JP2850850B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
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- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
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- H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
- H01L29/41733—Source or drain electrodes for field effect devices for thin film transistors with insulated gate
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子、イ
メージセンサ等を製造する際に用いて好適な半導体装置
の製造方法に関するものである。
メージセンサ等を製造する際に用いて好適な半導体装置
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像表示を行う液晶表示素子（以
下、ＬＣＤと略称）には、個々の表示画素を互いに直交
する走査電極と信号電極との間に印加される電圧により
駆動する単純マトリックス方式と、走査電極と信号電極
との交点にスイッチング素子を設け、これらのスイッチ
ング素子により各表示画素を互いに独立に駆動するアク
ティブマトリクス方式とがある。このアクティブマトリ
ックス方式は、用いるスイッチング素子の種類により、
２端子方式と、アモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）や多結晶
Ｓｉを用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称）
素子等の３端子方式とに大別される。中でも、ＴＦＴを
用いたＬＣＤは、高精細、高階調表示機能を有すること
から他にもまして高品質の画像を得ることができる（例
えば、特開平５−２１０１１６号公報等参照）。
下、ＬＣＤと略称）には、個々の表示画素を互いに直交
する走査電極と信号電極との間に印加される電圧により
駆動する単純マトリックス方式と、走査電極と信号電極
との交点にスイッチング素子を設け、これらのスイッチ
ング素子により各表示画素を互いに独立に駆動するアク
ティブマトリクス方式とがある。このアクティブマトリ
ックス方式は、用いるスイッチング素子の種類により、
２端子方式と、アモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）や多結晶
Ｓｉを用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称）
素子等の３端子方式とに大別される。中でも、ＴＦＴを
用いたＬＣＤは、高精細、高階調表示機能を有すること
から他にもまして高品質の画像を得ることができる（例
えば、特開平５−２１０１１６号公報等参照）。
【０００３】図４は、従来の多結晶ＳｉのＴＦＴを用い
たＬＣＤのアクティブマトリックスアレイ基板の単位画
素を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図で
あり、図において、符号１は石英ガラス基板、２は石英
ガラス基板１上に形成されたアルミニウムからなるデー
タ線、３はデータ線２と直交するアルミニウムからなる
ゲート線であり、データ線２，…とゲート線３，…との
交点各々にＴＦＴ４が形成されている。
たＬＣＤのアクティブマトリックスアレイ基板の単位画
素を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図で
あり、図において、符号１は石英ガラス基板、２は石英
ガラス基板１上に形成されたアルミニウムからなるデー
タ線、３はデータ線２と直交するアルミニウムからなる
ゲート線であり、データ線２，…とゲート線３，…との
交点各々にＴＦＴ４が形成されている。
【０００４】また、符号１１はソース、１２はドレイ
ン、１３は活性層、１４はゲート酸化膜、１５はゲート
電極、１６はアルミニウムからなるパッド電極、１７は
石英ガラス基板１上に形成されたＬＯＣＯＳ（Local Ox
idation of Silicon）膜、１８はＬＯＣＯＳ膜１７上に
形成されたＳｉＯ2からなる層間絶縁膜、１９はパッド
電極１６及び層間絶縁膜１８上に形成されＳｎをドープ
したＩｎ2Ｏ3（酸化インジウム）（以下、ＩＴＯと略
称）からなる透明画素電極である。ソース１１はデータ
線２と電気的に接続され、ドレイン１２はパッド電極１
６を介して透明画素電極１９と電気的に接続されてい
る。なお、符号２１は層間絶縁膜１８に形成された第１
コンタクトホール、２２は第２コンタクトホールであ
る。
ン、１３は活性層、１４はゲート酸化膜、１５はゲート
電極、１６はアルミニウムからなるパッド電極、１７は
