JP2000031494A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

Info

Publication number
JP2000031494A
JP2000031494A JP10208724A JP20872498A JP2000031494A JP 2000031494 A JP2000031494 A JP 2000031494A JP 10208724 A JP10208724 A JP 10208724A JP 20872498 A JP20872498 A JP 20872498A JP 2000031494 A JP2000031494 A JP 2000031494A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
conductive film
layer
semiconductor device
wiring layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10208724A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Hiroki Adachi
広樹 安達
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP10208724A priority Critical patent/JP2000031494A/en
Priority to US09/348,617 priority patent/US6362027B1/en
Publication of JP2000031494A publication Critical patent/JP2000031494A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To anodic-oxidate an Al gate wiring, without forming a voltage feed line for the anodic oxidation. SOLUTION: A probe of an anodic oxidating apparatus makes contact with a Ta film 104, with leaving a resist mask 106, to anodic-oxidate in an oxalic acid soln., thereby forming a porous A.O. film 108, the resist mask 106 is removed, a voltage is applied to the Ta film 104 in the oxalic acid soln. again in the anodic oxidating apparatus to anodic-oxidate them, thereby forming a barrier A.O. film 109 and TaOx film 111, wherein the Ta film 104 is not completely oxidated below the porous A.O. film 108, the porous A.O. film 108 is removed by etching, and then the remaining Ta film is thermally oxidated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム材料
で形成された配線を有する絶縁ゲート型トランジスタ等
の半導体装置の構造及びその作製方法に関する。本発明
の半導体装置は、薄膜トランジスタやMOSトランジス
タなどの素子だけでなく、これら絶縁ゲート型トランジ
スタで構成された半導体回路を有する表示装置やイメー
ジセンサ等の電子機器をも含むものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a semiconductor device such as an insulated gate transistor having a wiring formed of an aluminum material and a method of manufacturing the same. The semiconductor device of the present invention includes not only elements such as thin film transistors and MOS transistors, but also electronic devices such as display devices and image sensors having a semiconductor circuit composed of these insulated gate transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁性を有する基板上に形成された薄膜
トランジスタ(以下、TFTと略記する)により画素マ
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
クス型液晶ディスプレイが注目を浴びている。液晶ディ
スプレイは0.5〜2インチ程度のプロジェクター向け
のものや、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。
2. Description of the Related Art Active matrix liquid crystal displays, in which a pixel matrix circuit and a driving circuit are formed by thin film transistors (hereinafter abbreviated as TFTs) formed on an insulating substrate, have received attention. Liquid crystal displays include those for projectors of about 0.5 to 2 inches and those for notebook computers of about 10 to 20 inches, and are mainly used as small to medium display displays.

【0003】液晶ディスプレイ開発の1つの方向に大面
積化がある。しかし、大面積化すると画像表示部となる
画素マトリクス回路も大面積化し、これに伴ってマトリ
クス状に配列されたソース配線及びゲート配線等が長く
なるため、配線抵抗が増大する。更に微細化の要求のた
めに配線を細くする必要があり、配線抵抗の増大がより
顕在化される。また、ソース配線及びゲート配線には、
画素ごとにTFTが接続され、画素数が増大するため寄
生容量の増大も問題となる。液晶ディスプレイでは、一
般的にゲート配線とゲート電極は一体的に形成されてお
り、パネルの大面積化に伴ってゲート信号の遅延が顕在
化してくる。
[0003] One area in the development of liquid crystal displays is to increase the area. However, when the area is increased, the pixel matrix circuit serving as an image display section also has an increased area, and accordingly, the source wiring and the gate wiring arranged in a matrix become longer, and the wiring resistance increases. Further, it is necessary to make the wiring thinner for the demand for miniaturization, and the increase in the wiring resistance becomes more apparent. In addition, the source wiring and the gate wiring include:
Since a TFT is connected to each pixel and the number of pixels increases, an increase in parasitic capacitance also poses a problem. In a liquid crystal display, generally, a gate wiring and a gate electrode are integrally formed, and a delay of a gate signal becomes conspicuous as the area of the panel increases.

【0004】そのため、ゲート配線として比抵抗の低い
アルミニウムを主成分とする材料が用られている。アル
ミニウムを主成分とする材料でゲート配線、ゲート電極
を形成することで、ゲート遅延時間を低くすることがで
き、また高速動作させることができる。アルミニウムは
低耐熱性のため、陽極酸化物膜で被覆して、配線の耐熱
性を向上させることが行われている。
Therefore, a material mainly composed of aluminum having a low specific resistance is used for the gate wiring. When the gate wiring and the gate electrode are formed using a material containing aluminum as a main component, a gate delay time can be reduced and high-speed operation can be performed. Since aluminum has low heat resistance, it has been practiced to coat aluminum with an anodic oxide film to improve the heat resistance of wiring.

【0005】また、従来、薄膜トランジスタをオフセッ
ト構造またはLDD(Light dopeddrain )構造とする
ことによって、オフ電流を小さくすることが試みられて
いる。特許第2759415号公報において、本出願人
はLDD構造の薄膜トランジスタを作製する技術を開示
している。上記特許掲載公報において、ゲート電極材料
にアルミニウムを用い、ゲート電極を陽極酸化すること
によって、半導体層に自己整合的にLDD構造を形成す
る方法が記載されている。図31を用いてこの方法を説
明する。
[0005] Conventionally, it has been attempted to reduce the off-current by making the thin film transistor an offset structure or an LDD (Light Doped Drain) structure. In Japanese Patent No. 2757915, the present applicant discloses a technique for manufacturing a thin film transistor having an LDD structure. The above publication describes a method of forming an LDD structure in a semiconductor layer in a self-aligned manner by using aluminum as a gate electrode material and anodizing the gate electrode. This method will be described with reference to FIG.

【0006】ガラス基板10上には多結晶シリコン膜か
らなる半導体層13を形成し、半導体層13上にゲート
絶縁膜14を形成する。次に、アルミニウム膜を形成し
フォトレジストマスク16を用いてパターニングして、
アルミニウムでなるゲート電極15を形成する。(図3
1(A))
A semiconductor layer 13 made of a polycrystalline silicon film is formed on a glass substrate 10, and a gate insulating film 14 is formed on the semiconductor layer 13. Next, an aluminum film is formed and patterned using a photoresist mask 16.
A gate electrode 15 made of aluminum is formed. (FIG. 3
1 (A))

【0007】ゲート電極15を陽極にして、電解溶液中
でパターンを陽極酸化して、多孔質のアルミナ膜17を
形成する。この状態では、マスク16によってゲート電
極15の表面は遮られているため、ゲート電極15の側
面だけにポーラス(多孔質)アルミナ膜17が形成され
る。(図31(B))
Using the gate electrode 15 as an anode, the pattern is anodized in an electrolytic solution to form a porous alumina film 17. In this state, since the surface of the gate electrode 15 is blocked by the mask 16, the porous (porous) alumina film 17 is formed only on the side surface of the gate electrode 15. (FIG. 31 (B))

【0008】フォトレジストマスク16を除去した後、
ゲート電極15を再び陽極酸化して、バリア(無孔質)
アルミナ膜18を形成する。2度の陽極酸化工程で残存
したアルミニウムがゲート電極15' として機能する。
(図31(C))
After removing the photoresist mask 16,
The gate electrode 15 is anodized again to form a barrier (non-porous).
An alumina film 18 is formed. The aluminum remaining in the two anodic oxidation steps functions as the gate electrode 15 '.
(FIG. 31 (C))

【0009】次にアルミナ膜17、18をマスクにし
て、ゲート絶縁膜14' をパターニングする。(図31
(D))
Next, the gate insulating film 14 'is patterned using the alumina films 17 and 18 as a mask. (FIG. 31
(D))

【0010】そして、ポーラスアルミナ膜17を除去す
る。この状態で、プラズマドープ法によって、N型又は
P型の導電型を付与する不純物を半導体層13にドーピ
ングする。ドーピングは2回に分けて実施する。1回目
はゲート絶縁膜14' がマスクとして機能するように低
加速度としドーズ量は大きくする。2回目はゲート絶縁
膜14' を不純物が通過するように高加速度とし、LD
D領域を形成するためにドーズ量は小さくする。この結
果、半導体層13には、チャネル形成領域20、ソース
領域21、ドレイン領域22、低濃度不純物領域23、
24が自己整合的に形成される。ドレイン領域22側の
低濃度不純物領域24がLDD領域である。このドーピ
ング工程で、ゲート絶縁膜14' をマスクとして機能さ
せることによって、領域23、24をオフセット領域と
することができる。
Then, the porous alumina film 17 is removed. In this state, the semiconductor layer 13 is doped with an impurity imparting N-type or P-type conductivity by a plasma doping method. Doping is performed in two steps. In the first time, the acceleration is set low and the dose is increased so that the gate insulating film 14 'functions as a mask. The second time, high acceleration is applied so that impurities pass through the gate insulating film 14 ', and LD
The dose is reduced to form the D region. As a result, in the semiconductor layer 13, the channel formation region 20, the source region 21, the drain region 22, the low concentration impurity region 23,
24 are formed in a self-aligned manner. The low concentration impurity region 24 on the drain region 22 side is an LDD region. In this doping step, the regions 23 and 24 can be used as offset regions by using the gate insulating film 14 'as a mask.

【0011】しかしながら、陽極酸化処理を行うために
は、陽極酸化する電極・配線を陽極酸化用の電圧供給配
線に全て接続する必要がある。例えば上記特許掲載公報
の技術をアクティブマトリクス型液晶パネルに応用した
場合には、アクティブマトリクス回路や、ドライバ回路
を構成する薄膜トランジスタのゲート電極・配線を電圧
供給線に接続する必要がある。接続するためには、基板
に電圧供給配線を形成することとなる。そのため余分な
スペースが必要となる。
However, in order to perform the anodic oxidation treatment, it is necessary to connect all the electrodes and wirings to be anodized to the voltage supply wiring for anodic oxidation. For example, when the technology disclosed in the above-mentioned patent publication is applied to an active matrix type liquid crystal panel, it is necessary to connect the gate electrodes and wirings of the thin film transistors constituting the active matrix circuit and the driver circuit to the voltage supply lines. In order to make the connection, a voltage supply wiring is formed on the substrate. Therefore, extra space is required.

【0012】陽極酸化時には、各ゲート電極・配線は電
圧供給線によってショートされている構造となってい
る。陽極酸化処理後は電圧供給線や、この供給線との不
要な接続部をエッチングによって除去して、各ゲート配
線・電極を電気的に分断する。よって、エッチングのプ
ロセスマージンをも考慮して、回路配置を設計しなくて
はならない。
At the time of anodic oxidation, each gate electrode / wiring is short-circuited by a voltage supply line. After the anodizing treatment, the voltage supply lines and unnecessary connection portions with the supply lines are removed by etching, and the gate wirings / electrodes are electrically separated. Therefore, the circuit layout must be designed in consideration of the etching process margin.

【0013】そのため、陽極酸化処理を用いてトランジ
スタを作製するには、電圧供給線を形成するスペース
と、エッチングマージン必要となり、回路の高集積化、
基板面積の縮小化の障害となっている。更に、配線の分
断面はアルミニウムが露出してしまうので、耐熱性を低
下させてしまうこととなる。
Therefore, in order to manufacture a transistor by using anodizing treatment, a space for forming a voltage supply line and an etching margin are required.
This is an obstacle to reducing the substrate area. Further, since aluminum is exposed in the cross section of the wiring, the heat resistance is reduced.

【0014】また、図31で示したTFTでは、アルミ
ニウム配線を形成した以降のプロセス温度が300〜4
50℃であっても、TFTの動作不良が確認された。こ
の動作不良の要因は様々に考えられる。特に、トップゲ
ート型TFTの動作不良の多くは、ゲート電極で生ずる
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たり、アルミニウム原
子がゲート絶縁膜中に拡散したりしたことによって生じ
たゲート電極とチャネル間のショート(短絡)によるも
のである。
In the TFT shown in FIG. 31, the process temperature after forming the aluminum wiring is 300 to 4
Even at 50 ° C., a malfunction of the TFT was confirmed. There are various possible causes for this malfunction. In particular, most of the malfunctions of the top gate type TFT are such that protrusions such as hillocks and whiskers generated at the gate electrode penetrate the gate insulating film to reach the channel formation region, or aluminum atoms diffuse into the gate insulating film. This is due to a short circuit (short circuit) between the gate electrode and the channel caused by the operation.

【0015】また、現在、TFTには高移動度が求めら
れており、半導体層としては、非晶質シリコン膜よりも
移動度の高い結晶性シリコン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シリコン膜を得
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。石英基板は高価であるため、安価なガラス基板を使
用できる結晶化の低温下が求められている。
At present, TFTs are required to have high mobility, and it is considered that a crystalline silicon film having higher mobility than an amorphous silicon film is used as a semiconductor layer. Conventionally, to obtain a crystalline silicon film by heat treatment, it was necessary to use a quartz substrate having a high strain point. Since a quartz substrate is expensive, a low temperature of crystallization at which a cheap glass substrate can be used is required.

【0016】結晶化温度を低温化するための技術が、本
出願人による特開平6−232059号公報、特開平7
−321339号公報等に開示されている。上記技術は
非晶質シリコン膜に微量の触媒元素を導入し、しかる後
に加熱処理を行うことにより結晶化シリコン膜を得るも
のである。結晶化を助長する触媒元素としては、Fe、
Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、C
u、Au、Ge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プロセス温度で多結晶シリコン膜を
作製することが可能となった。
Techniques for lowering the crystallization temperature are described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
No. 321339. The above technique is to obtain a crystallized silicon film by introducing a trace amount of a catalytic element into an amorphous silicon film and then performing a heat treatment. As a catalyst element for promoting crystallization, Fe,
Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, C
One or plural kinds selected from u, Au and Ge are used. By using this technique, a polycrystalline silicon film can be manufactured at a process temperature at which a glass substrate can withstand.

【0017】しかし、この技術の問題点は、結晶化に利
用した触媒元素が多結晶シリコン膜中に残留することで
あり、TFTの信頼性、特性均一性を劣化させる原因と
なる。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、多結晶シリコン膜中の金属元
素をゲッタリングする技術(特開平8−330602号
公報)も開発した。この技術では、リンが添加されたソ
ース/ドレイン領域をゲッタリングシンクに利用して、
加熱処理をすることによって、チャネル形成領域内の触
媒元素がソース/ドレイン領域にゲッタリングされる。
However, the problem with this technique is that the catalytic element used for crystallization remains in the polycrystalline silicon film, which causes deterioration in the reliability and uniformity of characteristics of the TFT. In view of this, the present applicants have further developed a technique of forming a wiring using an aluminum material and then gettering a metal element in a polycrystalline silicon film (Japanese Patent Laid-Open No. 8-330602). In this technology, the source / drain regions doped with phosphorus are used as gettering sinks.
By performing the heat treatment, the catalyst element in the channel formation region is gettered to the source / drain region.

【0018】しかしながら、耐熱性が低いアルミニウム
材料を配線に用い、陽極酸化物膜で被覆しても、ゲッタ
リングのための加熱温度は300〜450℃にとどまっ
ていた。300〜450℃の加熱温度では、多結晶シリ
コン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する。そのた
め、ゲート電極からのアルミニウムの拡散や、ヒロック
等によるゲート配線の膨張が発生しやすくなる。
However, even if an aluminum material having low heat resistance is used for the wiring and covered with the anodic oxide film, the heating temperature for gettering has been limited to 300 to 450 ° C. At a heating temperature of 300 to 450 ° C., a long processing time is required because the temperature for sufficiently gettering the metal element in the polycrystalline silicon film is low. Therefore, diffusion of aluminum from the gate electrode and expansion of the gate wiring due to hillocks and the like easily occur.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、配線
の低抵抗化の点から配線にアルミニウム材料を用いるこ
とが望まれる。アルミニウムは陽極酸化が可能であり、
陽極酸化技術を利用することによって、LDD構造やオ
フセット構造の薄膜トランジスタを自己整合的に作製す
ることができる。しかしながら、陽極酸化用の電圧供給
配線を形成する必要があるため、回路の高集積化、基板
面積の縮小化が阻まれている。
As described above, it is desirable to use an aluminum material for the wiring from the viewpoint of reducing the resistance of the wiring. Aluminum can be anodized,
By utilizing the anodic oxidation technology, a thin film transistor having an LDD structure or an offset structure can be manufactured in a self-aligned manner. However, since it is necessary to form a voltage supply wiring for anodic oxidation, high integration of a circuit and reduction of a substrate area are prevented.

【0020】また、アルミニウムを陽極酸化物で被覆し
ていても、低耐熱性のため、ゲート配線形成以後のプロ
セス温度は400℃程度に制限されてしまう。またゲー
ト配線からアルミニウムが拡散したり、ヒロックの発生
により、ゲート配線とチャネルがショートしたり、ゲー
ト配線が変形したりして、TFTの動作不良が生じてい
た。
Even if aluminum is coated with anodic oxide, the process temperature after forming the gate wiring is limited to about 400 ° C. due to low heat resistance. Also, the diffusion of aluminum from the gate wiring, the occurrence of hillocks, the gate wiring and the channel are short-circuited, the gate wiring is deformed, and the TFT malfunctions.

【0021】本発明では、陽極酸化用の電圧供給配線を
形成せずに、アルミニウム材料を陽極酸化することを可
能にする。更に、加熱が原因となる配線からのアルミニ
ウムの拡散や、配線の変形を防止して、半導体素子を歩
留まり良く作製することを課題とする。
According to the present invention, it is possible to anodize an aluminum material without forming a voltage supply wiring for anodization. It is still another object of the present invention to prevent the diffusion of aluminum from a wiring caused by heating and the deformation of the wiring to manufacture a semiconductor element with high yield.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】[発明に至る過程] 以
下に、図22〜図30を用いて、本発明に至る過程を説
明する。
Means for Solving the Problems The process leading to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0023】〔1.陽極酸化について〕 本発明者は、
タンタル膜を電極にして、タンタル膜上にアイランド状
のアルミニウムパターンが陽極酸化できるか否かを確認
した。図22は実験手順ごとのアルミニウムパターンの
断面図である。
[1. Anodizing)
Using the tantalum film as an electrode, it was confirmed whether an island-shaped aluminum pattern could be anodized on the tantalum film. FIG. 22 is a cross-sectional view of the aluminum pattern for each experimental procedure.

【0024】《実験手順》 コーニングス社製1737
ガラス基板(5インチ平方)40上に、スパッタ法に
て、厚さ20nmのタンタル(Ta)膜41、厚さ40
0nmのアルミニウム(Al)膜42を積層した。そし
て、アルミニウム膜42に陽極酸化装置のプローブを接
続してアルミニウム膜表面を陽極酸化し、バリア型の陽
極酸化物(Anodic Oxicide) 膜44を形成した。またバ
リア型陽極酸化物膜(以下バリアA.O.膜と表記する)は
アルミナである。(図22(A))
<< Experimental Procedure >> 1737 manufactured by Cornings Incorporated
A tantalum (Ta) film 41 having a thickness of 20 nm and a thickness of 40 are formed on a glass substrate (5 inch square) 40 by sputtering.
An aluminum (Al) film 42 having a thickness of 0 nm was laminated. Then, a probe of an anodizing apparatus was connected to the aluminum film 42 to anodize the surface of the aluminum film, thereby forming a barrier type anodic oxide (Anodic Oxicide) film 44. The barrier type anodic oxide film (hereinafter referred to as barrier AO film) is alumina. (FIG. 22A)

【0025】陽極酸化条件は、電解溶液に3%の酒石酸
を含むエチレングリコール溶液を用い、溶液温度30
℃、到達電圧10V、電圧印可時間15分、供給電流1
0mA/1基板とした。この陽極酸化工程はレジストマス
ク50の密着性を向上するためである。この陽極酸化工
程を、バリアA.O.膜44がAl膜42表面に形成される
ことから、マスク陽極酸化工程と呼ぶこととする。
Anodizing conditions are as follows: an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid is used as an electrolytic solution, and the solution temperature is set at 30.
° C, ultimate voltage 10V, voltage application time 15 minutes, supply current 1
The substrate was 0 mA / 1 substrate. This anodization step is for improving the adhesion of the resist mask 50. This anodizing step is referred to as a mask anodizing step since the barrier AO film 44 is formed on the surface of the Al film 42.

【0026】次に、レジストマスク50を形成して、A.
O.膜44及びAl42膜をエッチングし、Al膜42で
なるゲート配線のパターン43(以下、ゲートAl43
と表記する)を複数形成した。なお、ゲートAl43は
配線ごとに分離されて形成され、図22ではゲートAl
43を2つだけ図示した。
Next, a resist mask 50 is formed.
The O. film 44 and the Al film are etched to form a gate wiring pattern 43 (hereinafter referred to as a gate Al 43) made of the Al film.
) Are formed. The gate Al 43 is formed separately for each wiring, and in FIG.
43 are shown only two.

