JPH10186401A - Thin film transistor array and its production - Google Patents

Thin film transistor array and its production

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JPH10186401A
JPH10186401A JP34429796A JP34429796A JPH10186401A JP H10186401 A JPH10186401 A JP H10186401A JP 34429796 A JP34429796 A JP 34429796A JP 34429796 A JP34429796 A JP 34429796A JP H10186401 A JPH10186401 A JP H10186401A
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JP
Japan
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semiconductor layer
film transistor
thin film
region
auxiliary capacitance
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Pending
Application number
JP34429796A
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Japanese (ja)
Inventor
Norio Nakayama
則夫 仲山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film transistor array that is suppressed in addition of a process and prevented in pressure resistance inferiority of an auxiliary capacitative element. SOLUTION: An amorphous silicon layer formed on an insulating layer 22, for example, ion a glass substrate 21 is irradiated with an excimer laser beam to crystalize the layer. Height of surface raggedness formed by crystallization is almost proportional to an average diameter of polycrystalline silicon crystals. By reducing the average diameter of the crystals in a lower electrode region 27 of the auxiliary capacitative element 45, raggedness in the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitative element 45 becomes small and the pressure resistance inferiority of the auxiliary capacitive element 45 is rarely generated. As the polycrystalline silicon having the same average diameter as before is used for a channel region 24 of a thin film transistor 44, characteristics of the thin film transistor 44 such as mobility and threshold voltage are not influenced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、補助容量素子を有
する薄膜トランジスタアレイおよびその製造方法に関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a thin film transistor array having an auxiliary capacitance element and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶を用いた表示装置は、小形
化、低消費電力化の要求が高まっており、駆動回路をガ
ラス基板上に一体化することが求められ、ガラス基板上
に多結晶シリコンによりスイッチング素子である薄膜ト
ランジスタを作製する方法が用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, demands for downsizing and low power consumption of a display device using a liquid crystal have been increasing, and it has been required to integrate a driving circuit on a glass substrate. A method of manufacturing a thin film transistor which is a switching element using silicon is used.

【0003】ここで、従来、この種の薄膜トランジスタ
を有する薄膜トランジスタアレイを、製造工程にしたが
って、図10ないし図16を参照して説明する。
Here, a conventional thin film transistor array having such a thin film transistor will be described with reference to FIGS.

【0004】まず、図10に示すように、ガラス基板1
上にたとえば酸化ケイ素(SiOx)の絶縁層2を形成
し、この絶縁層2上に膜厚1000オングストロームの
アモルファスシリコン層3を積層して形成する。
[0004] First, as shown in FIG.
An insulating layer 2 of, for example, silicon oxide (SiO x ) is formed thereon, and an amorphous silicon layer 3 having a thickness of 1000 Å is formed on the insulating layer 2.

【0005】次に、図11に示すように、アモルファス
シリコン層3にエキシマレーザを照射し、平均径が0.
5μm程度の多結晶シリコン層4を形成する。
Next, as shown in FIG. 11, the amorphous silicon layer 3 is irradiated with an excimer laser so that the average diameter of the amorphous silicon layer 3 is 0.3 mm.
A polycrystalline silicon layer 4 of about 5 μm is formed.

【0006】また、図12に示すように、多結晶シリコ
ン層4をパターン化して多結晶半導体層5を形成する。
Further, as shown in FIG. 12, the polycrystalline silicon layer 4 is patterned to form a polycrystalline semiconductor layer 5.

【0007】続いて、図13に示すように、パターン化
した多結晶半導体層5を覆うように全面に酸化ケイ素の
ゲート絶縁膜6を堆積形成し、金属製のゲート電極7お
よび補助容量配線8を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 13, a gate insulating film 6 of silicon oxide is deposited and formed on the entire surface so as to cover the patterned polycrystalline semiconductor layer 5, and a metal gate electrode 7 and an auxiliary capacitance line 8 are formed. To form

【0008】その後、図14に示すように、ゲート電極
7および補助容量配線8の上方より、りん(P)イオン
をドーピングして、ゲート電極7の下方にチャネル層10
を形成し、このチャネル層10に隣接して多結晶化しソー
ス領域11およびドレイン領域12を作製する。
[0008] Thereafter, as shown in FIG. 14, phosphorus (P) ions are doped from above the gate electrode 7 and the auxiliary capacitance wiring 8, and the channel layer 10 is formed below the gate electrode 7.
Is formed and polycrystallized adjacent to the channel layer 10 to form a source region 11 and a drain region 12.

【0009】さらに、図15に示すように、酸化ケイ素
の絶縁層13を堆積して形成し、ソース領域11に開口14を
形成し、ソース電極15を形成する。
Further, as shown in FIG. 15, an insulating layer 13 of silicon oxide is deposited and formed, an opening 14 is formed in the source region 11, and a source electrode 15 is formed.

【0010】続いて、図16に示すように、酸化ケイ素
の絶縁層16を形成し、この絶縁層16に開口17を形成し、
この開口17に画素電極18を形成し、薄膜トランジスタア
レイ19を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 16, an insulating layer 16 of silicon oxide is formed, and an opening 17 is formed in the insulating layer 16.
A pixel electrode 18 is formed in the opening 17, and a thin film transistor array 19 is formed.

【0011】ここで、上記従来例の薄膜トランジスタア
レイの問題について説明する。
Here, the problem of the conventional thin film transistor array will be described.

【0012】ガラス基板1上に酸化ケイ素の絶縁層2を
形成し、アモルファスシリコン層3に適度なエネルギの
エキシマレーザを照射して結晶化することで、結晶の平
均径を単位面積当たりに存在する単結晶の個数の逆数の
平方根と定義すれば、結晶の径の平均が0.5μm程度
の多結晶シリコン層4が形成され、この多結晶シリコン
層4に基づき多結晶半導体層5が形成される。
An insulating layer 2 of silicon oxide is formed on a glass substrate 1 and an amorphous silicon layer 3 is irradiated with an excimer laser having a suitable energy to be crystallized, so that the average diameter of the crystal is present per unit area. If defined as the square root of the reciprocal of the number of single crystals, a polycrystalline silicon layer 4 having an average crystal diameter of about 0.5 μm is formed, and a polycrystalline semiconductor layer 5 is formed based on the polycrystalline silicon layer 4. .

