半導体装置及びその作製方法
【課題】デュアルゲート型トランジスタのゲートと、ソースまたはドレインの間の寄生容量を低減する。
【解決手段】第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に設けられた第１の半導体層と、第１の半導体層上に、第１の半導体層を露出させて離間して設けられた第２の半導体層と、第２の半導体層上に設けられた不純物半導体層と、不純物半導体層上に、少なくとも一部が接するように設けられた第２の導電層と、第２の導電層上に設けられた第２の絶縁層と、第１の半導体層、第２の半導体層、不純物半導体層、第２の導電層、及び第２の絶縁層を覆って設けられた第３の絶縁層と、少なくとも、第３の絶縁層上に設けられた第３の導電層と、を有し、第３の導電層は、第１の半導体層の第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ第２の導電層の一部とも重畳している構造とする。
【解決手段】第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に設けられた第１の半導体層と、第１の半導体層上に、第１の半導体層を露出させて離間して設けられた第２の半導体層と、第２の半導体層上に設けられた不純物半導体層と、不純物半導体層上に、少なくとも一部が接するように設けられた第２の導電層と、第２の導電層上に設けられた第２の絶縁層と、第１の半導体層、第２の半導体層、不純物半導体層、第２の導電層、及び第２の絶縁層を覆って設けられた第３の絶縁層と、少なくとも、第３の絶縁層上に設けられた第３の導電層と、を有し、第３の導電層は、第１の半導体層の第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ第２の導電層の一部とも重畳している構造とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその作製方法に関する。なお、本明細書において、半導体装置とは、半導体素子自体または半導体素子を含むものをいい、このような半導体素子として、例えば薄膜トランジスタが挙げられる。従って、液晶表示装置なども半導体装置に含まれるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は人間の生活に欠かせないものとなっている。このような半導体装置に含まれる薄膜トランジスタなどの半導体素子は、基板上に半導体膜などの薄膜を形成し、該薄膜を所望の形状に加工することで作製される。このような作製方法は、例えば、液晶表示装置（例えば、液晶テレビ）にも適用されている。
【０００３】
従来の液晶テレビの薄膜トランジスタには、半導体膜として非晶質シリコン膜が用いられることが多い。これは、非晶質シリコン膜により形成した薄膜トランジスタが、比較的作りやすい構造とされているからである。
【０００４】
しかしながら、昨今の動画事情（例えば、３Ｄ映画鑑賞や３Ｄスポーツ観戦など）から、非晶質シリコン膜を用いた液晶テレビでは、動画の鮮明さを表現する事が困難になり、高速に応答するキャリア移動度の高い薄膜トランジスタの開発が進められている。そのため、微結晶シリコン膜の開発が進められている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１にも記載されているように、半導体膜として、微結晶シリコン膜を用いた薄膜トランジスタでは、オン電流を高くすることが可能である。しかし、上記した昨今の動画事情に鑑みると、まだ十分なものとはいえない。
【０００７】
そこで、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、チャネル形成領域と重畳して、ゲート電極（以下、第１のゲート電極と表記することがある。）とは反対側に「更なるゲート電極（以下、第２のゲート電極と表記することがある。）」を設け、該更なるゲート電極によりチャネル形成領域を拡大するとよい。
【０００８】
図２（Ａ）に示す薄膜トランジスタのように、ソース電極、ドレイン電極、及び半導体層のチャネル形成領域と重畳して第２のゲート電極が設けられており、半導体層と第２のゲート電極の間に介在する絶縁層が薄いと、第２のゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極（特にドレイン電極）との間に大きな寄生容量を生じてしまう。
【０００９】
一方で、図２（Ｂ）に示す薄膜トランジスタのように、半導体層と第２のゲート電極の間に介在する絶縁層が厚いと、半導体層において第２のゲート電極による電界が弱く、薄膜トランジスタの電界効果移動度を向上させ、オン電流を増大させることが困難になる。
【００１０】
そこで、本発明の一態様は、デュアルゲート型薄膜トランジスタを有し、デュアルゲート型薄膜トランジスタの第２のゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極のうち少なくとも一方と、の間の寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を提供することを課題とする。
【００１１】
更には、本発明の一態様は、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を簡便な工程で作製することができる作製方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様である半導体装置は、逆スタガ構造のデュアルゲート型薄膜トランジスタを有するものであって、該薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極となる導電層とパッシベーション層の間に層間絶縁層が設けられており、該パッシベーション層上には更なるゲート電極が設けられているものである。
【００１３】
本発明の一態様である半導体装置の作製方法は、逆スタガ構造のデュアルゲート型薄膜トランジスタを作製するに際して、ソース電極及びドレイン電極となる導電層とパッシベーション層の間に設けられる層間絶縁層となる膜は、ソース電極及びドレイン電極となる導電膜上に積層して形成され、ソース電極及びドレイン電極となる導電層の形成と同一のエッチングマスクを用いて形成され、または、ソース電極及びドレイン電極となる導電層をエッチングマスクとして用いて形成されるものである。
【００１４】
本発明の一態様は、第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に設けられた第１の半導体層と、前記第１の半導体層上に、前記第１の半導体層の一部を露出させて離間して設けられた第２の半導体層と、前記第２の半導体層上に設けられた不純物半導体層と、前記不純物半導体層上に、少なくとも一部が接するように設けられた第２の導電層と、前記第２の導電層上に設けられた第２の絶縁層と、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、前記不純物半導体層、前記第２の導電層、及び前記第２の絶縁層を覆って設けられた第３の絶縁層と、少なくとも、前記第３の絶縁層上に設けられた第３の導電層と、を有し、前記第３の導電層は、前記第１の半導体層の前記第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ前記第２の導電層の一部とも重畳していることを特徴とする半導体装置である。
【００１５】
なお、ここで、前記第２の絶縁層は、前記層間絶縁層であり、前記第３の絶縁層は、前記パッシベーション層に相当する。また、前記第２の導電層は、少なくともソース電極及びドレイン電極を構成し、前記第３の導電層は、少なくとも第２のゲート電極を構成する。
【００１６】
前記構成において、前記第２の絶縁層は、前記第３の絶縁層よりも厚いことが好ましい。第２のゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極の少なくとも一方と、の間の寄生容量を低減させ、電界効果移動度及びオン電流を大きくするためである。
【００１７】
前記構成において、前記第３の導電層を透光性とすることで、表示装置を得ることができる。
【００１８】
前記構成において、前記第３の絶縁層と前記第３の導電層の間に、第４の絶縁層を設け、前記第４の絶縁層は、前記第２の導電層の一部と重畳していることが好ましい。前記第４の絶縁層は、表面が概略平坦になる方法により形成するとよく、前記第４の絶縁層の表面を概略平坦にすることで、前記第４の絶縁層上に形成される画素電極層の断切れ等を防止することができるためである。従って、ここで「概略平坦」とは、上記目的を達成しうる程度のものであればよく、必ずしも高い平坦性が要求されるわけではない。
【００１９】
本発明の一態様は、前記半導体装置の作製方法である。本発明の一態様は、第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層上に、第１の半導体層、第２の半導体層及び不純物半導体層がこの順に積層された薄膜積層体を形成し、前記薄膜積層体を覆って、第２の導電層となる導電膜及び前記第２の絶縁層となる絶縁膜を形成し、前記第２の絶縁層となる前記絶縁膜をエッチングすることで前記第２の絶縁層を形成し、前記第２の導電層となる前記導電膜をエッチングすることで前記第２の導電層を形成し、前記第２の導電層と重畳していない部分の前記不純物半導体層及び前記第２の半導体層を除去することで、前記第２の導電層と重畳していない部分の前記第１の半導体層を露出させ、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、前記不純物半導体層、前記第２の導電層及び前記第２の絶縁層を覆って第３の絶縁層を形成し、少なくとも、前記第３の絶縁層上に、前記第１の半導体層の前記第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ前記第２の導電層の一部と重畳して設けられた第３の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００２０】
前記構成において、前記第２の絶縁層と前記第２の導電層は、同一のエッチング工程で形成されることが好ましい。
【００２１】
前記構成において、露出された部分の前記第１の半導体層を、水素ガスと酸素ガスの混合ガスプラズマに曝すとよい。
【００２２】
なお、前記構成において、前記第１の半導体層は必ずしも必要ではなく、前記第１の半導体層の部分が前記第２の半導体層と同一の層により形成されていてもよい。
【００２３】
なお、本明細書中において、半導体装置を説明する際にはトランジスタとして画素トランジスタを例示しているが、これに限定されず、本発明の一態様である半導体装置は、画素トランジスタ以外の用途で用いられるトランジスタであってもよい。
【００２４】
なお、本明細書中において、エッチングには塩素系ガス（塩素を含むガス）またはフッ素系ガス（フッ素を含むガス）を用いることができる。塩素系ガスとしては、ＢＣｌ３またはＣｌ２などを例示することができるが、ＢＣｌ３とＣｌ２の混合ガスを用いるとよい。フッ素系ガスとしては、ＳＦ６またはＣＦ４などを例示することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様である半導体装置によれば、寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を得ることができる。
【００２６】
本発明の一態様である薄膜トランジスタの作製方法によれば、寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を、簡便な工程で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一態様である半導体装置を説明する断面図及び上面図。
【図２】図１との比較例として示す半導体装置を説明する断面図及び上面図。
【図３】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図４】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図８】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図９】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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。したがって、本発明は、以下に示す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。
【００２９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の一態様である半導体装置の断面図と上面図を示す。図１（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す上面図のＸ−Ｙにおける断面図を示す。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す半導体装置は、基板１００上に設けられた第１の導電層１０２と、第１の導電層１０２を覆う第１の絶縁層１０４と、第１の絶縁層１０４上に設けられた第１の半導体層１０６と、第１の半導体層１０６上に、第１の半導体層１０６の一部を露出させて離間して設けられた第２の半導体層１０８と、第２の半導体層１０８上に設けられた不純物半導体層１１０と、不純物半導体層１１０上に、少なくとも一部が接するように設けられた第２の導電層１１２と、第２の導電層１１２上にのみ設けられた第２の絶縁層１１４と、第１の半導体層１０６、第２の半導体層１０８、不純物半導体層１１０、第２の導電層１１２及び第２の絶縁層１１４を覆って設けられた第３の絶縁層１１６と、少なくとも第３の絶縁層１１６上に設けられた第３の導電層１１８と、を有している。第２の導電層１１２と第３の導電層１１８は、開口部１２０において接続される。
【００３１】
ここで、第３の導電層１１８は、少なくとも第１の半導体層１０６の第２の半導体層１０８と重畳していない部分と重畳し、且つ第２の導電層１１２の一部とも重畳している。
【００３２】
図１（Ｂ）には、第３の導電層１１８により形成されるゲートが、第１の導電層１０２により形成されるゲートとは独立して設けられている形態の上面図を示す。このとき、第３の導電層１１８により形成されるゲートの電位は、第１の導電層１０２により形成されるゲートの電位と異なるものとすることができるため、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。ただし、本実施の形態の半導体装置はこれに限定されず、図１（Ｃ）に示すような構成であってもよい。
【００３３】
図１（Ｃ）には、第３の導電層１１８により形成されるゲートが、第１の導電層１０２により形成されるゲートと開口部１２２において接続されている形態の上面図を示す。このとき、第３の導電層１１８により形成されるゲートの電位と、第１の導電層１０２により形成されるゲートの電位は、等しいものとなる。
【００３４】
なお、第１の絶縁層１０４、第２の絶縁層１１４、及び第３の絶縁層１１６は、窒化シリコン層とすることが好ましい。
【００３５】
なお、第１の絶縁層１０４、第２の絶縁層１１４、及び第３の絶縁層１１６は、窒化シリコン層に限定されない。更には、これらの層は複数の層が積層して設けられていてもよい。例えば、第２の絶縁層１１４として、窒化シリコン層上に酸化窒化シリコン層が積層された２層構造であってもよいし、酸化シリコン層上に酸化窒化シリコン層が設けられ、酸化窒化シリコン層上に窒化シリコン層が設けられた３層構造であってもよい。このように、第２の絶縁層１１４として、酸化シリコン層または酸化窒化シリコン層などを用いると、窒化シリコン層を用いる場合よりも厚さを薄くすることができる。酸化シリコン層及び酸化窒化シリコン層のほうが、窒化シリコン層よりも誘電率が小さいからである。
【００３６】
なお、第３の導電層１１８により形成されるゲートは、図示した形態に限定されない。第３の導電層１１８により形成されるゲートでは、ゲート電極とゲート配線が異なる層として設けられていてもよく、第３の導電層１１８により設けられるゲート電極と、第３の導電層１１８上に設けられた絶縁層上に更に別の導電層を形成し、該別の導電層によりゲート配線が形成されていてもよい。
【００３７】
または、第３の導電層１１８によりゲートのみを形成し、これとは異なる導電層により画素電極が設けられていてもよい。
【００３８】
図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す半導体装置は、寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流を大きくすることができる。
【００３９】
図２（Ａ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す半導体装置との比較例である。図２（Ａ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）における第２の絶縁層を有さず、第１の半導体層１０６、第２の半導体層１０８、不純物半導体層１１０及び第２の導電層１１２を覆って設けられた第３の絶縁層１１６Ａと、少なくとも第３の絶縁層１１６Ａ上に設けられた第３の導電層１１８Ａと、を有している。なお、第３の絶縁層１１６Ａは、図１（Ａ）の第３の絶縁層１１６と同じ厚さで設けられている。
【００４０】
図２（Ａ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）に示す半導体装置と同様に、電界効果移動度が高く、且つオン電流を大きくすることができる。しかし、第２の導電層１１２と第３の導電層１１８Ａの重畳する部分には第３の絶縁層１１６Ａのみが挟持されているので、この部分に生じる容量（寄生容量）が、図１（Ａ）に示す半導体装置の当該部分における寄生容量よりも大きくなってしまうという問題がある。
【００４１】
図２（Ｂ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す半導体装置との比較例である。図２（Ｂ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）における第２の絶縁層を有さず、第１の半導体層１０６、第２の半導体層１０８、不純物半導体層１１０及び第２の導電層１１２を覆って設けられた第３の絶縁層１１６Ｂと、少なくとも第３の絶縁層１１６Ｂ上に設けられた第３の導電層１１８Ｂと、を有している。なお、第３の絶縁層１１６Ｂは、図１（Ａ）の第２の絶縁層１１４と第３の絶縁層１１６の合計の厚さと同じ厚さで設けられている。
【００４２】
図２（Ｂ）に示す半導体装置は、図２（Ａ）に示す半導体装置よりも寄生容量を小さくすることができる。しかし、第２の導電層１１２と第３の導電層１１８Ｂの重畳する部分には図１（Ａ）の第２の絶縁層１１４と第３の絶縁層１１６の合計の厚さと同じ厚さで設けられた第３の絶縁層１１６Ｂが挟持されているので、第１の半導体層１０６における第３の導電層１１８Ｂで設けられたゲートからの電界が弱く、薄膜トランジスタの電界効果移動度を向上させ、オン電流を増大させることが困難である。
