(57)【要約】【課題】液晶表示装置の液晶駆動に用いる薄膜トランジスタを作成する工程において、非晶質シリコンを多結晶化させる過程で、結晶粒界・結晶中の欠陥準位を低減し、薄膜トランジスタの性能を安定かつ向上し、表示品質の優れた液晶表示装置の製造方法を提供すること、および樹脂などの耐熱性の低い基板に多結晶の薄膜トランジスタを直接形成する。【解決手段】結晶化前の非晶質シリコンの脱水素処理温度を４３０〜４８０℃で脱水素時間を２０〜５０分、あるいは、脱水素温度を４８０〜５００℃で脱水素時間を５〜２０分にする、または、ＵＶ光やエキシマレーザーなどの紫外線で酸化珪素膜や窒化珪素膜およびガラスからの脱水素を起こさず、非晶質シリコンのみからの脱水素処理を行なう方法で、多結晶シリコン膜中および下の酸化膜との界面の欠陥を低減し、特性を向上でき、あるいは樹脂基板上に多結晶薄膜トランジスタアレイを製造することができる。【選択図】        図２
2004311895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に多結晶シリコンからなる半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜層、ソース電極およびドレイン電極を順次形成した薄膜トランジスタを液晶駆動に用いる液晶表示装置を製造する方法において、非晶質シリコンからレーザーアニール法により多結晶シリコンを形成する際に、非晶質シリコンを成膜したのちの脱水素アニールの温度を４３０〜４８０℃の範囲とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
非晶質シリコンを成膜したのちの脱水素アニールの時間を２０〜５０分の範囲とすることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
ガラス基板上に多結晶シリコンからなる半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜層、ソース電極およびドレイン電極を順次形成した薄膜トランジスタを液晶駆動に用いる液晶表示装置を製造する方法において、非晶質シリコンからレーザーアニール法により多結晶シリコンを形成する際に、非晶質シリコンを成膜したのちの脱水素アニールの温度を４８０〜５００℃の範囲で、かつアニール時間を５〜２０分の範囲とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
ガラス基板上に多結晶シリコンからなる半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜層、ソース電極およびドレイン電極を順次形成した薄膜トランジスタを液晶駆動に用いる液晶表示装置を製造する方法において、非晶質シリコンからレーザーアニール法により多結晶シリコンを形成する際に、非晶質シリコンを成膜したのち、紫外線領域の光エネルギーを照射することにより脱水素処理を行なうことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記紫外線領域の光エネルギーが、レーザー光およびＵＶランプ光のいずれかから選択されることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
プラスチック材料などの樹脂製基板上に多結晶シリコンからなる半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜層、ソース電極およびドレイン電極を直接形成した薄膜トランジスタを液晶駆動に用いる液晶表示装置を製造する方法において、非晶質シリコン層からレーザーアニール法によって前記多結晶シリコンからなる半導体層を形成するものであって、前記レーザーアニールに先立ち、前記非晶質シリコンを成膜したのち、紫外線領域の光エネルギーを照射することにより脱水素処理を行なう液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記紫外線領域の光エネルギーが、レーザー光およびＵＶランプ光のいずれかから選択される請求項６記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
