JP2003197618A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JP2003197618A JP2003197618A JP2001391912A JP2001391912A JP2003197618A JP 2003197618 A JP2003197618 A JP 2003197618A JP 2001391912 A JP2001391912 A JP 2001391912A JP 2001391912 A JP2001391912 A JP 2001391912A JP 2003197618 A JP2003197618 A JP 2003197618A
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- forming
- insulating film
- silicon
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- Thin Film Transistor (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多結晶シリコンとの密着性及び緻密性の高
いゲート絶縁膜を形成する。 【解決手段】 化学的気相成長（ＣＶＤ）法を用いて
非晶質シリコン膜を形成し、所定の雰囲気中でレーザア
ニール（ＥＬＡ）法により非結晶シリコン膜を結晶化す
ることによって、多結晶シリコン膜を形成すると同時
に、非常に膜厚が小さい絶縁膜を形成する。この絶縁膜
はＥＬＡによって形成されるため、緻密で高い絶縁性を
有するため、この薄膜を形成した上で、ＣＶＤ法によっ
て絶縁膜を形成すると非常に絶縁性の高い絶縁膜を得る
ことができる。なお、この薄膜の膜質は、上記の所定の
雰囲気によって決まり、この所定の雰囲気を構成する気
体には、酸素や窒素及びこれらの混合気体、水蒸気が考
えられる。
いゲート絶縁膜を形成する。 【解決手段】 化学的気相成長（ＣＶＤ）法を用いて
非晶質シリコン膜を形成し、所定の雰囲気中でレーザア
ニール（ＥＬＡ）法により非結晶シリコン膜を結晶化す
ることによって、多結晶シリコン膜を形成すると同時
に、非常に膜厚が小さい絶縁膜を形成する。この絶縁膜
はＥＬＡによって形成されるため、緻密で高い絶縁性を
有するため、この薄膜を形成した上で、ＣＶＤ法によっ
て絶縁膜を形成すると非常に絶縁性の高い絶縁膜を得る
ことができる。なお、この薄膜の膜質は、上記の所定の
雰囲気によって決まり、この所定の雰囲気を構成する気
体には、酸素や窒素及びこれらの混合気体、水蒸気が考
えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶シリコン膜
上に絶縁膜を形成する方法に関し、特に非晶質シリコン
にレーザを照射して結晶化して得られる多結晶シリコン
膜上への絶縁膜形成に関する。
上に絶縁膜を形成する方法に関し、特に非晶質シリコン
にレーザを照射して結晶化して得られる多結晶シリコン
膜上への絶縁膜形成に関する。
【０００２】
【従来の技術】アクティブマトリクス方式の表示装置の
画素電極駆動素子として、絶縁基板上に形成された多結
晶シリコン（Poly Silicon：以下、「ｐ−Ｓｉ」と称す
る。）膜を半導体膜として用いたｐ−Ｓｉ薄膜トランジ
スタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称す
る。）が実用化されている。
画素電極駆動素子として、絶縁基板上に形成された多結
晶シリコン（Poly Silicon：以下、「ｐ−Ｓｉ」と称す
る。）膜を半導体膜として用いたｐ−Ｓｉ薄膜トランジ
スタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称す
る。）が実用化されている。
【０００３】ｐ−ＳｉＴＦＴは非晶質シリコン（Amorph
ous Silicon：以下、「ａ−Ｓｉ」と称する。）を能動
層として用いたａ−ＳｉＴＦＴに比べて、電界移動度が
大きく、駆動能力が高いため、能動層にｐ−Ｓｉを用い
れば、表示画素部だけでなく駆動回路部も同一基板上に
一体で形成することができる。
ous Silicon：以下、「ａ−Ｓｉ」と称する。）を能動
層として用いたａ−ＳｉＴＦＴに比べて、電界移動度が
大きく、駆動能力が高いため、能動層にｐ−Ｓｉを用い
れば、表示画素部だけでなく駆動回路部も同一基板上に
一体で形成することができる。
【０００４】次に、絶縁基板上にｐ−ＳｉＴＦＴを形成
する工程を説明する。図５は、ｐ−ＳｉＴＦＴの製造工
程断面図である。まず、図５（ａ）に示すように、無ア
ルカリガラス等からなる絶縁基板１０１上に、プラズマ
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相成
長）法を用いて、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の
２層からなるバッファ層１０２を形成する。バッファ層
１０２上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ａ−Ｓｉ膜１
０３を形成し、脱水素処理を行う。次に、図５（ｂ）に
示すように、ａ−Ｓｉ膜１０３にレーザＬを照射し、ａ
−Ｓｉ膜１０３を結晶化してｐ−Ｓｉ膜１０４を形成す
る。次に、図５（ｃ）に示すように、フォトリソグラフ
ィ及びドライエッチングにより、ｐ−Ｓｉ膜１０４を島
状にパターニングする。バッファ層１０２及びｐ−Ｓｉ
膜１０４上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、酸化シリコ
ン膜１０６ａ及び窒化シリコン膜１０６ｂの２層からな
るゲート絶縁膜１０６を形成する。ゲート絶縁膜１０６
上に、クロム（Ｃｒ）からなる金属膜をスパッタリング
法によって形成し、フォトリソグラフィ及びドライエッ
チングにより、この金属膜を島状にパターニングしてゲ
ート電極１０７を形成する。そして、図５（ｄ）に示す
ように、ゲート電極１０７をマスクとしてｐ−Ｓｉ膜１
０４にＮ型の不純物を注入し、加熱処理により活性化を
行い、ソース領域１０４ａとドレイン領域１０４ｂを形
成する。ｐ−Ｓｉ膜１０４において、ゲート電極１０７
にマスクされた部分がチャネル領域１０４ｃとなる。以
上で、表示領域及び周辺駆動回路のｐ−ＳｉＴＦＴが形
成される。
する工程を説明する。図５は、ｐ−ＳｉＴＦＴの製造工
程断面図である。まず、図５（ａ）に示すように、無ア
ルカリガラス等からなる絶縁基板１０１上に、プラズマ
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相成
長）法を用いて、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の
２層からなるバッファ層１０２を形成する。バッファ層
１０２上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ａ−Ｓｉ膜１
０３を形成し、脱水素処理を行う。次に、図５（ｂ）に
示すように、ａ−Ｓｉ膜１０３にレーザＬを照射し、ａ
−Ｓｉ膜１０３を結晶化してｐ−Ｓｉ膜１０４を形成す
る。次に、図５（ｃ）に示すように、フォトリソグラフ
ィ及びドライエッチングにより、ｐ−Ｓｉ膜１０４を島
状にパターニングする。バッファ層１０２及びｐ−Ｓｉ
膜１０４上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、酸化シリコ