【００４３】
従って、図１（Ａ）に示すように、第２の絶縁層１１４を設けることで、寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を得ることができる。
【００４４】
なお、図示していないが、第２の絶縁層１１４によりソース電極またはドレイン電極と、画素電極と、の間の寄生容量を低減することができるため、画素電極をソース電極及びドレイン電極と重畳するように配しても、ソース電極またはドレイン電極と、画素電極と、の間の寄生容量を抑えることができる。そのため、ソース電極またはドレイン電極と、画素電極と、を重畳させることができ、隣り合う画素電極の間隔を小さくすることができるため開口率を向上させることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した半導体装置の作製方法について説明する。
【００４６】
まず、基板２００上に第１の導電層２０２を選択的に形成し、第１の導電層２０２を覆って第１の絶縁層２０４を形成する（図３（Ａ））。
【００４７】
基板２００は、絶縁性基板である。基板２００として、例えば、ガラス基板、石英基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板などを用いることができる。基板２００がガラス基板である場合には、第１世代（例えば、３２０ｍｍ×４００ｍｍ）〜第１０世代（例えば、２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）のものを用いればよいが、これに限定されるものではない。
【００４８】
第１の導電層２０２は、例えば、スパッタリング法を用いて導電膜（例えば金属膜、または一導電型の不純物元素が添加された半導体膜など）を形成し、該導電膜上にエッチングマスクを形成してエッチングを行うことで選択的に形成すればよい。または、インクジェット法などを用いてもよい。なお、第１の導電層２０２となる導電膜は、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。例えば、Ｔｉ層によりＡｌ層を挟持した３層の積層構造とすればよい。なお、第１の導電層２０２は、少なくとも走査線とゲート電極を構成する。
【００４９】
第１の絶縁層２０４は、例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて絶縁性材料（例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコンまたは酸化シリコンなど）により形成すればよい。なお、第１の絶縁層２０４は、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。ここでは、例えば、窒化シリコン層上に酸化窒化シリコン層が積層された２層の積層構造とする。なお、第１の絶縁層２０４は、少なくともゲート絶縁層を構成する。
【００５０】
なお、「窒化酸化シリコン」とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、好ましくは、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。
【００５１】
なお、「酸化窒化シリコン」とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、好ましくは、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。ただし、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が前記範囲内に含まれるものとする。
【００５２】
なお、ここで、第１の絶縁層２０４の最上層が窒化シリコン層または窒化酸化シリコン層である場合には、第１の絶縁層２０４の表面をＮ２Ｏガスにより発生させたプラズマに曝すことが好ましい。第１の絶縁層２０４の表面をＮ２Ｏガスにより発生させたプラズマに曝すことで、第１の絶縁層２０４の表面を酸化し、この上に形成される第１の半導体膜２０６の結晶性を向上させることができるからである。ただし、プラズマを発生させるガスはＮ２Ｏガスに限定されず、第１の絶縁層２０４の表面を酸化することができるガス（酸化性ガスまたは酸素を含むガス）であればよい。
【００５３】
次に、第１の絶縁層２０４上に第１の半導体膜２０６、第２の半導体膜２０８及び不純物半導体膜２１０をこの順に積層して形成し、不純物半導体膜２１０上にエッチングマスク２１１を形成する（図３（Ｂ））。
【００５４】
第１の半導体膜２０６は、キャリア移動度が高い半導体材料により形成すればよく、好ましくは結晶性半導体により形成する。結晶性半導体としては、例えば、微結晶半導体が挙げられる。ここで、微結晶半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む。）の中間的な構造の半導体をいう。微結晶半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な半導体であり、結晶粒径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の柱状または針状の結晶粒が基板表面に対して法線方向に成長している半導体である。このため、柱状または針状の結晶粒の界面には、粒界が形成されることもある。なお、ここでの結晶粒径は、基板表面に対して平行な面における結晶粒の最大直径である。また、結晶粒は、非晶質半導体領域と、単結晶とみなせる微小結晶である結晶子を有する。なお、結晶粒は双晶を有する場合もある。
【００５５】
微結晶半導体としては、微結晶シリコンを用いればよい。微結晶半導体の一である微結晶シリコンでは、そのラマンスペクトルのピークが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。すなわち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１と非晶質シリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため、水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、Ｈｅ、Ａｒ、ＫｒまたはＮｅなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体が得られる。
【００５６】
なお、結晶性半導体膜に含まれる酸素及び窒素の濃度（二次イオン質量分析法による測定値）を低くし、好ましくは１×１０１８ｃｍ−３未満とすると、結晶性を高めることができる。
【００５７】
なお、結晶性半導体膜は、２段階の成膜処理により形成することが好ましく、２段階の成膜処理において、例えば、第１段階では５００Ｐａ程度の圧力下で厚さ５ｎｍ程度の微結晶シリコン膜を形成し、第２段階では５０００Ｐａ程度の圧力下で所望の厚さの微結晶シリコン膜を形成するとよい。第２段階では第１段階よりもシランの流量比を小さくし、高希釈な条件とするとよい。
【００５８】
第２の半導体膜２０８は、バッファ層として機能し、第１の半導体膜２０６よりもキャリア移動度の低い半導体材料により形成すればよい。好ましくは、非晶質半導体と微小半導体結晶粒を有し、従来の非晶質半導体と比較して、一定光電流法（ＣＰＭ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）やフォトルミネッセンス分光測定で測定されるＵｒｂａｃｈ端のエネルギーが小さく、欠陥吸収スペクトル量が少ない半導体膜である。このような半導体膜は、従来の非晶質半導体膜と比較して欠陥が少なく、価電子帯のバンド端（移動度端）における準位のテイル（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い半導体膜である。
【００５９】
第２の半導体膜２０８には、ハロゲン及び窒素を含んでいてもよい。窒素が含まれる場合には、ＮＨ基またはＮＨ２基として含んでいてもよい。
【００６０】
なお、ここで、第１の半導体膜２０６と第２の半導体膜２０８の界面領域は、微結晶半導体領域と、当該微結晶半導体領域の間に充填される非晶質半導体領域と、を有する。具体的には、第１の半導体膜２０６から錐形状に伸びた微結晶半導体領域と、第２の半導体膜２０８と同様の「非晶質半導体を含む膜」と、で構成される。
【００６１】
第２の半導体膜２０８によりバッファ層が設けられるため、トランジスタのオフ電流を小さくすることができる。また、上記の界面領域において、錐形状に伸びた微結晶半導体領域を有するため、縦方向（厚さ方向）の抵抗、すなわち、第２の半導体膜２０８と、不純物半導体膜２１０により構成されるソース領域またはドレイン領域と、の間の抵抗を低くすることができ、トランジスタのオン電流を高めることができる。すなわち、従来の非晶質半導体を適用した場合と比較すると、オフ電流を十分に低減させつつ、オン電流の低下をも抑制することができ、トランジスタのスイッチング特性を高くすることができる。
【００６２】
なお、完成したトランジスタにおいて、第１の半導体膜２０６により形成される第１の半導体層が薄くなるとオン電流が低下し、第１の半導体膜２０６により形成される第１の半導体層が厚くなると、第１の半導体膜２０６により形成される第１の半導体層と後に形成される第２の導電層の接触面積が広くなり、オフ電流が増大する。従って、オンオフ比を高くするためには、第１の半導体膜２０６を厚くし、更には後述するように、第１の半導体膜２０６により形成される第１の半導体層を含む薄膜積層体２１２の側壁に絶縁化処理を行うことが好ましい。
【００６３】
上記の微結晶半導体領域は、第１の半導体膜２０６から第２の半導体膜２０８に向かって先端が細くなる錐形状の結晶粒により大部分が構成されているとよい。または、第１の半導体膜２０６から第２の半導体膜２０８に向かって幅が広がる結晶粒により大部分が構成されていてもよい。
【００６４】
上記の界面領域において、微結晶半導体領域が第１の半導体膜２０６から第２の半導体膜２０８に向かって先端が細くなる錐形状に伸びた結晶粒である場合には、第１の半導体膜２０６側のほうが、第２の半導体膜２０８側と比較して、微結晶半導体領域の占める割合が高い。微結晶半導体領域は、第１の半導体膜２０６の表面から厚さ方向に成長するが、原料ガスにおいて堆積性ガス（例えば、シラン）に対する水素の流量が小さく（すなわち、希釈率が低く）、または窒素を含む原料ガスの濃度が高いと、微結晶半導体領域における結晶成長が抑制され、結晶粒が錐形状になり、堆積されて形成される半導体は、大部分が非晶質半導体となる。
【００６５】
なお、上記の界面領域は、窒素、特にＮＨ基若しくはＮＨ２基を含有することが好ましい。これは、微結晶半導体領域に含まれる結晶の界面、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域の界面において、窒素、特にＮＨ基若しくはＮＨ２基がシリコン原子のダングリングボンドと結合すると、欠陥を低減させ、キャリアが流れやすくなるためである。このため、窒素、好ましくはＮＨ基若しくはＮＨ２基を１×１０２０ｃｍ−３乃至１×１０２１ｃｍ−３含有すると、シリコン原子のダングリングボンドを窒素、好ましくはＮＨ基若しくはＮＨ２基で架橋しやすくなり、キャリアがより流れやすくなる。この結果、結晶粒界や欠陥におけるキャリアの移動を促進する結合ができ、上記の界面領域のキャリア移動度が向上する。そのため、トランジスタの電界効果移動度が向上する。
【００６６】
なお、上記の界面領域の酸素濃度を低減させることにより、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域の界面または結晶粒間の界面における欠陥密度を低減させ、キャリアの移動を阻害する結合を低減させることができる。
【００６７】
不純物半導体膜２１０は、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体により形成する。トランジスタがｎ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体として、例えば、ＰまたはＡｓを添加したシリコンが挙げられる。または、トランジスタがｐ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素として、例えば、Ｂを添加することも可能であるが、トランジスタはｎ型とすることが好ましい。そのため、ここでは、一例として、Ｐを添加したシリコンを用いる。なお、不純物半導体膜２１０は、非晶質半導体により形成してもよいし、微結晶半導体などの結晶性半導体により形成してもよい。
【００６８】
なお、第１の絶縁層２０４、第１の半導体膜２０６、第２の半導体膜２０８、不純物半導体膜２１０は同一チャンバー内で連続して形成することが好ましい。第１の絶縁層２０４、第１の半導体膜２０６、第２の半導体膜２０８、不純物半導体膜２１０の各々の層間の界面に不純物が含まれてしまうことを防止するためである。
【００６９】
エッチングマスク２１１は、レジスト材料により形成すればよい。
【００７０】
次に、エッチングマスク２１１を用いて、第１の半導体膜２０６、第２の半導体膜２０８及び不純物半導体膜２１０をエッチングし、薄膜積層体２１２を形成する（図３（Ｃ））。
【００７１】
なお、ここで、上述したように、薄膜積層体２１２の側壁に対して絶縁化処理を行うことが好ましい。なぜなら、完成したトランジスタの第１の半導体層と第２の導電層が接するとオフ電流が増大してしまうことが多いからである。ここで絶縁化処理の一としては、薄膜積層体２１２の側壁を酸素プラズマ若しくは窒素プラズマに曝す処理が挙げられる。または、薄膜積層体２１２の側壁が露出された状態で絶縁膜を形成し、該絶縁膜を異方性の高いエッチング方法により基板２００の表面に垂直な方向のエッチングを行うことで、薄膜積層体２１２の側壁に接してサイドウォール絶縁層を形成する処理が挙げられる。
【００７２】
次に、第１の絶縁層２０４及び薄膜積層体２１２上に、導電膜２１４と絶縁膜２１６を形成し、絶縁膜２１６上にはエッチングマスク２１７を形成する（図４（Ａ））。
【００７３】
導電膜２１４は、第１の導電層２０２と同様に、導電性材料（例えば金属、または一導電型の不純物元素が添加された半導体など）により形成すればよい。なお、導電膜２１４は、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。例えば、Ｔｉ層によりＡｌ層を挟持した３層の積層構造として形成する。
【００７４】
絶縁膜２１６は、第１の絶縁層２０４と同様の材料及び同様の方法により形成すればよい。なお、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。ここでは、例えば窒化シリコンにより形成すればよい。
【００７５】
エッチングマスク２１７は、レジスト材料により形成すればよい。
【００７６】
次に、エッチングマスク２１７を用いて絶縁膜２１６をエッチングして、第２の絶縁層２１８を形成する（図４（Ｂ））。
【００７７】
次に、導電膜２１４をエッチングして第２の導電層２２０を形成する（図４（Ｃ））。
【００７８】
なお、絶縁膜２１６をエッチングする工程（図４（Ａ）の状態から図４（Ｂ）の状態に加工する工程）と導電膜２１４をエッチングする工程（図４（Ｂ）の状態から図４（Ｃ）の状態に加工する工程）は同一のエッチング工程により一括して行うことが好ましい。作製工程が簡略化するためである。
【００７９】
なお、導電膜２１４のエッチングは、第２の絶縁層２１８をエッチングマスクとして用いて行ってもよい。このとき、導電膜２１４をエッチングして第２の導電層２２０を形成する前にエッチングマスク２１７を除去すればよい。
【００８０】
なお、導電膜２１４をエッチングして第２の導電層２２０を形成する際には、薄膜積層体２１２の上部がエッチングされてもよい。
【００８１】
次に、薄膜積層体２１２の上部をエッチングして第１の半導体層２２２、第２の半導体層２２４及び不純物半導体層２２６を形成する（図５（Ａ））。このとき、薄膜積層体２１２のエッチングは、一の工程により行ってもよいし、複数の工程により行ってもよいが、最終的には、第１の半導体層２２２の第２の半導体層２２４と重畳していない部分（すなわち、チャネル形成領域となる部分）を露出させるまで行う。
【００８２】
なお、導電膜２１４をエッチングして第２の導電層２２０を形成する工程と、薄膜積層体２１２の上部をエッチングして第１の半導体層２２２、第２の半導体層２２４、及び不純物半導体層２２６を形成する工程は、一の工程として同時に行ってもよい。
【００８３】
次に、第３の絶縁層２２８を形成する（図５（Ｂ））。
【００８４】
第３の絶縁層２２８は、第１の絶縁層２０４及び絶縁膜２１６と同様に、絶縁性材料により形成すればよい。なお、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。ここでは、例えば窒化シリコンにより形成すればよい。
【００８５】
次に、第２の絶縁層２１８と第３の絶縁層２２８に開口部２２９を形成し、開口部２２９において第２の導電層２２０と接続されるように、第３の導電層２３０を形成する（図５（Ｃ））。
【００８６】
第３の導電層２３０は、透光性を有する導電性高分子（導電性ポリマーともいう。）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した第３の導電層２３０は、シート抵抗が１００００Ω／□以下であり、且つ波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００８７】
なお、導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、又は、アニリン、ピロール及びチオフェンの２種以上の共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
【００８８】
第３の導電層２３０は、例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物などを用いて形成することができる。
【００８９】
第３の導電層２３０は、上記材料により形成した膜をフォトリソグラフィ法により加工することで、形成すればよい。
【００９０】
第３の導電層２３０を、透光性を有する材料により形成すると、画素電極として機能させることができる。
【００９１】
なお、図示していないが、第３の絶縁層２２８と第３の導電層２３０の間に、第４の絶縁層を形成してもよい。前記第４の絶縁層は、前記第２の導電層の一部と重畳していることが好ましい。前記第４の絶縁層は、表面が概略平坦になる方法により形成するとよく、前記第４の絶縁層の表面を概略平坦にすることで、前記第４の絶縁層上に形成される画素電極層の断切れ等を防止することができるためである。従って、ここで「概略平坦」とは、上記目的を達成しうる程度のものであればよく、高い平坦性が要求されるわけではない。
【００９２】
なお、前記第４の絶縁層は、例えば、感光性ポリイミド、アクリルまたはエポキシ樹脂などを用いて、スピンコーティング法などにより形成することができる。ただし、これらの材料又は形成方法に限定されるものではない。
【００９３】
以上説明したように、実施の形態１の半導体装置を簡便な工程で作製することができる。
