(57)【要約】【課題】緻密で欠陥が少ない良質な膜を形成する半導体装置の作製方法および半導体装置の提供を課題とする。【解決手段】基板上に第１の絶縁膜を形成し、第１の絶縁膜上に半導体膜を形成し、酸素雰囲気または窒素雰囲気下で前記半導体膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことによって、半導体膜を酸化または窒化し、半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、第３の絶縁膜上に導電膜を形成する。【選択図】図１
2006332634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記半導体膜を酸化または窒化し、
前記半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
基板上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記第１の絶縁膜を酸化または窒化し、
前記第１の絶縁膜上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
基板上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記第２の絶縁膜を酸化または窒化し、
前記第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
基板上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記第３の絶縁膜を酸化または窒化し、
前記第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
基板上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記半導体膜を酸化し、
酸化された前記半導体膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより酸化された前記半導体膜を窒化し、
前記半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
基板上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記半導体膜を酸化または窒化し、
前記半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記第２の絶縁膜を酸化または窒化し、
前記第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１または請求項６において、
前記プラズマ処理を行い前記半導体膜を酸化または窒化することにより、前記半導体膜の表面に絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記半導体膜の端部がテーパー形状であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
基板上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に端部がテーパー形状を有する半導体膜を形成し、
前記半導体膜の端部に選択的に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記半導体膜の端部を選択的に酸化または窒化し、
前記半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記基板に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより前記基板を酸化または窒化することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の絶縁膜として、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）のいずれか一を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記第２の絶縁膜として、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）のいずれか一を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第３の絶縁膜として、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等またはシロキサン樹脂を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記高周波としてマイクロ波を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記プラズマ処理による酸化は、酸素と希ガス雰囲気下で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記プラズマ処理による酸化は、酸素と水素と希ガス雰囲気下で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６のいずれか一項において、
前記プラズマ処理による窒化は、窒素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１７のいずれか一項において、
前記基板は、ガラス基板またはプラスチック基板を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電膜、絶縁膜または半導体膜等を積層させて形成させる場合において、当該絶縁膜または半導体膜にプラズマ処理を行い表面の改質を行うことによって、良質の膜を有する半導体装置および当該半導体装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ｎｍ〜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。より微細で高性能な薄膜トランジスタを作製するためには、ゲート電極やソースおよびドレイン配線等の導電膜だけでなく、ゲート絶縁膜を初めとする絶縁膜を薄く設ける必要がある。通常、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜等の絶縁膜は、ＣＶＤ法等を用いて形成されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３５８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＣＶＤ法やスパッタ法により数ｎｍの膜厚で形成した絶縁膜は、膜の内部に欠陥を有し、膜質が十分でないため、例えばＣＶＤ法で形成した絶縁膜をゲート絶縁膜として用いる場合、リーク電流の発生や半導体膜とゲート電極間のショート等の恐れがある。また、熱酸化法によって、例えば、半導体膜の表面を酸化させることによって緻密な絶縁膜を形成することができるが、薄膜トランジスタの作製においては、コストの面からガラス等の耐熱性の低い基板を用いるため、熱酸化法を利用することは困難である。
【０００５】
本発明は上記問題を鑑み、導電膜、絶縁膜または半導体膜等を積層させて形成させる場合において、ＣＶＤ法やスパッタ法等で形成した膜に比べて、緻密で欠陥が少ない良質な膜を形成する半導体装置の作製方法および半導体装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体装置の作製方法は、基板上に第１の絶縁膜を形成し、第１の絶縁膜上に半導体膜を形成し、当該半導体膜に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより半導体膜を酸化または窒化し、半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴としている。
【０００７】
また、本発明では上記構成において、基板、第１の絶縁膜、第２の絶縁膜または第３の絶縁膜にプラズマ処理を行い酸化または窒化を行うことも可能である。
【０００８】
本発明において、プラズマ処理により半導体膜または絶縁膜を酸化するとは、高周波を用いたプラズマ励起により活性化された酸素ラジカルや酸素イオン等の酸素種を当該半導体膜または絶縁膜に直接作用させて酸化または窒化を行うことをいう。また、プラズマ処理により半導体膜または絶縁膜を窒化するとは、高周波を用いたプラズマ励起により活性化された窒素ラジカルや窒素イオン等の窒素種を当該半導体膜または絶縁膜に直接作用させて酸化または窒化を行うことをいう。
【０００９】
本発明の他の半導体装置の作製方法は、基板上に第１の絶縁膜を形成し、第１の絶縁膜上に端部がテーパー形状を有する半導体膜を形成し、半導体膜の端部に選択的に高周波を用いて電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、且つ電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下の条件下でプラズマ処理を行うことにより半導体膜の端部を選択的に酸化または窒化し、半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成し、第２の絶縁膜上にゲート電極を形成し、ゲート電極を覆って第３の絶縁膜を形成し、第３の絶縁膜上に導電膜を形成することを特徴としている。
【００１０】
本発明の半導体装置は、絶縁表面上に設けられた半導体膜と、半導体膜の上方にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、ゲート電極を覆って設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた導電膜とを有し、半導体膜の端部が酸化または窒化されていることを特徴としている。また、半導体膜の端部をテーパー形状に設けることも可能である。
【発明の効果】
【００１１】
プラズマ処理により半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化して、当該半導体膜または絶縁膜の表面を改質することによって、緻密な表面を有する絶縁膜を得ることができるため、特性の高い半導体素子を有する半導体装置を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００１３】
本発明の半導体装置の一例を図１に示す。なお、図１において、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のａ−ｂ間の断面図に相当し、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のｃ−ｄ間の断面図に相当する。
【００１４】
図１に示す半導体装置は、基板１０１上に絶縁膜１０２を介して設けられた半導体膜１０３ａ、１０３ｂと、当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂ上にゲート絶縁膜１０４を介して設けられたゲート電極１０５と、ゲート電極を覆って設けられた絶縁膜１０６、１０７と、半導体膜１０３ａ、１０３ｂのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続し且つ絶縁膜１０７上に設けられた導電膜１０８とを有している。なお、図１においては、半導体膜１０３ａの一部をチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａと半導体膜１０３ｂの一部をチャネル形成領域として用いたｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂとを設けた場合を示している。
【００１５】
基板１０１は、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、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることができる。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。可撓性を有する基板を用いることによって、折り曲げが可能である半導体装置を作製することが可能となる。また、このような基板であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板１０１として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。
【００１６】
絶縁膜１０２は、下地膜として機能し、基板１０１からＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜１０３ａ、１０３ｂ中に拡散し、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。絶縁膜１０２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、絶縁膜１０２を２層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜で設け、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。また、絶縁膜１０２を３層構造で設ける場合、１層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設け、２層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を設け、３層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を設けるとよい。
【００１７】
半導体膜１０３ａ、１０３ｂは、非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することができ、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化させるため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、珪素を含む気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＧｅＦ４を混合させても良い。この珪素を含む気体をＨ２、または、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲にする。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ、基板加熱温度は３００℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−１以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９／ｃｍ３以下とする。ここでは、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）で非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの公知の結晶化法により結晶化させる。また、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行ってもよい。
【００１８】
ゲート絶縁膜１０４は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【００１９】
絶縁膜１０６は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【００２０】
絶縁膜１０７は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜はもちろん、その他にもエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。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）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、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。なお、図１における半導体装置において、絶縁膜１０６を設けずにゲート電極１０５を覆うように直接絶縁膜１０７を設けることも可能である。
【００２１】
導電膜１０８としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、炭素（Ｃ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、マンガン（Ｍｎ）から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電膜として、例えばＣとＴｉを含有したＡｌ合金、Ｎｉを含有したＡｌ合金、ＣとＮｉを含有したＡｌ合金、ＣとＭｎを含有したＡｌ合金等を用いることができる。また、積層構造で設ける場合、ＡｌとＴｉを積層させることによって設けることができる。
