專利名稱：電容器、半導體裝置和其制造方法、電光裝置及電子機器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容器、具有電容器或MIS(Metal-Inslator-Semiconductor)形半導體元件的半導體裝置、將該半導體裝置作為有源矩陣基板使用的電光裝置、電容器的制造方法、半導體裝置的制造方法和電子機器。此外，詳細而言，就是涉及電氣元件使用的絕緣層的形成技術(shù)。
背景技術(shù)：
在各種半導體裝置中，在基板上形成電容器時，通常，是按下電極、作為電介質(zhì)層的絕緣層和上電極的順序而集層。這里，絕緣層使用氧化硅膜或氧化鉭膜。在這樣的氧化膜中，為了形成耐高壓的氧化硅膜，以往是使用在溫度約1000℃～約1300℃的條件下對硅膜進行熱氧化處理的方法。
另外，各種半導體元件中的MIS形二極管或薄膜晶體管(以下，稱為TFT)具有金屬層、絕緣層和由半導體層構(gòu)成的MIS部，作為絕緣層，以往在溫度約1000℃～約1300℃的條件下對作為半導體層的硅膜的表面進行熱氧化而得到的氧化硅膜的耐壓高。
這里，氧化鉭膜雖然有介電常數(shù)高的優(yōu)點，但是，為了利用陽極氧化而形成氧化鉭膜，需要形成進行陽極氧化時的饋電用配線，所以，在同一基板上形成TFT等的半導體裝置中，其設計的自由度就被大幅度地剝奪了。另外，雖然在大氣中、在常壓下對鉭膜進行熱氧化處理也可以得到氧化鉭膜，但是，這樣的氧化鉭膜的耐壓低。
另外，在超過1000℃的高溫下形成絕緣膜的方法中，作為基板不能使用玻璃等這樣的廉價的基板。
此外，在基板上形成鋁配線等時，超過1000℃的處理溫度陳了鋁配線的耐熱性，所以，在這樣的高溫下進行處理時，不能形成鋁配線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供在比較低的溫度下形成時也具有耐壓高的絕緣層的電容器、在基板上具有該電容器的半導體裝置、將該半導體裝置作為有源矩陣基板使用的電光裝置、使用該電光裝置的電子機器、電容器的制造方法和半導體裝置的制造方法。
另外，本發(fā)明的目的在于提供在比較低的溫度下可以形成耐壓高的MIS部的半導體裝置、將該半導體裝置作為有源矩陣基板使用的電光裝置、使用該電光裝置的電子機器和半導體裝置的制造方法。
為了達到上述目的，在本發(fā)明中，下電極、絕緣層和上電極順序集層的電容器的特征在于在上述絕緣層上，包含通過在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下進行退火的高壓退火處理對絕緣層形成用金屬膜進行氧化而成的氧化膜。
在本發(fā)明中，上述絕緣層可以僅由上述氧化膜構(gòu)成，也可以是具有上述氧化膜和其他絕緣膜的多層結(jié)構(gòu)的情況。
另外，在本發(fā)明中，具有下電極、絕緣層和上電極的電容器的制造方法的特征在于在形成絕緣層形成用金屬膜后，通過在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下進行退火的高壓退火處理對絕緣層形成用金屬膜進行氧化而生成氧化膜，將該氧化膜作為上述絕緣層或該絕緣層的一部分使用。
在本發(fā)明中，上述高壓退火處理可以在例如溫度低于600℃的條件下進行。例如，上述高壓退火處理可以在溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa的條件下進行。
在本發(fā)明中，上述絕緣層形成用金屬膜是鉭(Ta)膜或鉭合金膜。
在本發(fā)明中，在電容器的絕緣層中包含在高壓退火處理中生成的氧化鉭膜，所以，絕緣層的耐壓高。另外，在本發(fā)明中，不是通過陽極氧化而是通過高壓退火處理來形成氧化鉭膜，所以，不需要形成用于進行陽極氧化的饋電用配線。因此，在同一基板上形成TFT等的半導體裝置等中，設計的自由度就大。另外，由于加上壓力進行處理，所以，可以得到均勻性高的氧化錟膜。另外，也可以對大量的基板統(tǒng)一進行處理。而且，高壓退火處理的溫度在600℃以下甚至在300℃～400℃就足夠了，所以，作為基板使用玻璃基板時也毫無問題。另外，在進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁配線，如果是這樣的溫度條件，只要鋁配線在基板表面不露出，也不會使鋁配線劣化。
在本發(fā)明中，上述下電極可以是至少與上述絕緣層接觸的一側(cè)由與上述絕緣層形成用金屬膜相同的金屬構(gòu)成，或者也可以由與上述絕緣層形成用金屬不同的材料構(gòu)成。
這種結(jié)構(gòu)的電容器，可以利用通過上述高壓退火處理僅對上述絕緣層形成用金屬膜的表面進行氧化處理而生成上述氧化膜、將該氧化膜作為上述絕緣層或該絕緣層的一部分使用而將其余的絕緣層形成用金屬膜作為上述下電極或該下電極的一部分使用的方法進行制造，或者也可以利用在上述絕緣層形成用金屬膜的下層側(cè)形成上述下電極并通過上述高壓退火處理對上述絕緣層形成用金屬膜的全體進行氧化處理而生成上述氧化膜、將該氧化膜作為上述絕緣層或該絕緣層的一部分使用的方法進行制造。
在本發(fā)明中，在進行上述高壓退火處理之后，最好在常壓下或減壓下進行退火處理。進行這樣的退火處理時，可以除去包含在氧化鉭膜等中的水分，從而可以提高結(jié)晶性，所以，可以進一步提高耐壓。
本發(fā)明的電容器適合于構(gòu)成在同一基板上形成其他半導體元件的半導體裝置。作為這樣的半導體裝置，有例如有源矩陣型的液晶裝置等這樣的電光裝置使用的有源矩陣基板。在該有源矩陣基板中，應用了本發(fā)明的電容器在例如各像素中作為存儲電容使用。
另外，在本發(fā)明的其他形式中，在基板上形成具有金屬層、絕緣層和具有由半導體層構(gòu)成的MIS部的MIS形半導體元件的半導體裝置的特征在于在上述絕緣層中，包含通過在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下進行退火的高壓退火處理對絕緣層形成用金屬膜進行氧化處理而形成的氧化膜。
另外，在本發(fā)明中，在基板上形成具有金屬層、絕緣層和具有由半導體層構(gòu)成的MIS部的MIS形半導體元件的半導體裝置的制造方法的特征在于在形成絕緣層形成用金屬膜后，通過在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下進行退火的高壓退火處理對絕緣層形成用金屬膜進行氧化處理而生成氧化膜，將該氧化膜作為上述絕緣層的一部分使用。
這里，上述高壓退火處理在例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa的條件下進行。
在本發(fā)明中，在MIS部的絕緣層中，包含在高壓退火處理中生成的氧化鉭膜，所以，絕緣層的耐壓高。而且，高壓退火處理的溫度在300℃～400℃就足夠了，所以，作為基板使用玻璃基板時也毫無問題。另外，在進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁配線，如果是這樣的溫度條件，只要鋁配線在基板表面不露出，就不會使鋁配線劣化。
在本發(fā)明中，在進行上述高壓退火處理之后，最好在常壓下或減壓下進行退火處理。
這里，上述絕緣層形成用金屬膜是鉭(Ta)或鉭合金。
在本發(fā)明中，上述絕緣層在例如上述金屬層側(cè)具有由上述絕緣層形成用金屬膜形成的氧化膜，同時，在上述半導體層側(cè)具有由與該半導體相同組成的半導體材料形成的絕緣膜。即，半導體層由硅構(gòu)成時，上述絕緣層在上述半導體層側(cè)就具有氧化硅膜或氮化硅膜等這樣的絕緣膜。
在本發(fā)明中，對于上述金屬層，可以至少與上述絕緣層接觸的一側(cè)是由與上述絕緣層形成用金屬膜相同的金屬材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，也可以是由與上述絕緣層形成用金屬膜不同的金屬材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置，可以利用通過上述高壓退火處理僅對上述絕緣層形成用金屬膜的表面進行氧化處理而生成上述氧化膜并將該氧化膜作為上述絕緣層的一部分使用而將其余的絕緣層形成用金屬膜作為上述金屬層或上述金屬層的一部分使用的方法進行制造，或者，也可以利用通過上述高壓退火處理對上述絕緣層形成用金屬膜全體進行氧化處理而生成上述氧化膜并將該氧化膜作為上述絕緣層的一部分使用的方法進行制造。
在本發(fā)明中，在上述基板上，可以是從下層側(cè)向上層側(cè)順序形成上述金屬層、上述絕緣層和上述半導體層的結(jié)構(gòu)，或者，也可以是從下層側(cè)向上層側(cè)順序形成上述半導體層、上述絕緣層和上述金屬層的結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置，可以利用例如預先在上述絕緣層形成用金屬膜的下層側(cè)形成上述金屬層并對上述絕緣層形成用金屬膜進行上述高壓退火處理之后在上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜的上層側(cè)順序形成由與上述半導體層相同的半導體材料形成的絕緣膜和上述半導體層的方法進行制造。另外，本發(fā)明的半導體裝置也可以利用預先在上述絕緣層形成用金屬膜的下層側(cè)形成上述半導體層和由與該半導體層相同的半導體材料形成的絕緣膜并在對上述絕緣層形成用金屬膜進行上述高壓退火處理之后在上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜的上層側(cè)形成上述金屬層的方法進行制造。
在本發(fā)明中，上述MIS形半導體元件是例如薄膜晶體管。
這里，作為基板，如果使用半導體基板，對于上述MIS形半導體元件，就不限于薄膜晶體管，也可以構(gòu)成體積型的MIS形晶體管。即，作為上述基板，使用半導體基板，在該半導體基板的上面形成由與該半導體基板相同的半導體材料形成的絕緣膜后，形成上述絕緣層形成用金屬膜，對該絕緣層形成用金屬膜進行上述高壓退火處理之后，在上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜的上層側(cè)形成上述金屬層。
另外，在本發(fā)明中，作為上述MIS形半導體元件，也可以使用MIS形二極管。
在本發(fā)明中，在上述基板上也可以形成至少將與上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜同層的氧化膜作為電介質(zhì)膜而將上述金屬層作為一邊的電極使用的電容器。
這樣的半導體裝置，可以作為例如有源矩陣型的液晶裝置等這樣的電光裝置數(shù)的有源矩陣基板而構(gòu)成。這時，上述薄膜晶體管在上述基板上可以作為像素開關(guān)用的非線性元件使用。另外，在本發(fā)明中，在上述有源矩陣基板上，最好形成將至少將與上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜同層的氧化膜作為電介質(zhì)膜而將上述金屬層作為一邊的電極使用的存儲電容。
本發(fā)明的電光裝置可以作為便攜電話、掌上電腦等這樣的電子機器的顯示部使用。另外，本發(fā)明的電光裝置也可以作為投射型顯示裝置(電子機器)的光閥使用。


圖1(A)、(B)分別是模式地表示本發(fā)明實施例1及其變形例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2(A)、(B)分別是模式地表示本發(fā)明實施例2及其變形例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3(A)、(B)、(C)分別是模式地表示本發(fā)明實施例3及其變形例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖4(A)～(D)分別是模式地表示本發(fā)明實施例4～7的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖5是在應用本發(fā)明的液晶裝置的圖像顯示區(qū)域中在配置成矩陣狀的多個像素上形成的各種元件、配線等的等效電路圖。
圖6是表示在圖5所示的液晶裝置中在本發(fā)明實施例8的有源矩陣基板上形成的各像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖7是在與圖6的A-A’線相當?shù)奈恢脤D6所示的液晶裝置切斷時的剖面圖。
圖8(A)～(D)分別是表示圖6和圖7所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
圖9(A)～(D)分別是圖6和圖7所示的有源矩陣基板的制造工序中在圖8所示的工序之后進行的工序的的工序剖面圖。
圖10是在與圖6的A-A’線相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例9的液晶裝置切斷時的剖面圖。
圖11(A)～(E)分別是表示圖10所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
圖12(A)～(D)分別是圖10所示的有源矩陣基板的制造工序中在圖11所示的工序之后進行的工序的工序剖面圖。
圖13是在與圖6的A-A’線相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例10的液晶裝置切斷時的剖面圖。
圖14(A)～(D)分別是表示圖13所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
圖15(A)～(D)分別是圖13所示的有源矩陣基板的制造工序中在圖14所示的工序之后進行的工序的工序剖面圖。
圖16是在與圖6的A-A’線相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例11的液晶裝置切斷時的剖面圖。
圖17(A)～(E)分別是表示圖16所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
圖18(A)～(D)分別是圖16所示的有源矩陣基板的制造工序中在圖17所示的工序之后進行的工序的工序剖面圖。
圖19是表示在本發(fā)明實施例12的液晶裝置使用的有源矩陣基板上形成的各像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖20是在與圖19的B-B’線相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例12的液晶裝置切斷時的剖面圖。
圖21(A)～(D)分別是表示圖19和圖20所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
圖22(A)～(D)分別是圖19和圖20所示的有源矩陣基板的制造工序中在圖21所示的工序之后進行的工序的工序剖面圖。
圖23(A)、(B)分別是圖19和圖20所示的有源矩陣基板的制造工序中在圖22所示的工序之后進行的工序的工序剖面圖。
圖24是在圖19的B-B’線相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例13的液晶裝置切斷時的剖面圖。
圖25(A)～(E)分別是表示圖24所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
圖26(A)～(D)分別是圖24所示的有源矩陣基板的制造工序中在圖25所示的工序之后進行的工序的工序剖面圖。
圖27(A)、(B)分別是圖24所示的有源矩陣基板的制造工序中在圖26所示的工序之后進行的工序的工序剖面圖。
圖28是從對向基板側(cè)看液晶裝置時的平面圖。
圖29是沿圖28的H-H’線的剖面圖。
圖30是表示將本發(fā)明的液晶裝置作為顯示部使用的電子機器的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖31是表示作為使用本發(fā)明的液晶裝置的電子機器的一例的投射型電光裝置的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖32是表示作為使用本發(fā)明的液晶裝置的電子機器的一個實施例的掌上型的電腦的說明圖。
圖33是作為使用本發(fā)明的液晶裝置的電子機器的一個實施例的便攜電話的說明圖。
發(fā)明的
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施例。在以下的說明中，首先，將具有應用本發(fā)明的電容器的半導體裝置及其制造方法作為實施例1、2、3進行說明。另外，作為具有應用本發(fā)明的MIS形半導體元件的半導體裝置，將TFT和MIS形二極管的結(jié)構(gòu)及其制造方法作為實施例4、5、6、7進行說明。最后，說明將本發(fā)明應用于液晶裝置的有源矩陣基板的例子。
實施例1.