【００９４】
なお、基板２００は、実施の形態１の基板１００に相当する。
【００９５】
なお、第１の導電層２０２は、実施の形態１の第１の導電層１０２に相当する。
【００９６】
なお、第１の絶縁層２０４は、実施の形態１の第１の絶縁層１０４に相当する。
【００９７】
なお、第１の半導体層２２２は、実施の形態１の第１の半導体層１０６に相当する。
【００９８】
なお、第２の半導体層２２４は、実施の形態１の第２の半導体層１０８に相当する。
【００９９】
なお、不純物半導体層２２６は、実施の形態１の不純物半導体層１１０に相当する。
【０１００】
なお、第２の導電層２２０は、実施の形態１の第２の導電層１１２に相当する。
【０１０１】
なお、第２の絶縁層２１８は、実施の形態１の第２の絶縁層１１４に相当する。
【０１０２】
なお、第３の絶縁層２２８は、実施の形態１の第３の絶縁層１１６に相当する。
【０１０３】
なお、第３の導電層２３０は、実施の形態１の第３の導電層１１８に相当する。
【０１０４】
なお、開口部２２９は、実施の形態１の開口部１２０に相当する。
【０１０５】
ところで、実施の形態１において、第２の導電層１１２と第３の導電層１１８は開口部１２０において接続されている。そして、第１の導電層１０２と第３の導電層１１８は開口部１２２において接続されている。ここで、実施の形態２において、開口部１２０及び開口部１２２に対応する開口部２２９と開口部２３１の形成方法について説明する。
【０１０６】
開口部２２９及び開口部２３１は、一のエッチング工程により形成してもよいし、複数のエッチング工程により形成してもよい。
【０１０７】
図６（Ａ−１）乃至（Ｃ−１）は開口部２２９の形成方法を説明する図であり、図６（Ａ−２）乃至（Ｃ−２）は開口部２３１の形成方法を説明する図である。
【０１０８】
まず、開口部２２９と開口部２３１を形成する部分以外の部分にエッチングマスク２４０を形成する（図６（Ａ−１）及び（Ａ−２））。
【０１０９】
開口部２２９を形成する部分では、基板２００上に第１の絶縁層２０４、第２の導電層２２０、第２の絶縁層２１８及び第３の絶縁層２２８が設けられている。一方で、開口部２３１を形成する部分では、基板２００上に第１の導電層２０２、第１の絶縁層２０４及び第３の絶縁層２２８が設けられている。
【０１１０】
次に、エッチングマスク２４０を用いて第２の絶縁層２１８及び第３の絶縁層２２８をエッチングして、開口部２２９を形成すると同時に、第１の絶縁層２０４及び第３の絶縁層２２８をエッチングして、開口部２３１を形成する（図６（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。
【０１１１】
次に、開口部２２９と開口部２３１のそれぞれに、第３の導電層２３０を選択的に形成する（図６（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。
【０１１２】
または、図７に示すように、開口部２２９及び開口部２３１の形成を二段階のエッチング工程により行ってもよい。
【０１１３】
図７（Ａ−１）乃至（Ｄ−１）は二段階のエッチング工程による開口部２２９の形成方法を説明する図であり、図７（Ａ−２）乃至（Ｄ−２）は二段階のエッチング工程による開口部２３１の形成方法を説明する図である。
【０１１４】
まず、開口部２２９と開口部２３１を形成する部分以外にエッチングマスク２４０を形成する（図７（Ａ−１）及び（Ａ−２））。図６の場合と同様に、開口部２２９を形成する部分では、基板２００上に第１の絶縁層２０４、第２の導電層２２０、第２の絶縁層２１８及び第３の絶縁層２２８が設けられている。一方で、開口部２３１を形成する部分では、基板２００上に第１の導電層２０２、第１の絶縁層２０４及び第３の絶縁層２２８が設けられている。
【０１１５】
次に、エッチングマスク２４０を用いて第３の絶縁層２２８をエッチングして、開口部２２９Ｐ及び開口部２３１Ｐを形成する（図７（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。
【０１１６】
次に、開口部２２９Ｐの部分の第２の絶縁層２１８をエッチングして、開口部２２９を形成すると同時に、開口部２３１Ｐの部分の第１の絶縁層２０４をエッチングして、開口部２３１を形成する（図７（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。
【０１１７】
次に、開口部２２９と開口部２３１のそれぞれに、第３の導電層２３０を選択的に形成する（図７（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０１１８】
以上説明したように、開口部２２９及び開口部２３１を形成することができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
上記実施の形態にて作製した薄膜トランジスタを適用した半導体装置としては、電子ペーパーが挙げられる。電子ペーパーは、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、デジタルサイネージ、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電子機器の一例を図８に示す。
【０１２０】
図８は、電子書籍の一例を示している。例えば、電子書籍３００は、筐体３０１および筐体３０３の２つの筐体で構成されている。筐体３０１および筐体３０３は、軸部３１１により一体とされており、該軸部３１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍と同様に取り扱うことが可能となる。
【０１２１】
筐体３０１には表示部３０５及び光電変換装置３０６が組み込まれ、筐体３０３には表示部３０７及び光電変換装置３０８が組み込まれている。表示部３０５及び表示部３０７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図８では表示部３０５）に文章を表示し、左側の表示部（図８では表示部３０７）に画像を表示することができる。
【０１２２】
また、図８では、筐体３０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体３０１において、電源３２１、操作キー３２３、スピーカ３２５などを備えている。操作キー３２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍３００は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０１２３】
また、電子書籍３００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０１２４】
（実施の形態４）
上記実施の形態にて作製した薄膜トランジスタを適用した半導体装置としては、電子ペーパー以外にもさまざまな電子機器（遊技機も含む）が挙げられる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１２５】
図９（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置４００は、筐体４０１に表示部４０３が組み込まれている。表示部４０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド４０５により筐体４０１を支持した構成を示している。
【０１２６】
テレビジョン装置４００の操作は、筐体４０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機４１０により行うことができる。リモコン操作機４１０が備える操作キー４０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部４０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機４１０に、当該リモコン操作機４１０から出力する情報を表示する表示部４０７を設ける構成としてもよい。
【０１２７】
なお、テレビジョン装置４００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１２８】
図９（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム４２０は、筐体４２１に表示部４２３が組み込まれている。表示部４２３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０１２９】
なお、デジタルフォトフレーム４２０は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部４２３に表示させることができる。
【０１３０】
また、デジタルフォトフレーム４２０は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０１３１】
図１０は携帯型のコンピュータの一例を示す斜視図である。
【０１３２】
図１０の携帯型のコンピュータは、上部筐体４４１と下部筐体４４２とを接続するヒンジユニットを閉状態として表示部４４３を有する上部筐体４４１と、キーボード４４４を有する下部筐体４４２とを重ねた状態とすることができ、持ち運ぶことが便利であるとともに、使用者がキーボード入力する場合には、ヒンジユニットを開状態として、表示部４４３を見て入力操作を行うことができる。
【０１３３】
また、下部筐体４４２はキーボード４４４の他に入力操作を行うポインティングデバイス４４６を有する。また、表示部４４３をタッチ入力パネルとすれば、表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。また、下部筐体４４２はＣＰＵやハードディスク等の演算機能部を有している。また、下部筐体４４２は他の機器、例えばＵＳＢの通信規格に準拠した通信ケーブルが差し込まれる外部接続ポート４４５を有している。
【０１３４】
上部筐体４４１には更に上部筐体４４１内部にスライドさせて収納可能な表示部４４７を有しており、広い表示画面を実現することができる。また、収納可能な表示部４４７の画面の向きを使用者は調節できる。また、収納可能な表示部４４７をタッチ入力パネルとすれば、収納可能な表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。
【０１３５】
表示部４４３または収納可能な表示部４４７は、液晶表示パネル、有機発光素子または無機発光素子などの発光表示パネルなどの映像表示装置を用いる。
【０１３６】
また、図１０の携帯型のコンピュータは、受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部に表示することができる。また、上部筐体４４１と下部筐体４４２とを接続するヒンジユニットを閉状態としたまま、表示部４４７をスライドさせて画面全面を露出させ、画面角度を調節して使用者がテレビ放送を見ることもできる。この場合には、ヒンジユニットを閉状態として表示部４４３を表示させず、さらにテレビ放送を表示するだけの回路の起動のみを行うため、最小限の消費電力とすることができ、バッテリー容量の限られている携帯型のコンピュータにおいて有用である。
【実施例１】
【０１３７】
本実施例では、実施の形態１にて説明した本発明の一態様である半導体装置を作製し、その電気的特性を測定した。作製したサンプルは、本発明の一態様である半導体装置である実施例サンプルと、本発明の一態様である半導体装置の作製方法を適用していない比較例サンプルである。なお、実施例サンプル及び比較例サンプルともにチャネル長を３．５μｍとし、チャネル幅を２０μｍとした。
【０１３８】
まず、実施例サンプルの作製方法を説明する。
【０１３９】
まず、基板上に下地層として厚さ２００ｎｍのＳｉＯＮ膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。次に、該下地層上にスパッタリング法により第１の導電層となる導電膜を形成し、該導電膜を加工して第１の導電層を形成した。第１の導電層は、厚さ５０ｎｍのＴｉ層、厚さ１００ｎｍのＡｌ層、厚さ５０ｎｍのＴｉ層が積層された構造とした。
【０１４０】
次に、第１の導電層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第１の絶縁層をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝１５ｓｃｃｍ
アンモニア（ＮＨ３）ガス流量＝５００ｓｃｃｍ
窒素（Ｎ２）ガス流量＝１８０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝２００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２６ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝２００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１４１】
次に、第１の絶縁層の表面に対してプラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は以下の通りである。
一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）ガス流量＝４００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝６０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝３０ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
処理時間＝３分間
【０１４２】
次に、プラズマ処理後の第１の絶縁層上に第１の半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。なお、本実施例では、第１の半導体膜は、２段階の形成処理により形成した。すなわち、第１段階では厚さ５ｎｍの微結晶シリコン膜を形成し、第２段階では厚さ６５ｎｍの微結晶シリコン膜を形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
＜第１段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２．５ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１２５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝７ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
＜第２段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝１．５ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝７ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１４３】
次に、第１の半導体膜上に厚さ８０ｎｍの第２の半導体膜を形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２５ｓｃｃｍ
水素希釈アンモニアガス流量＝１００ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝６５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１２５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝１５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝１５０Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１４４】
なお、ここで、水素希釈アンモニアガスとは、アンモニアガスを水素ガスにより体積比で１０００ｐｐｍまで希釈したガスをいう。
【０１４５】
次に、第２の半導体膜上に厚さ５０ｎｍの不純物半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝９０ｓｃｃｍ
水素希釈ホスフィンガス流量＝１０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝５００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１７０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３０Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１４６】
なお、ここで、水素希釈ホスフィンガスとは、ホスフィンガスを水素ガスにより体積比で０．５パーセントまで希釈したガスをいう。
【０１４７】
次に、不純物半導体膜上にレジスト材料により第１のエッチングマスクを形成した。そして、第１のエッチングマスクを用いて、第１の半導体膜、第２の半導体膜及び不純物半導体膜をエッチングして、薄膜積層体を形成した。ここで、該エッチングはＩＣＰにより行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス流量＝３６ｓｃｃｍ
四フッ化メタン（ＣＦ４）ガス流量＝３６ｓｃｃｍ
酸素（Ｏ２）ガス流量＝８ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝２．０Ｐａ
ＩＣＰ電力＝４５０Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝１００Ｗ
【０１４８】
次に、薄膜積層体に対して酸素プラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は以下の通りである。
酸素（Ｏ２）ガス流量＝１００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝０．６７Ｐａ
高周波電力＝２０００Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝３５０Ｗ
下部電極の温度＝−１０℃
処理時間＝３０秒間
【０１４９】
その後、第１のエッチングマスクを除去した。
【０１５０】
次に、薄膜積層体を覆って厚さ３００ｎｍの導電膜をスパッタリング法により形成した。導電膜上には、第２のエッチングマスクを形成した。導電膜は、厚さ５０ｎｍのＴｉ層、厚さ２００ｎｍのＡｌ層及び厚さ５０ｎｍのＴｉ層を積層した構造とした。
【０１５１】
次に、第１の半導体層、第２の半導体層、不純物半導体層及び第２の導電層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第２の絶縁層となる絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝１５ｓｃｃｍ
アンモニア（ＮＨ３）ガス流量＝５００ｓｃｃｍ
