(57)【要約】【課題】本発明は、薄膜間の密着性の向上、特に絶縁表面上に形成する高分子膜の密着性の向上を課題とし、信頼性の高い半導体装置、またそのような半導体装置を歩留まり良く作製する方法を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置は珪素と窒素を含む無機絶縁膜の疎水性表面に、有機絶縁膜が密着して形成された積層構造を有することを特徴とする。また、前記疎水性の表面を有する膜は水の接触角が３０度以上、好ましくは４０度以上の絶縁膜であることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪素と窒素を含む無機絶縁膜の疎水性表面に、有機絶縁膜が密着して形成された積層構造を有すること
を特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体層上に、珪素と窒素を含み疎水性表面を有する無機絶縁膜と、前記無機絶縁膜の疎水性表面に密接して形成された有機絶縁膜とを有すること
を特徴とする半導体装置。
【請求項３】
半導体層上に、第１無機絶縁膜と、前記第１無機絶縁膜上に珪素と窒素を含み疎水性表面を有する第２無機絶縁膜と、前記第２無機絶縁膜の疎水性表面に密接して形成された有機絶縁膜とを有すること
を特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項３において、前記第２無機絶縁膜中の水素濃度は、前記第１無機絶縁膜中の水素濃度より高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記疎水性表面は、水の接触角が３０度以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記疎水性表面は、水の接触角が４０度以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記無機絶縁膜または前記第２無機絶縁膜は酸素を含み、前記窒素を２５原子％以上含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記無機絶縁膜または前記第２無機絶縁膜は窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、前記有機絶縁膜は、有機樹脂材料、例えば感光性または非感光性アクリル、ポリアミドまたはポリイミドから選ばれた一種、または複数種を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
半導体層上に第１無機絶縁膜を形成し、
４００乃至５００℃の温度で熱処理した後、
前記第１無機絶縁膜上に、珪素と窒素を含み疎水性表面を有する第２無機絶縁膜を形成し、
前記第２無機絶縁膜上に有機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１１】
半導体層上に水素を含有する第１無機絶縁膜を形成し、
４００乃至５００℃の温度で熱処理をして前記第１無機絶縁膜の含有水素量を低減した後、
前記第１無機絶縁膜上に、珪素と窒素を含み疎水性表面を有する第２無機絶縁膜を形成し、
前記第２無機絶縁膜上に有機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１２】
請求項１０または請求項１１において、前記有機絶縁膜は、感光性の有機絶縁膜で形成すること特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか一項において、前記疎水性表面は水の接触角が３０度以上で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１０乃至１２のいずれか一項において、前記疎水性表面は水の接触角が４０度以上で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１５】
請求項１０乃至１４のいずれか一項において、前記無機絶縁膜または前記第２無機絶縁膜は酸素を含み、前記窒素を２５原子％以上含むように形成すること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１０乃至１５のいずれか一項において、前記疎水性表面は非堆積性ガスにより窒素プラズマ処理、またはフッ素プラズマ処理により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１７】
請求項１６において、前記疎水性表面は、前記非堆積性ガスであるＮ２Ｏ、Ｎ２、ＮＨ３、Ｆ２、ＣＦ４もしくはＳｉＦ４から選ばれた一種、または複数種により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１８】
請求項１０乃至１７のいずれか一項において、前記有機絶縁膜は、有機樹脂材料、例えばアクリル、ポリアミドまたはポリイミドから選ばれた一種、または複数種を含むように形成す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体特性を利用することで機能しうる装置（例えば表示装置、半導体回路および電子機器）である半導体装置、及びその半導体装置の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示に関る部位である液晶分子や画素電極、発光層などは、層間膜の上に積層されるている。よって、層間膜は、液晶分子の配向不良や不均一電界、画素電極の乱れによる発光層の微小欠陥などを防止するため、平坦性がよいことが必要とされる。
【０００３】
平坦性がよいため無機絶縁膜上の層間膜として有機絶縁膜が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。有機絶縁膜は、形成が容易で膜厚も比較的自由に設定できる利点もある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−４８６０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし有機絶縁膜を平坦化膜に用いた場合、材料の組み合わせによっては、積層する下層膜との密着性が問題になる。密着性が悪いと、膜剥がれが生じてしまうことがある。このような半導体装置は信頼性も低く、また歩留まりも低くなってしまう。
【０００６】
よって本発明は、薄膜間の密着性の向上、特に絶縁表面上に形成する有機絶縁膜の密着性の向上を課題とし、信頼性の高い半導体装置、またそのような半導体装置を歩留まり良く作製する方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、珪素と窒素を含む無機絶縁膜の疎水性表面に、有機絶縁膜が密着して形成された積層構造を有することを特徴とする。よって、無機絶縁膜が半導体層側を下として、有機絶縁膜の下方、上方どちらに積層していても良く、その有機絶縁膜と接している面が疎水性であればよい。
【０００８】
また、本発明の半導体装置は、半導体層上に、珪素と窒素を含み疎水性表面を有する無機絶縁膜と、前記無機絶縁膜の疎水性表面に密接して形成された有機絶縁膜とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の半導体装置は、半導体層上に、第１無機絶縁膜と、前記第１無機絶縁膜上に珪素と窒素を含み疎水性表面を有する第２無機絶縁膜と、前記第２無機絶縁膜の疎水性表面に密接して形成された有機絶縁膜とを有することを特徴とする。
【００１０】
無機絶縁膜は、加熱による水素化などの工程によって、その表面が親水化することがある。よって、水素化によって親水化してしまった第１無機絶縁膜の上に、疎水性表面を有する第２無機絶縁膜を形成してもよい。そのとき第１無機絶縁膜は、水素化により水素を放出しているので、膜中の水素濃度が低下している。従って、第２絶無機絶縁膜中の水素濃度は、第１無機絶縁膜中の水素濃度より高くなる。
【００１１】
本発明の半導体装置の作製方法は、半導体層上に第１無機絶縁膜を形成し、４００乃至５００℃の温度で熱処理した後、前記第１無機絶縁膜上に、珪素と窒素を含み疎水性表面を有する第２無機絶縁膜を形成し、前記第２無機絶縁膜上に有機絶縁膜を形成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の半導体装置の作製方法は、  半導体層上に水素を含有する第１無機絶縁膜を形成し、４００乃至５００℃の温度で熱処理をして前記第１無機絶縁膜の含有水素量を低減した後、前記第１無機絶縁膜上に、珪素と窒素を含み疎水性表面を有する第２無機絶縁膜を形成し、前記第２無機絶縁膜上に有機絶縁膜を形成することを特徴とする。