【００２２】
また、図１において、ｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａはゲート電極１０５の側壁に接してサイドウォール１１１を有し、半導体膜１０３ａにｎ型の導電性を付与する不純物が選択的に添加されたソース領域、ドレイン領域およびサイドウォールの下方に設けられたＬＤＤ領域が形成されている。また、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂはゲート電極１０５の側壁に接してサイドウォールを有し、半導体膜１０３ｂにｐ型の導電性を付与する不純物が選択的に添加されたソース領域およびドレイン領域が形成されている。なお、本発明の半導体装置に含まれる薄膜トランジスタの構造は上述した構造に限られない。例えば、図１では、ｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａにＬＤＤ領域を設け、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂにはＬＤＤ領域を設けていないが、両方にＬＤＤ領域を設けた構成としてもよいし、両方にＬＤＤ領域およびサイドウォールを設けない構造（図２６（Ａ））とすることも可能である。また、薄膜トランジスタの構造として上述した構造に限られず、チャネル形成領域が１つ形成されるシングルゲート構造でもよいし、２つ形成されるダブルゲート構造または３つ形成されるトリプルゲート構造等のマルチゲート構造を用いることができる。また、ボトムゲート構造としてもよいし、チャネル形成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としてもよい。また、ゲート電極を積層構造で設ける場合に、ゲート電極下方に形成される第１の導電膜１０５ａと当該第１の導電膜１０５ａ上に形成される第２の導電膜１０５ｂで設け、当該第１の導電膜をテーパー状で形成し、第１の導電膜にのみ重なるようにソースまたはドレイン領域として機能する不純物領域より低い濃度の不純物領域を設ける構造（図２６（Ｂ））で設けることもできる。また、ゲート電極を積層構造で設ける場合に、ゲート電極の下方に形成される第１の導電膜２２５ａと当該第１の導電膜２２５ａ上に形成される第２の導電膜２２５ｂで設け、当該第２の導電膜２２５ｂの側壁に接し且つ導電膜２２５ａの上方に形成されるようにサイドウォールを設ける構造（図２６（Ｃ））とすることも可能である。なお、上記構成において、半導体膜１０３ａ、１０３ｂのソースまたはドレイン領域として機能する不純物領域をＮｉ、Ｃｏ、Ｗ等のシリサイドで設けることも可能である。
【００２３】
なお、本発明の半導体装置では、上記基板１０１、絶縁膜１０２、半導体膜１０３ａおよび１０３ｂ、ゲート絶縁膜１０４、絶縁膜１０６または絶縁膜１０７のうち少なくともいずれか一層に、プラズマ処理を用いて酸化処理または窒化処理を行うことにより半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化する。このように、プラズマ処理を用いて半導体膜または絶縁膜を酸化または窒化することによって、当該半導体膜または絶縁膜の表面を改質し、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜を形成することができるため、膜に生じるピンホール等の欠陥を抑制し半導体装置の特性を向上させることが可能となる。
【００２４】
以下に図面を参照して、プラズマ処理を用いて半導体装置を作製する方法を説明する。具体的には、プラズマ処理を用いて、基板１０１、絶縁膜１０２、半導体膜１０３ａおよび１０３ｂ、ゲート絶縁膜１０４、絶縁膜１０６または絶縁膜１０７を酸化または窒化させて半導体装置を作製する場合について説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、上記図１における半導体膜１０３ａおよび１０３ｂまたはゲート絶縁膜１０４にプラズマ処理を行い、当該半導体膜１０３ａおよび１０３ｂまたはゲート絶縁膜１０４に酸化処理または窒化処理を行うことによって半導体装置を作製する方法について図面を参照して説明する。
【００２６】
はじめに、基板上に設けられた島状の半導体膜において、当該島状の半導体膜の端部を直角に近い形状で設ける場合について示す。
【００２７】
まず、基板１０１上に島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂを形成する（図２（Ａ））。島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂは、基板１０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１０２上にスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、半導体膜を選択的にエッチングすることにより設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれら方法を組み合わせた方法等により行うことができる。なお、図２では、島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂの端部を直角に近い形状（８５°≦θ≦１００°）で設ける。
【００２８】
次に、プラズマ処理を行い半導体膜１０３ａ、１０３ｂに酸化処理または窒化処理を行うことによって、当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂの表面にそれぞれ酸化膜、窒化膜１２１ａ、１２１ｂ（以下、絶縁膜１２１ａ、絶縁膜１２１ｂとも記す）を形成する（図２（Ｂ））。なお、半導体膜１０３ａ、１０３ｂに酸化処理または窒化処理を行う前に前処理としてＡｒ雰囲気下でプラズマ処理を行ってもよい。
【００２９】
例えば、半導体膜１０３ａ、１０３ｂとしてＳｉを用いた場合、絶縁膜１２１ａおよび絶縁膜１２１ｂとして、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）が形成される。また、プラズマ処理により半導体膜１０３ａ、１０３ｂを酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うことによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜１０３ａ、１０３ｂに接して酸化珪素（ＳｉＯｘ）が形成され、当該酸化珪素の表面に酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）または窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。
【００３０】
なお、プラズマ処理により半導体膜を酸化する場合には、酸素を含む雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下、酸素と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下、一酸化二窒素と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と水素と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う。一方、プラズマ処理により半導体膜を窒化する場合には、窒素を含む雰囲気下（例えば、窒素（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または窒素と水素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う。
【００３１】
希ガスとしては、例えば、Ａｒを用いることができる。また、ＡｒとＫｒを混合したガスを用いてもよい。また、絶縁膜１２１ａ、１２１ｂには、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）が含まれており、Ａｒを用いた場合には絶縁膜１２１ａ、１２１ｂにＡｒが含まれている。
【００３２】
本実施の形態では、プラズマ処理により半導体膜１０３ａ、１０３ｂに酸化処理を行う場合、酸素（Ｏ２）、水素（Ｈ２）とアルゴン（Ａｒ）との混合ガスを導入する。ここで用いる混合ガスは、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。
【００３３】
なお、プラズマ処理による酸化よりの工程において、酸化膜に希ガスが含有されていることが推測されるため、基板上に本工程のプラズマ処理を行って酸化膜を形成したサンプルを作製し、このサンプルについてＴＸＲＦを用いて測定を行った。ここでは、希ガスとしてＡｒを用いてプラズマ処理を行った。その結果、酸化膜にはＡｒが１×１０１５〜１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度で含有されていた。よって、プラズマ処理に用いた希ガスがこの工程で形成される酸化膜に同程度（１×１０１５〜１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）含有されている。
【００３４】
また、プラズマ処理により窒化処理を行う場合、窒素（Ｎ２）とアルゴン（Ａｒ）との混合ガスを導入する。ここで用いる混合ガスは、窒素を２０〜２０００ｓｃｃｍ、アルゴンを１００〜１００００ｓｃｃｍとして導入すればよい。例えば、窒素を２００ｓｃｃｍ、アルゴンを１０００ｓｃｃｍとして導入すればよい。
【００３５】
また、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲気中において、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上であり、プラズマの電子温度が１．５ｅＶ以下で行う。より詳しくいうと、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下で、プラズマの電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下で行う。プラズマの電子密度が高密度であり、基板１０１上に形成された被処理物（ここでは、半導体膜１０３ａ、１０３ｂ）付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズマによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化することよって形成される酸化物または窒化膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜と比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。また、プラズマの電子温度が１．５ｅＶ以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温度で酸化または窒化処理を行うことができる。例えば、ガラス基板の歪点よりも１００度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる。プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）等の高周波を用いることができる。
【００３６】
なお、以下に特に断らない場合は本明細書中において、プラズマ処理によって被処理物に酸化処理または窒化処理を行う場合は上記条件を用いて行うことができる。
【００３７】
次に、絶縁膜１２１ａ、１２１ｂを覆うようにゲート絶縁膜１０４を形成する（図２（Ｃ））。ゲート絶縁膜１０４は、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、半導体膜１０３ａ、１０３ｂとしてＳｉを用い、プラズマ処理により当該Ｓｉを酸化させることによって当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂ表面に絶縁膜１２１ａ、１２１ｂとして酸化珪素を形成した場合、当該絶縁膜１２１ａ、１２１ｂ上にゲート絶縁膜１０４として酸化珪素（ＳｉＯｘ）を形成する。また、膜厚を薄く形成した場合等は、上記図２（Ｂ）において、プラズマ処理により半導体膜１０３ａ、１０３ｂを酸化または窒化することによって形成された絶縁膜１２１ａ、１２１ｂをゲート絶縁膜として用い、当該絶縁膜１２１ａ、１２１ｂ上にゲート電極１０５を形成することも可能である。
【００３８】
次に、ゲート絶縁膜１０４上にゲート電極１０５等を形成することによって、ゲート電極１０５の下方に位置する半導体膜１０３ａ、１０３ｂをチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂを有する半導体装置を作製することができる（図２（Ｄ））。
【００３９】
このように、半導体膜１０３ａ、１０３ｂ上にゲート絶縁膜１０４を設ける前に、プラズマ処理により半導体膜１０３ａ、１０３ｂの表面を酸化または窒化することによって、チャネル形成領域の端部１５１ａ、１５１ｂ等におけるゲート絶縁膜１０４の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。つまり、島状の半導体膜の端部が直角に近い形状（８５°≦θ≦１００°）を有する場合には、ＣＶＤ法やスパッタ法等により半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成した際に、半導体膜の端部においてゲート絶縁膜の段切れ等による被覆不良の問題が生じる恐れがあるが、あらかじめ半導体膜の表面にプラズマ処理を用いて酸化または窒化しておくことによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良等を防止することが可能となる。
【００４０】
また、上記図２において、ゲート絶縁膜１０４を形成した後にプラズマ処理を行うことによって、ゲート絶縁膜１０４を酸化または窒化させてもよい。この場合、半導体膜１０３ａ、１０３ｂを覆うようにゲート絶縁膜１０４を形成し（図３（Ａ））、当該ゲート絶縁膜１０４にプラズマ処理を行い、ゲート絶縁膜１０４を酸化または窒化することによって、ゲート絶縁膜１０４の表面に酸化膜または窒化膜１２３（以下、絶縁膜１２３とも記す）を形成する（図３（Ｂ））。プラズマ処理の条件は、上記図２（Ｂ）と同様に行うことができる。また、絶縁膜１２３は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでおり、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１２３にＡｒが含まれている。
【００４１】
また、図３（Ｂ）において、一旦酸素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１０４を酸化させた後に、再度窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。この場合、半導体膜１０３ａ、１０３ｂに酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）が形成され、ゲート電極１０５に接して酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）または窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）からなるサイドウォールが形成される。その後、絶縁膜１２３上にゲート電極１０５等を形成することによって、ゲート電極１０５の下方に位置する半導体膜１０３ａ、１０３ｂをチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂを有する半導体装置を作製することができる（図３（Ｃ））。このように、ゲート絶縁膜にプラズマ処理を行うことにより、当該ゲート絶縁膜の表面を酸化または窒化することによって、ゲート絶縁膜の表面を改質し緻密な膜を形成することができる。プラズマ処理を行うことによって得られた絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成された絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。
【００４２】
