專利名稱：薄膜晶體管的制造方法、使用該方法的液晶顯示裝置和電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用了適當?shù)姆菃尉Ч璞∧さ谋∧ぞw管的制造方法及使用該方法的液晶顯示裝置和電子設備，比如說，用作液晶顯示裝置等的驅動器件。
迄今為止，活躍地不斷進行使用非晶硅、多晶硅等的非單晶硅薄膜的薄膜晶體管的開發(fā)研究。這種技術，對于例如，可以采用便宜的絕緣基板實現(xiàn)薄型顯示器的有源陣列板，或用便宜高性能的圖象傳感器等方面，預期有許多應用。
這里，用

圖14說明現(xiàn)有的薄膜晶體管的制造方法的一個例子。還有，就薄膜晶體管來說，有兩種薄膜晶體管，即形成源、漏區(qū)域的硅薄膜位于下側、柵電極位于上側的上柵極型薄膜晶體管和柵電極位于下側、而硅薄膜位于上側的下柵極型薄膜晶體管，但是在這里，舉出以上柵極型薄膜晶體管為例進行說明。并且，下述的制造方法引自“Fabrication of Self-Aligned AluminumGete Polysilicon Thin-Film Using Low-Temperature CrystallizationProcess”，E.Ohno et al.；Jpn.J.Appl.Phys.Vol.33(1994)，pp.635～638。
首先，如圖14(a)所示，在玻璃基板1上形成了SiO2緩沖層2之后，在其上用低壓CVD(Low-Pressure Chemical Vapor Deposition以下記為LPCVD)法，形成膜厚100nm的非晶硅層3。接著，在溫度600℃、N2氣氛下，對該非晶硅層3進行24小時退火。接著，如圖14(b)所示，在進行了非晶硅層3的刻制圖形之后，用常壓CVD法形成由膜厚100nm的SiO2膜構成的柵絕緣膜4，并進行600℃、12小時的退火。
接著，如圖14(c)所示，采用濺射法形成鋁(Al)膜，采用把其刻制成圖形的辦法，使之作成柵電極5。隨后，把該柵電極5作為掩模，采用離子攙雜磷或硼的辦法，在非晶硅層3中形成源、漏區(qū)域6、6。在這時，若同時進行質子攙雜，就不需要退火。此后，如圖14(d)所示，采用以四乙氧基硅烷為原料的等離子體CVD法(Tetraethoxysilane Plasma-EnhancedChemical Vapor Deposition，下面記為TEOS-PECVD)的辦法，形成SiO2層間絕緣膜7，在使接觸孔8、8開口后，最后淀積用作電極的AI膜9。
經過如上述這樣的制造方法所得到的薄膜晶體管，作為比如說液晶顯示裝置的驅動器件，由于要長時間使用，所以極力抑制各種電特性隨時間的變動和保證足夠的可靠性就重要了。盡管如此，在現(xiàn)有的薄膜晶體管的制造工藝中，各種的制造參數(shù)和器件的可靠性的相互關系還是不清楚的，從得到高可靠性的制造工藝這一觀點來看，還沒有進行探討，這就是現(xiàn)狀。
盡管，通常，在考慮保證可靠性時，雖然在制造工序(環(huán)境、處理氣氛等)中的水分，甚至于器件中的水分的存在也應極力避免，但作為比如說平坦化用的層間膜，可用于半導體裝置的旋涂玻璃(以下，記為SOG)等，都存在容易吸收水分的缺點。因此，在特開平4-93049號公報中，已公開了這樣一種技術，在涂復SOG之后通過在430℃左右在N2的氣氛中進行退火，除去SOG膜中的水分。還在特開平4-164351號公報中，公開了這樣一種技術，在SOG膜上形成了薄的等離子體氧化膜后，采用比如說進行400℃、30分鐘的熱處理的辦法，除去SOG膜中的水分。