【0013】しかし、上述の方法で作った多結晶半導体
層5では結晶が成長する過程で、結晶の境界領域で膜厚
の増大が起こり、多結晶半導体層5の表面が結晶の境界
に沿って隆起した凹凸を有する形状となる。この隆起の
高さは、たとえば多結晶半導体層5の膜厚が1000オ
ングストロームで、結晶の平均径が0.5μm程度の場
合、1000オングストローム程度に及ぶ。このため、
こうした凹凸を有する多結晶半導体層5を下地にする
と、たとえばCVD法により酸化ケイ素のゲート絶縁膜
6を1000オングストロームの膜厚で形成しようとし
ても、凹凸の側壁において膜厚が薄くなるため、ゲート
絶縁膜6としての耐圧が低下してしまう。
However, in the polycrystalline semiconductor layer 5 formed by the above-described method, the thickness of the polycrystalline semiconductor layer 5 increases along the crystal boundary during the crystal growth process, and the surface of the polycrystalline semiconductor layer 5 extends along the crystal boundary. It has a shape with raised irregularities. The height of the bulge is about 1000 Å when the thickness of the polycrystalline semiconductor layer 5 is 1000 Å and the average crystal diameter is about 0.5 μm, for example. For this reason,
When the polycrystalline semiconductor layer 5 having such irregularities is used as a base, even if the gate insulating film 6 of silicon oxide is formed to have a thickness of 1000 Å by the CVD method, for example, the thickness of the side walls of the irregularities becomes small. The withstand voltage of the film 6 decreases.

【0014】特に、この凹凸の表面形状をもつ多結晶半
導体層5を補助容量素子の下部電極として用いる場合に
は、補助容量素子の電極面積が薄膜トランジスタのチャ
ネル層10に比べ、圧倒的に大きいため、薄膜トランジス
タのゲート耐圧不良がまれに発生するのに対して、補助
容量素子の耐圧不良による液晶表示パネルの不良が圧倒
的に多く発生し、画質の不良が生じやすい。
In particular, when the polycrystalline semiconductor layer 5 having this uneven surface shape is used as the lower electrode of the auxiliary capacitor, the electrode area of the auxiliary capacitor is overwhelmingly larger than the channel layer 10 of the thin film transistor. On the other hand, while the gate breakdown voltage failure of the thin film transistor rarely occurs, the failure of the liquid crystal display panel due to the breakdown voltage failure of the auxiliary capacitance element predominantly occurs, and the image quality tends to be poor.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来例
の薄膜トランジスタアレイでは、表面に凹凸を有する多
結晶半導体層5を補助容量素子の下部電極として用いて
いるため補助容量素子の耐圧不良による液晶表示パネル
の不良が発生するおそれがある問題を有している。
As described above, in the conventional thin film transistor array, since the polycrystalline semiconductor layer 5 having the unevenness on the surface is used as the lower electrode of the auxiliary capacitance element, a breakdown voltage failure of the auxiliary capacitance element causes. There is a problem that a defect of the liquid crystal display panel may occur.

【0016】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、工程の追加を抑えるとともに、補助容量素子の耐圧
不良を防止した薄膜トランジスタアレイおよびその製造
方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a thin film transistor array in which additional steps are suppressed and a withstand voltage failure of an auxiliary capacitance element is prevented, and a method for manufacturing the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性基板上
に多結晶半導体層が配設され、この多結晶半導体層上に
ゲート絶縁膜を介してゲート電極および補助容量素子が
配設されたもので、前記補助容量配線の下に位置する多
結晶半導体領域の結晶の平均径は、前記ゲート電極の下
に位置する多結晶半導体領域の結晶の平均径よりも小さ
いものである。そして、補助容量素子の下部電極となる
多結晶半導体層の結晶の平均径を小さくすることによ
り、多結晶半導体層の凹凸が小さくなり、補助容量素子
の耐圧不良が起こりにくくなるとともに、ゲート電極の
チャネルには従来の大きさの平均径の結晶をもつ多結晶
シリコンが用いられるため、薄膜トランジスタの移動
度、閾値電圧などの特性には影響が生じない。
According to the present invention, a polycrystalline semiconductor layer is provided on an insulating substrate, and a gate electrode and an auxiliary capacitance element are provided on the polycrystalline semiconductor layer via a gate insulating film. The average diameter of the crystal in the polycrystalline semiconductor region located below the auxiliary capacitance line is smaller than the average diameter of the crystal in the polycrystalline semiconductor region located below the gate electrode. Then, by reducing the average diameter of the crystal of the polycrystalline semiconductor layer serving as the lower electrode of the auxiliary capacitance element, the irregularities of the polycrystalline semiconductor layer are reduced, and the withstand voltage failure of the auxiliary capacitance element is less likely to occur. Since the channel is made of polycrystalline silicon having a crystal having an average diameter of a conventional size, characteristics such as mobility and threshold voltage of the thin film transistor are not affected.

【0018】また、多結晶半導体層はケイ素を主成分と
する半導体を有し、ゲート絶縁膜は酸化ケイ素を有し、
前記ゲート絶縁膜の膜厚をD、補助容量素子の下に位置
する多結晶半導体領域の結晶は、結晶の径を単位面積当
たりに存在する単結晶の個数の逆数の平方根と定義し、
この結晶の径の平均をLとするとき、L<2Dであるも
のである。その理由は、実用的に用いられる厚さである
1,000オングストローム以下の膜厚を有する多結晶
半導体層の多結晶シリコンの平均粒径(L)と多結晶シ
リコンの表面の凹凸の高さ(Z)との間には、Z<L/
4の近似的な関係があり、一方膜厚(D)のゲート絶縁
膜を多結晶半導体層上に置き、補助容量素子を形成する
場合に、多結晶半導体層の多結晶シリコンの凹凸の高さ
(Z)との間に、Z>D/2の関係が成り立つと、補助
容量素子に漏洩電流が生じるためで、この場合L>2D
の関係が成立し、逆に、L<2Dの関係にあれば、補助
容量素子の耐圧不良を十分に抑制できる。
Further, the polycrystalline semiconductor layer has a semiconductor containing silicon as a main component, the gate insulating film has silicon oxide,
The thickness of the gate insulating film is D, and the crystal of the polycrystalline semiconductor region located below the auxiliary capacitance element defines the crystal diameter as the square root of the reciprocal of the number of single crystals existing per unit area,
When the average of the diameters of the crystals is L, L <2D. The reason is that the average grain size (L) of the polycrystalline silicon of the polycrystalline semiconductor layer having a thickness of 1,000 angstroms or less, which is a thickness that is practically used, and the height of irregularities on the surface of the polycrystalline silicon ( Z), Z <L /
In the case where a gate insulating film having a thickness (D) is placed on the polycrystalline semiconductor layer to form an auxiliary capacitance element, the height of the irregularities of the polycrystalline silicon in the polycrystalline semiconductor layer If the relationship of Z> D / 2 is established with (Z), a leakage current occurs in the auxiliary capacitance element. In this case, L> 2D
Is satisfied, and conversely, if L <2D, then the withstand voltage failure of the auxiliary capacitance element can be sufficiently suppressed.

