本发明涉及一种半导体装置、电子设备及半导体装置的制造方法。
背景技术
在液晶显示装置、有机el显示装置及电子纸等显示装置中，设置有用于对图像显示进行控制的开关元件。在该开关元件中，tft(thinfilmtransistor：薄膜晶体管)被广泛地用于半导体装置中。在专利文献1中公开了该tft的结构。由此可见，在基板上设置有下部绝缘膜，且在下部绝缘膜上设置有半导体层。在半导体层中设置有源极、沟道、漏极的各个区域。
另外，在半导体层之上设置有栅极绝缘膜，从而下部绝缘膜及栅极绝缘膜使离子所流动的区域被限定。在栅极绝缘膜之上设置有栅电极。栅电极被设置在与沟道对置的位置处。而且，在对栅电极进行图案形成之后，使栅电极成为掩膜，从而离子被注入至半导体层。此时，栅电极需为250nm以上的厚度。并且，在栅电极之上设置有上部绝缘膜。
栅电极优选为电阻低且熔点高的金属。通过使其电阻低，从而能够使开关元件的响应性良好。此外，通过使其熔点高，从而能够实现高温的处理。然而，由于熔点高的金属其电阻率较高，因此为了实现低电阻而加厚栅电极的膜厚。在使该金属膜成膜时，在金属膜上会产生牵拉应力。而且，在栅电极的膜厚较厚时，基板会翘曲。因此，存在用于保持基板的真空吸盘无法吸附基板的情况。因此，期望即使设置栅电极等的金属膜，也能够对基板的翘曲进行抑制的技术。
专利文献1：日本特开2017-11111号公报
技术实现要素：
本发明是为了解决上述的课题而完成的发明，并能够作为以下的方式或应用例而实现。
应用例1
本应用例所涉及的半导体装置的特征在于，具备：基板；薄膜晶体管；以及绝缘膜，其位于所述基板与所述薄膜晶体管之间，所述绝缘膜具有第一氧化硅膜、被形成在所述第一氧化硅膜上的氮化硅膜以及被形成在所述氮化硅膜上的第二氧化硅膜，所述第一氧化硅膜的氮浓度与所述第二氧化硅膜的氮浓度相比而较低。
根据本应用例，半导体装置具备基板及薄膜晶体管。而且，在基板与薄膜晶体管之间配置有绝缘膜。该绝缘膜对使薄膜晶体管的特性发生变动的多余的离子的流动进行抑制。在绝缘膜中，第一氧化硅膜、氮化硅膜、第二氧化硅膜依次被配置。
第二氧化硅膜是在位置上与薄膜晶体管较近的膜，并且为氮浓度较高的膜。氮浓度较高的氧化硅膜其陷阱能级较低，因此能够抑制+电荷的累积。而且，抑制了薄膜晶体管的性能下降。
由于氮化硅膜对杂质离子的阻挡效果较高，因此对因杂质离子而使薄膜晶体管的特性发生变动的情况进行抑制。第一氧化硅膜是氮浓度较低的膜。氮浓度较低的氧化硅膜能够提高压缩应力。因此，即使在被用于薄膜晶体管的膜具有牵拉应力时，第一氧化硅膜也能够实现应力的平衡。其结果为，能够抑制半导体装置的翘曲。
应用例2
上述应用例所涉及的半导体装置的特征在于，所述第一氧化硅膜的氮浓度在3e20atoms/cc以上且9e20atoms/cc以下。
根据本应用例，第一氧化硅膜的氮浓度在3e20atoms/cc以上且9e20atoms/cc以下。此时，能够将第一氧化硅膜的膜应力设为压缩应力，并将其设为280mpa以上且480mpa以下。
应用例3
上述应用例所涉及的半导体装置的特征在于，所述薄膜晶体管的栅电极含有钼。
根据本应用例，薄膜晶体管在栅电极中含有钼。钼是熔点较高的金属。因此，能够采用包括温度较高的处理的制造工序。虽然钼的电阻率是铝的两倍左右的值，但是通过加厚膜厚，也能够降低电阻。而且，在加厚钼的膜厚时，易于产生牵拉应力。由于即使在基板上设置这种钼膜，第一氧化硅膜也会实现应力的平衡，因此能够抑制基板的翘曲。
应用例4
本应用例所涉及的电子设备的特征在于，具备上文所述的半导体装置。
根据本应用例，电子设备具备上文所述的半导体装置。而且，上文所述的半导体装置是使基板的翘曲得到抑制的半导体装置。因此，能够将电子设备设为具备翘曲被抑制的半导体装置的设备。
应用例5
本应用例所涉及的半导体装置的制造方法的特征在于，具备：使用硅烷气体和氮氧化物气体而使第一氧化硅膜成膜的工序；使氮化硅膜成膜的工序；以及使用硅烷气体和氮氧化物气体而使第二氧化硅膜成膜的工序，使所述第一氧化硅膜成膜的工序与使所述第二氧化硅膜成膜的工序相比，硅烷气体相对于氮氧化物气体的浓度较低。
根据本应用例，在半导体装置的制造方法中，具备使第一氧化硅膜成膜的工序、使氮化硅膜成膜的工序以及使第二氧化硅膜成膜的工序。而且，在使第一氧化硅膜成膜的工序以及使第二氧化硅膜成膜的工序中，使用硅烷气体和氮氧化物气体。
而且，使第一氧化硅膜成膜的工序中，降低硅烷气体相对于氮氧化物气体的浓度。如此，通过对硅烷气体相对于氮氧化物气体的浓度进行控制，从而能够制造第一氧化硅膜的氮浓度与第二氧化硅膜的氮浓度相比较低的半导体装置。
氮浓度较低的氧化硅膜能够提高压缩应力。因此，即使在之后的工序中于基板上设置牵拉应力较高的金属膜，也能够抑制基板的翘曲。
应用例6
上述应用例所涉及的半导体装置的制造方法的特征在于，具备使构成薄膜晶体管的硅膜成膜的工序，所述第一氧化硅膜、所述氮化硅膜、所述第二氧化硅膜及所述硅膜在同一腔室内连续地成膜。
根据本应用例，半导体装置的制造方法还具备使构成薄膜晶体管的硅膜成膜的工序。而且，第一氧化硅膜、氮化硅膜、第二氧化硅膜及硅膜在同一腔室内连续地成膜。
在该同一腔室内连续地成膜是指，在不从腔室中取出基板的条件下替换向腔室内投入的气体材料，从而进行成膜。此时，由于并未从腔室中取出、放入基板，因此能够缩短基板的取出放入所耗费的时间。因此，能够生产率良好地制造半导体装置。
附图说明
图1为用于说明第一实施方式所涉及的半导体装置的结构的示意图。
图2为用于说明半导体装置的翘曲量的测量方法的示意性侧视图。
