JPH11261075A

JPH11261075A - 半導体装置およびその作製方法

Info

Publication number: JPH11261075A
Application number: JP8294898A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Hisashi Otani; 久大谷; Hideto Onuma; 英人大沼
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ゲート電極としてアルミ材料を用いたＴＦＴ
を高い歩留りで実現するための技術を提供する。【解決手段】ゲート電極をタンタル層１１０とアルミ
ニウム層１０５との積層膜で形成した後、活性層にリン
元素をドーピングして４５０℃〜７００℃の熱処理を加
えることにより、不純物元素（主にニッケル）のゲッタ
リングを行う。この構造ではタンタル層１１０がストッ
パーとなり、４５０℃〜７００℃の温度範囲であっても
アルミニウム原子がゲート絶縁膜中へ侵入するのを防ぐ
ことができる。また、タンタル層１１０の端部はタンタ
ルオキサイド１１２となり、ＬＤＤ領域を形成する上で
ゲート絶縁膜へのイオン注入ダメージを低減する効果を
持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は半導体薄膜を利用
した薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略記する）の構
造及びその作製方法に関する技術である。

【０００２】

【従来の技術】近年、絶縁性を有する基板上に形成され
たＴＦＴでもって画素マトリクス回路及び駆動回路を構
成したアクティブマトリクス型液晶表示装置（以下、Ａ
ＭＬＣＤと略記する）が注目を浴びている。

【０００３】絶縁性を有する基板としては、工業上の点
から石英基板のような高価な基板を用いるより、安価な
ガラス基板を用いることが望まれている。

【０００４】この様なＡＭＬＣＤは 0.5〜２インチ程度
のプロジェクター向けのものから10〜20インチ程度のノ
ートパソコン向けのものまであり、主に小型から中型ま
での表示ディスプレイとして利用されている。

【０００５】ＡＭＬＣＤが中型化すると画像表示部とな
る画素マトリクス回路の面積は大きくなり、ソース配線
やゲート配線等が長くなる。さらに微細化のため配線幅
を細くする必要から、配線抵抗の増大が問題になってい
る。また、ソース配線やゲート配線等の配線には、画素
毎にＴＦＴが接続され、大きな寄生容量が接続される。
従って、一般的にはゲート配線とゲート電極は同時に形
成されているため、パネルの大面積化にともないゲート
信号の遅延も問題となっていた。

【０００６】そのため、配線としてアルミニウムまたは
アルミニウムを主成分とする材料（以下、アルミニウム
材料と略記する）を用いることが有力視されている。ア
ルミニウム材料は、低抵抗性という長所を有している一
方、耐熱性が低いという短所を有している。

【０００７】また、ＴＦＴの活性層としては、非晶質珪
素膜よりも移動度の高い結晶性珪素膜を用いることが有
力視されている。従来、加熱処理により結晶性珪素膜を
得るには、高い歪点を有する石英基板を用いる必要があ
った。

【０００８】そこで、本出願人らは、非晶質珪素膜に微
量の金属元素を導入し、しかる後に加熱処理を行うこと
により結晶化珪素膜を得る技術（特開平６−２３２０５
９号公報、特開平７−３２１３３９号公報）を開発し
た。結晶化を助長する金属元素としては、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａ
ｕから選ばれた一種または複数種類のものを用いてい
る。この技術を用いることにより、ガラス基板が耐えう
るような温度でのプロセス（低温プロセス）で結晶性珪
素膜を作製することが可能となった。

【０００９】しかし、この技術の問題点は、結晶化に利
用した金属元素が結晶性珪素膜中に残留することであ
り、ＴＦＴの素子特性（特に信頼性、均一性等）に悪影
響を及ぼしていた。そこで、さらに、本出願人らは、ア
ルミニウム材料を用いた配線を形成後、結晶性珪素膜中
の金属元素をゲッタリングする技術（特願平８−３３０
６０２号公報）も開発した。

【００１０】しかしながら、上記ゲッタリング技術で
は、耐熱性が低いアルミニウム材料を配線に用いている
ため、温度範囲（約３００〜４５０℃）内での加熱処理
にとどまっていた。

【００１１】また、上記温度範囲は、結晶性珪素膜中の
金属元素を十分にゲッタリングする温度としては低いた
め、長時間の処理時間を必要としていたが、アルミニウ
ム材料の耐熱性が低いため長時間の加熱は避けられてい
た。また、温度範囲（約３００〜４５０℃）の加熱処理
であってもアルミニウム原子がゲート絶縁膜中に拡散し
てチャネル形成領域に到達し、ＴＦＴの動作不良やＴＦ
Ｔ特性の低下を引き起こしていた。

【００１２】また、同様に、上記温度範囲の加熱処理で
あっても、熱処理によりアルミニウム材料から生ずるヒ
ロック、ウィスカー等の突起物がゲート絶縁膜を突き抜
けてチャネル形成領域へ到達して、ＴＦＴの動作不良を
起こしていた。

【００１３】加えて、同様に、上記温度範囲の加熱処理
であっても、ゲート絶縁膜にピンホールが存在し、熱処
理の際にアルミニウム原子が流動してピンホール内に入
り込み、チャネル形成領域へ到達してしまっていた。

【００１４】このように、ＴＦＴ（配線としてアルミニ
ウム材料使用）の動作不良の要因として、様々な要因が
考えられるが、主に加熱処理（３００℃以上）によりゲ
ート電極／チャネル形成領域間においてショート（短
絡）が生じている可能性が高いことに着目した。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本願発明はゲート電極
としてアルミニウム材料を用いたＴＦＴを高い歩留りで
実現するための技術を提供することを課題とする。

【００１６】そのために、ゲート電極と活性層（特にチ
ャネル形成領域）とのショートを防ぐための技術を提供
することを課題とする。また、アルミニウム材料を用い
た配線を形成後、加熱処理を加えた場合において、アル
ミニウム原子がゲート絶縁膜中に拡散しないＴＦＴの作
製方法を提供することを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の第１の構成は、同一基板上に形成された複数のＴＦＴ
を有する半導体回路を含む半導体装置であって、前記Ｔ
ＦＴは、バルブ金属層とアルミニウムまたはアルミニウ
ムを主成分とする材料層とを積層してなるゲート電極
と、前記ゲート電極と接するゲート絶縁膜と、前記ゲー
ト絶縁膜に接するチャネル形成領域と、前記チャネル形
成領域に接する高抵抗領域と、前記高抵抗領域に接する
ソース領域またはドレイン領域とを有し、前記ソース領
域または前記ドレイン領域には珪素の結晶化を助長する
金属元素が高濃度に含まれており、前記高抵抗領域には
前記金属元素が低濃度に含まれていることを特徴とする
半導体装置。

【００１８】本願発明の主旨は、従来アルミニウム材料
のみで構成されていたゲート電極をタンタル／アルミ積
層膜（タンタルが下層）とすることでアルミニウム原子
がゲート絶縁膜中へと侵入するのを防ぐことにある。即
ち、下層に設けられたタンタル層を耐熱性の低いアルミ
ニウム原子のブロッキング層として利用する。このよう
な構成とすることで配線形成後、３００℃以上、好まし
くは４５０℃以上の加熱処理を施すことが可能となっ
た。

【００１９】そこで、本発明は、配線形成後、ソース領
域またはドレイン領域にリン元素をドーピングして、４
５０℃以上の加熱処理を施し、結晶性珪素膜中の金属元
素を低減させることを特徴としている。こうしてチャネ
ル形成領域における金属元素の濃度は、１×１０¹⁷atom
s ／cm³、代表的にはＳＩＭＳの検出不可能なレベル、
１×１０¹⁵atoms ／cm³程度まで低減されていると推測
される。一方、ソース領域またはドレイン領域の金属元
素の濃度は、５×１０¹⁸atoms ／cm³以上、代表的には
１×１０¹⁹atoms ／cm³以上である。なお、リン元素以
外にも砒素、アンチモン等の他の１５族元素を用いるこ
とも可能であるが、リン元素が最もゲッタリング効果が
得られた。また、結晶化を助長する金属元素としてはニ
ッケルを用いることが望ましい。

【００２０】上記タンタル以外のブロッキング層として
は、アルミニウムよりも耐熱性（融点等）が高い金属元
素を主成分とする金属膜もしくは合金膜、または無機膜
（窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化珪素膜）を利用す
ることが可能である。加えて、それらの積層膜を使用す
ることも可能である。なお、好ましくは、バルブ金属と
呼ばれるニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコ
ニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）等を用いることが望ま
しい。また、タンタルは、バルブ金属の一つである。

【００２１】なお、タンタル層の膜厚はアルミニウム原
子の移動に対して十分に障壁として機能しうる程度に厚
くなければならない。本発明人らは、膜厚に関する実験
を行い、その実験結果を図１９に示した。図１９は、ア
ルミニウム層を用いた配線の形成後、５５０℃、２時間
の処理を行った後の状態を観察した顕微鏡写真である。
なお、減圧ＣＶＤ法によるシリコン膜を活性層に用いた
場合と、プラズマＣＶＤ法によるシリコン膜を活性層に
用いた場合の両方で行った。

