(57)【要約】【課題】結晶化半導体薄膜の表面上に低温及び短時間において絶縁耐性に優れた良質な膜質を有する絶縁膜を形成する絶縁膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法及び液晶表示デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】絶縁膜（ゲート絶縁膜３）及び薄膜トランジスタ１０の製造方法において、基板１上に半導体薄膜２を形成し、半導体薄膜２を結晶化し、結晶化半導体薄膜２０を形成し、結晶化半導体薄膜２０の表面に異方性酸化を行い、結晶化半導体薄膜２０の表面上に異方性酸化膜３１を形成し、異方性酸化膜３１の表面上に絶縁膜３２を成膜する工程を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に半導体薄膜を形成する工程と、
前記半導体薄膜を結晶化し、結晶化半導体薄膜を形成する工程と、
前記結晶化半導体薄膜の表面に異方性酸化を行い、前記結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、
前記異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、
を備えたことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
【請求項２】
前記異方性酸化膜を形成する工程は、プラズマを用いた異方性酸化を行い、前記結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項３】
前記異方性酸化膜を形成する工程は、ＶＨＦ帯容量結合プラズマを用いた異方性酸化を行い、前記結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項４】
前記異方性酸化膜を形成する工程は、４０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数帯域のＶＨＦ帯容量結合プラズマを用いた異方性酸化を行い、前記結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程であることを特徴とする請求項３に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項５】
基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、
前記非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、前記多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、前記多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、
前記異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、
を備えたことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
【請求項６】
基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、
前記非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、前記多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、前記多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、
前記異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、を備え、
更に、前記異方性酸化膜及び前記絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側に一対の主電極領域を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
第１の透明基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、
前記非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、前記多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、前記多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、
前記異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、
前記異方性酸化膜及び前記絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側に一対の主電極領域を形成し、前記ゲート絶縁膜、前記ゲート電極及び前記一対の主電極領域を有する薄膜トランジスタを形成する工程と、
前記第１の透明基板上に第２の透明基板を対向配置させ、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板との間に液晶を封入する工程と、
