(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）基板上にゲート電極を形成する工程、
（２）ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程、
（３）ゲート絶縁膜上に能動層前駆体膜及び保護絶縁膜が積層されており、該保護絶縁膜が膜厚１００ｎｍ以下である積層体を形成する工程、
（４）保護絶縁膜をエッチングすることなくそのままＬＤＤ領域又はソース・ドレイン領域の上に残した状態で該保護絶縁膜を通して能動層前駆体膜のＬＤＤ領域又はソース・ドレイン領域にドーパントを注入する工程、
（５）注入したドーパントを活性化し、ドーパント非注入部分を能動層とする工程、
（６）該保護絶縁膜の全て又は一部を処理して、保護絶縁膜の表面の清浄化と、保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行う工程、
（７）処理された該保護絶縁膜の上に層間絶縁膜を形成する工程、及び
（８）該層間絶縁膜の上にソース・ドレイン電極を形成する工程、
を有することを特徴とするボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
工程（６）は、酸化性の添加物を含有させた水で該保護絶縁膜を洗浄して、保護絶縁膜の表面の清浄化と保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行うことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
該酸化性添加物は、オゾン、過酸化水素水、硫酸、硝酸、炭酸、の一種または、数種であることを特徴とする請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
工程（６）は、基板にひずみを起こさない温度以下で該保護絶縁膜を熱処理して、保護絶縁膜の表面の清浄化と保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行うことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項５】
該熱処理は酸素を含む雰囲気中で行われることを特徴とする請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
該熱処理は水蒸気を含む雰囲気中で行われることを特徴とする請求項４記載の製造方法。
【請求項７】
工程（６）は、酸素を含む雰囲気で該保護絶縁膜をプラズマ処理して、保護絶縁膜の表面の清浄化と保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行うことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項８】
工程（６）は、一酸化二窒素雰囲気で該保護絶縁膜をプラズマ処理して、保護絶縁膜の表面の清浄化と保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行うことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項９】
能動層がポリシリコン膜からなる請求項１記載の製造方法。
【請求項１０】
工程（３）において、ゲート絶縁膜上にアモルファスシリコン膜を形成し、該アモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜とし、該ポリシリコン膜上に保護絶縁膜を膜厚１００ｎｍ以下で形成する請求項９記載の製造方法。
【請求項１１】
工程（３）において、ゲート絶縁膜上にアモルファスシリコン膜を形成し、該アモルファスシリコン膜上に保護絶縁膜を連続的に形成し、その後アモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜とする請求項９記載の製造方法。
【請求項１２】