【００１３】
前記半導体層の加熱による水素化は、第１無機絶縁膜中の水素が半導体層に入ることによって起こるので、加熱により第１無機絶縁膜から水素は放出され、第１無機絶縁膜中の含有水素量は低下する。この工程は第１無機絶縁膜に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。
【００１４】
前述のように、水素化の工程により、親水化してしまった第１無機絶縁膜の上に、疎水性表面を有する第２絶縁膜を形成することができる。有機絶縁膜は、疎水性表面との密着性がよいので、疎水性表面を有する第２絶縁膜の上に有機絶縁膜を形成すれば、密着性良く積層することができる。
【００１５】
本発明において、疎水性とは、水の接触角が大きいものであって、好ましくは接触角３０度以上、より好ましくは４０度以上の絶縁表面を用いる。前記（第１または第２）無機絶縁膜は具体的には窒化珪素（ＳｉＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）などを用いることができる。
【００１６】
なお、本発明では酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）膜としては、Ｓｉが２５〜３５原子％、酸素が５５〜６５原子％、窒素が１〜２０原子％、水素が０．１〜１０原子％で含まれるものを示し、また、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）膜としては、Ｓｉが２５〜３５原子％、酸素が１５〜３０原子％、窒素が２０〜３５原子％、水素が１５〜２５原子％で含まれるものを示す。
【００１７】
本発明に用いる前記（第１または第２）無機絶縁膜は酸素を含む無機絶縁膜であってもよく、当該無機絶縁膜中の窒素の濃度が２５原子％以上の無機絶縁膜、または膜中の酸素の濃度が２５原子％以下であることが望ましい。具体的には窒化酸化珪素（ＳｉＯＮ）膜を用いることができる。
【００１８】
また、前記疎水性表面は、非堆積性ガスによる窒素プラズマ処理またはフッ素プラズマ処理により形成しても良い。非堆積ガスとしては、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、ＮＨ３、Ｆ２、ＣＦ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。
【００１９】
本発明において、有機絶縁膜は、有機樹脂材料、例えば感光性または非感光性アクリル、ポリアミドまたはポリイミドから選ばれた一種、または複数種からなる膜を用いることができる。
【００２０】
本発明の半導体装置は、有機絶縁膜の下に疎水性表面を有する膜を有しているので、密着性が向上し、有機絶縁膜の膜剥がれが生じない。よって、信頼性の高い半導体装置であり、またそのような半導体装置を歩留まり良く作製することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【００２２】
本発明を図１に示す。図１（ａ）に示すように基板１０１上に、下地膜１０２が形成され、前記下地膜１０２上に半導体膜１０３が形成されている。半導体膜１０３が形成されている基板１０１として、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、可撓性基板などを用いることができる。前記ガラス基板として、バリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板が挙げられる。また、可撓性基板とは、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、アクリルなどからなるフィルム状の基板のことであり、可撓性基板を用いて半導体装置を作製すれば、軽量化が見込まれる。可撓性基板の表面、または表面および裏面にアルミ膜（ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯなど）、炭素膜（ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）など）、ＳｉＮなどのバリア層を単層または多層にして形成すれば、耐久性などが向上するので望ましい。
【００２３】
下地膜１０２として代表的には、窒化珪素、酸化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯと示す）、窒化アルミニウム（ＡｌＮと示す。）、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮと示す。）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒酸化アルミニウム（ＡｌＮＯと示す。）または酸化アルミニウムから選ばれた材料で形成する。２層構造を用いてもよいし、前記下地（絶縁）膜の単層膜又は２層以上積層させた構造を用いてもよい。
【００２４】
また、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）膜としては、Ａｌが３０〜４０原子％、酸素が５０〜７０原子％、窒素が１〜２０原子％で含まれるものを用いれば良い。また、また、窒酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）膜としては、Ａｌが３０〜５０原子％、酸素が３０〜４０原子％、窒素が１０〜３０原子％で含まれるものを用いれば良い。
【００２５】
半導体膜１０３の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。また、半導体膜１０３としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、結晶性半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜、非晶質珪素カーバイト膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
【００２６】
次いで、半導体膜１０３を覆うゲート絶縁膜１０４を形成する。ゲート絶縁膜１０４は前述した下地膜１０２の材料を用いれば良く、ゲート絶縁膜１０４も単層に限られるわけではなく前記材料から選ばれた複数種の絶縁膜の積層でもよい。
【００２７】
次いで、ゲート絶縁膜上にゲート電極である導電膜１０６を形成する。導電膜１０６はＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、導電膜１０６としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、単層構造に限定されず２層構造でも、例えば、タングステン膜、アルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。
【００２８】
次いで、第１無機絶縁膜１０５を形成する。さらに、窒素雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、４００〜５００℃で行う。この工程は第１の絶縁膜１０５に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。この水素化は、第１無機絶縁膜中の水素が半導体層に入ることによって起こるので、第１無機絶縁膜から水素は放出され、第１無機絶縁膜中の水素濃度は減少する。
【００２９】
第１無機絶縁膜１０５は窒化珪素、酸化珪素、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウムから選ばれた材料で形成する。
【００３０】
前記熱処理の前後で、その第１無機絶縁膜１０５に用いた絶縁膜の濡れ性が変化する。例えば窒化珪素膜は成膜後水の接触角が５０度であり、疎水性を示していたが、水素化後では接触角が２０度になり親水化する。
【００３１】
このように、作製の工程で行う処理によって、薄膜の表面が親水性を示してしまう。図２に示すように、親水化してしまった第１無機絶縁膜２０５の上に有機絶縁膜２０７を成膜しても密着性が悪く、膜剥がれなどの不良を生じてしまう。
