JPH11135797A - 積層膜の形状加工方法およびそれを利用した薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
積層膜の形状加工方法およびそれを利用した薄膜トランジスタの製造方法Info
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- JPH11135797A JPH11135797A JP29925197A JP29925197A JPH11135797A JP H11135797 A JPH11135797 A JP H11135797A JP 29925197 A JP29925197 A JP 29925197A JP 29925197 A JP29925197 A JP 29925197A JP H11135797 A JPH11135797 A JP H11135797A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Mo−W10原子%の下層金属膜とAl−Z
r0.9原子%の積層のゲート電極の端面形状を制御
し、層間絶縁層のカバレッジ状態を良好にして絶縁特性
を低下させない薄膜トランジスタの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ガラス基板1上に、半導体層2として多
結晶シリコンを形成する。その上に、ゲート絶縁層4の
SiO2形成する。さらに、第1のゲート電極5として
膜厚100nmのMo−W10原子%と第2のゲート電
極6として膜厚100nmのAl−Zr0.9原子%の
積層膜をスパッタ法により成膜し、第1のウェットエッ
チングをりん酸・硝酸・酢酸・水の混酸でにより行う。
続いて、フォレジスト7を除去せずに、りん酸・水の混
酸でゲート電極層のエッチングをし第2のゲート電極層
6のサイドエッチングを進行させる。これにより、以降
工程で形成する層間絶縁層8のガバレッジ性を確保でき
る。
r0.9原子%の積層のゲート電極の端面形状を制御
し、層間絶縁層のカバレッジ状態を良好にして絶縁特性
を低下させない薄膜トランジスタの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ガラス基板1上に、半導体層2として多
結晶シリコンを形成する。その上に、ゲート絶縁層4の
SiO2形成する。さらに、第1のゲート電極5として
膜厚100nmのMo−W10原子%と第2のゲート電
極6として膜厚100nmのAl−Zr0.9原子%の
積層膜をスパッタ法により成膜し、第1のウェットエッ
チングをりん酸・硝酸・酢酸・水の混酸でにより行う。
続いて、フォレジスト7を除去せずに、りん酸・水の混
酸でゲート電極層のエッチングをし第2のゲート電極層
6のサイドエッチングを進行させる。これにより、以降
工程で形成する層間絶縁層8のガバレッジ性を確保でき
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置やイ
メージセンサなどに応用される薄膜トランジスタに関す
るものである。
メージセンサなどに応用される薄膜トランジスタに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、家庭用ビデオカメラのビューファ
インダーやノート型パソコンなどに液晶表示装置が搭載
されているが、これらの液晶表示装置のなかでも高画質
表示が可能なアクティブマトリックス型液晶表示装置が
特に注目されている。このアクティブマトリックス型液
晶表示装置には、画素電極のスイッチング素子として、
薄膜トランジスタ(Thin Film Transi
stor:以下、TFTと略記する)がよく用いられて
いる。
インダーやノート型パソコンなどに液晶表示装置が搭載
されているが、これらの液晶表示装置のなかでも高画質
表示が可能なアクティブマトリックス型液晶表示装置が
特に注目されている。このアクティブマトリックス型液
晶表示装置には、画素電極のスイッチング素子として、
薄膜トランジスタ(Thin Film Transi
stor:以下、TFTと略記する)がよく用いられて
いる。
【0003】本出願人は、特願平8−285426号に
おいて既に図3に示したTFTアレイを提案している。
これは、ガラス基板1の上に半導体層2が、その上にゲ
ート絶縁層4が、さらにその上のゲート電極がの第1の
ゲート電極層5のMoと第2のゲート電極層6のAl−
Nd3.5%の積層膜で形成されている。そして、半導
体層2に接続するようにソース・ドレイン領域3が形成
されている。そして、層間絶縁層8、コンタクトホー
ル、ソース・ドレイン電極9が形成されてTFTアレイ
が構成されている。
おいて既に図3に示したTFTアレイを提案している。
これは、ガラス基板1の上に半導体層2が、その上にゲ
ート絶縁層4が、さらにその上のゲート電極がの第1の
ゲート電極層5のMoと第2のゲート電極層6のAl−
Nd3.5%の積層膜で形成されている。そして、半導
体層2に接続するようにソース・ドレイン領域3が形成
されている。そして、層間絶縁層8、コンタクトホー
ル、ソース・ドレイン電極9が形成されてTFTアレイ
が構成されている。
【0004】以上のように構成された従来のTFTアレ
イでは、例えばゲート電極としてMo−W10原子%と
Al−Zr0.9%の積層膜が使われている。この積層
膜のエッチングはAlのエッチング液としてよく用いら
れる燐酸と硝酸を含むエッチング液により容易に可能な
ため、この液を用いた一度のエッチングで加工をしてい
た。
イでは、例えばゲート電極としてMo−W10原子%と
Al−Zr0.9%の積層膜が使われている。この積層
膜のエッチングはAlのエッチング液としてよく用いら
れる燐酸と硝酸を含むエッチング液により容易に可能な
ため、この液を用いた一度のエッチングで加工をしてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな構成では、積層のゲート電極の端面の形状制御が難
しいため、ゲート電極とソース・ドレイン電極の間の層
間絶縁層の絶縁耐圧低下や配線間ショートが発生しやす
いという課題を有していた。以下に、その課題について
説明する。
うな構成では、積層のゲート電極の端面の形状制御が難
しいため、ゲート電極とソース・ドレイン電極の間の層
間絶縁層の絶縁耐圧低下や配線間ショートが発生しやす
いという課題を有していた。以下に、その課題について
説明する。
【0006】ゲート電極が積層膜であるため、その端面
のエッチング形状を制御するには、エッチング液組成,
エッチング液温,ゲート電極の材料組成,ゲート電極の
膜厚構成は少なくとも最適化する必要がある。また、異
種金属の積層構造に由来する電池効果による単層膜と積
層膜でのエッチングレート差や、基板表面へのエッチン
グ液の供給状態・当たり方などによりエッチングパター
ン形状によるエッチング状態の違いなども発生する。こ
れらの理由により、基板毎また基板内で再現性よく積層
ゲート電極の端面形状を制御することは難しい。例え
ば、上層ゲート電極のサイドエッチングの進行が遅く、
いわゆるひさし状になってしまうことがあった。このよ
うなゲート電極の上に層間絶縁層を形成した場合、ゲー
ト電極端面部での層間絶縁層のカバレッジ特性が悪くな
り、ソース・ドレイン電極との絶縁耐圧低下や配線間シ
ョートが発生しやすいという課題を有していた。このた
め、積層ゲート電極の端面形状を改善して層間絶縁層の
絶縁特性を低下させない方法が期待されていた。
のエッチング形状を制御するには、エッチング液組成,
エッチング液温,ゲート電極の材料組成,ゲート電極の
膜厚構成は少なくとも最適化する必要がある。また、異
種金属の積層構造に由来する電池効果による単層膜と積
層膜でのエッチングレート差や、基板表面へのエッチン
グ液の供給状態・当たり方などによりエッチングパター
