(57)【要約】【課題】トランジスタの電気的特性及び信頼性を高める。【解決手段】トップゲート構造のトランジスタにおいて、ゲート絶縁膜の一部を塗布法により形成する。この際、塗布膜が形成される半導体膜のサイズを、塗布液の物性，塗布条件及び必要となる塗布膜の膜厚に応じて最適に設定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に半導体膜を形成する工程と、この半導体膜を島状にパターニングする工程と、この半導体膜の上にゲート絶縁膜を形成する工程と、このゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程とを備え、
上記ゲート絶縁膜の形成工程は、ゲート絶縁膜の少なくとも一部を構成する第１の絶縁膜を塗布法により形成する工程を含むことを特徴とする、トランジスタの製造方法。
【請求項２】
上記半導体膜のパターニング工程では、上記第１の絶縁膜の形成工程で使用する塗布液の物性，塗布条件，及び必要とされる第１の絶縁膜の膜厚に応じて上記半導体膜のパターンサイズを設定することを特徴とする、請求項１記載のトランジスタの製造方法。
【請求項３】
上記半導体のパターニング工程では、上記第１の絶縁膜の形成工程で使用する塗布液の物性，塗布条件，及び必要とされる第１の絶縁膜の膜厚に応じて、許容される半導体膜の最大サイズを決定するとともに、半導体膜の全体サイズをトランジスタの要求性能に基づいて求め、この全体サイズが上記最大サイズよりも大きくなる場合には、上記半導体膜を複数に分割して形成し、個々の半導体膜のサイズを上記最大サイズ以下とすることを特徴とする、請求項２記載のトランジスタの製造方法。
【請求項４】
上記第１の絶縁膜の形成工程は、スピンコート法により行なわれることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載のトランジスタの製造方法。
【請求項５】
上記第１の絶縁膜の形成工程は、上記半導体膜上にポリシラザンを塗布し、これを熱処理により酸化シリコンに転化させることにより行なわれることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載のトランジスタの製造方法。
【請求項６】
上記熱処理はＷＥＴ  Ｏ２雰囲気下で行なわれることを特徴とする、請求項５記載のトランジスタの製造方法。
【請求項７】
上記ゲート絶縁膜の形成工程は、上記第１の絶縁膜の形成工程前に、上記半導体膜を表面酸化することで、ゲート絶縁膜の一部を構成する第２の絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載のトランジスタの製造方法。
【請求項８】
上記第２の絶縁膜の形成工程は、酸素含有ガスを処理ガスとして上記半導体膜の表面をプラズマ処理することにより行なわれることを特徴とする、請求項７記載のトランジスタの製造方法。
【請求項９】
上記第２の絶縁膜の形成工程は、酸素含有ガス雰囲気下で上記半導体膜に紫外線を照射することにより行なわれることを特徴とする、請求項７記載のトランジスタの製造方法。
【請求項１０】
上記ゲート絶縁膜の形成工程は、上記半導体膜との界面又はゲート電極との界面に、ゲート絶縁膜の一部を構成する第２の絶縁膜を蒸着法により形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載のトランジスタの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかの項に記載の方法により製造されたトランジスタを備えたことを特徴とする、電気光学装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランジスタの製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造過程において、その膜表面を平坦化することは、この上に形成される配線等の断線や短絡を防止する上で極めて重要である。特にトランジスタでは、ゲート絶縁膜の膜厚均一性が電気的特性に大きく影響するため、このゲート絶縁膜をより平坦に形成する技術が求められている。