【００２２】アルミニウム単層（タンタル層＝０ｎｍ）
とした場合〔従来の構成〕の図１９（ａ）には、アルミ
ニウムが拡散している（しみだしている）ことが確認で
きた。また、アルミニウム積層（下層にタンタル層＝20
nm、50nm）とした場合図１９（ｂ）、（ｃ）には、アル
ミニウムが拡散しておらず、十分なブロッキング効果が
得られていることが確認できた。本発明者らの知見では
１nm厚以上、好ましくは５nm厚以上のタンタル層が必要
である。これ以下ではブロッキング効果を期待できな
い。

【００２３】また、上限としては400nm 、好ましくは20
0nm 程度と考えている。これ以上ではゲート電極のトー
タル膜厚を抑える（段差低減のため）ためにアルミニウ
ム材料層を薄くしなければならず、アルミニウムの低抵
抗性という特徴を活かすことができない。

【００２４】以上の事からタンタル層の膜厚は1 〜400
nm（好ましくは1 〜200 nm、さらに好ましくは5 〜50 n
m ）の範囲から選択することが好ましいと言える。

【００２５】なお、タンタル層等のバルブ金属層はアル
ミニウム層と同じ電解溶液で陽極酸化処理を行いやすい
という特徴があり、さらに陽極酸化層の形成形態（酸化
層の形成過程の進行方向など）もアルミニウム膜のそれ
に近いことから本願発明に用いるに好適な材料である。
加えて、積層ゲート電極はそれぞれの陽極酸化膜で被覆
する構成とすると、絶縁性が向上されると共に、耐熱性
が向上する。

【００２６】また、他の発明の第２の構成は、同一基
板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路を含
む半導体装置の作製方法であって、珪素の結晶化を助長
する金属元素を含む結晶性珪素膜を用いて活性層を形成
する第１の工程と、ゲート絶縁膜を形成する第２の工程
と、タンタル層とアルミニウムまたはアルミニウムを主
成分とする材料層とが順次積層形成されたゲート電極を
形成する第３の工程と、前記アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料層を選択的に陽極酸化して多
孔質状アルミナ層を形成する第４の工程と、再度の陽極
酸化により前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層を形成する
と同時に、前記多孔質状アルミナ層の下に位置するタン
タル層の全部又は一部をタンタルオキサイド層に変成さ
せる第５の工程と、ＴＦＴのソース領域またはドレイン
領域となるべき領域にリン元素のドーピングを行う第６
の工程と、加熱処理を施し前記金属元素をゲッタリング
させる第７の工程とを有することを特徴とする。

【００２７】上記構成において、前記第７の工程におけ
る加熱処理は４５０〜７００℃で行うことを特徴として
いる。

【００２８】また、他の発明の第３の構成は、同一基板
上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路を含む
半導体装置の作製方法であって、珪素の結晶化を助長す
る金属元素を含む結晶性珪素膜を用いて活性層を形成す
る第１の工程と、ゲート絶縁膜を形成する第２の工程
と、タンタル層とアルミニウムまたはアルミニウムを主
成分とする材料層とが順次積層形成されたゲート電極を
形成する第３の工程と、前記アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料層を選択的に第１の陽極酸化
を行い、多孔質状アルミナ層を形成する第４の工程と、
第２の陽極酸化を行い、前記アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ
層を形成すると同時に、前記多孔質状アルミナ層の下に
位置するタンタル層の一部をタンタルオキサイド層に変
成させる第５の工程と、前記多孔質状アルミナ層を除去
する第６の工程と、第３の陽極酸化を行い、前記アルミ
ニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層の表面
に無孔質状アルミナ層を形成すると同時に、前記多孔質
状アルミナ層の下に位置するタンタル層の全部をタンタ
ルオキサイド層に変成させる第７の工程と、前記ゲート
電極、タンタルオキサイド層及びゲート絶縁膜をマスク
としてリン元素をドーピングする第８の工程と、加熱処
理を施し、前記金属元素をゲッタリングさせる第９の工
程と、を有することを特徴とする。

【００２９】上記構成において、前記無孔質状アルミナ
層及び前記多孔質状アルミナ層をマスクとしてゲート絶
縁膜をエッチングする工程を有することを特徴としてい
る。

【００３０】上記構成において、前記第４の工程はシュ
ウ酸を主成分とする溶液中で行われることを特徴として
いる。

【００３１】上記構成において前記第５の工程は酒石酸
を主成分とする溶液中で行われることを特徴としてい
る。

【００３２】上記構成において、前記第９の工程におけ
る加熱処理は４５０〜７００℃で行うことを特徴として
いる。

【００３３】また、他の発明の第４の構成は、同一基板
上に形成された複数のＮチャネル型ＴＦＴと複数のＰチ
ャネル型ＴＦＴを有する半導体回路を含む半導体装置で
あって、前記Ｎチャネル型ＴＦＴと前記Ｐチャネル型Ｔ
ＦＴは、バルブ金属層とアルミニウムまたはアルミニウ
ムを主成分とする材料層とを積層してなるゲート電極
と、前記ゲート電極と接するゲート絶縁膜と、前記ゲー
ト絶縁膜に接するチャネル形成領域と、前記チャネル形
成領域に接する高抵抗領域と、前記高抵抗領域に接する
ソース領域またはドレイン領域とを有し、前記Ｎチャネ
ル型ＴＦＴ及び前記Ｐチャネル型ＴＦＴの前記ソース領
域または前記ドレイン領域にはリン元素が含まれ、前記
Ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域に
は、Ｐ型の導電性を付与する不純物が前記リン元素の濃
度と比較して高濃度含まれていることを特徴とする半導
体装置である。

【００３４】また、他の発明の第５の構成は、同一基板
上に形成された複数のＮチャネル型ＴＦＴと複数のＰチ
ャネル型ＴＦＴで構成される半導体回路を構成に含む半
導体装置の作製方法であって、珪素の結晶化を助長する
金属元素を利用した結晶性珪素膜を用いて活性層を形成
する第１の工程と、ゲート絶縁膜を形成する第２の工程
と、バルブ金属層とアルミニウムまたはアルミニウムを
主成分とする材料層とが順次積層形成されたゲート電極
を形成する第３の工程と、前記アルミニウムまたはアル
ミニウムを主成分とする材料層を選択的に陽極酸化して
多孔質状アルミナ層を形成する第４の工程と、再度の陽
極酸化により前記アルミニウムまたはアルミニウムを主
成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層を形成す
ると同時に、前記多孔質状アルミナ層の下に位置するバ
ルブ金属層の全部又は一部を陽極酸化層に変成させる第
５の工程と、前記Ｎチャネル型ＴＦＴ及び前記Ｐチャネ
ル型ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域となるべき
領域にリン元素のドーピングを行う第６の工程と、加熱
処理を施し、前記金属元素をゲッタリングさせる第７の
工程と、前記Ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域またはド
レイン領域となるべき領域にＰ型の導電性を付与する不
純物のドーピングを前記リン元素の濃度と比較して高濃
度に行う第６の工程と、を有することを特徴とする半導
体装置の作製方法である。

【００３５】また、他の発明の第６の構成は、同一基板
上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路を含む
半導体装置であって、前記ＴＦＴは、アルミニウムまた
はアルミニウムを主成分とする材料層からなるゲート電
極と、前記ゲート電極と接するブロッキング層と、前記
ブロッキング層に接するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶
縁膜に接するチャネル形成領域と、前記チャネル形成領
域に接する高抵抗領域と、前記高抵抗領域に接するソー
ス領域またはドレイン領域とを有し、前記ソース領域ま
たは前記ドレイン領域には珪素の結晶化を助長する金属
元素が高濃度に含まれており、前記高抵抗領域には前記
金属元素が低濃度に含まれていることを特徴とする半導
体装置である。

【００３６】上記第６の構成において、前記ブロッキン
グ層は、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化珪素膜、ま
たはそれらの積層であることを特徴としている。

【００３７】

【発明の実施の形態】本願発明の実施形態について図１
を用いて説明する。図１（Ａ）は本願発明を利用したチ
ャネル形成領域方向（キャリアが移動する方向）に沿っ
たＴＦＴの断面図の一例である。なお、図１は、一つの
ＴＦＴしか図示していないが、基板１０１上には複数の
ＴＦＴで構成された半導体回路を形成している。ただ
し、ゲート電極を覆う層間絶縁膜やソース／ドレイン電
極等は省略してある。

【００３８】図１（Ａ）において、１０１は基板、１０
２は下地膜（絶縁性珪素膜）である。下地膜を設ける場
合、基板１０１はガラス（結晶化ガラスも含む）、シリ
コンウェハ、セラミックス、石英などを用いることがで
きる。石英を用いる場合には下地膜がなくても構わな
い。

【００３９】また、ＴＦＴの活性層は、半導体薄膜（代
表的には多結晶ポリシリコン膜）を島状にパターン形成
して得られる。本願発明は活性層としてどの様な半導体
薄膜を用いても構わないが、特に結晶化を助長する金属
元素（代表的にはニッケル元素）を用いて結晶化する技
術（特開平６−２３２０５９号公報、特開平７−３２１
３３９号公報等）を利用した結晶性珪素膜を用いた場合
に顕著な効果が得られる。

【００４０】活性層の上にはゲート絶縁膜１０４を介し
てゲート電極が配置されている。ゲート電極はアルミニ
ウム層１０５と、バルブ金属層（代表的にはタンタル
層）との積層で構成され、アルミニウム材料の低抵抗性
を活かして信号遅延の小さいＴＦＴが実現される。本願
発明はバルブ金属層がブロッキング層としての役目を果
たしているため、３００℃以上、好ましくは４５０℃以
上の加熱処理が可能となった。

