具有導電層的半導體裝置和液晶顯示裝置及其製造方法

2023-06-21 14:08:36 3

專利名稱：具有導電層的半導體裝置和液晶顯示裝置及其製造方法
技術領域：
本發明涉及半導體裝置、液晶顯示裝置、半導體裝置的製造方法及液晶顯示裝置的製造方法，尤其涉及具有薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置、液晶顯示裝置、半導體裝置的製造方法以及液晶顯示裝置的製造方法。
以往，作為液晶顯示裝置之一，人們知道利用使用低溫多晶矽的薄膜場效應電晶體的液晶顯示裝置。在這樣的液晶顯示裝置中，通常需要用來積累電荷的電容。圖13示出了這樣的液晶顯示裝置的已形成了薄膜場效應電晶體的基板。在這裡，圖13的剖面模式圖示出了現有的液晶顯示裝置。參看圖13說明現有的液晶顯示裝置。
參看圖13，液晶顯示裝置具有驅動電路區域和顯示象素區域，在玻璃基板101上邊，在驅動電路區域中形成p型薄膜場效應電晶體117，在顯示象素區域則形成n型薄膜場效應電晶體118和存儲電容119。
在驅動電路區域內，在玻璃基板上邊形成基底膜102。在基底膜102上邊，用作為同一層的多晶矽膜形成p型薄膜場效應電晶體117的源/漏區106a、106b和溝道區107。向該源/漏區106a、106b內注入p型導電類型的雜質。在源/漏區106a、106b和溝道區107的上邊，形成作為柵極絕緣膜起作用的絕緣膜108。在溝道區107上邊的區域內，在絕緣膜108上邊形成柵極電極109a。在柵極電極109a上邊形成保護膜111。在源/漏區106a、106b上邊，採用用刻蝕法除去保護膜111和絕緣膜108的一部分的辦法，形成接觸孔112a、112b。形成電極113a、113b，使得從接觸孔112a、112b的內部一直延伸到保護膜111的上部表面上邊。在電極113a、113b和保護膜111上邊形成絕緣膜114。
在液晶顯示裝置的顯示象素區內，在玻璃基板101上邊形成基底膜102。在該基底膜102上邊，用作為同一層的多晶矽膜形成n型薄膜場效應電晶體118的漏源/區104a、104b和溝道區105。此外，在基底膜102上邊，用與形成該漏源/區104a、104b和溝道區105的半導體膜同一層的半導體膜形成存儲電容119的下部電極103。在源/漏區104a、104b和溝道區105和下部電極103的上邊形成絕緣膜108。該絕緣膜108包括作為n型薄膜場效應電晶體118的柵極絕緣膜起作用的部分和作為存儲電容119的電介質膜起作用的部分。即，位於溝道區105上邊的絕緣膜108起著柵極絕緣膜的作用，位於下部電極103上邊的絕緣膜108則起著電介質膜的作用。在位於溝道區105上邊的區域內，在絕緣膜108上邊形成柵極電極109b。此外，在位於下部電極103上邊的區域內，在作為電介質膜的絕緣膜108上邊形成公用電極110。在柵極電極109b和公用電極110的上邊形成保護膜111。採用用刻蝕法除去保護膜111和絕緣膜108的一部分的辦法，形成接觸孔112c～112e。分別形成電極113c～113e，使得從該接觸孔112c～112e的內部一直延伸到保護膜111的上部表面上邊。在電極113c～113e和保護膜111的上邊形成絕緣膜114。然後，在顯示象素區中形成透明電極等，遵循通常的工序製造液晶顯示裝置。
如上所述，採用用叫做絕緣膜108的同一層來構成p型薄膜場效應電晶體117和n型薄膜場效應電晶體118的柵極絕緣膜和存儲電容119的電介質膜的辦法，可以簡化液晶顯示裝置的製造工序。
此外，在使用平面型的薄膜場效應電晶體的情況下，存儲電容119的下部電極103，採用向與形成p型薄膜場效應電晶體117的溝道區107和n型薄膜場效應電晶體118的溝道區105的半導體膜為同一半導體膜的半導體膜內注入導電性雜質的辦法形成。這是因為由於薄膜場效應電晶體的特性對於形成柵極絕緣膜之前的工藝中的金屬雜質所帶來的汙染非常敏感，故要在從柵極絕緣膜往下的下層內形成金屬電極實質上很困難的緣故。
圖14～圖16是用來說明圖13所示的液晶顯示裝置的製造方法的剖面模式圖。參看圖14～圖16說明液晶顯示裝置的製造方法。
參看圖14，首先在玻璃基板101上邊用一般的方法，例如用PECVD(等離子體增強化學汽相澱積)形成基底膜102。作為基底膜102可以使用矽氮化膜和矽氧化膜的2層膜。在該基底膜102上邊形成非晶矽膜。採用用準分子雷射使應成為p型薄膜場效應電晶體117和n型薄膜場效應電晶體118的溝道區的非晶矽膜退火的辦法形成多晶矽膜。然後在所形成的多晶矽膜上邊形成抗蝕劑膜。以該抗蝕劑膜為掩模用幹法刻蝕形成作為圖14所示那樣的半導體膜的多晶矽膜124a～124c。然後除去抗蝕劑膜。
其次，向應成為存儲電容119的下部電極的多晶矽膜124c內注入作為n型導電性雜質的磷(P)離子。由於選擇性地向該多晶矽膜124c內注入磷離子，故在多晶矽膜124c以外的區域內，把抗蝕劑膜125形成為使得把多晶矽膜124a、124b覆蓋起來。採用以該多晶矽膜125為掩模向多晶矽膜124c內注入磷離子129的辦法，形成下部電極103。採用注入該磷離子129的辦法，藉助於向抗蝕劑膜125的上層注入該磷離子形成變質的變質層126。另一方面，抗蝕劑膜125的下層，不受該磷離子129的注入的影響，不變質。為此，結果變成為抗蝕劑膜125由變質層126和不變質層127這麼2層構成。
然後，除去抗蝕劑膜125。但是，在想用通常的剝離液剝離變質層126的情況下，就會發生剝離所需要的時間變長或不能進行剝離的問題。為此，為了除去變質層126，要用使用氧等離子體的等離子體灰化法。即，如圖16所示，採用使氧等離子體133向抗蝕劑膜125的變質層126的表面進行接觸的辦法，除去變質層126。接著，在除去了變質層126之後，用通常的剝離液除去不變質層127。
然後，形成將成為柵極絕緣膜和電容電極119的電介質膜的絕緣膜108(參看圖13)。作為該絕緣膜108例如可以使用TEOS PECVD形成的矽氧化膜。在該矽氧化膜108上邊用濺射法形成鉻膜。在該鉻膜上邊形成抗蝕劑膜。採用把該抗蝕劑膜用做掩模，藉助於刻蝕除去鉻膜的一部分的辦法，形成柵極電極109a、109b和公用電極110(參看圖13)。這樣一來，就可以用公用電極110和下部電極103和絕緣膜108構成存儲電容119。然後向源/漏區104a、104b內注入作為n型導電性雜質的磷離子。此外，向源/漏區106a、106b內注入作為p型導電性雜質的例如硼(B)離子。這樣一來就可以形成p型薄膜場效應電晶體117和n型薄膜場效應電晶體118。
