JP3468848B2 - 薄膜トランジスタおよびその作製方法、並びに液晶表示装置およびその作製方法 - Google Patents
薄膜トランジスタおよびその作製方法、並びに液晶表示装置およびその作製方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本明細書で開示する発明は、薄膜
トランジスタ等の薄膜半導体装置の構成およびその作製
方法に関する。
トランジスタ等の薄膜半導体装置の構成およびその作製
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイに薄膜トランジスタを
利用して、高い表示機能を有し、ブラウン管にとって代
わるような表示装置を得る構成が知られている。これ
は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置と呼ばれる
ものである。このアクティブマトリクス型の液晶表示装
置は、マトリクス状に配置された画素電極のそれぞれに
薄膜トランジスタを配置して、高機能表示を行わすもの
である。表示機能を高めるには、薄膜トランジスタの特
性はできるだけ高いことが必要とされる。
利用して、高い表示機能を有し、ブラウン管にとって代
わるような表示装置を得る構成が知られている。これ
は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置と呼ばれる
ものである。このアクティブマトリクス型の液晶表示装
置は、マトリクス状に配置された画素電極のそれぞれに
薄膜トランジスタを配置して、高機能表示を行わすもの
である。表示機能を高めるには、薄膜トランジスタの特
性はできるだけ高いことが必要とされる。
【０００３】このようなアクティブマトリクス型の液晶
表示装置に利用される薄膜トランジスタは、ガラス基板
上に形成する必要がある点が問題である。即ち、基板と
してガラス基板を用いるために、その作製プロセスにお
いて、制限を受けてしまうという問題がある。薄膜トラ
ンジスタに限らず、半導体装置は、珪素中に不純物を拡
散させたり、珪素中の不純物を活性化させたり、珪素の
結晶性を向上させたりする必要性から、その作製工程中
において、高温度（例えば８００〜１０００℃以上）に
加熱する必要がある。しかし、ガラス基板に加えること
のできる温度は一般に６００℃程度であり、この温度以
下で高性能な半導体装置を作製するには、数々の新しい
技術が必要とされる。例えば、非晶質珪素膜にレーザー
光を照射して、結晶性を有せしめる技術であるとか、不
純物の拡散や活性化にレーザー光の照射を用いる技術で
ある。レーザー光の照射は、ガラス基板に対する熱的な
ダメージが極めて小さいので、その生産性の低さを許容
すれば、極めて有用な技術である。
表示装置に利用される薄膜トランジスタは、ガラス基板
上に形成する必要がある点が問題である。即ち、基板と
してガラス基板を用いるために、その作製プロセスにお
いて、制限を受けてしまうという問題がある。薄膜トラ
ンジスタに限らず、半導体装置は、珪素中に不純物を拡
散させたり、珪素中の不純物を活性化させたり、珪素の
結晶性を向上させたりする必要性から、その作製工程中
において、高温度（例えば８００〜１０００℃以上）に
加熱する必要がある。しかし、ガラス基板に加えること
のできる温度は一般に６００℃程度であり、この温度以
下で高性能な半導体装置を作製するには、数々の新しい
技術が必要とされる。例えば、非晶質珪素膜にレーザー
光を照射して、結晶性を有せしめる技術であるとか、不
純物の拡散や活性化にレーザー光の照射を用いる技術で
ある。レーザー光の照射は、ガラス基板に対する熱的な
ダメージが極めて小さいので、その生産性の低さを許容
すれば、極めて有用な技術である。
【０００４】図２に従来より公知の薄膜トランジスタ
（一般にＴＦＴと称される）の概略の断面図を示す。図
２に示すのは、ガラス基板２０１上に形成された薄膜ト
ランジスタである。２０２は下地の酸化珪素膜であり、
ガラス基板から活性層に不純物が進入しないように機能
する。活性層は、ソース領域２０３、チャネル形成領域
２０４、ドレイン領域２０５より成る。また活性層上を
覆うようにして、ゲイト絶縁膜２００として酸化珪素膜
または窒化珪素膜が形成されている。ゲイト電極２０６
は、金属や半導体で構成されている。また素子全体は、
酸化珪素膜等の適当な絶縁物で構成された層間絶縁膜２
０７で覆われている。さらにソース領域２０３からはソ
ース電極２０８が引き出され、ドレイン領域２０５から
はドレイン電極２０９が引き出されている。
（一般にＴＦＴと称される）の概略の断面図を示す。図
２に示すのは、ガラス基板２０１上に形成された薄膜ト
ランジスタである。２０２は下地の酸化珪素膜であり、
ガラス基板から活性層に不純物が進入しないように機能
する。活性層は、ソース領域２０３、チャネル形成領域
２０４、ドレイン領域２０５より成る。また活性層上を
覆うようにして、ゲイト絶縁膜２００として酸化珪素膜
または窒化珪素膜が形成されている。ゲイト電極２０６
は、金属や半導体で構成されている。また素子全体は、
酸化珪素膜等の適当な絶縁物で構成された層間絶縁膜２
０７で覆われている。さらにソース領域２０３からはソ
ース電極２０８が引き出され、ドレイン領域２０５から
はドレイン電極２０９が引き出されている。
【０００５】ソース領域２０３、ドレイン領域２０５、
チャネル形成領域２０４で成る活性層は、結晶性珪素で
構成される。結晶性珪素膜は、例えば前述のように非晶
質珪素膜をレーザー光の照射によって結晶化したものが
用いられる。しかしながら、ガラス基板上に単結晶珪素
を形成する技術が現在のところ存在せず、形成される膜
は結晶性を有しているとはいいながら、欠陥や準位が多
く存在する膜質となってしまうのが現状である。珪素膜
中の欠陥や準位を減少させるには、水素原子を用いて、
欠陥や準位の原因となる珪素のダングリングボンド（不
対結合手）を中和する方法が採られる。このことは、活
性層が結晶性珪素ではなく、非晶質珪素で構成されてい
る場合であっても同じである。
チャネル形成領域２０４で成る活性層は、結晶性珪素で
構成される。結晶性珪素膜は、例えば前述のように非晶
質珪素膜をレーザー光の照射によって結晶化したものが
用いられる。しかしながら、ガラス基板上に単結晶珪素
を形成する技術が現在のところ存在せず、形成される膜
は結晶性を有しているとはいいながら、欠陥や準位が多
く存在する膜質となってしまうのが現状である。珪素膜
中の欠陥や準位を減少させるには、水素原子を用いて、
欠陥や準位の原因となる珪素のダングリングボンド（不
対結合手）を中和する方法が採られる。このことは、活
性層が結晶性珪素ではなく、非晶質珪素で構成されてい
る場合であっても同じである。
【０００６】このように、ガラス基板上に形成された珪
素半導体膜中には、水素を含有させることが必要とされ
る。しかし、珪素半導体で構成された活性層中に水素を
含有させようとする場合、ゲイト絶縁膜中に活性層から
水素が拡散してしまうという問題がある。一方、図２に
示すような構成において、ゲイト絶縁膜中に可動イオン
が存在することは極めて好ましくない。即ち、ゲイト絶
縁膜中に可動イオンが存在すると、しきい値の変動やＣ
─Ｖ特性にヒステリシスが生じてしまうという問題が生
じる。従って、活性層中に水素を含ませることは、一方
で有用な方法であるが、他方でゲイト絶縁膜中に水素が
拡散してしまうという点において不都合が生じる。
素半導体膜中には、水素を含有させることが必要とされ
る。しかし、珪素半導体で構成された活性層中に水素を
含有させようとする場合、ゲイト絶縁膜中に活性層から
水素が拡散してしまうという問題がある。一方、図２に
示すような構成において、ゲイト絶縁膜中に可動イオン
が存在することは極めて好ましくない。即ち、ゲイト絶
縁膜中に可動イオンが存在すると、しきい値の変動やＣ
─Ｖ特性にヒステリシスが生じてしまうという問題が生
じる。従って、活性層中に水素を含ませることは、一方
で有用な方法であるが、他方でゲイト絶縁膜中に水素が
拡散してしまうという点において不都合が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本明細書で開示する発
明は、半導体装置の構成において、珪素半導体で構成さ
れた活性層中に水素を含有させ、その水素が他の領域や
他の部分に悪影響を与えない構成を提供することを課題
とする。
明は、半導体装置の構成において、珪素半導体で構成さ
れた活性層中に水素を含有させ、その水素が他の領域や
他の部分に悪影響を与えない構成を提供することを課題
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する主要
な構成は、珪素膜で構成された活性層と、該活性層上に
形成されたゲイト絶縁膜と、を有し、前記ゲイト絶縁膜
は酸化珪素膜であり、前記活性層と前記ゲイト絶縁膜と
の間には、ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜が形成されてい
ることを特徴とする。
な構成は、珪素膜で構成された活性層と、該活性層上に
形成されたゲイト絶縁膜と、を有し、前記ゲイト絶縁膜
は酸化珪素膜であり、前記活性層と前記ゲイト絶縁膜と
の間には、ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜が形成されてい
ることを特徴とする。
【０００９】上記構成において、珪素膜としては、非晶
質珪素膜、結晶性珪素膜を挙げることができる。結晶性
珪素膜としては、多結晶珪素膜、微結晶珪素膜、結晶構
造を部分的に含む非晶質珪素膜、結晶構造と非晶質構造
とが混在した珪素膜等を挙げることができる。
質珪素膜、結晶性珪素膜を挙げることができる。結晶性
珪素膜としては、多結晶珪素膜、微結晶珪素膜、結晶構
造を部分的に含む非晶質珪素膜、結晶構造と非晶質構造
とが混在した珪素膜等を挙げることができる。
【００１０】活性層とは、薄膜トランジスタを構成する
半導体層のことであり、一般には、一導電型を有するソ
ース／ドレイン領域、チャネル形成領域とから構成され
