DE69734643T2

DE69734643T2 - Elektronische einrichtung mit nitrid-chrom enthaltenden elektroden und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE69734643T2
Application number: DE69734643T
Authority: DE
Inventors: Patrick Brian McGARVEY; Charles Steven DEANE; Douglas Ian FRENCH; Joseph Michael TRAINOR
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-09-21
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2017-09-13
Also published as: EP0862793B1; US6087730A; EP0862793A2; US6410411B1; JP2000501569A; WO1998012754A2; GB9710514D0; WO1998012754A3; DE69734643D1; EP0862793A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronische Einrichtungen, zum Beispiel Flachbildschirme, sowie weitere Arten elektronischer, großflächiger Einrichtungen mit einem Dünnschicht-Schaltkreiselement. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf Verfahren zur Herstellung einer solchen elektronischen Einrichtung.
Es besteht zurzeit ein großes Interesse, Dünnschichtschaltungen mit Dünnschichttransistoren (im Folgenden als „TFTs" bezeichnet) und/oder anderen Halbleiterschaltungselementen auf Glas und auf weiteren kostengünstigen Isoliersubstraten für elektronische Großflächenanwendungen zu entwickeln. Solche, mit amorphen oder polykristallinen Halbleiterschichten hergestellte TFTs können die Schaltelemente in einer Zellenmatrix, zum Beispiel in einem Flachbildschirm, wie in US-Patent US-A-5 130 829 beschrieben, und/oder in integrierten Ansteuerungsschaltungen für solche Zellenmatrizes bilden. Dünnschichtdioden (im Folgenden als „TFDs" bezeichnet) in Form von nicht linearen Schaltelementen können an Stelle von TFTs für die Zellenmatrix einer Anzeigeeinrichtung, zum Beispiel wie in der bekannt gemachten Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 649 048 beschrieben, verwendet werden. US-Patent US-A-5 272 370 beschreibt ein Beispiel einer anderen Art einer elektronischen Großflächeneinrichtung mit einer Matrix von Dünnschichtschaltelementen, in diesem Fall einem Dünnschicht-ROM-Speicher, welcher verschiedene Arten TFDs mit unterschiedlichen Leitungscharakteristiken aufweist, um den Informationsgehalt der ROM-Matrix zu bestimmen.
Bei der Entwicklung und Herstellung von elektronischen Großflächeneinrichtungen wird erkannt, dass die Leistung der Einrichtung entscheidend von der Qualität des elektrischen Kontakts zwischen einer Elektrode und einer leitenden Schicht eines Dünnschichtschaltelements abhängen kann. Es besteht die Notwendigkeit, Kontakte guter Qualität reproduzierbar und folglich gleichmäßig vorsehen zu können. Es sind verschiedene Materialien für die Elektroden und leitenden Schichten, wie zum Beispiel in US-A-5 130 829, EP-A-0 649 048 und US-A-5 272 370 offenbart, bekannt. In den meisten Fällen ist die aktive Fläche eines Dünnschichtschaltelements durch eine leitende Halbleiterschicht, meist aus Silicium in amorpher oder mikrokristalliner oder aber polykristalliner Form oder aus einer siliciumreichen Siliciumverbindung, dargestellt. Die Bereiche auf Siliciumbasis können von Elektroden, zum Beispiel aus Chrom, Wolfram, Zink, Titan, Nickel, Molybdän, Aluminium und Indiumzinnoxid (ITO), kontaktiert werden. Diese Elektroden können selbst von einer leitenden Schicht (zum Beispiel aus Aluminium, Wolfram, Molybdän oder ITO), welche eine Struktur aus Verbindungsleiterbahnen zwischen diesen Schaltelementen bildet, kontaktiert werden. In den meisten Fällen ist es wünschenswert, dass die Elektrode zu dem Halbleiter und zu der Verbindungsleiterbahn einen ohmschen Kontakt mit geringem Widerstand herstellt, obgleich in einigen Fällen Bedarf nach einer Schottky-Barriere guter Qualität besteht.
Das Konferenzpapier „An Ohmic Contact Formation Method for Fabricating α-Si TFTs on Large Size Substrates" von Yukawa et al, veröffentlicht in Proceedings of the 9^th International Display Research Conference, 16.-18. Oktober 1989, Kyoto, Japan, Japan Display'89, Seiten 506-509, beschreibt frühere Schwierigkeiten, gleichmäßige, widerstandsarme Kontakte zwischen der unteren Drain- und Sourceelektrode und der Siliciumschicht eines Top-Gate-TFTs herzustellen. Diese Schwierigkeiten resultierten darin, dass die meisten Flachbildschirme trotz der vielen Vorteile von Top-Gate-TFTs mit Bottom-Gate-TFTs hergestellt werden. Das Konferenzpapier beschreibt das Vermeiden dieser Schwierigkeiten durch Verwendung von ITO für die Source- und Drainelektrode und durch Dotieren der Siliciumschicht mit Phosphor von der ITO-Struktur der Source- und Drainelektrode. Somit wird bei dem in dem Konferenzpapier beschriebenen Verfahren eine, auf dem Bauelementsubstrat aufgebrachte ITO-Schicht geätzt, um eine gewünschte Struktur aus Pixelelektroden und Source- und Drainelektroden sowie Leiterbahnen für die TFTs vorzusehen, und diese ITO-Struktur wird dann einer RF-Glimmentladung von PH₃ (Phosphin) ausgesetzt. Aufgrund dieser Phosphin-Plasma-Exponierung haftet ein Phosphordotand an der Oberfläche der ITO-Struktur, jedoch nicht signifikant an der SiO₂-Oberflächenschicht des zwischen der ITO-Struktur freiliegenden Substrats. Nach einer optischen Ätzstufe wird dann eine undotierte, amorphe Siliciumschicht aufgebracht, um den Kanalbereich des TFTs vorzusehen. Während dieser Beschichtung werden in der amorphen Siliciumschicht in Angrenzung an die ITO-Struktur n*-Bereiche durch Phosphordiffusion von der Oberfläche des ITOs ausgebildet. Diese Dotierung der Halbleiterschicht von der ITO-Source- und Drainelektrode aus resultiert in einem qualitativ hochwertigen, widerstandsarmen, ohmschen Kontakt für die Source- und Drainelektrode des TFTs. Die Notwendigkeit des Aufbringens des Siliciummaterials auf ITO schränkt jedoch die Beschich tungsparameter, z.B. auf Beschichtungstemperaturen von weniger als 250°C, ein. Überdies werden bei diesem Verfahren einige Ausgangsgaszusammensetzungen mit einem, wie im Allgemeinen zur Siliciumbeschichtung verwendeten Wasserstoffgasgehalt (zum Beispiel SiH₄ mit H₂) vorzugsweise nicht verwendet, um unerwünschte Wechselwirkungen mit dem ITO (zum Beispiel Wasserstoffreduzierung des ITOs) zu verhindern. Bei Nichtberücksichtigung dieser Einschränkungen kann eine Oberflächenzersetzung des ITOs auftreten, und die Qualität der Siliciumschicht kann durch Störstellendiffusion von dem ITO beeinträchtigt werden.
Ein Top-Gate-TFT mit einer Source- und Drainelektrode aus ITO, und in welchem dotierte Bereiche in der darüber liegenden Halbleiterschicht auf ähnliche Weise durch Diffusion von Phosphordotanden, die in dem ITO enthalten sind, ausgebildet werden, ist in EP-B-0 221 361 beschrieben. In diesem TFT ist die ITO-Source- und Drainelektrode ebenfalls mit konisch auslaufenden Seitenwänden ausgebildet.
Die Europäische Patentanmeldung EP-A-0 556 891 offenbart einen Dünnschicht-Magnetkopf, welcher zur Ermittlung von Magnetfeldern auf einem, sich entlang des Magnetkopfes bewegenden Magnetband eingesetzt wird. Der Magnetkopf weist ein Substrat und ein Magnetowiderstandselement auf, welches einen Abstand zwischen zwei Flusspfaden überbrückt. Um die Mehrschichtstruktur zu schützen, ist ein Schutzblock vorgesehen, welcher einen Teil der Kopffläche bildet. Auf der Kopffläche ist eine elektrisch leitende Ummantelung vorgesehen, die zum Beispiel aus Titancarbid, Titannitrid oder Chromnitrid gebildet wird.
