JP4203066B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP4203066B2
JP4203066B2 JP2005350836A JP2005350836A JP4203066B2 JP 4203066 B2 JP4203066 B2 JP 4203066B2 JP 2005350836 A JP2005350836 A JP 2005350836A JP 2005350836 A JP2005350836 A JP 2005350836A JP 4203066 B2 JP4203066 B2 JP 4203066B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
glass substrate
substrate
aluminum nitride
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005350836A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006165557A (en
Inventor
武 深田
光範 坂間
聡 寺本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2005350836A priority Critical patent/JP4203066B2/en
Publication of JP2006165557A publication Critical patent/JP2006165557A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4203066B2 publication Critical patent/JP4203066B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

本発明は、半導体装置がその上に形成されるガラス基板に関する。特に、ガラス基板の表面に形成される下地膜とその作製方法。さらにはガラス基板の熱処理方法に関する。   The present invention relates to a glass substrate on which a semiconductor device is formed. In particular, a base film formed on the surface of a glass substrate and a manufacturing method thereof. Furthermore, it is related with the heat processing method of a glass substrate.

ガラス基板上に形成される薄膜半導体装置として、薄膜トランジスタ(以下TFTという)が知られている。このようなガラス基板上に形成されたTFTは、液晶表示装置の画素駆動部分や周辺回路に配置され、高画像表示をさせる場合に利用される。また、イメージセンサやその他集積回路にも利用される。   As a thin film semiconductor device formed on a glass substrate, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) is known. The TFT formed on such a glass substrate is disposed in a pixel driving portion or a peripheral circuit of a liquid crystal display device, and is used when displaying a high image. It is also used for image sensors and other integrated circuits.

基板としてガラス基板を用いることは、
・光学的に可視光線に対しては透光性であるので、液晶表示装置のように光が装置中を透過する場合に利用しやすい。
・価格が安い。
といった有用性があるが、ガラス基板の耐熱温度で、熱処理温度の上限が制限されるという問題がある。
Using a glass substrate as the substrate
Since it is optically transparent to visible light, it is easy to use when light is transmitted through the device as in a liquid crystal display device.
·Cheap price.
However, there is a problem that the upper limit of the heat treatment temperature is limited by the heat resistant temperature of the glass substrate.

ガラス基板としては、ガラス基板中からの不純物の析出の問題、価格の問題等からコーニング7059ガラスが一般に用いられる。この7059ガラスの転移点温度は、628℃であり、歪点は593℃である。他の、歪点が550〜650℃の実用的な工業用ガラス材料としては下記表1に示されるものが知られている。   Corning 7059 glass is generally used as the glass substrate because of problems such as precipitation of impurities from the glass substrate and price. The transition temperature of this 7059 glass is 628 ° C., and the strain point is 593 ° C. As other practical industrial glass materials having a strain point of 550 to 650 ° C., those shown in Table 1 below are known.

Figure 0004203066
Figure 0004203066

一方、ガラス基板上に気相法で形成された非晶質珪素膜を加熱により結晶化させる場合、一般に600℃以上の温度が必要とされており、7059ガラス基板を用いた場合、基板が加熱によって縮んでしまう。   On the other hand, when an amorphous silicon film formed on a glass substrate by a vapor phase method is crystallized by heating, a temperature of 600 ° C. or higher is generally required. When a 7059 glass substrate is used, the substrate is heated. Will shrink.

ガラス基板上に形成されたTFTを利用した装置としては、アクティブマトリックス型の液晶表示装置が知られているが、この場合、ガラス基板上に数万〜数百万個のTFTをマトリックス状に形成する必要がある。TFTを形成するには、多数のマスクを用いたプロセスが必要になる訳で、基板の縮みの問題は、作製工程上の大きな障害となる。   As a device using TFTs formed on a glass substrate, an active matrix type liquid crystal display device is known. In this case, tens of thousands to millions of TFTs are formed in a matrix on a glass substrate. There is a need to. In order to form a TFT, a process using a large number of masks is required, and the problem of shrinkage of the substrate is a major obstacle in the manufacturing process.

特に、加熱処理前にマスク合わせを行なう必要がある場合には、加熱処理に従う基板の収縮が生じることは問題がある。
一方、基板を加熱処理する工程は、処理速度の問題から、基板を鉛直に複数枚立てて加熱炉内に配置されるのが普通であるが、基板の歪点温度以上の加熱処理においては基板の撓みが顕著になってしまう。
In particular, when it is necessary to perform mask alignment before the heat treatment, there is a problem that the substrate shrinks according to the heat treatment.
On the other hand, in the process of heat-treating the substrate, due to the problem of the processing speed, it is common to place a plurality of substrates vertically in a heating furnace, but in the heat treatment above the strain point temperature of the substrate, Will become prominent.

また、ガラス基板上にTFTを形成する場合、特に大電流を流すことのできるTFTを形成した場合、動作に従う発熱が問題となる。この発熱の問題は、珪素の熱伝導率が148Wm−1−1(300K)であり、ガラス基板の熱伝導率が1.38Wm−1−1(300K)であることに起因する。(ただし、この珪素の熱伝導率は、単結晶珪素のものであり、ガラス基板の熱伝導率は、石英ガラスのものである) Further, when a TFT is formed on a glass substrate, particularly when a TFT capable of passing a large current is formed, heat generation according to the operation becomes a problem. The problem of this heat generation is caused by the fact that the thermal conductivity of silicon is 148 Wm −1 K −1 (300 K) and the thermal conductivity of the glass substrate is 1.38 Wm −1 K −1 (300 K). (However, the thermal conductivity of silicon is that of single crystal silicon, and the thermal conductivity of the glass substrate is that of quartz glass.)

上記のように珪素の熱伝導率に比較して、ガラス基板の熱伝導率が著しく低い為、TFTの動作時において、TFTで発生する熱が逃げることができず、発熱に起因する動作不良や熱破壊が問題となる。   As described above, since the thermal conductivity of the glass substrate is significantly lower than that of silicon, the heat generated in the TFT cannot escape during the operation of the TFT. Thermal breakdown becomes a problem.

特にこの問題は、結晶性珪素を利用した場合に特に顕著になる問題である。即ち、非晶質珪素膜を用いたTFTにおいては、扱う電流値が小さいために、発熱の問題はそれほど心配する必要はないが、結晶性珪素膜を用いたTFTにおいては、大きな電流を流すことができるので、発熱が大きな問題となる。   This problem is particularly prominent when crystalline silicon is used. That is, in a TFT using an amorphous silicon film, since the current value to be handled is small, there is no need to worry about the problem of heat generation. However, in a TFT using a crystalline silicon film, a large current flows. Heat generation is a big problem.

本発明は、ガラス基板を用いた半導体装置の作製に際する加熱工程における
・ガラス基板の縮みの問題
・ガラス基板の撓み(たわみ)の問題
・TFTの動作時における発熱の問題
を解決することを発明の目的とする。
The present invention solves the problem of shrinkage of the glass substrate, the problem of bending of the glass substrate, and the problem of heat generation during the operation of the TFT in the heating process in manufacturing the semiconductor device using the glass substrate. It is an object of the invention.

本発明は、ガラス基板をその歪点より高い温度で加熱処理し、0.01℃/分〜0.5℃/分の速度で徐冷し、さらに後の加熱工程は、当該ガラス基板の歪点より低い温度で行ない、しかもその際に10℃/分〜300℃/秒という急速な降下速度で急冷することによって、この際のガラス基板の縮みを50ppm以下に抑えることができるという実験事実に基づくものである。   In the present invention, the glass substrate is heat-treated at a temperature higher than its strain point, and gradually cooled at a rate of 0.01 ° C./min to 0.5 ° C./min. The fact is that the shrinkage of the glass substrate at this time can be suppressed to 50 ppm or less by performing the cooling at a temperature lower than the point and quenching at a rapid descending speed of 10 ° C./min to 300 ° C./sec. Is based.

上記のような処理を施すことにより、一般に550℃〜690℃の歪点を有し、600℃以下の加熱処理工程における縮みが50ppm以下であるガラス基板を得ることができる。   By performing the treatment as described above, it is possible to obtain a glass substrate generally having a strain point of 550 ° C. to 690 ° C. and shrinkage in a heat treatment step of 600 ° C. or less of 50 ppm or less.

本発明においては、ガラス基板の加熱処理時における基板の撓みの問題を解決するために、ガラス基板を概略水平に保持して加熱処理することが好ましい。この基板を概略水平に保持して加熱処理を行う装置の一例を図1に示す。   In the present invention, in order to solve the problem of bending of the substrate at the time of heat treatment of the glass substrate, it is preferable to heat the glass substrate while being held substantially horizontally. An example of an apparatus for performing heat treatment while holding the substrate approximately horizontal is shown in FIG.

図1に示すのは、加熱炉の概略を示すものであり、石英製の反応管11、基板保持手段(基板ホルダー)12、水平に配置された基板13が示されている。また、図には示されていないが、この装置は外部から反応管11を加熱するためのヒーターが備えられている。また、反応管内に所定のガスを供給する手段、基板保持手段を反応管から外部に移動させる手段を備えている。   FIG. 1 shows an outline of a heating furnace, and shows a reaction tube 11 made of quartz, a substrate holding means (substrate holder) 12, and a substrate 13 arranged horizontally. Although not shown in the figure, this apparatus is provided with a heater for heating the reaction tube 11 from the outside. Also provided are means for supplying a predetermined gas into the reaction tube and means for moving the substrate holding means from the reaction tube to the outside.

