JP2000315795A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000315795A
JP2000315795A JP12211499A JP12211499A JP2000315795A JP 2000315795 A JP2000315795 A JP 2000315795A JP 12211499 A JP12211499 A JP 12211499A JP 12211499 A JP12211499 A JP 12211499A JP 2000315795 A JP2000315795 A JP 2000315795A
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JP
Japan
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film
gate electrode
electrode film
etching
insulating film
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JP12211499A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sasaki
厚 佐々木
Keizaburo Kuramasu
敬三郎 倉増
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable low-resistance gate wiring using aluminum by preventing damage to a gate electrode due to dilute hydrofluoric acid treatment which is performed for removing any oxide film naturally formed on the surface of a silicon film, in order to enhance reliability of electrical connections between a wiring metal and a source/drain region. SOLUTION: This device has a first gate electrode film 6 made of a material which is insoluble in hydrofluoric acid, a second gate electrode film 7 made of a material which has a lower specific resistance than that of the first gate electrode film 6, a layer insulation film 8, and a wiring metal film 9. Electrical connections between the first gate electrode film 6 and wiring metal film 9, and between the first gate electrode film 6 and second gate electrode film 7, are established. The layer insulation film 8 is used to separate the second gate electrode film 7 from the wiring metal film 9.

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】本発明はアクティブマトリッ
クス方式の液晶表示装置などに用いられる半導体装置、
特に薄膜トランジスタアレイと、その製造方法に関する
ものである。
The present invention relates to a semiconductor device used for an active matrix type liquid crystal display device, etc.
In particular, the present invention relates to a thin film transistor array and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクティブマトリックス方式の液晶表示
装置で用いられる薄膜トランジスタアレイにおいて、配
線抵抗による信号の遅延を防止し、大型、高精細の液晶
パネルの実現をめざしてゲート電極の材料としてアルミ
ニウムの使用が望まれている。
2. Description of the Related Art In a thin film transistor array used in an active matrix type liquid crystal display device, aluminum is used as a material of a gate electrode in order to prevent a signal delay due to wiring resistance and to realize a large and high definition liquid crystal panel. Is desired.

【0003】一方で、図5に構造を示すように、配線金
属9とゲート電極5および配線金属9とソース領域ある
いはドレイン領域との接続が必要であり、層間絶縁膜8
およびゲート絶縁膜4に、接続に用いる開口部を設けた
後、配線金属9とソース領域あるいはドレイン領域との
電気的な接続の信頼性を向上する目的で、フッ酸と水を
1対30から1対300程度の割合で希釈した希フッ酸
によりシリコン膜表面の自然酸化膜の除去を行うことが
必要である。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the wiring metal 9 must be connected to the gate electrode 5 and the wiring metal 9 must be connected to the source region or the drain region.
After the opening used for connection is provided in the gate insulating film 4, hydrofluoric acid and water are mixed at a ratio of 1:30 for the purpose of improving the reliability of electrical connection between the wiring metal 9 and the source region or the drain region. It is necessary to remove the natural oxide film on the surface of the silicon film with dilute hydrofluoric acid diluted at a ratio of about 1: 300.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】希フッ酸による自然酸
化膜除去の処理時には、配線金属9とゲート電極5の接
続点にあたるゲート電極表面もまた希フッ酸に接するこ
ととなり、希フッ酸に溶解するアルミニウム(希フッ酸
を純水で1:250に希釈した場合で500Å/min
近傍のエッチングレート)をゲート電極5の材料として
用いる事ができないという問題を生じている。
In the process of removing the natural oxide film with dilute hydrofluoric acid, the surface of the gate electrode corresponding to the connection point between the wiring metal 9 and the gate electrode 5 also comes into contact with dilute hydrofluoric acid and is dissolved in dilute hydrofluoric acid. Aluminum (500Å / min when diluted hydrofluoric acid is diluted 1: 250 with pure water)
This causes a problem that the neighboring etching rate cannot be used as the material of the gate electrode 5.

【0005】本発明は希フッ酸処理によるアルミニウム
ゲート電極の損傷を防止し、低抵抗アルミニウム配線を
用い、配線遅延を防止することにより大型、高精細の液
晶パネルに適した半導体装置を実現することを目的とす
る。
An object of the present invention is to realize a semiconductor device suitable for a large, high-definition liquid crystal panel by preventing damage to an aluminum gate electrode due to dilute hydrofluoric acid treatment, using low-resistance aluminum wiring, and preventing wiring delay. With the goal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題に
鑑みなされたものであり、低抵抗なアルミニウムをゲー
ト電極材料として使用し、かつ配線金属とソース領域あ
るいはドレイン領域との電気的な接続の信頼性を高める
希フッ酸処理とを両立させ、配線抵抗による信号の遅延
を防止するとともに信頼性の高い大型、高精細の液晶パ
ネルに適した半導体装置を実現することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and uses low-resistance aluminum as a gate electrode material and electrically connects a wiring metal to a source region or a drain region. It is an object of the present invention to realize a semiconductor device which is compatible with a dilute hydrofluoric acid treatment for improving connection reliability, prevents signal delay due to wiring resistance, and has high reliability and is suitable for a large-sized and high-definition liquid crystal panel.

【0007】このため具体的には以下の構成としてい
る。
For this reason, the following configuration is specifically used.

