JP3390726B2 - 薄膜トランジスタの作製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信頼性および量産
性に優れ、歩留りの高い、絶縁基板上に形成された半導
体集積回路およびその作製方法に関する。本発明は、そ
の応用分野として、例えば、液晶ディスプレーや薄膜イ
メージセンサー等の駆動回路あるいは３次元集積回路等
を構成せんとするものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラスやサファイヤ等の絶縁基板
上に半導体集積回路を形成することが試みられている。
その理由としては、基板と配線間の寄生容量が低下して
動作速度が向上することと、特に石英その等のガラス材
料は、シリコンウェファーのような大きさの制限がな
く、安価であること、素子間の分離が容易で、特にＣＭ
ＯＳのモノリシック集積回路で問題となるようなラッチ
アップ現象がおこらないこと等のためである。また、以
上のような理由とは別に液晶ディスプレーや密着型イメ
ージセンサーにおいては、半導体素子と液晶素子あるい
は光検出素子とを一体化して構成する必要から、透明な
基板上に薄膜トラジスター（ＴＦＴ）等を形成する必要
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような理由から絶
縁性基板上に薄膜状の半導体素子が形成されるようにな
った。しかしながら、従来の絶縁基板上の半導体集積回
路は、半導体基板上の半導体集積回路（モノリシック集
積回路）と同じ製造工程を援用した為、作製に要するマ
スク数が極めて多くなった。従来のモノリシック集積回
路では、基板である、シリコン単結晶は極めて信頼性が
高く、熱処理に伴う変形等の問題がほとんどなく、した
がって、マスク合わせの工程においても、そのような理
由のためマスクがずれるということはあまりなかった。

【０００４】しかしながら、一般に市販されている絶縁
基板は、シリコン基板に比べて信頼性が低く、また、特
にガラス系の材料でできた基板は熱処理によって無秩序
に変形してしまうため、設計したマスクが合わなくなっ
てしまうなど、マスク合わせが極めて困難となることが
あった。

【０００５】さらに、液晶ディスプレー等の目的のため
に使用する場合には、従来の集積回路に比べて格段に広
い面積に集積回路を形成することが求められ、なおさら
マスク合わせは困難な作業となった。したがって、マス
ク合わせの工程を減らすことが必要とされてきた。本発
明はこのような絶縁基板上のでの集積回路の作製におい
てマスク合わせの工程の少ない作製方法を提唱するもの
である。

【０００６】本発明では、また、得られる集積回路の信
頼性を高め、歩留りの向上をも目的とする。絶縁基板上
に集積回路を形成する場合には、特に、素子の静電破壊
が問題となる。というのは、絶縁基板である為に静電気
が発生しやすく、なおかつ、静電気を除去することが困
難であるためである。特に、多層配線間の静電破壊は、
例えば、液晶ディスプレーの場合には、１か所の破壊に
よって、縦横各１行が使用不能になってしまい、例えば
半導体メモリーの場合のように、他の部分で補うという
ことができず、その損害は大きい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、従来とは全
く異なるプロセスを導入することによって上記の問題点
を解決しようとするのである。すなわち、従来の集積回
路で使用されていた層間絶縁物に関して、本発明では、
下部の配線層を酸化して形成した絶縁物を層間絶縁物の
全部あるいは一部として用い、それによってマスク合わ
せの回数を減らし、あるいは、多層配線間の耐圧を向上
せしめる。

【０００８】図１には、本発明の例を示す。まず、絶縁
表面を有する基板１０１上にパッシベーション膜として
厚さ１００〜１０００ｎｍの酸化珪素膜１０２を形成
し、その上に半導体被膜を形成する。この絶縁表面を有
する基板としては、ガラス基板、シリコンウェファー上
に絶縁膜が設けられた基板、シリコン半導体を用いたモ
ノリシック半導体集積回路上に絶縁膜が設けられた基板
等を使用することができる。パッシベーション膜は、基
板からナトリウム等の可動イオンがその上の半導体領域
中に侵入して、半導体特性を劣化させることを抑制する
作用を有する。このパッシベーション膜は、単層の膜で
も、また、例えば窒化珪素と酸化珪素、酸化アルミニウ
ム等の多層膜であってもよい。さらに、基板が十分に高
純度なもので、可動イオンが十分少ない場合には、わざ
わざこのようにパッシベーション膜を設ける必要はな
い。半導体被膜としては、例えば、アモルファスあるい
は多結晶、もしくは、微結晶質のシリコンを用いればよ
い。この半導体被膜をエッチングして半導体領域１０３
を形成する。

【０００９】さらに、その上に絶縁被膜を形成する。こ
の絶縁被膜はゲイト絶縁膜として使用されるので、下の
半導体領域との界面の特性が優れたものを使用し、か
つ、キャリヤトラップ中心、界面準位となるような欠陥
の少ないものを使用することが望まれる。例えば、ＥＣ
Ｒ−ＣＶＤ法によって形成した酸化珪素膜等がよい。ま
た、複数の絶縁被膜を多層に重ねた構造としてもよい。
この絶縁被膜の厚さは、ゲイト絶縁膜として使用するこ
とを考慮して決定される。典型的には、５０〜５００ｎ
ｍである。このようにして、図１（Ａ）で示される構造
が得られる。

【００１０】その後、金属、例えばアルミニウムを主成
分とする金属被膜が形成される。すなわち、ほとんど不
純物を含有しないアルミニウムや、純粋なアルミニウム
では強度が不十分で、例えば、エレクトロマイグレーシ
ョンのような機械的な力に弱い場合には、アルミニウム
にシリコンを１〜１０％添加した合金等を用いて被膜を
形成する。アルミニウムのかわりにチタンやタンタルま
たは、珪化チタン、珪化タンタル、アルミニウム化合
物、チタン化合物、タンタル化合物であってもよい。こ
れらの金属は陽極酸化法（陽極化成法）によってその材
料の酸化物膜を形成することができ、また、この酸化物
膜は耐圧性に優れている。しかしながら、この金属の選
択で注意しなければならないことは、酸化アルミニウム
に比べると、酸化チタンや酸化タンタルは格段に比誘電
率が大きいということである。したがって、層間絶縁物
としてこれらの誘電率の高い材料を使用すれば、誘電損
失が大きくなることがある。また、タンタルやチタンは
アルミニウムに比して抵抗率が高いことも材料の選択に
おいては検討しなければならない。したがって、例え
ば、同じ第１の配線ではあっても、高速応答性を要求さ
れ、上部配線との静電損失が小さいことの要求されるゲ
イト配線ではアルミニウムを用い、さほどの高速応答性
は要求されず、むしろキャパシタとして機能することの
要求される蓄積容量配線にはタンタルやチタンを用いる
というように使いわけることも望ましい。もちろん、そ
の場合にはマスクの枚数は１枚余分に必要である。さ
て、このようにして形成された金属膜を選択的に除去し
て、例えば、ゲイト電極１０６や、それから延びる配線
（ゲイト配線）１０５、あるいは、蓄積容量電極として
機能し、ゲイト配線とは別に使用される配線（蓄積容量
配線）１０７を形成する。ゲイト電極はリンドープシリ
コンまたは金属の単層、リンドープシリコン膜と金属膜
の多層であってもよい。多層の場合はリンドープシリコ
ン膜の厚さは例えば２０乃至５００Åである。