【００４１】ここで１０６で示される点線で囲まれた領
域の拡大図を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）に示す様
に、活性層１０３はチャネル形成領域１０７、ＬＤＤ
（Lightly Doped Drain ）領域１０８、ドレイン（又は
ソース）領域１０９で構成され、チャネル形成領域１０
７及びＬＤＤ領域１０８上にゲート絶縁膜１０４が設け
られている。厳密に言えば、チャネル形成領域とＬＤＤ
領域の間にはオフセット領域が形成されているが、幅が
小さいとオフセット効果はほとんど得られない。なお、
本明細書中では、低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域を含
む）やオフセット領域を高抵抗領域としている。

【００４２】本発明において、ＬＤＤ領域やオフセット
領域等の高抵抗領域をチャネル形成領域に隣接して配置
した構造において、ソース領域及びドレイン領域（少な
くとも一方の領域）に、代表的にはリン元素をド─ピン
グし、ゲッタリングサイトとする。そして、代表的には
３００〜７００℃、好ましくは４５０〜６００℃の加熱
処理を施すことにより、チャネル形成領域及び高抵抗領
域における金属元素濃度を、代表的にはＳＩＭＳ（２次
イオン分析方法）で１×１０¹⁶atoms ／ｃｍ³以下、好
ましくはＳＩＭＳで１×１０¹⁸atoms ／ｃｍ³ 以下に低
下させる。なお、リンのドーズ量としては１×１０¹³io
ns／cm² 以上であれば十分金属元素濃度（代表的にはニ
ッケル）を１×１０¹⁸atoms ／ｃｍ³ 以下にまで低減で
きる。

【００４３】上記加熱処理を加えると、高抵抗領域及び
チャネル形成領域における金属元素濃度は、ソース領域
及びドレイン領域における金属元素濃度よりも低減され
る。上記加熱処理後の結晶性珪素膜中における金属元素
濃度の濃度分布と、結晶性珪素膜中におけるリン元素の
濃度分布とを図１８に示した。

【００４４】また、上記加熱処理の温度が高いほど良好
なゲッタリング効果が得られ、処理時間は長いほど好ま
しい。しかしながら、低温プロセスを生かすという本発
明の目的を考慮すると、上限温度は７００℃とすること
が望ましく、製造工程のスループットを考慮すると、上
限時間は２４時間（好ましくは１〜１２時間、代表的に
は２〜８時間）とすることが望ましい。

【００４５】なお、Ｐチャネル型ＴＦＴ（ＰＴＦＴ）を
作製する場合、ＰＴＦＴのソース及びドレイン領域に
は、リン元素がドーピングされ、さらに、リン元素の濃
度を越える濃度でＰ型の導電性を付与する不純物（代表
的にはＢ（ボロン））がドーピングされる。

【００４６】なお、ゲート絶縁膜１０４は酸化珪素膜、
窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜（SiO_xN _yで表される）
またはそれらの積層膜で構成される。

【００４７】特に、窒化珪素膜はイオンブロッキング効
果が高いのでゲート絶縁膜の一部として用いることは有
効である。また、窒化酸化珪素膜は酸化珪素膜と窒化珪
素膜の両者の物性を併せ持つためゲート絶縁膜として適
している。

【００４８】また、積層構造は二層に限らず複数層でも
構わない。例えば、酸化珪素／窒化珪素／酸化珪素の三
層構造からなる積層膜（ＯＮＯ膜と呼ばれる）は信頼性
が高いので本願発明のゲート絶縁膜として好適である。

【００４９】また、ゲート電極はバルブ金属層（タンタ
ル層）１１０、アルミニウム層１０５の順に積層され、
陽極酸化処理によってアルミニウム層１０５の一部は無
孔質状アルミナ層１１１となり、バルブ金属層（タンタ
ル層）１１０の一部はバルブ金属層の陽極酸化層（タン
タルオキサイド層）１１２となっている。

【００５０】なお、上述の陽極酸化の際、アルミニウム
層１０５及び無孔質状アルミナ層１１１と重ならないタ
ンタル層のみが陽極酸化され、図１（Ｂ）に示す様に、
アルミニウム層１０５の外側に突出した様な形でバルブ
金属層の陽極酸化層（タンタルオキサイド層）が形成さ
れる。

【００５１】また、ソース／ドレイン領域を形成する際
はバルブ金属層の陽極酸化層（タンタルオキサイド層）
１１２をマスクとして利用してその下の不純物濃度を意
図的に低くし、ＬＤＤ領域１０８を形成することができ
る。従って、ドレイン（又はソース）領域１０９とＬＤ
Ｄ領域１０８との接合部（ソース又はドレイン接合部）
の位置は、バルブ金属層の陽極酸化層（タンタルオキサ
イド層）の端部（突出した端部）によって自己整合的に
画定される。

【００５２】以上の構成からなる本願発明の構成につい
て、以下に記載する実施例でもって詳細な説明を行うこ
ととする。

【００５３】

【実施例】〔実施例１〕本願発明を利用したＴＦＴの作
製工程について図２を用いて説明する。なお、本実施例
においては、Ｎチャネル型ＴＦＴ（ＮＴＦＴ）を作製し
た例を示した。また、本願発明はゲート電極の形成から
ソース領域及びドレイン領域の形成までに特徴があり、
その他の部分は公知の技術を利用できる。従って、本願
発明は本実施例の作製工程に限定されるものではない。

【００５４】まず、基板２０１としてガラス基板（コー
ニング１７３７；歪点＝６６７℃）を用意し、その上に
下地膜２０２として酸化珪素（酸化シリコン）膜を 200
nm厚に形成した。そして、その上に公知の手段により膜
厚45nmの活性層２０３を形成した。活性層２０３の膜厚
は10〜100 nm（好ましくは15〜75nm、さらに好ましくは
20〜45nm）とする。（図２（Ａ））

【００５５】活性層２０３は、珪素の結晶化を助長する
金属元素を用いて結晶性珪素膜を得る技術（特開平６−
２３２０５９号公報、特開平７−３２１３３９号公報
等）を用いた多結晶シリコン膜（ポリシリコン膜）を用
いた。なお、本実施例では、結晶化を助長する金属元素
としてニッケルを用いた。

【００５６】こうして図２（Ａ）の状態が得られたら窒
化酸化珪素膜からなるゲート絶縁膜２０４を形成し、さ
らに50nm厚のタンタル層２０５、 350nm厚のアルミニウ
ム層２０６を順次積層形成した。なお、本実施例ではア
ルミニウム層２０６として２wt% のスカンジウムを含有
させたアルミニウム層を利用した。

【００５７】また、タンタル層２０５、アルミニウム層
２０６は気相法（代表的にはスパッタリング法）で形成
すれば良い。( 図２（Ｂ））

【００５８】次に、タンタル層２０５及びアルミニウム
層２０６をドライエッチング法またはウェットエッチン
グ法によりエッチングして後のゲート電極の原型となる
積層パターン２０７を形成した。

【００５９】ドライエッチング用のエッチングガスとし
てはアルミニウム層のエッチングには塩素系ガス、タン
タル層のエッチングにはフッ素系ガスという様に使い分
ければ連続的に処理することが可能である。なお、タン
タル層が50nm程度と薄い場合には塩素系ガスでアルミニ
ウム層とタンタル層とを一括でエッチングできることが
確認されている。（図２（Ｃ））

【００６０】また、積層パターン２０７のパターニング
にはレジストマスク（図示せず）を利用しているが、レ
ジストマスクを形成する前にアルミニウム層の表面を薄
い陽極酸化膜で覆っておくと密着性が向上する。

【００６１】次に、レジストマスクを残したまま３％シ
ュウ酸水溶液中で到達電圧８Ｖの陽極酸化処理を行い、
600〜800 nm厚の多孔質状アルミナ層２０８を形成し
た。この溶液中ではタンタル層は陽極酸化されずに残
り、アルミニウム層のみが選択的に陽極酸化された。
（図２（Ｄ））

【００６２】さらに、図示しないレジストマスクを除去
した後、３％の酒石酸を含むエチレングリコール溶液中
で到達電圧80Ｖの陽極酸化処理を行った。この処理では
アルミニウム層とタンタル層との両方が陽極酸化され
た。（図２（Ｅ））

【００６３】タンタル層２０５の方は多孔質状アルミナ
層２０８に接する部分だけが陽極酸化されてタンタルオ
キサイド層２０９を形成した。これはその部分だけが多
孔質状アルミナ層２０８の内部を浸透してきた電解溶液
に触れるためである。

【００６４】また、アルミニウム層２０６の方はその表
面（多孔質状アルミナ層の内側）に100〜120 nm厚の無
孔質状アルミナ層２１０が形成された。無孔質状アルミ
ナ層２１０の膜厚は到達電圧によって決定される。

【００６５】ここで、図２（Ｅ）に示す状態を示すＳＥ
Ｍ写真を図１６（Ａ）に示した。なお、図１６（Ａ）は
図２（Ｅ）の構造を実験的に再現したサンプルを４万倍
に拡大したＳＥＭ写真であり、多孔質状アルミナ層付近
の様子を示している。

【００６６】また、図１６（Ａ）の模式図を図１６
（Ｂ）に示した。図１６（Ｂ）において、１０は酸化珪
素膜でなる下地、１１はタンタル層、１２はアルミニウ
ム層、１３はタンタルオキサイド層、１４は無孔質状ア
ルミナ層、１５は多孔質状アルミナ層である。

