JP3284230B2 - 非晶質シリコン薄膜トランジスタ及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非晶質シリコン薄膜ト
ランジスタにおいて、移動度（電界効果移動度）μを３
cm² ／Vs前後程度ないしはそれ以上に高度化することが
できた非晶質シリコン薄膜トランジスタとその製法に関
する。各種スイッチング素子として、例えばアクティブ
マトリックス型液晶ディスプレイに、また電荷移動型素
子として、例えばビデオカメラの受像用の固体撮像素子
あるいはコピー用のイメージセンサー等に優れた性能を
発現する有用な非晶質シリコン薄膜トランジスタとその
製法を提供することができるものである。

【０００２】

【従来技術】最近ことに、非晶質シリコン膜（以下ａー
Si膜ともいう）を半導体膜として用いる薄膜トランジス
タ（以下TFT ともいう）が、種々の点から注目されてき
ている。

【０００３】例えば、液晶ディスプレイ（以下LCD とも
いう）、ことにカラーLCD では高精細化、高輝度化が求
められ、最大の課題としては開口部の開口率をどれだけ
大きくできるか、すなわちTFT 部をどれだけ小さくでき
るかにあり、一方TFT 部の大きさは走査線一本当たりの
書き込み時間内画素電位を充分書き込むだけのON電流に
することから決められ、ａーSi TFT-LCDでは高精細化に
伴い、走査線の数が増え、したがって書き込み時間は短
くなり、短時間で充電させるために、より多くのON電流
が必要となる。

【０００４】そこで、水素化非晶質シリコン（以下ａー
Si;Hともいう）TFT の移動度μが充分大きく、例えば移
動度μの値を３cm² ／Vs前後程度より大きくすれば、チ
ャンネル幅は小さくできることとなる。一般に量産化さ
れているａーSi TFT-LCDにおける移動度μは約0.4 〜0.
7cm²／Vs程度または１cm² ／Vs程度であって、高精細
化、高輝度化のａーSi TFT-LCDにおけるスイッチング素
子としてのａーSi;H TFTでは、さらに移動度μの値を３
cm² ／Vs前後程度より大きくできることが必要であり、
大いに望まれているものである。

【０００５】そのなかで、安定でかつ移動度を増大しON
電流が大きいものとして、例えば、特開昭64ー4070号公
報には薄膜トランジスタとその製造方法が記載されてお
り、表面を絶縁した基板上の一部に設けられたゲート電
極と、当該ゲート電極を覆いかつ基板も覆うように設け
られたシリコンと窒素を主成分とする絶縁膜及び当該シ
リコンと窒素を主成分とする絶縁膜を覆うように設けら
れたSiOx絶縁膜（但し、1.95≦ｘ≦2.35）とからなるゲ
ート電極の絶縁膜と、当該ゲート電極の絶縁膜上の一部
で上記ゲート電極に対応する位置に設けられたシリコン
を主成分とする半導体膜と、当該ゲート電極の絶縁膜上
の上記ゲート電極に対応する位置に対向して設けられた
ドレイン電極ならびにソース電極とからなる薄膜トラン
ジスタが開示されている。

【０００６】また該薄膜トランジスタを製造するに当た
り、金属膜からなるゲート電極を形成し、シリコンと窒
素を主成分とする絶縁膜を形成し、当該絶縁膜表面を気
体の酸素化合物でプラズマ処理を施してSiOx絶縁膜（但
し、1.95≦ｘ≦2.35）を形成し、半導体膜を形成し、金
属膜からなるドレイン電極ならびにソース電極を形成す
る薄膜トランジスタの製造方法が開示されており、さら
にSiOx膜の膜厚が１nm以上、シリコンと窒素を主成分と
する絶縁膜の膜厚の１／２以下であることが記載されて
いる等が提案されている。

【０００７】いずれにしても、ａーSi TFT-LCDだけでは
なく、種々の製品に使用されるスイッチング素子として
ａーSi;H TFTの高移動度等高性能化が求められている。

