JP2003163223A - 半導体装置、電気光学装置、電子機器、半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温で耐圧の高いＭＩＳ部を形成することの
できる半導体装置、この半導体装置をアクティブマトリ
クス基板として用いた電気光学装置、この電気光学装置
を用いた電子機器、および半導体装置の製造方法を提供
すること。 【解決手段】 半導体装置３００Ａに形成したＴＦＴ４
００において、絶縁層３３０は、温度が３００℃〜４０
０℃、圧力が０．５ＭＰａ〜２ＭＰａの条件下でタンタ
ル膜を酸化してなるタンタル酸化膜３３１と、ＣＶＤな
どの方法により形成されたシリコン酸化膜３３２とから
構成されている。従って、絶縁層３３０は、高圧アニー
ル処理で生成したタンタル酸化膜３３１が含まれている
ので、耐圧が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＩＳ（Ｍｅｔａ
ｌ−Ｉｎｓｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）
形半導体素子を備えた半導体装置、この半導体装置をア
クティブマトリクス基板として用いた電気光学装置、こ
の電気光学装置を用いた電子機器、および半導体装置の
製造方法に関するものである。さらに詳しくは、ＭＩＳ
形半導体素子のＭＩＳ部に用いる絶縁層の形成技術に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種の半導体素子のうち、ＭＩＳ形ダイ
オードや薄膜トランジスタは、金属層、絶縁層、および
半導体層からなるＭＩＳ部を備えており、絶縁層として
は、従来、半導体層としてのシリコン膜の表面を温度が
約１０００℃〜約１３００℃の条件下で熱酸化して得た
シリコン酸化膜が耐圧が高いとされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１００
０℃を越えるような高温度で絶縁膜を形成する方法で
は、基板としてガラスなどといった安価な基板を使用す
ることができないという問題点がある。また、基板上に
アルミニウム配線などが形成されている場合、１０００
℃を超えるような処理温度はアルミニウム配線の耐熱性
を超えてしまうので、このような高温での処理を行う場
合、アルミニウム配線を形成しておくことができないと
いう問題点もある。

【０００４】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
比較的低い温度で耐圧の高いＭＩＳ部を形成することの
できる半導体装置、この半導体装置をアクティブマトリ
クス基板として用いた電気光学装置、この電気光学装置
を用いた電子機器、および半導体装置の製造方法を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、金属層、絶縁層、および半導体層から
なるＭＩＳ部を備えたＭＩＳ形半導体素子が基板上に形
成された半導体装置において、前記絶縁層には、水蒸気
を含む雰囲気中で高圧下でアニールする高圧アニール
（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｎｎｅａｌ）処理に
より絶縁層形成用金属膜を酸化してなる酸化膜が含まれ
ていることを特徴とする。

【０００６】また、本発明では、金属層、絶縁層、およ
び半導体層からなるＭＩＳ部を備えたＭＩＳ形半導体素
子が基板上に形成された半導体装置の製造方法におい
て、絶縁層形成用金属膜を形成した後、水蒸気を含む雰
囲気中で高圧下でアニールする高圧アニール処理により
前記絶縁層形成用金属膜を酸化して酸化膜を生成し、該
酸化膜を前記絶縁層の一部として用いることを特徴とす
る。

【０００７】ここで、前記高圧アニール処理は、例え
ば、温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜
２ＭＰａの条件で行う。

【０００８】本発明では、ＭＩＳ部の絶縁層には、高圧
アニール処理で生成したタンタル酸化膜が含まれている
ので、絶縁層の耐圧が高い。しかも、高圧アニール処理
の温度は、３００℃〜４００℃で十分であるので、基板
としてガラス基板を用いた場合でも支障がない。また、
高圧アニール処理を行う際、アルミニウム配線が形成さ
れていても、このような温度条件であれば、アルミニウ
ム配線が基板表面で露出していない限り、アルミニウム
配線を劣化させることもない。

【０００９】本発明において、前記高圧アニール処理を
行った後、常圧下あるいは減圧下でのアニール処理を行
うことが好ましい。

【００１０】ここで、前記絶縁層形成用金属膜は、例え
ば、タンタル（Ｔａ）あるいはタンタル合金である。

【００１１】本発明において、前記絶縁層は、例えば、
前記金属層側には前記絶縁層形成用金属膜から形成され
た酸化膜を備えるとともに、前記半導体層側には該半導
体層と同一組成の半導体材料から形成された絶縁膜を備
えている。すなわち、半導体層がシリコンからなる場
合、前記絶縁層は、前記半導体層側にシリコン酸化膜あ
るいはシリコン窒化膜などといた絶縁膜を備えている。

【００１２】本発明において、前記金属層については、
少なくとも前記絶縁層と接する側が前記絶縁層形成用金
属膜と同一の金属材料からなる構成、前記絶縁層形成用
金属膜と異なる金属材料からなる構成のいずれであって
もよい。

【００１３】このような構成の半導体装置は、前記高圧
アニール処理において前記絶縁層形成用金属膜の表面の
みを酸化して前記酸化膜を生成し、該酸化膜を前記絶縁
層の一部として用い、残りの絶縁層形成用金属膜を前記
金属層あるいは前記金属層の一部として用いる方法、あ
るいは、前記高圧アニール処理において前記絶縁層形成
用金属膜全体を酸化して前記酸化膜を生成し、該酸化膜
を前記絶縁層の一部として用いる方法により製造するこ
とができる。

【００１４】本発明において、前記基板上では、下層側
から上層側に向かって、前記金属層、前記絶縁層、およ
び前記半導体層がこの順に形成されている構成、あるい
は、下層側から上層側に向かって、前記半導体層、前記
絶縁層、および前記金属層がこの順に形成されている構
成のいずれの構成であってもよい。

【００１５】このような構成の半導体装置は、例えば、
前記絶縁層形成用金属膜の下層側に前記金属層を形成し
ておき、前記絶縁層形成用金属膜に対する前記高圧アニ
ール処理を行った後、前記絶縁層形成用金属膜の酸化膜
の上層側に、前記半導体層と同一の半導体材料から形成
された絶縁膜、および前記半導体層をこの順に形成して
いく方法、あるいは、前記絶縁層形成用金属膜の下層側
に前記半導体層、および該半導体層と同一の半導体材料
から形成された絶縁膜を形成しておき、前記絶縁層形成
用金属膜に対する前記高圧アニール処理を行った後、前
記絶縁層形成用金属膜の酸化膜の上層側に前記金属層を
形成する方法により製造することができる。

【００１６】本発明において、前記ＭＩＳ形半導体素子
は、例えば、薄膜トランジスタである。

【００１７】ここで、基板として半導体基板を用いれ
ば、前記ＭＩＳ形半導体素子については、薄膜トランジ
スタに限らず、バルクタイプのＭＩＳ形トランジスタを
構成することもできる。すなわち、前記基板として半導
体基板を用い、該半導体基板の上面に該半導体基板と同
一の半導体材料から形成された絶縁膜を形成した後、前
記絶縁層形成用金属膜を形成し、該絶縁層形成用金属膜
に対する前記高圧アニール処理を行った後、前記絶縁層
形成用金属膜の酸化膜の上層側に前記金属層を形成す
る。

【００１８】また、本発明では、前記ＭＩＳ形半導体素
子として、ＭＩＳ形ダイオードを構成することもでき
る。

【００１９】本発明において、前記基板上には、少なく
とも前記絶縁層形成用金属膜の酸化膜と同層の酸化膜を
誘電体膜とし、前記金属層を一方の電極として用いたキ
ャパシタ素子を形成してもよい。

【００２０】このような半導体装置は、例えば、アクテ
ィブマトリクス型の液晶装置などといった電気光学装置
に用いるアクティブマトリクス基板として構成すること
ができる。この場合、前記薄膜トランジスタは、前記基
板上に画素スイッチング用の非線形素子として用いられ
る。また、本発明では、前記アクティブマトリクス基板
上には、少なくとも前記絶縁層形成用金属膜の酸化膜と
同層の酸化膜を誘電体膜とし、前記金属層を一方の電極
として用いた蓄積容量を形成することが好ましい。

【００２１】本発明に係る電気光学装置は、携帯電話
機、モバイルコンピュータなどといった電子機器の表示
部として用いることができる。また、本発明に係る電気
光学装置は、投射型表示装置（電子機器）のライトバル
ブとして用いることもできる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明
を適用したＭＩＳ形半導体素子を備えた半導体装置とし
て、ＴＦＴおよびＭＩＳ形ダイオードの構成、およびそ
れらの製造方法を実施の形態１、２、３、４として説明
した後、本発明を液晶装置のアクティブマトリクス基板
に適用した例を説明する。

【００２３】［実施の形態１］図１（Ａ）は、本発明の
実施の形態１に係る半導体装置に構成されているＭＩＳ
形半導体素子の構成を模式的に示す断面図である。

【００２４】図１（Ａ）において、実施の形態１に係る
半導体装置３００Ａでは、基板３１０上に、ゲート電極
としての金属層３２０からなるゲート電極、ゲート絶縁
層としての絶縁層３３０、および能動層としての真性の
シリコン膜からなる半導体層３４０がこの順に形成され
たＭＩＳ部を備えたＴＦＴ４００と、金属層３２０、絶
縁層３３０、およびＮ型の不純物がドープされたシリコ
ン膜３５０からなる半導体層がこの順に形成されたＭＩ
Ｓ部を備えたＭＩＳ形ダイオード５００とが形成されて
いる。また、本形態の半導体装置３００Ａでは、基板３
１０上に、金属層３２０からなる下電極、絶縁層３３
０、およびＮ型の不純物がドープされたシリコン膜３５
０からなる上電極がこの順に形成されたキャパシタ６０
０も形成されている。

【００２５】ここで、金属層３２０はいずれも、全体が
タンタル膜から構成され、絶縁層３３０はいずれも、こ
のタンタル膜の表面を酸化してなるタンタル酸化膜３３
１と、ＣＶＤなどの方法により形成されたシリコン酸化
膜３３２とから構成されている。従って、絶縁層３３０
は、金属層３２０側にタンタル酸化膜３３１を備え、シ
リコン膜３５０側にシリコン酸化膜３３２を備えてい
る。

