JPH02144939A - トランジスタの配線接続構造 - Google Patents
トランジスタの配線接続構造Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トランジスタを覆う絶縁膜の上に形成される
配線を前記トランジスタの電極に接続するトランジスタ
の配線接続構造に関するものである。
配線を前記トランジスタの電極に接続するトランジスタ
の配線接続構造に関するものである。
トランジスタを覆う絶縁膜の上に形成される配線は、一
般に、前記絶縁膜に設けたコンタクト孔においてトラン
ジスタの電極に接続されている。
般に、前記絶縁膜に設けたコンタクト孔においてトラン
ジスタの電極に接続されている。
第７図は従来のトランジスタの配線接続構造を示したも
ので、ここでは逆スタガー型薄膜トランジスタのソース
およびドレイン電極に接続される配線の接続構造を示し
ている。
ので、ここでは逆スタガー型薄膜トランジスタのソース
およびドレイン電極に接続される配線の接続構造を示し
ている。
第７図において、図中１はガラス板等からなる絶縁基板
であり、この絶縁基板１上には逆スタガー型薄膜トラン
ジスタＴが形成されている。この逆スタガー型薄膜トラ
ンジスタＴは、絶縁基板１上に形成されたゲート電極Ｇ
と、このゲート電極Ｇの上に形成されたゲート絶縁膜２
と、このゲート絶縁膜２の上に前記ゲート電極Ｇに対向
させて形成された１−ａ−Ｓ１半導体層３と、この半導
体層３の上にチャンネル部をはさんで形成されたソース
、ドレイン領域となるｎ”−ａ−３１層４と、このｎ”
−ａ−５ｉ層４の上に形成されたソース電極Ｓおよびド
レイン電極りとからなっている。なお、前記ゲート電極
Ｇは基板１上に形成された図示しないゲート配線につな
がっている。
であり、この絶縁基板１上には逆スタガー型薄膜トラン
ジスタＴが形成されている。この逆スタガー型薄膜トラ
ンジスタＴは、絶縁基板１上に形成されたゲート電極Ｇ
と、このゲート電極Ｇの上に形成されたゲート絶縁膜２
と、このゲート絶縁膜２の上に前記ゲート電極Ｇに対向
させて形成された１−ａ−Ｓ１半導体層３と、この半導
体層３の上にチャンネル部をはさんで形成されたソース
、ドレイン領域となるｎ”−ａ−３１層４と、このｎ”
−ａ−５ｉ層４の上に形成されたソース電極Ｓおよびド
レイン電極りとからなっている。なお、前記ゲート電極
Ｇは基板１上に形成された図示しないゲート配線につな
がっている。
また、上記薄膜トランジスタＴを形成した基板１上には
、薄膜トランジスタＴを覆う絶縁膜５が形成されており
、薄膜トランジスタＴのソース電極Ｓおよびドレイン電
極りは、上記絶縁膜５の上に形成した配線（ソース配線
およびドレイン配線）７に接続されている。この配線７
は、上記絶縁膜５の上にＡ１１等の配線金属をメツキ法
またはスパッタリング法によって堆積させ、この金属膜
をパターニングして形成されたもので、上記配線金属は
絶縁膜５に薄膜トランジスタのソース、ドレイン電極Ｓ
、Ｄに対応させて形成したコンタクト孔６内にも堆積充
填されており、配線７は上記コンタクト孔６内に充填し
たコンタクト金属層７ａを介して薄膜トランジスタＴの
ソース電極Ｓおよびドレイン電極りに接続されている。
、薄膜トランジスタＴを覆う絶縁膜５が形成されており
、薄膜トランジスタＴのソース電極Ｓおよびドレイン電
極りは、上記絶縁膜５の上に形成した配線（ソース配線
およびドレイン配線）７に接続されている。この配線７
は、上記絶縁膜５の上にＡ１１等の配線金属をメツキ法
またはスパッタリング法によって堆積させ、この金属膜
をパターニングして形成されたもので、上記配線金属は
絶縁膜５に薄膜トランジスタのソース、ドレイン電極Ｓ
、Ｄに対応させて形成したコンタクト孔６内にも堆積充
填されており、配線７は上記コンタクト孔６内に充填し
たコンタクト金属層７ａを介して薄膜トランジスタＴの
ソース電極Ｓおよびドレイン電極りに接続されている。
なお、第７図では逆スタガー型薄膜トランジスタの配線
接続構造を示したが、スタガー型、コブラ六−型、逆ス
タガ−型の薄膜トランジスタや、Ｓ１単結晶基板を使用
する通常のトランジスタの絶縁膜上に形成される配線も
、上記と同様にしてトランジスタの電極に接続されてい
る。
接続構造を示したが、スタガー型、コブラ六−型、逆ス
タガ−型の薄膜トランジスタや、Ｓ１単結晶基板を使用
する通常のトランジスタの絶縁膜上に形成される配線も
、上記と同様にしてトランジスタの電極に接続されてい
る。
しかしながら、上記従来のトランジスタの配線接続構造
は、トランジスタＴを覆う絶縁膜５の上に形成する配線
７を、上記絶縁膜５のコンタクト孔６内に充填したコン
タクト金属層７ａを介してトランジスタＴの電極（第７
図ではソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄ）に接続したもので
あるため、配線７とトランジスタＴの電極とを確実に接
続するには、絶縁膜５の上に配線金属を堆積させる際に
、この配線金属をコンタクト孔６の深さよりも十分厚く
堆積させることが必要である。この配線金属の堆積厚さ
は、一般に、コンタクト孔６の深さの２倍程度は必要と
されている。なお、上記絶縁膜５は、その上に形成され
る配線７と基板１上のゲート配線との間の容量を小さく
するためや、この配線７とゲート配線との短絡を確実に
防ぐためにできるだけ厚くするのが望ましいが、このよ
うに絶縁膜５を厚くすると、この絶縁膜５に設けられる
コンタクト孔６の深さも大きくなるから、配線金属の堆
積厚さもさらに厚くなる。このため、上記従来の配線接
続構造では、絶縁膜５上への配線金属の堆積に時間がか
かるし、また、絶縁膜５上に堆積させた配線金属膜をバ
ターニングして配線７を形成する際にも、この配線金属