【０００８】

【発明が解決しようとする問題点】上記した従来の公報
に開示されている、例えば特開昭64ー4070号公報に記載
のTFT およびその製造方法等では、TFT の特性が半導体
層とゲート電極の絶縁膜（SiN 膜）の性質の他に、半導
体層とゲート電極の絶縁膜の間の界面状態に依存するの
に対し、該界面にSiOx絶縁膜（但し、1.95≦ｘ≦2.35）
を用いるようにしたものの、ａーSi;H TFT-LCDにおける
高精細化、高輝度化を達成するためには、得られた移動
度程度では充分とは言い難く、さらにまた前記LCD だけ
ではなくことにカラー化が進む等のなかで、各種製品で
使用が増大しつつあるスイッチング素子としてのａーS
i;H TFTを高移動度化する必要があり、具体的には移動
度μの値を３cm² ／Vs前後程度ないしはそれ以上にする
ことが必要である。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明は、従来のかか
る問題点に鑑みてなされたものであって、逆スタガード
形TFT を基本的な構成とするなかで、SiO₂からなる絶縁
膜と、その表面をエッチング処理表層とし、その処理表
層上に例えばプラズマCVD （以下PECVD ともいう）法に
よるａーSi;H薄膜をよりよく形成し、ドレイン電極なら
びにソース電極を形成した当該基板をアニール処理を施
すことにより、PECVD 法によるａーSi;H薄膜の成膜条件
等を最適化するとともに、当該薄膜を成膜する前後にお
ける付加処理による相互作用により、所期の高移動度化
である移動度μの値を３cm² ／Vs前後程度ないしはそれ
以上にすることができる有用な非晶質シリコン薄膜トラ
ンジスタ及びその製法を提供するものである。

【００１０】すなわち、本発明は、基板と、該基板上に
形成したゲート電極と、SiO₂でなる絶縁膜と、水素化非
晶質シリコン膜と、ソース電極およびドレイン電極とか
ら成る非晶質シリコン薄膜トランジスタにおいて、少な
くともHFを含む混合水溶液を用いてエッチング処理を施
したSiO₂でなる絶縁膜のエッチング処理表層を形成して
成り、しかも当該基板にアニールを施してなることを特
徴とする非晶質シリコン薄膜トランジスタ。

【００１１】ならびに、基板と、該基板上に形成した導
電性のゲート電極と、該ゲート電極および該基板を被覆
するSiO₂でなるゲート絶縁膜と、少なくともHFを含む混
合水溶液を用いてエッチング処理を施したSiO₂でなるゲ
ート絶縁膜のエッチング処理表層と、該エッチング処理
表層面上でゲート電極に対応し係わるような領域を被覆
する水素化非晶質シリコン膜と、該水素化非晶質シリコ
ン膜と前記ゲート絶縁膜表面を覆いかつ該水素化非晶質
シリコン膜上の前記ゲート電極に対応する頭上位置で対
向するように設けたソース電極およびドレイン電極とか
ら成り、しかも当該基板にアニールを施してなることを
特徴とする上述した非晶質シリコン薄膜トランジスタ。

【００１２】また、前記少なくともHFを含む混合水溶液
が，HFとNH₄Fとからなる混合水溶液であることを特徴と
する上述した非結晶シリコン薄膜トランジスタ。またさ
らに、前記HFとNH₄Fとからなる混合水溶液におけるHFと
NH₄Fの割合が，10／100 以上15／100 以下であることを
特徴とする上述した非晶質シリコン薄膜トランジスタ。

【００１３】またさらに、前記アニールを施す温度が、
170 ℃以上190 ℃以下で成したことを特徴とする上述し
た非晶質シリコン薄膜トランジスタ。またさらに、前記
水素化非晶質シリコン膜を成膜する際に、100 ℃以上34
0 ℃以下の基板温度内で成膜したものでなることを特徴
とする上述した非晶質シリコン薄膜トランジスタ。

【００１４】さらに、基板上にゲート電極を形成し、Si
O₂でなる絶縁膜を成膜し、水素化非晶質シリコン膜を成
膜し、ソース電極およびドレイン電極とを形成する非晶
質シリコン薄膜トランジスタの製法において、少なくと
もHFを含む混合水溶液を用いてエッチング処理を施した
SiO₂でなる絶縁膜のエッチング処理表層を形成し、さら
に当該基板にアニーリングをすることを特徴とする非晶
質シリコン薄膜トランジスタの製法。

