JP4439943B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、低温で形成することが可能であって安定な窒化炭素組成物、及びその作製方法に関する。 The present invention relates to a stable carbon nitride composition that can be formed at a low temperature and a method for manufacturing the same.
更に本発明の窒化炭素組成物がコーティングされた食料或いは飲料品容器物、又は電子用部品といった物品に関する。また当該窒化炭素組成物を層間絶縁膜、下地膜、ゲート絶縁膜、その他の絶縁膜として有する薄膜トランジスタ(TFT)、当該薄膜トランジスタや発光素子を有する表示装置、液晶表示装置、並びにその他の表示装置及びそれらの作製方法に関する。 The present invention further relates to an article such as a food or beverage container or an electronic component coated with the carbon nitride composition of the present invention. Further, a thin film transistor (TFT) having the carbon nitride composition as an interlayer insulating film, a base film, a gate insulating film, and other insulating films, a display device having the thin film transistor and a light emitting element, a liquid crystal display device, and other display devices and the like It relates to a manufacturing method.
従来、窒化炭素組成物の特徴を生かし、広範囲の分野において研究が行われてきた。代表的には、様々な物品を外的損傷から保護したり、摩擦抵抗を低減する保護膜をコーティングする技術に関する分野がある。例えば第2級又は第3級アミンを用いてプラズマCVD法により室温で、水素含有量を少なくし、窒素と炭素の単結合を多くしたCN膜を形成したり(特許文献1参照)、スパッタリング法でCN膜を形成している(特許文献2参照)。 Conventionally, research has been conducted in a wide range of fields, taking advantage of the characteristics of carbon nitride compositions. Typically, there is a field related to a technique of coating various protective articles for protecting various articles from external damage and reducing frictional resistance. For example, a CN film in which a hydrogen content is reduced and a single bond of nitrogen and carbon is increased by using a secondary or tertiary amine at room temperature by a plasma CVD method (see Patent Document 1) or a sputtering method. In this way, a CN film is formed (see Patent Document 2).
更に半導体分野に関しても研究が行われている。近年の半導体分野では微細化に伴い絶縁膜の高い比誘電率が回路遅延の原因とされ、低い比誘電率が期待される窒化炭素組成物を絶縁膜として利用する試みが行われている。例えば半導体素子に用いられる絶縁膜として、シリコン基板上に反応性スパッタリングと水素プラズマ処理とを施し、アモルファス窒化炭素膜組成物を形成している(特許文献3参照)。
しかし従来の窒化炭素組成物は、成膜方法や特性に制約があった。例えば保護膜として利用する場合、被成膜基体(物品)の材質と、窒化炭素組成物の形成温度とは相反する条件を満たす必要があった。つまり被成膜基体の耐熱温度に伴って成膜温度を低下させるにつれて、窒化炭素組成物の安定性が落ちてしまった。その結果、被成膜基体の材質により、窒化炭素組成物の成膜方法の自由度が制限されていた。特に、軟化点が低いペットボトル等の樹脂材料の場合、材質から高い成膜温度を避けたいが、成膜温度を低く設定することは難しかった。そして更に成膜温度を高める結果、温度をある一定の高温に設定したり、冷却したりする時間がかかってしまった。 However, conventional carbon nitride compositions have limitations on the film forming method and characteristics. For example, when used as a protective film, it is necessary to satisfy the conditions that the material of the substrate (article) to be deposited and the temperature at which the carbon nitride composition is formed conflict. That is, the stability of the carbon nitride composition has decreased as the film forming temperature is lowered with the heat resistant temperature of the film forming substrate. As a result, the degree of freedom of the method for forming the carbon nitride composition has been limited by the material of the substrate to be formed. In particular, in the case of a resin material such as a PET bottle having a low softening point, it is difficult to set a low film formation temperature although it is desired to avoid a high film formation temperature from the material. As a result of further increasing the film formation temperature, it took time to set the temperature to a certain high temperature or to cool it.
そこで本発明は、低温で成膜するにもかかわらず、ガスバリア性が高く、安定性を有し、被覆性及び密着性の高い窒化炭素組成物を効率よく形成することを課題とする。具体的に本発明の窒化炭素組成物を有するペットボトル、その他の食料又は飲料品容器や、耐久性の高く、摩擦抵抗の低いCD−ROM、磁気ヘッド、感光体ドラム、その他の電子用部材(部品)、及びそれらの作製方法を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to efficiently form a carbon nitride composition having high gas barrier properties, high stability, high covering properties and high adhesiveness despite the fact that the film is formed at a low temperature. Specifically, PET bottles, other food or beverage containers having the carbon nitride composition of the present invention, highly durable and low frictional resistance CD-ROMs, magnetic heads, photosensitive drums, and other electronic components ( Parts) and a method for manufacturing the same).
また従来の薄膜トランジスタを代表とする半導体装置における絶縁膜は、膜中の水素濃度が低いため応力緩和性が低く、段差被覆性が低かった。特に、絶縁膜の形成温度が低くなるにつれ、膜中の水素が離脱しやすくなり、後の加熱工程により水素が脱離し、膜剥がれが生じ、密着性が落ちてしまった。そのため、半導体素子の材質や、半導体素子上に設ける表示素子の材質により、絶縁膜の形成方法の自由度が制限されていた。 In addition, an insulating film in a semiconductor device typified by a conventional thin film transistor has low stress relaxation property and low step coverage because of a low hydrogen concentration in the film. In particular, as the formation temperature of the insulating film was lowered, hydrogen in the film was easily released, and hydrogen was released in a subsequent heating process, resulting in film peeling and adhesion. Therefore, the degree of freedom in forming the insulating film is limited by the material of the semiconductor element and the material of the display element provided on the semiconductor element.
例えば、有機発光層(有機化合物を有する発光層)を形成し、有機発光層上に電極を形成し、有機発光層が劣化しないように電極上に保護膜として絶縁膜を形成する場合、形成温度が高くなるにつれ、有機発光層が劣化する恐れがあった。また特に有機発光層は、水分や酸素による劣化が問題とされており、保護膜や層間絶縁膜等からの水素や酸素の放出が問題となっていた。 For example, when forming an organic light emitting layer (a light emitting layer having an organic compound), forming an electrode on the organic light emitting layer, and forming an insulating film as a protective film on the electrode so as not to deteriorate the organic light emitting layer, the forming temperature There was a possibility that the organic light emitting layer deteriorated as the value of the height increased. In particular, the organic light emitting layer has a problem of deterioration due to moisture and oxygen, and the release of hydrogen and oxygen from the protective film and the interlayer insulating film has been a problem.
更に近年、フレキシブルな基板上に半導体素子を形成し、軽くて薄い表示装置を形成する方法が研究されている。フレキシブルな基板には、有機樹脂材料が使用されることが多く、このような基板上に層間絶縁膜、保護膜、更には下地絶縁膜やゲート絶縁膜を高温で形成することは避けたかった。 Furthermore, in recent years, methods for forming a light and thin display device by forming semiconductor elements on a flexible substrate have been studied. An organic resin material is often used for a flexible substrate, and it was desired to avoid forming an interlayer insulating film, a protective film, a base insulating film and a gate insulating film on such a substrate at a high temperature.
そこで本発明の被覆性及び密着性の高く、低温で成膜できる窒化炭素組成物を、あらゆる半導体装置及び表示装置の絶縁膜として利用することを課題とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to use the carbon nitride composition having high coverage and adhesion and capable of being formed at a low temperature as an insulating film for all semiconductor devices and display devices.
上記課題を鑑み本発明の窒化炭素組成物は、水素を30〜45atomic%含ませることが可能である成膜温度、例えば100℃以下、好ましくは50℃以下、更に好ましくは20〜30℃で形成しながら、且つ安定性、密着性を維持することを特徴とする。 In view of the above problems, the carbon nitride composition of the present invention is formed at a film forming temperature capable of containing 30 to 45 atomic% of hydrogen, for example, 100 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower, more preferably 20-30 ° C. However, it is characterized by maintaining stability and adhesion.
また本発明の窒化炭素組成物は、水素、窒素及び炭素を含み、水素の組成比は30〜45atomic%、好ましくは35〜40atomic%有することを特徴とする。すると、水素以外の窒素及び炭素の合計組成比は55〜70atomic%の範囲となる。当該範囲のうち窒素と炭素との組成比は、反応ガスに窒素等の安定したガスを使用した場合、窒素が10〜20atomic%、炭素が40〜50atomic%である。また、窒化物気体等の分解しやすいガスを使用した場合、組成比は窒素が35〜45atomic%、炭素が15〜20atomic%となる。なお、組成比の値は合計100atomic%となる前提で、上記範囲を取りうることは言うまでもない。 The carbon nitride composition of the present invention contains hydrogen, nitrogen and carbon, and the composition ratio of hydrogen is 30 to 45 atomic%, preferably 35 to 40 atomic%. Then, the total composition ratio of nitrogen and carbon other than hydrogen is in the range of 55 to 70 atomic%. Among the ranges, the composition ratio of nitrogen to carbon is 10 to 20 atomic% for nitrogen and 40 to 50 atomic% for carbon when a stable gas such as nitrogen is used as the reaction gas. Further, when a gas that is easily decomposed, such as a nitride gas, is used, the composition ratio is 35 to 45 atomic% for nitrogen and 15 to 20 atomic% for carbon. Needless to say, the above range can be assumed on the assumption that the composition ratio values are 100 atomic% in total.
本発明は、窒化炭素組成物に多くの水素を含ませるため、プラズマで容易に解離しやすい炭化物気体と、窒素又は窒化物気体との混合物を用いて気相成長法により窒化炭素組成物を形成することを特徴とする。気相成長法としては、プラズマ発生手段により炭化物気体を解離又は分離する方法であればよく、例えば高周波放電プラズマCVD法、マイクロ波プラズマCVD法、電子サイクロトン共鳴(ECR)プラズマCVD法等のプラズマCVD法のいずれかを用いることができる。炭化物気体としては、CxHyで表せる物質であればよく、例えばC2H2やC2H4を用い、窒化物気体とはNxHyで表せる物質であればよく、例えばNH3を用いればよい。 In the present invention, since a carbon nitride composition contains a large amount of hydrogen, a carbon nitride composition is formed by vapor phase growth using a mixture of a carbide gas that is easily dissociated by plasma and nitrogen or a nitride gas. It is characterized by doing. The vapor phase growth method may be any method that dissociates or separates a carbide gas by a plasma generating means. For example, plasma such as a high frequency discharge plasma CVD method, a microwave plasma CVD method, an electron cycloton resonance (ECR) plasma CVD method, or the like. Any of the CVD methods can be used. The carbide gas may be a substance that can be expressed by CxHy, for example, C 2 H 2 or C 2 H 4 may be used, and the nitride gas may be a substance that can be expressed by NxHy, for example, NH 3 may be used.
また本発明は、水素を多く含む窒化炭素組成物を形成することができるスパッタリング法、例えば、窒素又はアンモニアガス、水素等をスパッタガスに混入させ、グラファイトカーボンをターゲットとしたスパッタリング法を採用することができる。すなわち本発明は、窒化炭素組成物の水素濃度が特徴であり、作製手段には限定されない。 Further, the present invention employs a sputtering method capable of forming a carbon nitride composition containing a large amount of hydrogen, for example, a sputtering method in which nitrogen or ammonia gas, hydrogen or the like is mixed into a sputtering gas and graphite carbon is used as a target. Can do. That is, the present invention is characterized by the hydrogen concentration of the carbon nitride composition, and is not limited to the production means.
このような水素濃度の高い窒化炭素組成物は、応力緩和性が高まり、曲面やその他の形状の被成膜基体に対しても被覆性がよい。 Such a carbon nitride composition having a high hydrogen concentration has a high stress relaxation property, and has a good coverage even on a film-formed substrate having a curved surface or other shapes.
