(57)【要約】【課題】キャリア移動度がよく且つプラスチック基材に密着性よく設けられたポリシリコン膜を有する、低コストの薄膜トランジスタ基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】プラスチック基材１０と、プラスチック基材１０上に形成された歪付与膜１１と、歪付与膜１１上に形成されたバッファ膜１２と、バッファ膜１２上に形成されたポリシリコン膜１３と、そのポリシリコン膜１３上に形成されたゲート絶縁膜１４と、ゲート絶縁膜１４上に、又はゲート絶縁膜１４のコンタクトホールを介して形成された電極１５と、電極１５等を覆う保護膜１８とを有する薄膜トランジスタ基板１により、上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材上にバッファ膜を介してポリシリコン膜が形成されてなる薄膜トランジスタ基板であって、前記プラスチック基材と前記バッファ膜との間には、当該プラスチック基材に密着すると共に前記ポリシリコン膜に応力歪みを与える単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜が形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
前記歪付与膜が、クロム膜、アルミニウム膜、酸化クロム膜、酸化アルミニウム膜、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜及び酸窒化ケイ素膜から選択されるいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
前記バッファ膜が厚さ４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の酸化ケイ素膜であり、前記歪付与膜が厚さ５ｎｍ以上２０ｎｍ以下のクロム膜もしくは窒化アルミニウム膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
プラスチック基材上に歪付与膜とバッファ膜とポリシリコン膜をその順に形成する薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、
前記プラスチック基材上に当該プラスチック基材に密着すると共に前記ポリシリコン膜に応力歪みを与える単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜を形成する工程と、
前記歪付与膜上にレーザー照射時の熱を緩衝するためのバッファ膜を形成する工程と、
前記バッファ膜上にアモルファスシリコン膜を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン膜にレーザー照射してポリシリコン膜を形成する工程と、を有することを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項５】
前記歪付与膜が、クロム膜、アルミニウム膜、酸化クロム膜、酸化アルミニウム膜、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜及び酸窒化ケイ素膜から選択されるいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項６】
ポリシリコン膜を有する薄膜トランジスタ基板を形成するためのベース基板であって、プラスチック基材上に、当該プラスチック基材に密着すると共に前記ポリシリコン膜に応力歪みを与える単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜が形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ基板形成用ベース基板。
【請求項７】
前記歪付与膜の応力は、シリコン基板上に当該歪付与膜を形成して測定したときの応力で、３ＧＰａ以上２５ＧＰａ以下の範囲であることを特徴とする請求項６に記載の薄膜トランジスタ基板形成用ベース基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア移動度がよく且つプラスチック基材に密着性よく設けられたポリシリコン膜を有する薄膜トランジスタ基板、その製造方法及びその薄膜トランジスタ基板形成用のベース基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス駆動型の表示装置において、ポリシリコン薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという。）は、個々の画素に設けられるスイッチング素子や、表示装置のディスプレイ基板上の周辺回路を構成する回路素子等として利用されている。アクティブマトリクス駆動型の表示装置の一つである液晶ディスプレイパネルは、携帯電話やＰＤＡ等のモバイルディスプレイ用途に使用されることが多くなってきており、信頼性の向上やキャリア移動度等の特性向上が望まれている。特に近年においては、軽量であり、必要に応じてフレキシブル化も可能なプラスチック基材を用いたＴＦＴ基板が用いられてきている。
【０００３】
シリコン膜のキャリア移動度を向上させる技術として、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）においては、シリコンウエハ上に絶縁膜を介して形成されたシリコン膜に歪みを与える歪みシリコン技術が幾つか提案されている。そうした歪みシリコン技術の１つとして、格子定数の大きなシリコンゲルマニウム膜上にシリコン膜を形成し、そのシリコン膜内の原子がシリコンゲルマニウム膜の原子構造に整合しようとする特性を利用して歪みシリコンを生成する技術が提案されている（例えば特許文献１を参照）。また、シリコン膜上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成した後、そのゲート電極に砒素等を注入し、その上にゲート保護膜を形成した後に熱を加え、その結果として生じたゲート電極の伸長とゲート保護膜の収縮とを利用して、チャネル領域を構成するシリコン膜に歪みを発生させる技術も提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１７２２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した歪みシリコン技術は、シリコンウエハ上に形成したシリコン膜に歪みを与える技術であり、プラスチック基材を用いたモバイルディスプレイ用のポリシリコンＴＦＴに対するものではない。液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等を使用したモバイルディスプレイにおいては、低コストと信頼性の向上がより現実的な課題であり、シリコンウエハ上に形成されたＭＯＳＦＥＴのような高いキャリア移動度を持たなくても、ある程度のキャリア移動度を持ち、かつ低コストで製造できることが要求されている。