窒素（Ｎ２）ガス流量＝１８０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝２００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２６ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝２００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１５２】
そして、第２のエッチングマスクを用いて絶縁膜を２段階でエッチングして第２の絶縁層を形成した。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
＜第１段階＞
トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）ガス流量＝５０ｓｃｃｍ
ヘリウム（Ｈｅ）ガス流量＝１００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝５．５Ｐａ
ＩＣＰ電力＝４７５Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝３００Ｗ
＜第２段階＞
トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）ガス流量＝７．５ｓｃｃｍ
ヘリウム（Ｈｅ）ガス流量＝１４２．５ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝５．５Ｐａ
ＩＣＰ電力＝４７５Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝３００Ｗ
【０１５３】
次に、酸素（Ｏ２）ガス雰囲気中でアッシングを行った後に第２のエッチングマスクを除去した。
【０１５４】
次に、第１の半導体膜により形成される半導体層を露出させるまでエッチングを行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
４フッ化メタン（ＣＦ４）ガス流量＝１００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝０．６７Ｐａ
ソース電力＝１０００Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝５０Ｗ
【０１５５】
次に、第１の半導体膜により形成される半導体層の露出された部分にプラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は以下の通りである。
水蒸気（Ｈ２Ｏ）ガス流量＝３００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝６６．５Ｐａ
高周波電力＝１８００Ｗ
処理時間＝３分間
【０１５６】
次に、第１の半導体層、第２の半導体層、不純物半導体層、第２の導電層及び第２の絶縁層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第３の絶縁層となる絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２０ｓｃｃｍ
アンモニア（ＮＨ３）ガス流量＝２２０ｓｃｃｍ
窒素（Ｎ２）ガス流量＝４５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝４５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１６０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２１ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝２００Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
【０１５７】
次に、該絶縁膜上にエッチングマスクを形成し、該エッチングマスクを用いて該絶縁膜をエッチングして開口部を形成することで、第３の絶縁層を形成した。開口部は、第２の導電層のソース電極またはドレイン電極となる部分と重畳して形成した。
【０１５８】
次に、第３の絶縁層上に厚さ５０ｎｍの第３の導電層となる導電膜をスパッタリング法により形成した。ここでは、導電膜としてＩＴＯを用いた。その後、該導電膜上にエッチングマスクを形成してエッチングを行い、第３の導電層を形成した。
【０１５９】
次に、比較例サンプルの作製方法を説明する。
【０１６０】
まず、実施例サンプルと同様に、基板上に下地層及び第１の導電層となる導電膜を形成し、該導電膜を加工して第１の導電層を形成した。
【０１６１】
次に、第１の導電層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第１の絶縁層をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は、上部電極と下部電極の間隔を３０ｍｍ、上部電極の温度を２５０℃、下部電極の温度を２９０℃とした以外は実施例サンプルと同じである。
【０１６２】
次に、第１の絶縁層の表面に対してプラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は、上部電極の温度を２５０℃、下部電極の温度を２９０℃とした以外は実施例サンプルと同じである。
【０１６３】
次に、プラズマ処理後の第１の絶縁層上に第１の半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。なお、本実施例では、第１の半導体膜は、３段階の形成処理により形成した。すなわち、第１段階では厚さ５ｎｍの微結晶シリコン膜を形成し、第２段階では厚さ２５ｎｍの微結晶シリコン膜を形成し、第３段階では厚さ４０ｎｍの微結晶シリコン膜を形成した。なお、第３段階はモノシランの流量を周期的に変えつつ行った。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
＜第１段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝３．０ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１２５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝１５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝１００Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
＜第２段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２．０ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝１５００ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝１５００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝７ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３５０Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
＜第３段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝１．０ｓｃｃｍ（１０秒間）
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝０．１ｓｃｃｍ（５秒間）
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝１５００ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝１５００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝７ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３５０Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
【０１６４】
次に、第１の半導体膜上に厚さ８０ｎｍの第２の半導体膜を形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２０ｓｃｃｍ
水素希釈アンモニアガス流量＝５０ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝３５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝６０Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
【０１６５】
なお、ここで、水素希釈アンモニアガスとは、アンモニアガスを水素ガスにより体積比で１０００ｐｐｍまで希釈したガスをいう。
【０１６６】
次に、第２の半導体膜上に厚さ５０ｎｍの不純物半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝８０ｓｃｃｍ
水素希釈ホスフィンガス流量＝１５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝３５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝１５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３０Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
【０１６７】
なお、ここで、水素希釈ホスフィンガスとは、ホスフィンガスを水素ガスにより体積比で０．５パーセントまで希釈したガスをいう。
【０１６８】
次に、不純物半導体膜上にレジスト材料により第１のエッチングマスクを形成した。そして、第１のエッチングマスクを用いて、第１の半導体膜、第２の半導体膜及び不純物半導体膜をエッチングして、薄膜積層体を形成した。ここで、該エッチングはＩＣＰにより行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス流量＝３６ｓｃｃｍ
四フッ化メタン（ＣＦ４）ガス流量＝３６ｓｃｃｍ
酸素（Ｏ２）ガス流量＝８ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝２．０Ｐａ
ＩＣＰ電力＝４５０Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝１００Ｗ
【０１６９】
次に、薄膜積層体に対して酸素プラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は以下の通りである。
酸素（Ｏ２）ガス流量＝１００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝０．６７Ｐａ
高周波電力＝２０００Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝３５０Ｗ
下部電極の温度＝−１０℃
処理時間＝３０秒間
【０１７０】
その後、第１のエッチングマスクを除去した。
【０１７１】
次に、薄膜積層体を覆って厚さ３００ｎｍの導電膜をスパッタリング法により形成した。導電膜上には、第２のエッチングマスクを形成した。導電膜は、厚さ５０ｎｍのＴｉ層、厚さ２００ｎｍのＡｌ層、厚さ５０ｎｍのＴｉ層が積層された構造とした。
【０１７２】
そして、第２のエッチングマスクを用いて絶縁膜及び導電膜をエッチングして第２の導電層を形成しつつ、薄膜積層体の上部もエッチングした。このエッチングは第１の半導体膜により形成される半導体層を露出させない程度に行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス流量＝６０ｓｃｃｍ
塩素（Ｃｌ２）ガス流量＝２０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１．９Ｐａ
高周波電力＝４５０Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝１００Ｗ
【０１７３】
次に、酸素（Ｏ２）ガス雰囲気中でアッシングを行った後に第２のエッチングマスクを除去した。
【０１７４】
次に、第１の半導体膜により形成される半導体層を露出させるまでエッチングを行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
臭化水素（ＨＢｒ）ガス流量＝１２５ｓｃｃｍ
６フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス流量＝１０ｓｃｃｍ
酸素（Ｏ２）ガス流量＝５ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１．７Ｐａ
ＩＣＰ電力＝５００Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝５０Ｗ
【０１７５】
次に、第１の半導体膜により形成される半導体層の露出された部分に実施例サンプルと同様に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）ガスを用いてプラズマ処理を行った。
【０１７６】
次に、第１の半導体層、第２の半導体層、不純物半導体層、第２の導電層及び第２の絶縁層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第３の絶縁層となる絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により実施例サンプルと同様に形成した。
【０１７７】
次に、該絶縁膜上にエッチングマスクを形成し、該エッチングマスクを用いて該絶縁膜をエッチングして開口部を形成することで、実施例サンプルと同様に第３の絶縁層を形成した。開口部は、第２の導電層のソース電極またはドレイン電極となる部分と重畳して実施例サンプルと同様に形成した。
【０１７８】
次に、第２の絶縁層上に第３の導電層となる導電膜をスパッタリング法により実施例サンプルと同様に形成した。その後、該導電膜上にエッチングマスクを形成してエッチングを行い、実施例サンプルと同様に第３の導電層を形成した。
【０１７９】
なお、実施例サンプル及び比較例サンプルともに、図１（Ｃ）に示すように第１の導電層により形成されるゲート電極と第３の導電層により形成されるバックゲート電極を接続させた。
【０１８０】
以上のように形成した実施例サンプルと比較例サンプルのオン電流、オフ電流及び電界効果移動度を下記の表１に示す。
【０１８１】
【表１】
【０１８２】
なお、Ｉｏｆｆ（Ｖｇ＝最小値におけるＶｇ−１０Ｖ）はゲート電圧Ｖｇが−１０Ｖのときのオフ電流であり、Ｉｏｆｆ（最小値）はオフ電流の最小値であり、Ｉｏｎ（Ｖｇ＝１５Ｖ）はゲート電圧Ｖｇが１５Ｖのときのオン電流であり、μＦＥ＿ｓａｔ．は電界効果移動度である。
【０１８３】
本発明の一態様である半導体装置によれば、少なくとも、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を得ることができる。また、オフ電流をも小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１８４】
１００ 基板
１０２ 第１の導電層
１０４ 第１の絶縁層
１０６ 第１の半導体層
１０８ 第２の半導体層
１１０ 不純物半導体層
１１２ 第２の導電層
１１４ 第２の絶縁層
１１６ 第３の絶縁層
１１６Ａ 第３の絶縁層
１１６Ｂ 第３の絶縁層
１１８ 第３の導電層
１１８Ａ 第３の導電層
１１８Ｂ 第３の導電層
１２０ 開口部
１２２ 開口部
２００ 基板
２０２ 第１の導電層
２０４ 第１の絶縁層
２０６ 第１の半導体膜
２０８ 第２の半導体膜
２１０ 不純物半導体膜
２１１ エッチングマスク
２１２ 薄膜積層体
２１４ 導電膜
２１６ 絶縁膜
２１７ エッチングマスク
２１８ 第２の絶縁層
２２０ 第２の導電層
２２２ 第１の半導体層
２２４ 第２の半導体層
２２６ 不純物半導体層
２２８ 第３の絶縁層
２２９ 開口部
２２９Ｐ 開口部
２３０ 第３の導電層
２３１ 開口部
２３１Ｐ 開口部
２４０ エッチングマスク
３００ 電子書籍
３０１ 筐体
３０３ 筐体
３０５ 表示部
３０６ 光電変換装置
３０７ 表示部
３０８ 光電変換装置
３１１ 軸部
３２１ 電源
３２３ 操作キー
３２５ スピーカ
４００ テレビジョン装置
４０１ 筐体
４０３ 表示部
４０５ スタンド
４０７ 表示部
４０９ 操作キー
４１０ リモコン操作機
４２０ デジタルフォトフレーム
４２１ 筐体
４２３ 表示部
４４１ 上部筐体
４４２ 下部筐体
４４３ 表示部
４４４ キーボード
４４５ 外部接続ポート
４４６ ポインティングデバイス
４４７ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその作製方法に関する。なお、本明細書において、半導体装置とは、半導体素子自体または半導体素子を含むものをいい、このような半導体素子として、例えば薄膜トランジスタが挙げられる。従って、液晶表示装置なども半導体装置に含まれるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は人間の生活に欠かせないものとなっている。このような半導体装置に含まれる薄膜トランジスタなどの半導体素子は、基板上に半導体膜などの薄膜を形成し、該薄膜を所望の形状に加工することで作製される。このような作製方法は、例えば、液晶表示装置（例えば、液晶テレビ）にも適用されている。
【０００３】
従来の液晶テレビの薄膜トランジスタには、半導体膜として非晶質シリコン膜が用いられることが多い。これは、非晶質シリコン膜により形成した薄膜トランジスタが、比較的作りやすい構造とされているからである。
【０００４】
しかしながら、昨今の動画事情（例えば、３Ｄ映画鑑賞や３Ｄスポーツ観戦など）から、非晶質シリコン膜を用いた液晶テレビでは、動画の鮮明さを表現する事が困難になり、高速に応答するキャリア移動度の高い薄膜トランジスタの開発が進められている。そのため、微結晶シリコン膜の開発が進められている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１にも記載されているように、半導体膜として、微結晶シリコン膜を用いた薄膜トランジスタでは、オン電流を高くすることが可能である。しかし、上記した昨今の動画事情に鑑みると、まだ十分なものとはいえない。
【０００７】
そこで、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、チャネル形成領域と重畳して、ゲート電極（以下、第１のゲート電極と表記することがある。）とは反対側に「更なるゲート電極（以下、第２のゲート電極と表記することがある。）」を設け、該更なるゲート電極によりチャネル形成領域を拡大するとよい。
【０００８】