なお、図３においては、あらかじめ半導体膜１０３ａ、１０３ｂにプラズマ処理を行うことによって、当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂの表面を酸化または窒化させた場合を示したが、半導体膜１０３ａ、１０３ｂにプラズマ処理を行わずにゲート絶縁膜１０４を形成した後にプラズマ処理を行う方法を用いてもよい。このように、ゲート電極を形成する前にプラズマ処理を行うことによって、半導体膜の端部においてゲート絶縁膜の段切れ等による被覆不良が生じた場合であっても、被覆不良により露出した半導体膜を酸化または窒化することができるため、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【００４３】
このように、島状の半導体膜の端部を直角に近い形状で設けた場合であっても、半導体膜またはゲート絶縁膜にプラズマ処理を行い、当該半導体膜またはゲート絶縁膜を酸化または窒化することによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【００４４】
次に、基板上に設けられた島状の半導体膜において、当該島状の半導体膜の端部をテーパー形状（３０°≦θ＜８５°）で設ける場合について示す。
【００４５】
まず、基板１０１上に島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂを形成する（図４（Ａ））。島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂは、基板１０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１０２上にスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの結晶化法により結晶化させ、選択的に半導体膜をエッチングして除去することにより設けることができる。なお、図４では、島状の半導体膜の端部をテーパー形状（３０≦θ＜８５°）で設ける。
【００４６】
次に、半導体膜１０３ａ、１０３ｂを覆うようにゲート絶縁膜１０４を形成する（図４（Ｂ））。ゲート絶縁膜１０４は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。
【００４７】
次に、プラズマ処理を行いゲート絶縁膜１０４に酸化処理または窒化処理を行うことによって、当該ゲート絶縁膜１０４の表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１２４（以下、絶縁膜１２４とも記す）を形成する（図４（Ｃ））。なお、プラズマ処理の条件は上記と同様に行うことができる。例えば、ゲート絶縁膜１０４として酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を用いた場合、酸素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行いゲート絶縁膜１０４を酸化することによって、ゲート絶縁膜の表面にはＣＶＤ法やスパッタ法等により形成されたゲート絶縁膜と比較してピンホール等の欠陥の少ない緻密な膜を形成することができる。一方、窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行いゲート絶縁膜１０４を窒化することによって、ゲート絶縁膜１０４の表面に絶縁膜１２４として酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）または窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）を設けることができる。また、一旦酸素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１０４を酸化させた後に、再度窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。また、絶縁膜１２４は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでおり、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１２４中にＡｒが含まれている。
【００４８】
次に、絶縁膜１２４上にゲート電極１０５等を形成することによって、ゲート電極１０５の下方に位置する半導体膜１０３ａ、１０３ｂをチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂを有する半導体装置を作製することができる（図４（Ｄ））。
【００４９】
このように、ゲート絶縁膜にプラズマ処理を行うことにより、ゲート絶縁膜の表面に酸化膜または窒化膜からなる絶縁膜を設け、ゲート絶縁膜の表面の改質をすることができる。プラズマ処理を行うことによって酸化または窒化された絶縁膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法で形成されたゲート絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥も少ないため、薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。また、半導体膜の端部をテーパー形状とすることによって、半導体膜の端部におけるゲート絶縁膜の被覆不良に起因するゲート電極と半導体膜のショート等を抑制することができるが、ゲート絶縁膜を形成した後にプラズマ処理を行うことによって、より一層ゲート電極と半導体膜のショート等を防止することができる。
【００５０】
次に、図４とは、異なる半導体装置の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、テーパー形状を有する半導体膜の端部に選択的にプラズマ処理を行う場合に関して示す。
【００５１】
まず、基板１０１上に島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂを形成する（図５（Ａ））。島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂは、基板１０１上にあらかじめ形成された絶縁膜１０２上にスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等を用いて非晶質半導体膜を形成し、当該非晶質半導体膜を結晶化させ、レジスト１２５ａ、１２５ｂをマスクとして半導体膜を選択的にエッチングすることにより設けることができる。なお、非晶質半導体膜の結晶化は、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれら方法を組み合わせた方法等の結晶化法により行うことができる。
【００５２】
次に、半導体膜のエッチングのために使用したレジスト１２５ａ、１２５ｂを除去する前に、プラズマ処理を行い島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂの端部を選択的に酸化または窒化することによって、当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂの端部にそれぞれ酸化膜または窒化膜１２６（以下、絶縁膜１２６とも記す）を形成する（図５（Ｂ））。プラズマ処理は、上述した条件下で行う。また、絶縁膜１２６は、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでいる。
【００５３】
次に、半導体膜１０３ａ、１０３ｂを覆うようにゲート絶縁膜１０４を形成する（図５（Ｃ））。ゲート絶縁膜１０４は、上記と同様に設けることができる。
【００５４】
次に、ゲート絶縁膜１０４上にゲート電極１０５等を形成することによって、島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂをチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂを有する半導体装置を作製することができる（図５（Ｄ））。
【００５５】
半導体膜１０３ａ、１０３ｂの端部をテーパー形状に設けた場合、半導体膜１０３ａ、１０３ｂの一部に形成されるチャネル形成領域の端部１５２ａ、１５２ｂもテーパー形状となり半導体膜の膜厚やゲート絶縁膜の膜厚が中央部分と比較して変化するため、薄膜トランジスタの特性に影響を及ぼす場合がある。そのため、ここではプラズマ処理によりチャネル形成領域の端部を選択的に酸化または窒化して、当該チャネル形成領域の端部となる半導体膜に絶縁膜を形成することによって、チャネル形成領域の端部に起因する薄膜トランジスタへの影響を低減することができる。
【００５６】
なお、図５では、半導体膜１０３ａ、１０３ｂの端部に限ってプラズマ処理により酸化または窒化を行った例を示したが、もちろん上記図４で示したようにゲート絶縁膜１０４にもプラズマ処理を行って酸化または窒化させることも可能である（図７（Ａ））。
【００５７】
次に、上記とは異なる半導体装置の作製方法に関して図面を参照して説明する。具体的には、テーパー形状を有する半導体膜にプラズマ処理を行う場合に関して示す。
【００５８】
まず、基板１０１上に上記と同様に島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂを形成する（図６（Ａ））。
【００５９】
次に、プラズマ処理を行い半導体膜１０３ａ、１０３ｂを酸化または窒化することによって、当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂの表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１２７ａ、１２７ｂ（以下、絶縁膜１２７ａ、絶縁膜１２７ｂとも記す）を形成する（図６（Ｂ））。プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。例えば、半導体膜１０３ａ、１０３ｂとしてＳｉを用いた場合、絶縁膜１２７ａおよび絶縁膜１２７ｂとして、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）が形成される。また、プラズマ処理により半導体膜１０３ａ、１０３ｂを酸化させた後に、再度プラズマ処理を行うことによって窒化させてもよい。この場合、半導体膜１０３ａ、１０３ｂに接して酸化珪素（ＳｉＯｘ）が形成され、当該酸化珪素の表面に酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）または窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。また、絶縁膜１２７ａ、１２７ｂは、プラズマ処理に用いた希ガスを含んでいる。なお、プラズマ処理を行うことにより半導体膜１０３ａ、１０３ｂの端部も同時に酸化または窒化される。
【００６０】
次に、絶縁膜１２７ａ、１２７ｂを覆うようにゲート絶縁膜１０４を形成する（図６（Ｃ））。ゲート絶縁膜１０４は、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。例えば、半導体膜１０３ａ、１０３ｂとしてＳｉを用いてプラズマ処理により酸化させることによって、当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂ表面に絶縁膜１２７ａ、１２７ｂとして酸化珪素を形成した場合、当該絶縁膜１２７ａ、１２７ｂ上にゲート絶縁膜１０４として酸化珪素（ＳｉＯｘ）を形成する。
【００６１】
次に、絶縁膜１２７ａ、１２７ｂ上にゲート電極１０５等を形成することによって、ゲート電極１０５の下方に位置する半導体膜１０３ａ、１０３ｂをチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂを有する半導体装置を作製することができる（図６（Ｄ））。
【００６２】
半導体膜１０３ａ、１０３ｂの端部をテーパー形状に設けた場合、半導体膜１０３ａ、１０３ｂの一部に形成されるチャネル形成領域の端部１５３ａ、１５３ｂもテーパー形状となるため、半導体素子の特性に影響を及ぼす場合がある。そのため、プラズマ処理により半導体膜を酸化または窒化することによって、結果的にチャネル形成領域の端部も酸化または窒化されるため半導体素子への影響を低減することができる。
【００６３】
なお、図６では、半導体膜１０３ａ、１０３ｂに限ってプラズマ処理により酸化または窒化を行った例を示したが、もちろん上記図４で示したようにゲート絶縁膜１０４にプラズマ処理を行って酸化または窒化させることも可能である（図７（Ｂ））。この場合、一旦酸素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことによりゲート絶縁膜１０４を酸化させた後に、再度窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより窒化させてもよい。この場合、半導体膜１０３ａ、１０３ｂに酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）が形成され、ゲート電極１０５に接して酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）または窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。
【００６４】
また、上述した構成において、水素と希ガス雰囲気化でプラズマ処理を行うことにより水素を導入することができる。例えば、図２（Ｄ）において、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域の欠陥を修復するために活性化を行った後に、水素と希ガス雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより当該ゲート絶縁膜１０４に水素を導入する。そして、その後の工程で３５０℃〜４５０℃で熱処理を行いゲート絶縁膜１０４に含まれる水素を半導体膜１０３ａ、１０３ｂに移動させることにより、当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂのダングリングボンド等の欠陥を修復する（水素化処理）ことができる。ここでは、ゲート絶縁膜１０４として、上述したいずれかの材料を用いて、プラズマ処理により水素を導入し、水素化処理を行う。また、また、ＮＨ３と希ガス雰囲気下でプラズマ処理を行うことによって、ゲート絶縁膜１０４に水素を導入し、同時に当該ゲート絶縁膜の表面を窒化して表面を改質することができる。また、ＮＨ３と希ガス雰囲気下でプラズマ処理を行う際に３５０°〜４５０°の熱処理を行うことによって水素化処理と窒化を同時に行うことができる。なお、プラズマ処理による水素の導入は、上述した工程と自由に組み合わせて行うことができる。なお、プラズマ処理は上述した条件で行うことができる。
【００６５】
また、上述したようにプラズマ処理を行うことによって、半導体膜や絶縁膜に付着したゴミ等の不純物の除去を容易に行うことができる。一般的に、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜にはゴミ（パーティクルともいう）が付着していることがある。例えば、図２５（Ａ）に示すように、絶縁膜または導電膜または半導体膜等の膜１７１上にＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された絶縁膜１７２上にゴミ１７３が形成される場合がある。このような場合であっても、プラズマ処理を行い絶縁膜１７２を酸化または窒化することによって、絶縁膜１７２の表面に酸化膜または窒化膜１７４（以下、絶縁膜１７４ともいう）が形成される。絶縁膜１７４は、ゴミ１７３が存在しない部分のみならず、ゴミ１７３の下側の部分にも回り込むように酸化または窒化されることによって、絶縁膜１７４の体積が増加する。一方、ゴミ１７３の表面もプラズマ処理によって酸化または窒化され絶縁膜１７５が形成され、その結果ゴミ１７３の体積も増加する（図２５（Ｂ））。
【００６６】
このとき、ゴミ１７３は、ブラシ洗浄等の簡単な洗浄により、絶縁膜１７４の表面から容易に除去される状態になる。このように、プラズマ処理を行うことによって、当該絶縁膜または半導体膜に付着した微細なゴミであっても当該ゴミの除去が容易になる。なお、これはプラズマ処理を行うことによって得られる効果であり、本実施の形態のみならず、他の実施の形態においても同様のことがいえる。
【００６７】
このように、プラズマ処理を行い半導体膜またはゲート絶縁膜を酸化または窒化して表面を改質することにより、緻密で膜質のよい絶縁膜を形成することができる。また、絶縁膜の表面に付着したゴミ等を洗浄によって、容易に除去することが可能となる。その結果、絶縁膜を薄く形成する場合であってもピンホール等の欠陥を防止し、薄膜トランジスタ等の半導体素子の微細化および高性能化を実現することが達成できる。
【００６８】
（実施の形態２）
本実施の形態は、本発明の半導体装置について上記実施の形態とは異なる構造に関して図面を参照して説明する。
【００６９】
本実施の形態では、上記図１における基板１０１または絶縁膜１０２にプラズマ処理を行い、当該基板１０１または絶縁膜１０２を酸化または窒化することによって半導体装置を作製する方法について図面を参照して説明する。
