JP3889066B2

JP3889066B2 - Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number: JP3889066B2
Application number: JP29588194A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1994-11-05
Filing date: 1994-11-05
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: JPH08139333A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本明細書で開示する発明は、基板上に形成された薄膜集積回路における配線を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年液晶表示装置が注目されている。液晶表示装置は、一対の透光性の基板（一般にガラス基板が用いられる）間に液晶を挟んで保持し、各画素に対応する部分において液晶に電界を加えることによって、液晶の電気光学的性質（一般に液晶を透過する光の偏向状態）を変化させ、この電気光学的な性質の変化を利用して、画像の表示を行うものである。
【０００３】
また微細な高速動画を表示する液晶表示装置として、アクティブマトリクス型の液晶表示装置が知られている。これは、各画素に薄膜トランジスタを配置し、各画素電極への電荷の出入りを薄膜トランジスタによって個別に制御するものである。
【０００４】
これら液晶表示装置を動作させるには、映像データや各種信号を取り扱う集積回路が必要とされる。これらの集積回路は、高速動作が必要とされるので、単結晶珪素を用いたものとする必要がある。しかし、現状においては、ガラス基板上に単結晶珪素膜を形成することができないので、これらの集積回路は、外付けのＩＣという形でガラス基板上に配置されるのが普通である。
【０００５】
古典的な構成としては、この映像データや各種信号を取り扱うＩＣをアクティブマトリクス回路に外付けとし、ＴＡＢまたはＣＯＧという形でアクティブマトリクス回路に接続する方法がある。
【０００６】
これらの方法による配線は以下に挙げるような問題点がある。アクティブマトリクス型の液晶表示装置には、前述したように一般にガラス基板が利用される。従って、ガラス基板上に薄膜トランジスタを形成する工程が不可欠になる。薄膜トランジスタとしては、非晶質珪素薄膜を用いたものと結晶性珪素膜を用いたものとに大別される。
【０００７】
非晶質珪素膜を用いた薄膜トランジスタは、４００℃程度以下の比較的低温のプロセスで作製することができるので、ガラス基板の耐熱性をそれほど考慮する必要はない。しかしながら、結晶性珪素膜を用いた薄膜トランジスタは、その作製プロセスにおいて、５００〜６００℃程度以上の高温が必要されるので、ガラス基板の耐熱性が大きな問題となる。
【０００８】
普通ガラス基板は、５００〜６００℃程度以上の加熱が行われることによって、反りや縮が顕著に生じてしまう。そして一般的なガラス基板においては、この反りや縮による変形の度合いは、ガラス基板毎に微妙に異なるものとなってしまう。
【０００９】
このような場合、前述のＴＡＢまたはＣＯＧという形でアクティブマトリクス回路に外付けのＩＣを接続することは、そのパターンのズレを補償する必要があるという点において、作製工程が複雑になるという問題や、歩留りの低下といった問題が顕在化する。
【００１０】
特に大面積のアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製しようとする場合は、ガラス基板が大型化し、基板の変形や縮が顕著になるので、このことは大きな問題となる。
【００１１】
一方、ＴＡＢまたはＣＯＧという形でアクティブマトリクス回路に外付けのＩＣを接続する構成は、厚さ１μｍ〜数μｍのマトリクス回路領域の周辺に厚さ数百μｍ以上のＩＣを外付けすることになるので、液晶表示装置の厚さが厚くなる原因となり好ましくない。液晶表示装置は、携帯型のパーソナルコンピュータ等に組み込まれて用いられることが利用目的の一つであり、その厚さが厚くなることは極めて好ましくない。
【００１２】
これらの問題の解決を図る方法として、液晶ディスプレーとして必要とされる全ての回路を厚さ数μｍ程度の単結晶薄膜集積回路（薄膜ＩＣ）として単結晶珪素ウエハー上にＳＯＩ技術により形成し、そしてこの単結晶薄膜集積回路を基板である単結晶珪素ウエハーから剥がし、この剥がした単結晶薄膜集積回路をガラス基板上に張りつけることによって、ガラス基板上に液晶ディスプレーに必要とされる全ての回路を一挙に形成してしまう方法がある。
【００１３】
この方法によれば、最も高い特性を得ることができる単結晶珪素薄膜トランジスタで、全ての回路を構成することができるので、望み得る最高レベルの液晶ディスプレーを得ることができる。しかしながら、単結晶珪素ウエハーは、その大きさに制限がり、現状において得られる最大のものは１６インチ（約４１ｃｍ）である。従って、最大でも１６インチ以上の液晶ディスプレーを得ることはできない。（実際には周辺回路領域が必要とされるので、画面の大きさはさらに小さくなる）
【００１４】
また、上記の方法では、液晶ディスプレーを大面積化した場合、単結晶珪素ウエハー上に形成された厚さ数μｍ程度の薄膜集積回路をガラス基板上に移し換えることが困難になるという別な問題もある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本明細書に開示する発明の目的は、薄膜集積回路の配線を施す新規な方法を提供することである。また本明細書で開示する発明の別な目的は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置において、外付けされる薄膜集積回路とマトリクス回路領域あるいは周辺回路領域との配線を行う新規な方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する主な発明は、
絶縁表面を有する基板上に形成された第１の薄膜集積回路と
前記絶縁表面を有する基板上に配置される第２の薄膜集積回路と、