【００１１】次に、公知の不純物拡散法、例えば、イオ
ン注入法やプラズマドーピング法、によって、半導体領
域に不純物を導入し、不純物領域１０８を形成する。こ
のとき、ゲイト電極１０６が不純物注入の際のマスクと
して機能するため、自己整合的（セルフアライン的）に
不純物領域が形成される。このようにして、図１（Ｂ）
が得られる。

【００１２】不純物領域形成後、適切な電解溶液中に基
板ごと浸漬して、ゲイト配線、蓄積容量配線を電源に接
続し、直流もしくは交流の電流を通じて陽極酸化をおこ
ない、ゲイト配線、ゲイト電極、蓄積容量電極等の表面
に酸化膜１０９を形成する。上記配線等の材料としてア
ルミニウムを用いた場合には酸化アルミニウムの、チタ
ンを用いた場合には酸化チタンの、タンタルを用いた場
合には酸化タンタルの被膜が形成される。これらの酸化
物膜は、純粋に金属と酸素からなるのではなく、内部に
電解質を構成する元素が含まれたり、水和物となったり
し、よって、その物理的性質は変化する。例えば、電解
質に有機酸を用いた場合には、酸化物膜中に炭素が含ま
れ、硫酸を用いた場合には硫黄が含まれる。電解質にア
ルカリ金属イオンを含む材料を用いることは避けるべき
である。アルカリ金属イオン（ナトリウムやカリウム）
は、半導体領域中に侵入すると半導体の導電特性に著し
い損害を与えるからである。

【００１３】酸化膜の厚さは、必要とされる耐圧によっ
て決定されるほか、この酸化工程によってゲイト電極が
後退するので、不純物領域とゲイト電極の重なり方をも
考慮して決定される。典型的には、酸化物膜の厚さは１
０〜１０００ｎｍである。

【００１４】また、例えば、ゲイト配線だけを電源に接
続し、蓄積容量配線はつながなかった場合には、ゲイト
配線にのみ酸化物膜が形成され、蓄積容量配線には、自
然酸化膜以外には実質的に酸化物膜が形成されない。あ
るいは、それぞれに通電する時間、電流、電圧等を変化
させてもよい。このようにして、形成される酸化物膜の
厚さを変化させることが可能である。例えば、層間絶縁
物として使用する場合には配線間の容量を減らす為に膜
厚は大きい方が望ましいが、一方、蓄積容量等のキャパ
シタの絶縁物として使用する場合には薄い方が望まし
い。このような目的に違いがある場合には上記のような
手法を用いることが有効である。

【００１５】このようにして、上記配線等が酸化物膜で
被覆されたら、基板を溶液から取り出し、よく乾燥させ
る。また、必要によっては熱水あるいは高温蒸気にさら
すことによって酸化物膜の改質をおこなってもい。すな
わち、陽極酸化法において、特に厚い酸化物膜を得るこ
とを目的とする条件においては、得られる膜は多孔質の
膜である。このような膜は厚いけれども耐圧に問題があ
る場合があり、また、後の工程において、孔を介して電
流が短絡することがある。そのような場合には酸化物膜
を高温の水と反応させて、水和物とし、体積を膨張させ
ることによって粗をふさぐとよい。このようにして緻密
な絶縁性のよい膜が得られる。いずれにせよ、被膜上に
電解質が残存しないように十分に洗浄し、乾燥させるこ
とが必要である。このようにして、図１（Ｃ）が得られ
る。

【００１６】その後、金属被膜を形成し、これをパター
ニングして、例えば、ドレイン配線・電極１１０やソー
ス電極１１を形成する。特に、マトリクス回路等の多層
配線では、このようにして形成された配線は、最初に形
成された配線と交差することが必要とされることがあ
る。従来は、最初の配線形成後に、絶縁材料で層間絶縁
物を形成して、その後に上部の配線を形成するのである
が、本発明では、層間絶縁物を形成しないで、じかに上
部配線を形成することが可能である。すなわち、既に下
部配線が酸化物膜で被覆されているからである。したが
って、従来の方法に比べて、この段階で、マスクを１枚
減らすことが可能となる。このようにして、図１（Ｄ）
を得る。

【００１７】本発明では、図１（Ｄ）を得るのに要する
マスクは、半導体領域形成用、第１の金属配線形成用
と、この第２の金属配線形成用の３枚である。しかしな
がら、従来の方法では、半導体領域形成用、第１の金属
配線形成用、トランジスタのソース電極形成用（層間絶
縁物に孔を開ける）、第２の金属配線形成用の４枚が必
要であった。

【００１８】その後は、例えば、図１（Ｅ）に示すよう
に、酸化インジウム錫や酸化錫等の透明導電性材料の被
膜を、例えば、スパッタリング法によって形成し、これ
をパターニングして液晶ディスプレーの画素電極を形成
すれば、液晶ディスプレーの画素が形成される。以上の
工程に要されるマスクの枚数は４枚である。図２には、
このようにして作製した、液晶ディスプレーの画素を上
面から見た様子を示す。図中の鎖線ａ−ｂ−ｃ−ｄは、
図１（Ｅ）のａ−ｂ−ｃ−ｄに対応し、図１にはそれぞ
れの点での断面の概略が示されている。

【００１９】図１（Ｅ）から明らかなように、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）の不純物領域１０８の端とゲイト電
極の端は一致していない。図では、ゲイト電極と不純物
領域は重ならないように描かれている。ゲイト電極と不
純物領域の開き（これをオフセットという）Ｌは、例え
ば、０．２〜０．５μｍとなるように設計される。この
ようなことができるのも本発明の特徴である。すなわ
ち、図１の例では、セルフアライン的に不純物を注入し
て、不純物領域を形成した後、ゲイト電極の表面を酸化
するので、ゲイト電極の表面はこの酸化工程によって後
退する。したがって、オフセット状態となる。このよう
なオフセット状態とすることによって、ＴＦＴのドレイ
ン電流のＯＮ／ＯＦＦ比を大きくすることや、逆極性の
ゲイト電圧が印加された場合に、しばしば見られたリー
ク電流の増加を抑制する効果を得ることができる。

【００２０】図１では、ゲイト電極と不純物領域の関係
はオフセットとなる例を示したが、本発明によれば、こ
のオフセットの大きさＬを任意の値とすることも、ま
た、ゲイト電極と不純物領域の重なったオーバラップ状
態とすることも自在にできる。すなわち、例えば、不純
物注入方法として、イオン注入法を用いれば、イオンの
エネルギーの大きさによって、注入されたイオンの２次
散乱の程度を調節することができる。イオンの２次散乱
は不純物イオンがゲイト電極の下にもぐりこむ原因とな
るものである。すなわち、２次散乱が大きければ、ゲイ
ト電極と不純物領域の重なりが大きく、オーバラップ状
態となる。また、イオンのエネルギーを小さくして２次
散乱を抑えれば、重なりは抑制される。

