JP2001156054A

JP2001156054A - 半導体素子の作製方法

Info

Publication number: JP2001156054A
Application number: JP33875299A
Authority: JP
Inventors: Misako Nakazawa; 美佐子仲沢; Hisashi Otani; 久大谷
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミニウム膜からなる配線との選択比をと
りつつアルミニウム酸化物及びその上の酸化珪素膜を同
一のエッチャントでエッチングする。【解決手段】バッファードフッ酸水溶液に１６〜３０
体積％（好ましくは２０〜２２体積％）のエチレングリ
コールを添加したエッチャントを用いることでアルミニ
ウム膜からなる配線との選択比をとりつつアルミニウム
酸化物及びその上の酸化珪素膜を同一のエッチャントで
エッチングする。これによりアルミニウム膜からなる配
線と他の配線との良好な電気的導通を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、薄膜を用いた素
子形成技術におけるエッチング技術に関する。また、そ
のエッチング技術を用いた半導体素子の作製方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ
という）のゲート配線としてアルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする膜（以下、単にアルミニウム膜と
いう）を用いる試みがなされてきた。また、アルミニウ
ム膜は耐熱性が低いため、その表面をアルミニウム膜を
酸化して得た酸化物（以下、アルミニウム酸化物とい
う）で保護していた。このような技術は特開平６−０５
３５０９号公報に記載されている。

【０００３】アルミニウム酸化物は、形成条件によって
性質が変化するが、非常に緻密で硬度の高い膜状酸化物
とすることが可能であり、このような膜状酸化物でアル
ミニウム膜でなるゲート配線を被覆することにより、ゲ
ート配線を熱や外力から保護することが可能であった。
特に、熱によりアルミニウム膜の表面にヒロック（突起
状の物質）が発生するといった問題の解決に効果的であ
った。

【０００４】ところが、アルミニウム酸化物は緻密で硬
いことが利点であると同時に、エッチングが困難である
という欠点も有していた。そこで本出願人は、アルミニ
ウム酸化物をエッチングするためのエッチャント（エッ
チング溶液）として、クロム酸と燐酸とを混合した溶液
を用いた技術を開示した（特開平７−２８３１６６号公
報）。同公報では、ＴＦＴのソース領域、ドレイン領域
及びゲート配線に達する開孔部（コンタクトホール）を
形成する際にクロム酸と燐酸との混合溶液を用いてい
る。この技術について図３に説明する。

【０００５】図３（Ａ）において、３０１はガラス基
板、３０２は酸化珪素膜でなる絶縁膜、３０３は珪素膜
でなるソース領域、３０４は同じく珪素膜でなるドレイ
ン領域、３０５はゲート絶縁膜、３０６はアルミニウム
膜でなるゲート配線、３０７はゲート配線３０６を陽極
酸化して得た陽極酸化物（アルミニウム酸化物）であ
る。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の状態に酸化珪素
膜でなる層間絶縁膜３０８を形成した状態である。

【０００６】図３（Ｃ）は、層間絶縁膜３０８に開孔部
３０９〜３１１を形成した状態である。開孔部３０９は
ソース領域３０３に、開孔部３１０はドレイン領域３０
４に、開孔部３１１はゲート配線３０６に達するように
形成される。このとき、層間絶縁膜３０８はＢＨＦ（バ
ッファードフッ酸水溶液）と呼ばれるフッ化水素酸水溶
液とフッ化アンモニウム水溶液とを混合した溶液を用い
てエッチングされる。この場合、ソース領域３０３及び
ドレイン領域３０４が露呈すると同時に陽極酸化物３０
７が露呈する。

【０００７】ここで、エッチャントをクロム酸と燐酸と
の混合溶液に切り換え、陽極酸化物３０７のエッチング
を行う。このクロム酸と燐酸との混合溶液は、酸化珪素
膜でなる層間絶縁膜３０８及びアルミニウム膜でなるゲ
ート配線３０６をエッチングせず、陽極酸化物３０７の
選択的なエッチングが可能である。

【０００８】以上のようにして開孔部３０９〜３１１を
形成したら、図３（Ｄ）に示すようにアルミニウム膜等
の導電膜をパターニングしてソース配線３１２、ドレイ
ン配線３１３を形成する。また同時にゲート配線に接続
した配線３１４も形成する。こうしてＴＦＴが完成す
る。以上のように、特開平７〜２８３１６６号公報では
ソース領域、ドレイン領域またはゲート配線の各々に達
する開孔部を形成する際、アルミニウム酸化物からなる
陽極酸化物をクロム酸と燐酸との混合溶液を用いてエッ
チングしていた。

【０００９】しかしながら、クロム酸と燐酸との混合溶
液は酸化珪素膜を殆どエッチングしないため、酸化珪素
膜の下に潜り込むようにアルミニウム酸化物がエッチン
グされるという問題が懸念されていた。この様子を図４
に示す。

【００１０】図４（Ａ）は図３（Ｃ）の開孔部３１１の
底部における拡大図である。前述の通り、まず層間絶縁
膜膜３０８をバッファードフッ酸水溶液でエッチング
し、その後アルミニウム酸化物３０７が露呈した時点で
クロム酸と燐酸との混合溶液に切り換える。このとき、
クロム酸と燐酸との混合溶液は層間絶縁膜３０８を殆ど
エッチングしないため、アルミニウム酸化物３０７が層
間絶縁膜３０８の下に潜り込むようにエッチングされ
る。即ち、エッジ部４０１が形成される。この図４
（Ａ）の状態で配線３１４となる導電膜を成膜すると、
エッジ部４０１でカバレッジ不良を起こし、ゲート配線
３０６と配線３１４との導通不良を起こす可能性が高
い。

【００１１】但し、本出願人が実際に特開平７−２８３
１６６号公報記載の技術を用いてＴＦＴを試作してみた
ところ、上述のような導通不良は起こらなかった。これ
は導通不良が配線３１４となる導電膜を成膜する際のカ
バレッジ能力に依存して変わるからである。しかし、エ
ッジ部４０１が発生する可能性がある限り、ゲート配線
３０６と配線３１４との導通不良の可能性は消えないた
め、顕在化する前に対策を施しておく必要がある。

【００１２】また、クロム酸の主成分であるクロム元素
は公害物質であることが知られており、確実な排水処理
が必須であった。従って、量産工場のように大量のエッ
チャントを扱う場合には排水処理施設の運転費用の負担
が大きくなり、公害物質となる元素を含まない代替用の
エッチャントの探索が急務であった。

【００１３】以上のような理由により、クロム酸と燐酸
との混合溶液はエッチャントとしての性能は高いもの
の、上述のような懸案事項もあるため、代替品として用
いることのできるエッチャントの探索が求められてい
た。

【００１４】そのような代替用エッチャントの探索の中
で、本発明者はフッ化水素酸水溶液とフッ化アンモニウ
ム水溶液との混合溶液（以下、バッファードフッ酸水溶
液という）を試したが、酸化珪素膜とアルミニウム酸化
物をエッチングすることは可能であったが、アルミニウ
ム膜をもエッチングされてしまい、そのまま用いること
ができなかった。

【００１５】そこで、本発明者は特開平１−１２５８３
１号公報及び特開平１１−８７３２５号公報に注目し
た。特開平１−１２５８３１号公報では、バッファード
フッ酸水溶液に組成比で４０〜５０％のエチレングリコ
ールを添加したエッチング液を用いた場合に、酸化珪素
膜とアルミニウム膜との間の選択比が大きくなることが
開示されている。また、特開平１１−８７３２５号公報
では、酸化珪素膜のエッチングレートを大きくするため
にバッファードフッ酸水溶液に含まれるエチレングリコ
ールの含有率を１３〜３８ｗｔ％に限定している。