工程（３）において、ゲート絶縁膜上にアモルファスシリコン膜を形成し、該アモルファスシリコン膜を表面酸化することにより該アモルファスシリコン膜の表面に保護絶縁膜を形成し、その後アモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜とする請求項９記載の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法において工程（８）でソース・ドレイン電極を形成した後、透明電極及び配向膜を形成してＴＦＴ基板を作製し、該ＴＦＴ基板と対向電極を備えた対向基板との間に液晶を挟持させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載のボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法において工程（８）でソース・ドレイン電極を形成した後、該層間絶縁膜上に前記ボトムゲート型薄膜トランジスタで駆動される有機ＥＬ素子を形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法、並びにボトムゲート型薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置及び有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、アクティブマトリクス型液晶表示装置やアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置等においてスイッチング素子等として使用されている。薄膜トランジスタは、その構造からボトムゲート型とトップゲート型に大別され、このうちボトムゲート型薄膜トランジスタは、ゲート電極を能動層の下部に設けるもので、トップゲート型薄膜トランジスタに比して信頼性に優れている。なお、ボトムゲート型薄膜トランジスタの構造については、例えば「’９９最新液晶プロセス技術」（プレスジャーナル１９９８年発行、ｐｐ５３〜５９）、「フラットパネル・ディスプレイ１９９９」（日経ＢＰ社、１９９８年発行、ｐｐ１３２〜ｐｐ１３９）、特開平８−２７９６１８号公報に詳述されている。
【０００３】
図６に、ボトムゲート型薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の一態様の断面模式図を示し、図７、図８にこの液晶表示装置の製造工程を示す。
【０００４】
この製造工程では、まず、透明ガラス基板１の上に、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ等の金属を用いてゲート電極２を２００ｎｍ厚程度形成する。また、同様にＣｓ電極３を形成する（図７（ａ））。
【０００５】
ゲート電極２上には、ゲート絶縁膜６として、例えば、窒化シリコン膜４を５０ｎｍ、酸化シリコン膜５を１５０ｎｍ積層する。ゲート絶縁膜６の積層後、引き続きアモルファスシリコン膜を５０ｎｍ積層する。その後、赤外線ランプを用いた熱アニールやレーザーアニール等の手法でアモルファスシリコン膜を結晶化し、ポリシリコン膜７とする（図７（ｂ））。
【０００６】
次に、酸化シリコンによる保護絶縁膜８を２００ｎｍ成膜し（図７（ｃ））、保護絶縁膜８上にレジストを形成し、ゲート電極２をマスクとして裏面から露光することにより、ゲート電極２と自己整合したチャンネル形成部分上にレジストをパターニングし、このレジストをマスクとして保護絶縁膜８をエッチング除去し、ゲート電極２と自己整合したチャンネル形成部分に保護絶縁膜８を残す（図７（ｄ））。このエッチングには、通常、フッ酸系ウェットエッチングやフッ素系ドライエッチングが用いられる。
【０００７】
次に、酸化シリコンによる保護絶縁膜８をマスクとして、燐、砒素等をイオン注入してＬＤＤ（ｌｉｇｈｔｌｙ  ｄｏｐｅｄ  ｄｒａｉｎ）領域９を形成し（図７（ｅ））、次いで、Ｎチャンネルソース・ドレイン注入用レジストマスク（ＳＤ注入マスク）１１をレジスト等により形成し、次いで、ソース・ドレイン領域（ＳＤ領域）、及びポリシリコン膜７とゲート電極２により形成する補助容量領域のポリシリコン膜７上の保護絶縁膜８を、フッ酸系ウェットエッチングやフッ素系ドライエッチングにより除去する（図７（ｆ））。その後、高濃度の燐、砒素等の注入によりＮチャンネルソース・ドレイン領域（ＳＤ領域）１０を形成する。さらに、注入した燐等のドーパントを活性化するために、熱アニールやレーザーアニールを行い、ドーパントの非注入部分のポリシリコン膜７を能動層とし、ＴＦＴ１００を得る（図７（ｇ））。
【０００８】
