(57)【要約】【課題】ゲート電極等の金属膜を設置しても基板の反りが抑制された半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１は基板３と、薄膜トランジスター２と、基板３と薄膜トランジスター２との間の絶縁膜７と、を備え、絶縁膜７は、第１酸化シリコン膜４と、第１酸化シリコン膜４上に形成された窒化シリコン膜５と、窒化シリコン膜５上に形成された第２酸化シリコン膜６と、を有し、第１酸化シリコン膜４の窒素濃度は、第２酸化シリコン膜６の窒素濃度より低い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
薄膜トランジスターと、
前記基板と前記薄膜トランジスターとの間の絶縁膜と、を備え、
前記絶縁膜は、第１酸化シリコン膜と、前記第１酸化シリコン膜上に形成された窒化シリコン膜と、前記窒化シリコン膜上に形成された第２酸化シリコン膜と、を有し、
前記第１酸化シリコン膜の窒素濃度は、前記第２酸化シリコン膜の窒素濃度より低いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記第１酸化シリコン膜の窒素濃度は、３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置であって、
前記薄膜トランジスターのゲート電極はモリブデンを含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
シランガスと酸化窒素ガスとを用いて第１酸化シリコン膜を成膜する工程と、
窒化シリコン膜を成膜する工程と、
シランガスと酸化窒素ガスとを用いて第２酸化シリコン膜を成膜する工程と、を備え、
前記第１酸化シリコン膜を成膜する工程は、前記第２酸化シリコン膜を成膜する工程よりも酸化窒素ガスに対するシランガスの濃度が低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
薄膜トランジスターを構成するシリコン膜を成膜する工程を備え、
前記第１酸化シリコン膜、前記窒化シリコン膜、前記第２酸化シリコン膜及び前記シリコン膜は、同一チャンバー内で連続して成膜されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置及び電子ペーパー等の表示装置には画像表示を制御するためのスイッチング素子が設置されている。このスイッチング素子にはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が広く半導体装置に用いられている。このＴＦＴの構造が特許文献１に開示されている。それによると、基板上に下部絶縁膜が設置され、下部絶縁膜上に半導体層が設置されている。半導体層にはソース、チャネル、ドレインの各領域が設置されている。
【０００３】
さらに、半導体層の上にはゲート絶縁膜が設置され、下部絶縁膜及びゲート絶縁膜はイオンが流動する領域を限定させている。ゲート絶縁膜の上にはゲート電極が設置されている。ゲート電極はチャネルと対向する場所に設置されている。そして、ゲート電極をパターニングした後、ゲート電極をマスクにして半導体層にイオンが打ち込まれる。このとき、ゲート電極は２５０ｎｍ以上の厚みが必要になっている。さらに、ゲート電極の上には上部絶縁膜が設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ゲート電極は低抵抗で高融点である金属が好ましい。低抵抗にすることによりスイッチング素子の応答性を良くすることができる。また、高融点にすることにより高温のプロセスにすることができる。しかし、高融点の金属は比抵抗が高いので低抵抗にするためにゲート電極の膜厚を厚くしている。この金属膜を成膜するとき金属膜に引張応力が発生する。そして、ゲート電極の膜厚が厚いとき基板が反る。このため、基板を保持するための真空チャックが基板を吸着できないことがある。そこで、ゲート電極等の金属膜を設置しても基板の反りが抑制することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかる半導体装置であって、基板と、薄膜トランジスターと、前記基板と前記薄膜トランジスターとの間の絶縁膜と、を備え、前記絶縁膜は、第１酸化シリコン膜と、前記第１酸化シリコン膜上に形成された窒化シリコン膜と、前記窒化シリコン膜上に形成された第２酸化シリコン膜と、を有し、前記第１酸化シリコン膜の窒素濃度は、前記第２酸化シリコン膜の窒素濃度より低いことを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、半導体装置は基板及び薄膜トランジスターを備えている。そして、基板と薄膜トランジスターとの間に絶縁膜が配置されている。この絶縁膜は薄膜トランジスターの特性を変動させる余計なイオンの流れを抑制する。絶縁膜は第１酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、第２酸化シリコン膜がこの順に配置されている。
【０００９】
第２酸化シリコン膜は薄膜トランジスターと位置的に近い膜であり、窒素濃度が高い膜である。窒素濃度の高い酸化シリコン膜はトラップ準位が低いので、＋電荷が蓄積することを抑制する。そして、薄膜トランジスターの性能が低下することを抑制する。
【００１０】
窒化シリコン膜は不純物イオンのブロッキング効果が高いので、不純物イオンにより薄膜トランジスターの特性が変動することを抑制する。第１酸化シリコン膜は窒素濃度が低い膜である。窒素濃度の低い酸化シリコン膜は圧縮応力を高くすることができる。従って、薄膜トランジスターに用いられる膜が引張応力を持つときにも、第１酸化シリコン膜が応力のバランスをとることができる。その結果、半導体装置が反ることを抑制することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例にかかる半導体装置において、前記第１酸化シリコン膜の窒素濃度は、３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下であることを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、第１酸化シリコン膜の窒素濃度は３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下である。このとき、第１酸化シリコン膜の膜応力を圧縮応力にして２８０ＭＰａ以上４８０ＭＰａ以下にすることができる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例にかかる半導体装置において、前記薄膜トランジスターのゲート電極は、モリブデンを含むことを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、薄膜トランジスターはゲート電極にモリブデンを含んでいる。モリブデンは融点の高い金属である。従って、温度の高いプロセスを含む製造工程にすることができる。電気的の比抵抗はアルミニウムの２倍程度の値であるが膜厚を厚くすることにより抵抗を下げることができる。そして、モリブデンの膜厚を厚くするときには引張応力が発生しやすい。基板上にこのようなモリブデンの膜を設置しても第１酸化シリコン膜が応力のバランスをとるので基板が反ることを抑制できる。
【００１５】
［適用例４］
本適用例にかかる電子機器であって、上記に記載の半導体装置を備えることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、電子機器は上記に記載の半導体装置を備えている。そして、上記に記載の半導体装置は基板の反りが抑制される半導体装置である。従って、電子機器は反りが抑制された半導体装置を備えた機器とすることができる。
