【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、表面にバリア型の陽極
酸化膜を有する金属配線電極と、その上に酸化珪素等の
層間絶縁膜を有する積層体に対し、陽極酸化膜と層間絶
縁膜をエッチングして開孔を形成する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal wiring electrode having a barrier type anodic oxide film on the surface thereof, and a laminated body having an interlayer insulating film of silicon oxide or the like on the anodic oxide film and the interlayer insulating film. The present invention relates to a method of etching holes to form openings.
【0002】本発明は、陽極酸化を施した電極を有する
薄膜トランジスタのコンタクトホールの作製方法に関す
る。The present invention relates to a method of manufacturing a contact hole of a thin film transistor having an anodized electrode.
【0003】[0003]
【従来の技術】近年、薄膜トランジスタは、液晶ディス
プレイやイメージセンサーの動作素子として重要な役割
を果たしている。特に、電子移動度の高い結晶系薄膜ト
ランジスタはこれまでシリコン半導体のLSIが行って
きたドライバー回路をガラス、セラミックなどの絶縁性
基板上に直接形成することが出来る。配線回路の自由度
も上がり、幅1〜5mm以下でシフトレジスター等のド
ライバー回路を形成出来る。その結果パネル周辺部のデ
ッドスペースをほとんどなくせると言った特徴を有して
いる。2. Description of the Related Art In recent years, thin film transistors have played an important role as operating elements for liquid crystal displays and image sensors. In particular, for a crystalline thin film transistor having a high electron mobility, the driver circuit which has been used in the silicon semiconductor LSI can be directly formed on an insulating substrate such as glass or ceramic. The degree of freedom of the wiring circuit is increased, and a driver circuit such as a shift register can be formed with a width of 1 to 5 mm or less. As a result, it has a feature that dead space around the panel can be almost eliminated.
【0004】従来より、タンタルやアルミニウムが半導
体回路等において微細な配線電極として使われている。
特にアルミニウムは比較的安価な材料であり,体積抵抗
が低いため大面積基板でも低抵抗かつ微細パターンを形
成できる。しかし、これらの金属材料は、加熱プロセス
では安定でなく、金属が粒状に異常成長するヒロックや
髭状に成長するホィスカー等が生じ、これらの材料を加
熱プロセスを有する半導体回路等の微細な電極構成に使
用することは難しかった。Conventionally, tantalum and aluminum have been used as fine wiring electrodes in semiconductor circuits and the like.
In particular, aluminum is a relatively inexpensive material and has a low volume resistance, so that it is possible to form a fine pattern with a low resistance even on a large area substrate. However, these metal materials are not stable in the heating process, and hillocks in which the metal abnormally grows in granular form and whiskers growing in a whisker-like shape are generated. Was difficult to use.
【0005】加熱プロセスにおいて金属を安定化させる
ために、原子半径が比較的大きな、チタン、スカンジウ
ム、シリコン、パラジウム、タンタル、イットリウム等
がドーパント金属として0.1〜5%程度添加し、配線
金属の安定化を計ることがおこなわれていた。しかしな
がら、少しでも高温プロセスを目指したい結晶系シリコ
ンの分野では350℃迄の耐熱性が要求される。それを
満足するためにはドーパント金属の効果だけでは難しか
った。In order to stabilize the metal in the heating process, titanium, scandium, silicon, palladium, tantalum, yttrium or the like having a relatively large atomic radius is added as a dopant metal in an amount of about 0.1 to 5%, and the wiring metal Stabilization was done. However, heat resistance up to 350 ° C. is required in the field of crystalline silicon for which a high temperature process is desired. In order to satisfy it, it was difficult only by the effect of the dopant metal.
【0006】その他の対策として、これらの金属表面を
酸化し、安定な絶縁膜で被覆すると、金属の加熱プロセ
スに対する耐久性が向上することが知られている。酸化
物は金属化合物に比べて融点が高く安定であるために、
金属の異常成長を防ぐことができた。また、この安定な
絶縁膜で被覆された金属を多層配線に用いると、その表
面の絶縁性が充分に取れるため、配線間のショート防止
に有効であった。As another measure, it is known that oxidation of these metal surfaces and coating with a stable insulating film will improve the durability of the metal to the heating process. Oxides have higher melting points and are more stable than metal compounds,
It was possible to prevent abnormal growth of metal. Further, when the metal covered with this stable insulating film is used for the multi-layer wiring, the insulating property of the surface can be sufficiently obtained, which is effective in preventing a short circuit between the wirings.
【0007】金属表面の酸化方法としては陽極酸化法
が、簡便で有力な手法である。化成溶液(陽極酸化を行
なうための電解液)としては3〜10%の酒石酸アンモ
ニウムやほう酸アンモニウム水溶液またはそれらをエチ
レングリコール中に3〜30%程添加した溶液が利用さ
れる。化成溶液の中に基板を入れ、基板上の金属配線を
電源の陽極(プラス)側に接続する。陰極(マイナス)
側には白金やステンレス等の安定した材料が用いられ
る。この状態で陽極・陰極間に定電流が流すと、供給さ
れた電荷によりアルミニウム等の配線材料が酸化する。
形成される酸化物は絶縁性が高いため、酸化が進むと配
線材料の電気抵抗が次第に高くなり、電極間の電圧は徐
々に増加し、電圧は100〜200Vに達する。その時
の陽極酸化膜の膜厚は約1400〜2800Åとなり、
配線金属は緻密な安定した酸化膜で被覆される。このよ
うにして形成された緻密な安定した陽極酸化膜をバリア
型陽極酸化膜という。The anodic oxidation method is a simple and effective method for oxidizing the metal surface. As the chemical conversion solution (electrolytic solution for performing anodic oxidation), a 3 to 10% ammonium tartrate or ammonium borate aqueous solution or a solution obtained by adding about 3 to 30% of these in ethylene glycol is used. The substrate is placed in a chemical solution and the metal wiring on the substrate is connected to the positive (plus) side of the power supply. Cathode (minus)
A stable material such as platinum or stainless steel is used for the side. When a constant current is passed between the anode and the cathode in this state, the electric charge supplied oxidizes the wiring material such as aluminum.
Since the oxide formed has a high insulating property, the electrical resistance of the wiring material gradually increases as the oxidation progresses, the voltage between the electrodes gradually increases, and the voltage reaches 100 to 200V. At that time, the thickness of the anodic oxide film is about 1400 to 2800Å,
The wiring metal is covered with a dense and stable oxide film. The dense and stable anodic oxide film thus formed is called a barrier type anodic oxide film.
【0008】一方、近年は図1に示されるような構造の
薄膜トランジスタ(TFT)が提案されている。図1に
薄膜トランジスタの構造を示す。すなわち、電極とくに
ゲイト電極に、表面にバリア型の陽極酸化膜が形成され
たアルミニウム、タンタル等の金属電極を用いた薄膜ト
ランジスタである。On the other hand, in recent years, a thin film transistor (TFT) having a structure as shown in FIG. 1 has been proposed. FIG. 1 shows the structure of the thin film transistor. That is, it is a thin film transistor in which a metal electrode such as aluminum or tantalum having a barrier type anodic oxide film formed on its surface is used as an electrode, particularly a gate electrode.
【0009】図1の薄膜トランジスタ(プレーナー型)
の構成を説明する。半導体からなる活性層(ソース部4
03、チャネル部404、ドレイン部405)を設け、
その上にゲイト絶縁膜406を設け、その上に、緻密な
バリア型の陽極酸化膜408を有したゲイト電極407
が形成されている。図1に示す薄膜トランジスタにはバ
リア型陽極酸化膜408だけでなく、その側面部にポー
ラス型(多孔質型)の陽極酸化膜409が形成されてい
る。The thin film transistor (planar type) of FIG.
The configuration of will be described. Active layer made of semiconductor (source section 4
03, a channel portion 404, a drain portion 405),
A gate insulating film 406 is provided thereon, and a gate electrode 407 having a dense barrier type anodic oxide film 408 thereon.
Are formed. In the thin film transistor shown in FIG. 1, not only the barrier type anodic oxide film 408 but also a porous type (porous type) anodic oxide film 409 is formed on the side surface thereof.
【0010】408や409のような薄膜トランジスタ
のゲイト電極における陽極酸化膜は配線の熱安定性を増
加させるだけでなく、ゲイト側面の酸化物の厚さを利用
してオフセット領域413、414を形成する事ができ
る。その上に層間絶縁膜410が形成されている。層間
絶縁膜410には酸化珪素または窒化珪素の膜が利用さ
れる。The anodic oxide film on the gate electrode of the thin film transistor such as 408 or 409 not only increases the thermal stability of the wiring, but also forms the offset regions 413 and 414 using the thickness of the oxide on the side surface of the gate. I can do things. An interlayer insulating film 410 is formed on it. A film of silicon oxide or silicon nitride is used for the interlayer insulating film 410.
【0011】[0011]
【従来技術の問題点】このような、表面に陽極酸化膜を
有する金属を電極に用いた構成の薄膜トランジスタにお
いて問題となるのは、ソース部活性層(ソース領域)4
03と接続電極411、ドレイン部活性層(ドレイン領
域)405と接続電極412、及びゲイト電極407と
接続電極415を、それぞれ接続するためのコンタクト
ホールの形成である。2. Description of the Related Art A problem with such a thin film transistor having a structure in which a metal having an anodic oxide film on its surface is used as an electrode is a source active layer (source region) 4
03 and the connection electrode 411, the drain part active layer (drain region) 405 and the connection electrode 412, and the gate electrode 407 and the connection electrode 415 are formed to form contact holes.
【0012】このとき、ソース部、ドレイン部では層間
絶縁膜410とゲイト絶縁膜406(ゲイト絶縁膜がソ
ース部、ドレイン部に無い構成のときは層間絶縁膜41
0のみ)に対してエッチングをし、また、ゲイト電極部
では層間絶縁膜410と陽極酸化膜408に対してエッ
チングを行なって、接続用のコンタクトホールが設ける
ことになる。At this time, the interlayer insulating film 410 and the gate insulating film 406 in the source portion and the drain portion (the interlayer insulating film 41 when the gate insulating film is not in the source portion and the drain portion).
(0 only), and the interlayer insulating film 410 and the anodic oxide film 408 are etched in the gate electrode portion to form a contact hole for connection.
【0013】このような場合、従来の工程では、水で1
/10〜1/100に希釈したフッ化水素酸(HF)が
エッチャントとして用いられていた。このエッチャント
は酸化珪素または窒化珪素からなる層間絶縁膜やゲイト
絶縁膜のエッチングに用いられる。さらに、アルミニウ
ムよりなるゲイト電極の場合、その陽極酸化膜(バリア
型陽極酸化アルミニウム)に対してもエッチングが行な
われる。In such a case, in the conventional process, 1
Hydrofluoric acid (HF) diluted to / 10 to 1/100 was used as an etchant. This etchant is used for etching an interlayer insulating film made of silicon oxide or silicon nitride or a gate insulating film. Further, in the case of the gate electrode made of aluminum, the anodic oxide film (barrier type anodic aluminum oxide) is also etched.
【0014】フッ化水素酸をエッチャントとして用いた
場合、フッ化水素酸は層間絶縁膜やゲイト絶縁膜を構成
する酸化珪素に対するエッチング速度が、陽極酸化アル
ミニウムに対するエッチング速度と余り差が無く、エッ
チング選択比が低い。そのため、ソース部およびドレイ
ン部に対するコンタクトホールの形成と、ゲイト部のコ
ンタクトホールの形成を、レジストにより共に開孔を設
けて同工程でエッチングを行なおうとすると、ソース/
ドレイン部とゲイト部のどちらかにおいて、オーバエッ
チングやエッチング不足といった事態が発生しやすかっ
た。When hydrofluoric acid is used as an etchant, hydrofluoric acid has an etching rate with respect to silicon oxide forming the interlayer insulating film and the gate insulating film that is not much different from the etching rate with respect to anodic aluminum oxide, and thus etching selection is possible. The ratio is low. Therefore, if contact holes are formed for the source portion and the drain portion and a contact hole for the gate portion and an opening is provided by a resist and etching is performed in the same step, the source /
A situation such as over-etching or under-etching was likely to occur in either the drain part or the gate part.
【0015】したがって、従来は2段階のエッチングが
行なわれていた。図8に従来のエッチング工程を示す。
まず図8(A)に示すように、ゲイト部をレジスト30
3で覆いソース部301及びドレイン部302のみをレ
ジストで開孔して層間絶縁膜410及びゲイト絶縁膜4
06までのエッチングを行いシリコン活性層405を露
出させる。次に図8(B)に示すように、ゲイト部30
4のみをレジストで開孔し、層間絶縁膜410と陽極酸
化アルミニウム408のエッチングを行なうといった2
段階エッチングが行なわれていた。Therefore, conventionally, two-step etching has been performed. FIG. 8 shows a conventional etching process.
First, as shown in FIG.
3, the source part 301 and the drain part 302 are opened with a resist to form the interlayer insulating film 410 and the gate insulating film 4.
Etching is performed up to 06 to expose the silicon active layer 405. Next, as shown in FIG.
Only 4 is opened with a resist, and the interlayer insulating film 410 and the anodized aluminum 408 are etched.
Staged etching was performed.
【0016】この方法では、開孔部のエッチングを行な
うのに2枚のマスク工程が必要とされた。さらにフッ化
水素酸の陽極酸化アルミニウムのエッチング速度は、陽
極酸化アルミニウム408がエッチング除去された後
の、アルミニウム407のエッチング速度に比して遅い
ため、十分な選択比がとれない。すなわち、陽極酸化ア
ルミニウムのエッチングが終了した時点でエッチング速
度が加速されてしまうため、アルミニウム407をオー
バエッチングしてしまう結果を招きやすい。In this method, two mask steps were required to perform the etching of the openings. Furthermore, since the etching rate of anodic aluminum oxide of hydrofluoric acid is slower than the etching rate of aluminum 407 after the anodized aluminum 408 is removed by etching, a sufficient selection ratio cannot be obtained. That is, since the etching rate is accelerated when the etching of the anodized aluminum is completed, the result of over-etching the aluminum 407 is likely to occur.
【0017】アルミニウムのエッチャントとして通常用
いられている燐酸、酢酸、硝酸を含んだアルミ混酸でも
ほぼ同様で陽極酸化アルミニウム/アルミニウムに対し
て選択比を取るのは難しかった。Almost the same is true for an aluminum mixed acid containing phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid, which are commonly used as an etchant for aluminum, and it was difficult to obtain a selective ratio with respect to anodized aluminum / aluminum.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、酸化珪素膜
または窒化珪素膜下の、表面に陽極酸化アルミニウム膜
を有しているアルミニウムまたはアルミニウムを主成分
とする電極に対して、酸化珪素膜または窒化珪素膜と酸
化アルミニウム膜をエッチング除去して行なわれるコン
タクトホールの形成を、容易かつ確実に実施できる方法
を提供する。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a silicon oxide film or a silicon nitride film, and an aluminum or aluminum-based electrode having an anodized aluminum film on the surface thereof. Alternatively, there is provided a method capable of easily and reliably forming a contact hole by removing a silicon nitride film and an aluminum oxide film by etching.
【0019】また本発明は、酸化珪素膜または窒化珪素
膜下であって、陽極酸化アルミニウム膜を表面に有する
アルミニウム電極へのコンタクトホールの形成と、酸化
珪素膜下または酸化珪素膜と窒化珪素膜下の半導体への
コンタクトホールの形成を、一度のレジスト形成工程
(マスク行程)にて行なえる方法を提供する。Further, according to the present invention, a contact hole is formed under the silicon oxide film or the silicon nitride film and has an anodized aluminum film on the surface thereof, and a contact hole is formed under the silicon oxide film or the silicon oxide film and the silicon nitride film. Provided is a method for forming a contact hole in a lower semiconductor in a single resist forming step (mask step).
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本明細書で開示する発明の一つは、表面に陽極酸化
アルミニウムを有するアルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする金属と、該アルミニウムまたはアルミニ
ウムを主成分とする金属を覆っている酸化珪素膜とを有
する積層体に対し、酢酸とフッ化アンモニウム(NH4
F)とフッ化水素酸(HF)とを含んだ酢酸入り緩衝フ
ッ酸溶液(ABHF)でエッチングする工程と、該工程
の後、無水クロム酸と燐酸を含んだクロム燐酸溶液でエ
ッチングする工程とにより、前記酸化珪素膜と前記陽極
酸化アルミニウムとをエッチングし、前記アルミニウム
の少なくとも一部を露呈することを特徴とするコンタク
トホールの作製方法である。In order to solve the above problems, one of the inventions disclosed in the present specification is aluminum having anodized aluminum on the surface or a metal containing aluminum as a main component, and the aluminum or For a laminate having a silicon oxide film covering a metal containing aluminum as a main component, acetic acid and ammonium fluoride (NH4
F) a step of etching with a buffered hydrofluoric acid solution containing acetic acid (ABHF) containing hydrofluoric acid (HF), and a step of etching with a chromium phosphoric acid solution containing chromic anhydride and phosphoric acid after the step By etching, the silicon oxide film and the anodized aluminum are exposed to expose at least a part of the aluminum.
【0021】他の発明の一つは、陽極酸化アルミニウム
で被覆されたアルミニウムまたはアルミニウムを主成分
とする金属よりなるゲイト電極を有するゲイト部と、半
導体よりなるソース部またはドレイン部と、前記ゲイト
部、ソース部、ドレイン部を覆って設けられた酸化珪素
膜とを少なくとも有する薄膜トランジスタにおいて、前
記酸化珪素膜に対し、前記ソース部、ドレイン部および
ゲイト部の上部に開孔領域を有してレジストを形成する
工程と、前記開孔領域内を、フッ化アンモニウム(NH
4 F)とフッ化水素酸(HF)とを含んだ酢酸入り緩衝
フッ酸溶液(ABHF)に浸す工程と該工程の後、前記
開孔領域内を、無水クロム酸と燐酸を含んだクロム燐酸
溶液に浸す工程とにより、前記開孔領域内の酸化珪素膜
および陽極酸化アルミニウム膜を除去することを特徴と
するコンタクトホールの作製方法である。According to another aspect of the invention, a gate portion having a gate electrode made of aluminum or a metal containing aluminum as a main component coated with anodized aluminum, a source portion or a drain portion made of a semiconductor, and the gate portion are provided. In a thin film transistor having at least a silicon oxide film provided so as to cover a source part and a drain part, a resist having an opening region above the source part, the drain part, and the gate part is formed on the silicon oxide film. In the step of forming and the inside of the opening area, ammonium fluoride (NH
4 F) and hydrofluoric acid (HF) and after about process and該工immersed in acetic acid containing buffered hydrofluoric acid solution (ABHF) containing, said opening area, chromium phosphate containing chromic anhydride and phosphoric acid And a step of immersing in a solution to remove the silicon oxide film and the anodic aluminum oxide film in the opening area.
【0022】また、他の発明の一つは、陽極酸化アルミ
ニウムで被覆されたアルミニウムまたはアルミニウムを
主成分とする金属よりなるゲイト電極を有するゲイト部
と、半導体よりなるソース部またはドレイン部と、前記
ゲイト部、ソース部、ドレイン部を覆って設けられた酸
化珪素膜とを少なくとも有する薄膜トランジスタにおい
て、前記酸化珪素膜に対し、フッ化アンモニウム(NH
4 F)とフッ化水素酸(HF)とを含んだ酢酸入り緩衝
フッ酸溶液(ABHF)により、開孔を形成する工程
と、無水クロム酸と燐酸を含んだクロム燐酸溶液によ
り、前記開孔より小さい口径を有する開孔を、前記陽極
酸化アルミニムウム膜に設けること、を特徴とするコン
タクトホールの作製方法である。According to another aspect of the invention, a gate portion having a gate electrode made of aluminum or a metal containing aluminum as a main component, which is covered with anodized aluminum, a source portion or a drain portion made of a semiconductor, In a thin film transistor having at least a silicon oxide film provided so as to cover a gate portion, a source portion and a drain portion, ammonium fluoride (NH
The4 F) and hydrofluoric acid (HF) containing acetic acid containing buffered hydrofluoric acid solution (ABHF), forming an opening, the chromium phosphate solution containing phosphoric acid and chromic anhydride, said apertures A method of making a contact hole is characterized in that an opening having a smaller diameter is provided in the anodized aluminum film.
