JPH053319A

JPH053319A - 薄膜半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH053319A
Application number: JP3178894A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Tsuda; 尚徳津田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な特性の薄膜半導体装置を提供する。【構成】基板１上にゲート電極２、ゲート絶縁膜３、
半導体膜４、オーミックコンタクト層、ソース電極６及
びドレイン電極７を形成し、これらを無機材料の超微粒
子膜１０により保護する。【効果】超微粒子は高温処理やプラズマ処理をするこ
となしに半導体上に堆積させることができるので、半導
体に対し熱的なダメージやプラズマ等の荷電粒子による
ダメージを与えないで薄膜半導体装置を製造することが
でき、また超微粒子のもつ活性により緻密な保護膜を形
成し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレー、イメー
ジスキャナなどに用いられる特に薄膜トランジスタ及び
薄膜トランジスタ型光センサなどの薄膜半導体装置、及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスオートメイション（Ｏ
Ａ）にともない、ディスプレイ、イメージスキャナ等の
入出力デバイスは、ワードプロセッサ、パーソナルコン
ピュータ、ファクシミリ等のＯＡ機器のマンマシーンイ
ンターフェイスとして重要視され、軽量、薄型、低価格
が要望されている。

【０００３】このような観点より、薄膜半導体、例えば
非単結晶シリコンを、大面積の絶縁基板上に形成し、薄
膜トランジスタを構成したアクティブマトリクス方式の
液晶ディスプレイや、光センサを構成した光電変換装置
等の開発が進められている。

【０００４】図１０は、従来の薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）の構造の１例を示す。絶縁性の基板３１に、ゲート
電極３２が形成され、その上にゲート絶縁膜３３を堆積
し、更にチャネル形成のできる薄膜半導体３４として、
例えば、水素化アモルファスシリコンなどを形成する。
更にソース、ドレイン電極３６，３７の金属電極と薄膜
半導体３４との間に、ｎ⁺ 層３５が設けられており、電
子に対してオーミック性、正孔に対してブロッキング性
となる接合を形成することで、ｎチャンネルトランジス
タとして動作する。

【０００５】なお、図１０のＴＦＴはソース、ドレイン
電極３６，３７の間に光を照射して半導体層で発生する
フォトキャリアの分布をゲート電極により制御して安定
な光電流を得るような、薄膜トランジスタ型の光センサ
としても応用できる。

【０００６】また、これらの薄膜トランジスタおよび薄
膜トランジスタ型センサなどの薄膜半導体装置をソー
ス、ドレイン電極やゲート電極を介して複数個接続して
構成された新たな機能を有する薄膜半導体装置としても
応用できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示されたよう
な薄膜トランジスタなどの薄膜半導体装置を実際に液晶
ディスプレイや、ファクシミリの画像読み取り装置とし
て用いる場合、この薄膜半導体装置の表面が、外部の雰
囲気の影響を非常に受けやすいため、酸素ガスや水蒸気
が直接これらの表面に、吸着、あるいは、拡散すれば、
半導体薄膜が、非常に薄いため、電気的特性が大きく変
動する。このため従来は素子の表面をシリコーン、ポリ
イミド等の有機材料あるいはＳｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ₂ 等の
無機材料からなる膜で被覆しているが、性能的あるいは
価格的に満足なものはいまだ得られていない。

【０００８】例えば、保護膜として、水分を比較的透過
しやすいポリイミド等の有機材料を用いる場合には保護
膜（パッシベーション膜）の膜厚を厚くしたり、あるい
はＳｉＯ₂ 等の無機材料を有機材料の上に積層して複合
膜にすることにより半導体薄膜層までの水の侵入経路を
長く保つようにして、この半導体薄膜層よりなるデバイ
ス部の耐久性をなんとか確保している。したがって、従
来の薄膜半導体素子は必然的に大型化し、低価格化を阻
む問題があった。