プラスチック材料などの樹脂製基板上に多結晶シリコンからなる半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜層、ソース電極およびドレイン電極を直接形成した薄膜トランジスタを液晶駆動に用いる液晶表示装置であって、前記多結晶シリコンが、非晶質シリコン膜からレーザーアニール法により多結晶化されたものであり、かつ前記非晶質シリコン膜が前記レーザーアニール法に先立ち紫外線領域の光エネルギーを照射することにより脱水素処理されたものである液晶表示装置。
【請求項９】
前記紫外線領域の光エネルギーが、レーザー光およびＵＶランプ光のいずれかから選択されたものである請求項８記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法に関する、ＴＦＴの性能を安定、かつ高性能にすることを目的としたもので、本発明はＴＦＴ−ＬＣＤの表示特性を損なうことなく生産性を向上するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス基板のような透明絶縁物上に、薄膜トランジスタをマトリクス状に配置したアクティブマトリクス基板と、対向電極を兼ね備えたカラーフィルター基板と液晶を組み合わせたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、画像表示装置の平面化への期待と共に、フラットディスプレイとして商品化も進められノートパソコンはもちろんＯＡモニター用としても大きな市場を開拓した。
【０００３】
とりわけ、半導体層に多結晶シリコン膜を用いた薄膜トランジスタで駆動する液晶表示装置は、周辺駆動回路などもガラス基板上に形成でき、実装点数を削減できるなどのメリットがあり、携帯端末を中心に広がりを見せている。
【０００４】
多結晶シリコンからなる薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の作成方法については、いくつか先行事例があり、たとえば、特許文献１〜４に記載されている。また、樹脂基板上に薄膜トランジスタなどを形成する方法についていくつか先行事例があり、たとえば特許文献５〜７に記載されている。
【０００５】
一例として、図６にＴＦＴアレイ基板の主要断面図を示す。ガラス基板１上に絶縁層である、窒化珪素膜２、酸化珪素膜３と水素化非晶質シリコン膜４をプラズマＣＶＤ法を用いて連続形成する。このとき、レーザーアニールにより非晶質シリコン膜を多結晶化したときにシリコン膜中の水素が突沸するのを防ぐために、水素化非晶質シリコン膜の成膜直後に基板を４７０〜５００℃程度に熱して、あらかじめ非晶質シリコン膜中の脱水素処理を行なっておく。つぎに、バッファード弗酸などを用いて、非晶質シリコン膜上の自然酸化膜を除去したのち、たとえば、エキシマレーザ−などのレーザー光を照射し、非晶質シリコン膜を多結晶化する。
【０００６】
つぎに第一のフォトリソグラフィー工程で半導体層を、チャネルを形成する部分を残すようにアイランド状にパターニングする。つぎにゲート絶縁膜として、酸化珪素膜５をプラズマＣＶＤ法などの方法により形成する。つぎに第二のフォトリソグラフィー工程でレジストのみパターニングした上から、保持容量を形成するために、イオンドーピング法により、リンを多結晶シリコン膜４中にドープする。
【０００７】
つぎに第三のフォトリソグラフィー工程でゲート電極６をパターニングする。つぎにゲート電極６の上から、ｐ−ｃｈのＴＦＴを形成するためにイオンドープ法で多結晶シリコン膜４にボロンをドープする。
【０００８】
