JP2819821B2 - Method for manufacturing thin film semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing thin film semiconductor device

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JP2819821B2 JP30610190A JP30610190A JP2819821B2 JP 2819821 B2 JP2819821 B2 JP 2819821B2 JP 30610190 A JP30610190 A JP 30610190A JP 30610190 A JP30610190 A JP 30610190A JP 2819821 B2 JP2819821 B2 JP 2819821B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクティブマトリックス型ディスプレイ、
イメージセンサ、プリントヘッド等の駆動用に利用され
る薄膜半導体装置に係り、特に、動作スピードの高速化
が図れる薄膜半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
The present invention relates to an active matrix display,
The present invention relates to a thin-film semiconductor device used for driving an image sensor, a print head, and the like, and more particularly, to a method for manufacturing a thin-film semiconductor device capable of increasing operating speed.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種の薄膜半導体装置として、MOS型の薄膜トラン
ジスタを例に挙げて説明すると、第9図〜第10図に示す
ようにガラス基板(g)と、このガラス基板(g)上に
形成されたゲート電極(gt)と、このゲート電極(gt)
を被覆するゲート絶縁膜(h)と、このゲート絶縁膜
(h)上に積層されたアモルファスシリコンの半導体層
(j)と、半導体層(j)上に設けられた保護膜(k)
と、n+−アモルファスシリコンのオーミック接触形成層
(m)を介して上記半導体層(j)の両端側に設けられ
たソース電極(st)・ドレイン電極(dt)等でその主要
部を構成する『逆スタガー型』と称するものや、第11図
〜第12図に示すようにガラス基板(g)と、ガラス基板
(g)上に設けられたアモルファスシリコンの半導体層
(j)と、n+−アモルファスシリコンのオーミック接触
形成層(m)を介して上記半導体層(j)の両端側に設
けられたソース電極(st)・ドレイン電極(dt)と、こ
れ等ソース電極(st)・ドレイン電極(dt)に接続され
た信号配線(n)と、上記半導体層(j)を被覆するゲ
ート絶縁膜(h)と、このゲート絶縁膜(h)上に設け
られたゲート電極(gt)等でその主要部を構成する『ス
タガー型』と称するもの等が知られている。
As a thin film semiconductor device of this type, a MOS thin film transistor will be described as an example. As shown in FIGS. 9 to 10, a glass substrate (g) and a gate formed on the glass substrate (g) are formed. Electrode (gt) and this gate electrode (gt)
A gate insulating film (h), a semiconductor layer (j) of amorphous silicon laminated on the gate insulating film (h), and a protective film (k) provided on the semiconductor layer (j).
And a source electrode (st) and a drain electrode (dt) provided on both ends of the semiconductor layer (j) via an ohmic contact formation layer (m) of n + -amorphous silicon, to constitute a main part thereof. As shown in FIGS. 11 and 12, a glass substrate (g), an amorphous silicon semiconductor layer (j) provided on the glass substrate (g), and n + A source electrode (st) and a drain electrode (dt) provided at both ends of the semiconductor layer (j) via an ohmic contact formation layer (m) of amorphous silicon; and a source electrode (st) and a drain electrode thereof. (Dt), a signal wiring (n), a gate insulating film (h) covering the semiconductor layer (j), a gate electrode (gt) provided on the gate insulating film (h), and the like. It is called the “stagger type” that constitutes the main part Etc. have been known.

そして、これ等MOS型の薄膜トランジスタにおいて
は、上記ソース電極(st)及びドレイン電極(dt)間に
ドレイン電圧(VD)を印加し、かつ、ゲート電極(gt)
にゲート電圧(VG)を印加することで上記半導体層
(j)にチャンネルが形成されトランジスタはON状態と
なってドレイン電流(ID)が流れる一方、ゲート電圧
(VG)を下げていくに従い半導体層(j)にチャンネル
が形成されなくなりトランジスタはOFF状態になってド
レイン電流(ID)が流れなくなるもので、上述したアク
ティブマトリックス型ディスプレイやイメージセンサ等
の駆動用に利用されているものである。
In these MOS type thin film transistors, a drain voltage (V D ) is applied between the source electrode (st) and the drain electrode (dt), and a gate electrode (gt)
When a gate voltage (V G ) is applied to the semiconductor layer (j), a channel is formed in the semiconductor layer (j), the transistor is turned on, and a drain current (I D ) flows, while the gate voltage (V G ) is reduced. Accordingly, a channel is not formed in the semiconductor layer (j), the transistor is turned off, and the drain current ( ID ) does not flow, and is used for driving the above-described active matrix display, image sensor, and the like. It is.

ところで、この種の薄膜半導体装置を製造する際にお
いて、最初に形成されるゲート電極(gt)、ソース電極
(st)・ドレイン電極(dt)、並びに信号配線(n)等
の第一配線部については、上記ガラス基板(g)等絶縁
性基板との密着性に優れ、しかも、後工程における加熱
処理において変質し難い耐熱性を具備した導電性材料で
これを構成することを必要とし、従来、タンタル(T
a)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、及びクロム(C
r)等の高融点金属材料が利用されており、特に、これ
等材料群の中でその耐電食性が優れしかも陽極酸化膜の
形成に伴い耐圧を向上できるタンタルが広く利用されて
いる。
By the way, when manufacturing this type of thin film semiconductor device, first wiring portions such as a gate electrode (gt), a source electrode (st) and a drain electrode (dt), and a signal wiring (n) which are formed first. Needs to be made of a conductive material having excellent heat-resistance, which is excellent in adhesion to an insulating substrate such as the glass substrate (g) and hardly deteriorates in a heat treatment in a subsequent step. Tantalum (T
a), molybdenum (Mo), titanium (Ti), and chromium (C
Metal materials having a high melting point such as r) are used, and in particular, tantalum which has excellent electric corrosion resistance and can improve the breakdown voltage with the formation of the anodic oxide film is widely used among these materials.

しかし、ガラス基板等の絶縁性基板上にスパッタリン
グ法にてタンタルの薄膜を形成した場合、このタンタル
薄膜は正方格子(tetragonal)構造を有する抵抗値の高
いβ−タンタルとなる欠点があり、その電気抵抗に基づ
く信号の遅れが顕著になって半導体装置における動作ス
ピードの高速化を図る上で大きな問題となっていた。
However, when a tantalum thin film is formed on an insulating substrate such as a glass substrate by a sputtering method, this tantalum thin film has a drawback that it becomes β-tantalum having a tetragonal structure and a high resistance value and has a drawback. The delay of the signal based on the resistance becomes remarkable, which has been a serious problem in increasing the operation speed of the semiconductor device.