【０００５】
また、プラスチック基材は、ガラス基材やシリコンウエハ等に比べて耐熱性に劣るので、高い温度が必要な成膜プロセスを採用することはできず、成膜プロセスの自由度はガラス基材やシリコンウエハ等を用いた場合に比べて制約される。例えば、プラスチック基材上に形成したアモルファスシリコン膜にレーザー照射してポリシリコン膜にする工程では、アモルファスシリコンに瞬間的に１７００℃程度の熱が加わり、その結果、プラスチック基材にガラス転移温度以上の熱が加わると、アモルファスシリコン膜がプラスチック基材から剥離してしまうという問題が生じる。
【０００６】
さらに、プラスチック基材を用いたポリシリコンＴＦＴは、ガラス基材やシリコンウエハ等を用いたポリシリコンＴＦＴに比べて、プラスチック基材との界面の密着性が不十分な場合が多く、その向上が要求されている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、キャリア移動度がよく且つプラスチック基材に密着性よく設けられたポリシリコン膜を有する、低コストの薄膜トランジスタ基板及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そうした薄膜トランジスタ基板を形成するためのベース基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記課題を解決するための検討を行っている過程で、プラスチック基材とポリシリコン膜と間に、複雑な成膜プロセスを必要としないクロム膜もしくは窒化アルミニウム膜を成膜し、さらにそのクロム膜もしくは窒化アルミニウム膜上にレーザー照射時の熱を緩衝させるための酸化ケイ素膜を成膜することで、ポリシリコン膜のプラスチック基材に対する密着性を高めることができることを見出すと共に、そのクロム膜もしくは窒化アルミニウム膜が有する応力がポリシリコン膜に歪みを与えてポリシリコン膜のキャリア移動度を向上させることができることを見出し、その知見に基づいた研究をさらに行った結果、本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明の薄膜トランジスタ基板は、プラスチック基材上にバッファ膜を介してポリシリコン膜が形成されてなる薄膜トランジスタ基板であって、前記プラスチック基材と前記バッファ膜との間には、当該プラスチック基材に密着すると共に前記ポリシリコン膜に応力歪みを与える単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、プラスチック基材とバッファ膜との間には、プラスチック基材に密着すると共にポリシリコン膜に応力歪みを与える単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜が形成されているので、ポリシリコン膜をプラスチック基材上に密着性よく設けることができると共に、ポリシリコン膜に歪みを与えてキャリア移動度を向上させることができる。また、この歪付与膜は、単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる単純な組成物であるので、成膜プロセスを単純化でき、低コストの薄膜トランジスタ基板とすることができる。
【００１１】
本発明の薄膜トランジスタ基板において、前記歪付与膜が、クロム膜、アルミニウム膜、酸化クロム膜、酸化アルミニウム膜、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜及び酸窒化ケイ素膜から選択されるいずれかであることが好ましい。
【００１２】
本発明の薄膜トランジスタ基板において、前記バッファ膜が厚さ４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の酸化ケイ素膜であり、前記歪付与膜が厚さ５ｎｍ以上２０ｎｍ以下のクロム膜もしくは窒化アルミニウム膜であることが好ましい。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の薄膜トランジスタ基板の製造方法は、プラスチック基材上に歪付与膜とバッファ膜とポリシリコン膜をその順に形成する薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、前記プラスチック基材上に当該プラスチック基材に密着すると共に前記ポリシリコン膜に応力歪みを与える単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜を形成する工程と、前記歪付与膜上にレーザー照射時の熱を緩衝するためのバッファ膜を形成する工程と、前記バッファ膜上にアモルファスシリコン膜を形成する工程と、前記アモルファスシリコン膜にレーザー照射してポリシリコン膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、プラスチック基材上に歪付与膜を形成する工程と、歪付与膜上にレーザー照射時の熱を緩衝するためのバッファ膜を形成する工程とを有するので、ポリシリコン膜をプラスチック基材上に密着性よく設けることができると共に、ポリシリコン膜に歪みを与えてキャリア移動度を向上させることができる。また、この歪付与膜は、単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる単純な組成物であるので、成膜プロセスを単純化でき、低コストの薄膜トランジスタ基板を製造することができる。
【００１５】
本発明の薄膜トランジスタ基板の製造方法において、前記歪付与膜が、クロム膜、アルミニウム膜、酸化クロム膜、酸化アルミニウム膜、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜及び酸窒化ケイ素膜から選択されるいずれかであることが好ましい。
【００１６】