【0027】バリアA.O.膜44のエッチャントは、リン
酸:硝酸:酢酸:水=85:5:5:5の割合で混合し
た溶液10リットルに対して、クロム酸溶液550グラ
ム(クロム酸300グラム、水250グラム)を混合し
た酸を用いた。ここでは、このエッチャントをクロム混
酸と呼ぶことにする。Al膜42のエッチャントにはリ
ン酸、酢酸、硝酸、水を体積%で85:5:5:5の比
で混合した酸(以下、この酸をアルミ混酸と呼ぶことに
する)を用いた。(図22(B))
The etchant of the barrier AO film 44 is 550 g of a chromic acid solution (300 g of chromic acid and 10 liter of a mixed solution of phosphoric acid: nitric acid: acetic acid: water = 85: 5: 5: 5). Water (250 grams) was used. Here, this etchant is called a chromium mixed acid. An acid in which phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, and water were mixed at a volume ratio of 85: 5: 5: 5 (hereinafter, this acid is referred to as an aluminum mixed acid) was used as an etchant for the Al film 42. (FIG. 22 (B))

【0028】次に、レジストマスク50を残したまま、
陽極酸化装置においてTa膜41に電圧を印可し、陽極
酸化を行った。条件は、電解溶液に3%シュウ酸水溶液
を用い、到達電圧8V、電圧印可時間40分、供給電流
20mA/1基板とした。従来の陽極酸化方法では、アル
ミニウムパターン43の側面にポーラス型の陽極酸化物
(ポーラスA.O.)膜44が形成される。そこで、この陽
極酸化工程をサイド陽極酸化工程と呼ぶことにする。
(図22(C))
Next, with the resist mask 50 left,
A voltage was applied to the Ta film 41 in the anodic oxidation apparatus to perform anodic oxidation. The conditions were as follows: a 3% oxalic acid aqueous solution was used as the electrolytic solution, the ultimate voltage was 8 V, the voltage application time was 40 minutes, and the supply current was 20 mA / 1 substrate. In the conventional anodic oxidation method, a porous anodic oxide (porous AO) film 44 is formed on the side surface of the aluminum pattern 43. Therefore, this anodic oxidation step is referred to as a side anodic oxidation step.
(FIG. 22 (C))

【0029】次に、レジストマスク50を除去した後、
再び陽極酸化装置においてTa膜41に電圧を印可し、
陽極酸化を行った。条件は電解溶液に電解溶液に3%の
酒石酸を含むエチレングリコール溶液を用い、電解溶液
温度10℃、到達電圧80V、電圧印可時間30分、供
給電流30mA/1基板とした。従来方法では、この陽極
酸化条件では、ポーラスA.O.膜45を酒石酸が浸透し
て、ゲートAl43表面が陽極酸化されて、バリア型の
陽極酸化物(バリアA.O.)膜46が形成される。このこ
とから、この陽極酸化工程をバリア陽極酸化工程と呼ぶ
ことにする。バリアA.O.膜46は無孔質のアルミナであ
り、耐フッ酸性を有する。(図22(D))
Next, after removing the resist mask 50,
A voltage is again applied to the Ta film 41 in the anodizing apparatus,
Anodization was performed. The conditions used were an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid as the electrolytic solution, an electrolytic solution temperature of 10 ° C., an ultimate voltage of 80 V, a voltage application time of 30 minutes, and a supply current of 30 mA / 1 substrate. According to the conventional method, tartaric acid penetrates the porous AO film 45 under this anodic oxidation condition, and the surface of the gate Al 43 is anodized to form a barrier type anodic oxide (barrier AO) film 46. For this reason, this anodic oxidation step will be referred to as a barrier anodic oxidation step. The barrier AO film 46 is made of nonporous alumina and has resistance to hydrofluoric acid. (FIG. 22 (D))

【0030】次に、上述したアルミ混酸によるウエット
エッチングによって、ポーラスA.O.膜45を除去した。
(図22(E))
Next, the porous AO film 45 was removed by wet etching using the above-described aluminum mixed acid.
(FIG. 22E)

【0031】《実験結果と考察》 Ta膜41がAlパ
ターンの陽極酸化用の電圧供給配線として機能するかを
確認するため、工程ごとにTa膜41のシート抵抗を測
定した。
<< Experimental Results and Discussion >> In order to confirm whether the Ta film 41 functions as a voltage supply wiring for anodic oxidation of the Al pattern, the sheet resistance of the Ta film 41 was measured for each process.

【0032】また、Alゲート43断面構造を調べるた
め、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron microscope
SEM)、及び透過型電子顕微鏡(Transmission Ele
ctronmicroscope TEM)を用いて、断面構造を観
察した。更に、エネルギー分散型X線分光分析法(Elec
tron Dispersion Xray Spectroscopy 以下、EDXと表
記する)によって、断面構造の微細領域の元素分析を行
った。
Further, in order to examine the sectional structure of the Al gate 43, a scanning electron microscope (Scanning Electron microscope) was used.
SEM) and transmission electron microscope (Transmission Ele)
The cross-sectional structure was observed using a ctron microscope (TEM). Furthermore, energy dispersive X-ray spectroscopy (Elec
Elemental analysis of a fine region of the cross-sectional structure was performed by tron dispersion Xray spectroscopy (hereinafter, referred to as EDX).

【0033】図23(A)〜(C)はSEM観察写真で
あり、図22(B)〜(D)の断面観察写真に対応す
る。図24、図26(A)は図22(E)のTEM観察
写真であり、図26は図24の部分拡大写真である。ま
た図25は図24のTEM観察写真の模式図である。図
25の符号は図22を準用した。
FIGS. 23A to 23C are SEM observation photographs and correspond to the cross-sectional observation photographs of FIGS. 22B to 22D. 24 and 26A are TEM observation photographs of FIG. 22E, and FIG. 26 is a partially enlarged photograph of FIG. FIG. 25 is a schematic view of the TEM observation photograph of FIG. The reference numerals in FIG. 25 correspond to those in FIG.

【0034】Ta膜41のシート抵抗は初期状態(マス
ク陽極酸化前)では100.1 Ω/ □cmであった。サイド陽
極酸化工程終了後は205.1 Ω/ □cmであり、バリア陽極
酸化工程終了後のシート抵抗は測定装置の測定レンジの
以上となった。装置の測定可能な最大値は5000k Ω/ □
cmあるので、バリア陽極酸化工程終了後のシート抵抗は
少なくとも5000k Ω/ □cm以上であると考えられる。
The sheet resistance of the Ta film 41 was 100.1 Ω / □ cm in an initial state (before mask anodic oxidation). After the end of the side anodic oxidation step, it was 205.1 Ω / □ cm, and the sheet resistance after the end of the barrier anodic oxidation step was equal to or larger than the measurement range of the measuring apparatus. The maximum measurable value of the device is 5000 kΩ / □
cm, the sheet resistance after the barrier anodic oxidation step is considered to be at least 5000 kΩ / □ cm or more.

【0035】サイド陽極酸化工程終了後、ガラス基板4
0を肉眼で観察してみると、Ta膜41の透明度が初期
状態よりも増していた。このこととシート抵抗値から、
シュウ酸によってTa膜41が若干酸化されていると推
測される。これは後述するように、EDX法による元素
分析結果からも、サイド陽極酸化工程でTa膜41表面
が酸化されて、タンタルオキサイド膜(以下、TaOx
膜と表記する)51が形成されている。(図22(C)
参照)
After completion of the side anodic oxidation step, the glass substrate 4
When 0 was observed with the naked eye, the transparency of the Ta film 41 was higher than in the initial state. From this and the sheet resistance,
It is assumed that the Ta film 41 was slightly oxidized by oxalic acid. This is because the surface of the Ta film 41 is oxidized in the side anodic oxidation step to obtain a tantalum oxide film (hereinafter referred to as TaOx) from the elemental analysis result by the EDX method as described later.
(Referred to as a film) 51 are formed. (FIG. 22 (C)
reference)

【0036】なお、図23(A)のSEM写真から、T
a膜41に電圧を印加することによって、島状に分断さ
れたゲートAl43に電圧を供給することができ、これ
らゲートAl43を陽極酸化して、ポーラスA.O.(多孔
質のアルミナ)膜が形成されていることが確認できる。
It should be noted that, from the SEM photograph of FIG.
By applying a voltage to the a film 41, a voltage can be supplied to the gate Al 43 divided into islands, and the gate Al 43 is anodized to form a porous AO (porous alumina) film. Can be confirmed.

【0037】バリア陽極酸化工程終了後、ガラス基板4
0を肉眼で観察してみると、露出していたTa膜41は
殆ど透明となっていた。これは、マスク陽極酸化工程で
使用する酒石酸はタンタルをも陽極酸化するためであ
り、この部分のTa膜41は陽極酸化されてTaOx 膜
52に変成されていると推測される。
After the barrier anodic oxidation step, the glass substrate 4
When 0 was observed with the naked eye, the exposed Ta film 41 was almost transparent. This is because tartaric acid used in the mask anodizing step also anodizes tantalum, and it is presumed that the Ta film 41 in this portion has been anodized and transformed into a TaOx film 52.

【0038】図23(B)のSEM観察写真によれば、
ポーラスA.O.膜45下部及びその外側では、Ta膜41
の膜厚が3倍程度となっている。ことからも、この部分
に残存しているTa膜41が陽極酸化されてTaOx 膜
52に変成されていることが分る。このことからもシー
ト抵抗値が非常に大きくなることが理解できる。なお、
簡単化のため、図22ではTaOx 膜51と52を合わ
せた膜厚はTa膜41と厚さは同じにした。
According to the SEM observation photograph of FIG.
The Ta film 41 is formed below and outside the porous AO film 45.
Is about three times as thick. This also indicates that the Ta film 41 remaining in this portion has been anodized and transformed into a TaOx film 52. From this, it can be understood that the sheet resistance value becomes extremely large. In addition,
For simplicity, in FIG. 22, the total film thickness of the TaOx films 51 and 52 is the same as the Ta film 41.

【0039】しかしながら、タンタルオキサイドは絶縁
物であるため、TaOx 膜51、52が配線として機能
するが問題となる。バリア陽極酸化工程で、モニタして
いる電流値に大きな変動は見られなかことから、Ta膜
41がTaOx 膜45に変成されても、ゲートAl43
に電圧が印加されていると考えられる。これは、TaO
x 膜45はシート抵抗値が非常に大きいが、化学量論比
であるTa2 5 (五酸化タンタル)よりも酸素の含有
量が小さいため、若干の導電性(半絶縁性)を示してい
ると推測される。この化学量論比からのずれは、TaO
x 膜51や52が陽極酸化によって形成されたことが大
きく起因していると思われる。
However, since tantalum oxide is an insulator, the TaOx films 51 and 52 function as wiring, but this poses a problem. In the barrier anodic oxidation step, there is no large change in the monitored current value. Therefore, even if the Ta film 41 is transformed into the TaOx film 45, the gate Al 43
It is considered that a voltage is applied to. This is TaO
Although the x film 45 has a very large sheet resistance value, it has a slight conductivity (semi-insulating property) because the oxygen content is smaller than that of Ta 2 O 5 (tantalum pentoxide) which is a stoichiometric ratio. It is presumed that there is. This deviation from the stoichiometric ratio is due to TaO
This is considered to be largely due to the fact that the x films 51 and 52 were formed by anodic oxidation.

【0040】図22(E)のエッチング工程はアルミ混
酸を用いている。アルミ混酸は多孔質アルミナ(ポーラ
スA.O.膜45)とアルミニウム双方をエッチングし、他
方無孔質アルミナ(バリアA.O.膜46)は殆どエッチン
グされない。よって、バリア陽極酸化工程でバリアA.O.
膜46が十分に形成されていないと、ゲートAl43も
除去されてしまうこととなる。
The etching process of FIG. 22E uses an aluminum mixed acid. Aluminum mixed acid etches both porous alumina (porous AO film 45) and aluminum, while non-porous alumina (barrier AO film 46) is hardly etched. Therefore, in the barrier anodic oxidation process, the barrier AO
If the film 46 is not formed sufficiently, the gate Al 43 will also be removed.

【0041】図23(C)のSEM観察写真や図24の
TEM観察写真によれば、アルミ混酸でエッチング処理
してもゲートAl43が残存しているのが確認できる。
よって、マスク陽極酸化工程でアルミ混酸に耐えうるバ
リアA.O.膜46が形成されていると推論できる。図24
のTEM観察写真によると、バリアA.O.膜46の膜厚は
20nm程度である。
According to the SEM observation photograph of FIG. 23C and the TEM observation photograph of FIG. 24, it can be confirmed that the gate Al43 remains even after the etching treatment with the mixed acid of aluminum.
Therefore, it can be inferred that the barrier AO film 46 that can withstand aluminum mixed acid is formed in the mask anodic oxidation process. FIG.
According to the TEM observation photograph, the thickness of the barrier AO film 46 is about 20 nm.

【0042】以上の実験によって、ガラス基板40全面
に形成したTa膜41によって、その上部に選択的に形
成されたゲートAl43をショートさせた状態にし、T
a膜41に電圧を印可することによって、ゲートAl4
3を陽極酸化できることを発見した。特に、酒石酸を用
いた陽極酸化用の電圧供給配線にTa膜41を用いて
も、その上部に形成されたゲートAl43を陽極酸化で
きることが分かった。
According to the above experiment, the gate Al 43 selectively formed on the glass substrate 40 was short-circuited by the Ta film 41 formed on the entire surface of the glass substrate 40.
By applying a voltage to the a film 41, the gate Al4
3 was found to be anodizable. In particular, it was found that even if the Ta film 41 was used for the voltage supply wiring for anodic oxidation using tartaric acid, the gate Al 43 formed thereon could be anodized.

【0043】図23のSEM観察写真では確認できない
が、図24のTEM観察写真ではTaOx 膜には3つの
異なる層51、52a、53b(図25参照)があるこ
とが分かる。各層51、52a、52bの組成をEDX
で分析した。図25において「*」で示すP1〜P6がED
Xの測定ポイントである。
Although not confirmed by the SEM observation photograph of FIG. 23, the TEM observation photograph of FIG. 24 shows that the TaOx film has three different layers 51, 52a and 53b (see FIG. 25). The composition of each layer 51, 52a, 52b is EDX
Was analyzed. In FIG. 25, P1 to P6 indicated by “*” indicate ED.
X is the measurement point.

【0044】測定ポイントP1は全ての陽極酸化工程で電
解溶液に浸されない部分であり、他の測定ポイントに対
する参照ポイントになる。測定ポイントP1ではほとんど
のピークがTaであるが、C、O等の低いピークも確認
された。
The measurement point P1 is a portion that is not immersed in the electrolytic solution in all the anodic oxidation steps, and serves as a reference point for other measurement points. At the measurement point P1, most of the peaks were Ta, but low peaks such as C and O were also confirmed.

【0045】測定ポイントP2、P3はポーラス陽極酸化工
程、及びバリア陽極酸化工程で電解溶液に浸る部分であ
る。測定ポイントP3、P4ではEDXの測定結果はほぼ同
じであり、TaとOのピークが現れている。Oのピーク
はポイントP1よりも高いので、測定ポイントP3、P4で
は、Taが陽極酸化されて、タンタルオキサイド(Ta
Ox )となっていると考えられる。
The measurement points P2 and P3 are portions immersed in the electrolytic solution in the porous anodic oxidation step and the barrier anodic oxidation step. At the measurement points P3 and P4, the EDX measurement results are almost the same, and Ta and O peaks appear. Since the peak of O is higher than the point P1, at the measurement points P3 and P4, Ta is anodized and tantalum oxide (Ta
Ox).

【0046】しかし、TEM写真では、下層52b(測
定ポイントP2)と上層51(測定ポイントP3)ではコン
トラストが異なっていることから、下層52bと上層5
1では結晶構造が異なっていると推測される。上層51
はポーラス陽極酸化工程で酸化された部分であり、ポー
ラス状のTaOx になっていると推測され、下層52b
はバリア陽極酸化工程で酸化された部分であり、上層5
1よりも結晶構造が緻密であると考えられる。
However, in the TEM photograph, since the lower layer 52b (measurement point P2) and the upper layer 51 (measurement point P3) have different contrasts, the lower layer 52b and the upper layer 5b have different contrasts.
In No. 1, the crystal structure is presumed to be different. Upper layer 51
Is a portion oxidized in the porous anodic oxidation step, which is assumed to be porous TaOx.
Is the portion oxidized in the barrier anodic oxidation step, and the upper layer 5
It is considered that the crystal structure is more dense than 1.

【0047】ポーラスA.O.膜45が存在していた領域に
おいて、ガラス基板40界面付近の測定ポイントP4で
は、検出された元素のピークは測定ポイントP1とほぼ同
じであるので、この部分ではTaが陽極酸化されず、T
a層40のまま残っている。
In the region where the porous AO film 45 was present, at the measurement point P4 near the interface of the glass substrate 40, the peak of the detected element is almost the same as the measurement point P1, so Ta is anodized in this portion. Not, T
The a layer 40 remains.

【0048】表層52aの測定ポイントP5ではTaとO
とAlのピークが検出された。OのピークはポイントP1
よりも高い。表層52aはTaOx とAlが共存してい
るか、あるいはTaとAlの合金が酸化されたものであ
ると考えられる。TEM写真では、この層52aは針状
(ポーラス状)であり、層51よりも密度が低くなって
いることが分かる。
At the measurement point P5 on the surface layer 52a, Ta and O
And Al peaks were detected. O peak at point P1
Higher than. It is considered that TaOx and Al coexist in the surface layer 52a, or an alloy of Ta and Al is oxidized. The TEM photograph shows that the layer 52a has a needle shape (porous shape) and has a lower density than the layer 51.

【0049】測定ポイントP4とP5との間の測定ポイント
P6でのEDX結果は、ポイントP3とほぼ同じ測定結果が
得られており、バリア陽極酸化工程で酸化されたTaO
x になっていると考えられる。
Measurement point between measurement points P4 and P5
The EDX result at P6 is almost the same as the measurement result at point P3, and TaO oxidized in the barrier anodic oxidation step
It is considered to be x.

【0050】」以上のTEM観察写真及びEDXの結果
から、ポーラスA.O.膜45の外側の領域では、密度の異
なる(写真のコントラスが異なっている)TaOx 層5
1、52bの2層構造となっていると考えられる。
From the results of the above TEM observation photograph and EDX, in the region outside the porous AO film 45, the TaOx layers 5 having different densities (contrasts in the photographs are different) are shown.
It is considered that it has a two-layer structure of 1, 52b.

【0051】またポーラスA.O.膜45下の領域では、T
a膜41、TaOx 層52a、TaOx 層52bの3層
構造であり、TaOx 層52bはAlを含有したTaO
x 又はAlとTaの合金の酸化物と考えられる。
In the region below the porous AO film 45, T
a film 41, a TaOx layer 52a, and a TaOx layer 52b. The TaOx layer 52b has a TaOx layer containing Al.
x or an oxide of an alloy of Al and Ta.

【0052】図31で示した、従来例のLDD構造のT
FTについて考えてみる。このTFTのゲート絶縁膜1
4' において、低濃度不純物領域23、24の上の部分
はポーラスアルミナ膜17が存在した部分である。よっ
て、図22に示すAl/Taの2層構造の配線を図31
のTFTのゲート配線に適用した場合には、低濃度不純
物領域23、24上にゲート絶縁膜14' を介してTa
膜41が残存することなる。
The T of the conventional LDD structure shown in FIG.
Consider FT. Gate insulating film 1 of this TFT
4 ', the portions above the low concentration impurity regions 23 and 24 are portions where the porous alumina film 17 was present. Therefore, the wiring having a two-layer structure of Al / Ta shown in FIG.
Is applied to the gate wiring of the TFT of FIG.
The film 41 remains.

【0053】このような場合には、ON状態では、Ta
膜41によって低濃度不純物領域23、24に常時印可
されてしまうため、TFTの劣化を早めてしまう。そこ
で、本発明では、陽極酸化工程後、低濃度不純物領域2
3、24上に残存するTa膜41のような部分を、熱酸
化することを構成の1つとする。
In such a case, in the ON state, Ta
Since the low-concentration impurity regions 23 and 24 are always applied by the film 41, deterioration of the TFT is accelerated. Therefore, in the present invention, after the anodic oxidation step, the low concentration impurity region 2
One of the constitutions is to thermally oxidize a portion such as the Ta film 41 remaining on 3, 24.

【0054】[2.Ta層のブロッキング性の評価]
次に、Ta層のAl拡散のブロッキング特性を評価す
る。Ta層を形成した試料(試料Aと呼ぶ)と、Ta層
を形成しない試料(試料Bと呼ぶ)を窒素雰囲気で加熱
処理し、加熱処理後における各試料のゲート配線のAl
層からゲート絶縁膜、半導体層中のAl濃度分布を2次
イオン質量分析法(Secondary Ionmass SpectroscopyS
IMS) をが拡散する程度を評価した。
[2. Evaluation of blocking property of Ta layer]
Next, the blocking property of Al diffusion of the Ta layer is evaluated. A sample on which a Ta layer was formed (referred to as Sample A) and a sample on which a Ta layer was not formed (referred to as Sample B) were subjected to a heat treatment in a nitrogen atmosphere.
Ion Mass Spectroscopy S
(IMS) was evaluated.

【0055】図27に、各試料A、Bの断面構造を示
す。試料Aは、コーニング1737ガラス基板60上
に、半導体層に相当する多結晶シリコン膜61(厚さ2
00nm)、ゲート絶縁膜に相当する窒化酸化シリコン
膜62(120nm)、ゲート配線を構成するタンタル
膜63(20nm)及びアルミニウム膜64(200n
m)が積層されたものである。
FIG. 27 shows a sectional structure of each of the samples A and B. Sample A is a polycrystalline silicon film 61 (thickness 2) corresponding to a semiconductor layer on a Corning 1737 glass substrate 60.
00 nm), a silicon nitride oxide film 62 (120 nm) corresponding to a gate insulating film, a tantalum film 63 (20 nm) forming a gate wiring, and an aluminum film 64 (200 n).
m) are stacked.