ン形状によるエッチング状態の違いなども発生する。こ
れらの理由により、基板毎また基板内で再現性よく積層
ゲート電極の端面形状を制御することは難しい。例え
ば、上層ゲート電極のサイドエッチングの進行が遅く、
いわゆるひさし状になってしまうことがあった。このよ
うなゲート電極の上に層間絶縁層を形成した場合、ゲー
ト電極端面部での層間絶縁層のカバレッジ特性が悪くな
り、ソース・ドレイン電極との絶縁耐圧低下や配線間シ
ョートが発生しやすいという課題を有していた。このた
め、積層ゲート電極の端面形状を改善して層間絶縁層の
絶縁特性を低下させない方法が期待されていた。
【0007】本発明はかかる点に鑑み、Moを主成分と
する下層金属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積
層のゲート電極の端面形状を制御し、層間絶縁層の絶縁
特性を低下させない薄膜トランジスタの製造方法を提供
することを目的としている。
する下層金属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積
層のゲート電極の端面形状を制御し、層間絶縁層の絶縁
特性を低下させない薄膜トランジスタの製造方法を提供
することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明により課題を解決
するための手段は1)2)の2つの構成がある。 1)絶縁性基板の上に半導体層、ゲート絶縁層、ゲート
電極を順に積層してなる薄膜トランジスタの製造工程に
おいて、ゲート電極を形成する工程が、Moを主成分と
する下層金属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積
層膜を堆積する工程と、前記積層膜を一度にエッチング
し所定の形状に加工する工程と、前記エッチング時に使
用したエッチングマスク材を残したままAlを主成分と
する前記上層金属膜の端面を選択的にエッチングする工
程を有することを特徴とするものである。
するための手段は1)2)の2つの構成がある。 1)絶縁性基板の上に半導体層、ゲート絶縁層、ゲート
電極を順に積層してなる薄膜トランジスタの製造工程に
おいて、ゲート電極を形成する工程が、Moを主成分と
する下層金属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積
層膜を堆積する工程と、前記積層膜を一度にエッチング
し所定の形状に加工する工程と、前記エッチング時に使
用したエッチングマスク材を残したままAlを主成分と
する前記上層金属膜の端面を選択的にエッチングする工
程を有することを特徴とするものである。
【0009】2)絶縁性基板の上に半導体層、ゲート絶
縁層、ゲート電極を順に積層してなる薄膜トランジスタ
の製造工程において、ゲート電極を形成する工程が、M
oを主成分とする下層金属膜とAlを主成分とする上層
金属膜との積層膜を堆積する工程と、前記積層膜を一度
にエッチングし所定の形状に加工する工程と、Alを主
成分とする前記上層金属膜の選択的にエッチングし除去
する工程を有することを特徴とするものである。
縁層、ゲート電極を順に積層してなる薄膜トランジスタ
の製造工程において、ゲート電極を形成する工程が、M
oを主成分とする下層金属膜とAlを主成分とする上層
金属膜との積層膜を堆積する工程と、前記積層膜を一度
にエッチングし所定の形状に加工する工程と、Alを主
成分とする前記上層金属膜の選択的にエッチングし除去
する工程を有することを特徴とするものである。
【0010】本発明は前記した2つの構成により、各々
以下の作用がある。 1)積層ゲート電極エッチング時のエッチングマスクを
残した状態で、さらに上層金属膜を選択的にエッチング
する。これにより、下層金属膜の端面よりも上層金属膜
の端面のサイドエッチングを進行させる。従って、積層
ゲート電極の両端面がほぼ揃うか段々形状になり、以降
工程でこの上に形成される層間絶縁層のカバレッジ特性
を損なうことがない。
以下の作用がある。 1)積層ゲート電極エッチング時のエッチングマスクを
残した状態で、さらに上層金属膜を選択的にエッチング
する。これにより、下層金属膜の端面よりも上層金属膜
の端面のサイドエッチングを進行させる。従って、積層
ゲート電極の両端面がほぼ揃うか段々形状になり、以降
工程でこの上に形成される層間絶縁層のカバレッジ特性
を損なうことがない。
【0011】2)積層ゲート電極エッチング後、上層金
属膜のみを選択的にエッチング除去する。これにより、
下層金属膜のみが残りゲート電極の端面形状が安定し、
以降工程でこの上に形成される層間絶縁層のカバレッジ
特性を損なうことがない。
属膜のみを選択的にエッチング除去する。これにより、
下層金属膜のみが残りゲート電極の端面形状が安定し、
以降工程でこの上に形成される層間絶縁層のカバレッジ
特性を損なうことがない。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、Moを主成分とする下層金属膜とAlを主成分とす
る上層金属膜との積層膜のパターン形状において、前記
積層膜を一度にエッチングする工程と、Alを主成分と
する前記上層金属膜を選択的にエッチングし所定の形状
に加工する工程を有することを特徴とする積層膜の形状
加工方法としたものであり、積層膜エッチング後に上層
金属膜のみを選択的にエッチング加工する。これによ
り、積層膜の端面形状が安定し、以降工程でこの上に形
成される薄膜などのカバレッジ特性を損なうことがない
という作用を有する。
は、Moを主成分とする下層金属膜とAlを主成分とす
る上層金属膜との積層膜のパターン形状において、前記
積層膜を一度にエッチングする工程と、Alを主成分と
する前記上層金属膜を選択的にエッチングし所定の形状
に加工する工程を有することを特徴とする積層膜の形状
加工方法としたものであり、積層膜エッチング後に上層
金属膜のみを選択的にエッチング加工する。これによ
り、積層膜の端面形状が安定し、以降工程でこの上に形
成される薄膜などのカバレッジ特性を損なうことがない
という作用を有する。
【0013】本発明の請求項2に記載の発明は、Alを
主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定の
形状に加工する工程において、少なくともりん酸を含む
エッチング液でエッチングすることを特徴とする請求項
1記載の積層膜の形状加工方法としたものであり、りん
酸を含むエッチング液により容易に選択的にエッチング
加工でき、また上層金属膜以外の薄膜がこのエッチング
液に対するエッチング速度が遅い場合に有用であるとい
う作用を有する。
主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定の
形状に加工する工程において、少なくともりん酸を含む
エッチング液でエッチングすることを特徴とする請求項
1記載の積層膜の形状加工方法としたものであり、りん
酸を含むエッチング液により容易に選択的にエッチング
加工でき、また上層金属膜以外の薄膜がこのエッチング
液に対するエッチング速度が遅い場合に有用であるとい
う作用を有する。
【0014】本発明の請求項3に記載の発明は、Alを
主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定の
形状に加工する工程において、有機系アルカリ性エッチ
ング液でエッチングすることを特徴とする請求項1記載
の積層膜の形状加工方法としたものであり、有機系アル
カリ性エッチング液により容易に選択的にエッチング加
工でき、また上層金属膜以外の薄膜がこのエッチング液
に対するエッチング速度が遅い場合に有用であるという
作用を有する。
主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定の
形状に加工する工程において、有機系アルカリ性エッチ