【0019】さらに、本発明は、絶縁性基板上に非晶質
半導体を堆積して非晶質半導体層を形成し、この非晶質
半導体層に選択的にイオンをドーピングし、前記非晶質
半導体層をレーザを照射することにより結晶化して多結
晶半導体層を形成し、この多結晶半導体層上にゲート絶
縁膜を形成し、このゲート絶縁膜上にゲート電極を形成
するとともにイオンがドーピングされた多結晶半導体層
の上部にのみ前記絶縁膜を介して補助容量素子を形成す
るものである。そして、レーザを照射して非晶質半導体
層を結晶化する前に、イオンをドーピングし、非晶質半
導体層およびゲート絶縁膜との界面に多数の欠陥を形成
すると、これら多数の欠陥が結晶成長の核となるため、
レーザの照射による結晶の際に、微小な結晶の多結晶半
導体層が形成され、多結晶半導体層の表面の凹凸の高さ
が小さくなり、工程を増加することなく、補助容量素子
の耐圧不良が起こりにくくなるとともに、ゲート電極の
チャネルには従来の大きさの平均径の結晶をもつ多結晶
シリコンが用いられるため、薄膜トランジスタの移動
度、閾値電圧などの特性には影響が生じない。
Further, according to the present invention, an amorphous semiconductor is deposited on an insulating substrate to form an amorphous semiconductor layer, and the amorphous semiconductor layer is selectively doped with ions. The semiconductor layer is crystallized by irradiating a laser to form a polycrystalline semiconductor layer, a gate insulating film is formed on the polycrystalline semiconductor layer, a gate electrode is formed on the gate insulating film, and ions are doped. An auxiliary capacitance element is formed only above the polycrystalline semiconductor layer via the insulating film. Then, before crystallization of the amorphous semiconductor layer by laser irradiation, ions are doped to form a large number of defects at an interface between the amorphous semiconductor layer and the gate insulating film. To be at the core of growth,
At the time of crystallization by laser irradiation, a polycrystalline semiconductor layer of fine crystals is formed, the height of the irregularities on the surface of the polycrystalline semiconductor layer is reduced, and the breakdown voltage failure of the auxiliary capacitance element can be reduced without increasing the number of steps. This is unlikely to occur, and characteristics such as mobility and threshold voltage of the thin film transistor are not affected because polycrystalline silicon having a crystal having an average diameter of a conventional size is used for the channel of the gate electrode.

【0020】また、本発明は、絶縁性基板上に非晶質半
導体を堆積して非晶質半導体層を形成し、注入の強度お
よび濃度の少なくともいずれか一方を変化させて上部に
補助容量素子が位置する領域は上部にゲート電極が位置
する領域に比べて大強度および高濃度のいずれかで前記
非晶質半導体層にイオンをドーピングし、前記非晶質半
導体層をレーザを照射することにより結晶化して多結晶
半導体層を形成し、この多結晶半導体層上にゲート絶縁
膜を形成し、このゲート絶縁膜上にゲート電極および補
助容量配線を形成するものである。そして、レーザを照
射して非晶質半導体層を結晶化する前に、上部に補助容
量素子が位置する領域は上部にゲート電極が位置する領
域に比べて大強度および高濃度のいずれかでイオンをド
ーピングし、非晶質半導体層およびゲート絶縁膜との界
面に、イオンドーピングの強度あるいは濃度に従い欠陥
が形成され、これら多数の欠陥が結晶成長の核となるた
め、レーザの照射による結晶の際に、微小な結晶の多結
晶半導体層が形成され、多結晶半導体層の表面の凹凸の
高さが小さくなり、工程を増加することなく、補助容量
素子の耐圧不良が起こりにくくなるとともに、ゲート電
極のチャネルには従来の大きさの平均径の結晶をもつ多
結晶シリコンが用いられるため、薄膜トランジスタの移
動度、閾値電圧などの特性には影響が生じない。
Further, according to the present invention, an amorphous semiconductor layer is formed by depositing an amorphous semiconductor on an insulating substrate, and at least one of implantation intensity and concentration is changed to form an auxiliary capacitance element on the upper portion. By doping the amorphous semiconductor layer with ions at a higher intensity or higher concentration than the region where the gate electrode is located at the top, and irradiating the amorphous semiconductor layer with a laser. The polycrystalline semiconductor layer is formed by crystallization, a gate insulating film is formed on the polycrystalline semiconductor layer, and a gate electrode and an auxiliary capacitance line are formed on the gate insulating film. Before irradiating the laser to crystallize the amorphous semiconductor layer, the region where the auxiliary capacitance element is located above has a higher intensity or a higher concentration than the region where the gate electrode is located above. At the interface between the amorphous semiconductor layer and the gate insulating film according to the intensity or concentration of ion doping, and these many defects become nuclei for crystal growth. In addition, a polycrystalline semiconductor layer of fine crystals is formed, the height of the irregularities on the surface of the polycrystalline semiconductor layer is reduced, and withstand voltage failure of the auxiliary capacitance element is less likely to occur without increasing the number of steps, and the gate electrode Since the polycrystalline silicon having a crystal having an average diameter of a conventional size is used for the channel, the characteristics such as the mobility and the threshold voltage of the thin film transistor are not affected.