【００３２】
よって本発明では、図１（ｂ）で示すように水素化の後、第１無機絶縁膜１０５の上に疎水性表面を有する膜第２無機絶縁膜１０８を形成する。この第２無機絶縁膜は疎水性表面を有する膜である。疎水性とは、水の接触角が大きいものであって、好ましくは接触角３０度以上、より好ましくは４０度以上の絶縁表面を用いる。絶縁表面を有する膜（絶縁膜）は、無機絶縁膜、窒素、炭素、または窒素及び酸素を含む無機絶縁膜を用いれば良い。具体的には窒化珪素（ＳｉＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、炭化珪素（ＳｉＣ）などを用いることができる。
【００３３】
また、本発明で用いる第２無機絶縁膜１０８は第１無機絶縁膜１０５のように加熱を行わないので、第１無機絶縁膜１０５より、含有する水素濃度が高い。
【００３４】
本発明に用いる前記疎水性表面を有する膜（第２無機絶縁膜）は窒素及び酸素を含む無機絶縁膜である場合、当該無機絶縁膜中の窒素の濃度が２５原子％以上の無機絶縁膜、または膜中の酸素の濃度が２５原子％以下であることが望ましい。具体的には窒素の濃度が２５原子％以上、または酸素の濃度が２５原子％以下の窒化酸化珪素（ＳｉＯＮ）膜を用いることができる。
【００３５】
なお、本発明では酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）膜としては、Ｓｉが２５〜３５原子％、酸素が５５〜６５原子％、窒素が１〜２０原子％、水素が０．１〜１０原子％で含まれるものを示し、また、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）膜としては、Ｓｉが２５〜３５原子％、酸素が１５〜３０原子％、窒素が２０〜３５原子％、水素が１５〜２５原子％で含まれるもの示す。
【００３６】
また、前記疎水性表面は、非堆積性ガスによる窒素プラズマ処理またはフッ素プラズマ処理により形成しても良い。非堆積ガスとしては、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、ＮＨ３、Ｆ２、ＣＦ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。
【００３７】
そして第２無機絶縁膜１０８の上に有機絶縁物材料から成る層間膜である有機絶縁膜１０７を形成する。有機絶縁膜１０７は、有機樹脂材料、例えば感光性または非感光性アクリル、ポリアミドまたはポリイミドから選ばれた一種、または複数種からなる膜を用いることができる。
【００３８】
本発明は図１（ｃ）のように、層間膜として用いる有機絶縁膜の下に、疎水性表面を有する絶縁膜を形成することで、これらの膜の密着性を向上させ、膜剥がれを防止するものである。よって本発明を用いると、信頼性が高い半導体装置を歩留まり良く作製することができる。
【００３９】
【実施例】
［実施例１］
本実施例では、有機絶縁膜とその下に接する下地膜との材料の性質、特に塗れ性に着目して、その性質と密着性との関係を実験により導き出した。
【００４０】
本実施例では、基板上に、窒化珪素膜（ＳｉＮ）または窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）をそれぞれ下地膜として形成し、２種類の試料を作成する。基板としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いて良い。本実施例では、ガラス基板を用いた。
【００４１】
本実施例では窒化珪素膜（ＳｉＮ）はプラズマＣＶＤ法によりガラス基板上に１００ｎｍ形成した（ＳｉＮ原試料）。また、窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）もプラズマＣＶＤ法によりガラス基板上に１００ｎｍ形成した（ＳｉＮＯ原試料）。本実施例の窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）の窒素濃度は３４原子％であり、酸素濃度は１４原子％であった。
【００４２】
次に、各試料を１２０秒フッ酸処理したもの（試料名ＳｉＮ（ａ）、ＳｉＮＯ（ａ））、６０秒ヒドロ洗浄を行い、かつ１２０秒フッ酸処理したもの（試料名ＳｉＮ（ｂ）、ＳｉＮＯ（ｂ））、ＳｉＮ原試料及びＳｉＮＯ原試料のままのもの（（試料名ＳｉＮ（ｃ）、ＳｉＮＯ（ｃ））６種類の試料を作成した。そして、６種類全ての試料を水洗し、１５０℃で３分加熱し、水を蒸発させた。
【００４３】
次に、それぞれ処理を施した６種類の試料の上に、有機絶縁膜を形成した。本実施例では有機絶縁膜として、感光性ポジ型アクリルを用い、塗布により形成した。その後、全ての試料に対し周辺を洗浄し、露光、現像を行った。
【００４４】
以上６種類の試料、試料名ＳｉＮ（ａ）、ＳｉＮ（ｂ）、ＳｉＮ（ｃ）、ＳｉＮＯ（ａ）、ＳｉＮＯ（ｂ）、ＳｉＮＯ（ｃ）について評価を行った。本実施例における各試料の処理工程と評価結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2004296963.tif 000003
【００４６】
各処理前であるＳｉＮ原試料及びＳｉＮＯ原試料の成膜後の表面の水の接触角を、接触角測定器にて測定した。また、ポジ型感光性アクリルを塗布後の塗れ性と、現像後のパターンの密着性を観察した。アクリル塗布後の塗れ性は、塗れ性が悪く塗り残しが観察されたものは「×」、異常が観察されなかったものは「○」と記してある。現像後のパターン密着性は、膜剥がれ等の異常が観察されたものは「×」、異常が観察されなかったものは「○」と記してある。
【００４７】
表１で示すように、窒化珪素膜ＳｉＮは、３試料ＳｉＮ（ａ）、ＳｉＮ（ｂ）、ＳｉＮ（ｃ）全て、ポジ型感光性アクリルを塗布後の塗れ性も良好で、現像後のパターン密着性も異常なく、良好であった。窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）は、フッ酸処理等行ったＳｉＮＯ（ａ）、ＳｉＮＯ（ｂ）では、塗れ性は良好だったが、現像後のパターンの密着性は不良でパターンが剥がれてしまっていた。しかし、ＳｉＮＯ（ｃ）では、塗れ性も良好で、現像後のパターン剥がれもなかった。
【００４８】
一方水の接触角測定の結果は、窒化珪素膜ＳｉＮは接触角５０度、窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）は接触角４４度であった。水の接触角が大きいほどその表面は水に対して疎水性を示すので、窒化珪素膜ＳｉＮ、窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）共に疎水性であり、窒化珪素膜ＳｉＮの方がさらに強く疎水性を持つことがわかった。膜の表面は疎水性であるほど有機絶縁膜との密着性が良いことが言える。
【００４９】
従って、本実施例で用いた窒化珪素膜（ＳｉＮ）や窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）等の疎水性表面を有する膜はアクリル等の有機絶縁膜と密着性が良いことが確認できた。
【００５０】
（比較例）
比較例として酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）、酸化珪素膜（ＳｉＯ２）を下地膜として、有機絶縁膜を形成したときの密着性の評価を行った。
【００５１】
酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）はプラズマＣＶＤ法によりガラス基板上に１００ｎｍ形成した（ＳｉＯＮ原試料）。また、酸化珪素膜（ＳｉＯ２）もプラズマＣＶＤ法によりガラス基板上に１００ｎｍ形成した（ＳｉＯ２原試料）。本比較例の酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）の窒素濃度は３原子％であり、酸素濃度は６０原子％であった。
【００５２】
本実施例と同様に、それぞれＳｉＯＮ原試料、ＳｉＯ２原試料に処理を行った後、その上に有機絶縁膜としてポジ型感光性アクリル膜を塗布により形成し、各評価を行った。本比較例における各試料ＳｉＯＮ（ａ）、ＳｉＯＮ（ｂ）、ＳｉＯＮ（ｃ）、ＳｉＯ２（ａ）、ＳｉＯ２（ｂ）、ＳｉＯ２（ｃ）の処理工程と評価結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