【0008】請求項1に記載の発明においては、無アル
カリガラスなどからなり、その表面に下地層を形成され
た基板と、基板(の下地層)上に形成され、そしてソー
ス領域、ドレイン領域に不純物を注入された(そして当
然熱処理された)半導体膜と個々の半導体素子用の半導
体膜のチャネル領域を含む少なくとも一部分(必要な部
分は当然、場合によっては個々の半導体素子はもとより
基板の全面)を覆うゲート絶縁膜とゲート絶縁膜を挟ん
で少なくとも一部分が半導体膜と対向する、そしてフッ
酸に不溶である材質からなる第1のゲート電極膜と、第
1のゲート電極膜よりも低い比抵抗の材質からなる第2
のゲート電極膜と、層間絶縁膜と、配線金属膜を有し、
第1のゲート電極膜と配線金属膜を電気的に接続し、第
1のゲート電極膜と第2のゲート電極膜を電気的に接続
し、第2の電極膜と配線金属膜を層間絶縁膜で分離した
ことを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, a substrate made of non-alkali glass or the like and having a base layer formed on the surface thereof, a substrate formed on (a base layer of) the substrate, and a source region and a drain region formed thereon. At least a portion including a semiconductor film into which impurities are implanted (and naturally subjected to a heat treatment) and a channel region of a semiconductor film for an individual semiconductor element (necessary parts are, of course, individual semiconductor elements as well as the entire surface of the substrate). A first gate electrode film made of a material that is at least partially opposed to the semiconductor film with the gate insulating film interposed therebetween and that is insoluble in hydrofluoric acid; and a specific resistance lower than the first gate electrode film. The second made of material
Having a gate electrode film, an interlayer insulating film, and a wiring metal film,
An electrical connection between the first gate electrode film and the wiring metal film, an electrical connection between the first gate electrode film and the second gate electrode film, and an interlayer insulating film between the second electrode film and the wiring metal film; It is characterized by being separated by.

【0009】なお、各半導体素子は、その機能発揮に必
要なソース電極、ドレイン電極をも有し、更には半導体
装置はその機能発揮のために必要な各半導体素子駆動用
の配線などをも有しているのはもちろんである。
Each semiconductor element also has a source electrode and a drain electrode necessary for exhibiting its function, and the semiconductor device has wirings for driving each semiconductor element necessary for exhibiting its function. Of course they do.

【0010】上記構成により以下の作用がなされる。The following operation is performed by the above configuration.

【0011】例えば、液晶表示装置用などの大型の半導
体装置においては表示の高精細化をはかることを目的と
して画素の数を増やすとともに個々の半導体素子を微細
化し、ゲート電極及び配線の幅を低減する。配線の幅の
低減に伴い配線の抵抗が増加し、配線の抵抗による信号
の遅延が大きくなる。信号の遅延を防止するためにはゲ
ート電極及び配線に比抵抗の小さい材料を用いることが
有効である。比抵抗が小さく配線材料として望ましいの
はアルミニウム及びアルミニウム合金であるが、アルミ
ニウム及びアルミニウム合金は配線金属とソース領域あ
るいはドレイン領域との電気的な接続の信頼性を向上す
る目的でシリコン膜表面の自然酸化膜の除去に使用され
る希フッ酸に溶解するという性質を持っている。第1の
請求項に記載の構成をとれば、ゲート電極は比抵抗の低
いアルミニウムなどの材料からなる第2のゲート電極膜
と第1の電極膜との2層構成となりゲート電極の抵抗値
は低く保たれることとなり配線抵抗による信号遅延を小
さくすることができる。さらに、希フッ酸で処理され
る。
For example, in a large-sized semiconductor device such as a liquid crystal display device, the number of pixels is increased and individual semiconductor elements are miniaturized to reduce the width of a gate electrode and a wiring for the purpose of achieving high definition display. I do. As the width of the wiring decreases, the resistance of the wiring increases, and the signal delay due to the resistance of the wiring increases. In order to prevent signal delay, it is effective to use a material having low specific resistance for the gate electrode and the wiring. Aluminum and an aluminum alloy are preferable as a wiring material having a low specific resistance. However, aluminum and an aluminum alloy have a natural surface of a silicon film in order to improve reliability of electrical connection between a wiring metal and a source region or a drain region. It has the property of dissolving in dilute hydrofluoric acid used for removing oxide films. According to the structure of the first aspect, the gate electrode has a two-layer structure of a second gate electrode film made of a material such as aluminum having a low specific resistance and a first electrode film, and the gate electrode has a resistance value of As a result, the signal delay due to the wiring resistance can be reduced. Further, it is treated with dilute hydrofluoric acid.

【0012】プロセスステップにおいてはアルミニウム
などの低抵抗材料からなる第2のゲート電極膜は層間絶
縁膜で覆われており希フッ酸とは接触せず、希フッ酸に
溶解しないモリブデンまたはタングステンなどの材料か
らなる第1のゲート電極膜のみ表面に暴露しているため
希フッ酸処理によりゲート電極が損傷を受けることがな
い。このようにして希フッ酸処理によるゲート電極の損
傷を防止し、アルミニウムなどを用いた低抵抗ゲート配
線を可能とし、信号の遅延を防止するとともに信頼性の
高い大型、高精細の液晶パネルに適した半導体装置を実
現することができる。
In the process step, the second gate electrode film made of a low-resistance material such as aluminum is covered with an interlayer insulating film, does not contact dilute hydrofluoric acid, and does not dissolve in dilute hydrofluoric acid such as molybdenum or tungsten. Since only the first gate electrode film made of the material is exposed to the surface, the gate electrode is not damaged by the diluted hydrofluoric acid treatment. This prevents damage to the gate electrode due to dilute hydrofluoric acid treatment, enables low-resistance gate wiring using aluminum or the like, prevents signal delay, and is suitable for highly reliable large and high-definition liquid crystal panels. Semiconductor device can be realized.

