JP2003163276A - Semiconductor device, electrooptical device, electronic apparatus, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device, electrooptical device, electronic apparatus, and method of manufacturing semiconductor device

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JP2003163276A
JP2003163276A JP2002188610A JP2002188610A JP2003163276A JP 2003163276 A JP2003163276 A JP 2003163276A JP 2002188610 A JP2002188610 A JP 2002188610A JP 2002188610 A JP2002188610 A JP 2002188610A JP 2003163276 A JP2003163276 A JP 2003163276A
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film
layer
insulating layer
semiconductor
semiconductor device
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Yoshitada Watanabe
吉祥 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which a high breakdown voltage MIS unit can be formed at low temperatures, an electrooptical device using the semiconductor device as an active matrix substrate, an electric apparatus using the electrooptical device, and a method of manufacturing the semiconductor device. <P>SOLUTION: In a TFT 400 formed in a semiconductor device 300A, a insulation layer 330 comprises a tantalum oxide film 331 that is formed by oxidizing a tantalum film at the temperature of 300-400°C and under the pressure of 0.5-2 MPa, and a silicon oxide film 332 formed by a method such as CVD or the like. In this way, the insulation layer 330 contains the tantalum oxide film 331 which is generated by high pressure anneal processing, and it has a high breakdown voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a MIS (Meta).
l-Insulator-Semiconductor)
The present invention relates to a semiconductor device including a semiconductor device, an electro-optical device using the semiconductor device as an active matrix substrate, an electronic apparatus using the electro-optical device, and a method for manufacturing the semiconductor device. More specifically, MIS
The present invention relates to a technique for forming an insulating layer used in the MIS portion of the semiconductor device.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Among various semiconductor elements, MIS type diodes and thin film transistors are provided with a MIS portion composed of a metal layer, an insulating layer, and a semiconductor layer. The insulating layer is conventionally a silicon film as a semiconductor layer. It is said that the silicon oxide film obtained by thermally oxidizing the surface of the above under the condition of the temperature of about 1000 ° C. to about 1300 ° C. has a high breakdown voltage.

【0003】[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。
[Problems to be Solved by the Invention] However, 100
The method of forming an insulating film at a high temperature exceeding 0 ° C. has a problem that an inexpensive substrate such as glass cannot be used as a substrate. If aluminum wiring or the like is formed on the substrate, 1000
Since a treatment temperature exceeding 0 ° C. exceeds the heat resistance of the aluminum wiring, there is a problem that the aluminum wiring cannot be formed when performing the treatment at such a high temperature.

【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。
In view of the above problems, the object of the present invention is to
A semiconductor device capable of forming a MIS portion having a high breakdown voltage at a relatively low temperature, an electro-optical device using the semiconductor device as an active matrix substrate, an electronic apparatus using the electro-optical device, and a method for manufacturing a semiconductor device. To provide.

【0005】[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。
In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor device in which a MIS type semiconductor element having a MIS portion composed of a metal layer, an insulating layer, and a semiconductor layer is formed on a substrate. The insulating layer includes an oxide film formed by oxidizing a metal film for forming an insulating layer by a high pressure annealing process in which the insulating layer is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor. .

【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。
Further, according to the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device in which a MIS type semiconductor element having a MIS portion including a metal layer, an insulating layer, and a semiconductor layer is formed on a substrate, a metal film for forming an insulating layer is formed. After forming, the insulating layer forming metal film is oxidized by a high pressure annealing process of annealing under high pressure in an atmosphere containing water vapor to form an oxide film, and the oxide film is used as a part of the insulating layer. Characterize.

【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。
Here, in the high pressure annealing treatment, for example, the temperature is 300 ° C. to 400 ° C. and the pressure is 0.5 MPa to.
The condition is 2 MPa.

【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。
According to the present invention, the insulating layer of the MIS portion contains the tantalum oxide film produced by the high-pressure annealing treatment, so that the withstand voltage of the insulating layer is high. Moreover, since the temperature of the high-pressure annealing treatment is sufficient to be 300 ° C. to 400 ° C., there is no problem even when a glass substrate is used as the substrate. Also,
Even when the aluminum wiring is formed when performing the high-voltage annealing treatment, under such temperature conditions, the aluminum wiring is not deteriorated unless the aluminum wiring is exposed on the substrate surface.

【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。
In the present invention, it is preferable that after the high-pressure annealing treatment, the annealing treatment is performed under normal pressure or reduced pressure.

【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。
Here, the insulating layer forming metal film is, for example, tantalum (Ta) or a tantalum alloy.

【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。
In the present invention, the insulating layer is, for example,
The metal layer side is provided with an oxide film formed of the insulating layer forming metal film, and the semiconductor layer side is provided with an insulating film formed of a semiconductor material having the same composition as the semiconductor layer. That is, when the semiconductor layer is made of silicon, the insulating layer has an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film on the semiconductor layer side.

【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。
In the present invention, with respect to the metal layer,
At least the side in contact with the insulating layer may be made of the same metal material as the insulating layer forming metal film or may be made of a different metal material from the insulating layer forming metal film.

【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。
In the semiconductor device having such a structure, only the surface of the insulating layer forming metal film is oxidized in the high pressure annealing treatment to generate the oxide film, and the oxide film is used as a part of the insulating layer. A method of using the remaining insulating layer forming metal film as the metal layer or a part of the metal layer, or in the high-pressure annealing treatment, oxidizing the entire insulating layer forming metal film to form the oxide film, It can be manufactured by a method of using the oxide film as a part of the insulating layer.

【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。
In the present invention, on the substrate, the metal layer, the insulating layer, and the semiconductor layer are formed in this order from the lower layer side to the upper layer side, or from the lower layer side to the upper layer side. On the other hand, the semiconductor layer, the insulating layer, and the metal layer may be formed in this order.

【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。
A semiconductor device having such a structure is, for example,
After forming the metal layer on the lower side of the insulating layer forming metal film and performing the high pressure annealing treatment on the insulating layer forming metal film, the upper side of the oxide film of the insulating layer forming metal film. An insulating film formed of the same semiconductor material as the semiconductor layer, and a method of forming the semiconductor layer in this order, or the semiconductor layer below the insulating layer-forming metal film, and the semiconductor. After forming an insulating film formed of the same semiconductor material as the layer and performing the high-pressure annealing treatment on the insulating layer forming metal film, the insulating film is formed on the upper side of the oxide film of the insulating layer forming metal film. It can be manufactured by a method of forming a metal layer.

【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。
In the present invention, the MIS type semiconductor element is, for example, a thin film transistor.

【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。
If a semiconductor substrate is used as the substrate, the MIS type semiconductor element is not limited to a thin film transistor, but a bulk type MIS type transistor can be formed. That is, a semiconductor substrate is used as the substrate, an insulating film formed of the same semiconductor material as the semiconductor substrate is formed on the upper surface of the semiconductor substrate, and then the insulating layer forming metal film is formed to form the insulating layer. After the high-pressure annealing process is performed on the metal film for use as an insulating layer, the metal layer is formed on the upper side of the oxide film of the metal film for forming the insulating layer.

【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。
Further, in the present invention, a MIS type diode can be configured as the MIS type semiconductor element.

【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。
In the present invention, a capacitor element is formed on the substrate, in which at least an oxide film of the insulating layer forming metal film is used as a dielectric film and the metal layer is used as one electrode. You may.

【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。
Such a semiconductor device can be configured as an active matrix substrate used for an electro-optical device such as an active matrix type liquid crystal device. In this case, the thin film transistor is used as a non-linear element for pixel switching on the substrate. Further, according to the present invention, on the active matrix substrate, at least an oxide film of the same oxide film as the insulating layer forming metal film is used as a dielectric film, and a storage capacitor using the metal layer as one electrode is provided. It is preferably formed.

【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。
The electro-optical device according to the present invention can be used as a display unit of electronic equipment such as a mobile phone and a mobile computer. Further, the electro-optical device according to the invention can be used as a light valve of a projection type display device (electronic device).

【0022】[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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, first, as a semiconductor device including the MIS type semiconductor element to which the present invention is applied, the configurations of the TFT and the MIS type diode and the manufacturing method thereof will be described as the first, second, third, and fourth embodiments. After description, an example in which the present invention is applied to an active matrix substrate of a liquid crystal device will be described.

【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。
[First Embodiment] FIG. 1A shows a MIS included in a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the shaped semiconductor element.

【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。
In FIG. 1A, in a semiconductor device 300A according to the first embodiment, a gate electrode formed of a metal layer 320 as a gate electrode, an insulating layer 330 as a gate insulating layer, and an active layer are provided on a substrate 310. And a semiconductor layer 340 including a semiconductor layer 340 made of an intrinsic silicon film in this order and a semiconductor layer made of a metal layer 320, an insulating layer 330, and an N-type impurity-doped silicon film 350. MI formed in this order
An MIS type diode 500 having an S portion is formed. In the semiconductor device 300A of this embodiment, the substrate 3
A lower electrode made of a metal layer 320, an insulating layer 33
Silicon film 35 doped with 0 and N-type impurities
A capacitor 60 in which an upper electrode of 0 is formed in this order
0 is also formed.

【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。
Here, all of the metal layers 320 are entirely made of a tantalum film, and all of the insulating layers 330 are formed by oxidizing the surface of the tantalum film 33.
1 and a silicon oxide film 332 formed by a method such as CVD. Therefore, the insulating layer 330
Has a tantalum oxide film 331 on the metal layer 320 side and a silicon oxide film 332 on the silicon film 350 side.