表２に示すように、酸化窒化珪素膜ＳｉＯＮ（ａ）、ＳｉＯＮ（ｂ）、ＳｉＯＮ（ｃ）、酸化膜ＳｉＯ２（ａ）、ＳｉＯ２（ｂ）、ＳｉＯ２（ｃ）と６種類の試料全てにおいて、ポジ型感光性アクリルの塗布後の塗れ性は良好だったが、現像後のパターンの密着性は不良でパターンが剥がれてしまっていた。
【００５５】
一方水の接触角の測定結果は、酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）の接触角は２４度であり、酸化珪素膜（ＳｉＯ２）の接触角は１５度であった。本実施例で用いた窒化珪素膜（ＳｉＮ）や窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）の表面が疎水性を示したのに対し、本比較例の酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）及び酸化珪素膜（ＳｉＯ２）の表面は親水性を示した。
【００５６】
以上のことから、親水性の表面を有する膜においては、有機絶縁膜との密着性が悪く、疎水性表面を有する膜においては、有機絶縁膜との密着性が良いことが証明できた。
よって、疎水性表面を有する絶縁膜の上に有機絶縁膜を形成した構造は密着性が良く、信頼性の高い構造であると言える。
【００５７】
［実施例２］
本実施例では本発明を用いたアクティブマトリクス基板の作製方法について図３〜図５を用いて説明する。アクティブマトリクス基板は複数のＴＦＴを有しているが、ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴを有する駆動回路部とｎチャネル型ＴＦＴを有する画素部とを有する場合で説明する。
【００５８】
絶縁表面を有する基板３００の上に下地膜３０１として、プラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）ｎｍを形成し、酸化窒化水素化珪素膜を５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）積層する。本実施例ではプラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜を５０ｎｍ、窒化水素化珪素膜を１００ｎｍ形成する。基板３００としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いて良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いても良い。また、下地膜として２層構造を用いてもよいし、前記下地（絶縁）膜の単層膜又は２層以上積層させた構造を用いてもよい。
【００５９】
次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。半導体膜は２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜すればよい。半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコン又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【００６０】
本実施例では半導体膜として、プラズマＣＶＤ法により非晶質珪素膜を５４ｎｍ形成した。本実施例ではこの非晶質珪素膜に結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法およびレーザ結晶化法を行うが、あるいは、非晶質珪素膜に金属元素を導入せず、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質珪素膜の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させ、レーザ結晶化を行ってもよい。これは水素を多く含んだ非晶質珪素膜にレーザ光を照射すると膜が破壊されてしまうからである。
【００６１】
金属元素としてニッケルを用い、溶液塗布法により非晶質珪素膜上に導入する。非晶質珪素膜への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質珪素膜の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体膜の表面の濡れ性を改善し、非晶質珪素膜の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。
【００６２】
その後５００〜５５０℃で４〜２０時間かけて熱処理を行い、非晶質珪素膜を結晶化する。本実施例では金属元素としてニッケルを用い、溶液塗布法により金属含有層を形成し非晶質珪素膜上に導入した後、５５０℃で４時間の熱処理を行って第１の結晶性珪素膜を得た。
【００６３】
次に第１の結晶性珪素膜にレーザ光を照射し結晶化を助長し、第２の結晶性珪素膜を得る。レーザ結晶化法は、レーザ光を半導体膜に照射する。用いるレーザは、連続発振の固体レーザまたは気体レーザまたは金属レーザが望ましい。なお、前記固体レーザとしては連続発振のＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ等があり、前記気体レーザとしては連続発振のＡｒレーザ、Ｋｒレーザ、ＣＯ２レーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザが挙げられる。また、連続発光のエキシマレーザも適用できる。前記レーザビームは非線形光学素子により高調波に変換されていてもよい。前記非線形光学素子に使われる結晶は、例えばＬＢＯやＢＢＯやＫＤＰ、ＫＴＰやＫＢ５、ＣＬＢＯと呼ばれるものを使うと変換効率の点で優れている。これらの非線形光学素子をレーザの共振器の中に入れることで、変換効率を大幅に上げることができる。前記高調波のレーザには、一般にＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒなどがドープされており、これが励起しレーザが発振する。ドーパントの種類は適宜実施者が選択すればよい。。前記半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、結晶性半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜、非晶質珪素カーバイト膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
【００６４】
このようにして得られた結晶性半導体膜をフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理により、半導体層３０５〜３０８を形成する。
【００６５】
また、半導体層３０５〜３０８を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。
【００６６】
次いで、半導体層３０５〜３０８を覆うゲート絶縁膜３０９を形成する。ゲート絶縁膜３０９はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００６７】
次いで、ゲート絶縁膜上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜とを積層して形成する。第１の導電膜及び第２の導電膜はＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、第１の導電膜及び第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。なお、本実例では、ゲート絶縁膜３０９上に膜厚３０ｎｍの窒化タンタル膜３１０、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜３１１を順次積層して形成した（図３（Ａ））。
【００６８】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、第１の導電膜及び第２の導電膜を所望のテーパー形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。
【００６９】
第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層（第１の導電層と第２の導電層）を形成する。
