特開2018-205775IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

絶縁表面を有する基板上に薄膜トランジスタ(以下、TFTと記す)
で構成された回路を有する半導体装置の作製方法に関する。特に本発明は、 表示領域に
設けた画素TFTと、該表示領域の周辺に設けた駆動回路とを同一の基板上に設けた液晶
表示装置に代表される電気光学装置、およびそのような電気光学装置を搭載した電子機器
に好適に利用できる。尚、本願明細書において半導体装置とは、半導体特性を利用するこ
とで機能する装置全般を指し、電気光学装置およびその電気光学装置を搭載した電子
機器をその範疇に含んでいる。

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】画素のTFTと電気的に接続する保持容量を設けた液晶表示装置。
【解決手段】画素TFTに接続する保持容量を、遮光膜と第3の層間絶縁膜と画素電極と
から形成する。画素電極は、透過型液晶表示装置とする場合には透明導電膜を用い、反射
型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用いれば良い。遮光膜はAl、Ti、Taから
選ばれた一種または複数種の元素を主成分とする膜である。
【選択図】図4

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、画素TFTと、シフトレジスタ回路やバッファ回路などの駆動回路のT
FTとでは、その要求される特性は必ずしも同じではない。例えば、画素TFTにおいて
はゲートに大きな逆バイアス(nチャネル型TFTでは負の電圧)が印加されるが、駆動
回路のTFTは基本的に逆バイアス状態で動作することはない。また、動作速度に関して
も、画素TFTは駆動回路のTFTの1/100以下で良かった。 GOLD構造はオン電流値の劣化を防ぐ効果は高いが、その反面、通常のLDD構造と
比べてオフ電流値が大きくなってしまう問題があった。従って、画素TFTに適用するに
は好ましい構造ではなかった。逆に通常のLDD構造はオフ電流値を抑える効果は高いが
、ドレイン近傍の電界を緩和してホットキャリア注入による劣化を防ぐ効果は低かった。
このように、アクティブマトリクス型液晶表示装置のような動作条件の異なる複数の集積
回路を有する半導体装置において、全てのTFTを同じ構造で形成することは必ずしも好
ましくなかった。このような問題点は、特に結晶質シリコンTFTにおいて、その特性が
高まり、またアクティブマトリクス型液晶表示装置に要求される性能が高まるほど顕在化
してきた。 また、TFTのオフ電流値を低減するための手段はいくつかあるが、チャネル形成領域
と不純物領域(LDD領域、ソース領域またはドレイン領域)との接合を良好に形成する
ことが必要であった。そのためには、チャネル形成領域とそれに接する不純物領域との界
面における不純物元素の分布を精密に制御する必要があった。しかし、前述のクロスドー
プ法を実施した場合、一方のTFTの不純物領域には一導電型の不純物元素と、それとは
反対の導電型の不純物元素が導入されていて、界面における不純物元素の分布を精密に制
御することは困難であった。 このようなLDD構造はnチャネル型TFTの特性を重点的に考慮して形成されていた
。CMOS回路などを形成するために同一基板上に形成されるpチャネル型TFTは、マ
スク数を可能な限り少なくするためにシングルドレイン構造で形成することが多かった。
しかし、その場合、pチャネル型TFTのソースまたはドレイン領域にnチャネル型TF
TのLDD形成用のリン(P)がドーピングされて、チャネル形成領域との接合に欠陥が
形成され、オフ電流値が増加してしまう問題があった。 本発明はこのような問題点を解決するための技術であり、半導体装置の各回路に配置さ
れるTFTの構造を、回路の機能に応じて適切なものとすることにより、半導体装置の動
作特性および信頼性を向上させることを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

の課題を解決ずるために本発明の構成は、表示領域に設けた画素TFTと、該表示 領域の周辺に設けた駆動回路のnチャネル型TFTとpチャネル型TFTを同一の基板に 有する半導体装置において、前記画素TFTと前記駆動回路のTFTとは、活性層と、該 活性層に設けられたLDD領域と、該活性層と前記基板とのとの間に設けたゲート絶縁膜 と、該ゲート絶縁膜と前記基板との間に設けたゲート電極とを有し、前記画・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明を用いることで、同一の基板上に複数の機能回路が形成された半導体装置(ここ
では具体的には電気光学装置)において、その機能回路が要求する仕様に応じて適切な性
能のTFTを配置することが可能となり、その動作特性や信頼性を大幅に向上させること
ができる。 特に、LDD領域が設けられたボトムゲート型または逆スタガ型のTFTにおいて、画
素TFTのLDD領域をn-の濃度でかつLoffを形成することにより、大幅にオフ電流値
を低減でき、画素TFTの低消費電力化に寄与することができる。また、駆動回路のnチ
ャネル型TFTのLDD領域をn-の濃度でかつLov+Loffを形成することにより、電流
駆動能力を高め、かつ、ホットキャリアによる劣化を防ぎ、オン電流値の劣化を低減する
ことができる。 さらに、駆動回路のpチャネル型TFTにおいて、p型を付与する不純物元素とn型を
付与する不純物元素との両方を含む不純物領域(B)と、p型を付与する不純物元素を含
む不純物領域(A)とを有し、前記不純物領域(A)は、前記不純物領域(A)と前記駆
動回路のpチャネル型TFTのLDD領域との間に形成されていることにより、チャネル
形成領域とそれに接するLDD領域、さらにLDD領域とソース領域またはドレイン領域
との接合形成が確実なものとなり、pチャネル型TFTの特性を良好に保つことができる
。 また、そのような電気光学装置を表示媒体として有する半導体装置(ここでは具体的に
電子機器)の動作性能と信頼性も向上させることができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】画素TFTおよび駆動回路のTFTの作製工程を示す図。

【図2】画素TFTおよび駆動回路のTFTの作製工程を示す図。

【図3】画素TFTおよび駆動回路のTFTの作製工程を示す図。

【図4】画素TFTおよび駆動回路のTFTの作製工程を示す図。

【図5】結晶質半導体膜の作製工程を示す図。

【図6】保持容量の断面構造の一例を示す図。

【図7】保持容量の断面構造の一例を示す図。

【図8】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断面構造を示す図。

【図9】アクティブマトリクス型液晶表示装置の斜視図。

【図10】画素の上面図。

【図11】半導体装置の一例を示す図。

【図12】画素TFTおよび駆動回路のTFTの作製工程を示す図。

【図13】画素TFTおよび駆動回路のTFTの作製工程を示す図。

選択図 図4出願人が指定した本件の代表的な図

101 基板   102〜104 ゲート電極   105 容量配線   106 ゲート絶縁膜   107 結晶質シリコン膜   108 マスク絶縁膜   119〜121 チャネル保護膜   139〜141 ソース電極   142〜143 ドレイン電極   137 保護絶縁膜   138 層間絶縁膜   144 パッシベーション膜   145 第2の層間絶縁膜   146 画素電極

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