【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。
In manufacturing the semiconductor device 300A having such a structure, after forming a tantalum film (metal film for forming an insulating layer) on the substrate 310, the surface of the tantalum film is exposed to an atmosphere containing water vapor. High-pressure annealing is performed to anneal under high pressure at. Here, the conditions of the high-pressure annealing treatment are, for example, a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a pressure of 0.5 MPa to 2 MPa. As a result, only the surface of the tantalum film is oxidized to form the tantalum oxide film 331. Therefore, this tantalum oxide film 331 is used as a part of the insulating layer 330, and the remaining tantalum film is used as the metal layer 320.

【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。
Next, a silicon oxide film 332 is formed on the surface side of the tantalum oxide film 331 by the CVD method or the like, and an insulating layer 330 composed of the tantalum oxide film 331 and the silicon oxide film 332 is formed.

【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。
Next, the insulating layer 33 is provided on the TFT 400 side.
An intrinsic silicon film 360 is formed on the surface of 0. At this time, the MIS diode 500 and the capacitor 60
No intrinsic silicon film is formed on the 0 side.

【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。
Next, a silicon film 350 doped with N-type impurities is formed on the TFT 400, the MIS diode 500, and the capacitor 600, respectively, to complete the MIS diode 500 and the capacitor 600. .

【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。
The silicon oxide film 332 may not be formed on the MIS diode 500 and the capacitor 600.

【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。
On the other hand, the TFT 400 is completed by forming a source electrode 360 and a drain electrode 370 which are respectively connected to the silicon film 350 doped with N-type impurities on the TFT 400 side.

【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。
In the semiconductor device 300 having the above structure, the insulating layer 330 includes the tantalum oxide film 331 produced by the high-pressure annealing process.
The breakdown voltage of 0 is high. Moreover, the temperature of the high-pressure annealing treatment is
Since the temperature is 300 ° C. to 400 ° C., there is no problem even if a glass substrate is used as the substrate 310, for example. Further, even when the aluminum wiring is formed during the high-pressure annealing treatment, under such temperature conditions, the aluminum wiring is not deteriorated unless the aluminum wiring is exposed on the substrate surface.

【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。
After the high-pressure annealing process, if the annealing process is performed at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C. under normal pressure or reduced pressure, water is removed from the tantalum oxide film 331, so the tantalum oxide film 331. Withstand voltage is further improved.

【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。
[Second Embodiment] FIG. 1B shows a MIS included in a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the shaped semiconductor element.

【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。
In FIG. 1B, also in the semiconductor device 300B according to the second embodiment, as in the first embodiment, the gate electrode formed of the metal layer 320 as the gate electrode and the gate insulating layer are formed on the substrate 310. Insulating layer 330 and semiconductor layer 3 made of an intrinsic silicon film as an active layer
A TFT 40 having an MIS portion 40 formed in this order
0, a metal layer 320, an insulating layer 330, and a MIS diode 500 including a MIS portion in which a semiconductor layer including a silicon film 350 doped with N-type impurities is formed in this order. Also in the semiconductor device 300B of the present embodiment, the capacitor in which the lower electrode made of the metal layer 320, the insulating layer 330, and the upper electrode made of the silicon film 350 doped with N-type impurities are formed in this order on the substrate 310. 600 is also formed.

【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。
In this embodiment, the metal layer 320 has a metal film other than tantalum on the lower layer side, for example, the aluminum film 32.
1 and. The tantalum film 322 is formed so as to cover the aluminum film 321.

【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。
The insulating layers 330 are all tantalum oxide films 331 formed by oxidizing the surface of the tantalum film 322.
And a silicon oxide film 332 formed by a method such as CVD.

【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。
In manufacturing the semiconductor device 300B having such a structure, the aluminum film 3 is formed on the substrate 310.
After 21 and a tantalum film (metal film for forming an insulating layer) are formed in this order, the surface of this tantalum film is subjected to a high-pressure annealing treatment in which it is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor. Here, the conditions of the high pressure annealing treatment are, for example, a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a pressure of 0.5 MPa to.
It is 2 MPa. As a result, only the surface of the tantalum film is oxidized to form the tantalum oxide film 331. Therefore, this tantalum oxide film 331 is used as a part of the insulating layer 330, and the remaining tantalum film 322 is formed on the upper side of the metal layer 320. To use.

【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。
Since the subsequent steps are similar to those of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. However, a silicon oxide film 332 is formed on the surface side of the tantalum oxide film 331, and the tantalum oxide film 331 and the silicon oxide film 332 are formed. Insulating layer 330
To form. Next, the insulating layer 33 is provided on the TFT 400 side.
After forming an intrinsic silicon film 360 on the surface of 0, TF
For example, if a silicon film 350 doped with N-type impurities is formed on the T400, the MIS diode 500, and the capacitor 600 side, respectively,
The shaped diode 500 and the capacitor 600 are completed. Further, on the TFT 300 side, a source electrode 360 and a drain electrode 3 which are respectively connected to the silicon film 350.
After forming 70, the TFT 300 is completed.

【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。
Also in the semiconductor device 300B thus configured, the insulating layer 330 includes the tantalum oxide film 331 produced by the high-pressure annealing process, so that the insulating layer 330 is formed.
The same effect as that of the first embodiment such as high withstand voltage is obtained. In addition, in this embodiment mode, the metal layer 320 includes the aluminum film 321 having a small electric resistance and the tantalum film 322.
Since it has a two-layer structure, the electric resistance of the metal layer 320 is small. Moreover, the temperature of the high-pressure annealing treatment for forming the insulating layer 330 having a high breakdown voltage is 300 ° C. to 400 ° C.
Since the temperature is in degrees Celsius, there is no problem even if a glass substrate is used as the substrate 310. Further, even when the aluminum film 321 is formed during the high-pressure annealing treatment, under such temperature conditions, the aluminum film 321 is not deteriorated unless the aluminum film 321 is exposed on the substrate surface. .

【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。
Also in this embodiment, after the high-pressure annealing treatment, the temperature is 200 ° C. to 5 ° C. under normal pressure or reduced pressure.
If the annealing treatment at 00 ° C. is performed, the tantalum oxide film 331
Since moisture is removed from the tantalum oxide film 331, the breakdown voltage of the tantalum oxide film 331 is further improved.

【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。
[Third Embodiment] FIG. 1C shows a MIS included in a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the shaped semiconductor element.

【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。
In FIG. 1C, also in the semiconductor device 300C according to the third embodiment, as in the first embodiment, the gate electrode formed of the metal layer 320 as the gate electrode and the gate insulating layer are formed on the substrate 310. Insulating layer 330 and semiconductor layer 3 made of an intrinsic silicon film as an active layer
A TFT 40 having an MIS portion 40 formed in this order
0, a metal layer 320, an insulating layer 330, and a MIS diode 500 including a MIS portion in which a semiconductor layer including a silicon film 350 doped with N-type impurities is formed in this order. Also in the semiconductor device 300C of the present embodiment, a capacitor in which the lower electrode made of the metal layer 320, the insulating layer 330, and the upper electrode made of the silicon film 350 doped with N-type impurities are formed in this order on the substrate 310. 600 is also formed.

【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。
Also in this embodiment, the insulating layer 330 is the tantalum oxide film 3 formed by oxidizing the surface of the tantalum film 332.
31 and a silicon oxide film 332 formed by a method such as CVD.

【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。
Here, unlike the first embodiment, each of the metal layers 320 is made of an aluminum film.

【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。
In manufacturing the semiconductor device 300C having such a structure, the metal layer 320 made of an aluminum film is formed on the substrate 310, and then the tantalum film (metal film for forming an insulating layer) is formed.

【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。
Next, a high pressure annealing process is performed to anneal the entire tantalum film under high pressure in an atmosphere containing water vapor.
Here, the condition of the high-pressure annealing treatment is, for example, that the temperature is 3
The temperature is 00 ° C to 400 ° C and the pressure is 0.5 MPa to 2 MPa. As a result, the entire tantalum film is oxidized to form the tantalum oxide film 331.
1 is used as a part of the insulating layer 330.

【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。
Since the subsequent steps are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted. However, a silicon oxide film 332 is formed on the surface side of the tantalum oxide film 331, and the tantalum oxide film 331 and the silicon oxide film 332 are formed. Insulating layer 330
To form. Next, the insulating layer 33 is provided on the TFT 400 side.
After forming an intrinsic silicon film 360 on the surface of 0, TF
For example, if a silicon film 350 doped with N-type impurities is formed on the T400, the MIS diode 500, and the capacitor 600 side, respectively,
The shaped diode 500 and the capacitor 600 are completed. Further, on the TFT 300 side, a source electrode 360 and a drain electrode 3 which are respectively connected to the silicon film 350.
After forming 70, the TFT 300 is completed.

【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。
Even in the semiconductor device 300C having the above structure, the insulating layer 330 includes the tantalum oxide film 331 produced by the high-pressure annealing process.
The same effect as that of the first embodiment such as high withstand voltage is obtained. In addition, in the present embodiment, the metal layer 320 is formed of an aluminum film having a low electric resistance, and thus the metal layer 320 has a low electric resistance. Moreover, since the temperature of the high-pressure annealing process for forming the insulating layer 330 having a high breakdown voltage is 300 ° C. to 400 ° C., for example, the substrate 31
Even if a glass substrate is used as 0, there is no problem. Further, even when the metal layer 320 made of an aluminum film is formed when performing the high-pressure annealing treatment, the metal layer 320 made of the aluminum film is under such temperature conditions even if it is formed.
Is covered with the tantalum film and is not exposed on the substrate surface, so that the metal layer 320 is not deteriorated by water vapor.