【００２１】一方、本発明ではその後、ゲイト電極を酸
化することによって、ゲイト電極が後退する。この後退
の程度は酸化の程度によって決定される。したがって、
イオン注入エネルギーと酸化の条件を制御することによ
って、任意の大きさで、オフセット状態やオーバーラッ
プ状態を実現できるのである。

【００２２】図においては、蓄積容量電極・配線１０７
が示されている。この電極・配線はその酸化膜を介して
透明な画素電極１１２と対向し、また、液晶を隔てて形
成される対向電極と同電位に保たれることによって、液
晶画素の容量と平行な容量を構成することとなる。これ
は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲイトとソ
ース間の寄生容量が大きい場合に、ゲイト信号のＯＮ／
ＯＦＦによって、液晶画素の電位が変動することを軽減
する目的で設けられる。図１の例では、チタン、アルミ
ニウム、タンタル等の酸化物が誘電体となり、これらの
材料の比誘電率は、代表的な絶縁・誘電材料である、酸
化珪素の２倍以上であるので蓄積容量の面積を減らすこ
とが可能である。すなわち、液晶画素のうち光を透過す
る部分の面積を大きくすること（開口率を上げること）
が可能となる。付け加えるならば、このような蓄積容量
は、液晶ディスプレーでは必ずしも必要でない。

【００２３】図３には、本発明の別の例を示す。図１の
例では、層間絶縁物は、下部配線の酸化膜だけであった
が、その場合には、厚さの点で問題があり、また、この
ような酸化物は誘電率が大きいので、配線間容量の増加
の原因となる。そこで、図３では層間絶縁物を２層と
し、その厚さを増すとともに、平均的な誘電率の低下を
計って、配線間容量の低減をおこなった例を示す。

【００２４】図１の場合と同様に、絶縁基板３０１上
に、パッシベーション膜３０２を形成し、半導体領域３
０３を形成したのちゲイト酸化膜３０４を形成し、さら
に、ゲイト配線３０５とゲイト電極３０６、蓄積容量配
線３０７を形成したのち、イオン注入法によって不純物
をセルフアライン的に注入し、不純物領域３０８を形成
する。このイオン注入の前には、図１の場合と異なっ
て、ゲイト酸化膜を全て残しておくとよい。こうして図
３（Ａ）を得る。

【００２５】その後、図３（Ｂ）に示すように図１の場
合と同様にゲイト配線３０５とゲイト電極３０６、蓄積
容量配線３０７の表面を必要なだけ酸化する。そして、
層間絶縁物３１３を形成し、これに、ソース、ドレイン
電極用の穴３１４および３１５を形成する。さらに、ド
レイン配線３１０、ソース電極３１１を形成して、図３
（Ｃ）を得る。

【００２６】最後に図３（Ｄ）に示すように透明導電電
極（画素電極）３１２を形成して、液晶ディスプレーの
画素が形成される。この例では、全工程に使用されるマ
スクの枚数は、半導体領域の形成、ゲイト配線等の形
成、層間絶縁膜の穴明け、ドレイン配線等の形成、画素
電極の形成の５枚であり、これは従来の場合と同じであ
る。

【００２７】しかしながら、本発明では、例えば、ゲイ
ト配線とドレイン配線の交差部が、ゲイト配線の酸化物
層と層間絶縁物の層というように２層構造となってお
り、特に、陽極化成によって形成された酸化物はちみつ
で耐圧性に富んでいるため、層間の絶縁分離には好適で
ある。従来は、層間絶縁物層が１層だけであったので、
その耐圧性には問題があり、特に、配線交差部では段差
が存在するため、層間絶縁物が、この段差を覆いきれ
ず、クラック等の欠陥が存在して、上部配線との短絡等
を招くことが多かった。しかしながら、本発明では、こ
のような段差による欠陥は全く考慮する必要がなく、歩
留りの大いなる向上に寄与している。

【００２８】以上の例は、１つの導電型の薄膜トランジ
スタのみを用いた例について述べたものであったが、当
然のことながら、２つ以上のトランジスタを組み合わせ
た相補型の装置、いわゆるＣＭＯＳについても用いるこ
とができる。図４には、ＣＭＯＳを用いた液晶ディスプ
レーの画素の例を示した。ＣＭＯＳの場合には、１つの
導電型のトランジスタの場合に、さらにもう１枚、ない
し２枚のフォトリソグラフィー工程が必要である。図４
には、１つの画素を形成するのに、５枚のマスクを要す
る工程を示してある。

【００２９】まず、今までの例と同様に、絶縁基板４０
１上にパッシベーション膜４０２を形成し、さらに選択
的に半導体領域４０３ａおよび４０３ｂを形成する。そ
の後、ゲイト絶縁膜を形成し、その上にアルミニウム等
の材料で金属配線４０９およびゲイト電極４０６ａおよ
び４０６ｂを形成する。

【００３０】そして、前記配線、電極の表面を適当な厚
さだけ、陽極酸化法によって酸化する。例えば、配線・
電極材料としてアルミニウムを用いた場合には、表面は
酸化アルミニウムの被膜４０９によって被覆される。つ
いで、ゲイト絶縁膜が酸化珪素であれば、例えば、基板
を、１／１０ＨＦ（フッ化水素）溶液で軽くエッチング
してやれば、ゲイト絶縁膜が選択的にエッチングされ
る。このとき、酸化アルミニウムに覆われたゲイト配線
やゲイト電極の下部の酸化珪素はエッチングされない。
その後、公知の方法によって、半導体領域中に不純物を
導入する。このときの不純物の導電型は、例えば、ｎ型
とする。

【００３１】あるいは、ゲイト配線・電極の表面を酸化
した後、ゲイト絶縁膜が残存している状態で不純物導入
をおこない、しかるのちにゲイト絶縁膜を、酸化アルミ
ニウムをマスクとしてエッチングしても同様な構造が得
られる。このようにして、図４（Ａ）が得られる。

【００３２】例えば、図１あるいは図３の例では、不純
物導入は、配線と電極の表面の酸化に先立っておこなわ
れ、さらに、図１の例では、ゲイト絶縁膜の除去も表面
酸化の前におこなわれたために、図１（Ｃ）に典型的に
示されるように、配線・電極の表面に酸化アルミニウム
がキノコの傘のように残ってしまった。例えば、酸化ア
ルミニウムの厚さが５００ｎｍならば、約２５０ｎｍも
の出っ張りが出来ることとなり、そのため後の配線形成
においては、この傘の下に空穴・空隙が生じ、断線の原
因となることがあった。しかしながら、図４の例では、
そのような空穴・空隙が生じることは少ないので、断線
等の問題はない。

【００３３】ついで、左側の半導体領域４０３ａを、フ
ォトマスクのような材料４０７で覆い、その状態でｐ型
の不純物を導入する。以上の工程によって、ｎ型の不純
物領域４０８ａとｐ型の不純物領域４０８ｂが得られ
る。このようにして、図４（Ｂ）が得られる。

【００３４】以上の工程のかわりに、いずれの半導体領
域にも不純物を添加しない状態で、最初に半導体領域４
０３ｂをフォトレジスト等で被覆して、半導体領域４０
３ａのみにｎ型の不純物を導入し、ついで、半導体領域
４０３ａを覆って、半導体領域４０３ｂのみにｐ型の不
純物を導入するという工程を採用してもよい。しかしな
がら、このような方法を採用すると、図４の方法に加え
て、さらに１枚のマスクが必要となる。

