JPH07326766A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents

半導体装置およびその作製方法

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JPH07326766A
JPH07326766A JP6142448A JP14244894A JPH07326766A JP H07326766 A JPH07326766 A JP H07326766A JP 6142448 A JP6142448 A JP 6142448A JP 14244894 A JP14244894 A JP 14244894A JP H07326766 A JPH07326766 A JP H07326766A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜トランジスタにおいて、パッシベーショ
ン膜を形成する際、その下のアルミニウム配線にヒロッ
クが発生することを防止する。 【構成】 アルミニウム配線を形成する際、まず、全面
にアルミニウム膜108を成膜する。そして、電解溶液
中で電流を通じ陽極酸化し、陽極酸化物109を形成す
る。その後、アルミニウム膜108と陽極酸化物109
をエッチングして、アルミニウム配線110を形成す
る。このアルミニウム配線110表面は、陽極酸化物で
覆われているため、パッシベーション膜111を形成す
る際に、ヒロックの発生を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ(T
FT)を用いた半導体装置に関する。特に、アクティブ
マトリックス型の液晶表示装置に利用できる半導体装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】TFTを有する半導体装置としては、ア
クティブ型液晶表示装置やイメージセンサー等が知られ
ている。これらの装置に用いられているTFTは、素子
が外気にさらされると、外気中の水分等の影響を受け、
性能が劣化してしまう問題があった。そのため、素子を
外気から保護するために、窒化珪素を主成分とする材料
のパッシベーション膜で素子全体が覆われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パッシベーシ
ョン膜の下のソース/ドレイン電極・配線にアルミニウ
ムが用いられている場合、パッシベーション膜の成膜時
に発生する熱の影響で、アルミニウム膜表面において、
アルミニウムが突起状に結晶成長するヒロックが発生す
る。そして、このヒロックによって、配線がショートす
るといった問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
配線表面に50〜500Åの厚さの陽極酸化膜を形成す
ることによって、パッシベーション膜の成膜時のヒロッ
クの発生を押さえるものである。まず、公知のTFT作
製方法によりソース/ドレインにコンタクトホールを形
成する。その後、アルミニウム配線を形成するアルミニ
ウム膜を、スパッタ法等によって、膜厚3000Å〜2
μm、好ましくは4000〜8000Åに成膜する。こ
のとき、さらにヒロックを抑制するために、使用される
アルミニウムには不純物としてSi、Sc、Cu等を5
wt%程度まで添加したものを用いてもよい。
【0005】そして、電解溶液中で電流を通じて陽極酸
化し、厚さ50〜500Åのバリヤ型の陽極酸化物を形
成する。バリヤ型の陽極酸化物は硬度が高く、緻密であ
るため、本発明の目的に好適である。バリヤ型の陽極酸
化物を得るには、実質的に中性な適切な電解溶液中にお
いて、陽極酸化すべきものを正電極に接続し、電圧を上
昇させつつ、電流を印加すればよい。例えば、電解溶液
として、例えば、L−酒石酸をエチレングリコールに5
%の濃度で希釈し、アンモニアを用いてpHを7前後に
調整したものなどを用いる。この溶液中に基板を浸し、
定電流源の+側を基板上のアルミニウム膜に接続し、−
側には白金の電極を接続して定電流状態で電圧を印加
し、5〜30V程度の電圧に達するまで酸化を継続す
る。さらに、定電圧状態で電流を加え、ほとんど電流が
流れなくなるまで酸化を継続する。この結果、アルミニ
ウム膜上に酸化アルミニウム被膜が得られる。酸化アル
ミニウム被膜の厚さは印加した電圧にほぼ比例し、電圧
が高くなるほど厚い被膜が得られる。
【0006】ここで、酸化アルミニウム被膜の膜厚が厚
いほど良好なバリヤとして機能するが、膜厚を厚くする
ためには印加電圧を高くする必要がある。しかし、印加
電圧を高くすると、素子を破壊する恐れがある。そのた
め、素子を破壊しない程度の電圧および酸化アルミニウ
ム膜の膜厚を決定すればよい。そして、このようにして
得られたアルミニウム膜と酸化アルミニウム被膜をエッ
チングし、上面が酸化アルミニウムで覆われたアルミニ
ウム配線を形成する。その後、パッシベーション膜を形
成すれば、アルミニウム膜表面には陽極酸化膜が存在す
るので、ヒロックの発生を抑えることができる。
【0007】
【作用】アルミニウム配線表面に陽極酸化膜を形成する