膜の膜厚が厚いためにそのパターニングが面倒で、また
配線の微細化も難しいという問題をもっていた。
は、トランジスタＴを覆う絶縁膜５の上に形成する配線
７を、上記絶縁膜５のコンタクト孔６内に充填したコン
タクト金属層７ａを介してトランジスタＴの電極（第７
図ではソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄ）に接続したもので
あるため、配線７とトランジスタＴの電極とを確実に接
続するには、絶縁膜５の上に配線金属を堆積させる際に
、この配線金属をコンタクト孔６の深さよりも十分厚く
堆積させることが必要である。この配線金属の堆積厚さ
は、一般に、コンタクト孔６の深さの２倍程度は必要と
されている。なお、上記絶縁膜５は、その上に形成され
る配線７と基板１上のゲート配線との間の容量を小さく
するためや、この配線７とゲート配線との短絡を確実に
防ぐためにできるだけ厚くするのが望ましいが、このよ
うに絶縁膜５を厚くすると、この絶縁膜５に設けられる
コンタクト孔６の深さも大きくなるから、配線金属の堆
積厚さもさらに厚くなる。このため、上記従来の配線接
続構造では、絶縁膜５上への配線金属の堆積に時間がか
かるし、また、絶縁膜５上に堆積させた配線金属膜をバ
ターニングして配線７を形成する際にも、この配線金属
膜の膜厚が厚いためにそのパターニングが面倒で、また
配線の微細化も難しいという問題をもっていた。
本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、トランジスタを覆う
絶縁膜の上に形成される配線を上記絶縁膜に形成したコ
ンタクト孔において前記トランジスタの電極に接続する
ものでありながら、前記絶縁膜上の配線および上記コン
タクト孔内のコンタクト金属層となる金属を厚く堆積さ
せなくても上記配線をトランジスタの電極に確実に導通
接続することができるようにした、上記金属の堆積厚さ
を薄くしてその堆積時間を短縮するとともに、配線とな
る堆積金属膜のバターニングも容易にし、かつ配線の微
細化も可能にすることができるトランジスタの配線接続
構造を提供することにある。
あって、その目的とするところは、トランジスタを覆う
絶縁膜の上に形成される配線を上記絶縁膜に形成したコ
ンタクト孔において前記トランジスタの電極に接続する
ものでありながら、前記絶縁膜上の配線および上記コン
タクト孔内のコンタクト金属層となる金属を厚く堆積さ
せなくても上記配線をトランジスタの電極に確実に導通
接続することができるようにした、上記金属の堆積厚さ
を薄くしてその堆積時間を短縮するとともに、配線とな
る堆積金属膜のバターニングも容易にし、かつ配線の微
細化も可能にすることができるトランジスタの配線接続
構造を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、トランジスタを覆
う絶縁膜を金属の拡散が可能な絶縁材で形成し、かつこ
の絶縁膜にトランジスタの電極に対応させてコンタクト
孔を形成するとともに、前記絶縁膜のコンタクト孔形成
部分に、前記絶縁膜に導電性金属を拡散させた金属拡散
層を上記コンタクト孔の内周面からコンタクト孔周囲の
絶縁膜表面にわたって形成し、前記絶縁膜の上に形成す
る配線を、その一部を上記コンタクト孔の周囲の前記金
属拡散層に重ねて形成するとともに、上記コンタクト孔
の内底部に、上記配線と同じ金属からなるコンタクト金
属層を、前記トランジスタの電極と上記コンタクト孔の
内周面の前記金属拡散層とに接触させて形成したもので
ある。
う絶縁膜を金属の拡散が可能な絶縁材で形成し、かつこ
の絶縁膜にトランジスタの電極に対応させてコンタクト
孔を形成するとともに、前記絶縁膜のコンタクト孔形成
部分に、前記絶縁膜に導電性金属を拡散させた金属拡散
層を上記コンタクト孔の内周面からコンタクト孔周囲の
絶縁膜表面にわたって形成し、前記絶縁膜の上に形成す
る配線を、その一部を上記コンタクト孔の周囲の前記金
属拡散層に重ねて形成するとともに、上記コンタクト孔
の内底部に、上記配線と同じ金属からなるコンタクト金
属層を、前記トランジスタの電極と上記コンタクト孔の
内周面の前記金属拡散層とに接触させて形成したもので
ある。
すなわち、本発明のトランジスタの配線接続構造は、前
記絶縁膜のコンタクト孔形成部分に導電性金属を拡散さ
せて、上記コンタクト孔の内周面からコンタクト孔周囲
の絶縁膜表面にわたる金属拡散層を形成するとともに、
前記絶縁膜の上に形成する配線を、その一部を上記コン
タクト孔の周囲の前記金属拡散層に重ねて形成すること
によってこの配線と前記金属拡散層とを導通接続し、さ
らに前記絶縁膜の上に上記配線となる金属を堆積させる
際に、この金属を上記コンタクト孔の内底部にも同時に
堆積させてこのコンタクト孔の内底部にコンタクト金属
層を形成することにより、このコンタクト金属層によっ
てコンタクト孔内周面の金属拡散層とトランジスタの電
極とを確実に導通接続したものである。したがって、本
発明によれば、トランジスタを覆う絶縁膜の上に形成さ
れる配線を上記絶縁膜に形成したコンタクト孔において
前記トランジスタの電極に接続するものでありながら、
前記絶縁膜上の配線および上記コンタクト孔内のコンタ
クト金属層となる金属を厚く堆積させなくても、上記配
線を前記絶縁膜のコンタクト孔形成部分に拡散形成した
導電性金属を介してトランジスタの電極に確実に導通接
続することができる。そして、本発明によれば、上記配
線および上記コンタクト孔内のコンタクト金属層となる
金属の堆積厚さを薄くすることができるから、この金属
の堆積時間を短縮することができるし、また、上記配線
となる堆積金属膜のパターニングも容易に行なうことが
でき、しかも上記配線の微細化も可能である。
記絶縁膜のコンタクト孔形成部分に導電性金属を拡散さ