【0023】また他の発明は、上記した構成において、
酸化珪素膜は、酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜であ
ることを特徴とするコンタクトホールの作製方法であ
る。According to another invention, in the above-mentioned constitution,
The method of forming a contact hole is characterized in that the silicon oxide film is a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
【0024】また、他の発明の一つは、表面に陽極酸化
アルミニウムを有するアルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする金属と、該アルミニウムまたはアルミニ
ウムを主成分とする金属を覆っている酸化珪素膜または
窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜
と、を有する積層体に対し、ドライエッチングする工程
と、該工程の後、無水クロム酸と燐酸を含んだクロム燐
酸溶液でエッチングする工程とにより、前記酸化珪素膜
または窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜との積
層膜と前記陽極酸化アルミニウムとをエッチングして、
前記アルミニウムの少なくとも一部を露呈させ、該工程
の後、前記積層体上に、前記露呈したアルミニウムと電
気的に接続するアルミニウム配線を設けることを特徴と
するコンタクトホールの作製方法である。According to another aspect of the invention, aluminum or a metal containing aluminum as a main component having anodized aluminum on the surface and a silicon oxide film or a nitride film covering the aluminum or a metal containing aluminum as a main component. A step of dry-etching a laminate having a silicon film or a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film; and a step of etching with a chromium-phosphoric acid solution containing chromic anhydride and phosphoric acid after the step. To etch the silicon oxide film, the silicon nitride film, or the laminated film of the silicon oxide film and the silicon nitride film, and the anodized aluminum,
A method for producing a contact hole, which comprises exposing at least a part of the aluminum and providing an aluminum wiring electrically connected to the exposed aluminum on the laminated body after the step.
【0025】また、他の発明の一つは、表面に陽極酸化
アルミニウムを有するアルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする金属と、該アルミニウムまたはアルミニ
ウムを主成分とする金属を覆っている酸化珪素膜または
窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜
と、を有する積層体に対し、ドライエッチングする工程
と、該工程の後、イオンミリングすることにより、前記
酸化珪素膜または窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪
素膜との積層膜と前記陽極酸化アルミニウムとをエッチ
ングして、前記アルミニウムの少なくとも一部を露呈さ
せ、該工程の後、前記積層体上に、前記露呈したアルミ
ニウムと電気的に接続するアルミニウム配線を設けるこ
とを特徴とするコンタクトホールの作製方法である。According to another aspect of the invention, aluminum or a metal containing aluminum as a main component having anodized aluminum on the surface and a silicon oxide film or a nitride film covering the aluminum or a metal containing aluminum as a main component. A step of dry etching a laminate having a silicon film or a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, and ion milling after the step, so that the silicon oxide film, the silicon nitride film, or the oxide film is oxidized. A laminated film of a silicon film and a silicon nitride film and the anodized aluminum are etched to expose at least a part of the aluminum, and after the step, the exposed aluminum is electrically connected to the exposed aluminum. This is a method of manufacturing a contact hole, which is characterized in that aluminum wiring to be connected is provided.
【0026】また、他の発明の一つは、表面に陽極酸化
アルミニウムを有するアルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする金属と、該アルミニウムまたはアルミニ
ウムを主成分とする金属を覆っている酸化珪素膜または
窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜
と、を有する積層体に対し、酢酸とフッ化アンモニウム
(NH4 F)とフッ化水素酸(HF)とを含んだ酢酸入
り緩衝フッ酸溶液(ABHF)でエッチングする工程
と、該工程の後、イオンミリングすることにより、前記
酸化珪素膜または窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪
素膜との積層膜と前記陽極酸化アルミニウムとをエッチ
ングして、前記アルミニウムの少なくとも一部を露呈さ
せ、該工程の後、前記積層体上に、前記露呈したアルミ
ニウムと電気的に接続するアルミニウム配線を設けるこ
とを特徴とするコンタクトホールの作製方法である。According to another aspect of the invention, aluminum or a metal containing aluminum as a main component having anodized aluminum on the surface and a silicon oxide film or a nitride film covering the aluminum or a metal containing aluminum as a main component. Buffered hydrofluoric acid containing acetic acid, ammonium fluoride (NH4 F) and hydrofluoric acid (HF) for a laminate having a silicon film or a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film A step of etching with a solution (ABHF), and after the step, ion milling is performed to etch the silicon oxide film or the silicon nitride film or the laminated film of the silicon oxide film and the silicon nitride film and the anodized aluminum. Exposing at least a part of the aluminum, and electrically connecting the exposed aluminum on the laminate after the step. A manufacturing method of a contact hole and providing a aluminum wiring that.
【0027】また、他の発明の一つは、表面に陽極酸化
アルミニウムを有するアルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする金属と、該アルミニウムまたはアルミニ
ウムを主成分とする金属を覆っている窒化珪素膜または
酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜とを有する積層体に
対し、酢酸とフッ化アンモニウム(NH4 F)とフッ化
水素酸(HF)とを含んだ酢酸入り緩衝フッ酸溶液(A
BHF)でエッチングする工程と、該工程の後、無水ク
ロム酸と燐酸を含んだクロム燐酸溶液でエッチングする
工程とにより、前記窒化珪素膜と前記陽極酸化アルミニ
ウムとをエッチングし、前記アルミニウムの少なくとも
一部を露呈することを特徴とするコンタクトホールの作
製方法。According to another aspect of the invention, aluminum or a metal containing aluminum as a main component having anodized aluminum on the surface and a silicon nitride film or an oxide covering the aluminum or a metal containing aluminum as a main component. A buffered hydrofluoric acid solution containing acetic acid, ammonium fluoride (NH4 F), and hydrofluoric acid (HF) containing acetic acid, ammonium fluoride (NH4 F) (A) is added to a laminated body having a laminated film of a silicon film and a silicon nitride film.
BHF) etching, and after that step, etching with a chromic phosphoric acid solution containing chromic anhydride and phosphoric acid, the silicon nitride film and the anodized aluminum are etched, and at least one of the aluminum is etched. A method for manufacturing a contact hole, which comprises exposing a portion.
【0028】また、他の発明の一つは、陽極酸化アルミ
ニウムで被覆されたアルミニウムまたはアルミニウムを
主成分とする金属よりなるゲイト電極と、前記ゲイト電
極を覆って設けられたゲイト絶縁膜とを少なくとも有す
る薄膜トランジスタにおいて、前記ゲイト絶縁膜に対
し、フッ化アンモニウム(NH4 F)とフッ化水素酸
(HF)とを含んだ酢酸入り緩衝フッ酸溶液(ABH
F)により、開孔を形成する工程と、無水クロム酸と燐
酸を含んだクロム燐酸溶液により、前記開孔より小さい
口径を有する開孔を、前記陽極酸化アルミニウム膜に設
けることを特徴とするコンタクトホールの作製方法。According to another aspect of the invention, at least a gate electrode made of aluminum or a metal containing aluminum as a main component coated with anodized aluminum and a gate insulating film provided to cover the gate electrode are provided. In the thin film transistor having the above, a buffered hydrofluoric acid solution containing acetic acid (ABH) containing ammonium fluoride (NH4 F) and hydrofluoric acid (HF) is added to the gate insulating film.
F), a step of forming an opening, and a step of forming an opening having a diameter smaller than the opening in the anodized aluminum film by a chromic phosphoric acid solution containing chromic anhydride and phosphoric acid. How to make holes.
【0029】また、他の発明は、上記構成において、ゲ
イト絶縁膜は、酸化珪素膜であることを特徴とするコン
タクトホールの作製方法である。Further, another invention is a method of manufacturing a contact hole in the above structure, wherein the gate insulating film is a silicon oxide film.
【0030】また、他の発明は、上記構成において、ゲ
イト絶縁膜は、窒化珪素膜であること特徴とするコンタ
クトホールの作製方法である。Further, another invention is a method of manufacturing a contact hole in the above structure, wherein the gate insulating film is a silicon nitride film.
【0031】また、他の発明は、上記構成において、ゲ
イト絶縁膜は、酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜であ
ることを特徴とするコンタクトホールの作製方法であ
る。Another invention is a method of manufacturing a contact hole in the above structure, wherein the gate insulating film is a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
【0032】また、上記構成において、酢酸入り緩衝フ
ッ酸溶液(ABHF)は、酢酸(98%)と40%フッ
化アンモニウム(NH4 F)と50%フッ化水素酸(H
F)を 0:1:1〜100:100:1好ましくは
0:10:1〜60:60:1(体積比)で混合したも
のである事を特徴とするものである。In the above structure, the buffered hydrofluoric acid solution containing acetic acid (ABHF) contains acetic acid (98%), 40% ammonium fluoride (NH4 F) and 50% hydrofluoric acid (H).
F) is mixed in the ratio of 0: 1: 1 to 100: 100: 1, preferably 0: 10: 1 to 60: 60: 1 (volume ratio).
【0033】[0033]
【作用】本出願人は、フッ化アンモニウム(NH4 F)
とフッ化水素酸(HF)とを含んだ酢酸入り緩衝フッ酸
溶液(以下ABHFと略す)が、酸化珪素膜や窒化珪素
膜をエッチングし、かつ陽極酸化アルミニウムに対して
は、ある程度エッチングが進行した段階で、エッチング
が停止する性質を有していることを見出した。[Function] The applicant of the present invention is ammonium fluoride (NH4 F)
A buffered hydrofluoric acid solution containing acetic acid (hereinafter abbreviated as "ABHF") containing hydrogen fluoride and hydrofluoric acid (HF) etches the silicon oxide film and the silicon nitride film, and the anodized aluminum is etched to some extent. It was found that the etching has a property of stopping at the step.
【0034】すなわち、ABHFによってソース部、ド
レイン部、ゲイト部上の酸化珪素膜または窒化珪素膜よ
りなる層間絶縁膜は、それぞれ同じようにエッチングさ
れる。次にソース部及びドレイン部にゲイト絶縁膜(酸
化珪素膜または窒化珪素膜)があれば、ゲイト絶縁膜が
ABHFでエッチング除去され、シリコン活性層が露出
した段階でABHFのエッチングを終了し、水洗してエ
ッチャントによる反応を停止する。一方ゲイト部では、
このエッチング工程の間に酸化珪素膜または窒化珪素膜
下の陽極酸化アルミニウムが露出しており、この陽極酸
化アルミニウムはABHFの作用によりエッチングされ
る。ただしこのとき、陽極酸化アルミニウムは当初30
0〜600Å程度まではエッチングが進行するがそれ以
上の進行は停止する。That is, the interlayer insulating film made of the silicon oxide film or the silicon nitride film on the source part, the drain part, and the gate part is similarly etched by ABHF. Next, if there is a gate insulating film (silicon oxide film or silicon nitride film) in the source portion and the drain portion, the gate insulating film is removed by etching with ABHF, and when the silicon active layer is exposed, the etching of ABHF is finished and the wafer is washed with water. Then the reaction by the etchant is stopped. On the other hand, in the gate division,
During this etching step, the anodized aluminum oxide under the silicon oxide film or silicon nitride film is exposed, and this anodized aluminum is etched by the action of ABHF. However, at this time, the anodized aluminum was initially 30
Etching proceeds from 0 to 600 Å, but stops further.
【0035】図2に、ABHFによる陽極酸化アルミニ
ウム膜のエッチング特性の一例を示す。図2において
は、ABHFでは350Å程度エッチングした後は、そ
れ以上エッチングが進まないことが分かる。FIG. 2 shows an example of etching characteristics of the anodized aluminum oxide film by ABHF. In FIG. 2, it can be seen that after etching about 350 Å with ABHF, the etching does not proceed any further.
【0036】その時の陽極酸化アルミニウムのエッチン
グされた表面には四角形の結晶が密集した状態が観察で
きる。このような四角形が観察される時には、必ずとい
ってよいほどエッチングは陽極酸化アルミニウムの途中
で停止している。この現象は、陽極酸化アルミニウムが
エッチャントと反応し不溶性の新たな化合物が形成され
るのか、電解質のカチオンがアルミナ膜に進入する表層
の部分が同エッチャントで除去され易く、その奥のカチ
オンの到達しない純アルミナの部分が同エッチャントに
対して安定であるのか、その当たりの原因については余
り明らかになっていない。At that time, a state in which square crystals are densely observed can be observed on the etched surface of the anodized aluminum. When such a quadrangle is observed, the etching is almost always stopped in the middle of the anodized aluminum. This phenomenon may be due to the fact that anodized aluminum reacts with the etchant to form a new insoluble compound, or the surface cations where the cations of the electrolyte enter the alumina film are easily removed by the same etchant, and the cations inside do not reach. Whether the pure alumina part is stable to the same etchant, or the cause of the hit, is not very clear.
【0037】何れにしろ、ABHFによっては陽極酸化
アルミニウムは途中までしかエッチングされず、したが
って陽極酸化アルミニウムより内部にあるアルミニウム
までエッチングが行なわれることはない。In any case, depending on ABHF, the anodized aluminum is etched only partway, and therefore the aluminum inside the anodized aluminum is not etched.
【0038】なお、ABHFでエッチング後に水洗浄
し、乾燥させ、再度ABHFエッチャントに浸漬させる
とエッチングは再度進行し、新たに数100Åのエッチ
ング深さが進行する。これを数回繰り返すとエッチング
は徐々に進行してアルミニウムまで達しさらに進行して
いく。このようなエッチング/水洗を繰り返しの作業を
行なわない限り、エッチングがアルミニウムまで達する
ことはない。Note that, after etching with ABHF, washing with water, drying, and immersing in an ABHF etchant again, etching proceeds again, and an etching depth of several hundred Å newly progresses. When this is repeated several times, the etching gradually progresses to reach aluminum and further progresses. Unless the etching / washing with water is repeated, the etching does not reach aluminum.
【0039】このように、ABHFを用いて酸化珪素膜
または窒化珪素膜をエッチングすることによって、陽極
酸化アルミニウムに対するエッチングを自己制御的に停
止させることができるため、ゲイト部のオーバエッチン
グやエッチング不足など問題が無くなり、エッチングを
実施する者は、ソース部、ドレイン部のゲイト絶縁膜が
除去出来たかどうかに対して注意を払うだけで済み、極
めて容易に実施できる。As described above, by etching the silicon oxide film or the silicon nitride film using ABHF, the etching with respect to the anodized aluminum can be stopped in a self-controlled manner. The problem disappears, and the person performing the etching only needs to pay attention to whether or not the gate insulating film in the source portion and the drain portion can be removed, and the etching can be performed very easily.
【0040】また、陽極酸化アルミニウムのエッチング
に関しては、日本工業規格JISH 8680「アルミ
ニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化被膜厚さ試験方
法」の被膜質量法の中で、またはJIS H 9500
「アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化処理作
業標準」の酸化膜除去方法の中で詳細が述べられてい
る。1リットル溶液中に燐酸(850g/l)35ml
と無水クロム酸20gを添加した溶液の中で60〜95
℃に加熱した状態でエッチングを行なうと記されてい
る。この溶液を、表面が陽極酸化されたアルミニウムに
用いると、表面の陽極酸化アルミニウムの皮膜のみがエ
ッチングされ、素地のアルミニウムの部分はエッチング
されない。すなわち、陽極酸化アルミニウム/アルミニ
ウム界面でのエッチング選択比を高くとれる。Regarding the etching of anodized aluminum, the coating mass method of Japanese Industrial Standard JIS 8680 "Anodic oxidation coating thickness test method for aluminum and aluminum alloys" or JIS H 9500 is used.
The details are described in the oxide film removal method in "Aluminum and Aluminum Alloy Anodizing Standards". 35 ml phosphoric acid (850 g / l) in 1 liter solution
60-95 in a solution containing 20 g of chromic anhydride and
It is described that etching is performed in a state of being heated to ° C. When this solution is used for aluminum whose surface is anodized, only the anodized aluminum film on the surface is etched, and the aluminum portion of the substrate is not etched. That is, the etching selection ratio at the anodized aluminum / aluminum interface can be increased.
【0041】例えば、ABHFのエッチングで四角形の
結晶が見えたままエッチング停止していた陽極酸化アル
ミニウム表面は、クロム燐酸溶液で完全に除去され、ア
ルミニウム界面(陽極酸化アルミニウムとアルミニウム
との界面)に達した時点でエッチングは止まる。For example, the surface of anodized aluminum that had been stopped by etching with ABHF while the square crystals were visible was completely removed by the chromium phosphoric acid solution and reached the aluminum interface (the interface between the anodized aluminum and aluminum). At that point, the etching stops.
【0042】また、クロム燐酸をエッチャントとして陽
極酸化アルミニウムをエッチングしている最中には、同
エッチャントに酸化珪素または窒化珪素のゲイト絶縁膜
及びシリコン活性層も接しているが、これらは同エッチ
ャントに対してエッチング速度は小さく、材料的にはほ
とんど変化はない。Further, during etching of anodic aluminum oxide using chromium phosphoric acid as an etchant, the gate insulating film of silicon oxide or silicon nitride and the silicon active layer are also in contact with the etchant, but these are used as the etchant. On the other hand, the etching rate is small and there is almost no change in the material.
【0043】したがって、酸化珪素膜または窒化珪素膜
下の、陽極酸化アルミニウム膜を表面に有するアルミニ
ウムに接触するコンタクトホールは、ABHFで酸化珪
素をエッチングし、次にクロム燐酸溶液で陽極酸化アル
ミニウムのエッチングを行なうという本発明方法によ
り、極めて容易に制御性良く形成することが可能とな
る。Therefore, the contact hole under the silicon oxide film or the silicon nitride film, which comes into contact with the aluminum having the anodized aluminum film on the surface, is formed by etching the silicon oxide with ABHF and then etching the anodized aluminum with a chromium phosphoric acid solution. According to the method of the present invention of performing, it becomes possible to form the film extremely easily and with good controllability.
【0044】図3に、クロム燐酸溶液による陽極酸化ア
ルミニウム膜のエッチング特性の一例を示す。所定の時
間エッチングしその時に進行する深さを段差計で測定し
ている。アルミニウムを被覆しているの膜厚1500Å
の陽極酸化アルミニウムは時間経過に対して直線的に除
去され、アルミニウム界面でエッチング深さの進行は良
好に停止している。確認の為にクロムリン酸溶液エッチ
ング後にオージェ分光分析法で深さ分析を行なった。表
層約50Åの範囲には酸素が検出されていて、それより
深層には酸化されていない金属アルミニウムのみしか認
められない。陽極酸化をしていないアルミニウム表面の
自然酸化物の厚さは約50Åであり、前記エッチング表
面の厚さとほぼ一致する。従ってクロム燐酸で陽極酸化
アルミニウムのみがエッチングされ、アルミニウム表面
が露出した後、大気雰囲気のなかでさらに表面酸化した
物と考えられる。FIG. 3 shows an example of etching characteristics of the anodic aluminum oxide film with the chromium phosphoric acid solution. Etching is performed for a predetermined time, and the depth that progresses at that time is measured by a step gauge. The film thickness of aluminum coating 1500Å
The anodized aluminum is removed linearly with the passage of time, and the progress of the etching depth is well stopped at the aluminum interface. For confirmation, depth analysis was performed by Auger spectroscopic analysis after etching with chrome-phosphoric acid solution. Oxygen was detected in the surface area of about 50 Å, and only unoxidized metallic aluminum was found in the deeper layers. The thickness of the native oxide on the surface of the anodized aluminum is about 50Å, which is almost the same as the thickness of the etched surface. Therefore, it is considered that after only the anodized aluminum was etched with chromium phosphoric acid to expose the aluminum surface, the surface was further oxidized in the air atmosphere.