図1には、基板保持手段12にガラス基板13が水平に保持されている状態が示されている。ここでガラス基板を水平に保持するのは、基板を水平に保持して加熱処理することによって、基板が撓み、その平面性が損なわれることを防ぐためである。このような構成は、ガラス基板に歪点以上の温度が加わる工程が必要とされる場合に有用である。   FIG. 1 shows a state in which the glass substrate 13 is held horizontally by the substrate holding means 12. Here, the reason why the glass substrate is held horizontally is to prevent the substrate from being bent and its planarity from being impaired by holding the substrate horizontally and performing the heat treatment. Such a configuration is useful when a process for applying a temperature higher than the strain point to the glass substrate is required.

また、加熱工程においてガラス基板を縮ませたくない場合に、ガラス基板を予め加熱処理(前熱処理)して収縮させておき、後の加熱工程における収縮を低減させる方法がある。   Moreover, when it is not desired to shrink the glass substrate in the heating process, there is a method in which the glass substrate is preliminarily contracted by heat treatment (pre-heat treatment) to reduce the contraction in the subsequent heating process.

本発明者らの実験によれば、この前熱処理をガラス基板の歪点温度以上で行い、しかも熱処理後に徐冷させた場合、ガラス基板が大きく縮み、そしてその後の加熱工程をガラス基板の転移点温度以下あるいはその付近で行い、しかもこの熱処理後に急冷した場合、ガラス基板がほとんど縮まないことが判明した。   According to the experiments by the present inventors, when the pre-heat treatment is performed at a temperature higher than the strain point temperature of the glass substrate and is gradually cooled after the heat treatment, the glass substrate is greatly shrunk, and the subsequent heating step is performed at the transition point of the glass substrate. It was found that the glass substrate was hardly shrunk when it was carried out at or near the temperature and quenched after this heat treatment.

上記前熱処理は、ガラス基板を0.01〜0.5℃/分、例えば、0.2℃/分以下の速度でゆっくりと冷却することが重要である。ガラス基板は、加熱することによって縮む、特に加熱終了後にゆっくりと冷却すると、極めて大きく縮むと同時にガラス基板内での局所的な応力が緩和される。その結果、大きく縮ませれば縮ませる程、後の加熱工程における基板の縮みは小さくなる。また、この加熱処理温度が高い程、その効果も大きくなる。   In the pre-heat treatment, it is important to cool the glass substrate slowly at a rate of 0.01 to 0.5 ° C./min, for example, 0.2 ° C./min or less. When the glass substrate shrinks by heating, particularly when it is slowly cooled after the heating, the glass substrate shrinks extremely greatly and at the same time, local stress in the glass substrate is relieved. As a result, the greater the shrinkage, the smaller the shrinkage of the substrate in the subsequent heating step. Moreover, the effect becomes large, so that this heat processing temperature is high.

また、上記前熱処理後に行なわれる成膜、結晶成長、酸化等に必要な加熱処理においては、加熱後10℃/分〜300℃/秒の速度で急冷することが重要である。特にガラス材料の歪点付近の±100℃、好ましくは±50℃においては、上記の速度で急冷するとガラス材料の伸縮を抑制することができる。例えば、コーニング7059ガラスでは493〜693℃での処理温度が必要なプロセスにおいては、493℃までは、少なくとも急冷することが、さらなる縮み(場合によっては伸び)を50ppm以下に抑える上で有効である。   Moreover, in the heat treatment necessary for film formation, crystal growth, oxidation, etc. performed after the pre-heat treatment, it is important to rapidly cool after heating at a rate of 10 ° C./min to 300 ° C./sec. In particular, at ± 100 ° C., preferably ± 50 ° C. in the vicinity of the strain point of the glass material, expansion and contraction of the glass material can be suppressed by quenching at the above speed. For example, in a process that requires a processing temperature of 493 to 693 ° C. for Corning 7059 glass, at least rapid cooling to 493 ° C. is effective in suppressing further shrinkage (in some cases, elongation) to 50 ppm or less. .

前熱処理後に行なわれる加熱処理工程としては、当該ガラス基板上に形成された非晶質半導体の加熱による結晶化、当該ガラス基板上に形成された半導体膜や半導体装置に対する熱アニール、当該ガラス基板上に半導体膜や絶縁膜を形成する際に必要とされる加熱処理、等々のガラス基板に対して熱が加えられる工程を挙げることができる。   The heat treatment process performed after the pre-heat treatment includes crystallization of the amorphous semiconductor formed on the glass substrate by heating, thermal annealing on the semiconductor film or semiconductor device formed on the glass substrate, and on the glass substrate. In addition, a heat treatment required when forming a semiconductor film or an insulating film, a process of applying heat to the glass substrate, and the like can be given.

上記において説明したガラス基板を予め縮ませておくための加熱処理(前熱処理)は、その後に行われる加熱工程における加熱温度よりも高い温度で行うことが必要である。   The heat treatment (pre-heat treatment) for shrinking the glass substrate described above in advance needs to be performed at a temperature higher than the heating temperature in the heating step performed thereafter.

具体的には、歪点が550度〜690度にあるガラス基板を600度以上の温度(この温度はガラス基板の歪点温度より大きい必要がある)で熱処理することが必要となる。   Specifically, it is necessary to heat-treat a glass substrate having a strain point of 550 to 690 degrees at a temperature of 600 degrees or more (this temperature needs to be higher than the strain point temperature of the glass substrate).

また、ガラス基板上に予め下地膜として窒化アルミ(AlN)膜を形成することによって、ガラス基板上にTFTを形成した場合におけるTFTの発熱の問題を解決することができる。   In addition, by forming an aluminum nitride (AlN) film as a base film in advance on the glass substrate, the problem of heat generation of the TFT when the TFT is formed on the glass substrate can be solved.

窒化アルミは、熱伝導率が200Wm−1−1程度あるいはそれ以上あり、TFTを構成する結晶性珪素の熱伝導率(単結晶珪素の150Wm−1−1より小さいと考えられる)よりも大きく、放熱器(ヒートシンク)として機能する。しかも窒化アルミ膜は、可視光に対しては透光性であるので、液晶表示装置等に利用しても支障はない。 Aluminum nitride has a thermal conductivity of about 200 Wm −1 K −1 or more, and is higher than the thermal conductivity of crystalline silicon constituting the TFT (considered to be smaller than 150 Wm −1 K −1 of single crystal silicon). Large and functions as a heat sink. Moreover, since the aluminum nitride film is transparent to visible light, there is no problem even if it is used for a liquid crystal display device or the like.

この窒化アルミ(AlN)の作製方法としては、スパッタ法、プラズマCVD法等が知られているが、特にガラス基板の両面に同時に成膜を行なうことができる陽光柱方式のプラズマCVD装置を利用することが有用である。また、その厚さは、厚い方がTFTのヒートシンクとしての機能を高めることができるが、実用的には500Å〜3μm、好ましくは1000Å〜1μmとすることが有用である。   As a method for producing this aluminum nitride (AlN), a sputtering method, a plasma CVD method, and the like are known. In particular, a positive column type plasma CVD apparatus capable of simultaneously forming films on both surfaces of a glass substrate is used. It is useful. Further, the thicker the thickness, the higher the function as a heat sink of the TFT can be improved, but it is practically useful that the thickness is 500 to 3 μm, preferably 1000 to 1 μm.

この陽光柱プラズマCVD装置の概要を図6、図7に示す。図7は、図6をA−A’で切った断面を示すものである。図6、図7において、58が真空チャンバーであり、50と51とが13.56MHzの高周波電源であり、一対の電極54と55とに高周波を印加し、これら電極間において高周波放電を生じさせる。成膜がされる基板53は、枠構造を有する基板支持体56の内部に複数配置される。基板53は、その端部が基板支持部材57によって基板支持体56の内部に保持されており、基板の両面に成膜がされるようになっている。また、52が反応性気体やキャリアガスの導入系であり、不必要になったガスは、真空排気ポンプ60によって、排気系59より排出される。   An outline of this positive column plasma CVD apparatus is shown in FIGS. FIG. 7 shows a cross section of FIG. 6 taken along A-A ′. 6 and 7, 58 is a vacuum chamber, 50 and 51 are high frequency power supplies of 13.56 MHz, a high frequency is applied to the pair of electrodes 54 and 55, and a high frequency discharge is generated between these electrodes. . A plurality of substrates 53 on which films are formed are arranged inside a substrate support 56 having a frame structure. The end of the substrate 53 is held inside the substrate support 56 by a substrate support member 57 so that the film is formed on both surfaces of the substrate. Reference numeral 52 denotes a reactive gas or carrier gas introduction system, and unnecessary gas is discharged from the exhaust system 59 by the vacuum exhaust pump 60.

この図6、図7に示す装置を利用することの有用性は、複数の基板を同時に処理することができるという点、基板の両面に成膜を行なうことができるという点、である。特に窒化アルミ膜を下地膜としてガラス基板表面に成膜する場合、ガラス基板の両面に窒化アルミ膜を成膜することは以下に説明するような有用性がある。   The usefulness of using the apparatus shown in FIGS. 6 and 7 is that a plurality of substrates can be processed at the same time, and films can be formed on both sides of the substrate. In particular, when an aluminum nitride film is formed on the surface of a glass substrate as a base film, forming an aluminum nitride film on both surfaces of the glass substrate has utility as described below.

(1)ガラス基板の両面に窒化アルミ膜を成膜することにより、ガラス基板からの析出物の影響を抑えることができる。
(2)後の加熱処理工程において、基板が片面側に反ってしまうことを防ぐことができる。
(1) By forming an aluminum nitride film on both surfaces of a glass substrate, the influence of precipitates from the glass substrate can be suppressed.
(2) In the subsequent heat treatment step, the substrate can be prevented from warping to one side.