【００１６】しかしながら、上記二つの公開公報にはア
ルミニウム酸化物をエッチングするという概念が全くな
く、これらの技術を本出願人の抱える問題にそのまま適
用することはできなかった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本願発明の第１の課題
は、アルミニウム膜とアルミニウム酸化物との間で高い
選択比を確保することによりアルミニウム膜の表面に形
成されたアルミニウム酸化物を選択的にエッチングする
ことにある。

【００１８】また、本願発明の第２の課題は、アルミニ
ウム酸化物で表面を被覆したアルミニウム膜からなる配
線とそれを覆う珪素を含む絶縁膜とを有する構造におい
て、珪素を含む絶縁膜とアルミニウム酸化物とを、上記
第１の課題を満たしつつ、同一のエッチャントでエッチ
ングすることにある。

【００１９】また、本願発明の第３の課題は、アルミニ
ウム酸化物で表面を被覆したアルミニウム膜からなる配
線と、それを覆う珪素を含む絶縁膜と、珪素を含む絶縁
膜に形成された開孔部により前記アルミニウム膜からな
る配線に接続された配線とを有する構造において、前記
アルミニウム膜からなる配線と前記配線との間に良好な
電気的導通を得ることにある。具体的には、図４を用い
て説明したような問題を解決することにある。

【００２０】そして、上記第１の課題、第２の課題及び
第３の課題を全て解決することにより、アルミニウム酸
化物で表面を被覆したアルミニウム膜からなるゲート配
線を有するＴＦＴの作製工程において、ソース領域、ド
レイン領域及びゲート配線に達する開孔部を同一のエッ
チャントで形成することを課題とする。

【００２１】さらに、ＴＦＴを同一基板上に集積化した
電子装置（代表的には液晶表示装置、ＥＬ表示装置又は
センサ）のスループットを向上すると共に製造コストを
低減することを課題とする。また、同時に、本願発明を
用いて電子装置を作製することによって、その電子装置
を用いた電気器具の製造コストをも低減することを課題
とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るためには、まずクロム酸と燐酸との混合溶液の最大の
特徴であった「アルミニウム酸化物とアルミニウム膜と
の選択比が大きいこと」という第１の要件を満たすエッ
チャントが必要である。

【００２３】また、第２の課題を解決するためには、上
記第１の要件を満たすと共に、「珪素を含む絶縁膜及び
アルミニウム酸化物をエッチングできること」という第
２の要件を満たすエッチャントが必要である。なお、本
明細書中において、珪素を含む絶縁膜とは、酸化珪素
膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜（珪素、酸素及び窒素
を含む絶縁膜）等を含む。

【００２４】また、第３の課題を解決するためには、上
記第１の要件及び第２の要件を満たすと共に、「珪素を
含む絶縁膜のエッチングレートがアルミニウム酸化物の
それよりも大きいこと」という第３の要件を満たすエッ
チャントが必要である。なお、第３の要件では、珪素を
含む絶縁膜とアルミニウム酸化物との間の選択比が大き
すぎないことが望ましい。選択比が大きすぎるとアルミ
ニウム酸化物をエッチングしている間に珪素を含む絶縁
膜が過剰にエッチングされてしまう恐れがあるため、選
択比は１〜１０の間に収めることが望ましい。

【００２５】しかしながら、特開平１−１２５８３１号
公報及び特開平１１−８７３２５号公報には、酸化珪素
膜のエッチング可能であること、酸化珪素膜とアルミニ
ウム膜との間の選択比が大きいことが開示されている
が、アルミニウム酸化物のエッチングが可能であるこ
と、アルミニウム酸化物とアルミニウム膜との選択比が
大きいことという要件を示唆する記載は全くなかった。

【００２６】そこで本出願人が独自に研究を進めた結
果、バッファードフッ酸水溶液に１６〜３０体積％（好
ましくは１６〜２５体積％、さらに好ましくは２０〜２
２体積％）のエチレングリコールを添加したエッチャン
トを用いることで、上記第１の要件〜第３の要件が全て
満たされることを見いだした。その根拠となる実験結果
について、図１に示す。なお、本実験においてバッファ
ードフッ酸水溶液は、５０体積％のフッ化水素酸を含む
水溶液と４０体積％のフッ化アンモニウムを含む水溶液
とを１：６で混合した溶液とし、それに添加するエチレ
ングリコールの含有率を変えている。

【００２７】図１（Ａ）〜（Ｃ）ではバッファードフッ
酸水溶液に添加されたエチレングリコールの含有率を横
軸とし、各々アルミニウム酸化物（図１（Ａ））、アル
ミニウム膜（図１（Ｂ））または酸化珪素膜（図１
（Ｃ））のエッチングレートを縦軸としている。ここで
アルミニウム膜は０．１８ｗｔ％のスカンジウムを添加
したアルミニウム膜であり、アルミニウム酸化物はそれ
を陽極酸化して得た酸化物（陽極酸化物）である。

【００２８】なお、図１においてＡＯ（Anodic Oxide）
は陽極酸化物、Ｅ.Ｒ.はエッチングレート、ＥＧはエチ
レングリコール、Ａｌはアルミニウム膜、ＳｉＯ₂は酸
化珪素膜を表す。また、図１に示したエッチングレート
は室温（２２℃）における値である。

【００２９】次に、図１で求めた関係を基に、バッファ
ードフッ酸水溶液に添加されたエチレングリコールの含
有率と各膜間における選択比との関係を図２に示す。

【００３０】図２（Ａ）〜（Ｃ）ではバッファードフッ
酸水溶液に添加されたエチレングリコールの含有率を横
軸とし、各々図２（Ａ）はアルミニウム酸化物とアルミ
ニウム膜との間の選択比（以下、ＡＯ／Ａｌ選択比と表
す）、図２（Ｂ）は酸化珪素膜とアルミニウム膜との間
の選択比（以下、ＳｉＯ₂／ＡＯ選択比と表す）、図２
（Ｃ）は酸化珪素膜とアルミニウム膜との間の選択比
（以下、ＳｉＯ₂／Ａｌ選択比と表す）を縦軸としてい
る。

【００３１】まず本出願人は、第１の課題を解決するた
めには、ＡＯ／Ａｌ選択比が１０以上であることが必要
と考えた。このような条件を満たすのは、図２（Ａ）に
示されるように、１６〜３０体積％のエチレングリコー
ルが添加されたバッファードフッ酸水溶液を用いた時で
あった。この範囲を外れるとアルミニウム膜の表面がエ
ッチングされて荒れるため、良好な電気的導通が取れな
くなる恐れがある。即ち、バッファードフッ酸水溶液に
添加するエチレングリコールの含有率が１６〜３０体積
％の時に、前述の第１の要件を満たすエッチャントとな
る。

【００３２】また、このエッチャントは図１（Ｃ）に示
すようにアルミニウム酸化物よりも十分に速いエッチン
グレートで酸化珪素膜をエッチングできるため、第２の
課題を解決するための第２の要件と、第３の課題を解決
するための第３の要件とを満たしていることが判る。