【0013】請求項2に記載の発明においては、第1の
ゲート電極膜はモリブデンかモリブデン−タングステン
合金のいずれかであり、第2のゲート電極膜がアルミニ
ウムかアルミニウム合金のいずれかであることを特徴と
している。
According to a second aspect of the present invention, the first gate electrode film is made of either molybdenum or a molybdenum-tungsten alloy, and the second gate electrode film is made of either aluminum or an aluminum alloy. Features.

【0014】上記構成により以下の作用がなされる。The following operation is performed by the above configuration.

【0015】モリブデン及びモリブデン−タングステン
合金はフッ酸に不溶な金属であり、かつSiO2との密
着性が優れていることなど半導体装置のゲート電極膜の
材料に適した特性を有している、一方アルミニウム及び
アルミニウム合金は低抵抗な金属であり、かつ加工性に
優れているなどゲート電極膜の材料に適した特性を有し
ている。
Molybdenum and molybdenum-tungsten alloy are metals insoluble in hydrofluoric acid and have characteristics suitable for a material of a gate electrode film of a semiconductor device, such as excellent adhesion to SiO 2 . On the other hand, aluminum and aluminum alloys are low-resistance metals and have characteristics suitable for the material of the gate electrode film, such as excellent workability.

【0016】そのため、第1のゲート電極膜をモリブデ
ンかモリブデン−タングステン合金のいずれかとし、第
2のゲート電極膜をアルミニウムかアルミニウム合金の
いずれかとすることにより請求項1に記載の発明の効果
を最も有効に引き出すことができる。
Therefore, the first gate electrode film is made of either molybdenum or a molybdenum-tungsten alloy, and the second gate electrode film is made of either aluminum or an aluminum alloy. It can be extracted most effectively.

【0017】請求項3に記載の発明においては、請求項
1に記載の半導体装置と同様の構成をとる半導体装置の
製造方法であって、配線金属膜とゲート電極膜、配線金
属膜とソース領域あるいはドレイン領域との電気的な接
続を行うための開口部に対応したパターンを備えたフォ
トマスクを用いてフォトリソグラフィを行いレジストパ
ターンを成形するステップと、そのレジストパターンの
開口部を通して第2の電極膜を等方性エッチングするス
テップと、第2の電極膜の開口部形成で用いたのと同じ
フォトマスクを用いてフォトリソグラフィを行い第1の
レジストパターンと同形状のレジストパターンを成形
し、そのレジストパターンの開口部を通して層間絶縁膜
を異方性エッチングするステップを有することを特徴と
している。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having the same configuration as the semiconductor device according to the first aspect, wherein the wiring metal film and the gate electrode film, the wiring metal film and the source region are provided. Alternatively, a step of forming a resist pattern by performing photolithography using a photomask having a pattern corresponding to an opening for making an electrical connection with a drain region, and forming a second electrode through the opening of the resist pattern A step of isotropically etching the film and photolithography using the same photomask used for forming the opening of the second electrode film to form a resist pattern having the same shape as the first resist pattern, The method is characterized by the step of anisotropically etching the interlayer insulating film through the opening of the resist pattern.

【0018】上記構成により以下の作用がなされる。The following operation is performed by the above configuration.

【0019】等方性のエッチングでは開口部が形成され
た後、更にエッチングを続け、オーバーエッチングを実
施することによりレジストパターンよりも大きな開口部
が得られる。一方、異方性エッチングではレジストパタ
ーンと同形状の開口部が精度よく得られる。このことを
用いることにより、同一のフォトマスクを用いながらも
異なる開口部形状を実現することができる。具体的に
は、第2の電極膜の開口部を層間絶縁膜の開口部よりも
大きくすることができる。このことにより、2種類のフ
ォトマスクが必要であったプロセスを1種類のフォトマ
スクで実施することができ、プロセスのコスト低減が実
現する。
In the isotropic etching, after the opening is formed, the etching is further continued, and an over-etching is performed to obtain an opening larger than the resist pattern. On the other hand, in the anisotropic etching, an opening having the same shape as the resist pattern can be obtained with high accuracy. By using this, it is possible to realize different opening shapes while using the same photomask. Specifically, the opening of the second electrode film can be made larger than the opening of the interlayer insulating film. As a result, the process that required two types of photomasks can be performed with one type of photomask, and the process cost can be reduced.

【0020】請求項4に記載の発明においては、請求項
1に記載の半導体装置と同様の構成をとる半導体装置の
製造方法であって、第2の電極膜を等方性エッチングす
るステップをウェットエッチングで実現し、層間絶縁膜
を異方性エッチングするステップをドライエッチングで
実現することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having the same configuration as the semiconductor device according to the first aspect, wherein the step of isotropically etching the second electrode film is performed. It is characterized by realizing by etching, and realizing the step of anisotropically etching the interlayer insulating film by dry etching.

【0021】上記構成により以下の作用がなされる。The following operation is performed by the above configuration.