【0021】さらに、非晶質半導体層および多結晶半導
体層はケイ素を主成分とする半導体を有し、ゲート絶縁
膜は酸化ケイ素を有し、上部に補助容量素子が位置する
領域に注入されるイオンのドーピング強度は10keV
以上およびドーピング濃度は1×1013cm-2以上であ
るものである。そして、このような強度あるいは濃度で
イオンをドーピングすることにより、確実に補助容量素
子に対応する位置の結晶を小さくできる。
Further, the amorphous semiconductor layer and the polycrystalline semiconductor layer have a semiconductor containing silicon as a main component, the gate insulating film has silicon oxide, and is injected into a region where the auxiliary capacitance element is located above. Ion doping intensity is 10 keV
The above and the doping concentration are 1 × 10 13 cm −2 or more. Then, by doping ions with such intensity or concentration, the crystal at the position corresponding to the auxiliary capacitance element can be reliably reduced.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の薄膜トランジスタ
アレイの一実施の形態を図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the thin film transistor array according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1および図2に示すように、絶縁性基板
としてのガラス基板21上に、たとえば酸化ケイ素(Si
x )の絶縁層22および多結晶半導体層23が積層形成さ
れ、この多結晶半導体層23は、チャネル領域24、ソース
領域25、ドレイン領域26およびチャネル領域24より多結
晶シリコンの結晶の平均径が小さい下部電極領域27を有
している。
As shown in FIGS. 1 and 2, for example, silicon oxide (Si) is formed on a glass substrate 21 as an insulating substrate.
An insulating layer 22 of O x ) and a polycrystalline semiconductor layer 23 are laminated, and the polycrystalline semiconductor layer 23 has a channel region 24, a source region 25, a drain region 26, and an average diameter of a polycrystalline silicon crystal from the channel region 24. Has a small lower electrode region 27.

【0024】また、これら多結晶半導体層23上には、全
面を覆うようにゲート絶縁膜31が形成され、このゲート
絶縁膜31上で多結晶半導体層23のチャネル領域24の上方
にはゲート配線を兼ねた金属製のゲート電極32が形成さ
れ、下部電極領域27の上方には同様に金属製の補助容量
配線33が形成されている。
A gate insulating film 31 is formed on the polycrystalline semiconductor layer 23 so as to cover the entire surface, and a gate wiring is formed on the gate insulating film 31 above the channel region 24 of the polycrystalline semiconductor layer 23. A metal gate electrode 32 also serving as a gate electrode is formed, and a metal auxiliary capacitance line 33 is similarly formed above the lower electrode region 27.

【0025】さらに、これらゲート電極32および補助容
量配線33上には酸化ケイ素の絶縁層34が形成されてい
る。そして、ゲート絶縁膜31に開口35が形成され、絶縁
層34にもゲート絶縁膜31の開口35に連通する開口36が形
成され、絶縁層34上には開口35,36を介してソース領域
25に接続し信号配線を兼ねたソース電極37が形成されて
いる。また、ドレイン領域26上にも開口38が形成され、
この開口38を介してドレイン領域26に接続したドレイン
電極39が形成されている。
Further, an insulating layer 34 of silicon oxide is formed on the gate electrode 32 and the auxiliary capacitance wiring 33. An opening 35 is formed in the gate insulating film 31, an opening 36 communicating with the opening 35 of the gate insulating film 31 is formed in the insulating layer 34, and a source region is formed on the insulating layer 34 through the openings 35 and 36.
A source electrode 37 connected to 25 and also serving as a signal wiring is formed. An opening 38 is also formed on the drain region 26,
A drain electrode 39 connected to the drain region 26 via the opening 38 is formed.

【0026】またさらに、絶縁層34上には、酸化ケイ素
の絶縁層41が形成され、この絶縁層41にも開口42が形成
され、絶縁層41上には開口42を介してITO(Indium T
in Oxide)の画素電極43が形成され、薄膜トランジスタ
44および補助容量素子45が形成され、マトリクスアレイ
基板46を形成している。
Further, an insulating layer 41 of silicon oxide is formed on the insulating layer 34, an opening 42 is also formed in the insulating layer 41, and an ITO (Indium Titanium) is formed on the insulating layer 41 through the opening 42.
In Oxide) pixel electrode 43 is formed
44 and an auxiliary capacitance element 45 are formed to form a matrix array substrate 46.

【0027】そして、画素電極43に対向した対向電極を
有する対向基板を、マトリクスアレイ基板46に対向さ
せ、対向基板およびマトリクスアレイ基板46間に液晶を
封入挟持することにより、液晶表示装置が形成される。
A counter substrate having a counter electrode facing the pixel electrode 43 is opposed to the matrix array substrate 46, and liquid crystal is sealed between the counter substrate and the matrix array substrate 46, thereby forming a liquid crystal display device. You.

【0028】次に、上記実施の形態の製造工程について
説明する。
Next, the manufacturing process of the above embodiment will be described.

【0029】まず、図3に示すように、ガラス基板21上
にたとえば酸化ケイ素(SiOx )の絶縁層22を形成
し、この絶縁層22上にアモルファスシリコン層51を形成
する。
First, as shown in FIG. 3, an insulating layer 22 of, for example, silicon oxide (SiO x ) is formed on a glass substrate 21, and an amorphous silicon layer 51 is formed on the insulating layer 22.

【0030】次に、図4に示すように、アモルファスシ
リコン層51の一部の領域をフォトレジスト52にて覆い、
このフォトレジスト52で覆われていない領域、すなわち
補助容量素子45の下部電極領域27にりん(P)イオンを
イオンドーピング法により注入する。注入の条件は加速
電圧が20keVで、ドーズ量が1 ×1014cm-2とす
る。
Next, as shown in FIG. 4, a partial region of the amorphous silicon layer 51 is covered with a photoresist 52,
Phosphorus (P) ions are implanted into a region not covered with the photoresist 52, that is, a lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45 by an ion doping method. The conditions for the implantation are an acceleration voltage of 20 keV and a dose of 1 × 10 14 cm −2 .

【0031】また、フォトレジスト52を剥離した後に、
図5に示すように、アモルファスシリコン層51にエキシ
マレーザを照射し、アモルファスシリコン層51を多結晶
シリコン層53,54とし、多結晶シリコン層53はりんイオ
ンがドーピングされた領域である。
After removing the photoresist 52,
As shown in FIG. 5, the amorphous silicon layer 51 is irradiated with an excimer laser to convert the amorphous silicon layer 51 into polycrystalline silicon layers 53 and 54. The polycrystalline silicon layer 53 is a region doped with phosphorus ions.

【0032】さらに、図6に示すように、多結晶シリコ
ン層53,54を薄膜トランジスタ44のチャネル領域24、ソ
ース領域25およびドレイン領域26と、補助容量素子45の
下部電極領域27を形成するようにパターン化する。な
お、補助容量素子45の下部電極領域27はりんイオンがド
ーピングされた領域に形成する。
Further, as shown in FIG. 6, the polycrystalline silicon layers 53 and 54 are formed so as to form the channel region 24, the source region 25 and the drain region 26 of the thin film transistor 44, and the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45. Pattern. The lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45 is formed in a region doped with phosphorus ions.