但是，在另一方面，已作出這樣的研究報告(”High Quality SiO2/SiInterfaces of Poly-Crystalline Silicon Thin Film Trasistors by Annealing inWet Atmosphere”，N.Sano et al.IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS，Vol.16，NO.5，MAY 1995)，對于把用PECVD法形成的SiO2膜應用于柵絕緣膜的薄膜晶體管，若在含有水分的氣氛下在約270℃進行退火，則SiO2膜與多晶硅膜中間的表面能級下降，因而可以降低薄膜晶體管的閾值電壓(Threshold Voltage，以下記為Vth)。并且，還有這樣的研究報告(「對于TEOS-O3常壓CVDNSG膜的吸濕性的低溫退火效果」細田等，月刊Semiconductor World 1993.2)，若在TEOS-O3NSG膜生長后，進行濕-O2(含有水分的O2)的退火，則也有改善膜質，而形成難于吸濕的薄膜。
然而，上述的研究報告沒有提及有關在含有水分的氣氛下的退火(以下，在本發(fā)明說明書中稱為濕退火)的使用而產生的Vth調整或提高膜的耐濕性的內容，而且濕退火和器件的可靠性的相互關系也完全不清楚，這些技術不可能提高薄膜晶體管的可靠性。
本發(fā)明是為了解決上述問題而作出了發(fā)明，其目的是提供一種在使用非單晶硅薄膜的薄膜晶體管中，可以提高其可靠性的制造方法。
為達到上述目的，本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法，是在通過場效應型晶體管的柵絕緣膜而與柵電極相對的溝道區(qū)域，由非單晶硅薄膜構成的薄膜晶體管的制造方法中，其特征是，柵絕緣膜由硅氧化膜構成，至少在形成了上述柵絕緣膜之后，進行濕退火。作為一個例子，具有下列工序形成在玻璃基板上構成源、漏區(qū)域和溝道區(qū)域的非單晶硅薄膜；通過由氧化硅膜構成的柵絕緣膜形成與溝道區(qū)相對的柵電極；形成連接于源、漏區(qū)域的源、漏電極；然后進行濕退火。并且，具體地說，希望的是，可以采用PECVD法或TEOS-PECVD法形成上述柵絕緣膜，并在溫度300℃以上，時間1小時以上的條件下進行上述的濕退火。
進而，除上述工序外，還可以設有形成由非單晶硅薄膜或覆蓋柵電極的硅氧化膜構成的層間絕緣膜的工序，可以在形成該層間絕緣膜后進行濕退火。這時，可以把層間絕緣膜作成為用TEOS-PECVD法形成的硅氧化膜。并且，理想的是在上述玻璃基板上形成由硅氧化膜構成的基底絕緣膜，再在該基底絕緣膜上形成非單晶硅薄膜，然后，可以進行濕退火。這時，可以用PECVD法或TEOS-PECVD法形成基底絕緣膜，把該膜厚作成100～500nm的厚度是適合的。
本發(fā)明是，在形成薄膜晶體管的主要部分之后，在進行濕退火之際，由于水分的作用使構成薄膜晶體管的各膜的膜質變化，并使薄膜晶體管的可靠性提高。
可是，在玻璃基板上形成薄膜晶體管時，在高溫下不可能形成薄膜晶體管，有必要通過制造工藝把處理溫度抑制到450℃以下的低溫。因此，在玻璃基板上形成薄膜晶體管的低溫工藝中，如果形成比如說硅氧化膜的話，那么該硅氧化膜的構造就變成與用熱氧化等的高溫工藝的硅氧化膜的情況不同。就是說，在低溫工藝中剛剛生長的硅氧化膜中，如圖13(a)所示，有硅(Si)原子和氧(O)原子結合弱的地方11，在這樣的具有不穩(wěn)定結合的硅氧化膜中會發(fā)生電特性(例如Vth等)的變動。然而進行濕退火時，如圖13(b)所示，水分(H2O)浸入到硅氧化膜中，一旦弱結合11斷開，同時由-OH基埋該處。
然后，如圖13(c)所示，再次，與水分脫離的同時，就形成硅原子與氧原子的強結合12。這樣，由于經過濕退火處理硅氧化膜中的結合穩(wěn)定化，所以顯著地減少了電特性的變動。
圖1是依照工序順序表示本發(fā)明的一個實施例的薄膜晶體管的制造方法的工藝流程圖。
圖2是同圖1的工藝流程圖的繼續(xù)。
圖3是表示本發(fā)明的一個實施例的可靠性評價結果圖，是表示在未進行濕退火的樣品中，由BT試驗產生的Vgs-Ids特性變動的曲線圖。
圖4是在濕退火條件300℃、1小時的樣品中的同上曲線圖。
圖5是在濕退火條件300℃、3小時的樣品中的同上曲線圖。
圖6是在濕退火條件350℃、1小時的樣品中的同上曲線圖。
圖7是在濕退火條件350℃、3小時的樣品中的同上曲線圖。
圖8是同上，表示在未進行濕退火的樣品中，由電流應力試驗產生的Vgs-Ids特性的變動的曲線圖。
圖9是在濕退火條件300℃、1小時的樣品中的同上曲線圖。