また窒化炭素組成物の安定性判断の一つとして、水素の放出量を評価する。その結果、本発明の窒化炭素組成物は、100℃以下の低温で成膜し、水素を多く含むにもかかわらず、450℃〜500℃以上、更には600℃付近(450℃〜600℃程度)で加熱したときでさえ、水素の放出量が極端に少ないことを特徴とする。 Further, as one of the stability judgments of the carbon nitride composition, the hydrogen release amount is evaluated. As a result, the carbon nitride composition of the present invention was formed at a low temperature of 100 ° C. or less, and despite being rich in hydrogen, it was 450 ° C. to 500 ° C. or more, and further around 600 ° C. (about 450 ° C. to 600 ° C. ) Is characterized by extremely low hydrogen release even when heated in the
このように加熱しても水素を放出しない本発明の窒化炭素組成物は、安定性が高く、接する物質と反応性が低く、保護膜として適する。また原子半径が最も小さい水素を放出しないとは、窒化炭素組成物を通過するガスが極めて少ないと考えられ、ガスバリア性が非常に高いことがわかる。 The carbon nitride composition of the present invention that does not release hydrogen even when heated in this manner has high stability, low reactivity with the substance in contact with it, and is suitable as a protective film. Moreover, it is thought that not releasing hydrogen having the smallest atomic radius means that the amount of gas passing through the carbon nitride composition is extremely small, and the gas barrier property is very high.
以上ような本発明により、窒化炭素組成物を保護膜として利用する場合、被成膜基体の自由度が高まり、特にプラスチックを代表とする有機樹脂材料に対して成膜することができる。そして本発明の窒化炭素組成物をコーティングした物品は、耐摩耗・摩擦特性に優れ、その結果、物品の寿命を向上することができる。 According to the present invention as described above, when the carbon nitride composition is used as a protective film, the degree of freedom of the substrate on which the film is formed is increased, and the film can be formed particularly on an organic resin material typified by plastic. An article coated with the carbon nitride composition of the present invention is excellent in wear resistance and friction characteristics, and as a result, the life of the article can be improved.
特にガスバリア性が高いため、食品や飲料水の容器の保護膜として利用すると好ましい。特に、ペットボトルや食料品の包装容器や包装袋の保護膜に、本発明の窒化炭素組成物を用いるとよい。現状の食料品の包装容器や包装袋は、ガスバリア性を高めるためにアルミニウム材料を用いてコーティングするため、購入時に食料品を確認することができなかった。それに対して、本発明の窒化炭素組成物は透光性を有するため、購入時に食料品を確認したり、消費者の購買意欲を高めることが期待できる。 In particular, since it has a high gas barrier property, it is preferably used as a protective film for containers for food and drinking water. In particular, the carbon nitride composition of the present invention is preferably used for a protective film of a PET bottle, a packaging container for foodstuffs, or a packaging bag. Current food packaging containers and bags are coated with an aluminum material in order to enhance gas barrier properties, and therefore, food products cannot be confirmed at the time of purchase. On the other hand, since the carbon nitride composition of the present invention has translucency, it can be expected to confirm foodstuffs at the time of purchase and to increase consumers' willingness to purchase.
なお本発明の窒化炭素組成物は、目的に応じて非晶質状態としたり、多結晶状態とするとよい。 The carbon nitride composition of the present invention is preferably in an amorphous state or a polycrystalline state depending on the purpose.
また本発明は、以上のような窒化炭素組成物を有する層間絶縁膜、下地膜、保護膜、その他の絶縁膜のうち少なくとも1つを備える薄膜トランジスタ、並びに薄膜トランジスタを有する表示装置(表示モジュールを含む)を特徴とする。 The present invention also provides a thin film transistor including at least one of an interlayer insulating film, a base film, a protective film, and other insulating films having the carbon nitride composition as described above, and a display device (including a display module) having the thin film transistor. It is characterized by.
上述したように本発明の窒化炭素組成物は、成膜温度を100℃以下、好ましくは50℃以下、更に好ましくは20〜30℃とできるため、フィルム基板上に形成される薄膜トランジスタの絶縁膜に適している。 As described above, the carbon nitride composition of the present invention can be formed at a film forming temperature of 100 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower, more preferably 20 to 30 ° C. Is suitable.
また発光素子を有する表示装置の場合、層間絶縁膜、ゲート絶縁膜、又は下地膜に本発明の窒化炭素組成物を用いることができ、有機発光層への水分の影響を低減することができる。 また特に発光素子を有する表示装置の陰極上の保護膜として適している。 In the case of a display device having a light-emitting element, the carbon nitride composition of the present invention can be used for the interlayer insulating film, the gate insulating film, or the base film, and the influence of moisture on the organic light-emitting layer can be reduced. In particular, it is suitable as a protective film on the cathode of a display device having a light emitting element.
本発明の窒化炭素組成物は、水素を30〜45atomic%含ませることが可能である成膜温度、例えば100℃以下、好ましくは50℃以下、更に好ましくは20〜30℃で形成することができる。そのため、被成膜基体の性質を考慮することなく成膜することができ、更に成膜温度をある一定の高温したり、冷却したりする必要がないため、窒化炭素組成物の形成の効率が向上する。 The carbon nitride composition of the present invention can be formed at a film forming temperature capable of containing 30 to 45 atomic% of hydrogen, for example, 100 ° C. or less, preferably 50 ° C. or less, more preferably 20 to 30 ° C. . Therefore, it is possible to form a film without considering the properties of the substrate to be deposited, and it is not necessary to raise the film forming temperature to a certain constant temperature or to cool it. improves.
また本発明の窒化炭素組成物の水素比は、30〜45atomic%、好ましくは35〜40atomic%程度あり応力緩和性が高い。そのため、被成膜基体の形状が平面状のみでなく、曲面を有していても均一に、膜剥がれなく窒化炭素組成物を形成することができる。 The hydrogen ratio of the carbon nitride composition of the present invention is 30 to 45 atomic%, preferably about 35 to 40 atomic%, and has high stress relaxation properties. Therefore, the carbon nitride composition can be formed uniformly without film peeling even if the shape of the substrate to be deposited is not only planar but also has a curved surface.
更に本発明の窒化炭素組成物は水素放出量が極めて低く、安定性が高い。その結果、剥がれにくい密着性の高い膜が得られる。そして特に、窒化炭素組成物を保護膜として用いる場合、バッファ層を介することなく、被成膜基体に窒化炭素組成物を形成することができる。 Furthermore, the carbon nitride composition of the present invention has a very low hydrogen release amount and high stability. As a result, a highly adhesive film that is difficult to peel off can be obtained. In particular, when the carbon nitride composition is used as a protective film, the carbon nitride composition can be formed on the deposition target substrate without using a buffer layer.
また上述した本発明の窒化炭素組成物を備えた薄膜トランジスタ及び表示装置を提供することができる。 In addition, a thin film transistor and a display device including the above-described carbon nitride composition of the present invention can be provided.
以上のような本発明により、安定した耐久性を有し且つ量産に適した安価な窒化炭素組成物を提供することができる。また本発明により形成される窒化炭素組成物はあらゆる分野に適応することが可能となる。 According to the present invention as described above, an inexpensive carbon nitride composition having stable durability and suitable for mass production can be provided. Moreover, the carbon nitride composition formed according to the present invention can be applied to all fields.
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発 明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から 逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に 理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and it is easy for those skilled in the art to make various changes in form and details without departing from the spirit and scope of the present invention. Understood. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof is omitted.
(実施の形態1)
本実施の形態では窒化炭素組成物の形成方法を、図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a method for forming a carbon nitride composition will be described with reference to FIG.
図1に示すプラズマCVD装置は、成膜室100に、被成膜基体101を固定する接地されたステージ102と、ステージを上下させる上下機構103とが備えられている。なおステージは電極の機能を備えるため、金属を有する材料で形成するとよい。もちろん、ステージと電極とをそれぞれ配置しても構わない。なお被成膜基体とは、窒化炭素組成物を成膜する物品や、薄膜トランジスタを代表とする半導体素子が形成される基板である。
In the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1, a
被成膜基体に対向する位置に対向電極104が、ガス噴出穴(孔)が設けられた電極(シャワーヘッド)105を介して配置されている。例えば対向電極はステンレス材料を有し、シャワーヘッドはアルミニウム材料を有する。なお噴出穴の数は適宜設定すればよい。また複数のシャワーヘッドを重ねて配置してもよく、基板側と対向電極側とで穴の数を異ならせたり、穴の直径を基板側(つまり被成膜基体側)へ向けて小さくし、反応ガスが均一に拡散できるようにするとよい。更に中空を有する導電体に噴出穴を設けた、シャワーヘッド機能と電極とを兼ねる電極を設けても良い。
A
また温度を制御するため、加熱手段や冷却手段(冷媒)等の温度を制御する手段110が対向電極104に設けられている。冷却手段としては、例えば引き回した配管に流れる冷却水を用い、対向電極の温度を急冷、徐冷させることができる。
Further, in order to control the temperature, a means 110 for controlling the temperature such as a heating means or a cooling means (refrigerant) is provided on the
そして対向電極104には、高周波電源109が接続され、プラズマを発生させるための高周波(例えば、13.56MHz)を印加する。更に周波数や位相を調整し、制御するためのマッチングボックスを備えていてもよい。
A high frequency power source 109 is connected to the
成膜室100の所定の位置(好ましくは上面)に原料ガスが供給される穴(供給穴)が設けられており、複数の原料ガス供給手段(例えば、第1から第3のガス供給手段106から108)から混合された状態の原料ガスが供給される。またガス供給手段のいずれかから、クリーニング用のガス、例えばNF3やO2等を供給して、成膜とクリーニングを交互に行ってもよい。
A hole (supply hole) through which a source gas is supplied is provided at a predetermined position (preferably the upper surface) of the
また対向電極104の一部にもガスが供給される穴が設けられ、更にシャワーヘッドの穴を介して原料ガスが被成膜基体付近へ供給される。このとき、上下機構により対向電極104と被成膜基体101との距離:dを数cm(好ましくは3〜5cm)に固定する。その結果、発生するプラズマを限られた範囲に留めることができ、効率よく成膜を行うことができる。
In addition, a hole for supplying a gas is provided in a part of the
本実施の形態の原料ガスとしては、アセチレン(C2H2)又はエチレン(C2H4)等の炭化物気体ガスと、窒素(N2)又はアンモニア(NH3)等の窒化物気体とを用いる。特に、アセチレンは炭素が3重結合しているため、メタン(CH4)より反応が高いことが期待できる。原料ガスの流量は、炭化物気体ガスは20〜50sccm、窒素又は窒化物気体ガスは150〜350sccmの範囲で適宜設定すればよい。 As the source gas of the present embodiment, a carbide gas gas such as acetylene (C 2 H 2 ) or ethylene (C 2 H 4 ) and a nitride gas such as nitrogen (N 2 ) or ammonia (NH 3 ) are used. Use. In particular, since acetylene has a triple bond of carbon, it can be expected that the reaction is higher than that of methane (CH 4 ). The flow rate of the raw material gas may be appropriately set in the range of 20 to 50 sccm for the carbide gas gas and 150 to 350 sccm for the nitrogen or nitride gas gas.