次に、この基板１のＴＦＴ１００の形成部分にレジストを形成し、不要部分の保護絶縁膜及びポリシリコン膜７をパターニングする（図８（ｈ））。この場合も、保護絶縁膜のエッチングには、通常、フッ酸系ウェットエッチングやフッ素系ドライエッチングが用いられる。また、ポリシリコン膜７のエッチングには、Ｆ系又はＣｌ系ドライエッチングが多く用いられる。
【０００９】
次に、層間絶縁膜１３を形成するため、窒化シリコン膜１４（３００ｎｍ）、酸化シリコン膜１５（２００ｎｍ）を連続形成する（図８（ｉ））。
【００１０】
この層間絶縁膜１３及びゲート絶縁膜６は、ポリシリコン膜７上のコンタクト形成部分、ゲート電極２上のコンタクト形成部分（図示せず）においてエッチング除去し、コンタクトホール１６を形成する（図８（ｊ））。そして、コンタクトホール１６にＡｌ等の金属を埋め込むことにより、ソース電極１７、ドレイン電極１８を形成する（図８（ｋ））。
【００１１】
次に、液晶表示パネルの透明電極とコンタクトを形成する部分やパッド形成部分等を除いた領域に、有機平坦化膜、窒化シリコン平坦化膜等の平坦化膜１９を形成し、その後、画素部分を覆うようにＩＴＯ等の透明電極２０を形成し、透明電極２０上には、配向膜２１を形成する。こうして、液晶表示装置用のＴＦＴ基板２０１が形成される（図８（ｌ））。
【００１２】
図６の液晶表示装置２００は、以上のようにして形成されたＴＦＴ基板２０１と、対向電極２０２を備えた対向基板２０３と、両者の間に保持される液晶２０４とからパネル構造を形成することにより得られる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図６〜図８に示した従来の液晶表示装置に使用されているＴＦＴ１００の構造では、補助容量を、燐等を高濃度にドープしたポリシリコン膜７とＣｓ電極３（ゲート電極２と同一層）により構成しているが、その形状を形成するためにポリシリコン膜７上の保護絶縁膜８を２回にわたってエッチング除去しなくてはならず（図７（ｄ）、（ｆ））、このために工程が複雑になり、生産性向上の妨げとなっている。
【００１４】
また、１回目に保護絶縁膜８をエッチング除去した領域は（図７（ｄ））、保護絶縁膜８の２回目のエッチング除去を行う工程において、エッチング初期よりポリシリコン膜７が露出している（図７（ｆ））。一方、この時点でポリシリコン膜７は、燐、砒素等がイオン注入されることによりＮチャンネル化したＬＤＤ領域９が形成されているので、アルカリ系のレジスト剥離液やフッ酸系エッチング液に浸食され、ピンホール等が生じやすくなっている。このため、この部分のポリシリコン膜７や、その下部のゲート絶縁膜６（特に酸化シリコン膜５）は、フッ酸系エッチング液にエッチングされ、ポリシリコン膜７とＣｓ電極３（又はゲート電極２）との間でゲート絶縁膜６の耐圧が低下するという問題があった。
【００１５】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、ボトムゲート型ＴＦＴにおいて、製造工程を削減して生産性を向上させ、また、ゲート絶縁膜の耐圧不良を防止し、製品の歩留まりを向上させることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成する為に、本発明は、ボトムゲート型薄膜トランジスタを製造する為に、（１）基板上にゲート電極を形成する工程、（２）ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程、（３）ゲート絶縁膜上に能動層前駆体膜及び保護絶縁膜が積層されており、該保護絶縁膜が膜厚１００ｎｍ以下である積層体を形成する工程、（４）保護絶縁膜をエッチングすることなくそのままＬＤＤ領域又はソース・ドレイン領域の上に残した状態で該保護絶縁膜を通して能動層前駆体膜のＬＤＤ領域又はソース・ドレイン領域にドーパントを注入する工程、（５）注入したドーパントを活性化し、ドーパント非注入部分を能動層とする工程、（６）該保護絶縁膜の全て又は一部を処理して、保護絶縁膜の表面の清浄化と、保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行う工程、（７）処理された該保護絶縁膜の上に層間絶縁膜を形成する工程、及び（８）該層間絶縁膜の上にソース・ドレイン電極を形成する工程を行なう。
【００１７】