图3为表示栅电极膜的膜厚与基板的翘曲量的关系的图。
图4为表示氧化硅膜中所含有的氮浓度与氧化硅膜的内部应力的关系的图。
图5为半导体装置的制造方法的流程图。
图6为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图7为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图8为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图9为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图10为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图11为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图12为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图13为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图14为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图15为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图16为用于说明半导体装置的制造方法的图。
图17为表示第二实施方式所涉及的电泳装置的结构的示意性侧剖视图。
图18为表示第三实施方式所涉及的电子书的结构的立体示意图。
图19为表示手表的结构的立体示意图。
具体实施方式
以下，依照附图，对实施方式进行说明。另外，为了将各个附图中的各个部件设为在各附图上可识别的程度的大小，而使各个部件以不同的比例尺来进行图示。
第一实施方式
在本实施方式中，依照附图，对半导体装置和该半导体装置的制造方法的特征性的示例进行说明。依照图1至图4，对第一实施方式所涉及的半导体装置进行说明。图1为用于说明半导体装置的结构的示意图。如图1所示，半导体装置1具备薄膜晶体管2。薄膜晶体管2也被称为tft。半导体装置1例如被应用于显示体装置的开关元件中。
半导体装置1具备基板3。基板3的材质只要具有绝缘性和刚性即可，其并未被特别限定。并且，如果基板3的材质具有耐热性，则能够良好地实施热处理。对于基板3的材质而言，能够使用玻璃、塑料、陶瓷、石英、砷化镓、硅等。在本实施方式中，例如在基板3的材质中采用了玻璃。虽然基板3的大小或厚度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如成为宽度约400mm、长度约500mm、厚度约0.5mm。
在基板3之上形成有第一氧化硅膜4。第一氧化硅膜4是为了实现电气绝缘的功能与由被形成基板3上的膜所产生的应力的平衡而被设置的膜。虽然第一氧化硅膜4的厚度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如约为800nm。另外，也可以在基板3与第一氧化硅膜4之间形成有未图示的膜。
在第一氧化硅膜4之上形成有氮化硅膜5。由于氮化硅膜5是致密的膜，因此具备防止水分的侵入、且防止钠等杂质离子的侵入的保护膜的功能。虽然氮化硅膜5的厚度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如约为100nm。另外，也可以在第一氧化硅膜4与氮化硅膜5之间形成有未图示的膜。
在氮化硅膜5之上形成有第二氧化硅膜6。第二氧化硅膜6是成为薄膜晶体管2的基底的膜，且成为陷阱能级较低的膜。第二氧化硅膜6的氮浓度为3e21atoms/cm3以上的较高的浓度。通过提高氮浓度，从而第二氧化硅膜6对水分的侵入及扩散进行抑制。虽然第二氧化硅膜6的厚度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如约为200nm。另外，也可以在氮化硅膜5与第二氧化硅膜6之间形成有未图示的膜。
绝缘膜7通过第一氧化硅膜4、氮化硅膜5及第二氧化硅膜6而被构成。绝缘膜7是位于基板3与薄膜晶体管2之间且对电连接进行抑制的膜。
在第二氧化硅膜6之上形成有半导体层8。在从基板3的厚度方向进行观察时，半导体层8的平面形状成为长方形。而且，半导体层8的长边方向被划分为源极区域8a、沟道区域8b及漏极区域8c，且成为源极区域8a及漏极区域8c夹着沟道区域8b的配置。半导体层8的材质只要是能够形成半导体的材质即可，其并未被特别限定，并能够使用硅、锗、砷化镓、磷砷化镓、氮化镓、碳化硅等。在本实施方式中，例如在半导体层8的材质中使用了多晶硅。而且，杂质离子被注入至源极区域8a及漏极区域8c。虽然半导体层8的厚度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如约为50nm。
以覆盖半导体层8及第二氧化硅膜6的方式而设置有栅极绝缘膜9。栅极绝缘膜9由第一栅极绝缘膜9a及第二栅极绝缘膜9b构成。第一栅极绝缘膜9a是被形成在半导体层8及第二氧化硅膜6上的膜。第一栅极绝缘膜9a是氧化硅膜，且成为氮浓度较低的膜。虽然第一栅极绝缘膜9a的氮浓度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如成为2.8e20atoms/cc。第一栅极绝缘膜9a成为电压的耐压较高且绝缘性较高的膜。
