JP2819376B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2819376B2
JP2819376B2 JP5191935A JP19193593A JP2819376B2 JP 2819376 B2 JP2819376 B2 JP 2819376B2 JP 5191935 A JP5191935 A JP 5191935A JP 19193593 A JP19193593 A JP 19193593A JP 2819376 B2 JP2819376 B2 JP 2819376B2
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秀貴 魚地
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ゲイト電極と、当該ゲ
イト電極を陽極酸化することによって得られた無孔性の
酸化物層とを少なくとも有する半導体装置およびその作
製方法に関する。
The present invention relates to a gate electrode, the gate
Porosity obtained by anodizing the site electrode
The present invention relates to a semiconductor device having at least an oxide layer and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、薄膜半導体を用いた絶縁ゲイ
ト型電界効果トランジスタ(以下TFTという)をガラ
ス基板上等に集積化し、アクティブマトリックス型の液
晶表示装置等に利用する構成が知られている。また、そ
の他の集積回路にTFTを利用することも知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a configuration in which an insulating gate type field effect transistor (hereinafter referred to as a TFT) using a thin film semiconductor is integrated on a glass substrate or the like and used for an active matrix type liquid crystal display device or the like. . It is also known to use TFT for other integrated circuits.

【0003】上記装置に用いられるTFTの構成とし
て、以下に説明するような構成のTFTが知られてい
る。このTFTはゲイト電極をアルミを主成分とする材
料で構成し、その周囲に陽極酸化工程によって形成され
た酸化物層を形成したことを特徴とする。この構成は、
ゲイト電極とゲイト電極周囲の酸化物層とをマスクとし
て、ソース/ドレイン領域へのイオン注入を行うこと
で、ソース・チャネル間、ドレイン・チャネル間におけ
る電界集中を緩和するためのオフセットゲイト構造を実
現することができるので、オフ電流の低減を目的とした
TFTには最適な構成の一つである。
As a configuration of a TFT used in the above-described device, a TFT having a configuration described below is known. This TFT is characterized in that a gate electrode is made of a material containing aluminum as a main component, and an oxide layer formed by an anodic oxidation process is formed around the gate electrode. This configuration,
Ion implantation into the source / drain region using the gate electrode and the oxide layer around the gate electrode as a mask realizes an offset gate structure to reduce electric field concentration between the source and channel and between the drain and channel Therefore, this is one of the most suitable configurations for a TFT intended to reduce off-state current.

【0004】以下、このTFTの作製工程を図3を用い
て説明する。またその上面図を図4に示す。なお、図4
(A)のB−B’で切った断面が図3(D)に対応す
る。まず、ガラス基板11上に下地膜12として酸化珪
素膜を2000Åの厚さにスパッタ法で形成する。次
に、活性層を形成する珪素膜を形成し、素子間分離パタ
ーニングを行うことにより、活性層13を形成する。こ
の活性層13を構成する珪素膜は結晶性を有する微結晶
珪素や多結晶珪素、さらには非晶質珪素である。また活
性層を構成する半導体材料は、珪素に限定されるもので
なく、他の半導体を利用したものでもよい。
[0004] Hereinafter, a manufacturing process of the TFT will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a top view thereof. FIG.
A cross section taken along line BB ′ in FIG. 3A corresponds to FIG. First, a silicon oxide film is formed as a base film 12 on a glass substrate 11 to a thickness of 2000 ° by a sputtering method. Next, an active layer 13 is formed by forming a silicon film for forming an active layer and performing element isolation patterning. The silicon film forming the active layer 13 is made of crystalline microcrystalline silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon. Further, the semiconductor material forming the active layer is not limited to silicon, and may use another semiconductor.

【0005】そして、ゲイト絶縁膜14となる酸化珪素
膜を1000Åの厚さにスパッタ法によって形成する。
そしてゲイト電極15となるアルミ膜を6000Åの厚
さに形成し、パーニングを行うことによって、ゲイト電
極およびゲイト配線15を形成する。
Then, a silicon oxide film serving as the gate insulating film 14 is formed to a thickness of 1000 ° by a sputtering method.
Then, an aluminum film to be the gate electrode 15 is formed to a thickness of 6000.degree., And the aluminum film is subjected to the panning to form the gate electrode and the gate wiring 15.

【0006】この後、陽極酸化を行うことで、ゲイト電
極15の周囲に酸化物層18を形成するのであるが、後
の図3(D)に示す工程において、ゲイト電極へのコン
タクトホールを形成し、コンタクト電極24を設けるこ
とが必要になることに関連して、ここで以下に説明する
ような問題が生じる。
Thereafter, an oxide layer 18 is formed around the gate electrode 15 by performing anodic oxidation. In a step shown in FIG. 3D, a contact hole to the gate electrode is formed. However, in connection with the necessity of providing the contact electrode 24, a problem described below occurs here.

