(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体膜を形成し、
前記半導体膜上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に、ゲート電極として機能する領域を有する導電膜を形成し、
前記第１の絶縁膜を通して前記半導体膜が有する第１の領域、第２の領域及び第３の領域に一導電型を付与する不純物元素を第１の濃度で導入し、
前記第１の絶縁膜の一部を除去して、前記第１の領域及び前記第２の領域を露出させ、
前記第２の領域上にマスクを形成し、
前記第１の領域に、前記一導電型を付与する不純物元素と同じ導電型を付与する不純物元素を第２の濃度で導入し、
前記マスクを除去し、
前記半導体膜及び前記導電膜上に第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜が有する第４の領域に開口を形成し、
前記開口を形成した後に、前記第２の領域に前記一導電型を付与する不純物元素と同じ導電型を付与する不純物元素を第３の濃度で導入し、
前記第２の濃度は、前記第１の濃度より高く、
前記第３の濃度は、前記第１の濃度より高く、
前記第２の領域は、前記第４の領域と重なる領域を有し、
前記第１の領域は、前記第４の領域と重なる領域を有さず、
前記第３の領域は、前記第４の領域と重なる領域を有さないことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
半導体膜を形成し、
前記半導体膜上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に、ゲート電極として機能する領域を有する導電膜を形成し、
前記第１の絶縁膜を通して前記半導体膜が有する第１の領域、第２の領域及び第３の領域に一導電型を付与する不純物元素を第１の濃度で導入し、
前記導電膜の側面に接する絶縁物を形成し、
前記第１の絶縁膜の一部を除去して、前記第１の領域及び前記第２の領域を露出させ、
前記第２の領域上にマスクを形成し、
前記第１の領域に、前記一導電型を付与する不純物元素と同じ導電型を付与する不純物元素を第２の濃度で導入し、
前記マスクを除去し、
前記半導体膜、前記導電膜及び前記絶縁物上に第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜が有する第４の領域に開口を形成し、
前記開口を形成した後に、前記第２の領域に前記一導電型を付与する不純物元素と同じ導電型を付与する不純物元素を第３の濃度で導入し、
前記第２の濃度は、前記第１の濃度より高く、
前記第３の濃度は、前記第１の濃度より高く、
前記第２の領域は、前記第４の領域と重なる領域を有し、
前記第１の領域は、前記第４の領域と重なる領域を有さず、
前記第３の領域は、前記第４の領域と重なる領域を有さず、
前記第３の領域は、前記絶縁物と重なる領域を有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】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する発明は、半導体素子であるトランジスタ（例えば薄膜トランジスタ）、及びそれを用いた表示装置等に関する。また、そのトランジスタの作製に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタを作製する際、層間絶縁膜、ゲート絶縁膜などの絶縁膜に覆われた半導体膜又は導電膜と配線又は電極とを接続させるためのコンタクトホールは、その絶縁膜に対しドライエッチングをおこなって所定の形状に形成される（例えば特許文献１の３４段落参照）。
【０００３】
ドライエッチングとは、酸性又はアルカリ性の液体を用いるのではなく、気体を用いてエッチングする方法で、レジストマスクなどのマスクとほぼ同じ寸法のパターンを形成することができる。このエッチングを異方性エッチングといい、微細加工に適している。
【特許文献１】特開平１０−１８９４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンタクトホールの形成時、そのコンタクトホールの底部において、上記絶縁膜の下に接して（真下に）存在する半導体膜又は導電膜がわずかにエッチングされる条件でドライエッチングをおこなうことによって、その絶縁膜を完全に除去することができる。しかし、その半導体膜又は導電膜が、エッチングされる前の厚さの半分に満たない厚さまで薄くなるような、又は消失してしまうような過剰なエッチングは、意図するものではない。エッチング対象物（本明細書では絶縁膜に相当する）の厚さよりも深くエッチングすることで、そのエッチング対象物の下に接して存在する膜、基板などがエッチングされることを、オーバーエッチングという。
【０００５】
コンタクトホールの底部において、半導体膜又は導電膜が消失した場合、そのコンタクトホールに配線又は電極を形成しても、コンタクト抵抗が極めて高く、作製されるトランジスタは正常に動作しないという問題がある。この問題は、半導体膜又は導電膜のコンタクトホールが形成される直前の膜厚が薄いほど重大になる。
【０００６】
もし、コンタクトホールの底部において半導体膜又は導電膜が完全に消失してしまうと、後にそのコンタクトホールに形成される配線又は電極は、半導体膜又は導電膜の側面のみと接触する状態となる。薄膜トランジスタのソース領域又はドレイン領域が形成される半導体膜の厚さは一般に１００ｎｍ以下である。例えば厚さが３０ｎｍ〜４０ｎｍである薄い半導体膜の場合、配線又は電極と半導体膜との接触面積が極めて小さく、コンタクト抵抗が高くなる原因となる。
【０００７】
上記問題を解決するため、ドライエッチングをおこなう際の条件を工夫して、意図しない過剰なエッチングを防止しようと試みたが、適当な条件を得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した過剰なエッチングが生じる場合について追究したところ、トランジスタの半導体膜にリンなどの所定の導電型を付与する不純物元素が高濃度で含まれる場合において、過剰なエッチングが生じることが判明した。しかも、半導体膜中のその不純物元素の濃度分布を変化させるドーピング条件に依存して、その半導体膜のエッチングされる深さが変化することが判明した。
【０００９】
不純物元素をドーピングする際の条件の一つである加速電圧が変化すると、その不純物元素の濃度の深さ方向分布も変化することが知られている。通常は、加速電圧を大きくすることによって、不純物元素の濃度の深さ方向分布において、その不純物元素の濃度の最大値はより深い部分に現れる。そして注目されるべきは、半導体膜に含まれる所定の導電型を付与する不純物元素の濃度によって、その半導体膜のエッチングレートが変化することである。エッチングレートは、エッチング対象物がエッチングされた厚さ又は深さをエッチング時間で除して求められる。
【００１０】
半導体膜上に形成された絶縁膜にコンタクトホールを形成するためのドライエッチングに用いる気体は、その絶縁膜を選択的にエッチングするものとして、ＣＨＦ３、ＣＦ４など（さらにヘリウム、アルゴンなどの希ガスを含んでいてもよい）が挙げられる。その気体を用いることによって、絶縁膜に対するエッチングレートの方が半導体膜に対するエッチングレートよりも大きくなるが、その半導体膜が全くエッチングされないわけではない。エッチング対象物のエッチングレート”ａ”と、エッチング対象物の下に接する材料（本明細書では例えば半導体膜に相当する）のエッチングレート”ｂ”との比、ａ／ｂを、エッチング選択比という。但し、”ａ”及び”ｂ”は正数とする。
【００１１】