上記のような有用性を、普通のスパッタ法や平行平板型のプラズマCVD法で得る場合には、基板の片面それぞれに成膜を行なわなくてはならず、基板をひっくり返す際の汚染の問題や、工程が増えることでの生産性の低下が問題となる。   In the case where the above-mentioned utility is obtained by a normal sputtering method or a parallel plate type plasma CVD method, it is necessary to form a film on each side of the substrate, and there is a problem of contamination when the substrate is turned over. A decrease in productivity due to an increase in the number of processes is a problem.

また、スパッタ法やCVD法で形成された窒化アルミ膜は、アルミの成分が少なく、窒素成分が過多である場合がある。この場合、成膜しただけの窒化アルミ膜は、黄色に着色して見え、その抵抗も絶縁物として十分なものではない。   In addition, an aluminum nitride film formed by a sputtering method or a CVD method may have a small aluminum component and an excessive nitrogen component. In this case, the aluminum nitride film that has just been formed appears colored yellow, and its resistance is not sufficient as an insulator.

このことを改善するには、窒素雰囲気中、あるいは窒素と酸素との混合雰囲気(例えば空気)中において、加熱処理すればよい。窒素雰囲気中で加熱処理した場合には、当然必要とする透過率と抵抗とを有した窒化アルミ膜を得ることができる。また、窒素と酸素との混合雰囲気中において加熱処理した場合には、AlNxOyで示される酸化された窒化アルミ膜を得ることができる。この場合、酸素(O)を0.001〜10原子%含有させることができる。そして、良好な透過性と絶縁特性、さらにはTFTのヒートシンク(クールシンク、基板上に局部発熱領域がTFT等で存在していても、その発熱を基板全体に広げて均一化するための手段)としての機能を有せしめることができる。   In order to improve this, heat treatment may be performed in a nitrogen atmosphere or a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen (for example, air). When heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere, an aluminum nitride film having the necessary transmittance and resistance can be obtained. In addition, when heat treatment is performed in a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen, an oxidized aluminum nitride film represented by AlNxOy can be obtained. In this case, 0.001 to 10 atomic% of oxygen (O) can be contained. And good transparency and insulation characteristics, and TFT heat sink (Cool sink, means for spreading the heat generation evenly on the substrate even if the local heat generation area exists on the substrate, such as TFT) It can have the function as.

この窒化アルミ膜の加熱処理工程と、前述のガラス基板を予め縮めておくための前熱処理工程とを兼用させることは作製工程上非常に有用である。即ち、窒化アルミ膜の加熱処理とガラス基板の前熱処理とを同時に行なうことによって、高移動度TFTに最適な窒化アルミ膜が下地膜として成膜され、しかも加熱が必要とされる工程においてもガラス基板の縮みを最小限に抑えることのできるガラス基板を提供することができる。   It is very useful in the manufacturing process to combine the heat treatment process of the aluminum nitride film and the pre-heat treatment process for shrinking the glass substrate in advance. That is, by performing the heat treatment of the aluminum nitride film and the pre-heat treatment of the glass substrate at the same time, an aluminum nitride film optimal for a high mobility TFT is formed as a base film, and even in a process that requires heating, glass A glass substrate capable of minimizing the shrinkage of the substrate can be provided.

勿論、ガラス基板の前熱処理を行なった後に窒化アルミ膜を成膜し、しかる後に窒化アルミ膜の加熱処理を行なってもよい。この場合、前熱処理はガラス基板の歪点温度より高い温度で行ない、窒化アルミ膜の加熱処理は、前記前熱処理よりも低い温度で、行なうことが重要である。そしてこの際、前熱処理の後に徐冷させてガラス基板を縮ませておき、窒化アルミ膜の加熱処理の後は急冷することによって、この窒化アルミ膜の加熱処理工程における基板の縮みを最小限度に抑えることができる。   Of course, an aluminum nitride film may be formed after pre-heat treatment of the glass substrate, and then the aluminum nitride film may be heat-treated. In this case, it is important that the pre-heat treatment is performed at a temperature higher than the strain point temperature of the glass substrate, and the heat treatment of the aluminum nitride film is performed at a temperature lower than that of the pre-heat treatment. At this time, the glass substrate is shrunk by slow cooling after the pre-heat treatment, and the aluminum nitride film is rapidly cooled after the heat treatment of the aluminum nitride film, thereby minimizing the shrinkage of the substrate in the heat treatment process of the aluminum nitride film. Can be suppressed.

また、本発明者らによる研究によると、非晶質珪素膜中に結晶化を促進する不純物としてNiやPb、さらにはSiを導入することによって、600℃以下の温度でも非晶質珪素膜の結晶化を行なうことができ、しかもこの結晶化を促進する不純物であるNiやPbさらにはSiを選択的に導入することによって、基板と平行な方向への結晶成長や、選択的な結晶成長が行なえることが判明している。   Further, according to a study by the present inventors, by introducing Ni, Pb, or Si as impurities that promote crystallization into the amorphous silicon film, the amorphous silicon film can be formed at a temperature of 600 ° C. or lower. Crystallization can be performed, and by selectively introducing Ni, Pb, and Si, which are impurities that promote this crystallization, crystal growth in a direction parallel to the substrate or selective crystal growth can be achieved. It has been found that it can be done.

このような工程を採用する場合、加熱による結晶化を行なう前に、不純物を選択的に導入するために、マスク合わせを行なう工程が必要になる。従って、この場合、マスク合わせ後の加熱工程におけるガラス基板の縮み(ガラスによっては伸縮に異方性があるものがある)を50ppm以下に抑えることが可能な本願発明は極めて有効である。   In the case of employing such a process, a mask alignment process is required to selectively introduce impurities before crystallization by heating. Therefore, in this case, the present invention capable of suppressing the shrinkage of the glass substrate in the heating process after mask alignment (some glass has anisotropy in expansion and contraction) to 50 ppm or less is extremely effective.

また、酸化性雰囲気中における加熱によって、半導体表面に酸化膜を形成する際(一般に熱酸化といわれる)にも本願発明は有用である。また、成膜せんとする原材料を含む雰囲気中での加熱によって、所定の被膜を形成する際にも有効である。   The present invention is also useful when an oxide film is formed on the semiconductor surface by heating in an oxidizing atmosphere (generally referred to as thermal oxidation). Further, it is also effective when a predetermined film is formed by heating in an atmosphere containing raw materials for forming a film.

いずれにしても、これらの加熱工程は、最初にガラス基板に対して当該ガラス基板の歪点温度以上の温度で行なわれる前熱処理の工程における温度よりも低い温度で行なわれることが重要である。   In any case, it is important that these heating steps are performed at a temperature lower than the temperature in the pre-heat treatment step that is initially performed on the glass substrate at a temperature equal to or higher than the strain point temperature of the glass substrate.

しかも、前熱処理の際には当該処理工程後に徐冷を行ない、その後に行なわれる加熱処理の際には、急冷を行なうことが重要である。   Moreover, it is important to perform slow cooling after the treatment step during the pre-heat treatment, and to perform rapid cooling during the subsequent heat treatment.

ガラス基板を予め転移点温度以上の温度で熱処理し、しかもこの熱処理後に徐冷することによって、基板を収縮させ、その後にガラス基板の歪温度以下の温度における熱処理を行ない、さらに急冷することによって、この際におけるガラス基板の縮みを最小限度に抑えることができる。   By heat-treating the glass substrate in advance at a temperature equal to or higher than the transition temperature, and gradually cooling after the heat treatment, the substrate is shrunk, and then subjected to heat treatment at a temperature lower than the strain temperature of the glass substrate, and further rapidly cooled, In this case, the shrinkage of the glass substrate can be minimized.

また、半導体膜の下地膜として窒化アルミニウム(AlN)膜を設けることで、TFTの発熱に対するマージンを得ることができ、TFTを利用した装置(例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置)の信頼性や安定性を高めることができる。   Further, by providing an aluminum nitride (AlN) film as a base film for the semiconductor film, a margin for the heat generation of the TFT can be obtained, and the reliability and stability of a device using the TFT (for example, an active matrix liquid crystal display device). Can be increased.

さらに、先のガラス基板の前熱処理工程を窒素雰囲気中や窒素と酸素との混合雰囲気中で行なうことによって、この予めガラス基板を縮めておくための熱処理と窒化アルミ膜の絶縁性や透過性を高めるための熱アニール工程とを同時に行なうことができ、作製工程上極めて有用である。   Further, by performing the pre-heat treatment step of the glass substrate in a nitrogen atmosphere or a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen, the heat treatment for preliminarily shrinking the glass substrate and the insulation and permeability of the aluminum nitride film can be achieved. A thermal annealing process for enhancing the temperature can be performed simultaneously, which is extremely useful in the manufacturing process.

本発明の実施例においては、主としてコーニング7059ガラス基板を中心に説明を加えたが、その他のガラス基板、例えば、表1にあるようなコーニング1733、HOYA・LE30、同NA35、同NA45、日本電気ガラスOA2、アサヒガラスAN1、同AN2、というような材料であっても同様に効果が得られることはいうまでもない。   In the embodiment of the present invention, the description mainly focused on the Corning 7059 glass substrate, but other glass substrates, for example, Corning 1733, HOYA / LE30, NA35, NA45, NEC, It goes without saying that the same effect can be obtained even with materials such as glass OA2, Asahi glass AN1, and AN2.