【0007】ゲイト電極15には、コンタクトホールを
介して電極24を形成する必要があるが、この際、ゲイ
ト電極表面に陽極酸化による酸化物層18が形成されて
いると、穴空け工程がプロセス的に困難になるという問
題がある。ゲイト電極15へのコンタクト電極24のた
めの穴空け工程と、ソース/ドレイン領域へのコンタク
ト(図4の23/25)のための穴空け工程とを同時に
行うことが工程上有用であるが、この際、ソース/ドレ
イン領域上にはゲイト電極となる酸化珪素膜14と層間
絶縁物22が形成されているが、ゲイト電極15上に
は、酸化物層18と層間絶縁物22とが形成されてい
る。
It is necessary to form an electrode 24 on the gate electrode 15 through a contact hole. At this time, if an oxide layer 18 is formed on the surface of the gate electrode by anodic oxidation, a hole forming process is required. There is a problem that it becomes difficult. It is useful in the process to simultaneously perform a hole forming step for the contact electrode 24 to the gate electrode 15 and a hole forming step for the contact to the source / drain region (23/25 in FIG. 4). At this time, the silicon oxide film 14 serving as a gate electrode and the interlayer insulator 22 are formed on the source / drain regions, but the oxide layer 18 and the interlayer insulator 22 are formed on the gate electrode 15. ing.

【0008】アルミ膜の酸化物層のエッチングレート
は、酸化珪素膜のエッチンレートに比較して小さいの
で、ソース/ドレイン領域への穴空けが完了した状態に
おいても、ゲイト電極15の穴空けが終了せず、ゲイト
コンタクトがとれない状態となってしまう。逆にゲイト
電極15への穴空けを完全にすると、ソース/ドレイン
領域およびコンタクト部周辺がエッチングされてしま
い、ソース/ドレイン電極の形成に際して不良が発生し
てしまう。
Since the etching rate of the oxide layer of the aluminum film is smaller than the etching rate of the silicon oxide film, the drilling of the gate electrode 15 is completed even after the drilling of the source / drain regions is completed. Without this, the gate contact cannot be made. Conversely, if the hole in the gate electrode 15 is completely formed, the source / drain region and the periphery of the contact portion are etched, and a defect occurs when the source / drain electrode is formed.

【0009】この問題を解決するには、ゲイト電極15
への穴空けと、ソース/ドレイン領域への穴空けとの別
工程にする方法が考えられるが、この場合も酸化物層1
8をエッチングで取り除く工程は困難であり、工程上好
ましくない。
To solve this problem, the gate electrode 15
In this case, it is conceivable to separate the holes in the oxide layer 1 and the source / drain regions.
It is difficult to remove 8 by etching, which is not preferable in the process.

【0010】そこで、ゲイト電極15へのコンタクト部
にマスク17を設け、この部分は陽極酸化がされないよ
うにしているのが現状である。(図3(C))
Therefore, at present, a mask 17 is provided at a contact portion to the gate electrode 15 so that this portion is not subjected to anodic oxidation. (FIG. 3 (C))

【0011】しかし、このマスク17としてレジストを
用いると以下の問題が生じる。・ゲイト電極であるアル
ミ電極15上にレジストが密着性良く形成できず、陽極
酸化工程において、レジズト下にまで酸化物層が形成さ
れてしまう。特にレジスト下において酸化された部分が
盛り上がるという問題がある。・陽極酸化工程では、ゲ
イト電極15に200V程度の電圧が印加されることに
なり、この電圧においてレジストが絶縁破壊を起こして
しまい、マスクとして機能しない。
However, if a resist is used as the mask 17, the following problem occurs. -A resist cannot be formed on the aluminum electrode 15 which is a gate electrode with good adhesion, and an oxide layer will be formed under the resist in the anodization step. In particular, there is a problem that the oxidized portion is raised under the resist. In the anodizing step, a voltage of about 200 V is applied to the gate electrode 15, and at this voltage, the resist causes dielectric breakdown and does not function as a mask.

【0012】そこで、レジスト36の代わりに、ポリイ
ミドをマスク36として利用することが考えらる。しか
し、ポリイミドは300度以上の温度でベークしなけれ
ばならないので、この際にアルミ電極35の表面にヒロ
ックは発生してしまう。このヒロックが発生すると、後
のソース/ドレイン領域形成のためのイオン注入工程に
おいて、このヒロック部分を経由して、不純物イオン
(例えばB)がアルミ電極35を貫通し、チャネル形成
領域に到達してしまう。よって、このヒロックの発生を
防止することは重要である。
Therefore, it is conceivable to use polyimide as the mask 36 instead of the resist 36. However, since polyimide must be baked at a temperature of 300 ° C. or more, hillocks are generated on the surface of the aluminum electrode 35 at this time. When this hillock occurs, in a later ion implantation step for forming a source / drain region, impurity ions (for example, B) penetrate through the aluminum electrode 35 and reach the channel formation region via the hillock portion. I will. Therefore, it is important to prevent the occurrence of hillocks.