【００６７】図１６（Ｂ）に示す様に、アルミニウム層
１２の表面は無孔質状アルミナ層１４で覆われ、その外
側に多孔質状アルミナ層１５が形成されている。そし
て、タンタル層１１の端部（多孔質状アルミナ層の下）
にはタンタルオキサイド層１３が形成されている。この
タンタルオキサイド層は、後の工程で得られるＬＤＤ領
域を保護する役目を果たしている。

【００６８】なお、図１６（Ａ）に示す写真で見る限
り、タンタル層は陽極酸化処理によってタンタルオキサ
イド層に変成する際に約２倍程度に体積が膨張して、膜
厚が２〜４倍（代表的には３倍）程度に厚くなる様であ
る。

【００６９】この様な構造が得られたら、次にゲート電
極及び多孔質状アルミナ層をマスクとしてドライエッチ
ング法によりゲート絶縁膜２０４のエッチングを行っ
た。エッチングガスとしてはＣＨＦ₃ ガスを55sccmの流
量で用い、圧力55mTorr 、供給電力 800Ｗの条件で行っ
た。

【００７０】この工程によりゲート絶縁膜２０４が自己
整合的にエッチングされ、２１１で示される様な島状の
パターンに加工された。この時、ゲート絶縁膜の端部
（ＧＩ端部）２１２はゲート電極よりも外側に突出した
様な形で残った。また、後にソース／ドレイン領域とな
る活性層が露出した状態となる。

【００７１】このエッチング工程が終了したら、マスク
として利用した多孔質状アルミナ層２０８を45℃に保温
したアルミ混酸（リン酸、酢酸、硝酸、水の混合液）溶
液を用いて除去した。

【００７２】この時、多孔質状アルミナ層２０８とタン
タルオキサイド層２０９の選択比が大きいので、タンタ
ルオキサイド層２０９はエッチングされない。この様子
は図１７に示すＳＥＭ写真からも明らかである。

【００７３】図１７に示すＳＥＭ写真は、図１６（Ａ）
に示す状態から多孔質状アルミナ層１５のみを除去した
状態を示している。この写真からはタンタルオキサイド
層がひさし状に残っていることが確認できる。

【００７４】こうして図３（Ａ）の状態が得られたら、
１回目の不純物イオン注入工程をイオンインプランテー
ション法またはプラズマドーピング法によって行った。
なお、本実施例においては、Ｎチャネル型ＴＦＴ（ＮＴ
ＦＴ）を作製する例であり、Ｎ型の導電性を付与する不
純物イオンとして、Ｐ（リン）を用いた。いずれにせ
よ、このド─ピング工程は、Ｎ型の導電性を付与する不
純物元素をイオン化し、それを電気的に加速注入する方
法であれば特に限定されない。まず、１回目は加速電圧
を60〜90keV と高くして行った。ドーズ量は１×１０¹³
〜８×１０¹⁵atoms ／cm³ とすればよい。（図３
（Ｂ））

【００７５】この工程は加速電圧が高いためタンタルオ
キサイド層２０９とＧＩ端部２１２を通過して不純物イ
オンが注入される。即ち、ＧＩ端部等で覆われた領域の
下にも不純物が添加された。

【００７６】そして、この工程においてＧＩ端部２１２
の下に打ち込まれた不純物は後にＬＤＤ領域の不純物濃
度を決定することになる。従って、イオン注入時のドー
ズ量はＬＤＤ領域が所望の濃度の不純物を含む様に実施
者が最適値を設定する必要がある。本実施例では、ソー
ス領域及びドレイン領域にはリンが１×１０²⁰〜８×１
０²¹atoms ／cm³ ほど注入された。またＧＩ端部２１２
の下には 1×10¹⁶〜 1×10¹⁷atoms ／cm³ の濃度で不純
物元素（リン）が添加される様に調節した。

【００７７】以上に示した様な不純物イオン注入工程を
行うことで、低濃度不純物領域２１３、２１４が形成さ
れる。リン元素のドーズ量は、被ドーピング領域をソー
ス及びドレイン領域とする条件で行った。また、このド
ーピング濃度は、ゲッタリング後の金属元素（代表的に
はニッケル）の濃度よりも大きくなる条件で行うことが
好ましい。こうすることで、後の工程において、金属元
素のゲッタリングをより効果的に行うことができる。

【００７８】この時、ＧＩ端部２１２の上にはタンタル
オキサイド層２０９が存在するため、イオン注入時のダ
メージが直接ゲート絶縁膜に到達しないという利点があ
る。即ち、ゲート絶縁膜中に余計なトラップ準位が発生
するのを抑制できる。

【００７９】次に、5 〜10keV と低い加速電圧で２回目
のイオン注入工程を行った。この工程では加速電圧が低
いためＧＩ端部２１２が完全にマスクとして機能する
（タンタルオキサイド層も存在するため特開平7-135318
号公報記載の技術よりもマスク効果が向上している）。

【００８０】そのため、この工程では２１５、２１６で
示される領域（ソース領域又はドレイン領域）のみに不
純物イオンが添加される。本実施例では 1×10²⁰〜 1×
10²¹atoms/cm³ の濃度でリンが添加される様に調節し
た。

【００８１】また同時に、ＧＩ端部２１２の下には１回
目のイオン注入工程で形成された不純物領域がそのまま
残り、ＬＤＤ領域２１７となる。従って、ソース又はド
レイン領域２１５、２１６とＬＤＤ領域２１７との接合
部はＧＩ端部（タンタルオキサイド層の端部）によって
画定する。

【００８２】さらに、１回目と２回目の不純物イオン注
入工程において全く不純物が注入されなかった領域２１
８は、後にキャリアの移動経路となる真性または実質的
に真性なチャネル形成領域となる。

【００８３】なお、真性とは電子と正孔が完全に釣り合
って完全に中性な領域を指し、実質的に真性な領域と
は、しきい値制御が可能な濃度範囲（ 1×10¹⁵〜 1×10
¹⁷atoms ／cm³ ）でＮ型またはＰ型を付与する不純物を
含む領域、または意図的に逆導電型不純物を添加するこ
とにより導電型を相殺させた領域を指す。

【００８４】以上の様にしてソース及びドレイン領域へ
のイオン注入工程が終了したら、次に、不活性ガス雰囲
気中において加熱処理を施す。

【００８５】従来（アルミニウム材料の単層）では、ア
ルミニウム材料の耐熱性が低かったため短時間、且つ、
４５０℃程度の加熱処理しか施せなかった。加えて、従
来の構成では、４５０℃程度の加熱処理であってもアル
ミニウム原子がゲート絶縁膜や活性層に拡散している可
能性が大きく、ＴＦＴ特性の低下、バラツキを招いてい
る可能性が高かった。

【００８６】それに対して、本実施例は、下層に設けら
れたタンタル層を耐熱性が低く拡散し易いアルミニウム
原子のブロッキング層として利用したため、長時間、且
つ、４５０℃以上、好ましくは５００〜６５０℃の加熱
処理を施すことが可能となった。本実施例においては、
窒素雰囲気中において、５５０℃、２時間の加熱処理を
施した。（図４（Ａ））

【００８７】上記加熱工程により、金属元素が図４
（Ａ）の矢印で示した方向に拡散する過程で、リン元素
にゲッタリングされる。２１９は金属元素を高濃度含む
ソース領域、２２０は金属元素を高濃度含むドレイン領
域である。その結果、チャネル形成領域及び高抵抗領域
の金属元素濃度を低減することができた。なお、従来の
温度範囲（３００〜４５０℃）は、ゲッタリングを行う
のに不十分な温度であった。

【００８８】結晶化を助長する金属元素としてニッケル
を用いた場合、リンとニッケルは、ＮｉＰ、ＮｉＰ₂ 、
ＮｉＰ₃ 、・・・というような多様な化合物の形態をな
す。また、その結合状態は極めて安定なものであるた
め、本実施例では、結晶化を助長するための金属元素と
してニッケル、ゲッタリングのための元素としてリンを
用いた。図１８に、加熱処理後のニッケル元素とリン元
素の分布状態を示した。

【００８９】また、上記加熱処理の段階において、不純
物イオンの加速注入によって結晶性が破壊された領域２
１５、２１６、２１７の結晶性の改善が進行する。これ
は、領域２１５、２１６、２１７にニッケル元素が集中
することに大きく関係する。即ち、ニッケル元素が集中
した領域２１９、２２０は、それだけニッケル元素の作
用による結晶化が強く促進され、リン元素のドーピング
時に生じた結晶構造の損傷が回復される。

【００９０】加えて、上記加熱処理でゲッタリングと同
時に、ソース領域２１９及びドレイン領域２２０におけ
る不純物の活性化が行われる。従来では、アルミニウム
材料の耐熱性が低かったために４５０℃程度の加熱処理
しか施せなかったので、ドーパント（リン）の活性化率
は低いものであった。

【００９１】従来では、イオン注入時に生じた結晶構造
のダメージを回復する工程や不純物の活性化工程として
別の工程（レーザーアニール、強光アニール等）を加
え、施していた。なお、本実施例においても、加熱処理
と同時に、表面または裏面照射のレーザーアニール、強
光アニール等を行う構成としてもよい。または、別の工
程として表面または裏面照射のレーザーアニール、強光
アニール等を加え、さらに良好な活性層を得る構成とし
てもよい。