【００１７】
［適用例５］
本適用例にかかる半導体装置の製造方法であって、シランガスと酸化窒素ガスとを用いて第１酸化シリコン膜を成膜する工程と、窒化シリコン膜を成膜する工程と、シランガスと酸化窒素ガスとを用いて第２酸化シリコン膜を成膜する工程と、を備え、前記第１酸化シリコン膜を成膜する工程は、前記第２酸化シリコン膜を成膜する工程よりも酸化窒素ガスに対するシランガスの濃度が低いことを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、半導体装置の製造方法では第１酸化シリコン膜を成膜する工程、窒化シリコン膜を成膜する工程及び第２酸化シリコン膜を成膜する工程を備えている。そして、第１酸化シリコン膜を成膜する工程及び第２酸化シリコン膜を成膜する工程ではシランガスと酸化窒素ガスとを用いている。
【００１９】
そして、第１酸化シリコン膜を成膜する工程は、第２酸化シリコン膜を成膜する工程よりも酸化窒素ガスに対するシランガスの濃度を低くしている。このように、酸化窒素ガスに対するシランガスの濃度を制御することにより、第１酸化シリコン膜の窒素濃度が第２酸化シリコン膜の窒素濃度より低い半導体装置を製造することができる。
【００２０】
窒素濃度の低い酸化シリコン膜は圧縮応力を高くすることができる。したがって、後工程にて引張応力の高い金属膜を基板に設置しても基板が反ることを抑制できる。
【００２１】
［適用例６］
上記適用例にかかる半導体装置の製造方法において、薄膜トランジスターを構成するシリコン膜を成膜する工程を備え、前記第１酸化シリコン膜、前記窒化シリコン膜、前記第２酸化シリコン膜及び前記シリコン膜は、同一チャンバー内で連続して成膜されることを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、半導体装置の製造方法は薄膜トランジスターを構成するシリコン膜を成膜する工程をさらに備えている。そして、第１酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、第２酸化シリコン膜及びシリコン膜は同一チャンバー内で連続して成膜される。
【００２３】
この同一チャンバー内で連続して成膜することとは基板をチャンバーから出さずにチャンバー内に投入するガス材料を切り替えて成膜することを示す。このときチャンバーから基板を出し入れしないので、基板の出し入れにかかる時間を短縮することができる。したがって、生産性良く半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態にかかわる半導体装置の構造を説明するための模式図。
【図２】半導体装置の反り量の測定方法を説明するための模式側面図。
【図３】ゲート電極膜の膜厚と基板の反り量の関係を示す図。
【図４】酸化シリコン膜に含まれる窒素濃度と酸化シリコン膜の内部応力の関係を示す図。
【図５】半導体装置の製造方法のフローチャート。
【図６】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図７】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図８】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図９】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図１０】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図１１】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図１２】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図１３】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図１４】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図１５】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図１６】半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図１７】第２の実施形態にかかわる電気泳動装置の構造を示す模式側断面図。
【図１８】第３の実施形態にかかわる電子ブックの構造を示す概略斜視図。
【図１９】腕時計の構造を示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２６】
（第１の実施形態）
本実施形態では、半導体装置と、この半導体装置の製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる半導体装置について図１〜図４に従って説明する。図１は、半導体装置の構造を説明するための模式図である。図１に示すように、半導体装置１は薄膜トランジスター２を備えている。薄膜トランジスター２はＴＦＴとも言われる。半導体装置１は、例えば、表示体装置のスイッチング素子に応用される。
【００２７】
半導体装置１は基板３を備えている。基板３の材質は絶縁性と剛性があれば良く特に限定されない。さらに、基板３の材質は耐熱性があると良く熱処理を行うことができる。基板３の材質にはガラス、プラスチック、セラミック、石英、ガリウム砒素、シリコン等を用いることができる。本実施形態では、例えば、基板３の材質にガラスを採用している。基板３の大きさや厚さは特に限定されないが本実施形態では、例えば、幅約４００ｍｍ、長さ約５００ｍｍ、厚さ約０．５ｍｍになっている。
【００２８】
基板３の上には第１酸化シリコン膜４が形成されている。第１酸化シリコン膜４は電気的に絶縁する機能と基板３上に形成された膜による応力のバランスをとるために設置された膜である。第１酸化シリコン膜４の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、約８００ｎｍになっている。尚、基板３と第１酸化シリコン膜４との間に図示しない膜が形成されても良い。
【００２９】
第１酸化シリコン膜４上には窒化シリコン膜５が形成されている。窒化シリコン膜５は緻密な膜なので水分の侵入を防ぎ、ナトリウム等の不純物イオンの侵入を防ぐ保護膜の機能を備える。窒化シリコン膜５の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、約１００ｎｍになっている。尚、第１酸化シリコン膜４と窒化シリコン膜５との間に図示しない膜が形成されても良い。
【００３０】
窒化シリコン膜５上には第２酸化シリコン膜６が形成されている。第２酸化シリコン膜６は薄膜トランジスター２の下地になる膜であり、トラップ準位が低い膜になっている。第２酸化シリコン膜６は窒素濃度が３Ｅ21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上の高い濃度になっている。窒素濃度を高くすることにより第２酸化シリコン膜６は水分の侵入及び拡散を抑制している。第２酸化シリコン膜６の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、約２００ｎｍになっている。尚、窒化シリコン膜５と第２酸化シリコン膜６との間に図示しない膜が形成されても良い。
【００３１】
第１酸化シリコン膜４、窒化シリコン膜５及び第２酸化シリコン膜６により絶縁膜７が構成されている。絶縁膜７は基板３と薄膜トランジスター２との間に位置し、電気的な接続を抑制する膜である。