を接続する方法であって、
接続を行うための配線材料を含んだ雰囲気中において、所定の配線パターンに沿って集束されたイオンビームを照射し、前記第１及び第２の薄膜集積回路間に配線を形成する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
上記構成において、絶縁表面を有する基板としては、ガラス基板や石英基板を挙げることができる。特に本明細書で開示する発明は、ガラス基板を用いた場合に非常に有用である。これは、ガラス基板を用いた場合には、半導体装置の作製途中のプロセス（加熱が必要とされるプロセス）におけるガラス基板の変形や縮がどうしても生じてしまい、このような場合に本明細書で開示する発明が有効に利用できるからである。なお絶縁表面を有する基板としては、ガラス基板や石英基板上に絶縁膜が形成されている場合も含まれる。
【００１８】
上記のような構成を利用する具体的な例として、図４に示す場合を挙げることができる。図４に示すのは、ガラス基板１０１を用いてアクティブマトリクス型の液晶表示装置を構成する場合の例である。図４において、ガラス基板１０１上には、アクティブマトリクス領域２１と該領域に配置された薄膜トランジスタを駆動するために周辺駆動回路２２〜２４を備えている。ここで、アクティブマトリクス領域に配置される薄膜トランジスタと周辺駆動回路２２〜２４を構成する薄膜トランジスタとは、ガラス基板上に形成された結晶性珪素膜で構成される。
【００１９】
そしてガラス基板上に形成される結晶性珪素膜では形成できない回路が単結晶珪素ウエハー上にＳＯＩ技術により形成された薄膜集積回路２６〜２８として、ガラス基板上に配置される。図４には２７で示される薄膜集積回路の外部引き出し電極パット２８と周辺回路領域２４から延設した配線の端部２９とが示されている。そして、２９と２８で示される電極同士がイオンビームを用いた配線方法によって接続される。
【００２０】
図４に示す構成の場合、２４で示される周辺駆動回路が第１の薄膜集積回路であり、２６〜２８で示される薄膜集積回路が第２の薄膜集積回路となる。
【００２１】
他の発明の構成は、
ガラス基板上に形成された所定の回路領域と、
前記ガラス基板上に外付けされる薄膜集積回路と、
を有する液晶電気光学装置の作製方法あって、
前記所定の回路領域と前記薄膜集積回路との接続は、
接続を行うための配線材料を含んだ雰囲気中において、所定の配線パターンに沿って集束されたイオンビームを照射することによって行うことを特徴とする。
【００２２】
【実施例】
本実施例は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製に際して、ガラス基板上に形成される薄膜トランジスタでなる回路とは別にＳＯＩ技術を用いて単結晶珪素ウエハー上に形成された単結晶薄膜でなる薄膜集積回路を外付けで配置する構成に関する。図１〜図３に本実施例に示す作製工程を示す。まずガラス基板１０１上に下地膜として酸化珪素膜１０２をプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法によって３００ｎｍの厚さに成膜する。（図１（Ａ））
【００２３】
次に非晶質珪素膜をプラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で５０ｎｍの厚さに成膜する。そして、加熱やレーザー光の照射によってこの非晶質珪素膜を結晶化させて結晶性珪素膜１０３を得る。（図１（Ａ））
【００２４】
次に結晶性珪素膜１０３をパターニングして、薄膜トランジスタの活性層１０４を形成する。この活性層１０４で構成される薄膜トランジスタは、マトリクス領域の薄膜トランジスタを駆動するための周辺駆動回路を構成する薄膜トランジスタである。また図では示されていないが、この活性層１０４の形成と同時に画素領域の数十万個以上の薄膜トランジスタの活性層も同時に形成される。また図面では１つの薄膜トランジスタが示されているだけであるが、実際には、周辺駆動回路を構成する薄膜トランジスタとして必要とする個数が形成される。またマトリクス領域に配置される数十万個以上の薄膜トランジスタ（各画素に配置される薄膜トランジスタ）も図１に示す薄膜トランジスタと同時に形成される。
【００２５】
活性層１０４を形成したら、ゲイト絶縁膜となる酸化珪素膜１０５を１００ｎｍの厚さにプラズマＣＶＤ法で成膜する。さらにアルミニウムを主成分とする膜を電子ビーム蒸着法で６００ｎｍの厚さに成膜する。そしてパターニングを施すことにより、ゲイト電極１０６を形成する。ゲイト電極１０６を形成したら、電解溶液中において、ゲイト電極１０６を陽極として陽極酸化を行い、ゲイト電極の周囲に酸化物層１０７を形成する。この酸化物層１０７は、後の不純物イオンの注入工程において、オフセットゲイト領域を形成するためのマスクとして機能する。
【００２６】
こうして図１（Ｂ）に示す状態を得る。この図１（Ｂ）に示す状態をＡ−Ａ’で切った断面を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）に示す状態においては、活性層１０４上にゲイト絶縁膜１０５を介してゲイト電極１０６が設けられている様子が示されている。またゲイト電極１０６の表面に陽極酸化工程で形成されたアルミニウムを主成分とする酸化物層１０７が形成されている。
【００２７】
図１（Ｂ）及び図３（Ａ）に示す状態を得たら、ソース／ドレイン領域を形成するために不純物イオンとしてリンイオンを注入し、自己整合的に図３（Ｂ）に示すようにソース領域１０８とドレイン領域１１０とを形成する。また、この工程において、チャネル形成領域１０９とオフセットゲイト領域１１１が画定される。不純物イオンの注入後、レーザー光または強光を照射し、ソース／ドレイン領域の活性化を行う。
【００２８】
次に層間絶縁膜として酸化珪素膜１１２を７００ｎｍの厚さにプラズマＣＶＤ法によって成膜する。さらにポリイミド膜１１３を成膜する。（図１（Ｃ）、（図３（Ｃ））
【００２９】
そして、図１（Ｄ）に示すようにポリイミド膜１１３上に薄膜集積回路１１４を配置する。ここで薄膜集積回路１１４は、ポリイミド膜１１３によって固定される。この薄膜集積回路１１４には、１１５で示されるような外部コンタクト用のパットが形成されている。（図１（Ｄ））