Der Erfindung liegt gemäß Anspruch 1 und 9 als Aufgabe zugrunde, ein Elektrodenmaterial vorzusehen, welches sich zur Ausbildung guter, elektrischer Kontakte zu Halbleiterschichten und anderen, leitenden Schichten, die bei der Dünnschichtbearbeitung für elektronische, großflächige Einrichtungen verwendet werden, eignet, während gleichzeitig die den Dünnschichtverfahrensparametern auferlegten Beschränkungen gelockert werden.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Einrichtung mit einem Dünnschichtschaltelement vorgesehen, welches eine Elektrode in direktem physikalischen Kontakt mit einer leitenden Schicht aufweist, wobei die Elektrode eine Schicht aus Chromnitrid zumindest in Angrenzung an eine Fläche der leitenden Schicht aufweist, wobei die benachbarte Fläche der leitenden Schicht ein Halbleitermaterial, zum Beispiel ein Material auf Siliciumbasis, enthält.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Feststellung der Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass Chromnitrid überraschenderweise eine besonders vorteilhafte Kombination aus Eigenschaften zum Einsatz als Elektrodenmaterial von Dünnschichtschaltelementen aufweist. Schichten aus kristallinem, amorphem Chromnitrid mit geringer Dehnungsspannung, einem Stickstoffgehaltbereich und guter Schichtintegrität können bei niedriger Temperatur, zum Beispiel bei Raumtemperatur, durch kostengünstige, reaktive Zerstäubung leicht und steuerbar aufgebracht werden. Chromnitridbearbeitung ist mit allgemein üblichen Dünnschichtschaltelement-Techniken kompatibel. Die Chromnitridschichten können unter Einsetzen von Ätzmitteln, welche in der Dünnschichttechnik zur Ätzung von Chrom, zum Beispiel bei kostengünstigen Nassätzverfahren unter Verwendung von Ammonium-Cernitrat mit Salpetersäure und/oder Chlorwasserstoffsäure bereits verwendet werden, strukturiert werden. Die Chromnitridschichten sind chemisch weniger reaktiv als Chrom selbst, ITO und viele andere Elektrodenmaterialien. Sie weisen eine geringe Affinität zum Oxidwachstum, jedoch eine relativ hohe Leitfähigkeit auf, auf Grund welcher widerstandsarme Barriere-Grenzflächen zu Halbleiterbereichen und/oder zu Metallleiterbahnen verhindert werden können. Eine Chromnitridschicht kann eine darunter liegende Schicht gegen Wasserstoffreduktion schützen und kann ebenfalls als effektive Barriere gegen Störstellendiffusion wirken, wodurch Halbleiterbereiche gegen Indium oder andere Fremdatome geschützt werden. Somit kann die Chromnitridschicht eine darüber angeordnete Halbleiterschicht während der Beschichtung gegen Kontamination von einer darunter liegenden Schichtstruktur, zum Beispiel aus ITO, Aluminium, Molybdän oder einem anderen leitenden Material, schützen. Des Weiteren kann eine Chromnitridschichtstruktur sogar eingesetzt werden, um einen benachbarten Halbleiterbereich mit einem, den Leitfähigkeitstyp festlegenden Dotierstoff, zum Beispiel unter Anwendung des zuvor beschriebenen Plasmadotierungsverfahrens, zu dotieren. Unter geeigneten Bedingungen, d.h. wenn die Chromnitridschicht einen sehr hohen Stickstoffgehalt aufweist, kann der benachbarte Halbleiterbereich sogar mit, aus der Chromnitridschicht selbst diffundiertem Stickstoff dotiert werden. Dieses kann bei Silicium-Halbleiterschichten, bei denen Stickstoff ein Donatordotierstoff ist, besonders zweckdienlich sein.
Es sei erwähnt, dass die offen gelegte Japanische Patentanmeldung JP-A-06-275827 die Ausbildung einer Elektrode aus einer Chromschicht offenbart, die mindestens ein Element enthält, welches aus der Gruppe, der Stickstoff, Kohlenstoff und Fluor angehören, ausgewählt wurde, wobei sich der Elementgehalt über die Schichtdicke verändert, um in dem oberen Teil der Schicht eine schnellere Ätzrate als in dem unteren Teil vorzusehen. Durch die Schichtzusammensetzung kann die geätzte Elektrode mit konisch auslaufenden Seiten versehen werden, so dass sich diese dazu eignet, eine Bottom-Gate-Elektrode eines TFTs auf einem Bauelementsubstrat zu bilden. Die konisch auslaufende Form verbessert die Ummantelung der Gateelektrode durch eine Isolationsschicht, welche das Gate-Dielektrikum des TFTs vorsieht. Der aktive Kanalbereich des TFTs ist durch eine Halbleiterschicht vorgesehen, welche auf dieser Isolationsschicht aufgebracht wird und die Gateelektrode nicht kontaktiert. Im Falle eines Stickstoffgehalts kann der obere Teil der Schicht, welcher den Stickstoff enthält, entfernt werden, bevor das nächste Material (die Isolationsschicht) aufgebracht wird. JP-A-06-275827 offenbart weder die Verwendung von Chromnitrid als Teil einer Elektrode in Situationen, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, noch im Zusammenhang mit den gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Vorteilen.
Bei einer elektronischen Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Elektrode in ihrer gesamten Dicke oder zumindest in Angrenzung an eine Fläche der leitenden Schicht, mit welcher sie einen elektrischen Kontakt bildet, aus Chromnitrid bestehen. Diese benachbarte Fläche der leitenden Schicht kann im Allgemeinen ein Halbleitermaterial, wie z.B. amorphes Silicium, mikrokristallines Silicium, polykristallines Silicium oder eine amorphe, siliciumreiche Siliciumverbindung, enthalten. Die Chromnitridschicht ist gut geeignet, um eine Bodenelektrode zu bilden, welche dem nachfolgenden Aufbringen einer leitenden Halbleiterschicht und nachfolgenden Bearbeitungsstufen standhalten kann, ohne die Halbleiterschicht zu degenerieren. Es können Beschichtungstemperaturen über 250°C (zum Beispiel bis zu 300°C oder mehr) verwendet werden. Somit kann die Elektrode, welche die Schicht aus Chromnitrid aufweist, auf einem Substrat des Bauelements, zwischen dem Substrat und einer darüber liegenden Fläche der leitenden Halbleiterschicht, getragen werden.
Die Elektrode kann zwischen der benachbarten Fläche der leitenden Halbleiterschicht und einer Fläche, welche eine potentielle Störstellenquelle darstellen kann, zum Beispiel auf der Substratoberfläche, vorgesehen sein. Die Chromnitridschicht der Elektrode kann eine Störstellendiffusionsbarriere vorsehen, welche die benachbarte Fläche der leitenden Halbleiterschicht schützt. Die potentiellen Fremdatome können aus Indium aus einer ITO-Schicht bestehen. Somit kann das Chromnitrid eine Barriere gegen Indiumdiffusion in den benachbarten Bereich der Halbleiterschicht vorsehen. Dieser Geschichtspunkt ist insbe sondere bei Flachbildschirmen und anderen großflächigen, elektronischen Einrichtungen, bei welchen es wünschenswert ist, eine ITO-Struktur (zum Beispiel als transparente Pixelelektrode) mit einer Bodenelektrode eines Dünnschichttransistors oder eines anderen Schaltelements zu verbinden, von Nutzen. Des Weiteren kann die Chromnitridschicht als effektive Diffusionsbarriere gegen das Eindringen von Wasserstoff während Halbleiter-CVD (chemischer Bedampfung) aus einer Wasserstoff enthaltenden Gasquelle wirken; somit kann eine Wasserstoffreduzierung von ITO verhindert werden, indem über dem ITO eine Chromnitridbarriereschicht vorgesehen wird.
Wie bereits erwähnt, kann die benachbarte Fläche der leitenden Halbleiterschicht mit einer, den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Dotierungskonzentration, welche sich von der, das Chromnitrid enthaltenden Elektrode erstreckt, dotiert werden. Die benachbarte Fläche der leitenden Halbleiterschicht kann zum Beispiel mit Bor oder Phosphor oder einem anderen Dotierungsmittel von der Elektrode aus dotiert werden. Dieses kann unter Anwendung des zuvor beschriebenen Plasmadotierungsverfahrens durchgeführt werden, um das Dotierungsmittel an der Oberfläche der Elektrode zu adsorbieren. Somit hat es sich zum Beispiel gezeigt, dass Phosphor an einer Chromnitridschichtstruktur auf einem, einem Phosphinplasma ausgesetzten Bauelementsubstrat zufriedenstellend haftet, wohingegen die Anmelder feststellen, dass, wenn eine Chromstruktur einem solchen Plasma ausgesetzt wird, keine zureichende Adsorption von Phosphor an dem Chrom erfolgt, um als anschließende Diffusionsquelle wirken zu können.
Eine solche, Chromnitrid enthaltende Elektrode in elektrischem Kontakt mit einer leitenden Halbleiterschicht kann bei verschiedenen Dünnschichtschaltelementkonfigurationen verwendet werden. Somit kann das Schaltelement zum Beispiel durch einen Dünnschichttransistor dargestellt sein, und bei der Elektrode kann es sich um eine Sourceelektrode, eine Drainelektrode oder eine Gateelektrode des Transistors handeln. Bei einer anderen Form kann das Schaltelement durch eine Dünnschichtdiode dargestellt sein, welche Bereiche der leitenden Halbleiterschicht aufweist, die mit Dotierungskonzentrationen vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotiert sind, um eine PIN-Struktur vorzusehen, und eine Anoden- und/oder Kathodenelektrode der Diode kann die Chromnitridschicht enthalten. Bei einer weiteren Form kann das Schaltelement durch eine Dünnschichtdiode dargestellt sein, bei deren leitender Halbleiterschicht es sich um eine siliciumreiche, nicht stöchiometrische Siliciumverbindung handelt, und die Anoden- und/oder Kathodenelektrode dieser Diode kann eine Chromnitridschicht gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Einrichtung vorgesehen, welche einen Dünnschichttransistor mit einer Gateelektrode, einer Sourceelektrode und einer Drainelektrode vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Elektroden eine Schicht aus Chromnitrid aufweist. Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft, um Probleme bei sogenannten „Top-Gate"-TFTs zu verhindern und zu reduzieren. Bei einem Top-Gate-TFT befindet sich die Gateelektrode auf einem Gate-Dielektrikum auf einer Oberseite einer Halbleiterschicht, welche einen Kanalbereich des TFTs vorsieht.
Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft eingesetzt werden, um ein bestimmtes Kontaktproblem bei dieser Gateelektrode des Top-Gate-TFTs zu überwinden. Diese Gateelektrode kann zumindest auf ihrer Oberseite aus Chromnitrid bestehen, und eine Gate-Verbindungsleiterbahn kann diese Oberseite der Gateelektrode an einem Fenster in einer Isolierschicht, welche auf der Gateelektrode vorgesehen ist, elektrisch kontaktieren. Die Anmelder stellen fest, dass bei Anordnungen nach dem Stand der Technik, zum Beispiel mit einer Chrom-Gateelektrode, eine harte und unlösliche Oberflächenhaut auf der Vorderseite der Gateelektrode, insbesondere, wenn die Isolierschicht bei Temperaturen über etwa 250°C aufgebracht wird, gebildet wird. Besteht jedoch die Gateelektrode zumindest auf ihrer Oberseite aus Chromnitrid, wird, offenbar auf Grund der chemisch weniger reaktiven Art von Chromnitrid und dessen geringer Affinität zum Oxidwachstum, eine solche harte und unlösliche Oberflächenhaut nicht gebildet. Somit kann durch Anwendung der vorliegenden Erfindung bei der Gateelektrode eines Top-Gate-TFTs die Isolierschicht auf der Gateelektrode Siliciumoxid enthalten und bei einer hohen Temperatur aufgebracht werden, um sehr gute Isoliereigenschaften aufweisen zu können. Diese Isoliereigenschaften können in anderen Bereichen der Einrichtung, dort, wo die Isolierschicht zwischen zwei sich kreuzenden Leiterbahnen vorgesehen sein kann, von Bedeutung sein.
Die Source und der Drain eines Top-Gate-TFTs können als obere oder als untere Elektroden vorgesehen werden. Durch die chemisch weniger reaktive Art von Chromnitrid kann die Elektrode dem nachfolgenden Aufbringen der Halbleiterschicht und anschließenden Bearbeitungsstufen widerstehen. Somit können die Source- und die Drainelektrode Chromnitrid enthalten und zwischen dem Substrat und darüber liegenden Flächen der Halbleiterschicht, welche von der Source- und der Drainelektrode elektrisch kontaktiert werden, angeordnet sein. Aufgrund ihrer geringen Affinität zum Oxidwachstum können diese Bodenelektroden aus Chromnitrid gute elektrische Kontakte zu der Halbleiterschicht bilden. Somit ist es von Vorteil, dass die Source- und die Drainelektrode zumindest dort aus Chromnitrid bestehen, wo sie die darüber liegenden Flächen der Halbleiterschicht kontaktieren. Des Weiteren können diese darüber liegenden Flächen der Halbleiterschicht mit einer, den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Dotierungskonzentration von der Source- und Drainelektrode aus dotiert werden.
Die chemische Reaktivität und die Oxidwachstumsaffinität von Chromnitrid verringern sich mit Zunahme des Stickstoffgehalts des Chromnitrids. Vorteilhafterweise enthält die Schicht aus Chromnitrid, zumindest über einen Teil ihrer Dicke, mehr als 15 Atomprozent Stickstoff. In den meisten Fällen wird, zumindest über einen Teil der Dicke der Schicht, ein wesentlich höherer Atomprozentgehalt, zum Beispiel zwischen 30 und 50 Atomprozent, an Stickstoff bevorzugt. Die Erfinder ziehen es vor, in Angrenzung an die Fläche des elektrischen Kontakts einen hohen Stickstoffgehalt vorzusehen. Wird das Chromnitrid durch Sputtern in einem Gasgemisch aus einem Inertgas und Stickstoff aufgebracht, stellt der Stickstoffgehalt der Chromnitridschicht eine Wirkungsweise des Stickstoffprozentgehalts in dem Gasgemisch dar und ist ebenfalls von dem Druck des Gasgemischs abhängig. Die Menge des auf der Chromnitridoberfläche ausgebildeten Oxids ist eine Wirkungsweise des Stickstoffprozentgehalts der Chromnitridschicht. Somit ist es zur Reduzierung der auf der Kontaktfläche vorhandenen Oxidmenge von Vorteil, einen hohen, prozentualen Stickstoffgehalt in der Chromnitridschicht auf der Oberfläche vorzusehen. Der gleiche prozentuale Stickstoffgehalt kann über die Dicke der Schicht beibehalten werden, oder die Schicht kann bei ihrem prozentualen Stickstoffgehalt eine Variation aufweisen, wobei sich zum Beispiel der höchste Prozentgehalt in Angrenzung an die Oberfläche zeigt. Der Stickstoffgehalt kann sich über die Dicke der Elektrodenschicht progressiv oder schrittweise verändern.
Liegt der N-Gehalt der Chromnitridschicht zwischen 45% und 50%, wird deren Leitfähigkeit im Vergleich zu einer Chromschicht um einen Faktor 2 reduziert. Es ist daher von Vorteil, die Chromnitridelektrode auf den Kontaktbereich zu begrenzen, obgleich das Chromnitrid ebenfalls kurze Leiterbahnlängen vorsehen kann. Es ist jedoch vorzuziehen, lange Leiterbahnen eines leitfähigeren Materials, zum Beispiel Aluminium oder Molybdän oder sogar ITO, vorzusehen. Aluminium ist ein ausgezeichnetes Material für widerstandsarme Leiterbahnen, weist jedoch potentielle Probleme im Hinblick auf Oberflächenoxidation, Ausbildung von Ätzhügeln und potentielle Kontamination einer darüber angeordneten Halbleiterschicht auf. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bieten die Möglichkeit diese, bei Aluminium auftretenden Probleme durch Verwenden einer Chromnitridschicht gemäß der Erfindung zu überwinden oder zu reduzieren. Es können mehrere vorteilhafte Anordnungen des Chromnitrids verwendet werden.
Somit kann bei einer solchen Anordnung für eine widerstandsarme Verbindung mit einer Source- oder Drainelektrode eines TFTs die Chromnitridschicht über einer Leiterbahn für die Source- oder Drainelektrode aufgebracht werden, wobei die Verbindungsleiterbahn aus einem Material, zum Beispiel Aluminium, besteht, welches eine höhere Leitfähigkeit als das Chromnitrid, mit dem es sich in elektrischem Kontakt befindet, aufweist. Das Chromnitrid über der Verbindungsleiterbahn kann Ätzhügelprobleme, welche sich zum Beispiel bei Aluminium ergeben, verringern, und es kann als Barriere gegen Diffusion von Aluminium und anderen Fremdatomen von der Verbindungsleiterbahn in den TFT- (oder TFD-) Körper wirken. Somit kann die Verbindungsleiterbahn, um das Auftreten eines Stufenüberdeckungsproblems zu verhindern und unerwünschte Wechselwirkungen mit dem TFT-Körper zu minimieren, auf einer, zu einer Fläche, auf welcher der Transistor auszubilden ist, versetzten Fläche des Substrats vorgesehen werden, und die Chromnitridschicht kann sich lateral von der Verbindungsleiterbahn zu dem Bereich des Transistors erstrecken. Ähnliche Anordnungen können für eine widerstandsarme Verbindung mit einer TFD-Dünnschichtdiode verwendet werden.
Bei einem Top-Gate-TFT als Schaltelement kann, wenn (wie oben beschrieben) die Gateelektrode zumindest auf ihrer Oberseite aus Chromnitrid besteht, eine Isolierschicht, zum Beispiel aus Siliciumoxid, auf der Gateelektrode aufgebracht und in der Isolierschicht ein Fenster geätzt werden, um zur Herstellung eines Kontakts mit einer widerstandsarmen Gate-Verbindungsleiterbahn, zum Beispiel aus Aluminium, eine Oberseite der Gateelektrode freizulegen.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einrichtung vorgesehen, die ein Dünnschichtschaltelement mit einer, sich in elektrischem Kontakt mit einer leitenden Schicht befindlichen Elektrode aufweist, wonach die leitende Schicht auf einer Oberseite der Elektrode aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode zumindest in Angrenzung an deren Oberseite eine Schicht aus Chromnitrid aufweist.
Ein Verfahren dieser Art kann zum Vorteil des Herstellers von Einrichtungen, bei welchen die das Chromnitrid enthaltende Elektrode als Bodenelektrode einer Dünnschichtdiode oder eines Dünnschichttransistors eine Schicht auf Halbleiterbasis kon taktiert, angewandt werden. Dieses ist insbesondere zur Herstellung von Top-Gate-TFTs von Vorteil.
Somit ist nach einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einrichtung mit einem Dünnschichttransistor vorgesehen, wonach die Source- und Drainelektrode auf einem Substrat ausgebildet werden, eine Halbleiterschicht aufgebracht wird, um einen Kanalbereich des Dünnschichttransistors zwischen der Source- und der Drainelektrode vorzusehen, ein Gatedielektrikum auf einer Oberseite der Halbleiterschicht aufgebracht und auf dem Gatedielektrikum eine Gateelektrode ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Elektroden eine Schicht aus Chromnitrid aufweist.
Damit kann die Schicht aus Chromnitrid aufgebracht werden, um vor Aufbringen der Halbleiterschicht zumindest einen oberen Teil der Source- und Drainelektrode vorzusehen. Diese Schicht aus Chromnitrid kann in Angrenzung an ihre Oberseite mit einem höheren Stickstoffgehalt aufgebracht werden; danach werden die Source- und Drainelektrode durch Ätzung der Schicht unter Anwendung eines Nassätzverfahrens mit konischen Seitenwänden ausgebildet. Des Weiteren kann das Chromnitrid der Source- und Drainelektrode (wie bereits oben beschrieben) mit einem Dotierstoff dotiert werden, welcher einen Leitfähigkeitstyp in der Halbleiterschicht bestimmt, und darüber angeordnete Bereiche der Halbleiterschicht können während des Aufbringens der Halbleiterschicht mit einer, den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Dotierungskonzentration von der Source- und Drainelektrode aus dotiert werden. Diese Source- und Drainelektrode aus Chromnitrid können vor Aufbringen der Halbleiterschicht einer Plasmadotierungsquelle für den, den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Dotierstoff ausgesetzt werden.
