JPH03129326A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜とを接続
した半導体装置の配線構造及び配線方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、ガラス等の絶縁基板上に簿膜トランジスタ（以下
ＴＰＴと略記する。）を形成した液晶ディスプレイ（以
下ＬＣＤと略記する。）がフラット・パネル・ディスプ
レイの本命として注目されている。第９図を用いて液晶
の一画素及び電荷保持用キャパシタ部の下部電極を兼ね
たコモン電極の引き出し部分として一般に用いられてい
る配線構造を説明する。第９図に示すＬＣＤを３ブロツ
クに分類すると、スイッチングＴＦＴ部９１４゜電荷保
持用キャパシタ部９１５、コモン電極の引き出し部９１
６となる。スイッチングＴＦＴ部９１４は、ガラス等の
透明基板９０１の上に多結晶シリコン膜（チャネル部）
９０２、ゲート酸化膜９０３、ゲート電極９０４が順次
形成され、同じく透明基板９０１上で多結晶シリコン膜
９０２に隣接して不純物をドープした多結晶シリコン膜
からなるソース領域９０５とドレイン領域９０６が形成
され、ソース領域９０５にはＡＱから成るソース電極９
０９が接続され、ドレイン領域９０６にはＡＱから成る
ドレイン電極９１２が接続される構成となっている。電
荷保持用キャパシタ部９１５はＴＰＴのオフ電流の経時
変化及びＬＣＤ抵抗の低下等により発生する画像表示の
むらを補償し、良好な画質を得る為のもので、透明基板
９０１上に酸化インジウム・錫（以下ＩＴＯと略記する
。）膜であるＩＴＯ膜から成る電荷保持用キャパシタの
下部電極を兼ねたコモン電極９０７が形成され、誘電体
を介してＩＴＯ膜から成る画素電極９１１がキャパシタ
を構成している。コモン電極の引き出し部９１６は透明
基板９０１上にコモン引き出し用下部電極９１３が形成
されコモン電極９０７と接続し、その上部はコモン引き
出し電極９１０に接続する構成となっている。ＩＴＯ膜
から成る画素電極９１１はＡＭから成るドレイン電極９
１２と接続し、同様にＩＴＯ膜から成るコモン電極９０
７はＡｎから成るコモン引き出し用下部な極９１３と接
続している。しかしながら接続面であるコンタクト形成
部でＩＴＯとＡＱが相互に反応し、絶縁物であるＡＱの
酸化物ＡＱ□Ｏ１が界面に形成する為、オーミックなコ
ンタクト特性が得られずコンタクト形成部の信頼性に問
題があった。また、上記反応は３００”Ｃ程度の比較的
低温の熱処理工程でも顕著に起り、コンタクト抵抗が著
しく増加することが文献、第４９回応用物理学会予稿集
４０９頁（１９８８，秋季）に報告されており、コンタ
クト形成後に４００℃程度の各種低温の熱処理を受ける
ＬＣＤ形成工程では上記導通不良が原因で歩留まりが悪
い問題があった。

上記問題を解決する為に、特開昭５８−１９００６３号
公報では、ドレイン領域であるドープした多結晶シリコ
ン膜と、ＩＴＯから成る画素電極を直接接続する方法が
提案されている。しかしながら多結晶シリコン膜とＩＴ
Ｏを接続した場合においても、ＡＱ等の金属とＩＴＯを
接続した場合と同様に、熱処理工程でコンタクト面に反
応が起り接触抵抗が増加するという現象が文献、アイ・
イー・イー・イー・エレクトロン・デバイス・レターズ
の１３４−１３６頁、ＥＤＬ−７巻、第２号、１９８６
年（Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　ｐ　Ｅ　１ｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖ
ｉｃｅＬｅｔｔｅｒｓ、ｐ１３４−１３６．Ｖｏｌ、Ｅ
　Ｄ　Ｌ　−７、Ｎｏ、２．１９８６）に報告されてい
る。このように従来技術ではＩＴＯと良好なコンタクト
特性が得られる構造は実現されていなかった。