【００３０】
この薄膜集積回路は、単結晶珪素ウエハー上にＳＯＩ技術によって形成された単結晶珪素薄膜を用いて構成されたものであり、その厚さは０．２〜２μｍ程度である。
【００３１】
ここでは、薄膜集積回路を固定するためにポリイミド膜を用いたが、酸化珪素被膜形成用塗布液を用いて形成される酸化珪素膜を用いてもよい。例えば東京応化工業株式会社のＯＣＤ(Ohka Diffusion Source) を用いて形成される酸化珪素膜をポリイミド膜１１３の代わりに用いてもよい。
【００３２】
さらに薄膜集積回路を覆ってパッシベーション用のポリイミド膜１１３を形成する。次にコンタクトホールの形成を行い、図２（Ａ）の１１６、１１７、図３（Ｄ）の１１８、１１９を形成する。そしてソース／ドレイン電極１２０、１２１をアルミニウム等の金属で形成する。（図３（Ｄ））
【００３３】
そして、薄膜集積回路１１４のパット１１５とゲイト電極から延設した配線の先端部分２０１とを集束イオンビームを用いた配線形成方法により接続する。こうしてタングステン（Ｗ）で構成された配線１２２が形成される。
【００３４】
この集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いたＷよりなる配線の形成は、Ｇａ⁺イオンをＷ（ＣＯ）₆ガスの雰囲気中で所定の領域に照射することによって、当該領域にＷの薄膜が形成される技術を利用したものである。この集束イオンビームを用いた配線の形成方法は、マスク合わせを必要としないので、図２に示す薄膜集積回路１１４の電極パット１１５と薄膜トランジスタのゲイト配線から延設した先端部分２０１の位置決めが比較的大きなマージンでもって行うことができる。また、１１６と１１７で示されるコンタクトホールの形成も比較的大きなマージンをもって行うことができる。
【００３５】
図４に薄膜集積回路２７と周辺駆動回路２４とを集束イオンビームを用いて接続する様子を示す。２６〜２８で示されるのが必要とする機能を有する単結晶薄膜を用いて構成された薄膜集積回路である。ここでは２５で示される領域に薄膜集積回路２７を配置する状態を特に示す。
【００３６】
図４において２２〜２４とは、周辺駆動回路であり、２１で示されるマトリクス領域を駆動するために一種のバッファーアンプを構成している。この周辺駆動回路は、ガラス基板１０１上に形成された薄膜トタンジスタでもって構成されている。この周辺駆動回路を構成する薄膜トランジスタの一つが図１〜図３に示される薄膜トランジスタに相当する。
【００３７】
２６〜２８で示される薄膜集積回路は、有機樹脂（ここでは図１の１１３で示されるようなポリイミドを用いる）でもって固定される。これら薄膜集積回路は、画像データや各種信号や情報を扱うもので、必要とする機能でもって形成される。
【００３８】
図４には、２７で示される薄膜集積回路を２５で示される領域に配置する状態が示されている。集束イオンビームを用いたＷによる配線は、例えば２９で示される薄膜集積回路の電極パット（図２の１１５に対応）と駆動回路の薄膜トランジスタから延設した配線パターンの先端部２９（図２の２０１で示される部分に対応）とを接続することによって行われる。
【００３９】
集束イオンビームによるＷ膜による配線を行うには、図４に示すような状態を画像認識装置を用いてパターン認識し、必要とする集束度（例えば数μｍ程度またはそれ以下）に絞った収束Ｇａ⁺イオンをＷ（ＣＯ）₆ガスの雰囲気中において、配線を行いたいパターンに沿って走査させればよい。こうすることで、必要とする配線パターンを形成することができる。
【００４０】
本実施例に示すような構成を採用した場合、２６〜２８で示されるような薄膜集積回路を単体素子または複数のグループ化された一群として取り扱うことができるので、薄膜集積回路を形成するために用いられる単結晶ウエハーの大きさに液晶ディスプレーの大きさが制限されることはない。
【００４１】
【発明の効果】
ガラス基板上に形成された薄膜集積回路と外付けの薄膜集積回路とを集束イオンビームを用いた配線方法で接続することにより、ガラス基板の変形や縮による薄膜集積回路同士の接続の困難性を克服することができる。特に液晶表示装置に外付けで接続される薄膜集積回路とガラス基板上に形成された回路との接続を集束イオンビームを用いて行うことにより、薄膜集積回路の位置合わせや配線パターンのマスク合わせを余裕をもって行うことができるので、液晶表示装置の歩留りを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の作製工程を示す断面図。
【図２】実施例の作製工程を示す断面図。
【図３】実施例の作製工程を示す断面図。
【図４】アクティブマトリクス型の液晶表示装置に薄膜集積回路を配置する状態を示す図。
【符号の説明】
１０１ガラス基板
１０２酸化珪素膜（下地膜）
１０３結晶性珪素膜
１０４活性層
１０５ゲイト絶縁膜（酸化珪素膜）
１０６ゲイト電極及びゲイト配線
１０７酸化物層
１１２酸化珪素膜
１１３ポリイミド膜
１１４薄膜集積回路
１１５電極パット
１１６〜１１９コンタクトホール
１２０ソース電極（またはソース配線）
１２１ドレイン電極（またはドレイン配線）
１２２Ｗ配線
２６〜２８薄膜集積回路
２１マトリクス領域
２２〜２４周辺駆動回路領域[0001]
[Industrial application fields]
The invention disclosed in this specification relates to a method for performing wiring in a thin film integrated circuit formed over a substrate.
[0002]
[Prior art]