【0056】試料Bは、試料Aからタンタル膜63を除
いたものに相当し、コーニング1737ガラス基板70
上に、半導体層に相当する多結晶シリコン膜71(厚さ
200nm)、ゲート絶縁膜に相当する窒化酸化シリコ
ン(SiON)膜72(120nm)、ゲート配線を構
成するタンタル(Ta)膜73(20nm)及びアルミ
ニウム(Al)膜74(200nm)が積層されたもの
である。
The sample B corresponds to the sample A except that the tantalum film 63 is removed.
A polycrystalline silicon film 71 (200 nm thick) corresponding to a semiconductor layer, a silicon nitride oxide (SiON) film 72 (120 nm) corresponding to a gate insulating film, and a tantalum (Ta) film 73 (20 nm ) And an aluminum (Al) film 74 (200 nm).

【0057】加熱処理の条件は、窒素雰囲気、温度55
0℃、時間2時間とした。
The conditions of the heat treatment are as follows: nitrogen atmosphere, temperature 55
0 ° C., time 2 hours.

【0058】SIMSの測定方向は、試料A、Bともガ
ラス基板60、70からアルミニウム膜64、74に向
かってである。試料A、Bとも分析条件は1次イオン種
2 + 、1次加速電圧6.0kV、スパッタレート0.
6nm/s、測定領域120μm×192μm、真空度
3×10-7Paとした。分析対象元素は、Al、O、S
i、Taである。
The SIMS measurement direction is from the glass substrates 60 and 70 to the aluminum films 64 and 74 for both samples A and B. For both samples A and B, the analysis conditions were a primary ion species O 2 + , a primary acceleration voltage of 6.0 kV, and a sputtering rate of 0.1 kV.
6 nm / s, the measurement area was 120 μm × 192 μm, and the degree of vacuum was 3 × 10 −7 Pa. The elements to be analyzed are Al, O, S
i and Ta.

【0059】試料A、BのSIMS分析結果を図28、
図29に示す。図28、図29において、横軸は深さ
[μm]であり、左軸はAlの濃度[atoms/cm3 ]であ
り、右軸はO、Si、Taの2次イオン強度[cts/sec
]である。
The SIMS analysis results of Samples A and B are shown in FIG.
As shown in FIG. 28 and 29, the horizontal axis is the depth [μm], the left axis is the concentration of Al [atoms / cm 3 ], and the right axis is the secondary ion intensity of O, Si, Ta [cts / sec].
].

【0060】Alの濃度の定量化は、標準試料として、
Alをイオン注入したSiO2 標準試料及び、Alをイ
オン注入したSi標準試料を用いた。図28、図29の
Alの濃度プロファイルは加工データであり、SiO2
標準試料を用いて定量化したプロファイルと、Si標準
試料を用いて定量化したプロファイルとをつないだプロ
ファイルであり、SiON膜62、72中ではSiO2
標準試料を用いて定量化したプロファイルであり、多結
晶Si膜61、71中ではSi標準試料を用いて定量化
したプロファイルである。そのためSiON膜/Si膜
界面でのプロファイルにはデータ加工による不確かさが
残る。なお、Al濃度のバックグランドレベルは、Si
2 標準試料中では1×1016atoms/cm3 であり、Si
標準試料中では1×1015atoms/cm3 である。
The quantification of the Al concentration was performed by
A SiO 2 standard sample implanted with Al and a Si standard sample implanted with Al were used. Figure 28, the concentration profile of Al in FIG. 29 is a processing data, SiO 2
A profile was quantified using a standard sample, a profile that connects the profile quantified using Si standard sample, SiO 2 is in the SiON film 62 and 72
This is a profile quantified using a standard sample, and a profile quantified using a Si standard sample in the polycrystalline Si films 61 and 71. Therefore, uncertainty due to data processing remains in the profile at the SiON film / Si film interface. The background level of the Al concentration is Si
1 × 10 16 atoms / cm 3 in the O 2 standard sample,
It is 1 × 10 15 atoms / cm 3 in the standard sample.

【0061】図28、図29を比較すると明らかなに、
Al拡散防止のブロッキング膜としてTa膜63が機能
していることが分かる。試料B(Ta層無し)では、S
i膜(半導体層)61中でも(ゲート絶縁膜)62中で
も、Alの濃度は1×10196atoms/cm3前後にである。
他方、試料A(Ta層有り)では、Alの濃度は、Si
ON膜63では3×1016atoms/cm3 以下であり、最低
濃度はほぼバックグラウンドレベルの1×1016atoms/
cm3 以下である。またSi膜61内では1×1015〜1
×1017atoms/cm3 の範囲にある。
When comparing FIGS. 28 and 29, it is apparent that
It can be seen that the Ta film 63 functions as a blocking film for preventing Al diffusion. In sample B (without Ta layer), S
In both the i film (semiconductor layer) 61 and the (gate insulating film) 62, the concentration of Al is about 1 × 10 196 atoms / cm 3 .
On the other hand, in sample A (with a Ta layer), the concentration of Al
In the ON film 63, the concentration is 3 × 10 16 atoms / cm 3 or less, and the minimum concentration is 1 × 10 16 atoms / cm 3 which is almost the background level.
cm 3 or less. In the Si film 61, 1 × 10 15 to 1
It is in the range of × 10 17 atoms / cm 3 .

【0062】更に、図30に試料A、試料Bの550℃
での加熱処理後の顕微鏡写真を示す。図30(A)が試
料Bに、図30(B)は試料Aに対応する。また図30
(C)、(D)は試料AにおいてTa層63の膜厚を3
0nm、50nmとしたものである。
Further, FIG. 30 shows the results at 550 ° C. of Samples A and B.
3 shows a micrograph after the heat treatment. FIG. 30A corresponds to sample B, and FIG. FIG.
(C) and (D) show that the thickness of the Ta layer 63 in Sample A was 3
0 nm and 50 nm.

【0063】図30(A)では、Al単層(Ta層=0
nm)とした場合には、アルミニウムが拡散している
(しみだしている)ことが確認される。また、図30
(B)〜(D)からは、アルミニウム層の下層に20n
m以上の厚さのTa層を形成することで、アルミニウム
のしみ出しを防止できることが分かる。
In FIG. 30A, an Al single layer (Ta layer = 0)
nm), it is confirmed that aluminum is diffused (exuded). FIG.
From (B) to (D), 20n is formed under the aluminum layer.
It can be seen that by forming a Ta layer having a thickness of at least m, the exudation of aluminum can be prevented.

【0064】上述したように、ゲート配線をAl層/T
a層の2層構造とすることで、Alが半導体層やゲート
配線に拡散することが防止できることが分かる。本発明
者らの知見では、Alのブロッキング効果を得るには、
1nm厚以上、好ましくは5nm厚以上のTa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。
As described above, the gate wiring is made of the Al layer / T
It can be seen that the two-layer structure of the a layer can prevent Al from diffusing into the semiconductor layer and the gate wiring. According to the findings of the present inventors, in order to obtain an Al blocking effect,
A Ta layer having a thickness of 1 nm or more, preferably 5 nm or more is required. Below this, no blocking effect can be expected.

【0065】また、Ta層の上限としては400nm、
好ましくは200nm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。
The upper limit of the Ta layer is 400 nm,
Preferably, it is considered to be about 200 nm. Above this level, the total thickness of the gate electrode is reduced (to reduce steps)
Therefore, the thickness of the aluminum material layer must be reduced, and the low resistance characteristic of aluminum cannot be utilized.

【0066】以上の事からタンタル層の膜厚は1〜50
nm(好ましくは1〜20nm、さらに好ましくは5〜
20nm)の範囲から選択することが好ましいと言え
る。
From the above, the thickness of the tantalum layer is 1 to 50.
nm (preferably 1 to 20 nm, more preferably 5 to 20 nm)
20 nm).

【0067】また、ゲート配線の熱処理温度が高くなる
ほど、Alの拡散の程度が大きくなるため、加熱温度に
よって、Ta層の厚さを設定すれば良い。例えば、Ta
層の下地絶縁膜(図27の場合にはSiON膜62)内
のAl濃度の最低値が3×1016atoms/cm3 以下、より
好ましくは1×1016atoms/cm3 以下となるように、あ
るいは、半導体層中のAl濃度の最低値が1×1017at
oms/cm3 以下、より好ましくは1×1016atoms/cm3
下となるように、Ta層の厚さを決定すればよい。
Further, the higher the heat treatment temperature of the gate wiring, the greater the degree of diffusion of Al. Therefore, the thickness of the Ta layer may be set according to the heating temperature. For example, Ta
The minimum value of the Al concentration in the underlying insulating film (the SiON film 62 in FIG. 27) of the layer is set to 3 × 10 16 atoms / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 or less. Alternatively, the lowest value of the Al concentration in the semiconductor layer is 1 × 10 17 at.
The thickness of the Ta layer may be determined so as to be oms / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 or less.

【0068】[本発明の構成]本発明の構成は以上の実
験結果から得られた知見に基づくものである。本発明
は、第1の導電膜上に、第2の配線層を配線ごとに電気
的に分離して形成し、第1の導電膜によって複数の第2
の配線層をショートさせる。そして、第1の導電膜に電
圧を印可することで、第2の配線層を陽極酸化するもの
である。
[Configuration of the Present Invention] The configuration of the present invention is based on the knowledge obtained from the above experimental results. According to the present invention, a second wiring layer is formed on a first conductive film so as to be electrically separated for each wiring, and a plurality of second wiring layers are formed by the first conductive film.
Short the wiring layer. Then, a voltage is applied to the first conductive film to anodize the second wiring layer.

【0069】上記構成において、上層の第2の配線層を
主に電荷の通路として用いる、その膜厚を200〜50
0nm程度とする。また第2の配線層を構成する金属膜
をアルミニウム又はアルミニウムを主成分とする材料で
形成することが好ましく、配線の低抵抗化が図れる
In the above structure, the upper second wiring layer is mainly used as a charge passage, and its thickness is 200 to 50.
It is about 0 nm. In addition, it is preferable that the metal film forming the second wiring layer be formed of aluminum or a material containing aluminum as a main component, so that the resistance of the wiring can be reduced.

【0070】また第1の導電膜としてバルブ金属を用い
ることができる。バルブ金属とは、アノード的に生成し
たバリアー型陽極酸化膜がカソード電流は流すがアノー
ド電流は通さない、即ち弁作用を示す様な金属を指す。
(電気化学便覧 第4版;電気化学協会編,p370 ,丸
善,1985)。
Further, a valve metal can be used as the first conductive film. The valve metal refers to a metal in which a barrier type anodic oxide film formed as an anode allows a cathode current to flow but does not allow an anode current to flow, that is, a metal exhibiting a valve action.
(Electrochemical Handbook, 4th edition; edited by The Electrochemical Society, p.370, Maruzen, 1985).

【0071】アルミニウムのブロッキング効果を得るに
は、バルブ金属膜であって、アルミニウムよりも高融点
な材料を用いる。これらには、タンタル(Ta)、ニオ
ブ(Nb)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Z
r)、チタン(Ti)、クロム(Cr)等が挙げられ
る。また第1の導電膜として、これらバルブ金属元素を
含有する合金、例えばモリブデンタンタル(MoTa)
を用いることができる。
In order to obtain an aluminum blocking effect, a valve metal film having a higher melting point than aluminum is used. These include tantalum (Ta), niobium (Nb), hafnium (Hf), zirconium (Z
r), titanium (Ti), chromium (Cr) and the like. As the first conductive film, an alloy containing these valve metal elements, for example, molybdenum tantalum (MoTa)
Can be used.

【0072】特にタンタルはアルミニウムを主成分とす
る薄膜と同じ電解溶液で陽極酸化できることが確認され
ており、本発明に好適である。また、モリブデンタンタ
ル(MoTa)や、タンタルに窒素を添加した窒化タン
タルを用いることも可能である。
In particular, it has been confirmed that tantalum can be anodized in the same electrolytic solution as a thin film containing aluminum as a main component, and is suitable for the present invention. It is also possible to use molybdenum tantalum (MoTa) or tantalum nitride obtained by adding nitrogen to tantalum.

【0073】第1の導電膜の厚さは薄いほど好ましい
が、第2の配線層の構成原子が拡散するのを防止するブ
ロッキング層として機能するための膜厚が必要である。
第1の導電膜の厚さは1nm厚以上、好ましくは5nm
厚以上とする。
Although the thickness of the first conductive film is preferably as small as possible, it is necessary that the first conductive film has a thickness that functions as a blocking layer for preventing the constituent atoms of the second wiring layer from diffusing.
The thickness of the first conductive film is 1 nm or more, preferably 5 nm.
Thickness or more.

【0074】また、第1の導電膜の膜厚は、その上限を
50nmとする。好ましくは30nm程度と考えてい
る。これは第1の酸化物膜は第1の導電膜を酸化して形
成され、その厚さは第1の導電膜の2〜3倍程度とな
る。よって、第1の導電膜の成膜や、第1の酸化物のエ
ッチング等のスループットを考慮すると、第1の導電膜
の上限は50nm、好ましくは30nmとする。
The upper limit of the thickness of the first conductive film is 50 nm. Preferably, it is considered to be about 30 nm. This is because the first oxide film is formed by oxidizing the first conductive film, and its thickness is about two to three times the thickness of the first conductive film. Therefore, in consideration of the throughput such as the formation of the first conductive film and the etching of the first oxide, the upper limit of the first conductive film is 50 nm, preferably 30 nm.

【0075】以上から第1の導電膜の膜厚は1〜50n
m(好ましくは5〜30nm、さらに好ましくは5〜2
0 nm)の範囲から選択することが好ましいと考える。
As described above, the thickness of the first conductive film is 1 to 50 n.
m (preferably 5 to 30 nm, more preferably 5 to 2 nm)
0 nm).

【0076】また、ゲート配線の熱処理温度が高くなる
ほど、Alの拡散の程度が大きくなるため、加熱温度に
よって、第1の配線層の厚さを設定すれば良い。例えば
第1の配線層の下地絶縁膜(図27の場合にはSiON
膜62)内のAl濃度の最低値が3×1016atoms/cm3
以下、より好ましくは1×1016atoms/cm3 以下となる
ように、あるいは、半導体層中のAl濃度の最低値が1
×1017atoms/cm3 以下、より好ましくは1×1016at
oms/cm3 以下となるように、第1の配線層の厚さを決定
すればよい。ここではAlの濃度はSIMSデータの最
低値で定義する。
Further, the higher the heat treatment temperature of the gate wiring, the greater the degree of diffusion of Al. Therefore, the thickness of the first wiring layer may be set according to the heating temperature. For example, the base insulating film of the first wiring layer (in the case of FIG. 27, SiON
The minimum value of the Al concentration in the film 62) is 3 × 10 16 atoms / cm 3
Or less, more preferably 1 × 10 16 atoms / cm 3 or less, or the lowest value of the Al concentration in the semiconductor layer is 1
× 10 17 atoms / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 16 at
The thickness of the first wiring layer may be determined so as to be oms / cm 3 or less. Here, the Al concentration is defined by the lowest value of the SIMS data.

【0077】[0077]

【発明の実施の形態】本実施形態は本発明をTFTに適
用したものである。図1、図2は工程ごとのTFTの断
面図である。図3は図1、図2の部分拡大図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS This embodiment is an application of the present invention to a TFT. 1 and 2 are cross-sectional views of a TFT in each process. FIG. 3 is a partially enlarged view of FIGS.

【0078】まず、絶縁表面を有する基板100を用意
する基板100としては、ガラス基板、石英基板、結晶
性ガラスなどの絶縁性基板、これら基板表面に、酸化シ
リコンや、窒化シリコン、窒化酸化シリコンが形成され
たものを使用できる。
First, as the substrate 100 on which the substrate 100 having an insulating surface is prepared, an insulating substrate such as a glass substrate, a quartz substrate, or a crystalline glass, and silicon oxide, silicon nitride, or silicon nitride oxide is formed on the substrate surface. The formed one can be used.

【0079】基板100上に、半導体材料でなる半導体
層102を形成する。半導体層には、非晶質シリコン、
多結晶シリコン、非晶質シリコン膜や、Six Ge1-x
(0<x<1)で示される非晶質シリコンゲルマニウム
膜、又は非晶質シリコンゲルマニウム膜を結晶化した膜
を用いても良い。
A semiconductor layer 102 made of a semiconductor material is formed on a substrate 100. Amorphous silicon,
Polycrystalline silicon, or amorphous silicon film, Si x Ge 1-x
An amorphous silicon germanium film represented by (0 <x <1) or a film obtained by crystallizing the amorphous silicon germanium film may be used.

【0080】次に、ゲート絶縁膜を構成する絶縁膜10
3を形成する。絶縁膜103に密接して、第1の導電膜
としてTa膜103、第2の導電膜として2wt% のスカ
ンジウムを含有した厚さ40nmのAl膜105との積
層膜を形成する。第2の導電膜105としては、純アル
ミニウムだけでなく、Si、Sc等を数重量%添加した
ものや、Siなどの金属との合金とし、耐熱性を向上さ
せるとよい。(図1(A))
Next, the insulating film 10 constituting the gate insulating film
Form 3 In close contact with the insulating film 103, a laminated film of a Ta film 103 as a first conductive film and an Al film 105 containing 2 wt% of scandium and having a thickness of 40 nm as a second conductive film is formed. The second conductive film 105 is preferably made of not only pure aluminum but also an additive of several weight% of Si, Sc or the like, or an alloy with a metal such as Si to improve heat resistance. (Fig. 1 (A))

【0081】次に、レジストマスク106を形成してA
l膜105をパターニングし、第2の配線層としてAl
層107形成する。Al層107はゲート配線の上層を
構成するものである。(図1(B))
Next, a resist mask 106 is formed and A
l film 105 is patterned and Al is used as a second wiring layer.
The layer 107 is formed. The Al layer 107 constitutes the upper layer of the gate wiring. (FIG. 1 (B))

【0082】次に、レジストマスク258を残したま
ま、陽極酸化装置のプローブをTa膜104に接触させ
て、陽極酸化を行う。条件は電解溶液に3%シュウ酸水
溶液(温度10℃)を用い、到達電圧8V、電圧印可時
間40分、供給電流20mA/1基板とする。この陽極酸
化条件では、Ta膜によってAl層107に電圧が印可
され、その側面に陽極酸化物膜108(以下A.O.膜10
8と記す)が形成される。A.O.膜108はポーラス(多
孔質)アルミナ膜である。またTa膜104の露出して
いる表面も若干陽極酸化されるが、図面上では省略し
た。(図1(C))
Next, while the resist mask 258 is left, the probe of the anodic oxidation device is brought into contact with the Ta film 104 to perform anodic oxidation. The conditions are as follows: a 3% aqueous solution of oxalic acid (temperature: 10 ° C.) is used as the electrolytic solution, the ultimate voltage is 8 V, the voltage application time is 40 minutes, and the supply current is 20 mA / 1 substrate. Under this anodic oxidation condition, a voltage is applied to the Al layer 107 by the Ta film, and the anodic oxide film 108 (hereinafter referred to as the AO film
8) is formed. The AO film 108 is a porous (porous) alumina film. The exposed surface of the Ta film 104 is also slightly anodized, but is omitted in the drawing. (Fig. 1 (C))

【0083】レジストマスク106を除去した後、再び
陽極酸化装置においてTa膜104に電圧を印可し、陽
極酸化を行った。条件は、電解溶液に電解溶液に3%の
酒石酸を含むエチレングリコール溶液を用い、電解溶液
温度10℃、到達電圧80V、電圧印可時間30分、供
給電流30mA/1基板とする。
After removing the resist mask 106, a voltage was applied to the Ta film 104 again in the anodic oxidation apparatus to perform anodic oxidation. The conditions are as follows: an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid is used as the electrolytic solution, the electrolytic solution temperature is 10 ° C., the ultimate voltage is 80 V, the voltage application time is 30 minutes, and the supply current is 30 mA / 1 substrate.

【0084】ポーラスA.O.膜108を酒石酸が浸透し
て、Al層107表面が陽極酸化されて、バリア型の陽
極酸化物膜(バリアA.O.膜と記す)109が形成され
る。バリアA.O.膜209は無孔質アルミナ膜であり、バ
ッファードフッ酸に対して耐蝕性がある。
Tartaric acid penetrates the porous AO film 108 and the surface of the Al layer 107 is anodized to form a barrier type anodic oxide film (referred to as a barrier AO film) 109. The barrier AO film 209 is a non-porous alumina film and has corrosion resistance to buffered hydrofluoric acid.