【００７０】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。ここでは、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第２の導電層３２２ｂ〜３２６ｂを形成する。一方、第１の導電層３２２ａ〜３２６ａは、ほとんどエッチングされず、第２の形状の導電層３２２〜３２６を形成する（図３（Ｂ））。
【００７１】
そして、レジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加する。ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良い。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いる。この場合、導電層３２２〜３２６がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に不純物領域が形成される。不純物領域には１×１０１８〜１×１０２０／ｃｍ３の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【００７２】
レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成して第１のドーピング処理よりも高い加速電圧で第２のドーピング処理を行う。ドーピング処理は第２の導電層３２３ｂ、３２６ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層のテーパー部の下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。続いて、第２のドーピング処理より加速電圧を下げて第３のドーピング処理を行う。第２のドーピング処理および第３のドーピング処理により、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域３３５には１×１０１８〜５×１０１９／ｃｍ３の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加され、高濃度不純物領域３３４、３３７には１×１０１９〜５×１０２１／ｃｍ３の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。
【００７３】
もちろん、適当な加速電圧にすることで、第２のドーピング処理および第３のドーピング処理は１回のドーピング処理で、低濃度不純物領域および高濃度不純物領域を形成することも可能である。
【００７４】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成して第４のドーピング処理を行う。この第４のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域３４３、３４４、３４７、３４８を形成する。第１及び第２の導電層３２２、３２６を不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域３４３、３４４、３４７、３４８はジボラン（Ｂ２Ｈ６）を用いたイオンドープ法で形成する。この第４のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスクで覆われている。第１乃至３のドーピング処理によって、不純物領域にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０１９〜５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【００７５】
以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される（図３（Ｃ））。
【００７６】
次いで、レジストからなるマスクを除去してパッシベーション膜として第１の絶縁膜３４９を形成する。この第１の絶縁膜３４９としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する（図４（Ｄ））。勿論、第１絶縁膜３４９は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの窒化珪素膜を形成する。
【００７７】
さらに、窒素雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、４００〜５００℃で行う。この工程は第１の絶縁膜３４９に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。本実施例では、４１０℃で１時間熱処理を行う。この水素化は、第１絶縁膜中の水素が半導体層に入ることによって起こるので、第１絶縁膜から水素は放出され、第１絶縁膜中の水素水素量は低減する。
【００７８】
第１絶縁膜３４９は窒化珪素、酸化珪素、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウムから選ばれた材料で形成する。
【００７９】
前記熱処理の前後で、その第１絶縁膜３４９に用いた絶縁膜の濡れ性が変化する。例えば本実施例で用いる窒化珪素膜は成膜後水の接触角が５０度であり、疎水性を示していたが、水素化後では接触角が２０度になり親水化する。
【００８０】
このように、作製の工程で行う処理によって、薄膜の表面が親水性を示してしまう。親水化してしまった第１膜絶縁膜３４９の上に層間膜となる有機絶縁膜を成膜しても密着性が悪く、膜剥がれなどの不良を生じてしまう。
【００８１】
よって本発明では、図４（Ｆ）で示すように水素化の後、第１絶縁膜３４９の上に第２絶縁膜３５１を形成する。この第２絶縁膜は疎水性表面を有する膜である。疎水性とは、水の接触角が大きいものであって、好ましくは接触角３０度以上、より好ましくは４０度以上の絶縁表面を用いる。絶縁表面を有する膜（絶縁膜）は、無機材料を含む膜、無機絶縁膜、窒素、炭素、または窒素及び酸素を含む無機絶縁膜を用いれば良い。具体的には窒化珪素（ＳｉＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、炭化珪素（ＳｉＣ）などを用いることができる。
【００８２】
また、本発明で用いる第２絶縁膜３５１は第１絶縁膜３４９のように加熱を行わないので、水素を放出することはなく第１絶縁膜３４９より、含有する水素濃度が高い。
【００８３】
本発明に用いる前記疎水性表面を有する膜（第２絶縁膜）３５１は窒素及び酸素を含む無機絶縁膜である場合、当該無機絶縁膜中の窒素の濃度が２５原子％以上の無機絶縁膜、または膜中の酸素の濃度が２５原子％以下であることが望ましい。具体的には窒素の濃度が２５原子％以上、または酸素の濃度が２５原子％以下の窒化酸化珪素（ＳｉＯＮ）膜を用いることができる。
【００８４】
なお、本発明では酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）膜としては、Ｓｉが２５〜３５原子％、酸素が５５〜６５原子％、窒素が１〜２０原子％、水素が０．１〜１０原子％で含まれるものを示し。また、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）膜としては、Ｓｉが２５〜３５原子％、酸素が１５〜３０原子％、窒素が２０〜３５原子％、水素が１５〜２５原子％で含まれるもの示す。
【００８５】
また、前記疎水性表面は、非堆積性ガスによる窒素プラズマ処理またはフッ素プラズマ処理により形成しても良い。非堆積ガスとしては、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、ＮＨ３、Ｆ２、ＣＦ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。
【００８６】
また、前記第２絶縁膜３５１を形成する前に、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザ光の照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。
【００８７】