圖1(A)、(B)分別是模式地表示本發(fā)明實施例1及其變形例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
在圖1(A)中，在本實施例的半導體裝置300A中，在基板310上形成了電容器600和其他半導體元件(圖中未示出)，該電容器600具有由鉭膜構(gòu)成的下電極320、作為電介質(zhì)層的絕緣層330和由攙雜了雜質(zhì)的硅膜或金屬膜構(gòu)成的上電極350。
這里，下電極320全體由鉭膜構(gòu)成，絕緣層330由將該鉭膜的表面進行氧化處理而成的氧化鉭膜331構(gòu)成。
在制造這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置300A時，在本實施例中，在基板310上形成鉭膜(絕緣層形成用金屬膜)之后，對該鉭膜的表面進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下進行退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是溫度在600℃以下例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，僅對鉭膜的表面進行氧化處理，形成氧化鉭膜331，所以，將該氧化鉭膜331作為絕緣層330使用，將其余的鉭膜作為下電極320使用。
在這樣構(gòu)成的半導體裝置300A的電容器600中，絕緣層330使用通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜331，所以，絕緣層330的耐壓高。另外，在形成鉭膜331時不進行陽極氧化處理，所以，不需要形成用于進行陽極氧化處理的饋電用配線。因此，在同一基板上也形成TFT等的半導體裝置300A中，設計的自由度大。另外，可以對大量的基板310統(tǒng)一進行處理。此外，高壓退火處理的溫度在600℃以下甚至用300℃～400℃就足夠了，所以，作為基板使用玻璃基板時也毫無問題。另外，在進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁配線，如果是這樣的溫度條件，只要鋁配線在基板表面不露出，就不會使鋁配線劣化。
這里，如果絕緣層330中包含氧化鉭膜331，耐壓就提高了，所以，例如圖1(B)所示的那樣，絕緣層330可以是在下層側(cè)具有對鉭膜進行高壓退火處理而得到的氧化鉭膜331的結(jié)構(gòu)，也可以是在其上層側(cè)具有通過濺射法等形成的氧化硅膜332的結(jié)構(gòu)。
在進行高壓退火處理之后，如果在常壓下或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜331中除去水分，提高結(jié)晶性，所以，可以進一步提高氧化鉭膜331的耐壓。
實施例2.
圖2(A)、(B)分別是模式地表示本發(fā)明實施例2及其變形例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
在圖2(A)中，在本實施例的半導體裝置300B中，在基板310上形成了電容器600和其他半導體元件(圖中未示出)，該電容器600具有下電極320、作為電介質(zhì)層的絕緣層330和由攙雜了雜質(zhì)的硅膜或金屬膜構(gòu)成的上電極350。
這里，下電極320由下層側(cè)電極層321和上層側(cè)電極層322構(gòu)成，下層側(cè)電極層321由鋁膜、鉻膜等這樣的金屬膜或攙雜了雜質(zhì)的硅膜構(gòu)成，上層側(cè)電極層322由在該下層側(cè)電極層321的上層側(cè)集層的鉭膜構(gòu)成。
在制造這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置300B時，在本實施例中，在基板310上形成下層側(cè)電極層321之后，形成鉭膜(絕緣層形成用金屬膜)，用以將該下層側(cè)電極層321覆蓋。其次，對該鉭膜的表面進行在含有水蒸氣的氛圍中在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，僅對鉭膜的表面進行氧化處理，形成氧化鉭膜331，所以，將該氧化鉭膜331作為絕緣層330使用，將其余的鉭膜作為下電極320的上層側(cè)電極層322使用。
在這樣構(gòu)成的半導體裝置300B的電容器600中，絕緣層330使用通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜331，所以，可以獲得絕緣層330的耐壓高等與實施例1相同的效果。另外，在本實施例中，下電極320是下層側(cè)電極層321和上層側(cè)電極層322的2層結(jié)構(gòu)。因此，只要上層側(cè)電極層322使用鉭膜，下層側(cè)電極層321就可以使用任意的導電膜。因此，如下層側(cè)電極層321使用例如電阻小的鋁膜，就可以降低下電極320的電阻。
另外，在本實施例中，如果絕緣層330中包含氧化鉭膜331，就可以提高耐壓，所以，例如圖2(B)所示的那樣，絕緣層330可以是在下層側(cè)具有對鉭膜進行高壓退火處理而得到的氧化鉭膜331的結(jié)構(gòu)，也可以是在其上層側(cè)具有通過濺射法等形成的氧化硅膜332的結(jié)構(gòu)。
在進行高壓退火處理之后，如果在常壓下或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜331中除去水分，提高結(jié)晶性，所以，可以進一步提高氧化鉭膜331的耐壓。
實施例3.
圖3(A)、(B)分別是模式地表示本發(fā)明實施例3及其變形例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
在圖3(A)中，在本實施例的半導體300C中，在基板310上形成了電容器600和其他半導體元件(圖中未示出)，該電容器600具有下電極320、作為電介質(zhì)層的絕緣層330和由攙雜了雜質(zhì)的硅膜或金屬膜構(gòu)成的上電極350。
這里，下電極320攙雜了雜質(zhì)的硅膜或金屬膜乖，絕緣層330由對鉭膜進行氧化處理而得到的氧化鉭膜331構(gòu)成。
在制造這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置300C時，在本實施例中，在基板310上形成下電極320之后，形成鉭膜(絕緣層形成用金屬膜)，用以將下電極320覆蓋。其次，對鉭膜全體進行在含有水蒸氣的氛圍中在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，鉭膜全體被氧化而形成氧化鉭膜331，所以，將該氧化鉭膜331作為絕緣層330使用。
在這樣構(gòu)成的半導體裝置300℃的電容器600中，絕緣層330使用通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜331，所以，庫獲得絕緣層330的耐壓高等與實施例1相同的效果。另外，在本實施例中，對形成的鉭膜全體進行管樂器退火處理形成氧化鉭膜331，用以將下電極320覆蓋，所以，對下電極320就沒有材質(zhì)的限制。因此，如果下電極320使用電阻小的鋁膜，就可以降低下電極320的電阻。
另外，在本實施例中，如果絕緣層330中包含氧化鉭膜331，就可以提高耐壓，所以，例如圖3(B)所示的那樣，絕緣層330可以是在下層側(cè)具有對鉭膜進行高壓退火處理而得到的氧化鉭膜331的結(jié)構(gòu)，也可以是在其上層側(cè)具有通過濺射法等形成的氧化硅膜332的結(jié)構(gòu)。另外，也可以如圖3(C)所示的那樣，在下層側(cè)具有通過濺射法等形成的氧化硅膜332的結(jié)構(gòu)，而在其上層側(cè)具有對鉭膜進行高壓退火處理而得到的氧化鉭膜331的結(jié)構(gòu)。
在進行高壓退火處理之后，如果在常壓下或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜331中除去水分，提高結(jié)晶性，所以，可以進一步提高氧化鉭膜331的耐壓。
實施例4.
圖4(A)是模式地表示構(gòu)成本發(fā)明實施例4的MIS形半導體元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
在圖4(A)中，在實施例4的半導體裝置300D中，在基板310上形成了TFT400和MIS形二極管500，TFT具有順序形成了由金屬層326構(gòu)成的柵極、作為柵極絕緣層的絕緣層330和作為有源層的由本征的硅膜構(gòu)成的半導體層340的MIS部；MIS形二極管500具有順序形成了金屬層326、絕緣層330和由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351構(gòu)成的半導體層的MIS部。另外，在本實施例的半導體裝置300D中，在基板310上，還形成了順序形成由金屬層326構(gòu)成的下電極、絕緣層330和由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351構(gòu)成的上電極的電容器600。
這里，金屬層326全體都由鉭膜構(gòu)成，絕緣層330都由對該鉭膜的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜331和通過CVD等方法形成的氧化硅膜322構(gòu)成。因此，絕緣層330在金屬層326側(cè)具有氧化鉭膜331，在硅膜351側(cè)具有氧化硅膜332。
在制造這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置300D時，在基板310上形成鉭膜(絕緣層形成用金屬膜)之后，對該鉭膜的表面進行在含有水蒸氣的氛圍中在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，僅對鉭膜的表面進行氧化處理，形成氧化鉭膜331，所以，將該氧化鉭膜331作為絕緣層330的一部分使用，將其余的鉭膜作為金屬層326使用。
其次，在氧化鉭膜331的表面?zhèn)韧ㄟ^CVD法等形成氧化硅膜332，從而形成由氧化鉭膜331和氧化硅膜332構(gòu)成的絕緣層330。
其次，在TFT400側(cè)，在絕緣層330的表面形成本征的硅膜360。這時，在MIS形二極管500和電容器600側(cè)不形成本征的硅膜。
然后，如果對TFT400、MIS形二極管500和電容器600側(cè)分別形成攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351，就完成了MIS形二極管500和電容器600。
在MIS形二極管500和電容器600中，也可以不形成氧化硅膜332。
另一方面，在TFT400側(cè)，如果形成分別與攙雜了雜質(zhì)的硅膜351連接的源極360和漏極370，就完成了TFT400。
在這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置300中，在絕緣層330中包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜331，所以，絕緣層330的耐壓高。而且，高壓退火處理的溫度為300℃～400℃，所以，例如作為基板310使用玻璃基板時也毫無問題。另外，在進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁配線，如果是這樣的溫度條件，只要鋁配線在基板表面不露出，就不會使鋁配線劣化。
在進行高壓退火處理之后，如果在常壓下或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜331中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜331的耐壓。
實施例5.