上記問題はＩＴＯに限らず、透明電極として酸化錫（Ｓ
　ｎ　ＯＷ　、酸化インジウム（Ｉｎ、○、）。

酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛・アルミニウム（Ｚ　ｎ
　ＯＡ　ｎ）の各種酸化物膜を用いる場合は何れも同様
であり、ＬＣＤのみならず、エレクトロ・ルミネッセン
ス・ディスプレイ等の各種フラット・パネル・ディスプ
レイ及び太陽電池において透明電極と配線を備えた半導
体では問題となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はＩＴＯ等の各種酸化物膜からなる透明電
極と、Ａｆｌ等の金属やドープした多結晶シリコン膜か
らなる配線とのコンタクトにおいて、コンタクトの界面
で金属や多結晶シリコン膜が酸化物に含まれる酸素によ
り酸化されて絶縁性の金属酸化物が生成し接触不良等の
欠陥をもたらすことについて配慮がされておらず、熱処
理時に上記欠陥が発生し製品の歩留まりが悪いという問
題があった。

本発明の目的は、上記問題を解決し透明電極とオーミッ
クな接続特性を有し、耐熱性に優れた接続部の配線構造
及びその形成方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜とを接
続した半導体装置の配線構造を提供することにより達成
される。

上記目的は、酸化物透明電極と金属配線とを耐酸化性の
導電膜を介して接続した半導体装置の配線構造を提供す
ることにより達成される。

上記目的は、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜から成
る配線とを接続した半導体装置の配線構造を提供するこ
とにより達成される。

上記目的は、酸化物透明電極と不純物をドープしたシリ
コン膜から成る配線とを耐酸化性の導電膜を介して接続
した半導体装置の配線構造を提供することにより達成さ
れる。

上記目的は、酸化物透明電極と不純物をドープしたシリ
コン膜から成る配線とをシリサイド膜を介して接続した
半導体装置の配ＩｊｌＡ構造を提供することにより達成
される。

上記目的は、前記耐酸化性の導電膜として白金。

チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コ
バルト、ニッケル、パラジウムの内の何れかの金属シリ
サイドを用いた半導体装置の配線Ｗ造を提供することに
より達成される。

上記目的は、前記耐酸化性の導ｆ！！膜として少なくと
もクロム、チタン、その窒化物の何れかを用いた半導体
装置の配線構造を提供することにより達成される。

上記目的は、前記酸化物透明電極として、酸化インジウ
ム・１ｌｉｌ　（ＩＴＯ）　、酸化インジウム、Ｗｉ化
錫、酸化亜鉛、酸化亜鉛・アルミニウムの何れかを用い
た半導体装置の配線構造を提供することにより達成され
る。

上記目的は、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜とを接
続する半導体装置の配線方法を提供することにより達成
される。

〔作用〕

上記構成によれば、耐酸化性の導電膜例えば白金シリサ
イドはその貴金属としての物性から酸化されることが無
く、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜とを接続した接
続部界面において、熱処理時に透明電極を構成する酸化
物に含まれる酸素によって耐酸化性の導電膜は酸化され
ることが無く。

酸化によって生成する絶縁物がもたらす導通不良の欠陥
の発生が無い。

耐酸化性の導電膜としてシリサイド以外のクロム、チタ
ンの金属及びその窒化物を用いても同じ作用で同様に酸
化されることが無い。

このような配線構造とすることにより耐熱性に優れ、熱
処理時に発生する導通不良欠陥が低減された透明電極と
配線の接続部を有する半導体装置を提供することができ
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を図や表を用いて説明する。

第１ａ図から第１ｃ図は透明電極として酸化インジウム
・錫すなわちＩＴＯ，耐酸化性の導電膜として白金シリ
サイドを用いたコンタクトの実施例でＩＴＯとＡＱ等の
金属からなる配線をシリサイドを介して接続したコンタ
クトの基本的な構造の断面を示した断面図である。

