JP2001332492A

JP2001332492A - 炭化ケイ素薄膜構造体およびその製造方法ならびに薄膜トランジスタ

Info

Publication number: JP2001332492A
Application number: JP2000147897A
Authority: JP
Inventors: Akio Machida; 暁夫町田; Setsuo Usui; 節夫碓井; Takashi Noguchi; 隆野口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な結晶性を有する炭化ケイ素薄膜が形成
されると共に軽量化が可能な炭化ケイ素薄膜構造体およ
びその製造方法、並びに炭化ケイ素薄膜構造体を利用し
た薄膜トラジスタを提供する。【解決手段】プラスチック製の基板１０の上面に熱伝
導抑制層としてバッファ層１１を形成する。続いて、非
晶質ＳｉＣ層１２をスパッタリング法により形成し、こ
れをエネルギービームの照射により結晶化させる。これ
により、スパッタリング時に内部に取り込まれた微量の
水素が非晶質ＳｉＣ層１２より脱離すると共に、非晶質
ＳｉＣ層１２が結晶化されて多結晶ＳｉＣ層１３とな
り、炭化ケイ素薄膜構造体１が作製される。例えば、出
力１０００Ｗ、スパッタリングガスをアルゴン、ターゲ
ットをホウ素がドープされたＳｉＣ基板としたＤＣスパ
ッタリングにより、非晶質ＳｉＣ層１２にホウ素をドー
ピングできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種デバイス材
料、センサ材料、光学薄膜材料およびマイクロマシニン
グ材料に代表される各種微細加工材料、あるいはＸ線マ
スク等に用いられるＸ線透過膜の材料として好適に用い
られる炭化ケイ素薄膜構造体およびその製造方法、並び
にこれを用いた薄膜トランジスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】炭化ケイ素（ＳｉＣ）は熱的、化学的に
安定であり、優れた機械的強度を有することが以前より
知られており、構造材、耐環境素材といった用途に利用
されてきている。炭化ケイ素に関する最初のレポートは
１８２４年のJ.J.Berzelius 等による報告であるが、こ
の時点では、この材料の物理的化学的特性は理解されて
いなかった。既に１９０７年には炭化ケイ素の発光ダイ
オード（Light EmittingDiode；ＬＥＤ）が作製されて
いるが、炭化ケイ素がデバイスとして広く注目されるき
っかけとなったのは、おそらく１９５５年のLelyによる
高品質炭化ケイ素結晶の成長の報告である。１９５８年
には炭化ケイ素に関する最初の会議がボストンで開か
れ、１９８０年代の終わりからは高品質な炭化ケイ素基
板を提供するメーカも出現してきており、以来、現在に
至るまで産業界での炭化ケイ素材料への注目度はますま
す高まっている。

【０００３】炭化ケイ素が材料としてこのように注目さ
れる理由は、まず、前述の熱的安定性が挙げられる。そ
のため、自動車、宇宙開発などの厳しい環境下で精度を
必要とするデバイスの開発において熱心に研究が進めら
れている。更に、炭化ケイ素はシリコン（Ｓｉ）などに
比べてバンドギャップが広い半導体材料である。そのた
め、高出力電力素子はもとより、各種半導体デバイス材
料，センサ材料、Ｘ線マスク等に用いられるＸ線透過膜
の材料として実用化が進められている。加えて、機械的
強度に優れることとあいまって、炭化ケイ素材料はマイ
クロマシニング材料に代表される各種微細加工材料とし
ても期待されている。

【０００４】このような各種デバイス材料および各種微
細加工材料として好適に用いられているのは、具体的に
は炭化ケイ素薄膜構造体であり、これは基板上に炭化ケ
イ素薄膜が形成されたものである（例えば、V.Shields,
M.Ryan,R.Williams,M.Spencer,D.Collins,D,Zhang;Pres
ented at the 6th International Conference on SiCAn
d Related Materials,Kyoto,Japan(Sept.1995.)) 。

【０００５】炭化ケイ素薄膜の作製法は種々あり、代表
的な方法として分子線エピタキシー（Molecular Beam E
pitaxy；ＭＢＥ）法、化学的気相成長（Chemical Vapor
Deposition ；ＣＶＤ）法、固体ターゲットを用いたス
パッタリング法などがある。炭化ケイ素膜は、その作製
方法により膜質、結晶性などの態様が異なる。スパッタ
リング法により成膜する場合、ターゲット組成、ガス、
圧力、堆積温度および下地基板などの作製条件にもよる
が、炭化ケイ素薄膜は非晶質または多結晶体である。多
結晶膜を得る場合、６５０℃〜９００℃程度の比較的低
温での成膜が可能だが、Ｓｉ−Ｃの結合状態や膜中での
Ｃ／Ｓｉの最適な比率を考慮すると、８００℃程度の基
板温度が必要である(Y.Sun,T.Miyasato and J.Keith Wi
gmore:J.Appl.Phys.,85(1999)p.3377; Y.Sun,T.Miyasat
o and J.Keith Wigmore:Jpn.J.Appl.Phys.,37(1998)p.5
485)。一方、ＣＶＤ法により成膜する場合、５５０℃程
度の低温の条件下では炭化ケイ素薄膜は非晶質膜とな
る。この基板を熱処理すると、まず１０００℃付近でａ
−ＳｉＣ：Ｈネットワークから水素（Ｈ）が脱離し、１
２５０℃で結晶化し始める（W.Hellmich et al.:J.App
l.Phys.A,61(1995)p.193)。上記論文によると、不純物
をドーピングし、これを十分に活性化する場合には、更
に１３００℃以上での熱処理が必要である。

【０００６】一般に、これらの成膜法により結晶性を有
する物質を成膜する場合、より高温で成膜することが特
に膜の結晶性や配向性を制御する上で有利である。従っ
て、炭化ケイ素薄膜においても、上述の温度よりも高温
で成膜することが望まれていた。ところが、実際には、
成膜に用いる基板等の基材の耐熱性あるいは反応室の耐
熱性等により自ずと成膜温度の上限が決まってしまう。
例えば、基板がシリコン基板であり、反応室が石英製で
ある場合、反応室全体を加熱するホットウォール方式で
は反応室の耐熱性より１１００℃前後が昇温の限界とな
り、基板のみ加熱するコールドウォール方式ではシリコ
ンの融点１３６０℃が昇温の限界となる。ましてや、炭
化ケイ素膜を半導体基板材料として形成する場合には、
ドーピング後のｐ型半導体あるいはｎ型半導体としての
状態を保持するために、より低温で成膜しなくてはなら
ないという制約があった。このように、基板や反応室内
部を昇温する手法では、形成温度の限界によって、炭化
ケイ素膜の結晶性を制御することが困難であった。従っ
て、従来では、結晶性良好な炭化ケイ素膜は容易に得ら
れなかった。

