JP2009032794A - 半導体装置及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る半導体装置は、半導体層32上に形成された第1の絶縁層33,203と、前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔203cと、前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記第1の絶縁層が等方性エッチングにより形成され、前記半導体層上に位置する第2の接続孔203gと、前記第1の接続孔内の側面及び前記第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁層203dと、前記第2の接続孔の底面の前記半導体層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層204aと、を具備することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
まず、図15(A)に示すように、下地W膜1上に酸化シリコンからなる層間絶縁膜2を形成し、この層間絶縁膜2上にレジスト膜を塗布する。次いで、このレジスト膜を露光、現像することにより、層間絶縁膜2上にはレジストパターン3が形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜2をドライエッチングすることにより、層間絶縁膜2には下地W膜1上に位置する接続孔2aが形成される。
接続孔2a内に埋め込まれた無電解Niめっき層4は下地W膜1から成長したものであり、接続孔2a内の側面の酸化シリコンからなる層間絶縁膜2とは密着性が悪く、その上、接続孔の形状は垂直またはテーパー形状である。このため、無電解Niめっき層4は接続孔底部の下地W膜1から剥がれてしまい、その結果、接続孔2a内から完全に抜けてしまうことがあり、信頼性上問題がある。特に、微細な接続孔2aでは、接続孔2aの底部で下地と無電解Niめっき層4との接触面積が小さいため、より剥がれやすくなる。
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記第1の絶縁層が等方性エッチングにより形成され、前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第1の接続孔内の側面及び前記第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁層と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする。
また、前記等方性エッチングとは、第1の絶縁層がエッチングされた面、即ち第2の接続孔内の側面が垂直面またはテーパー面ではない面となるようなエッチングをいう。
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記第1の絶縁層が下方及び横方向にエッチングされて形成され、前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第1の接続孔内の側面及び前記第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁層と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする。
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の絶縁層の上面から途中まで所定の開口径で形成された第1の接続孔と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔の開口径より大きい開口径を有し且つ前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第1の接続孔内の側面及び前記第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁層と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする。
前記絶縁層に形成され、前記絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔と、
前記絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記絶縁層が等方性エッチングにより形成され、前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする。
前記絶縁層に形成され、前記絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔と、
前記絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記絶縁層が下方及び横方向にエッチングされて形成され、前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする。
前記絶縁層に形成され、前記絶縁層の上面から途中まで所定の開口径で形成された第1の接続孔と、
前記絶縁層に形成され、前記第1の接続孔下に繋げられ、前記第1の接続孔の開口径より大きい開口径を有し且つ前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする。
また、本発明に係る半導体装置において、前記メタル層はゲート電極であることも可能である。
また、本発明に係る半導体装置において、前記第1の絶縁層は酸化シリコン層であり、前記第2の絶縁層は窒化シリコン層であることも可能である。
前記絶縁層上に第1のエッチングマスク層を形成し、
前記第1のエッチングマスク層上にレジストを形成し、
前記レジストをマスクとして前記第1のエッチングマスク層及び前記絶縁層を異方性エッチングすることにより、前記第1のエッチングマスク層及び前記絶縁層に、前記第1のエッチングマスク層を貫通し且つ前記絶縁層を貫通しない第1の接続孔を形成し、
前記レジストを除去した後、前記第1の接続孔内の底面と側面及び前記第1のエッチングマスク層上に第2のエッチングマスク層を形成し、
前記第2のエッチングマスク層をエッチバックすることにより、前記第1の接続孔内の底面に形成された前記第2のエッチングマスク層及び前記第1のエッチングマスク層上に形成された前記第2のエッチングマスク層を除去し、且つ前記第1の接続孔内の側面に形成された前記第2のエッチングマスク層を残し、
前記残された第2のエッチングマスク層及び前記第1のエッチングマスク層をマスクとして前記第1の接続孔の底面に露出した前記絶縁層を等方性エッチングすることにより、前記半導体層上または前記メタル層上に前記第1の接続孔に繋げられた第2の接続孔を形成し、
前記第2の接続孔の底面に露出した前記半導体層または前記メタル層から無電解めっき層を成長させることにより、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に無電解めっき層を埋め込むことを特徴とする。
前記絶縁層上に第2のメタル層を形成し、