Durch Graduieren des Stickstoffgehalts der Chromnitridschicht über deren Dicke kann bei Ätzen der Schicht unter Anwendung eines Nassätzverfahrens zweckmäßigerweise eine Elektrode mit konisch auslaufenden bzw. abgeschrägten Seitenwänden erhalten werden. Eine solche Konizität ist zum Beispiel für die Source- und Drainelektrode eines Top-Gate-TFTs oder, was im Besonderen die Verhinderung von Stufenüberdeckungsproblemen bei anschließend aufgebrachten Schichten betrifft, die untere Elektrode einer TFD vorteilhaft.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 – einen, zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zweckdienlichen Querriss eines TFTs in einem Teil einer elektronischen Einrichtung;
2 – einen zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung zweckdienlichen Querriss eines Teils des TFTs von 1 in einem Stadium seines Herstellungsverfahrens;
3 – einen Querriss eines weiteren TFTs in einem Teil einer weiteren elektronischen Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4A bis 4C – Querrisse des in 3 dargestellten Teils der elektronischen Einrichtung in aufeinander folgenden Herstellungsstufen nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 – einen Querriss eines weiteren TFTs in einem Teil einer elektronischen Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 – einen Querriss einer TFD in einem Teil einer weiteren elektronischen Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung:
7 – ein Diagramm, welches den Atomprozentgehalt von Stickstoff (At.-%N) in einer aufgebrachten Schicht aus Chromnitrid (CrN_x) als eine Wirkungsweise des Prozentgehalts von Stickstoff (%N₂) in dem Sputter-Gasgemisch (N₂ + Ar) zeigt;
8 – ein Diagramm, welches die Konzentration von Sauerstoff (O) in 10⁵ Sauerstoffatomen cm^–2 als eine Wirkungsweise des Atomprozentgehalts von Stickstoff (At.-%N) in der Chromnitridschicht (CrN_x) zeigt;
9 – ein Diagramm, welches die Schwankung von Strom (I) in Milliampere bei angelegter Spannung (V) in Volt bei 3 verschiedenen Teststrukturen der gleichen Layout-Geometrie zeigt, wobei diese bei Kurve A eine, eine Chromnitridelektrode kontaktierende Aluminiumleiterbahn, bei Kurve B eine, eine Chromelektrode kontaktierende Aluminiumleiterbahn und bei Kurve C einen berechneten Vergleichswiderstand in Form einer integrierten Chromnitridleiterbahn aufweist;
10 – ein Diagramm, welches die Schwankung von Sourcestrom (I_s) in Ampere mit Gate-Vorspannung (V_g) in Volt bei 3 verschiedenen Top-Gate-TFT-Strukturen der gleichen Geometrie mit Source- und Drain-Bodenelektrode aus Chromnitrid bei Kurve A, aus ITO bei Kurve B und aus Molybdän bei Kurve C zeigt;
11 – einen Querriss, welcher eine Modifikation des TFTs von 5 zeigt, wobei die Source- und die Drainelektrode konisch auslaufende Seitenwandflächen aufweisen; sowie
12 – einen Querriss, welcher eine weitere Modifikation des TFTs von 5 zeigt, wobei sich die Sourceelektrode über eine Verbindungsleiterbahn erstreckt.
Es sei erwähnt, dass die 1 bis 6, 11 und 12 der Zeichnung schematisch, nicht jedoch maßstabsgetreu dargestellt sind. In der Zeichnung wurden relative Dimensionen und Proportionen der Teile dieser Querrisse zum Zwecke einer deutlicheren Wiedergabe größenmäßig übertrieben oder reduziert dargestellt. Einander entsprechende oder ähnliche Merkmale in verschiedenen Ausführungsbeispielen sind im Allgemeinen durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die großflächige, elektronische Einrichtung, von welcher ein Teil in 1 gezeigt wird, kann zum Beispiel durch einen Flachbildschirm der in US-A-5 130 829 beschriebenen Art dargestellt sein. Somit kann eine rückseitige Platte des Bildschirms ein Substrat 30 vorsehen, wobei auf einer ersten Hauptoberfläche desselben der TFT von 1 angeordnet ist. Das Bauelementsubstrat 30 ist zumindest in Angrenzung an diese erste Hauptoberfläche elektrisch isolierend. Das Substrat kann ein Glas- oder anderes kostengünstiges Isoliermaterial aufweisen. Es können zwischen Isolierschichten auf der Oberseite des Substrats opake Lichtabschirmungen eingebettet sein. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel kann das Substrat 30 eine Glasbasis mit einer Oberflächenschicht aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid oder Siliciumoxynitrid aufweisen. Auf dieser Oberfläche wird eine große Anzahl einzelner TFTs nebeneinander ausgebildet und durch Dünnschicht-Leiterbahnstrukturen, wie zum Beispiel die Metallleiterbahnen 37, 39 und 40, miteinander verbunden. Bei dem TFT von 1 handelt es sich um eine Top-Gate-Konfiguration, welche der für den TFT 11 in 6 von US-A-5 130 829 beschriebenen gleicht. Um einen Vergleich zu erleichtern, sind die TFT-Teile von 1 durch die gleichen oder ähnlichen Bezugsziffern wie in US-A-5 130 829 gekennzeichnet. Jedoch weist mindestens eine der Elektroden des TFTs von 1 eine Schicht aus Chromnitrid auf.
Der TFT von 1 weist einen Kanalbereich auf, welcher durch eine Halbleiterschicht 50, zum Beispiel aus polykristallinem Silicium, auf dem Substrat 30 vorgesehen ist. Auf einer Oberseite der Halbleiterschicht 50 befindet sich eine Gateelektrode 155 auf einem Gatedielektrikum 38 aus z.B. Siliciumoxid. Ein dotierter Source- und Drainbereich 51 und 52 in der Halbleiterschicht können, zum Beispiel durch Ionenimplantation, zu der Gateelektrode 155 automatisch ausgerichtet werden. Eine Gateverbindungsleiterbahn 37, zum Beispiel aus Aluminium, kontaktiert eine Oberseite der Gateelektrode 155 an einem Fenster in einer Isolierschicht 54, zum Beispiel aus nem Fenster in einer Isolierschicht 54, zum Beispiel aus Siliciumoxid, auf der Gateelektrode 155 elektrisch.
Die Gateelektrode 155 besteht zumindest auf ihrer Oberseite, wo diese von der Verbindungsleiterbahn 37 kontaktiert wird, aus Chromnitrid. Im Gegensatz dazu weist der Top-Gate-TFT von 6 von US-A-5 130 829 eine Gateelektrode 55 aus dotiertem, polykristallinem Silicium auf. Die Gateelektrode 155 des TFTs von 1 kann bei der in 1 dargestellten, kompaketen Verbindungsform, bei welcher die Verbindungsleiterbahn 37 die Elektrode 155 in dem Bereich des TFTs kontaktiert, über ihre gesamte Dicke aus Chromnitrid bestehen. Jedoch kann die Elektrode eines TFTs durch einen Schichtkörper dargestellt sein, welcher Chromnitrid auf einem anderen Elektrodenmaterial, zum Beispiel auf Chrom, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, enthält. Diese zusammengesetzte Form von Elektrode 155 ist bei der Reduzierung des Gate-Reihenwiderstands von Vorteil, wenn sich die Elektrode in einem Abstand von dem TFT erstreckt, bevor sie von der Gate-Verbindungsleiterbahn 37 kontaktiert wird.
Ein Vorteil, Chromnitrid auf einer Aluminiumleiterbahn/-elektrode vorzusehen, ist, dass es das Aluminium bedeckt, um sowohl eine Oxidation der Aluminiumoberfläche als auch die Bildung von Ätzhügeln in dem Aluminium zu verhindern. Ohne diese Chromnitridabdeckung kann eine solche Oberflächenoxidation und Ätzhügelbildung in der Aluminiumleiterbahn/-elektrode stattfinden, wenn das Substrat 30, zum Beispiel während des Aufbringens einer Siliciumoxidschicht 54, auf etwa 250°C oder mehr erhitzt wird. Ein weiterer Vorteil, Chromnitrid auf einer Aluminiumelektrode vorzusehen, ist, dass es die Oberseite des Aluminiums gegen Angriff durch ein Ätzmittel (zum Beispiel HF), welches zur Öffnung eines Kontaktfensters in einer Isolierschicht 54 verwendet wird, schützt. Ein Vorteil, für die Oberseite der Elektrode 155 Chromnitrid an Stelle von Chrom zu verwenden, ist, dass die Bildung einer unlöslichen, hochohmigen Oxidschicht auf der Oberseite der Elektrode 155 während des Aufbringens der Siliciumoxidschicht 54 verhindert wird.
