JPH11330474A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法

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JPH11330474A
JPH11330474A JP13007098A JP13007098A JPH11330474A JP H11330474 A JPH11330474 A JP H11330474A JP 13007098 A JP13007098 A JP 13007098A JP 13007098 A JP13007098 A JP 13007098A JP H11330474 A JPH11330474 A JP H11330474A
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JP
Japan
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film
insulating film
gate insulating
liquid crystal
crystal display
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JP13007098A
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English (en)
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Mitsuaki Suzuki
光明 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶セルの製造工程の透明電極11のスパッ
タ成膜によるゲート絶縁膜5のダメージを抑制してトラ
ンジスタ特性の信頼性を向上させた液晶表示装置を得
る。 【解決手段】 ガラス基板1上に形成した多結晶シリコ
ン薄膜電界効果トランジスタのチャネル領域8に隣接す
るゲート絶縁膜5をシリコン酸化膜で形成し、膜中のフ
ッ素濃度を2×1019cm-3以上にする。膜中へのフッ
素の導入を、予めゲート絶縁膜を形成するCVDチャン
バのクリーニングのためのNF3 ガス放電で行った後の
残留フッ素で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板に多結
晶シリコン薄膜トランジスタを形成した液晶表示装置と
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】多結晶シリコン薄膜電界効果トランジス
タは、アモルファスシリコンを用いた電界効果トランジ
スタに較べて、電子や正孔の電界効果移動度が大きいた
め、電流ドライブ能力に優れており、液晶表示装置等へ
の適用が盛んである。しかしながら、多結晶シリコン薄
膜トランジスタはこのように優れた点がある反面で、通
常低温で軟化するガラス基板上に形成されるためにプロ
セス温度に制限があり、この場合単結晶半導体のプロセ
スで用いられるような高温例えば800℃以上のプロセ
スにすることが難しく、電界効果トランジスタに必要な
良質の絶縁膜を形成することが難しかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが低温でゲート
絶縁膜や層間絶縁膜をプラズマCVD法により成膜し、
さらにITO(In−Snの酸化膜)からなる透明電極
をスパッタ法で成膜すると、形成された薄膜トランジス
タはスパッタダメージに起因する特性不良が発生する。
【0004】具体的には、液晶表示装置を駆動している
とその駆動回路を構成する薄膜トランジスタの閾値が変
動し、これにより時間の経過と共に例えばNチヤネル型
トランジスタおよびPチャネル型トランジスタの閾値が
マイナス側に移動することで、回路の消費電流の増大
や、最終的には駆動回路の動作が停止してしまう。
【0005】上記現象は透明電極のスパッタを行わない
と生じないことが判ったが、透明電極は液晶表示装置に
は必須であるためこの工程を省くことができない。
【0006】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものである。
【0007】すなわち、本発明は、透明電極をスパッタ
により成膜することで生じる多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタの閾値変動を未然に防ぐことにより、信頼性に優
れた液晶表示装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともガ
ラス基板と、このガラス基板上に形成され電界効果トラ
ンジスタを構成する少なくとも多結晶シリコンからなる
チャネル領域と,このチャネル領域を挟んで配置される
ソース・ドレイン領域と,前記チャネル領域に隣接して
形成されるゲート絶縁膜と,このゲート絶縁膜に接して
設けられるゲート電極とからなる多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタとを具備する液晶表示装置において、前記ゲ
ート絶縁膜はシリコン酸化膜からなり、膜中のフッ素濃
度が2×1019cm-3以上であることを特徴とする液晶
表示装置にある。
【0009】さらに、上記多結晶シリコン薄膜トランジ
スタからなる液晶表示装置において、ゲート絶縁膜を堆
積するためのチャンバ内を予めNF3 プラズマ放電を行
い、その後に前記ゲート絶縁膜の成膜を行い、前記ゲー
ト絶縁膜中にフッ素を2×1019cm-3以上導入させる
