JPH0567782A

JPH0567782A - 薄膜トランジスタとその製造方法

Info

Publication number: JPH0567782A
Application number: JP22784891A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Shinagawa; 陽明品川; Takeshi Tanaka; 武田中; Kikuo Ono; 記久雄小野; Kazuhiro Ogawa; 和宏小川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1991-09-09
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】逆スタガー型の薄膜トランジスタにおいて、ゲ
ート絶縁膜窒化シリコンの珪素の組成比を大きくするこ
とにより、チャネル領域へのエネルギービームの照射に
より製造する結晶性薄膜トランジスタの性能の向上と均
一化を共に達成する。【構成】硝子基板１上にＡｌゲート電極２と、その陽極
化成によりＡｌ₂Ｏ₃ゲート絶縁膜３を形成する。次い
で、珪素原子と窒素原子の組成比が０.７５以上０.９０
以下、もしくは珪素原子と窒素原子にそれぞれ結合した
水素原子の量の比が0.50以上６以下となる窒化シリコン
を２層目のゲート絶縁膜４として堆積させる。次いで、
その上に非晶質シリコン５を堆積し、エネルギービーム
６の照射により結晶化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜半導体装置に関する
ものであり、特に液晶ディスプレイを駆動するための薄
膜半導体装置とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザー等のエネルギービーム
を使用して、絶縁膜窒化シリコン膜上に堆積した非晶質
シリコン膜を結晶化させて製造する多結晶シリコン薄膜
トランジスタは、特開昭62−30314 号公報に記載されて
いるように、殆どがコプレナー型や正スタガー型の構造
であり、結晶化させる非晶質半導体の下地となる絶縁膜
窒化シリコン膜は、更にその下地となる絶縁性基板から
の不純物の拡散等を防ぐ目的や、非晶質半導体の結晶化
の際の歪や応力を緩和する目的で使用されている。ま
た、逆スタガー型の薄膜トランジスタの製造につながる
技術も、特開平2−130914号公報に記載されているが、
この場合も絶縁膜窒化シリコン膜は、非晶質半導体の結
晶化の際の熱緩衝の効果やレーザー光を下地の硝子基板
まで到達させない効果を期待して使用されている。

【０００３】なお、ＣＶＤ法等による半導体単結晶の製
造技術において、形成する単結晶の下地となる絶縁膜の
表面に、単一核よりのみ結晶成長するに充分小さい面積
を有し、その絶縁体の核形成密度よりも大きな核形成密
度をもつ核形成面を形成する技術が、特開昭63−239920
号，64−50412 号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、殆ど
がコプレナー型や正スタガー型の多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタに関するものであり、結晶化させる非晶質半
導体の下地となる絶縁膜窒化シリコン膜は、更にその下
地となる絶縁性基板からの不純物の拡散等を防ぐ目的
や、非晶質半導体の結晶化の際の歪や応力を緩和する目
的で使用されている。また、逆スタガー型の多結晶薄膜
トランジスタの製造につながる技術もあるが、この場合
も絶縁膜窒化シリコン膜は、非晶質半導体の結晶化の際
の熱緩衝の効果やレーザー光を下地の硝子基板まで到達
させない効果を期待して使用されている。従って、上記
従来技術は、チャネル領域となる絶縁層との界面付近の
非晶質半導体の結晶化に大きな効果を与える下地絶縁膜
の化学組成に関して考慮がなされていない。

【０００５】また、半導体単結晶を製造する目的で、下
地である絶縁膜上に単一核の形成を促進する核形成面を
形成する技術では、核形成面の大きさを数μｍ以下に微
細加工する必要があり、工程数の増加や、絶縁膜と半導
体単結晶を連続形成できないため、チャネル領域と絶縁
膜との界面の清浄性が損なわれる可能性がある等の問題
点がある。また、半導体の単結晶の製造工程が高温プロ
セスであり安価な硝子基板を使用できない問題点もあ
る。更に、この技術を逆スタガー型の薄膜トランジスタ
に応用した場合、核形成面を形成するために前述のパタ
ーニング等の工程数が増加する問題や、絶縁膜とチャネ
ル領域とを連続形成できないため、その二つの領域の界
面が不純物に汚染されることによるトランジスタとして
の性能の劣化の可能性や、半導体の単結晶の製造が高温
プロセスのため安価な硝子基板が使用できない問題もあ
る。