【００３３】また、第３の課題を解決するためには、両
者の選択比（ＳｉＯ₂／ＡＯ選択比）が１０以下である
ことが望ましい。図２（Ｂ）に示されるように、上記の
１６〜３０体積％という範囲はこの条件を満たしてい
る。従って、第１の課題、第２の課題及び第３の課題は
すべて、バッファードフッ酸水溶液に添加するエチレン
グリコールの含有率が１６〜３０体積％であるエッチャ
ントを用いたエッチング処理により解決することが可能
である。

【００３４】なお、エチレングリコールが３０体積％添
加されている場合はＳｉＯ₂／ＡＯ選択比が８前後とや
や高めであるが、アルミニウム酸化物がエッチングされ
ている間は珪素膜でなるソース領域及びドレイン領域と
もに殆どエッチングされないので問題とはならない。但
し、エチレングリコールの含有率を１６〜２５体積％と
すれば、ＳｉＯ₂／ＡＯ選択比が６程度と小さくなるた
め、エッチング処理にかかる時間を短縮することができ
る。即ち、製造プロセスのスループットが向上する。

【００３５】また、図２（Ｃ）に示すように、エチレン
グリコールの含有率が１６〜３０体積％であれば、Ｓｉ
Ｏ₂／Ａｌ選択比が３０〜９０と十分に高い。そのた
め、アルミニウム膜が露呈した時点で全てのエッチング
が終了する。

【００３６】さらに、本発明者の実験によれば、エチレ
ングリコールの含有率が２０〜２２体積％の場合にアル
ミニウム酸化物が特に均一にエッチングされることが判
明している。アルミニウム酸化物のエッチングが均一に
進まないと、その時生じる段差がアルミニウム膜の表面
に現れる可能性がある。また、最悪の場合はそのような
段差がアルミニウム膜の表面に形成されることで、アル
ミニウム膜と他の導電膜との間で電気的導通が取れなく
なる恐れもある。

【００３７】なお、本発明者はエチレングリコールの含
有率が１６〜３０体積％の範囲内において、アルミニウ
ム膜の表面が正常に露呈する、即ち、他の配線と良好な
電気的導通がとれることを確認している。実験的には、
図５に示すようなテストエレメントで抵抗値を測定し
た。図５において、５０１はアルミニウム膜でなる第１
配線、５０２は第１配線５０１の表面に形成された陽極
酸化物、５０３は酸化珪素膜でなる層間絶縁膜、５０４
はコンタクト部であり、コンタクト部５０４では第２配
線５０５と第１配線５０１とが電気的に接続されてい
る。なお、第２配線５０５はチタンでアルミニウム膜を
挟んだ三層構造の導電膜を用いている。

【００３８】図５では、コンタクト部５０４が４つ示さ
れているが、実際のテストエレメントでは、５００で示
される構造が５０個直列に並び、１００個のコンタクト
部が形成される。実際のテストエレメントを上面から見
た写真を図６（Ａ）に、その模式図を図６（Ｂ）に示
す。図６（Ｂ）において、６０１が第１配線、６０２が
第２配線、６０３がコンタクト部である。

【００３９】そして、テストエレメントの両端に端子を
立てて抵抗値を測定する。即ち、１００個のコンタクト
部のうちいずれか一つでも不良があればそこで電気的導
通が取れなくなり、非常に高い抵抗値を示す。逆に、問
題がなければ配線が低抵抗なアルミニウム膜で形成され
ているので、非常に低い抵抗値を示すことになる。

【００４０】本発明者が、図６のようなテストエレメン
トを用いて電気的導通の確認を行ったところ、１００個
のコンタクト部を有するテストエレメントにおいて、
０．１Ｖの電圧をかけて測定した抵抗値として６８０Ω
（中央値）が得られた。なお、この値はコンタクト部６
０３の直径が３μmの場合である。これはアルミニウム
膜でなる配線の抵抗値が０．２Ω程度と無視できるた
め、１００個のコンタクト部における接触抵抗の総和と
考えられ、個々のコンタクト部の接触抵抗は６．８Ω
（中央値）であると考えられる。この結果は十分に電気
的な導通が確保できることを意味している。また、この
抵抗値は従来のクロム酸と燐酸との混合溶液を用いた場
合とほぼ同等である。

【００４１】なお、上記全ての実験では珪素を含む絶縁
膜として酸化珪素膜を用いているが、窒化珪素膜や窒化
酸化珪素膜であっても良い。確かに、酸化珪素膜とはエ
ッチングレートが異なる場合もあるが、本願発明の第２
の要件で必要とする点は同一のエッチャントで珪素を含
む絶縁膜とアルミニウム酸化物とがエッチングできるこ
とであり、珪素を含む絶縁膜とアルミニウム酸化物との
間の選択比が大きすぎないこと、という要件はその方が
より望ましいという程度である。

【００４２】以上のように、本明細書で掲げた第１〜第
３の課題を解決するためには、バッファードフッ酸水溶
液に１６〜３０体積％（好ましくは２０〜２２体積％）
のエチレングリコールを添加した溶液を用いてエッチン
グ処理を行うことが効果的であることが判明した。な
お、図１、図２に示した実験結果はエッチング処理を２
２℃で行った際の結果であるが、１２〜２７℃の範囲に
おいて１６〜３０体積％が有効であるという結果には変
わりがないことを確認している。

【００４３】

【発明の実施の形態】本願発明は、アルミニウム膜の表
面に形成されたアルミニウム酸化物を選択的に除去する
プロセス（工程）に対して実施することが可能である。
また、そのような工程を含む素子形成技術に対して実施
することが可能である。

【００４４】具体的には、アルミニウム膜からなる配線
がアルミニウム酸化物で覆われている場合において、ア
ルミニウム酸化物のみを選択的に除去してアルミニウム
膜からなる配線を露呈させ、アルミニウム膜からなる配
線と他の配線との良好な電気的導通を確保する際に本願
発明を実施すると良い。

【００４５】さらに具体的には、ＴＦＴやＭＯＳＦＥＴ
などの半導体素子を基板上に形成する際、コンタクトホ
ール（開孔部）を形成する時に本願発明を実施すること
ができる。勿論、半導体素子を基板上に形成して電子装
置を作製する際にも本願発明は実施できる。

【００４６】

【実施例】〔実施例１〕本願発明の実施例について図７
〜図１０を用いて説明する。ここでは、画素部とその周
辺に設けられる駆動回路のＴＦＴを同時に作製する方法
について説明する。但し、説明を簡単にするために、駆
動回路では、シフトレジスタ回路、バッファ回路等の基
本回路であるＣＭＯＳ回路と、サンプリング回路を形成
するｎチャネル型ＴＦＴとを図示することとする。

【００４７】図７（Ａ）において、基板７００には、ガ
ラス基板や石英基板を使用することができる。その他に
もシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面
に絶縁膜を形成したものを基板としても良い。耐熱性が
許せばプラスチック基板を用いることも可能である。そ
して、基板７００のＴＦＴが形成される表面には、珪素
（シリコン）を含む絶縁膜からなる下地膜７０１を形成
する。本実施例では、下地膜７０１として、２００ｎｍ
厚の窒化酸化珪素膜を形成した。

【００４８】次に下地膜７０１の上に２０〜１００ｎｍ
の厚さの、非晶質半導体膜（本実施例では非晶質珪素
膜）７０２を公知の成膜法で形成した。なお、非晶質半
導体膜としては、非晶質珪素膜以外にも、非晶質シリコ
ンゲルマニウム膜などの非晶質の化合物半導体膜を用い
ることもできる。