【0045】また、エッチング中のレジストの密着性を
確保する意味では、JIS規格の濃度より2倍程度希釈
した方が安定した工程とすることができる。この場合に
おいて、膜厚2000Å程度までの陽極酸化アルミニウ
ムにおけるエッチング時間内でのレジスト剥離は無かっ
た。また、陽極酸化アルミニウムのエッチングも、アル
ミニウム界面にて問題なく停止する。In order to secure the adhesiveness of the resist during etching, a stable process can be obtained by diluting the concentration about twice as much as the JIS standard concentration. In this case, there was no resist peeling within the etching time for anodized aluminum up to a film thickness of about 2000 Å. Further, the etching of anodized aluminum also stops without any problem at the aluminum interface.
【0046】このようにして、本発明により、薄膜トラ
ンジスタにおいては、ソース部とドレイン部では層間絶
縁膜とゲイト絶縁膜のエッチングを、ゲイト部では層間
絶縁膜と陽極酸化アルミニウムのエッチングを、1回の
レジスト形成工程で行なってコンタクトホールを形成す
ることができる。また、オーバーエッチ等の心配も極め
て少なくなり、容易にコンタクトホールを形成すること
ができる。そして上部に接続する電極を成膜することに
より、コンタクトホールを介して上部電極とアルミニウ
ムのゲイト電極やソース部、ドレイン部との接続ができ
る。Thus, according to the present invention, in the thin film transistor, the interlayer insulating film and the gate insulating film are etched in the source portion and the drain portion, and the interlayer insulating film and the anodized aluminum are etched in the gate portion once. The contact hole can be formed by performing the resist forming step. Further, there is little fear of overetching, and the contact hole can be easily formed. By depositing an electrode to be connected to the upper portion, the upper electrode can be connected to the aluminum gate electrode, the source portion, and the drain portion through the contact hole.
【0047】[0047]
〔実施例1〕本実施例は、表面に陽極酸化膜を有する第
1の配線上に、層間絶縁膜を介して第2の配線を設け、
陽極酸化膜と層間絶縁膜に対してコンタクトホールを設
けて第1および第2の配線を接続した例を示す。本実施
例の構成は、液晶ディスプレイやイメージセンサ等の半
導体回路における微細配線に用いることができる。[Embodiment 1] In this embodiment, a second wiring is provided on the first wiring having an anodized film on the surface via an interlayer insulating film,
An example is shown in which contact holes are provided in the anodic oxide film and the interlayer insulating film to connect the first and second wirings. The configuration of this embodiment can be used for fine wiring in semiconductor circuits such as liquid crystal displays and image sensors.
【0048】本実施例では配線材料として、アルミニウ
ムを主成分とした例を示す。アルミニウム以外の材料と
しては、タンタル、チタン、さらにはこれらの混合材料
やこれらの材料を主成分とする材料を利用することがで
きる。In this embodiment, an example in which aluminum is the main component as the wiring material is shown. As a material other than aluminum, tantalum, titanium, a mixed material thereof, or a material containing these materials as main components can be used.
【0049】図4に本実施例によって作製した微細配線
の接続状態を示す。図4は基板101上に、図において
は紙面に対し垂直な方向に延びているアルミニウムの第
1の電極102、陽極酸化アルミニウム膜103、酸化
珪素よりなる層間絶縁膜104、図においては第1の電
極と直交方向に設けられている第2の電極105を有す
る。第1の電極102と第2の電極105は、層間絶縁
膜105と陽極酸化膜103がエッチングされて露呈し
た第1の電極の上面106にて電気的に接続されてい
る。以下にその作製工程を示す。FIG. 4 shows the connection state of the fine wiring produced in this example. In FIG. 4, a first electrode 102 of aluminum, an anodized aluminum film 103, an interlayer insulating film 104 made of silicon oxide, which extends in a direction perpendicular to the paper surface in the drawing, is formed on a substrate 101, and a first electrode in the drawing is formed. It has a second electrode 105 provided in a direction orthogonal to the electrode. The first electrode 102 and the second electrode 105 are electrically connected to each other on the upper surface 106 of the first electrode exposed by etching the interlayer insulating film 105 and the anodic oxide film 103. The manufacturing process is shown below.
【0050】まず、適当な基板101(一般には絶縁膜
や絶縁材料である)上に配線を形成する材料となるアル
ミニウムの膜をここでは6000Åの厚さにスパッタ法
で形成した。このアルミニウムの厚さは、必要とする厚
さに形成すればよく、特に限定されるものではない。ま
た、アルミニウム中にはSc(スカンジウム)を0.2
wt%添加したものを用いる。これは、後の陽極酸化工
程において、アルミニウムのヒロックが起こらないよう
にするためである。また、高温でのアルミの異常成長防
止用にはSc以外の添加物(例えばY)を用いてもよ
い。First, an aluminum film, which is a material for forming wiring, is formed on an appropriate substrate 101 (generally an insulating film or an insulating material) to a thickness of 6000 Å here by a sputtering method. The thickness of this aluminum is not particularly limited as long as it is formed to the required thickness. In addition, Sc (scandium) is 0.2 in aluminum.
The one with wt% added is used. This is to prevent aluminum hillocks from occurring in the subsequent anodizing process. Further, an additive (for example, Y) other than Sc may be used to prevent abnormal growth of aluminum at high temperatures.
【0051】アルミニウムは通常のフォトリソ工程でパ
ターニングした。エッチングにはドライエッチングやウ
エットエッチングが行なわれる。ドライエッチングでは
エッチング断面が直角に近くなる。またウエットエッチ
ングでは断面の基板との成す角度が90°より小さくほ
ぼ40〜60°となる。配線電極の場合に、エッチング
断面が90°に近いとその上に形成する層間絶縁膜や2
層目配線のステップカバレッジが悪くなり、断線や上下
配線間でショートを起こす確率が高くなるといった問題
が発生する。従って本実施例ではウエットエッチングを
採用した。燐酸と酢酸と硝酸を混合した溶液を35〜4
5℃に加熱したものを用いた。これによりアルミニウム
膜を60μm幅のストライプ状の配線に加工し、第1の
配線を形成した。Aluminum was patterned by a usual photolithography process. For the etching, dry etching or wet etching is performed. In dry etching, the etching cross section becomes close to a right angle. Further, in wet etching, the angle formed by the cross-section with the substrate is smaller than 90 ° and is approximately 40 to 60 °. In the case of a wiring electrode, if the etching cross section is close to 90 °, an interlayer insulating film or 2
There is a problem that the step coverage of the layer wiring deteriorates and the probability of causing a disconnection or a short circuit between the upper and lower wirings increases. Therefore, wet etching is adopted in this embodiment. A solution of phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid is mixed with 35-4.
The one heated to 5 ° C. was used. Thus, the aluminum film was processed into a stripe-shaped wiring having a width of 60 μm to form a first wiring.
【0052】次に陽極酸化に関する説明を行なう。3%
の酒石酸をエチレングルコールに溶解し、そこに1/1
0アンモニア水を添加し、溶液のphを6.8〜7.0
に調整した。溶液を、恒温槽に入れ、液温を0〜20
℃、望ましくは10±1℃にする。その溶液のなかに加
工する基板と陰極となる金属電極材料を30〜50mm
隔てて、アルミニウムを内側対向させた。陰極材料とし
ては溶液に対して安定な材料ならば良い。本実施例で
は、白金板を用いた。電源より陽極側に加工基板を、陰
極側に白金板を接続した。Next, the anodic oxidation will be described. 3%
Dissolve tartaric acid in ethylene glycol and add 1/1
Ammonia water was added to adjust the pH of the solution to 6.8 to 7.0.
Adjusted to. Put the solution in a constant temperature bath and adjust the liquid temperature to 0-20.
℃, preferably 10 ± 1 ℃. The substrate to be processed in the solution and the metal electrode material serving as the cathode are 30 to 50 mm.
Separately, the aluminum was faced inside. Any material that is stable to the solution may be used as the cathode material. In this example, a platinum plate was used. A processed substrate was connected to the anode side of the power source, and a platinum plate was connected to the cathode side.
【0053】陽極側に接続されたアルミニウムはプラス
の電荷の供給を受けて酸化し、絶縁膜が形成される電源
を定電流モードにしておくと陽極と陰極間の電位差は暫
時増加する。到達電圧が120Vになった時点で電源モ
ードを定電圧に切替え更に30分の化成を行なった。こ
のモードの場合には電流は急激に低下し膜抵抗が引き続
き上昇していくことがわかる。この工程により形成した
陽極酸化アルミニウム103の厚さは1500Åであっ
た。ここで形成される陽極酸化アルミニウム膜は緻密な
組成を有し、素地のアルミニウムの外側に、素地のアル
ミニウムとほぼ同じ膜厚の陽極酸化アルミニウム膜が等
方的に形成された。当然、アルミニウム配線の断面パタ
ーンがテーパー(台形)形状をしている為、アルミナ形
成後においても同様にテーパー(台形)形状になってい
る。150〜350℃で焼成した後の膜に電圧を印加し
永久破壊が生じる時の耐電圧は100〜110Vであり
極めて良好な絶縁膜でアルミニウムが被覆されているの
がわかる。このようにして陽極酸化アルミニウムを表面
に有するアルミニウム配線として第1の配線を形成し
た。The aluminum connected to the anode side is supplied with positive charges and is oxidized, and if the power source for forming the insulating film is kept in the constant current mode, the potential difference between the anode and the cathode increases for a while. When the ultimate voltage reached 120 V, the power supply mode was switched to a constant voltage and formation was continued for 30 minutes. It can be seen that in this mode, the current drops sharply and the film resistance continues to rise. The thickness of the anodized aluminum 103 formed by this process was 1500Å. The anodized aluminum film formed here had a dense composition, and an anodized aluminum film having a film thickness almost the same as that of the base aluminum was isotropically formed outside the base aluminum. Naturally, since the cross-sectional pattern of the aluminum wiring has a tapered (trapezoidal) shape, the aluminum wiring also has a tapered (trapezoidal) shape even after the formation of alumina. It can be seen that when a voltage is applied to the film after firing at 150 to 350 ° C. to cause permanent breakdown, the withstand voltage is 100 to 110 V, and aluminum is covered with an extremely good insulating film. Thus, the first wiring was formed as an aluminum wiring having anodized aluminum on the surface.
【0054】次の層間絶縁膜の形成について説明する。
層間絶縁膜には酸化珪素や窒化珪素を用いるのが通常で
ある。本実施例では化学的気相反応法(CVD法)によ
る酸化珪素を用いた。対向するプラズマ電極間に加工基
板を平行に配置し、高真空下に排気し、テトラエトキシ
シラン(TEOS)及び酸素ガスを供給し、プラズマ電
極間に13.56MHz、50Vの高周波を印加し電極
間にプラズマ放電した。加工基板上全面に良好な絶縁性
を有する酸化珪素膜が形成された。The formation of the next interlayer insulating film will be described.
It is usual to use silicon oxide or silicon nitride for the interlayer insulating film. In this embodiment, silicon oxide by a chemical vapor reaction method (CVD method) is used. The processed substrates are arranged in parallel between the facing plasma electrodes, exhausted under high vacuum, tetraethoxysilane (TEOS) and oxygen gas are supplied, and a high frequency of 13.56 MHz, 50 V is applied between the plasma electrodes. Plasma discharged. A silicon oxide film having a good insulating property was formed on the entire surface of the processed substrate.
【0055】層間絶縁膜としては、酸化珪素膜より緻密
な膜質を有し、絶縁の確実性が得られる窒化珪素膜を用
いてもよいが、窒化珪素膜のみを層間絶縁膜として用い
ると、窒化珪素膜が有する強い応力により、特にガラス
基板を用いた場合など、層間絶縁膜下の配線や素子に歪
みが生じ、不良発生を招きやすい。そこで、層間絶縁膜
として、窒化珪素膜を500〜1500Å程度と、50
00〜6000Åの酸化珪素膜とを積層した2層構造と
し、絶縁性が高くかつ応力の影響を抑えたものとしても
よい。As the interlayer insulating film, a silicon nitride film having a denser film quality than the silicon oxide film and capable of obtaining reliable insulation may be used. However, if only the silicon nitride film is used as the interlayer insulating film, it is nitrided. Due to the strong stress of the silicon film, especially when a glass substrate is used, the wiring and elements under the interlayer insulating film are distorted, and defects are likely to occur. Therefore, as the interlayer insulating film, a silicon nitride film of about 500 to 1500 Å is used.
A two-layer structure in which a silicon oxide film having a thickness of 00 to 6000 Å is laminated may be used, which has a high insulating property and suppresses the influence of stress.
【0056】次にコンタクトホールを形成するために、
酸化珪素膜とその下の陽極酸化アルミニウム膜に対しエ
ッチングを施した。エッチングは、酸化珪素膜上にコン
タクトホールのパターンにレジストを形成し、まず酸化
珪素のエッチングをABHFで行い、次に陽極酸化アル
ミニウムに対しクロム燐酸溶液でエッチングを行なっ
た。ABHFは、酢酸と40%フッ化アンモニウム(N
H4 F)と50%フッ化水素酸(HF)を50:50:
1(体積比)で混合したものを用いた。Next, in order to form a contact hole,
The silicon oxide film and the underlying anodized aluminum film were etched. For the etching, a resist was formed in a pattern of contact holes on the silicon oxide film, the silicon oxide was first etched with ABHF, and then the anodic aluminum oxide was etched with a chromium phosphoric acid solution. ABHF consists of acetic acid and 40% ammonium fluoride (N
H4 F) and 50% hydrofluoric acid (HF) 50:50:
A mixture of 1 (volume ratio) was used.
【0057】ABHFによって層間絶縁膜である酸化珪
素膜または窒化珪素膜がエッチングされ、その下の陽極
酸化アルミニウムが露出する。この陽極酸化アルミニウ
ム膜はABHFによりエッチングされるが、初めの30
0〜600Åはエッチング進行するがそれ以上は進行せ
ずエッチングは停止する。ABHF etches a silicon oxide film or a silicon nitride film, which is an interlayer insulating film, to expose the anodic aluminum oxide film thereunder. This anodized aluminum film is etched by ABHF, but the first 30
Etching proceeds from 0 to 600Å, but does not proceed any further and etching stops.
【0058】その時に陽極酸化アルミニウム膜のエッチ
ング表面には四角形の結晶が密集した状態が観察でき
る。このような四角形が観察される時には必ずといって
よいほどエッチングは陽極酸化アルミニウムの途中で停
止している。この現象は、陽極酸化アルミニウムがエッ
チャントと反応し不溶性の新たな化合物が形成されるの
か、電解質のカチオンがアルミナ膜に進入する表層の部
分が同エッチャントで除去され易く、その奥のカチオン
の到達しない純アルミナの部分が同エッチャントに対し
て安定であるのか、その当たりの原因については余り明
らかになっていない。何れにしろABHFで陽極酸化ア
ルミニウムは途中までしかエッチングされずその下の素
地であるアルミニウムまでエッチングが達する事はな
い。At this time, it can be observed that square crystals are densely formed on the etched surface of the anodized aluminum film. Whenever such a quadrangle is observed, the etching is almost stopped in the middle of the anodized aluminum. This phenomenon may be due to the fact that anodized aluminum reacts with the etchant to form a new insoluble compound, or the surface cations where the cations of the electrolyte enter the alumina film are easily removed by the same etchant, and the cations inside do not reach. Whether the pure alumina part is stable to the same etchant, or the cause of the hit, is not very clear. In any case, the anodized aluminum is only partially etched by ABHF and the underlying aluminum is not etched.
【0059】次にクロム燐酸溶液でエッチングを行なっ
た。クロム燐酸溶液は、2リットル溶液中に燐酸(85
0g/l)35mlと無水クロム酸20gを添加した溶
液の中で65℃に加熱したものである。ABHFのエッ
チングで、四方形の結晶が表面に見えたままエッチング
停止していた陽極酸化アルミニウムは、クロム燐酸溶液
で完全に除去され、アルミニウム界面に達した時点でエ
ッチングは止まった。時間を長く溶液に浸漬してもエッ
チング深さが進行してオーバーエッチになることはなか
った。このようにしてコンタクトホールが形成された。Next, etching was performed with a chromium phosphoric acid solution. Chromium phosphoric acid solution is a solution of phosphoric acid (85
0 g / l) 35 ml and chromic anhydride 20 g were added and the solution was heated to 65 ° C. The anodized aluminum, which had been stopped by the etching of ABHF while the tetragonal crystals were visible on the surface, was completely removed by the chromium phosphoric acid solution, and the etching stopped when the aluminum interface was reached. Even when it was immersed in the solution for a long time, the etching depth did not progress and overetching did not occur. In this way, the contact hole was formed.
【0060】次に、第2の配線として金属電極を形成し
た。第1の配線と同様にスカンジウム入りのアルミニウ
ム膜をスパッタ法で形成した。厚さは8000Åであっ
た。これを通常のフォトリソ工程で60μm幅に加工
し、図4の接続状態を得た。Next, a metal electrode was formed as the second wiring. An aluminum film containing scandium was formed by the sputtering method similarly to the first wiring. The thickness was 8000Å. This was processed to a width of 60 μm by a normal photolithography process, and the connection state of FIG. 4 was obtained.
【0061】第1の配線と第2の配線とのあいだで抵抗
測定をした。ヒューレットパカード製4140bを用い
て0.1〜2Vの間を0.1V間隔で電圧を印加し、そ
の時の電流を測定した。電圧に対して電流は直線的に変
化し、両電極間は形成されたコンタクトホールにてオー
ム接触していた。したがって電極間に電気的弊害となる
絶縁物等と存在しなかったことがわかる。ABHF及び
クロム燐酸溶液を用いて、陽極酸化アルミニウムと層間
絶縁膜のエッチング除去が良好に行なわれたことを示
す。また第1の配線の断面パターンがテーパー形状にな
っているため第2の配線の断線等もなかった。The resistance was measured between the first wiring and the second wiring. Using Hewlett Packard 4140b, a voltage was applied at 0.1 V intervals between 0.1 and 2 V, and the current at that time was measured. The current changed linearly with respect to the voltage, and the two electrodes were in ohmic contact with each other in the formed contact hole. Therefore, it can be seen that there was no insulator or the like between the electrodes, which would cause an electrical problem. It is shown that the etching removal of the anodized aluminum and the interlayer insulating film was performed well by using ABHF and chromium phosphoric acid solution. Moreover, since the cross-sectional pattern of the first wiring was tapered, there was no disconnection of the second wiring.
【0062】〔実施例2〕本実施例は、陽極酸化を施し
たアルミニウムゲイト電極及びその上に層間絶縁膜を形
成した薄膜トランジスタにおいて、層間絶縁膜を介した
コンタクトホールの形成方法に関する実施例である。図
5に本実施例で作製する薄膜トランジスタの作製工程を
示す。本実施例で示す薄膜トランジスタは、図5(E)
に示すように、低濃度の不純物領域511と512、さ
らには高濃度の不純物領域510と513とを有した構
造を有し、さらにゲイト電極周囲の陽極酸化物層508
の厚さで決定されるオフセットゲイト領域を有してい
る。また画素電極が接続された、液晶電気光学装置の画
素用スイッチング素子としての構成を有している。[Embodiment 2] This embodiment relates to a method of forming a contact hole via an interlayer insulating film in an anodized aluminum gate electrode and a thin film transistor having an interlayer insulating film formed thereon. . FIG. 5 shows a manufacturing process of the thin film transistor manufactured in this embodiment. The thin film transistor shown in this embodiment has a structure shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the structure has low-concentration impurity regions 511 and 512, and further high-concentration impurity regions 510 and 513. Further, the anodic oxide layer 508 around the gate electrode is formed.
Has an offset gate region determined by the thickness of the. Further, it has a configuration as a pixel switching element of a liquid crystal electro-optical device to which pixel electrodes are connected.
【0063】まず、基板(コーニング7059、300
mm×400mmもしくは100mm×100mm)5
01上に下地酸化膜502として厚さ1000〜300
0Åの酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方法と
しては、酸素雰囲気中でのスパッタ法を使用した。しか
し、より量産性を高めるには、TEOSをプラズマCV
D法で分解・堆積した膜を用いてもよい。First, the substrate (Corning 7059, 300)
mm × 400 mm or 100 mm × 100 mm) 5
01 as a base oxide film 502 having a thickness of 1000 to 300
A 0Å silicon oxide film was formed. As a method for forming this oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere was used. However, in order to improve mass productivity, TEOS is used as plasma CV.