本発明の薄膜トランジスタ基板形成用ベース基板は、ポリシリコン膜を有する薄膜トランジスタ基板を形成するためのベース基板であって、プラスチック基材上に、当該プラスチック基材に密着すると共に前記ポリシリコン膜に応力歪みを与える単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の薄膜トランジスタ基板形成用ベース基板において、前記歪付与膜の応力は、シリコン基板上に当該歪付与膜を形成して測定したときの応力で、３ＧＰａ以上２５ＧＰａ以下の範囲であることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、歪付与膜の応力がシリコン基板上に当該歪付与膜を形成して測定したときの応力で、３ＧＰａ以上２５ＧＰａ以下の範囲であるので、その応力がポリシリコン膜に応力歪みを与えることによって、ポリシリコン膜のキャリア移動度を良好なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の薄膜トランジスタ基板及びその製造方法によれば、単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜を有するので、ポリシリコン膜をプラスチック基材上に密着性よく設けることができると共に、ポリシリコン膜に歪みを与えてキャリア移動度を向上させることができる、低コストの薄膜トランジスタ基板となる。その結果、本発明の薄膜トランジスタ基板は、特にプラスチック基材を用いたモバイルディスプレイ用のポリシリコンＴＦＴに対して好ましく適用でき、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等を使用したモバイルディスプレイの低コスト化と信頼性向上に寄与することができる。
【００２０】
本発明の薄膜トランジスタ基板形成用ベース基板によれば、ベース基板上にポリシリコン膜を密着性よく形成できると共に、形成されるポリシリコン膜に歪みを与えてポリシリコン膜のキャリア移動度を良好なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の薄膜トランジスタ基板及びその製造方法並びに薄膜トランジスタ基板形成用ベース基板について詳細に説明する。なお、本発明は図面の形態や以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明の薄膜トランジスタ基板の一例を示す模式断面図であり、図２は、本発明の薄膜トランジスタ基板の他の一例を示す模式断面図である。また、図３及び図４は、本発明の薄膜トランジスタ基板の製造工程を示す説明図である。
【００２３】
本発明の薄膜トランジスタ基板１は、図１及び図２に示すように、プラスチック基材１０上にバッファ膜１２を介してポリシリコン膜１３が形成されてなるポリシリコンＴＦＴ基板であって、プラスチック基材１０とバッファ膜１２との間には、プラスチック基材１０に密着すると共にポリシリコン膜１３に応力歪みを与える単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜１１が形成されている。
【００２４】
より詳しくは、図１に示す薄膜トランジスタ基板１は、プラスチック基材１０と、プラスチック基材１０上に形成された歪付与膜１１と、歪付与膜１１上に形成されたバッファ膜１２と、バッファ膜１２上に形成されたポリシリコン膜１３（ソース側拡散膜１３ｓ、チャネル膜１３ｃ及びドレイン側拡散膜１３ｄ）と、そのポリシリコン膜１３上に形成されたゲート絶縁膜１４と、ゲート絶縁膜１４上に、又はゲート絶縁膜１４のコンタクトホールを介して形成された電極１５（ソース電極１５ｓ、ゲート電極１５ｇ及びドレイン電極１５ｄ）と、電極１５等を覆う保護膜１８と、を有している。
【００２５】
また、図２に示す薄膜トランジスタ基板２は、プラスチック基材１０と、プラスチック基材１０上に形成された歪付与膜１１と、歪付与膜１１上に形成されたバッファ膜１２と、バッファ膜１２上に形成されたポリシリコン膜１３（ソース側拡散膜１３ｓ、チャネル膜１３ｃ及びドレイン側拡散膜１３ｄ）と、そのポリシリコン膜１３上に形成されたゲート絶縁膜１４と、ゲート絶縁膜１４上に、又はゲート絶縁膜１４のコンタクトホールを介して形成された電極１５（ソース電極１５ｓ、ゲート電極１５ｇ及びドレイン電極１５ｄ）と、電極１５上に形成された絶縁膜１６と、絶縁膜１６上に形成された歪付与膜１７と、歪付与膜１７等を覆う保護膜１８とを有している。
【００２６】
以下においては、図１に示すトップゲート・トップコンタクト構造からなる薄膜トランジスタ基板１を例にして、図３及び図４に基づいた製造方法を工程順に説明するが、本発明の薄膜トランジスタ基板及びその製造方法は、図示の例に限定されず、プラスチック基材１０とポリシリコン膜１３との間に歪付与膜１１とバッファ膜１２とが形成されている形態であれば、ボトムゲート・トップコンタクト構造、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造、トップゲート・ボトムコンタクト構造に対しても適用できる。
【００２７】
プラスチック基材１０は、薄膜トランジスタ基板１の支持基材をなすものであり、例えば、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、又は熱可塑性ポリイミド等からなる有機基材、又はそれらの複合基材を挙げることができる。プラスチック基材１０は特に限定されず、剛性を有するものであってもよいし、厚さが５μｍ〜３００μｍ程度の薄いフレキシブルなフィルム状のものであってもよい。フレキシブルなプラスチック基材１０の使用は、薄膜トランジスタ基板１をフレキシブルなものとすることができるので、フィルムディスプレイ等に適用できる。
【００２８】
先ず、図３（Ａ）に示すように、準備されたプラスチック基材１０上に歪付与膜１１を形成する。歪付与膜１１は、プラスチック基材１０とバッファ膜１２との間に他の膜を介さずに形成されるものであって、プラスチック基材１０上に他の膜を介さずに直に（直接）設けられてそのプラスチック基材１０に密着する膜であると共に、ポリシリコン膜１３に応力歪みを与える膜である。この歪付与膜１１は、ポリシリコン膜１３が形成される領域には少なくとも形成されている必要があるが、それ以外の領域には形成されていてもいなくてもよく、プラスチック基材１０上の全面に形成されていてもよい。
【００２９】
歪付与膜１１は、単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる膜であり、具体的には、クロム膜、アルミニウム膜、酸化クロム膜、酸化アルミニウム膜、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜及び酸窒化ケイ素膜の群から選択されるいずれかの膜である。このうち、クロム膜、アルミニウム膜等の単一金属からなる歪付与膜１１は、ＴＦＴの製造工程中の熱履歴によっても、プラスチック基材１０との間の剥離、及びバッファ膜１２との間の剥離を効果的に防ぐことができる。また、酸化クロム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム膜等の金属酸化物系の材料からなる歪付与膜１１においても、組成中に含まれる金属原子がプラスチック基材１０と作用するために密着効果を生み出し、ＴＦＴ製造工程中の熱履歴によるプラスチック基材１０との間の剥離及びバッファ膜１２との間の剥離を防止する。
