrix portion, whereby anodic oxide is uniformly formed on the upper surface and the side surfaces. It is easy to mask only the matrix portion, and the addition of this step does not reduce the yield. However, depending on the type of etchant, the gate insulating film is also etched in this step. If the surface of the semiconductor region is exposed, it will cause a decrease in yield, so be careful. In any case, at least two anodic oxidation steps are required.

【0026】第2の方法は、実施例2の方法であるが、
主として以下のようなプロセスから構成される。 周辺回路部には全体的に金属被膜を形成し、マトリ
クス部にはゲイト電極の形状のままに金属被膜を形成す
る。 周辺回路部の金属被膜とマトリクス部のゲイト電極
(とその配線)に電流を通じて、陽極酸化物を形成す
る。 周辺回路部の陽極酸化物と金属被膜をエッチングし
て、周辺回路部のゲイト電極を形成する。
The second method is the method of the second embodiment,
It mainly consists of the following processes. A metal coating is entirely formed on the peripheral circuit portion, and a metal coating is formed on the matrix portion while keeping the shape of the gate electrode. An anodic oxide is formed by passing an electric current through the metal film in the peripheral circuit section and the gate electrode (and its wiring) in the matrix section. The anodic oxide and the metal film in the peripheral circuit section are etched to form a gate electrode in the peripheral circuit section.

【0027】この方法では、陽極酸化工程は1回である
が、フォトリソグラフィーの工程が、(主として)マト
リクス部のゲイト電極形成と周辺回路部のゲイト電極形
成のために、少なくとも2回必要である。
In this method, the anodic oxidation process is performed once, but the photolithography process is required at least twice for (mainly) formation of the gate electrode in the matrix portion and formation of the gate electrode in the peripheral circuit portion. .

【0028】[0028]

【実施例】〔実施例1〕 基板(コーニング7059、
300mm×300mmもしくは100mm×100m
m)101上に下地酸化膜102として厚さ100〜3
00nmの酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方
法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法やTEOSを
プラズマCVD法で分解・堆積した膜を450〜650
℃でアニールしてもよい。
EXAMPLES Example 1 Substrate (Corning 7059,
300 mm x 300 mm or 100 mm x 100 m
m) a thickness of 100 to 3 as an underlying oxide film 102 on 101
A silicon oxide film having a thickness of 00 nm was formed. As a method of forming this oxide film, a film obtained by decomposing and depositing a sputtering method in an oxygen atmosphere or TEOS by a plasma CVD method is used for 450 to 650.
It may be annealed at ° C.

【0029】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によってアモルファス状のシリコン膜を30〜150n
m、好ましくは50〜100nm堆積し、さらに、プラ
ズマCVD法によって、保護層として、厚さ20〜10
0nm、好ましくは20〜40nmの酸化珪素または窒
化珪素膜を形成した。その後、550〜650℃、好ま
しくは600℃で72時間アニールすることによって、
アモルファスシリコン膜の結晶化をおこなった。このよ
うにして結晶化されたシリコン膜の結晶性をラマン散乱
分光法によって調べたところ、単結晶シリコンのピーク
(521cm-1)とは異なって、515cm-1付近に比
較的ブロードなピークが観測された。
After that, an amorphous silicon film of 30 to 150 n is formed by plasma CVD method or LPCVD method.
m, preferably 50 to 100 nm, and a thickness of 20 to 10 as a protective layer by a plasma CVD method.
A silicon oxide or silicon nitride film having a thickness of 0 nm, preferably 20 to 40 nm was formed. Then, by annealing at 550 to 650 ° C., preferably 600 ° C. for 72 hours,
The amorphous silicon film was crystallized. When the crystallinity of the silicon film crystallized in this way was examined by Raman scattering spectroscopy, a relatively broad peak was observed near 515 cm −1 , unlike the peak of single crystal silicon (521 cm −1 ). Was done.

【0030】次に保護層を除去して、シリコン層を露出
せしめ、これを島状にパターニングして、周辺駆動回路
のTFT領域103とマトリクス回路のTFT領域10
4を形成した。さらに、酸素雰囲気中でのスパッタ法に
よって、厚さ50〜200nmのゲイト酸化膜105を
形成した。その後、厚さ200nm〜5μm、好ましく
は200〜600nmのアルミニウム膜106を電子ビ
ーム蒸着法によって基板全面に形成した。そして、これ
を陽極酸化法によって酸化して、表面に厚さ100〜3
00nmの陽極酸化物107を形成した。陽極酸化の条
件は特願平4−30220、同4−38637および同
4−54322に示される条件を使用した。
Next, the protective layer is removed to expose the silicon layer, and the silicon layer is patterned into an island shape to form the TFT region 103 of the peripheral drive circuit and the TFT region 10 of the matrix circuit.
4 was formed. Further, a gate oxide film 105 having a thickness of 50 to 200 nm was formed by a sputtering method in an oxygen atmosphere. After that, an aluminum film 106 having a thickness of 200 nm to 5 μm, preferably 200 to 600 nm was formed over the entire surface of the substrate by an electron beam evaporation method. Then, this is oxidized by an anodic oxidation method to have a thickness of 100 to 3 on the surface.
A 00 nm anodic oxide 107 was formed. The conditions of anodic oxidation were those shown in Japanese Patent Application Nos. 4-30220, 4-38637 and 4-54322.

