JPH08120489A - 陽極酸化方法およびそれを利用する薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
陽極酸化方法およびそれを利用する薄膜トランジスタの製造方法Info
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- JPH08120489A JPH08120489A JP25047994A JP25047994A JPH08120489A JP H08120489 A JPH08120489 A JP H08120489A JP 25047994 A JP25047994 A JP 25047994A JP 25047994 A JP25047994 A JP 25047994A JP H08120489 A JPH08120489 A JP H08120489A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウムを主成分とするゲ−ト電極を有
する薄膜トランジスタで、陽極酸化を用いてゲ−ト電極
上に絶縁膜を製造する工程に用いる電解液の組成を、エ
チレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム水溶液を
２：８〜４：６の割合とし、ｐＨ５〜８、液温を４０℃
以下で陽極酸化を行い、ゲ−トの溶断、耐圧不良を抑制
することにより薄膜トランジスタの歩留まりを向上する
ことができる陽極酸化方法およびそれを利用する薄膜ト
ランジスタの製造方法を提供する。 【構成】 ガラス基板１上にＡｌを主成分とするゲ−ト
電極用金属を堆積し、ゲ−ト電極を形成する。次いで所
定の電解液に浸漬し、陽極酸化を行いゲ−ト絶縁膜３を
形成、ＳｉＮX 膜４、アモルファスＳｉ層５、ｎ＋アモ
ルファス層６、画素電極７、ソ−ス、ドレイン電極８、
９を形成し、薄膜トランジスタとする。
する薄膜トランジスタで、陽極酸化を用いてゲ−ト電極
上に絶縁膜を製造する工程に用いる電解液の組成を、エ
チレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム水溶液を
２：８〜４：６の割合とし、ｐＨ５〜８、液温を４０℃
以下で陽極酸化を行い、ゲ−トの溶断、耐圧不良を抑制
することにより薄膜トランジスタの歩留まりを向上する
ことができる陽極酸化方法およびそれを利用する薄膜ト
ランジスタの製造方法を提供する。 【構成】 ガラス基板１上にＡｌを主成分とするゲ−ト
電極用金属を堆積し、ゲ−ト電極を形成する。次いで所
定の電解液に浸漬し、陽極酸化を行いゲ−ト絶縁膜３を
形成、ＳｉＮX 膜４、アモルファスＳｉ層５、ｎ＋アモ
ルファス層６、画素電極７、ソ−ス、ドレイン電極８、
９を形成し、薄膜トランジスタとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陽極酸化方法およびそ
れを利用する薄膜トランジスタの製造方法に関する。さ
らに詳しくは軽量、薄型で視認性が優れ、オーディオビ
ジュアル、オフィスオートメーション機器等の端末ディ
スプレイとして最適である液晶表示素子に用いられる薄
膜トランジスタを製造する際に行う陽極酸化方法および
それを利用する薄膜トランジスタの製造方法に関するも
のである。
れを利用する薄膜トランジスタの製造方法に関する。さ
らに詳しくは軽量、薄型で視認性が優れ、オーディオビ
ジュアル、オフィスオートメーション機器等の端末ディ
スプレイとして最適である液晶表示素子に用いられる薄
膜トランジスタを製造する際に行う陽極酸化方法および
それを利用する薄膜トランジスタの製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、非晶質シリコン薄膜トランジスタ
（アモルファスシリコン薄膜トランジスタ、以下ａ−Ｓ
ｉＴＦＴと略す) をスイッチング素子として用いたアク
ティブマトリックス基板とそれを用いた液晶ディスプレ
イ(LCD.Liquid Crystal Display)は、ａ−ＳｉＴＦＴが
高いスイッチング比を持つこと、ガラス基板が利用でき
る低温工程で製造できる等の特徴があり、大面積、高精
細化に対して最も有利な方法と考えられており、各社で
研究、開発が活発に行なわれ製品化されている。
（アモルファスシリコン薄膜トランジスタ、以下ａ−Ｓ
ｉＴＦＴと略す) をスイッチング素子として用いたアク
ティブマトリックス基板とそれを用いた液晶ディスプレ
イ(LCD.Liquid Crystal Display)は、ａ−ＳｉＴＦＴが
高いスイッチング比を持つこと、ガラス基板が利用でき
る低温工程で製造できる等の特徴があり、大面積、高精
細化に対して最も有利な方法と考えられており、各社で
研究、開発が活発に行なわれ製品化されている。