また成膜室100の所定の位置(好ましくは下面)には、ガスを排気する排気手段として、ロータリーポンプ120とドライポンプ(ターボポンプでも構わない)121とが設けられている。本実施の形態では、排気手段を複数設けているが、一つでも構わない。排気手段により成膜室の圧力を制御し、0.1〜1Torrの範囲で適宜設定する。
Further, a
さらに成膜室100のステージ102の周辺に整流板122を設けると好ましい。整流板により、効率的に発生したプラズマを限られた反応領域に留めることが可能である。更には整流板を排気手段へ流れ込むガスの流量や方向を制御するために利用することもできる。
Further, it is preferable to provide a
このような成膜室において、ステージ上に被成膜基体を配置し、窒化炭素組成物形成する。接地されるステージ上に配置される基板に窒化炭素組成物を形成すると、プラズマチャ−ジが小さいため好ましい。しかし、本発明の窒化炭素組成物は、高周波電源が接続されるステージに被成膜基体を配置した状態でも形成することは可能である。この場合、基板へ自己バイアスを印加することができ、窒化炭素組成物の硬度を更に制御することができる。 In such a film formation chamber, a film formation substrate is placed on a stage to form a carbon nitride composition. It is preferable to form a carbon nitride composition on a substrate placed on a stage to be grounded because the plasma charge is small. However, the carbon nitride composition of the present invention can be formed even in a state where the film formation substrate is disposed on a stage to which a high frequency power source is connected. In this case, a self-bias can be applied to the substrate, and the hardness of the carbon nitride composition can be further controlled.
なお、接地されるステージ上に配置される基板や高周波電源が接続される基板のいずれかに窒化炭素組成物を形成する場合であっても、ガス流量、圧力、印加電圧の大きさを制御することにより、窒化炭素組成物の硬度を徐々(連続的又は段階的)に高めたり、低めたりすることができる。その結果、密着性を向上させることが可能となる。 Even when a carbon nitride composition is formed on either a substrate placed on a grounded stage or a substrate to which a high frequency power supply is connected, the gas flow rate, pressure, and applied voltage are controlled. As a result, the hardness of the carbon nitride composition can be gradually increased (continuously or stepwise) or decreased. As a result, the adhesion can be improved.
上述のような気相反応成膜装置を用い、100℃以下、好ましくは50℃以下、更に好ましくは20〜30℃で窒化炭素組成物を形成する。より具体的には、成膜室を加熱することなく窒化炭素組成物を作製することができる。但し、高周波が印加される電極はある程度加熱されていることも考えられる。 The carbon nitride composition is formed at 100 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower, more preferably 20-30 ° C., using the gas phase reaction film forming apparatus as described above. More specifically, the carbon nitride composition can be manufactured without heating the film formation chamber. However, it is conceivable that the electrode to which the high frequency is applied is heated to some extent.
そして本発明の窒化炭素組成物は、低温で成膜することができるため、被成膜基体の性質を考慮することなく様々な基体に窒化炭素組成物をコーティングしたり、半導体素子の絶縁膜として形成することができる。また成膜温度をある一定の高温したり、冷却したりする必要がないため、成膜効率が向上する。 Since the carbon nitride composition of the present invention can be formed at a low temperature, various substrates can be coated with the carbon nitride composition without considering the properties of the substrate to be deposited, or as an insulating film of a semiconductor element. Can be formed. In addition, since it is not necessary to raise the film formation temperature to a certain level or to cool it, the film formation efficiency is improved.
以上ように形成された窒化炭素組成物は、水素を30〜45atomic%、好ましくは35〜40atomic%有するため応力緩和性が高い。その結果、被成膜基体の形状が平面状のみでなく、曲面を有していても均一に、膜剥がれなく窒化炭素組成物を形成することができる。 The carbon nitride composition formed as described above has a high stress relaxation property because it contains 30 to 45 atomic%, preferably 35 to 40 atomic% of hydrogen. As a result, it is possible to form a carbon nitride composition uniformly even if the substrate to be deposited has a curved surface as well as a flat shape without peeling off the film.
なお本発明の窒化炭素組成物を保護膜や半導体素子の絶縁膜として利用する場合、当該窒化炭素組成物と、その他の膜(例えば、窒化膜や酸化膜)とが積層した構成であってもよい。また本発明の窒化炭素組成物は密着性が高いため、バッファ層を介することなく、被成膜基体に成膜することが可能となる。 When the carbon nitride composition of the present invention is used as a protective film or an insulating film of a semiconductor device, the carbon nitride composition and other films (for example, a nitride film or an oxide film) may be stacked. Good. Further, since the carbon nitride composition of the present invention has high adhesion, it is possible to form a film on a deposition target substrate without using a buffer layer.
このような本発明により、安定した耐久性を有し、且つ量産に適した安価な窒化炭素組成物を100℃以下、好ましくは50℃以下、更に好ましくは20〜30℃の低温で成膜することができる。 According to the present invention, an inexpensive carbon nitride composition having stable durability and suitable for mass production is formed at a low temperature of 100 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower, more preferably 20 to 30 ° C. be able to.
(実施の形態2)
本実施の形態では、具体的な商品の保護膜として、ペットボトルに窒化炭素組成物を成膜する場合を説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a case where a carbon nitride composition is formed on a PET bottle as a protective film for a specific product will be described.
図2(A)に示すように、被成膜基体となるペットボトル201をチャンバー203に固定する。具体的には、上部と下部に分かれるチャンバー203を用意し、ペットボトルと接触する面には外部電極202が設けられている。そして下部のチャンバーにペットボトルを設置し、その後上部のチャンバーをかぶせて、チャンバー203にペットボトルを固定する。
As shown in FIG. 2A, a plastic bottle 201 serving as a film formation substrate is fixed to a
ペットボトル201は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレートを代表とする熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂を代表とする熱硬化性樹脂等から選ばれた材料から形成される。 The PET bottle 201 is formed of a material selected from a thermoplastic resin typified by polyethylene, polystyrene, polymethylpentene, vinyl chloride resin, polyethylene terephthalate, a thermosetting resin typified by a phenol resin, and the like.
その後ペットボトルの上方から、原料ガスが供給されるパイプ(管)を挿入する。なお、ガスを供給するパイプは、内部電極204を兼ねるため金属を有する材料で形成するとよい。本実施の形態においてパイプには第1及び第2のガス供給手段206、207が接続されており、混合された原料ガスがパイプを通ってペットボトル内へ供給される。なお、ガス供給手段は実施者が適宜設置すればよく、単数でも、3つ以上設けてもよい。更にペットボトルの内面に均一にガスを供給するために、パイプの側面には複数のガス供給穴210が設けられていると好ましい。また実施の形態1と同様に、ガスを排気する排気手段として、ロータリーポンプ211、及びドライポンプ212が設けられている。
Thereafter, a pipe to which the source gas is supplied is inserted from above the PET bottle. Note that the pipe for supplying the gas is preferably formed using a metal-containing material in order to serve as the
外部電極202はチャンバー203内のペットボトル201に接する側面に配置されており、内部電極204には高周波電源209が接続されている。高周波電源209から周波数13.56MHzの高周波を印加し、プラズマを発生させる。そして炭素イオン、窒素イオン、水素イオンが外部電極に近接したペットボトル内面に引き寄せられ、窒化炭素組成物が10nm〜100nm程度コーティングされる。
The external electrode 202 is disposed on a side surface in contact with the plastic bottle 201 in the
図2(B)、(C)には、図2(A)の内部電極(パイプ)の形状が異なる場合を示し、その他外部電極等は図2(A)と同様である。図2(B)は、軸となる内部電極と、当該内部電極に設けられたペットボトルの底辺(底面)に向かって広がっている電極が設けられている。軸となる内部電極と、当該内部電極に設けられ広がっている電極とは、それらの角度が10度〜30度程度有するように固定したり、原料ガスが吹き出すときの圧力により広がるように設計すればよい。また図2(C)に示す内部電極のように、軸となる内部電極と、当該内部電極に設けられたペットボトルの下面へ向かうにつれて広がった複数の電極を、複数箇所に設けてもよい。このような内部電極の形状によりペットボトルへのコーティングがより均一に行うことができる。 2B and 2C show a case where the shape of the internal electrode (pipe) in FIG. 2A is different, and the other external electrodes and the like are the same as those in FIG. In FIG. 2B, an internal electrode serving as an axis and an electrode extending toward the bottom (bottom surface) of a plastic bottle provided on the internal electrode are provided. The internal electrode serving as the shaft and the electrode provided on the internal electrode are fixed so that their angles are about 10 to 30 degrees, or designed so as to expand due to the pressure when the source gas is blown out. That's fine. Further, like the internal electrode shown in FIG. 2C, an internal electrode serving as a shaft and a plurality of electrodes that spread toward the lower surface of the PET bottle provided on the internal electrode may be provided at a plurality of locations. Such a shape of the internal electrode can more uniformly coat the PET bottle.
なお内部電極の形状は棒状(円柱状)でなくともよく、湾曲したペットボトルの表面形状に沿うように形成してもよい。さらに図2(A)〜(C)に示すCVD装置において、内部電極を回転させ、均一な保護膜を形成してもよい。 The shape of the internal electrode does not have to be rod-shaped (cylindrical), and may be formed along the surface shape of a curved plastic bottle. Furthermore, in the CVD apparatus shown in FIGS. 2A to 2C, the internal electrode may be rotated to form a uniform protective film.
以上、本実施の形態では、単数のペットボトルについて説明したが、量産性を高めるためには複数のペットボトルに対して同時にコーティングすることが考えられる。 As described above, in the present embodiment, a single plastic bottle has been described. However, in order to improve mass productivity, it is conceivable to coat a plurality of plastic bottles simultaneously.
また本実施の形態では、ペットボトルの開口部を上方に向けた状態でコーティングを行っているが、開口部を下方に向けた状態でコーティングしても構わない。 In the present embodiment, coating is performed with the opening of the plastic bottle facing upward, but coating may be performed with the opening facing downward.
以上、本発明の窒化炭素組成物とペットボトル表面とは十分に密着し、更に水素を比較的多く含み、応力緩和性が高いため、基体であるプラスチックの変形によるコーティング不良(クラック等)を低減できる。 As described above, the carbon nitride composition of the present invention and the surface of the PET bottle are sufficiently adhered to each other, further contain a relatively large amount of hydrogen, and have high stress relaxation properties, thereby reducing coating defects (cracks, etc.) due to deformation of the base plastic. it can.
このようにコーティングされたペットボトルは、酸素や炭素に対するガスバリア性が高い。そして、化学的にも安定であるため、ペットボトル内の飲料水に悪い影響を及ぼすことがない。 The PET bottle coated in this way has a high gas barrier property against oxygen and carbon. And since it is chemically stable, it does not have a bad influence on the drinking water in a PET bottle.
(実施の形態3)
本実施の形態では、窒化炭素組成物を複数の被成膜基体に保護膜として成膜する場合を説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, the case where a carbon nitride composition is formed as a protective film over a plurality of deposition target substrates will be described.
まず、平面を有する形状の被成膜基体に成膜する場合を説明する。図3に示すCVD装置は、図1のCVD装置においてステージが回転できる以外は同様である。すなわち、成膜室100にステージ102が配置され、ステージ上に複数の被成膜基体はホルダー(図示せず)により固定されている。ステージは円形を有し、中心には回転軸401が設けられ、固定された被成膜基体が回転できるようになっている。回転軸の中心には空間が設けられており、ステージ102が空間を通って接地されている。
First, the case where a film is formed on a substrate having a flat shape will be described. The CVD apparatus shown in FIG. 3 is the same except that the stage can be rotated in the CVD apparatus of FIG. That is, the
このように複数の被成膜基体を回転しながら保護膜をコーティングすることにより、均一な保護膜を形成することができ、量産に適する。 Thus, by coating the protective film while rotating a plurality of deposition target substrates, a uniform protective film can be formed, which is suitable for mass production.