其次，在柵極電極109a、109b和公用電極110的上邊形成保護膜111(參看圖13)。作為該保護膜111可以使用用TEOS CVD形成的矽氧化膜。之後，進行使加熱溫度變成為400℃的激活化退火。在保護膜111上邊形成抗蝕劑膜。以該抗蝕劑膜為掩模，採用除去保護膜111和絕緣膜108的一部分的辦法，形成接觸孔112a～112e。然後除去抗蝕劑膜。在接觸孔112a～112e內部的保護膜111的上部表面上邊形成鉻膜。該鉻膜的膜厚設為100nm。在該鉻膜上邊用濺射法形成鋁系的合金膜。在該鋁系合金膜上邊形成抗蝕劑膜。以該抗蝕劑膜為掩模，採用用各向異性刻蝕法除去鋁系合金膜與鉻膜的辦法，形成電極113a～113e(參看圖13)。然後除去抗蝕劑膜。該電極113a～113e由上邊所說的鉻膜和鋁系合金膜構成。
然後，用氧等離子體，用進行溝道區105、107的氫化等的手法進行薄膜場效應電晶體特性的提高和穩定化。然後，在電極113a～113e上邊形成絕緣膜114。作為該絕緣膜114，例如可以使用矽氮化膜。這樣一來就可以得到圖13所示的那樣的構造。
接著，在驅動電路區內，除圖中所示的p型薄膜場效應電晶體117以外，用上邊所說的手法同時形成n型薄膜場效應電晶體，並把它們組合起來構成驅動電路。此外，在顯示象素區內採用電連接用與n型薄膜場效應電晶體118不同的途徑形成的透明電極的辦法形成顯示象素。此外，使作為半導體裝置的已形成了這些器件的玻璃基板與已形成了彩色濾色片或相向電極的另一方的玻璃基板進行粘接。接著，向在這些玻璃基板之間形成的間隙內注入液晶，並施行密封等的規定工序，就可以得到液晶顯示裝置。
如上所述，在現有的液晶顯示裝置的製造方法中，在圖15所示的工序中在注入磷離子129時，在抗蝕劑膜125的上部，藉助於該磷離子129的注入，形成變質的變質層126。接著，為了除去該變質層126，如圖16所示，進行使用氧等離子體113的氧等離子體處理。
但是，在進行該氧等離子體處理時，會發生以下所述的那些問題。就是說，注入到抗蝕劑膜125的變質層126中的磷等的導電性雜質，在該氧等離子體處理(灰化工序)中伴隨著變質層126的被除去而先暫時放出到氣氛中去。該被放出的磷離子的一部分，歸因於在氧等離子體處理中發生的電場的影響，有時候作為雜質139向應當成為溝道區105、107的多晶矽膜124a、124b中再注入。歸因於象這樣地向溝道區105、107中再注入139，有時候溝道區105、107中的雜質濃度變得比設定值還高。結果，根據發明人等的研究已經弄明白所形成的p型薄膜場效應電晶體117和n型薄膜場效應電晶體118的閾值電壓會因該溝道區105、107中的雜質濃度而變動。關於該閾值電壓的變動，用圖17進行說明。
圖17的曲線圖示出了薄膜場效應電晶體的溝道區內的雜質濃度和閾值電壓的變化量之間的關係。圖17示出了向p型薄膜場效應電晶體的溝道區中注入了n型導電性雜質(例如，磷)的情況下的數據。由圖17可知，當雜質濃度超過1016原子/cm3時，閾值電壓會比設定值急劇地變大。
此外，在向n型薄膜場效應電晶體的溝道區內注入了n型導電性雜質的情況下，閾值電壓雖然會降低，但如果把其閾值電壓的降低量畫成曲線，則與圖17所示的曲線大體上是一樣的。
在發生這樣的薄膜場效應電晶體的閾值電壓的變化的情況下，在液晶顯示裝置中，利用這樣的薄膜場效應電晶體的驅動電路部分的動作變得不穩定，有時候從結果上看會變成為不合格。結果，成為引起液晶顯示裝置生產成品率降低的問題的主要原因。
為解決上述的課題，可以考慮若干種方法。首先，作為一種方法，如圖18所示，是一種在注入磷離子129之前，在多晶矽膜124a、124b和下部電極103上邊，預先形成好作為柵極絕緣膜和電介質膜起作用的絕緣膜108的方法。圖18是用來說明液晶顯示裝置的另外一種製造方法的剖面模式圖。如圖18所示，如果預先形成好絕緣膜108，則如圖16所示，在進行使用氧等離子體的等離子體灰化處理時，已經變成為在多晶矽膜124a、124b上邊形成了絕緣膜108的狀態。於是，該絕緣膜108就起著用來防止向該多晶矽膜124a、124b再注入雜質139(參看圖16)的保護膜的作用。這樣的話，就可以防止磷離子等的雜質向應當成為溝道區105、107的多晶矽膜124a、124b中的再注入。
但是，在這種情況下，必須向位於絕緣膜108的下邊的下部電極103中注入磷離子129。為此，就必須增大磷離子129的注入能量(加速能量)。在使這樣大的能量加速的磷離子向下部電極103中進行注入的情況下，將發生位於下部電極103上邊並作電介質膜起作用的絕緣膜108就會因該離子注入而受到損傷或磷離子129等的導電性雜質殘存於絕緣膜108中的問題。當絕緣膜108象上述那樣受到損傷時，該絕緣膜108的耐壓將降低。結果，存儲電容119的耐久性或可靠性將降低。此外，在磷離子129的加速能量這樣大的情況下，抗蝕劑膜125的變質層126將會擴大，其變質比率也將增大。為此，在除去該抗蝕劑膜125的工序中，將發生抗蝕劑膜125的除去不合格。在這樣的抗蝕劑膜125的除去不合格的情況下，由於不可能形成p型薄膜場效應電晶體117和n型薄膜場效應電晶體118的規定的構成，故將發生這些薄膜場效應電晶體的動作不合格，結果，降低了液晶顯示裝置的生產成品率。
此外，通常還必須向下部電極103中注入1020原子/cm3這種程度的導電性雜質。在這種情況下，也要向位於下部電極103上邊的絕緣膜108內注入某種程度的導電性雜質。向該絕緣膜108中注入的導電性雜質的濃度，如果參考圖9所示的數據進行探討，則被認為應在大約1018原子/cm3以上。圖19的曲線圖，作為雜質使用硼離子，示出了向由矽構成的靶材注入該硼離子的情況下的距靶材的注入表面的深度與在該位置上的硼濃度之間的關係。在圖19所示的曲線中，示出的是使硼離子的注入能量變化時的結果。參看圖19，例如，在設硼離子的注入能量為4.8×10-15J(30keV)的條件下注入時，在距注入表面大約0.1微米的位置處的硼濃度為1020原子/cm3。因此，在這種情況下，在矽的最表面層(深度0微米的位置)處，硼濃度變成為1019原子/cm3。接著，若在設硼濃度最高的區域中的硼濃度為1020原子/cm3左右的條件下使硼離子的注入能量變化，則可知靶材的最表面層處的硼濃度變成為大約1018原子/cm3以上。
由此類推，可以認為位於在作為要注入作為導電性雜質的磷離子129的靶材的下部電極103的上部表面(與上述最表面層對應)上邊的絕緣膜108內，也含有大約1018原子/cm3左右的磷離子129。即，在作為保護膜預先形成了絕緣膜108之後，在已實施了注入磷離子129的工序的情況下，結果就變成為將會向位於下部電極103上邊的絕緣膜108中注入大約1018原子/cm3左右的雜質離子。這樣的電介質膜中的導電性雜質的殘存，將成為存儲電容119的耐久性或可靠性降低的原因之一。另外，圖19摘自『Ultra LSI Process DATA Handbook(超LSI工藝數據手冊)；株式會社Science Forum(科學論壇))，1990年3月，p232』。此外，圖中，50keV、70keV、100keV、200keV，分別表示8.0×1015J、1.1×1014J、1.6×1014J、3.2×1014J。