【０００６】それに対して本発明は、逆スタガー型の多
結晶シリコン薄膜トランジスタに関するものであり、本
発明の目的はエネルギービームの照射により結晶化させ
る非晶質半導体の下地となるゲート絶縁膜窒化シリコン
膜の化学組成を最適化することにより、低コストでかつ
工程数が少なく、不純物による汚染の可能性が少ないプ
ロセスで高品質な多結晶半導体を製造し、高性能な結晶
性半導体装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の特徴は、エネルギービームの照射を受けて
結晶化する非晶質半導体の下地となるゲート絶縁膜窒化
シリコンにおいて、少なくとも非晶質半導体との界面か
ら１００Åの範囲において、珪素原子と窒素原子の組成
比を０.７５以上０.９０以下、もしくは珪素原子に結合
した水素原子の量と、窒素原子に結合した水素原子の量
との比を０.５以上６以下とすることである。

【０００８】

【作用】上記手段に従えば、製造する多結晶シリコン薄
膜トランジスタの特性が向上することが実験的に確かめ
られている。メカニズムは、次のように考えられる。即
ち、本発明によれば、エネルギービームの照射による結
晶化の際に、結晶化する非晶質半導体の下地であるゲー
ト絶縁膜窒化シリコン膜中の過剰の珪素が、融解した非
晶質シリコンから熱を受け偏析し、窒化シリコン膜と非
晶質半導体膜との界面近傍で結晶化する。そして、それ
が融解した非晶質シリコンの種結晶となることで、均一
で結晶粒径の大きい高品質な多結晶シリコン薄膜が得ら
れる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を参照しな
がら説明する。

【００１０】まず本発明を多結晶シリコン薄膜トランジ
スタの製造に適用した第一実施例について説明する。

【００１１】図１に示すように、硝子基板１上に、Ａｌ
を２８００Åスパッタリング法で堆積させ、パターニン
グしてゲート電極２を形成し、次いでこのゲート電極２
を陽極酸化し２０００Åのアルミナゲート絶縁膜３を形
成する。そして、プラズマＣＶＤ法により、２層目のゲ
ート絶縁膜として膜厚２０００Åの窒化シリコン膜４を
堆積する。この時、原料ガスはＳｉＨ₄，ＮＨ₃，Ｎ₂を
用い、その単位時間当たりの流量を、ＳｉＨ₄の流量と
ＮＨ₃の流量の比を０.２０以上０.５０以下とする。例
えば、ＳｉＨ₄流量１６sccm，ＮＨ₃流量４８sccm，Ｎ₂
流量１６０sccmであり、その他の成膜条件は、基板温度
３００℃，高周波電力６０Ｗ，圧力0.6Torrである。こ
のような工程によれば、窒化シリコン膜中の珪素原子と
窒素原子の組成比が０.７５以上０.９０以下、もしくは
珪素原子に結合した水素原子の量と、窒素原子に結合し
た水素原子の量との比は０.５０以上６以下となる。次
に、２００〜６００Åの非晶質シリコン５を連続的に堆
積した後、ＸｅＣｌエキシマレーザー等のエネルギービ
ーム６を非晶質シリコン５に照射して結晶化を行ない、
図２に示すように多結晶シリコン膜７を形成する。照射
条件はＸｅＣｌエキシマレーザーの場合、エネルギー密
度２６０ｍＪ／cm²，基板温度２７℃とした。なおここ
では、窒化シリコン膜の製造にプラズマＣＶＤ法を用い
ているが、目標とする化学組成の膜が得られるのであれ
ば、膜の製造方法は特にプラズマCVD法に限定されるも
のではない。