2 zeigt eine Stufe bei der Herstellung dieses TFTs, wobei ein Kontaktfenster in der Siliciumoxidschicht 54 geöffnet wird, um die Oberfläche 160 der Elektrode 155, welche in diesem Beispiel die Gateelektrode darstellt, freizulegen. Das Kontaktfenster wird unter Anwendung einer photolithographischen und Ätzbehandlung, zum Beispiel mit gepuffertem HF als Ätzmittel, ausgebildet. Die Erfinder stellen fest, dass, wenn die Oberseite 160 der Elektrode 155 aus Chrom, nicht jedoch Chromnitrid besteht, durch diese Ätzbehandlung auf der Oberseite 160 einer Chromelektrode 155 eine hochohmige Oxidschicht nicht entfernt wird. Die Oxidschicht ist hart genug, um, wie die Erfinder feststellen, nur durch Ionenätzen entfernt oder aber alternativ durch Anlegen einer hohen Spannung an die Elektrodenverbindung 37 nach Herstellen des TFTs elektrisch abgebaut werden zu können. Diese zusätzlichen, bei einer Chromelektrode 155 erforderlichen Schritte reduzieren die Herstellungsausbeute und erhöhen die Herstellungskosten. Diese zusätzlichen Schritte sind nicht erforderlich, wenn die Oberseite 160 der Elektrode 155 aus Chromnitrid besteht.
Es ergibt sich der folgende Mechanismus, durch welchen das Chromnitrid die Ausbildung dieser hochohmigen Oxidschicht verhindert. Typischerweise wird die Siliciumoxidschicht 54 bei einer Temperatur von etwa 250°C oder mehr aufgebracht. Die Siliciumoxidschicht 54 kann durch Anwendung eines CVD-Beschichtungsverfahrens unter AP (Atmosphärendruck) bei etwa 400°C oder TEOS-(Tetraethyloxysilan)- oder aber PE (plasmagestütztes) CVD-Beschichtungsverfahrens bei einer niedrigeren Temperatur, zum Beispiel 300°C, aufgebracht werden. Während sich das Substrat diesen Beschichtungstemperaturen nähert, scheint sich auf der Außenseite der Elektrode 155 eine monomolekulare Schicht aus Oxid auszubilden. Während mehr Sauerstoff die Schichtoberfläche erreicht, wird auf Grund der negativen Überschussladung der Sauerstoffatome ein starkes, elektrisches Feld in der Oxidschicht aufgebaut. Bei einer Chromelektrode 155 wandern Elektronen unter dem Einfluss des elektrischen Feldes in die Chromschicht, und Cr³⁺-Ionen wandern zu der Oberfläche und gehen mit dem adsorbierten Sauerstoff eine Reaktion ein. Durch dieses Verfahren werden Schichten aus Chromoxid (vorwiegend Cr₂O₃) auf einer Chromelektrode 155 ausgebildet, bis die Dicke der ausgebildeten Oxidschicht so ist, dass das Feld für einen weiteren Drift von Elektronen oder Cr³⁺-Ionen zu schwach ist. Diese elektrisch gesteuerte Ausbildung von Oxid erfolgt sehr schnell (binnen Nanosekunden); danach wird die Wachstumsrate diffusionsbegrenzt. Es ist wichtig, zu erwähnen, dass in beiden Stufen die Wanderung von Chromionen durch die Oxidschicht den Begrenzungsschritt darstellt. Im Gegensatz dazu wandert Stickstoff nicht durch die ursprüngliche Oberflächenoxidschicht, wenn die Elektrode 155 aus Chromnitrid besteht. Ein stickstoffreicher Bereich scheint sich unverzüglich unterhalb der Oberflächenoxidschicht auszubilden, während Chrom zu der Oberfläche wandert. Dieser stickstoffreiche Bereich wirkt als Barriere für eine weitere Wanderung von Chrom in die Oxidschicht, wodurch das Wachstum begrenzt wird. Somit kann das Oberflächenoxidwachstum auf der Oberseite 160 der Elektrode 155 durch Regulieren des Stickstoffgehalts der Chromnitridelektrode 155 in Angrenzung an deren Oberseite 160 gesteuert werden. Spezifische Beispiele einzelner Ergebnisse sind unten unter Bezugnahme auf die 7, 8 und 9 beschrieben.
Die Source und der Drain des Top-Gate-TFTs von 1 können auf bekannte Weise, zum Beispiel wie in 6 von US-A-5 130 829 dargestellt, ausgebildet werden. Somit können die Source und der Drain jeweils n+-dotierte Bereiche 51 und 52 der Halbleiterschicht 50 mit Source- und Drainverbindung 39 und 40, welche aus der gleichen Aluminiumschichtstruktur wie die Gateverbindung 37 gebildet werden können, aufweisen. In der zum Beispiel in 1 gezeigten Anordnung ist die dotierte Drainelektrode 52 durch die Leiterbahn 40 mit einer ITO-Pixelelektrode 20 verbunden dargestellt. Es sind jedoch erfindungsgemäß auch andere Anordnungen der Source- und Drainelektrode möglich.
3 zeigt beispielsweise eine Source- und Drainkonfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung mit jeweiligem Source- und Drainelektrodenbereich 151 und 152 aus einer Chromnitridschicht. Diese Chromnitrid-Source- und Drainelektrode 151 und 152 sind zwischen dem Substrat 30 und darüber vorgesehenen Bereichen der Halbleiterschicht 50 angeordnet. Die Chromnitrid-Source- und Drainelektrode 151, 152 bilden auf Grund der geringen Affinität von Chromnitrid zum Oxidwachstum und ebenfalls auf Grund der Dotierung dieser darüber liegenden Bereiche 51, 52 mit einer leitfähigkeitsbestimmenden Dotierungskonzentration von der Source- und Drainelektrode 151, 152 aus gute, ohmsche Kontakte zu den sich darüber befindlichen Bereichen der Schicht 50. Der n+-dotierte Source- und Drainbereich 51, 52 können unter Anwendung des bekannten Plasmadotierungsverfahrens, zum Beispiel mit den in den 4A bis 4C dargestellten Verfahrensschritten, ausgebildet werden. Spezifische Beispiele einzelner Ergebnisse sind unten unter Bezugnahme auf die 7, 8 und 10 beschrieben.
3 zeigt insofern einen weiteren Unterschied, als die Drainelektrode 152 mit der ITO-Pixelelektrode 20 unmittelbar verbunden ist. Des Weiteren kann in diesem Falle ein Teil der Source-Verbindungsleiterbahn 39 durch einen Teil 121 der gleichen ITO-Schichtstruktur, wie die Pixelelektrode 20 diese vorsieht, gebildet werden. Auf Grund ihrer geringen chemischen Reaktivität können die Source- und die Drain-Chromnitridelektrode 151 und 152 gute elektrische Kontakte zu den ITO-Teilen 121 und 20 herzustellen. Die Chromnitrid-Source- und Drainelektrode 151, 152 trennen die ITO-Teile 121 und 120 ebenfalls komplett von der Halbleiterschicht 50. Diese Anordnung ist während des Herstellungsverfahrens, wenn die Chromnitrid-Source- und Drainelektrode 151, 152 eine Barriere gegen Wasserstoffreduktion der ITO-Teile 121 und 20 und gegen Diffusion von Indium und anderen Fremdatomen in die Halbleiterschicht 50 von den ITO-Teilen 121 und 20 aus vorsehen, von besonderer Wichtigkeit.
Die 4A bis 4C zeigen aufeinander folgende Stufen der Herstellung des Top-Gate-TFTs von 3. Eine auf das Bauelementsubstrat 30 aufgebrachte ITO-Schicht wird unter Anwendung bekannter photolithographischer und Ätzverfahren in die Bereiche 121, 20 von 4A strukturiert. Sodann wird eine Chromnitridschicht aufgebracht und unter Anwendung zur Verfügung stehender, photolithographischer und Ätzverfahren in separate, den Kanalabstand zwischen der Source- und Drainelektrode definierende Bereiche 153, 154 strukturiert. Die sich ergebende Struktur ist in 4B dargestellt. Die Chromnitridschichtbereiche 153 und 154 bedecken die ITO-Teile 121 und 20 vollständig.
Diese Struktur von 4B wird dann einer RF-Glimmentladung von Phosphin ausgesetzt, um Phosphor an der Oberfläche der Chromnitridbereiche 153 und 154 zu adsorbieren. Es wird keine signifikante Menge Phosphor an der ausgesetzten, isolierenden Substratoberfläche zwischen den Chromnitridteilen 153, 154 adsorbiert. Es kann jedoch, falls gewünscht, ein Trockenätzverfahrensschritt ausgeführt werden, um das Dotierungsmittel von der isolierenden Substratschicht vollständig zu entfernen.
Danach wird, zum Beispiel durch ein bekanntes, plasmagestütztes, chemisches Dampfabscheidungs-(PECVD)-Verfahren Siliciummaterial aufgebracht, um eine Schicht 150 aus amorphem Silicium auszubilden. Diese Beschichtung aus amorphem Silicium kann bei einer Temperatur im Bereich von zum Beispiel 270 bis 300°C, welche wesentlich höher als die maximale Temperatur ist, welche für die Beschichtung aus amorphem Silicium auf ITO gemäß dem in dem Konferenzpapier, Japan Display, beschriebenen Verfahren verwendet wird, durchgeführt werden. Überdies kann die Abscheidung aus einem Gasgemisch aus Silan mit Wasserstoff vorgenommen werden. Sowohl die höhere Temperatur als auch der Wasserstoff resultiert in einer Verbesserung der Qualität der aufgebrachten Schicht 150, welche sich zum Beispiel in Form einer erhöhten Feldeffektmobilität und Trägerlebensdauer sowie einer verbesserten Stabilität zeigt, welche die Lebensdauer der Anzeigeeinrichtung erhöht. Es stellt sich heraus, dass der Wasserstoff als mildes Ätzmittel wirkt, so dass ausschließlich gute Siliciumbereiche vorgesehen werden. Bei dieser Beschichtungstemperatur diffundiert der adsorbierte Phosphor von den Chromnitridteilen 153, 154 in die benachbarten, aufgebrachten Bereiche 150 aus Silicium, wodurch in diesen benachbarten Siliciumbereichen durch die Dotierungsdiffusion während des Aufbringens der Schicht 150 n+-Teile ausgebildet werden. Vorzugsweise wird nun ebenfalls eine geringe Dicke der Gate-Dielelektrikumschicht in dem gleichen CVD-Reaktor aufgebracht, um die Oberseite der Siliciumschicht 150 während einer nachfolgenden photolithographischen und Ätzstufe zu schützen.