【００１５】ならびに、基板上に導電性のゲート電極を
形成し、該ゲート電極および該基板を被覆するSiO₂でな
るゲート絶縁膜を成膜し、次いで少なくともHFを含む混
合水溶液を用いてエッチング処理を施したSiO₂でなるゲ
ート絶縁膜のエッチング処理表層を形成し、該エッチン
グ処理表層面上でゲート電極に対応し係わるような領域
を被覆する水素化非晶質シリコン膜を成膜し、該水素化
非晶質シリコン膜と前記ゲート絶縁膜表面を覆いかつ該
水素化非晶質シリコン膜上の前記ゲート電極に対応する
頭上位置で対向するように設けたソース電極およびドレ
イン電極を形成した後、さらに当該基板にアニーリング
することを特徴とする上述した非晶質シリコン薄膜トラ
ンジスタの製法。

【００１６】また、前記少なくともHFを含む混合水溶液
が，HFとNH₄Fとからなる混合水溶液であることを特徴と
する上述した非結晶シリコン薄膜トランジスタタの製
法。またさらに、前記HFとNH₄Fとからなる混合水溶液に
おけるHFとNH₄Fの割合が，10／100 以上15／100 以下で
あることを特徴とする上述した非晶質シリコン薄膜トラ
ンジスタの製法。

【００１７】またさらに、前記アニールを施す温度が、
170 ℃以上190 ℃以下で成したことを特徴とする上述し
た非晶質シリコン薄膜トランジスタの製法。またさら
に、前記水素化非晶質シリコン膜が、100 ℃以上340 ℃
以下の基板温度内で成膜したことを特徴とする上述した
非晶質シリコン薄膜トランジスタの製法の製法。

【００１８】ここで、前記基板としては、例えばソーダ
石灰系ガラス、ホウケイ酸系ガラス、無アルカリガラス
等のガラス基板、または表面を絶縁膜化したフロートガ
ラス基板、あるいは石英基板、Siウエハー等であり、経
済的にはソーダ石灰系ガラス基板、またガラス中のアル
カリ成分が例えば前記高精細化、高輝度化を達成するた
めに阻害となるようなことが懸念される高性能品用の際
には無アルカリガラス基板あるいは石英基板、両者の中
間でホウケイ酸系ガラス基板や表面を絶縁膜化したフロ
ートガラス基板、導電性でもよい際にはSiウエハーがそ
れぞれ用いられる等、適宜最適な基板を選択し用いるも
のである。

【００１９】また、前記ゲート電極としては、Al、Cr、
Mo、Ta等の金属膜を蒸着等の手段で形成し、またドレイ
ン電極とソース電極としては、Al、Cr、Ti、Mo等の金属
膜を、例えばステンレス製マスクを用いて蒸着等の手段
で形成する。厚みとしては約150 〜200nm 程度であり、
形状または大きさは適宜その都度選択採用できるもので
ある。

【００２０】さらにまた、前記水素化非晶質シリコン膜
は、RF-PECVD法により、低いバルク欠陥密度が得られる
成膜条件、すなわち低速成膜、低圧力、ベーキング温
度、高到達真空度、SiH₄流量、成膜温度等による最適化
とすることが肝心であり、例えばベーキング（焼き出
し）温度は約400 ℃前後であり、かつターボポンプで真
空排気し到達真空度を0.2 〜1.0 ｘ10^-7Torr程度で、例
えばNd＜10¹⁴〜10¹⁵cm^-3のオーダーの欠陥密度のクリー
ン化、成膜時の圧力としては約30mTorr 程度であり、RF
パワーは約１〜５ｗで、成膜基板の最適温度の約220 〜
230 ℃、SiH₄ガスを約５sccm程度の流量、成膜速度とし
ては0.6 〜0.7 Å／秒程度であり、これらを適宜最適な
条件になるよう選択採用するようにする。ａーSi；H 薄
膜の膜厚としては、高移動度化に繋げるため50nm以上50
0nm 程度、より安定かつ確実とするために、好ましくは
100 nm以上400nm 程度である。

【００２１】さらにまた、前記水素化非晶質シリコン膜
を成膜する際における基板温度が100 ℃以上340 ℃以下
となるようにしたのは、図４に示すように、ａーSi;H薄
膜をよりよく形成する際の基板温度が100 ℃以上340 ℃
以下となる範囲にあると、移動度μが２cm² ／Vs以上と
なり、高移動度化に繋がるからである。ことに基板の温
度としては200 〜250 ℃のところで移動度が3.5 〜4.2c
m²／Vsとピークとなって好ましいものである。