ン膜１０６ａ及び窒化シリコン膜１０６ｂの２層からな
るゲート絶縁膜１０６を形成する。ゲート絶縁膜１０６
上に、クロム（Ｃｒ）からなる金属膜をスパッタリング
法によって形成し、フォトリソグラフィ及びドライエッ
チングにより、この金属膜を島状にパターニングしてゲ
ート電極１０７を形成する。そして、図５（ｄ）に示す
ように、ゲート電極１０７をマスクとしてｐ−Ｓｉ膜１
０４にＮ型の不純物を注入し、加熱処理により活性化を
行い、ソース領域１０４ａとドレイン領域１０４ｂを形
成する。ｐ−Ｓｉ膜１０４において、ゲート電極１０７
にマスクされた部分がチャネル領域１０４ｃとなる。以
上で、表示領域及び周辺駆動回路のｐ−ＳｉＴＦＴが形
成される。
【０００５】さらに、表示領域では、その上に層間絶縁
膜１０８、配線１０９や平坦化膜１１０、画素電極１１
１を形成する。こうして、図６に示すようなアクティブ
マトリクス型表示装置のＴＦＴ基板１１２が形成され
る。現在、アクティブマトリクス型表示装置には、液晶
表示装置、有機ＥＬ表示装置などがある。例えば、液晶
表示装置は、図７に示すように、図６に示されるＴＦＴ
基板１１２と対向基板との間に、液晶ＬＣが配向膜１２
３を介して挟まれている。対向基板は、絶縁基板１２１
上に、対向電極１２２及び配向膜１２３が形成されてで
きている。対向基板は、シール剤１２４で、配向膜１２
３が形成されたＴＦＴ基板１１２と貼り合わされてい
る。貼り合わされた両基板間には、液晶ＬＣが充填され
ている。
膜１０８、配線１０９や平坦化膜１１０、画素電極１１
１を形成する。こうして、図６に示すようなアクティブ
マトリクス型表示装置のＴＦＴ基板１１２が形成され
る。現在、アクティブマトリクス型表示装置には、液晶
表示装置、有機ＥＬ表示装置などがある。例えば、液晶
表示装置は、図７に示すように、図６に示されるＴＦＴ
基板１１２と対向基板との間に、液晶ＬＣが配向膜１２
３を介して挟まれている。対向基板は、絶縁基板１２１
上に、対向電極１２２及び配向膜１２３が形成されてで
きている。対向基板は、シール剤１２４で、配向膜１２
３が形成されたＴＦＴ基板１１２と貼り合わされてい
る。貼り合わされた両基板間には、液晶ＬＣが充填され
ている。
【０００６】上述のように、ゲート絶縁膜１０６は酸化
シリコン膜１０６ａ及び窒化シリコン膜１０６ｂで構成
されている。特に酸化シリコン膜１０６ａは、その形成
方法に熱酸化法及びＣＶＤ法がある。
シリコン膜１０６ａ及び窒化シリコン膜１０６ｂで構成
されている。特に酸化シリコン膜１０６ａは、その形成
方法に熱酸化法及びＣＶＤ法がある。
【０００７】熱酸化法は、ＳｉとＯ2（酸素）又はＨ2Ｏ
（水蒸気）を高温で反応させ、Ｓｉ表面に酸化シリコン
膜を形成する方法である。ＣＶＤ法は、気相成長法とい
われるように、原料をガス状態で供給し、化学反応によ
って下地膜の表面に薄膜を堆積させる方法である。ＣＶ
Ｄ法には、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法がある。常圧ＣＶＤ法は、温度４００℃〜８００℃
の大気圧下で気相成長を行うものである。減圧ＣＶＤ法
は、常圧ＣＶＤ法と同程度の温度で０．１〜３０Ｔｏｒ
ｒの減圧下で気相成長を行うものである。プラズマＣＶ
Ｄ法は、２５０℃〜４００℃の比較的低温で、高周波電
界によって原料ガスをプラズマ化して気相成長を行うも
のである。
（水蒸気）を高温で反応させ、Ｓｉ表面に酸化シリコン
膜を形成する方法である。ＣＶＤ法は、気相成長法とい
われるように、原料をガス状態で供給し、化学反応によ
って下地膜の表面に薄膜を堆積させる方法である。ＣＶ
Ｄ法には、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法がある。常圧ＣＶＤ法は、温度４００℃〜８００℃
の大気圧下で気相成長を行うものである。減圧ＣＶＤ法
は、常圧ＣＶＤ法と同程度の温度で０．１〜３０Ｔｏｒ
ｒの減圧下で気相成長を行うものである。プラズマＣＶ
Ｄ法は、２５０℃〜４００℃の比較的低温で、高周波電
界によって原料ガスをプラズマ化して気相成長を行うも
のである。
【０００８】熱酸化法によって形成された酸化シリコン
膜は、ＣＶＤ法による酸化シリコン膜に比べて、絶縁耐
圧が高く、ｐ−Ｓｉ膜との境界面の電気的特性が良好で
安定しており、絶縁破壊が起こりにくいという特性を持
つ。しかし、熱酸化法を用いると、８００℃以上の高温
プロセスとなるため、耐熱性の点から絶縁基板に安価な
無アルカリガラス基板を使うことができず、高価な石英
ガラス基板を用いらなければならない。なお、絶縁基板
として無アルカリガラスを用いるには、全ての工程を６
００℃以下のいわゆる低温プロセスで行わなければなら
ない。
膜は、ＣＶＤ法による酸化シリコン膜に比べて、絶縁耐
圧が高く、ｐ−Ｓｉ膜との境界面の電気的特性が良好で
安定しており、絶縁破壊が起こりにくいという特性を持
つ。しかし、熱酸化法を用いると、８００℃以上の高温
プロセスとなるため、耐熱性の点から絶縁基板に安価な
無アルカリガラス基板を使うことができず、高価な石英
ガラス基板を用いらなければならない。なお、絶縁基板
として無アルカリガラスを用いるには、全ての工程を６
００℃以下のいわゆる低温プロセスで行わなければなら
ない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、低温プ
ロセスにおいて、ゲート絶縁膜１０６として用いられる
酸化シリコン膜１０６ａや窒化シリコン膜１０６ｂの形
成には、ＣＶＤ法を用いるのが主流となっている。しか
し、ＣＶＤ法はガス状態で供給された物質を表面に堆積
させることによって膜を形成するため、ＣＶＤ法によっ
て形成される膜は、ｐ−Ｓｉ膜との密着性及び膜の緻密
性の点で熱酸化法によって形成される膜に劣る。そのた
め、ゲート絶縁膜１０６は、熱酸化法によって形成され
る膜に比較して耐圧性が低いものとなっていた。その結
果、ショートが発生し、ＴＦＴの寿命の短縮や歩留まり
の低下を招いていた。また、熱酸化法で形成される膜と
同程度の耐圧性を得るためには、熱酸化法で形成される
膜よりも膜厚を厚く形成しなければならないため、膜厚
によってトランジスタの特性を悪化させていた。
ロセスにおいて、ゲート絶縁膜１０６として用いられる
酸化シリコン膜１０６ａや窒化シリコン膜１０６ｂの形
成には、ＣＶＤ法を用いるのが主流となっている。しか
し、ＣＶＤ法はガス状態で供給された物質を表面に堆積
させることによって膜を形成するため、ＣＶＤ法によっ
て形成される膜は、ｐ−Ｓｉ膜との密着性及び膜の緻密
性の点で熱酸化法によって形成される膜に劣る。そのた
め、ゲート絶縁膜１０６は、熱酸化法によって形成され
る膜に比較して耐圧性が低いものとなっていた。その結
果、ショートが発生し、ＴＦＴの寿命の短縮や歩留まり
の低下を招いていた。また、熱酸化法で形成される膜と
同程度の耐圧性を得るためには、熱酸化法で形成される
膜よりも膜厚を厚く形成しなければならないため、膜厚
によってトランジスタの特性を悪化させていた。
【００１０】本発明は、熱酸化法のような高温プロセス
を用いることなく、ｐ−Ｓｉ膜との密着性及び緻密性が
高く膜厚の薄い酸化シリコン膜若しくは、窒化シリコン
膜若しくは、酸化窒化シリコン膜を有し、耐圧性の高い
ゲート絶縁膜を有するＴＦＴを形成することを課題とす
る。
を用いることなく、ｐ−Ｓｉ膜との密着性及び緻密性が
高く膜厚の薄い酸化シリコン膜若しくは、窒化シリコン