一方、β−タンタルよりその導電率が優れているTa−
W、Ta−Mo等タンタル合金も一部において利用されてい
るが、このタンタル合金をゲート電極等に適用した場
合、陽極酸化膜を形成してもその耐圧向上に寄与しない
欠点があり、更に、α−タンタルに較べて導電率も劣る
欠点があった。
On the other hand, Ta-, whose conductivity is better than β-tantalum,
Tantalum alloys such as W and Ta-Mo are also used in some cases, but when this tantalum alloy is applied to a gate electrode or the like, there is a drawback that even if an anodic oxide film is formed, it does not contribute to the improvement in withstand voltage. There was a disadvantage that the conductivity was inferior to that of α-tantalum.

このような技術的背景の下、本発明者はβ−タンタル
やタンタル合金に較べてその抵抗値が低いα−タンタル
を絶縁性基板面へ着膜可能にすることで動作スピードの
高速化が図れた薄膜半導体装置を既に提供している。
Under such a technical background, the present inventor can increase the operation speed by making it possible to deposit α-tantalum, which has a lower resistance value than β-tantalum or a tantalum alloy, on the insulating substrate surface. Have already provided thin film semiconductor devices.

すなわち、この技術的手段は、第13図に示すようにゲ
ート電極(gt)等の第一配線部を、体心立方格子構造を
有しかつα−タンタルとその格子定数が同一又は近似の
導電性材料(例えば、TaMo合金又はTaW合金)にて形成
された基板側配線基部(a)と、この基板側配線基部
(a)上に積層されたタンタルの積層配線部(b)とで
構成したことを特徴とするもので、基板側配線基部
(a)上に積層された積層配線部(b)が上記基板側配
線基部(a)の体心立方格子構造を受け継いで成長をし
β−タンタルでなしに体心立方格子構造を有するα−タ
ンタルで構成されることになるため、絶縁性基板(g)
上に面接触されて設けられたゲート電極(gt)等第一配
線部の導電率が向上し、その動作スピードが高速化され
た薄膜半導体装置を提供できる手段であった。
That is, as shown in FIG. 13, this technical means is to convert a first wiring portion such as a gate electrode (gt) into a conductive material having a body-centered cubic lattice structure and having the same or similar lattice constant as α-tantalum. A substrate-side wiring base (a) formed of a conductive material (for example, TaMo alloy or TaW alloy), and a tantalum laminated wiring portion (b) laminated on the substrate-side wiring base (a). Wherein the laminated wiring portion (b) laminated on the substrate-side wiring base (a) inherits the body-centered cubic lattice structure of the substrate-side wiring base (a) and grows to form β-tantalum. Since it is composed of α-tantalum having a body-centered cubic lattice structure without an insulator, an insulating substrate (g)
This is a means capable of providing a thin film semiconductor device in which the conductivity of a first wiring portion such as a gate electrode (gt) provided in surface contact with the surface is improved and the operation speed is increased.

ところで、この技術的手段を適用してゲート電極等の
第一配線部を形成する場合、通常、TaターゲットとMo又
はWターゲットを用いた以下のようなスパッタリング法
にて行われている。
By the way, when the first wiring portion such as the gate electrode is formed by applying this technical means, it is usually performed by the following sputtering method using a Ta target and a Mo or W target.

すなわち、第14図(A)に示すようにガラス基板
(g)上へ体心立方格子構造を有しかつα−タンタルと
その格子定数が近似するTaMo合金(TaMo)を第15図に示
す着膜速度条件に従いスパッタリング法にて所定の厚み
に成膜する。
That is, as shown in FIG. 14 (A), a TaMo alloy (TaMo) having a body-centered cubic lattice structure and having a lattice constant similar to that of α-tantalum is deposited on a glass substrate (g) as shown in FIG. A film is formed to a predetermined thickness by a sputtering method according to a film speed condition.

次いで、第15図に示すようにTaとMoの着膜速度を0に
して一旦スパッタリングを停止した後、Taの着膜速度の
みを第15図に示すように上げた状態で再度スパッタリン
グを行い、第14図(B)に示すようにTaMo合金(TaMo)
上へ所定の厚みのタンタル(Ta)を成膜する。この場
合、このタンタル(Ta)は上記TaMo合金(TaMo)の体心
立方格子構造を受け継いで成長をしα−タンタルとな
る。
Next, as shown in FIG. 15, after temporarily stopping the sputtering by setting the deposition rate of Ta and Mo to 0, sputtering was performed again with only the deposition rate of Ta increased as shown in FIG. As shown in FIG. 14 (B), a TaMo alloy (TaMo)
A film of tantalum (Ta) having a predetermined thickness is formed thereon. In this case, the tantalum (Ta) grows while inheriting the body-centered cubic lattice structure of the TaMo alloy (TaMo) and becomes α-tantalum.

そして、TaMo合金(TaMo)とタンタル(Ta)の積層膜
をパターニングし、第14図(C)に示すようなTaMo金属
の基板側配線基部(a)とα−タンタルの積層配線部
(b)とで構成されたゲート電極等の第一配線部(t)
を形成するものであった。
Then, a laminated film of a TaMo alloy (TaMo) and tantalum (Ta) is patterned, and a substrate-side wiring base (a) of TaMo metal and a laminated wiring portion of α-tantalum (b) as shown in FIG. 14 (C). A first wiring portion (t) such as a gate electrode composed of
Was formed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、TaMo合金(TaMo)を成膜し、一旦スパッタリ
ングを停止した後、改めてタンタル(Ta)を成膜すると
いう上記『2段階着膜法』に従って第一配線部(t)を
形成した場合、TaMo合金(TaMo)とタンタル(Ta)の界
面においてその両者間の格子定数の違いに伴う結晶構造
の歪みが発生し、タンタル(Ta)の歪みを有する部位の
導電率が低下してしまう問題点があった。
However, when the first wiring portion (t) is formed in accordance with the above-described "two-stage deposition method" of forming a TaMo alloy (TaMo), temporarily stopping sputtering, and then forming tantalum (Ta) again, At the interface between TaMo alloy (TaMo) and tantalum (Ta), the crystal structure is distorted due to the difference in lattice constant between the two, and the conductivity of the tantalum (Ta) distorted portion is reduced. was there.

尚、上記TaMo合金(TaMo)とタンタル(Ta)間の歪み
はタンタル(Ta)の膜厚が大きくなるにつれて徐々に緩
和され、第16図に示すようにタンタル(Ta)の膜厚に応
じてその抵抗値が低減するため、TaMo合金(TaMo)上に
積層するタンタル(Ta)の膜厚を大きく設定することで
導電率の低下を防止することは可能である。
The strain between the TaMo alloy (TaMo) and tantalum (Ta) is gradually reduced as the thickness of the tantalum (Ta) increases, and as shown in FIG. 16, the strain varies depending on the thickness of the tantalum (Ta). Since the resistance value is reduced, it is possible to prevent a decrease in conductivity by setting a large thickness of tantalum (Ta) laminated on a TaMo alloy (TaMo).