せて、上記コンタクト孔の内周面からコンタクト孔周囲
の絶縁膜表面にわたる金属拡散層を形成するとともに、
前記絶縁膜の上に形成する配線を、その一部を上記コン
タクト孔の周囲の前記金属拡散層に重ねて形成すること
によってこの配線と前記金属拡散層とを導通接続し、さ
らに前記絶縁膜の上に上記配線となる金属を堆積させる
際に、この金属を上記コンタクト孔の内底部にも同時に
堆積させてこのコンタクト孔の内底部にコンタクト金属
層を形成することにより、このコンタクト金属層によっ
てコンタクト孔内周面の金属拡散層とトランジスタの電
極とを確実に導通接続したものである。したがって、本
発明によれば、トランジスタを覆う絶縁膜の上に形成さ
れる配線を上記絶縁膜に形成したコンタクト孔において
前記トランジスタの電極に接続するものでありながら、
前記絶縁膜上の配線および上記コンタクト孔内のコンタ
クト金属層となる金属を厚く堆積させなくても、上記配
線を前記絶縁膜のコンタクト孔形成部分に拡散形成した
導電性金属を介してトランジスタの電極に確実に導通接
続することができる。そして、本発明によれば、上記配
線および上記コンタクト孔内のコンタクト金属層となる
金属の堆積厚さを薄くすることができるから、この金属
の堆積時間を短縮することができるし、また、上記配線
となる堆積金属膜のパターニングも容易に行なうことが
でき、しかも上記配線の微細化も可能である。
以下、本発明の実施例を第１図および第２図を参照して
説明する。
説明する。
第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示したも
ので、この実施例はトランジスタが逆スタガー型の薄膜
トランジスタである場合に適用されるものである。
ので、この実施例はトランジスタが逆スタガー型の薄膜
トランジスタである場合に適用されるものである。
第１図において、図中１はガラス板等からなる絶縁基板
、Ｔは上記絶縁基板１上に形成された逆スタガー型の薄
膜トランジスタである。なお、この逆スタガー型薄膜ト
ランジスタＴは、第７図に示した薄膜トランジスタＴと
同じ構造のものであるから、その説明は図に同符号を付
して省略する。
、Ｔは上記絶縁基板１上に形成された逆スタガー型の薄
膜トランジスタである。なお、この逆スタガー型薄膜ト
ランジスタＴは、第７図に示した薄膜トランジスタＴと
同じ構造のものであるから、その説明は図に同符号を付
して省略する。
また、８は上記薄膜トランジスタＴを覆う絶縁膜であり
、この透明絶縁膜８は、金属の拡散が可能な透明絶縁材
、例えばＳＯＧ （スピンオンガラス）により１１程度
の厚さに形成されている。このＳＯＧからなる絶縁膜８
には、前記薄膜トランジスタＴのソース電極Ｓおよびド
レイン電極りに対応させて、このソース、ドレイン電極
Ｓ、Ｄに達する深さのコンタクト孔９が形成されている
。また、１０は前記絶縁膜８の上に形成された拡散阻止
膜であり、この拡散阻止膜１ｏには、絶縁膜８のコンタ
クト孔形成部分に対応させて、コンタクト孔９の上端の
径よりも若干大きな開口１１が設けられている。この拡
散阻止膜１４は、上記絶縁膜８に金属を拡散させて後述
する金属拡散層８ａを形成する際の金属拡散領域を規制
するために設けられたもので、この拡散阻止膜１０は金
属が拡散しにくい絶縁材、例えばＳＩＮによって形成さ
れている。そして、前記絶縁膜８の拡散阻止膜１０で覆
われていない部分、つまり拡散阻止膜１０の開口１１内
に対応するコンタクト孔形成部分には、この絶縁膜８に
ＩＴＯ等の導電性金属を拡散させた金属拡散層８ａが上
記コンタクト孔９の内周面からコンタクト孔周囲の絶縁
膜８表面にわたって形成されている。また、１２は前記
絶縁膜８の上に形成されたＡＭ等の導電性金属からなる
配線であり、この配線１２は、その一部を上記コンタク
ト孔９の周囲の金属拡散層８ａに重ねて形成されて、こ
の金属拡散層８ａに導通接続されている。また、１２ａ
は上記コンタクト孔９の内底部に形成されたコンタクト
金属層である。このコンタクト金属層１２ａは、上記配
線１２と同じ金属からなっており、前記トランジスタＴ
のソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄと上記コンタクト孔９の
内周面の金属拡散層８ａとに接触させて形成されて、上
記ソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄとコンタクト孔内周面の
金属拡散層８ａとを導通接続させている。
、この透明絶縁膜８は、金属の拡散が可能な透明絶縁材
、例えばＳＯＧ （スピンオンガラス）により１１程度
の厚さに形成されている。このＳＯＧからなる絶縁膜８
には、前記薄膜トランジスタＴのソース電極Ｓおよびド
レイン電極りに対応させて、このソース、ドレイン電極
Ｓ、Ｄに達する深さのコンタクト孔９が形成されている
。また、１０は前記絶縁膜８の上に形成された拡散阻止
膜であり、この拡散阻止膜１ｏには、絶縁膜８のコンタ
クト孔形成部分に対応させて、コンタクト孔９の上端の
径よりも若干大きな開口１１が設けられている。この拡
散阻止膜１４は、上記絶縁膜８に金属を拡散させて後述
する金属拡散層８ａを形成する際の金属拡散領域を規制
するために設けられたもので、この拡散阻止膜１０は金
属が拡散しにくい絶縁材、例えばＳＩＮによって形成さ
れている。そして、前記絶縁膜８の拡散阻止膜１０で覆
われていない部分、つまり拡散阻止膜１０の開口１１内
に対応するコンタクト孔形成部分には、この絶縁膜８に
ＩＴＯ等の導電性金属を拡散させた金属拡散層８ａが上
記コンタクト孔９の内周面からコンタクト孔周囲の絶縁
膜８表面にわたって形成されている。また、１２は前記
絶縁膜８の上に形成されたＡＭ等の導電性金属からなる