つぎに第四のフォトリソグラフィー工程でレジストパターンを形成し、ｎ−ｃｈのＴＦＴを形成するために、レジストの上からイオンドープ法でリンをドープする。そののち、ゲート電極６をエッチングによりパターニングし、レジストを剥離した上からリンを少量ドープし、ｎ−ｃｈ  ＴＦＴのＬＤＤ構造を形成する。
【０００９】
つぎにゲート電極６とソース電極８およびドレイン電極９の層間絶縁膜７をプラズマＣＶＤ法などにより形成したのち、熱処理により、イオンドープした不純物を活性化させるための結晶化処理を行なう。
【００１０】
つぎに第五のフォトリソグラフィー工程で、トランジスタとソース電極８およびドレイン電極９のコンタクトをとるためのコンタクトホールを形成する。
【００１１】
つぎにスパッタ法によりソース電極およびドレイン電極材料のメタルを形成し、第六のフォトリソグラフィー工程で、ソース電極８とドレイン電極９を形成する。
【００１２】
つぎに、半導体膜中の欠陥順位を少なくするために、水素プラズマ処理をしたのち、プラズマＣＶＤなどの方法でパッシベーション膜１０を形成し、第七のフォトリソグラフィー工程で、パッシベーション膜にコンタクトホールを形成する。
【００１３】
つぎに、端子電極となる透明導電膜をスパッタ法などにより形成し、第八のフォトリソグラフィー工程で端子電極をパターニングし、薄膜トランジスタアレイ基板の作成が完了する。
【００１４】
端子電極を形成する前に、有機膜などを成膜、あるいは反射膜を形成し、反射光を利用した表示デバイスのための薄膜トランジスタアレイを作成する場合もある。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１１−１０３７０号公報（第６頁、第８頁）
【特許文献２】
特開２００１−１６６３２６号公報（第２−３頁）
【特許文献３】
特開２００１−２６４８１３号公報（第３−４頁）
【特許文献４】
特開２００１−２６７５８１号公報（第４−５頁）
【特許文献５】
特開２０００−９７７６５号公報（第６頁）
【特許文献６】
特開２００２−２０８５９２号公報（第９−１０頁）
【特許文献７】
特開２００１−３５８３５１号公報（第３−４頁）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
レーザーアニールによる結晶化前の脱水素アニール時に、水素化非晶質シリコンからの脱水素と同時に、下地の絶縁膜からの脱水素が起こるために、非晶質シリコン、あるいは、下地酸化膜と非晶質シリコン膜の界面に欠陥順位が発生し、結晶化させたときの結晶粒界・結晶中の欠陥準位が増加し、トランジスタの性能が低下する。
【００１７】
本発明は、薄膜トランジスタの性能を安定かつ向上し、表示品質の優れた液晶表示装置を得ることができる製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
また、プラスチックのような耐熱性の低い樹脂基板上に直接、多結晶シリコンの薄膜トランジスタを形成するためには、プロセス温度を２００℃以下にする必要がある。本発明は、耐熱性の低い樹脂基板上に直接多結晶の薄膜トランジスタを形成した液晶表示装置を得ることができる製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための本発明にかかわる液晶表示装置の製造方法は、つぎの方法により製造する。
【００２０】
図４は、脱水素アニール時間が１２００ｓｅｃのときの脱水素アニール温度と閾値電圧のΔＶｔｈ（Ｖｔｈ（ｎ）−Ｖｔｈ（ｐ））との関係を示しており、脱水素温度が低いほど、ΔＶｔｈは小さくなり、トランジスタ性能がよくなる。ただし、温度を低くしすぎると、膜中の水素量が多くなり、そののちのレーザーアニールによる結晶化で、膜中の水素が突沸し、膜剥れを生じるため、最適温度に設定する必要がある。
【００２１】
図５は、脱水素アニール温度が４９５℃のときの脱水素アニール時間と閾値電圧ΔＶｔｈの関係を示しており、脱水素時間が長いほど、閾値電圧ΔＶｔｈは大きくなる。先ほどと同様、膜中水素量が多いと、レーザーアニールで水素の突沸が発生するため、最適時間に設定する必要がある。