本明細書に開示する発明は、Ｐ型又はＮ型を付与する不純物元素を含む半導体膜と、前記半導体膜上に形成された絶縁膜と、少なくとも前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記半導体膜と電気的に接続された電極又は配線とを有し、前記半導体膜は、所定の深さよりも深い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第１の範囲であり、且つ前記所定の深さよりも浅い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第１の範囲よりも高い第２の範囲であり、前記半導体膜の、前記電極又は配線と接する部分（前記コンタクトホールの底部）よりも深い領域（第１の領域）は、前記不純物元素の濃度が前記第１の範囲である。例えば、第１の範囲は１×１０２０／ｃｍ３以下、第２の範囲は１×１０２０／ｃｍ３を超え１×１０２１／ｃｍ３以下とする。上記半導体膜は、トランジスタのソース、ドレイン、ゲート電極等として用いられる。
【００１２】
本明細書に開示する他の発明は、Ｐ型又はＮ型を付与する不純物元素を含むソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域及びドレイン領域上に形成された絶縁膜と、少なくとも前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方と電気的に接続された電極又は配線とを有し、前記ソース領域及びドレイン領域は、所定の深さよりも深い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が第１の範囲であり、且つ前記所定の深さよりも浅い領域に含まれる前記不純物元素の濃度が前記第１の範囲よりも高い第２の範囲であり、前記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方の、前記電極又は配線と接する部分（前記コンタクトホールの底部）よりも深い領域（第１の領域）は、前記不純物元素の濃度が前記第１の範囲である。例えば、第１の範囲は１×１０２０／ｃｍ３以下、第２の範囲は１×１０２０／ｃｍ３を超え１×１０２１／ｃｍ３以下とする。上記ソース領域及びドレイン領域は、半導体膜の一部の領域に上記不純物元素を導入して形成される。
【００１３】
上記第１の領域の厚さは、当該第１の領域を除く上記半導体膜（又は上記ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方）の第２の領域の厚さより薄く（例えば１ｎｍ以上薄く）、当該第２の領域の厚さの５０％、好ましくは６０％、さらに好ましくは６５％を下限とする。これは、上記コンタクトホールの底部において上記絶縁膜が残存しないようにすると共に、上記半導体膜と上記電極又は配線とのコンタクト抵抗が上昇しないようにするためである。上記半導体膜の厚さが４５ｎｍ以下で３０ｎｍの厚さを下限とする場合であっても、上記コンタクトホールの底部においてその半導体膜が消失することがない。
【００１４】
上記所定の深さは、１ｎｍ以上の深さが必要で、上記半導体膜の第２の領域の厚さの５０％以下、好ましくは４０％以下、さらに好ましくは３５％以下の深さとする。本明細書において深さとは、物体（半導体膜、ソース領域、ドレイン領域等）のオーバーエッチングされていない表面における任意の地点を基準、即ち０ｎｍの深さとしたときの値である。
【００１５】
上記半導体膜として、シリコンを主成分とする膜、シリコン及びゲルマニウムを含む膜などを用いることができる。上記半導体膜には、水素が含まれていてもよい。また、上記半導体膜は、多結晶半導体膜、単結晶半導体膜、微結晶半導体膜、非晶質半導体膜いずれでもよい。上記半導体膜にかえて、単結晶又は多結晶の半導体基板、代表的にはシリコン基板を用い、本明細書に開示する発明を適用して電界効果型トランジスタを作製してもよい。この場合、前記半導体基板に形成されたソース領域（ドレイン領域）の深さが、上記半導体膜の厚さに相当する。
【００１６】
上記不純物元素は、導電型がＮ型の場合、代表的にはリンであるがヒ素などリン以外の他の不純物元素でもよく、導電型がＰ型の場合、代表的にはボロンであるがボロン以外の他の不純物元素でもよい。
【発明の効果】
【００１７】
半導体膜の厚さが薄い場合であっても、コンタクトホールの底部において、その半導体膜が消失しないようにすることができる。さらには、コンタクトホールの底部において、その半導体膜はコンタクトホールが形成されていない部分の厚さの５０％以上残存するようにできる。したがって、コンタクトホールを介して接続する半導体膜と配線又は電極とのコンタクト抵抗の上昇が抑制される。
【００１８】
絶縁膜をドライエッチングしてコンタクトホールを形成する際に、所望の深さでオーバーエッチングを停止させることができる。したがって、コンタクトホールの底部において絶縁膜が完全に除去された、コンタクト不良のないトランジスタが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
薄膜トランジスタ（以下、本明細書ではＴＦＴと称する）を作製する例を、以下に説明する。
【００２０】
まず、図１（Ａ）に示すように、基板１１１上に下地絶縁膜１１２を１００ｎｍ〜３００ｎｍ形成する。基板１１１としてはガラス基板、石英基板、プラスチック基板、セラミックス基板等の絶縁基板、金属基板、半導体基板などを用いることができる。
【００２１】
下地絶縁膜１１２は、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）（酸化窒化珪素とも言う）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）（窒化酸化珪素とも言う）などの酸素又は窒素を含む絶縁膜の単層構造、又はこれらの積層構造を用いることができる。特に、アルカリ金属などの基板１１１に含まれる不純物、又は基板１１１に付着した汚染物質が拡散することが問題になる場合には、下地絶縁膜１１２を形成するのが好ましい。
【００２２】
基板１１１としてガラス基板を用い、マイクロ波で励起され、電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下、イオンエネルギーが５ｅＶ以下、電子密度が１×１０１１／ｃｍ３以上１×１０１３／ｃｍ３以下である高電子密度かつ低電子温度のプラズマで、そのガラス基板の表面を直接プラズマ処理しても良い。プラズマの生成はラジアルスロットアンテナを用いたマイクロ波励起のプラズマ処理装置を用いることができる。このとき、窒素（Ｎ２）、又はアンモニア（ＮＨ３）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）などの窒化物気体を導入すると、ガラス基板の表面を窒化することができる。このガラス基板の表面に形成された窒化物層は、窒化珪素を主成分とするので、ガラス基板から拡散する不純物のブロッキング層として利用することができる。この窒化物層の上に酸化珪素膜又は窒素を含む酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法で形成して下地絶縁膜１１２としても良い。
【００２３】
他にも、酸化珪素又は窒素を含む酸化珪素で形成された下地絶縁膜１１２の表面に対し上記プラズマ処理を行うことにより、その表面及び表面から１ｎｍ〜１０ｎｍまでの深さを窒化処理をすることができる。このきわめて薄い窒化された層により、下地絶縁膜１１２の上に後に形成される半導体膜へ応力の影響を与えることなく、下地絶縁膜１１２をブロッキング層とすることができる。
【００２４】
半導体膜の下に接する下地絶縁膜１１２は、膜厚０．０１ｎｍ〜１０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍの窒化珪素膜又は酸素を含む窒化珪素膜とすると好ましい。半導体膜に対し結晶化する際、金属元素を用いて結晶化する方法を用いた場合、その金属元素をゲッタリングする必要がある。このときに、下地絶縁膜１１２が酸化珪素膜であると、酸化珪素膜と半導体膜との界面において、半導体膜中の金属元素と酸化珪素膜中の酸素とが反応して金属酸化物になり、金属元素がゲッタリングされにくくなる場合がある。よって、下地絶縁膜１１２の半導体膜に接する部分は、酸化珪素膜を用いないことが好ましい。