好ましくは、工程（６）は、酸化性の添加物を含有させた水で外保護絶縁膜を洗浄して、保護絶縁膜の表面の清浄化と保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行う。この場合、該酸化性添加物は、オゾン、過酸化水素水、硫酸、硝酸、炭酸、の一種または、数種である。又、工程（６）は、基板にひずみを起こさない温度以下で該保護絶縁膜を熱処理して、保護絶縁膜の表面の清浄化と保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行なう事もできる。この場合、該熱処理は酸素を含む雰囲気中で行われる。或いは、該熱処理は水蒸気を含む雰囲気中で行われる。又、工程（６）は、酸素を含む雰囲気で該保護絶縁膜をプラズマ処理して保護絶縁膜の表面の清浄化と保護絶縁膜の膜中欠陥の除去もしくは修復を行なっても良い。例えば、工程（６）は、一酸化二窒素雰囲気によるプラズマ処理により行われる。
【００１８】
好ましくは、能動層は、ポリシリコン膜からなる。この場合、工程（３）において、ゲート絶縁膜上にアモルファスシリコン膜を形成し、該アモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜とし、該ポリシリコン膜上に保護絶縁膜を膜厚１００ｎｍ以下で形成する。或いは、工程（３）において、ゲート絶縁膜上にアモルファスシリコン膜を形成し、該アモルファスシリコン膜上に保護絶縁膜を連続的に形成し、その後アモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜としても良い。又、工程（３）において、ゲート絶縁膜上にアモルファスシリコン膜を形成し、該アモルファスシリコン膜を表面酸化することにより該アモルファスシリコン膜の表面に保護絶縁膜を形成し、その後アモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜とすることもできる。
【００１９】
本発明者らは、従来のボトムゲート型ＴＦＴの製造工程において、膜厚２００ｎｍ程度に形成していた保護絶縁膜を１００ｎｍ以下とし、以降のＬＤＤ領域あるいはソース・ドレイン領域の形成時に、保護絶縁膜を介してドーパントを注入することにより、保護絶縁膜のエッチング工程を削減できること、又ゲート絶縁膜の耐圧不良の問題も解消できることを見出した。更に、この様なＴＦＴの製造方法は、ＴＦＴで駆動される液晶表示装置や有機ＥＬ装置にも適用できることを見出した。
【００２０】
ところで、上述した本発明の製法では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の素子特性及び信頼性に多大な影響を及ぼす保護絶縁膜の界面が、能動層に極接近している。従って、保護絶縁膜の界面の状態によっては、長期の駆動を行なった場合に、素子特性の変化などを起こす可能性がある。例えば、ホットキャリアのトラップによる閾値電圧のシフトや、ＬＤＤ領域の抵抗値の変動などが生じる恐れがある。そこで、本発明では特に保護絶縁膜の上に層間絶縁膜を形成する直前に、保護絶縁膜を処理する手段を講じており、これによりＴＦＴの信頼性が向上する。この処理の内容は、大別して保護絶縁膜の表面清浄化と保護絶縁膜に対する酸素の導入による欠陥の除去がある。この処理を施すことにより、薄膜トランジスタの長期信頼性を確保することが可能になる。以下本明細書ではこの処理を改質処理と呼ぶ場合がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
【００２２】
図１は、本発明のボトムゲート型薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の一態様の断面模式図であり、図２、図３は、その製造工程図である。
【００２３】
本態様の製造方法において、（１）基板上にゲート電極を形成する工程、及び（２）ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程は、前述の従来の製造方法と同様とすることができる。即ち、まず、工程（１）では、透明ガラス基板１の上に、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ等の金属を用いてゲート電極２を１０〜４００ｎｍ形成する。ゲート電極２は必要に応じて酸化処理し、該ゲート電極２上に、ゲート酸化膜の一部として機能する絶縁層を形成してもよい。また、同様にしてＣｓ電極３を形成する（図２（Ａ））。
【００２４】