【0085】また、Ta膜104においては、露出して
いる部分およびポーラスA.O.膜108が存在している部
分が陽極酸化されて、タンタルオキサイド膜(以下Ta
Ox膜と記す)111に変成される。残存したタンタル
膜(Ta層)104が第1の配線層(Ta層)110と
なる。なお、TaOx膜111はTa膜104よりも厚
くなるが、簡単化のため、図6中では同じ厚さに図示し
た。(図1(D))
In the Ta film 104, the exposed portion and the portion where the porous AO film 108 is present are anodized to form a tantalum oxide film (hereinafter Ta).
Ox film). The remaining tantalum film (Ta layer) 104 becomes the first wiring layer (Ta layer) 110. Although the TaOx film 111 is thicker than the Ta film 104, the thickness is shown in FIG. 6 for simplicity. (Fig. 1 (D))

【0086】図3(A)に図1(D)の点線で囲った部
分の拡大断面図を示す。絶縁膜103上にはポーラスA.
O.膜108が存在している領域は、Ta層110、Ta
Ox層111a、TaOx 層111b積層されている。
またA.O.膜108の外側では、TaOx 層111a、T
aOx 層111cが積層されている。TaOx 膜111
において、TaOx 層111a、111bはバリアA.O.
膜109と同じ工程で酸化された部分である。TaOx
層111aはA.O.膜109の下部に5〜20nm程度進
入している。TaOx 層111bはポーラスA.O.膜10
8が存在している状態で陽極酸化されたため、Alを含
有したTaOx もしくはTaとAlの合金の酸化物とな
っている。また、TaOx 層111cはポーラスA.O.膜
108と同じ工程で酸化された部分であり、TaOx 層
111aよりも緻密ではない。
FIG. 3A is an enlarged sectional view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. Porous A. is formed on the insulating film 103.
O. The region where the film 108 exists is a Ta layer 110, a Ta layer
The Ox layer 111a and the TaOx layer 111b are stacked.
Outside the AO film 108, the TaOx layer 111a,
The aOx layer 111c is laminated. TaOx film 111
In this case, the TaOx layers 111a and 111b
This is a portion oxidized in the same step as the film 109. TaOx
The layer 111a enters the lower part of the AO film 109 by about 5 to 20 nm. The TaOx layer 111b is a porous AO film 10
Since anodization was carried out in the presence of 8, it became TaOx containing Al or an oxide of an alloy of Ta and Al. Further, the TaOx layer 111c is a portion oxidized in the same step as the porous AO film 108, and is less dense than the TaOx layer 111a.

【0087】次に、A.O.膜108、109をマスクにし
て、TaOx膜111をエッチングし、次に絶縁膜10
3をドライエッチングし、ゲート絶縁膜112を形成す
る。(図2(A))
Next, using the AO films 108 and 109 as a mask, the TaOx film 111 is etched.
3 is dry-etched to form a gate insulating film 112. (Fig. 2 (A))

【0088】アルミ混酸によって、ポーラスA.O.膜10
8をエッチングによって除去する。そして、導電性を付
与する不純物イオンを半導体層102に添加して、P型
又はB型のソース/ドレイン領域を形成する。イオンの
添加はイオンインプランテーション法、プラズマドーピ
ング法、レーザードーピング法のいずれかの手段を用い
れば良い。また、CMOS回路を構成する様な場合に
は、レジストマスクを利用して不純物イオンの添加領域
を選択すればよい。
The porous AO film 10 is formed by using an aluminum mixed acid.
8 is removed by etching. Then, impurity ions imparting conductivity are added to the semiconductor layer 102 to form P-type or B-type source / drain regions. The addition of ions may be performed by any of ion implantation, plasma doping, and laser doping. When a CMOS circuit is formed, a region to which impurity ions are added may be selected using a resist mask.

【0089】この工程では、ゲート絶縁膜112、Ta
層110、TaOx 層111が半透過なマスクとして機
能するようにドーピング条件、ドーズ量、加速電圧など
を調節する。この結果、半導体層102には、バリアA.
O.膜109の側面よりも外側に延びている部分であっ
て、ゲート絶縁膜が存在する領域117、118には低
濃度不純物領域が形成され、ゲート絶縁膜112が存在
しない領域115、116はソース領域、ドレイン領域
が形成される。またAl層107の下部の領域119は
チャネル形成領域として画定する。(図2(B))
In this step, the gate insulating film 112 and the Ta
The doping conditions, the dose, the acceleration voltage, and the like are adjusted so that the layer 110 and the TaOx layer 111 function as a translucent mask. As a result, the semiconductor layer 102 includes the barrier A.
Low-concentration impurity regions are formed in regions 117 and 118 where the gate insulating film is present, and the regions 115 and 116 where the gate insulating film 112 is not present are portions extending outside the side surfaces of the O. film 109. A source region and a drain region are formed. A region 119 below the Al layer 107 is defined as a channel formation region. (FIG. 2 (B))

【0090】図3(B)に図2(B)の点線で囲った部
分の拡大図を示す。低濃度不純物領域118上には、ゲ
ート絶縁膜112、Ta層110、TaOx 層111
a、TaOx 層111cが積層している。この構造で
は、オン状態ではTa層によって低濃度不純物領域11
7、118に電圧が印可されるため、TFTの劣化が早
まってしまう。
FIG. 3B is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. On the low-concentration impurity region 118, the gate insulating film 112, the Ta layer 110, and the TaOx layer 111
a, a TaOx layer 111c is laminated. In this structure, in the ON state, the low concentration impurity region 11 is formed by the Ta layer.
Since a voltage is applied to 7, 118, deterioration of the TFT is accelerated.

【0091】本実施形態では低濃度不純物領域117、
118上のTa層110を熱酸化する。(図2(C))
In this embodiment, the low concentration impurity region 117,
The Ta layer 110 on 118 is thermally oxidized. (Fig. 2 (C))

【0092】熱酸化温度はTaが酸化される温度であ
り、またAl層が耐え得る温度であれば良く、400〜
650℃とする。雰囲気は酸化性雰囲気であればよく、
ドライ酸素雰囲気、水蒸気雰囲気、塩酸等のハロゲン含
有雰囲気とする。450℃、ドライ酸素雰囲気中で膜厚
60nmのTa膜を全て熱酸化できることを確認してい
る。ここでは、ドライ酸素中で、450℃、2時間加熱
処理する。
The thermal oxidation temperature is a temperature at which Ta is oxidized, and may be any temperature at which the Al layer can withstand.
650 ° C. The atmosphere may be an oxidizing atmosphere,
A dry oxygen atmosphere, a steam atmosphere, or a halogen-containing atmosphere such as hydrochloric acid is used. It has been confirmed that all the Ta films having a thickness of 60 nm can be thermally oxidized in a dry oxygen atmosphere at 450 ° C. Here, heat treatment is performed at 450 ° C. for 2 hours in dry oxygen.

【0093】図3(C)に図2(C)の点線で囲った部
分の拡大断面図を示す。低濃度不純物領域118上に
は、のTa層110が熱酸化処理によって、TaOx 層
111dに変成される。よってTaOx 膜111' は、
陽極酸化によって形成されたTaOx 層111a、11
1bと熱酸化で形成されたTaOx 層111dでなる。
またTa層110とTaOx 膜111' との界面はバリ
アA.O.膜109の下部に存在し、TaOx 膜111' は
バリアA.O.膜109の下部と数十nm程度重なる。よっ
てAl層107はTa層206' とバリアA.O.膜109
で包まれている、あるいは挟まれた構造となっている。
FIG. 3C is an enlarged sectional view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. On the low-concentration impurity region 118, the Ta layer 110 is transformed into a TaOx layer 111d by thermal oxidation. Therefore, the TaOx film 111 '
TaOx layers 111a, 11 formed by anodic oxidation
1b and a TaOx layer 111d formed by thermal oxidation.
The interface between the Ta layer 110 and the TaOx film 111 'exists below the barrier AO film 109, and the TaOx film 111' overlaps with the lower part of the barrier AO film 109 by about several tens of nm. Therefore, the Al layer 107 is composed of the Ta layer 206 ′ and the barrier AO film 109.
It is wrapped or sandwiched between.

【0094】従来のアルミニウムの単層ゲート配線で
は、アルミニウム材料の耐熱性が低かったため、短時間
で、高々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半導体層に拡散
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。
In the conventional aluminum single-layer gate wiring, the heat resistance of the aluminum material was low, so that only a heat treatment of at most about 450 ° C. could be performed in a short time. In addition, in the conventional configuration, even if the heat treatment is performed at about 450 ° C., there is a large possibility that aluminum atoms are diffused into the gate insulating film and the semiconductor layer, which may cause deterioration and variation in TFT characteristics. it was high.

【0095】本発明ではゲート配線のAl層107をT
a層110とバリアA.O.膜109で包まれている構造と
することによって、Al層107の変形(膨張)及びA
l原子の拡散を防止することができるため、ゲート配線
形成以後の加熱温度の上限を500〜650℃程度にま
で上昇させることができる。
In the present invention, the Al layer 107 of the gate wiring is
By forming the structure surrounded by the a layer 110 and the barrier AO film 109, the deformation (expansion) of the Al layer 107 and A
Since the diffusion of l atoms can be prevented, the upper limit of the heating temperature after the formation of the gate wiring can be increased to about 500 to 650 ° C.

【0096】よって、Ta層(第1の配線層)の熱酸化
工程において、ソース及びドレイン領域における不純物
の活性化や、ドーピング工程で損傷した半導体層の結晶
構造の回復を同時に行うことができる。更に、実施例で
述べるようにゲッタリング工程を兼ねることもできる。
Therefore, in the thermal oxidation step of the Ta layer (first wiring layer), the activation of impurities in the source and drain regions and the recovery of the crystal structure of the semiconductor layer damaged in the doping step can be performed simultaneously. Furthermore, a gettering step can also be performed as described in the embodiment.

【0097】次に、酸化シリコン膜でなる層間絶縁膜1
20を形成する。層間絶縁膜120にコンタクトホール
を形成し、ソース配線121、ゲート配線122を形成
する。(図2(D))
Next, an interlayer insulating film 1 made of a silicon oxide film
20 is formed. A contact hole is formed in the interlayer insulating film 120, and a source wiring 121 and a gate wiring 122 are formed. (FIG. 2 (D))

【0098】[0098]

【実施例】 図4〜図21を用いて、本発明の実施例を
説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0099】[ 実施例1] 本実施例は本発明をTFT
に適用したものであり、Nチャネル型TFTとPチャネ
ル型TFTを同一基板上に形成し、CMOS回路を作製
した例を示す。
[Embodiment 1] In this embodiment, the present invention is applied to a TFT.
In this example, an N-channel TFT and a P-channel TFT are formed on the same substrate to form a CMOS circuit.

【0100】図4はTFTの概略の上面図を示す。図4
において、201はゲート配線、202はNチャネル型
TFTの半導体層、203はPチャネル型TFTの半導
体層である。204、205は半導体層202、203
とソース配線のコンタクト部であり、206、207は
半導体層202、203とドレイン配線とのコンタクト
部である。508は取出し配線(図示せず)とのコンタ
クト部(ゲートコンタクト部)である。
FIG. 4 shows a schematic top view of a TFT. FIG.
In the figure, 201 is a gate wiring, 202 is an N-channel TFT semiconductor layer, and 203 is a P-channel TFT semiconductor layer. 204 and 205 are semiconductor layers 202 and 203
And contact portions of the source wiring, and 206 and 207 are contact portions of the semiconductor layers 202 and 203 and the drain wiring. Reference numeral 508 denotes a contact portion (gate contact portion) with an extraction wiring (not shown).

【0101】図5、図6を用いて、TFTの作製工程を
説明する。なお、図5、図6において左側にNチャネル
型TFTの断面図を示し、右側にPチャネル型TFTの
断面図を示す。各TFTの断面は図4の点線A−A' 、
点線B−B' で切断した断面図に対応する。
A manufacturing process of the TFT will be described with reference to FIGS. 5 and 6, the left side shows a cross-sectional view of an N-channel TFT, and the right side shows a cross-sectional view of a P-channel TFT. The cross section of each TFT is indicated by a dotted line AA ′ in FIG.
This corresponds to a cross-sectional view taken along a dotted line BB ′.

【0102】まず、基板200としてガラス基板(コー
ニング1737;歪点=667℃)を用意し、その表面
に図示しない下地膜として酸化シリコン膜を200nm
厚に形成した。次に多結晶シリコン膜(ポリシリコン
膜)を形成する。先ず、厚さ膜厚45nmの非晶質シリ
コン膜251を減圧CVDで成膜する。非晶質シリコン
膜251の膜厚は10〜100nm(好ましくは15〜
75nm、さらに好ましくは20〜45nm)とする。
次にプラズマCVD法によって酸化シリコン膜を70n
mの厚さに成膜し、ウエットエッチングによって開口部
252a、252bを形成する。そして、スピナーを用
いてNi酢酸溶液を塗布し、更に乾燥させて、Ni層2
53を形成する。なお、Ni層253は完全な層を成し
ているものではない。(図5(A))
First, a glass substrate (Corning 1737; strain point = 667 ° C.) was prepared as the substrate 200, and a 200 nm-thick silicon oxide film was formed as a base film (not shown) on the surface thereof.
It was formed thick. Next, a polycrystalline silicon film (polysilicon film) is formed. First, an amorphous silicon film 251 having a thickness of 45 nm is formed by low-pressure CVD. The thickness of the amorphous silicon film 251 is 10 to 100 nm (preferably 15 to 100 nm).
(75 nm, more preferably 20 to 45 nm).
Next, a silicon oxide film is formed to a thickness of 70 n by a plasma CVD method.
Then, the openings 252a and 252b are formed by wet etching. Then, a Ni acetic acid solution is applied using a spinner, and further dried to obtain a Ni layer 2.
53 is formed. Note that the Ni layer 253 is not a complete layer. (FIG. 5 (A))

【0103】Ni酢酸溶液のNi濃度は重量換算で1〜
20ppm とする。本実施例では10ppm とした。この状
態で、マスク252の開口部252a、252bにおい
て、非晶質シリコン膜251の領域251a、251b
にNiが添加される。
The Ni concentration of the Ni acetic acid solution is 1 to 1 in terms of weight.
20 ppm. In this embodiment, it is set to 10 ppm. In this state, the regions 251a, 251b of the amorphous silicon film 251 are formed in the openings 252a, 252b of the mask 252.
Is added to Ni.

【0104】次に、窒素雰囲気中で、550℃、6時間
加熱する。矢印で模式的に示すように、領域251a、
251bからNiが拡散するのに従って、Niを核にし
て結晶成長が進行する。即ち、基板面に平行に結晶が成
長する。このように結晶化された領域をここでは「横成
長領域」と呼ぶこととする。(図5(B))
Next, heating is performed at 550 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. As schematically shown by arrows, the region 251a,
As Ni diffuses from 251b, crystal growth proceeds with Ni as a nucleus. That is, a crystal grows parallel to the substrate surface. The region crystallized in this manner is referred to as a “lateral growth region” here. (FIG. 5 (B))

【0105】酸化シリコンでなるマスク252を除去し
た後、多結晶シリコン膜252をパターニングして、N
チャネル型TFTの半導体層202とPチャネル型の半
導体層203を形成する。そして半導体層202、20
3を覆って、ゲート絶縁膜を構成する窒化酸化シリコン
膜を120nmの厚さに形成する。なお、本実施例では
Nチャネル型TFTとPチャネル型TFTを各1づつ図
示したが、回路構成にあわせて、Nチャネル型TFTと
Pチャネル型TFTがそれぞれ複数形成されている。
(図5(C))
After removing the mask 252 made of silicon oxide, the polycrystalline silicon film 252 is patterned to
A semiconductor layer 202 of a channel type TFT and a semiconductor layer 203 of a P-channel type are formed. And the semiconductor layers 202 and 20
3, a silicon nitride oxide film constituting a gate insulating film is formed to a thickness of 120 nm. Although one N-channel TFT and one P-channel TFT are shown in this embodiment, a plurality of N-channel TFTs and a plurality of P-channel TFTs are formed in accordance with the circuit configuration.
(FIG. 5 (C))

【0106】次に、基板200上に厚さ20nmのタン
タル膜(Ta膜)256と、2wt%のスカンジウムを含
有した厚さ40nmのアルミニウム膜(Al膜)257
とを、スパッタ装置において成膜する。そして、Al膜
257に陽極酸化装置のプローブPを接触させて、Al
膜257の表面に薄いバリア型アルミナ膜 (図示せ
ず)を形成した。この陽極酸化工程はレジストマスクの
密着性を向上するためである。条件は電解溶液に電解溶
液に3%の酒石酸を含むエチレングリコール溶液を用
い、電解溶液温度30℃、到達電圧10V、電圧印可時
間15分、供給電流10mA/1基板とする。
Next, a 20 nm thick tantalum film (Ta film) 256 and a 40 nm thick aluminum film (Al film) 257 containing 2 wt% scandium are formed on the substrate 200.
Are formed in a sputtering apparatus. Then, the probe P of the anodic oxidation device is brought into contact with the Al film 257, and
A thin barrier type alumina film (not shown) was formed on the surface of the film 257. This anodic oxidation step is for improving the adhesion of the resist mask. The conditions are as follows: an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid is used as the electrolytic solution, the electrolytic solution temperature is 30 ° C., the ultimate voltage is 10 V, the voltage application time is 15 minutes, and the supply current is 10 mA / 1 substrate.

【0107】レジストマスク258を形成する。図示し
ないアルミナ膜をクロム混酸でエッチングし、次にアル
ミ混酸でAl膜257をエッチングして、第2の配線層
としてAl層207を形成する。Al層207はゲート
配線204の上層を構成するものである。なお、図5で
は向かって左側のAl層207と右側のAl層207と
が分断して記載されているが、実際には図4に示したよ
うに一体である。(図5(E))
A resist mask 258 is formed. An alumina film (not shown) is etched with chromium mixed acid, and then the Al film 257 is etched with aluminum mixed acid to form an Al layer 207 as a second wiring layer. The Al layer 207 forms an upper layer of the gate wiring 204. In FIG. 5, the Al layer 207 on the left side and the Al layer 207 on the right side are separated from each other, but are actually integrated as shown in FIG. (FIG. 5E)

【0108】図8に図5(D)のゲート配線の断面図を
示す。図8(B)は図8(A)の鎖線X−X' で切った
Nチャネル型TFTのチャネル長方向の断面図である。
図8(C)は図8(A)の鎖線Y−Y' 平面で切った断
面図であり、チャネル幅方向のNチャネル型TFTの断
面図に対応する。また図9(A)は図18 (B)のZ
−Z' 平面で切った断面図である。図9、図10におい
てX−X' 断面、Y−Y' 断面、Z−Z' 断面の関係は
図8と同じである。Al層207の平面形状は図4のゲ
ート配線201と相似な形状であるが、矩形状に簡略化
した。図9、図10においても、Al層207に関して
同様である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the gate wiring shown in FIG. FIG. 8B is a cross-sectional view in the channel length direction of the N-channel TFT taken along a chain line XX ′ in FIG.
FIG. 8C is a cross-sectional view taken along a dashed line YY ′ plane in FIG. 8A, and corresponds to a cross-sectional view of an N-channel TFT in a channel width direction. FIG. 9 (A) is a view similar to that of FIG. 18 (B).
It is sectional drawing cut | disconnected by the -Z 'plane. 9 and 10, the relationship among the XX ′ cross section, the YY ′ cross section, and the ZZ ′ cross section is the same as FIG. The planar shape of the Al layer 207 is similar to the gate wiring 201 in FIG. 4, but is simplified to a rectangular shape. 9 and 10, the same applies to the Al layer 207.

【0109】次に、レジストマスク258を残したま
ま、陽極酸化装置においてプローブPをTa膜256に
接触させて、陽極酸化を行った。条件は、電解溶液に3
%シュウ酸水溶液(温度10℃)を用い、到達電圧8
V、電圧印可時間40分、供給電流20mA/1基板とし
た。この陽極酸化条件では、Al層207の側面にポー
ラス状の陽極酸化物膜259(以下、ポーラスA.O.膜2
59と記す)が形成される。A.O.膜259はポーラス
(多孔質)アルミナ膜である。またTa膜256の露出
している表面も若干酸化されるが、図中では省略した。
(図6(A))
Next, while the resist mask 258 was left, the probe P was brought into contact with the Ta film 256 in an anodic oxidation apparatus to perform anodic oxidation. The condition is 3
% Oxalic acid aqueous solution (temperature 10 ° C.)
V, the voltage application time was 40 minutes, and the supply current was 20 mA / 1 substrate. Under these anodic oxidation conditions, a porous anodic oxide film 259 (hereinafter, porous AO film 2) is formed on the side surface of the Al layer 207.
59) is formed. The AO film 259 is a porous (porous) alumina film. The exposed surface of the Ta film 256 is also slightly oxidized, but is omitted in the figure.
(FIG. 6 (A))

【0110】レジストマスク258を除去した後、再び
陽極酸化装置においてTa膜256にプローブPを接触
させて、陽極酸化を行う。条件は、電解溶液に電解溶液
に3%の酒石酸を含むエチレングリコール溶液を用い、
電解溶液温度10℃、到達電圧80V、電圧印可時間3
0分、供給電流30mA/1基板とする。
After removing the resist mask 258, the probe P is again brought into contact with the Ta film 256 in the anodic oxidation apparatus to perform anodic oxidation. The conditions were as follows: using an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid as the electrolytic solution,
Electrolyte temperature 10 ° C, ultimate voltage 80V, voltage application time 3
0 minute, supply current 30 mA / substrate.