In recent years, liquid crystal display devices have attracted attention. A liquid crystal display device holds and holds a liquid crystal between a pair of light-transmitting substrates (generally a glass substrate is used), and applies an electric field to the liquid crystal at a portion corresponding to each pixel, whereby the electro-optical properties of the liquid crystal. (Generally, the deflection state of light transmitted through the liquid crystal) is changed, and an image is displayed by utilizing this change in electro-optical properties.
[0003]
Further, an active matrix type liquid crystal display device is known as a liquid crystal display device that displays fine high-speed moving images. In this method, a thin film transistor is arranged in each pixel, and charge entry and exit to each pixel electrode is individually controlled by the thin film transistor.
[0004]
In order to operate these liquid crystal display devices, an integrated circuit that handles video data and various signals is required. Since these integrated circuits are required to operate at high speed, it is necessary to use single crystal silicon. However, since a single crystal silicon film cannot be formed on a glass substrate at present, these integrated circuits are usually arranged on the glass substrate in the form of an external IC.
[0005]
As a classic configuration, there is a method in which an IC that handles this video data and various signals is externally attached to an active matrix circuit and connected to the active matrix circuit in the form of TAB or COG.
[0006]
The wiring by these methods has the following problems. As described above, a glass substrate is generally used for an active matrix type liquid crystal display device. Therefore, a process for forming a thin film transistor on a glass substrate is indispensable. Thin film transistors are roughly classified into those using an amorphous silicon thin film and those using a crystalline silicon film.
[0007]
Since a thin film transistor using an amorphous silicon film can be manufactured by a process at a relatively low temperature of about 400 ° C. or lower, it is not necessary to consider the heat resistance of a glass substrate. However, a thin film transistor using a crystalline silicon film requires a high temperature of about 500 to 600 ° C. or higher in the manufacturing process thereof, so that the heat resistance of the glass substrate is a big problem.
[0008]
An ordinary glass substrate is significantly warped or shrunk when heated to about 500 to 600 ° C. or more. In general glass substrates, the degree of deformation due to warping and shrinkage is slightly different for each glass substrate.
[0009]
In such a case, connecting an external IC to the active matrix circuit in the form of TAB or COG described above may complicate the manufacturing process in that it is necessary to compensate for the pattern shift. Problems such as a decrease in yield become apparent.