【００３５】以後は、図１の例と同じで、金属配線・電
極４１０ａおよび４１０ｂ、４１１を形成して、図４
（Ｃ）のような構造を得、さらに、画素電極４１２を形
成して、図４（Ｄ）のような構造を得る。

【００３６】図５には、以上の工程によって得られた液
晶ディスプレー装置の１つの画素を上面から見た図を示
す。この例では、ゲイト配線４０５（あるいは、その隣
のゲイト配線４０５’）の一部を画素電極４１２の下に
もぐり込ませることによって、この間に容量を形成せし
め、図２の蓄積容量と同じ機能を持たせることとした。
図５中の鎖線において付されたａ、ｂおよびｃは図４
（Ｄ）中のａ、ｂおよびｃに対応し、図４は、鎖線にそ
った断面を表す。

【００３７】以上は、ＣＭＯＳ構造をインバータ構造と
して用いた例であったが、その他に本発明人らの出願し
た、特願平３−１４５６４２、同３−１４５６４３、同
３−１４５５６６、同３−１５７５０２、同３−１５７
５０３、同３−１５７５０４、同３−１５７５０５、同
３−１５７５０６、同３−１５７５０７等に記述される
バッファー構造やトランスファーゲイト構造、あるいは
それらの変形構造に用いることも可能である。

【００３８】この構造を得る為のマスクの枚数は、半導
体領域形成用、ゲイト電極・配線形成用、ｐ型不純物領
域形成用、（第２の）金属配線形成用、画素電極形成用
の５枚である。従来は、半導体領域形成用、ゲイト電極
・配線形成用、ｐ型不純物領域形成用、層間絶縁物の電
極用穴形成用、（第２の）金属配線形成用、画素電極形
成用の計６枚が必要であった。

【００３９】図６には、やはりＣＭＯＳ構造を得るため
の本発明を用いた別な作製方法を示した。これは、図３
および先の図５に示した作製方法より容易に理解される
であろう。この例では、第１の配線６０５と第２の配線
６１０ａとの交差部の厚さが、金属配線の陽極酸化膜６
０９だけでは不十分であり、配線間の容量が大きくなり
すぎると考えられる場合に、陽極酸化膜に加えて別に層
間絶縁物６１３を形成するものである。その場合には、
半導体領域（６０３ａ、６０３ｂ）形成、ゲイト配線・
電極（６０５、６０６ａ、６０６ｂ）形成、レジスト
（６０７）形成、層間絶縁物の電極用穴（６１４ａ、６
１４ｂ、６１５）形成、第２の金属配線・電極（６１０
ａ、６１０ｂ、６１１）形成、画素電極（６１２）形成
の６枚が必要である。これは、従来の作製方法で必要と
される最小枚数と同じであるが、本発明を利用すること
によって得られる効果は、図３の作製方法で得られたも
のとＣＭＯＳであることを除けば、実質的に同等であ
り、高歩留りが達成できた。

【００４０】図７には、本発明を使用した別な例を示
す。図１（および図４）あるいは図３（および図６）の
例では、下部配線と上部配線の間の層間絶縁物の厚さ
と、蓄積容量配線と画素電極の間の絶縁物の厚さは、実
質的に同じであったが、前者は厚い方が好まれるのに対
し、後者は薄い方が好まれる。この矛盾を解決する方法
が図７に示された方法である。

【００４１】図１の場合と同様に、絶縁基板７０１上に
パッシベーション膜７０２を形成し、半導体領域７０３
を形成したのちゲイト酸化膜７０４を形成し、さらに、
ゲイト配線７０５とゲイト電極７０６、蓄積容量配線７
０７を形成したのち、これらの配線・電極の表面を陽極
酸化し、さらに、陽極酸化膜７０９をマスクとして、ゲ
イト絶縁膜を除去する。そしてイオン注入法によって不
純物をゲイトをマスクとしてセルフアライン的に注入
し、不純物領域７０８を形成する。ゲイト絶縁膜は除去
しないで残しておいてもよい。こうして図７（Ａ）を得
る。

【００４２】その後、図７（Ｂ）に示すように画素電極
７１２を形成する。さらに、図７（Ｃ）に示すように層
間絶縁物７１３を形成し、これに、ソース、ドレイン電
極用の穴７１４を形成する。さらに、ドレイン配線７１
０を形成して、図７（Ｄ）を得る。

【００４３】このような構造を有する液晶ディスプレー
の画素では、配線の交差部の層間絶縁物は厚く、蓄積容
量の誘電層は薄い。以上の工程に要されるマスクは、半
導体領域の形成、ゲイト配線・電極形成、画素電極形
成、層間絶縁物の電極用穴形成、上部金属配線形成の５
枚である。

【００４４】しかしながら、このような構造では、画素
電極よりも上部金属配線（ドレイン配線として機能す
る）の方が上に位置し、その結果、対向の電極を設けた
際に、ドレイン配線の部分の電界が大きく、画素電極の
部分の電界は小さいという現象が生じる。そして、通常
の動作では、ドレイン配線は、絶えず信号が印加されう
る状態にあり、したがって、ドレイン配線の部分の面積
は小さくとも、そこに印加される電圧が大きいことのた
めに、映像に関係なく常に明るい、あるいは暗い状態を
呈し、映像に重大な問題を与えることとなる。また、こ
のドレイン配線の信号は他の画素の情報を含んでいるの
で、結果的にクロストークと同様な現象がおこってしま
う。したがって、図７のような構造を採用するにあたっ
ては、この点に充分留意し、例えば、ＴＦＴパネルは手
前側に配置する（ドレイン配線は常に影になって見えな
いので、ドレイン配線に加えられた信号の効果は視覚に
は現れない）というような工夫が必要である。

【００４５】図１や図３の例では、画素電極の下部に蓄
積容量配線等が存在するため、画素電極は平坦ではなか
った。このため、同一画素電極内で電界の大きさに差が
生じ、さらに、配線の幅の微妙な違いによって、個々の
画素の明るさに違いが生じることがあった。このため、
ばらつきの少ない画素を得るためには画素電極が平坦
で、各画素の高さは同じ方が望ましい。図８はこのよう
な問題を解決せんとする本発明の１つの例である。

【００４６】図１や図７の場合と同様に、絶縁基板８０
１上にパッシベーション膜８０２を形成し、半導体領域
８０３を形成したのちゲイト酸化膜８０４を形成し、さ
らに、ゲイト配線８０５とゲイト電極８０６、蓄積容量
配線８０７を形成したのち、これらの配線・電極の表面
を陽極酸化し、さらに、陽極酸化膜８０９をマスクとし
て、ゲイト絶縁膜を除去する。そしてイオン注入法によ
って不純物をゲイトをマスクとしてセルフアライン的に
注入し、不純物領域８０８を形成する。ゲイト絶縁膜は
除去しないで残しておいてもよい。こうして図８（Ａ）
を得る。

【００４７】その後、図８（Ｂ）に示すようにドレイン
配線８１０を形成する。さらに、図８（Ｃ）に示すよう
に、例えば、ポリイミド等の有機材料で平坦な皮膜８１
３を形成し、最後にソース電極用の穴８１５を形成し
て、画素電極８１２を形成し、図３（Ｄ）を得る。