此外，為了解決磷離子等的雜質向應當成為溝道區105、107的矽膜124a、124b中再注入的問題，作為可以考慮的另外的方法，例如有以下要說明的那種方法。圖20的剖面模式圖示出了用以下要說明的另外一種方法製造的液晶顯示裝置另外一個例子。參看圖20，液晶顯示裝置具備基本上與圖1所示的現有的液晶顯示裝置同樣的構造。但是，作為柵極絕緣膜和存儲電容119的電介質膜起作用的絕緣膜由下層絕緣膜137和上層絕緣膜138這麼2層構成。
圖21和圖22，是用來說明圖20所示的液晶顯示裝置的製造方法的剖面模式圖。參看圖21和圖22說明半導體裝置的製造方法。
圖21基本上與圖18所示的工序是同樣的。但是，在多晶矽膜124a、124b和下部電極103上邊，作為保護膜，形成有其膜厚比圖18所示的絕緣膜108還薄的絕緣膜137。在形成了作為這樣的薄的保護膜的下層絕緣膜137的狀態下，在注入了磷離子129之後，用等離子體灰化法等的方法除去抗蝕劑膜125。然後，如圖22所示，向下層絕緣膜137上邊澱積上層絕緣膜138。該下層絕緣膜137與上層絕緣膜138的總計膜厚，要調整為使得變成為與p型薄膜場效應電晶體117和n型薄膜場效應電晶體118中的柵極絕緣膜所要求的膜厚大體上同等的膜厚。
如圖21所示，由於作為保護膜使用比圖18所示的絕緣膜108膜厚還薄的下層絕緣膜137，所以就可以使磷離子129的注入能量降低到比圖18所示的工序還低。結果，就可以某種程度地減輕在圖18所示的工序中的伴隨著磷離子的注入所發生的絕緣膜108的損傷。
但是，在圖21和圖22所示的工序中，存在著比圖18所示的製造方法要增加工序的缺點。此外，如圖22所示，在把柵極絕緣膜作成為2層的情況下，大家知道，比起用單一的膜形成柵極絕緣膜的情況來，將降低耐久性和可靠性。結果仍然會發生這樣的問題歸因於要形成的p型薄膜場效應電晶體117和n型薄膜場效應電晶體118以及存儲電容119的耐壓和可靠性的降低，液晶顯示裝置的生產成品率降低。
如上所述，現有技術要同時達到在具備用與薄膜場效應電晶體的溝道區同一層形成的導電層的半導體裝置中，採用防止雜質向薄膜場效應電晶體的溝道區再注入的辦法使閾值電壓穩定化的同時，還可以充分高地保持含有作為導電層的下部電極103的存儲電容的耐久性和可靠性這兩個目的是困難的。
本發明的目的之一是提供在具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置中，在可以使薄膜場效應電晶體的閾值電壓穩定化的同時，還可以提高把導電層作為電極使用的電容的耐久性和可靠性的半導體裝置及其製造方法。
本發明的另一個目的，是提供在具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置中，在可以使薄膜場效應電晶體的閾值電壓穩定化的同時，還可以提高把導電層作為電極使用的電容的耐久性和可靠性的液晶顯示裝置及其製造方法。
本發明的第1方面的半導體裝置，是具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置，具備襯底和半導體膜和導電層和電介質膜。半導體膜包括在襯底上邊形成薄膜場效應電晶體的溝道區。導電層在襯底上邊形成且與半導體膜用同一層構成。電介質膜在導電層上邊形成。溝道區內的導電性雜質濃度在1016原子/cm3以下。電介質膜中的導電性雜質濃度在1017原子/cm3以下。
如上所述，由於薄膜場效應電晶體的溝道區內的導電性雜質濃度在1016原子/cm3以下，故可以防止薄膜場效應電晶體的閾值電壓的變動。
此外，由於在電介質膜中的導電性雜質濃度在1017原子/cm3以下，故可以防止該電介質膜的耐壓和可靠性的降低。為此，在形成把導電層作為一方的電極，再把配置為中間存在著該導電層和電介質膜相向的另一個導電層作為另一方的電極的電容的情況下，就可以提高該電容的耐久性和可靠性。此外，在形成了電介質膜之後，在已存在著該電介質膜實施嚮導電層內注入導電性雜質之類的工序的情況下，如上所述，由於電介質膜的導電性雜質濃度變成為至少在1018原子/cm3以上，故要想使電介質膜的導電性雜質濃度變成為1017原子/cm3以下，就必須在不存在電介質膜的狀態下嚮導電層內注入導電性雜質。即，可以防止電介質膜受到起因於該導電性雜質的注入工序的損傷。
在上述第1方面的半導體裝置中，薄膜場效應電晶體具有第1導電類型的源和漏區，導電性雜質是作為與第1導電類型相反的導電類型的第2導電類型的導電性雜質。
在這裡，在溝道區內的導電性雜質為第2導電類型的情況下，若該導電性雜質的濃度升高，則上述薄膜場效應電晶體的閾值電壓將上升。因此，在本發明中，採用把溝道區內的導電性雜質濃度設定在規定的範圍內的辦法，就可以確實地防止薄膜場效應電晶體的閾值電壓增大到大於規定值的問題。
在上述第1方面的半導體裝置中，薄膜場效應電晶體具有第1導電類型的源和漏區，導電性雜質也可以是第1導電類型的導電性雜質。
在這種情況下，就可以防止薄膜場效應電晶體的閾值電壓因導電性雜質的存在而降低到低於設定值。
本發明的另一方面的液晶顯示裝置，具備上述第1方面的半導體裝置。
這樣的話，採用把薄膜場效應電晶體應用到液晶顯示裝置的象素區的開關器件中去，把導電層應用到存儲電容的電極中去的辦法，就可以容易地使顯示象素區的薄膜場效應電晶體的閾值電壓穩定化，同時還可以提高存儲電容的耐久性和可靠性。結果，可以提高液晶顯示裝置的顯示特性。
在本發明的另一個方面的具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置的製造方法中，在襯底上邊形成半導體膜。在半導體膜上邊形成第1抗蝕劑膜。採用以第1抗蝕劑膜為掩模，刻蝕半導體膜的辦法，形成應當成為薄膜場效應電晶體的溝道區的第1半導體膜和第2半導體膜。除去第1抗蝕劑膜。在形成了第2半導體膜的區域以外的區域內，至少在第1半導體膜上邊形成第2抗蝕劑膜。採用以第2抗蝕劑膜為掩模，向第2半導體膜內注入導電性雜質的辦法，形成導電層。用紫外線照射法或溼法刻蝕除去第2抗蝕劑膜。在形成導電層的工序之後，在導電層上邊形成電介質膜。