しかし、その分、目的の導電率を求めるためにはタン
タル(Ta)の膜厚を大きく設定せざるを得なくなり、薄
膜半導体装置における平坦化の要請に反してしまう問題
点があった。
However, in order to obtain the desired conductivity, the thickness of tantalum (Ta) must be set to a large value, which is contrary to the demand for flattening in a thin film semiconductor device.

本発明は以上の問題点に着目してなされたもので、そ
の課題とするところは、第一配線部におけるタンタル
(Ta)の膜厚を大きく設定しなくても目的の導電率が得
られる薄膜半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object a thin film capable of obtaining a desired conductivity without setting a large thickness of tantalum (Ta) in a first wiring portion. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

すなわち本発明は、 絶縁性基板と、 この絶縁性基板に設けられた半導体層と、 少なくともその一部を上記絶縁性基板上に面接触させ
て設けられTaMo(タンタルモリブテン)合金又はTaW
(タンタルタングステン)合金の基板側配線基部とこの
上に積層されたTa(タンタル)の積層配線部より成る第
一配線部、 を備える薄膜半導体装置の製造方法を前提とし、 上記TaMo合金又はTaW合金の基板側配線基部用皮膜を
スパッタリング法により成膜する第一成膜工程と、 この基板側配線基部用皮膜を構成するMo(モリブデ
ン)又はW(タングステン)の着膜速度を連続的に下げ
る一方、Taの着膜速度を連続的に上げてそのMo又はWの
含有量が着膜方向に亘って連続的に減少しているTaMo合
金又はTaW合金の中間皮膜をスパッタリング法により基
板側配線基部用皮膜上へ連続的に成膜する第二成膜工程
と、 この中間皮膜上へスパッタリング法によりTaの積層配
線部用皮膜を連続的に成膜する第三成膜工程、 とを具備することを特徴とするものである。
That is, the present invention provides an insulating substrate, a semiconductor layer provided on the insulating substrate, and a TaMo (tantalum molybdenum) alloy or TaW
The above-described TaMo alloy or TaW alloy is premised on a method of manufacturing a thin film semiconductor device comprising: a substrate-side wiring base of a (tantalum tungsten) alloy and a first wiring portion comprising a stacked wiring portion of Ta (tantalum) laminated thereon. A first film forming step of forming the substrate-side wiring base film by sputtering, and a method of continuously lowering the deposition rate of Mo (molybdenum) or W (tungsten) forming the substrate-side wiring base film. The TaMo alloy or TaW alloy intermediate film whose Mo or W content is continuously reduced in the film deposition direction by continuously increasing the Ta film deposition rate is used for the substrate side wiring base by sputtering. A second film forming step of continuously forming a film on the film, and a third film forming step of continuously forming a film for a laminated wiring portion of Ta on the intermediate film by a sputtering method. What is characteristic That.

この様な技術的手段において上記絶縁性基板を構成す
る材料としては、従来と同様に、ガラス、石英、セラミ
ックス等が利用でき、もと、この絶縁性基板に設けられ
る半導体層を構成する材料としては、ポリシリコン(po
ly−Si)やアモルファスシリコン(a−Si:H)等が利用
できる。
In such technical means, glass, quartz, ceramics, and the like can be used as a material constituting the insulating substrate as in the past, and as a material constituting the semiconductor layer provided on the insulating substrate, Is polysilicon (po
For example, ly-Si) or amorphous silicon (a-Si: H) can be used.

また、第一成膜工程においてTaMo合金又はTaW合金の
基板側配線基部用皮膜を皮膜するスパッタリング法とし
ては、TaターゲットとMoターゲット又はTaターゲットと
Wターゲットを用い夫々のターゲットに加える電力量を
調整して所定の着膜速度に設定し、目的のTaMo合金又は
TaW合金を合成すると同時に成膜する同時スパッタリン
グが適用できる他、目的のTaMo合金又はTaW合金に対応
した単一のターゲットを用いてスパッタリングを行うこ
とも可能である。尚、基板側配線基部用皮膜を構成する
TaMo合金又はTaW合金中のタンタルの配合割合は、例え
ば、60〜85at%程度に設定されている。
In addition, in the first film forming step, as a sputtering method for forming a film for a substrate-side wiring base of a TaMo alloy or a TaW alloy, a Ta target and a Mo target or a Ta target and a W target are used, and the amount of power applied to each target is adjusted. And set it to a predetermined deposition rate,
In addition to the simultaneous sputtering for synthesizing the TaW alloy and forming a film at the same time, the sputtering can be performed using a single target corresponding to the target TaMo alloy or TaW alloy. In addition, the film for the substrate-side wiring base is constituted.
The mixing ratio of tantalum in the TaMo alloy or TaW alloy is set, for example, to about 60 to 85 at%.

次に、第二成膜工程において上記基板側配線基部用皮
膜を構成するMo又はWの着膜速度を連続的に下げる一
方、Taの着膜速度を連続的に上げてそのMo又はWの含有
量が着膜方向に亘って連続的に減少しているTaMo合金又
はTaW合金の中間皮膜を連続的に成膜するスパッタリン
グ法としては、基板側配線基部用皮膜の成膜に『同時ス
パッタリング』を適用している場合には各ターゲットに
加える電力量を調整してMo又はWの着膜速度を連続的に
下げる一方、Taの着膜速度を連続的に上げることにより
上記中間皮膜の成膜が可能である。
Next, in the second film-forming step, while continuously decreasing the deposition rate of Mo or W constituting the substrate-side wiring base film, the deposition rate of Ta is continuously increased to contain the Mo or W. As a sputtering method for continuously forming an intermediate film of a TaMo alloy or a TaW alloy in which the amount is continuously decreased in the deposition direction, `` simultaneous sputtering '' is used for forming a film for a substrate-side wiring base. When applied, the amount of power applied to each target is adjusted to continuously reduce the deposition rate of Mo or W, while the deposition rate of Ta is continuously increased to form the intermediate coating. It is possible.

一方、基板側配線基部用皮膜の成膜にTaMo合金又はTa
W合金に対応した『単一のターゲット』を用いたスパッ
タリング法が適用されている場合には、上記『単一のタ
ーゲット』に対して一定の距離を設けてTaターゲットを
並置し、一定の速度で絶縁性基板を搬送することによ
り、Taターゲット、TaMoターゲットを基板が順次通過す
る際に上記中間皮膜の成膜が可能である。
On the other hand, a TaMo alloy or Ta
When the sputtering method using a “single target” corresponding to W alloy is applied, a Ta target is placed at a certain distance from the “single target”, and a constant speed is applied. By transporting the insulating substrate by the above, the intermediate film can be formed when the substrate sequentially passes through the Ta target and the TaMo target.