【００７０】
はじめに、基板上１０１にプラズマ処理を行うことによって、当該基板１０１を酸化または窒化させる場合について、図面を参照して説明する。
【００７１】
まず、基板１０１を用意し、基板１０１表面をフッ酸（ＨＦ）、アルカリまたは純水を用いて洗浄する（図８（Ａ））。基板１０１は、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、セラミック基板またはステンレスを含む金属基板等を用いることができる。他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることも可能である。なお、ここでは基板１０１としてガラス基板を用いる場合を示す。
【００７２】
次に、プラズマ処理を行い基板１０１を酸化または窒化することによって、当該基板１０１の表面に酸化膜または窒化膜１３１（以下、絶縁膜１３１とも記す）を形成する（図８（Ｂ））。一般的に、ガラスやプラスチック等の基板上に薄膜トランジスタ等の半導体素子を設ける場合、ガラスやプラスチック等に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子に混入して汚染することによって、半導体素子の特性に影響を及ぼす恐れがある。しかし、ガラスやプラスチック等からなる基板の表面を窒化することにより、基板に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子に混入するのを防止することができる。なお、プラズマ処理は上記実施の形態１と同様の条件下で行うことができる。また、絶縁膜１３１は、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）が含まれている。
【００７３】
次に、絶縁膜１３１上に下地膜として機能する絶縁膜１０２を形成する（図８（Ｃ））。絶縁膜１０２としては、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。ここでは、基板１０１の表面をプラズマ処理を行い窒化させ、絶縁膜１０２として窒化珪素または酸化窒化珪素を形成することが好ましい。絶縁膜１０２にＮ原子が多く含まれていると、固定電荷量が増加し当該絶縁膜１０２上に形成される薄膜トランジスタ等の半導体素子に影響を及ぼすからである。つまり、基板１０１からの不純物元素が素子へ混入するのを防ぐためにＮ原子を含む膜が必要であるが、Ｎ原子を含む膜が多い場合には半導体素子に影響が生じる。そのため、図８では、基板１０１の表面を窒化し、その窒化した膜上に酸化珪素または酸化窒化珪素を形成する。
【００７４】
次に、絶縁膜１０２上に半導体膜１０３を形成する（図８（Ｄ））。半導体膜１０３としては、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等で形成することができる。ここでは、絶縁膜１０２と半導体膜１０３をＣＶＤ法により連続して形成する。絶縁膜１０２と半導体膜１０３を大気に曝さずに連続して形成することによって、半導体膜１０３への不純物の混入を防止することができる。
【００７５】
次に、半導体膜１０３を選択的にエッチングして島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂを形成し、当該島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂをチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂを有する半導体装置を作製することができる（図８（Ｅ））。なお、ここでは、基板１０１としてガラス基板を用い、窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより当該ガラス基板の表面を窒化して窒化膜１３１を形成し、その上に絶縁膜１０２として酸化珪素（ＳｉＯｘ）を形成し、当該絶縁膜１０２上に半導体膜１０３ａ、１０３ｂを形成する。そして、半導体膜１０３ａ、１０３ｂを覆うようにゲート絶縁膜１０４として酸化珪素を形成し、当該ゲート絶縁膜１０４を窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理により窒化する。その後、ゲート電極１０５としてスパッタ法等の公知の方法を用いてＭｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｉ等で形成し、窒素を含む雰囲気下プラズマ処理を行うことによりゲート電極１０５の表面を窒化する。例えば、ゲート電極１０５として、Ｍｏを用いた場合にはＭｏの表面にＭｏの窒化膜１８１が形成されている。なお、ゲート電極１０５として、Ｍｏを用いた場合、通常Ｍｏは酸化されやすいが窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより当該Ｍｏの表面を窒化することによって、Ｍｏの酸化を防止することができる。
【００７６】
このように、プラズマ処理により基板１０１表面を酸化または窒化することによって、基板に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属等の不純物元素が半導体素子に混入して汚染することを防止することができる。
【００７７】
次に、プラズマ処理を用いた基板１０１上に形成する絶縁膜１０２の作製方法について、図面を参照して説明する。なお、ここでは、絶縁膜１０２の作製方法として２通りの方法についてそれぞれ図９、図１０に示す。
【００７８】
まず、基板１０１上に、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）を用いて絶縁膜１３２を形成する（図９（Ａ））。絶縁膜１３２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を用いる。
【００７９】
次に、プラズマ処理を行い絶縁膜１３２に酸化処理または窒化処理を行うことによって、当該絶縁膜１３２の表面に酸化膜または窒化膜１３３（以下、絶縁膜１３３とも記す）を形成する（図９（Ｂ））。ここでは、窒素を含む雰囲気下（例えば、窒素（Ｎ２）と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行い、絶縁膜１３２表面を窒化する。そのため、絶縁膜１３２の表面には絶縁膜１３３として、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）が形成される。また、絶縁膜１３３には、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）が含まれており、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１３３中にＡｒが含まれている。なお、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。
【００８０】
次に、絶縁膜１３３上にスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて絶縁膜１３４を形成する（図９（Ｃ））。絶縁膜１３４としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を用いる。
【００８１】
次に、絶縁膜１３４上に半導体膜１０３を形成する（図９（Ｄ））。半導体膜１０３としては、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等で形成することができる。ここでは、絶縁膜１３４と半導体膜１０３をＣＶＤ法により連続して形成する。絶縁膜１３４と半導体膜１０３を大気に曝さずに連続して形成することによって、半導体膜１０３への不純物の混入を防止することができる。
【００８２】
次に、半導体膜１０３を選択的にエッチングして島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂを形成し、当該島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂをチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂを有する半導体装置を作製する（図９（Ｅ））。
【００８３】
このように、プラズマ処理により下地膜として機能する絶縁膜を酸化または窒化して表面を改質することによって、ＣＶＤ方やスパッタ法で絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥の少ない良質な絶縁膜を形成することができる。また、基板１０１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１０３ａ、１０３ｂ中に拡散し汚染するのを抑制し、薄膜トランジスタ等の半導体素子の特性を向上させることができる。
【００８４】
次に、上記図９とは異なる絶縁膜１０２の作製方法に関して説明する。
【００８５】
まず、基板１０１上にスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて絶縁膜１３５を形成する（図１０（Ａ））。絶縁膜１３５としては、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）を用いる。
【００８６】
次に、絶縁膜１３５上にスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて絶縁膜１３６を形成する（図１０（Ｂ））。絶縁膜１３６としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を用いる。
【００８７】
次に、プラズマ処理を行い絶縁膜１３６を酸化または窒化することによって、当該絶縁膜１３６の表面に酸化膜または窒化膜１３７（以下、絶縁膜１３７とも記す）を形成する（図１０（Ｃ））。ここでは、絶縁膜１３６をプラズマ処理により酸化することにより絶縁膜１３６表面に酸化膜を形成する。絶縁膜１３６の表面を酸化することによって、当該絶縁膜１３６の表面を改質しピンホール等の欠陥の少ない緻密な膜を得ることができる。また、絶縁膜１３６の表面を酸化することによって、Ｎ原子の含有率が低い絶縁膜１３７を形成することができるため、当該絶縁膜１３７上に半導体膜を設けた場合に絶縁膜１３７と半導体膜界面特性が向上する。また、絶縁膜１３７は、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでいる。なお、プラズマ処理は上述した条件下で同様に行うことができる。
【００８８】
次に、絶縁膜１３７上に半導体膜１０３を形成する（図１０（Ｄ））。半導体膜１０３としては、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いてシリコン（Ｓｉ）を主成分とする材料（例えばＳｉｘＧｅ１−ｘ等）等で形成することができる。
【００８９】
次に、半導体膜１０３を選択的にエッチングして島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂを形成し、当該島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂをチャネル形成領域として用いたｎ型の薄膜トランジスタ１１０ａ、ｐ型の薄膜トランジスタ１１０ｂを有する半導体装置を作製する（図１０（Ｅ））。
【００９０】
このように、プラズマ処理により下地膜として機能する絶縁膜を酸化または窒化して表面を改質することによって、ＣＶＤ方やスパッタ法で絶縁膜と比較して緻密でピンホール等の欠陥の少ない良質な膜を形成することができるため、薄膜トランジスタ等の半導体素子の特性を向上させることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、本実施の形態２に示した構成と上記実施の形態１に示した構成を自由に組み合わせたもの全てが本発明に含まれる。
【００９２】
（実施の形態３）
本実施の形態は、本発明の半導体装置について上記実施の形態とは異なる構造に関して図面を参照して説明する。
【００９３】
本実施の形態では、上記図１における絶縁膜１０６または絶縁膜１０７にプラズマ処理を行うことによって、当該絶縁膜１０６または絶縁膜１０７を酸化または窒化させる場合について、図面を参照して説明する。
【００９４】
まず、基板１０１上に絶縁膜１０２を介して島状の半導体膜１０３ａ、１０３ｂを設け、当該半導体膜１０３ａ、１０３ｂ上にゲート絶縁膜１０４を介してゲート電極１０５を形成し、当該ゲート電極１０５を覆うようにスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて絶縁膜１０６を形成する（図１１（Ａ））。
【００９５】
次に、プラズマ処理を行い絶縁膜１０６を酸化または窒化することによって、当該絶縁膜１０６の表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１４１（以下、絶縁膜１４１とも記す）を形成する（図１１（Ｂ））。絶縁膜１０６は、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等により、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。つまり、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜にプラズマ処理を行うことによって、当該膜の表面を酸化または窒化する。そのため、絶縁膜１４１には、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）が含まれており、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１４１中にＡｒが含まれている。
【００９６】
また、上記構成に限られず、絶縁膜１０６にプラズマ処理によって水素を導入することも可能である。この場合、図１１（Ａ）に示すように、ゲート電極を覆って絶縁膜１０６をもうけた後に、プラズマ処理を行い当該絶縁膜１０６に水素を導入してもよい。プラズマ処理は、水素と希ガス雰囲気下で上述した条件で行う。また、ＮＨ３と希ガス雰囲気下で絶縁膜１０６にプラズマ処理を行うことによって、当該絶縁膜１０６に水素を導入し、さらに絶縁膜１０６の表面を窒化することができる。また、水素と希ガス雰囲気下でプラズマ処理を行い絶縁膜１０６に水素を導入した後に、窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行い当該絶縁膜の表面を窒化させてもよい。その後の工程で３５０°〜４５０°で熱処理を行い水素化処理することによって、半導体膜１０３ａ、１０３ｂのダングリングボンド等の欠陥を修復することができる。また、ＮＨ３と希ガス雰囲気下でプラズマ処理を行う際に３５０°〜４５０°で熱処理をすることによって、水素化と窒化を同時に行うことができる。ここでは、絶縁膜１０６として、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等を用いて、プラズマ処理により水素を導入し、水素化処理を行う。また、希ガスとしてはＡｒを用いることができる。
【００９７】
次に、絶縁膜１４１を覆うようにスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて絶縁膜１０７を形成する（図１１（Ｃ））。
【００９８】
次に、プラズマ処理を行い絶縁膜１０７を酸化または窒化することによって、当該絶縁膜１０７の表面にそれぞれ酸化膜または窒化膜１４２（以下、絶縁膜１４２とも記す）を形成する（図１１（Ｄ））。絶縁膜１０７は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜はもちろん、その他にもエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。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）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いることもできる。または置換基として、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。また、絶縁膜１４２には、プラズマ処理に用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）が含まれており、例えばＡｒを用いた場合には絶縁膜１４２中にＡｒが含まれている。
【００９９】