従来、トランジスタのゲート絶縁膜は主にＣＶＤ法により形成されていた（特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８１３２５号公報
【特許文献２】
特開平１０−１４４９２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトランジスタでは、ゲート耐圧が十分にとれず、又、リーク電流が多くなる等の課題があった。これは、主に基板表面の凹凸に対するＣＶＤ膜の被覆性に起因する。例えばトップゲート型のトランジスタでは、ゲート絶縁膜はパターニングされたシリコン膜（半導体膜）の上に形成されるため、基板上には少なくともこの半導体膜自体の膜厚に起因した段差が形成される。また、半導体膜のパターニング工程では、その下地絶縁膜である酸化シリコンや窒化シリコンも一部エッチングされるため、基板上には更にこのエッチング量に応じた段差が形成される。そして、これらは重畳してより大きな段差となる。このような段差部分にＣＶＤ法でゲート絶縁膜を形成すると、半導体膜の上端部や側端部にゲート絶縁膜の薄い部分ができ、ゲート耐圧の低下やリーク電流の増加等の問題を惹起する。
【０００５】
また、ＣＶＤ法ではパーティクル等の異物が生じることがあり、これにより、更にゲート耐圧の低下やリーク電流の増加を招いたり、或いはゲート電極とソース又はドレインとのショート欠陥となることがあった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、電気的特性に優れ、信頼性の高いトランジスタを製造できるようにしたトランジスタの製造方法、及びこのトランジスタを備えた電気光学装置，電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のトランジスタの製造方法は、基板上に半導体膜を形成する工程と、この半導体膜を島状にパターニングする工程と、この半導体膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成する工程と、このゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程とを備え、上記ゲート絶縁膜の形成工程は、ゲート絶縁膜の少なくとも一部を構成する第１の絶縁膜を塗布法により形成する工程を有することを特徴とする。
【０００７】
本方法では第１の絶縁膜を塗布膜としたため、半導体膜自身の膜厚による段差や、パターニング工程において削られた下地絶縁膜による段差等をこの第１の絶縁膜により平坦化することができる。これにより、ゲート絶縁膜の膜厚の均一性が高まり、高耐圧でリーク電流の少ないトランジスタが得られる。また、塗布法では、パーティクル等の異物が生じることがないため、トランジスタの信頼性も高まる。
【０００８】
なお、第１の絶縁膜の形成工程では、スピンコート法，ディップコート法，ロールコート法，カーテンコート法，スプレー法，液滴吐出法（インクジェット法）等、種々の塗布方法を用いることができるが、特にスピンコート法では、遠心力により液膜が基板面内に広がるため、より平坦な膜が形成され易い。
また、塗布液としては、第１の絶縁膜の原料やその前駆体、或いは、熱処理により第１の絶縁膜に転化可能な種々の液体材料を用いることができる。具体的には、ポリシラザンやＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）等をキシレン等の溶剤に溶かしたものを塗布液として用い、これを熱処理により酸化シリコンに転化させることで、高品質なゲート絶縁膜を形成することができる。特にポリシラザンでは、他のものに比べてクラック耐性が高く、残留不純物の少ない絶縁膜を形成できる。なお、ポリシラザンの熱処理はＷＥＴ  Ｏ２雰囲気（水蒸気を含んだ酸素雰囲気）下で行なうことが望ましい。これにより、分極の原因となる絶縁膜中の窒素成分を少なくすることができ、トランジスタの電気的特性が安定する。
【０００９】
