JPH09148588A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層配線を行う場合の下層の配線を最終工程
で分断する。 【構成】 画素電極を構成するＩＴＯ膜１３５のパター
ニングの際に開孔１３１、１３２、１３３において、配
線１０７と１０８を分断する。配線１０７は薄膜トラン
ジスタのゲイトどソースとをショートさせるために配線
であり、配線１０８はゲイト電極の周囲に形成する陽極
酸化膜の形成時に電流を供給するためのものである。そ
してこの２つの配線はいずれも最終的に分断する必要が
る。上記のような構成を採用すると特別に分断のための
マスクを必要とせずこの２つの配線の分断を行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本明細書で開示する発明は集積化
された薄膜半導体装置の作製方法に関する。また、アク
ティブマトリクス型の液晶表示装置の作製方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来よりアクティブマトリクス型の液晶
表示装置が知られている。この構成は、ガラス基板上に
数百×数百個以上の数でもってマトリクス状に配置され
た画素電極と、この画素電極のそれぞれに個別に配置さ
れた薄膜トランジスタとを有している。

【０００３】各画素に配置された薄膜トランジスタは、
それぞれの画素電極に出入りする電荷を制御するために
機能する。

【０００４】また、この画素電極に配置された薄膜トラ
ンジスタを駆動するための周辺駆動回路をも薄膜トラン
ジスタ回路で構成する技術が知られている。この構成
は、周辺駆動回路一体型と称されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置を作製する場合、ガラス基
板上に集積化された薄膜トランジスタのいくつかが動作
不良になってしまう現象が見られる。

【０００６】本発明者らは、この問題について鋭意研究
した結果以下に示すような知見を得た。

【０００７】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の
ような集積化された半導体装置を作製する場合には、絶
縁膜や配線の形成において、プラズマＣＶＤ法でスパッ
タ法による成膜やプラズマエッチングが利用されてい
る。

【０００８】プラズマＣＶＤ法やスパッタ法、さらには
プラズマエッチングにおいては、大きなエネルギーを有
したイオン（高エネルギーイオン）が少なからず存在す
る。

【０００９】一方、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法を用
いて成膜された絶縁膜は膜質が緻密でなく、その耐圧が
低いという問題がある。一般的には、その耐圧は数十Ｖ
程度以下である。

【００１０】ここで図１２に示すような状況を考える。
図１２（Ｂ）に示すのは、（Ａ）に示すような構造を有
する薄膜トランジスタを作製する場合における一工程断
面図である。

【００１１】図１２（Ｂ）は、第２の層間絶縁膜５５の
成膜を行っている状態を示すものである。一般に層間絶
縁膜の成膜には、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法が利用
される。この工程において、前述した高エネルギーを有
したイオンが試料に入射してしまう。

【００１２】一般にソース（Ｓ）電極５４とゲイト電極
（Ｇ）５１との間は導通状態にはない。従って、部分的
に高エネルギーを有するイオンが入射することによっ
て、ソース（Ｓ）電極５４とゲイト電極（Ｇ）５１とが
異なる電位に帯電してしまう状況が生じる。

【００１３】このような状況においては、ソース（Ｓ）
電極５４とゲイト（Ｇ）電極５１との間における電位差
が瞬間的に数十Ｖ〜数百Ｖに達してしまう。

【００１４】ソース電極５４とゲイト電極５１とは活性
層５２及びゲイト絶縁膜５３を介して配置されている。

【００１５】前述したようにＣＶＤ法やスパッタ法で成
膜されたゲイト絶縁膜５３の耐圧は数十Ｖ以下である。
従って、状況によっては、ゲイト絶縁膜５３が電気的に
破壊されてしまう。

【００１６】ゲイト絶縁膜が破壊されると、薄膜トラン
ジスタは動作不良なものとなってしまう。

【００１７】数百×数百という個数で薄膜トランジスタ
が配置され、さらに基板としてガラス基板や石英基板と
いう絶縁体を用いるアクティブアトリクス型の表示装置
の構成においては、上記の現象は特に顕在化する。

【００１８】この問題を解決するためには、絶縁膜５５
の成膜の最中において、ソース電極５４とゲイト電極５
１とを電気的にショートしておいて、両電極が等電位に
なるようにすればよい。しかし、最終的な動作を行わせ
る状態においては、ソース電極５４とゲイト電極５１と
が直接電気的にショートしていてはいけない。

【００１９】そこで図１２（Ｂ）に示すような工程にお
いては、最終段階までソース電極５４とゲイト電極５１
とを電気的にショートした状態とし、最終段階でソース
電極５４とゲイト電極５１とを切断することが必要とさ
れる。しかし、このような工程は、工程数を増やすこと
になるので、生産歩留りの問題や生産コストの点から好
ましいものではない。

【００２０】本明細書で開示する発明は、図１２（Ｂ）
に示すような工程において、プラズマから与えられるパ
ルス状の高電位によって、作製途中の半導体装置が破壊
してしまうことを防ぐ技術を提供することを課題とす
る。また上記技術を工程の煩雑かを招かずに実現するこ
とを課題とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、図１〜図３のその具体的な１例を示すよう
に、第１の配線１０７を形成する工程（図１（Ａ））
と、前記第１の配線上に絶縁層１２３を形成する工程
（図２（Ａ））と、前記絶縁層上に前記第１の配線にコ
ンタクトする第２の配線または電極（１２６）を形成す
る工程（図２（Ｂ））と、前記コンタクト部を利用して
前記第１の配線１０７を分断する工程（図３（Ｂ））
と、を有することを特徴とする。