【００２２】さらにまた、前記SiO₂からなる絶縁膜は、
SiO₂からなる熱酸化膜とSiO₂からなるCVD 膜があり、熱
酸化膜としては約800 〜1200℃の高温酸化炉に例えば基
板を入れ、Siガスと高純度な酸素（O₂）を吹き込みドラ
イ酸化するものであり、またCVD 膜としてはSiH₄ガスと
N₂O を主原料とし、プラズマCVD によって得られるもの
である。厚みとしては約 100〜400nm 程度、好ましくは
約 140〜300nm 程度である。

【００２３】さらにまた、前記少なくともHFを含む混合
水溶液を用い、SiO₂からなる絶縁膜にエッチング処理表
層を形成することとしたのは、表面の汚れ、表層の不純
物を取り除くことはもちろん、表面表層がSiリッチとな
ること、さらにH₂のターミネーション的挙動等が発現す
るからであり、SiO₂からなる絶縁膜とａーSi;H薄膜の界
面に特異な層ができ、高移動度化に何らかの作用効果を
及ぼし、とくに後述するアニールと組み合うときにより
重要な役目をなすこととなる。該表層の厚みとしては約
１nm以上30nm以下程度、好ましくは約２nm以上20nm以下
である。

【００２４】さらにまた、前記少なくともHFを含む混合
水溶液がHFとNH₄Fとからなる混合水溶液であることとし
たのは、HFの濃度としては淡過ぎると効果がないことは
もちろんであるが数％以下程度であることがよく、これ
にNH₄Fを用いることとしたのは、pH調整に適し、混合水
溶液としてSiO₂膜のエッチングの程度の調整がし易く好
ましいものである。

【００２５】さらにまた、混合水溶液におけるHFとNH₄F
の割合を10／100 以上15／100 以下とすることとしたの
は、該範囲外になると、HFの濃度およびNH₄FのpH調整の
制御がより難しなり、不安定さが出てくることとなっ
て、高移動度化に寄与し難くなってくるからである。好
ましくは11／100 以上13／100 以下程度である。

【００２６】さらにまた、当該基板にアニールを施すこ
ととしたのは、蒸着直後のAlの金属膜とａーSi;H薄膜の
半導体の間は良好なコンタクトが充分取れておらず（整
流性がある）、これがアニールすることによってオーミ
ックコンタクトを得ることにより、電気的に円滑な接続
が行われ所定の素子特性が得られることとなり、さらに
前記エッチング処理表層をも影響を及ぼすこととなるよ
うになり、図３に示すように、明らかに相乗効果をもた
らすものである。

【００２７】さらにまた、アニールを施す温度を170 ℃
以上190 ℃以下としたのは、この範囲外、例えば150 ℃
程度では高移動度化に寄与する程度が薄らぎ、また例え
ば250 ℃となると他の膜に悪影響を及ぼすようになると
ともに高移動度化にも効果が期待するほどではなくなる
からである。

【００２８】

【作用】前述したように、本発明の非晶質シリコン薄膜
トランジスタとその製法によれば、逆スタガード形TFT
のような構成とするなかで、SiO₂からなる絶縁膜と、そ
の表面をエッチング処理表層とし、その処理表層上に例
えばプラズマCVD （以下PECVD ともいう）法によるａー
Si;H薄膜をよりよく形成し、ドレイン電極ならびにソー
ス電極を形成し、当該基板をアニール処理を施すことに
より、ａーSi;H薄膜等の成膜条件を最適化し、当該薄膜
を成膜する前後における付加処理による相互作用によ
り、所期の高移動度化である移動度μの値を３cm² ／Vs
前後程度ないしはそれ以上にする高度化をすることがで
きる有用な非晶質シリコン薄膜トランジスタ及びその製
法となし得、例えばLCD 、ことにカラーLCD でも高精細
化、高輝度化を、また最大の課題としてのTFT 部を小さ
くすることができる可能性を高めることとなり、各種ス
イッチング素子として、例えばアクティブマトリックス
型液晶ディスプレイに、また電荷移動型素子として、例
えばビデオカメラの受像用の固体撮像素子あるいはコピ
ー用のイメージセンサー等に優れた性能を発現する有用
な非晶質シリコン薄膜トランジスタとその製法を提供す
ることができるものである。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。