In dieser photolithographischen und Ätzstufe wird eine Photolackmaske über dem TFT-Bereich A der Siliciumschicht 150 vorgesehen und eine Ätzbehandlung durchgeführt, um die einzelnen Inseln 50 für die einzelnen TFTs zu definieren. Unter Verwendung der gleichen Maske können nun die Chromnitridbereiche 153, 154 strukturiert werden, um die Source- und Drainelektrode 151, 152 des TFTs auszubilden. Vor dieser photolithographischen und Ätzstufe kann die Schicht 150 aus amorphem Silicium, zum Beispiel unter Verwendung eines Exzimerlaserenergiestrahls, in polykristallines Silicium umgewandelt werden. Jedoch kann das Material aus amorphem Silicium für die Insel 50 zurückbehalten werden.
Nach der photolithographischen und Ätzstufe wird die Gate-Dielektrikumschicht 38 (bzw. deren verbleibende Dicke) aufgebracht. Diese Schicht 38 kann zum Beispiel bei einer amorphen Siliciumschicht 50 aus Siliciumnitrid bestehen. Sodann wird die Gateelektrode auf der Gate-Dielektrikumschicht 38 vorgesehen. Diese Gateelektrode wird zum Beispiel in der in 3 dargestellten Form durch einen Bereich der Gate-Verbindungsleiterbahn 37, zum Beispiel aus Aluminium, gebildet.
Es versteht sich von selbst, dass viele Modifikationen und Variationen innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung möglich sind. Zum Beispiel zeigt 5 einige solcher Variationen, wobei die Source- und Drainelektrode 151, 152 Flächen mit einer Chromnitrid-Schichtstruktur aufweisen und die Gateelektrode 155 eine Fläche mit einer zweiten Chromnitridschichtstruktur aufweist. Bei der, Struktur von 5 erstrecken sich die Source- und Drainelektrode 151, 152 geringfügig über die, von Aluminium-Verbindungsleiterbahnen 39 und 40 zu kontaktierende TFT-Siliciuminsel 50 hinaus. Die Gateelektrode weist eine Verbindungsleiterbahn 37 aus Aluminium (oder einer Aluminiumlegierung) auf, wobei die Chromnitrid-Gateschicht 155 deren gesamte Oberseite kontaktiert. Eine Leiterbahn 40 aus Aluminium (oder einer Aluminiumlegierung) verbindet die Chromnitrid-Drainelektrode 152 mit einer ITO-Pixelelektrode 20. Es können gute, elektrische Kontakte zu den Chromnitrid-Oberseiten der Elektrodenteile 151, 152 sowie 155 an Kontaktfenstern in der Isolierschicht 54 auf die gleiche Weise, wie bei 2 beschrieben, hergestellt werden. Des Weiteren können die Chromnitrid-Elektrodenteile 151 und 152, wie bei 3 beschrieben, gute Kontakte mit dotierten Bereichen 51 und 52 zu der Siliciumschicht 50 für die Source und den Drain des TFTs vorsehen.
Die 1 bis 5 zeigen die Anwendung der vorliegenden Erfindung bei TFTs. Die vorliegende Erfindung kann jedoch ebenfalls bei anderen Dünnschicht-Schaltelementen, zum Beispiel TFDs, wie in 6 dargestellt, angewandt werden. 6 zeigt eine vertikale TFD, deren Körper durch eine aktive, leitende Halbleiterschicht 50, welche zwischen einer unteren Elektrode 152 und einer oberen Elektrode 37 angeordnet ist, dargestellt ist. Die Halbleiterschicht 50 kann ein, auf Silicium basierendes Material in amorpher, mikrokristalliner oder polykristalliner Form enthalten. Auf den Seitenwänden der leitenden Halbleiterschicht 50 kann zum Beispiel eine Isolierschicht 54, zum Beispiel aus Siliciumoxid, vorgesehen sein. Die obere Elektrode 37 kontaktiert die Oberseite der aktiven Schicht 50 an einem Fenster in dieser Isolierschicht 54. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine dieser Elektroden (vorzugsweise die untere Elektrode 152) eine Schicht aus Chromnitrid auf. In Abhängigkeit der Ausrichtung der Diode können die Elektroden 37 und 152 jeweils Anode und Kathode oder jeweils Kathode und Anode sein. Die untere Elektrode 152 wird von einer Leiterbahn 120 auf dem Substrat 30 kontaktiert. Je nach Verwendung der Einrichtung kann die Leiterbahn 120 ITO oder Aluminium und/oder ein weiteres Material, zum Beispiel Chrom, Wolfram, Zink, Titan, Molybdän oder Nickel, enthalten.
Die TFD von 6 kann in einer großflächigen Dünnschicht-ROM-Vorrichtung, wie z.B. in US-A-5 272 370 beschrieben, eingesetzt werden. Eine solche Diode kann zum Beispiel durch eine PIN-Diode, bei welcher die aktive, leitende Halbleiterschicht 50 auf ihrer Ober- und Unterseite mit Dotierungskonzentrationen vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotiert wird, um eine PIN-Struktur aufzuweisen, dargestellt sein. Alternativ kann die TFD durch eine sogenannte „MIM"-Diode dargestellt sein, welche bidirektional ist und bei welcher die aktive, leitende Halbleiterschicht 50 aus einem undotierten (eigenleitenden und folglich halbisolierenden), siliciumreichen, nicht stöchiometrischen Siliciumverbundwerkstoff besteht. Eine solche MIM-Diode kann ebenfalls in einer ROM-Vorrichtung, wie in US-A-5 272 370 beschrieben, verwendet werden. Jedoch kann eine solche MIM-Diode alternativ als nicht lineares Schaltelement in einer Anzeigevorrichtung, wie in EP-A-0 649 048 beschrieben, eingesetzt werden. Eine, wie in 6 ausgeführte PIN-Diode kann ebenfalls als Schaltdiode und/oder als Photodiode in einem großflächigen Abbildungsgerät verwendet werden. Der n-leitende Bereich einer solchen PIN-Diode kann unter Anwendung der PH₃-Plasmadotierungsbehandlung durch Phosphordiffusion von der Oberfläche der Chromnitridelektrode 152 aus gebildet werden. Es ist eine ähnliche Plasmabehandlung zur Bordotierung für einen p-leitenden Bereich unter Verwendung von Diboran (B₂H₆) an Stelle von Phosphin möglich.
Es sei erwähnt, dass bei den gewünschten, elektrischen Kontakteigenschaften bei einer PIN-Diode und bei einer MIM-Diode ein Unterschied besteht. Bei einer PIN-Diode wird zwischen den Elektroden 37, 152 und dem p-leitenden und n-leitenden Bereich der Schicht 50 ein guter, niederohmiger, ohmscher Kontakt gewünscht. Chromnitrid kann, auf Grund seiner geringen Affinität zum Oxidwachstum und da es ebenfalls ein Dotierungsadsorptionspotential zur Dotierung der Schicht 50 vorsieht, einen solchen ohmschen Kontakt ermöglichen. Bei einer MIM-Diode weist die Schicht 50 aus einer Siliciumverbindung einen breiteren Bandabstand auf, und die gewünschte Elektrodenkontakteigenschaft gleicht mehr einer Schottky-Barriere als einem ohmschen Kontakt. Jedoch ermöglicht die Verwendung von Chromnitrid für die MIM-Elektrode durch Variieren des Stickstoffprozentgehalts der Schottky-Elektrode zur Reduzierung einer ungleichmäßigen Oxidgrenzfläche zwischen der Schottky-Elektrode und der Schicht 50 aus einer Siliciumverbindung eine Steuerung des Verhaltens der Schottky-Barriere.