【0111】ポーラスA.O.膜259を酒石酸が浸透し
て、Al層207表面が陽極酸化されて、バリア型の陽
極酸化物膜(バリアA.O.膜と記す)209が形成され
る。バリアA.O.膜209は無孔質アルミナ膜である。ま
た、Ta膜256においては、露出している部分および
ポーラスA.O.膜259が存在している部分も陽極酸化さ
れて、タンタルオキサイド膜(以下TaOx 膜と記す)
210に変成される。残存したタンタル層(Ta層)2
06が第1の配線層として画定する。なお、TaOx 膜
208はTa膜206よりも厚くなるが、簡単化のた
め、図中では同じ厚さに図示した。(図6(B))
Tartaric acid penetrates the porous AO film 259, and the surface of the Al layer 207 is anodized to form a barrier type anodic oxide film (referred to as a barrier AO film) 209. The barrier AO film 209 is a non-porous alumina film. Further, in the Ta film 256, the exposed portion and the portion where the porous AO film 259 is present are also anodized to form a tantalum oxide film (hereinafter referred to as a TaOx film).
Transformed into 210. Remaining tantalum layer (Ta layer) 2
06 is defined as the first wiring layer. Although the TaOx film 208 is thicker than the Ta film 206, for simplicity, the thickness is shown in the drawing. (FIG. 6 (B))

【0112】図9に図6(B)の状態のゲート配線の断
面図を示す。図9に示すように、バリアA.O.膜209側
面から突出しているポーラスA.O.膜259の膜厚tp及
びバリアA.O.膜209の膜厚tbはAl層207周囲で
全て均一になる。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the gate wiring in the state of FIG. 6B. As shown in FIG. 9, the thickness tp of the porous AO film 259 protruding from the side surface of the barrier AO film 209 and the thickness tb of the barrier AO film 209 are all uniform around the Al layer 207.

【0113】また、図6(B)の陽極酸化工程では、T
a膜255において上部にポーラスA.O.膜259が存在
している領域は完全に酸化されず、下層にTa層206
が残存し、上層にTaOx 膜208が形成されている。
TaOx 膜208の一部はバリアA.O.膜209の下部に
も存在している。
In the anodic oxidation step of FIG.
The region where the porous AO film 259 exists in the upper portion of the a film 255 is not completely oxidized, and the Ta layer 206
Remain, and a TaOx film 208 is formed as an upper layer.
A part of the TaOx film 208 also exists below the barrier AO film 209.

【0114】次に、A.O.膜209、234をマスクとし
て、TaOx 膜208と絶縁膜207をドライエッチン
グし、ゲート絶縁膜205を形成する。エッチングはC
4にO2 ガスを混合したエッチングガス用いる。(図
6(C))
Next, using the AO films 209 and 234 as a mask, the TaOx film 208 and the insulating film 207 are dry-etched to form a gate insulating film 205. Etching is C
An etching gas in which an O 2 gas is mixed with F 4 is used. (FIG. 6 (C))

【0115】アルミ混酸によって、ポーラスA.O.膜25
9をエッチングによって除去する。また、ゲート絶縁膜
205のバリアA.O.膜209側面よりも外側に延びてい
る部分には、Ta層206が下層に、TaOx 膜208
が上層に積層している。(図6(D))
The porous AO film 25 is formed by the mixed acid of aluminum.
9 is removed by etching. In a portion of the gate insulating film 205 extending outside the side surface of the barrier AO film 209, a Ta layer 206 is formed as a lower layer, and a TaOx film 208 is formed.
Are laminated on the upper layer. (FIG. 6 (D))

【0116】本実施例では、陽極酸化用の配線を形成し
ていないため、陽極酸化終了後、ゲート配線を配線ごと
に分断する工程が不要である。
In this embodiment, since no anodic oxidation wiring is formed, a step of dividing the gate wiring for each wiring after anodic oxidation is completed is unnecessary.

【0117】次に、N型の導電性を付与する不純物イオ
ンを半導体層202、203に添加する。本実施例で
は、プラズマドーピング法によってリンイオンを半導体
層202、203に添加する。ドーピングガスには水素
で5%に希釈されたホスフィンを用いる。加速電圧を6
0〜90keV と高くした。ドーズ量は1×1013〜8×
1015atoms/cm3 とする。この工程は加速電圧が高いた
めTaOx 膜208、Ta層206、ゲート絶縁膜20
5端部を通過してリンイオンが添加される。
Next, impurity ions imparting N-type conductivity are added to the semiconductor layers 202 and 203. In this embodiment, phosphorus ions are added to the semiconductor layers 202 and 203 by a plasma doping method. Phosphine diluted to 5% with hydrogen is used as a doping gas. Acceleration voltage of 6
It was as high as 0 to 90 keV. Dose amount is 1 × 10 13 to 8 ×
It is 10 15 atoms / cm 3 . In this step, since the acceleration voltage is high, the TaOx film 208, the Ta layer 206, the gate insulating film 20
Phosphorus ions are added through the five ends.

【0118】次に、5〜10keV と低い加速電圧で2回
目のドーピング工程を行う。この工程では加速電圧が低
いためゲート絶縁膜205が完全にマスクとして機能す
る。
Next, a second doping step is performed at a low acceleration voltage of 5 to 10 keV. In this step, since the acceleration voltage is low, the gate insulating film 205 completely functions as a mask.

【0119】本実施例では、211、212、261、
262で示されるN+ 型領域には、1×1020〜8×1
21atoms/cm3 の濃度でリンが添加されるようにした。
214、215、265及び266示されるN- 型領域
のリン濃度は、1×1015〜1×1017atoms/cm3 にな
るように調節する。なお、Nチャネル型TFTにおい
て、N+ 型領域211、212はソース領域、ドレイン
領域であり、N- 型領域214、215は低濃度不純物
になる。(図7(A))
In this embodiment, 211, 212, 261,
In the N + type region indicated by reference numeral 262, 1 × 10 20 to 8 × 1
Phosphorus was added at a concentration of 0 21 atoms / cm 3 .
The phosphorus concentration in the N − -type regions 214, 215, 265 and 266 is adjusted to be 1 × 10 15 to 1 × 10 17 atoms / cm 3 . In the N-channel TFT, the N + -type regions 211 and 212 are a source region and a drain region, and the N -- type regions 214 and 215 are low-concentration impurities. (FIG. 7 (A))

【0120】次に、Nチャネル型TFTをレジストマス
ク260で覆って、半導体層203にボロンイオンを添
加して、P+ 型領域221、222、P- 型領域22
4、225を形成する。ドーピングガスには水素で5%
に希釈されたジボランを用いる。ボロンのドーズ量は、
+ 型領域221、222のボロンイオンの濃度がN+
型領域262、261領域に添加されるリンイオン濃度
の1.3〜2倍程度になるようにする。(図7(B))
Next, the N channel type TFT is covered with a resist mask 260, boron ions are added to the semiconductor layer 203, and the P + type regions 221 and 222 and the P type region 22 are added.
4, 225 are formed. 5% hydrogen in doping gas
Use diborane diluted in water. The dose of boron is
The concentration of boron ions in the P + -type regions 221 and 222 is N +
The concentration is set to about 1.3 to 2 times the concentration of phosphorus ions added to the mold regions 262 and 261 regions. (FIG. 7 (B))

【0121】P+ 領域221、222はPチャネル型T
FTのソース領域、ドレイン領域であり、P- 型領域2
24、225は低濃度不純物領域である。リンイオン、
ボロンイオンが注入されなかった領域213、223が
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である。
The P + regions 221 and 222 are P-channel type T
The source region of the FT, is a drain region, P - type region 2
24 and 225 are low concentration impurity regions. Phosphorus ion,
The regions 213 and 223 into which boron ions have not been implanted are intrinsic or substantially intrinsic channel forming regions which later serve as carrier movement paths.

【0122】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×
1017atoms/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。
The intrinsic region refers to a region in which electrons and holes are perfectly balanced and is completely neutral, and the substantially intrinsic region is a concentration range (1 × 10 15 to 1 × 10 15) in which a threshold value can be controlled. 1x
10 17 atoms / cm 3 ) indicates a region containing an impurity imparting N-type or P-type, or a region where conductivity type is offset by intentionally adding an impurity of opposite conductivity type.

【0123】次にドライ酸素雰囲気中において550
℃、2時間の加熱処理をする。本実施例は、Al層20
7の下層に設けられたTa層206をアルミニウム原子
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
を施すことが可能である。(図7(C))
Next, 550 in a dry oxygen atmosphere.
Heat treatment at 2 ° C. for 2 hours. In this embodiment, the Al layer 20 is used.
7 was used as a blocking layer of aluminum atoms for a long time,
Heat treatment at 450 ° C or higher, preferably 500 to 650 ° C, can be performed. (FIG. 7 (C))

【0124】酸化性雰囲気での加熱処理よって、また、
上記のドライ酸素雰囲気での加熱処理工程において、ゲ
ート絶縁膜205のバリアA.O.膜209側面よりから外
側に延びている部分に残存したTa層206が酸化され
る。この工程によって、ゲート配線201を構成する第
1の配線層としてTa層206' が画定する。TaOx
層208' は陽極酸化で酸化された部分と、熱酸化され
た部分とでなる。
By the heat treatment in an oxidizing atmosphere,
In the heat treatment step in a dry oxygen atmosphere, the Ta layer 206 remaining in the portion of the gate insulating film 205 extending outward from the side surface of the barrier AO film 209 is oxidized. By this step, a Ta layer 206 'is defined as a first wiring layer constituting the gate wiring 201. TaOx
The layer 208 'has a portion oxidized by anodic oxidation and a portion oxidized by heat.

【0125】図10に図7(C)の状態でのゲート配線
の断面図を示す。また図11に図6(C)の状態でのN
チャネル型TFTの部分拡大図を示す。TaOx 膜20
8'はバリアA.O.膜209側面よりも外側に延びてい
る。またTa層206' とTaOx 膜208' との界面
はバリアA.O.膜209の下部に存在し、TaOx 膜20
8' はバリアA.O.膜209の下部と数十nm程度重な
る。よってAl層207はTa層206' とバリアA.O.
膜209で包まれている、あるいは挟まれた構造となっ
ている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the gate wiring in the state of FIG. 7C. FIG. 11 shows N in the state of FIG.
1 shows a partially enlarged view of a channel type TFT. TaOx film 20
8 'extends outside the side surface of the barrier AO film 209. The interface between the Ta layer 206 'and the TaOx film 208' exists below the barrier AO film 209, and the TaOx film 20 '
8 ′ overlaps the lower part of the barrier AO film 209 by about several tens of nm. Therefore, the Al layer 207 is composed of the Ta layer 206 'and the barrier AO.
It has a structure that is wrapped or sandwiched by the film 209.

【0126】酸化性雰囲気で熱処理する前には、ゲート
絶縁膜205を介して低濃度不純物領域214、21
5、224、225上にもTa層206が存在してい
る。これら低濃度不純物領域上にTa層206が存在し
ていると、オン状態ではTa層によって低濃度不純物領
域に電圧が印可されるため、TFTが劣化しやすくな
る。またオフ状態ではドレイン領域から電流がリークし
やすくなる。低濃度不純物領域上に残存したTa膜を除
去することによって、劣化やリーク電流を低減できる。
Before heat treatment in an oxidizing atmosphere, the low-concentration impurity regions 214 and 21 are interposed via the gate insulating film 205.
5, 224, and 225 also have a Ta layer 206. When the Ta layer 206 exists on these low-concentration impurity regions, a voltage is applied to the low-concentration impurity regions by the Ta layer in the ON state, so that the TFT is easily deteriorated. Further, in the off state, the current easily leaks from the drain region. Deterioration and leakage current can be reduced by removing the Ta film remaining on the low concentration impurity region.

【0127】上記加熱工程により、非晶質シリコン膜の
結晶化のために意図的に添加したNiが、図7(C)矢
印で模式的に示すように、チャネル形成領域213、2
23からそれぞれのソース/ドレイン領域211、21
2、221、222へ拡散する。これはこれらの領域が
リン元素を高濃度に含むためであり、これらソース/ド
レイン領域に到達したNiはそこで捕獲(ゲッタリン
グ)される。500〜600℃、2〜4時間程度の加熱
処理で、Niを5〜10μm程度拡散させることができ
る。
As a result of the heating step, Ni intentionally added for crystallization of the amorphous silicon film is added to the channel formation regions 213 and 213 as schematically shown by arrows in FIG.
23 to the respective source / drain regions 211 and 21
2, 221 and 222. This is because these regions contain a high concentration of phosphorus element, and Ni that reaches these source / drain regions is captured (gettered) there. Ni can be diffused by about 5 to 10 μm by a heat treatment at 500 to 600 ° C. for about 2 to 4 hours.

【0128】その結果、チャネル形成領域213、22
3内のNi濃度を低減することができる。チャネル形成
領域中のNi濃度はSIMSの検出下限である、5×1
17atoms/cm3 以下にすることができる。他方、ゲッタ
リングシンクに用いたソース/ドレイン領域211、2
12、221、222中のNi濃度はチャネル形成領域
213、223よりも高くなる。
As a result, channel forming regions 213 and 22
3 can be reduced. The Ni concentration in the channel forming region is 5 × 1, which is the lower limit of SIMS detection.
It can be set to 0 17 atoms / cm 3 or less. On the other hand, the source / drain regions 211 and 2
12, 221, and 222 have a higher Ni concentration than the channel formation regions 213 and 223.

【0129】N型の導電型を付与する不純物としてリン
の他に、アンチモン、ビスマスを用いることができる。
ゲッタリング能力が最も高いのはリンであり、次いでア
ンチモンである。
Antimony and bismuth can be used as an impurity for imparting the N-type conductivity in addition to phosphorus.
Phosphorus has the highest gettering ability, followed by antimony.

【0130】特に、Pチャネル型TFTソース/ドレイ
ン領域221、222のように、リンとボロン双方添加
した領域であって、ボロン濃度をリンの1.3〜2倍程
度とした領域は、リンだけを添加したNチャネル型TF
Tソース/ドレイン領域211、212よりもゲッタリ
ング能力が高いことが、実験で確認されている。
In particular, like the P-channel type TFT source / drain regions 221 and 222, a region where both phosphorus and boron are added and the boron concentration is about 1.3 to 2 times that of phosphorus is only phosphorus. N-channel type TF
Experiments have confirmed that the gettering ability is higher than that of the T source / drain regions 211 and 212.

【0131】更に、この加熱処理でゲッタリングと同時
に、ソース/ドレイン領域211、212、221、2
22、及び低濃度不純物領域214、215、224、
225に添加されるたリン、ボロンが活性化される。従
来では、アルミニウム材料の耐熱性が低かったために4
50℃程度の加熱処理しか施せなかったので、ドーパン
ト(リン、ボロン)の活性化率は低いものであり、さら
にエキシマレーザによる活性化工程を実施する必要もあ
った。本実施例では、加熱温度を500℃以上に上昇す
ることによって、ドーパントを十分に活性化でき、加熱
処理のみでソース/ドレイン領域をより低抵抗化するこ
とができる。
Further, the source / drain regions 211, 212, 221, 2
22, and low concentration impurity regions 214, 215, 224,
The phosphorus and boron added to 225 are activated. Conventionally, the low heat resistance of aluminum materials
Since only heat treatment at about 50 ° C. was performed, the activation rate of the dopant (phosphorus, boron) was low, and it was necessary to perform an activation step using an excimer laser. In this embodiment, by increasing the heating temperature to 500 ° C. or higher, the dopant can be sufficiently activated, and the resistance of the source / drain region can be further reduced only by the heat treatment.

【0132】更に、この加熱処理でイオンのドーピング
工程によって結晶性が破壊された領域の結晶性の改善が
進行する。
Further, the crystallinity of the region where the crystallinity is destroyed by the ion doping step by the heat treatment is improved.

【0133】即ち、図7(c)の酸化性雰囲気での加熱
工程において 1)低濃度不純物領域上に残存している、Ta層206
を酸化させる熱酸化処理 2)チャネル形成領域内の金属元素濃度を低減するゲッ
タリング処理 3)ソース及びドレイン領域における不純物の活性化処
理 4)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 を同時に行うことができる。
That is, in the heating step in the oxidizing atmosphere shown in FIG. 7C, 1) the Ta layer 206 remaining on the low concentration impurity region;
2) Gettering to reduce the metal element concentration in the channel formation region 3) Activation of impurities in the source and drain regions 4) Annealing to recover crystal structure damage caused by ion implantation Can be performed simultaneously.

【0134】従来のアルミニウム単層でなるゲート配線
では、アルミニウム材料の耐熱性が低かったため短時間
で、高々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半導体層に拡散
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。
In the conventional gate wiring consisting of a single layer of aluminum, the heat resistance of the aluminum material was low, so that only a heat treatment of at most about 450 ° C. could be performed in a short time. In addition, in the conventional configuration, even if the heat treatment is performed at about 450 ° C., there is a large possibility that aluminum atoms are diffused into the gate insulating film and the semiconductor layer, which may cause deterioration and variation in TFT characteristics. it was high.

【0135】本実施例では、ゲート配線のAl層207
をTa層206' とバリアA.O.膜209で包まれている
構造とすることによって、Al層207の変形(膨張)
及びAl原子の拡散を防止することができるため、ゲー
ト配線形成以後の加熱温度の上限を500〜650℃程
度にまで上昇させることができる。
In this embodiment, the gate wiring Al layer 207 is used.
Is a structure surrounded by a Ta layer 206 ′ and a barrier AO film 209, whereby the Al layer 207 is deformed (expanded).
In addition, since the diffusion of Al atoms can be prevented, the upper limit of the heating temperature after the formation of the gate wiring can be increased to about 500 to 650 ° C.

【0136】次に、酸化シリコン膜でなる層間絶縁膜2
40を形成する。層間絶縁膜240にコンタクトホール
を形成した後、電極材料としてチタン/アルミ/チタン
からなる積層膜を形成し、パターニングして、配線24
1〜243を形成した。ここでは、配線433によって
Nチャネル型TFTとPチャネル型TFTとを接続して
CMOS回路を形成する。更に、ゲート配線201の取
出し配線244も形成する。(図7(D))
Next, an interlayer insulating film 2 made of a silicon oxide film
40 is formed. After forming a contact hole in the interlayer insulating film 240, a laminated film made of titanium / aluminum / titanium is formed as an electrode material and patterned to form a wiring 24.
1 to 243 were formed. Here, the N-channel TFT and the P-channel TFT are connected by the wiring 433 to form a CMOS circuit. Further, an extraction wiring 244 for the gate wiring 201 is also formed. (FIG. 7 (D))

【0137】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。
Finally, in a hydrogen atmosphere at 350.degree.
A hydrogenation process is performed for about a time, and a hydrogen termination process is performed on the entire TFT.

【0138】図12は図7(D)の半導体層202をチ
ャネル幅方向(チャネル長と直交する方向)で切った図
であり、図4の鎖線C−C' で切った断面図に相当す
る。
FIG. 12 is a view of the semiconductor layer 202 of FIG. 7D cut in a channel width direction (a direction orthogonal to the channel length), and corresponds to a cross-sectional view of FIG. 4 cut by a dashed line CC ′. .

【0139】従来、多層配線において、層間絶縁膜表面
には、下部構造を反映した段差が生ずる。取出し配線2
44はこのような段差部分に形成されることとなる。従
来、段差部での配線の分断が問題となっている。特にゲ
ート配線とゲート絶縁膜による段差で、配線の分断が多
く発生している。
Conventionally, in a multilayer wiring, a step is formed on the surface of an interlayer insulating film, reflecting a lower structure. Extraction wiring 2
44 is formed in such a step portion. Conventionally, there has been a problem of disconnection of wiring at a step portion. In particular, a large amount of disconnection of the wiring occurs due to a step between the gate wiring and the gate insulating film.

【0140】本実施例では、ゲート絶縁膜205表面周
囲にTaOx 膜208' が形成されているため、ゲート
配線201とゲート絶縁膜205との高さの差が緩和さ
れるため、特にゲート配線とゲート絶縁膜による段差2
60で、取出し配線244が分断しにくくなる。
In this embodiment, since the TaOx film 208 'is formed around the surface of the gate insulating film 205, the difference in height between the gate wiring 201 and the gate insulating film 205 is reduced. Step 2 due to gate insulating film
At 60, the extraction wiring 244 becomes difficult to be divided.

【0141】また、ゲート配線201と取出し配線24
4とを接続するためのコンタクトホールを形成する場合
に、バッファードフッ酸を用いることで、Ta層206
をエッチングストッパとして機能させることができる。
ゲート絶縁膜205のオーバーエッチングを防止でき
る。
The gate wiring 201 and the extraction wiring 24
When a contact hole for connecting to the Ta layer 206 is formed, buffered hydrofluoric acid is used.
Can function as an etching stopper.
Over-etching of the gate insulating film 205 can be prevented.

【0142】[実施例2] 本実施例では、実施例1で
説明したTFTをアクティブマトリクス基板に適用した
ものである。本実施例のアクティブマトリクス基板は液
晶表示装置や、EL表示装置などの平板型の電気光学装
置に用いられる。
[Embodiment 2] In this embodiment, the TFT described in Embodiment 1 is applied to an active matrix substrate. The active matrix substrate of this embodiment is used for a flat-type electro-optical device such as a liquid crystal display device and an EL display device.