這樣的話，由於在除去第2抗蝕劑膜的工序中未使用使用氧等離子體等的等離子體灰化法，所以就可以確實地防止在該等離子體灰化法中在抗蝕劑內殘存的導電性雜質向應當成為薄膜場效應電晶體的溝道區的第1半導體膜內的注入。結果，由於得以防止第1半導體膜中的導電性雜質超過需要地上升，所以可以防止把第1半導體膜作為溝道區使用的薄膜場效應電晶體的閾值電壓發生變動。
此外，由於在形成導電層的工序之後才形成電介質膜，故可以防止該電介質膜受到來自導電性雜質注入工序的損傷。結果，可以提高電介質膜的耐壓和可靠性。藉助於此，就可以提高用該電介質膜形成的電容等的耐久性和可靠性。
在上述另外一個半導體裝置的製造方法中，第2抗蝕劑膜也可以含有下層部分和位於該下層部分上邊的上層部分，除去第2抗蝕劑膜的工序，理想的是具備用紫外線照射法除去上層部分的工序，和用溼法刻蝕除去下層部分的工序。
在這種情況下，在可以用紫外線照射法確實地除去含有已藉助於導電性雜質的注入而變成為變質層的上層部分的同時，還可以用溼法刻蝕的辦法在比較短的時間內除去下層部分。為此，可以防止變質層殘存下來這樣的問題的發生的同時，還可以縮短半導體裝置的製造所需要的時間。
在上述另外一個方面的半導體裝置的製造方法中，理想的是在形成第2抗蝕劑膜的工序之前，在第1半導體膜上邊形成保護膜，理想的是在除去第2抗蝕劑膜的工序之後再除去保護膜。除去第2抗蝕劑膜的工序，理想的是在殘存有保護膜的狀態下實施。
在這種情況下，由於存在著保護膜，故可以確實地防止殘存於第2抗蝕劑膜中的導電性雜質向第2半導體膜的注入。結果是可以防止第1半導體膜中的導電性雜質濃度上升到超過需要以上。
在本發明的另一個方面的具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置的製造方法中，在襯底上邊形成半導體膜。在半導體膜上邊形成第1抗蝕劑膜。以第1抗蝕劑膜為掩模，採用刻蝕半導體膜的辦法，形成應當成為薄膜場效應電晶體的溝道區的第1半導體膜和第2半導體膜。在第1半導體膜上邊形成保護膜。在已形成了第2半導體膜的區域以外的區域內，至少在第1半導體膜上邊形成第2抗蝕劑膜。採用以第2抗蝕劑膜為掩模，向第2半導體膜內注入導電性雜質的辦法形成導電層。在形成導電層的工序之後，殘存保護膜除去第2抗蝕劑膜。除去保護膜。在除去了保護膜之後，在導電層上邊形成電介質膜。
這樣的話，在除去第2抗蝕劑膜的工序中，由於已形成了保護膜，故可以確實地防止殘存於第2抗蝕劑膜中的導電性雜質向第1保護膜注入。結果是可以防止第1半導體膜中的導電性雜質的濃度變高到超過需要。藉助於此，由於可以確實地防止薄膜場效應電晶體的溝道區內的導電性雜質的濃度超過規定的值，所以可以防止薄膜場效應電晶體的閾值電壓發生變動。
此外，由於在除去了保護膜之後，即在導電性雜質的注入結束之後，才在導電層上邊形成電介質膜，故電介質膜不會受到起因於導電性雜質的注入的損傷。為此，可以防止起因於電介質膜的損傷而使該電介質膜的耐壓和可靠性降低這樣的問題的發生。因此，可以提高使用該電介質膜的電容等的器件的耐久性和可靠性。
在本發明的再一個方面的具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置的製造方法中，在襯底上邊形成半導體膜。在半導體膜上邊形成應當成為保護膜的被覆膜。在被覆膜上邊形成第1抗蝕劑膜。採用以第1抗蝕劑膜為掩模，刻蝕除去半導體膜和被覆膜的辦法，形成應當成為薄膜場效應電晶體的溝道區的第1半導體膜、第2半導體膜和位於第1和第2半導體膜上邊的保護膜。在已形成了第2半導體膜的區域以外的區域內，至少在第1半導體膜上邊形成第2抗蝕劑膜。採用以第2抗蝕劑膜為掩模，向第2半導體膜內注入導電性雜質的辦法形成導電層。在形成導電層的工序之後，殘存保護膜除去第2抗蝕劑膜。除去保護膜。在除去了保護膜之後，在導電層上邊形成電介質膜。
這樣的話，由於在形成了保護膜的狀態下除去第2抗蝕劑膜，故可以確實地防止殘存於第2抗蝕劑膜中的導電性雜質向第1保護膜注入。因此，可以防止第1半導體膜中的導電性雜質的濃度變高到超過需要。
此外，由於在除去了保護膜之後，即在導電性雜質的注入結束之後，才形成電介質膜，故電介質膜不會受到起因於導電性雜質的注入的損傷。為此，由於可以防止電介質膜的膜質的劣化，故可以提高使用該電介質膜的電容等的器件的耐久性和可靠性。
在上述另一個方面或再一個方面的半導體裝置的製造方法中，除去第2抗蝕劑膜的工序，理想的是具有用等離子體灰化法確實地除去包括第2抗蝕劑膜的上部表面在內的上層部分的工序，和用溼法刻蝕除去位於上層部分的下邊的第2抗蝕劑膜的下層部分的工序。
在這種情況下，由於可以在用等離子體灰化法確實地除去包括藉助於導電性雜質的注入已變質的區域(變質層)在內的上層部分的同時，用溼法刻蝕除去下層部分，故可以防止雜質殘存下來這樣的問題的發生的同時，還可以用溼法刻蝕來縮短工序時間。
在上述另一個方面或再一個方面的半導體裝置的製造方法中，理想的是第2抗蝕劑膜的上層部分是已注入了導電性雜質的變質層。
在這種情況下，可以採用等離子體灰化法確實地除去變質層。因此，可以防止因殘存有變質層而在薄膜場效應電晶體的構造中發生缺陷這種不合格的發生。
在上述另一個方面或再一個方面或再另一個方面的半導體裝置的製造方法中，理想的是保護膜是氧化膜或氮化膜。
在這種情況下，可以容易地用用來製造現有半導體裝置的CVD法或熱氧化法或紫外線照射法等形成保護膜。為此，不需要進行為了形成該保護膜而追加新的製造裝置之類的投資。因此，可以抑制半導體裝置的成本的上升。
在上述另一個方面或再一個方面或再另一個方面的半導體裝置的製造方法中，理想的是用化學汽相澱積法或濺射法形成保護膜。
在這種情況下，採用調整化學汽相澱積法等的條件的辦法，就可以一直到任意的厚度為止容易地把保護膜形成的厚。
此外，在形成第1半導體膜的工序中，在用化學汽相澱積法的情況下，由於可以連續地形成保護膜，故可以簡化工藝。
在上述另一個方面或再一個方面或再另一個方面的半導體裝置的製造方法中，也可以用紫外線照射法形成保護膜。
在這種情況下，由於可以用紫外線照射法這樣的將但且短時間的工藝處理來形成保護膜，故可以簡化製造工序的同時，還可以縮短製造工序所需要的時間。
本發明的再一個方面的液晶顯示裝置的製造方法，使用在上述另一個方面或再一個方面或再另一個方面的半導體裝置的製造方法。
這樣一來，在把薄膜場效應電晶體用做液晶顯示裝置的顯示象素區中的電路器件，把導電層用做顯示象素區中的存儲電容的電極的情況下，在可以使該顯示象素區中的薄膜場效應電晶體的閾值電壓穩定化的同時，還可以提高電容的耐久性和可靠性。結果是可以提高液晶顯示裝置的顯示特性。
圖1的剖面模式圖示出了本發明的液晶顯示裝置的實施例1。
圖2～圖7分別是用來說明圖1所示的液晶顯示裝置的製造方法的第1～第6工序的剖面模式圖。