配線であり、この配線１２は、その一部を上記コンタク
ト孔９の周囲の金属拡散層８ａに重ねて形成されて、こ
の金属拡散層８ａに導通接続されている。また、１２ａ
は上記コンタクト孔９の内底部に形成されたコンタクト
金属層である。このコンタクト金属層１２ａは、上記配
線１２と同じ金属からなっており、前記トランジスタＴ
のソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄと上記コンタクト孔９の
内周面の金属拡散層８ａとに接触させて形成されて、上
記ソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄとコンタクト孔内周面の
金属拡散層８ａとを導通接続させている。
第２図は上記金属拡散層８ａと配線１２およびコンタク
ト金属層１２ａの形成方法を工程順に示したもので、こ
れらは次のようにして形成される。
ト金属層１２ａの形成方法を工程順に示したもので、こ
れらは次のようにして形成される。
まず、絶縁基板１上に周知の方法で薄膜トランジスタＴ
を形成した後、この基板１上にＳＯＧをｉｎ程度の厚さ
に塗布してこれを焼成することにより、第２図（ａ）に
示すように透明絶縁膜（ＳＯＧ膜）８を形成し、この絶
縁膜８に、薄膜トランジスタＴのソース、ドレイン電極
Ｓ、Ｄに対応させてコンタクト孔９をエツチングにより
形成した後、上記絶縁膜８の上にＳＩＮをプラズマＣＶ
Ｄ法により１０００人程度０厚さに堆積させて第２図（
ａ）に示すように拡散阻止膜１０を形成し、この拡散阻
止膜１０に前記絶縁膜８のコンタクト孔形成部分を露出
させる開口１１をエツチングにより形成する。
を形成した後、この基板１上にＳＯＧをｉｎ程度の厚さ
に塗布してこれを焼成することにより、第２図（ａ）に
示すように透明絶縁膜（ＳＯＧ膜）８を形成し、この絶
縁膜８に、薄膜トランジスタＴのソース、ドレイン電極
Ｓ、Ｄに対応させてコンタクト孔９をエツチングにより
形成した後、上記絶縁膜８の上にＳＩＮをプラズマＣＶ
Ｄ法により１０００人程度０厚さに堆積させて第２図（
ａ）に示すように拡散阻止膜１０を形成し、この拡散阻
止膜１０に前記絶縁膜８のコンタクト孔形成部分を露出
させる開口１１をエツチングにより形成する。
次に、上記絶縁膜８に拡散させる導電性金属としてＩＴ
Ｏをスパッタリングし、絶縁膜８の表面およびそのコン
タクト孔９の内面にＩＴＯ膜ａを第２図（ｂ）に鎖線で
示すように堆積させる。このＩＴＯのスパッタリングは
、３００℃程度の基板温度で行なう。このＩＴＯのスパ
ッタリングを行なうと、絶縁膜８の表面およびコンタク
ト孔９の内面にＩＴＯ膜ａが堆積して行くとともに、同
時に堆積したＩＴＯが上記拡散阻止膜１０で覆われてい
ない部分の絶縁膜８内に熱拡散し、絶縁膜８のコンタク
ト孔周囲の表面からコンタクト孔９の内周面全体にわた
って、ＩＴＯを拡散させた金属拡散層８ａが第２図（ｂ
）に示すように形成される。なお、Ｉ Ｔ ０Ｉ１４
ａは拡散阻止膜１０およびコンタクト孔９内に露出して
いるソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄの上にも堆積するが、
拡散阻止膜１０は金属が拡散しにくいＳＩＮ膜であるた
めに、この拡散阻止膜１０へのＩＴＯの拡散はほとんど
生じないし、またソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄの上に堆
積したＩＴＯａはこの電極Ｓ、Ｄの上に単に堆積するだ
けである。このＩＴＯのスパッタリングは、絶縁膜８へ
のＩＴＯの拡散深さ、つまり形成される金属拡散層８ａ
の層厚が導電膜として十分な厚さ（５００人程０）にな
るまで行なう。なお、この場合、上記ＩＴＯのスパッタ
リングによる絶縁膜８へのＩＴＯの拡散を行なった後に
、再度基板１を３００℃程度に加熱する熱処理を行なえ
ば、絶縁膜８へのＩＴＯの拡散深さをさらに深くして、
金属拡散層８ａの層厚を十分に確保することができる。
Ｏをスパッタリングし、絶縁膜８の表面およびそのコン
タクト孔９の内面にＩＴＯ膜ａを第２図（ｂ）に鎖線で
示すように堆積させる。このＩＴＯのスパッタリングは
、３００℃程度の基板温度で行なう。このＩＴＯのスパ
ッタリングを行なうと、絶縁膜８の表面およびコンタク
ト孔９の内面にＩＴＯ膜ａが堆積して行くとともに、同
時に堆積したＩＴＯが上記拡散阻止膜１０で覆われてい
ない部分の絶縁膜８内に熱拡散し、絶縁膜８のコンタク
ト孔周囲の表面からコンタクト孔９の内周面全体にわた
って、ＩＴＯを拡散させた金属拡散層８ａが第２図（ｂ
）に示すように形成される。なお、Ｉ Ｔ ０Ｉ１４
ａは拡散阻止膜１０およびコンタクト孔９内に露出して
いるソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄの上にも堆積するが、
拡散阻止膜１０は金属が拡散しにくいＳＩＮ膜であるた
めに、この拡散阻止膜１０へのＩＴＯの拡散はほとんど
生じないし、またソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄの上に堆
積したＩＴＯａはこの電極Ｓ、Ｄの上に単に堆積するだ
けである。このＩＴＯのスパッタリングは、絶縁膜８へ
のＩＴＯの拡散深さ、つまり形成される金属拡散層８ａ
の層厚が導電膜として十分な厚さ（５００人程０）にな
るまで行なう。なお、この場合、上記ＩＴＯのスパッタ
リングによる絶縁膜８へのＩＴＯの拡散を行なった後に
、再度基板１を３００℃程度に加熱する熱処理を行なえ
ば、絶縁膜８へのＩＴＯの拡散深さをさらに深くして、
金属拡散層８ａの層厚を十分に確保することができる。
次に、拡散阻止膜１０および絶縁膜８の上に堆積したＩ
ＴＯＩｌｌｉａを、Ｈｃｊ２ ： ＨＮＯ３： Ｈ２０