ング液でエッチングすることを特徴とする請求項1記載
の積層膜の形状加工方法としたものであり、有機系アル
カリ性エッチング液により容易に選択的にエッチング加
工でき、また上層金属膜以外の薄膜がこのエッチング液
に対するエッチング速度が遅い場合に有用であるという
作用を有する。
【0015】本発明の請求項4に記載の発明は、Alを
主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定の
形状に加工する工程において、少なくともテトラ・メチ
ル・アンモニウム・ハイドロオキサイド(以下、TMA
Hと略記)を含むアルカリ性エッチング液でエッチング
することを特徴とする請求項1記載の積層膜の形状加工
方法としたものであり、少なくともTMAHを含むアル
カリ性エッチング液により容易に選択的にエッチング加
工でき、また上層金属膜以外の薄膜がこのエッチング液
に対するエッチング速度が遅い場合に有用であるという
作用を有する。
主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定の
形状に加工する工程において、少なくともテトラ・メチ
ル・アンモニウム・ハイドロオキサイド(以下、TMA
Hと略記)を含むアルカリ性エッチング液でエッチング
することを特徴とする請求項1記載の積層膜の形状加工
方法としたものであり、少なくともTMAHを含むアル
カリ性エッチング液により容易に選択的にエッチング加
工でき、また上層金属膜以外の薄膜がこのエッチング液
に対するエッチング速度が遅い場合に有用であるという
作用を有する。
【0016】本発明の請求項5に記載の発明は、Moを
主成分とする下層金属膜が、少なくともWを0.5原子
%以上30原子%以下含む合金であることを特徴とする
請求項1〜請求項4のいずれかに記載の積層膜の形状加
工方法としたものであり、Mo−Wの合金を用いること
によってMo単体よりも耐湿性などの膜の安定性が向上
し、またWを0.5原子%以上30原子%以下含む合金
であれば硝酸を含むAlのエッチング液で容易にエッチ
ングが可能であり、W濃度によってエッチング速度を制
御できるという作用を有する。
主成分とする下層金属膜が、少なくともWを0.5原子
%以上30原子%以下含む合金であることを特徴とする
請求項1〜請求項4のいずれかに記載の積層膜の形状加
工方法としたものであり、Mo−Wの合金を用いること
によってMo単体よりも耐湿性などの膜の安定性が向上
し、またWを0.5原子%以上30原子%以下含む合金
であれば硝酸を含むAlのエッチング液で容易にエッチ
ングが可能であり、W濃度によってエッチング速度を制
御できるという作用を有する。
【0017】本発明の請求項6に記載の発明は、Alを
主成分とする上層金属膜が、少なくともZrを0.5原
子%以上10原子%以下含む合金であることを特徴とす
る請求項1〜請求項5のいずれかに記載の積層膜の形状
加工方法としたものであり、Al−Zr合金はヒロック
の発生に関する耐熱性が高いため、熱工程に対する膜の
安定性が良いという作用を有する。
主成分とする上層金属膜が、少なくともZrを0.5原
子%以上10原子%以下含む合金であることを特徴とす
る請求項1〜請求項5のいずれかに記載の積層膜の形状
加工方法としたものであり、Al−Zr合金はヒロック
の発生に関する耐熱性が高いため、熱工程に対する膜の
安定性が良いという作用を有する。
【0018】本発明の請求項7に記載の発明は、Alを
主成分とする上層金属膜が、少なくともNdを2原子%
以上5原子%以下含む合金であることを特徴とする請求
項1〜請求項5のいずれかに記載の積層膜の形状加工方
法としたものであり、Al−Nd合金はヒロックの発生
に関する耐熱性が高いため、熱工程に対する膜の安定性
が良いという作用を有する。
主成分とする上層金属膜が、少なくともNdを2原子%
以上5原子%以下含む合金であることを特徴とする請求
項1〜請求項5のいずれかに記載の積層膜の形状加工方
法としたものであり、Al−Nd合金はヒロックの発生
に関する耐熱性が高いため、熱工程に対する膜の安定性
が良いという作用を有する。
【0019】本発明の請求項8に記載の発明は、絶縁性
基板の上に半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極を順に
積層してなる薄膜トランジスタの製造工程において、ゲ
ート電極を形成する工程が、Moを主成分とする下層金
属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積層膜を堆積
する工程と、前記積層膜を一度にエッチングし所定の形
状に加工する工程と、前記エッチング時に使用したエッ
チングマスク材を残したままAlを主成分とする前記上
層金属膜の端面を選択的にエッチングする工程を有する
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法としたも
のである。これは、積層ゲート電極エッチング時のエッ
チングマスクを残した状態で、さらに上層金属膜を選択
的にエッチングする。これにより、下層金属膜の端面よ
りも上層金属膜の端面のサイドエッチングを進行させ
る。従って、積層ゲート電極の両端面がほぼ揃うか段々
形状になり、以降工程でこの上に形成される層間絶縁層
のカバレッジ特性を損なうことがないという作用を有す
る。
基板の上に半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極を順に
積層してなる薄膜トランジスタの製造工程において、ゲ
ート電極を形成する工程が、Moを主成分とする下層金
属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積層膜を堆積
する工程と、前記積層膜を一度にエッチングし所定の形
状に加工する工程と、前記エッチング時に使用したエッ
チングマスク材を残したままAlを主成分とする前記上
層金属膜の端面を選択的にエッチングする工程を有する
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法としたも
のである。これは、積層ゲート電極エッチング時のエッ
チングマスクを残した状態で、さらに上層金属膜を選択
的にエッチングする。これにより、下層金属膜の端面よ
りも上層金属膜の端面のサイドエッチングを進行させ
る。従って、積層ゲート電極の両端面がほぼ揃うか段々
形状になり、以降工程でこの上に形成される層間絶縁層
のカバレッジ特性を損なうことがないという作用を有す
る。
【0020】本発明の請求項9に記載の発明は、絶縁性
基板の上に半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極を順に
積層してなる薄膜トランジスタの製造工程において、ゲ
ート電極を形成する工程が、Moを主成分とする下層金
属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積層膜を堆積
する工程と、前記積層膜を一度にエッチングし所定の形
状に加工する工程と、Alを主成分とする前記上層金属
膜を選択的にエッチングし除去する工程を有することを
特徴とする薄膜トランジスタの製造方法としたものであ
る。これは、積層ゲート電極エッチング後、上層金属膜
のみを選択的にエッチング除去する。これにより、下層
金属膜のみが残りゲート電極の端面形状が安定し、以降
工程でこの上に形成される層間絶縁層のカバレッジ特性
を損なうことがないという作用を有する。
基板の上に半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極を順に
積層してなる薄膜トランジスタの製造工程において、ゲ
ート電極を形成する工程が、Moを主成分とする下層金
属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積層膜を堆積