【００３０】
歪付与膜１１の上には、後述のバッファ膜１２が設けられ、さらにそのバッファ膜１２上には、アモルファスシリコン膜をレーザー照射してなるポリシリコン膜１３が形成される。この歪付与膜１１は、ポリシリコン膜１３に応力歪みを与える膜として作用する。したがって、歪付与膜１１は、ポリシリコン膜１３に歪みを与えることができる程度の応力を有する。その歪付与膜１１の応力は、例えば、歪付与膜１１を厚さ０．２ｍｍ×縦１００ｍｍ×横１００ｍｍのポリエチレンナフタレートフィルム上に形成したとき、図５に示すように、プラスチック基材１０の中点位置Ｃが、歪付与膜１１が形成されていない側に凸になるような圧縮応力（図５（Ａ）を参照）、又は、歪付与膜１１が形成されている側に凸になるような引張応力を有している（図５（Ｂ）を参照）。なお、図５中、符号Ｌは、中点位置Ｃでのたわみ量を表している。
【００３１】
膜応力は、ニュートンリング法に基づいた測定器を用いて測定することができる。この測定方法は、例えば膜応力測定システム（測定機名：ＦＴ−９００、株式会社ニデック（ＮＩＤＥＫ））等を用いて行うことができ、シリコン基板上に測定対象となる歪付与膜を成膜し、その歪付与膜が持つ膜応力により変形したシリコン基板の曲率半径を求め、その曲率半径と膜応力の関係式［Ｓｔｏｎｅｙの式：σ＝Ｅ×Ｄ２／｛（１−ν）×６×ｄ×ｒ｝、Ｅ：シリコン基板のヤング率、Ｄ：シリコン基板の厚さ、ｄ：歪付与膜の薄厚、ν：ポアソン比、ｒ：曲率半径。］から求まり、歪付与膜の厚さが５〜２０μｍの範囲では膜応力として３ＧＰａ以上２５ＧＰａ以下の範囲として表すことができ、また、歪付与膜の厚さが５〜１０μｍの範囲では膜応力として３ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下の範囲として表すことができる。こうした膜応力を有する歪付与膜１１は、その上にバッファ膜１２を介して設けられたポリシリコン膜１３に歪応力を付与し、ポリシリコン膜１３のキャリア移動度を良好なものとすることができる。
【００３２】
上記のように、ポリエチレンナフタレートフィルム上に形成した歪付与膜１１は、歪付与膜の厚さが５〜２０μｍの範囲では３ＧＰａ以上２５ＧＰａ以下の範囲の膜応力を有し、また、歪付与膜の厚さが５〜１０μｍの範囲では３ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下の範囲の膜応力を有するものであれば、歪付与膜１１の種類は特に限定されず、単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる膜を設けることができる。
【００３３】
クロム膜等の引張応力膜は、ｐ型トランジスタを構成する歪付与膜としてよりも、ｎ型トランジスタを構成する歪付与膜として好ましく用いられる。一方、窒化アルミニウム膜等の圧縮応力膜は、ｎ型トランジスタを構成する歪付与膜としてよりも、ｐ型トランジスタを構成する歪付与膜として好ましく用いられる。このことから、歪付与膜１１としていずれの種類の膜を用いるかは、特性改善したいトランジスタの極性（Polarity）を考慮して選択することが好ましい。例えば、ｎ型トランジスタを作製する場合には、歪付与層１１として、クロム膜等の引張応力膜を選択することが好ましく、ｐ型トランジスタを作製する場合には、歪付与層１１として、窒化アルミニウム膜等の圧縮応力膜を選択することが好ましい。したがって、ｎ型トランジスタとｐ型トランジスタを混載する薄膜トランジスタ基板を作製する場合には、ｎ型トランジスタの形成領域にはクロム膜等の引張応力膜を歪付与層１１としてパターン形成し、ｐ型トランジスタの形成領域には窒化アルミニウム膜等の圧縮応力膜を歪付与層１１としてパターン形成することが好ましい。こうしたことは、ポリシリコンの上方に設けられる、後述の歪付与層１７においても同様である。
【００３４】
なお、製造の容易さの観点と、一般的にキャリア移動度はｎ型＞ｐ型であるのでその移動度バランスの観点とから、歪付与膜１１として窒化アルミニウム膜を用いれば、ｎ型トランジスタの移動度はやや低下するものの、ｐ型トランジスタの移動度は上昇するので、ＣＭＯＳでの移動度バランスを改善させることができるという利点がある。
【００３５】
歪付与膜１１の厚さは、上述した膜応力を有する厚さであれば特に限定されず、実際に形成する膜の材質によってその範囲は若干異なるが、プラスチック基材１０とバッファ膜１２との間の密着性向上とポリシリコン膜１３に応力歪みを与えることができる厚さとしては、通常、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、透明性等の点からは、８ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましく、８ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内であることが特に好ましい。歪付与膜１１の厚さが５ｎｍ未満では、薄すぎて所望の応力にならないと共に、プラスチック基材１０とバッファ膜１２との密着性を改善することができないことがある。一方、歪付与膜１１の厚さが２０ｎｍを超えると、発現する応力が飽和するので成膜時間が長くなりコストアップとなると共に、透明性が劣るものとなる。
【００３６】
ところで、後述の実施例からも分かるように、歪付与膜１１の厚さを８ｎｍから１０ｎｍに増した場合と、歪付与膜１１の厚さを１０ｎｍから２０ｎｍに増した場合とを比較すると、後者は膜厚の増加割合に比べてキャリア移動度の増加割合（移動度変化率＝Δμ／Δｄ、μ：移動度、ｄ：膜厚）が小さく、歪付与によるキャリア移動度向上の効果が飽和してきていると考えられるので、この点に基づけば、歪付与膜１１の厚さは、８ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、８ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましいといえる。
【００３７】
なお、歪付与膜１１上に設けられるバッファ膜１２が厚さ４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の酸化ケイ素膜である場合には、歪付与膜１１の厚さは５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、１５ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましく、１０ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００３８】
