JPH04153623A

JPH04153623A - 配線構造

Info

Publication number: JPH04153623A
Application number: JP2277816A
Authority: JP
Inventors: Hisao Ito; 久夫伊藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-27

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）本発明は半導体装置の配線構造に関し、特に薄膜プロセ
スで形成され金属酸化物を主体とする電極と、同しく薄
膜プロセスで形成され前記電極に接続される金属配線と
の接合部分の構造に関するものである。

（従来の技術）デイスプレィ若しくはイメージセンサ等の薄膜デバイス
から構成される半導体装置に於いては、表示部若しくは
受光部の透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ
）が広く使用されている。

また、これら薄膜デバイスの配線用材料としては安価で
作製が容易なアルミニウム（ＡＩ）が広く使用されてい
る。上記した薄膜デバイスでは、透明電極（酸化インジ
ウム・スズ）と配線（アルミニウム）とを接続させるた
めに、絶縁膜にコンタクト孔を形成し、このコンタクト
孔を介して両者が接続できるように構成されている。

以下イメージセンサを例として従来の配線構造について
説明する。

原稿に密着して画像を読み取るイメージセンサは、複数
の受光素子をライン状に配置した受光素子アレイと、こ
れを駆動する駆動回路から構成される。各受光素子に発
生した電荷は、各受光素子を順次選択するスイッチによ
り一本の出力線に時系列的に抽出されるようになってい
る。

受光素子部分は、例えば第４図に示すように、絶縁基板
２１上にクロム等の金属から成り、図の表裏方向に帯状
となる共通電極２２．アモルファス半導体層２３．金属
酸化物を主体とする透明導電性部材（酸化インジウム・
スズ（ＩＴＯ））から成り、図の表裏方向にドツト分離
型に形成された個別電極２４を順次積層して構成され、
前記各個別電極２４は、ポリイミドから成る層間絶縁膜
２５に形成されたコンタクト孔２６を介して信号引き出
し配線２７にそれぞれ接続されている。

上記共通電極２２にはバイアス電圧が印加されており、
原稿面からの反射光が上部側より入射すると、光電流に
応じた電荷が発生し、信号引き出し配線２７から読み取
りか行われる。

（発明が解決しようとする課題）上記受光素子の構造によれば、信号引き出し配線２７と
なるアルミニウム（Ａｌ）を層間絶縁膜２５上にスパッ
タリング等で着膜する際、アルミニウム拡散により金属
酸化物を主体とする個別型！２４　（ＩＴＯ）とアルミ
ニウム（Ａ１）との界面に酸化アルミニウム（ＡＩ、　
ｏ、　）が形成され接触抵抗が高くなる。

その結果、コンタクト孔２６てＩＴＯ／ＡＩコンタクト
抵抗値が増加し、イメージセンサの読み取り出力の低下
、各受光素子ての出力の不均一化、読み取りスピードの
劣化などの不都合か生し、イメージセンサの性能を低下
させるという問題があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、金属酸化物
を主体とする電極と、この電極に接続される配線との間
で良好な接合状態を確保できる半導体装置の配線構造を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記従来例の問題点を解決するため本発明は、配線構造
において、金属酸化物を主体とする電極と、この電極上
に形成され、Ｉｎ（インジウム）若しくはＩｎ系の化合
物から成るバリヤ層と、このバリヤ層上に形成された配
線とを有することを特徴としている。

（作用）本発明によれば、金属酸化物を主体とする電極と、この
電極に接続される配線との間にＩｎ（インジウム）若し
くはＩｎ系の化合物を介在させることにより、接続部分
の抵抗を低くして配線抵抗を下げることができる。

（実施例〉本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する
。

第１図は液晶デイスプレィの電極と引き出し配線との接
続部分を示している。液晶デイスプレィにおいては、表
示部の電極は透明電極（酸化インジウム・スズ）で形成
し、引き回しのための配線は抵抗が低いアルミニウムで
形成されている。

すなわち、ガラス等の絶縁基板１上に液晶デイスプレィ
の電極２が形成され、この電極２上にＩｎ（インジウム
）若しくはＩｎ系の化合物がら成るバリヤ層３が形成さ
れている。このバリヤ層３は電極２と同様の形状に形成
されている。絶縁基板１上には前記電極２及びバリヤ層
３を覆うように絶縁！Ｉ４が着膜され、この絶縁膜４上
に配線５が形成されている。電極２と配線５とは、絶縁
膜４に形成されたコンタクト孔６を介して接続するよう
になっている。