膜若しくは、酸化窒化シリコン膜を有し、耐圧性の高い
ゲート絶縁膜を有するＴＦＴを形成することを課題とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものであり、非晶質シリコンか
らなる第１の膜を形成する工程と、前記非晶質シリコン
と反応しうる物質を含む混合物の気相中において、前記
第１の膜にレーザを照射し、多結晶シリコンからなる第
２の膜及び前記非晶質シリコンと前記物質との反応生成
物からなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する薄
膜形成方法である。
解決するためになされたものであり、非晶質シリコンか
らなる第１の膜を形成する工程と、前記非晶質シリコン
と反応しうる物質を含む混合物の気相中において、前記
第１の膜にレーザを照射し、多結晶シリコンからなる第
２の膜及び前記非晶質シリコンと前記物質との反応生成
物からなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する薄
膜形成方法である。
【００１２】または、非晶質シリコンからなる第１の膜
を形成する工程と、酸素、酸化物、またはこれらのうち
少なくとも１つを含む混合物の気相中において、前記第
１の膜にレーザを照射し、多結晶シリコンからなる第２
の膜及び酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成す
る工程とを有する薄膜形成方法である。
を形成する工程と、酸素、酸化物、またはこれらのうち
少なくとも１つを含む混合物の気相中において、前記第
１の膜にレーザを照射し、多結晶シリコンからなる第２
の膜及び酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成す
る工程とを有する薄膜形成方法である。
【００１３】または、非晶質シリコンからなる第１の膜
を形成する工程と、窒素、窒化物、またはこれらのうち
少なくとも１つを含む混合物の気相中において、前記第
１の膜にレーザを照射することによって、多結晶シリコ
ンからなる第２の膜及び窒化シリコンからなる第３の膜
を同時に形成する工程とを有する薄膜形成方法である。
を形成する工程と、窒素、窒化物、またはこれらのうち
少なくとも１つを含む混合物の気相中において、前記第
１の膜にレーザを照射することによって、多結晶シリコ
ンからなる第２の膜及び窒化シリコンからなる第３の膜
を同時に形成する工程とを有する薄膜形成方法である。
【００１４】または、非晶質シリコンからなる第１の膜
を形成する工程と、酸素、酸化物、またはこれらのうち
少なくとも１つを含む混合物と、窒素からなる混合物の
気相中において、前記第１の膜にレーザを照射すること
によって、多結晶シリコンからなる第２の膜及び窒化酸
化シリコンからなる第３の膜を同時に形成する工程とを
有する薄膜形成方法である。
を形成する工程と、酸素、酸化物、またはこれらのうち
少なくとも１つを含む混合物と、窒素からなる混合物の
気相中において、前記第１の膜にレーザを照射すること
によって、多結晶シリコンからなる第２の膜及び窒化酸
化シリコンからなる第３の膜を同時に形成する工程とを
有する薄膜形成方法である。
【００１５】または、非晶質シリコンからなる第１の膜
を形成する工程と、窒素及び酸素からなる混合物の気相
中で前記第１の膜にレーザを照射することによって、多
結晶シリコンからなる第２の膜及び窒化酸化シリコンか
らなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する薄膜形
成方法である。
を形成する工程と、窒素及び酸素からなる混合物の気相
中で前記第１の膜にレーザを照射することによって、多
結晶シリコンからなる第２の膜及び窒化酸化シリコンか
らなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する薄膜形
成方法である。
【００１６】または、非晶質シリコンからなる第１の膜
を形成する工程と、窒素及び水蒸気からなる混合物の気
相中で前記第１の膜にレーザを照射することによって、
多結晶シリコンからなる第２の膜及び窒化酸化シリコン
からなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する薄膜
形成方法である。
を形成する工程と、窒素及び水蒸気からなる混合物の気
相中で前記第１の膜にレーザを照射することによって、
多結晶シリコンからなる第２の膜及び窒化酸化シリコン
からなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する薄膜
形成方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明にかかるＴＦＴの製造工程
について以下に説明する。
について以下に説明する。
【００１８】工程１（図１（ａ））：無アルカリガラス
等からなる絶縁基板１上に、プラズマＣＶＤ法を用い
て、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の２層からなる
バッファ層２を形成する。バッファ層２上に、プラズマ
ＣＶＤ法を用いて、ａ−Ｓｉ膜３を形成し、脱水素処理
を行う。この時、図１（ｂ）に示すように、ａ−Ｓｉ膜
３が、形成時や脱水素処理時の気相と反応してａ−Ｓｉ
膜３の表面に１０Å〜２０Å程度の非常に薄い自然酸化
膜が形成される。
等からなる絶縁基板１上に、プラズマＣＶＤ法を用い
て、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の２層からなる
バッファ層２を形成する。バッファ層２上に、プラズマ
ＣＶＤ法を用いて、ａ−Ｓｉ膜３を形成し、脱水素処理
を行う。この時、図１（ｂ）に示すように、ａ−Ｓｉ膜
３が、形成時や脱水素処理時の気相と反応してａ−Ｓｉ
膜３の表面に１０Å〜２０Å程度の非常に薄い自然酸化
膜が形成される。
【００１９】工程２（図１（ｃ））：ａ−Ｓｉ膜３に後
述する所定の気相中でエキシマレーザＬを照射し、エキ
シマレーザアニール（ＥＬＡ）を行う。レーザＬによ
り、ａ−Ｓｉ膜３は加熱されて結晶化し、ｐ−Ｓｉ膜４
が形成される。同時に、ｐ−Ｓｉ膜４の表面が気相と反
応して、非常に薄い絶縁膜５が形成される。自然酸化膜
の上からＥＬＡを行うことによって、ａ−Ｓｉ膜３が結
晶化してｐ−Ｓｉ膜４が形成されると同時に、ｐ−Ｓｉ
膜４の表面と気相が反応して、自然酸化膜とｐ−Ｓｉ膜
４の界面に膜厚が３０Å〜５０Åの絶縁膜が形成され
る。その結果、自然酸化膜と合わせて、膜厚が６０Å程
度の絶縁膜５が形成される。
述する所定の気相中でエキシマレーザＬを照射し、エキ
シマレーザアニール（ＥＬＡ）を行う。レーザＬによ
り、ａ−Ｓｉ膜３は加熱されて結晶化し、ｐ−Ｓｉ膜４
が形成される。同時に、ｐ−Ｓｉ膜４の表面が気相と反
応して、非常に薄い絶縁膜５が形成される。自然酸化膜
の上からＥＬＡを行うことによって、ａ−Ｓｉ膜３が結
晶化してｐ−Ｓｉ膜４が形成されると同時に、ｐ−Ｓｉ
膜４の表面と気相が反応して、自然酸化膜とｐ−Ｓｉ膜
４の界面に膜厚が３０Å〜５０Åの絶縁膜が形成され
る。その結果、自然酸化膜と合わせて、膜厚が６０Å程
度の絶縁膜５が形成される。
【００２０】工程３（図１（ｄ））：フォトリソグラフ
ィ及びドライエッチングにより、ｐ−Ｓｉ膜４及び絶縁
膜５を島状にパターニングする。
ィ及びドライエッチングにより、ｐ−Ｓｉ膜４及び絶縁