次に、第三成膜工程において中間皮膜上へスパッタリ
ング法によりTaの積層配線部用皮膜を連続的に成膜する
と、このTaの積層配線部用皮膜は基板側配線基部用皮膜
と中間皮膜の体心立方格子構造(bcc…body−centered
cubic lattice)を受け継いで成長をし、体心立方格子
構造を有する抵抗値の低いα−タンタルとしての皮膜に
なるものである。
Next, in the third film forming step, a film for a laminated wiring portion of Ta is continuously formed on the intermediate film by a sputtering method, and the film for the laminated wiring portion of Ta is formed of the film for the wiring base on the substrate side and the intermediate film. Body-centered cubic lattice structure (bcc… body-centered
It grows by inheriting cubic lattice) and becomes a film of α-tantalum having a body-centered cubic lattice structure and low resistance.

因みに、McGRAW−HILL BOOK COMPANY社発行の『Handb
ook of Thin Film Technology』から正方格子構造を有
するβ−タンタルと、体心立方格子構造(bcc)を有す
るα−タンタルの比抵抗(μΩ・cm)のデータをみてみ
ると、β−タンタルは180〜220μΩ・cmであるのに対し
α−タンタルは25〜50μΩ・cmであり、このα−タンタ
ルはバルク(13μΩ・cm)と同程度に低い値を示してい
ることが分かる。
By the way, "Handb" issued by McGRAW-HILL BOOK COMPANY
Looking at the specific resistance (μΩcm) of β-tantalum having a square lattice structure and α-tantalum having a body-centered cubic lattice structure (bcc) from “ook of Thin Film Technology”, β-tantalum is 180 Α-tantalum is 25 to 50 μΩ · cm, whereas α-tantalum is as low as bulk (13 μΩ · cm).

ここで、上記中間皮膜は、Mo又はWの含有量が着膜方
向に亘って連続的に減少しているTaMo合金又はTaW合金
で構成され、この中間皮膜とTaMo合金又はTaW合金によ
り構成された基板側配線基部用皮膜との間の組成が近似
して各格子定数の違いも小さいため中間皮膜と基板側配
線基部用皮膜の界面における結晶構造の歪みが少なくな
る一方、上記中間皮膜とTaの積層配線部用皮膜との間の
組成も近似して各格子定数の違いも小さいため中間皮膜
と積層配線部用皮膜の界面における結晶構造の歪みも少
なくなる。
Here, the intermediate film is made of a TaMo alloy or a TaW alloy in which the content of Mo or W is continuously reduced in the deposition direction, and is made of this intermediate film and a TaMo alloy or a TaW alloy. Since the composition between the substrate-side wiring base film is approximated and the difference between the lattice constants is small, distortion of the crystal structure at the interface between the intermediate film and the substrate-side wiring base film is reduced. Since the composition of the film for the laminated wiring portion is also approximated and the difference between the lattice constants is small, the distortion of the crystal structure at the interface between the intermediate film and the film for the laminated wiring portion is reduced.

従って、Taの積層配線部用皮膜内における結晶構造の
歪みが減少することに伴い、中間皮膜との界面における
積層配線部用皮膜の導電率の低下を最小限に抑えること
が可能になるため、Taの膜厚を大きく設定しなくとも目
的の導電率が得られる利点を有している。
Therefore, as the crystal structure distortion in the film for the laminated wiring portion of Ta decreases, it is possible to minimize the decrease in the conductivity of the film for the laminated wiring portion at the interface with the intermediate film, This has the advantage that the desired conductivity can be obtained without setting the Ta film thickness large.

尚、TaMo合金を成膜し一旦スパッタリングを停止した
後、改めてタンタルを成膜する『2段階着膜法』により
第一配線部を形成した場合においても、TaMo合金の基板
側配線基部用皮膜より若干のMoが積層配線部用皮膜内へ
拡散してこれ等界面に本発明の中間皮膜に相当する薄膜
(すなわちMoの含有量が連続的に減少しているTaMo合金
の薄膜)が僅かながら形成されるが、この程度の薄膜で
は上記歪みを充分に緩和できないことが確認されてい
る。
In addition, even if the first wiring portion is formed by the “two-stage film forming method” in which the TaMo alloy is formed and the sputtering is temporarily stopped, and then the tantalum is formed again, the TaMo alloy substrate-side wiring base film is not used. A small amount of Mo diffuses into the film for the laminated wiring part, and a thin film corresponding to the intermediate film of the present invention (that is, a thin film of a TaMo alloy having a continuously reduced Mo content) is slightly formed at these interfaces. However, it has been confirmed that such a thin film cannot sufficiently reduce the distortion.

次に、この技術的手段において第一配線部とは薄膜半
導体装置の製造工程中において最初に形成され少なくと
もその一部が絶縁性基板と面接触して設けられる配線部
を意味し、例えば、上記『逆スタガー型』トランジスタ
におけるゲート電極や『スタガー型』トランジスタにお
けるソース電極・ドレイン電極及び信号配線等がこれに
相当し、また、バイポーラ型の薄膜トランジスタにおい
て最初に形成される配線部等もこれに相当する。
Next, in this technical means, the first wiring portion means a wiring portion formed first during the manufacturing process of the thin film semiconductor device and at least a part thereof is provided in surface contact with the insulating substrate, for example, This corresponds to the gate electrode of an "inverted staggered" transistor, the source electrode / drain electrode of a "staggered" transistor, signal wiring, and the like, and the wiring portion formed first in a bipolar thin film transistor. I do.