【０００７】なお、インゴット成長が可能な炭化ケイ素
の製造方法として昇華法があるが、この方法は、２００
０℃近くの高温を必要とする点、インゴット径の大型化
が困難な点、切り出しによる加工が必要である点など、
その応用範囲あるいは量産性に制限があり実用化は困難
である。上記のように結晶性、配向性に問題があったと
しても、いまなお炭化ケイ素が主に前述の手法で形成さ
れる所以である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、成膜温度を大幅
に低下させるために、成膜後にエネルギービームにより
膜を局所加熱して結晶化させる方法が試みられてきてい
る。最初の試みは、ガラス基板上にＳｉ_x Ｃ_1-x ：Ｈを
ＰＥＣＶＤ(Plasma Enhanced Chemical Vapor Depositi
on) 法で成膜し、ＸｅＣｌエキシマレーザを照射すると
いう実験であった（T.Sameshima,M.Hara and S.Usui;Jp
n.J.Appl.Phys.,28(1989)p.1789)。その後、炭化ケイ素
基板の表面にホウ素（Ｂ）またはリン（Ｐ）を打ち込ん
で、ＫｒＦエキシマレーザで再結晶化と活性化を行う実
験（S.D.Rusell et al.:Appl.Phys.Lett.,74(1999)pp.3
368-3370; O.Eryu et al.:Nucl.Instrum.Methods Phys.
Res.Sect B,121(1997)pp.419-421）が行われた。しか
し、Sameshima 等の実験の後、このような炭化ケイ素薄
膜をレーザにより結晶化する実験には、４５０℃以上の
温度で一度熱処理された膜が用いられている（C.Guej e
t al.:J.Appl.Phys.83(1998)pp.4064-4068; H.Ohyama e
t al.:Jpn.J.Appl.Phys.Part 2,35(1996)pp.L683-L684;
T.Mizunami et al:Jpn.J.Appl.Phys.Part 1,37(1998)p
p.94-95）。

【０００９】低温で形成された炭化ケイ素のＰＥＣＶＤ
膜を、予め４００℃以上の温度で熱処理すると、膜中の
水素が除去され、レーザ結晶化時の膜の破壊を押さえる
効果が期待できる。これを一般的に水素抜きと呼ぶ。実
際、低温で形成されたＰＥＣＶＤ膜は結晶化時に膜中の
Ｈが噴出し、膜表面は非常に粗く欠陥の多い膜となる
（T.Sameshima, M.Hara and S.Usui:Jpn.J.Appl.Phys.,
28(1989)p.1789; S.P.Law et al.:Philos.Mag.B ,72(19
95)pp.323-333)。従って、エネルギービームにより結晶
化させる手法では、炭化ケイ素薄膜は、やはり成膜後の
熱処理を必要とするか、さもなくば結晶配向性が低く
く、表面が粗いという問題があった。

【００１０】このように作製上の問題を残しながらも大
面積で比較的品質の良い炭化ケイ素薄膜の形成が容易と
なった現在、その応用面からのニーズは急増しており、
より質の高い炭化ケイ素薄膜の供給は急務である。その
ためには、結晶性の改善の他にも、機械的な取り扱い易
さ、電気的絶縁性の向上が問題となっている。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、良好な結晶性を有する炭化ケイ素薄
膜が形成されると共に軽量化が可能な炭化ケイ素薄膜構
造体およびその製造方法、ならびに、炭化ケイ素薄膜構
造体を利用した薄膜トラジスタを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による炭化ケイ素
薄膜構造体は、少なくとも１種類以上の有機高分子材料
よりなる絶縁基体上に熱伝導抑制層を介して炭化ケイ素
薄膜が形成された炭化ケイ素薄膜構造体であって、炭化
ケイ素薄膜はエネルギービームの照射によって少なくと
も表面近傍を結晶化されているものである。なお、「結
晶化」は、素材の１００％が結晶となる場合だけでな
く、結晶性を有する部分が一部でも生じる場合も含む。

【００１３】本発明による炭化ケイ素薄膜構造体の製造
方法は、少なくとも１種類以上の有機高分子材料よりな
る絶縁基体上に熱伝導抑制層を介して炭化ケイ素薄膜を
形成して薄膜積層体を作製し、更に、エネルギービーム
を照射することにより炭化ケイ素薄膜の少なくとも表面
近傍を結晶化させるものである。

【００１４】本発明による薄膜トランジスタは、少なく
とも１種類以上の有機高分子材料よりなる絶縁基体上に
熱伝導抑制層を介して炭化ケイ素薄膜が形成された炭化
ケイ素薄膜構造体を含む薄膜トランジスタであって、炭
化ケイ素薄膜がｐ型またはｎ型の不純物が導入されエネ
ルギービームの照射により不純物が活性化されてなる活
性化領域を有し、この活性化領域にチャネルが形成され
ているものである。

【００１５】本発明による炭化ケイ素薄膜構造体および
製造方法では、有機高分子材料よりなる絶縁基体上に熱
伝導抑制層を介して炭化ケイ素薄膜を形成して薄膜積層
体を作製し、更にエネルギービームを照射して炭化ケイ
素薄膜の少なくとも表面近傍を結晶化させるので、所謂
基板ごと加熱する熱処理を伴わずに表面が平滑で結晶性
良好な炭化ケイ素薄膜が形成される。

【００１６】本発明による薄膜トランジスタでは、炭化
ケイ素薄膜がｐ型またはｎ型の不純物が導入されエネル
ギービームの照射により不純物が活性化されてなる活性
化領域を有し、この活性化領域にチャネルが形成されて
いるので、表面が平滑で結晶性良好な炭化ケイ素薄膜を
用いて素子が形成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】（第１の実施の形態）図１（Ａ），（Ｂ）
は本発明の第１の実施の形態に係る炭化ケイ素薄膜構造
体を表している。図１（Ａ）に示したように、炭化ケイ
素薄膜構造体１には、まず基板１０の上にバッファ層１
１を介して非晶質ＳｉＣ層１２が形成される。この非晶
質ＳｉＣ層１２は、図１（Ｂ）に示したようにエネルギ
ービームの照射によって少なくとも表面近傍が結晶化し
た多結晶ＳｉＣ層１３となる。以下に、その作製方法を
説明する。