そして第２絶縁膜３５１の上に有機絶縁物材料から成る層間膜である有機絶縁膜３５０を形成する。有機絶縁膜３５０は、有機樹脂材料、例えば感光性または非感光性アクリル、ポリアミドまたはポリイミドから選ばれた一種、または複数種からなる膜を用いることができる。本実施例では、膜厚１．６μｍのポジ型の感光性アクリル膜を形成するが、膜厚は１〜２μｍで適宜設定すればよい。この後、有機絶縁膜３５０上に窒化絶縁膜（代表的には、窒化珪素膜又は窒化酸化珪素膜又は窒素含有炭素膜（ＣＮ））からなるパッシベーション膜を形成してもよい。
【００８８】
本発明はこのように、層間膜として用いる有機絶縁膜の下に、疎水性表面を有する絶縁膜を形成することで、これらの膜の密着性を向上させ、膜剥がれを防止するものである。よって本発明を用いると、信頼性が高い半導体装置を歩留まり良く作製することができる。
【００８９】
次いで金属膜を形成し、金属膜をエッチングして各不純物領域とそれぞれ電気的に接続するソース電極及びドレイン電極、各配線（図示しない）を形成する。金属膜は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いればよい。なお本実施例では、チタン膜／チタンーアルミニウム合金膜／チタン膜（Ｔｉ／Ａｌ−Ｓｉ／Ｔｉ）をそれぞれ１００／３５０／１００ｎｍに積層したのち、所望の形状にパターニング及びエッチングしてソース電極、ドレイン電極３５２及び各配線（図示しない）を形成する。
【００９０】
その後、電極（ＥＬ表示装置の場合は陽極又は陰極となり、液晶表示装置の場合は画素電極となる）を形成する。電極には、ＩＴＯ、ＳｎＯ２等の透明導電膜を用いたり、反射型の液晶表示装置の場合はＡｌ等の金属膜を用いたりすることができる。なお本実施の形態では、ＩＴＯを成膜し、所望の形状にエッチングすることで電極３５３を形成する（図５）。
【００９１】
以上のような工程により、ＴＦＴを備えたアクティブマトリクス基板が完成する。
【００９２】
なお、本発明は、本実施例で示したＴＦＴの作製方法に限らず、トップゲート型（プレーナー型）、ボトムゲート型（逆スタガ型）、あるいはチャネル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、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。
【００９３】
本発明は、層間膜として用いる有機絶縁膜の下に、疎水性表面を有する絶縁膜を形成することで、これらの膜の密着性を向上させ、膜剥がれ等の不良を防止できる。よって本発明を用いると、信頼性が高い半導体装置を歩留まり良く作製することができる。
【００９４】
［実施例３］
本実施例では、実施例２において、薄膜トランジスタとしてボトムゲート型の薄膜トランジスタ（具体的には、逆スタガ型ＴＦＴ）を用いた例を示す。即ち、実施例２において、スイッチング用ＴＦＴ及び駆動用ＴＦＴとして、逆スタガ型ＴＦＴを用いても本発明を実施することができる。
【００９５】
本実施の形態について、図１０を用いて説明する。図１０において、基板８００の上に、ゲート電極となる導電層８０１〜８０４、ゲート絶縁膜８０５、不純物領域を有する半導体層８０６〜８０９を形成する。なお、本実施例において、材料や形成方法は実施例２と同様であるため、ここでは詳細な説明はしない。実施例２を参考にすればよい。
【００９６】
半導体層８０６〜８０９の上に第１絶縁膜８１０を形成した後、本実施例では窒素雰囲気下で４１０℃で１時間加熱し、半導体層８０６〜８０９の水素化を行う。水素化により、半導体層のダングリングボンドを終端する。この水素化は、第１絶縁膜中の水素が半導体層に入ることによって起こるので、第１絶縁膜８１０から水素は放出され、第１絶縁膜８１０中の水素濃度は減少する。
【００９７】
第１絶縁膜８１０は窒化珪素、酸化珪素、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウムから選ばれた材料で形成する。
【００９８】
熱処理の前後で、その第１絶縁膜８１０に用いた絶縁膜の濡れ性が変化する。例えば本実施例で用いる窒化珪素膜は成膜後水の接触角が５０度であり、疎水性を示していたが、水素化後では接触角が２０度になり親水化する。
【００９９】
このように、半導体装置の作製の工程で行う処理によって、薄膜の表面が親水性を示してしまう。親水化してしまった第１膜無機絶縁膜８１０の上に層間膜となる有機絶縁膜を成膜しても密着性が悪く、膜剥がれなどの不良を生じてしまう。
【０１００】
よって本発明では、水素化の後、第１絶縁膜８１０の上に第２絶縁膜８１１を形成する。この第２絶縁膜は疎水性表面を有する膜である。疎水性とは、水の接触角が大きいものであって、好ましくは接触角３０度以上、より好ましくは４０度以上の絶縁表面を用いる。絶縁表面を有する膜（絶縁膜）は、無機絶縁膜、窒素、炭素、または窒素及び酸素を含む無機絶縁膜を用いれば良い。具体的には窒化珪素（ＳｉＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、炭化珪素（ＳｉＣ）などを用いることができる。
【０１０１】
また、本発明で用いる第２絶縁膜８１１は第１絶縁膜８１０のように加熱しないので、第１絶縁膜８１０より、含有する水素量が多く、水素濃度も高い。
【０１０２】
本発明に用いる前記疎水性表面を有する膜（第２絶縁膜）８１１は窒素及び酸素を含む無機絶縁膜である場合、当該無機絶縁膜中の窒素の濃度が２５原子％以上の無機絶縁膜、または膜中の酸素の濃度が２５原子％以下であることが望ましい。具体的には窒素の濃度が２５原子％以上、または酸素の濃度が２５原子％以下の窒化酸化珪素（ＳｉＯＮ）膜を用いることができる。
【０１０３】
なお、本発明では酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）膜としては、Ｓｉが２５〜３５原子％、酸素が５５〜６５原子％、窒素が１〜２０原子％、水素が０．１〜１０原子％で含まれるものを示し。また、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）膜としては、Ｓｉが２５〜３５原子％、酸素が１５〜３０原子％、窒素が２０〜３５原子％、水素が１５〜２５原子％で含まれるもの示す。
【０１０４】
また、前記疎水性表面は、非堆積性ガスによる窒素プラズマ処理またはフッ素プラズマ処理により形成しても良い。非堆積ガスとしては、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、ＮＨ３、Ｆ２、ＣＦ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。
【０１０５】
そして第２絶縁膜８１１の上に有機絶縁物材料から成る層間膜である有機絶縁膜８１２を形成する。有機絶縁膜８１２は、有機樹脂材料、例えば感光性（ポジ型もしくはネガ型）または非感光性アクリル、ポリアミドまたはポリイミドから選ばれた一種、または複数種からなる膜を用いることができる。本実施例では、膜厚１．６μｍのポジ型の感光性アクリル膜を形成するが、膜厚は１〜２μｍで適宜設定すればよい。この後、有機絶縁膜８１２上に窒化絶縁膜（代表的には、窒化珪素膜又は窒化酸化珪素膜又は窒素含有炭素膜（ＣＮ））からなるパッシベーション膜を形成してもよい。
【０１０６】
本発明はこのように、層間膜として用いる有機絶縁膜の下に、疎水性表面を有する絶縁膜を形成することで、これらの膜の密着性を向上させ、膜剥がれを防止するものである。よって本発明を用いると、信頼性が高い半導体装置を歩留まり良く作製することができる。
【０１０７】
次いで金属膜を形成し、金属膜をエッチングして各不純物領域とそれぞれ電気的に接続するソース電極及びドレイン電極、各配線（図示しない）を形成する。金属膜は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いればよい。なお本実施例では、チタン膜／チタンーアルミニウム合金膜／チタン膜（Ｔｉ／Ａｌ−Ｓｉ／Ｔｉ）をそれぞれ１００／３５０／１００ｎｍに積層したのち、所望の形状にパターニング及びエッチングしてソース電極、ドレイン電極８１５及び各配線（図示しない）を形成する。
【０１０８】
その後、電極（ＥＬ表示装置の場合は陽極又は陰極となり、液晶表示装置の場合は画素電極となる）を形成する。電極には、ＩＴＯ、ＳｎＯ２等の透明導電膜を用いたり、反射型の液晶表示装置の場合はＡｌ等の金属膜を用いたりすることができる。なお本実施の形態では、ＩＴＯを成膜し、所望の形状にエッチングすることで電極８１７を形成する。
【０１０９】
以上のような工程により、ボトムゲートＴＦＴを備えたアクティブマトリクス基板が完成する。