する工程と、前記積層膜を一度にエッチングし所定の形
状に加工する工程と、Alを主成分とする前記上層金属
膜を選択的にエッチングし除去する工程を有することを
特徴とする薄膜トランジスタの製造方法としたものであ
る。これは、積層ゲート電極エッチング後、上層金属膜
のみを選択的にエッチング除去する。これにより、下層
金属膜のみが残りゲート電極の端面形状が安定し、以降
工程でこの上に形成される層間絶縁層のカバレッジ特性
を損なうことがないという作用を有する。
【0021】本発明の請求項10に記載の発明は、Al
を主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定
の形状に加工する工程において、少なくともりん酸を含
むエッチング液でエッチングすることを特徴とする請求
項8または請求項9記載の薄膜トランジスタの製造方法
としたものであるが、りん酸を含むエッチング液により
容易に選択的にエッチング加工でき、また上層金属膜以
外の薄膜がこのエッチング液に対するエッチング速度が
遅い場合に有用であるという作用を有する。
を主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定
の形状に加工する工程において、少なくともりん酸を含
むエッチング液でエッチングすることを特徴とする請求
項8または請求項9記載の薄膜トランジスタの製造方法
としたものであるが、りん酸を含むエッチング液により
容易に選択的にエッチング加工でき、また上層金属膜以
外の薄膜がこのエッチング液に対するエッチング速度が
遅い場合に有用であるという作用を有する。
【0022】本発明の請求項11に記載の発明は、Al
を主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定
の形状に加工する工程において、有機系アルカリ性エッ
チング液でエッチングすることを特徴とする請求項8ま
たは請求項9記載の薄膜トランジスタの製造方法とした
ものであり、有機系アルカリ性エッチング液により容易
に選択的にエッチング加工でき、また上層金属膜以外の
薄膜がこのエッチング液に対するエッチング速度が遅い
場合に有用であるという作用を有する。
を主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定
の形状に加工する工程において、有機系アルカリ性エッ
チング液でエッチングすることを特徴とする請求項8ま
たは請求項9記載の薄膜トランジスタの製造方法とした
ものであり、有機系アルカリ性エッチング液により容易
に選択的にエッチング加工でき、また上層金属膜以外の
薄膜がこのエッチング液に対するエッチング速度が遅い
場合に有用であるという作用を有する。
【0023】本発明の請求項12に記載の発明は、Al
を主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定
の形状に加工する工程において、少なくともTMAHを
含むアルカリ性エッチング液でエッチングすることを特
徴とする請求項8または請求項9記載の薄膜トランジス
タの製造方法としたものであり、少なくともTMAHを
含むアルカリ性エッチング液により容易に選択的にエッ
チング加工でき、また上層金属膜以外の薄膜がこのエッ
チング液に対するエッチング速度が遅い場合に有用であ
るという作用を有する。
を主成分とする上層金属膜を選択的にエッチングし所定
の形状に加工する工程において、少なくともTMAHを
含むアルカリ性エッチング液でエッチングすることを特
徴とする請求項8または請求項9記載の薄膜トランジス
タの製造方法としたものであり、少なくともTMAHを
含むアルカリ性エッチング液により容易に選択的にエッ
チング加工でき、また上層金属膜以外の薄膜がこのエッ
チング液に対するエッチング速度が遅い場合に有用であ
るという作用を有する。
【0024】本発明の請求項13に記載の発明は、Mo
を主成分とする下層金属膜が、少なくともWを0.5原
子%以上30原子%以下含む合金であることを特徴とす
る請求項8〜請求項12のいずれかに記載の薄膜トラン
ジスタの製造方法としたものであり、Mo−Wの合金を
用いることによってMo単体よりも耐湿性などの膜の安
定性が向上し、またWを0.5原子%以上10原子%以
下含む合金であれば硝酸を含むAlのエッチング液で容
易にエッチングが可能であり、W濃度によってエッチン
グ速度を制御できるという作用を有する。
を主成分とする下層金属膜が、少なくともWを0.5原
子%以上30原子%以下含む合金であることを特徴とす
る請求項8〜請求項12のいずれかに記載の薄膜トラン
ジスタの製造方法としたものであり、Mo−Wの合金を
用いることによってMo単体よりも耐湿性などの膜の安
定性が向上し、またWを0.5原子%以上10原子%以
下含む合金であれば硝酸を含むAlのエッチング液で容
易にエッチングが可能であり、W濃度によってエッチン
グ速度を制御できるという作用を有する。
【0025】本発明の請求項14に記載の発明は、Al
を主成分とする上層金属膜が、少なくともZrを0.5
原子%以上30原子%以下含む合金であることを特徴と
する請求項8〜請求項13のいずれかに記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法としたものであり、Al−Zr合金
はヒロックの発生に関する耐熱性が高いため、熱工程に
対する膜の安定性が良いという作用を有する。
を主成分とする上層金属膜が、少なくともZrを0.5
原子%以上30原子%以下含む合金であることを特徴と
する請求項8〜請求項13のいずれかに記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法としたものであり、Al−Zr合金
はヒロックの発生に関する耐熱性が高いため、熱工程に
対する膜の安定性が良いという作用を有する。
【0026】本発明の請求項15に記載の発明は、Al
を主成分とする上層金属膜が、少なくともNdを2原子
%以上5原子%以下含む合金であることを特徴とする請
求項8〜請求項13のいずれかに記載の薄膜トランジス
タの製造方法としたものであり、Al−Nd合金はヒロ
ックの発生に関する耐熱性が高いため、熱工程に対する
膜の安定性が良いという作用を有する。
を主成分とする上層金属膜が、少なくともNdを2原子
%以上5原子%以下含む合金であることを特徴とする請
求項8〜請求項13のいずれかに記載の薄膜トランジス
タの製造方法としたものであり、Al−Nd合金はヒロ
ックの発生に関する耐熱性が高いため、熱工程に対する
膜の安定性が良いという作用を有する。
【0027】以下、本発明の実施の形態について、図1
と図2を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
薄膜トランジスタ作製工程フロー(断面図)を示すもの
である。
と図2を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
薄膜トランジスタ作製工程フロー(断面図)を示すもの
である。
【0028】まず、ガラス基板1の上に、半導体層2の
前駆体として、プラズマCVD法により膜厚50nmの
非晶質シリコンを成膜し、フォトリソグラフィーおよび
エッチングを用いて島状に加工する。次に、真空中でも
450℃2時間の熱アニール処理を行い、次工程のレー
ザアニール処理時に非晶質シリコン中の水素が突沸して
膜質を悪化させないように、非晶質シリコン中の水素量
を減少させる。
前駆体として、プラズマCVD法により膜厚50nmの
非晶質シリコンを成膜し、フォトリソグラフィーおよび
エッチングを用いて島状に加工する。次に、真空中でも
450℃2時間の熱アニール処理を行い、次工程のレー
ザアニール処理時に非晶質シリコン中の水素が突沸して
膜質を悪化させないように、非晶質シリコン中の水素量
を減少させる。