【００３２】
第２酸化シリコン膜６上には半導体層８が形成されている。半導体層８は基板３の厚み方向から見た平面形状が長方形になっている。そして、半導体層８は長手方向がソース領域８ａ、チャネル領域８ｂ及びドレイン領域８ｃに分かれており、ソース領域８ａ及びドレイン領域８ｃがチャネル領域８ｂを挟む配置になっている。半導体層８の材質は半導体が形成できる材質であれば良く特に限定されず、シリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム、炭化珪素、等を用いることができる。本実施形態では、例えば、半導体層８の材質に多結晶シリコンを用いている。そして、ソース領域８ａ及びドレイン領域８ｃには不純物イオンが注入されている。半導体層８の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、約５０ｎｍになっている。
【００３３】
半導体層８及び第２酸化シリコン膜６を覆ってゲート絶縁膜９が設置されている。ゲート絶縁膜９は第１ゲート絶縁膜９ａ及び第２ゲート絶縁膜９ｂにより構成されている。第１ゲート絶縁膜９ａは半導体層８及び第２酸化シリコン膜６上に形成された膜である。第１ゲート絶縁膜９ａは酸化シリコン膜であり窒素濃度の低い膜になっている。第１ゲート絶縁膜９ａの窒素濃度は特に限定されないが本実施形態では、例えば、２．８Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣになっている。第１ゲート絶縁膜９ａは電圧の耐圧が高く、絶縁性の高い膜になっている。
【００３４】
第２ゲート絶縁膜９ｂは第１ゲート絶縁膜９ａ上に形成された膜である。第２ゲート絶縁膜９ｂは窒化シリコン膜である。第２ゲート絶縁膜９ｂは窒素が豊富な緻密な膜なので水分の侵入を防ぎ、ナトリウム等の不純物イオンの侵入を防ぐ保護膜の機能を備える。ゲート絶縁膜９の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、約１００ｎｍになっている。
【００３５】
ゲート絶縁膜９上にはチャネル領域８ｂと対向する場所にゲート電極１０が形成されている。ゲート電極１０の材質は低抵抗で融点の高い金属が好ましい。ゲート電極１０の材質を比抵抗が高めの材質にするときにはゲート電極１０を厚くして抵抗を下げることにより、薄膜トランジスター２の応答性を早くすることができる。また、融点の高い金属を選択することにより高温の製造プロセスを用いることができる。ゲート電極１０の材質にはモリブデン、チタン、タングステン、クロム等を用いることができる。本実施形態では、例えば、ゲート電極１０の材質にモリブデンを含んでいる。モリブデンの融点は２６３２℃であり、モリブデンは融点の高い金属である。従って、温度の高いプロセスを含む製造工程にすることができる。
【００３６】
ゲート電極１０は半導体層８に不純物イオンを注入するときに、チャネル領域８ｂに不純物イオンを注入させないマスクとして用いられる。そのためにゲート電極１０の厚みは２５０ｎｍ以上になっているのが好ましい。ゲート電極１０の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、３００ｎｍに設定されている。
【００３７】
ゲート絶縁膜９及びゲート電極１０を覆って上部絶縁膜１１が形成されている。上部絶縁膜１１は層間絶縁膜とも言われる。上部絶縁膜１１は酸化シリコンの膜でも良く、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とを積層した膜の形態にしても良い。上部絶縁膜１１は薄膜トランジスター２に対する絶縁膜であり且つ保護膜になっている。上部絶縁膜１１の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、８００ｎｍになっている。本実施形態では上部絶縁膜１１は酸化シリコン膜であり窒素濃度の低い膜になっている。上部絶縁膜１１の窒素濃度は特に限定されないが本実施形態では、例えば、８．５Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣになっている。上部絶縁膜１１は電圧の耐圧が高く、絶縁性の高い膜になっている。
【００３８】
上部絶縁膜１１において基板３と反対側の面を上面１１ａとする。半導体層８のソース領域８ａから上面１１ａにかけてゲート絶縁膜９及び上部絶縁膜１１を貫通するソース電極１２が形成されている。ソース電極１２は上面１１ａに形成されたソース配線１３と接続されている。同様に、半導体層８のドレイン領域８ｃから上面１１ａにかけてゲート絶縁膜９及び上部絶縁膜１１を貫通するドレイン電極１４が形成されている。ドレイン電極１４は上面１１ａに形成されたドレイン配線１５と接続されている。ソース電極１２、ソース配線１３、ドレイン電極１４及びドレイン配線１５の材質は導電性のある金属等であれば良く特に限定されないが本実施形態では、例えば、チタン、アルミニウム、チタンの順に積層された膜を用いている。
【００３９】
薄膜トランジスター２は半導体層８、ゲート絶縁膜９、ゲート電極１０、ソース電極１２及びドレイン電極１４を含んでいる。そして、基板３と薄膜トランジスター２との間に絶縁膜７が配置されている。
【００４０】
図２は、半導体装置の反り量の測定方法を説明するための模式側面図である。図２に示すように、半導体装置１の反り量を測定するのに反り測定装置１６が用いられる。反り測定装置１６は定盤１７を備え、定盤１７上に測定対象である半導体装置１が載置される。定盤１７は上面１７ａの平面度が精度良く形成されている。上面１７ａの平面に沿う方向のうち図の右方向を＋Ｘ方向としＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。上面１７ａの法線方向で図の上側を向く方向を＋Ｚ方向とする。
【００４１】
半導体装置１が反っているときに突出する側の面を−Ｚ方向に向ける。そして、突出する側の面が上面１７ａに接触するように定盤１７上に半導体装置１が載置される。半導体装置１が反る形態は特に限定されないが、半導体装置１が四角形のときには円筒状の一部に類似した形状になることが多い。
【００４２】
定盤１７の上面１７ａ上には＋Ｚ方向に伸びる一対の支持部１８が立設されている。各支持部１８の＋Ｚ方向側の面にはＹ方向に伸びる第１レール２０が設置されている。第１レール２０上にはＸ方向に伸びる第２レール２１が設置されている。第２レール２１の−Ｘ方向側には第２レール２１をＹ方向に移動させる直動機構２２が設置されている。さらに、＋Ｘ方向側の支持部１８上には第１スケール２３が設置されている。第１スケール２３は第２レール２１のＹ方向の位置を検出し、第２レール２１のＹ方向の位置を電気信号に変換して出力する。
【００４３】
第２レール２１には第２レール２１に沿って移動するキャリッジ２４が設置されている。キャリッジ２４には直動機構が内蔵され、キャリッジ２４はＸ方向に移動可能になっている。直動機構２２及びキャリッジ２４に内蔵された直動機構にはボールねじ等を用いることができる。第２レール２１にはキャリッジ２４の位置を検出する第２スケール２５が設置されている。第２スケール２５はキャリッジ２４の位置を電気信号にして出力する。
【００４４】
キャリッジ２４の−Ｚ方向側の面には非接触距離センサー２６が設置されている。非接触距離センサー２６のセンシング方法は特に限定されず光学式、静電容量式等を用いることができる。本実施形態では、例えば、非接触距離センサー２６にレーザー光を用いた光学式のセンサーを用いている。
【００４５】