絶縁膜１０７としてポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂等を用いた場合、絶縁膜１０７の表面をプラズマ処理により酸化または窒化することにより、当該絶縁膜の表面を改質することができる。表面を改質することによって、絶縁膜１０７の強度が向上し開口部形成時等におけるクラックの発生やエッチング時の膜減り等の物理的ダメージを低減することが可能となる。また、絶縁膜１０７の表面が改質されることによって、当該絶縁膜１０７上に導電膜を形成する場合に導電膜との密着性が向上する。例えば、絶縁膜１０７としてシロキサン樹脂を用いてプラズマ処理を用いて窒化を行った場合、シロキサン樹脂の表面が窒化されることにより窒素または希ガスを含む絶縁膜１４２が形成され、物理的強度が向上する。
【０１００】
また、絶縁膜に開口部を形成した際に、プラズマ処理を行い当該絶縁膜の開口部の側壁の酸化または窒化を行うことも可能である。この場合について図面を参照して以下に説明する。
【０１０１】
まず、膜２７１上に設けられた絶縁膜２７２にレジスト２７３をマスクとして開口部２７４を形成する（図２７（Ａ））。なお、膜２７１としては、当該膜２７１上に形成される絶縁膜２７２に開口部が設けられる構造であればどのようなものでも適用することができ、例えば、Ｓｉ等の半導体膜、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等の導電膜またはＮｉ、Ｃｏ、Ｗ等のシリサイド等を適用することができる。また、絶縁膜２７２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜はもちろん、その他にもエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料やシロキサン樹脂からなる単層または積層構造で設けることができる。なお、開口部２７４を設ける前に酸素を含む雰囲気または窒素を含む雰囲気下で絶縁膜２７２にプラズマ処理を行い当該絶縁膜２７２表面を酸化または窒化させてもよい。
【０１０２】
次に、酸素を含む雰囲気下または窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行い、開口部２７４における絶縁膜２７２の側壁を酸化または窒化することにより、酸化膜または窒化膜２７５（以下、絶縁膜２７５とも記す）を形成する。また、この際、プラズマ処理によって膜２７１の表面も酸化または窒化されるため、酸化膜または窒化膜２７６（以下、絶縁膜２７６とも記す）が形成される。ここでは、窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行い絶縁膜２７２の側壁を窒化する（図２７（Ｂ））。
【０１０３】
次に、異方性エッチングを行うことにより、膜２７１に形成された酸化膜または窒化膜からなる絶縁膜２７６を選択的に除去する（図２７（Ｃ））。
【０１０４】
次に、レジスト２７３を除去することにより、開口部２７４における絶縁膜２７２の側面部に窒化された絶縁膜２７５を形成することができる（図２７（Ｄ））。
【０１０５】
以上のように、プラズマ処理により開口部における絶縁膜の側面部を酸化または窒化することによって、当該絶縁膜の側面部に酸化膜または窒化膜を形成して表面を改質することによって、強度を向上させクラック等の発生を防止することができる。また、開口部における絶縁膜の表面が改質されることによって、当該開口部に導電膜を形成する場合に絶縁膜と導電膜との密着性が向上する。
【０１０６】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、本実施の形態３に示した構成と上記実施の形態１または実施の形態２に示した構成を自由に組み合わせたもの全てが本発明に含まれる。
【０１０７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、絶縁膜、導電膜または半導体膜の成膜およびプラズマ処理を連続して行う半導体装置の作製方法に関して図面を用いて説明する。
【０１０８】
絶縁膜、導電膜または半導体膜の成膜およびプラズマ処理を連続して行う場合には、複数のチャンバーを備えた装置を用いることができる。複数のチャンバーを備えた装置の一例を図１２（Ａ）に示す。なお、図１２（Ａ）は、本実施の形態で示す装置（連続成膜システム）の一構成例を上面からみた図である。
【０１０９】
図１２（Ａ）に示す装置は、第１のチャンバー３１１、第２のチャンバー３１２、第３のチャンバー３１３、第４のチャンバー３１４、ロードロック室３１０、３１５、共通室３２０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、不活性ガスの導入系が備えられている。
【０１１０】
ロードロック室３１０、３１５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１０１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３２０は、それぞれのロードロック室３１０、３１５および第１〜第４のチャンバーに対して共通に配置されている。また、共通室３２０とロードロック室３１０、３１５、第１〜第４のチャンバー３１１〜３１４との間にはゲート弁３２２〜３２７が設けられている。なお、共通室３２０には、ロボットアーム３２１が設けてあり、ロボットアーム３２１によって、基板１０１が各部屋へ運ばれる。
【０１１１】
以下に、具体例として、基板１０１に対して、第１のチャンバー３１１において絶縁膜１０２を成膜し、第２のチャンバー３１２においてプラズマ処理を行い、第３のチャンバー３１３において半導体膜１０３を成膜する例を示す。
【０１１２】
まず、基板１０１は多数枚が収納されたカセット３２８ごとロードロック室３１０に搬入される。カセット３２８の搬入後、ロードロック室３１０の搬入扉を閉鎖する。この状態において、ゲート弁３２２を開けてカセット３２８から処理基板を１枚取り出し、ロボットアーム３２１によって共通室３２０に配置させる。この際、共通室３２０において基板１０１の位置合わせが行われる。
【０１１３】
次に、ゲート弁３２２を閉鎖し、ついでゲート弁３２４を開ける。そして、第１のチャンバー３１１へ基板１０１を移送する。第１のチャンバー３１１内で、１５０℃〜３００℃の温度で成膜処理を行い、絶縁膜１０２を形成する。絶縁膜１０２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。ここでは、第１のチャンバー３１１において、プラズマＣＶＤ法により、１層目の絶縁膜として窒化酸化珪素膜を形成し、２層目の絶縁膜として酸化窒化珪素膜を形成する。なお、プラズマＣＶＤ法に限られず、ターゲットを用いたスパッタ法により形成してもよい。
【０１１４】
次に、絶縁膜１０２を成膜した後、基板１０１はロボットアーム３２１によって共通室３２０に引き出され、第２のチャンバー３１２に移送される。第２のチャンバー３１２内では、絶縁膜１０２に対してプラズマ処理を行うことによって、絶縁膜１０２を酸化または窒化させる。ここでは、第２のチャンバー３１２において、酸素を含む雰囲気下（例えば、酸素と希ガス雰囲気下、酸素と水素と希ガス雰囲気下、一酸化二窒素と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と水素と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行うことによって、絶縁膜１０２の表面を酸化させる。
【０１１５】
次に、絶縁膜１０２を成膜した後、基板１０１はロボットアーム３２１によって共通室３２０に引き出され、第３のチャンバー３１３に移送される。第３のチャンバー３１３内では、１５０℃〜３００℃の温度で成膜処理を行い、プラズマＣＶＤ法により半導体膜１０３を形成する。なお、半導体膜１０３としては、微結晶半導体膜、非晶質ゲルマニウム膜、非晶質シリコンゲルマニウム膜またはこれらの積層膜等を使用することができる。また、半導体膜の形成温度を３５０℃〜５００℃として水素濃度を低減するための熱処理を省略してもよい。なお、ここではプラズマＣＶＤ法を用いて形成する例を示したが、ターゲットを用いたスパッタ法を用いて形成してもよい。
【０１１６】
以上のように、半導体膜を成膜した後、基板１０１はロボットアーム３２１によってロードロック室３１５に移送され、カセット３２９に収納される。
【０１１７】
なお、図１２（Ａ）に示したのはあくまで一例であり、例えば、半導体膜を形成した後に続けて第４のチャンバー３１４を用いて導電膜や絶縁膜を形成してもよいし、さらにチャンバーの数を増やすことも可能である。また、上記実施の形態２に示したように、絶縁膜１０２を形成する前に基板１０１にプラズマ処理をして、当該基板１０１の表面を酸化または窒化することもできる。つまり、上記実施の形態で示した工程や材料を用いて自由に図１２（Ａ）に示した装置と組み合わせて半導体装置を作製することができる。また、図１２（Ａ）において第１〜第４のチャンバー３１１〜３１４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。
【０１１８】
このように、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導電膜、絶縁膜または半導体膜の成膜やプラズマ処理を連続して行うことができる。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。
【０１１９】
次に、本発明において、プラズマ処理を行う場合の装置の一例に関して図１２（Ｂ）を参照して説明する。
【０１２０】
図１２（Ｂ）に示す装置は、プラズマ処理を行う被処理物３３１を配置するための支持台３５１と、ガスを導入するためのガス供給部３５２と、排気口３５３と、アンテナ３５４と、誘電板３５５と、プラズマ発生用の高周波を供給する高周波供給部３５６とを有している。また、支持台３５１に温度制御部３５７を設けることによって、被処理物３３１の温度を制御することも可能である。以下に、プラズマ処理の一例に関して説明する。なお、被処理物としては、上記実施の形態においてプラズマ処理を行うものであれば用いることができる。
【０１２１】
まず、処理室内を真空にし、ガス供給部３５２から酸素または窒素を含むガスを導入する。例えば、酸素を含むガスとしては、酸素（Ｏ２）と希ガスまたは酸素と水素と希ガスの混合ガスを導入することができる。また窒素を含むガスとしては、窒素と希ガスまたはＮＨ３と希ガスの混合ガスを導入することができる。次に、被処理物３３１を温度制御部３５７を有する支持台３５１に配置させ、被処理物３３１を１００℃〜５５０℃に加熱する。なお、被処理物３３１と誘電板３５５との間隔は、２０〜８０ｍｍ（好ましくは２０〜６０ｍｍ）の範囲内とする。
【０１２２】
次に、高周波供給部３５６からアンテナ３５４にマイクロ波を供給する。ここでは、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３５４から誘電板３５５を通して処理室内に導入することによって、プラズマ励起により活性化された高密度プラズマ３５８が生成される。例えば、ＮＨ３ガスとＡｒガス雰囲気中でプラズマ処理を行った場合、マイクロ波によりＮＨ３ガスとＡｒガスとが混合された高密度励起プラズマが生成される。ＮＨ３ガスとＡｒガスとが混合された高密度励起プラズマ中では、導入されたマイクロ波によりＡｒガスが励起されてラジカル（Ａｒ・）が生成され、当該ＡｒラジカルとＮＨ３分子とが衝突することによりラジカル（ＮＨ・）が生成される。このＮＨ・と被処理物３３１とが反応して、当該被処理物３３１の窒化を行うことができる。その後、ＮＨ３ガスとＡｒガスとが、排気口３５３から処理室外へ排気される。
【０１２３】
このように、図１２（Ｂ）に示した装置を用いてプラズマ処理を行うことによって、低電子温度（１．５ｅＶ以下）で且つ高電子密度（１×１０１１ｃｍ−３以上）であるので、プラズマダメージが非常に少ない被処理物を形成することができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、本実施の形態４に示した構成と上記実施の形態１〜実施の形態３に示した構成を自由に組み合わせたもの全てが本発明に含まれる。
【０１２５】
（実施の形態５）
本実施の形態は、本発明の半導体装置について上記実施の形態とは異なる構造に関して図面を参照して説明する。具体的には、記憶素子を有し、非接触でデータの送受信が可能である半導体装置の一例に関して説明する。
【０１２６】
本実施の形態で示す半導体装置は、図１９（Ａ）に示すように、基板１１４１上に複数の薄膜トランジスタを含む素子群１１４０とアンテナとして機能する導電膜１１３３が設けられている。なお、アンテナとして機能する導電膜１１３３は、素子群１１４０に含まれる薄膜トランジスタと電気的に接続している。また、当該半導体装置は、アンテナとして機能する導電膜１１３３を介して、非接触で外部の機器（リーダ／ライタ）とデータのやりとりを行うことができる。
【０１２７】
以下に、上記半導体装置の作製方法の一例に関して図面を参照して説明する。ここでは、図１９（Ｂ）に示すように、１枚の基板１１０１から半導体装置１１４５を複数（ここでは縦４個、横３個からなる１２個）作製する場合に関して説明する。また、ここでは、可撓性を有する半導体装置を形成するために、薄膜トランジスタ等の半導体素子やアンテナを剥離層１１０３を介してガラス等の剛性を有する基板１１０１上に一旦設けた後に、当該基板１１０１から半導体素子とアンテナ等を剥離して、可撓性を有する基板上に半導体素子とアンテナ等を設ける例を示す。
【０１２８】
まず、基板１１０１上に絶縁膜１１０２、剥離層１１０３を形成する（図１３（Ａ））。
【０１２９】
基板１１０１としては、上述した基板１０１と同様の材料を用いて設けることができる。ここでは、基板１１０１としてガラス基板を用いる。また、上記実施の形態２で示したように、基板１１０１にプラズマ処理を行い当該基板１１０１の表面を酸化または窒化させてもよい。
【０１３０】
絶縁膜１１０２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜の単層構造、またはこれらの積層構造で設けることができる。ここでは、基板１１０１としてガラス基板を用い、絶縁膜１１０２として酸化窒化珪素を５０〜１５０ｎｍの厚さに形成する。また、絶縁膜１１０２に上記実施の形態で示したようにプラズマ処理を行い当該絶縁膜１１０２を酸化または窒化させてもよい。
【０１３１】
剥離層１１０３としては、金属膜や金属膜と金属酸化膜の積層構造等を用いることができる。金属膜としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、鉛（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる膜を単層又は積層して形成する。また、これらの材料は、公知の手段（スパッタ法やプラズマＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法）を用いて形成することができる。金属膜と金属酸化膜の積層構造としては、上述した金属膜を形成した後に、酸素を含む雰囲気化におけるプラズマ処理、酸素を含む雰囲気下における加熱処理を行うことによって、金属膜表面に当該金属膜の酸化物を設けることができる。例えば、金属膜としてスパッタ法により形成したタングステン膜を設けた場合、タングステン膜にプラズマ処理を行うことによって、タングステン膜表面にタングステン酸化物からなる金属酸化膜を形成することができる。また、この場合、タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表され、Ｘは２〜３であり、Ｘが２の場合（ＷＯ２）、Ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、Ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、Ｘが３の場合（ＷＯ３）などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等を基に、どの酸化物を形成するかを決めるとよい。また、金属酸化膜の他にも、金属窒化物や金属酸化窒化物を用いてもよい。この場合、上記金属膜に窒素を含む雰囲気下または窒素と酸素を含む雰囲気下でプラズマ処理や加熱処理を行えばよい。また、他の方法として金属膜を形成した後に、当該金属膜上に絶縁膜を酸素を含む雰囲気下でスパッタ法を用いて形成することによって金属膜表面に金属酸化膜と絶縁膜との積層構造を設けることができる。また、金属膜を形成した後に、金属をターゲットとして酸素を含む雰囲気下でスパッタを行うことにより金属膜表面に金属酸化膜を設けることも可能である。この場合、金属膜と金属酸化膜はことなる金属元素で設けることが可能となる。なお、これらの方法も窒素を含む雰囲気下または窒素と酸素を含む雰囲気下でスパッタを行うことにより金属膜上に金属窒化物や金属酸化窒化物を形成することができる。
【０１３２】
次に、剥離層１１０３上に下地膜として機能する絶縁膜１１０４を形成し、当該絶縁膜１１０４上に非晶質半導体膜を形成し、その後非晶質半導体膜をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法またはこれらを組み合わせた方法等を用いて結晶化させ、結晶性半導体膜１１０５を形成する（図１３（Ｂ））。