【０００３】従来この薄膜トランジスタは図２に断面で
示す構造を有していた。すなわちガラスや石英など表面
が絶縁膜からなる基板２１上にアルミニウムを主成分と
した金属膜からなるゲ−ト電極２２、ゲ−ト電極上に陽
極酸化によるゲ−ト絶縁膜２２３、第２のゲ−ト絶縁膜
としてチッ化シリコン（ＳｉＮX ）２４、チャネル層
（ａ−Ｓｉ）２５、オ−ミックコンタクトを取るための
ｎ+ ａ−Ｓｉ（半導体層）２６及び画素電極２７、ソ−
ス、ドレイン電極２８、２９、配線引出し部３０により
構成されていた。
示す構造を有していた。すなわちガラスや石英など表面
が絶縁膜からなる基板２１上にアルミニウムを主成分と
した金属膜からなるゲ−ト電極２２、ゲ−ト電極上に陽
極酸化によるゲ−ト絶縁膜２２３、第２のゲ−ト絶縁膜
としてチッ化シリコン（ＳｉＮX ）２４、チャネル層
（ａ−Ｓｉ）２５、オ−ミックコンタクトを取るための
ｎ+ ａ−Ｓｉ（半導体層）２６及び画素電極２７、ソ−
ス、ドレイン電極２８、２９、配線引出し部３０により
構成されていた。
【０００４】ここで、上記陽極酸化用電解液として酒石
酸アンモニウム水溶液とエチレングリコ−ルを１：９の
割合で混合したものを使用していた（特開平３−２３２
２７号公報参照）。
酸アンモニウム水溶液とエチレングリコ−ルを１：９の
割合で混合したものを使用していた（特開平３−２３２
２７号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、ゲ−ト電極表面を陽極酸化することにより得られる
Ａｌ 2 Ｏ3 アルミナ）をゲ−ト絶縁膜として利用してい
たが、ここで絶縁膜として用いるアルミナは中性溶液を
用いた陽極酸化時の印加電圧によって膜厚、耐圧が決め
られていた。つまり、１００Ｖ印加すれば、耐圧１００
Ｖ、１４００オングストローム（理論値１４オングスト
ローム／Ｖ）の陽極酸化膜が得られる事になり、絶縁性
を上げるためにはより高い電圧を印加する方が良いこと
が分かる。また、陽極酸化した後、ＳｉＮX 、ａ−Ｓ
ｉ、ＳｉＮX と製膜した後所定のパタ−ンを得るために
弗化水素酸（ＨＦ）ならびにバッファ−ド弗化水素酸
（ＢＨＦ）を用いてエッチングを行なうが、ＳｉＮX ピ
ンホ−ルが存在した場合上記の酸によりアルミナが腐食
される場合があり（ＢＨＦでアルミナのエッチングレ−
ト約１０００オングストローム／ｍｉｎ）、ゲ−ト、ソ
−ス間ショ−ト（ＧＳショ−ト）の原因になる。さら
に、陽極酸化時にアルミナにピンホ−ルが発生すること
があり、同様にＳｉＮX の欠陥によりＧＳショ−トの原
因となるが、ピンホ−ルは酸化膜厚が厚くなるに従い減
少する（表１）。これらのことからもアルミナ膜厚を厚
くする（印加電圧を上げる）ことによるＢＨＦダメ−ジ
の余裕度向上、ピンホ−ル低減という有利な点がある。
て、ゲ−ト電極表面を陽極酸化することにより得られる
Ａｌ 2 Ｏ3 アルミナ）をゲ−ト絶縁膜として利用してい
たが、ここで絶縁膜として用いるアルミナは中性溶液を
用いた陽極酸化時の印加電圧によって膜厚、耐圧が決め
られていた。つまり、１００Ｖ印加すれば、耐圧１００
Ｖ、１４００オングストローム（理論値１４オングスト
ローム／Ｖ）の陽極酸化膜が得られる事になり、絶縁性
を上げるためにはより高い電圧を印加する方が良いこと
が分かる。また、陽極酸化した後、ＳｉＮX 、ａ−Ｓ
ｉ、ＳｉＮX と製膜した後所定のパタ−ンを得るために
弗化水素酸（ＨＦ）ならびにバッファ−ド弗化水素酸
（ＢＨＦ）を用いてエッチングを行なうが、ＳｉＮX ピ
ンホ−ルが存在した場合上記の酸によりアルミナが腐食
される場合があり（ＢＨＦでアルミナのエッチングレ−
ト約１０００オングストローム／ｍｉｎ）、ゲ−ト、ソ
−ス間ショ−ト（ＧＳショ−ト）の原因になる。さら
に、陽極酸化時にアルミナにピンホ−ルが発生すること
があり、同様にＳｉＮX の欠陥によりＧＳショ−トの原
因となるが、ピンホ−ルは酸化膜厚が厚くなるに従い減
少する（表１）。これらのことからもアルミナ膜厚を厚
くする（印加電圧を上げる）ことによるＢＨＦダメ−ジ
の余裕度向上、ピンホ−ル低減という有利な点がある。
【０００６】
【表１】
【０００７】しかしながら、印加電圧を増加させると、
陽極酸化中に引出し配線電極部分を形成するためのレジ
ストパタ−ンと金属との境界部分で金属溶断が発生する
場合があった。（図３）。製品パネルでこの溶断が発生
すると配線には駆動電圧が供給されないため線欠陥とな
り重大な不良となる。従来の酒石酸アンモニウム水溶
液：エチレングリコ−ル（ＥＧ）＝１：９の電解液組成
では酸化電圧を増加させると、この溶断が顕著となるた
め、従来アルミナを１５００オングストローム（すなわ
ち１０５Ｖ程度）までしか形成することができなかっ
た。この対策として、従来、レジストパターニング後に
行われているポストベ−ク温度を上げて溶断を防止して