【０１１０】
［実施例４］
本実施例では、本発明の半導体装置として、実施例１で示したアクティブマトリクス基板を用いた表示装置を作製した例について説明する。表示装置とは、基板上に形成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表示用パネルおよび該表示用パネルにＴＦＴを備えた表示用モジュールを総称も含む。なお、発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が得られる有機化合物を含む層（発光層）と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）がある。  本発明に用いることのできるＥＬ材料は、一重項励起もしくは三重項励起、もしくは両者の励起を経由して発光するすべての発光性材料を含む。
【０１１１】
なお、本発明中では、発光素子において陽極と陰極の間に形成された全ての層を有機発光層と定義する。有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極層、発光層、陰極層が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極層、正孔注入層、発光層、陰極層や、陽極層、正孔注入層、発光層、電子輸送層、陰極層等の順に積層した構造を有していることもある。
【０１１２】
図６は本実施例の半導体装置の断面図である。図６において、基板７００上に設けられた駆動回路は図５のＣＭＯＳ回路を用いて形成される。従って、構造の説明はｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴの説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１１３】
なお、画素領域のｎチャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴも図５のｎチャネルＴＦＴ、ｐチャネルＴＦＴを用いて形成される。従って、構造の説明は図５のｎチャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴの説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１１４】
９０１は電流制御ＴＦＴの画素電極９１１上に重ねることで画素電極９１１と電気的に接続する電極である。
【０１１５】
なお、９１１は、透明導電膜からなる画素電極（発光素子の陽極）である。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極９１１は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜上に形成してもよい。このとき、本発明のように、有機樹脂からなるような有機絶縁膜を用いる場合、下地の膜を疎水性表面を有するようにしておくと、密着性が向上し、膜剥がれ等の不良を防ぐことができる。これは後述するバンク９１２にも同様のことが言える。樹脂からなる平坦化膜を用いてＴＦＴによる段差を平坦化することは有効である。後に形成される発光層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、発光層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【０１１６】
配線９０１を形成後、バンク９１２を形成する。バンク９１２は１００〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成すれば良い。
【０１１７】
なお、バンク９１２は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。本実施例ではバンクの材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０６〜１×１０１２Ωｍ（好ましくは１×１０８〜１×１０１０Ωｍ）となるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれば良い。
【０１１８】
画素電極９１１の上には発光層９１３が形成される。なお、図６では一画素しか図示していないが、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。具体的には、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光層として７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ３にキナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
【０１１９】
但し、以上の例は発光層として用いることのできる有機発光材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて発光層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施例では低分子系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本発明中において、昇華性を有さず、かつ、分子数が２０以下または連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光材料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機発光材料を用いる例として、正孔注入層として２０ｎｍのポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）膜をスピン塗布法により設け、その上に発光層として１００ｎｍ程度のパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）膜を設けた積層構造としても良い。なお、ＰＰＶのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色まで発光波長を選択できる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機発光材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１２０】
次に、発光層９１３の上には導電膜からなる陰極９１４が設けられる。本実施例の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のＭｇＡｇ膜（マグネシウムと銀との合金膜）を用いても良い。陰極材料としては、周期表の１族もしくは２族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用いれば良い。
【０１２１】
この陰極９１４まで形成された時点で発光素子９１５が完成する。なお、ここでいう発光素子９１５は、画素電極（陽極）９１１、発光層９１３及び陰極９１４で形成されたダイオードを指す。
【０１２２】
発光素子９１５を完全に覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である（図示せず）。パッシベーション膜としては、炭素膜、窒化珪素膜、窒素含有炭素膜（ＣＮ）もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
【０１２３】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い発光層９１３の上方にも容易に成膜することができる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、発光層９１３の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層９１３が酸化するといった問題を防止できる。
【０１２４】