【0013】さらにまた、後のソース/ドレイン領域の
形成の際に、ソース/ドレイン領域の活性化のためのア
ニール工程が必要であるが、この工程において、300
度程度の加熱(レーザーアニールの場合、熱アニールの
場合はそれ以上の温度は必要)が必要とされる。この
際、酸化物層18が形成されていないゲイト電極15の
表面(ゲイトコンタクト24のためのコンタクトホール
部分)にヒロックが発生してしまう。すると、ゲイト電
極15とコンタクト電極24との電気的接触に不良が生
じてしまう。
Furthermore, when forming the source / drain regions later, an annealing step for activating the source / drain regions is required.
Degree of heating (in the case of laser annealing, in the case of thermal annealing, a higher temperature is required). At this time, hillocks are generated on the surface of the gate electrode 15 where the oxide layer 18 is not formed (the contact hole portion for the gate contact 24). Then, a failure occurs in the electrical contact between the gate electrode 15 and the contact electrode 24.

【0014】以上のように、ゲイト電極15へのコンタ
クトホールの形成に際して数々の問題があった。
As described above, there are various problems in forming a contact hole to the gate electrode 15.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ゲイト電極
を選択的に陽極酸化することによって無孔性の酸化物層
を形成して、ゲイト電極を構成する材料にヒロックが発
生しない半導体装置およびその作製方法を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a gate electrode.
Non-porous oxide layer by selective anodization of
To form, and it is an object material hillock constituting the gate electrode is to provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof does not occur.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】(第1発明) 前記目的を達成するために、本発明における半導体装置
の作製方法は、ゲイト電極15を形成する工程と、前記
ゲイト電極15を陽極酸化することによって厚さ100
0Åより薄い無孔性の第1酸化物層16を形成する工程
と、前記無孔性の第1酸化物層16におけるゲイトコン
タクト部をマスクする工程と、前記ゲイトコンタクト部
を除く前記ゲイト電極を陽極酸化することによって、前
記第1酸化物層16 より厚い無孔性の第2酸化物層18
を形成する工程とを有することを特徴とする。 (第2発明) 本発明における半導体装置の作製方法は、ゲイト電極1
5を形成する工程と、前記ゲイト電極15を陽極酸化す
ることによって厚さ1000Åより薄い無孔性の第1酸
化物層16を形成する工程と、前記無孔性の第1酸化物
層16におけるゲイトコンタクト部をマスクする工程
と、前記ゲイトコンタクト部を除く前記ゲイト電極を陽
極酸化することによって、前記第1酸化物層16 より厚
無孔性の第2酸化物層18を形成する工程と、前記ゲ
イトコンタクト部の前記第1酸化物層16をエッチング
する工程とを有することを特徴とする。 (第3発明) 本発明における半導体装置の作製方法は、ゲイト電極1
5がアルミを主成分とした材料で構成されていることを
特徴とする。 (第4発明) 本発明における半導体装置は、ゲイト電極15と、当該
ゲイト電極15を陽極酸化することによって得られた酸
化物層とを少なくとも有するものであって、前記酸化物
層は、無孔性の第1酸化物層16と無孔性の第2酸化物
層18とからなる領域と、前記無孔性の第1酸化物層1
6のみからなる領域とを有し、前記無孔性の第1酸化物
層16の膜厚は、前記無孔性の第2酸化物層18より薄
いことを特徴とする。 (第5発明) 本発明における半導体装置は、第1酸化物層16の厚さ
が1000Åよりも薄いことを特徴とする。 (第6発明) 本発明における半導体装置は、ゲイト電極15がアルミ
を主成分とした材料で構成されていることを特徴とす
る。
(First Invention) To achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is provided.
Forming a gate electrode 15;
The gate electrode 15 is anodized to a thickness of 100
Step of forming non-porous first oxide layer 16 thinner than 0 °
And a gate capacitor in the non-porous first oxide layer 16.
Masking the tact portion, and the gate contact portion
By anodizing the gate electrode except for
Non-porous second oxide layer 18 thicker than first oxide layer 16
Characterized by a step of forming a. (Second Invention) A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention
Forming a gate electrode 5 and anodizing the gate electrode 15
Non-porous primary acid thinner than 1000 mm
Forming the oxide layer 16 and the non-porous first oxide
Masking the gate contact portion in layer 16
And the gate electrode except for the gate contact portion.
Electrode by oxidation, forming a second oxide layer 18 thicker than the first oxide layer 16 nonporous, the gate
Etching the first oxide layer 16 at the light contact portion
And a step of performing (Third Invention) A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention
5 is made of aluminum-based material
Features. (Fourth Invention) A semiconductor device according to the present invention comprises a gate electrode 15
Acid obtained by anodizing gate electrode 15
And at least one oxide layer, wherein the oxide
The layers are a non-porous first oxide layer 16 and a non-porous second oxide layer.
A region comprising a layer 18 and the non-porous first oxide layer 1
6. The non-porous first oxide having a region consisting of only 6
The thickness of the layer 16 is thinner than that of the non-porous second oxide layer 18.
It is characterized by that. (Fifth Invention) In the semiconductor device according to the present invention, the thickness of the first oxide layer 16 is
Is thinner than 1000 °. (Sixth invention) In the semiconductor device of the present invention, the gate electrode 15 is made of aluminum.
Characterized by being composed of a material mainly composed of
You.