ことにより、アルミニウム配線表面にヒロックを発生さ
せずに、パッシベーション膜を形成することができる。
そのため、パッシベーション膜を突き破るような不良が
激減する。このことにより、パッシベーション膜が薄く
でき、TFTの微細化を図る際に極めて効果的である。
また、従来、TFTを液晶表示装置の画素部分に使用し
た場合、ソース/ドレイン電極・配線のヒロックが対向
電極に接してショートする恐れがあったが、本発明を利
用すれば、対向電極に接することはなくなり、製品の良
品率が向上する。
【0008】
【実施例】
〔実施例1〕図1に本実施例を示す。まず、基板101
(コーニング7059、100mm×1000mm)上
に下地酸化膜として厚さ1000〜5000Å、例え
ば、2000Åの酸化珪素膜102を形成した。この酸
化膜の形成には、酸素雰囲気中でのスパッタ法、TEO
SをプラズマCVD法で分解・堆積して形成する方法等
があるが、ここでは、酸素雰囲気中でのスパッタ法によ
って形成した。また、このように形成した酸化珪素膜を
400〜650℃でアニールしてもよい。
【0009】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400〜1000Å、例えば、500Å堆積し、これ
を、550〜600℃の還元雰囲気に8〜24時間放置
して、結晶化せしめた。その際には、ニッケルを微量添
加して結晶化を促進せしめてもよい。また、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、
このように結晶化させた珪素膜をエッチングして島状領
域103を形成した。さらに、この上にゲイト絶縁膜を
形成した。ここでは、プラズマCVD法によって厚さ7
00〜1500Å、例えば、1200Åの酸化珪素膜1
04を形成した。
【0010】その後、厚さ1000Å〜3μm、例え
ば、5000Å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)膜をスパッタ法によって形成して、これをエッチン
グし、ゲイト電極105を形成した。そして、ゲイト電
極105に電解溶液中で電流を通じて陽極酸化し、厚さ
500〜2500Å、例えば、2000Åの陽極酸化物
を形成した。用いた電解溶液は、L−酒石酸をエチレン
グリコールに5%の濃度で希釈し、アンモニアを用いて
pHを7.0±0.2に調整したものである。その溶液
中に基板を浸し、定電流源の+側を基板上のゲイト電極
に接続し、−側には白金の電極を接続して20mAの定
電流状態で電圧を印加し、150Vに達するまで酸化を
継続した。さらに、150Vで定電圧状態で加え0.1
mA以下になるまで酸化を継続した。この結果、厚さ2
000Åの酸化アルミニウム被膜が得られた。(図1
(A))
【0011】その後、イオンドーピング法によって、島
状珪素膜103に、ゲイト電極部105(すなわちゲイ
ト電極とその周囲の陽極酸化膜)をマスクとして自己整
合的に不純物(ここでは燐)を注入し、N型の不純物領
域106を形成した。ここで、ドーズ量は1×1015
8×1015原子/cm2 、加速電圧は60〜90kV、
例えば、ドーズ量を5×1015原子/cm2 、加速電圧
を80kVとした。さらに、KrFエキシマレーザー
(波長248nm、パルス幅20nsec)を照射し
て、ドーピングされた不純物の活性化をおこなった。レ
ーザーのエネルギー密度は200〜400mJ/c
2 、好ましくは250〜300J/cm2が適当であ
った。なお、本実施例ではゲイト電極にアルミニウムを
用いたため、耐熱性の点で問題があり、実施することが
困難であるが、レーザー照射による代わりに、熱アニー
ルによっておこなってもよい。(図1(B))
【0012】次に、全面に層間絶縁膜として、CVD法
によって酸化珪素膜107を厚さ5000Å形成した。
そして、層間絶縁膜107とゲイト絶縁膜104をエッ
チングし、TFTのソース/ドレインにコンタクトホー
ルを形成した。その後、3000Å〜2μm、好ましく
は4000〜8000Å、例えば、5000Åのアルミ
ニウム膜108をスパッタ法によって形成した。そし
て、前記陽極酸化と同様に、電解溶液中で電流を通じて
陽極酸化し、厚さ50〜500Å、例えば、100Åの
陽極酸化物109を形成した。ここでも、溶液として、
L−酒石酸をエチレングリコールに5%の濃度で希釈
し、アンモニアを用いてpHを7.0±0.2に調整し
たものを用いた。この溶液中に基板を浸し、定電流源の
+側を基板上のアルミニウム膜108に接続し、−側に
は白金の電極を接続して20mAの定電流状態で電圧を
印加し、5〜30V、ここでは10Vに達するまで酸化
を継続した。さらに、10Vで定電圧状態で加え0.1
mA以下になるまで酸化を継続した。この結果、厚さ約
100Åの酸化アルミニウム被膜109が得られた。
(図1(C))
【0013】そして、このようにして得られたアルミニ
ウム膜108と酸化アルミニウム被膜109をエッチン
グし、2層目アルミニウム配線110を形成した。その
後、素子を外気から保護するために、パッシベーション
膜111を形成した。ここでは、NH3 /SiH4 /H
2 混合ガスを用いたプラズマCVD法によって窒化珪素