上記構造は次のようなプロセスで形成される。

絶縁基板１上に反応性のＤＣスパッタ法によりＩｎ（イ
ンジウム）にＳｎ（スズ）を５〜１０ａｔｍｉｃ％含有
するターゲットを用い、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ
）膜を所定の膜厚に着膜する。

続いて、同一のスパッタ装置を用い、今度は反応性のガ
スであるＯ７を入れずに２０〜１００ＡのＩｎ：Ｓｎ膜
を着膜する。

次にフォトリソ法により前記Ｉｎ：Ｓｎ膜上にレジスト
パターンを形成し、塩酸系のエツチング液を用いてＩｎ
：Ｓｎ膜及び酸化インジウム・スズ膜を同時にエツチン
グして電極２及びバリヤ層３を形成する。

パターニングして形成された電極２及びバリヤ層３を覆
うようにポリイミドを塗布して絶縁膜４を形成し、この
絶縁膜４をフォトリソ法によりパターニングしてコンタ
クト孔６を所定の場所に形成する。

次に全面に配線材料となるアルミニウムをスパッタ法ま
たは蒸着により着膜し、フォトリソ法によりレジストパ
ターンを形成し、リン酸にてエツチングして配線５を形
成する。

上記実施例によれば、電極２と配線５との間にバリヤ層
３を介在させることにより、酸化アルミニウムの発生を
防ぎ、コンタクト抵抗の低下を図ることができる。また
、バリヤ層３をＩｎ系の化合物で形成するので、電極２
とバリヤ層３とを同一の着膜装置で着膜でき、新たな装
置を用いた着膜工程を必要とすることなくバリヤ層３を
形成することができる。また、電極２とバリヤ層３とを
同一の形状としたので、−回のエツチング工程で電極２
及びバリヤ層３を形成することができる。

第２図は他の実施例に関するもので、バリヤ層３を介在
させることで透過率が低下することが問題となる半導体
装置、例えば液晶の表示部などにおいて、これを改善す
るための構造を示している。

図中、第１図と同一構成をとる部分については同一符号
を付している。

すなわち、絶縁膜４の着膜及びコンタクト孔６を形成し
た後にＩｎ：Ｓｎ膜及びアルミニウム膜を連続して着膜
し、フォトリソ法によりレジストパターンを形成し、リ
ン酸にてエツチングして配線５及びバリヤ層３を形成す
る。リン酸系のエツチング液を使用することにより、Ｉ
ｎ：Ｓｎ膜及びアルミニウム膜を同時にエツチングする
ことができる。

上述の実施例では、酸化インジウム・スズ（ｌＴｏ）膜
及びＩｎ　：　Ｓｎ膜の着膜には、Ｉｎ：Ｓｎのターゲ
ットを用いたスパッタ法で行なったか、酸化インジウム
・スズの酸化物のターゲットを用いて着膜することも可
能である。その際には、バリヤ層３に若干の酸素が混入
するか、Ａｌ２Ｏ。

を形成する程十分な酸素がないためコンタクト抵抗には
影響がない。

第３図はイメージセンサの受光素子に適用した実施例を
示したものであり、第４図と同一構成をとる部分につい
ては同一符号を付している。

本実施例では、コンタクト孔２６の底部を覆うようにバ
リヤ層３を設けることにより、個別電極２４と信号引き
出し配線２７との間にＩｎ（インジウム）系の化合物、
例えばＩｎ＋Ｓｎ、Ｉｎ：Ｓｎ　　Ｏから成るバリヤ層
３を介在させている。

上記受光素子は次のようにして形成する。

絶縁基板２１上にクロム等の金属を蒸着又はスパッタ法
により７００八程度の膜厚に着膜する。

前記着膜された金属層をフォトリソ法でパターニングを
行ない、図の表裏方向に帯状となる共通電極２２を形成
する。

続いて、光電変換膜（ａ−３ｉ及びｎ型又はｐ型にドー
ピングされたａ−３ｉ）をＰ−ＣＶＤ法により全面に着
膜する。光電変換膜はｐｉｎ、ｐｉ　　（ｉｐ）、ｉｎ
　（ｎｉ）、ｉ型のいずれてもよく、ｐ層は１００％の
シラン（ＳｉＨ，）ガス中にジボラン（Ｂ、　Ｈ，）ガ
スを１％ドーピングすることで作製し、ｉ層は１００％
のシラン（ＳｉＨ，）ガス中にホスフィン（ＰＨ，）ガ
スを１％ドーピングすることで作製する。着膜温度は２
゜０〜２５０℃とし、膜厚はｐ層及び１層については１
００ＯＡ以下であり、ｉ層については０．　５〜２μｍ
とする。