工程（２）では、ゲート電極２上に、ゲート絶縁膜６として、例えば、窒化シリコン膜４をプラズマＣＶＤ法により１０〜１００ｎｍ積層し、酸化シリコン膜５をプラズマＣＶＤ法により５０〜２００ｎｍ積層する（図２（Ｂ））。窒化シリコン膜４、酸化シリコン膜５の成膜は、ＥＣＲ−ＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法等によってもよい。
【００２５】
本態様の製造方法において、本発明の製造方法における工程（３）、即ち、「ゲート絶縁膜上に能動層前駆体膜及び保護絶縁膜が積層されており、該保護絶縁膜が膜厚１００ｎｍ以下である積層体を形成する工程」としては、ゲート絶縁膜６の積層後、まず、アモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ法により１０〜１００ｎｍ積層し、そのアモルファスシリコン膜を、赤外線ランプを用いた熱アニールやレーザーアニール等の手法で結晶化し、ポリシリコン膜７とする（図２（Ｃ））。このポリシリコン膜７が、能動層となる。ポリシリコン膜７の形成方法としては、熱ＣＶＤ法等により直接的にポリシリコン膜７を成膜してもよい。
【００２６】
続いて、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により酸化シリコンからなる保護絶縁膜８を１００ｎｍ以下成膜する（図２（Ｃ））。
【００２７】
本発明においては、このように保護絶縁膜８を１００ｎｍ以下形成し、以降のＬＤＤ領域、あるいはソース・ドレイン領域の形成工程において、保護絶縁膜８をエッチングすることなく、保護絶縁膜８を通して燐、砒素等のドーパントを注入することを特徴としている。これにより、従来法の保護絶縁膜８のエッチング工程（図７（ｄ）、（ｆ））を削減できるので、生産性を向上させることができる。また、ポリシリコン膜７が不要にエッチングされないので、ゲート絶縁膜６の耐圧不良を防止でき、また、ポリシリコン膜７の点欠陥や線欠陥を著しく減少させ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００２８】
ここで、保護絶縁膜８の膜厚は、この保護絶縁膜８を通して燐、砒素等のドーパントを注入する際の注入装置の加速電圧の限界の点から、１００ｎｍ以下とするが、加速電圧の低い注入装置を使用して製造コストを下げる点からは、保護絶縁膜８の膜厚は５０ｎｍ以下とすることが好ましい。一方、保護絶縁膜８を形成しないと、ＬＤＤ領域の形成工程において、能動層となるポリシリコン膜７にＬＤＤ領域形成用レジストマスク（ＬＤＤ注入マスク）が直接接触し、また後のソース・ドレイン領域の形成工程においてもＮチャンネルＳＤ注入マスクやＰチャンネルＳＤ注入マスクが直接接触することとなるのでポリシリコン膜７の汚染の問題が発生する。したがって、保護絶縁膜８の膜厚としては、５ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００２９】
本態様の製造方法において、本発明の製造方法における工程（４）、即ち、「保護絶縁膜を通して能動層前駆体膜のＬＤＤ領域又はソース・ドレイン領域にドーパントを注入する工程」としては、まず、保護絶縁膜８上にＬＤＤ注入マスク２２を形成し、燐、砒素等を注入してＬＤＤ領域９を形成し（図２（Ｄ））、次に、Ｎチャンネルソース・ドレイン領域（ＳＤ領域）１０を形成するために、ＮチャンネルＳＤ注入マスク１１を形成し、高濃度の燐、砒素等を注入する。その際、ポリシリコン膜７とゲート電極２により形成する補助容量領域のポリシリコン膜７にも注入を行うため、レジストマスクは補助容量領域には形成しない。なお、ここでＣ−ＭＯＳ回路等を形成する場合には、Ｐチャンネルソース・ドレイン領域を形成するため、再度、レジスト等によりマスクを形成し、硼素等を注入する。
【００３０】
その後、本発明の工程（５）として、注入した燐等のドーパントを活性化するために、熱アニールやレーザーアニールを行う。こうして、本発明のＴＦＴ１００Ａを得る（図２（Ｅ））。
【００３１】
このＴＦＴ１００Ａを駆動素子とする液晶表示装置を製造するためには、次に、ＴＦＴ１００Ａの形成部分にレジストを形成し、不要部分の保護絶縁膜８及びポリシリコン膜７をパターニングする（図２（Ｆ））。この場合も、保護絶縁膜８のエッチングには、通常、フッ酸系ウェットエッチングやフッ素系ドライエッチングが用いられる。また、ポリシリコン膜７のエッチングには、Ｆ系又はＣｌ系ドライエッチングが多く用いられる。
【００３２】