圖8～圖10分別是用來說明本發明的液晶顯示裝置的實施例2的製造方法的第1～第3工序的剖面模式圖。
圖11和圖12分別是用來說明本發明的液晶顯示裝置的實施例3的製造方法的第1和第2工序的剖面模式圖。
圖13的剖面模式圖示出了現有的液晶顯示裝置。
圖14～圖16分別是用來說明圖13所示的液晶顯示裝置的製造方法的第1和第2和第3工序的剖面模式圖。
圖17的曲線圖示出了薄膜場效應電晶體的溝道區中的雜質濃度與閾值電壓的變化量之間的關係。
圖18是用來說明液晶顯示裝置的另一個製造方法的剖面模式圖。
圖19的曲線圖示出了向由矽構成的靶材內注入硼離子的情況下的從靶材的注入面算起的深度與硼的濃度之間的關係。
圖20是液晶顯示裝置的一個例子的剖面模式圖。
圖21和圖22分別是用來說明圖20所示的液晶顯示裝置的製造方法的第1和第2工序的剖面模式圖。
以下，根據


本發明的實施例。另外，在以下的附圖中對於同一或相當的部分賦予同一的參照標號而不重複其說明。
實施例1下面參看圖1說明液晶顯示裝置。
參看圖1，液晶顯示裝置具備玻璃基板1和上玻璃基板21以及保持在該玻璃基板1與上玻璃基板21之間的液晶20。在玻璃基板1上邊形成基底膜2。在玻璃基板1的驅動電路區內，在該基底膜2上邊形成p型薄膜場效應電晶體17。P型薄膜場效應電晶體17具備源/漏區6a、6b和溝道區7和起著柵極絕緣膜作用的絕緣膜8和柵極電極9a。
在基底膜2上邊，形成用作為同一層的半導體膜形成的源/漏區6a、6b和溝道區7。向源/漏區6a、6b中注入了硼(B)等的p型導電性雜質。在溝道區7上邊形成作為柵極絕緣膜起作用的絕緣膜8。在位於溝道區7上邊的區域內，在絕緣膜8上邊，形成由鉻膜構成的柵極電極9a。在柵極電極9a和絕緣膜8的上邊，形成由矽氧化膜構成的保護膜11。在位於源/漏區6a、6b上邊的區域內採用除去保護膜11和絕緣膜8的一部分的辦法，形成接觸孔12a、12b。從接觸孔12a、12b開始，分別形成電極13a、13b，使得一直延伸到保護膜11上。在電極13a、13b和保護膜11的上邊形成絕緣膜14。
在玻璃基板1的顯示象素區內，如上所述，在玻璃基板1上邊形成基底膜2，在該基底膜2上邊形成n型薄膜場效應電晶體18和存儲電容19。n型薄膜場效應電晶體18具備源/漏區4a、4b和溝道區5和起著柵極絕緣膜作用的絕緣膜8和柵極電極9b。在基底膜2上邊，形成用作為同一層的半導體膜形成的源/漏區6a、6b和溝道區7。向源/漏區4a、4b中注入了磷(P)等的n型導電性雜質。在溝道區5上邊形成作為柵極絕緣膜起作用的絕緣膜8。此外，在位於溝道區5上邊的區域內，在絕緣膜8上邊，形成由鉻膜構成的柵極電極9a。在柵極電極9a和絕緣膜8的上邊，形成柵極電極9b。在柵極電極9b與絕緣膜8的上邊與驅動電路區同樣地形成保護膜11。在位於源/漏區4a、4b上邊的區域內採用除去保護膜11和絕緣膜8的一部分的辦法，形成接觸孔12c、12d。形成電極13c、13d使得從接觸孔12c、12d的內部開始一直延伸到保護膜11上部表面上邊。
此外，在基底膜2上邊，形成作為用與構成源/漏區4a、4b和溝道區5的半導體膜同一層構成的導電層的下部電極3。在該下部電極3上邊形成作為電介質膜的絕緣膜8。位於該下部電極3上邊的絕緣膜部分35，作為電容電介質膜起作用。在該絕緣膜部分35上邊形成公用電極10。在公用電極10和絕緣膜8的上邊形成保護膜。在位於下部電極3上邊的區域內，採用除去保護膜11和絕緣膜8的一部分的辦法，形成接觸孔12e。形成電極13e，使得從接觸孔12e的內部開始延伸到電極13e和保護膜11的上邊。在電極13e和保護膜11的上邊形成絕緣膜14。
在位於電極13d上邊的區域內，在絕緣膜14內形成接觸孔15。使得從接觸孔15的內部開始一直延伸到絕緣膜14的上部表面那樣地形成與電極13a電連接的ITO(摻錫氧化銦)象素電極16。在ITO象素電極16和絕緣膜14的上邊形成配向膜36a。
在該玻璃基板1上邊配置上玻璃基板21，使得與已形成了p型薄膜場效應電晶體17、n型薄膜場效應電晶體18和存儲電容19的面相向。在上玻璃基板21的與玻璃基板1相向的面上形成彩色濾色片23。在與彩色濾色片23的玻璃基板1相向的面上邊形成相向電極22。在與相向電極22的玻璃基板1相向的面上邊形成配向膜36b。液晶20保持在配向膜36a、36b之間。
在這裡，在溝道區7、5內的n型導電性雜質的濃度不論哪一個都已變成為1016原子/cm3以下。採用象這樣地使雜質濃度變成為1016原子/cm3以下的辦法，由圖17的曲線可知，可以確實地防止場效應電晶體的閾值電壓從設定值大幅度地偏離開來。在溝道區5、7的導電性雜質濃度超過了1016原子/cm3的情況下，由圖17可知，閾值電壓的變化量將急劇地增大。另外，對於p型導電性雜質，與上述同樣，採用使溝道區5、7中的濃度變成為1016原子/cm3以下的辦法，也可以得到同樣的效果。
此外，電容的絕緣膜部分35中的n型導電性雜質濃度已變成為1017原子/cm3以下。如在後邊要講的製造方法中所示的那樣，這是因為在向下部電極3進行了導電性雜質注入工序之後才形成該絕緣膜部分35，因而可以象這樣地把導電性雜質濃度保持得相對地低的緣故。因此，如果是這樣的導電性雜質濃度的話，就可以確實地防止因該導電性雜質的存在而使作為電介質膜的絕緣膜部分35的耐壓降低或可靠性降低的問題的發生。此外，在向下部電極3實施導電性雜質的注入工序時，在已經形成了該絕緣膜部分35的情況下，在絕緣膜部分35處要達到這樣的相對低的雜質濃度是困難的。這一點從圖19所示的數據也可以推斷出來。因此，為了達到這樣的雜質濃度，如在後述的製造方法中也示出的那樣，需要在向下部電極3的導電性雜質的注入工序結束之後再形成絕緣膜部分35。而這樣一來，就可以防止起因於該導電性雜質的注入工序而使該絕緣膜部分35受到損傷的問題的發生。結果是可以確實地防止絕緣膜部分的耐壓或可靠性降低的問題的發生。另外，在向下部電極3注入導電性雜質的注入工序中，在已經形成了絕緣膜部分35的情況下，由圖19可知，該絕緣膜部分35的導電性雜質濃度將變成超過1017原子/cm3那樣的值。在這種情況下，在絕緣膜部分35中，由於已經發生了起因於該導電性雜質的注入工序的損傷等，故絕緣膜部分35的耐壓等將降低。
此外，在p型薄膜場效應電晶體17中，已向源/漏區6a、6b內注入了硼等的p型導電性雜質。因此，當考慮向溝道區7內注入注入到下部電極3內的磷離子等的n型導電性雜質時，結果就變成為p型薄膜場效應電晶體17的閾值電壓將上升。但是，若使溝道區7內的該磷離子的濃度如上所述變成為1016原子/cm3以下，則可以確實地防止這種閾值電壓的上升。