【００９２】即ち、本実施例におけるドーピング後の加
熱工程では、１）チャネル形成領域及び高抵抗領域の金属元素濃度を
低減するゲッタリング処理２）ソース及びドレイン領域における不純物の活性化処
理３）イオン注入時に生じた結晶構造のダメージを回復す
るアニール処理が同時に行われる。

【００９３】次に、層間絶縁膜２２１を形成する。層間
絶縁膜２２１としては酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸
化珪素膜、有機性樹脂膜またはそれらの積層膜を用いる
ことができる。なお、有機性樹脂膜としてはポリイミ
ド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等が挙げ
られる。

【００９４】層間絶縁膜２２１を形成したら、コンタク
トホールを形成してソース電極２２２、ドレイン電極２
２３を形成する。本実施例ではこれら電極材料としてチ
タン／アルミ／チタンからなる積層導電層を用いる。

【００９５】最後に水素雰囲気中において 350℃２時間
程度の水素化処理を行い、ＴＦＴ全体の水素終端処理を
行う。こうして図４（Ｃ）に示す様な構造のＴＦＴが完
成する。こうして作製されたＴＦＴは、ゲート電極とゲ
ート絶縁膜との間にタンタル層が存在するため、作製途
中の熱処理によってアルミニウム原子の拡散等を防ぐこ
とができる。

【００９６】そのため、非常に高い歩留りでＴＦＴを作
製することが可能となり、同一基板上に百万個以上もの
ＴＦＴを作製するＡＭＬＣＤを作製においても高い良品
率を確保することができる。そして、それに伴って液晶
モジュールやそれを搭載した製品（電子機器）の製造コ
ストを低減することが可能である。

【００９７】〔実施例２〕実施例１ではＮＴＦＴを作製
する場合を例にとって説明したが、本願発明をＰＴＦＴ
に対して適用できることは言うまでもない。なお、簡略
にＰチャネル型ＴＦＴ（ＰＴＦＴ）の作製工程及び条件
の１例を以下に示す。

【００９８】まず、リンイオンを注入したソース及びド
レイン領域にＰ型の導電性を付与する不純物イオン（ボ
ロン）を注入する。ドーピングガスとして、水素で５％
に希釈されたジボランを用いる。加速電圧は６０〜９０
ｋＶ、ドーズ量は１×１０¹³〜８×１０¹⁵atoms ／ｃｍ
³ とする。なお、ソース及びドレイン領域に注入された
ボロンの濃度の最大値からリンイオンの濃度の最大値を
引いた濃度が３×１０ ¹⁹〜３×１０²¹atoms ／ｃｍ³ と
なるようにドーズ量を調節することが重要である。この
結果、ソース及びドレイン領域の導電型が反転してＰ型
の不純物領域を形成することができる。なお、ＬＤＤ領
域の導電型も反転する工程としてもよい。

【００９９】また、公知のＣＭＯＳ技術を用いれば、Ｎ
ＴＦＴとＰＴＦＴとを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回
路を構成することも容易である。

【０１００】本実施例では同一基板上にＣＭＯＳ回路で
構成された駆動回路とＮＴＦＴで構成された画素マトリ
クス回路とを形成したアクティブマトリクス基板を作製
した例を図５に示す。

【０１０１】図５において、ＮＴＦＴ５０１、ＰＴＦＴ
５０２はＣＭＯＳ回路５０３を構成している。前述の様
に公知のＣＭＯＳ技術を用いれば実施例１とほぼ同様の
工程で容易に実現できる。

【０１０２】また、画素マトリクス回路を構成する画素
ＴＦＴ（本実施例ではＮＴＦＴ）５０４は実施例１で説
明した作製工程に多少の工程を足せば実現できる。

【０１０３】まず、実施例１の工程に従って図４（Ｂ）
の構造を得る。次に、図５に示す様に第１の平坦化膜５
０を形成する。本実施例では窒化珪素（50nm）／酸化珪
素（25nm）／アクリル（１μｍ）の積層構造を第１の平
坦化膜として利用する。

【０１０４】なお、アクリルやポリイミドといった有機
性樹脂膜はスピンコート法で形成する溶液塗布型絶縁膜
なので厚い膜を容易に形成できる上、非常に平坦な面を
得ることが可能である。そのため、１μｍ程度の膜厚を
高いスループットで形成することが可能であり、良好な
平坦面が得られる。

【０１０５】次に、第１の平坦化膜５０上に遮光性導電
膜でなるブラックマスク５１を形成する。また、ブラッ
クマスク５１を形成するに先立って、第１の平坦化膜５
０をエッチングして、最下層の窒化珪素膜のみを残した
凹部を形成しておく。

【０１０６】この様にしておくことで、凹部を形成した
部分ではドレイン電極とブラックマスクとが窒化珪素膜
のみを介して近接し、そこで補助容量５２を形成する。
窒化珪素は比誘電率が高く、しかも膜厚が薄いので大容
量を確保しやすい。

【０１０７】こうしてブラックマスク５１を形成すると
同時に補助容量５２を形成したら、第２の平坦化膜５３
を 1.5μｍ厚のアクリルで形成する。補助容量５２を形
成した部分は大きな段差を生じるが、その様な段差も十
分に平坦化できる。

【０１０８】最後に、第１の平坦化膜５０及び第２の平
坦化膜５３にコンタクトホールを形成し、透明導電膜
（代表的にはＩＴＯ）からなる画素電極５４を形成す
る。こうして図５に示す様な画素ＴＦＴ５０４を作製す
ることができる。

【０１０９】なお、画素電極として反射性の高い導電
膜、代表的にはアルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする材料を用いれば、反射型ＡＭＬＣＤ用のアクテ
ィブマトリクス基板を作製することもできる。

【０１１０】また、図５では画素ＴＦＴのゲート電極を
ダブルゲート構造としているが、シングルゲート構造で
も良いし、トリプルゲート構造等のマルチゲート構造と
しても構わない。

【０１１１】また、アクティブマトリクス基板の構造は
本実施例の構造に限定されるものではない。本願発明の
特徴はゲート電極の構成にあるので、それ以外の構成に
ついては実施者が適宜決定すれば良い。

【０１１２】〔実施例３〕本実施例では、実施例１と異
なる工程でＬＤＤ領域を形成する場合の例について図６
を用いて説明する。なお、本実施例の構成を実施例２の
構成に利用することは可能である。

【０１１３】まず、実施例１と同様の工程に従って図２
（Ｄ）の状態を得る。そして、多孔質状アルミナ層２０
８を選択的に除去して図６（Ａ）の状態を得る。この状
態ではタンタルオキサイド層２０９が露出する。

【０１１４】次に、高加速電圧による不純物イオンの注
入工程を行う。この工程は実施例１で説明した様に後の
ＬＤＤ領域を形成するための工程である。従って、低濃
度不純物領域６０１、６０２の不純物濃度は 1×10¹⁷〜
1×10¹⁸atoms/cm³ 程度となる様に調節する。

【０１１５】なお、実施例１で説明した図３（Ｂ）に示
す工程と図６（Ｂ）に示す工程とは後のソース／ドレイ
ン領域上におけるゲート絶縁膜の有無が異なるのみであ
る。本実施例の場合、活性層には全てゲート絶縁膜を介
したスルードープによって不純物イオンが注入される。

【０１１６】スルードープの利点としては工程の短縮化
（ゲート絶縁膜のエッチング工程を省略できる）と活性
層に直接イオン注入時のダメージを与えない点にある。

【０１１７】次に、図６（Ｃ）に示す様に低加速電圧に
よる不純物イオンの注入工程を行う。この工程ではタン
タルオキサイド層６０９の存在する領域がマスクとして
機能するのでその下には前述の低濃度不純物領域が残
る。

【０１１８】その結果、ソース領域６０３、ドレイン領
域６０４、ＬＤＤ領域６０５、チャネル形成領域６０６
が形成される。この場合もＬＤＤ領域６０５の上にはタ
ンタルオキサイド層２０９が存在するため、その部分で
はＧＩの受けるイオン注入時のダメージが低減される。

【０１１９】その後は、実施例１と同様に加熱処理（５
５０℃、２時間）を行い、チャネル形成領域及び高抵抗
領域における金属元素の低減とドーパントの活性化と結
晶構造の回復の効果が同時に得られる。（図６（Ｄ））

【０１２０】そして、実施例１と同様に層間絶縁膜６０
７、ソース電極６０８、ドレイン電極６０９を形成し
て、最後に水素化工程を行うことで図６（Ｅ）に示す様
なＴＦＴが完成する。

【０１２１】〔実施例４〕本実施例では実施例１におい
て、ＬＤＤ領域の代わりにオフセット領域を設けた場合
の例について図７を用いて説明する。

【０１２２】まず、実施例１の工程に従って図３（Ａ）
と同様の状態を得る。そして、実施例１に示した１回目
の不純物イオン注入工程は行わず、図３（Ｃ）を用いて
説明した様な低加速電圧によるイオン注入工程を行う。
（図７（Ａ））

【０１２３】この注入工程ではタンタルオキサイド層及
びゲート絶縁膜がマスクとして機能するので 1×10²⁰〜
1×10²¹atoms/cm³ の濃度の不純物（リン）を含むソー
ス領域７０１、ドレイン領域７０２が形成される。