圖4(B)是模式地表示構(gòu)成本發(fā)明實施例5的半導體裝置的MIS形半導體元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
在圖4(B)中，在實施例5的半導體裝置300E中，和實施例4一樣，在基板310上形成了TFT400和MIS形二極管500，TFT具有順序形成了由金屬層326構(gòu)成的柵極、作為柵極絕緣層的絕緣層330和作為有源層的由本征的硅膜構(gòu)成的半導體層340的MIS部；MIS形二極管500具有順序形成了金屬層326、絕緣層330和由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351構(gòu)成的半導體層的MIS部。另外，在本實施例的半導體裝置300D中，在基板310上，還形成了順序形成由金屬層326構(gòu)成的下電極、絕緣層330和由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351構(gòu)成的上電極的電容器600。
在本實施例中，金屬層326由下層側(cè)為鉭以外的金屬膜例如鋁膜321和用以覆蓋該鋁膜321而形成的鉭膜322構(gòu)成。
另外，絕緣層330都由對鉭膜322的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜331和通過CVD等分發(fā)形成的氧化硅膜332構(gòu)成。
在制造這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置300E時，在基板310上順序形成鋁膜321和鉭膜(絕緣層形成用金屬膜)之后，對該鉭膜的表面進行在含有水蒸氣的氛圍中在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，僅對鉭膜的表面進行氧化處理，形成氧化鉭膜331，所以，將該氧化鉭膜331作為絕緣層330的一部分使用，而將其余的鉭膜322用于金屬層326的上層側(cè)。
此后的工序和實施例4相同，所以，省略其詳細的說明，但是，在氧化鉭膜331的表面?zhèn)刃纬裳趸枘?32，從而形成由氧化鉭膜331和氧化硅膜332構(gòu)成的絕緣層330。其次，在TFT400側(cè)，在絕緣層330的表面形成本征的硅膜360之后，對TFT400、MIS形二極管500和電容器600側(cè)，如果分別形成例如攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351，就完成了MIS形二極管500和電容器600。另外，在TFT400側(cè)，如果形成分別與硅膜351連接的源極360和漏極370，就完成了TFT400。
在這樣構(gòu)成的半導體裝置300E中，絕緣層330中包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜331，所以，可以獲得絕緣層的耐壓高等與實施例4相同的效果。另外，在本實施例中，金屬層326是電阻小的鋁膜321和鉭膜322的2層結(jié)構(gòu)，所以，金屬層326的電阻小。而且，由于形成耐壓高的絕緣層330的高壓退火處理的溫度為300℃～400℃，所以，例如作為基板310使用玻璃基板時也毫無問題。另外，在進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁膜321，如果是這樣的溫度條件，只要鋁膜321在基板表面不露出，就不會使鋁膜321劣化。
在本實施例中，在進行高壓退火處理之后，如果在常壓或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，就可以從氧化錟膜331中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜331的耐壓。
實施例6.
圖4(C)是模式地表示構(gòu)成本發(fā)明實施例6的半導體裝置的MIS形半導體元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
在圖4(C)中，在實施例6的半導體裝置300F中也和實施例4一樣，在基板310上形成TFT400和MIS形二極管500，TFT400具有順序形成由金屬層326構(gòu)成的柵極、作為柵極絕緣層的絕緣層330和作為有源層的由本征的硅膜構(gòu)成的半導體層340的MIS部，MIS形二極管500具有順序形成金屬層326、絕緣層330和由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351構(gòu)成的半導體層的MIS部。另外，在本實施例的半導體裝置300F中，在基板310上還形成了順序形成由金屬層326構(gòu)成的下電極、絕緣層330和由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351構(gòu)成的上電極的電容器600。
在本實施例中，絕緣層330都由對鉭膜332的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜331和通過CVD等方法形成的氧化硅膜332構(gòu)成。
這里，金屬層326與實施例4不同，都由鋁膜構(gòu)成。
在制造這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置300F時，在基板310上形成由鋁膜構(gòu)成的金屬層326后，形成鉭膜(絕緣層形成用金屬膜)。
其次，對鉭膜全體進行在含有水蒸氣的氛圍中在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，就對鉭膜全體進行了氧化處理，形成氧化鉭膜331，所以，將該氧化鉭膜331作為絕緣層330的一部分使用。
此后的工序與實施例4相同，所以，省略其詳細的說明，但是，在氧化鉭膜331的表面?zhèn)刃纬裳趸枘?32，從而形成由氧化鉭膜331和氧化硅膜332構(gòu)成的絕緣層330。其次，在TFT400側(cè)，在絕緣層330的表面形成本征的硅膜360之后，對TFT400、MIS形二極管500和電容器600側(cè)，刃分別形成了例如攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜351，就完成了MIS形二極管500和電容器600。另外，在TFT400側(cè)，如果形成了分別與硅膜351連接的源極360和漏極370，就完成了TFT400。
在這樣構(gòu)成的半導體裝置300F中，在絕緣層330中包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜331，所以，可以獲得絕緣層330的耐壓高等與實施例4相同的效果。另外，在本實施例中，金屬層326由電阻小的鋁膜構(gòu)成，所以，金屬層326的電阻小。而且，由于形成耐壓高的絕緣層330的高壓退火處理的溫度為300℃～400℃，所以，例如作為基板310使用玻璃基板時也毫無問題。另外，在進行高壓退火處理時，即使已形成了由鋁膜乖的金屬層326，由于是這樣的溫度條件并且由鋁膜構(gòu)成的金屬層326被鉭膜覆蓋，在基板表面不露出，所以，金屬層326不會由于水蒸氣而發(fā)生劣化。
在本實施例中，在進行高壓退火處理之后，如果在常壓下或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜331中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜331的耐壓。
實施例7.
圖4(D)是模式地表示構(gòu)成本發(fā)明實施例7的半導體裝置的MIS形半導體元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
上述實施例4、5、6所示的TFT是柵極位于有源層的下層側(cè)的逆參差型的，但是，如以下說明的那樣，也可以將本發(fā)明應用于具有柵極位于有源層的上層側(cè)的正參差型的TFT的半導體裝置。
在圖4(D)中，在實施例7的半導體裝置300G中，在基板310上形成TFT400和MIS形二極管500，TFT400具有順序形成作為有源層的由本征的硅膜構(gòu)成的半導體層340、作為柵極絕緣層的絕緣層330和作為柵極的金屬層326的MIS部；MIS形二極管500具有順序形成由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜構(gòu)成的半導體層380、絕緣層330和金屬層326的MIS部。另外，在本實施例的半導體裝置300G中，在基板310上，還形成順序形成了由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜構(gòu)成的下電極(半導體層380)、絕緣層330和由金屬層326構(gòu)成的上電極的電容器600。
這里，金屬層326都是全體由鉭膜、鉻膜、鋁膜等各種金屬乖，絕緣層330如后面所述，都由對鉭膜進行氧化處理而得到的氧化鉭膜331和通過CVD等方法形成的氧化硅膜332構(gòu)成。
在本實施例的半導體裝置300G中，在半導體層340中，作為柵極的金屬層326中通過絕緣層而對峙的部分是由本征的硅膜構(gòu)成的溝道形成區(qū)域343，在其兩側(cè)是相對于金屬層326(柵極)自調(diào)節(jié)式的攙雜了N型的雜質(zhì)的源極區(qū)域341和漏極區(qū)域342。另外，源極360和漏極370通過層間絕緣膜390的接觸孔分別與源極區(qū)域341和漏極區(qū)域342電氣連接。
在制造這種結(jié)構(gòu)的半導體裝置300G時，在基板310上形成島狀的由本征的硅膜構(gòu)成的半導體膜340和硅膜380之后，在其表面?zhèn)刃纬摄g膜(絕緣層形成用金屬膜)。
其次，對鉭膜進行在含有水蒸氣的氛圍中在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，就對鉭膜全體進行氧化處理，形成氧化鉭膜331。其次，通過CVD等方法在氧化鉭膜331的表面?zhèn)刃纬裳趸枘?32，從而形成由氧化鉭膜331和氧化硅膜332構(gòu)成的絕緣層330。
其次，通過絕緣層330向硅膜380中攙雜入N型的雜質(zhì)。但是，不向TFT400側(cè)的半導體層340導入雜質(zhì)。
其次，如果在絕緣層330的表面形成了金屬層326，就完成了MIS形二極管500和電容器600。
另一方面，在TFT400側(cè)，將作為柵極的金屬層326作為掩模，向半導體層340中攙雜N型的雜質(zhì)。結(jié)果，導入雜質(zhì)的區(qū)域成為源極區(qū)域341和漏極區(qū)域342，而未導入雜質(zhì)的區(qū)域成為溝道形成區(qū)域343。
其次，在柵極(金屬層326)的上層側(cè)形成由氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣膜390之后，在該層間絕緣膜390上形成接觸孔，最后，如果形成了源極360和漏極370，將完成了TFT400。
在這樣構(gòu)成的半導體裝置300G中，在絕緣層330中包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜331，所以，絕緣層330的耐壓高。而且，由于高壓退火處理的溫度為300℃～400℃，所以，例如作為基板310使用玻璃基板時也毫無問題。另外，在進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁配線，如果是這樣的溫度條件，只要鋁配線在基板表面不露出，就不會使鋁配線劣化。
在進行高壓退火處理之后，如果在在常壓下或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜331中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜331的耐壓。
實施例8.