膜５を島状にパターニングする。
【００２１】工程４（図２（ｅ））：バッファ層２及び
絶縁膜５上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ゲート絶縁
膜６を形成する。ゲート絶縁膜６上に、クロム（Ｃｒ）
からなる金属膜をスパッタリング法によって形成し、フ
ォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて、ゲー
ト電極７を形成する。絶縁膜５の単層では膜厚が十分で
ないため、ＣＶＤによるゲート絶縁膜６を形成する必要
がある。
絶縁膜５上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ゲート絶縁
膜６を形成する。ゲート絶縁膜６上に、クロム（Ｃｒ）
からなる金属膜をスパッタリング法によって形成し、フ
ォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて、ゲー
ト電極７を形成する。絶縁膜５の単層では膜厚が十分で
ないため、ＣＶＤによるゲート絶縁膜６を形成する必要
がある。
【００２２】ここで、ゲート電極７とｐ−Ｓｉ膜４との
間の絶縁膜は、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜で構
成されていることが望ましい。これは、窒化シリコン膜
は絶縁性以外に不純物の流出を防ぐ効果をも有し、酸化
シリコン膜は窒化シリコン膜よりも強い絶縁効果を有す
るためである。従って、例えば絶縁膜５を窒化シリコン
膜で形成し、ゲート絶縁膜６を酸化シリコン膜とすると
いった具合に、絶縁膜５とゲート絶縁膜６とは、窒化シ
リコン膜と酸化シリコン膜で互いに異なる膜で構成され
ていることが望ましい。
間の絶縁膜は、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜で構
成されていることが望ましい。これは、窒化シリコン膜
は絶縁性以外に不純物の流出を防ぐ効果をも有し、酸化
シリコン膜は窒化シリコン膜よりも強い絶縁効果を有す
るためである。従って、例えば絶縁膜５を窒化シリコン
膜で形成し、ゲート絶縁膜６を酸化シリコン膜とすると
いった具合に、絶縁膜５とゲート絶縁膜６とは、窒化シ
リコン膜と酸化シリコン膜で互いに異なる膜で構成され
ていることが望ましい。
【００２３】工程５（図２（ｆ））：ゲート電極７をマ
スクとしてＮ型の不純物を注入し、加熱処理により活性
化を行い、ソース領域４ａとドレイン領域４ｂを形成す
る。ゲート電極７にマスクされた部分がチャネル領域４
ｃになる。
スクとしてＮ型の不純物を注入し、加熱処理により活性
化を行い、ソース領域４ａとドレイン領域４ｂを形成す
る。ゲート電極７にマスクされた部分がチャネル領域４
ｃになる。
【００２４】工程６（図２（ｇ））：ゲート絶縁膜６及
びゲート電極７上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、酸化
シリコン膜及び窒化シリコン膜の２層からなる層間絶縁
膜８を形成する。フォトリソグラフィ及びドライエッチ
ングを用いて、層間絶縁膜８及びゲート絶縁膜６及び絶
縁膜５を貫通し、ソース領域４ａ及びドレイン領域４ｂ
を露出するように、第１コンタクトホールを形成する。
層間絶縁膜８及び第１コンタクトホール上に、アルミニ
ウム（Ａｌ）若しくはモリブデン（Ｍｏ）からなる金属
膜をスパッタリング法により形成し、フォトリソグラフ
ィ及びドライエッチングを用いて、ドレイン信号線９を
形成する。ドレイン信号線９ｂは、ドレイン領域４ｂを
露出する第１コンタクトホールを埋めて、紙面に垂直な
方向に伸びるように形成される。
びゲート電極７上に、プラズマＣＶＤ法を用いて、酸化
シリコン膜及び窒化シリコン膜の２層からなる層間絶縁
膜８を形成する。フォトリソグラフィ及びドライエッチ
ングを用いて、層間絶縁膜８及びゲート絶縁膜６及び絶
縁膜５を貫通し、ソース領域４ａ及びドレイン領域４ｂ
を露出するように、第１コンタクトホールを形成する。
層間絶縁膜８及び第１コンタクトホール上に、アルミニ
ウム（Ａｌ）若しくはモリブデン（Ｍｏ）からなる金属
膜をスパッタリング法により形成し、フォトリソグラフ
ィ及びドライエッチングを用いて、ドレイン信号線９を
形成する。ドレイン信号線９ｂは、ドレイン領域４ｂを
露出する第１コンタクトホールを埋めて、紙面に垂直な
方向に伸びるように形成される。
【００２５】工程７（図３）：層間絶縁膜８及びドレイ
ン信号線９ｂの上に、有機系材料からなる平坦化膜１０
を形成する。フォトリソグラフィ及びドライエッチング
を用いて、平坦化膜１０及び層間絶縁膜８、ゲート絶縁
膜６及び絶縁膜５を貫通してソース領域４ａを露出する
ように、第２コンタクトホールを形成する。第２コンタ
クトホール及び平坦化膜１０上に、ＩＴＯからなる膜を
スパッタリング法によって形成し、フォトリソグラフィ
及びドライエッチングを用いて画素電極１１を形成す
る。こうして、ＴＦＴが完成する。
ン信号線９ｂの上に、有機系材料からなる平坦化膜１０
を形成する。フォトリソグラフィ及びドライエッチング
を用いて、平坦化膜１０及び層間絶縁膜８、ゲート絶縁
膜６及び絶縁膜５を貫通してソース領域４ａを露出する
ように、第２コンタクトホールを形成する。第２コンタ
クトホール及び平坦化膜１０上に、ＩＴＯからなる膜を
スパッタリング法によって形成し、フォトリソグラフィ
及びドライエッチングを用いて画素電極１１を形成す
る。こうして、ＴＦＴが完成する。
【００２６】なお、上記の工程では、Ｎ型の不純物を注
入してＮチャネル型のＴＦＴを形成したが、Ｐ型の不純
物を注入してＰチャネル型のＴＦＴを形成しても構わな
い。
入してＮチャネル型のＴＦＴを形成したが、Ｐ型の不純
物を注入してＰチャネル型のＴＦＴを形成しても構わな
い。
【００２７】上記の方法で薄膜トランジスタを形成する
と、絶縁膜５は、ゲート絶縁膜６に比較して緻密な膜で
あるため、ゲート絶縁膜６よりも絶縁性に優れている。
そのため、従来のゲート絶縁膜１０６の膜厚に比較し
て、絶縁膜５とゲート絶縁膜６の合計膜厚を小さくする
ことができ、ゲート電極７とｐ−Ｓｉ膜４との間隔が短
くなり、より低い閾値の薄膜トランジスタを形成するこ
とができるようになる。
と、絶縁膜５は、ゲート絶縁膜６に比較して緻密な膜で
あるため、ゲート絶縁膜６よりも絶縁性に優れている。
そのため、従来のゲート絶縁膜１０６の膜厚に比較し
て、絶縁膜５とゲート絶縁膜６の合計膜厚を小さくする
ことができ、ゲート電極７とｐ−Ｓｉ膜４との間隔が短
くなり、より低い閾値の薄膜トランジスタを形成するこ
とができるようになる。
【００２８】ここで、ＥＬＡ法によって形成される絶縁
膜５の膜質は、気相に含まれる反応ガスの種類、濃度、
レーザＬの照射回数、エネルギー密度に依存する。例え
ば、窒素、窒化物のような窒化雰囲気中でＥＬＡを行う
と、ａ−Ｓｉ膜３の表面が窒素Ｎ2と反応して窒化シリ
コン膜が絶縁膜５として形成される。また、酸素や酸化
物、例えば水蒸気などの酸化能力のある酸化雰囲気中で
ＥＬＡを行うと、ａ−Ｓｉ膜３の表面が酸素Ｏ2と反応
して酸化シリコン膜が絶縁膜５として形成される。更
に、窒化雰囲気と酸化雰囲気の混合雰囲気中でＥＬＡを
行えば、ａ−Ｓｉ膜３の表面が窒素Ｎ2及び酸素Ｏ2と反
応して窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜からなる混合
物である窒化酸化シリコン膜が絶縁膜５として形成され
る。