【０１３３】
絶縁膜１１０４は、上記実施の形態２で示した絶縁膜１０２のいずれかの構造を用いて形成することができる。ここでは、下地膜１１０４として窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）を形成した後、当該窒化酸化珪素膜に窒素を含む雰囲気中でプラズマ処理を行うことにより、当該窒化酸化珪素膜の表面を窒化し、その後当該窒化酸化珪素膜上に酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を形成して積層する構造とする。一般的に、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成した窒化酸化珪素膜は、膜の内部に欠陥を有し膜質が十分でないため、窒素を含む雰囲気中でプラズマ処理を行い窒化することによって、当該窒化酸化珪素膜の表面を改質しより緻密な膜を形成することができる。その結果、絶縁膜１１０４上に半導体素子を設ける場合に、基板１１０１や剥離層１１０３からの不純物元素の混入を防止することができる。
【０１３４】
次に、結晶性半導体膜１１０５に対してｐ型の導電型を付与する不純物元素をドーピングする。ここでは、不純物元素としてボロン（Ｂ）をドーピングする（図１３（Ｃ））。
【０１３５】
次に、結晶性半導体膜１１０５を選択的にエッチングして、第１の半導体膜１１０６〜第４の半導体膜１１０９を形成する（図１３（Ｄ））。ここでは、第１の半導体膜１１０６および第２の半導体膜１１０７はメモリ部に用いるものであり、第３の半導体膜１１０８および第４の半導体膜１１０９はロジック回路に用いるものとする。
【０１３６】
次に、第４の半導体膜１１０９を覆うようにレジストマスク１１１０を形成した後、第１の半導体膜１１０６〜第３の半導体膜１１０８に対してｐ型の導電型を付与する不純物元素をドーピングする（図１４（Ａ））。本実施の形態では、不純物元素としてボロン（Ｂ）をドーピングする。
【０１３７】
次に、レジストマスク１１１０を除去し、第１の半導体膜１１０６〜第４の半導体膜１１０９に対してプラズマ処理を行い酸化または窒化させることによって、当該半導体膜の表面に酸化膜または窒化膜１１２１（以下、絶縁膜１１２１とも記す）を形成する（図１４（Ｂ））。ここでは、酸素を含む雰囲気中でプラズマ処理を行い、第１の半導体膜１１０６〜第４の半導体膜１１０９を酸化することによって絶縁膜１１２１として酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）を形成する。一般的に、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成した酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜は、膜の内部に欠陥を含んでいるため膜質が十分でない。そのため、酸素を含む雰囲気下で半導体膜にプラズマ処理を行い酸化することによって、当該半導体膜上に、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成した絶縁膜より緻密な絶縁膜を形成することができる。また、半導体膜の上方にＣＶＤ法やスパッタ法等を用いて設けられた絶縁膜を介して導電膜を設ける場合、半導体膜の端部において絶縁膜の段切れ等による被覆不良が生じ半導体膜と導電膜間でショート等が発生する恐れがあるが、あらかじめ半導体膜の表面にプラズマ処理を用いて酸化または窒化することによって、半導体膜の端部における絶縁膜の被覆不良を防止することができる。なお、絶縁膜１１２１は、メモリ部の記憶素子においてトンネル絶縁膜として機能する。
【０１３８】
次に、絶縁膜１１２１及び絶縁膜１１０４を覆うように窒化珪素（ＳｉＮｘ）または窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）１１２２（以下、絶縁膜１１２２とも記す）を形成する。ここでは、絶縁膜１１２２としてプラズマＣＶＤ法を用いて窒化珪素膜を４〜２０ｎｍの厚さで形成する（図１４（Ｃ））。なお、絶縁膜１１２２は、メモリ部の記憶素子において電荷をトラップする膜として機能する。
【０１３９】
次に、絶縁膜１１２２に対して酸素を含む雰囲気中でプラズマ処理を行い、当該絶縁膜１１２２の表面を酸化させ絶縁膜１１２３を形成する（図１４（Ｄ））。なお、プラズマ処理は上述した条件下で行うことができる。ここではプラズマ処理により、絶縁膜１１２２の表面に絶縁膜１１２３として酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜２〜１０ｎｍで形成される。
【０１４０】
次に、メモリ部のみに選択的にレジストマスク１１２４を形成した後、ロジック部を選択的に酸化する（図１５（Ａ））。具体的には、ロジック部の窒化珪素膜１１２２及び酸素を含む窒化珪素膜１１２３に対して酸素を含む雰囲気中でプラズマ処理を行い酸化する。ここでは、このプラズマ処理により、ロジック部の窒化酸化珪素からなる絶縁膜１１２２および酸化窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜からなる絶縁膜１１２３が酸化され、酸化膜１１２５が形成される。
【０１４１】
次に、レジストマスク１１２４を除去し、第１の半導体膜１１０６〜第４の半導体膜１１０９の上方にゲート電極として機能する導電膜１１２６〜１１２９を形成する（図１５（Ｂ））。なお、ここでは導電膜１１２６〜１１２９は、第１の導電膜１１２６ａ〜１１２９ａと第２の導電膜１１２６ｂ〜１１２９ｂとの積層構造で設けられている。ここでは、第１の導電膜１１２６ａ〜１１２９ａとして窒化タンタルを用い、第２の導電膜１１２６ｂ〜１１２９ｂとしてタングステン用いて積層構造で設ける。なお、この構成に限定されず、単層構造としてもよい。また、材料もこれに限定されるものではなく、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等から選択された元素またはこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成することができる。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成することもできる。
【０１４２】
次に、導電膜１１２６〜１１２８をマスクとして第１の半導体膜１１０６〜第３の半導体膜１１０８にそれぞれｎ型を付与する不純物元素を導入し、導電膜１１２９をマスクとして第４の半導体膜１１０９にｐ型を付与する不純物元素を導入してソースまたはドレイン領域を形成する。その後導電膜１１２６〜１１２９を覆って絶縁膜１１３０を形成し、当該第１の半導体膜１１０６〜１１０９のソースまたはドレイン領域と電気的に接続するように絶縁膜１１３０上に導電膜１１３１を形成することによって、第１の半導体膜１１０６、第２の半導体膜１１０７をチャネル形成領域として利用する記憶素子１１５１ａ、１１５１ｂと、第３の半導体膜１１０８をチャネル形成領域として利用するｎ型の薄膜トランジスタ１１５１ｃと、第４の半導体膜１０９をチャネル形成領域として利用するｐ型の薄膜トランジスタ１１５１ｄを設ける（図１５（Ｃ））。
【０１４３】
次に、導電膜１１３１を覆うように絶縁膜１１３２を形成し、当該絶縁膜１１３２上にアンテナとして機能する導電膜１１３３を形成し、さらに導電膜１１３３を覆うように絶縁膜１１３４を形成する（図１５（Ｄ））。なお、ここで記憶素子１１５１ａ、１１５１ｂ、薄膜トランジスタ１１５１ｃ、１１５１ｄおよび導電膜１１３３等を含む層を便宜上素子群１１５５と記す。
【０１４４】
絶縁膜１１３０、１１３２、１１３４としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等の酸素または窒素を有する絶縁膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の炭素を含む膜はもちろん、その他にもエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、シロキサン系材料等の単層または積層構造を用いて形成することができる。特にエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン、アクリル等の有機材料、シロキサン系材料等の材料は、スピンコーティング法、液滴吐出法または印刷法等を用いることによって形成することができるため、平坦化や処理時間の効率化を図ることができる。絶縁膜１１３０、１１３２、１１３３は、同じ材料を用いて形成してもよいし、別々の材料を用いて形成してもよい。また、上記実施の形態３で示したように、絶縁膜１１３０、１１３２、１１３４にプラズマ処理を行い酸化または窒化させることも可能である。
【０１４５】
導電膜１１３３としては、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、炭素（Ｃ）等の金属、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。
【０１４６】
次に、記憶素子１１５１ａ、１１５１ｂ、薄膜トランジスタ１１５１ｃ、１１５１ｄを避けた領域にレーザー光の照射等によって、開口部１１５０を形成して剥離層１１０３を露出させ、物理的手段を用いて基板１１０１から素子群１１５５を剥離させる。また、図１６（Ａ）に示すように、物理的手段を用いて剥離する前に当該開口部１１５０からエッチング剤を導入することによって剥離層１１０３を除去してもよい。剥離層１１０３の除去を行う場合には、剥離層１１０３は、全て除去してもよいし、完全に除去せずに選択的に一部残してもよい。剥離層１１０３の一部を残すことによって、エッチング剤によって剥離層１１０３を除去した後であっても、基板１１０１上に記憶素子１１５１ａ、１１５１ｂ、薄膜トランジスタ１１５１ｃ、１１５１ｄを保持することができ、後の工程において取扱が簡便となる。エッチング剤としては、三フッ化塩素ガス等のフッ化ハロゲンまたはハロゲンを含む気体や液体を使用することができる。他にも、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３、Ｆ２等を用いることもできる。
【０１４７】
基板１１０１から素子群を剥離させる場合には、例えば、図１６（Ｂ）に示すように、絶縁膜１１３４に接着性を有する第１のシート材１１５２を接着させて、物理的手段を用いて基板１１０１から素子群１１５５を剥離させることができる。
【０１４８】
第１のシート材１１５２は、可撓性のフィルムを利用することができ、少なくとも一方の面に粘着剤を有する面が設けてある。例えば、ポリエステル等の基材として用いるベースフィルム上に粘着剤が設けてあるシート材を利用することができる。粘着剤としては、アクリル樹脂等を含んだ樹脂材料または合成ゴム材料からなる材料を用いることができる。
【０１４９】
次に、剥離させた素子群１１５５を可撓性を有するフィルムで封止する。ここでは、第２のシート材１１５３および第３のシート材１１５４を用いて素子群１１５５の封止を行う（図１６（Ｃ））。
【０１５０】
第２のシート材１１５３、第３のシート材１１５４は、可撓性のフィルムを利用することができ、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルム等を利用することができる。また、フィルムは、熱圧着により接着が行われるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、または最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、第１のシート材１７と第２のシート材１８とで素子形成層を封止する場合には、第１のシート材も同様の材料を用いて封止を行えばよい。
【０１５１】
以上の工程により、記憶素子を有し、非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置を得ることができる。また、本実施の形態で示した半導体装置は、可撓性を有している。
【０１５２】
なお、ロジック部を選択的に酸化する方法は、図１５（Ａ）で示したように、メモリ部に形成されている酸素を含む絶縁膜１１２３の上面にレジストマスク１１２４を形成する方法以外を用いてもよい。例えば、図１７（Ａ）に示すように、メモリ部に形成されている絶縁膜１１２３の上面に導電膜１１６０を形成する方法がある。メモリ部のみに選択的に導電膜１１６０を形成することにより、ロジック部を選択的に酸化して酸化膜１１２５を形成することができる（図１７（Ｂ））。この方法を用いた場合は、導電膜を除去せずにそのまま第１の導電膜及び第２の導電膜を積層し、選択的にエッチングすればよい。このため、メモリ部に形成される導電膜は、３層構造になっている（図１７（Ｃ））。導電膜１１６０としては、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、炭素（Ｃ）等の金属、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。
【０１５３】
本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した材料や形成方法は、本実施の形態でも利用することができるし、本実施の形態で示した材料や形成方法は上記実施の形態でも利用することができる。
【０１５４】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５で説明した記憶素子を有する半導体装置の作製方法とは別の作製方法について、図面を参照して説明する。
【０１５５】
まず、上記実施の形態５で説明したように図１４（Ｂ）の状態になるまで作製する。
【０１５６】
次に、酸化膜１１２１及び下地膜１１０４上に、分散された導電性粒子または半導体粒子を含む層（以下、「分散粒子層１１８１」と示す。）を形成する（図１８（Ａ））。分散粒子層１１８１の作製方法としては、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）法、蒸着法、液滴吐出法等の公知の手法を用いることができる。分散粒子の大きさは、０．１〜１０ｎｍ、好ましくは２〜５ｎｍである。また、導電性粒子の材料としては、金、銀、銅、パラジウム、白金、コバルト、タングステン、ニッケル等を用いることができる。半導体粒子の材料としては、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またシリコンゲルマニウム合金等を用いることができる。ここでは、分散粒子層１１８１としてシリコン微結晶膜を形成する。また、酸素を含む雰囲気下または窒素を含む雰囲気下でプラズマ処理を行うことにより、分散粒子１１８１層の表面を酸化または窒化してもよい。なお、分散微粒子の他にも導電膜を設けることも可能である。
【０１５７】
次に、分散粒子層１１８１上に絶縁膜１１８２を形成する（図１８（Ｂ））。絶縁膜１１８２としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）または酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）等を用いる。
【０１５８】
次に、図１８（Ｃ）に示すように記憶素子部のみに選択的にレジストマスク１１８３を形成した後、ロジック部のみを選択的に酸化する。具体的には、ロジック部の分散粒子１１８１及び窒素を含む酸化珪素膜からなる絶縁膜１１８２に対して酸素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行う。このプラズマ処理により、ロジック部の分散粒子１１８１及び窒素を含む酸化珪素膜１１８２は酸化され、酸化膜１１８４が形成される（図１８（Ｄ））。
【０１５９】
この後の工程については、上記で説明したものを用いることによって、記憶素子を有し、非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置を得ることができる。なお、図１８の工程において、分散微粒子１１８１の変わりに結晶質半導体膜を形成し、当該結晶質半導体膜にプラズマ処理を行い酸化または窒化することによって酸化窒化珪素膜１１８２を設ける構成とすることもできる。結晶質半導体膜は、直接設けてもよいし一旦非晶質半導体膜を設けた後に結晶化を行うことにより設けてもよい。
【０１６０】
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記実施の形態５、６で説明した半導体装置の作製方法とは別の作製方法について、図面を参照して説明する。
【０１６１】
まず、実施の形態５で説明したように（図１４（Ａ））の状態になるまで作製し、第４の半導体膜１１０９を覆って形成されたレジストマスク１１１０を除去する（図２９（Ａ））。
【０１６２】
