JP3392557B2

JP3392557B2 - アルミニウム配線の加工方法

Info

Publication number: JP3392557B2
Application number: JP31563294A
Authority: JP
Inventors: 利光小沼; 舜平山崎; 保彦竹村
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 2003-03-31
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH08153728A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】半導体集積回路において、配線材料とし
て薄膜状のアルミニウムを用いた際、配線層間の耐圧の
向上を計るためや、特開平５−１１４７２４、同５−１
６０１５３、同５−２６７６６６、同５−２６７６６７
に示されるように、薄膜トランジスタにオフセットゲイ
ト構造や低濃度ドレイン（ＬＤＤ）構造を形成するため
に、アルミニウム配線を陽極酸化することにより、その
周囲に陽極酸化物被膜を形成する技術が利用される。

【０００２】陽極酸化物被膜としては、バリヤ型のもの
と多孔質型のものが知られている。これらの違いは作製
方法による。前者は水素イオン濃度ｐＨが６〜８、好ま
しくは６．９〜７．１の概略中性の電解液中において、
徐々に印加する電圧を上昇させつつ陽極酸化をおこなう
ことによって得られる。後者は、ｐＨが６以下、好まし
くは３以下の酸性の電解液において、定電圧を印加しつ
つ陽極酸化をおこなうことによって得られる。

【０００３】耐圧の向上を目的とする場合は、バリヤ型
の陽極酸化物が用いられる。バリヤ型の陽極酸化物の厚
さは最大印加電圧にほぼ比例し、厚い酸化物被膜を得る
には高い電圧を印加しなければならない。そして、厚い
酸化物ほど高い耐圧が得られる。一般に耐圧は最大印加
電圧の７０％程度である。これはバリヤ型陽極酸化物が
緻密であることに由来する。

【０００４】また、オフセットゲイト構造やＬＤＤ構造
を得る目的からは、多孔質陽極酸化物でもよいのである
が、多孔質陽極酸化物には多くのトラップ準位が存在
し、半導体集積回路に残存させたままであることは信頼
性の点で問題がある。多孔質陽極酸化物は燐酸系のエッ
チャント（例えば、燐酸、硝酸、酢酸の混酸）で容易に
エッチングできるが、これは、アルミニウムをもエッチ
ングするので、通常は多孔質陽極酸化物だけを作製する
のではなく、多孔質陽極酸化物とアルミニウムの間にバ
リヤ型陽極酸化物層を形成して用いられる。このような
構造では、多孔質陽極酸化物を燐酸系のエッチャントに
よりエッチングする際に、バリヤ型陽極酸化物層がエッ
チングストッパーとなり、内側のアルミニウムを保護す
ることができる。これもバリヤ型陽極酸化物が緻密であ
ることに由来する。

【０００５】このような目的に用いられるバリヤ型陽極
酸化物被膜の厚さは５００〜５０００Åが通常である。
また、アルミニウムには、０．１〜０．５重量％のスカ
ンジウム、もしくは、０．２〜５原子％のジルコニウム
もしくはチタンを含有せしめると、陽極酸化物が均質に
形成されるので好ましかった。

【０００６】このようにバリヤ型陽極酸化物は高耐圧や
耐エッチング性という特徴を有しているが、その由来で
ある緻密さゆえに問題もある。最大の問題点は適当なエ
ッチャントが存在しないということである。バリヤ型陽
極酸化物はアルミニウム配線の外側に形成されるので、
内側のアルミニウム配線と上層の配線とを接続するため
には、バリヤ型陽極酸化物をエッチングしてコンタクト
ホールを形成しなければならない。

【０００７】この工程は、一般的にはフッ化水素系のエ
ッチャント（例えば、フッ化水素とフッ化アンモニウム
の混酸、あるいはそれに酢酸を加えたもの）を用いてお
こなわれる。しかしながら、フッ化水素系のエッチャン
トでは、陽極酸化物だけでエッチングが終了することは
なく、その下のアルミニウム配線にもエッチングが進行
してしまい、配線が大きくエッチングされてしまうとい
う問題が生じる。このような問題は、フッ化水素系のエ
ッチャントにおいては、バリヤ型陽極酸化物のエッチン
グレートがアルミニウムのエッチングレートと大差ない
という事実に起因する。