第１ａ図はガラス等の絶縁性基板１０１上にコンタクト
部分形成用としてのシリサイド例えば白金シリサイド膜
からなるパッド電極１０２がＩＴＯからなる第１の配Ａ
！１０３と接続して形成され、パッド電極１０２にＡＱ
等の金属からなる第２の配線１０５が接続され、第１の
配線１０３とパッド電極１０２はＳｉｎ、等の層間絶縁
膜１０４で被覆されている構造の断面を示した断面図で
ある。

言わば第１の配線１０３と第２の配ｍ１０５はシリサイ
ドからなるパッド電極１０２を介して接続されているこ
とになる。従ってＩＴＯからなる第１の配線１０３とシ
リサイドからなるパッド電極１０２の接続部は耐熱性に
優れた良好なコンタクト特性が得られ、シリサイドから
なるパッド電極１０２とＡＱ等の金属からなる第２の配
線１０５とのコンタクト特性はｒ′：１題無くオーミッ
クとなる。

第１ｂ図は第１ａ図のそれぞれの配線におけるＩＴＯと
Ａｌ１等の金属を入替えた構成の断面を示した断面図で
、第１の配線１０６にＡＱ等の金属を用い、第２の配、
１１０７にＩＴＯを用いた例でＩＴＯとシリサイド１０
８のコンタクト特性は第１ａ図のそれとなんら異なるも
のではない。

第１ｃ図はシリサイドからなるパッド電極１０９を介し
てＡλ等の金属からなる第１の配線１１０とＩＴＯから
なる第２の配線１１１−とを接続した構成の断面を示し
た断面図で、ＩＴＯは金属に比べて比抵抗が大きいため
配線材料そのものの抵抗が問題となる場合にはＩＴＯの
部分をシリサイドを介して金属に置き換えて短縮し抵抗
値を小さくする手段として有効である。シリサイドは白
金の外に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジ
ウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タング
ステン、コバルト、ニッケル、パラジウムの内の何れか
の耐酸化性の大きな金属のシリサイドを用いても同様な
効果が得られる。シリサイド膜はメタル−シリコン直接
反応（シリサイド化反応）を用いるかスパッタリング法
により形成してもよい。

第２図は第１ａ図に示した構造を実際にＬＣＤの電荷保
持用キャパシタの下部電極を兼ねたコモン電極引き出し
部分に適用した断面図である。

ガラス等の絶縁性基板２０１上にＩＴＯからなるコモン
電極２０７が白金シリサイド膜からなるコモン引き出し
用下部電極２１３と接続してコンタクト部分を形成し、
コモン引き出し用下部電極２１３にＡｆｉ等の金属から
なるコモン引き出し電極２１０が接続されている。

第３ａ図から第３ｂ図はＩＴＯと不純物をドープしたシ
リコン膜からなる配線をシリサイドを介して接続したコ
ンタクトの基本的な構造の断面を示した断面図である。

第３ａ図はガラス等の絶縁性基板３０１上にドープした
シリコン膜からなる第１の配線３０２と第１の配線３０
２の一部をシリサイド化して形成したコンタクト部分３
０３が形成され、コンタクト部分３０３にＩＴＯからな
る第２の配線３０５が接続されている構造の断面を示し
た断面図である。第１の配線３０２とコンタクト部分３
０３は層間絶縁膜３０４で被覆されている。ＩＴＯから
なる第２の配線３０５と接続する第１の配線３０２の一
部であるコンタクト部分３０３はシリサイドである為、
良好なコンタクト特性が得られる。

第３ｂ図はシリサイド部分３０７を介してドープしたシ
リコン膜からなる第１の配線３０６と工ＴＯからなる第
２の配線３０８とを接続した構成の断面を示した断面図
で、ＩＴＯは金属に比べて比抵抗が大きいため配線材料
そのものの抵抗が間開となる場合にはＩＴＯの部分をシ
リサイドを介してドープしたシリコン膜に置き換えて短
縮し抵抗値を小さくする手段として有効である。