ところで、第１の絶縁膜の形成工程では、基板の凹凸によって、塗布液の流動抵抗にばらつきが生じることがある。例えば、半導体膜の形成された領域は他の領域に比べて塗布液の流動抵抗が相対的に大きくなり、この部分の膜面に盛り上がりが生じる場合がある。この盛り上がりの大きさは、塗布膜の膜厚（即ち、第１の絶縁膜の膜厚），塗布液の物性（粘度等），塗布条件だけでなく、この塗布膜が形成される半導体膜の大きさによっても変わる。つまり、ゲート絶縁膜の膜厚均一性は、第１の絶縁膜の形成工程だけでなく、前工程である半導体膜のパターニング工程とも密接に関連しており、均一な膜を得るためには、半導体膜のパターニング工程において予め、後工程で用いる塗布液の物性，塗布条件，及び必要とされる第１の絶縁膜の膜厚に応じて、そのパターンサイズを最適に設定しておくことが望ましい。
【００１０】
具体的な手順としては、まず、トランジスタの要求性能に応じて半導体膜の全体サイズやゲート絶縁膜の膜厚を決める。次に、このゲート絶縁膜の膜厚に応じて、必要となる第１の絶縁膜の膜厚を決め、この膜厚が得られるように塗布液の物性（粘度等）及び塗布条件を決める。これらの条件が決まれば、例えば実験データ等から、塗布膜の膜面に盛り上がりが生じない、或いは、盛り上がりができてもそれが許容されるような半導体膜の最大サイズが決まるため、このサイズ範囲内で半導体膜のパターンサイズを設定すればよい。例えば、半導体膜の全体サイズが上記最大サイズよりも大きくなる場合には、半導体膜を複数に分割して形成すればよい。このようにトランジスタをマルチゲート構造として個々の半導体膜のサイズを小さくする（即ち、上記最大サイズ以下とする）ことで、この上に形成されるゲート絶縁膜をより平坦化することができる。
【００１１】
また、ゲート絶縁膜の形成工程では、上記第１の絶縁膜の形成工程前に、上記半導体膜を表面酸化することで、ゲート絶縁膜の一部を構成する第２の絶縁膜を形成する工程を設けることが望ましい。トランジスタでは、ゲート絶縁膜の膜質や膜厚の均一性の他に、ゲート絶縁膜の界面特性がトランジスタの電気的特性に大きく影響する。このため、半導体膜との界面に、塗布膜である第１の絶縁膜よりも良好な界面特性が得られる表面酸化膜を設けることで、トランジスタの高性能化を図ることができる。
【００１２】
この第２の絶縁膜の形成方法としては、例えば酸素含有ガスを処理ガスとして半導体膜の表面をプラズマ処理する方法が挙げられる。また、この代わりに、オゾンガス雰囲気下で半導体膜を加熱してもよい。この方法では、加熱された半導体膜の近傍でオゾンが分解し、酸素ラジカルが発生する。そして、活性状態の酸素ラジカルにより半導体膜の表面が酸化され、酸化膜が形成される。このため、プラズマを用いる方法よりも、膜面のダメージが少なく高品質な界面が得られるとともに、装置の簡素化と処理時間の短縮化を図ることができる。
【００１３】
また、上記ゲート絶縁膜の形成工程では、上記半導体膜との界面又はゲート電極との界面に、ゲート絶縁膜の一部を構成する第３の絶縁膜を蒸着法により形成する工程を設けてもよい。これによっても、良好な界面特性が得られる。なお、この第３の絶縁膜は、半導体膜との界面及びゲート電極との界面のいずれか一方のみに形成してもよいが、双方に形成することも可能である。
また、本発明の電気光学装置は、上述の方法により製造されたトランジスタを備えたことを特徴とする。また、本発明の電子機器はこの電気光学装置を備えたことを特徴とする。これにより、高性能な電気光学装置及び電子機器を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の電気光学装置の一例としての液晶装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の液晶装置１は、アクティブマトリクス基板１０と、対向基板２０と、基板１０，２０の間に保持される光変調層としての液晶層４０とを備えている。
【００１６】