本実施例は図2(A)〜(D)に示されるガラス基板上に形成された結晶性珪素膜を用いたPチャネル型TFT(PTFTという)とNチャネル型TFT(NTFTという)とを相補型に組み合わせた回路を形成する例である。本実施例の構成は、アクティブ型の液晶表示装置の画素電極のスイッチング素子や周辺ドライバー回路、さらにはイメージセンサや3次元集積回路に応用することができる。特に、アクティブマトリックス型の液晶表示装置の周辺回路をも同一基板上に形成した場合における、周辺ドライバー回路のTFTに利用することが有用である。これは、周辺ドレイバー回路のTFTは、大電流の駆動を行なうので、その発熱による信頼性を高めることが必要だからである。   In this embodiment, a P-channel TFT (PTFT) and an N-channel TFT (NTFT) using a crystalline silicon film formed on the glass substrate shown in FIGS. This is an example of forming a circuit combined with a mold. The configuration of this embodiment can be applied to a pixel electrode switching element and a peripheral driver circuit of an active liquid crystal display device, as well as an image sensor and a three-dimensional integrated circuit. In particular, it is useful to use the TFT for the peripheral driver circuit when the peripheral circuit of the active matrix type liquid crystal display device is also formed on the same substrate. This is because the TFT of the peripheral driver circuit is driven with a large current, and therefore it is necessary to improve the reliability due to the heat generation.

本実施例においては、基板としてNA35(表1参照)を用いる。このNA35は、歪点が650℃であり、コーニング7059ガラス(歪点593℃)より耐熱性が高く、高温処理工程が必要とされる場合には有用である。   In this embodiment, NA35 (see Table 1) is used as the substrate. This NA35 has a strain point of 650 ° C., has higher heat resistance than Corning 7059 glass (strain point 593 ° C.), and is useful when a high temperature treatment step is required.

まず、ガラス基板上に窒化アルミニウム(AlN、yは0を含む)膜202を4000Åの厚さに図6に示す陽光柱プラズマCVD装置によって0.1μm〜2μm代表的には、0.2μm〜0.5μm、ここでは0.3μmの厚さに成膜する。成膜に際しては、原料ガスとしてAl(C)とN ガスを用いた。この工程によって、ガラス基板の両面に窒化アルミ膜202が同時に形成される。 First, an aluminum nitride (AlN x O y , where y is 0) film 202 is formed on a glass substrate to a thickness of 4000 mm by using a positive column plasma CVD apparatus shown in FIG. The film is formed to a thickness of 2 μm to 0.5 μm, here 0.3 μm. In film formation, Al (C 4 H 9 ) 3 and N 2 gas were used as source gases. By this step, the aluminum nitride film 202 is simultaneously formed on both surfaces of the glass substrate.

次に、ガラス基板を前熱処理する。この工程は、ガラス基板を予め縮ませるための前熱処理と、先に成膜された窒化アルミ膜のアニール工程とを同時に果たすものである。   Next, the glass substrate is preheated. This step simultaneously performs a pre-heat treatment for shrinking the glass substrate in advance and an annealing step for the previously formed aluminum nitride film.

この工程は、NA35ガラス基板の歪点(650℃)より高い690℃の温度で4時間行う。雰囲気な窒素100%であり、圧力は常圧とする。   This step is performed for 4 hours at a temperature of 690 ° C. higher than the strain point (650 ° C.) of the NA35 glass substrate. The atmosphere is 100% nitrogen and the pressure is normal.

この工程は、図1に示す加熱炉を用い、基板13を複数、水平に保持して行うものである。加熱処理雰囲気は窒素雰囲気(常圧)とする。この熱処理は、基板の湾曲を防ぐために、水平から±30度以下の角度で行なうことが望ましい。   This step is performed by holding a plurality of substrates 13 horizontally using the heating furnace shown in FIG. The heat treatment atmosphere is a nitrogen atmosphere (normal pressure). This heat treatment is desirably performed at an angle of ± 30 degrees or less from the horizontal in order to prevent the substrate from being bent.

なお、前述のように、ガラス基板の両面に窒化アルミ膜を成膜した場合には、加熱処理によって基板が反る危険性が少なくなるので、基板を立てた状態でこの加熱処理を行なうことも可能である。   As described above, when an aluminum nitride film is formed on both surfaces of the glass substrate, the risk of the substrate being warped by the heat treatment is reduced, so this heat treatment may be performed with the substrate standing. Is possible.

加熱処理終了後は、0.01〜0.5℃/分の間の速度、例えば、0.2℃/分の速度でガラス基板を冷却する。この冷却速度の制御は、窒素ガス(N)、アンモニア(NH)、亜酸化窒素(NO)等の窒素を含むガスを用い、その流入量を変化させることによって行う。また窒素ガス中には、酸素を1〜25原子%混入してもよい。この徐冷工程において、ガラス基板においては1000ppm以上の縮みが生ずる。さらに、この前熱処理後おける冷却の際、窒素、アンモニア、亜酸化窒素を用いれば、これらのガスによってガラス基板の表面近傍をさらに窒化させることができる。すると、窒化アルミ膜のアニールを行なうのと同時に、ガラスの不純物であるホウ素、バリウム、ナトリウム等が後工程で形成される半導体中に析出することを防ぐ構成を実現でき、信頼性の高い半導体デバイスを形成するうえで有効である。 After completion of the heat treatment, the glass substrate is cooled at a rate of 0.01 to 0.5 ° C./min, for example, 0.2 ° C./min. The cooling rate is controlled by using a gas containing nitrogen such as nitrogen gas (N 2 ), ammonia (NH 3 ), nitrous oxide (N 2 O), and changing the inflow amount. Moreover, you may mix 1-25 atomic% of oxygen in nitrogen gas. In this slow cooling process, shrinkage of 1000 ppm or more occurs in the glass substrate. Further, when nitrogen, ammonia, or nitrous oxide is used in cooling after the pre-heat treatment, the vicinity of the surface of the glass substrate can be further nitrided with these gases. This makes it possible to realize a structure that prevents the precipitation of boron impurities such as boron, barium, and sodium, which are glass impurities, in a semiconductor formed in a later process at the same time as annealing the aluminum nitride film, and a highly reliable semiconductor device. It is effective in forming.

また、上記工程の前または後において、窒化アルミ膜202上にさらに酸化珪素膜を下地膜として形成してもよい。ただし、この場合、窒化アルミ膜のヒートシンクとしての機能は低下する。   Further, before or after the above process, a silicon oxide film may be further formed on the aluminum nitride film 202 as a base film. In this case, however, the function of the aluminum nitride film as a heat sink is reduced.

また、基板を収縮させるための前熱処理を行なった後に窒化アルミ膜を形成し、さらに窒化アルミ膜に対する熱アニールを行なってもよい。   Alternatively, an aluminum nitride film may be formed after pre-heat treatment for shrinking the substrate, and thermal annealing may be performed on the aluminum nitride film.

そして、プラズマCVD法によって、厚さ300〜1500Å、例えば800Åの真性(I型)の非晶質珪素膜203を成膜する。さらに、その上にプラズマCVD法によって厚さ100〜800Å、例えば200Åの酸化珪素膜204を堆積する。これは、以下の熱アニール工程において保護膜となり、膜表面の荒れを防止するためのものである。(図2(A))   Then, an intrinsic (I-type) amorphous silicon film 203 having a thickness of 300 to 1500 mm, for example, 800 mm is formed by plasma CVD. Further, a silicon oxide film 204 having a thickness of 100 to 800 mm, for example 200 mm, is deposited thereon by plasma CVD. This serves as a protective film in the following thermal annealing process and prevents the film surface from being rough. (Fig. 2 (A))

次に、窒素雰囲気下(大気圧)、600℃で8時間、熱アニールする。この熱アニールによって、非晶質珪素膜203は結晶化され結晶性珪素膜となる。そして、10〜300℃/分、例えば、ほぼ50℃/分以上の速度でガラスの歪点から100℃下の温度まで、すなわち、この場合には493℃まで、急冷を行なう。この際、ガラス基板には、0〜44ppmの縮み(平均で20ppm以下)が観察された。なお、この工程も図1に示す加熱炉を用いる。   Next, thermal annealing is performed at 600 ° C. for 8 hours in a nitrogen atmosphere (atmospheric pressure). By this thermal annealing, the amorphous silicon film 203 is crystallized to become a crystalline silicon film. Then, rapid cooling is performed from a strain point of the glass to a temperature below 100 ° C., that is, to 493 ° C. in this case, at a rate of 10 to 300 ° C./minute, for example, approximately 50 ° C./minute or more. At this time, shrinkage of 0 to 44 ppm (20 ppm or less on average) was observed on the glass substrate. In this process, the heating furnace shown in FIG. 1 is also used.

一方、ガラス基板に対する640℃の前処理加熱を行わないガラス基板上に下地膜と非晶質珪素膜を形成し、上記のような600℃、8時間の熱アニールを行った場合は、1000ppm以上の縮みが観察された。
上記非晶質珪素膜の加熱による結晶化に先立ち、NiやPbを結晶化促進材料として、非晶質珪素膜の上面または下面に成膜したり、また前記材料をイオン注入方によって、非晶質珪素膜中に注入することによって、この結晶化材料を導入した領域から、基板に平行な方向に結晶成長をさせることができる。また、選択的に珪素イオンの注入を行なった場合にも、選択的な結晶成長を行なうことができる。
On the other hand, when a base film and an amorphous silicon film are formed on a glass substrate that is not subjected to pre-treatment heating at 640 ° C. for the glass substrate, and thermal annealing is performed at 600 ° C. for 8 hours as described above, 1000 ppm or more Shrinkage was observed.
Prior to crystallization of the amorphous silicon film by heating, Ni or Pb is used as a crystallization promoting material to form a film on the upper or lower surface of the amorphous silicon film, or the material is made amorphous by ion implantation. By injecting into the crystalline silicon film, crystal growth can be performed in the direction parallel to the substrate from the region where the crystallized material is introduced. Further, even when silicon ions are selectively implanted, selective crystal growth can be performed.