【0031】さらに、図1(B)に示すように、陽極酸
化物をフッ化水素酸を主体とするエッチャント(例えば
1/10バッファーHF)によってエッチングしてか
ら、残存した陽極酸化物をマスクとして、RIEによっ
て金属アルミニウム膜106をエッチングした。さら
に、周辺回路領域にはマスクを施して、マトリクス回路
部のゲイト電極上の陽極酸化物がエッチングされた。こ
うして、周辺駆動回路部のゲイト電極108(NTFT
用)と109(PTFT用)、さらにマトリクス回路部
のゲイト電極110を得た。(図1(B))
Further, as shown in FIG. 1B, after etching the anodic oxide with an etchant mainly containing hydrofluoric acid (for example, 1/10 buffer HF), the remaining anodic oxide is used as a mask. , The metal aluminum film 106 was etched by RIE. Further, the peripheral circuit region was masked, and the anodic oxide on the gate electrode of the matrix circuit portion was etched. Thus, the gate electrode 108 (NTFT) of the peripheral drive circuit section is
(For PTFT) and 109 (for PTFT), and gate electrodes 110 of the matrix circuit section were obtained. (Fig. 1 (B))

【0032】その後、マトリクス回路部のゲイト電極に
のみ電流を通じ、上記と同じ条件で厚さ200〜300
nm、例えば250nmの陽極酸化物111を該ゲイト
電極の上面および側面に形成させた。(図1(C))
After that, a current is passed only through the gate electrodes of the matrix circuit section to obtain a thickness of 200 to 300 under the same conditions as above.
nm, for example 250 nm, of anodic oxide 111 was formed on the top and side surfaces of the gate electrode. (Fig. 1 (C))

【0033】その後、イオンドーピング法によって、各
TFTの島状シリコン膜中に、ゲイト電極部(すなわち
ゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)をマスクとして自
己整合的に不純物を注入した。この際には、最初に全面
にフォスフィン(PH3 )をドーピングガスとして燐を
注入し、その後、図の島状領域103の左側だけをフォ
トレジストで覆って、ジボラン(B2 6 )をドーピン
グガスとして、島状領域103および104に硼素を注
入した。ドーズ量は、燐は2〜8×1015cm-2、硼素
は4〜10×1015cm-2とし、硼素のドーズ量が燐を
上回るように設定した。
After that, by the ion doping method, impurities were implanted into the island-shaped silicon film of each TFT in a self-aligned manner using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the anodic oxide film around it) as a mask. At this time, first, phosphorus is injected into the entire surface by using phosphine (PH 3 ) as a doping gas, and then only the left side of the island region 103 in the figure is covered with a photoresist and doped with diborane (B 2 H 6 ). Boron was injected into the island regions 103 and 104 as a gas. The dose amount was set to 2 to 8 × 10 15 cm −2 for phosphorus and 4 to 10 × 10 15 cm −2 for boron, and the dose amount of boron was set to exceed that of phosphorus.