いた（特開平３−２３２２７４号参照）。ただし、ポス
トベ−ク温度を上げることは、陽極酸化後のレジスト剥
離において剥離が困難になるという問題があった。この
問題に対して我々はレジストパタ−ニング時の処理によ
ってこの問題を簡単に解決できる方法を見いだし、特許
出願をした（特願平５−２６２１８号）。すなわち、ポ
ジレジスト塗布、プリベ−ク、露光、現像、ポストベ−
クというフォトプロセスにおいてポストベ−クを行わな
い、あるいはポストベ−クの後にＵＶを照射することに
より溶断が抑制できるという結果を得た。しかし、この
方法は効果の再現性の問題や、工程増加に伴う新規設備
投資などのコスト増加という別の問題を有する。
陽極酸化中に引出し配線電極部分を形成するためのレジ
ストパタ−ンと金属との境界部分で金属溶断が発生する
場合があった。（図３）。製品パネルでこの溶断が発生
すると配線には駆動電圧が供給されないため線欠陥とな
り重大な不良となる。従来の酒石酸アンモニウム水溶
液：エチレングリコ−ル（ＥＧ）＝１：９の電解液組成
では酸化電圧を増加させると、この溶断が顕著となるた
め、従来アルミナを１５００オングストローム（すなわ
ち１０５Ｖ程度）までしか形成することができなかっ
た。この対策として、従来、レジストパターニング後に
行われているポストベ−ク温度を上げて溶断を防止して
いた（特開平３−２３２２７４号参照）。ただし、ポス
トベ−ク温度を上げることは、陽極酸化後のレジスト剥
離において剥離が困難になるという問題があった。この
問題に対して我々はレジストパタ−ニング時の処理によ
ってこの問題を簡単に解決できる方法を見いだし、特許
出願をした（特願平５−２６２１８号）。すなわち、ポ
ジレジスト塗布、プリベ−ク、露光、現像、ポストベ−
クというフォトプロセスにおいてポストベ−クを行わな
い、あるいはポストベ−クの後にＵＶを照射することに
より溶断が抑制できるという結果を得た。しかし、この
方法は効果の再現性の問題や、工程増加に伴う新規設備
投資などのコスト増加という別の問題を有する。
【０００８】本発明は、上記従来技術に見られたアルミ
ニウム（Ａｌ）のゲ−ト電極の溶断、耐圧不良などの陽
極酸化膜に見られる問題を解決し、新規設備を導入する
ことなく安定した陽極酸化膜を歩留まりよくえることが
できる陽極酸化方法およびその陽極酸化方法を用いる薄
膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とす
る。
ニウム（Ａｌ）のゲ−ト電極の溶断、耐圧不良などの陽
極酸化膜に見られる問題を解決し、新規設備を導入する
ことなく安定した陽極酸化膜を歩留まりよくえることが
できる陽極酸化方法およびその陽極酸化方法を用いる薄
膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため本発明の陽極酸化方法は、従来用いられていた電解
液の組成を酒石酸アンモニウム水溶液に対してエチレン
グリコ−ルの割合を２：８〜４：６で混合し、ｐＨを５
〜８、液温４０℃以下で陽極酸化をすることを要旨とす
るものである。すなわち、絶縁性基板上にアルミニウム
またはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金属
薄膜で電極を形成した後、電解液中で陽極酸化する方法
において、前記電解液の組成が酒石酸アンモニウム水溶
液に対してエチレングリコ−ルを２：８〜４：６の割合
で混合し、ｐＨを５〜８とし、電解液温を４０℃以下で
陽極酸化することを特徴とする。
ため本発明の陽極酸化方法は、従来用いられていた電解
液の組成を酒石酸アンモニウム水溶液に対してエチレン
グリコ−ルの割合を２：８〜４：６で混合し、ｐＨを５
〜８、液温４０℃以下で陽極酸化をすることを要旨とす
るものである。すなわち、絶縁性基板上にアルミニウム
またはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金属
薄膜で電極を形成した後、電解液中で陽極酸化する方法
において、前記電解液の組成が酒石酸アンモニウム水溶
液に対してエチレングリコ−ルを２：８〜４：６の割合
で混合し、ｐＨを５〜８とし、電解液温を４０℃以下で
陽極酸化することを特徴とする。
【００１０】また前記構成においては、アルミニウムを
主成分とした陽極酸化可能な金属がアルミニウムに高融
点金属を含む金属とすることが好ましい。また前記構成
においては、前記電極を陽極酸化する際に電流を制御し
て陽極酸化を行い、次いで電圧を制御して陽極酸化を行
うことが好ましい。
主成分とした陽極酸化可能な金属がアルミニウムに高融
点金属を含む金属とすることが好ましい。また前記構成
においては、前記電極を陽極酸化する際に電流を制御し
て陽極酸化を行い、次いで電圧を制御して陽極酸化を行
うことが好ましい。