圖10是在濕退火條件300℃、3小時的樣品中的同上曲線圖。
圖11是在濕退火條件350℃、1小時的樣品中的同上曲線圖。
圖12是在濕退火條件350℃、3小時的樣品中的同上曲線圖。
圖13是表示本發(fā)明的改善膜質的機理圖。
圖14是依照工序順序表示現(xiàn)有的普通薄膜晶體管的制造方法的工藝流程圖。
圖15是表示用本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法形成的液晶顯示裝置等的有源陣列基板的構成例的圖。
圖16是表示由用本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法形成的有源陣列基板而作成的液晶顯示裝置(液晶顯示面板)等的構成例的圖。
圖17是用本發(fā)明實施例采用液晶顯示裝置構成的電子設備的應用例。
圖18表示用本發(fā)明的實施例作為構成電子設備一例的液晶投影器的構成例。
圖19表示用本發(fā)明的實施例作為構成電子設備一例的個人計算機的構成例。
圖20表示用本發(fā)明的實施例作為構成電子設備一例的頁面器的構成例。
圖21表示用本發(fā)明的實施例已連接于TCP(Tape Carrier Package)1320上的電子設備用的一構件的液晶顯示裝置的構成例。
圖22表示用本發(fā)明的加熱板進行濕退火的構成例的示意圖。
圖23表示用本發(fā)明的熱壁型裝置進行濕退火的構成例的示意圖。
下面，參照圖1和圖2說明本發(fā)明的一個實施例。
圖1和圖2是依照工序順序表示本實施例的薄膜晶體管的制造方法工藝流程圖。
首先，準備OA-2(商品名，日本電氣玻璃公司制造)或7059(商品名，Coning公司制造)等，用作玻璃基板14。而且，如圖1(a)所示，在整個玻璃基板14上，用電子回旋加速共振(Electron Cyclotron Resonance，以下記為ECR)的PECVD法，或TEOS-PECVD法，形成膜厚大約100～500nm的基底SiO2膜15(硅氧化膜)。接著，如圖1(b)所示，在整個基底SiO2膜15上，采用以乙硅烷(Si2H6)作為原料的溫度450℃的LPCVD法，或以甲硅烷(SiH4)作為原料的溫度320℃的PECVD法，形成膜厚大約50nm的非晶硅層16。
此后，向非晶硅層16上，施加激光退火。在這時，采用XeCl、KrF等的激態(tài)復合物激光器，將其能量密度設定為大約200～300mJ/cm2。通過該激光退火，如圖1(c)所示，使非晶硅層16結晶，變成為多晶硅層17(非單晶硅薄膜)。而后再進行溫度300℃的H2退火。接著，如圖1(d)所示，進行多晶硅層17的刻制成圖形后，如圖1(e)所示，用ECR-PECVD法，或TEOS-PECVD法，形成覆蓋多晶硅層17的膜厚大約120nm的柵SiO2膜18(硅氧化膜)。
然后，借助于濺射法，在整個面上淀積膜厚大約600～800nm的鉭(Ta)膜，如圖2(f)所示，采用把它刻作成圖形的辦法，形成柵電極19。接著，如圖2(g)所示，把該柵電極19作為掩模通過用PH3/H2進行離子攙雜的辦法，形成Nch側的薄膜晶體管的源、漏區(qū)域20、20，接著，通過用B2H6/H2進行離子攙雜的辦法，形成Pch側的薄膜晶體管的源、漏區(qū)域(圖未示出)。這時，源、漏區(qū)域20、20中間的區(qū)域成為溝道區(qū)域。并且，對于任一種的離子攙雜，攙雜劑量也都為，比如說7×1015atoms/cm2。隨后，進行300℃、2小時的H2退火。
然后，如圖2(h)所示，用TEOS-PECVD法，形成膜厚大約500～1000nm的SiO2層間絕緣膜21(硅氧化膜)。而且，如圖2(i)所示，在打開貫通層間絕緣膜21通向多晶硅層上的源、漏區(qū)域20、20的接觸孔22、22后，全面地淀積Al-Si-Cu膜，并采用把它刻作成圖形的辦法，形成用于對源、漏區(qū)域20、20施加電壓的電極23、23。而最后，進行作為本發(fā)明特征的工序的濕退火。作為濕退火條件，比如說為含有分壓在10Torr以上的水分的氣氛下、溫度350℃、退火時間3小時。也可以進行3小時以上的時間。