〔作用〕[Action]

上述したような技術的手段によれば、 TaMo合金又はTaW合金の基板側配線基部用皮膜をスパ
ッタリング法により成膜する第一成膜工程と、 この基板側配線基部用皮膜を構成するMo又はWの着膜
速度を連続的に下げる一方、Taの着膜速度を連続的に上
げてそのMo又はWの含有量が着膜方向に亘って連続的に
減少しているTaMo合金又はTaW合金の中間皮膜をスパッ
タリング法により基板側配線基部用皮膜上へ連続的に成
膜する第二成膜工程と、 この中間皮膜上へスパッタリング法によりTaの積層配
線部用皮膜を連続的に成膜する第三成膜工程、 とを具備しており、 第二成膜工程において成膜された中間皮膜はMo又はW
の含有量が着膜方向に亘って連続的に減少しているTaMo
合金又はTaW合金で構成され、この中間皮膜とTaMo合金
又はTaW合金により構成された基板側配線基部用皮膜と
の間の組成が近似して各格子定数の違いも小さいため中
間皮膜と基板側配線基部用皮膜の界面における結晶構造
の歪みが少なくなる一方、上記中間皮膜とTaの積層配線
部用皮膜との間の組成も近似して各格子定数の違いも小
さいため中間皮膜と積層配線部用皮膜の界面における結
晶構造の歪みも少なくなる。
According to the technical means as described above, a first film forming step of forming a film for a substrate-side wiring base of a TaMo alloy or a TaW alloy by a sputtering method, and Mo or W constituting the film for a substrate-side wiring base. Of TaMo alloy or TaW alloy in which the deposition rate of Ta is continuously increased while the content of Mo or W is continuously decreased in the deposition direction while the deposition rate of Ta is continuously decreased. A second film forming step of continuously forming a film on the substrate side wiring base film by a sputtering method, and a third film forming of a Ta laminated wiring portion film by a sputtering method on the intermediate film. A film forming step, wherein the intermediate film formed in the second film forming step is Mo or W
Whose content is continuously reduced in the deposition direction
The composition between this intermediate film and the substrate-side wiring base film composed of TaMo alloy or TaW alloy is similar and the difference in each lattice constant is small, so the intermediate film and the substrate-side wiring While the crystal structure distortion at the interface of the base film is reduced, the composition between the above-mentioned intermediate film and the film for the laminated wiring portion of Ta is also approximated and the difference in each lattice constant is small. The distortion of the crystal structure at the interface of the coating is also reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を『逆スタガー型』の薄膜トランジスタ
に適用した実施例について図面を参照して詳細に説明す
る。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an “inverted staggered” thin film transistor will be described in detail with reference to the drawings.

すなわち、この実施例に係る薄膜トランジスタは第1
図〜第2図に示すようにガラス基板(1)と、このガラ
ス基板(1)上に面接触させて設けられたゲート電極
(20)並びに第一配線(30)と、上記ゲート電極(20)
を被覆するSixNy製のゲート絶縁膜(4)と、このゲー
ト絶縁膜(4)上に形成されたイントリンシックアモル
ファスシリコン(ia−Si:H)製の半導体層(5)と、こ
の半導体層(5)上のゲート電極(20)と対応する部位
に設けられたSixNy製のトップ絶縁膜(6)と、上記半
導体層(5)の両端部上に設けられたn+−アモルファス
シリコン製オーミック接触形成層(70)とこのオーミッ
ク接触形成層(70)上に設けられCr,Mo,Ti,Ta,W又はこ
れ等のシリサイド等にて形成されたバリアメタル層(8
0)から成るソース電極(7)・ドレイン電極(8)
と、上記バリアメタル層(80)の一部を露出させた状態
で着膜されたポリイミド製の層間絶縁膜(90)と、この
層間絶縁膜(90)の露出部を介し上記バリアメタル層
(80)に接続させて設けられたアルミニウム製の第二配
線(91)と、これ等全体を被覆するSiOx製のパシベーシ
ョン膜(92)とでその主要部が構成され、かつ、上記ゲ
ート電極(20)と第一配線(30)が、厚さ250ÅでTaMo
合金(Moの配合割合35at%)製の基板側配線基部(21)
と、この基板側配線基部(21)上に設けられた厚さ500
ÅでMoの含有量がその着膜方向に亘って連続的に減少し
ているTaMo合金製の中間皮膜(22)と、この中間皮膜
(22)上に設けられた厚さ2250ÅでTa製の積層配線部
(23)と、これ等表面に形成されたTaOxの陽極酸化膜
(24)とで構成されているものである。
That is, the thin film transistor according to this embodiment is the first thin film transistor.
As shown in FIGS. 2 and 3, a glass substrate (1), a gate electrode (20) and a first wiring (30) provided in surface contact on the glass substrate (1), and the gate electrode (20). )
A Si x N y made of the gate insulating film covering the (4), the gate insulating film (4) formed on the intrinsic amorphous silicon: and (ia-Si H) made of a semiconductor layer (5), this the semiconductor layer (5) Si x n y made of top insulating film provided on portions corresponding to the gate electrode (20) on (6), provided on both ends of the semiconductor layer (5) n + An amorphous silicon ohmic contact formation layer (70) and a barrier metal layer (8) provided on the ohmic contact formation layer (70) and formed of Cr, Mo, Ti, Ta, W, or a silicide thereof;
0) Source electrode (7) and drain electrode (8)
And an interlayer insulating film (90) made of polyimide, which is formed while exposing a part of the barrier metal layer (80), and the barrier metal layer (90) through an exposed portion of the interlayer insulating film (90). the second wiring 80) to be connected with aluminum provided with (91), a main part out with SiO x steel passivation film (92) is configured to cover the entire this like, and the gate electrode ( 20) and the first wiring (30) are 250mm thick with TaMo
Board side wiring base (21) made of alloy (Mo content 35at%)
And a thickness of 500 provided on the board-side wiring base (21).
The intermediate film (22) made of TaMo alloy in which the content of Mo is continuously reduced in the deposition direction at Å, and the thickness of 2250 mm provided on this intermediate film (22) is made of Ta. It is composed of a laminated wiring portion (23) and a TaO x anodic oxide film (24) formed on the surface thereof.

そして、この薄膜トランジスタは以下の工程に従って
製造されているものである。
The thin film transistor is manufactured according to the following steps.

すなわち、TaターゲットとMoターゲットを用い夫々の
ターゲットに加える電力量を適宜調整して第4図に示す
着膜速度に設定された『同時スパッタリング』によりガ
ラス基板(1)上に厚さ250ÅでTaMo合金(Moの配合割
合35at%)製の基板側配線基部用皮膜(25)を成膜し
(第3図A参照)、かつ、各ターゲットに加える電力量
を調整して第4図に示すようにMoの着膜速度を連続的に
下げる一方、Taの着膜速度を連続的に上げて厚さ500Å
でMoの含有量がその着膜方向に亘って連続的に減少して
いるTaMo合金製の中間皮膜(22)を上記基板側配線基部
用皮膜(25)上へ連続的に成膜した後(第3図B参
照)、第4図に示す着膜速度に従って上記中間皮膜(2
2)上へ厚さ2250ÅでTa製の積層配線部用皮膜(26)を
成膜する(第3図C参照)。
That is, by using a Ta target and a Mo target and appropriately adjusting the amount of electric power applied to each target, the “simultaneous sputtering” set at the deposition rate shown in FIG. As shown in FIG. 4, a substrate side wiring base film (25) made of an alloy (Mo compounding ratio 35 at%) was formed (see FIG. 3A), and the amount of power applied to each target was adjusted. The film deposition rate of Mo is continuously reduced while the deposition rate of Ta is
After the TaMo alloy intermediate film (22), in which the content of Mo is continuously reduced in the deposition direction, is continuously formed on the substrate-side wiring base film (25) ( According to the deposition rate shown in FIG. 4 and FIG.
2) A film (26) for a laminated wiring portion made of Ta is formed on the upper surface to a thickness of 2250 mm (see FIG. 3C).