さらに、パッシベーション膜（図示せず）上に封止材９１７を設け、カバー材９１８を貼り合わせる。封止材９１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例においてカバー材９１８はガラス基板や石英基板やプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）や可撓性基板の両面に炭素膜（好ましくはＤＬＣ膜）を形成したものを用いる。炭素膜以外にもアルミ膜（ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯなど）、ＳｉＮなどを用いることができる。
【０１２５】
こうして図６に示すような構造の半導体装置が完成する。なお、バンクを形成した後、パッシベーション膜（図示せず）を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。また、さらに発展させてカバー材９１８を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも可能である。
【０１２６】
さらに、ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設けることによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いｎチャネル型ＴＦＴを形成することができる。そのため、信頼性の高い半導体装置を実現できる。
【０１２７】
また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形成しうる。
【０１２８】
本発明は、層間膜として用いる有機絶縁膜の下に、疎水性表面を有する膜を形成することで、これらの膜の密着性を向上させ、膜剥がれ等の不良を防止できる。よって本発明を用いると、信頼性が高い半導体装置を歩留まり良く作製することができる。
［実施例５］
本発明を適用して、様々な半導体装置を作製することができる。即ち、それら半導体装置を組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。また、本発明を適用することによりそれらの電子機器の信頼性を向上することができる。
【０１２９】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの例を図７、図８及び図９に示す。
【０１３０】
図７（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３００３、キーボード３００４等を含む。本発明を表示部３００３に適用することで、本発明のパーソナルコンピュータが完成する。
【０１３１】
図７（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０６等を含む。本発明を表示部３１０２に適用することで、本発明のビデオカメラが完成する。
【０１３２】
図７（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体３２０１、カメラ部３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表示部３２０５等を含む。本発明を表示部３２０５に適用することで、本発明のモバイルコンピュータが完成する。
【０１３３】
図７（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０３等を含む。表示部３３０２は基板として可撓性基板を用いており、表示部３３０２を湾曲させてゴーグル型ディスプレイを作製している。また軽量で薄いゴーグル型ディスプレイを実現している。本発明を表示部３３０２に適用することで、本発明のゴーグル型ディスプレイが完成する。
【０１３４】
図７（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明を表示部３４０２に適用することで、本発明の記録媒体が完成する。
【０１３５】
図７（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発明を表示部３５０２に適用することで、本発明のデジタルカメラが完成する。
【０１３６】
図８（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含む。本発明を投射装置３６０１の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することで、本発明のフロント型プロジェクターが完成する。
【０１３７】
図８（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０３、スクリーン３７０４等を含む。本発明を投射装置３７０２の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することで、本発明のリア型プロジェクターが完成する。
【０１３８】
なお、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系３８１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図８（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０１３９】
また、図８（Ｄ）は、図８（Ｃ）中における光源光学系３８０１の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系３８０１は、リフレクター３８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３８１４、偏光変換素子３８１５、集光レンズ３８１６で構成される。なお、図８（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０１４０】
ただし、図８に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置及び表示装置での適用例は図示していない。
【０１４１】
図９（Ａ）は携帯電話であり、本体３９０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６等を含む。本発明を表示部３９０４に適用することで、本発明の携帯電話が完成する。
【０１４２】
図９（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６等を含む。本発明を表示部４００２、４００３に適用することで、本発明の携帯書籍が完成する。
【０１４３】
図９（Ｃ）はディスプレイであり、本体４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。表示部４１０３は可撓性基板を用いて作製されており、軽量で薄いディスプレイを実現できる。また、表示部４１０３を湾曲させることも可能である。本発明を表示部４１０３に適用することで、本発明のディスプレイが完成する。
【０１４４】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、さまざまな分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１４５】
【発明の効果】
本発明を採用することにより、以下に示すような効果を得ることが出来る。
【０１４６】
本発明は、層間膜として用いる有機絶縁膜の下に、疎水性表面を有する絶縁膜を形成することで、これらの膜の密着性を向上させ、膜剥がれを防止するものである。よって本発明を用いると、信頼性が高い半導体装置を歩留まり良く作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す図。
【図２】従来の構成を示す図。
【図３】アクティブマトリクスマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図４】アクティブマトリクスマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図５】アクティブマトリクスマトリクス基板の断面図。
【図６】本発明の半導体装置の例を示す図。
【図７】半導体装置の例を示す図。
【図８】半導体装置の例を示す図。
【図９】半導体装置の例を示す図。
【図１０】アクティブマトリクスマトリクス基板の断面図。
【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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