ことを特徴とする多結晶薄膜トランジスタからなる液晶
表示装置の製造方法にある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明者は多結晶シリコン半導体
層上の酸化シリコン膜(ゲート絶縁膜)内にフッ素が2
×1019cm-3以上含まれると、スパッタ工程を経ても
TFTの動作特性が変動しないゲート絶縁膜が得られる
ことを確かめ、これに基づいて本発明を成したものであ
り、以下図面により本発明の実施の形態について説明す
る。
【0011】図1(a)のように、画素スイッチング薄
膜トランジスタおよび集積回路からなる駆動回路の薄膜
トランジスタを形成する厚さ0.7mmの無アルカリガ
ラス基板1上に、膜厚50nmの窒化シリコン膜2、膜
厚100nmの二酸化シリコン膜3、膜厚55nmのア
モルフアスシリコン膜4aを一旦大気中に晒すことなく
プラズマCVD法により連続成膜する。
【0012】続いて図1(b)のごとく当該基板を45
0℃,1時間、窒素雰囲気中で熱アニールした後、エキ
シマレーザを照射してアモルファスシリコン膜4aを結
晶化させ、多結晶シリコン膜4bを得る。
【0013】次に、図1(c)のようにこの多結晶シリ
コン膜4bを所望の形状にパタ−ニングし、CVD装置
のチャンバ20で、多結晶シリコン膜上に酸化シリコン
によるゲート絶縁膜5をTEOSおよびO2 を原料とす
るプラズマCVD法で130nmだけ成膜する。
【0014】その際、CVD装置は予めNF3 ガスを導
入しプラズマ放電を行うことによりチヤンバのクリーニ
ングを行っておく。このクリーニング後にチャンバ内に
残存しているフッ素化合物がゲート絶縁膜5の成膜の際
に膜中に取り込まれる。CVDによるゲート絶縁膜工程
に対するクリーニング頻度およびクリーニング時間を最
適化することにより、膜中に取り込まれるフッ素濃度を
増減させることができるが、本実施の形態では、膜中フ
ッ素濃度を2×1019cm3 から1×1020cm-3の範
囲となるようにして形成した。
【0015】図2はこのようにして成膜したものを二次
イオン質量分析法(SIMS法)により、膜中のフッ素
濃度について分析した結果である。この分析結果では、
ゲート絶縁膜中のフッ素濃度が2×1019cm-3から4
×1019cm-3の範囲にある。
【0016】なお、参考までに2次イオン強度によりS
iの分布量を記載した。
【0017】なお、従来は上記のNF3 でクリーニング
を行ったが、その頻度および時間が少なく、膜中のフッ
素濃度は個々にばらついているものの、膜中フッ素濃度
は概ね1×1019cm-3以下であった。
【0018】この後、図1(d)のごとく、モリブデン
とタングステンの合金によるゲート電極6をゲート絶縁
膜5に接して形成し、次にイオンドーピングを行い、ゲ
ート電極をマスクとしてヂャネル領域8を挟んでソース
・ドレイン領域9を配置形成する。この時、図1(d)
では明示していないがN型トランジスタにおいてはドー
パント濃度がソース・ドレイン領域よりも低濃度である
LDD領域も形成する。
【0019】また、ドーパントとして、N型トランジス
タでは燐を、P型トランジスタにおいてはボロンを、そ
れぞれ水素と共にドーピングしている。引き続きこれを
600℃1時間の間、窒素雰囲気中で熱アニールを行
い、ドーパント元素の活性化を行う。
【0020】さらに、図1(e)のごとくシランおよび
N2 Oを原料とするプラズマCVD法により、酸化シリ
コンの層間絶縁膜10を600nmの厚さで成膜する。
この層間絶縁膜の成膜の際にも、上述のゲート絶縁膜の
成膜と同様にCVD装置は予めNF3 ガスのプラズマ放
電によるクリーニングを実施するが、クリーニング頻度
およびクリーニング時間を最適化して、層間絶縁膜中の
フッ素濃度は1×1019cm-3以下であった。
【0021】その後、マグネトロンスパッタ法でInと
Snの酸化膜からなるターゲット電極をArの放電によ
りスパッタすることでITO透明電極11を層間絶縁膜
10上に厚さ100nmだけ形成する。この後ITO透
明電極をウェットエッチングにて所望の形状に加工した
後、250℃のアニールを行つた。
【0022】次に、Mo、Al、Moを順にこの上にス
パッタ法によりそれぞれ膜厚50nm,4500nm,
500nmだけ形成し、ウェットエッチングにて所望の
形状に加工し信号線電極12を形成し多結晶シリコン薄
膜トランジスタ7を得た。
【0023】引き続きプラズマCVD法でシリコン窒化
膜13を厚さ500nmだけ成膜し、信号の引き出し部
および透明電極上の窒化膜をエッチング除去し、350
℃1時間の窒素雰囲気中のアニールを行い、多結晶シリ
コンからなる液晶表示装置のアレイ基板を形成した。
【0024】次にガラス基板14上にカラーフィルター
15、対向電極16を形成した対向基板17を、このア
レイ基板に張り合わせ、液晶18を封入し液晶表示装置
19を形成した。図中、配向膜を省略した。
【0025】図3は本発明の実施の形態と従来例による
液晶表示装置のライフ試験の欠陥パネル発生数の結果で
ある。
【0026】各々100個の液晶表示装置を高温高湿の
環境下にて実駆動状態にて連続動作させた。従来例によ
る液晶表示装置においては、1000時間経過後に、う
ち23個の液晶表示装置にて線欠陥による表示不良が発
生したが、本発明の液晶表示装置においては、1000
時間経過後も線欠陥や点欠陥の増加は全く見られなかっ
た。
【0027】次に、本発明と従来例による液晶表示装置
を、上述のアレイ基板の完成後に抜き取り、液晶表示装
置の構成要素である多結晶シリコン薄膜トランジスタの
閾値のシフト量特性を評価した。
【0028】図4は、最初薄膜トランジスタのトランス