【００２６】このような構成の半導体装置３００Ａを製
造するにあたっては、基板３１０上にタンタル膜（絶縁
層形成用金属膜）を形成した後、このタンタル膜の表面
に対して、水蒸気を含む雰囲気中で高圧下でアニールす
る高圧アニール処理を行う。ここで、高圧アニール処理
の条件は、例えば、温度が３００℃〜４００℃、圧力が
０．５ＭＰａ〜２ＭＰａである。その結果、タンタル膜
の表面のみが酸化されてタンタル酸化膜３３１が形成さ
れるので、このタンタル酸化膜３３１を絶縁層３３０の
一部として用い、残りのタンタル膜を金属層３２０とし
て用いる。

【００２７】次に、ＣＶＤ法などによってタンタル酸化
膜３３１の表面側にシリコン酸化膜３３２を形成し、タ
ンタル酸化膜３３１とシリコン酸化膜３３２からなる絶
縁層３３０を形成する。

【００２８】次に、ＴＦＴ４００の側には、絶縁層３３
０の表面に真性のシリコン膜３６０を形成する。この
際、ＭＩＳ形ダイオード５００、およびキャパシタ６０
０の側には真性のシリコン膜を形成しない。

【００２９】次に、ＴＦＴ４００、ＭＩＳ形ダイオード
５００、およびキャパシタ６００の側に対して、Ｎ型の
不純物がドープされたシリコン膜３５０をそれぞれ形成
すれば、ＭＩＳ形ダイオード５００、およびキャパシタ
６００が完成する。

【００３０】なお、ＭＩＳ形ダイオード５００、および
キャパシタ６００にはシリコン酸化膜３３２が形成され
ていなくてもよい。

【００３１】一方、ＴＦＴ４００の側には、Ｎ型の不純
物がドープされたシリコン膜３５０に各々接続するソー
ス電極３６０、およびドレイン電極３７０を形成すれ
ば、ＴＦＴ４００が完成する。

【００３２】このように構成した半導体装置３００にお
いて、絶縁層３３０には、高圧アニール処理で生成した
タンタル酸化膜３３１が含まれているので、絶縁層３３
０の耐圧が高い。しかも、高圧アニール処理の温度は、
３００℃〜４００℃であるので、例えば、基板３１０と
してガラス基板を用いた場合でも支障がない。また、高
圧アニール処理を行う際、アルミニウム配線が形成され
ていても、このような温度条件であれば、アルミニウム
配線が基板表面で露出していない限り、アルミニウム配
線を劣化させることもない。

【００３３】なお、高圧アニール処理を行った後、常圧
下あるいは減圧下で、温度が２００℃〜５００℃のアニ
ール処理を行えば、タンタル酸化膜３３１から水分が除
去されるので、タンタル酸化膜３３１の耐圧がさらに向
上する。

【００３４】［実施の形態２］図１（Ｂ）は、本発明の
実施の形態２に係る半導体装置に構成されているＭＩＳ
形半導体素子の構成を模式的に示す断面図である。

【００３５】図１（Ｂ）において、実施の形態２に係る
半導体装置３００Ｂでも、実施の形態１と同様に、基板
３１０上に、ゲート電極としての金属層３２０からなる
ゲート電極、ゲート絶縁層としての絶縁層３３０、およ
び能動層としての真性のシリコン膜からなる半導体層３
４０がこの順に形成されたＭＩＳ部を備えたＴＦＴ４０
０と、金属層３２０、絶縁層３３０、およびＮ型の不純
物がドープされたシリコン膜３５０からなる半導体層が
この順に形成されたＭＩＳ部を備えたＭＩＳ形ダイオー
ド５００とが形成されている。また、本形態の半導体装
置３００Ｂでも、基板３１０上に、金属層３２０からな
る下電極、絶縁層３３０、およびＮ型の不純物がドープ
されたシリコン膜３５０からなる上電極がこの順に形成
されたキャパシタ６００も形成されている。

【００３６】本形態において、金属層３２０は、下層側
がタンタル以外の金属膜、例えば、アルミニウム膜３２
１と。このアルミニウム膜３２１を覆うように形成され
たタンタル膜３２２とから構成されている。

【００３７】また、絶縁層３３０はいずれも、タンタル
膜３２２の表面を酸化してなるタンタル酸化膜３３１
と、ＣＶＤなどの方法により形成されたシリコン酸化膜
３３２とから構成されている。

【００３８】このような構成の半導体装置３００Ｂを製
造するにあたっては、基板３１０上にアルミニウム膜３
２１およびタンタル膜（絶縁層形成用金属膜）をこの順
に形成した後、このタンタル膜の表面に対して、水蒸気
を含む雰囲気中で高圧下でアニールする高圧アニール処
理を行う。ここで、高圧アニール処理の条件は、例え
ば、温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜
２ＭＰａである。その結果、タンタル膜の表面のみが酸
化されてタンタル酸化膜３３１が形成されるので、この
タンタル酸化膜３３１を絶縁層３３０の一部として用
い、残りのタンタル膜３２２を金属層３２０の上層側に
用いる。

【００３９】それ以降は、実施の形態１と同様であるた
め、詳細な説明を省略するが、タンタル酸化膜３３１の
表面側にシリコン酸化膜３３２を形成し、タンタル酸化
膜３３１とシリコン酸化膜３３２からなる絶縁層３３０
を形成する。次に、ＴＦＴ４００の側には、絶縁層３３
０の表面に真性のシリコン膜３６０を形成した後、ＴＦ
Ｔ４００、ＭＩＳ形ダイオード５００、およびキャパシ
タ６００の側に対して、例えば、Ｎ型の不純物がドープ
されたシリコン膜３５０をそれぞれ形成すれば、ＭＩＳ
形ダイオード５００、およびキャパシタ６００が完成す
る。また、ＴＦＴ３００の側には、シリコン膜３５０に
各々接続するソース電極３６０、およびドレイン電極３
７０を形成すれば、ＴＦＴ３００が完成する。

【００４０】このように構成した半導体装置３００Ｂで
も、絶縁層３３０には、高圧アニール処理で生成したタ
ンタル酸化膜３３１が含まれているので、絶縁層３３０
の耐圧が高いなど、実施の形態１と同様な効果を奏す
る。また、本形態において、金属層３２０は、電気的抵
抗の小さなアルミニウム膜３２１と、タンタル膜３２２
の２層構造になっているため、金属層３２０の電気的抵
抗が小さい。しかも、耐圧の高い絶縁層３３０を形成す
るための高圧アニール処理の温度は、３００℃〜４００
℃であるので、例えば、基板３１０としてガラス基板を
用いた場合でも支障がない。また、高圧アニール処理を
行う際、アルミニウム膜３２１が形成されていても、こ
のような温度条件であれば、アルミニウム膜３２１が基
板表面で露出していない限り、アルミニウム膜３２１を
劣化させることもない。

【００４１】なお、本形態でも、高圧アニール処理を行
った後、常圧下あるいは減圧下で、温度が２００℃〜５
００℃のアニール処理を行えば、タンタル酸化膜３３１
から水分が除去されるので、タンタル酸化膜３３１の耐
圧がさらに向上する。

【００４２】［実施の形態３］図１（Ｃ）は、本発明の
実施の形態３に係る半導体装置に構成されているＭＩＳ
形半導体素子の構成を模式的に示す断面図である。

【００４３】図１（Ｃ）において、実施の形態３に係る
半導体装置３００Ｃでも、実施の形態１と同様に、基板
３１０上に、ゲート電極としての金属層３２０からなる
ゲート電極、ゲート絶縁層としての絶縁層３３０、およ
び能動層としての真性のシリコン膜からなる半導体層３
４０がこの順に形成されたＭＩＳ部を備えたＴＦＴ４０
０と、金属層３２０、絶縁層３３０、およびＮ型の不純
物がドープされたシリコン膜３５０からなる半導体層が
この順に形成されたＭＩＳ部を備えたＭＩＳ形ダイオー
ド５００とが形成されている。また、本形態の半導体装
置３００Ｃでも、基板３１０上に、金属層３２０からな
る下電極、絶縁層３３０、およびＮ型の不純物がドープ
されたシリコン膜３５０からなる上電極がこの順に形成
されたキャパシタ６００も形成されている。

【００４４】本形態でも、絶縁層３３０はいずれも、タ
ンタル膜３３２の表面を酸化してなるタンタル酸化膜３
３１と、ＣＶＤなどの方法により形成されたシリコン酸
化膜３３２とから構成されている。

【００４５】ここで、金属層３２０は、実施の形態１と
違って、いずれもアルミニウム膜から構成されている。

【００４６】このような構成の半導体装置３００Ｃを製
造するにあたっては、基板３１０上にアルミニウム膜か
らなる金属層３２０を形成した後、タンタル膜（絶縁層
形成用金属膜）を形成する。

【００４７】次に、タンタル膜全体に水蒸気を含む雰囲
気中で高圧下でアニールする高圧アニール処理を行う。
ここで、高圧アニール処理の条件は、例えば、温度が３
００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜２ＭＰａであ
る。その結果、タンタル膜全体が酸化されてタンタル酸
化膜３３１が形成されるので、このタンタル酸化膜３３
１を絶縁層３３０の一部として用いる。

【００４８】それ以降は、実施の形態１と同様であるた
め、詳細な説明を省略するが、タンタル酸化膜３３１の
表面側にシリコン酸化膜３３２を形成し、タンタル酸化
膜３３１とシリコン酸化膜３３２からなる絶縁層３３０
を形成する。次に、ＴＦＴ４００の側には、絶縁層３３
０の表面に真性のシリコン膜３６０を形成した後、ＴＦ
Ｔ４００、ＭＩＳ形ダイオード５００、およびキャパシ
タ６００の側に対して、例えば、Ｎ型の不純物がドープ
されたシリコン膜３５０をそれぞれ形成すれば、ＭＩＳ
形ダイオード５００、およびキャパシタ６００が完成す
る。また、ＴＦＴ３００の側には、シリコン膜３５０に
各々接続するソース電極３６０、およびドレイン電極３
７０を形成すれば、ＴＦＴ３００が完成する。