[0010]
In particular, when an active matrix type liquid crystal display device having a large area is to be manufactured, the glass substrate becomes large, and deformation and shrinkage of the substrate become remarkable, which is a big problem.
[0011]
On the other hand, in the configuration in which an external IC is connected to the active matrix circuit in the form of TAB or COG, an IC having a thickness of several hundred μm or more is externally attached around the matrix circuit region having a thickness of 1 μm to several μm. This is not preferable because the liquid crystal display device becomes thick. The liquid crystal display device is used for one purpose of use by being incorporated in a portable personal computer or the like, and it is extremely undesirable to increase its thickness.
[0012]
As a method for solving these problems, all the circuits required as a liquid crystal display are formed on a single crystal silicon wafer as a single crystal thin film integrated circuit (thin film IC) having a thickness of several μm by SOI technology, and The single crystal thin film integrated circuit is peeled off from the single crystal silicon wafer as a substrate, and the peeled single crystal thin film integrated circuit is attached to the glass substrate, so that all the circuits required for the liquid crystal display are put on the glass substrate at once. There is a method of forming the film.
[0013]
According to this method, since all the circuits can be configured with the single crystal silicon thin film transistor capable of obtaining the highest characteristics, the highest level liquid crystal display that can be desired can be obtained. However, single crystal silicon wafers are limited in size, and the largest currently available is 16 inches (about 41 cm). Therefore, a liquid crystal display of 16 inches or more cannot be obtained at the maximum. (In reality, the peripheral circuit area is required, so the screen size is further reduced.)
[0014]
Further, in the above method, when the liquid crystal display has a large area, it is difficult to transfer a thin film integrated circuit having a thickness of about several μm formed on a single crystal silicon wafer onto a glass substrate. There is also.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the invention disclosed in the present specification is to provide a novel method for performing wiring of a thin film integrated circuit. Another object of the invention disclosed in this specification is to provide a novel method for wiring an external thin film integrated circuit and a matrix circuit region or a peripheral circuit region in an active matrix liquid crystal display device. It is.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The main invention disclosed in this specification is:
A first thin film integrated circuit formed on a substrate having an insulating surface; a second thin film integrated circuit disposed on the substrate having the insulating surface;
A method of connecting
Irradiating a focused ion beam along a predetermined wiring pattern in an atmosphere including a wiring material for connection, and forming a wiring between the first and second thin film integrated circuits. It is characterized by.
[0017]
In the above structure, examples of the substrate having an insulating surface include a glass substrate and a quartz substrate. In particular, the invention disclosed in this specification is very useful when a glass substrate is used. This is because when a glass substrate is used, deformation or shrinkage of the glass substrate is inevitably caused in a process in the process of manufacturing a semiconductor device (a process that requires heating). This is because the disclosed invention can be used effectively. Note that the substrate having an insulating surface includes a case where an insulating film is formed over a glass substrate or a quartz substrate.
[0018]
As a specific example using the above configuration, the case shown in FIG. 4 can be given. FIG. 4 shows an example in which an active matrix liquid crystal display device is formed using a glass substrate 101. In FIG. 4, an active matrix region 21 and peripheral drive circuits 22 to 24 are provided on a glass substrate 101 in order to drive thin film transistors disposed in the region. Here, the thin film transistors arranged in the active matrix region and the thin film transistors constituting the peripheral drive circuits 22 to 24 are formed of a crystalline silicon film formed on a glass substrate.
[0019]
Circuits that cannot be formed by the crystalline silicon film formed on the glass substrate are arranged on the glass substrate as thin film integrated circuits 26 to 28 formed on the single crystal silicon wafer by the SOI technique. FIG. 4 shows an external lead electrode pad 28 of the thin film integrated circuit indicated by 27 and an end portion 29 of the wiring extending from the peripheral circuit region 24. The electrodes 29 and 28 are connected to each other by a wiring method using an ion beam.
[0020]
In the case of the configuration shown in FIG. 4, the peripheral drive circuit indicated by 24 is a first thin film integrated circuit, and the thin film integrated circuits indicated by 26 to 28 are second thin film integrated circuits.
[0021]
Other aspects of the invention are:
A predetermined circuit area formed on the glass substrate;
A thin film integrated circuit externally attached on the glass substrate;
A method for producing a liquid crystal electro-optical device having
The connection between the predetermined circuit region and the thin film integrated circuit is
It is characterized in that it is performed by irradiating an ion beam focused along a predetermined wiring pattern in an atmosphere containing a wiring material for connection.