図２（Ａ）に示す薄膜トランジスタのように、ソース電極、ドレイン電極、及び半導体層のチャネル形成領域と重畳して第２のゲート電極が設けられており、半導体層と第２のゲート電極の間に介在する絶縁層が薄いと、第２のゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極（特にドレイン電極）との間に大きな寄生容量を生じてしまう。
【０００９】
一方で、図２（Ｂ）に示す薄膜トランジスタのように、半導体層と第２のゲート電極の間に介在する絶縁層が厚いと、半導体層において第２のゲート電極による電界が弱く、薄膜トランジスタの電界効果移動度を向上させ、オン電流を増大させることが困難になる。
【００１０】
そこで、本発明の一態様は、デュアルゲート型薄膜トランジスタを有し、デュアルゲート型薄膜トランジスタの第２のゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極のうち少なくとも一方と、の間の寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を提供することを課題とする。
【００１１】
更には、本発明の一態様は、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を簡便な工程で作製することができる作製方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様である半導体装置は、逆スタガ構造のデュアルゲート型薄膜トランジスタを有するものであって、該薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極となる導電層とパッシベーション層の間に層間絶縁層が設けられており、該パッシベーション層上には更なるゲート電極が設けられているものである。
【００１３】
本発明の一態様である半導体装置の作製方法は、逆スタガ構造のデュアルゲート型薄膜トランジスタを作製するに際して、ソース電極及びドレイン電極となる導電層とパッシベーション層の間に設けられる層間絶縁層となる膜は、ソース電極及びドレイン電極となる導電膜上に積層して形成され、ソース電極及びドレイン電極となる導電層の形成と同一のエッチングマスクを用いて形成され、または、ソース電極及びドレイン電極となる導電層をエッチングマスクとして用いて形成されるものである。
【００１４】
本発明の一態様は、第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に設けられた第１の半導体層と、前記第１の半導体層上に、前記第１の半導体層の一部を露出させて離間して設けられた第２の半導体層と、前記第２の半導体層上に設けられた不純物半導体層と、前記不純物半導体層上に、少なくとも一部が接するように設けられた第２の導電層と、前記第２の導電層上に設けられた第２の絶縁層と、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、前記不純物半導体層、前記第２の導電層、及び前記第２の絶縁層を覆って設けられた第３の絶縁層と、少なくとも、前記第３の絶縁層上に設けられた第３の導電層と、を有し、前記第３の導電層は、前記第１の半導体層の前記第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ前記第２の導電層の一部とも重畳していることを特徴とする半導体装置である。
【００１５】
なお、ここで、前記第２の絶縁層は、前記層間絶縁層であり、前記第３の絶縁層は、前記パッシベーション層に相当する。また、前記第２の導電層は、少なくともソース電極及びドレイン電極を構成し、前記第３の導電層は、少なくとも第２のゲート電極を構成する。
【００１６】
前記構成において、前記第２の絶縁層は、前記第３の絶縁層よりも厚いことが好ましい。第２のゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極の少なくとも一方と、の間の寄生容量を低減させ、電界効果移動度及びオン電流を大きくするためである。
【００１７】
前記構成において、前記第３の導電層を透光性とすることで、表示装置を得ることができる。
【００１８】
前記構成において、前記第３の絶縁層と前記第３の導電層の間に、第４の絶縁層を設け、前記第４の絶縁層は、前記第２の導電層の一部と重畳していることが好ましい。前記第４の絶縁層は、表面が概略平坦になる方法により形成するとよく、前記第４の絶縁層の表面を概略平坦にすることで、前記第４の絶縁層上に形成される画素電極層の断切れ等を防止することができるためである。従って、ここで「概略平坦」とは、上記目的を達成しうる程度のものであればよく、必ずしも高い平坦性が要求されるわけではない。
【００１９】
本発明の一態様は、前記半導体装置の作製方法である。本発明の一態様は、第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層上に、第１の半導体層、第２の半導体層及び不純物半導体層がこの順に積層された薄膜積層体を形成し、前記薄膜積層体を覆って、第２の導電層となる導電膜及び前記第２の絶縁層となる絶縁膜を形成し、前記第２の絶縁層となる前記絶縁膜をエッチングすることで前記第２の絶縁層を形成し、前記第２の導電層となる前記導電膜をエッチングすることで前記第２の導電層を形成し、前記第２の導電層と重畳していない部分の前記不純物半導体層及び前記第２の半導体層を除去することで、前記第２の導電層と重畳していない部分の前記第１の半導体層を露出させ、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、前記不純物半導体層、前記第２の導電層及び前記第２の絶縁層を覆って第３の絶縁層を形成し、少なくとも、前記第３の絶縁層上に、前記第１の半導体層の前記第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ前記第２の導電層の一部と重畳して設けられた第３の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００２０】
前記構成において、前記第２の絶縁層と前記第２の導電層は、同一のエッチング工程で形成されることが好ましい。
【００２１】
前記構成において、露出された部分の前記第１の半導体層を、水素ガスと酸素ガスの混合ガスプラズマに曝すとよい。
【００２２】
なお、前記構成において、前記第１の半導体層は必ずしも必要ではなく、前記第１の半導体層の部分が前記第２の半導体層と同一の層により形成されていてもよい。
【００２３】
なお、本明細書中において、半導体装置を説明する際にはトランジスタとして画素トランジスタを例示しているが、これに限定されず、本発明の一態様である半導体装置は、画素トランジスタ以外の用途で用いられるトランジスタであってもよい。
【００２４】
なお、本明細書中において、エッチングには塩素系ガス（塩素を含むガス）またはフッ素系ガス（フッ素を含むガス）を用いることができる。塩素系ガスとしては、ＢＣｌ３またはＣｌ２などを例示することができるが、ＢＣｌ３とＣｌ２の混合ガスを用いるとよい。フッ素系ガスとしては、ＳＦ６またはＣＦ４などを例示することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様である半導体装置によれば、寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を得ることができる。
【００２６】
本発明の一態様である薄膜トランジスタの作製方法によれば、寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を、簡便な工程で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一態様である半導体装置を説明する断面図及び上面図。
【図２】図１との比較例として示す半導体装置を説明する断面図及び上面図。
【図３】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図４】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図８】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図９】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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。したがって、本発明は、以下に示す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。
【００２９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の一態様である半導体装置の断面図と上面図を示す。図１（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す上面図のＸ−Ｙにおける断面図を示す。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す半導体装置は、基板１００上に設けられた第１の導電層１０２と、第１の導電層１０２を覆う第１の絶縁層１０４と、第１の絶縁層１０４上に設けられた第１の半導体層１０６と、第１の半導体層１０６上に、第１の半導体層１０６の一部を露出させて離間して設けられた第２の半導体層１０８と、第２の半導体層１０８上に設けられた不純物半導体層１１０と、不純物半導体層１１０上に、少なくとも一部が接するように設けられた第２の導電層１１２と、第２の導電層１１２上にのみ設けられた第２の絶縁層１１４と、第１の半導体層１０６、第２の半導体層１０８、不純物半導体層１１０、第２の導電層１１２及び第２の絶縁層１１４を覆って設けられた第３の絶縁層１１６と、少なくとも第３の絶縁層１１６上に設けられた第３の導電層１１８と、を有している。第２の導電層１１２と第３の導電層１１８は、開口部１２０において接続される。
【００３１】
ここで、第３の導電層１１８は、少なくとも第１の半導体層１０６の第２の半導体層１０８と重畳していない部分と重畳し、且つ第２の導電層１１２の一部とも重畳している。
【００３２】
図１（Ｂ）には、第３の導電層１１８により形成されるゲートが、第１の導電層１０２により形成されるゲートとは独立して設けられている形態の上面図を示す。このとき、第３の導電層１１８により形成されるゲートの電位は、第１の導電層１０２により形成されるゲートの電位と異なるものとすることができるため、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。ただし、本実施の形態の半導体装置はこれに限定されず、図１（Ｃ）に示すような構成であってもよい。
【００３３】
図１（Ｃ）には、第３の導電層１１８により形成されるゲートが、第１の導電層１０２により形成されるゲートと開口部１２２において接続されている形態の上面図を示す。このとき、第３の導電層１１８により形成されるゲートの電位と、第１の導電層１０２により形成されるゲートの電位は、等しいものとなる。
【００３４】
なお、第１の絶縁層１０４、第２の絶縁層１１４、及び第３の絶縁層１１６は、窒化シリコン層とすることが好ましい。
【００３５】
なお、第１の絶縁層１０４、第２の絶縁層１１４、及び第３の絶縁層１１６は、窒化シリコン層に限定されない。更には、これらの層は複数の層が積層して設けられていてもよい。例えば、第２の絶縁層１１４として、窒化シリコン層上に酸化窒化シリコン層が積層された２層構造であってもよいし、酸化シリコン層上に酸化窒化シリコン層が設けられ、酸化窒化シリコン層上に窒化シリコン層が設けられた３層構造であってもよい。このように、第２の絶縁層１１４として、酸化シリコン層または酸化窒化シリコン層などを用いると、窒化シリコン層を用いる場合よりも厚さを薄くすることができる。酸化シリコン層及び酸化窒化シリコン層のほうが、窒化シリコン層よりも誘電率が小さいからである。
【００３６】
なお、第３の導電層１１８により形成されるゲートは、図示した形態に限定されない。第３の導電層１１８により形成されるゲートでは、ゲート電極とゲート配線が異なる層として設けられていてもよく、第３の導電層１１８により設けられるゲート電極と、第３の導電層１１８上に設けられた絶縁層上に更に別の導電層を形成し、該別の導電層によりゲート配線が形成されていてもよい。
【００３７】
または、第３の導電層１１８によりゲートのみを形成し、これとは異なる導電層により画素電極が設けられていてもよい。
【００３８】
図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す半導体装置は、寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流を大きくすることができる。
【００３９】
図２（Ａ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す半導体装置との比較例である。図２（Ａ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）における第２の絶縁層を有さず、第１の半導体層１０６、第２の半導体層１０８、不純物半導体層１１０及び第２の導電層１１２を覆って設けられた第３の絶縁層１１６Ａと、少なくとも第３の絶縁層１１６Ａ上に設けられた第３の導電層１１８Ａと、を有している。なお、第３の絶縁層１１６Ａは、図１（Ａ）の第３の絶縁層１１６と同じ厚さで設けられている。
【００４０】
図２（Ａ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）に示す半導体装置と同様に、電界効果移動度が高く、且つオン電流を大きくすることができる。しかし、第２の導電層１１２と第３の導電層１１８Ａの重畳する部分には第３の絶縁層１１６Ａのみが挟持されているので、この部分に生じる容量（寄生容量）が、図１（Ａ）に示す半導体装置の当該部分における寄生容量よりも大きくなってしまうという問題がある。
【００４１】
図２（Ｂ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す半導体装置との比較例である。図２（Ｂ）に示す半導体装置は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）における第２の絶縁層を有さず、第１の半導体層１０６、第２の半導体層１０８、不純物半導体層１１０及び第２の導電層１１２を覆って設けられた第３の絶縁層１１６Ｂと、少なくとも第３の絶縁層１１６Ｂ上に設けられた第３の導電層１１８Ｂと、を有している。なお、第３の絶縁層１１６Ｂは、図１（Ａ）の第２の絶縁層１１４と第３の絶縁層１１６の合計の厚さと同じ厚さで設けられている。
【００４２】
図２（Ｂ）に示す半導体装置は、図２（Ａ）に示す半導体装置よりも寄生容量を小さくすることができる。しかし、第２の導電層１１２と第３の導電層１１８Ｂの重畳する部分には図１（Ａ）の第２の絶縁層１１４と第３の絶縁層１１６の合計の厚さと同じ厚さで設けられた第３の絶縁層１１６Ｂが挟持されているので、第１の半導体層１０６における第３の導電層１１８Ｂで設けられたゲートからの電界が弱く、薄膜トランジスタの電界効果移動度を向上させ、オン電流を増大させることが困難である。
【００４３】
従って、図１（Ａ）に示すように、第２の絶縁層１１４を設けることで、寄生容量が小さく、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を得ることができる。
【００４４】
なお、図示していないが、第２の絶縁層１１４によりソース電極またはドレイン電極と、画素電極と、の間の寄生容量を低減することができるため、画素電極をソース電極及びドレイン電極と重畳するように配しても、ソース電極またはドレイン電極と、画素電極と、の間の寄生容量を抑えることができる。そのため、ソース電極またはドレイン電極と、画素電極と、を重畳させることができ、隣り合う画素電極の間隔を小さくすることができるため開口率を向上させることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した半導体装置の作製方法について説明する。
【００４６】
まず、基板２００上に第１の導電層２０２を選択的に形成し、第１の導電層２０２を覆って第１の絶縁層２０４を形成する（図３（Ａ））。
【００４７】
基板２００は、絶縁性基板である。基板２００として、例えば、ガラス基板、石英基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板などを用いることができる。基板２００がガラス基板である場合には、第１世代（例えば、３２０ｍｍ×４００ｍｍ）〜第１０世代（例えば、２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）のものを用いればよいが、これに限定されるものではない。
【００４８】
第１の導電層２０２は、例えば、スパッタリング法を用いて導電膜（例えば金属膜、または一導電型の不純物元素が添加された半導体膜など）を形成し、該導電膜上にエッチングマスクを形成してエッチングを行うことで選択的に形成すればよい。または、インクジェット法などを用いてもよい。なお、第１の導電層２０２となる導電膜は、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。例えば、Ｔｉ層によりＡｌ層を挟持した３層の積層構造とすればよい。なお、第１の導電層２０２は、少なくとも走査線とゲート電極を構成する。
【００４９】
第１の絶縁層２０４は、例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて絶縁性材料（例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコンまたは酸化シリコンなど）により形成すればよい。なお、第１の絶縁層２０４は、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。ここでは、例えば、窒化シリコン層上に酸化窒化シリコン層が積層された２層の積層構造とする。なお、第１の絶縁層２０４は、少なくともゲート絶縁層を構成する。
【００５０】
なお、「窒化酸化シリコン」とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、好ましくは、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。
【００５１】
なお、「酸化窒化シリコン」とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、好ましくは、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。ただし、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が前記範囲内に含まれるものとする。
【００５２】