【００４９】このように構成した半導体装置３００Ｃで
も、絶縁層３３０には、高圧アニール処理で生成したタ
ンタル酸化膜３３１が含まれているので、絶縁層３３０
の耐圧が高いなど、実施の形態１と同様な効果を奏す
る。また、本形態において、金属層３２０は、電気的抵
抗の小さなアルミニウム膜から構成されているので、金
属層３２０の電気的抵抗が小さい。しかも、耐圧の高い
絶縁層３３０を形成するための高圧アニール処理の温度
は、３００℃〜４００℃であるので、例えば、基板３１
０としてガラス基板を用いた場合でも支障がない。ま
た、高圧アニール処理を行う際、アルミニウム膜からな
る金属層３２０が形成されていても、このような温度条
件であり、かつ、アルミニウム膜からなる金属層３２０
がタンタル膜に覆われて基板表面に露出していないた
め、金属層３２０が水蒸気によって劣化することもな
い。

【００５０】なお、本形態でも、高圧アニール処理を行
った後、常圧下あるいは減圧下で、温度が２００℃〜５
００℃のアニール処理を行えば、タンタル酸化膜３３１
から水分が除去されるので、タンタル酸化膜３３１の耐
圧がさらに向上する。

【００５１】［実施の形態４］図１（Ｄ）は、本発明の
実施の形態４に係る半導体装置に構成されているＭＩＳ
形半導体素子の構成を模式的に示す断面図である。

【００５２】上記形態１、２、３に示すＴＦＴは、ゲー
ト電極が能動層の下層側に位置する逆スタガ型であった
が、以下に説明するように、能動層の上層側にゲート電
極が位置する正スタガ型のＴＦＴを備える半導体装置に
本発明を適用してもよい。

【００５３】図１（Ｄ）において、実施の形態４に係る
半導体装置３００Ｄでは、基板３１０上に、能動層とし
ての真性のシリコン膜からなる半導体層３４０、ゲート
絶縁層としての絶縁層３３０、およびゲート電極として
の金属層３２０がこの順に形成されたＭＩＳ部を備えた
ＴＦＴ４００と、Ｎ型の不純物がドープされたシリコン
膜からなる半導体層３８０、絶縁層３３０、および金属
層３２０がこの順に形成されたＭＩＳ部を備えたＭＩＳ
形ダイオード５００とが形成されている。また、本形態
の半導体装置３００Ｄでは、基板３１０上に、Ｎ型の不
純物がドープされたシリコン膜からなる下電極（半導体
層３８０）、絶縁層３３０、および金属層３２０からな
る上電極がこの順に形成されたキャパシタ６００も形成
されている。

【００５４】ここで、金属層３２０はいずれも、全体が
タンタル膜、クロム膜、アルミニウム膜など各種の金属
から構成され、絶縁層３３０はいずれも、後述するよう
にタンタル膜を酸化してなるタンタル酸化膜３３１と、
ＣＶＤなどの方法により形成されたシリコン酸化膜３３
２とから構成されている。

【００５５】本形態の半導体装置３００Ｄにおいて、半
導体層３４０では、ゲート電極としての金属層３２０に
絶縁層３３０を介して対峙する部分が真性のシリコン膜
からなるチャネル形成領域３４３になっており、その両
側が金属層３２０（ゲート電極）に対してセルフアライ
ン的にＮ型の不純物がドープされたソース領域３４１、
およびドレイン領域３４２になっている。また、ソース
領域３４１およびドレイン領域３４２に対しては、層間
絶縁膜３９０のコンタクトホールを介してソース電極３
６０およびドレイン電極３６０がそれぞれ電気的に接続
している。

【００５６】このような構成の半導体装置３００Ｄを製
造するにあたっては、基板３１０上に、真性のシリコン
膜からなる半導体膜３４０、およびシリコン膜３８０を
島状に形成した後、その表面側にタンタル膜（絶縁層形
成用金属膜）を形成する。

【００５７】次に、タンタル膜全体に対して、水蒸気を
含む雰囲気中で高圧下でアニールする高圧アニール処理
を行う。ここで、高圧アニール処理の条件は、例えば、
温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜２Ｍ
Ｐａである。その結果、タンタル膜全体が酸化されてタ
ンタル酸化膜３３１が形成される。次に、ＣＶＤ法など
によってタンタル酸化膜３３１の表面側にシリコン酸化
膜３３２を形成し、タンタル酸化膜３３１とシリコン酸
化膜３３２からなる絶縁層３３０を形成する。

【００５８】次に、絶縁層３３０を介してシリコン膜３
８０に対してＮ型の不純物をドープする。但し、ＴＦＴ
４００側の半導体層３４０には不純物を導入しない。

【００５９】次に、絶縁層３３０の表面に金属層３２０
を形成すれば、ＭＩＳ形ダイオード５００、およびキャ
パシタ６００が完成する。

【００６０】一方、ＴＦＴ３００の側には、ゲート電極
としての金属層３２０をマスクとして半導体層３４０に
Ｎ型の不純物をドープする。その結果、不純物が導入さ
れた領域がソース領域３４１、およびドレイン領域３４
２となり、不純物が導入されなかった領域がチャネル形
成領域３４３となる。

【００６１】次に、ゲート電極（金属層３２０）の上層
側にシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜３９０を形成し
た後、この層間絶縁膜３９０にコンタクトホールを形成
し、しかる後にソース電極３６０、およびドレイン電極
３７０を形成すれば、ＴＦＴ３００が完成する。

【００６２】このように構成した半導体装置３００にお
いて、絶縁層３３０には、高圧アニール処理で生成した
タンタル酸化膜３３１が含まれているので、絶縁層３３
０の耐圧が高い。しかも、高圧アニール処理の温度は、
３００℃〜４００℃であるので、例えば、基板３１０と
してガラス基板を用いた場合でも支障がない。また、高
圧アニール処理を行う際、アルミニウム配線が形成され
ていても、このような温度条件であれば、アルミニウム
配線が基板表面で露出していない限り、アルミニウム配
線が劣化することもない。

【００６３】なお、高圧アニール処理を行った後、常圧
下あるいは減圧下で、温度が２００℃〜５００℃のアニ
ール処理を行えば、タンタル酸化膜３３１から水分が除
去されるので、タンタル酸化膜３３１の耐圧がさらに向
上する。

【００６４】［実施の形態５］次に、半導体装置および
電気光学装置の一例として、アクティブマトリクス型の
液晶装置に用いるアクティブマトリクス基板に対して、
本発明を適用した例を説明する。

【００６５】（液晶装置の全体構成）まず、アクティブ
マトリクス型の液晶装置（電気光学装置）の構成および
動作について、図２、図３、および図４を参照して説明
する。図２は、液晶装置の画像表示領域を構成するため
にマトリクス状に形成された複数の画素における各種素
子、および配線などの等価回路図である。図３は、デー
タ線、走査線、画素電極などが形成されたアクティブマ
トリクス基板において相隣接する画素の平面図である。
図４は、図３のＡ−Ａ′線に相当する位置での断面、お
よびアクティブマトリクス基板と対向基板との間に電気
光学物質としての液晶を封入した状態の断面を示す説明
図である。なお、これらの図においては、各層や各部材
を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や
各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

【００６６】図２において、液晶装置の画像表示領域に
おいて、マトリクス状に形成された複数の画素の各々に
は、画素電極９ａ、および画素電極９ａを制御するため
の画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、
画素信号を供給するデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソ
ースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込
む画素信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎは、この順に線順次に
供給する。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが
電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線
３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２・・・Ｇｍを、こ
の順に線順次で印加するように構成されている。画素電
極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されて
おり、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だ
けそのオン状態とすることにより、データ線６ａから供
給される画素信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを各画素に所定
のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９ａ
を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ
１、Ｓ２、・・・Ｓｎは、後述する対向基板に形成され
た対向電極との間で一定期間保持される。

【００６７】ここで、保持された画素信号がリークする
のを防ぐことを目的に、画素電極９ａと対向電極との間
に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する
ことがある。この蓄積容量７０によって、画素電極９ａ
の電圧は、例えば、ソース電圧が印加された時間よりも
３桁も長い時間だけ保持される。これにより、電荷の保
持特性は改善され、コントラスト比の高い表示を行うこ
とのできる液晶装置が実現できる。なお、蓄積容量７０
を形成する方法としては、容量を形成するための配線で
ある容量線３ｂとの間に形成する場合、あるいは前段の
走査線３ａとの間に形成する場合もいずれであってもよ
い。

【００６８】図３において、液晶装置のアクティブマト
リクス基板１０上には、マトリクス状に複数の透明な画
素電極９ａ（二点鎖線で囲まれた領域）が画素毎に形成
され、画素電極９ａの縦横の境界領域に沿ってデータ線
６ａ（一点鎖線で示す）、走査線３ａ（実線で示す）、
および容量線３ｂ（実線で示す）が形成されている。こ
こで、半導体層１ａのうち、後述のチャネル形成用領域
に対向するように走査線３ａからはゲート電極３ｃが突
き出ている。

【００６９】図４に示すように、液晶装置１００は、ア
クティブマトリクス基板１０と、これに対向配置される
対向基板２０とを備えている。アクティブマトリクス基
板１０の基体は、石英基板や耐熱性ガラス板などの透明
基板１０ｂからなり、対向基板２０の基体もまた、石英
基板や耐熱性ガラス板などの透明基板２０ｂからなる。
アクティブマトリクス基板１０には画素電極９ａが形成
されており、その上側には、ラビング処理等の所定の配
向処理が施された配向膜６４が形成されている。画素電
極９ａは、たとえばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏ
ｘｉｄｅ）膜等の透明な導電性薄膜からなる。また、配
向膜６４は、たとえばポリイミド薄膜などの有機薄膜か
らなる。