を備えたことを特徴とする液晶表示デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記異方性酸化膜を形成する工程は、プラズマを用いた異方性酸化を行いて異方性酸化膜を形成する工程であることを特徴とする請求項５に記載の絶縁膜の製造方法、請求項６に記載の薄膜トランジスタの製造方法又は請求項７に記載の液晶表示デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法及び液晶表示デバイスの製造方法に関し、特に結晶化半導体薄膜の表面上に絶縁膜を形成する絶縁膜の製造方法、この絶縁膜をゲート絶縁膜として使用する薄膜トランジスタの製造方法及びこの薄膜トランジスタを備えた液晶表示デバイスの製造方法に関する。本発明は、特に液晶表示装置等の電子デバイスを構築する薄膜トランジスタの製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（液晶表示パネル）を構築する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor）の製造方法には、下記工程が含まれる。
【０００３】
まず最初に、石英ガラス基板上に非晶質シリコン薄膜を成膜する。比較的低温において結晶化が可能なＥＬＡ（エキシマレーザーアニール）を使用し、非晶質シリコン薄膜を溶融し凝固することにより多結晶シリコン薄膜を形成する。この多結晶シリコン薄膜上にゲート絶縁膜を形成する。ゲート絶縁膜上にゲート電極を成膜し、このゲート電極を所定の形状にパターンニングする。更に、ゲート電極の両側にソース領域及びドレイン領域として使用される一対の主電極領域を形成することにより、薄膜トランジスタを製造することができる。
【０００４】
この薄膜トランジスタの製造方法において、成膜時間が短く、低温成膜が可能なＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）膜がゲート絶縁膜に使用されている。下記特許文献１及び特許文献２に記載されるように、プラズマ酸化法を利用して成膜された酸化膜は、良質な膜質を有し、ゲート絶縁膜には最適である。ところが、プラズマ酸化法を利用してゲート絶縁膜を形成する場合には成膜時間が長くなり、プラズマ酸化法は液晶表示装置の量産化に適してしない。
【０００５】
また、熱酸化法を利用して成膜された酸化膜は、プラズマ酸化法を利用して成膜された酸化膜と同様に良質な膜質を有する。ところが、熱酸化法を利用してゲート絶縁膜を形成する場合には１０００℃程度の高温が必要であり、石英ガラス基板自体が４００℃程度の耐熱温度しかないので、熱酸化法は液晶表示装置の製造プロセスに適していない。
【特許文献１】特開平４−４３６４２号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の液晶表示装置の製造方法、詳細には薄膜トランジスタの製造方法においては、以下の点について配慮がなされていなかった。ゲート絶縁膜の形成に先立ち、ＥＬＡを使用して非晶質シリコン薄膜から多結晶シリコン薄膜に結晶化すると、結晶粒の成長過程において結晶粒と結晶粒との間の結晶粒界が隆起し突起が生成されてしまう。そして、ゲート絶縁膜はこの多結晶シリコン薄膜の突起が存在する表面上に成膜される。
【０００７】
このような多結晶シリコン薄膜の突起が存在する表面上にゲート絶縁膜を成膜した薄膜トランジスタにおいては、ゲート絶縁膜の突起に接する部分に応力集中が生じ、ゲート絶縁膜にクラックが発生し易い。また、ゲート絶縁膜の突起が存在する部分の膜厚はそれ以外の膜厚に比べて薄くなり、かつ多結晶シリコン薄膜つまりゲート電極の突起部分には電界集中が生じるので、ゲート絶縁膜のリーク電流が増大し易く、或いはゲート絶縁膜の絶縁耐圧が劣化し易い。結果的に、薄膜トランジスタの製造上の歩留まりが低下するばかりか、液晶表示装置の製造上の歩留まりが低下してしまう。
【０００８】
一方、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の膜厚を厚くすれば、ゲート絶縁膜のクラックの発生、リーク電流の増加、絶縁耐圧の劣化を抑制することができる。しかしながら、ゲート絶縁膜の膜厚の増加に伴い、ゲート電極に印加する動作電圧を上昇する必要があり、液晶表示装置の消費電力が増大してしまう。また、動作電圧を上昇しない場合には、薄膜トランジスタのオン動作が遅くなるので、液晶表示装置の動作速度特に画像表示速度が低下してしまう。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、結晶化半導体薄膜の表面上に低温及び短時間において絶縁耐性に優れた良質な膜質を有する絶縁膜を形成することができる絶縁膜の製造方法を提供することである。
【００１０】
更に、本発明の目的は、結晶化半導体薄膜の表面上に低温及び短時間において絶縁耐性に優れた良質な膜質を有するゲート絶縁膜を形成することができる薄膜トランジスタ及び液晶表示デバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、絶縁膜の製造方法において、基板上に半導体薄膜を形成する工程と、半導体薄膜を結晶化し、結晶化半導体薄膜を形成する工程と、結晶化半導体薄膜の表面に異方性酸化を行い、結晶化半導体薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程とを備える。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、絶縁膜の製造方法において、基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程とを備える。