JP2006332604A - 半導体装置及び半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性が高く小型なＴＦＴを作製するために、信頼性の高いゲート電極、ソース配線及びドレイン配線を形成するための半導体装置の作製方法及び半導体装置を提供することを課題とする。
【解決手段】絶縁表面を有する基板上に半導体膜を形成し、前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極に高密度プラズマにより窒化することによって前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成する半導体装置の作製方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の作製方法に関する。特に、薄膜トランジスタなどの半導体素子（デバイス）作製工程において高密度プラスマ装置を用いる半導体装置の作製方法に関する。

近年、ガラス等の絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは、ＩＣや電気光学装置のような半導体装置に広く応用され、半導体装置の小型化または高性能化の要求に伴い、より高性能でかつ微細な構造を有する薄膜トランジスタの開発が求められている。そこで、より高性能でかつ小型な薄膜トランジスタを作製するために、より信頼性の高いゲート電極やソース配線およびドレイン配線等の作製が求められている。例えば、ゲート電極表面に保護膜を形成することでゲート電極の耐熱性を向上させ、ＴＦＴの信頼性を向上させている（例えば、特許文献１）。
特開平６−１３６１５

特許文献１に示すように、ゲート電極やソース配線及びドレイン配線上にスパッタ法により窒化チタン（ＴｉＮ）膜などの窒化膜を成膜することで、ゲート電極やソース配線及びドレイン配線の耐熱性を向上させ、酸化を防止している。しかし、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成された窒化膜は膜の内部に欠陥を有し膜質が十分でないため、ＴＦＴの信頼性を低下させる恐れがある。

本発明は上記問題を鑑み、ゲート電極、ソース配線及びドレイン配線の信頼性を向上させ、信頼性の高いＴＦＴの作製を目的とした半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。さらに、表示装置の表示不良の低減を目的とした半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に半導体膜を形成し、前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極表面を高密度プラズマにより窒化することによって前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成することを特徴とする。

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜を形成し、前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極表面を高密度プラズマにより窒化することによって、前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成し、前記ゲート電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁層上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線を形成し、前記配線表面を高密度プラズマにより窒化又は酸化することによって、前記配線表面に金属窒化膜又は金属酸化膜を形成することを特徴とする。

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜を形成し、前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極表面を高密度プラズマにより窒化することによって、前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成し、前記ゲート電極上に第１の絶縁膜を形成し、前記第１の絶縁膜上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線を形成し、前記配線表面を高密度プラズマにより窒化又は酸化することによって、前記配線表面に金属窒化膜又は金属酸化膜を形成し、前記金属窒化膜又は金属酸化膜上に第２の絶縁膜を形成し、前記第２の絶縁膜上に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜及び前記第２の絶縁膜を高密度プラズマにより窒化又は酸化することを特徴とする。

本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜を形成し、前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極表面を高密度プラズマにより窒化することによって前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成し、前記ゲート電極上に第１の絶縁膜を形成し、前記第１の絶縁膜上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線を形成し、前記配線表面を高密度プラズマにより窒化又は酸化することによって、前記配線表面に金属窒化膜又は金属酸化膜を形成し、前記金属窒化膜又は金属酸化膜上に第２の絶縁膜を形成し、前記第２の絶縁膜上に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜及び前記第２の絶縁膜を高密度プラズマにより窒化又は酸化し、前記透明導電膜上を洗浄することを特徴とする。

本発明の半導体装置の作製方法において、前記高密度プラズマにより酸化するとき、酸素と希ガスとの混合ガス、又は酸素と水素と希ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする。

本発明の半導体装置の作製方法において、前記高密度プラズマにより窒化するとき、窒素と希ガスとの混合ガス、アンモニアと希ガスとの混合ガス、又は窒素と水素と希ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする。

本発明の半導体装置の作製方法において、前記高密度プラズマにより窒化又は酸化するとき、前記基板を２００℃から５５０℃の温度に加熱することを特徴とする。

本発明の半導体装置の作製方法において、前記高密度プラズマは、０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の電子温度で、かつ１．０×１０^１１ｃｍ^−３以上１．０×１０^１３ｃｍ^−３以下の電子密度であることを特徴とする。

本発明の半導体装置の作製方法において、前記ゲート電極の材料は、モリブデン、タングステン、クロム、タンタル、アルミニウム、またはシリコンであることを特徴とする。

本発明の半導体装置は、絶縁表面を有する基板上に半導体膜と、前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極と、前記ゲート電極表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む窒化膜とを有することを特徴とする。

本発明の半導体装置は、絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜と、前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極と、前記ゲート電極表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む窒化膜と、前記ゲート電極上に絶縁膜と、前記絶縁膜上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線と、前記配線表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む金属窒化膜又は金属酸化膜とを有することを特徴とする。

本発明の半導体装置は、絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜と、前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極と、前記ゲート電極表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む窒化膜と、前記ゲート電極上に第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線と、前記配線表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む金属窒化膜又は金属酸化膜と、前記希ガスを含む金属窒化膜又は金属酸化膜上に第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜上に透明導電膜と、前記透明導電膜又は前記第２の絶縁膜上に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む窒化膜又は酸化膜とを有することを特徴とする。

前記半導体装置を有することを特徴とするＥＬ表示装置、液晶表示装置、又はＲＦＩＤ。

ゲート電極表面を高密度プラズマ装置において生成された高密度プラズマにより窒化することで、ゲート電極表面が緻密な窒化膜で覆われ、ゲート電極の耐熱性が向上し、かつ酸化を防止することができる。さらに、高密度プラズマ装置において生成された高密度プラズマにより形成された窒化膜はプラズマ損傷の少ない緻密な膜なので、半導体装置の信頼性を向上させることができる。

配線表面を高密度プラズマ装置において生成された高密度プラズマにより窒化または酸化することで、配線表面が緻密な窒化膜または酸化膜で覆われる。配線の耐熱性が向上し、かつ配線の断線を防ぐことができる。さらに、高密度プラズマ装置において生成された高密度プラズマにより形成された窒化膜または酸化膜はプラズマ損傷の少ない緻密な膜なので、半導体装置の信頼性向上が可能となる。

画素電極表面を高密度プラズマ装置において生成された高密度プラズマにより窒化または酸化することで、表面にプラズマによる損傷を与えることなく表面改質を行うことができる。従って、表示装置の信頼性を向上させることができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いながら説明する。但し、本発明は以下の形態に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態１〜９は自由に組み合わせて用いることができる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、高密度プラズマ装置を用いてＴＦＴを作製する工程を、図１、図２及び図１５を用いながら説明する。

まず、図１（Ａ）に示すように、絶縁基板１０１の上に下地膜１０２を形成する。絶縁基板１０１は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。また、絶縁基板１０１の表面をＣＭＰ法などによって研磨し、平坦化しておいてもよい。また、絶縁基板１０１として、ガラス基板を用いた場合、ガラス基板表面を高密度プラズマ装置を用いて窒化し、ガラス基板上に窒化珪素膜を形成してもよい。高密度プラズマ装置を用いて窒化することにより形成された窒化珪素膜は下地膜の一部として用いることができる。

また、下地膜１０２の成膜方法は、プラズマＣＶＤ法や低圧ＣＶＤ法に代表されるＣＶＤ法、スパッタ法などの公知の方法を用いればよい。また、下地膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜のいずれか一を用いる単層構造としてもよいし、これらを適宜積層する構造としてもよい。なお、本明細書中において、酸化窒化珪素とは酸素の組成比が窒素の組成比より大きい物質のことを指し、窒素を含む酸化珪素ということもできる。また、本明細書中において、窒化酸化珪素とは窒素の組成比が酸素の組成比より大きい物質のことを指し、酸素を含む窒化珪素ということもできる。本実施の形態では、下地膜として、窒化酸化珪素膜を５０ｎｍ、酸化窒化珪素膜を１００ｎｍ積層する構成とする。ここで、下地膜表面に対して窒素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行ってもよい。

次に、下地膜１０２の上に半導体膜１０３を形成する。半導体膜１０３としては、非晶質半導体膜を形成すればよいが、微結晶半導体膜や結晶性半導体膜を形成してもよい。また、半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を用いるとよい。本実施の形態では、多晶質珪素膜を５４ｎｍ形成する。なお、半導体膜を形成した後に、半導体膜に含まれる水素を除去する工程を行ってもよい。具体的には、５００℃で１時間加熱すればよい。

また、下地膜１０２と半導体膜１０３を形成する際に、下地膜１０２と半導体膜１０３との界面が大気に曝されないようにすると、界面の汚染を防ぐことが可能となり、作製されるＴＦＴの特性のバラツキを低減させることができる。本実施の形態では、下地膜１０２と半導体膜１０３を、プラズマＣＶＤ法を用いて大気に曝さずに連続して形成する。

次に、半導体膜１０３をレーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を促進する元素を用いた熱結晶化方法などにより結晶化し結晶性半導体膜１０４を形成する。また、他にも結晶化の方法として、他にもＤＣバイアスを印加して熱プラズマを発生することにより、当該熱プラズマを半導体膜に作用することによって結晶化してもよい。ここで、結晶化の後に、ボロン（Ｂ）などのｐ型の導電型を付与する不純物を結晶性半導体膜１０４の全面にドーピングして、ＴＦＴのチャネル形成領域となる領域にチャネルドープし、ＴＦＴのしきい値電圧を制御するようにしてもよい。

次に、図１（Ｂ）に示すように、結晶性半導体膜１０４をパターニングした後、ゲート絶縁膜１０５を形成する。ゲート絶縁膜１０５は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜のいずれか一を用いる単層構造としてもよいし、これらを適宜積層する構造としてもよい。本実施の形態では、酸化珪素膜を１１０ｎｍ積層する構成とする。

次に、図１（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜１０５の上にゲート電極１０６を形成する。ゲート電極の材料として、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）などを使用することができ、これらの材料の単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。本実施の形態では、モリブデンを単層で用いる。

次に、高密度プラズマ装置において生成された高密度プラズマによりゲート電極１０６の表面に窒化膜を形成する。そのためには、窒素を含む雰囲気中でゲート電極１０６表面に対して高密度プラズマ処理を行えばよい。本実施の形態では、図１（Ｃ）に示すようにゲート電極１０６の表面に窒化モリブデン膜１１５が形成される。高密度プラズマ処理のとき、プラズマは高い周波数のマイクロ波、たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を使うことによって生成される。窒素もしくは窒素を含むガスをプラズマ励起によって活性化し、これらをゲート電極の材料と直接反応させゲート電極上に窒化モリブデン膜１１５を形成する。プラズマ生成の際には、窒素（Ｎ_２）と希ガスとの混合ガス、アンモニア（ＮＨ_３）と希ガスとの混合ガス、窒素と水素（Ｈ_２）と希ガスとの混合ガス等を用いることができる。希ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）のうち少なくとも１つを用いればよい。高密度プラズマ装置を用いて形成された窒化膜中には、該混合ガス中に含まれる希ガス元素が含まれている。