このような場合、結晶化のための加熱工程の前にマスクを形成し、成膜やイオン注入工程を行なわなくてはならなず、加熱工程において基板の縮みが生じることは、極力抑えなければならない。従ってこのような場合には、ガラス基板の縮みを抑えることができる本発明は有効である。
本実施例におけるガラス基板(コーニング7059)の縮みのデータを図3に示す。図3に示されているのは、基板を同一条件で前熱処理し、しかる後に下地膜を成膜し、さらに非晶質珪素膜を成膜し、異なる条件において、加熱結晶化を行なった際の基板の最終的な縮みを示したものである。
図3を見れば明らかなように、ガラス基板の転移点(この場合は628℃)以下での加熱処理、すなわち、少なくともガラス歪み点から上下100℃の範囲では冷却速度が大きい方が基板の縮みは小さいことが分かる。
In such a case, a mask must be formed before the heating step for crystallization, and a film formation or ion implantation step must be performed. It is necessary to suppress the occurrence of shrinkage of the substrate in the heating step as much as possible. Don't be. Therefore, in such a case, the present invention that can suppress the shrinkage of the glass substrate is effective.
The shrinkage data of the glass substrate (Corning 7059) in this example is shown in FIG. FIG. 3 shows a case where the substrate is pre-heated under the same conditions, and then a base film is formed, an amorphous silicon film is further formed, and heat crystallization is performed under different conditions. This shows the final shrinkage of the substrate.
As is apparent from FIG. 3, the heat treatment is performed at a transition point (in this case, 628 ° C.) or lower of the glass substrate, that is, at least in the range of 100 ° C. up and down from the glass strain point, Is small.

上記加熱による非晶質珪素膜203の結晶化工程の後に、保護膜204を取り除き、珪素膜203をパターニングして、TFTの島状の活性層205を形成する。活性層205の大きさはTFTのチャネル長とチャネル幅を考慮して決定される。小さなものでは、50μm×20μm、大きなものでは100μm×1000μmである。   After the crystallization step of the amorphous silicon film 203 by the heating, the protective film 204 is removed, and the silicon film 203 is patterned to form an island-shaped active layer 205 of the TFT. The size of the active layer 205 is determined in consideration of the channel length and channel width of the TFT. The smaller one is 50 μm × 20 μm, and the larger one is 100 μm × 1000 μm.

次に0.6〜4μm、ここでは0.8〜1.4μmにピークをもつ赤外光を30〜180秒照射し、活性層205のアニールを行う。このアニールは、活性層205の結晶性をさらに高めるために行なうものである。
この際、赤外光の照射によって、活性層205は800〜1300℃、代表的には900〜1200℃、例えば1100℃に加熱される。この温度はガラス上の実際の温度ではなく(ガラスは赤外光を透過するため)、モニターとして用いた珪素ウェハー上の温度である。ここでは、活性層の表面の状態を良くするために、照射はH雰囲気中で行なう。本工程は、活性層を選択的に加熱することになるので、ガラス基板への加熱を最小限に抑えることができる。そして、活性層中の欠陥や不体結合手を減少させるのに非常に効果がある。(図2(B))
Next, infrared light having a peak at 0.6 to 4 μm, here 0.8 to 1.4 μm, is irradiated for 30 to 180 seconds to anneal the active layer 205. This annealing is performed to further improve the crystallinity of the active layer 205.
At this time, the active layer 205 is heated to 800 to 1300 ° C., typically 900 to 1200 ° C., for example, 1100 ° C., by irradiation with infrared light. This temperature is not the actual temperature on the glass (since glass transmits infrared light), but is the temperature on the silicon wafer used as a monitor. Here, the irradiation is performed in an H 2 atmosphere in order to improve the surface state of the active layer. Since this step selectively heats the active layer, the heating of the glass substrate can be minimized. And it is very effective in reducing defects and non-solid bonds in the active layer. (Fig. 2 (B))

赤外線の光源としてはハロゲンランプを用いた。可視・近赤外光の強度は、モニターの単結晶シリコンウェハー上の温度が800〜1300℃、代表的には900〜1200℃の間にあるように調整した。具体的には、シリコンウェハーに埋め込んだ熱電対の温度をモニターして、これを赤外線の光源にフィードバックさせた。ガラス基板上の珪素表面の温度は、その約2/3程度に低下しているものと推定される。本実施例では、昇温は、一定で速度は50〜200℃/秒、降温は自然冷却の急冷で20〜100℃/秒でと処理する。   A halogen lamp was used as an infrared light source. The intensity of the visible / near infrared light was adjusted so that the temperature on the single crystal silicon wafer of the monitor was between 800 and 1300 ° C., typically between 900 and 1200 ° C. Specifically, the temperature of the thermocouple embedded in the silicon wafer was monitored and fed back to the infrared light source. It is estimated that the temperature of the silicon surface on the glass substrate has dropped to about 2/3 of that. In this embodiment, the temperature rise is constant, the speed is 50 to 200 ° C./second, and the temperature drop is natural cooling rapid cooling at 20 to 100 ° C./second.

なお、赤外光照射の際、その表面に保護膜として酸化珪素または窒化珪素膜を形成しておくことが好ましい。これは、珪素膜205の表面の状態を良くするためである。本実施例では、珪素膜205の表面の状態を良くするために、H雰囲気中にておこなったが、H雰囲気に0.1〜10容量%のHCl、その他ハロゲン化水素やフッ素や塩素、臭素の化合物を混入してもよい。 Note that it is preferable to form a silicon oxide or silicon nitride film as a protective film on the surface of infrared light irradiation. This is to improve the surface state of the silicon film 205. In this embodiment, in order to improve the state of the surface of the silicon film 205 has been carried out in H 2 atmosphere, HCl of 0.1 to 10 volume% in H 2 atmosphere, other hydrogen halides or fluorine or chlorine A bromine compound may be mixed.

この可視・近赤外光照射は、結晶化した珪素膜を選択的に加熱することになるので、ガラス基板への加熱を最小限に抑えることができる。そして、珪素膜中の欠陥や不体結合手を減少させるのに非常に効果がある。また、この工程が終了したのちに、200〜500℃、代表的には350℃で水素アニールをおこなうことも、欠陥を減少させる上で有効である。これは1×1013〜1×1015cm−2の量の水素のイオンドープをおこない、さらに200〜300℃の熱処理によっても同じ効果が得られる。 Since the visible / near infrared light irradiation selectively heats the crystallized silicon film, heating of the glass substrate can be minimized. And it is very effective in reducing defects and non-solid bonds in the silicon film. It is also effective to reduce defects by performing hydrogen annealing at 200 to 500 ° C., typically 350 ° C. after the completion of this step. This is performed by ion doping of hydrogen in an amount of 1 × 10 13 to 1 × 10 15 cm −2 , and the same effect can be obtained by heat treatment at 200 to 300 ° C.

上記赤外光の照射工程後に、プラズマCVD法によって厚さ1000Åの酸化珪素膜206をゲイト絶縁膜として成膜する。CVDの原料ガスとしてはTEOS(テトラ・エトキシ・シラン、Si(OC)と酸素とを用い、成膜時の基板温度は300〜550℃、例えば400℃とする。
このゲイト絶縁膜となる酸化珪素膜206の成膜後に、前記赤外光の照射工程と同じ条件で可視・近赤外線の照射による光アニールを再度行なう。このアニールによって、主に酸化珪素膜206と珪素膜205との界面及びその近傍における準位を消滅させることができる。これは、ゲイト絶縁膜とチャネル形成領域との界面特性が極めて重要である絶縁ゲイト型電界効果半導体装置にとっては極めて有用である。
After the infrared light irradiation step, a silicon oxide film 206 having a thickness of 1000 mm is formed as a gate insulating film by plasma CVD. As the CVD source gas, TEOS (tetraethoxysilane, Si (OC 2 H 5 ) 4 ) and oxygen are used, and the substrate temperature during film formation is set to 300 to 550 ° C., for example, 400 ° C.
After the formation of the silicon oxide film 206 to be the gate insulating film, light annealing by irradiation with visible / near infrared light is performed again under the same conditions as the infrared light irradiation step. By this annealing, levels at the interface between the silicon oxide film 206 and the silicon film 205 and in the vicinity thereof can be eliminated. This is extremely useful for an insulated gate field effect semiconductor device in which the interface characteristics between the gate insulating film and the channel formation region are extremely important.

引き続いて、スパッタリング法によって、厚さ6000〜8000Å、例えば6000Åのアルミニウム(0.01〜0.25重量%の周期律表III aの希土類元素を含む)を成膜する。アルミニウム以外にもIIIb族の元素を用いてもよい。そしてアルミニウム膜をパターニングして、ゲイト電極207、209を形成する。さらに、このアルミニウムの電極の表面を陽極酸化して、表面に酸化物層208、210を形成する。この陽極酸化は、酒石酸が1〜5%含まれたエチレングリコール溶液中で行う。得られた酸化物層208、210の厚さは2000Åである。なお、この酸化物208と210とは、後のイオンドーピング工程において、オフセットゲイト領域を形成する厚さとなるので、オフセットゲイト領域の長さを上記陽極酸化工程で決めることができる。   Subsequently, aluminum having a thickness of 6000 to 8000 mm, for example, 6000 mm (including a rare earth element of 0.01 to 0.25% by weight of the periodic table IIIa) is formed by sputtering. In addition to aluminum, a group IIIb element may be used. Then, the aluminum film is patterned to form gate electrodes 207 and 209. Further, the surface of the aluminum electrode is anodized to form oxide layers 208 and 210 on the surface. This anodization is performed in an ethylene glycol solution containing 1 to 5% tartaric acid. The thickness of the obtained oxide layers 208 and 210 is 2000 mm. Since the oxides 208 and 210 have a thickness for forming an offset gate region in a subsequent ion doping step, the length of the offset gate region can be determined by the anodic oxidation step.