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、薄膜トランジスタの製造方法において、基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、を備え、更に異方性酸化膜及び絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、ゲート電極の両側に一対の主電極領域を形成する工程とを備える。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る第４の特徴は、液晶表示デバイスの製造方法において、第１の透明基板上に非晶質シリコン薄膜を形成する工程と、非晶質シリコン薄膜にレーザ光を照射して溶融し、引き続き冷却して多結晶シリコン薄膜を形成する工程と、多結晶シリコン薄膜の表面に異方性酸化を行い、多結晶シリコン薄膜の表面の粒界に発生する突起を選択的に酸化し、多結晶シリコン薄膜の表面上に異方性酸化膜を形成する工程と、異方性酸化膜の表面上に絶縁膜を成膜する工程と、異方性酸化膜及び絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、ゲート電極の両側に一対の主電極領域を形成し、ゲート絶縁膜、ゲート電極及び一対の主電極領域を有する薄膜トランジスタを形成する工程と、第１の透明基板上に第２の透明基板を対向配置させ、第１の透明基板と第２の透明基板との間に液晶を封入する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、結晶化半導体薄膜の表面上に低温及び短時間において絶縁耐性に優れた良質な膜質を有する絶縁膜を形成することができる絶縁膜の製造方法を提供することができる。
【００１６】
更に、本発明によれば、結晶化半導体薄膜の表面上に低温及び短時間において絶縁耐性に優れた良質な膜質を有するゲート絶縁膜を形成することができる薄膜トランジスタ及び液晶表示デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
［薄膜トランジスタ及びそのゲート絶縁膜の製造方法］
本発明の第１の実施の形態は、液晶表示装置（液晶表示パネル）を構築する薄膜トランジスタの製造方法、更に詳細には薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の製造方法に本発明を適用した例を説明するものである。
【００１９】
第１の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法は、図１に示すように、まず最初に基板１を準備し、この基板１の表面上の全面に非晶質シリコン薄膜（結晶化前の半導体薄膜）２を成膜する。基板１には石英ガラス基板が使用される。非晶質シリコン薄膜２はＣＶＤ法又はスパッタリング法により成膜することができる。
【００２０】
次に、ＥＬＡを使用して非晶質シリコン薄膜２を溶融し、冷却凝固することにより、図２に示すように、結晶化された多結晶シリコン薄膜（結晶化半導体薄膜）２０を形成する。この多結晶シリコン薄膜２０の結晶粒の成長過程において、結晶粒と結晶粒との間の結晶粒界が隆起し突起２０１が生成される。
【００２１】
この突起２０１が存在する状態において、フォトリソグラフィ技術を使用して多結晶シリコン薄膜２０を所定の形状にパターンニングし、多結晶シリコン薄膜２０の島領域を形成する。ここで、フォトリソグラフィ技術とは、フォトレジスト膜の塗布工程、露光工程及び現像工程を経てエッチングマスクを形成する工程と、このエッチングマスクを使用して多結晶シリコン薄膜２０をパターンニングする工程と、エッチングマスクを除去する工程とを含む意味において使用されている。また、所定の形状とは、第１の実施の形態においては薄膜トランジスタを製造するので、薄膜トランジスタのソース領域、ドレイン領域及びチャネル形成領域の輪郭形状である。
【００２２】
次に、図３に示すように、多結晶シリコン薄膜２０の表面にプラズマを用いた異方性酸化を行い、多結晶シリコン薄膜２０の表面の結晶粒界に発生する突起２０１を選択的に酸化し、多結晶シリコン薄膜２０の表面上に異方性酸化膜（プラズマ酸化膜）３１を形成する。異方性酸化膜（プラズマ酸化膜）３１は、アルゴン（Ａｒ）−酸素（Ｏ２）雰囲気中、基板温度２５０℃〜４５０℃で、周波数４０ＭＨｚ〜１００ＭＨの高周波で励起したプラズマに、多結晶シリコン薄膜２０を曝すことで形成することが出来る。例えば、アルゴン（Ａｒ）−酸素（Ｏ２）流量：７００／１０ｓｃｃｍ、圧力：１３３Ｐａ、基板温度：４００℃、周波数：４０ＭＨｚ、高周波出力：５００Ｗ、処理時間：１０分の条件下においては、１５ｎｍ程度の膜厚の酸化膜を、多結晶シリコン薄膜２０の表面に形成することができる。
【００２３】
このような条件下において異方性酸化膜３１を形成すると、この異方性酸化膜３１の成長過程おいて、多結晶シリコン薄膜２０の表面に存在する突起２０１に電界集中が発生し、この突起２０１のシリコンと酸素との反応が選択的に促進され、そして酸化が助長されるので、酸化によりシリコンが食われ、突起２０１の形状を小さくすることができるだけでなく、突起２０１の尖った形状が緩和され丸みを帯びてくる。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、多結晶シリコン２０の突起２０１が存在する表面に異方性酸化膜３１を成膜した後、異方性酸化膜３１をウエットエッチングにより取り除いた状態を観察した写真である。図７（Ａ）に示す写真において異方性酸化膜３１の成膜時間（酸化時間）は１分、図７（Ｂ）に示す写真において成膜時間は３分、図７（Ｃ）に示す写真において成膜時間は１０分である。これらの写真から明らかなように、異方性酸化膜３１を形成することによって突起２０１の形状を小さくすることができ、かつ尖った形状を緩和することができる。更に、成膜時間を増やすことによって、突起２０１の形状の変化は顕著になる。換言すれば、異方性酸化膜３１を形成することにより、多結晶シリコン薄膜２０の表面に存在する突起２０１の形状を緩和することができるので、異方性酸化膜３１の表面の平坦化を促進することができる。
