(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置に用いるポリシリコン薄膜トランジスタの製造工程において、アモルファスシリコンからなる半導体膜及びその下地絶縁膜を大気暴露することなく連続成膜する際に前記下地絶縁膜の成膜直前に酸素プラズマ処理を施し、その後大気暴露することなく前記下地薄膜を成膜し、前記半導体膜の成膜直後に、酸素プラズマ処理を施すことにより、表面酸化膜を形成することを特徴とするポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記半導体膜の成膜直後の酸素プラズマ処理は、半導体膜の成膜直後に大気暴露することなく連続して施すものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
酸素プラズマ処理による表面酸化膜を形成した状態で、脱水素処理およびレーザー結晶化を施す請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
酸素プラズマ処理による表面酸化膜を形成した状態で、半導体膜のパターン形成を施す請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項５】
酸素プラズマ処理による表面酸化膜を形成した状態で、ゲート絶縁膜成膜直前に弗化水素酸エッチングによる前記表面酸化膜の除去する請求項１又は請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用などに用いるポリシリコン薄膜トランジスタの製造工程において、ボロンやリン、アルミなどの不純物汚染を低減する製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置の薄膜トランジスタの半導体層には一般的にアモルファスシリコンが用いられているが、移動度など特性の高い薄膜トランジスタの半導体層にはポリシリコンが用いられる例が増えてきている。しかし、ポリシリコン薄膜トランジスタはアモルファスシリコンに比べて大気中のボロンなどの不純物汚染による特性変動が大きく、不純物汚染の少ない環境や、不純物汚染を取り除く工程が必要である。これらの一般的な対策として環境面ではボロンレスの空調フィルターの設置、また工程面では成膜直前の洗浄工程実施などが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術はいまだ改良の必要があり、ポリシリコン薄膜トランジスタの特性変動要因の一つである、薄膜トランジスタ製造工程での不純物汚染の低減が望まれている。膜界面や膜中への不純物汚染の取り込みを低減させることで、薄膜トランジスタの高特性化や高歩留り化が期待できる。
【０００４】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、薄膜トランジスタを構成する基板及び各膜の表面および界面をトランジスタの動作に影響をおよぼすボロン等の不純物汚染から清浄にかつ保護し、特性や信頼性の高い、また歩留りの高いポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法は、液晶表示装置に用いるポリシリコン薄膜トランジスタの製造工程において、アモルファスシリコンからなる半導体膜及びその下地絶縁膜を大気暴露することなく連続成膜する際に前記下地絶縁膜の成膜直前に酸素プラズマ処理を施し、その後大気暴露することなく前記下地薄膜を成膜し、前記半導体膜の成膜直後に、酸素プラズマ処理を施すことにより、表面酸化膜を形成することを特徴とする。
【０００６】
前記半導体膜の成膜直後の酸素プラズマ処理は、半導体膜の成膜直後に大気暴露することなく連続して施すことが好ましい。
【０００８】
また、前記酸素プラズマ処理による表面酸化膜を形成した状態で、脱水素処理およびレーザー結晶化を施すことが好ましい。
【０００９】
また、前記酸素プラズマ処理による表面酸化膜を形成した状態で、半導体膜のパターン形成を施すことが好ましい。
【００１０】
また、前記酸素プラズマ処理による表面酸化膜を形成した状態で、ゲート絶縁膜成膜直前に弗化水素酸エッチングによる前記表面酸化膜の除去することが好ましい。
【００１１】
また、前記ポリシリコン薄膜トランジスタはトップゲート型であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施形態】