【００４９】次に、非晶質珪素膜（アモルファスシリコ
ン膜）７０２に対して公知の技術を使って結晶質珪素膜
（ポリシリコン膜又は多結晶シリコン膜）７０３を形成
する。本実施例では、非晶質珪素膜７０２に対してレー
ザーから発する光（レーザー光）を照射して結晶質珪素
膜７０３を形成した。レーザーとしては、パルス発振型
または連続発振型のエキシマレーザーを用いれば良い
が、連続発振型のアルゴンレーザーでも良い。またはＮ
ｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波または第
４高調波を用いても良い。さらに、レーザー光のビーム
形状は線状（長方形状も含む）であっても矩形状であっ
ても構わない。（図７（Ｂ））

【００５０】また、レーザー光の代わりにランプから発
する光（ランプ光）を照射（以下、ランプアニールとい
う）しても良い。ランプ光としては、ハロゲンランプ、
赤外ランプ等から発するランプ光を用いることができ
る。

【００５１】なお、このようにレーザー光またはランプ
光により熱処理（アニール）を施す工程を光アニール工
程という。光アニール工程は短時間で高温熱処理が行え
るため、ガラス基板等の耐熱性の低い基板を用いる場合
にも効果的な熱処理工程を高いスループットで行うこと
ができる。勿論、目的はアニールであるので電熱炉を用
いたファーネスアニール（熱アニールともいう）で代用
することもできる。

【００５２】本実施例では、パルス発振型エキシマレー
ザー光を線状に加工してレーザーアニール工程を行っ
た。レーザーアニール条件は、励起ガスとしてＸｅＣｌ
ガスを用い、処理温度を室温、パルス発振周波数を３０
Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を２５０〜５００mJ
/cm²（代表的には３５０〜４００mJ/cm²）とした。

【００５３】上記条件で行われたレーザーアニール工程
は、熱結晶化後に残存した非晶質領域を完全に結晶化す
ると共に、既に結晶化された結晶質領域の欠陥等を低減
する効果を有する。そのため、本工程は光アニールによ
り半導体膜の結晶性を改善する工程、または半導体膜の
結晶化を助長する工程と呼ぶこともできる。このような
効果はランプアニールの条件を最適化することによって
も得ることが可能である。本明細書中ではこのような条
件を第１アニール条件と呼ぶことにする。

【００５４】次に、結晶質シリコン膜７０３上に後の不
純物添加時のために保護膜７０４を形成した。保護膜７
０４は１００〜２００ｎｍ（好ましくは１３０〜１７０
ｎｍ）の厚さの窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン
膜を用いた。この保護膜７０４は不純物添加時に結晶質
シリコン膜が直接プラズマに曝されないようにするため
と、微妙な濃度制御を可能にするための意味がある。

【００５５】そして、その上にレジストマスク７０５を
形成し、保護膜７０４を介してｐ型を付与する不純物元
素（以下、ｐ型不純物元素という）を添加した。ｐ型不
純物元素としては、代表的には１３族に属する元素、典
型的にはボロンまたはガリウムを用いることができる。
この工程（チャネルドープ工程という）はＴＦＴのしき
い値電圧を制御するための工程である。なお、ここでは
ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を質量分離しないでプラズマ励起し
たイオンドープ法でボロンを添加した。勿論、質量分離
を行うイオンインプランテーション法を用いても良い。

【００５６】この工程により１×１０¹⁵〜１×１０¹⁸at
oms/cm³（代表的には５×１０¹⁶〜５×１０¹⁷atoms/c
m³）の濃度でｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を
含む不純物領域７０６を形成した。なお、本明細書中で
は少なくとも上記濃度範囲でｐ型不純物元素を含む不純
物領域をｐ型不純物領域（ｂ）と定義する。（図７
（Ｃ））

【００５７】次に、レジストマスク７０５を除去し、新
たにレジストマスク７０７〜７１０を形成した。そし
て、ｎ型を付与する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素
という）を添加してｎ型を呈する不純物領域７１１〜７
１３を形成した。なお、ｎ型不純物元素としては、代表
的には１５族に属する元素、典型的にはリンまたは砒素
を用いることができる。（図７（Ｄ））

【００５８】この低濃度不純物領域７１１〜７１３は、
後にＣＭＯＳ回路およびサンプリング回路のｎチャネル
型ＴＦＴにおいて、ＬＤＤ領域として機能させるための
不純物領域である。なお、ここで形成された不純物領域
にはｎ型不純物元素が２×１０¹⁶〜５×１０¹⁹atoms/cm
³（代表的には５×１０¹⁷〜５×１０¹⁸atoms/cm³）の濃
度で含まれている。本明細書中では上記濃度範囲でｎ型
不純物元素を含む不純物領域をｎ型不純物領域（ｂ）と
定義する。

【００５９】なお、ここではフォスフィン（ＰＨ₃）を
質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でリ
ンを１×１０¹⁸atoms/cm³の濃度で添加した。勿論、質
量分離を行うイオンインプランテーション法を用いても
良い。この工程では、保護膜７０４を介して結晶質シリ
コン膜にリンを添加した。

【００６０】次に、保護膜７０４を除去し、再びレーザ
ー光の照射工程を行った。ここでもレーザー光として
は、パルス発振型または連続発振型のエキシマレーザー
光が望ましいが、連続発振型のアルゴンレーザー光でも
良い。また、レーザー光のビーム形状は線状であっても
矩形状であっても構わない。但し、添加された不純物元
素の活性化が目的であるので、結晶質シリコン膜が溶融
しない程度のエネルギーで照射することが好ましい。ま
た、保護膜７０４をつけたままレーザーアニール工程を
行うことも可能である。（図７（Ｅ）））

【００６１】本実施例では、パルス発振型エキシマレー
ザー光を線状に加工してレーザーアニール工程を行っ
た。レーザーアニール条件は、励起ガスとしてＫｒＦガ
スを用い、処理温度を室温、パルス発振周波数を３０Ｈ
ｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜３００mJ/c
m²（代表的には１５０〜２５０mJ/cm²）とした。

【００６２】上記条件で行われた光アニール工程は、添
加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化
すると共に、不純物元素の添加時に非晶質化した半導体
膜を再結晶化する効果を有する。なお、上記条件は半導
体膜を溶融させることなく原子配列の整合性をとり、且
つ、不純物元素を活性化することが好ましい。また、本
工程は光アニールによりｎ型またはｐ型を付与する不純
物元素を活性化する工程、半導体膜を再結晶化する工
程、またはそれらを同時に行う工程と呼ぶこともでき
る。このような効果はランプアニールの条件を最適化す
ることによっても得ることが可能である。本明細書中で
はこのような条件を第２アニール条件と呼ぶことにす
る。

【００６３】この工程によりｎ型不純物領域（ｂ）７１
１〜７１３の境界部、即ち、ｎ型不純物領域（ｂ）の周
囲に存在する真性な領域（ｐ型不純物領域（ｂ）も実質
的に真性とみなす）との接合部が明確になる。このこと
は、後にＴＦＴが完成した時点において、ＬＤＤ領域と
チャネル形成領域とが非常に良好な接合部を形成しうる
ことを意味する。

【００６４】なお、このレーザー光による不純物元素の
活性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わ
ない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性
を考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良
い。