Die Chromnitridschichten, welche für die verschiedenen Elektrodenanordnungen in den 1 bis 6 verwendet werden, können typischerweise eine Dicke im Bereich von 25 nm bis 100 nm aufweisen. Bei den unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 nun zu erwähnenden, spezifischen Messergebnissen betrug die Dicke der Chromnitridschicht 35 nm. Es ist schwierig, bei Schichtdicken von weniger als 20 nm eine gute Oberflächenbedeckung zu erreichen, welche frei von Defekten ist. Die Verwendung von größeren Schichtdicken als etwa 100 nm ist, was die Stufenüberdeckung durch nachfolgend aufgebrachte Schicht betrifft, weniger wünschenswert. Die dickeren Chromnitridschichten können verwendet werden, wenn die Seitenwände der Chromnitridschichtstruktur konisch auslaufend sind.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Chromnitridschichten können als polykristallines oder amorphes CrN mit etwa 50 Atomprozent Stickstoff und/oder als Cr₂N mit etwa 30 Atomprozent Stickstoff oder mehr aufgebracht werden. Der Atomprozentgehalt der Chromnitridschicht kann durch Variieren des Prozentgehalts von Stickstoff in dem Sputter-Gasgemisch effektiv über einen Nutzbereich zwischen 15% und 50% variiert werden. Dieses ist in 7 dargestellt. Als Target für die Sputter-Quelle wird Chrom verwendet. Das Sputtern wurde mit einem Gasgemisch aus Argon und Stickstoff durchgeführt. Die Messergebnisse von 7 wurden bei unterschiedlichem Gasdruck, nämlich 1,5 mTorr und 6 mTorr, erreicht. Die Substrattemperatur wurde vor Beschichtung auf 350°C erhöht und zu Beginn der Beschichtung auf 300°C verringert. Die verwendeten Beschichtungsparameter sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:
Das Chromnitrid wurde bis zu einer Dicke von 35 nm aufgebracht. Es wurde die Auger-Elektronenspektroskopie eingesetzt, um den Stickstoffgehalt in der Chromnitridschicht und den Sauerstoffgehalt an der Siliciumgrenzfläche zu der Chromnitridschicht 151, 152 zu messen. Aus 7 ist ein Diagramm zu ersehen, welches den Stickstoffgehalt in der aufgebrachten CrN_x-Schicht als eine Wirkungsweise des Stickstoffgehalts des Gasgemischs bei dem verwendeten, unterschiedlichen Druck zeigt. Die 5mTorr-Kurve flacht bei etwa 40 Atomprozent N ab.
8 zeigt ein Diagramm der Flächenkonzentration von Sauerstoff an der Siliciumgrenzfläche zu der CrN_x-Schicht 151, 152 als eine Wirkungsweise des Atomprozentgehalts von N in der CrN_x-Schicht. Sauerstoff in der Atmosphäre liefert sowohl während des Aufheizens des Substrats 30 vor Einsetzen der Beschichtung als auch während des Aufbringens der Schicht 150 die Quelle dieses Grenzflächensauerstoffs. Es besteht eine gute, inverse Korrelation zwischen den beiden prozentualen Anteilen in 8, welche zeigt, dass die Oxidmenge an dieser Grenzfläche durch Steuerung der CrN_x-Beschichtungsparameter gesteuert werden kann.
Somit stellt der Stickstoffgehalt der durch Aufsputtern vorgesehenen Chromnitridschicht eine Wirkungsweise des Stickstoffgehalts und Druckes des Sputter-Gasgemischs dar. Die an der Grenzfläche einer Chromnitrid-Bodenelektrode 151, 152 vorhandene Oxidmenge sowie eine darüber liegende, leitende Halbleiterschicht 50 stellt eine Wirkungsweise des Stickstoffgehalts der Chromnitridschicht dar. Somit kann die Oxid menge an der Kontaktgrenzfläche durch Steuerung der Chromnitrid-Beschichtungsparameter gesteuert werden.
9 zeigt die gute Qualität des Kontakts zwischen einer Aluminium-Verbindungsleiterbahn 37, 39 oder 40 und einer Chromnitridelektrode 155, 151 oder 152. Der elektrische Kontakt zwischen den beiden Schichten erstreckte sich über eine Fläche von 6 μm mal 6 μm. Die Kurven A und C entsprechen dieser Kontaktfläche an einem Kontaktfenster in einer Isolierschicht 54, wie in 2 dargestellt. Die Messungen wurden durch Anlegen einer Spannungsdifferenz zwischen zwei, jeweils mit den beiden Schichten in einem kurzen Abstand von der Kontaktfläche hergestellten, elektrischen Verbindungen vorgenommen. Auf Grund dieses Abstands von der Kontaktfläche zu den Verbindungen ist ein Widerstand in der Längsstrombahn entlang jeder Schicht vorhanden. Die Wirkung dieses Widerstands bei einer integrierten Chromnitridleiterbahn zwischen den beiden Verbindungen ist durch Kurve B in 9 dargestellt. Somit sieht Kurve B eine Referenz vor, mit welcher die Qualität der Kontakte zwischen den beiden Schichten verglichen werden kann. In Kurve B ist die ideale Kontaktcharakteristik dargestellt. Kurve A steht für eine, eine Chromnitridelektrode kontaktierende Aluminium-Verbindungsleiterbahn, und ihre unmittelbare Ähnlichkeit mit Kurve B zeigt die sehr gute Qualität des Kontakts zwischen diesen beiden Schichten. Kurve C steht für eine, eine Chromelektrode kontaktierende Aluminium-Verbindungsleiterbahn. Wie aus 9 ersichtlich, ist die Charakteristik von Kurve C weit entfernt vom Ideal und zeigt einen nicht ohmschen Kontakt mit einer Potentialbarriere von etwa 1 Volt zwischen dem Aluminium und dem Chrom. Es wird davon ausgegangen, dass diese Potentialbarriere auf das Vorhandensein der harten und unlöslichen, Sauerstoff enthaltenden, hochohmigen Oberflächenhaut auf der Chromelektrode zurückzuführen ist.
10 zeigt die Qualität des elektrischen Kontakts zwischen der unteren Source- und Drainelektrode 151 und 152 aus Chromnitrid und der TFT-Kanalschicht 50 aus amorphem Silicium. Die in 10 dargestellten Source-Gate-Charakteristiken sind ein Maß des Ein-Widerstands des TFTs und daher ein Maß des Widerstands des Source- und Drainkontakts. Es wurden drei verschiedene Top-Gate-Strukturen der gleichen Geometrie hergestellt, welche jedoch eine Source- und Drainelektrode aus unterschiedlichen Materialien aufweisen. Die untere Source- und Drainelektrode bestanden bei Kurve A aus Chromnitrid, bei Kurve B aus ITO und bei Kurve C aus Molybdän. Alle drei Elektrodenmaterialien wurden vor Aufbringen der Siliciumschicht 150 der gleichen PH₃-Plasmadotierungsbehandlung unterworfen. Die Source-Gate-Charakteristiken von 10 wurden bei einer Drainvorspannung von 0,25 Volt gemessen. Wie aus 10 ersichtlich, ist die Source-Gate-Charakteristik für die untere Source und Drainelektrode 151 und 152 aus Chromnitrid mit dieser für die untere Source- und Drainelektrode aus ITO vergleichbar und ist zwei Größenordnungen besser als diese für die untere Source- und Drainelektrode aus Molybdän.
Die in dem Konferenzpaper, Japan Display '89, beschriebene Plasmadotierungsbehandlung umfasst die Adsorption einer Dotierungssubstanz an der Elektrodenstruktur, indem diese einem Plasma einer Dotierungsquelle, zum Beispiel aus PH₃, ausgesetzt wird. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, zu dem Plasma der Dotierungsquelle eine Halbleitermaterialquelle (zum Beispiel SiH₄) hinzuzufügen und dadurch auf der Oberfläche der Elektrodenstruktur eine dünne Haut aus dotiertem Silicium selektiv aufzubringen, ohne dabei eine Schicht auf die, zwischen der Elektrodenstruktur freiliegende, isolierende Substratoberfläche aufzubringen. Eine solche selektive Beschichtung mit dotiertem Silicium kann nicht nur auf einer ITO-Elektrodenstruktur, sondern auch auf einer Chromnitridelektrodenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Jedoch scheint ein selektives Aufbringen einer Haut aus dotiertem Silicium keine weitere Verbesserung der Kontaktcharakteristiken gegenüber den durch Dotierung mit adsorbiertem Dotierstoff auf einer Chromnitridelektrode erhaltenen zu ermöglichen. Es ist schwierig, die Parameter für eine solche selektive Beschichtung aus dotiertem Silicium zu steuern, wodurch gegenwärtig eine Plasmadotierungsbehandlung ohne Siliciumbeschichtung bevorzugt wird.
Wie zuvor erwähnt, können für die verschiedenen Elektrodenanordnungen der 1 bis 6 dickere Chromnitridschichten verwendet werden, wenn die Seitenwände der Chromnitridschichtstruktur konisch auslaufend sind. Zu diesem Zweck könnte ein Trockenätzverfahren angewandt werden. Ein solches Verfahren ist jedoch gewöhnlich kostenaufwendig. Durch Einsetzen der verschiedenen Ätzraten von Chromnitridschichten mit unterschiedlichem Stickstoffprozentgehalt kann diese Konizität unter Anwendung eines Nassätzverfahrens bequem erreicht werden. Somit kann die aufgebrachte Chromnitridschicht über ihre gesamte Dicke einen graduierten Stickstoffgehalt so aufweisen, dass sich die Stickstoffkonzentration in der Schicht von einem hohen Wert in Angrenzung an die Oberfläche der Schicht verringert, d.h. sie nimmt von der Substratoberfläche aus zu. In diesem Fall werden konisch auslaufende bzw. abgeschrägte Seitenwände, deren Oberflächen nach unten zu dem Substrat hin abfallen, bei Strukturieren der Schicht unter Anwendung eines Nassätzverfahrens, zum Beispiel unter Verwendung von Ammonium-Cernitrat mit Salpetersäure und/oder Chlorwasserstoffsäure, auf Grund eines unterschiedlichen Ätzeffekts, welcher aus dem Chromnitrid bei einer, einen höheren Stickstoffgehalt vorsehenden Ätzung mit einer schnelleren Ätzrate resultiert, erzeugt. 11 zeigt zum Beispiel einen Querriss durch einen TFT, welcher im Allgemeinen diesem von 5 entspricht, dessen Source- und Drainelektrode 151 und 152 jedoch konisch auslaufende, auf diese Weise erhaltene Seitenwände aufweist. Eine solche Abschrägung kann zum Beispiel auf die Source- und Drainelektrode 151 und 152 der Top-Gate-TFT-Strukturen der 3 und 5 angewandt werden. Auf diese Weise können zusätzliche Vorteile, ähnlich den in EP-B-0 221 361 im Hinblick auf eine, eine Source- und Drainelektrode aus ITO-Material mit konisch auslaufenden Seitenwänden aufweisende Top-Gate-TFT-Struktur beschriebenen, erreicht werden. Insbesondere kann die erforderliche Dicke der Halbleiterschicht 50 reduziert werden. Die konisch auslaufende Source- und Drainelektrode 151 und 152 können noch immer wie zuvor beschrieben dotiert werden, um den dotierten Source- und Drainbereich 51 und 52 in der anschließend aufgebrachten Halbleiterschicht 50 vorzusehen.