【０００８】上記の問題を解決するためには、陽極酸化
物とアルミニウムのエッチング選択比を向上させるエッ
チング技術が必要である。一般に、アルミニウムの陽極
酸化物をエッチングするためのエッチャントとしては、
リン酸と水の混合液中に無水クロム酸と苛性ソーダとを
数パーセント添加した溶液が知られている。

【０００９】しかしこの溶液は水を多く含有するので、
エッチング工程中おける加熱（一般に６５℃程度に加熱
する）において、水分が蒸発し、その組成が変化しやす
い。また、苛性ソーダはシリコン半導体にとって有害な
ナトリウムを含有する。さらに、クロムは有害であり、
その廃棄・処理等が公害問題を引き起こす可能性があ
る。これらの理由から、半導体製造には適用することは
けいない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を鑑みてなされたものであり、本明細書の開示する発明
はアルミニウムの陽極酸化物層を選択的にエッチングす
る方法を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に９５
％以上の純度の薄膜状のアルミニウム配線を形成する工
程と、前記基板を電解溶液に浸し、前記アルミニウム配
線に電流を通じることにより、前記アルミニウム配線の
少なくとも上面にバリヤ型の陽極酸化物被膜を形成する
工程と、フォトリソグラフィー工程により、前記アルミ
ニウム配線上にフォトレジストのマスクを形成する工程
と、基板をフッ化ハロゲンを有する雰囲気に置くことに
より、前記陽極酸化物被膜を選択的にエッチングする工
程と、前期工程においてアルミニウム表面に形成された
フッ化アルミニウム層を、水洗することにより除去する
工程と、を有する。

【００１２】上記において、フッ化ハロゲンは、化学式
ＸＦ_n（Ｘはフッ素以外のハロゲン、ｎは整数）で示さ
れる物質（例えば、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃、ＢｒＦ、ＢｒＦ
₃、ＩＦ、ＩＦ₃等）である。上記において、バリヤ型
陽極酸化物被膜の厚さは５００〜５０００Åとすると好
ましい。また、前記においてアルミニウム配線には、
０．１〜０．５重量％のスカンジウム、もしくは、０．
２〜５原子％のジルコニウムもしくはチタンを含有せし
めてもよい。上記において、水洗によりフッ化アルミニ
ウム層を除去した後、フッ化水素を０．１〜１０ｍｏｌ
％含有する溶液によってアルミニウム膜表面を洗浄する
工程を有せしめてもよい。

【００１３】

【作用】本発明では、バリヤ型陽極酸化物のエッチング
をフッ化ハロゲンによってエッチングする。すなわち、
このようなフッ化ハロゲンをガス状とし、陽極酸化物を
フッ化ハロゲンを含む雰囲気に置くことにより、反応さ
せ、除去することができる。陽極酸化物を除去したの
ち、アルミニウム表面が露出すると、上記フッ化ハロゲ
ンの作用でアルミニウム表面に薄いフッ化アルミニウム
の層が形成される。この層は非常に強固で、フッ化ハロ
ゲンによる反応が以下のアルミニウムに進行するのを防
止する。したがって、本発明においては、陽極酸化物の
みを選択的にエッチングすることができ、さらに、実質
的にその下のアルミニウム膜を浸食しない。

【００１４】フッ化ハロゲンとしてＣｌＦ₃を用いた場
合には、温度は５０〜２５０℃、圧力は０．１〜１００
ｔｏｒｒとすればよい。典型的な条件は、温度２００
℃、圧力９ｔｏｒｒ、ＣｌＦ₃流量５００ｓｃｃｍであ
る。フッ化アルミニウムは水溶性であり、水洗すること
により、容易に除去でき、金属アルミニウム表面を露出
させることができる。さらに、確実に表面を露出させる
には、水洗によってフッ化アルミニウム層を除去したの
ち、フッ化水素を０．１〜１０％含有する溶液によって
洗浄すると、自然酸化膜を除去することができ、より良
好な金属アルミニウム膜表面を得ることができる。

【００１５】注意しなければならないことは、フッ化ア
ルミニウム層の除去の際にはフッ素イオンを可能な限り
低濃度とする必要があるということである。これは、フ
ッ素イオンが高濃度に含まれた溶液中では、化学平衡条
件より、フッ化アルミニウムのイオン化が妨げられるた
めである。