【００２２】他の発明の構成は、図１〜図３にその具体
的な１例を示すように、第１の配線１０７を形成する工
程（図１（Ａ））と、前記第１の配線上に絶縁層１２３
を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第１の配線にコ
ンタクトする導電材料１２６を形成する工程と、前記コ
ンタクト部を介して、前記第１の配線を分断（１３１で
示される開孔の低部において分断される）する工程（図
３（Ｂ））と、を有することを特徴とする。

【００２３】他の発明の構成は、多層配線を形成するに
際して、上層の配線または電極のパターニングを利用し
て下層の配線の分断を行うことを特徴とする。

【００２４】他の発明の構成は、多層配線を形成するに
際して、上層の配線または電極に対する開孔の形成を利
用して下層の配線の分断を行うことを特徴とする。

【００２５】他の発明の構成は、例えば図１〜図３にそ
の作製工程の一例を示すように、薄膜トランジスタのゲ
イト電極１０６を形成するとともに前記ゲイト電極を構
成する材料でもって配線１０７を形成する工程（図１
（Ａ））と、前記ゲイト電極１０６および配線１０７を
覆って第１の絶縁膜１２３を形成する工程（図２
（Ａ））と、薄膜トランジスタのソース領域１１８と前
記配線１０７の一部に達する開孔を前記第１の絶縁膜１
２３に形成する工程（図２（Ａ））と、前記ソース領域
１１８にコンタクトする電極および／または配線１２４
を形成するとともに前記配線１０７の一部にコンタクト
するダミーの電極１２６を形成する工程（図２（Ｂ））
と、前記ソース領域１１８にコンタクトする電極および
／または配線１２４と前記ダミーの電極１２６を覆って
第２の絶縁膜１２９を形成する工程（図２（Ｃ））と、
薄膜トランジスタのドレイン領域１２２に達する開孔１
３０と前記ダミーの電極１２６に達する開孔１３１を前
記第１の絶縁膜１２３および前記第２の絶縁膜１２９に
形成する工程（図２（Ｃ））と、前記ドレイン領域１２
２にコンタクトする電極および／または配線１３６（こ
の場合は画素電極）を形成するとともに前記ダミーの電
極１２６と前記配線１０７の一部を除去する工程（図３
（Ｂ））と、を有することを特徴とする。

【００２６】また上記構成において、配線１０７を利用
して薄膜トランジスタのゲイト電極１０６とドレイン領
域１１８とを電気的に接続する構成とする。このように
すると、成膜やエッチング時のプラズマから与えられる
パルス状の電位による破壊の問題を解決することができ
る。

【００２７】この構成においては、最終工程において、
配線１０７が分断される。この分断工程は、特に作製工
程を煩雑化することなしに行うことができる。

【００２８】また、上記構成において、配線１０８を陽
極酸化時の電流供給用配線として利用すれば、陽極酸化
後におけるこの配線の分断を特別な工程を設けることな
しに行うことができる。

【００２９】他の発明の構成は、例えば図１〜図３にそ
の作製工程を示すように、絶縁表面上に第１の配線１０
７を形成する工程（図１（Ａ））と、前記配線上に第１
の絶縁膜１２３を形成する工程（図２（Ａ））と、前記
第１の配線の分断を行わんとする部分において前記第１
の絶縁膜に開孔を形成する工程（図２（Ａ））と、前記
開孔部に前記第１の配線にコンタクトする金属部１２６
を形成する工程（図２（Ｂ））と、前記金属部を覆って
第２の絶縁膜１２９を形成する工程（図２（Ｃ））と、
前記金属部１２６を露呈させる開孔１３１を前記第２の
絶縁膜に形成する工程（図２（Ｃ））と、前記第２の絶
縁膜上に電極を構成する導電膜１３５を形成する工程
（図３（Ａ））と、前記導電膜のパターニング時に前記
金属部１２６とその下部の前記第１の配線１０７を除去
する工程（図３（Ｂ））と、を有することを特徴とす
る。

【００３０】他の発明の構成は、例えば図１〜図３にそ
の作製工程を示すように、ゲイト電極１０６およびゲイ
ト配線を形成するとともに前記ゲイト電極およびゲイト
配線を構成する同一の材料でもって配線１０７を形成す
る工程（図１（Ａ））と、該工程の後に第１の絶縁膜１
２３を形成する工程（図２（Ａ））と、前記第１の絶縁
膜に開孔を形成し前記配線にコンタクトする金属部１２
６を形成する工程（図２（Ｂ））と、前記金属部を覆っ
て第２の絶縁膜１２９を形成する工程（図２（Ｃ））
と、前記第２の絶縁膜に前記金属部に達する開孔１３１
を形成する工程（図２（Ｃ））と、前記第２の絶縁膜上
に画素電極１３６を形成する工程（図３（Ｂ））と、を
有し、前記画素電極のパターニング時に前記開孔１３１
を介して前記金属部１２６を除去し、さらに前記金属部
下の前記配線１０７を除去し、前記配線を分断すること
を特徴とする。