【００７０】アクティブマトリクス基板１０には、各画
素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッ
チング制御する画素スイッチング用のＴＦＴ３０（ＭＩ
Ｓ形半導体素子）が形成されている。ここに示すＴＦＴ
３０は、逆スタガ型であり、ゲート電極３ｃ（金属
層）、ゲート絶縁層２（絶縁層）、真性のシリコン膜１
ａ（半導体層）が下層側から上層側に向かってこの順に
形成されたＭＩＳ部を備えている。シリコン膜１ａの上
層側には、シリコン酸化膜などからなるチャネルストッ
パ８が形成され、このチャネルストッパ８に端部が重な
るように、Ｎ型の不純物がドープされたシリコン膜から
なるソース領域１ｇ、およびドレイン領域１ｈが形成さ
れている。また、ソース領域１ｇの上層側にはデータ線
６ａが形成され、ドレイン領域１ｈの上層側には画素電
極９ａが形成されている。さらに、画素電極９ａの上層
側には、保護膜６６および配向膜６４がこの順に形成さ
れている。

【００７１】また、本形態では、ＴＦＴ３０のゲート絶
縁層２と同層の絶縁層を誘電体膜として用いた蓄積容量
７０（キャパシタ素子）が形成されている。この蓄積容
量７０では、容量線３ｂ、ゲート絶縁層２、およびドレ
イン電極６ｂが下層側から上層に向かってこの順に形成
されている。

【００７２】一方、対向基板２０には、その全面に渡っ
て対向電極２１が形成され、その表面には、ラビング処
理等の所定の配向処理が施された配向膜６５が形成され
ている。対向電極２１も、たとえば、ＩＴＯ膜などの透
明導電性薄膜からなる。また、対向基板２０の配向膜６
５も、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。対向基
板２０には、各画素の開口領域以外の領域に対向基板側
遮光膜２３がマトリクス状に形成されている。このた
め、対向基板２０の側からの入射光はＴＦＴ３０の半導
体層１ａのチャネル形成領域１ａ′に届くことはない。
さらに、対向基板２０側の遮光膜２３は、コントラスト
の向上などの機能を有する。

【００７３】このように構成したアクティブマトリクス
基板１０と対向基板２０とは、画素電極９ａと対向電極
２１とが対面するように配置され、かつ、これらの基板
間には、後述するシール材により囲まれた空間内に電気
光学物質としての液晶５０が封入され、挟持される。液
晶５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない
状態で配向膜により所定の配向状態をとる。液晶５０
は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合し
たものなどからなる。なお、シール材は、アクティブマ
トリクス基板１０と対向基板２０とをそれらの周辺で貼
り合わせるための光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからな
る接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするための
グラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ
材が配合されている。

【００７４】（ＭＩＳ部の構成）このように構成した液
晶装置１００において、アクティブマトリクス基板１０
において、ＴＦＴ３０のＭＩＳ部は、以下に説明するよ
うに構成されている。

【００７５】まず、本形態では、走査線３ａおよびゲー
ト電極３ｃはいずれも、タンタル膜から構成され、この
タンタル膜の表面を酸化してなるタンタル酸化膜２０１
がゲート絶縁層２の一部として用いられている。すなわ
ち、ゲート絶縁層２は、走査線３ａおよびゲート電極３
ｃに用いたタンタル膜の表面を酸化してなるタンタル酸
化膜２０１と、このタンタル酸化膜２０１の表面に対し
てＣＶＤなどの方法により形成されたシリコン酸化膜２
０２とから構成されている。

【００７６】また、本形態では、蓄積容量７０を構成す
る容量線３ｂもタンタル膜から構成され、このタンタル
膜の表面を酸化してなるタンタル酸化膜２０１は、誘電
体層（ゲート絶縁層２）の一部を構成している。すなわ
ち、蓄積容量７０を構成する誘電体層は、ゲート絶縁層
２と同様、容量線３ｂに用いたタンタル膜の表面を酸化
してなるタンタル酸化膜２０１と、このタンタル酸化膜
２０１の表面に対してＣＶＤなどの方法により形成され
たシリコン酸化膜２０２とから構成されている。

【００７７】ここで、タンタル膜を酸化してタンタル酸
化膜２０１を形成するにあたっては、タンタル膜を絶縁
層形成用金属膜として形成した後、このタンタル膜の表
面に対して、水蒸気を含む雰囲気中で高圧下でアニール
する高圧アニール処理を行う。ここで、高圧アニール処
理の条件は、例えば、温度が３００℃〜４００℃、圧力
が０．５ＭＰａ〜２ＭＰａである。その結果、タンタル
膜の表面のみが酸化されてタンタル酸化膜２０１が形成
されるので、このタンタル酸化膜２０１をゲート絶縁層
２の一部として用い、残りのタンタル膜を走査線３ａ、
ゲート電極３ｃ、および容量線３ｂとして用いる。

【００７８】このように、本形態のアクティブマトリク
ス基板１０では、ゲート絶縁層２には、高圧アニール処
理で生成したタンタル酸化膜２０１が含まれているの
で、ゲート絶縁層２０１の耐圧が高い。しかも、高圧ア
ニール処理の温度は、３００℃〜４００℃であるので、
例えば、透明基板１０ｂには高価な石英基板を用いなく
ても、耐熱性ガラス板などを用いることができる。高圧
アニール処理によってゲート絶縁層２のタンタル酸化膜
２０１を形成する際、その処理温度が低いので、この処
理を行う際、透明基板１０ｂにアルミニウム配線などが
形成されていても、アルミニウム配線が基板表面で露出
していない限り、劣化することもない。

【００７９】なお、図１（Ｂ）に示すように、ゲート電
極３ｃにおいてタンタル膜の下に、アルミニウム電極な
どといった他の電極層が存在していてもよい。

【００８０】（アクティブマトリクス基板１０の製造方
法）このように構成した液晶表示装置用のアクティブマ
トリクス基板１０の製造方法を、図５および図６を参照
して説明する。

【００８１】図５および図６は、いずれも本形態のアク
ティブマトリクス基板１０の製造方法を示す工程断面図
であり、図３のＡ−Ａ′線で切断した断面に相当する。

【００８２】図５（Ａ）に示すように、まず、アクティ
ブマトリクス基板１０の基体たる透明基板１０ａを用意
した後、透明基板１０ａの全面にタンタル膜３（絶縁層
形成用金属膜）をスパッタ法などで形成し、このタンタ
ル膜３をフォトリソグラフィ技術を用いて走査線３ａ、
ゲート電極３ｃ、および容量線３ｂの形成パターンに沿
ってパターニングする。

【００８３】次に、タンタル膜３の表面に対して、水蒸
気を含む雰囲気中で高圧下でアニールする高圧アニール
処理を行う。ここで、高圧アニール処理の条件は、例え
ば、温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜
２ＭＰａである。その結果、図３（Ｂ）に示すように、
タンタル膜３の表面のみが酸化されてタンタル酸化膜２
０１が形成されるので、このタンタル酸化膜２０１をゲ
ート絶縁層２の一部として用い、残りのタンタル膜を走
査線３ａ、ゲート電極３ｃ、および容量線３ｂとして用
いる。

【００８４】なお、高圧アニール処理を行った後、常圧
下あるいは減圧下で、温度が２００℃〜５００℃のアニ
ール処理を行えば、タンタル酸化膜２０１から水分が除
去され、結晶性が向上するので、タンタル酸化膜２０１
の膜質が向上する。

【００８５】次に、図５（Ｃ）に示すように、ＴＥＯＳ
（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ
（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テ
トラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガスなどを用い
て常圧または減圧ＣＶＤ法などにより、シリコン酸化膜
２０２を形成する。その結果、タンタル酸化膜２０１と
シリコン酸化膜２０２からなるゲート絶縁層２が形成さ
れる。

【００８６】次に、約４５０℃〜約５５０℃、好ましく
は約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００ｃｃ
／ｍｉｎ〜約６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジ
シランガス等を用いた減圧ＣＶＤ法により、アモルファ
スのシリコン膜を透明基板１０ｂの表面全体に形成した
後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、
図５（Ｄ）に示すように、ゲート絶縁層２の上層側に島
状のシリコン膜１ａを形成する。この際、例えば、約６
００℃にて約１時間〜約１０時間のアニール処理を窒素
雰囲気中で行うことにより、アモルファスのシリコン膜
１をポリシリコン膜に固相成長させてもよい。

【００８７】次に、シリコン膜１の上層側に対して、透
明基板１０ｂの表面全体にシリコン酸化膜などを形成し
た後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニング
し、図６（Ａ）に示すように、半導体膜１ａの上層側に
エッチングストッパ８を形成する。

【００８８】次に、ＣＶＤ法などにより透明基板１０ｂ
の表面全体に、Ｎ型の不純物がドープされたシリコン膜
を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパター
ニングし、図６（Ｂ）に示すように、チャネルストッパ
８に端部が重なるソース領域１ｇ、およびドレイン領域
１ｈを形成する。

【００８９】次に、ソース領域１ｇ、およびドレイン領
域１ｈの上層側に対してスパッタ法などにより透明基板
１０ｂの表面全体にアルミニウム膜などの導電膜を形成
した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニング
し、図６（Ｃ）に示すように、ソース領域１ｇ、および
ドレイン領域１ｈの各々に重なるデータ線６ａ、および
ドレイン電極６ｂを形成する。この際、ドレイン電極６
ｂについてはその一部が容量線３ｂに重なるように形成
する。その結果、ＴＦＴ３０、および蓄積容量７０が形
成される。

【００９０】次に、スパッタ法などにより透明基板１０
ｂの表面全体にＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラ
フィ技術を用いてパターニングし、図６（Ｄ）に示すよ
うに、画素電極９ａを形成する。

【００９１】なお、図１（Ｂ）に示すように、ゲート電
極３ｃにおいてタンタル膜の下に、アルミニウム電極な
どといった他の電極層が存在していてもよい。

【００９２】［実施の形態６］図７、図８、および図９
を参照して、本発明の実施の形態６に係る半導体装置と
して、液晶装置用のアクティブマトリクス基板を説明す
る。なお、本形態のアクティブマトリクス基板、および
それを用いた液晶装置は、基本的な構成が実施の形態５
と同様であるため、共通する機能を有する部分には同一
の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。