【０００９】一方、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ₂ 等の水分の透
過性の低い無機材料を保護膜（パッシベーション膜）と
して用いる場合には、保護膜を形成する際に生じる熱あ
るいはプラズマ等によるダメージを受ける。そのため
に、保護膜と半導体膜を形成するアモルファスシリコン
との界面にトラップ準位が多くなり、ＯＮ／ＯＦＦ比の
低下、応答性の悪化等望ましくない特性が表われる。ま
た、保護膜層と半導体層の界面近傍でダングリングボン
ド等の欠陥が多数生成されて、ＴＦＴ特性が劣化するば
かりでなく、光電流も低下し、安定性もなくなる。さら
に、基板温度を高くして耐湿性のすぐれた保護膜を作成
しようとすると、電極材料のＡｌと半導体層のＳｉが相
互拡散したり、ｎ⁺ 層中の例えばリン（Ｐ）が拡散し
て、ＴＦＴ特性に異常をきたす。

【００１０】それを解決する手段として、半導体表面に
ダメージを与えず、かつ低温で塗布することが可能であ
る有機材料からなる保護膜を作成し、さらに続けて耐湿
性に優れた無機材料の保護膜を作成する、すなわち２層
の保護膜構造を使用することが考えられる。

【００１１】しかしながら有機材料の保護膜の上に無機
材料の保護膜をプラズマＣＶＤ法等で形成しようとする
場合、プラズマＣＶＤ装置内を有機材料の保護膜から放
出される、不純物質（多くは水又はハイドロカーボン）
により、汚染してしまう。また、有機保護膜の上に無機
保護膜を形成する場合、無機保護膜の作成温度を１５０
℃以下としなければならない。通常プラズマＣＶＤ法な
どで１５０℃以下の低温で有機膜の上に、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，
ＳｉＯ₂ 等保護膜を形成した場合、膜の構造の緻密性が
失われ、保護膜としての耐湿性も不充分となる。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、信頼性や安定性という点でより一層の厳しい環境下
における特性や性能の保証が充分可能となり、かつ、薄
膜半導体層の性能を充分にひき出せるような薄膜半導体
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
目的を達成するものとして、少なくとも半導体層と電極
層とを備え、これらを保護膜で保護した構造を有する薄
膜半導体装置において、この保護膜が無機材料の超微粒
子膜からなることを特徴とする薄膜半導体装置、が提供
される。

【００１４】ここで、前記半導体層及び電極層を絶縁基
板上に形成し、これら半導体層及び電極層の上に保護膜
を形成することができる。また、前記半導体層として非
単結晶シリコンを用いることができる。

【００１５】更に、本発明によれば、以上の目的を達成
するものとして、前記薄膜半導体装置を製造する方法で
あって、前記超微粒子膜を、酸化物あるいは窒化物の超
微粒子を直接付着させて作成することを特徴とする薄膜
半導体装置の製造方法、が提供され、また、前記薄膜半
導体装置を製造する方法であって、前記超微粒子膜を、
予め未酸化及び未窒化の無機材料の超微粒子膜を形成
し、しかる後に該未酸化及び未窒化の無機材料の超微粒
子膜を酸化または窒化させて作成することを特徴とする
薄膜半導体装置の製造方法、が提供される。

【００１６】このように、超微粒子膜を半導体膜に対す
る保護膜として用い、あるいは、超微粒子膜を酸化又は
窒化させて得られた膜を保護膜として用いることによ
り、ＴＦＴ，ＴＦＴ型光センサ等の薄膜半導体層の性能
をそこなうことなく、無機材料の保護膜を作成できる。

【００１７】

【実施態様例】本発明の保護膜として用いられる超微粒
子膜は粒径が１０Åから１０００Åまでの範囲の超微粒
子を膜状に堆積させたものである。望ましくは、特開平
１−１００２５８号公報に記載されているような超微粒
子の充填率が５０％以上の、強度及び基板や他の薄膜層
への密着性に優れている超微粒子膜を用いる。

【００１８】次に超微粒子膜を製造する方法について説
明する。図３は、超微粒子膜形成に用いる装置の一例を
示す図である。

【００１９】図３において、ノズル４１を介して超微粒
子発生室４２及び真空室（超微粒子膜堆積室）４３が連
通している。超微粒子を形成する方法としてはノズル４
１より上流側で気相励起して超微粒子発生室４２内で超
微粒子を形成する方法、あるいは、抵抗加熱、電子ビー
ム加熱、高周波加熱等の加熱手段を具備して、原料物質
の蒸気を発生させて超微粒子を作成する方法のいずれの
方法もとり得る。