【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。
Also in this embodiment, after the high-pressure annealing treatment, the temperature is 200 ° C. to 5 ° C. under normal pressure or reduced pressure.
If the annealing treatment at 00 ° C. is performed, the tantalum oxide film 331
Since moisture is removed from the tantalum oxide film 331, the breakdown voltage of the tantalum oxide film 331 is further improved.

【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。
[Fourth Embodiment] FIG. 1D shows a MIS included in a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the shaped semiconductor element.

【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。
Although the TFTs shown in the above-mentioned modes 1, 2 and 3 are of the inverted stagger type in which the gate electrode is located on the lower layer side of the active layer, the gate electrode is formed on the upper layer side of the active layer as described below. The present invention may be applied to a semiconductor device provided with a positive staggered type TFT.

【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。
In FIG. 1D, in a semiconductor device 300D according to the fourth embodiment, on a substrate 310, a semiconductor layer 340 made of an intrinsic silicon film as an active layer, an insulating layer 330 as a gate insulating layer, and A TFT 400 having a MIS portion in which a metal layer 320 as a gate electrode is formed in this order, a semiconductor layer 380 made of a silicon film doped with N-type impurities, an insulating layer 330, and a metal layer 320 are formed in this order. MIS with a MIS section
And the diode 500 is formed. In the semiconductor device 300D of the present embodiment, the lower electrode (semiconductor layer 380) made of a silicon film doped with N-type impurities, the insulating layer 330, and the upper electrode made of the metal layer 320 are provided on the substrate 310 in this order. The formed capacitor 600 is also formed.

【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。
Here, the metal layers 320 are all made of various metals such as a tantalum film, a chromium film, and an aluminum film, and the insulating layers 330 are all tantalum films formed by oxidizing the tantalum film as described later. An oxide film 331,
Silicon oxide film 33 formed by a method such as CVD
2 and.

【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。
In the semiconductor device 300D of this embodiment, in the semiconductor layer 340, a portion facing the metal layer 320 as a gate electrode with the insulating layer 330 interposed therebetween is a channel formation region 343 made of an intrinsic silicon film. A source region 341 in which N-type impurities are doped on both sides in a self-aligned manner with respect to the metal layer 320 (gate electrode),
And a drain region 342. Further, with respect to the source region 341 and the drain region 342, the source electrode 3 is provided through a contact hole of the interlayer insulating film 390.
60 and the drain electrode 360 are electrically connected to each other.

【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。
In manufacturing the semiconductor device 300D having such a structure, after the semiconductor film 340 made of an intrinsic silicon film and the silicon film 380 are formed in an island shape on the substrate 310, the tantalum film is formed on the surface side thereof. (Insulating layer forming metal film) is formed.

【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。
Next, the whole tantalum film is subjected to a high-pressure annealing treatment in which it is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor. Here, the condition of the high-pressure annealing treatment is, for example,
Temperature is 300 ° C to 400 ° C, pressure is 0.5 MPa to 2M
Pa. As a result, the entire tantalum film is oxidized to form the tantalum oxide film 331. Next, a silicon oxide film 332 is formed on the surface side of the tantalum oxide film 331 by a CVD method or the like, and an insulating layer 330 including the tantalum oxide film 331 and the silicon oxide film 332 is formed.

【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。
Next, the silicon film 3 is formed through the insulating layer 330.
80 is doped with N-type impurities. However, TFT
Impurities are not introduced into the semiconductor layer 340 on the 400 side.

【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。
Next, the metal layer 320 is formed on the surface of the insulating layer 330.
Are formed, the MIS diode 500 and the capacitor 600 are completed.

【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。
On the other hand, on the TFT 300 side, the semiconductor layer 340 is doped with N-type impurities using the metal layer 320 as a gate electrode as a mask. As a result, the regions where the impurities are introduced are the source region 341 and the drain region 34.
2, the region where no impurities are introduced becomes the channel formation region 343.

【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。
Next, after forming an interlayer insulating film 390 made of a silicon oxide film on the upper side of the gate electrode (metal layer 320), a contact hole is formed in this interlayer insulating film 390, and then the source electrode 360, and The TFT 300 is completed by forming the drain electrode 370.

【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。
In the semiconductor device 300 having such a structure, the insulating layer 330 includes the tantalum oxide film 331 produced by the high-pressure annealing process, and therefore the insulating layer 33 is formed.
The breakdown voltage of 0 is high. Moreover, the temperature of the high-pressure annealing treatment is
Since the temperature is 300 ° C. to 400 ° C., there is no problem even if a glass substrate is used as the substrate 310, for example. Further, even when the aluminum wiring is formed during the high-pressure annealing treatment, under such temperature conditions, the aluminum wiring is not deteriorated unless the aluminum wiring is exposed on the substrate surface.

【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。
After the high-pressure annealing process, if the annealing process is performed at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C. under normal pressure or reduced pressure, water is removed from the tantalum oxide film 331, so the tantalum oxide film 331 is removed. Withstand voltage is further improved.

【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。
[Fifth Embodiment] Next, as an example of a semiconductor device and an electro-optical device, an active matrix substrate used for an active matrix type liquid crystal device will be described.
An example to which the present invention is applied will be described.

【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。
(Overall Structure of Liquid Crystal Device) First, the structure and operation of an active matrix type liquid crystal device (electro-optical device) will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels formed in a matrix to form an image display area of the liquid crystal device. FIG. 3 is a plan view of pixels adjacent to each other on an active matrix substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, etc. are formed.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a cross section at a position corresponding to a line AA ′ in FIG. 3 and a cross section in a state where liquid crystal as an electro-optical material is sealed between the active matrix substrate and the counter substrate. In these figures, the scales are different for each layer and each member in order to make each layer and each member recognizable in the drawings.

【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。
In FIG. 2, in the image display area of the liquid crystal device, a pixel electrode 9a and a pixel switching TFT 30 for controlling the pixel electrode 9a are formed in each of a plurality of pixels formed in a matrix. And
The data line 6a that supplies a pixel signal is electrically connected to the source of the TFT 30. The pixel signals S1, S2 ... Sn to be written to the data line 6a are line-sequentially supplied in this order. Further, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2 ... Gm are applied to the scanning line 3a in a pulse-wise manner in this order at a predetermined timing. Is configured. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain of the TFT 30, and the pixel signal S1, S2 ... Sn supplied from the data line 6a is generated by turning on the TFT 30 which is a switching element for a certain period. Is written in each pixel at a predetermined timing. In this way, the pixel electrode 9a
The pixel signal S of a predetermined level written in the liquid crystal through the
1, S2, ... Sn are held for a certain period of time with the counter electrode formed on the counter substrate described later.

【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。
Here, in order to prevent the held pixel signal from leaking, a storage capacitor 70 may be added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode. By this storage capacitor 70, the pixel electrode 9a
Is held for a time that is, for example, three orders of magnitude longer than the time when the source voltage is applied. As a result, the charge retention characteristic is improved, and a liquid crystal device capable of performing display with a high contrast ratio can be realized. The storage capacity 70
As a method of forming the capacitor, either the method of forming the capacitor and the capacitor line 3b which is a wiring for forming the capacitor or the method of forming the capacitor between the capacitor line 3b and the scanning line 3a in the preceding stage may be used.

【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。
In FIG. 3, on the active matrix substrate 10 of the liquid crystal device, a plurality of transparent pixel electrodes 9a (regions surrounded by a chain double-dashed line) are formed in a matrix for each pixel, and the pixel electrodes 9a are arranged vertically and horizontally. Along the boundary area of the data line 6a (shown by a chain line), the scanning line 3a (shown by a solid line),
And a capacitance line 3b (shown by a solid line) is formed. Here, in the semiconductor layer 1a, the gate electrode 3c projects from the scanning line 3a so as to face a channel forming region described later.

【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。
As shown in FIG. 4, the liquid crystal device 100 comprises an active matrix substrate 10 and a counter substrate 20 arranged to face the active matrix substrate 10. The base of the active matrix substrate 10 is a transparent substrate 10b such as a quartz substrate or a heat resistant glass plate, and the substrate of the counter substrate 20 is also a transparent substrate 20b such as a quartz substrate or a heat resistant glass plate.
A pixel electrode 9a is formed on the active matrix substrate 10, and an alignment film 64 that has been subjected to a predetermined alignment process such as a rubbing process is formed on the pixel electrode 9a. The pixel electrode 9a is formed of, for example, ITO (Indium Tin O).
xide) film or other transparent conductive thin film. The alignment film 64 is made of an organic thin film such as a polyimide thin film.

【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。
On the active matrix substrate 10, a pixel switching TFT 30 (MI) for controlling switching of each pixel electrode 9a is provided at a position adjacent to each pixel electrode 9a.
S-type semiconductor element) is formed. TFT shown here
Reference numeral 30 denotes an inverted stagger type, which includes a gate electrode 3c (metal layer), a gate insulating layer 2 (insulating layer), and an intrinsic silicon film 1
The a (semiconductor layer) includes a MIS portion formed in this order from the lower layer side to the upper layer side. A channel stopper 8 made of a silicon oxide film or the like is formed on the upper layer side of the silicon film 1a, and a source region 1g made of a silicon film doped with an N-type impurity so that the end portion overlaps the channel stopper 8, And a drain region 1h is formed. The data line 6a is formed on the upper layer side of the source region 1g, and the pixel electrode 9a is formed on the upper layer side of the drain region 1h. Further, a protective film 66 and an alignment film 64 are formed in this order on the upper layer side of the pixel electrode 9a.