前記第2のメタル層上にレジストを形成し、
前記レジストをマスクとして前記第2のメタル層及び前記絶縁層を異方性エッチングすることにより、前記第2のメタル層及び前記絶縁層に、前記第2のメタル層を貫通し且つ前記絶縁層を貫通しない第1の接続孔を形成し、
前記レジストを除去した後、前記第1の接続孔内の底面と側面及び前記第2のメタル層上に第3のメタル層を形成し、
前記第3のメタル層をエッチバックすることにより、前記第1の接続孔内の底面に形成された前記第3のメタル層及び前記第2のメタル層上に形成された前記第3のメタル層を除去し、且つ前記第1の接続孔内の側面に形成された前記第3のメタル層を残し、
前記残された第3のメタル層及び前記第2のメタル層をマスクとして前記第1の接続孔の底面に露出した前記絶縁層を等方性エッチングすることにより、前記半導体層上または前記第1のメタル層上に前記第1の接続孔に繋げられた第2の接続孔を形成し、
前記第2のメタル層及び前記第3のメタル層を除去し、
前記第2の接続孔の底面に露出した前記半導体層または前記第1のメタル層から無電解めっき層を成長させることにより、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に無電解めっき層を埋め込むことを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の主要な構成を説明するための上面図及び断面図である。図1(A)は、特に薄膜トランジスタの上面図を示し、図1(B)は図1(A)のAとBとを結ぶ破線における断面図を示し、図1(C)は図1(A)のCとDとを結ぶ破線における断面図を示している。
次いで、レジスト207を除去し、第1の接続孔203c内及び窒化シリコン層203e上に窒化シリコン層(第2のエッチングマスク層)203fを形成する。これにより、第1の接続孔203c内の底面及び側面には窒化シリコン層203fが形成され、絶縁層203上には窒化シリコン層203eと窒化シリコン層203fが積層される(図2(B))。
以上の工程により、図1に示す半導体装置を作製することができる。
前記第1の接続孔203cの開口径が微細である場合は、具体的には5μm以下が好ましい。
図4〜図6は、本発明の実施の形態2による半導体装置の作製方法を示す断面図であり、図2及び図3と同一部分には同一符号を付し、実施の形態1と異なる部分について説明する。
窒化シリコン層(第1のエッチングマスク層)203e上に選択的にレジスト207を形成する。続いて、レジスト207をマスクとして、窒化シリコン層203e及び絶縁層203を異方性のドライエッチングして、窒化シリコン層203eを貫通し且つ絶縁層203を貫通しない第1の接続孔203cを窒化シリコン層203e及び絶縁層203に形成する(図4(A))。つまり、絶縁層203が途中までエッチングされ、第1の接続孔203cの底部には絶縁層203が残される。
次いで、第1の接続孔203c内及び窒化シリコン層203e上に窒化シリコン層(第2のエッチングマスク層)203fを形成する。これにより、第1の接続孔203c内の底面及び側面には窒化シリコン層203fが形成され、絶縁層203上には窒化シリコン層203eと窒化シリコン層203fが積層される(図4(B))。
また、上記実施の形態2においても実施の形態1と同様の部分を変更して実施することが可能である。
本実施の形態では、図1に示す半導体装置の具体的な作製工程について説明する。なお、本実施の形態において、図1(A)のAとBとを結ぶ破線での断面における作製工程を図7(A)〜(D)、図8(A)〜(C)を用いて、図1(A)のCとDとを結ぶ破線での断面における作製工程を図7(E)〜(H)、図8(D)〜(F)を用いて説明する。
なお、ここで、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、濃度範囲として酸素が55〜65原子%、窒素が1〜20原子%、ケイ素が25〜35原子%、水素が0.1〜10原子%の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、濃度範囲として酸素が15〜30原子%、窒素が20〜35原子%、ケイ素が25〜35原子%、水素が15〜25原子%の範囲で含まれるものをいう。
実施の形態4では、上記実施の形態1〜3で示した半導体装置の使用形態の一例について説明する。具体的には、非接触でデータの入出力が可能である半導体装置の適用例に関して図9及び図10を参照して以下に説明する。非接触でデータの入出力が可能である半導体装置は利用の形態によっては、RFIDタグ、IDタグ、ICタグ、ICチップ、RFタグ、無線タグ、電子タグまたは無線チップともよばれる。
本実施の形態では、上記実施の形態4で示した非接触でデータの入出力が可能である半導体装置の作製方法に関して図11〜図14を参照して説明する。なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタ等の素子を一度支持基板(仮基板)に設けた後、可撓性を有する基板に転置して半導体装置を作製する場合に関して説明する。
31,31a,31b 絶縁層
32 半導体層
32a チャネル形成領域
32b,32c 不純物領域
33 ゲート絶縁膜
34 導電層
36 絶縁層
80 半導体装置
81 高周波回路
82 電源回路
83 リセット回路
84 クロック発生回路
85 データ復調回路
86 データ変調回路
87 制御回路
88 記憶回路
89 アンテナ
91 コード抽出回路
92 コード判定回路
93 CRC判定回路
94 出力ユニット回路
107 絶縁層(第3の絶縁層)
121 不純物元素
201 半導体膜
202,207 レジスト
203,203d 絶縁層
203a,203b コンタクトホール
203c 第1の接続孔
203e 窒化シリコン層(第1のエッチングマスク層)
203f 窒化シリコン層(第2のエッチングマスク層)
203g 第2の接続孔
204a 無電解Niめっき層
204b 配線層(導電層)
204c 碇形状の先端部
205 薄膜トランジスタ
300a〜300c,300e 薄膜トランジスタ
300f 容量素子
301 基板
302,304 絶縁膜
303 剥離層
305,305a〜305f 半導体膜
306 ゲート絶縁膜
307 ゲート電極
307a,307b 導電膜
308,309 不純物領域
310,312a,312b,314,318 絶縁膜
311 不純物領域
313,316,317 導電膜
319 素子形成層
320,321 シート材
3200 リーダ/ライタ
3210 表示部
3220 品物
3230,3250 半導体装置
3240 リーダ/ライタ
3260 商品
Claims (12)