【０１２４】また、６０３で示される領域は不純物（リ
ン）イオンが添加されないので真性または実質的に真性
な状態を保持し、且つ、ゲート電圧が印加されないので
単なる高抵抗領域として機能する。この様な領域７０３
をオフセット領域と呼ぶ。

【０１２５】実施例１〜３で示したＬＤＤ領域がドレイ
ン接合部における電界緩和に効果があるのに対し、オフ
セット領域はむしろオフ電流（ＴＦＴがオフ時に流れる
電流）またはリーク電流の低減に効果がある。

【０１２６】この場合においてもタンタルオキサイド層
２０９がゲート絶縁膜がイオン注入時に受けるダメージ
の低減という効果を有している。

【０１２７】以上の様にしてソース及びドレイン領域へ
のイオン注入工程が終了したら、次に実施例１と同様
に、不活性ガス雰囲気中において加熱処理を施す。本実
施例では、温度６００℃、１２時間の加熱処理を施し
た。この加熱工程により、金属元素が図７（Ｂ）の矢印
で示した方向に拡散する過程で、７０３、７０４をゲッ
タリングサイトとしてリンにゲッタリングされる。その
結果、チャネル形成領域及び高抵抗領域の金属元素濃度
を低減することができた。

【０１２８】その後は、実施例１と同様に層間絶縁膜７
０７、ソース電極７０８、ドレイン電極７０９を形成し
て、最後に水素化工程を行うことでＴＦＴが完成する。
（図７（Ｃ））

【０１２９】加えて、本実施例では、不純物イオン注入
工程を１回のみとしたため、スループットを向上させる
ことができた。また、本実施例の低加速電圧によるイオ
ン注入工程に代えて、高加速電圧によるイオン注入工程
を行う工程としても、スループットを向上させることが
できる。ただし、不純物イオンのドーズ量は、ソース領
域及びドレイン領域として機能するよう調節する。

【０１３０】また、ゲート絶縁膜を活性層全面に残し
て、リンのスルードープを１回施し、ソース領域、ドレ
イン領域を形成し、加熱処理を行う工程を施す構成とし
てもよい。

【０１３１】なお、本実施例を実施例２の構成に適用す
ることは容易である。

【０１３２】〔実施例５〕本実施例では、実施例１と異
なる工程でＴＦＴを形成する場合の例について図８〜１
０を用いて説明する。なお、本実施例の構成を実施例２
の構成、及び実施例４の構成に利用することは可能であ
る。

【０１３３】まず、実施例１とは図２（Ｄ）の状態の工
程までは同一であるためその記載は省略する。なお、図
２（Ｄ）は図８（Ｄ）と対応している。そして、絶縁膜
２０４を選択的に除去して図８（Ｅ）の状態を得る。こ
の状態ではゲート絶縁膜８１１に接していない活性層２
０３の領域が露出する。

【０１３４】次に、３％の酒石酸を含むエチレングリコ
ール溶液中で到達電圧１０〜２０Ｖの陽極酸化処理を行
う。この処理ではアルミニウム層とタンタル層との両方
が陽極酸化され、膜厚の薄い陽極酸化膜が形成される。
（図９（Ａ））

【０１３５】タンタル層２０５の方は多孔質状アルミナ
層２０８に接する部分だけが陽極酸化されて薄いタンタ
ルオキサイド層８０９ａを形成する。

【０１３６】また、アルミニウム層２０６の方はその表
面（多孔質状アルミナ層の内側）に１０〜３０ｎｍの膜
厚の薄い無孔質状アルミナ層８１０ａが形成される。無
孔質状アルミナ層８１０ａの膜厚は到達電圧によって決
定される。

【０１３７】そして、多孔質状アルミナ層２０８を選択
的に除去して図９（Ｂ）の状態を得る。この状態ではタ
ンタル層が露出する。

【０１３８】次に、再度、３％の酒石酸を含むエチレン
グリコール溶液中で到達電圧80Ｖの陽極酸化処理を行
う。この処理ではアルミニウム層とタンタル層との両方
が陽極酸化され、膜厚の厚い陽極酸化膜８１０ｂ、８０
９ｂが形成される。（図９（Ｃ））

【０１３９】このように、本実施例では３回の陽極酸化
を行うが、３回目の陽極酸化を行う際に、タンタル層を
露出させ、タンタルオキサイド層に変成し易くして、膜
厚が２〜４倍（代表的には３倍）程度に厚くすることを
特徴としている。

【０１４０】このような構成として、後のＬＤＤ領域の
上方に存在しているタンタル層を完全にタンタルオキサ
イド層（８０９ｂ）に変成し、ＴＦＴとして正常な動作
を行う構造とすることが好ましい。

【０１４１】次に、図９（Ｄ）に示す様に高加速電圧に
よる不純物イオンの注入工程を行う。この工程は実施例
１で説明した様に後のＬＤＤ領域を形成するための工程
である。従って、低濃度不純物領域８１３、８１４の不
純物（リン元素）濃度は 1×10¹⁶〜 1×10¹⁷atoms/cm³
程度となる様に調節する。

【０１４２】次に、図９（Ｅ）に示す様に低加速電圧に
よる不純物イオンの注入工程を行う。本実施例では 1×
10²⁰〜 1×10²¹atoms/cm³ の濃度でリンがソース領域又
はドレイン領域に添加される様に調節した。この工程で
はタンタルオキサイド層８０９ｂの存在する領域がマス
クとして機能するのでその下には前述の低濃度不純物領
域が残る。

【０１４３】その結果、ソース領域８１５、ドレイン領
域８１６、ＬＤＤ領域８１７、チャネル形成領域８１８
が形成される。この場合もＬＤＤ領域８１７の上にはタ
ンタルオキサイド層８０９ｂが存在するため、その部分
ではＧＩの受けるイオン注入時のダメージが低減され
る。なお、図１８と同様の濃度分布が得られた。

【０１４４】その後は、実施例１と同様に加熱処理（５
５０℃、２時間）を行い、ゲッタリングと同時に活性化
と結晶構造の回復を行う。（図１０（Ａ））なお、８１
９は高濃度の金属元素を含むソース領域、８２０は高濃
度の金属元素を含むドレイン領域である。

【０１４５】そして、実施例１と同様に層間絶縁膜８２
１、ソース電極８２２、ドレイン電極８２３を形成し
て、最後に水素化工程を行うことで図１０（Ｂ）に示す
様なＴＦＴが完成する。

【０１４６】また、他の構成としてゲート絶縁膜を活性
層全面に残して、ソース領域、ドレイン領域を形成し、
加熱処理を行う工程を施す構成としてもよい。

【０１４７】〔実施例６〕本実施例では、石英基板を用
い、該基板上に特開平８−３３５１５２号公報の技術を
用いた結晶性珪素膜を利用した例を示す。なお、前記公
報では、結晶性珪素膜を得る段階でゲッタリングを行っ
ている。

【０１４８】また、前記公報では、歪点の高い石英基板
を用いた作製方法においても、アルミニウム材料を用い
た配線形成後、アルミニウム材料の耐熱性を考慮した温
度での熱処理に制限されていた。それに対し、本発明の
構造（アルミニウム材料／タンタル層）とすることで、
配線形成後、４５０℃〜７００℃、好ましくは６００℃
程度の加熱処理を施すことが可能となった。

【０１４９】本実施例では、結晶性珪素膜を形成する過
程において、ゲッタリングが既に行われているが、配線
形成後、リン元素のドーピングされたソース領域及びド
レイン領域に不純物の活性化熱処理（６００℃程度）を
数時間（２〜３時間）施した。

【０１５０】こうすることにより、不純物の活性化と、
結晶構造の回復が行われ、より均一性の高いＴＦＴを得
ることができた。なお、不純物の活性化と、結晶構造の
回復と同時に２回目のゲッタリングが施された。

【０１５１】その後は、実施例１と同様に層間絶縁膜、
ソース電極、ドレイン電極を形成して、最後に水素化工
程を行うことでＴＦＴが完成する。

【０１５２】なお、本実施例の構成を実施例２の構成に
利用することは可能である。

【０１５３】また、他の構成としてゲート絶縁膜を活性
層全面に残して、ソース領域、ドレイン領域を形成し、
加熱処理を行う工程を施す構成としてもよい。

【０１５４】〔実施例７〕本実施例では、上記各実施例
で示した２層ゲート電極構造（アルミニウム材料層／タ
ンタル層）とした配線を形成し、リンをドーピングし、
加熱処理を加えた工程〔代表的には図４（Ａ）〕後、シ
リサイド層を構成した例を図１１に示した。以下に、簡
単に作製方法を記す。

【０１５５】まず、上記各実施例と同様にしてソース領
域及びドレイン領域を得る。次に、シリコンとシリサイ
ド反応する金属膜を成膜する。この金属膜としては、５
００〜６００℃程度の加熱温度でシリサイド反応する金
属膜であればよく、例えばＴａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｔｉのいずれか一種の金属膜を用いることができ
る。金属膜は活性層のうち、ソース領域及びドレイン領
域のみと接している。

【０１５６】加熱処理（４５０〜７００℃）によって、
接しているシリコンと金属膜が反応して、シリサイド層
２３２、２３３が形成される。なお、ソース領域及びド
レイン領域を全てシリサイド化してもよい。