次に、第１の半導体膜１１０６〜第４の半導体膜１１０９に対して酸素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行うことにより、第１の半導体膜１１０６〜第４の半導体膜１１０９の表面（上面及び側面）に酸化膜１１６１を形成する（図２９（Ｂ））。酸化膜１１６１の厚さは、２〜１０ｎｍに形成する。
【０１６３】
次に、酸化膜１１６１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により、酸化膜１１６１の表面（上面及び側面）を窒化して窒素を含む酸化膜１１６２を形成する（図２９（Ｃ））。窒化処理により酸化膜１１６１の表面に形成される窒素を含む酸化膜１１６２の厚さは、１〜５ｎｍとなる。なお、プラズマ処理の条件は、上述した実施の形態に記した条件を用いればよい。また、酸化膜１１６１及び窒素を含む酸化膜１１６２はメモリ部の記憶素子におけるトンネル絶縁膜として機能する。
【０１６４】
なお、酸化膜１１６１及び窒素を含む酸化膜１１６２の代わりに、第１の半導体膜１１０６〜第４の半導体膜１１０９に酸素及び窒素を含む雰囲気中で高密度プラズマ処理を行うことにより、当該第１の半導体膜１１０６〜第４の半導体膜１１０９の表面（上面及び側面）に窒素を含む酸化膜を形成してもよい。
【０１６５】
次に、窒素を含む酸化膜１１６２上に絶縁膜１１２２を形成する（図２９（Ｄ））。絶縁膜１１２２としては、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜を４〜２０ｎｍの厚さに形成することが好ましい。また、メモリ部における絶縁膜１１２２は、電荷をトラップ（捕獲）する絶縁膜として機能する。
【０１６６】
次に、絶縁膜１１２２上に絶縁膜１１２３を形成する。（図２９（Ｅ））。絶縁膜１１２３としては、ここではプラズマＣＶＤ法を用いて酸化窒化珪素膜を４〜２０ｎｍの厚さに形成することが好ましい。
【０１６７】
この後の工程については、実施の形態５で説明した（図１５（Ａ））以降の工程にしたがって、メモリ部及びロジック部を完成させることができる。
【０１６８】
本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した材料や形成方法は、本実施の形態でも利用することができるし、本実施の形態で示した材料や形成方法は上記実施の形態でも利用することができる。
【０１６９】
（実施の形態８）
本実施の形態では、非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置の適用例に関して図面を参照して以下に説明する。なお、非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置は利用の形態によっては、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれる。
【０１７０】
ＲＦＩＤ８０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路８１、クロック発生回路８２、データ復調回路８３、データ変調回路８４、他の回路を制御する制御回路８５、記憶回路８６およびアンテナ８７を有している（図２０（Ａ））。なお、記憶回路は１つに限定されず、複数であっても良く、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭまたはＦｅＲＡＭ等や上記実施の形態で示した有機化合物層を記憶素子部に用いたものを用いることができる。
【０１７１】
リーダ／ライタ８８から電波として送られてきた信号は、アンテナ８７において電磁誘導により交流の電気信号に変換される。電源回路８１では、交流の電気信号を用いて電源電圧を生成し、電源配線を用いて各回路へ電源電圧を供給する。クロック発生回路８２は、アンテナ８７から入力された交流信号を基に、各種クロック信号を生成し、制御回路８５に供給する。復調回路８３では、当該交流の電気信号を復調し、制御回路８５に供給する。制御回路８５では、入力された信号に従って各種演算処理を行う。記憶回路８６では、制御回路８５において用いられるプログラムやデータ等が記憶されている他、演算処理時の作業エリアとしても用いることができる。そして、制御回路８５から変調回路８４にデータが送られ、変調回路８４から当該データに従ってアンテナ８７に負荷変調を加えることができる。リーダ／ライタ８８は、アンテナ８７に加えられた負荷変調を電波で受け取ることにより、結果的にデータを読み取ることが可能となる。
【０１７２】
また、ＲＦＩＤは、各回路への電源電圧の供給を電源（バッテリー）を搭載せず電波により行うタイプとしてもよいし、電源（バッテリー）を搭載して電波と電源（バッテリー）により各回路に電源電圧を供給するタイプとしてもよい。
【０１７３】
上記実施の形態で示した構成を用いることによって、折り曲げることが可能なＲＦＩＤを作製することが可能となるため、曲面を有する物体に貼り付けて設けることが可能となる。
【０１７４】
次に、可撓性を有するＲＦＩＤの使用形態の一例について説明する。表示部３２１０を含む携帯端末の側面には、リーダ／ライタ３２００設けられ、品物３２２０の側面にはＲＦＩＤ３２３０が設けられる（図２０（Ｂ））。品物３２２０が含むＲＦＩＤ３２３０にリーダ／ライタ３２００をかざすと、表示部３２１０に品物の原材料や原産地、生産工程ごとの検査結果や流通過程の履歴等、更に商品の説明等の商品に関する情報が表示される。また、商品３２６０をベルトコンベアにより搬送する際に、リーダ／ライタ３２４０と、商品３２６０に設けられたＲＦＩＤ３２５０を用いて、該商品３２６０の検品を行うことができる（図２０（Ｃ））。このように、システムにＲＦＩＤを活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現する。また、上記実施の形態で示したように、曲面を有する物体に貼り付けた場合であっても、ＲＦＩＤに含まれるトランジスタ等の損傷を防止し、信頼性の高いＲＦＩＤを提供することが可能となる。
【０１７５】
また、上述した以外にも可撓性を有するＲＦＩＤの用途は広範にわたり、非接触で対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てる商品であればどのようなものにも適用することができる。例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。これらの例に関して図２１を用いて説明する。
【０１７６】
紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指す（図２１（Ａ）参照）。証書類とは、運転免許証、住民票等を指す（図２１（Ｂ）参照）。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す（図２１（Ｃ）参照）。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指す（図２１（Ｄ）参照）。書籍類とは、書物、本等を指す（図２１（Ｅ）参照）。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指す（図２１（Ｆ）参照）。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指す（図２１（Ｇ）参照）。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指す（図２１（Ｈ）参照）。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携帯電話機等を指す。
【０１７７】
紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等にＲＦＩＤを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等にＲＦＩＤを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等にＲＦＩＤを設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。ＲＦＩＤの設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。可撓性を有するＲＦＩＤを用いることによって、紙等に設けた場合であっても、上記実施の形態で示した構造を有する半導体装置を用いてＲＦＩＤを設けることにより、当該ＲＦＩＤに含まれる素子の破損等を防止することができる。
【０１７８】
このように、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等にＲＦＩＤを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。また乗物類にＲＦＩＤを設けることにより、偽造や盗難を防止することができる。また、動物等の生き物に埋め込むことによって、個々の生き物の識別を容易に行うことができる。例えば、家畜等の生き物にセンサを備えたＲＦＩＤを埋め込むことによって、生まれた年や性別または種類等はもちろん現在の体温等の健康状態を容易に管理することが可能となる。
【０１７９】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１８０】
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の半導体装置について上記実施の形態とは異なる構造に関して図面を参照して説明する。具体的には、画素部を有する半導体装置の一例に関して説明する。
【０１８１】
まず、画素部に発光素子を有する場合に関して図２２に示す。なお、図２２（Ａ）は、半導体装置の一例を示す上面図、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）をｅ−ｆ間とｇ−ｈ間で切断した断面図である。
【０１８２】
図２２（Ａ）に示すように、本実施の形態で示す半導体装置は、基板５０１上に設けられた走査線駆動回路５０２、信号線駆動回路５０３および画素部５０４等を有している。また、少なくとも画素部５０４を基板５０１と共に挟むように対向基板５０６が設けられている。走査線駆動回路５０２、信号線駆動回路５０３および画素部５０４は、基板５０１上に上記実施の形態で示したいずれかの構造を有する薄膜トランジスタを形成して設ける。基板５０１と対向基板５０６は、シール材５０５により貼り合わされている。また、走査線駆動回路５０２および信号線駆動回路５０３は、外部入力端子となるＦＰＣ５０７からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）しか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
【０１８３】
また、図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）のｅ−ｆ間とｇ−ｈ間で切断した場合の断面図を示しており、基板５０１上に信号線駆動回路５０３と画素部５０４に含まれる薄膜トランジスタが設けられている。信号線駆動回路５０３は、上記実施の形態で示したいずれかの構造を有するｎ型の薄膜トランジスタ５１０ａとｐ型の薄膜トランジスタ５１０ｂとを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成されている。また、走査線駆動回路５０２や信号線駆動回路５０３等の駆動回路は、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板５０１上に走査線駆動回路５０２や信号線駆動回路５０３等の駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板５０１上ではなく外部に形成することもできる。
【０１８４】
また、画素部５０４は、発光素子５１６と当該発光素子５１６駆動するための薄膜トランジスタ５１１とを含む複数の画素により形成されている。薄膜トランジスタ５１１は、上記実施の形態で示したいずれかの構造を有する薄膜トランジスタを適用することができる。また、ここでは、薄膜トランジスタ５１１のソースまたはドレイン領域に接続されている導電膜５１２に接続するように第１の電極５１３が設けられ、当該第１の電極５１３の端部を覆うように絶縁膜５０９が形成されている。絶縁膜５０９は、複数の画素において隔壁として機能している。
【０１８５】
絶縁膜５０９として、ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁膜５０９は、当該絶縁物５０９の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるように設ける。例えば、絶縁物５０９の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物５０９の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。絶縁物５０９としては、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。他にも、絶縁膜５０９としてエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテン等の有機材料やシロキサン樹脂からなる単層または積層構造で設けることができる。また、上記実施の形態で示したように、絶縁膜５０９にプラズマ処理を行い、当該絶縁膜５０９を酸化または窒化することによって、絶縁膜５０９の表面を改質して緻密な膜を得ることも可能である。絶縁膜５０９の表面を改質することによって、当該絶縁膜５０９の強度が向上し開口部等の形成時におけるクラックの発生やエッチング時の膜減り等の物理的ダメージを低減することが可能となる。また、絶縁膜５０９の表面が改質されることによって、当該絶縁膜５０９上に設けられる発光層５１４との密着性等の界面特性が向上する。
【０１８６】
また、図２２に示す半導体装置は、第１の電極５１３上に発光層５１４が形成され、当該発光層５１４上に第２の電極５１５が形成されている。これら第１の電極５１３、発光層５１４および第２の電極５１５の積層構造により発光素子５１６が設けられている。
【０１８７】
発光層５１４としては、低分子系材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子系材料等による有機化合物を単層または積層構造を、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の公知の方法によって形成することができる。また、発光層５１４として、有機化合物の他に無機化合物を用いることも可能である。一般的に、発光層に用いられる発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれており、本実施の形態ではどちらを適用してもよい。
【０１８８】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有し、後者は、蛍光材料の薄膜からなる発光層を有している点に違いがある。しかし、そのメカニズムは共通しており、高電界で加速された電子と母体材料又は発光中心の衝突励起により発光が得られる。本実施の形態では、無機ＥＬ素子を設ける場合には、分散型無機ＥＬ素子又は薄膜型無機ＥＬ素子のいずれかを適用すればよい。
【０１８９】
第１の電極５１３および第２の電極５１５は、第１の電極５１３および第２の電極５１５を直流で駆動する場合には、一方を陽極として用い、他方を陰極として用いる。陽極として用いる場合には、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜、珪素を含有したインジウム錫酸化物膜、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スパッタ法により形成した透明導電膜、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。陰極として用いる場合には、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２、またはＣａ３Ｎ２）を用いることが好ましい。なお、陰極として用いる電極を透光性とする場合には、電極として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、珪素を含有したインジウム錫酸化物、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スパッタ法により形成した透明導電膜、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。ここでは第１の電極５１３として透光性を有するＩＴＯを用い、基板５０１側から光を取り出す構造とする。なお、第２の電極５１５に透光性を有する材料を用いることにより対向基板５０６側から光りを取り出す構造としてもいし、第１の電極５１３および第２の電極５１５を透光性を有する材料で設けることによって、基板５０１および対向基板５０６の両側に光りを取り出す構造（両面射出）とすることも可能である。また、第１の電極５１３および第２の電極５１５を交流で駆動する場合には、第１の電極５１３または第２の電極５１５として、上述したいずれかの材料を用いて形成すればよく、一方または両方を透光性を有する材料で設ければよい。