【００２５】
続いて、本実施の形態では、半導体膜としてシリコンを主成分とする膜を６０ｎｍ〜７０ｎｍ形成する。半導体膜としては、非晶質半導体膜または微結晶半導体膜をＣＶＤ法で成膜し、エキシマレーザーなどを用いたレーザー結晶化法により結晶化した結晶性半導体膜を用いることができる。微結晶半導体膜は、ＳｉＨ４等の珪素の化合物でなる気体をグロー放電分解することにより得ることができる。珪素の化合物でなる気体を希釈して用いることにより、微結晶半導体膜の形成を容易なものとすることができる。ＣＶＤ法で成膜した半導体膜には、水素が多量に含まれているため、結晶化をおこなう前に、脱水素化のための熱処理を必要に応じておこなう。レーザー結晶化をおこなう場合は、あらかじめ脱水素化のための熱処理をおこなうことが好ましい。結晶性半導体膜にかえて、非晶質半導体膜を用いても構わない。
【００２６】
また、結晶化技術としてはハロゲンランプを用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）や、加熱炉を使用して結晶化する技術を適用することも可能である。さらに、ニッケル等の金属元素を用い、それを結晶核として非晶質半導体膜を固相成長させる方法を用いても良い。
【００２７】
次にシリコンを主成分とする膜を、フォトリソグラフィー工程を経て、所定の形状に形成する。本実施の形態では、所定の形状とは島状であり、島状のシリコンを主成分とする膜１１３が形成される。その島状のシリコンを主成分とする膜１１３に、不純物元素としてボロン（Ｂ）の添加を行ってもよい。その際、島状のシリコンを主成分とする膜１１３中のボロンの濃度は、１×１０１５／ｃｍ３〜１×１０１８／ｃｍ３（好ましくは１×１０１６／ｃｍ３〜５×１０１７／ｃｍ３）とする。
【００２８】
島状のシリコンを主成分とする膜１１３を覆うように、第１の絶縁膜１１４をＣＶＤ法又はスパッタ法により５ｎｍ〜５０ｎｍ形成する。第１の絶縁膜１１４は、島状のシリコンを主成分とする膜１１３に接しており、ゲート絶縁膜として機能する。
【００２９】
第１の絶縁膜１１４としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ＞０）などのいずれかを適宜組み合わせて積層構造としてもよい。本実施の形態では、第１の絶縁膜１１４は、ＳｉＮｘＯｙ膜及びＳｉＯｘＮｙ膜の積層構造とする。第１の絶縁膜１１４の表面を、前述した高電子密度かつ低電子温度のプラズマにより、酸化又は窒化処理して緻密化しても良い。この処理は第１の絶縁膜１１４の成膜に先立って行っても良い。すなわち、島状のシリコンを主成分とする膜１１３の表面に対してプラズマ処理を行う。このとき、基板温度を３００℃〜４５０℃とし、酸化雰囲気（Ｏ２、Ｎ２Ｏなど）又は窒化雰囲気（Ｎ２、ＮＨ３など）でプラズマ処理することにより、島状のシリコンを主成分とする膜１１３の上に堆積する絶縁膜と良好な界面を形成することができる。
【００３０】
続いて、第１の絶縁膜１１４上にゲート電極となる導電膜を形成する。その導電膜としては、アルミニウム（Ａｌ）膜、銅（Ｃｕ）膜、アルミニウム又は銅を主成分とする膜、クロム（Ｃｒ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、窒化タンタル（ＴａＮｘ）（ｘ＞０）膜、チタン（Ｔｉ）膜、タングステン（Ｗ）膜、窒化タングステン（ＷＮｘ）（ｘ＞０）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、前記膜のいずれか２種以上を積層させた積層膜、例えば、Ａｌ膜とＴａ膜との積層、Ａｌ膜とＴｉ膜との積層、ＴａＮｘ膜とＷ膜との積層などを用いることができる。本実施の形態では、上記導電膜を、窒化タンタル（ＴａＮｘ）約３０ｎｍとタングステン（Ｗ）約３７０ｎｍの積層膜とする。
【００３１】
続いて、上記導電膜から、フォトリソグラフィー工程を経て、所定の形状の電極１１６を形成する（図１（Ａ））。本実施の形態では、導電膜を構成する積層膜のタングステン（Ｗ）に対し、選択的に第１のエッチングをおこなう。その際、窒化タンタル（ＴａＮｘ）をエッチングしないように、窒化タンタル（ＴａＮｘ）に対するタングステン（Ｗ）のエッチング選択比の高い条件でエッチングすることが好ましい。第１のエッチングの条件の一例は次のとおりである。ＣＦ４、Ｃｌ２、Ｏ２の混合ガスを用い、混合比はＣＦ４／Ｃｌ２／Ｏ２＝６０ｓｃｃｍ／５０ｓｃｃｍ／４５ｓｃｃｍとし、０．６７Ｐａの圧力でコイル型の電極に２０００Ｗの電力を供給してプラズマを生成させる。基板側（試料ステージ）には１５０Ｗの電力を投入する。試料ステージの温度は−１０℃にする。
【００３２】
フォトリソグラフィー工程に用いるレジストマスクは、垂直な形状を有するものを用いることができる。第１のエッチングをおこなった後、レジストマスクを剥離すると、得られたタングステン（Ｗ）のパターン１１６ａの側壁にエッチングによる反応生成物が付着している。その反応生成物は、シュウ酸を主成分とする薬液（商品名：ＳＰＲ３０１）に６０℃で１０分間浸漬することで、除去される。
【００３３】
続いて、タングステン（Ｗ）のパターン１１６ａをマスクにして、窒化タンタル（ＴａＮｘ）（ｘ＞０）に対し、選択的に第２のエッチングをおこなう。このとき、第１の絶縁膜１１４をエッチングしないように、窒化タンタル（ＴａＮｘ）と第１の絶縁膜１１４とのエッチング選択比の高い条件でエッチングすることが好ましい。さらに、タングステン（Ｗ）をエッチングしないように、窒化タンタル（ＴａＮｘ）とタングステン（Ｗ）とのエッチング選択比の高いエッチング条件でエッチングすることが好ましい。第２のエッチングの条件の一例は次のとおりである。Ｃｌ２ガスを用い、２．００Ｐａの圧力でコイル型の電極に１０００Ｗの電力を供給してプラズマを生成させる。基板側（試料ステージ）には５０Ｗの電力を投入する。試料ステージの温度は−１０℃にする。
【００３４】
第２のエッチングにより、窒化タンタル（ＴａＮｘ）のパターン１１６ｂが得られ、そのパターン１１６ｂとタングステン（Ｗ）のパターン１１６ａとを併せて、ほぼ垂直な形状の電極１１６が形成される。この電極１１６はゲート電極又はゲート配線として機能する。電極１１６の形状は、後にサイドウォールを形成しない場合は垂直な形状に限定されるものではなく、タングステン（Ｗ）のパターン１１６ａと窒化タンタル（ＴａＮｘ）のパターン１１６ｂの一方又は両方をテーパー形状に形成してもよい。
【００３５】
本実施の形態のエッチングは、ドライエッチングでおこなわれ、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いて行うことが出来る。
【００３６】
次に、島状のシリコンを主成分とする膜１１３にＰ型又はＮ型を付与する不純物元素のドーピングをおこなう（図１（Ｂ））。本実施の形態では、第１の絶縁膜１１４を透過させて島状のシリコンを主成分とする膜１１３にＮ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を添加し、低濃度不純物領域１１３ａを形成する。低濃度不純物領域１１３ａ中のＮ型を付与する不純物元素の濃度は、１×１０１５／ｃｍ３〜１×１０１８／ｃｍ３（好ましくは１×１０１６／ｃｍ３〜５×１０１７／ｃｍ３）とする。不純物元素のドーピング方法としては、イオンドーピング法又はイオン注入法を用いることができる。リン（Ｐ）にかえて、砒素（Ａｓ）を用いてもよい。
【００３７】
次に、第１の絶縁膜１１４及び電極１１６を覆うように、第２の絶縁膜を形成する。第２の絶縁膜は、本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法により窒素を含む酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）を約１００ｎｍ成膜し、その後、熱ＣＶＤ法により酸化珪素膜（ＳｉＯｘ）（ｘ＞０）を約２００ｎｍ成膜して形成する。
【００３８】