【0143】図13〜図15を用いて、本実施例を説明
する。図13〜図15において、同じ符号は同じ構成要
素を示す。図13は本実施例のアクティブマトリクス基
板の概略斜視図である。アクティブマトリクス基板は、
ガラス基板300上に形成された、画素マトリクス回路
301、走査線駆動回路302、信号線駆動回路303
とを備えている。走査線駆動回路302、信号線駆動回
路303はそれぞれ走査線520、信号線530によっ
て画素マトリクス回路301に接続されている。
This embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 15, the same reference numerals indicate the same components. FIG. 13 is a schematic perspective view of the active matrix substrate of this embodiment. Active matrix substrates
A pixel matrix circuit 301, a scanning line driving circuit 302, and a signal line driving circuit 303 formed over a glass substrate 300
And The scanning line driving circuit 302 and the signal line driving circuit 303 are connected to the pixel matrix circuit 301 by a scanning line 520 and a signal line 530, respectively.

【0144】走査線520は画素マトリクス回路の行ご
とに形成され、信号線530は列ごとに形成されてい
る。走査線520、信号線530の交差部近傍には、各
配線に接続された画素TFT500が形成されている。
画素TFT500には画素電極550、付加容量560
が接続されている。駆動回路302、303は、CMO
S回路で主に構成されている。
The scanning lines 520 are formed for each row of the pixel matrix circuit, and the signal lines 530 are formed for each column. Near the intersection of the scanning line 520 and the signal line 530, a pixel TFT 500 connected to each wiring is formed.
The pixel TFT 500 has a pixel electrode 550 and an additional capacitor 560.
Is connected. The driving circuits 302 and 303 are
It is mainly composed of S circuits.

【0145】本実施例のアクティブマトリクス基板は実
施例1とほぼ同様の工程で容易に実現できる。実施例1
の工程に従って、CMOS回路のNチャネル型TFT、
Pチャネル型TFT、画素マトリクスの画素TFTを完
成する。
The active matrix substrate of the present embodiment can be easily realized by substantially the same steps as in the first embodiment. Example 1
The N-channel type TFT of the CMOS circuit,
A P-channel TFT and a pixel TFT of a pixel matrix are completed.

【0146】図14(A)は画素マトリクス回路301
の上面図であり、ほぼ1画素ぶんの上面図である。図1
4(B)は駆動回路302、303を構成するCMOS
回路の上面図である。図15はアクティブマトリクス基
板の断面図であり、画素マトリクス回路301、CMO
S回路の断面図を示した。画素マトリクス回路301の
断面図は図14(A)の鎖線A−A' に沿った断面図で
あり、CMOS回路の断面図は図14(B)の鎖線B−
B' に沿った断面図である。
FIG. 14A shows a pixel matrix circuit 301.
5 is a top view of almost one pixel. FIG.
4 (B) shows a CMOS circuit forming the driving circuits 302 and 303.
It is a top view of a circuit. FIG. 15 is a cross-sectional view of the active matrix substrate.
A sectional view of the S circuit is shown. A cross-sectional view of the pixel matrix circuit 301 is a cross-sectional view taken along a dashed line AA ′ in FIG. 14A, and a cross-sectional view of the CMOS circuit is a dashed line B-A in FIG.
It is sectional drawing along B '.

【0147】画素マトリクス回路の画素TFT500は
Nチャネル型TFTである。ガラス基板300上には
「U」字型(馬蹄型)に屈曲した半導体層502が形成
されている。ゲート絶縁膜505を介して、第1層目の
配線である走査線520が半導体層501と交差して形
成されている。走査線520はTa層(第1の配線層)
506、Al層(第2の配線層)507、TaOx 膜3
20、バリアA.O.膜509で構成されている。
The pixel TFT 500 of the pixel matrix circuit is an N-channel type TFT. On the glass substrate 300, a semiconductor layer 502 bent in a “U” shape (horse-shoe shape) is formed. A scan line 520 which is a first-layer wiring is formed to intersect with the semiconductor layer 501 with the gate insulating film 505 interposed therebetween. The scanning line 520 is a Ta layer (first wiring layer)
506, Al layer (second wiring layer) 507, TaOx film 3
20 and a barrier AO film 509.

【0148】半導体層502には、N+ 型領域511〜
513、2つのチャネル形成領域514、515、低濃
度不純物領域(N- 型領域)516〜519が形成され
ている。N+ 型領域511、512はソース/ドレイン
領域である。
The semiconductor layer 502 includes N + type regions 511 to 511.
513, two channel formation regions 514 and 515, and low-concentration impurity regions (N -type regions) 516 to 519 are formed. N + type regions 511 and 512 are source / drain regions.

【0149】他方、CMOS回路では、2つの半導体層
402、403に対して、ゲート絶縁膜405を介して
1本のゲート配線401が交差している。半導体層40
2には、ソース/ドレイン領域(N+ 型領域)411、
412、チャネル形成領域413、低濃度不純物領域
(N- 型領域)414、415が形成されている。半導
体層403には、ソース/ドレイン領域(P+ 型領域)
421、422、チャネル形成領域423、低濃度不純
物領域(P- 型領域)424、425が形成されてい
る。
On the other hand, in the CMOS circuit, one gate wiring 401 intersects two semiconductor layers 402 and 403 via a gate insulating film 405. Semiconductor layer 40
2 includes a source / drain region (N + type region) 411;
412, a channel formation region 413, and low-concentration impurity regions (N -type regions) 414 and 415 are formed. In the semiconductor layer 403, a source / drain region (P + type region)
421 and 422, a channel formation region 423, and low-concentration impurity regions (P type regions) 424 and 425 are formed.

【0150】半導体層402、403、502への不純
物のドーピング終了後、基板全面に層間絶縁膜310が
形成される。層間絶縁膜310上には第2層目の配線・
電極として、ソース電極431、432、ドレイン電極
432、信号線530、ドレイン電極532が形成され
ている。
After doping the semiconductor layers 402, 403, and 502 with impurities, an interlayer insulating film 310 is formed over the entire surface of the substrate. On the interlayer insulating film 310, a second layer wiring
Source electrodes 431 and 432, a drain electrode 432, a signal line 530, and a drain electrode 532 are formed as electrodes.

【0151】図13(B)に示すように、CMOS回路
のドレイン領域電極433は他のTFTのゲート配線4
10(第1層目の配線)と接続される。
As shown in FIG. 13B, the drain region electrode 433 of the CMOS circuit is connected to the gate wiring 4 of another TFT.
10 (first layer wiring).

【0152】図13(A)に示すように画素マトリクス
回路301において、信号線530は列ごとに形成さ
れ、またゲート配線501と層間絶縁膜320を介して
直交している。ドレイン電極532はドレイン領域51
2と画素電極550とを接続させるための取出し電極で
ある共に、後述する画素部の付加容量の下部電極として
機能する。付加容量の容量を大きくするため、ドレイン
電極532は開口部を低下させない限りにおいて、でき
るだけ広くなるようにしている。
As shown in FIG. 13A, in the pixel matrix circuit 301, the signal lines 530 are formed for each column, and are orthogonal to the gate lines 501 via the interlayer insulating film 320. The drain electrode 532 is a drain region 51
2 as well as an extraction electrode for connecting the pixel electrode 550 to the pixel electrode 550, and also functions as a lower electrode of an additional capacitor of a pixel portion described later. In order to increase the capacitance of the additional capacitance, the drain electrode 532 is made as wide as possible as long as the opening is not reduced.

【0153】信号線530、ドレイン電極532はゲー
ト配線501や半導体層502を乗り越えて形成され
る。ゲート配線501にTaOx 膜508を形成して高
低差を緩和したため、段差によって信号線530、ドレ
イン電極532が切断されることが防げる。
The signal line 530 and the drain electrode 532 are formed over the gate wiring 501 and the semiconductor layer 502. Since the TaOx film 508 is formed on the gate wiring 501 to reduce the height difference, it is possible to prevent the signal line 530 and the drain electrode 532 from being cut by the step.

【0154】第2層目の配線・電極上に、第1の平坦化
膜320が形成されている。本実施例では窒化シリコン
(50nm)/酸化シリコン(25nm)/アクリル
(1μm)の積層構造を第1の平坦化膜320として利
用する。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。
A first flattening film 320 is formed on the second layer wiring / electrode. In this embodiment, silicon nitride (50 nm) / silicon oxide (25 nm) / acryl
The (1 μm) stacked structure is used as the first planarization film 320. Since an organic resin film such as acrylic or polyimide is a solution-coated insulating film formed by a spin coating method, a thick film can be easily formed and a very flat surface can be obtained. Therefore, a film thickness of about 1 μm can be formed at a high throughput, and a good flat surface can be obtained.

【0155】次に、第1の平坦化膜320上に、第3層
目の配線として、チタンやクロム等の遮光性導電膜でな
るソース配線441、ドレイン電極442、ドレイン配
線443、ブラックマスク541が形成されている。ま
た、これら第3層目の配線441、442、541の形
成に先立って、第1の平坦化膜320をエッチングし
て、最下層の窒化シリコン膜のみを残した凹部540を
ドレイン電極532上に形成されている。
Next, on the first planarization film 320, as a third layer wiring, a source wiring 441, a drain electrode 442, a drain wiring 443, and a black mask 541 made of a light-shielding conductive film such as titanium or chrome. Are formed. Prior to the formation of these third-layer wirings 441, 442, 541, the first flattening film 320 is etched to form a concave portion 540 on the drain electrode 532 leaving only the lowermost silicon nitride film. Is formed.

【0156】画素マトリクス回路301において、凹部
540を形成した部分では、ドレイン電極532とブラ
ックマスク541とが窒化シリコン膜のみを介して近接
している。凹部540において、ドレイン電極電極53
2、ブラックマスク541を電極に、窒化シリコン膜を
誘電体とする付加容量560が形成される。窒化シリコ
ンは比誘電率が高く、しかも膜厚が薄いので大容量を確
保しやすい。
In the pixel matrix circuit 301, in the portion where the concave portion 540 is formed, the drain electrode 532 and the black mask 541 are close to each other only via the silicon nitride film. In the concave portion 540, the drain electrode electrode 53
2. Using the black mask 541 as an electrode, an additional capacitor 560 having a silicon nitride film as a dielectric is formed. Since silicon nitride has a high relative dielectric constant and a small film thickness, it is easy to secure a large capacity.

【0157】ブラックマスク541は画素マトリクス回
路で一体であり、画素電極550が形成されない部分、
即ち表示に寄与しない部分を全て覆うように形成されて
いる。なお、図13(A)に点線で示すように画素電極
550の周辺とオーバーラップしている。
The black mask 541 is integrated with the pixel matrix circuit, and the portion where the pixel electrode 550 is not formed,
That is, it is formed so as to cover all portions that do not contribute to display. Note that as shown by a dotted line in FIG.

【0158】第3層目の配線441、442、541上
に第2の平坦化膜330が形成されている。第2の平坦
化膜330は1.5μm厚のアクリルで形成する。付加
容量が形成され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。
A second planarizing film 330 is formed on the third-layer wirings 441, 442, 541. The second flattening film 330 is formed of 1.5 μm thick acrylic. A large step is formed in the portion where the additional capacitance is formed, and such a step can be sufficiently flattened.

【0159】第1の平坦化膜320及び第2の平坦化膜
330にコンタクトホールを形成し、透明導電膜(代表
的にはITOや酸化スズ)からなる画素電極550が形
成される。こうしてアクティブマトリクス基板が完成す
る。
A contact hole is formed in the first planarization film 320 and the second planarization film 330, and a pixel electrode 550 made of a transparent conductive film (typically, ITO or tin oxide) is formed. Thus, an active matrix substrate is completed.

【0160】本実施例のアクティブマトリクス基板を液
晶表示装置に利用する場合には、基板全面を覆って図示
しない配向膜が形成される。必要に応じて配向膜にラビ
ング処理が施される
When the active matrix substrate of this embodiment is used for a liquid crystal display device, an alignment film (not shown) is formed to cover the entire surface of the substrate. Rubbing treatment is applied to the alignment film if necessary

【0161】なお、画素電極550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。
When a highly reflective conductive film, typically aluminum or a material containing aluminum as a main component, is used for the pixel electrode 550, an active matrix substrate for a reflective AMLCD can be manufactured.

【0162】また、図14では画素TFT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。
In FIG. 14, the pixel TFT has a double gate structure, but may have a single gate structure.
A multi-gate structure such as a triple gate structure may be used.

【0163】また、本実施例の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。
本発明の特徴はゲート配線の構成にあるので、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。
The structure of the active matrix substrate of the present embodiment is not limited to the structure of the present embodiment.
Since the feature of the present invention resides in the configuration of the gate wiring, the other configuration may be appropriately determined by the practitioner.

【0164】[実施例3] 本実施例では実施例2のア
クティブマトリクス基板を用いてAMLCDを構成した
例について説明する。
[Embodiment 3] In this embodiment, an example in which an AMLCD is configured using the active matrix substrate of Embodiment 2 will be described.

【0165】本実施例のAMLCDの外観を図16に示
す。図16において図13と同じ符号は同じ構成要素を
示し、アクティブマトリクス基板は、ガラス基板300
上に画素マトリクス回路301、走査線駆動回路30
2、信号線駆動回路303が形成されている。
FIG. 16 shows the appearance of the AMLCD of this embodiment. In FIG. 16, the same reference numerals as those in FIG. 13 denote the same components, and the active matrix substrate is a glass substrate 300
The pixel matrix circuit 301 and the scanning line driving circuit 30
2. A signal line driving circuit 303 is formed.

【0166】アクティブマトリクス基板と対向基板60
0とが貼り合わされている。アクティブマトリクス基板
と対向基板600の間に液晶が封止されている。ただ
し、ある一辺だけはアクティブマトリクス基板が露出し
ており、そこにFPC(フレキシブル・プリント・サー
キット)610を接続してある。このFPC610によ
って外部信号、電源が回路301〜303へ伝達され
る。
Active matrix substrate and counter substrate 60
0 is pasted. Liquid crystal is sealed between the active matrix substrate and the counter substrate 600. However, the active matrix substrate is exposed on only one side, and an FPC (flexible print circuit) 610 is connected to the active matrix substrate. External signals and power are transmitted to circuits 301 to 303 by FPC 610.

【0167】対向基板600は、ガラス基板上全面にI
TO膜等の透明導電膜が形成されている。透明導電膜は
画素マトリクス回路301の画素電極に対する対向電極
であり、画素電極、対向電極間に形成された電界によっ
て液晶材料が駆動される。更に、対向基板600には必
要であれば配向膜や、カラーフィルタが形成されてい
る。
The opposing substrate 600 has an I
A transparent conductive film such as a TO film is formed. The transparent conductive film is a counter electrode to the pixel electrode of the pixel matrix circuit 301, and the liquid crystal material is driven by an electric field formed between the pixel electrode and the counter electrode. Further, an alignment film and a color filter are formed on the counter substrate 600 if necessary.

【0168】FPC610を取り付ける面を利用してI
Cチップ611、612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
16(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3個以上であっても良い。
Using the surface on which the FPC 610 is mounted, I
C chips 611 and 612 are attached. These IC chips include video signal processing circuits, timing pulse generation circuits, gamma correction circuits, memory circuits, arithmetic circuits, etc.
Various circuits are formed on a silicon substrate. In FIG. 16A, two are attached, but one may be attached, or three or more may be attached.

【0169】また、図16(B)の様な構成もとりう
る。図16(B)において図16 (A)と同一の部分
は同じ符号を付してある。ここでは図16(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620によって行う例を
示している。この場合、ロジック回路620も駆動回路
302、303と同様にCMOS回路を基本として構成
される。
Also, a configuration as shown in FIG. 16B can be adopted. In FIG. 16B, the same portions as those in FIG. 16A are denoted by the same reference numerals. Here, the IC shown in FIG.
An example in which signal processing performed by a chip is performed by a logic circuit 620 formed using TFTs on the same substrate is shown. In this case, the logic circuit 620 is configured based on a CMOS circuit similarly to the drive circuits 302 and 303.

【0170】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 on
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。
In the AMLCD of this embodiment, a black mask is provided on the active matrix substrate (BM on).
TFT) is employed, but in addition, a configuration in which a black mask is provided on the opposite side is also possible.

【0171】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。
A color display may be performed using a color filter, or a liquid crystal may be driven in an ECB (electric field control birefringence) mode, a GH (guest host) mode, or the like.
It is good also as composition not using a color filter.

【0172】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。
Further, a configuration using a microlens array may be employed as in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-15686.

【0173】[実施例4] 本実施例は本発明を逆スタ
ガ型TFTに応用した例である。本実施例は実施例1の
ゲート配線の形成方法を変更したものである。本実施例
のTFTの作製工程を図17、図18に示す断面図を用
いて説明する。なお、本実施例も、Nチャネル型TFT
と、Pチャネル型TFTとでなるCMOS回路を示す。
図17において、左側にNチャネル型TFTの断面を示
し、右側にPチャネル型の断面を示す。
[Embodiment 4] This embodiment is an example in which the present invention is applied to an inverted stagger type TFT. This embodiment is a modification of the gate interconnection forming method of the first embodiment. A manufacturing process of the TFT of this embodiment will be described with reference to cross-sectional views shown in FIGS. In this embodiment, the N-channel TFT
And a CMOS circuit including P-channel TFTs.
17, a cross section of an N-channel TFT is shown on the left side, and a P-channel type cross section is shown on the right side.

【0174】まず、基板700としてコーニングス社製
1737ガラス基板(歪点=667℃)を用意する。次
に、基板700上に厚さ20nmのタンタル膜(Ta
膜)531と、厚さ40nmの2wt% のスカンジウムを含
有したアルミニウム膜 (Al膜)とを、スパッタ装置
において積層して成膜した。そして、Al膜に陽極酸化
装置のプローブを接触させて、Al膜の表面に薄いバリ
アA.O.膜(図示せず)を形成した。この陽極酸化工程は
レジストマスクの密着性を向上するためである。条件
は、電解溶液に3%の酒石酸を含むエチレングリコール
溶液を用い、電解溶液温度30℃、到達電圧10V、電
圧印可時間15分、供給電流10mA/1基板とした。
First, a 1737 glass substrate (strain point = 667 ° C.) manufactured by Cornings is prepared as the substrate 700. Next, a 20 nm-thick tantalum film (Ta) is formed on the substrate 700.
A film 531 and an aluminum film (Al film) containing scandium with a thickness of 40 nm and containing 2 wt% of scandium were laminated by a sputtering apparatus. Then, a probe of an anodizing apparatus was brought into contact with the Al film to form a thin barrier AO film (not shown) on the surface of the Al film. This anodic oxidation step is for improving the adhesion of the resist mask. The conditions were as follows: an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid was used as the electrolytic solution, the electrolytic solution temperature was 30 ° C., the ultimate voltage was 10 V, the voltage application time was 15 minutes, and the supply current was 10 mA / 1 substrate.

【0175】次に、レジストマスクを形成する。そして
図示しないバリアA.O.膜をクロム混酸でエッチングし、
次にアルミ混酸でAl膜をエッチングして、第2の配線
層としてアルミニウム層(Al層)702を形成した。
Al層702はゲート配線の上層を構成するものであ
る。なお、図17では向かって左側のAl層702と右
側のAl層702とが分断して記載されているが、実際
には一体的であり、CMOSTFTの1つのゲート配線
を構成している。(図17(A))
Next, a resist mask is formed. Then, the barrier AO film (not shown) is etched with a chromium mixed acid,
Next, the Al film was etched with an aluminum mixed acid to form an aluminum layer (Al layer) 702 as a second wiring layer.
The Al layer 702 forms the upper layer of the gate wiring. In FIG. 17, the Al layer 702 on the left side and the Al layer 702 on the right side are separated from each other, but they are actually integrated and constitute one gate wiring of the CMOSTFT. (FIG. 17A)

【0176】再び陽極酸化装置においてTa膜731に
プローブPを接触させて電圧を印可して、陽極酸化を行
った。条件は、電解溶液に電解溶液に3%の酒石酸を含
むエチレングリコール溶液を用い、電解溶液温度10
℃、到達電圧80V、電圧印可時間30分、供給電流3
0mA/1基板とする。Al層702表面が陽極酸化され
て、バリアA.O.膜704が形成される。また、Ta膜7
31においては、露出している部分が陽極酸化されて、
タンタルオキサイド膜(以下TaOx 膜と記す)510
に変成される。残存したタンタル層(Ta層)701が
第1の配線層として画定する。(図17(B))
In the anodic oxidation apparatus, the probe P was brought into contact with the Ta film 731 again, and a voltage was applied to perform anodic oxidation. The conditions were as follows: an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid was used as the electrolytic solution;
° C, ultimate voltage 80V, voltage application time 30 minutes, supply current 3
0 mA / 1 substrate. The surface of the Al layer 702 is anodized to form a barrier AO film 704. Also, the Ta film 7
At 31, the exposed part is anodized,
Tantalum oxide film (hereinafter referred to as TaOx film) 510
Metamorphosis. The remaining tantalum layer (Ta layer) 701 is defined as a first wiring layer. (FIG. 17B)

【0177】なお、実際にはTaOx 膜703の膜厚は
Ta膜731の2〜3倍程度になるが、簡単化のため、
図17及び図18中では同じ厚さに図示した。また、バ
リアA.O.膜704の陽極酸化は同時に開始されるため、
TaOx 膜703とTa層701との界面はバリアA.O.
膜704下部に存在することとなる。本実施例ではTa
層701とTaOx 膜703との界面が、Al層702
とバリアA.O.膜704の界面よりも外側にあることで、
上述したように、Al層702からAlが拡散すること
を防止する作用が高い。
The thickness of the TaOx film 703 is actually about two to three times the thickness of the Ta film 731.
17 and 18 show the same thickness. Further, since the anodic oxidation of the barrier AO film 704 is started at the same time,
The interface between the TaOx film 703 and the Ta layer 701 is a barrier AO
It will be present under the film 704. In this embodiment, Ta
The interface between the layer 701 and the TaOx film 703 is
Is located outside the interface between the barrier AO film 704 and
As described above, the effect of preventing Al from diffusing from the Al layer 702 is high.