膜５の膜質は、気相に含まれる反応ガスの種類、濃度、
レーザＬの照射回数、エネルギー密度に依存する。例え
ば、窒素、窒化物のような窒化雰囲気中でＥＬＡを行う
と、ａ−Ｓｉ膜３の表面が窒素Ｎ2と反応して窒化シリ
コン膜が絶縁膜５として形成される。また、酸素や酸化
物、例えば水蒸気などの酸化能力のある酸化雰囲気中で
ＥＬＡを行うと、ａ−Ｓｉ膜３の表面が酸素Ｏ2と反応
して酸化シリコン膜が絶縁膜５として形成される。更
に、窒化雰囲気と酸化雰囲気の混合雰囲気中でＥＬＡを
行えば、ａ−Ｓｉ膜３の表面が窒素Ｎ2及び酸素Ｏ2と反
応して窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜からなる混合
物である窒化酸化シリコン膜が絶縁膜５として形成され
る。
【００２９】次に、上述した製造方法におけるＥＬＡの
条件について、さらに詳しく説明する。ＥＬＡによる膜
形成では、雰囲気、照射回数、エネルギー密度を変える
ことによって膜質を変えることができる。そこで、上記
の工程２において、ＥＬＡを行うときの条件と、そのと
きに形成される絶縁膜５の膜質について実験を行い、図
４のグラフに示されるような結果を得た。なお、この実
験は窒素Ｎ2及び酸素Ｏ2を用いてそれぞれ行ったが、結
果はほぼ同様であったため、ここでは窒素Ｎ2を例示し
て説明する。
条件について、さらに詳しく説明する。ＥＬＡによる膜
形成では、雰囲気、照射回数、エネルギー密度を変える
ことによって膜質を変えることができる。そこで、上記
の工程２において、ＥＬＡを行うときの条件と、そのと
きに形成される絶縁膜５の膜質について実験を行い、図
４のグラフに示されるような結果を得た。なお、この実
験は窒素Ｎ2及び酸素Ｏ2を用いてそれぞれ行ったが、結
果はほぼ同様であったため、ここでは窒素Ｎ2を例示し
て説明する。
【００３０】図４は、ＥＬＡによって生じた絶縁膜５の
膜厚とレーザＬの照射回数及びエネルギー密度との関係
を示すグラフである。気相雰囲気は、分圧が１ａｔｍの
Ｎ2をＡｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｈｅ等の不活性ガスによって
希釈したガスを用いた。図４のグラフにおいて、縦軸は
絶縁膜５の膜厚、横軸はレーザＬの照射回数を示してい
る。プロットされた各点の形状はレーザＬのエネルギー
密度を示し、菱形◇は３８０ｍＪ／ｃｍ2、正方形□は
３０５ｍＪ／ｃｍ2、三角形△は２０９ｍＪ／ｃｍ2の場
合を示している。そして、照射回数をｘ、膜厚をｙとし
てｙ＝ａｘbの式に近似して示している。なお、自然酸
化膜の膜厚は約１５Åである。図４から読みとれる実験
結果は、以下の通りである。
膜厚とレーザＬの照射回数及びエネルギー密度との関係
を示すグラフである。気相雰囲気は、分圧が１ａｔｍの
Ｎ2をＡｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｈｅ等の不活性ガスによって
希釈したガスを用いた。図４のグラフにおいて、縦軸は
絶縁膜５の膜厚、横軸はレーザＬの照射回数を示してい
る。プロットされた各点の形状はレーザＬのエネルギー
密度を示し、菱形◇は３８０ｍＪ／ｃｍ2、正方形□は
３０５ｍＪ／ｃｍ2、三角形△は２０９ｍＪ／ｃｍ2の場
合を示している。そして、照射回数をｘ、膜厚をｙとし
てｙ＝ａｘbの式に近似して示している。なお、自然酸
化膜の膜厚は約１５Åである。図４から読みとれる実験
結果は、以下の通りである。
【００３１】第１に、照射回数が同じであれば、レーザ
Ｌのエネルギー密度が高いほど、絶縁膜５の膜厚は大き
くなる。レーザＬのエネルギー密度３８０ｍＪ／ｃｍ2
を１とすると、３０５ｍＪ／ｃｍ2は約３／４、２０９
ｍＪ／ｃｍ2は約１／２である。まず、各グラフの左端
の点、即ち、レーザＬの照射回数が５回の場合に着目す
る。レーザＬのエネルギー密度が３８０ｍＪ／ｃｍ2の
場合には約１０Å、３０５ｍＪ／ｃｍ2の場合には約９
Åと、ほぼ同等の膜厚を有する絶縁膜５が形成されたの
に対し、２０９ｍＪ／ｃｍ2の場合には絶縁膜５はほと
んど形成されなかった。次に、各グラフの右端の点、即
ち、レーザＬの照射回数が１６０回の場合に着目する。
レーザＬのエネルギー密度が３８０ｍＪ／ｃｍ2の場合
は約５１Å、３０５ｍＪ／ｃｍ2の場合は約４３Å、２
０９ｍＪ／ｃｍ2の場合は約１０Åの膜厚を有する絶縁
膜５がそれぞれ形成された。これより、レーザＬのエネ
ルギー密度が３８０ｍＪ／ｃｍ2と３０５ｍＪ／ｃｍ2の
場合には、レーザＬの照射回数に応じて絶縁膜５が厚く
形成されているのに対し、エネルギー密度が２０９ｍＪ
／ｃｍ2の場合には、レーザＬの照射回数を増やしても
絶縁膜５の膜厚がほとんど増加していない。従って、効
果的に絶縁膜５を形成するために、レーザＬは最低でも
２０９ｍＪ／ｃｍ2よりも大きいエネルギー密度が必要
である。そして、より短時間で耐圧性の高い絶縁膜５を
形成するためには、できるだけ高いエネルギー密度でＥ
ＬＡを行うのが良い。しかし、３０５ｍＪ／ｃｍ2での
膜厚と３８０ｍＪ／ｃｍ2での膜厚を比較すると、それ
ほど大きな差が見られない。高いエネルギー密度のレー
ザを定常的に出力させるためには、メンテナンスを頻繁
に行う必要があるため、量産時には好ましくない。従っ
て、エネルギー密度は３８０ｍＪ／ｃｍ2以下で十分で
ある。
Ｌのエネルギー密度が高いほど、絶縁膜５の膜厚は大き
くなる。レーザＬのエネルギー密度３８０ｍＪ／ｃｍ2
を１とすると、３０５ｍＪ／ｃｍ2は約３／４、２０９
ｍＪ／ｃｍ2は約１／２である。まず、各グラフの左端
の点、即ち、レーザＬの照射回数が５回の場合に着目す
る。レーザＬのエネルギー密度が３８０ｍＪ／ｃｍ2の
場合には約１０Å、３０５ｍＪ／ｃｍ2の場合には約９
Åと、ほぼ同等の膜厚を有する絶縁膜５が形成されたの
に対し、２０９ｍＪ／ｃｍ2の場合には絶縁膜５はほと
んど形成されなかった。次に、各グラフの右端の点、即
ち、レーザＬの照射回数が１６０回の場合に着目する。
レーザＬのエネルギー密度が３８０ｍＪ／ｃｍ2の場合
は約５１Å、３０５ｍＪ／ｃｍ2の場合は約４３Å、２
０９ｍＪ／ｃｍ2の場合は約１０Åの膜厚を有する絶縁
膜５がそれぞれ形成された。これより、レーザＬのエネ
ルギー密度が３８０ｍＪ／ｃｍ2と３０５ｍＪ／ｃｍ2の
場合には、レーザＬの照射回数に応じて絶縁膜５が厚く
形成されているのに対し、エネルギー密度が２０９ｍＪ
／ｃｍ2の場合には、レーザＬの照射回数を増やしても
絶縁膜５の膜厚がほとんど増加していない。従って、効
果的に絶縁膜５を形成するために、レーザＬは最低でも
２０９ｍＪ／ｃｍ2よりも大きいエネルギー密度が必要
である。そして、より短時間で耐圧性の高い絶縁膜５を
形成するためには、できるだけ高いエネルギー密度でＥ
ＬＡを行うのが良い。しかし、３０５ｍＪ／ｃｍ2での
膜厚と３８０ｍＪ／ｃｍ2での膜厚を比較すると、それ
ほど大きな差が見られない。高いエネルギー密度のレー
ザを定常的に出力させるためには、メンテナンスを頻繁
に行う必要があるため、量産時には好ましくない。従っ
て、エネルギー密度は３８０ｍＪ／ｃｍ2以下で十分で
ある。
【００３２】第２に、レーザＬの照射回数が多いほど絶
縁膜５の膜厚は大きくなる。上述したｙ＝ａｘbのフィ
ッティングカーブを式に表すと、以下の式になる。 ３８０ｍＪ／ｃｍ2：ｙ＝４３．３６ｘ0.4858 ３０５ｍＪ／ｃｍ2：ｙ＝３７．１３４ｘ0.4808 ２０９ｍＪ／ｃｍ2：ｙ＝７．４７１６ｘ0.5234 （レーザＬのエネルギー密度：グラフの関係式） 以上の関係式から、絶縁膜５の膜厚ｙは、レーザＬの照