【００２２】
以上より、非晶質シリコンをレーザーアニール法により多結晶シリコンを形成する前の、非晶質シリコンを成膜したのちの脱水素アニールの温度を４３０〜４８０℃の範囲にし、脱水素アニールの時間を２０〜５０分の範囲にする、あるいは脱水素アニールの温度を４８０〜５００℃の範囲で、かつアニール時間を８〜２０分の範囲とすることで、非晶質シリコン膜の下の絶縁膜からの脱水素を低減し、多結晶シリコン膜中および下の絶縁膜との界面の欠陥を低減することができる。
【００２３】
特許文献１によれば、実施例の中で、結晶化前の脱水素アニールを４００℃で２時間実施すると記載されている。温度を下げて、時間を長くすると、膜中水素を減らし、突沸を防ぐことができるが、処理時間が長くなり、装置処理能力が下がるという問題が発生する。
【００２４】
以上より、トランジスタ特性を向上、かつ安定化させ、生産性を維持するためには、レーザーアニール結晶化前の脱水素アニールの温度と時間を最適化することが必要である。これより、トランジスタの特性を安定かつ向上することができ、液晶表示装置の表示品質を損なうことのない薄膜トランジスタアレイ基板を製造することができる。
【００２５】
また、脱水素処理をガラス基板ごと高温に熱する方法ではなく、ガラス、あるいは酸化珪素膜や窒化珪素膜などの材料の吸収が少なく、非晶質シリコンのみが吸収する紫外領域の光を利用し、脱水素処理を行なうことにより、非晶質シリコンのみ脱水素過程を効率よく実施することができ、同様に、トランジスタ特性を向上、かつ安定化させることができる。この方法によれば、樹脂のような耐熱性の低い基板上に直接多結晶の薄膜トランジスタを形成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
以下、本発明をその実施例を示す図１〜３に基づき具体的に説明する。
【００２７】
図１は基板１１上に絶縁層である、窒化珪素膜１２、酸化珪素膜１３と水素化非晶質シリコン膜１４をプラズマＣＶＤ法を用いて連続形成したときの断面図である。本実施の形態では、基板１１はガラス基板である。
【００２８】
ガラス基板を３００〜４５０℃程度に予備加熱したのち、成膜室にて第１層の窒化珪素膜を５０ｎｍ成膜する。つぎに連続で、酸化珪素膜を１００〜３００ｎｍ成膜したのち、さらに連続でｉ−ａ−Ｓｉ膜を５０ｎｍ成膜する。そののち、連続で基板を２０〜５０分間、４６０℃に加熱し、ａ−Ｓｉ膜中の水素を脱水素する。このとき、窒化珪素膜１２、酸化珪素膜１３から脱水素しないように、４８０℃以上に加熱しないようにする。また、脱水素は、窒素雰囲気中で、たとえば３００〜８００Ｐａの圧力に制御しながら実施する。
【００２９】
１２〜１４の膜の成膜は、同一成膜室で連続で成膜してもよいし、膜種毎に成膜室を変えてもよい。
【００３０】
脱水素加熱は、成膜後、一度成膜装置から基板を大気に出したのちに実施しても構わない。
【００３１】
つぎに、バッファード弗酸などを用いて、非晶質シリコン膜上の自然酸化膜を除去したのち、たとえば、エキシマレーザー（波長３０８ｎｍ）などを用いて、エネルギー密度４００〜５００ｍＪ／ｃｍ２のレーザー光を非晶質シリコン膜に照射することにより多結晶化する。
【００３２】
これ以降の工程を図２、３を参照しながら説明する。まず、第一のフォトリソグラフィー工程で半導体層を、チャネルを形成する部分を残すようにアイランド状にパターニングする。つぎにゲート絶縁膜として、酸化珪素膜１５をプラズマＣＶＤ法などの方法により形成する。つぎに第二のフォトリソグラフィー工程でレジストのみパターニングした上から、保持容量を形成するために、イオンドーピング法により、リンを多結晶シリコン膜１４中にドープする。
【００３３】
つぎに第三のフォトリソグラフィー工程でゲート電極１６をパターニングする。
【００３４】
つぎにゲート電極１６の上から、ｐ−ｃｈのＴＦＴを形成するためにイオンドープ法で多結晶シリコン膜１４にボロンをドープする。
【００３５】