【0029】レーザアニールは、例えば波長308nm
のXeClレーザを例えば300mJ−cm2程度で照
射し、結晶化させて半導体層2として多結晶シリコンを
形成する。その上に、ゲート絶縁膜4として常圧CVD
法により膜厚100nmの酸化シリコンを形成する。
のXeClレーザを例えば300mJ−cm2程度で照
射し、結晶化させて半導体層2として多結晶シリコンを
形成する。その上に、ゲート絶縁膜4として常圧CVD
法により膜厚100nmの酸化シリコンを形成する。
【0030】さらに、第1のゲート電極5として膜厚1
00nmのMo−W10原子%と第2のゲート電極6と
して膜厚100nmのAl−Zr0.9原子%の積層膜
をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィーおよ
びエッチングを用いて加工する。
00nmのMo−W10原子%と第2のゲート電極6と
して膜厚100nmのAl−Zr0.9原子%の積層膜
をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィーおよ
びエッチングを用いて加工する。
【0031】この時のゲート電極層の第1のエッチング
は、例えば40℃のりん酸(比重1.69):硝酸(比
重1.38):酢酸(比重1.05):水=16:1:
2:1(体積比)で混合した混酸のウェットエッチング
により行う。この時のエッチング端面形状は例えば図1
(a)に示すようにひさし状になっている。続いて、フ
ォトレジスト7を除去せずに、例えば40℃のりん酸:
水=16:3(体積比)でゲート電極層の第2のエッチ
ングをして第2のゲート電極層6のサイドエッチングを
進行させて、図1(b)に示す端面形状とする。この形
状制御により、以降工程で形成する層間絶縁層8のガバ
レッジ性を確保できる。
は、例えば40℃のりん酸(比重1.69):硝酸(比
重1.38):酢酸(比重1.05):水=16:1:
2:1(体積比)で混合した混酸のウェットエッチング
により行う。この時のエッチング端面形状は例えば図1
(a)に示すようにひさし状になっている。続いて、フ
ォトレジスト7を除去せずに、例えば40℃のりん酸:
水=16:3(体積比)でゲート電極層の第2のエッチ
ングをして第2のゲート電極層6のサイドエッチングを
進行させて、図1(b)に示す端面形状とする。この形
状制御により、以降工程で形成する層間絶縁層8のガバ
レッジ性を確保できる。
【0032】次に図1(c)に示すように、第1のゲー
ト電極層5および第2のゲート電極層6をマスクとして
ドナーとなる燐を半導体層2の一部領域に導入して、ソ
ース・ドレイン領域3を形成する。
ト電極層5および第2のゲート電極層6をマスクとして
ドナーとなる燐を半導体層2の一部領域に導入して、ソ
ース・ドレイン領域3を形成する。
【0033】このとき、例えば高周波放電プラズマによ
りガスを分解して少なくとも導入すべき元素を含むイオ
ンを生成しそのイオンを質量分離をせずに加速電圧によ
って加速して活性半導体薄層に導入する方法(イオン・
ドーピング法)によって、水素ガスで希釈したホスフィ
ンガスを用いてドナーとなる燐を導入することにより、
400℃30分程度の熱処理によって充分に不純物を活
性化することができる。
りガスを分解して少なくとも導入すべき元素を含むイオ
ンを生成しそのイオンを質量分離をせずに加速電圧によ
って加速して活性半導体薄層に導入する方法(イオン・
ドーピング法)によって、水素ガスで希釈したホスフィ
ンガスを用いてドナーとなる燐を導入することにより、
400℃30分程度の熱処理によって充分に不純物を活
性化することができる。
【0034】そして、図1(d)に示すように、層間絶
縁層8として例えば常圧CVDにより酸化シリコンを4
00nmを形成した後、フォトリソグラフィーおよびエ
ッチングによってコンタクトホールを形成する。
縁層8として例えば常圧CVDにより酸化シリコンを4
00nmを形成した後、フォトリソグラフィーおよびエ
ッチングによってコンタクトホールを形成する。
【0035】さらに、ソース・ドレイン電極9を、例え
ば膜厚100nmのTiおよび膜厚400nmのAlを
スパッタ法により成膜・エッチングして形成する。最後
に、水素雰囲気中で350℃60分アニール処理を施
し、半導体層2およびソース・ドレイン領域3の多結晶
シリコン中の欠陥を補償して薄膜トランジスタが完成す
る。
ば膜厚100nmのTiおよび膜厚400nmのAlを
スパッタ法により成膜・エッチングして形成する。最後
に、水素雰囲気中で350℃60分アニール処理を施
し、半導体層2およびソース・ドレイン領域3の多結晶
シリコン中の欠陥を補償して薄膜トランジスタが完成す
る。
【0036】以上のように構成されたこの実施の形態1
の薄膜トランジスタには、次の効果がある。ゲート電極
層の第1のエッチング後には、端面形状は例えば図1
(a)のようにひさし状になっている。その後のゲート
電極層の第2のエッチングにより、第2のゲート電極層
6のサイドエッチングにより形状制御し、図1(b)の
端面形状とする。これにより、層間絶縁層8のガバレッ
ジ性を良好にし、ゲート電極層5,6とソース・ドレイ
ン電極9との絶縁性の良い薄膜トランジスタが得られ
る。
の薄膜トランジスタには、次の効果がある。ゲート電極
層の第1のエッチング後には、端面形状は例えば図1
(a)のようにひさし状になっている。その後のゲート
電極層の第2のエッチングにより、第2のゲート電極層
6のサイドエッチングにより形状制御し、図1(b)の
端面形状とする。これにより、層間絶縁層8のガバレッ
ジ性を良好にし、ゲート電極層5,6とソース・ドレイ
ン電極9との絶縁性の良い薄膜トランジスタが得られ
る。
【0037】(実施の形態2)図2は本発明の実施の形
態2における薄膜トランジスタ作製工程フロー(断面
図)を示すものである。以下に、この図を用いて実施の
形態2を説明する。まず、ガラス基板1の上に、半導体
層2の前駆体として、プラズマCVD法により膜厚50
nmの非晶質シリコンを成膜し、フォトリソグラフィー
およびエッチングを用いて島状に加工する。次に、真空
中で450℃2時間の熱アニール処理を行い、次工程の
レーザアニール処理時に非晶質シリコン中の水素が突沸
して膜質を悪化させないように、非晶質シリコン中の水
素量を減少させる。レーザアニールは、例えば波長30
8nmのXeClレーザを例えば300mJ/cm2程
度で照射し、結晶化させて半導体層2として多結晶シリ
コンを形成する。その上に、ゲート絶縁層4として常圧
CVD法により膜厚100nmの酸化シリコンおよびス
パッタ法により膜厚50nmのTaOxの積層膜を形成
する。
態2における薄膜トランジスタ作製工程フロー(断面
図)を示すものである。以下に、この図を用いて実施の
形態2を説明する。まず、ガラス基板1の上に、半導体
層2の前駆体として、プラズマCVD法により膜厚50
nmの非晶質シリコンを成膜し、フォトリソグラフィー
およびエッチングを用いて島状に加工する。次に、真空
中で450℃2時間の熱アニール処理を行い、次工程の
レーザアニール処理時に非晶質シリコン中の水素が突沸
して膜質を悪化させないように、非晶質シリコン中の水
素量を減少させる。レーザアニールは、例えば波長30
8nmのXeClレーザを例えば300mJ/cm2程
度で照射し、結晶化させて半導体層2として多結晶シリ
コンを形成する。その上に、ゲート絶縁層4として常圧
CVD法により膜厚100nmの酸化シリコンおよびス
パッタ法により膜厚50nmのTaOxの積層膜を形成
する。
【0038】さらに、第1のゲート電極5として膜厚1
00nmのMo−W10原子%と第2のゲート電極6と
して膜厚100nmのAlの積層膜をスパッタ法により
成膜し、フォトリソグラフィーおよびエッチングを用い
て加工する。この時のゲート電極層のエッチングは、例
えば40℃のりん酸(比重1.69):硝酸(比重1.