【００１１】さらに本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、絶縁性基板上に画素電極を設け、ゲート電極を少
なくともアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とし
た陽極酸化可能な金属薄膜で形成し、ソース電極、ドレ
イン電極、配線引出し部を設ける薄膜トランジスタの製
造方法であって、前記ゲート電極を、電解液の組成がエ
チレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム水溶液を
２：８〜４：６の割合で混合し、ｐＨを５〜８とし、電
解液温を４０℃以下で陽極酸化することを特徴とする。
法は、絶縁性基板上に画素電極を設け、ゲート電極を少
なくともアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とし
た陽極酸化可能な金属薄膜で形成し、ソース電極、ドレ
イン電極、配線引出し部を設ける薄膜トランジスタの製
造方法であって、前記ゲート電極を、電解液の組成がエ
チレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム水溶液を
２：８〜４：６の割合で混合し、ｐＨを５〜８とし、電
解液温を４０℃以下で陽極酸化することを特徴とする。
【００１２】また前記構成においては、前記アルミニウ
ムまたはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金
属薄膜をアルミニウムに高融点金属を含む金属で形成す
ることが好ましい。
ムまたはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金
属薄膜をアルミニウムに高融点金属を含む金属で形成す
ることが好ましい。
【００１３】また前記構成においては、前記アルミニウ
ムまたはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金
属薄膜を、電流を制御して陽極酸化し、次いで電圧をが
制御して陽極酸化することが好ましい。
ムまたはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金
属薄膜を、電流を制御して陽極酸化し、次いで電圧をが
制御して陽極酸化することが好ましい。
【００１４】
【作用】本発明は、絶縁性基板上にアルミニウムまたは
アルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜で
電極を形成した後、酒石酸アンモニウム水溶液に対して
エチレングリコ−ルの割合を２：８〜４：６で混合し、
ｐＨを５〜８、液温４０℃以下で陽極酸化を行なう。こ
れにより、アルミニウムのゲ−ト電極の溶断、耐圧不良
などの陽極酸化膜に欠陥が生じるのを防ぎ、工程増加に
伴う新規設備投資などのコスト増加を招くことなく、安
定した陽極酸化膜を歩留まりよく形成できる。
アルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜で
電極を形成した後、酒石酸アンモニウム水溶液に対して
エチレングリコ−ルの割合を２：８〜４：６で混合し、
ｐＨを５〜８、液温４０℃以下で陽極酸化を行なう。こ
れにより、アルミニウムのゲ−ト電極の溶断、耐圧不良
などの陽極酸化膜に欠陥が生じるのを防ぎ、工程増加に
伴う新規設備投資などのコスト増加を招くことなく、安
定した陽極酸化膜を歩留まりよく形成できる。
【００１５】なお、電解液の組成が酒石酸アンモニウム
水溶液に対してエチレングリコ−ルを２：８〜４：６と
したのは、酒石酸アンモニウム水溶液の比が２未満では
ゲート電極の溶断が発生するためであり、４を越える剥
離が生じやすくなるとともに陽極酸化膜の耐圧低下が顕
著になるからである。ｐＨを５〜８したのは、５未満だ
と陽極酸化膜が溶解し、８を越えると陽極酸化膜だけで
なくレジストも溶解するからである。また電解液温を４
０℃以下としたのは、４０℃を越えると陽極酸化膜の溶
解が起り、真の耐圧が得られないからである。
水溶液に対してエチレングリコ−ルを２：８〜４：６と
したのは、酒石酸アンモニウム水溶液の比が２未満では
ゲート電極の溶断が発生するためであり、４を越える剥
離が生じやすくなるとともに陽極酸化膜の耐圧低下が顕
著になるからである。ｐＨを５〜８したのは、５未満だ
と陽極酸化膜が溶解し、８を越えると陽極酸化膜だけで
なくレジストも溶解するからである。また電解液温を４
０℃以下としたのは、４０℃を越えると陽極酸化膜の溶
解が起り、真の耐圧が得られないからである。
【００１６】また前記アルミニウムを主成分とした陽極
酸化可能な金属がアルミニウムに高融点金属を含む金属
としたことにより低抵抗、かつ熱によるヒロックを抑