下面，作為半導體裝置和電光裝置的一例，說明對有源矩陣型的液晶裝置使用的有源矩陣基板應用本發(fā)明的例子。
(液晶裝置的全體結(jié)構(gòu))首先，參照圖5、圖6和圖7說明有源矩陣型的液晶裝置(電光裝置)的結(jié)構(gòu)和動作。圖5是為了構(gòu)成液晶裝置的圖像顯示區(qū)域而形成為矩陣狀的多個像素的各種元件和配線等的等效電路圖。圖6是在形成了數(shù)據(jù)線、掃描線和像素電極等的有源矩陣基板中相鄰的像素的平面圖。圖7是表示在與圖6的A-A’線相當?shù)奈恢玫钠拭婧驮谟性淳仃嚮迮c對向基板間封入作為電光物質(zhì)的液晶的狀態(tài)的剖面的說明圖。在這些圖中，將各層及各部件在圖面上表示為可以識別的大小，所以，各層及各部件的尺寸比例不同。
在圖5中，在液晶裝置的圖像顯示區(qū)域形成為矩陣狀的多個像素中形成像素電極9a和用于控制像素電極9a的像素開關(guān)用的TFT30，供給像素信號的數(shù)據(jù)線6a與該TFT30的源極電氣連接。寫入數(shù)據(jù)線6a的像素信號S1、S2、…、Sn按該順序供給。另外，掃描線3a與TFT30的柵極電氣連接，在指定的時刻將掃描信號G1、G2、…、Gm按該順序脈沖式地供給掃描線3a。像素電極9a與TFT30的漏極電氣連接，通過使作為開關(guān)元件的TFT30在一定期間成為導通狀態(tài)，將從數(shù)據(jù)線6a供給的像素信號S1、S2、…、Sn在指定的時刻寫入各像素。這樣，通過像素電極9a寫入液晶的指定電平的像素信號S1、S2、…、Sn就在與后面所述的對向基板上形成的對向電極之間保持一定期間。
這里，為了防止保持的像素信號泄漏，有時附加與在像素電極9a和對向電極之間形成的液晶電容并聯(lián)的存儲電容70(電容器)。利用該存儲電容70，像素電極9a的電壓保持比加源極電壓的時間長3位的時間。這樣，就改善了電荷的保持特性，從而可以實現(xiàn)可以進行對比度高的顯示的液晶裝置。作為形成存儲電容70的方法，可以是在與用于形成電容的配線即電容線3b之間形成，或者，也可以在與前級的掃描線3a之間形成。
在圖6中，在液晶裝置的有源矩陣基板10上，對各像素形成矩陣狀的多個透明的像素電極9a(用雙點劃線包圍的區(qū)域)，沿像素電極9a的縱橫的邊界區(qū)域形成數(shù)據(jù)線6a(用點劃線表示)、掃描線3a(用實線表示)和電容線3b(用實線表示)。這里，涉及3c從半導體層1a中與后面所述的溝道形成用區(qū)域相對的掃描線3a突出。
如圖7所示，液晶裝置100具有有源矩陣基板10和與其對向配置的對向基板20。有源矩陣基板10的基體由石英基板或耐熱性比例板等透明基板10b構(gòu)成，對向基板20的基體也由石英基板或耐熱性比例板等透明基板20b構(gòu)成。在有源矩陣基板10上形成像素電極9a，在其上側(cè)形成進行了摩擦處理等指定的取向處理的取向膜64。像素電極9a由例如ITO(Indium Tin Oxide)膜等透明的導電性薄膜構(gòu)成。另外，取向膜64由例如聚酰亞銨薄膜等有機薄膜構(gòu)成。
在有源矩陣基板10上，在與各像素電極9a相鄰的位置，形成開關(guān)控制各像素電極9a的像素開關(guān)用的TFT30(MIS形半導體元件)。這里所示的TFT30是逆參差型的，具有從下層側(cè)向上層側(cè)順序形成柵極3c(金屬層)、柵極絕緣層2(絕緣層)和本征的硅膜1a(半導體層)的MIS部。在硅膜1a的上層側(cè)，形成由氧化硅膜等構(gòu)成的溝道抑制8，在該溝道抑制環(huán)8上形成端部重疊的由攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜構(gòu)成的源極區(qū)域1g和漏極區(qū)域1h。另外，在源極區(qū)域1g的上層側(cè)形成數(shù)據(jù)線6a，在漏極區(qū)域1h的上層側(cè)形成像素電極9a。此外，在像素電極9a的上層側(cè)，順序形成保護膜66和取向膜64。
另外，在本實施例中，形成了將與TFT30的柵極絕緣層2同層的絕緣層71作為電介質(zhì)層使用的存儲電容70(電容器)。在該存儲電容70中，從下層側(cè)向上層側(cè)順序形成電容線3b(下電極)、絕緣層71和漏極6b(上電極)。
另一方面，在對向基板20上，遍及其全面形成對向電極21，在其表面形成進行了摩擦處理等指定的取向處理的取向膜65。對向電極21也由例如ITO膜等透明導電性薄膜構(gòu)成。另外，對向基板20的取向膜65也由聚酰亞銨薄膜等有機薄膜構(gòu)成。在對向基板20上，在各像素的開口區(qū)域以外的區(qū)域形成矩陣狀的對向基板側(cè)遮光膜23。因此，對向基板20側(cè)的入射光到達不了TFT30的半導體層1a的溝道形成區(qū)域1a’。此外，對向基板20側(cè)的遮光膜23具有提高對比度的功能。
這樣構(gòu)成的有源矩陣基板10和對向基板20使像素電極9a與對向電極21面對面地配置，并且，在這些基板之間，在由后面所述的密封部件包圍的空間內(nèi)，封入作為電光物質(zhì)的液晶50。液晶50在未加像素電極9a的電場的狀態(tài)下，由取向膜成為指定的取向狀態(tài)。液晶50由例如一種或?qū)⒍喾N向列液晶混合而構(gòu)成。密封部件是由用于將有源矩陣基板10和對向基板20在它們的周邊相互粘貼的光硬化樹脂或熱硬化性樹脂等構(gòu)成的粘接劑，與用于使兩基板間的距離成為指定值的玻璃纖維或玻璃珠等間隙部件配合。
(柵極絕緣層2和絕緣層71的結(jié)構(gòu))在這樣構(gòu)成的液晶裝置100中，在有源矩陣基板10中，TFT30的MOS部和存儲電容7如以下說明的那樣構(gòu)成。
首先，在本實施例中，掃描線3a和柵極3c都由鉭膜構(gòu)成，對該鉭膜的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜201作為柵極絕緣層2的一部分使用。即，柵極絕緣層2由對掃描線3a和柵極3c使用的鉭膜的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜201和對該氧化鉭膜201的表面通過CVD方法等形成的氧化硅膜202構(gòu)成。
另外，在本實施例中，構(gòu)成存儲電容70的電容線3b用由鉭膜構(gòu)成，對該鉭膜的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜201構(gòu)成絕緣層71的一部分。即，構(gòu)成存儲電容70的絕緣層71和柵極絕緣層2一樣，也由對電容線3b使用的鉭膜的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜201和對該氧化鉭膜201的表面通過CVD方法等形成的氧化硅膜202構(gòu)成。
這里，在對鉭膜進行氧化處理形成氧化鉭膜201時，如后面所述，在將鉭膜作為絕緣層形成用金屬膜形成之后，對該鉭膜的表面進行在含有水蒸氣的氛圍中在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。
結(jié)果，就僅對鉭膜的表面進行了氧化處理，形成氧化鉭膜201，所以，將該氧化鉭膜201作為柵極絕緣層2和絕緣層71的一部分使用，將其余的鉭膜作為掃描線3a、柵極3c和電容線3b使用。
這樣，在本實施例的有源矩陣基板10中，在構(gòu)成TFT30的柵極絕緣層2中，包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜201，所以，柵極絕緣層2的耐壓高。另外，在構(gòu)成存儲電容70的絕緣層71中，也包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜201，所以，絕緣層71的耐壓高。另外，在形成氧化鉭膜201時不進行陽極氧化處理，所以，不需要形成用于進行有機氧化處理的饋電用配線。因此，對于在同一基板上形成TFT30等的有源矩陣基板10的設計方案，不必將先有的方案作大幅度的變更。另外，如果是高壓退火處理，就可以對大量的有源矩陣基板10統(tǒng)一進行處理。而且，高壓退火處理的溫度低于600℃，甚至300℃～400℃就足夠了，所以，作為基板使用玻璃基板時也毫無問題。另外，由于是加壓進行處理，所以，可以生成均勻的氧化鉭膜201。另外，在進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁配線，如果是這樣的溫度條件，只要鋁配線在基板表面不露出，就不會使鋁配線劣化。
如圖4(B)所示，在柵極3c中，在鉭膜下也可以存在鋁電極等這樣的其他電極層。
(有源矩陣基板10的制造方法)下面，參照圖8和圖9說明這樣構(gòu)成的液晶顯示裝置用的有源矩陣基板10的制造方法。
圖8和圖9都是表示本實施例的有源矩陣基板10的制造方法的工序剖面圖，相當于在圖8的A-A’線將有源矩陣基板10切斷的剖面。
如圖8(A)所示，首先，在準備了作為有源矩陣基板10的基體的透明基板10b之后，用濺射法等在透明基板10b的整個面上形成鉭膜3(絕緣層形成用金屬膜)，將該鉭膜3使用光刻技術(shù)沿掃描線3a、柵極3c和電容線3b的形成圖形制作圖案。
其次，對鉭膜的表面進行在含有水蒸氣的氛圍中在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，例如溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，如圖8(B)所示，僅對鉭膜的表面進行了氧化處理，形成氧化鉭膜201，所以，將該氧化鉭膜201作為柵極絕緣層2和絕緣層71的一部分使用，將其余的鉭膜作為掃描線3a、柵極3c和電容線3b使用。
在進行高壓退火處理之后，如果如果在在常壓下或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜201中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜201的耐壓。
其次，如圖8(C)所示，使用TEOS(テトラ·エチル·オルソ·シリケ一ト)氣體、TEB(テトラ·エチル·ボ一トレ一ト)氣體、TMOP(テトラ·メチル·オキシ·フオスレ一ト)氣體等，通過常壓或減壓CVD方法等在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜202。結(jié)果，就形成了具有氧化鉭膜201和氧化硅膜202的柵極絕緣層2和絕緣層71。
其次，在約450℃～約550℃最好約500℃的比較低溫的環(huán)境中，通過使用流量約400cc/min～約600cc/min的甲硅烷氣體、乙硅烷氣體等的減壓CVD方法在透明基板10b的整個表面上形成非晶形的硅膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖8(D)所示，在柵極絕緣層2的上層側(cè)形成島狀的硅膜1a。這時，通過在例如約600℃下、在氮氣氛圍中進行約1小時～約10小時的熱火處理，可以使非晶形的硅膜1固相成長為多晶硅。
其次，在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜等之后，對硅膜1的上層側(cè)使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖9(A)所示，在半導體層1a的上層側(cè)形成蝕刻阻擋層8。
其次，利用CVD方法等在透明基板10b的整個表面上形成攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜之后，使用光刻級制作圖案，如圖9(B)所示，在溝道抑制層8上形成端部重疊的源極區(qū)域1g和漏極區(qū)域1h。
其次，在對源極區(qū)域1g和漏極區(qū)域1h的上層側(cè)利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鋁膜等導電膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖9(C)所示，形成與源極區(qū)域1g和漏極區(qū)域1h重疊的數(shù)據(jù)線6a和漏極6b。這時，對于漏極6b，形成其一部分作為上電極與電容線3b(下電極)重疊。結(jié)果，就形成了TFT30和存儲電容70。
其次，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成ITO膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖9(D)所示，形成像素電極9a。
最后，如圖7所示，如果在像素電極9a的上層側(cè)形成保護膜66和取向膜64，就完成了有源矩陣基板10。
如圖4(B)所示，在涉及3c中，在鉭膜的下面，也可以存在鋁電極等這樣的其他電極層。
實施例9.