−１： ｏ、ｏｓ： １のエツチング液により３５℃で
全面エツチングし゛て拡散阻止膜１０上のＩ Ｔ ＯＭ
ａを除去する。この全面エツチングを行なうと、ＳＩＮ
からなる拡散阻止膜１０面が約２分のエツチングで絶縁
性を回復し、絶縁膜８の各コンタクト孔部分の金属拡散
層８ａが互いに切離される。
ＴＯＩｌｌｉａを、Ｈｃｊ２ ： ＨＮＯ３： Ｈ２０
−１： ｏ、ｏｓ： １のエツチング液により３５℃で
全面エツチングし゛て拡散阻止膜１０上のＩ Ｔ ＯＭ
ａを除去する。この全面エツチングを行なうと、ＳＩＮ
からなる拡散阻止膜１０面が約２分のエツチングで絶縁
性を回復し、絶縁膜８の各コンタクト孔部分の金属拡散
層８ａが互いに切離される。
なおこの場合、拡散阻止膜１０上のＩＴＯ膜ａだけでな
く絶縁膜８上に堆積したＩＴＯＩｌｌｉａもエツチング
されるが、絶縁膜８の金属拡散層８ａはほとんどエツチ
ングされずに残るから、拡散阻止膜１０面が絶縁性を回
復した時点でも、絶縁膜８の金属拡散層形成部分は抵抗
値が数にΩの導電性を保っている。また、上記全面エツ
チングを行なうと、コンタクト孔９の底面つまり薄膜ト
ランジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄ上に堆積し
たＩＴＯ膜ａもエツチング除去されるが、上記ソース、
ドレイン電極Ｓ、Ｄはエツチングされることなく残る。
く絶縁膜８上に堆積したＩＴＯＩｌｌｉａもエツチング
されるが、絶縁膜８の金属拡散層８ａはほとんどエツチ
ングされずに残るから、拡散阻止膜１０面が絶縁性を回
復した時点でも、絶縁膜８の金属拡散層形成部分は抵抗
値が数にΩの導電性を保っている。また、上記全面エツ
チングを行なうと、コンタクト孔９の底面つまり薄膜ト
ランジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄ上に堆積し
たＩＴＯ膜ａもエツチング除去されるが、上記ソース、
ドレイン電極Ｓ、Ｄはエツチングされることなく残る。
このようにして形成された金属拡散層８ａはその下端面
において薄膜トランジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ
、Ｄに導通接触しており、したがってこの金属拡散層８
ａは薄膜トランジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄ
と上記絶縁膜８の上に形成される配線１２とを接続する
コンタクト層となる。
において薄膜トランジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ
、Ｄに導通接触しており、したがってこの金属拡散層８
ａは薄膜トランジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄ
と上記絶縁膜８の上に形成される配線１２とを接続する
コンタクト層となる。
次に、導電性金属（例えば、ｌ１ｌ）をメツキ法または
スパッタリング法により堆積させ、拡散阻止膜１０およ
び絶縁膜８の上に配線１２となる金属膜を第２図（ｃ）
に示すように形成するとともに、同時にコンタクト孔９
内にも上記金属を堆積させて、このコンタクト孔９の内
底部にコンタクト金属層１２ａを形成する。この金属の
堆積厚さは、拡散阻止膜１０の厚さに応じてその約２倍
に選べばよく、拡散阻止膜１０の厚さが１０００人であ
る場合、上記金属を２０００人程度０厚さに堆積さ−せ
れば、拡散阻止膜１０の表面と絶縁膜８の表面との間の
段差部分にも十分な厚さに金属を堆積させて、拡散阻止
膜１０上から絶縁膜８上にわたって連続する断線のない
金属膜を形成することができる。また、この厚さに金属
を堆積させれば、コンタクト孔９に堆積形成されるコン
タクト金属層１２ａは、薄膜トランジスタＴのソース、
ドレイン電極Ｓ。
スパッタリング法により堆積させ、拡散阻止膜１０およ
び絶縁膜８の上に配線１２となる金属膜を第２図（ｃ）
に示すように形成するとともに、同時にコンタクト孔９
内にも上記金属を堆積させて、このコンタクト孔９の内
底部にコンタクト金属層１２ａを形成する。この金属の
堆積厚さは、拡散阻止膜１０の厚さに応じてその約２倍
に選べばよく、拡散阻止膜１０の厚さが１０００人であ
る場合、上記金属を２０００人程度０厚さに堆積さ−せ
れば、拡散阻止膜１０の表面と絶縁膜８の表面との間の
段差部分にも十分な厚さに金属を堆積させて、拡散阻止
膜１０上から絶縁膜８上にわたって連続する断線のない
金属膜を形成することができる。また、この厚さに金属
を堆積させれば、コンタクト孔９に堆積形成されるコン
タクト金属層１２ａは、薄膜トランジスタＴのソース、
ドレイン電極Ｓ。
Ｄとコンタクト孔９の内周面の金属拡散層８ａとに十分
な接触面積をもって接触し、下端面だけで上記ソース、
ドレイン電極Ｓ、Ｄに導通接触している金属拡散層８ａ
をさらに確実にソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄに導通接続
する。
な接触面積をもって接触し、下端面だけで上記ソース、
ドレイン電極Ｓ、Ｄに導通接触している金属拡散層８ａ
をさらに確実にソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄに導通接続
する。
この後は、拡散阻止膜１０および絶縁膜８の上に堆積さ
せた金属膜をパターニングし、第１図に示すような配線
（ソース配線およびドレイン配線）１２を形成する。こ
の金属膜のパターニングは、金属膜の厚さが約２０００
人と薄いために容易に行なうことができ、したがって微
細な配線１２も形成することができる。
せた金属膜をパターニングし、第１図に示すような配線
（ソース配線およびドレイン配線）１２を形成する。こ