【００９３】図７は、本発明の実施の形態６に係る液晶
液晶を図３のＡ−Ａ′線に相当する位置で切断したとき
の断面図である。図８（Ａ）〜（Ｄ）、および図９
（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図７に示すアクティブマト
リクス基板の製造方法を示す工程断面図である。

【００９４】図７に示すように、本形態の液晶装置１０
０も、アクティブマトリクス基板１０と、これに対向配
置される対向基板２０とを備えている。アクティブマト
リクス基板１０には、各画素電極９ａに隣接する位置に
画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成され、このＴＦ
Ｔ３０は、ゲート電極３ｃ、ゲート絶縁層２、真性のシ
リコン膜１ａが下層側から上層側に向かってこの順に形
成されたＭＩＳ部を備えている。また、本形態のアクテ
ィブマトリクス基板１０には、ＴＦＴ３０のゲート絶縁
層２と同層の絶縁層を誘電体膜として用いた蓄積容量７
０が形成されている。この蓄積容量７０では、容量線３
ｂ、ゲート絶縁層２、およびドレイン電極６ｂが下層側
から上層に向かってこの順に形成されている。なお、対
向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が形成
され、その表面には、ラビング処理等の所定の配向処理
が施された配向膜６５が形成されている。

【００９５】このように構成した液晶装置１００におい
て、本形態では、走査線３ａ、ゲート電極３ｃ、および
容量線３ｂはいずれも、タンタル膜に限らず、各種の金
属膜、例えば、アルミニウム膜によって構成されてい
る。また、走査線３ａ、ゲート電極３ｃ、および容量線
３ｂの上層側には、透明基板１０ｂの全面にタンタル酸
化膜２０１が形成され、このタンタル酸化膜２０１は、
ゲート絶縁層２の一部として用いられている。すなわ
ち、ゲート絶縁層２は、タンタル酸化膜２０１と、この
タンタル酸化膜２０１の表面に対してＣＶＤなどの方法
により形成されたシリコン酸化膜２０２とから構成され
ている。

【００９６】このようなタンタル酸化膜２０１を形成す
るにあたって、本形態では、後述するように、透明基板
１０ｂの表面全体に絶縁層形成用金属膜としてのタンタ
ル膜を形成した後、このタンタル膜全体に対して、水蒸
気を含む雰囲気中で高圧下でアニールする高圧アニール
処理を行ってタンタル膜を酸化させる。ここで行う高圧
アニール処理の条件は、例えば、温度が３００℃〜４０
０℃、圧力が０．５ＭＰａ〜２ＭＰａである。

【００９７】このように、本形態のアクティブマトリク
ス基板１０では、ゲート絶縁層２には、高圧アニール処
理で生成したタンタル酸化膜２０１が含まれているの
で、ゲート絶縁層２０１の耐圧が高いなど、実施の形態
５と同様な効果を奏する。

【００９８】また、タンタル酸化膜２０１を形成するに
あたって、透明基板１０ｂの表面全体に形成したタンタ
ル膜全体を高圧アニール処理によって酸化させてタンタ
ル膜とし、これをゲート絶縁層２の一部として用いる。
従って、実施の形態５と違って、ゲート電極３ｃをタン
タル膜以外の金属で構成できる。従って、走査線３ａな
どにアルミニウム配線を用いることができるので、走査
線３ａの電気的抵抗を低減できる。

【００９９】このように構成した液晶表示装置用のアク
ティブマトリクス基板１０を製造するにあたっては、ま
ず、図８（Ａ）に示すように、アクティブマトリクス基
板１０の基体たる透明基板１０ａを用意した後、透明基
板１０ａの全面にアルミニウム膜をスパッタ法などで形
成し、このアルミニウム膜をフォトリソグラフィ技術を
用いてパターニングして、走査線３ａ、ゲート電極３
ｃ、および容量線３ｂを形成する。

【０１００】次に、走査線３ａ、ゲート電極３ｃ、およ
び容量線３ｂの上層側に対して、スパッタ法などにより
透明基板１０ａの表面全体にタンタル膜２０５（絶縁層
形成用金属膜）を形成する。

【０１０１】次に、タンタル膜２０５全体に対して、水
蒸気を含む雰囲気中で高圧下でアニールする高圧アニー
ル処理を行う。ここで、高圧アニール処理の条件は、例
えば、温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ
〜２ＭＰａである。その結果、タンタル膜２０５の全体
が酸化されて、図８（Ｂ）に示すように、タンタル酸化
膜２０１が形成される。

【０１０２】なお、高圧アニール処理を行った後、常圧
下あるいは減圧下で、温度が２００℃〜５００℃のアニ
ール処理を行えば、タンタル酸化膜２０１から水分が除
去され、結晶性が向上するので、タンタル酸化膜２０１
の膜質が向上する。

【０１０３】次に、図８（Ｃ）に示すように、透明基板
１０ｂの表面全体にシリコン酸化膜２０２を形成する。
その結果、タンタル酸化膜２０１とシリコン酸化膜２０
２からなるゲート絶縁層２が形成される。

【０１０４】それ以降の工程は、実施の形態５と同様、
透明基板１０ｂの表面全体にアモルファスのシリコン膜
を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパター
ニングし、図８（Ｄ）に示すように、ゲート絶縁層２の
上層側に島状のシリコン膜１ａを形成する。次に、透明
基板１０ｂの表面全体にシリコン酸化膜などを形成した
後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、
図９（Ａ）に示すように、半導体膜１ａの上層側にエッ
チングストッパ８を形成する。次に、ＣＶＤ法などによ
り透明基板１０ｂの表面全体に、Ｎ型の不純物がドープ
されたシリコン膜を形成した後、フォトリソグラフィ技
術を用いてパターニングし、図９（Ｂ）に示すように、
ソース領域１ｇ、およびドレイン領域１ｈを形成する。

【０１０５】次に、スパッタ法などにより透明基板１０
ｂの表面全体にアルミニウム膜などの導電膜を形成した
後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、
図９（Ｃ）に示すように、データ線６ａ、およびドレイ
ン電極６ｂを形成する。この際、ドレイン電極６ｂにつ
いてはその一部が容量線３ｂに重なるように形成する。
その結果、ＴＦＴ３０、および蓄積容量７０が形成され
る。次に、スパッタ法などにより透明基板１０ｂの表面
全体にＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術
を用いてパターニングし、図９（Ｄ）に示すように、画
素電極９ａを形成する。しかる後に、図７に示すよう
に、画素電極９ａの上層側に保護膜６６および配向膜６
４を形成すればアクティブマトリクス基板１０が完成す
る。

【０１０６】［実施の形態７］実施の形態５、６では、
画素スイッチング用の非線形素子として逆スタガ型のＴ
ＦＴを形成したが、本形態のように、正スタガ型のＴＦ
Ｔを画素スイッチング用の非線形素子として用いたアク
ティブマトリクス基板に本発明を適用してもよい。な
お、本形態のアクティブマトリクス基板、およびそれを
用いた液晶装置は、基本的な構成が実施の形態５と同様
であるため、共通する機能を有する部分には同一の符号
を付してそれらの詳細な説明を省略する。

【０１０７】（アクティブマトリクス基板の構成）図１
０は、データ線、走査線、画素電極などが形成されたア
クティブマトリクス基板において相隣接する画素の平面
図である。図１１は、図１０のＢ−Ｂ′線断に相当する
位置での断面、およびアクティブマトリクス基板と対向
基板との間に電気光学物質としての液晶を封入した状態
の断面を示す説明図である。なお、これらの図において
は、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさと
するため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

【０１０８】図１０において、液晶装置１００のアクテ
ィブマトリクス基板１０上には、マトリクス状に複数の
透明な画素電極９ａ（二点鎖線で囲んだ領域）が各画素
毎に形成され、画素電極９ａの縦横の境界領域に沿って
データ線６ａ（一点鎖線で示す）、走査線３ａ（金属層
／実線で示す）、および容量線３ｂ（金属層／実線で示
す）が形成されている。データ線６ａは、コンタクトホ
ール５６を介してポリシリコン膜からなる半導体層１ａ
のうち、後述のソース領域に電気的に接続されており、
画素電極９ａは、コンタクトホール５７を介して半導体
層１ａのうち、後述のドレイン領域に電気的に接続され
ている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル形
成用領域に対向するように走査線３ａが通っている。

【０１０９】図１１に示すように、液晶装置１００は、
アクティブマトリクス基板１０と、これに対向配置され
る対向基板２０とを備えている。アクティブマトリクス
基板１０の基体は、石英基板や耐熱性ガラス板などの透
明基板１０ｂからなり、対向基板２０の基体もまた、石
英基板や耐熱性ガラス板などの透明基板２０ｂからな
る。アクティブマトリクス基板１０には画素電極９ａが
形成されており、その上側には、ラビング処理等の所定
の配向処理が施された配向膜６４が形成されている。画
素電極９ａは、たとえばＩＴＯ膜等の透明な導電性薄膜
からなる。また、配向膜６４は、たとえばポリイミド薄
膜などの有機薄膜からなる。

【０１１０】アクティブマトリクス基板１０には、各画
素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッ
チング制御する画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成
されている。ここに示すＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Ｌｉｇ
ｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造を有してお
り、走査線３ａ、走査線３ａから供給される走査信号の
電界によりチャネルが形成される半導体膜１ａのチャネ
ル形成用領域１ａ′（半導体層）、走査線３ａと半導体
層１ａとを絶縁するゲート絶縁層２（絶縁層）、データ
線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ並びに低
濃度ドレイン領域１ｃ、および半導体層１ａの高濃度ソ
ース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えてい
る。