次に第２の絶縁膜を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、電極１１６の側面に接する絶縁物１１７を形成する（図１（Ｃ））。絶縁物１１７を形成する工程において、電極１１６の上面は露出される。ただし、電極１１６上にマスクとして用いた絶縁膜が形成されている場合は、電極１１６の上面は露出されないことがある。電極１１６の側面の絶縁物１１７は、サイドウォールとなり、その幅は１０ｎｍ〜３００ｎｍで形成可能である。
【００３９】
この絶縁物１１７は、島状のシリコンを主成分とする膜１１３に、低濃度不純物領域１１３ａと後述する高濃度不純物領域の両方を設けるために形成される。この絶縁物１１７は、必ず形成しなければならないものではなく、必要に応じて形成すればよく、低濃度不純物領域１１３ａを形成しない場合は、絶縁物１１７は不要である。
【００４０】
絶縁物１１７を形成する工程によって、第１の絶縁膜１１４も一部除去され、図１（Ｃ）に示すような絶縁膜１１８となり、島状のシリコンを主成分とする膜１１３の一部（低濃度不純物領域１１３ａの一部）が露出される。この露出された部分が、後にソース領域及びドレイン領域となる。絶縁膜１１８はゲート絶縁膜として機能する。第１の絶縁膜１１４と低濃度不純物領域１１３ａとのエッチング選択比が低い場合は、露出された部分の低濃度不純物領域１１３ａは、オーバーエッチングによって膜厚が薄くなる。
【００４１】
それから、図１（Ｄ）に示すように、電極１１６、絶縁物１１７及び絶縁膜１１８をマスクとして、島状のシリコンを主成分とする膜１１３（低濃度不純物領域１１３ａ）中にＰ型又はＮ型を付与する不純物元素のドーピングを行い、高濃度不純物領域１１３ｂを形成する。この高濃度不純物領域１１３ｂが、ソース領域及びドレイン領域に対応する。本実施の形態では、上記不純物元素としてリンを用いる。
【００４２】
図２は、横軸にドーピングされたシリコンの表面からの深さを表し、縦軸にリンの濃度を表した、シリコン中のリンの深さ方向における濃度分布（デプスプロファイル）を示す。図２を得るためのドーピングの条件は、使用ガス：ＰＨ３（フォスフィン）を５％の濃度に希釈したもの、ガス流量：４０ｓｃｃｍ、加速電圧：１０ｋＶ、電流密度：５．０μＡ、ドーズ量：３．０×１０１５／ｃｍ２（以下、本明細書では「条件Ａ」という）、及び使用ガス：ＰＨ３（フォスフィン）を５％の濃度に希釈したもの、ガス流量：４０ｓｃｃｍ、加速電圧：２０ｋＶ、電流密度：５．０μＡ、ドーズ量：３．０×１０１５／ｃｍ２（以下、本明細書では「条件Ｂ」という）である。
【００４３】
図２では、加速電圧が１０ｋＶである「条件Ａ」を実線で表し、加速電圧が２０ｋＶである「条件Ｂ」を破線で表している。深さが２０ｎｍよりも深くなるほど、「条件Ａ」の場合の方が「条件Ｂ」の場合よりもリンの濃度が低くなることが顕著である。そして、「条件Ａ」の場合、深さが３０ｎｍよりも深い領域ではリンの濃度は１×１０２０／ｃｍ３以下である。一方、「条件Ｂ」の場合、深さが４５ｎｍよりも浅い領域で、リンの濃度は１×１０２０／ｃｍ３を超える。
【００４４】
本実施の形態において、高濃度不純物領域１１３ｂを形成するためにリンをドーピングする条件として、加速電圧が１０ｋＶである「条件Ａ」を採用する。
【００４５】
その後、熱処理などをおこなうことによって、ドーピングした不純物元素の活性化を行う。後述する単層構造の層間絶縁膜１２０を形成後、又は積層構造の層間絶縁膜１２０の第１層又は第２層を形成後に、活性化をおこなってもよい。活性化の方法として、レーザー光の照射、ＲＴＡ、炉を用いた５５０℃以下で４時間以下の加熱処理などが用いられる。なお、この活性化は、高濃度不純物領域１１３ｂに含まれるリンの深さ方向における濃度分布が、均一化しないような条件でおこなう必要がある。
【００４６】
島状のシリコンを主成分とする膜１１３の一部である高濃度不純物領域１１３ｂ、及び電極１１６を少なくとも覆うように、層間絶縁膜１２０を６００ｎｍ以上形成する（図３（Ａ））。層間絶縁膜１２０は有機材料又は無機材料を用いて形成される。層間絶縁膜１２０は単層構造でも良いし、２層又は３層の積層構造でも良い。本実施の形態では、窒化珪素膜を窒素を含む酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ＞０）で挟んだ３層の積層構造を層間絶縁膜１２０に用いる。
【００４７】
層間絶縁膜１２０に、高濃度不純物領域１１３ｂの少なくとも一部を露出させるためのコンタクトホール１２１をドライエッチングにより形成する（図３（Ｂ））。コンタクトホール１２１の形成と同時に、電極１１６の少なくとも一部を露出させるための図示していないコンタクトホールを、層間絶縁膜１２０に形成してもよい。ただし、電極１１６に対するオーバーエッチングの深さに注意しなければならない。
【００４８】
本実施の形態では、コンタクトホール１２１を形成するためのドライエッチングを３つのステップを通じておこなう。本実施の形態でドライエッチングに用いるガスは、ヘリウム（Ｈｅ）とＣＨＦ３の混合ガスであるが、各ステップでは混合比（流量比）が異なる。第１のステップでは、混合比はＣＨＦ３／Ｈｅ＝５０ｓｃｃｍ／１００ｓｃｃｍとし、５．５Ｐａの圧力でプラズマを生成させる。第２のステップでは、混合比はＣＨＦ３／Ｈｅ＝７．５ｓｃｃｍ／１４２．５ｓｃｃｍとし、第１のステップと同じ圧力で、層間絶縁膜１２０の残りの膜厚が約２００ｎｍになるまでエッチングする。第３のステップでは層間絶縁膜１２０と高濃度不純物領域１１３ｂのエッチング選択比が高い条件を採用するため、混合比はＣＨＦ３／Ｈｅ＝４８ｓｃｃｍ／１５２ｓｃｃｍとし、第１のステップ及び第２のステップと同じ圧力で最終的にコンタクトホール１２１を形成する。
【００４９】
本実施の形態では、第３のステップの所要時間は、第１のステップ及び第２のステップの所要時間よりも長く設定され、第３のステップにおいてオーバーエッチングはおこなわれる。以下、本明細書では、上記３つのステップを「条件Ｃ」という。この「条件Ｃ」で用いるガスは、ＣＨＦ３にかえて他のガスＣＸＦＹ（Ｘ、Ｙは正の整数）例えばＣＦ４を用いることができ、ヘリウムにかえて他の希ガス例えばアルゴン（Ａｒ）を用いることができる。
【００５０】
次に、コンタクトホール１２１に導電層、本実施の形態ではチタン（Ｔｉ）を主成分とする層と、その上にアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする層とを有する積層構造をスパッタ法により形成し、フォトリソグラフィー工程を経て配線又は電極１２２を形成する（図３（Ｃ））。このようにして、ＴＦＴが作製される。チタンにかえて、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）などのアルミニウムよりも高融点の金属を用いることができる。さらに、その積層構造は、導電性の金属窒化物を有してもよく、アルミニウムを主成分とする層を用いずに形成されてもよい。配線又は電極１２２は、高濃度不純物領域１１３ｂと電気的に接続するものである。高濃度不純物領域１１３ｂは、第１の領域１１３ｃ及び第２の領域１１３ｄからなる。第１の領域１１３ｃは、高濃度不純物領域１１３ｂが配線又は電極１２２と接する部分（コンタクトホール１２１の底部）の真下の領域である。第１の領域１１３ｃは、高濃度不純物領域１１３ｂが配線又は電極１２２と接する部分（コンタクトホール１２１の底部）よりも深い領域である、と表現することもできる。電極１１６の少なくとも一部を露出するための図示していないコンタクトホールが形成されている場合、そのコンタクトホールにも上記導電層を同時に形成することで、電極１１６と電気的に接続される配線が形成される。
【００５１】