第４図は第３ａ図に示したＬＣＤのドレン電極４０６と
ＩＴＯからなる画素電極４１１をドレン電極４０６の一
部をシリサイド化したコンタクト部分４０７を介しての
接続を実際に適用した構造の断面図である。第３ａ図、
第３ｂ図及び第４図には不純物をドープしたシリコン膜
からなる第１の配線３０２の一部をシリサイド化してコ
ンタクト部分にシリサイド膜を形成しているが、第１ａ
図、第１ｂ図、第１ｃ図及び第２図のようにシリサイド
膜をスパッタリング法により形成してもよい。

第５ａ図はＩＴＯとの接続に用いたシリサイドをそのま
ま配線として利用した際のコンタクトの構造を示す断面
図である。ガラス等の絶縁性基板５０１上にシリサイド
からなる配線５０２を形成し、ＩＴＯからなる電極５０
４を接続し、層間絶縁膜５０３で被覆している。

第５ｂ図も同じ＜ＩＴＯとの接続に用いたシリサイドを
そのまま配線として利用した際のコンタクトの構造を示
す断面図である。ガラス等の絶縁性基板５０１上にシリ
サイドからなる第１の配線５０５を形成し、ＩＴＯから
なる第２の配線５０６を接続している。第５ａ図と第５
ｂ図のコンタクト部分はシリサイドとＴＴＯからなって
いるのでコンタクト特性は良好であることは云うまでも
ない。

次に透明電極としてのＩＴＯと耐酸化性の導電膜として
のシリサイドを接続するコンタクトのコンタクト特性に
ついて詳細に述べる。

第６ａ図から第６ｃ図は発明者らが見出した工ＴＯと従
来の材料及びシリサイドのコンタクト特性に関する図表
である。

第６ａ図は従来のＩＴＯと金属ＡＱのコンタクトに電圧
を印加しそこに流れる電流を示したもので、不規則な電
流の変化はコンタクト界面の不安定な状態を示している
。

第６ｂ図は従来のＩＴＯとｎ”Ｓｉのコンタクトに電圧
を印加しそこに流れる電流を示したもので、非直線的に
増加する電流はコンタクト界面が正常な状態にないこと
を示している。

第６ｃ図はＩＴＯとシリサイドのコンタクトに電圧を印
加しそこに流れる電流を示したもので。

電圧の増加に対し直線的に増加する電流はコンタクト界
面が正常でオーミックなコンタクト特性が得られている
ことを示している。

第７図はＩＴＯと従来の材料及びシリサイドとのコンタ
クト構造において熱処理温度と接触抵抗の関係を示した
図表である。従来のＩＴＯと金属ＡＱのコンタクト（ａ
）と、ＩＴＯとｎ＋Ｓｉのコンタクト（ｂ）は２００℃
の低温熱処理温度で既にｉｏ−”ｃΩ・ａＩ）の接触抵
抗値を示しており。

４５０℃の熱処理温度で接触抵抗値は著しく増加してい
る。一方ＩＴＯとシリサイドのコンタクト（ｃ）は４５
０℃の熱処理温度で接触抵抗値の増加が認められず、４
５０℃以下の熱処理時に於ける耐熱性は極めて優れてい
る。

第８図は４５０℃で熱処理をした後のＩＴＯとシリサイ
ド（白金シリサイド）のコンタクトに電圧を印加しそこ
に流れる電流を示したもので、熱処理前と同様にオーミ
ンクなコンタクト特性が得られていることを示している
。

以上は透明電極としてＩＴＯ（酸化インジウム・錫）を
用いた例について説明したが、それ以外の酸化物透明電
極、例えば酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化亜
鉛・アルミニウムを用いた場合についても同様の効果が
得られる。

また、耐酸化性の導電膜としてシリサイドを用いた例に
ついて説明したが、それ以外の耐酸化性の導電膜例えば
クロム、チタン等の金属及びその窒化物を用いても同様
の効果が得られる。