【０１１１】走査線３ａの上層側には層間絶縁膜４が形
成され、この層間絶縁膜４の上層にデータ線６ａが形成
されている。従って、データ線６ａは、層間絶縁膜４に
形成されたコンタクトホール５６を介して高濃度ソース
領域１ｄに電気的に接続している。また、データ線６ａ
の上層側には層間絶縁膜７が形成され、この層間絶縁膜
７の上層側に画素電極９ａが形成されている。従って、
画素電極９ａは、層間絶縁膜４、７、およびゲート絶縁
層２に形成されたコンタクトホール５７を介して高濃度
ドレイン領域１ｅに接続されている。

【０１１２】ここで、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述の
ようにＬＤＤ構造をもつが、低濃度ソース領域１ｂおよ
び低濃度ドレイン領域１ｃに相当する領域に不純物イオ
ンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していても
よい。また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極３ａをマスクと
して高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高
濃度ソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライ
ン型のＴＦＴであってもよい。

【０１１３】本形態では、ＴＦＴ３０のゲート絶縁層２
をゲート電極３ａに対向する位置から延設して誘電体膜
として用いるとともに、半導体膜１ａを延設して下電極
１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を
上電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されてい
る。すなわち、半導体１ａの高濃度ドレイン領域１ｅ
は、容量線３ｂにゲート絶縁層２を介して対向配置する
ように構成されて、蓄積容量７０の下電極１ｆとされて
いる。

【０１１４】一方、対向基板２０には、その全面に渡っ
て対向電極２１が形成され、その表面には、ラビング処
理等の所定の配向処理が施された配向膜６５が形成され
ている。対向電極２１も、たとえば、ＩＴＯ膜などの透
明導電性薄膜からなる。また、対向基板２０の配向膜６
５も、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。対向基
板２０には、各画素の開口領域以外の領域に対向基板側
遮光膜２３がマトリクス状に形成されている。

【０１１５】このように構成した液晶装置１００におい
て、ゲート絶縁層２は、半導体膜１ａの上層側にＣＶＤ
法などの方法により形成されたシリコン酸化膜２０２
と、このシリコン酸化膜２０２の上層側に形成したタン
タル膜を酸化してなるタンタル酸化膜２０１とから構成
されている。

【０１１６】このようなタンタル酸化膜２０１を形成す
るにあたって、本形態では、後述するように、シリコン
酸化膜２０２の上層側に対して透明基板１０ｂの表面全
体に絶縁層形成用金属膜としてのタンタル膜を形成した
後、このタンタル膜全体に対して、水蒸気を含む雰囲気
中で高圧下でアニールする高圧アニール処理を行ってタ
ンタル膜を酸化させる。ここで行う高圧アニール処理の
条件は、例えば、温度が３００℃〜４００℃、圧力が
０．５ＭＰａ〜２ＭＰａである。

【０１１７】従って、本形態のアクティブマトリクス基
板１０では、ゲート絶縁層２には、高圧アニール処理で
生成したタンタル酸化膜２０１が含まれているので、ゲ
ート絶縁層２０１の耐圧が高いなど、実施の形態１と同
様な効果を奏する。

【０１１８】また、タンタル酸化膜２０１を形成するに
あたって、透明基板１０ｂの表面全体に形成したタンタ
ル膜全体を高圧アニール処理によって酸化させてタンタ
ル膜とし、これをゲート絶縁層２の一部として用いる。
すなわち、タンタル酸化膜２０１は、タンタル膜の表面
のみを酸化させたものではない。従って、タンタル酸化
膜２０１を形成した後にはタンタル膜が残らないので、
正スタガ型のＴＦＴ３０においても、ゲート絶縁層２に
タンタル酸化膜２０１を含ませることができる。また、
走査線３ａについてもタンタル膜に限らず、任意の金属
膜を用いることができるので、アルミニウム膜などとい
った電気的抵抗の低い金属膜を用いることができる。

【０１１９】（アクティブマトリクス基板の製造方法）
このように構成した液晶表示装置用のアクティブマトリ
クス基板１０の製造方法を図１２、図１３、および図１
４を参照して説明する。

【０１２０】図１２ないし図１４は、いずれも本形態の
アクティブマトリクス基板１０の製造方法を示す工程断
面図であり、図１０のＢ−Ｂ′線で切断したときの断面
に相当する。

【０１２１】図１２（Ａ）に示すように、まず、アクテ
ィブマトリクス基板１０の基体たる透明基板１０ｂの表
面全体に下地保護膜(図示せず)を形成した後、この下地
保護膜の上層側に、約４５０℃〜約５５０℃の温度条件
下で、モノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧Ｃ
ＶＤ法などにより、アモルファスシリコン膜を形成す
る。次に、約６００℃にて約１時間〜約１０時間のアニ
ール処理を窒素雰囲気中で施することにより、ポリシリ
コン膜を固相成長させた後、フォトリソグラフィ技術を
用いてパターニングし、島状のシリコン膜１ａを形成す
る。

【０１２２】次に、図１２（Ｂ）に示すように、ＣＶＤ
法などにより透明基板１０ｂの表面全体にシリコン酸化
膜２０２を形成する。次に、シリコン膜１ａのうち、蓄
積容量７０Ｎ下電極１ｆとなる延設部分に、例えば、Ｐ
イオンをドーズ量約３×１０ ¹²／ｃｍ² でドープして低
抵抗化させておく。

【０１２３】次に、図１２（Ｃ）に示すように、シリコ
ン酸化膜２０２の上層側に対して、スパッタ法などによ
り透明基板１０ｂの表面全体にタンタル膜２０５（絶縁
膜形成用金属膜）を形成する。

【０１２４】次に、タンタル膜２０５全体に対して、水
蒸気を含む雰囲気中で高圧下でアニールする高圧アニー
ル処理を行う。ここで、高圧アニール処理の条件は、例
えば、温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ
〜２ＭＰａである。その結果、タンタル膜２０５の全体
が酸化されて、図１２（Ｄ）に示すように、タンタル酸
化膜２０１が形成され、シリコン酸化膜２０２とタンタ
ル酸化膜２０１からなるゲート絶縁層２が形成される。

【０１２５】なお、高圧アニール処理を行った後、常圧
下あるいは減圧下で、温度が２００℃〜５００℃のアニ
ール処理を行えば、タンタル酸化膜２０１から水分が除
去され、結晶性が向上するので、タンタル酸化膜２０１
の膜質が向上する。

【０１２６】次に、ゲート絶縁層２の上層側に対して、
スパッタ法などにより透明基板１０ｂの表面全体にアル
ミニウム膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を利
用してパターニングし、図１３（Ａ）に示すように、走
査線３ａ、および容量線３ｂを形成する。

【０１２７】次に、ＴＦＴ３０をＬＤＤ構造を持つＮチ
ャネル型のＴＦＴとする場合、半導体層１ａに、まず低
濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃを形
成するために、走査線３ａを拡散マスクとして、Ｐなど
のＶ族元素のドーパント２００を低濃度で（例えば、Ｐ
イオンを１×１０¹³／ｃｍ² 〜３×１０¹³／ｃｍ² のド
ーズ量にて）ドープする。これにより走査線３ａ下の半
導体層１ａは、チャネル形成領域１ａ′となる。

【０１２８】次に、図１３（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ
３０の高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域
１ｅを形成するために、走査線３ａよりも幅の広いマス
クでレジストマスク２０２を走査線３ａ上に形成した
後、同じくＰなどのＶ族元素のドーパンド２０１を高濃
度でドープする。なお、低濃度のドープを行わずに、オ
フセット構造のＴＦＴとしても良く、走査線３ａ（ゲー
ト電極）をマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用い
たイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとし
ても良い。

【０１２９】次に、図１３（Ｃ）に示すように、走査線
３ａ、および容量線３を覆うように、シリコン酸化膜か
らなる層間絶縁膜４を形成する。次に、反応性イオンエ
ッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエ
ッチング、あるいはウエットエッチングにより、層間絶
縁膜４にコンタクトホール５６を形成する。

【０１３０】次に、層間絶縁膜４の上層側に対して透明
基板１０ｂの表面全体にアルミニウム膜を形成した後、
フォトリソグラフィ技術を利用してパターニングし、図
１３（Ｄ）に示すように、データ６ａを形成する。

【０１３１】次に、図１４（Ａ）に示すように、データ
線６ａを覆うようにシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜
７を形成する。次に、反応性イオンエッチング、反応性
イオンビームエッチング等のドライエッチング、あるい
はウエットエッチングにより、層間絶縁膜７、４、およ
びゲート絶縁層２にコンタクトホール５７を形成する。

【０１３２】次に、層間絶縁膜７の上層側に対して、ス
パッタ法などにより透明基板１０ｂの表面全体にＩＴＯ
膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を利用してパ
ターニングし、図１４（Ｂ）に示すように、画素電極９
ａを形成する。

【０１３３】しかる後に、図１１に示すように、画素電
極９ａの上層側にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布
した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方
向でラビング処理を施すことにより配向膜６４が形成さ
れ、アクティブマトリクス基板１０が完成する。

【０１３４】［その他の実施の形態］上記形態では、絶
縁層形成用金属膜としてタンタル（Ｔａ）を用いたが、
タンタル合金を用いてもよい。また、高圧アニール処理
によって酸化膜を形成可能であれば、絶縁層形成用金属
としては、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタ
ン（Ｔｉ）、あるいはそれらの合金などといった他の金
属を用いてもよい。

【０１３５】また、上記形態では、タンタル酸化膜と積
層される絶縁膜としてシリコン酸化膜を用いたが、シリ
コン窒化膜を用いてもよい。

【０１３６】さらに、基板として半導体基板を用いれ
ば、ＭＩＳ形半導体素子としては、薄膜トランジスタに
限らず、バルクタイプのＭＩＳ形トランジスタを構成す
ることもできる。すなわち、基板として半導体基板を用
い、この半導体基板の上面に半導体基板と同一の半導体
材料から形成された絶縁膜を形成した後、絶縁層形成用
金属膜を形成し、この絶縁層形成用金属膜に対して高圧
アニール処理を行った後、絶縁層形成用金属膜の酸化膜
の上層側に金属層を形成すれば、バルクタイプのＭＩＳ
形トランジスタを形成することができる。