[0022]
【Example】
In this embodiment, when an active matrix type liquid crystal display device is manufactured, a thin film made of a single crystal thin film formed on a single crystal silicon wafer by using SOI technology separately from a circuit made of a thin film transistor formed on a glass substrate. The present invention relates to a configuration in which an integrated circuit is arranged externally. 1 to 3 show a manufacturing process shown in this embodiment. First, a silicon oxide film 102 is formed as a base film on a glass substrate 101 to a thickness of 300 nm by plasma CVD or sputtering. (Fig. 1 (A))
[0023]
Next, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 50 nm by plasma CVD or low pressure thermal CVD. Then, the amorphous silicon film is crystallized by heating or laser light irradiation to obtain a crystalline silicon film 103. (Fig. 1 (A))
[0024]
Next, the crystalline silicon film 103 is patterned to form an active layer 104 of the thin film transistor. The thin film transistor formed of the active layer 104 is a thin film transistor that forms a peripheral driver circuit for driving the thin film transistor in the matrix region. Although not shown in the drawing, simultaneously with the formation of the active layer 104, active layers of several hundred thousand or more thin film transistors in the pixel region are formed at the same time. Although only one thin film transistor is shown in the drawing, in practice, the required number of thin film transistors constituting the peripheral drive circuit is formed. In addition, hundreds of thousands or more thin film transistors (thin film transistors disposed in each pixel) arranged in the matrix region are formed at the same time as the thin film transistor shown in FIG.
[0025]
After the formation of the active layer 104, a silicon oxide film 105 serving as a gate insulating film is formed to a thickness of 100 nm by plasma CVD. Further, a film containing aluminum as a main component is formed to a thickness of 600 nm by electron beam evaporation. Then, the gate electrode 106 is formed by patterning. After the gate electrode 106 is formed, anodic oxidation is performed in the electrolytic solution using the gate electrode 106 as an anode, and an oxide layer 107 is formed around the gate electrode. The oxide layer 107 functions as a mask for forming an offset gate region in a subsequent impurity ion implantation step.
[0026]
In this way, the state shown in FIG. FIG. 3A shows a cross section taken along line AA ′ of the state shown in FIG. In the state shown in FIG. 3A, a state in which the gate electrode 106 is provided on the active layer 104 through the gate insulating film 105 is shown. An oxide layer 107 mainly composed of aluminum and formed by an anodic oxidation process is formed on the surface of the gate electrode 106.
[0027]
After obtaining the states shown in FIGS. 1B and 3A, phosphorus ions are implanted as impurity ions to form source / drain regions, and the source regions are self-aligned as shown in FIG. 108 and the drain region 110 are formed. In this step, a channel formation region 109 and an offset gate region 111 are defined. After the impurity ions are implanted, laser light or strong light is irradiated to activate the source / drain regions.
[0028]
Next, a silicon oxide film 112 is formed as an interlayer insulating film to a thickness of 700 nm by plasma CVD. Further, a polyimide film 113 is formed. (FIG. 1 (C), (FIG. 3 (C))
[0029]
Then, a thin film integrated circuit 114 is disposed over the polyimide film 113 as shown in FIG. Here, the thin film integrated circuit 114 is fixed by the polyimide film 113. In this thin film integrated circuit 114, a pad for external contact as indicated by 115 is formed. (Figure 1 (D))
[0030]
This thin film integrated circuit is configured by using a single crystal silicon thin film formed by SOI technology on a single crystal silicon wafer, and has a thickness of about 0.2 to 2 μm.
[0031]
Although a polyimide film is used here to fix the thin film integrated circuit, a silicon oxide film formed using a coating liquid for forming a silicon oxide film may be used. For example, a silicon oxide film formed using OCD (Ohka Diffusion Source) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. may be used in place of the polyimide film 113.
[0032]
Further, a passivation polyimide film 113 is formed to cover the thin film integrated circuit. Next, contact holes are formed to form 116 and 117 in FIG. 2A and 118 and 119 in FIG. The source / drain electrodes 120 and 121 are formed of a metal such as aluminum. (Fig. 3 (D))
[0033]
Then, the pad 115 of the thin film integrated circuit 114 and the tip portion 201 of the wiring extending from the gate electrode are connected by a wiring forming method using a focused ion beam. Thus, the wiring 122 made of tungsten (W) is formed.
[0034]
The formation of the wiring made of W using this focused ion beam (FIB) is performed by irradiating a predetermined region in an atmosphere of W (CO) ₆ gas with a Ga ⁺ ion, whereby a thin film of W is formed in the region. Technology. In this wiring formation method using a focused ion beam, mask alignment is not required, and therefore the positioning of the tip portion 201 extending from the electrode pad 115 of the thin film integrated circuit 114 and the gate wiring of the thin film transistor shown in FIG. Can be done with a large margin. In addition, the contact holes 116 and 117 can be formed with a relatively large margin.
[0035]
FIG. 4 shows how the thin film integrated circuit 27 and the peripheral drive circuit 24 are connected using a focused ion beam. Reference numerals 26 to 28 denote thin film integrated circuits configured using single crystal thin films having the necessary functions. Here, a state in which the thin film integrated circuit 27 is arranged in a region indicated by 25 is particularly shown.