続いて本発明の工程（６）として、保護絶縁膜８の改質処理を行なう。具体的には、酸化性雰囲気例えばＮ２Ｏ雰囲気でのプラズマ処理を行なう。これにより、保護絶縁膜８の表面に残留した異物が灰化（アッシング）されて取り除かれる。主として、レジスト残渣などカーボン系の異物が酸素を含む雰囲気中のプラズマ照射により、灰化される。又、プラズマで加速された酸素粒子が保護絶縁膜８の組成中にも進入し、膜中欠陥を埋めて修復することができる。この様に、改質処理は、保護絶縁膜８表面の清浄化と、保護絶縁膜８の膜中欠陥の除去もしくは修復が含まれている。
【００３３】
保護絶縁膜８表面の清浄化と、保護絶縁膜８の膜中欠陥の除去もしくは修復を行う為に、種々の改質手段を講じることができる。例えば、エッチング済みの保護絶縁膜８の表面に純水を供給して洗浄を行なう。この純水洗浄により、保護絶縁膜８の表面に付着した異物を除くことができる。場合によっては、酸化性の添加物を含有した水で保護絶縁膜８の表面を洗浄してもよい。酸化性の添加物としては、オゾン、過酸化水素水、硫酸、硝酸、炭酸の一種又は二種以上の組合せを用いることができる。この様な添加物の酸化作用を利用して、表面清浄化を行なうことができる。あるいは、ガラスなどからなる基板１の耐熱性を損なわない範囲で、加熱処理を行なうことにより所望の改質を行なうことができる。具体的には、基板に歪を起こさない温度以下で加熱する。この加熱処理は酸素を含む雰囲気中で行なうことができる。これにより、保護絶縁膜８の表面に付着した異物をアッシングで除くことができる。同時に、保護絶縁膜８の膜中欠陥を酸素元素の導入で除去もしくは修復することができる。酸素ガスに代えて、水蒸気を含む雰囲気中で熱処理を行なってもよい。尚加熱手段としては、急速加熱法（ＲＴＡ）を用いることが好ましい。ＲＴＡは赤外線ランプもしくは紫外線ランプを熱源とし、光エネルギーを基板に短時間照射することで、急速に基板を加熱できる。例えば、数秒以内に基板温度を６００℃以上に上げることができる。これにより、ガラス基板１に熱的なダメージを与えることなく、保護絶縁膜８の改質処理が行なえる。更には、保護絶縁膜８の表層をフッ酸などで一部エッチング除去することにより、表面清浄化を含めた改質を行なうことができる。これらの手段の一つもしくは幾つかを組み合わせることにより、保護絶縁膜８の改質を行ない、薄膜トランジスタの長期信頼性を向上させる。
【００３４】
その後、層間絶縁膜１３の形成、ソース電極１７及びドレイン電極１８の形成、平坦化膜１９の形成、透明電極２０の形成、透明電極２０上への配向膜２１の形成を行うが、これらは、前述の従来法と同様とすることができる。即ち、保護絶縁膜８の改質後、そのまま大気に暴露する事無く層間絶縁膜１３を形成するため、窒化シリコン膜１４（５０〜５００ｎｍ）、酸化シリコン膜１５（５０〜５００ｎｍ）を連続形成し（図３（Ｇ））、次に、層間絶縁膜１３及びゲート絶縁膜６をエッチング除去してコンタクトホール１６を形成し（図３（Ｈ））、コンタクトホール１６にＡｌ等の金属を埋め込むことによりソース電極１７、ドレイン電極１８を形成する（図３（Ｉ））。そして、液晶表示パネルの透明電極とのコンタクトを形成する部分やパッド形成部分等を除いた領域に、有機平坦化膜、窒化シリコン平坦化膜等の平坦化膜１９を形成し、その後、画素部分を覆うようにＩＴＯ等の透明電極２０を形成し、透明電極２０上に配向膜２１を形成する。こうして、本発明のＴＦＴ１００Ａを駆動素子とする液晶表示装置用のＴＦＴ基板２０１Ａを得る（図３（Ｊ））。
【００３５】
図１の液晶表示装置２００Ａは、上述のＴＦＴ基板２０１Ａと、公知の対向電極２０２を備えた対向基板２０３とを組み合わせ、常法により双方の基板の間に液晶２０４を挟持させることにより製造することができる。
【００３６】
以上、ＴＦＴを用いた液晶表示装置２００Ａを例として、本発明の一態様のＴＦＴの製造方法を説明したが、本発明のＴＦＴの製造方法は、能動層前駆体膜上の保護絶縁膜８を１００ｎｍ以下とし、この保護絶縁膜８を通してドーパントを注入し、ＬＤＤ領域、あるいはソース・ドレイン領域を形成する限り、種々の態様をとることができる。
【００３７】
例えば、上述の本発明のＴＦＴでは、ドーパントを注入する能動層前駆体膜をポリシリコン膜７としたが、本発明において、能動層前駆体膜はこれに限らない。例えば、アモルファスシリコン膜、シリコンゲルマニウム膜、シリコンカーバイト膜等を能動層前駆体膜として用いてもよい。プロセスとの整合性の点からは、ポリシリコン膜を使用することが好ましい。
