JPH0936372A

JPH0936372A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0936372A
Application number: JP18265295A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Muramoto; 昌彦村本; Hironori Hosoda; 博紀細田; Toshimasa Hamada; 敏正浜田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】陽極酸化時に電流を流すための端子を、アセ
トン等の有機溶媒で有機材料をふき取って確保する必要
があった。【課題解決手段】絶縁基板１上に、酸化ケイ素膜２、
多結晶シリコン膜３、ゲート絶縁膜４、電極配線５の材
料膜を順次形成する。次に、フォトレジストを全面に塗
布した後、フォトリソグラフィ工程により、レジストパ
ターン６を形成し、レジストパターン６をマスクに、上
記電極配線材料膜をエッチングし、電極配線５を形成す
る。次に、少なくとも電極配線５の側面の一部を覆うよ
うに、導電性樹脂７を形成し、導電性樹脂７を端子とし
て、多孔質の陽極酸化膜８を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基板上に設け
られた薄膜トランジスタ等の半導体装置の製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、薄膜トランジスタ等の半導体
装置においては、ソース領域及びドレイン領域上にゲー
ト電極が位置しないように、オフセット領域を設けるこ
とで、ソース領域とドレイン領域との間のリーク電流を
低減することができることが知られている。

【０００３】しかし、高性能な半導体装置を形成するた
め、微細加工が必要となるにつれ、旧来からのレジスト
マスクを用いてオフセットを形成する方法では、エッチ
ングでのシフトやフォトリソグラフィ工程での精度の不
均一さの為、ゲート電極とソース領域及びドレイン領域
との位置関係を充分に制御ができなかった。そのため、
陽極酸化可能な材料を用いてゲート電極を形成した後、
酒石酸のエチレングリコール溶液中でゲート電極の周囲
（ゲート電極の側面及び上面）に無孔質の陽極酸化膜を
形成し、陽極感化されたゲート電極をマスクにイオンド
ーピングにより、ソース領域及びドレイン領域の形成を
行うことで、ゲート電極とソース領域及びドレイン領域
とにおけるオフセットを得る方法が提案されている。

【０００４】しかし、上記方法では、０．５μｍのオフ
セットを得るためには、３８０Ｖもの高圧を陽極酸化時
にゲート電極に印加する必要がある。この場合、電圧の
一部はソース領域及びドレイン領域が形成される半導体
層とゲート電極との間にかかることになり、ゲート絶縁
膜の永久破壊や、界面準位密度の増加が生じることが指
摘されている。一方、一般的にオフセット幅は大きい
程、リーク電流が減少することが知られており、好まし
くは、オフセット幅が０．５μｍ以上という結果が得ら
れている。

【０００５】上述の問題点に対して、例えば、特開平６
−３３８６１２号公報に記載の方法では、陽極酸化時の
電解溶液を１０％のクエン酸溶液中で化成電圧を１２０
Ｖとして、陽極酸化を行うことで、膜厚が０．５μｍ以
上の多孔質の陽極酸化膜を得ることを提案している。こ
の場合、ゲート電極の形成後、このゲート電極のパター
ンを形成するためのレジストが、ゲート電極の上面に形
成された状態のままで、多孔質の陽極酸化を行うことが
望まれる。なぜならば、レジストがない状態では、ゲー
ト電極の上面にも多孔質陽極酸化膜が形成され、多孔質
の陽極酸化膜の膨らみによってかなり大きな段差が形成
され、後の工程（例えば、ソースの配線形成）で、断線
やカバレッジ不良が発生するからである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような構造を有する半導体装置を形成する場合におい
て、ゲート電極の側面のみに陽極酸化を行いたい場合に
は、ゲート電極上面は絶縁性の有機材料で覆われてい
た。そのため、陽極酸化時に電流を流すための端子が確
保できず、アセトン等の有機溶媒を用いてこの有機材料
の一部を拭き取って、ゲート電極等の電極配線となる金
属材料膜を露出させることで、陽極酸化時の端子を確保
していた。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、人手により
レジストパターンの一部をアセトン等の有機溶媒で拭き
取ることなく、陽極酸化時の端子を確保する手段を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
半導体装置の製造方法は、絶縁基板上に第１の絶縁膜、
活性領域となる半導体層、第２の絶縁膜及び陽極酸化可
能な電極配線材料膜を順次形成する工程と、フォトレジ
ストを全面に塗布した後、フォトリソグラフィ工程によ
り、電極配線パターンを形成し、該パターンをマスク
に、上記電極配線材料膜をエッチングし、電極配線を形
成する工程と、少なくとも上記電極配線の側面の一部を
覆うように、導電性樹脂膜を形成し、該導電性樹脂膜を
端子として、上記電極配線の側面に陽極酸化膜を形成す
る工程とを有することを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２記載の本発明の半導体装置
の製造方法は、絶縁基板上に第１の絶縁膜、活性領域と
なる半導体層、第２の絶縁膜及び陽極酸化可能な電極配
線材料膜を順次形成する工程と、電極配線パターンを有
する導電性樹脂膜を上記電極配線材料膜上に形成し、上
記導電性樹脂膜をマスクに、上記電極配線材料膜をエッ
チングし、電極配線を形成する工程と、該導電性樹脂膜
を端子として、上記電極配線の側面に陽極酸化膜を形成
する工程を有することを特徴とするものである。