【００６５】次に、結晶質シリコン膜の不要な部分を除
去して、島状の半導体膜（以下、活性層という）７１４
〜７１７を形成した。（図７（Ｆ））

【００６６】次に、活性層７１４〜７１７を覆ってゲー
ト絶縁膜７１８を形成した。ゲート絶縁膜７１８は、１
０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍの厚さに
形成すれば良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法でＮ
₂ＯとＳｉＨ₄を原料とした窒化酸化シリコン膜を１１５
ｎｍの厚さに形成した。（図８（Ａ））

【００６７】次に、ゲート配線となるアルミニウム層を
成膜した（図示せず）。ここで成膜されるアルミニウム
層は、アルミニウムを主成分とする（主成分であると
は、組成比が９０％以上のことを指す）材料であればよ
い。本実施例では、アルミニウム層として、０.１８ｗ
ｔ%のスカンジウムを含有させたアルミニウム層を利用
した。スカンジウムは、アルミニウム表面にヒロックや
ウィスカーといった突起物が発生するのを抑制する効果
がある。また、アルミニウム層は、スパッタリング法で
４００ｎｍの膜厚に形成した。

【００６８】さらに、アルミニウム層をドライエッチン
グ法またはウェットエッチング法によりエッチングし
て、ゲート配線７１９〜７２３を形成した。この時、駆
動回路に形成されるゲート配線７２０、７２１はｎ型不
純物領域（ｂ）７１１〜７１３の一部とゲート絶縁膜を
介して重なるように形成した。この重なった部分が後に
Ｌov領域となる。なお、ゲート配線７２２は断面では二
つに見えるが、実際は連続的に繋がった一つのパターン
から形成されている。（図８（Ｂ））

【００６９】次に、ゲート配線７１９〜７２３の表面に
陽極酸化法またはプラズマ酸化法（本実施例では陽極酸
化法）により２０〜１４０ｎｍ（好ましくは５０〜１０
０ｎｍ）の厚さのアルミニウム酸化物７２４〜７２８を
形成した。

【００７０】この陽極酸化処理に際して、まず十分にア
ルカリイオン濃度の小さい酒石酸エチレングリコール溶
液を作製した。これは１５％の酒石酸アンモニウム水溶
液とエチレングリコールとを２：８で混合した溶液であ
り、これにアンモニア水を加え、ｐＨが７±０．５とな
るように調節した。そして、この溶液中に陰極となる白
金電極を設け、ゲート配線７１９〜７２３が形成されて
いる基板を溶液に浸し、ゲート配線７１９〜７２３を陽
極として、一定（数ｍＡ〜数十ｍＡ）の直流電流を流し
た。

【００７１】溶液中の陰極と陽極との間の電圧は陽極酸
化物の成長に従い時間と共に変化するが、定電流のまま
１５Ｖ／ｍｉｎの昇圧レートで電圧を上昇させて、到達
電圧８０Ｖに達したところで陽極酸化処理を終了させ
た。このようにしてゲート配線７１９〜７２３の表面に
は厚さ約１００ｎｍのアルミニウム酸化物７２４〜７２
８を形成することができた。なお、ここで示した陽極酸
化法に係わる数値は一例にすぎず、作製する素子の大き
さ等によって当然最適値は変化しうるものである。

【００７２】次に、ゲート配線およびその表面に形成さ
れたアルミニウム酸化膜７２４〜７２８をマスクとして
自己整合的にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添
加した。こうして形成された不純物領域７２９〜７３４
には前記ｎ型不純物領域（ｂ）の１／２〜１／１０（代
表的には１／３〜１／４）の濃度（但し、前述のチャネ
ルドープ工程で添加されたボロン濃度よりも５〜１０倍
高い濃度、代表的には１×１０¹⁶〜５×１０¹⁸atoms/cm
³、典型的には３×１０¹⁷〜３×１０¹⁸atoms/cm³）でリ
ンが添加されるように調節した。なお、本明細書中では
上記濃度範囲でｎ型不純物元素を含む不純物領域をｎ型
不純物領域（ｃ）と定義する。（図８（Ｄ））

【００７３】なお、この工程ではゲート配線で隠された
部分を除いて全てのｎ型不純物領域（ｂ）にも１×１０
¹⁶〜５×１０¹⁸atoms/cm³の濃度でリンが添加されてい
るが、非常に低濃度であるためｎ型不純物領域（ｂ）と
しての機能には影響を与えない。また、ｎ型不純物領域
（ｂ）７２９〜７３４には既にチャネルドープ工程で１
×１０¹⁵〜１×１０¹⁸atoms/cm³の濃度のボロンが添加
されているが、この工程ではｐ型不純物領域（ｂ）に含
まれるボロンの５〜１０倍の濃度でリンが添加されるの
で、この場合もボロンはｎ型不純物領域（ｂ）の機能に
は影響を与えないと考えて良い。

【００７４】但し、厳密にはｎ型不純物領域（ｂ）７２
９〜７３４のうちゲート配線に重なった部分のリン濃度
が２×１０¹⁶〜５×１０¹⁹atoms/cm³のままであるのに
対し、ゲート配線に重ならない部分はそれに１×１０¹⁶
〜５×１０¹⁸atoms/cm³の濃度のリンが加わっており、
若干高い濃度でリンを含むことになる。

【００７５】次に、ゲート配線７１９〜７２３及びアル
ミニウム酸化物７２４〜７２８をマスクとして自己整合
的にゲート絶縁膜７１８をエッチングした。エッチング
はドライエッチング法を用い、エッチングガスとしては
ＣＨＦ₃ガスを用いた。但し、エッチングガスはこれに
限定する必要はない。こうしてゲート配線下にゲート絶
縁膜７３５〜７３８が形成された。（図８（Ｅ））

【００７６】このように活性層を露呈させることによっ
て、次に不純物元素の添加工程を行う際に加速電圧を低
くすることができる。そのため、また必要なドーズ量が
少なくて済むのでスループットが向上する。勿論、ゲー
ト絶縁膜をエッチングしないで残し、スルードーピング
によって不純物領域を形成しても良い。

【００７７】次に、ゲート配線を覆う形でレジストマス
ク７３９〜７４２を形成し、ｎ型不純物元素（本実施例
ではリン）を添加して高濃度にリンを含む不純物領域７
４３〜７４９を形成した。ここでも、フォスフィン（Ｐ
Ｈ₃）を用いたイオンドープ法（勿論、イオンインプラ
ンテーション法でも良い）で行い、この領域のリンの濃
度は１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³（代表的には２
×１０²⁰〜５×１０²¹atoms/cm³）とした。（図９
（Ａ））

【００７８】なお、本明細書中では上記濃度範囲でｎ型
不純物元素を含む不純物領域をｎ型不純物領域（ａ）と
定義する。また、不純物領域７４３〜７４９が形成され
た領域には既に前工程で添加されたリンまたはボロンが
含まれるが、十分に高い濃度でリンが添加されることに
なるので、前工程で添加されたリンまたはボロンの影響
は考えなくて良い。従って、本明細書中では不純物領域
７４３〜７４９はｎ型不純物領域（ａ）と言い換えても
構わない。

【００７９】次に、レジストマスク７３９〜７４２を除
去し、新たにレジストマスク７５０を形成した。そし
て、ｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加し、
高濃度にボロンを含む不純物領域７５１、７５２を形成
した。ここではジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドー
プ法（勿論、イオンインプランテーション法でも良い）
により３×１０²⁰〜３×１０²¹atoms/cm³（代表的には
５×１０²⁰〜１×１０² ¹atoms/cm³）濃度でボロンを添
加した。なお、本明細書中では上記濃度範囲でｐ型不純
物元素を含む不純物領域をｐ型不純物領域（ａ）と定義
する。（図９（Ｂ））