【００３１】ここで、配線１０７の除去は、配線１０７
を完全に分断するように行う必要がある。

【００３２】

【作用】薄膜トランジスタのゲイト配線とソース配線と
を接続しておき、最終的に切断（分断）することによっ
て、各種絶縁膜や導電膜の形成時においてプラズマの影
響に従うゲイト絶縁膜の破壊を防ぐことができる。即
ち、プラズマの影響によってゲイト配線とソース配線と
が異なる電位に瞬間的になり、その電位差によってゲイ
ト絶縁膜が破壊されてしまうことを防ぐことができる。

【００３３】またこのゲイト配線とソース配線とを接続
しておき、最終的に分断する技術として以下に示すよう
な構成を採用することにより、マクスを増やすことな
く、また特別な複雑な構成を増やすことなく、上記の作
用効果を得ることができる。

【００３４】即ち、図１〜３に示すように、最終的に分
断した配線（１層目の配線）１０７と１０８とに対し
て、層間絶縁膜の形成毎に開孔を形成し、図２（Ｃ）に
示すように電極としては機能しないダミーの電極１２６
〜１２８を形成する。そして、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）
に示す最後の電極１３６のパターニング時に先のダミー
の電極１２６〜１２８に開孔１３１〜１３３を形成し、
さらに配線１０７と１０８をこの開孔によって分断す
る。

【００３５】このようにすることで、電極１３６のパタ
ーニング時において同時に配線１０７と１０８の所定の
部分を分断することができる。

【００３６】またこの工程は、陽極酸化を行う場合に利
用される電力供給用の配線を切断する技術としても非常
に有用なものとなる。即ち、特別にマスクを利用するこ
となく電流供給用の配線を切断することができる。

【００３７】

【実施例】

〔実施例１〕本実施例は、アクティブマトリクス型の液
晶表示装置の画素領域の作製工程を示すものである。本
実施例では、低ＯＦＦ電流特性を有せしめるために低濃
度不純物領域を備えた薄膜トランジスタを画素領域に配
置する構成を示す。

【００３８】図１〜図４に本実施例の作製工程の概略を
示す。まず図１（Ａ）に示すように、ガラス基板１０１
上に図示しない下地膜を３０００Åの厚さにプラズマＣ
ＶＤ法またはスパッタ法で成膜する。ここでは下地膜と
して酸化珪素膜を用いる。なお基板１０１としては石英
基板を用いてもよい。

【００３９】次に薄膜トランジスタの活性層１０２を構
成するための出発膜となる非晶質珪素膜（図示せず）を
プラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法でもって５００
Åの厚さに成膜する。次にこの非晶質珪素膜を加熱及び
／またはレーザー光の照射により結晶化させ、図示しな
い結晶性珪素膜を得る。

【００４０】ここではＣＶＤ法で成膜された非晶質珪素
膜を加熱やレーザー光の照射によるアニールによって結
晶化させる技術を示した。しかし、減圧熱ＣＶＤ法やプ
ラズマＣＶＤ法で直接結晶性を有する珪素膜を成膜する
のでもよい。

【００４１】そして、上記工程において結晶化させた結
晶性珪素膜をパターニングすることにより、図１（Ａ）
に示す薄膜トランジスタの活性層１０２を得る。ここで
パターニングを行うための第１のマスクが利用される。

【００４２】次にゲイト絶縁膜として機能する酸化珪素
膜１００を１０００Åの厚さにプラズマＣＶＤ法で成膜
する。

【００４３】さらに１層目の配線を構成するためのアル
ミニウム膜（図示せず）をスパッタ法や電子ビーム蒸着
法で成膜する。この１層目の配線は図１（Ａ）の１０
６、１０７、１０８で示されるパターンを後に形成する
こととなる。

【００４４】このアルミニウム膜中には、後の工程にお
いてヒロックやウィスカーの発生を抑制するために、Ｓ
ｃやＹ、さらにはランタノイドやアクチノイドから選ば
れた一種または複数種類の元素を含有させる。ここで
は、Ｓｃを0.1 重量％含有させる。

【００４５】なお、ヒロックやウィスカーは、アルミニ
ウム膜を３００℃以上の温度に加熱した場合やアルミニ
ウム膜にレーザー光の照射を行った場合にその表面に形
成される針状あるいは刺状の突起物のことをいう。

【００４６】図示しないアルミニウム膜を形成したら、
その表面に極薄い陽極酸化膜（図示せず）を形成する。
この陽極酸化膜は、後の工程において、アルミニウム膜
上に配置されるレジストマスク（１０３〜１０５で示さ
れる）の密着性を良好なものとする機能を有する。

【００４７】上記の極薄い陽極酸化膜は、電解溶液とし
て３％の酒石酸を含んだエチレングルコール溶液をアン
モニア水で中和したものを用いることによって形成され
る。この陽極酸化はこの電解溶液中において、アルミニ
ウム膜を陽極とし、さらに白金を陰極とすることで行わ
れる。

【００４８】ここで成膜される陽極酸化膜は緻密な膜質
を有している。またその膜厚は印加電圧によって制御す
ることができる。ここでは、その厚さを１５０Åとす
る。

【００４９】次にこのアルミニウム膜上にレジストマス
ク１０３、１０４、１０５を配置する。このレジストマ
スクは、図示しない緻密な陽極酸化膜がアルミニウム膜
上に形成されているので、隙間なくアルミニウム膜上に
密着させることができる。このレジストマスクの形成に
おいて、第２のマスクが利用される。