石英ガラス基板１上に形成されたＬＯＣＯＳ（Local Ox
idation of Silicon）膜、１８はＬＯＣＯＳ膜１７上に
形成されたＳｉＯ2からなる層間絶縁膜、１９はパッド
電極１６及び層間絶縁膜１８上に形成されＳｎをドープ
したＩｎ2Ｏ3（酸化インジウム）（以下、ＩＴＯと略
称）からなる透明画素電極である。ソース１１はデータ
線２と電気的に接続され、ドレイン１２はパッド電極１
６を介して透明画素電極１９と電気的に接続されてい
る。なお、符号２１は層間絶縁膜１８に形成された第１
コンタクトホール、２２は第２コンタクトホールであ
る。
【０００５】このＬＣＤでは、ＴＦＴ４はゲート線３か
ら入力する信号により選択駆動され、液晶を駆動するた
めの電圧は、ＴＦＴ４がオン状態のときにデータ線２か
ら透明画素電極１９に書き込まれる。また、ＴＦＴ４が
オフ状態のときには、図示していないが透明画素電極１
９と対向する第２の基板側に形成された共通電極との間
に形成された画素容量により画素電位が保持され、表示
状態が維持される。
ら入力する信号により選択駆動され、液晶を駆動するた
めの電圧は、ＴＦＴ４がオン状態のときにデータ線２か
ら透明画素電極１９に書き込まれる。また、ＴＦＴ４が
オフ状態のときには、図示していないが透明画素電極１
９と対向する第２の基板側に形成された共通電極との間
に形成された画素容量により画素電位が保持され、表示
状態が維持される。
【０００６】次に、前記ＬＣＤの製造方法について図６
に基づき説明する。まず、同図（ａ）に示すように、石
英ガラス基板１上に多結晶Ｓｉからなる半導体層３１を
形成し、該半導体層３１のＴＦＴを形成すべき領域を覆
うように窒化ケイ素膜を形成し、Ｏ2雰囲気中でアニー
ルすることにより窒化ケイ素膜で覆われていない半導体
層３１ａを酸化してＬＯＣＯＳ膜１７とする。
に基づき説明する。まず、同図（ａ）に示すように、石
英ガラス基板１上に多結晶Ｓｉからなる半導体層３１を
形成し、該半導体層３１のＴＦＴを形成すべき領域を覆
うように窒化ケイ素膜を形成し、Ｏ2雰囲気中でアニー
ルすることにより窒化ケイ素膜で覆われていない半導体
層３１ａを酸化してＬＯＣＯＳ膜１７とする。
【０００７】次に、窒化ケイ素膜を除去し、半導体層３
１ｂ上に、ＳｉＯ2からなるゲート酸化膜１４、Ｐを１
０20ｃｍ-3程度含有した多結晶Ｓｉからなるゲート電極
１５を順次形成する。次に、イオン注入法により、半導
体層３１ｂのうちゲート電極１５が形成されていない領
域にＰを１０20ｃｍ-3程度注入し、ソース１１及びドレ
イン１２を形成する。この半導体層３１ｂのうち、Ｐが
注入されていない領域が活性層１３となる。
１ｂ上に、ＳｉＯ2からなるゲート酸化膜１４、Ｐを１
０20ｃｍ-3程度含有した多結晶Ｓｉからなるゲート電極
１５を順次形成する。次に、イオン注入法により、半導
体層３１ｂのうちゲート電極１５が形成されていない領
域にＰを１０20ｃｍ-3程度注入し、ソース１１及びドレ
イン１２を形成する。この半導体層３１ｂのうち、Ｐが
注入されていない領域が活性層１３となる。
【０００８】次に、同図（ｂ）に示すように、ソース１
１等が形成された石英ガラス基板１の全面を覆うように
層間絶縁膜１８を形成し、該層間絶縁膜１８のうちソー
ス１１上及びドレイン１２上の一部をエッチングにより
除去し、第１コンタクトホール２１、第２コンタクトホ
ール２２をそれぞれ形成する。次に、スパッタ法によ
り、ソース１１と電気的に接続するデータ線２及びドレ
イン１２と電気的に接続するパッド電極１６を同時に形
成する。
１等が形成された石英ガラス基板１の全面を覆うように
層間絶縁膜１８を形成し、該層間絶縁膜１８のうちソー
ス１１上及びドレイン１２上の一部をエッチングにより
除去し、第１コンタクトホール２１、第２コンタクトホ
ール２２をそれぞれ形成する。次に、スパッタ法によ
り、ソース１１と電気的に接続するデータ線２及びドレ
イン１２と電気的に接続するパッド電極１６を同時に形
成する。
【０００９】次に、同図（ｃ）に示すように、Ｏ2とＡ
ｒの混合ガス雰囲気中で、スパッタ法により、パッド電
極１６及び層間絶縁膜１８それぞれの一部を覆う透明画
素電極１９を形成する。その後、透明画素電極１９上に
配向膜を形成して配向処理を行い、透明電極が形成され
た第２の基板を、この透明電極が前記透明画素電極１９
と対向するように配置し、これらの基板間を密封した後
に液晶を注入する。
ｒの混合ガス雰囲気中で、スパッタ法により、パッド電
極１６及び層間絶縁膜１８それぞれの一部を覆う透明画
素電極１９を形成する。その後、透明画素電極１９上に
配向膜を形成して配向処理を行い、透明電極が形成され
た第２の基板を、この透明電極が前記透明画素電極１９
と対向するように配置し、これらの基板間を密封した後
に液晶を注入する。
【００１０】このＬＣＤでは、ドレイン１２と透明画素
電極１９との間にパッド電極１６を形成することによ
り、このドレイン１２と透明画素電極１９との間に形成
された層間絶縁膜１８の厚みが厚くなった場合において
も、第２コンタクトホール２２の開口端の断差による透
明画素電極１９の断線を防ぐことができる。