【００１２】このようにして得られた多結晶シリコン膜
は、ＴＥＭ写真でその断面を観察すると、珪素原子と窒
素原子の組成比が０.７５未満、もしくは珪素原子に結
合した水素原子の量と、窒素原子に結合した水素原子の
量との比が０.５０未満となる窒化シリコン膜が、結晶
化する非晶質シリコン膜の下地となっているよりは、多
結晶シリコンの結晶粒径が大きく、かつ均一であった。
この結果は、珪素原子と窒素原子の組成比、もしくは珪
素原子に結合した水素原子の量と、窒素原子に結合した
水素原子の量との比に対する多結晶の結晶粒径を示した
図３からより明確に示せる。

【００１３】上述のように良質の多結晶シリコン７が得
られる原因は次のように考えられる。即ち、非晶質シリ
コン５の下地となるゲート絶縁膜４の化学組成が、珪素
原子と窒素原子との組成比が通常の窒化シリコンの化学
量論的な組成比０.７５以上で、かつゲート絶縁膜とし
ての機能を維持できる０.９０以下であるか、あるいは
珪素原子に結合した水素原子の量と窒素原子に結合した
水素原子の量との比が０.５０以上６以下である。その
場合、エネルギービームを照射した際に、融解した非晶
質シリコン５から熱を受け、窒化シリコン膜中の過剰の
珪素原子が非晶質シリコン５との界面近傍に偏析し結晶
化する。すると、融解した非晶質シリコンは低温のバル
クに近い窒化シリコン膜４との界面から結晶化していく
と考えられるので、これらの結晶を種結晶として結晶化
が行なわれる。しかもゲート絶縁膜が均一ならば、これ
らの種結晶も均一に分布すると考えられるので、均一で
大きな結晶粒径を持つ多結晶シリコン７が形成される。

【００１４】次に、図４で示すように多結晶シリコン７
をパターニングしてチャネル領域８とし、次いで、原料
ガスＳｉＨ₄，Ｈ₂，ＰＨ₃を用いプラズマＣＶＤ法でｎ
型の非晶質シリコンを３４０Å堆積し、ついでパターニ
ングしてソース領域９，ドレイン領域１０を形成する。
次いで、スパッタリング法でＣｒを６００Å、Ａｌを４
０００Åを連続で堆積し、次いでパターニングしてソー
ス電極１１，ドレイン電極１２を形成する。そして最後
に、保護膜として厚さ１μｍの窒化シリコン膜１３をプ
ラズマＣＶＤ法で堆積させる。なお、上述のゲート電極
などの薄膜トランジスタの構成要素の膜厚等の条件やそ
の製造条件、及びその素材の種類等は、目的とする薄膜
トランジスタの性能によって変更可能である。

【００１５】以上のような工程で製造した多結晶シリコ
ン薄膜トランジスタの特性を、ゲート絶縁膜として用い
る窒化シリコン膜の化学組成が、珪素原子と窒素原子の
組成比が０.７５未満、もしくは珪素原子に結合した水
素原子の量と、窒素原子に結合した水素原子の量の比が
０.５０未満となる多結晶シリコン薄膜トランジスタと
特性を比較する。なおここで、後者の薄膜トランジスタ
のゲート絶縁膜の作製条件の一例はプラズマＣＶＤ法に
より、ＳｉＨ₄流量８sccm，ＮＨ₃流量４８sccm，Ｎ₂流
量１６０sccm，高周波電力６０Ｗ，圧力０.６Torr，基
板温度２２０℃である。また、窒化シリコン膜の化学組
成以外のその他の製造条件は全て前者の薄膜トランジス
タと同じである。そして、化学組成比に対するチャネル
領域の移動度を比較した。結果を図５に示した。図５が
示すとおり、明らかに珪素原子と窒素原子の組成比が
０.７５以上０.９０以下、もしくは珪素原子に結合した
水素原子の量と、窒素原子に結合した水素原子の量との
比が０.５０以上６以下である窒化シリコンをゲート絶
縁膜として用いる薄膜トランジスタの方が、移動度の分
布の幅が小さく、チャネル領域８のゲート絶縁膜４との
界面近傍の結晶の品質、例えば結晶粒径の均一性や大き
さが良好であると言える。