る。またこの活性層には、必要に応じて、オフセットゲ
イト領域やライトドープ領域が含まれる。活性層として
結晶性の珪素膜を利用した場合には、活性層中に含まれ
る水素濃度は、0.001 〜５原子％とすることが望まし
い。
半導体層のことであり、一般には、一導電型を有するソ
ース／ドレイン領域、チャネル形成領域とから構成され
る。またこの活性層には、必要に応じて、オフセットゲ
イト領域やライトドープ領域が含まれる。活性層として
結晶性の珪素膜を利用した場合には、活性層中に含まれ
る水素濃度は、0.001 〜５原子％とすることが望まし
い。
【００１１】また上記構成において、活性層の下地膜と
して、窒化珪素膜または酸化珪素膜を採用してもよい。
また下地膜として、ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜を用い
ることはさらに効果的である。これは、活性層の下地膜
として形成されたＳｉＯx Ｎy で示される薄膜と活性層
の上面及び側面に形成されたＳｉＯx Ｎy で示される薄
膜とによって、活性層を実質的に覆ってしまう（実際は
ソース／ドレインのコンタクト領域が存在し完全に活性
層が覆われるわけではない）ことにより、活性層に含ま
れた水素を実質的に閉じ込めてしまう構成を実現するこ
とができる。
して、窒化珪素膜または酸化珪素膜を採用してもよい。
また下地膜として、ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜を用い
ることはさらに効果的である。これは、活性層の下地膜
として形成されたＳｉＯx Ｎy で示される薄膜と活性層
の上面及び側面に形成されたＳｉＯx Ｎy で示される薄
膜とによって、活性層を実質的に覆ってしまう（実際は
ソース／ドレインのコンタクト領域が存在し完全に活性
層が覆われるわけではない）ことにより、活性層に含ま
れた水素を実質的に閉じ込めてしまう構成を実現するこ
とができる。
【００１２】また、活性層を構成する珪素膜として、珪
素の結晶化を助長する金属元素を含んだ結晶性珪素膜を
用いた場合に、上記構成を採用することは有用である。
即ち、結晶化を助長する金属元素によって形成された結
晶性珪素膜をより電気的特性の高い半導体とするため
に、水素化した際に、上記構成を採用することで、水素
化の効果をさらに高めることができる。勿論、この効果
は、活性層に水素のイオン注入等により水素イオンを積
極的に含ませた場合に極めて有用である。
素の結晶化を助長する金属元素を含んだ結晶性珪素膜を
用いた場合に、上記構成を採用することは有用である。
即ち、結晶化を助長する金属元素によって形成された結
晶性珪素膜をより電気的特性の高い半導体とするため
に、水素化した際に、上記構成を採用することで、水素
化の効果をさらに高めることができる。勿論、この効果
は、活性層に水素のイオン注入等により水素イオンを積
極的に含ませた場合に極めて有用である。
【００１３】上記結晶化を助長する金属元素としては、
Ｎｉ（ニッケル）を用いた場合にその効果が顕著であ
る。またこの結晶化を助長する金属元素は、多過ぎると
珪素半導体としての半導体特性を低下させ（金属の特性
に近くなってしまう）、少な過ぎると結晶化を助長する
効果が小さくなってしまう。従って、その最適濃度とし
ては、１×１０15〜１×１０19ｃｍ-3とすることが好ま
しい。
Ｎｉ（ニッケル）を用いた場合にその効果が顕著であ
る。またこの結晶化を助長する金属元素は、多過ぎると
珪素半導体としての半導体特性を低下させ（金属の特性
に近くなってしまう）、少な過ぎると結晶化を助長する
効果が小さくなってしまう。従って、その最適濃度とし
ては、１×１０15〜１×１０19ｃｍ-3とすることが好ま
しい。
【００１４】上記結晶化を助長する金属元素としては、
Ｎｉ以外にＦｅ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕを用いることができる。こ
の非晶質珪素の結晶化を助長する元素として重要なの
は、進入型の原子であるということである。
Ｎｉ以外にＦｅ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕを用いることができる。こ
の非晶質珪素の結晶化を助長する元素として重要なの
は、進入型の原子であるということである。
【００１５】上記に列挙した金属元素は、加熱処理工程
において、珪素膜中に拡散していく。そして、上記の進
入型の元素が、拡散していくのと同時に珪素の結晶化が
進行していく。即ち、上記進入型の金属は、拡散してい
った先々でもって触媒的な作用でもって非晶質珪素膜の
結晶化を助長する。
において、珪素膜中に拡散していく。そして、上記の進
入型の元素が、拡散していくのと同時に珪素の結晶化が
進行していく。即ち、上記進入型の金属は、拡散してい
った先々でもって触媒的な作用でもって非晶質珪素膜の
結晶化を助長する。
【００１６】また上記進入型の元素は、珪素膜中に速や
かに拡散していってしまうので、その導入量（添加量）
が重要となる。即ち、その導入量が少ないと、結晶化を
助長する効果が小さく、良好な結晶性を得ることができ
ない。またその導入量が多過ぎると、珪素の半導体特性
が損なわれてしまう。
かに拡散していってしまうので、その導入量（添加量）
が重要となる。即ち、その導入量が少ないと、結晶化を
助長する効果が小さく、良好な結晶性を得ることができ
ない。またその導入量が多過ぎると、珪素の半導体特性
が損なわれてしまう。
【００１７】従って、非晶質珪素膜への上記金属元素の
導入量の最適範囲が重要となる。例えば、上記結晶化を
助長する金属元素としてＮｉを利用する場合、結晶化さ
れた珪素膜中における濃度が１×１０15ｃｍ-3以上とな
るように非晶質珪素膜中にＮｉ元素を導入を制御するこ
とにより、結晶化を助長する効果を得ることができる。
また結晶化された珪素膜中におけるＮｉの濃度が１×１
０19ｃｍ-3以下となるようにＮｉ元素の導入量を制御す
れば、半導体特性が阻害されることがないことが判明し
ている。ここでいう濃度とは、ＳＩＭＳ（２次イオン分
析法）によって得られる最小値によって定義される。ま
た、上記に挙げたＮｉ以外の金属元素についても、Ｎｉ
と同様の濃度範囲においてその効果を得ることができ
る。
導入量の最適範囲が重要となる。例えば、上記結晶化を
助長する金属元素としてＮｉを利用する場合、結晶化さ
れた珪素膜中における濃度が１×１０15ｃｍ-3以上とな
るように非晶質珪素膜中にＮｉ元素を導入を制御するこ
とにより、結晶化を助長する効果を得ることができる。
また結晶化された珪素膜中におけるＮｉの濃度が１×１
０19ｃｍ-3以下となるようにＮｉ元素の導入量を制御す
れば、半導体特性が阻害されることがないことが判明し
ている。ここでいう濃度とは、ＳＩＭＳ（２次イオン分
析法）によって得られる最小値によって定義される。ま
た、上記に挙げたＮｉ以外の金属元素についても、Ｎｉ
と同様の濃度範囲においてその効果を得ることができ
る。
【００１８】上記に列挙した金属元素以外にＡｌやＳｎ
を用いた場合にも、非晶質珪素膜の結晶化を助長させる
ことができる。しかしＡｌやＳｎは、珪素と合金を形成
してしまい珪素膜中に拡散進入していかない。この場
合、結晶化は珪素と合金を形成した部分が結晶核となっ
て、その部分から結晶成長が進行していく。このように
ＡｌやＳｎを用いた場合には、ＡｌやＳｎを導入した部
分（即ちこれら元素と珪素との合金層）からしか結晶成
長が行われないので、前述のＮｉ等の進入型の元素を用
いた場合に比較して、その結晶性が一般に悪いという問
題がある。例えば、一様に結晶化した結晶性珪素膜を得
ることが困難であるという問題がある。さらに合金層の
存在がデバイスの作製にさいして障害となる問題、さら
には合金層が存在することによってデバイスの信頼性が
低下する問題が存在する。
を用いた場合にも、非晶質珪素膜の結晶化を助長させる
ことができる。しかしＡｌやＳｎは、珪素と合金を形成
してしまい珪素膜中に拡散進入していかない。この場
合、結晶化は珪素と合金を形成した部分が結晶核となっ
て、その部分から結晶成長が進行していく。このように
ＡｌやＳｎを用いた場合には、ＡｌやＳｎを導入した部
分（即ちこれら元素と珪素との合金層）からしか結晶成
長が行われないので、前述のＮｉ等の進入型の元素を用
いた場合に比較して、その結晶性が一般に悪いという問
題がある。例えば、一様に結晶化した結晶性珪素膜を得
ることが困難であるという問題がある。さらに合金層の
存在がデバイスの作製にさいして障害となる問題、さら
には合金層が存在することによってデバイスの信頼性が
低下する問題が存在する。
【００１９】ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜は、ｘ及びｙ
が０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜4/3 であり、その比誘電率が４
〜６であり、そのバンドギャップが5.3 〜7.0 eVであ
る。ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜は、ジクロールシラン
(SiH2Cl2) またはアンモニア(NH4) と一酸化窒素(N2O)
とを用いることで成膜することができる。
が０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜4/3 であり、その比誘電率が４
〜６であり、そのバンドギャップが5.3 〜7.0 eVであ
る。ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜は、ジクロールシラン
(SiH2Cl2) またはアンモニア(NH4) と一酸化窒素(N2O)
とを用いることで成膜することができる。
【００２０】他の発明の主要な構成は、絶縁表面を有す
る基板上に珪素半導体でなる活性層を形成する工程と、
前記活性層を覆ってＳｉＯx Ｎy で示される薄膜を形成
する工程と、前記ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜でなるゲ
イト絶縁膜を形成する工程と、を有することを特徴とす
る。
る基板上に珪素半導体でなる活性層を形成する工程と、
前記活性層を覆ってＳｉＯx Ｎy で示される薄膜を形成
する工程と、前記ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜でなるゲ
イト絶縁膜を形成する工程と、を有することを特徴とす
る。
【００２１】上記構成において、絶縁表面を有する基板
としては、ガラス基板、絶縁膜が形成された半導体基板
や絶縁膜が形成された導体基板を挙げることができる。
としては、ガラス基板、絶縁膜が形成された半導体基板
や絶縁膜が形成された導体基板を挙げることができる。
【００２２】上記構成において、珪素半導体を形成する
工程は、プラズマＣＶＤ法や減圧熱ＣＶＤ法によって非
晶質珪素膜を形成する方法、プラズマＣＶＤ法や減圧熱
ＣＶＤ法によって形成された非晶質珪素膜に対して、レ
ーザー光を照射したり、加熱処理を加えたりすることに
よって、結晶化させる方法、プラズマＣＶＤ法や減圧熱
ＣＶＤ法によって形成された非晶質珪素膜をＮｉ等の結
晶化を助長する元素の作用により結晶化する方法を挙げ
ることができる。
工程は、プラズマＣＶＤ法や減圧熱ＣＶＤ法によって非
晶質珪素膜を形成する方法、プラズマＣＶＤ法や減圧熱
ＣＶＤ法によって形成された非晶質珪素膜に対して、レ
ーザー光を照射したり、加熱処理を加えたりすることに
よって、結晶化させる方法、プラズマＣＶＤ法や減圧熱
ＣＶＤ法によって形成された非晶質珪素膜をＮｉ等の結
晶化を助長する元素の作用により結晶化する方法を挙げ
ることができる。
【００２３】他の発明の構成は、絶縁表面を有する基板
上に珪素半導体でなる活性層を形成する工程と、前記活
性層に水素を含有させる工程と、前記活性層を覆ってＳ
ｉＯx Ｎy で示される薄膜を形成する工程と、前記Ｓｉ
Ｏx Ｎy で示される薄膜上に酸化珪素膜でなるゲイト絶
縁膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
上に珪素半導体でなる活性層を形成する工程と、前記活
性層に水素を含有させる工程と、前記活性層を覆ってＳ
ｉＯx Ｎy で示される薄膜を形成する工程と、前記Ｓｉ
Ｏx Ｎy で示される薄膜上に酸化珪素膜でなるゲイト絶
縁膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】上記構成において、活性層中に水素を含有
させる方法としては、水素イオンの注入、水素雰囲気化
での加熱処理、水素プラズマに曝すことによる方法等を
挙げることができる。
させる方法としては、水素イオンの注入、水素雰囲気化
での加熱処理、水素プラズマに曝すことによる方法等を
挙げることができる。
【００２５】この構成においても、珪素膜として、結晶
化を助長する触媒元素を用いて結晶性を有せしめた珪素
膜を用いることは有用である。
化を助長する触媒元素を用いて結晶性を有せしめた珪素
膜を用いることは有用である。
【００２６】
【作用】水素を含有した、または水素を含有させた珪素
半導体を活性層として用い、該活性層上にゲイト絶縁膜
を有する構成において、活性層とゲイト絶縁膜との間に
ＳｉＯxＮyで示される薄膜を形成することにより、活性
層中の水素がゲイト絶縁膜に拡散しない構成とすること
ができる。そして、電気特性や安定性に優れた薄膜トラ
ンジスタを得ることができる。また、ＳｉＯxＮyで示さ
れる薄膜をクロールシランやジクロールシランを用いて
成膜することにより、膜中に塩素を１×１０ 15 〜１×１
０ 20 ｃｍ -3 の濃度で含ませることができ、この塩素が可
動イオンを固定化するように働き、ゲイト絶縁膜として
の機能と安定性を高めることができる。
半導体を活性層として用い、該活性層上にゲイト絶縁膜
を有する構成において、活性層とゲイト絶縁膜との間に
ＳｉＯxＮyで示される薄膜を形成することにより、活性
層中の水素がゲイト絶縁膜に拡散しない構成とすること
ができる。そして、電気特性や安定性に優れた薄膜トラ
ンジスタを得ることができる。また、ＳｉＯxＮyで示さ
れる薄膜をクロールシランやジクロールシランを用いて
成膜することにより、膜中に塩素を１×１０ 15 〜１×１
０ 20 ｃｍ -3 の濃度で含ませることができ、この塩素が可
動イオンを固定化するように働き、ゲイト絶縁膜として
の機能と安定性を高めることができる。
【００２７】また活性層の下地膜としてもＳｉＯx Ｎy
で示される薄膜を用いることにより、実質的に活性層を
ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜で覆いくるんでしまう構成
を実現することができる。そして、活性層中に含ませた
水素を活性層に閉じ込めることができ、その効果を高め
ることができる。また同時に、活性層中の水素が活性層
の外に拡散していってしまうことを防ぐことができる。
で示される薄膜を用いることにより、実質的に活性層を
ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜で覆いくるんでしまう構成
を実現することができる。そして、活性層中に含ませた
水素を活性層に閉じ込めることができ、その効果を高め
ることができる。また同時に、活性層中の水素が活性層
の外に拡散していってしまうことを防ぐことができる。
【００２８】ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜は、水素イオ
ンに対するバリア効果があるのみならず、その膜中にお
けるＯ（酸素）がＣ−Ｖ特性におけるヒステリシスを無
くすように作用し、またＳｉＮ結合がＮａや重金属（Ｆ
ｅやＮｉやＣｏ）イオンのドリフトを防ぐように作用す
る。
ンに対するバリア効果があるのみならず、その膜中にお
けるＯ（酸素）がＣ−Ｖ特性におけるヒステリシスを無
くすように作用し、またＳｉＮ結合がＮａや重金属（Ｆ
ｅやＮｉやＣｏ）イオンのドリフトを防ぐように作用す
る。
【００２９】特に活性層をＮｉ等の金属元素を用いて結
晶化させた場合には、活性層中にこの金属元素が含まれ
ているので、活性層の少なくとも上面（ゲイト絶縁膜と
接する面）をＳｉＯx Ｎy で示される薄膜で覆うことは
極めて有用である。即ち、可動イオンとして機能するＮ
ｉ等の金属元素がゲイト絶縁膜に拡散することを防ぐこ
とができる。
晶化させた場合には、活性層中にこの金属元素が含まれ
ているので、活性層の少なくとも上面（ゲイト絶縁膜と
接する面）をＳｉＯx Ｎy で示される薄膜で覆うことは
極めて有用である。即ち、可動イオンとして機能するＮ
ｉ等の金属元素がゲイト絶縁膜に拡散することを防ぐこ
とができる。
【００３０】
〔実施例１〕図１に本実施例の作製工程の概要を示す。
本実施例に示す薄膜トランジスタは、アクティブ型の液
晶表示装置の画素に配置されるスイッチング素子、液晶
表示装置の周辺回路を構成するドライバー回路、その他
薄膜集積回路に利用することができる。
本実施例に示す薄膜トランジスタは、アクティブ型の液
晶表示装置の画素に配置されるスイッチング素子、液晶
表示装置の周辺回路を構成するドライバー回路、その他
薄膜集積回路に利用することができる。
【００３１】本実施例においては、基板１０１としてガ
ラス基板を用いる。まずガラス基板上に下地膜として窒
化珪素膜１０１を１０００Åの厚さにプラズマＣＶＤ法
で形成する。ここでは、ＳｉＨ4 とＮＨ4 を用いたプラ
ズマＣＶＤ法を用いて、窒化珪素膜１０１の成膜を行
う。プラズマＣＶＤ法以外には、減圧熱ＣＶＤ法を用い
ることができる。
ラス基板を用いる。まずガラス基板上に下地膜として窒
化珪素膜１０１を１０００Åの厚さにプラズマＣＶＤ法
で形成する。ここでは、ＳｉＨ4 とＮＨ4 を用いたプラ
ズマＣＶＤ法を用いて、窒化珪素膜１０１の成膜を行
う。プラズマＣＶＤ法以外には、減圧熱ＣＶＤ法を用い
ることができる。
【００３２】次に非晶質珪素膜を１０００Åの厚さにプ
ラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で形成する。そし
て加熱またはレーザー光の照射、またはそれらの併用に
より非晶質珪素膜を結晶化させ、結晶性珪素膜を得る。
ここでは、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを
溶液に含ませ、この溶液を非晶質珪素膜の表面に塗布す
ることにより、非晶質珪素膜中にニッケル元素を導入す
る方法を採用する。
ラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で形成する。そし
て加熱またはレーザー光の照射、またはそれらの併用に
より非晶質珪素膜を結晶化させ、結晶性珪素膜を得る。
ここでは、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを
溶液に含ませ、この溶液を非晶質珪素膜の表面に塗布す
ることにより、非晶質珪素膜中にニッケル元素を導入す
る方法を採用する。
【００３３】具体的には、酢酸ニッケル塩溶液を非晶質
珪素膜の表面に滴下し、スピンコートによってニッケル
を非晶質珪素膜に接して保持させる状態とし、ニッケル
を非晶質珪素膜中に導入した。これら金属元素の導入
は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法による方法であって
もよい。このように結晶化を助長する金属元素であるニ
ッケルが非晶質珪素膜に接する状態において、加熱処理
を施すことにより、非晶質珪素膜を結晶化させる。この
加熱処理は、４５０℃〜５５０℃の温度で４時間〜８時
間行なえばよい。ここでは、窒素雰囲気中において５５
０℃、４時間の加熱処理を行なう。
珪素膜の表面に滴下し、スピンコートによってニッケル
を非晶質珪素膜に接して保持させる状態とし、ニッケル
を非晶質珪素膜中に導入した。これら金属元素の導入
は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法による方法であって