この場合、Taの積層配線部用皮膜(26)は上記基板側
配線基部用皮膜(25)と中間皮膜(22)の体心立方格子
構造(bcc…body−centered cubic lattice)を受け継
いで成長をし体心立方格子構造を有する低抵抗のα−タ
ンタルになっており、かつ、上記基板側配線基部用皮膜
(25)、中間皮膜(22)、及び、積層配線部用皮膜(2
6)中の組成比(すなわち、各皮膜の深さ方向のTaとMo
のコンテントプロファイル)について、例えば、RBS
(ラザフォード・バック・スキャッタリング)方式によ
り求めたところ第5図のグラフ図に示すようになってい
た。
In this case, the film (26) for the laminated wiring portion of Ta is grown by inheriting the body-centered cubic lattice (bcc ... body-centered cubic lattice) of the film (25) for the wiring base on the substrate side and the intermediate film (22). The substrate-side wiring base film (25), the intermediate film (22), and the laminated wiring portion film (2
6) In the composition ratio (that is, Ta and Mo in the depth direction of each film)
For example, RBS
(Rutherford back scattering) method was as shown in the graph of FIG.

次いで、これ等基板側配線基部用皮膜(25)、中間皮
膜(22)、及び積層配線部用皮膜(26)をフォトリゾグ
ラフィー工程とCF4系のエッチング剤を用いたエッチン
グ工程により第3図(D)に示すようにパターニングす
ると共に、これ等皮膜表面を陽極酸化処理し第3図
(E)に示すようなTaOxの陽極酸化膜(24)を形成して
図示外のゲート電極と第一配線を設ける。
Next, these substrate side wiring base film (25), intermediate film (22), and laminated wiring portion film (26) are subjected to a photolithography step and an etching step using a CF 4 -based etching agent as shown in FIG. Patterning is performed as shown in (D), and the surface of these films is anodized to form an anodic oxide film (24) of TaO x as shown in FIG. 3 (E). One wiring is provided.

尚、これ等ゲート電極と第一配線以外の各構成部材は
従来と同様の方法により形成されている。
The components other than the gate electrode and the first wiring are formed by the same method as in the related art.

すなわち、第6図(A)に示すように上記ゲート電極
と第一信号配線を形成した後、その厚さが3000ÅでSixN
yのゲート絶縁膜用皮膜(4′)、厚さが500Åでイント
リンシックアモルファスシリコン(ia−Si:H)の半導体
層皮膜(5′)、及び厚さが1500ÅでSixNyのトップ絶
縁膜用皮膜(6′)を順次PCVD法により連続的に着膜し
(第6図B参照)、かつ、上記トップ絶縁用皮膜
(6′)を第6図(C)に示すようにウェットエッチン
グ法によりパターニングしてトップ絶縁膜(6)を形成
する。
That is, as shown in FIG. 6 (A), after forming the gate electrode and the first signal wiring, the thickness is 3000 mm and the Si x N
y film for gate insulating film (4 '), 500 mm thick intrinsic amorphous silicon (ia-Si: H) semiconductor layer film (5'), and 1500 mm thick Si x N y top insulation The film for film (6 ') is successively deposited by the PCVD method sequentially (see FIG. 6B), and the film for top insulation (6') is wet-etched as shown in FIG. 6 (C). The top insulating film (6) is formed by patterning by a method.

次いで、この面上にソース電極・ドレイン電極形成用
の厚さ1000Åでn+−アモルファスシリコンのオーミック
接触形成層皮膜(71)とその厚さが1500ÅでCr,Mo,Ti,T
a,W又はこれ等のシリサイドで形成されたバリアメタル
層皮膜(81)を順次PCVD法とスパッタリング法により着
膜し(第6図D参照)、かつ、これ等をフォトリゾクラ
フィー処理とウェットエッチング法によりパターニング
した(第6図E〜G参照)後、第6図(H)に示すよう
にポリイミド樹脂の層間絶縁膜(90)を着膜する。
Then, on this surface, an ohmic contact formation layer film (71) of n + -amorphous silicon with a thickness of 1000 mm for forming source and drain electrodes and a thickness of 1500 mm with Cr, Mo, Ti, T
a, W or a barrier metal layer film (81) formed of such silicide is sequentially deposited by PCVD method and sputtering method (see FIG. 6D), and these are subjected to photolithography and wet processing. After patterning by an etching method (see FIGS. 6E to 6G), an interlayer insulating film (90) of polyimide resin is deposited as shown in FIG. 6 (H).

更に、第6図(I)に示すようにエッチング処理によ
りその一部を除去してビア・ホール(93)を開設し、こ
の面上に第二配線形成用のアルミニウムをスパッタリン
グ法により着膜し、かつ、ウェットエッチング法により
パターニングして第二配線(91)を設けた後、その全面
にSiOxのパシベーション膜(92)を着膜してこの薄膜ト
ランジスタは製造されている。
Further, as shown in FIG. 6 (I), a part thereof is removed by etching to form a via hole (93), and aluminum for forming a second wiring is deposited on this surface by sputtering. After the second wiring (91) is formed by patterning by wet etching, a SiO x passivation film (92) is deposited on the entire surface of the second wiring (91) to manufacture the thin film transistor.

このように構成された実施例に係る薄膜トランジスタ
は、従来のトランジスタと同様に、ソース電極(7)・
ドレイン電極(8)間にドレイン電圧(VD)を印加し、
かつゲート電極(20)にゲート電圧(VG)を印加するこ
とで半導体層(5)にチャンネルが形成されてON状態と
して作用する一方、ゲート電圧(VG)を下げていくに従
い上記チャンネルが形成されなくなってOFF状態として
作用するものである。
The thin film transistor according to the embodiment thus configured has a source electrode (7) and a thin film transistor similar to a conventional transistor.
Apply a drain voltage (V D ) between the drain electrodes (8),
When a gate voltage (V G ) is applied to the gate electrode (20), a channel is formed in the semiconductor layer (5) to act as an ON state. On the other hand, as the gate voltage (V G ) is lowered, the channel becomes It is no longer formed and acts as an OFF state.