【0017】上記構成において、第1の酸化物層の厚さ
は1000Åより薄くすることが好ましく、また第2の
酸化物層は1000Åより厚くすることが好ましい。以
下図1と図2を用いて本発明の主要な構成を説明する。
図1と図2は、本発明を利用したTFTの断面図であ
り、図1(A)のA−A’で切った断面が図2(A)に
対応する。また図4にこのTFTの上面図を示すが、図
4(A)のB−B’で切った断面が図1に対応し、図4
(A)のC−C’で切った断面が図2に対応する。さら
に図1と図2の(A)〜(D)に示す作製工程図はそれ
ぞれ対応する。
In the above structure, the thickness of the first oxide layer is preferably smaller than 1000 °, and the thickness of the second oxide layer is preferably larger than 1000 °. The main configuration of the present invention will be described below with reference to FIGS.
1 and 2 are cross-sectional views of a TFT using the present invention. A cross section taken along line AA ′ of FIG. 1A corresponds to FIG. 2A. FIG. 4 shows a top view of this TFT. A cross section taken along line BB ′ of FIG. 4A corresponds to FIG.
The cross section taken along the line CC ′ in FIG. 2A corresponds to FIG. Furthermore, the manufacturing process diagrams shown in FIGS. 1 and 2A to 2D correspond to each other.

【0018】このTFTにおいてゲイト電極は15で示
される。このゲイト電極はアルミを主成分として構成さ
れており、その周囲には陽極酸化工程によって形成され
た酸化物層18が形成されている。この酸化物層18
は、ソース/ドレイン領域19、21の形成の際のイオ
ン注入の際に、オフセットゲイト領域を形成するための
マスクとなるもので、極めて有効なものである。
In this TFT, the gate electrode is denoted by reference numeral 15. The gate electrode is mainly composed of aluminum, and an oxide layer 18 formed by an anodic oxidation process is formed around the gate electrode. This oxide layer 18
Is a mask for forming an offset gate region at the time of ion implantation for forming the source / drain regions 19 and 21 and is extremely effective.

【0019】この酸化物層18の形成に先立ち、工程
(B)で示されるように、薄い酸化物層16を形成する
ことを特徴とする。
Prior to forming the oxide layer 18, a thin oxide layer 16 is formed as shown in step (B).

【0020】[0020]

【作用】薄い第1の酸化物層を形成することで、アルミ
主成分とするゲイト電極の表面にヒロックが発生するこ
とを防ぐことができる。また、ゲイト電極表面にマスク
を形成することが容易になる。
By forming a thin first oxide layer, generation of hillocks on the surface of a gate electrode containing aluminum as a main component can be prevented. Further, it becomes easy to form a mask on the surface of the gate electrode.

【0021】[0021]

【実施例】図1及び図2に本実施例のTFTの作製工程
を示す。図1(A)のA−A’で切った断面が図2
(A)に対応する。また図1及び図2のそれぞれの工程
に対応する図面は、図1(A)と図2(A)でそれぞれ
対応する。また、図4(A)のB−B’で切った断面が
図1(D)に対応し、図4(A)のC−C’で切った断
面が図4(B)と図2(D)に対応する。また図2
(D)と図4(B)は同一の断面を示すものである。
1 and 2 show the steps of manufacturing a TFT according to this embodiment. The cross section taken along the line AA ′ in FIG.
This corresponds to (A). Drawings corresponding to the respective steps in FIGS. 1 and 2 correspond to FIGS. 1A and 2A, respectively. 4A corresponds to FIG. 1D, and the cross section taken along CC ′ in FIG. 4A corresponds to FIG. 4B and FIG. D). FIG. 2
(D) and FIG. 4 (B) show the same cross section.

【0022】本実施例に示すTFTは、液晶表示装置や
イメージセンサ、さらには薄膜トランジスタを利用した
集積回路に利用することができる。
The TFT shown in this embodiment can be used for a liquid crystal display device, an image sensor, and an integrated circuit using a thin film transistor.

【0023】以下主に図1と図2を用いて本実施例の作
製工程を示す。まず、ガラス基板11上に下地膜12と
して酸化珪素膜をスパッタ法によって2000Åの厚さ
に形成する。さらに、活性層13を構成する結晶性を有
する珪素膜を形成する。この珪素膜は、プラズマCVD
法によって非晶質珪素膜を形成し、加熱によって結晶化
させたものである。また、レーザー光またはそれと同等
の強光の照射による結晶化によるものでもよい。そして
パターニングによって活性層13を形成する。さらにゲ
イト絶縁膜となる酸化珪素膜14を1000Åの厚さに
形成する。
The manufacturing process of this embodiment will be described below mainly with reference to FIGS. First, a silicon oxide film is formed as a base film 12 on a glass substrate 11 to a thickness of 2000 mm by a sputtering method. Further, a crystalline silicon film constituting the active layer 13 is formed. This silicon film is formed by plasma CVD.
An amorphous silicon film is formed by a method and crystallized by heating. Alternatively, crystallization by irradiation with laser light or equivalent strong light may be used. Then, the active layer 13 is formed by patterning. Further, a silicon oxide film 14 serving as a gate insulating film is formed to a thickness of 1000 °.