また図3とは異なり、円柱状の被成膜基体を垂直に固定した状態で、両面(上面と側面)に保護膜をコーティングするCVD装置を図4に示す。 Unlike FIG. 3, FIG. 4 shows a CVD apparatus for coating a protective film on both surfaces (upper surface and side surface) in a state where a columnar substrate is fixed vertically.
図4(A)断面図に示すように、ステージ102上には、円柱状の被成膜基体101が、ホルダー(図示せず)によりステージに対して垂直となるように固定されている。この場合、高周波が電源より印加される一対の電極301、302は、ステージに対して垂直となるよう配置されている。もちろん一対の電極301、302はステージに対して平行となるように配置しても構わない。また一対の電極301、302の温度を制御するために加熱手段や冷却手段を設けてもよい。そして一対の電極301、302の一方に高周波電源を接続し、他方を接地する。図4では電極301に高周波電源109を接続し、電極302を接地する。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 4A, a columnar
また図4(B)上面図に示すように、一対の電極301、302は被成膜基体と垂直となるように配置し、全体に反応ガスが行き渡るようにする。
Further, as shown in the top view of FIG. 4B, the pair of
図4に示すCVD装置の場合、被成膜基体、つまりステージとガス供給穴(シャワーヘッド)との距離を被成膜基体の高さ分以上とする必要があるが、プラズマを閉じ込めるように、一対の電極301、302の配置や形状を工夫するとよい。例えば、一対の電極301、302の形状を湾曲させて半円としたり、2以上の電極を配置して、被成膜基体を囲んでもよい。また、回転軸を配置してステージを回転させながら窒化炭素組成物を形成してもよい。
In the case of the CVD apparatus shown in FIG. 4, it is necessary to set the distance between the film formation substrate, that is, the stage and the gas supply hole (shower head) to be equal to or higher than the height of the film formation substrate. The arrangement and shape of the pair of
以上のように、様々なCVD装置を用いて本発明の窒化炭素組成物を作製することができ、効率よく大量生産することができる。 As described above, the carbon nitride composition of the present invention can be produced using various CVD apparatuses, and can be mass-produced efficiently.
(実施の形態4)
本実施の形態では、窒化炭素組成物を層間絶縁膜等の絶縁膜に用いたアクティブマトリクス基板の作製方法を、図6を用いて説明する。なお、アクティブマトリクス基板上には複数のTFTが形成されているが、nチャネル型TFT及びpチャネル型TFTを有する駆動回路部と、nチャネル型TFTを有する画素部とを説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate using a carbon nitride composition for an insulating film such as an interlayer insulating film will be described with reference to FIGS. Note that a plurality of TFTs are formed over the active matrix substrate, but a driver circuit portion having an n-channel TFT and a p-channel TFT and a pixel portion having an n-channel TFT will be described.
図6(A)に示すように、絶縁表面を有する基板(以下、絶縁基板と表記する)600上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜又は酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜の単層膜又は積層膜からなる下地絶縁膜を形成する。この下地絶縁膜は絶縁基板に含まれるアルカリ金属が半導体膜中に拡散しないために設けている。下地絶縁膜の一層目601aとしては、プラズマCVD法を用い、SiH4、NH3、N2O及びH2を反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコン膜を10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成する。ここでは、膜厚50nmの酸化窒化シリコン膜を形成する。次いで、下地絶縁膜の二層目601bとしては、プラズマCVD法を用い、SiH4及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコン膜を50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。ここでは、膜厚100nmの酸化窒化シリコン膜を形成する。もちろん下地絶縁膜に本発明の窒化炭素組成物を形成してもよい。
As shown in FIG. 6A, a single-layer film or a stacked film of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed over a
次いで、下地絶縁膜上に第1の半導体膜を形成する。第1の半導体膜は、非晶質構造を有する半導体膜を、スパッタ法、LPCVD法、又はプラズマCVD法等により成膜する。良好な結晶構造を得るために、第1の半導体膜中の酸素、窒素等の不純物元素濃度を5×1018atomic/cm3以下に低減させておくとよい。そのために、高純度の材料ガス(原料ガス)を使用し、更に成膜室の内壁を鏡面処理(電界研磨処理)やオイルフリーの真空排気系を備えた超高真空対応のCVD装置を用いるとよい。また大気に曝さず下地絶縁膜と第1の半導体膜とを連続成膜すると、界面汚染を防ぐことができ好ましい。本実施の形態ではシリコンを主成分とする半導体材料を用いて第1の非晶質珪素膜602を10〜100nmの厚さにプラズマCVD法により形成する。
Next, a first semiconductor film is formed over the base insulating film. As the first semiconductor film, a semiconductor film having an amorphous structure is formed by a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like. In order to obtain a favorable crystal structure, the concentration of impurity elements such as oxygen and nitrogen in the first semiconductor film is preferably reduced to 5 × 10 18 atomic / cm 3 or less. Therefore, using a high-purity material gas (raw material gas), and using an ultra-high vacuum-compatible CVD apparatus equipped with a mirror surface treatment (electropolishing treatment) and an oil-free vacuum exhaust system on the inner wall of the film formation chamber Good. In addition, it is preferable that the base insulating film and the first semiconductor film be continuously formed without being exposed to the air because interface contamination can be prevented. In this embodiment, the first
その後、Niを代表とする金属元素を有する物質(膜の状態や液層の状態を含む)603を、第1の半導体膜上にスピンコーティング法、ディップコーティング法、プラズマCVD法、スパッタ法、及び蒸着法のいずれかの方法により形成する。本実施の形態ではスピンコート法により、重量換算で1〜100ppmのNiを含む酢酸ニッケル塩溶液を塗布する。このとき、第1の半導体膜と酢酸ニッケル塩溶液との濡れ性を高めるために、オゾン含有水溶液を用いて極めて薄い酸化膜を形成すると好ましい。更にこの薄い酸化膜を一旦除去し、再度オゾン含有水溶液で薄い酸化膜を形成するとよい。このように薄い酸化膜を形成することにより、金属元素を含む水溶液(液層)を均一に第1の半導体膜上に形成することができる。
After that, a
次に、第1の半導体膜を結晶化するための加熱処理を行い、結晶性半導体膜(本実施の形態では結晶性珪素膜となる)を形成する。加熱処理の方法としては、電熱炉を用いたファーネスアニール法や、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプ等を用いた瞬間熱アニール法(LRTA法)や、ガス加熱方式の瞬間熱アニール法(GRTA法)を採用すればよい。 Next, heat treatment for crystallizing the first semiconductor film is performed to form a crystalline semiconductor film (which is a crystalline silicon film in this embodiment). Heat treatment methods include furnace annealing using an electric furnace, instantaneous thermal annealing using a halogen lamp, metal halide lamp, xenon arc lamp, carbon arc lamp, high pressure sodium lamp, high pressure mercury lamp, etc. (LRTA method) Alternatively, a gas heating instantaneous thermal annealing method (GRTA method) may be employed.
そして更に、第1の半導体膜の結晶性を向上させ結晶粒内に残される欠陥を補修するために、第1の半導体膜にレーザー光を照射するとよい。レーザーは、連続発振又はパルス発振の気体レーザー、もしくは固体レーザーを用いる。気体レーザーとして、エキシマレーザー、Arレーザー、Krレーザーなどがあり、固体レーザーとして、YAGレーザー、YVO4レーザー、YLFレーザー、YAlO3レーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライドレーザー、Ti:サファイアレーザーなどが挙げられる。 Further, in order to improve the crystallinity of the first semiconductor film and repair defects remaining in the crystal grains, the first semiconductor film may be irradiated with laser light. As the laser, a continuous wave or pulsed gas laser or a solid laser is used. Examples of gas lasers include excimer laser, Ar laser, and Kr laser. Examples of solid lasers include YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandride laser, and Ti: sapphire laser. Can be mentioned.
第1の半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザーを用い、基本波の第2高調波から第4高調波を適用すると特に好ましい。代表的には、Nd:YVO4レーザー(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を適用するとよい。 In crystallization of the first semiconductor film, in order to obtain crystals with a large grain size, it is particularly preferable to use a solid-state laser capable of continuous oscillation and apply the second to fourth harmonics of the fundamental wave. Typically, a second harmonic (532 nm) or a third harmonic (355 nm) of an Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) may be applied.
本実施の形態では、出力10Wの連続発振のYVO4レーザーから射出されたレーザー光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、照射面におけるレーザー光の断面形状を、光学系により矩形状又は楕円形状と成形して、第1の半導体膜に照射する。このときのエネルギー密度は0.01〜100MW/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そして、0.5〜2000cm/s程度の速度で相対的にレーザー光と第1の半導体膜とを移動させて走査を行う。 In the present embodiment, laser light emitted from a continuous wave YVO 4 laser having an output of 10 W is converted into a harmonic by a non-linear optical element. There is also a method of emitting harmonics by putting a YVO 4 crystal and a nonlinear optical element in a resonator. Then, the cross-sectional shape of the laser light on the irradiation surface is formed into a rectangular shape or an elliptical shape by the optical system, and the first semiconductor film is irradiated. At this time, the energy density of approximately 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, scanning is performed by relatively moving the laser light and the first semiconductor film at a speed of about 0.5 to 2000 cm / s.
以上のように形成される結晶性半導体膜には、金属元素(本実施の形態ではNi)が残存している。そこで、次に説明するゲッタリングにより第1の半導体膜、すなわち結晶性珪素膜中の金属元素濃度を低減させる。 A metal element (Ni in this embodiment) remains in the crystalline semiconductor film formed as described above. Therefore, the metal element concentration in the first semiconductor film, that is, the crystalline silicon film is reduced by gettering described below.
まず、結晶化を行った第1の半導体膜上にバリア膜となる絶縁膜を形成する。バリア膜は、オゾン水や、硫酸、塩酸又は硝酸と過酸化水素水とを混合させた水溶液で処理を行って酸化膜(ケミカルオキサイド)を形成すればよい。また、酸化雰囲気中でのプラズマ処理や、酸素含有雰囲気中での紫外線照射によって酸化膜を形成したり、プラズマCVD法、スパッタリング法及び蒸着法のいずれかにより酸化珪素膜を含む絶縁膜を成膜してもよい。 First, an insulating film to be a barrier film is formed over the crystallized first semiconductor film. The barrier film may be processed with ozone water or an aqueous solution in which sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid and hydrogen peroxide water are mixed to form an oxide film (chemical oxide). In addition, an oxide film is formed by plasma treatment in an oxidizing atmosphere or ultraviolet irradiation in an oxygen-containing atmosphere, or an insulating film including a silicon oxide film is formed by any of a plasma CVD method, a sputtering method, and a vapor deposition method. May be.
そしてバリア膜上にゲッタリングシンクとなる第2の半導体膜を25〜250nmの厚さで形成する。また第2の半導体膜は後に除去するため、密度の低い膜としておくとよい。 Then, a second semiconductor film serving as a gettering sink is formed on the barrier film with a thickness of 25 to 250 nm. The second semiconductor film is preferably a low-density film because it is removed later.
その後、加熱処理を行うことにより、第1の半導体膜中の金属元素であるNiをゲッタリングシンクとなる第2の半導体膜に拡散しながら移動し、ゲッタリング処理が行われる。加熱処理は、ファーネスアニール法、LRTA法及びGRTA法のいずれかを用いて行えばよい。ファーネスアニール法で行う場合には、窒素雰囲気中にて450〜600℃で0.5〜12時間の加熱処理を行う。また、LRTA法を用いる場合には、加熱用のランプ光源を1〜60秒、好ましくは30〜60秒点灯させ、それを1〜10回、好ましくは2〜6回繰り返す。ランプ光源の発光強度は半導体膜が瞬間的に、600〜1000℃、好ましくは700〜750℃程度にまで加熱されるようにする。 After that, by performing heat treatment, Ni which is a metal element in the first semiconductor film is moved while diffusing into the second semiconductor film serving as a gettering sink, and gettering treatment is performed. The heat treatment may be performed using any one of a furnace annealing method, an LRTA method, and a GRTA method. In the case of performing furnace annealing, heat treatment is performed at 450 to 600 ° C. for 0.5 to 12 hours in a nitrogen atmosphere. When the LRTA method is used, the lamp light source for heating is turned on for 1 to 60 seconds, preferably 30 to 60 seconds, and this is repeated 1 to 10 times, preferably 2 to 6 times. The light emission intensity of the lamp light source is such that the semiconductor film is instantaneously heated to 600 to 1000 ° C., preferably about 700 to 750 ° C.