え、信頼性の高い陽極酸化膜を得ることができる。
酸化可能な金属がアルミニウムに高融点金属を含む金属
としたことにより低抵抗、かつ熱によるヒロックを抑
え、信頼性の高い陽極酸化膜を得ることができる。
【００１７】また前記陽極酸化方法として電流を制御し
て陽極酸化を行い、次いで電圧制御で陽極酸化を行うの
で、新規設備を導入することなく、ゲ−ト電極の溶断の
ない、緻密な耐圧性にすぐれた陽極酸化膜を形成でき
る。
て陽極酸化を行い、次いで電圧制御で陽極酸化を行うの
で、新規設備を導入することなく、ゲ−ト電極の溶断の
ない、緻密な耐圧性にすぐれた陽極酸化膜を形成でき
る。
【００１８】さらに本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、絶縁性基板上に画素電極を設け、ゲート電極を少
なくともアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とし
た陽極酸化可能な金属薄膜で形成し、ソース電極、ドレ
イン電極、配線引出し部を設ける薄膜トランジスタの製
造方法であって、前記ゲート電極を、電解液の組成がエ
チレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム水溶液を
２：８〜４：６の割合で混合し、ｐＨを５〜８とし、電
解液温を４０℃以下で陽極酸化する。これにより、工程
増加に伴う新規設備投資などのコスト増加を招くことな
く、ゲ−ト電極の溶断のない、耐圧性にすぐれた陽極酸
化膜を持つ、信頼性の高い薄膜トランジスタを歩留りよ
くえることができる。
法は、絶縁性基板上に画素電極を設け、ゲート電極を少
なくともアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とし
た陽極酸化可能な金属薄膜で形成し、ソース電極、ドレ
イン電極、配線引出し部を設ける薄膜トランジスタの製
造方法であって、前記ゲート電極を、電解液の組成がエ
チレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム水溶液を
２：８〜４：６の割合で混合し、ｐＨを５〜８とし、電
解液温を４０℃以下で陽極酸化する。これにより、工程
増加に伴う新規設備投資などのコスト増加を招くことな
く、ゲ−ト電極の溶断のない、耐圧性にすぐれた陽極酸
化膜を持つ、信頼性の高い薄膜トランジスタを歩留りよ
くえることができる。
【００１９】また前記アルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜をアルミニウム
に高融点金属を含む金属で形成することが、熱によるヒ
ロックを抑え、ゲ−ト電極の溶断のない、歩留りの高い
陽極酸化膜を持つ薄膜トランジスタをえるうえで好まし
い。
を主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜をアルミニウム
に高融点金属を含む金属で形成することが、熱によるヒ
ロックを抑え、ゲ−ト電極の溶断のない、歩留りの高い
陽極酸化膜を持つ薄膜トランジスタをえるうえで好まし
い。
【００２０】前記アルミニウムまたはアルミニウムを主
成分とした陽極酸化可能な金属薄膜が、電流が制御され
て陽極酸化が行われ、次いで電圧制御で陽極酸化が行わ
れてなることが、 陽極酸化膜を緻密な膜とし、ゲ−ト
電極の溶断のない、安定した陽極酸化による絶縁膜を有
する薄膜トランジスタを歩留まりよく作製できる。
成分とした陽極酸化可能な金属薄膜が、電流が制御され
て陽極酸化が行われ、次いで電圧制御で陽極酸化が行わ
れてなることが、 陽極酸化膜を緻密な膜とし、ゲ−ト
電極の溶断のない、安定した陽極酸化による絶縁膜を有
する薄膜トランジスタを歩留まりよく作製できる。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。図１(a)〜(ｄは本発明一実施例の薄
膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
しながら説明する。図１(a)〜(ｄは本発明一実施例の薄
膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
【００２２】以下、製造工程にしたがって説明する。ま
ず、スパッタリングによりガラス基板等からなる透光性
絶縁物基板１上にアルミニウム薄膜を堆積させ、次にゲ
−トパタ−ンを得るためのレジストを塗布し、露光し、
レジストパタ−ン１１を形成しフォトリソ、エッチング
によりゲ−ト電極２を形成した（図１（ａ））。配線電
極を得るためのレジストパタ−ン１１ａを作り陽極酸化
を行う（図１（ｂ））。
ず、スパッタリングによりガラス基板等からなる透光性
絶縁物基板１上にアルミニウム薄膜を堆積させ、次にゲ
−トパタ−ンを得るためのレジストを塗布し、露光し、