【0022】第2の電極膜の材料としてAlを用いた場
合には、リン酸と酢酸の混合液などでウェットエッチン
グができるので、容易に等方性エッチングを実現するこ
とができる。また、層間絶縁膜の材料としてSiO2を
用いた場合にはリアクティブイオンエッチング(RI
E)装置とフッ素系のガスを用いて容易に異方性エッチ
ングを実現できる。このように、請求項4の方法を用い
れば、請求項1に記載の発明の構成を容易に実現するこ
とができる。
When Al is used as the material of the second electrode film, wet etching can be performed with a mixed solution of phosphoric acid and acetic acid, so that isotropic etching can be easily realized. When SiO2 is used as the material of the interlayer insulating film, reactive ion etching (RI
E) Anisotropic etching can be easily realized using an apparatus and a fluorine-based gas. Thus, by using the method of claim 4, the configuration of the invention described in claim 1 can be easily realized.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体例を説明す
る。
Next, a specific example of the present invention will be described.

【0024】(実施の形態1)図1(a)は本発明によ
る半導体装置の実施の形態1の構造図、図1(b)は図
1(a)のA−A矢視断面図、図2はフォトマスクのパ
ターン図、図3はゲート電極部分の断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1A is a structural view of a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1A. 2 is a pattern diagram of a photomask, and FIG. 3 is a sectional view of a gate electrode portion.

【0025】以下、図1から図3を用いて、半導体装置
の製造過程にしたがって説明を行う。
Hereinafter, description will be made in accordance with the manufacturing process of the semiconductor device with reference to FIGS.

【0026】なお、ここではn型のトランジスタを例に
あげるが、本発明はこれに限定されるものではない。
Although an n-type transistor is described here as an example, the present invention is not limited to this.

【0027】1)ガラス基板1上にアンダーコート膜2
を設ける。アンダーコート膜2には通常SiO2、SiNなど
を用いる。
1) Undercoat film 2 on glass substrate 1
Is provided. The undercoat film 2 is usually made of SiO 2 , SiN or the like.

【0028】2)アンダーコート膜2上にアモルファス
状態のシリコン膜3を設ける。
2) An amorphous silicon film 3 is provided on the undercoat film 2.

【0029】3)レーザーアニール法などの手法を用い
てアモルファス状態のシリコン膜3を多結晶化する。
3) The silicon film 3 in an amorphous state is polycrystallized by using a technique such as a laser annealing method.

【0030】4)フォトリソグラフィ及びエッチングを
実施して、多結晶化したシリコン膜3の不必要な部分を
除去し、パターンを形成する。
4) Photolithography and etching are performed to remove unnecessary portions of the polycrystallized silicon film 3 to form a pattern.

【0031】5)シリコン膜3のパターンを覆うように
ゲート絶縁膜4を設ける。ゲート絶縁膜4にはSiO2など
を用いる。
5) A gate insulating film 4 is provided so as to cover the pattern of the silicon film 3. SiO 2 or the like is used for the gate insulating film 4.

【0032】6)ゲート絶縁膜4上に第1のゲート電極
膜6と第2のゲート電極膜7を成膜する。
6) On the gate insulating film 4, a first gate electrode film 6 and a second gate electrode film 7 are formed.

【0033】第1のゲート電極膜6と第2のゲート電極膜
7は、界面の状態を良好に保つことを目的として真空チ
ャンバー内で連続成膜するが望ましい。
The first gate electrode film 6 and the second gate electrode film 7 are desirably formed continuously in a vacuum chamber for the purpose of maintaining a good interface state.

【0034】第1のゲート電極膜6の材料には、フッ酸
に不溶な金属を用いる。フッ酸に不溶な金属としてはモ
リブデン、タングステン及びモリブデン−タングステン
合金がある。
As a material of the first gate electrode film 6, a metal insoluble in hydrofluoric acid is used. Molybdenum, tungsten, and molybdenum-tungsten alloy are examples of metals insoluble in hydrofluoric acid.

【0035】第2のゲート電極膜7の材料としては第1の
ゲート電極膜6の材料よりも比抵抗の小さい材料を用い
る。代表的な材料としてはアルミニウムおよびアルミニ
ウム合金がある。
As the material of the second gate electrode film 7, a material having a lower specific resistance than the material of the first gate electrode film 6 is used. Representative materials include aluminum and aluminum alloys.

【0036】7)フォトリソグラフィ及びエッチングを
実施して、第1のゲート電極膜6および第2のゲート電
極膜7をパターン化する。エッチングは、第1のゲート
電極膜6の材料をモリブデン、第2のゲート電極膜7の
材料をアルミニウムとした場合には、リン酸と硝酸と酢
酸の混合液を用いてウェットエッチングを行うか又は、
塩素系のガスを用いてドライエッチングを行う。
7) The first gate electrode film 6 and the second gate electrode film 7 are patterned by performing photolithography and etching. When the material of the first gate electrode film 6 is molybdenum and the material of the second gate electrode film 7 is aluminum, wet etching is performed using a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid, or ,
Dry etching is performed using a chlorine-based gas.

【0037】8)図2の11のパターンに対応するフォ
トマスクAを用いてフォトリソグラフィを行なう。フォ
トマスクAのパターン(図2の11)は、フォトマスク
Bのパターン(図2の12)の中央のパターンを囲む形
状とし、望ましくは、フォトマスクAのパターン(図2
の11)の各辺と、フォトマスクAのパターン(図2の
11)のそれぞれの辺に平行なフォトマスクBのパター
ン(図2の12)の中央のパターンの各辺が0.5μm
以上離れるようにする。
8) Photolithography is performed using a photomask A corresponding to the pattern 11 in FIG. The pattern of the photomask A (11 in FIG. 2) has a shape surrounding the center pattern of the pattern of the photomask B (12 in FIG. 2).
11) and each side of the central pattern of the photomask B pattern (12 in FIG. 2) parallel to each side of the photomask A pattern (11 in FIG. 2) is 0.5 μm.
At least.