第二栅极绝缘膜9b是被形成在第一栅极绝缘膜9a上的膜。第二栅极绝缘膜9b是氮化硅膜。由于第二栅极绝缘膜9b是富含氮的致密膜，因此具备能够防止水分的侵入、且防止钠等杂质离子的侵入的保护膜的功能。虽然栅极绝缘膜9的厚度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如约为100nm。
在栅极绝缘膜9之上且与沟道区域8b对置的位置处形成有栅电极10。栅电极10的材质优选为电阻低且熔点高的金属。在将栅电极10的材质设为电阻率较高的材质时，通过加厚栅电极10而降低电阻，从而能够加快薄膜晶体管2的响应性。此外，通过选择熔点较高的金属，从而能够使用高温的制造工艺。栅电极10的材质能够使用钼、钛、钨、铬等。在本实施方式中，例如在栅电极10的材质中含有钼。钼的熔点为2632℃，钼是熔点较高的金属。因此，能够设为包括高温处理的制造工艺。
在向半导体层8注入杂质离子时，栅电极10被用作不会使杂质离子注入沟道区域8b的掩膜。因此，栅电极10的厚度优选为250nm以上。虽然栅电极10的厚度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如被设定为300nm。
以覆盖栅极绝缘膜9及栅电极10的方式而形成有上部绝缘膜11。上部绝缘膜11也被称为层间绝缘膜。上部绝缘膜11既可以是氧化硅膜，也可以采用层压了氧化硅膜与氮化硅膜的膜的形态。上部绝缘膜11是相对于薄膜晶体管2的绝缘膜，且成为保护膜。虽然上部绝缘膜11的厚度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如成为800nm。在本实施方式中，上部绝缘膜11为氧化硅膜，且成为氮浓度较低的膜。虽然上部绝缘膜11的氮浓度并未被特别限定，但是在本实施方式中，例如成为8.5e20atoms/cc。上部绝缘膜11成为电压的耐压较高且绝缘性较高的膜。
在上部绝缘膜11中，将与基板3相反的一侧的面设定为上表面11a。从半导体层8的源极区域8a到上表面11a而形成有贯穿栅极绝缘膜9及上部绝缘膜11的源电极12。源电极12与形成在上表面11a上的源极配线13相连接。同样地，从半导体层8的漏极区域8c到上表面11a而形成有贯穿栅极绝缘膜9及上部绝缘膜11的漏电极14。漏电极14与形成在上表面11a上的漏极配线15相连接。源电极12、源极配线13、漏电极14及漏极配线15的材质只要是具有导电性的金属等即可，其并未被特别限定，而在本实施方式中，例如使用按照钛、铝、钛的顺序被层压而成的膜。
薄膜晶体管2包括半导体层8、栅极绝缘膜9、栅电极10、源电极12及漏电极14。而且，在基板3与薄膜晶体管2之间配置有绝缘膜7。
图2为用于说明半导体装置的翘曲量的测量方法的示意性侧视图。如图2所示，为了对半导体装置1的翘曲量进行测量，而使用了翘曲测量装置16。翘曲测量装置16具备平台17，在平台17上载置有作为测量对象的半导体装置1。平台17的上表面17a的平面度精度良好地被形成。将沿着上表面17a的平面的方向中的、附图的右方向设为+x方向，将与x方向正交的方向设为y方向。将在上表面17a的法线方向上朝向附图的上侧的方向设为+z方向。
使在半导体装置1翘曲时突出的一侧的面朝向-z方向。而且，以使突出的一侧的面与上表面17a接触的方式，而在平台17上载置有半导体装置1。虽然半导体装置1翘曲的形态并未被特别限定，但是在半导体装置1为四边形时，通常会成为类似于圆筒状的一部分的形状。
在平台17的上表面17a之上竖立设置有在+z方向上延伸的一对支承部18。在各支承部18的+z方向侧的面上，设置有在y方向上延伸的第一轨道20。在第一轨道20之上，设置有在x方向上延伸的第二轨道21。在第二轨道21的-x方向侧上，设置有使第二轨道21在y方向上移动的直动机构22。并且，在+x方向侧的支承部18之上设置有第一标尺23。第一标尺23对第二轨道21在y方向上的位置进行检测，并将第二轨道21在y方向上的位置转换为电信号而进行输出。
在第二轨道21上，设置有沿着第二轨道21而移动的滑架24。在滑架24中内置有直动机构，从而滑架24能够在x方向上进行移动。在直动机构22以及内置于滑架24中的直动机构中能够使用滚珠丝杠等。在第二轨道21上，设置有对滑架24的位置进行检测的第二标尺25。第二标尺25将滑架24的位置转换为电信号而进行输出。
在滑架24的-z方向侧的面上设置有非接触距离传感器26。非接触距离传感器26的传感检测方法并未被特别限定，其能够使用光学式、静电容量式等。在本实施方式中，例如采用在非接触距离传感器26中使用了激光的光学式传感器。
翘曲测量装置16具备控制装置27，在控制装置27上连接有直动机构22、第一标尺23、滑架24、第二标尺25及非接触距离传感器26。而且，控制装置27使非接触距离传感器26移动至预定的位置，从而从非接触距离传感器26朝向-z方向射出激光28。非接触距离传感器26所射出的激光28对半导体装置1进行照射。到达了半导体装置1的激光28由半导体装置1反射。而且，非接触距离传感器26接收从半导体装置1反射的激光28，从而对相位的变化进行检测。
非接触距离传感器26根据激光28的相位变化而对非接触距离传感器26与半导体装置1的距离进行运算，并向控制装置27输出。控制装置27使非接触距离传感器26在x方向及y方向上以预定的间隔而移动。而且，在各个位置处，对非接触距离传感器26与半导体装置1的距离进行测量。接下来，控制装置27对半导体装置1的形状进行检测，从而判断出半导体装置1距离平台17最远的位置和最近的位置。而且，对半导体装置1距离平台17最远的位置和半导体装置1距离平台17最近的位置在z方向上的差进行运算，并将其设为半导体装置1的翘曲量29。