【００２４】
また、異方性酸化膜３１は、高電子密度のプラズマを利用して、更に基板１側に電圧を印加することにより形成してもよい。高電子密度のプラズマを利用する場合においては、ラジカル酸化により成膜中の異方性酸化膜３１の表面にプラズマ中の電子を引き込み、異方性酸化膜に電界が与えられる。この与えられた電界によりイオン化した多結晶シリコン薄膜２０のシリコンが異方性酸化膜３１中に引き込まれ拡散され、シリコン表面に付着した酸素を負イオン化して基板１側にドリフトさせることができるので、シリコンと酸素との反応をより一層促進することができる。すなわち、多結晶シリコン薄膜２０の表面に存在する突起２０１により一層電界集中が生じ易くなり、突起２０１の形状の変化をより顕著なものにすることができる。
【００２５】
次に、図４に示すように、異方性酸化膜３１上に酸化膜３２を成膜し、異方性酸化膜３１及び酸化膜３２を有するゲート絶縁膜３を形成する。酸化膜３２は、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜、特に液晶表示装置を構築する薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として好適な、成膜時間が短く、低温成膜を実現することができるＴＥＯＳ膜を使用する。具体的には、ＴＥＯＳ膜は、３５０℃以下の温度のプラズマＣＶＤ法を使用し、８０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の膜厚において成膜される。
【００２６】
図５に示すように、ゲート絶縁膜３の酸化膜３２上にゲート電極４を形成する。ゲート電極４には例えばスパッタリング法により成膜したＭｏＷ膜を実用的に使用することができる。ゲート電極４は、成膜後にフォトリソグラフィ技術を使用して所定の形状にパターンニングされる。
【００２７】
図６に示すように、ゲート電極４のチャネル長方向の両側において、多結晶シリコン薄膜２０に不純物を注入し、ソース領域及びドレイン領域として使用される一対の主電極領域２２及び２３を形成する。主電極領域２２及び２３は、例えばｎチャネル導電型薄膜トランジスタを製造する場合にはＡｓ、Ｐ等のｎ型不純物をイオン注入法により多結晶シリコン薄膜２０中に注入し、注入された不純物を活性化することにより形成することができる。一対の主電極領域２２及び２３を形成することにより、双方の間においてゲート電極４下の多結晶シリコン薄膜２０にチャネル形成領域２１を形成することができる。
【００２８】
これら一連の製造工程が完了すると、液晶表示装置を構築するｎチャネル導電型薄膜トランジスタ１０を完成させることができる。
【００２９】
［薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の絶縁破壊特性］
前述の第１の実施の形態に係る製造方法によって製造された薄膜トランジスタ１０の絶縁破壊特性を説明する。
【００３０】
図８には絶縁破壊特性試験に使用されたモデルを示し、図９には絶縁破壊特性試験の測定結果を示す。図８において、薄膜トランジスタ１０のチャネル形成領域２１（多結晶シリコン薄膜２０）とゲート電極４との間に直流電源１１が挿入され、双方の間に直流電圧が印加される。図９において、下辺横軸は電界（ＭＶ／ｃｍ）を示し、上辺横軸は直流電圧（Ｖ）を示し、縦軸は直流電流（Ａ）を示す。試料Ａは膜厚１００ｎｍを有するＴＥＯＳ膜のみの絶縁破壊特性を示す。試料Ｂは、異方性酸化膜３１を１０ｎｍの膜厚において形成した後に膜厚１００ｎｍを有する絶縁膜（ＴＥＯＳ）３２を形成したゲート絶縁膜３の絶縁破壊特性を示す。試料Ａに示す、ＴＥＯＳ膜のみのゲート絶縁膜においては、ゲート電極４と多結晶シリコン薄膜２０間に電圧を印加すると、２ＭＶ／ｃｍ以下の小さな電界強度においても、〜10-10Ａ以上のリーク電流が流れているのに対して、試料Ｂに示す、異方性酸化膜３１を形成したゲート絶縁膜３においては、２ＭＶ／ｃｍ以下の電界強度では、リーク電流を10-10Ａ以下に抑制することができている。図９において、試料Ｂに示す、異方性酸化膜３１を形成したゲート絶縁膜３における、３ＭＶ／ｃｍ程度の電界強度での急激な電流の増加は、異方性酸化膜が絶縁破壊したことを示している。このときゲート電極４と多結晶シリコン薄膜２０間に印加される電圧は、およそ３０Ｖ程度であり、現実の素子を動作させる上で、異方性酸化膜３１は十分な絶縁破壊電圧を有していることが分かる。
【００３１】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る、液晶表示装置の薄膜トランジスタ１０の製造方法においては、異方性酸化膜３１を形成する工程を追加することにより、多結晶シリコン薄膜（結晶化半導体薄膜）２０の表面上に低温及び短時間において絶縁耐性に優れた良質な膜質を有するゲート絶縁膜３を形成することができ、ゲート電極４と多結晶シリコン薄膜２０間のリーク電流を減少させることができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、前述の第１の実施の形態に係る液晶表示装置を構築する薄膜トランジスタ１０の製造方法において異方性酸化膜３１の製造にＶＨＦ（very high frequency）帯容量結合プラズマを使用した例を説明するものである。