【００４８】以上の工程に要されるマスクは、半導体領
域の形成、ゲイト配線・電極形成、上部金属配線形成、
層間絶縁物の電極用穴形成、画素電極形成の５枚であ
る。以上のように、本発明を使用することによって、極
めて多様な目的に応じた半導体装置を作製することがで
きる。

【００４９】本発明では、金属配線を酸化する方法とし
て、陽極酸化法を使用する場合がある。この陽極酸化法
では、電解液中で、陽極と陰極の間に５０〜２００Ｖ、
あるいはそれ以上の高電圧が印加される場合があり、陽
極化成中の金属配線・電極の周囲は、１０ＭＶ／ｃｍ以
上もの大きな電位勾配が生じていることもある。そこ
で、ゲイト絶縁膜をこのような高い電圧から保護するこ
とが課題となる。そのためには、半導体領域をゲイト配
線・電極と同電位にすることが望まれる。

【００５０】図９には、その方法を例示する。まず、絶
縁基板９０１上にストライプ状の半導体領域９０３を形
成する。そして、半導体領域の上にゲイト絶縁膜を形成
したのちに、各半導体領域の端部のゲイト絶縁膜に孔９
１６を設け、その後、ゲイト配線・電極９０５を形成す
る。すなわち、半導体領域９０３とゲイト配線・電極９
０５とは、孔９１６を介して同電位に保たれる。その
後、陽極酸化をおこなえば、半導体領域とゲイト配線・
電極間には実質的には電界は生じないので、ゲイト絶縁
膜に過大な電圧がかかって破壊してしまうことは少なく
なる。この状態は、図９（Ａ）に示される。

【００５１】陽極酸化終了後、不純物を導入し、さら
に、ストライプ状の半導体領域を適当な長さに分割す
る。そして、ゲイト配線状の陽極酸化膜に孔９１７を設
け、ついで、ドレイン配線・電極９１０を形成する。こ
の状態でゲイト配線９０５とドレイン配線９１６は同電
位に保たれる。その結果、ゲイト配線とドレイン配線の
交差部で、作業中に生じた静電気によって生じる絶縁破
壊を防止することができる。もっとも、この工程自体
は、陽極化成中の高電圧とは何ら関係はない。その後、
画素電極９１２を形成し、しかるのちに周辺の金属配線
を除去すればよい。

【００５２】以上の工程では、基板周辺で、配線間接続
の孔を形成する為に、リソグラフィー工程が必要となる
が、これらの精度は、画素部のものに比較すれば問題に
ならないほど低いものであり、これらの工程が加わるこ
とによる歩留りの低下はほとんどない。さらに、例え
ば、レーザーによって、表面の酸化膜のみを蒸発させて
しまうことも可能であり、そのような方法を採用すれ
ば、工程は大幅に簡略化される。

【００５３】図９の方法で使用されるマスクは、（１）
ストライプ状の半導体領域の形成、（２）ゲイト絶縁膜
への孔開け、（３）ゲイト配線・電極の形成、（４）ス
トライプ状の半導体領域の切断、（５）陽極化成膜への
孔明け、（６）ドレイン配線・電極の形成、（７）画素
電極の形成、というように、同じ構造を得る図１の方法
に比べて、多くのマスクが必要であるが、先に述べたよ
うに、このうち、（２）と（５）の工程で必要とされる
マスクは精度が要求されないので、実質的には図１に比
べて、１枚多い、５枚のマスクが必要である。

【００５４】

【発明の実施の形態】

【００５５】

【実施例】本発明を用いた実施例を図１０を用いて説明
する。この実施例は、ＡＮガラス基板上に形成したＣＭ
ＯＳ型ＴＦＴに、本発明を適用したものである。まず、
図１０（Ａ）に示すように、ＡＮガラス基板１５１上
に、減圧ＣＶＤ法によって、窒化珪素膜１５２ａを厚さ
１００ｎｍ形成する。減圧ＣＶＤは、原料ガスとしてジ
クロルシラン（ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ）とアンモニアを用い、
圧力１０〜１０００Ｐａで、５００〜８００℃、好まし
くは５５０〜７５０℃で反応させればよい。もちろん、
シラン（ＳｉＨ₄ ）やトリクロルシラン（ＳｉＨＣ
ｌ₃ ）を用いてもよい。また、減圧ＣＶＤ法でなくと
も、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマエンハン
スト型ＣＶＤ法等のＣＶＤ技術を使用してもよい。

【００５６】このようにして形成された窒化珪素膜は、
ガラス基板中に含まれる可動イオン（ナトリウムイオン
等）が、半導体中に侵入するのを阻止する機能を有す
る。したがって、基板に可動イオンが十分少なければ窒
化珪素膜を設ける必要はない。また、この窒化珪素被膜
は、酸化アルミニウム被膜であってもよい。酸化アルミ
ニウム被膜の形成には、先に述べた減圧ＣＶＤ法におい
て、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ₃ ）₃ ）と酸
素あるいは一酸化二窒素（Ｎ₂ Ｏ）等の酸化性のある気
体を用いればよい。他のＣＶＤ方法を採用する場合で
も、同様な材料を用いればよい。また、スパッタリング
法によっても形成できる。

【００５７】図では、ガラス基板上の素子形成面にのみ
窒化珪素膜が設けられている様子が示されているが、で
きれば、ガラス基板全体を窒化珪素膜で包み込んでしま
うように被膜形成をおこなうことがのぞましい。という
のは、後の陽極酸化の工程では、基板は溶液中に浸され
るので、ガラスの露出している部分があると、その部分
からアルカリイオンが溶液中に溶け出し、半導体領域に
付着、侵入することが考えられるからである。

【００５８】ついで、酸化珪素膜１５２ｂを、厚さ７０
ｎｍだけ形成する。この形成には、ＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法あるいは、スパッタリング方が適していた。この酸
化珪素膜の上には半導体領域が形成されるのであるが、
もし、酸化珪素膜と半導体領域との界面において、多く
の界面準位、トラップ中心等が生じると、半導体領域の
導電性を制御できず、トランジスタの特性を悪化させて
しまう。したがって、この酸化珪素膜の形成には十分な
注意が必要である。特に、窒化珪素は、酸化珪素のかわ
りには用いることはできない。すなわち、窒化珪素膜は
多くの場合、それ自体がキャリヤーを内部にトラップし
てしまう性質を有するからである。