图3为表示栅电极膜的膜厚与基板的翘曲量的关系的图。在图3中，横轴表示栅电极膜的膜厚，纵轴表示基板的翘曲量。栅电极膜是通过溅射法形成钼的膜。栅电极10是对栅电极膜进行图案化所形成的部分，并且是栅电极膜的一部分。栅电极膜的膜应力根据成膜条件而发生变化。在对成膜条件进行调节而得到了最佳的膜时的膜应力为+900mpa～+500mpa。膜厚翘曲相关线30表示栅电极膜的膜厚与基板3的翘曲量的相关。基板3的翘曲量与栅电极膜的膜应力和栅电极膜的膜厚的乘积值成比例。膜厚翘曲相关线30在栅电极膜的膜应力为+900mpa时示出相关。因此，基板3的翘曲量与栅电极膜的膜厚成正比。在本实施方式中，由于将栅电极膜的膜厚设为300nm，因此基板3的翘曲量的平均值约为3mm。
图4为表示氧化硅膜中所含有的氮浓度与氧化硅膜的内部应力的关系的图。在图4中，横轴表示氧化硅膜中的氮浓度。该氧化硅膜是相当于第一栅极绝缘膜9a、第一氧化硅膜4及第二氧化硅膜6的膜。氮浓度的单位是“atoms/cc”。由于cc表示1立方厘米，因此该单位与“atoms/cm3”相同。而且，纵轴表示氧化硅膜的内部应力。纵轴的图中上侧表示牵拉应力，且值的符号为“+”。纵轴的图中下侧表示压缩应力，且值的符号为“-”。
氧化硅膜的内部应力是利用平面度检测仪对使氧化硅膜成膜的前后的基板变形量之差进行测量，并根据基板的厚度与测量出的变形量之差来进行计算而得到的。该平面度检测仪能够使用通过相移法而对由激光斜入射干涉仪所产生的干涉条纹进行图像分析从而计算出变形量的装置等。
氮浓度应力相关线31表示氧化硅膜中所含有的氮浓度与氧化硅膜的内部应力的关系。如氮浓度应力相关线31所示，在氮浓度为3e21atoms/cc～4e21atoms/cc附近时，氧化硅膜的内部应力为-40mpa～0mpa。而且，在氮浓度为3e21atoms/cc附近的第一条件31a下，水分变得难以侵入氧化硅膜，从而成为不易扩散的状态。当第二氧化硅膜6含有水分时，会对薄膜晶体管2的特性造成影响。氮浓度较高的第一条件31a被应用于第二氧化硅膜6中。
由于通过将与半导体层8接触的第二氧化硅膜6设为氮浓度较高的膜而使陷阱能级会变低，因此能够抑制+电荷的累积。而且，会对薄膜晶体管2的性能下降的情况进行抑制。此外，由于氮浓度较高的氧化硅膜对杂质离子的阻挡效果较高，因此能够对薄膜晶体管2的特性因杂质离子而发生变动的情况进行抑制。
因此，第二氧化硅膜6成为内部应力较小的膜。由于在第一条件31a下会对第二氧化硅膜6施加-40mpa的压缩应力，因此，通过加厚第二氧化硅膜6，从而能够减少基板3的3mm的翘曲量。为了在不形成第一氧化硅膜4的条件下加厚第二氧化硅膜6以消除基板3的翘曲，而需要将第二氧化硅膜6的膜厚设为约7μm。此时，由于形成第二氧化硅膜6所耗费的时间变为40分钟左右，因此生产率会显著下降。
在半导体装置1中，在不增厚第二氧化硅膜6的厚度的条件下，形成有第一氧化硅膜4。第一氧化硅膜4的氮浓度变得低于第二氧化硅膜6的氮浓度。能够使氮浓度较低的第一氧化硅膜4的压缩应力高于第二氧化硅膜6。因此，即使在薄膜晶体管2中所使用的栅电极膜具有牵拉应力时，第一氧化硅膜4也能够实现应力的平衡。其结果为，能够对半导体装置1的翘曲变大的情况进行抑制。
第一氧化硅膜4的氮浓度优选为在第二条件31b的3e20atoms/cc以上且9e20atoms/cc以下。此时，能够将第一氧化硅膜4的膜应力设为压缩应力，并将应力的大小设为280mpa以上且480mpa以下。其结果为，即使设置栅电极膜，也能够减少基板3的翘曲量。栅电极10中的钼膜是易于产生牵拉应力的膜。即使在基板3上设置钼膜，由于第一氧化硅膜4会实现应力的平衡，因此也能够抑制基板3翘曲。
通过将第一氧化硅膜4的氮浓度设定为第二条件31b，从而能够将第一氧化硅膜4的厚度设为800nm。因此，能够生产率良好地制造半导体装置1。
接下来，按照图5至图16，对上述的半导体装置1的制造方法进行说明。图5是半导体装置的制造方法的流程图，图6至图16是用于对半导体装置的制造方法进行说明的图。
在图5的流程图中，步骤s1相当于第一氧化硅膜形成工序，并且为使用硅烷气体和氮氧化物气体而使第一氧化硅膜4成膜在基板3上的工序。接下来，向步骤s2转移。步骤s2是氮化硅膜形成工序，并且为在第一氧化硅膜4上形成氮化硅膜5的工序。接下来，向步骤s3转移。步骤s3是第二氧化硅膜形成工序，并且为使用硅烷气体和氮氧化物气体而在氮化硅膜5上形成第二氧化硅膜6的工序。接下来，向步骤s4转移。
步骤s4是硅膜形成工序，并使硅膜成膜在第二氧化硅膜6上。而且，步骤s4为将硅膜形成为半导体层8的形状的工序。接下来向步骤s5转移。步骤s5是栅极绝缘膜形成工序，并且为在硅膜及第二氧化硅膜6上形成栅极绝缘膜9的工序。接下来，向步骤s6转移。步骤s6是栅电极膜形成工序，并且为在栅极绝缘膜9上形成栅电极膜的工序。接下来，向步骤s7转移。步骤s7是栅电极形成工序，并且为对栅电极膜进行图案形成从而形成栅电极10的工序。接下来，向步骤s8转移。步骤s8是离子注入工序，并且为向硅膜注入杂质离子的工序。接下来，向步骤s9转移。步骤s9是上部绝缘膜形成工序，并且为在栅极绝缘膜9及栅电极10上形成上部绝缘膜11的工序。接下来，向步骤s10转移。步骤s10是源电极/漏电极形成工序，并且为形成源电极12及漏电极14等的工序。通过以上工序，从而完成了半导体装置1。