図４（Ａ）に、「条件Ａ」でシリコンを主成分とする膜にリンをドーピングして形成された高濃度不純物領域１１３ｂと、配線又は電極１２２とが、層間絶縁膜１２０に「条件Ｃ」で形成されたコンタクトホール１２１を介して接続された部分の断面を、電子顕微鏡で観察し、撮影した写真を示す。高濃度不純物領域１１３ｂは、コンタクトホール１２１の形成時にオーバーエッチングされた結果、配線又は電極１２２と接する部分（コンタクトホール１２１の底部）の真下である第１の領域１１３ｃにおいて、約４０ｎｍの厚さになっている。高濃度不純物領域１１３ｂの、第１の領域１１３ｃを除く第２の領域１１３ｄの厚さは、約６２ｎｍであるので、高濃度不純物領域１１３ｂは約２２ｎｍの深さまでオーバーエッチングされたことになる。この高濃度不純物領域１１３ｂがオーバーエッチングされた深さ約２２ｎｍは、高濃度不純物領域１１３ｂの上記厚さ約６２ｎｍの４０％以下である。高濃度不純物領域１１３ｂのシート抵抗は、３２０Ω／□〜３４０Ω／□である。
【００５２】
「条件Ａ」でリンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜と、配線又は電極１２２と同じ材料からなる積層構造の配線又は電極とのコンタクト構造を有する素子の、コンタクトチェーン抵抗を測定した結果を、図４（Ｂ）に示す。本明細書において、コンタクトチェーン抵抗とは、導電体と半導体、導電体同士、又は半導体同士のコンタクト構造が１０００個直列接続した素子（コンタクトチェーン）の抵抗値のことである。したがって、図４（Ｂ）に示すコンタクトチェーン抵抗の値の１０００分の１が、「条件Ａ」でリンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜と配線又は電極とのコンタクトチェーン１個当たりの抵抗であり、１４０Ω以上１７０Ω以下であることが計算される。この結果は、低抵抗で、しかもばらつきが小さいことを示している。図４（Ｂ）において、横軸はコンタクトチェーンが形成された互いに異なる基板を表し、縦軸はその基板それぞれに形成されたコンタクトチェーンに対してコンタクトチェーン抵抗を複数箇所測定した結果である。
【００５３】
図４（Ａ）に示す、高濃度不純物領域１１３ｂに含まれるリンの濃度分布は、図２を参照すると次のように推定される。オーバーエッチングされていない表面から２２ｎｍの深さまでの領域（２２ｎｍの深さよりも浅い領域）のリン濃度は、４×１０２０／ｃｍ３以上１×１０２１／ｃｍ３以下であり、オーバーエッチングされた表面（配線又は電極１２２と接する部分）のリン濃度は、約４×１０２０／ｃｍ３であり、２２ｎｍの深さよりも深い領域のリン濃度は、４×１０２０／ｃｍ３より低い。
【００５４】
したがって、リン濃度が４×１０２０／ｃｍ３以上１×１０２１／ｃｍ３以下の領域の高濃度不純物領域１１３ｂはドライエッチングの際オーバーエッチングされ消失しやすいが、リン濃度が４×１０２０／ｃｍ３より低い領域、特に１×１０２０／ｃｍ３以下（０／ｃｍ３を下限とする）の領域の高濃度不純物領域１１３ｂはドライエッチングの際オーバーエッチングされにくいと考えられる。
【００５５】
このように、半導体膜中に含まれるリンのような不純物元素の濃度の深さ方向分布を制御することによって、オーバーエッチングの深さを制御することができる。
【００５６】
ドライエッチングによる半導体膜のエッチングレートが、その半導体膜中のリン濃度及びその半導体膜にリンをドーピングする際のドーズ量によって変化することを実験により確かめた結果を示す。なお、エッチングレートが小さいということはエッチングされにくいことを意味している。
【００５７】
ドライエッチングを行う試料は、リンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜が基板上に形成されたものと、ドーピングされないシリコンを主成分とする膜が基板上に形成されたものである。リンがドーピングされた試料は、シリコンを主成分とする膜中の特に深さ方向におけるリンの濃度分布を均一にするため、ドーピング後に８５０℃、２時間の熱処理を行ったものである。リンのドーピングは、ドーズ量のみ異なる３通りの条件のもと行われ、そのドーズ量は７×１０１３／ｃｍ２、７×１０１４／ｃｍ２、７×１０１５／ｃｍ２である。熱処理後のシリコンを主成分とする膜中のリンの濃度を、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）で測定した。その結果、リンの濃度は、ドーズ量７×１０１３／ｃｍ２でドーピングされた試料では約１×１０１９／ｃｍ３、ドーズ量７×１０１４／ｃｍ２でドーピングされた試料では約１×１０２０／ｃｍ３、ドーズ量７×１０１５／ｃｍ２でドーピングされた試料では約１×１０２１／ｃｍ３であった。
【００５８】
上記試料に対し、ヘリウムとＣＨＦ３の混合ガスを用いたドライエッチングを２分間行い、コンタクトホールを形成した。形成されたコンタクトホールの深さは、ドーピングされなかった試料では約１０ｎｍ、ドーズ量７×１０１３／ｃｍ２でリンがドーピングされた試料では約１７．４ｎｍ、ドーズ量７×１０１４／ｃｍ２でリンがドーピングされた試料では約２０．９ｎｍ、ドーズ量７×１０１５／ｃｍ２でリンがドーピングされた試料では約２５．５ｎｍであった。この結果は、シリコンを主成分とする膜中のリン濃度が低いほどエッチングレートが小さく、ドーピングされなかった試料が最もエッチングレートが小さいことを示している。
【００５９】
以上、本実施の形態ではＴＦＴを作製する例を述べたが、本明細書に開示する発明は、ＴＦＴ以外の半導体素子にも適用可能である。例えば、シリコン基板を用いた電界効果型トランジスタを作製することができる。その場合、下地絶縁膜１１２及び島状のシリコンを主成分とする膜１１３を設けない。基板１１１としてＰ型のシリコン基板を用いた場合、そのシリコン基板にＮ型を付与する不純物元素をドーピングして、高濃度不純物領域１１３ｂ（ソース領域及びドレイン領域）を形成する。さらに、高濃度不純物領域１１３ｂに隣接して、低濃度不純物領域１１３ａを形成してもよい。高濃度不純物領域１１３ｂを形成する際、その高濃度不純物領域１１３ｂの所定の深さよりも深い領域に含まれるＮ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０２０／ｃｍ３以下とする。
【００６０】
（比較例）
リンのドーピングを、実施の形態１に記載した加速電圧が２０ｋＶである「条件Ｂ」でおこなった場合を示す。図５（Ａ）に示す写真は、シリコンを主成分とする膜に「条件Ｂ」でリンがドーピングされた高濃度不純物領域５１３ｂと、配線又は電極５２２とが、層間絶縁膜５２０に形成されたコンタクトホールを介して接続された部分の断面を、電子顕微鏡で観察し、撮影したものである。本比較例は、リンのドーピングを、実施の形態１に記載した加速電圧が１０ｋＶである「条件Ａ」にかえて「条件Ｂ」でおこなった点でのみ、実施の形態１と相違する。
【００６１】
高濃度不純物領域５１３ｂは、コンタクトホール形成時に過剰にエッチングされた結果、配線又は電極５２２と接する部分の真下である第１の領域において極めて薄く、コンタクトホール形成前の膜厚の５０％に満たない厚さになっている。高濃度不純物領域５１３ｂの、第１の領域を除く第２の領域の厚さは、約６０ｎｍである。その高濃度不純物領域５１３ｂのシート抵抗は、１９０Ω／□〜２１０Ω／□であり、実施の形態１における高濃度不純物領域１１３ｂのシート抵抗よりも低い。この結果は、リンの濃度分布の違いに起因する。
【００６２】
「条件Ｂ」でリンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜と配線又は電極５２２とのコンタクト構造を有する素子の、コンタクトチェーン抵抗を測定した結果を、図５（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）に示すコンタクトチェーン抵抗よりも、図５（Ｂ）に示すコンタクトチェーン抵抗の方がはるかに高い値を示しており、しかもばらつきが大きい。この結果は、前述のように高濃度不純物領域５１３ｂのシート抵抗が小さいという利点を有していても、実用に供するには不適当であることを意味している。図５（Ｂ）において、横軸はコンタクトチェーンが形成された互いに異なる基板を表し、縦軸はその基板それぞれに形成されたコンタクトチェーンに対してコンタクトチェーン抵抗を複数箇所測定した結果である。