【0024】次にゲイト電極15を構成するアルミ膜を
6000Åの厚さに形成し、ゲイト電極としてパターニ
ングする。このアルミ膜中には、後の陽極酸化工程にお
いて、良好な状態で酸化物を形成するために、スカンジ
ウム、パラジウム、珪素から選ばれた一種または複数種
の元素を1〜5重量%添加する。
Next, an aluminum film constituting the gate electrode 15 is formed to a thickness of 6000.degree. And patterned as a gate electrode. In the aluminum film, one or more elements selected from scandium, palladium, and silicon are added in an amount of 1 to 5% by weight in order to form an oxide in a favorable state in the subsequent anodic oxidation step.

【0025】そして、第1の陽極酸化工程、ゲイト電
極15の表面に薄い酸化物層16を形成する。この酸化
物層16は、酒石酸を3重量%、アンモニア水を5重量
%混合したエチレングルコールの電解溶液中での陽極酸
化工程によって、ゲイト電極およびゲイト配線35の周
囲に500Å程度の厚さに形成される。この酸化物層1
6の膜厚は、100Å〜1000Åの厚さにすればよ
い。ただし、厚くすると、後の穴空け工程が困難になる
ので意味がなくなる。また、上記電解溶液中で陽極酸化
を行えば、表面が無孔性の絶縁膜となる。(図1
(B)、図2(B))
[0025] Then, the first anodic oxidation process forms a thin oxide layer 16 on the surface of the gate electrode 15. The oxide layer 16 is formed to a thickness of about 500 ° around the gate electrode and the gate wiring 35 by an anodic oxidation process in an ethylene glycol electrolytic solution containing 3% by weight of tartaric acid and 5% by weight of aqueous ammonia. It is formed. This oxide layer 1
The film thickness of No. 6 may be set to a thickness of 100 ° to 1000 °. However, if the thickness is large, the subsequent hole making step becomes difficult, so that it is meaningless. Anodizing in the above electrolytic solution
Is performed, the surface becomes a non-porous insulating film. (Figure 1
(B), FIG. 2 (B))

【0026】この酸化物層16の形成後に、レジストの
マスク17を形成する。このレジストによるマスク17
の形成の際、レジストをベーキングするために300度
以上のベーキング工程が必要となるが、予め薄い酸化物
層16が形成されているので、アルミを主成分とする電
極15にヒロックが発生するのを防ぐことができる。
After the formation of the oxide layer 16, a resist mask 17 is formed. Mask 17 of this resist
During the formation of the resist, a baking step of 300 degrees or more is required to bake the resist. However, since the thin oxide layer 16 is formed in advance, hillocks are generated in the electrode 15 mainly composed of aluminum. Can be prevented.

【0027】また、上記のように薄い陽極酸化層を形成
した場合には、レジストの密着性が改善されるので、後
の陽極酸化工程において印加する電圧を小さくすれば、
ポリイミドではなくレジストでも利用することができ
る。しかしこの場合は、陽極酸化工程の時間を長くする
必要がある。
When a thin anodic oxide layer is formed as described above, the adhesiveness of the resist is improved. Therefore, if the voltage applied in the subsequent anodic oxidation step is reduced,
Resist can be used instead of polyimide. However, in this case, it is necessary to lengthen the time of the anodic oxidation step.

【0028】そして、第2回目の陽極酸化工程、20
00Åの厚さに第2の酸化物層を形成し、酸化物層18
の厚さを2500Åとした。この工程も第1回目の陽極
酸化工程と同様に酒石酸を3重量%、アンモニア水を5
重量%混合したエチレングルコールの電解溶液中での陽
極酸化を行えば、表面が緻密な無孔性の絶縁膜となる
また、酸化物層の膜厚の制御は、陽極酸化時間によって
制御した。この膜厚の制御は、印加電圧の制御によって
も行うことができる。
The second anodic oxidation step comprises
A second oxide layer is formed to a thickness of about
Was 2500 mm thick. This process is also the first anode
As in the oxidation step, tartaric acid is 3% by weight and ammonia water is 5 %.
When anodizing is performed in an electrolytic solution of ethylene glycol mixed with the weight %, a nonporous insulating film having a dense surface is obtained .
The thickness of the oxide layer was controlled by the anodic oxidation time. The control of the film thickness can also be performed by controlling the applied voltage.