もよい。このように結晶化を助長する金属元素であるニ
ッケルが非晶質珪素膜に接する状態において、加熱処理
を施すことにより、非晶質珪素膜を結晶化させる。この
加熱処理は、４５０℃〜５５０℃の温度で４時間〜８時
間行なえばよい。ここでは、窒素雰囲気中において５５
０℃、４時間の加熱処理を行なう。
【００３４】結晶性珪素膜を得たら、パターニングを行
い、薄膜トランジスタの活性層を形成する。こうして薄
膜トランジスタの活性層１０３が形成される。この活性
層中における酸素濃度は、２×１０19〜５×１０19ｃｍ
-3とすることが望ましい。次にプラズマＣＶＤ法によ
り、１０〜１００Åの厚さのＳｉＮx Ｏy で示される薄
膜１０４を成膜する。ここでは、ジクロールシラン(SiH
2Cl2) を原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法でＳｉＮx Ｏ
y で示される薄膜を成膜する。この薄膜１０４は、水素
イオンに対するバリア層として機能するので、緻密なこ
とが必要とされる。ここでは原料ガスとしてジクロール
シランを用いたが、ＳｉＨ4 とＮＨ4 とＮ2 ０とを原料
ガスとして用いてもよい。（図１（Ａ））
い、薄膜トランジスタの活性層を形成する。こうして薄
膜トランジスタの活性層１０３が形成される。この活性
層中における酸素濃度は、２×１０19〜５×１０19ｃｍ
-3とすることが望ましい。次にプラズマＣＶＤ法によ
り、１０〜１００Åの厚さのＳｉＮx Ｏy で示される薄
膜１０４を成膜する。ここでは、ジクロールシラン(SiH
2Cl2) を原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法でＳｉＮx Ｏ
y で示される薄膜を成膜する。この薄膜１０４は、水素
イオンに対するバリア層として機能するので、緻密なこ
とが必要とされる。ここでは原料ガスとしてジクロール
シランを用いたが、ＳｉＨ4 とＮＨ4 とＮ2 ０とを原料
ガスとして用いてもよい。（図１（Ａ））
【００３５】次にプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法に
より、酸化珪素膜１０５を１０００Åの厚さに成膜す
る。この酸化珪素膜は、通常のゲイト絶縁膜としての機
能を果たす。そして金属や一導電型を有する半導体によ
り、ゲイト電極１０６を形成する。ここでは、リンがヘ
ビードープされたＮ型の結晶性珪素半導体を用いてゲイ
ト電極１０６を形成する。
より、酸化珪素膜１０５を１０００Åの厚さに成膜す
る。この酸化珪素膜は、通常のゲイト絶縁膜としての機
能を果たす。そして金属や一導電型を有する半導体によ
り、ゲイト電極１０６を形成する。ここでは、リンがヘ
ビードープされたＮ型の結晶性珪素半導体を用いてゲイ
ト電極１０６を形成する。
【００３６】次にゲイト電極１０６をマスクとして、リ
ンイオンの注入を行う。こうして、１０７と１０９との
領域にリンイオンが注入され、ソース領域１０７とドレ
イン領域１０９とが自己整合的に形成される。また同時
にチャネル形成領域１０８が形成される。その後、レー
ザー光の照射を行うことにより、ソース１０７とドレイ
ン領域１０９との活性化とイオンの注入時の損傷のアニ
ールを行う。（図１（Ｂ））
ンイオンの注入を行う。こうして、１０７と１０９との
領域にリンイオンが注入され、ソース領域１０７とドレ
イン領域１０９とが自己整合的に形成される。また同時
にチャネル形成領域１０８が形成される。その後、レー
ザー光の照射を行うことにより、ソース１０７とドレイ
ン領域１０９との活性化とイオンの注入時の損傷のアニ
ールを行う。（図１（Ｂ））
【００３７】次に層間絶縁膜として酸化珪素膜１１０を
形成し、孔開け工程を経てソース電極１１１、ドレイン
電極１１２を形成し、図１（Ｃ）に示す薄膜トランジス
タを完成させる。
形成し、孔開け工程を経てソース電極１１１、ドレイン
電極１１２を形成し、図１（Ｃ）に示す薄膜トランジス
タを完成させる。
【００３８】図１に示す薄膜トランジスタは、ソース領
域１０７、ドレイン領域１０９、チャネル形成領域１０
８で構成される活性層が、ＳｉＮx Ｏy 膜で覆われてい
るので、活性層中の水素が外部に拡散することがない。
特に、ゲイト絶縁膜を構成する酸化珪素膜１０５と活性
層との間には、ＳｉＮx Ｏy 膜１０４が存在しているの
で、ゲイト絶縁膜中に水素が拡散してしまうことがな
く、特性の劣化のない構成とすることができる。
域１０７、ドレイン領域１０９、チャネル形成領域１０
８で構成される活性層が、ＳｉＮx Ｏy 膜で覆われてい
るので、活性層中の水素が外部に拡散することがない。
特に、ゲイト絶縁膜を構成する酸化珪素膜１０５と活性
層との間には、ＳｉＮx Ｏy 膜１０４が存在しているの
で、ゲイト絶縁膜中に水素が拡散してしまうことがな
く、特性の劣化のない構成とすることができる。
【００３９】〔実施例２〕図３に本実施例の作製工程の
概要を示す。本実施例に示す薄膜トランジスタは、活性
層を構成する結晶性珪素半導体層中に水素をイオン注入
法またはプラズマドーピング法によって注入し、積極的
に活性層中に水素を含有させ、活性層中の不対結合手を
中和することを特徴とする。さらに活性層に注入した水
素を閉じ込めるために、ＳｉＮx Ｏy で示される薄膜に
よって活性層の表面を覆ってしまうことを特徴とする。
概要を示す。本実施例に示す薄膜トランジスタは、活性
層を構成する結晶性珪素半導体層中に水素をイオン注入
法またはプラズマドーピング法によって注入し、積極的
に活性層中に水素を含有させ、活性層中の不対結合手を
中和することを特徴とする。さらに活性層に注入した水
素を閉じ込めるために、ＳｉＮx Ｏy で示される薄膜に
よって活性層の表面を覆ってしまうことを特徴とする。
【００４０】本実施例で示す薄膜トランジスタは、アク
ティブ型の液晶表示装置の画素に配置されるスイッチン
グ素子、液晶表示装置の周辺回路を構成するドライバー
回路、その他薄膜集積回路に利用することができる。
ティブ型の液晶表示装置の画素に配置されるスイッチン
グ素子、液晶表示装置の周辺回路を構成するドライバー
回路、その他薄膜集積回路に利用することができる。
【００４１】図３に本実施例の作製工程の概略を示す。
本実施例においては、基板１０１としてガラス基板を用
いる。まずガラス基板上に下地膜としてＳｉＯx Ｎy で
示される薄膜１００を１０００Åの厚さにプラズマＣＶ
Ｄ法で形成する。ここでは、ジクロールシランを用いた
プラズマＣＶＤ法を用いて成膜を行う。
本実施例においては、基板１０１としてガラス基板を用
いる。まずガラス基板上に下地膜としてＳｉＯx Ｎy で
示される薄膜１００を１０００Åの厚さにプラズマＣＶ
Ｄ法で形成する。ここでは、ジクロールシランを用いた
プラズマＣＶＤ法を用いて成膜を行う。
【００４２】次に非晶質珪素膜を１０００Åの厚さにプ
ラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で形成する。そし
て加熱またはレーザー光の照射、またはそれらの併用に
より非晶質珪素膜を結晶化させ、結晶性珪素膜を得る。
ここでは結晶化を助長する触媒元素であるニッケルを酢
酸ニッケル塩溶液によって導入する。具体的には、酢酸
ニッケル塩溶液を非晶質珪素膜の表面にスピンコート法
によって塗布することによって、ニッケルを非晶質珪素
膜中に導入する。そして５５０℃、４時間の加熱処理を
行なうことにより、非晶質珪素膜を結晶化させる。結晶
性珪素膜を得たら、パターニングを行い、薄膜トランジ
スタの活性層を形成する。こうして薄膜トランジスタの
活性層１０３が形成される。（図３（Ａ））
ラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で形成する。そし
て加熱またはレーザー光の照射、またはそれらの併用に
より非晶質珪素膜を結晶化させ、結晶性珪素膜を得る。
ここでは結晶化を助長する触媒元素であるニッケルを酢
酸ニッケル塩溶液によって導入する。具体的には、酢酸
ニッケル塩溶液を非晶質珪素膜の表面にスピンコート法
によって塗布することによって、ニッケルを非晶質珪素
膜中に導入する。そして５５０℃、４時間の加熱処理を
行なうことにより、非晶質珪素膜を結晶化させる。結晶
性珪素膜を得たら、パターニングを行い、薄膜トランジ
スタの活性層を形成する。こうして薄膜トランジスタの
活性層１０３が形成される。（図３（Ａ））
【００４３】結晶性を有する珪素で構成された活性層１
０３が露呈した状態において、水素イオンの注入を行
う。ここでは、加速電圧を４０ＫｅＶとし、ドーズ量を
２×１０16ｃｍ-3として、イオン注入を行う。
０３が露呈した状態において、水素イオンの注入を行
う。ここでは、加速電圧を４０ＫｅＶとし、ドーズ量を
２×１０16ｃｍ-3として、イオン注入を行う。
【００４４】こうして、活性層中に水素を含ませ、活性
層中の不対結合手を中和し、活性層中の準位を減少させ
る。なお、注入した水素を活性化させ、その効果を高く
するめに、３００〜５００℃の温度で加熱処理を施すこ
とは効果的である。
層中の不対結合手を中和し、活性層中の準位を減少させ
る。なお、注入した水素を活性化させ、その効果を高く
するめに、３００〜５００℃の温度で加熱処理を施すこ
とは効果的である。
【００４５】次にプラズマＣＶＤにより、１０〜１００
Åの厚さのＳｉＮx Ｏy で示される薄膜を成膜する。こ
こでは、原料ガスとしてジクロールシランを用いたプラ
ズマＣＶＤ法によって成膜を行なう。（図３（Ｂ））
Åの厚さのＳｉＮx Ｏy で示される薄膜を成膜する。こ
こでは、原料ガスとしてジクロールシランを用いたプラ
ズマＣＶＤ法によって成膜を行なう。（図３（Ｂ））
【００４６】次にプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法に
より、酸化珪素膜１０５を１０００Åの厚さに成膜す
る。この酸化珪素膜は、通常のゲイト絶縁膜としての機
能を果たす。そしてアルミニムを主成分とする材料を５
０００Åの厚さに成膜し、該アルミニウムを主成分とす