【００２０】図３の例では超微粒子発生室４２に原料ガ
スとキャリアガスを導入管４４を通して導入し、マイク
ロ波プラズマを発生させて超微粒子を作成しており、マ
イクロ波のパワー及び気相励起時の圧力に応じて超微粒
子の形状、大きさ及び結晶性等を容易に制御できる。

【００２１】本発明においては、各種元素から構成され
た種々の超微粒子を作成する事が出来る。例えば、酸化
物からなる超微粒子を得る場合には、元となる物質また
はその物質の酸化物を原料として用い、ノズルよりも上
流側で気相励起して超微粒子を形成しノズルから噴出さ
せる方法では、気相励起時に酸素ガスを導入する。又、
ノズル内部又はノズルの外側に酸素ガスを導入する手段
を設けても酸化物からなる超微粒子膜を得ることができ
る。

【００２２】次に超微粒子の充填率を５０％以上にする
ための方法を説明する。

【００２３】まず第１に、超微粒子を含むガス流、とり
わけ超微粒子を含むガスビームを作り出す方法として
は、ノズルを介して超微粒子を含むガスを噴出させる方
法が有効である。

【００２４】ビームを発生させる手段に用いるノズルと
しては、径の小さな平行管もしくは、先細ノズル，縮小
拡大ノズル等があげられるが、その中でも縮少拡大ノズ
ル及び先細ノズルとノズルの下流室出口形状を工夫した
場合には超微粒子を含むガスをビーム化し得ると共に超
音速流とすることが可能であるため特に好ましいもので
ある。

【００２５】ビームの発生手段として縮小拡大ノズルを
用いた場合を説明する。縮小拡大ノズル４１としては、
図４（ａ）〜（ｃ）に示した様な様々の形状のものを用
いることができる。このビーム発生手段の動作原理は以
下の通りである。

【００２６】まず、上流室４２内に原料ガスを供給する
一方、下流室４３の圧力Ｐ₂ を一定値以下、例えば１Ｐ
ａ以下に制御する。他方、上流室４２の圧力Ｐ₁ を一定
値以上、例えば１Ｐａ以上、好ましくは１０Ｐａ以上に
制御して、上流室４２とノズルのど部４１ｂとの圧力比
Ｐ_n ／Ｐ₁ を下記（１）式で与えられる臨界圧力比以下
になるように設定する。

【００２７】尚、この臨界圧力比を以下のように定義す
る。即ち、ノズルのど部で流速が音速に一致すると、上
流室４２の圧力Ｐ₁ とノズルのど部４１ｂの圧力Ｐ_n と
の圧力比Ｒは理想的には次式で表わされる：Ｒ＝［２／（ｒ＋１）］^r/(r-1) ・・・・・（１）このＲの値を臨界圧力比と呼ぶ。ここでｒは比熱比であ
る。

【００２８】ノズルのど部の圧力はのど部にあけられた
穴（不図示）を通して測定できる。

【００２９】供給された原料ガスは、上記圧力設定によ
って生じる圧力差によって上流室４２から縮小拡大ノズ
ル４１を通過して下流室４３へと流入する。縮小拡大ノ
ズル４１は、単に上流側と下流側の圧力差に応じて超微
粒子を含むガスを噴出するだけでなく、噴出される超微
粒子を含むガスの進行方向を揃えてビーム化するもので
あり、超微粒子を含むガスは超音速の流れとして下流室
へ最小限の拡散で噴出させることが出来、ビーム化され
る。この様にして超微粒子を含むガスをビーム化移送す
れば超音速下における精確な速度制御により、しかも空
間的に独立状態にあるビームとして移送することが出
来、例えば下流室４３の基体４５にのみ超微粒子膜を堆
積することができる。

【００３０】次に超微粒子膜を後から酸化もしくは窒化
する方法を述べる。超微粒子膜は一般的に非常に活性で
あり容易に酸化することができる。超微粒子の粒径が５
０Å以下であれば水蒸気中１００℃の温度で１２時間程
度でほぼ完全に酸化が進行してしまう。また、プラズマ
中で酸化あるいは窒化させても良い。また、レーザある
いはＸｅランプのような紫外光を酸素雰囲気下で照射さ
せても容易に酸化させることができる。