【0038】フォトリソグラフィ後のゲート電極部分の
断面形状を図3(a)に示す。
FIG. 3A shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after photolithography.

【0039】9)リアクティブイオンエッチング(RI
E)装置などを用いて異方性エッチングを行い第2のゲ
ート電極膜7にフォトマスクAのパターン(図2の1
1)と同形状の開口部を設ける。具体的には第2のゲー
ト電極膜7の材料をアルミニウムとした場合には、リア
クティブイオンエッチング装置や誘導結合型プラズマ
(ICP)エッチング装置などを用いて塩素系のガスに
よるドライエッチングを行う。
9) Reactive ion etching (RI
E) Anisotropic etching is performed using an apparatus or the like to form a pattern of a photomask A on the second gate electrode film 7 (1 in FIG.
An opening having the same shape as in 1) is provided. Specifically, when the material of the second gate electrode film 7 is aluminum, dry etching with a chlorine-based gas is performed using a reactive ion etching apparatus, an inductively coupled plasma (ICP) etching apparatus, or the like.

【0040】エッチング後のゲート電極部分の断面形状
を図3(b)に示す。
FIG. 3B shows a sectional shape of the gate electrode portion after the etching.

【0041】10)不純物の注入を行う。ここでは、n
型トランジスタを例にあげているので燐の注入を行う。
10) Impurity implantation is performed. Here, n
Since a type transistor is taken as an example, phosphorus is implanted.

【0042】11)不純物の活性化熱処理を行う。通
常、ガラス基板1の耐熱温度を考慮して450〜600
℃の熱処理を行う。
11) A heat treatment for activating the impurities is performed. Usually, 450 to 600 in consideration of the heat resistant temperature of the glass substrate 1.
A heat treatment at ℃ is performed.

【0043】12)層間絶縁膜8を設ける。層間絶縁膜
8にはSiO2などを用いる。層間絶縁膜8を設けた後のゲ
ート電極部分の断面形状を図3(c)に示す。
12) An interlayer insulating film 8 is provided. SiO 2 or the like is used for the interlayer insulating film 8. FIG. 3C shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after the provision of the interlayer insulating film 8.

【0044】13)フォトマスクBのパターン(図2の
12)を用いてフォトリソグラフィを行なう。ここで、
フォトマスクBのパターン(図2の12)は中央のパタ
ーンが、第2のゲート電極膜7に設けられたフォトマス
クAのパターン(図2の11)と同形状の開口部の中央
に位置するように位置あわせを行う。
13) Photolithography is performed using the pattern of the photomask B (12 in FIG. 2). here,
The center pattern of the pattern of the photomask B (12 in FIG. 2) is located at the center of the opening having the same shape as the pattern of the photomask A provided in the second gate electrode film 7 (11 in FIG. 2). Alignment.

【0045】フォトリソグラフィ後のゲート電極部分の
断面形状を図3(d)に示す。
FIG. 3D shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after photolithography.

【0046】14)リアクティブイオンエッチング(R
IE)装置などを用いて異方性エッチングを行い層間絶
縁膜8にフォトマスクBのパターン(図2の12)と同
形状の開口部を設ける。
14) Reactive ion etching (R
(IE) Anisotropic etching is performed using an apparatus or the like, and an opening having the same shape as the pattern of the photomask B (12 in FIG. 2) is provided in the interlayer insulating film 8.

【0047】具体的には層間絶縁膜8の材料をSiO2とし
た場合には、リアクティブイオンエッチング装置や誘導
結合型プラズマ(ICP)エッチング装置などを用いて
フッ素系のガスによるドライエッチングを行う。エッチ
ング後のゲート電極部分の断面形状を図3(e)に示
す。
More specifically, when the material of the interlayer insulating film 8 is SiO 2 , dry etching with a fluorine-based gas is performed using a reactive ion etching apparatus, an inductively coupled plasma (ICP) etching apparatus, or the like. . FIG. 3E shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after the etching.

【0048】15)レジスト10を除去する。レジスト
除去後のゲート電極部分の断面形状を図3(f)に示
す。
15) The resist 10 is removed. FIG. 3F shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after removing the resist.

【0049】16)希フッ酸溶液を用いて層間絶縁膜8
に開口部に露出したシリコン膜3表面の自然酸化膜を除
去する。
16) Interlayer insulating film 8 using diluted hydrofluoric acid solution
Next, the natural oxide film on the surface of the silicon film 3 exposed at the opening is removed.

【0050】17)配線金属9を成膜する。17) The wiring metal 9 is formed.

【0051】18)フォトリソグラフィ及びエッチング
を実施して、少なくとも配線の電気的な接続に必要な部
分を残して配線金属9を除去する。
18) Photolithography and etching are performed to remove the wiring metal 9 leaving at least a portion necessary for electrical connection of the wiring.

【0052】以上の工程を経て半導体装置が完成する。The semiconductor device is completed through the above steps.