【0029】この第2の陽極酸化工程は酸化物層18の
厚さをほとんど決めるものであり、その厚さはオフセッ
トゲイト領域の長さを決定する。オフセットゲイト領域
の長さは、実施態様に従って決められるものであるが、
1500Å以下では大きな効果を得ることができない。
そこで、その厚さを1500Å以上とするためには、上
記第2の陽極酸化工程において、酸化物層を1000Å
よりも厚く形成し、第1の陽極酸化工程で形成した酸化
物層と合わせて、2000Å以上の厚さとなるようにす
ることが必要である。
This second anodic oxidation step almost determines the thickness of the oxide layer 18, and the thickness determines the length of the offset gate region. The length of the offset gate region is determined according to the embodiment,
If the angle is less than 1500 °, a great effect cannot be obtained.
Therefore, in order to increase the thickness to 1500 ° or more, in the second anodic oxidation step, the oxide layer is formed to 1000 ° or more.
It is necessary that the thickness be larger than that of the oxide layer formed in the first anodic oxidation step so that the thickness becomes 2000 mm or more.

【0030】こうして図1(C)及び図2(C)に示す
状態を得る。つぎにPまたはBの元素をイオン注入によ
って活性層13にソース/ドレイン領域19、21を形
成する。ここで、Pの元素を注入すればNチャネル型T
FTが、Bの元素を注入すればPチャネル型TFTを構
成することができる。
Thus, the state shown in FIGS. 1C and 2C is obtained. Next, source / drain regions 19 and 21 are formed in the active layer 13 by ion implantation of a P or B element. Here, if a P element is implanted, an N-channel type T
If the FT implants a B element, a P-channel TFT can be formed.

【0031】このイオン注入の際、酸化物層16と18
の作用によってオフセットゲイト領域が形成される。そ
の後、レーザー光の照射またはそれと同等な強光の照射
によって、ソース/ドレイン領域の活性化を行う。レー
ザー光の照射の際には、300度程度の加熱を行ないな
がらレーザー光の照射を行うことが効果的である。また
強光の照射によるアニールは、ラピッドサーマルアニー
ル(RTA)と呼ばれるもので、短時間(数秒〜数分)
の赤外光の照射によって、被照射面を1000〜120
0度程度に加熱し、アニールを行う方法である。この方
法は、赤外光(例えば波長1.3μmのハロゲンランプ
光)の吸収がガラス基板では小さく、珪素膜では大きい
ことを利用したもので、ガラス基板に対して熱ダメージ
を与えずに、珪素膜を選択的に熱アニールすることがで
きる有用な方法である。いずれにしても、この工程にお
いてゲイト電極15の表面には、薄い酸化物層16が形
成されているので、ゲイト電極表面にヒロックが発生す
るのを防ぐことができる。
At the time of this ion implantation, the oxide layers 16 and 18
Forms an offset gate region. After that, the source / drain regions are activated by laser light irradiation or strong light irradiation equivalent thereto. At the time of laser light irradiation, it is effective to perform laser light irradiation while performing heating at about 300 degrees. The annealing by irradiation with strong light is called rapid thermal annealing (RTA), and is performed for a short time (several seconds to several minutes).
Irradiation of infrared light makes the irradiated surface 1000 to 120
This is a method of performing annealing by heating to about 0 degrees. This method utilizes the fact that absorption of infrared light (eg, halogen lamp light having a wavelength of 1.3 μm) is small in a glass substrate and large in a silicon film. This is a useful method that can selectively thermally anneal the film. In any case, since a thin oxide layer 16 is formed on the surface of the gate electrode 15 in this step, generation of hillocks on the surface of the gate electrode can be prevented.

【0032】そして層間絶縁物22として酸化珪素膜ま
たはポリイミドを形成する。そして、ソース/ドレイン
電極23、25とゲイトコンタクト24を形成するため
のコンタクトホールの形成をバッファ弗酸によるエッチ
ングにより同時に形成する。この際、ソース/ドレイン
電極23、25のコンタクトホールの形成の際には、層
間絶縁物22と酸化珪素膜14とをエッチングすること
になる。またゲイトコンタクト24の形成のためのコン
タクトホールの形成は、第1の陽極酸化によって形成し
た酸化物層16と層間絶縁物22とをエッチングするこ
とによって行われる。
Then, a silicon oxide film or polyimide is formed as the interlayer insulator 22. Then, contact holes for forming the source / drain electrodes 23 and 25 and the gate contact 24 are simultaneously formed by etching with buffered hydrofluoric acid. At this time, when forming the contact holes for the source / drain electrodes 23 and 25, the interlayer insulator 22 and the silicon oxide film 14 are etched. The formation of a contact hole for forming the gate contact 24 is performed by etching the oxide layer 16 and the interlayer insulator 22 formed by the first anodic oxidation.