の金属膜のパターニングは、金属膜の厚さが約２０００
人と薄いために容易に行なうことができ、したがって微
細な配線１２も形成することができる。
すなわち、上記配線接続構造は、絶縁膜８のコンタクト
孔形成部分に導電性金属（ＩＴＯ）を拡散させて、上記
コンタクト孔９の内周面からコンタクト孔周囲の絶縁膜
表面にわたる金属拡散層８ａを形成するとともに、前記
絶縁膜８の上に形成する配線１２を、その一部を上記コ
ンタクト孔９の周囲の金属拡散層８ａに重ねて形成する
ことによってこの配線１２と前記金属拡散層８ａとを導
通接続し、さらに前記絶縁膜８の上に上記配線１２とな
る金属を堆積させる際に、この金属を上記コンタクト孔
９の内底部にも同時に堆積させてこのコンタクト孔９の
内底部にコンタクト金属層１２ａを形成することにより
、このコンタクト金属層１２ａによってコンタクト孔内
周面の金属拡散層８ａと薄膜トランジスタＴのソース、
ドレイン電極Ｓ、Ｄとを確実に導通接続したものである
。
孔形成部分に導電性金属（ＩＴＯ）を拡散させて、上記
コンタクト孔９の内周面からコンタクト孔周囲の絶縁膜
表面にわたる金属拡散層８ａを形成するとともに、前記
絶縁膜８の上に形成する配線１２を、その一部を上記コ
ンタクト孔９の周囲の金属拡散層８ａに重ねて形成する
ことによってこの配線１２と前記金属拡散層８ａとを導
通接続し、さらに前記絶縁膜８の上に上記配線１２とな
る金属を堆積させる際に、この金属を上記コンタクト孔
９の内底部にも同時に堆積させてこのコンタクト孔９の
内底部にコンタクト金属層１２ａを形成することにより
、このコンタクト金属層１２ａによってコンタクト孔内
周面の金属拡散層８ａと薄膜トランジスタＴのソース、
ドレイン電極Ｓ、Ｄとを確実に導通接続したものである
。
したがって、この配線接続構造によれば、薄膜トランジ
スタＴを覆う絶縁膜８の上に形成される配線１２を上記
絶縁膜８に形成したコンタクト孔９において薄膜トラン
ジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄに接続するもの
でありながら、絶縁膜８上の配線１２およびコンタクト
孔９内のコンタクト金属層１２ａとなる金属を厚く堆積
させなくても、上記配線１２を絶縁膜８のコンタクト孔
形成部分に拡散形成した導電性金属８ａを介して薄膜ト
ランジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ、 Ｄに確実
に導通接続することができる。そして、上記配線接続構
造によれば、上記配線１２およびコンタクト金属層１２
ａとなる金属の堆積厚さを薄くすることができるから、
この金属の堆積時間を短縮することができるし、また、
配線１２となる堆積金属膜のパターニングも容易に行な
うことができ、しかも上記配線１２の微細化も可能であ
る。
スタＴを覆う絶縁膜８の上に形成される配線１２を上記
絶縁膜８に形成したコンタクト孔９において薄膜トラン
ジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ、Ｄに接続するもの
でありながら、絶縁膜８上の配線１２およびコンタクト
孔９内のコンタクト金属層１２ａとなる金属を厚く堆積
させなくても、上記配線１２を絶縁膜８のコンタクト孔
形成部分に拡散形成した導電性金属８ａを介して薄膜ト
ランジスタＴのソース、ドレイン電極Ｓ、 Ｄに確実
に導通接続することができる。そして、上記配線接続構
造によれば、上記配線１２およびコンタクト金属層１２
ａとなる金属の堆積厚さを薄くすることができるから、
この金属の堆積時間を短縮することができるし、また、
配線１２となる堆積金属膜のパターニングも容易に行な
うことができ、しかも上記配線１２の微細化も可能であ
る。
なお、上記実施例では逆スタガー型薄膜トランジスタの
ソースおよびドレイン電極に接続される配線の接続構造
について説明したが、本発明は、他の構造の薄膜トラン
ジスタや、Ｓｌ単結晶基板を使用する通常のトランジス
タの配線接続構造にも適用できることはもちろんである
。
ソースおよびドレイン電極に接続される配線の接続構造
について説明したが、本発明は、他の構造の薄膜トラン
ジスタや、Ｓｌ単結晶基板を使用する通常のトランジス
タの配線接続構造にも適用できることはもちろんである
。
第３図〜第５図は本発明の第２〜第４の実施例を示した
もので、第３図はスタガー型薄膜トランジスタＴのゲー
ト電極Ｇおよびドレイン電極りに接続される配線１２の
接続構造を示し、第４図はコブラナー型薄膜トランジス
タＴのゲート電極Ｇおよびドレイン電極りに接続される
配線１２の接続構造を示し、第５図は逆コブラナー型薄
膜トランジスタＴのソース電極Ｓおよびドレイン電極り
に接続される配線１２の接続構造を示している。
もので、第３図はスタガー型薄膜トランジスタＴのゲー
ト電極Ｇおよびドレイン電極りに接続される配線１２の
接続構造を示し、第４図はコブラナー型薄膜トランジス
タＴのゲート電極Ｇおよびドレイン電極りに接続される
配線１２の接続構造を示し、第５図は逆コブラナー型薄
膜トランジスタＴのソース電極Ｓおよびドレイン電極り
に接続される配線１２の接続構造を示している。
なお、第３図〜第５図の各実施例の基本的な構成は前述
した第１の実施例と同じであるから、その説明は図に同
符号を付して省略する。また、第３図および第５図にお
いて、１３は、ｎ”−ａ−Ｓｉ層４を介して配線１２と
接続される薄膜トランジスタＴの電極（第３図ではドレ
イン電極Ｄ１第５図ではソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ
）のｎ”−ａ−５ｉ層４上に形成されたコンタクト金属
膜である。このコンタクト金属膜１３は、絶縁膜８に金
属拡散層８ａを形成した後に堆積形成されたもので、そ