【００６３】
図５（Ａ）に示す、高濃度不純物領域５１３ｂに含まれるリンの濃度分布は、図２を参照すると次のように推定される。オーバーエッチングされていない表面から４５ｎｍの深さまでの領域（４５ｎｍの深さよりも浅い領域）のリン濃度は、１×１０２０／ｃｍ３を超え１×１０２１／ｃｍ３以下、オーバーエッチングされた表面（配線又は電極５２２と接する部分）のリン濃度は、１×１０２０／ｃｍ３〜２×１０２０／ｃｍ３である。
【００６４】
したがって、リン濃度が１×１０２０／ｃｍ３を超え１×１０２１／ｃｍ３以下の領域の高濃度不純物領域５１３ｂは、ドライエッチングの際オーバーエッチングされ消失しやすいが、リン濃度が１×１０２０／ｃｍ３以下（０／ｃｍ３を下限とする）の領域の高濃度不純物領域５１３ｂはドライエッチングの際オーバーエッチングされにくいと考えられる。
【００６５】
本比較例の結果は、「条件Ｂ」でリンがドーピングされたシリコンを主成分とする膜の厚さが４５ｎｍ以下の場合、その膜はオーバーエッチングされた結果消失してしまう可能性が高いことを示している。このように消失してしまう場合、コンタクトチェーン抵抗は図５（Ｂ）に示す値よりもさらに大きくなる。
【００６６】
実施の形態１と本比較例とで、オーバーエッチングの深さが異なる理由について考察する。両者の工程上の相違は、リンをドーピングする際の加速電圧の相違のみである。しかし、そのことによって、図２に示すようにリンの濃度分布が相違する。
【００６７】
実施の形態１の場合、高濃度不純物領域１１３ｂは１０ｎｍの深さ付近においてリンの濃度が最大となる。１０ｎｍより深くなるとリンの濃度は低下し、２０ｎｍの深さ付近ではリンの濃度は約５×１０２０／ｃｍ３となり、３０ｎｍより深くなるとリンの濃度は１×１０２０／ｃｍ３以下となる。この場合、リンの濃度が低下する１０ｎｍよりも深くなるにつれて、層間絶縁膜１２０と高濃度不純物領域１１３ｂとのエッチング選択比は高くなる。すなわち、高濃度不純物領域１１３ｂのエッチングレートが小さくなるため、エッチングは抑制される。したがって、図４（Ａ）に示すように、高濃度不純物領域１１３ｂは約２２ｎｍの深さでオーバーエッチングを停止する。
【００６８】
一方、本比較例の場合、高濃度不純物領域５１３ｂは２０ｎｍの深さ付近においてリンの濃度が最大となり、２０ｎｍより深い領域でようやくリンの濃度は低下し始めるが、実施の形態１の場合よりもずっと緩やかな低下である。したがって、実施の形態１の場合とは異なり、層間絶縁膜５２０と高濃度不純物領域５１３ｂとのエッチング選択比は低く、高濃度不純物領域５１３ｂのエッチングは抑制されない。したがって、図５（Ａ）に示すように、高濃度不純物領域５１３ｂは２２ｎｍの深さよりもはるかに深くまでオーバーエッチングされてしまう、という問題が生じる。
【００６９】
（実施の形態２）
本実施の形態は、実施の形態１とは異なる方法で、ＴＦＴを作製する例である。
【００７０】
コンタクトホールによって開口される半導体膜の領域に、高濃度不純物領域（ソース領域及びドレイン領域）が形成されるドーピングを、コンタクトホールを形成する前におこなわず、コンタクトホールを形成した後におこなう。そうすると、層間絶縁膜と半導体膜とのエッチング選択比が高く、それらの界面でエッチングを停止させることが容易になる。つまり、コンタクトホールを形成する際に、その半導体膜をオーバーエッチングすることなく、その層間絶縁膜を完全に除去することが可能になる。以下に、具体例を説明する。
【００７１】
実施の形態１にしたがって、図１（Ｃ）に示す島状のシリコンを主成分とする膜１１３の一部（低濃度不純物領域１１３ａの一部）を露出させる工程までおこなう。その露出した部分のさらに一部、すなわち後にコンタクトホールによって開口される領域を、レジストマスクなどのマスクで覆う。それから、比較例で採用した「条件Ｂ」で島状のシリコンを主成分とする膜１１３にリンのドーピングをおこなうことによって、高濃度不純物領域６１３ｂが形成される（図６（Ａ））。一方、レジストマスクなどのマスクで覆われた領域には、高濃度不純物領域６１３ｂは形成されない。「条件Ｂ」でリンのドーピングをおこなうのは、高濃度不純物領域６１３ｂのシート抵抗を低くするためである。「条件Ｂ」でなく実施の形態１で採用した「条件Ａ」でドーピングをおこなってもよい。その後、使用したレジストマスクなどのマスクを除去し、実施の形態１に記載した層間絶縁膜１２０を形成する。
【００７２】
層間絶縁膜１２０にドライエッチングをおこなってコンタクトホール６２１を形成する（図６（Ｂ））。このとき、コンタクトホール６２１の底部には、高濃度不純物領域６１３ｂが形成されていない。本実施の形態では、層間絶縁膜１２０と島状のシリコンを主成分とする膜１１３（低濃度不純物領域１１３ａ）のエッチング選択比が高い条件、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）とＣＨＦ３の混合ガスを用い、その混合比はＣＨＦ３／Ｈｅ＝５６ｓｃｃｍ／１４４ｓｃｃｍとし、７．５Ｐａの圧力でドライエッチングをおこなう。実施の形態１に記載した「条件Ｃ」の第３のステップの所要時間を短縮して、島状のシリコンを主成分とする膜１１３（低濃度不純物領域１１３ａ）がオーバーエッチングされないようにドライエッチングをおこなってもよい。このコンタクトホール６２１を、図６（Ｃ）に示す高濃度不純物領域６１３ｂが形成されるすべての領域を露出させる大きさに形成する場合は、前述した、レジストマスクなどのマスクで覆ってリンのドーピングをおこなう工程は必要ない。
【００７３】
さらに、このコンタクトホール６２１を通じて、島状のシリコンを主成分とする膜１１３（低濃度不純物領域１１３ａ）に高濃度不純物領域６１３ｂを形成するために、「条件Ｂ」でリンのドーピングをおこなう（図６（Ｃ））。「条件Ｂ」にかえて「条件Ａ」でドーピングをおこなってもよい。その後、ドーピングした不純物元素の活性化をおこなう。
【００７４】
その後、コンタクトホール６２１に、実施の形態１に記載したように配線又は電極１２２を形成する（図６（Ｄ））。
【００７５】
本実施の形態は、実施の形態１と比べて工程が複雑であるが、リンのドーピングを「条件Ｂ」でおこなえるので高濃度不純物領域６１３ｂのシート抵抗を低くできると共に、高濃度不純物領域６１３ｂがオーバーエッチングされにくい又はされない点が特徴である。しかし、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、高濃度不純物領域６１３ｂがオーバーエッチングされるようにコンタクトホール６２１を形成してもよい。
【実施例１】
【００７６】
本明細書に開示する発明によるＴＦＴを用いて作製される表示装置として、液晶表示装置とエレクトロルミネッセンス表示装置の例を示す。以下、本明細書では、エレクトロルミネッセンス表示装置のことを、ＥＬ表示装置と称する。
【００７７】
図７は液晶表示装置の断面の一例を示す。第１の基板７０１と第２の基板７０２との間に液晶層７０４を有し、これらの基板同士はシール材７００により接着されている。第１の基板７０１には少なくとも画素部７０３が形成され、第２の基板７０２には少なくとも着色層７０５が、印刷法などにより形成されている。着色層７０５は、カラー表示を行う際に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が、各画素に対応して設けられている。第１の基板７０１及び第２の基板７０２の外側には、それぞれ偏光板７０６、７０７が設けられている。また、偏光板７０７の表面には、保護膜７１６が形成されており、外部からの衝撃を緩和している。
【００７８】
画素部７０３には各画素に対応して半導体素子であるＴＦＴが形成され、本明細書に開示する発明によるＴＦＴを適用することができる。そうすることによって、各画素のＴＦＴは動作不良がなく正常に動作するため、点欠陥、線欠陥などの表示画像の欠陥を低減することができる。
【００７９】