射回数ｘの約１／２乗に比例して増加していることがわ
かる。従って、レーザＬの照射回数が多いほど膜厚ｙは
増加するものの、あまり回数を増やしてもさほど効果が
なくなってくることがわかる。量産時のスループットを
考えると、レーザＬの照射回数は１５０回以下にするこ
とが望ましい。
縁膜５の膜厚は大きくなる。上述したｙ＝ａｘbのフィ
ッティングカーブを式に表すと、以下の式になる。 ３８０ｍＪ／ｃｍ2：ｙ＝４３．３６ｘ0.4858 ３０５ｍＪ／ｃｍ2：ｙ＝３７．１３４ｘ0.4808 ２０９ｍＪ／ｃｍ2：ｙ＝７．４７１６ｘ0.5234 （レーザＬのエネルギー密度：グラフの関係式） 以上の関係式から、絶縁膜５の膜厚ｙは、レーザＬの照
射回数ｘの約１／２乗に比例して増加していることがわ
かる。従って、レーザＬの照射回数が多いほど膜厚ｙは
増加するものの、あまり回数を増やしてもさほど効果が
なくなってくることがわかる。量産時のスループットを
考えると、レーザＬの照射回数は１５０回以下にするこ
とが望ましい。
【００３３】次に、気体の分圧を下げていき、エネルギ
ー密度を上記と同じ３通り（３８０ｍＪ／ｃｍ2、３０
５ｍＪ／ｃｍ2、２０９ｍＪ／ｃｍ2）にして、同様の実
験を行った。すると、分圧５×１０―4気圧の窒素雰囲
気中で実験を行ったときには、レーザＬのエネルギー密
度及び照射回数がどのような値を取っても絶縁膜５は形
成されなかった。従って、絶縁膜５を形成するために
は、少なくとも５×１０ ―4気圧を越える分圧を有する
気体が必要であることがわかる。なお、酸素Ｏ2につい
ても同様の結果であった。反応気相の分圧は０．５Pa以
上であることが望ましい。
ー密度を上記と同じ３通り（３８０ｍＪ／ｃｍ2、３０
５ｍＪ／ｃｍ2、２０９ｍＪ／ｃｍ2）にして、同様の実
験を行った。すると、分圧５×１０―4気圧の窒素雰囲
気中で実験を行ったときには、レーザＬのエネルギー密
度及び照射回数がどのような値を取っても絶縁膜５は形
成されなかった。従って、絶縁膜５を形成するために
は、少なくとも５×１０ ―4気圧を越える分圧を有する
気体が必要であることがわかる。なお、酸素Ｏ2につい
ても同様の結果であった。反応気相の分圧は０．５Pa以
上であることが望ましい。
【００３４】以上に述べたように、本発明のＴＦＴの製
造方法では、ＥＬＡ法という低温プロセスにより、ＣＶ
Ｄ法に比べて非常に薄く、密着性の高い緻密な膜をｐ−
Ｓｉ膜上に形成することができるため、耐圧性の高いＴ
ＦＴを製造することができる。しかも、結晶化工程と同
時に絶縁膜形成工程を行うことができるので、製造工程
数を削減でき、スループットが向上する。
造方法では、ＥＬＡ法という低温プロセスにより、ＣＶ
Ｄ法に比べて非常に薄く、密着性の高い緻密な膜をｐ−
Ｓｉ膜上に形成することができるため、耐圧性の高いＴ
ＦＴを製造することができる。しかも、結晶化工程と同
時に絶縁膜形成工程を行うことができるので、製造工程
数を削減でき、スループットが向上する。
【００３５】なお、本発明の実施形態においてアクティ
ブマトリクス型表示装置を例示して説明したが、本発明
のＴＦＴの製造方法はこれに限定されるものではなく、
キャパシタやフラッシュメモリにも用いることができ
る。例えば、ＡｌやＢＰＳＧ（Boron Phosphorous Sili
cate Glass）等の低融点金属膜を形成したために、後の
工程で熱酸化処理ができなくなってしまったＭＯＳ（Me
tal Oxide Semiconductor）トランジスタや、ガラス基
板上の集積回路に用いるキャパシタやフラッシュメモリ
の絶縁膜にも、本発明のＴＦＴの製造方法を適用するこ
とができる。
ブマトリクス型表示装置を例示して説明したが、本発明
のＴＦＴの製造方法はこれに限定されるものではなく、
キャパシタやフラッシュメモリにも用いることができ
る。例えば、ＡｌやＢＰＳＧ（Boron Phosphorous Sili
cate Glass）等の低融点金属膜を形成したために、後の
工程で熱酸化処理ができなくなってしまったＭＯＳ（Me
tal Oxide Semiconductor）トランジスタや、ガラス基
板上の集積回路に用いるキャパシタやフラッシュメモリ
の絶縁膜にも、本発明のＴＦＴの製造方法を適用するこ
とができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の薄膜形成方法は、非晶質シリコ
ンからなる第１の膜を形成する工程と、前記非晶質シリ
コンと反応しうる物質を含む混合物の気相中において、
第１の膜にレーザを照射し、多結晶シリコンからなる第
２の膜及び前記非晶質シリコンと前記物質との反応生成
物からなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する。
これらの工程で、レーザアニールによって緻密な第３の
膜を形成することができ、この第３の膜を薄膜トランジ
スタのゲート絶縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜
の絶縁性を高めることができる。
ンからなる第１の膜を形成する工程と、前記非晶質シリ
コンと反応しうる物質を含む混合物の気相中において、
第１の膜にレーザを照射し、多結晶シリコンからなる第
２の膜及び前記非晶質シリコンと前記物質との反応生成
物からなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する。
これらの工程で、レーザアニールによって緻密な第３の
膜を形成することができ、この第３の膜を薄膜トランジ
スタのゲート絶縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜
の絶縁性を高めることができる。
【００３７】また、本発明の薄膜形成方法は、非晶質シ
リコンからなる第１の膜を形成する工程と、酸素、酸化
物、またはこれらのうち２種以上の混合物の気相中にお
いて、第１の膜にレーザを照射し、多結晶シリコンから
なる第２の膜及び酸化シリコンからなる第３の膜を同時
に形成する工程とを有する。これらの工程で、レーザア
ニールによって緻密な酸化シリコン膜を形成することが
でき、この酸化シリコン膜を薄膜トランジスタのゲート
絶縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜の絶縁性を高
めることができる。
リコンからなる第１の膜を形成する工程と、酸素、酸化
物、またはこれらのうち２種以上の混合物の気相中にお
いて、第１の膜にレーザを照射し、多結晶シリコンから
なる第２の膜及び酸化シリコンからなる第３の膜を同時
に形成する工程とを有する。これらの工程で、レーザア
ニールによって緻密な酸化シリコン膜を形成することが
でき、この酸化シリコン膜を薄膜トランジスタのゲート
絶縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜の絶縁性を高
めることができる。
【００３８】また、本発明の薄膜形成方法は、非晶質シ
リコンからなる第１の膜を形成する工程と、窒素、窒化
物、またはこれらの混合物の気相中において、前記第１
の膜にレーザを照射することによって、多結晶シリコン
からなる第２の膜及び窒化シリコンからなる第３の膜を
同時に形成する工程とを有する。これらの工程で、レー
ザアニールによって緻密な窒化シリコン膜を形成するこ
とができ、この窒化シリコン膜を薄膜トランジスタのゲ