【0034】その後、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、上記
不純物領域の導入によって、結晶性の劣化した部分の結
晶性を改善させた。レーザーのエネルギー密度は200
〜400mJ/cm2 、好ましくは250〜300mJ
/cm2 とした。この結果、周辺回路においてN型の領
域112とP型の領域113、およびマトリクス回路の
P型の領域114が形成された。これらの領域のシート
抵抗は200〜800Ω/□であった。この工程におい
て、KrFエキシマーレーザーのようなパルスレーザ光
でなく、レーザ光の照射と同等の効果のある強光の照射
によってもよい。この方法はRTA(ラピッドサーマル
アニール)といわれ、赤外光、特に1μm〜2μmにピ
ークを有する赤外光(好ましくはハロゲン光(1.3μ
m))を利用して、シリコン半導体を選択的に加熱する
方法である。この方法によれば、上記不純物が導入され
た領域を1000〜1200度程度に加熱することがで
き、効果的なアニールを行うことができる。このような
赤外光は、シリコン半導体に選択的に吸収されるので、
ガラス基板に熱的なダメージを与えることなく、シリコ
ン膜に対するアニールを行うことができる。また、数秒
〜数分間の短い時間の照射で効果を上げることができる
ことも特徴である。ここまでの様子を図1(D)に示
す。
Thereafter, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was irradiated to introduce the above-mentioned impurity region to improve the crystallinity of the portion where the crystallinity was deteriorated. Laser energy density is 200
To 400 mJ / cm 2 , preferably 250 to 300 mJ
/ Cm 2 . As a result, an N-type region 112 and a P-type region 113 in the peripheral circuit, and a P-type region 114 of the matrix circuit were formed. The sheet resistance in these regions was 200 to 800 Ω / □. In this step, strong light irradiation having the same effect as irradiation with laser light may be used instead of pulsed laser light such as KrF excimer laser. This method is called RTA (Rapid Thermal Annealing), and is infrared light, particularly infrared light having a peak at 1 to 2 μm (preferably halogen light (1.3 μm).
m)) is utilized to selectively heat the silicon semiconductor. According to this method, the region in which the impurities are introduced can be heated to about 1000 to 1200 degrees, and effective annealing can be performed. Since such infrared light is selectively absorbed by the silicon semiconductor,
The silicon film can be annealed without causing thermal damage to the glass substrate. Further, it is also a feature that the effect can be enhanced by irradiation for a short time of several seconds to several minutes. The state so far is shown in FIG.

【0035】その後、全面に層間絶縁物115として、
スパッタ法によって酸化珪素膜を厚さ300nm形成し
た。これは、プラズマCVD法による酸化珪素膜や窒化
珪素膜であってもよい。
After that, an interlayer insulator 115 is formed on the entire surface.
A 300-nm-thick silicon oxide film was formed by a sputtering method. This may be a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by the plasma CVD method.

【0036】その後、マトリクス部にスパッタ法によっ
て形成したITO膜をエッチングして、画素電極116
を形成し、また、各TFTのソース/ドレインにコンタ
クトホールを形成し、スパッタ成膜とフォトリソグラフ
ィー法で、図1(E)に示すように、クロム配線117
〜121(いずれも厚さ800nm)を形成した。この
場合には、周辺回路領域のNTFTとPTFTでインバ
ータ回路が形成されていることが示されている。最後
に、水素中で350℃で2時間アニールして、シリコン
膜のダングリングボンドを減らした。以上の工程によっ
て周辺回路とアクティブマトリクス回路を一体化して形
成できた。
After that, the ITO film formed on the matrix portion by the sputtering method is etched to form the pixel electrode 116.
Further, contact holes are formed in the source / drain of each TFT, and the chromium wiring 117 is formed by sputtering film formation and photolithography as shown in FIG.
.About.121 (each having a thickness of 800 nm) was formed. In this case, it is shown that the inverter circuit is formed by the NTFT and the PTFT in the peripheral circuit area. Finally, it was annealed in hydrogen at 350 ° C. for 2 hours to reduce dangling bonds in the silicon film. Through the above steps, the peripheral circuit and the active matrix circuit could be integrally formed.

【0037】〔実施例2〕 本実施例を図2に示す。ま
ず、基板(コーニング7059、300mm×300m
mもしくは100mm×100mm)201上に下地酸
化膜202として厚さ100〜300nmの酸化珪素膜
を形成した。この酸化膜の形成方法としては、酸素雰囲
気中でのスパッタ法やTEOSをプラズマCVD法で分
解・堆積した膜を450〜650℃でアニールしてもよ
い。
[Embodiment 2] This embodiment is shown in FIG. First, the substrate (Corning 7059, 300 mm x 300 m
m or 100 mm × 100 mm) 201, a silicon oxide film having a thickness of 100 to 300 nm was formed as a base oxide film 202. As a method of forming this oxide film, a film obtained by decomposing and depositing TEOS by a plasma CVD method or a sputtering method in an oxygen atmosphere may be annealed at 450 to 650 ° C.