下面，參照圖10、圖11和圖12說明作為本發(fā)明實施例9的半導體裝置的液晶裝置用的有源矩陣基板。本實施例及后面所述的各實施例10、11、12、13的有源矩陣基板和使用該有源矩陣基板的液晶裝置的基本結(jié)構(gòu)與實施例8相同，所以，對具有貫通的功能的部分標以相同的符號，并省略其詳細的說明。
圖10是在與圖6的A-A’線相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例9的液晶裝置切斷時的剖面圖。圖11(A)～(E)和圖12(A)～(D)分別是表示圖10所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
在上述實施例8中，TFT30的柵極絕緣膜2和存儲電容70的絕緣層71都由氧化鉭膜201和氧化硅膜202構(gòu)成，但是，在本實施例中，如圖10所示，柵極絕緣膜由氧化鉭膜201和氧化硅膜202構(gòu)成，而絕緣層71僅由氧化鉭膜201構(gòu)成。
即，在本實施例中，柵極絕緣層2和實施例8一樣，由對掃描線3a和柵極3c使用的鉭膜的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜201和對該氧化鉭膜201的表面利用CVD方法等形成的氧化硅膜202構(gòu)成。
與此相反，構(gòu)成存儲電容70的電容線3b(下電極)也由鉭膜構(gòu)成，在電容線3b的上層側(cè)形成通過對構(gòu)成該電容線3b的鉭膜的表面進行氧化處理而得到的氧化鉭膜201，但是，在形成電容線3b的區(qū)域中，除去一部分氧化硅膜202，形成開口部208。因此，在電容線3b與漏極6b(上電極)之間，作為絕緣層71，僅存在氧化鉭膜201。因此，在本實施例中，由于絕緣層71的介電常數(shù)高，所以，可以形成容量大的存儲電容70。在電容線3b的上層側(cè)，對于電容線3b與數(shù)據(jù)線6a的交叉部分，考慮到該部分的耐壓，最好保留氧化硅膜202。
其他結(jié)構(gòu)與實施例8相同，所以，對于具有共同的功能的部分標以相同的符號示于圖10，并省略其說明。
在制造正中結(jié)構(gòu)的有源矩陣基板10時，首先，如圖11(A)所示，在準備了成為有源矩陣基板10的基體的透明基板10b之后，在透明基板10b的整個面上通過濺射法等形成鉭膜(絕緣層形成用金屬膜)，并對該鉭膜使用光刻技術(shù)沿掃描線3a、柵極3c和電容線3b的形成圖形制作圖案。
其次，對鉭膜3的表面進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是例如溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，如圖11(B)所示，僅對鉭膜3的表面進行氧化處理而形成氧化鉭膜201，所以，將其余的鉭膜作為掃描線3a、柵極3c和電容線3b使用。
在進行高壓退火處理之后，如果在常壓或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜201中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜201的耐壓。
其次，如圖11(C)所示，利用常壓或減壓CVD法等在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜202。結(jié)果，就形成了具有氧化鉭膜201和氧化硅膜202的柵極絕緣層2。
其次，如圖11(D)所示，使用光刻技術(shù)，除去氧化硅膜202中在電容線3b的上層形成的硅膜202，形成開口部208。并且，僅將在電容線3b的上層側(cè)保留的氧化鉭膜201作為存儲電容70的絕緣層71使用。
此后的工序與實施例8相同，在透明基板10b的整個表面上形成非晶形的硅膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖11(E)所示，在柵極絕緣層2的上層側(cè)形成島狀的硅膜1a。其次，在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜等之后，使用個刻技術(shù)制作圖案，如圖12(A)所示，在半導體膜1a的上層側(cè)形成蝕刻阻擋層8。然后，利用CVD等方法在透明基板10b的整個表面上形成攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖12(B)所示，形成源極區(qū)域1g和漏極區(qū)域1h。
其次，利用濺射法等在透明基板10b的真表面上形成鋁膜等導電膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖12(C)所示，形成數(shù)據(jù)線6a和漏極6b。這時，將漏極6b形成為其一部分與電容線3b重疊。結(jié)果，就形成了TFT30和存儲電容70。其次，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成ITO膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖12(D)所示，形成像素電極9a。最后，如圖10所示，如果在像素電極9a的上層側(cè)形成了保護膜66和取向膜64，就完成了有源矩陣基板10。
實施例10.
下面，參照圖13、圖14和圖15說明作為本發(fā)明實施例10的半導體裝置的液晶裝置用的有源矩陣基板。
圖13是在與圖6的A-A’線相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例10的液晶裝置切斷時的剖面圖。圖14(A)～(D)和圖15(A)～(D)分別是表示圖13所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
如圖13所示，本實施例的液晶裝置100也具有有源矩陣基板10和與其對向配置的對向基板20。在有源矩陣基板10上，在與各像素電極9a相鄰的位置形成像素開關(guān)用的TFT30，該TFT30具有從下層側(cè)向上層側(cè)順序形成柵極3c、柵極絕緣層2和本征的硅膜1a的MOS部。另外，在本實施例的有源矩陣基板10上，形成將與TFT30的柵極絕緣層2同層的絕緣層作為絕緣層71使用的存儲電容70。在該存儲電容70中，從下層側(cè)向上層側(cè)順序形成電容線3b、柵極絕緣層2和漏極6b。在對向基板20上，遍及其整個面形成對向電極21，在其表面上形成進行了摩擦處理等指定的取向處理的取向膜65。
在這樣構(gòu)成的液晶裝置100中，在本實施例中掃描線3a、柵極3c和電容線3b都不限于鉭膜，可以由各種金屬膜例如鋁膜構(gòu)成。另外，在掃描線3a、柵極3c和電容線3b的上層側(cè)，在透明基板10b的整個面上形成氧化鉭膜201，該氧化鉭膜201作為TFT30的柵極絕緣層2和存儲電容70的絕緣層71的一部分使用。即，柵極絕緣層2和絕緣層71都由氧化鉭膜201和對該氧化鉭膜201的表面利用CVD等方法形成的氧化硅膜202構(gòu)成。
在形成這樣的氧化鉭膜201時，在本實施例中，如后面所述，在透明基板10b的整個表面上形成作為絕緣層形成用金屬膜的鉭膜之后，對該鉭膜全體進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理，使鉭膜氧化。這里進行的高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。
因此，在本實施例的有源矩陣基板10中，在柵極絕緣層2和絕緣層71中，包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜201，所以，可以獲得柵極絕緣層2和絕緣層71的耐壓高等和實施例8相同的效果。
另外，在形成氧化鉭膜201時，對在透明基板10b的整個表面上形成的鉭膜全體通過高壓退火處理，形成氧化鉭膜，并將其作為柵極絕緣層2和絕緣層71的一部分使用。因此，與實施例8、9不同，可以用鉭膜以外的金屬構(gòu)成柵極3c。于是，掃描線3a等可以使用鋁配線，所以，可以降低掃描線3a的電阻。
在制造這樣構(gòu)成的液晶顯示裝置用的有源矩陣基板10時，首先，如圖14(A)所示，在準備了成為有源矩陣基板10的基體的透明基板10b之后，在透明基板10b的真面上利用濺射法等形成鋁膜，使用光刻技術(shù)在該鋁膜上制作圖案，形成掃描線3a、柵極3c和電容線3b。
其次，在掃描線3a、柵極3c和電容線3b的上層側(cè)，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鉭膜205(絕緣層形成用金屬膜)。
其次，對鉭膜205全體進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，將鉭膜205全體氧化，如圖14(B)所示，形成氧化鉭膜201。
在進行高壓退火處理之后，如果在常壓或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜201中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜201的耐壓。
其次，如圖14(C)所示，利用CVD等方法在透明基板19b的整個表面上形成氧化硅膜202。結(jié)果，就形成了由氧化鉭膜201和氧化硅膜202構(gòu)成的柵極絕緣層2和絕緣層71。
此后的工序和實施例8一樣，在透明基板10b的整個表面上形成非晶形的硅膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖14(D)所示，在柵極絕緣層2的上層側(cè)形成島狀的硅膜1a。其次，在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜等之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖15(A)所示，在半導體膜1a的上層側(cè)形成蝕刻阻擋層8。其次，利用CVD等方法在透明基板10b的整個表面上形成攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖15(B)所示，形成源極區(qū)域1g和漏極1h。
其次，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鋁膜等導電膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖15(C)所示，形成數(shù)據(jù)線6a和漏極6b。這時，將漏極6b形成為其一部分與電容線3b重疊。結(jié)果，就形成了TFT30和存儲電容70。其次，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成ITO膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖15(D)所示，形成像素電極9a。最后，如圖13所示，如果在像素電極9a的上層側(cè)形成了保護膜66和取向膜64，就完成了有源矩陣基板10。
實施例11.
下面，參照圖16、圖17和圖18說明作為本發(fā)明實施例11的半導體裝置的液晶裝置用的有源矩陣基板。
圖16是在與圖6的A-A’″材料相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例11的液晶裝置切斷時的剖面圖。圖17(A)～(E)和圖18(A)～(D)分別是表示圖16所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
在上述實施例10中，TFT30的柵極絕緣膜2和存儲電容70的絕緣層71都由氧化鉭膜201和氧化硅膜202構(gòu)成，但是，在本實施例中，如圖16所示，柵極絕緣膜2由氧化鉭膜201和氧化硅膜202構(gòu)成，而絕緣層71僅由氧化鉭膜201構(gòu)成。
即，在本實施例中，柵極絕緣層2和實施例10一樣，由對在掃描線3a和柵極3c的上層形成的鉭膜全體進行高壓退火處理而得到的氧化鉭膜201和對該氧化鉭膜201的表面利用CVD等方法而形成的氧化硅膜202構(gòu)成。
與此相反，在存儲電容70中，在電容線3b(下電極)的上層，通過對在該電容線3b的上層側(cè)形成的鉭膜全體進行高壓退火處理而形成氧化鉭膜201，但是，在形成電容線3b的區(qū)域中，除去一部分氧化硅膜202，形成開口部208。因此，在電容線3b與漏極6b(上電極)之間，作為絕緣層71，僅存在氧化鉭膜201。因此，在本實施例中，由于絕緣層71的介電常數(shù)高，所以，可以形成電容大的存儲電容70。在電容線3b的上層側(cè)，在電容線3b與數(shù)據(jù)線6a的交叉部分，考慮到該處的耐壓，最好保留氧化硅膜202。其他結(jié)構(gòu)和實施例10相同，所以，對具有共同的功能的部分標以相同的符號示于圖13，并省略其說明。
在制造這種結(jié)構(gòu)的有源矩陣基板10時，首先，如圖17(A)所示，在準備了成為有源矩陣基板10的基體的透明基板10b之后，在透明基板10b的真面上利用濺射法等形成鋁膜，使用光刻技術(shù)在該鋁膜上制作圖案，形成掃描線3a、柵極3c和電容線3b。
其次，在掃描線3a、柵極3c和電容線3b的上層側(cè)，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鉭膜205(絕緣層形成用金屬膜)。
其次，對鉭膜205全體進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，將鉭膜205全體氧化，如圖17(B)所示，形成氧化鉭膜201在進行高壓退火處理之后，如果如果在常壓或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜201中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜201的耐壓。
其次，如圖17(C)所示，利用常壓或減壓CVD法等在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜202。結(jié)果，就形成了由氧化鉭膜201和氧化硅膜202構(gòu)成的柵極絕緣層2。
其次，如圖17(D)所示，使用光刻技術(shù)，除去氧化硅膜202中在電容線3b的上層形成的氧化硅膜202，形成開口部208。并且，僅將在電容線3b的上層側(cè)保留的氧化鉭膜201作為存儲電容70的絕緣層71使用。
此后的工序和實施例8一樣，在透明基板10b的整個表面上形成非晶形的硅膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖17(E)所示，在柵極絕緣層2的上層側(cè)形成島狀的硅膜1a。其次，在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜等之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖18(A)所示，在半導體膜1a的上層側(cè)形成蝕刻阻擋層8。其次，利用CVD等方法在透明基板10b的整個表面上形成攙雜了N型的雜質(zhì)的硅膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖18(B)所示，形成源極區(qū)域1g和漏極區(qū)域1h。
其次，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鋁膜等之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖18(C)所示，形成數(shù)據(jù)線6a和漏極6b。這時，將漏極6b形成為其一部分與電容線3b重疊。結(jié)果，就形成了TFT30和存儲電容70。其次，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成ITO膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖18(D)所示，形成像素電極9a。最后，如圖16所示，如果在像素電極9a的上層側(cè)形成了保護膜66和取向膜64，就完成了有源矩陣基板10。
在實施例8、9、10、11中，也可以如實施例2那樣，在鉭膜的下面形成鋁等下層側(cè)電極層。
實施例12.