- 半導体層上またはメタル層上に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記第1の絶縁層が等方性エッチングにより形成され、前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第1の接続孔内の側面及び前記第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁層と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 半導体層上またはメタル層上に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記第1の絶縁層が下方及び横方向にエッチングされて形成され、前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第1の接続孔内の側面及び前記第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁層と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 半導体層上またはメタル層上に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の絶縁層の上面から途中まで所定の開口径で形成された第1の接続孔と、
前記第1の絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔の開口径より大きい開口径を有し且つ前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第1の接続孔内の側面及び前記第1の絶縁層上に形成された第2の絶縁層と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 半導体層上またはメタル層上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層に形成され、前記絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔と、
前記絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記絶縁層が等方性エッチングにより形成され、前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 半導体層上またはメタル層上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層に形成され、前記絶縁層の上面から途中まで異方性エッチングにより形成された第1の接続孔と、
前記絶縁層に形成され、前記第1の接続孔に繋げられ、前記第1の接続孔下の前記絶縁層が下方及び横方向にエッチングされて形成され、前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 半導体層上またはメタル層上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層に形成され、前記絶縁層の上面から途中まで所定の開口径で形成された第1の接続孔と、
前記絶縁層に形成され、前記第1の接続孔下に繋げられ、前記第1の接続孔の開口径より大きい開口径を有し且つ前記半導体層上または前記メタル層上に位置する第2の接続孔と、
前記第2の接続孔の底面の前記半導体層または前記メタル層から成長され、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に埋め込まれた無電解めっき層と、
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項において、前記半導体層は不純物領域を有することを特徴とする半導体装置。
- 請求項1乃至6のいずれか一項において、前記メタル層はゲート電極であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1または2において、前記第2の絶縁層は、前記第1の絶縁層がエッチングされて前記第2の接続孔が形成される際のエッチングマスクとして機能することを特徴とする半導体装置。
- 請求項1乃至3、9のいずれか一項において、前記第1の絶縁層は酸化シリコン層であり、前記第2の絶縁層は窒化シリコン層であることを特徴とする半導体装置。
- 半導体層上またはメタル層上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層上に第1のエッチングマスク層を形成し、
前記第1のエッチングマスク層上にレジストを形成し、
前記レジストをマスクとして前記第1のエッチングマスク層及び前記絶縁層を異方性エッチングすることにより、前記第1のエッチングマスク層及び前記絶縁層に、前記第1のエッチングマスク層を貫通し且つ前記絶縁層を貫通しない第1の接続孔を形成し、
前記レジストを除去した後、前記第1の接続孔内の底面と側面及び前記第1のエッチングマスク層上に第2のエッチングマスク層を形成し、
前記第2のエッチングマスク層をエッチバックすることにより、前記第1の接続孔内の底面に形成された前記第2のエッチングマスク層及び前記第1のエッチングマスク層上に形成された前記第2のエッチングマスク層を除去し、且つ前記第1の接続孔内の側面に形成された前記第2のエッチングマスク層を残し、
前記残された第2のエッチングマスク層及び前記第1のエッチングマスク層をマスクとして前記第1の接続孔の底面に露出した前記絶縁層を等方性エッチングすることにより、前記半導体層上または前記メタル層上に前記第1の接続孔に繋げられた第2の接続孔を形成し、
前記第2の接続孔の底面に露出した前記半導体層または前記メタル層から無電解めっき層を成長させることにより、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に無電解めっき層を埋め込むことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 半導体層上または第1のメタル層上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層上に第2のメタル層を形成し、
前記第2のメタル層上にレジストを形成し、
前記レジストをマスクとして前記第2のメタル層及び前記絶縁層を異方性エッチングすることにより、前記第2のメタル層及び前記絶縁層に、前記第2のメタル層を貫通し且つ前記絶縁層を貫通しない第1の接続孔を形成し、
前記レジストを除去した後、前記第1の接続孔内の底面と側面及び前記第2のメタル層上に第3のメタル層を形成し、
前記第3のメタル層をエッチバックすることにより、前記第1の接続孔内の底面に形成された前記第3のメタル層及び前記第2のメタル層上に形成された前記第3のメタル層を除去し、且つ前記第1の接続孔内の側面に形成された前記第3のメタル層を残し、
前記残された第3のメタル層及び前記第2のメタル層をマスクとして前記第1の接続孔の底面に露出した前記絶縁層を等方性エッチングすることにより、前記半導体層上または前記第1のメタル層上に前記第1の接続孔に繋げられた第2の接続孔を形成し、
前記第2のメタル層及び前記第3のメタル層を除去し、
前記第2の接続孔の底面に露出した前記半導体層または前記第1のメタル層から無電解めっき層を成長させることにより、前記第2の接続孔内及び前記第1の接続孔内に無電解めっき層を埋め込むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
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