JPH07183532A - Manufacture of thin film semiconductor device - Google Patents

Manufacture of thin film semiconductor device

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JPH07183532A
JPH07183532A JP34643893A JP34643893A JPH07183532A JP H07183532 A JPH07183532 A JP H07183532A JP 34643893 A JP34643893 A JP 34643893A JP 34643893 A JP34643893 A JP 34643893A JP H07183532 A JPH07183532 A JP H07183532A
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JP
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thin film
glass substrate
hydrogen
step
film
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Application number
JP34643893A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Shimogaichi
康 下垣内
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Sony Corp
ソニー株式会社
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To improve a hydrogen treatment in efficiency by a method wherein a glass substrate is subjected to a hydrogen process before a polycrystalline silicon film is formed and subjected to a transistor process.
CONSTITUTION: First of all, a glass substrate 1 is previously lessened in defect level through a hydrogen treatment. Then, a semiconductor thin film 2 of polycrystalline silicon is formed on the surface of the glass substrate 1. A TFT 3 is formed as integrated by the use of the semiconductor thin film 2 as an element region. The glass substrate 1 is hydrogenated through such a manner that a hydrogen-containing film 21 and a hydrogen-shutoff film 22 are successively deposited on the surface of the substrate 1, and then the substrate 1 is heated. It is preferable that the hydrogen-containing film 21 and the hydrogen-shutoff film 22 are removed from the substrate 1 after the glass substrate 1 is hydrogenated. By this setup, the glass substrate 1 can be lessened in defect level, so that it is lessened in probability that hydrogen atoms introduced into the semiconductor thin film 2 are absorbed in the glass substrate 1. Therefore, the semiconductor thin film 23 is improved in hydrogenation efficiency.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄膜半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a thin film semiconductor device. より詳しくは、水素化処理による薄膜トランジスタの特性改善技術に関する。 More particularly, to a performance improvement technique of the thin film transistor by hydrotreating.

【0002】 [0002]