接下来，使用图6至图16，并以使其与图5所示的步骤相对应的方式来对制造方法进行详细说明。
图6是与步骤s1的第一氧化硅膜形成工序相对应的图。如图6所示，在步骤s1中准备基板3。对于基板3而言，使用将玻璃板磨削及研磨为预定的厚度，并减小表面粗糙度的板。
将基板3设置在pecvd(plasma-enhancedchemicalvapordeposition，等离子体增强化学气相沉积)装置的腔室内。而且，向腔室内注入含有硅烷气体(sih4)和氮氧化物气体(n2o)的气体并施加高频等。由此，使原料气体等离子化，从而化学反应被激活。此时，通过对各原料气体的流量和施加于被设置在腔室内的电极上的电力进行调节，从而将氧化硅内的氮浓度调节为第二条件31b。
与提高硅烷气体(sih4)相对于氮氧化物气体(n2o)的浓度时相比，在降低该浓度时，更能够减小氧化硅内的氮浓度。而且，与使第二氧化硅膜6成膜的步骤3的第二氧化硅膜形成工序相比，在使第一氧化硅膜4成膜的步骤s1的第一氧化硅膜形成工序中，降低硅烷气体(sih4)相对于氮氧化物气体(n2o)的浓度。由此，能够使第一氧化硅膜4的氧化硅内的氮浓度低于第二氧化硅膜6。并且，与所施加的电力较低时相比，在所施加的电力较高时，更能够降低氧化硅内的氮浓度。而且，氮浓度较低的氧化硅膜能够提高压缩应力。因此，即使在之后的工序中将牵拉应力较高的钼膜设置在基板3上，也能够抑制基板3的翘曲。
图7是与步骤s2的氮化硅膜形成工序相对应的图。如图7所示，在步骤s2中，在第一氧化硅膜4上使氮化硅膜5成膜。向pecvd装置的腔室内注入含有硅烷气体(sih4)和氨气(nh3)的气体，并施加高频等。由此，使原料气体等离子化，从而化学反应被激活。由此，使氮化硅膜5在第一氧化硅膜4上成膜。
图8是与步骤s3的第二氧化硅膜形成工序相对应的图。如图8所示，在步骤s3中，使第二氧化硅膜6成膜在氮化硅膜5上。向pecvd装置的腔室内注入含有硅烷气体(sih4)和氮氧化物气体(n2o)的气体，并施加高频等。由此，使原料气体等离子化，从而化学反应被激活。由此，使第二氧化硅膜6成膜在氮化硅膜5上。
而且，与使第一氧化硅膜4成膜的步骤s1的第一氧化硅膜形成工序相比，在使第二氧化硅膜6成膜的步骤s3的第二氧化硅膜形成工序中，提高硅烷气体(sih4)相对于氮氧化物气体(n2o)的浓度。由此，能够使第二氧化硅膜6的氧化硅内的氮浓度高于第一氧化硅膜4。而且，通过对各原料气体的流量和施加于被设置在腔室内的电极上的电力进行调节，从而将氧化硅内的氮浓度调节为第一条件31a。通过直至步骤s3为止的工序，从而完成了绝缘膜7。
图9是与步骤s4的硅膜形成工序相对应的图。如图9所示，在步骤s4中，在绝缘膜7上形成半导体层8。首先，向pecvd装置的腔室内注入含有硅烷气体(sih4)的气体，并施加高频等。由此，使原料气体等离子化，从而化学反应被激活。由此，使膜厚为50nm左右的非晶硅膜成膜在第二氧化硅膜6上。接着，通过激光结晶法等而使该非晶硅膜结晶化，从而形成多晶硅膜。之后，通过光刻法等而形成岛状的多晶硅膜即半导体层8。半导体层8是用于制造薄膜晶体管2的硅膜。
步骤s1的使第一氧化硅膜4成膜的工序、步骤s2的使氮化硅膜5成膜的工序、步骤s3的使第二氧化硅膜6成膜的工序及步骤s4的使硅膜成膜的工序也可以在同一腔室内连续地成膜。也就是说，第一氧化硅膜4、氮化硅膜5、第二氧化硅膜6及步骤s4的硅膜也可以在同一腔室内连续地成膜。另外，步骤s4的使硅膜成膜的工序的硅膜表示非晶硅膜。通过对向腔室内注入的气体的种类和流量、以及施加于被设置在腔室内的电极上的电力进行调节，从而能够使各个步骤中的膜成膜。
在该同一腔室内连续地成膜是指，在不从腔室中取出基板3的条件下替换向腔室内投入的气体材料，从而进行成膜。此时，由于并未从腔室中取出、放入基板3，因此能够缩短基板3的取出放入所耗费的时间。因此，能够生产率良好地制造半导体装置1。此外，还能够对伴随着从腔室的取出放入而使得灰尘附着在基板3上的情况进行抑制。
图10是与步骤s5的栅极绝缘膜形成工序相对应的图。如图10所示，在步骤s5中，在半导体层8及第二氧化硅膜6上形成栅极绝缘膜9。首先，使第一栅极绝缘膜9a成膜。第一栅极绝缘膜9a是氧化硅膜。在pecvd装置的腔室内设置形成有半导体层8的基板3。而且，向pecvd装置的腔室内注入含有硅烷气体(sih4)和氮氧化物气体(n2o)的气体，并施加高频等。由此，使原料气体等离子化，从而化学反应被激活。由此，使第一栅极绝缘膜9a成膜在第二氧化硅膜6及半导体层8上。
接下来，使第二栅极绝缘膜9b成膜。第二栅极绝缘膜9b是氮化硅膜。向pecvd装置的腔室内注入含有硅烷气体(sih4)和氨气(nh3)的气体，并施加高频等。由此，使原料气体等离子化，从而化学反应被激活。由此，使第二栅极绝缘膜9b成膜在第一栅极绝缘膜9a上。通过以上的处理顺序，从而使栅极绝缘膜9成膜。
图11是与步骤s6的栅电极膜形成工序相对应的图。如图11所示，在步骤s6中，在栅极绝缘膜9上形成栅电极膜32。栅电极膜32是成为栅电极10的基底的膜，并且为钼膜。在溅射成膜装置的腔室内设置形成有栅极绝缘膜9的基板3。而且，在栅极绝缘膜9上使用溅射法而使钼膜成膜。
图12是用于对随着制造工序的推移而变化的基板的翘曲量进行说明的图。在图12中，横轴表示四个工序，纵轴表示各工序中的基板3的翘曲量。第一推移线33表示在基板3与氮化硅膜5之间设置了第一氧化硅膜4时的、基板3的翘曲量的推移，第二推移线34作为比较例而表示未设置第一氧化硅膜4时的、基板3的翘曲量的推移。