此外，關於n型薄膜場效應電晶體18，向源/漏區4a、4b內注入作為n型導電性雜質的磷離子。因此，當向溝道區5內再注入注入到下部電極3內的磷離子時，結果就變成為該n型薄膜場效應電晶體18的閾值電壓將下降。但是，若使溝道區5內的該磷離子的濃度如上所述變成為1016原子/cm3以下，則可以確實地防止這種閾值電壓的降低。
如上所述，倘採用本發明，則在液晶顯示裝置中，就可以確實地防止驅動電路區和顯示象素區中的薄膜場效應電晶體的閾值電壓的變動，而且，還可以提高存儲電容19的耐久性和可靠性。
參看圖2～圖7說明液晶顯示裝置的製造方法。
首先，在玻璃基板1的表面上用例如PECVD形成基底膜2。作為基底膜2使用矽氮化膜和矽氧化膜的2層膜。在該基底膜2上邊連續地形成非晶矽膜(未畫出來)，採用使用準分子雷射使非晶矽膜退火的辦法，生成多晶矽膜。接著，在該多晶矽膜上邊形成抗蝕劑膜(未畫出來)。採用以該抗蝕劑膜為掩模，用幹法刻蝕部分地除去多晶矽膜的辦法，形成作為第1和第2半導體膜的多晶矽膜24a～24c(參看圖2)。然後，除去抗蝕劑膜。這樣一來，就將得到圖2所述的那種構造。
其次，在作為應當成為下部電極3(參看圖1)的第2半導體膜的多晶矽膜24c所處的區域以外的區域內，在作為第1半導體膜的多晶矽膜24a、24b上邊形成抗蝕劑膜25(參看圖3)。該抗蝕劑膜25的膜厚T1(參看圖3)約為1.3微米。接著，如圖3所示，在1.60×10-15J(10keV)的條件下，向多晶矽膜24c中注入磷離子29。藉助於這樣的磷離子的注入，在抗蝕劑膜25內形成起因於該磷離子的注入的變質層26。設變質層26的膜厚為T2。沒受到起因於磷離子的注入的損傷的不變質層27位於該變質層26的下邊。設不變質層27的膜厚為T3。藉助於該磷離子29的注入，如圖3所示，形成下部電極3。
其次，如圖4所示，採用照射紫外線30的辦法除去變質層26。作為紫外線30使用波長172nm的準分子UV。作為這時的工藝條件，規定燈泡照度為10mW/cm2、玻璃基板的溫度為130℃、燈泡與玻璃基板1之間的距離為3mm。在這種情況下的抗蝕劑除去速度約為400nm/min。為此，把準分子UV的照射時間定為2到3分鐘左右以便能夠除去膜厚T1約1.3微米左右的抗蝕劑膜25。經這樣地處理，不變質層27也被紫外線照射除去。
另外，也可以不用紫外線照射而代之以使用溼法處理除去抗蝕劑膜25。作為這種情況下的溼法處理的條件，例如作為處理液使用把濃硫酸和過氧化氫的混合液加熱到90℃的處理液。
此外，也可以用通常的剝離液除去抗蝕劑膜25。
此外，也可以在主要用紫外線照射除去了變質層26之後，使紫外線照射與溼法處理組合起來除去抗蝕劑膜25，以便用溼法處理除去不變質層27。這樣的話，由於與處理速度更快的溼法處理組合使用，故比起完全用紫外線照射法除去變質層26和不變質層27的情況來，可以縮短用來除去抗蝕劑膜25的處理時間。
如上所述，由於在除去抗蝕劑膜25時不進行等離子體灰化處理。故可以防止在象現有技術那樣，殘存於抗蝕劑膜25中的磷離子向應當成為溝道區5、7(參看圖1)的多晶矽膜24a、24b中的再注入。結果是可以防止由於再注入的磷離子的存在而引起的p型薄膜場效應電晶體17、n型薄膜場效應電晶體18的閾值電壓變動這種問題的發生。
其次，例如用TEOS PECVD法形成作為薄膜場效應電晶體的柵極絕緣膜以及存儲電容19的電介質膜起作用的絕緣膜8(參看圖5)。絕緣膜8的膜厚設為70nm左右。其次，在絕緣膜8上邊用濺射法等形成鉻膜。在鉻膜上邊形成抗蝕劑膜(未畫出來)。採用以該抗蝕劑膜為掩模，藉助於刻蝕部分地除去鉻膜的辦法，如圖5所示，形成柵極電極9a、9b和公用電極10。用公用電極10(也叫做公用布線)和絕緣膜8的絕緣膜部分35構成存儲電容19。然後，用抗蝕劑膜覆蓋上多晶矽膜24b(參看圖4)所處的區域以外的區域之後，以柵極電極9b為掩模向多晶矽膜24b內注入磷離子。以此，形成源/漏區4a、4b(參看圖5)和溝道區5(參看圖5)。然後，除去抗蝕劑膜。接著，如圖5所示，在多晶矽膜24a所處的區域以外的區域內形成抗蝕劑膜28。接著，以柵極電極9a為掩模向多晶矽膜24a內注入硼離子。以此，形成源/漏區6a、6b和溝道區7。
在這裡，含有存儲電容19的絕緣膜部分35的絕緣膜8，在圖3所示的磷離子29的注入工序結束之後再形成。為此，該絕緣膜部分35就不會受到起因於圖3所示的磷離子29的注入工序的損傷。因此，可以確實地防止該絕緣膜部分35的耐壓降低或可靠性降低這種問題的發生。結果是可以提高存儲電容9的耐久性和可靠性。
其次，在除去了圖5所示的抗蝕劑膜28之後，如圖6所示，在柵極電極9a、9b和公用電極10的上邊形成保護膜11。作為該保護膜11，可以使用用TEOS PECVD法形成的矽氧化膜。接著，在形成了該保護膜11之後，在400℃的溫度條件下，進行激活化退火。
其次，在保護膜11上邊形成抗蝕劑膜。採用以該抗蝕劑膜為掩模，用各向異性刻蝕法除去保護膜11和絕緣膜8的一部分的辦法，形成接觸孔12a～12e(參看圖7)。然後除去抗蝕劑膜。用濺射法形成鉻膜(未畫出來)，使得從接觸孔12a～12e的內部一直延伸到保護膜11的上部表面上邊。設該鉻膜的膜厚約為100nm。接著，用濺射法在鉻膜上邊形成鋁系的合金膜。該鋁系的合金膜的膜厚設為400nm。在該鋁系合金膜上邊，形成抗蝕劑膜。採用以該抗蝕劑膜為掩模，藉助於刻蝕部分地除去鋁系合金膜和鉻膜的辦法，形成電極13a～13e(參看圖7)。然後除去抗蝕劑膜。接著，採用用氫等離子體對溝道區5、7的氫化進行處理等辦法，進行p型薄膜場效應電晶體17和n型薄膜場效應電晶體18特性的提高和穩定化。然後在電極13a～13e和保護膜11的上邊形成絕緣膜14(未畫出來)。作為該絕緣膜14例如可以使用矽氮化膜。藉助於此，得到圖7所示的構造。
經這樣地處理後，在玻璃基板1的驅動電路區內形成p型薄膜場效應電晶體17，在顯示象素區內形成n型薄膜場效應電晶體18和存儲電容19。此外，還可以在驅動電路區內，在未進行圖示的其它的區域內，形成n型薄膜場效應電晶體。然後，在驅動電路區內，採用使p型薄膜場效應電晶體與n型薄膜場效應電晶體進行組合的辦法，構成驅動電路。此外，在顯示象素區內，採用使n型薄膜場效應電晶體18與透明電極進行組合的辦法，形成顯示象素。
就是說，在圖7所示的工序之後，在使絕緣膜14的上部表面平坦化之後，在位於電極13d上邊的區域內，在絕緣膜14內形成接觸孔15(參看圖1)。接著，把ITO象素電極16(參看圖1)形成為使得從接觸孔15的內部一直延伸到絕緣膜14的上部表面上邊。然後，在ITO象素電極16上邊形成配向膜36a(參看圖1)。再如圖1所示，準備已形成了相向電極22和配向膜36b的上玻璃基板21，把該上玻璃基板21與玻璃基板1配置固定為使之相向。接著，把液晶注入到該玻璃基板1與上玻璃基板21之間(配向膜36a、36b之間)，藉助於進行密封，就可以得到圖1所示的那種液晶顯示裝置。