のためにこのコンタクト金属膜１３は、拡散阻止膜１０
および絶縁膜８の上にも形成されており、また第３図に
おいては、ゲート電極Ｇの上にも上記コンタクト金属膜
１３が形成されている。
した第１の実施例と同じであるから、その説明は図に同
符号を付して省略する。また、第３図および第５図にお
いて、１３は、ｎ”−ａ−Ｓｉ層４を介して配線１２と
接続される薄膜トランジスタＴの電極（第３図ではドレ
イン電極Ｄ１第５図ではソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ
）のｎ”−ａ−５ｉ層４上に形成されたコンタクト金属
膜である。このコンタクト金属膜１３は、絶縁膜８に金
属拡散層８ａを形成した後に堆積形成されたもので、そ
のためにこのコンタクト金属膜１３は、拡散阻止膜１０
および絶縁膜８の上にも形成されており、また第３図に
おいては、ゲート電極Ｇの上にも上記コンタクト金属膜
１３が形成されている。
また、第６図は本発明の第５の実施例を示したもので、
この実施例はトランジスタが８１単結晶基板を使用する
トランジスタである場合の例である。第６図において、
１４はＳ＋単結晶基板、Ｔｌはｎ−ＭＯＳ）ランジスタ
、Ｔｌはｐ−ＭＯＳトランジスタであり、Ｇ、Ｓ、Ｄは
各トランジスタＴＩ、Ｔ２のゲート、ソース、ドレイン
電極である。また、各トランジスタＴｌ、Ｔ２のゲート
電極ＧはポリＳｔ電極とされ、ソース、ドレイン電極Ｓ
、Ｄは金属電極とされており、ｎＭＯＳトランジスタＴ
ｌのソース電極ｓｆ１！：ｐ−ＭＯＳトランジスタＴ２
のドレイン電極りとはこの画電極Ｓ、Ｄと一体の接続配
線１５によって接続されている。また、ｐ−ＭＯＳ）ラ
ンジスタＴ２のゲート電極Ｇの上にはコンタクト金属膜
１６が形成されており、ｎ−ＭＯＳ）ランジスタＴ１の
ゲート電極Ｇはその上に形成したゲート配線１７に接続
され、またこのｎ−ＭＯＳ）ランジスタＴｌのドレイン
電極りは図示しないドレイン配線につながっている。な
お、２はゲート絶縁膜である。また上記トランジスタＴ
ｌ、Ｔｌの上には、ＳＯＧからなる絶縁膜８が形成され
、その上にはＳＩＮからなる拡散阻止膜１０が形成され
ている。そして、この拡散阻止膜１０および絶縁膜８の
上には、ｐ−ＭＯＳトランジスタＴｌのゲート電極Ｇと
ソース電極Ｓおよび上記接続配線１５にそれぞれ接続さ
れる配線１２が形成されており、この各配線１２は前述
した第１の実施例と同様にして上記ゲート電極Ｇとソー
ス電極Ｓおよび接続配線１５に接続されている。なお、
この配線１２の接続部の構成は上記第１の実施例と同じ
であるから、その説明は図に同符号を付して省略する。
この実施例はトランジスタが８１単結晶基板を使用する
トランジスタである場合の例である。第６図において、
１４はＳ＋単結晶基板、Ｔｌはｎ−ＭＯＳ）ランジスタ
、Ｔｌはｐ−ＭＯＳトランジスタであり、Ｇ、Ｓ、Ｄは
各トランジスタＴＩ、Ｔ２のゲート、ソース、ドレイン
電極である。また、各トランジスタＴｌ、Ｔ２のゲート
電極ＧはポリＳｔ電極とされ、ソース、ドレイン電極Ｓ
、Ｄは金属電極とされており、ｎＭＯＳトランジスタＴ
ｌのソース電極ｓｆ１！：ｐ−ＭＯＳトランジスタＴ２
のドレイン電極りとはこの画電極Ｓ、Ｄと一体の接続配
線１５によって接続されている。また、ｐ−ＭＯＳ）ラ
ンジスタＴ２のゲート電極Ｇの上にはコンタクト金属膜
１６が形成されており、ｎ−ＭＯＳ）ランジスタＴ１の
ゲート電極Ｇはその上に形成したゲート配線１７に接続
され、またこのｎ−ＭＯＳ）ランジスタＴｌのドレイン
電極りは図示しないドレイン配線につながっている。な
お、２はゲート絶縁膜である。また上記トランジスタＴ
ｌ、Ｔｌの上には、ＳＯＧからなる絶縁膜８が形成され
、その上にはＳＩＮからなる拡散阻止膜１０が形成され
ている。そして、この拡散阻止膜１０および絶縁膜８の
上には、ｐ−ＭＯＳトランジスタＴｌのゲート電極Ｇと
ソース電極Ｓおよび上記接続配線１５にそれぞれ接続さ
れる配線１２が形成されており、この各配線１２は前述
した第１の実施例と同様にして上記ゲート電極Ｇとソー
ス電極Ｓおよび接続配線１５に接続されている。なお、
この配線１２の接続部の構成は上記第１の実施例と同じ
であるから、その説明は図に同符号を付して省略する。
なお、上記各実施例では、絶縁膜８をＳＯＧ膜としてい
るが、この絶縁膜８は、ＳＯＧに限らず金属の拡散が可
能なものであればよいし、またこの絶縁膜８に拡散させ
る導電性金属もＩＴＯに限られるものではない。また、
絶縁膜８への金属の拡散領域を規制する拡散阻止膜１０
も、金属拡散しにくいものであればＳＩＮ膜に限られる
ものではない。また上記各実施例では、絶縁膜８上の拡
散阻止膜１０をそのまま残すようにしているが、この拡
散阻止膜１０は、絶縁膜８に金属拡散層８ａを形成した
後に除去してもよく、このように拡散阻止膜１０を除去
すれば、絶縁膜８の表面が段差のないフラット面となる
から、配線１２となる金属の堆積厚さをさらに薄くする
ことができる。
るが、この絶縁膜８は、ＳＯＧに限らず金属の拡散が可
能なものであればよいし、またこの絶縁膜８に拡散させ
る導電性金属もＩＴＯに限られるものではない。また、
絶縁膜８への金属の拡散領域を規制する拡散阻止膜１０
も、金属拡散しにくいものであればＳＩＮ膜に限られる
ものではない。また上記各実施例では、絶縁膜８上の拡
散阻止膜１０をそのまま残すようにしているが、この拡
散阻止膜１０は、絶縁膜８に金属拡散層８ａを形成した
後に除去してもよく、このように拡散阻止膜１０を除去
すれば、絶縁膜８の表面が段差のないフラット面となる
から、配線１２となる金属の堆積厚さをさらに薄くする
ことができる。
本発明のトランジスタの配線接続構造は、トランジスタ
を覆う絶縁膜を金属の拡散が可能な絶縁材で形成し、か
つこの絶縁膜にトランジスタの電極に対応させてコンタ