【００１６】以上のように上述の第１実施例によれば、
ゲート絶縁膜窒化シリコン４の化学組成を珪素原子と窒
素原子の組成比を０.７５以上０.９０以下、もしくは珪
素原子に結合した水素原子の量と、窒素原子に結合した
水素原子の量との比を0.50以上６以下に制御すれば、そ
の上に連続的に形成した非晶質シリコン５を結晶化させ
ることにより得られた高品質な多結晶シリコン膜７を用
いて、特性の優れた多結晶シリコン薄膜トランジスタ
を、低コストでかつ少ない工程数で製造できる。そして
また、絶縁膜とチャネル領域とを連続形成できることに
より二つの領域の界面が清浄で、不純物の汚染によるト
ランジスタとしての性能の劣化の可能性の小さい条件
で、多結晶シリコン薄膜トランジスタを製造できる。

【００１７】なお、前述の実施例では、窒化シリコン膜
の製造工程において、原料ガスとしてＳｉＨ₄，ＮＨ₃，
Ｎ₂を用いたため、該窒化シリコン膜の構成元素はＳ
ｉ，Ｎ，Ｈの３種類であるが、原料ガスの１つＳｉＨ₄
をシラン系ガスの弗化物ＳｉＦ₄，ＳｉＦｎ（ｎ＝１〜
３）やＳｉＨ₄とＦ₂の混合ガス等、窒化シリコン膜にフ
ッ素原子を導入できる原料ガスに換えることも可能であ
る。そうした条件においても、製造する窒化シリコン膜
の化学組成を珪素原子と窒素原子の組成比を0.75以上
０.９０以下にすれば、前述の実施例と同じ効果が得ら
れる。この場合、構成元素はＳｉ，Ｎ，Ｈ，Ｆの４種類
となるが、珪素原子や窒素原子に結合したフッ素原子の
効果で、熱の影響を受けにくいゲート絶縁膜窒化シリコ
ンを製造することも可能である。

【００１８】また、本発明は結晶化させる非晶質シリコ
ン膜５との界面近傍の窒化シリコン膜４の化学組成に着
目しているわけであり、界面から少なくとも１００Åの
範囲で前記実施例の化学組成の条件をゲート絶縁膜窒化
シリコン膜が満たせば、図６に示したとおり、連続、あ
るいは不連続に珪素原子と窒素原子の組成比を窒化シリ
コン膜の化学量論的な組成比０.７５に近づけること
で、ゲート絶縁膜としての性能の向上が期待できる。

【００１９】次に、本発明を、表示部を駆動するための
回路の少なくとも一部分が表示部と同一基板上に形成さ
れた液晶表示装置の製造に適用した第２実施例について
説明する。

【００２０】従来の液晶表示装置では、表示部を構成す
る薄膜トランジスタの駆動には、外部に取り付けたＬＳ
Ｉを用いていたが、コスト低減のために駆動用ＬＳＩを
表示部を構成する薄膜トランジスタの製造と同時に表示
部の周辺に製造するプロセスが現在考えられている。こ
こで、駆動用素子としては結晶性薄膜トランジスタが必
要であり、同一基板上に駆動用薄膜トランジスタのチャ
ネル領域となる多結晶シリコンと表示部の薄膜トランジ
スタのチャネル領域となる非晶質シリコンを形成するこ
とが必要となる。そこで、レーザー等のエネルギービー
ムの照射により局所的に加熱し、非晶質シリコンを多結
晶シリコンに変換させる技術が現在検討されており、本
発明もそれに属している。そして、本発明を表示部と駆
動回路が同一基板上にある液晶表示装置に適用した場合
の製造プロセスは以下のとおりである。