【0033】続いて、図7に示すように、パターン化し
た多結晶シリコン層53,54を覆って全面にゲート絶縁膜
31を形成し、このゲート絶縁膜31の上部にチャネル領域
24上に位置して金属製のゲート電極32を形成するととも
に、下部電極領域27上に位置して同様に金属製の補助容
量配線33を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 7, a gate insulating film is formed on the entire surface so as to cover the patterned polysilicon layers 53 and 54.
A gate region 31 is formed on the gate insulating film 31.
A metal gate electrode 32 is formed on the lower electrode region 24, and a metal auxiliary capacitance line 33 is formed on the lower electrode region 27 in the same manner.

【0034】その後、図8に示すように、ゲート電極32
の上部よりたとえばりんイオンをドーピングし、薄膜ト
ランジスタ44にソース領域25およびドレイン領域26を形
成し、チャネル層24と接続して2つの導電領域とする。
Thereafter, as shown in FIG.
The source region 25 and the drain region 26 are formed in the thin film transistor 44 from above, and are connected to the channel layer 24 to form two conductive regions.

【0035】さらに、図9に示すように、酸化ケイ素の
絶縁層34を形成し、ゲート絶縁膜31および絶縁層34に連
通する開口35,36を設けた後、ソース電極37を形成す
る。
Further, as shown in FIG. 9, an insulating layer 34 of silicon oxide is formed, openings 35 and 36 communicating with the gate insulating film 31 and the insulating layer 34 are provided, and then a source electrode 37 is formed.

【0036】さらに、図1に示すように、酸ケイ素の絶
縁層41を形成し、ソース電極37上に開口42を設け、絶縁
層41上に開口42を介してソース電極37に接触させた画素
電極18を形成し、マトリクスアレイ基板46を形成する。
Further, as shown in FIG. 1, an insulating layer 41 of silicon oxide is formed, an opening 42 is provided on the source electrode 37, and the pixel is brought into contact with the source electrode 37 via the opening 42 on the insulating layer 41. The electrodes 18 are formed, and the matrix array substrate 46 is formed.

【0037】上記実施の形態によれば、補助容量素子45
の下部電極領域27はアモルファスシリコン層51にりんイ
オンをドーピングした後、エキシマレーザの照射により
結晶化しているため、イオンドーピング時に発生したア
モルファスシリコン層51と下地となる酸化ケイ素の絶縁
層22との界面の多数の欠陥が結晶成長の核となるため、
補助容量素子45の下部電極領域27の多結晶シリコンは平
均径が薄膜トランジスタ44のチャネル領域24の多結晶シ
リコンの平均径に比べて小さく、下部電極領域27の表面
の形状は凹凸の高さが低くなるため、補助容量素子45の
耐圧を下げることなくたとえば液晶表示パネル用の薄膜
トランジスタアレイを形成できる。
According to the above embodiment, the auxiliary capacitance element 45
After the amorphous silicon layer 51 is doped with phosphorus ions and then crystallized by excimer laser irradiation, the lower electrode region 27 of the lower electrode region 27 Since many defects at the interface become the core of crystal growth,
The average diameter of the polycrystalline silicon in the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45 is smaller than the average diameter of the polycrystalline silicon in the channel region 24 of the thin film transistor 44, and the height of the surface of the lower electrode region 27 is low. Therefore, for example, a thin film transistor array for a liquid crystal display panel can be formed without lowering the withstand voltage of the auxiliary capacitance element 45.

【0038】なお、上記実施の形態では、アモルファス
シリコン層51の一部の領域に注入するイオンをりん
(P)としたが、りんに限らず、ホウ素(B)、ひ素
(As)、アンチモン(Sb)など他の元素のイオンで
も同様の効果を奏する。
In the above embodiment, the ions to be implanted into a part of the amorphous silicon layer 51 are phosphorus (P). However, the ions are not limited to phosphorus, and boron (B), arsenic (As), and antimony ( Similar effects can be obtained with ions of other elements such as Sb).

【0039】また、アモルファスシリコン層51の一部の
傾域に選択的にイオンをドーピングしているが、アモル
ファスシリコン層51のうち、薄膜トランジスタ44を形成
する領域上に、たとえば酸化ケイ素のドーピングイオン
を一部透過するような薄膜を形成した後、イオンをドー
ピングすることで、薄膜トランジスタ44を形成する領域
に低濃度のドーピングを行ない、補助容量素子45の下部
電極領域27に高濃度のドーピングができ、ドーピング後
にこのマスクとして用いた酸化ケイ素膜を除去した後、
エキシマレーザを照射しアモルファスシリコン層51を結
晶化することで、補助容量素子45の下部電極領域27とな
る多結晶シリコンの表面の凹凸を抑えるのと同時に、不
純物の注入の効果で薄膜トランジスタ44の閾値電圧の制
御もできる。
Although ions are selectively doped in a part of the inclined region of the amorphous silicon layer 51, for example, doping ions of silicon oxide are added to a region of the amorphous silicon layer 51 where the thin film transistor 44 is formed. After forming a thin film that partially transmits, by doping ions, a low concentration doping is performed on a region where the thin film transistor 44 is formed, and a high concentration doping can be performed on the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45. After removing the silicon oxide film used as this mask after doping,
By irradiating an excimer laser to crystallize the amorphous silicon layer 51, the irregularities on the surface of the polycrystalline silicon which becomes the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45 are suppressed, and at the same time, the threshold of the thin film transistor 44 is reduced by the effect of impurity implantation. Voltage control is also possible.