【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。
Further, in this embodiment, the storage capacitor 70 (capacitor element) is formed using the same insulating layer as the gate insulating layer 2 of the TFT 30 as a dielectric film. In the storage capacitor 70, the capacitance line 3b, the gate insulating layer 2, and the drain electrode 6b are formed in this order from the lower layer side to the upper layer.

【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。
On the other hand, a counter electrode 21 is formed over the entire surface of the counter substrate 20, and an alignment film 65 subjected to a predetermined alignment treatment such as a rubbing treatment is formed on the surface thereof. The counter electrode 21 is also made of, for example, a transparent conductive thin film such as an ITO film. In addition, the alignment film 6 of the counter substrate 20
5 is also an organic thin film such as a polyimide thin film. On the counter substrate 20, counter substrate side light-shielding films 23 are formed in a matrix shape in regions other than the opening region of each pixel. Therefore, incident light from the counter substrate 20 side does not reach the channel formation region 1a 'of the semiconductor layer 1a of the TFT 30.
Further, the light shielding film 23 on the side of the counter substrate 20 has a function of improving contrast.

【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。
The active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 thus configured are arranged so that the pixel electrode 9a and the counter electrode 21 face each other, and a space between these substrates is surrounded by a sealing material described later. A liquid crystal 50 as an electro-optical substance is enclosed and sandwiched in the enclosed space. The liquid crystal 50 has a predetermined alignment state by the alignment film in a state where the electric field from the pixel electrode 9a is not applied. Liquid crystal 50
Is composed of, for example, a mixture of one or several kinds of nematic liquid crystals. The sealing material is an adhesive made of a photo-curing resin or a thermosetting resin for bonding the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 around their periphery, and the distance between the substrates is set to a predetermined value. Gap material such as glass fiber or glass beads is blended.

【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。
(Structure of MIS Section) In the liquid crystal device 100 having the above structure, the active matrix substrate 10 is used.
In, the MIS portion of the TFT 30 is configured as described below.

【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。
First, in the present embodiment, both the scanning line 3a and the gate electrode 3c are made of a tantalum film, and the tantalum oxide film 201 formed by oxidizing the surface of this tantalum film.
Are used as a part of the gate insulating layer 2. That is, the gate insulating layer 2 includes the scanning line 3 a and the gate electrode 3.
A tantalum oxide film 201 formed by oxidizing the surface of the tantalum film used for c, and a silicon oxide film 2 formed on the surface of the tantalum oxide film 201 by a method such as CVD.
02.

【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。
In this embodiment, the capacitance line 3b forming the storage capacitor 70 is also made of a tantalum film, and the tantalum oxide film 201 formed by oxidizing the surface of this tantalum film is a dielectric layer (gate insulating layer 2). Form part of the. That is, the dielectric layer forming the storage capacitor 70 is similar to the gate insulating layer 2 in that the tantalum oxide film 201 formed by oxidizing the surface of the tantalum film used for the capacitance line 3b and the surface of this tantalum oxide film 201 And a silicon oxide film 202 formed by a method such as CVD.

【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。
Here, in forming the tantalum oxide film 201 by oxidizing the tantalum film, after the tantalum film is formed as an insulating layer forming metal film, the surface of the tantalum film is exposed to an atmosphere containing water vapor. High-pressure annealing is performed to anneal under high pressure at. Here, the conditions of the high-pressure annealing treatment are, for example, a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a pressure of 0.5 MPa to 2 MPa. As a result, only the surface of the tantalum film is oxidized to form the tantalum oxide film 201. Therefore, this tantalum oxide film 201 is used as a part of the gate insulating layer 2, and the remaining tantalum film is used as the scanning line 3a.
It is used as the gate electrode 3c and the capacitance line 3b.

【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。
As described above, in the active matrix substrate 10 of the present embodiment, the gate insulating layer 2 includes the tantalum oxide film 201 formed by the high-pressure annealing process, so that the gate insulating layer 201 has a high breakdown voltage. Moreover, since the temperature of the high-pressure annealing treatment is 300 ° C to 400 ° C,
For example, a heat-resistant glass plate or the like can be used as the transparent substrate 10b without using an expensive quartz substrate. Since the processing temperature is low when the tantalum oxide film 201 of the gate insulating layer 2 is formed by the high-pressure annealing process, the aluminum wiring is formed on the substrate surface even when aluminum wiring or the like is formed on the transparent substrate 10b when this processing is performed. As long as it is not exposed at, it will not deteriorate.

【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。
As shown in FIG. 1B, another electrode layer such as an aluminum electrode may be present under the tantalum film in the gate electrode 3c.

【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。
(Manufacturing Method of Active Matrix Substrate 10) A manufacturing method of the active matrix substrate 10 for a liquid crystal display device having such a structure will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

【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。
5 and 6 are process sectional views showing a method of manufacturing the active matrix substrate 10 of the present embodiment, and correspond to a section taken along the line AA 'in FIG.

【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。
As shown in FIG. 5A, first, a transparent substrate 10a which is a base of the active matrix substrate 10 is prepared, and then a tantalum film 3 (insulating layer forming metal film) is sputtered on the entire surface of the transparent substrate 10a. And the scanning line 3a is formed on the tantalum film 3 by photolithography.
Patterning is performed along the formation pattern of the gate electrode 3c and the capacitance line 3b.

【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。
Next, the surface of the tantalum film 3 is subjected to a high pressure annealing treatment in which it is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor. Here, the conditions of the high pressure annealing treatment are, for example, a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a pressure of 0.5 MPa to.
It is 2 MPa. As a result, as shown in FIG.
Only the surface of the tantalum film 3 is oxidized and the tantalum oxide film 2
01 is formed, the tantalum oxide film 201 is used as a part of the gate insulating layer 2, and the remaining tantalum film is used as the scanning line 3a, the gate electrode 3c, and the capacitance line 3b.

【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。
After the high-pressure annealing process, if the annealing process is performed at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C. under normal pressure or reduced pressure, moisture is removed from the tantalum oxide film 201 and the crystallinity is improved. Tantalum oxide film 201
The film quality is improved.

【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。
Next, as shown in FIG. 5C, TEOS
(Tetra-ethyl-ortho-silicate) gas, TEB
A silicon oxide film 202 is formed by using a (tetra-ethyl borate) gas, a TMOP (tetra-methyl oxy-foslate) gas, or the like by a normal pressure or low pressure CVD method. As a result, the gate insulating layer 2 including the tantalum oxide film 201 and the silicon oxide film 202 is formed.

【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。
Next, in a relatively low temperature environment of about 450 ° C. to about 550 ° C., preferably about 500 ° C., a flow rate of about 400 cc.
/ Min to about 600 cc / min by a low pressure CVD method using a monosilane gas, a disilane gas or the like, after forming an amorphous silicon film over the entire surface of the transparent substrate 10b, patterning is performed by using a photolithography technique,
As shown in FIG. 5D, the island-shaped silicon film 1 a is formed on the upper layer side of the gate insulating layer 2. At this time, for example, about 6
The amorphous silicon film 1 may be solid-phase grown on the polysilicon film by performing the annealing treatment at 00 ° C. for about 1 hour to about 10 hours in a nitrogen atmosphere.

【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。
Next, a silicon oxide film or the like is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b on the upper layer side of the silicon film 1 and then patterned by using a photolithography technique, as shown in FIG. 6 (A). The etching stopper 8 is formed on the upper layer side of the semiconductor film 1a.

【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。
Next, the transparent substrate 10b is formed by the CVD method or the like.
A silicon film doped with N-type impurities is formed on the entire surface of, and then patterned by using photolithography, and as shown in FIG. 6B, a source region 1g whose end overlaps the channel stopper 8 is formed. , And the drain region 1h are formed.

【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。
Next, a conductive film such as an aluminum film is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b on the upper layers of the source region 1g and the drain region 1h by a sputtering method or the like, and then patterned by using a photolithography technique. As shown in FIG. 6C, a data line 6a and a drain electrode 6b which overlap with each of the source region 1g and the drain region 1h are formed. At this time, the drain electrode 6
About b, it forms so that one part may overlap with the capacity line 3b. As a result, the TFT 30 and the storage capacitor 70 are formed.

【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。
Next, the transparent substrate 10 is formed by a sputtering method or the like.
After forming an ITO film on the entire surface of b, patterning is performed by using a photolithography technique to form a pixel electrode 9a as shown in FIG. 6D.

【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。
As shown in FIG. 1B, another electrode layer such as an aluminum electrode may be present under the tantalum film in the gate electrode 3c.

【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。
[Sixth Embodiment] FIGS. 7, 8 and 9
With reference to, an active matrix substrate for a liquid crystal device will be described as a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. The active matrix substrate of the present embodiment and the liquid crystal device using the same have the basic configuration of the fifth embodiment.
The same reference numerals are given to portions having common functions, and detailed description thereof will be omitted.

【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。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid crystal according to Embodiment 6 of the present invention taken along the line AA ′ in FIG. 8A to 8D and FIG.
9A to 9D are process cross-sectional views showing a method for manufacturing the active matrix substrate shown in FIG.