なお、ここで、第１の絶縁層２０４の最上層が窒化シリコン層または窒化酸化シリコン層である場合には、第１の絶縁層２０４の表面をＮ２Ｏガスにより発生させたプラズマに曝すことが好ましい。第１の絶縁層２０４の表面をＮ２Ｏガスにより発生させたプラズマに曝すことで、第１の絶縁層２０４の表面を酸化し、この上に形成される第１の半導体膜２０６の結晶性を向上させることができるからである。ただし、プラズマを発生させるガスはＮ２Ｏガスに限定されず、第１の絶縁層２０４の表面を酸化することができるガス（酸化性ガスまたは酸素を含むガス）であればよい。
【００５３】
次に、第１の絶縁層２０４上に第１の半導体膜２０６、第２の半導体膜２０８及び不純物半導体膜２１０をこの順に積層して形成し、不純物半導体膜２１０上にエッチングマスク２１１を形成する（図３（Ｂ））。
【００５４】
第１の半導体膜２０６は、キャリア移動度が高い半導体材料により形成すればよく、好ましくは結晶性半導体により形成する。結晶性半導体としては、例えば、微結晶半導体が挙げられる。ここで、微結晶半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む。）の中間的な構造の半導体をいう。微結晶半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な半導体であり、結晶粒径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の柱状または針状の結晶粒が基板表面に対して法線方向に成長している半導体である。このため、柱状または針状の結晶粒の界面には、粒界が形成されることもある。なお、ここでの結晶粒径は、基板表面に対して平行な面における結晶粒の最大直径である。また、結晶粒は、非晶質半導体領域と、単結晶とみなせる微小結晶である結晶子を有する。なお、結晶粒は双晶を有する場合もある。
【００５５】
微結晶半導体としては、微結晶シリコンを用いればよい。微結晶半導体の一である微結晶シリコンでは、そのラマンスペクトルのピークが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。すなわち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１と非晶質シリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため、水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、Ｈｅ、Ａｒ、ＫｒまたはＮｅなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体が得られる。
【００５６】
なお、結晶性半導体膜に含まれる酸素及び窒素の濃度（二次イオン質量分析法による測定値）を低くし、好ましくは１×１０１８ｃｍ−３未満とすると、結晶性を高めることができる。
【００５７】
なお、結晶性半導体膜は、２段階の成膜処理により形成することが好ましく、２段階の成膜処理において、例えば、第１段階では５００Ｐａ程度の圧力下で厚さ５ｎｍ程度の微結晶シリコン膜を形成し、第２段階では５０００Ｐａ程度の圧力下で所望の厚さの微結晶シリコン膜を形成するとよい。第２段階では第１段階よりもシランの流量比を小さくし、高希釈な条件とするとよい。
【００５８】
第２の半導体膜２０８は、バッファ層として機能し、第１の半導体膜２０６よりもキャリア移動度の低い半導体材料により形成すればよい。好ましくは、非晶質半導体と微小半導体結晶粒を有し、従来の非晶質半導体と比較して、一定光電流法（ＣＰＭ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）やフォトルミネッセンス分光測定で測定されるＵｒｂａｃｈ端のエネルギーが小さく、欠陥吸収スペクトル量が少ない半導体膜である。このような半導体膜は、従来の非晶質半導体膜と比較して欠陥が少なく、価電子帯のバンド端（移動度端）における準位のテイル（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い半導体膜である。
【００５９】
第２の半導体膜２０８には、ハロゲン及び窒素を含んでいてもよい。窒素が含まれる場合には、ＮＨ基またはＮＨ２基として含んでいてもよい。
【００６０】
なお、ここで、第１の半導体膜２０６と第２の半導体膜２０８の界面領域は、微結晶半導体領域と、当該微結晶半導体領域の間に充填される非晶質半導体領域と、を有する。具体的には、第１の半導体膜２０６から錐形状に伸びた微結晶半導体領域と、第２の半導体膜２０８と同様の「非晶質半導体を含む膜」と、で構成される。
【００６１】
第２の半導体膜２０８によりバッファ層が設けられるため、トランジスタのオフ電流を小さくすることができる。また、上記の界面領域において、錐形状に伸びた微結晶半導体領域を有するため、縦方向（厚さ方向）の抵抗、すなわち、第２の半導体膜２０８と、不純物半導体膜２１０により構成されるソース領域またはドレイン領域と、の間の抵抗を低くすることができ、トランジスタのオン電流を高めることができる。すなわち、従来の非晶質半導体を適用した場合と比較すると、オフ電流を十分に低減させつつ、オン電流の低下をも抑制することができ、トランジスタのスイッチング特性を高くすることができる。
【００６２】
なお、完成したトランジスタにおいて、第１の半導体膜２０６により形成される第１の半導体層が薄くなるとオン電流が低下し、第１の半導体膜２０６により形成される第１の半導体層が厚くなると、第１の半導体膜２０６により形成される第１の半導体層と後に形成される第２の導電層の接触面積が広くなり、オフ電流が増大する。従って、オンオフ比を高くするためには、第１の半導体膜２０６を厚くし、更には後述するように、第１の半導体膜２０６により形成される第１の半導体層を含む薄膜積層体２１２の側壁に絶縁化処理を行うことが好ましい。
【００６３】
上記の微結晶半導体領域は、第１の半導体膜２０６から第２の半導体膜２０８に向かって先端が細くなる錐形状の結晶粒により大部分が構成されているとよい。または、第１の半導体膜２０６から第２の半導体膜２０８に向かって幅が広がる結晶粒により大部分が構成されていてもよい。
【００６４】
上記の界面領域において、微結晶半導体領域が第１の半導体膜２０６から第２の半導体膜２０８に向かって先端が細くなる錐形状に伸びた結晶粒である場合には、第１の半導体膜２０６側のほうが、第２の半導体膜２０８側と比較して、微結晶半導体領域の占める割合が高い。微結晶半導体領域は、第１の半導体膜２０６の表面から厚さ方向に成長するが、原料ガスにおいて堆積性ガス（例えば、シラン）に対する水素の流量が小さく（すなわち、希釈率が低く）、または窒素を含む原料ガスの濃度が高いと、微結晶半導体領域における結晶成長が抑制され、結晶粒が錐形状になり、堆積されて形成される半導体は、大部分が非晶質半導体となる。
【００６５】
なお、上記の界面領域は、窒素、特にＮＨ基若しくはＮＨ２基を含有することが好ましい。これは、微結晶半導体領域に含まれる結晶の界面、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域の界面において、窒素、特にＮＨ基若しくはＮＨ２基がシリコン原子のダングリングボンドと結合すると、欠陥を低減させ、キャリアが流れやすくなるためである。このため、窒素、好ましくはＮＨ基若しくはＮＨ２基を１×１０２０ｃｍ−３乃至１×１０２１ｃｍ−３含有すると、シリコン原子のダングリングボンドを窒素、好ましくはＮＨ基若しくはＮＨ２基で架橋しやすくなり、キャリアがより流れやすくなる。この結果、結晶粒界や欠陥におけるキャリアの移動を促進する結合ができ、上記の界面領域のキャリア移動度が向上する。そのため、トランジスタの電界効果移動度が向上する。
【００６６】
なお、上記の界面領域の酸素濃度を低減させることにより、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域の界面または結晶粒間の界面における欠陥密度を低減させ、キャリアの移動を阻害する結合を低減させることができる。
【００６７】
不純物半導体膜２１０は、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体により形成する。トランジスタがｎ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体として、例えば、ＰまたはＡｓを添加したシリコンが挙げられる。または、トランジスタがｐ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素として、例えば、Ｂを添加することも可能であるが、トランジスタはｎ型とすることが好ましい。そのため、ここでは、一例として、Ｐを添加したシリコンを用いる。なお、不純物半導体膜２１０は、非晶質半導体により形成してもよいし、微結晶半導体などの結晶性半導体により形成してもよい。
【００６８】
なお、第１の絶縁層２０４、第１の半導体膜２０６、第２の半導体膜２０８、不純物半導体膜２１０は同一チャンバー内で連続して形成することが好ましい。第１の絶縁層２０４、第１の半導体膜２０６、第２の半導体膜２０８、不純物半導体膜２１０の各々の層間の界面に不純物が含まれてしまうことを防止するためである。
【００６９】
エッチングマスク２１１は、レジスト材料により形成すればよい。
【００７０】
次に、エッチングマスク２１１を用いて、第１の半導体膜２０６、第２の半導体膜２０８及び不純物半導体膜２１０をエッチングし、薄膜積層体２１２を形成する（図３（Ｃ））。
【００７１】
なお、ここで、上述したように、薄膜積層体２１２の側壁に対して絶縁化処理を行うことが好ましい。なぜなら、完成したトランジスタの第１の半導体層と第２の導電層が接するとオフ電流が増大してしまうことが多いからである。ここで絶縁化処理の一としては、薄膜積層体２１２の側壁を酸素プラズマ若しくは窒素プラズマに曝す処理が挙げられる。または、薄膜積層体２１２の側壁が露出された状態で絶縁膜を形成し、該絶縁膜を異方性の高いエッチング方法により基板２００の表面に垂直な方向のエッチングを行うことで、薄膜積層体２１２の側壁に接してサイドウォール絶縁層を形成する処理が挙げられる。
【００７２】
次に、第１の絶縁層２０４及び薄膜積層体２１２上に、導電膜２１４と絶縁膜２１６を形成し、絶縁膜２１６上にはエッチングマスク２１７を形成する（図４（Ａ））。
【００７３】
導電膜２１４は、第１の導電層２０２と同様に、導電性材料（例えば金属、または一導電型の不純物元素が添加された半導体など）により形成すればよい。なお、導電膜２１４は、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。例えば、Ｔｉ層によりＡｌ層を挟持した３層の積層構造として形成する。
【００７４】
絶縁膜２１６は、第１の絶縁層２０４と同様の材料及び同様の方法により形成すればよい。なお、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。ここでは、例えば窒化シリコンにより形成すればよい。
【００７５】
エッチングマスク２１７は、レジスト材料により形成すればよい。
【００７６】
次に、エッチングマスク２１７を用いて絶縁膜２１６をエッチングして、第２の絶縁層２１８を形成する（図４（Ｂ））。
【００７７】
次に、導電膜２１４をエッチングして第２の導電層２２０を形成する（図４（Ｃ））。
【００７８】
なお、絶縁膜２１６をエッチングする工程（図４（Ａ）の状態から図４（Ｂ）の状態に加工する工程）と導電膜２１４をエッチングする工程（図４（Ｂ）の状態から図４（Ｃ）の状態に加工する工程）は同一のエッチング工程により一括して行うことが好ましい。作製工程が簡略化するためである。
【００７９】
なお、導電膜２１４のエッチングは、第２の絶縁層２１８をエッチングマスクとして用いて行ってもよい。このとき、導電膜２１４をエッチングして第２の導電層２２０を形成する前にエッチングマスク２１７を除去すればよい。
【００８０】
なお、導電膜２１４をエッチングして第２の導電層２２０を形成する際には、薄膜積層体２１２の上部がエッチングされてもよい。
【００８１】
次に、薄膜積層体２１２の上部をエッチングして第１の半導体層２２２、第２の半導体層２２４及び不純物半導体層２２６を形成する（図５（Ａ））。このとき、薄膜積層体２１２のエッチングは、一の工程により行ってもよいし、複数の工程により行ってもよいが、最終的には、第１の半導体層２２２の第２の半導体層２２４と重畳していない部分（すなわち、チャネル形成領域となる部分）を露出させるまで行う。
【００８２】
なお、導電膜２１４をエッチングして第２の導電層２２０を形成する工程と、薄膜積層体２１２の上部をエッチングして第１の半導体層２２２、第２の半導体層２２４、及び不純物半導体層２２６を形成する工程は、一の工程として同時に行ってもよい。
【００８３】
次に、第３の絶縁層２２８を形成する（図５（Ｂ））。
【００８４】
第３の絶縁層２２８は、第１の絶縁層２０４及び絶縁膜２１６と同様に、絶縁性材料により形成すればよい。なお、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。ここでは、例えば窒化シリコンにより形成すればよい。
【００８５】
次に、第２の絶縁層２１８と第３の絶縁層２２８に開口部２２９を形成し、開口部２２９において第２の導電層２２０と接続されるように、第３の導電層２３０を形成する（図５（Ｃ））。
【００８６】
第３の導電層２３０は、透光性を有する導電性高分子（導電性ポリマーともいう。）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した第３の導電層２３０は、シート抵抗が１００００Ω／□以下であり、且つ波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００８７】
なお、導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、又は、アニリン、ピロール及びチオフェンの２種以上の共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
【００８８】
第３の導電層２３０は、例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物などを用いて形成することができる。
【００８９】
第３の導電層２３０は、上記材料により形成した膜をフォトリソグラフィ法により加工することで、形成すればよい。
【００９０】
第３の導電層２３０を、透光性を有する材料により形成すると、画素電極として機能させることができる。
【００９１】
なお、図示していないが、第３の絶縁層２２８と第３の導電層２３０の間に、第４の絶縁層を形成してもよい。前記第４の絶縁層は、前記第２の導電層の一部と重畳していることが好ましい。前記第４の絶縁層は、表面が概略平坦になる方法により形成するとよく、前記第４の絶縁層の表面を概略平坦にすることで、前記第４の絶縁層上に形成される画素電極層の断切れ等を防止することができるためである。従って、ここで「概略平坦」とは、上記目的を達成しうる程度のものであればよく、高い平坦性が要求されるわけではない。
【００９２】
なお、前記第４の絶縁層は、例えば、感光性ポリイミド、アクリルまたはエポキシ樹脂などを用いて、スピンコーティング法などにより形成することができる。ただし、これらの材料又は形成方法に限定されるものではない。
【００９３】
以上説明したように、実施の形態１の半導体装置を簡便な工程で作製することができる。
【００９４】
なお、基板２００は、実施の形態１の基板１００に相当する。
【００９５】
なお、第１の導電層２０２は、実施の形態１の第１の導電層１０２に相当する。
【００９６】
なお、第１の絶縁層２０４は、実施の形態１の第１の絶縁層１０４に相当する。
【００９７】
なお、第１の半導体層２２２は、実施の形態１の第１の半導体層１０６に相当する。
【００９８】
なお、第２の半導体層２２４は、実施の形態１の第２の半導体層１０８に相当する。
【００９９】
なお、不純物半導体層２２６は、実施の形態１の不純物半導体層１１０に相当する。
【０１００】
なお、第２の導電層２２０は、実施の形態１の第２の導電層１１２に相当する。
【０１０１】
なお、第２の絶縁層２１８は、実施の形態１の第２の絶縁層１１４に相当する。
【０１０２】
なお、第３の絶縁層２２８は、実施の形態１の第３の絶縁層１１６に相当する。
【０１０３】
なお、第３の導電層２３０は、実施の形態１の第３の導電層１１８に相当する。
【０１０４】
なお、開口部２２９は、実施の形態１の開口部１２０に相当する。
【０１０５】
ところで、実施の形態１において、第２の導電層１１２と第３の導電層１１８は開口部１２０において接続されている。そして、第１の導電層１０２と第３の導電層１１８は開口部１２２において接続されている。ここで、実施の形態２において、開口部１２０及び開口部１２２に対応する開口部２２９と開口部２３１の形成方法について説明する。
【０１０６】
開口部２２９及び開口部２３１は、一のエッチング工程により形成してもよいし、複数のエッチング工程により形成してもよい。
【０１０７】
図６（Ａ−１）乃至（Ｃ−１）は開口部２２９の形成方法を説明する図であり、図６（Ａ−２）乃至（Ｃ−２）は開口部２３１の形成方法を説明する図である。
【０１０８】
まず、開口部２２９と開口部２３１を形成する部分以外の部分にエッチングマスク２４０を形成する（図６（Ａ−１）及び（Ａ−２））。
【０１０９】
開口部２２９を形成する部分では、基板２００上に第１の絶縁層２０４、第２の導電層２２０、第２の絶縁層２１８及び第３の絶縁層２２８が設けられている。一方で、開口部２３１を形成する部分では、基板２００上に第１の導電層２０２、第１の絶縁層２０４及び第３の絶縁層２２８が設けられている。
【０１１０】
次に、エッチングマスク２４０を用いて第２の絶縁層２１８及び第３の絶縁層２２８をエッチングして、開口部２２９を形成すると同時に、第１の絶縁層２０４及び第３の絶縁層２２８をエッチングして、開口部２３１を形成する（図６（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。
【０１１１】
次に、開口部２２９と開口部２３１のそれぞれに、第３の導電層２３０を選択的に形成する（図６（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。
【０１１２】
または、図７に示すように、開口部２２９及び開口部２３１の形成を二段階のエッチング工程により行ってもよい。
【０１１３】
図７（Ａ−１）乃至（Ｄ−１）は二段階のエッチング工程による開口部２２９の形成方法を説明する図であり、図７（Ａ−２）乃至（Ｄ−２）は二段階のエッチング工程による開口部２３１の形成方法を説明する図である。
【０１１４】
まず、開口部２２９と開口部２３１を形成する部分以外にエッチングマスク２４０を形成する（図７（Ａ−１）及び（Ａ−２））。図６の場合と同様に、開口部２２９を形成する部分では、基板２００上に第１の絶縁層２０４、第２の導電層２２０、第２の絶縁層２１８及び第３の絶縁層２２８が設けられている。一方で、開口部２３１を形成する部分では、基板２００上に第１の導電層２０２、第１の絶縁層２０４及び第３の絶縁層２２８が設けられている。
【０１１５】
次に、エッチングマスク２４０を用いて第３の絶縁層２２８をエッチングして、開口部２２９Ｐ及び開口部２３１Ｐを形成する（図７（Ｂ−１）及び（Ｂ−２））。
【０１１６】