第１の基板７０１に設けられた接続端子７０８には、ＦＰＣ７０９を介して配線基板７１０が接続されている。ＦＰＣ７０９又は接続配線には駆動回路７１１（ＩＣチップなど）が設けられ、配線基板７１０には、コントロール回路や電源回路などの外部回路７１２が設けられている。
【００８０】
冷陰極管７１３、反射板７１４及び光学フィルム７１５はバックライトユニットであり、これらが光源となる。第１の基板７０１、第２の基板７０２、上記光源、配線基板７１０、及びＦＰＣ７０９は、ベゼル７１７で保持及び保護されている。
【００８１】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）は、液晶表示装置、ＥＬ表示装置などの表示装置を上面からみた概略図である。
【００８２】
図８（Ａ）において、基板８００上に、複数の画素８０２がマトリクス状に配列した画素部８０１、走査線側入力端子８０３、信号線側入力端子８０４が形成されている。画素８０２は、走査線側入力端子８０３から延在する走査線と、信号線側入力端子８０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配列している。複数の画素８０２それぞれは、スイッチング素子であるＴＦＴと画素電極を備えている。図８（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、走査線側入力端子８０３及び信号線側入力端子８０４を介して基板外部に接続される駆動回路により制御する例であるが、基板上に駆動回路を形成するＣＯＧ方式でもよい。
【００８３】
図８（Ｂ）は、画素部８１１及び走査線駆動回路８１２が基板８１０上に形成された例である。８１４は、図８（Ａ）と同様の信号線側入力端子である。また図８（Ｃ）は、画素部８２１、走査線駆動回路８２２及び信号線駆動回路８２４が基板８２０上に形成された例である。
【００８４】
図８（Ｂ）に示す走査線駆動回路８１２、図８（Ｃ）に示す走査線駆動回路８２２及び信号線駆動回路８２４は、ＴＦＴにより形成され、画素部に設けられるＴＦＴと同時に形成することができる。ただし、走査線駆動回路及び信号線駆動回路は高速動作が求められるため、これらに使用するＴＦＴには、非晶質半導体膜でなく、結晶性半導体膜をチャネル形成領域に用いたＴＦＴを採用するとよい。
【００８５】
本明細書に開示する発明によるＴＦＴを、図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示す画素部のみならず、図８（Ｂ）に示す走査線駆動回路８１２、図８（Ｃ）に示す走査線駆動回路８２２及び信号線駆動回路８２４にも採用することによって、歩留まりを向上させることができる。
【００８６】
図９は、ＥＬ表示装置の断面の一例を示す。このＥＬ表示装置は、端子部９００、駆動回路部９０１及び画素部９０２を有し、駆動回路部９０１はＰチャネル型ＴＦＴ９１０及びＮチャネル型ＴＦＴ９１１を有し、画素部９０２はスイッチング用ＴＦＴ９１２及び駆動用ＴＦＴ９１３を有する。駆動回路部９０１及び画素部９０２は、いずれも同一基板上に形成されている。
【００８７】
図９には、スイッチング用ＴＦＴ９１２及び駆動用ＴＦＴ９１３として、いわゆるマルチゲート構造を記載したが、これはＴＦＴのオフ電流を低減させることが目的である。スイッチング用ＴＦＴ９１２は例えばＮチャネル型ＴＦＴ、駆動用ＴＦＴ９１３は例えばＰチャネル型ＴＦＴとすることができる。スイッチング用ＴＦＴ９１２のゲート電極は走査線に電気的に接続され、スイッチング用ＴＦＴ９１２のソース領域又はドレイン領域とコンタクトホールを介して接続された電極又は配線は信号線に電気的に接続されている。
【００８８】
駆動用ＴＦＴ９１３のソース領域又はドレイン領域と層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して接続された電極又は配線は、陽極と陰極とそれらの間に発光層とが積層された発光素子９１４に電気的に接続されている。図９は、層間絶縁膜上にその電極又は配線が設けられ、その上に別の層間絶縁膜が設けられ、その上に発光素子９１４が形成された構成を示しているが、必ずしもこの構成に限定されない。発光素子９１４の陰極と陽極の一方又は両方に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜のような、スパッタ法又は印刷法（インクジェットなどの液滴吐出法、スクリーン印刷法など）によって形成される透明導電膜を用いることができる。透明導電膜を構成する材料は、上記ＩＴＯに限らず、透光性を有し且つ導電性を有する他の材料でもよい。陰極と陽極の両方に透明導電膜を用いることによって、発光層からの光を上方向及び下方向へ射出させることができるため、ＥＬ表示装置の表面と裏面の両方向から画像を見ることができる。
【００８９】
本明細書に開示する発明によるＴＦＴは、画素部９０２に適用することができる。そうすることによって、液晶表示装置の場合と同様に、点欠陥、線欠陥などの表示画像の欠陥を低減することができる。また、画素部９０２のみならず、駆動回路部９０１にも適用することによって、歩留まりを向上させることができる。
【００９０】
本実施例に示した表示装置は、様々な電子機器に搭載される。そのような電子機器の例として、テレビ受像機、カメラ（ビデオカメラ、デジタルカメラなど）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。本実施例に示した表示装置は、これらの電子機器の表示部などに搭載される。
【００９１】
図１０（Ａ）はテレビ受像機の一例であり、筐体１００１、表示部１００２、スピーカー１００３、操作部１００４、ビデオ入力端子１００５等を含む。本明細書に開示する発明によるＴＦＴを用いて作製された液晶表示装置、ＥＬ表示装置などの表示装置は、表示部１００２に適用される。
【００９２】
図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に、デジタルカメラの一例を示す。図１０（Ｂ）はデジタルカメラを前面からみた図であり、１０１１はレリーズボタン、１０１２はメインスイッチ、１０１３はファインダー窓、１０１４はストロボ、１０１５はレンズ、１０１６は筐体を示す。図１０（Ｃ）は上記デジタルカメラを後方からみた図であり、１０１７はファインダー接眼窓、１０１８は表示部、１０１９及び１０２０は操作ボタンを示す。本明細書に開示する発明によるＴＦＴを用いて作製された液晶表示装置、ＥＬ表示装置などの表示装置は、表示部１０１８に適用される。
【００９３】
図１０（Ｄ）に携帯電話機の一例を示す。この携帯電話機は、操作スイッチ類１０２４、マイクロフォン１０２５などが備えられた本体（Ａ）１０２１と、表示パネル（Ａ）１０２８、表示パネル（Ｂ）１０２９、スピーカ１０２６などが備えられた本体（Ｂ）１０２２とを有し、本体（Ａ）１０２１と本体（Ｂ）１０２２は蝶番１０３０で開閉可能に連結されている。表示パネル（Ａ）１０２８と表示パネル（Ｂ）１０２９は、回路基板１０２７と共に本体（Ｂ）１０２２の筐体１０２３の中に収納される。表示パネル（Ａ）１０２８及び表示パネル（Ｂ）１０２９の画素部は筐体１０２３に形成された開口窓から視認できように配置される。本明細書に開示する発明によるＴＦＴを用いて作製された液晶表示装置、ＥＬ表示装置などの表示装置は、表示パネル（Ａ）１０２８及び表示パネル（Ｂ）１０２９に適用される。
【００９４】
表示パネル（Ａ）１０２８と表示パネル（Ｂ）１０２９は、この携帯電話機の機能に応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル（Ａ）１０２８を主画面とし、表示パネル（Ｂ）１０２９を副画面として組み合わせることができる。
【００９５】