判断线35表示对在步骤s6中向接下来的步骤所使用的装置输送基板3的输送装置能否保持基板3进行判断的值。输送装置具备对基板3进行吸附的空气吸盘机构，并利用空气吸盘机构来对基板3进行保持。此时，在基板3的翘曲量大于判断线35时，在空气吸盘机构与基板3之间会发生空气泄漏。因此，由于空气吸盘机构无法对基板3进行吸附，因此传送装置无法稳定地保持基板3。在基板3的翘曲量小于判断线35时，能够稳定地对输送基板3。因此，优选为，使基板3的翘曲量小于判断线35。
如第一推移线33所示，在于基板3上成膜前的状态下，翘曲量为“0”，从而成为基板3未发生翘曲的状态。接着，在使第一氧化硅膜4成膜于基板3上之后，基板3会翘曲-1.4mm左右。第一氧化硅膜4的内部应力为压缩应力，从而成为设置了第一氧化硅膜4的面突出的翘曲。
在于绝缘膜7上设置了半导体层8及栅极绝缘膜9之后，基板3的翘曲量会减少至-0.8mm。其原因在于，半导体层8的内部应力为牵拉应力，从而会受到其影响。
在栅极绝缘膜9上设置了栅电极膜32之后，基板3的翘曲量会增加至2.5mm。栅电极膜32的内部应力为牵拉应力，从而会成为设置了栅电极膜32的面凹陷的翘曲。判断线35所示的翘曲量的判断值为3.2mm。因此，基板3的翘曲量小于判断线35，从而输送装置能够稳定地保持基板3。
如作为比较例的第二推移线34所示，在第一氧化硅膜4未被成膜时，在基板3上设置有氮化硅膜5、第二氧化硅膜6、半导体层8及栅极绝缘膜9。此时的基板3的翘曲量成为+0.8mm。而且，在于栅极绝缘膜9上设置了栅电极膜32之后，基板3的翘曲量会增加至3.8mm。栅电极膜32的内部应力为牵拉应力，从而会成为设置了栅电极膜32的面凹陷的翘曲。判断线35所示的翘曲量的判断值为3.2mm。因此，基板3的翘曲量大于判定线35，从而输送装置无法稳定地保持基板3。其结果为，输送装置的输送操作可能会失败。
当对第一推移线33与第二推移线34进行比较时，显然，通过设置了第一氧化硅膜4，从而减少了形成栅电极膜32后的基板3的翘曲量。而且，由于基板3的翘曲量小于判断线35，因此输送装置能够稳定地输送基板3。
图13是与步骤s7的栅电极形成工序相对应的图。如图13所示，在步骤s7中，将栅电极膜32形成为岛状的栅电极10的形状。通过光刻法而对栅电极膜32进行图案形成，从而设为栅电极10的形状。由于减小了栅电极膜32的面积，因此，基板3的翘曲也会减小。
图14是与步骤s8的离子注入工序相对应的图。如图14所示，在步骤s8中，通过离子注入法而向半导体层8注入杂质离子36。在半导体层8中被注入了杂质离子36的位置成为源极区域8a及漏极区域8c。通过采用这种方式，从而在半导体层8上形成源极区域8a、漏极区域8c及沟道区域8b。栅电极10作为抑制杂质离子被注入沟道区域8b的掩膜而发挥作用。因此，栅电极10的厚度被设定在250nm以上。因此，栅电极膜32的厚度也在250nm以上，从而变成了基板3的翘曲量变大的主要因素。
图15是与步骤s9的上部绝缘膜形成工序相对应的图。如图15所示，在步骤s9中使上部绝缘膜11成膜。上部绝缘膜11是氧化硅膜。在pecvd装置的腔室内设置基板3。向pecvd装置的腔室内注入含有硅烷气体(sih4)和氮氧化物气体(n2o)的气体，并施加高频等。由此，使原料气体等离子化，从而化学反应被激活。由此，在栅极绝缘膜9及栅电极10上成膜有上部绝缘膜11。
图16是与步骤s10的源电极/漏电极形成工序相对应的图。如图16所示，在步骤s10中，在栅极绝缘膜9及上部绝缘膜11形成到达源极区域8a的接触孔和到达漏极区域8c的接触孔。之后，在上部绝缘膜11的上表面11a与接触孔及接触孔内，通过溅射法等而形成膜厚为500nm左右的钼配线膜。接着，通过光刻法而对钼配线膜进行图案形成，从而形成源电极12、源极配线13、漏电极14及漏极配线15。通过以上工序，从而完成了半导体装置1。
如上文所述，根据本实施方式，具有以下的效果。
(1)根据本实施方式，半导体装置1具备基板3及薄膜晶体管2。而且，在基板3与薄膜晶体管2之间配置有绝缘膜7。该绝缘膜7对使薄膜晶体管2的特性发生变动的多余的电流的流动进行抑制。在绝缘膜7中，第一氧化硅膜4、氮化硅膜5、第二氧化硅膜6依次被配置。
第二氧化硅膜6是在位置上与薄膜晶体管2较近的膜，并且为氮浓度较高的膜。氮浓度较高的氧化硅膜其陷阱能级较低，因此能够抑制+电荷的累积。而且，抑制了薄膜晶体管2的性能下降。
由于氮化硅膜5对杂质离子的阻挡效果较高，因此能够对因杂质离子而使薄膜晶体管2的特性发生变动的情况进行抑制。第一氧化硅膜4是氮浓度较低的膜。氮浓度较低的氧化硅膜能够提高压缩应力。因此，即使在薄膜晶体管2具有牵拉应力时，第一氧化硅膜4也能够实现应力的平衡。其结果为，能够抑制半导体装置1的翘曲变大的情况。
(2)根据本实施方式，第一氧化硅膜4的氮浓度在3e20atoms/cc以上且9e20atoms/cc以下。此时，能够将第一氧化硅膜4的膜应力设为压缩应力，并将其设为280mpa以上且480mpa以下。
(3)根据本实施方式，薄膜晶体管2在栅电极10中含有钼。钼是熔点较高的金属。因此，能够采用包括温度较高的处理的制造工序。虽然与铝或铜相比，钼的电阻率较高，但是通过加厚栅电极10的厚度，也能够将电阻抑制得较低。而且，在加厚钼的栅电极膜32时，易于在钼的栅电极膜32上产生牵拉应力。由于即使在基板3上设置钼的栅电极膜32，第一氧化硅膜4也会实现应力的平衡，因此能够抑制基板3的翘曲。