レジストパタ−ン１１を形成しフォトリソ、エッチング
によりゲ−ト電極２を形成した（図１（ａ））。配線電
極を得るためのレジストパタ−ン１１ａを作り陽極酸化
を行う（図１（ｂ））。
【００２３】次ぎに、ｐＨ５〜８とし、陽極酸化方法と
して直流安定化電源を用い、陽極酸化開始からまず一定
の電流密度、例えば５ｍＡ／ｃｍ2 で所定の電圧、例え
ば１４０Ｖになるまで電流を流し所定の電圧になったと
同時に一定の直流電圧、例えば１４０Ｖに切り替え、電
流が所定、例えば０．０５ｍＡ／ｃｍ2 の値になるまで
陽極酸化を行い、陽極酸化電流密度と溶断の関係を調
べ、その結果を表３に示した。
して直流安定化電源を用い、陽極酸化開始からまず一定
の電流密度、例えば５ｍＡ／ｃｍ2 で所定の電圧、例え
ば１４０Ｖになるまで電流を流し所定の電圧になったと
同時に一定の直流電圧、例えば１４０Ｖに切り替え、電
流が所定、例えば０．０５ｍＡ／ｃｍ2 の値になるまで
陽極酸化を行い、陽極酸化電流密度と溶断の関係を調
べ、その結果を表３に示した。
【００２４】ここで、従来技術の課題を解決するために
陽極酸化電解液の組成、ｐＨ（５〜８の範囲），陽極酸
化電流密度と溶断の関係について条件を変えて検討し
た。その結果、溶断に対して組成、電流密度の依存性が
認められ、溶断の発生しない領域が見いだされた（表
２）。
陽極酸化電解液の組成、ｐＨ（５〜８の範囲），陽極酸
化電流密度と溶断の関係について条件を変えて検討し
た。その結果、溶断に対して組成、電流密度の依存性が
認められ、溶断の発生しない領域が見いだされた（表
２）。
【００２５】
【表２】
【００２６】また、電解液のｐＨであるが、ｐＨ８以上
ではポジ型レジストが溶解し、ｐＨ５以下では酸化膜が
溶解する問題があるため上記の範囲としている。 一
方、酸化膜の特性の一つである耐圧を測定する方法とし
て陽極酸化したゲ−ト電極と交差するよう対向電極を作
製し、ゲ−ト電極−陽極酸化膜−対向電極という構造を
作り、電圧を０Ｖから１Ｖステップで印加し、両電極間
に１×１０-4Ａの電流が流れた電圧を耐圧としている。
この電流は、陽極酸化終了時の電流値のおよそ１０００
倍であり測定後のサンプルを観察すると絶縁膜が破壊さ
れている。耐圧となる電圧は理論的に陽極酸化電圧と等
しくなることから耐圧を測定することにより、プロセス
の条件の影響について簡単に評価することができる。こ
の耐圧評価の方法を用いて陽極酸化したサンプルを評価
すると、耐圧は電解液組成、温度に依存性が認められた
（表３）。
ではポジ型レジストが溶解し、ｐＨ５以下では酸化膜が
溶解する問題があるため上記の範囲としている。 一
方、酸化膜の特性の一つである耐圧を測定する方法とし
て陽極酸化したゲ−ト電極と交差するよう対向電極を作
製し、ゲ−ト電極−陽極酸化膜−対向電極という構造を
作り、電圧を０Ｖから１Ｖステップで印加し、両電極間
に１×１０-4Ａの電流が流れた電圧を耐圧としている。
この電流は、陽極酸化終了時の電流値のおよそ１０００
倍であり測定後のサンプルを観察すると絶縁膜が破壊さ
れている。耐圧となる電圧は理論的に陽極酸化電圧と等
しくなることから耐圧を測定することにより、プロセス
の条件の影響について簡単に評価することができる。こ
の耐圧評価の方法を用いて陽極酸化したサンプルを評価
すると、耐圧は電解液組成、温度に依存性が認められた
（表３）。
【００２７】
【表３】
【００２８】これらの結果から、本発明の電解液組成、
液温は例えば、エチレングリコ−ル７に対し１％酒石酸
アンモニウム水溶液を３の割合で混合し、液温３０℃、
電流密度５mA/cm2 、電圧１４０Ｖで、ゲ−ト絶縁膜３を
２０００オングストロームの厚さに形成した（図１
（ｃ））。
液温は例えば、エチレングリコ−ル７に対し１％酒石酸
アンモニウム水溶液を３の割合で混合し、液温３０℃、
電流密度５mA/cm2 、電圧１４０Ｖで、ゲ−ト絶縁膜３を
２０００オングストロームの厚さに形成した（図１
（ｃ））。
【００２９】次にＰ−ＣＶＤ（プラズマ化学気相成長）
により、更に第２のゲ−ト絶縁膜を構成するためのＳｉ
ＮX 膜４、アモルファスＳｉ膜５を、ゲ−ト・ソ−ス電
極をエッチングする時のストッパ−となるＳｉＮX 膜４
を堆積し、フォトプロセス、エッチング後にストッパ−
層を加工した。その後同じくＰ−ＣＶＤによりｎ＋アモ
ルファスＳｉ層を形成し、フォトリソ、エッチングを行
ないオ−ミックコンタクトを取るためのｎ＋ａ−Ｓｉ層
６を形成した。その後、ＩＴＯをスパッタリング法によ
り堆積し、フォトリソ、エッチングにより画素電極７と
した。さらに、ソ−ス、ドレイン金属として、スパッタ
リング法によりＴｉ（チタン）、Ａｌの積層に堆積さ
せ、フォトリソ、エッチングによりソ−ス、ドレイン電
極８、９、配線引出し部１０とし、薄膜トランジスタを
完成した（図１（ｄ））。