次に、開口部２２９Ｐの部分の第２の絶縁層２１８をエッチングして、開口部２２９を形成すると同時に、開口部２３１Ｐの部分の第１の絶縁層２０４をエッチングして、開口部２３１を形成する（図７（Ｃ−１）及び（Ｃ−２））。
【０１１７】
次に、開口部２２９と開口部２３１のそれぞれに、第３の導電層２３０を選択的に形成する（図７（Ｄ−１）及び（Ｄ−２））。
【０１１８】
以上説明したように、開口部２２９及び開口部２３１を形成することができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
上記実施の形態にて作製した薄膜トランジスタを適用した半導体装置としては、電子ペーパーが挙げられる。電子ペーパーは、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、デジタルサイネージ、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電子機器の一例を図８に示す。
【０１２０】
図８は、電子書籍の一例を示している。例えば、電子書籍３００は、筐体３０１および筐体３０３の２つの筐体で構成されている。筐体３０１および筐体３０３は、軸部３１１により一体とされており、該軸部３１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍と同様に取り扱うことが可能となる。
【０１２１】
筐体３０１には表示部３０５及び光電変換装置３０６が組み込まれ、筐体３０３には表示部３０７及び光電変換装置３０８が組み込まれている。表示部３０５及び表示部３０７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図８では表示部３０５）に文章を表示し、左側の表示部（図８では表示部３０７）に画像を表示することができる。
【０１２２】
また、図８では、筐体３０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体３０１において、電源３２１、操作キー３２３、スピーカ３２５などを備えている。操作キー３２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍３００は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０１２３】
また、電子書籍３００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０１２４】
（実施の形態４）
上記実施の形態にて作製した薄膜トランジスタを適用した半導体装置としては、電子ペーパー以外にもさまざまな電子機器（遊技機も含む）が挙げられる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１２５】
図９（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置４００は、筐体４０１に表示部４０３が組み込まれている。表示部４０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド４０５により筐体４０１を支持した構成を示している。
【０１２６】
テレビジョン装置４００の操作は、筐体４０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機４１０により行うことができる。リモコン操作機４１０が備える操作キー４０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部４０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機４１０に、当該リモコン操作機４１０から出力する情報を表示する表示部４０７を設ける構成としてもよい。
【０１２７】
なお、テレビジョン装置４００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１２８】
図９（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム４２０は、筐体４２１に表示部４２３が組み込まれている。表示部４２３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０１２９】
なお、デジタルフォトフレーム４２０は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部４２３に表示させることができる。
【０１３０】
また、デジタルフォトフレーム４２０は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０１３１】
図１０は携帯型のコンピュータの一例を示す斜視図である。
【０１３２】
図１０の携帯型のコンピュータは、上部筐体４４１と下部筐体４４２とを接続するヒンジユニットを閉状態として表示部４４３を有する上部筐体４４１と、キーボード４４４を有する下部筐体４４２とを重ねた状態とすることができ、持ち運ぶことが便利であるとともに、使用者がキーボード入力する場合には、ヒンジユニットを開状態として、表示部４４３を見て入力操作を行うことができる。
【０１３３】
また、下部筐体４４２はキーボード４４４の他に入力操作を行うポインティングデバイス４４６を有する。また、表示部４４３をタッチ入力パネルとすれば、表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。また、下部筐体４４２はＣＰＵやハードディスク等の演算機能部を有している。また、下部筐体４４２は他の機器、例えばＵＳＢの通信規格に準拠した通信ケーブルが差し込まれる外部接続ポート４４５を有している。
【０１３４】
上部筐体４４１には更に上部筐体４４１内部にスライドさせて収納可能な表示部４４７を有しており、広い表示画面を実現することができる。また、収納可能な表示部４４７の画面の向きを使用者は調節できる。また、収納可能な表示部４４７をタッチ入力パネルとすれば、収納可能な表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。
【０１３５】
表示部４４３または収納可能な表示部４４７は、液晶表示パネル、有機発光素子または無機発光素子などの発光表示パネルなどの映像表示装置を用いる。
【０１３６】
また、図１０の携帯型のコンピュータは、受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部に表示することができる。また、上部筐体４４１と下部筐体４４２とを接続するヒンジユニットを閉状態としたまま、表示部４４７をスライドさせて画面全面を露出させ、画面角度を調節して使用者がテレビ放送を見ることもできる。この場合には、ヒンジユニットを閉状態として表示部４４３を表示させず、さらにテレビ放送を表示するだけの回路の起動のみを行うため、最小限の消費電力とすることができ、バッテリー容量の限られている携帯型のコンピュータにおいて有用である。
【実施例１】
【０１３７】
本実施例では、実施の形態１にて説明した本発明の一態様である半導体装置を作製し、その電気的特性を測定した。作製したサンプルは、本発明の一態様である半導体装置である実施例サンプルと、本発明の一態様である半導体装置の作製方法を適用していない比較例サンプルである。なお、実施例サンプル及び比較例サンプルともにチャネル長を３．５μｍとし、チャネル幅を２０μｍとした。
【０１３８】
まず、実施例サンプルの作製方法を説明する。
【０１３９】
まず、基板上に下地層として厚さ２００ｎｍのＳｉＯＮ膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。次に、該下地層上にスパッタリング法により第１の導電層となる導電膜を形成し、該導電膜を加工して第１の導電層を形成した。第１の導電層は、厚さ５０ｎｍのＴｉ層、厚さ１００ｎｍのＡｌ層、厚さ５０ｎｍのＴｉ層が積層された構造とした。
【０１４０】
次に、第１の導電層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第１の絶縁層をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝１５ｓｃｃｍ
アンモニア（ＮＨ３）ガス流量＝５００ｓｃｃｍ
窒素（Ｎ２）ガス流量＝１８０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝２００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２６ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝２００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１４１】
次に、第１の絶縁層の表面に対してプラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は以下の通りである。
一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）ガス流量＝４００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝６０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝３０ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
処理時間＝３分間
【０１４２】
次に、プラズマ処理後の第１の絶縁層上に第１の半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。なお、本実施例では、第１の半導体膜は、２段階の形成処理により形成した。すなわち、第１段階では厚さ５ｎｍの微結晶シリコン膜を形成し、第２段階では厚さ６５ｎｍの微結晶シリコン膜を形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
＜第１段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２．５ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１２５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝７ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
＜第２段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝１．５ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝７ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１４３】
次に、第１の半導体膜上に厚さ８０ｎｍの第２の半導体膜を形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２５ｓｃｃｍ
水素希釈アンモニアガス流量＝１００ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝６５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１２５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝１５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝１５０Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１４４】
なお、ここで、水素希釈アンモニアガスとは、アンモニアガスを水素ガスにより体積比で１０００ｐｐｍまで希釈したガスをいう。
【０１４５】
次に、第２の半導体膜上に厚さ５０ｎｍの不純物半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝９０ｓｃｃｍ
水素希釈ホスフィンガス流量＝１０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝５００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１７０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３０Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１４６】
なお、ここで、水素希釈ホスフィンガスとは、ホスフィンガスを水素ガスにより体積比で０．５パーセントまで希釈したガスをいう。
【０１４７】
次に、不純物半導体膜上にレジスト材料により第１のエッチングマスクを形成した。そして、第１のエッチングマスクを用いて、第１の半導体膜、第２の半導体膜及び不純物半導体膜をエッチングして、薄膜積層体を形成した。ここで、該エッチングはＩＣＰにより行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス流量＝３６ｓｃｃｍ
四フッ化メタン（ＣＦ４）ガス流量＝３６ｓｃｃｍ
酸素（Ｏ２）ガス流量＝８ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝２．０Ｐａ
ＩＣＰ電力＝４５０Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝１００Ｗ
【０１４８】
次に、薄膜積層体に対して酸素プラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は以下の通りである。
酸素（Ｏ２）ガス流量＝１００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝０．６７Ｐａ
高周波電力＝２０００Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝３５０Ｗ
下部電極の温度＝−１０℃
処理時間＝３０秒間
【０１４９】
その後、第１のエッチングマスクを除去した。
【０１５０】
次に、薄膜積層体を覆って厚さ３００ｎｍの導電膜をスパッタリング法により形成した。導電膜上には、第２のエッチングマスクを形成した。導電膜は、厚さ５０ｎｍのＴｉ層、厚さ２００ｎｍのＡｌ層及び厚さ５０ｎｍのＴｉ層を積層した構造とした。
【０１５１】
次に、第１の半導体層、第２の半導体層、不純物半導体層及び第２の導電層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第２の絶縁層となる絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝１５ｓｃｃｍ
アンモニア（ＮＨ３）ガス流量＝５００ｓｃｃｍ
窒素（Ｎ２）ガス流量＝１８０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝２００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２６ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝２００Ｗ
上部電極の温度＝２００℃
下部電極の温度＝３００℃
【０１５２】
そして、第２のエッチングマスクを用いて絶縁膜を２段階でエッチングして第２の絶縁層を形成した。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
＜第１段階＞
トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）ガス流量＝５０ｓｃｃｍ
ヘリウム（Ｈｅ）ガス流量＝１００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝５．５Ｐａ
ＩＣＰ電力＝４７５Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝３００Ｗ
＜第２段階＞
トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）ガス流量＝７．５ｓｃｃｍ
ヘリウム（Ｈｅ）ガス流量＝１４２．５ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝５．５Ｐａ
ＩＣＰ電力＝４７５Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝３００Ｗ
【０１５３】
次に、酸素（Ｏ２）ガス雰囲気中でアッシングを行った後に第２のエッチングマスクを除去した。
【０１５４】
次に、第１の半導体膜により形成される半導体層を露出させるまでエッチングを行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
４フッ化メタン（ＣＦ４）ガス流量＝１００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝０．６７Ｐａ
ソース電力＝１０００Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝５０Ｗ
【０１５５】
次に、第１の半導体膜により形成される半導体層の露出された部分にプラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は以下の通りである。
水蒸気（Ｈ２Ｏ）ガス流量＝３００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝６６．５Ｐａ
高周波電力＝１８００Ｗ
処理時間＝３分間
【０１５６】
次に、第１の半導体層、第２の半導体層、不純物半導体層、第２の導電層及び第２の絶縁層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第３の絶縁層となる絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２０ｓｃｃｍ
アンモニア（ＮＨ３）ガス流量＝２２０ｓｃｃｍ
窒素（Ｎ２）ガス流量＝４５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝４５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１６０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２１ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝２００Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
【０１５７】
次に、該絶縁膜上にエッチングマスクを形成し、該エッチングマスクを用いて該絶縁膜をエッチングして開口部を形成することで、第３の絶縁層を形成した。開口部は、第２の導電層のソース電極またはドレイン電極となる部分と重畳して形成した。
【０１５８】