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法，在介以柵絕緣膜形成與源、漏區(qū)域20、20和溝道區(qū)域對置的柵電極后，采用進行濕退火的辦法，可以改善以柵SiO2膜18為首先的硅氧化膜的膜質。就是說，借助于在水分的氣氛中對氧化膜進行退火，由于加水分解使氧化膜中的弱結合分解，并且通過反復使之脫水和再結合的辦法，就可使氧化膜穩(wěn)定。其結果，可以把以柵SiO2膜18為首由硅氧化膜構成的層間絕緣膜21和基底絕緣膜15等的絕緣膜的膜質也穩(wěn)定化，可以降低薄膜晶體管的電特性的變動，提高可靠性。
實施例下面，說明有關驗證本發(fā)明效果的試驗結果。
把已依照上述實施例的制造方法作成的多晶硅薄膜晶體管作為樣品，進行了可靠性的評價。雖然作為可靠性的評價項目有種種項目，但在這里，著眼于BT-處理(Bias Temperature，加偏壓溫度處理)前后和施加電流應力(接通電流通電的應力)前后的Vgs-Ids特性(對柵電壓的漏電流特性)的變動。另外，晶體管中的Vgs-Ids特性也是一種最基本的電氣特性。
至于樣品的多晶硅薄膜晶體管的構造，采用通過ECR-PECVD法形成的膜厚為200nm的基底SiO2膜，和用TEOS-PECVD法形成的膜厚120nm柵SiO2膜。而且，作為在柵SiO2膜形成時的TEOS-PECVD的制造參數(shù)，把TEOS流量定為105sccm、O2流量為5000sccm、壓力為1.2Torr、高頻功率為800W、溫度為350℃以及生長速度為～72nm/分。并且，柵極尺寸定為W/I(柵寬/柵長)＝10μm/10μm。
BT試驗圖3～圖7是表示對改變濕退火條件(溫度、時間)的樣品的BT試驗的評價結果，圖3為不進行濕退火，圖4為300℃、1 小時，圖5為300℃、3小時，圖6為350℃、1 小時，和圖7為350℃、3小時的情況下，分別示出其特性。并且，BT處理的條件，把基板溫度設為200℃、Vgs＝+20V或-20V(但是，只把電壓加到柵極上，而源和漏電極接地)及時間設為20秒，BT處理后的Vgs-Ids特性待再次回到室溫后進行測定。并且，Vgs-Ids特性的測定條件設為Vds＝4V。
另外，為了比較各種情況下的Vgs-Ids特性的變動，在本試驗中，把Ids＝1nA(1E-9A)時的Vgs值定義為Vth，把BT處理前后的Vth之差表示為「ΔVth」。在下面的說明中，把Vgs＝+20V時的BT處理叫做「+BTS」，而把Vgs＝-20V時的BT處理叫做「-BTS」。
若根據(jù)圖3～圖7求各種情況下的ΔVth，則可得到下表。表1
從表1可以知道的那樣，在不進行濕退火的情況下，雖然ΔVth是-9V，若施加300℃、1小時的濕退火，ΔVth就少許變小為-7.8V，若把退火時間照樣延長到3小時，則ΔVth就變小到-6V為止。其次，若施加350℃、1小時的濕退火，在+BTS、-BTS的情況下，則ΔVth分別變成為+1V、-0.2V，與用300℃的濕退火值比較，可使ΔVth的值變得特別小。另外，若把退火時間延長到3小時，與+BTS、-BTS的情況一起，可使ΔVth的值成為不到1V。然而，從本試驗結果中，通過300℃、1小時的濕退火，ΔVth的值開始變小，特別是，如果把濕退火的溫度定為350℃，把時間定為至少1小時以上，則知道可把BT處理前后的Vth值的變動抑制到小于1V。
電流應力試驗即使在本試驗中，也涉及多晶硅薄膜晶體管的構造，雖然使用了與上述BT試驗時同樣的樣品，但柵極尺寸只作成為W/L＝100μm/10μm。
圖8～圖12是表示對改變濕退火條件(溫度、時間)樣品的電流應力試驗的評價結果，圖8為不進行濕退火，圖9為300℃、1小時，圖10為300℃、3小時，圖11為350℃、1小時，和圖12為350℃、3小時的情況下，分別示出其特性。并且，電流應力的施加條件，Vgs＝+15V，Vds＝+12V(源電極接地)固定，在改變通電時間為30秒、1分鐘、5分鐘、15分鐘、30分鐘和60分鐘的各種情況下，在通電結束后測定Vgs-Ids特性。并且，Vgs-Ids特性的測定條件設為Vds＝4V。