歪付与膜１１の形成には、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の各種の方法で形成することができるが、実際には、膜を構成する材質に応じた好ましい方法が採用される。通常は、ＤＣスパッタリング法やＲＦマグネトロンスパッタリング法等が好ましく用いられる。
【００３９】
次に、図３（Ｂ）に示すように、歪付与膜１１上にバッファ膜１２を形成する。バッファ膜１２は、ポリシリコン膜１３が形成される領域には少なくとも形成されている必要があるが、それ以外の領域には形成されていてもいなくてもよく、プラスチック基材１０上の全面に形成してもよい。バッファ膜１２は、後述するポリシリコン膜１３にレーザー照射する時の熱が歪付与膜１１及びプラスチック基材１０に伝わるのを防ぎ、歪付与膜１１とバッファ膜１２との界面温度が例えば１５０℃を超えないようにするための膜である。
【００４０】
バッファ膜１２は、薄膜トランジスタ作製時に加わる熱を緩衝することができる膜厚（μｍ）を、バッファ膜１２を構成する材料の種類（比熱、比重、熱伝導率）に応じて設定することができる。こうした関係に基づいて形成されたバッファ膜１２は、後述するレーザー照射時の熱が歪付与膜１１やプラスチック基材１０に伝わるのを防ぎ、歪付与膜１１とバッファ膜１２との界面温度が１５０℃を超えないようにすることができる。
【００４１】
バッファ膜１２を形成する材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム及び金属酸化物の群から選択されるいずれかの材料を挙げることができるが、歪付与膜１１とは異なる組成のものが形成される。特に、酸化ケイ素が好ましい。こうしたバッファ膜１２は、後述するレーザー照射される領域には少なくとも形成されている必要があるが、それ以外の領域には形成されていてもいなくてもよい。
【００４２】
バッファ膜１２の形成にあたっては、バッファ膜１２を構成する材料の比熱、比重、熱伝導率を考慮して膜厚が決定される。例えば、酸化ケイ素の場合には０．４μｍ以上の厚さで形成される。バッファ膜１２の厚さの上限は、生産コスト及び膜応力の観点から通常０．６μｍである。
【００４３】
なお、実験結果によれば、バッファ膜１２を厚さ０．５μｍ以上形成すれば、４００ｍＪ／ｃｍ２以下の条件のレーザー照射工程に対しては、歪付与膜１１とバッファ膜１２との界面温度が１５０℃を超えないようにすることができることがわかった。このように、バッファ膜１２の種類及び厚さについては、バッファ膜１２の構成材料の比熱、比重、熱伝導率とその後に加わるレーザー照射条件を考慮して設定される。
【００４４】
バッファ膜１２の形成には、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の各種の方法で形成することができるが、実際には、膜を構成する材質に応じた好ましい方法が採用される。通常は、ＤＣスパッタリング法やＲＦマグネトロンスパッタリング法等が好ましく用いられる。
【００４５】
次に、図３（Ｃ）に示すように、バッファ膜１２上にノンドープのアモルファスシリコン膜２１ａを形成する。このアモルファスシリコン膜２１ａは、ＲＦマグネトロンスパッタリング法やＣＶＤ法等の各種の方法で成膜可能である。例えばＲＦマグネトロンスパッタリング法でアモルファスシリコン膜を成膜する場合には、例えば、成膜温度：室温、成膜圧力：０．２Ｐａ、ガス：アルゴンの成膜条件で例えば厚さ５０ｎｍの厚さで成膜できる。なお、ＣＶＤ法でアモルファスシリコン膜を成膜する場合も２５℃程度の成膜温度で成膜可能であるが、原料ガスとしてＳｉＨ４が使用されるので、成膜後に約４００℃の脱水素処理（真空中で１時間程度）が必要となる。上記の歪付与膜１１は、この脱水素処理時に加わる熱に対して効果があり、この脱水素処理時の熱に基づいたプラスチック基材１０とバッファ膜１２との界面剥離を防ぐことができる。
【００４６】
アモルファスシリコン膜２１ａ上には酸化シリコン膜（図示しない）を形成することが好ましい。この酸化シリコン膜は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング法で厚さ５０〜１５０ｎｍ程度に形成され、後述のレーザー照射、レジストプロセス、イオン注入、レジストアッシング、レーザー活性化等の工程においてアモルファスシリコン膜２１ａ又はポリシリコン膜２１ｐを保護するように作用する。なお、このシリコン膜（図示しない）は、少なくとも後述のポリシリコン膜１３の欠陥処理工程前に、例えば２％ＨＦ溶液を用いたウエットエッチングにより除去される。
【００４７】
次に、図３（Ｄ）に示すように、レーザー照射２２を行ってアモルファスシリコン膜２１ａを結晶化して低抵抗のポリシリコン膜２１ｐに変化させる。レーザー照射２２は、アモルファスシリコン膜２１ａを結晶化させてポリシリコン膜２１ｐ（多結晶シリコン膜）にする結晶化手段であり、ＸｅＣｌエキシマレーザー、ＣＷ（Continuous Wave）レーザー等の種々のレーザーを用いて行うことができる。例えば、ＸｅＣｌエキシマレーザーを用いて結晶化を行う場合には、一例として、パルス幅：３０ｎseｃ（ＦＷＨＭ（半値幅）：full width at half-maximum）、エネルギー密度：４００ｍＪ／ｃｍ２、室温の条件下で行うことができる。上記のバッファ膜１２は、この工程で加わるレーザー照射時の熱を緩衝させるのに顕著な効果があり、このレーザー照射時の熱に基づく歪付与膜１１とバッファ膜１２との界面剥離を防ぐことができる。
【００４８】
次に、図３（Ｅ）に示すように、ポリシリコン膜２１ｐ上にレジスト膜２３を形成し、その後レジスト膜２３をパターニングする。レジスト膜２３は、ポリシリコン膜２１ｐの所定領域に添加される不純物イオンを遮蔽するためのレジスト膜であり、例えば上市されている各種のポジ型フォトレジスト等が好ましく用いられる。レジスト膜２３は、レジストをスピンナー等の手段で全面に塗布し、乾燥硬化させて、例えば７００ｎｍ程度の厚さで形成される。上記のバッファ膜１２は、この工程で加わる乾燥処理の熱に対しても緩衝効果がある。
【００４９】
レジスト膜をパターニングした後、図３（Ｅ）に示すようにイオン注入２４を行う。イオン注入２４は、例えば、リン（Ｐ）を注入電圧：１０ｋｅＶ、室温下で、２×１０１５／ｃｍ２のドープレベルとなるように注入される。こうしたイオン注入によりポリシリコン膜２１ｐにソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄが形成され、さらに両膜１３ｓ，１３ｄの間に、チャネル膜１３ｃが形成される。
【００５０】