【0038】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によってアモルファス状のシリコン膜203を30〜1
50nm、好ましくは50〜100nm堆積し、さら
に、プラズマCVD法によって、保護層204として、
厚さ20〜100nm、好ましくは50〜70nmの酸
化珪素または窒化珪素膜を形成した。そして、図2
(A)に示すようにKrFエキシマーレーザー(波長2
48nm、パルス幅20nsec)を照射して、シリコ
ン膜203の結晶性を改善させた。レーザーのエネルギ
ー密度は200〜400mJ/cm2 、好ましくは25
0〜300mJ/cm2 とした。このようにして形成さ
れたシリコン膜203の結晶性をラマン散乱分光法によ
って調べたところ、単結晶シリコンのピーク(521c
-1)とは異なって、515cm-1付近に比較的ブロー
ドなピークが観測された。このKrFエキシマーレーザ
ーの照射によるシリコン膜203の結晶化の後に、シリ
コン膜203に赤外光の強光を照射し、さらに結晶化を
助長させることは有用である。赤外光は、シリコン半導
体に選択的に吸収されるので、ガラス基板をそれ程加熱
することなく、シリコン膜203の結晶化を効果的に助
長させることができる。具体的には、欠陥や不対結合手
を減少させることができる。また、強光の照射のみで結
晶化を行ってもよい。その後、水素中で350℃で2時
間アニールした。
After that, the amorphous silicon film 203 is formed by 30 to 1 by the plasma CVD method or the LPCVD method.
50 nm, preferably 50 to 100 nm is deposited, and further as a protective layer 204 by plasma CVD method.
A silicon oxide or silicon nitride film having a thickness of 20 to 100 nm, preferably 50 to 70 nm was formed. And FIG.
As shown in (A), the KrF excimer laser (wavelength 2
Irradiation with 48 nm and a pulse width of 20 nsec) was performed to improve the crystallinity of the silicon film 203. The energy density of the laser is 200 to 400 mJ / cm 2 , preferably 25.
It was set to 0 to 300 mJ / cm 2 . When the crystallinity of the silicon film 203 thus formed was examined by Raman scattering spectroscopy, the peak (521c) of single crystal silicon was obtained.
In contrast to m −1 ), a relatively broad peak was observed around 515 cm −1 . After crystallization of the silicon film 203 by the irradiation of the KrF excimer laser, it is useful to irradiate the silicon film 203 with strong infrared light to further promote crystallization. Since infrared light is selectively absorbed by the silicon semiconductor, crystallization of the silicon film 203 can be effectively promoted without heating the glass substrate so much. Specifically, defects and dangling bonds can be reduced. In addition, crystallization may be performed only by irradiation with strong light. Then, it was annealed in hydrogen at 350 ° C. for 2 hours.

【0039】次に保護層204を除去して、シリコン層
203を露出せしめ、これを島状にパターニングして、
実施例1と同様に周辺回路領域とアクティブマトリクス
領域を形成した。さらに、酸素雰囲気中でのスパッタ法
やTEOSをプラズマCVD法で分解・堆積した膜を4
50〜650℃でアニールする方法によって、ゲイト酸
化膜を形成した。特に後者の方法を採用する場合には、
本工程の温度によって、基板に歪みや縮みが生じ、後の
マスク合わせが困難となる恐れがあるので大面積基板を
扱う場合には十分に注意しなければならない。また、ス
パッタ法では基板温度は150℃以下にできるが、膜中
のダングリングボンド等を減らして、固定電荷の影響を
減らすために水素中で300〜450℃程度のアニール
をすることが望ましい。
Next, the protective layer 204 is removed to expose the silicon layer 203, and this is patterned into an island shape.
A peripheral circuit region and an active matrix region were formed in the same manner as in Example 1. Furthermore, a film obtained by decomposing and depositing a sputtering method in an oxygen atmosphere or TEOS by a plasma CVD method is used.
A gate oxide film was formed by a method of annealing at 50 to 650 ° C. Especially when adopting the latter method,
Due to the temperature of this step, the substrate may be distorted or shrunk, which may make it difficult to align the mask later. Therefore, care must be taken when handling a large-area substrate. Although the substrate temperature can be set to 150 ° C. or lower by the sputtering method, it is desirable to anneal at about 300 to 450 ° C. in hydrogen in order to reduce dangling bonds and the like in the film and reduce the influence of fixed charges.

【0040】その後、厚さ200〜500nmのアルミ
ニウム膜をスパッタ法によって形成して、これをパター
ニングし、図2(B)に示すように周辺回路領域を覆う
金属アルミニウム被膜205とアクティブマトリクス領
域のゲイト電極206を形成した。
After that, an aluminum film having a thickness of 200 to 500 nm is formed by a sputtering method, and this is patterned, and as shown in FIG. 2B, the metal aluminum film 205 covering the peripheral circuit region and the gate of the active matrix region are formed. The electrode 206 was formed.