ゲート電極１０６表面を窒化モリブデン膜１１５で覆うことにより、ゲート電極１０６の耐熱性が向上し、窒化モリブデン膜で覆われない場合より高温で基板を加熱処理することが可能となる。成膜時の処理温度が低すぎる場合は膜欠陥が生じる問題があるが、窒化モリブデン膜で覆うことにより、処理に十分な温度で加熱することができ、膜欠陥が低減し、ＴＦＴの信頼性を向上させることができる。さらに、ゲート電極を窒化膜で覆うことにより、ゲート電極の酸化を抑えることができる。従来のプラズマ処理の場合、膜表面への電荷の帯電により膜損傷が生じるという問題があるが、低電子温度を特徴とする高密度プラズマ処理の場合、活性種の運動エネルギーが低いため、従来のプラズマ処理に比べプラズマダメージが少なく欠陥の少ない膜を形成することができ、半導体装置の信頼性をさらに向上させることができる。

ここで、窒素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行う場合の高密度プラズマ処理装置について図１５を用いて説明する。まず、処理室内を真空にし、ガス導入源６５から窒素を含むガスを導入する。本実施の形態では、アンモニア（ＮＨ_３）とアルゴン（Ａｒ）との混合ガスを導入する。なお、その場合、アンモニアを２０〜２０００ｓｃｃｍ、アルゴンを１００〜１００００ｓｃｃｍとして導入すればよい。また、窒素とアルゴンとの混合ガスを用いる場合は、窒素を２０〜２０００ｓｃｃｍ、アルゴンを１００〜１００００ｓｃｃｍとして導入すればよい。また、窒素と水素とアルゴンとの混合ガスを用いる場合は、窒素を２０〜２０００ｓｃｃｍ、水素を１〜５００ｓｃｃｍ、アルゴンを１００〜１００００ｓｃｃｍとして導入すればよい。次に、ゲート電極１０６まで形成された絶縁基板１０１を加熱機構を有する支持台６４に設置し、絶縁基板１０１を４００℃に加熱する。加熱温度は２００℃〜５５０℃の範囲内（好ましくは２５０℃以上）であればよい。絶縁基板１０１としてプラスチック基板を用いる場合は、ガラス転移点が２００℃以上のものを用い、そのプラスチック基板をガラス転移点未満の温度に加熱する。絶縁基板１０１とアンテナ６２との間隔は、２０〜８０ｍｍ（好ましくは２０〜６０ｍｍ）の範囲内とする。

次に、導波管６０からアンテナ６２にマイクロ波を供給する。本実施の形態では、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を供給する。そして、マイクロ波をアンテナ６２から処理室内に設けられた誘電体板６３を通して処理室内に導入し、ＮＨ_３ガスとＡｒガスとが混合された高密度プラズマ６６を生成する。ＮＨ_３ガスとＡｒガスとが混合された高密度プラズマ６６中で生成されたＮＨラジカルとゲート電極材料とが反応してゲート電極１０６表面に窒化膜が形成される。本実施の形態では、ゲート電極にモリブデンを用いているため、ゲート電極表面に窒化モリブデン膜が形成される。本工程で使用されたＮＨ_３ガスとＡｒガスとは、排気口６７から処理室外へ排気される。

図１５に示す装置により生成されるプラズマは、低電子温度（１．５ｅＶ以下（好ましくは０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下））でかつ高電子密度（１．０×１０^１１ｃｍ^−３以上（好ましくは１．０×１０^１１ｃｍ^−３以上１．０×１０^１３ｃｍ^−３以下）であるので、プラズマダメージが非常に少ない緻密な窒化膜を低温で形成することができる。

次に、ゲート電極１０６をマスクとして、ボロン（Ｂ）などのｐ型の導電型を付与する不純物を結晶性半導体膜１０４にドーピングする。本工程により、ＴＦＴのソース領域及びドレイン領域を自己整合的に形成することができる。なお、本実施の形態では、公知のドーピング方法により、ＴＦＴのチャネル形成領域とソース領域及びドレイン領域との間に低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）を形成しているが、低濃度不純物領域を設けない構成としてもよい。また、半導体膜の上方または下方に設けられるゲート電極の側面と接するように絶縁膜（サイドウォール）を形成してもよいし、ソース／ドレイン領域とゲート電極の一方または両方に、ニッケル、モリブデンまたはコバルト等のシリサイド層を形成してもよい。

また、ドーピングを行った後、不純物領域にドーピングされた不純物元素を活性化するために、５００度以上の加熱処理、強光の照射、又はレーザー光の照射を行ってもよい。これにより、不純物元素の活性化だけでなく、ゲート絶縁膜１０５へのプラズマダメージやゲート絶縁膜１０５と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。

また、前記活性化後に、ゲート絶縁膜に対して、水素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行ってもよい。高密度プラズマ処理により、ゲート絶縁膜に水素を含ませた後、３００〜５５０℃（より好ましくは３５０〜４５０℃）で１〜１２時間の熱処理を行うことで、パターニングされた結晶性半導体膜１０４（半導体層）を水素化する工程を行うことが好ましい。また、３００〜５５０℃（より好ましくは３５０〜４５０℃）の温度で加熱しながら高密度プラズマ処理を行うことで、ゲート絶縁膜の水素化と同時に結晶性半導体膜を水素化することができる。本工程を行うことにより、ゲート絶縁膜に含まれている水素により半導体層のダングリングボンドを終端することができる。本実施の形態では、４１０℃で１時間加熱処理を行う。高密度プラズマ装置を用いた水素化のときは、水素と希ガスとの混合ガス、又はアンモニアと希ガスとの混合ガス等を用いればよい。本実施の形態では、水素とアルゴンの混合ガスを用いる。

次に、図１（Ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜１０５及びゲート電極１０６上に第１の層間絶縁膜１０７を形成する。第１の層間絶縁膜１０７としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサン系の絶縁性材料を用いることができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。また、これらを組み合わせて積層した膜を用いてもよい。本実施の形態では、第１の層間絶縁膜１０７を２層構造とする。第１層目の絶縁膜は保護膜として、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜を用いればよい。ここでは、第１層目に膜厚１００ｎｍの窒化珪素膜を用い、第２層目の絶縁膜として膜厚９００ｎｍの酸化窒化珪素膜を用いた。

本実施の形態において、前記活性化後に水素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行うかわりに、第１層目の絶縁膜形成後に水素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行って半導体層のダングリングボンドを終端化してもよい。その場合、水素と希ガス、又はアンモニアと希ガスとを用いればよい。本工程を行うことにより、第１層目の絶縁膜が水素化され、第１層目の絶縁膜中に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端することができる。

次に、図１（Ｄ）に示すように、第１の層間絶縁膜１０７上にレジスト１１８を形成する。次に、レジスト１１８をマスクとして、図１（Ｅ）に示すように、ＴＦＴのソース領域及びドレイン領域に達するように、第１の層間絶縁膜１０７にコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形状は、テーパー状にするとよい。コンタクトホール形成後に、アッシング法又はレジスト剥離法を用いてレジスト１１８を除去する。アッシング法は酸素プラズマでレジストパターンを炭酸ガスに分解する方法で、気相状態でのレジスト除去方法である。一方、レジスト剥離法は所定温度（６０〜９０℃程度）に温調された有機系のレジスト剥離液中に基板を浸漬処理することで、レジスト剥離液の溶解作用を利用してレジストを溶解除去する方法で、液相状態でのレジスト除去方法である。ここで、レジスト剥離法を用いた場合、レジスト１１８を除去する前に、レジスト及び第１の層間絶縁膜１０７に対して、窒素を含む雰囲気中又は酸素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行うことが好ましい。高密度プラズマ処理を行うことでコンタクトホールの側面及び底面、つまり第１の層間絶縁膜の側面及び半導体膜１０４の開口部に面している表面に窒化膜又は酸化膜が形成される。コンタクトホールの側面に形成された窒化膜又は酸化膜が保護膜となり、基板をレジスト剥離液に浸漬した際に第１の層間絶縁膜１０７の内部に水分が浸入するのを防ぐことができる。

レジスト１１８を除去した後、異方性エッチングを行い、結晶性半導体膜１０４表面に形成された窒化膜又は酸化膜を除去する。結晶性半導体膜１０４上に形成された窒化膜又は酸化膜を除去することで、半導体膜と後に形成する配線のコンタクトを良好にするためである。

次に、コンタクトホールを覆うように、配線１０８（電極）を形成する。配線１０８は、ソース電極またはドレイン電極として機能する。配線１０８としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｃｒ等の金属若しくはその合金、またはその金属窒化物を用いて形成する。また、これらの積層構造としてもよい。本実施の形態では、チタン（Ｔｉ）を１００ｎｍ形成し、アルミニウム（Ａｌ）を７００ｎｍ形成し、チタン（Ｔｉ）を２００ｎｍ形成し、所望な形状にパターニングする。

ここで、配線１０８形成後に、高密度プラズマ装置を用いて配線表面を窒化し、配線表面に金属窒化膜を形成してもよい。本実施の形態において窒化処理した場合、チタン膜の側面には緻密な窒化チタン（ＴｉＮ_Ｘ）膜が形成され、アルミニウム膜の側面には緻密な窒化アルミニウム（ＡｌＮ_Ｘ）膜が形成される。高密度プラズマ装置を用いて窒化することにより配線表面が緻密な金属窒化膜で覆われ、配線の耐熱性及び信頼性が向上する。配線１０８表面に金属窒化膜を形成することで、マイグレーションが抑制され、配線の断線等を抑えることができ、ＴＦＴの信頼性を向上することができる。

また、配線１０８形成のとき、一層目のチタン（Ｔｉ）膜を形成した後に窒素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行い、Ｔｉ膜表面（一層目のＴｉ膜とＡｌ膜の間）にＴｉＮ膜を形成することが好ましい。その場合、配線は、チタン（Ｔｉ）膜、窒化チタン（ＴｉＮ_Ｘ）膜、アルミニウム（Ａｌ）膜、チタン（Ｔｉ）膜を順次積層した４層構造となる。高温での処理が必要な場合、ＴｉとＡｌが反応して合金化し、Ａｌが半導体膜中へ拡散する恐れがある。しかし、ここでＴｉＮ膜を設けることにより、ＡｌがＴｉを突き破って半導体膜中へ拡散することを防ぐことができる。さらに、高密度プラズマ処理によりＴｉＮ膜を形成しているため、工程を簡略化することができる。また、好ましくは、チタン膜、窒化チタン膜、アルミニウム膜、チタン膜は、大気に曝すことなく、連続して形成することが好ましい。

また、窒素を含む雰囲気中での高密度プラズマ処理するかわりに、酸素（もしくは酸素を含むガス）雰囲気中で高密度プラズマ処理を行ってもよい。その場合、酸素（Ｏ_２）と希ガスとの混合ガス、又は酸素と水素（Ｈ_２）と希ガスとの混合ガス等を用いればよい。希ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンのうち少なくとも１つを用いればよい。なお、ここで酸素と水素と希ガスとの混合ガスにおいて希ガスとしてアルゴンを用いる場合、酸素を０．１〜１００ｓｃｃｍ、水素を０．１〜１００ｓｃｃｍ、アルゴンを１００〜５０００ｓｃｃｍとして導入すればよい。なお、酸素：水素：アルゴン＝１：１：１００の比率で混合ガスを導入することが好ましい。例えば、酸素を５ｓｃｃｍ、水素を５ｓｃｃｍ、アルゴンを５００ｓｃｃｍとして導入すればよい。また、酸素（Ｏ_２）と希ガスとの混合ガスにおいて希ガスとしてアルゴンを用いる場合は、酸素を０．１〜１００ｓｃｃｍ、アルゴンを１００〜５０００ｓｃｃｍとして導入すればよい。なお、酸素：アルゴン＝１：１００の比率で混合ガスを導入することが好ましい。また、酸素（もしくは酸素を含むガス）雰囲気中で高密度プラズマ処理を行う場合、水素の酸素に対する比の値が０〜１．５となるように導入することが好ましい。高密度プラズマ装置を用いて酸化する場合も、生成されるプラズマは低電子温度（１．５ｅＶ以下（好ましくは０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下））でかつ高電子密度（１．０×１０^１１ｃｍ^−３以上（好ましくは１．０×１０^１１ｃｍ^−３以上１．０×１０^１３ｃｍ^−３以下））であるので、プラズマダメージが非常に少ない酸化膜を低温で形成することができる。高密度プラズマ装置を用いて酸化することにより形成された金属酸化膜中には、該混合ガス中に含まれる希ガス元素が含まれている。