次に、図３（Ｆ）に示すように、レジスト膜２３をプラズマアッシング法により除去する。プラズマアッシング法は、プラズマ化した酸素ガスとレジスト膜２３とを反応させ、有機物であるレジスト膜２３を炭酸ガスや水に分解（灰化）して除去する方法である。プラズマアッシング法は、プラズマアッシャと呼ばれる市販の装置（図示しない）を用い、例えば、ガス：酸素ガス、ガス流量：６０ｓｃｃｍ、印加電力：５００Ｗ、圧力：６．６Ｐａ、処理時間：１０分間、の条件で行うことができる。具体的には、チャンバー内を所定の酸素ガス雰囲気とした後、カソード電極板上にＴＦＴ素子作製工程中の基板を載せ、そのカソード電極板と、対向するアノード電極との間にＲＦ発信器で高周波電圧を印加することにより、酸素プラズマを発生させる装置を用いる。
【００５１】
次に、図３（Ｇ）に示すように、形成されたソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄにエネルギービーム２５を照射して両膜１３ｓ，１３ｄを活性化する。エネルギービーム２５としては、上記と同様のＸｅＣｌエキシマレーザーを用いることができ、一例として、パルス幅：３０ｎsec（ＦＷＨＭ）、エネルギー密度：１００〜２５０ｍＪ／ｃｍ２、室温の条件下で行うことができる。また、非晶質シリコン膜２１ａ上に形成される酸化シリコン膜（図示しない）は、この活性化処理後で下記の欠陥処理工程前に、ウエットエッチングにより除去される。
【００５２】
上記の活性化処理の後には、通常、ポリシリコン膜２１ｐの欠陥を低減処理するための酸素プラズマによる欠陥処理が施される。酸素プラズマ処理は、一例として、ＲＦ１００Ｗ、１Ｔｏｒｒ、１５０℃の条件下で行われ、その後においては、１２０℃の条件下での乾燥処理が施される。
【００５３】
次に、図４（Ｈ）に示すように、ドライエッチングを施してアイランドを形成する。エッチングガスとしては、ＳＦ６等を用いることができる。アイランドが形成された後においては、水洗、及び１２０℃の条件下での洗浄及び乾燥処理が施される。
【００５４】
次に、図４（Ｉ）に示すように、ソース側拡散膜１３ｓ、チャネル膜１３ｃ及びドレイン側拡散膜１３ｄを含む全面にゲート絶縁膜１４を形成する。ゲート絶縁膜１４の形成方法は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用い、８インチのＳｉＯ２ターゲットに投入電力：１．０ｋＷ（＝３Ｗ／ｃｍ２）、圧力：１．０Ｐａ、ガス：アルゴン＋Ｏ２（５０％）の成膜条件で厚さ約１００ｎｍの酸化ケイ素を形成する。
【００５５】
次に、図４（Ｊ）に示すように、ソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄ上のゲート絶縁膜１４をレジストプロセスを用いて選択的にエッチングすることにより、コンタクトホール２６を形成する。例えば、ゲート絶縁膜１４上にレジスト膜を形成した後、フォトマスクを用いたレジストプロセスにより露光・現像してレジスト膜をパターニングする。そのパターニングにより露出したコンタクトホール形成部のゲート絶縁膜１４を、例えば２％ＨＦ溶液を用いてウエットエッチングしてコンタクトホール２６を形成し、その後、上記同様のプラズマアッシング法によりレジスト膜を除去する。
【００５６】
次に、図４（Ｋ）に示すように、全面に例えば厚さ２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜を蒸着した後、ウエットエッチングによりパターニングして、ソース電極１５ｓ、ドレイン電極１５ｄ及びゲート電極１５ｇを形成する。なお、電極材料は、Ｃｕ、その他の導電性材料であってもよく、スパッタリング等の他の成膜プロセスにより形成してもよい。
【００５７】
次に、図４（Ｌ）に示すように、素子全体を覆うように保護膜１８を形成する。保護膜１８としては、酸化ケイ素膜を好ましく挙げることができる。保護膜１８は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリングにより、約２０ｎｍ程度の厚さで形成することが好ましい。
【００５８】
最後に、図４（Ｍ）に示すように、高圧水蒸気２８による処理を行ってポリシリコン膜のシリコンの欠陥をターミネートする。例えば、高圧水蒸気処理により、シリコン表面のダングリングボンドを終端し、ポリシリコン１３とゲート絶縁膜１４との界面のリークパスをなくす方法がとられる。こうして図４（Ｍ）に示す一態様の薄膜トランジスタが製造される。
【００５９】
次に、図２に示すトップゲート・トップコンタクト構造からなる薄膜トランジスタ基板２について説明する。
【００６０】
図２に示す薄膜トランジスタ基板２は、図３及び図４に基づいた薄膜トランジスタ基板１の製造工程と同様の工程で製造されるが、上記の図４（Ｋ）に示すソース電極１５ｓ、ドレイン電極１５ｄ及びゲート電極１５ｇを形成した後においては、各電極１５上に絶縁膜１６（図２を参照）を形成する。絶縁膜１６としては、例えば酸化ケイ素膜を挙げることができ、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いて厚さ１５０ｎｍ〜２５０ｎｍ程度の範囲で形成されることが好ましい。
【００６１】
その後、絶縁膜１６上に歪付与膜１７を形成する。歪付与膜１７は、プラスチック基材１０上に形成する歪付与膜１１と同様のものを成膜するが、この歪付与膜１７は、歪付与膜１１の場合のような密着性向上作用は主目的ではなく、ポリシリコン膜１３に歪みを与えてキャリア移動度を向上させることを目的として設けられる。したがって、歪付与膜１７の成膜にあたっては、ポリシリコン膜１３のキャリア移動度を向上させるという観点から、厚さ、組成、成膜部位等が選択される。
【００６２】
歪付与膜１７は、ポリシリコン膜１３が形成される領域には少なくとも形成されている必要があるが、それ以外の領域には形成されていてもいなくてもよい。歪付与膜１７は、プラスチック基材１０上の歪付与膜１１と同様に、単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる膜であり、具体的には、クロム膜、アルミニウム膜、酸化クロム膜、酸化アルミニウム膜、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜及び酸窒化ケイ素膜の群から選択されるいずれかの膜である。歪付与膜１７の材質は、プラスチック基材１０上に形成した歪付与膜１１と同じ材質であっても異なる材質であってもよいが、製造コストの観点からは同じ材質であることが好ましい。
【００６３】
この歪付与膜１７は、ポリシリコン膜１３に上方から応力歪みを与える膜として作用する。したがって、歪付与膜１７は、ポリシリコン膜１３に応力を与えることができる程度の応力を有していればよく、ポリシリコン膜１３に応力歪みを与えることによって、ポリシリコン膜１３のキャリア移動度を良好なものとすることができる。
【００６４】