在電流應力試驗的情況下，就作為整個的趨勢而言，已經判明具有這樣的特征若使通電時間從0依次增加，則通電30秒后，一旦特性從初始的Vgs-Ids特性曲線向曲線的斜率緩慢變化的方向變化，進而隨著延長通電時間，就會再次回到初始的特性曲線方向。如果著眼于該特征的特性曲線的變動，則由圖8～圖10可見，在300℃、1小時的濕退火中，與不進行退火的情況同樣，雖然變動程度大，但可以知道如把退火時間增加到3小時，則變動的程度僅少許變小。其次，由圖11、圖12可見，如增加350℃、1小時的濕退火，則特性曲線的變動特別小，如把退火時間設為3小時，則特性曲線幾乎不變。然而，根據(jù)本試驗結果，通過300℃的濕退火，特性曲線的變動開始變小，特別是，如果把濕退火的溫度定為350℃，把時間定為至少1小時以上，則知道可把電流應力施加前后的Vgs-Ids特性曲線的變動抑制到足夠小。
從這些BT試驗和電流應力試驗的結果，在介以柵絕緣膜形成與源、漏區(qū)域和溝道區(qū)域對置的柵電極之后，作為實施的濕退火條件，若采用溫度為300℃以上，最好為350℃以上，采用時間至少為1小時以上的話，則與不進行濕退火的現(xiàn)有的制造方法的情況比較，可以把電特性的變動抑制成較小，并證實可以提高可靠性。另外，濕退火的溫度，若為500℃以上，由于具有把已埋入硅氧化膜的氫抽出的可能性，所以理想的是要在300℃～500℃以內進行濕退火。
再對進行濕退火的裝置做說明。濕退火，如上所述，把溫度定為300℃以上，最好為350℃以上，并且至少進行1小時以上的時間，因而在這里，對用加熱板進行濕退火的構造例和用熱壁型裝置進行濕退火的構造例，用附圖進行說明。
圖22是用加熱板進行濕退火的示意圖。
在圖22中，201是加熱板，加熱板的溫度被保持在300℃以上，最好在350℃以上。在加熱板201上，配置已形成了柵絕緣膜等(基底絕緣膜、層間絕緣膜)的硅氧化膜的玻璃基板202，在已用石英容器203覆蓋玻璃基板202和已倒入水的容器204的狀態(tài)下，保持1個小時以上。這時，玻璃基板202因為與加熱板201接觸，所以通過加熱板201的溫度大致保持在350℃左右。在石英容器203內，由于水的汽化吸熱而變成保持在大約100℃的狀態(tài)。在以上述方法進行濕退火時，可使水分(H2O)侵入硅氧化膜內，斷開具有不穩(wěn)定結合的硅氧化膜的弱結合，同時，變成為用-OH基埋該處，可以改善硅氧化膜的膜質。
圖23是用熱壁型裝置進行濕退火的示意圖。在圖23中，在熱壁型裝置的石英反應室201的中央部分附近的石英支架302上，設置導向槽304。在該導向槽上水平設置已形成柵絕緣膜等硅氧化膜的基板303。在圖23中，雖然水平地配置玻璃基板303，但不限于此，使之成垂直或傾斜狀態(tài)設置也是可以的。在石英反應室301的外側設有爐加熱器305。借助于該爐加熱器305，可使石英反應室301內升溫到所需的溫度。306是氣體導入裝置，可以控制導入石英反應室301內的氣體流量。307是設于石英反應室301的排氣裝置，可以在給石英反應室301內的氣體進行排氣的同時，控制石英反應室301內的壓力恒定。此外該排氣裝置307可以由泵構成，這時，可以靈活地進行石英反應室301內的氣體的置換。
下面，說明上述熱壁型裝置的掃描順序的一例。首先，用爐加熱器305使石英反應室301升溫到300℃～500℃，最好為約350℃，再用氣體導入裝置306導入氮氣，清除石英反應室301內的大氣。在石英反應室301達到約350℃等的預定溫度之后，邊繼續(xù)導入氮氣，邊在石英反應室301中插入已形成柵絕緣膜等的硅氧化膜的玻璃基板303。在插入了玻璃基板303后，玻璃基板303保持到成為350℃等的預定溫度為止。然后，通過氣體導入裝置306把導入石英反應室301的氣體由氮轉換成水蒸氣。水蒸氣可以用水的起泡器產生，也可以通過氫和氧進行燃燒而產生。無論是那一種情況，理想的是從氣體導入裝置306導入石英反應室301的水蒸氣的分壓也是10Torr以上的氣氛。導入石英反應室301的氣體由排氣裝置307進行排氣，使石英反應室301內保持在規(guī)定的壓力，比如說大氣壓。這樣以來，將玻璃基板303，在300℃以上的溫度保持規(guī)定的時間，比如說1小時～3小時，并進行濕退火。在濕退火結束后，通過氣體導入裝置306把導入石英反應室301的氣體由水蒸氣轉換成氧氣或氮氣，采用從排氣裝置307把石英反應室301內的水蒸氣進行排氣的辦法，抑制石英反應室301內凝結露水。此后，從石英反應室301中取出玻璃基板303。