A film decomposed / deposited by the D method may be used.
【0064】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によって非晶質珪素膜を300〜5000Å、好ましく
は500〜1000Å堆積し、これを、550〜600
℃の還元雰囲気に24時間放置して、結晶化せしめた。
この工程は、レーザー照射によっておこなってもよい。
そして、このようにして結晶化させた珪素膜をパターニ
ングして島状領域503を形成した。さらに、この上に
スパッタ法によって厚さ700〜1500Åの酸化珪素
膜504を形成した。Thereafter, an amorphous silicon film is deposited to 300 to 5000 Å, preferably 500 to 1000 Å by the plasma CVD method or the LPCVD method, and the amorphous silicon film is deposited to 550 to 600.
It was left to stand in a reducing atmosphere at 0 ° C. for 24 hours for crystallization.
This step may be performed by laser irradiation.
Then, the silicon film crystallized in this manner was patterned to form island regions 503. Further, a silicon oxide film 504 having a thickness of 700 to 1500 Å was formed on this by a sputtering method.
【0065】その後、厚さ1000Å〜3μm(ここで
は6000Å)のアルミニウム(1wt%のSi、もし
くは0.1〜0.3wt%のSc(スカンジウム)を含
む)膜を電子ビーム蒸着法もしくはスパッタ法によって
形成した。Thereafter, an aluminum (containing 1 wt% Si or 0.1-0.3 wt% Sc (scandium)) film having a thickness of 1000 Å to 3 μm (here, 6000 Å) is formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method. Formed.
【0066】そして、フォトレジスト506の形成前
に、陽極酸化法によって厚さ100〜1000Å(ここ
では200Å)の酸化アルミニウム膜(陽極酸化物層)
500を形成する。この工程は、3%の酒石酸を含むエ
チレングルコール溶液中において10〜30Vの電圧を
印加することによって行われる。この酸化アルミニウム
膜は、緻密でこの上に形成されるフォトレジスト506
との密着性が良く、また、フォトレジストからの電流の
リークを抑制することになるので、後の陽極酸化工程に
おいて、多孔質陽極酸化物を側面のみに形成するうえで
極めて有効である。Before forming the photoresist 506, an aluminum oxide film (anodic oxide layer) having a thickness of 100 to 1000 Å (here, 200 Å) is formed by an anodic oxidation method.
Form 500. This step is performed by applying a voltage of 10 to 30 V in an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid. The aluminum oxide film is dense and has a photoresist 506 formed thereon.
Since it has good adhesion with and also suppresses current leakage from the photoresist, it is extremely effective in forming a porous anodic oxide only on the side surface in the subsequent anodic oxidation step.
【0067】そして、フォトレジスト506(例えば、
東京応化製、OFPR800/30cp)をスピンコー
ト法によって形成した。その後、フォトレジストとアル
ミニウム膜をパターニングして、ゲイト電極505、マ
スク膜506とした。(図5(A))Then, a photoresist 506 (for example,
OFPR800 / 30cp manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. was formed by a spin coating method. After that, the photoresist and the aluminum film were patterned to form a gate electrode 505 and a mask film 506. (Figure 5 (A))
【0068】さらにこれに電解液中で電流を通じて陽極
酸化し、厚さ1000〜5000Å、例えば、厚さ50
00Åの多孔質型(ポーラス型)陽極酸化アルミニウム
507を形成した。陽極酸化は、3〜20%のクエン酸
もしくはショウ酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶
液を用いておこない、10〜30Vの一定電流をゲイト
電極に印加すればよい。本実施例ではシュウ酸溶液(3
0℃)中で電圧を10Vとし、20〜40分、陽極酸化
した。陽極酸化物の厚さは陽極酸化時間によって制御し
た。(図5(B))Further, current is anodized in the electrolytic solution by applying an electric current to obtain a thickness of 1000 to 5000Å, for example, a thickness of 50.
A 00Å porous type (porous type) anodized aluminum 507 was formed. The anodic oxidation may be performed using an acidic aqueous solution of 3 to 20% citric acid or oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid or the like, and a constant current of 10 to 30 V may be applied to the gate electrode. In this example, the oxalic acid solution (3
The voltage was set to 10 V in (0 ° C.) and anodization was performed for 20 to 40 minutes. The thickness of the anodic oxide was controlled by the anodic oxidation time. (Fig. 5 (B))
【0069】上記の工程は、緻密な陽極酸化アルミニウ
ム膜500が形成されているために、図5に示すように
横方向のみに進行し、またその厚さも必要とするだけ得
ることができる。Since the dense anodic aluminum oxide film 500 is formed, the steps described above proceed only in the lateral direction as shown in FIG. 5, and the thickness thereof can be obtained as required.
【0070】次に、マスクを除去し、再び電解溶液中に
おいて、ゲイト電極に電流を印加した。今回は、3〜1
0%の酒石液、硼酸、硝酸が含まれたエチレングルコー
ル溶液を用いた。溶液の温度は10℃前後の室温より低
い方が良好な酸化膜が得られた。このため、ゲイト電極
の上面および側面にバリヤ型の陽極酸化アルミニウム膜
508が形成された。陽極酸化アルミニウム膜508の
厚さは印加電圧に比例し、印加電圧が200Vで250
0Åの陽極酸化物が形成された。陽極酸化アルミニウム
膜508の厚さは必要とされるオフセット、オーバーラ
ップの大きさによって決定したが、3000Å以上の厚
さの陽極酸化アルミニウムを得るには250V以上の高
電圧が必要であり、薄膜トランジスタの特性に悪影響を
及ぼすので3000Å以下の厚さとすることが好まし
い。本実施例では80〜150Vまで上昇させ、必要と
する陽極酸化アルミニウム膜508の厚さによって電圧
を選択した。(図5(C))Next, the mask was removed, and a current was applied to the gate electrode again in the electrolytic solution. This time, 3-1
An ethylene glycol solution containing 0% tartar solution, boric acid and nitric acid was used. A better oxide film was obtained when the temperature of the solution was lower than room temperature around 10 ° C. Therefore, a barrier type anodic aluminum oxide film 508 was formed on the upper surface and the side surface of the gate electrode. The thickness of the anodized aluminum film 508 is proportional to the applied voltage and is 250 when the applied voltage is 200V.
0Å anodized oxide was formed. The thickness of the anodized aluminum film 508 is determined by the required offset and the size of the overlap, but a high voltage of 250 V or more is required to obtain anodized aluminum having a thickness of 3000 Å or more. The thickness is preferably 3000 Å or less because it adversely affects the characteristics. In this example, the voltage was raised to 80 to 150 V, and the voltage was selected according to the required thickness of the anodized aluminum film 508. (Fig. 5 (C))
【0071】その後、ドライエッチング法によって酸化
珪素膜504をエッチングした。このエッチングにおい
ては、等方性エッチングのプラズマモードでも、あるい
は異方性エッチングの反応性イオンエッチングモードで
もよい。ただし、珪素と酸化珪素の選択比を十分に大き
くすることによって、活性層を深くエッチングしないよ
うにすることが重要である。例えば、エッチングガスと
してCF4 を使用すれば多孔質陽極酸化アルミニウムは
エッチングされず、酸化珪素膜504のみがエッチング
される。また、多孔質陽極酸化アルミニウム507の下
の酸化珪素膜504’はエッチングされずに残した。
(図5(D))After that, the silicon oxide film 504 was etched by the dry etching method. In this etching, a plasma mode of isotropic etching or a reactive ion etching mode of anisotropic etching may be used. However, it is important to prevent the active layer from being deeply etched by sufficiently increasing the selection ratio of silicon and silicon oxide. For example, if CF4 is used as the etching gas, the porous anodized aluminum is not etched, but only the silicon oxide film 504 is etched. Further, the silicon oxide film 504 'under the porous anodic aluminum oxide 507 was left without being etched.
(Figure 5 (D))
【0072】その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて
多孔質陽極酸化アルミニウム507をエッチングした。
このエッチングでは多孔質陽極酸化アルミニウム507
のみがエッチングされ、エッチングレートは約600Å
/分であった。その下のゲイト絶縁膜504’はそのま
ま残存した。そして、イオンドーピング法によって、薄
膜トランジスタの活性層503に、ゲイト電極部(すな
わちゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)およびゲイト
絶縁膜をマスクとして自己整合的に不純物を注入し、低
抵抗不純物領域(ソース/ドレイン領域)510、51
3、高抵抗不純物領域511、512を形成した。ドー
ピングガスとしてはここではフォスフィン(PH3 )を
用いたためN型の不純物領域となった。ドーピングガス
としてジボラン(B2 H6 )を用いてP型の不純物領域
を形成してもよい。ドーズ量は5×1014〜5×1015
cm-2、加速エネルギーは10〜30keVとした。そ
の後、KrFエキシマーレーザー(波長248nm、パ
ルス幅20nsec)を照射して、活性層中に導入され
た不純物イオンの活性化を行なった。Then, the porous anodic aluminum oxide 507 was etched using a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid.
In this etching, porous anodized aluminum 507
Only etched, the etching rate is about 600Å
/ Min. The underlying gate insulating film 504 'remains as it is. Then, by the ion doping method, impurities are self-alignedly implanted into the active layer 503 of the thin film transistor using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the anodic oxide film around it) and the gate insulating film as a mask, and the low resistance impurity region Source / drain region) 510, 51
3. High resistance impurity regions 511 and 512 were formed. Since phosphine (PH3 ) was used as the doping gas here, it became an N-type impurity region. The P-type impurity region may be formed by using diborane (B2 H6 ) as a doping gas. Dose amount is 5 × 1014 to 5 × 1015
cm−2 , and the acceleration energy was 10 to 30 keV. Thereafter, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was irradiated to activate the impurity ions introduced into the active layer.
【0073】SIMS(二次イオン質量分析法)の結果
によると、領域510、513の不純物濃度は1×10
20〜2×1021cm-3、領域511、512では1×1
017〜2×1018cm-3であった。ドーズ量換算では、
前者は5×1014〜5×1015cm-2、後者は2×10
13〜5×1014cm-2であった。この違いはゲイト絶縁
膜504’の有無によってもたらされたのであって、一
般的には、低抵抗不純物領域の不純物濃度は、高抵抗不
純物領域のものより0.5〜3桁大きくなる。(図5
(E))According to the result of SIMS (secondary ion mass spectrometry), the impurity concentration of the regions 510 and 513 is 1 × 10 5.
20 to 2 × 1021 cm−3 , 1 × 1 in the regions 511 and 512
It was 017 to 2 × 1018 cm−3 . In dose conversion,
The former is 5 × 1014 to 5 × 1015 cm-2 , and the latter is 2 × 10
It was 13 to 5 × 1014 cm-2 . This difference is caused by the presence or absence of the gate insulating film 504 ', and generally, the impurity concentration of the low resistance impurity region is higher by 0.5 to 3 orders of magnitude than that of the high resistance impurity region. (Fig. 5
(E))
【0074】次に、全面に層間絶縁物514として、C
VD法によって酸化珪素膜を厚さ8000Å形成した。
そして、薄膜トランジスタのソース部、ドレイン部、ゲ
イト部のコンタクトホールを形成する。マスクパターン
はそれぞれの部分が同時に開孔しているパターンを用い
てレジストを形成した。Next, C is formed as an interlayer insulator 514 on the entire surface.
A silicon oxide film having a thickness of 8000 Å was formed by the VD method.
Then, contact holes for the source portion, the drain portion, and the gate portion of the thin film transistor are formed. As the mask pattern, a resist was formed using a pattern in which each portion was opened at the same time.
【0075】層間絶縁膜としては、酸化珪素膜より緻密
な膜質を有し、絶縁の確実性が得られる窒化珪素膜を用
いてもよいが、窒化珪素膜のみを層間絶縁膜として用い
ると、窒化珪素膜が有する強い応力により、特にガラス
基板を用いた場合など、層間絶縁膜下の配線や素子に歪
みが生じ、不良発生を招きやすい。そこで、層間絶縁膜
として、窒化珪素膜を500〜1500Å程度と、該膜
上に5000〜6000Åの酸化珪素膜を設ける2層構
造のものを設けて、絶縁性が高くかつ応力の影響を抑え
たものとしてもよい。As the interlayer insulating film, a silicon nitride film having a denser film quality than the silicon oxide film and capable of obtaining reliable insulation may be used. However, if only the silicon nitride film is used as the interlayer insulating film, it is nitrided. Due to the strong stress of the silicon film, especially when a glass substrate is used, the wiring and elements under the interlayer insulating film are distorted, and defects are likely to occur. Therefore, an interlayer insulating film having a two-layer structure in which a silicon nitride film having a thickness of about 500 to 1500Å and a silicon oxide film having a thickness of 5000 to 6000Å are provided on the film is provided to have high insulation and suppress the influence of stress. It may be one.
【0076】エッチングはまず酸化珪素膜である層間絶
縁膜514に対し、ABHFをエッチャントとして行
い、次に陽極酸化アルミニウム膜508に対し、クロム
燐酸溶液でエッチングを行なった。ABHFは、酢酸と
40%フッ化アンモニウム(NH4 F)と50%フッ化
水素酸(HF)を50:50:1(体積比)で混合した
ものを用いた。The etching was performed by first using ABHF as an etchant for the interlayer insulating film 514 which is a silicon oxide film, and then etching the anodized aluminum film 508 with a chromium phosphoric acid solution. ABHF used was a mixture of acetic acid, 40% ammonium fluoride (NH4 F) and 50% hydrofluoric acid (HF) at a ratio of 50: 50: 1 (volume ratio).
【0077】ABHFによって層間絶縁膜514をエッ
チングした時のエッチング速度は3400Å/分であっ
た。こうして層間絶縁膜を介してソース領域515、ド
レイン領域516に至るコンタクトホールが形成され
た。The etching rate when the interlayer insulating film 514 was etched by ABHF was 3400 Å / min. Thus, contact holes reaching the source region 515 and the drain region 516 through the interlayer insulating film were formed.
【0078】本実施例の薄膜トランジスタにおいては、
ゲイト絶縁膜504’がソース領域510、ドレイン領
域513上に延在していないが、該領域上にゲイト絶縁
膜が延在している場合、層間絶縁膜514のエッチング
終了と同時にソース領域510とドレイン領域513上
では(延在した)ゲイト絶縁膜のエッチングが始まる。
本実施例のゲイト絶縁膜に対し、前述のABHFによっ
てエッチングした場合そのエッチング速度は、1700
Å/分であった。一方、ゲイト部では層間絶縁膜エッチ
ング終了の時点で陽極酸化アルミニウム膜508の上部
が露出しておりABHFにより300〜600Å程度エ
ッチング進行したが、それ以上進行しなかった。In the thin film transistor of this embodiment,
Although the gate insulating film 504 ′ does not extend over the source region 510 and the drain region 513, but when the gate insulating film extends over the region, the gate insulating film 504 ′ and the source region 510 are formed simultaneously with the etching of the interlayer insulating film 514. Etching of the (extended) gate insulating film is started on the drain region 513.
When the gate insulating film of this embodiment is etched by ABHF, the etching rate is 1700.
It was Å / min. On the other hand, in the gate portion, the upper part of the anodized aluminum oxide film 508 was exposed at the time of finishing the etching of the interlayer insulating film and the etching proceeded by ABHF to about 300 to 600 Å, but it did not proceed any further.
【0079】次にクロム燐酸溶液でエッチングを行なっ
た。クロム燐酸溶液は、2リットル溶液中に燐酸(85
0g/l)35mlと無水クロム酸20gを添加した溶
液の中で65℃に加熱したものである。ABHFのエッ
チングで四角形の結晶が見えたままエッチング停止して
いた陽極酸化アルミニウム膜508表面は、クロム燐酸
溶液で完全に除去され、アルミニウム界面に達した時点
でエッチングは止まる。このようにして陽極酸化アルミ
ニウム膜508にコンタクトホールが形成された。陽極
酸化アルミニウム膜に対するエッチング速度は約100
Å/分であった。エッチング深さは、長時間溶液に浸漬
しても進行せず、オーバーエッチになることはなかっ
た。Next, etching was performed with a chromium phosphoric acid solution. Chromium phosphoric acid solution is a solution of phosphoric acid (85
0 g / l) 35 ml and chromic anhydride 20 g were added and the solution was heated to 65 ° C. The surface of the anodized aluminum film 508, which had been stopped by the etching of ABHF while the square crystals were visible, was completely removed by the chromium phosphoric acid solution, and the etching was stopped when the aluminum interface was reached. In this way, a contact hole was formed in the anodized aluminum film 508. The etching rate for the anodized aluminum film is about 100.
It was Å / min. The etching depth did not progress even after being immersed in the solution for a long time, and did not cause overetching.
【0080】次に、画素電極518をITO(酸化イン
ジューム・スズ)で形成した。さらに、アルミニウム配
線として電極515、516、517を、層間絶縁膜お
よび陽極酸化アルミニウム膜に形成されたコンタクトホ
ールを介してゲイト電極、ソース領域、ドレイン領域に
それぞれ接続するように形成した。さらに200〜40
0℃で水素アニールをおこなった。以上によって、薄膜
トランジスタが完成した。(図5(F))Next, the pixel electrode 518 was formed from ITO (indium tin oxide). Further, electrodes 515, 516, and 517 were formed as aluminum wirings so as to be connected to the gate electrode, the source region, and the drain region, respectively, through contact holes formed in the interlayer insulating film and the anodized aluminum film. Further 200-40
Hydrogen annealing was performed at 0 ° C. Through the above steps, the thin film transistor was completed. (Fig. 5 (F))
【0081】本実施例では、層間絶縁膜に設けたコンタ
クトホールと、陽極酸化アルミニウム膜に設けたコンタ
クトホールを、同一のマスク工程により、同一の大きさ
に設けたが、図7(A)に示すように、異なるマスクを
用いて、陽極酸化アルミニウム膜に設けるコンタクトホ
ールの口径を、層間絶縁膜に設けるものより小さくなる
ようにし、層間絶縁膜のコンタクトホール開孔内に陽極
酸化アルミニウム膜の小さいコンタクトホールを設ける
構成としてもよい。このようにすることで、コンタクト
ホールが擬似的なテーパー形状を有し、その結果コンタ
クトホール内に設けられるアルミニウム配線電極517
の断線等を防ぐことができ、ゲート電極との良好なコン
タクトが得られる。In this embodiment, the contact hole formed in the interlayer insulating film and the contact hole formed in the anodized aluminum film are formed in the same size by the same mask process. As shown, by using different masks, the diameter of the contact hole provided in the anodized aluminum film is made smaller than that provided in the interlayer insulating film, and the small size of the anodized aluminum film is provided in the contact hole opening of the interlayer insulating film. A contact hole may be provided. By doing so, the contact hole has a pseudo taper shape, and as a result, the aluminum wiring electrode 517 provided in the contact hole.
Can be prevented, and good contact with the gate electrode can be obtained.
【0082】〔実施例3〕本実施例は、逆スタガ型の薄
膜トランジスタにおいて、ゲイト絶縁膜を介したコンタ
クトホールの形成方法に関する実施例である。図6に本
実施例で作製する薄膜トランジスタの作製工程を示す。
本実施例の薄膜トランジスタは、画素電極が接続され
た、液晶電気光学装置の画素用スイッチング素子として
の構成を有している。該素子をマトリクス構成をして各
画素に絶縁ゲイト型薄膜トランジスタを設けたアクティ
ブマトリス回路を形成できる。[Embodiment 3] This embodiment relates to a method of forming a contact hole through a gate insulating film in an inverted stagger type thin film transistor. FIG. 6 shows a manufacturing process of a thin film transistor manufactured in this embodiment.
The thin film transistor of this example has a configuration as a pixel switching element of a liquid crystal electro-optical device, to which pixel electrodes are connected. An active matrix circuit in which an insulating gate type thin film transistor is provided in each pixel by forming the element in a matrix configuration can be formed.