歪付与膜１７の厚さは、ポリシリコン膜１３に歪みを与えることができる厚さであれば特に厚さは限定されない。歪付与膜１７の厚さは、実際に形成する膜の材質及びポリシリコン膜１３から歪付与膜１７間に設けられるゲート絶縁膜１４、ゲート絶縁膜１５及び絶縁膜１６の合計厚さによって異なるが、ゲート絶縁膜１４、ゲート絶縁膜１５及び絶縁膜１６の合計厚さは通常２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の範囲内であるので、歪付与膜１７の厚さは、プラスチック基材１０上に形成される歪付与膜１１よりも厚い５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、８ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内であることが透明性等の観点からより好ましい。歪付与膜１１の厚さが５ｎｍ未満では、キャリア移動度を向上させる程度の歪みをポリシリコン膜１３に与えることができないことがある。一方、歪付与膜１７の厚さが２０ｎｍを超えると、発現する応力が飽和するので成膜時間が長くなりコストアップとなると共に、透明性が劣るものとなる。
【００６５】
歪付与膜１７の形成には、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の各種の方法で形成することができるが、実際には、膜を構成する材質に応じた好ましい方法が採用される。通常は、ＤＣスパッタリング法やＲＦマグネトロンスパッタリング法等が好ましく用いられる。
【００６６】
次に、素子全体を覆うように保護膜１８を形成する。保護膜１８としては、上記図４（Ｌ）で説明した場合と同様、酸化ケイ素膜を好ましく挙げることができる。保護膜１８は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリングにより、約２００ｎｍ程度の厚さで形成することが好ましい。
【００６７】
最後に、上記図４（Ｍ）で説明した場合と同様、高圧水蒸気２８による高圧処理を行ってポリシリコン膜１３のシリコンの欠陥をターミネートする。例えば、高圧水蒸気処理により、シリコン表面のダングリングボンドをなくし、ポリシリコン１３とゲート絶縁膜１４との界面のリークパスをなくす方法がとられる。高圧水蒸気処理条件としては、例えば、温度１５０℃、水蒸気圧０．４８ＭＰａ、処理時間６時間の条件を例示できる。こうして図２に示す態様の薄膜トランジスタ２が製造される。
【００６８】
以上のように、本発明によれば、単一金属又はその窒化物、酸化物若しくは酸窒化物からなる歪付与膜１１を有するので、ポリシリコン膜１３をプラスチック基材１０上に密着性よく設けることができると共に、ポリシリコン膜１３に歪みを与えてキャリア移動度を向上させることができる、低コストの薄膜トランジスタ基板となる。その結果、本発明の薄膜トランジスタ基板は、特にプラスチック基材を用いたモバイルディスプレイ用のポリシリコンＴＦＴに対して好ましく適用でき、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等を使用したモバイルディスプレイの低コスト化と信頼性向上に寄与することができる。
【００６９】
なお、図３（Ａ）に示すように、プラスチック基材１０上に歪付与膜１１が形成された基板、又は、図３（Ｂ）に示すように、プラスチック基材１０上に歪付与膜１１が形成され、さらにその歪付与膜１１上にバッファ膜１２が形成された基板は、その後にポリシリコン膜１３を形成するための薄膜トランジスタ基板形成用ベース基板として好ましく用いられる。こうして得られたベース基板は、その上にポリシリコン膜を密着性よく形成できると共に、形成されるポリシリコン膜に歪みを与えてポリシリコン膜のキャリア移動度を良好なものとすることができる。
【実施例】
【００７０】
以下、実施例と比較例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７１】
（実施例１）
プラスチック基材として厚さ０．２ｍｍで１００ｍｍ×１００ｍｍのポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）を用い、そのプラスチック基材上に、歪付与膜としてのクロム膜をＤＣスパッタリング法（成膜圧力０．３Ｐａ（アルゴン）、投入電力０．５ｋＷ、成膜時間２０秒）により厚さ８ｎｍ形成した後、さらにバッファ膜としての酸化ケイ素膜をＲＦマグネトロンスパッタリング法（成膜圧力０．５Ｐａ、アルゴン：酸素＝３：１、投入電力２ｋＷ、成膜時間９０分間）により厚さ５００ｎｍ形成した。さらに、アモルファスシリコンをＲＦマグネトロンスパッタリング法（成膜温度：室温、成膜圧力：０．２Ｐａ（アルゴン））により厚さ５０ｎｍ形成した。その後、上述した図３（Ｄ）〜図４（Ｍ）の工程の説明欄で例示した具体的条件に基づいてｎ型トランジスタ基板を作製した。なお、レジスト膜をパターニングした後においては、図３（Ｅ）及びその説明欄に記載したように、リン（Ｐ）を注入電圧：１０ｋｅＶ、室温下で、２×１０１５／ｃｍ２のドープレベルとなるようにイオン注入した。
【００７２】
（実施例２）
実施例１において、歪付与膜としてのクロム膜の代わりに窒化アルミニウム膜をＤＣスパッタリング法（成膜圧力０．５Ｐａ（アルゴン）、投入電力２ｋＷ、成膜時間２２０秒）により厚さ８ｎｍ形成し、さらに、リン（Ｐ）を注入する代わりに、ボロン（Ｂ）を注入電圧：１０ｋｅＶ、室温下で、２×１０１５／ｃｍ２のドープレベルとなるように注入した以外は、実施例１と同様にして、ｐ型トランジスタ基板を製造した。
【００７３】
（実施例３）
プラスチック基材として厚さ０．２ｍｍ×縦１００ｍｍ×横１００ｍｍのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）を用いた他は、実施例１と同様にして、ｎ型トランジスタ基板を製造した。
【００７４】
（実施例４）
プラスチック基材として厚さ０．２ｍｍ×縦１００ｍｍ×横１００ｍｍのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）を用いた他は、実施例２と同様にして、ｐ型トランジスタ基板を製造した。
【００７５】
（実施例５〜８）
歪付与膜であるクロム膜又は窒化アルミニウム膜の厚さを表１に記載のように変更した他は、実施例１又は実施例２と同様にして、ｎ型トランジスタ基板又はｐ型トランジスタ基板を製造した。
【００７６】
（実施例９）