【００３０】図１は、本発明の非晶質シリコン薄膜トラ
ンジスタの一実施例を示す部分拡大した側断面図であ
り、非晶質シリコン薄膜トランジスタ１は、基板２と、
該基板上にゲート電極５を形成し、またSiO₂絶縁膜３を
成膜し、該絶縁膜にエッチング処理表層４を施し、該表
層上にａーSi;H薄膜６を成膜し、ソース電極８およびド
レイン電極７とを形成して成る。

【００３１】図２は、本発明の他の一実施例を示す部分
拡大した側断面図であり、非晶質シリコン薄膜トランジ
スタ１’は、基板２と、該基板上に形成したゲート電極
５と、該ゲート電極および該基板を被覆するSiO₂絶縁膜
３と、該絶縁膜のエッチング処理表層４と、該表層上で
ゲート電極に対応し係わるような領域を被覆するａーS
i;H薄膜６と、該ａーSi;H薄膜と前記ゲート絶縁膜表面
を覆いかつ該ａーSi;H薄膜上の前記ゲート電極に対応す
る頭上位置で対向するように設けたソース電極８および
ドレイン電極７とから成る。

【００３２】図３は、移動度（cm²/Vs）とその頻度
（数）の関係で、実施例１と各比較例を対比し、その作
用効果を示す説明図である。図４は、ａーSi;H薄膜を成
膜する際における、成膜基板の温度（℃）と移動度（cm
²/Vs）の関係を示す説明図である。○印はアニールした
もの、●印は無処理のものをそれぞれ示す。

【００３３】実施例１ 基板として大きさ約６cm² 程度のSiウエハーを用い、約
1000℃前後（通常800℃以上1200℃以下程度の範囲）の
高温酸化炉に上記Siウエハーを入れ、Siガスと高純度酸
素（O₂）ガスを送り込み、ドライ酸化により熱酸化膜で
あるSiO₂膜を約150nm 程度の膜厚で絶縁膜として基板上
に形成した。

【００３４】次いで、まずHFの50％水溶液とNH₄Fの40％
水溶液を約12／100 程度の割合で混合水溶液とし、上記
したSiO₂からなる絶縁膜付き基板を常温の該混合水溶液
中に約10秒程度浸漬することでエッチング処理を当該Si
O₂からなる絶縁膜の表面に施し、素早く取り出し、純水
にて洗浄し、その後エタノールで脱水処理を行った後、
当該基板を乾燥し、エッチング処理を施したSiO₂からな
る絶縁膜のエッチング処理表層を約１nm以上20nm以下程
度の範囲内になるよう処理した。

【００３５】続いて、RF-PECVD法により、該室内をベー
キング（焼き出し）温度を約400 ℃程度にし、かつター
ボポンプで真空排気し到達真空度を0.2 〜1.0 ｘ10^-7To
rr程度にてクリーン化（例えば、Nd＜10¹⁴〜10¹⁵cm^-3の
オーダーの欠陥密度）した後、室内の成膜時の圧力を約
30mTorr 程度でかつRFパワーを２ｗで、成膜基板の温度
を約250 ℃にて、SiH₄ガスを約５sccm程度流し、成膜速
度として0.6 〜0.7 Å／秒程度でもって成膜し、約300n
m 程度の膜厚のａーSi；H 薄膜を成膜した。

【００３６】次に、冷却して取り出し、蒸着器に基板を
セットし、基板上にゲート電極として約150nm 程度のAl
の金属膜を、またａーSi；H 薄膜上にソース電極ならび
にドレイン電極として当該電極用ステンレス製マスクを
用い、約200nm 程度のAlの金属膜を蒸着し形成した。

【００３７】さらに、当該基板を２〜３Torr程度の真空
加熱オーブン中で、約180 ℃前後、約１時間程度アニー
ルし、その後そのままの状態で徐冷することで、図１に
示すような非晶質シリコン薄膜トランジスタ１を得た。

【００３８】得られた非晶質シリコン薄膜トランジスタ
の複数について、半導体パラメータアナライザー（横河
ヒューレットパッカード社製）を用いて移動度μ（cm²
／Vs）を測定した結果、図３に示すようになり、その頻
度（数）のピークが移動度μ３〜４cm² ／Vsにあり、ま
た移動度μの範囲が2.2 〜4.4cm²／Vsとなり、従来の移
動度に比して約３〜10倍程度となって、成膜条件を最適
化するとともに、エッチング処理とアニール処理とが相
乗効果を発現し、めざす所期の性能を発揮する非晶質シ
リコン薄膜トランジスタを得ることができた。