図１（ａ）はアクティブマトリクス基板１０の要部平面構造を示す図である。基板１０には、ガラスやプラスチック等からなる基板本体１０Ａの上に、それぞれＸ方向，Ｙ方向に複数の走査線３３，信号線３４が設けられており、これらの配線３３，３４によって区画されたそれぞれの画素には画素電極１４が配置されている。また、各画素には、画素電極１４の通電制御を行なうための複数（本実施形態では２つ）のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３０が設けられている。すなわち、走査線３３と信号線３４との交差部近傍には、信号線３４に沿って２つの島状の半導体膜３１が設けられており、両半導体膜３１に被さるように共通のゲート電極３３ａが配置されている。このゲート電極３３ａは、走査線３３から前段の走査線側に向けて分岐する形で設けられている。これらの半導体膜３１のゲート電極３３ａと対向する領域はチャネル部として機能し、このチャネル部を挟んで左右に対向する位置がそれぞれソース部，ドレイン部となる。また、各半導体膜３１のソース部はコンタクトホール１２ａを介して信号線３４に導電接続され、ドレイン部はコンタクトホール１２ｂ，１３ａを介して画素電極１４に導電接続されている。
【００１７】
図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ′断面の構造を示す図である。
本実施形態のＴＦＴ３０はトップゲート型の構造を有し、本体となる基板１０Ａの下層側から順に、半導体膜３１，ゲート絶縁膜３２，ゲート電極３３ａが積層されている。すなわち、下地絶縁膜１１の上に島状に設けられた半導体膜３１の上に、基板全面を覆うようにゲート絶縁膜３２が設けられ、このゲート絶縁膜３２上に、半導体膜３１と対向してゲート電極３３ａが設けられている。また、基板１０Ａの上には、ゲート絶縁膜３２及びゲート電極３３ａを覆うように層間絶縁膜１２が設けられ、この絶縁膜１２の上に信号線３４及び中間層３５が設けられている。この絶縁膜１２には、半導体膜３１のソース部３１ｂに通じるコンタクトホール１２ａと、ドレイン部３１ｃに通じるコンタクトホール１２ｂとが設けられており、これらのコンタクトホール１２ａ，１２ｂを介して信号線３４，中間層３５がそれぞれ上記ソース部３１ｂ，ドレイン部３１ｃに導電接続されている。さらに、基板１０Ａの上には、層間絶縁膜１２，信号線３４，中間層３５を覆うように層間絶縁膜１３が設けられ、この絶縁膜１３の上に画素電極１４が設けられている。そして、上述のように構成された基板には、更に画素電極１４，層間絶縁膜１３を覆うように、ポリイミド等からなる配向膜１５が設けられている。
【００１８】
一方、対向基板２０には、ガラスやプラスチック等の透光性基板からなる基板本体２０Ａの上に、ＩＴＯ等からなる透光性の共通電極２４が設けられ、更にこの電極２４上にポリイミド等からなる配向膜２５が設けられている。
【００１９】
ところで、上述のゲート絶縁膜３２は、島状の半導体膜３１の表面を覆う絶縁膜３２ａと、この上に積層された絶縁膜３２ｂとの２層構造からなる。絶縁膜３２ａは例えばＰＥＣＶＤ法やスパッタ法等の蒸着法によって酸化シリコンや窒化シリコン等を形成することで得られる。或いは、半導体膜３１の表面を酸化してもよい。この方法としては、例えば酸素含有ガスを処理ガスとして半導体膜３１の表面をプラズマ処理する方法や、酸素含有ガス雰囲気下で半導体膜に紫外線を照射する方法等が挙げられる。これらの方法ではいずれも半導体膜３１との間で良好な界面を形成でき、トランジスタの高性能化に寄与する。なお、本実施形態では、絶縁膜３２ａの形成方法として、紫外線照射により表面酸化する方法を採用している。
【００２０】
一方、絶縁膜３２ｂは、この絶縁膜の原料やその前駆体、或いは、熱処理により絶縁膜に転化可能な材料を溶剤に溶かしたものを塗布液として用い、これを基板上に塗布することで形成されている。
この塗布液としては、例えばポリシラザン（Ｓｉ−Ｎ結合を有する高分子の総称である）を用いることができる。ポリシラザンは、キシレンなどの液体に混合して基板上に塗布され、水蒸気または酸素を含む雰囲気で熱処理することで酸化シリコンに転化する。ポリシラザンのひとつは、［ＳｉＨ２ＮＨ］ｎ（ｎは正の整数）であり、ポリペルヒドロシラザンと言われる。この製品は、東燃（株）より「東燃ポリシラザン」の製品名で市販されている。なお、［ＳｉＨ２ＮＨ］ｎ中のＨがアルキル基（例えばメチル基、エチル基など）で置換されると、有機ポリシラザンとなり、無機ポリシラザンとは区別されることがある。
【００２１】