【００１０】更に、請求項３記載の本発明の半導体装置
の製造方法は、上記陽極酸化膜形成工程により、多孔質
陽極酸化膜を形成した後、上記多孔質陽極酸化膜と上記
電極配線との間、及び上記電極配線の上面に無孔質陽極
酸化膜を形成する工程を有することを特徴とする、請求
項１又は請求項２記載の半導体装置の製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態に基づい
て、本発明について詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施の形態の製造工
程図であり、図２は本発明の第２の実施の形態の製造工
程図であり、図３（ａ）は図１（ｂ）に示す工程と図１
（ｃ）に示す工程との間の導電性樹脂７を塗布した状態
における半導体装置の一部平面図を示し、図３（ｂ）は
同（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図４は図２
（ｂ）に示す工程時の半導体装置の平面図であり、図４
（ｂ）は同（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、図５は
導電性樹脂を塗布するスクリーン印刷工程の概略図であ
り、図６は導電性樹脂を塗布するディスベンサ塗布工程
の概略図である。

【００１３】以下、図１を用いて本発明の第１の実施の
形態の半導体装置の製造工程について説明する。

【００１４】まず、充分に洗浄したガラス等の絶縁基板
１（例えば、コーニング社製「＃７０５９」）上に絶縁
基板１に含まれる不純物がチャネル領域、ソース領域、
ドレイン領域が形成される半導体層に拡散するのを防止
する膜としてスパッタリング法にて１００〜５００ｎｍ
の酸化ケイ素膜２等の絶縁膜を成膜する。その後、絶縁
基板１に半導体層をプラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法に
より膜厚が３０〜２００ｎｍとなるよう、本実施例で
は、真性半導体の非晶質シリコン膜を膜厚が５０ｎｍと
なるように成膜する。

【００１５】その後、レーザー照射を行い、非晶質シリ
コン膜を多結晶シリコン膜３に結晶化する。レーザーに
よる結晶化後、ＣＦ₄ガス、Ｏ₂ガスを用いたドライエッ
チング等により、多結晶シリコン膜３を島状にパターン
形成する。その後、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法を用
いて、膜厚が５０〜２００ｎｍ、例えば１００ｎｍの酸
化ケイ素を形成し、ゲート絶縁膜４とする（図１
（ａ））。

【００１６】次に、スパッタリング法を用いて、膜厚が
３００〜８００ｎｍの陽極酸化が可能な金属材料膜を成
膜する。金属材料としては、比抵抗が低いことや加工の
しやすさからアルミニウム又はアルミニウム合金を用い
ている。その後、電極配線形成のためのレジストパター
ン６を形成し、このレジストパターン６をマスクに金属
材料膜をエッチングし、電極配線５を形成する（図１
（ｂ））。

【００１７】次に、電極配線５の側面に酸化膜を形成す
る陽極酸化工程を行うが、図１（ｂ）に示す工程によ
り、パターニングされた電極配線５の上面には絶縁性の
レジストパターン６はあるため、このままでは陽極酸化
の際の端子を取ることができない。そこで、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、端子となる領域に導電性
樹脂７を塗布し、電極配線５と導通をとる。この際、電
極配線５は、側面にて導電性樹脂７と導通するので、導
電性樹脂７を端子として、電極配線５を陽極酸化するこ
とが可能となる。