【従来の技術】図5を参照して、従来の水素化処理方法を簡潔に説明する。 With reference to the Prior Art FIG. 5, briefly illustrating a conventional hydrotreating process. 図示する様に、ガラス基板101の表面には多結晶シリコンからなる半導体薄膜102が所定の形状にパタニングされており素子領域を形成する。 As shown, the surface of the glass substrate 101 is a semiconductor thin film 102 made of polycrystalline silicon to form an element region are patterned into a predetermined shape.
半導体薄膜102には不純物が高濃度に拡散されたソース領域Sとドレイン領域Dとが形成されており両者の間にチャネル領域Chが設けられる。 A channel region Ch is provided between them are formed a source region S and drain region D in which impurities are diffused in high concentration in the semiconductor thin film 102. チャネル領域Chの上方にはゲート酸化膜103及びゲート窒化膜104を介してゲート電極Gが形成されており、薄膜トランジスタ(TFT)を構成する。 Above the channel region Ch is the gate electrode G is formed via a gate oxide film 103 and the gate nitride film 104, constituting a thin film transistor (TFT). このTFTは第1層間絶縁膜105により被覆されている。 The TFT is covered with a first interlayer insulating film 105. この第1層間絶縁膜10 The first interlayer insulating film 10
5に設けられた第1コンタクトホールを介して配線電極106がソース領域Sに電気接続されている。 First contact wiring electrode 106 through holes are electrically connected to the source region S provided 5. 第1層間絶縁膜105の上にはさらに第2層間絶縁膜107が成膜される。 Furthermore the second interlayer insulating film 107 is deposited on top of the first interlayer insulating film 105. この第2層間絶縁膜107の上にはITO等の透明導電膜からなる画素電極108がパタニング形成されており、第2コンタクトホールを介してTFTのドレイン領域Dに電気接続されている。 The pixel electrode 108 made of a transparent conductive film such as ITO is formed on the second interlayer insulating film 107 is formed patterned and electrically connected to the drain region D of the TFT via the second contact hole. 第2層間絶縁膜1 The second interlayer insulating film 1
07の表面にはオーバーパッシベーション膜としてP− The 07 surface as an over passivation film P-
SiN膜109がパタニング形成される。 SiN film 109 is formed patterned. P−SiN膜109は比較的ポーラスな構造を有するとともに相当量の水素原子を含有しており水素供給源である。 P-SiN film 109 is hydrogen source and contains a substantial amount of hydrogen atoms and having a relatively porous structure. TFTを形成した後P−SiN膜109を成膜しフォーミングアニールを行なう事により、水素原子Hが拡散し第2層間絶縁膜107、第1層間絶縁膜105、ゲート酸化膜1 By performing the film formation by forming annealed P-SiN film 109 after forming the TFT, the second interlayer insulating film 107 hydrogen atoms H are diffused, the first interlayer insulating film 105, a gate oxide film 1
03等を通過して多結晶シリコンからなる半導体薄膜1 Through the 03 such as a semiconductor thin film 1 made of polycrystalline silicon
02中に導入できる。 It can be introduced into the 02. 水素化処理によって導入された水素原子Hは多結晶シリコンの結晶粒界に拡散しダングリングボンドと結合する為、トラップ密度は小さくなり障壁ポテンシャルが低くなる。 Hydrogen atom H introduced by hydrotreating to bind to dangling bonds and diffused into the grain boundary of the polycrystalline silicon, the trap density becomes barrier potential is lowered smaller. この為多結晶シリコンTF For this reason polycrystalline silicon TF
T内でのキャリア移動度が高くなりオン電流を増加できる。 Carrier mobility in the T can be increased to higher becomes on-state current. 又トラップ準位が減少する事によりリーク電流を抑制できる。 The leakage current can be suppressed by the trap level is reduced. さらには、導入された水素原子の一部は半導体薄膜とゲート酸化膜の境界にある界面準位とも結合するので、トランジスタの閾値電圧を低くできる。 Furthermore, some of the introduced hydrogen atoms because it binds with interface state at the boundary of the semiconductor thin film and a gate oxide film, can be lowered threshold voltage of the transistor.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで薄膜半導体装置の製造に利用されるガラス基板101には、含有不純物や製造過程におけるストレス等で様々な格子欠陥が存在しており、多くは不対電子を持つ。 A glass substrate 101 which is utilized in the preparation of the 0006] Incidentally thin film semiconductor device, there are various lattice defects in stress or the like in containing impurities and the manufacturing process, many unpaired electrons with. この為通常のガラス基板は多くの欠陥準位を含んでいる。 For this reason the usual glass substrate contains many of the defect levels. 上述した水素化処理方法により多結晶シリコンに水素を拡散した場合、 If diffused hydrogen in polycrystalline silicon by hydrotreatment method described above,
一旦半導体薄膜内に導入された水素原子が離脱し、ある割合でガラス基板の欠陥準位と結合してしまう。 Once the introduced hydrogen atoms separated in the semiconductor thin film, resulting in binding to the defect level of the glass substrate in certain proportions. この為従来のプロセスでは水素化効率が悪くなりウェハ内で水素分布の偏りが生じ、特性の悪い薄膜トランジスタが形成されてしまう。 Therefore cause deviation of the hydrogen distribution in the wafer becomes poor hydrogenation efficiency in the conventional process, the thin film transistor will be formed poor characteristics. これにより薄膜トランジスタのリーク電流欠陥等が多発するという課題があった。 Thereby leak current defects of the thin film transistor has a problem that frequently. 図5に示した薄膜半導体装置は画素電極108を備えており、アクティブマトリクス型液晶表示パネルの駆動基板に用いられる。 A thin film semiconductor device shown in FIG. 5 includes a pixel electrode 108, is used to drive substrate of an active matrix type liquid crystal display panel. この場合薄膜トランジスタにリーク電流不良が多発すると所謂画素の輝点欠陥が顕著になり解決すべき課題となっていた。 In this case the defect leakage current to the thin film transistor is frequently the luminance point defect of so-called pixels has been a problem to be solved becomes remarkable.

【0004】 [0004]

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は薄膜半導体装置の製造過程において水素化処理の効率を改善する事を目的とする。 In view of the problems of the prior art described above SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to improve the efficiency of the hydrogenation process in the manufacturing process of the thin film semiconductor device. かかる目的を達成する為に以下の手段を講じた。 In order to achieve the above object has taken the following means. 即ち本発明によれば、薄膜半導体装置は以下の工程に従って製造される。 That is, according to the present invention, a thin film semiconductor device is manufactured according to the following steps. 先ず最初にガラス基板の水素化処理を行ない予め欠陥準位を低減化する水素化工程を行なう。 First performing hydrogenation step to reduce the pre-defect states performs hydrotreating glass substrate. 次に該ガラス基板に半導体薄膜を成膜する成膜工程を行なう。 Then the film formation step of forming a semiconductor thin film on the glass substrate. 最後に該半導体薄膜を素子領域として薄膜トランジスタを集積形成するトランジスタ工程を行なう。 Finally perform transistors step of integrating the thin film transistor of the semiconductor thin film as an element region. このトランジスタ工程には定法に従って、半導体薄膜に対する水素化処理が含まれる。 In accordance with a conventional method in this transistor process includes hydrotreating the semiconductor thin film. なお前記成膜工程により成膜される半導体薄膜は例えば多結晶シリコンからなる。 Note semiconductor thin film formed by the film forming step comprises, for example, polycrystalline silicon.