在使用上述的熱壁型裝置的情況下，與使用加熱板的情況相比，容易控制水蒸氣的流量，且可使玻璃基板的溫度均勻，并且由于能夠把石英反應室內保持在300℃以上的高溫上，所以可以更加改善硅氧化膜的膜質。實驗的結果表明，對于使用上述的加熱板時的硅氧化膜的總旋涂密度為9×1017(spins/cm3)；使用熱壁型裝置在把水的分壓設為10Torr以上時的硅氧化膜的總旋涂密度變成3×1017(spins/cm3)，使用熱壁型裝置一方，旋涂密度減小到約1/3。在使用這樣的熱壁型裝置進行濕退火的情況下，TFT的可靠性也格外地提高了。
還有，本發(fā)明的技術范圍不僅僅限定于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的宗旨范圍內還可以添加各種變更。比如說，在上述實施例中，雖然作為薄膜晶體管的方式舉出了上柵極型薄膜晶體管的例子，但也可以把本發(fā)明應用于柵電極位于下側，而硅薄膜位于上側的下柵電極型薄膜晶體管。另外，作為硅薄膜，不限于多晶硅，也可以用非晶硅。而且，在上述實施例中涉及所用的各種膜的膜厚、各工序的制造條件等的具體數(shù)值，也可作適當設計變更。
并且，在上述實施例中，雖然是在介以柵絕緣膜形成了與源、漏區(qū)域和溝道區(qū)域對置的柵電極之后，進行濕退火，但是除此以外，還可以在基底SiO22膜形成后、在柵SiO2膜形成后、以及在層間絕緣膜形成后等追加濕退火。在這些硅氧化膜剛形成后立即進行濕退火時，由于可使水分在短時間內進入硅氧化膜中，所以即使更加縮短退火時間，比如說象幾分鐘以上那樣，也可以達到同樣的效果。
把使用上述的薄膜晶體管的制造方法形成的液晶顯示裝置等的有源陣列基板的構成例示于圖15中。
圖15是表示在同一透明基板上已形成由硅薄膜作成的互補型薄膜晶體管構造的源線驅動電路812和柵線驅動電路821與象素陣列822的有源陣列基板811的構成圖。源線驅動電路812包括移位寄存器813、由薄膜晶體管構成的取樣保持電路817、818、819以及視頻信號總線814、815和816，柵線驅動電路821包括移位寄存器820以及根據(jù)需要設置的緩沖器823。象素陣列822包括連接于上述源線驅動電路812的多條源線826、827、828，連接于柵線驅動電路821的多條柵線824、825以及連接于源線和柵線的象素833、833。該象素包括TFT829和液晶單元830，該液晶單元830由與象素電極對置的電極831和液晶構成。還有，上述移位寄存器813和820，可代之以具有依次選擇源線和柵線的功能的其他電路，比如說計數(shù)器和譯碼器也無妨。分別把時鐘信號CLX、啟動信號DX、視頻信號V1、V2、V3輸入到源線驅動電路的輸入端子834、835、836，分別把時鐘信號CLY、啟動信號DY輸入到柵線驅動電路的輸入端子837與838。
而且，就使用上述的有源陣列基板所制造的液晶顯示裝置(液晶顯示板)例進行說明。
液晶顯示裝置(液晶顯示板)例如，如圖16所示，由背照光源900、偏振光板922、有源陣列基板923，和在有源陣列基板上的驅動電路9231、液晶924、對向基板(彩色濾光片)925及偏振光板926構成。
用上述的實施例的液晶顯示裝置(液晶顯示板)構成的電子設備包括圖17所示的顯示信息輸出源1000、顯示信息處理電路1002、顯示驅動電路1004、液晶板等的顯示板1006、時鐘發(fā)生電路1008和電源電路1010。顯示信息輸出源1000的構成包括ROM、RAM等的存儲器和調諧輸出視頻信號的調諧電路等，并根據(jù)從時鐘發(fā)生電路1008來的時鐘信號，輸出視頻信號等的顯示信息。顯示信息處理電路1002根據(jù)從時鐘發(fā)生電路1008來的時鐘信號處理顯示信息并使之輸出。該顯示信息處理電路1002可以包括比如說，放大·極性反轉電路、相展開電路、旋轉電路、灰度系數(shù)調整電路或箝位電路等。顯示驅動電路1004的構成包括掃描側驅動電路和數(shù)據(jù)側驅動電路，并顯示驅動液晶板1006。電源電路1010向上述各電路供電。