【0083】本実施例では配線材料として、アルミニウ
ムを主成分とした例を示す。アルミニウム以外の材料と
しては、タンタル、チタン、さらにはこれらの混合材料
やこれらの材料を主成分とする材料を利用することがで
きる。This embodiment shows an example in which aluminum is the main component as the wiring material. As a material other than aluminum, tantalum, titanium, a mixed material thereof, or a material containing these materials as main components can be used.
【0084】図6に、本実施例で作製したガラス基板上
の絶縁ゲイト型薄膜トランジスタの作製工程を示す。図
においては1つの薄膜トランジスタのみが示されている
が、基板上には接続される画素電極と対になりマトリク
ス状に形成されている。まず、基板(コーニング705
9、200mm×200mm)701上に下地膜702
として厚さ1000〜3000Å、例えば2000Åの
窒化珪素膜をスパッタ法により形成した。窒化珪素膜の
代わりに酸化珪素膜を同程度の厚さに設けてもよい。こ
の場合、酸化珪素膜の形成方法としては、酸素雰囲気中
でのスパッタ法を使用する。しかしより量産性を高める
ためには、TEOSをプラズマCVD法で分解・堆積し
た膜を用いてもよい。FIG. 6 shows a manufacturing process of the insulating gate type thin film transistor on the glass substrate manufactured in this embodiment. Although only one thin film transistor is shown in the figure, it is formed in a matrix on the substrate to be paired with the pixel electrode to be connected. First, the substrate (Corning 705
(9, 200 mm × 200 mm) 701 and underlying film 702
As a result, a silicon nitride film having a thickness of 1000 to 3000 Å, for example 2000 Å, was formed by the sputtering method. Instead of the silicon nitride film, a silicon oxide film may be provided with a similar thickness. In this case, a sputtering method in an oxygen atmosphere is used as a method for forming the silicon oxide film. However, in order to further improve mass productivity, a film obtained by decomposing / depositing TEOS by the plasma CVD method may be used.
【0085】次に、厚さ1000Å〜2μm、例えば、
6000Åのアルミニウム膜(1wt%のSi、もしく
は0.1〜0.3%wtのScを含む)を電子ビーム蒸
着法もしくはスパッタ法で形成した。形成したアルミニ
ウム膜に対し、リン酸、硝酸、酢酸の混合溶液を用いた
ウェットプロセスによるフォトエッチングにより、断面
をテーパー状にしてパターニングし、ゲイト電極部70
3を形成した。(図6(A))Next, the thickness is 1000Å to 2 μm, for example,
A 6000Å aluminum film (containing 1 wt% Si or 0.1 to 0.3% wt Sc) was formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method. The formed aluminum film is patterned by a wet etching process using a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid so as to have a tapered cross section, and the gate electrode portion 70 is formed.
Formed 3. (Fig. 6 (A))
【0086】次に、このゲイト電極部703に対し陽極
酸化を施した。3%の酒石酸をエチレングルコールに溶
解し、そこに1/10アンモニア水を添加し、溶液のp
hを6.8〜7.0に調整した。溶液を、恒温槽に入
れ、液温を0〜20℃、望ましくは10±1℃にする。
その溶液のなかに加工する基板と陰極となる金属電極材
料を30〜50mm隔てて、アルミニウムを内側対向さ
せた。陰極材料としては溶液に対して安定な材料ならば
良い。本実施例では、白金板を用いた。電源より陽極側
に加工基板を、陰極側に白金板を接続した。Next, the gate electrode portion 703 was anodized. Dissolve 3% tartaric acid in ethylene glycol, add 1/10 ammonia water to it, and add p
h was adjusted to 6.8-7.0. The solution is placed in a constant temperature bath and the liquid temperature is adjusted to 0 to 20 ° C, preferably 10 ± 1 ° C.
In the solution, a substrate to be processed and a metal electrode material serving as a cathode were separated by 30 to 50 mm, and aluminum was opposed to each other. Any material that is stable to the solution may be used as the cathode material. In this example, a platinum plate was used. A processed substrate was connected to the anode side of the power source, and a platinum plate was connected to the cathode side.
【0087】陽極側に接続されたアルミニウムはプラス
の電荷の供給を受けて酸化し、絶縁膜が形成される電源
を定電流モードにしておくと陽極と陰極間の電位差は暫
時増加する。到達電圧が120Vになった時点で電源モ
ードを定電圧に切替え更に30分の化成を行なった。こ
のモードの場合には電流は急激に低下し膜抵抗が引き続
き上昇していくことがわかる。この工程により形成した
陽極酸化アルミニウム103の厚さは1500Åであっ
た。ここで形成される陽極酸化アルミニウム膜は緻密な
組成を有し、素地のアルミニウムの外側に、陽極酸化ア
ルミニウム膜705が等方的に形成された。Aluminum connected to the anode side is supplied with a positive charge to be oxidized, and the potential difference between the anode and the cathode increases for a while when the power source for forming the insulating film is kept in the constant current mode. When the ultimate voltage reached 120 V, the power supply mode was switched to a constant voltage and formation was continued for 30 minutes. It can be seen that in this mode, the current drops sharply and the film resistance continues to rise. The thickness of the anodized aluminum 103 formed by this process was 1500Å. The anodized aluminum film formed here had a dense composition, and the anodized aluminum film 705 was formed isotropically on the outside of the base aluminum.
【0088】アルミニウム配線の断面パターンがテーパ
ー(台形)形状をしている為、陽極酸化アルミニウム膜
705形成後においても同様にテーパー(台形)形状に
なっている。150〜350℃で焼成した後の膜に電圧
を印加し永久破壊が生じる時の耐電圧は100〜110
Vであり極めて良好な絶縁膜でアルミニウムが被覆され
ているのがわかる。この後、大気中200〜300℃例
えば200℃で数〜数十分加熱すると、陽極酸化アルミ
ニウムのリーク電流が一桁以上減少し、好ましかった。
このようにして、ゲイト電極部703は、ゲイト電極7
04の上面および側面にバリヤ型の陽極酸化アルミニウ
ムよりなるゲイト絶縁膜705が形成された。(図6
(B))Since the cross-section pattern of the aluminum wiring is tapered (trapezoidal), it is also tapered (trapezoidal) after the anodized aluminum film 705 is formed. The withstand voltage when a voltage is applied to the film after baking at 150 to 350 ° C. to cause permanent breakdown is 100 to 110.
It can be seen that V is V and aluminum is covered with an extremely good insulating film. After that, if it is heated in the air at 200 to 300 ° C., for example, 200 ° C. for several to several tens of minutes, the leakage current of anodized aluminum is reduced by one digit or more, which is preferable.
In this way, the gate electrode portion 703 becomes the gate electrode 7
A gate insulating film 705 made of barrier type anodic aluminum oxide was formed on the upper and side surfaces of 04. (Fig. 6
(B))
【0089】次にシランとアンモニアを1:3〜1:8
ここでは1:5の割合で用いてプラズマCVD法によ
り、2層目のゲイト絶縁膜706として窒化珪素膜を1
000〜3000Å、例えば2000Å形成した。窒化
珪素膜の代わりに酸化珪素膜を同程度の厚さに設けても
よい。酸化珪素膜の場合、その形成方法としては、酸素
雰囲気中でのスパッタ法またプラズマCVD法を使用す
る。プラズマCVD法を用いる場合には、TEOSを原
料とし、酸素とともに基板温度150〜400℃、好ま
しくは200〜250℃で、RF放電させて、原料ガス
を分解・堆積した。TEOSと酸素の圧力比は、1:1
〜1:10また、また、圧力は0.05〜0.5tor
r、RFパワーは100〜250Wとした。あるいはT
EOSを原料としてオゾンガスとともに、減圧CVD法
もしくは常圧CVD法によって、基板温度を150〜4
00℃、好ましくは200〜250℃として形成しても
よい。このゲイト絶縁膜706は設けなくてもよいが、
設けることにより、電極間短絡の減少、および薄膜トラ
ンジスタの相互コンダクタンスの改善等を図ることがで
きる。Next, silane and ammonia are added in a ratio of 1: 3 to 1: 8.
Here, a silicon nitride film is used as the second-layer gate insulating film 706 by a plasma CVD method with a ratio of 1: 5.
000-3000Å, for example 2000Å. Instead of the silicon nitride film, a silicon oxide film may be provided with a similar thickness. In the case of a silicon oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere or a plasma CVD method is used as the forming method. When the plasma CVD method is used, TEOS is used as a raw material and RF is discharged at a substrate temperature of 150 to 400 ° C., preferably 200 to 250 ° C. together with oxygen to decompose and deposit the raw material gas. The pressure ratio of TEOS and oxygen is 1: 1.
~ 1:10 Also, the pressure is 0.05 to 0.5 torr.
The r and RF power were 100 to 250 W. Or T
Using EOS as a raw material and ozone gas, the substrate temperature is set to 150 to 4 by a low pressure CVD method or a normal pressure CVD method.
It may be formed at 00 ° C, preferably 200 to 250 ° C. The gate insulating film 706 need not be provided,
By providing them, it is possible to reduce the short circuit between the electrodes and improve the mutual conductance of the thin film transistor.
【0090】また、ゲイト絶縁膜706として、酸化珪
素膜を400〜3000Åと、該膜上に窒化珪素膜を3
00〜2000Å積層した2層構造とし、絶縁性が高く
かつ応力の影響を抑えたものとしてもよい。As the gate insulating film 706, a silicon oxide film having a thickness of 400 to 3000 Å and a silicon nitride film having a thickness of 3 to 3 are formed on the film.
It may have a two-layer structure in which 00 to 2000 Å are laminated to have high insulation and suppress the influence of stress.
【0091】ゲイト絶縁膜706上に、チャネル形成領
域を構成するI型のアモルファスシリコン膜707を2
00〜2000Å、例えば1000Å形成した。さらに
その上に、500〜3000Å、ここでは1000Åの
窒化珪素膜を形成した。形成した窒化珪素膜に対して純
水にて1/10〜1/50に希釈したフッ酸にてエッチ
ングを行ない、保護膜708を形成した。さらにその上
に、リンを含んだn+アモルファスシリコン膜709を
プラズマCVD法により200〜1000Å、ここでは
300Å厚に形成した。このアモルファスシリコン膜7
09は、ホウ素を含んだp+アモルファスシリコン膜に
してもよい。(図6(C))Two I-type amorphous silicon films 707 forming a channel forming region are formed on the gate insulating film 706.
It was formed in the range of 00 to 2000Å, for example 1000Å. Further thereon, a silicon nitride film of 500 to 3000 Å, here 1000 Å, was formed. The formed silicon nitride film was etched with hydrofluoric acid diluted to 1/10 to 1/50 with pure water to form a protective film 708. Further thereon, an n+ amorphous silicon film 709 containing phosphorus was formed by plasma CVD to a thickness of 200 to 1000 Å, here 300 Å. This amorphous silicon film 7
09 may be a p+ amorphous silicon film containing boron. (Fig. 6 (C))
【0092】次に、I型のアモルファスシリコン膜70
7とn+アモルファスシリコン膜709に対しドライエ
ッチングを行ない、パターニングした。一方、画素電極
710となるITO(酸化インジウム・スズ)薄膜も形
成し、パターニングした。Next, the I-type amorphous silicon film 70 is formed.
7 and n+ amorphous silicon film 709 were dry-etched and patterned. On the other hand, an ITO (indium oxide / tin) thin film to be the pixel electrode 710 was also formed and patterned.
【0093】次にコンタクトホールを形成するために、
窒化珪素膜よりなるゲイト絶縁膜706とその下の陽極
酸化アルミニウム膜よりなるゲイト絶縁膜705に対し
エッチングを施した。エッチングは、まずゲイト絶縁7
06に対し、コンタクトホールのパターンにレジストを
形成し、ABHFによるウェットエッチングにより行っ
た。ABHFは、酢酸と40%フッ化アンモニウム(N
H4 F)と50%フッ化水素酸(HF)を50:50:
1(体積比)で混合したものを用いた。エッチング終了
の時点で陽極酸化アルミニウム膜705の上部が露出し
ておりABHFにより300〜600Å程度エッチング
進行したが、それ以上進行しなかった。Next, in order to form a contact hole,
The gate insulating film 706 made of a silicon nitride film and the gate insulating film 705 made of an anodized aluminum film thereunder are etched. Etching is first gate insulation 7
For No. 06, a resist was formed in the pattern of the contact hole, and wet etching was performed with ABHF. ABHF consists of acetic acid and 40% ammonium fluoride (N
H4 F) and 50% hydrofluoric acid (HF) 50:50:
A mixture of 1 (volume ratio) was used. At the end of etching, the upper portion of the anodized aluminum film 705 was exposed and the etching proceeded by ABHF to about 300 to 600 Å, but it did not proceed any further.
【0094】次に陽極酸化アルミニウム膜よりなるゲイ
ト絶縁膜705に対しクロム燐酸溶液でエッチングを行
なった。クロム燐酸溶液は、2リットル溶液中に燐酸
(850g/l)35mlと無水クロム酸20gを添加
した溶液の中で65℃に加熱したものである。陽極酸化
アルミニウムは、クロム燐酸溶液で完全に除去され、ア
ルミニウム界面に達した時点でエッチングは止まった。
時間を長く溶液に浸漬してもエッチング深さが進行して
オーバーエッチになることはなかった。このようにして
コンタクトホールが形成された。Next, the gate insulating film 705 made of an anodized aluminum film was etched with a chromium phosphoric acid solution. The chromic phosphoric acid solution is a solution prepared by adding 35 ml of phosphoric acid (850 g / l) and 20 g of chromic anhydride to a 2 liter solution and heating to 65 ° C. The anodized aluminum was completely removed by the chromium phosphoric acid solution, and etching was stopped when the aluminum interface was reached.
Even when it was immersed in the solution for a long time, the etching depth did not progress and overetching did not occur. In this way, the contact hole was formed.
【0095】次に、アルミニウム膜を電子ビーム蒸着法
またはスパッタ法にて1000〜2μmここでは300
0Å厚に形成した。そして、このアルミニウム膜をドラ
イエッチングによりパターニングし、ソース電極71
1、ドレイン電極712、ゲイト配線電極713を形成
した。ゲイト配線電極713はゲイト電極704と良好
なコンタクトを形成できた。またn+アモルファスシリ
コン膜をドライエッチングによりエッチング、パターニ
ングし、ソース領域とドレイン領域に分割した。このよ
うにして薄膜トランジスタが完成した。(図6(D)、
図6(D’)(図6(D)の点線における断面図))Next, the aluminum film is formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method to a thickness of 1000 to 2 μm, here, 300 μm.
It was formed to a thickness of 0Å. Then, this aluminum film is patterned by dry etching to form the source electrode 71.
1, a drain electrode 712 and a gate wiring electrode 713 were formed. The gate wiring electrode 713 was able to form a good contact with the gate electrode 704. Further, the n+ amorphous silicon film was etched and patterned by dry etching to be divided into a source region and a drain region. Thus, the thin film transistor was completed. (FIG. 6 (D),
FIG. 6D '(cross-sectional view taken along the dotted line in FIG. 6D))
【0096】本実施例では、ゲイト絶縁膜に設けたコン
タクトホールと、陽極酸化アルミニウム膜に設けたコン
タクトホールを、同一のマスク工程により、同一の大き
さに設けたが、図7(B)に示すように、異なるマスク
を用いて、陽極酸化アルミニウム膜に設けるコンタクト
ホールの口径を、ゲイト絶縁膜に設けるものより小さく
なるようにし、ゲイト絶縁膜のコンタクトホール開孔内
に陽極酸化アルミニウム膜の小さいコンタクトホールを
設ける構成としてもよい。このようにすることで、コン
タクトホールが擬似的にテーパー形状となり、その結果
コンタクトホール内に設けられるアルミニウム配線電極
713の断線等を防ぐことができ、ゲート電極との良好
なコンタクトが得られる。In this embodiment, the contact hole formed in the gate insulating film and the contact hole formed in the anodized aluminum film are formed in the same size by the same mask process. As shown, using different masks, the diameter of the contact hole provided in the anodized aluminum film is made smaller than that provided in the gate insulating film, and the anodized aluminum film having a small size is formed in the contact hole opening of the gate insulating film. A contact hole may be provided. By doing so, the contact hole has a pseudo taper shape, and as a result, it is possible to prevent disconnection of the aluminum wiring electrode 713 provided in the contact hole, and a good contact with the gate electrode can be obtained.
【0097】〔実施例4〕本実施例は、実施例2と同じ
く、陽極酸化を施したアルミニウムゲイト電極及びその
上に層間絶縁膜を形成した薄膜トランジスタにおいて、
層間絶縁膜を介したコンタクトホールの形成方法に関す
る実施例である。本実施例においては、層間絶縁膜をド
ライエッチングした例を示す。図5に本実施例で作製す
る薄膜トランジスタの作製工程を示す。本実施例で示す
薄膜トランジスタは、図5(E)に示すように、低濃度
の不純物領域511と512、さらには高濃度の不純物
領域510と513とを有した構造を有し、さらにゲイ
ト電極周囲の陽極酸化物層508の厚さで決定されるオ
フセットゲイト領域を有している。また画素電極が接続
された、液晶電気光学装置の画素用スイッチング素子と
しての構成を有している。[Embodiment 4] This embodiment is similar to Embodiment 2 in that an anodized aluminum gate electrode and a thin film transistor having an interlayer insulating film formed thereon are used.
It is an example regarding a method of forming a contact hole through an interlayer insulating film. In this embodiment, an example in which the interlayer insulating film is dry-etched is shown. FIG. 5 shows a manufacturing process of the thin film transistor manufactured in this embodiment. As shown in FIG. 5E, the thin film transistor described in this embodiment has a structure including low-concentration impurity regions 511 and 512, and high-concentration impurity regions 510 and 513. Of the anodic oxide layer 508 has an offset gate region. Further, it has a configuration as a pixel switching element of a liquid crystal electro-optical device to which pixel electrodes are connected.
【0098】まず、基板(コーニング7059、300
mm×400mmもしくは100mm×100mm)5
01上に下地酸化膜502として厚さ1000〜300
0Åの酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方法と
しては、酸素雰囲気中でのスパッタ法を使用した。しか
し、より量産性を高めるには、TEOSをプラズマCV
D法で分解・堆積した膜を用いてもよい。First, the substrate (Corning 7059, 300)
mm × 400 mm or 100 mm × 100 mm) 5
01 as a base oxide film 502 having a thickness of 1000 to 300
A 0Å silicon oxide film was formed. As a method for forming this oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere was used. However, in order to improve mass productivity, TEOS is used as plasma CV.
A film decomposed / deposited by the D method may be used.
【0099】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によって非晶質珪素膜を300〜5000Å、好ましく
は500〜1000Å堆積し、これを、550〜600
℃の還元雰囲気に24時間放置して、結晶化せしめた。
この工程は、レーザー照射によっておこなってもよい。
そして、このようにして結晶化させた珪素膜をパターニ
ングして島状領域503を形成した。さらに、この上に
スパッタ法によって厚さ700〜1500Åの酸化珪素
膜504を形成した。Thereafter, an amorphous silicon film is deposited by plasma CVD or LPCVD to a thickness of 300 to 5000 Å, preferably 500 to 1000 Å.
It was left to stand in a reducing atmosphere at 0 ° C. for 24 hours for crystallization.
This step may be performed by laser irradiation.
Then, the silicon film crystallized in this manner was patterned to form island regions 503. Further, a silicon oxide film 504 having a thickness of 700 to 1500 Å was formed on this by a sputtering method.
【0100】その後、厚さ1000Å〜3μm(ここで
は6000Å)のアルミニウム(1wt%のSi、もし
くは0.1〜0.3wt%のSc(スカンジウム)を含
む)膜を電子ビーム蒸着法もしくはスパッタ法によって
形成した。Then, an aluminum (containing 1 wt% Si or 0.1 to 0.3 wt% Sc (scandium)) film having a thickness of 1000 Å to 3 μm (here, 6000 Å) is formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method. Formed.