【0041】さらに、図2(C)に示すように、基板を
電解溶液に浸して上記アルミニウム被膜205およびゲ
イト電極206に電流を通じ、その表面あるいは周囲に
陽極酸化物の層207、208を形成した。本実施例で
は陽極酸化膜の厚さは200〜250nmとした。ま
た、この結果、残っている金属アルミニウムの厚さは1
00〜400nmであった。
Further, as shown in FIG. 2C, the substrate was dipped in an electrolytic solution to pass a current through the aluminum coating 205 and the gate electrode 206 to form anodic oxide layers 207 and 208 on or around the surface thereof. . In this embodiment, the thickness of the anodic oxide film is 200 to 250 nm. As a result, the thickness of the remaining metallic aluminum is 1
It was 00-400 nm.

【0042】そして、次に図2(D)のように周辺回路
領域のTFTのゲイト電極209、210を形成した。
最初にフッ化水素酸を主体とするエッチャント(例えば
1/10バッファーHF)によって、ウェットエッチン
グ法によって、陽極酸化物層をエッチングし、ついで、
残存した陽極酸化物をマスクとして混酸によってアルミ
ニウムをエッチングした。このようにしてゲイト電極を
形成したが、図に示すようにこれらのゲイト電極の上に
は陽極酸化物が残されている。一方、アクティブマトリ
クス領域のTFTのゲイト電極211はそのままであ
る。
Then, as shown in FIG. 2D, gate electrodes 209 and 210 of the TFT in the peripheral circuit region are formed.
First, the anodic oxide layer is etched by a wet etching method with an etchant mainly containing hydrofluoric acid (for example, 1/10 buffer HF), and then,
Aluminum was etched with a mixed acid using the remaining anodic oxide as a mask. The gate electrodes were formed in this manner, but the anodic oxide remained on these gate electrodes as shown in the figure. On the other hand, the gate electrode 211 of the TFT in the active matrix region remains unchanged.

【0043】その後、イオンドーピング法によって、各
TFTの島状シリコン膜中に、ゲイト電極部(すなわち
ゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)をマスクとして自
己整合的に不純物を注入した。この際には、最初に全面
にフォスフィン(PH3 )をドーピングガスとして燐を
注入し、その後、図の周辺回路領域の左側だけをフォト
レジストで覆って、ジボラン(B2 6 )をドーピング
ガスとして、周辺回路領域の右側およびマトリクス領域
だけに硼素を注入した。ドーズ量は、燐は2〜8×10
15cm-2、硼素は4〜10×1015cm-2とし、硼素の
ドーズ量が燐を上回るように設定した。
After that, impurities were injected into the island-shaped silicon film of each TFT in a self-aligned manner by ion doping using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the anodic oxide film around it) as a mask. At this time, first, phosphine (PH 3 ) is used as a doping gas, and phosphorus is injected into the entire surface. Then, only the left side of the peripheral circuit region in the figure is covered with photoresist, and diborane (B 2 H 6 ) is used as a doping gas. As a result, boron was implanted only into the right side of the peripheral circuit region and the matrix region. The dose is 2-8 × 10 for phosphorus
15 cm -2, boron and 4~10 × 10 15 cm -2, the dose of boron was set to exceed the phosphorous.

【0044】その後、KrFエキシマーレーザー(波長
248nm、パルス幅20nsec)を照射して、上記
不純物領域の導入によって、結晶性の劣化した部分の結
晶性を改善させた。レーザーのエネルギー密度は200
〜400mJ/cm2 、好ましくは250〜300mJ
/cm2 とした。またこの工程を強光(赤外光)の照射
によるアニールで行ってもよい。
After that, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was irradiated to introduce the above-mentioned impurity region to improve the crystallinity of the portion where the crystallinity was deteriorated. Laser energy density is 200
To 400 mJ / cm 2 , preferably 250 to 300 mJ
/ Cm 2 . Further, this step may be performed by annealing by irradiation with intense light (infrared light).

【0045】この結果、図2(D)に示すように、N型
の領域212、およびP型の領域213、214が形成
された。これらの領域のシート抵抗は200〜800Ω
/□であった。その後、全面に層間絶縁物215とし
て、スパッタ法によって酸化珪素膜を厚さ300nm形
成した。これは、プラズマCVD法による窒化珪素膜で
あってもよい。
As a result, N-type regions 212 and P-type regions 213 and 214 were formed as shown in FIG. The sheet resistance of these areas is 200-800Ω
It was / □. After that, a silicon oxide film having a thickness of 300 nm was formed as an interlayer insulator 215 over the entire surface by a sputtering method. This may be a silicon nitride film formed by the plasma CVD method.