【００８０】なお、不純物領域７５１、７５２の一部
（前述のｎ型不純物領域（ａ）７４３、７４４）には既
に１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³の濃度でリンが添
加されているが、ここで添加されるボロンはその少なく
とも３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成
されていたｎ型の不純物領域は完全にＰ型に反転し、Ｐ
型の不純物領域として機能する。従って、本明細書中で
は不純物領域７５１、７５２をｐ型不純物領域（ａ）と
言い換えても構わない。

【００８１】次に、レジストマスク７５０を除去した
後、第１層間絶縁膜７５３を形成した。第１層間絶縁膜
７５３としては、珪素を含む絶縁膜、具体的には窒化シ
リコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜または
それらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。また、
膜厚は６００ｎｍ〜１．５μｍとすれば良い。本実施例
では、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、ＮＨ₃を原
料ガスとし、１μｍ厚の窒化酸化シリコン膜（但し窒素
濃度が２５〜５０atomic%）を用いた。

【００８２】その後、それぞれの濃度で添加されたｎ型
またはｐ型不純物元素を活性化するために熱処理工程を
行った。この工程はファーネスアニール法、レーザーア
ニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ
法）で行うことができる。ここではファーネスアニール
法で活性化工程を行った。加熱処理は、窒素雰囲気中に
おいて３００〜６５０℃、好ましくは４００〜５５０
℃、ここでは５５０℃、４時間の熱処理を行った。（図
９（Ｃ））

【００８３】さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気
中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行
い、活性層を水素化する工程を行った。この工程は熱的
に励起された水素により半導体層のダングリングボンド
を終端する工程である。水素化の他の手段として、プラ
ズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）
を行っても良い。

【００８４】その後、それぞれのＴＦＴのソース領域ま
たはドレイン領域に達するコンタクトホール７５４〜７
６１及びゲート配線７２３に達するコンタクトホール７
７６の２通りのコンタクトホールを同時に形成する。本
実施例では、バッファードフッ酸水溶液に２０体積％の
エチレングリコールを添加したエッチャントを用いて、
第１層間絶縁膜７５３とアルミニウム酸化膜７２４〜７
２８を一括でエッチングした。本実施例で用いたバッフ
ァードフッ酸水溶液は、５０体積％のフッ化水素酸を含
む水溶液と４０体積％のフッ化アンモニウムを含む水溶
液とを１：６で混合した溶液である。

【００８５】本願発明では、バッファードフッ酸に１６
〜３０体積％のエチレングリコール（本実施例では２０
体積％）を添加したことにより、アルミニウム酸化物と
アルミニウム膜との選択比が高くなったため、前記２通
りのコンタクトホールを同時に形成することが可能とな
った。また、アルミニウム酸化物と珪素を含む絶縁膜と
の選択比も１〜１０であるため、珪素を含む絶縁膜が過
剰にエッチングされることもない。このため、コンタク
トホールのエッジ部で配線のカバレッジ不良による導通
不良が起こる可能性は極めて小さくなった。

【００８６】その後、ソース配線７６２〜７６５、ドレ
イン配線７６６〜７６８及びゲート配線に接する配線７
６９を形成した。また、図示していないが、本実施例で
はこの配線を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミ
ニウム膜３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で
連続して形成した３層構造の積層膜とした。

【００８７】次に、パッシベーション膜７７０として、
窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、または窒化酸化シリ
コン膜で５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００
ｎｍ）の厚さで形成した。この時、本実施例では膜の形
成に先立ってＨ₂、ＮＨ₃等水素を含むガスを用いてプラ
ズマ処理を行い、成膜後に熱処理を行った。この前処理
により励起された水素が第１層間絶縁膜中に供給され
る。、この状態で熱処理を行うことで、パッシベーショ
ン膜７７０の膜質を改善するとともに、第１層間絶縁膜
中に添加された水素が下層側に拡散するため、効果的に
活性層を水素化することができた。（図１０（Ａ））

【００８８】また、パッシベーション膜７７０を形成し
た後に、さらに水素化工程を行っても良い。例えば、３
〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃
で１〜１２時間の熱処理を行うと良く、あるいはプラズ
マ水素化法を用いても同様の効果が得られた。なお、こ
こで後に画素電極とドレイン配線を接続するためのコン
タクトホールを形成する位置において、パッシベーショ
ン膜７７０に開口部を形成しておいても良い。

【００８９】その後、有機樹脂からなる第２層間絶縁膜
７７１を約１μmの厚さに形成した。有機樹脂として
は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドア
ミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用すること
ができる。有機樹脂膜を用いることの利点は、成膜方法
が簡単である点や、比誘電率が低いので、寄生容量を低
減できる点、平坦性に優れる点などが上げられる。なお
上述した以外の有機樹脂膜や有機系SiO化合物などを用
いることもできる。ここでは、基板に塗布後、熱重合す
るタイプのポリイミドを用い、３００℃で焼成して形成
した。

【００９０】次に、画素部となる領域において、第２層
間絶縁膜７７１上に遮蔽膜７７２を形成した。なお、本
明細書中では光と電磁波を遮るという意味で遮蔽膜とい
う文言を用いる。

【００９１】遮蔽膜７７２はアルミニウム（Ａｌ）、チ
タン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）から選ばれた元素でな
る膜またはいずれかの元素を主成分とする膜で１００〜
３００ｎｍの厚さに形成した。本実施例では1wt%のチタ
ンを含有させたアルミニウム膜を１２５ｎｍの厚さに形
成した。

【００９２】なお図示しないが、第２層間絶縁膜７７１
上に酸化シリコン膜等の絶縁膜を５〜５０ｎｍ形成して
おくと、この上に形成する遮蔽膜の密着性を高めること
ができた。また、有機樹脂で形成した第２層間絶縁膜７
７１の表面にＣＦ₄ガスを用いたプラズマ処理を施す
と、表面改質により膜上に形成する遮蔽膜の密着性を向
上させることができた。

【００９３】また、このチタンを含有させたアルミニウ
ム膜を用いて、遮蔽膜だけでなく他の接続配線を形成す
ることも可能である。例えば、駆動回路内で回路間をつ
なぐ接続配線を形成できる。但し、その場合は遮蔽膜ま
たは接続配線を形成する材料を成膜する前に、予め第２
層間絶縁膜にコンタクトホールを形成しておく必要があ
る。

【００９４】その後、有機樹脂からなる第３層間絶縁膜
７７３を約０．５μmの厚さに形成した。有機樹脂とし
ては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミド
アミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用するこ
とができる。有機樹脂膜を用いることの利点は、成膜方
法が簡単である点や、比誘電率が低いので、寄生容量を
低減できる点、平坦性に優れる点などが上げられる。な
お上述した以外の有機樹脂膜や有機系SiO化合物などを
用いることもできる。ここでは、基板に塗布後、熱重合
するタイプのポリイミドを用い、３００℃で焼成して形
成した。