なお、ゲッタリングを行う加熱処理により、第1の半導体膜の結晶化を同時に行ってもよい。すなわち、一度の加熱処理により第1の半導体膜の結晶化と、ゲッタリングとを達成することができ、プロセス数を低減することができる。 Note that the first semiconductor film may be crystallized at the same time by heat treatment for performing gettering. That is, crystallization and gettering of the first semiconductor film can be achieved by a single heat treatment, and the number of processes can be reduced.
その後、第2の半導体膜をウェットエッチングにより除去する。ウェットエッチングの方法としては、ヒドラジンや、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を含む水溶液などアルカリ溶液により行うことができる。このとき、バリア膜はエッチングストッパーとして機能する。また第2の半導体膜をエッチング後、バリア膜はフッ酸により除去すればよい。 Thereafter, the second semiconductor film is removed by wet etching. As a wet etching method, an alkali solution such as an aqueous solution containing hydrazine or tetramethylammonium hydroxide (TMAH) can be used. At this time, the barrier film functions as an etching stopper. Further, after the second semiconductor film is etched, the barrier film may be removed with hydrofluoric acid.
このように形成された結晶化された第1の半導体膜、すなわち結晶性半導体膜は、金属元素の作用により細長い棒状、又は細長い扁平状の結晶として形成され、各結晶は巨視的にみればある特定の方向性を持って成長している。 The first crystallized semiconductor film thus formed, that is, the crystalline semiconductor film, is formed as an elongated rod-like or elongated flat crystal by the action of a metal element, and each crystal may be viewed macroscopically. Growing with a certain direction.
そして、半導体特性であるしきい値を制御するため、好ましくは結晶性半導体膜にボロンを添加する(チャネルドープという)。その後図6(B)に示すように、所望の活性層の形状となるようにパターニングし、島状の結晶性半導体膜を得る(605a〜605d)。 In order to control a threshold value which is a semiconductor characteristic, boron is preferably added to the crystalline semiconductor film (referred to as channel dope). Thereafter, as shown in FIG. 6B, patterning is performed so as to obtain a desired active layer shape, and island-shaped crystalline semiconductor films are obtained (605a to 605d).
次いで、フッ酸を含むエッチャントで活性層の表面を洗浄し、活性層を覆うゲート絶縁膜606を形成する。ゲート絶縁膜はプラズマCVD法又はスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施の形態では、プラズマCVD法により115nmの厚さで酸化窒化シリコン膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成する。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、本発明の窒化炭素組成物を使用してもよい。下地絶縁膜とゲート絶縁膜とを同一の材料で、同一の方法により形成することにより、熱膨張係数が等しくなり、活性化等の加熱処理による半導体膜が膨張しても、界面からの膜剥がれ(ピーリング)を防止することができる。
Next, the surface of the active layer is washed with an etchant containing hydrofluoric acid to form a
次いで図6(C)に示すように、ゲート絶縁膜上に膜厚20〜100nmの第1の導電膜608aと、膜厚100〜400nmの第2の導電膜608bとを積層してゲート電極608を形成する。本実施の形態では、ゲート絶縁膜606上に膜厚50nmの窒化タンタル膜、膜厚370nmのタングステン膜を順次積層してゲート電極を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 6C, a first
なお、第1の導電膜及び第2の導電膜はTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、第1の導電膜及び第2の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、AgPdCu合金を用いてもよい。また、2層構造に限定されず、例えば、膜厚50nmのタングステン膜、膜厚500nmのアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜、膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積層した3層構造としてもよい。また、3層構造とする場合、第1の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第2の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、第3の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。なお本実施の形態では、第1の導電膜はTaN膜、第2の導電膜はW膜を用いる。 Note that the first conductive film and the second conductive film may be formed using an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus, or an AgPdCu alloy may be used as the first conductive film and the second conductive film. Further, the present invention is not limited to the two-layer structure. For example, a three-layer structure in which a 50 nm-thickness tungsten film, a 500 nm-thick aluminum and silicon alloy (Al-Si) film, and a 30 nm-thickness titanium nitride film are sequentially stacked. Also good. In the case of a three-layer structure, tungsten nitride may be used instead of tungsten of the first conductive film, or aluminum instead of the aluminum and silicon alloy (Al-Si) film of the second conductive film. A titanium alloy film (Al—Ti) may be used, or a titanium film may be used instead of the titanium nitride film of the third conductive film. Moreover, a single layer structure may be sufficient. In this embodiment mode, a TaN film is used as the first conductive film, and a W film is used as the second conductive film.
その後、以下に示す手順でパターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等)を適宜調節することにより、TaN膜及びW膜を所望のテーパー形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Cl2、BCl3、SiCl4もしくはCCl4などを代表とする塩素系ガス、CF4、SF6もしくはNF3などを代表とするフッ素系ガス又はO2を適宜用いることができる。 Thereafter, patterning is performed in the following procedure to form each gate electrode and each wiring. Using an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method, the etching conditions (the amount of power applied to the coil-type electrode, the amount of power applied to the electrode on the substrate side, the electrode temperature on the substrate side, etc.) are appropriately set. By adjusting, the TaN film and the W film can be etched into a desired tapered shape. As an etching gas, a chlorine-based gas typified by Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4, CCl 4, etc., a fluorine-based gas typified by CF 4 , SF 6, NF 3, etc., or O 2 is appropriately used. be able to.
まずW膜上に所望の形状のレジスト(図示せず)からなるマスクを形成する。第1のエッチングの条件として、エッチング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を25/25/10sccmとし、1Paの圧力で700WのRF(13.56MHz)電力を電極に投入し、基板側(試料ステージ)に150WのRF(13.56MHz)電力を電極に投入し、実質的に負の自己バイアスを印加する。このエッチング条件によりW膜のみをエッチングして端部の角度が15〜45°のテーパー形状とする。 First, a mask made of a resist (not shown) having a desired shape is formed on the W film. As the first etching conditions, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases, the respective gas flow ratios are 25/25/10 sccm, and 700 W RF (13.56 MHz) power is applied at a pressure of 1 Pa. A 150 W RF (13.56 MHz) power is applied to the electrode on the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias is applied. Under these etching conditions, only the W film is etched to have a tapered shape with an end angle of 15 to 45 °.
この後、レジストからなるマスクを除去せずに第2のエッチングを行う。第2のエッチングの条件は、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30/30sccmとし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を電極に投入し、基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56MHz)電力を電極に投入し、実質的に負の自己バイアスを印加する。第2のエッチングの条件では第1の導電膜のTaN膜及び第2の導電膜のW膜が同程度にエッチングされる。 Thereafter, the second etching is performed without removing the resist mask. The second etching condition is that CF 4 and Cl 2 are used as etching gases, the respective gas flow ratios are 30/30 sccm, and 500 W RF (13.56 MHz) power is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa. A 20 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the electrode on the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias is applied. Under the second etching conditions, the TaN film of the first conductive film and the W film of the second conductive film are etched to the same extent.
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに、ゲート電極をマスクとして半導体膜に導電型を付与する不純物元素を添加する第1のドーピング処理を行う。第1のドーピング処理はイオンドープ法又はイオン注入法で行えばよい。n型を付与する不純物元素として、典型的にはリン(P)又は砒素(As)を用いる。自己整合的に第1の不純物領域609が形成される。第1の不純物領域には1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素が添加される。
Next, without removing the resist mask, a first doping process is performed in which an impurity element imparting conductivity is added to the semiconductor film using the gate electrode as a mask. The first doping process may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. Typically, phosphorus (P) or arsenic (As) is used as the impurity element imparting n-type conductivity. A
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第3のエッチングを行う。ここでは、第3のエッチングの条件は、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30/30sccmとし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入し、基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアスを印加する。 Next, a third etching is performed without removing the resist mask. Here, the third etching condition is that CF 4 and Cl 2 are used as the etching gas, the respective gas flow ratios are 30/30 sccm, and a 500 W RF (13.56 MHz) is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa. ) Apply power, apply 20 W RF (13.56 MHz) power to the substrate side (sample stage), and apply a substantially negative self-bias.
この後、レジストからなるマスクを除去せずに第4のエッチングを行う。第4のエッチング条件は、エッチング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を20/20/20sccmとし、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を電極に投入し、基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56MHz)電力を電極に投入し、実質的に負の自己バイアスを印加する。この第3のエッチング及び第4のエッチングにより、W膜及びTaN膜を異方性エッチングする。また、エッチングガスに酸素を含ませることにより、W膜とTaN膜とのエッチング速度に差をつけ、W膜のエッチング速度をTaN膜のエッチング速度よりも速くする。また図示しないが、第1の導電層で覆われていないゲート絶縁膜はエッチングされ薄くなる。この段階で第1の導電層608aとしてTaN膜を下層とし、第2の導電層608bとしてW膜を上層とするゲート電極や配線等が形成される。
Thereafter, the fourth etching is performed without removing the resist mask. As the fourth etching condition, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as etching gases, the respective gas flow ratios are set to 20/20/20 sccm, and 500 W of RF (13.56) is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa. MHz) power is applied to the electrode, and 20 W of RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias. The W film and the TaN film are anisotropically etched by the third etching and the fourth etching. Also, by including oxygen in the etching gas, the etching rate of the W film and the TaN film is differentiated, and the etching rate of the W film is made faster than the etching rate of the TaN film. Although not shown, the gate insulating film not covered with the first conductive layer is etched and thinned. At this stage, a gate electrode, wiring, or the like having a TaN film as a lower layer as the first
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクをnチャネル型TFT上に形成して第2のドーピング処理を行う。第2のドーピング処理により、pチャネル型TFTを形成する半導体膜を形成する半導体膜にp型の導電型を付与する不純物元素(ボロンなど)が添加された第2の不純物領域610を形成する。なお、第2の不純物領域610には1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でp型を付与する不純物元素が添加されるようにする。なお、第2の不純物領域には先の工程でリン(P)が添加された領域(n+領域)であるが、p型を付与する不純物元素の濃度がその1.5〜3倍添加されているため導電型はp型となっている。
Next, after removing the resist mask, a new resist mask is formed on the n-channel TFT and a second doping process is performed. By the second doping treatment, a
なお、本実施の形態において、低濃度不純物領域(LDD領域)やゲート電極608と重なる低濃度不純物領域(GOLD領域)を適宜形成してもよい。
Note that in this embodiment, a low-concentration impurity region (LDD region) or a low-concentration impurity region (GOLD region) overlapping with the
以上までの工程で、それぞれの半導体膜にn型又はp型の導電型を有する不純物領域が形成される。そして不純物領域を形成した後、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザー光の照射し、活性化を行う。また、活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導体膜との界面へのプラズマダメージを回復することができる。特に、室温〜300℃の雰囲気中において、表面側又は裏面側からエキシマレーザーを照射して不純物元素を活性化させる。またYAGレーザーの第2高調波を照射して活性化させてもよく、YAGレーザーはメンテナンスが少ないため好ましい活性化手段である。 Through the above steps, impurity regions having n-type or p-type conductivity are formed in each semiconductor film. Then, after the impurity region is formed, heat treatment, intense light irradiation, or laser light irradiation is performed to activate the impurity element. Simultaneously with activation, plasma damage to the gate insulating film and plasma damage to the interface between the gate insulating film and the semiconductor film can be recovered. In particular, in an atmosphere of room temperature to 300 ° C., the impurity element is activated by irradiating an excimer laser from the front side or the back side. Alternatively, the YAG laser may be activated by irradiation with the second harmonic, and the YAG laser is a preferable activation means because it requires less maintenance.