【００３１】このような超微粒子は、半導体表面に熱的
なダメージやプラズマ等の荷電粒子によるダメージを与
えないで、半導体上に堆積させることができ、また超微
粒子のもつ活性により、緻密な保護膜を形成し得る。こ
の点が従来のプラズマＣＶＤ法等により形成した保護膜
よりすぐれているのである。

【００３２】また、無機材料の超微粒子膜を形成した後
に酸化あるいは窒化する方法では１００℃以下の低温で
も酸化等させることが可能であり、特に超微粒子の粒径
が５０Å以下と小さい場合には非常に短時間でほぼ完全
に酸化させてしまうことが可能である。

【００３３】超微粒子膜を酸化あるいは窒化する手段に
プラズマを用いたとしても荷電粒子が直接半導体表面に
ダメージを与えることがなく、通常のプラズマＣＶＤ法
による保護膜の作成よりも優位性がある。

【００３４】

【実施例】以下本発明の実施例を具体的に説明する。

【００３５】（実施例１）図１は、本実施例により作成
された薄膜トランジスタ型光センサの断面図である。図
２は、本実施例の薄膜トランジスタ型光センサの作成方
法を示す工程図である。

【００３６】図２（ａ）において、１はガラス基板、２
はゲート電極となるＣｒである。ゲート電極２のＣｒは
スパッタ法等で全面に堆積し、感光性レジストを用いた
フォトリソグラフィ工程により、パターニング形成し
た。その後、ゲート絶縁膜となる水素化アモルファスシ
リコン窒化膜３（ａ−ＳｉＮｘ：Ｈ，窒化シリコン膜）
を３０００Å、半導体層４となる水素化アモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を５０００Å、オーミックコン
タクト層のｎ⁺ 層５を１０００Å、順次連続にプラズマ
ＣＶＤ法で全面に堆積した。

【００３７】図２（ｂ）において、上部電極となるアル
ミニウムをスパッタ等で全面に１００００Å堆積して、
感光性レジスト８を用いたフォトリソグラフィ工程によ
りパターニングしてソース、ドレイン電極６，７を形成
した。このとき、電極の上には感光性レジスト８があ
る。

【００３８】図２（ｃ）において、この感光性樹脂８を
マスクにして、ｎ⁺ 層５を所定の深さにＲＩＥによりエ
ッチングした後、感光性レジスト８を剥離した。

【００３９】図２（ｄ）において、フォトリソグラフィ
工程により、ＲＩＥ等によりエッチングして、ＴＦＴ等
を素子分離した。

【００４０】次に図３に示したような超微粒子膜作成装
置を用いて、シリコン（Ｓｉ）の超微粒子を堆積させ
た。原料ガスとして、ＳｉＨ₄ とＨ₂ の混合ガスを用
い、上流室４２の圧力を４０Ｐａ、下流室４３の圧力を
０．２Ｐａに設定した。まず上流室４２内でＳｉＨ₄ と
Ｈ₂ の混合ガスをマイクロ波プラズマにより分解し（こ
の時のマイクロ波パワーは１８０Ｗであった）、この分
解生成物をノズル４１を介して基体４５上に膜厚が５０
００Åになるように堆積した。

【００４１】得られたＳｉ超微粒子膜中の超微粒子の粒
径はＴＥＭ観察の結果約２０Åであった。さらに、この
超微粒子膜を８０℃、８５％の高温高湿度下で１００時
間放置したところ、Ｓｉ超微粒子は酸化されてＳｉＯｘ
保護膜が形成された。続いて乾燥空気中で２００℃、２
時間の熱処理を行ない保護膜１０とした。

【００４２】次にセンサ中心位置から２ｍｍの所にスラ
イサーによりスライスラインを０．５ｍｍの深さに入れ
分割を行なって、ＴＦＴ型光センサを得た。

【００４３】このようにして作成されたＴＦＴ型光セン
サを高温・高湿（６０℃，９０％）に放置した時間に対
するＯＦＦ電流の変化を図５に示した。また、従来のＴ
ＦＴ型光センサで、ポリイミド膜を２００００Å堆積さ
せて得られた保護膜を用いた場合のＯＦＦ電流の変化を
図５中破線で示した。図５より、超微粒子膜を酸化させ
て得られた保護膜を用いても、有機材料の保護膜と同等
もしくはそれ以上の耐湿性を示すことがわかった。