次に、図２（Ａ）に示すように、第１の層間絶縁膜１０７及び配線１０８上に第２の層間絶縁膜１０９を形成する。第２の層間絶縁膜１０９としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサン系の絶縁性材料を用いることができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。また、これらを組み合わせて積層した膜を用いてもよい。

本実施の形態では絶縁膜の材料として、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成されるシロキサンを用いる。置換基として少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素等）が用いられる。また、置換基としてフルオロ基、又は少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基とを用いてもよい。本実施の形態では、シロキサンを焼成することで絶縁膜を形成する。焼成した後の膜は、アルキル基を含む酸化珪素膜（ＳｉＯｘ膜）とも呼べる。このアルキル基を含む酸化珪素膜（ＳｉＯｘ膜）は、高い光透過性を有しており、３００℃以上の加熱処理にも耐えうるものである。また、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜なども適宜組み合わせることも可能である。

ここで、シロキサンを焼成して絶縁膜を形成する方法について説明する。まず、純水での洗浄を行った後、濡れ性を向上させるためにシンナープリウェット処理を行い、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合を有する低分子成分（前駆体）を溶媒に溶解させた絶縁性材料を含む組成物を基板上に塗布装置から塗布する。本実施の形態では、シロキサンを２０〜４０％含み、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールを溶媒とした樹脂を塗布する。その後、基板とともに組成物を加熱し、溶媒の揮発（蒸発）と低分子成分の架橋反応とを進行させることによって、絶縁膜を得ることができる。そして、塗布膜が形成された基板端面周辺部の塗布膜を除去する。なお、膜厚は、スピン回転数、回転時間、塗布材料液である絶縁性材料を含む組成物の濃度および粘度によって制御する。本実施の形態では、塗布条件を、４０ｍｌ吐出後に１７秒間の間１０００ｒｐｍの回転数とする。そして、前記樹脂を塗布した後に加熱処理を行い、絶縁膜を形成する。加熱処理の条件として、例えば、大気圧または減圧下で、３５０℃で１時間加熱処理を行えばよい。本実施の形態では、層間絶縁膜１０９は、最も厚い部位で１．５μｍ以上、最も薄い部位で０．４μｍである。この膜厚の最も厚い部位は、配線１０８のコンタクト部や、配線１０８の周辺部であり、最も薄い部位は、配線１０８の上部である。

次に、第２の層間絶縁膜１０９上にレジスト１１９を形成する。次にレジスト１１９をマスクとして、第２の層間絶縁膜１０９にコンタクトホールを形成する。コンタクトホール形成後に、アッシング法又はレジスト剥離法を用いてレジスト１１９を除去する。ここで、レジスト剥離法を用いた場合、レジスト１１９を除去する前に、レジスト及び第２の層間絶縁膜１０９に対して、窒素を含む雰囲気中又は酸素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行うことが好ましい。高密度プラズマ処理を行うことでコンタクトホールの側面及び底面、つまり第２の層間絶縁膜の側面及び配線１０８の開口部に面している表面に窒化膜又は酸化膜が形成される。コンタクトホールの側面に形成された窒化膜又は酸化膜が保護膜となり、基板をレジスト剥離液に浸漬した際に第２の層間絶縁膜１０９の内部に水分が浸入するのを防ぐことができる。レジスト１１９を除去した後、異方性エッチングを行い、配線１０８表面に形成された窒化膜又は酸化膜を除去してもよい。配線１０８上に形成された窒化膜又は酸化膜を除去することで、配線と後に形成する第１の電極とのコンタクトを良好にすることができる。

次に、該コンタクトホールを介して配線１０８に電気的に接続するための第１の電極１１０を形成する。第１の電極１１０としては、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（酸化珪素を含むインジウム錫酸化物ともいう。以下、「ＩＴＳＯ」という。）、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物などを用いることができる。また、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成された酸化インジウム酸化亜鉛などの透明導電膜を用いることもできる。また、上記透明導電膜の他に、窒化チタン膜またはチタン膜を用いてもよい。この場合、透明導電膜を成膜した後に、窒化チタン膜またはチタン膜を、光が透過する程度の膜厚（好ましくは５〜３０ｎｍ程度）で成膜する。本実施の形態では、電極１１０としてＩＴＳＯ膜を１１０ｎｍ形成する。

また、第１の電極１１０は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨してもよい。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極１１０の表面に高密度プラズマ装置を利用した酸化プラズマ処理又は窒化プラズマ処理を行うとよい。ここで高密度プラズマ装置を利用した酸化プラズマ処理を行うことで、第１の電極１１０の表面改質を行うことができる。第１の電極１１０の表面改質することで、後工程で第１の電極１１０上に膜を形成した場合、膜の密着性の向上、膜欠陥の低減の効果が期待される。

また、第１の電極１１０を成膜した際に、図２（Ｃ）に示すように第１の電極１１０表面にゴミ１１４が形成される場合がある。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の点線領域１１６の詳細図である。このゴミ１１４は、第１の電極１１０成膜過程において形成されるものである。これらのゴミ１１４は、第１の電極１１０の表面荒れの原因となる。第１の電極上に膜を形成した場合、形成された膜の平坦性が不均一となるため、半導体装置の信頼性の低下につながる。従って、半導体装置の信頼性をより高めるためには、第１の電極１１０上に形成されたゴミ１１４を除去する必要がある。上述のゴミのことをパーティクルともいう。

本実施の形態のゴミの除去方法について図２（Ｄ）を用いて説明する。図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）の一部を拡大したものである。第１の電極１１０形成後に、高密度プラズマ処理を行い、第１の電極１１０表面に窒化膜（または酸化膜）１１７を形成する際、図２（Ｄ）に示すようにゴミ１１４の下側に回り込むように窒化膜１１７が形成され、窒化膜１１７からゴミ１１４に対して力がかかる。さらに、ゴミ１１４が窒化される材料の場合、ゴミ１１４は窒化されて体積が増加する。その結果、第１の電極１１０表面をブラシ洗浄等で洗浄するだけでゴミ１１４を簡単に除去することができる。第１の電極１１０表面を高密度プラズマ処理することにより、数ナノメートル程度のゴミであっても除去されやすくなる。洗浄方法としてブラシ洗浄のかわりに、バブルジェット（登録商標）法、メガソニック法、ドライアイスの粉を吹き付ける方法等の洗浄方法を用いてもよい。本実施の形態に限らず、他の実施の形態においても同様のことがいえる。

また、第１の電極１１０を形成後、加熱処理を行ってもよい。この加熱処理により、透明導電膜の透過率を大きくすることができるため、信頼性の高い表示装置を作製することができる。また、本実施の形態では、加熱処理の際の雰囲気を、不活性ガスを主成分とし、酸素の濃度が５％以下且つ水の濃度が１％以下になるようにする。この結果、シロキサンを焼成して得られた層間絶縁膜１０９の加熱処理によるクラックの発生を抑制することができる。本実施の形態では、２５０℃で１時間加熱処理を行う。

なお、本実施の形態では、ｐチャネル型のＴＦＴを作製する工程について説明した。しかし、ゲート電極をマスクとして結晶性半導体膜１０４にｎ型の導電型を付与する不純物をドーピングすることによりｎチャネル型のＴＦＴを作製する際にも本発明は適用することができる。また、同一基板上にｐチャネル型のＴＦＴとｎチャネル型のＴＦＴを作製する場合についても、本発明を適用することができる。

また、ＴＦＴはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でもよいし、二つ形成されるダブルゲート構造または三つ形成されるトリプルゲート構造であってもよい。つまり、チャネル形成領域を複数有するマルチゲート構造のＴＦＴにも適用することができる。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造またはトリプルゲート構造などのマルチゲート構造であってもよい。

また、本実施の形態で示したＴＦＴの作製方法に限らず、トップゲート型（プレーナー型）、ボトムゲート型（逆スタガ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても本発明を適用することができる。

以上の工程によって、信頼性の高いＴＦＴを作製することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、ゲート絶縁膜及びゲート電極を高密度プラズマ装置を用いて窒化して、ゲート絶縁膜及びゲート電極表面に窒化膜を有するＴＦＴの作製方法について説明する。

まず、図３（Ａ）に示すように、絶縁基板２０１の上に、第１の下地膜２０２及び第２の下地膜２０３を有する下地膜２０４を形成する。絶縁基板２０１は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。また、絶縁基板２０１の表面をＣＭＰ法などによって研磨し、平坦化しておいてもよい。本実施の形態では、絶縁基板２０１としてガラス基板を用いる。

ここで、ガラス基板に対して窒素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行い、ガラス基板上に窒化珪素膜を形成する。ここで形成された窒化珪素膜を、第１の下地膜２０２として用いる。そして、第１の下地膜２０２上に、ＣＶＤ法、スパッタ法などで第２の下地膜２０３を形成する。下地膜２０３としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜のいずれか一を用いる単層構造としてもよいし、これらを適宜積層する構造としてもよい。本実施の形態では、第２の下地膜２０３として、酸化珪素膜を１００ｎｍ形成する。ここで、第２の下地膜２０３表面に対して窒素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行ってもよい。

次に、下地膜２０４の上に半導体膜２０５を形成する。半導体膜２０５としては、非晶質半導体膜を形成すればよいが、微結晶半導体膜や結晶性半導体膜を形成してもよい。また、半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を用いるとよい。本実施の形態では、多結晶珪素膜を５４ｎｍ形成する。なお、半導体膜を形成した後に、半導体膜に含まれる水素を除去する工程を行ってもよい。具体的には、５００℃で１時間加熱すればよい。

また、下地膜２０４と半導体膜２０５を形成する際に、下地膜２０４と半導体膜２０５との界面が大気に曝されないようにすると、界面の汚染を防ぐことが可能となり、作製されるＴＦＴの特性のバラツキを低減させることができる。本実施の形態では、下地膜２０４と半導体膜２０５を、プラズマＣＶＤ法を用いて大気に曝さずに連続して形成する。

次に、半導体膜２０５を公知の方法（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を促進する元素を用いた熱結晶化方法など）により結晶化し結晶性半導体膜２０６を形成する。ここで、結晶化の後に、ボロン（Ｂ）などのｐ型の導電型を付与する不純物を結晶性半導体膜２０６の全面にドーピングして、ＴＦＴのチャネル形成領域となる領域にチャネルドープし、ＴＦＴのしきい値電圧を制御するようにしてもよい。