を2000〜8000Å、例えば、4000Åの膜厚に
成膜した。成膜時の基板温度は250〜350℃であっ
た。(図1(D)) 一般に、アルミニウム膜上に直接、窒化珪素膜を形成す
ると、成膜時の温度上昇のために、アルミニウム表面に
ヒロックが発生するが、本実施例では、アルミニウム膜
上に陽極酸化膜が形成されているため、ヒロックの発生
が抑制された。
【0014】〔実施例2〕図2に本実施例を示す。本実
施例はCMOS型のTFTに関する。まず、基板201
上に下地酸化膜として厚さ1000〜5000Å、例え
ば、2000Åの酸化珪素膜202をプラズマCVD法
によって形成した。また、このように形成した酸化珪素
膜を400〜650℃でアニールしてもよい。その後、
プラズマCVD法によって非晶質珪素膜を300〜50
00Å、好ましくは400〜1000Å、例えば、50
0Å堆積し、これを、550〜600℃の還元雰囲気に
8〜24時間放置して、結晶化せしめた。その際には、
ニッケルを微量添加して結晶化を促進せしめてもよい。
また、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、このように結晶化させた珪素膜をエッチ
ングして島状領域203、204を形成した。さらに、
この上にゲイト絶縁膜を形成した。ここでは、プラズマ
CVD法によって厚さ700〜1500Å、例えば、1
200Åの酸化珪素膜205を形成した。
【0015】その後、厚さ1000Å〜3μm、例え
ば、5000Åのアルミニウム膜をスパッタ法によって
形成して、これをエッチングし、ゲイト電極206、2
07を形成した。そして、実施例1と同様な条件でゲイ
ト電極に電解溶液中で電流を通じて陽極酸化し、厚さ5
00〜2500Å、例えば、2000Åの陽極酸化物を
形成した。(図2(A)) 次に、イオンドーピング法によって、島状珪素膜20
3、204にゲイト電極部206、207をマスクとし
て自己整合的に不純物を注入した。まず、全面に燐を注
入しN型の不純物領域208、209を形成した。ここ
で、ドーズ量は1×1015〜8×1015原子/cm2
加速電圧は60〜90kV、例えば、ドーズ量を2×1
15原子/cm2 、加速電圧を80kVとした。(図2
(B))
【0016】その後、Nチャネル型TFTの領域をフォ
トレジスト210でマスクし、この状態で、硼素を注入
し、N型であった不純物領域209の導電型を反転さ
せ、P型不純物領域211を形成した。ドーズ量は1×
1015〜8×1015原子/cm2 、加速電圧は40〜8
0kV、例えば、ドーズ量を先に注入された燐より多い
5×1015原子/cm2 、加速電圧を65kVとした。
(図2(C) さらに、KrFエキシマレーザー(波長248nm、パ
ルス幅20nsec)を照射して、ドーピングされた不
純物の活性化をおこなった。レーザーのエネルギー密度
は200〜400mJ/cm2 、好ましくは250〜3
00J/cm2が適当であった。
【0017】次に、全面に層間絶縁膜として、CVD法
によって酸化珪素膜212を厚さ5000Å形成した。
そして、層間絶縁膜212とゲイト絶縁膜205をエッ
チングし、TFTのソース/ドレインにコンタクトホー
ルを形成した。その後、3000Å〜2μm、好ましく
は4000〜8000Å、例えば、5000Åのアルミ
ニウム膜213をスパッタ法によって形成した。そし
て、前記陽極酸化と同様に、電解溶液中で電流を通じて
陽極酸化し、厚さ50〜300Å、例えば、150Åの
陽極酸化物を形成した。ここで、溶液中に基板を浸し、
定電流源の+側を基板上のアルミニウム膜に接続し、−
側には白金の電極を接続して20mAの定電流状態で電
圧を印加し、5〜30V、ここでは10Vに達するまで
酸化を継続した。さらに、10Vで定電圧状態で加え
0.1mA以下になるまで酸化を継続した。この結果、
厚さ150Åの酸化アルミニウム被膜214が得られ
た。(図2(D))
【0018】そして、このようにして得られたアルミニ
ウム膜213と酸化アルミニウム被膜214をエッチン
グし、2層目アルミニウム配線215、216、217
を形成した。その後、パッシベーション膜218を形成
した。ここでは、NH3 /SiH4 /N2 O/H2 混合
ガスを用いたプラズマCVD法によって窒化酸化珪素
(SiOx y )を2000〜8000Å、例えば、4
000Åの膜厚に成膜した。(図2(E)) この場合もアルミニウム膜上に陽極酸化膜214が形成
されているため、ヒロックの発生が抑制された。
【0019】〔実施例3〕図3に本実施例を示す。本実
施例で示すTFTは、アクティブマトリックス型の液晶
表示装置の画素部分に配置されるTFTに関する。ま
ず、基板301上に下地酸化膜として厚さ2000Åの
酸化珪素膜302を形成した。その後、プラズマCVD
法によって非晶質珪素膜を500Å堆積し、これを、5
50〜600℃の還元雰囲気に8〜24時間放置して、
結晶化せしめた。その際には、ニッケルを微量添加して
結晶化を促進せしめてもよい。また、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
に結晶化させた珪素膜をエッチングして島状領域303