【0046】その後、アクティブマトリクス部のTFT
には、透明導電材料(ITO等)で画素電極216を形
成した。そして、各TFTのソース/ドレインにコンタ
クトホールを形成し、クロム配線217〜221を形成
した。この場合には、周辺回路領域のNTFTとPTF
Tでインバータ回路が形成されていることが示されてい
る。さらに、最後に、水素中で350℃で2時間アニー
ルして、シリコン膜のダングリングボンドを減らした。
以上の工程によって周辺回路とアクティブマトリクス回
路を一体化して形成できた。
After that, the TFT of the active matrix section
A pixel electrode 216 was formed of a transparent conductive material (ITO or the like). Then, contact holes were formed in the source / drain of each TFT, and chromium wirings 217 to 221 were formed. In this case, NTFT and PTF in the peripheral circuit area
It is shown that the inverter circuit is formed by T. Finally, annealing was performed in hydrogen at 350 ° C. for 2 hours to reduce dangling bonds in the silicon film.
Through the above steps, the peripheral circuit and the active matrix circuit could be integrally formed.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によって、OFF抵抗の大きなT
FTをアクティブマトリクス領域に形成し、また、構成
の複雑な周辺回路領域も歩留り良く形成し、しかも両者
を同一プロセスでモノリシックに形成することが出来
た。したがって、例えばAM−LCDに関しては、従来
のようにTAB接続をおこなう場合に比べてコストを3
0%以上削減することが出来た。従来のTFTでは、移
動度が高いTFTでは、十分なOFF抵抗が得られない
という問題があった。そのため、例えば高温プロセスに
よってマトリクスと周辺回路に同じ構造のTFTを用い
た場合には、いずれかの機能を犠牲にしなければならな
かった。
According to the present invention, T having a large OFF resistance is provided.
The FT was formed in the active matrix region, and the peripheral circuit region having a complicated structure was also formed with good yield, and both could be formed monolithically in the same process. Therefore, for example, with regard to AM-LCD, the cost is 3 compared to the case where the TAB connection is performed as in the conventional case.
We were able to reduce it by 0% or more. The conventional TFT has a problem that a TFT having high mobility cannot obtain a sufficient OFF resistance. Therefore, for example, when the TFT having the same structure is used for the matrix and the peripheral circuit by the high temperature process, one of the functions must be sacrificed.

【0048】これに対して、特願平4−34194もし
くは同4−30220に記述される方法では、移動度が
高くて、OFF抵抗も大きいという理想的なTFTが得
られたので、例えば本発明人等の出願であるデジタル階
調(例えば、特願平3−169306、同3−2098
69)のような高速動作と高いON/OFF比が要求さ
れるものであっても、何ら表示には差し支えないもので
あった。
On the other hand, according to the method described in Japanese Patent Application No. 4-34194 or 4-30220, an ideal TFT having high mobility and large OFF resistance was obtained. Digital gradation applied by people (for example, Japanese Patent Application Nos. 3-169306 and 3-2098).
Even if a high speed operation and a high ON / OFF ratio are required as in 69), there is no problem in displaying.

【0049】しかしながら、特願平4−34194もし
くは同4−30220で記述されるTFTを回路の複雑
な周辺駆動回路にまで適用しようとすると、作製上に大
きな困難があった。本発明はこの矛盾に対して明解な回
答を与えたものである。特に前記のデジタル階調表示は
通常の表示方法に比して複雑な信号処理が要求されるの
で回路構成は極めて複雑である。そのため、従来は陽極
酸化工程の困難という理由だけで、周辺駆動回路をTA
B接続でICに接続しなければならなかった。
However, if the TFT described in Japanese Patent Application No. 4-34194 or 4-30220 is applied to a peripheral driving circuit having a complicated circuit, there is a great difficulty in manufacturing. The present invention gives a clear answer to this contradiction. In particular, the digital gradation display requires complicated signal processing as compared with a normal display method, so that the circuit configuration is extremely complicated. Therefore, in the past, the peripheral drive circuit was TA only because the anodic oxidation process was difficult.
I had to connect to the IC with the B connection.

【0050】本発明では、いかなる複雑な周辺回路もほ
とんどその能力を落とさずに形成できることとなった。
もちろん、本発明はデジタル階調表示という方法だけに
限らず、通常のアナログ階調表示方式を採用するLCD
にも有効であることは言うまでもない。特に、行数が1
000以上の高精彩LCDではその効果がいかんなく発
揮される。また、実施例ではAM−LCDについて記述
されたが、広い意味でアクティブマトリクスと周辺駆動
回路を有するデバイス(例えば、DRAMやSRAM
等)全てに対しても本発明によって同様な効果が得られ
ることは明らかであろう。このように本発明は工業上、
極めて有益である。
According to the present invention, any complicated peripheral circuit can be formed with almost no deterioration in its capability.
Of course, the present invention is not limited to the digital gradation display method, but an LCD adopting a normal analog gradation display method.
It goes without saying that it is also effective. Especially, the number of rows is 1
With a high-definition LCD of 000 or more, the effect can be fully demonstrated. Although the AM-LCD is described in the embodiments, a device having an active matrix and a peripheral drive circuit in a broad sense (for example, DRAM or SRAM).
It will be clear that the same effect can be obtained by the present invention in all cases. Thus, the present invention is industrially
It is extremely beneficial.