作為這樣構成的電子設備，可以舉出示于圖18的液晶投影器、示于圖19的與多媒體對應的個人計算機(PC)和工程工作站(EWS)、示于圖20的備有頁面器、或移動電話、字處理器、電視、探視器型和監(jiān)視直視型的視頻磁帶錄象機、電子筆記本、臺式計算機、車輛導航裝置、POS終端和觸摸板的裝置等。
圖18所示的液晶投影器是把透過型液晶板用作光閥的投射型投影器，例如應用三板棱鏡方式的光學系統(tǒng)。
在圖18中，在投影器1100中，從白色光源的燈單元1102射出的投射光在光導向裝置1104內，通過多個反射鏡1106和兩塊兩向色分色鏡1108，分成R、G、B三原色，并導至分別顯示色圖象的三塊液晶板1110R、1110G和1110B上。而且用各液晶板1110R、1110G和1110B調制的光從三個方向入射到分色棱鏡1112上。在分色棱鏡1112中，使紅色R和黃色B的光彎曲90°，而綠色G的光直射，因而合成各色圖象，通過投射透鏡1114把彩色圖象投射到屏幕上。
示于圖19的個人計算機1200具有配備鍵盤1202的本體部分1204和由液晶顯示板構成的液晶顯示屏面1206。
示于圖20的頁面器1300，在金屬制造的框架1302內，具有配備液晶顯示基板1304，背照光1306a的光波導1306，電路基板1308，第一、第二的屏蔽板1310、1312，兩個彈性導電體1314、1316和軟片傳送帶1318。兩個彈性導電體1314、1316和軟片傳送帶1318連接液晶顯示基板1304和電路基板308。
在這里，液晶顯示基板1304已把液晶封入到兩塊透明基板1304a、1304b之間的，因此至少構成點陣列型的液晶顯示板。在一面的透明基板上，可以形成示于圖17的驅動電路1004，或除此之外形成顯示信息處理電路1002。未安裝于液晶顯示基板1304上的電路作成為液晶顯示基板的外設電路，在圖18的情況下，可以安裝在電路基板1308上。
由于圖20是表示頁面器的構成，所以除液晶顯示基板1304以外，需要電路基板1308，但是，是作為電子設備的一個部件使用液晶顯示裝置時，在透明基板上安裝顯示驅動電路等的情況下，該液晶顯示裝置的最小單位是液晶顯示板1304?；蛘?，可以使用固定于以液晶顯示基板1304作為筐體的金屬框架1302上的部件作為電子設備用的一個部件即液晶顯示裝置。進而，在背照光式的情況下，可以在金屬制框架1302內，裝入液晶顯示板1304和配備背照光1306a的光波導1306，而構成液晶顯示裝置。對這些加以代替，如圖21所示，在構成液晶顯示基板1304的兩塊透明基板1304a、1304b的一個上，連接已把IC芯片1324組裝到形成金屬導電膜的聚烯亞氨帶1322上的TCP(Tape Carrier Package)1320，并可以作為電子設備用的一個部件即液晶顯示裝置來使用。
另外，本發(fā)明不限定于上述實施例，在本發(fā)明的宗旨范圍內可以進行各種各樣的變形。比如說，不限于把本發(fā)明應用于上述的各種液晶板的驅動，也可以應用于電致發(fā)光、等離子體顯示裝置中。
如上述已詳細說明過的那樣，若采用本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法，則借助于介以柵絕緣膜，在形成了與源、漏區(qū)域和溝道區(qū)域對置的柵電極之后，進行濕退火，由于以柵絕緣膜為首的硅氧化膜中的原子間的結合，通過水分的作用而穩(wěn)定，所以可以減小薄膜晶體管的電特性的變動，提高可靠性。特別是，作為濕退火條件，在把溫度設為300℃以上，把退火時間設定為1小時以上的情況下，可以把在BT實驗、電流應力實驗等中的Vgs-Ids特性的變動抑制到很小。
權利要求
1.一種場效應型晶體管的通過柵絕緣膜而與柵電極相對的溝道區(qū)域由非單晶硅薄膜構成的薄膜晶體管的制造方法，其特征是上述柵絕緣膜由硅氧化膜構成，至少在形成上述柵絕緣膜以后，在含有水分的氣氛下進行退火。