つぎに第四のフォトリソグラフィー工程でレジストパターンを形成し、ｎ−ｃｈのＴＦＴを形成するために、レジストの上からイオンドープ法でリンをドープする。そののち、ゲート電極１６をエッチングによりパターニングし、レジストを剥離した上からリンを少量ドープし、ｎ−ｃｈ  ＴＦＴのＬＤＤ構造を形成する。
【００３６】
つぎにゲート電極１６とソース電極１８およびドレイン電極１９の層間絶縁膜１７をプラズマＣＶＤ法などにより形成したのち、熱処理により、イオンドープした不純物を活性化させるための結晶化処理を行なう。
【００３７】
つぎに第五のフォトリソグラフィー工程で、トランジスタとソース電極１８およびドレイン電極１９のコンタクトをとるためのコンタクトホールを形成する。
【００３８】
つぎにスパッタ法によりソース電極およびドレイン電極材料のメタルを形成し、第六のフォトリソグラフィー工程で、ソース電極１８とドレイン電極１９を形成する。
【００３９】
つぎに、半導体膜中の欠陥準位を少なくするために、水素プラズマ処理をしたのち、プラズマＣＶＤなどの方法でパッシベーション膜２０を形成し、第七のフォトリソグラフィー工程で、パッシベーション膜にコンタクトホールを形成する。
【００４０】
つぎに、端子電極２１となる透明導電膜をスパッタ法などにより形成し、第八のフォトリソグラフィー工程で端子電極をパターニングし、薄膜トランジスタアレイ基板の作成が完了する。
【００４１】
端子電極を形成する前に、有機膜などを成膜、あるいは反射膜を形成し、反射光を利用した表示デバイスのための薄膜トランジスタアレイを作成する場合もある。
【００４２】
実施の形態２
以下、本発明をその実施例を示す図１〜３に基づき具体的に説明する。
【００４３】
図１は基板１１上に絶縁層である、窒化珪素膜１２、酸化珪素膜１３と水素化非晶質シリコン膜１４をプラズマＣＶＤ法を用いて連続形成したときの断面図である。本実施の形態では、基板１１はガラス基板である。
【００４４】
たとえば、ガラス基板を前記装置へ導入し、基板を３００〜４５０℃程度に予備加熱したのち、成膜室にて第１層の窒化珪素膜を５０ｎｍ成膜する。つぎに連続で、酸化珪素膜を１００〜３００ｎｍ成膜したのち、さらに連続でｉ−ａ−Ｓｉ膜を５０ｎｍ成膜する。そののち、連続で基板を４８０〜５００℃に加熱し、ａ−Ｓｉ膜中の水素を脱水素する。このとき、窒化珪素膜１２、酸化珪素膜１３から脱水素しないように、加熱時間は５〜２０分にする。また、脱水素は、窒素雰囲気中で、たとえば３００〜８００Ｐａの圧力に制御しながら実施する。
【００４５】
１２〜１４の膜の成膜は、同一成膜室で連続で成膜してもよいし、膜種毎に成膜室を変えてもよい。
【００４６】
脱水素加熱は、成膜後、一度成膜装置から基板を大気に出したのちに実施しても構わない。
【００４７】
以下、実施例１に即した形で薄膜トランジスタアレイを形成する。
【００４８】
実施の形態３
以下、本発明をその実施例を示す図１〜３に基づき具体的に説明する。
【００４９】
図１は基板１１上に絶縁層である、窒化珪素膜１２、酸化珪素膜１３と水素化非晶質シリコン膜１４をプラズマＣＶＤ法を用いて連続形成したときの断面図である。本実施の形態では、基板１１はガラス基板である。
【００５０】
たとえば、ガラス基板を前記装置へ導入し、基板を３００〜４５０℃程度に予備加熱したのち、成膜室にて第１層の窒化珪素膜を５０ｎｍ成膜する。つぎに連続で、酸化珪素膜を１００〜３００ｎｍ成膜したのち、さらに連続でｉ−ａ−Ｓｉ膜を５０ｎｍ成膜する。そののち、ＵＶ光を２０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１時間照射し、脱水素する。
【００５１】
１２〜１４の膜の成膜は、同一成膜室で連続で成膜してもよいし、膜種毎に成膜室を変えてもよい。
【００５２】
以下、実施例１に即した形で薄膜トランジスタアレイを形成する。
【００５３】
実施の形態４
以下、本発明をその実施例を示す図１〜３に基づき具体的に説明する。
【００５４】
