JPH03263323A - プラズマｃｖｄ窒化珪素膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

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め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体デバイスなどに適用される窒化珪素
膜、特にプラズマＣＶＤ法を用いた窒化珪素膜の形成方
法の改良に間する。

（従来の技術） 般（こ、半導体デバイスなどに適用される窒化珪素（Ｓ
ｉＮとかＳ　ｉＮ　ｘと表わす）膜は、その優れた緻密
性、絶縁性などによる良好な電気的特性のために、例え
ば、半導体集積回路装置における多層配線構造の層間絶
縁膜とか、Ａ２配線終了後の最終保護膜として、また、
■−Ｖ族半導体の熱処理用および拡散用のマスク、ＭＩ
ＳＦＥＴ用ゲート材料などに好適な膜として、従来がら
よく知られているところである。

この窒化珪素膜の形成に際して、例えば、４５０℃程度
以下の低温プロセスが必要なときには、通常の場合、い
わゆるプラズマＣＶＤ法が広く採用されている。このプ
ラズマＣＶＤ法によって窒化珪素膜を形成するためには
、反応容器内に導入される生成ガスとして、ｓ１日ａ　
　ＮＨ３系ガスとか５Ｉ８４　　Ｎ２系ガスなどがそれ
ぞれに用いられるもので、また、その希釈ガスには、Ｎ
２、Ａ「ガスなどが充てられる。

ここで、この窒化珪素膜形成のための従来技術として、
例えば、文献：　「ソリッド　ステイト　テクノロジー
（Ｓｏｌｉｄ　　５ｔａｔｅ　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｑｙ
）Ａｐｒｉｌ　　１９８０゜ｐ、１３３Ｊに記載された
手法がある。次に、この従来例（こよる窒化珪素膜の形
成方法（こつぃで述べる。

第２図は、従来から一般的に用いられているプラズマＣ
ＶＤ装置を模式的（こ示す構成説明図である。

この第２図に示す装置構成において、生成ガスは、減圧
下におかれた反応容器１０内に、ガス供給口１から導入
され、かつ反応を終えたガスは、適宜にガス排出口２よ
りタト部（こ排出される。また、反応容器１０内の上部
には、上部電極３が配置されると共（こ、被処理対象物
としての基板（総称して下地という）は、この上部電極
３に対向して下方に設けられた、それ自体が下部電極と
なる基板台４上に載置されており、この基板をヒータ５
により反応容器１０の外部から所定の温度、例えば、基
板温度２７５℃程度１こまで加熱保持し得るようになっ
ている。

この従来装置の構成において、生成ガスとしては、５Ｉ
Ｈ４１，７％およびＮ目、２．４％の混合ガスを用い、
この生成ガスを反応室１０内にガス人口１から導入し、
ガス圧力１．０Ｔｏｒｒ、全ガス流量２０００ｓｅｃｍ
の減圧下で、各電極３．４間に対して、高周波電源から
１３．５６ＭＨｚ、２５０Ｗの高周波電圧を印加させる
こと（こより、この生成ガスをグロー放電分解させ、化
学反応を生じさせて、基板上に所期通りの窒化珪素膜を
所定の膜厚で形成させるもので、このよう（こして反応
過程を終えたガスは、ガス出口２がら外部（こ適宜排出
される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来のプラズマＣＶＤ法（こよ
る窒化珪素膜の形成方法（こおいでは、形成される窒化
珪素膜に関して、 ａ）形成膜中に多量の水素原子か含有されていること、 ｂ）形成膜自体の絶縁性が比較的劣ること、Ｃ）形成膜
での諸特性の装置依存性が極めて大きいこと、 ｄ）形成膜（こおけるＮ　／　Ｓ　ｉ組成比が、いわゆ
る化学量論的な値である１゜３３（Ｓ工。Ｎ４）から外
れ易いこと などの適用対象としての半導体デバイスにとって好まし
くない問題点を有している。