本発明は、薄膜トランジスタの製造工程において、ガラス基板に対する従来の洗浄工程に加え、半導体膜の下地絶縁膜の成膜直前に酸素プラズマ処理を施すことでガラス基板表面へ付着した大気中の不純物を除去し、その後大気暴露することなく前記アンダーコート絶縁膜および半導体膜を成膜することで、膜界面および膜中への不純物汚染の取り込みを防ぐ。またアモルファスシリコンなど不純物汚染の影響を受けやすい半導体膜の成膜直後に、大気暴露することなく酸素プラズマ処理を施すことで半導体膜の表面に酸化膜を形成し、これによりその後の大気暴露中の不純物汚染が半導体膜に達することを防ぐ。
【００１３】
以下に示す実施の形態１〜２で用いる図面は、ポリシリコン薄膜トランジスタの画素トランジスタに相当する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｅ）を用いて本発明の一実施形態を説明する。まず、図１（ａ）に示すように、洗浄後のガラス基板１にＣＶＤ装置などの減圧化において全面に酸素プラズマ処理Ａを施すことで、基板搬送中に付着した絶縁基板表面上のボロン等の汚染物質を除去する。
【００１５】
次に、図１（ｂ）に示すように、前記酸素プラズマ処理Ａの後、大気暴露することなく半導体膜の下地膜に相当する絶縁体膜（アンダーコート絶縁膜）２を３００〜７００ｎｍの厚さに成膜する。続けて大気暴露することなくアモルファスシリコン膜３を３００〜６００ｎｍの厚さに成膜する。
【００１６】
次に、図１（ｃ）に示すように、アモルファスシリコン膜３の成膜後に大気暴露後または大気暴露することなく全面に酸素プラズマ処理Ｂを施すことで、アモルファスシリコン膜３上に表面酸化膜４を１０〜５０ｎｍの厚さに形成する。
【００１７】
次に、図１（ｄ）に示すように、表面酸化膜４を形成したまま、４００〜５００℃の熱処理である脱水素処理Ｃを施すことで、水素含有量５％以下に脱水素されたアモルファスシリコン膜５を形成する。
【００１８】
次に図１（ｅ）に示すように、表面酸化膜４を形成したままのアモルファスシリコン膜５に対して、照射強度３００〜４００ｍＪ／ｃｍ2のレーザー結晶化Ｄを施すことで、ポリシリコン膜６を形成する。
【００１９】
（実施の形態２）
実施の形態１で形成した中間体を用いて、図２（ａ）〜（ｂ）に示すようにトップゲート型を作製した。まず、図２（ａ）に示すようにポリシリコン膜６を形成後、表面酸化膜４を形成したままパターニングを施し、ポリシリコン膜６’および表面酸化膜４’を形成する。
【００２０】
次に図２（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜成膜直前に弗化水素酸エッチングにより表面酸化膜４’を除去し、その後、直ちにＣＶＤ装置などを用いてゲート絶縁膜７を形成する。
【００２１】
その後、幾つかの洗浄、成膜、フォトリソ、エッチング工程を経ることでゲートメタル膜８、層間絶縁膜９、ソースメタル膜１０、保護膜１１などを形成し、トップゲート型のポリシリコン薄膜トランジスタが製造される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、薄膜トランジスタの製造方法において、ガラス基板／絶縁体膜／半導体膜／ゲート絶縁膜の表面および界面をトランジスタの動作に影響をおよぼすボロン等の不純物汚染から清浄にかつ保護することが可能となり、特性や信頼性の高い、また歩留りの高いポリシリコン薄膜トランジスタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１におけるポリシリコン薄膜トランジスタのポリシリコン形成までの製造工程を示す断面図
【図２】本発明の実施形態２におけるポリシリコン薄膜トランジスタのトップゲート型形成までの製造工程を示す断面図
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  下地絶縁体膜
３  アモルファスシリコン膜
４  表面酸化膜
５  アモルファスシリコン膜（脱水素後）
６  ポリシリコン膜
７  ゲート絶縁膜
８  ゲートメタル膜
９  層間絶縁膜
１０  ソースメタル膜
１１  保護膜
Ａ  酸素プラズマ処理（清浄目的）
Ｂ  酸素プラズマ処理（酸化膜形成目的）
Ｃ  脱水素処理
Ｄ  レーザー結晶化
【図１】
0004901020.tif 000002
【図２】
0004901020.tif 000003