【００４４】（実施例２）実施例１と同様にＳｉ超微粒
子を３８００Å堆積させた後プラズマＣＶＤ装置にサン
プルを移し、基板温度を１５０℃、Ｎ₂ とＨ₂ の混合ガ
ス雰囲気下でプラズマ窒化を行なった。続いてＮ₂ とＨ
₂ とＳｉＨ₄ の混合ガス下でＳｉＮｘ膜をＲＦパワー１
２０Ｗで３０００Å堆積させた。得られたＳｉＮｘ膜の
Ｎ／Ｓｉ比は０．８であり、Ｓｉリッチな膜であった。
この膜は耐湿性にすぐれていた。

【００４５】このようにして得られたＴＦＴ型光センサ
を高温・高湿（６０℃，９０％）に放置したところ、Ｏ
ＦＦ電流の変化は１０００時間たっても問題にならない
レベル（５％以内）であった。また、最初からプラズマ
ＣＶＤ法でＳｉＮｘ保護膜を堆積させた場合に比較し
て、光電流が１．３倍と大きくなり、Ｓ／Ｎ比も良くな
っていた。即ち超微粒子膜を薄膜半導体層上に堆積させ
ることにより、その上にＳｉＮｘ膜をプラズマＣＶＤ法
で堆積させる時のプラズマダメージが薄膜半導体層に直
接作用しないために、光電流が減少しなかったと思われ
る。また下地が無機材料の超微粒子膜であるため、プラ
ズマ窒化処理時のプラズマＣＶＤ装置内のハイドロカー
ボン等による汚染も防止できる。

【００４６】（実施例３）本発明のＴＦＴ型光センサを
ファクシミリ等の画像読み取り装置に応用した場合の例
を示す。

【００４７】図６に示したような大型の超微粒子膜作成
装置を用いてＳｉの超微粒子を３０００Å堆積させた。
図６において、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃはノズルであ
る。続いてプラズマＣＶＤ装置を用いてＮＯ₂ とＨ₂ の
混合ガス雰囲気下でプラズマ酸化又は窒化を行ない、続
いてＳｉＮｘ膜をプラズマＣＶＤ法により３０００Å堆
積させた。この薄膜半導体装置をファクシミリ等の画像
読み取り装置に応用した場合の断面図を図７に示す。光
源７１からの入射光は原稿６９で反射して、図２の工程
で作成された薄膜トランジスタ型光センサにより光電変
換され、同一工程で作成された電荷蓄積コンデンサによ
り発生電荷が蓄積される。さらに同一工程で作成された
薄膜トランジスタによりこれらの電荷の転送リセットが
行なわれる。尚、図７において、７０は耐摩耗層であ
り、７２は接着層である。

【００４８】図８に本発明の薄膜トランジスタ型光セン
サ及び薄膜トランジスタなどの薄膜半導体装置で構成し
た完全密着型センサの回路の平面図の一例を示す。

【００４９】同図において、２０はマトリクスに形成さ
れたゲート駆動配線部、２１は本発明による薄膜トラン
ジスタ型光センサを用いた光センサ部、２２は電荷蓄積
部、２３は本発明による薄膜トランジスタを用いた転送
用スイッチ、２４は電荷蓄積部２２の電荷をリセットす
る本発明による薄膜トランジスタを用いた放電用スイッ
チ、２５は転送用スイッチの信号出力を信号処理ＩＣに
接続する引き出し線、２６は光入射窓である。本実施例
では光センサ部２１、転送用スイッチ２３及び放電用ス
イッチ２４を構成する光導電性半導体層としてａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜が用いられ、絶縁層としてプラズマＣＶＤによ
る窒化シリコン膜が用いられている。

【００５０】尚、図８においては、煩雑さを避けるため
に、上下２層の電極配線のみ示し、上記光導電性半導体
層及び絶縁層は図示していない。さらに上層電極配線と
半導体層との界面にはｎ⁺ 層が形成され、オーミック接
合が取られている。