特に、この場合、形成膜中への水素原子の混入について
は、例えば、この水素原子混入の窒化珪素膜ｕＭＯ３Ｆ
ＥＴの絶縁膜に適用した場合などに、集積回路構成での
微細化１こ伴って内部電界が大きくなり、ここで発生し
たホットエレクトロンがゲート酸化膜中に捕獲されて、
これが閾値電圧の変動とか、相互コンダクタンスの低下
などの素子の特性変＠を惹き起す大きな要因になるとい
う不利がある。また一方、この水素原子混入の窒化珪素
膜を素子構成の保護膜に用いた場合にあっても、その膜
中での水素原子がゲート酸化膜内に拡散されて捕獲準位
を形成することから、素子の特性変動が一層顕著になる
。ざらには、窒化珪素膜中での多量の水素原子の存在は
、素子構成におけるアルカリイオン拡散の阻止能力をも
低下させる。

そしてまた、この窒化珪素膜に良好な絶縁性を与え得る
のは、そのＮ／Ｓｉ組戊比が化学量論的な値付近にある
場合にのみ限られており、しかも船釣に、この種のプラ
ズマＣＶＤ法では、窒化珪素膜における膜特性の装置依
存性が大きく、膜特性の再現性に欠けると共（こ、かつ
Ｎ／Ｓｉ組成比も変動し易くて、形成プロセスのマージ
ンが狭いなどという種々の問題点を生するものであった
。

また、上述した従来方法を、液晶デイスプレィ装置等に
組み込まれる薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）のゲート絶縁
膜の形成に適用した場合（こは、生成ガスとしてのシラ
ン（ＳｉＨａ）とアンモニア（Ｎ口。）との流量比の変
化によって抵抗率が大きく変動してしまう。この抵抗率
の変動は、大型基板上にＴＰＴ％形戊す形成合、表示画
面の不均一という品質低下の原因となる。

また、従来方法を、液晶ディスプレイ装置のパッシベー
ション膜の形成に適用した場合（こは、得られたＳ　Ｉ
　Ｎ　ｘ膜或いはＳｉＯｘ膜といったパッシベーション
膜の内部応力か大きいため、下地の基板が変形してしま
い、液晶層の厚みを画面全体にわたって均一にすること
が難しい。

従って、この発明の目的は、従来のこのような問題点に
鑑み、半導体デバイスなどへの窒化珪素膜の形Ｒ（こお
いて、形成プロセスのマージンを可及的に広くとると共
に、抵抗率の変動が少ない、従って電気的特性に優れた
、窒化珪素膜を容易に得られるよう（こしたプラズマＣ
ＶＤ法（こよる窒化珪素膜の形成方法を提供することに
ある。

この発明の他の目的は、内部応力の小さいＳｉＮｘ膜を
得るよう（こしたプラズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） これらの目的の達成を図るために、この発明に係るプラ
ズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法は、反応容器内に導入
される生成ガスとしで、ＳｉＨ２Ｆ２とＮ　Ｈ３との混
合ガスを用いることを特徴としている。

（作用） この発明のプラズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法（こお
いては、プラズマＣＶＤ法による窒化珪素膜の形成（こ
際しで、反応容器内（こ導入される生成ガスとして、Ｓ
１日、「２とＮ　Ｈ３との混合ガスを用いる。このため
、形成される窒化珪素膜（こ関して、たとえＮ／Ｓｉ組
成比か変動しても抵抗率の変動は小さく、従って、良好
な電気的特性を維持でき、これによって形成プロセスの
マージンを広くとり得る。

また、この発明のプラズマａｖｏｗ化珪素膜の形成方法
（こよれば、成膜された窒化珪素（ＳｉＮ、）膜の内部
応力が小さく、このため、ＳｉＮｘ膜の成膜下地である
基板が変形しない。

（実施例） 以下、この発明の一実施例（こよるプラズマｃｖｏｇ化
珪素膜の形成方法１こつき、図面＠参照して詳細に説明
する。

法（こ適用する生成ガスとして、３１口２Ｆ２とＮ　Ｈ
３との混合ガスを用い、この生成ガスのグロー放電分解
に伴う化学反応（こよって、基板上１こ所期通りの窒化
珪素（Ｓ　ｉ　Ｎ）膜を形成する。

この場合、被処理対象物としての、例えば、門型の結晶
シリコン基板（下地）に対し、既（こ説明した従来のプ
ラズマＣＶＤ装Ｎを用いてグロー放電によるプラズマＣ
ＶＤ法によって、ＳｉＮ膜を８００Ａ程度の厚さ１こ形
成する。その後、例えば、このＳｉＮ股上に、所定のマ
スクで真空蒸着法などによって、／ｌ電極を形成する。