次に、図３（Ｂ）に示すように、結晶性半導体膜２０６をパターニングした後、ゲート絶縁膜２０７を形成する。ゲート絶縁膜２０７は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜のいずれか一を用いる単層構造としてもよいし、これらを適宜積層する構造としてもよい。本実施の形態では、ゲート絶縁膜２０７として酸化珪素膜を１１０ｎｍ積層する構成とする。ここで、ゲート絶縁膜２０７に対して窒素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行うことが好ましい。本実施の形態において、ゲート絶縁膜として酸化珪素膜を用いているので、高密度プラズマ処理を行うことで、ゲート絶縁膜２０７上にプラズマによる損傷の少ない緻密な窒化珪素膜（又は酸化窒化珪素膜）２０８が形成される。ここで、窒化珪素膜２０８を設けることで、酸化珪素膜中への水分の浸入や、後に形成されるゲート電極の酸化を防ぐことができる。

次に、図３（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜２０７の上にスパッタ法などによりゲート電極２０９を形成する。ゲート電極の材料として、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）などを使用することができる。ゲート電極はこれらの材料の単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。本実施の形態では、モリブデンを単層で用いる。

次に、実施の形態１と同様に、高密度プラズマ装置を用いて窒化することにより、ゲート電極２０９の表面に窒化膜２１０を形成する。本実施の形態においては、ゲート電極としてモリブデンを用いているので、ゲート電極２０９表面に、窒化モリブデン膜が形成される。

次に、ゲート電極２０９をマスクとして、ボロン（Ｂ）などのｐ型の導電型を付与する不純物を結晶性半導体膜２０６にドーピングする。本工程により、ＴＦＴのソース領域及びドレイン領域を自己整合的に形成することができる。なお、本実施の形態では、公知のドーピング方法により、ＴＦＴのチャネル形成領域とソース領域及びドレイン領域との間に低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）を形成しているが、低濃度不純物領域を設けない構成としてもよい。

なお、ドーピングにより形成された不純物領域の表面に形成された自然酸化膜を除去した後、金属膜を用いてシリサイド領域を形成してもよい。金属膜としては、ニッケル膜、チタン膜、コバルト膜、白金膜、もしくはこれら元素のうち少なくとも２種類を含む合金でなる膜等を使用することができる。より具体的には、金属膜として例えばニッケル膜を用い、室温の下、成膜電力５００Ｗ〜１ｋＷでニッケル膜をスパッタ法により成膜した後、加熱処理によってシリサイド領域を形成する。加熱処理はＲＴＡやファーネスアニール等を用いることができる。このとき、金属膜の膜厚、加熱温度、加熱時間を制御することにより、不純物領域の表面のみをシリサイド領域にすることもできるし、全面をシリサイド領域とすることもできる。最後に、未反応のニッケルを除去する。例えば、ＨＣｌ：ＨＮＯ_３：Ｈ_２Ｏ＝３：２：１からなるエッチング溶液を用いて未反応のニッケルを除去する。

また、ドーピングを行った後、不純物領域にドーピングされた不純物元素を活性化するために、５００度以上の加熱処理、強光の照射、又はレーザー光の照射を行ってもよい。これにより、不純物元素の活性化だけでなく、ゲート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。

また、実施の形態１と同様に、前記活性化後に、ゲート絶縁膜に対して水素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行ってもよい。本工程を行うことにより、ゲート絶縁膜に含まれている水素により半導体層のダングリングボンドを終端することができる。本実施の形態では、半導体層のダングリングボンドの終端化のための加熱は、４１０℃で１時間加熱処理を行う。高密度プラズマ装置を用いた水素化のとき、本実施の形態では水素とアルゴンの混合ガスを用いる。

次に、図３（Ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜２０７及びゲート電極２０９上に第１の層間絶縁膜２１１を形成する。第１の層間絶縁膜２１１としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサン系の絶縁性材料を用いることができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。また、これらの単層構造でもよいし、これらを組み合わせて積層した膜を用いてもよい。本実施の形態では、第１の層間絶縁膜２１１として、膜厚１００ｎｍの窒化酸化珪素膜と、膜厚９００ｎｍの酸化窒化珪素膜を順次積層する。本実施の形態では、ゲート絶縁膜２０７及びゲート電極２０９に対して高密度プラズマ処理を行い、それぞれの表面に緻密な窒化膜を形成しているので、保護膜としての絶縁膜を特別に設ける必要はない。ここで、第１の層間絶縁膜２１１に対して、窒素を含む雰囲気中又は酸素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行うことが好ましい。高密度プラズマ処理により、第１の層間絶縁膜２１１表面にプラズマによる損傷の少ない緻密な窒化膜又は酸化膜が形成される。高密度プラズマ処理により形成された緻密な窒化膜又は酸化膜が保護膜となり、第１の層間絶縁膜中への水分の浸入を防ぐことができる。

この後の工程は、実施の形態１と同様に行い、図３（Ｄ）に示すようなソース配線及びドレイン配線２１２を有する信頼性の高いＴＦＴを作製することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１で作製したＴＦＴを用いて、エレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」という。）を有する表示装置（ＥＬ表示装置）を作製する方法について説明する。もちろん、実施の形態２で作製したＴＦＴを用いることもできる。

本実施の形態では、エレクトロルミネッセンス素子からの光を第１の電極１１０側から取り出す構造にするため、透光性を有する膜を用いて第１の電極１１０を形成する。本実施の形態では、実施の形態１と同様に、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（ＩＴＳＯ）を第１の電極１１０として用いる。

まず、図４に示すように、第１の電極１１０の端部及びＴＦＴを覆うように絶縁膜１１１（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる。）を形成する。

絶縁膜１１１としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサン系の絶縁性材料を用いることができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。本実施の形態では、感光性ポリイミドを用いて、平坦な領域で膜厚が１．５μｍとなるように絶縁膜１１１を形成する。

また、絶縁膜１１１は曲率半径が連続的に変化する形状が好ましく、絶縁膜１１１上に形成される電界発光層１１２（有機化合物を含む層）、第２の電極１１３の被覆性を向上させることができる。

また、信頼性をさらに向上させるために、電界発光層１１２を形成する前に第１の電極１１０及び絶縁膜１１１に対して、高密度プラズマ装置を用いて窒化処理又は酸化処理を行うとよい。第１の電極１１０を高密度プラズマ装置を用いて窒化又は酸化することで、電極の表面改質の際のプラズマダメージが少なく、より欠陥の少ない表面を得ることができるため、本実施の形態の発光素子による表示は高精細で表示ムラが少ない。さらに、絶縁膜１１１を窒化した場合、絶縁膜１１１の表面が改質され、絶縁膜内部への水分の吸収を抑えることができる。また、絶縁膜１１１を酸化した場合、膜が強固になり、有機ガスの放出を抑えることができる。本実施の形態では、高密度プラズマ装置を用いることでプラズマダメージの少ない処理を行うことが可能である。ここで、絶縁膜１１１表面に対して、酸化処理を行うか、窒化処理を行うかは絶縁膜の材料及び効果を考えて適宜選択すればよい。

さらに、第１の電極１１０及び絶縁膜１１１に対して、高密度プラズマ処理を行うことにより、図２（Ｃ）に示すように第１の電極上に形成されたゴミを簡単に除去することができる。ゴミ１１４を除去せずに電界発光層１１２を形成した場合、第１の電極１１０の表面が不均一なため、電界発光層１１２の密着性が悪かったり、膜厚が不均一になったりする。その結果、ショートやリークの原因となり、ＥＬ表示装置の信頼性の低下につながる。本実施の形態では、第１の電極１１０及び絶縁膜１１１形成後に、高密度プラズマ処理を行い、第１の電極１１０及び絶縁膜１１１表面に窒化膜または酸化膜を形成するため、第１の電極表面からゴミ１１４に対して圧力がかかり、第１の電極１１０表面をブラシ洗浄等で洗浄するだけで簡単に除去することができる。洗浄方法としてブラシ洗浄のかわりに、バブルジェット（登録商標）法、メガソニック法、ドライアイスの粉を吹き付ける方法等の洗浄方法を用いてもよい。本実施の形態では、第１の電極１１０及び絶縁膜１１１形成後に、高密度プラズマ処理を行い、表面洗浄を行ったが、絶縁膜１１１を形成する前に行ってもよい。

次に、第１の電極１１０上に電界発光層１１２を形成する。なお、図４では１画素しか図示していないが、本実施の形態では赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した電界発光層を作り分けている。本実施の形態では電界発光層１１２として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光を示す材料を、蒸着マスクを用いた蒸着法によって、それぞれ選択的に形成する。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料は、蒸着マスクを用いた蒸着法によってそれぞれ選択的に形成する方法や、液滴吐出法により形成することができる。液滴吐出法の場合、マスクを用いずにＲＧＢの塗り分けを行うことができるという利点がある。本実施の形態では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光を示す材料を蒸着法によってそれぞれ形成する。

なお、ＥＬの蒸着前に、不活性ガスを主成分とし、酸素の濃度が５％以下且つ水の濃度が１％以下とする雰囲気で加熱処理を行い、水分などを除去することが好ましい。本実施の形態では、３００℃で１時間加熱処理を行う。

次に、電界発光層１１２の上に導電膜からなる第２の電極１１３を形成する。第２の電極１１３としては、仕事関数の小さい材料（Ｉｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらを含む合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ_２、またはＣａＮ）を用いればよい。こうして第１の電極１１０、電界発光層１１２及び第２の電極１１３からなる発光素子が形成される。

図４に示す表示装置において、発光素子から発した光は、絶縁基板１０１と第１の電極１１０の間に形成された膜を透過して第１の電極１１０側から矢印の方向に射出される。

また、第２の電極１１３を覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である。パッシベーション膜としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成されるシロキサンを用いてもよい。シロキサンは、置換基として少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。また、置換基としてフルオロ基、又は少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基とを用いてもよい。

この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い電界発光層１１２の上方にも容易に成膜することができる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、電界発光層１１２の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に電界発光層１１２が酸化するといった問題を防止することができる。

次に、発光素子が形成された絶縁基板１０１と、封止基板とをシール材によって固着し、発光素子を封止する。断面からの水分の侵入がシール材によって遮断されるので、発光素子の劣化が防止でき、表示装置の信頼性が向上する。なお、シール材で囲まれた領域には充填材を充填してもよく、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。また充填材は、液状の状態で滴下し、表示装置内に充填することもできる。本実施の形態は、下面射出型のため、透光性を有する充填材を使用する必要はないが、充填材を透過して光を取り出す構造の場合は、透光性を有す材料を用いて充填材を形成する必要がある。充填材の一例としては、可視光硬化、紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂が挙げられる。以上の工程において、発光素子を有する表示装置が完成する。

また、素子の水分による劣化を防ぐためにＥＬ表示パネル内に乾燥剤を設置することが好ましい。本実施の形態では、画素領域を取り囲むように封止基板に形成された凹部に乾燥剤を設置し、薄型化を妨げない構成とする。また、ゲート配線層に対応する領域にも乾燥剤を設置することにより吸水面積を広く取ることができ、吸水効果が高い。また、直接発光しないゲート配線層上に乾燥剤を形成しているので、光取り出し効率を低下させることもない。

なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を説明するが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子よりの光を妨げないような、隔壁の上や発光素子の周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。