【0033】ここで酸化物層16の厚さは500Å程度
と薄いので、上記エッチング工程において、酸化物層1
6のエッチングの影響は殆ど問題とならない。即ち、ゲ
イトコンタクト24のためのコンタクトホールの形成
と、ソース/ドレイン電極23、25のためのコンタク
トホールの形成を同時に行うことができる。そして、ソ
ース/ドレイン電極23、25とゲイトコンタクト24
とを形成することによりTFTを完成する。(図1
(D)、図2(D))
Since the thickness of the oxide layer 16 is as thin as about 500 °, the oxide layer 1
The influence of the etching of No. 6 is hardly a problem. That is, the formation of the contact hole for the gate contact 24 and the formation of the contact hole for the source / drain electrodes 23 and 25 can be performed simultaneously. Then, the source / drain electrodes 23 and 25 and the gate contact 24
Is completed to complete the TFT. (Figure 1
(D), FIG. 2 (D))

【0034】本発明の要旨は、まず薄い酸化物層をヒロ
ック防止のためにアルミを主成分とするゲイト電極上に
形成し、さらにゲイトコンタクト部以外の部分に第2の
酸化物層を形成することを特徴するものである。従っ
て、その他の構成、例えば、活性層の形成方法や膜厚、
さらにはゲイト絶縁膜の形成方法や膜厚等は特に限定さ
れるものでなく、実施対応に合わせて決めればよい。
The gist of the present invention is that a thin oxide layer is first formed on a gate electrode mainly composed of aluminum in order to prevent hillocks, and a second oxide layer is formed in a portion other than the gate contact portion. It is characterized by the following. Therefore, other configurations, for example, the formation method and film thickness of the active layer,
Furthermore, the method for forming the gate insulating film, the film thickness, and the like are not particularly limited, and may be determined according to the implementation.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、陽極酸化することによ
ってゲイト電極に、厚さの薄い無孔性の第1酸化物層が
形成されているため、ゲイト電極上に形成するレジスト
との密着性が良く、レジストの下方に第2酸化物層がで
きるということがない。 本発明によれば、上記レジスト
をベーキングしても、上記厚さの薄い無孔性の第1酸化
物層がゲイト電極に形成されているため、ゲイト電極に
ヒロックが発生しない。 本発明によれば、ゲイト電極に
ヒロックが発生していないため、ソース領域およびドレ
イン領域に不純物イオンを添加する際に、上記ヒロック
を経由してチャネル領域に到達するということがない。
本発明によれば、ゲイトコンタクト部での孔開けと、ソ
ース領域およびドレイン領域での孔開けとのエッチング
レートの相違をゲイトコンタクト部のみ薄い第1酸化物
層とすることで調整することができる。すなわち、第1
回目の陽極酸化工程において、ゲイト電極の周囲に薄い
酸化物層を形成し、さらに第2回目の陽極酸化工程に
おいて、コンタクト部を除いて厚い酸化物層を形成する
ことで、ゲイト電極にヒロックが発生してしまう問題
と、ゲイト電極へのコンタクトホール形成の際の問題と
を同時に解決することができる。
According to the present invention, anodization is performed.
Thus, a thin nonporous first oxide layer is formed on the gate electrode.
Since it is formed, a resist formed on the gate electrode
Good adhesion, and a second oxide layer is formed under the resist
I can't cut it. According to the present invention, the resist
Baking, the non-porous first oxidation having the above-mentioned thickness is small.
Since the material layer is formed on the gate electrode,
Hillock does not occur. According to the present invention, the gate electrode
Since hillocks are not generated, the source area and drain
When adding impurity ions to the In region, the hillock
Does not reach the channel region via.
According to the present invention, it is possible to form a hole in the gate contact portion and
And drilling in source and drain regions
The difference in rate is due to the first oxide thin only in the gate contact part
It can be adjusted by forming a layer. That is, the first
In the second anodic oxidation step, a thin oxide layer is formed around the gate electrode, and in the second anodic oxidation step, a thick oxide layer is formed except for the contact portion, so that a hillock is formed on the gate electrode. And the problem of forming a contact hole in a gate electrode can be solved at the same time.

【0036】また、オフセットゲイト領域を長くするた
めに、ゲイト電極周囲に形成される酸化物層を厚くした
場合、例えばこの酸化物層の厚さを5000Å以上の厚
さとした場合、予め第1の酸化物層を薄く形成しておく
ことで、ゲイト電極へのコンタクトが容易に行える構成
とすることができる。
When the thickness of the oxide layer formed around the gate electrode is increased in order to lengthen the offset gate region, for example, when the thickness of the oxide layer is 5000 ° or more, the first By forming the oxide layer thin, a structure in which contact with the gate electrode can be easily performed can be obtained.

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

【図1】 実施例の作製工程を示す。FIG. 1 shows a manufacturing process of an example.

【図2】 実施例の作製工程を示す。FIG. 2 shows a manufacturing process of an example.

【図3】 従来のTFTの作製工程を示す。FIG. 3 shows a manufacturing process of a conventional TFT.