反り測定装置１６は制御装置２７を備え、制御装置２７には直動機構２２、第１スケール２３、キャリッジ２４、第２スケール２５及び非接触距離センサー２６が接続されている。そして、制御装置２７は所定の位置に非接触距離センサー２６を移動させて、非接触距離センサー２６から−Ｚ方向に向けてレーザー光２８を射出する。非接触距離センサー２６が射出するレーザー光２８は半導体装置１を照射する。半導体装置１に到達したレーザー光２８は半導体装置１にて反射する。そして、半導体装置１から反射したレーザー光２８を非接触距離センサー２６が受光して位相の変化を検出する。
【００４６】
非接触距離センサー２６はレーザー光２８の位相の変化から非接触距離センサー２６と半導体装置１との距離を演算して制御装置２７に出力する。制御装置２７は非接触距離センサー２６をＸ方向及びＹ方向に所定の間隔で移動させる。そして、各場所で非接触距離センサー２６と半導体装置１との距離を測定する。次に、制御装置２７は半導体装置１の形状を検出して、半導体装置１が定盤１７から最も離れた場所と最も近づいている場所とを判定する。そして、半導体装置１が定盤１７から最も離れた場所と半導体装置１が定盤１７に最も接近した場所とのＺ方向の差を演算して半導体装置１における反り量２９とする。
【００４７】
図３はゲート電極膜の膜厚と基板の反り量の関係を示す図である。図３において、横軸はゲート電極膜の膜厚を示し、縦軸は基板の反り量を示している。ゲート電極膜はモリブデンをスパッタ法にて形成した膜である。ゲート電極１０はゲート電極膜をパターニングして形成された部分であり、ゲート電極膜の一部分である。ゲート電極膜の膜応力は成膜条件にて変化する。成膜条件を調整して最適な膜を得たときの膜応力は＋９００ＭＰａ〜＋５００ＭＰａであった。膜厚反り相関線３０はゲート電極膜の膜厚と基板３の反り量との相関を示している。基板３の反り量はゲート電極膜の膜応力とゲート電極膜の膜厚との乗算値と比例する。膜厚反り相関線３０はゲート電極膜の膜応力が＋９００ＭＰａであるとき相関を示している。従って、基板３の反り量はゲート電極膜の膜厚に比例する。本実施形態ではゲート電極膜の膜厚を３００ｎｍにしたので、基板３の反り量の平均は約３ｍｍになる。
【００４８】
図４は酸化シリコン膜に含まれる窒素濃度と酸化シリコン膜の内部応力の関係を示す図である。図４において横軸は酸化シリコン膜における窒素濃度を示す。この酸化シリコン膜は第１ゲート絶縁膜９ａ、第１酸化シリコン膜４及び第２酸化シリコン膜６に該当する膜である。窒素濃度の単位は“ａｔｏｍｓ／ＣＣ“である。ＣＣは１立方センチメートルを示しているので、この単位は”ａｔｏｍｓ／ｃｍ3“と同じである。そして、縦軸は酸化シリコン膜の内部応力を示している。縦軸の図中上側は引張応力を示し値の符号が”＋“になっている。縦軸の図中下側は圧縮応力を示し値の符号が”−“になっている。
【００４９】
酸化シリコン膜の内部応力は酸化シリコン膜を成膜する前後における基板の変形量の差をフラットネステスターで測定し、基板の厚みと測定した変形量の差から算出して得られる。このフラットネステスターはレーザー光斜入射干渉計による干渉縞を位相シフト法により画像解析して変形量を算出する装置等を用いることができる。
【００５０】
窒素濃度応力相関線３１は酸化シリコン膜に含まれる窒素の濃度と酸化シリコン膜の内部応力の関係を示している。窒素濃度応力相関線３１が示すように、窒素濃度が３Ｅ21ａｔｏｍｓ／ＣＣ〜４Ｅ21ａｔｏｍｓ／ＣＣ付近で酸化シリコン膜の内部応力が−４０ＭＰａ〜０ＭＰａになっている。そして、窒素濃度が３Ｅ21ａｔｏｍｓ／ＣＣ付近の第１条件３１ａでは酸化シリコン膜に水分が侵入し難くなり拡散し難い状態となる。第２酸化シリコン膜６に水分が含まれると薄膜トランジスター２の特性に影響を及ぼす。第２酸化シリコン膜６には窒素濃度が高い第１条件３１ａが適用されている。
【００５１】
半導体層８と接触する第２酸化シリコン膜６を窒素濃度の高い膜にすることによりトラップ準位が低くなるので、＋電荷が蓄積することを抑制できる。そして、薄膜トランジスター２の性能が低下することを抑制する。また、窒化濃度の高い酸化シリコン膜は不純物イオンのブロッキング効果が高いので、不純物イオンにより薄膜トランジスター２の特性が変動することを抑制することができる。
【００５２】
従って、第２酸化シリコン膜６は内部応力の小さい膜になっている。第１条件３１ａでは第２酸化シリコン膜６に−４０ＭＰａの圧縮応力が加わっているので、第２酸化シリコン膜６を厚くすることにより基板３の３ｍｍの反り量を減らすことができる。第１酸化シリコン膜４を形成せずに、第２酸化シリコン膜６を厚くして基板３の反りをなくするためには第２酸化シリコン膜６の膜厚を約７μｍにする必要がある。このとき、第２酸化シリコン膜６を形成するのにかかる時間は４０分程度になるので生産性が著しく低下する。
【００５３】
半導体装置１では第２酸化シリコン膜６の厚みを厚くせずに第１酸化シリコン膜４が形成されている。第１酸化シリコン膜４の窒素濃度は、第２酸化シリコン膜６の窒素濃度より低くなっている。窒素濃度の低い第１酸化シリコン膜４は第２酸化シリコン膜６より圧縮応力を高くすることができる。従って、薄膜トランジスター２に用いられるゲート電極膜が引張応力を持つときにも、第１酸化シリコン膜４が応力のバランスをとることができる。その結果、半導体装置１の反りが大きくなることを抑制することができる。
【００５４】
第１酸化シリコン膜４の窒素濃度は第２条件３１ｂの３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下になっているのが好ましい。このとき、第１酸化シリコン膜４の膜応力を圧縮応力にし、応力の大きさを２８０ＭＰａ以上４８０ＭＰａ以下にすることができる。その結果、ゲート電極膜を設置しても基板３の反り量を低減することができる。ゲート電極１０におけるモリブデンの膜は引張応力が発生しやすい膜である。基板３にモリブデンの膜を設置しても第１酸化シリコン膜４が応力のバランスをとるので基板３が反ることを抑制できる。
【００５５】
第１酸化シリコン膜４の窒素濃度は第２条件３１ｂにすることにより、第１酸化シリコン膜４の厚みを８００ｎｍにすることができる。従って、生産性良く半導体装置１を製造することができる。
【００５６】
次に上述した半導体装置１の製造方法について図５〜図１６にて説明する。図５は、半導体装置の製造方法のフローチャートであり、図６〜図１６は半導体装置の製造方法を説明するための図である。
図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１は第１酸化シリコン膜形成工程に相当し、シランガスと酸化窒素ガスとを用いて基板３上に第１酸化シリコン膜４を成膜する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は窒化シリコン膜形成工程であり、第１酸化シリコン膜４上に窒化シリコン膜５を形成する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は第２酸化シリコン膜形成工程であり、シランガスと酸化窒素ガスとを用いて窒化シリコン膜５上に第２酸化シリコン膜６を形成する工程である。次にステップＳ４に移行する。
【００５７】