を形成した。さらに、この上にゲイト絶縁膜を形成す
る。ここでは、プラズマCVD法によって1200Åの
酸化珪素膜304を形成した。
【0020】その後、厚さ1000Å〜3μm、例え
ば、6000Åのアルミニウム膜をスパッタ法によって
形成した。そして、次の陽極酸化工程でのフォトレジス
トとの密着性を維持するために、アルミニウム膜表面に
厚さ100〜400Åの薄い陽極酸化膜を形成した。そ
の後、このように処理したアルミニウム膜上に、スピン
コート法によって厚さ1μm程度のフォトレジストを形
成した。そして、公知のフォトリソグラフィー法によっ
て、ゲイト電極を形成した。ゲイト電極305を形成し
た。ここで、ゲイト電極上には、フォトレジストのマス
ク306が存在する。(図3(A)) 次に、基板を10%シュウ酸水溶液浸し、5〜50V、
例えば8Vの定電圧で10〜500分、例えば200分
陽極酸化をおこなうことによって、厚さ約5000Åの
多孔質の陽極酸化物307をゲイト電極の側面に形成し
た。ゲイト電極の上面にはフォトレジストのマスク材3
06が存在していたので、陽極酸化はほとんど進行しな
かった。(図3(B))
【0021】次に、マスク材306を除去して、ゲイト
電極上面を露出させ、3%酒石酸のエチレングリコール
溶液(アンモニアで中性にpH調整したもの)中に基板
を浸し、これに電流を流して、20mVの定電流状態で
電圧を印加し、電圧を100Vまで上昇させて、陽極酸
化をおこなった。この際には、ゲイト電極上面のみなら
ず、ゲイト電極側面も陽極酸化されて、緻密な無孔質陽
極酸化物が厚さ1000Å形成された。その後、イオン
ドーピング法によって、島状珪素膜303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)を
マスクとして自己整合的に不純物(ここでは燐)を注入
し、N型の不純物領域308を形成した。ここで、ドー
ズ量は1×1015〜8×1015原子/cm2 、加速電圧
は60〜90kV、例えば、ドーズ量を5×1015原子
/cm2 、加速電圧を80kVとした。(図3(C))
【0022】そして、多孔質陽極酸化物307を燐酸系
のエッチャントによってエッチングし、無孔質陽極酸化
物を露出させた。上記燐酸系のエッチャントは無孔質陽
極酸化物に対してはエッチング速度が極めて低いので、
多孔質陽極酸化物307のみを選択的にエッチングで
き、無孔質陽極酸化物およびその内部のアルミニウムゲ
イトはこのエッチング工程で保護される。また、このと
き、多孔質陽極酸化物が存在していた部分の下部には不
純物(燐)はドーピングされていないので、オフセット
領域になっている。その後、KrFエキシマレーザー
(波長248nm、パルス幅20nsec)を照射し
て、ドーピングされた不純物の活性化をおこなった。レ
ーザーのエネルギー密度は200〜400mJ/c
2 、好ましくは250〜300J/cm2が適当であ
った。この際には、不純物領域308とオフセット領域
の境界部分にもレーザーが照射され、境界部分での劣化
を防止する上で効果的であった。
【0023】次に、全面に層間絶縁膜として、CVD法
によって酸化珪素膜309を厚さ5000Å形成した。
そして、層間絶縁膜309とゲイト絶縁膜304をエッ
チングし、TFTのソース/ドレインにコンタクトホー
ルを形成した。その後、3000Å〜2μm、好ましく
は4000〜8000Å、例えば、5000Åのアルミ
ニウム膜310をスパッタ法によって形成した。そし
て、実施例1と同様に陽極酸化をおこない100Åの陽
極酸化物311を形成した。(図3(D)) そして、このようにして得られたアルミニウム膜310
と酸化アルミニウム被膜311をエッチングし、2層目
アルミニウム配線312を形成した。その後、パッシベ
ーション膜313として窒化珪素を3000Åの膜厚に
形成した。この工程でも、アルミニウム膜上に陽極酸化
膜が存在するため、ヒロックの発生は抑制された。
【0024】その後、パッシベーション膜313、層間
絶縁膜309、ゲイト絶縁膜304をエッチングして、
画素電極のためのコンタクトホールを形成した。そし
て、ITO(インディウム錫酸化物)を成膜、エッチン
グしてITOの画素電極314を形成した。(図3
(E)) 本実施例では液晶表示装置に関するものであったが、液
晶表示装置では、対向基板とアクティブマトリクス基板
の空隙が5μm程度しかなく、配線のヒロックによる対
向基板との接触は大きな問題であった。本実施例では、
配線のヒロックを抑制できるので、良品率を向上させる
ことができた。
【0025】〔実施例4〕図4に本実施例を示す。本実
施例で示すTFTは、アクティブマトリックス型の液晶
表示装置の画素部分に配置されるTFTに関する。ま
ず、基板401上に下地酸化膜として厚さ2000Åの
酸化珪素膜402を形成した。その後、プラズマCVD
法によって非晶質珪素膜を500Å堆積し、これを、5
50〜600℃の還元雰囲気に8〜24時間放置して、
結晶化せしめた。その際には、ニッケルを微量添加して
結晶化を促進せしめてもよい。また、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