電極１９との間にパッド電極１６を形成することによ
り、このドレイン１２と透明画素電極１９との間に形成
された層間絶縁膜１８の厚みが厚くなった場合において
も、第２コンタクトホール２２の開口端の断差による透
明画素電極１９の断線を防ぐことができる。
【００１１】一方、電極材料であるＡｌがＳｉ中に拡散
するのを防止する構造としては、アルミニウム電極とシ
リコン基板との間に、金属ＴｉとＴｉ3Ｎ4を積層した障
壁金属（バリアメタル）を形成した構造が広く知られて
いる（例えば、特開平１−２３５３３４号公報等参
照）。ここで、このバリアメタルの形成方法について図
７に基づき説明する。まず、同図（ａ）に示すように、
絶縁膜４１が形成されかつコンタクトホール４２が形成
されたシリコン基板４３上に、オーム性接触をとるため
に、スパッタ法により厚み２０ｎｍのチタン膜４４を形
成する。
するのを防止する構造としては、アルミニウム電極とシ
リコン基板との間に、金属ＴｉとＴｉ3Ｎ4を積層した障
壁金属（バリアメタル）を形成した構造が広く知られて
いる（例えば、特開平１−２３５３３４号公報等参
照）。ここで、このバリアメタルの形成方法について図
７に基づき説明する。まず、同図（ａ）に示すように、
絶縁膜４１が形成されかつコンタクトホール４２が形成
されたシリコン基板４３上に、オーム性接触をとるため
に、スパッタ法により厚み２０ｎｍのチタン膜４４を形
成する。
【００１２】次に、同図（ｂ）に示すように、反応性ス
パッタ法を用い、ＲＦ（高周波）基板バイアスを印加す
ることにより、チタン膜４４上に厚み８０ｎｍの窒化チ
タン膜４５を形成する。次に、同図（ｃ）に示すよう
に、窒化チタン膜４５上に、スパッタ法により厚み６０
０ｎｍのＡｌ−Ｓｉ合金膜４６を形成する。このよう
に、チタン膜４４と窒化チタン膜４５との積層構造から
なるバリアメタルを形成することにより、ＡｌのＳｉへ
の拡散を抑制することができる。
パッタ法を用い、ＲＦ（高周波）基板バイアスを印加す
ることにより、チタン膜４４上に厚み８０ｎｍの窒化チ
タン膜４５を形成する。次に、同図（ｃ）に示すよう
に、窒化チタン膜４５上に、スパッタ法により厚み６０
０ｎｍのＡｌ−Ｓｉ合金膜４６を形成する。このよう
に、チタン膜４４と窒化チタン膜４５との積層構造から
なるバリアメタルを形成することにより、ＡｌのＳｉへ
の拡散を抑制することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＬ
ＣＤでは、透明画素電極１９とパッド電極１６との間の
接触抵抗が高くなるために画素欠陥が発生するという問
題点があった。その理由は、透明画素電極１９の形成を
Ｏ2とＡｒの混合ガス雰囲気中で行うために、パッド電
極１６の表面に高抵抗層である酸化膜が形成されてしま
い、接触抵抗が高くなるためである。この接触抵抗が高
くなった場合、ＴＦＴ４がオン状態になっても透明画素
電極１９とパッド電極１６との接触部分で電圧降下が生
じ、透明画素電極１９にデータ電圧が書き込めなくな
る。
ＣＤでは、透明画素電極１９とパッド電極１６との間の
接触抵抗が高くなるために画素欠陥が発生するという問
題点があった。その理由は、透明画素電極１９の形成を
Ｏ2とＡｒの混合ガス雰囲気中で行うために、パッド電
極１６の表面に高抵抗層である酸化膜が形成されてしま
い、接触抵抗が高くなるためである。この接触抵抗が高
くなった場合、ＴＦＴ４がオン状態になっても透明画素
電極１９とパッド電極１６との接触部分で電圧降下が生
じ、透明画素電極１９にデータ電圧が書き込めなくな
る。
【００１４】一方、バリアメタルを形成した構造では、
アルミニウム電極と透明電極との間にバリアメタルを形
成した場合に、バリアメタルと透明電極との間の接触抵
抗が高くなるという問題点があった。その理由は、バリ
アメタルと透明電極の平面形状が異なるために、バリア
メタルと透明電極を連続して形成することができず、バ
リアメタルを形成した後、一旦真空を破って大気にさら
す必要があり、この大気によりバリアメタルの表面が酸
化されるためである。また、この窒化チタン膜４５は柱
状構造を有するので、大気にさらされた場合その粒界に
Ｏ2が取り込まれるという特徴がある。窒化チタン膜４
５を大気にさらして粒界にＯ2を取り込む方法は、アル
ミニウムがこの粒界に沿って拡散するのを防止すること
ができるために、極めて有用な方法であるが、窒化チタ
ン膜４５が高抵抗になるために接触抵抗が増加するとい
う問題点がある。
アルミニウム電極と透明電極との間にバリアメタルを形
成した場合に、バリアメタルと透明電極との間の接触抵
抗が高くなるという問題点があった。その理由は、バリ
アメタルと透明電極の平面形状が異なるために、バリア
メタルと透明電極を連続して形成することができず、バ
リアメタルを形成した後、一旦真空を破って大気にさら
す必要があり、この大気によりバリアメタルの表面が酸
化されるためである。また、この窒化チタン膜４５は柱
状構造を有するので、大気にさらされた場合その粒界に
Ｏ2が取り込まれるという特徴がある。窒化チタン膜４
５を大気にさらして粒界にＯ2を取り込む方法は、アル