【００１９】基板１０は、有機高分子材料からなる絶縁
基体であり、例えば、所謂プラスチック基板が用いられ
る。プラスチック基板の材料としては、ポリエチレンテ
レフタレート（poly ethylene terephthalate ；ＰＥ
Ｔ）、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートな
どのポリエステル類、ポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン類、ポリフェニレンスルフィドなどのポリフェニリ
ンスルフィド類、ポリアミド類、芳香族ポリアミド類、
ポリエーテルケトン類、ポリイミド類、アクリル系樹
脂、ポリメチルメタクリレート（poly methyl methacry
late ;ＰＭＭＡ）などがある。特に、ＰＥＴ、アセテー
ト、ポリフェニリンスルフィド、ポリカーボネート、ポ
リエーテルスルホン（poly ether sulfone；ＰＥＳ）、
ポリスチレン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル、アクリル系樹脂、ＰＭＭＡなどの汎用プラスチッ
ク材料は好適に用いることができる。

【００２０】ここで、基板１０の機械的強度や耐湿性、
耐熱性の向上の為に、これらの有機高分子材料を多層化
してもよいし、ガスバリア性等の向上の為にこれらの各
層間にＳｉＯ_x またはＳｉＮ_x などの酸化物または窒化
物を適宜形成するようにしてもよい。

【００２１】なお、基板１０としてプラスチックをフィ
ルムの形態で用いる場合は、機械的安定性あるいは強度
の点から、二軸伸延されていることが好ましい。このよ
うにロール・ツー・ロールの成膜方法で処理することに
よって、生産性を向上させることができる。

【００２２】この基板１０の上面にバッファ層１１を形
成する。バッファ層１１としては、例えばＳｉＯ_x また
はＳｉＮ_x などの比較的熱伝導性の低い酸化物または窒
化物が用いられ、スパッタリング法、ＣＶＤ法などの一
般的な薄膜作製法により形成することができる。バッフ
ァ層１１は、後述するエネルギービームを吸収した非晶
質ＳｉＣ層１２の温度が２０００℃近くまで上昇するた
め、プラスチック製の基板１０が熱によるダメージを受
けることを防ぐために設けられる。このバッファ層１１
が、本発明の熱伝導抑制層に対応している。

【００２３】続いて、バッファ層１１の上に非晶質Ｓｉ
Ｃ層１２を形成する。このときの炭化ケイ素（ＳｉＣ）
はａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x で表される。非晶質ＳｉＣ層１２も
バッファ層１１同様、一般的な方法による成膜が可能で
あるが、特にスパッタリング法は、膜内部の水素濃度を
微少量にコントロールできるので、水素離脱による非晶
質ＳｉＣ層１２の表面の欠陥を防ぐことができ効果的に
用いられる。従って、ここではスパッタリング法により
非晶質ＳｉＣ層１２を形成する。なお、スパッタリング
法としてはどんなものでもよく、例えば、ＲＦスパッタ
リング法、ＤＣスパッタリング法、反応性スパッタリン
グ法などの各種の方法が利用できる。具体的には、ＲＦ
スパッタ法では、例えばターゲットをＳｉＣ基板とし、
スパッタリングガスをヘリウム（Ｈｅ）ガスを導入し、
出力１０００Ｗとして非晶質ＳｉＣ層１２を形成するこ
とができる。

【００２４】最後に、このようにして形成した非晶質Ｓ
ｉＣ層１２をエネルギービームの照射により結晶化させ
る（図１（Ｂ）参照）。エネルギービームとしてはエキ
シマレーザが好ましく、具体的には、ＡｒＦエキシマレ
ーザ，ＸｅＦエキシマレーザ，ＸｅＣｌエキシマレー
ザ，ＫｒＦエキシマレーザ等が用いられる。ここで、Ｓ
ｉＣの吸収係数が大きくなるように、比較的波長が短い
ＡｒＦあるいはＫｒＦ等のレーザがより好適に用いられ
る。これにより、スパッタリング時に内部に取り込まれ
た微量の水素ガスが非晶質ＳｉＣ層１２より脱離すると
共に、非晶質ＳｉＣ層１２が結晶化されて多結晶ＳｉＣ
層１３となる。なお、プラスチックである基板１０を痛
めないように、エキシマレーザの照射時においても基板
１０の温度は２００℃以下、好ましくは１５０℃以下と
なるようにレーザの照射エネルギー、照射時間は最適化
される必要がある。このようにして、炭化ケイ素薄膜構
造体１が作製される。

【００２５】また、非晶質ＳｉＣ層１２に不純物のドー
ピングを行う場合には、スパッタターゲットとして所望
の元素がドーピングされたＳｉＣ基板を使用して成膜
し、その後にレーザを照射すればよい。例えば、出力１
０００Ｗ、スパッタリングガスをアルゴン（Ａｒ）とし
て、ホウ素（Ｂ）がドープされたＳｉＣ基板をターゲッ
トに用いたＤＣスパッタリングによって、ホウ素（Ｂ）
がドープされた非晶質ＳｉＣ層１２が形成される。より
ドーピング効率を高くする場合は、成膜後にイオン注入
を行い、続いてレーザによる結晶化を行う方法あるいは
プラスマドーピング等の手法を用いることができる。こ
のプラズマドーピングとは、スパッタ等により得られた
膜にドーピングガスのプラズマを照射して、レーザによ
る結晶化を行う手法である。これらのレーザによる結晶
化の際には、レーザのエネルギーを調節することでドー
ピング効率の高い膜を非常に薄く作製することができ
る。

【００２６】なお、非晶質ＳｉＣ層１２の結晶化率は、
照射するレーザのエネルギーに依存する。よって、例え
ば多結晶と非晶質が並存するように、少なくとも一部を
晶出させるなどにより結晶性を付加することもできる
が、多結晶ＳｉＣ層１３の機械的強度及び絶縁性を向上
させるためには、結晶化率は９０％以上であることが好
ましい。

【００２７】本実施の形態では、スパッタリング法によ
り水素の含有量が微少な非晶質ＳｉＣ層１２を形成する
ようにしたので、所謂水素抜きを行うことなく、極めて
平滑な表面を持つと共に均質に結晶化した多結晶ＳｉＣ
層１３を得ることができる。

【００２８】また、本実施の形態では、非晶質ＳｉＣ層
１２をエネルギービームにより結晶化するようにしたの
で、結晶性が良好であり、機械的強度および電気的絶縁
性が向上した多結晶ＳｉＣ層１３を、炭化ケイ素薄膜構
造体１ごと高温で熱処理することなく容易に得られる。
さらに、バッファ層１１を設けるようにしたので、非晶
質ＳｉＣ層１２を局所的に高温で加熱しても基板１０の
温度は上がらないこと、水素抜きと称する熱処理をしな
いことにより、基板１０にプラスチック材料を用いるこ
とができる。