次いで図6(D)に示すように、プラズマCVD法により、第1の層間絶縁膜となる窒化炭素組成物612を反応温度20〜30℃で100nm成膜する。窒化炭素組成物は水素を多く含み、応力緩和性が高いため、段差被覆性よく成膜することができる。その後、縦型ファーネスアニール炉による水素アニールや水素プラズマ処理により、半導体膜のダングリングボンド終端化を行うことができる。このとき、メタルシンタリングの効果や、エッチングによるプラズマダメージの回復効果も期待できる。
Next, as shown in FIG. 6D, a
その後図6(E)に示すように、第1の層間絶縁膜上に珪素を有する無機絶縁物材料又は有機絶縁物材料からなる第2の層間絶縁膜613を形成する。有機絶縁物材料としては、ポジ型感光性有機樹脂又はネガ型感光性有機樹脂を用いることができる。なお感光性有機樹脂を用いる場合、フォトリソグラフィ工程による露光処理により感光性有機樹脂をエッチングすると、曲率を有する第1の開口部を形成することができる。但し、第2の層間絶縁膜にポジ型の感光性有機樹脂を用いる場合、ポジ型の感光性樹脂は茶色に着色しているため、エッチング後に感光性有機樹脂の脱色処理を行う必要がある。なお感光性有機樹脂を用いて第2の層間絶縁膜を形成する場合、層間絶縁膜からの水分放出を防ぐため、窒素を有する絶縁膜を層間絶縁膜上に形成するとよく、本発明の窒化炭素組成物を形成してもよい。なお本実施の形態では第2の層間絶縁膜として、プラズマCVD法を用いて酸化珪素膜を1μmの厚さで形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 6E, a second
次に、第2の層間絶縁膜613、第1の層間絶縁膜612、ゲート絶縁膜606を順次エッチングし、開口部を形成する。このときの、エッチング処理は、ドライエッチング処理でもウェットエッチング処理でもよい。本実施の形態では、ドライエッチングによりなめらかなテーパー(角度)を有する開口部(コンタクト)を形成する。そして開口部を形成した後、第2の層間絶縁膜膜上及び開口部に金属膜を形成し、金属膜をエッチングしてソース電極及びドレイン電極615、配線(第2の配線)等を形成する。金属膜は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)もしくはシリコン(Si)の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いればよい。
Next, the second
本実施の形態では、チタン膜(Ti)/シリコンーアルミニウム合金膜(Al−Si)/チタン膜(Ti)をそれぞれ100/350/100nmに積層したのち、所望の形状にパターニング及びエッチングしてソース電極、ドレイン電極及び第2の配線を形成する。その後、電極(発光素子の陽極又は陰極となる電極)616を形成する。電極には、ITO、SnO2等の透明導電膜を用いることができる。本実施の形態では、ITOを110nm成膜し、所望の形状にエッチングすることで電極616を形成する。
In the present embodiment, the titanium film (Ti) / silicon-aluminum alloy film (Al—Si) / titanium film (Ti) are laminated to 100/350/100 nm, respectively, and then patterned and etched into a desired shape to form a source. An electrode, a drain electrode, and a second wiring are formed. Thereafter, an electrode (electrode serving as an anode or a cathode of the light-emitting element) 616 is formed. A transparent conductive film such as ITO or SnO 2 can be used for the electrode. In this embodiment mode, an
以上のような工程により、本発明の窒化炭素組成物を備えたアクティブマトリクス基板が完成する。なお窒化炭素組成物は、アクティブマトリクス基板上に形成される下地絶縁膜、層間絶縁膜、保護膜、パッシベーション膜といった絶縁膜のいずれに使用してもよい。特に層間絶縁膜に窒化炭素組成物を使用する場合、窒素含有量を高め、比誘電率を低下させることができ、回路動作の遅延防止が期待できる。 The active matrix substrate provided with the carbon nitride composition of the present invention is completed through the above steps. Note that the carbon nitride composition may be used for any of insulating films such as a base insulating film, an interlayer insulating film, a protective film, and a passivation film formed on an active matrix substrate. In particular, when a carbon nitride composition is used for the interlayer insulating film, the nitrogen content can be increased and the relative dielectric constant can be lowered, and delay of circuit operation can be expected to be prevented.
本実施の形態では半導体膜上にゲート電極が設けられたトップゲート型の薄膜トランジスタの例を説明したが、半導体膜下にゲート電極が設けられたボトムゲート型の薄膜トランジスタでも構わない。 Although an example of a top-gate thin film transistor in which a gate electrode is provided over a semiconductor film has been described in this embodiment, a bottom-gate thin film transistor in which a gate electrode is provided under a semiconductor film may be used.
また、半導体膜を結晶化して多結晶半導体膜を形成し、薄膜トランジスタのチャネル形成領域等にする場合を説明したが、石英基板上に多結晶半導体膜を形成する場合でも窒化炭素組成物を使用できることは言うまでもない。更に、非晶質半導体膜を使用するアモルファス薄膜トランジスタの層間絶縁膜等にも窒化炭素組成物を使用することができる。 In addition, the case where a polycrystalline semiconductor film is formed by crystallizing a semiconductor film to form a channel formation region of a thin film transistor has been described. However, a carbon nitride composition can be used even when a polycrystalline semiconductor film is formed on a quartz substrate. Needless to say. Furthermore, the carbon nitride composition can be used for an interlayer insulating film of an amorphous thin film transistor using an amorphous semiconductor film.
更に本発明の窒化炭素組成物は、好ましくは20〜30℃で形成することができるため、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリテトラフルオロエチレン等のプラスチック(樹脂)基板上に形成された薄膜トランジスタの層間絶縁膜等にも使用することができる。プラスチック基板上に薄膜トランジスタを形成すると、デバイスが軽くなり、且つ壊れにくくなる。プラスチック基板以外に、ガラス基板やセラミック基板等を薄くし、可撓性を高めた基板を使用してもよい。以下、このような薄く、可撓性のあるプラスチック基板やセラミック基板等をフィルム基板とも表記する。 Furthermore, since the carbon nitride composition of the present invention can be formed preferably at 20 to 30 ° C., the thin film transistor formed on a plastic (resin) substrate such as polycarbonate, polyarylate, polyether sulfone, polytetrafluoroethylene, etc. It can also be used as an interlayer insulating film. When a thin film transistor is formed over a plastic substrate, the device becomes light and difficult to break. In addition to the plastic substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, or the like may be thinned to increase flexibility. Hereinafter, such a thin and flexible plastic substrate or ceramic substrate is also referred to as a film substrate.
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態4のように形成されるアクティブマトリクス基板に備えた液晶表示装置について、図7を用いて説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a liquid crystal display device provided in an active matrix substrate formed as in Embodiment 4 will be described with reference to FIGS.
図7(A)は液晶表示装置の上面図を示し、第1の絶縁基板1310上に信号線側駆動回路1301、走査線側駆動回路1303、画素部1302が設けられている。 FIG. 7A is a top view of the liquid crystal display device, in which a signal line driver circuit 1301, a scan line driver circuit 1303, and a pixel portion 1302 are provided over a first insulating substrate 1310.
図7(B)は液晶表示装置のA−A’の断面図を示し、第1の絶縁基板1310上にnチャネル型TFT1323とpチャネル型TFT1324とを有するCMOS回路を備えた信号線駆動回路1301が設けられている。なお信号線駆動回路や走査線駆動回路を形成する薄膜トランジスタ(TFT)は、CMOS回路、PMOS回路又はNMOS回路で形成してもよい。また本実施の形態では、基板上に信号線駆動回路及び走査線駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板の外部に形成することができる。
FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the liquid crystal display device. The signal line driver circuit 1301 includes a CMOS circuit having an n-channel TFT 1323 and a p-
また、画素電極に接続されるスイッチング用TFT1311及び保持容量1312を有し、スイッチング用TFT及び保持容量を覆い、所定の位置に開口部を有する層間絶縁膜と、有する画素部1302が示されている。 In addition, an interlayer insulating film having a switching TFT 1311 and a storage capacitor 1312 connected to the pixel electrode, covering the switching TFT and the storage capacitor, and having an opening at a predetermined position, and a pixel portion 1302 are shown. .
ゲート電極が形成された半導体膜を覆って、本発明の窒化炭素組成物からなる第1の層間絶縁膜1313(一部のみ図示)が設けられている。第1の層間絶縁膜上には第2の層間絶縁膜1314が設けられ、第2の層間絶縁膜1314上には配向膜1317が設けられ、配向膜にはラビング処理が施されている。 A first interlayer insulating film 1313 (partially shown) made of the carbon nitride composition of the present invention is provided to cover the semiconductor film on which the gate electrode is formed. A second interlayer insulating film 1314 is provided on the first interlayer insulating film, an alignment film 1317 is provided on the second interlayer insulating film 1314, and the alignment film is rubbed.
対向基板として第2の絶縁基板1304を用意する。第2の絶縁基板1304はRGBのカラーフィルタ1330と、対向電極1316と、ラビング処理が施された配向膜1317が設けられている。 A second insulating substrate 1304 is prepared as a counter substrate. The second insulating substrate 1304 is provided with an RGB color filter 1330, a counter electrode 1316, and an alignment film 1317 subjected to rubbing treatment.
また第1及び第2の絶縁基板には偏光板1331が設けられ、シール剤1305により第1及び第2の絶縁基板は接着されている。シール剤は熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、又は両機能を有する硬化樹脂を用いればよい。 A polarizing plate 1331 is provided on the first and second insulating substrates, and the first and second insulating substrates are bonded to each other with a sealant 1305. As the sealant, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a curable resin having both functions may be used.
第1及び第2の絶縁基板の間には、液晶材料1318を有している。液晶材料は、真空注入法や滴下法により第1及び第2の絶縁基板間に形成する。 A liquid crystal material 1318 is provided between the first and second insulating substrates. The liquid crystal material is formed between the first and second insulating substrates by a vacuum injection method or a dropping method.
図示はしないが、第1及び第2の絶縁基板間を保持するためスペーサが適宜設けられている。スペーサは球状スペーサを散布したり、柱状スペーサを配置すればよい。 Although not shown, a spacer is appropriately provided to hold the first and second insulating substrates. The spacer may be a spherical spacer or a columnar spacer.
そして、異方性導電樹脂(ACF)により配線と、フレキシブルプリント基板(FPC)とが接続され、ビデオ信号やクロック信号を受け取る。なおFPCの接続には、クラックが生じないよう注意が必要である。 And wiring and a flexible printed circuit board (FPC) are connected by anisotropic conductive resin (ACF), and a video signal and a clock signal are received. Note that care must be taken when connecting FPCs so that cracks do not occur.
このようにして、本発明の窒化炭素組成物を有するTFTを備えた液晶表示装置が完成する。なお、本発明の窒化炭素組成物は、TFTが有するいずれの絶縁膜に用いることができる。 In this manner, a liquid crystal display device including a TFT having the carbon nitride composition of the present invention is completed. The carbon nitride composition of the present invention can be used for any insulating film included in a TFT.
なお本実施の形態において、絶縁基板にフィルム基板を用いることができる。この場合、より薄くて軽量な液晶表示装置を提供することができる。 Note that in this embodiment, a film substrate can be used as the insulating substrate. In this case, a thinner and lighter liquid crystal display device can be provided.