【００５０】次にレジストマスク１０３、１０４、１０
５を利用してパターニングを行い、ゲイト電極１０６、
およびこれより延在したゲイト配線（図示せず）、後に
ゲイト配線とソース線とを接続するための短絡配線の一
部１０７、後にゲイト電極に対する陽極酸化を行う際に
電流を供給するための配線の一部１０８を形成する。こ
うして図１（Ａ）に示す状態を得る。

【００５１】次にレジストマスクを配置した状態におい
て、図１（Ｂ）に示すように、多孔質状の陽極酸化膜１
０９、１１０、１１１を形成する。

【００５２】この多孔質状の陽極酸化膜は、３％のシュ
ウ酸水溶液を電解溶液として用いて行う。具体的には、
図１（Ａ）の工程において形成した１層目の配線（１０
６〜１０８で示されるパターン）を陽極とし、他方白金
を陰極として、前述の水溶液中において両電極間に電流
を流すことによって行われる。

【００５３】この際、アルミニウムでなる各パターンの
上部にはレジストマスクが配置されているので、電解溶
液がアルミニウムパターンの上面には接触しない。従っ
て、陽極酸化は各アルミニウムパターンの側面のみにお
いて進行する。

【００５４】この陽極酸化は、陽極酸化時の電流供給用
の配線（１０８にその一部が示される）から電流を供給
することによって行われる。

【００５５】この電流供給用の配線は、アクティブマト
リクス領域の端と端とで、陽極酸化時において電圧降下
が生じ、そのことに起因して成膜される陽極酸化膜の膜
厚が異なってしまうことを防ぐために利用される。特に
液晶パネルが大面積化する場合にはこの電流供給用の配
線を利用することが必要となる。

【００５６】この多孔質状の陽極酸化膜の成長距離は、
陽極酸化時間によって制御することができる。この多孔
質状の陽極酸化膜の成長距離は、３０００Å〜１０００
０Å程度の間で選択することができる。ここではこの多
孔質状の陽極酸化膜の膜厚（成長距離）を５０００Åと
する。なおこの多孔質状の陽極酸化膜の成長距離でもっ
て、後に形成される低濃度不純物領域の寸法を概略決め
ることができる。

【００５７】この多孔質状の陽極酸化膜は、 ・低濃度不純物領域（一般にＬＤＤ領域と呼ばれる領
域）の形成、 ・１層目の配線と２層目の配線の立体交差部における不
良の発生の抑制、 といった役割を有している。

【００５８】図１（Ｂ）の１０９、１１０、１１１で示
される多孔質状の陽極酸化膜を形成した後、レジストマ
スク１０３、１０４、１０５（図１（Ｂ）においては図
示されていない）を除去する。

【００５９】次に再度緻密な膜質を有する陽極酸化膜を
形成する。ここでは、陽極酸化膜１１２、１１３、１１
４を形成する。この緻密な陽極酸化膜は、ヒロックやウ
ィスカーの発生の抑制に非常に高い効果がある。

【００６０】この緻密な陽極酸化膜の形成は、電界溶液
として３％の酒石酸を含んだエチレングルコール溶液を
アンモニア水で中和したものを用いて行う。

【００６１】この工程においては、多孔質状の陽極酸化
膜１０９、１１０、１１１内に電解溶液が侵入するの
で、緻密な陽極酸化膜は１１２、１１３、１１４で示さ
れるように残存したアルミニウムでなる電極や配線（１
０６〜１０８で示される）の上面および側面に形成され
る。

【００６２】なお、この陽極酸化においても１０８でそ
の一部が示される陽極酸化用の電流供給用の配線を利用
して、陽極酸化時の電流を供給する。これは、電圧効果
の影響を是正することで、形成される陽極酸化膜の膜厚
を全体で均一なものとするためである。

【００６３】この緻密な陽極酸化膜の膜厚は８００Åと
する。この緻密な陽極酸化膜の膜厚を厚く（例えば２０
００Å以上）するとその厚さの分で後にオフセットゲイ
ト領域を活性層中に形成することができる。しかし、緻
密な陽極酸化膜を厚く形成することは印加電圧を高く
（２０００Å以上の膜厚を得るには２００Ｖ以上の電圧
が必要とされる）しなければならず、作業の再現性や安
全性の点から好ましくない。従って、ここではヒロック
やウィスカーの発生の抑制、耐圧の向上といった効果を
得るためにこの緻密な陽極酸化膜の厚さを８００Åとす
る。

【００６４】この工程において、図１（Ｂ）に示すゲイ
ト電極およびゲイト配線１０６が形成される。ゲイト電
極およびゲイト配線１０６は、陽極酸化が行われること
により、図１（Ａ）の１０６に示す形状に比較して、そ
の断面寸法が全体として目減りする。

【００６５】また、ゲイト配線とソース線とを接続する
ための短絡配線の一部１０７と、ゲイト電極に対する陽
極酸化を行う際に電流を供給するための配線の一部１０
８の周囲にもそれぞれ緻密な陽極酸化膜１１３と１１
４、多孔質状の陽極酸化膜１１０と１１１が形成され
る。従って、これらの配線の断面寸法も陽極酸化によっ
て目減りする。

【００６６】こうして図１（Ｂ）に示す状態を得る。次
に露呈した酸化珪素膜１０３を除去する。露呈した酸化
珪素膜１０３を除去するのは、薄膜トランジスタの活性
層１０２中に低濃度不純物領域を形成するためである。
こうして図１（Ｃ）に示す状態を得る。この状態におい
ては、１１５、１１６、１１７で示される部分に酸化珪
素膜が残存する。