【００１８】また、導電性樹脂７の塗布方法としては、
スクリーン印刷法やディスペンサ塗布法等により行うこ
とができる。図５に示すように、スクリーン印刷法は、
導電性樹脂７を塗布する基板２０上に、マスクとなるス
クリーン２１を置き、版枠２２内に導電性樹脂７を入
れ、スクィージと称するヘラ状のゴム板２３で加圧す
る。この結果、導電性樹脂７はスクリーン２１を通して
基板２０上に押し出され、導電性樹脂７のパターンが、
例えば図３（ａ）に示すように形成される。また、図６
に示すように、ディスペンサ塗布法は、導電性樹脂７を
注射器状の容器２４に入れ、窒素により導電性樹脂７を
定量押し出し、基板２０に塗布する。パターン精度は、
スクリーン印刷法に比べて良くないが、陽極酸化時の端
子程度のパターンであれは充分に形成可能である。

【００１９】次に、陽極酸化の際の端子を形成した後、
導電性樹脂７をクリップで挟み、３〜２０％、例えば３
％のシュウ酸水溶液中で陽極酸化を行った。この陽極酸
化は、５〜５０Ｖ、例えば８Ｖの定電圧下で、１０〜２
００分間、例えば４５分間の条件で行った。その結果、
電極配線５の上面には陽極酸化膜が形成されることな
く、側面のみに、膜厚が０．５〜２．０μｍ程度の多孔
質の陽極酸化膜８が均一に形成された。その後、レジス
トパターン６及び導電性樹脂７を通常の剥離液で除去す
る（図１（ｃ））。

【００２０】次に、３％酒石酸のエチレングリコール溶
液中で、再び陽極酸化を行い、電極配線５の側面及び上
面に緻密な無孔質の陽極酸化膜９が形成される。この無
孔質の陽極酸化膜９により、後の熱工程でのヒロックや
多孔質の陽極酸化膜８の剥がれ等を抑制することができ
る。尚、上記無孔質の陽極酸化膜９形成工程は省略する
ことも可能である。

【００２１】その後、イオンドーピング法でドーピング
ガスとしてフォスフィン（ＰＨ₃）を用いて、加速電圧
を６０〜８０ＫＶ、例えば６５ＫＶ、ドーズ量を１×１
０¹⁵〜８×１０¹⁵ｃｍ^-2、例えば５×１０¹⁵ｃｍ^-2で、
活性領域である多結晶シリコン膜３に不純物を注入す
る。この際、陽極酸化膜８、９及び電極配線５はイオン
注入の際のマスクとして働き、ソース領域及びドレイン
領域となる不純物領域１０が形成される。その後、レー
ザー光の照射によってアニールを行い、不純物領域１０
を活性化する（図１（ｄ））。尚、図１（ｄ）におい
て、３ａはオフセット領域である。このオフセット領域
３ａ、リーク電流の低減に非常に効果的であり、更に、
陽極酸化時の化成電圧を変えることにより、オフセット
長さを自由に設定することが可能となる。

【００２２】次に、膜厚が３００〜８００ｎｍの、酸化
ケイ素または窒化ケイ素から成る層間絶縁膜１１を形成
する。その後、液晶ディスプレイを形成する場合、画素
の形成が必要となるので、画素部に該当する部分に透明
電極１２を形成する。その後、不純物領域１０上の層間
絶縁膜１１及びゲート絶縁膜４の一部をエッチングし
て、コンタクトホールを形成し、スパッタリング法によ
り金属材料、例えばアルミニウム合金を堆積させ、配線
１３を形成する（図１（ｅ））。

【００２３】以下、図２を用いて本発明の第２の実施の
形態の半導体装置の製造工程について説明する。

【００２４】まず、上述の本発明の第１の実施の形態の
製造工程と同様に、充分に洗浄したガラス等の絶縁基板
１上に酸化ケイ素膜２、多結晶シリコン膜３、ゲート絶
縁膜４を順次成膜する（図２（ａ））。

【００２５】次に、スパッタリング法を用いて、膜厚が
３００〜８００ｎｍの陽極酸化が可能な、上記第１の実
施の形態の場合と同様の金属材料膜を成膜する。その
後、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、金属材料膜上に
ゲート電極形成用のマスクとして、スクリーン印刷によ
ってパターニングした導電性膜を形成する（図２
（ｂ））。この際、電極配線５は導電性樹脂７と直接接
触しており、電気的に導通している。その後、導電性樹
脂７をマスクとして、金属膜をエッチングし、ゲート電
極をパターニングする。