ステップＳ４はシリコン膜形成工程であり、第２酸化シリコン膜６上にシリコン膜を成膜する。そして、シリコン膜を半導体層８の形状に形成する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５はゲート絶縁膜形成工程であり、シリコン膜及び第２酸化シリコン膜６上にゲート絶縁膜９を形成する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６はゲート電極膜形成工程であり、ゲート絶縁膜９上にゲート電極膜を形成する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７はゲート電極形成工程であり、ゲート電極膜をパターニングしてゲート電極１０を形成する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８はイオン注入工程であり、シリコン膜に不純物イオンを注入する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は上部絶縁膜形成工程であり、ゲート絶縁膜９及びゲート電極１０上に上部絶縁膜１１を形成する工程である。次にステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０はソース・ドレイン電極形成工程であり、ソース電極１２及びドレイン電極１４等を形成する工程である。以上の工程により半導体装置１が完成する。
【００５８】
次に、図６〜図１６を用いて、図５に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図６はステップＳ１の第１酸化シリコン膜形成工程に対応する図である。図６に示すように、ステップＳ１では基板３を用意する。基板３にはガラス板を所定の厚みに研削及び研磨して表面粗さを小さくした板を用いる。
【００５９】
基板３をＰＥＣＶＤ（ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置のチャンバー内に設置する。そして、チャンバー内にシランガス（ＳｉＨ4）と酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）を含むガスを注入して高周波等を印加する。これにより原料ガスをプラズマ化させて化学反応を活性化させる。このとき、各原料ガスの流量とチャンバー内に設置された電極に加える電力を調整することにより酸化シリコン内の窒素濃度を第２条件３１ｂに調整する。
【００６０】
酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）に対するシランガス（ＳｉＨ4）の濃度を低くする方が高くするときに比べて酸化シリコン内の窒素濃度を小さくできる。そして、第１酸化シリコン膜４を成膜するステップＳ１の第１酸化シリコン膜形成工程は第２酸化シリコン膜６を成膜するステップＳ３の第２酸化シリコン膜形成工程よりも酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）に対するシランガス（ＳｉＨ4）の濃度を低くする。これにより、第１酸化シリコン膜４の酸化シリコン内の窒素濃度を第２酸化シリコン膜６より低くすることができる。さらに、印加する電力が高い方が低くするときに比べて、酸化シリコン内の窒素濃度を低くすることができる。そして、窒素濃度の低い酸化シリコン膜は圧縮応力を高くすることができる。したがって、後工程にて引張応力の高いモリブデンの膜を基板３に設置しても基板３が反ることを抑制できる。
【００６１】
図７はステップＳ２の窒化シリコン膜形成工程に対応する図である。図７に示すように、ステップＳ２において、第１酸化シリコン膜４上に窒化シリコン膜５を成膜する。ＰＥＣＶＤ装置のチャンバー内にシランガス（ＳｉＨ4）とアンモニアガス（ＮＨ3）を含むガスを注入して高周波等を印加する。これにより原料ガスをプラズマ化させて化学反応を活性化させる。これにより、第１酸化シリコン膜４上に窒化シリコン膜５が成膜される。
【００６２】
図８はステップＳ３の第２酸化シリコン膜形成工程に対応する図である。図８に示すように、ステップＳ３において、窒化シリコン膜５上に第２酸化シリコン膜６を成膜する。ＰＥＣＶＤ装置のチャンバー内にシランガス（ＳｉＨ4）と酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）を含むガスを注入して高周波等を印加する。これにより原料ガスをプラズマ化させて化学反応を活性化させる。これにより、窒化シリコン膜５上に第２酸化シリコン膜６が成膜される。
【００６３】
そして、第２酸化シリコン膜６を成膜するステップＳ３の第２酸化シリコン膜形成工程は第１酸化シリコン膜４を成膜するステップＳ１の第１酸化シリコン膜形成工程よりも酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）に対するシランガス（ＳｉＨ4）の濃度を高くする。これにより、第２酸化シリコン膜６の酸化シリコン内の窒素濃度を第１酸化シリコン膜４より高くすることができる。そして、各原料ガスの流量とチャンバー内に設置された電極に加える電力を調整することにより酸化シリコン内の窒素濃度を第１条件３１ａに調整する。ステップＳ３までの工程により絶縁膜７が完成する。
【００６４】
図９はステップＳ４のシリコン膜形成工程に対応する図である。図９に示すように、ステップＳ４において、絶縁膜７上に半導体層８を形成する。まず、ＰＥＣＶＤ装置のチャンバー内にシランガス（ＳｉＨ4）を含むガスを注入して高周波等を印加する。これにより原料ガスをプラズマ化させて化学反応を活性化させる。これにより、第２酸化シリコン膜６上に膜厚５０ｎｍ程度の非晶質シリコン膜が成膜される。次に、その非晶質シリコン膜をレーザー結晶化法等によって結晶化して、多結晶シリコン膜を形成する。その後、フォトリソグラフィー法等によって島状の多結晶シリコン膜である半導体層８を形成する。半導体層８は薄膜トランジスター２を製造するためのシリコン膜である。
【００６５】
ステップＳ１の第１酸化シリコン膜４を成膜する工程、ステップＳ２の窒化シリコン膜５を成膜する工程、ステップＳ３の第２酸化シリコン膜６を成膜する工程及びステップＳ４のシリコン膜を成膜する工程は同一チャンバー内で連続して成膜しても良い。つまり、第１酸化シリコン膜４、窒化シリコン膜５、第２酸化シリコン膜６及びステップＳ４のシリコン膜は同一チャンバー内で連続して成膜しても良い。尚、ステップＳ４のシリコン膜を成膜する工程のシリコン膜は非晶質シリコン膜を示す。チャンバー内に注入するガスの種類と流量、及びチャンバー内に設置された電極に加える電力を調整することにより各ステップの膜を成膜することができる。
【００６６】
この同一チャンバー内で連続して成膜することとは基板３をチャンバーから出さずにチャンバー内に投入するガス材料を切り替えて成膜することを示す。このときチャンバーから基板３を出し入れしないので、基板３の出し入れにかかる時間を短縮することができる。したがって、生産性良く半導体装置１を製造することができる。また、チャンバーからの出し入れに伴って基板３上に塵が付着することを抑制することができる。
【００６７】
図１０はステップＳ５のゲート絶縁膜形成工程に対応する図である。図１０に示すように、ステップＳ５において、半導体層８及び第２酸化シリコン膜６上にゲート絶縁膜９を形成する。まず、第１ゲート絶縁膜９ａを成膜する。第１ゲート絶縁膜９ａは酸化シリコン膜である。ＰＥＣＶＤ装置のチャンバー内に半導体層８が形成された基板３を設置する。そして、ＰＥＣＶＤ装置のチャンバー内にシランガス（ＳｉＨ4）と酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）を含むガスを注入して高周波等を印加する。これにより原料ガスをプラズマ化させて化学反応を活性化させる。これにより、第２酸化シリコン膜６及び半導体層８上に第１ゲート絶縁膜９ａが成膜される。
【００６８】
次に、第２ゲート絶縁膜９ｂを成膜する。第２ゲート絶縁膜９ｂは窒化シリコン膜である。ＰＥＣＶＤ装置のチャンバー内にシランガス（ＳｉＨ4）とアンモニアガス（ＮＨ3）を含むガスを注入して高周波等を印加する。これにより原料ガスをプラズマ化させて化学反応を活性化させる。これにより、第１ゲート絶縁膜９ａ上に第２ゲート絶縁膜９ｂが成膜される。以上の手順によりゲート絶縁膜９が成膜される。