ここで、この実施例によるＳｉＮ膜の形成条件の一例を
、次の第１表に示す。

［実施例■コ この実施例方法においては、プラズマＣＶＤ第１表 この第１表から明らかなように、この実施例では、Ｓｉ
Ｎ膜の形成条件においで、使用する生成ガスとしてのＳ
ｉ目、「２とＮ目、どの混合比のみを変えてＳｉＮ膜を
形成するようにしでいる。

次（こ、この第１表に基づいて形成されたそれぞれの各
ＳｉＮ膜の抵抗率を第１図に示す。同図において、横軸
に混合比（流量比）（Ｎ目、／５ＩＨ２Ｆ２）’＆プロ
ットしおよび縦軸に抵抗率（Ω・ｃｍ）Ｖプロットしで
示した。

なお、この場合、これらの各ＳｉＮ膜の抵抗率の測定は
、室温において、乾燥Ｎ２ガスの雰囲気中で行なった。

測定値は、２．０ＭＶ／ｃｍの電圧を印加したときのそ
れぞれの値である。

この第１図からも理解出来るように、この実施例におい
ては、生成ガスとしてのＳ１口２　Ｆ２とＮＨ３との混
合比率（流量比）を、Ｎ目。７３１円２　Ｆ２　＝２〜
４０の範囲内で大きく変えた場合にあっても、その抵抗
率が常に１０１６Ω・ｃｍ程度の値を示しており、殆ん
ど変動せずに安定している。そして、このように抵抗率
が変動しない理由については、現段階では必ずしも明ら
かでなく、−概には断定できるものでないが、実質的に
、反応容器内に導入される生成ガスとして、Ｓｉ口２Ｆ
２Ｎ目、系ガスを用いたＳｉＮ膜においでは、たとえガ
ス組成化が変動しても、常に良好な電気的特性を維持で
きることを確認し得た。また、流量比を上述した範囲外
にしたとしでも、得られたＳｉＮ膜の抵抗率は、同様に
、１０＋ｅΩ・ｃｍ程度の値であると類推できる。

［実施例ＩＩ　］ 次に、この発明のプラズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法
を、液晶ディスプレイ袋層（こ組み込まれるアモルファ
スシリコン薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の形成に適
用した実施例（こっき説明する。

第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、アモルファスシリコン薄膜ト
ランジスタ（ａ−３ｉＴＦＴ）の断面構造を概略的に示
す断面図であり、それぞれ、従来知られた積層構造を具
えているが、ゲート絶縁膜の作成方法か従来とは全く相
違する。

先ず、第３図（Ａ）に示す構造のａ−３ｉＴＦＴの構造
につき簡単に説明する。

このａ−３ｉ下ＦＴは、例えばアクティブマトリクス型
の液晶ディスプレイに用いられるもので、ガラスもしく
はその他の透光性を有する絶縁性基板１１上に形成され
でいる。絶縁性基板Ｆ１上にはタンタル（Ｔａ）がら成
る膜厚１００〜２００ｎｍ程度のゲート電極１２が形成
され、そのゲート電極１２上の周囲には５酸化タンタル
（Ｔａ２０５）がら成る膜厚２ｏ○〜３ｏｏｎｍ程度の
第１ゲート絶縁膜１３が形成されている。

第１ゲート絶縁膜１３および絶縁性基板１１上には、窒
化珪素膜（Ｓ１Ｎｘ）がら成る膜厚２００〜３００ｎｍ
程度の第２ゲート絶縁膜１４が形成され、ゲート絶縁膜
が２層構造となっている。第２ゲート絶縁膜１４上（こ
は、ａ−３ｉがら戊る膜厚２０〜２００ｎｍ程度の活性
層１５が形成され、その活性層１５の上部（こ形成され
た凹部１６の両端部上には、それぞれソース電極１７お
よびドレイン電極１８が形成されでいる。さらに、ソー
ス、トレイン電極１７．１８を含む素子表面は保護膜１
９で被覆され、よって所定の逆スタガード構造を有する
ａ−３ｉＴＦＴが構成されている。