【００２９】本実施の形態では、基板１０にプラスチッ
ク材料を使用するようにしたので、エネルギービームに
より非晶質ＳｉＣ層１２を結晶化する際に基板側からの
熱の放散を防ぐことができる。プラスチック材料の熱伝
導度はガラス基板等の比較的熱伝導度の低い基板に比べ
ても更に一桁ほど小さい。よって、従来用いられてきた
ガラス基板やＳｉ、ＳｉＣ等のメタル系基板に比べ、断
熱性が高い。本来、非晶質ＳｉＣ層１２となるａ−Ｓｉ
Ｃはバンドギャップが広く、レーザ光の吸収係数が小さ
くため、レーザによる結晶化を常套的に行うことができ
るａ−Ｓｉ等に対して、エネルギービームによる結晶化
では十分に熱吸収させて結晶化を行うことが難しい。し
かし、プラスチック基板を使用することによって非晶質
ＳｉＣ層１２を容易にエネルギービームにより結晶化す
ることが可能になる。また逆に、レーザのエネルギー強
度を高めることなく結晶化率を向上させることが可能と
なる。

【００３０】また、プラスチック材料には軽量、割れに
くい、可撓性などの特性があり、本実施の形態では基板
１０にプラスチック材料を用いたので、炭化ケイ素薄膜
構造体１を軽量で衝撃に強いものとすることができる。

【００３１】（第２の実施の形態）図２は、第２の実施
の形態に係るアクティブマトリクス型ＴＦＴの断面構造
を表している。このＴＦＴは、例えば液晶表示パネルに
用いられるものであり、例えば、両面にガスバリア層２
１を備えて上面をハードコート層２２でコーティングさ
れた基板２０にバッファ層２３，多結晶ＳｉＣ層２５を
積層した構造の炭化ケイ素薄膜構造体が用いられる。こ
こでは、多結晶ＳｉＣ層２５によりチャネル領域２５
ａ，ソース領域２５ｂ，ドレイン領域２５ｃが構成され
るようになっている。ソース領域２５ｂ，ドレイン領域
２５ｃには、例えば、リン（Ｐ）などのｎ型不純物がド
ープされている。なお、本実施の形態における炭化ケイ
素薄膜構造体は、第１の実施の形態における炭化ケイ素
薄膜構造体１に対応している。すなわち、上記処理を施
された基板２０，バッファ層２３，多結晶ＳｉＣ層２５
は、それぞれ第１の実施の形態における基板１０，バッ
ファ層１２，多結晶ＳｉＣ層１４と同様の材料を用いて
同様に形成することができるので、その詳細な説明は省
略する。

【００３２】多結晶ＳｉＣ層２５の更に上面には、例え
ば、ゲート絶縁層２６，ゲート電極２７，層間絶縁膜２
８が順に形成され、層間絶縁膜２８の開口部に信号配線
２９，画素電極３０がそれぞれ形成されている。

【００３３】このような構成を有するＴＦＴは、次のよ
うにして製造することができる。

【００３４】まず、図３に示したように、両面にガスバ
リア層２１を備えて上面をハードコート層２２でコーテ
ィングされた基板２０を用意し、その上面にバッファ層
２３，非晶質ＳｉＣ層２４を積層する。ここで、非晶質
ＳｉＣ層２４は、後にチャネル領域２５ａが形成される
ため、例えばホウ素（Ｂ）などのｐ型不純物をドーピン
グして形成される。ちなみに、このようにして形成され
た非晶質ＳｉＣ層２４の水素含有量は３×１０¹⁹ｃｍ^-3
程度と微量であり、特にこれを除去する必要はない。

【００３５】次に、図４に示したように、エキシマレー
ザ光照射装置に上記の積層体を真空搬送して、例えばＫ
ｒＦエキシマレーザなどのエキシマレーザ光を（図４の
矢印で示したように）非晶質ＳｉＣ層２４の上面より照
射する。ここで、照射条件は第１の実施の形態と同様で
あるので、その説明は省略する。このようにして、非晶
質ＳｉＣ層２４が結晶化されて多結晶ＳｉＣ層２５とな
る。このように本実施の形態でも、スパッタリング法に
より水素の含有量が微少な非晶質ＳｉＣ層２４を形成す
るようにしたので、第１の実施の形態と同様に、これに
続くレーザ照射によって得られる多結晶ＳｉＣ層２５
は、表面に陥入孔や空隙がなく、均質に結晶化してい
る。

【００３６】更に、図５に示したように、例えばＳｉＯ
₂ からなるゲート絶縁膜２６を常法に準じて例えば１０
ｎｍの厚さに形成する。その上に、例えば、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金を２００ｎｍから４００ｎｍ
の厚さで蒸着した後、これをパターニングしてゲート電
極２７を形成する。

【００３７】続いて、ゲート電極２７をマスクとして例
えばリン（Ｐ）などのｎ型不純物のイオンを（図５の矢
印で示したように）イオン注入して、セルフアライメン
トによりチャネル領域２５ａとその両側のソース領域２
５ｂ，ドレイン領域２５ｃを形成する。

【００３８】最後に、図２に示したように、ゲート絶縁
膜２６をゲート電極２７のパターンにアライメントさせ
てパターニングし、ソース領域２５ｂ，ドレイン領域２
５ｃをトランジスタ素子領域としてそれぞれの形状にパ
ターニングする。更に、この上から一面に層間絶縁膜２
８を形成し、この層間絶縁膜２８にソース領域２５ｂお
よびドレイン領域２５ｃに臨む接続孔を開口して、それ
ぞれの開口部に信号配線２９および画素電極３０を形成
する。このようにして、図２に示したアクティブマトリ
クス型ＴＦＴが得られる。

【００３９】本実施の形態のＴＦＴは、第１の実施の形
態と同様な炭化ケイ素薄膜構造体を用いて作製されてい
るため、その効果も勿論、第１の実施の形態と同様であ
り、ここではその説明を省略する。

【００４０】本実施の形態では、多結晶ＳｉＣ層２５
は、水素ガスが層内から離脱する際に生じる陥入孔や空
隙がなく緻密で平滑な表面を有するようにしたので、こ
れにより構成されるチャネル領域２５ａはリーク電流を
少なくすることができる。また、多結晶ＳｉＣ層２５は
結晶性のよい均質な結晶となるので、その電気抵抗が比
較的低くなり、これにより構成されるＴＦＴの閾値電圧
Ｖ_thを低くすることができる。