38):酢酸(比重1.05):水=16:1:2:1
(体積比)で混合した混酸のウェットエッチングにより
行う。この時のエッチング端面形状は例えば図2(a)
のようにひさし状になっている。次にフォトリソグラフ
ィおよびドライエッチングにより、ゲート絶縁膜4の上
層のTaOxを図2(b)の様に加工する。次に、第1
のゲート電極層5および第2のゲート電極層6をマスク
としてドナーとなる燐を半導体層2の一部領域にイオン
・ドーピング法を用いて導入し、ソース・ドレイン領域
3を形成する。また、このときTaOxで覆われていた
領域に注入される燐は、ソース・ドレイン領域3よりも
少なく、LDD(ライトリィー・ドープト・ドレイン)
領域10が形成される。
00nmのMo−W10原子%と第2のゲート電極6と
して膜厚100nmのAlの積層膜をスパッタ法により
成膜し、フォトリソグラフィーおよびエッチングを用い
て加工する。この時のゲート電極層のエッチングは、例
えば40℃のりん酸(比重1.69):硝酸(比重1.
38):酢酸(比重1.05):水=16:1:2:1
(体積比)で混合した混酸のウェットエッチングにより
行う。この時のエッチング端面形状は例えば図2(a)
のようにひさし状になっている。次にフォトリソグラフ
ィおよびドライエッチングにより、ゲート絶縁膜4の上
層のTaOxを図2(b)の様に加工する。次に、第1
のゲート電極層5および第2のゲート電極層6をマスク
としてドナーとなる燐を半導体層2の一部領域にイオン
・ドーピング法を用いて導入し、ソース・ドレイン領域
3を形成する。また、このときTaOxで覆われていた
領域に注入される燐は、ソース・ドレイン領域3よりも
少なく、LDD(ライトリィー・ドープト・ドレイン)
領域10が形成される。
【0039】本実施例の場合、100nmのMo−Wだ
けでは、イオンドーピング時のチャネル領域に対する不
純物の阻止能が不足しており、第2のゲート電極層6の
100nmのAlによって阻止能を確保している。その
後、第2のゲート電極層6をマスクとして、TaOxを
ドライエッチングにより除去する。このTaOxを除去
する工程は、本実施例により作成したLDD構造のトラ
ンジスタ特性を十分に引き出すために必要な工程であ
り、これはイオンドーピング工程などで発生したLDD
領域のTaOx中の電荷による影響を無くすために必要
である。
けでは、イオンドーピング時のチャネル領域に対する不
純物の阻止能が不足しており、第2のゲート電極層6の
100nmのAlによって阻止能を確保している。その
後、第2のゲート電極層6をマスクとして、TaOxを
ドライエッチングにより除去する。このTaOxを除去
する工程は、本実施例により作成したLDD構造のトラ
ンジスタ特性を十分に引き出すために必要な工程であ
り、これはイオンドーピング工程などで発生したLDD
領域のTaOx中の電荷による影響を無くすために必要
である。
【0040】また、このTaOx除去するときのマスク
としては、マスク合わせ精度に関係してくるフォトレジ
ストは使用できない。このため、ゲート電極層をマスク
にし、TaOxのドライエッチングを例えばCF4+O2
ガスで行うのが最も容易である。このエッチングに対し
て、Mo−W10原子%の第1のゲート電極層5はエッ
チングされるためマスクとして働かないので、その上層
に第2のゲート電極層のAlを使用しそれをマスクとし
ている。
としては、マスク合わせ精度に関係してくるフォトレジ
ストは使用できない。このため、ゲート電極層をマスク
にし、TaOxのドライエッチングを例えばCF4+O2
ガスで行うのが最も容易である。このエッチングに対し
て、Mo−W10原子%の第1のゲート電極層5はエッ
チングされるためマスクとして働かないので、その上層
に第2のゲート電極層のAlを使用しそれをマスクとし
ている。
【0041】このTaOxを除去した後、例えば40℃
のりん酸:水=16:3(体積比)で第2のゲート電極
層として残るため、その端面形状は図2(c)のように
なる。したがって、以降工程で形成する層間絶縁層8の
ガバレッジ特性を確保できる。その層間絶縁層8として
例えば常圧CVDにより酸化シリコンを400nmを形
成した後、フォトリソグラフィーおよびエッチングによ
ってコンタクトホールを形成する。さらに、ソース・ド
レイン電極9を、例えば膜厚100nmのTiおよび膜
厚400nmのAlをスパッタ法により成膜・エッチン
グして形成する。最後に、水素雰囲気中で350℃60
分アニール処理を施し、半導体層2およびソース・ドレ
イン領域3の多結晶シリコン中の欠陥を補償して薄膜ト
ランジスタが完成する。
のりん酸:水=16:3(体積比)で第2のゲート電極
層として残るため、その端面形状は図2(c)のように
なる。したがって、以降工程で形成する層間絶縁層8の
ガバレッジ特性を確保できる。その層間絶縁層8として
例えば常圧CVDにより酸化シリコンを400nmを形
成した後、フォトリソグラフィーおよびエッチングによ
ってコンタクトホールを形成する。さらに、ソース・ド
レイン電極9を、例えば膜厚100nmのTiおよび膜
厚400nmのAlをスパッタ法により成膜・エッチン
グして形成する。最後に、水素雰囲気中で350℃60
分アニール処理を施し、半導体層2およびソース・ドレ
イン領域3の多結晶シリコン中の欠陥を補償して薄膜ト
ランジスタが完成する。
【0042】以上のように構成されたこの実施の形態2
の薄膜トランジスタには、次の効果がある。ゲート電極
層の第1のエッチング後には、端面形状は例えば図2
(a)のようにひさし状になっている。その後のゲート
電極層の第2のエッチングにより、第2のゲート電極層
6のサイドエッチングにより形状制御し、図2(c)の
端面形状とする。これにより、層間絶縁膜8のガバレッ
ジ性を良好にし、ゲート電極層5,6とソース・ドレイ
ン電極9との絶縁性の良い薄膜トランジスタが得られ
る。また、第1のゲート電極層5に用いたMo系合金は
耐湿性などに関して比較的不安定な材料であるため、上
層に層間絶縁層8を形成する直前までの間に極力表面を
大気中に出さないで変質を防ぐ効果もある。
の薄膜トランジスタには、次の効果がある。ゲート電極
層の第1のエッチング後には、端面形状は例えば図2
(a)のようにひさし状になっている。その後のゲート
電極層の第2のエッチングにより、第2のゲート電極層
6のサイドエッチングにより形状制御し、図2(c)の
端面形状とする。これにより、層間絶縁膜8のガバレッ
ジ性を良好にし、ゲート電極層5,6とソース・ドレイ
ン電極9との絶縁性の良い薄膜トランジスタが得られ
る。また、第1のゲート電極層5に用いたMo系合金は
耐湿性などに関して比較的不安定な材料であるため、上
層に層間絶縁層8を形成する直前までの間に極力表面を
大気中に出さないで変質を防ぐ効果もある。
【0043】なお、実施の形態1,2では、半導体層の
前駆体の形成方法としてプラズマCVD法を用いたが、
減圧CVD法,スパッタ法,真空蒸着法,または光CV
D法など、所定の前駆体を形成できるものなら何でもよ
い。
前駆体の形成方法としてプラズマCVD法を用いたが、
減圧CVD法,スパッタ法,真空蒸着法,または光CV
D法など、所定の前駆体を形成できるものなら何でもよ
い。
【0044】なお、実施の形態1,2では、半導体層の
前駆体を結晶化するためにXeClレーザ光を照射した
が、これは前駆体を結晶化できる方法ならば何でもよ
く、Arイオンレーザ光の照射や炉による熱アニールな
どでもよい。
前駆体を結晶化するためにXeClレーザ光を照射した
が、これは前駆体を結晶化できる方法ならば何でもよ
く、Arイオンレーザ光の照射や炉による熱アニールな
どでもよい。
【0045】なお、実施の形態1,2では、半導体層と
して多結晶シリコンを用いたが、半導体として働くもの
なら何でもよく、非晶質シリコン,微結晶シリコン,単
結晶シリコンや、ゲルマニウム,シリコンゲルマニウ
ム,ガリウム砒素などでもよい。
して多結晶シリコンを用いたが、半導体として働くもの
なら何でもよく、非晶質シリコン,微結晶シリコン,単
結晶シリコンや、ゲルマニウム,シリコンゲルマニウ
ム,ガリウム砒素などでもよい。
【0046】なお、実施の形態1,2では、ゲート絶縁
層として常圧CVD法により形成したSiO2を用いた
が、これは酸化シリコンなら何でもよく、例えば減圧C
VD法,プラズマCVD法,スパッタ法,またはECR
−CVD法などの成膜手法を用いて形成した酸化シリコ
ンなどでもよい。
層として常圧CVD法により形成したSiO2を用いた
が、これは酸化シリコンなら何でもよく、例えば減圧C