【００６９】
図１１はステップＳ６のゲート電極膜形成工程に対応する図である。図１１に示すように、ステップＳ６において、ゲート絶縁膜９上にゲート電極膜３２を形成する。ゲート電極膜３２はゲート電極１０の基になる膜であり、モリブデンの膜である。スパッタリング成膜装置のチャンバー内にゲート絶縁膜９が形成された基板３を設置する。そして、ゲート絶縁膜９上にスパッタリング法を用いてモリブデンの膜を成膜する。
【００７０】
図１２は製造工程の推移にともなう基板の反り量を説明するための図である。図１２において、横軸は４つの工程を示し、縦軸は各工程における基板３の反り量を示している。第１推移線３３は基板３と窒化シリコン膜５との間に第１酸化シリコン膜４を設置したときの基板３の反り量の推移を示し、第２推移線３４は比較例として第１酸化シリコン膜４が設置されないときの基板３の反り量の推移を示している。
【００７１】
判定線３５はステップＳ６において次のステップで使用する装置へ基板３を搬送する搬送装置が基板３を保持可能か否かを判定する値を示している。搬送装置は基板３を吸引するエアーチャック機構を備え、エアーチャック機構で基板３を保持する。このとき、基板３の反り量が判定線３５より大きいとき、エアーチャック機構と基板３との間で空気の漏れが生じる。このため、エアーチャック機構が基板３を吸引できないので、搬送装置は安定した基板３の保持ができない。基板３の反り量が判定線３５より小さいときには安定して基板３を搬送することができる。従って、基板３の反り量を判定線３５より小さくするのが好ましい。
【００７２】
第１推移線３３が示すように、基板３に成膜する前の状態では反り量が“０”であり、基板３が反っていない状態になっている。次に、基板３上に第１酸化シリコン膜４を成膜したあとでは基板３が−１．４ｍｍ程反っている。第１酸化シリコン膜４の内部応力は圧縮応力であり、第１酸化シリコン膜４を設置した面が突出する反りになる。
【００７３】
絶縁膜７上に半導体層８及びゲート絶縁膜９を設置したあとでは基板３の反り量が−０．８ｍｍまで減っている。これは、半導体層８の内部応力が引張応力になり、その影響を受けるためである。
【００７４】
ゲート絶縁膜９上にゲート電極膜３２を設置したあとでは基板３の反り量が２．５ｍｍまで増えている。ゲート電極膜３２の内部応力は引張応力であり、ゲート電極膜３２を設置した面が凹む反りになる。判定線３５が示す反り量の判定値は３．２ｍｍである。従って、基板３の反り量が判定線３５より小さいので、搬送装置は基板３を安定して保持することができる。
【００７５】
比較例である第２推移線３４が示すように、第１酸化シリコン膜４が成膜されないときには基板３上に窒化シリコン膜５、第２酸化シリコン膜６、半導体層８及びゲート絶縁膜９が設置される。このときの基板３の反り量は＋０．８ｍｍとなっている。そして、ゲート絶縁膜９上にゲート電極膜３２を設置したあとでは基板３の反り量が３．８ｍｍまで増えている。ゲート電極膜３２の内部応力は引張応力であり、ゲート電極膜３２を設置した面が凹む反りになる。判定線３５が示す反り量の判定値は３．２ｍｍである。従って、基板３の反り量が判定線３５より大きいので、搬送装置は基板３を安定して保持できない。その結果、搬送装置は搬送作業を失敗する可能性がある。
【００７６】
第１推移線３３と第２推移線３４とを比較すると明らかに第１酸化シリコン膜４を設置したことによりゲート電極膜３２を成膜した後の基板３の反り量が低減されている。そして、基板３の反り量が判定線３５未満になるので、搬送装置が基板３を安定して搬送することができる。
【００７７】
図１３はステップＳ７のゲート電極形成工程に対応する図である。図１３に示すように、ステップＳ７において、ゲート電極膜３２を島状のゲート電極１０の形状に形成する。フォトリソグラフィー法によってゲート電極膜３２をパターニングしてゲート電極１０の形状にする。ゲート電極膜３２の面積が減少されるので基板３の反りも減少する。
【００７８】
図１４はステップＳ８のイオン注入工程に対応する図である。図１４に示すように、ステップＳ８において、イオン注入法によって半導体層８に不純物イオン３６を注入する。半導体層８において不純物イオン３６が注入された場所がソース領域８ａ及びドレイン領域８ｃになる。このようにして、半導体層８にソース領域８ａ、ドレイン領域８ｃ及びチャネル領域８ｂを形成する。ゲート電極１０はチャネル領域８ｂに不純物イオンが注入されることを抑制するマスクとして機能する。このため、ゲート電極１０の厚みは２５０ｎｍ以上に設定されている。従って、ゲート電極膜３２の厚みも２５０ｎｍ以上になるので基板３の反り量が大きくなる要因になっている。
【００７９】
図１５はステップＳ９の上部絶縁膜形成工程に対応する図である。図１５に示すように、ステップＳ９において、上部絶縁膜１１を成膜する。上部絶縁膜１１は酸化シリコン膜である。ＰＥＣＶＤ装置のチャンバー内に基板３を設置する。ＰＥＣＶＤ装置のチャンバー内にシランガス（ＳｉＨ4）と酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）を含むガスを注入して高周波等を印加する。これにより原料ガスをプラズマ化させて化学反応を活性化させる。これにより、ゲート絶縁膜９及びゲート電極１０上に上部絶縁膜１１が成膜される。
【００８０】
図１６はステップＳ１０のソース・ドレイン電極形成工程に対応する図である。図１６に示すように、ステップＳ１０において、ゲート絶縁膜９及び上部絶縁膜１１にソース領域８ａに達するコンタクトホールとドレイン領域８ｃに達するコンタクトホールを形成する。その後、上部絶縁膜１１の上面１１ａとコンタクトホール及びコンタクトホール内に、スパッタリング法等によって膜厚５００ｎｍ程度のモリブデン配線膜を形成する。次に、フォトリソグラフィー法によってモリブデン配線膜をパターニングして、ソース電極１２、ソース配線１３、ドレイン電極１４及びドレイン配線１５を形成する。以上の工程により半導体装置１が完成する。
【００８１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、半導体装置１は基板３及び薄膜トランジスター２を備えている。そして、基板３と薄膜トランジスター２との間に絶縁膜７が配置されている。この絶縁膜７は薄膜トランジスター２の特性を変動させる余計な電流の流れを抑制する。絶縁膜７は第１酸化シリコン膜４、窒化シリコン膜５、第２酸化シリコン膜６がこの順に配置されている。
【００８２】
第２酸化シリコン膜６は薄膜トランジスター２と位置的に近い膜であり、窒素濃度が高い膜である。窒素濃度の高い酸化シリコン膜はトラップ準位が低いので、＋電荷が蓄積することを抑制する。そして、薄膜トランジスター２の性能が低下することを抑制する。
【００８３】
窒化シリコン膜５は不純物イオンのブロッキング効果が高いので、不純物イオンにより薄膜トランジスター２の特性が変動することを抑制する。第１酸化シリコン膜４は窒素濃度が低い膜である。窒素濃度の低い酸化シリコン膜は圧縮応力を高くすることができる。従って、薄膜トランジスター２が引張応力を持つときにも、第１酸化シリコン膜４が応力のバランスをとることができる。その結果、半導体装置１の反りが大きくなることを抑制することができる。
【００８４】
（２）本実施形態によれば、第１酸化シリコン膜４の窒素濃度は３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下である。このとき、第１酸化シリコン膜４の膜応力を圧縮応力にして２８０ＭＰａ以上４８０ＭＰａ以下にすることができる。
【００８５】
