JP4877866B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents
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Description
T.Shimoda、Ink−jet Technology for Fabrication Processes of Flat Panel Displays、SID 03 DIGEST、p1178−p1181
なお本発明では、SASは、少なくともチャネル形成領域に用いていれば良い。またチャネル形成領域は、その膜厚方向において全てセミアモルファス半導体層である必要はなく、少なくとも一部にセミアモルファス半導体層を含んでいれば良い。
(実施の形態1)
図2(C)では、抵抗素子6614を構成する導電層は、表示素子の画素電極と同じレイヤーで形成しているが、トランジスタ6612のゲート電極と同じレイヤーの導電層で形成してもよい。その場合、所望の抵抗値になるように、用いるノズルの吐出口を変えて、抵抗素子6614を構成する導電層のみ細く形成したり、ノズル又は基板の走査を工夫することで、抵抗素子6614を構成する導電層のみ、凹凸を有する形状に形成したりするとよい。
(実施の形態2)
(実施の形態3)
導電体層903〜905に接する絶縁層909は、バリア性が良好な窒化珪素層を用いることが好ましく、そうすると、導電体層903〜905からの不純物元素の侵入を防止することができる。窒化珪素層は、スパッタリング法やグロー放電分解法で形成可能であるが、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜であることが要求される。この目的において、珪素をターゲットとして、窒素とアルゴンなどの希ガス元素を混合させたスパッタガスで高周波スパッタリングされた窒化珪素膜で、膜中の希ガス元素を含ませることにより緻密化が促進されることとなる。また、グロー放電分解法においても、珪化物気体をアルゴンなどの不活性元素で100倍〜500倍に希釈して形成された窒化珪素膜は、100度以下の低温において形成されたとしても膜質は緻密である。なお、必要があれば絶縁膜をさらに積層して形成してもよい。
SASは珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、SiH4であり、その他にもSi2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることができる。これら珪化物気体を水素、水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して用いることでSASの形成を容易なものとすることができる。希釈率は10倍〜1000倍の範囲で珪化物気体を希釈する。また、Si2H6とGeF4のガス流量比をSi2H6:GeF4=20〜40:0.9の範囲の条件下で形成すると、Siの組成比が80%以上である薄膜を得ることができる。勿論、グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下で行うが、圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲で行えば良い。グロー放電を形成するための電源周波数は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHzである。高周波電力は適宜設定すれば良い。基板加熱温度は300度以下が好ましく、100〜200度の基板加熱温度が推奨される。また、珪化物気体中に、CH4、C2H6などの炭化物気体、GeH4、GeF4などのゲルマニウム化気体を混入させて、エネルギーバンド幅を1.5〜2.4eV、若しくは0.9〜1.1eVに調節しても良い。また、SASは、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いN型の電気伝導性を示す。これは、SAS中に含まれる不純物によるもので、代表的には酸素がN型の伝導性を付与するものとして考えられている。SASに含まれる酸素は、成膜時の高周波電力密度に応じても変化する。次に、半導体層914上に、プラズマCVD法等の公知の方法で、珪素の酸化物又は窒化物からなる絶縁層915を形成する。
以上、絶縁層909から絶縁層915までは大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、トランジスタの特性のばらつきを低減することができる。
(実施の形態4)
(実施の形態5)
また図22では、信号線駆動回路4003を別途形成し、第1の基板4001に実装している例を示しているが、本実施例はこの構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。
また、液晶素子4011aが有する画素電極4030は、トランジスタ4010と配線4040、配線4041を介して電気的に接続されている。そして液晶素子4011aの対向電極4031は第2の基板4006上に形成される。画素電極4030、対向電極4031及び液晶4007aが重なっている部分が、液晶素子4011aに相当する。
球状のスペーサ4035は、画素電極4030と対向電極4031との間の距離(セルギャップ)を制御するために設けられている。なお絶縁膜をパターニングすることで得られるスペーサを用いていても良い。
また別途形成された信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004または画素部4002に与えられる各種信号及び電位は、引き回し配線4014及び4015を介して、接続端子4016から供給されている。
Claims (18)
- 絶縁表面を有する基板上に、プラズマCVD法により、珪素からなる下地層を形成し、
前記下地層上に、液滴吐出法でゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして、前記下地層をエッチングし、
前記ゲート電極上に、ゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に、セミアモルファス半導体層を形成し、
前記ゲート電極と重なるように、前記セミアモルファス半導体層上にチャネル保護層を形成し、
前記チャネル保護層上に、一導電型の不純物を含有する半導体層を形成し、
前記一導電型の不純物を含有する半導体層上に、液滴吐出法でマスクを形成し、
前記液滴吐出法で形成したマスクを用いて、前記セミアモルファス半導体層及び前記一導電型の不純物を含有する半導体層をエッチングし、
前記一導電型の不純物を含有する半導体層上に、液滴吐出法でソース配線及びドレイン配線を形成し、