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

【図1】本発明によるTFTの作製方法を示す。FIG. 1 shows a method for manufacturing a TFT according to the present invention.

【図2】本発明によるTFTの作製方法を示す。FIG. 2 shows a method for manufacturing a TFT according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 絶縁基板 102 下地酸化膜 103 半導体領域(周辺駆動回路用) 104 半導体領域(アクティブマトリクス
用) 105 ゲイト絶縁膜 106 金属被膜 107 金属被膜の陽極酸化物 108 ゲイト電極(周辺回路のNTFT用) 109 ゲイト電極(周辺回路のPTFT用) 110 ゲイト電極(アクティブマトリクス回
路のPTFT用) 111 陽極酸化膜 112 N型不純物領域 113、114 P型不純物領域 115 層間絶縁物 116 画素電極(ITO) 117〜121 金属配線
101 Insulating Substrate 102 Underlying Oxide Film 103 Semiconductor Region (for Peripheral Driving Circuit) 104 Semiconductor Region (for Active Matrix) 105 Gate Insulating Film 106 Metal Film 107 Anodic Oxide of Metal Film 108 Gate Electrode (for NTFT of Peripheral Circuit) 109 Gate Electrode (for PTFT of peripheral circuit) 110 Gate electrode (for PTFT of active matrix circuit) 111 Anodized film 112 N-type impurity region 113, 114 P-type impurity region 115 Interlayer insulator 116 Pixel electrode (ITO) 117-121 Metal wiring