【００５９】本発明人らの研究によるとＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ法あるいはスパッタリング法によって形成された
酸化珪素膜は、その界面準位の密度は十分小さいため、
本目的には好適である。特にスパッタリングによって形
成する場合には、ターゲットとして酸化珪素バルクを用
い、雰囲気は酸素とアルゴンの混合雰囲気で、酸素濃度
は５０〜１００％とすると非常に特性のよい被膜が形成
できた。また、ＥＣＲプラズマＣＶＤによって形成する
場合には、シラン（ＳｉＨ₄ ）と酸素を用いればよい。
このようにして形成した酸化珪素膜と、その後に形成さ
れた半導体被膜（珪素膜）との間の界面準位の密度は〜
１０¹¹ｃｍ^-2であり、極めて優れたものであった。さら
に、スパッタリング法あるいはＥＣＲプラズマＣＶＤ法
によって被膜を形成する際に、雰囲気中に１〜５％の塩
化水素あるいは弗化水素等を混入しておく、あるいは、
塩素や弗素を含有するシラン（例えば、ジクロールシラ
ンや四弗化珪素ＳｉＦ₄ ）を１〜１０％混入しておく
と、酸化珪素被膜中に塩素や弗素が取り込まれ、これら
は珪素と強く結合し、珪素−酸素結合の不対結合子を終
端させ、より界面準位を低下させることができる。例え
ば、５〜９×１０¹⁰ｃｍ^-2とすることができる。

【００６０】ついで、珪素被膜を減圧ＣＶＤ法によっ
て、厚さ３０ｎｍだけ形成する。珪素源には６Ｎ以上の
シラン（ＳｉＨ₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃ Ｈ₈ ）を用い、
不純物ドープはおこなわなかった。しかしながら、特に
ＣＭＯＳとして用いる場合に、ＮＭＯＳとＰＭＯＳのし
きい値電圧がほぼ同等であることが要求される場合に
は、硼素を１０¹⁵〜１０¹⁶ｃｍ^-3だけ含有するように、
原料ガス中に、ジボラン（Ｂ₂ Ｈ₆ ）を微量混合させて
もよい。あるいは、これと同等な処置は、成膜後、珪素
膜に不純物イオン（例えば、ＢＦ₂ ⁺ ）を注入すること
によってもおこなえる。

【００６１】以上の３層の成膜は、基板を大気に触れる
ことがないように連続的に成膜がおこなえる成膜装置、
いわゆるマルチチャンバー方式の成膜装置によっておこ
なった。特に、薄膜トランジスタにおいては、半導体の
界面の特性が重要であるので、界面を汚染から防ぐこと
のできる連続成膜方式は必要不可欠である。

【００６２】その後、珪素被膜を公知のフォトリソグラ
フィー法でパターニングし、Ｐチャネル型ＴＦＴ領域１
５３ａとＮチャネル型ＴＦＴ領域１５３ｂとを形成し
た。そして、水素雰囲気で、６００℃で２４〜７２時間
アニールし、結晶化させた。さらに、先に示した、スパ
ッタ法あるいはＥＣＲプラズマＣＶＤ法によってゲイト
絶縁膜となる酸化珪素膜１５４を形成した。この酸化珪
素被膜についても、先に述べた酸化珪素被膜１５２ｂと
同様に半導体領域との界面特性が重要であるので、その
作製には細心の注意が払われなければならない。この酸
化珪素膜は、厚さ１００ｎｍだけ形成された。

【００６３】その後、電子ビーム蒸着法によって、アル
ミニウム被膜が、厚さ０．８〜１．０μｍだけ形成され
た。アルミニウム被膜の形成には、その他にもスパッタ
法や有機金属ＣＶＤ法を用いることができる。そして、
公知のフォトリソグラフィー法によって、これらのアル
ミニウム被膜はパターニングされ、ゲイト電極１５６ａ
および１５６ｂ、さらにゲイト配線１５５が形成され
た。こうして、図１０（Ａ）を得た。ゲイト電極の幅は
１０μｍとした。

【００６４】ついで、このゲイト電極・配線は陽極酸化
法によって、その表面を酸化し、厚さ０．３〜０．５μ
ｍの酸化アルミニウム被膜が形成された。陽極酸化は以
下のような手順によっておこなわれた。ここで、注意し
なければならないことは、以下の記述で用いられる数値
は、一例に過ぎず、作製する素子の大きさ等によって、
最適な値が決定されるということである。すなわち、以
下の記述で用いられる数値は絶対的なものではない。ま
ず、充分にアルカリイオン濃度の小さい、酒石酸のエチ
レングリコール溶液を作製した。酒石酸の濃度として
は、０．１〜１０％、例えば、３％とし、これに、１〜
２０％、例えば１０％のアンモニア水を加え、ｐＨが７
±０．５となるように調整した。

【００６５】この溶液中に、陰極として白金電極を設
け、基板ごと溶液に浸した。そして、基板上のゲイト配
線・電極を直流電源装置の正極に接続した。そして、最
初は電流を２ｍＡで一定となるように通じた。陽極と陰
極（白金電極）との間の電圧は、溶液の濃度とともに、
ゲイト電極・配線上に形成される酸化膜の厚さによって
時間とともに変化し、一般に酸化膜の厚さが大きくなる
にしたがって、高い電圧を要するようになる。このよう
に電流を流し続け、電圧が１５０Ｖとなったところで、
電圧を一定に保持し、電流が０．１ｍＡになるまで電流
を流し続けた。定電流状態は約５０分、定電圧状態は約
２時間続いた。このようにして、ゲイト電極・配線の表
面に厚さ０．３〜０．５μｍの酸化アルミニウム膜１５
９を形成することができた。このようにして形成された
酸化アルミニウム膜は、それだけでも十分に緻密であっ
たが、より絶縁性を増すために、熱水中で１０分間保持
した。この工程によって、６〜１２ＭＶ／ｃｍの高耐圧
被膜が形成できた。この状態を図１０（Ｂ）に示す。

【００６６】その後、弗酸溶液、例えば１／１０弗酸に
基板を浸し、酸化珪素膜１５４をエッチングし、半導体
領域の表面を露出させる。このとき、酸化アルミニウム
は弗酸に不溶なので、ゲイト電極・配線の下の酸化珪素
膜は除去されず、そのまま残存する。しかしながら、長
時間にわたって弗酸中に置いておくとゲイト電極・配線
の下の酸化珪素膜も溶解してしまうので、注意しなけれ
ばならない。

【００６７】その後、公知のイオン注入法によって、ま
ず、硼素イオンあるいは硼素化合物イオン（例えばＢＦ
₂ ⁺ ）を１０¹⁸ｃｍ^-3だけ注入する。その際には、半導
体領域のゲイト電極下の部分には、注入されたイオンの
２次散乱を除いてはイオンが入り込まないので、すなわ
ち自己整合（セルフアライン）的に不純物領域を形成す
ることができる。こうして、Ｐ型の不純物領域１５８ａ
を形成する。

【００６８】ついで、図１０（Ｃ）に示すように、フォ
トレジスト１５７で、半導体領域１５３ａを覆い、半導
体領域１５３ｂのみが露出された状態で、リンイオンを
注入する。このときのリン濃度は１０²⁰ｃｍ^-3とする。
すると、半導体領域１５３ｂには既に硼素が存在してい
るが、リンの方が濃度が大きいのでＮ型を示し、Ｎ型不
純物領域１５８ｂを得る。以上のようにして、半導体領
域に不純物元素を導入することができたが、このような
不純物が導入された領域は、イオン注入の際の衝撃によ
って結晶が破壊され、アモルファス、あるいは微結晶状
態、あるいはそれらの混合された状態となっている。こ
の状態を記述するのに適切な用語がないので、ここでは
非結晶質状態と記述する。