【0040】さらに、補助容量素子45の下部電極領域27
の表面の凹凸を抑えるために、エキシマレーザを照射す
る前に、補助容量素子45の下部電極領域27を形成するア
モルファスシリコン層51にイオンをドーピングし、下部
電極領域27の多結晶シリコンの結晶の平均径を小さくし
たが、たとえば補助容量素子45の下部電極領域27の下方
のガラス基板21上、あるいは、ガラス基板21上に形成さ
れた絶縁膜22上に、下部電極領域27とほぼ同じパターン
で、酸化ケイ素などよりも熱伝導性の良い薄膜をアモル
ファスシリコン層51とは絶縁層を介して、あるいは、直
接に接するように配置することで、エキシマレーザの照
射の際にこの下部電極領域27で熱が伝導して放出される
ことから、結晶の成長が鈍化するため、結晶の平均径が
小さくなり、下部電極領域27の凹凸を低くできる。
Further, the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45
Before irradiating an excimer laser, the amorphous silicon layer 51 forming the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45 is doped with ions to suppress irregularities on the surface of the polycrystalline silicon in the lower electrode region 27. Although the average diameter is reduced, for example, on the glass substrate 21 below the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45, or on the insulating film 22 formed on the glass substrate 21, the pattern is almost the same as that of the lower electrode region 27. By arranging a thin film having better thermal conductivity than silicon oxide or the like with an amorphous silicon layer 51 via an insulating layer or directly in contact with the amorphous silicon layer 51, the lower electrode region 27 can be irradiated with excimer laser. Since the heat is conducted and released, the growth of the crystal is slowed down, so that the average diameter of the crystal is reduced and the unevenness of the lower electrode region 27 can be reduced.

【0041】さらに、イオンの注入の強度および濃度の
少なくともいずれか一方を変化させて下部電極領域27は
チャネル領域24に比べて大強度または高濃度にイオンを
注入し、結晶の平均径を小さくしてもよい。
Further, by changing at least one of the intensity and the concentration of ion implantation, ions are implanted into the lower electrode region 27 with a higher intensity or a higher concentration than the channel region 24 to reduce the average diameter of the crystal. You may.

【0042】上記実施の形態によれば、ガラス基板21上
のたとえば絶縁層22上に形成したアモルファスシリコン
層51にエキシマレーザを照射し、結晶化することで作ら
れる表面の凹凸の高さが、多結晶シリコンの結晶の平均
径にほぼ比例している。そこで、補助容量素子45の下部
電極領域27の結晶の平均径を小さくすることにより、補
助容量素子45の下部電極領域27の凹凸が小さくなり、補
助容量素子45の耐圧不良が起こりにくくなる。また、薄
膜トランジスタ44のチャネル領域24には従来と同じの大
きさの平均径の多結晶シリコンが用いられるため、薄膜
トランジスタ44の移動度、閾値電圧などの特性には影響
が生じない。
According to the above embodiment, the height of the irregularities on the surface formed by irradiating an excimer laser to the amorphous silicon layer 51 formed on the glass substrate 21, for example, on the insulating layer 22 and crystallizing the same, It is almost proportional to the average diameter of the polycrystalline silicon crystal. Therefore, by reducing the average diameter of the crystal of the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45, the unevenness of the lower electrode region 27 of the auxiliary capacitance element 45 is reduced, and the withstand voltage failure of the auxiliary capacitance element 45 is less likely to occur. In addition, since polycrystalline silicon having the same average diameter as the conventional one is used for the channel region 24 of the thin film transistor 44, characteristics such as the mobility and the threshold voltage of the thin film transistor 44 are not affected.

【0043】また、下部電極領域27の平均径(L)につ
いては、実験によれば、ゲート絶縁膜31の膜厚(D)に
対して、L<2Dの関係であれば、補助容量素子45の耐
圧不良を回避できる。すなわち、多結晶シリコン層53,
54の膜厚が、薄膜トランジスタ44に用いられる実用上の
最大膜厚1000オングストロームの場合、多結晶シリ
コンの平均径(L)と多結晶シリコンの表面の凹凸の高
さ(Z)との間に、Z=L/4の近似的な関係あり、膜
厚(D)のゲート絶縁膜31に漏洩電流を生じることな
く、多結晶シリコン上に補助容量素子45を作るために
は、下地となる下部電極領域27の多結晶シリコンの凹凸
の高さ(Z)との間に、Z<D/2の関係が見られたた
めである。
According to an experiment, the average diameter (L) of the lower electrode region 27 is, if L <2D, relative to the film thickness (D) of the gate insulating film 31, if the auxiliary capacitance element 45 is used. Can be avoided. That is, the polycrystalline silicon layer 53,
In the case where the thickness of the film 54 is the maximum practical thickness of 1000 Å used for the thin film transistor 44, the average diameter (L) of the polycrystalline silicon and the height (Z) of the irregularities on the surface of the polycrystalline silicon are There is an approximate relationship of Z = L / 4, and in order to form the auxiliary capacitance element 45 on polycrystalline silicon without generating a leakage current in the gate insulating film 31 having the thickness (D), the lower electrode serving as a base is required. This is because a relationship of Z <D / 2 was observed between the height (Z) of the unevenness of the polycrystalline silicon in the region 27.

【0044】一方、実際にマトリクスアレイ基板46に用
いられる多結晶シリコンの膜厚は、1000オングスト
ローム未満であり、一般には500オングストロームな
いし800オングストロームの膜厚範囲で作製される。
この場合、多結晶シリコンの表面の凹凸の高さは多結晶
シリコンの膜厚が1000オングストロームの場合に比
べ小さくなり、Z<L/4となる。したがって、この場
合もL<2Dが補助容量素子45の耐圧不良を回避するの
に十分な条件となる。
On the other hand, the thickness of the polycrystalline silicon actually used for the matrix array substrate 46 is less than 1000 Å, and is generally formed in a range of 500 Å to 800 Å.
In this case, the height of the irregularities on the surface of the polycrystalline silicon is smaller than when the thickness of the polycrystalline silicon is 1000 Å, and Z <L / 4. Therefore, also in this case, L <2D is a sufficient condition for avoiding the withstand voltage failure of the auxiliary capacitance element 45.

【0045】また、このマトリクスアレイ基板46を液晶
表示パネルに用いれば、補助容量素子45の耐圧不良によ
る表示不良を防止でき、画質が向上する。
When the matrix array substrate 46 is used for a liquid crystal display panel, display failure due to a withstand voltage failure of the auxiliary capacitance element 45 can be prevented, and the image quality can be improved.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、補助容量素子の下部電
極となる多結晶半導体層の結晶の平均径を小さくするこ
とにより、多結晶半導体層の凹凸が小さくなり、補助容
量素子の耐圧不良が起こりにくくなるとともに、ゲート
電極のチャネルには従来の大きさの平均径の結晶をもつ
多結晶シリコンが用いられるため、薄膜トランジスタの
移動度、閾値電圧などの特性には影響が生ずることを防
止できる。
According to the present invention, by reducing the average crystal diameter of the polycrystalline semiconductor layer serving as the lower electrode of the auxiliary capacitive element, the irregularities of the polycrystalline semiconductor layer are reduced, and the breakdown voltage of the auxiliary capacitive element is reduced. Is less likely to occur, and since polycrystalline silicon having a crystal of an average diameter of a conventional size is used for the channel of the gate electrode, it is possible to prevent the characteristics of the thin film transistor such as mobility and threshold voltage from being affected. .