(実施の形態6)
本実施の形態では、フィルム基板上に作製されるTFTを備えた発光素子を有する表示装置において、陰極又は陽極上の保護膜に本発明の窒化炭素組成物を使用する場合について、図8を用いて説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment mode, in the case of using the carbon nitride composition of the present invention for a protective film on a cathode or an anode in a display device having a light emitting element including a TFT manufactured on a film substrate, FIG. 8 is used. I will explain.
図8(A)は発光素子を有する表示装置の上面図を示し、第1のフィルム基板1210上に信号線側駆動回路1201、走査線側駆動回路1203、画素部1202が設けられている。 FIG. 8A shows a top view of a display device having a light-emitting element. A signal line driver circuit 1201, a scan line driver circuit 1203, and a pixel portion 1202 are provided over a first film substrate 1210.
図8(B)は発光素子を有する表示装置のA−A’の断面図を示し、第1のフィルム基板1210上に、nチャネル型TFT1223とpチャネル型TFT1224とを有するCMOS回路を備えた信号線駆動回路1201が示されている。また、信号線駆動回路や走査線駆動回路を形成するTFTは、CMOS回路、PMOS回路又はNMOS回路で形成しても良い。また本実施の形態では、基板上に信号線駆動回路及び走査線駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板の外部に形成することもできる。 FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of a display device having a light-emitting element. A signal including a CMOS circuit having an n-channel TFT 1223 and a p-channel TFT 1224 on a first film substrate 1210. A line drive circuit 1201 is shown. Further, the TFT forming the signal line driver circuit or the scanning line driver circuit may be formed of a CMOS circuit, a PMOS circuit, or an NMOS circuit. In this embodiment mode, a driver integrated type in which a signal line driver circuit and a scan line driver circuit are formed over a substrate is shown; however, this is not necessarily required, and the driver may be formed outside the substrate.
また、スイッチング用TFT1211及び電流制御用TFT1212を有し、スイッチング用TFT及び電流制御用TFTを覆い、所定の位置に開口部を有する絶縁膜1214と、電流制御用TFT1212の一方の配線と接続された第1の電極1213と、第1の電極上に設けられた有機材料を有する発光層(以下、有機発光層と表記する)1215と、対向して設けられた第2の電極1216を有する発光素子1218と、水分や酸素等による発光素子の劣化を防止するために設けられた保護膜1217を有する画素部1202が示されている。なお発光素子が有する発光層は、無機材料を有したり、有機材料と無機材料との混合材料を有してもよい。 In addition, the switching TFT 1211 and the current control TFT 1212 are provided. The insulating film 1214 that covers the switching TFT and the current control TFT and has an opening at a predetermined position is connected to one wiring of the current control TFT 1212. A light-emitting element including a first electrode 1213, a light-emitting layer (hereinafter referred to as an organic light-emitting layer) 1215 provided with an organic material provided over the first electrode, and a second electrode 1216 provided so as to face each other A pixel portion 1202 having 1218 and a protective film 1217 provided to prevent deterioration of the light-emitting element due to moisture, oxygen, or the like is shown. Note that the light-emitting layer included in the light-emitting element may include an inorganic material or a mixed material of an organic material and an inorganic material.
本実施の形態では保護膜1217に窒化炭素組成物を使用する。すなわち、耐熱性の低い有機発光層を形成後に成膜する保護膜に、好ましくは20〜30℃で本発明の窒化炭素組成物を形成し、熱による劣化を防止する。また本実施の形態のように、フィルム基板上に形成された半導体素子に保護膜を形成する場合、本発明の窒化炭素組成物を使用することはフィルム基板の変形を防止することができる。 In this embodiment mode, a carbon nitride composition is used for the protective film 1217. That is, the carbon nitride composition of the present invention is preferably formed at 20 to 30 ° C. on the protective film formed after the formation of the organic light emitting layer having low heat resistance to prevent deterioration due to heat. In addition, when a protective film is formed on a semiconductor element formed on a film substrate as in this embodiment, the use of the carbon nitride composition of the present invention can prevent deformation of the film substrate.
第1の電極1213が電流制御用TFT1212のドレインと接続している構成となっているため、第1の電極1213の少なくとも下面は、半導体膜のドレイン領域とオーミックコンタクトのとれる材料とし、有機発光層と接する表面に仕事関数の大きい材料を用いて形成することが望ましい。例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造とすると、配線としての抵抗も低く、且つ、良好なオーミックコンタクトがとれるよう機能させることができる。また、第1の電極1213は、窒化チタン膜の単層としてもよいし、3層以上の積層を用いてもよい。また更に、第1の電極1213として透明導電膜を用いれば両面発光型の発光素子を有する表示装置を作製することができる。 Since the first electrode 1213 is connected to the drain of the current control TFT 1212, at least the lower surface of the first electrode 1213 is made of a material that can make ohmic contact with the drain region of the semiconductor film, and the organic light emitting layer It is desirable to use a material having a high work function on the surface in contact with the surface. For example, when a three-layer structure of a titanium nitride film, a film containing aluminum as a main component, and a titanium nitride film is used, the resistance as a wiring is low and the function can be achieved so that a good ohmic contact is obtained. Further, the first electrode 1213 may be a single layer of a titanium nitride film, or a stack of three or more layers may be used. In addition, when a transparent conductive film is used as the first electrode 1213, a display device having a dual emission type light emitting element can be manufactured.
絶縁膜1214は有機樹脂膜又は珪素を含む絶縁膜で形成すればよい。ここでは、絶縁膜1214として、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いて形成する。 The insulating film 1214 may be formed using an organic resin film or an insulating film containing silicon. Here, the insulating film 1214 is formed using a positive photosensitive acrylic resin film.
なお、後に形成する電極や有機発光層の段差被覆性を良好なものとするため、絶縁膜1214の上端部又は下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにすると好ましい。例えば、絶縁膜1214の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁膜1214の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせるとよい。また、絶縁膜1214として、光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型感光性樹脂、又は光によってエッチャントに溶解性となるポジ型感光性樹脂のいずれも使用することができる。 Note that it is preferable that a curved surface having a curvature be formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulating film 1214 in order to improve the step coverage of an electrode or an organic light emitting layer to be formed later. For example, when positive photosensitive acrylic is used as the material of the insulating film 1214, only the upper end portion of the insulating film 1214 may have a curved surface having a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulating film 1214, either a negative photosensitive resin that becomes insoluble in an etchant by light or a positive photosensitive resin that becomes soluble in an etchant by light can be used.
また絶縁膜1214を、窒素を有する絶縁膜で覆ってもよい。この絶縁膜に本発明の窒化炭素組成物を使用したり、スパッタリング法(DC方式やRF方式)やリモートプラズマを用いた成膜装置により得られる窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、又は窒化珪素膜といった窒化珪素或いは窒化酸化珪素を主成分とする絶縁膜、又は炭素を主成分とする薄膜を使用することができる。 The insulating film 1214 may be covered with an insulating film containing nitrogen. An aluminum nitride film, an aluminum nitride oxide film, or a silicon nitride film obtained by using the carbon nitride composition of the present invention for this insulating film, or a film forming apparatus using a sputtering method (DC method or RF method) or remote plasma Such an insulating film containing silicon nitride or silicon nitride oxide as a main component or a thin film containing carbon as a main component can be used.
第1の電極1213上には、蒸着マスクを用いた蒸着法、又はインクジェット法によってRGBの発光が得られる有機発光層1215を選択的に形成する。そして有機発光層1215上には、第2の電極1216が形成される。
Over the first electrode 1213, an organic
また発光素子1218を白色発光とする場合、着色層とBM(ブラックマトリクス)からなるカラーフィルタを設ける必要がある。 In the case where the light emitting element 1218 emits white light, it is necessary to provide a color filter including a colored layer and a BM (black matrix).
そして、第2の電極1216は、接続領域の絶縁膜1214に設けられた開口部(コンタクト)を介して接続配線1208と接続され、接続配線1208は異方性導電樹脂(ACF)によりフレキシブルプリント基板(FPC)1209に接続されている。そして、外部入力端子となるFPC1209からビデオ信号やクロック信号を受け取る。ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていてもよい。
The second electrode 1216 is connected to the
また加圧や加熱によりACFを接着するときに、フィルム基板のフレキシブル性や加熱による軟化のため、クラックが生じないように注意する。例えば、接着領域に硬性の高い基板を補助として配置したりすればよい。 Also, when the ACF is bonded by pressurization or heating, care is taken not to cause cracks due to the flexibility of the film substrate and softening due to heating. For example, a highly rigid substrate may be disposed as an auxiliary in the adhesion region.
また第1のフィルム基板の周縁部にはシール材1205が設けられ、第2のフィルム基板1204と張り合わせられ、封止されている。シール材1205はエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。 In addition, a sealant 1205 is provided on the peripheral edge of the first film substrate, and is bonded to the second film substrate 1204 and sealed. The sealing material 1205 is preferably an epoxy resin.
本実施の形態では第2のフィルム基板1204を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポリエステル又はアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。 In this embodiment, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (Polyvinyl Fluoride), Mylar, polyester, acrylic, or the like is used as a material constituting the second film substrate 1204 in addition to a glass substrate or a quartz substrate. Can be used.
図示していないが、水や酸素が侵入しないようにフィルム基板を、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体等の有機材料或いはポリシラザン、酸化アルミニウム、酸化珪素、窒化珪素等の無機材料、又はそれらの積層でなるバリア膜で覆うとよい。 Although not shown, the film substrate is made of an organic material such as polyvinyl alcohol or an ethylene vinyl alcohol copolymer or an inorganic material such as polysilazane, aluminum oxide, silicon oxide, silicon nitride, or the like so that water and oxygen do not enter. It is good to cover with the barrier film which consists of lamination.
また作製工程における薬品から保護するために、フィルム基板に保護層を設けてもよい。保護層としては、紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いることができる。 Further, a protective layer may be provided on the film substrate in order to protect from chemicals in the manufacturing process. As the protective layer, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used.
以上のようにして、フィルム基板上に設けられた窒化炭素組成物を備えた発光素子を有する表示装置が完成する。 As described above, a display device having a light emitting element including a carbon nitride composition provided on a film substrate is completed.
(実施の形態7)
本発明の窒化炭素組成物を備えたアクティブマトリクス基板は、様々な電子機器に適用することができる。電子機器としては、携帯情報端末(携帯電話機、モバイルコンピュータ、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、表示ディスプレイ、ナビゲーションシステム等が挙げられる。これら電子機器の具体例を図9に示す。
(Embodiment 7)
The active matrix substrate provided with the carbon nitride composition of the present invention can be applied to various electronic devices. Examples of the electronic device include a portable information terminal (a mobile phone, a mobile computer, a portable game machine, an electronic book, etc.), a video camera, a digital camera, a goggle type display, a display display, a navigation system, and the like. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
図9(A)はディスプレイ(表示装置)であり、筐体4001、音声出力部4002、表示部4003等を含む。窒化炭素組成物を備えたアクティブマトリクス基板上に形成された発光素子や液晶材料を有する表示部4003を完成することができる。表示装置は、パソコン用、TV放送受信用、広告表示用など全ての情報表示装置が含まれる。
FIG. 9A illustrates a display (display device), which includes a
図9(B)はモバイルコンピュータであり、本体4101、スタイラス4102、表示部4103、操作ボタン4104、外部インターフェイス4105等を含む。窒化炭素組成物を備えたアクティブマトリクス基板上に形成された発光素子や液晶材料を有する表示部4103を完成することができる。
FIG. 9B illustrates a mobile computer, which includes a
図9(C)はゲーム機であり、本体4201、表示部4202、操作ボタン4203等を含む。窒化炭素組成物を備えたアクティブマトリクス基板上に形成された発光素子や液晶材料を有する表示部4202を完成することができる。図9(D)は携帯電話機であり、本体4301、音声出力部4302、音声入力部4303、表示部4304、操作スイッチ4305、アンテナ4306等を含む。窒化炭素組成物を備えたアクティブマトリクス基板上に形成された発光素子や液晶材料を有する表示部4304を完成することができる。
FIG. 9C illustrates a game machine, which includes a
図9(E)は電子ブックリーダー(電子書籍)であり、表示部4401等を含む。窒化炭素組成物を備えたアクティブマトリクス基板上に形成された発光素子や液晶材料を有する表示部4401を完成することができる。 FIG. 9E illustrates an electronic book reader (electronic book), which includes a display portion 4401 and the like. A display portion 4401 including a light-emitting element and a liquid crystal material formed over an active matrix substrate including a carbon nitride composition can be completed.