により、更に第２のゲ−ト絶縁膜を構成するためのＳｉ
ＮX 膜４、アモルファスＳｉ膜５を、ゲ−ト・ソ−ス電
極をエッチングする時のストッパ−となるＳｉＮX 膜４
を堆積し、フォトプロセス、エッチング後にストッパ−
層を加工した。その後同じくＰ−ＣＶＤによりｎ＋アモ
ルファスＳｉ層を形成し、フォトリソ、エッチングを行
ないオ−ミックコンタクトを取るためのｎ＋ａ−Ｓｉ層
６を形成した。その後、ＩＴＯをスパッタリング法によ
り堆積し、フォトリソ、エッチングにより画素電極７と
した。さらに、ソ−ス、ドレイン金属として、スパッタ
リング法によりＴｉ（チタン）、Ａｌの積層に堆積さ
せ、フォトリソ、エッチングによりソ−ス、ドレイン電
極８、９、配線引出し部１０とし、薄膜トランジスタを
完成した（図１（ｄ））。
【００３０】ここで、上記方法で作製したサンプルの耐
圧、ＧＳショ−トを評価した結果を表３に示した。耐圧
は希望電圧（印加電圧）が安定して得られ、ＧＳショ−
トの発生は見られず、本発明の効果を確認した。
圧、ＧＳショ−トを評価した結果を表３に示した。耐圧
は希望電圧（印加電圧）が安定して得られ、ＧＳショ−
トの発生は見られず、本発明の効果を確認した。
【００３１】また、ゲ−ト用金属として上記実施例では
アルミニウムを用いたが、アルミニウムに微量の高融点
金属を添加した合金、即ちＡｌ−Ｔａ（１．０％〜２．
０％）、Ａｌ−Ｚｒ（０．５％〜３％）、Ａｌ−Ｗ
（１．０％〜２．０％）、Ａｌ−Ｓｃ（０．５〜２．５
％）、Ａｌ−Ｔｉ（０．５％〜１．５％）、Ａｌ−Ｍｏ
（０．５％〜１．５％）などを用いることも可能であ
る。これらの金属はＡｌと同様に陽極酸化が可能であ
り、同時に熱によるヒロックを抑える効果がある。さら
に、上層に合金、下層にＡｌという積層構造にすること
によってより低抵抗化、ヒロックの抑制にも効果があ
る。
アルミニウムを用いたが、アルミニウムに微量の高融点
金属を添加した合金、即ちＡｌ−Ｔａ（１．０％〜２．
０％）、Ａｌ−Ｚｒ（０．５％〜３％）、Ａｌ−Ｗ
（１．０％〜２．０％）、Ａｌ−Ｓｃ（０．５〜２．５
％）、Ａｌ−Ｔｉ（０．５％〜１．５％）、Ａｌ−Ｍｏ
（０．５％〜１．５％）などを用いることも可能であ
る。これらの金属はＡｌと同様に陽極酸化が可能であ
り、同時に熱によるヒロックを抑える効果がある。さら
に、上層に合金、下層にＡｌという積層構造にすること
によってより低抵抗化、ヒロックの抑制にも効果があ
る。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、陽極酸化
用電解液として酒石酸アンモニウム：エチレングリコ−
ルを２：８〜４：６、ｐＨ５〜８、液温４０℃以下で陽
極酸化することにより、ゲ−ト溶断、耐圧不良の防止が
でき、ゲ−ト絶縁膜の欠陥が原因となっていたゲ−ト・
ソ−ス間ショ−トが減少した陽極酸化膜を得ることがで
きた。またこの方法を用いた薄膜トランジスタの製造方
法によれば、歩留まりが向上するとともに、得られた薄
膜トランジスタは耐圧がよく、ゲ−ト溶断、ゲ−ト・ソ
−ス間ショ−トが少なく信頼性が向上した。
用電解液として酒石酸アンモニウム：エチレングリコ−
ルを２：８〜４：６、ｐＨ５〜８、液温４０℃以下で陽
極酸化することにより、ゲ−ト溶断、耐圧不良の防止が
でき、ゲ−ト絶縁膜の欠陥が原因となっていたゲ−ト・
ソ−ス間ショ−トが減少した陽極酸化膜を得ることがで
きた。またこの方法を用いた薄膜トランジスタの製造方
法によれば、歩留まりが向上するとともに、得られた薄
膜トランジスタは耐圧がよく、ゲ−ト溶断、ゲ−ト・ソ
−ス間ショ−トが少なく信頼性が向上した。
【図１】本発明の１実施例の薄膜トランジスタの製造工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図２】薄膜トランジスタを示す断面図である。
【図３】アルミニウムゲート電極の溶断を説明する図で
ある。
ある。
１ ガラス基板 ２ ゲ−ト電極 ３ ゲ−ト絶縁膜 ４ ＳｉＮX ５ ａ−Ｓｉ層 ６ 半導体層 ７ 画素電極 ８ ソ−ス電極 ９ ドレイン電極 １０配線引出し部 １１レジストパタ−ン
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/336
Claims (6)
- 【請求項１】 絶縁性基板上にアルミニウムまたはアル
ミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜で電極
を形成した後、電解液中で陽極酸化する方法において、
前記電解液の組成が酒石酸アンモニウム水溶液に対して
エチレングリコ−ルを２：８〜４：６の割合で混合し、
ｐＨを５〜８とし、電解液温を４０℃以下で陽極酸化す
ることを特徴とする陽極酸化方法。 - 【請求項２】 前記アルミニウムを主成分とした陽極酸
化可能な金属がアルミニウムに高融点金属を含む金属と