このような表示パネルを用いることにより、表示パネル（Ａ）１０２８を文字や画像を表示する高精細のカラー表示画面とし、表示パネル（Ｂ）１０２９を文字情報を表示する単色の情報表示画面とすることができる。特に表示パネル（Ｂ）１０２９をアクティブマトリクス型として、高精細化をすることにより、さまざまな文字情報を表示して、一画面当たりの情報表示密度を向上させることができる。例えば、表示パネル（Ａ）１０２８を、２〜２．５インチで６４階調、２６万色のＱＶＧＡ（３２０ドット×２４０ドット）とし、表示パネル（Ｂ）１０２９を、単色で２〜８階調、１８０〜２２０ｐｐｉの高精細パネルとして、ローマ字、ひらがな、カタカナ、数字、漢字などを表示することができる。
【００９６】
本実施例に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、蝶番１０３０などの部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機としてもよい。また、操作スイッチ類１０２４、表示パネル（Ａ）１０２８及び表示パネル（Ｂ）１０２９を一つの筐体内に納めた構成としてもよい。
【００９７】
本実施例は、実施の形態１、実施の形態２と組み合わせて実施することができる。
【実施例２】
【００９８】
本明細書に開示する発明によるトランジスタは、集積回路、非接触型集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグと称することがある）などの半導体装置に用いることができる。この非接触型集積回路装置（以下、本明細書では無線ＩＣタグと称する）は、実施例１に示したような様々な電子機器に貼り付けられることにより、その電子機器の流通経路などを明確にすることができる。
【００９９】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に無線ＩＣタグの一例をブロック図で示す。無線ＩＣタグ１１００は、非接触でデータを交信することができ、電源回路１１０１、クロック発生回路１１０２、データ復調／変調回路１１０３、制御回路１１０４、インタフェイス回路１１０５、記憶回路１１０６、バス１１０７、及びアンテナ１１０８を有する。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）にさらにＣＰＵ１１２１を備えた場合を示している。
【０１００】
電源回路１１０１は、アンテナ１１０８から入力された交流信号をもとに電源を生成する。クロック発生回路１１０２は、アンテナ１１０８から入力された信号をもとにクロック信号を生成する。データ復調／変調回路１１０３は、リーダライタ１１０９と交信するデータを復調／変調する。制御回路１１０４は、記憶回路１１０６を制御する。アンテナ１１０８は、信号の受信とデータの送信をおこなう。
【０１０１】
アンテナ１１０８を構成する材料は、例えば金、銀、銅、アルミニウム、フェライト、セラミックスなどを使用することができる。アンテナ１１０８の形状は、例えばダイポール型、輪状のループ型、らせん状のスパイラル型、平坦な直方体状のパッチ型とすることができる。
【０１０２】
無線ＩＣタグ１１００を構成する回路は、本明細書に開示する発明によるトランジスタを用いて作製することができる。アンテナ１１０８は、そのトランジスタと電気的に接続するように設けられる。アンテナ１１０８は、スパッタ法又はＣＶＤ法とフォトリソグラフィー工程の組み合わせ、フォトリソグラフィー工程を必要としないスクリーン印刷法又は液滴吐出法などにより、基板上にトランジスタと共に作製することができる。また、アンテナ１１０８として既製の部品を用い、それとトランジスタが形成された基板とを導電性ペーストなどを介して接着することにより、アンテナ１１０８とトランジスタとを電気的に接続させることができる。
【０１０３】
記憶回路１１０６として、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、有機メモリなどを用いることができる。有機メモリとは、有機化合物層を一対の電極間に設けた構造、又は有機化合物と無機化合物を有する層を一対の電極間に設けた構造であり、無線ＩＣタグの記憶回路１１０６に採用することで、無線ＩＣタグの小型化、薄型化、軽量化に寄与する。
【０１０４】
無線ＩＣタグは、従来のバーコードより作製コストが高いため、コスト低減を図る必要がある。本明細書に開示する発明を用いて無線ＩＣタグを作製することにより、歩留まりが向上し、低価格で供給できると共に、高品質で性能のばらつきを小さくすることができる。
【０１０５】
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｅ）に、無線ＩＣタグの使用例を示す。情報が記録された記録媒体１２０１自体又は記録媒体１２０１が収納されるケース、書籍１２０２、商品のパッケージ１２０３、衣類１２０４、ガラス又はプラスチック製のボトル１２０５などの物品に取り付けて、無線ＩＣタグが取り付けられた物品の、売り上げ、在庫、貸し出し及び返却の管理、紛失又は盗難の防止、回収、その他の用途に利用することができる。図１２（Ａ）乃至図１２（Ｅ）の各図において、無線ＩＣタグの取り付け位置１２００の例を示す。
【０１０６】
本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施例１と組み合わせて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】ＴＦＴの作製過程を示す断面図。
【図２】リンの深さ方向における濃度分布を示すグラフ。
【図３】ＴＦＴの作製過程を示す断面図。
【図４】コンタクト部分の断面図、及びコンタクトチェーン抵抗を示すグラフ。
【図５】コンタクト部分の断面図、及びコンタクトチェーン抵抗を示すグラフ。
【図６】ＴＦＴの作製過程を示す断面図。
【図７】液晶表示装置を示す断面図。
【図８】表示装置を上面からみた概略図。
【図９】エレクトロルミネッセンス表示装置を示す断面図。
【図１０】電子機器を示す図。
【図１１】無線ＩＣタグを示すブロック図。
【図１２】無線ＩＣタグの使用例を示す図。
【符号の説明】
【０１０８】
１１１    基板
１１２    下地絶縁膜
１１３    島状のシリコンを主成分とする膜
１１３ａ  低濃度不純物領域
１１３ｂ  高濃度不純物領域
１１３ｃ  第１の領域
１１３ｄ  第２の領域
１１４    第１の絶縁膜
１１６    電極
１１６ａ  パターン
１１６ｂ  パターン
１１７    絶縁物
１１８    絶縁膜
１２０    層間絶縁膜
１２１    コンタクトホール
１２２    配線又は電極
５１３ｂ  高濃度不純物領域
５２０    層間絶縁膜
５２２    配線又は電極
６１３ｂ  高濃度不純物領域
６２１    コンタクトホール
７０１    第１の基板
７０２    第２の基板
７０３    画素部
７０４    液晶層
７０５    着色層
７０６    偏光板
７０７    偏光板
７０８    接続端子
７０９    ＦＰＣ
７１０    配線基板
７１１    駆動回路
７１２    外部回路
７１３    冷陰極管
７１４    反射板
７１５    光学フィルム
７１６    保護膜
７１７    ベゼル
８００    基板
８０１    画素部
８０２    画素
８０３    走査線側入力端子
８０４    信号線側入力端子
８１０    基板
８１１    画素部
８１２    走査線駆動回路
８１４    信号線側入力端子
８２０    基板
８２１    画素部
８２２    走査線駆動回路
８２４    信号線駆動回路
９００    端子部
９０１    駆動回路部
９０２    画素部
９１０    Ｐチャネル型ＴＦＴ
９１１    Ｎチャネル型ＴＦＴ
９１２    スイッチング用ＴＦＴ
９１３    駆動用ＴＦＴ
９１４    発光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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【図５】
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