(4)根据本实施方式，在半导体装置1的制造方法中，具备步骤s1的使第一氧化硅膜4成膜的工序、步骤s2的使氮化硅膜5成膜的工序及步骤s3的使第二氧化硅膜6成膜的工序。而且，在步骤s1的使第一氧化硅膜4成膜的工序及步骤s3的使第二氧化硅膜6成膜的工序中，使用硅烷气体(sih4)和氮氧化物气体(n2o)。
而且，与步骤s3的使第二氧化硅膜6的工序相比，在步骤s1的使第一氧化硅膜4成膜的工序中，降低硅烷气体(sih4)相对于氮氧化物气体(n2o)的浓度。如此，通过对硅烷气体(sih4)相对于氮氧化物气体(n2o)的浓度进行控制，从而能够制造第一氧化硅膜4的氮浓度低于第二氧化硅膜6的氮浓度的半导体装置1。并且，通过提高对腔室内的电极施加的电力，从而与降低电力时相比，能够降低第一氧化硅膜4内的氮浓度。
氮浓度较低的氧化硅膜能够提高压缩应力。因此，即使在之后的工序中在基板3上设置牵拉应力较高的栅电极膜32，也能够抑制基板3的翘曲。
(5)根据本实施方式，半导体装置1的制造方法还具备步骤s4的硅膜形成工序的使半导体层8成膜的工序，以用于制造薄膜晶体管2。而且，第一氧化硅膜4、氮化硅膜5、第二氧化硅膜6及在步骤s4中成膜的作为半导体层8的基底的硅膜在同一腔室内连续地成膜。
在该同一腔室内连续地成膜是指，在不从腔室中取出基板3的条件下替换向腔室内投入的气体材料，从而成膜。此时，由于并未从腔室中取出、放入基板3，因此能够缩短基板3的取出放入所耗费的时间。因此，能够生产率良好地制造半导体装置1。
第二实施方式
接下来，使用图17的表示电泳装置的结构的示意性侧剖视图，而对设置有半导体装置1的电泳装置的一个实施方式进行说明。本实施方式的电泳装置是设置有第一实施方式中所述的半导体装置1的电子设备的一个示例。另外，对于与第一实施方式相同的点，则省略其说明。
如图17所示，作为电子设备的电泳装置41以作为半导体装置的第一基板42和第二基板43相重叠的方式而被设置。第一基板42具有作为基板的第一基材44。第一基材44是玻璃板。在第一基材44之上，依次重叠设定有第一氧化硅膜45、氮化硅膜46、第二氧化硅膜47。而且，通过第一氧化硅膜45、氮化硅膜46、第二氧化硅膜47而构成了绝缘膜48。
第一氧化硅膜45相当于第一实施方式的第一氧化硅膜4，氮化硅膜46相当于第一实施方式的氮化硅膜5。而且，第二氧化硅膜47相当于第一实施方式的第二氧化硅膜6。因此，第一氧化硅膜45的氮浓度在3e20atoms/cc以上且9e20atoms/cc以下，第二氧化硅膜47的氮浓度在3e21atoms/cc～4e21atoms/cc附近。
在绝缘膜48之上设置有薄膜晶体管49，薄膜晶体管49成为与第一实施方式的薄膜晶体管2相同的结构。薄膜晶体管49是实施开关的元件。在绝缘膜48之上，依次重叠设置有半导体层50、栅极绝缘膜51、栅电极52及上部绝缘膜53。半导体层50具备源极区域50a、沟道区域50b及漏极区域50c。
贯穿栅极绝缘膜51及上部绝缘膜53的源电极54与源极区域50a连接。在上部绝缘膜53之上设置有源极配线55，源电极54对源极区域50a与源极配线55进行连接。同样地，贯穿栅极绝缘膜51及上部绝缘膜53的漏电极56与漏极区域50c连接。在上部绝缘膜53之上设置有漏极配线57，漏电极56对漏极区域50c与漏极配线57进行连接。
在上部绝缘膜53之上设置有层间绝缘膜58，层间绝缘膜58对源极配线55、漏极配线57及上部绝缘膜53进行覆盖。在层间绝缘膜58之上设置有有机树脂膜61，在有机树脂膜61之上，依次重叠设置有氮化硅膜62及像素电极63。
像素电极63以与氮化硅膜62相接的方式而被形成。有机树脂膜61及氮化硅膜62是对源极配线55及漏极配线57与像素电极63进行绝缘的层。有机树脂膜61具有用于使薄膜晶体管49的凹凸不会反映在像素电极63上的平坦化层的功能。
在漏电极56上设置有贯穿电极56d，贯穿电极56d贯穿有机树脂膜61而与像素电极63连接。像素电极63针对每个像素区域64而被分开。第一基板42由第一基材44、薄膜晶体管49、有机树脂膜61、氮化硅膜62及像素电极63等构成。如此，第一基板42具备与第一实施方式中的半导体装置1相同的结构。因此，电泳装置41具备与第一实施方式中的半导体装置1相同的半导体装置。
在氮化硅膜62及有机树脂膜61之上设置有分隔壁65，在通过分隔壁65而被划分的像素区域64内填充有电泳分散液66。而且，分隔壁65以对像素区域64进行划分的方式被设置。在电泳分散液66中含有白色带电粒子67及黑色带电粒子68。白色带电粒子67带正电，黑色带电粒子68带负电。
在电泳分散液66之上设置有第二基板43。第二基板43具有第二基材69。第二基板43是透明的玻璃板。在第二基材69之上设置有透明的共用电极70，在共用电极70之上设置有对电泳分散液66进行密封的透明的密封层71。共用电极70是以跨及多个像素区域64的方式而被设置的共用电极。因此，共用电极70与多个像素电极63对置。
在相对于像素电极63而将共用电极70设为较低的电压时，由于黑色带电粒子68带电为负的电压，因此，黑色带电粒子68会被像素电极63吸引。由于白色带电粒子67带电为正的电压，因此，白色带电粒子67会被共用电极70吸引。其结果为，黑色带电粒子68集合至第一基板42，而白色带电粒子67集合至第二基板43。在从第二基板43侧对电泳装置41进行观察时，能够通过第二基板43而看到白色带电粒子67。因此，在像素区域64中成为白色的显示。