【００３８】
また、上述の本発明のＴＦＴ  １００Ａでは、工程（３）において、ゲート絶縁膜６上にアモルファスシリコン膜を積層し、そのアモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜７とし、そのポリシリコン膜７上に保護絶縁膜８を成膜しているが、アモルファスシリコン膜をＣＶＤ法等で形成後、そのアモルファスシリコン膜を結晶化することなく、チャンバーの真空度を破ることなく連続的にＣＶＤ法で保護絶縁膜８を成膜し、その後アモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜７を形成してもよい。これにより、ポリシリコン膜７の一層の汚染防止を図ることができる。
【００３９】
さらに、上述の本発明のＴＦＴでは、工程（３）において、酸化シリコンからなる保護絶縁膜８をプラズマＣＶＤ法等により成膜しているが、ポリシリコン膜７とするアモルファスシリコン膜の表面酸化により保護絶縁膜８を形成してもよい。表面酸化の手法としては、例えば、４００℃程度の熱水蒸気やオゾンガスに晒したり、あるいは酸素を含む雰囲気で紫外線を照射する。この方法によると、５〜２０ｎｍのシリコン酸化膜を膜厚制御よく形成できるので、レーザーアニール等によってアモルファスシリコン膜を結晶化し、ポリシリコン膜７を形成する際、ポリシリコン膜の膜厚及び結晶化の制御性が向上する。
【００４０】
本発明のＴＦＴの製造方法は、液晶表示装置の他に、ＴＦＴを駆動素子とする有機ＥＬ装置の製造方法にも適用することができる。
【００４１】
例えば、図４の有機ＥＬ装置３００は、前述の製造方法に準じてＴＦＴ基板を作製し、公知の有機ＥＬ装置の製造方法（特開平１１−２５１０６９号公報、特開平１０−１８９２５２号公報等）にしたがい、次のように製造することができる。まず、透明ガラス基板１上に、ゲート電極２、ゲート絶縁膜６、ポリシリコン膜７からなる能動層、及び膜厚１００ｎｍ以下の保護絶縁膜８が順次積層したＴＦＴ１００Ａを形成する。次に、本発明に従って保護絶縁膜8を改質した後、好ましくは大気に暴露する事無く続けて、保護絶縁膜８上に層間絶縁膜１３を形成し、さらにソース電極１７及びドレイン電極１８を形成し、平坦化膜１９を形成し、平坦化膜１９にコンタクトホール２３を開孔する。平坦化膜１９上に、有機ＥＬ素子３０の陰極層３１を形成し、コンタクトホール２３を介してＴＦＴ１００Ａのソース電極１７と陰極層３１を導通させる。陰極層３１上には、電子輸送層３２、発光層３３、正孔輸送層３４を順次形成し、さらに正孔輸送層３４上に陽極層３５を形成する。こうして、陽極層３５から注入された正孔と陰極層３１から注入された電子とが発光層３３の内部で再結合し、発光が生じる有機ＥＬ素子３０であって、その発光が本発明のＴＦＴで駆動される有機ＥＬ装置３００を作製することができる。なお、この有機ＥＬ装置３００では、光を陽極層３５側から取り出すことができる。
【００４２】
ここで、有機ＥＬ素子３０それ自体の層構成や各層の形成素材等については特に制限はなく、ＴＦＴ１００Ａと有機ＥＬ素子３０との間の平坦化膜１９の形成素材や形成方法についても特に制限はない。
【００４３】
例えば、平坦化膜１９は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、シリコン窒化酸化膜、シリケートガラス膜、ＳＯＧ膜、ポリイミド系、アクリル系等の合成樹脂膜等から形成することができる。
【００４４】
陰極層３１は、マグネシウム・インジウム合金、アルミニウム・リチウム合金等から形成できる。電子輸送層３２は、Ｂｅｂｑ２（１０−ベンゾ［ｈ］キノリノール−ベリリウム錯体）等から形成でき、発光層３３は、キナクリドン（Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）誘導体を含むＢｅｂｑ２、８−キノリノールアルミニウム錯体等から形成でき、正孔輸送層３４は、ＴＰＤ（４，４’，４’’−ｔｒｉｓ−（ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、ＭＴＤＡＴＡ（４，４’−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、α−ＮＰＤ（α−ｎａｐｈｔｙｌｐｈｅｎｙｌｄｉａｍｉｎｅ）等から形成でき、陽極層３５はＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等から形成することができる。これらの各層は、蒸着法等により形成することができる。また、陽極層３５は、スパッタ法によりＩＴＯ等から形成してもよい。