図１は基板１１上に絶縁層である、窒化珪素膜１２、酸化珪素膜１３と水素化非晶質シリコン膜１４をプラズマＣＶＤ法を用いて連続形成したときの断面図である。本実施の形態では、基板１１はガラス基板である。
【００５５】
たとえば、ガラス基板を前記装置へ導入し、基板を３００〜４５０℃程度に予備加熱したのち、成膜室にて第１層の窒化珪素膜を５０ｎｍ成膜する。つぎに連続で、酸化珪素膜を１００〜３００ｎｍ成膜したのち、さらに連続でｉ−ａ−Ｓｉ膜を５０ｎｍ成膜する。そののち、２００〜２５０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度のエキシマレーザー光を、周波数３００Ｈｚでｉ−ａ−Ｓｉ膜にパルス照射させることによって、ｉ−ａ−Ｓｉ膜の脱水素処理を行なう。このとき、たとえば、照射面積を２００×０．４ｍｍとして、１パルスごとに短辺方向に５％ずらせながら（すなわち、９５％ずつオーバラップさせながら）照射を行なう。脱水素化のためのレーザー照射エネルギー密度は、実施の形態１で述べた非晶質シリコン膜多結晶化に用いるレーザー照射エネルギー密度の約２分の１である。
【００５６】
１２〜１４の膜の成膜は、同一成膜室で連続で成膜してもよいし、膜種毎に成膜室を変えてもよい。
【００５７】
以下、実施例１に即した形で薄膜トランジスタアレイを形成する。
【００５８】
実施の形態５
以下、本発明をその実施例を示す図１〜３に基づき具体的に説明する。
【００５９】
図１は基板１１上に絶縁層である、窒化珪素膜１２、酸化珪素膜１３と水素化非晶質シリコン膜１４をプラズマＣＶＤ法を用いて連続形成したときの断面図である。本実施の形態では、基板１１は透明な樹脂基板である。
【００６０】
樹脂基板を１８０〜２００℃程度に予備加熱したのち、成膜室にて第１層の窒化珪素膜を５０ｎｍ成膜する。つぎに連続で、酸化珪素膜を１００〜３００ｎｍ成膜したのち、さらに連続でｉ−ａ−Ｓｉ膜を５０ｎｍ成膜する。そののち、２００〜２５０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度のエキシマレーザー光を、周波数３００Ｈｚでｉ−ａ−Ｓｉ膜にパルス照射させることによって、ｉ−ａ−Ｓｉ膜の脱水素処理を行なう。このとき、たとえば、照射面積を２００×０．４ｍｍとして、１パルスごとに短辺方向に５％ずらせながら（すなわち、９５％ずつオーバラップさせながら）照射を行なう。脱水素化のためのレーザー照射エネルギー密度は、実施の形態１で述べた非晶質シリコン膜多結晶化に用いるレーザー照射エネルギー密度の約２分の１である。
【００６１】
１２〜１４の膜の成膜は、同一成膜室で連続で成膜してもよいし、膜種ごとに成膜室を変えてもよい。ただし、成膜温度は、樹脂が耐えられる温度の２００℃以下にする。
【００６２】
つぎに、バッファード弗酸などを用いて、非晶質シリコン膜上の自然酸化膜を除去したのち、たとえば、実施の形態１に述べたようにエキシマレーザーなどのレーザー光を照射し、非晶質シリコン膜を多結晶化する。これ以降の工程を図２、３を参照しながら説明する。
【００６３】
まず、第一のフォトリソグラフィー工程で半導体層を、チャネルを形成する部分を残すようにアイランド状にパターニングする。つぎにゲート絶縁膜として、酸化珪素膜１５をプラズマＣＶＤ法などの方法により形成する。つぎに第二のフォトリソグラフィー工程でレジストのみパターニングした上から、保持容量を形成するために、イオンドーピング法により、リンを多結晶シリコン膜１４中にドープする。
【００６４】
つぎに第三のフォトリソグラフィー工程でゲート電極１６をパターニングする。
【００６５】
つぎにゲート電極１６の上から、ｐ−ｃｈのＴＦＴを形成するためにイオンドープ法で多結晶シリコン膜１４にボロンをドープする。
【００６６】
つぎに第四のフォトリソグラフィー工程でレジストパターンを形成し、ｎ−ｃｈのＴＦＴを形成するために、レジストの上からイオンドープ法でリンをドープする。そののち、ゲート電極１６をエッチングによりパターニングし、レジストを剥離した上からリンを少量ドープし、ｎ−ｃｈ  ＴＦＴのＬＤＤ構造を形成する。