【0101】そして、フォトレジスト506の形成前
に、陽極酸化法によって厚さ100〜1000Å(ここ
では200Å)の酸化アルミニウム膜(陽極酸化物層)
500を形成する。この工程は、3%の酒石酸を含むエ
チレングルコール溶液中において10〜30Vの電圧を
印加することによって行われる。この酸化アルミニウム
膜は、緻密でこの上に形成されるフォトレジスト506
との密着性が良く、また、フォトレジストからの電流の
リークを抑制することになるので、後の陽極酸化工程に
おいて、多孔質陽極酸化物を側面のみに形成するうえで
極めて有効である。Before forming the photoresist 506, an aluminum oxide film (anodic oxide layer) having a thickness of 100 to 1000 Å (here, 200 Å) is formed by an anodic oxidation method.
Form 500. This step is performed by applying a voltage of 10 to 30 V in an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid. The aluminum oxide film is dense and has a photoresist 506 formed thereon.
Since it has good adhesion with and also suppresses current leakage from the photoresist, it is extremely effective in forming a porous anodic oxide only on the side surface in the subsequent anodic oxidation step.
【0102】そして、フォトレジスト506(例えば、
東京応化製、OFPR800/30cp)をスピンコー
ト法によって形成した。その後、フォトレジストとアル
ミニウム膜をパターニングして、ゲイト電極505、マ
スク膜506とした。(図5(A))Then, a photoresist 506 (for example,
OFPR800 / 30cp manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. was formed by a spin coating method. After that, the photoresist and the aluminum film were patterned to form a gate electrode 505 and a mask film 506. (Figure 5 (A))
【0103】さらにこれに電解液中で電流を通じて陽極
酸化し、厚さ1000〜5000Å、例えば、厚さ50
00Åの多孔質型(ポーラス型)陽極酸化アルミニウム
507を形成した。陽極酸化は、3〜20%のクエン酸
もしくはショウ酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶
液を用いておこない、10〜30Vの一定電流をゲイト
電極に印加すればよい。本実施例ではシュウ酸溶液(3
0℃)中で電圧を10Vとし、20〜40分、陽極酸化
した。陽極酸化物の厚さは陽極酸化時間によって制御し
た。(図5(B))Further, an electric current is applied to this in an electrolytic solution to carry out anodization to obtain a thickness of 1000 to 5000Å, for example, a thickness of 50.
A 00Å porous type (porous type) anodized aluminum 507 was formed. The anodic oxidation may be performed using an acidic aqueous solution of 3 to 20% citric acid or oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid or the like, and a constant current of 10 to 30 V may be applied to the gate electrode. In this example, the oxalic acid solution (3
The voltage was set to 10 V in (0 ° C.) and anodization was performed for 20 to 40 minutes. The thickness of the anodic oxide was controlled by the anodic oxidation time. (Fig. 5 (B))
【0104】上記の工程は、緻密な陽極酸化アルミニウ
ム膜500が形成されているために、図5に示すように
横方向のみに進行し、またその厚さも必要とするだけ得
ることができる。Since the dense anodic aluminum oxide film 500 is formed, the above steps proceed only in the lateral direction as shown in FIG. 5, and the thickness thereof can be obtained as required.
【0105】次に、マスクを除去し、再び電解溶液中に
おいて、ゲイト電極に電流を印加した。今回は、3〜1
0%の酒石液、硼酸、硝酸が含まれたエチレングルコー
ル溶液を用いた。溶液の温度は10℃前後の室温より低
い方が良好な酸化膜が得られた。このため、ゲイト電極
の上面および側面にバリヤ型の陽極酸化アルミニウム膜
508が形成された。陽極酸化アルミニウム膜508の
厚さは印加電圧に比例し、印加電圧が200Vで250
0Åの陽極酸化物が形成された。陽極酸化アルミニウム
膜508の厚さは必要とされるオフセット、オーバーラ
ップの大きさによって決定したが、3000Å以上の厚
さの陽極酸化アルミニウムを得るには250V以上の高
電圧が必要であり、薄膜トランジスタの特性に悪影響を
及ぼすので3000Å以下の厚さとすることが好まし
い。本実施例では80〜150Vまで上昇させ、必要と
する陽極酸化アルミニウム膜508の厚さによって電圧
を選択した。(図5(C))Next, the mask was removed, and a current was applied to the gate electrode again in the electrolytic solution. This time, 3-1
An ethylene glycol solution containing 0% tartar solution, boric acid and nitric acid was used. A better oxide film was obtained when the temperature of the solution was lower than room temperature around 10 ° C. Therefore, a barrier type anodic aluminum oxide film 508 was formed on the upper surface and the side surface of the gate electrode. The thickness of the anodized aluminum film 508 is proportional to the applied voltage and is 250 when the applied voltage is 200V.
0Å anodized oxide was formed. The thickness of the anodized aluminum film 508 is determined by the required offset and the size of the overlap, but a high voltage of 250 V or more is required to obtain anodized aluminum having a thickness of 3000 Å or more. The thickness is preferably 3000 Å or less because it adversely affects the characteristics. In this example, the voltage was raised to 80 to 150 V, and the voltage was selected according to the required thickness of the anodized aluminum film 508. (Fig. 5 (C))
【0106】その後、ドライエッチング法によって酸化
珪素膜504をエッチングした。このエッチングにおい
ては、等方性エッチングのプラズマモードでも、あるい
は異方性エッチングの反応性イオンエッチングモードで
もよい。ただし、珪素と酸化珪素の選択比を十分に大き
くすることによって、活性層を深くエッチングしないよ
うにすることが重要である。例えば、エッチングガスと
してCF4 を使用すれば多孔質陽極酸化アルミニウムは
エッチングされず、酸化珪素膜504のみがエッチング
される。また、多孔質陽極酸化アルミニウム507の下
の酸化珪素膜504’はエッチングされずに残した。
(図5(D))After that, the silicon oxide film 504 was etched by the dry etching method. In this etching, a plasma mode of isotropic etching or a reactive ion etching mode of anisotropic etching may be used. However, it is important to prevent the active layer from being deeply etched by sufficiently increasing the selection ratio of silicon and silicon oxide. For example, if CF4 is used as the etching gas, the porous anodized aluminum is not etched, but only the silicon oxide film 504 is etched. Further, the silicon oxide film 504 'under the porous anodic aluminum oxide 507 was left without being etched.
(Figure 5 (D))
【0107】その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて
多孔質陽極酸化アルミニウム507をエッチングした。
このエッチングでは多孔質陽極酸化アルミニウム507
のみがエッチングされ、エッチングレートは約600Å
/分であった。その下のゲイト絶縁膜504’はそのま
ま残存した。そして、イオンドーピング法によって、薄
膜トランジスタの活性層503に、ゲイト電極部(すな
わちゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)およびゲイト
絶縁膜をマスクとして自己整合的に不純物を注入し、低
抵抗不純物領域(ソース/ドレイン領域)510、51
3、高抵抗不純物領域511、512を形成した。ドー
ピングガスとしてはここではフォスフィン(PH3 )を
用いたためN型の不純物領域となった。ドーピングガス
としてジボラン(B2 H6 )を用いてP型の不純物領域
を形成してもよい。ドーズ量は5×1014〜5×1015
cm-2、加速エネルギーは10〜30keVとした。そ
の後、KrFエキシマーレーザー(波長248nm、パ
ルス幅20nsec)を照射して、活性層中に導入され
た不純物イオンの活性化を行なった。Then, the porous anodic aluminum oxide 507 was etched using a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid.
In this etching, porous anodized aluminum 507
Only etched, the etching rate is about 600Å
/ Min. The underlying gate insulating film 504 'remains as it is. Then, by the ion doping method, impurities are injected into the active layer 503 of the thin film transistor in a self-aligned manner using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the anodic oxide film around it) and the gate insulating film as a mask, and the low resistance impurity region ( Source / drain region) 510, 51
3. High resistance impurity regions 511 and 512 were formed. Since phosphine (PH3 ) was used as the doping gas here, it became an N-type impurity region. The P-type impurity region may be formed by using diborane (B2 H6 ) as a doping gas. Dose amount is 5 × 1014 to 5 × 1015
cm−2 , and the acceleration energy was 10 to 30 keV. Thereafter, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was irradiated to activate the impurity ions introduced into the active layer.
【0108】SIMS(二次イオン質量分析法)の結果
によると、領域510、513の不純物濃度は1×10
20〜2×1021cm-3、領域511、512では1×1
017〜2×1018cm-3であった。ドーズ量換算では、
前者は5×1014〜5×1015cm-2、後者は2×10
13〜5×1014cm-2であった。この違いはゲイト絶縁
膜504’の有無によってもたらされたのであって、一
般的には、低抵抗不純物領域の不純物濃度は、高抵抗不
純物領域のものより0.5〜3桁大きくなる。(図5
(E))According to the result of SIMS (secondary ion mass spectrometry), the impurity concentration of the regions 510 and 513 is 1 × 10 5.
20 to 2 × 1021 cm−3 , 1 × 1 in the regions 511 and 512
It was 017 to 2 × 1018 cm−3 . In dose conversion,
The former is 5 × 1014 to 5 × 1015 cm-2 , and the latter is 2 × 10
It was 13 to 5 × 1014 cm-2 . This difference is caused by the presence or absence of the gate insulating film 504 ', and generally, the impurity concentration of the low resistance impurity region is higher by 0.5 to 3 orders of magnitude than that of the high resistance impurity region. (Fig. 5
(E))
【0109】次に、全面に層間絶縁物514として、C
VD法によって酸化珪素膜を厚さ8000Å形成した。
そして、薄膜トランジスタのソース部、ドレイン部、ゲ
イト部のコンタクトホールを形成する。レジストパター
ンはそれぞれの部分が同時に開孔しているパターンを用
いた。Next, C is formed as an interlayer insulator 514 on the entire surface.
A silicon oxide film having a thickness of 8000 Å was formed by the VD method.
Then, contact holes for the source portion, the drain portion, and the gate portion of the thin film transistor are formed. As the resist pattern, a pattern in which each portion was simultaneously opened was used.
【0110】層間絶縁膜としては、酸化珪素膜より緻密
な膜質を有し、絶縁の確実性が得られる窒化珪素膜を用
いてもよいが、窒化珪素膜のみを層間絶縁膜として用い
ると、窒化珪素膜が有する強い応力により、特にガラス
基板を用いた場合など、層間絶縁膜下の配線や素子に歪
みが生じ、不良発生を招きやすい。そこで、層間絶縁膜
として、窒化珪素膜を500〜1500Å程度と、50
00〜6000Åの酸化珪素膜を設ける2層構造、特に
窒化珪素膜上に酸化珪素膜を有するものを設けて、絶縁
性が高くかつ応力の影響を抑えたものとしてもよい。As the interlayer insulating film, a silicon nitride film having a denser film quality than the silicon oxide film and capable of obtaining reliable insulation may be used. However, if only the silicon nitride film is used as the interlayer insulating film, it is nitrided. Due to the strong stress of the silicon film, especially when a glass substrate is used, the wiring and elements under the interlayer insulating film are distorted, and defects are likely to occur. Therefore, as the interlayer insulating film, a silicon nitride film of about 500 to 1500 Å is used.
A two-layer structure in which a silicon oxide film having a thickness of 00 to 6000 Å is provided, in particular, one having a silicon oxide film on a silicon nitride film may be provided to have high insulation and suppress the influence of stress.
【0111】エッチングはまず酸化珪素膜である層間絶
縁膜514に対しドライエッチングにより行い、次に陽
極酸化アルミニウム膜508に対し、クロム燐酸溶液で
エッチングを行なった。The etching was performed by dry etching the interlayer insulating film 514 which is a silicon oxide film, and then etching the anodic aluminum oxide film 508 with a chromium phosphoric acid solution.
【0112】ドライエッチングは、CHF3 を用いて、
出力1000Wにて行った。エッチング速度は300Å
/minであった。こうして層間絶縁膜を介してソース
領域515、ドレイン領域516に至るコンタクトホー
ルが形成された。For dry etching, CHF3 was used.
The output was 1000 W. Etching rate is 300Å
It was / min. Thus, contact holes reaching the source region 515 and the drain region 516 through the interlayer insulating film were formed.
【0113】本実施例の薄膜トランジスタにおいては、
ゲイト絶縁膜504’がソース領域510、ドレイン領
域513上に延在していないが、該領域上にゲイト絶縁
膜が延在している場合、層間絶縁膜514のエッチング
終了と同時にソース領域510とドレイン領域513上
では(延在した)ゲイト絶縁膜のエッチングが始まる。In the thin film transistor of this example,
Although the gate insulating film 504 ′ does not extend over the source region 510 and the drain region 513, but when the gate insulating film extends over the region, the gate insulating film 504 ′ and the source region 510 are formed simultaneously with the etching of the interlayer insulating film 514. Etching of the (extended) gate insulating film is started on the drain region 513.
【0114】次にクロム燐酸溶液でエッチングを行なっ
た。クロム燐酸溶液は、2リットル溶液中に燐酸(85
0g/l)35mlと無水クロム酸20gを添加した溶
液の中で65℃に加熱したものである。陽極酸化アルミ
ニウム膜508表面は、クロム燐酸溶液で完全に除去さ
れ、アルミニウム界面に達した時点でエッチングは止ま
る。このようにして陽極酸化アルミニウム膜508にコ
ンタクトホールが形成された。陽極酸化アルミニウム膜
に対するエッチング速度は約100Å/分であった。エ
ッチング深さは、長時間溶液に浸漬しても進行せず、オ
ーバーエッチになることはなかった。Next, etching was performed with a chromium phosphoric acid solution. Chromium phosphoric acid solution is a solution of phosphoric acid (85
0 g / l) 35 ml and chromic anhydride 20 g were added and the solution was heated to 65 ° C. The surface of the anodized aluminum film 508 is completely removed by the chromium phosphoric acid solution, and etching stops when the aluminum interface is reached. In this way, a contact hole was formed in the anodized aluminum film 508. The etching rate for the anodized aluminum film was about 100Å / min. The etching depth did not progress even after being immersed in the solution for a long time, and did not cause overetching.
【0115】次に、画素電極518をITO(酸化イン
ジューム・スズ)で形成した。さらに、アルミニウム配
線として電極515、516、517を、層間絶縁膜お
よび陽極酸化アルミニウム膜に形成されたコンタクトホ
ールを介してゲイト電極、ソース領域、ドレイン領域に
それぞれ接続するように形成した。さらに200〜40
0℃で水素アニールをおこなった。以上によって、薄膜
トランジスタが完成した。(図5(F))Next, the pixel electrode 518 was formed of ITO (indium tin oxide). Further, electrodes 515, 516, and 517 were formed as aluminum wirings so as to be connected to the gate electrode, the source region, and the drain region, respectively, through contact holes formed in the interlayer insulating film and the anodized aluminum film. Further 200-40
Hydrogen annealing was performed at 0 ° C. Through the above steps, the thin film transistor was completed. (Fig. 5 (F))
【0116】本実施例では、層間絶縁膜に設けたコンタ
クトホールと、陽極酸化アルミニウム膜に設けたコンタ
クトホールを、同一のマスク工程により、同一の大きさ
に設けたが、図7(A)に示すように、異なるマスクを
用いて、陽極酸化アルミニウム膜に設けるコンタクトホ
ールの口径を、層間絶縁膜に設けるものより小さくなる
ようにし、層間絶縁膜のコンタクトホール開孔内に陽極
酸化アルミニウム膜の小さいコンタクトホールを設ける
構成としてもよい。このようにすることで、コンタクト
ホールが擬似的にテーパー形状となり、その結果コンタ
クトホール内に設けられるアルミニウム配線電極517
の断線等を防ぐことができ、ゲート電極との良好なコン
タクトが得られる。In this embodiment, the contact hole formed in the interlayer insulating film and the contact hole formed in the anodized aluminum film are formed in the same size by the same mask process. As shown, by using different masks, the diameter of the contact hole provided in the anodized aluminum film is made smaller than that provided in the interlayer insulating film, and the small size of the anodized aluminum film is provided in the contact hole opening of the interlayer insulating film. A contact hole may be provided. By doing so, the contact hole becomes pseudo tapered, and as a result, the aluminum wiring electrode 517 provided in the contact hole is formed.
Can be prevented, and good contact with the gate electrode can be obtained.
【0117】〔実施例5〕本実施例は、実施例3と同じ
く、逆スタガ型の薄膜トランジスタにおいて、ゲイト絶
縁膜(層間絶縁膜)をしたコンタクトホールの形成方法
に関する実施例である。本実施例においては、ゲイト絶
縁膜をドライエッチングした例を示す。図6に本実施例
で作製する薄膜トランジスタの作製工程を示す。本実施
例の薄膜トランジスタは、画素電極が接続された、液晶
電気光学装置の画素用スイッチング素子としての構成を
有している。該素子をマトリクス構成をして各画素に絶
縁ゲイト型薄膜トランジスタを設けたアクティブマトリ
ス回路を形成できる。[Embodiment 5] Like Embodiment 3, this embodiment relates to a method of forming a contact hole having a gate insulating film (interlayer insulating film) in an inverted stagger type thin film transistor. In this embodiment, an example in which the gate insulating film is dry-etched is shown. FIG. 6 shows a manufacturing process of a thin film transistor manufactured in this embodiment. The thin film transistor of this example has a configuration as a pixel switching element of a liquid crystal electro-optical device, to which pixel electrodes are connected. An active matrix circuit in which an insulating gate type thin film transistor is provided in each pixel by forming the element in a matrix configuration can be formed.
【0118】本実施例では配線材料として、アルミニウ
ムを主成分とした例を示す。アルミニウム以外の材料と
しては、タンタル、チタン、さらにはこれらの混合材料
やこれらの材料を主成分とする材料を利用することがで
きる。In this embodiment, an example in which aluminum is the main component as the wiring material is shown. As a material other than aluminum, tantalum, titanium, a mixed material thereof, or a material containing these materials as main components can be used.
【0119】図6に、本実施例で作製したガラス基板上
の絶縁ゲイト型薄膜トランジスタの作製工程を示す。図
においては1つの薄膜トランジスタのみが示されている
が、基板上には接続される画素電極と対になりマトリク
ス状に形成されている。まず、基板(コーニング705
9、200mm×200mm)701上に下地膜702
として厚さ1000〜3000Å、例えば2000Åの
窒化珪素膜をスパッタ法により形成した。窒化珪素膜の
代わりに酸化珪素膜を同程度の厚さに設けてもよい。こ
の場合、酸化珪素膜の形成方法としては、酸素雰囲気中
でのスパッタ法を使用する。しかしより量産性を高める
ためには、TEOSをプラズマCVD法で分解・堆積し
た膜を用いてもよい。FIG. 6 shows a process of manufacturing an insulating gate type thin film transistor on a glass substrate manufactured in this example. Although only one thin film transistor is shown in the figure, it is formed in a matrix on the substrate to be paired with the pixel electrode to be connected. First, the substrate (Corning 705
(9, 200 mm × 200 mm) 701 and underlying film 702
As a result, a silicon nitride film having a thickness of 1000 to 3000 Å, for example 2000 Å, was formed by the sputtering method. Instead of the silicon nitride film, a silicon oxide film may be provided with a similar thickness. In this case, a sputtering method in an oxygen atmosphere is used as a method for forming the silicon oxide film. However, in order to further improve mass productivity, a film obtained by decomposing / depositing TEOS by the plasma CVD method may be used.
【0120】次に、厚さ1000Å〜2μm、例えば、
6000Åのアルミニウム膜(1wt%のSi、もしく
は0.1〜0.3%wtのScを含む)を電子ビーム蒸
着法もしくはスパッタ法で形成した。形成したアルミニ
ウム膜に対し、リン酸、硝酸、酢酸の混合溶液を用いた
ウェットプロセスによるフォトエッチングにより、断面
をテーパー状にしてパターニングし、ゲイト電極部70
3を形成した。(図6(A))Next, the thickness is 1000Å to 2 μm, for example,
A 6000Å aluminum film (containing 1 wt% Si or 0.1 to 0.3% wt Sc) was formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method. The formed aluminum film is patterned by a wet etching process using a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid so as to have a tapered cross section, and the gate electrode portion 70 is formed.