ート絶縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜の絶縁性
を高めることができる。また、窒化シリコン膜は不純物
の流出を防ぐパッシベーション層としても利用すること
ができるので、多結晶シリコンに隣接するゲート絶縁膜
として積層されることにより、より一層絶縁不良を防ぐ
ことができる。
リコンからなる第１の膜を形成する工程と、窒素、窒化
物、またはこれらの混合物の気相中において、前記第１
の膜にレーザを照射することによって、多結晶シリコン
からなる第２の膜及び窒化シリコンからなる第３の膜を
同時に形成する工程とを有する。これらの工程で、レー
ザアニールによって緻密な窒化シリコン膜を形成するこ
とができ、この窒化シリコン膜を薄膜トランジスタのゲ
ート絶縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜の絶縁性
を高めることができる。また、窒化シリコン膜は不純物
の流出を防ぐパッシベーション層としても利用すること
ができるので、多結晶シリコンに隣接するゲート絶縁膜
として積層されることにより、より一層絶縁不良を防ぐ
ことができる。
【００３９】また、本発明の薄膜形成方法は、非晶質シ
リコンからなる第１の膜を形成する工程と、酸素、酸化
物、またはこれらのうち２種以上の混合物と、窒素から
なる混合物の気相中において、前記第１の膜にレーザを
照射することによって、多結晶シリコンからなる第２の
膜及び窒化酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成
する工程とを有する。これらの工程で、レーザアニール
によって緻密な窒化酸化シリコン膜を形成することがで
き、この窒化酸化シリコン膜を薄膜トランジスタのゲー
ト絶縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜の絶縁性を
高めることができる。
リコンからなる第１の膜を形成する工程と、酸素、酸化
物、またはこれらのうち２種以上の混合物と、窒素から
なる混合物の気相中において、前記第１の膜にレーザを
照射することによって、多結晶シリコンからなる第２の
膜及び窒化酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成
する工程とを有する。これらの工程で、レーザアニール
によって緻密な窒化酸化シリコン膜を形成することがで
き、この窒化酸化シリコン膜を薄膜トランジスタのゲー
ト絶縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜の絶縁性を
高めることができる。
【００４０】また本発明の薄膜形成方法は、非晶質シリ
コンからなる第１の膜を形成する工程と、窒素及び酸素
からなる混合物の気相中で前記第１の膜にレーザを照射
することによって、多結晶シリコンからなる第２の膜及
び窒化酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成する
工程とを有する。これらの工程で、レーザアニールによ
って緻密な窒化酸化シリコン膜を形成することができ、
この窒化酸化シリコン膜を薄膜トランジスタのゲート絶
縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜の絶縁性を高め
ることができる。
コンからなる第１の膜を形成する工程と、窒素及び酸素
からなる混合物の気相中で前記第１の膜にレーザを照射
することによって、多結晶シリコンからなる第２の膜及
び窒化酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成する
工程とを有する。これらの工程で、レーザアニールによ
って緻密な窒化酸化シリコン膜を形成することができ、
この窒化酸化シリコン膜を薄膜トランジスタのゲート絶
縁膜に用いることにより、ゲート絶縁膜の絶縁性を高め
ることができる。
【００４１】また本発明の薄膜形成方法は、非晶質シリ
コンからなる第１の膜を形成する工程と、窒素及び水蒸
気からなる混合物の気相中で前記第１の膜にレーザを照
射することによって、多結晶シリコンからなる第２の膜
及び窒化酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成す
る工程とを有する薄膜形成方法である。これらの工程
で、レーザアニールによって緻密な窒化酸化シリコン膜
を形成することができ、この窒化酸化シリコン膜を薄膜
トランジスタのゲート絶縁膜に用いることにより、ゲー
ト絶縁膜の絶縁性を高めることができる。
コンからなる第１の膜を形成する工程と、窒素及び水蒸
気からなる混合物の気相中で前記第１の膜にレーザを照
射することによって、多結晶シリコンからなる第２の膜
及び窒化酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成す
る工程とを有する薄膜形成方法である。これらの工程
で、レーザアニールによって緻密な窒化酸化シリコン膜
を形成することができ、この窒化酸化シリコン膜を薄膜
トランジスタのゲート絶縁膜に用いることにより、ゲー
ト絶縁膜の絶縁性を高めることができる。
【００４２】以上、ａ−Ｓｉ膜を結晶化してｐ−Ｓｉ膜
を形成する際に、酸素雰囲気中でＥＬＡを行うことによ
り、ｐ−Ｓｉ膜を形成すると同時に、ｐ−Ｓｉ膜の表面
に密着性及び緻密性の高い絶縁膜を形成することができ
る。この絶縁膜をゲート絶縁膜として用いることによ
り、ＣＶＤによる絶縁膜よりも密着性及び緻密性が高い
ので、ゲート絶縁膜の絶縁性、耐圧性を高めることがで
きる。従って閾値が低く特性のよいＴＦＴを形成するこ
とができる。また、ＴＦＴの特性ばらつきが少なく、寿
命及び歩留まりを向上させることができる。
を形成する際に、酸素雰囲気中でＥＬＡを行うことによ
り、ｐ−Ｓｉ膜を形成すると同時に、ｐ−Ｓｉ膜の表面
に密着性及び緻密性の高い絶縁膜を形成することができ
る。この絶縁膜をゲート絶縁膜として用いることによ
り、ＣＶＤによる絶縁膜よりも密着性及び緻密性が高い
ので、ゲート絶縁膜の絶縁性、耐圧性を高めることがで
きる。従って閾値が低く特性のよいＴＦＴを形成するこ
とができる。また、ＴＦＴの特性ばらつきが少なく、寿
命及び歩留まりを向上させることができる。
【図１】本発明の実施形態にかかる薄膜トランジスタの
製造工程断面図である。
製造工程断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる薄膜トランジスタの
製造工程断面図である。
製造工程断面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる薄膜トランジスタの
構造断面図である。
構造断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる薄膜の膜厚とレーザ
の照射回数及びエネルギー密度との関係を示すグラフで
ある。
の照射回数及びエネルギー密度との関係を示すグラフで
ある。
【図５】従来の技術にかかる薄膜トランジスタの製造工
程断面図である。
程断面図である。
【図６】従来の技術にかかる薄膜トランジスタの構造断
面図である。
面図である。
【図７】従来の技術にかかる薄膜トランジスタを用いた
液晶表示装置の構造断面図である。
液晶表示装置の構造断面図である。
１，１０１：絶縁基板
２，１０２：バッファ層
３，１０３：ａ−Ｓｉ膜
４，１０４：ｐ−Ｓｉ膜
５：酸化シリコン膜
６，１０６：ゲート絶縁膜
７，１０７：ゲート電極