實施例2本發明的液晶顯示裝置的實施例2，具備與圖1所示的液晶顯示裝置同樣的構造。參看圖8～圖10說明液晶顯示裝置的製造方法。
首先，一直到在玻璃基板1上邊形成基底膜2和作為半導體膜的多晶矽膜24a～24c的工序為止，與本發明的實施例1是同樣的。接著，在本發明的實施例2中，在多晶矽膜24a～24c上邊，形成作為保護膜的絕緣膜32(參看圖8)。該絕緣膜32例如可以使用用等離子體CVD法形成的矽氧化膜。此外，作為絕緣膜32也可以使用作為氮化膜的矽氮化膜。該絕緣膜32的膜厚為10nm。然後，在絕緣膜32上邊如圖8所示形成膜厚T4的抗蝕劑膜25。然後，以該抗蝕劑膜25為掩模，向多晶矽膜24c內注入磷離子29。該磷離子的注入能量為1.60×10-15J(10keV)。藉助於該磷離子的注入形成下部電極3。接著，伴隨著該磷離子29的注入，含有抗蝕劑膜25的上部表面的部分，將藉助於該離子注入而變成為變質的變質層26。設變質層26的膜厚為T5。此外，設不變質層27的膜厚為T6。
在這裡，既可以用等離子體CVD法之類的化學汽相澱積法形成絕緣膜32，也可以使用濺射法形成絕緣膜32。如上所述，倘使用化學汽相澱積法或濺射法，則可以以良好的精度把絕緣膜32形成為任意的膜厚。此外，還可以把絕緣膜32形成得充分厚。此外，還可以採用向多晶矽膜24a～24c照射紫外線使多晶矽膜24a～24c的表面氧化的辦法形成絕緣膜32。
該絕緣膜32也可以在為形成多晶矽膜24a～24c而澱積的非晶矽膜上邊連續地形成。在這種情況下，該絕緣膜32，也可以採用用氮等離子體或氧等離子體使非晶矽膜的表面氮化或氧化的辦法形成氮化膜或氧化膜。這樣的話，由於與非晶矽膜的形成連續起來形成絕緣膜32，故可以簡化製造工序。
此外，如上所述，也可以用CVD法等在非晶矽膜上邊形成絕緣膜32。在這種情況下，由於也可以與非晶矽膜的形成連續起來形成絕緣膜32，故也可以得到與上述同樣的效果。
其次，如圖9所示，用氧等離子體33藉助於等離子體處理除去變質層26。這時，為了防止除不盡變質層26，把工藝條件設定為使得會確實地除去膜厚T5的變質層26。這時，由於已形成了作為保護膜的絕緣膜32，故可以確實地防止在進行等離子體灰化時殘存於抗蝕劑膜25中的磷離子等向多晶矽膜24a～24c中的再注入。此外，由於該絕緣膜32的膜厚可以設定為大約10nm和8nm以上充分的厚度，故可以確實地防止磷離子等向多晶矽膜24a、24b中的再注入。
在用這樣的等離子體灰化處理除去了變質層26之後，用例如有機胺系等的抗蝕劑剝離液除去剩下的不變質層27。
在這裡，作為氧等離子體灰化的條件，使用把氣氛壓力設定為200Pa、把氧氣流量設定為0.6升/分(600sccm)、把等離子體的功率設定為1kW的條件。另外，抗蝕劑膜的除去速率隨裝置等的條件不同而變化。為此，與作為除去對象的抗蝕劑的除去膜厚對應地進行處理時間的微調整。此外，在除去速率大，難於進行微調整的情況下，理想的是，採用減小等離子體的功率、氣氛壓力和氧氣流量之內的至少一者的辦法來減小除去速率。這樣的話，就可以容易地進行除去速率的微調整。
此外，作為上邊所說的抗蝕劑剝離液的處理條件，作為要使用的液體，使用二甲亞碸(dimethyl sulphoxide)30％與單乙醇胺(monoethanol amine)70％的剝離液。該剝離液的溫度為80℃。在使用這種條件的剝離液的情況下的處理時間約為180秒左右。此外，由於可以在一臺剝離裝置的剝離槽中同時處理多個基板，故處理間歇時間為1分以下。
如上所述，由於用氧等離子體33除去變質層26，故可以確實地除去變質層26。為此，採用部分地剩下變質層26的辦法，就可以防止在薄膜場效應電晶體的構造中發生缺陷這種問題的發生。
其次，在除去了抗蝕劑膜25之後，用氟系的刻蝕液除去絕緣膜32。經這樣地進行處理後，得到圖10所示的那種構造。
此後，採用實施與本發明的實施例1的液晶顯示裝置的製造方法的圖6到圖7所示的工序同樣工序的辦法，就可以得到液晶顯示裝置。
在這裡，由於在向下部電極3注入磷離子29之後，才形成位於下部電極3上邊的將成為絕緣膜部分35的絕緣膜8，故該絕緣膜部分35(參看圖1)不會因磷離子29的注入工序(參看圖8)而受到損傷。為此，可以防止絕緣膜部分35的膜質劣化。即，可以得到與本發明的實施例1的效果同樣的效果。
此外，也可以在存在著作為保護膜的絕緣膜32的狀態下，實施與本發明的實施例1同樣的工序。就是說，也可以在已形成了絕緣膜32的狀態下，不用圖9所示的工序，而代之以用圖4所示的紫外線照射或溼法處理來除去抗蝕劑膜25。
實施例3參看圖11和圖12說明液晶顯示裝置的製造方法。
首先，採用進行與本發明的實施例1的圖2所示的工序同樣的工序的辦法，形成多晶矽膜24a～24c(參看圖2)。然後，採用向該多晶矽膜24a～24c的表面照射紫外線，使多晶矽膜24a～24c的表面氧化的辦法，形成由矽氧化膜構成的絕緣膜34a～34c(參看圖11)。另外，作為絕緣膜34a～34c，也可以使用作為氮化膜的矽氮化膜。該絕緣膜34a～34c的膜厚約3nm。接著，如圖11所示，在應當形成存儲電容19的區域以外的區域內形成抗蝕劑膜25。該抗蝕劑膜25的膜厚T7設為約1.8微米左右。接著，用與本發明的實施例1的磷離子注入條件同樣的條件，向多晶矽膜24c內注入磷離子29。經這樣地處理後形成下部電極3。藉助於該磷離子29的注入，含有抗蝕劑膜25的上部表面的層將變成為具有膜厚T8的變質層26。膜厚T9的不變質層27位於變質層26的下邊。
在這裡，由於採用紫外線照射法形成絕緣膜34a～34c，故可以用簡單且短時間的工藝處理來形成該絕緣膜34a～34c。另外，絕緣膜34a～34c也可以採用具有過氧化氫等的氧化能力的藥液對多晶矽膜24a～24c的表面進行氧化處理的辦法來形成。此外，也可以在用來形成多晶矽膜24a～24c的非晶矽膜上連續地形成。在如上所述在非晶矽膜上連續地形成的情況下，如上所述，也可以採用用氮等離子體或氧等離子體使非晶矽膜的表面氮化或氧化的辦法，形成氧化膜或氮化膜。在這樣的情況下，與圖11所示的圖多少有些不同。即，象這樣地在非晶矽膜上邊連續地形成的絕緣膜，僅僅在多晶矽膜24a～24c的上部表面上邊形成，不會在該多晶矽膜24a～24c的側壁上邊形成。