【０１９０】
また、ここではシール材５０５で対向基板５０６を基板５０１と貼り合わせることにより、基板５０１、対向基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５０８に本発明の発光素子５１６が備えられた構造になっている。なお、空間５０８には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材５０５で充填される構成も含むものとする。
【０１９１】
なお、シール材５０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、対向基板５０６に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１９２】
以上のようにして、高い密度を有するプラズマ処理（高密度プラズマ処理）で形成された半導体膜または窒化膜を有する発光装置を設けることができる。
【０１９３】
なお、画素部を有する半導体装置としては、上述したように画素部に発光素子用いた構成に限られず、画素部に液晶を用いた半導体装置も含まれる。画素部に液晶を用いた場合の半導体装置を図２３に示す。
【０１９４】
図２３は、液晶を画素部に有する半導体装置の一例を示しており、導電膜５１２および第１の電極５１３を覆うように設けられた配向膜５２１と対向基板５０６に設けられた配向膜５２３との間に液晶５２２が設けられている。また、第２の電極５２４が対向基板５０６に設けられており、第１の電極５１３と第２の電極５２４間に設けられた液晶に加える電圧を制御して光の透過率を制御することにより像の表示を行う。また、液晶５２２中に第１の電極５１３と第２の電極５２４との間の距離（セルギャップ）を制御するために球状のスペーサ５２５が設けられている。なお、薄膜トランジスタ５１０ａ、５１０ｂまたは５１１としては、上記実施の形態で示したいずれかの構造を適用することができる。そのため、上述したように高い密度を有するプラズマ処理（高密度プラズマ処理）で形成された半導体膜または窒化膜を有する液晶表示装置を設けることができる。
【０１９５】
このように、本実施の形態で示す半導体装置は、画素部を発光素子で設けてもよいし液晶で設けてもよい。
【０１９６】
次に、上記画素部を有する半導体装置の利用形態について図面を参照して説明する。
【０１９７】
上記画素部を有する半導体装置の利用形態として、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（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などの電子機器が挙げられる。それらの具体例を以下に示す。
【０１９８】
図２４（Ａ）はテレビ受像機であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。上記実施の形態に示した構造または作製方法を表示部２００３や駆動回路等に設けられる薄膜トランジスタ等の半導体素子に適用することによって、テレビ受像機を作製することができる。
【０１９９】
図２４（Ｂ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。上記実施の形態に示した構造または作製方法を表示部２１０２や駆動回路等に設けられる薄膜トランジスタ等の半導体素子に適用することによって、デジタルカメラを作製することができる。
【０２００】
図２４（Ｃ）はコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。上記実施の形態に示した構造または作製方法を表示部２２０３や駆動回路等に設けられる薄膜トランジスタ等の半導体素子に適用することによって、コンピュータを作製することができる。
【０２０１】
図２４（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。上記実施の形態に示した構造または作製方法を表示部２３０２や駆動回路等に設けられる薄膜トランジスタ等の半導体素子に適用することによって、モバイルコンピュータを作製することができる。
【０２０２】
図２４（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（ＤＶＤ再生装置など）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。上記実施の形態に示した構造または作製方法を表示部Ａ２４０３や表示部Ｂ２４０４や駆動回路等に設けられる薄膜トランジスタ等の半導体素子に適用することによって、画像再生装置を作製することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置にはゲーム機器なども含まれる。
【０２０３】
図２４（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。上記実施の形態に示した構造または作製方法を表示部２５０２や駆動回路等に設けられる薄膜トランジスタ等の半導体素子に適用することによって、ゴーグル型ディスプレイを作製することができる。
【０２０４】
図２４（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。上記実施の形態に示した構造または作製方法を表示部２６０２や駆動回路等に設けられる薄膜トランジスタ等の半導体素子に適用することによって、ビデオカメラを作製することができる。
【０２０５】
図２４（Ｈ）は携帯電話機であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。上記実施の形態に示した構造または作製方法を表示部２７０３や駆動回路に設けられる薄膜トランジスタ等の半導体素子に適用することによって、携帯電話機を作製することができる。
【０２０６】
以上の様に、本発明の半導体装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【実施例１】
【０２０７】
本実施例では、上記実施の形態で示した高密度プラズマ処理により被処理物に酸化処理を行った場合の酸化特性に関して説明する。具体的には、高密度プラズマ処理を行う際に用いるガスの違いによる被処理物の酸化速度の特性に関して示す。
【０２０８】
まず、基板上にＣＶＤ法により下地膜として酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＞ｙ））を形成し、当該下地膜上にＣＶＤ法により非晶質珪素膜を形成した。次に、非晶質珪素膜に膜中に含まれる水素を離脱させるために熱処理を行い、その後、レーザ光を照射して非晶質珪素膜を結晶化して結晶質半導体膜とした。そして、結晶質半導体膜に高密度プラズマ処理により酸化処理を行った。なお、基板としてはガラス基板を用い、酸化窒化珪素は概略１００ｎｍ形成し、非晶質半導体膜は概略６６ｎｍ形成した。
【０２０９】
高密度プラズマ処理は、１３３．３３Ｐａの圧力下で、Ａｒと酸素を含む雰囲気下（Ａｒ：５００ｓｃｃｍ、Ｏ２：５ｓｃｃｍ）（条件１）又はＡｒと酸素と水素雰囲気下（Ａｒ：５００ｓｃｃｍ、Ｏ２：５ｓｃｃｍ、Ｈ２：５ｓｃｃｍ）（条件２）で行った。そして、条件１又は条件２で行った場合の、結晶質半導体膜の酸化速度の特性に関して観察を行った。
【０２１０】
条件１及び条件２の結晶質半導体膜の酸化速度を図２８に示す。なお、図２８は、縦軸が平均膜厚（ｎｍ）を示し、横軸が処理時間（ｓｅｃ）を示している。処理時間とは結晶質半導体膜にプラズマ処理を行った時間をいい、平均膜厚とはプラズマ処理により結晶質半導体膜が酸化されることにより形成された酸化膜の膜厚をいう。
【０２１１】
条件１及び条件２ともに、プラズマの処理時間が増えるにつれ結晶質半導体膜が酸化され、当該結晶質半導体膜に形成される酸化膜の膜厚が増加することが観察された。また、条件１（Ａｒと酸素を含む雰囲気下）でプラズマ処理を行った場合と比較して、条件１に水素を加えた条件２（Ａｒと酸素と水素雰囲気下）でプラズマ処理を行った場合の方が、処理時間に対して結晶質半導体膜が酸化される割合が高かった。つまり、高密度プラズマ処理を用いて結晶質半導体膜に酸化処理を行う場合に、水素を加えた雰囲気下で行うことによって、より短時間で結晶質半導体膜を酸化させ当該結晶質半導体膜表面に膜厚が厚い酸化膜を形成されることが分かった。
【０２１２】
以上の結果より、結晶質半導体膜に高密度プラズマ処理により酸化膜を形成する場合、反応ガスに水素を加えることによって、より短時間で所望の膜厚の酸化膜を形成することができ、処理時間を短縮することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０２１３】
【図１】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１１】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１２】本発明の半導体装置の作製する装置の一例を示す図。
【図１３】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１４】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１５】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１６】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１７】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１８】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図１９】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図２０】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図２１】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図２２】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図２３】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図２４】本発明の半導体装置の使用形態の一例を示す図。
【図２５】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図２６】本発明の半導体装置の一例を示す図。
【図２７】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【図２８】本発明の半導体装置の作製方法における酸化速度の特性を示す図。
【図２９】本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。
【符号の説明】
【０２１４】
１０    基板
１７    シート材
１８    シート材
８０    ＲＦＩＤ
８１    電源回路
８２    クロック発生回路
８３    データ復調回路
８３    復調回路
８４    変調回路
８５    制御回路
８６    記憶回路
８７    アンテナ
８８    リーダ／ライタ
１０１    基板
１０２    絶縁膜
１０３    半導体膜
１０４    ゲート絶縁膜
１０５    ゲート電極
１０６    絶縁膜
１０７    絶縁膜
１０８    導電膜
１２３    絶縁膜
１２４    絶縁膜
１２６    絶縁膜
１２８    カセット
１３１    絶縁膜
１３２    絶縁膜
１３３    絶縁膜
１３４    絶縁膜
１３５    絶縁膜
１３６    絶縁膜
１３７    絶縁膜
１４１    絶縁膜
１４２    絶縁膜
１７１    膜
１７２    絶縁膜
１７３    ゴミ
１７４    絶縁膜
１７５    絶縁膜
１８１    窒化膜
２０５    絶縁膜
２７１    膜
２７２    絶縁膜
２７３    レジスト
２７４    開口部
２７５    絶縁膜
２７６    絶縁膜
３１０    ロードロック室
３１１    チャンバー
３１２    チャンバー
３１３    チャンバー
３１４    チャンバー
３１５    ロードロック室
３２０    共通室
３２１    ロボットアーム
３２２    ゲート弁
３２４    ゲート弁
３２８    カセット
３２９    カセット
３３１    被処理物
３５１    支持台
３５２    ガス供給部
３５３    排気口
３５４    アンテナ
３５５    誘電板
３５６    高周波供給部
３５７    温度制御部
３５８    高密度プラズマ
５０１    基板
５０２    走査線駆動回路
５０３    信号線駆動回路
５０４    画素部
５０５    シール材
５０６    対向基板
５０７    ＦＰＣ
５０８    空間
５０９    絶縁膜
５１１    薄膜トランジスタ
５１２    導電膜
５１３    電極
５１４    発光層
５１５    電極
５１６    発光素子
５２１    配向膜
５２２    液晶
５２３    配向膜
５２４    電極
５２５    スペーサ
１０３ａ    半導体膜
１０３ｂ    半導体膜
１０５ａ    導電膜
１０５ｂ    導電膜
１１０１    基板
１１０２    絶縁膜
１１０３    剥離層
１１０４    絶縁膜
１１０５    結晶性半導体膜
１１０６    半導体膜
１１０７    半導体膜
１１０８    半導体膜
１１０９    半導体膜
１１０ａ    薄膜トランジスタ
１１０ｂ    薄膜トランジスタ
１１１０    レジストマスク
１１２１    絶縁膜
１１２２    絶縁膜
１１２３    絶縁膜
１１２４    レジストマスク
１１２５    酸化膜
１１２６    導電膜
１１２７    導電膜
１１３０    絶縁膜
１１３１    導電膜
１１３２    絶縁膜
１１３３    導電膜
１１３４    絶縁膜
１１４０    素子群
１１８１    分散粒子層
１１８２    絶縁膜
１１８３    レジストマスク
１１８４    酸化膜
１１４５    半導体装置
１１５０    開口部
１１５２    シート材
１１５３    シート材
１１５５    素子群
１２１ａ    絶縁膜
１２１ｂ    絶縁膜
１２５ａ    レジスト
１２７ａ    絶縁膜
１２７ｂ    絶縁膜
１５１ａ    端部
１５２ａ    端部
１５３ａ    端部
２００１    筐体
２００２    支持台
２００３    表示部
２００４    スピーカー部
２００５    ビデオ入力端子
２１０１    本体
２１０２    表示部
２１０３    受像部
２１０４    操作キー
２１０５    外部接続ポート
２１０６    シャッター
２２０１    本体
２２０２    筐体
２２０３    表示部
２２０４    キーボード
２２０５    外部接続ポート
２２０６    ポインティングマウス
２２５ａ    導電膜
２２５ｂ    導電膜
２３０１    本体
２３０２    表示部
２３０３    スイッチ
２３０４    操作キー
２３０５    赤外線ポート
２４０１    本体
２４０２    筐体
２４０３    表示部Ａ
２４０４    表示部Ｂ
２４０５    部
２４０６    操作キー
２４０７    スピーカー部
２５０１    本体
２５０２    表示部
２５０３    アーム部
２６０１    本体
２６０２    表示部
２６０３    筐体
２６０４    外部接続ポート
２６０５    リモコン受信部
２６０６    受像部
２６０７    バッテリー
２６０８    音声入力部
２６０９    操作キー
２６１０    接眼部
２７０１    本体
２７０２    筐体
２７０３    表示部
２７０４    音声入力部
２７０５    音声出力部
２７０６    操作キー
２７０７    外部接続ポート
２７０８    アンテナ
５１０ａ    薄膜トランジスタ
５１０ｂ    薄膜トランジスタ
１１２６ａ    導電膜
１１２６ｂ    導電膜
１１５１ａ    薄膜トランジスタ
１１５１ｂ    薄膜トランジスタ
３２００    リーダ／ライタ
３２１０    表示部
３２２０    品物
３２３０    ＲＦＩＤ
３２４０    リーダ／ライタ
３２５０    ＲＦＩＤ
３２６０    商品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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