（３）本実施形態によれば、薄膜トランジスター２はゲート電極１０にモリブデンを含んでいる。モリブデンは融点の高い金属である。従って、温度の高いプロセスを含む製造工程にすることができる。アルミニウムや銅に比べてモリブデンは電気的に比抵抗が高いが、ゲート電極１０の厚みを厚くすることにより抵抗を低く抑えることができる。そして、モリブデンのゲート電極膜３２を厚くするときモリブデンのゲート電極膜３２には引張応力が発生しやすくなる。基板３にモリブデンのゲート電極膜３２を設置しても第１酸化シリコン膜４が応力のバランスをとるので基板３が反ることを抑制できる。
【００８６】
（４）本実施形態によれば、半導体装置１の製造方法ではステップＳ１の第１酸化シリコン膜４を成膜する工程、ステップＳ２の窒化シリコン膜５を成膜する工程及びステップＳ３の第２酸化シリコン膜６を成膜する工程を備えている。そして、ステップＳ１の第１酸化シリコン膜４を成膜する工程及びステップＳ３の第２酸化シリコン膜６を成膜する工程ではシランガス（ＳｉＨ4）と酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）とを用いている。
【００８７】
そして、ステップＳ１の第１酸化シリコン膜４を成膜する工程ではステップＳ３の第２酸化シリコン膜６を成膜する工程よりも酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）に対するシランガス（ＳｉＨ4）の濃度を低くしている。このように、酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）に対するシランガス（ＳｉＨ4）の濃度を制御することにより、第１酸化シリコン膜４の窒素濃度が第２酸化シリコン膜６の窒素濃度より低い半導体装置１を製造することができる。さらに、チャンバー内の電極に印加する電力を高くすることにより、電力が低くするときに比べて、第１酸化シリコン膜４内の窒素濃度を低くすることができる。
【００８８】
窒素濃度の低い酸化シリコン膜は圧縮応力を高くすることができる。したがって、後工程にて引張応力の高いゲート電極膜３２を基板３に設置しても基板３が反ることを抑制できる。
【００８９】
（５）本実施形態によれば、半導体装置１の製造方法は薄膜トランジスター２を製造するためにステップＳ４のシリコン膜形成工程の半導体層８を成膜する工程をさらに備えている。そして、第１酸化シリコン膜４、窒化シリコン膜５、第２酸化シリコン膜６及びステップＳ４で成膜する半導体層８の基になるシリコン膜は同一チャンバー内で連続して成膜される。
【００９０】
この同一チャンバー内で連続して成膜することとは基板３をチャンバーから出さずにチャンバー内に投入するガス材料を切り替えて成膜することを示す。このときチャンバーから基板３を出し入れしないので、基板３の出し入れにかかる時間を短縮することができる。したがって、生産性良く半導体装置１を製造することができる。
【００９１】
（第２の実施形態）
次に、半導体装置１が設置された電気泳動装置の一実施形態について図１７の電気泳動装置の構造を示す模式側断面図を用いて説明する。本実施形態の電気泳動装置は第１の実施形態に記載の半導体装置１が設置された電子機器の１例である。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９２】
図１７に示すように、電子機器としての電気泳動装置４１は半導体装置としての第１基板４２と第２基板４３とが重ねて設置されている。第１基板４２は基板としての第１基材４４を有する。第１基材４４はガラス板である。第１基材４４上には第１酸化シリコン膜４５、窒化シリコン膜４６、第２酸化シリコン膜４７がこの順に重ねて設定されている。そして、第１酸化シリコン膜４５、窒化シリコン膜４６、第２酸化シリコン膜４７により絶縁膜４８が構成されている。
【００９３】
第１酸化シリコン膜４５は第１の実施形態の第１酸化シリコン膜４に相当し、窒化シリコン膜４６は第１の実施形態の窒化シリコン膜５に相当する。そして、第２酸化シリコン膜４７は第１の実施形態の第２酸化シリコン膜６に相当する。従って、第１酸化シリコン膜４５の窒素濃度は３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下であり、第２酸化シリコン膜４７の窒素濃度が３Ｅ21ａｔｏｍｓ／ＣＣ〜４Ｅ21ａｔｏｍｓ／ＣＣ付近になっている。
【００９４】
絶縁膜４８上には薄膜トランジスター４９が設置されており、薄膜トランジスター４９は第１の実施形態の薄膜トランジスター２と同じ構造になっている。薄膜トランジスター４９はスイッチングを行う素子である。絶縁膜４８上に半導体層５０、ゲート絶縁膜５１、ゲート電極５２及び上部絶縁膜５３がこの順に重ねて設置されている。半導体層５０はソース領域５０ａ、チャネル領域５０ｂ及びドレイン領域５０ｃを備えている。
【００９５】
ソース領域５０ａにはゲート絶縁膜５１及び上部絶縁膜５３を貫通するソース電極５４が接続されている。上部絶縁膜５３上にはソース配線５５が設置され、ソース電極５４はソース領域５０ａとソース配線５５とを接続する。同様に、ドレイン領域５０ｃにはゲート絶縁膜５１及び上部絶縁膜５３を貫通するドレイン電極５６が接続されている。上部絶縁膜５３上にはドレイン配線５７が設置され、ドレイン電極５６はドレイン領域５０ｃとドレイン配線５７とを接続する。
【００９６】
上部絶縁膜５３上には層間絶縁膜５８が設置され、層間絶縁膜５８はソース配線５５、ドレイン配線５７及び上部絶縁膜５３を覆っている。層間絶縁膜５８上には有機樹脂膜６１が設置され、有機樹脂膜６１の上には窒化珪素膜６２及び画素電極６３がこの順に重ねて設置されている。
【００９７】
画素電極６３は窒化珪素膜６２と接するように形成されている。有機樹脂膜６１及び窒化珪素膜６２はソース配線５５及びドレイン配線５７と画素電極６３とを絶縁する層である。有機樹脂膜６１は薄膜トランジスター４９の凹凸を画素電極６３に反映させないための平坦化層の機能を有する。
【００９８】
ドレイン電極５６には貫通電極５６ｄが設置され、貫通電極５６ｄは有機樹脂膜６１を貫通して画素電極６３と接続されている。画素電極６３は画素領域６４毎に分離されている。第１基材４４、薄膜トランジスター４９、有機樹脂膜６１、窒化珪素膜６２及び画素電極６３等により第１基板４２が構成されている。この様に、第１基板４２は第１の実施形態における半導体装置１と同様の構造を備えている。従って、電気泳動装置４１は第１の実施形態における半導体装置１と同様の半導体装置を備えている。
【００９９】
窒化珪素膜６２及び有機樹脂膜６１上には隔壁６５が設置され、隔壁６５によって区画された画素領域６４には電気泳動分散液６６が充填されている。そして、隔壁６５は画素領域６４を区画するように設けられている。電気泳動分散液６６には白色荷電粒子６７及び黒色荷電粒子６８が含まれる。白色荷電粒子６７は正に帯電され、黒色荷電粒子６８は負に帯電されている。
【０１００】
電気泳動分散液６６上には第２基板４３が設置されている。第２基板４３は第２基材６９を有する。第２基板４３は透明なガラス板である。第２基材６９上には透明な共通電極７０が設置され、共通電極７０上には電気泳動分散液６６を封止する透明な封止層７１が設置されている。共通電極７０は複数の画素領域６４に渡って設置される共通電極である。従って、共通電極７０は複数の画素電極６３と対向する。
【０１０１】
画素電極６３に対して共通電極７０を低い電圧にするとき黒色荷電粒子６８は負の電圧に帯電しているので、黒色荷電粒子６８は画素電極６３に誘引される。白色荷電粒子６７は正の電圧に帯電しているので、白色荷電粒子６７は共通電極７０に誘引される。その結果、第１基板４２には黒色荷電粒子６８が集合し、第２基板４３には白色荷電粒子６７が集合する。第２基板４３側から電気泳動装置４１を見るとき第２基板４３を通して白色荷電粒子６７を見ることができる。従って、画素領域６４では白色の表示となる。