に結晶化させた珪素膜をエッチングして島状領域403
を形成した。さらに、この上にゲイト絶縁膜を形成し
た。ここでは、プラズマCVD法によって1200Åの
酸化珪素膜404を形成した。
【0026】その後、厚さ1000Å〜3μm、例え
ば、6000Åのアルミニウム膜をスパッタ法によって
形成して、これをエッチングし、ゲイト電極405を形
成した。そして、ゲイト電極に電解溶液中で電流を通じ
て陽極酸化し、厚さ2000Åの陽極酸化物を形成し
た。(図4(A)) そして、プラズマCVD法によって、酸化珪素膜406
を堆積した。この酸化珪素膜406はサイドウォールを
形成するのに用いられる。したがって、酸化珪素膜の厚
さはゲイト電極の高さによって最適な値が異なる。本実
施例のごとく、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)の高さが約6000Åの場合に
は、その1/3〜2倍の2000Å〜1.2μmが好ま
しく、ここでは、6000Åとした。(図4(B))
【0027】次に、公知のRIE法による異方性ドライ
エッチングをおこなうことによって、この酸化珪素膜の
エッチングをおこなった。このエッチングはゲイト絶縁
膜までエッチングが達した時点で終了した。以上の工程
によって、ゲイト電極部の側面には概略三角形状の絶縁
物407(サイドウォール)が形成された。(図4
(C)) その後、イオンドーピング法によって、島状珪素膜40
3に、ゲイト電極部405、サイドウォール407をマ
スクとして自己整合的に不純物(ここでは燐)を注入
し、N型の不純物領域408を形成した。ここで、ドー
ズ量は1×1015〜8×1015原子/cm2 、加速電圧
は60〜90kV、例えば、ドーズ量を5×1015原子
/cm2 、加速電圧を80kVとした。この時、サイド
ウォール下部には不純物が注入されず、オフセット領域
となった。
【0028】さらに、KrFエキシマレーザー(波長2
48nm、パルス幅20nsec)を照射して、ドーピ
ングされた不純物の活性化をおこなった。レーザーのエ
ネルギー密度は200〜400mJ/cm2 、好ましく
は250〜300J/cm2が適当であった。(図4
(D)) 次に、全面に層間絶縁膜として、CVD法によって酸化
珪素膜409を厚さ5000Å形成した。そして、層間
絶縁膜409とゲイト絶縁膜404をエッチングし、ソ
ース/ドレインにコンタクトホールを形成した。その
後、3000Å〜2μm、好ましくは4000〜800
0Å、例えば、6000Åのアルミニウム膜410をス
パッタ法によって形成した。そして、前記陽極酸化と同
様に、電解溶液中で電流を通じて陽極酸化し、厚さ50
〜500Å、例えば、250Åの陽極酸化物411を形
成した。(図4(E))
【0029】そして、このようにして得られたアルミニ
ウム膜410と酸化アルミニウム被膜411をエッチン
グし、2層目アルミニウム配線412を形成した。その
後、パッシベーション膜413として窒化珪素を400
0Åの膜厚に成膜した。その後、パッシベーション膜4
13、層間絶縁膜409、ゲイト絶縁膜404をエッチ
ングして、画素電極のコンタクトホールを形成した。そ
して、ITOを成膜、エッチングしてITOの画素電極
414を形成した。(図4(F)) 以上のような工程により、サイドウォールの下部にオフ
セット領域を有する画素TFTが形成された。
【0030】
【発明の効果】本発明によって、2層目アルミニウム配
線におけるヒロックの発生を抑え、配線のショート等の
不良箇所を削減できる。特に集積回路を作製した際に
は、多数の素子、配線から構成されるが、その中に1か
所でも不良があると、全体が使用不能になる可能性があ
る。本発明は、このような不良箇所を大幅に削減でき集
積回路の良品率を高める上で非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1における工程を示す。
【図2】 実施例2における工程を示す。
【図3】 実施例3における工程を示す。
【図4】 実施例4における工程を示す。
【符号の説明】
101 基板 102 下地酸化膜(酸化珪素) 103 島状領域 104 ゲイト絶縁膜(酸化珪素) 105 ゲイト電極 106 不純物領域 107 層間絶縁膜(酸化珪素) 108 アルミニウム膜 109 陽極酸化膜 110 ソース/ドレイン電極 111 パッシベーション膜(窒化珪素)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜トランジスタを用いた半導体装置に
    おいて、 アルミニウムを主成分とする配線に密着して、該アルミ
    ニウムを主成分とする配線を陽極酸化することによって
    得られた陽極酸化物皮膜が存在し、 該陽極酸化物被膜に密着して、窒化珪素を主成分とする
    被膜を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 薄膜トランジスタを用いた半導体装置に
    おいて、 アルミニウムを主成分とする配線に密着して、該アルミ
    ニウムを主成分とする配線を陽極酸化することによって