ファ特性を測定し、次にトランジスタのソース・ドレイ
ンを短絡させ、高温下にてゲートに正バイアスを印加す
ることでストレスを加え、一定時間経過後に室温に戻し
再度トランジスタのトランスファ特性を測定し、閾値の
変動を調べた、いわゆるBTS試験の結果である。
【0029】本発明による液晶表示装置の構成要素であ
る薄膜トランジスタにおいては、閾値のシフト量は最大
−0.15Vと小さかったが、従来例においてはシフト
量は最大−4.1Vと大きかった。
【0030】なお、図4では比較のために従来例による
液晶表示装置において透明電極をスパッタ成膜せずに薄
膜トランジスタを形成した結果も載せてあるが、透明電
極を形成しなければ閾値のシフト量は−0.1Vと小さ
い。これは透明電極を形成しなかったために薄膜トラン
ジスタに損傷が生じなかったことによると考えられる。
【0031】上記において、ゲート絶縁膜中へのフッ素
の導入をチャンバクリーニングの残存ガスにより行った
が、ゲート絶縁膜成膜工程中にフッ素化合物を導入して
絶縁膜中のフッ素濃度を高めることもできる。また、ゲ
ート絶縁膜中のフッ素濃度は1×1020cm-3までは可
能でこの場合のトランジスタ動作への障害はない。
【0032】
【発明の効果】以上本発明によれば、ゲート絶縁膜およ
び層間絶縁膜の膜中フッ素濃度を所望の値にすることに
よって、透明電極のスパッタ成膜によるダメージを抑制
することができ、もって多結晶薄膜トランジスタおよ
び、この多結晶薄膜トランジスタにより形成された液晶
表示装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の液晶表示装置のアレイ基板の製
造方法を示す断面図、
【図2】ゲート絶縁膜中のフッ素濃度の表面からの深さ
に対するSIMS分析による曲線図、
【図3】本発明と従来例における液晶表示装置の欠陥パ
ネル発生数を示すグラフ、
【図4】本発明と従来例における液晶表示装置の構成要
素である多結晶シリコン薄膜トランジスタの閾値のシフ
ト量を示すグラフ。
【符号の説明】 1 無アルカリガラス基板 2 窒化シリコン膜 3 二酸化シリコン膜 4a アモルファスシリコン薄膜 4b 多結晶シリコン薄膜 5 ゲート絶縁膜 6 ゲート電極 7 多結晶シリコン薄膜トランジスタ 8 チャネル領域 9 ソース・ドレイン領域 10 層間絶縁膜 11 ITO電極 12 信号線 13 窒化シリコン膜 20 チャンバ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともガラス基板と、このガラス基
    板上に形成され電界効果トランジスタを構成する少なく
    とも多結晶シリコンからなるチャネル領域と,このチャ
    ネル領域を挟んで配置されるソース・ドレイン領域と,
    前記チャネル領域に隣接して形成されるゲート絶縁膜
    と,このゲート絶縁膜に接して設けられるゲート電極と
    からなる多結晶シリコン薄膜トランジスタとを具備する
    液晶表示装置において、前記ゲート絶縁膜はシリコン酸
    化膜からなり、膜中のフッ素濃度が2×1019cm-3
    上であることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の多結晶シリコン薄膜ト
    ランジスタからなる液晶表示装置において、ゲート絶縁
    膜を堆積するためのチャンバ内を予めNF3 プラズマ放
    電を行い、その後に前記ゲート絶縁膜の成膜を行い、前
    記ゲート絶縁膜中にフッ素を2×1019cm-3以上導入
    させることを特徴とする多結晶薄膜トランジスタからな
    る液晶表示装置の製造方法。
JP13007098A 1998-05-13 1998-05-13 液晶表示装置およびその製造方法 Pending JPH11330474A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009094487A (ja) * 2007-09-21 2009-04-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体膜付き基板およびその作製方法
US7893509B2 (en) * 2003-12-03 2011-02-22 Sharp Kabushiki Kaisha Transistor and CVD apparatus used to deposit gate insulating film thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7893509B2 (en) * 2003-12-03 2011-02-22 Sharp Kabushiki Kaisha Transistor and CVD apparatus used to deposit gate insulating film thereof
JP2009094487A (ja) * 2007-09-21 2009-04-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体膜付き基板およびその作製方法
US8822305B2 (en) 2007-09-21 2014-09-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Substrate provided with semiconductor films and manufacturing method thereof

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