【0178】次に、基板全面にTEOSと酸素を混合し
て原料ガスに用い、プラズマCVD法を利用して、12
5nm厚の窒化酸化シリコン膜をゲート絶縁膜705と
して形成する。
Next, TEOS and oxygen are mixed on the entire surface of the substrate and used as a source gas.
A 5-nm-thick silicon nitride oxide film is formed as the gate insulating film 705.

【0179】本実施例では、TaOx 層703を配線ご
とにエッチングせずに残しておく。TaOx 膜703で
ガラス基板700表面全体が被覆されるため、ガラス基
板からナトリウム等の可動イオンが半導体層に拡散する
ことが防止できる。また、TaOx 膜703のエッチン
グ工程が省略されるため、工程の簡略化が図れる。
In this embodiment, the TaOx layer 703 is left without being etched for each wiring. Since the entire surface of the glass substrate 700 is covered with the TaOx film 703, diffusion of mobile ions such as sodium from the glass substrate into the semiconductor layer can be prevented. Further, the step of etching the TaOx film 703 is omitted, so that the step can be simplified.

【0180】なお、本実施例では、他のゲート配線のT
a層同士はTaOx 膜703で接続されているため、ゲ
ート配線として機能していない部分にTa膜が残存しな
いことが非常に重要になる。実施例1のようにポーラス
A.O.が存在した状態でTaOx 膜703を形成していな
いので、Ta膜残りはないと予測される。しかし、Ta
膜が厚い場合や、陽極酸化工程の処理時間が短い場合な
ど、不要なTa膜が残っていると予測される場合には、
陽極酸化工程後、酸素雰囲気にて400〜550℃程度
の熱酸化を追加しておくとよい。この熱酸化工程を追加
しても、エッチング工程を行うよりもスループットはよ
い。
In this embodiment, the T of other gate wirings
Since the a-layers are connected by the TaOx film 703, it is very important that the Ta film does not remain in a portion not functioning as a gate wiring. Porous as in Example 1.
Since the TaOx film 703 is not formed in the presence of AO, it is predicted that there is no remaining Ta film. However, Ta
When an unnecessary Ta film is expected to remain, for example, when the film is thick or when the processing time of the anodic oxidation step is short,
After the anodizing step, thermal oxidation at about 400 to 550 ° C. in an oxygen atmosphere may be added. Even if this thermal oxidation step is added, the throughput is better than when the etching step is performed.

【0181】次に、ゲート絶縁膜705上にTFTの半
導体層706、707を形成する。本実施例では、半導
体層に非晶質シリコンを結晶化させた多結晶シリコン膜
を用いる。プラズマCVD法によって、シランを原料ガ
スにして厚さ500nmの非晶質シリコン膜732を成
膜した。そして、スピナーを用いてNi酢酸溶液を塗布
し、更に乾燥させて、Ni層733を形成する。なお、
Ni層733は完全な層を成しているものではない。N
i酢酸溶液のNi濃度は重量換算で5ppm とした。(図
17(C))
Next, TFT semiconductor layers 706 and 707 are formed on the gate insulating film 705. In this embodiment, a polycrystalline silicon film in which amorphous silicon is crystallized is used for a semiconductor layer. An amorphous silicon film 732 having a thickness of 500 nm was formed by a plasma CVD method using silane as a source gas. Then, a Ni acetic acid solution is applied using a spinner and further dried to form a Ni layer 733. In addition,
The Ni layer 733 is not a complete layer. N
The Ni concentration of the i-acetic acid solution was 5 ppm in terms of weight. (FIG. 17C)

【0182】次に、窒素雰囲気中で、550℃、6時間
加熱する。非晶質シリコン膜732ではNi層733と
接する部分から結晶成長が進行し、多結晶シリコン膜に
変性される。即ち、本実施例では非晶質シリコン膜73
2から基板面向かって結晶が成長する。この結晶化を
「横成長」に対して「縦成長」と呼ぶこととする。
Next, heating is performed at 550 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. In the amorphous silicon film 732, crystal growth proceeds from a portion in contact with the Ni layer 733, and the amorphous silicon film 732 is modified into a polycrystalline silicon film. That is, in this embodiment, the amorphous silicon film 73 is used.
Crystals grow from 2 toward the substrate surface. This crystallization is called “vertical growth” as opposed to “lateral growth”.

【0183】得られた多結晶シリコン膜をパターニング
して、Nチャネル型TFTの半導体層706とPチャネ
ル型の半導体層707を形成する。(図17(D))
The obtained polycrystalline silicon film is patterned to form a semiconductor layer 706 of an N-channel TFT and a semiconductor layer 707 of a P-channel type. (FIG. 17D)

【0184】次に、半導体層706、707を覆って、
酸化シリコン膜(好ましくは膜厚100〜300nm、
本実施例では、膜厚150nmとした)を成膜した後、
パターニングを行い、チャネル形成領域を保護するチャ
ネルストッパー708を形成した。
Next, covering the semiconductor layers 706 and 707,
Silicon oxide film (preferably with a thickness of 100 to 300 nm,
In this embodiment, the film thickness was set to 150 nm).
Patterning was performed to form a channel stopper 708 for protecting the channel formation region.

【0185】半導体層706、707に不純物イオンを
添加してソース/ドレイン領域を形成する。ここではプ
ラズマドーピング法を用いる。まず半導体層706、7
07双方にリンイオンを添加し、次に半導体層706を
で覆い、ボロンイオンを添加する。チャネルストッパー
708がドーピングマスクとして機能するため、半導体
層706にはN型のソース領域710、N型のドレイン
領域711、チャネル形成領域712が自己整合的に形
成される。また半導体層707にはにP型のソース領域
713、P型のドレイン領域714、チャネル形成領域
715が自己整合的に形成される(図18(A))
[0185] Source / drain regions are formed by adding impurity ions to the semiconductor layers 706 and 707. Here, a plasma doping method is used. First, the semiconductor layers 706 and 7
07, phosphorus ions are added, and then the semiconductor layer 706 is covered with boron ions, and boron ions are added. Since the channel stopper 708 functions as a doping mask, an N-type source region 710, an N-type drain region 711, and a channel formation region 712 are formed in the semiconductor layer 706 in a self-aligned manner. In the semiconductor layer 707, a P-type source region 713, a P-type drain region 714, and a channel formation region 715 are formed in a self-aligned manner (FIG. 18A).

【0186】なお、ソース/ドレイン領域710、71
1、713、714のリン濃度は1×1020〜8×10
21atoms/cm3 なるようにする。P型のソース/ドレイン
領域713、714のボロン濃度は、当該領域に添加さ
れるリンイオン濃度の1.3〜2倍程度になるようにす
る。これはソース/ドレイン領域710、711、71
3、714をNiのゲッタリングシンクとして用いるた
めである。
The source / drain regions 710, 71
The phosphorus concentration of 1,713,714 is 1 × 10 20 to 8 × 10
It should be 21 atoms / cm 3 . The boron concentration of the P-type source / drain regions 713 and 714 is set to be about 1.3 to 2 times the concentration of phosphorus ions added to the regions. This is because the source / drain regions 710, 711, 71
3, 714 as a Ni gettering sink.

【0187】次に、窒素雰囲気中で550℃、2時間加
熱処理する。この加熱処理によって、図中に矢印で模式
的に示すように、チャネル形成領域712、714中の
Niがソース/ドレイン領域710、711、713、
714へと拡散して、そこで捕獲される。なお、ゲッタ
リングの雰囲気を塩酸等のハロゲン添加雰囲気とするこ
とで、Niをハロゲン化物として気化できるため、ゲッ
タリングの効果が増大する。
Next, heat treatment is performed at 550 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. As a result of this heat treatment, Ni in the channel formation regions 712 and 714 is reduced as shown by arrows in the drawing to the source / drain regions 710, 711 and 713.
It diffuses to 714 where it is captured. By setting the gettering atmosphere to a halogen-added atmosphere such as hydrochloric acid, Ni can be vaporized as a halide, so that the gettering effect is increased.

【0188】このゲッタリングのための加熱処理によっ
て、チャネル形成領域712、714内のNiは、矢印
で模式的に示したように、ソース/ドレイン領域へ拡散
し、そこで捕獲(ゲッタリング)される。その結果、チ
ャネル形成領域712、714内のNi濃度を低減する
ことができる。チャネル形成領域中のNi濃度はSIM
Sの検出下限である、5×1017atoms/cm3 以下にする
ことができる。他方、ソース/ドレイン領域710、7
11、713、714はゲッタリングシンクに用いたた
め、Ni濃度はチャネル形成領域712、715よりも
高くなる。(図18(B))
By this heat treatment for gettering, Ni in the channel forming regions 712 and 714 diffuses into the source / drain regions as schematically shown by arrows, where they are captured (gettered). . As a result, the Ni concentration in the channel formation regions 712 and 714 can be reduced. The Ni concentration in the channel formation region is SIM
The detection limit of S can be set to 5 × 10 17 atoms / cm 3 or less. On the other hand, source / drain regions 710 and 7
Since 11, 713 and 714 are used for gettering sinks, the Ni concentration is higher than that of the channel formation regions 712 and 715. (FIG. 18 (B))

【0189】次に、酸化シリコン膜でなる層間絶縁膜7
20を形成する。層間絶縁膜720にコンタクトホール
を形成した後、電極材料としてチタン/アルミ/チタン
からなる積層膜を形成し、パターニングして、配線72
1〜723を形成した。ここでは、配線722によって
Nチャネル型TFTとPチャネル型TFTとを接続して
CMOS回路を形成する。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(図18(D))
Next, an interlayer insulating film 7 made of a silicon oxide film
20 is formed. After forming a contact hole in the interlayer insulating film 720, a laminated film made of titanium / aluminum / titanium is formed as an electrode material and patterned to form a wiring 72.
1 to 723 were formed. Here, an N-channel TFT and a P-channel TFT are connected by a wiring 722 to form a CMOS circuit. Finally, a hydrogenation process is performed at 350 ° C. for about 2 hours in a hydrogen atmosphere to perform a hydrogen termination process on the entire TFT (FIG. 18D).

【0190】なお、逆スタガ型のTFTの構造は本実施
例に限定されるものではなく、チャネルエッチ型として
もよい。
The structure of the inverted staggered TFT is not limited to this embodiment, but may be a channel etch type.

【0191】[実施例5] 本実施例はアクティブマト
リクス基板に実施例4のTFTを適用した作製した例で
ある。図19において、において、Nチャネル型TFT
801、Pチャネル型TFT802はCMOS回路80
3を構成している。本実施例は実施例4とほぼ同様の工
程で容易に実現できる。
[Embodiment 5] This embodiment is an example in which the TFT of Embodiment 4 is applied to an active matrix substrate. In FIG. 19, in FIG.
801, a P-channel TFT 802 is a CMOS circuit 80
3. This embodiment can be easily realized by substantially the same steps as in the fourth embodiment.

【0192】まず、実施例4の工程に従って、Nチャネ
ル型TFT801、Pチャネル型TFT802、画素T
FT804を完成する。Nチャネル型TFT801、P
チャネル型TFT802は画素マトリクス回路を駆動す
る駆動回路を構成するCMOS回路803である。83
0は画素TFT802のゲート配線の取出し配線であ
る。850は層間絶縁膜であり、860は画素電極であ
る。
First, according to the process of the fourth embodiment, an N-channel TFT 801, a P-channel TFT 802, a pixel T
FT804 is completed. N-channel TFT 801, P
The channel type TFT 802 is a CMOS circuit 803 forming a driving circuit for driving a pixel matrix circuit. 83
Numeral 0 denotes a wiring for taking out a gate wiring of the pixel TFT 802. 850 is an interlayer insulating film, and 860 is a pixel electrode.

【0193】各TFT802、805、806のゲート
配線は、Ta層811、821、Al層812、822
の2層構造を有し、各Ta層、Al層はそれ自身の陽極
酸化物膜であるTaOx 膜813、バリアA.O.膜81
4、824で被覆されている。
The gate wiring of each of the TFTs 802, 805, and 806 is composed of Ta layers 811, 821 and Al layers 812, 822.
Each of the Ta layer and the Al layer has its own anodic oxide film, a TaOx film 813 and a barrier AO film 81.
4,824.

【0194】ゲート配線を2層構造とすることによっ
て、取出し配線830とゲート配線を接続するためのコ
ンタクトホールを形成する場合に、Ta層811をエッ
チングストッパーとして用いることができる。
When the gate wiring has a two-layer structure, the Ta layer 811 can be used as an etching stopper when a contact hole for connecting the extraction wiring 830 and the gate wiring is formed.

【0195】また、本実施例ではTaOx 膜813でガ
ラス基板800表面が被覆されているので、ガラス基板
からナトリウム等の可動イオンがAMLCD基板内に拡
散することが防止できる。また、TaOx 膜813のエ
ッチング工程が省略されるため、工程の簡略化が図れ
る。
In this embodiment, since the surface of the glass substrate 800 is covered with the TaOx film 813, it is possible to prevent mobile ions such as sodium from diffusing from the glass substrate into the AMLCD substrate. Further, the step of etching the TaOx film 813 is omitted, so that the step can be simplified.

【0196】またTaOx 膜813は可視光に対して透
明であるため、本実施例のようにTaOx 膜813を基
板全面に残しても、透過型AMLCD基板として利用す
ることができる。
Since the TaOx film 813 is transparent to visible light, the TaOx film 813 can be used as a transmission type AMLCD substrate even if the TaOx film 813 is left on the entire surface of the substrate as in this embodiment.

【0197】[実施例6] 本発明の構成は、TFTに
限らずシリコン基板を利用して形成されたMOSFET
に対しても適用することが可能である。本発明をMOS
FETに適用した場合の例を図20に示す。
[Embodiment 6] The structure of the present invention is not limited to a TFT, and a MOSFET formed by using a silicon substrate.
It is also possible to apply to. The present invention uses MOS
FIG. 20 shows an example in which the present invention is applied to an FET.

【0198】図20において、901はシリコン基板、
902はフィールド酸化膜、903はソース領域、90
4はドレイン領域、905は一対のLDD領域である。
906はゲート絶縁膜であり、920は層間絶縁膜、9
21はソース配線であり、9822はドレイン配線であ
る。
In FIG. 20, reference numeral 901 denotes a silicon substrate;
902 is a field oxide film, 903 is a source region, 90
4 is a drain region, and 905 is a pair of LDD regions.
906, a gate insulating film; 920, an interlayer insulating film;
Reference numeral 21 denotes a source wiring, and 9822 denotes a drain wiring.

【0199】ゲート配線構造は実施例1で説明した構造
とほぼ同じであり、ゲート配線はTa層911とAl層
912とTaOx 膜913、バリアA.O.膜914でな
る。本実施例と実施例1が異なる点は、熱酸化工程を省
略してLDD領域905上にゲート絶縁膜906を介し
てTa層を残存させる点にある。
The gate wiring structure is almost the same as the structure described in the first embodiment. The gate wiring comprises a Ta layer 911, an Al layer 912, a TaOx film 913, and a barrier AO film 914. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the thermal oxidation process is omitted and the Ta layer is left on the LDD region 905 via the gate insulating film 906.

【0200】このようにすることによって、Inverse T
(逆T字型)LDD構造とすることができ、ON電流の
増大がみこまれる。本実施例の場合は、LDD領域90
5は従来のLDDよりも低濃度とする。
By doing so, Inverse T
(Inverted T-shaped) LDD structure can be used, and an increase in ON current is observed. In the case of this embodiment, the LDD region 90
5 has a lower concentration than the conventional LDD.

【0201】[実施例7] 実施例1〜6ではゲート配
線の第1の配線層をTa膜で構成したが、Ta膜の代わ
りに、窒素(N)を含有するTa膜、窒素タンタル(こ
こではTaNy 膜と表記する)膜を用いることもでき
る。
[Embodiment 7] In Embodiments 1 to 6, the first wiring layer of the gate wiring was formed of a Ta film. However, instead of the Ta film, a Ta film containing nitrogen (N) and a tantalum nitride (here, In this case, a TaNy film is used.)

【0202】実施例5においてTa層は取出し配線83
0と電気的に接続されているが、Ta膜をTaNy 膜と
することにより、この接続を低抵抗化することができ
る。これは、Ta膜に比べTaNy 膜は酸化されにく
く、取出し配線用のコンタクトホールを開けた際に、T
aNy 膜では自然酸化膜がほとんど形成されていないた
めと考える。
In the fifth embodiment, the Ta layer is the
Although it is electrically connected to 0, the resistance can be reduced by using a TaNy film as the Ta film. This is because the TaNy film is less likely to be oxidized than the Ta film, and when a contact hole for an extraction wiring is opened,
It is considered that a natural oxide film is hardly formed in the aNy film.

【0203】また、窒素を添加することによって、Ta
よりも抵抗が低い状態が安定な結晶構造となるためであ
るとも考えられる。Taの結晶構造は低抵抗で安定な立
方晶(α−Taもしくはbcc−Ta)と、高抵抗で準
安定な正方晶(β−Ta)の2つが知られている。Ta
膜を形成する場合には、一般に、室温状態で、1μm以
下の厚さではβ−Taが優先的に成長し、α−Taはほ
とんど成長できない。α−Taを優先的に成長させる1
つの手段として、成膜時に窒素を添加する方法がある。
窒素添加Ta膜(TaNy )は立方晶で安定するため、
α−Taと結晶構造の類似性が非常に高いことが知られ
ている。
Further, by adding nitrogen, Ta
It is also considered that a state in which the resistance is lower than that results in a stable crystal structure. Two crystal structures of Ta are known: a stable cubic crystal with low resistance (α-Ta or bcc-Ta) and a high-resistance and metastable tetragonal crystal (β-Ta). Ta
When a film is formed, generally, at room temperature, β-Ta grows preferentially at a thickness of 1 μm or less, and α-Ta hardly grows. Growth of α-Ta preferentially 1
One method is to add nitrogen during film formation.
Since the nitrogen-added Ta film (TaNy) is cubic and stable,
It is known that the similarity between α-Ta and the crystal structure is very high.

【0204】TaNy を成膜するには、スパッタ法を用
いる。条件はターゲットをTa、背圧4.0×10-4
a、スパッタ圧4.0×10-1Pa、スパッタ電流4
A、アルゴンガス流量50sccm、窒素ガス流量2sccmと
する。また、膜厚は20nmとする。TaNy 膜の抵抗
率は30〜50μΩcmであり、抵抗率から算出したシ
ート抵抗値は膜厚20nmのとき15〜25Ω/□であ
った。TaNy 膜の抵抗率は成膜時の窒素ガス流量で制
御することができる。
To form a TaNy film, a sputtering method is used. Conditions are Ta target, back pressure 4.0 × 10 -4 P
a, sputtering pressure 4.0 × 10 −1 Pa, sputtering current 4
A, the flow rate of argon gas is 50 sccm, and the flow rate of nitrogen gas is 2 sccm. The thickness is set to 20 nm. The resistivity of the TaNy film was 30 to 50 μΩcm, and the sheet resistance value calculated from the resistivity was 15 to 25Ω / □ when the film thickness was 20 nm. The resistivity of the TaNy film can be controlled by the flow rate of nitrogen gas during film formation.

【0205】本実施例は、実施例1〜6において、Ta
膜をTaNy 膜に置き換えたものであり、他は同じであ
る。TaNy 膜の陽極酸化はTa膜と同じ条件で可能で
あり、形成された陽極酸化物には、窒素を含有する酸化
タンタル膜となる。また、Ta膜をTaNy 膜の単層と
するだけでなく、例えば、Ta膜/TaNy 膜またはT
aNy 膜/Ta膜の順で下層から積層した膜や、TaN
y 膜/Ta膜/TaNy 膜の3層膜をもちいることも可
能である。下地にTaNy 膜を形成してからTa膜を成
膜することで、抵抗率が低いα−Taを成長させやすく
することができる。
This embodiment is different from Embodiments 1 to 6 in that Ta
The film is replaced with a TaNy film, and the others are the same. The anodic oxidation of the TaNy film is possible under the same conditions as the Ta film, and the formed anodic oxide is a tantalum oxide film containing nitrogen. Further, the Ta film is not only a single layer of TaNy film but also, for example, Ta film / TaNy film or T
a film laminated from the lower layer in the order of aNy film / Ta film;
It is also possible to use a three-layer film of a y film / Ta film / TaNy film. By forming a TaNy film as a base and then forming a Ta film, α-Ta having low resistivity can be easily grown.

【0206】[実施例8] 本発明のTFT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。
[Embodiment 8] The TFT of the present invention was manufactured by using AML.
The present invention can be applied to various other electro-optical devices and semiconductor circuits other than the CD.

【0207】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。
An electro-optical device other than AMLCD is E
Examples include an L (electroluminescence) display device and an image sensor.