る膜を用いてゲイト電極１１３を形成する。さらにこの
アルミニウムを主成分とするゲイト電極１１３の周囲に
陽極酸化工程において酸化物層１１４を形成する。この
工程は、ゲイト電極１１３を陽極として電解溶液中にお
いて陽極酸化を行うことによって行われる。ここでは、
酸化物層１１４を２０００Å程度の厚さに形成する。こ
の酸化物層１１４は、後の不純物イオン注入工程におい
てマスクとなり、その厚さの分でオフセットゲイト領域
を構成することができる。
より、酸化珪素膜１０５を１０００Åの厚さに成膜す
る。この酸化珪素膜は、通常のゲイト絶縁膜としての機
能を果たす。そしてアルミニムを主成分とする材料を５
０００Åの厚さに成膜し、該アルミニウムを主成分とす
る膜を用いてゲイト電極１１３を形成する。さらにこの
アルミニウムを主成分とするゲイト電極１１３の周囲に
陽極酸化工程において酸化物層１１４を形成する。この
工程は、ゲイト電極１１３を陽極として電解溶液中にお
いて陽極酸化を行うことによって行われる。ここでは、
酸化物層１１４を２０００Å程度の厚さに形成する。こ
の酸化物層１１４は、後の不純物イオン注入工程におい
てマスクとなり、その厚さの分でオフセットゲイト領域
を構成することができる。
【００４７】次にゲイト電極１１３とその周囲の酸化物
層をマスクとして、リンイオンの注入を行う。そして、
１０７と１０９との領域にリンイオンが注入され、ソー
ス領域１０７とドレイン領域１０９とが自己整合的に形
成される。また同時にチャネル形成領域１０８が形成さ
れる。さらにこの不純物のイオン注入工程において、オ
フセットゲイト領域１１５も同時に形成される。その
後、レーザー光の照射を行うことにより、ソース１０７
とドレイン領域１０９との活性化とイオンの注入時の損
傷のアニールを行う。（図３（Ｃ））
層をマスクとして、リンイオンの注入を行う。そして、
１０７と１０９との領域にリンイオンが注入され、ソー
ス領域１０７とドレイン領域１０９とが自己整合的に形
成される。また同時にチャネル形成領域１０８が形成さ
れる。さらにこの不純物のイオン注入工程において、オ
フセットゲイト領域１１５も同時に形成される。その
後、レーザー光の照射を行うことにより、ソース１０７
とドレイン領域１０９との活性化とイオンの注入時の損
傷のアニールを行う。（図３（Ｃ））
【００４８】次に層間絶縁膜として酸化珪素膜１１０を
形成し、孔開け工程を経てソース電極１１１、ドレイン
電極１１２を形成し、図３（Ｄ）に示す薄膜トランジス
タを完成させる。
形成し、孔開け工程を経てソース電極１１１、ドレイン
電極１１２を形成し、図３（Ｄ）に示す薄膜トランジス
タを完成させる。
【００４９】図３（Ｄ）に示す薄膜トランジスタは、ソ
ース領域１０７、ドレイン領域１０９、チャネル形成領
域１０８で構成される活性層が、その下面、上面、側面
がＳｉＯx Ｎy で示される薄膜で覆われている状態とな
るので、活性層中に水素が閉じ込められ外部に拡散する
ことがない。
ース領域１０７、ドレイン領域１０９、チャネル形成領
域１０８で構成される活性層が、その下面、上面、側面
がＳｉＯx Ｎy で示される薄膜で覆われている状態とな
るので、活性層中に水素が閉じ込められ外部に拡散する
ことがない。
【００５０】〔実施例３〕本実施例は、図３に示す実施
例２の作製工程において、（Ａ）の工程で行われる水素
のイオン注入を行わう代わりに、水素雰囲気中において
加熱処理を行うことによって、活性層１０３中に水素を
含有させることを特徴とする。
例２の作製工程において、（Ａ）の工程で行われる水素
のイオン注入を行わう代わりに、水素雰囲気中において
加熱処理を行うことによって、活性層１０３中に水素を
含有させることを特徴とする。
【００５１】この活性層１０３中に水素を含有させる加
熱処理は、水素１００％または水素と不活性雰囲気との
混合雰囲気中において、３００〜５００℃の温度を加え
ることによって行われる。
熱処理は、水素１００％または水素と不活性雰囲気との
混合雰囲気中において、３００〜５００℃の温度を加え
ることによって行われる。
【００５２】〔実施例４〕本実施例は、図３に示す実施
例２の作製工程において、（Ａ）の工程における水素の
イオン注入を行わう代わりに、水素プラズマに活性層１
０３を曝すことによって、活性層１０３中に水素を含ま
せることを特徴とする。
例２の作製工程において、（Ａ）の工程における水素の
イオン注入を行わう代わりに、水素プラズマに活性層１
０３を曝すことによって、活性層１０３中に水素を含ま
せることを特徴とする。
【００５３】この水素プラズマ処理は、水素の減圧雰囲
気中に図３（Ａ）に示す状態の試料を配置し、雰囲気に
高周波エネルギーを与えることによって行われる。この
水素プラズマ処理において試料を３００〜５００℃程度
に加熱することは有効である。
気中に図３（Ａ）に示す状態の試料を配置し、雰囲気に
高周波エネルギーを与えることによって行われる。この
水素プラズマ処理において試料を３００〜５００℃程度
に加熱することは有効である。
【００５４】〔実施例５〕本実施例は、ゲイト絶縁膜上
にＳｉＯx Ｎy で示される薄膜を形成することにより、
ゲイト絶縁膜をＳｉＯx Ｎy で示される薄膜で挟み込ん
だ構成に関する。図４に本実施例の作製工程を示す。ま
ずガラス基板４０１の表面に下地膜としてＳｉＯx Ｎy
で示される薄膜４０２を形成する。ここでは、ジクロー
ルシラン(SiH2Cl2) を原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法
を用いて、ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜４０２を１００
０Åの厚さに成膜する。
にＳｉＯx Ｎy で示される薄膜を形成することにより、
ゲイト絶縁膜をＳｉＯx Ｎy で示される薄膜で挟み込ん
だ構成に関する。図４に本実施例の作製工程を示す。ま
ずガラス基板４０１の表面に下地膜としてＳｉＯx Ｎy
で示される薄膜４０２を形成する。ここでは、ジクロー
ルシラン(SiH2Cl2) を原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法
を用いて、ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜４０２を１００
０Åの厚さに成膜する。
【００５５】次に非晶質珪素膜を１０００Åの厚さにプ
ラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で形成する。そし
て非晶質珪素膜上に酢酸ニッケル溶液をスピンコート法
で塗布し、非晶質珪素膜にニッケル元素を導入する。そ
して５５０℃、４時間の加熱処理を施すことにより、非
晶質珪素膜を結晶化させる。さらにこの非晶質珪素膜を
パターニングすることにより、結晶性珪素膜で構成され
た活性層４０３が形成される。もちろんここで非晶質珪
素や通常の加熱によって結晶化された結晶性珪素膜、さ
らにはレーザー光の照射によって結晶化された結晶性珪
素膜を用いて活性層を構成してもよい。
ラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で形成する。そし
て非晶質珪素膜上に酢酸ニッケル溶液をスピンコート法
で塗布し、非晶質珪素膜にニッケル元素を導入する。そ
して５５０℃、４時間の加熱処理を施すことにより、非
晶質珪素膜を結晶化させる。さらにこの非晶質珪素膜を
パターニングすることにより、結晶性珪素膜で構成され
た活性層４０３が形成される。もちろんここで非晶質珪
素や通常の加熱によって結晶化された結晶性珪素膜、さ
らにはレーザー光の照射によって結晶化された結晶性珪
素膜を用いて活性層を構成してもよい。
【００５６】活性層４０３を形成したら、活性層４０３
の水素化工程を行う。この工程は活性層４０３に対して
水素イオンの注入を行うことによって行われる。この工
程は、イオン注入法またはプラズマドーピング法でもっ
て行われる。注入条件は、例えば水素イオンの加速電圧
を４０ＫｅＶ、ドーズ量を２×１０16ｃｍ-3とする。こ
うして活性層４０３中に水素イオンが注入され、この水
素によって珪素の不対結合手が中和される。こうして、
活性層４０３中の欠陥や準位を減少させることができ
る。
の水素化工程を行う。この工程は活性層４０３に対して
水素イオンの注入を行うことによって行われる。この工
程は、イオン注入法またはプラズマドーピング法でもっ
て行われる。注入条件は、例えば水素イオンの加速電圧
を４０ＫｅＶ、ドーズ量を２×１０16ｃｍ-3とする。こ
うして活性層４０３中に水素イオンが注入され、この水
素によって珪素の不対結合手が中和される。こうして、
活性層４０３中の欠陥や準位を減少させることができ
る。
【００５７】上記活性層４０３の水素化工程は、水素雰
囲気中における加熱処理でもよい。この場合は、常圧ま
たは加圧状態の水素雰囲気、または水素を含む雰囲気中
において、３００〜５００℃の温度で加熱処理を施せば
よい。
囲気中における加熱処理でもよい。この場合は、常圧ま
たは加圧状態の水素雰囲気、または水素を含む雰囲気中
において、３００〜５００℃の温度で加熱処理を施せば
よい。
【００５８】活性層４０３の水素化工程の終了後、活性
層４０３を覆ってＳｉＯx Ｎy で示される薄膜４０４を
形成する。この４０４で示される薄膜もジクロールシラ
ン(SiH2Cl2) を原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法を用い
て形成する。
層４０３を覆ってＳｉＯx Ｎy で示される薄膜４０４を
形成する。この４０４で示される薄膜もジクロールシラ
ン(SiH2Cl2) を原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法を用い
て形成する。
【００５９】こうして図４（Ａ）に示す状態を得る。こ
の状態において、活性層４０３はＳｉＯx Ｎy で示され
る薄膜でその上面、下面、側面が覆われた状態、即ち活
性層はＳｉＯx Ｎy で示される薄膜でくるまれた状態と
することができる。この状態において、活性層４０３は