【００６７】次に多孔質状の陽極酸化膜１０９、１１
０、１１１を除去する。多孔質状の陽極酸化膜は、燐酸
と酢酸と硝酸を混合した混酸を用いることによって選択
的に除去することができる。

【００６８】こうして図１（Ｄ）に示す状態を得る。図
１（Ｄ）に示す状態を得たら、薄膜トランジスタのソー
ス領域およびドレイン領域を形成するための不純物イオ
ンの注入を行う。ここでは、Ｎチャネル型を形成するた
めにＰイオンの注入を行う。Ｎチャネル型ではなく、Ｐ
チャネル型の薄膜トランジスタを作製するのであれば、
Ｂイオンの注入を行えばよい。

【００６９】この工程において、ソース領域１１８とド
レイン領域１２２とが自己整合的に形成される。また、
１１９と１２１で示される低濃度不純物領域も自己整合
的に形成される。ここで、チャネル形成領域１２０とド
レイン領域１２２との間に形成される低濃度不純物領域
１２１が通常ＬＤＤ（ライトドープドレイン）領域と称
される領域となる。（図１（Ｄ））

【００７０】この低濃度不純物領域は、低ＯＦＦ電流特
性を有した薄膜トランジスタを得るためには非常に有用
なも構成となる。特に、アクティブマトクス領域の画素
に配置される薄膜トランジスタは、低ＯＦＦ電流特性が
要求されるので、この低濃度不純物領域を設けて、低Ｏ
ＦＦ電流特性とすることは有用である。

【００７１】またこの低濃度不純物領域は、薄膜トラン
ジスタの特性が劣化してしまうことを防ぐ機能も有して
いる。

【００７２】不純物イオンの注入を行った後に、レーザ
ー光を照射し、注入された不純物イオンの活性化と、イ
オンの注入によって損傷した領域のアニールとを行う。
この際、先に形成した緻密な膜質を有する陽極酸化膜１
１２、１１３、１１４の作用によってゲイト電極１０６
や配線１０７や１０８にヒロックやウィスカーが発生し
てしまうことを防ぐことができる。

【００７３】次に第１の層間絶縁膜１２３として機能す
る酸化珪素膜を４０００Åの厚さにＴＥＯＳガスを原料
としたプラズマＣＶＤ法で成膜する。（図２（Ａ））

【００７４】層間絶縁膜１２３としては、窒化珪素膜ま
たは酸化窒化珪素膜を用いることができる。窒化珪素膜
を成膜するのであれば、アンモニアを原料ガスとしたプ
ラズマＣＶＤ法を用いればよい。また酸化窒化珪素膜を
成膜するのでれば、ＴＥＯＳとＮ₂ Ｏガスとを用いたプ
ラズマＣＶＤ法を用いればよい。

【００７５】また第１の層間絶縁膜１２３としては、酸
化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜から選ばれた複
数種類の膜を積層した積層構造を利用するのでもよい。

【００７６】第１の層間絶縁膜１２３を成膜したら、コ
ンタクトホールの形成を行う。この工程において第３の
マスクが利用される。こうして図２（Ａ）に状態を得
る。

【００７７】そして、チタン膜とアルミニウム膜とチタ
ン膜の３層膜でなる２層目の電極及び配線（普通２層目
の配線という）の形成を行う。チタン膜は良好なコンタ
クトを得るために利用するだけであるから、数百Å以下
の厚さでよい。この工程において、第４のマスクが利用
される。（図２（Ｂ））

【００７８】２層目の配線としては、単なるアルミニウ
ム膜の単層膜を利用してもよい。しかし、他の電極や配
線とのコンタクトを良好なものとするために、本実施例
においては、チタン膜とアルミニウム膜とチタン膜の３
層構造を利用する。

【００７９】チタン膜とアルミニウム膜のエッチングに
はそれぞれ異なるエッチャントを利用する。ここでは、
チタン膜のエッチングにはアンモニア過水を用い、アル
ミニウム膜のエッチングにはアルミ混酸を用いる。

【００８０】こうして図２（Ｂ）に示す状態を得る。図
２（Ｂ）の１２４で示されるのが、ソース電極およびソ
ース配線である。１２５がゲイト電極である。図２には
図示されていないが、ゲイト電極１２５は、図示しない
ゲイト配線から延在する状態で形成されている。これ
ら、１２４と１２５で示される配線および電極が２層目
の配線となる。

【００８１】またこの工程において、後の分断工程にお
いて利用されるダミーの電極１２６、１２７、１２８が
形成される。

【００８２】図からは明らかでないが、２層目の配線で
あるソース配線１２４とゲイト電極１２５とは、１０７
で示される短絡用の配線を介して接続された状態とな
る。このような構成とすることで、ソース配線１２４と
ゲイト電極１２５との間の電位差を無くすことができ
る。

【００８３】またソース配線１２４は陽極酸化時の電流
供給用の配線１０８の上方を第１の層間絶縁膜１２３を
介して横切るように配置される。

【００８４】また図２（Ｂ）には、電極や配線としては
機能しないが、後の分断工程において利用するためにダ
ミーの電極（便宜的に電極と呼ぶ）１２６と１２７と１
２８が示されている。このダミーの電極は、最終工程に
おいて、配線１０７および１０８を分断する際にその役
割を果たす。（図２（Ｂ））