在實施例8、9、10、11中，作為像素開關(guān)用的非線性元件，形成逆參差型的TFT，但是，也可以如本實施例那樣，將本發(fā)明應用于把正參差型的TFT作為像素開關(guān)用的非線性元件使用的有源矩陣基板。在本實施例的有源矩陣基板和數(shù)該有源矩陣基板的液晶裝置中，基本的結(jié)構(gòu)與實施例8相同，所以，對具有共同的功能的部分標以相同的符號，并省略其詳細的說明。
(有源矩陣基板的結(jié)構(gòu))圖19是在形成了數(shù)據(jù)線、掃描線和像素電極等的有源矩陣基板中相鄰的像素的平面圖。圖20是表示在與圖19的B-B’線相當?shù)奈恢玫钠拭婧驮谟性淳仃嚮迮c對向基板之間封入作為電光物質(zhì)的液晶的狀態(tài)的剖面的說明圖。在這些圖中，將各層及各部件在圖面上表示為可以識別的大小，所以，各層及各部件的比例不同。
在圖19中，在液晶裝置100的有源矩陣基板10上，在各像素中形成矩陣狀的多個透明的像素電極9a(用雙點劃線包圍的區(qū)域)，沿像素電極9a的縱橫的邊界區(qū)域形成數(shù)據(jù)線6a(用點劃線表示)、掃描線3a(金屬層/用實線表示)和電容線3b(金屬層/用實線表示)。數(shù)據(jù)線6a通過接觸孔56與由硅膜構(gòu)成的半導體層1a中的后面所述的源極區(qū)域電氣連接，像素電極9a通過接觸孔57與半導體層1a中后面所述的漏極區(qū)域電氣連接。另外，掃描線3a與半導體層1a中后面所述的溝道形成用區(qū)域相對。
如圖20所示，液晶裝置100具有有源矩陣基板10和與其對向配置的對向基板20。有源矩陣基板10的基體由石英基板或耐熱性比例板等透明基板10b構(gòu)成，對向基板20的基體也由石英基板或耐熱性比例板等透明基板20b構(gòu)成。在有源矩陣基板10上形成像素電極9a，在其上側(cè)形成進行了摩擦處理等指定的取向處理的取向膜64。像素電極9a由例如ITO膜等透明的導電性薄膜構(gòu)成。另外，取向膜64由例如聚酰亞銨薄膜等有機薄膜構(gòu)成。
在有源矩陣基板10上，在與各像素電極9a相鄰的位置，形成開關(guān)控制各像素電極9a的像素開關(guān)用的TFT30。這里所示的TFT30具有LDD(Lightly Doped Drain)結(jié)構(gòu)，具有掃描線3a、利用從掃描線3a供給的掃描信號的電場形成溝道的半導體膜1a的溝道形成用區(qū)域1a’(半導體層)、將掃描線3a與半導體層1a絕緣的柵極絕緣層2、數(shù)據(jù)線6a、半導體層1a的低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c、半導體層1a的高濃度源極區(qū)域1d和高濃度漏極區(qū)域1e。
在掃描線3a的上層側(cè)形成層間絕緣膜4，在該層間絕緣膜4的上層形成數(shù)據(jù)線6a。因此，數(shù)據(jù)線6a通過在層間絕緣膜4上形成的接觸孔56與高濃度源極區(qū)域1d電氣連接。另外，在數(shù)據(jù)線6a的上層側(cè)形成層間絕緣膜7，在該層間絕緣膜7的上層側(cè)形成像素電極9a。因此，像素電極9a通過在層間絕緣膜4、7和柵極絕緣層2上形成的接觸孔57與SS高濃度漏極區(qū)域1e連接。
這里，TFT30最好如上述那樣具有LDD結(jié)構(gòu)，但是，也可以具有對與低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c相當?shù)膮^(qū)域不進行雜質(zhì)離子注入的偏置結(jié)構(gòu)。另外，TFT30也可以是將柵極3a作為掩模以高濃度注入雜質(zhì)離子從而形成自整合的高濃度源極區(qū)域和漏極區(qū)域的自調(diào)節(jié)型的TFT。
另外，在本實施例中，通過使TFT30的柵極絕緣層2從與柵極3a相對的位置延伸作為絕緣層71使用，同時將半導體膜1a延伸作為下電極1f，此外，將與其相對的電容線3b作為上電極，構(gòu)成存儲電容70。即，半導體膜1a的高濃度漏極區(qū)域1e通過柵極絕緣層2與電容線3b相對配置，作為存儲電容70的下電極1f。
另一方面，在對向基板20上，遍及其整個面形成對向電極21，在其表面形成進行了摩擦處理等指定的取向處理的取向膜65。對向電極21也由例如ITO膜等透明的導電性薄膜構(gòu)成。另外，對向基板20的取向膜65也由聚酰亞銨薄膜等有機薄膜構(gòu)成。在對向基板20上，在各像素的開口區(qū)域以外的區(qū)域形成矩陣狀的對向基板側(cè)遮光膜23。
在這樣構(gòu)成的液晶裝置100中，柵極絕緣層2由在半導體膜1a的上層側(cè)利用CVD等方法形成的氧化硅膜202和對在該氧化硅膜202的上層側(cè)形成的鉭膜進行氧化處理而得到的氧化鉭膜201構(gòu)成。另外，絕緣層71也由在半導體膜1a的上層側(cè)利用CVD等方法形成的氧化硅膜202和對在該氧化硅膜202的上層側(cè)形成的鉭膜進行氧化處理而得到的氧化鉭膜201構(gòu)成。
在形成這樣的氧化鉭膜201時，在本實施例中，如后面所述，對氧化硅膜202的上層側(cè)，在透明基板10b的整個表面上形成作為絕緣層形成用金屬膜的鉭膜之后，對該鉭膜全體進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理，將鉭膜氧化。這里進行的高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。
因此，在本實施例的有源矩陣基板10中，在柵極絕緣層2和絕緣層71中，包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜201，所以，可以獲得柵極絕緣層2和絕緣71的耐壓高等和實施例8相同的效果。
另外，在形成氧化鉭膜201時，對在透明基板10b的整個表面上形成的鉭膜全體進行高壓退火處理，形成氧化鉭膜，并將其作為柵極絕緣層2和絕緣層71的一部分使用。即，氧化鉭膜201不是僅將鉭膜的表面氧化。
因此，在形成氧化鉭膜201之后，不保留鉭膜，所以，在正參差型的TFT30中，也可以使柵極絕緣層2和絕緣層71中包含氧化鉭膜201。另外，掃描線3a不限于鉭膜，可以使用任意的金屬膜，所以，可以使用鋁膜等電阻小的金屬膜。
(有源矩陣基板的制造方法)下面，參照圖21、圖22和圖23說明這樣構(gòu)成的液晶顯示裝置用的有源矩陣基板10的制造方法。
圖21～圖23都表示本實施例的有源矩陣基板10的制造方法的工序剖面圖，與在圖19的B-B’線切斷時的剖面相當。
如圖21(A)所示，首先，在成為有源矩陣基板10的基體的透明基板10b的整個表面上形成基底保護膜(圖中未示出)之后，在該基底保護膜的上層側(cè)在約450℃～約550℃的溫度條件下，通過使用甲硅烷氣體、乙硅烷氣體等的減壓CVD等方法形成非晶型硅膜。其次，通過在約600℃下、在氮氣氛圍中進行約1小時～約10小時的退火處理，固相成長成多晶硅膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，形成島狀的硅膜1a。
其次，如圖21(B)所示，利用CVD方法等在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜202。其次，向硅膜1a中成為存儲電容70的下電極1f的延伸部分以劑量約3×1012/cm2攙雜例如P離子，實現(xiàn)低電阻化。
其次，如圖21(C)所示，對氧化硅膜202的上層側(cè)，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鉭膜205(絕緣膜形成用金屬膜)。
其次，對鉭膜205全體進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，就將鉭膜205的全體進行了氧化處理，如圖21(D)所示，形成了氧化鉭膜201，從而就形成了具有氧化硅膜202和氧化鉭膜201的柵極絕緣層2和絕緣層71。
在進行高壓退火處理之后，如果如果在常壓或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜201中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜201的耐壓。
其次，對柵極絕緣層2的上層側(cè)，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鋁膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖22(A)所示，形成掃描線3a和電容線3b。
其次，使TFT30成為具有LDD結(jié)構(gòu)的N溝道型的TFT時，在半導體層1a上，首先，為了形成低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c，將掃描線3a作為擴散掩模，以低濃度(例如使P離子為1×1013/cm2～3×1013/cm2的劑量)攙雜P等V族元素的攙雜劑200。這樣，掃描線3a下的半導體層1a就成了溝道形成區(qū)域1a’。
其次，如圖22(B)所示，為了形成TFT30的高濃度源極區(qū)域1d和高濃度漏極區(qū)域1e，用比掃描線3a寬的掩模在掃描線3a上形成阻擋層掩模202之后，以高濃度攙雜相同的P等V族元素的攙雜劑201。另外，可以采用不進行低濃度的攙雜的偏置結(jié)構(gòu)的TFT，也可以采用將掃描線3a(柵極)作為掩模通過使用P離子、B離子等的離子注入技術(shù)而得到的自調(diào)節(jié)型的TFT。
其次，如圖22(C)所示，形成由氧化硅膜構(gòu)成的尖間絕緣膜4，用以覆蓋掃描線3a和電容線3b。然后，利用反應性離子腐蝕、反應性離子束腐蝕等的干腐蝕或者濕腐蝕，在層間絕緣膜4上形成接觸孔56。
其次，對層間絕緣膜4的上層側(cè)，在透明基板10b的整個表面上形成鋁膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖22(D)所示，形成數(shù)據(jù)線6a。
其次，如圖23(A)所示，形成由氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣膜7，用以覆蓋數(shù)據(jù)線6a。然后，利用反應性離子腐蝕、反應性離子束腐蝕等的干腐蝕或者濕腐蝕，在層間絕緣膜7、4和柵極絕緣層2上形成接觸孔。
其次，對層間絕緣膜7的上層側(cè)，利用架設法等在透明基板10b的整個表面上形成ITO膜之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，如圖23(B)所示，形成像素電極9a。
最后，如圖20所示，將聚酰亞銨系的取向膜的涂布液涂布到像素電極9a的上層側(cè)之后，通過以指定的傾角并且在指定方向進行摩擦處理，形成取向膜64，完成有源矩陣基板10。
實施例13.