本発明を用いると、高密度プラズマ装置を用いて窒化されたゲート電極、高密度プラズマ装置を用いて窒化又は酸化された配線、及び高密度プラズマ装置を用いて表面改質が行われた画素電極とを有する信頼性の高い表示装置を作製することができる。よって、高精細、高画質な表示装置を低いコストで歩留まり良く製造することができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態を、図５及び図６を用いて説明する。本実施の形態は、実施の形態１で作製した表示装置において、第２の層間絶縁膜１０９を形成せずに半導体装置を形成する例を示す。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態２で作製したＴＦＴを用いることもできる。

本実施の形態では、ゲート電極１０６を形成する工程までは実施の形態１で説明したものと同じなので、その後の工程について説明する。

まず、図５（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜１０５及びゲート電極１０６上に第１の層間絶縁膜６０７を形成する。本実施の形態では、第１の層間絶縁膜６０７として窒化酸化珪素膜と、シロキサンを焼成して得られる絶縁膜とを用いる。なお、窒化酸化珪素膜又はシロキサンを焼成して得られる絶縁膜の代わりに酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムや、その他の無機絶縁性材料からなる膜を用いてもよい。

シロキサンを焼成して得られる絶縁膜は、前記樹脂を塗布した後に加熱処理を行うことによって形成する。この加熱処理の際、チャンバー内の圧力は大気圧または減圧下で行えばよい。

次に、ＴＦＴのソース領域及びドレイン領域に達するように、第１の層間絶縁膜６０７にコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形状は、テーパー状にするとよい。

次に、コンタクトホールを覆うように、第１の層間絶縁膜上に配線６０８（電極）を形成する。配線６０８は、ソース電極またはドレイン電極として機能する。

次に、ＴＦＴの半導体層のソース領域又はドレイン領域に接続する配線６０８を形成した後、配線６０８上の一部に重なるように第１の電極６１０を形成する。

第１の電極６１０は画素電極として機能し、実施の形態１における第１の電極１１０と同じ材料を用いればよい。本実施の形態においても実施の形態１と同様に第１の電極６１０を通過して光を取り出すために、透明導電膜であるＩＴＳＯを第１の電極６１０として形成する。

次に、図５（Ｂ）に示すように第１の電極６１０の端部及びＴＦＴを覆うように絶縁膜６１１を形成する。絶縁膜６１１は、実施の形態１において説明した絶縁膜１１１と同じ材料を用いることができる。本実施の形態では、絶縁膜６１１としてアクリルを用いる。

第１の電極６１０及び絶縁膜６１１に対して、実施の形態２と同様に高密度プラズマ装置を用いて窒化又は酸化を行うとよい。また、絶縁膜６１１形成前に高密度プラズマ装置を用いた窒化処理又は酸化処理を行ってもよい。

次に、第１の電極６１０上に電界発光層６１２を形成し、第２の電極６１３を積層することによって発光素子を形成する。第２の電極６１３を覆うようにパッシベーション膜を形成する。最後にＴＦＴ基板と封止基板とをシール材によって貼り合わせる。なお、シール材で囲まれた領域には充填材を充填してもよい。

図６における表示装置は、配線７０８と第１の電極７１０の接続構造が、第１の電極７１０上の一部に配線７０８が重なる構造となっている。このような接続構造を得るためには、図６（Ａ）に示すように第１の層間絶縁膜７０７上に第１の電極７１０を形成した後に第１の層間絶縁膜７０７にコンタクトホールを形成し、第１の電極７１０上の一部に重なるように配線７０８を形成すればよい。当該構造にすると、シロキサンを含有する樹脂を焼成して得られる絶縁膜上に第１の電極７１０を形成することができるため、被覆性がよい。さらに、第１の電極７１０に対してＣＭＰなどの研磨処理も十分に行うことができ、平坦性よく形成することができる利点がある。

次に、図６（Ｂ）に示すように第１の電極７１０の端部及びＴＦＴを覆うように絶縁膜７１１を形成する。絶縁膜７１１は、実施の形態１において説明した絶縁膜１１１と同じ材料を用いることができる。本実施の形態では、絶縁膜７１１としてシロキサンを用いる。

第１の電極７１０及び絶縁膜７１１に対して、実施の形態２と同様に高密度プラズマ装置を用いた窒化処理または酸化処理を行うとよい。また、絶縁膜７１１形成前に高密度プラズマ装置を用いた窒化処理又は酸化処理を行ってもよい。

次に、第１の電極７１０上に電界発光層７１２を形成し、第２の電極７１３を積層することによって発光素子を形成する。第２の電極７１３を覆うようにパッシベーション膜を形成する。最後にＴＦＴ基板と封止基板とをシール材によって貼り合わせる。なお、シール材で囲まれた領域には充填材を充填してもよい。

本発明を用いると、信頼性の高い表示装置を作製することができる。よって、高精細、高画質な表示装置を低いコストで歩留まり良く製造することができる。

（実施の形態５）
本発明を適用して発光素子を有する表示装置を形成することができるが、該発光素子から発せられる光の放射方式としては、下面放射型、上面放射型、両面放射型の３つの方式がある。実施の形態３では、片面射出型である下面射出型の例を示したが、本実施の形態では、両面射出型と、片面射出型である上面射出型の例を、図７及び図８を用いて説明する。

図７に示す表示装置は、両面射出型であり、矢印の方向に発光素子が設けられた基板側からも、封止基板側からも光を射出する構造である。なお本実施の形態では、第１の電極４１０として透明導電膜を用いることができる。透明導電膜を用いる場合、透明導電膜を成膜し、所望の形状にエッチングすることで第１の電極４１０を形成する。また、透明導電膜の代わりに光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の窒化チタン膜またはチタン膜を用いても良い。なお、好ましくは透明導電膜を成膜した後に、窒化チタン膜またはチタン膜を、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で成膜するとよい。本実施の形態では、第１の電極４１０としてＩＴＳＯを用いている。

次に、図７に示すように、第１の電極４１０の端部及びＴＦＴを覆うように絶縁膜４１１（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる。）を形成する。絶縁膜４１１としては、実施の形態２の絶縁膜１１１と同様のものを用いることができる。

また、信頼性をさらに向上させるために、電界発光層４１２を形成する前に実施の形態２と同様に第１の電極４１０及び絶縁膜４１１に対して、高密度プラズマ装置を用いた窒化処理又は酸化処理を行うとよい。また、絶縁膜４１１形成前に高密度プラズマ装置を用いた窒化処理又は酸化処理を行ってもよい。

次に、第１の電極４１０上に電界発光層４１２を形成する。その後、電界発光層４１２の上に導電膜からなる第２の電極４１３を設ける。第２の電極４１３は、陰極として機能させるため、仕事関数の小さい材料（Ｉｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、若しくはこれらを含む合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ_２、またはＣａＮ）を用いればよい。図７の表示装置では、光が透過するように、第２の電極４１３として膜厚を薄くした金属薄膜（ＭｇＡｇ：膜厚１０ｎｍ）と、透明導電性を有する材料であるＩＴＳＯ（膜厚１００ｎｍ）との積層膜を用いる。

図８に示す表示装置は、片面射出型であり、矢印の方向に上面射出する構造であり、図７で示した両面射出型の表示装置において、第１の電極４１０の下に反射膜を設けるような構造とする。すなわち、図８に示すとおり、反射性を有する金属膜５５１の上に、陽極として機能する透明導電膜である第１の電極５１０を設ける。反射性を有する金属膜としては、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕなどを用いればよい。特に、可視光の領域で反射性が高い物質を用いることが好ましく、本実施の形態ではＴｉＮ膜を用いる。また、本実施の形態では層間絶縁膜１０９としてシロキサンを焼成して得られる絶縁膜を用いているため、良好な絶縁性、平坦性を有する層間絶縁膜１０９が形成され、本実施の形態の発光素子による表示は高精細で表示ムラが少ない。

次に、図８に示すように、第１の電極５１０の端部及びＴＦＴを覆うように絶縁膜５１１（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる。）を形成する。絶縁膜５１１としては、実施の形態２の絶縁膜１１１と同様のものを用いることができる。また、信頼性をさらに向上させるため、電界発光層５１２を形成する前に実施の形態２と同様に第１の電極５１０及び絶縁膜５１１に対して、高密度プラズマ装置を用いた窒化処理又は酸化処理を行うとよい。また、絶縁膜５１１形成前に高密度プラズマ装置を用いた窒化処理又は酸化処理を行ってもよい。

次に、第１の電極５１０上に電界発光層５１２を形成する。その後、電界発光層５１２上に導電膜からなる第２の電極５１３を設ける。第２の電極５１３は、陰極として機能させるため、仕事関数の小さい材料（Ｉｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、若しくはこれらを含む合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ_２、またはＣａＮ）を用いればよい。本実施の形態では、第２の電極５１３として、膜厚を薄くした金属薄膜（ＭｇＡｇ：膜厚１０ｎｍ）とＩＴＳＯ（膜厚１１０ｎｍ）の積層構造を用いて発光が透過するようにする。

（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１で作製したＴＦＴを用いて、透過型液晶表示装置を作製する方法について説明する。もちろん、実施の形態２で作製したＴＦＴを用いることもできる。

実施の形態１と同様に図２（Ｂ）に示すように第１の電極１１０まで形成する。本実施の形態では、第１の電極１１０の材料として、実施の形態１と同様に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を用いる。次に、図９に示すように、第２の層間絶縁膜１０９及び第１の電極１１０上に配向膜８０１を形成する。本実施の形態では、配向膜８０１にポリイミドを用いた。次に対向基板８０２を用意する。対向基板８０２は、ガラス基板８０３、透明導電膜からなる対向電極８０４、配向膜８０５とで構成される。

次に、上記工程により得たＴＦＴ基板８０６と対向基板８０２とをシール材を介して貼り合わせる。ここで、両基板の間隔を一定に保つために、配向膜８０１と配向膜８０５との間にスペーサを設けても良い。その後、両基板の間に液晶８０７を注入し、封止材によって封止することで図９に示すような透過型液晶表示装置が完成する。

なお、本実施の形態においては透過型の液晶表示装置について説明したが、本発明の液晶表示装置はこれに限定されない。第１の電極１１０として反射性を有する電極を用いたり、第１の電極１１０の上面又は下面に反射膜を設けることで、反射型液晶表示装置に用いることができる。また、半透過型液晶表示装置に用いてもよい。

本発明を用いることで、高密度プラズマ装置を用いて窒化されたゲート電極、高密度プラズマ装置を用いて窒化又は酸化された配線、及び高密度プラズマ装置を用いて表面改質が行われた画素電極とを有する信頼性の高い表示装置を作製することができる。

（実施の形態７）
ここでは、本発明を用いて作製する半導体装置の１つの例として、薄膜集積回路、または非接触型薄膜集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）を作製する過程を図１０〜図１４を用いて示す。

なお、無線ＩＣタグの集積回路に用いられる半導体素子として絶縁分離されたＴＦＴを用いた例を以下に示すが、無線ＩＣタグの集積回路に用いられる半導体素子はＴＦＴに限定されず、あらゆる素子を用いることができる。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどが代表的に挙げられる。

まず、図１０（Ａ）に示すように、スパッタ法を用いてガラス基板（第１の基板）１７００上に剥離層１７０１を形成する。剥離層１７０１は、スパッタ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて形成することができる。本実施の形態では、膜厚５０ｎｍ程度の非晶質シリコンを減圧ＣＶＤ法で形成し、剥離層１７０１として用いる。なお剥離層１７０１はシリコンに限定されず、エッチングにより選択的に除去できる材料（例えば、Ｗ、Ｍｏなど）で形成すれば良い。剥離層１７０１の膜厚は、５０〜６０ｎｍとするのが望ましい。