【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。
As shown in FIG. 7, the liquid crystal device 10 of the present embodiment.
0 also includes an active matrix substrate 10 and a counter substrate 20 arranged to face the active matrix substrate 10. TFTs 30 for pixel switching are formed on the active matrix substrate 10 at positions adjacent to the respective pixel electrodes 9a.
The T30 includes a MIS portion in which the gate electrode 3c, the gate insulating layer 2, and the intrinsic silicon film 1a are formed in this order from the lower layer side to the upper layer side. Further, in the active matrix substrate 10 of the present embodiment, the storage capacitor 7 in which the same insulating layer as the gate insulating layer 2 of the TFT 30 is used as the dielectric film 7
0 is formed. In this storage capacitor 70, the capacitance line 3
b, the gate insulating layer 2, and the drain electrode 6b are formed in this order from the lower layer side to the upper layer. A counter electrode 21 is formed on the entire surface of the counter substrate 20, and an alignment film 65 that has been subjected to a predetermined alignment process such as a rubbing process is formed on the surface of the counter electrode 21.

【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。
In the liquid crystal device 100 configured as described above, in the present embodiment, the scanning lines 3a, the gate electrodes 3c, and the capacitance lines 3b are not limited to the tantalum film, but are formed of various metal films, for example, aluminum films. Has been done. Further, a tantalum oxide film 201 is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b above the scanning lines 3a, the gate electrodes 3c, and the capacitance lines 3b.
It is used as a part of the gate insulating layer 2. That is, the gate insulating layer 2 is composed of a tantalum oxide film 201 and a silicon oxide film 202 formed on the surface of the tantalum oxide film 201 by a method such as CVD.

【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。
To form such a tantalum oxide film 201, in this embodiment, as will be described later, after forming a tantalum film as a metal film for forming an insulating layer on the entire surface of the transparent substrate 10b, the entire tantalum film is formed. On the other hand, the tantalum film is oxidized by performing a high pressure annealing process in which it is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor. The conditions of the high-pressure annealing treatment performed here are, for example, a temperature of 300 ° C. to 40 ° C.
The temperature is 0 ° C. and the pressure is 0.5 MPa to 2 MPa.

【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。
As described above, in the active matrix substrate 10 of the present embodiment, the gate insulating layer 2 includes the tantalum oxide film 201 formed by the high-pressure annealing process, so that the gate insulating layer 201 has a high breakdown voltage. The same effect as that of the fifth embodiment is obtained.

【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。
Further, in forming the tantalum oxide film 201, the entire tantalum film formed on the entire surface of the transparent substrate 10b is oxidized by a high pressure annealing process to form a tantalum film, which is used as a part of the gate insulating layer 2.
Therefore, unlike the fifth embodiment, the gate electrode 3c can be made of a metal other than the tantalum film. Therefore, since aluminum wiring can be used for the scanning lines 3a and the like, the electrical resistance of the scanning lines 3a can be reduced.

【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。
In manufacturing the active matrix substrate 10 for a liquid crystal display device having such a structure, first, as shown in FIG. 8A, after preparing a transparent substrate 10a which is a base of the active matrix substrate 10, An aluminum film is formed on the entire surface of the transparent substrate 10a by a sputtering method or the like, and the aluminum film is patterned using a photolithography technique to scan lines 3a and gate electrodes 3.
c and the capacitance line 3b are formed.

【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。
Next, a tantalum film 205 (metal film for forming an insulating layer) is formed on the entire surface of the transparent substrate 10a on the upper layers of the scanning lines 3a, the gate electrodes 3c, and the capacitance lines 3b by a sputtering method or the like. .

【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。
Next, the entire tantalum film 205 is subjected to a high pressure annealing process in which it is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor. Here, the conditions of the high-pressure annealing treatment are, for example, a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a pressure of 0.5 MPa.
~ 2 MPa. As a result, the entire tantalum film 205 is oxidized and a tantalum oxide film 201 is formed as shown in FIG.

【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。
After the high-pressure annealing treatment, if the annealing treatment is carried out at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C. under normal pressure or reduced pressure, moisture is removed from the tantalum oxide film 201 and the crystallinity is improved. Tantalum oxide film 201
The film quality is improved.

【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。
Next, as shown in FIG. 8C, a silicon oxide film 202 is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b.
As a result, the tantalum oxide film 201 and the silicon oxide film 20 are
A gate insulating layer 2 made of 2 is formed.

【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。
The subsequent steps are the same as in the fifth embodiment.
After forming an amorphous silicon film on the entire surface of the transparent substrate 10b, patterning is performed using a photolithography technique, and as shown in FIG. 8D, an island-shaped silicon film 1a is formed on the upper side of the gate insulating layer 2. Form. Next, after forming a silicon oxide film or the like on the entire surface of the transparent substrate 10b, patterning is performed using a photolithography technique,
As shown in FIG. 9A, the etching stopper 8 is formed on the upper layer side of the semiconductor film 1a. Next, a silicon film doped with an N-type impurity is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b by the CVD method or the like, and then patterned by using a photolithography technique, as shown in FIG.
A source region 1g and a drain region 1h are formed.

【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。
Next, the transparent substrate 10 is formed by the sputtering method or the like.
After forming a conductive film such as an aluminum film on the entire surface of b, patterning using a photolithography technique,
As shown in FIG. 9C, the data line 6a and the drain electrode 6b are formed. At this time, the drain electrode 6b is formed so that a part thereof overlaps the capacitance line 3b.
As a result, the TFT 30 and the storage capacitor 70 are formed. Next, after forming an ITO film on the entire surface of the transparent substrate 10b by a sputtering method or the like, patterning is performed using a photolithography technique to form a pixel electrode 9a as shown in FIG. 9D. After that, as shown in FIG. 7, the protective film 66 and the alignment film 6 are formed on the upper layer side of the pixel electrode 9a.
When 4 is formed, the active matrix substrate 10 is completed.

【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。
[Seventh Embodiment] In the fifth and sixth embodiments,
Inverted stagger type T as a non-linear element for pixel switching
FT was formed, but like this embodiment, a positive stagger type TF
The present invention may be applied to an active matrix substrate using T as a non-linear element for pixel switching. Since the active matrix substrate of the present embodiment and the liquid crystal device using the same have the same basic configuration as that of the fifth embodiment, parts having common functions are designated by the same reference numerals. Detailed description is omitted.

【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。
(Structure of Active Matrix Substrate) FIG.
Reference numeral 0 is a plan view of pixels adjacent to each other on the active matrix substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, etc. are formed. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a cross section at a position corresponding to a line BB ′ in FIG. 10 and a cross section in a state where liquid crystal as an electro-optical substance is sealed between the active matrix substrate and the counter substrate. . In these figures, the scales are different for each layer and each member in order to make each layer and each member recognizable in the drawings.

【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。
In FIG. 10, on the active matrix substrate 10 of the liquid crystal device 100, a plurality of transparent pixel electrodes 9a (area surrounded by a chain double-dashed line) are formed in a matrix for each pixel. A data line 6a (shown by a chain line), a scanning line 3a (shown by a metal layer / solid line), and a capacitor line 3b (shown by a metal layer / solid line) are formed along the vertical and horizontal boundary regions. The data line 6a is connected to the semiconductor layer 1a made of a polysilicon film through the contact hole 56.
Of these, it is electrically connected to the source region described later,
The pixel electrode 9a is electrically connected to a later-described drain region of the semiconductor layer 1a via the contact hole 57. In addition, the scanning line 3a passes through the semiconductor layer 1a so as to face a channel forming region described later.

【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。
As shown in FIG. 11, the liquid crystal device 100 is
An active matrix substrate 10 and a counter substrate 20 arranged to face the active matrix substrate 10 are provided. The base of the active matrix substrate 10 is a transparent substrate 10b such as a quartz substrate or a heat resistant glass plate, and the substrate of the counter substrate 20 is also a transparent substrate 20b such as a quartz substrate or a heat resistant glass plate. A pixel electrode 9a is formed on the active matrix substrate 10, and an alignment film 64 that has been subjected to a predetermined alignment process such as a rubbing process is formed on the pixel electrode 9a. The pixel electrode 9a is made of, for example, a transparent conductive thin film such as an ITO film. The alignment film 64 is made of an organic thin film such as a polyimide thin film.

【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。
On the active matrix substrate 10, a pixel switching TFT 30 for switching control of each pixel electrode 9a is formed at a position adjacent to each pixel electrode 9a. The TFT 30 shown here is an LDD (Lig
a scanning line 3a, a channel forming region 1a '(semiconductor layer) of the semiconductor film 1a in which a channel is formed by an electric field of a scanning signal supplied from the scanning line 3a, and the scanning line 3a. Gate insulating layer 2 (insulating layer) that insulates the semiconductor layer 1a from the data line 6a, the low-concentration source region 1b and the low-concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a, and the high-concentration source region 1d and the high-concentration of the semiconductor layer 1a. The drain region 1e is provided.

【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。
An interlayer insulating film 4 is formed on the upper layer side of the scanning line 3a, and a data line 6a is formed on the upper layer of the interlayer insulating film 4. Therefore, the data line 6a is electrically connected to the high concentration source region 1d through the contact hole 56 formed in the interlayer insulating film 4. Also, the data line 6a
An interlayer insulating film 7 is formed on the upper layer side, and a pixel electrode 9a is formed on the upper layer side of the interlayer insulating film 7. Therefore,
The pixel electrode 9a is connected to the high-concentration drain region 1e through the interlayer insulating films 4 and 7 and the contact hole 57 formed in the gate insulating layer 2.