【００６９】次いで、フォトレジストを取り除き、上方
からエキシマーレーザーあるいはアルゴンイオンレーザ
ーのようなレーザー光を照射して、レーザーアニールを
おこなった。レーザーアニールは例えば、ＫｒＦエキシ
マーレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅１０ｎｓｅ
ｃ）の場合であれば、エネルギー密度１５０〜２５０ｍ
Ｊ／ｃｍ² 、例えば、２１０ｍＪ／ｃｍ² のビームを１
０ショット加えると、ほぼ確実に結晶化がおこなえる。
ショット数がこれ以下であると、レーザー出力の制御で
きないゆらぎ・ばらつきによって結晶化の程度が均一で
なくなる。また、このレーザーアニールでは、ゲイト電
極の下には光線が入らないため、ゲイト電極の下は結晶
化できない。しかしながら、半導体領域が厚いと光線の
回折によって、レーザー光が回り込み結晶化が進行す
る。レーザー光の回り込む程度は、半導体領域の厚さが
レーザーの波長よりも大きな場合にはレーザーの波長程
度、半導体領域の厚さがレーザーの波長よりも小さな場
合には、半導体領域の厚さ程度である。本実施例のよう
に半導体領域の厚さが３０ｎｍと、レーザー光の波長
（２４８ｎｍ）に比べて著しく小さい場合には、その回
り込みの程度は、ゲイト電極の幅（１０μｍ）に比して
十分小さい。したがって、イオン注入によって、非結晶
状態となりながら、このレーザーアニールによっても結
晶性の回復できない部分が存在する。その部分の意義に
ついては後に記述する。

【００７０】以上のようにして、ＣＭＯＳ型ＴＦＴの構
造が大方得られた。後は、このＴＦＴに金属配線を形成
すればよいが、従来のＴＦＴとは違って、ソース、ドレ
インの電極穴を形成する手間が省けるので極めて簡単で
ある。すなわち、半導体領域は既に露出してあるので、
その上にアルミニウム等の金属膜を形成するだけでオー
ミックな接合が得られる。したがって、例えば、全体に
アルミニウム、あるいは図１０に示すようにアルミニウ
ムとクロム１６３の多層膜を形成したのちに、公知のフ
ォトリソグラフィー法によって不要な部分をエッチング
して、第２の配線１６０ａおよび１６０ｂ、１６１等を
形成すればよい。

【００７１】あるいは、さほど精度を要求されない素子
であれば、メタルマスクを用いて、これらの配線を真空
蒸着法等によって直に形成すればよい。その後、図１０
（Ｄ）に示すように液晶ディスプレーの画素電極の被膜
１６２を選択的に形成して、液晶画素が形成された。

【００７２】以上の工程で使用されたマスクの枚数は、
半導体領域１５３形成用、ゲイト電極・配線形成
用、フォトレジスト１５７形成用、第２の配線形成
用、画素電極形成用の５枚である。また、本実施例の
ＴＦＴに注目すれば、通常の不純物領域１６４があるほ
かに、ゲイト電極と不純物領域の幾何学的なずれによる
オフセット領域があり、その間には非結晶質であって不
純物のドープされた領域１６５が形成されている。この
ような、非結晶質の部分を設けることの有用性について
は、本発明人らの発明で株式会社半導体エネルギー研究
所の平成３年８月２６日出願の『絶縁ゲイト型半導体装
置およびその作製方法』に詳細に記述されているのでこ
こでは省略する。

【００７３】以上の工程によって作製された基板（以降
第１の基板という）上にポリイミド膜を液晶材料の配向
膜として形成した。このポリイミド膜の表面を公知のラ
ビング法により、処理し、他方の第２の基板上に透明電
極を形成した後、第１の基板と同様に配向膜を形成し、
ラビング処理を施した。これらの基板をラビング方向が
平行となるように貼り合わせ液晶のセルを作製した。

【００７４】その後、ネマチック液晶材料をこの液晶セ
ル中に注入し、２枚の偏光板をこの液晶セルの両面に偏
光軸がクロスニコルとなるようにし、かつ両方の基板の
ラビング方向とは４５度の角度となる方向に貼り付け液
晶電気光学装置を完成した。このNON-TWISTED-NEMATIC
型液晶電気光学装置においてはオフ時には液晶材料の持
つ複屈折性により明（白）が表示され、オン時には液晶
分子のが基板に対して垂直方向に立つため、暗（黒）が
表示される。本発明の半導体装置の応用は上記の液晶電
気光学装置のみならず、その他の形式の液晶電気光学装
置、例えば反強誘電性液晶電気光学装置にも適用でき、
さらには、その他の電気、電子装置にも適用可能であ
る。

【００７５】

【発明の効果】本発明によって、従来よりも少ない枚数
のマスクによってＴＦＴを作製することができた。ま
た、本発明によって、従来とマスクの枚数は変わらない
けれどもより信頼性の高いＴＦＴを作製することができ
た。特に本発明の目的は、ＴＦＴの歩留りの向上にあ
る。特に、ＴＦＴのソース、ドレインの電極の形成は、
１μｍ以下の精度を要求される高度な作業であり、この
工程によって発生する不良パネルは、他の工程で発生す
るものより著しく多かった。

【００７６】そして、不良数は、パネルに集積されるＴ
ＦＴの量が増えれば増えるほど、また、パネルの面積が
大きくなればなるほど増加した。すなわち、電極の穴開
けも、電極配線の形成もどちらも極めて高度な技術を要
していたためである。本発明によれば、例えば電極の穴
開けは不要であるので、歩留りは、主として電極配線の
形成だけとなる。例えば、穴開けと電極配線形成の不良
発生率が、いずれも２０％であったとすると、この２つ
の工程を行えば、良品は６４％でしかないが、本発明を
使用すれば、穴開けの工程は不要であるので、８０％が
良品となる。

【００７７】一方、特に液晶ディスプレーにおいては、
ゲイト配線と信号線（ソース、ドレイン配線）との短絡
による不良の発生は大きな問題であった。これは、直接
的には取扱上の問題に起因する不良であったが、間接的
には、層間絶縁物の不良であると考えられる。すなわ
ち、層間絶縁物として使用される酸化珪素は、配線の起
伏を完全にカバーすることができず、その厚さに厚いと
ころや薄いところが生じ、特に、下部配線であるゲイト
配線の側面では膜は薄くなった。一方、下部配線の上面
には十分な厚さの膜が形成された。この状態で、上部配
線を形成すると、下部配線の側面において、短絡がおこ
りやすかった。しかしながら、本発明によれば、下部配
線の側面も上面もほぼ同じ厚さの陽極酸化絶縁膜を形成
できるので、そのような問題は解決される。この陽極酸
化絶縁膜を形成したのちに、従来のように層間絶縁膜を
形成すれば、絶縁効果は一層高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるＴＦＴの作製工程例を示す。