【００５１】図９に本発明の薄膜トランジスタ型光セン
サ及び薄膜トランジスタなどの薄膜半導体装置で構成し
た完全コンタクト型センサの回路の等価回路を示す。同
図において、Ｓ_i,1 ，Ｓ_i,2 ，Ｓ_i,3，・・・・・Ｓ_i,N
は、図８の光センサ部２１を構成している光センサで
あり、ｉはブロックの番号、１〜Ｎはブロック内のビッ
ト番号である（以下Ｓ_i,n と記す）。また同図におい
て、Ｃ_i,n は電荷蓄積部２２のコンデンサで、光センサ
Ｓ_i,n に対応してそれぞれの光電流を蓄積する。また、
蓄積コンデンサＣ_i,n の電荷を負荷コンデンサＣＸ_n に
転送するための転送用スイッチ２３のトランジスタＳＴ
_i,n 、電荷をリセットする放電用スイッチ２４のトラン
ジスタＳＲ_i,n も同様に対応している。

【００５２】これらの、光センサＳ_i,n 、蓄積コンデン
サＣ_i,n 、転送用スイッチトランジスタＳＴ_i,n 、およ
び放電用スイッチトランジスタＳＲ_i,n は、それぞれ一
列にアレイ状に配置され、Ｎ個で１ブロックを構成し、
全体としてＭ個のブロックに分けられている。たとえ
ば、センサが１７２８個で構成されているとすれば、Ｎ
＝３２、Ｍ＝５４とすることができる。アレイ状に設け
られた転送用スイッチＳＴ_i,n 、放電用スイッチＳＲ
_i,n のゲート電極は、ゲート配線部に接続される。転送
用スイッチＳＴ_i,n のゲート電極は１番目のブロック内
で共通に接続され、放電用スイッチＳＲ_i,n のゲート電
極は次の順位のブロックの転送用スイッチのゲート電極
に接続される。

【００５３】マトリクス配線部２０の共通線（ゲート駆
動線Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ，・・・・・Ｇ_M ）はゲート駆動
部２４６によりドライブされる。一方信号出力は、マト
リクス構成になっている引き出し線２５（信号出力線Ｄ
₁ ，Ｄ₂ ，Ｄ₃ ，・・・・・Ｄ_N ）を介して信号処理部
２４７に接続される。また、光センサＳ_i,n のゲート電
極は駆動部２５０に接続されて、負のバイアスが加えら
れる。

【００５４】かかる構成において、ゲート駆動線Ｇ₁ ，
Ｇ₂ ，Ｇ₃ ，・・・・・Ｇ_M にはゲート駆動部２４６か
ら順次選択パルス（ＶＧ₁ ，ＶＧ₂ ，ＶＧ₃ ，・・・・
・ＶＧ_M ）が供給される。まず、ゲート駆動線にＧ₁ が
選択されると、転送用スイッチＳＴ_1,1 〜ＳＴ_1,N がＯ
Ｎ状態となり、蓄積コンデンサＣ_1,1 〜Ｃ_1,N に蓄積さ
れた電荷が負荷コンデンサＣＸ₁ 〜ＣＸ_N に転送され
る。次に、ゲート駆動線Ｇ₂ が選択されると、転送用ス
イッチＳＴ_2,1 〜ＳＴ_2,N がＯＮ状態となり、蓄積コン
デンサＣ_2,1 〜Ｃ_2,N に蓄積された電荷が負荷コンデン
サＣＸ₁ 〜ＣＸ_Nに転送され、同時に放電用スイッチＳ
Ｒ_1,1 〜ＳＲ_1,N より蓄積コンデンサＣ_1, ₁ 〜Ｃ_1,N の
電荷がリセットされる。以下同様にして、ゲート駆動線
Ｇ₃ ，Ｇ₄，Ｇ₅ ，・・・・・Ｇ_M についても選択され
て、読み取り動作が行なわれる。これらの動作は各ブロ
ックごとに行なわれ、各ブロックの信号出力ＶＸ₁ ，Ｖ
Ｘ₂，ＶＸ₃ ，・・・・・ＶＸ_N は信号処理部２４７の
入力Ｄ₁，Ｄ₂ ，Ｄ₃ ，・・・・・Ｄ_N に送られ、シリ
アル信号に変換されて出力される。

【００５５】本発明の薄膜半導体装置の応用例として、
ここでは図７に示すように、光センサの上部に耐摩耗層
７０を形成してセンサの裏面から光源７１により照明
し、原稿６９を読み取るレンズレスの完全密着型画像読
み取り装置についてのみ述べたが、さらに、等倍結像レ
ンズ（たとえば、日本板硝子社製のセルフォックレンズ
など）を用いた密着型画像読み取り装置にも応用でき
る。