次いで、剥離層１７０１上に、下地絶縁膜１７０２を形成する。下地絶縁膜１７０２は第１の基板中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、ＴＦＴなどの半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また、下地絶縁膜１７０２は、後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子を保護する役目も有している。下地絶縁膜１７０２は単層であっても複数の絶縁膜を積層したものであっても良い。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑えることができる酸化珪素や、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯＮ）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮＯ）などの絶縁膜を用いて形成する。

次に、下地絶縁膜１７０２上に半導体膜１７０３を形成する。半導体膜１７０３は、下地絶縁膜１７０２を形成した後、大気に曝さずに形成することが望ましい。半導体膜１７０３の膜厚は２０〜２００ｎｍ（望ましくは４０〜１７０ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍ）とする。

そして、半導体膜１７０３に対してレーザビームを照射して半導体膜１７０３を結晶化する。半導体膜１７０３へのレーザビームの照射により、結晶性半導体膜１７０４が形成される。なお、図１０（Ａ）は、レーザビームの走査途中を示す断面図である。

次いで、図１０（Ｂ）に示すように、結晶構造を有する半導体膜１７０４をパターニングして、島状の半導体膜１７０５〜１７０７を形成した後、ゲート絶縁膜１７０８を形成する。ゲート絶縁膜１７０８は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などを用い、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素又は酸素を含む窒化珪素を含む膜を、単層で、又は積層させて形成することができる。

なお、ゲート絶縁膜１７０８を形成した後、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行ない、島状の半導体膜１７０５〜１７０７を水素化する工程を行なっても良い。また、水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。

次に図１０（Ｃ）に示すように、ゲート電極１７０９〜１７１１を形成する。ここでは、ｎ型を付与する不純物がドーピングされたＳｉとＷをスパッタ法で積層するように形成した後、レジスト１７１２をマスクとしてエッチングを行なうことにより、ゲート電極１７０９〜１７１１を形成した。勿論、ゲート電極１７０９〜１７１１の導電材料、構造、作製方法は、これに限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、ｎ型を付与する不純物がドーピングされたＳｉとＮｉＳｉ（ニッケルシリサイド）との積層構造や、ＴａＮ（窒化タンタル）とＷ（タングステン）の積層構造としてもよい。また、種々の導電材料を用いて単層で形成しても良い。また、ゲート電極とアンテナとを同時に形成する場合には、それらの機能を考慮して材料を選択すればよい。

また、レジストマスクの代わりに、ＳｉＯｘ等のマスクを用いてもよい。この場合、パターニングしてＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ等のマスク（ハードマスクと呼ばれる。）を形成する工程が加わるが、エッチング時におけるマスクの膜減りがレジストよりも少ないため、所望の幅のゲート電極１７０９〜１７１１を形成することができる。また、レジスト１７１２を用いずに、液滴吐出法を用いて選択的にゲート電極１７０９〜１７１１を形成しても良い。

レジスト１７１２を除去した後、ゲート電極１７０９〜１７１１に対して高密度プラズマ装置を用いて窒化するとよい。窒化処理を行うことにより、図１０（Ｄ）に示すようにゲート電極１７０９〜１７１１の周囲が窒化膜１７６１〜１７６６で覆われ、ゲート電極の耐熱性が向上し、かつゲート電極の酸化を抑制することができる。

次いで、図１０（Ｄ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体膜１７０６をレジスト１７１３で覆い、ゲート電極１７０９、１７１１をマスクとして、島状の半導体膜１７０５、１７０７に、ｎ型を付与する不純物元素（代表的にはＰ（リン）又はＡｓ（砒素））を低濃度にドープする。このドーピング工程によって、ゲート絶縁膜１７０８を介してドーピングがなされ、島状の半導体膜１７０５、１７０７に、一対の低濃度不純物領域１７１６、１７１７が形成される。なお、このドーピング工程は、ｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体膜１７０６をレジストで覆わずに行っても良い。

次いで、図１０（Ｅ）に示すように、レジスト１７１３をアッシング等により除去した後、ｎチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体膜１７０５、１７０７を覆うように、レジスト１７１８を新たに形成し、ゲート電極１７１０をマスクとして、島状の半導体膜１７０６に、ｐ型を付与する不純物元素（代表的にはＢ（ホウ素））を高濃度にドープする。このドーピング工程によって、ゲート絶縁膜１７０８を介してドーピングがなされ、島状の半導体膜１７０６に、一対のｐ型の高濃度不純物領域１７２０が形成される。

次いで、図１１（Ａ）に示すように、レジスト１７１８をアッシング等により除去した後、ゲート絶縁膜１７０８及びゲート電極１７０９〜１７１１を覆うように、絶縁膜１７２１を形成する。

その後、エッチバック法により、絶縁膜１７２１、ゲート絶縁膜１７０８を部分的にエッチングし、図１１（Ｂ）に示すように、ゲート電極１７０９〜１７１１の側壁に接するサイドウォール１７２２〜１７２４を自己整合的（セルフアライン）に形成する。エッチングガスとしては、ＣＨＦ_３とＨｅの混合ガスを用いる。なお、サイドウォールを形成する工程は、これらに限定されるものではない。

次いで、図１１（Ｃ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体膜１７０６を覆うように、レジスト１７２６を新たに形成し、ゲート電極１７０９、１７１１及びサイドウォール１７２２、１７２４をマスクとして、ｎ型を付与する不純物元素（代表的にはＰ又はＡｓ）を高濃度にドープする。このドーピング工程によって、ゲート絶縁膜１７０８を介してドーピングがなされ、島状の半導体膜１７０５、１７０７に、一対のｎ型の高濃度不純物領域１７２７、１７２８が形成される。

次に、レジスト１７２６をアッシング等により除去した後、不純物領域の熱活性化を行っても良い。例えば、５０ｎｍのＳｉＯＮ膜を成膜した後、５５０℃、４時間、窒素雰囲気下において、加熱処理を行なえばよい。また、水素を含むＳｉＮｘ膜を、１００ｎｍの膜厚に形成した後、４１０℃、１時間、窒素雰囲気下において、加熱処理を行なうことにより、多結晶半導体膜の欠陥を改善することができる。これは、例えば、多結晶半導体膜中に存在するダングリングボンドを終端させるものであり、水素化処理工程などと呼ばれる。

上述した一連の工程により、ｎチャネル型ＴＦＴ１７３０、ｐチャネル型ＴＦＴ１７３１、ｎチャネル型ＴＦＴ１７３２が形成される。上記作製工程において、エッチバック法の条件を適宜変更し、サイドウォールのサイズを調整するとよい。上記工程によって、チャネル長０．２μｍ〜２μｍのＴＦＴを形成することができる。

さらに、この後、ＴＦＴ１７３０〜１７３２を保護するためのパッシベーション膜を形成しても良い。

次いで、図１２（Ａ）に示すように、ＴＦＴ１７３０〜１７３２を覆うように、第１の層間絶縁膜１７３３を形成する。

さらに、第１の層間絶縁膜１７３３上に、第２の層間絶縁膜１７３４を形成する。なお、第１の層間絶縁膜１７３３又は第２の層間絶縁膜１７３４と、後に形成される配線を構成する導電材料等との熱膨張率の差から生じる応力によって、第１の層間絶縁膜１７３３又は第２の層間絶縁膜１７３４の膜剥がれや割れが生じるのを防ぐために、第１の層間絶縁膜１７３３又は第２の層間絶縁膜１７３４中にフィラーを混入させておいても良い。

次いで、図１２（Ａ）に示すように、第１の層間絶縁膜１７３３、第２の層間絶縁膜１７３４及びゲート絶縁膜１７０８にコンタクトホールを形成し、ＴＦＴ１７３０〜１７３２に接続する配線１７３５〜１７３９を形成する。なお、配線１７３５、１７３６はｎチャネル型ＴＦＴ１７３０の高濃度不純物領域１７２７に、配線１７３６、１７３７はｐチャネル型ＴＦＴ１７３１の高濃度不純物領域１７２０に、配線１７３８、１７３９はｎチャネル型ＴＦＴ１７３２の高濃度不純物領域１７２８に、それぞれ接続されている。さらに配線１７３９は、ｎチャネル型ＴＦＴ１７３２のゲート電極１７１１にも接続されている。ｎチャネル型ＴＦＴ１７３２は、乱数ＲＯＭのメモリ素子として用いることができる。なお、ここで配線１７３５〜１７３９に対して実施の形態１と同様に高密度プラズマ装置を用いた窒化処理または酸化処理を行うとよい。

次いで、図１２（Ｂ）に示すように、配線１７３５〜１７３９を覆うように、第２の層間絶縁膜１７３４上に第３の層間絶縁膜１７４１を形成する。第３の層間絶縁膜１７４１は、配線１７３５が一部露出する様な位置に開口部を有するように形成する。なお、第３の層間絶縁膜１７４１は、第１の層間絶縁膜１７３３と同様の材料を用いて形成することが可能である。

次に、第３の層間絶縁膜１７４１上にアンテナ１７４２を形成する。アンテナ１７４２は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。そしてアンテナ１７４２は、配線１７３５と接続されている。なお、図１２（Ｂ）では、アンテナ１７４２が配線１７３５と直接接続されているが、本発明の無線ＩＣタグはこの構成に限定されない。例えば別途形成した配線を用いて、アンテナ１７４２と配線１７３５とを電気的に接続するようにしても良い。

アンテナ１７４２は印刷法、フォトリソグラフィ法、蒸着法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。図１２（Ｂ）では、アンテナ１７４２が単層の導電膜で形成されているが、複数の導電膜が積層されたアンテナ１７４２を形成することも可能である。例えば、Ｎｉなどで形成した配線に、Ｃｕを無電解めっきでコーティングして、アンテナ１７４２を形成しても良い。

なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出して所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。また印刷法にはスクリーン印刷法、オフセット印刷法などが含まれる。印刷法、液滴吐出法を用いることで、露光用のマスクを用いずとも、アンテナ１７４２を形成することが可能になる。また、液滴吐出法、印刷法だと、フォトリソグラフィ法と異なり、エッチングにより除去されてしまうような材料の無駄がない。また高価な露光用のマスクを用いなくとも良いので、無線ＩＣタグの作製に費やされるコストを抑えることができる。

液滴吐出法または各種印刷法を用いる場合、例えば、ＣｕをＡｇでコートした導電粒子なども用いることが可能である。なお液滴吐出法を用いてアンテナ１７４２を形成する場合、アンテナ１７４２の密着性が高まるような処理を、第３の層間絶縁膜１７４１の表面に施すことが望ましい。

密着性を高めることができる方法として、具体的には、例えば触媒作用により導電膜または絶縁膜の密着性を高めることができる金属または金属化合物を第３の層間絶縁膜１７４１の表面に付着させる方法、形成される導電膜または絶縁膜との密着性が高い有機系の絶縁膜、金属、金属化合物を第３の層間絶縁膜１７４１の表面に付着させる方法、第３の層間絶縁膜１７４１の表面に大気圧下または減圧下において高密度プラズマ処理を施し、表面改質を行なう方法などが挙げられる。高密度プラズマ装置を用いることで、表面に対してプラズマダメージの少ない改質処理を行うことができる。