【０１０２】
画素電極６３に対して共通電極７０を高い電圧にするとき、白色荷電粒子６７は画素電極６３に誘引される。黒色荷電粒子６８は共通電極７０に誘引される。その結果、画素領域６４では黒色の表示となる。このように、薄膜トランジスター４９が画素電極６３に対する共通電極７０の電圧を切り替えることにより画素領域６４毎の表示色を切り替えることができる。
【０１０３】
電気泳動装置４１はゲート電極５２がモリブデンの膜であり内部応力が引張応力となっている。そして、絶縁膜４８では第１酸化シリコン膜４５の窒素濃度が３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下であり、第２酸化シリコン膜４７の窒素濃度が３Ｅ21ａｔｏｍｓ／ＣＣ〜４Ｅ21ａｔｏｍｓ／ＣＣ付近になっている。このため、第１酸化シリコン膜４５の内部応力は圧縮する。
【０１０４】
従って、ゲート電極５２の基になるゲート電極膜３２を成膜したとき、ゲート電極膜３２の内部応力と第１酸化シリコン膜４５の内部応力とが釣り合うので第１基材４４が反ることを抑制される。その結果、製造工程において搬送装置は第１基材４４の保持を安定して行うことができる。そして、電気泳動装置４１はモリブデンのゲート電極膜３２を成膜しても第１基材４４が反ることを抑制された第１基材４４を備えた電子機器とすることができる。
【０１０５】
（第３の実施形態）
次に、電気泳動装置を搭載した電子機器の一実施形態について図１８及び図１９を用いて説明する。図１８は電子ブックの構造を示す概略斜視図であり、図１９は腕時計の構造を示す概略斜視図である。図１８に示すように、電子機器としての電子ブック８２は板状のケース８３を有する。ケース８３には蝶番８４を介して蓋部８５が設置されている。さらに、ケース８３には操作ボタン８６と表示部８７とが設置されている。操作者は操作ボタン８６を操作して表示部８７に表示する内容を操作することができる。
【０１０６】
ケース８３の内部には、制御部８８と表示部８７を駆動する信号駆動部８９とが設置されている。制御部８８は信号駆動部８９に表示データを出力するとともに、当該表示データをデータ信号に変換するときのタイミング信号も出力する。信号駆動部８９は表示データからデータ信号を生成し表示部８７に出力する。また、制御部８８は、信号駆動部８９が出力するデータ信号に同期させた表示制御信号を表示部８７に出力する。表示部８７は内部に信号部分配回路を有する。表示部８７は入力される表示制御信号及びデータ信号から電気泳動表示に必要な信号を生成する。そして、制御部８８が表示部８７に出力した表示データに従って表示部８７は表示を行う事ができる。尚、操作ボタン８６による操作者の操作は、適時信号化され制御部８８に伝達され、制御部８８の出力信号に反映される。
【０１０７】
このように、電子ブック８２は表示部８７を備えている。この表示部８７には上記の電気泳動装置４１が用いられている。上記の電気泳動装置４１は薄膜トランジスター４９を含む半導体装置１を備えている。薄膜トランジスター４９のゲート電極５２にはモリブデンの膜が用いられている。このため、ゲート電極５２の基となるゲート電極膜３２は内部応力が引張応力となっている。そして、絶縁膜４８では第１酸化シリコン膜４５の窒素濃度が３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下になっている。これにより、第１酸化シリコン膜４５の内部応力は圧縮する。
【０１０８】
ゲート電極５２のゲート電極膜を成膜したとき、ゲート電極膜の内部応力と第１酸化シリコン膜４５の内部応力とが釣り合うので第１基材４４が反ることを抑制される。従って、表示部８７は第１基材４４の反りが抑制される装置である。その結果、電子ブック８２は反りが抑制された半導体装置１及び表示部８７を備えた機器とすることができる。これにより、製造工程において搬送装置は第１基材４４の保持を安定して行うことができる。
【０１０９】
図１９に示すように、電子機器としての腕時計９２は板状のケース９３を有する。ケース９３はバンド９４を備え、操作者はバンド９４を腕に巻いて腕時計９２を腕に固定することができる。ケース９３には操作ボタン９５と表示部９６とが設置されている。操作者は操作ボタン９５を操作して表示部９６に表示する内容を操作することができる。
【０１１０】
ケース９３の内部には腕時計９２を制御する制御部９７と表示部９６を駆動する信号駆動部９８とが設置されている。制御部９７は信号駆動部９８に表示データと必要なタイミング信号を出力する。尚、当該必要なタイミング信号の中には制御部９７から表示部９６に直接出力される信号があってもよい。信号駆動部９８は表示に必要な信号を表示部９６に出力することで、表示部９６に表示データに対応する内容を表示させることができる。
【０１１１】
腕時計９２は表示部９６を備えている。この表示部９６には上記の電気泳動装置４１が用いられている。上記の電気泳動装置４１は薄膜トランジスター４９を含む半導体装置１を備えている。薄膜トランジスター４９のゲート電極５２にはモリブデンの膜が用いられている。このため、ゲート電極５２の基となるゲート電極膜３２は内部応力が引張応力となっている。そして、絶縁膜４８では第１酸化シリコン膜４５の窒素濃度が３Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以上９Ｅ20ａｔｏｍｓ／ＣＣ以下になっている。これにより、第１酸化シリコン膜４５の内部応力は圧縮する。
【０１１２】
ゲート電極５２のゲート電極膜を成膜したとき、ゲート電極膜の内部応力と第１酸化シリコン膜４５の内部応力とが釣り合うので第１基材４４が反ることを抑制される。従って、表示部９６は第１基材４４の反りが抑制される装置である。その結果、腕時計９２は反りが抑制された半導体装置１及び表示部９６を備えた機器とすることができる。これにより、製造工程において搬送装置は第１基材４４の保持を安定して行うことができる。
【０１１３】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態で示したように、ステップＳ１の第１酸化シリコン膜４を成膜する工程、ステップＳ２の窒化シリコン膜５を成膜する工程、ステップＳ３の第２酸化シリコン膜６を成膜する工程及びステップＳ４でシリコン膜を成膜する工程は同一チャンバー内で連続して成膜することができる。一方、各工程毎にチャンバーを変えて成膜しても良い。製造設備に合わせた工程にすることができる。
【０１１４】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、基板３には四角形のガラス板を用いた。基板３の外形は円形でも良く、多角形でも良い。製造する製品に合わせた形状にすることができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…半導体装置、２，４９…薄膜トランジスター、３…基板、４，４５…第１酸化シリコン膜、５，４６…窒化シリコン膜、６，４７…第２酸化シリコン膜、７，４８…絶縁膜、８…シリコン膜としての半導体層、１０…ゲート電極、４１…電子機器としての電気泳動装置、４２…半導体装置としての第１基板、４４…基板としての第１基材、８２…電子機器としての電子ブック、９２…電子機器としての腕時計。
【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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