次に、イオンドーピング法(プラズマドーピング法とも言う)によって、ゲイト電極部(すなわちゲイト電極207とその周囲の酸化層208、ゲイト電極209とその周囲の酸化層210)をマスクとして、自己整合的にPもしくはN導電型を付与する不純物を珪素膜205に添加する。ドーピングガスとして、フォスフィン(PH)およびジボラン(B)を用い、前者の場合は、加速電圧を60〜90kV、例えば80kV、後者の場合は、40〜80kV、例えば65kVとする。ドーズ量は1×1014〜8×1015cm−2、例えば、燐を2×1015cm−2、ホウ素を5×1015cm−2とする。ドーピングに際しては、一方の領域をフォトレジストで覆うことによって、それぞれの元素を選択的にドーピングする。この結果、N型の不純物領域214と216、P型の不純物領域211と213とが形成され、Pチャネル型TFT(PTFT)の領域とNチャネル型TFT(NTFT)との領域を形成することができる。 Next, by ion doping (also referred to as plasma doping), the gate electrode portion (that is, the gate electrode 207 and the surrounding oxide layer 208 and the gate electrode 209 and the surrounding oxide layer 210) is used as a mask in a self-aligning manner. Impurities imparting P or N conductivity type are added to the silicon film 205. As the doping gas, phosphine (PH 3 ) and diborane (B 2 H 6 ) are used. In the former case, the acceleration voltage is set to 60 to 90 kV, for example, 80 kV, and in the latter case, 40 to 80 kV, for example, 65 kV. The dose amount is 1 × 10 14 to 8 × 10 15 cm −2 , for example, phosphorus is 2 × 10 15 cm −2 and boron is 5 × 10 15 cm −2 . In doping, each region is selectively doped by covering one region with a photoresist. As a result, N-type impurity regions 214 and 216 and P-type impurity regions 211 and 213 are formed, and a P-channel TFT (PTFT) region and an N-channel TFT (NTFT) region can be formed. it can.

その後、レーザー光の照射によってアニール行う。レーザー光としては、KrFエキシマレーザー(波長248nm、パルス幅20nsec)を用いたが、他のレーザーであってもよい。レーザー光の照射条件は、エネルギー密度が200〜400mJ/cm、例えば250mJ/cmとし、一か所につき2〜10ショット、例えば2ショット照射した。このレーザー光の照射時に基板を200〜450℃程度に加熱することによって、効果を増大せしめてもよい。(図2(C)) Thereafter, annealing is performed by laser light irradiation. As the laser light, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was used, but other lasers may be used. The laser light was irradiated under the conditions of an energy density of 200 to 400 mJ / cm 2 , for example, 250 mJ / cm 2, and 2 to 10 shots, for example, 2 shots were irradiated at one place. The effect may be increased by heating the substrate to about 200 to 450 ° C. during the laser light irradiation. (Fig. 2 (C))

また、この工程は、可視・近赤外光によるランプアニールによる方法でもよい。可視・近赤外線は結晶化した珪素、または燐またはホウ素が1017〜1021cm−3添加された非晶質珪素へは吸収されやすく、1000℃以上の熱アニールにも匹敵する効果的なアニールを行うことができる。燐またはホウ素が添加されていると、その不純物散乱により、近赤外線でも十分光が吸収される。このことは肉眼による観察でも黒色であることから十分に推測がつく。その反面、ガラス基板へは吸収されにくいので、ガラス基板を高温に加熱することがなく、また短時間の処理ですむので、ガラス基板の縮みが問題となる工程においては最適な方法であるといえる。 Further, this step may be a method by lamp annealing using visible / near infrared light. Visible and near infrared rays are easily absorbed by crystallized silicon, or amorphous silicon to which phosphorus or boron is added at 10 17 to 10 21 cm −3 , and effective annealing comparable to thermal annealing at 1000 ° C. or higher. It can be performed. When phosphorus or boron is added, light is sufficiently absorbed even in the near infrared due to the impurity scattering. This can be fully inferred from the fact that it is black even when observed with the naked eye. On the other hand, it is difficult to be absorbed by the glass substrate, so it does not heat the glass substrate to a high temperature and requires only a short processing time, so it can be said that it is an optimal method in the process where shrinkage of the glass substrate is a problem. .

続いて、厚さ6000Åの酸化珪素膜217を層間絶縁物としてプラズマCVD法によって形成する。この層間絶縁物としてはポリイミドまたは酸化珪素とポリイミドの2層膜を利用してもよい。さらにコンタクトホールを形成して、金属材料、例えば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によってTFTの電極・配線218、220、219を形成する。最後に、1気圧の水素雰囲気で350℃、30分のアニールを行い、TFTを相補型に構成した半導体回路を完成させる。(図2(D))
上記に示す回路は、PTFTとNTFTとを相補型に設けたCMOS構造であるが、上記工程において、2つのTFTを同時に作り、中央で切断することにより、独立したTFTを2つ同時に作製することも可能である。
Subsequently, a silicon oxide film 217 having a thickness of 6000 mm is formed by plasma CVD as an interlayer insulator. As the interlayer insulator, polyimide or a two-layer film of silicon oxide and polyimide may be used. Further, contact holes are formed, and TFT electrodes and wirings 218, 220, and 219 are formed of a metal material, for example, a multilayer film of titanium nitride and aluminum. Finally, annealing is performed at 350 ° C. for 30 minutes in a hydrogen atmosphere of 1 atm to complete a semiconductor circuit in which TFTs are configured in a complementary manner. (Fig. 2 (D))
The circuit shown above has a CMOS structure in which PTFT and NTFT are provided in a complementary manner. However, in the above process, two TFTs are formed at the same time, and two independent TFTs are manufactured simultaneously by cutting at the center. Is also possible.

本実施例は、アクティブ型の液晶表示装置において、Nチャネル型TFTをスイッチング素子として各画素に設けた例である。以下においては、一つの画素について説明するが、他に多数(一般には数十万)の画素が同様な構造で形成される。また、Nチャネル型TFTではなくPチャネル型TFTでもよいことはいうまでもない。   This embodiment is an example in which an N-channel TFT is provided in each pixel as a switching element in an active liquid crystal display device. In the following, one pixel will be described, but many other (generally several hundred thousand) pixels are formed with the same structure. Needless to say, a P-channel TFT may be used instead of an N-channel TFT.

本実施例の作製工程の概略を図4に示す。本実施例において、基板400としてはコーニング7059ガラス基板(厚さ1.1mm、300×400mm)を使用した。まず、スパッタ法もしくは反応性スパッタ法によって窒化アルミニウム膜401を厚さ1000〜5000Å、代表的には2000Å形成した。この窒化アルミニウム膜は透明度が高く、また、イオンの移動を抑制するので、基板400から可動イオンがTFT領域に拡散することをブロッキングする上で有効である。さらに下地膜として、酸化珪素膜402をプラズマCVD法で2000Åの厚さに形成した。   An outline of the manufacturing process of this example is shown in FIG. In this example, a Corning 7059 glass substrate (thickness 1.1 mm, 300 × 400 mm) was used as the substrate 400. First, an aluminum nitride film 401 having a thickness of 1000 to 5000 mm, typically 2000 mm, was formed by sputtering or reactive sputtering. This aluminum nitride film has high transparency and suppresses the movement of ions, so that it is effective in blocking the diffusion of mobile ions from the substrate 400 to the TFT region. Further, a silicon oxide film 402 was formed as a base film to a thickness of 2000 mm by a plasma CVD method.

次に640℃、4時間の加熱処理を窒素雰囲気中で行い、0.1℃/分の冷却速度でアンモニア中で徐冷させる。この工程は、0.5℃/分以下の速度で行なうと効果があるものである。この工程によって、下地膜が形成されたガラス基板を予め縮ませることができる。なお、この工程は、窒化アルミ膜のアニール工程をも兼ねるものである。また本実施例においても、加熱工程は図1に示す加熱炉を用いた。   Next, a heat treatment at 640 ° C. for 4 hours is performed in a nitrogen atmosphere, and is gradually cooled in ammonia at a cooling rate of 0.1 ° C./min. This step is effective when performed at a rate of 0.5 ° C./min or less. By this step, the glass substrate on which the base film is formed can be shrunk in advance. This process also serves as an annealing process for the aluminum nitride film. Also in this example, the heating furnace shown in FIG. 1 was used for the heating process.

さらに非晶質珪素膜をプラズマCVD法によって、1000Åの厚さに形成する。つぎに、フォトレジストによってマスクを形成し、チャネル形成領域となる部分に珪素イオンを注入する。この際、打ち込まれる珪素イオンの投影飛程が珪素膜の中央付近になるようにする。   Further, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 1000 mm by plasma CVD. Next, a mask is formed with a photoresist, and silicon ions are implanted into a portion to be a channel formation region. At this time, the projected range of implanted silicon ions is set to be near the center of the silicon film.