【００４１】本実施の形態では、このようにプラスチッ
ク製の基板２０の上に結晶性良好な多結晶ＳｉＣ層２５
を形成するようにしたので、軽量で衝撃に強く、かつ優
れた電気的特性を兼ね備えたＴＦＴを得ることができ
る。

【００４２】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について、詳
細に説明する。

【００４３】（実施例１）表面をアクリル樹脂でハード
コートされた直径約１０ｃｍ（４inchφ）、厚さ３ｍｍ
の円板状のポリカーボネート基板を、洗浄後にハードコ
ート面を上にしてスパッタリング装置の基板ホルダに設
置した。次に、スパッタリング装置の内部を真空ポンプ
を用いて１０^-5Ｐａまで排気した。なお、基板は加熱し
なかった。

【００４４】このようにして準備した基板上に、反応性
スパッタリング法によりＳｉＮ膜を３５０ｎｍ形成し
た。続いて、出力１０００Ｗ、スパッタリングガスをヘ
リウム（Ｈｅ）としてプラズマを発生させ、ＳｉＣ基板
をターゲットに用いＲＦスパッタリング法により炭化ケ
イ素（ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x ）膜を３０ｎｍ形成した。更
に、得られた積層膜にＡｒＦエキシマレーザのラインビ
ーム照射を行い、ａ−Ｓｉ _x Ｃ_1-x 膜を結晶化させた。
このとき、楕円形状のラインビームには、最大強度が３
００ｍＪ／ｃｍ² である台形型の強度分布をビームの短
軸方向に設け、このラインビームをビーム短軸方向にス
キャンした。これにより、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x膜に照射さ
れるビームのエネルギーが次第に大きくなるように調節
して、成膜中に僅かに取り込まれたＨｅの放出による膜
の損傷を抑えてａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶化を行った。

【００４５】これにより、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶表
面性が良好な炭化ケイ素薄膜構造体を作製した。このａ
−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜表面のビッカース硬度は１２０００Ｎ
／ｍｍ² であった。

【００４６】（実施例２）材質以外は実施例１と同様で
あるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板を用
い、基板表面の温度を１２０℃に設定したこと以外は実
施例１と同様に基板を準備して、基板上にＳｉＮ膜とａ
−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を順次形成した。

【００４７】これにより、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶表
面性が良好な炭化ケイ素薄膜構造体を作製した。このａ
−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜表面のビッカース硬度は１２０００Ｎ
／ｍｍ² であった。

【００４８】（実施例３）材質以外は実施例１と同様で
あるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板を用
い、基板表面の温度を１２０℃に設定したこと以外は実
施例１と同様に基板を準備した。

【００４９】次いで、反応性スパッタリング法によりＳ
ｉＯ₂ 膜を３５０ｎｍ形成した。更に、出力１０００
Ｗ、スパッタリングガスをアルゴンガス（Ａｒ）として
プラズマを発生させ、ホウ素（Ｂ）がドープされたＳｉ
Ｃ基板をターゲットに用いたＤＣスパッタリング法によ
り、ホウ素（Ｂ）がドープされたａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を
３０ｎｍ形成した。得られた積層膜にＫｒＦエキシマレ
ーザのラインビーム照射を行い、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を
結晶化させた。このとき、楕円形状のラインビームに
は、最大強度が２００ｍＪ／ｃｍ² である台形型の強度
分布をビームの短軸方向に設け、このラインビームをビ
ーム短軸方向にスキャンした。これにより、ａ−Ｓｉ_x
Ｃ_1-x 膜に照射されるビームのエネルギーが次第に大き
くなるように調節して、成膜中に僅かに取り込まれたＡ
ｒの放出による膜の損傷を抑えてａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の
結晶化を行った。

【００５０】これにより、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶性
が良好である炭化ケイ素薄膜構造体を作製した。ａ−Ｓ
ｉ_x Ｃ_1-x 膜の室温での導電率は、２×１０^-2（Ωｃ
ｍ）^-1であった。更に、このａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を、５
０％ＨＦ処理によりＳｉＯ₂ 上からリフトオフしてＴＥ
Ｍ観察およびＳＡＥＤ観測を行った。ＳＡＥＤパターン
のデバイ・リングより読み取った格子定数ｄの値は２．
６３と１．５１であり、それぞれＳｉＣの結晶格子（１
０１）、（１１０）のｄ値にほぼ対応する。これらの結
果より、得られたＳｉ_x Ｃ_1-x 膜が微結晶であることが
わかった。

【００５１】（実施例４）実施例３と同様のＰＥＴ基板
を用い、同様にして基板を準備した。

【００５２】次いで、反応性スパッタリング法によりＳ
ｉＮ膜を３５０ｎｍ形成した。更に、出力１０００Ｗ、
スパッタリングガスをＨｅガスとしてプラズマを発生さ
せ、リン（Ｐ）がドープされたＳｉＣ基板をターゲット
に用いたＤＣスパッタリング法により、リン（Ｐ）がド
ープされたａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を３０ｎｍ形成した。得
られた積層膜にＫｒＦエキシマレーザのラインビーム照
射を行い、ａ−Ｓｉ_xＣ_1-x 膜を結晶化させた。このと
き、楕円形状のラインビームには、最大強度が２５０ｍ
Ｊ／ｃｍ² である台形型の強度分布をビームの短軸方向
に設け、このラインビームをビーム短軸方向にスキャン
した。これにより、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜に照射されるビ
ームのエネルギーが次第に大きくなるように調節して、
成膜中に僅かに取り込まれたＨｅの放出による膜の損傷
を抑えてａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶化を行った。

【００５３】これにより、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶性
が良好である炭化ケイ素薄膜構造体を作製した。ａ−Ｓ
ｉ_x Ｃ_1-x 膜の室温での導電率は、６×１０^-1（Ωｃ
ｍ）^-1であった。更に、このａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を、５
０％ＨＦ処理によりＳｉＯ₂ 上からリフトオフしてＴＥ
Ｍ観察およびＳＡＥＤ観測を行った。ＳＡＥＤパターン
のデバイ・リングより読み取った格子定数ｄの値は２．
６３と１．５１であり、それぞれＳｉＣの結晶格子（１
０１）、（１１０）のｄ値にほぼ対応する。これらの結
果より、得られたＳｉ_x Ｃ_1-x 膜が微結晶であることが
わかった。

【００５４】（実施例５）材質をポリエチレンサルファ
イル（ＰＥＳ）として、ＳｉＯ_x のガスバリア層を基板
上下面の両面に設けたこと以外は実施例１と同様の基板
を用い、基板表面の温度を１５０℃に設定したこと以外
は実施例１と同様に基板を準備した。