第３の層間絶縁膜１７４１に付着させる金属または金属化合物が導電性を有する場合、アンテナの正常な動作が妨げられないように、そのシート抵抗を制御する。具体的には、導電性を有する金属または金属化合物の平均の厚さを、例えば１〜１０ｎｍとなるように制御したり、これらの金属または金属化合物を酸化により部分的に、または全体的に絶縁化したりすれば良い。或いは、密着性を高めたい領域以外は、付着した金属または金属化合物をエッチングにより選択的に除去しても良い。また金属または金属化合物を、予め基板の全面に付着させるのではなく、液滴吐出法、印刷法、ゾル−ゲル法などを用いて特定の領域にのみ選択的に付着させても良い。なお金属または金属化合物は、第３の層間絶縁膜１７４１の表面において完全に連続した膜状である必要はなく、ある程度分散した状態であっても良い。

そして、図１３（Ａ）に示すように、アンテナ１７４２を形成した後、アンテナ１７４２を覆うように、第３の層間絶縁膜１７４１上に保護層１７４５を形成する。保護層１７４５は、後に剥離層１７０１をエッチングにより除去する際に、アンテナ１７４２を保護することができる材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布することで保護層１７４５を形成することができる。

次いで、図１３（Ｂ）に示すように、無線ＩＣタグを個別に分離するために溝１７４６を形成する。溝１７４６は、剥離層１７０１が露出する程度であれば良い。溝１７４６の形成は、ダイシング、スクライビングなどを用いることができる。なお、第１の基板１７００上に形成されている無線ＩＣタグを分離する必要がない場合、必ずしも溝１７４６を形成する必要はない。

次いで、図１３（Ｃ）に示すように、剥離層１７０１をエッチングにより除去する。ここでは、エッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、このガスを溝１７４６から導入する。例えばＣｌＦ_３（三フッ化塩素）を用い、温度を３５０℃とし、流量を３００ｓｃｃｍとし、気圧を７９８パスカル（７９８Ｐａ）とし、処理時間を３時間とした条件で行う。また、ＣｌＦ_３ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ_３等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層１７０１が選択的にエッチングされ、第１の基板１７００をＴＦＴ１７３０〜１７３２から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。

次に図１４（Ａ）に示すように、剥離されたＴＦＴ１７３０〜１７３２及びアンテナ１７４２を、接着剤１７５０を用いて第２の基板１７５１に貼り合わせる。接着剤１７５０は、第２の基板１７５１と下地絶縁膜１７０２とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤１７５０は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。

なお、第２の基板１７５１として、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。

次いで、図１４（Ｂ）に示すように、保護層１７４５を除去した後、アンテナ１７４２を覆うように接着剤１７５２を第３の層間絶縁膜１７４１上に塗布し、カバー材１７５３を貼り合わせる。カバー材１７５３は第２の基板１７５１と同様に、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。接着剤１７５２の厚さは、例えば１０〜２００μｍとすれば良い。

また接着剤１７５２は、カバー材１７５３と第３の層間絶縁膜１７４１及びアンテナ１７４２とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤１７５２は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。

上述した各工程を経て、無線ＩＣタグが完成する。上記作製方法によって、トータルの膜厚が０．３μｍ以上３μｍ以下、代表的には２μｍ程度の飛躍的に薄い集積回路を第２の基板１７５１とカバー材１７５３との間に形成することができる。

なお、集積回路の厚さは、半導体素子自体の厚さのみならず、接着剤１７５０と接着剤１７５２との間に形成された各種絶縁膜及び層間絶縁膜の厚さを含めるものとする。また、無線ＩＣタグが有する集積回路の占める面積を、５ｍｍ四方（２５ｍｍ^２）以下、より望ましくは０．３ｍｍ四方（０．０９ｍｍ^２）〜４ｍｍ四方（１６ｍｍ^２）程度とすることができる。

なお、本実施の形態では、耐熱性の高い第１の基板１７００と集積回路の間に剥離層を設け、エッチングにより剥離層を除去することで基板と集積回路とを剥離する方法について示したが、本発明の無線ＩＣタグの作製方法は、この構成に限定されない。例えば、耐熱性の高い基板と集積回路の間に金属酸化膜を設け、この金属酸化膜を結晶化により脆弱化して集積回路を剥離しても良い。或いは、耐熱性の高い基板と集積回路の間に、水素を含む非晶質半導体膜を用いた剥離層を設け、レーザビームの照射によりこの剥離層を除去することで基板と集積回路とを剥離しても良い。あるいは、集積回路が形成された耐熱性の高い基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去することで集積回路を基板から切り離しても良い。

なお、本実施の形態では、アンテナを集積回路と同じ基板上に形成している例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。別の基板上に形成したアンテナと集積回路とを、後に貼り合わせることで、電気的に接続するようにしても良い。

なお、一般的にＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）で用いられている電波の周波数は、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚが多く、これらの周波数の電波を検波できるように無線ＩＣタグを形成することが、汎用性を高める上で非常に重要である。

本実施の形態の無線ＩＣタグでは、半導体基板を用いて形成されたＲＦＩＤよりも電波が遮蔽されにくく、電波の遮蔽により信号が減衰するのを防ぐことができるというメリットを有している。よって、半導体基板を用いずに済むので、無線ＩＣタグのコストを大幅に低くすることができる。

なお、本実施の形態では、集積回路を剥離して、可撓性を有する基板に貼り合わせる例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、集積回路の作製工程における熱処理に耐えうるような耐熱温度を有している可撓性を有する基板（例えばプラスチック基板など）を用いる場合、必ずしも集積回路を剥離する必要はない。

本発明を用いることで、高密度プラズマ装置を用いて窒化されたゲート電極、及び高密度プラズマ装置を用いて窒化又は酸化された配線とを有する信頼性の高い薄膜集積回路、または非接触型薄膜集積回路装置を作製することができる。

また、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態８）
上記実施の形態では、非晶質半導体膜、導電膜、絶縁膜等を適宜積層して形成する際に高密度プラズマ処理を行う例を示した。本実施の形態では、上記実施の形態に示した工程を大気に曝さず連続成膜する場合の工程例を図面を用いて説明する。

複数のチャンバーを備えた装置の一例を図１６に示す。なお、図１６は、本実施の形態で用いる装置の一構成例を上面からみた図である。

図１６に示す装置は、第１のチャンバー１１１１、第２のチャンバー１１１２、第３のチャンバー１１１３、第４のチャンバー１１１４、ロードロック室１１１０、１１１５、共通室１１２０を有しており、それぞれのチャンバーは気密性を有している。各チャンバーには、真空排気ポンプ、ガスの導入系が備えられている。

ロードロック室１１１０、１１１５は、試料（処理基板）をシステムに搬入するための部屋である。また、第１〜第４のチャンバーは、基板に導電膜、絶縁膜または半導体膜の成膜や、エッチングやプラズマ処理等を行うための部屋である。共通室１１２０は、それぞれのロードロック室１１１０、１１１５および第１〜第４のチャンバーに対して共通に配置された試料の共通室１１２０である。また、共通室１１２０とロードロック室１１１０、１１１５、第１〜第４のチャンバー１１１１〜１１１４との間にはゲート弁１１２２〜１１２７が設けられている。なお、共通室１１２０には、ロボットアーム１１２１が設けてあり、ロボットアーム１１２１によって、処理基板が各部屋へ運ばれる。

以下に、具体例として、実施の形態１に示したＴＦＴの作製工程の一部を示す。結晶性半導体膜を有する基板に対して、第１のチャンバー１１１１においてゲート電極を形成し、第２のチャンバー１１１２においてゲート電極上のレジストを除去し、第３のチャンバー１１１３においてゲート電極表面に高密度プラズマ処理を行い、第４のチャンバー１１１４においてゲート電極上に絶縁膜を形成する例を示す。本実施の形態において、第３のチャンバー１１１３には図１５に示した高密度プラズマ処理装置が設置されている。

まず、基板は多数枚が収納されたカセット１１２８ごとロードロック室１１１０に搬入される。カセット１１２８の搬入後、ロードロック室１１１０の搬入扉を閉鎖する。この状態において、ゲート弁１１２２を開けてカセット１１２８から処理基板を取り出し、ロボットアーム１１２１によって共通室１１２０に配置させる。この際、共通室１１２０において基板の位置合わせが行われる。

次に、ゲート弁１１２２を閉鎖し、ついでゲート弁１１２４を開ける。そして、第１のチャンバー１１１１へ基板を移送する。なお、基板上には半導体膜、ゲート絶縁膜等が形成され、該ゲート絶縁膜上に形成された導電膜上に感光性材料からなるレジストパターンが形成されている。本実施の形態では、導電膜としてモリブデン（Ｍｏ）を用いる。第１のチャンバー１１１１内で、ゲート絶縁膜上に形成された導電膜をエッチングすることで、ゲート電極を形成する。

次に、基板はロボットアーム１１２１によって共通室１１２０に引き出され、第２のチャンバー１１１２に移送される。第２のチャンバー１１１２内で、アッシング等によりゲート電極上に残っているレジストを除去する。

次に、基板はロボットアーム１１２１によって共通室１１２０に引き出され、第３のチャンバー１１１３に移送される。第３のチャンバー１１１３内で、高密度プラズマ装置を用いてゲート電極表面を窒化し、ゲート電極表面に窒化モリブデン膜を形成する。

次に、基板はロボットアーム１１２１によって共通室１１２０に引き出され、第４のチャンバー１１１４に移送される。第４のチャンバー１１１４内で、窒化されたゲート電極上に、ＣＶＤ法などを用いて絶縁膜を形成する。

以上のように、ゲート電極上に絶縁膜を形成した後、基板はロボットアーム１１２１によってロードロック室１１１５に移送されカセット１１２９に収納される。その後、絶縁膜及びゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成して、絶縁膜上に配線等を形成することにより実施の形態１で示した半導体装置を作製することができる。

なお、図１６に示したのはあくまで一例であり、例えば、チャンバーの数を増やしてさらに多層の絶縁膜を形成してもよいし、絶縁膜等を高密度プラズマ装置を用いて形成してもよい。また、ゲート電極やゲート絶縁膜など本実施の形態で示した工程以外の部分を本装置を用いて作製してもよい。つまり、上記実施の形態１〜７で示した工程は、本実施の形態の工程と自由に組み合わせて用いることができる。また、図１６において第１〜第４のチャンバー１１１１〜１１１４はシングル型のチャンバーを用いた例を示したが、バッチ型のチャンバーを用いて多数枚を一度に処理する構成としてもよい。

本実施の形態で示した装置を用いることによって、大気に一度も曝されることなくゲート絶縁膜、ゲート電極、ゲート窒化膜等を連続して形成することができる。そのため、汚染物の混入の防止や生産効率の向上を実現することができる。

（実施の形態９）
本発明により作製した半導体装置を用いて様々な電子機器を完成させることができる。例えば、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（オーディオ）、テレビ（ディスプレイ）、携帯端末機などを挙げることができる。製作した半導体装置の製品品質は良好な状態であり、その製品品質のばらつきをなくすことが可能になる。その結果、最終製品としての電子機器を良好な品質で作製することが可能になる。その具体例を図を用いて説明する。