そして、マスクを取り除き、550℃、8時間の熱アニールを行う。この工程において、先に珪素イオンが注入された領域が選択的に結晶化される。そして、この工程の後に、50℃/分以上の冷却速度でもって急冷を行う。この工程は、加熱炉外に基板を取り出し、自然冷却させる方法を採用するのでもよい。   Then, the mask is removed and thermal annealing is performed at 550 ° C. for 8 hours. In this step, the region previously implanted with silicon ions is selectively crystallized. Then, after this step, rapid cooling is performed at a cooling rate of 50 ° C./min or more. In this step, a method of taking the substrate out of the heating furnace and naturally cooling it may be adopted.

次に珪素膜をパターニングしてTFTの島状活性層403のみを残存させる。この際、島状活性層403の中央部分が先に珪素イオンを注入した領域であって、チャネル形成領域を形成する部分である。このような構成を採用するのは、チャネル形成領域部分を選択的に結晶性の高い構造とするためである。 そして、酸素、もしくは亜酸化窒素雰囲気において島状活性層403に可視・近赤外光を照射し、珪素膜の結晶性を向上させるとともに、その表面に厚さ50〜200Å、代表的には100Åの酸化珪素膜404を形成させる。温度は1100℃、時間は30秒とした。この酸化珪素膜404を形成する工程は、酸素もしくは亜酸化窒素雰囲気において、550〜650℃に加熱しても実施できる。
その際には、図1に示す装置を用いて行えばよいことはいうまでもない。(図4(A))
Next, the silicon film is patterned to leave only the island-like active layer 403 of the TFT. At this time, the central portion of the island-like active layer 403 is a region into which silicon ions have been previously implanted, and is a portion for forming a channel formation region. The reason for adopting such a configuration is to make the channel formation region portion selectively have a highly crystalline structure. Then, the island-like active layer 403 is irradiated with visible / near infrared light in an oxygen or nitrous oxide atmosphere to improve the crystallinity of the silicon film, and the surface has a thickness of 50 to 200 mm, typically 100 mm. The silicon oxide film 404 is formed. The temperature was 1100 ° C. and the time was 30 seconds. The step of forming the silicon oxide film 404 can be performed even when heated to 550 to 650 ° C. in an oxygen or nitrous oxide atmosphere.
In that case, needless to say, the apparatus shown in FIG. 1 may be used. (Fig. 4 (A))

さらに窒化アルミニウムをターゲットとするスパッタ法、もしくはアルミニウムをターゲットとする反応性スパッタ法によって、窒化アルミニウムのゲイト絶縁膜(厚さ500〜3000Å、典型的には1200Å)406を形成する。基板温度は350℃とする。この結果、熱酸化による薄い酸化珪素膜404とスパッタ法による窒化アルミニウム膜406の2層構造となる。窒化アルミニウムは酸化珪素の5倍以上の強誘電率であるので、TFTのしきい値電圧、特にPチャネル型TFTのしきい値電圧を低減するうえで有効である。また、窒化アルミニウムは、窒化珪素とは異なって局在中心を発生する確率が少なく、ゲイト絶縁膜材料としては好ましい。そしてこの後、窒素雰囲気での加熱アニールや、ランプ照射によって、窒化アルミニウム膜406をアニールする。   Further, an aluminum nitride gate insulating film (thickness 500 to 3000 mm, typically 1200 mm) 406 is formed by sputtering using aluminum nitride as a target or reactive sputtering using aluminum as a target. The substrate temperature is 350 ° C. As a result, a two-layer structure of a thin silicon oxide film 404 by thermal oxidation and an aluminum nitride film 406 by sputtering is obtained. Since aluminum nitride has a ferroelectric constant 5 times or more that of silicon oxide, it is effective in reducing the threshold voltage of TFTs, particularly the threshold voltage of P-channel TFTs. In addition, unlike silicon nitride, aluminum nitride has a low probability of generating a local center and is preferable as a gate insulating film material. Thereafter, the aluminum nitride film 406 is annealed by heat annealing in a nitrogen atmosphere or lamp irradiation.

次に公知の多結晶珪素を主成分とした膜をLPCVD法で形成し、パターニングを行うことによって、ゲイト電極407を形成する。この際、多結晶珪素には導電性を向上させるために不純物として燐を0.1〜5原子%導入する。(図4(B))   Next, a gate electrode 407 is formed by forming a known film mainly composed of polycrystalline silicon by LPCVD and performing patterning. At this time, 0.1 to 5 atomic% of phosphorus is introduced as an impurity in the polycrystalline silicon in order to improve conductivity. (Fig. 4 (B))

その後、N型の不純物として、燐をイオンドーピング法で注入し、自己整合的にソース領域408、チャネル形成領域409、ドレイン領域410を同時に形成する。そして、KrFレーザー光を照射することによって、イオン注入のために結晶性の劣化した珪素膜の結晶性を改善させる。このときのレーザー光のエネルギー密度は250〜300mJ/cmとする。このレーザー光の照射によって、このTFTのソース/ドレインのシート抵抗は300〜800Ω/cmとなる。なお、通常よりもドーピング濃度を低下させた低濃度ドレイン(LDD)構造とする場合には、シート抵抗は10〜200kΩ/□となる。レーザー照射によるアニールの工程は可視・近赤外光のランプアニールによって行ってもよい。 Thereafter, phosphorus is implanted as an N-type impurity by an ion doping method, and a source region 408, a channel formation region 409, and a drain region 410 are simultaneously formed in a self-aligned manner. Then, irradiation with KrF laser light improves the crystallinity of the silicon film whose crystallinity has deteriorated due to ion implantation. The energy density of the laser beam at this time is set to 250 to 300 mJ / cm 2 . By this laser light irradiation, the sheet resistance of the source / drain of this TFT becomes 300 to 800 Ω / cm 2 . In the case of a low concentration drain (LDD) structure in which the doping concentration is lowered than usual, the sheet resistance is 10 to 200 kΩ / □. The annealing step by laser irradiation may be performed by lamp annealing of visible / near infrared light.

その後、酸化珪素またはポリイミドによって層間絶縁物411を形成し、さらに、画素電極412をITOによって形成する。そして、コンタクトホールを形成して、TFTのソース/ドレイン領域にクロム/アルミニウム多層膜で電極413、414を形成し、このうち一方の電極414はITO412にも接続するようにする。最後に、水素中で200〜400℃で2時間アニールして、水素化を行なう。このようにして、TFTを完成する。(図4(C))   Thereafter, an interlayer insulator 411 is formed from silicon oxide or polyimide, and a pixel electrode 412 is formed from ITO. Then, contact holes are formed, and electrodes 413 and 414 are formed of a chromium / aluminum multilayer film in the source / drain regions of the TFT, and one of the electrodes 414 is also connected to the ITO 412. Finally, hydrogenation is performed by annealing in hydrogen at 200 to 400 ° C. for 2 hours. In this way, the TFT is completed. (Fig. 4 (C))

図5を用いて、本実施例を説明する。本実施例において、基板501として、図6、図7に示す陽光柱プラズマCVD法でその両面に厚さ5000Åの窒化アルミ膜(図示せず)が成膜されたガラス基板(コーニング7059)を用いる。   The present embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, as the substrate 501, a glass substrate (Corning 7059) in which an aluminum nitride film (not shown) having a thickness of 5000 mm is formed on both surfaces by the positive column plasma CVD method shown in FIGS. .

この基板を窒化アルミ膜のアニールと収縮防止のために、事前に640℃、窒素中で4時間アニールする。このアニールの終了後は、0.1℃/分で450℃まで窒素中で徐冷した後、加熱炉から取り出す。   The substrate is annealed in advance at 640 ° C. in nitrogen for 4 hours in order to anneal the aluminum nitride film and prevent shrinkage. After the completion of this annealing, it is gradually cooled in nitrogen to 450 ° C. at 0.1 ° C./min, and then removed from the heating furnace.

この工程によって、ガラス基板は大きく収縮し、後の加熱工程における収縮を50ppm以下に抑えることができる。また同時に、窒化アルミ(AlN)膜のアニールを行なうことができ、その絶縁性や透過性を改善することができる。   By this step, the glass substrate is greatly shrunk, and shrinkage in the subsequent heating step can be suppressed to 50 ppm or less. At the same time, the aluminum nitride (AlN) film can be annealed, and its insulation and permeability can be improved.

まず基板501上に下地膜502を形成し、さらに、プラズマCVD法によって厚さ300〜800Åの非晶質珪素膜を成膜した。そして、600℃、1時間の加熱アニールを行った。熱アニール後、基板を2〜200℃/秒の速度、好ましくは10℃/秒以上の速度で450℃までは急激に冷却した。これは、この熱アニール工程によって、基板が収縮することを防止するためである。このような急激な冷却が不可能な加熱炉においては、基板を炉外に取り出して、室温に放置することによっても同様な効果が得られる。なお、本実施例においても加熱工程は、図1に示す加熱炉を用いた。   First, a base film 502 was formed on a substrate 501, and an amorphous silicon film having a thickness of 300 to 800 mm was formed by plasma CVD. Then, heat annealing was performed at 600 ° C. for 1 hour. After thermal annealing, the substrate was rapidly cooled to 450 ° C. at a rate of 2 to 200 ° C./second, preferably 10 ° C./second or more. This is to prevent the substrate from shrinking due to this thermal annealing step. In such a heating furnace that cannot be rapidly cooled, the same effect can be obtained by taking the substrate out of the furnace and leaving it at room temperature. In this embodiment, the heating furnace shown in FIG. 1 was used for the heating process.