【0005】具体的な水素化工程として以下の4方法が挙げられる。 [0005] include the following four methods as a specific hydrogenation process. 第1の方法によれば、ガラス基板の表面に水素含有膜及び水素遮閉膜を順に堆積し加熱して水素化処理を行なう。 According to the first method, performing hydrogen treatment of the barrier hydrogen-containing film and the hydrogen on the surface of the glass substrate 閉膜 was deposited sequentially heating. 第2の方法では、水素を含有する加圧ガス雰囲気にガラス基板を放置して水素化処理を行なう。 In the second method, performing hydrogen treatment on standing glass substrate to a pressurized gas atmosphere containing hydrogen.
第3の方法によれば、水素を含有する加圧ガス雰囲気下でガラス基板を加熱処理し水素化処理を行なう。 According to a third method, the heat treatment is performed by hydrotreating the glass substrate under a pressurized gas atmosphere containing hydrogen. 第4の方法では、水素プラズマ中にガラス基板を暴露して水素化処理を行なう。 In the fourth method, performing hydrogen treatment by exposing the glass substrate in the hydrogen plasma.

【0006】 [0006]

【作用】本発明においては、多結晶シリコンの成膜工程及びトランジスタ工程に入る前に、前処理段階でガラス基板の水素化工程を行なう。 According to the present invention, prior to entering the deposition process and the transistors step of polycrystalline silicon, performing hydrogenation step of the glass substrate in the pretreatment stage. ガラス基板の表面及び内部に水素を導入して欠陥準位を低減化する。 Reducing the defect level by introducing hydrogen into the surface and inside of the glass substrate. 一般にガラス基板の主要成分の一つであるシリコン原子Siは不完全な結合を含んでおり不対電子が存在する。 In general a silicon atom Si is one of the main components of the glass substrate is present unpaired electrons contains an incomplete coupling. 外部から水素原子を導入して不完全な結合を終端化し、欠陥準位の低減化を図る。 By introducing hydrogen from the outside to terminate the incomplete bond, achieve a reduction of the defect level. この後定法に従い半導体薄膜の成膜工程及び該半導体薄膜を素子領域とするトランジスタ工程を行なう。 Then a standard method the film forming process and the semiconductor thin film of the semiconductor thin film is performed transistors step of element regions in accordance with. トランジスタ工程では半導体薄膜に対する水素化処理が定法に従い行なわれる。 Hydrogenation process for the semiconductor thin film in the transistor step is carried out according to a conventional method. この際ガラス基板は前処理により欠陥準位が低減化されているので、半導体薄膜に導入された水素原子はガラス基板側に吸収される確率が小さくなる。 Since this time the defect level by the glass substrate pretreatment are reduced, the hydrogen atoms introduced into the semiconductor thin film probability of being absorbed by the glass substrate side is reduced. 従って従来に比し半導体薄膜に対する水素化効率が改善できる。 Thus improved hydrogenation efficiency for the semiconductor thin film than in the prior art.

【0007】 [0007]

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。 EXAMPLES illustrating the preferred embodiments in detail of the present invention with reference to the drawings. 図1の(A)は、本発明にかかる方法により製造された薄膜半導体装置の完成品状態を示す模式的な部分断面図である。 In Figure 1 (A) is a schematic partial sectional view showing a finished product state of the thin film semiconductor device fabricated by the method according to the present invention. 又(B)は本発明の主要工程であるガラス基板の水素化処理の一例を示す模式図である。 The (B) is a schematic diagram showing an example of hydrotreating of the glass substrate which is the main process of the present invention. 先ず最初に(A)に示す様に、先ず最初にガラス基板1の水素化処理を行ない予め欠陥準位を低減化する。 First As first (A), the first of reducing the advance defect level performs hydrotreating of the glass substrate 1.
次に水素化処理を施されたガラス基板1の表面に例えば多結晶シリコンからなる半導体薄膜2を成膜する。 Then forming the semiconductor thin film 2 made of the surface, for example, polycrystalline silicon of the glass substrate 1 that has been subjected to hydrotreating. さらにこの半導体薄膜2を素子領域として薄膜トランジスタ(TFT)3を集積形成する。 Further integrated thin film transistor (TFT) 3 and the semiconductor thin film 2 as an element region.