そして、この実施例に係る薄膜トランジスタにおいて
は、上記ゲート電極(20)並びに第一配線(30)が厚さ
250ÅでTaMo合金製の基板側配線基部(21)と、この基
板側配線基部(21)上に設けられ厚さ500ÅでMoの含有
量がその着膜方向に亘って連続的に減少しているTaMo合
金製の中間皮膜(22)と、この中間皮膜(22)上に設け
られ厚さ2250ÅでTa製の積層配線部(23)と、これ等表
面に形成されたTaOxの陽極酸化膜(24)とで構成されて
おり、上記積層配線部(23)が基板側配線基部(21)と
中間皮膜(22)であるTaMo合金の体心立方格子構造を受
け継いで成長をし、抵抗値の低いα−タンタルで構成さ
れることとなるため、ゲート電極(20)と第一配線(3
0)の導電率が従来に較べて著しく高くなっている。
In the thin film transistor according to this embodiment, the gate electrode (20) and the first wiring (30) are
The substrate-side wiring base (21) made of TaMo alloy at 250 mm and the Mo content provided on the substrate-side wiring base (21) and having a thickness of 500 mm have a continuous decrease in the Mo content in the film deposition direction. An intermediate film (22) made of TaMo alloy, a laminated wiring portion (23) made of Ta having a thickness of 2250 mm provided on this intermediate film (22), and an anodic oxide film of TaO x ( 24), the laminated wiring portion (23) grows while inheriting the body-centered cubic lattice structure of the TaMo alloy as the substrate-side wiring base (21) and the intermediate film (22), and has a resistance value of Since it is composed of low α-tantalum, the gate electrode (20) and the first wiring (3
The conductivity of 0) is significantly higher than in the past.

従って、この実施例に係る薄膜トランジスタにおいて
は、飛躍的な動作スピードの高速化が図れる利点を有し
ている。
Therefore, the thin film transistor according to this embodiment has an advantage that the operation speed can be drastically increased.

しかも、上記中間皮膜(22)は、Moの含有量が着膜方
向に亘って連続的に減少しているTaMo合金で構成され、
この中間皮膜(22)とTaMo合金により構成された基板側
配線基部(21)との間の組成が近似して各格子定数の違
いも小さいため中間皮膜(22)と基板側配線基部(21)
間の界面における結晶構造の歪みが少なくなる一方、上
記中間皮膜(22)とTaの積層配線部(23)との間の組成
も近似して各格子定数の違いも小さいため中間皮膜(2
2)と積層配線部(23)間の界面における結晶構造の歪
みも少なくなる。
Moreover, the intermediate film (22) is made of a TaMo alloy in which the content of Mo is continuously reduced in the deposition direction,
Since the composition between this intermediate film (22) and the substrate-side wiring base (21) made of TaMo alloy is similar and the difference in each lattice constant is small, the intermediate film (22) and the substrate-side wiring base (21)
While the distortion of the crystal structure at the interface between them is reduced, the composition between the above-mentioned intermediate film (22) and the laminated wiring portion (23) of Ta is also approximated, and the difference in each lattice constant is small.
The distortion of the crystal structure at the interface between 2) and the laminated wiring portion (23) is also reduced.

従って、積層配線部(23)内における結晶構造の歪み
が減少することに伴い、中間皮膜(22)との界面におけ
る積層配線部(23)の導電率の低下を最小限に抑えるこ
とが可能となり、Taの膜厚を大きく設定しないとも目的
の導電率が得られるため、配線部が形成された部位と配
線部が形成されない部位との段差が小さくなって薄膜半
導体装置の平坦化の要請に寄与できる利点を有してい
る。
Accordingly, it is possible to minimize the decrease in the conductivity of the laminated wiring portion (23) at the interface with the intermediate film (22) due to the reduction in the distortion of the crystal structure in the laminated wiring portion (23). Since the desired conductivity can be obtained even if the thickness of Ta is not set large, the step between the portion where the wiring portion is formed and the portion where the wiring portion is not formed becomes small, contributing to the demand for flattening of the thin film semiconductor device. It has the advantages that it can.

尚、この実施例においてはTaターゲットとMoターゲッ
トを用いた『同時スパッタリング』により中間皮膜(2
2)等が成膜されているが、第7図〜第8図に示されたT
aMoターゲットとTaターゲットを用いた『インライン装
置』により上記中間皮膜(22)等を成膜することも可能
である。
In this example, the intermediate film (2) was formed by “simultaneous sputtering” using a Ta target and a Mo target.
2) etc. are formed, but the T shown in FIGS.
It is also possible to form the above intermediate film (22) or the like by an "in-line apparatus" using an aMo target and a Ta target.

すなわち、スパッタリング室(10)内にTaMoターゲッ
ト(11)とTaターゲット(12)を適宜距離を設けて並置
する。このように配置することで第8図に示すようにTa
Moターゲット(11)とTaターゲット(12)との隣接部位
にTaターゲット(12)に近づくにつれてそのMo濃度が低
くなる一方、Ta濃度が高くなるTaMo混合ガスで満たされ
た領域が形成される。
That is, the TaMo target (11) and the Ta target (12) are juxtaposed in the sputtering chamber (10) at an appropriate distance. By arranging in this way, as shown in FIG.
A region filled with a TaMo mixed gas in which the Mo concentration decreases as the Ta target (12) is approached and the Ta concentration increases becomes closer to the Mo target (11) and the Ta target (12).

従って、このスパッタリング室(10)内へガラス基板
(1)を搬入し、かつ、上記領域を通過させることによ
りこのガラス基板(1)上へ基板側配線基部用皮膜、中
間皮膜、及び、積層配線部用皮膜を順次連続的に成膜す
ることができる。
Accordingly, the glass substrate (1) is carried into the sputtering chamber (10), and is passed through the above-mentioned region, so that the substrate-side wiring base film, the intermediate film, and the laminated wiring are formed on the glass substrate (1). Part coatings can be sequentially and continuously formed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、 第二成膜工程において成膜された中間皮膜はMo又はW
の含有量が着膜方向に亘って連続的に減少しているTaMo
合金又はTaW合金で構成され、この中間皮膜とTaMo合金
又はTaW合金により構成された基板側配線基部用皮膜と
の間の組成が近似して各格子定数の違いも小さいため中
間皮膜と基板側配線基部用皮膜の界面における歪みが少
なくなる一方、上記中間皮膜とTaの積層配線部用皮膜と
の間の組成も近似して各格子定数の違いも小さいため中
間皮膜と積層配線部用皮膜の界面における歪みも少なく
なる。
According to the present invention, the intermediate film formed in the second film forming step is Mo or W
Whose content is continuously reduced in the deposition direction
The composition between this intermediate film and the substrate-side wiring base film composed of TaMo alloy or TaW alloy is similar and the difference in each lattice constant is small, so the intermediate film and the substrate-side wiring While the strain at the interface of the base film is reduced, the composition between the above-mentioned intermediate film and the film for the laminated wiring portion of Ta is also approximated and the difference in each lattice constant is small, so the interface between the intermediate film and the film for the laminated wiring portion is small. Is also reduced.