【００８５】次に第２の層間絶縁膜１２９を成膜する。
ここでは、第２の層間絶縁膜１２９として４０００Å厚
の酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法でもって成膜する。こ
の第２の層間絶縁膜１２９としては、窒化珪素膜や酸化
窒化珪素膜、さらにはこれらの絶縁膜と酸化珪素膜との
積層膜を利用することができる。

【００８６】この第２の層間絶縁膜の成膜において、ソ
ース配線１２４とゲイト電極１２５は、短絡用の配線１
０７でもってショートされた状態となっている。従っ
て、プラズマの影響でソース配線１２４とゲイト電極１
２５との間に電位差が生じることを回避することができ
る。そして、ソース配線１２４とゲイト電極１２５との
間で電位差が発生することにより、ゲイト絶縁膜（酸化
珪素膜）１１５が静電破壊してしまうことを防ぐことが
できる。

【００８７】次に１３０、１３１、１３２、１３３で示
されるコンタクトホールの形成を行う。この際第５のマ
スクを利用する。こうして図２（Ｃ）に示す状態を得
る。

【００８８】ここで、１３０はドレイン領域へのコンタ
クトである。１３１は配線１０７を分断するために利用
される開孔である。１３２と１３３は配線１０８を分断
するために利用される開孔である。

【００８９】またこの工程において、ソース電極及びソ
ース配線１２４の端部１３４において、その表面を露呈
させる。この部分は後に外部引出し端子となる。なお、
実際には、このソース配線はアクティブマトリクス回路
を駆動するための周辺駆動回路に接続されており、この
周辺回路の外部端子が１３４の部分となる。図２におい
ては、煩雑となるため周辺駆動回路は記載されていな
い。

【００９０】次に図３（Ａ）に示すように画素電極を構
成するＩＴＯ電極１３５をスパッタ法で成膜する。そし
てＩＴＯ電極１３５をパターニングすることにより、画
素電極１３６を形成する。この際、第６のマスクが利用
される。（図３（Ｂ））

【００９１】この画素電極１３６の形成において、不要
となるＩＴＯ電極１３５の除去後、２層目の配線である
１２６と１２７と１２８で示される電極（ダミー電極）
のエッチングをさらに進行させる。そしてさらに１０７
と１０８で示される１層目の配線の一部をもエッチング
除去する。

【００９２】即ち、１３１と１３２と１３３で示される
開孔部において、２層目の配線と１層目の配線とを同時
に除去する。この結果、１３１と１３２と１３３で示さ
れる開孔部において、配線１０７と１０８が分断（切
断）される。

【００９３】この際、２層目の配線がチタン膜とアルミ
ニウム膜との積層膜であるので、そのつどエッチャント
を変えてエッチングを行う必要がある。

【００９４】こうして図３（Ｂ）に示す状態を得る。こ
の工程は、画素電極を形成する時のパターニング時にお
いて同時に行われるので、新たにマスクを利用する手間
を省くことができる。即ち、作製工程の煩雑化を避ける
ことができる。

【００９５】このように１層目の配線と２層目の配線と
を同時に除去できるのは、酸化珪素膜等の絶縁膜に対し
て選択的に金属材料のみを除去できるからである。

【００９６】またこの工程と同時にソース配線１２４か
ら延在した液晶パネルの取り出し部１３４の表面にＩＴ
Ｏ膜１３７を残存させる。このＩＴＯ膜は、取り出し電
極部にコンタクトされる金属配線や導電パットとコンタ
クト部との間で腐食や相互拡散が生じないようにするた
めのバッファー層として機能する。

【００９７】また、陽極酸化時の電流供給用の配線１０
８が１３２と１３３の部分で切断されていることは重要
なこととなる。

【００９８】この後の液晶パネルの組立時において、第
２の層間絶縁膜を覆ってラビング用の樹脂膜が形成さ
れ、さらに液晶を配向させるためのラビングが行われ
る。この際において配線１０８は電気的に浮いた状態と
なる。このような状態においては、ラビング時に発生す
る静電気による悪影響が懸念される。

【００９９】しかし、本実施例に示すように配線１０８
が１３２と１３３の部分で切断されていることで、上記
静電気の影響を抑制することができる。

【０１００】なお、図２においては、配線１０７や配線
１０８の分断部がそれぞれ１ヶ所と２ヶ所であるが、分
断部は適時その箇所を設定することができる。

【０１０１】図５に図３（Ｂ）のＡ−Ａ’で切った断面
を示す。図６に示すようにソース配線１２４は、陽極酸
化時の電流供給用の配線１０８を乗り越えて立体配線の
状態になる。この時、配線１０８の５０１で示される部
分が多孔質状の陽極酸化膜を形成した関係で階段状の形
状を有している。

【０１０２】従って第１の層間絶縁膜１２３の５０２の
部分の表面をなだらかなものとすることができる。その
結果、ソース配線１２４が５０２の部分で段切れたりす
ること防ぐことができる。

【０１０３】図３（Ｂ）に示す状態を得たら、ＢＭ（ブ
ラックマトリクス）構成する樹脂材料を塗布し、第７の
マスクを利用することにより、これをパターニングす
る。こうして画素電極１３６以外はＢＭ１３８で覆われ
た液晶パネルを構成する一方の基板が完成する。（図
４）

【０１０４】またこのＢＭ１３８の形成において、１３
１、１３２、１３３で示される各開孔はＢＭを構成する
材料によって充填される。ＢＭを構成する材料は樹脂材
料であるので、各開孔をＢＭを構成する材料で充填する
ことは、高い信頼性を得るために効果的なものとなる。