【０１５７】その後、未反応の金属膜をエッチングによ
り除去する。この時ゲート絶縁膜は、陽極酸化膜で保護
されている。なお、加熱処理は電気炉内での加熱や赤外
ランプを用いたＲＴＡを用いればよい。本実施例におい
ては、シリサイド層を設けたことで、ソース領域及びド
レイン領域のシート抵抗の低抵抗化が図れた。

【０１５８】その後は、実施例１と同様に層間絶縁膜、
ソース電極、ドレイン電極を形成して、最後に水素化工
程を行うことでＴＦＴが完成する。

【０１５９】また、他の構成として、リンをドーピング
した直後に、金属膜を成膜し、４５０℃〜７００℃の加
熱処理を加える構成としてもよい。この場合には、リン
のゲッタリングとシリサイド化とを同時に行い、工程を
短縮化することができる。

【０１６０】〔実施例８〕本実施例では、上記各実施例
で示した２層ゲート電極構造（アルミニウム材料層／タ
ンタル層）とした配線を形成し、リンをドーピングして
加熱処理を加えた工程後において、引き出し配線とのコ
ンタクト形成方法を例示する。

【０１６１】従来のゲート電極構造（アルミニウム材料
単層）では、無孔質アルミナ層を除去するために、アル
ミ混酸（リン酸、酢酸、硝酸、水を体積％で８５：５：
５：５の比で混合した酸）とクロム酸溶液とを混合した
酸（ここではクロム混酸と呼ぶ）を用いている。クロム
混酸を用いた場合には、下地膜を構成する酸化珪素膜と
の選択比がとれず、下地膜までエッチングされていた。
なお、クロム混酸とは、上記のアルミ混酸１０リットル
に対してクロム酸溶液（クロム酸３００ｇ、水１５０ｇ
を混合した溶液）５５０ｇを混合した酸である。

【０１６２】本実施例では、図１２に示したような２層
ゲート電極構造としたことにより、タンタル層２０５を
エッチングストッパーとして利用し、コンタクトホール
を形成した。そして、引き出し配線２２４を形成して、
コンタクトホールの底面に露出したタンタル層と良好な
コンタクトを取ることができた。なお、図１２では、活
性層上にコンタクトホールを形成した例を示したが、２
層構造ゲート配線と引き出し配線とのコンタクトであれ
ば特に限定されない。

【０１６３】〔実施例９〕上記各実施例では、ゲート電
極において、下層のブロッキング層として、タンタル層
を用いた例を示したが、本実施例においては、タンタル
層の代わりに、ブロッキング効果の高い窒化珪素膜を用
いた。なお、図１３に本実施例の構造を示した。

【０１６４】窒化珪素膜を用いる場合には、窒化珪素膜
はアルミニウム層との界面でストレスが発生し易いた
め、窒化珪素膜２３０とアルミニウム層との界面には窒
化酸化珪素膜２３１を成膜するとよい。

【０１６５】本実施例では、厚さ５〜３０ｎｍの窒化珪
素膜２３０と、厚さ１〜１０ｎｍの窒化酸化珪素膜２３
１でなる積層膜を設ける構成とした。

【０１６６】積層膜を得た後は、上記各実施例と同様に
層間絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極を形成して、最
後に水素化工程を行うことでＴＦＴが完成する。

【０１６７】〔実施例１０〕本実施例では実施例１〜９
に示したＴＦＴ構成を用いてＡＭＬＣＤを構成した場合
の例について説明する。ここで本実施例のＡＭＬＣＤの
外観を図１４に示す。

【０１６８】図１４（Ａ）において、９０１はアクティ
ブマトリクス基板であり、画素マトリクス回路９０２、
ソース側駆動回路９０３、ゲイト側駆動回路９０４が形
成されている。駆動回路はＮ型ＴＦＴとＰ型ＴＦＴとを
相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路で構成することが好
ましい。また、９０５は対向基板である。

【０１６９】図１４（Ａ）に示すＡＭＬＣＤはアクティ
ブマトリクス基板９０１と対向基板９０５とが端面を揃
えて貼り合わされている。ただし、ある一部だけは対向
基板９０５を取り除き、露出したアクティブマトリクス
基板に対してＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキ
ット）９０６を接続してある。このＦＰＣ９０６によっ
て外部信号を回路内部へと伝達する。

【０１７０】また、ＦＰＣ９０６を取り付ける面を利用
してＩＣチップ９０７、９０８が取り付けられている。
これらのＩＣチップはビデオ信号の処理回路、タイミン
グパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路
など、様々な回路をシリコン基板上に形成して構成され
る。図１４（Ａ）では２個取り付けられているが、１個
でも良いし、さらに複数個であっても良い。

【０１７１】また、図１４（Ｂ）の様な構成もとりう
る。図１４（Ｂ）において図１４（Ａ）と同一の部分は
同じ符号を付してある。ここでは図１４（Ａ）でＩＣチ
ップが行っていた信号処理を、同一基板上にＴＦＴでも
って形成されたロジック回路９０９によって行う例を示
している。この場合、ロジック回路９０９も駆動回路９
０３、９０４と同様にＣＭＯＳ回路を基本として構成さ
れる。

【０１７２】また、本実施例のＡＭＬＣＤはブラックマ
スクをアクティブマトリクス基板に設ける構成（ＢＭ o
n ＴＦＴ）を採用するが、それに加えて対向側にブラッ
クマスクを設ける構成とすることも可能である。

【０１７３】また、カラーフィルターを用いてカラー表
示を行っても良いし、ＥＣＢ（電界制御複屈折）モー
ド、ＧＨ（ゲストホスト）モードなどで液晶を駆動し、
カラーフィルターを用いない構成としても良い。

【０１７４】また、特開昭8-15686 号公報に記載された
技術の様に、マイクロレンズアレイを用いる構成にして
も良い。

【０１７５】〔実施例１１〕本願発明の構成は、ＡＭＬ
ＣＤ以外にも他の様々な電気光学装置や半導体回路に適
用することができる。

【０１７６】ＡＭＬＣＤ以外の電気光学装置としてはＥ
Ｌ（エレクトロルミネッセンス）表示装置やイメージセ
ンサ等を挙げることができる。

【０１７７】また、半導体回路としては、ＩＣチップで
構成されるマイクロプロセッサの様な演算処理回路、携
帯機器の入出力信号を扱う高周波モジュール（ＭＭＩＣ
など）が挙げられる。

【０１７８】この様に本願発明は絶縁ゲイト型ＴＦＴで
構成される回路によって機能する全ての半導体装置に対
して適用することが可能である。

【０１７９】〔実施例１２〕実施例１０に示したＡＭＬ
ＣＤは、様々な電子機器のディスプレイとして利用され
る。なお、本実施例に挙げる電子機器とは、アクティブ
マトリクス型液晶表示装置を搭載した製品と定義する。

【０１８０】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクション
ＴＶ、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーショ
ン、パーソナルコンピュータ（ノート型を含む）、携帯
情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話等）などが
挙げられる。それらの一例を図１５に示す。

【０１８１】図１５（Ａ）は携帯電話であり、本体２０
０１、音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示
装置２００４、操作スイッチ２００５、アンテナ２００
６で構成される。本願発明は音声出力部２００２、音声
入力部２００３、表示装置２００４等に適用することが
できる。

【０１８２】図１５（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
２１０１、表示装置２１０２、音声入力部２１０３、操
作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１
０６で構成される。本願発明は表示装置２１０２、音声
入力部２１０３、受像部２１０６に適用することができ
る。

【０１８３】図１５（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モ
ービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部
２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表
示装置２２０５で構成される。本願発明は受像部２２０
３、表示装置２２０５等に適用できる。

【０１８４】図１５（Ｄ）はヘッドマウントディスプレ
イであり、本体２３０１、表示装置２３０２、バンド部
２３０３で構成される。本発明は表示装置２３０２に適
用することができる。

【０１８５】図１５（Ｅ）はリア型プロジェクターであ
り、本体２４０１、光源２４０２、表示装置２４０３、
偏光ビームスプリッタ２４０４、リフレクター２４０
５、２４０６、スクリーン２４０７で構成される。本発
明は表示装置２４０３に適用することができる。

【０１８６】図１５（Ｆ）はフロント型プロジェクター
であり、本体２５０１、光源２５０２、表示装置２５０
３、光学系２５０４、スクリーン２５０５で構成され
る。本発明は表示装置２５０３に適用することができ
る。

【０１８７】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、他にも電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレ
イなどにも活用することができる。

【０１８８】

【発明の効果】本願発明を利用することでゲート電極と
してアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材
料を用いるＴＦＴにおいても、ゲート電極と活性層との
間で生じるショートなどの不良を防止することができ
る。特に、ゲート電極からのアルミニウム原子の拡散を
防ぎ、ＴＦＴ特性の低下を抑えた。

【０１８９】また、ゲート絶縁膜に余計なダメージを与
えることなくＬＤＤ領域やオフセット領域を形成できる
ため、ＴＦＴの長期信頼性も向上する。

【０１９０】また、アルミ材料を用いた配線を形成後、
十分ゲッタリング可能な温度（６００℃程度）の加熱処
理を施し、処理時間の制限を受けることなく結晶性珪素
膜中の金属元素をゲッタリングするＴＦＴの作製方法を
得ることができる。また、同時にドーパントの活性化
と、結晶構造の損傷を回復させることができる。この加
熱処理により、素子特性の均一性が向上する。