ミニウムがこの粒界に沿って拡散するのを防止すること
ができるために、極めて有用な方法であるが、窒化チタ
ン膜４５が高抵抗になるために接触抵抗が増加するとい
う問題点がある。
【００１５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、透明電極とパッド電極との間の接触抵抗を
低下させることのできる半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
のであって、透明電極とパッド電極との間の接触抵抗を
低下させることのできる半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な半導体装置の製造方法を採用し
た。すなわち、請求項１記載の半導体装置の製造方法
は、ガラス基板上に金属電極を形成する金属電極形成工
程と、前記金属電極上に窒化チタン層を形成する窒化チ
タン層形成工程と、該窒化チタン層の上面をエッチング
するエッチング工程と、エッチングされた前記窒化チタ
ン層を大気にさらすことなく該窒化チタン層上に透明電
極を形成する透明電極形成工程とを備えたものである。
に、本発明は次の様な半導体装置の製造方法を採用し
た。すなわち、請求項１記載の半導体装置の製造方法
は、ガラス基板上に金属電極を形成する金属電極形成工
程と、前記金属電極上に窒化チタン層を形成する窒化チ
タン層形成工程と、該窒化チタン層の上面をエッチング
するエッチング工程と、エッチングされた前記窒化チタ
ン層を大気にさらすことなく該窒化チタン層上に透明電
極を形成する透明電極形成工程とを備えたものである。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】この製造方法では、透明電極形成工程によ
り、上面がエッチングされた窒化チタン層上に透明電極
を形成するので、金属電極は低抵抗の窒化チタン層によ
り保護されることとなり、金属電極が酸化されるおそれ
がなくなる。また、エッチングにより表面の高抵抗層が
除去された窒化チタン層を大気にさらすことなく連続し
て該窒化チタン層上に透明電極を形成するので、窒化チ
タン層の上面が酸化されることなく低抵抗を維持するこ
とが可能になる。これにより、金属電極と透明電極との
間の接触抵抗の増加が抑制される。
り、上面がエッチングされた窒化チタン層上に透明電極
を形成するので、金属電極は低抵抗の窒化チタン層によ
り保護されることとなり、金属電極が酸化されるおそれ
がなくなる。また、エッチングにより表面の高抵抗層が
除去された窒化チタン層を大気にさらすことなく連続し
て該窒化チタン層上に透明電極を形成するので、窒化チ
タン層の上面が酸化されることなく低抵抗を維持するこ
とが可能になる。これにより、金属電極と透明電極との
間の接触抵抗の増加が抑制される。
【００２１】請求項２記載の半導体装置の製造方法は、
前記窒化チタン層形成工程が、金属チタンと窒化チタン
を積層する積層工程を含む。この製造方法では、透明電
極を形成する際に、前記金属電極が窒化チタンにより保
護されることとなり、金属電極が酸化されるおそれがな
くなる。また、上面がエッチングされた窒化チタン上に
透明電極を形成するので、窒化チタンが低抵抗を維持す
ることが可能になる。これにより、金属電極と透明電極
との間の接触抵抗の増加がさらに抑制される。
前記窒化チタン層形成工程が、金属チタンと窒化チタン
を積層する積層工程を含む。この製造方法では、透明電
極を形成する際に、前記金属電極が窒化チタンにより保
護されることとなり、金属電極が酸化されるおそれがな
くなる。また、上面がエッチングされた窒化チタン上に
透明電極を形成するので、窒化チタンが低抵抗を維持す
ることが可能になる。これにより、金属電極と透明電極
との間の接触抵抗の増加がさらに抑制される。
【００２２】請求項３記載の半導体装置の製造方法は、
前記エッチング工程を、高周波バイアススパッタ法によ
り行う。この製造方法では、窒化チタン層は、その表面
に高抵抗の酸化膜が形成されているので、高周波バイア
ススパッタ法によりこの酸化膜を除去することにより、
低抵抗の窒化チタン層となる。したがって、該窒化チタ
ン層を大気にさらすことなく連続して該窒化チタン層上
に透明電極を形成すれば、金属電極と透明電極との間の
接触抵抗の増加がさらに抑制される。
前記エッチング工程を、高周波バイアススパッタ法によ
り行う。この製造方法では、窒化チタン層は、その表面
に高抵抗の酸化膜が形成されているので、高周波バイア
ススパッタ法によりこの酸化膜を除去することにより、
低抵抗の窒化チタン層となる。したがって、該窒化チタ
ン層を大気にさらすことなく連続して該窒化チタン層上
に透明電極を形成すれば、金属電極と透明電極との間の
接触抵抗の増加がさらに抑制される。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
に基づき説明する。図１は多結晶ＳｉのＴＦＴを用いた
ＬＣＤのアクティブマトリックスアレイ基板の単位画素
を示す断面図であり、図において、符号５１はアルカリ
金属を殆ど含有しないガラス基板、５２は金属Ｔｉ５３