【0053】従来、ゲート電極膜にアルミニウムなど低
抵抗材料を用いると、配線金属膜の成膜前に行う希フッ
酸を用いた自然酸化膜除去処理によりゲート電極膜が溶
解し、接続不良を生じた。そのためゲート電極の低抵抗
化が困難であり、配線遅延を生ずるという課題を有して
いたが、本発明の構成を取れば比抵抗の低いアルミニウ
ム及びアルミニウム合金をゲート電極膜の材料として用
いることができゲート電極を低抵抗化して配線遅延の少
ない高性能な半導体装置を実現することができる。
Conventionally, if a low-resistance material such as aluminum is used for the gate electrode film, the gate electrode film is dissolved by the natural oxide film removal treatment using dilute hydrofluoric acid before the formation of the wiring metal film, resulting in poor connection. Was. Therefore, it is difficult to reduce the resistance of the gate electrode, and there is a problem that a wiring delay is caused. However, according to the structure of the present invention, aluminum and an aluminum alloy having low specific resistance can be used as a material of the gate electrode film. As a result, a high-performance semiconductor device with less wiring delay can be realized by reducing the resistance of the gate electrode.

【0054】(実施の形態2)第2のゲート電極膜7の
成膜までは実施の形態1と同様であるため、第2のゲー
ト電極膜7の成膜より後のプロセスについてのみ図2お
よび図4を用いて説明する。
(Embodiment 2) Since the process up to the formation of the second gate electrode film 7 is the same as that of the embodiment 1, only the process after the formation of the second gate electrode film 7 is described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG.

【0055】図2はフォトマスクのパターン図、図4は
ゲート電極部分の断面図である。
FIG. 2 is a pattern diagram of a photomask, and FIG. 4 is a sectional view of a gate electrode portion.

【0056】1)フォトリソグラフィ及びエッチングを
実施して、第1のゲート電極膜6および第2のゲート電
極膜7をパターン化する。エッチングは、第1のゲート
電極膜6の材料をモリブデン、第2のゲート電極膜7の
材料をアルミニウムとした場合には、リン酸と硝酸と酢
酸の混合液を用いてウェットエッチングを行うか、又は
塩素系のガスを用いてドライエッチングを行う。
1) The first gate electrode film 6 and the second gate electrode film 7 are patterned by performing photolithography and etching. When molybdenum is used for the material of the first gate electrode film 6 and aluminum is used for the material of the second gate electrode film 7, wet etching is performed using a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid. Alternatively, dry etching is performed using a chlorine-based gas.

【0057】2)フォトマスクBのパターン(図2の1
2)を用いてフォトリソグラフィを行なう。フォトリソ
グラフィ後のゲート電極部分の断面形状を図4(a)に
示す。
2) Pattern of photomask B (1 in FIG. 2)
Photolithography is performed using 2). FIG. 4A shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after photolithography.

【0058】3)フォトマスクBのパターン(図2の1
2)のレジストマスクを通して等方性エッチングを行い
第2のゲート電極膜7にフォトマスクBのパターン(図
2の12)よりも大きな形状の開口部を設ける。具体的
には第1のゲート電極膜6の材料をモリブデン、第2のゲ
ート電極膜7の材料をアルミニウムとした場合には、第
1のゲート電極膜6の材料であるモリブデンはエッチン
グせず、第2のゲート電極膜7の材料であるアルミニウ
ムのみエッチングする体積比でフッ酸1に対して純水3
0以上で希釈した溶液を用いてウェットエッチングを行
う。ここでウェットエッチングが進み第1のゲート電極
膜6が露出した後も更にエッチング時間を延ばし(オー
バーエッチング)開口部を広げる(ウェットエッチング
は等方性のエッチングなのでオーバーエッチングを多く
するとレジストのパターンに対してアンダーカット幅が
大きくなり開口部が広がる)。オーバーエッチング量は
アンダーカット幅が0.5μmから1.0μmとなるよ
うに調整する(ここに示したアンダーカット幅の範囲は
目安であって、必ずしもこの範囲に入っていなくてもよ
い)。ウェットエッチング後のゲート電極部分の断面形
状を図4(b)に示す。
3) Pattern of photomask B (1 in FIG. 2)
The isotropic etching is performed through the resist mask of 2), and an opening having a shape larger than the pattern of the photomask B (12 in FIG. 2) is provided in the second gate electrode film 7. Specifically, when the material of the first gate electrode film 6 is molybdenum and the material of the second gate electrode film 7 is aluminum,
Molybdenum which is the material of the first gate electrode film 6 is not etched, and only aluminum which is the material of the second gate electrode film 7 is etched.
Wet etching is performed using a solution diluted with 0 or more. Here, even after the first gate electrode film 6 is exposed by the wet etching, the etching time is further extended (over-etching) and the opening is widened. On the other hand, the undercut width increases and the opening widens). The amount of overetching is adjusted so that the undercut width is 0.5 μm to 1.0 μm (the range of the undercut width shown here is a guide and does not necessarily have to fall within this range). FIG. 4B shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after the wet etching.

【0059】4)不純物の注入を行う。ここでは、n型
トランジスタを例にあげているので燐の注入を行う。
4) Inject impurities. Here, phosphorus is implanted because an n-type transistor is taken as an example.

【0060】5)不純物の活性化熱処理を行う。通常、
ガラス基板1の耐熱温度を考慮して450〜600℃の
熱処理を行う。
5) An impurity activation heat treatment is performed. Normal,
A heat treatment at 450 to 600 ° C. is performed in consideration of the heat resistant temperature of the glass substrate 1.