【０１３７】さらに、上記形態では、画素スイッチング
用の非線形素子としてＴＦＴ素子を用いたアクティブマ
トリクス方式の液晶装置を例に説明したがこれに限ら
ず、その他の半導体装置において、種々の回路を構成す
るＭＩＳ形ダイオードやトランジスタを形成する場合に
本発明を適用してもよいなど、請求の範囲に記載した発
明の範囲内で種々に改変できる。この発明の範囲には、
スイッチング用の非線形素子としてＴＦＤ素子を用いた
アクティブマトリクス方式の液晶装置ももちろん含まれ
る。さらに、本発明は、エレクトロルミネッセンス（Ｅ
Ｌ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、或
いは、プラズマ発光や電子放出による蛍光等を用いた様
々な電気光学素子を用いた電気光学装置に対しても適用
可能であることは言うまでもない。

【０１３８】［液晶装置の構成］実施の形態５、６、７
により製造したアクティブマトリクス基板１０を用いた
液晶装置１００の全体構成を、図１５および図１６を参
照して説明する。なお、図１５は、液晶装置１００をそ
の上に形成された各構成要素と共に対向基板２０の側か
ら見た平面図であり、図１６は、対向基板２０を含めて
示す図１５のＨ−Ｈ′断面図である。

【０１３９】図１５において、液晶装置１００のアクテ
ィブマトリクス基板１０の上には、シール材５２がその
縁に沿って設けられており、その内側領域には、遮光性
材料からなる額縁５３が形成されている。シール材５２
の外側の領域には、データ線駆動回路１０１および実装
端子１０２がアクティブマトリクス基板１０の一辺に沿
って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一
辺に隣接する２辺に沿って形成されている。走査線に供
給される走査信号の遅延が問題にならないのならば、走
査線駆動回路１０４は片側だけでも良いことは言うまで
もない。また、データ線駆動回路１０１を画像表示領域
１０ａの辺に沿って両側に配列しても良い。例えば、奇
数列のデータ線は画像表示領域１０ａの一方の辺に沿っ
て配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、
偶数列のデータ線は画像表示領域１０ａの反対側の辺に
沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給
するようにしても良い。この様にデータ線を櫛歯状に駆
動するようにすれば、データ線駆動回路１０１の形成面
積を拡張することが出来るため、複雑な回路を構成する
ことが可能となる。更にアクティブマトリクス基板１０
の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられ
た走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１
０５が設けられており、更に、額縁５３の下などを利用
して、プリチャージ回路や検査回路が設けられることも
ある。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１
箇所においては、アクティブマトリクス基板１０と対向
基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１
０６が形成されている。

【０１４０】そして、図１６に示すように、図１５に示
したシール材５２とほぼ同じ輪郭をもつ対向基板２０が
当該シール材５２によりアクティブマトリクス基板１０
に固着されている。この対向基板２０では、アクティブ
マトリクス基板１０に形成されている画素電極９ａの縦
横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あ
るいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜２３
が形成され、その上層側には、ＩＴＯ膜からなる対向電
極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側
には、ポリイミド膜からなる配向膜（図示せず）が形成
され、この配向膜は、ポリイミド膜に対してラビング処
理が施された膜である。

【０１４１】なお、データ線駆動回路１０１および走査
線駆動回路１０４をアクティブマトリクス基板１０の上
に形成する代わりに、たとえば、駆動用ＬＳＩが実装さ
れたＴＡＢ（テープ オートメイテッド、ボンディン
グ）基板をアクティブマトリクス基板１０の周辺部に形
成された端子群に対して異方性導電膜を介して電気的お
よび機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基
板２０およびアクティブマトリクス基板１０の光入射側
の面あるいは光出射側には、使用する液晶５０の種類、
すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、
ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノ
ーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に
応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが
所定の向きに配置される。

【０１４２】このように形成した電気光学装置は、たと
えば、後述する投射型液晶表示装置（液晶プロジェク
タ）において使用される。この場合、３枚の液晶装置１
００がＲＧＢ用のライトバルブとして各々使用され、各
液晶装置１００の各々には、ＲＧＢ色分解用のダイクロ
イックミラーを介して分解された各色の光が投射光とし
て各々入射されることになる。従って、前記した各形態
の液晶装置１００にはカラーフィルタが形成されていな
い。

【０１４３】但し、対向基板２０において各画素電極９
ａに対向する領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護
膜とともに形成することにより、投射型液晶表示装置以
外にも、後述するモバイルコンピュータ、携帯電話機、
液晶テレビなどといった電子機器のカラー液晶表示装置
として用いることができる。

【０１４４】さらに、対向基板２０に対して、各画素に
対応するようにマイクロレンズを形成することにより、
入射光の画素電極９ａに対する集光効率を高めることが
できるので、明るい表示を行うことができる。さらにま
た、対向基板２０に何層もの屈折率の異なる干渉層を積
層することにより、光の干渉作用を利用して、ＲＧＢ色
をつくり出すダイクロイックフィルタを形成してもよ
い。このダイクロイックフィルタ付きの対向基板によれ
ば、より明るいカラー表示を行うことができる。

【０１４５】［電子機器への適用］次に、電気光学装置
を備えた電子機器の一例を、図１７、図１８、図１９、
および図２０を参照して説明する。

【０１４６】まず、図１７には、上記の各形態に係る電
気光学装置と同様に構成された液晶装置１００を備えた
電子機器の構成をブロック図で示してある。

【０１４７】図１７において、電子機器が、表示情報出
力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１
００４、液晶装置１００、クロック発生回路１００８、
および電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報
出力源１０００は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅ
ｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ ＡｃｃｅｓｓＭｅ
ｍｏｒｙ）、光ディスクなどのメモリ、テレビ信号の画
信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成さ
れ、クロック発生回路１００８からのクロックに基づい
て、所定フォーマットの画像信号を処理して表示情報処
理回路１００２に出力する。この表示情報出力回路１０
０２は、たとえば増幅・極性反転回路、相展開回路、ロ
ーテーション回路、ガンマ補正回路、あるいはクランプ
回路等の周知の各種処理回路を含んで構成され、クロッ
ク信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号
を順次生成し、クロック信号ＣＬＫとともに駆動回路１
００４に出力する。駆動回路１００４は、液晶装置１０
０を駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に所
定の電源を供給する。なお、液晶装置１００を構成する
アクティブマトリクス基板の上に駆動回路１００４を形
成してもよく、それに加えて、表示情報処理回路１００
２もアクティブマトリクス基板の上に形成してもよい。

【０１４８】このような構成の電子機器としては、図１
８を参照して後述する投射型液晶表示装置（液晶プロジ
ェクタ）、マルチメディア対応のパーソナルコンピュー
タ（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーシ
ョン（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話、ワード
プロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ
直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計
算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパ
ネルなどを挙げることができる。また、本発明は、エレ
クトロルミネッセンス（ＥＬ）、デジタルマイクロミラ
ーデバイス（ＤＭＤ）、或いは、プラズマ発光や電子放
出による蛍光等を用いた様々な電気光学素子を用いた電
気光学装置を備えた電子機器に対しても適用可能である
ことは言うまでもない。

【０１４９】図１８に示す投射型液晶表示装置１１００
は、前記の駆動回路１００４がアクティブマトリクス基
板上に搭載された液晶装置１００を含む液晶モジュール
を３個準備し、各々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、
１００Ｇ、１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構
成されている。この液晶プロジェクタ１１００では、メ
タルハライドランプなどの白色光源のランプユニット１
１０２から光が出射されると、３枚のミラー１１０６お
よび２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分離
され（光分離手段）、対応するライトバルブ１００Ｒ、
１００Ｇ、１００Ｂ（液晶装置１００／液晶ライトバル
ブ）に各々導かれる。この際に、光成分Ｂは、光路が長
いので、光損失を防ぐために入射レンズ１１２２、リレ
ーレンズ１１２３、および出射レンズ１１２４からなる
リレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ラ
イトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによって各々
変調された３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、ダイ
クロイックプリズム１１１２（光合成手段）に３方向か
ら入射され、再度合成された後、投射レンズ１１１４を
介してスクリーン１１２０などにカラー画像として投射
される。

【０１５０】図１９は、本発明に係る電子機器の一実施
形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示し
ている。ここに示すパーソナルコンピュータは、キーボ
ード８１を備えた本体部８２と、液晶表示ユニット８３
とを有する。液晶表示ユニット８３は、前述した液晶装
置１００を含んで構成される。

【０１５１】図２０は、本発明に係る電子機器の他の実
施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯
電話機９０は、複数の操作ボタン９１と液晶装置１００
を有している。

【０１５２】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る半導体装置
では、絶縁層に高圧アニール処理で生成したタンタル酸
化膜が含まれているので、絶縁層の耐圧が高い。しか
も、高圧アニール処理の温度は、３００℃〜４００℃で
あるので、基板としてガラス基板を用いた場合でも支障
がない。また、高圧アニール処理を行う際、アルミニウ
ム配線が形成されていても、このような温度条件であれ
ば、アルミニウム配線が基板表面で露出していない限
り、アルミニウム配線を劣化させることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、本発明の実施の
形態１ないし４に係る半導体装置の構成を模式的に示す
断面図である。

【図２】 本発明が適用される液晶装置の画像表示領域
において、マトリクス状に配置された複数の画素に形成
された各種素子、配線などの等価回路図である。

【図３】 図２に示す液晶装置において、本発明の実施
の形態５に係るアクティブマトリクス基板に形成された
各画素の構成を示す平面図である。

【図４】 図３に示す液晶装置を図３のＡ−Ａ′線に相
当する位置で切断したときの断面図である。

【図５】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図３および図４
に示すアクティブマトリクス基板の製造方法を示す工程
断面図である。

【図６】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図３および図４
に示すアクティブマトリクス基板の製造工程のうち、図
５に示す工程に続いて行う工程の工程断面図である。

【図７】 本発明の実施の形態６に係る液晶液晶を図３
のＡ−Ａ′線に相当する位置で切断したときの断面図で
ある。

【図８】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図７に示すアク
ティブマトリクス基板の製造方法を示す工程断面図であ
る。