図１７（Ａ）は表示装置であり、筐体２２０１、支持台２２０２、表示部２２０３、スピーカー部２２０４、ビデオ入力端子２２０５などを含む。この表示装置は、他の実施の形態で示した作製方法により形成した薄膜トランジスタをその表示部２２０３に用いることにより作製される。本発明の薄膜トランジスタは信頼性が高いため、本発明の薄膜トランジスタを用いることで品質良好で、かつ品質のばらつきの少ない表示装置を作製することができる。なお、表示装置には液晶表示装置、発光装置などがあり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。

図１７（Ｂ）はコンピュータであり、筐体２２１１、表示部２２１２、キーボード２２１３、外部接続ポート２２１４、ポインティングマウス２２１５などを含む。本発明の薄膜トランジスタは信頼性が高いため、本発明の薄膜トランジスタを用いることで、品質良好で、かつ品質のばらつきの少ない表示部２２１２やその他の回路を作製することができる。さらに、本発明は本体内部のＣＰＵ、メモリなどの半導体装置にも適用が可能である。

また、図１７（Ｃ）は携帯電話であり、携帯端末の１つの代表例である。この携帯電話は筐体２２２１、表示部２２２２、操作キー２２２３などを含む。上記の携帯電話を初めとして、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ、情報携帯端末）、デジタルカメラ、小型ゲーム機などの電子機器に、本発明の薄膜トランジスタを用いることが出来る。本発明の薄膜トランジスタは信頼性が高いため、本発明の薄膜トランジスタを用いることで、品質良好で、かつ品質のばらつきの少ない表示部２２２２やＣＰＵ、メモリなどの機能回路などを作製することができる。

また、図１７（Ｄ）、（Ｅ）はデジタルカメラである。なお、図１７（Ｅ）は、図１７（Ｄ）の裏側を示す図である。このデジタルカメラは、筐体２２３１、表示部２２３２、レンズ２２３３、操作キー２２３４、シャッター２２３５などを有する。本発明の薄膜トランジスタは信頼性が高いため、本発明の薄膜トランジスタを用いることで、品質良好で、かつ品質のばらつきの少ない表示部２２３２や、表示部２２３２を制御するドライバ部、およびその他の回路を作製することができる。

図１７（Ｆ）はデジタルビデオカメラである。このデジタルビデオカメラは、本体２２４１、表示部２２４２、筐体２２４３、外部接続ポート２２４４、リモコン受信部２２４５、受像部２２４６、バッテリー２２４７、音声入力部２２４８、操作キー２２４９、接眼部２２５０などを有する。本発明の薄膜トランジスタは信頼性が高いため、本発明の薄膜トランジスタを用いることで、品質良好で、かつ品質のばらつきの少ない表示部２２４２や、この表示部２２４２を制御するドライバ部およびその他の回路を作製することができる。

また、本発明の高密度プラズマ装置を用いて作製した薄膜トランジスタを薄膜集積回路、または非接触型薄膜集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）として用いることもできる。他の実施の形態で示した作製方法を用いることにより、薄膜集積回路および非接触型薄膜集積回路は、メモリを有するタグとしての利用可能である。

図１８（Ａ）は、パスポート２３０１に無線ＩＣタグ２３０２を貼り付けている状態を示している。また、パスポート２３０１に無線ＩＣタグ２３０２を埋め込んでもよい。同様にして、運転免許証、クレジットカード、紙幣、硬貨、証券、商品券、チケット、トラベラーズチェック（Ｔ／Ｃ）、健康保険証、住民票、戸籍謄本など、様々な物品に無線ＩＣタグを貼り付けたり埋め込むことができる。この場合、本物であることを示す情報のみを無線ＩＣタグのメモリなどに入力しておき、不正に情報を読み取ったり書き込んだりできないようにアクセス権を設定する。このようにタグとして利用することによって、偽造されたものと区別することが可能になる。

図１８（Ｂ）は、無線ＩＣタグ２３１１を野菜の野菜の包装に貼り付けるラベルに埋め込んだ例を示している。また、包装そのものに無線ＩＣタグを貼り付けたり埋め込んだりしても構わない。もちろん、野菜に限らず様々な物品の包装体に対して利用することができる。無線ＩＣタグ２３１１には、生産地、生産者、製造年月日、加工方法などの生産段階のプロセスや、商品の流通プロセス、価格、数量、用途、形状、重量、賞味期限、各種認証情報などを記録することが可能になる。無線ＩＣタグ２３１１からの情報は、無線式のリーダ２３１２のアンテナ部２３１３で受信して読み取り、リーダ２３１２の表示部２３１４に表示することによって、卸売業者、小売業者、消費者が把握することが容易になる。また、生産者、取引業者、消費者のそれぞれに対してアクセス権を設定することによって、アクセス権を有しない場合は読み込み、書き込み、書き換え、消去ができない仕組みになっている。

また、無線ＩＣタグは以下のように用いることができる。会計の際に無線ＩＣタグに会計を済ませたことを記入し、出口にチェック手段を設け、会計済みであることを無線ＩＣタグに書き込まれているかをチェックする。会計を済ませていないで店を出ようとすると、警報が鳴る。この方法によって、会計のし忘れや万引きを予防することができる。

さらに、顧客のプライバシー保護を考慮すると、以下に記す方法にすることも可能である。レジで会計をする段階で、（１）無線ＩＣタグに入力されているデータを暗証番号などでロックする、（２）無線ＩＣタグに入力されているデータそのものを暗号化する、（３）無線ＩＣタグに入力されているデータを消去する、（４）無線ＩＣタグに入力されているデータを破壊する、のいずれかを行う。そして、出口にチェック手段を設け、（１）〜（４）のいずれかの処理が行われたか、または無線ＩＣタグのデータに何も処理が行われていない状態であるかをチェックすることによって、会計の有無をチェックする。このようにすると、店内では会計の有無を確認することが可能であり、店外では所有者の意志に反して無線ＩＣタグの情報を読み取られることを防止することができる。

なお、（４）の無線ＩＣタグに入力されているデータを破壊する方法をいくつか挙げることができる。例えば、（ａ）無線ＩＣタグが有する電子データの少なくとも一部に「０（オフ）」若しくは「１（オン）」、または「０」と「１」の両方を書き込んでデータのみを破壊する方法や、（ｂ）無線ＩＣタグに電流を過剰に流し、無線ＩＣタグが有する半導体素子の配線の一部を物理的に破壊する方法などを用いることができる。

以上に挙げた無線タグは、従来用いているバーコードより製造コストが高いため、コスト低減を図る必要がある。本発明を用いることによって、品質が良好でばらつきのない半導体素子をスループット良く形成することができるため、コストの低減に有効である。さらに、どの無線タグも品質が高く、性能のばらつきがないように製作することができる。

以上のように、本発明により作製された半導体装置の適用範囲は極めて広く、本発明により作製された半導体装置をあらゆる分野の電子機器に用いることができる。

本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。 本発明の高密度プラズマ処理装置の模式図。 本発明の連続成膜装置の模式図。 本発明により作製した半導体装置を用いた電子機器を表す図。 本発明により作製した半導体装置を用いた電子機器を表す図。

符号の説明

１０１ 絶縁基板
１０２ 下地膜
１０３ 半導体膜
１０４ 結晶性半導体膜
１０５ ゲート絶縁膜
１０６ ゲート電極
１０７ 第１の層間絶縁膜
１０８ 配線
１０９ 第２の層間絶縁膜
１１０ 第１の電極
１１１ 絶縁膜
１１２ 電界発光層
１１３ 第２の電極
１１４ ゴミ
１１５ 窒化モリブデン膜
１１６ 点線領域
１１７ 窒化膜

Claims (13)

1. 絶縁表面を有する基板上に半導体膜を形成し、
   前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、
   前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、
   前記ゲート電極表面を高密度プラズマにより窒化することによって前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. 絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜を形成し、
   前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、
   前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、
   前記ゲート電極表面を高密度プラズマにより窒化することによって、前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成し、
   前記ゲート電極上に絶縁膜を形成し、
   前記絶縁層上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線を形成し、
   前記配線表面を高密度プラズマにより窒化又は酸化することによって、前記配線表面に金属窒化膜又は金属酸化膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜を形成し、
   前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、
   前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、
   前記ゲート電極表面を高密度プラズマにより窒化することによって、前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成し、
   前記ゲート電極上に第１の絶縁膜を形成し、
   前記第１の絶縁膜上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線を形成し、
   前記配線表面を高密度プラズマにより窒化又は酸化することによって、前記配線表面に金属窒化膜又は金属酸化膜を形成し、
   前記金属窒化膜又は金属酸化膜上に第２の絶縁膜を形成し、
   前記第２の絶縁膜上に透明導電膜を形成し、
   前記透明導電膜及び前記第２の絶縁膜を高密度プラズマにより窒化又は酸化する
   ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. 絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜を形成し、
   前記半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、
   前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、
   前記ゲート電極表面を高密度プラズマにより窒化することによって前記ゲート電極の表面に窒化膜を形成し、
   前記ゲート電極上に第１の絶縁膜を形成し、
   前記第１の絶縁膜上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線を形成し、
   前記配線表面を高密度プラズマにより窒化又は酸化することによって、前記配線表面に金属窒化膜又は金属酸化膜を形成し、
   前記金属窒化膜又は金属酸化膜上に第２の絶縁膜を形成し、
   前記第２の絶縁膜上に透明導電膜を形成し、
   前記透明導電膜及び前記第２の絶縁膜を高密度プラズマにより窒化又は酸化した後、前記透明導電膜上を洗浄することを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. 請求項２乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記高密度プラズマにより酸化するとき、酸素と希ガスとの混合ガス、又は酸素と水素と希ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
   前記高密度プラズマにより窒化するとき、窒素と希ガスとの混合ガス、アンモニアと希ガスとの混合ガス、又は窒素と水素と希ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
   前記高密度プラズマにより窒化又は酸化するとき、前記基板を２００℃から５５０℃の温度に加熱することを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
   前記高密度プラズマは、０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の電子温度で、かつ１．０×１０^１１ｃｍ^−３以上１．０×１０^１３ｃｍ^−３以下の電子密度であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
   前記ゲート電極の材料は、モリブデン、タングステン、クロム、タンタル、アルミニウムまたはシリコンであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. 絶縁表面を有する基板上に半導体膜と、
    前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜上にゲート電極と、
    前記ゲート電極表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む窒化膜とを有することを特徴とする半導体装置。
11. 絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜と、
    前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜上にゲート電極と、
    前記ゲート電極表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む窒化膜と、
    前記ゲート電極上に絶縁膜と、
    前記絶縁膜上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線と、
    前記配線表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む金属窒化膜又は金属酸化膜とを有することを特徴とする半導体装置。
12. 絶縁表面を有する基板上にソース領域とドレイン領域とを有する半導体膜と、
    前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜上にゲート電極と、
    前記ゲート電極表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む窒化膜と、
    前記ゲート電極上に第１の絶縁膜と、
    前記第１の絶縁膜上に前記ソース領域または前記ドレイン領域と接続する配線と、
    前記配線表面に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む金属窒化膜又は金属酸化膜と、
    前記希ガスを含む金属窒化膜又は金属酸化膜上に第２の絶縁膜と、
    前記第２の絶縁膜上に透明導電膜と、
    前記透明導電膜又は前記第２の絶縁膜上に、高密度プラズマにより形成された希ガスを含む窒化膜又は酸化膜とを有することを特徴とする半導体装置。
13. 請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項において、
    前記半導体装置を有することを特徴とするＥＬ表示装置、液晶表示装置、又はＲＦＩＤ。

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