【００９５】次に、第３層間絶縁膜７７３、第２層間絶
縁膜７７１及びパッシベーション膜７７０にドレイン配
線７６８に達するコンタクトホールを形成し、画素電極
７７４、７７５を形成した。なお、画素電極７７４、７
７５はそれぞれ隣接する別の画素の画素電極である。画
素電極７７４、７７５は、透過型液晶表示装置とする場
合には透明導電膜を用い、反射型の液晶表示装置とする
場合には金属膜を用いれば良い。ここでは透過型の液晶
表示装置とするために、酸化インジウム・スズ（ＩＴ
Ｏ）膜を１１０ｎｍの厚さにスパッタ法で形成した。

【００９６】こうして同一基板上に、駆動回路と画素部
とを有したアクティブマトリクス基板が完成した。な
お、図１０（Ｂ）において、駆動回路にはｐチャネル型
ＴＦＴ８５１、ｎチャネル型ＴＦＴ８５２、８５３が形
成され、画素部にはｎチャネル型ＴＦＴでなる画素ＴＦ
Ｔ８５４が形成された。

【００９７】[実施例２]本実例では、実施例１で作製し
たアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリク
ス型液晶表示装置を作製する工程を説明する。図１１に
示すように、図１０（Ｂ）の状態の基板に対し、配向膜
８６１を形成した。本実施例では配向膜としてポリイミ
ド膜を用いた。また、対向基板８６２には、透明導電膜
８６３と、配向膜８６４とを形成した。なお、対向基板
には必要に応じてカラーフィルターや遮蔽膜を形成して
も良い。

【００９８】次に、配向膜を形成した後、ラビング処理
を施して液晶分子がある一定のプレチルト角を持って配
向するようにした。そして、画素部と、駆動回路が形成
されたアクティブマトリクス基板と対向基板とを、公知
のセル組み工程によってシール材やスペーサ（共に図示
せず）などを介して貼りあわせた。その後、両基板の間
に液晶８６５を注入し、封止剤（図示せず）によって完
全に封止した。液晶には公知の液晶材料を用いれば良
い。このようにして図１１に示すアクティブマトリクス
型液晶表示装置が完成した。

【００９９】次に、このアクティブマトリクス型液晶表
示装置の構成を、図１２の斜視図を用いて説明する。
尚、図１２は、図７〜図１１の断面構造図と対応付ける
ため、共通の符号を用いている。アクティブマトリクス
基板は、ガラス基板７０１上に形成された、画素部８７
１と、走査（ゲート）信号駆動回路８７２と、画像（ソ
ース）信号駆動回路８７３で構成される。画素部の画素
ＴＦＴ８５４はｎチャネル型ＴＦＴであり、周辺に設け
られる駆動回路はＣＭＯＳ回路を基本として構成されて
いる。走査信号駆動回路８７２と、画像信号駆動回路８
７３はそれぞれゲート配線８７８とソース配線７６５で
画素部８７１に接続されている。また、ＦＰＣ８７４が
接続された外部入出力端子８７５から駆動回路の入出力
端子までの接続配線８７６、８７７が設けられている。

【０１００】［実施例３］実施例１に示した作製工程例
では、ｎチャネル型ＴＦＴのゲート配線を形成する前
に、前もって後にＬov領域として機能するｎ型不純物領
域（ｂ）を形成することが前提となっている。そして、
ｐ型不純物領域（ａ）、ｎ型不純物領域（ｃ）はともに
自己整合的に形成されることが特徴となっている。

【０１０１】しかしながら、本発明の効果を得るために
は最終的な構造が図１０（Ｂ）のような構造となってい
れば良く、そこに至るプロセスに限定されるものではな
い。従って、場合によってはｐ型不純物領域（ａ）やｎ
型不純物領域（ｃ）を、レジストマスクを用いて形成す
ることも可能である。その場合、本発明の作製工程例は
実施例１のみに限らず、あらゆる組み合わせが可能であ
る。

【０１０２】また、本実施例の構成を実施例２のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置を作製する際に実施でき
る。

【０１０３】〔実施例４〕本実施例では、本願発明を用
いてＥＬ（エレクトロルミネセンス）表示装置を作製し
た例について説明する。なお、図１３は本願発明のＥＬ
表示装置の上面図であり、図１４はその断面図である。

【０１０４】図１３、１４において、４００１は基板、
４００２は画素部、４００３はソース側駆動回路、４０
０４はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は
配線４００５を経てＦＰＣ（フレキシブルプリントサー
キット）４００６に至り、外部機器へと接続される。

【０１０５】このとき、画素部４００２、ソース側駆動
回路４００３及びゲート側駆動回路４００４を囲むよう
にして第１シール材４１０１、カバー材４１０２、充填
材４１０３及び第２シール材４１０４が設けられてい
る。

【０１０６】また、図１４は、図１３をＡ#Ａ’で切断
した断面図に相当し、基板４００１の上にソース側駆動
回路４００３に含まれる駆動ＴＦＴ（但し、ここではｎ
チャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを図示してい
る。）４２０１及び画素部４００２に含まれる画素ＴＦ
Ｔ（但し、ここではＥＬ素子への電流を制御するＴＦＴ
を図示している。）４２０２が形成されている。

【０１０７】本実施例では、本願発明のエッチングプロ
セスを用いている。すなわち、駆動ＴＦＴ４２０１には
図１０（Ｂ）の駆動回路と同じ構造のＴＦＴが用いられ
る。また、画素ＴＦＴ４２０２には図１０（Ｂ）の画素
部と同じ構造のＴＦＴが用いられる。

【０１０８】駆動ＴＦＴ４２０１及び画素ＴＦＴ４２０
２の上には樹脂材料でなる層間絶縁膜（平坦化膜）４３
０１が形成され、その上に画素ＴＦＴ４２０２のドレイ
ンと電気的に接続する画素電極（陽極）４３０２が形成
される。画素電極４３０２としては仕事関数の大きい透
明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化イン
ジウムと酸化スズとの化合物または酸化インジウムと酸
化亜鉛との化合物を用いることができる。

【０１０９】そして、画素電極４３０２の上には絶縁膜
４３０３が形成され、絶縁膜４３０３は画素電極４３０
２の上に開口部が形成されている。この開口部におい
て、画素電極４３０２の上にはＥＬ層４３０４が形成さ
れる。ＥＬ層４３０４は公知の有機ＥＬ材料または無機
ＥＬ材料を用いることができる。また、有機ＥＬ材料に
は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー
系）材料があるがどちらを用いても良い。

【０１１０】ＥＬ層４３０４の形成方法は公知の技術を
用いれば良い。また、ＥＬ層の構造は正孔注入層、正孔
輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層を自由に
組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。

【０１１１】ＥＬ層４３０４の上には遮光性を有する導
電膜（代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分
とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）か
らなる陰極４３０５が形成される。また、陰極４３０５
とＥＬ層４３０４の界面に存在する水分や酸素は極力排
除しておくことが望ましい。従って、真空中で両者を連
続成膜するか、ＥＬ層４３０４を窒素または希ガス雰囲
気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４３０
５を形成するといった工夫が必要である。本実施例では
マルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜
装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。

【０１１２】そして陰極４３０５は４３０６で示される
領域において配線４００５に電気的に接続される。配線
４００５は陰極４３０５に所定の電圧を与えるための配
線であり、導電性材料４３０７を介してＦＰＣ４００６
に電気的に接続される。

【０１１３】以上のようにして、画素電極（陽極）４３
０２、ＥＬ層４３０４及び陰極４３０５からなるＥＬ素
子が形成される。このＥＬ素子は、第１シール材４１０
１及び第１シール材４１０１によって基板４００１に貼
り合わされたカバー材４１０２で囲まれ、充填材４１０
３により封入されている。