次に、第３の絶縁層上に厚さ５０ｎｍの第３の導電層となる導電膜をスパッタリング法により形成した。ここでは、導電膜としてＩＴＯを用いた。その後、該導電膜上にエッチングマスクを形成してエッチングを行い、第３の導電層を形成した。
【０１５９】
次に、比較例サンプルの作製方法を説明する。
【０１６０】
まず、実施例サンプルと同様に、基板上に下地層及び第１の導電層となる導電膜を形成し、該導電膜を加工して第１の導電層を形成した。
【０１６１】
次に、第１の導電層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第１の絶縁層をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は、上部電極と下部電極の間隔を３０ｍｍ、上部電極の温度を２５０℃、下部電極の温度を２９０℃とした以外は実施例サンプルと同じである。
【０１６２】
次に、第１の絶縁層の表面に対してプラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は、上部電極の温度を２５０℃、下部電極の温度を２９０℃とした以外は実施例サンプルと同じである。
【０１６３】
次に、プラズマ処理後の第１の絶縁層上に第１の半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。なお、本実施例では、第１の半導体膜は、３段階の形成処理により形成した。すなわち、第１段階では厚さ５ｎｍの微結晶シリコン膜を形成し、第２段階では厚さ２５ｎｍの微結晶シリコン膜を形成し、第３段階では厚さ４０ｎｍの微結晶シリコン膜を形成した。なお、第３段階はモノシランの流量を周期的に変えつつ行った。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
＜第１段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝３．０ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１２５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝１５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝１００Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
＜第２段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２．０ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝１５００ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝１５００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝７ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３５０Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
＜第３段階＞
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝１．０ｓｃｃｍ（１０秒間）
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝０．１ｓｃｃｍ（５秒間）
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝１５００ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝１５００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１００００Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝７ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３５０Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
【０１６４】
次に、第１の半導体膜上に厚さ８０ｎｍの第２の半導体膜を形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝２０ｓｃｃｍ
水素希釈アンモニアガス流量＝５０ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝３５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝２５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝６０Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
【０１６５】
なお、ここで、水素希釈アンモニアガスとは、アンモニアガスを水素ガスにより体積比で１０００ｐｐｍまで希釈したガスをいう。
【０１６６】
次に、第２の半導体膜上に厚さ５０ｎｍの不純物半導体膜をプラズマＣＶＤ法により形成した。ここで、プラズマＣＶＤ法の詳細な条件は以下の通りである。
モノシラン（ＳｉＨ４）ガス流量＝８０ｓｃｃｍ
水素希釈ホスフィンガス流量＝１５０ｓｃｃｍ
水素（Ｈ２）ガス流量＝７５０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝３５０Ｐａ
上部電極と下部電極の間隔＝１５ｍｍ
高周波電力周波数＝１３．５６ＭＨｚ
高周波電力＝３０Ｗ
上部電極の温度＝２５０℃
下部電極の温度＝２９０℃
【０１６７】
なお、ここで、水素希釈ホスフィンガスとは、ホスフィンガスを水素ガスにより体積比で０．５パーセントまで希釈したガスをいう。
【０１６８】
次に、不純物半導体膜上にレジスト材料により第１のエッチングマスクを形成した。そして、第１のエッチングマスクを用いて、第１の半導体膜、第２の半導体膜及び不純物半導体膜をエッチングして、薄膜積層体を形成した。ここで、該エッチングはＩＣＰにより行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス流量＝３６ｓｃｃｍ
四フッ化メタン（ＣＦ４）ガス流量＝３６ｓｃｃｍ
酸素（Ｏ２）ガス流量＝８ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝２．０Ｐａ
ＩＣＰ電力＝４５０Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝１００Ｗ
【０１６９】
次に、薄膜積層体に対して酸素プラズマ処理を行った。ここで、プラズマ処理の詳細な条件は以下の通りである。
酸素（Ｏ２）ガス流量＝１００ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝０．６７Ｐａ
高周波電力＝２０００Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝３５０Ｗ
下部電極の温度＝−１０℃
処理時間＝３０秒間
【０１７０】
その後、第１のエッチングマスクを除去した。
【０１７１】
次に、薄膜積層体を覆って厚さ３００ｎｍの導電膜をスパッタリング法により形成した。導電膜上には、第２のエッチングマスクを形成した。導電膜は、厚さ５０ｎｍのＴｉ層、厚さ２００ｎｍのＡｌ層、厚さ５０ｎｍのＴｉ層が積層された構造とした。
【０１７２】
そして、第２のエッチングマスクを用いて絶縁膜及び導電膜をエッチングして第２の導電層を形成しつつ、薄膜積層体の上部もエッチングした。このエッチングは第１の半導体膜により形成される半導体層を露出させない程度に行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス流量＝６０ｓｃｃｍ
塩素（Ｃｌ２）ガス流量＝２０ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１．９Ｐａ
高周波電力＝４５０Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝１００Ｗ
【０１７３】
次に、酸素（Ｏ２）ガス雰囲気中でアッシングを行った後に第２のエッチングマスクを除去した。
【０１７４】
次に、第１の半導体膜により形成される半導体層を露出させるまでエッチングを行った。ここで、エッチングの詳細な条件は以下の通りである。
臭化水素（ＨＢｒ）ガス流量＝１２５ｓｃｃｍ
６フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス流量＝１０ｓｃｃｍ
酸素（Ｏ２）ガス流量＝５ｓｃｃｍ
反応室内圧力＝１．７Ｐａ
ＩＣＰ電力＝５００Ｗ
上部電極と下部電極の間のバイアス電力＝５０Ｗ
【０１７５】
次に、第１の半導体膜により形成される半導体層の露出された部分に実施例サンプルと同様に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）ガスを用いてプラズマ処理を行った。
【０１７６】
次に、第１の半導体層、第２の半導体層、不純物半導体層、第２の導電層及び第２の絶縁層を覆って厚さ３００ｎｍの窒化シリコンからなる第３の絶縁層となる絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により実施例サンプルと同様に形成した。
【０１７７】
次に、該絶縁膜上にエッチングマスクを形成し、該エッチングマスクを用いて該絶縁膜をエッチングして開口部を形成することで、実施例サンプルと同様に第３の絶縁層を形成した。開口部は、第２の導電層のソース電極またはドレイン電極となる部分と重畳して実施例サンプルと同様に形成した。
【０１７８】
次に、第２の絶縁層上に第３の導電層となる導電膜をスパッタリング法により実施例サンプルと同様に形成した。その後、該導電膜上にエッチングマスクを形成してエッチングを行い、実施例サンプルと同様に第３の導電層を形成した。
【０１７９】
なお、実施例サンプル及び比較例サンプルともに、図１（Ｃ）に示すように第１の導電層により形成されるゲート電極と第３の導電層により形成されるバックゲート電極を接続させた。
【０１８０】
以上のように形成した実施例サンプルと比較例サンプルのオン電流、オフ電流及び電界効果移動度を下記の表１に示す。
【０１８１】
【表１】
【０１８２】
なお、Ｉｏｆｆ（Ｖｇ＝最小値におけるＶｇ−１０Ｖ）はゲート電圧Ｖｇが−１０Ｖのときのオフ電流であり、Ｉｏｆｆ（最小値）はオフ電流の最小値であり、Ｉｏｎ（Ｖｇ＝１５Ｖ）はゲート電圧Ｖｇが１５Ｖのときのオン電流であり、μＦＥ＿ｓａｔ．は電界効果移動度である。
【０１８３】
本発明の一態様である半導体装置によれば、少なくとも、電界効果移動度が高く、且つオン電流が大きい半導体装置を得ることができる。また、オフ電流をも小さくすることができる。
【符号の説明】
【０１８４】
１００ 基板
１０２ 第１の導電層
１０４ 第１の絶縁層
１０６ 第１の半導体層
１０８ 第２の半導体層
１１０ 不純物半導体層
１１２ 第２の導電層
１１４ 第２の絶縁層
１１６ 第３の絶縁層
１１６Ａ 第３の絶縁層
１１６Ｂ 第３の絶縁層
１１８ 第３の導電層
１１８Ａ 第３の導電層
１１８Ｂ 第３の導電層
１２０ 開口部
１２２ 開口部
２００ 基板
２０２ 第１の導電層
２０４ 第１の絶縁層
２０６ 第１の半導体膜
２０８ 第２の半導体膜
２１０ 不純物半導体膜
２１１ エッチングマスク
２１２ 薄膜積層体
２１４ 導電膜
２１６ 絶縁膜
２１７ エッチングマスク
２１８ 第２の絶縁層
２２０ 第２の導電層
２２２ 第１の半導体層
２２４ 第２の半導体層
２２６ 不純物半導体層
２２８ 第３の絶縁層
２２９ 開口部
２２９Ｐ 開口部
２３０ 第３の導電層
２３１ 開口部
２３１Ｐ 開口部
２４０ エッチングマスク
３００ 電子書籍
３０１ 筐体
３０３ 筐体
３０５ 表示部
３０６ 光電変換装置
３０７ 表示部
３０８ 光電変換装置
３１１ 軸部
３２１ 電源
３２３ 操作キー
３２５ スピーカ
４００ テレビジョン装置
４０１ 筐体
４０３ 表示部
４０５ スタンド
４０７ 表示部
４０９ 操作キー
４１０ リモコン操作機
４２０ デジタルフォトフレーム
４２１ 筐体
４２３ 表示部
４４１ 上部筐体
４４２ 下部筐体
４４３ 表示部
４４４ キーボード
４４５ 外部接続ポート
４４６ ポインティングデバイス
４４７ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に設けられた第１の半導体層と、
前記第１の半導体層上に、前記第１の半導体層を露出させて離間して設けられた第２の半導体層と、
前記第２の半導体層上に設けられた不純物半導体層と、
前記不純物半導体層上に、少なくとも一部が接するように設けられた第２の導電層と、
前記第２の導電層上に設けられた第２の絶縁層と、
前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、前記不純物半導体層、前記第２の導電層、及び前記第２の絶縁層を覆って設けられた第３の絶縁層と、
少なくとも、前記第３の絶縁層上に設けられた第３の導電層と、を有し、
前記第３の導電層は、前記第１の半導体層の前記第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ前記第２の導電層の一部とも重畳していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の絶縁層は、前記第３の絶縁層よりも厚いことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第３の導電層は透光性であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第３の絶縁層と前記第３の導電層の間には、第４の絶縁層が設けられており、
前記第４の絶縁層は、前記第２の導電層の一部と重畳していることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層上に、第１の半導体層、第２の半導体層及び不純物半導体層がこの順に積層された薄膜積層体を形成し、
前記薄膜積層体を覆って、第２の導電層となる導電膜及び第２の絶縁層となる絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁層となる前記絶縁膜をエッチングすることで前記第２の絶縁層を形成し、
前記第２の導電層となる前記導電膜をエッチングすることで前記第２の導電層を形成し、
前記第２の導電層と重畳していない部分の前記不純物半導体層及び前記第２の半導体層を除去することで、前記第２の導電層と重畳していない部分の前記第１の半導体層を露出させて半導体素子を形成し、
前記半導体素子を覆って第３の絶縁層を形成し、
少なくとも、前記第３の絶縁層上に、前記第１の半導体層の前記第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ前記第２の導電層の一部と重畳して設けられた第３の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２の絶縁層と前記第２の導電層は、同一のエッチング工程で形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
露出された部分の前記第１の半導体層を、水素ガスと酸素ガスの混合ガスプラズマに曝すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１】
第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に設けられた第１の半導体層と、
前記第１の半導体層上に、前記第１の半導体層を露出させて離間して設けられた第２の半導体層と、
前記第２の半導体層上に設けられた不純物半導体層と、
前記不純物半導体層上に、少なくとも一部が接するように設けられた第２の導電層と、
前記第２の導電層上に設けられた第２の絶縁層と、
前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、前記不純物半導体層、前記第２の導電層、及び前記第２の絶縁層を覆って設けられた第３の絶縁層と、
少なくとも、前記第３の絶縁層上に設けられた第３の導電層と、を有し、
前記第３の導電層は、前記第１の半導体層の前記第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ前記第２の導電層の一部とも重畳していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の絶縁層は、前記第３の絶縁層よりも厚いことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第３の導電層は透光性であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第３の絶縁層と前記第３の導電層の間には、第４の絶縁層が設けられており、
前記第４の絶縁層は、前記第２の導電層の一部と重畳していることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
第１の導電層を覆って設けられた第１の絶縁層上に、第１の半導体層、第２の半導体層及び不純物半導体層がこの順に積層された薄膜積層体を形成し、
前記薄膜積層体を覆って、第２の導電層となる導電膜及び第２の絶縁層となる絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁層となる前記絶縁膜をエッチングすることで前記第２の絶縁層を形成し、
前記第２の導電層となる前記導電膜をエッチングすることで前記第２の導電層を形成し、
前記第２の導電層と重畳していない部分の前記不純物半導体層及び前記第２の半導体層を除去することで、前記第２の導電層と重畳していない部分の前記第１の半導体層を露出させて半導体素子を形成し、
前記半導体素子を覆って第３の絶縁層を形成し、
少なくとも、前記第３の絶縁層上に、前記第１の半導体層の前記第２の半導体層と重畳していない部分と重畳し、且つ前記第２の導電層の一部と重畳して設けられた第３の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２の絶縁層と前記第２の導電層は、同一のエッチング工程で形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
露出された部分の前記第１の半導体層を、水素ガスと酸素ガスの混合ガスプラズマに曝すことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−６９９３７（Ｐ２０１２−６９９３７Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３６０６（Ｐ２０１１−１８３６０６）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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