また、塗布された後に熱処理することで絶縁膜となる液体として、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）を用いることもできる。このＳＯＧは、シロキサン結合を基本構造とするポリマーで、アルキル基を有する有機ＳＯＧとアルキル基を持たない無機ＳＯＧがあり、アルコールなどが溶媒として使用される。ＳＯＧ膜は平坦化を目的としてＬＳＩの層間絶縁膜に使用されている。有機ＳＯＧ膜は酸素プラズマ処理に対してエッチングされ易く、無機ＳＯＧ膜は数百ｎｍの膜厚でもクラックが発生し易すいなどの問題がある。このため、単層で層間絶縁膜などに使用されることは殆どなく、ＣＶＤ絶縁膜の上層の平坦化層として利用される。この点、ポリシラザンはクラック耐性が高く、また耐酸素プラズマ性があり、単層でもある程度厚い絶縁膜として使用可能である。また、ポリシラザンは、他の材料に比べて残留不純物の少ない良質な絶縁膜を形成することができる。したがって、本例では、ポリシラザンをキシレンに混合したものを塗布液として用いる。
【００２２】
また、塗布方法としては、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、カーテンコート法、スプレー法、あるいは液滴吐出法（インクジェット法）等、種々の方法を用いることができる。特にスピンコート法では、遠心力によって塗布液が基板面内に引き伸ばされて形成されるため、より均一な膜が形成されやすい。このため、本例では、塗布法としてスピンコート法を用いる。
このようにゲート絶縁膜３２の一部を塗布法により形成した場合、塗布液の流動性により、絶縁膜３２ｂは基板表面の凹凸をならす形で平坦に形成され、半導体膜３１の形成領域におけるゲート絶縁膜３２の膜厚均一性は、ＣＶＤ法で形成した従来のものに比べて高くなる。
【００２３】
しかし、塗布法では、基板表面の凹凸によって塗布液の流動抵抗が変わるため、膜厚に若干の不均一性が生じる場合がある。つまり、絶縁膜３２ｂは半導体膜３１のパターニングによって生じた段差をならすように形成されるため、図８（ａ）に示すように、段差となる半導体膜３１の形成領域Ｅ１では塗布膜Ｍの膜厚Ｌ２は、半導体膜３１の非形成領域Ｅ２における塗布膜Ｍの膜厚Ｌ１よりも薄くなり、その分、塗布液の流動抵抗が相対的に大きくなる。このため、両領域Ｅ１，Ｅ２の流動抵抗差が大きい場合や、段差面が広い場合には、図８（ｂ）に示すように、半導体膜３１の形成領域Ｅ１において絶縁膜３２ｂの膜面に大きな盛り上がりｇが生じ、トランジスタの動作に支障が生じる。よって、このような絶縁膜３２ｂの膜厚不均一性を一定範囲内に留める必要があるが、この膜面の盛り上がりの大きさは、各領域Ｅ１，Ｅ２に形成される塗布膜Ｍの膜厚差（Ｌ１−Ｌ２）や塗布液の物性（粘度等）や塗布条件だけでなく、半導体膜３１のサイズＷによっても変わるため、半導体膜３１のパターニング工程では、後工程である絶縁膜３２ｂの形成工程で用いる塗布液の物性，塗布条件，及び必要とされる絶縁膜３２ｂの膜厚に応じて、そのパターンサイズを最適に設定する必要がある。
【００２４】
具体的な製造手順としては、図２に示すように、まず、基板全面に半導体膜を形成し（ステップＳ１；半導体膜の形成工程）、次に、この半導体膜をパターニングして、それぞれの画素に島状の半導体膜を形成する（半導体膜のパターニング工程）。
【００２５】
この際、まず、トランジスタの要求性能に基づいて１画素内に配置される半導体膜の全体サイズやゲート絶縁膜の膜厚を決定する（ステップＳ２）。次に、このゲート絶縁膜膜厚に応じて、必要となる絶縁膜３２ｂの膜厚を決め、この膜厚が得られるように塗布液の物性及び塗布条件を決定する（ステップＳ３）。このような条件が決まれば、例えば実験データ等から、塗布膜の膜面に盛り上がりが生じない、或いは、盛り上がりができてもそれが許容されるような半導体膜の最大サイズが決まる。そして、例えば上述の半導体膜の全体サイズが最大サイズ以下の大きさであれば、この全体サイズをそのまま半導体膜のパターンサイズとし、全体サイズが上記最大サイズよりも大きくなる場合には、１画素内に半導体膜を複数に分割して形成し、個々の半導体膜のパターンサイズを小さくする。このようにして１画素内に配置する半導体膜の数及びパターンサイズを決定した（ステップＳ５）、ステップＳ１で形成された半導体膜を実際にパターニングする（ステップＳ６）。