【００２１】図７に示すように、硝子基板１上に表示部
１６と駆動回路形成領域１８に同時にＡｌゲート電極２
とアルミナゲート電極３を形成した後、膜中の珪素原子
と窒素原子の組成比が０.７５付近となる通常の高品質
な２０００Åの窒化シリコン膜１４を形成する。次いで
レジスト１５を塗布した後、表示部１６上のレジストを
残して除去する。次に、珪素イオンのインプランテーシ
ョン１７によって駆動回路形成領域１８の窒化シリコン
膜に珪素原子を導入し、第１実施例で述べたように、少
なくとも窒化シリコン膜の表面から１００Åの範囲の化
学組成は、珪素原子と窒素原子の組成比が０.７５以上
０.９０以下、もしくは珪素原子に結合した水素原子の
量と、窒素原子に結合した水素原子の量との比が０.５
０以上６以下となるように制御する。次いで、図８に
示すとおり２００〜６００Åの非晶質シリコン１９を両
方の領域に堆積させた後、珪素原子の組成が大きい窒化
シリコン２０上の駆動回路側の非晶質シリコンにエネル
ギービーム６を照射し、次に図９に示す通り多結晶シリ
コン２１に変換する。次いで、表示部の薄膜トランジス
タのチャネル領域を形成するのに必要な非晶質シリコン
の膜厚となるように２層目の非晶質シリコン膜２２を両
方の領域に堆積させる。以下は実施例１と同様の工程
で、駆動回路の領域に多結晶シリコン薄膜トランジス
タ，表示部の領域に非晶質シリコン薄膜トランジスタを
各々製造する。そして、完成した該液晶表示装置が図１
０に示すものである。即ち、同一の硝子基板１上に非晶
質シリコン薄膜トランジスタ２３と液晶２４とで構成さ
れる液晶表示パネル２５と、信号線２６により前記液晶
表示パネル２５の非晶質シリコン薄膜トランジスタ２３
にドレイン電圧を印加する信号回路２７、そして同様に
走査線２８により前記トランジスタ２３にゲート電圧を
印加する走査回路２９の二つからなる、前記多結晶シリ
コン薄膜トランジスタにより構成された駆動回路が形成
されている。

【００２２】このように、上述の第２実施例によれば、
液晶表示装置の表示部の駆動回路が形成される領域のゲ
ート絶縁膜窒化シリコン膜の化学組成を珪素原子と窒素
原子の組成比を０.７５以上０.９０以下、もしくは珪素
原子に結合した水素原子の量と、窒素原子に結合した水
素原子の量との比が、０.５０以上６以下となるように
制御すれば、駆動回路が形成される領域に均一で特性の
よい多結晶シリコン薄膜を製造できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に関わる結晶性半導体薄膜の製造
方法によれば、均一で高品質な多結晶半導体薄膜を、低
コストでかつ少ない工程数で製造でき、また、不純物の
汚染による性能劣化の可能性が小さい条件で製造でき
る。従って均一で高性能な結晶性薄膜半導体装置を、低
コストでかつ少ない工程数で製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を多結晶シリコン薄膜トランジスタの製
造に適用した第一実施例の一工程を示す断面図である。

【図２】本発明を多結晶シリコン薄膜トランジスタの製
造に適用した第一実施例の一工程を示す断面図である。

【図３】第一実施例により製造した多結晶シリコンの結
晶粒径とゲート絶縁膜窒化シリコン膜の珪素原子と窒素
原子の組成比、または珪素原子に結合した水素原子の量
と、窒素原子に結合した水素原子の量との比との関係を
示す図である。

【図４】本発明を多結晶シリコン薄膜トランジスタの製
造に適用した第一実施例の一工程を示す断面図である。

【図５】第一実施例により製造した多結晶シリコン薄膜
トランジスタの特性の均一性とゲート絶縁膜窒化シリコ
ンの珪素原子と窒素原子の組成比、または珪素原子に結
合した水素原子の量と、窒素原子に結合した水素原子の
量との比との関係を示す図である。

【図６】第一実施例の応用を示す図である。

【図７】本発明を表示部を駆動するための回路の少なく
とも一部分が、表示部と同一基板上に形成された液晶表
示装置の製造に適用した第二実施例の一工程を示す断面
図である。