【図９】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図７に示すアク
ティブマトリクス基板の製造工程のうち、図８に示す工
程に続いて行う工程の工程断面図である。

【図１０】 本発明の実施の形態７に係る液晶装置に用
いたアクティブマトリクス基板に形成された各画素の構
成を示す平面図である。

【図１１】 本発明の実施の形態７に係る液晶装置を図
１０のＢ−Ｂ′線に相当する位置で切断したときの断面
図である。

【図１２】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図１０および
図１１に示すアクティブマトリクス基板の製造方法を示
す工程断面図である。

【図１３】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図１０および
図１１に示すアクティブマトリクス基板の製造工程のう
ち、図１２に示す工程に続いて行う工程の工程断面図で
ある。

【図１４】 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１１に示す
アクティブマトリクス基板の製造工程のうち、図１３に
示す工程に続いて行う工程の工程断面図である。

【図１５】 液晶装置を対向基板の側からみたときの平
面図である。

【図１６】 図１５のＨ−Ｈ′線における断面図であ
る。

【図１７】 本発明に係る液晶装置を表示部として用い
た電子機器の回路構成を示すブロック図である。

【図１８】 本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の
一例としての投射型電気光学装置の光学系の構成を示す
断面図である。

【図１９】 本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の
一実施形態としてのモバイル型のパーソナルコンピュー
タを示す説明図である。

【図２０】 本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の
一実施形態としての携帯電話機の説明図である。

【符号の説明】

１ａ 半導体層 １ａ′ チャネル形成領域（半導体層） ２ ゲート絶縁層（絶縁層） ３ａ 走査線（金属層） ３ｂ 容量線（金属層） ３ｃ ゲート電極 ６ａ データ線 ９ａ 画素電極 １０ アクティブマトリクス基板（半導体装置） １０ｂ 透明基板 ２０ 対向基板 ３０ 画素スイッチング用のＴＦＴ ５０ 液晶(電気光学物質) ７０ 蓄積容量（キャパシタ素子） １００ 液晶装置（電気光学装置） ２０１、３３１ タンタル酸化膜 ２０２、３３２ シリコン酸化膜 ２０５ タンタル膜（絶縁膜形成用金属膜） ３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ、３００Ｄ 半導体装置 ３１０ 基板 ３２０ 金属層 ３３０ 絶縁層 ３４０ 真性の半導体層 ３４１ ソース領域 ３４２ ドレイン領域 ３５０ 導電性のシリコン膜 ３６０ ソース電極 ３７０ ドレイン電極 ４００ ＴＦＴ ５００ ＭＩＳ形ダイオード ６００ キャパシタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/78 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１７Ｖ 29/786 ６２７Ｆ 29/94 ６１７Ｕ ３０１Ｇ Ｆターム(参考） 2H090 HA01 HB02X HC09 HD07 LA04 2H092 JA03 JA05 JA12 MA26 MA37 NA27 5F058 BA01 BA11 BB04 BD01 BD04 BD05 BF03 BF04 BF25 BF27 BF54 BF58 BF63 BJ01 5F110 AA12 AA17 AA26 BB01 CC02 CC05 CC07 DD02 DD03 DD11 EE03 EE04 EE14 EE44 FF01 FF02 FF03 FF09 FF23 FF28 FF29 FF32 FF36 GG02 GG13 GG15 GG35 GG47 HJ01 HJ04 HJ13 HK03 HK07 HK09 HK21 HK22 HK33 HK34 HL03 HL07 HL23 HM14 HM15 NN02 NN03 NN12 NN16 NN23 NN71 NN72 NN73 PP01 PP10 PP13 QQ11 5F140 AA19 AC36 AC39 BA01 BD01 BD05 BD11 BD12 BE01 BE07 BE10 BE16

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属層、絶縁層、および半導体層からな
   るＭＩＳ部を備えたＭＩＳ形半導体素子が基板上に形成
   された半導体装置において、 前記絶縁層には、水蒸気を含む雰囲気中で高圧下でアニ
   ールする高圧アニール処理により絶縁層形成用金属膜を
   酸化してなる酸化膜が含まれていることを特徴とする半
   導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記絶縁層形成用金
   属膜は、タンタル膜あるいはタンタル合金膜であること
   を特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記絶縁層
   は、前記金属層側には前記絶縁層形成用金属膜から形成
   された酸化膜を備えるとともに、前記半導体層側には該
   半導体層と同一の半導体材料から形成された絶縁膜を備
   えていることを特徴とする半導体装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記金属層は、少なくとも前記絶縁層と接する側が前記
   絶縁層形成用金属膜と同一の金属材料からなることを特
   徴とする半導体装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記金属層は、前記絶縁層形成用金属膜と異なる金属材
   料からなることを特徴とする半導体装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   前記基板上では、下層側から上層側に向かって、前記金
   属層、前記絶縁層、および前記半導体層がこの順に形成
   されていることを特徴とする半導体装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   前記基板上では、下層側から上層側に向かって、前記半
   導体層、前記絶縁層、および前記金属層がこの順に形成
   されていることを特徴とする半導体装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかにおいて、
   前記ＭＩＳ形半導体素子は、薄膜トランジスタであるこ
   とを特徴とする半導体装置。
9. 【請求項９】 請求項７において、前記ＭＩＳ形半導体
   素子は、ＭＩＳ形トランジスタであることを特徴とする
   半導体装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし７のいずれかにおい
    て、前記ＭＩＳ形半導体素子は、ＭＩＳ形ダイオードで
    あることを特徴とする半導体装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかにおい
    て、前記基板上には、少なくとも前記絶縁層形成用金属
    膜の酸化膜と同層の酸化膜を誘電体膜とし、前記金属層
    を一方の電極として用いたキャパシタ素子が形成されて
    いることを特徴とする半導体装置。
12. 【請求項１２】 請求項８に規定する半導体装置をアク
    ティブマトリクス基板として用いた電気光学装置であっ
    て、前記薄膜トランジスタは、前記基板上に画素スイッ
    チング用の非線形素子として用いられていることを特徴
    とする電気光学装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、前記アクティブ
    マトリクス基板上には、少なくとも前記絶縁層形成用金
    属膜の酸化膜と同層の酸化膜を誘電体膜とし、前記金属
    層を一方の電極として用いた蓄積容量が形成されている
    ことを特徴とする半導体装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２または１３に規定する電気
    光学装置を用いたことを特徴とする電子機器。
15. 【請求項１５】 金属層、絶縁層、および半導体層から
    なるＭＩＳ部を備えたＭＩＳ形半導体素子が基板上に形
    成された半導体装置の製造方法において、 絶縁層形成用金属膜を形成した後、水蒸気を含む雰囲気
    中で高圧下でアニールする高圧アニール処理により前記
    絶縁層形成用金属膜を酸化して酸化膜を生成し、該酸化
    膜を前記絶縁層の一部として用いることを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５において、前記絶縁層形成
    用金属膜は、タンタル膜あるいはタンタル合金膜である
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１５または１６において、前記
    高圧アニール処理では前記絶縁層形成用金属膜の表面の
    みを酸化して前記酸化膜を生成し、該酸化膜を前記絶縁
    層の一部として用い、残りの絶縁層形成用金属膜を前記
    金属層あるいは前記金属層の一部として用いることを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
18. 【請求項１８】 請求項１５または１６において、前記
    高圧アニール処理では前記絶縁層形成用金属膜全体を酸
    化して前記酸化膜を生成し、該酸化膜を前記絶縁層の一
    部として用いることを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記絶縁層形成
    用金属膜の下層側に前記金属層を形成しておき、 前記絶縁層形成用金属膜に対する前記高圧アニール処理
    を行った後、前記絶縁層形成用金属膜の酸化膜の上層側
    に、前記半導体層と同一の半導体材料から形成された絶
    縁膜、および前記半導体層をこの順に形成していくこと
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１８において、前記絶縁層形成
    用金属膜の下層側に前記半導体層、および該半導体層と
    同一の半導体材料から形成された絶縁膜を形成してお
    き、 前記絶縁層形成用金属膜に対する前記高圧アニール処理
    を行った後、前記絶縁層形成用金属膜の酸化膜の上層側
    に前記金属層を形成することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０において、前記基板として
    半導体基板を用い、該半導体基板の上面に該半導体基板
    と同一の半導体材料から形成された絶縁膜を形成した
    後、前記絶縁層形成用金属膜を形成し、該絶縁層形成用
    金属膜に対する前記高圧アニール処理を行った後、前記
    絶縁層形成用金属膜の酸化膜の上層側に前記金属層を形
    成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
22. 【請求項２２】 請求項１５ないし２０のいずれかにお
    いて、前記ＭＩＳ部を備えるＭＩＳ形半導体素子として
    薄膜トランジスタを製造することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
23. 【請求項２３】 請求項２１において、前記ＭＩＳ部を
    備えるＭＩＳ形半導体素子としてＭＩＳ形トランジスタ
    を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
24. 【請求項２４】 請求項１５ないし２１のいずれかにお
    いて、前記ＭＩＳ部を備えるＭＩＳ形半導体素子として
    ＭＩＳ形ダイオードを製造することを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
25. 【請求項２５】 請求項１５ないし２４のいずれかにお
    いて、前記基板上には、少なくとも前記絶縁層形成用金
    属膜の酸化膜と同時形成された酸化膜を誘電体層あるい
    は誘電体層の一部として用い、前記金属層と同時形成さ
    れた金属層を一方の電極として用いてキャパシタ素子を
    形成することを特徴とする半導体装置。
26. 【請求項２６】 請求項１５ないし２５のいずれかにお
    いて、前記高圧アニール処理は、温度が３００℃〜４０
    ０℃、圧力が０．５ＭＰａ〜２ＭＰａの条件で行うこと
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
27. 【請求項２７】 請求項１５ないし２６のいずれかにお
    いて、前記高圧アニール処理を行った後、常圧下あるい
    は減圧下でのアニール処理を行うことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。