【0061】6)層間絶縁膜8を設ける。層間絶縁膜8
にはSiO2などを用いる。層間絶縁膜8を設けた後のゲー
ト電極部分の断面形状を図4(c)に示す。
6) An interlayer insulating film 8 is provided. Interlayer insulating film 8
Is used, for example. FIG. 4C shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after the provision of the interlayer insulating film 8.

【0062】7)フォトマスクBのパターン(図2の1
2)を用いてフォトリソグラフィを行なう。ここで、フ
ォトマスクBのパターン(図2の12)は中央のパター
ンが、第2のゲート電極膜7に設けられた開口部の中央
に位置するように位置あわせを行う。
7) Pattern of photomask B (1 in FIG. 2)
Photolithography is performed using 2). Here, the pattern of the photomask B (12 in FIG. 2) is aligned so that the center pattern is located at the center of the opening provided in the second gate electrode film 7.

【0063】フォトリソグラフィ後のゲート電極部分の
断面形状を図3(d)に示す。
FIG. 3D shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after photolithography.

【0064】8)リアクティブイオンエッチング(RI
E)装置などを用いて異方性エッチングを行い層間絶縁
膜8にフォトマスクBのパターン(図2の12)と同形
状の開口部を設ける。
8) Reactive ion etching (RI
E) Anisotropic etching is performed using an apparatus or the like to provide an opening having the same shape as the pattern of the photomask B (12 in FIG. 2) in the interlayer insulating film 8.

【0065】具体的には層間絶縁膜8の材料をSiO2とし
た場合には、リアクティブイオンエッチング装置や誘導
結合型プラズマ(ICP)エッチング装置などを用いて
フッ素系のガスによるドライエッチングを行う。エッチ
ング後のゲート電極部分の断面形状を図4(e)に示
す。
Specifically, when the material of the interlayer insulating film 8 is SiO 2 , dry etching with a fluorine-based gas is performed using a reactive ion etching apparatus, an inductively coupled plasma (ICP) etching apparatus, or the like. . FIG. 4E shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after the etching.

【0066】9)レジスト10を除去する。レジスト除
去後のゲート電極部分の断面形状を図4(f)に示す。
9) The resist 10 is removed. FIG. 4F shows a cross-sectional shape of the gate electrode portion after removing the resist.

【0067】10)希フッ酸溶液を用いて層間絶縁膜8
に開口部に露出したシリコン膜3表面の自然酸化膜を除
去する。
10) Interlayer insulating film 8 using diluted hydrofluoric acid solution
Next, the natural oxide film on the surface of the silicon film 3 exposed at the opening is removed.

【0068】11)配線金属9を成膜する。11) The wiring metal 9 is formed.

【0069】12)フォトリソグラフィ及びエッチング
を実施して、少なくとも配線の電気的な接続に必要な部
分を残して配線金属9を除去する。
12) Photolithography and etching are performed to remove the wiring metal 9 leaving at least a portion necessary for electrical connection of the wiring.

【0070】以上の工程を経て半導体装置が完成する。The semiconductor device is completed through the above steps.

【0071】実施の形態2の方法を用いれば、実施の形
態1と同様の効果を有し、配線遅延の少ない高性能な半
導体装置を実現することができるとともに、第2のゲー
ト電極膜に開口部を設けるためのフォトマスクと層間絶
縁膜に開口部を設けるためのフォトマスクを共用するた
め、フォトマスクの枚数を減らすことができ、製造コス
トを削減することができる。
By using the method of the second embodiment, a high-performance semiconductor device having the same effect as that of the first embodiment and a small wiring delay can be realized, and an opening in the second gate electrode film can be formed. Since the photomask for providing the portion and the photomask for providing the opening in the interlayer insulating film are shared, the number of photomasks can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、希フッ酸
処理によるゲート電極の損傷を防止し、アルミニウムな
どを用いた低抵抗ゲート配線を可能とし、配線遅延を防
止して、大型、高精細の液晶パネルに適した半導体装置
を実現することを可能とする。
As described above, according to the present invention, the gate electrode can be prevented from being damaged by dilute hydrofluoric acid treatment, a low-resistance gate wiring using aluminum or the like can be formed, and wiring delay can be prevented. A semiconductor device suitable for a high-definition liquid crystal panel can be realized.

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

【図1】本発明による半導体装置の実施の形態1の構造
を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】フォトマスクのパターン図FIG. 2 is a pattern diagram of a photomask.

【図3】本発明による半導体装置の実施の形態1のゲー
ト電極部分の断面図
FIG. 3 is a sectional view of a gate electrode portion of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明による半導体装置の実施の形態2のゲー
ト電極部分の断面図
FIG. 4 is a sectional view of a gate electrode portion of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;

【図5】従来の半導体装置の構造図FIG. 5 is a structural diagram of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 アンダーコート膜 3 シリコン膜 4 ゲート絶縁膜 5 ゲート電極 6 第1のゲート電極膜 7 第2のゲート電極膜 8 層間絶縁膜 9 配線金属 10 レジスト Reference Signs List 1 glass substrate 2 undercoat film 3 silicon film 4 gate insulating film 5 gate electrode 6 first gate electrode film 7 second gate electrode film 8 interlayer insulating film 9 wiring metal 10 resist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 HA28 JA24 JA34 JA37 JA41 KA05 MA13 MA19 MA29 MA30 NA25 NA28 PA01 5F110 AA03 AA16 AA26 BB01 CC02 DD02 DD13 DD14 EE03 EE04 EE06 EE11 EE12 EE14 EE22 EE37 GG02 GG13 HJ01 HJ13 HJ23 HL26 NN23 PP03 QQ04 QQ05 QQ09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H092 HA28 JA24 JA34 JA37 JA41 KA05 MA13 MA19 MA29 MA30 NA25 NA28 PA01 5F110 AA03 AA16 AA26 BB01 CC02 DD02 DD13 DD14 EE03 EE04 EE06 EE11 EE12 EE14 EE22 EE37 GG02J13 PP03 QQ04 QQ05 QQ09