次に、この第３図（Ａ）に示すａ−８ｉＴＦＴの製造に
つき説明する。

先ず、絶縁性基板１１上に、スパッタリング法等を用い
てＴａを膜厚２００〜３００ｎｍ程度に被着形成し、そ
の後ホトリンエツチング技術によリパターニングを施し
てゲート電極１２を形成する。次いで、ゲート電極１２
のＴａｆこ、その表面から１１００ｎ程度の深さ（こわ
たっで陽極酸化法等による酸化を施し、膜厚２００〜３
００ｎｍ程度のＴａ２０５から成る第１ゲート絶縁膜１
３を形成し、このようにして得られた構造体を下地従っ
て被処理対象の基板とする。

次に、この被処理対象の基板を反応容器（第２図に１０
で示す）内の基板台（第２図に４で示す）上に配設して
成膜処理を行なう。この実施例では、第１ゲート絶縁膜
１３上に生成ガスとしてＳｉ目、「２とＮ目。を用いた
プラズマＣＶＤ法により５ＩＮｘを膜厚２００〜３００
ｎｍ程度被着させ第２ゲート絶縁膜１４を形成する。製
作条件は、実施例■で既に説明したと同じ第１表の条件
とする。

次いで、ａ−３ｉから戊る膜厚２０〜２００ｎｍ程度の
活性層１５を形成する。その後、形成されるべきａ−８
ｉＴＦＴ素子をマトリクス状のパターンに素子分離する
ために、活性層１５上にレジストパターンを形成し、ａ
−８ｉＴＦＴ素子を構成しない部分の活性層１５をエツ
チングによって除去する。

次に、ａ−８ｉＴＦＴ素子部上に、例えばアルミニウム
（Ａβ）を真空蒸着法等により膜厚５００〜１１０００
ｎ程度被着させる。このＡｕにホトリソエツチング法等
を施して不要部分を除去し、凹部１６の両端部付近にそ
れぞれソース電極１７およびドレイン電極１８を形成す
れば、所望のａ−３ｉＴＦＴが得られる。尚、活性層１
５上部にｎ＋層を形成してもよいが、これは電極とａ−
３ｉとのオーミックコンタクトを取るためのもので、Ｔ
ＰＴの特性は良くなるが、この発明（こは直接関係ない
ので、あってもなくてもよい。

上述した実施例ＩＩの形成方法では、ａ−５ｉ膜を半導
体層とし、ゲート絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法でＳｉ
Ｎｘ膜を形成している。そして第１表に示した条件で形
成したＳｉＮｘ膜の抵抗率も、実施例■で説明した、第
１図に示すＮ目、／Ｓｉ目２　Ｆ２混合比対抵抗率の関
係を実質的に有しており、Ｓｉ口２　Ｆ２とＮＨ３との
混合比（流量比）を、ＮＨ３／Ｓ　ｉ　Ｈ２Ｆ２　”　
２〜４０の範囲で太きく変えた場合であっても、その抵
抗率か１０１６Ω・ｃｍ程度の値を示し、殆ど変化せず
に安定している。

この実施例ＩＩの場合であっても、上述した流量比を上
述した範囲外にしたとしても、得られる５ＩＮｘ膜の抵
抗率は、同様に１０１６Ω・ｃｍ程度の値であると類推
出来る。

また、上述した第１表に示した条件で形成した、実施例
ＩＩのゲート絶縁膜を有するａ−８ｉＴＦＴのトレイン
電流（工。）−ゲート電圧（ＶＧ）特性を測定したとこ
ろ、第４図に示すような結果が得られた。

第４図は横軸にゲート電圧（ＶＧ）！とりかつ縦軸にト
レイン電流（：Ｃ０）−Ｕとって示してあり、ソースお
よびドレイン間電圧Ｖｓｏｔ２０［Ｖ］としで測定した
。

第４図に示す測定結果によれば、■。−ｖＧ特性は従来
の場合と変わらないことがわかる。

第３図（Ｂ）および（Ｃ）のシリコン薄膜トランジスタ
（ＳｉＴＦＴ）は、第３図（Ａ）に示す２層構造のゲー
ト絶縁膜とは異なり、−層構造のゲート絶縁膜を具えて
いる。