クト孔を形成するとともに、前記絶縁膜のコンタクト孔
形成部分に、前記絶縁膜に導電性金属を拡散させた金属
拡散層を上記コンタクト孔の内周面からコンタクト孔周
囲の絶縁膜表面にわたって形成し、前記絶縁膜の上に形
成する配線を、その一部を上記コンタクト孔の周囲の前
記金属拡散層に重ねて形成するとともに、上記コンタク
ト孔の内底部に、上記配線と同じ金属からなるコンタク
ト金属層を、前記トランジスタの電極と上記コンタクト
孔の内周面の前記金属拡散層とに接触させて形成したも
のであるから、トランジスタを覆う絶縁膜の上に形成さ
れる配線を上記絶縁膜に形成したコンタクト孔において
前記トランジスタの電極に接続するものでありながら、
前記絶縁膜上の配線および上記コンタクト孔内のコンタ
クト金属層となる金属を厚く堆積させなくても上記配線
をトランジスタの電極に確実に導通接続することができ
、したがって、上記金属の堆積厚さを薄くしてその堆積
時間を短縮するとともに、配線となる堆積金属膜のバタ
ーニングも容易にし、かつ配線の微細化も可能にするこ
とができる。
を覆う絶縁膜を金属の拡散が可能な絶縁材で形成し、か
つこの絶縁膜にトランジスタの電極に対応させてコンタ
クト孔を形成するとともに、前記絶縁膜のコンタクト孔
形成部分に、前記絶縁膜に導電性金属を拡散させた金属
拡散層を上記コンタクト孔の内周面からコンタクト孔周
囲の絶縁膜表面にわたって形成し、前記絶縁膜の上に形
成する配線を、その一部を上記コンタクト孔の周囲の前
記金属拡散層に重ねて形成するとともに、上記コンタク
ト孔の内底部に、上記配線と同じ金属からなるコンタク
ト金属層を、前記トランジスタの電極と上記コンタクト
孔の内周面の前記金属拡散層とに接触させて形成したも
のであるから、トランジスタを覆う絶縁膜の上に形成さ
れる配線を上記絶縁膜に形成したコンタクト孔において
前記トランジスタの電極に接続するものでありながら、
前記絶縁膜上の配線および上記コンタクト孔内のコンタ
クト金属層となる金属を厚く堆積させなくても上記配線
をトランジスタの電極に確実に導通接続することができ
、したがって、上記金属の堆積厚さを薄くしてその堆積
時間を短縮するとともに、配線となる堆積金属膜のバタ
ーニングも容易にし、かつ配線の微細化も可能にするこ
とができる。
第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示すトラ
ンジスタの断面図および金属拡散層と配線−・ンタクト
金属層の形成工程図、第３図〜第６図はそれぞれ本発明
の第１〜第４の実施例を示すトランジスタの断面図、第
７図は従来の配線接続構造を示すトランジスタの断面図
である。 Ｔ、Ｔｌ 、Ｔ２・・・トランジスタ、Ｇ・・・ゲート
電極、Ｓ・・・ソース電極、Ｄ・・・ドレイン電極、８
・・・絶縁膜（ＳＯＧ膜） ８ａ・・・金属拡散層、
９・・・コンタクト孔、１０・・・拡散防止膜（Ｓｔ
Ｎ膜）、１２・・・配線、１２ａ・・・コンタクト金属
層。
ンジスタの断面図および金属拡散層と配線−・ンタクト
金属層の形成工程図、第３図〜第６図はそれぞれ本発明
の第１〜第４の実施例を示すトランジスタの断面図、第
７図は従来の配線接続構造を示すトランジスタの断面図
である。 Ｔ、Ｔｌ 、Ｔ２・・・トランジスタ、Ｇ・・・ゲート
電極、Ｓ・・・ソース電極、Ｄ・・・ドレイン電極、８
・・・絶縁膜（ＳＯＧ膜） ８ａ・・・金属拡散層、
９・・・コンタクト孔、１０・・・拡散防止膜（Ｓｔ
Ｎ膜）、１２・・・配線、１２ａ・・・コンタクト金属
層。
Claims (1)
- トランジスタを覆う絶縁膜の上に形成される配線を前記
トランジスタの電極に接続する構造において、トランジ
スタを覆う上記絶縁膜を金属の拡散が可能な絶縁材で形
成し、かつこの絶縁膜に前記トランジスタの電極に対応
させてコンタクト孔を形成するとともに、前記絶縁膜の
コンタクト孔形成部分に、前記絶縁膜に導電性金属を拡
散させた金属拡散層を上記コンタクト孔の内周面からコ
ンタクト孔周囲の絶縁膜表面にわたって形成し、前記絶
縁膜の上に形成する配線を、その一部を上記コンタクト
孔の周囲の前記金属拡散層に重ねて形成するとともに、
上記コンタクト孔の内底部に、上記配線と同じ金属から
なるコンタクト金属層を、前記トランジスタの電極と上
記コンタクト孔の内周面の前記金属拡散層とに接触させ
て形成したことを特徴とするトランジスタの配線接続構
造。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298349A JPH088300B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | トランジスタの配線接続構造 |
| CA000613680A CA1313563C (en) | 1988-10-26 | 1989-09-27 | Thin film transistor panel |
| US07/415,889 US5084905A (en) | 1988-10-26 | 1989-10-02 | Thin film transistor panel and manufacturing method thereof |
| EP89119842A EP0366116B1 (en) | 1988-10-26 | 1989-10-25 | Thin film transistor panel and manufacturing method thereof |
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| JPH088300B2 (ja) | 1996-01-29 |
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