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板と前記基板上に形成され、そしてソー
ス領域、ドレイン領域に不純物を注入された半導体膜と
前記半導体膜のチャネル領域を含む少なくとも一部分を
覆うゲート絶縁膜と前記ゲート絶縁膜を挟んで少なくと
も一部分が前記半導体膜と対向する、そしてフッ酸に不
溶である材質からなる第1のゲート電極膜と、前記第1
のゲート電極膜よりも低い比抵抗の材質からなる第2の
ゲート電極膜と、層間絶縁膜と、配線金属膜を有し、前
記第1のゲート電極膜と前記配線金属膜を電気的に接続
し、前記第1のゲート電極膜と前記第2のゲート電極膜
を電気的に接続し、前記第2の電極膜と前記配線金属膜
を前記層間絶縁膜で分離したことを特徴とする半導体装
置。
A gate insulating film formed on the substrate, the semiconductor film having a source region and a drain region doped with an impurity, and covering at least a part of the semiconductor film including a channel region; and a gate insulating film. A first gate electrode film made of a material that is at least partially opposed to the semiconductor film and that is insoluble in hydrofluoric acid;
A second gate electrode film made of a material having a lower specific resistance than the gate electrode film, an interlayer insulating film, and a wiring metal film, and electrically connecting the first gate electrode film to the wiring metal film. A semiconductor device, wherein the first gate electrode film and the second gate electrode film are electrically connected, and the second electrode film and the wiring metal film are separated by the interlayer insulating film. .
【請求項2】前記第1のゲート電極膜がモリブデンかモ
リブデン−タングステン合金のいずれかであり、前記第
2のゲート電極膜がアルミニウムかアルミニウム合金の
いずれかであることを特徴とする請求項1に記載の半導
体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first gate electrode film is made of molybdenum or a molybdenum-tungsten alloy, and said second gate electrode film is made of aluminum or an aluminum alloy. 3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】基板と前記基板上に形成され、そしてソー
ス領域、ドレイン領域に不純物を注入された半導体膜と
前記半導体膜のチャネル領域を含む少なくとも一部分を
覆うゲート絶縁膜と前記ゲート絶縁膜を挟んで少なくと
も一部分が前記半導体膜と対向する、そしてフッ酸に不
溶である材質からなる第1のゲート電極膜と、前記第1
のゲート電極膜よりも低い比抵抗の材質からなる第2の
ゲート電極膜と、層間絶縁膜と、配線金属膜を備え、前
記第1のゲート電極膜と前記配線金属膜を電気的に接続
し、前記第1のゲート電極膜と前記第2のゲート電極膜
を電気的に接続し、前記第2の電極膜と前記配線金属膜
を前記層間絶縁膜で分離した半導体装置の製造方法であ
って、フォトリソグラフィを行い第1のレジストパター
ンを成形するステップと、前記第1のレジストパターン
の開口部を通して前記第2の電極膜を等方性エッチング
するステップと、フォトリソグラフィを行い前記第1の
レジストパターン同形状の第2のレジストパターンを成
形するステップと、前記第2のレジストパターンの開口
部を通して前記層間絶縁膜を異方性エッチングするステ
ップを有していることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
3. A gate insulating film formed on the substrate, the semiconductor film having impurities implanted into a source region and a drain region, and a gate insulating film covering at least a portion including a channel region of the semiconductor film, and the gate insulating film. A first gate electrode film made of a material that is at least partially opposed to the semiconductor film and that is insoluble in hydrofluoric acid;
A second gate electrode film made of a material having a lower specific resistance than the gate electrode film, an interlayer insulating film, and a wiring metal film, and electrically connecting the first gate electrode film to the wiring metal film. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first gate electrode film and the second gate electrode film are electrically connected, and the second electrode film and the wiring metal film are separated by the interlayer insulating film. Forming a first resist pattern by performing photolithography, isotropically etching the second electrode film through an opening of the first resist pattern, and performing the first resist by performing photolithography. Forming a second resist pattern having the same shape as the pattern, and anisotropically etching the interlayer insulating film through an opening of the second resist pattern. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim and.
【請求項4】前記等方性エッチングが、ウェットエッチ
ングであり、前記異方性エッチングがドライエッチング
であることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の
製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the isotropic etching is wet etching, and the anisotropic etching is dry etching.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008165137A (en) * 2007-01-05 2008-07-17 Seiko Epson Corp Manufacturing method of electrooptical device
CN111916492A (en) * 2020-08-31 2020-11-10 武汉华星光电技术有限公司 TFT device, preparation method thereof and array substrate

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008165137A (en) * 2007-01-05 2008-07-17 Seiko Epson Corp Manufacturing method of electrooptical device
CN111916492A (en) * 2020-08-31 2020-11-10 武汉华星光电技术有限公司 TFT device, preparation method thereof and array substrate
CN111916492B (en) * 2020-08-31 2021-12-24 武汉华星光电技术有限公司 TFT device, preparation method thereof and array substrate
US11791414B2 (en) 2020-08-31 2023-10-17 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. TFT device, manufacturing method thereof, and array substrate

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