【図4】 従来あるいは実施例のTFTの上面図を示
す。
FIG. 4 shows a top view of a conventional or example TFT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・・ガラス基板 12・・・・下地膜(酸化珪素膜) 13・・・・活性層(珪素膜) 14・・・・ゲイト絶縁膜(酸化珪素膜) 15・・・・ゲイト電極(アルミ膜) 16・・・・酸化物層 17・・・・マスク(ポリイミド) 18・・・・酸化物層 19・・・・ソース/ドレイン領域 20・・・・チャネル形成領域 21・・・・ドレイン/ソース領域 22・・・・層間絶縁物 23・・・・ソース/ドレイン電極 24・・・・ゲイトコンタクト 25・・・・ドレイン/ソース電極 11 Glass substrate 12 Base film (silicon oxide film) 13 Active layer (silicon film) 14 Gate insulating film (silicon oxide film) 15 Gate electrode (Aluminum film) 16 oxide layer 17 mask (polyimide) 18 oxide layer 19 source / drain region 20 channel formation region 21・ Drain / source region 22 ・ ・ ・ ・ Interlayer insulator 23 ・ ・ ・ ・ Source / drain electrode 24 ・ ・ ・ ・ Gate contact 25 ・ ・ ・ ・ Drain / source electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺本 聡 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−134587(JP,A) 特開 昭63−140579(JP,A) 特開 平5−114724(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/336 H01L 29/786 H01L 21/3205 H01L 21/28 301 H01L 29/40──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Teramoto 398 Hase, Atsugi-shi, Kanagawa Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (56) References JP-A-51-134587 (JP, A) JP-A-63-140579 ( JP, A) JP-A-5-114724 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/336 H01L 29/786 H01L 21/3205 H01L 21/28 301 H01L 29 / 40

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ゲイト電極を形成する工程と、 前記ゲイト電極を陽極酸化することによって厚さ100
0Åより薄い無孔性の第1酸化物層を形成する工程と、 前記無孔性の第1酸化物層におけるゲイトコンタクト部
をマスクする工程と、前記ゲイトコンタクト部を除く前記ゲイト電極を陽極酸
化することによって、前記第1酸化物層 より厚い無孔性
の第2酸化物層を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置作製方法。
Forming a gate electrode by anodizing the gate electrode to form a gate electrode having a thickness of 100 nm;
Forming a non-porous first oxide layer thinner than 0 °, masking a gate contact portion in the non-porous first oxide layer, and excluding the gate contact portion. Anodizing the electrode
By reduction, a method for manufacturing a semiconductor device characterized by having a step of forming a second oxide layer of the first oxide layer thicker nonporous <br/>.
【請求項2】 ゲイト電極を形成する工程と、 前記ゲイト電極を陽極酸化することによって厚さ100
0Åより薄い無孔性の第1酸化物層を形成する工程と、 前記無孔性の第1酸化物層におけるゲイトコンタクト部
をマスクする工程と、 前記ゲイトコンタクト部を除く前記ゲイト電極を陽極酸
化することによって、前記第1酸化物層 より厚い無孔性
の第2酸化物層を形成する工程と、前記ゲイトコンタクト部の前記第1酸化物層をエッチン
グする工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. A step of forming a gate electrode, and anodizing the gate electrode so as to have a thickness of 100%.
Forming a non-porous first oxide layer thinner than 0 °; and a gate contact portion in the non-porous first oxide layer.
Masking, and anodizing the gate electrode except for the gate contact portion.
Forming a non-porous second oxide layer thicker than the first oxide layer by etching, and etching the first oxide layer of the gate contact portion.
The method for manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the steps of grayed, the.
【請求項3】 請求項1または請求項2においてゲイ
ト電極がアルミを主成分とした材料で構成されているこ
とを特徴とする半導体装置作製方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode is made of a material containing aluminum as a main component.
【請求項4】 ゲイト電極と、当該ゲイト電極を陽極酸
化することによって得られた酸化物層とを少なくとも有
する半導体装置であって、 前記酸化物層は、無孔性の第1酸化物層と無孔性の第2
酸化物層とからなる領域と、前記無孔性の第1酸化物層
のみからなる領域とを有し、 前記無孔性の第1酸化物層の膜厚は、前記無孔性の第2
酸化物層より薄いことを特徴とする半導体装置。
4. The method according to claim 1 , wherein said gate electrode is anodized.
At least an oxide layer obtained by
To a semiconductor device, the oxide layer, a first non-porous oxide layer and the non-porous second
A region comprising an oxide layer and the non-porous first oxide layer
And the thickness of the non-porous first oxide layer is equal to the thickness of the non-porous second oxide layer.
A semiconductor device characterized by being thinner than an oxide layer.
【請求項5】 請求項4において、第1酸化物層の厚さ
が1000Åよりも薄いことを特徴とする半導体装置。
5. The method of claim 4, the semiconductor device where the thickness of the first oxide layer is equal to or smaller than 1000 Å.
【請求項6】 請求項4において、ゲイト電極がアルミ
を主成分とした材料で構成されていることを特徴とする
半導体装置。
6. The method according to claim 4, wherein the gate electrode is made of aluminum.
Characterized by being composed of a material mainly composed of
Semiconductor device.
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JPS63140579A (en) * 1986-12-02 1988-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thin film transistor
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