Formed 3. (Fig. 6 (A))
【0121】次に、このゲイト電極部703に対し陽極
酸化を施した。3%の酒石酸をエチレングルコールに溶
解し、そこに1/10アンモニア水を添加し、溶液のp
hを6.8〜7.0に調整した。溶液を、恒温槽に入
れ、液温を0〜20℃、望ましくは10±1℃にする。
その溶液のなかに加工する基板と陰極となる金属電極材
料を30〜50mm隔てて、アルミニウムを内側対向さ
せた。陰極材料としては溶液に対して安定な材料ならば
良い。本実施例では、白金板を用いた。電源より陽極側
に加工基板を、陰極側に白金板を接続した。Next, this gate electrode portion 703 was anodized. Dissolve 3% tartaric acid in ethylene glycol, add 1/10 ammonia water to it, and add p
h was adjusted to 6.8-7.0. The solution is placed in a constant temperature bath and the liquid temperature is adjusted to 0 to 20 ° C, preferably 10 ± 1 ° C.
In the solution, a substrate to be processed and a metal electrode material serving as a cathode were separated by 30 to 50 mm, and aluminum was opposed to each other. Any material that is stable to the solution may be used as the cathode material. In this example, a platinum plate was used. A processed substrate was connected to the anode side of the power source, and a platinum plate was connected to the cathode side.
【0122】陽極側に接続されたアルミニウムはプラス
の電荷の供給を受けて酸化し、絶縁膜が形成される電源
を定電流モードにしておくと陽極と陰極間の電位差は暫
時増加する。到達電圧が120Vになった時点で電源モ
ードを定電圧に切替え更に30分の化成を行なった。こ
のモードの場合には電流は急激に低下し膜抵抗が引き続
き上昇していくことがわかる。この工程により形成した
陽極酸化アルミニウム103の厚さは1500Åであっ
た。ここで形成される陽極酸化アルミニウム膜は緻密な
組成を有し、素地のアルミニウムの外側に、陽極酸化ア
ルミニウム膜705が等方的に形成された。The aluminum connected to the anode side is supplied with positive charges and is oxidized, and if the power source for forming the insulating film is kept in the constant current mode, the potential difference between the anode and the cathode increases for a while. When the ultimate voltage reached 120 V, the power supply mode was switched to a constant voltage and formation was continued for 30 minutes. It can be seen that in this mode, the current drops sharply and the film resistance continues to rise. The thickness of the anodized aluminum 103 formed by this process was 1500Å. The anodized aluminum film formed here had a dense composition, and the anodized aluminum film 705 was formed isotropically on the outside of the base aluminum.
【0123】アルミニウム配線の断面パターンがテーパ
ー(台形)形状をしている為、陽極酸化アルミニウム膜
705形成後においても同様にテーパー(台形)形状に
なっている。150〜350℃で焼成した後の膜に電圧
を印加し永久破壊が生じる時の耐電圧は100〜110
Vであり極めて良好な絶縁膜でアルミニウムが被覆され
ているのがわかる。この後、大気中200〜300℃例
えば200℃で数〜数十分加熱すると、陽極酸化アルミ
ニウムのリーク電流が一桁以上減少し、好ましかった。
このようにして、ゲイト電極部703は、ゲイト電極7
04の上面および側面にバリヤ型の陽極酸化アルミニウ
ムよりなるゲイト絶縁膜705が形成された。(図6
(B))Since the cross-section pattern of the aluminum wiring is tapered (trapezoidal), it is also tapered (trapezoidal) after the anodized aluminum film 705 is formed. The withstand voltage when a voltage is applied to the film after baking at 150 to 350 ° C. to cause permanent breakdown is 100 to 110.
It can be seen that V is V and aluminum is covered with an extremely good insulating film. After that, if it is heated in the air at 200 to 300 ° C., for example, 200 ° C. for several to several tens of minutes, the leakage current of anodized aluminum is reduced by one digit or more, which is preferable.
In this way, the gate electrode portion 703 becomes the gate electrode 7
A gate insulating film 705 made of barrier type anodic aluminum oxide was formed on the upper and side surfaces of 04. (Fig. 6
(B))
【0124】次にシランとアンモニアを1:3〜1:8
ここでは1:5の割合で用いてプラズマCVD法によ
り、2層目のゲイト絶縁膜706として窒化珪素膜を1
000〜3000Å、例えば2000Å形成した。窒化
珪素膜の代わりに酸化珪素膜を同程度の厚さに設けても
よい。酸化珪素膜の場合、その形成方法としては、酸素
雰囲気中でのスパッタ法またプラズマCVD法を使用す
る。プラズマCVD法を用いる場合には、TEOSを原
料とし、酸素とともに基板温度150〜400℃、好ま
しくは200〜250℃で、RF放電させて、原料ガス
を分解・堆積した。TEOSと酸素の圧力比は、1:1
〜1:10また、また、圧力は0.05〜0.5tor
r、RFパワーは100〜250Wとした。あるいはT
EOSを原料としてオゾンガスとともに、減圧CVD法
もしくは常圧CVD法によって、基板温度を150〜4
00℃、好ましくは200〜250℃として形成しても
よい。このゲイト絶縁膜706は設けなくてもよいが、
設けた場合、電極間短絡の減少、および薄膜トランジス
タの相互コンダクタンスの改善等を図ることができる。Next, silane and ammonia are added in a ratio of 1: 3 to 1: 8.
Here, a silicon nitride film is used as the second-layer gate insulating film 706 by a plasma CVD method with a ratio of 1: 5.
000-3000Å, for example 2000Å. Instead of the silicon nitride film, a silicon oxide film may be provided with a similar thickness. In the case of a silicon oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere or a plasma CVD method is used as the forming method. When the plasma CVD method is used, TEOS is used as a raw material and RF is discharged at a substrate temperature of 150 to 400 ° C., preferably 200 to 250 ° C. together with oxygen to decompose and deposit the raw material gas. The pressure ratio of TEOS and oxygen is 1: 1.
~ 1:10 Also, the pressure is 0.05 to 0.5 torr.
The r and RF power were 100 to 250 W. Or T
Using EOS as a raw material and ozone gas, the substrate temperature is set to 150 to 4 by a low pressure CVD method or a normal pressure CVD method.
It may be formed at 00 ° C, preferably 200 to 250 ° C. The gate insulating film 706 need not be provided,
When it is provided, it is possible to reduce the short circuit between the electrodes and improve the mutual conductance of the thin film transistor.
【0125】また、ゲイト絶縁膜706として、酸化珪
素膜を400〜3000Åと、該膜上に窒化珪素膜を3
00〜2000Å積層した2層構造とし、絶縁性が高く
かつ応力の影響を抑えたものとしてもよい。As the gate insulating film 706, a silicon oxide film having a thickness of 400 to 3000 Å and a silicon nitride film having a thickness of 3 to 3 are formed on the film.
It may have a two-layer structure in which 00 to 2000 Å are laminated to have high insulation and suppress the influence of stress.
【0126】ゲイト絶縁膜706上に、チャネル形成領
域を構成するI型のアモルファスシリコン膜707を2
00〜2000Å、例えば1000Å形成した。さらに
その上に、500〜3000Å、ここでは1000Åの
窒化珪素膜を形成した。形成した窒化珪素膜に対して純
水にて1/10〜1/50に希釈したフッ酸にてエッチ
ングを行ない、保護膜708を形成した。さらにその上
に、リンを含んだn+アモルファスシリコン膜709を
プラズマCVD法により200〜1000Å、ここでは
300Å厚に形成した。このアモルファスシリコン膜7
09は、ホウ素を含んだp+アモルファスシリコン膜に
してもよい。(図6(C))Two I-type amorphous silicon films 707 forming a channel forming region are formed on the gate insulating film 706.
It was formed in the range of 00 to 2000Å, for example 1000Å. Further thereon, a silicon nitride film of 500 to 3000 Å, here 1000 Å, was formed. The formed silicon nitride film was etched with hydrofluoric acid diluted to 1/10 to 1/50 with pure water to form a protective film 708. Further thereon, an n+ amorphous silicon film 709 containing phosphorus was formed by plasma CVD to a thickness of 200 to 1000 Å, here 300 Å. This amorphous silicon film 7
09 may be a p+ amorphous silicon film containing boron. (Fig. 6 (C))
【0127】次に、I型のアモルファスシリコン膜70
7とn+アモルファスシリコン膜709に対しドライエ
ッチングを行ない、パターニングした。一方、画素電極
710となるITO(酸化インジウム・スズ)薄膜も形
成し、パターニングした。Next, the I-type amorphous silicon film 70 is formed.
7 and n+ amorphous silicon film 709 were dry-etched and patterned. On the other hand, an ITO (indium oxide / tin) thin film to be the pixel electrode 710 was also formed and patterned.
【0128】次にコンタクトホールを形成するために、
窒化珪素膜よりなるゲイト絶縁膜706とその下の陽極
酸化アルミニウム膜よりなるゲイト絶縁膜705に対し
エッチングを施した。エッチングは、まずゲイト絶縁7
06に対し、コンタクトホールのパターンにレジストを
形成し、ドライエッチングにより行った。ドライエッチ
ングは、CHF3 を用いて、出力1000Wにて行っ
た。エッチング速度は250Å/minであった。Next, in order to form a contact hole,
The gate insulating film 706 made of a silicon nitride film and the gate insulating film 705 made of an anodized aluminum film thereunder are etched. Etching is first gate insulation 7
For No. 06, a resist was formed in the pattern of the contact hole and dry etching was performed. The dry etching was performed with CHF3 at an output of 1000 W. The etching rate was 250Å / min.
【0129】次に陽極酸化アルミニウム膜よりなるゲイ
ト絶縁膜705に対しクロム燐酸溶液でエッチングを行
なった。クロム燐酸溶液は、2リットル溶液中に燐酸
(850g/l)35mlと無水クロム酸20gを添加
した溶液の中で65℃に加熱したものである。陽極酸化
アルミニウムは、クロム燐酸溶液で完全に除去され、ア
ルミニウム界面に達した時点でエッチングは止まった。
時間を長く溶液に浸漬してもエッチング深さが進行して
オーバーエッチになることはなかった。このようにして
コンタクトホールが形成された。Next, the gate insulating film 705 made of anodized aluminum film was etched with a chromium phosphoric acid solution. The chromic phosphoric acid solution is a solution prepared by adding 35 ml of phosphoric acid (850 g / l) and 20 g of chromic anhydride to a 2 liter solution and heating to 65 ° C. The anodized aluminum was completely removed by the chromium phosphoric acid solution, and etching was stopped when the aluminum interface was reached.
Even when it was immersed in the solution for a long time, the etching depth did not progress and overetching did not occur. In this way, the contact hole was formed.
【0130】次に、アルミニウム膜を電子ビーム蒸着法
またはスパッタ法にて1000〜2μmここでは300
0Å厚に形成した。そして、このアルミニウム膜をドラ
イエッチングによりパターニングし、ソース電極71
1、ドレイン電極712、ゲイト配線電極713を形成
した。ゲイト配線電極713はゲイト電極704と良好
なコンタクトを形成できた。またn+アモルファスシリ
コン膜をドライエッチングによりエッチング、パターニ
ングし、ソース領域とドレイン領域に分割した。このよ
うにして薄膜トランジスタが完成した。(図6(D)、
図6(D’)(図6(D)の点線における断面図))Next, the aluminum film is formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method to a thickness of 1000 to 2 μm, here, 300 μm.
It was formed to a thickness of 0Å. Then, this aluminum film is patterned by dry etching to form the source electrode 71.
1, a drain electrode 712 and a gate wiring electrode 713 were formed. The gate wiring electrode 713 was able to form a good contact with the gate electrode 704. Further, the n+ amorphous silicon film was etched and patterned by dry etching to be divided into a source region and a drain region. Thus, the thin film transistor was completed. (FIG. 6 (D),
FIG. 6D '(cross-sectional view taken along the dotted line in FIG. 6D))
【0131】本実施例では、ゲイト絶縁膜に設けたコン
タクトホールと、陽極酸化アルミニウム膜に設けたコン
タクトホールを、同一のマスク工程により、同一の大き
さに設けたが、図7(B)に示すように、異なるマスク
を用いて、陽極酸化アルミニウム膜に設けるコンタクト
ホールの口径を、ゲイト絶縁膜に設けるものより小さく
なるようにし、ゲイト絶縁膜のコンタクトホール開孔内
に陽極酸化アルミニウム膜の小さいコンタクトホールを
設ける構成としてもよい。このようにすることで、コン
タクトホールが擬似的にテーパー形状となり、その結果
コンタクトホール内に設けられるアルミニウム配線電極
713の断線等を防ぐことができ、ゲート電極との良好
なコンタクトが得られる。In this embodiment, the contact hole formed in the gate insulating film and the contact hole formed in the anodized aluminum film are formed in the same size by the same mask process. As shown, using different masks, the diameter of the contact hole provided in the anodized aluminum film is made smaller than that provided in the gate insulating film, and the anodized aluminum film having a small size is formed in the contact hole opening of the gate insulating film. A contact hole may be provided. By doing so, the contact hole has a pseudo taper shape, and as a result, it is possible to prevent disconnection of the aluminum wiring electrode 713 provided in the contact hole, and a good contact with the gate electrode can be obtained.
【0132】〔実施例6〕本実施例は、実施例2、実施
例4で示した薄膜トランジスタの作製工程において、陽
極酸化アルミニウム膜の開孔の形成を、イオンミリング
法により行った例を示す。[Embodiment 6] This embodiment shows an example in which the openings of the anodized aluminum film are formed by the ion milling method in the manufacturing process of the thin film transistor shown in Embodiments 2 and 4.
【0133】まず、基板(コーニング7059、300
mm×400mmもしくは100mm×100mm)5
01上に下地酸化膜502として厚さ1000〜300
0Åの酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方法と
しては、酸素雰囲気中でのスパッタ法を使用した。しか
し、より量産性を高めるには、TEOSをプラズマCV
D法で分解・堆積した膜を用いてもよい。First, the substrate (Corning 7059, 300)
mm × 400 mm or 100 mm × 100 mm) 5
01 as a base oxide film 502 having a thickness of 1000 to 300
A 0Å silicon oxide film was formed. As a method for forming this oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere was used. However, in order to improve mass productivity, TEOS is used as plasma CV.
A film decomposed / deposited by the D method may be used.
【0134】その後、プラズマCVD法やLPCVD法
によって非晶質珪素膜を300〜5000Å、好ましく
は500〜1000Å堆積し、これを、550〜600
℃の還元雰囲気に24時間放置して、結晶化せしめた。
この工程は、レーザー照射によっておこなってもよい。
そして、このようにして結晶化させた珪素膜をパターニ
ングして島状領域503を形成した。さらに、この上に
スパッタ法によって厚さ700〜1500Åの酸化珪素
膜504を形成した。After that, an amorphous silicon film is deposited to 300 to 5000 Å, preferably 500 to 1000 Å by plasma CVD method or LPCVD method.
It was left to stand in a reducing atmosphere at 0 ° C. for 24 hours for crystallization.
This step may be performed by laser irradiation.
Then, the silicon film crystallized in this manner was patterned to form island regions 503. Further, a silicon oxide film 504 having a thickness of 700 to 1500 Å was formed on this by a sputtering method.
【0135】その後、厚さ1000Å〜3μm(ここで
は6000Å)のアルミニウム(1wt%のSi、もし
くは0.1〜0.3wt%のSc(スカンジウム)を含
む)膜を電子ビーム蒸着法もしくはスパッタ法によって
形成した。Then, an aluminum (containing 1 wt% Si or 0.1 to 0.3 wt% Sc (scandium)) film having a thickness of 1000 Å to 3 μm (here, 6000 Å) is formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method. Formed.
【0136】そして、フォトレジスト506の形成前
に、陽極酸化法によって厚さ100〜1000Å(ここ
では200Å)の酸化アルミニウム膜(陽極酸化物層)
500を形成する。この工程は、3%の酒石酸を含むエ
チレングルコール溶液中において10〜30Vの電圧を
印加することによって行われる。この酸化アルミニウム
膜は、緻密でこの上に形成されるフォトレジスト506
との密着性が良く、また、フォトレジストからの電流の
リークを抑制することになるので、後の陽極酸化工程に
おいて、多孔質陽極酸化物を側面のみに形成するうえで
極めて有効である。Before forming the photoresist 506, an aluminum oxide film (anodic oxide layer) having a thickness of 100 to 1000 Å (here, 200 Å) is formed by an anodic oxidation method.
Form 500. This step is performed by applying a voltage of 10 to 30 V in an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid. The aluminum oxide film is dense and has a photoresist 506 formed thereon.
Since it has good adhesion with and also suppresses current leakage from the photoresist, it is extremely effective in forming a porous anodic oxide only on the side surface in the subsequent anodic oxidation step.
【0137】そして、フォトレジスト506(例えば、
東京応化製、OFPR800/30cp)をスピンコー
ト法によって形成した。その後、フォトレジストとアル
ミニウム膜をパターニングして、ゲイト電極505、マ
スク膜506とした。(図5(A))Then, a photoresist 506 (for example,
OFPR800 / 30cp manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. was formed by a spin coating method. After that, the photoresist and the aluminum film were patterned to form a gate electrode 505 and a mask film 506. (Figure 5 (A))
【0138】さらにこれに電解液中で電流を通じて陽極
酸化し、厚さ1000〜5000Å、例えば、厚さ50
00Åの多孔質型(ポーラス型)陽極酸化アルミニウム
507を形成した。陽極酸化は、3〜20%のクエン酸
もしくはショウ酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶
液を用いておこない、10〜30Vの一定電流をゲイト
電極に印加すればよい。本実施例ではシュウ酸溶液(3
0℃)中で電圧を10Vとし、20〜40分、陽極酸化
した。陽極酸化物の厚さは陽極酸化時間によって制御し
た。(図5(B))Further, this is anodized by applying an electric current in an electrolytic solution to a thickness of 1000 to 5000Å, for example, a thickness of 50.
A 00Å porous type (porous type) anodized aluminum 507 was formed. The anodic oxidation may be performed using an acidic aqueous solution of 3 to 20% citric acid or oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid or the like, and a constant current of 10 to 30 V may be applied to the gate electrode. In this example, the oxalic acid solution (3
The voltage was set to 10 V in (0 ° C.) and anodization was performed for 20 to 40 minutes. The thickness of the anodic oxide was controlled by the anodic oxidation time. (Fig. 5 (B))
【0139】上記の工程は、緻密な陽極酸化アルミニウ
ム膜500が形成されているために、図5に示すように
横方向のみに進行し、またその厚さも必要とするだけ得
ることができる。Since the dense anodic aluminum oxide film 500 is formed, the above steps proceed only in the lateral direction as shown in FIG. 5, and the thickness thereof can be obtained as required.
【0140】次に、マスクを除去し、再び電解溶液中に
おいて、ゲイト電極に電流を印加した。今回は、3〜1
0%の酒石液、硼酸、硝酸が含まれたエチレングルコー
ル溶液を用いた。溶液の温度は10℃前後の室温より低
い方が良好な酸化膜が得られた。このため、ゲイト電極
の上面および側面にバリヤ型の陽極酸化アルミニウム膜
508が形成された。陽極酸化アルミニウム膜508の
厚さは印加電圧に比例し、印加電圧が200Vで250
0Åの陽極酸化物が形成された。陽極酸化アルミニウム
膜508の厚さは必要とされるオフセット、オーバーラ
ップの大きさによって決定したが、3000Å以上の厚
さの陽極酸化アルミニウムを得るには250V以上の高
電圧が必要であり、薄膜トランジスタの特性に悪影響を
及ぼすので3000Å以下の厚さとすることが好まし
い。本実施例では80〜150Vまで上昇させ、必要と
する陽極酸化アルミニウム膜508の厚さによって電圧
を選択した。(図5(C))Next, the mask was removed, and a current was applied to the gate electrode again in the electrolytic solution. This time, 3-1
An ethylene glycol solution containing 0% tartar solution, boric acid and nitric acid was used. A better oxide film was obtained when the temperature of the solution was lower than room temperature around 10 ° C. Therefore, a barrier type anodic aluminum oxide film 508 was formed on the upper surface and the side surface of the gate electrode. The thickness of the anodized aluminum film 508 is proportional to the applied voltage and is 250 when the applied voltage is 200V.