【００６７】
つぎにゲート電極１６とソース電極１８およびドレイン電極１９の層間絶縁膜１７をプラズマＣＶＤ法などにより形成したのち、レーザーアニール処理により、イオンドープした不純物を活性化させるための結晶化処理を行なう。
【００６８】
つぎに第五のフォトリソグラフィー工程で、トランジスタとソース電極１８およびドレイン電極１９のコンタクトをとるためのコンタクトホールを形成する。
【００６９】
つぎにスパッタ法によりソース電極およびドレイン電極材料のメタルを形成し、第六のフォトリソグラフィー工程で、ソース電極１８とドレイン電極１９を形成する。
【００７０】
つぎに、半導体膜中の欠陥準位を少なくするために、水素プラズマ処理をしたのち、プラズマＣＶＤなどの方法でパッシベーション膜２０を形成し、第七のフォトリソグラフィー工程で、パッシベーション膜にコンタクトホールを形成する。
【００７１】
つぎに、端子電極２１となる透明導電膜をスパッタ法などにより形成し、第八のフォトリソグラフィー工程で端子電極をパターニングし、薄膜トランジスタアレイ基板の作成が完了する。
【００７２】
端子電極を形成する前に、有機膜などを成膜、あるいは反射膜を形成し、反射光を利用した表示デバイスのための薄膜トランジスタアレイを作成する場合もある。
【００７３】
実施の形態３〜５では、非晶質シリコン膜の脱水素処理を基板ごと高温に熱する方法ではなく、基板、あるいは酸化珪素膜や窒化珪素膜などの材料の吸収が少なく、非晶質シリコンのみが吸収する紫外領域光の照射光源としてエキシマレーザーおよびＵＶランプを用いて脱水素処理を行なう方法を例示した。これにより、非晶質シリコンのみ脱水素過程を効率よく実施することができ、同様に、トランジスタ特性を向上、かつ安定化させることができる。この方法によれば、樹脂のような耐熱性の低い基板上にも直接多結晶の薄膜トランジスタを形成することができる。なお、紫外領域の光エネルギーの光源としては、上記目的を達成するものであればエキシマレーザーおよびＵＶランプに限るものではない。
【００７４】
【発明の効果】
非晶質シリコン膜の下の窒化珪素膜および酸化珪素膜からの脱水素を低減し、多結晶シリコン膜中および下の酸化膜との界面の欠陥を低減し、トランジスタの移動度を大きく、Ｖｔｈを小さくでき、特性を安定かつ向上することができ、液晶表示装置の表示品質に優れた薄膜トランジスタアレイ基板を製造することができる。また、樹脂などの耐熱性低い基板上に多結晶の薄膜トランジスタを直接形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における脱水素アニール実施時の断面図である。
【図２】本発明の実施例におけるＴＦＴアレイ基板のトランジスタ部断面図である。
【図３】本発明の実施例におけるＴＦＴアレイ基板の端子部断面図である。
【図４】脱水素アニール温度と薄膜トランジスタの電気特性との関係を示す図である。
【図５】脱水素アニール時間と薄膜トランジスタの電気特性との関係を示す図である。
【図６】従来技術におけるＴＦＴアレイ基板の主要断面図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  窒化珪素膜
３  酸化珪素膜
４  非晶質シリコン膜または多結晶シリコン膜
５  ゲート絶縁膜
６  ゲート電極
７  層間絶縁膜
８  ソース電極
９  ドレイン電極
１０  パッシベーション膜
１１  ガラス基板または樹脂基板
１２  窒化珪素膜
１３  酸化珪素膜
１４  非晶質シリコン膜または多結晶シリコン膜
１５  ゲート絶縁膜
１６  ゲート電極
１７  層間絶縁膜
１８  ソース電極
１９  ドレイン電極
２０  パッシベーション膜
２１  端子電極
【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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