【0047】また、多結晶半導体層の多結晶シリコンの
平均粒径(L)と多結晶シリコンの表面の凹凸の高さ
(Z)との間に、Z=L/4の近似的な関係があり、膜
厚(D)のゲート絶縁膜が漏洩電流を生じることなく多
結晶半導体層上に補助容量素子を形成するには、多結晶
半導体層の多結晶シリコンの凹凸の高さ(Z)との間
に、Z<D/2の関係があり、L<2Dの関係にあれ
ば、補助容量素子の耐圧不良を抑制できる。
An approximate relationship of Z = L / 4 is established between the average grain size (L) of the polycrystalline silicon of the polycrystalline semiconductor layer and the height (Z) of the irregularities on the surface of the polycrystalline silicon. In order to form an auxiliary capacitance element on a polycrystalline semiconductor layer without causing a gate insulating film having a thickness (D) to cause a leakage current, the height (Z) of the unevenness of the polycrystalline silicon of the polycrystalline semiconductor layer is required. Have a relationship of Z <D / 2 and a relationship of L <2D, it is possible to suppress the withstand voltage failure of the auxiliary capacitance element.

【0048】さらに、レーザを照射して非晶質半導体層
を結晶化する前に、イオンをドーピングし、非晶質半導
体層およびゲート絶縁膜との界面に多数の欠陥を形成す
ると、これら多数の欠陥が結晶成長の核となるため、レ
ーザの照射による結晶の際に、微小な結晶の多結晶半導
体層が形成され、多結晶半導体層の表面の凹凸の高さが
小さくなり、工程を増加することなく、補助容量素子の
耐圧不良が起こりにくくなるとともに、ゲート電極のチ
ャネルには従来の大きさの平均径の結晶をもつ多結晶シ
リコンが用いられるため、薄膜トランジスタの移動度、
閾値電圧などの特性への影響を防止できる。
Further, prior to crystallization of the amorphous semiconductor layer by laser irradiation, ions are doped to form a large number of defects at the interface between the amorphous semiconductor layer and the gate insulating film. Since defects serve as nuclei for crystal growth, a microcrystalline polycrystalline semiconductor layer is formed during crystallization by laser irradiation, and the height of irregularities on the surface of the polycrystalline semiconductor layer is reduced, which increases the number of steps. Without causing a breakdown voltage failure of the auxiliary capacitance element, and using polycrystalline silicon having a crystal having an average diameter of a conventional size for the channel of the gate electrode, so that the mobility of the thin film transistor can be improved.
Influence on characteristics such as threshold voltage can be prevented.

【0049】また、レーザを照射して非晶質半導体層を
結晶化する前に、上部に補助容量素子が位置する領域は
上部にゲート電極が位置する領域に比べて大強度および
高濃度のいずれかでイオンをドーピングし、非晶質半導
体層およびゲート絶縁膜との界面に、イオンドーピング
の強度あるいは濃度に従い欠陥が形成され、これら多数
の欠陥が結晶成長の核となるため、レーザの照射による
結晶の際に、微小な結晶の多結晶半導体層が形成され、
多結晶半導体層の表面の凹凸の高さが小さくなり、工程
を増加することなく、補助容量素子の耐圧不良が起こり
にくくなるとともに、ゲート電極のチャネルには従来の
大きさの平均径の結晶をもつ多結晶シリコンが用いられ
るため、薄膜トランジスタの移動度、閾値電圧などの特
性への影響を防止できる。
Prior to crystallization of the amorphous semiconductor layer by irradiating a laser, the region where the auxiliary capacitance element is located above has a higher intensity and higher concentration than the region where the gate electrode is located above. In the interface between the amorphous semiconductor layer and the gate insulating film, defects are formed according to the intensity or concentration of the ion doping, and these many defects become nuclei for crystal growth. During crystallization, a microcrystalline polycrystalline semiconductor layer is formed,
The height of the irregularities on the surface of the polycrystalline semiconductor layer is reduced, the breakdown voltage of the auxiliary capacitance element is less likely to occur without increasing the number of steps, and a crystal having an average diameter of a conventional size is formed in the channel of the gate electrode. Since polycrystalline silicon is used, it is possible to prevent influence on characteristics such as mobility and threshold voltage of the thin film transistor.

【0050】さらに、イオンのドーピング強度を10k
eV以上およびドーピング濃度を1×1013cm-2以上
としたので、このような強度あるいは濃度でイオンをド
ーピングすることにより、確実に補助容量素子に対応す
る位置の結晶を小さくできる。
Further, the ion doping intensity is set to 10 k
Since the doping concentration is not less than eV and the doping concentration is not less than 1 × 10 13 cm −2 , the crystal at the position corresponding to the auxiliary capacitance element can be surely made small by doping ions with such intensity or concentration.

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

【図1】本発明の薄膜トランジスタアレイを示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing a thin film transistor array of the present invention.

【図2】同上図1に示す薄膜トランジスタアレイの平面
図である。
FIG. 2 is a plan view of the thin film transistor array shown in FIG. 1;

【図3】同上薄膜トランジスタアレイの一製造工程を示
す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one manufacturing process of the thin film transistor array.

【図4】同上薄膜トランジスタアレイの図3に示す次の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing the next manufacturing step shown in FIG. 3 of the thin film transistor array.

【図5】同上薄膜トランジスタアレイの図4に示す次の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing the next manufacturing step of the thin film transistor array shown in FIG. 4;

【図6】同上薄膜トランジスタアレイの図5に示す次の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a next manufacturing step of the thin film transistor array shown in FIG. 5;

【図7】同上薄膜トランジスタアレイの図6に示す次の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a next manufacturing step of the thin film transistor array shown in FIG. 6;

【図8】同上薄膜トランジスタアレイの図7に示す次の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a next manufacturing step of the thin film transistor array shown in FIG. 7;

【図9】同上薄膜トランジスタアレイの図8に示す次の
製造工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing the next manufacturing step of the thin film transistor array shown in FIG. 8;

【図10】従来例の薄膜トランジスタアレイの一製造工
程を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing one manufacturing process of a conventional thin film transistor array.