光電変換膜を形成した後、酸化インジウム・スズ（ＩＴ
Ｏ）を反応性のＤＣスパッタ法により、Ｉｎ（インジウ
ム）にＳｎ（スズ）を５〜１０ａｔｍｉｃ％含有するタ
ーゲットを用いて８００八程度の膜厚で全面に着膜する
。

光電変換膜及び酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜をフ
ォトリソ法によりバターニングを行ない、図の表裏方向
にドツト分離型に形成された光電変換層２３及び個別電
極２４を形成する。

光電変換膜及び酸化インジウム・スズ（ＩＴｏ）膜は、
レジスト形成後、同一マスクを用いてまず酸化インジウ
ム・スズ（ＩＴＯ）を混酸（ＨＣＩ：ＨＮＯ，：　Ｈ，
Ｏ−１：　０．８・８）溶液でウェットエツチングし、
続いて光電変換膜をＣＦ、。

ＳＦ、、Ｃ，ＣＩＦ、　等のガスを単独又は混合した雰
囲気中でドライエツチングを行なう。

そして、全体にポリイミドを１μｍ程度の膜厚となるよ
うに塗布して層間絶縁膜２５を形成し、更にレジストを
塗布及び露光してレジストパターンを形成し、エツチン
グ処理により前記層間絶縁１１２５にコンタクト孔２６
を形成し、レジストを除去する。

次に絶縁基板２１上全面に対しＮ、プラズマによりボン
バードメントを施す。これは、ポリイミドの層間絶縁膜
２５を着膜後、フォトリソ法によりエツチングする際の
エツチング不足や、ポリイミドを塗布時に膜厚が不均一
になるのに起因してコンタクト孔２６形成時にコンタク
ト孔２６内に生じたポリイミドの残渣を除去するための
ものである。Ｎ２　プラズマによるボンバードメントは
、不活性ガスであることからＯ，プラズマに比べて酸化
等による下地への影響がないため、個別電極２４　（Ｉ
ＴＯ）の表面に悪影響を与えず、コンタクト抵抗が増加
するのを防ぐことができる。ここでＮ、の代わりにＡ「
等の不活性ガスを用いてもよい。

次いて、ＤＣスパッタ法により、Ｉｎ（インジウム）に
Ｓｎ（スズ）を５〜１０　ａｔｍ（ｃ％金含有るターゲ
ットを用いて０２を入れずに２０〜１００八程度の膜厚
さに着膜し、コンタクト孔２６底部を覆うようにＩｎ：
Ｓｎ膜を着膜する。次にアルミニウム（Ａｔ）を着膜し
た後、フォトリソ法によりレジストパターンを形成し、
リン酸にてエツチングして信号引き出し配線２７及びバ
リヤ層３を同時に形成する。

上記実施例によれば、バリヤ層３を介在させたことによ
りＡｌ拡散を防ぎ、個別電極２４と信号引き出し配線２
７との良好な電気的接続を確保することができる。

また上記実施例において、フォトダイオードをショット
キー構造で構成してもよい。

また、ａ−３ｉの代わりに他の非晶質材料（ａ−ＳｉＣ
，ａ−５ｉＧｅ）等を用いても良い。

本実施例によれば、信号引き出し配線２７と個別電極２
４との間に、Ｉｎ系の化合物から成るバリヤ層３を介在
させることにより、酸化アルミニウムの形成を防いで接
続部分の抵抗を低くして配線抵抗を下げることかできる
ので、センサの信号読み取りの時定数を小さくてき、読
み取り速度の向上を図ることができる。

（発明の効果）本発明の配線構造によれば、配線と電極との間に、Ｉｎ
若しくはＩｎ系の化合物を介在させることにより、接続
部分の抵抗を低くして配線抵抗を下げることができ、配
線と電極との間で特性が良好な接合を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の半導体装置の断面説明図、第２
図は本発明の他の実施例の断面説明図１、第３図は本発
明をイメージセンサの受光素子部分に適用した実施例の
断面説明図、第４図は従来のイメージセンサの受光素子
の断面説明図である。１・・・・・・絶縁基板２・・・・・・電極３・・・・・・バリヤ層４・・・・・・絶縁膜５・・・・・・配線６・・−・・・コンタクト孔２４・−・・・・個別電極２７・・・・・・信号引き出し配線第１図と第２図

Claims

【特許請求の範囲】

金属酸化物を主体とする電極と、この電極上に形成され
、Ｉｎ（インジウム）若しくはＩｎ系の化合物から成る
バリヤ層と、このバリヤ層上に形成された配線とを有す
る配線構造。