【００４５】
ＴＦＴで駆動される有機ＥＬ装置としては、図５に示すように、ＴＦＴ１００Ａ上の有機ＥＬ素子３０の層構成を逆転させ、平坦化膜１９上に、陽極層３５、正孔輸送層３４、発光層３３、電子輸送層３２、及び陰極層３１を順次積層させてもよい。この有機ＥＬ装置では、光を基板１側から取り出すことができる。
【００４６】
この他、有機ＥＬ装置は、本発明で作成されたＴＦＴを使用する限り、種々の態様を包含する。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、ボトムゲート型ＴＦＴにおいて、能動層となるポリシリコン膜上の保護絶縁膜の膜厚を１００ｎｍ以下とし、保護絶縁膜を通してＬＤＤ領域あるいはソース・ドレイン領域を形成するので、ＬＤＤ領域あるいはソース・ドレイン領域の形成のために保護絶縁膜をエッチングする工程が不要となる。したがって、製造工程を削減し、ＴＦＴの生産性を向上させることが可能となる。また、ゲート絶縁膜の耐圧不良を防止することができ、能動層の点欠陥や線欠陥が著しく減少し、製品の歩留まりが向上する。
【００４８】
特に本発明では、層間絶縁膜を成膜する前に、ＴＦＴの能動層を被覆する保護絶縁膜の改質処理を行ない、表面の清浄化及び膜中欠陥の除去を図っている。これにより、薄膜トランジスタの初期閾値電圧のばらつきを低減できる。又、薄膜トランジスタの初期電流特性のばらつきを低減できる。更に、薄膜トランジスタの経時的な特性変動を抑制できる。加えて、保護絶縁膜と層間絶縁膜との界面を清浄化することで、半導体薄膜とアルミニウムなど金属配線間のコンタクトの形状異常を低減できる。同様の理由により、多結晶シリコンなどからなる半導体薄膜とアルミニウムなどからなる金属配線間の絶縁耐圧を向上することが可能である。加えて、多結晶シリコンなどからなる半導体薄膜の極近傍でゲート絶縁膜が露出している部分においても、同様の改質、清浄化作用が得られ、初期ＴＦＴ特性及び長期信頼性などの点で改善効果が得られる。又、ゲート電極上でゲート絶縁膜が露出している部分においても、同様の改質、清浄化作用が得られ、ゲート電極とアルミニウムなどからなる金属配線間のコンタクトの形状異常を低減できる。同様の理由で、ゲート電極とアルミニウムなどからなる金属配線間の絶縁耐圧を改善できる。更には、ライトエッチングなどで保護絶縁膜の表面を清浄化することで、ナトリウムなどイオン性の不純物を取り除くことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により作成されたＴＦＴを用いた液晶表示装置の断面模式図である。
【図２】本発明に係るＴＦＴを用いた液晶表示装置の製造工程図である。
【図３】本発明に係るＴＦＴを用いた液晶表示装置の製造工程図である。
【図４】本発明により作成されたＴＦＴを用いた有機ＥＬ装置の断面模式図である。
【図５】本発明により作成されたＴＦＴを用いた有機ＥＬ装置の断面模式図である。
【図６】従来のＴＦＴを用いた液晶表示装置の断面模式図である。
【図７】従来のＴＦＴを用いた液晶表示装置の製造工程図である。
【図８】従来のＴＦＴを用いた液晶表示装置の製造工程図である。
【符号の説明】
１…透明ガラス基板、  ２…ゲート電極、  ３…Ｃｓ電極、  ４…窒化シリコン膜、  ５…酸化シリコン膜、  ６…ゲート絶縁膜、  ７…ポリシリコン膜、  ８…保護絶縁膜、  ９…ＬＤＤ領域、  １０…ソース・ドレイン領域、  １１…ＳＤ注入マスク、  １３…層間絶縁膜、  １４…窒化シリコン膜、  １５…酸化シリコン膜、  １７…ソース電極、  １８…ドレイン電極、  ２０…透明電極、２１…配向膜、  ３０…有機ＥＬ素子、  ３１…陰極層、  ３２…電子輸送層、  ３３…発光層、  ３４…正孔輸送層、  ３５…陽極層、    １００Ａ…ＴＦＴ、  ２００Ａ…液晶表示装置、  ２０１Ａ…ＴＦＴ基板、  ２０２…対向電極、  ２０３…対向基板、  ２０４…液晶、  ３００…有機ＥＬ装置
【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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