下面，參照圖24、圖25、圖26和圖27說明作為本發(fā)明實施例13的半導體裝置的液晶裝置用的有源矩陣基板。
圖24是在與圖19的B-B’″材料相當?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明實施例13的液晶裝置切斷時的剖面圖。圖25(A)～(E)、圖26(A)～(D)和圖27(A)、(B)分別是表示圖24所示的有源矩陣基板的制造方法的工序剖面圖。
在上述實施例12中，TFT30的柵極絕緣膜2和存儲電容70的絕緣層71都由氧化鉭膜201和氧化硅膜202構(gòu)成，但是，在本實施例中，如圖24所示，柵極絕緣膜2由氧化鉭膜201和氧化硅膜202構(gòu)成，而絕緣層71僅由氧化鉭膜201構(gòu)成。
即，在本實施例中，柵極絕緣層2和實施例12一樣，由對半導體膜1a的表面利用CVD等方法形成的氧化硅膜202和對在該氧化硅膜202的上層形成的鉭膜全體進行高壓退火處理而形成的氧化鉭膜201構(gòu)成。
與此相反，在存儲電容70中，對在氧化硅膜202的上層形成的鉭膜全體進行高壓退火處理，形成氧化鉭膜201，但是，在形成了下電極1f的區(qū)域，除去一部分氧化硅膜202，形成開口部208。因此，在下電極1f與電容線3b(上電極)之間，作為絕緣層71，僅存在氧化鉭膜201。因此，在本實施例中，由于絕緣層71的介電常數(shù)高，所以，可以形成電容大的存儲電容70。在電容線3b的下層側(cè)，在電容線3b與數(shù)據(jù)線6a的交叉部分，考慮到該處的耐壓，最好保留氧化硅膜202。其他結(jié)構(gòu)與實施例12相同，所以，對具有共同的功能的部分標以相同的符號示于圖24，并省略其說明。
在制造這種結(jié)構(gòu)的有源矩陣基板10時，如圖25(A)所示，首先，在成為有源矩陣基板10的基體的透明基板10b的整個表面上形成基底保護膜(圖中未示出)之后，在該基底保護膜的上層側(cè)形成非晶型硅膜。其次，通過在約600℃下、在氮氣氛圍中進行約1小時～約10小時的退火處理，固相成長出多晶硅之后，使用光刻技術(shù)制作圖案，形成島狀的硅膜1a。
其次，如圖25(B)所示，利用CVD等方法在透明基板10b的整個表面上形成氧化硅膜202。然后，以約3×1012/cm2的劑量將P離子攙雜到硅膜1a中成為存儲電容70的下電極1f的延伸部分，實現(xiàn)低電阻化。
其次，如圖25(C)所示，使用光刻技術(shù)，除去氧化硅膜202中在下電極1f的上層形成的氧化硅膜202，形成開口部208。
其次，如圖25(D)所示，對氧化硅膜202的上層側(cè)，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鉭膜205(絕緣膜形成用金屬膜)。
其次，對鉭膜205全體進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理。這里，高壓退火處理的條件是，溫度低于600℃，例如溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa。結(jié)果，就將鉭膜205的全體進行了氧化處理，如圖25(E)所示，形成氧化鉭膜201。因此，就形成了由氧化硅膜202和氧化鉭膜201構(gòu)成的柵極絕緣層2，同時，形成了僅由氧化鉭膜201構(gòu)成的絕緣層71。
在進行高壓退火處理之后，如果如果如果在常壓或減壓下進行溫度為200℃～500℃的退火處理，可以從氧化鉭膜201中除去水分，所以，可以進一步提高氧化鉭膜201的耐壓。
此后的工序與實施例12相同，對柵極絕緣層2的上層側(cè)，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成鋁膜之后，利用光刻技術(shù)制作圖案，如圖26(A)所示，形成掃描線3a和電容線3b。其次，在將掃描線3a作為擴散掩模攙雜了N型的雜質(zhì)之后，如圖26(B)所示，用比掃描線3a寬的掩模在掃描線3a上形成阻擋層掩模202，攙雜進相同的N型雜質(zhì)。其次，如圖26(C)所示，形成由氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣膜4用以覆蓋掃描線3a和電容線3b之后，在層間絕緣膜4上形成接觸孔56。其次，對層間絕緣膜4的上層側(cè)，在透明基板10b的整個表面上形成鋁膜之后，利用光刻技術(shù)制作圖案，如圖26(D)所示，形成數(shù)據(jù)線6a。其次，如圖27(A)所示，在形成由氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣膜7用以覆蓋數(shù)據(jù)線6a之后，在層間絕緣膜7、4和柵極絕緣層2上形成接觸孔57。其次，對層間絕緣膜7的上層側(cè)，利用濺射法等在透明基板10b的整個表面上形成ITO膜之后，利用光刻技術(shù)制作圖案，如圖27(B)所示，形成像素電極9a。最后，如圖24所示，將聚酰亞銨系的取向膜的涂布液涂布到像素電極9a的上層側(cè)之后，通過以指定的傾角并且在指定方向進行摩擦處理，形成取向膜64，完成有源矩陣基板10。
其他實施例.
在上述實施例中，作為絕緣層形成用金屬膜，使用了鉭(Ta)，但是，也可以使用鉭合金。另外，只要通過高壓退火處理可以形成氧化膜，作為絕緣層形成用金屬膜也可以使用鎳(Nb)、鉬(Mo)、鈦(Ti)或者它們的合金等其他金屬。
另外，在上述實施例中，作為與氧化鉭膜集層的絕緣膜，使用了氧化硅膜，但是，也可以使用氮化硅膜。
此外，作為基板，如果使用半導體基板，則作為MIS形半導體元件，就不限于薄膜晶體管，也可以使用體積形的MIS形晶體管。即，作為基板，使用半導體基板，在該半導體基板上面形成由與半導體基板相同的半導體材料構(gòu)成的絕緣膜之后，形成絕緣層形成用金屬膜，在對該絕緣層形成用金屬膜進行高壓退火處理之后，如果在絕緣層形成用金屬膜的氧化膜的上層側(cè)形成金屬層，就可以形成體積形的MIS形晶體管。
此外，在上述實施例中，以作為像素開關(guān)用的非線性元件使用TFT元件的有源矩陣方式的液晶裝置為例進行了說明，但是，不限于此種情況，在其他半導體裝置中，形成構(gòu)成各種電路的電容器時，也可以應用本發(fā)明，在權(quán)利要求所述的發(fā)明的范圍內(nèi)，可以進行各種變更。本發(fā)明的范圍，當然也包括作為開關(guān)用的非線性元件使用TFD元件的有源矩陣方式的液晶裝置。此外，本發(fā)明對使用場致發(fā)光(EL)、數(shù)字微反射鏡設備(DMD)或者應用了等離子體發(fā)光或電子發(fā)射引起的熒光等的電光元件的電光裝置也可以應用。
(液晶裝置的結(jié)構(gòu))下面，參照圖28和圖29說明使用根據(jù)實施例8～13制造的有源矩陣基板10的液晶裝置100的全體結(jié)構(gòu)。圖28是從對向基板20側(cè)與在其上形成的各結(jié)構(gòu)要素一起看液晶裝置100的平面圖，圖29是包含對向基板20所示的圖28的H-H’剖面圖。
在圖28中，在液晶裝置100的有源矩陣基板10上，沿其邊緣設置了密封部件52，在其內(nèi)側(cè)區(qū)域，形成由遮光性材料構(gòu)成的框緣53。在密封部件52的外側(cè)的區(qū)域，沿有源矩陣基板10的一邊設置了數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101和裝配端子102，沿與該一邊相鄰的2邊形成掃描線驅(qū)動電路104。如果供給掃描線的掃描信號的延遲不成其為問題，掃描線驅(qū)動電路104就可以僅設置在一邊。另外，也可以沿圖像顯示區(qū)域10a的邊將數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101配置在兩側(cè)。例如，奇數(shù)列的數(shù)據(jù)線可以從沿圖像顯示區(qū)域10a的一邊配置的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路供給圖像信號，而偶數(shù)列的數(shù)據(jù)線從沿圖像顯示區(qū)域10a的相反側(cè)的一邊配置的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路供給圖像信號。這樣，如果以梳齒狀地驅(qū)動數(shù)據(jù)線，就可以擴展數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101的形成面積，所以，可以構(gòu)成復雜的電路。此外，在有源矩陣基板10的其余的一邊，設置了用于將設置在圖像顯示區(qū)域10a的兩側(cè)的掃描線驅(qū)動電路104之間連接的多條配線105，有時也利用框緣53的下面等設置預充電電路及檢查電路。另外，在對向基板20的角部的至少1個地方形成用于使有源矩陣基板10與對向基板20之間電氣導通的上下導通部件106。
并且，如圖29所示，對向基板20以與圖28所示的密封部件52基本上相同的輪廓利用該密封部件52與有源矩陣基板10固定在一起。在該對向基板20上，在與有源矩陣基板10上形成的像素電極9a的縱橫的邊界區(qū)域相對的區(qū)域形成稱為黑 或黑色條紋等的遮光膜23，在其上層側(cè)形成由ITO膜構(gòu)成的對向電極21。另外，在對向電極21的上層側(cè)形成由聚酰亞銨膜構(gòu)成的取向膜(圖中未示出)，該取向膜是對聚酰亞銨膜進行了摩擦處理的膜。
另外，也可以通過各向異性導電膜將例如裝配了驅(qū)動用LSI的TAB(磁帶自動傳送焊接)基板與在有源矩陣基板10的周邊部形成的端子群電氣和機械連接，取代在有源矩陣基板10上形成數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101和掃描線驅(qū)動電路104。另外，在對向基板20和有源矩陣基板10的光入射側(cè)的面或光出射側(cè)，根據(jù)使用的液晶50的種類即TN(扭轉(zhuǎn)向列)模式、STN(超級TN)模式等動作模式或正常白模式/正常黑模式在指定方向配置偏振光薄膜、相位差薄膜和偏振片等。
這樣形成的電光裝置，可以在例如后面所述的投射式液晶顯示裝置(液晶投影儀)中使用。這時，3個液晶裝置100分別作為RGB用的光閥使用，通過RGB色分解用的分色鏡而分解的各色的光作為投射光分別投射到各液晶裝置100上。因此，在上述各實施例的液晶裝置100中不形成彩色濾光器。
但是，在對向基板20中，在與各像素電極9a相對的區(qū)域，通過與其保護膜一起形成RGB的彩色濾光器，也可以在投射型液晶顯示裝置以外作為后面所述的掌上電腦、柵極、液晶電視等這樣的電子機器的彩色液晶顯示裝置使用。
此外，對于對向基板20，通過形成與各像素對應的微透鏡，可以提高入射光對像素電極9a的集光效率，所以，可以進行明亮的顯示。此外，通過在對向基板20上集層多層折射率不同的干涉層，可以利用光的干涉作用形成產(chǎn)生出RGB色的分色鏡濾光器。按照該帶分色鏡濾光器的對向基板，可以進行更明亮的彩色顯示。
(向電子機器上的應用)下面，參照圖30、圖31、圖32和圖33說明具有電光裝置的電子機器的一例。
首先，圖30是表示具有結(jié)構(gòu)與上述各實施例的電光裝置相同的液晶裝置100的電子機器的結(jié)構(gòu)的框圖。
在圖30中，電子機器具有顯示信息輸出源1000、顯示信息處理電路1002、驅(qū)動電路1004、液晶裝置100、時鐘發(fā)生電路1008和電源電路1010。顯示信息輸出源1000包括ROM、RAM、光盤等存儲器、將電視信號的圖像信號統(tǒng)調(diào)輸出的統(tǒng)調(diào)電路等，根據(jù)時鐘發(fā)生電路1008的時鐘將指定格式的圖像信號進行處理，并向顯示信息處理電路1002輸出。該顯示信息處理電路1002包括例如放大極性反相電路、相展開電路、旋轉(zhuǎn)電路、伽馬修正電路或者箝位電路等眾所周知的各種處理電路，根據(jù)時鐘信號，由輸入的顯示信息順序生成數(shù)字信號，并與時鐘信號CLK一起向驅(qū)動電路1004輸出。驅(qū)動電路1004驅(qū)動液晶裝置100。電源電路1010向上述各電路供給指定的電源。在構(gòu)成液晶裝置100的有源矩陣基板上可以形成驅(qū)動電路1004，除此之外，也可以在有源矩陣基板上形成顯示信息處理電路1002。
作為這種結(jié)構(gòu)的電子機器，有參照圖31后面所述的投射式液晶顯示裝置(液晶投影儀)、多媒體對應的電腦(PC)、工作站(EWS)、呼機或便攜電話、文字處理器、電視、取景器型或監(jiān)視器直視型的錄像機、電子記事簿、電子計算器、汽車駕駛導向裝置、POS終端和觸摸屏等。另外，本發(fā)明也可以應用于具有使用場致發(fā)光(EL)、數(shù)字微反射鏡設備(DMD)或者應用了等離子體發(fā)光或電子發(fā)射一起的熒光等的各種電光元件的電光裝置的電子機器。
圖31所示的投射型液晶顯示裝置1100構(gòu)成投影儀，上述驅(qū)動電路1004具有3個包含搭載在有源矩陣基板上的液晶裝置100的液晶模塊，分別作為RGB用的光閥100R、100G、100B使用。在該液晶投影儀1100中，從金屬鹵化物燈等白色光源的燈單元1102發(fā)射出光時，由3塊反射鏡1106和2塊分色鏡1108分離為與R、G、B等3原色對應的光成分R、G、B(光分離單元)，分別導入對應的光閥100R、100G、100B(液晶裝置100/液晶光閥)。這時，光成分B的光路長，所以，為了防止光損失，通過由入射透鏡1122、中繼透鏡1123和出射透鏡114構(gòu)成的中繼透鏡組1121而導入。并且，與由光閥100R、100G、100B分別調(diào)制的3原色對應的光成分R、G、B從3個方向入射到分色棱鏡1112(光合成單元)中，在再次合成之后，通過投射透鏡1114作為彩色圖像投射到屏幕1120等上。