【図２】 本発明によって作製した液晶ディスプレーの
画素例を示す。

【図３】 本発明によるＴＦＴの作製工程例を示す。

【図４】 本発明によるＴＦＴの作製工程例を示す。

【図５】 本発明によって作製した液晶ディスプレーの
画素例を示す。

【図６】 本発明によるＴＦＴの作製工程例を示す。

【図７】 本発明によるＴＦＴの作製工程例を示す。

【図８】 本発明によるＴＦＴの作製工程例を示す。

【図９】 本発明による液晶ディスプレーパネルの作製
例を示す。

【図１０】 本実施例によるＴＦＴの作製工程を示す。

【符号の説明】

１０１ 絶縁性基板 １０２ パッシベーション膜 １０３ 半導体領域 １０４ ゲイト絶縁膜 １０５ 第１の配線（ゲイト配線） １０６ ゲイト電極 １０７ 第１の配線（蓄積容量配線） １０８ 不純物領域 １０９ 陽極酸化絶縁膜 １１０ 第２の配線（ドレイン電極・配線） １１１ 第２の配線（ソース電極・配線） １１２ 画素電極・配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｂ (56)参考文献 特開 平３−203322（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−190329（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−196171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−118154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−138909（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/265 602 G02F 1/1368

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板に接して窒化珪素でなる第１
   の絶縁膜を形成し、 前記第１の絶縁膜に接して酸化珪素でなる第２の絶縁膜
   をＣＶＤ法により形成し、 前記第２の絶縁膜を大気に触れさせずに、前記第２の絶
   縁膜に接してシリコンを含む半導体膜をＣＶＤ法により
   形成し、 前記半導体膜をエッチングして半導体領域を形成し、 前記半導体領域に接してゲイト絶縁膜を形成し、 前記ゲイト絶縁膜に接してゲイト電極及びゲイト配線を
   形成し、前記ゲイト電極をマスクとして 前記半導体領域に不純物
   を添加して不純物領域を形成し、 前記ゲイト電極及び前記ゲイト配線を陽極酸化し、前記
   ゲイト電極及び前記ゲイト配線の表面に酸化膜を形成
   し、 前記ゲイト配線の前記酸化膜に接してドレイン配線を形
   成することを含む薄膜トランジスタの作製方法であっ
   て、 前記不純物領域は前記ゲイト絶縁膜を介して前記ゲイト
   電極にオーバーラップしていることを特徴とする薄膜ト
   ランジスタの作製方法。
2. 【請求項２】 ガラス基板に接して窒化珪素でなる第１
   の絶縁膜を形成し、前記第１の絶縁膜に接して酸化珪素
   でなる第２の絶縁膜をＣＶＤ法により形成し、 前記第２の絶縁膜を大気に触れさせずに、前記第２の絶
   縁膜に接してシリコンを含む半導体膜をＣＶＤ法により
   形成し、 前記半導体膜に硼素を添加し、 前記硼素を添加した半導体膜を結晶化し、 前記結晶化された半導体膜をエッチングして半導体領域
   を形成し、 前記半導体領域に接してゲイト絶縁膜を形成し、 前記ゲイト絶縁膜に接してゲイト電極及びゲイト配線を
   形成し、前記ゲイト電極をマスクとして 前記半導体領域に不純物
   を添加して不純物領域を形成し、 前記ゲイト電極及び前記ゲイト配線を陽極酸化し、前記
   ゲイト電極及び前記ゲイト配線の表面に酸化膜を形成
   し、 前記ゲイト配線の前記酸化膜に接してドレイン配線を形
   成することを含む薄膜トランジスタの作製方法であっ
   て、 前記不純物領域は前記ゲイト絶縁膜を介して前記ゲイト
   電極にオーバーラップしていることを特徴とする薄膜ト
   ランジスタの作製方法。
3. 【請求項３】 前記半導体領域の硼素の濃度は１０¹⁵〜
   １０¹⁶ｃｍ^-3の範囲であることを特徴とする請求項２に
   記載の薄膜トランジスタの作製方法。
4. 【請求項４】 ガラス基板に接して窒化珪素でなる第１
   の絶縁膜を形成し、 前記第１の絶縁膜に接して酸化珪素でなる第２の絶縁膜
   をＣＶＤ法により形成し、 前記第２の絶縁膜を大気に触れさせずに、前記第２の絶
   縁膜に接してシリコンを含む半導体膜をＣＶＤ法により
   形成し、 前記半導体膜をエッチングして半導体領域を形成し、 前記半導体領域に接してゲイト絶縁膜を形成し、 前記ゲイト絶縁膜に接してゲイト電極、ゲイト配線及び
   蓄積容量配線を形成し、前記ゲイト電極をマスクとして
   前記半導体領域に不純物を添加して不純物領域を形成
   し、 前記ゲイト電極、前記ゲイト配線及び前記蓄積容量配線
   を陽極酸化し、前記ゲイト電極、前記ゲイト配線及び前
   記蓄積容量配線の表面に酸化膜を形成し、 前記ゲイト配線及び前記蓄積容量配線の前記酸化膜に接
   してドレイン配線を形成し、 前記蓄積容量配線の前記酸化膜に接して画素電極を形成
   することを含む薄膜トランジスタの作製方法であって、 前記不純物領域は前記ゲイト絶縁膜を介して前記ゲイト
   電極にオーバーラップしていることを特徴とする薄膜ト
   ランジスタの作製方法。
5. 【請求項５】 ガラス基板に接して窒化珪素でなる第１
   の絶縁膜を形成し、 前記第１の絶縁膜に接して酸化珪素でなる第２の絶縁膜
   をＣＶＤ法により形成し、 前記第２の絶縁膜を大気に触れさせずに、前記第２の絶
   縁膜に接してシリコンを含む半導体膜をＣＶＤ法により
   形成し、 前記半導体膜に硼素を添加し、 前記硼素を添加した半導体膜を結晶化し、 前記結晶化された半導体膜をエッチングして半導体領域
   を形成し、 前記半導体領域に接してゲイト絶縁膜を形成し、 前記ゲイト絶縁膜に接してゲイト電極、ゲイト配線及び
   蓄積容量配線を形成し、前記ゲイト電極をマスクとして
   前記半導体領域に不純物を添加して不純物領域を形成
   し、 前記ゲイト電極、前記ゲイト配線及び前記蓄積容量配線
   を陽極酸化し、前記ゲイト電極、前記ゲイト配線及び前
   記蓄積容量配線の表面に酸化膜を形成し、 前記ゲイト配線及び前記蓄積容量配線の前記酸化膜に接
   してドレイン配線を形成し、 前記蓄積容量配線の前記酸化膜に接して画素電極を形成
   することを含む薄膜トランジスタの作製方法であって、 前記不純物領域は前記ゲイト絶縁膜を介して前記ゲイト
   電極にオーバーラップしていることを特徴とする薄膜ト
   ランジスタの作製方法。
6. 【請求項６】 前記半導体領域の硼素の濃度は１０¹⁵〜
   １０¹⁶ｃｍ^-3の範囲であることを特徴とする請求項５に
   記載の薄膜トランジスタの作製方法。
7. 【請求項７】 前記ゲイト電極及び前記ゲイト配線はア
   ルミニウムでなり、前記蓄積容量配線はタンタル又はチ
   タンでなることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか
   一に記載の薄膜トランジスタの作製方法。
8. 【請求項８】 前記第２の絶縁膜及び前記半導体膜をマ
   ルチチャンバー方式の成膜装置で成膜することを特徴と
   する請求項１乃至７のいずれか一に記載の薄膜トランジ
   スタの作製方法。