【００５５】次いで、反応性スパッタリング法によりＳ
ｉＯ₂ 膜を３５０ｎｍ形成した。更に、出力１０００
Ｗ、スパッタリングガスをＡｒガスとしてプラズマを発
生させ、ホウ素（Ｂ）がドープされたＳｉＣ基板をター
ゲットに用いたＤＣスパッタリング法により、ホウ素
（Ｂ）がドープされたａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を３０ｎｍ形
成した。次に、ＰＥＣＶＤチャンバに基板を真空搬送
し、これにＨ₂ およびＢ₂ Ｈ ₆ を１％含むＨ₂ を、それ
ぞれ５０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍの流量で同時に流し
た。この状態で２０Ｗで発生させたプラズマ中に基板を
３分間曝した後、基板上の積層膜にＡｒＦエキシマレー
ザのラインビーム照射を行い、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x膜の結
晶化とドーピングとを同時に行った。このとき、楕円形
状のラインビームには、最大強度が２００ｍＪ／ｃｍ²
である台形型の強度分布をビームの短軸方向に設け、こ
のラインビームをビーム短軸方向にスキャンした。これ
により、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜に照射されるビームのエネ
ルギーが次第に大きくなるように調節して、成膜中に僅
かに取り込まれたＡｒの放出による膜の損傷を抑えてａ
−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶化を行った。

【００５６】このようにして作製された炭化ケイ素薄膜
構造体のａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜は、室温での導電率が７
（Ωｃｍ）^-1であった。

【００５７】（実施例６）実施例５と同様のＰＥＳ基板
を用い、同様にして基板を準備した。

【００５８】次いで、反応性スパッタリング法によりＳ
ｉＮ膜を３５０ｎｍ形成した。更に、出力１０００Ｗ、
スパッタリングガスをＡｒガスとしてプラズマを発生さ
せ、リン（Ｐ）がドープされたＳｉＣ基板をターゲット
に用いたＤＣスパッタリング法により、リン（Ｐ）がド
ープされたａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を３０ｎｍ形成した。次
に、ＰＥＣＶＤチャンバに基板を真空搬送し、これにＨ
₂ およびＰＨ₄ を１％含むＨ₂ を、それぞれ５０ｓｃｃ
ｍ、１０ｓｃｃｍの流量で同時に流した。この状態で２
０Ｗで発生させたプラズマ中に基板を３分間曝した後、
基板上の積層膜にＡｒＦエキシマレーザのラインビーム
照射を行い、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶化とドーピング
とを同時に行った。このとき、楕円形状のラインビーム
には、最大強度が２００ｍＪ／ｃｍ² である台形型の強
度分布をビームの短軸方向に設け、このラインビームを
ビーム短軸方向にスキャンした。これにより、ａ−Ｓｉ
_xＣ_1-x 膜に照射されるビームのエネルギーが次第に大
きくなるように調節して、成膜中に僅かに取り込まれた
Ａｒの放出による膜の損傷を抑えてａ−Ｓｉ_x Ｃ_1- _x 膜
の結晶化を行った。

【００５９】このようにして作製された炭化ケイ素薄膜
構造体のａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜は、室温での導電率が１３
（Ωｃｍ）^-1であった。

【００６０】（実施例７）実施例５と同様のＰＥＳ基板
を用い、同様にして基板を準備した。

【００６１】次いで、反応性スパッタリング法によりＳ
ｉＮ膜を３５０ｎｍ形成した。更にその上に、出力１０
００Ｗ、スパッタリングガスをＨｅガスとしてプラズマ
を発生させ、リン（Ｐ）がドープされたＳｉＣ基板をタ
ーゲットに用いたＤＣスパッタリング法により、リン
（Ｐ）がドープされたａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を３０ｎｍ形
成した。その上に、引き続いて行ったリン（Ｐ）がドー
プされたＳｉ基板をターゲットに用いたＤＣスパッタリ
ング法により、リン（Ｐ）がドープされたａ−Ｓｉ膜を
５ｎｍ形成した。このようにして形成された積層膜に対
し、以下、ＸｅＣｌエキシマレーザを用い、ラインビー
ムの最大強度を３００ｍＪ／ｃｍ² としたこと以外は実
施例６と同様の方法でラインビーム照射を行った。こう
して、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x とａ−Ｓｉとを同時に溶融し
て、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶化とドーピングとを同時
に行った。

【００６２】このようにして作製された炭化ケイ素薄膜
構造体のａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜は、室温での導電率が６×
１０^-1（Ωｃｍ）^-1であった。更に、このａ−Ｓｉ_x Ｃ
_1-x膜を、５０％ＨＦ処理によりＳｉＯ₂ 上からリフト
オフしてＴＥＭ観察およびＳＡＥＤ観測を行った。ＳＡ
ＥＤパターンのデバイ・リングより読み取った格子定数
ｄの値は２．６３と１．５１であり、それぞれＳｉＣの
結晶格子（１０１）、（１１０）のｄ値にほぼ対応す
る。これらの結果より、得られたＳｉ_x Ｃ_1-x 膜が微結
晶であることがわかった。

【００６３】（実施例８）実施例５と同様のＰＥＳ基板
を用い、同様にして基板を準備した。

【００６４】次いで、反応性スパッタリング法によりＳ
ｉＮ膜を３５０ｎｍ形成した。更にその上に、出力１０
００Ｗ、スパッタリングガスをＨｅガスとしてプラズマ
を発生させ、ＳｉＣ基板をターゲットに用いたＤＣスパ
ッタリング法によりａ−Ｓｉ _x Ｃ_1-x 膜を３０ｎｍ形成
した。次に、ＰＥＣＶＤチャンバに基板を真空搬送し、
これにＨ₂ およびＰＨ₄ を１％含むＨ₂ を、それぞれ５
０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍの流量で同時に流した。この
状態で２０Ｗで発生させたプラズマ中に基板を３分間曝
した後、再び基板をスパッタ装置に真空搬送して、積層
膜の上に更に、反応性スパッタリング法によりＳｉＯ₂
膜を３５０ｎｍ形成した。このＳｉＯ₂膜の上からＡｒ
Ｆエキシマレーザのラインビーム照射を行い、ａ−Ｓｉ
_x Ｃ_1-x膜の結晶化とドーピングとを同時に行った。こ
のとき、楕円形状のラインビームには、最大強度が２５
０ｍＪ／ｃｍ² である台形型の強度分布をビームの短軸
方向に設け、このラインビームをビーム短軸方向にスキ
ャンした。これにより、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜に照射され
るビームのエネルギーが次第に大きくなるように調節し
て、成膜中に僅かに取り込まれたＨｅの放出による膜の
損傷を抑えてａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶化を行った。