【００３９】なお、図２に示すような非晶質シリコン薄
膜トランジスタ１’においても同様の結果であった。実施例２ 実施例１と同様にし、実施例１におけるａーSi；H 薄膜
の成膜基板温度のみを約100 ℃〜400 ℃の範囲で変化さ
せ、エッチングとアニールの両処理を施したものとエッ
チング処理のみとを比較すると、明らかなように、両処
理を施した場合、移動度μは約２〜4.4cm²／Vsで温度と
しては100 〜300 ℃程度であり、移動度μのピークは4.
4cm²／Vsにあり、その温度は220 ℃前後程度にあり、従
来の移動度に比して約３〜10倍程度となって、成膜条件
を最適化するとともに、エッチング処理とアニール処理
とが相乗効果を発現し、めざす所期の性能を発揮する非
晶質シリコン薄膜トランジスタを得ることができた。

【００４０】比較例１ 実施例１と同様にするなかで、エッチング処理ならびに
アニール処理を行わない無処理の場合であって、実施例
１と同様に測定したところ、図３に示されているよう
に、頻度のピークが移動度0.3cm²／Vs程度、範囲が高い
方で0.6cm²／Vs程度の移動度であり明らかに、従来の移
動度に比してより低いか同等の値となっている。

【００４１】比較例２ 実施例１と同様にするなかで、エッチング処理のみを行
い、アニール処理を行わない場合であって、実施例１と
同様に測定したところ、図３に示されているように、従
来の移動度に比して同等程度の値となっている。

【００４２】比較例３ 実施例１と同様にするなかで、エッチング処理を行わ
ず、アニール処理のみ行った場合であって、実施例１と
同様に測定したところ、図３に示されているように、エ
ッチング処理のみ行った場合より移動度は改善され、頻
度のピークでの移動度が1.2cm²／Vsとなり、その範囲は
0.3 〜1.7cm²／Vsとなり、従来の移動度に比して同等か
多少改善されてるものの、めざす所期のものからは、ま
だまだ離れている程度の値となっている。

【００４３】

【発明の効果】前述したように、本発明によれば、逆ス
タガード形TFT のような構成において、SiO₂からなる絶
縁膜と、その表面をエッチング処理表層とし、その処理
表層上にａーSi;H薄膜をよりよく形成し、ドレイン電極
ならびにソース電極を形成し、当該基板をアニール処理
を施すことにより、成膜条件を最適化し、当該薄膜を成
膜する前後における付加処理による相互作用により、所
期の高移動度化である移動度μの値を３cm² ／Vs前後程
度ないしはそれ以上にする高度化ができ得、LCD、こと
にカラーLCD でも高精細化、高輝度化を、またTFT 部を
小さくすることができるようになし得ることとなり、各
種スイッチング素子として、例えばアクティブマトリッ
クス型液晶ディスプレイに、また電荷移動型素子とし
て、例えばビデオカメラの受像用の固体撮像素子あるい
はコピー用のイメージセンサー等に優れた性能を発現す
る有用な非晶質シリコン薄膜トランジスタとその製法を
提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非晶質シリコン薄膜トランジスタの一
実施例を示す部分拡大した側断面図である。

【図２】本発明の他の一実施例を示す部分拡大した側断
面図である。

【図３】移動度（cm²/Vs）とその頻度（数）の関係で、
実施例１と各比較例を対比し、その作用効果を示す説明
図である。

【図４】ａーSi;H薄膜を成膜する際における、成膜基板
の温度（℃）と移動度（cm²/Vs）の関係を示す説明図で
ある。

【符号の説明】１ 非晶質シリコン薄膜トランジスタ１ ’非晶質シリコン薄膜トランジスタ ２ 基板 ３ SiO₂絶縁膜４ エッチング処理表層 ５ ゲート電極 ６ ａーSi;H薄膜 ７ ドレイン電極 ８ ソース電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 29/786 H01L 21/336 G02F 1/1368