この第３図（Ｂ）および（Ｃ）において、２１はガラス
等の絶縁性基板、２２は多結晶或いは非晶質（アモルフ
ァス）半導体薄膜、２３は窒化珪素等からなるゲート絶
縁膜、２４はゲート電極、２５および２６はソースおよ
びドレイン電極である。

第３図（Ｂ）の５ｉＴＦＴの構造では、半導体薄膜２２
の同し面側にゲート電極２４、ソース電極２５およびド
レイン電極２６を設けた構造となっている。この構造で
は、被処理対象の基板すなわち下地を、絶縁性基板２１
、半導体薄膜２２、ソースおよびトレイン電極２５およ
び２６を具えた構造体とし、この構造体に、第１表（こ
示した条件の下で、プラズマＣＶＤ７：窒化珪素膜をゲ
ート絶縁膜２３として形成すれば良い。

方、第３図（Ｃ）の５ｉＴＦＴの構造では、半導体薄膜
２２の下面側にゲート電極２４、上面側にソースおよび
トレイン電極２５および２６を設けた構造となっている
。この構造では、被処理対象の基板（下地）を、絶縁性
基板２１およびゲート電極２４を具えた構造体とし、こ
の構造体（こ、第１表で示した条件の下で、プラズマＣ
ＶＤで窒化珪素膜をゲート絶縁膜２３として形成すれば
良い。

［実施例■コ 次１こ、この発明のプラズマｃｖｏｉ化珪素膜の形成方
法を、液晶ディスプレイ装置のバツシベション膜の形成
に適用した実施例につき説明する。

第５図（Ａ）は、アクティブマトリクス液晶ディスプレ
イ装置の構造の典型例を概略的に示す断面図であり、第
５図（Ｂ）はこの液晶ディスプレイ装置に組み込まれる
薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）の部分の典型的断面構造を
概略的（こ示す断面図である。

第５図（Ａ）（こおいて、３１．３７は透明絶縁性基板
、３２は透明画素電極、３３は薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）、３４はＴＦＴのパッシベーション膜、３５は配向
処理膜、３６は対向透明電極、３８は液晶層である。こ
こでは図示しでいないが、ＴＦＴ３３はアドレス線、デ
ータ線を介してマトリクス状に多数接続されており薄膜
トランジスタマトリクスを形成している。

このＴＰＴは、透明絶縁性基板３］上にそれぞれ形成し
た透明画素電極３２、ゲート電極４０、ゲート絶縁層４
２、半導体層４４、オーミック接合層４６、ドレイン電
極４８、ソース電極５０、パッシベーション膜３４を具
えている。

この丁ＦＴマトリクスを駆動すること（こより透明画素
電極３２と対向透明電極３６間に電圧が印加され液晶層
３８が駆動される。液晶層の厚みｄは使用する液晶材料
等によって最適値が異なるが、液晶ディスプレイの画面
内（こおけるｄのバラツキは±０．１ｕｍ以下に押える
ことが望ましい。ｄのバラツキが大きい場合、色ムラ、
応答速度のバラツキ等が発生して表示品質を劣化させる
原因となる。

そこで、この実施例■では、パッシベーション膜３４と
して、従来使用していた、プラズマＣＶＤ法によるシリ
コン酸化膜（ＳｉＯＸ）、または、生成ガスとしてＳｉ
Ｈ，ＩとＮ　Ｈｓ等を用いたシリコン窒化膜（ＳｉＮ、
）の代わりに、生成ガスとしてＳｉ口２Ｆ２とＮ口、ど
の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ窒化珪素（ＳｉＮ、
）膜を形成する。

このため、従来と同様にして、透明絶縁性基板３１上に
、ゲート電極４０、透明画素電極３２、ゲート絶縁層４
２、半導体層４４、オーミツ／７接合１’ｉ４６、ドレ
イン電極４８およびソース電極をそれぞれ形成した構造
体を得る。そして、この実施例■では、この構造体を被
処理対象の基板すなわち下地とし、反応容器（第２図に
１０で示す）内の基板台４（第２図参照）上に配設して
プラズマＣＶＤ法（こよつ窒化珪素（ＳｉＮ、）膜の成
膜を行なう。