【図11】同上薄膜トランジスタアレイの図10に示す
次の製造工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing the next manufacturing step shown in FIG. 10 of the thin film transistor array.

【図12】同上薄膜トランジスタアレイの図11に示す
次の製造工程を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a next manufacturing step of the thin film transistor array shown in FIG. 11;

【図13】同上薄膜トランジスタアレイの図12に示す
次の製造工程を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the next manufacturing step shown in FIG. 12 of the thin film transistor array.

【図14】同上薄膜トランジスタアレイの図13に示す
次の製造工程を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the next manufacturing step shown in FIG. 13 of the thin film transistor array.

【図15】同上薄膜トランジスタアレイの図14に示す
次の製造工程を示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a next manufacturing step of the thin film transistor array shown in FIG. 14;

【図16】同上薄膜トランジスタアレイの図15に示す
次の製造工程を示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view showing the next manufacturing step shown in FIG. 15 for the thin film transistor array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 絶縁性基板としてのガラス基板 23 多結晶半導体層 31 ゲート絶縁膜 32 ゲート電極 44 薄膜トランジスタ 45 補助容量素子 21 Glass substrate as insulating substrate 23 Polycrystalline semiconductor layer 31 Gate insulating film 32 Gate electrode 44 Thin film transistor 45 Auxiliary capacitance element

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上に多結晶半導体層が配設さ
れ、この多結晶半導体層上にゲート絶縁膜を介してゲー
ト電極および補助容量素子が配設された薄膜トランジス
タアレイにおいて、 前記補助容量素子の下に位置する多結晶半導体領域の結
晶の平均径は、前記ゲート電極の下に位置する多結晶半
導体領域の結晶の平均径よりも小さいことを特徴とする
薄膜トランジスタアレイ。
1. A thin film transistor array in which a polycrystalline semiconductor layer is provided on an insulating substrate, and a gate electrode and an auxiliary capacitance element are provided on the polycrystalline semiconductor layer via a gate insulating film. The thin-film transistor array according to claim 1, wherein the average diameter of the crystal of the polycrystalline semiconductor region located below the element is smaller than the average diameter of the crystal of the polycrystalline semiconductor region located below the gate electrode.
【請求項2】 多結晶半導体層はケイ素を主成分とする
半導体を有し、 ゲート絶縁膜は酸化ケイ素を有し、 前記ゲート絶縁膜の膜厚をD、 補助容量素子の下に位置する多結晶半導体領域の結晶
は、結晶の径を単位面積当たりに存在する単結晶の個数
の逆数の平方根と定義し、この結晶の径の平均をLとす
るとき、 L<2Dであることを特徴とする請求項1記載の薄膜ト
ランジスタアレイ。
2. A semiconductor device comprising: a polycrystalline semiconductor layer having a semiconductor containing silicon as a main component; a gate insulating film having silicon oxide; The crystal of the crystal semiconductor region is characterized in that, when the diameter of the crystal is defined as the square root of the reciprocal of the number of single crystals existing per unit area, and when the average diameter of the crystal is L, L <2D. The thin film transistor array according to claim 1.
【請求項3】 絶縁性基板上に非晶質半導体を堆積して
非晶質半導体層を形成し、 この非晶質半導体層に選択的にイオンをドーピングし、 前記非晶質半導体層をレーザを照射することにより結晶
化して多結晶半導体層を形成し、 この多結晶半導体層上にゲート絶縁膜を形成し、 このゲート絶縁膜上にゲート電極を形成するとともにイ
オンがドーピングされた多結晶半導体層の上部にのみ前
記絶縁膜を介して補助容量素子を形成することを特徴と
する薄膜トランジスタアレイの製造方法。
3. An amorphous semiconductor is deposited on an insulating substrate to form an amorphous semiconductor layer, and the amorphous semiconductor layer is selectively doped with ions. To form a polycrystalline semiconductor layer, form a gate insulating film on the polycrystalline semiconductor layer, form a gate electrode on the gate insulating film, and dope ions with the polycrystalline semiconductor layer. A method for manufacturing a thin film transistor array, comprising forming an auxiliary capacitance element only above a layer via the insulating film.
【請求項4】 絶縁性基板上に非晶質半導体を堆積して
非晶質半導体層を形成し、 注入の強度および濃度の少なくともいずれか一方を変化
させて上部に補助容量素子が位置する領域は上部にゲー
ト素子が位置する領域に比べて大強度および高濃度のい
ずれかで前記非晶質半導体層にイオンをドーピングし、 前記非晶質半導体層をレーザを照射することにより結晶
化して多結晶半導体層を形成し、 この多結晶半導体層上にゲート絶縁膜を形成し、 このゲート絶縁膜上にゲート電極および補助容量配線を
形成することを特徴とする薄膜トランジスタアレイの製
造方法。
4. An amorphous semiconductor layer is formed by depositing an amorphous semiconductor on an insulating substrate, and at least one of implantation intensity and concentration is changed to form a region where an auxiliary capacitance element is located above the semiconductor device. Is formed by doping the amorphous semiconductor layer with ions at a higher intensity or a higher concentration than the region where the gate element is located above, and crystallizing the amorphous semiconductor layer by irradiating the amorphous semiconductor layer with a laser. A method for manufacturing a thin film transistor array, comprising: forming a crystalline semiconductor layer; forming a gate insulating film on the polycrystalline semiconductor layer; and forming a gate electrode and an auxiliary capacitance wiring on the gate insulating film.
【請求項5】 非晶質半導体層および多結晶半導体層は
ケイ素を主成分とする半導体を有し、 ゲート絶縁膜は酸化ケイ素を有し、 上部に補助容量素子が位置する領域に注入されるイオン
のドーピング強度は10keV以上およびドーピング濃
度は1×1013cm-2以上であることを特徴とする請求
項3または4記載の薄膜トランジスタアレイの製造方
法。
5. The amorphous semiconductor layer and the polycrystalline semiconductor layer have a semiconductor containing silicon as a main component, the gate insulating film has silicon oxide, and is implanted into a region where an auxiliary capacitance element is located above. 5. The method according to claim 3, wherein the ion doping intensity is 10 keV or more and the doping concentration is 1 × 10 13 cm −2 or more.
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