【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。
Here, the TFT 30 preferably has the LDD structure as described above, but has the offset structure in which the impurity ions are not implanted into the regions corresponding to the low concentration source region 1b and the low concentration drain region 1c. May be. Further, the TFT 30 may be a self-aligned type TFT in which high-concentration source and drain regions are formed in a self-aligned manner by implanting impurity ions at a high concentration using the gate electrode 3a as a mask.

【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。
In this embodiment, the gate insulating layer 2 of the TFT 30 is used.
Is extended from a position facing the gate electrode 3a to be used as a dielectric film, the semiconductor film 1a is extended to be a lower electrode 1f, and a part of the capacitance line 3b facing these is used as an upper electrode. The storage capacitor 70 is configured by the above. That is, the high-concentration drain region 1e of the semiconductor 1a
Are arranged to face the capacitance line 3b via the gate insulating layer 2 and serve as the lower electrode 1f of the storage capacitor 70.

【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。
On the other hand, a counter electrode 21 is formed over the entire surface of the counter substrate 20, and an alignment film 65 which has been subjected to a predetermined alignment treatment such as a rubbing treatment is formed on the surface thereof. The counter electrode 21 is also made of, for example, a transparent conductive thin film such as an ITO film. In addition, the alignment film 6 of the counter substrate 20
5 is also an organic thin film such as a polyimide thin film. On the counter substrate 20, counter substrate side light-shielding films 23 are formed in a matrix shape in regions other than the opening region of each pixel.

【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。
In the liquid crystal device 100 thus configured, the gate insulating layer 2 is formed on the upper side of the semiconductor film 1a by CVD.
Oxide film 202 formed by a method such as
And a tantalum oxide film 201 formed by oxidizing a tantalum film formed on the upper layer side of the silicon oxide film 202.

【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。
In forming the tantalum oxide film 201 as described above, in this embodiment, as will be described later, tantalum as a metal film for forming an insulating layer is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b with respect to the upper layer side of the silicon oxide film 202. After the film is formed, the entire tantalum film is subjected to a high pressure annealing process in which it is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor to oxidize the tantalum film. The conditions of the high-pressure annealing treatment performed here are, for example, a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a pressure of 0.5 MPa to 2 MPa.

【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。
Therefore, in the active matrix substrate 10 of the present embodiment, the gate insulating layer 2 includes the tantalum oxide film 201 formed by the high-pressure annealing process, so that the breakdown voltage of the gate insulating layer 201 is high. The same effect as that of the first embodiment is obtained.

【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。
In forming the tantalum oxide film 201, the entire tantalum film formed on the entire surface of the transparent substrate 10b is oxidized by a high pressure annealing process to form a tantalum film, which is used as a part of the gate insulating layer 2.
That is, the tantalum oxide film 201 does not oxidize only the surface of the tantalum film. Therefore, since the tantalum film does not remain after the tantalum oxide film 201 is formed,
Also in the positive stagger type TFT 30, the tantalum oxide film 201 can be included in the gate insulating layer 2. Also,
The scanning line 3a is not limited to the tantalum film, and an arbitrary metal film can be used. Therefore, a metal film having a low electric resistance such as an aluminum film can be used.

【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。
(Manufacturing Method of Active Matrix Substrate)
A method of manufacturing the active matrix substrate 10 for a liquid crystal display device configured as described above will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【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。
12 to 14 are process cross-sectional views showing the method of manufacturing the active matrix substrate 10 of this embodiment, which correspond to the cross section taken along the line BB 'of FIG.

【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。
As shown in FIG. 12A, first, a base protective film (not shown) is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b, which is the base of the active matrix substrate 10, and then, on the upper layer side of the base protective film. Under a temperature condition of about 450 ° C. to about 550 ° C., a reduced pressure C using monosilane gas, disilane gas, etc.
An amorphous silicon film is formed by the VD method or the like. Next, an annealing process is performed at about 600 ° C. for about 1 hour to about 10 hours in a nitrogen atmosphere to solid-phase grow the polysilicon film, which is then patterned using photolithography technology to form islands. The silicon film 1a is formed.

【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。
Next, as shown in FIG. 12B, CVD
Silicon on the entire surface of the transparent substrate 10b by a method such as
The film 202 is formed. Next, in the silicon film 1a, the storage
For example, in the extended portion that becomes the lower electrode 1f of the product capacitance 70N, P
Ion dose about 3 × 10 12/ Cm2 Doped with low
Make it resistance.

【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。
Next, as shown in FIG. 12C, a tantalum film 205 (metal film for forming an insulating film) is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b by sputtering or the like on the upper layer side of the silicon oxide film 202. Form.

【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。
Next, the entire tantalum film 205 is subjected to a high pressure annealing process in which it is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor. Here, the conditions of the high-pressure annealing treatment are, for example, a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a pressure of 0.5 MPa.
~ 2 MPa. As a result, the entire tantalum film 205 is oxidized to form the tantalum oxide film 201 and the gate insulating layer 2 including the silicon oxide film 202 and the tantalum oxide film 201, as shown in FIG. .

【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。
After the high-pressure annealing process, if the annealing process is performed at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C. under normal pressure or reduced pressure, moisture is removed from the tantalum oxide film 201, and the crystallinity is improved. Tantalum oxide film 201
The film quality is improved.

【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。
Next, with respect to the upper layer side of the gate insulating layer 2,
After forming an aluminum film on the entire surface of the transparent substrate 10b by a sputtering method or the like, patterning is performed using a photolithography technique to form a scanning line 3a and a capacitance line 3b as shown in FIG.

【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。
Next, when the TFT 30 is an N-channel type TFT having an LDD structure, the scanning line 3a is used as a diffusion mask to form the low concentration source region 1b and the low concentration drain region 1c in the semiconductor layer 1a. As a dopant of a V group element such as P at a low concentration (for example, P
Ions are doped at a dose of 1 × 10 13 / cm 2 to 3 × 10 13 / cm 2 ). As a result, the semiconductor layer 1a below the scanning line 3a becomes the channel formation region 1a '.

【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。
Next, as shown in FIG. 13B, the TFT
In order to form the high-concentration source region 1d and the high-concentration drain region 1e of 30, a resist mask 202 is formed on the scanning line 3a with a mask wider than the scanning line 3a, and then a group V element such as P is also added. Dopant 201 is highly doped. Note that an offset structure TFT may be used without performing low-concentration doping, and a self-aligned TFT may be formed by an ion implantation technique using P ions, B ions, etc., using the scanning line 3a (gate electrode) as a mask. good.

【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。
Next, as shown in FIG. 13C, an interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed so as to cover the scanning lines 3a and the capacitance lines 3. Next, a contact hole 56 is formed in the interlayer insulating film 4 by dry etching such as reactive ion etching or reactive ion beam etching, or wet etching.

【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。
Next, after forming an aluminum film on the entire surface of the transparent substrate 10b on the upper layer side of the interlayer insulating film 4,
Patterning is performed using the photolithography technique to form the data 6a as shown in FIG.

【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。
Next, as shown in FIG. 14A, an interlayer insulating film 7 made of a silicon oxide film is formed so as to cover the data lines 6a. Next, the contact holes 57 are formed in the interlayer insulating films 7 and 4 and the gate insulating layer 2 by dry etching such as reactive ion etching or reactive ion beam etching, or wet etching.

【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。
Next, with respect to the upper layer side of the interlayer insulating film 7, ITO is formed on the entire surface of the transparent substrate 10b by sputtering or the like.
After forming the film, patterning is performed by using the photolithography technique, and as shown in FIG.
a is formed.

【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。
Then, as shown in FIG. 11, after applying a coating liquid of a polyimide-based alignment film on the upper layer side of the pixel electrode 9a, a rubbing process is performed so as to have a predetermined pretilt angle and in a predetermined direction. Thus, the alignment film 64 is formed, and the active matrix substrate 10 is completed.

【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。
[Other Embodiments] In the above embodiment, tantalum (Ta) was used as the insulating layer forming metal film.
A tantalum alloy may be used. If an oxide film can be formed by high-pressure annealing, another metal such as niobium (Nb), molybdenum (Mo), titanium (Ti), or an alloy thereof is used as the insulating layer forming metal. Good.

【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。
In the above embodiment, the silicon oxide film is used as the insulating film laminated with the tantalum oxide film, but a silicon nitride film may be used.

【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。
Furthermore, if a semiconductor substrate is used as the substrate, the MIS type semiconductor element is not limited to a thin film transistor, but a bulk type MIS type transistor can be constructed. That is, a semiconductor substrate is used as a substrate, an insulating film made of the same semiconductor material as the semiconductor substrate is formed on the upper surface of the semiconductor substrate, and then an insulating layer forming metal film is formed. After the high-pressure annealing process is performed on the metal layer, a metal layer is formed on the upper side of the oxide film of the metal film for forming an insulating layer.
Shaped transistors can be formed.

【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。
Further, in the above embodiment, the active matrix type liquid crystal device using the TFT element as the non-linear element for pixel switching has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and various circuits are configured in other semiconductor devices. The present invention may be applied when forming a MIS type diode or a transistor, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. The scope of this invention is
Of course, an active matrix type liquid crystal device using a TFD element as a nonlinear element for switching is also included. Further, the present invention is directed to electroluminescence (E
It is needless to say that the present invention is also applicable to an electro-optical device using L), a digital micro-mirror device (DMD), or various electro-optical elements using plasma light emission or fluorescence due to electron emission.