前記ソース配線及び前記ドレイン配線をマスクとして、前記チャネル保護層上の前記一導電型の不純物を含有する半導体層をエッチングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 絶縁表面を有する基板上に、プラズマCVD法により、珪素からなる下地層を形成し、
前記下地層上に、液滴吐出法でゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして、前記下地層をエッチングし、
前記ゲート電極上に、ゲート絶縁層、セミアモルファス半導体層、及び絶縁層を積層して形成し、
前記ゲート電極と重なるように、前記絶縁層上に、液滴吐出法で第1のマスクを形成し、
前記第1のマスクを用いて、前記絶縁層をエッチングしてチャネル保護層を形成し、
前記チャネル保護層上に、一導電型の不純物を含有する半導体層を形成し、
前記一導電型の不純物を含有する半導体層上に、液滴吐出法で第2のマスクを形成し、
前記第2のマスクを用いて、前記セミアモルファス半導体層及び前記一導電型の不純物を含有する半導体層をエッチングし、
前記一導電型の不純物を含有する半導体層上に、液滴吐出法でソース配線及びドレイン配線を形成し、
前記ソース配線及び前記ドレイン配線をマスクとして、前記チャネル保護層上の前記一導電型の不純物を含有する半導体層をエッチングし、
前記ゲート絶縁層は少なくとも、第1の窒化珪素層、樹脂層、及び第2の窒化珪素層を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項2において、
前記ゲート絶縁層、前記セミアモルファス半導体層及び前記絶縁層は、大気に晒すことなく連続的に形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 絶縁表面を有する基板上に、プラズマCVD法により、珪素からなる下地層を形成し、
前記下地層上に、液滴吐出法でゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして、前記下地層をエッチングし、
前記ゲート電極上に、ゲート絶縁層、セミアモルファス半導体層、及び一導電型の不純物を含有する半導体層を積層して形成し、
前記ゲート電極と重なるように、前記一導電型の不純物を含有する半導体層上に、液滴吐出法でマスクを形成し、
前記液滴吐出法で形成したマスクを用いて、前記セミアモルファス半導体層及び前記一導電型の不純物を含有する半導体層をエッチングし、
前記一導電型の不純物を含有する半導体層上に、液滴吐出法でソース配線及びドレイン配線を形成し、
前記ソース配線及び前記ドレイン配線をマスクとして、前記一導電型の不純物を含有する半導体層をエッチングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 絶縁表面を有する基板上に、プラズマCVD法により、珪素からなる下地層を形成し、
前記下地層上に、液滴吐出法でゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして、前記下地層をエッチングし、
前記ゲート電極上に、ゲート絶縁層、セミアモルファス半導体層、及び一導電型の不純物を含有する半導体層を積層して形成し、
前記ゲート電極と重なるように、前記一導電型の不純物を含有する半導体層上に、液滴吐出法でマスクを形成し、
前記液滴吐出法で形成したマスクを用いて、前記セミアモルファス半導体層及び前記一導電型の不純物を含有する半導体層をエッチングし、
前記一導電型の不純物を含有する半導体層上に、液滴吐出法でソース配線及びドレイン配線を形成し、
前記ソース配線及び前記ドレイン配線をマスクとして、前記一導電型の不純物を含有する半導体層をエッチングし、
前記ゲート絶縁層は少なくとも、第1の窒化珪素層、樹脂層、及び第2の窒化珪素層を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記ゲート電極は、銀、金、又は銅を含む材料を吐出して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記セミアモルファス半導体層は、酸素濃度が5×1019atoms/cm3以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記セミアモルファス半導体層は、酸素濃度が1×1019atoms/cm3以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記セミアモルファス半導体層は、結晶粒が分散した非晶質半導体層であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記セミアモルファス半導体層は、0.5〜20nmの結晶粒が分散した非晶質半導体層であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記セミアモルファス半導体層は、珪化物気体を用いてプラズマCVD法により形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記セミアモルファス半導体層は、珪化物気体を希ガス元素で希釈した気体を用いてプラズマCVD法により形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項12において、
前記希ガス元素は、水素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン及びネオンから選ばれた1種又は複数種であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記セミアモルファス半導体層は、珪化物気体に炭化物気体を混入させた気体を用いてプラズマCVD法により形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項14において、
前記炭化物気体は、CH4又はC2H6であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記セミアモルファス半導体層は、珪化物気体にゲルマニウム化気体を混入させた気体を用いてプラズマCVD法により形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項16において、
前記ゲルマニウム化気体は、GeH4又はGeF4であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項11乃至請求項17のいずれか一項において、
前記珪化物気体は、SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、又はSiF4であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
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