【0008】TFT3の素子領域となる半導体薄膜2には不純物が高濃度に拡散されたソース領域Sとドレイン領域Dとが形成されており両者の間にチャネル領域Ch [0008] diffused at a high concentration impurity in the semiconductor thin film 2 made of an element region of the TFT3 a source region S and drain region D and a channel region Ch therebetween are formed
が設けられる。 It is provided. チャネル領域Chの上方にはゲート酸化膜4及びゲート窒化膜5の2層構造からなるゲート絶縁膜を介してゲート電極6が形成されており、薄膜トランジスタを構成する。 Above the channel region Ch is the gate electrode 6 is formed via a gate insulating film made of 2-layer structure of the gate oxide film 4 and a gate nitride film 5, which constitutes the thin film transistor. TFT3はPSG等からなる第1層間絶縁膜7により被覆されている。 TFT3 is covered with a first interlayer insulating film 7 made of PSG or the like. この第1層間絶縁膜7に設けられた第1コンタクトホールを介して配線電極8がソース領域Sに電気接続されている。 The first interlayer insulating film 7 a wiring electrode 8 through the first contact hole provided on are electrically connected to the source region S. 第1層間絶縁膜7の上にはさらにPSG等からなる第2層間絶縁膜9 The second interlayer insulating film 9 made of more PSG or the like is formed on the first interlayer insulating film 7
が成膜される。 There is formed. PSGは所定の吸湿性を有しており水素供給源として好適である。 PSG is suitable as the hydrogen supply source has a predetermined hygroscopicity. この第2層間絶縁膜9の上にはITO等の透明導電膜からなる画素電極10がパタニング形成されており、第2コンタクトホールを介してT The second interlayer insulating film 9 is a pixel electrode 10 made of a transparent conductive film such as ITO are formed patterned, T via a second contact hole
FT3のドレイン領域Dに電気接続されている。 And it is electrically connected to the drain region D of the FT3. 第2層間絶縁膜9の表面にはP−SiN等からなるキャップ膜11が、TFT3と整合してパタニングされている。 On the surface of the second interlayer insulating film 9 is a cap film 11 consisting of P-SiN or the like, and is patterned in alignment with the TFT 3. このキャップ膜11は水素を透過させない。 The cap film 11 is not permeable to hydrogen. トランジスタ工程において所定のフォーミングアニールを行なうと、 When performing predetermined forming annealing in a transistor process,
キャップ膜11によって上方拡散が遮断された状態で、 In a state in which the up-diffusion is blocked by the cap layer 11,
第1層間絶縁膜7及び第2層間絶縁膜9に含有された水素が多結晶シリコンからなる半導体薄膜2に導入され所定の水素化が行なわれる。 Hydrogen contained in the first interlayer insulating film 7 and the second interlayer insulating film 9 given hydrogenation is introduced into the semiconductor thin film 2 made of polycrystalline silicon is performed. この際、半導体薄膜2の下方に位置するガラス基板1は予め水素化処理を施されている為欠陥準位が低減化している。 In this case, the glass substrate 1 located below the semiconductor thin film 2 is defect levels because it is subjected to pre-hydrotreating are reduced. 従って半導体薄膜2に導入された水素原子はガラス基板1側に吸収される確率が低く、薄膜トランジスタ3に対する水素化処理効率が従来に比し改善している。 Thus the hydrogen atoms introduced into the semiconductor thin film 2 has a low probability of being absorbed by the glass substrate 1 side, hydrotreating efficiency is improved compared to the conventional for TFT 3.