[0036]
In FIG. 4, reference numerals 22 to 24 denote peripheral drive circuits, which constitute a kind of buffer amplifier for driving the matrix region indicated by 21. This peripheral drive circuit is configured by a thin film transistor formed on the glass substrate 101. One of the thin film transistors constituting the peripheral drive circuit corresponds to the thin film transistor shown in FIGS.
[0037]
The thin film integrated circuits indicated by 26 to 28 are fixed with an organic resin (here, polyimide as indicated by 113 in FIG. 1 is used). These thin film integrated circuits, image data and various signals and information intended intends handled, it is formed with a feature that requires.
[0038]
FIG. 4 shows a state in which the thin film integrated circuit indicated by 27 is arranged in the area indicated by 25. Wiring using W using a focused ion beam is, for example, an electrode pad (corresponding to 115 in FIG. 2) of a thin film integrated circuit indicated by 29 and a leading end portion 29 (201 in FIG. 2) extending from a thin film transistor of a driving circuit. This corresponds to the portion indicated by).
[0039]
In order to perform wiring by a W film by a focused ion beam, a state as shown in FIG. 4 is recognized by a pattern using an image recognition apparatus, and a converged Ga focused on a required degree of focusing (for example, about several μm or less). in ⁺ ions W (CO) ₆ in an atmosphere of gas, it may be scanned along the pattern to perform wiring. In this way, a necessary wiring pattern can be formed.
[0040]
When the configuration shown in this embodiment is adopted, the thin film integrated circuit as shown by 26 to 28 can be handled as a single element or a group of a plurality of groups. The size of the liquid crystal display is not limited by the size of the single crystal wafer used.
[0041]
【The invention's effect】
By connecting the thin film integrated circuit formed on the glass substrate and the external thin film integrated circuit by a wiring method using a focused ion beam, it is difficult to connect the thin film integrated circuits due to deformation or shrinkage of the glass substrate. Can be overcome. In particular, thin film integrated circuits that are externally connected to a liquid crystal display device and circuits formed on a glass substrate are connected using a focused ion beam, thereby aligning thin film integrated circuits and aligning masks of wiring patterns. Since the process can be performed with a margin, the yield of the liquid crystal display device can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing manufacturing steps of an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the example.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the example.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a thin film integrated circuit is arranged in an active matrix liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
101 glass substrate 102 silicon oxide film (underlying film)
103 Crystalline silicon film 104 Active layer 105 Gate insulating film (silicon oxide film)
106 Gate electrode and gate wiring 107 Oxide layer 112 Silicon oxide film 113 Polyimide film 114 Thin film integrated circuit 115 Electrode pads 116 to 119 Contact hole 120 Source electrode (or source wiring)
121 Drain electrode (or drain wiring)
122 W wiring 26-28 Thin film integrated circuit 21 Matrix region 22-24 Peripheral drive circuit region

Claims

ガラス基板上に非晶質珪素膜を形成し、
前記非晶質珪素膜にレーザー光を照射して、該非晶質珪素膜を結晶化させ、結晶性珪素膜を形成し、
前記結晶性珪素膜上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極上に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜上に有機樹脂膜又は酸化珪素被膜形成用塗布液を用いて形成された酸化珪素膜を形成し、
前記有機樹脂膜又は前記酸化珪素被膜形成用塗布液を用いて形成された酸化珪素膜上に薄膜集積回路を固定し、
前記有機樹脂膜又は前記酸化珪素被膜形成用塗布液を用いて形成された酸化珪素膜と前記薄膜集積回路とを覆ってパッシベーション膜を形成し、
前記結晶性珪素膜のソース領域、ドレイン領域、前記ゲイト電極から延設した配線の先端部分、及び前記薄膜集積回路の電極パットの上部にそれぞれコンタクトホールを形成し、
前記ソース領域及び前記ドレイン領域と接続するソース電極及びドレイン電極を金属で形成し、
配線材料を含んだ雰囲気中で集束イオンビームを照射して、前記ゲイト電極から延設した配線の先端部分と前記薄膜集積回路の電極パットとを接続する配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。Forming an amorphous silicon film on a glass substrate;
Irradiating the amorphous silicon film with a laser beam to crystallize the amorphous silicon film to form a crystalline silicon film;
Forming a gate insulating film on the crystalline silicon film;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming an interlayer insulating film on the gate electrode;
Forming an organic resin film or a silicon oxide film formed using a coating liquid for forming a silicon oxide film on the interlayer insulating film;
Fixing a thin film integrated circuit on the silicon oxide film formed by using the organic resin film or the silicon oxide film forming coating solution ;
Forming a passivation film covering the thin film integrated circuit and the silicon oxide film formed using the organic resin film or the coating solution for forming the silicon oxide film;
Contact holes are formed in the source region and drain region of the crystalline silicon film, the tip portion of the wiring extending from the gate electrode, and the upper part of the electrode pad of the thin film integrated circuit,
Forming a source electrode and a drain electrode connected to the source region and the drain region with a metal;
A semiconductor device characterized in that a focused ion beam is irradiated in an atmosphere containing a wiring material to form a wiring connecting a tip portion of the wiring extending from the gate electrode and an electrode pad of the thin film integrated circuit Manufacturing method.

