JPH07283166A - コンタクトホールの作製方法 - Google Patents
コンタクトホールの作製方法Info
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- JPH07283166A JPH07283166A JP6222581A JP22258194A JPH07283166A JP H07283166 A JPH07283166 A JP H07283166A JP 6222581 A JP6222581 A JP 6222581A JP 22258194 A JP22258194 A JP 22258194A JP H07283166 A JPH07283166 A JP H07283166A
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 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電極に
対する、酸化珪素膜または窒化珪素膜と酸化アルミニウ
ム膜とをエッチング除去して行われるコンタクトホール
の形成を、容易かつ確実に実施する。 【構成】 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フッ酸溶液（ＡＢ
ＨＦ）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
程とを有する。
極酸化アルミニウム膜を有しているアルミニウム電極に
対する、酸化珪素膜または窒化珪素膜と酸化アルミニウ
ム膜とをエッチング除去して行われるコンタクトホール
の形成を、容易かつ確実に実施する。 【構成】 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フッ酸溶液（ＡＢ
ＨＦ）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
程とを有する。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
／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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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））
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））
【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。
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。
【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））
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））
【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））
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））
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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））
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））
【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。
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。
【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））
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））
【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））
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））
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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））
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））
【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。
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。
【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））
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））
【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））
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））
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））
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））
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】 薄膜トランジスタの構造を示す。
【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。
ッチング特性の一例を示す。
【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。
膜のエッチング特性の一例を示す。
【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。
を示す。
【図５】 実施例のＴＦＴの作製工程を示す。
【図６】 実施例のＴＦＴの作製工程を示す。
【図７】 実施例のＴＦＴの作製工程の他の例を示す。
【図８】 従来のエッチング工程を示す。
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
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
Claims (12)
- 【請求項１】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（ＡＢＨ
Ｆ）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。 - 【請求項２】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（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）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。 - 【請求項３】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（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）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。 - 【請求項４】請求項１または請求項２または請求項３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。 - 【請求項５】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。 - 【請求項６】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。 - 【請求項７】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（ＡＢＨ
Ｆ）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。 - 【請求項８】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（ＡＢＨ
Ｆ）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。 - 【請求項９】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（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。 - 【請求項１０】請求項９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。 - 【請求項１１】請求項９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。 - 【請求項１２】請求項９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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6222581A JPH07283166A (ja) | 1994-02-20 | 1994-08-24 | コンタクトホールの作製方法 |
| KR1019950003503A KR100437295B1 (ko) | 1994-02-20 | 1995-02-20 | 박막트랜지스터에서접촉홀형성방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4644494 | 1994-02-20 | ||
| JP6-46444 | 1994-02-20 | ||
| JP6222581A JPH07283166A (ja) | 1994-02-20 | 1994-08-24 | コンタクトホールの作製方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006042721A Division JP4397899B2 (ja) | 1994-02-20 | 2006-02-20 | 半導体装置の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07283166A true JPH07283166A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=26386553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6222581A Withdrawn JPH07283166A (ja) | 1994-02-20 | 1994-08-24 | コンタクトホールの作製方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07283166A (ja) |
| KR (1) | KR100437295B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002016257A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
| US7163854B2 (en) | 1996-11-07 | 2007-01-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Fabrication method of a semiconductor device |
| JP2012163983A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-08-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2022067695A (ja) * | 2020-10-21 | 2022-05-09 | 住友電気工業株式会社 | トランジスタ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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