【０１０５】本実施例では、エッチングをウェットエッ
チングによって行う例を示した。しかし、ドライエッチ
ングを利用するのでもよい。

【０１０６】〔実施例２〕本実施例は、図１〜４に示し
た構成を上面から見た状態の一例を示す。図６に示すの
は、アクティブマトリクス型の液晶パネルのアクティブ
マトリクス回路の一部分を示すものである。なお図６に
おいては、ソース配線及びゲイト配線に駆動信号を流す
ための周辺駆動回路は示されていない。

【０１０７】図６に示す構成においては、ゲイト配線１
２５とソース配線１２４とが短絡用の配線１０７によっ
てショートする構成となっている。この短絡用の配線
は、図３（Ｂ）に示す工程において、１３１で示される
開孔部において分断される。

【０１０８】また、陽極酸化時に利用する電流供給用の
電流供給線１０８は、図３（Ｂ）に示す工程において、
１３２と１３３で示される開孔部において分断される。
そしてこの分断された箇所の間の上方を層間絶縁膜１２
３を介してソース配線１２４が横断する構成となってい
る。

【０１０９】〔実施例３〕本実施例は、図３（Ｂ）に示
す開孔部１３２や１３３で分断される１層目の配線の形
状に関する。例えば１０８で示される配線は、陽極酸化
の終了後は不要なものとなる。しかし、第１の層間絶縁
膜１２３や第２の層間絶縁膜１２９の成膜の際に長々と
引き回されたこの配線１０８を局所的な放電異常に起因
するパルス電流が流れてしまうことが懸念される。

【０１１０】第１の層間絶縁膜１２３や第２の層間絶縁
膜１２９の成膜時においては、配線１０８は各ゲイト電
極に接続された状態となっている。従って、配線１０８
にパルス電流が流れると、各ゲイト電極にパルス状に電
圧が印加される状態となってしまう。

【０１１１】そこで本実施例に示す構成においては、図
７に示すように配線１０８をその分断部分において、コ
の字型とし、この部分でパルス電流を消滅または減衰さ
せる構成としてことを特徴とする。即ち、分断部分にお
いて、パルス電流が放電し易い形状とすることを特徴と
する。図７（Ａ）は分断前の状態であり、図７（Ｂ）は
分断後の状態である。

【０１１２】このコの字型の配線部分は、１３２や１３
３で示される開孔部分（図３（Ｂ）に示す開孔部分）に
おいて除去される。

【０１１３】〔実施例４〕本実施例は、図１〜図４にそ
の作製工程を示す工程を変形した例である。本実施例の
作製工程を図８〜図１１に示す。本実施例が特徴とする
のは、図９（Ｃ）に示す工程において形成される開孔９
３１〜９３３（図２の１３１〜１３３に相当する）の形
成後に、図１０（Ｂ）に示すようにその開孔よりさらに
大きな開孔１０３１〜１０３３を形成することである。
他の作製条件等については実施例１の場合と同じであ
る。

【０１１４】〔実施例５〕本実施例は、図１（Ｂ）に示
す工程において、緻密な陽極酸化膜１１２、１１３、１
１４を形成しない場合の例である。緻密な陽極酸化膜は
その除去に従う不良の発生が懸念されるので、ヒロック
やウィスカーの発生を抑制できる場合にには利用しない
方が好ましい。

【０１１５】そこで、本実施例においては、図１（Ｂ）
に示す工程において、緻密な陽極酸化膜１１２、１１
３、１１４を形成せずに、図１（Ｄ）に示す不純物イオ
ンの注入後に１００Å〜５００Å厚さの窒化珪素膜（図
示せず）を形成することを特徴とする。

【０１１６】この窒化珪素膜の形成後に活性化のための
レーザー光の照射を行う。こうすることにより、窒化珪
素膜がバリアとなって、ヒロックやウィスカーの発生を
抑制することができる。そしてその後に第１の層間絶縁
膜を形成すればよい。なおこの場合、第１の層間絶縁膜
が必然的に多層膜となる。

【０１１７】

【発明の効果】本明細書で開示する発明を利用すること
で、プラズマから与えられるパルス状の高電位によっ
て、作製途中の半導体装置が破壊してしまうことを防ぐ
ことができる。また新たなマスクを必要とせずに不要と
なる配線の分断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作
製工程を示す図。