在相对于像素电极63而将共用电极70设为较高的电压时，白色带电粒子67会被像素电极63吸引。黑色带电粒子68会被共用电极70吸引。其结果为，在像素区域64中成为黑色的显示。如此，通过薄膜晶体管49切换共用电极70相对于像素电极63的电压，从而能够对每个像素区域64的显示色进行切换。
电泳装置41的栅电极52为钼膜，且其内部应力成为牵拉应力。而且，在绝缘膜48中，第一氧化硅膜45的氮浓度在3e20atoms/cc以上且9e20atoms/cc以下，第二氧化硅膜47的氮浓度在3e21atoms/cc～4e21atoms/cc附近。因此，第一氧化硅膜45的内部应力会压缩。
因此，在使成为栅电极52基底的栅电极膜32成膜时，由于栅电极膜32的内部应力与第一氧化硅膜45的内部应力平衡，因此第一基材44的翘曲会被抑制。其结果为，在制造工序中，输送装置能够稳定地保持第一基材44。而且，电泳装置41能够成为具备如下的第一基材44的电子设备，即，即便是使钼的栅电极膜32成膜，第一基材44的翘曲也会被抑制。
第三实施方式
接下来，使用图18及图19，对搭载了电泳装置的电子设备的一个实施方式进行说明。图18是表示电子书的结构的立体示意图，图19是表示手表的结构的立体示意图。如图18所示，作为电子设备的电子书82具有板状的壳体83。在壳体83上经由合页84而设置有盖部85。并且，在壳体83上设置有操作按钮86和显示部87。操作者对操作按钮86进行操作，从而能够对显示部87中所显示的内容进行操作。
在壳体83的内部，设置有控制部88和对显示部87进行驱动的信号驱动部89。控制部88向信号驱动部89输出显示数据，并且也输出将该显示数据转换为数据信号时的定时信号。信号驱动部89根据显示数据而生成数据信号，并向显示部87进行输出。此外，控制部88将与信号驱动部89所输出的数据信号同步的显示控制信号向显示部87进行输出。显示部87在内部具有信号分配电路。显示部87根据被输入的显示控制信号及数据信号而生成电泳显示所需的信号。而且，显示部87能够按照控制部88输出至显示部87的显示数据而进行显示。另外，操作者通过操作按钮86而实施的操作被适时信号化并传递至控制部88，并被反映在控制部88的输出信号中。
如此，电子书82具备显示部87。上述电泳装置41被用于该显示部87中。上述电泳装置41具备包括薄膜晶体管49的半导体装置1。钼膜被用于薄膜晶体管49的栅电极52中。因此，成为栅电极52基底的栅电极膜32的内部应力变为牵拉应力。而且，在绝缘膜48中，第一氧化硅膜45的氮浓度在3e20atoms/cc以上且9e20atoms/cc以下。由此，第一氧化硅膜45的内部应力会压缩。
在使栅电极52的栅电极膜成膜时，由于栅电极膜的内部应力与第一氧化硅膜45的内部应力平衡，因此第一基材44的翘曲被抑制。因此，显示部87是对第一基材44的翘曲进行抑制的装置。其结果为，能够使电子书82成为具备翘曲被抑制的半导体装置1及显示部87的设备。由此，在制造工序中，输送装置能够稳定地保持第一基材44。
如图19所示，作为电子设备的手表92具有板状的壳体93。壳体93具备带部94，操作者将带部94缠绕在手腕上，从而能够将手表92固定在手腕上。在壳体93上设置有操作按钮95和显示部96。操作者对操作按钮95进行操作，从而能够对显示部96中所显示的内容进行操作。
在壳体93的内部设置有对手表92进行控制的控制部97和对显示部96进行驱动的信号驱动部98。控制部97向信号驱动部98输出显示数据和所需的定时信号。另外，在该所需的定时信号中，也可以采用从控制部97被直接输出至显示部96的信号。通过信号驱动部98向显示部96输出显示所需的信号，从而能够使显示部96显示与显示数据相对应的内容。
手表92具备显示部96。上述的电泳装置41被用于该显示部96中。上述的电泳装置41具备包括薄膜晶体管49的半导体装置1。钼膜被用于薄膜晶体管49的栅电极52中。因此，成为栅电极52的基底的栅电极膜32的内部应力变为牵拉应力。而且，在绝缘膜48中，第一氧化硅膜45的氮浓度在3e20atoms/cc以上且9e20atoms/cc以下。由此，第一氧化硅膜45的内部应力会压缩。
在使栅电极52的栅电极膜成膜时，由于栅电极膜的内部应力与第一氧化硅膜45的内部应力平衡，因此第一基材44的翘曲被抑制。因此，显示部96是对第一基材44的翘曲进行抑制的装置。其结果为，手表92成为具备翘曲被抑制的半导体装置1及显示部96的设备。由此，在制造工序中，输送装置能够稳定地保持第一基材44。
另外，本实施方式并不限定于上述的实施方式，也能够在本发明的技术思想内通过本领域的技术人员而施加各种变更或改良。以下，对改变例进行叙述。
改变例1
如上述第一实施方式所示，步骤s1的使第一氧化硅膜4成膜的工序、步骤s2的使氮化硅膜5成膜的工序、步骤s3的使第二氧化硅膜6成膜的工序及在步骤s4中使硅膜成膜的工序能够在同一腔室内连续地成膜。另一方面，也可以在各个工序中改变腔室而成膜。能够采用与制造设备相匹配的工序。
改变例2
在上述第一实施方式中，在基板3中使用四边形的玻璃板。基板3的外形既可以是圆形，也可以是多边形。能够采用与所制造的产品相匹配的形状。
符号说明
1…半导体装置；2、49…薄膜晶体管；3…基板；4、45…第一氧化硅膜；5、46…氮化硅膜；6、47…第二氧化硅膜；7、48…绝缘膜；8…作为硅膜的半导体层；10…栅电极；41…作为电子设备的电泳装置；42…作为半导体装置的第一基板；44…作为基板的第一基材；82…作为电子设备的电子书；92…作为电子设备的手表。