【０１９１】また、ニッケル元素をＴＦＴの動作に影響
が及ばないソース領域およびドレイン領域に固定してい
るので、高い特性を安定して得ることができる。また、
多数のＴＦＴを同時に作製した場合であっても特性のバ
ラツキを少ないものとすることができる。

【０１９２】本発明の構造とした場合におけるドーピン
グ後の加熱工程（代表的には４５０〜７００℃）では、１）チャネル形成領域及び高抵抗領域の金属元素濃度を
低減するゲッタリング処理２）ソース及びドレイン領域における不純物の活性化処
理３）イオン注入時に生じた結晶構造のダメージを回復す
るアニール処理が同時に行われる。

【０１９３】その結果、・大幅な工程の簡略化・耐圧やリーク電流特性の向上・信頼性の向上・素子毎におけるバラツキの低減といった効果を得ることができる。

【０１９４】このように、本発明は高い歩留りで信頼性
の高いＴＦＴを作製することができ、その様なＴＦＴで
構成される半導体回路で機能する電気光学装置並びにそ
の様な半導体回路や電気光学装置を搭載した電子機器の
歩留り向上が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＴＦＴのゲート電極付近の構成を示す図。

【図２】ＴＦＴの作製工程を示す図。

【図３】ＴＦＴの作製工程を示す図。

【図４】ＴＦＴの作製工程を示す図。

【図５】アクティブマトリクス基板の構成を示す
図。

【図６】実施例３におけるＴＦＴの作製工程を示す
図。

【図７】実施例４におけるＴＦＴの作製工程を示す
図。

【図８】実施例５におけるＴＦＴの作製工程を示す
図。

【図９】実施例５におけるＴＦＴの作製工程を示す
図。

【図１０】実施例５におけるＴＦＴの作製工程を示
す図。

【図１１】実施例７におけるＴＦＴの構造を示す
図。

【図１２】実施例８におけるＴＦＴの構造を示す
図。

【図１３】実施例９におけるＴＦＴの構造を示す
図。

【図１４】ＡＭＬＣＤの構成を示す図。

【図１５】電子機器の構成を示す図。

【図１６】ゲート電極付近の構造を示すＳＥＭ写真。

【図１７】ゲート電極付近の構造を示すＳＥＭ写真。

【図１８】ＴＦＴの活性層中におけるニッケルとリン
の濃度分布を示す図

【図１９】加熱処理におけるアルミニウムの拡散状態
を示す顕微鏡写真

【符号の説明】

１０１基板１０２下地膜１０４ゲート絶縁膜１０５アルミニウム層１０６拡大領域１０７チャネル形成領域１０８ＬＤＤ領域１０９ドレイン領域（またはソース領域）１１０バルブ金属層（タンタル層）１１１無孔質状アルミナ層１１２バルブ金属層の陽極酸化層（タンタルオキ
サイド層）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有
する半導体回路を含む半導体装置であって、前記ＴＦＴは、バルブ金属層とアルミニウムまたはアル
ミニウムを主成分とする材料層とを積層してなるゲート
電極と、前記ゲート電極と接するゲート絶縁膜と、前記
ゲート絶縁膜に接するチャネル形成領域と、前記チャネ
ル形成領域に接する高抵抗領域と、前記高抵抗領域に接
するソース領域またはドレイン領域とを有し、前記ソー
ス領域または前記ドレイン領域には珪素の結晶化を助長
する金属元素が高濃度に含まれており、前記高抵抗領域
には前記金属元素が低濃度に含まれていることを特徴と
する半導体装置。
【請求項２】請求項１において、前記ソース領域または
前記ドレイン領域にはリン元素がドーピングされている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記バルブ金
属層はタンタルまたはタンタルを主成分とする材料層か
らなり、その膜厚は１〜200 nmであることを特徴とする
半導体装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかにおい
て、前記珪素の結晶化を助長する金属元素はニッケルで
あることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有
する半導体回路を含む半導体装置の作製方法であって、珪素の結晶化を助長する金属元素を含む結晶性珪素膜を
用いて活性層を形成する第１の工程と、ゲート絶縁膜を
形成する第２の工程と、バルブ金属層とアルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする材料層とが順次積層形成されたゲート電極を形
成する第３の工程と、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材
料層を選択的に陽極酸化して多孔質状アルミナ層を形成
する第４の工程と、再度の陽極酸化により前記アルミニウムまたはアルミニ
ウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層
を形成すると同時に、前記多孔質状アルミナ層の下に位
置するバルブ金属層の全部又は一部を陽極酸化層に変成
させる第５の工程と、ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域となるべき領域
にリン元素のドーピングを行う第６の工程と、加熱処理を施し、前記金属元素をゲッタリングさせる第
７の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作
製方法。
【請求項６】請求項５において、前記第７の工程におけ
る加熱処理は４５０〜７００℃で行うことを特徴とする
半導体装置の作製方法。
【請求項７】同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有
する半導体回路を含む半導体装置の作製方法であって、珪素の結晶化を助長する金属元素を含む結晶性珪素膜を
用いて活性層を形成する第１の工程と、ゲート絶縁膜を
形成する第２の工程と、バルブ金属層とアルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする材料層とが順次積層形成されたゲート電極を形
成する第３の工程と、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材
料層のみを選択的に第１の陽極酸化を行い、多孔質状ア
ルミナ層を形成する第４の工程と、第２の陽極酸化を行い、前記アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ
層を形成すると同時に、前記多孔質状アルミナ層の下に
位置するバルブ金属層の一部を陽極酸化層に変成させる
第５の工程と、前記多孔質状アルミナ層を除去する第６
の工程と、第３の陽極酸化を行い、前記アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ
層を形成すると同時に、前記多孔質状アルミナ層の下に
位置するバルブ金属層の全部を陽極酸化層に変成させる
第７の工程と、前記ゲート電極、陽極酸化層及びゲート絶縁膜をマスク
としてリン元素をドーピングする第８の工程と、加熱処理を施し、前記金属元素をゲッタリングさせる第
９の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作
製方法。
【請求項８】請求項５乃至請求項７のいずれかにおい
て、前記無孔質状アルミナ層及び前記多孔質状アルミナ
層をマスクとしてゲート絶縁膜をエッチングする工程を
有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】請求項５乃至請求項８のいずれかにおい
て、前記第４の工程はシュウ酸を主成分とする溶液中で
行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】請求項５乃至請求項９のいずれかにおい
て、前記第５の工程は酒石酸を主成分とする溶液中で行
われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】請求項７乃至請求項９のいずれかにおい
て、前記第９の工程における加熱処理は４５０〜７００
℃で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】同一基板上に形成された複数のＮチャネ
ル型ＴＦＴと複数のＰチャネル型ＴＦＴを有する半導体
回路を含む半導体装置であって、前記Ｎチャネル型ＴＦＴと前記Ｐチャネル型ＴＦＴは、
バルブ金属層とアルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする材料層とを積層してなるゲート電極と、前記ゲ
ート電極と接するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に
接するチャネル形成領域と、前記チャネル形成領域に接
する高抵抗領域と、前記高抵抗領域に接するソース領域
またはドレイン領域とを有し、前記Ｎチャネル型ＴＦＴ
及び前記Ｐチャネル型ＴＦＴの前記ソース領域または前
記ドレイン領域にはリン元素が含まれ、前記Ｐチャネル
型ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域には、Ｐ型の
導電性を付与する不純物が前記リン元素の濃度と比較し
て高濃度含まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】同一基板上に形成された複数のＮチャネ
ル型ＴＦＴと複数のＰチャネル型ＴＦＴを有する半導体
回路を含む半導体装置の作製方法であって、珪素の結晶化を助長する金属元素を含む結晶性珪素膜を
用いて活性層を形成する第１の工程と、ゲート絶縁膜を
形成する第２の工程と、バルブ金属層とアルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする材料層とが順次積層形成されたゲート電極を形
成する第３の工程と、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材
料層を選択的に陽極酸化して多孔質状アルミナ層を形成
する第４の工程と、再度の陽極酸化により前記アルミニウムまたはアルミニ
ウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層
を形成すると同時に、前記多孔質状アルミナ層の下に位
置するバルブ金属層の全部又は一部を陽極酸化層に変成
させる第５の工程と、前記Ｎチャネル型ＴＦＴ及び前記Ｐチャネル型ＴＦＴの
ソース領域またはドレイン領域となるべき領域にリン元
素のドーピングを行う第６の工程と、加熱処理を施し、前記金属元素をゲッタリングさせる第
７の工程と、前記Ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域またはドレイン領
域となるべき領域にＰ型の導電性を付与する不純物のド
ーピングを前記リン元素の濃度と比較して高濃度に行う
第６の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】同一基板上に形成された複数のＴＦＴを
有する半導体回路を含む半導体装置であって、前記ＴＦＴは、アルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする材料層からなるゲート電極と、前記ゲート電極
と接するブロッキング層と、前記ブロッキング層に接す
るゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接するチャネル
形成領域と、前記チャネル形成領域に接する高抵抗領域
と、前記高抵抗領域に接するソース領域またはドレイン
領域とを有し、前記ソース領域または前記ドレイン領域
には珪素の結晶化を助長する金属元素が高濃度に含まれ
ており、前記高抵抗領域には前記金属元素が低濃度に含
まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】請求項１４において、前記ブロッキング
層は、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化珪素膜、また
はそれらの積層であることを特徴とする半導体装置。