とＴｉＮ５４を積層してなる窒化チタン層である。Ｔｉ
Ｎ５４の上面はＲＦ（高周波）バイアススパッタ法によ
りエッチングされている。
に基づき説明する。図１は多結晶ＳｉのＴＦＴを用いた
ＬＣＤのアクティブマトリックスアレイ基板の単位画素
を示す断面図であり、図において、符号５１はアルカリ
金属を殆ど含有しないガラス基板、５２は金属Ｔｉ５３
とＴｉＮ５４を積層してなる窒化チタン層である。Ｔｉ
Ｎ５４の上面はＲＦ（高周波）バイアススパッタ法によ
りエッチングされている。
【００２４】このＬＣＤでは、ＴｉＮ５４の上面がバイ
アススパッタ法によりエッチングされているので、パッ
ド電極１６と透明画素電極１９との間に、表面の酸化層
がエッチングにより取り除かれた低抵抗の窒化チタン層
５２が介在することとなり、パッド電極１６と透明画素
電極１９との間の接触抵抗が低下している。
アススパッタ法によりエッチングされているので、パッ
ド電極１６と透明画素電極１９との間に、表面の酸化層
がエッチングにより取り除かれた低抵抗の窒化チタン層
５２が介在することとなり、パッド電極１６と透明画素
電極１９との間の接触抵抗が低下している。
【００２５】次に、このＬＣＤの製造方法について図２
に基づき説明する。まず、同図（ａ）に示すように、ガ
ラス基板５１上に、減圧気相成長法によりＳｉ2Ｈ6を用
いて多結晶Ｓｉからなる厚み１００ｎｍの半導体層３１
を形成し、該半導体層３１をＮ2雰囲気中でアニールす
ることにより結晶化させて多結晶Ｓｉとする。
に基づき説明する。まず、同図（ａ）に示すように、ガ
ラス基板５１上に、減圧気相成長法によりＳｉ2Ｈ6を用
いて多結晶Ｓｉからなる厚み１００ｎｍの半導体層３１
を形成し、該半導体層３１をＮ2雰囲気中でアニールす
ることにより結晶化させて多結晶Ｓｉとする。
【００２６】次に、該半導体層３１を島状構造にパター
ニングした後、半導体層３１上に、減圧気相成長法によ
りＳｉＨ4及びＯ2を用いてＳｉＯ2からなる厚み１００
ｎｍのゲート酸化膜１４を形成する。次に、減圧気相成
長法によりＳｉＨ4及びＰＨ3を用いてＰを１０20ｃｍ-3
程度含有した多結晶Ｓｉからなる厚み２００ｎｍのゲー
ト電極１５を形成する。
ニングした後、半導体層３１上に、減圧気相成長法によ
りＳｉＨ4及びＯ2を用いてＳｉＯ2からなる厚み１００
ｎｍのゲート酸化膜１４を形成する。次に、減圧気相成
長法によりＳｉＨ4及びＰＨ3を用いてＰを１０20ｃｍ-3
程度含有した多結晶Ｓｉからなる厚み２００ｎｍのゲー
ト電極１５を形成する。
【００２７】次に、イオン注入法により、半導体層３１
のうちゲート電極１５が形成されていない領域にＰを１
０20ｃｍ-3程度注入し、ソース１１及びドレイン１２を
形成する。この半導体層３１のうち、ゲート電極１５が
形成されかつＰが注入されていない領域が活性層１３と
なる。次に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ2からな
る厚み３００ｎｍの層間絶縁膜１８を、ソース１１等が
形成されたガラス基板５１の全面を覆うように形成し、
該層間絶縁膜１８のうちソース１１上及びドレイン１２
上の一部をエッチングにより除去し、第１コンタクトホ
ール２１、第２コンタクトホール２２をそれぞれ形成す
る。
のうちゲート電極１５が形成されていない領域にＰを１
０20ｃｍ-3程度注入し、ソース１１及びドレイン１２を
形成する。この半導体層３１のうち、ゲート電極１５が
形成されかつＰが注入されていない領域が活性層１３と
なる。次に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ2からな
る厚み３００ｎｍの層間絶縁膜１８を、ソース１１等が
形成されたガラス基板５１の全面を覆うように形成し、
該層間絶縁膜１８のうちソース１１上及びドレイン１２
上の一部をエッチングにより除去し、第１コンタクトホ
ール２１、第２コンタクトホール２２をそれぞれ形成す
る。
【００２８】次に、スパッタ法により、Ａｌ、金属Ｔｉ
及びＴｉＮを、厚みがそれぞれ５００ｎｍ、２０ｎｍ、
８０ｎｍになるように連続して成膜した後、パターニン
グを行い、第１コンタクトホール２１を介してソース１
１と電気的に接続するようにデータ線２を形成するとと
もに、第２コンタクトホール２２を介してドレイン１２
と電気的に接続するようにパッド電極１６を形成する。
及びＴｉＮを、厚みがそれぞれ５００ｎｍ、２０ｎｍ、
８０ｎｍになるように連続して成膜した後、パターニン
グを行い、第１コンタクトホール２１を介してソース１
１と電気的に接続するようにデータ線２を形成するとと
もに、第２コンタクトホール２２を介してドレイン１２
と電気的に接続するようにパッド電極１６を形成する。
【００２９】この場合、データ線２及びパッド電極１６
は、上面に金属Ｔｉ５３とＴｉＮ５４を積層してなる窒
化チタン層５２が一体に形成されることにより、Ａｌ／
Ｔｉ／ＴｉＮの３層構造になる。この３層構造は、同一
チャンバー内で連続して形成するのが望ましい。Ａｌ
は、大気にさらすとその表面が酸化されてＡｌ2Ｏ3から
なる酸化膜が形成され高抵抗になるからである。