【図８】本発明を表示部を駆動するための回路の少なく
とも一部分が、表示部と同一基板上に形成された液晶表
示装置の製造に適用した第二実施例の一工程を示す断面
図である。

【図９】本発明を表示部を駆動するための回路の少なく
とも一部分が、表示部と同一基板上に形成された液晶表
示装置の製造に適用した第二実施例の一工程を示す断面
図である。

【図１０】第２実施例により製造した表示部を駆動する
ための回路の少なくとも一部分が、表示部と同一基板上
に形成された液晶表示装置を示す図である。

【符号の説明】

１…硝子基板、２…Ａｌゲート電極、３…アルミナゲー
ト絶縁膜、４…窒化シリコン膜、５…非晶質シリコン
膜、６…エネルギービーム、７…多結晶シリコン膜、８
…チャネル領域、９…ソース領域、１０…ドレイン領
域、１１…ソース電極、１２…ドレイン電極、１３…保
護膜窒化シリコン膜、１４…通常の窒化シリコン膜、１
５…レジスト、１６…表示部領域、１７…珪素イオン、
１８…駆動回路領域、１９…非晶質シリコン膜、２０…
珪素の組成比が大きいゲート絶縁膜窒化シリコン膜、２
１…多結晶シリコン膜、２２…二層目非晶質シリコン
膜、２３…非晶質シリコン薄膜トランジスタ、２４…液
晶、２５…液晶表示パネル、２６…信号線、２７…信号
回路、２８…走査線、２９…走査回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/336 // Ｈ０１Ｌ 29/62 Ｇ 7738−4Ｍ (72)発明者小川和宏茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャネル領域がエネルギービームを照射し
て形成した多結晶シリコン膜である逆スタガー型の多結
晶シリコン薄膜トランジスタにおいて、チャネル領域の
下地となるゲート絶縁膜が、エネルギービームの照射に
よりチャネル領域のシリコンが融解した際に、その熱を
受けチャネル領域との界面に結晶核となる成分を偏析す
る材質を用いたことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】チャネル領域がエネルギービームを照射し
て形成した多結晶シリコン膜であり、かつゲート絶縁膜
が窒化シリコンである逆スタガー型の多結晶シリコン薄
膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁膜中の珪素原
子と窒素原子の組成比が、少なくともチャネル領域との
界面から１００Åの範囲において０.７５以上０.９０以
下となることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項３】チャネル領域がエネルギービームを照射し
て形成した多結晶シリコン膜であり、かつゲート絶縁膜
が窒化シリコンである逆スタガー型の多結晶シリコン薄
膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁膜中の珪素原
子に結合した水素原子の量と、窒素原子に結合した水素
原子の量との比が、少なくともチャネル領域との界面か
ら１００Åの範囲において０.５以上６以下となること
を特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項４】チャネル領域がエネルギービームを照射し
て形成した多結晶シリコン膜であり、かつゲート絶縁膜
がゲート電極を形成している金属を陽極酸化して形成し
た金属酸化物と、プラズマＣＶＤ法で製造した窒化シリ
コン膜の二層構造である逆スタガー型の多結晶シリコン
薄膜トランジスタの製造方法において、前記窒化シリコ
ン膜の製造の際に、原料ガスとして少なくともモノシラ
ンとアンモニアを含むガスを用い、モノシランの単位時
間当たりの流量とアンモニアの流量との比が、０.２０
以上０.５０以下であることを特徴とする多結晶シリコ
ン薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】請求項２において、ゲート絶縁膜として用
いる窒化シリコン膜が、その膜中にフッ素原子を有する
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項６】請求項４において、原料ガスに含まれるシ
ラン系ガスがシラン系ガスの弗化物であることを特徴と
する多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】請求項４において、原料ガスがフッ素ガス
を含むことを特徴とする多結晶シリコン薄膜トランジス
タの製造方法。
【請求項８】請求項２または請求項３において、ゲート
絶縁膜として用いる窒化シリコン膜の化学組成が、チャ
ネル領域となる多結晶シリコン膜との界面から少なくと
も１００Åの位置から離れていくに従い、珪素原子と窒
素原子との組成比が連続的、あるいは不連続的に減少す
ることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項９】請求項２または請求項３において、ゲート
絶縁膜として用いる窒化シリコン膜の化学組成が、チャ
ネル領域となる多結晶シリコン膜との界面から少なくと
も１００Åの位置から離れていくに従い、珪素原子に結
合した水素原子の量と、窒素原子に結合した水素原子の
量との比が、連続的、あるいは不連続的に減少すること
を特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項１０】チャネル領域がエネルギービームを照射
して形成した多結晶シリコン膜であり、かつゲート絶縁
膜が窒化シリコンである逆スタガー型の多結晶シリコン
薄膜トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜として用いる
窒化シリコン膜は、チャネル領域となる多結晶シリコン
膜との界面から少なくとも１００Åの範囲で、珪素原子
と窒素原子の組成比が窒化シリコン膜全領域の値の平均
値よりも高いことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項１１】チャネル領域がエネルギービームを照射
して形成した多結晶シリコン膜であり、かつゲート絶縁
膜が窒化シリコンである逆スタガー型の多結晶シリコン
薄膜トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜として用いる
窒化シリコン膜の化学組成が、チャネル領域となる多結
晶シリコン膜との界面から少なくとも１００Åの範囲
で、珪素原子に結合した水素原子の量と、窒素原子に結
合した水素原子の量との比が、窒化シリコン膜全領域の
値の平均値よりも高いことを特徴とする薄膜トランジス
タ。
【請求項１２】請求項２，３，５，８，９，１０、また
は１１において、ゲート絶縁膜が窒化シリコン膜と、ゲ
ート電極を形成する金属を陽極酸化して形成した酸化物
とで構成された二層構造であることを特徴とする薄膜ト
ランジスタ。
【請求項１３】表示部を駆動するための回路の少なくと
も一部分が、表示部と同一基板上に形成された液晶表示
装置において、請求項２，３，５，８，９，１０，１
１、または１２記載の薄膜トランジスタを駆動用素子と
して用いることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】表示部を駆動するための回路の少なくと
も一部分が、表示部と同一基板上に形成された液晶表示
装置の駆動用薄膜トランジスタの製造方法において、上
記請求項４，６、または７記載の薄膜トランジスタの製
造方法を適用することを特徴とする液晶表示装置の駆動
用薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】請求項１３において、表示部を構成する
逆スタガー型の非晶質シリコン薄膜トランジスタのゲー
ト絶縁膜として用いる窒化シリコン膜の化学組成が、駆
動回路を構成する薄膜トランジスタのゲート絶縁膜とし
て用いる窒化シリコン膜の化学組成とは異なり、珪素原
子と窒素原子の化学組成が０.７５未満となることを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】請求項１３において、表示部を構成する
逆スタガー型の非晶質シリコン薄膜トランジスタのゲー
ト絶縁膜として用いる窒化シリコン膜の化学組成が、駆
動回路を構成する薄膜トランジスタのゲート絶縁膜とし
て用いる窒化シリコン膜の化学組成とは異なり、珪素原
子に結合した水素原子の量と、窒素原子に結合した水素
原子の量との比が０.５０未満となることを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項１７】硝子基板上に形成したゲート電極と、前
記ゲート電極を陽極酸化して形成したゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上に形成された窒化シリコン膜によ
る二層目のゲート絶縁膜と、前記窒化シリコン膜上に形
成したチャネル領域多結晶シリコン膜と、前記チャネル
領域多結晶シリコン膜上にｎ型シリコン膜で形成したソ
ース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域及びドレ
イン領域上に各々形成されたソース電極及びドレイン電
極と、そして前記チャネル領域多結晶シリコン膜，ソー
ス電極、及びドレイン電極上に形成された保護膜とで構
成される多結晶シリコン薄膜トランジスタにおいて、前
記二層目のゲート絶縁膜中の珪素原子と窒素原子の組成
比が、少なくともチャネル領域との界面から１００Åの
範囲において０.７５以上０.９０以下となることを特徴
とする薄膜トランジスタ。