この実施例■の場合においても、プラズマＣＶＤ法に適
用する生成ガスとしで、Ｓｉ口。

「２とＮＨ３との混合ガスを用い、この生成ガスのダロ
ー故電分解（こ伴う化学反応（こよって、所定のパッシ
ベーション膜３４を形成する。

この場合のＳ　Ｉ　Ｎ　ｘ膜の形成条件も、実施例■で
説明した第１表に示す条件と同一条件とする。

この第１表から明らかなように、この実施例■でも、Ｓ
ｉＮｘ膜の形成条件において、使用する生成ガスとして
のＳ１口２Ｆ２とＮ　Ｈａとの混合比のみを変えてＳ　
ＩＮ　ｘ膜な形成するようにしている。

次に、この第１表に示す成膜条件に基づいて形成された
それぞれのＳｉＮｘ膜の内部応力を第６図（こ示す。同
図において、横軸に混合比（流量比）（Ｎ口、　／　Ｓ
　ｉ口２Ｆ２）、縦軸に内部応力（ｄｙｎ／ｃｍ２）＠
プロットして示した。

この第６図からも理解できるように、この実施例におい
では、生成ガスとしてのＳｉ口、「２とＮ口、どの混合
比（流量比）を、Ｎ口。／ＳｉＨ２Ｆ２　＝２〜４０の
範囲で大きく変えた場合にあっても、その内部応力が１
０８ｄｙｎ／Ｃｍ２程度の値を示しており、一般のＳｉ
Ｎｘ膜のそれよりも１術中さい。また、流量比を上述し
た範囲外（こしたとしても、得られたＳ　ｘ　Ｎ　ｓ＜
膜の内部応力は、同様に１０８ｄｙｎ／Ｃｍ２程度の値
であると類推できる。

上述のようにしてＴＰＴマトリクスとパッシベーション
膜３４を形成した後は、従来と同様、第１の透明絶縁性
基板３１と透明対向電極が形成された第２の透明絶縁性
基板（第５図（Ａ）（こ４７で示す）の両者の表面に配
向処理を施した後、両者を所定の１８１隔を介して接着
し、その空隙に液晶を注入して液晶ディスプレイ装置を
完成させる。

このように、この実施例■において成膜された窒化珪素
膜の内部応力が、従来用いられていたプラズマＣＶＤ法
によるＳｉｎ、膜や、生成ガスとしてＳ　＞　Ｈ４とＮ
口３等を用いてプラズマＣＶＤ法により形成した５ＩＮ
Ｘ膜に比べて小さく、従って、基板変形を低減できるの
で、液晶層３８の均一化を図ることができる。

この実施例■として第５図（Ｂ）に示したＴＰＴは、ア
モルファスシリコンＴＰＴ、多結晶シリコンＴＦＴ、Ｃ
ｄ５ｅＴＦＴ等の薄膜トランジスタならば材料を問わな
いものであり、またその構造も第５図（Ｂ）に例示した
構造以外のものであってもよい。

なお、上述した各実施例工〜■において、プラズマＣＶ
Ｄ法を用いた窒化珪素膜の形成（こ際しては、反応容器
内に導入される生成ガスを、必要に応して口、、Ｎ２、
Ａｒ、Ｈｅなどのガス（こよって希釈してもよく、この
場合にも、前記と同様な効果が得られた。

また、各実施例においで、成膜条件を第１表に示した条
件としたが、生成ガスとしてジフルオロシラン（Ｓｉ目
、「２）とアンモニア（Ｎ口３）の混合ガスを使用して
プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成することがで
きることを条件としで、第１表に例示した以外の条件で
あってもよいこと明らかである。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のプラズ
マＣＶＤ法による窒化珪素膜の形成方法によれば、−船
釣（こ形成される窒化珪素膜での緒特性の装置依存性が
大きくで再現性の悪いプラズマＣＶＤ法ヲ窒化珪素膜の
形成に適用するのにも拘わらす、反応容器内に導入され
る生成ガスとして、Ｓｉ目、「２とＮ口、との混合ガス
を用いているために、たとえＮ　／　Ｓ　ｉ組成比が変
動することがあっても、形成される窒化珪素膜の電気的
特性を良好に維持できて、膜形成ならびに素子構成の信
頼性を格段に向上し得ると共（こ、形成プロセスのマー
ジンを可及的（こ広くとれるなどの優れた特長がある。