【００６５】このようにして作製された炭化ケイ素薄膜
構造体のａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜は、室温での導電率が１１
（Ωｃｍ）^-1であった。

【００６６】（実施例９）実施例５と同様のＰＥＳ基板
を用い、基板の表面温度を１２０℃とした以外は実施例
５と同様にして基板を準備した。

【００６７】次いで、反応性スパッタリング法によりＳ
ｉＮ膜を３５０ｎｍ形成した。更に、出力１０００Ｗ、
スパッタリングガスをＨｅガスとしてプラズマを発生さ
せ、リン（Ｐ）がドープされたＳｉＣ基板をターゲット
に用いたＤＣスパッタリング法により、リン（Ｐ）がド
ープされたａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜を３０ｎｍ形成した。得
られた積層膜にＫｒＦエキシマレーザのスクエアビーム
照射を行い、ａ−Ｓｉ _x Ｃ_1-x 膜を結晶化させた。この
とき、楕円形状のラインビームには、最大強度が２３０
ｍＪ／ｃｍ² である台形型の強度分布をビームの短軸方
向に設け、このラインビームをビーム短軸方向にスキャ
ンした。これにより、ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x膜に照射される
ビームのエネルギーが次第に大きくなるように調節し
て、成膜中に僅かに取り込まれたＨｅの放出による膜の
損傷を抑えてａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜の結晶化を行った。

【００６８】このようにして作製された炭化ケイ素薄膜
構造体のａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜は、室温での導電率が８
（Ωｃｍ）^-1であった。

【００６９】（実施例１０）まず、大面積の被処理基板
として、両面にガスバリア層としてＳｉＯ_x 層を備え、
上面は更にアクリル樹脂でハードコートされたＰＥＳ基
板を準備した。基板の表面温度は１２０℃とした。

【００７０】その上面に、熱伝導抑制層として第１のＳ
ｉＯ₂ 層を反応性スパッタリング法により３０ｎｍの厚
さに形成した。更に、不純物を含有した非晶質ＳｉＣ膜
をスパッタリング法により５０ｎｍの厚さに形成した。
ターゲットには、不純物としてホウ素（Ｂ）を１×１０
¹⁶ｃｍ^-3以下の微量含有する単結晶ＳｉＣ基板を用い
た。このときのスパッタリング条件は、膜厚を除き実施
例３に準じている。すなわち、出力１０００Ｗ、スパッ
タリングガスをアルゴン（Ａｒ）としたＤＣスパッタリ
ング法により、ホウ素（Ｂ）がドープされたＳｉＣ膜を
形成した。

【００７１】次に、スパッタリングチャンバから、これ
とゲートバルブで連接されたエキシマレーザ光照射装置
に被処理基板を真空搬送し、非晶質のＳｉＣ膜の上面か
らＫｒＦエキシマレーザ光を照射した。こうして、Ｓｉ
Ｃ膜からＡｒを脱離させると同時にその結晶化を行っ
た。照射条件は実施例３と同様であり、楕円形状のライ
ンビームには、最大強度が２００ｍＪ／ｃｍ² である台
形型の強度分布をビームの短軸方向に設け、このライン
ビームをビーム短軸方向にスキャンした。これにより、
ａ−Ｓｉ_x Ｃ_1-x 膜に照射されるビームのエネルギーが
次第に大きくなるように調節して、成膜中に僅かに取り
込まれたＨｅの放出による膜の損傷を抑えてａ−Ｓｉ_x
Ｃ_1-x 膜の結晶化を行った。

【００７２】この結果、非晶質であったＳｉＣ層は多結
晶層となり、その表面は陥入孔や空隙による凹凸がな
く、緻密で平滑であった。

【００７３】更に、ゲート絶縁膜として第２のＳｉＯ₂
層を、常法により１０ｎｍの厚さに形成した。その上
に、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムシリコン
（ＡｌＳｉ）を２００ｎｍから４００ｎｍの厚さで蒸着
した後、これをパターニングしてゲート電極を形成し
た。

【００７４】続いて、ゲート電極をマスクとして不純物
としてリンイオン（Ｐ⁺ ）をイオン注入して、セルフア
ライメントによりチャネル領域とその両側のソース領
域，ドレイン領域を形成した。

【００７５】次に、第２のＳｉＯ₂ 層を、ゲート電極を
パターンとしてアライメントさせてパターニングし、ソ
ース領域２４ｂ，ドレイン領域２４ｃも個々のトランジ
スタの素子領域の形状にパターニングした。次に、この
上から一面に層間絶縁膜（ＳｉＯ₂ ）を形成して、この
層間絶縁膜にソース領域およびドレイン領域に臨む接続
孔を開口し、それぞれの開口部にＩＴＯからなる信号配
線および画素電極を形成した。このようにして、トップ
ゲート型ＴＦＴを作製した。

【００７６】このＴＦＴは、液晶表示パネル用のアクテ
ィブマトリクス型である。チャネル領域として耐圧の高
い多結晶のＳｉＣ層を用いたため、リーク電流が少ない
ものとなった。

【００７７】以上、実施の形態および実施例を挙げて本
発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施
例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例
えば、上記実施の形態および実施例では、非晶質ＳｉＣ
層にレーザビームを照射するようにしたが、電子ビーム
などの他のエネルギービームを用いるようにしてもよ
い。

【００７８】また、上記第２の実施の形態では、炭化ケ
イ素薄膜構造体を基本構造に用いてＴＦＴを作製するよ
うにしたが、炭化ケイ素薄膜構造体の形成以降の工程は
いずれも常法に準拠してよく、あらゆる一般的なＴＦＴ
の製造方法を用いることができる。更に、ＴＦＴの構造
をトップゲート型としたが、この他にボトムゲート型等
の他の構造としてもよい。

【００７９】また、上記第２の実施の形態および実施例
１０では、液晶表示パネル用のアクティブマトリクス型
ＴＦＴについて説明したが、本発明は、炭化ケイ素薄膜
構造体を基本構造に用いたＴＦＴであれば、その他の構
造のＴＦＴにも適用できる。