ガラス基板上に下地膜を形成し、
前記下地膜上に非晶質珪素膜を形成し、
前記非晶質珪素膜にレーザー光を照射して、該非晶質珪素膜を結晶化させ、結晶性珪素膜を形成し、
前記結晶性珪素膜上にゲイト絶縁膜を形成し、
前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成し、
前記ゲイト電極上に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜上に有機樹脂膜又は酸化珪素被膜形成用塗布液を用いて形成された酸化珪素膜を形成し、
前記有機樹脂膜又は前記酸化珪素被膜形成用塗布液を用いて形成された酸化珪素膜上に薄膜集積回路を固定し、
前記有機樹脂膜又は前記酸化珪素被膜形成用塗布液を用いて形成された酸化珪素膜と前記薄膜集積回路とを覆ってパッシベーション膜を形成し、
前記結晶性珪素膜のソース領域、ドレイン領域、前記ゲイト電極から延設した配線の先端部分、及び前記薄膜集積回路の電極パットの上部にそれぞれコンタクトホールを形成し、
前記ソース領域及びドレイン領域と接続するソース電極及びドレイン電極を金属で形成し、
配線材料を含んだ雰囲気中で集束イオンビームを照射して、前記ゲイト電極から延設した配線の先端部分と前記薄膜集積回路の電極パットとを接続する配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。Form a base film on the glass substrate,
Forming an amorphous silicon film on the base film;
Irradiating the amorphous silicon film with a laser beam to crystallize the amorphous silicon film to form a crystalline silicon film;
Forming a gate insulating film on the crystalline silicon film;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Forming an interlayer insulating film on the gate electrode;
A silicon oxide film formed using an organic resin film or a silicon oxide film-forming coating liquid is formed on the interlayer insulating film,
The thin film integrated circuit fixed to the organic resin film or the silicon oxide film-forming coating liquid on the silicon oxide film formed by using,
Forming a passivation film covering the thin film integrated circuit and the silicon oxide film formed using the organic resin film or the coating solution for forming the silicon oxide film;
Contact holes are formed in the source region and drain region of the crystalline silicon film, the tip portion of the wiring extending from the gate electrode, and the upper part of the electrode pad of the thin film integrated circuit,
Forming a source electrode and a drain electrode connected to the source region and the drain region with a metal;
A semiconductor device characterized in that a focused ion beam is irradiated in an atmosphere containing a wiring material to form a wiring connecting a tip portion of the wiring extending from the gate electrode and an electrode pad of the thin film integrated circuit Manufacturing method.

請求項１又は請求項２において、前記有機樹脂膜としてポリイミド膜を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。According to claim 1 or claim 2, the method for manufacturing a semiconductor device, which comprises using a polyimide film as the organic resin film.

請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記層間絶縁膜として、酸化珪素膜を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。In any one of claims 1 to 3, as the interlayer insulating film, a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises using the silicon oxide film.

請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記ガラス基板上方に前記薄膜集積回路を固定する領域の周辺まで、前記ゲイト電極から延設した配線を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。In any one of claims 1 to 4, for manufacturing a semiconductor device, characterized in that said glass substrate upward to around the region for fixing the thin film integrated circuit, to form a wiring which is extended from the gate electrode Method.

請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記薄膜集積回路は、単結晶珪素ウエハー上にＳＯＩ技術によって形成された単結晶珪素薄膜を用いて構成されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。In any one of claims 1 to 5, wherein the thin film integrated circuit, the semiconductor device characterized by being constituted by using a single-crystal silicon thin film formed by SOI technology on a single crystal silicon wafer Manufacturing method.

請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記ゲイト電極として、アルミニウムを主成分とする材料を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。In any one of claims 1 to 6, as the gate electrode, the method for manufacturing a semiconductor device which is characterized by using a material mainly composed of aluminum.

請求項１乃至請求項７のいずれか一において、前記パッシベーション膜として、ポリイミド膜を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。In any one of claims 1 to 7, as the passivation film, a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises using a polyimide film.

請求項１乃至請求項８のいずれか一において、配線材料を含んだ雰囲気は、Ｗ（ＣＯ）_６ガスの雰囲気であり、
前記集束イオンビームは集束Ｇａ^＋イオンビームであることを特徴とする半導体装置の作製方法。In any one of Claims 1 thru | or 8 , the atmosphere containing a wiring material is an atmosphere of W (CO) ₆ gas,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the focused ion beam is a focused Ga ⁺ ion beam.