【0009】(B)はガラス基板1の水素化処理方法の一例を表わしている。 [0009] (B) represents an example of a hydrotreating process of a glass substrate 1. この例ではガラス基板1の表面に水素含有膜21及び水素遮閉膜22を順に堆積し加熱する事によりガラス基板1の水素化を行なっている。 And performing hydrogenation of the glass substrate 1 by heating to deposit a hydrogen-containing film 21 and the hydrogen barrier 閉膜 22 on the surface of the glass substrate 1 in this order in this example. 本例では特にガラス基板1の裏面側にも同様に水素含有膜2 Similarly, especially on the back surface side of the glass substrate 1 in this embodiment the hydrogen-containing film 2
1及び水素遮閉膜22を設け、水素化効率を高めている。 1 and hydrogen shielding 閉膜 22 provided, to enhance the hydrogenation efficiency. なおガラス基板の水素化が終わった段階では、少なくとも後工程で薄膜トランジスタが形成される表面側から水素含有膜21及び水素遮閉膜22を除去しておく事が好ましい。 Note that, in the stage the end of the hydrogenation of the glass substrate, it is preferable to remove the hydrogen-containing film 21 and the hydrogen barrier 閉膜 22 from the surface side of the thin film transistor is formed of at least a later step. 水素含有膜21としては、例えば燐をドーピングしたシリコンガラス(PSG)、このPSGにさらにボロンをドーピングしたシリコンガラス(BPS Hydrogen as the containing film 21, for example, phosphorus doped silicon glass (PSG), silicon glass was further doped with boron in this PSG (BPS
G)、ノンドープのシリコンガラス(NSG)等を常圧CVDで堆積している。 G), and depositing a non-doped silicon glass (NSG) or the like at normal pressure CVD. 又水素遮閉膜22としては、例えばプラズマCVDにより窒化シリコン膜(P−Si The hydrogen barrier The 閉膜 22, for example, plasma CVD of silicon nitride film (P-Si
N)を100nm以上の膜厚で堆積している。 The N) is deposited to a thickness of more than 100 nm. この様に水素含有膜21及び水素遮閉膜22を積層した状態で例えば300〜400℃、1時間以上の熱処理を行なう事により、水素含有膜21に含まれた水素原子がガラス基板1に導入される。 Such a state, for example 300 to 400 ° C. by laminating a hydrogen-containing film 21 and the hydrogen barrier 閉膜 22, by performing more than one hour heat treatment, hydrogen atoms contained in the hydrogen-containing film 21 is introduced into the glass substrate 1 It is.

【0010】ガラス基板の水素化処理方法は上記の例に限られるものではない。 [0010] hydrotreating process of the glass substrate is not limited to the above example. 例えば第2の手法として、水素を含有する加圧ガス雰囲気にガラス基板を放置する工程が挙げられる。 For example, as a second method, the step of leaving the glass substrate and the like in a pressurized gas atmosphere containing hydrogen. 例えば1気圧以上で水素ガスを1%以上含んだ雰囲気下にガラス基板を1時間以上放置する。 For example leaving the glass substrate 1 hour or more in an atmosphere containing hydrogen gas or 1% or more 1 atm. 第3の方法としては、水素を含有する加圧ガス雰囲気下でガラス基板を加熱処理する工程が挙げられる。 The third method include the step of heating the glass substrate under a pressurized gas atmosphere containing hydrogen. 例えば、 For example,
初期圧力が1気圧で水素を1%以上含んだ雰囲気下において、ガラス基板を100〜500℃で1時間以上加熱する。 Under containing initial pressure is more than 1% of hydrogen at 1 atm atmosphere, heated for 1 hour or more glass substrates at 100 to 500 ° C.. この方法は後工程で半導体薄膜を成膜する際用いられるCVD装置を利用できるので、工程間での連続性に優れており有力である。 This method can utilize a CVD apparatus used when forming a semiconductor thin film in a subsequent step, which is a potent excellent continuity between steps. 第4の方法としては水素プラズマ中に1時間以上ガラス基板を暴露する。 As a fourth method exposing the glass substrate over 1 hour in a hydrogen plasma. これにより水素原子が効率的にガラス基板の表面及び内部に導入される。 Thus the hydrogen atoms are introduced into the surface and inside of efficiently glass substrate.