以上のように、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。特に、アクティブマトリクス基板の絶縁基板をフレキシブル基板とすることで薄型や軽量が実現する場合、図9(A)〜(E)の電子機器に大変有効である。 As described above, the applicable range of the present invention is so wide that the present invention can be used for electronic devices in various fields. In particular, when the insulating substrate of the active matrix substrate is a flexible substrate and is thin and lightweight, it is very effective for the electronic devices shown in FIGS.
(実施例1)
本実施例では、C2H2/N2、C2H4/N2及びC2H4/NH3のガスを用い、プラズマCVD法により形成した窒化炭素組成物の組成分析を行った結果を示す。
Example 1
In this example, the results of composition analysis of a carbon nitride composition formed by plasma CVD using C 2 H 2 / N 2 , C 2 H 4 / N 2, and C 2 H 4 / NH 3 gases. Indicates.
表1には、作製条件の異なる試料A〜Cの窒化炭素組成物における組成分析(NRA/HFS)の結果を示す。なお試料A及びBの膜厚は100nm程度、試料Cの膜厚は10nm程度であった。 Table 1 shows the results of composition analysis (NRA / HFS) in the carbon nitride compositions of Samples A to C having different production conditions. The film thickness of Samples A and B was about 100 nm, and the film thickness of Sample C was about 10 nm.
本実施例より、窒化炭素組成物の水素濃度の比率(水素比)は、35〜40atomic%程度(厳密には35.8〜40.4atomic%)であることがわかる。なお一般的なSiN膜の水素比は25atomic%程度であり、本発明の窒化炭素組成物の水素比はかなり高いことがわかる。また窒化炭素組成物の炭素濃度の比率(炭素比)は、40〜50atomic%程度(厳密には21.4〜50.8atomic%であるが、21.4atomic%は測定誤差が過剰と思われる)、窒素濃度の比率(窒素比)は、10〜20atomic%程度(厳密には13.4〜42.7atomic%であるが、42.7atomic%は測定誤差が過剰と思われる)であることがわかる。 From this example, it can be seen that the hydrogen concentration ratio (hydrogen ratio) of the carbon nitride composition is about 35 to 40 atomic% (strictly 35.8 to 40.4 atomic%). The hydrogen ratio of a general SiN film is about 25 atomic%, and it can be seen that the hydrogen ratio of the carbon nitride composition of the present invention is quite high. The carbon concentration ratio (carbon ratio) of the carbon nitride composition is about 40 to 50 atomic% (strictly 21.4 to 50.8 atomic%, but 21.4 atomic% seems to have an excessive measurement error). The nitrogen concentration ratio (nitrogen ratio) is about 10 to 20 atomic% (strictly, it is 13.4 to 42.7 atomic%, but 42.7 atomic% seems to have an excessive measurement error). .
なお試料Aの引っ張り応力の結果は1.5×109dyne/cm2であった。 The result of tensile stress of sample A was 1.5 × 10 9 dyne / cm 2 .
またシリコンウェハ上に形成された試料Bに対して、励起光に514.5nmを用いたラマンスペクトル測定を行った結果を図10に示す。図10より、結晶構造に起因するピークは確認することができず、蛍光が確認された。なお、900〜1000cm-1付近のピークはシリコンウェハに起因するピークである(リファレンス参照)。以上より、試料Bの窒化炭素組成物は、非晶質状態を有することがわかる。なお一般的な結晶性を有するDLCでは、1600cm-1付近にピークを観測することができる。
また蛍光は、網目状構造から直鎖状構造に変化した際にみられることから、試料Bの窒化炭素組成物では網目状構造が減少している可能性が考えられる。
FIG. 10 shows the result of Raman spectrum measurement using 514.5 nm as excitation light for the sample B formed on the silicon wafer. From FIG. 10, no peak due to the crystal structure could be confirmed, and fluorescence was confirmed. The peak in the vicinity of 900 to 1000 cm −1 is a peak due to the silicon wafer (see reference). From the above, it can be seen that the carbon nitride composition of Sample B has an amorphous state. In DLC having general crystallinity, a peak can be observed in the vicinity of 1600 cm −1 .
In addition, since fluorescence is observed when the network structure is changed to a linear structure, it is possible that the network structure is reduced in the carbon nitride composition of Sample B.
次に、同試料Bに対して、ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)分析を行った結果を図11に示す。図11は、結合エネルギー(BindingEnergy)280〜295eVの範囲で波形分離したグラフである。波形C1はC−C、C=C、C−H等、波形C2はC−N、C−O、波形C3はC=N、C=O、波形C4はO=C−O、波形C5はπ→π*遷移に伴うシェクアップピークに起因するものである。各波形をArea%でみると、C1:75.37%、C2:17.01%、C3:7.60%、C4:0.02%、C5:0%である。以上より、試料Bは、C−N、又はC=Nに起因する結合を有していることがわかる。 Next, FIG. 11 shows the result of ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) analysis performed on the sample B. FIG. 11 is a graph in which waveforms are separated in the range of 280 to 295 eV of binding energy (Binding Energy). The waveform C1 is C-C, C = C, C-H, the waveform C2 is C-N, C-O, the waveform C3 is C = N, C = O, the waveform C4 is O = C-O, and the waveform C5 is This is due to the shake-up peak accompanying the π → π * transition. When each waveform is viewed in Area%, they are C1: 75.37%, C2: 17.01%, C3: 7.60%, C4: 0.02%, and C5: 0%. From the above, it can be seen that Sample B has a bond resulting from C-N or C = N.
このように形成された本発明の窒化炭素組成物は応力緩和性が高いため、様々な形状の基体や半導体素子へ成膜することが可能となる。 Since the carbon nitride composition of the present invention formed as described above has high stress relaxation properties, it becomes possible to form films on substrates and semiconductor elements having various shapes.
(実施例2)
本実施例では、本発明の窒化炭素組成物をTDS(Thermal Desorption Spectrocopy:昇温脱離ガス分光法)分析により水素の脱離温度を測定した。
(Example 2)
In this example, the desorption temperature of hydrogen was measured by TDS (Thermal Desorption Spectrocopy) analysis of the carbon nitride composition of the present invention.
TDS分析とは、高真空中で試料を赤外線加熱しながら放出されるガス分子を質量分析することにより温度毎に試料からの脱離成分の質量スペクトルを得るものである。測定装置のバックグラウンド真空度は10-9Torrであり極微量成分についての感度が期待できる。本実施例ではESCO社のEMD-WA1000Sを使用した。 TDS analysis is to obtain a mass spectrum of desorbed components from a sample for each temperature by mass analysis of gas molecules emitted while heating the sample in high vacuum with infrared heating. The background vacuum degree of the measuring apparatus is 10 −9 Torr, and sensitivity for extremely small amounts of components can be expected. In this example, EMD-WA1000S manufactured by ESCO was used.
本実施例では、表1に示す本発明の窒化炭素組成物である試料A及びBと、プラズマCVD法で形成した窒化珪素(SiN)膜及び窒化酸化珪素(SiNO)膜とを比較した結果を図5に示す。 In this example, the results of comparing samples A and B, which are the carbon nitride compositions of the present invention shown in Table 1, with a silicon nitride (SiN) film and a silicon nitride oxide (SiNO) film formed by a plasma CVD method are shown. As shown in FIG.
図5に示す結果から、窒化珪素膜及び窒化酸化珪素膜は、450℃付近をピークに水素の放出量が高い。一方、本発明の窒化炭素組成物である試料AやBは、400℃から550℃にかけて水素の強度は高まるが、全体的に水素の強度が低い。すなわち450℃〜500℃以上、更には600℃付近(450℃〜600℃程度)で加熱したときでさえ、水素の放出量が極端に少ない。よって窒化炭素組成物は、水素の結合強度が高く、膜が安定していると思われる。 From the results shown in FIG. 5, the silicon nitride film and the silicon nitride oxide film have a high hydrogen release amount with a peak at around 450 ° C. On the other hand, samples A and B, which are the carbon nitride compositions of the present invention, increase in hydrogen strength from 400 ° C. to 550 ° C., but overall have low hydrogen strength. That is, even when heated at 450 ° C. to 500 ° C. or more, and even near 600 ° C. (about 450 ° C. to 600 ° C.), the amount of released hydrogen is extremely small. Therefore, it is considered that the carbon nitride composition has high hydrogen bonding strength and the film is stable.
このように本発明の窒化炭素組成物は、熱処理を施したにもかかわらず、水素が放出されにくい。その結果、膜剥がれしにくく、密着性を有する保護膜や絶縁膜として有用である。 As described above, the carbon nitride composition of the present invention hardly releases hydrogen despite being subjected to heat treatment. As a result, the film hardly peels off and is useful as a protective film or insulating film having adhesion.
Claims (6)
前記下地絶縁膜上に接して結晶性珪素膜を形成し、
前記結晶性珪素膜上に接してゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして前記結晶性珪素膜に不純物元素をドーピングして不純物領域を形成し、
前記ゲート電極を覆って第1の層間絶縁膜を形成し、
前記第1の層間絶縁膜上に第2の層間絶縁膜を形成し、
前記下地絶縁膜、前記ゲート絶縁膜及び前記第1の層間絶縁膜は窒化炭素組成物を有し、前記窒化炭素組成物を炭化物気体と、窒素又は窒化物気体とを有する混合ガスを用いた気相成長法により、100℃以下で形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Form a base insulating film,
Forming a crystalline silicon film in contact with the base insulating film;
Forming a gate insulating film in contact with the crystalline silicon film;
Forming a gate electrode on the gate insulating film;
Impurity regions are formed by doping an impurity element into the crystalline silicon film using the gate electrode as a mask,
Forming a first interlayer insulating film covering the gate electrode;
Forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film;
Feel the underlying insulating film, the gate insulating film and the first interlayer insulating film which has a carbon nitride composition, the carbon nitride composition using a carbide gas, a mixed gas having a nitrogen or nitride gas A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is formed at 100 ° C. or lower by a phase growth method.
前記窒化炭素組成物は水素を30〜45atomic%有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Oite to claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the carbon nitride composition has 30 to 45 atomic% of hydrogen.
前記窒化炭素組成物は、20℃〜30℃で形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 1 or 2 ,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the carbon nitride composition is formed at 20 ° C. to 30 ° C.
前記炭化物気体はC2H2又はC2H4であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the carbide gas is C 2 H 2 or C 2 H 4 .
前記窒化物気体はNH3であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the nitride gas is NH 3 .
前記気相成長法は高周波放電プラズマCVD法、マイクロ波プラズマCVD法及びECRプラズマCVD法のいずれかのプラズマCVD法を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the vapor phase growth method uses any one of a high-frequency discharge plasma CVD method, a microwave plasma CVD method, and an ECR plasma CVD method.
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