水素化されており、水素を多く含んでいる。そしてＳｉ
Ｏx Ｎy で示される薄膜は、活性層中に水素を閉じ込め
るバリアの役割を果たしている。
の状態において、活性層４０３はＳｉＯx Ｎy で示され
る薄膜でその上面、下面、側面が覆われた状態、即ち活
性層はＳｉＯx Ｎy で示される薄膜でくるまれた状態と
することができる。この状態において、活性層４０３は
水素化されており、水素を多く含んでいる。そしてＳｉ
Ｏx Ｎy で示される薄膜は、活性層中に水素を閉じ込め
るバリアの役割を果たしている。
【００６０】図４（Ａ）に示す状態を得たら、一導電型
を有する珪素を主成分とする膜を５０００Åの厚さに減
圧熱ＣＶＤ法で形成する。ここでは、Ｎ型の結晶性珪素
膜を形成する。そしてパターニングを行うことによりゲ
イト電極４０６を形成する。そしてゲイト電極４０６を
マスクとして不純物イオンの注入をイオンドーピング法
またはプラズマドーピング法によって行う。不純物イオ
ンとしては、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタを形成す
るのであればリンを用い、Ｐチャネル型の薄膜トランジ
スタを形成するのであればボロンを用いる。ここでは、
Ｎチャネル型の薄膜トランジスタを形成するために、リ
ンをイオン注入法によってイオン注入する。
を有する珪素を主成分とする膜を５０００Åの厚さに減
圧熱ＣＶＤ法で形成する。ここでは、Ｎ型の結晶性珪素
膜を形成する。そしてパターニングを行うことによりゲ
イト電極４０６を形成する。そしてゲイト電極４０６を
マスクとして不純物イオンの注入をイオンドーピング法
またはプラズマドーピング法によって行う。不純物イオ
ンとしては、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタを形成す
るのであればリンを用い、Ｐチャネル型の薄膜トランジ
スタを形成するのであればボロンを用いる。ここでは、
Ｎチャネル型の薄膜トランジスタを形成するために、リ
ンをイオン注入法によってイオン注入する。
【００６１】上記イオン注入工程において、ソース領域
４０８とドレイン領域４１０とが自己整合的に形成され
る。また同時にチャネル形成領域４０９も自己整合的に
形成される。その後、イオンの衝撃によって非晶質化さ
れた活性層のアニール（再結晶化）と注入された不純物
イオンの活性化のためにレーザー光の照射を行う。レー
ザー光としては、例えばＸｅＣｌエキシマレーザーを用
いる。この工程で、ソース領域４０８とドレイン領域４
１０との再結晶化とこの領域に注入された不純物の活性
化が行われる。
４０８とドレイン領域４１０とが自己整合的に形成され
る。また同時にチャネル形成領域４０９も自己整合的に
形成される。その後、イオンの衝撃によって非晶質化さ
れた活性層のアニール（再結晶化）と注入された不純物
イオンの活性化のためにレーザー光の照射を行う。レー
ザー光としては、例えばＸｅＣｌエキシマレーザーを用
いる。この工程で、ソース領域４０８とドレイン領域４
１０との再結晶化とこの領域に注入された不純物の活性
化が行われる。
【００６２】ソース／ドレイン領域のアニールと活性化
のためのレーザー光の照射工程終了後、ＳｉＯx Ｎy で
示される薄膜４０７を形成する。ＳｉＯx Ｎy で示され
る薄膜４０７は、ジクロールシランを用いたプラズマＣ
ＶＤ法によって行われる。
のためのレーザー光の照射工程終了後、ＳｉＯx Ｎy で
示される薄膜４０７を形成する。ＳｉＯx Ｎy で示され
る薄膜４０７は、ジクロールシランを用いたプラズマＣ
ＶＤ法によって行われる。
【００６３】こうして図４（Ｂ）に示す状態を得る。そ
の後プラズマＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜４１１として
酸化珪素膜を形成する。この際、ＳｉＯx Ｎy で示され
る薄膜４０７の作用によって、ゲイト絶縁膜４０５中に
水素が進入することを防ぐことができる。
の後プラズマＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜４１１として
酸化珪素膜を形成する。この際、ＳｉＯx Ｎy で示され
る薄膜４０７の作用によって、ゲイト絶縁膜４０５中に
水素が進入することを防ぐことができる。
【００６４】そして孔開け工程を経て、ソース電極４１
２とドレイン電極４１３とを形成する。ソース／ドレイ
ン電極は、アルミニウム等の適当な金属を用いて形成す
ればよい。こうして、図４（Ｃ）に示すように薄膜トラ
ンジスタを完成させる。
２とドレイン電極４１３とを形成する。ソース／ドレイ
ン電極は、アルミニウム等の適当な金属を用いて形成す
ればよい。こうして、図４（Ｃ）に示すように薄膜トラ
ンジスタを完成させる。
【００６５】〔実施例６〕本実施例は、図５（Ａ）に示
す構成に本明細書で開示する発明を利用した例である。
図５（Ａ）に示す薄膜トランジスタは、ガラス基板５０
１上に形成されている。図５（Ａ）に示すのは、ガラス
基板５０１上に形成された下地膜を構成するＳｉＯx Ｎ
y で示される薄膜５０２、チャネル形成領域を構成する
半導体層５０３、一導電型を有する半導体層であるソー
ス領域５０４とドレイン領域５０５、ＳｉＯx Ｎy で示
される薄膜５０６、酸化珪素膜で構成されたゲイト絶縁
膜５０７、ゲイト電極５０８を有している。
す構成に本明細書で開示する発明を利用した例である。
図５（Ａ）に示す薄膜トランジスタは、ガラス基板５０
１上に形成されている。図５（Ａ）に示すのは、ガラス
基板５０１上に形成された下地膜を構成するＳｉＯx Ｎ
y で示される薄膜５０２、チャネル形成領域を構成する
半導体層５０３、一導電型を有する半導体層であるソー
ス領域５０４とドレイン領域５０５、ＳｉＯx Ｎy で示
される薄膜５０６、酸化珪素膜で構成されたゲイト絶縁
膜５０７、ゲイト電極５０８を有している。
【００６６】半導体層５０３は結晶化を助長する触媒元
素の作用によって結晶化されている。チャネル形成領域
を構成する半導体層５０３とソース領域を構成する半導
体層５０４とドレイン領域を構成する半導体層５０５
は、下面にＳｉＯx Ｎy で示される薄膜５０２が、上面
及び側面がＳｉＯx Ｎy で示される薄膜５０６が形成さ
れているので、これら半導体層中に水素や結晶化を助長
する金属元素を閉じ込めることができる。そして、活性
層中に存在する水素や金属元素がゲイト絶縁膜５０７に
侵入することを防ぐことができる。
素の作用によって結晶化されている。チャネル形成領域
を構成する半導体層５０３とソース領域を構成する半導
体層５０４とドレイン領域を構成する半導体層５０５
は、下面にＳｉＯx Ｎy で示される薄膜５０２が、上面
及び側面がＳｉＯx Ｎy で示される薄膜５０６が形成さ
れているので、これら半導体層中に水素や結晶化を助長
する金属元素を閉じ込めることができる。そして、活性
層中に存在する水素や金属元素がゲイト絶縁膜５０７に
侵入することを防ぐことができる。
【００６７】〔実施例７〕本実施例は、図５（Ｂ）に示
す構成に本明細書で開示する発明を利用した例である。
図５（Ｂ）に示す薄膜トランジスタは、ガラス基板５０
９上に形成されている。図５（Ｂ）に示すのは、ガラス
基板５０９上に形成された下地膜を構成するＳｉＯx Ｎ
y で示される薄膜５１０、ゲイト電極５１１、酸化珪素
で構成されるゲイト絶縁膜５１２、ＳｉＯx Ｎy で示さ
れる薄膜５１３、チャネル形成領域が形成される半導体
層５１４、ソース領域となる半導体層５１５、ドレイン
領域となる半導体層５１６を有している。
す構成に本明細書で開示する発明を利用した例である。
図５（Ｂ）に示す薄膜トランジスタは、ガラス基板５０
９上に形成されている。図５（Ｂ）に示すのは、ガラス
基板５０９上に形成された下地膜を構成するＳｉＯx Ｎ
y で示される薄膜５１０、ゲイト電極５１１、酸化珪素
で構成されるゲイト絶縁膜５１２、ＳｉＯx Ｎy で示さ
れる薄膜５１３、チャネル形成領域が形成される半導体
層５１４、ソース領域となる半導体層５１５、ドレイン
領域となる半導体層５１６を有している。
【００６８】半導体層５１４は非晶質珪素で構成されて
いる。図５（Ｂ）に示す構成においては、ゲイト絶縁膜
５１２の周囲がＳｉＯx Ｎy で示される薄膜５１３によ
って覆われているので、ゲイト絶縁膜５１２中に半導体
層５１４から水素が侵入しない構成とすることができ
る。特に半導体層５１４として非晶質珪素を用いた場合
には、半導体層５１４に多量の水素が含まれることにな
るので、ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜５１３の作用で、
ゲイト絶縁膜５１２に水素が侵入しないようにすること
は重要である。
いる。図５（Ｂ）に示す構成においては、ゲイト絶縁膜
５１２の周囲がＳｉＯx Ｎy で示される薄膜５１３によ
って覆われているので、ゲイト絶縁膜５１２中に半導体
層５１４から水素が侵入しない構成とすることができ
る。特に半導体層５１４として非晶質珪素を用いた場合
には、半導体層５１４に多量の水素が含まれることにな
るので、ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜５１３の作用で、
ゲイト絶縁膜５１２に水素が侵入しないようにすること
は重要である。
【００６９】
【発明の効果】本明細書に開示する発明を利用すること
で、活性層中には水素を含有させ、ゲイト絶縁膜中には
なるべく水素を含有させないという事項を両立させるこ
とができ、高性能で電気的にも安定性の優れた薄膜トラ
ンジスタを得ることができる。
で、活性層中には水素を含有させ、ゲイト絶縁膜中には
なるべく水素を含有させないという事項を両立させるこ
とができ、高性能で電気的にも安定性の優れた薄膜トラ
ンジスタを得ることができる。
【図１】 実施例の作製工程を示す。
【図２】 従来の薄膜トランジスタの構成を示す。
【図３】 実施例の作製工程を示す。
【図４】 実施例の作製工程を示す。
【図５】 実施例の作製工程を示す。
１０１・・・・・・・・・ガラス基板