【００５６】このようにして得られた完全密着型画像読
み取り装置は光信号出力の向上によりＳ／Ｎ比が１０％
程度改善できた。

【００５７】以上、超微粒子としてＳｉの例を示した
が、Ｇｅ、又はＴａ，Ｔｉ，Ａｌ等の材料の超微粒子を
用いても同様の効果が得られる。特にＴａ等を用いた場
合は、大気中に取り出しただけで急激に酸化が進行し緻
密性が低下する。従って、Ｔａ₂ Ｏ₅ 等の緻密な保護膜
を作成する場合には、超微粒子膜作成装置内に微量の酸
素を送りながら酸化を進行させるのがよい。

【００５８】

【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、薄膜トラ
ンジスタや薄膜トランジスタ型光センサなどの薄膜半導
体装置の保護膜に超微粒子膜を使用することにより、薄
膜半導体層にダメージを与えることなく保護膜を作成で
き、良好な特性の薄膜半導体装置を提供することができ
る。

【００５９】また、無機材料の超微粒子膜の上に、薄膜
半導体特性をそこなわずに更に無機材料の耐湿性のすぐ
れた薄膜層を保護膜として設けることが可能となり、よ
り一層の信頼性、安定性を満足する薄膜半導体装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄膜半導体装置の断面図。

【図２】本発明による薄膜半導体装置の作成方法を示す
工程図。

【図３】超微粒子膜を形成するために用いる装置の例を
示す図。

【図４】超微粒子膜作成装置に用いるノズルの例を示す
図。

【図５】高温高湿放置時間に対するＯＦＦ電流の変化を
示す図。

【図６】超微粒子膜を形成するために用いる大型装置を
示す図。

【図７】本発明による薄膜半導体装置を用いた画像読み
取り装置の断面図。

【図８】本発明による薄膜半導体装置を用いた画像読み
取り装置の平面図。

【図９】本発明による薄膜半導体装置を用いた画像読み
取り装置の等価回路図。

【図１０】従来の薄膜半導体装置の断面図。

【符号の説明】

１，３１ガラス基板２，３２ゲート電極３，３３ゲート絶縁膜４，３４半導体膜５，３５ｎ⁺ 層（オーミックコンタクト層）６，３６ソース電極層（上部電極層）７，３７ドレイン電極層（上部電極層）８感光性レジスト１０保護膜４１ノズル４１ｂノズルのど部４２超微粒子発生室（上流室）４３真空室（下流室）４４ガス導入管４５基体６９原稿７０耐摩耗層７１光源２０マトリクス形成されたゲート配線部２１光センサ部２２電荷蓄積部２３転送用スイッチ２４放電用スイッチ２５信号出力の引き出し線２６光入射窓２４６ゲート駆動部２４７信号処理部２５０センサゲート駆動部Ｓ_i,n 光センサＣ_i,n 蓄積コンデンサＣＸ_n 負荷コンデンサＳＴ_i,n 転送用スイッチングトランジスタＳＲ_i,n リセット用スイッチングトラジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも半導体層と電極層とを備え、
これらを保護膜で保護した構造を有する薄膜半導体装置
において、この保護膜が無機材料の超微粒子膜からなる
ことを特徴とする薄膜半導体装置。
【請求項２】前記半導体層及び電極層が絶縁基板上に
形成されており、これら半導体層及び電極層の上に保護
膜が形成されている、請求項１に記載の薄膜半導体装
置。
【請求項３】前記半導体層が非単結晶シリコンからな
る、請求項１に記載の薄膜半導体装置。
【請求項４】前記請求項１に記載の薄膜半導体装置を
製造する方法であって、前記超微粒子膜を、酸化物ある
いは窒化物の超微粒子を直接付着させて作成することを
特徴とする薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項５】前記請求項１に記載の薄膜半導体装置を
製造する方法であって、前記超微粒子膜を、予め未酸化
及び未窒化の無機材料の超微粒子膜を形成し、しかる後
に該未酸化及び未窒化の無機材料の超微粒子膜を酸化ま
たは窒化させて作成することを特徴とする薄膜半導体装
置の製造方法。