【0011】次に図2及び図3を参照して本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法の具体例を詳細に説明する。 [0011] Next Fig. 2 and will be described with reference to specific examples of the thin film semiconductor device manufacturing method according to the present invention in detail to FIG.
先ず最初に図3に示した工程Aでガラス基板51を用意する。 First initially prepared glass substrate 51 in step A shown in FIG. このガラス基板51の水素化処理を行ない予め欠陥準位を低減化しておく。 The pre-defect states subjected to hydrotreatment in the glass substrate 51 keep reduced. 水素化処理の具体的な方法は、前述した4通りのうちから1つを適宜選択すれば良い。 Specific methods for hydrogenation treatment may be appropriately selects one of the four ways described above. 本例では第3の方法を採用した。 In this embodiment employs the third method. 即ちCVD装置にガラス基板51を投入し、水素を含有する加圧ガス雰囲気下で加熱処理を行なった。 That the glass substrate 51 was put into a CVD apparatus, it was subjected to heat treatment under a pressurized atmosphere containing hydrogen. 次に工程Bで、引き続きC Next, in step B, we continue to C
VD装置によりガラス基板51の表面に多結晶シリコンからなる半導体薄膜52を成膜した。 The semiconductor thin film 52 of polycrystalline silicon on the surface of the glass substrate 51 was formed by VD device. さらに所定の形状にパタニングして素子領域とした。 And an element region is further patterned into a predetermined shape. パタニングされた半導体薄膜52の上にゲート絶縁膜53を形成する。 Forming a gate insulating film 53 on the patterned semiconductor thin film 52. このゲート絶縁膜53はシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の2層構造からなる。 The gate insulating film 53 is a two-layer structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film. ゲート絶縁膜53の上にゲート電極54をパタニング形成する。 The gate electrode 54 is patterned formed on the gate insulating film 53. ゲート電極54は例えば低抵抗化された多結晶シリコンからなる。 The gate electrode 54 is made of polycrystalline silicon whose resistance is reduced, for example. ゲート電極5 Gate electrode 5
4をマスクとして例えばイオンインプランテーション等により不純物イオンを半導体薄膜52に注入しソース及びドレインとなる不純物領域を形成する。 4 implanting impurity ions into the semiconductor thin film 52, for example, by ion implantation or the like as a mask to form an impurity region to be a source and a drain. これにより薄膜トランジスタ55が得られる。 Thus the thin film transistor 55 is obtained. 次に工程Cで薄膜トランジスタ55を第1層間絶縁膜56で被覆する。 Then covering the thin film transistors 55 in the first interlayer insulating film 56 in the step C. 第1層間絶縁膜56は例えばPSG等からなり、CVD法によりガラス基板51の全面に堆積される。 The first interlayer insulating film 56 is made of, for example, PSG or the like is deposited on the entire surface of the glass substrate 51 by the CVD method. PSGは吸湿性を有しており好適な水素供給源となる。 PSG is the preferred hydrogen source has a hygroscopic property. さらに工程Dで第1層間絶縁膜56を選択的にエッチングし薄膜トランジスタ55のソース領域Sに連通するコンタクトホール57を開口する。 Further selectively etching the first interlayer insulating film 56 in the step D contact holes 57 communicating with the source region S of the thin film transistor 55.

【0012】次に図3の工程Eに移り、第1層間絶縁膜56の上に全面的にアルミニウム等の金属膜を堆積する。 [0012] Turning now to step E in FIG. 3, entirely depositing a metal film such as aluminum on the first interlayer insulating film 56. この金属膜を所定の形状にパタニングし薄膜トランジスタ55のソース領域Sに導通する配線電極59を形成する。 The metal film is patterned into a predetermined shape to form a wiring electrode 59 electrically connected to the source region S of the thin film transistor 55. 次に工程Fで、配線電極59を被覆する様に第2層間絶縁膜62を成膜する。 Next, in step F, forming a second interlayer insulating film 62 so as to cover the wiring electrode 59. この第2層間絶縁膜62 The second interlayer insulating film 62
は例えばPSGをCVD法等により堆積して得る。 May be deposited by CVD or the like, for example, PSG. 従ってこの第2層間絶縁膜62も好適な水素供給源となる。 Therefore also in this second interlayer insulating film 62 be a preferred hydrogen source.
次に工程Gで第2層間絶縁膜62の上にプラズマ窒化膜(P−SiN)等からなるキャップ膜63を重ねて成膜する。 Next deposited on top of the cap film 63 consisting of plasma nitride film (P-SiN) or the like on the second interlayer insulating film 62 in the step G. このキャップ膜63を所定の形状にエッチングして薄膜トランジスタ55を選択的に被覆する様にする。 And etching the cap layer 63 into a predetermined shape to as to selectively cover the thin film transistor 55.
この状態でフォーミングアニールを行なう事により、第1層間絶縁膜56及び第2層間絶縁膜62に含有された水素原子が薄膜トランジスタ55に導入されその特性が改善できる。 By performing the forming annealed in this state, the hydrogen atoms contained in the first interlayer insulating film 56 and the second interlayer insulating film 62 is introduced to the thin film transistor 55 can be improved its properties. この際ガラス基板51は予め欠陥準位が低減化されているので、薄膜トランジスタ55に導入された水素原子を吸収する割合を極めて低く抑える事が可能である。 Since this time the glass substrate 51 in advance defect levels are reduced, it is possible to suppress very low rate of absorbing introduced hydrogen atoms to the thin film transistor 55. 最後に工程Hで第2層間絶縁膜62及び第1層間絶縁膜56を連続的にエッチングし薄膜トランジスタ55のドレイン領域Dに連通するコンタクトホールを設ける。 Finally the second interlayer insulating film 62 and the first interlayer insulating film 56 etched continuously to provide a contact hole communicating with the drain region D of the thin film transistor 55 in step H. さらにITO等からなる透明導電膜を成膜し所定の形状にパタニングして画素電極64を形成する。 Further forming the pixel electrode 64 is patterned into a predetermined shape to form a transparent conductive film made of ITO or the like. この画素電極64はコンタクトホールを介して薄膜トランジスタ55のドレイン領域Dに電気接続する。 The pixel electrode 64 is electrically connected to the drain region D of the thin film transistor 55 via the contact hole.