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板と、該基板上に形成したゲート電極
   と、SiO₂でなる絶縁膜と、水素化非晶質シリコン膜と、
   ソース電極およびドレイン電極とから成る非晶質シリコ
   ン薄膜トランジスタにおいて、少なくともHFを含む混合
   水溶液を用いてエッチング処理を施したSiO₂でなる絶縁
   膜のエッチング処理表層を形成して成り、しかも上記薄
   膜トランジスタにアニールを施してなることを特徴とす
   る非晶質シリコン薄膜トランジスタ。
2. 【請求項２】基板と、該基板上に形成した導電性のゲー
   ト電極と、該ゲート電極および該基板を被覆するSiO₂で
   なるゲート絶縁膜と、少なくともHFを含む混合水溶液を
   用いてエッチング処理を施したSiO₂でなるゲート絶縁膜
   のエッチング処理表層と、該エッチング処理表層面上で
   ゲート電極に対応する領域を被覆する水素化非晶質シリ
   コン膜と、該水素化非晶質シリコン膜と前記ゲート絶縁
   膜表面を覆いかつ該水素化非晶質シリコン膜上の前記ゲ
   ート電極に対応する位置において対向するように設けた
   ソース電極およびドレイン電極とから成り、しかも上記
   薄膜トランジスタにアニールを施してなることを特徴と
   する請求項１記載の非晶質シリコン薄膜トランジスタ。
3. 【請求項３】 前記少なくともHFを含む混合水溶液が，
   HFとNH₄Fとからなる混合水溶液であることを特徴とする
   請求項１乃至２記載の非結晶シリコン薄膜トランジス
   タ。
4. 【請求項４】前記HFとNH₄Fとからなる混合水溶液におけ
   るHFとNH₄Fの割合が，10／100 以上15／100 以下である
   ことを特徴とする請求項３記載の非晶質シリコン薄膜ト
   ランジスタ。
5. 【請求項５】 前記アニールを施す温度が、170 ℃以上
   190 ℃以下で成したことを特徴とする請求項１乃至４記
   載の非晶質シリコン薄膜トランジスタ。
6. 【請求項６】 前記水素化非晶質シリコン膜を成膜する
   際に、100 ℃以上340 ℃以下の基板温度内で成膜したも
   のでなることを特徴とする請求項１乃至５記載の非晶質
   シリコン薄膜トランジスタ。
7. 【請求項７】基板上にゲート電極を形成し、SiO₂でなる
   絶縁膜を成膜し、水素化非晶質シリコン膜を成膜し、ソ
   ース電極およびドレイン電極とを形成する非晶質シリコ
   ン薄膜トランジスタの製法において、少なくともHFを含
   む混合水溶液を用いてエッチング処理を施したSiO₂でな
   る絶縁膜のエッチング処理表層を形成し、さらに上記薄
   膜トランジスタにアニーリングをすることを特徴とする
   非晶質シリコン薄膜トランジスタの製法。
8. 【請求項８】 基板上に導電性のゲート電極を形成し、
   該ゲート電極および該基板を被覆するSiO₂でなるゲート
   絶縁膜を成膜し、次いで少なくともHFを含む混合水溶液
   を用いてエッチング処理を施したSiO₂でなるゲート絶縁
   膜のエッチング処理表層を形成し、該エッチング処理表
   層面上でゲート電極に対応する領域を被覆する水素化非
   晶質シリコン膜を成膜し、該水素化非晶質シリコン膜と
   前記ゲート絶縁膜表面を覆いかつ該水素化非晶質シリコ
   ン膜上の前記ゲート電極に対応する位置において対向す
   るように設けたソース電極およびドレイン電極を形成し
   た後、さらに上記薄膜トランジスタにアニーリングする
   ことを特徴とする請求項７記載の非晶質シリコン薄膜ト
   ランジスタの製法。
9. 【請求項９】 前記少なくともHFを含む混合水溶液が，
   HFとNH₄Fとからなる混合水溶液であることを特徴とする
   請求項７乃至８記載の非結晶シリコン薄膜トランジスタ
   の製法。
10. 【請求項１０】前記HFとNH₄Fとからなる混合水溶液にお
    けるHFとNH₄Fの割合が，10／100 以上15／100 以下であ
    ることを特徴とする請求項９記載の非晶質シリコン薄膜
    トランジスタの製法。
11. 【請求項11】 前記アニールを施す温度が、170 ℃以上
    190 ℃以下で成したことを特徴とする請求項７乃至10記
    載の非晶質シリコン薄膜トランジスタの製法。
12. 【請求項12】 前記水素化非晶質シリコン膜を成膜する
    際に、100 ℃以上340 ℃以下の基板温度内で成膜したこ
    とを特徴とする請求項７乃至11記載の非晶質シリコン薄
    膜トランジスタの製法。