【００２６】
この後、ステップＳ６でパターニングされた半導体膜３１の表面を酸化して絶縁膜３２ａを形成し（ステップＳ７；第２の絶縁膜の形成工程）、更に、この絶縁膜３２ａの上に塗布法により絶縁膜３２ｂを形成する（ステップＳ８；第１の絶縁膜の形成工程）。そして、このようにして形成されたゲート絶縁膜３２の上にゲート電極３３ａをパターン形成する（ステップＳ９；ゲート電極の形成工程）ことで、トランジスタが製造される。
【００２７】
以下、これらの工程を図３〜図６を参照しながら詳細に説明する。
まず、図３に示すように、ガラス等からなる基板本体１０Ａの上に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により、シリコン酸化膜からなる下地絶縁膜１１を形成する。なお、下地絶縁膜として、シリコン酸化膜の他に、シリコン窒化膜やシリコン酸化窒化膜を設けてもよい。この下地絶縁膜１１は、基板１０Ａの表面状態を整えるとともに、基板１０Ａ内の不純物による半導体膜３１の汚染を防止することを目的としているが、これを省略することもできる。
【００２８】
次に、プラズマＣＶＤ法等を用いて、下地絶縁膜１１の上にアモルファスシリコン膜からなる半導体膜を形成する。この半導体膜としては、アモルファスシリコン膜に限定されず、微結晶半導体膜などのアモルファス構造を含む半導体膜であればよい。また、アモルファスシリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でもよい。続いて、この半導体膜に対してレーザアニール法や、急速加熱法（ランプアニール法や熱アニール法など）などの結晶化工程を行ない、半導体膜をポリシリコン膜に結晶化する（半導体膜の形成工程）。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は例えば４００ｍＪ／ｃｍ２とする。なお、ＹＡＧレーザの第２高調波或いは第３高調波を用いてもよい。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査するのがよい。
【００２９】
次に、図４に示すように、この半導体膜３１０を所望のサイズにパターニングする（半導体膜のパターニング工程）。この際、次工程である絶縁膜３２ｂの形成工程において平坦性のよい膜を形成するために、前述の手順に従って、半導体膜３１０のパターンサイズを一定範囲内に制限する。例えば本例では、絶縁膜３２ｂにおいて所望の膜厚を得るために、塗布液の粘度，表面張力、及び、スピンコートの回転数，回転時間を決定し、この条件に基づいて、許容される半導体膜の最大サイズを決定する。具体的には、半導体膜３１の一辺のサイズＷ１，Ｗ２をそれぞれ５０μｍ以下とし、これに応じて、１画素内に２つの半導体膜３１をパターン形成している。このように１画素内に半導体膜を複数に分割して形成することで、個々の半導体膜３１のサイズを小さくしながら、全体としてトランジスタの要求性能を満たすことができる。
【００３０】
次に、図５，図６に基づいて、図４に示した一方の半導体膜３１を用いてトランジスタを製造する方法について説明する。なお、図５，図６は、図４の一部分を取り出して異なる縮尺で示す図であり、各工程における基板１０の一部分を、図１（ｂ）に示した液晶表示装置の断面図に対応させて示している。
【００３１】
半導体膜３１０のパターニングが終了すると、図５（ａ）に示すように、酸素含有ガス雰囲気下で、基板にＵＶ光を照射し、基板表面に存在する汚染物（有機物など）を分解除去する。ここで、照射するＵＶ光は、波長２５４ｎｍにピーク強度を有する低圧水銀ランプや、波長１７２ｎｍにピーク強度を有するエキシマランプを用いる。この波長領域の光は、酸素分子（Ｏ２）をオゾン（Ｏ３）に分解し、更に、このオゾンを酸素ラジカル（Ｏ＊）に分解するため、このように生成された活性度の高いオゾンや酸素ラジカルを利用することで、基板表面に付着した有機物を効率的に除去できる。
【００３２】