実施例１において、上記の図４（Ｋ）に示すソース電極１５ｓ、ドレイン電極１５ｄ及びゲート電極１５ｇを形成した後、各電極１５上に厚さ２００ｎｍの酸化ケイ素膜からなる絶縁膜１６（図２を参照）をＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いて形成し、さらにその絶縁膜１６上に厚さ１０ｎｍのクロム膜からなる歪付与膜１７を形成した。クロム膜は、プラスチック基材上に形成する場合と同様、ＤＣスパッタリング法（成膜圧力０．３Ｐａ（アルゴン）、投入電力０．５ｋＷ）により形成した。その後、上述した図４（Ｌ）（Ｍ）の工程の説明欄で例示した具体的条件に基づいて図２に示す態様のｎ型トランジスタ基板を作製した。
【００７７】
（実施例１０）
実施例２において、上記の図４（Ｋ）に示すソース電極１５ｓ、ドレイン電極１５ｄ及びゲート電極１５ｇを形成した後、各電極１５上に厚さ２００ｎｍの酸化ケイ素膜からなる絶縁膜１６（図２を参照）をＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いて形成し、さらにその絶縁膜１６上に厚さ１０ｎｍの窒化アルミニウム膜からなる歪付与膜１７を形成した。窒化アルミニウム膜は、プラスチック基材上に形成する場合と同様、ＤＣスパッタリング法（成膜圧力０．５Ｐａ（アルゴン）、投入電力２ｋＷ）により形成した。その後、上述した図４（Ｌ）（Ｍ）の工程の説明欄で例示した具体的条件に基づいて図２に示す態様のｐ型トランジスタ基板を作製した。
【００７８】
（比較例１）
歪付与膜を形成せず、その他の構成については実施例１と同様にして、薄膜トランジスタ基板を製造した。
【００７９】
（比較例２）
歪付与膜を形成せず、その他の構成については実施例３と同様にして、薄膜トランジスタ基板を製造した。
（比較例３，４）
比較例１，２において、歪付与膜としての酸化ケイ素膜をＲＦマグネトロンスパッタリング法（成膜圧力０．５Ｐａ、アルゴン：酸素＝３：１、投入電力２ｋＷ）により厚さ８ｎｍ形成した他は、比較例１，２と同様にして、薄膜トランジスタ基板を製造した。
【００８０】
（密着性評価）
密着性（耐剥離性）は、スコッチメンディングテープ（住友スリーエム製、長さ３０ｍ×幅１２ｍｍ）を用い、そのテープの一部（長さ３０ｍｍ）を作製したＴＦＴ上に貼り付けた後に一気に引き剥がして剥離の有無を評価するテープ剥離試験法で評価した。密着性の結果を表１に示した。密着性の評価は、剥離も亀裂も全く生じていなかったものを◎とし、エッジ部分などに変色が僅かに生じていたが実用上全く問題がないものを○とし、数回の剥離テストを繰り返すことで剥離が生じていたが実用上使用可能なものを△とし、素子部分に剥離が生じていて使用が難しいものを×とした。表１の結果からもわかるように、クロム膜と窒化アルミニウム膜はいずれも好ましい結果となった。
【００８１】
（キャリア移動度）
得られたＴＦＴ基板のキャリア移動度を測定した。キャリア移動度の測定は、プレシジョン半導体パラメータ・アナライザ 4156C（Precision Semiconductor Parameter Analyzer 4156C、Agilent Technologies製）で行った。キャリア移動度（μ）は、飽和領域（ゲート電圧ＶＧ＜ソース・ドレイン電圧ＶＳＤ）におけるデータより、ＩＳＤ＝Ｃｉμ（Ｗ／２Ｌ）（Ｖｇ−Ｖｃ）２  に従って計算した。この式中、ＩＳＤは飽和領域におけるドレイン電流であり、ＷとＬはそれぞれチャネル膜の幅と長さであり、Ｃｉはゲート絶縁膜の単位面積当たりの静電容量であり、ＶＧ及びＶＴはそれぞれ、ゲート電圧及び閾電圧である。この装置のＶＴは、飽和領域におけるＩＳＤの平方根と、測定データからＩＳＤ＝０を外挿して求めた装置のＶＧとの関係から求めた。電流オン／オフ比は、ゲート電圧ＶＧがドレイン電圧ＶＤと等しいかそれ以上であるときの飽和ソース・ドレイン電流と、ゲート電圧ＶＧがゼロの時のソース・ドレイン電流との比である。なお、Ｗ（幅）１００μｍ、Ｌ（長さ）１００μｍの大きさのトランジスタを用い、５個以上のトランジスタから得た平均特性値は、電子移動度：５０ｃｍ２／Ｖｓ、電流オン／オフ比：１０００（Ｖｄｓ＝５Ｖ）であった。
【００８２】
（歪付与膜の応力）
歪付与膜の応力の評価は、上記の実施例及び比較例で用いた厚さ０．５２５ｍｍで６inchΦのシリコン基板上に歪付与膜を形成したとき、前記シリコン基板の曲率半径をニュートンリング法を用いた測定器により求め、求まった曲率半径と膜応力との関係式［Ｓｔｏｎｅｙの式：σ＝Ｅ×Ｄ２／｛（１−ν）×６×ｄ×ｒ｝、Ｅ：シリコン基板のヤング率、Ｄ：シリコン基板の厚さ、ｄ：歪付与膜の膜厚、ν：ポアソン比、ｒ：曲率半径］により膜応力を算出する膜応力測定システム（測定機名：ＦＴ−９００、株式会社ニデック（ＮＩＤＥＫ））を用いて膜応力σを算出した。なお、シリコン基板のヤング率Ｅは、１６８．９ＧＰａとして計算した。また、ポアソン比νは、０．０６４として計算した。
【００８３】
得られた膜応力の結果を表１に示したが、「引張」「圧縮」の種別は膜応力の後に併記した。なお、実施例９，１０については、プラスチック基材１０上に形成した歪付与膜１１を「下」とし、絶縁膜１６上に形成した歪付与膜１７を「上」として表している。
【００８４】
【表１】
2008047577.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の薄膜トランジスタ基板の一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の薄膜トランジスタ基板の他の一例を示す模式断面図である。
【図３】本発明の薄膜トランジスタ基板の製造工程を示す説明図である。
【図４】本発明の薄膜トランジスタ基板の製造工程を示す説明図である。
【図５】プラスチック基材の中点位置が、歪付与膜が形成されていない側に凸になるような圧縮応力（Ａ）の形態と、歪付与膜が形成されている側に凸になるような引張応力（Ｂ）の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２  薄膜トランジスタ基板
１０  プラスチック基材
１１  歪付与膜
１２  バッファ膜
１３  ポリシリコン膜
１３ｓ  ソース側拡散膜
１３ｃ  チャネル膜
１３ｄ  ドレイン側拡散膜
１４  ゲート絶縁膜
１５ｓ  ソース電極
１５ｇ  ゲート電極
１５ｄ  ドレイン電極
１６  絶縁膜
１７  歪付与膜
１８  保護膜
２１ａ  アモルファスシリコン膜
２１ｐ  ポリシリコン膜
２２  レーザーアニール
２３  レジスト膜
２４  イオン注入
２５  エネルギービーム
２６  コンタクトホール
２８  高圧水蒸気
【図１】
2008047577.tif 000004
【図２】
2008047577.tif 000005
【図３】
2008047577.tif 000006
【図４】
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【図５】
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