８，１０８：層間絶縁膜
９，１０９：ドレイン信号線
１０，１１０：平坦化膜
１１，１１１：画素電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 萩野 隆志
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
(72)発明者 今尾 和博
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
(72)発明者 森本 佳宏
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
Ｆターム(参考） 5F052 AA02 BB07 DA02 DB03 EA12
HA03 JA01
5F058 BA01 BB04 BB07 BC02 BC08
BC11 BF77 BJ10
5F110 AA17 BB02 CC02 DD02 DD13
DD14 EE04 EE44 FF02 FF03
FF04 FF09 FF21 FF22 FF26
FF30 GG02 GG13 GG45 HJ12
HJ23 HL03 HL04 HL07 HL23
NN03 NN23 NN24 NN27 NN35
NN72 PP03 PP13 PP26 PP35
QQ08 QQ11
Claims (6)
- 【請求項１】 非晶質シリコンからなる第１の膜を形成
する工程と、前記非晶質シリコンと反応しうる物質を含
む混合物からなる気相中において、前記第１の膜にレー
ザを照射し、多結晶シリコンからなる第２の膜及び前記
非晶質シリコンと前記物質との反応生成物からなる第３
の膜を同時に形成する工程とを有することを特徴とする
薄膜形成方法。 - 【請求項２】 非晶質シリコンからなる第１の膜を形成
する工程と、酸素、酸化物、またはこれらのうち少なく
とも１つを含む混合物の気相中において、前記第１の膜
にレーザを照射し、多結晶シリコンからなる第２の膜及
び酸化シリコンからなる第３の膜を同時に形成する工程
とを有することを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項３】 非晶質シリコンからなる第１の膜を形成
する工程と、窒素、窒化物、またはこれらのうち少なく
とも１つを含む混合物の気相中において、前記第１の膜
にレーザを照射することによって、多結晶シリコンから
なる第２の膜及び窒化シリコンからなる第３の膜を同時
に形成する工程とを有することを特徴とする薄膜形成方
法。 - 【請求項４】 非晶質シリコンからなる第１の膜を形成
する工程と、酸素、酸化物、またはこれらのうち少なく
とも１つを含む混合物と、窒素からなる混合物の気相中
において、前記第１の膜にレーザを照射することによっ
て、多結晶シリコンからなる第２の膜及び窒化酸化シリ
コンからなる第３の膜を同時に形成する工程とを有する
ことを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項５】 非晶質シリコンからなる第１の膜を形成
する工程と、窒素及び酸素からなる混合物の気相中で前
記第１の膜にレーザを照射することによって、多結晶シ
リコンからなる第２の膜及び窒化酸化シリコンからなる
第３の膜を同時に形成する工程とを有することを特徴と
する薄膜形成方法。 - 【請求項６】 非晶質シリコンからなる第１の膜を形成
する工程と、窒素及び水蒸気からなる混合物の気相中で
前記第１の膜にレーザを照射することによって、多結晶
シリコンからなる第２の膜及び窒化酸化シリコンからな
る第３の膜を同時に形成する工程とを有することを特徴
とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001391912A JP2003197618A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001391912A JP2003197618A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003197618A true JP2003197618A (ja) | 2003-07-11 |
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ID=27599364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001391912A Pending JP2003197618A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003197618A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1303658C (zh) * | 2004-07-09 | 2007-03-07 | 友达光电股份有限公司 | 薄膜晶体管的制造方法及其结构 |
| JP2009004770A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Samsung Sdi Co Ltd | 多結晶シリコン層の製造方法、これを用いて形成した薄膜トランジスタ、その製造方法、並びに、これを備えた有機電界発光表示装置 |
| US7700460B2 (en) | 2005-11-14 | 2010-04-20 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device fabrication method and electronic device fabrication method |
| US7935585B2 (en) | 2006-10-11 | 2011-05-03 | Seiko Epson Corporation | Method of fabricating semiconductor device and method for fabricating electronic device |
| US8034175B2 (en) | 2005-04-01 | 2011-10-11 | Seiko Epson Corporation | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device, and electronic apparatus |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391912A patent/JP2003197618A/ja active Pending
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| US8445336B2 (en) | 2007-06-19 | 2013-05-21 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of fabricating polycrystalline silicon, TFT fabricated using the same, method of fabricating the TFT, and organic light emitting diode display device including the TFT |
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