【００２６】次に、上記の状態で、導電性樹脂の一部を
端子として、陽極酸化を行う。条件は第１の実施の形態
の場合と同じであり、電極配線５の側面に陽極酸化膜８
が形成される（図２（ｃ））。本実施の形態において
は、スクリーン印刷法を用いたが、全面に、例えば感光
性樹脂として商品名「ＯＦＰＲ−８００／１０ｃｐ」
（東京応化製）を用い、且つ、これに対して、３％の割
合でテトラシアノキノジメタンとテトラチオフルバレン
をモル比で等量混合したものからなる導電性樹脂を塗布
した後、通常のフォトリソグラフィ工程を用いて所望の
電極配線パターン形成することも可能である。

【００２７】次に、第１の実施の形態と同様の工程、即
ち、再び陽極酸化を行い、電極配線５の側面及び上面に
緻密な無孔質の酸化膜を形成し、その後、イオンドーピ
ング法で、活性領域である多結晶シリコン膜３に不純物
を注入し、ソース領域及びドレイン領域となる不純物領
域１０が形成される。その後、レーザー光の照射によっ
てアニールを行い、不純物領域１０を活性化する（図２
（ｄ））。

【００２８】次に、膜厚が３００〜８００ｎｍの、酸化
ケイ素または窒化ケイ素から成る層間絶縁膜１１を形成
する。その後、ＬＥＤを形成する場合、画素の形成が必
要となるので、画素部に該当する部分に透明電極１２を
形成する。その後、不純物領域１０上の層間絶縁膜１１
及びゲート絶縁膜４の一部をエッチングして、コンタク
トホールを形成し、スパッタリング法により金属材料、
例えばアルミニウム合金を堆積させ、配線１３を形成す
る（図２（ｅ））。

【００２９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、陽極酸化
の端子を確保するための、人間が直接基板に触れてい
た、レジスト除去工程が自動化されるため、量産性が大
幅に向上し、機械化されるため、人体から発生するダス
ト低減され、良品率の向上も見込める。

【００３０】更に、レジストをアセトン等の溶媒でふき
取る工程を行う必要がないため、溶媒の揮発等による、
溶解していた有機材料の素子上の再付着によって生じる
陽極酸化不良の抑制ができる。

【００３１】したがって、製造コストの低減が課題であ
るＬＣＤをはじめとする半導体装置の製造に貢献でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の製造工程図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態の製造工程図であ
る。

【図３】（ａ）は図１（ｂ）に示す工程と図１（ｃ）に
示す工程との間の導電性樹脂塗布工程における半導体装
置の平面図であり、（ｂ）は同（ａ）のＡ−Ａ断面図で
ある。

【図４】（ａ）は図２（ｂ）に示す工程時の半導体装置
の平面図であり、（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図５】導電性樹脂を塗布するスクリーン印刷工程の概
略図である。

【図６】導電性樹脂を塗布するディスベンサ塗布工程の
概略図である。

【符号の説明】

１絶縁基板２酸化ケイ素膜３多結晶シリコン膜３ａオフセット領域４ゲート絶縁膜５電極配線６レジストパターン７導電性樹脂８多孔質の陽極酸化膜９無孔質の陽極酸化膜１０不純物領域１１層間絶縁膜１２透明電極１３配線２０基板２１スクリーン２２版枠２３ヘラ状のゴム板２４注射器状の容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に第１の絶縁膜、活性領域と
なる半導体層、第２の絶縁膜及び陽極酸化可能な電極配
線材料膜を順次形成する工程と、フォトレジストを全面に塗布した後、フォトリソグラフ
ィ工程により、電極配線パターンを形成し、該パターン
をマスクに、上記電極配線材料膜をエッチングし、電極
配線を形成する工程と、少なくとも上記電極配線の側面の一部を覆うように、導
電性樹脂膜を形成し、該導電性樹脂膜を端子として、上
記電極配線の側面に陽極酸化膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項２】絶縁基板上に第１の絶縁膜、活性領域と
なる半導体層、第２の絶縁膜及び陽極酸化可能な電極配
線材料膜を順次形成する工程と、電極配線パターンを有する導電性樹脂膜を上記電極配線
材料膜上に形成し、上記導電性樹脂膜をマスクに、上記
電極配線材料膜をエッチングし、電極配線を形成する工
程と、該導電性樹脂膜を端子として、上記電極配線の側面に陽
極酸化膜を形成する工程を有することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
【請求項３】上記陽極酸化膜形成工程により、多孔質
陽極酸化膜を形成した後、上記多孔質陽極酸化膜と上記
電極配線との間、及び上記電極配線の上面に無孔質陽極
酸化膜を形成する工程とを有することを特徴とする、請
求項１又は請求項２記載の半導体装置の製造方法。