した請求項１記載の陽極酸化方法。 - 【請求項３】 前記電極を陽陽極酸化する際に電流を制
御して陽極酸化を行い、次いで電圧を制御して陽極酸化
を行う請求項１記載の陽極酸化方法。 - 【請求項４】 絶縁性基板上に画素電極を設け、ゲート
電極を少なくともアルミニウムまたはアルミニウムを主
成分とした陽極酸化可能な金属薄膜で形成し、ソース電
極、ドレイン電極、配線引出し部を設ける薄膜トランジ
スタの製造方法であって、前記ゲート電極を、電解液の
組成がエチレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム
水溶液を２：８〜４：６の割合で混合し、ｐＨを５〜８
とし、電解液温を４０℃以下で陽極酸化することを特徴
とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項５】 前記アルミニウムまたはアルミニウムを
主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜をアルミニウムに
高融点金属を含む金属で形成する請求項４記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。 - 【請求項６】 前記アルミニウムまたはアルミニウムを
主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜を、電流を制御し
て陽極酸化し、次いで電圧を制御して陽極酸化する請求
項４記載の薄膜トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25047994A JPH08120489A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 陽極酸化方法およびそれを利用する薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25047994A JPH08120489A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 陽極酸化方法およびそれを利用する薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08120489A true JPH08120489A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17208472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25047994A Pending JPH08120489A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 陽極酸化方法およびそれを利用する薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08120489A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5915172A (en) * | 1996-12-26 | 1999-06-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing LCD and TFT |
| JPH11258632A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 表示装置用アレイ基板 |
| JPH11258633A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 表示装置用アレイ基板の製造方法 |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP25047994A patent/JPH08120489A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5915172A (en) * | 1996-12-26 | 1999-06-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing LCD and TFT |
| JPH11258632A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 表示装置用アレイ基板 |
| JPH11258633A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 表示装置用アレイ基板の製造方法 |
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