【0013】最後に、図4を参照して、本発明に従って製造された薄膜半導体装置を用いて組み立てられたアクティブマトリクス液晶表示パネルの一例を説明する。 [0013] Finally, with reference to FIG. 4, an example of an active matrix liquid crystal display panel assembled by using a thin film semiconductor device fabricated in accordance with the present invention. 図示する様に、本液晶表示パネルは一対のガラス基板7 As shown, the liquid crystal display panel of the pair of glass substrates 7
1,72を互いに対向配置させ、その間隙に液晶層73 1,72 allowed to face each other, the liquid crystal layer 73 in the gap
を封入した構成となっている。 Has become encapsulated constitute a. 一方のガラス基板71は本発明に従って水素化処理を施されたものであり欠陥準位が低減化されている。 One of the glass substrate 71 has been subjected to hydrogenation process in accordance with the present invention defect levels are reduced. このガラス基板71の上にはマトリクス状に配置された信号線74と走査線75及びそれらの交点に配置されたTFT76と画素電極77が形成されている。 The TFT76 a pixel electrode 77 which is disposed between the signal lines 74 arranged in a matrix with the scanning lines 75 and the intersection thereof on top of the glass substrate 71 is formed. このTFT76は前述した様にトランジスタ工程中のフォーミングアニールにより水素化処理を施されたものである。 The TFT76 are those subjected to hydrotreating by the forming annealing in transistor process as described above. 従来に比し水素化効率が改善されておりリーク電流不良が少なくなっている。 Have improved the hydrogen efficiency compared to the conventional leak current failure is low. 従ってこのアクティブマトリクス液晶表示パネルでは薄膜トランジスタのリーク電流不良に起因する画素輝点欠陥の発生が抑制されている。 Thus the occurrence of the pixel bright spot defects due to poor leak current of the thin film transistor in the active matrix liquid crystal display panel is suppressed. TFT76は走査線75により線順次選択されるとともに、信号線74から供給される画像信号を対応する画素電極77に書き込む。 TFT76 together with line-sequentially selected by the scanning line 75, and writes the image signal supplied from the signal line 74 to the pixel electrode 77 corresponding. 一方、上側のガラス基板72の内表面には対向電極78及びカラーフィルタ膜79とが形成されている。 On the other hand, a counter electrode 78 and the color filter layer 79 is formed on the inner surface of the upper glass substrate 72. カラーフィルタ膜79 Color filter film 79
は各画素電極77に対応したR(赤)、G(緑)、B The R corresponding to each pixel electrode 77 (red), G (green), B
(青)のセグメントに分割されている。 It is divided into segments of (blue). この様な構成を有するアクティブマトリクス液晶表示パネルを2枚の偏光板80,81で挟み、白色光を入射させると所望のフルカラー画像表示が得られる。 The active matrix liquid crystal display panel having such a structure sandwiched by two polarizing plates 80 and 81, a desired full-color image display and is incident white light is obtained. なお本発明はアクティブマトリクス液晶表示パネルに組み込まれる薄膜半導体装置に限られるものではなく、例えばラインセンサ等に用いられる薄膜半導体装置の製造方法にも適用可能である事は勿論である。 The present invention is not limited to the thin film semiconductor device incorporated in an active matrix liquid crystal display panel, for example to a method of manufacturing a thin film semiconductor device used in the line sensor or the like can be applied as a matter of course.

【0014】 [0014]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、予め成膜工程及びトランジスタ工程に投入する前に、ガラス基板を水素化しトラップ準位又は欠陥準位を低減させておく。 As it has been described above, according to the present invention, before turning to advance the film forming step and the transistor process, keep the glass substrate is reduced trap levels or defect level was hydrogenated. この後トランジスタ工程中フォーミングアニールによる多結晶シリコンの水素化効率が改善でき、薄膜トランジスタの特性が良好となりリーク電流が減少する。 Thereafter can be improved hydrogenation efficiency of the polycrystalline silicon by transistors step in a forming annealing, the characteristics of the thin film transistor leakage current becomes good is reduced. この為、例えば薄膜半導体装置をアクティブマトリクス液晶表示パネルに組み込んだ場合、画素輝点欠陥の発生が抑制できる。 Therefore, for example, when incorporating a thin-film semiconductor device for an active matrix liquid crystal display panel, the occurrence of the pixel bright spot defect can be suppressed. 又、トランジスタ工程投入前にガラス基板の水素化処理を行なう為、何ら後工程を考慮する事なく、水素ガス等を用いてガラス基板の水素化処理を均一に行なう事ができ、この結果後工程で形成される薄膜トランジスタの特性分布が良くなるという効果が得られる。 Further, for carrying out hydrotreating of the glass substrate before the transistor step-up, without considering the post-process any, can be carried out uniformly hydrotreating glass substrate by using a hydrogen gas or the like, the result after step in effect characteristic distribution of the thin film transistor is improved to be formed is obtained.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法の原理説明図である。 1 is a principle explanatory view of a thin film semiconductor device manufacturing method according to the present invention.