次に、図５（ｂ）に示すように、基板を２００℃〜５００℃に加熱するとともに、酸素含有ガス雰囲気下で基板にＵＶ光を照射し、基板上に酸素ラジカル（Ｏ＊）を発生させる。そして、酸素ラジカルにより、半導体膜３１の表面を酸化し、シリコン酸化膜（第２の絶縁膜）３２ａを形成する（第２の絶縁膜の形成工程）。照射するＵＶ光は、波長２５４ｎｍ以下のピークを有するものが用いられる。前述したように、この波長領域の光は酸素分子（Ｏ２）をオゾン（Ｏ３）に分解し、更にこのオゾンを酸素ラジカル（Ｏ＊）に分解する。また、波長１７５ｎｍ以下の光は、酸素分子（Ｏ２）を直接分解し、酸素ラジカル（Ｏ＊）を生成する。そして、高温に加熱された基板表面に、このような活性状態の酸素ラジカルが生成されることで、半導体膜３１の表面が酸化され、絶縁膜３２ａが形成される。
【００３３】
ここで、上記ＵＶ光を発する光源としては、上記波長成分を有する光を発することが可能なものであればよく、例えば、低圧水銀ランプのように複数の線スペクトルを有するもの、エキシマランプやエキシマレーザなどの単色スペクトルを有するもの、キセノンフラッシュランプなどの連続スペクトルを有するものが用いられる。エキシマレーザとしては、例えば、中心波長２４８ｎｍのフッ化クリプトンレーザ、中心波長１９３ｎｍのフッ化アルゴンレーザなどがある。
また、基板の加熱は、ホットプレートなどの抵抗加熱方式でもよく、照射する光のエネルギーを用いた加熱でもよい。光のエネルギーを用いて基板を加熱する場合、基板の加熱に適した波長成分を有する光が好ましい。照射する光のエネルギーを用いて基板の加熱を行なうことにより、エネルギー利用の効率化が図られる。すなわち、酸素ラジカルの生成に使われなかった光のエネルギーを、基板の加熱のために効率的に利用することができる。また、抵抗加熱などを用いた他の加熱手段が不要となり、装置の簡素化が図られる。なお、抵抗加熱方式と光エネルギー加熱方式とを組み合わせて基板を加熱してもよい。
【００３４】
このプロセスでは、プラズマを用いることなく酸素ラジカルを発生させるため、膜面のダメージが少なく、半導体膜３１との間で高品質な界面を形成することができる。また、この方法では、プラズマによって酸素ラジカルを発生させる場合に比べて装置構成を簡素化できる他、基板が配置される空間を真空圧にする必要がないため、処理時間を短縮できる利点もある。
【００３５】
次に、図５（ｃ）に示すように、絶縁膜３２ａ上にシリコン酸化膜（第１の絶縁膜）３２ｂを形成する（第１の絶縁膜の形成工程）。この絶縁膜３２ｂは、ポリシラザンをキシレンに混合した塗布液を基板上にスピンコートした後、熱処理することにより形成される。この際、塗布液の物性（粘度や表面張力）やスピンコートの条件については、前述のパターニング工程で予め決定されたものを用いる。例えば、キシレン中にポリシラザンを１０％混合した塗布液を回転数１５００ｒｐｍでスピンコートし、処理温度を１００℃として５分間、プリベークを行なう。この後更に、処理温度を３５０℃としてＷＥＴ  Ｏ２雰囲気下で２６０分間、熱処理を行なう。これにより、膜厚１５０ｎｍの酸化シリコン膜が形成される。このように熱処理をＷＥＴ  Ｏ２雰囲気下で行なうことで、分極の原因となる絶縁膜中の窒素成分を少なくすることができる。
【００３６】
次に、図６（ａ）に示すように、絶縁膜３２ｂの上に、ドープドシリコン，シリサイド膜や、アルミニウム（Ａｌ），タンタル（Ｔａ），モリブデン（Ｍｏ），チタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），銅（Ｃｕ），クロム（Ｃｒ）などの金属或いはこれらの金属を含む合金からなるゲート電極形成用導電膜を形成し、続いて、この導電膜をパターニングして走査線３３及びゲート電極３３ａを形成する（ゲート電極の形成工程）。なお、ゲート電極３３ａは単層の導電膜で形成してもよく、積層構造としてもよい。
次に、このゲート電極３３ａをマスクとして不純物元素をドープする。これにより、半導体膜３１にソース部３１ｂとドレイン部３１ｃがゲート電極３３ａに対して自己整合的に形成される。そして、ゲート電極３３ａで覆われ、不純物がドープされなかった領域がチャネル部３１ａとなる。
【００３７】