【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。
[Structure of Liquid Crystal Device] Embodiments 5, 6, and 7
The overall configuration of the liquid crystal device 100 using the active matrix substrate 10 manufactured by will be described with reference to FIGS. 15 and 16. Note that FIG. 15 is a plan view of the liquid crystal device 100 together with the components formed thereon as viewed from the counter substrate 20 side, and FIG. 16 is a H-H diagram of FIG. 15 including the counter substrate 20. ′ It is a cross-sectional view.

【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。
In FIG. 15, a sealing material 52 is provided along the edge of the active matrix substrate 10 of the liquid crystal device 100, and a frame 53 made of a light shielding material is formed in the inner area thereof. ing. Seal material 52
In the region outside of, the data line driving circuit 101 and the mounting terminals 102 are provided along one side of the active matrix substrate 10, and the scanning line driving circuit 104 is formed along two sides adjacent to this one side. ing. It goes without saying that the scanning line driving circuit 104 may be provided on only one side if the delay of the scanning signal supplied to the scanning line does not matter. Further, the data line driving circuits 101 may be arranged on both sides along the side of the image display area 10a. For example, the odd-numbered data lines supply an image signal from a data line driving circuit arranged along one side of the image display area 10a,
The data lines in the even-numbered columns may be supplied with an image signal from a data line driving circuit arranged along the opposite side of the image display area 10a. By thus driving the data lines in a comb shape, the formation area of the data line driving circuit 101 can be expanded, so that a complicated circuit can be configured. Furthermore, the active matrix substrate 10
A plurality of wirings 1 for connecting between the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display area 10a are provided on the remaining one side.
05 is provided, and a precharge circuit and a test circuit may be provided under the frame 53. In addition, at least one of the corners of the counter substrate 20
At the location, a vertical conduction member 1 for electrically connecting the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20.
06 is formed.

【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。
Then, as shown in FIG. 16, the counter substrate 20 having substantially the same contour as the sealing material 52 shown in FIG.
Is stuck to. In this counter substrate 20, a light-shielding film 23 called a black matrix or a black stripe is formed in a region facing the vertical and horizontal boundary regions of the pixel electrodes 9a formed on the active matrix substrate 10.
Is formed, and the counter electrode 21 made of an ITO film is formed on the upper side thereof. An alignment film (not shown) made of a polyimide film is formed on the upper layer side of the counter electrode 21, and the alignment film is a film obtained by rubbing the polyimide film.

【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。
Instead of forming the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104 on the active matrix substrate 10, for example, a TAB (tape automated, bonding) substrate on which a driving LSI is mounted is used as an active matrix. You may make it electrically and mechanically connect to the terminal group formed in the peripheral part of the board | substrate 10 through an anisotropic conductive film. Further, on the light incident side surface or the light emitting side of the counter substrate 20 and the active matrix substrate 10, the type of the liquid crystal 50 used,
That is, TN (Twisted Nematic) mode,
A polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, etc. are arranged in a predetermined direction depending on the operation mode such as STN (super TN) mode and the normally white mode / normally black mode.

【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。
The electro-optical device thus formed is used, for example, in a projection type liquid crystal display device (liquid crystal projector) described later. In this case, three liquid crystal devices 1
00 is used as a light valve for RGB, and the light of each color decomposed through the dichroic mirror for RGB color separation enters each of the liquid crystal devices 100 as projection light. Therefore, the color filter is not formed in the liquid crystal device 100 of each of the above-described embodiments.

【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。
However, in the counter substrate 20, each pixel electrode 9
By forming an RGB color filter together with its protective film in a region facing a, a mobile computer, a mobile phone, and
It can be used as a color liquid crystal display device for electronic devices such as liquid crystal televisions.

【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。
Further, by forming a microlens on the counter substrate 20 so as to correspond to each pixel,
Since the efficiency of collecting incident light on the pixel electrode 9a can be improved, bright display can be performed. Furthermore, by stacking a number of interference layers having different refractive indexes on the counter substrate 20, a dichroic filter that produces RGB colors may be formed by utilizing the interference effect of light. According to the counter substrate with the dichroic filter, brighter color display can be performed.

【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。
[Application to Electronic Device] Next, an example of an electronic device including an electro-optical device will be described with reference to FIGS. 17, 18, and 19.
And it demonstrates with reference to FIG.

【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。
First, FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of an electronic apparatus including a liquid crystal device 100 having the same configuration as the electro-optical device according to each of the above embodiments.

【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。
In FIG. 17, the electronic equipment includes a display information output source 1000, a display information processing circuit 1002, and a drive circuit 1.
004, the liquid crystal device 100, the clock generation circuit 1008,
And a power supply circuit 1010. The display information output source 1000 is a ROM (Read Only Me
memory), RAM (Random AccessMe)
memory), a memory such as an optical disk, a tuning circuit that tunes and outputs a picture signal of a television signal, and the like, and processes an image signal of a predetermined format based on a clock from a clock generation circuit 1008 to display information. Output to the processing circuit 1002. This display information output circuit 10
Reference numeral 02 denotes a well-known processing circuit such as an amplification / polarity inversion circuit, a phase expansion circuit, a rotation circuit, a gamma correction circuit, or a clamp circuit, which is a digital signal based on display information input based on a clock signal. Drive circuit 1 together with the clock signal CLK.
Output to 004. The drive circuit 1004 is used for the liquid crystal device 10.
Drive 0. The power supply circuit 1010 supplies a predetermined power supply to each of the above circuits. The drive circuit 1004 may be formed on the active matrix substrate that constitutes the liquid crystal device 100, and in addition to this, the display information processing circuit 100
2 may also be formed on the active matrix substrate.

【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。
FIG. 1 shows an electronic device having such a configuration.
8, a projection type liquid crystal display device (liquid crystal projector), a multimedia compatible personal computer (PC), and an engineering workstation (EWS), a pager, a mobile phone, a word processor, a television, a viewfinder type or Examples include a monitor direct-view video tape recorder, an electronic notebook, an electronic desk calculator, a car navigation device, a POS terminal, and a touch panel. The present invention also provides an electronic device including an electro-optical device using electroluminescence (EL), a digital micromirror device (DMD), or various electro-optical elements that use plasma emission, fluorescence due to electron emission, or the like. It goes without saying that it is also applicable.

【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。
The projection type liquid crystal display device 1100 shown in FIG.
Prepares three liquid crystal modules including the liquid crystal device 100 in which the drive circuit 1004 is mounted on the active matrix substrate, and the light valves 100R for RGB respectively.
It is configured as a projector used as 100G and 100B. In this liquid crystal projector 1100, a lamp unit 1 for a white light source such as a metal halide lamp is used.
When light is emitted from 102, three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108
The light components R, G, and B corresponding to the three primary colors R, G, and B are separated (light separating means), and the corresponding light valves 100R and
100G and 100B (liquid crystal device 100 / liquid crystal light valve), respectively. At this time, the light component B has a long optical path, and thus is guided through the relay lens system 1121 including the entrance lens 1122, the relay lens 1123, and the exit lens 1124 in order to prevent light loss. Then, the light components R, G, and B respectively corresponding to the three primary colors modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B are incident on the dichroic prism 1112 (light combining means) from three directions, are combined again, and are then projected onto the projection lens. It is projected as a color image on the screen 1120 or the like via 1114.

【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。
FIG. 19 shows a mobile personal computer which is an embodiment of an electronic apparatus according to the present invention. The personal computer shown here includes a main body 82 having a keyboard 81 and a liquid crystal display unit 83.
Have and. The liquid crystal display unit 83 is configured to include the liquid crystal device 100 described above.

【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。
FIG. 20 shows a mobile phone which is another embodiment of the electronic apparatus according to the present invention. The mobile phone 90 shown here has a plurality of operation buttons 91 and a liquid crystal device 100.
have.

【0152】[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。
As described above, in the semiconductor device according to the present invention, since the insulating layer contains the tantalum oxide film formed by the high-pressure annealing treatment, the insulating layer has a high breakdown voltage. Moreover, since the temperature of the high-pressure annealing treatment is 300 ° C. to 400 ° C., there is no problem even when a glass substrate is used as the substrate. Further, even when the aluminum wiring is formed during the high-pressure annealing treatment, under such temperature conditions, the aluminum wiring is not deteriorated unless the aluminum wiring is exposed on the substrate surface.

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

【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。
1A to 1D are cross-sectional views each schematically showing a configuration of a semiconductor device according to first to fourth embodiments of the present invention.

【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。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, etc. formed in a plurality of pixels arranged in a matrix in an image display area of a liquid crystal device to which the present invention is applied.

【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。
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of each pixel formed on an active matrix substrate according to a fifth embodiment of the present invention in the liquid crystal device shown in FIG.

【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。
4 is a cross-sectional view of the liquid crystal device shown in FIG. 3 when cut at a position corresponding to line AA ′ in FIG.

【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。
5A to 5D are respectively FIG. 3 and FIG.
FIG. 6 is a process cross-sectional view showing the method for manufacturing the active matrix substrate shown in FIG.

【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。
6A to 6D are respectively FIGS. 3 and 4.
FIG. 6 is a process cross-sectional view of a process performed subsequent to the process shown in FIG. 5 in the manufacturing process of the active matrix substrate shown in FIG.

【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。
FIG. 7 shows a liquid crystal liquid crystal according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view when cut at a position corresponding to the line AA ′ in FIG.

【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。
8A to 8D are process cross-sectional views showing a method for manufacturing the active matrix substrate shown in FIG.

