JP2007165731A - 絶縁膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法及び液晶表示デバイスの製造方法 - Google Patents
絶縁膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法及び液晶表示デバイスの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】絶縁膜(ゲート絶縁膜3)及び薄膜トランジスタ10の製造方法において、基板1上に半導体薄膜2を形成し、半導体薄膜2を結晶化し、結晶化半導体薄膜20を形成し、結晶化半導体薄膜20の表面に異方性酸化を行い、結晶化半導体薄膜20の表面上に異方性酸化膜31を形成し、異方性酸化膜31の表面上に絶縁膜32を成膜する工程を備える。
【選択図】図6
Description
[薄膜トランジスタ及びそのゲート絶縁膜の製造方法]
本発明の第1の実施の形態は、液晶表示装置(液晶表示パネル)を構築する薄膜トランジスタの製造方法、更に詳細には薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の製造方法に本発明を適用した例を説明するものである。
前述の第1の実施の形態に係る製造方法によって製造された薄膜トランジスタ10の絶縁破壊特性を説明する。
本発明の第2の実施の形態は、前述の第1の実施の形態に係る液晶表示装置を構築する薄膜トランジスタ10の製造方法において異方性酸化膜31の製造にVHF(very high frequency)帯容量結合プラズマを使用した例を説明するものである。
第2の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法は基本的には前述の第1の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法と同様であるが、異方性酸化膜31の製造方法が相違し、VHF帯容量結合プラズマを使用して異方性酸化膜31が形成されている。高周波プラズマ装置は、基板1を載置するステージをアースに接続し、基板1上の上部電極に高周波(RF)を供給する機能を備えている。この高周波の作用により、多結晶シリコン薄膜20の表面の結晶粒界に発生する突起201(図2参照)には電界をより一層集中させることができる。特に、40MHz〜100MHzの範囲内の周波数帯域のVHF帯容量結合プラズマを使用して成膜された異方性酸化膜31は、成膜時間が短く、かつ良質な膜質を備えている。
図10には第2の実施の形態に係るゲート絶縁膜3の異方性酸化膜の膜質と屈折率との関係を示す。図10中、横軸は高周波の周波数(MHz)を示し、左辺縦軸は異方性酸化膜31の酸化速度(nm/min)を示し、右辺縦軸は異方性酸化膜31の屈折率を示す。
本発明は、前述の一実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変形可能である。例えば、前述の実施の形態においては、薄膜トランジスタ10のゲート絶縁膜3が異方性酸化膜31と酸化膜32との2層構造を有する場合について説明したが、本発明は、更に絶縁膜を追加して3層構造以上のゲート絶縁膜3にしてもよい。また、本発明は、ゲート絶縁膜3の少なくとも1つの層を窒化膜としてもよい。また、本発明は、単結晶シリコン薄膜若しくは多結晶シリコン薄膜(半導体薄膜)を結晶化つまり再結晶化により多結晶シリコン薄膜20にする場合にも適用することができる。
Claims (8)
- 基板上に半導体薄膜を形成する工程と、
前記半導体薄膜を結晶化し、結晶化半導体薄膜を形成する工程と、
前記結晶化半導体薄膜の表面に異方性酸化を行い、前記結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、
前記異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、
を備えたことを特徴とする絶縁膜の製造方法。 - 前記異方性酸化膜を形成する工程は、プラズマを用いた異方性酸化を行い、前記結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程であることを特徴とする請求項1に記載の絶縁膜の製造方法。
- 前記異方性酸化膜を形成する工程は、VHF帯容量結合プラズマを用いた異方性酸化を行い、前記結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の絶縁膜の製造方法。
- 前記異方性酸化膜を形成する工程は、40MHz〜100MHzの範囲内の周波数帯域のVHF帯容量結合プラズマを用いた異方性酸化を行い、前記結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程であることを特徴とする請求項3に記載の絶縁膜の製造方法。
- 基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、
前記非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、前記多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、前記多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、
前記異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、
を備えたことを特徴とする絶縁膜の製造方法。 - 基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、
前記非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、前記多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、前記多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、
前記異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、を備え、
更に、前記異方性酸化膜及び前記絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側に一対の主電極領域を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 第1の透明基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、
前記非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、前記多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、前記多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、
前記異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、
前記異方性酸化膜及び前記絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側に一対の主電極領域を形成し、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極及び前記一対の主電極領域を有する薄膜トランジスタを形成する工程と、
前記第1の透明基板上に第2の透明基板を対向配置させ、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に液晶を封入する工程と、
を備えたことを特徴とする液晶表示デバイスの製造方法。 - 前記異方性酸化膜を形成する工程は、プラズマを用いた異方性酸化を行いて異方性酸化膜を形成する工程であることを特徴とする請求項5に記載の絶縁膜の製造方法、請求項6に記載の薄膜トランジスタの製造方法又は請求項7に記載の液晶表示デバイスの製造方法。
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