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板上に、島状の半導体領域を形成
する工程と、前記半導体被膜上にゲイト絶縁膜として機
能する絶縁被膜を形成する工程と、前記絶縁被膜上に金
属元素を主成分とする被膜を形成する工程と、前記金属
被膜に電解液中で電流を通じて、金属被膜の表面に厚さ
100nm以上の陽極酸化物層を形成する工程と、前記
金属被膜および陽極酸化物を選択的に除去して、ゲイト
電極を形成する工程と、前記ゲイト電極を主たるマスク
として自己整合的に不純物元素を導入する工程と、前記
工程後、前記ゲイト電極を主たるマスクとしてレーザー
光またはそれと同等な強光を照射する工程とを有するこ
とを特徴とする薄膜状半導体装置の作製方法。
1. A step of forming an island-shaped semiconductor region on an insulating substrate, a step of forming an insulating film functioning as a gate insulating film on the semiconductor film, and a metal element as a main component on the insulating film. And a step of forming a anodic oxide layer having a thickness of 100 nm or more on the surface of the metal coating by passing a current through the metal coating in an electrolytic solution, and selectively selecting the metal coating and the anodic oxide. To form a gate electrode, a step of introducing an impurity element in a self-aligned manner using the gate electrode as a main mask, and after the step, a laser beam or an equivalent strong laser beam is used as the gate electrode as a main mask. And a step of irradiating light, the method for manufacturing a thin film semiconductor device.
【請求項2】 絶縁基板上に形成され、アルミニウムを
主成分とする金属材料をゲイト電極・配線として有する
複数の薄膜トランジスタを有する半導体装置で、該装置
はアクティブマトリクス部と周辺駆動回路部とを有し、
前記アクティブマトリクス部中の薄膜トランジスタのゲ
イト電極は、その側面および上面に厚さ100nm以上
の酸化アルミニウム膜を有し、前記周辺駆動回路部中の
薄膜トランジスタのゲイト電極は、その上面には厚さ1
00nm以上の酸化アルミニウム被膜を有するが、その
側面には実質的に酸化アルミニウムを有しないことを特
徴とする薄膜状半導体装置
2. A semiconductor device having a plurality of thin film transistors formed on an insulating substrate and having a metal material containing aluminum as a main component as a gate electrode / wiring, the device including an active matrix portion and a peripheral drive circuit portion. Then
The gate electrode of the thin film transistor in the active matrix portion has an aluminum oxide film with a thickness of 100 nm or more on the side surface and the upper surface thereof, and the gate electrode of the thin film transistor in the peripheral drive circuit portion has a thickness of 1 nm on the upper surface.
A thin film semiconductor device having an aluminum oxide film of 00 nm or more, but having substantially no aluminum oxide on its side surface.
【請求項3】 絶縁基板上にアクティブマトリクス回路
と、周辺駆動回路を形成する工程に関して、アクティブ
マトリクス回路用および周辺駆動回路用の複数の島状の
半導体領域を形成する工程と、前記半導体領域上にゲイ
ト絶縁膜として機能する絶縁被膜を形成する工程と、前
記絶縁被膜上に金属元素を主成分とする被膜を構成する
工程と、前記被膜に電解液中で電流を通じることによっ
て、該被膜表面に陽極酸化物層を100nm以上形成す
る工程と、前記被膜およびその上の陽極酸化物をパター
ニングしてゲイト電極を形成する工程と、前記ゲイト電
極のうち、アクティブマトリクス回路のゲイト電極のみ
に電解液中で電流を通じてその上面および側面に陽極酸
化物を形成する工程と、アクティブマトリクス回路およ
び周辺駆動回路のゲイト電極を主たるマスクとして自己
整合的に半導体領域中に不純物を導入する工程とを有す
ることを特徴とする薄膜状半導体装置の作製方法。
3. A step of forming an active matrix circuit and a peripheral drive circuit on an insulating substrate, the step of forming a plurality of island-shaped semiconductor regions for the active matrix circuit and the peripheral drive circuit, and on the semiconductor region. A step of forming an insulating coating functioning as a gate insulating film, a step of forming a coating containing a metal element as a main component on the insulating coating, and applying a current to the coating in an electrolytic solution to form a surface of the coating. A step of forming an anodic oxide layer of 100 nm or more on the substrate, a step of patterning the film and the anodic oxide on the film to form a gate electrode, and an electrolyte solution only on the gate electrode of the active matrix circuit among the gate electrodes. A step of forming an anodic oxide on the top and side surfaces of the active matrix circuit and the peripheral drive circuit by passing a current therethrough. And a step of introducing an impurity into the semiconductor region in a self-aligning manner using the oxide electrode as a main mask in a self-aligning manner.
【請求項4】 絶縁基板上にアクティブマトリクス回路
と、周辺駆動回路を形成する工程に関して、アクティブ
マトリクス回路用および周辺駆動回路用の複数の島状の
半導体領域を形成する工程と、前記半導体領域上にゲイ
ト絶縁膜として機能する絶縁被膜を形成する工程と、前
記絶縁被膜上に金属元素を主成分とする被膜を構成する
工程と、前記被膜を選択的にパターニングして、アクテ
ィブマトリクス回路のゲイト電極およびその配線と周辺
回路部を覆う被膜とを形成する工程と、前記アクティブ
マトリクス回路のゲイト電極およびその配線と周辺回路
部を覆う被膜とに電解液中で電流を通じることによっ
て、該ゲイト電極および被膜表面に陽極酸化物層を10
0nm以上形成する工程と、前記周辺回路部を覆う被膜
およびその上の陽極酸化物をパターニングして周辺駆動
回路部のゲイト電極を形成する工程と、アクティブマト
リクス回路および周辺駆動回路のゲイト電極を主たるマ
スクとして自己整合的に半導体領域中に不純物を導入す
る工程とを有することを特徴とする薄膜状半導体装置の
作製方法。
4. A step of forming a plurality of island-shaped semiconductor regions for an active matrix circuit and a peripheral drive circuit in the step of forming an active matrix circuit and a peripheral drive circuit on an insulating substrate, and on the semiconductor region. A step of forming an insulating coating functioning as a gate insulating film, a step of forming a coating containing a metal element as a main component on the insulating coating, and selectively patterning the coating to form a gate electrode of an active matrix circuit. And a step of forming a film covering the wiring and the peripheral circuit part, and a current is passed through the gate electrode of the active matrix circuit and the film covering the wire and the peripheral circuit part in an electrolytic solution to form the gate electrode and the film. 10 anodic oxide layer on the coating surface
Mainly forming the gate electrode of the active matrix circuit and the peripheral drive circuit, the step of forming 0 nm or more, the step of patterning the film covering the peripheral circuit section and the anodic oxide thereon to form the gate electrode of the peripheral drive circuit section. And a step of introducing impurities into the semiconductor region in a self-aligning manner as a mask.
【請求項5】 請求項3または請求項4において、不純
物導入工程が終了した後、前記ゲイト電極を主たるマス
クとしてレーザー光またはそれと同等な強光を照射する
工程を有することを特徴とする薄膜状半導体装置の作製
方法。
5. The thin film shape according to claim 3 or 4, further comprising a step of irradiating a laser beam or strong light equivalent thereto with the gate electrode as a main mask after the impurity introducing step is completed. Manufacturing method of semiconductor device.
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