其次，如圖12所示，用使用等離子體33的氧等離子體灰化法除去在圖11所示的工序中形成的變質層26。這時，被氧等離子體灰化法除去的抗蝕劑膜25的膜厚被設定為使得會完全除去變質層26。例如，若設除去膜厚約1.5微米，則可以完全地除去變質層26。因此，不變質層27的一部分，在氧等離子體灰化的處理之後也會剩下約0.3微米左右。接著，用例如有機胺系等的抗蝕劑剝離液除去該剩下來的不變質層27。在這裡，氧等離子體處理和使用抗蝕劑剝離液的工藝條件，與在本發明的實施例2中的氧等離子體灰化法和使用抗蝕劑剝離液的處理的工藝條件是同樣的。因此，用抗蝕劑剝離液就可以毫無問題地除去該不變質層27。然後，用氟系的刻蝕液除去絕緣膜34a～34c。其結果是，得到與圖10所示的構造同樣的構造。然後，採用實施與圖5到圖7所示的工序同樣工序的辦法，就可以得到液晶顯示裝置。在本實施例3中，也可以得到與本發明的實施例1和實施例2同樣的效果。
在這裡，在圖11所示的工序之前，如果抗蝕劑膜25的膜厚T7相對地厚到2.0微米以上，則如圖12所示，即便是用氧等離子體灰化法除去含有抗蝕劑膜25的表面的變質層26，也可以剩下0.5微米以上的不變質層27。這樣的話，在不形成絕緣膜34a～34c的情況下，由於存在著具有這樣的相對厚的膜厚的抗蝕劑膜的不變質層27，所以可以減輕氧等離子體灰化處理中的雜質向多晶矽膜24a～24c的再注入的程度。藉助於此，就可以使溝道區5、7中的導電性雜質的濃度變成為1016原子/cm3以下。這樣的話，由於也可以不形成絕緣膜34a～34c，故可以削減工序數。其結果是可以降低液晶顯示裝置的造價。
另外，在形成用來形成布線的圖形化等中使用的抗蝕劑膜的情況下，由於象這樣地把抗蝕劑膜形成得厚的情況下，圖形的位置精度將會惡化，故不能象這樣地把抗蝕劑膜形成得厚。但是，在把形成圖3、8、11所示那樣的存儲電容的區域和除此之外的區域分離開來的情況下，就不要求形成上述布線時的那樣嚴格的尺寸精度。為此，即便是象上述那樣地把抗蝕劑膜形成得厚，在半導體裝置的特性等方面也不會發生問題。再有，抗蝕劑膜，一般地說用旋轉塗敷法進行塗敷。因此，該抗蝕劑膜25的膜厚，通過調整該抗蝕劑塗敷時旋轉次數的辦法，就可以容易地進行變更。因此，採用把這樣的抗蝕劑膜25的膜厚形成得厚的辦法，可以得到與本發明的實施例1到3同樣的效果。
權利要求
1．一種具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置，具備襯底含有在上述襯底上邊形成的薄膜場效應電晶體的溝道區的半導體膜；在上述襯底上邊形成且與半導體膜用同一層構成的上述導電層；在上述導電層上邊形成的電介質膜，上述溝道區內的導電性雜質濃度在1016原子/cm3以下，上述電介質膜中的導電性雜質濃度在1017原子/cm3以下。
2．權利要求1所述的半導體裝置，上述薄膜場效應電晶體具有第1導電類型的源區和漏區，上述導電性雜質是作為與上述第1導電類型相反的導電類型的第2導電類型的導電性雜質。
3．權利要求1所述的半導體裝置，上述薄膜場效應電晶體具有第1導電類型的源區和漏區，上述導電性雜質是第1導電類型的導電性雜質。
4．一種液晶顯示裝置，具備權利要求1所述的半導體裝置。
5．一種具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置的製造方法，具備下述工序在襯底上邊形成半導體膜的工序；在上述半導體膜上邊形成第1抗蝕劑膜的工序；採用以上述第1抗蝕劑膜為掩模，刻蝕上述半導體膜的辦法，形成應當成為上述薄膜場效應電晶體的溝道區的第1半導體膜和第2半導體膜的工序；除去上述第1抗蝕劑膜的工序；在形成了上述第2半導體膜的區域以外的區域內，至少在上述第1半導體膜上邊形成第2抗蝕劑膜的工序；採用以上述第2抗蝕劑膜為掩模，向上述第2半導體膜內注入導電性雜質的辦法，形成上述導電層的工序；用紫外線照射法或溼法刻蝕法除去上述第2抗蝕劑膜的工序；在形成了上述導電層的工序之後，在上述導電層上邊形成電介質膜的工序。
6．權利要求5所述的半導體裝置的製造方法，上述第2抗蝕劑膜含有下層部分和位於該下層部分上邊的上層部分，上述除去第2抗蝕劑膜的工序，具備用紫外線照射法除去上述上層部分的工序；和用溼法刻蝕法除去上述下層部分的工序。
7．權利要求5所述的半導體裝置的製造方法，具備在形成上述第2抗蝕劑膜的工序之前，在上述第1半導體膜上邊形成保護膜的工序；在除去了上述第2抗蝕劑膜的工序之後除去上述保護膜的工序，除去上述第2抗蝕劑膜的工序，在殘存有上述保護膜的狀態下實施。
8．一種液晶顯示裝置的製造方法，使用權利要求5所述的半導體裝置的製造方法。
9．一種具備薄膜場效應電晶體和導電層的半導體裝置的製造方法，具備下述工序在襯底上邊形成半導體膜的工序；在上述半導體膜上邊形成第1抗蝕劑膜的工序；以上述第1抗蝕劑膜為掩模，採用刻蝕上述半導體膜的辦法，形成應當成為上述薄膜場效應電晶體的溝道區的第1半導體膜和第2半導體膜的工序；在上述第1半導體膜上邊形成保護膜的工序；在已形成了上述第2半導體膜的區域以外的區域內，至少在上述保護膜上邊形成第2抗蝕劑膜的工序；採用以上述第2抗蝕劑膜為掩模，向上述第2半導體膜內注入導電性雜質的辦法形成上述導電層的工序；在形成上述導電層的工序之後，殘存上述保護膜並除去上述第2抗蝕劑膜的工序；除去上述保護膜的工序；在除去了上述保護膜之後，在上述導電層上邊形成電介質膜的工序。
10．權利要求9所述的半導體裝置的製造方法，除去上述第2抗蝕劑膜的工序，具備下述工序用等離子體灰化法除去包括上述第2抗蝕劑膜的上部表面在內的上層部分的工序，用溼法刻蝕除去位於上述上層部分的下邊的上述第2抗蝕劑膜的下層部分的工序。
11．權利要求10所述的半導體裝置的製造方法，上述第2抗蝕劑膜的上層部分是已注入了上述導電性雜質的變質層。
12．權利要求9所述的半導體裝置的製造方法，上述保護膜是氧化膜或氮化膜。
13．權利要求9所述的半導體裝置的製造方法，用化學汽相澱積法或濺射法形成上述保護膜。
14．權利要求9所述的半導體裝置的製造方法，用紫外線照射法形成上述保護膜。
15．一種液晶顯示裝置的製造方法，使用權利要求9所述的半導體裝置的製造方法。
全文摘要
薄膜場效應電晶體的閾值電壓穩定且提高了電容的耐久性和可靠性的半導體裝置、液晶顯示裝置,具備襯底(1)和半導體層(5、7)和電介質膜(35)。半導體層(5、7)包括在襯底(1)上邊形成的薄膜場效應電晶體(17、18)的溝道區(5、7)。導電層(3)與在襯底(1)上邊形成的半導體層(5、7)用同一層構成。電介質膜(35)在導電層(3)上邊形成。溝道區(5、7)內的導電性雜質濃度在10
文檔編號H01L27/12GK1299983SQ00135569
公開日2001年6月20日 申請日期2000年12月13日 優先權日1999年12月13日
發明者久保田健, 村井一郎 申請人:三菱電機株式會社, 精工愛普生股份有限公司