【0208】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。
The semiconductor circuit includes an arithmetic processing circuit such as a microprocessor constituted by an IC chip, and a high-frequency module (MMIC) for handling input / output signals of a portable device.
Etc.).

【0209】この様に本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。
As described above, the present invention can be applied to all semiconductor devices functioning with circuits constituted by insulating gate type TFTs.

【0210】[実施例9] 実施例2や5に示したAM
LCD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。
Embodiment 9 The AM shown in Embodiments 2 and 5
LCDs are used as displays for various electronic devices. Note that an electronic device described in this embodiment is defined as a product equipped with an active matrix liquid crystal display device.

【0211】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21に示す。
Examples of such electronic devices include a video camera, a still camera, a projector, a projection TV, a head mounted display, a car navigation, a personal computer (including a notebook type), a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, and the like). Is mentioned. One example of them is shown in FIG.

【0212】図21(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。
FIG. 21 (A) shows a mobile phone,
01, audio output unit 2002, audio input unit 2003, display device 2004, operation switch 2005, antenna 200
6. The present invention can be applied to the audio output unit 2002, the audio input unit 2003, the display device 2004, and the like.

【0213】図21(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。
FIG. 21B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display device 2102, an audio input unit 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving unit 21.
06. The present invention can be applied to the display device 2102, the audio input unit 2103, and the image receiving unit 2106.

【0214】図21(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。本発明は受像部220
3、表示装置2205等に適用できる。
FIG. 21C shows a mobile computer (mobile computer), which comprises a main body 2201, a camera section 2202, an image receiving section 2203, operation switches 2204, and a display device 2205. The present invention relates to an image receiving unit 220.
3. Applicable to the display device 2205 and the like.

【0215】図21(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。
FIG. 21D shows a head mounted display, which comprises a main body 2301, a display device 2302, and a band 2303. The present invention can be applied to the display device 2302.

【0216】図21(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。
FIG. 21E shows a rear type projector, which includes a main body 2401, a light source 2402, a display device 2403,
Polarizing beam splitter 2404, reflector 240
5, 2406 and a screen 2407. The invention can be applied to the display device 2403.

【0217】図21(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。
FIG. 21F shows a front type projector, which includes a main body 2501, a light source 2502, and a display device 250.
3. It comprises an optical system 2504 and a screen 2505. The invention can be applied to the display device 2503.

【0218】以上の様に、本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。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields. In addition, the present invention can be used for an electronic bulletin board, a display for advertising, and the like.

【0219】[0219]

【発明の効果】本発明では、陽極酸化用の電圧供給配線
を形成せずに、配線を陽極酸化することが可能になるた
め、配線に耐熱性を持たせつつ、電圧供給配線を形成す
るスペースや、電圧供給配線を分断するためのエッチン
グマージン等を考慮せずに回路設計が可能になる。よっ
て、回路の高集積化や基板面積の縮小化が促進される。
According to the present invention, since the wiring can be anodized without forming the voltage supply wiring for anodic oxidation, the space for forming the voltage supply wiring can be provided while the wiring has heat resistance. Also, the circuit can be designed without considering an etching margin for dividing the voltage supply wiring. Therefore, high integration of a circuit and reduction of a substrate area are promoted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のTFTの作製工程を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT of the present invention.

【図2】 本発明のTFTの作製工程を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT of the present invention.

【図3】 図1、図2の部分拡大図。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIGS. 1 and 2;

【図4】 実施例1のCMOS回路の平面図。FIG. 4 is a plan view of the CMOS circuit according to the first embodiment.

【図5】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図6】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図7】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図8】 ゲート配線の断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of a gate wiring.

【図9】 ゲート配線の断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a gate wiring.

【図10】 ゲート配線の断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of a gate wiring.

【図11】 TFTの部分拡大断面図。FIG. 11 is a partially enlarged sectional view of a TFT.

【図12】 TFTのチャネル幅方向の断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view of a TFT in a channel width direction.

【図13】 実施例2のアクティブマトリクス基板の外
観斜視図。
FIG. 13 is an external perspective view of an active matrix substrate according to a second embodiment.

【図14】 画素マトリクス回路、CMOS回路の上面
図。
FIG. 14 is a top view of a pixel matrix circuit and a CMOS circuit.

【図15】 アクティブマトリクス基板の断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of an active matrix substrate.

【図16】 実施例3のAMLCDの斜視図。FIG. 16 is a perspective view of an AMLCD according to a third embodiment.

【図17】 実施例4のTFTの作製工程を示す断面
図。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT of Example 4.

【図18】 TFTの作製工程を示す断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT.

【図19】 実施例5のアクティブマトリクス基板の断
面図。
FIG. 19 is a sectional view of an active matrix substrate according to a fifth embodiment.

【図20】 実施例6のMOSFETの断面図FIG. 20 is a sectional view of a MOSFET according to a sixth embodiment.

【図21】 実施例9の半導体装置用いた電子機器の構
成図。
FIG. 21 is a configuration diagram of an electronic device using the semiconductor device of Embodiment 9;

【図22】 陽極酸化工程の手順を示すアルミニウムパ
ターンの断面図。
FIG. 22 is a sectional view of an aluminum pattern showing a procedure of an anodizing step.

【図23】 アルミニウムパターンの断面構造を観察し
たSEM写真。
FIG. 23 is an SEM photograph observing a cross-sectional structure of an aluminum pattern.

【図24】 アルミニウムパターンの断面構造を観察し
たのTEM観察写真。
FIG. 24 is a TEM observation photograph showing a cross-sectional structure of an aluminum pattern.

【図25】 図24のTEM観察写真の模式図。FIG. 25 is a schematic diagram of the TEM observation photograph of FIG. 24.

【図26】 図24の部分拡大写真。FIG. 26 is a partially enlarged photograph of FIG. 24;

【図27】 SIMS測定試料A、Bの断面図。FIG. 27 is a cross-sectional view of SIMS measurement samples A and B.

【図28】 試料AのSIMSデータ。FIG. 28 shows SIMS data of Sample A.

【図29】 試料BのSIMSデータ。FIG. 29 shows SIMS data of Sample B.

【図30】 試料A、Bの加熱処理後の光学顕微鏡写
真。
FIG. 30 is an optical micrograph of Samples A and B after heat treatment.

【図31】 従来例の陽極酸化工程を用いたTFTの作
製工程を示す断面図。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a TFT using a conventional anodic oxidation step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

200 基板 201 ゲート配線 206 タンタル層(第1の配線層) 207 アルミニウム層(第2の配線層) 208 タンタルオキサイド膜(TaOx膜) 209 バリアアルミナ(A.O.)膜 Reference Signs List 200 substrate 201 gate wiring 206 tantalum layer (first wiring layer) 207 aluminum layer (second wiring layer) 208 tantalum oxide film (TaOx film) 209 barrier alumina (A.O.) film

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の絶縁ゲート型トランジスタを有す
る半導体装置であって、前記絶縁ゲート型トランジスタ
のゲート配線は、 第1の導電膜でなる第1の配線層上に、第2の導電膜で
なる第2の配線層が積層され、 前記第1の配線層を酸化して形成された前記第1の酸化
物膜と、 前記第2の配線層を酸化して形成された前記第2の酸化
物膜と、を有し、 前記第2の配線層の下部は、前記第1の配線層のみに接
し、 前記第2の酸化物膜の下部は、前記第1の配線層及び前
記第1の酸化物膜とに接し、 前記絶縁ゲート型トランジスタの少なくとも1つの半導
体層には、シリコンの結晶化を助長する触媒元素を含有
し、 前記触媒元素の濃度は、チャネル形成領域よりもソース
領域及びドレイン領域のほうが高いことを特徴とする半
導体装置。
1. A semiconductor device having a plurality of insulated gate transistors, wherein a gate wiring of the insulated gate transistor is formed by a second conductive film on a first wiring layer made of a first conductive film. A first oxide film formed by oxidizing the first wiring layer; and a second oxidation film formed by oxidizing the second wiring layer. And a lower portion of the second wiring layer is in contact with only the first wiring layer, and a lower portion of the second oxide film is formed of the first wiring layer and the first wiring layer. At least one semiconductor layer of the insulated gate transistor in contact with an oxide film contains a catalytic element that promotes crystallization of silicon; the concentration of the catalytic element is higher in the source region and the drain than in the channel formation region. A semiconductor device, wherein the region is higher.
【請求項2】 請求項1において、 前記触媒元素は、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、P
d、Os、Ir、Pt、Cu、Au、Geから選ばれた
少なくとも1つの元素であることを特徴とする半導体装
置。
2. The method according to claim 1, wherein the catalyst element is Fe, Co, Ni, Ru, Rh, P
A semiconductor device comprising at least one element selected from d, Os, Ir, Pt, Cu, Au, and Ge.
【請求項3】 請求項1又は2において、 前記ソース領域及び前記ドレイン領域には、N型の導電
型を付与する不純物が添加されていることを特徴とする
半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein an impurity imparting N-type conductivity is added to the source region and the drain region.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項におい
て、 少なくとも1つの前記半導体層の前記ソース領域及び前
記ドレイン領域には、N型の導電型を付与する不純物及
びP型の導電型を付与する不純物が添加されることを特
徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the source region and the drain region of at least one of the semiconductor layers include an impurity imparting an N-type conductivity and a P-type conductivity. A semiconductor device to which an impurity to be added is added.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項におい
て、 前記第1の導電膜の膜厚は1〜50nmであることを特
徴とする半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive film has a thickness of 1 to 50 nm.
【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に
おいて、 前記第1の導電膜は、バルブ金属膜であることを特徴と
する半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive film is a valve metal film.
【請求項7】 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に
おいて、 前記第1の導電膜は、Ta、Nb、Hf、Ti、Crの
いずれか一種の金属元素を主成分とする材料、又はこれ
ら金属元素を含有する合金で形成されることを特徴とす
る半導体装置。
7. The method according to claim 1, wherein the first conductive film is made of a material mainly composed of one of Ta, Nb, Hf, Ti, and Cr. Alternatively, a semiconductor device formed of an alloy containing these metal elements.
【請求項8】 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に
おいて、 前記第1の導電膜は、タンタルまたはタンタルを主成分
とする材料でなることを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive film is made of tantalum or a material containing tantalum as a main component.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか1項におい
て、 前記第2の導電膜は、アルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする材料でなることを特徴とする半導体装
置。
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second conductive film is made of aluminum or a material containing aluminum as a main component.
【請求項10】 第1の配線層上に、第2の配線層を積
層した積層構造を有する配線を複数備えた半導体装置の
作製方法であって、 絶縁表面上に第1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜上に接して第2の導電膜を形成する工
程と、 前記第2の導電膜をパターニングして、前記配線ごとに
前記第2の配線層を選択的に形成する工程と、 前記第1の導電膜に電圧を印加することによって前記第
2の配線層を陽極酸化する工程と、 前記第1の導電膜を熱酸化する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. A method for manufacturing a semiconductor device including a plurality of wirings having a stacked structure in which a second wiring layer is stacked on a first wiring layer, wherein a first conductive film is formed on an insulating surface. Forming a second conductive film in contact with the first conductive film; patterning the second conductive film to selectively form the second wiring layer for each of the wirings Forming, anodizing the second wiring layer by applying a voltage to the first conductive film, and thermally oxidizing the first conductive film. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項11】 第1の配線層上に第2の配線層を積層
した積層構造を有する配線を備えた半導体装置の作製方
法であって、 絶縁表面上に第1の導電膜を形成する工程Aと、 前記第1の導電膜上に接して第2の導電膜を形成する工
程Bと、 前記第2の導電膜をパターニングして、前記第1の導電
膜上に前記第2の配線層を選択的に形成する工程Cと、 前記第1の導電膜に電圧を印加することによって、前記
第2の配線層を陽極酸化すると共に、前記第1の導電膜
を陽極酸化する工程Dと、 前記第1の導電膜の陽極酸化物膜を選択的に除去する工
程Eと、 残存した前記第1の導電膜を熱酸化する工程Fと、を有
することを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. A method for manufacturing a semiconductor device provided with a wiring having a stacked structure in which a second wiring layer is stacked on a first wiring layer, wherein a step of forming a first conductive film on an insulating surface is performed. A, a step B of forming a second conductive film in contact with the first conductive film, and patterning the second conductive film to form a second wiring layer on the first conductive film. A step C of selectively forming a first conductive film; and a step D of applying an voltage to the first conductive film to anodize the second wiring layer and anodize the first conductive film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step E of selectively removing an anodic oxide film of the first conductive film; and a step F of thermally oxidizing the remaining first conductive film.
【請求項12】 第1の配線層上に、第2の配線層を積
層した積層構造を有するゲート配線を備えた半導体装置
の作製方法であって、 絶縁表面上に複数の半導体層を形成する工程Aと、 前記半導体層に密接して絶縁膜を形成する工程Bと、 前記絶縁膜上に第1の導電膜を形成する工程Cと、 前記第1の導電膜上に接して前記第2の導電膜を形成す
る工程Dと、 前記第2の導電膜をパターニングして、前記絶縁膜を挟
んで前記半導体層と交差する前記第2の配線層を形成す
る工程Eと、 前記第1の導電膜に電圧を印加することによって前記第
2の配線層を陽極酸化して、前記第2の配線層の側面を
被覆する第1の陽極酸化物膜を形成する工程Fと、 前記第1の導電膜に電圧を印加することによって、前記
第2の配線層を陽極酸化して前記第2の配線層の表面を
被覆する第2の陽極酸化物膜を形成すると同時に、前記
第1の導電膜を選択的に陽極酸化して第3の陽極酸化物
膜を形成し、前記第1の配線層を画定する工程Gと、 前記第1及び第2の陽極酸化物膜をマスクにして、前記
絶縁膜及び前記第3の陽極酸化物膜をパターニングする
工程Hと、 前記第1の陽極酸化物膜を除去する工程Iと、 前記絶縁膜、前記第2及び第3の陽極酸化物膜をマスク
にして不純物を半導体層に添加して、前記半導体層にソ
ース領域、ドレイン領域、チャネル形成領域を形成する
工程Jと、 酸化性雰囲気で前記第1の配線層を熱処理する工程K
と、を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
12. A method for manufacturing a semiconductor device including a gate wiring having a stacked structure in which a second wiring layer is stacked on a first wiring layer, wherein a plurality of semiconductor layers are formed on an insulating surface. A step A, a step B of forming an insulating film in close contact with the semiconductor layer, a step C of forming a first conductive film on the insulating film, and the second step of forming a second conductive film on the first conductive film. A step D of forming a conductive film, a step E of patterning the second conductive film, and a step E of forming the second wiring layer crossing the semiconductor layer with the insulating film interposed therebetween; Applying a voltage to the conductive film to anodize the second wiring layer to form a first anodic oxide film covering a side surface of the second wiring layer; By applying a voltage to the conductive film, the second wiring layer is anodized and the second wiring layer is anodized. Forming a second anodic oxide film covering the surface of the first wiring layer and selectively anodic oxidizing the first conductive film to form a third anodic oxide film; A step G of defining a layer; a step H of patterning the insulating film and the third anodic oxide film using the first and second anodic oxide films as masks; A step I of removing a film, and adding an impurity to a semiconductor layer using the insulating film, the second and third anodic oxide films as masks, to form a source region, a drain region, and a channel formation region in the semiconductor layer. A forming step J; and a step K of heat-treating the first wiring layer in an oxidizing atmosphere.
And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項13】 請求項12に記載の工程Aは、 前記絶縁表面に接して非晶質半導体膜を形成する工程
と、 前記非晶質半導体膜に触媒元素を接する工程と、 加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して、結
晶性半導体膜を形成する工程と、 前記結晶性半導体薄膜を島状にパターニングして、前記
半導体層を形成する工程と、を有する特徴とする半導体
装置の作製方法。
13. The step A according to claim 12, wherein: a step of forming an amorphous semiconductor film in contact with the insulating surface; a step of contacting a catalyst element with the amorphous semiconductor film; A semiconductor device comprising: a step of crystallizing the amorphous semiconductor film to form a crystalline semiconductor film; and a step of patterning the crystalline semiconductor thin film in an island shape to form the semiconductor layer. Method of manufacturing.
【請求項14】 請求項13において、 前記触媒元素は、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、P
d、Os、Ir、Pt、Cu、Au、Geから選ばれた
元素を少なくとも1つ用いることを特徴とする半導体装
置の作製方法。
14. The method according to claim 13, wherein the catalyst element is Fe, Co, Ni, Ru, Rh, P
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising using at least one element selected from d, Os, Ir, Pt, Cu, Au, and Ge.
【請求項15】 請求項13又は14に記載の工程Jに
おいて、 前記ソース領域及び前記ドレイン領域には、N型の導電
型を付与する不純物が添加されることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
15. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein an impurity imparting N-type conductivity is added to the source region and the drain region. .
【請求項16】 請求項13乃至15のいずれか1項に
記載の工程Jにおいて、 少なくとも1つの前記半導体層において、前記ソース領
域及び前記ドレイン領域にはP型の導電型を付与する不
純物及びN型の導電型を付与する不純物及びP型の導電
型を付与する不純物が添加されることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
16. The process J according to claim 13, wherein in at least one of the semiconductor layers, the source region and the drain region have an impurity imparting a P-type conductivity and N. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising adding an impurity imparting a conductivity type of a mold and an impurity imparting a conductivity type of a P type.
【請求項17】 請求項13乃至16のいずれか1項に
おいて、 前記第1の導電膜の膜厚は1〜50nmであることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
17. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the thickness of the first conductive film is 1 to 50 nm.
【請求項18】 請求項13乃至17のいずれか1項に
おいて、 前記第1の導電膜は、Ta、Nb、Hf、Ti、Crの
いずれか一種の金属元素を主成分とする材料、又はこれ
ら金属元素を含有する合金で形成されることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
18. The material according to claim 13, wherein the first conductive film is mainly made of a metal element selected from the group consisting of Ta, Nb, Hf, Ti, and Cr. A method for manufacturing a semiconductor device, which is formed using an alloy containing a metal element.
【請求項19】 請求項1乃至18のいずれか1項にお
いて、 前記第2の導電膜は、アルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする材料でなることを特徴とする半導体装置
の作製方法。
19. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second conductive film is formed using aluminum or a material containing aluminum as a main component.
JP10208724A 1998-07-08 1998-07-08 Semiconductor device and manufacture thereof Pending JP2000031494A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10208724A JP2000031494A (en) 1998-07-08 1998-07-08 Semiconductor device and manufacture thereof
US09/348,617 US6362027B1 (en) 1998-07-08 1999-07-06 Semiconductor device, active matrix substrate, method of manufacturing the semiconductor device and method of manufacturing the active matrix substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10208724A JP2000031494A (en) 1998-07-08 1998-07-08 Semiconductor device and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000031494A true JP2000031494A (en) 2000-01-28

Family

ID=16561043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10208724A Pending JP2000031494A (en) 1998-07-08 1998-07-08 Semiconductor device and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000031494A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006019743A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Headway Technologies Inc Magnetic memory structure, tunnel magneto-resistance effect type reproducing head, and their manufacturing method
JP2015216402A (en) * 2015-08-18 2015-12-03 株式会社半導体エネルギー研究所 Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device
WO2016061714A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-28 北京大学深圳研究生院 Method for fabricating metallic oxide thin film transistor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006019743A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Headway Technologies Inc Magnetic memory structure, tunnel magneto-resistance effect type reproducing head, and their manufacturing method
US8673654B2 (en) 2004-06-30 2014-03-18 Headway Technologies, Inc. Underlayer for high performance magnetic tunneling junction MRAM
WO2016061714A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-28 北京大学深圳研究生院 Method for fabricating metallic oxide thin film transistor
US9893173B2 (en) 2014-10-21 2018-02-13 Shenzhen Graduate School, Peking University Method for fabricating a metallic oxide thin film transistor
JP2015216402A (en) * 2015-08-18 2015-12-03 株式会社半導体エネルギー研究所 Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6613614B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device
US5734177A (en) Semiconductor device, active-matrix substrate and method for fabricating the same
US6362027B1 (en) Semiconductor device, active matrix substrate, method of manufacturing the semiconductor device and method of manufacturing the active matrix substrate
JP3592535B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6433361B1 (en) Semiconductor integrated circuit and method for forming the same
JP4030193B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US7202551B2 (en) Display device having underlying insulating film and insulating films
JP4485078B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20050056837A1 (en) Wiring line and manufacture process thereof, and semiconductor device and manufacturing process thereof
US5981972A (en) Actived matrix substrate having a transistor with multi-layered ohmic contact
JP3452981B2 (en) Semiconductor integrated circuit and manufacturing method thereof
JPH11261075A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2000269512A (en) Semiconductor device and its forming method
JPH07321329A (en) Method for manufacturing thin film transistor and liquid display unit
US20060071352A1 (en) Thin film transistors and methods of manufacture thereof
JP3105408B2 (en) Liquid crystal display device
JP2000031494A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH11261076A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH0713180A (en) Liquid crystal display device
JP2000049354A (en) Semiconductor device and manufacture thereof, active matrix substrate and manufacture thereof
JP2000049353A (en) Semiconductor device and manufacture thereof, active matrix substrate and manufacture thereof
US5648146A (en) Metallic wiring substrate
JPH08330599A (en) Thin film transistor, its manufacture and display
JPH11340471A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2000058848A (en) Semiconductor device with semiconductor circuit consisting of semiconductor element and manufacture thereof