2.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征是，具有在玻璃基板上形成由源、漏區(qū)域和溝道區(qū)域構成的非單晶硅薄膜的工序；介以由硅氧化膜構成的柵絕緣膜，形成與上述溝道區(qū)域對置的柵電極的工序；形成與上述源、漏區(qū)域連接的源、漏電極的工序；以及然后在含有水分的氣氛下進行退火的工序。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是上述柵絕緣膜，采用ECR-PECVD法或TEOS-PECVD法形成。
4.根據(jù)權利要求1至3任一項所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是在溫度300℃以上和時間1小時以上的條件下，進行在含有上述水分的氣氛下的退火。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是具有形成由上述非單晶硅薄膜或覆蓋上述柵電極的硅氧化膜構成的層間絕緣膜的工序；并在形成了該層間絕緣膜之后，在含有水分的氣氛下進行退火。
6.根據(jù)權利要求5所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是上述層間絕緣膜是用TEOS-PECVD法形成的硅氧化膜。
7.根據(jù)權利要求2所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是在上述玻璃基板上形成由硅氧化膜構成的基底絕緣膜，在該基底絕緣膜上形成上述非單晶硅薄膜。
8.根據(jù)權利要求7所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是在形成上述基底絕緣膜之后，在含有水分的氣氛下進行退火。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是上述基底絕緣膜，采用ECR-PECVD法或TEOS-PECVD法形成。
10.根據(jù)權利要求7至9任一項所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是把上述基底薄膜的膜厚作成為100～500nm。
11.使用根據(jù)權利要求1至10任一項所述的薄膜晶體管的制造方法構成的液晶顯示裝置。
12.使用根據(jù)權利要求1至10任一項所述的薄膜晶體管的制造方法構成的電子設備。
13.一種在基板上具有柵電極和溝道區(qū)的薄膜晶體管的制造方法，所說的溝道區(qū)通過由硅氧化膜構成的柵絕緣膜而與上述柵電極相對并由已形成的非單晶硅薄膜構成，其特征是至少把已形成上述柵絕緣膜的基板插入到熱壁型裝置內，并在含有水蒸氣的氣氛下進行退火。
14.根據(jù)權利要求13所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是在水的分壓為10Torr以上的氣氛下，進行上述含有水蒸氣的氣氛下的退火。
15.根據(jù)權利要求13至14任一項所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是在溫度300℃～500℃的條件下，進行上述在含有水蒸氣的氣氛下的退火。
16.根據(jù)權利要求13至14任一項所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征是在溫度300℃～500℃和時間1小時以上的條件下，進行上述在含有水蒸氣的氣氛下的退火。
全文摘要
本發(fā)明為了提供一種可提高可靠性的非單晶硅薄膜晶體管的制造方法,故在已在玻璃基板14上形成了基底SiO
文檔編號H01L29/786GK1194726SQ9719065
公開日1998年9月30日 申請日期1997年6月4日 優(yōu)先權日1996年6月6日
發(fā)明者石黑英人, 中澤尊史 申請人:精工愛普生株式會社