圖32是表示作為本發(fā)明的電子機器的一個實施例的掌上型電腦。這里所示的電腦包括具有鍵盤81的本體部82和液晶顯示單元83。液晶顯示單元83包括上述液晶裝置100。
圖33是表示作為本發(fā)明的電子機器的其他實施例的便攜電話。這里所示的便攜電話90具有多個操作按鈕91和液晶裝置100。
如上所述，在本發(fā)明中，在電容器的絕緣層中，包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜，所以，絕緣層的耐壓高。另外，在本發(fā)明中，由于通過高壓退火處理形成氧化鉭膜，所以，不必形成用于進行陽極氧化處理的饋電用配線。因此，在同一基板上形成TFT等的半導體裝置等中，設計的自由度大。另外，可以將大量的基板統(tǒng)一進行處理。而且，高壓退火處理的溫度低于600℃，甚至在300℃～400℃就足夠了，所以，作為基板使用玻璃基板時也毫無問題。另外，進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁配線，如果是這樣的溫度條件，只要鋁配線不露出，就不會使鋁配線劣化。
另外，在本發(fā)明的半導體裝置中，絕緣層中包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜，所以，絕緣層的耐壓高。而且，高壓退火處理的溫度為300℃～400℃，所以，作為基板使用玻璃基板時也毫無問題。另外，進行高壓退火處理時，即使已形成了鋁配線，如果是這樣的溫度條件，只要鋁配線在基板表面不露出，就不會使鋁配線劣化。
權(quán)利要求
1.一種按下電極、絕緣層和上電極順序集層的電容器，其特征在于在上述絕緣層上，包含通過在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下進行退火的高壓退火處理對絕緣層形成用金屬膜進行氧化而成的氧化膜。
2.按權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于上述絕緣層僅由上述氧化膜構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于上述絕緣層具有上述氧化膜和其他絕緣膜的多層結(jié)構(gòu)。
4.按權(quán)利要求1～3的任一權(quán)項所述的電容器，其特征在于上述絕緣層形成用金屬膜是鉭膜或鉭合金膜。
5.按權(quán)利要求1～4的任一權(quán)項所述的電容器，其特征在于上述下電極至少與上述絕緣層接觸的一側(cè)由與上述絕緣層形成用金屬膜相同的金屬構(gòu)成。
6.按權(quán)利要求1～4的任一權(quán)項所述的電容器，其特征在于上述下電極由與上述絕緣層形成用金屬膜不同的材料構(gòu)成。
7.一種半導體裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1～6的任一權(quán)項所規(guī)定的電容器。
8.一種作為有源矩陣基板而具有權(quán)利要求7所規(guī)定的半導體裝置的電光裝置，上述電容器在上述有源矩陣基板的各像素中作為存儲電容使用。
9.一種具有下電極、絕緣層和上電極的電容器的制造方法，其特征在于在形成絕緣層形成用金屬膜之后，通過進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理，將上述絕緣層形成用金屬膜氧化，生成氧化膜，將該氧化膜作為上述絕緣層或該絕緣層的一部分使用。
10.按權(quán)利要求9所述的電容器的制造方法，其特征在于上述絕緣層形成用金屬膜是鉭膜或鉭合金膜。
11.按權(quán)利要求9或10所述的電容器的制造方法，其特征在于通過上述高壓退火處理，僅將上述絕緣層形成用金屬膜的表面氧化，生成上述氧化膜，將該氧化膜作為上述絕緣層或該絕緣層的一部分使用，將其余的絕緣層形成用金屬膜作為上述下電極或該下電極的一部分使用。
12.按權(quán)利要求9或10所述的電容器的制造方法，其特征在于預先在上述絕緣層形成用金屬膜的下層側(cè)形成上述下電極，通過上述高壓退火處理，將上述絕緣層形成用金屬膜的全體氧化，生成上述氧化膜，將該氧化膜作為上述絕緣層或該絕緣層的一部分使用。
13.按權(quán)利要求9～12的任一權(quán)項所述的電容器的制造方法，其特征在于上述高壓退火處理在溫度低于600℃的條件下進行。
14.按權(quán)利要求9～12的任一權(quán)項所述的電容器的制造方法，其特征在于上述高壓退火處理在溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa的條件下進行。
15.按權(quán)利要求9～14的任一權(quán)項所述的電容器的制造方法，其特征在于在進行上述高壓退火處理之后，進行在常壓或減壓下的退火處理。
16.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于利用權(quán)利要求9～15的任一權(quán)項所述的制造方法在基板上制造電容器。
17.一種在基板形成具有由金屬層、絕緣層和半導體層構(gòu)成的MIS部的MIS形半導體元件的半導體裝置，其特征在于在上述絕緣層中，包含通過在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理將絕緣層形成用金屬膜氧化而得到的氧化膜。
18.按權(quán)利要求17所述的半導體裝置，其特征在于上述絕緣層形成用金屬膜是鉭膜或鉭合金膜。
19.按權(quán)利要求17或18所述的半導體裝置，其特征在于上述絕緣層在上述金屬層側(cè)具有由絕緣層形成用金屬膜形成的氧化膜，同時在上述半導體層側(cè)具有由與該半導體層相同的半導體材料形成的絕緣膜。
20.按權(quán)利要求17～19的任一權(quán)項所述的半導體裝置，其特征在于上述金屬層至少與上述絕緣層接觸的一側(cè)由與上述絕緣層形成用金屬膜相同的金屬材料構(gòu)成。
21.按權(quán)利要求17～19的任一權(quán)項所述的半導體裝置，其特征在于上述金屬層由與上述絕緣層形成用金屬膜不同的金屬材料構(gòu)成。
22.按權(quán)利要求17～21的任一權(quán)項所述的半導體裝置，其特征在于在上述基板上，從下層側(cè)向上層側(cè)順序形成上述金屬層、上述絕緣層和上述半導體層。
23.按權(quán)利要求17～21的任一權(quán)項所述的半導體裝置，其特征在于在上述基板上，從下層側(cè)向上層側(cè)順序形成上述半導體層、上述絕緣層和上述金屬層。
24.按權(quán)利要求17～23的任一權(quán)項所述的半導體裝置，其特征在于上述MIS形半導體元件是薄膜晶體管。
25.按權(quán)利要求23所述的半導體裝置，其特征在于上述MIS形半導體元件是MIS形晶體管。
26.按權(quán)利要求17～23的任一權(quán)項所述的半導體裝置，其特征在于上述MIS形半導體元件是MIS形二極管。
27.按權(quán)利要求17～26的任一權(quán)項所述的半導體裝置，其特征在于在上述基板上，形成至少將與上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜同層的氧化膜作為電介質(zhì)膜而將上述金屬層作為一邊的電極使用的電容器。
28.一種將權(quán)利要求24所述的半導體裝置作為有源矩陣基板使用的電光裝置，其特征在于上述薄膜晶體管在上述基板作為像素開關(guān)用的非線性元件使用。
29.按權(quán)利要求28所述的電光裝置，其特征在于在上述有源矩陣基板上形成至少將與上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜同層的氧化膜作為電介質(zhì)膜而將上述金屬層作為一邊的電極使用的存儲電容。
30.一種在基板形成具有由金屬層、絕緣層和半導體層構(gòu)成的MIS部的MIS形半導體元件的半導體裝置的制造方法，其特征在于在形成絕緣層形成用金屬膜之后，通過進行在含有水蒸氣的氛圍中、在高壓下退火的高壓退火處理，將上述絕緣層形成用金屬膜氧化，生成氧化膜，將該氧化膜作為上述絕緣層的一部分使用。
31.按權(quán)利要求30所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述絕緣層形成用金屬膜是鉭膜或鉭合金膜。
32.按權(quán)利要求30或31所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于通過上述高壓退火處理，僅將上述絕緣層形成用金屬膜的表面氧化，生成上述氧化膜，將該氧化膜作為上述絕緣層的一部分使用，將其余的絕緣層形成用金屬膜作為上述金屬層或上述金屬層的一部分使用。
33.按權(quán)利要求30或31所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于通過上述高壓退火處理，將上述絕緣層形成用金屬膜全體氧化，生成上述氧化膜，將該氧化膜作為上述絕緣層的一部分使用。
34.按權(quán)利要求33所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于預先在上述絕緣層形成用金屬膜的下層側(cè)形成上述金屬層，在對上述絕緣層形成用金屬膜進行上述高壓退火處理之后，在上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜的上層側(cè)順序形成由與上述半導體層相同的半導體材料構(gòu)成的絕緣膜和上述半導體層。
35.按權(quán)利要求33所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于在上述絕緣層形成用金屬膜的下層側(cè)預先形成上述半導體層和由與該半導體層相同的半導體材料構(gòu)成的絕緣膜，在對上述絕緣層形成用金屬膜進行上述高壓退火處理之后，在上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜的上層側(cè)形成上述金屬層。
36.按權(quán)利要求35所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于作為上述基板使用半導體基板，在該半導體基板的上面形成由與該半導體基板相同的半導體材料構(gòu)成的絕緣膜之后，形成上述絕緣層形成用金屬膜，在對該絕緣層形成用金屬膜進行上述高壓退火處理之后，在上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜的上層側(cè)形成上述金屬層。
37.按權(quán)利要求30～36的任一權(quán)項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于作為具有上述MIS部的MIS形半導體元件，制造薄膜晶體管。
38.按權(quán)利要求36所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于作為具有上述MIS部的MIS形半導體元件，制造MIS形晶體管。
39.按權(quán)利要求30～36的任一權(quán)項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于作為具有上述MIS部的MIS形半導體元件，制造MIS形二極管。
40.按權(quán)利要求30～39的任一權(quán)項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于在上述基板上，至少將與上述絕緣層形成用金屬膜的氧化膜同時形成的氧化膜作為絕緣層或絕緣層的一部分使用而將與上述金屬層同時形成的金屬層作為一邊的電極使用而形成電容器。
41.按權(quán)利要求30～40的任一權(quán)項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于上述高壓退火處理在溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa的條件下進行。
42.按權(quán)利要求30～41的任一權(quán)項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于在進行上述高壓退火處理之后，進行在常壓或減壓下的退火處理。
43.一種電子機器，其特征在于使用權(quán)利要求8、28或29所述的電光裝置。
全文摘要
在半導體裝置中，TFT、二極管和電容器的絕緣層由在溫度為300℃～400℃、壓力為0.5MPa～2MPa的條件下將鉭膜氧化而得到的氧化鉭膜和利用CVD等方法形成的氧化硅膜構(gòu)成。因此，絕緣層包含通過高壓退火處理而生成的氧化鉭膜。
文檔編號H01L21/316GK1405805SQ02142608
公開日2003年3月26日 申請日期2002年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月13日
發(fā)明者渡邊吉祥 申請人:精工愛普生株式會社