は、上面に金属Ｔｉ５３とＴｉＮ５４を積層してなる窒
化チタン層５２が一体に形成されることにより、Ａｌ／
Ｔｉ／ＴｉＮの３層構造になる。この３層構造は、同一
チャンバー内で連続して形成するのが望ましい。Ａｌ
は、大気にさらすとその表面が酸化されてＡｌ2Ｏ3から
なる酸化膜が形成され高抵抗になるからである。
【００３０】次に、同図（ｂ）に示すように、Ａｒプラ
ズマ５５の雰囲気中でＲＦ（高周波）バイアススパッタ
を行い、ＴｉＮ５４の表面を２０ｎｍエッチングする。
次に、同図（ｃ）に示すように、ＴｉＮ５４の表面を大
気にさらすことなく連続して、スパッタ法により、Ｏ2
とＡｒの混合ガス雰囲気中でＩＴＯからなる厚み７５ｎ
ｍの透明画素電極１９を形成する。透明画素電極１９の
膜厚は５０〜１５０ｎｍ程度が望ましい。厚すぎると透
過率が低下し、また薄すぎると抵抗値が増加するためで
ある。
ズマ５５の雰囲気中でＲＦ（高周波）バイアススパッタ
を行い、ＴｉＮ５４の表面を２０ｎｍエッチングする。
次に、同図（ｃ）に示すように、ＴｉＮ５４の表面を大
気にさらすことなく連続して、スパッタ法により、Ｏ2
とＡｒの混合ガス雰囲気中でＩＴＯからなる厚み７５ｎ
ｍの透明画素電極１９を形成する。透明画素電極１９の
膜厚は５０〜１５０ｎｍ程度が望ましい。厚すぎると透
過率が低下し、また薄すぎると抵抗値が増加するためで
ある。
【００３１】その後、透明画素電極１９上に配向膜を形
成して配向処理を行い、透明電極が形成された第２の基
板を、この透明電極が前記透明画素電極１９と対向する
ように配置し、これらの基板間を密封した後に液晶を注
入する。
成して配向処理を行い、透明電極が形成された第２の基
板を、この透明電極が前記透明画素電極１９と対向する
ように配置し、これらの基板間を密封した後に液晶を注
入する。
【００３２】図３は、本実施形態のＬＣＤ（Ａ）及び従
来のＬＣＤ（Ｂ）各々の接触抵抗の測定結果を示すヒス
トグラムである。ここでは、第１及び第２コンタクトホ
ール２１，２２の大きさを３μｍ×３μｍとした。これ
らの測定結果によれば、従来のＬＣＤの接触抵抗の平均
値が２．５×１０ 3Ωであるのに対し、本実施形態のＬ
ＣＤの接触抵抗の平均値は８０Ωであり、従来のＬＣＤ
の１／３０以下まで低下していることがわかる。
来のＬＣＤ（Ｂ）各々の接触抵抗の測定結果を示すヒス
トグラムである。ここでは、第１及び第２コンタクトホ
ール２１，２２の大きさを３μｍ×３μｍとした。これ
らの測定結果によれば、従来のＬＣＤの接触抵抗の平均
値が２．５×１０ 3Ωであるのに対し、本実施形態のＬ
ＣＤの接触抵抗の平均値は８０Ωであり、従来のＬＣＤ
の１／３０以下まで低下していることがわかる。
【００３３】その理由は、パッド電極１６と透明画素電
極１９との間に、金属Ｔｉ５３とＴｉＮ５４を積層して
なる低抵抗の窒化チタン層５２が形成されているため、
ＩＴＯの形成の際にパッド電極１６の表面が酸化される
おそれがなく、したがって、パッド電極１６の表面に高
抵抗のＡｌ2Ｏ3膜が形成されないからである。
極１９との間に、金属Ｔｉ５３とＴｉＮ５４を積層して
なる低抵抗の窒化チタン層５２が形成されているため、
ＩＴＯの形成の際にパッド電極１６の表面が酸化される
おそれがなく、したがって、パッド電極１６の表面に高
抵抗のＡｌ2Ｏ3膜が形成されないからである。
【００３４】以上説明した様に、本実施形態のＬＣＤに
よれば、パッド電極１６と透明画素電極１９との間に、
金属Ｔｉ５３とＴｉＮ５４を積層してなる低抵抗の窒化
チタン層５２を形成し、かつＴｉＮ５４の上面はＲＦバ
イアススパッタ法によりエッチングされているので、パ
ッド電極１６と透明画素電極１９との間がＡｌ／Ｔｉ／
ＴｉＮ／ＩＴＯからなる多層配線構造となり、パッド電
極１６と透明画素電極１９との間の接触抵抗を低下させ
ることができる。
よれば、パッド電極１６と透明画素電極１９との間に、
金属Ｔｉ５３とＴｉＮ５４を積層してなる低抵抗の窒化
チタン層５２を形成し、かつＴｉＮ５４の上面はＲＦバ
イアススパッタ法によりエッチングされているので、パ
ッド電極１６と透明画素電極１９との間がＡｌ／Ｔｉ／
ＴｉＮ／ＩＴＯからなる多層配線構造となり、パッド電
極１６と透明画素電極１９との間の接触抵抗を低下させ
ることができる。
【００３５】また、金属ＴｉとＴｉＮの積層構造がパッ
ド電極１６を構成するアルミニウムのマイグレーション
を抑制することができ、断線に対する耐性を向上させる
ことができる。したがって、配線の信頼性を向上させる
ことができる。
ド電極１６を構成するアルミニウムのマイグレーション
を抑制することができ、断線に対する耐性を向上させる
ことができる。したがって、配線の信頼性を向上させる
ことができる。
【００３６】本実施形態のＬＣＤの製造方法によれば、
ＴｉＮ５４の表面をＲＦバイアススパッタ法によりエッ
チングし、その後ＴｉＮ５４の表面を大気にさらすこと
なく連続して、その上に透明画素電極１９を形成するの
で、パッド電極１６を低抵抗の窒化チタン層５２により
保護し酸化を防止することができる。また、ＴｉＮ５４
の表面の酸化膜が除去されるので、ＴｉＮ５４は低抵抗