【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。
9A to 9D are process cross-sectional views of a process performed subsequent to the process shown in FIG. 8 in the manufacturing process of the active matrix substrate shown in FIG. 7.

【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。
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of each pixel formed on an active matrix substrate used in a liquid crystal device according to Embodiment 7 of the present invention.

【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。
11 is a cross-sectional view of the liquid crystal device according to Embodiment 7 of the present invention when cut at a position corresponding to line BB ′ in FIG.

【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。
12A to 12D are process cross-sectional views showing a method for manufacturing the active matrix substrate shown in FIGS. 10 and 11, respectively.

【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。
13A to 13D are process cross-sectional views of a process performed subsequent to the process shown in FIG. 12 among the manufacturing processes of the active matrix substrate shown in FIGS. 10 and 11.

【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。
14A and 14B are process cross-sectional views of a process performed subsequent to the process shown in FIG. 13 in the manufacturing process of the active matrix substrate shown in FIG. 11.

【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。
FIG. 15 is a plan view of the liquid crystal device as seen from the counter substrate side.

【図16】 図15のH−H′線における断面図であ
る。
16 is a cross-sectional view taken along the line HH 'of FIG.

【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。
FIG. 17 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic device using the liquid crystal device according to the present invention as a display unit.

【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。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration of an optical system of a projection electro-optical device as an example of an electronic apparatus using the liquid crystal device according to the invention.

【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。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a mobile personal computer as an embodiment of an electronic apparatus using the liquid crystal device according to the present invention.

【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。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a mobile phone as an embodiment of an electronic apparatus using the liquid crystal device according to the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1a semiconductor layer 1a 'Channel formation region (semiconductor layer) 2 Gate insulating layer (insulating layer) 3a Scan line (metal layer) 3b Capacitance line (metal layer) 3c gate electrode 6a data line 9a Pixel electrode 10 Active matrix substrate (semiconductor device) 10b transparent substrate 20 Counter substrate 30 pixel switching TFT 50 Liquid crystal (electro-optical material) 70 Storage capacity (capacitor element) 100 Liquid crystal device (electro-optical device) 201,331 Tantalum oxide film 202, 332 Silicon oxide film 205 Tantalum film (metal film for insulating film formation) 300A, 300B, 300C, 300D semiconductor device 310 substrate 320 metal layer 330 insulating layer 340 Intrinsic semiconductor layer 341 Source area 342 drain region 350 conductive silicon film 360 source electrode 370 drain electrode 400 TFT 500 MIS type diode 600 capacitors

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/786 H01L 29/78 617M 617T 617L Fターム(参考) 2H092 JA24 JB69 MA23 MA29 5F038 AC15 AC16 AC18 EZ17 EZ20 5F058 BA01 BA11 BB04 BD01 BD04 BD05 BF54 BF63 BJ01 5F110 AA12 BB01 BB20 CC02 DD02 DD03 DD11 EE03 EE04 EE14 EE44 FF01 FF02 FF03 FF09 FF22 FF23 FF28 FF29 FF36 GG02 GG13 GG35 GG47 HJ01 HJ04 HJ13 HK09 HK34 HL03 HL07 HL23 HM14 HM15 NN02 NN12 NN23 NN72 NN73 PP10 QQ11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/786 H01L 29/78 617M 617T 617L F term (reference) 2H092 JA24 JB69 MA23 MA29 5F038 AC15 AC16 AC18 EZ17 EZ20 5F058 BA01 BA11 BB04 BD01 BD04 BD05 BF54 BF63 BJ01 5F110 AA12 BB01 BB20 CC02 DD02 DD03 DD11 EE03 EE04 EE14 EE44 FF01 FF02 FF03 FF09 FF22 FF23 FF28 FF29 FF36 GG02 GG13 GG35 GG47 HJ01 HJ04 HJ13 HK09 HK34 HL03 HL07 HL23 HM14 HM15 NN02 NN12 NN23 NN72 NN73 PP10 QQ11

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A semiconductor device in which a MIS type semiconductor element having a MIS portion composed of a metal layer, an insulating layer, and a semiconductor layer is formed on a substrate, wherein the insulating layer is under a high pressure in an atmosphere containing water vapor. 2. A semiconductor device comprising an oxide film formed by oxidizing a metal film for forming an insulating layer by a high-pressure annealing process of annealing at.
【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。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating layer forming metal film is a tantalum film or a tantalum alloy film.
【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。
3. The insulating layer according to claim 1, wherein the insulating layer includes an oxide film formed from the insulating layer forming metal film on the metal layer side, and the semiconductor layer on the semiconductor layer side includes the oxide film. A semiconductor device comprising an insulating film formed of the same semiconductor material.
【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。
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The semiconductor device, wherein the metal layer is made of the same metal material as the metal film for forming the insulating layer at least on the side in contact with the insulating layer.
【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。
5. The method according to any one of claims 1 to 3,
The semiconductor device, wherein the metal layer is made of a metal material different from that of the insulating layer forming metal film.
【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。
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
On the substrate, the metal layer, the insulating layer, and the semiconductor layer are formed in this order from a lower layer side to an upper layer side.
【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。
7. The method according to any one of claims 1 to 5,
On the substrate, the semiconductor layer, the insulating layer, and the metal layer are formed in this order from a lower layer side to an upper layer side.
【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。
8. The method according to claim 1, wherein
The semiconductor device, wherein the MIS type semiconductor element is a thin film transistor.
【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。
9. The semiconductor device according to claim 7, wherein the MIS type semiconductor element is a MIS type transistor.
【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。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein the MIS type semiconductor element is a MIS type diode.
【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。
11. The dielectric film according to claim 1, wherein at least an oxide film of the same metal film as the insulating layer forming metal film is used as a dielectric film on the substrate, and one of the metal layers is formed on the substrate. A semiconductor device in which a capacitor element used as an electrode is formed.
【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。
12. An electro-optical device using the semiconductor device defined in claim 8 as an active matrix substrate, wherein the thin film transistor is used as a non-linear element for pixel switching on the substrate. Electro-optical device.
【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。
13. The oxide film according to claim 12, wherein at least the oxide film of the insulating layer forming metal film is used as a dielectric film and the metal layer is used as one electrode on the active matrix substrate. A semiconductor device having a previously formed storage capacitor.
【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。
14. An electronic apparatus using the electro-optical device defined in claim 12 or 13.
【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。
15. A method of manufacturing a semiconductor device in which a MIS-type semiconductor element having a MIS portion including a metal layer, an insulating layer, and a semiconductor layer is formed on a substrate, after forming a metal film for forming an insulating layer, A semiconductor characterized in that the metal film for forming an insulating layer is oxidized by a high-pressure annealing process in which it is annealed under a high pressure in an atmosphere containing water vapor to form an oxide film, and the oxide film is used as a part of the insulating layer. Device manufacturing method.
【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。
16. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein the insulating layer forming metal film is a tantalum film or a tantalum alloy film.
【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。
17. The high pressure annealing process according to claim 15, wherein only the surface of the insulating layer forming metal film is oxidized to generate the oxide film, and the oxide film is used as a part of the insulating layer. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the remaining insulating layer forming metal film is used as the metal layer or a part of the metal layer.
【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。
18. The high-pressure annealing process according to claim 15, wherein the insulating film forming metal film is entirely oxidized to form the oxide film, and the oxide film is used as a part of the insulating layer. A method for manufacturing a characteristic semiconductor device.
【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。
19. The insulating layer according to claim 18, wherein the metal layer is formed below the insulating layer forming metal film, and the high-pressure annealing treatment is performed on the insulating layer forming metal film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an insulating film made of the same semiconductor material as that of the semiconductor layer and the semiconductor layer in this order on the upper side of the oxide film of the forming metal film.
【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。
20. The insulating layer formed according to claim 18, wherein the semiconductor layer and an insulating film made of the same semiconductor material as the semiconductor layer are formed below the insulating layer forming metal film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: performing the high-pressure annealing process on a metal film for use in a semiconductor device, and thereafter forming the metal layer on an upper layer side of an oxide film of the metal film for forming an insulating layer.
【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。
21. The semiconductor film according to claim 20, wherein a semiconductor substrate is used as the substrate, an insulating film made of the same semiconductor material as that of the semiconductor substrate is formed on an upper surface of the semiconductor substrate, and then the insulating layer forming metal film. And performing the high-pressure annealing treatment on the insulating-layer-forming metal film, and then forming the metal layer on the upper layer side of the oxide film of the insulating-layer-forming metal film. Method.
【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。
22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein a thin film transistor is manufactured as an MIS type semiconductor element including the MIS section.
【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。
23. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 21, wherein a MIS transistor is manufactured as the MIS semiconductor element including the MIS portion.
【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。
24. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein a MIS diode is manufactured as the MIS semiconductor element including the MIS portion.
【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。
25. The dielectric layer or a part of the dielectric layer according to claim 15, wherein an oxide film formed at the same time as the oxide film of the insulating layer forming metal film is formed on the substrate. And a metal layer formed simultaneously with the metal layer is used as one electrode to form a capacitor element.
【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。
26. The high pressure annealing process according to claim 15, wherein the temperature is 300 ° C. to 40 ° C.
A method for manufacturing a semiconductor device, which is performed under conditions of 0 ° C. and a pressure of 0.5 MPa to 2 MPa.
【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。
27. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein after the high-pressure annealing treatment is performed, the annealing treatment is performed under normal pressure or reduced pressure.
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