【０１１４】カバー材４１０２としては、ガラス板、金
属板（代表的にはステンレス板）、セラミックス板、Ｆ
ＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ#Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ
Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライ
ド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィル
ムまたはアクリルフィルムを用いることができる。ま
た、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフ
ィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。

【０１１５】但し、ＥＬ素子からの光の放射方向がカバ
ー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければなら
ない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリ
エステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明
物質を用いる。

【０１１６】また、充填材４１０３としては紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポ
リビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラ
ル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用い
ることができる。この充填材４１０３の内部に吸湿性物
質（好ましくは酸化バリウム）を設けておくとＥＬ素子
の劣化を抑制できる。

【０１１７】また、充填材４１０３の中にスペーサを含
有させてもよい。このとき、スペーサを酸化バリウムで
形成すればスペーサ自体に吸湿性をもたせることが可能
である。また、スペーサを設けた場合、スペーサからの
圧力を緩和するバッファ層として陽極４３０５上に樹脂
膜を設けることも有効である。

【０１１８】また、配線４００５は導電性材料４３０５
を介してＦＰＣ４００６に電気的に接続される。配線４
００５は画素部４００２、ソース側駆動回路４００３及
びゲート側駆動回路４００４に送られる信号をＦＰＣ４
００６に伝え、ＦＰＣ４００６により外部機器と電気的
に接続される。

【０１１９】また、本実施例では第１シール材４１０１
の露呈部及びＦＰＣ４００６の一部を覆うように第２シ
ール材４１０４を設け、ＥＬ素子を徹底的に外気から遮
断する構造となっている。こうして図１４の断面構造を
有するＥＬ表示装置となる。なお、本実施例のＥＬ表示
装置は実施例１の構成と組み合わせて作製しても構わな
い。

【０１２０】［実施例５］応用電気器具本願発明の電子装置は電気器具の表示部として用いるこ
とができる。そのような電気器具としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター、プロジェクショ
ンＴＶ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディ
スプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置、
ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情
報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲー
ム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装
置などが挙げられる。それら電気器具の具体例を図１５
に示す。

【０１２１】図１５（Ａ）は携帯電話であり、本体２０
０１、音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示
部２００４、操作スイッチ２００５、アンテナ２００６
で構成される。本願発明の電子装置は表示部２００４に
用いることができる。

【０１２２】図１５（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作
スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０
６で構成される。本願発明の電子装置は表示部２１０２
に用いることができる。

【０１２３】図１５（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モ
ービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部
２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表
示部２２０５で構成される。本願発明の電子装置は表示
部２２０５に用いることができる。

【０１２４】図１５（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０
３で構成される。本願発明の電子装置は表示部２３０２
に用いることができる。

【０１２５】図１５（Ｅ）はリアプロジェクター（プロ
ジェクションＴＶ）であり、本体２４０１、光源２４０
２、液晶表示装置２４０３、偏光ビームスプリッタ２４
０４、リフレクター２４０５、２４０６、スクリーン２
４０７で構成される。本発明は液晶表示装置２４０３に
用いることができる。

【０１２６】図１５（Ｆ）はフロントプロジェクターで
あり、本体２５０１、光源２５０２、液晶表示装置２５
０３、光学系２５０４、スクリーン２５０５で構成され
る。本発明は液晶表示装置２５０３に用いることができ
る。

【０１２７】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電気器具に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電気器具は実施例１〜４のどの
ような組み合わせからなる構成を用いても実現すること
ができる。

【０１２８】

【発明の効果】本願発明を用いることで、アルミニウム
酸化物で表面を被覆したアルミニウム膜からなるゲート
配線を有するＴＦＴの作製工程において、ソース領域、
ドレイン領域及びゲート配線に達する開孔部を同一のエ
ッチャントで形成することが可能となり、本願発明を用
いた液晶表示装置をはじめとする電子装置のスループッ
トを向上すると共に製造コストを低減できた。また同時
に、本願発明を用いて電子装置を作製することによっ
て、その電子装置を用いた電気器具の製造コストをも低
減された。

【０１２９】さらに本願発明を用いて上記ゲート配線に
達する開孔部を形成することによって、上記ゲート配線
とこれに接する配線の導通不良の可能性が低減できた。
このため、本願発明を用いて電子装置を作製することに
よって、前記電子装置の歩留まりと信頼性とを向上させ
ることができた。また、そのような電子装置を表示部と
して用いた電気器具の信頼性をも向上させることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＥＧ添加量とエッチングレートの関係を示す
図。

【図２】ＥＧ添加量とエッチングレートの関係を示す
図。

【図３】従来例を説明するための図。

【図４】従来の問題点を示す図。

【図５】コンタクトチェーンの断面図。

【図６】コンタクトチェーンを上面から見た光学顕微
鏡写真。

【図７】画素部と駆動回路の作製工程を示す図。

【図８】画素部と駆動回路の作製工程を示す図。

【図９】画素部と駆動回路の作製工程を示す図。

【図１０】画素部と駆動回路の作製工程を示す図。

【図１１】画素部と駆動回路の作製工程を示す図。

【図１２】アクティブマトリクス型液晶表示装置の斜
視図。

【図１３】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構
成を示す図。

【図１４】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構
成を示す図。

【図１５】電気器具の一例を示す図。

フロントページの続きＦターム(参考） 5F033 HH10 HH18 JJ01 JJ10 JJ18 KK10 MM08 QQ09 QQ10 QQ20 QQ37 RR03 RR04 RR06 RR08 SS26 TT02 VV06 VV15 WW03 WW04 XX34 5F043 AA38 BB25 DD07 DD23 FF06 GG02 5F110 AA26 BB02 BB04 BB20 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 EE06 EE33 EE34 FF04 FF30 GG01 GG02 GG13 GG25 GG32 GG34 GG51 GG52 GG58 HJ01 HJ12 HJ13 HJ23 HL04 HL06 HL12 NN01 NN02 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN35 NN36 NN40 NN46 NN47 NN72 PP02 PP03 QQ05 QQ24 QQ25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムを主成分とする材料からなる
配線上に形成されたアルミニウム酸化物及び前記アルミ
ニウム酸化物の上に形成された珪素を含む絶縁膜をエッ
チングして、前記配線に達するコンタクトホールを形成
する工程を有する半導体素子の作製方法であって、前記
エッチングの際に、フッ酸とフッ化アンモニウムとエチ
レングリコールとを含有し前記エチレングリコールの含
有率が１６〜３０体積％であるエッチャントを用いるこ
とを特徴とする半導体素子の作製方法。
【請求項２】アルミニウムを９０％以上含有する材料か
らなる配線上に形成されたアルミニウム酸化物及び前記
アルミニウム酸化物の上に形成された珪素を含む絶縁膜
をエッチングして、前記配線に達するコンタクトホール
を形成する工程を有する薄膜トランジスタの作製方法で
あって、前記エッチングの際に、フッ酸とフッ化アンモ
ニウムとエチレングリコールとを含有し前記エチレング
リコールの含有率が２０〜２２体積％であるエッチャン
トを用いることを特徴とする半導体素子の作製方法。
【請求項３】請求項１または２において、前記配線はゲ
ート配線であることを特徴とする半導体素子の作製方
法。
【請求項４】請求項１または２において、前記エッチャ
ントは１２〜２７℃の範囲で用いられることを特徴とし
た半導体素子の作製方法。