が維持され、パッド電極１６と透明画素電極１９との間
の接触抵抗の増加を抑制することができる。
ＴｉＮ５４の表面をＲＦバイアススパッタ法によりエッ
チングし、その後ＴｉＮ５４の表面を大気にさらすこと
なく連続して、その上に透明画素電極１９を形成するの
で、パッド電極１６を低抵抗の窒化チタン層５２により
保護し酸化を防止することができる。また、ＴｉＮ５４
の表面の酸化膜が除去されるので、ＴｉＮ５４は低抵抗
が維持され、パッド電極１６と透明画素電極１９との間
の接触抵抗の増加を抑制することができる。
【００３７】また、金属Ｔｉ５３とＴｉＮ５４を積層し
た窒化チタン層５２は、パッド電極１６と同一のパター
ンでパターニングすることができ、さらに、窒化チタン
層５２はレジストの反射防止膜を兼ねることができるた
め、反射防止膜として通常用いられているＳｉ薄膜を形
成する必要がなく、工程数がほとんど増加しない。
た窒化チタン層５２は、パッド電極１６と同一のパター
ンでパターニングすることができ、さらに、窒化チタン
層５２はレジストの反射防止膜を兼ねることができるた
め、反射防止膜として通常用いられているＳｉ薄膜を形
成する必要がなく、工程数がほとんど増加しない。
【００３８】なお、上記実施形態では、パッド電極１６
の材料としてＡｌを用いたが、Ａｌ以外の金属、例えば
Ｗを用いても同様の効果を奏することができる。また、
このＡｌは、Ｓｉを１〜％程度含有するものであっても
よい。Ｓｉを添加することにより、ソース１１及びドレ
イン１２へのＡｌの拡散を抑制することができる。
の材料としてＡｌを用いたが、Ａｌ以外の金属、例えば
Ｗを用いても同様の効果を奏することができる。また、
このＡｌは、Ｓｉを１〜％程度含有するものであっても
よい。Ｓｉを添加することにより、ソース１１及びドレ
イン１２へのＡｌの拡散を抑制することができる。
【００３９】また、上記実施形態では、多結晶ＳｉのＴ
ＦＴを用いたＬＣＤについて説明したが、ａ／ＳｉのＴ
ＦＴを用いたＬＣＤ、金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）ダ
イオードを用いたＬＣＤ、あるいは単純マトリクスのＬ
ＣＤについても同様の効果を奏することができる。さら
に、上記実施形態を、ＬＣＤ以外のデバイス、例えばイ
メージセンサ等、透明電極を用いる他の種類のデバイス
に適用する場合においても、同様の効果を奏することが
できる。
ＦＴを用いたＬＣＤについて説明したが、ａ／ＳｉのＴ
ＦＴを用いたＬＣＤ、金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）ダ
イオードを用いたＬＣＤ、あるいは単純マトリクスのＬ
ＣＤについても同様の効果を奏することができる。さら
に、上記実施形態を、ＬＣＤ以外のデバイス、例えばイ
メージセンサ等、透明電極を用いる他の種類のデバイス
に適用する場合においても、同様の効果を奏することが
できる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の請求項１記
載の半導体装置の製造方法によれば、金属電極上に窒化
チタン層を形成する窒化チタン層形成工程と、該窒化チ
タン層の上面をエッチングするエッチング工程と、エッ
チングされた前記窒化チタン層を大気にさらすことなく
該窒化チタン層上に透明電極を形成する透明電極形成工
程とを備えたので、透明電極を形成する際に、金属電極
を低抵抗の窒化チタン層により保護し、金属電極の酸化
を防止することができる。
載の半導体装置の製造方法によれば、金属電極上に窒化
チタン層を形成する窒化チタン層形成工程と、該窒化チ
タン層の上面をエッチングするエッチング工程と、エッ
チングされた前記窒化チタン層を大気にさらすことなく
該窒化チタン層上に透明電極を形成する透明電極形成工
程とを備えたので、透明電極を形成する際に、金属電極
を低抵抗の窒化チタン層により保護し、金属電極の酸化
を防止することができる。
【００４１】
【００４２】
【００４３】また、エッチングにより表面の高抵抗層が
除去された窒化チタン層を大気にさらすことなく連続し
て該窒化チタン層上に透明電極を形成するので、窒化チ
タン層は低抵抗の状態を維持することとなり、金属電極
と透明電極との間の接触抵抗の増加を抑制することがで
きる。
除去された窒化チタン層を大気にさらすことなく連続し
て該窒化チタン層上に透明電極を形成するので、窒化チ
タン層は低抵抗の状態を維持することとなり、金属電極
と透明電極との間の接触抵抗の増加を抑制することがで
きる。
【００４４】請求項２記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記窒化チタン層形成工程が金属チタンと窒化チ
タンを積層する積層工程を含むものとしたので、透明電
極を形成する際に、前記金属電極を窒化チタンにより保
護することができ、金属電極の酸化を防止することがで
きる。また、上面がエッチングされた窒化チタン上に透
明電極を形成するので、金属電極と透明電極との間の接
触抵抗の増加をさらに抑制することができる。
れば、前記窒化チタン層形成工程が金属チタンと窒化チ
タンを積層する積層工程を含むものとしたので、透明電
極を形成する際に、前記金属電極を窒化チタンにより保
護することができ、金属電極の酸化を防止することがで
きる。また、上面がエッチングされた窒化チタン上に透
明電極を形成するので、金属電極と透明電極との間の接
触抵抗の増加をさらに抑制することができる。
【００４５】請求項３記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記エッチング工程を、高周波バイアススパッタ
法により行うこととしたので、窒化チタン層の表面に形
成された高抵抗の酸化膜を除去することができる。した
がって、該窒化チタン層を大気にさらすことなく連続し
て該窒化チタン層上に透明電極を形成すれば、金属電極
と透明電極との間の接触抵抗の増加をさらに抑制するこ
とができる。
れば、前記エッチング工程を、高周波バイアススパッタ
法により行うこととしたので、窒化チタン層の表面に形
成された高抵抗の酸化膜を除去することができる。した
がって、該窒化チタン層を大気にさらすことなく連続し
て該窒化チタン層上に透明電極を形成すれば、金属電極
と透明電極との間の接触抵抗の増加をさらに抑制するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施形態のＬＣＤのアクティブマト
リックスアレイ基板の単位画素を示す断面図である。
リックスアレイ基板の単位画素を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のＬＣＤの製造方法を示す
過程図である。
過程図である。
【図３】本発明の一実施形態のＬＣＤ及び従来のＬＣＤ
各々の接触抵抗の測定結果を示すヒストグラムである。
各々の接触抵抗の測定結果を示すヒストグラムである。
【図４】従来の多結晶ＳｉのＴＦＴを用いたＬＣＤのア
クティブマトリックスアレイ基板の単位画素を示す平面
図である。
クティブマトリックスアレイ基板の単位画素を示す平面
図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】従来のＬＣＤの製造方法を示す過程図である。
【図７】従来のアルミニウム電極とシリコン基板との間
に障壁金属（バリアメタル）を形成する方法を示す過程
図である。
に障壁金属（バリアメタル）を形成する方法を示す過程
図である。
２ データ線 １１ ソース １２ ドレイン １３ 活性層 １４ ゲート酸化膜 １５ ゲート電極 １６ パッド電極 １８ 層間絶縁膜 １９ 透明画素電極 ２１ 第１コンタクトホール ２２ 第２コンタクトホール ５１ ガラス基板 ５２ 窒化チタン層 ５３ 金属Ｔｉ ５４ ＴｉＮ ５５ Ａｒプラズマ
Claims (3)
- 【請求項１】 ガラス基板上に金属電極を形成する金属
電極形成工程と、前記金属電極上に窒化チタン層を形成
する窒化チタン層形成工程と、該窒化チタン層の上面を
エッチングするエッチング工程と、エッチングされた前
記窒化チタン層を大気にさらすことなく該窒化チタン層
上に透明電極を形成する透明電極形成工程とを備えたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記窒化チタン層形成工程は、金属チタ
ンと窒化チタンを積層する積層工程を含むことを特徴と
する請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記エッチング工程は、高周波バイアス
スパッタ法により行うことを特徴とする請求項１記載の
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12184896A JP2850850B2 (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 半導体装置の製造方法 |
| US08/825,319 US6051883A (en) | 1996-05-16 | 1997-04-01 | Manufacturing method and semiconductor device with low contact resistance between transparent electrode and pad electrode |
| KR1019970018766A KR100258487B1 (ko) | 1996-05-16 | 1997-05-15 | 투명전극과패드전극사이에서낮은접촉저항을갖는반도체장치및그제조방법 |
| US09/236,003 US6096572A (en) | 1996-05-16 | 1999-01-22 | Manufacturing method and semiconductor device with low contact resistance between transparent electrode and pad electrode |
Applications Claiming Priority (1)
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