従って、Taの積層配線部用皮膜内における結晶構造の
歪みが減少することに伴い、中間皮膜との界面における
積層配線部用皮膜の導電率の低下を最小限に抑えること
が可能となり、Taの膜厚を大きく設定しなくとも目的の
導電率が得られるため、配線部が形成された部位と配線
部が形成されない部位との段差が小さくなって薄膜半導
体装置の平坦化の要請に寄与できる効果を有している。
Accordingly, as the crystal structure distortion in the film for the laminated wiring portion of Ta decreases, it is possible to minimize the decrease in the conductivity of the film for the laminated wiring portion at the interface with the intermediate film, and to reduce the Ta content. The desired conductivity can be obtained without setting the film thickness large, so that the step between the portion where the wiring portion is formed and the portion where the wiring portion is not formed becomes small, which contributes to the demand for flattening the thin film semiconductor device. have.

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

第1図〜第8図は本発明の実施例を示しており、第1図
は実施例に係る薄膜トランジスタの概略斜視図、第2図
は第1図のII−II面断面図、第3図(A)〜(E)はこ
の薄膜トランジスタのゲート電極と第一配線の形成工程
を示す工程説明図、第4図は上記ゲート電極と第一配線
を『同時スパッタリング』で形成した際のTaとMoの着膜
時間と着膜速度との関係を示したグラフ図、第5図は上
記ゲート電極と第一配線を構成する皮膜中のTaとMoの組
成比(深さ方向のTaとMoのコンテントプロファイル)を
示すグラフ図、第6図(A)〜(J)はゲート電極と第
一配線を形成した後の薄膜トランジスタの製造工程を示
す工程説明図、第7図は他の実施例において適用された
『インライン装置』の平面図、第8図は第7図のVIII−
VIII面断面図を夫々示し、また、第9図〜第13図は従来
における薄膜半導体装置を示しており、第9図及び第11
図はMOS型の薄膜トランジスタの概略斜視図、第10図は
第9図のX−X面断面図、第12図は第11図のXII−XII面
断面図、第13図は第一配線部が改良されたMOS型の薄膜
トランジスタの断面図であり、また、第14図(A)〜
(C)は上記第一配線部の形成工程を示す工程説明図、
第15図はこの形成工程におけるTaとMoの着膜時間と着膜
速度との関係を示したグラフ図、第16図は形成された第
一配線部におけるTaの膜厚とその抵抗値との関係を示す
グラフ図である。 〔符号説明〕 (1)……ガラス基板 (5)……半導体層 (20)……ゲート電極 (21)……基板側配線基部 (22)……中間皮膜 (23)……積層配線部 (25)……基板側配線基部用皮膜 (26)……積層配線部用皮膜 (30)……第一配線
1 to 8 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic perspective view of a thin film transistor according to the embodiment, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. (A) to (E) are process explanatory views showing a process of forming a gate electrode and a first wiring of the thin film transistor. FIG. 4 is a view showing Ta and Mo when the gate electrode and the first wiring are formed by “simultaneous sputtering”. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the deposition time and the deposition rate of FIG. 5, and FIG. 5 shows the composition ratio of Ta and Mo (the content of Ta and Mo in the depth direction) in the film forming the gate electrode and the first wiring. 6 (A) to 6 (J) are process explanatory diagrams showing a manufacturing process of a thin film transistor after forming a gate electrode and a first wiring, and FIG. 7 is applied to another embodiment. FIG. 8 is a plan view of the “in-line device”, and FIG.
FIGS. 9 to 13 show sectional views taken along the plane VIII. FIGS. 9 to 13 show a conventional thin film semiconductor device.
FIG. 10 is a schematic perspective view of a MOS thin film transistor, FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX of FIG. 9, FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII of FIG. 11, and FIG. FIG. 14 is a sectional view of an improved MOS thin film transistor, and FIGS.
(C) is a step explanatory view showing a step of forming the first wiring portion,
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the deposition time and deposition rate of Ta and Mo in this formation step, and FIG. 16 is a graph showing the relationship between the thickness of Ta and the resistance value of the formed first wiring portion. It is a graph which shows a relationship. [Explanation of Symbols] (1) Glass substrate (5) Semiconductor layer (20) Gate electrode (21) Substrate wiring base (22) Intermediate coating (23) Multilayer wiring section ( 25)… Coating for substrate base side wiring (26)… Coating for laminated wiring part (30)… First wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/3205 H01L 29/40 H01L 21/208 301──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/3205 H01L 29/40 H01L 21/208 301

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁性基板と、 この絶縁性基板に設けられた半導体層と、 少なくともその一部を上記絶縁性基板上に面接触させて
設けられTaMo(タンタルモリブデン)合金又はTaW(タ
ンタルタングステン)合金の基板側配線基部とこの上に
積層されたTa(タンタル)の積層配線部より成る第一配
線部、 を備える薄膜半導体装置の製造方法において、 上記TaMo合金又はTaW合金の基板側配線基部用皮膜をス
パッタリング法により成膜する第一成膜工程と、 この基板側配線基部用皮膜を構成するMo(モリブデン)
又はW(タングステン)の着膜速度を連続的に下げる一
方、Taの着膜速度を連続的に上げてそのMo又はWの含有
量が着膜方向に亘って連続的に減少しているTaMo合金又
はTaW合金の中間皮膜をスパッタリング法により基板側
配線基部用皮膜上へ連続的に成膜する第二成膜工程と、 この中間皮膜上へスパッタリング法によりTaの積層配線
部用皮膜を連続的に成膜する第三成膜工程、 とを具備することを特徴とする薄膜半導体装置の製造方
法。
An insulating substrate, a semiconductor layer provided on the insulating substrate, and a TaMo (tantalum molybdenum) alloy or a TaW (tantalum tungsten) provided at least partially in surface contact with the insulating substrate. A) a first wiring portion comprising an alloy substrate-side wiring base and a laminated wiring portion of Ta (tantalum) laminated thereon; and a substrate-side wiring base of the TaMo alloy or TaW alloy. Film forming process for forming a film for sputtering by sputtering method, and Mo (molybdenum) constituting the film for the substrate side wiring base
Or a TaMo alloy in which the deposition rate of W (tungsten) is continuously reduced, while the deposition rate of Ta is continuously increased, and the content of Mo or W is continuously reduced in the deposition direction. Alternatively, a second film forming step in which an intermediate film of a TaW alloy is continuously formed on the substrate side wiring base film by a sputtering method, and a Ta laminated wiring film is continuously formed on the intermediate film by a sputtering method. And a third film forming step of forming a film.
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