【００３３】
［薄膜トランジスタ及びそのゲート絶縁膜の製造方法］
第２の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法は基本的には前述の第１の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法と同様であるが、異方性酸化膜３１の製造方法が相違し、ＶＨＦ帯容量結合プラズマを使用して異方性酸化膜３１が形成されている。高周波プラズマ装置は、基板１を載置するステージをアースに接続し、基板１上の上部電極に高周波（ＲＦ）を供給する機能を備えている。この高周波の作用により、多結晶シリコン薄膜２０の表面の結晶粒界に発生する突起２０１（図２参照）には電界をより一層集中させることができる。特に、４０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数帯域のＶＨＦ帯容量結合プラズマを使用して成膜された異方性酸化膜３１は、成膜時間が短く、かつ良質な膜質を備えている。
【００３４】
［薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の成膜速度と膜質との間の関係］
図１０には第２の実施の形態に係るゲート絶縁膜３の異方性酸化膜の膜質と屈折率との関係を示す。図１０中、横軸は高周波の周波数（ＭＨｚ）を示し、左辺縦軸は異方性酸化膜３１の酸化速度（ｎｍ／ｍｉｎ）を示し、右辺縦軸は異方性酸化膜３１の屈折率を示す。
【００３５】
図１０に示すように、高周波の周波数の増加に伴い異方性酸化膜３１の屈折率が増加する傾向にあり、逆に高周波の周波数の増加に伴い酸化速度が減少する傾向にある。屈折率の増加は異方性酸化膜３１の膜質が良好であることを意味する。第２の実施の形態においては、異方性酸化膜３１の製造に上記ＶＨＦ帯が使用されている。周波数帯域が４０ＭＨｚ未満の場合には、異方性酸化膜３１の屈折率が上昇傾向にあるが、酸化速度の減少の傾きが大きい。また、周波数帯域が１００ＭＨｚを越えるの場合には、異方性酸化膜３１の屈折率は若干上昇傾向にあるものの、酸化速度がなかり減少する。従って、屈折率の上昇傾向が安定域にありかつ酸化速度の減少傾向が許容可能な範囲内の４０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数帯域のＶＨＦ帯容量結合プラズマを使用して異方性酸化膜３１が形成されている。
【００３６】
以上説明したように、第２の実施の形態に係る、液晶表示装置の薄膜トランジスタ１０の製造方法においては、異方性酸化膜３１を形成する工程を追加することにより、多結晶シリコン薄膜（結晶化半導体薄膜）２０の表面上に低温及び短時間において絶縁耐性に優れた良質な膜質を有するゲート絶縁膜３を形成することができる。
【００３７】
（その他の実施の形態）
本発明は、前述の一実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変形可能である。例えば、前述の実施の形態においては、薄膜トランジスタ１０のゲート絶縁膜３が異方性酸化膜３１と酸化膜３２との２層構造を有する場合について説明したが、本発明は、更に絶縁膜を追加して３層構造以上のゲート絶縁膜３にしてもよい。また、本発明は、ゲート絶縁膜３の少なくとも１つの層を窒化膜としてもよい。また、本発明は、単結晶シリコン薄膜若しくは多結晶シリコン薄膜（半導体薄膜）を結晶化つまり再結晶化により多結晶シリコン薄膜２０にする場合にも適用することができる。
【００３８】
更に、本発明は、液晶表示装置を構築する薄膜トランジスタに限定されるものではなく、結晶性半導体薄膜を動作領域として使用するトランジスタ、例えばＳＯＩ（silicon on insulator）基板上に形成される薄膜トランジスタを集積化したロジック、メモリ等を搭載する電子デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置及び薄膜トランジスタの製造方法を説明する第１の工程断面図である。
【図２】第２の工程断面図である。
【図３】第３の工程断面図である。
【図４】第４の工程断面図である。
【図５】第５の工程断面図である。
【図６】第６の工程断面図である。
【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）第１の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法において多結晶シリコン薄膜の表面状態を示す写真である。
【図８】第１の実施の形態に係る薄膜トランジスタの絶縁破壊特性試験に使用されたモデル図である。
【図９】図８のモデルを使用した絶縁破壊特性試験の測定結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置及び薄膜トランジスタの製造方法においてゲート絶縁膜を製造する際の高周波周波数と酸化速度と屈折率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１…基板、２…非晶質シリコン薄膜（半導体薄膜）、２０…多結晶シリコン薄膜（結晶化半導体薄膜）、２１…チャネル形成領域、２２、２３…主電極領域、２０１…突起、３…ゲート絶縁膜、３１…異方性酸化膜、３２…絶縁膜、４…ゲート電極、１０…薄膜トランジスタ、１１…直流電源。
【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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