１０２・・・・・・・・・窒化珪素膜
１０３・・・・・・・・・活性層
１０４・・・・・・・・・ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜
１０５・・・・・・・・・酸化珪素膜（ゲイト絶縁膜）
１０６・・・・・・・・・ゲイト電極
１０７・・・・・・・・・ソース領域
１０８・・・・・・・・・チャネル形成領域
１０９・・・・・・・・・ドレイン領域
１１０・・・・・・・・・層間絶縁膜
１１１・・・・・・・・・ソース電極
１１２・・・・・・・・・ドレイン電極
１１３・・・・・・・・・ゲイト電極
１１４・・・・・・・・・酸化物層
１１５・・・・・・・・・オフセットゲイト領域
１００・・・・・・・・・ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜
２０１・・・・・・・・・ガラス基板
２０２・・・・・・・・・酸化珪素膜
２０３・・・・・・・・・ソース領域
２０４・・・・・・・・・チャネル形成領域
２０５・・・・・・・・・ドレイン領域
２０６・・・・・・・・・ゲイト電極
２０７・・・・・・・・・層間絶縁膜
２０８・・・・・・・・・ソース電極
２０９・・・・・・・・・ドレイン電極
４０１・・・・・・・・・ガラス基板
４０２・・・・・・・・・ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜
４０３・・・・・・・・・活性層
４０４・・・・・・・・・ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜
４０５・・・・・・・・・酸化珪素膜（ゲイト絶縁膜）
４０６・・・・・・・・・ゲイト電極
４０７・・・・・・・・・ＳｉＯx Ｎy で示される薄膜
４０８・・・・・・・・・ソース領域
４０９・・・・・・・・・チャネル形成領域
４１０・・・・・・・・・ドレイン領域
４１１・・・・・・・・・層間絶縁膜
４１２・・・・・・・・・ソース電極
４１３・・・・・・・・・ドレイン電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−111361（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−175506（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−182517（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−63017（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−140915（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−222546（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−147759（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−112490（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−185736（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−165679（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 29/786
H01L 21/318
H01L 21/336
G02F 1/1368
Claims (24)
- 【請求項１】絶縁表面上に非晶質珪素膜を形成する工程
と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される薄膜を形成する工程と、を有
することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項２】絶縁表面上に非晶質珪素膜を形成する工程
と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される薄膜を形成する工程と、を有
し、 前記ＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／３）で示さ
れる薄膜は、クロールシランまたはジクロールシランを
用いたプラズマＣＶＤ法により形成されることを特徴と
する薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記多
結晶珪素膜を形成した後、該多結晶珪素膜中に水素を添
加してから前記ＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／
３）で示される薄膜を形成することを特徴とする薄膜ト
ランジスタの作製方法。 - 【請求項４】 基板上にＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０＜
ｙ＜４／３）で示される第１の薄膜を形成する工程と、 前記第１の薄膜上に非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第２の薄膜を形成する工程
と、を有することを特徴とする薄膜トランジスタの作製
方法。 - 【請求項５】 基板上にＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０＜
ｙ＜４／３）で示される第１の薄膜を形成する工程と、 前記第１の薄膜上に非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第２の薄膜を形成する工程
と、を有し、 前記第１の薄膜または前記第２の薄膜は、クロールシラ
ンまたはジクロールシランを用いたプラズマＣＶＤ法に
より形成されることを特徴とする薄膜トランジスタの作
製方法。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５において、前記
多結晶珪素膜を形成した後、該多結晶珪素膜中に水素を
添加してから前記第２の薄膜を形成することを特徴とす
る薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項７】 絶縁表面上に非晶質珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される薄膜を形成する工程と、 前記ＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／３）で示さ
れる薄膜上にゲイト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成する工程とを有
することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項８】 絶縁表面上に非晶質珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される薄膜を形成する工程と、 前記ＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／３）で示さ
れる薄膜上にゲイト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成する工程と、を
有し、 前記ＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／３）で示さ
れる薄膜は、クロールシランまたはジクロールシランを
用いたプラズマＣＶＤ法により形成されることを特徴と
する薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項９】 請求項７または請求項８において、前記
多結晶珪素膜を形成した後、該多結晶珪素膜中に水素を
添加してから前記ＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４
／３）で示される薄膜を形成することを特徴とする薄膜
トランジスタの作製方法。 - 【請求項１０】 絶縁表面上に非晶質珪素膜を形成する
工程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第１の薄膜を形成する工程
と、 前記第１の薄膜上にゲイト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上にＳｉＯxＮy
（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／３）で示される第２の薄膜
を形成する工程とを有することを特徴とする薄膜トラン
ジスタの作製方法。 - 【請求項１１】 絶縁表面上に非晶質珪素膜を形成する
工程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第１の薄膜を形成する工程
と、 前記第１の薄膜上にゲイト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上にＳｉＯxＮy
（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／３）で示される第２の薄膜
を形成する工程と、を有し、 前記第１の薄膜または前記第２の薄膜は、クロールシラ
ンまたはジクロールシランを用いたプラズマＣＶＤ法に
より形成されることを特徴とする薄膜トランジスタの作
製方法。 - 【請求項１２】 請求項１０または請求項１１におい
て、前記多結晶珪素膜を形成した後、該多結晶珪素膜中
に水素を添加してから前記第１の薄膜を形成することを
特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項１３】 基板上にＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第１の薄膜を形成する工程