次に、図６（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜３２及びゲート電極３３ａを覆うように、層間絶縁膜１２を形成する。この層間絶縁膜１２としては、例えばシリコン酸化窒化膜やシリコン酸化膜等のシリコンを含む絶縁膜を用いることができる。
【００３８】
続いて、図６（ｃ）に示すように、層間絶縁膜１２を一部開口して、半導体膜３１のソース部３１ｂ及びドレイン部３１ｃに対応する位置にそれぞれコンタクトホール１２ａ，１２ｂを形成する。次に、このコンタクトホール１２ａ、１２ｂの内壁を覆うように、アルミニウム膜、クロム膜やタンタル膜などの金属膜を形成し、パターニングによりソース電極（信号線）３４及びドレイン電極（中間層）３５を形成する。
以上の工程により、トランジスタ３０が製造される。
【００３９】
このように本実施形態では、絶縁膜３２ｂを塗布膜としたため、半導体膜のパターニング工程で生じた基板上の凹凸を、この絶縁膜３２ｂによって平坦化することができる。これにより、ゲート絶縁膜３２の膜厚均一性が高まり、高耐圧でリーク電流の少ないトランジスタが得られる。特に本実施形態では、塗布膜の平坦性に対する半導体膜３１のサイズの影響を考慮して、予め半導体膜のパターニング工程でパターンサイズを一定範囲内に制限しているため、絶縁膜３２ｂの膜厚をより均一にすることができる。
また、本実施形態ではゲート絶縁膜３２を、塗布膜としての絶縁膜３２ｂと、半導体膜３１の表面酸化膜である絶縁膜３２ａとの積層膜としているため、半導体膜３１との間で良好な界面特性が得られる。
【００４０】
［電子機器］
次に、本発明の液晶装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図７は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上述の液晶装置を用いた表示部を示している。
図７に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を用いた表示部を備えているので、確実なスイッチングにより高品質な表示が可能となる。
【００４１】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、ゲート絶縁膜３２を半導体膜３１の表面酸化膜３２ａと塗布膜である絶縁膜３２ｂとの２層構造としたが、これを３層以上の多層膜とすることもできる。例えば、蒸着法等により、ゲート電極３３ａとの界面に第３の絶縁膜を形成することで、トランジスタの電気的特性を更に安定させることができる。勿論、第１の絶縁膜３２ｂのみで良好な界面特性が得られる場合には、第２の絶縁膜３２ａや上述の第３の絶縁膜を省略して、ゲート絶縁膜３２を絶縁膜３２ｂのみの単層構造とすることも可能である。
【００４２】
また、図４では、半導体膜を１画素内で２つに分割して形成した例を示したが、この代わりに、半導体膜を３つ或いはそれ以上に分割してもよい。勿論、図２のステップＳ２で決定された半導体膜の全体サイズが十分小さい場合には、半導体膜を分割せずに単独で設けることも可能である。
また、上記実施形態では電気光学装置として液晶装置を例に挙げて説明したが、これ以外にも、例えば有機ＥＬ表示装置や電気泳動表示装置等の種々のデバイスに対して本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶装置の要部構造を示す図。
【図２】トランジスタの製造手順を説明するためのフロー。
【図３】本発明のトランジスタの製造方法を説明するための工程図。
【図４】図３に続く工程図。
【図５】図４に続く工程図。
【図６】図５に続く工程図。
【図７】本発明の電子機器の一例を示す図。
【図８】ゲート絶縁膜の膜厚均一性に対する半導体膜のサイズの影響を説明するための図。
【符号の説明】
１・・・液晶装置（電気光学装置）、１０Ａ…基板、３１…半導体膜、３２・・・ゲート絶縁膜、３２ａ・・・第２の絶縁膜、３２ｂ・・・第１の絶縁膜、３３ａ・・・ゲート電極、１２００・・・電子機器
【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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