    得られた陽極酸化物皮膜が存在し、 該陽極酸化物被膜に密着して、パッシベーション膜を有
    することを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1および請求項2において、 アルミニウムを主成分とする配線に使用されるアルミニ
    ウムに、不純物として5wt%以下のSi、Sc、Cu
    を添加したものが用いられることを特徴とする半導体装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1および請求項2において、 アルミニウムを主成分とする配線はアクティブマトリク
    ス型液晶表示装置に形成されることを特徴とする半導体
    装置。
  5. 【請求項5】 島状半導体層と、該半導体層を覆うゲイ
    ト絶縁膜と、該ゲイト絶縁膜上にアルミニウムを主成分
    とする材料によってゲイト電極とを形成する第1の工程
    と、 前記ゲイト電極をマスクとして、自己整合的に不純物を
    半導体層に導入する第2の工程と、 前記ゲイト電極を覆って層間絶縁膜を形成し、ソースま
    たは/およびドレインにコンタクトホールを形成する第
    3の工程と、 全面にアルミニウムを主成分とする膜を形成し、該アル
    ミニウムを主成分とする膜を陽極酸化することによって
    陽極酸化物皮膜を形成する第4の工程と、 該アルミニウムを主成分とする膜と該陽極酸化物皮膜を
    エッチングし、アルミニウムを主成分とする2層目の配
    線を形成する第5の工程と、 該2層目の配線を覆って窒化珪素を主成分とする被膜を
    形成する第6の工程と、を有することを特徴とする半導
    体装置の製作方法。
  6. 【請求項6】 請求項5において、 第5の工程において、2層目配線に使用されるアルミニ
    ウムに、不純物として5wt%以下のSi、Sc、Cu
    を添加したものが用いられることを特徴とする半導体装
    置の作製方法。
  7. 【請求項7】 請求項5において、 第6の工程の後、前記窒化珪素を主成分とする膜をエッ
    チングして、コンタクトホールを形成する工程と、 透明導電膜によって、画素電極を形成する工程と、を有
    することを特徴とする半導体装置の作製方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6462403B1 (en) 1994-05-31 2002-10-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising thin film transistors having a passivation film formed thereon

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3597305B2 (ja) 1996-03-05 2004-12-08 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置およびその作製方法
DE19840405B4 (de) * 1997-10-14 2005-06-02 Siemens Ag Vorrichtung zur Fixierung der weiblichen Brust bei medizintechnischen Anwendungen
TW565944B (en) * 2002-10-09 2003-12-11 Toppoly Optoelectronics Corp Method of forming a low temperature polysilicon thin film transistor
US20050170643A1 (en) * 2004-01-29 2005-08-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Forming method of contact hole, and manufacturing method of semiconductor device, liquid crystal display device and EL display device
KR20110084368A (ko) * 2008-11-18 2011-07-22 파나소닉 주식회사 플렉시블 반도체 장치 및 그 제조 방법
KR101037470B1 (ko) * 2009-09-15 2011-05-26 삼성전기주식회사 방열기판 및 그 제조방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4158613A (en) * 1978-12-04 1979-06-19 Burroughs Corporation Method of forming a metal interconnect structure for integrated circuits