【図2】本発明にかかる薄膜半導体装置製造方法の具体例を示す工程図である。 It is a process diagram showing a specific example of a thin film semiconductor device manufacturing method according to the present invention; FIG.

【図3】同じく具体例を示す工程図である。 3 is a same process diagram showing a specific example.

【図4】本発明に従って製造された薄膜半導体装置を組み込んだアクティブマトリクス液晶表示パネルを示す模式的な斜視図である。 4 is a schematic perspective view showing an active matrix liquid crystal display panel incorporating a manufactured thin film semiconductor device according to the present invention.

【図5】従来の薄膜半導体装置製造方法を説明する為の模式的な断面図である。 5 is a schematic sectional view illustrating a conventional thin film semiconductor device fabrication process.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 ガラス基板 2 半導体薄膜 3 薄膜トランジスタ 21 水素含有膜 22 水素遮閉膜 1 glass substrate 2 the semiconductor thin film 3 thin film transistor 21 hydrogen-containing film 22 hydrogen barrier 閉膜

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 ガラス基板の水素化処理を行ない予め欠陥準位を低減化する水素化工程と、 該ガラス基板に半導体薄膜を成膜する成膜工程と、 該半導体薄膜を素子領域として薄膜トランジスタを集積形成するトランジスタ工程とからなる薄膜半導体装置の製造方法。 And 1. A hydrogenation step to reduce the pre-defect states subjected to hydrotreating glass substrate, a film forming step of forming a semiconductor thin film on the glass substrate, a thin film transistor the semiconductor thin film as an element region method of manufacturing a thin film semiconductor device comprising a transistor step of integrally formed.
  2. 【請求項2】 前記成膜工程は、多結晶シリコンからなる半導体薄膜を成膜する工程である請求項1記載の薄膜半導体装置の製造方法。 Wherein said film-forming step, the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the step of forming a semiconductor thin film of polycrystalline silicon.
  3. 【請求項3】 前記水素化工程は、ガラス基板の表面に水素含有膜及び水素遮閉膜を順に堆積し加熱する工程である請求項1記載の薄膜半導体装置の製造方法。 Wherein the hydrogenation step, the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the step of heating to deposit a barrier hydrogen-containing film and the hydrogen on the surface of the glass substrate 閉膜 sequentially.
  4. 【請求項4】 前記水素化工程は、水素を含有する加圧ガス雰囲気にガラス基板を放置する工程である請求項1 Wherein said hydrogenation step according to claim 1 is a step of leaving the glass substrate to a pressurized gas atmosphere containing hydrogen
    記載の薄膜半導体装置の製造方法。 Method of manufacturing a thin film semiconductor device according.
  5. 【請求項5】 前記水素化工程は、水素を含有する加圧ガス雰囲気下でガラス基板を加熱処理する工程である請求項1記載の薄膜半導体装置の製造方法。 Wherein said hydrogenation step, the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the step of heat treating the glass substrate under a pressurized gas atmosphere containing hydrogen.
  6. 【請求項6】 前記水素化工程は、水素プラズマ中にガラス基板を暴露する工程である請求項1記載の薄膜半導体装置の製造方法。 Wherein said hydrogenation step, the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to claim 1, wherein the step of exposing the glass substrate in the hydrogen plasma.
  7. 【請求項7】 ガラス基板に水素を拡散導入して欠陥準位の低減化を図るガラス基板の水素化処理方法。 7. A hydrotreating process of a glass substrate to achieve a reduction of the hydrogen to the glass substrate diffusion introduced by the defect level.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6365935B1 (en) * 1996-01-26 2002-04-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. TFT having hydrogen containing buffer and substrate regions
JP2012028793A (en) * 1999-06-29 2012-02-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device
US9660159B2 (en) 1999-06-22 2017-05-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wiring material, semiconductor device provided with a wiring using the wiring material and method of manufacturing thereof

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