0Å anodized oxide was formed. The thickness of the anodized aluminum film 508 is determined by the required offset and the size of the overlap, but a high voltage of 250 V or more is required to obtain anodized aluminum having a thickness of 3000 Å or more. The thickness is preferably 3000 Å or less because it adversely affects the characteristics. In this example, the voltage was raised to 80 to 150 V, and the voltage was selected according to the required thickness of the anodized aluminum film 508. (Fig. 5 (C))
【0141】その後、ドライエッチング法によって酸化
珪素膜504をエッチングした。このエッチングにおい
ては、等方性エッチングのプラズマモードでも、あるい
は異方性エッチングの反応性イオンエッチングモードで
もよい。ただし、珪素と酸化珪素の選択比を十分に大き
くすることによって、活性層を深くエッチングしないよ
うにすることが重要である。例えば、エッチングガスと
してCF4 を使用すれば多孔質陽極酸化アルミニウムは
エッチングされず、酸化珪素膜504のみがエッチング
される。また、多孔質陽極酸化アルミニウム507の下
の酸化珪素膜504’はエッチングされずに残した。
(図5(D))After that, the silicon oxide film 504 was etched by the dry etching method. In this etching, a plasma mode of isotropic etching or a reactive ion etching mode of anisotropic etching may be used. However, it is important to prevent the active layer from being deeply etched by sufficiently increasing the selection ratio of silicon and silicon oxide. For example, if CF4 is used as the etching gas, the porous anodized aluminum is not etched, but only the silicon oxide film 504 is etched. Further, the silicon oxide film 504 'under the porous anodic aluminum oxide 507 was left without being etched.
(Figure 5 (D))
【0142】その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて
多孔質陽極酸化アルミニウム507をエッチングした。
このエッチングでは多孔質陽極酸化アルミニウム507
のみがエッチングされ、エッチングレートは約600Å
/分であった。その下のゲイト絶縁膜504’はそのま
ま残存した。そして、イオンドーピング法によって、薄
膜トランジスタの活性層503に、ゲイト電極部(すな
わちゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)およびゲイト
絶縁膜をマスクとして自己整合的に不純物を注入し、低
抵抗不純物領域(ソース/ドレイン領域)510、51
3、高抵抗不純物領域511、512を形成した。ドー
ピングガスとしてはここではフォスフィン(PH3 )を
用いたためN型の不純物領域となった。ドーピングガス
としてジボラン(B2 H6 )を用いてP型の不純物領域
を形成してもよい。ドーズ量は5×1014〜5×1015
cm-2、加速エネルギーは10〜30keVとした。そ
の後、KrFエキシマーレーザー(波長248nm、パ
ルス幅20nsec)を照射して、活性層中に導入され
た不純物イオンの活性化を行なった。Then, the porous anodic aluminum oxide 507 was etched using a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid.
In this etching, porous anodized aluminum 507
Only etched, the etching rate is about 600Å
/ Min. The underlying gate insulating film 504 'remains as it is. Then, by the ion doping method, impurities are self-alignedly implanted into the active layer 503 of the thin film transistor using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the anodic oxide film around it) and the gate insulating film as a mask, and the low resistance impurity region Source / drain region) 510, 51
3. High resistance impurity regions 511 and 512 were formed. Since phosphine (PH3 ) was used as the doping gas here, it became an N-type impurity region. The P-type impurity region may be formed by using diborane (B2 H6 ) as a doping gas. Dose amount is 5 × 1014 to 5 × 1015
cm−2 , and the acceleration energy was 10 to 30 keV. Thereafter, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was irradiated to activate the impurity ions introduced into the active layer.
【0143】SIMS(二次イオン質量分析法)の結果
によると、領域510、513の不純物濃度は1×10
20〜2×1021cm-3、領域511、512では1×1
017〜2×1018cm-3であった。ドーズ量換算では、
前者は5×1014〜5×1015cm-2、後者は2×10
13〜5×1014cm-2であった。この違いはゲイト絶縁
膜504’の有無によってもたらされたのであって、一
般的には、低抵抗不純物領域の不純物濃度は、高抵抗不
純物領域のものより0.5〜3桁大きくなる。(図5
(E))According to the result of SIMS (secondary ion mass spectrometry), the impurity concentration of the regions 510 and 513 is 1 × 10 5.
20 to 2 × 1021 cm−3 , 1 × 1 in the regions 511 and 512
It was 017 to 2 × 1018 cm−3 . In dose conversion,
The former is 5 × 1014 to 5 × 1015 cm-2 , and the latter is 2 × 10
It was 13 to 5 × 1014 cm-2 . This difference is caused by the presence or absence of the gate insulating film 504 ', and generally, the impurity concentration of the low resistance impurity region is higher by 0.5 to 3 orders of magnitude than that of the high resistance impurity region. (Fig. 5
(E))
【0144】次に、全面に層間絶縁物514として、C
VD法によって酸化珪素膜を厚さ8000Å形成した。
そして、薄膜トランジスタのソース部、ドレイン部、ゲ
イト部のコンタクトホールを形成する。マスクパターン
はそれぞれの部分が同時に開孔しているパターンを用い
てレジストを形成した。Next, as an interlayer insulator 514, C is formed on the entire surface.
A silicon oxide film having a thickness of 8000 Å was formed by the VD method.
Then, contact holes for the source portion, the drain portion, and the gate portion of the thin film transistor are formed. As the mask pattern, a resist was formed using a pattern in which each portion was opened at the same time.
【0145】層間絶縁膜としては、酸化珪素膜より緻密
な膜質を有し、絶縁の確実性が得られる窒化珪素膜を用
いてもよいが、窒化珪素膜のみを層間絶縁膜として用い
ると、窒化珪素膜が有する強い応力により、特にガラス
基板を用いた場合など、層間絶縁膜下の配線や素子に歪
みが生じ、不良発生を招きやすい。そこで、層間絶縁膜
として、窒化珪素膜を500〜1500Å程度と、50
00〜6000Åの酸化珪素膜を設ける2層構造、特に
窒化珪素膜上に酸化珪素膜を有するものを設けて、絶縁
性が高くかつ応力の影響を抑えたものとしてもよい。As the interlayer insulating film, a silicon nitride film having a denser film quality than the silicon oxide film and capable of obtaining reliable insulation may be used. However, if only the silicon nitride film is used as the interlayer insulating film, it is nitrided. Due to the strong stress of the silicon film, especially when a glass substrate is used, the wiring and elements under the interlayer insulating film are distorted, and defects are likely to occur. Therefore, as the interlayer insulating film, a silicon nitride film of about 500 to 1500 Å is used.
A two-layer structure in which a silicon oxide film having a thickness of 00 to 6000 Å is provided, in particular, one having a silicon oxide film on a silicon nitride film may be provided to have high insulation and suppress the influence of stress.
【0146】まず酸化珪素膜である層間絶縁膜514に
対し、ABHFによるウェットエッチング、またはドラ
イエッチングにより行い、次に陽極酸化アルミニウム膜
508に対し、イオンミリング法で開孔を形成した。First, the interlayer insulating film 514, which is a silicon oxide film, was subjected to wet etching by ABHF or dry etching, and then an opening was formed in the anodized aluminum film 508 by an ion milling method.
【0147】ウェットエッチングの場合、エッチャント
であるABHFは、酢酸と40%フッ化アンモニウム
(NH4 F)と50%フッ化水素酸(HF)を50:5
0:1(体積比)で混合したものを用いた。ABHFに
よって層間絶縁膜514をエッチングした時のエッチン
グ速度は3400Å/分であった。こうして層間絶縁膜
を介してソース領域515、ドレイン領域516に至る
コンタクトホールが形成された。In the case of wet etching, the etchant ABHF is acetic acid, 40% ammonium fluoride (NH4 F) and 50% hydrofluoric acid (HF) at 50: 5.
A mixture of 0: 1 (volume ratio) was used. The etching rate when the interlayer insulating film 514 was etched by ABHF was 3400 Å / min. Thus, contact holes reaching the source region 515 and the drain region 516 through the interlayer insulating film were formed.
【0148】本実施例の薄膜トランジスタにおいては、
ゲイト絶縁膜504’がソース領域510、ドレイン領
域513上に延在していないが、該領域上にゲイト絶縁
膜が延在している場合、層間絶縁膜514のエッチング
終了と同時にソース領域510とドレイン領域513上
では(延在した)ゲイト絶縁膜のエッチングが始まる。
本実施例のゲイト絶縁膜に対し、前述のABHFによっ
てエッチングした場合そのエッチング速度は、1700
Å/分であった。一方、ゲイト部では層間絶縁膜エッチ
ング終了の時点で陽極酸化アルミニウム膜508の上部
が露出しておりABHFにより300〜600Å程度エ
ッチング進行したが、それ以上進行しなかった。In the thin film transistor of this example,
Although the gate insulating film 504 ′ does not extend over the source region 510 and the drain region 513, but when the gate insulating film extends over the region, the gate insulating film 504 ′ and the source region 510 are formed simultaneously with the etching of the interlayer insulating film 514. Etching of the (extended) gate insulating film is started on the drain region 513.
When the gate insulating film of this embodiment is etched by ABHF, the etching rate is 1700.
It was Å / min. On the other hand, in the gate portion, the upper part of the anodized aluminum oxide film 508 was exposed at the time of finishing the etching of the interlayer insulating film and the etching proceeded by ABHF to about 300 to 600 Å, but it did not proceed any further.
【0149】ドライエッチングの場合、ここではCHF
3 を用いて、出力1000Wにて行った。エッチング速
度は300Å/minであった。In the case of dry etching, here, CHF is used.
3 was used and the output was 1000 W. The etching rate was 300Å / min.
【0150】次にイオンミリング法により陽極酸化アル
ミニムウム膜508に開孔を形成した。まずレジストを
除去し、新たにゲイト電極部のみ開孔したパターンを有
するレジストを設ける。次に、イオン飛翔方向に対して
垂直より30°傾いた回転ターゲット上に基板を設置
し、圧力1.7×10-4Torr、アルゴンガスを10
sccmで流入させ、加速電圧600eVで、陽極酸化
アルミニウム膜508に対しイオンミリングを施した。
約10分で、陽極酸化アルミニウム膜508に対し開孔
を設け、内部のアルミニウムを露呈させることができ
た。レジストを除去し、陽極酸化アルミニウム膜508
にコンタクトホールが形成された。Next, an opening was formed in the anodized aluminum film 508 by the ion milling method. First, the resist is removed, and a resist having a pattern in which only the gate electrode portion is opened is newly provided. Next, the substrate was placed on a rotating target tilted at 30 ° from the vertical with respect to the ion flight direction, the pressure was 1.7 × 10−4 Torr, and the argon gas was 10
The flow rate was set to sccm, and the anodic aluminum oxide film 508 was subjected to ion milling at an acceleration voltage of 600 eV.
In about 10 minutes, an opening was formed in the anodized aluminum film 508, and the aluminum inside could be exposed. The resist is removed, and the anodized aluminum film 508 is formed.
A contact hole was formed in the.
【0151】次に、画素電極518をITO(酸化イン
ジューム・スズ)で形成した。さらに、アルミニウム配
線として電極515、516、517を、層間絶縁膜お
よび陽極酸化アルミニウム膜に形成されたコンタクトホ
ールを介してゲイト電極、ソース領域、ドレイン領域に
それぞれ接続するように形成した。さらに200〜40
0℃で水素アニールをおこなった。以上によって、薄膜
トランジスタが完成した。(図5(F))Next, the pixel electrode 518 was formed of ITO (indium tin oxide). Further, electrodes 515, 516, and 517 were formed as aluminum wirings so as to be connected to the gate electrode, the source region, and the drain region, respectively, through contact holes formed in the interlayer insulating film and the anodized aluminum film. Further 200-40
Hydrogen annealing was performed at 0 ° C. Through the above steps, the thin film transistor was completed. (Fig. 5 (F))
【0152】本実施例では、層間絶縁膜に設けたコンタ
クトホールと、陽極酸化アルミニウム膜に設けたコンタ
クトホールを、同一のマスク工程により、同一の大きさ
に設けたが、図7(A)に示すように、異なるマスクを
用いて、陽極酸化アルミニウム膜に設けるコンタクトホ
ールの口径を、層間絶縁膜に設けるものより小さくなる
ようにし、層間絶縁膜のコンタクトホール開孔内に陽極
酸化アルミニウム膜の小さいコンタクトホールを設ける
構成としてもよい。このようにすることで、コンタクト
ホールが擬似的にテーパー形状となり、その結果コンタ
クトホール内に設けられるアルミニウム配線電極517
の断線等を防ぐことができ、ゲート電極との良好なコン
タクトが得られる。In this embodiment, the contact hole formed in the interlayer insulating film and the contact hole formed in the anodized aluminum film are formed in the same size by the same mask process. As shown, by using different masks, the diameter of the contact hole provided in the anodized aluminum film is made smaller than that provided in the interlayer insulating film, and the small size of the anodized aluminum film is provided in the contact hole opening of the interlayer insulating film. A contact hole may be provided. By doing so, the contact hole becomes pseudo tapered, and as a result, the aluminum wiring electrode 517 provided in the contact hole is formed.
Can be prevented, and good contact with the gate electrode can be obtained.
【0153】[0153]
【効果】本発明により、酸化珪素膜または窒化珪素膜下
の、陽極酸化アルミニウム膜を表面に有するアルミニウ
ムに対する、酸化珪素膜、窒化珪素膜および陽極酸化ア
ルミニウム膜をエッチング除去して形成されるコンタク
トホールを、極めて容易に制御性良く形成することが可
能となった。According to the present invention, a contact hole formed by etching and removing a silicon oxide film, a silicon nitride film and an anodized aluminum film with respect to aluminum having an anodized aluminum oxide film on the surface under a silicon oxide film or a silicon nitride film. Can be formed extremely easily and with good controllability.
【0154】また、本発明により、薄膜トランジスタに
おいては、ソース部とドレイン部では層間絶縁膜とゲイ
ト絶縁膜のエッチングを、ゲイト部では層間絶縁膜と陽
極酸化アルミニウムのエッチングを、1回のレジスト形
成工程で行なってコンタクトホールを形成することがで
きた。また、オーバーエッチ等の心配も極めて少なくな
り、容易にコンタクトホールを形成することができるよ
うになった。Further, according to the present invention, in the thin film transistor, the interlayer insulating film and the gate insulating film are etched in the source part and the drain part, and the interlayer insulating film and the anodized aluminum are etched in the gate part in one resist forming step. Then, the contact hole could be formed. In addition, the concern about over-etching is extremely reduced, and contact holes can be easily formed.
【0155】本発明方法は、液晶電気光学装置や、イメ
ージセンサ、集積回路等、微細な配線を有する回路に対
して幅広く応用できる。The method of the present invention can be widely applied to circuits having fine wirings such as liquid crystal electro-optical devices, image sensors, integrated circuits and the like.
【図1】 薄膜トランジスタの構造を示す。FIG. 1 shows a structure of a thin film transistor.
【図2】 ABHFによる陽極酸化アルミニウム膜のエ
ッチング特性の一例を示す。FIG. 2 shows an example of etching characteristics of an anodized aluminum oxide film by ABHF.
【図3】 クロム燐酸溶液による陽極酸化アルミニウム
膜のエッチング特性の一例を示す。FIG. 3 shows an example of etching characteristics of an anodized aluminum film by a chromium phosphoric acid solution.
【図4】 実施例によって作製した微細配線の接続状態
を示す。FIG. 4 shows a connection state of fine wirings manufactured according to an example.
【図5】 実施例のTFTの作製工程を示す。FIG. 5 shows a manufacturing process of a TFT of an example.
【図6】 実施例のTFTの作製工程を示す。FIG. 6 shows a manufacturing process of a TFT of an example.
【図7】 実施例のTFTの作製工程の他の例を示す。FIG. 7 shows another example of the manufacturing process of the TFT of the embodiment.
【図8】 従来のエッチング工程を示す。FIG. 8 shows a conventional etching process.
101・・・・基板 102・・・・第1の電極(アルミニウム) 103・・・・陽極酸化アルミニウム 104・・・・層間絶縁膜 105・・・・第2の電極 106・・・・第1の電極の上面 301・・・・ソース部開孔 302・・・・ドレイン部開孔 303・・・・レジスト 304・・・・ゲイト部開孔 401・・・・基板 402・・・・下地膜 403・・・・ソース部活性層 404・・・・チャネル部活性層 405・・・・ドレイン部活性層 406・・・・ゲイト絶縁膜 407・・・・ゲイト電極(アルミニウム) 408・・・・陽極酸化アルミニウム膜(バリア型) 409・・・・陽極酸化アルミニウム膜(ポーラス型) 410・・・・層間絶縁膜 411・・・・ソース部接続電極 412・・・・ドレイン部接続電極 413、414・・・・オフセット領域 415・・・・ゲイト部接続電極 500・・・・酸化アルミニウム膜 501・・・・基板 502・・・・下地酸化膜 503・・・・島状領域 504・・・・酸化珪素膜 504・・・・ゲイト絶縁膜 505・・・・ゲイト電極 506・・・・マスク膜 507・・・・多孔質型(ポーラス型)陽極酸化アルミ
ニウム膜 508・・・・バリア型陽極酸化アルミニウム膜 510・・・・低抵抗不純物領域(ソース領域) 513・・・・低抵抗不純物領域(ドレイン領域) 511、512・・・・高抵抗不純物領域 514・・・・層間絶縁膜 515、516、517・・・・電極 518 画素電極 701 基板 702 下地膜 703 ゲイト電極部 704 ゲイト電極 705 ゲイト絶縁膜(陽極酸化アルミニウム) 706 ゲイト絶縁膜 707 I型アモルファスシリコン膜 708 保護膜 709 n+アモルファスシリコン膜 710 画素電極 711 ソース電極 712 ドレイン電極 713 ゲート配線電極101 ... Substrate 102 ... First electrode (aluminum) 103 ... Anodized aluminum 104 ... Interlayer insulating film 105 ... Second electrode 106 ... First Upper surface of electrode 301 ... Source opening 302 ... Drain opening 303 ... Resist 304 ... Gate opening 401 ... Substrate 402 ... Base film 403 ... Source active layer 404 ... Channel active layer 405 ... Drain active layer 406 ... Gate insulating film 407 ... Gate electrode (aluminum) 408 ... Anodic aluminum oxide film (barrier type) 409 ... Anodic aluminum oxide film (porous type) 410 ... Interlayer insulating film 411 ... Source portion connecting electrode 412 ... Drain portion connecting electrode 41 3, 414 ... Offset region 415 ... Gate connection electrode 500 ... Aluminum oxide film 501 ... Substrate 502 ... Base oxide film 503 ... Island region 504.・ ・ ・ Silicon oxide film 504 ・ ・ ・ Gate insulating film 505 ・ ・ ・ ・ Gate electrode 506 ・ ・ ・ ・ Mask film 507 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Porous type anodic aluminum oxide film 508 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Barrier -Type anodized aluminum film 510 ... Low resistance impurity region (source region) 513 ... Low resistance impurity region (drain region) 511, 512 ... High resistance impurity region 514 ... Interlayer insulating film 515, 516, 517 ... Electrode 518 Pixel electrode 701 Substrate 702 Base film 703 Gate electrode portion 704 Gate electrode 705 Gate insulating film (anodized aluminum film) Um) 706 Gate insulating film 707 I-type amorphous silicon film 708 Protective film 709 n+ amorphous silicon film 710 Pixel electrode 711 Source electrode 712 Drain electrode 713 Gate wiring electrode
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