US4385937A (en) * 1980-05-20 1983-05-31 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Regrowing selectively formed ion amorphosized regions by thermal gradient
JPS5856409A (ja) * 1981-09-30 1983-04-04 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US4466179A (en) * 1982-10-19 1984-08-21 Harris Corporation Method for providing polysilicon thin films of improved uniformity
US4727044A (en) * 1984-05-18 1988-02-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of making a thin film transistor with laser recrystallized source and drain
JPH01162376A (ja) * 1987-12-18 1989-06-26 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JP2695488B2 (ja) * 1989-10-09 1997-12-24 キヤノン株式会社 結晶の成長方法
US5521107A (en) * 1991-02-16 1996-05-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming a field-effect transistor including anodic oxidation of the gate
JP3019885B2 (ja) * 1991-11-25 2000-03-13 カシオ計算機株式会社 電界効果型薄膜トランジスタの製造方法
JP2650543B2 (ja) * 1991-11-25 1997-09-03 カシオ計算機株式会社 マトリクス回路駆動装置
KR950008261B1 (ko) * 1991-12-03 1995-07-26 삼성전자주식회사 반도체장치의 제조방법
US5424230A (en) * 1992-02-19 1995-06-13 Casio Computer Co., Ltd. Method of manufacturing a polysilicon thin film transistor
JP2779289B2 (ja) * 1992-05-11 1998-07-23 シャープ株式会社 薄膜トランジスタの製造方法
DE69326123T2 (de) * 1992-06-24 1999-12-23 Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo Dünnfilmtransistor und verfahren zur herstellung eines dünnfilmtransistors
KR950008931B1 (ko) * 1992-07-22 1995-08-09 삼성전자주식회사 표시패널의 제조방법
TW226478B (en) * 1992-12-04 1994-07-11 Semiconductor Energy Res Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same
TW435820U (en) * 1993-01-18 2001-05-16 Semiconductor Energy Lab MIS semiconductor device
JP2536426B2 (ja) * 1993-09-21 1996-09-18 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JP2905680B2 (ja) * 1993-12-20 1999-06-14 シャープ株式会社 薄膜トランジスターの製造方法
US5518805A (en) * 1994-04-28 1996-05-21 Xerox Corporation Hillock-free multilayer metal lines for high performance thin film structures
US5612234A (en) * 1995-10-04 1997-03-18 Lg Electronics Inc. Method for manufacturing a thin film transistor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6462403B1 (en) 1994-05-31 2002-10-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising thin film transistors having a passivation film formed thereon

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