本実施例では、熱アニール温度が、コーニング7059の歪点(593℃)よりも高いために、事前に熱処理/徐冷処理をおこなっても、基板の収縮を抑えることは難しかった。そのような場合には、以上のようなアニール温度からの急冷が有効である。
次に、珪素膜をパターニングして、島状の活性層領域505および506を形成する。活性層のエッチングは垂直方向に異方性を有するRIE法によって行った。(図5A))
In this embodiment, since the thermal annealing temperature is higher than the strain point (593 ° C.) of Corning 7059, it is difficult to suppress the shrinkage of the substrate even if the heat treatment / annealing treatment is performed in advance. In such a case, rapid cooling from the annealing temperature as described above is effective.
Next, the silicon film is patterned to form island-shaped active layer regions 505 and 506. The active layer was etched by the RIE method having anisotropy in the vertical direction. (FIG. 5A))

次いで、厚さ200〜3000Åの厚さの酸化珪素または窒化珪素膜507をプラズマCVD法によって形成する。酸化珪素膜の形成には、減圧CVDや光CVDを用いてもよい。そして、可視・近赤外光の光処理を行なう。条件は実施例1と同じとする。本実施例では可視・近赤外光照射の際に、酸化珪素または窒化珪素の保護膜が活性層の表面に形成されており、このため、赤外光照射の際の表面の荒れや汚染を防止することができる。(図5(B))   Next, a silicon oxide or silicon nitride film 507 having a thickness of 200 to 3000 mm is formed by a plasma CVD method. Low pressure CVD or photo CVD may be used to form the silicon oxide film. Then, optical processing of visible / near infrared light is performed. The conditions are the same as in Example 1. In this embodiment, a protective film of silicon oxide or silicon nitride is formed on the surface of the active layer during irradiation with visible / near infrared light. Can be prevented. (Fig. 5 (B))

可視・近赤外光照射後、保護膜507を除去する。この後は実施例1と同様にゲイト絶縁膜508、ゲイト電極及びその周囲の酸化物層509、ゲイト電極及びその周囲の酸化物層510を形成し、イオンドーピング法によって、不純物領域を形成し、これをレーザー照射によって活性化させる。(図5(C))   After the visible / near infrared light irradiation, the protective film 507 is removed. Thereafter, the gate insulating film 508, the gate electrode and the surrounding oxide layer 509, the gate electrode and the surrounding oxide layer 510 are formed as in Example 1, and the impurity region is formed by ion doping. This is activated by laser irradiation. (Fig. 5 (C))

さらに、層間絶縁物511を形成して、これにコンタクトホールを形成し、メタル配線512、513、514を形成する。(図5(D))
このようにして、相補型TFT回路を形成する。本実施例では可視・近赤外光照射の際に活性層の表面に保護膜が形成されており、表面の荒れや汚染が防止される。このため、本実施例のTFTの特性(電界移動度やしきい値電圧)および信頼性は極めて良好であった。また、本実施例からも明らかなように、本発明はガラス歪み点が550〜650℃の基板材料において、特に有効であった。さらに、本発明においては、徐冷工程を窒素、アンモニア、亜酸化窒素等の窒素系の気体を含む雰囲気中でおこなうと、ガラスを窒化させることになり、ガラスに含有される各種不純物元素がガラス表面に拡散、析出することを抑制できるので、半導体素子を形成するうえで、高い信頼性を得ることができた。
Further, an interlayer insulator 511 is formed, contact holes are formed therein, and metal wirings 512, 513, and 514 are formed. (Fig. 5 (D))
In this way, a complementary TFT circuit is formed. In this embodiment, a protective film is formed on the surface of the active layer during irradiation with visible / near infrared light, and surface roughness and contamination are prevented. For this reason, the characteristics (electric field mobility and threshold voltage) and reliability of the TFT of this example were extremely good. Further, as is clear from this example, the present invention was particularly effective for a substrate material having a glass strain point of 550 to 650 ° C. Furthermore, in the present invention, when the slow cooling step is performed in an atmosphere containing nitrogen-based gas such as nitrogen, ammonia, nitrous oxide, etc., the glass is nitrided, and various impurity elements contained in the glass are glass. Since diffusion and precipitation on the surface can be suppressed, high reliability can be obtained in forming a semiconductor element.

加熱炉の構成を示す。The structure of a heating furnace is shown. 実施例の作製工程を示す。The manufacturing process of an Example is shown. ガラス基板の縮みのデータを示す。The shrinkage | contraction data of a glass substrate are shown. 実施例の作製工程を示す。The manufacturing process of an Example is shown. 実施例の作製工程を示す。The manufacturing process of an Example is shown. 実施例で用いたCVD装置の構成を示す。The structure of the CVD apparatus used in the examples is shown. 実施例で用いたCVD装置の構成を示す。The structure of the CVD apparatus used in the examples is shown.

符号の説明Explanation of symbols

11 反応管
12 基板保持手段
13 基板
201 ガラス基板
202 下地膜(窒化アルミ膜)
203 珪素膜
204 酸化珪素膜
205 島状珪素膜(活性層)
206 ゲイト絶縁膜(酸化珪素膜)
207 ゲイト電極(アルミニウム)
208 陽極酸化層(酸化アルミニウム)
209 ゲイト電極
210 陽極酸化層
211 ソース(ドレイン)領域
212 チャネル形成領域
213 ドレイン(ソース)領域
214 ソース(ドレイン)領域
215 チャネル形成領域
216 ドレイン(ソース)領域
217 層間絶縁物
218 電極
219 電極
220 電極

DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Reaction tube 12 Substrate holding means 13 Substrate 201 Glass substrate 202 Base film (aluminum nitride film)
203 silicon film 204 silicon oxide film 205 island-like silicon film (active layer)
206 Gate insulating film (silicon oxide film)
207 Gate electrode (aluminum)
208 Anodized layer (aluminum oxide)
209 Gate electrode 210 Anodized layer 211 Source (drain) region 212 Channel formation region 213 Drain (source) region 214 Source (drain) region 215 Channel formation region 216 Drain (source) region 217 Interlayer insulator 218 Electrode 219 Electrode 220 Electrode

Claims (2)

ガラス基板上に形成された、酸素が0.001原子%〜10原子%混入した窒化アルミニウムを主成分とする被膜と、
前記被膜上の、ソース領域、ドレイン領域、チャネル形成領域を有する島状珪素膜と、
前記島状珪素膜上の酸化珪素膜と、
前記酸化珪素膜上の窒化アルミニウム膜と、
前記窒化アルミニウム膜上のゲイト電極とを有することを特徴とする半導体装置。
A film mainly composed of aluminum nitride formed on a glass substrate and mixed with 0.001 atomic% to 10 atomic% of oxygen;
An island-like silicon film having a source region, a drain region, and a channel formation region on the coating;
A silicon oxide film on the island-like silicon film;
An aluminum nitride film on the silicon oxide film;
A semiconductor device comprising: a gate electrode on the aluminum nitride film.
ガラス基板上に形成された、酸素が0.001原子%〜10原子%混入した窒化アルミニウムを主成分とする被膜と、
前記被膜上の、ソース領域、ドレイン領域、チャネル形成領域を有する島状珪素膜と、
前記島状珪素膜上の酸化珪素膜と、
前記酸化珪素膜上の窒化アルミニウム膜と、
前記窒化アルミニウム膜上のゲイト電極とを有し、
前記被膜が形成されている前記ガラス基板の面と反対側の面に、酸素が0.001原子%〜10原子%混入した窒化アルミニウムを主成分とする被膜が形成されていることを特徴とする半導体装置。
A film mainly composed of aluminum nitride formed on a glass substrate and mixed with 0.001 atomic% to 10 atomic% of oxygen;
An island-like silicon film having a source region, a drain region, and a channel formation region on the coating;
A silicon oxide film on the island-like silicon film;
An aluminum nitride film on the silicon oxide film;
A gate electrode on the aluminum nitride film,
A film mainly composed of aluminum nitride mixed with 0.001 atomic% to 10 atomic% of oxygen is formed on a surface opposite to the surface of the glass substrate on which the film is formed. Semiconductor device.
JP2005350836A 2005-12-05 2005-12-05 Semiconductor device Expired - Fee Related JP4203066B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005350836A JP4203066B2 (en) 2005-12-05 2005-12-05 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005350836A JP4203066B2 (en) 2005-12-05 2005-12-05 Semiconductor device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002283021A Division JP3819351B2 (en) 2002-09-27 2002-09-27 Heat treatment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006165557A JP2006165557A (en) 2006-06-22
JP4203066B2 true JP4203066B2 (en) 2008-12-24

Family

ID=36667149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005350836A Expired - Fee Related JP4203066B2 (en) 2005-12-05 2005-12-05 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4203066B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5136986B2 (en) * 2008-04-30 2013-02-06 独立行政法人産業技術総合研究所 Piezoelectric manufacturing method and piezoelectric element

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006165557A (en) 2006-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7038302B2 (en) Glass substrate assembly, semiconductor device and method of heat-treating glass substrate
US5492843A (en) Method of fabricating semiconductor device and method of processing substrate
KR100302378B1 (en) A semiconductor device and a liquid crystal device
JP3254072B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US7381598B2 (en) Insulated gate semiconductor device and process for fabricating the same
JP2649325B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4153500B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH09260681A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3411408B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4203066B2 (en) Semiconductor device
JP2782035B2 (en) Glass substrate processing method
JP3819351B2 (en) Heat treatment method
JP3559266B2 (en) Active matrix type liquid crystal display
JP3585779B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3949639B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3488361B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0799324A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3897836B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0794751A (en) Semiconductor device and method of fabrication thereof
JPH1197712A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3488441B2 (en) Method for manufacturing active liquid crystal display device
JP3488440B2 (en) Method for manufacturing active liquid crystal display device
JPH1197713A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2000068205A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2001196600A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080729

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080905

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081007

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081009

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees