JPH1051005A

JPH1051005A - 半導体装置およびその作製方法

Info

Publication number: JPH1051005A
Application number: JP21931496A
Authority: JP
Inventors: Kouyuu Chiyou; 宏勇張; Kenji Fukunaga; 健司福永
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】汚染防止により信頼性の高い半導体装置およ
びその作製方法を提供する。【構成】ガラス基板１０１上に形成された結晶性珪素
膜１０４に対して、パターニング前に予め熱酸化処理を
施しておく。そして、そのままパターニング工程を経て
島状半導体層１０５を形成する。そのため、パターニン
グ工程の間も島状半導体層１０５の主表面は熱酸化膜１
０６が保護しているので、外部環境からの汚染を防ぐこ
とが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
結晶性を有する薄膜半導体を用いた半導体装置の作製方
法に関する。特に、プレーナ型薄膜トランジスタの作製
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アクティブマトリクス型液晶表示
装置の需要が高まり、安価なガラス基板上に薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）を作製する技術が発達してきている。
アクティブマトリクス型液晶表示装置とは、マトリクス
状に配置された数百万個もの各画素のそれぞれにＴＦＴ
を配置し、各画素電極に出入りする電荷をＴＦＴのスイ
ッチング機能により制御するものである。

【０００３】この様に極めて多くのＴＦＴが正常に動作
してこそ液晶表示装置として機能するため、ＴＦＴの動
作不良には厳しい注意を払う必要がある。また、液晶表
示装置に限らず、ＴＦＴをスイッチング素子として利用
する他のアクティブ型半導体装置においても同様のこと
が言える。

【０００４】ＴＦＴの動作不良の原因としては様々な要
因があるが、代表的なものとしては、先ず汚染が挙げら
れる。汚染にも様々な種類があり、可動イオン、金属
物、有機物などによる汚染が多い。ＴＦＴの製造はクリ
ーンルームの様な非常に清浄な環境で行われるのである
が、それでも汚染の問題は未だに解決されたとは言えな
いのが現状である。

【０００５】特に、ＴＦＴの活性層（一般的には珪素）
が汚染されるとその特性は極めて悪化する。活性層の中
でもチャネル形成領域は特に汚染に敏感であり、細心の
注意を払って、極力汚染を避けなければならない。

【０００６】例えば、近年特に開発を急がれている低温
ポリシリコンＴＦＴでは、以下の様な手段が活性層保護
のために採られていた。その簡単なフローチャートを図
２を用いて説明する。

【０００７】まず、ガラス基板２０１上に酸化珪素膜２
０２を成膜する。酸化珪素膜２０２はガラス基板２０１
からの汚染を防ぐバッファ層として機能する。そして、
酸化珪素膜２０２上に結晶性珪素膜２０３を形成する。
結晶性珪素膜２０３は直接成膜しても良いし、非晶質珪
素膜を結晶化させて得るのであっても良い。こうして、
図２（Ａ）の状態が得られる。

【０００８】次に、結晶性珪素膜に対してパターニング
を施し、後の活性層となる島状半導体層２０４を形成す
る。島状半導体層２０４を形成したら、熱酸化処理を施
して島状半導体層２０４の表面に薄い熱酸化膜２０５を
形成する。

【０００９】薄い熱酸化膜２０５を形成する理由は、一
つは後にゲイト絶縁膜を成膜する際に島状半導体層２０
４が外気によって汚染されるのを防ぐ保護膜として機能
させるためである。また、さらにもう一つは界面準位の
少ないSi/SiO₂ 界面を形成するためである。

【００１０】特に、ゲイト絶縁膜を成膜する際に島状半
導体層２０４を熱酸化膜２０５で保護しておくことは、
空気中からの汚染を防ぐだけでなく、ゲイト絶縁膜をプ
ラズマＣＶＤ法で成膜する際においてプラズマダメージ
を防ぐといった効果をも有している。

【００１１】以上の様にして図２（Ｂ）に示す状態が得
られたら、島状半導体層２０４を覆ってゲイト絶縁膜２
０６を成膜する。さらに、ゲイト電極２０７を形成し
て、不純物イオンの注入を行い、ソース領域２０８、ド
レイン領域２０９、チャネル形成領域２１０を形成す
る。不純物イオンとしては、Ｎチャネル型ＴＦＴを形成
するならばＰ（リン）を、Ｐチャネル型ＴＦＴを形成す
るならばＢ（ボロン）を用いれば良い。（図２（Ｃ））

【００１２】そして、層間絶縁膜２１１として窒化珪素
膜を成膜して、コンタクトホールを形成した後に、ソー
ス電極２１２、ドレイン電極２１３を形成する。こうし
て図２（Ｄ）に示す構造のＴＦＴが完成する。

【００１３】以上の様に、従来から島状半導体層（活性
層）の保護を目的として熱酸化膜を利用する技術が知ら
れていた。しかしながら、本発明者はこの方法ではまだ
不完全であると考えた。その理由を以下に説明する。

【００１４】まず、島状半導体層２０４を形成するパタ
ーニングの際には、熱酸化膜による保護がなされていな
いのでレジストからの汚染、剥離液からの汚染などの可
能性がある。また、珪素膜のエッチングをウェット法に
よる場合にはエッチャントやエッチャントを媒介とした
ガラス成分による汚染なども考えられる。

【００１５】即ち、パターニング工程の間は保護膜のな
い状態で、剥き出しのままの珪素膜が扱われるのでその
間に汚染されてしまう可能性が高い。汚染された後で保
護膜を形成しても遅いのである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
鑑みてなされたものであり、珪素膜の外部環境からの汚
染を極力低減することを課題とする技術である。そし
て、汚染などの不安定要素に影響されない信頼性の高い
半導体装置を形成することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、絶縁性を有する基板上に形成された活性層
と、前記活性層を覆うゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁
膜上に形成されたゲイト電極と、を少なくとも有する半
導体装置において、前記ゲイト絶縁膜は少なくともその
一部に前記活性層を熱酸化して得られる熱酸化膜を有
し、前記熱酸化膜は前記活性層の主表面のみに接して形
成されていることを特徴とする。

【００１８】本発明における従来例との相違点は、島状
半導体層（活性層）をパターニングによって形成する前
に予め保護膜としての熱酸化膜を形成しておく点であ
る。即ち、本発明を用いることで、懸念されたパターニ
ング工程中における珪素膜の外部環境からの汚染を防止
することが可能となる。

【００１９】従って、結晶性珪素膜が基板全面に形成さ
れたままの状態（パターニング前の状態）で熱酸化処理
を施しておく必要がある。また、当然、熱酸化膜が表面
に形成された状態でパターニングが行われるので、パタ
ーニング後の活性層はその主表面のみにしか熱酸化膜は
存在しない。なお、主表面とは活性層のチャネルが形成
される側の表面である。

【００２０】また、他の発明の構成は、絶縁性を有する
基板上に形成された活性層と、前記活性層を覆うゲイト
絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に形成されたゲイト電極
と、を少なくとも有する半導体装置において、前記ゲイ
ト絶縁膜は少なくともその一部に前記活性層を熱酸化し
て得られる熱酸化膜を有し、前記活性層の主表面には前
記熱酸化膜が接しており、前記活性層の側面には前記熱
酸化膜以外の絶縁膜が接していることを特徴とする。

【００２１】また、他の発明の構成は、絶縁性を有する
基板上に結晶性珪素膜を形成する工程と、前記結晶性珪
素膜に対して熱酸化処理を施すことにより表面に熱酸化
膜を形成する工程と、前記熱酸化膜を残したまま前記結
晶性珪素膜をパターニングして活性層を形成する工程
と、ゲイト絶縁膜を形成する工程と、を少なくとも有す
る半導体装置に作製方法において、前記ゲイト絶縁膜を
形成する際も前記活性層の主表面には前記熱酸化膜が残
存していることを特徴とする。

【００２２】また、他の発明の構成は、絶縁性を有する
基板上に結晶性珪素膜を形成する工程と、前記結晶性珪
素膜に対して熱酸化処理を施すことにより表面に熱酸化
膜を形成する工程と、前記熱酸化膜を残したまま前記結
晶性珪素膜をパターニングして活性層を形成する工程
と、を少なくとも有する半導体装置に作製方法におい
て、前記熱酸化膜をそのままゲイト絶縁膜として利用す
ることを特徴とする。

【００２３】パターニング工程前に結晶性珪素膜の表面
に形成される熱酸化膜は、ドライ酸化法、ウェット酸化
法、パイロジェニック酸化法、ＨＣｌ酸化法など様々な
方法を用いることができる。例えば、ウェット酸化法に
よれば比較的低い温度で熱酸化膜を形成することができ
るので、耐熱性の低いガラス基板にも十分対応可能であ
る。

【００２４】また、耐熱性の高い石英基板、シリコン基
板、ＳＩＭＯＸ基板などを用いる場合においては、ＨＣ
ｌ酸化法などを用いて膜質の優れた熱酸化膜を形成する
ことができる。従って、例えば500 〜1000Å程度の膜厚
の熱酸化膜を形成して、活性層を形成した後に主表面に
残存する部分をそのままゲイト絶縁膜として活用するこ
とも可能である。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１を用いて説明する。なお、ここではガラス基板上にＴ
ＦＴを形成する場合の例とし、最も簡単な構造の概略を
説明することとする。

【００２６】まず、ガラス基板１０１上にバッファ層と
なる酸化珪素膜１０２を成膜し、その上に結晶性珪素膜
１０３を形成する。この状態で結晶性珪素膜１０３に対
して酸化性雰囲気、500 〜650 ℃の温度範囲における加
熱処理を施し、熱酸化膜１０４を形成する。この熱酸化
膜１０４の形成はできるだけ迅速に行うことで極力結晶
性珪素膜１０３の汚染を防ぐ必要がある。

【００２７】こうして図１（Ａ）の状態が得られたら、
図示しないレジストマスクを配置してパターニングを行
い、後の活性層となる島状半導体層１０５を形成する。
この状態では、図１（Ｂ）に示す様に島状半導体層１０
５の主表面のみに熱酸化膜１０６が残存した状態とな
る。

【００２８】次に、ゲイト絶縁膜１０７を成膜し、その
上にゲイト電極１０８を形成する。そして、ゲイト電極
１０８をマスクとして導電型を付与する不純物イオンの
注入を行い、自己整合的にソース領域１０９、ドレイン
領域１１０、チャネル形成領域１１１を形成する。

【００２９】こうして図１（Ｃ）の状態が得られたら、
層間絶縁膜１１２を成膜して、コンタクトホールを形成
し、ソース電極１１３、ドレイン電極１１４を形成す
る。なお、ゲイト電極１０８からの取り出し電極は、通
常図１の断面では見えない位置にあるので図示していな
いが、実際には別の箇所でソース／ドレイン電極と同様
にコンタクトを採っている。

【００３０】以上の様な過程を経て、図１（Ｄ）に示す
様な構造のＴＦＴが完成する。この様にして作製したＴ
ＦＴは活性層１０５を形成する前に予め熱酸化膜でその
主表面を保護しているので、活性層／ゲイト絶縁膜界面
が極めて清浄な状態で維持されている。

【００３１】従って、チャネル形成領域の結晶状態や界
面状態が極めて良好であるため、非常に良好な電気特性
を有するＴＦＴを作製することができる。また、動作不
良を招く不安定要素となる様な汚染源がないので、高い
信頼性を有しているのも本発明による半導体装置の大き
な特徴である。

【００３２】以上の構成でなる本発明について、以下に
記載する実施例でもって詳細な説明を行うこととする。

【００３３】

【実施例】

〔実施例１〕本実施例ではアクティブマトリクス型液晶
表示装置に配置される周辺駆動回路を構成する回路ＴＦ
Ｔおよび画素マトリクス回路を構成する画素ＴＦＴとを
作製する過程について、図３を用いて説明する。なお、
一般的に周辺駆動回路はＮチャネル型ＴＦＴとＰチャネ
ル型ＴＦＴとを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路で構
成されるが、本実施例の説明ではＮチャネル型ＴＦＴ単
体を作製する例を説明するに留める。

【００３４】まず、絶縁性を有する基板、例えばコーニ
ング７０５９や同１７３７などに代表されるガラス基板
３０１を用意する。ガラス基板３０１上には下地膜（バ
ッファ層）３０２として酸化珪素膜を2000Åの厚さに成
膜する。

【００３５】次に、図示しない非晶質珪素膜を500 Åの
厚さに成膜する。成膜方法はプラズマＣＶＤ法や減圧熱
ＣＶＤ法によれば良い。図示しない非晶質珪素膜を成膜
したら、適当な結晶化方法による結晶化を行い、図示し
ない結晶性珪素膜を形成する。例えば、600 ℃前後での
加熱処理やエキシマレーザーによるアニール等の手段が
一般的である。

【００３６】次に、得られた結晶性珪素膜に対して酸素
雰囲気、550 ℃2hr の加熱処理を施し、10〜100 Å程度
の薄い熱酸化膜を形成する。そして、結晶性珪素膜をパ
ターニングして回路ＴＦＴの活性層を構成する島状の半
導体層３０３および画素ＴＦＴの活性層を構成する島状
の半導体層３０４を形成する。なお、活性層３０３、３
０４の主表面に残存した３０５、３０６で示される膜
は、パターニング後に残存した熱酸化膜である。

【００３７】活性層を構成したら、それらを覆って1200
Åの厚さの酸化珪素膜３０７をプラズマＣＶＤ法により
成膜する。この酸化珪素膜３０７は後にゲイト絶縁膜と
して機能する。なお、酸化窒化珪素膜（例えばＳｉＯ_X
Ｎ_Yで示される）や窒化珪素膜を用いても良い。

【００３８】次に、0.2 重量％のスカンジウムを添加し
たアルミニウム膜３０８をスパッタ法により2500Åの厚
さに成膜する。スカンジウムの添加はアルミニウム膜表
面にヒロックやウィスカーが発生するのを抑制する効果
がある。このアルミニウム膜３０８は、後にゲイト電極
として機能する。

【００３９】また、アルミニウム膜の代わりに他の金属
系材料、例えば、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ等を用いても
良いし、ポリシリコンやシリサイド系材料のような導電
性を有する膜を用いても構わない。

【００４０】次に、電解溶液中でアルミニウム膜３０８
を陽極として陽極酸化を行う。電解溶液としては、３％
の酒石酸のエチレングリコール溶液をアンモニア水で中
和して、ＰＨ＝６．９２に調整したものを使用する。ま
た、白金を陰極として化成電流５ｍＡ、到達電圧１０Ｖ
として処理する。

【００４１】こうして形成される図示しない緻密な陽極
酸化膜は、後にフォトレジストとの密着性を高める効果
がある。また、電圧印加時間を制御することで膜厚を制
御することができる。（図３（Ａ））

【００４２】こうして、図３（Ａ）の状態が得られた
ら、アルミニウム膜３０８をパターニングして、後のゲ
イト電極の原型および図示しないゲイト線を形成する。
そして、２度目の陽極酸化を行い、多孔質の陽極酸化膜
３０９、３１０を形成する。電解溶液は３％のシュウ酸
水溶液とし、白金を陰極として化成電流２〜３ｍＡ、到
達電圧８Ｖとして処理する。（図３（Ｂ））

【００４３】この時陽極酸化は基体に対して平行な方向
に進行する。また、電圧印加時間を制御することで多孔
質の陽極酸化膜３０９、３１０の長さを制御できる。

【００４４】さらに、専用の剥離液でフォトレジストを
除去した後、３度目の陽極酸化を行う。この時、電解溶
液は３％の酒石酸のエチレングリコール溶液をアンモニ
ア水で中和して、ＰＨ＝６．９２に調整したものを使用
する。そして、白金を陰極として化成電流５〜６ｍＡ、
到達電圧１００Ｖとして処理する。

【００４５】この際形成される陽極酸化膜３１１、３１
２は、非常に緻密、かつ、強固である。そのため、ド−
ピング工程などの後工程で生じるダメージからゲイト電
極３１３、３１４を保護する効果を持つ。

【００４６】また、強固な陽極酸化膜３１１、３１２は
エッチングされにくいため、コンタクトホールを形成す
る際にエッチング時間が長くなる問題がある。そのた
め、1000Å以下の厚さにするのが望ましい。

【００４７】次に、図３（Ｂ）に示す状態で、イオンド
ーピング法により活性層３０３、３０４に不純物を注入
する。例えば、Ｎチャネル型ＴＦＴを作製するならば不
純物としてＰ（リン）を、Ｐチャネル型ＴＦＴを作製す
るならば不純物としてＢ（ボロン）を用いれば良い。

【００４８】また、本実施例ではＮチャネル型ＴＦＴを
作製する例のみを記載するが、公知の技術を用いればＮ
チャネル型ＴＦＴとＰチャネル型ＴＦＴとを同一基板上
に形成することも可能である。

【００４９】このイオン注入によって回路ＴＦＴのソー
ス／ドレイン領域３１５、３１６および画素ＴＦＴのソ
ース／ドレイン領域３１７、３１８が自己整合的に形成
される。

【００５０】次に、多孔質の陽極酸化膜３０９、３１０
を除去して再度イオン注入を行う。この時のドーズ量は
前回のイオン注入よりも低いドーズ量で行う。

【００５１】このイオン注入によって回路ＴＦＴの低濃
度不純物領域３１９、３２０、チャネル形成領域３２１
および画素ＴＦＴの低濃度不純物領域３２２、３２３、
チャネル形成領域３２４が自己整合的に形成される。

【００５２】図３（Ｃ）に示す状態が得られたら、次に
レ−ザ−光の照射及び熱アニ−ルを行う。本実施例で
は、レ−ザ−光のエネルギ−密度は160 〜170mJ/cm² と
し、熱アニ−ルは300 〜450 ℃１hrで行う。

【００５３】この工程により、イオンド−ピング工程で
損傷を受けた活性層３０３、３０４の結晶性の改善と、
イオン注入された不純物イオンの活性化が行われる。

【００５４】次に、第１の層間絶縁膜３２５として窒化
珪素膜（酸化珪素膜でもよい）をプラズマＣＶＤ法によ
り3000Åの厚さに成膜する。この層間絶縁膜３２５は多
層構造としても差し支えない。

【００５５】第１の層間絶縁膜３２５を成膜したら、電
極・配線形成を行う領域にコンタクトホールを形成す
る。そして、アルミニウムを主成分とする材料とチタン
との積層膜で回路ＴＦＴのソース配線（データ線とも言
える）３２６、ゲイト配線（図示せず）、ドレイン配線
３２７および画素ＴＦＴのソース配線３２８、ドレイン
電極３２９を形成する。

【００５６】この時、画素ＴＦＴのゲイト電極３１４は
画素領域外へと引き出される図示しないゲイト線と一体
化しているのでコンタクトをとる必要がない。また、ド
レイン電極３２９は後に画素電極と活性層とを接続する
導通線の役割を果たす。

【００５７】次に、第２の層間絶縁膜３３０をプラズマ
ＣＶＤ法により0.5 〜5 μｍの厚さに成膜する。この層
間絶縁膜３３０としては酸化珪素膜、窒化珪素膜、有機
性樹脂材料等を用いる単層または積層膜を用いることが
できる。

【００５８】この第２の層間絶縁膜３３０としてポリイ
ミド等の有機性樹脂材料を用いると、容易に膜厚を稼ぐ
ことができるため平坦化膜としての機能を付加すること
ができる。即ち、アクティブマトリクス基板上の段差を
極力小さくすることが可能となる。

【００５９】第２の層間絶縁膜３３０を成膜したら、ブ
ラックマトリクス３３１を1000〜2000Åの厚さに形成す
る。ブラックマトリクス３３１としては、クロム膜やチ
タン膜等の金属薄膜または黒色顔料を分散させた樹脂材
料を用いることができる。

【００６０】通常、アクティブマトリクス型液晶表示装
置において、ブラックマトリクスは対向基板側へ配置す
る方法が一般的である。しかし、このようにブラックマ
トリクス３３１をアクティブマトリクス基板（ＴＦＴを
配置する側の基板）側へ形成すると、必要最低限の占有
面積で遮光領域をカバーできるため開口率を損なうこと
がなく有効である。

【００６１】次に、ブラックマトリクス３３１を覆って
第３の層間絶縁膜３３２を成膜する。第３の層間絶縁膜
３３２も第２の層間絶縁膜３３０と同様の材料で構成す
ることが可能である。ただし、後に画素電極とブラック
マトリクス３３１との間で補助容量を形成する場合に
は、容量を確保するために膜厚を薄くするか、比誘電率
の高い絶縁膜を持ちいることが好ましい。

【００６２】次に、画素ＴＦＴのドレイン電極３２９上
の第２、第３の層間絶縁膜３３０、３３２をエッチング
してコンタクトホールを形成し、ドレイン電極３２９と
電気的に接続する透明導電性膜でなる画素電極３３３を
形成する。

【００６３】この時、図３（Ｅ）に示す様にブラックマ
トリクス３３１と画素電極３３３とが重ね合わさる様に
して画素電極３３３を形成すると、その重なった領域を
補助容量として活用することができる。

【００６４】このようにして、図３（Ｅ）に示すような
回路ＴＦＴおよび画素ＴＦＴを有するアクティブマトリ
クス基板が形成される。実際には、数十万個もの回路Ｔ
ＦＴがＣＭＯＳ回路等を構成して駆動回路領域に配置さ
れ、数十〜数百万個もの画素ＴＦＴが画素領域に配置さ
れる。

【００６５】〔実施例２〕本実施例では、活性層を形成
する前の結晶性珪素膜の表面に熱酸化膜を形成し、その
熱酸化膜をそのままゲイト絶縁膜として活用する場合の
例を示す。説明は図４を用いて行う。

【００６６】まず、基板としては耐熱性の高い石英基板
４０１を用意する。勿論、シリコン基板やＳＯＩ構造を
有するＳＩＭＯＸ基板等であっても構わない。そして、
バッファ層となる酸化珪素膜４０２、結晶性珪素膜４０
３を形成する。結晶性珪素膜４０３の形成方法は実施例
１に従えば良いが、次の熱酸化処理により膜厚が現象す
るので、それを考慮して多めに成膜しておく必要があ
る。

【００６７】次に、酸化性雰囲気、800 〜1100℃30min
の加熱処理を施し、膜厚500 〜1000Å程度の熱酸化膜４
０４を形成する。本実施例では、この状態で結晶性珪素
膜４０３の膜厚が500 Å、熱酸化膜４０４の膜厚が500
Åとなる様に調節する。具体的には、出発膜となる珪素
膜の膜厚を750 Åとし、酸素雰囲気で950 ℃30min の熱
酸化処理を施すことにする。

【００６８】こうして図４（Ａ）の状態が得られたら、
次は図４（Ｂ）に示す様に結晶性珪素膜４０３をパター
ニングして島状半導体層４０５を形成する。島状半導体
層４０５を形成した後、パターニングに使用したレジス
トマスクを除去するのであるが、その後、残存した熱酸
化膜４０６の表面層をエッチングしておくと、レジスト
成分を完全に除去できるので望ましい。

【００６９】次に、活性層４０５の露出した側面に対し
て保護膜４０７を形成する。この保護膜は、次にゲイト
電極を形成する際にゲイト電極の材料が直接接触して拡
散することを防ぐための処置である。また、ゲイト電極
の材料として結晶性珪素膜を用いる場合にはエッチング
ストッパーとして機能する。

【００７０】本実施例では保護膜４０７として500 Åの
窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法により成膜する。この保
護膜４０７としては、他にも熱酸化またはＵＶ酸化によ
る酸化膜などを用いることができる。

【００７１】次に、ゲイト電極４０８を形成する。本実
施例では、予め導電性を付与する不純物元素を含有した
結晶性珪素膜を成膜し、パターニングすることによりゲ
イト電極４０８を形成する。（図４（Ｂ））

【００７２】次に、活性層４０５に対して不純物イオン
の注入をイオン注入法により行い、ソース領域４０９、
ドレイン領域４１０、チャネル形成領域４１１の形成を
行う。なお、Ｎチャネル型ＴＦＴを作製するかＰチャネ
ル型ＴＦＴを作製するかによって注入する不純物イオン
を選択すれば良い。

【００７３】そして、加熱処理またはレーザーアニー
ル、ランプアニール等の手段によりイオン注入による活
性層の損傷の回復および不純物イオンの活性化を行う。

【００７４】こうして図４（Ｃ）に示す状態が得られた
ら、層間絶縁膜４１２を成膜する。層間絶縁膜４１２と
しては酸化珪素膜、窒化珪素膜、有機性樹脂膜等を単層
または積層状態で用いることができる。

【００７５】そして、層間絶縁膜４１２にコンタクトホ
ールを形成し、ソース電極４１３、ドレイン電極４１４
を形成して、図４（Ｄ）に示す様な構造のＴＦＴが完成
する。

【００７６】〔実施例３〕本実施例では本発明を利用し
て作製したＴＦＴを用いて、同一基板上に画素マトリク
ス回路と周辺駆動回路とを集積化したアクティブマトリ
クス型液晶表示装置を作製した例を図５に示す。

【００７７】図５に示す構成は、同一基板上に画素マト
リクス回路と周辺駆動回路を形成し、さらにメモリ回路
やＣＰＵ回路といったコントロール回路を備えたＳＯＧ
(システム・オン・グラス）タイプの表示装置である。

【００７８】図５において、５０１は画素マトリクス回
路であり、通常百数十万個のＴＦＴがマトリクス状に配
置されて、液晶へ印加する電圧の制御を行っている。ま
た、５０２は垂直走査用駆動回路、５０３は水平走査用
駆動回路である。これらの駆動回路は、シフトレジスタ
回路、バッファ回路、サンプリング回路等で構成されて
おり、ゲイト信号やビデオ信号の制御を行う。また、５
０４はコントロール回路であり、ＣＰＵ回路やメモリ回
路等で構成される。

【００７９】Ｎチャネル型ＴＦＴおよびＰチャネル型Ｔ
ＦＴを相補的に組み合わせて構成されたＣＭＯＳ回路
は、図５において水平・垂直走査用駆動回路５０２、５
０３、コントロール回路５０４等に利用される。また、
これら駆動回路等は高い信頼性を要求されるが、本発明
を利用することで高い信頼性を実現する。

【００８０】また、本発明を応用することの可能な電気
光学装置としては、図５で示した様なアクティブマトリ
クス型液晶表示装置のみならず、その他のアクティブ型
フラットパネルディスプレイも含まれ、例えばＥＬ表示
装置やＣＬ表示装置に利用することもできる。また、直
視型ディスプレイのみでなく、プロジェクションタイプ
の表示装置にも応用できる。

【００８１】〔実施例４〕本明細書で開示する発明は、
ＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ）に
代表される半導体装置を利用した電気光学装置の全般に
応用することができる。電気光学装置としては、液晶表
示装置、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、
ＥＣ（エレクトロクロミックス）表示装置などが挙げら
れる。

【００８２】また、応用商品としてはＴＶカメラ、パー
ソナルコンピュータ、カーナビゲーション、ＴＶプロジ
ェクション、ビデオカメラ等が挙げられる。それら応用
用途の簡単な説明を図６を用いて行う。

【００８３】図６（Ａ）はＴＶカメラであり、本体２０
０１、カメラ部２００２、表示装置２００３、操作スイ
ッチ２００４で構成される。表示装置２００３はビュー
ファインダーとして利用される。

【００８４】図６（Ｂ）はパーソナルコンピュータであ
り、本体２１０１、カバー部２１０２、キーボード２１
０３、表示装置２１０４で構成される。表示装置２１０
４はモニターとして利用され、対角十数インチもサイズ
が要求される。

【００８５】図６（Ｃ）はカーナビゲーションであり、
本体２２０１、表示装置２２０２、操作スイッチ２２０
３、アンテナ２２０４で構成される。表示装置２２０２
はモニターとして利用されるが、地図の表示が主な目的
なので解像度の許容範囲は比較的広いと言える。

【００８６】図６（Ｄ）はＴＶプロジェクションであ
り、本体２３０１、光源２３０２、表示装置２３０３、
ミラー２３０４、２３０５、スクリーン２３０６で構成
される。表示装置２３０３に映し出された画像がスクリ
ーン２３０６に投影されるので、表示装置２３０３は高
い解像度が要求される。

【００８７】図６（Ｅ）はビデオカメラであり、本体２
４０１、表示装置２４０２、接眼部２４０３、操作スイ
ッチ２４０４、テープホルダー２４０５で構成される。
表示装置２４０２に映し出された撮影画像は接眼部２４
０３を通してリアルタイムに見ることができるので、使
用者は画像を見ながらの撮影が可能となる。

【００８８】以上の様に、本発明の応用範囲は極めて広
く、様々な半導体回路を有する製造品に適用することが
可能である。

【００８９】

【発明の効果】本発明を利用することで極めて清浄な活
性層／ゲイト絶縁膜界面を形成するとが可能である。そ
して、この様な構成を有する半導体装置は非常に良好な
特性を示し、高い信頼性を実現することができる。

【００９０】また、本発明を利用した半導体装置を、例
えばアクティブマトリクス型液晶表示装置等に用いた場
合、非常に安定した性能を供給する信頼性の高い商品と
なり、産業上、極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄膜トランジスタの作製工程を示す図。

【図２】薄膜トランジスタの作製工程を示す図。

【図３】薄膜トランジスタの作製工程を示す図。

【図４】薄膜トランジスタの作製工程を示す図。

【図５】アクティブマトリクス型液晶表示装置の構成
を示す図。

【図６】液晶表示装置の応用例を説明するための図。

【符号の説明】

１０１ガラス基板１０２酸化珪素膜１０３結晶性珪素膜１０４熱酸化膜１０５島状半導体層（活性層）１０６パターニング後に残存した熱酸化膜１０７ゲイト絶縁膜１０８ゲイト電極１０９ソース領域１１０ドレイン領域１１１チャネル形成領域１１２層間絶縁膜１１３ソース電極１１４ドレイン電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性を有する基板上に形成された活性層
と、前記活性層を覆うゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に形成されたゲイト電極と、を少なくとも有する半導体装置において、前記ゲイト絶縁膜は少なくともその一部に前記活性層を
熱酸化して得られる熱酸化膜を有し、前記熱酸化膜は前記活性層の主表面のみに接して形成さ
れていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】絶縁性を有する基板上に形成された活性層
と、前記活性層を覆うゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に形成されたゲイト電極と、を少なくとも有する半導体装置において、前記ゲイト絶縁膜は少なくともその一部に前記活性層を
熱酸化して得られる熱酸化膜を有し、前記活性層の主表面には前記熱酸化膜が接しており、前
記活性層の側面には前記熱酸化膜以外の絶縁膜が接して
いることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】絶縁性を有する基板上に結晶性珪素膜を形
成する工程と、前記結晶性珪素膜に対して熱酸化処理を施すことにより
表面に熱酸化膜を形成する工程と、前記熱酸化膜を残したまま前記結晶性珪素膜をパターニ
ングして活性層を形成する工程と、ゲイト絶縁膜を形成する工程と、を少なくとも有する半導体装置に作製方法において、前記ゲイト絶縁膜を形成する際も前記活性層の主表面に
は前記熱酸化膜が残存していることを特徴とする半導体
装置の作製方法。
【請求項４】絶縁性を有する基板上に結晶性珪素膜を形
成する工程と、前記結晶性珪素膜に対して熱酸化処理を施すことにより
表面に熱酸化膜を形成する工程と、前記熱酸化膜を残したまま前記結晶性珪素膜をパターニ
ングして活性層を形成する工程と、を少なくとも有する半導体装置に作製方法において、前記熱酸化膜をそのままゲイト絶縁膜として利用するこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。