【００８０】加えて、第１の実施の形態で説明した炭化
ケイ素薄膜構造体１が、所謂機能性デバイスの基本構造
になることを、第２の実施の形態において具体的に例示
したが、本発明は、エネルギービームの照射により少な
くとも表面近傍が結晶化された炭化ケイ素薄膜が熱伝導
抑制層を介して有機高分子材料基板の上に形成されたも
のであれば、他の構成を有するものについても広く適用
できる。例えば、炭化ケイ素薄膜構造体を窓材とした太
陽電池、炭化ケイ素薄膜構造体を表面コーティングした
有機高分子フィルム等、ＴＦＴ以外のデバイスや機能性
材料についても適用することができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項６のいずれか１に記載の炭化ケイ素薄膜構造体、また
は請求項８ないし請求項１２のいずれか１に記載の炭化
ケイ素薄膜構造体の製造方法によれば、絶縁基体上に熱
伝導抑制層を介して炭化ケイ素薄膜を形成して薄膜積層
体を作製し、更にエネルギービームを照射して炭化ケイ
素薄膜を結晶化させるようにしたので、所謂基板ごと加
熱する熱処理を伴うことなく、良好な結晶性を持つため
に機械的強度および電気的絶縁性が向上した炭化ケイ素
薄膜を容易に得ることができる。なおかつ、炭化ケイ素
薄膜の表面は平滑となり、成膜性、密着性に優れたもの
とすることができる。さらに、絶縁基体を有機高分子材
料で構成されるようにしたので、軽量で衝撃に強く、取
り扱いやすいものとすることができる。従って、例え
ば、各種デバイスまたはラミネートフィルム等の基本構
造体として用いることができる。

【００８２】また、請求項７に記載の薄膜トランジスタ
によれば、チャネルを表面が平滑で結晶性良好な炭化ケ
イ素薄膜に形成するようにしたので、素子特性が向上す
ると共にリーク電流を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る炭化ケイ素薄
膜構造体の構成を表す断面図であり、図１（Ａ）はレー
ザ照射前、図１（Ｂ）はレーザ照射後の状態を表すもの
である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＴＦＴの構成
を表す断面図である。

【図３】図２に示したＴＦＴの製造工程を表す断面図で
ある。

【図４】図３に続く工程を表す断面図である。

【図５】図４に続く工程を表す断面図である。

【符号の説明】

１０…基板、１１…バッファ層、１２…非晶質ＳｉＣ
層、１３…多結晶ＳｉＣ層、２０…基板、２１…ガスバ
リア層、２２…ハードコート層、２３…バッファ層、２
４…非晶質ＳｉＣ層、２５…多結晶ＳｉＣ層、２５ａ…
チャネル領域、２５ｂ…ソース領域、２５ｃ…ドレイン
領域、２６…ゲート絶縁膜、２７…ゲート電極、２８…
層間絶縁膜、２９…信号配線、３０…画素電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/265 ６０２Ｈ０１Ｌ 21/265 Ｚ 29/786 29/78 ６１８Ｂ 21/336 ６２７Ｇ (72)発明者野口隆東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 4K029 AA11 AA24 BA46 BA56 BA58 BB02 BB08 CA05 CA06 GA00 5F052 AA02 BA04 BA07 BB07 CA04 DA10 DB07 EA11 FA00 JA01 5F103 AA08 DD17 GG02 HH10 JJ01 KK03 LL13 PP03 5F110 AA16 BB01 CC02 DD01 DD13 DD14 EE03 EE06 EE43 FF02 GG01 GG06 GG13 GG25 GG32 GG43 GG52 HJ01 HJ13 HL07 NN72 PP03 PP05 PP06 PP08 QQ11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１種類以上の有機高分子材料
よりなる絶縁基体上に熱伝導抑制層を介して炭化ケイ素
薄膜が形成された炭化ケイ素薄膜構造体であって、前記炭化ケイ素薄膜はエネルギービームの照射によって
少なくとも表面近傍を結晶化されていることを特徴とす
る炭化ケイ素薄膜構造体。
【請求項２】前記炭化ケイ素薄膜はスパッタリング法
により形成されたものであることを特徴とする請求項１
に記載の炭化ケイ素薄膜構造体。
【請求項３】前記熱伝導抑制層は酸化ケイ素（ＳｉＯ
_x ）膜および窒化ケイ素（ＳｉＮ_x ）膜の少なくとも一
方であることを特徴とする請求項１に記載の炭化ケイ素
薄膜構造体。
【請求項４】前記炭化ケイ素薄膜は、ｐ型またはｎ型
の不純物が導入され、前記エネルギービームの照射によ
り前記不純物が活性化されていることを特徴とする請求
項１に記載の炭化ケイ素薄膜構造体。
【請求項５】ビッカース硬度による評価において、前
記有機高分子材料に比較して表面硬度が高いことを特徴
とする請求項１記載の炭化ケイ素薄膜構造体。
【請求項６】前記炭化ケイ素薄膜の結晶化率が９０％
以上であることを特徴とする請求項１記載の炭化ケイ素
薄膜構造体。
【請求項７】少なくとも１種類以上の有機高分子材料
よりなる絶縁基体上に熱伝導抑制層を介して炭化ケイ素
薄膜が形成された炭化ケイ素薄膜構造体を含む薄膜トラ
ンジスタであって、前記炭化ケイ素薄膜がｐ型またはｎ型の不純物が導入さ
れエネルギービームの照射により前記不純物が活性化さ
れてなる活性化領域を有し、前記活性化領域にチャネル
が形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項８】少なくとも１種類以上の有機高分子材料
よりなる絶縁基体上に熱伝導抑制層を介して炭化ケイ素
薄膜を形成して薄膜積層体を作製し、更に、エネルギー
ビームを照射することにより前記炭化ケイ素薄膜の少な
くとも表面近傍を結晶化させることを特徴とする炭化ケ
イ素薄膜構造体の製造方法。
【請求項９】前記炭化ケイ素薄膜をスパッタリング法
により形成することを特徴とする請求項８に記載の炭化
ケイ素薄膜構造体の製造方法。
【請求項１０】前記熱伝導抑制層を酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ_x ）膜および窒化ケイ素（ＳｉＮ_x ）膜の少なくとも
一方により形成することを特徴とする請求項８に記載の
炭化ケイ素薄膜構造体の製造方法。
【請求項１１】前記炭化ケイ素薄膜を形成する際に、
ｐ型またはｎ型の不純物を導入し、前記エネルギービー
ムの照射時に前記ｐ型またはｎ型の不純物を活性化させ
ることを特徴とする請求項８に記載の炭化ケイ素薄膜構
造体の製造方法。
【請求項１２】前記炭化ケイ素薄膜の結晶化率を９０
％以上とすることを特徴とする請求項８に記載の炭化ケ
イ素薄膜構造体の製造方法。