と、 前記第１の薄膜上に非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第２の薄膜を形成する工程
と、 前記第２の薄膜上にゲイト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成する工程とを有
することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項１４】 基板上にＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第１の薄膜を形成する工程
と、 前記第１の薄膜上に非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第２の薄膜を形成する工程
と、 前記第２の薄膜上にゲイト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成する工程と、を
有し、 前記第１の薄膜または前記第２の薄膜は、クロールシラ
ンまたはジクロールシランを用いたプラズマＣＶＤ法に
より形成されることを特徴とする薄膜トランジスタの作
製方法。 - 【請求項１５】 請求項１３または請求項１４におい
て、前記多結晶珪素膜を形成した後、該多結晶珪素膜中
に水素を添加してから前記第２の薄膜を形成することを
特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項１６】 基板上にＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第１の薄膜を形成する工程
と、 前記第１の薄膜上に非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第２の薄膜を形成する工程
と、 前記第２の薄膜上にゲイト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上にＳｉＯxＮy
（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／３）で示される第３の薄膜
を形成する工程と、 を有することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方
法。 - 【請求項１７】 基板上にＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第１の薄膜を形成する工程
と、 前記第１の薄膜上に非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜にニッケルを含む溶液を塗布してニッ
ケルを導入した後、加熱することにより多結晶珪素膜を
形成する工程と、 前記多結晶珪素膜を覆ってＳｉＯxＮy（０＜ｘ＜２、０
＜ｙ＜４／３）で示される第２の薄膜を形成する工程
と、 前記第２の薄膜上にゲイト絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜上にゲイト電極を形成する工程と、 前記ゲイト絶縁膜及び前記ゲイト電極上にＳｉＯxＮy
（０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜４／３）で示される第３の薄膜
を形成する工程と、を有し、 前記第１の薄膜、前記第２の薄膜または前記第３の薄膜
は、クロールシランまたははジクロールシランを用いた
プラズマＣＶＤ法により形成されることを特徴とする薄
膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項１８】 請求項１６または請求項１７におい
て、前記多結晶珪素膜を形成した後、該多結晶珪素膜中
に水素を添加してから前記第２の薄膜を形成することを
特徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項１９】 請求項１乃至請求項１８のいずれか一
において、スピンコートを用いて前記ニッケルを含む溶
液を塗布することを特徴とする薄膜トランジスタの作製
方法。 - 【請求項２０】 請求項１乃至請求項１９のいずれか一
において、前記ニッケルを含む溶液は、前記多結晶珪素
膜中のニッケル濃度が１×１０15〜１×１０19ｃｍ-3に
収まるように塗布されることを特徴とする薄膜トランジ
スタの作製方法。 - 【請求項２１】 請求項１乃至請求項２０のいずれか一
において、前記多結晶珪素膜を形成した後、該多結晶珪
素膜にレーザー光を照射することを特徴とする薄膜トラ
ンジスタの作製方法。 - 【請求項２２】 請求項１乃至請求項２１のいずれか一
に記載の薄膜トランジスタの作製方法を用いたことを特
徴とする液晶表示装置の作製方法。 - 【請求項２３】 請求項１乃至請求項２１のいずれか一
に記載の作製方法を用いて作製されたことを特徴とする
薄膜トランジスタ。 - 【請求項２４】 請求項２２に記載の作製方法を用いて
作製されたことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15169894A JP3468848B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 薄膜トランジスタおよびその作製方法、並びに液晶表示装置およびその作製方法 |
| US09/019,295 US6867432B1 (en) | 1994-06-09 | 1998-02-05 | Semiconductor device having SiOxNy gate insulating film |
| US09/266,864 US6429483B1 (en) | 1994-06-09 | 1999-03-12 | Semiconductor device and method for forming the same |
| US10/891,052 US7547915B2 (en) | 1994-06-09 | 2004-07-15 | Semiconductor device having SiOxNy film |
| US12/483,311 US8330165B2 (en) | 1994-06-09 | 2009-06-12 | Semiconductor device and method for forming the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15169894A JP3468848B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 薄膜トランジスタおよびその作製方法、並びに液晶表示装置およびその作製方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243010A Division JP3512766B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 薄膜トランジスタ及び液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335900A JPH07335900A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3468848B2 true JP3468848B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=15524315
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15169894A Expired - Fee Related JP3468848B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 薄膜トランジスタおよびその作製方法、並びに液晶表示装置およびその作製方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468848B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1069465A1 (en) | 1998-03-31 | 2001-01-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Tft array substrate for liquid crystal display and method of producing the same, and liquid crystal display and method of producing the same |
| US6545359B1 (en) | 1998-12-18 | 2003-04-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Wiring line and manufacture process thereof, and semiconductor device and manufacturing process thereof |
| US6380558B1 (en) | 1998-12-29 | 2002-04-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| US6858898B1 (en) | 1999-03-23 | 2005-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| US6461899B1 (en) | 1999-04-30 | 2002-10-08 | Semiconductor Energy Laboratory, Co., Ltd. | Oxynitride laminate “blocking layer” for thin film semiconductor devices |
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