Selbstverständlich kann das aus der Verwendung einer Chromnitridschicht mit einem graduierten Stickstoffgehalt zusammen mit einem Nassätzverfahren resultierende Abschrägen auch auf andere Elektrodenanordnungen, zum Beispiel die untere Elektrode einer TFD, angewandt werden. Im Falle der leitenden, aktiven Halbleiterschicht 50, zum Beispiel aus einer siliciumreichen, nicht stöchiometrischen Siliciumverbindung, wie zum Beispiel einem Siliciumnitridmaterial in einer TFD vom MIM-Typ, welche sich in der TFD vollständig über die untere Elektrode und zu jeder Seite derselben erstreckt, trägt das Abschrägen der Elektrode dazu bei, Stufenüberdeckungsprobleme zu verhindern, wenn eine relativ dicke Chromnitridelektrode verwendet wird.
12 zeigt eine Anordnung einer vorteilhaften, niederohmigen Verbindungsleiterbahn für eine Bodenelektrode 151 aus Chromnitrid gemäß der vorliegenden Erfindung. In dem in 12 dargestellten, spezifischen Beispiel ist das Dünnschicht-Schaltelement durch einen TFT dargestellt, und die Schicht 151 aus Chromnitrid bildet die Source- oder die Drainelektrode des TFTs. Wie in 12 dargestellt, erstreckt sich die Elektrodenschicht 151 aus Chromnitrid lateral von einer Verbindungsleiterbahn zu dem Bereich des TFTs, und die Verbindungsleiterbahn 39 ist auf einer Fläche des Substrats 30 vorgesehen, die zu dieser, auf welcher der TFT ausgebildet wird, versetzt ist. Der TFT von 12 kann zum Beispiel durch eines der Schaltelemente der Matrix und die Leiterbahn 39 zum Beispiel durch einen Spaltenleiter in einer Matrix dargestellt sein. Die Leiterbahn 39 besteht aus einem Material, welches eine höhere Leitfähigkeit als das Chromnitrid aufweist, und ist dicker als die Schicht 151. Die Leiterbahn 39 kann zum Beispiel aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung oder vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, welche eine besonders hohe Leitfähigkeit aufweisen, bestehen. Diese in 12 dargestellte, versetzte Anordnung gleicht dieser der Verbindungsleiterbahn 39 und des TFT-Körpers 50 der Anordnung von 5. Ähnliche versetzte Anordnungen können bei dem TFT von 3 (durch Reduzieren der Fläche A in 4C gegenüber dem Abstand zwischen den Flächen 121, 20) sowie bei der TFD von 6 (durch Verändern der lateralen Ausmaße der Schichten 120 und 152) angewandt werden.
Bei der in 12 dargestellten Modifikation wird die Chromnitrid-Elektrodenschicht 151 über der Leiterbahn 39 aufgebracht. Durch dieses Anordnen der Chromnitridschicht 151 über der Verbindungsleiterbahn 39 wird die Leiterbahn direkt bedeckt, und die Oberflächenoxidation sowie Ätzhügelbildung in der Aluminiumleiterbahn 39 bei Erhitzung während der anschließenden Bearbeitungsstufen kann dadurch reduziert werden. Die Chromnitridschicht 151 kann ebenfalls als Barriere gegen Diffusion von Aluminium und anderen Fremdatomen von der Leiterbahn 39 in den TFT-Körper 50 wirken. Unerwünschte Wechselwirkungen mit dem TFT-Körper 50 werden auf Grund der versetzten Anordnung der Leiterbahn 39 ebenfalls minimiert, und diese versetzte Anordnung verhindert ebenfalls das Auftreten eines Stufenüberdeckungsproblems über den Seiten der dicken Leiterbahn 39.
Inschrift der Zeichnung

7 + 8
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Claims

Elektronische Einrichtung mit einem Dünnschicht-Schaltkreiselement, welches eine Elektrode (151, 152) in direktem physikalischen Kontakt mit einer leitenden Schicht (50) aufweist, wobei die Elektrode eine Schicht aus Chromnitrid zumindest in Angrenzung an einen Bereich (51, 52) der leitenden Schicht (50) aufweist, wobei der benachbarte Bereich der leitenden Schicht ein Halbleitermaterial, zum Beispiel ein Material auf Siliciumbasis, enthält.
Elektronische Einrichtung nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode aus Chromnitrid zwischen dem angrenzenden Bereich der leitenden Halbleiterschicht und einem Störstellen-Sourcebereich (121, 20) angeordnet ist und die Chromnitridschicht eine, den angrenzenden Bereich der leitenden Halbleiterschicht schützende Störstellendiffusionsbarriere vorsieht.
Elektronische Einrichtung nach Anspruch 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Störstellen-Sourcebereich eine Schichtstruktur aufweist, welche sich in elektrischem Kontakt mit der Elektrode befindet und welches ein Material einer höheren Leitfähigkeit als das Chromnitrid, zum Beispiel Indiumzinnoxid oder Aluminium, aufweist.
Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltkreiselement durch einen Dünnschichttransistor mit einer Source- oder Drainelektrode (151, 152), welche die Schicht aus Chromnitrid aufweist, dargestellt ist.
Elektronische Einrichtung nach Anspruch 4, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Source- oder Drainelektrode, welche die Schicht aus Chromnitrid aufweist, abgeschrägte Seitenwände hat, über denen sich die leitende Halbleiterschicht erstreckt, um einen Kanalbereich des Transistors vorzusehen.
Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltkreiselement durch eine Dünnschichtdiode dargestellt ist, welche Bereiche der leitenden Halbleiterschicht (50) aufweist, die mit Dotierungskonzentrationen vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp dotiert sind, um eine PIN-Struktur vorzusehen, und eine Anoden- oder Kathodenelektrode (37, 152) der Diode die Schicht aus Chromnitrid aufweist.
Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltkreiselement durch eine Dünnschichtdiode dargestellt ist, die leitende Halbleiterschicht aus einem siliciumreichen, nicht stöchiometrischen Siliciumverbundwerkstoff besteht und eine Elektrode der Diode die Schicht aus Chromnitrid aufweist.
Elektronische Einrichtung nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltkreiselement durch einen Top-Gate-Transistor mit einer Gateelektrode (155) aus Chromnitrid zumindest auf seiner Oberseite dargestellt ist, und dass eine Gateverbindungsleiterbahn (37), zum Beispiel aus Aluminiumkontakten, eine Oberseite der Gateelektrode an einem Fenster in einer Isolierschicht (54), zum Beispiel aus Siliciumoxid, auf der Gateelektrode elektrisch kontaktiert.
Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einrichtung, die eine Dünnschichtdiode oder einen Dünnschichttransistor oder aber ein anderes Dünnschicht-Schaltkreiselement mit einer, sich in elektrischem Kontakt mit einer leitenden Schicht (20, 37, 39, 40, 50) befindlichen Elektrode (151, 152, 155) aufweist, wonach die leitende Schicht aus einem Material auf Halbleiterbasis auf einer Oberseite der Elektrode aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode zumindest in Angrenzung an ihre Oberseite eine Schicht aus Chromnitrid aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einrichtung, die einen Dünnschichttransistor nach Anspruch 9 aufweist, wonach auf einem Substrat (30) eine Source- und eine Drainelektrode (151, 152) ausgebildet werden, eine Halbleiterschicht (50) aufgebracht wird, um einen Kanalbereich des Dünnschichttransistors zwischen der Source- und der Drainelektrode vorzusehen, ein Gatedielektrikum (38) auf einer Oberseite der Halblei terschicht aufgebracht und auf dem Gatedielektrikum eine Gateelektrode (37) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht aus Chromnitrid aufgetragen wird, um vor Aufbringen der Halbleiterschicht zumindest einen oberen Teil der Source- und der Drainelektrode vorzusehen.
Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Chromnitrid über einer Verbindungsleiterbahn (39) für die Source- bzw. Drainelektrode aufgebracht wird, wobei die Verbindungsleiterbahn aus einem Material einer höheren Leitfähigkeit, zum Beispiel Aluminium, als das Chromnitrid, mit welchem es sich in elektrischem Kontakt befindet, besteht.
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiterbahn in einem Bereich des Substrats vorgesehen ist, welcher gegenüber einem Bereich, in dem der Transistor auszubilden ist, versetzt ist, und dass die Schicht aus Chromnitrid sich lateral von der Verbindungsleiterbahn zu dem Bereich des Transistors erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, wonach weiterhin vor Aufbringen der Halbleiterschicht eine Dotierungssubstanz an der Schicht aus Chromnitrid adsorbiert wird.