VD法,プラズマCVD法,スパッタ法,またはECR
−CVD法などの成膜手法を用いて形成した酸化シリコ
ンなどでもよい。
【0047】なお、実施の形態2では、ゲート絶縁膜と
してスパッタ法により形成したTaOxを用いたが、こ
れはゲート絶縁層として働くものなら何でもよく、例え
ば減圧CVD法,プラズマCVD法,スパッタ法,また
はECR−CVD法などの成膜手法を用いて形成したS
iNxなどでもよい。
してスパッタ法により形成したTaOxを用いたが、こ
れはゲート絶縁層として働くものなら何でもよく、例え
ば減圧CVD法,プラズマCVD法,スパッタ法,また
はECR−CVD法などの成膜手法を用いて形成したS
iNxなどでもよい。
【0048】なお、実施の形態1,2では、第1のゲー
ト電極5としてMo−W10原子%を用いたが、これ
は、Moを主成分とする材料で硝酸でエッチング可能で
ありりん酸でエッチングされないものなら何でもよく、
MoやMoを主成分とし少なくともWを0.5原子%以
上30原子%以下を含む合金などでもよい。
ト電極5としてMo−W10原子%を用いたが、これ
は、Moを主成分とする材料で硝酸でエッチング可能で
ありりん酸でエッチングされないものなら何でもよく、
MoやMoを主成分とし少なくともWを0.5原子%以
上30原子%以下を含む合金などでもよい。
【0049】なお、実施の形態1,2では第2のゲート
電極6として、それぞれAl−Zr0.9原子%,Al
を用いたが、これはAlを主成分とする金属なら何でも
よく、AlやAlを主成分とし少なくともZrを0.5
原子%以上10原子%以下を含む合金などでもよく、ま
た例えばAlを主成分とし少なくともNdを2原子%以
上5原子%以下を含む合金などでもよい。
電極6として、それぞれAl−Zr0.9原子%,Al
を用いたが、これはAlを主成分とする金属なら何でも
よく、AlやAlを主成分とし少なくともZrを0.5
原子%以上10原子%以下を含む合金などでもよく、ま
た例えばAlを主成分とし少なくともNdを2原子%以
上5原子%以下を含む合金などでもよい。
【0050】なお、実施の形態1,2では、所定の元素
を導入する方法としてイオン・ドーピング法を用いた
が、これは所定の元素を導入できる方法ならば何でもよ
く、イオン注入法やプラズマドーピング法などでもよ
い。
を導入する方法としてイオン・ドーピング法を用いた
が、これは所定の元素を導入できる方法ならば何でもよ
く、イオン注入法やプラズマドーピング法などでもよ
い。
【0051】なお、実施の形態1,2では、ソース・ド
レイン領域を形成するドナーとして燐を用いたが、これ
はnチャンネルの薄膜トランジスタを作製する場合には
砒素などドナーとして働くものならなんでもよく、pチ
ャネルの薄膜トランジスタを作製する場合にはアルミニ
ウムやほう素などアクセプターとして働くものならば何
でもよい。
レイン領域を形成するドナーとして燐を用いたが、これ
はnチャンネルの薄膜トランジスタを作製する場合には
砒素などドナーとして働くものならなんでもよく、pチ
ャネルの薄膜トランジスタを作製する場合にはアルミニ
ウムやほう素などアクセプターとして働くものならば何
でもよい。
【0052】なお、実施の形態1,2では、ソース・ド
レイン電極としてTiとAlの積層膜を用いたが、これ
は電極として働くものなら何でもよく、たとえばTi,
Cr,Ta,Mo,Alなどの金属や不純物を大量にド
ープした多結晶シリコンやITOなどの透明導電層など
でもよい。
レイン電極としてTiとAlの積層膜を用いたが、これ
は電極として働くものなら何でもよく、たとえばTi,
Cr,Ta,Mo,Alなどの金属や不純物を大量にド
ープした多結晶シリコンやITOなどの透明導電層など
でもよい。
【0053】なお、実施の形態1,2では、層間絶縁層
として常圧CVD法により形成したSiO2を用いた
が、これは絶縁層として働くものなら何でもよく、例え
ば減圧CVD法,プラズマCVD法,スパッタ法,また
はECR−CVD法などの成膜手法を用いて形成した窒
化シリコンや酸化タンタルなどでもよい。
として常圧CVD法により形成したSiO2を用いた
が、これは絶縁層として働くものなら何でもよく、例え
ば減圧CVD法,プラズマCVD法,スパッタ法,また
はECR−CVD法などの成膜手法を用いて形成した窒
化シリコンや酸化タンタルなどでもよい。
【0054】なお、実施の形態1,2では、ガラス基板
を用いたが、これは表面が絶縁性のものならば何でもよ
く、プラスチック基板や表面に酸化シリコンを形成した
結晶シリコン基板や金属板などでもよい。
を用いたが、これは表面が絶縁性のものならば何でもよ
く、プラスチック基板や表面に酸化シリコンを形成した
結晶シリコン基板や金属板などでもよい。
【0055】なお、実施の形態1,2では、第2のゲー
ト電極層を選択的にエッチングする工程でりん酸:水=
16:3(体積比)を用いたが、これは第2のゲート電
極層6のエッチング選択比が第1のゲート電極層5に対
して充分あるものなら何でもよく、たとえばりん酸と酢
酸と水の酸性エッチング液やテトラ・メチル・アンモニ
ウム・ハイドロオキサンド(TMAH)を主成分とする
アルカリ性エッチング液などでもよい。
ト電極層を選択的にエッチングする工程でりん酸:水=
16:3(体積比)を用いたが、これは第2のゲート電
極層6のエッチング選択比が第1のゲート電極層5に対
して充分あるものなら何でもよく、たとえばりん酸と酢
酸と水の酸性エッチング液やテトラ・メチル・アンモニ
ウム・ハイドロオキサンド(TMAH)を主成分とする
アルカリ性エッチング液などでもよい。
【0056】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、Moを主
成分とする下層金属膜とAlを主成分とする上層金属膜
との積層のゲート電極の端面形状を制御し、層間絶縁層
の絶縁特性を低下させない薄膜トランジスタの製造する
ことができるという有効な効果が得られる。
成分とする下層金属膜とAlを主成分とする上層金属膜
との積層のゲート電極の端面形状を制御し、層間絶縁層
の絶縁特性を低下させない薄膜トランジスタの製造する
ことができるという有効な効果が得られる。
【図1】本発明の実施の形態1における薄膜トランジス
タの製造工程の断面図
タの製造工程の断面図
【図2】本発明の実施の形態2における薄膜トランジス
タの製造工程の断面図
タの製造工程の断面図
【図3】従来例の薄膜トランジスタの断面図
1 ガラス基板 2 半導体層 3 ソース・ドレイン領域 4 ゲート絶縁層 5 第1のゲート電極層 6 第2のゲート電極層 7 フォトレジスト 8 層間絶縁層 9 ソース・ドレイン電極 10 LDD領域
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/3205 H01L 21/88 R 21/336 29/78 617V (72)発明者 小林 郁典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (15)
- 【請求項1】 Moを主成分とする下層金属膜とAlを
主成分とする上層金属膜との積層膜のパターン形成にお
いて、前記積層膜を一度にエッチングする工程と、Al
を主成分とする前記上層金属膜を選択的にエッチングし
所定の形状に加工する工程を有することを特徴とする積
層膜の形状加工方法。 - 【請求項2】 Alを主成分とする上層金属膜を選択的
にエッチングし所定の形状に加工する工程において、少
なくともりん酸を含むエッチング液でエッチングするこ
とを特徴とする請求項1記載の積層膜の形状加工方法。 - 【請求項3】 Alを主成分とする上層金属膜を選択的
にエッチングし所定の形状に加工する工程において、有
機系アルカリ性エッチング液でエッチングすることを特
徴とする請求項1記載の積層膜の形状加工方法。 - 【請求項4】 Alを主成分とする上層金属膜を選択的
にエッチングし所定の形状に加工する工程において、少
なくともテトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキ
サイドを含むアルカリ性エッチング液でエッチングする
ことを特徴とする請求項1記載の積層膜の形状加工方
法。 - 【請求項5】 Moを主成分とする下層金属膜が、少な
くともWを0.5原子%以上30原子%以下含む合金で
あることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに
記載の積層膜の形状加工方法。 - 【請求項6】 Alを主成分とする上層金属膜が、少な