更に１本発明の適用例としてＬＣＤの配線構造を説明し
たが、ＥＬディスプレイ等の各種フラットディスプレイ
及び太陽電池等の透明電極配線を備える半導体装置に適
用することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜と
を接続した配線構造とすることにより、耐酸化性の導電
膜はその耐酸化性故に上記接続部界面において、熱処理
時に酸化物透明電極に含まれる酸素によって酸化される
ことが無く、酸化によって生成する絶縁物がもたらす導
通不良欠陥の発生も無い、従って熱処理工程における問
題が解決され半導体装置を歩止まり良く製造出来る効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第１ｂ図、第１ｃ図、第２図、第３ａ図、第
３ｂ図、第４図、第５ａ図、第５ｂ図は本発明の実施例
に係るコンタクトの構造を示す断面図、第６ａ図、第６
ｂ図は従来のコンタクトにおける印加電圧と電流の関係
を示した図表、第６ｃ図は本発明の実施例に係るコンタ
クトにおける熱処理前の印加電圧と電流の関係を示した
図表、第７図は本発明の実施例に係るコンタクトと従来
のコンタクトの熱処理温度と接触抵抗の関係を示した図
表、第８図は本発明の実施例に係るコンタクトのにおけ
る熱処理後の印加電圧と電流の関係を示した図表、第９
図は従来のＬＣＤの構造を示す断面図である。 １０１・・・絶縁性基板、 １０２・・・白金シリサイド膜からなるパッド電極、１
０３・・・ＩＴＯからなる第１の配線。 １０４・・・層間絶縁膜、 １０５・・・金属からなる第２の配線。 １０６・・・ＡＱ等の金属を用いた第１の配線に、１０
７・・・ＩＴＯを用いた第２の配線、１０ｇ・・・白金
シリサイド膜からなるパッド電極、１０９・・・白金シ
リサイドからなるパッド電極。 １１０・・・ＡＱ等の金属からなる第１の配線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜とを接続したこ
   とを特徴とする半導体装置の配線構造。 ２、酸化物透明電極と金属配線とを耐酸化性の導電膜を
   介して接続したことを特徴とする半導体装置の配線構造
   。 ３、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜から成る配線と
   を接続したことを特徴とする半導体装置の配線構造。 ４、酸化物透明電極と不純物をドープしたシリコン膜か
   ら成る配線とを耐酸化性の導電膜を介して接続したこと
   を特徴とする半導体装置の配線構造。 ５、酸化物透明電極と不純物をドープしたシリコン膜か
   ら成る配線とをシリサイド膜を介して接続したことを特
   徴とする半導体装置の配線構造。 ６、前記耐酸化性の導電膜として白金、チタン、ジルコ
   ニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、
   クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケ
   ル、パラジウムの内の何れかの金属シリサイドを用いた
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の内何れか１項
   に記載の半導体装置の配線構造。 ７、前記耐酸化性の導電膜として少なくともクロム、チ
   タン、その窒化物の何れかを用いたことを特徴とする請
   求項１から請求項４の内何れか１項に記載の半導体装置
   の配線構造。 ８、前記酸化物透明電極として、酸化インジウム・錫、
   酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化亜鉛・アルミ
   ニウムの何れかを用いたことを特徴とする請求項１から
   請求項５の内何れか１項に記載の半導体装置の配線構造
   。 ９、請求項１から請求項８の内何れか１項に記載の配線
   構造を用いたことを特徴とする半導体装置。 １０、請求項１から請求項８の内何れか１項に記載の配
   線構造を用いたことを特徴とする液晶ディスプレイ。 １１、上記配線構造は透明電極から成る電荷保持用キャ
   パシタの下部電極引き出し部である請求項１０に記載の
   液晶ディスプレイ。 １２、上記配線構造は透明電極から成る画素電極とドレ
   イン電極との接続部である請求項１０に記載の液晶ディ
   スプレイ。 １３、請求項１から請求項８の内何れか１項に記載の配
   線構造を用いたことを特徴とするエレクトロルミネッセ
   ンスディスプレイ。 １４、請求項１から請求項８の内何れか１項に記載の配
   線構造を用いたことを特徴とする太陽電池。 １５、酸化物透明電極と耐酸化性の導電膜とを接続する
   半導体装置の配線方法。