また、この発明の方法により、薄膜トランジスタ（Ｔ　
Ｆ　Ｔ）のゲート絶縁膜を形成する場合には、生成ガス
流量比の変化によるＴＰＴ特性の変１７１を低減できる
。

また、液晶ディスプレイ装置（こおけるパッシベーショ
ン膜を、この発明の方法（こより形成する場合には、窒
化珪素膜の内部応力が小さいので、基板の変形を減少す
ることができ、大面積の大画面を有する液晶ディスプレ
イであっても画面内の液晶層の厚さの均一化が容易であ
る。従って、色ムラがなく応答速度のバラツキがない優
れた表示品質か期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のプラズマＣＶＤ法による窒化珪素
膜の形成方法の一実施例によって得たそれぞれの窒化珪
素膜でのＮ　Ｎ３　／　Ｓ　Ｉ　Ｎ２　Ｆ　２混合比と
抵抗率との関係を示すグラフ、 第２図は、−船釣なプラズマＣＶＤ装冨の概要を模式的
に示す断面構成図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明のプラズマＣＶＤ窒
化珪素膜の形成方法を薄膜トランジスタのゲート絶縁膜
の形成に適用した実施例の説明（こ供する、薄膜トラン
ジスタの断面図、 第４図１よ、この発明のプラズマＣＶＤ窒化珪素膜の形
成方法により形成されたゲート絶縁膜を具える第３図の
薄膜トランジスタのトレイン電流（■。）−ゲート電圧
（。）特性曲線図、第５図（Ａ）および（８）は、この
発明のプラズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法を、液晶デ
ィスプレイ装置のパッシベーション膜の形成に適用した
実施例の説明に供する、液晶ディスプレイ装置の断面図
および薄膜トランジスタの断面図、第６図は、この発明
のプラズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法により形成され
たパッシベーション膜のＮ口３　／　Ｓ　ｘロ２Ｆ２混
合比対内部応力特性曲線図である。 コ４・・・第２ゲート絶縁膜 １５・・・活性層、　　　　　１６・・・凹部１７．２
５．５０・・・ソース電極 １８．２６．４８・・・ドレイン電極 ２２・・・半導体薄膜、　　２３・・・ゲート絶縁膜３
１．３７・・・透明絶縁性基板 ３２・・・透明画素電極、　３３・・・薄膜トランジス
タ３４・・・パッシベーション膜 ３５・・・配向処理膜、　　３６・・・対向透明電極３
８・・・液晶層、　　　　４２・・・ゲート絶縁層４４
・・・半導体層 ４６・・・オーミツウ接合層。 ］・・・ガス供給口、 ３・・・上部電極、 ５・・・ヒータ、 １１．２１・・・結締性基板 １２．２４．４０・・・ゲート電極 １３・・・第１ゲート絶縁膜 ２・・・ガス排出口 ４・・・基板台 １０・・・反応容器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応容器内に配置させた被処理対象の基板を所定
   の温度に加熱し、かつ減圧下で高周波電圧を印加させる
   と共に、当該反応容器内に生成ガスを導入して、前記基
   板上に窒化珪素膜を形成させるようにしたプラズマＣＶ
   Ｄ窒化珪素膜の形成方法において、 前記反応容器内に導入する生成ガスとして、ＳｉＨ＿２
   Ｆ＿２とＮＨ＿３との混合ガスを用いることを特徴とす
   るプラズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法。
2. （２）前記反応容器内に導入する生成ガスの混合比を、
   ＮＨ＿３／ＳｉＨ＿２Ｆ＿２＝２〜４０の範囲内に設定
   したこと を特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ窒化珪素膜
   の形成方法。
3. （３）前記プラズマＣＶＤ窒化珪素膜を薄膜トランジス
   タのゲート絶縁膜として形成することを特徴とするプラ
   ズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法。
4. （４）前記プラズマＣＶＤ窒化珪素膜を液晶ディスプレ
   イ装置のパッシベーション膜として形成することを特徴
   とするプラズマＣＶＤ窒化珪素膜の形成方法。