くともZrを0.5原子%以上10原子%以下含む合金
であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか
に記載の積層膜の形状加工方法。 - 【請求項7】 Alを主成分とする上層金属膜が、少な
くともNdを2原子%以上5原子%以下含む合金である
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載
の積層膜の形状加工方法。 - 【請求項8】 絶縁性基板の上に半導体層、ゲート絶縁
層、ゲート電極を順に積層してなる薄膜トランジスタの
製造工程において、 ゲート電極を形成する工程が、Moを主成分とする下層
金属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積層膜を堆
積する工程と、前記積層膜を一度にエッチングし所定の
形状に加工する工程と、前記エッチング時に使用したエ
ッチングマスク材を残したままAlを主成分とする前記
上層金属膜の端面を選択的にエッチングする工程を有す
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9】 絶縁性基板の上に半導体層、ゲート絶縁
層、ゲート電極を順に積層してなる薄膜トランジスタの
製造工程において、 ゲート電極を形成する工程が、Moを主成分とする下層
金属膜とAlを主成分とする上層金属膜との積層膜を堆
積する工程と、前記積層膜を一度にエッチングし所定の
形状に加工する工程と、Alを主成分とする前記上層金
属膜を選択的にエッチングし除去する工程を有すること
を特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項10】 Alを主成分とする上層金属膜を選択
的にエッチングし所定の形状に加工する工程において、
少なくともりん酸を含むエッチング液でエッチングする
ことを特徴とする請求項8または請求項9記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。 - 【請求項11】 Alを主成分とする上層金属膜を選択
的にエッチングし所定の形状に加工する工程において、
有機系アルカリ性エッチング液でエッチングすることを
特徴とする請求項8または9記載の薄膜トランジスタの
製造方法。 - 【請求項12】 Alを主成分とする上層金属膜を選択
的にエッチングし所定の形状に加工する工程において、
少なくともテトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオ
キサイドを含むアルカリ性エッチング液でエッチングす
ることを特徴とする請求項8または請求項9記載の薄膜
トランジスタの製造方法。 - 【請求項13】 Moを主成分とする下層金属膜が、少
なくともWを0.5原子%以上30原子%以下含む合金
であることを特徴とする請求項8〜請求項12のいずれ
かに記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項14】 Alを主成分とする上層金属膜が、少
なくともZrを0.5原子%以上10原子%以下含む合
金であることを特徴とする請求項8〜請求項13のいず
れかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項15】 Alを主成分とする上層金属膜が、少
なくともNdを2原子%以上5原子%以下含む合金であ
ることを特徴とする請求項8〜請求項13のいずれかに
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 |
---|---|---|---|
JP29925197A JPH11135797A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 積層膜の形状加工方法およびそれを利用した薄膜トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29925197A JPH11135797A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 積層膜の形状加工方法およびそれを利用した薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11135797A true JPH11135797A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17870118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29925197A Pending JPH11135797A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 積層膜の形状加工方法およびそれを利用した薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11135797A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002110631A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Toshiba Corp | 多層薄膜パターンの製造方法 |
KR20020067744A (ko) * | 2001-02-17 | 2002-08-24 | 김동식 | 박막트랜지스터의 제조방법 |
JP2009076867A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-04-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子の製造方法 |
JP2010199237A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子の製造方法 |
JP2012500480A (ja) * | 2008-08-20 | 2012-01-05 | エーシーエム リサーチ (シャンハイ) インコーポレーテッド | バリア層除去方法及び装置 |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP29925197A patent/JPH11135797A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002110631A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Toshiba Corp | 多層薄膜パターンの製造方法 |
KR20020067744A (ko) * | 2001-02-17 | 2002-08-24 | 김동식 | 박막트랜지스터의 제조방법 |
JP2009076867A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-04-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子の製造方法 |
WO2009093762A1 (ja) * | 2008-07-22 | 2009-07-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 半導体素子の製造方法 |
KR101087851B1 (ko) * | 2008-07-22 | 2011-11-30 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 반도체 소자의 제조 방법 |
JP2012500480A (ja) * | 2008-08-20 | 2012-01-05 | エーシーエム リサーチ (シャンハイ) インコーポレーテッド | バリア層除去方法及び装置 |
US8598039B2 (en) | 2008-08-20 | 2013-12-03 | Acm Research (Shanghai) Inc. | Barrier layer removal method and apparatus |
JP2010199237A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子の製造方法 |
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