【図２】 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作
製工程を示す図。

【図３】 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作
製工程を示す図。

【図４】 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作
製工程を示す図。

【図５】 図３（Ｃ）のＡ−Ａ’で切った断面を示す
図。

【図６】 アクティブマトリクス型回路の上面図。

【図７】 配線の形状の１例を示す図。

【図８】 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作
製工程を示す図。

【図９】 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作
製工程を示す図。

【図１０】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作
製工程を示す図。

【図１１】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作
製工程を示す図。

【図１２】従来の薄膜トランジスタの作製工程を示す
図。

【符号の説明】

１０１ ガラス基板 １０２ 薄膜トランジスタ
の活性層 １００ ゲイト絶縁膜 １０３、１０４、１０５ レジストマスク １０６ ゲイト電極 １０７ 短絡用の配線の一
部 １０８ 電流供給用の配線
の一部 １０９、１１０、１１１ 多孔質状の陽極酸
化膜 １１２、１１３、１１４ 緻密な陽極酸化膜 １１５ 残存したゲイト絶
縁膜 １１６、１１７ 残存した酸化珪素
膜 １１８ ソース領域 １１９ 低濃度不純物領域 １２０ チャネル形成領域 １２１ 低濃度不純物領域
（ＬＤＤ領域） １２２ ドレイン領域 １２３ 第１の層間絶縁膜 １２４ ソース配線 １２５ ゲイト配線 １２６、１２７、１２８ ダミーの電極 １２９ 第２の層間絶縁膜 １３０ ドレイン領域への
開孔 １３１、１３２、１３３ ダミーの電極への
開孔 １３４ 外部引出し端子部 １３５ ＩＴＯ膜 １３６ 画素電極（ＩＴＯ
電極） １３７ 外部引出し端子部
に残存したＩＴＯ電極 １３８ ＢＭ（ブラックマ
トリクス）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺本 聡 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の配線を形成する工程と、 前記第１の配線上に絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記第１の配線にコンタクトする第２の
   配線または電極を形成する工程と、 前記コンタクト部を利用して前記第１の配線を分断する
   工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. 【請求項２】第１の配線を形成する工程と、 前記第１の配線上に絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層上に前記第１の配線にコンタクトする導電材
   料を形成する工程と、 前記コンタクト部を介して、前記第１の配線を分断する
   工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 【請求項３】多層配線を形成するに際して、 上層の配線または電極のパターニングを利用して下層の
   配線の分断を行うことを特徴とする半導体装置の作製方
   法。
4. 【請求項４】多層配線を形成するに際して、 上層の配線または電極に対する開孔の形成を利用して下
   層の配線の分断を行うことを特徴とする半導体装置の作
   製方法。
5. 【請求項５】薄膜トランジスタのゲイト電極を形成する
   とともに前記ゲイト電極を構成する材料でもって配線を
   形成する工程と、 前記ゲイト電極および配線を覆って第１の絶縁膜を形成
   する工程と、 薄膜トランジスタのソース領域と前記配線の一部に達す
   る開孔を前記第１の絶縁膜に形成する工程と、 前記ソース領域にコンタクトする電極および／または配
   線を形成するとともに前記配線の一部にコンタクトする
   ダミーの電極を形成する工程と、 前記ソース領域にコンタクトする電極および／または配
   線と前記ダミーの電極を覆って第２の絶縁膜を形成する
   工程と、 薄膜トランジスタのドレイン領域に達する開孔と前記ダ
   ミーの電極に達する開孔を前記第１の絶縁膜および前記
   第２の絶縁膜に形成する工程と、 前記ドレイン領域にコンタクトする電極および／または
   配線を形成するとともに前記ダミーの電極と前記配線の
   一部を除去する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. 【請求項６】薄膜トランジスタのゲイト電極を形成する
   とともに前記ゲイト電極を構成する材料でもって配線を
   形成する工程と、 前記ゲイト電極および配線を覆って第１の絶縁膜を形成
   する工程と、 薄膜トランジスタのソース領域と前記配線の一部に達す
   る開孔を前記第１の絶縁膜に形成する工程と、 前記ソース領域にコンタクトする電極および／または配
   線を形成するとともに前記配線の一部にコンタクトする
   ダミーの電極を形成する工程と、 前記ソース領域にコンタクトする電極および／または配
   線と前記ダミーの電極を覆って第２の絶縁膜を形成する
   工程と、 薄膜トランジスタのドレイン領域にコンタクトする電極
   および／または配線を形成するとともに前記ダミーの電
   極と前記配線の一部を除去する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
7. 【請求項７】請求項５または請求項６において、配線は
   薄膜トランジスタのゲイト電極とドレイン領域とを電気
   的に接続するためのものであることを特徴とする半導体
   装置の作製方法。
8. 【請求項８】請求項５または請求項６において、 ゲイト電極の形成後にゲイト電極の露呈した表面に陽極
   酸化膜を形成する工程を有し、 配線は前記陽極酸化時に電流を供給するためのものであ
   ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
9. 【請求項９】請求項５または請求項６において、 ダミーの電極が除去されることによって形成された開孔
   部にＢＭ（ブラックマトリクス）を構成する樹脂材料を
   充填することを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. 【請求項１０】絶縁表面上に第１の配線を形成する工程
    と、 前記配線上に第１の絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の配線の分断を行わんとする部分において前記
    第１の絶縁膜に開孔を形成する工程と、 前記開孔部に前記第１の配線にコンタクトする金属部を
    形成する工程と、 前記金属部を覆って第２の絶縁膜を形成する工程と、 前記金属部を露呈させる開孔を前記第２の絶縁膜に形成
    する工程と、 前記第２の絶縁膜上に電極を構成する導電膜を形成する
    工程と、 前記導電膜のパターニング時に前記金属部とその下部の
    前記第１の配線を除去する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. 【請求項１１】ゲイト電極およびゲイト配線を形成する
    とともに前記ゲイト電極およびゲイト配線を構成する同
    一の材料でもって配線を形成する工程と、 該工程の後に第１の絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜に開孔を形成し前記配線にコンタクト
    する金属部を形成する工程と、 前記金属部を覆って第２の絶縁膜を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜に前記金属部に達する開孔を形成する
    工程と、 前記第２の絶縁膜上に画素電極を形成する工程と、 を有し、 前記画素電極のパターニング時に前記開孔を介して前記
    金属部を除去し、さらに前記金属部下の前記配線を除去
    し、前記配線を分断することを特徴とする半導体装置の
    作製方法。