【００１６】

【実施例】

〔実施例１〕本実施例はアクティブマトリクス回路と、
それを駆動するための周辺回路とを同一基板上に一体化
して形成した構成を有するモノリシック型アクティブマ
トリクス回路を用いた液晶ディスプレーに関する。

【００１７】以下、本実施例のモノリシック型アクティ
ブマトリクス回路を得る作製工程について、図１を用い
て説明する。まず、基板（コーニング７０５９）１０１
上に下地酸化膜１０２として厚さ１０００〜３０００Å
の酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方法として
は、酸素雰囲気中でのスパッタ法やプラズマＣＶＤ法を
用いればよい。

【００１８】その後、プラズマＣＶＤ法やＬＰＣＶＤ法
によってアモルファス状もしくは結晶性のシリコン膜を
３００〜１５００Å、好ましくは５００〜１０００Å形
成した。結晶性シリコン膜を得るには、アモルファスシ
リコン膜を形成した後、レーザーもしくはそれと同等な
強光を照射する（光アニール）か、５００℃以上の温度
で長時間の熱アニールをおこなえばよい。熱アニールに
よって結晶化させたのち、光アニールをおこなって、さ
らに結晶性を高めてもよい。また、熱アニールによる結
晶化の際に、特開平６−２４４１０３、同６−２４４１
０４に記述されているように、ニッケル等のシリコンの
結晶化を促進させる元素（触媒元素）を添加してもよ
い。

【００１９】次にシリコン膜をエッチングして、周辺駆
動回路のＴＦＴ活性層１０３、１０４とマトリクス回路
のＴＦＴ活性層１０５を形成した。さらに、酸素雰囲気
中でのスパッタ法によって、厚さ５００〜２０００Åの
酸化珪素のゲイト絶縁膜１０６を形成した。ゲイト絶縁
膜の形成方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いてもよ
い。

【００２０】本発明においてはゲイト絶縁膜は耐圧が十
分に高いことが好ましい。これは陽極酸化工程の際に、
ゲイト電極とシリコン活性層の間に高い電界が印加され
るためである。したがって、プラズマＣＶＤ法によって
得られる酸化珪素膜によってゲイト絶縁膜を形成する場
合には、原料ガスとして、一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）もし
くは酸素（Ｏ₂）とモンシラン（ＳｉＨ₄）を用いるこ
とが好ましかった。（図１（Ａ））その後、厚さ２０００Å〜５μｍ、好ましくは２０００
〜６０００Åのアルミニウム膜（０．１〜０．５重量％
のスカンジウムを含有する）をスパッタ法によって基板
全面に形成した。そして、これをエッチングして、ゲイ
ト電極もしくはゲイト配線１０７、１０８、１０９、１
１０を形成した。（図１（Ｂ））

【００２１】その後、基板を電解溶液中に置き、ゲイト
配線・電極に電流を通じてバリヤ型の陽極酸化をおこな
った。陽極酸化の条件は特開平５−２６７６６７に示さ
れる条件を使用した。陽極酸化工程は２段階に分けてお
こない、全てのゲイト電極・配線を比較的低い電圧で陽
極酸化して、厚さ１０００Åの陽極酸化物を形成した
後、続いて、マトリクス回路のＴＦＴ（画素ＴＦＴ）の
ゲイト電極１１０とゲイト配線１０９のみにより高い電
圧を印加して、厚さ２０００Åの陽極酸化物１１３、１
１４を形成した。一方、周辺回路のＴＦＴのゲイト電極
の周囲の陽極酸化物１１１、１１２の厚さは１０００Å
のままであった。

【００２２】このように周辺回路とアクティブマトリク
ス回路でゲイト電極・配線の陽極酸化物の厚さを変える
技術は特開平５−２６７６６７、同５−２８３６９４、
同６−２２４４３２、同６−２９１３１５他に記述され
ている。（図１（Ｃ））その後、イオンドーピング法によって、各ＴＦＴの島状
シリコン膜中に、ゲイト電極部（すなわちゲイト電極や
その周囲の陽極酸化膜）をマスクとして自己整合的に不
純物を注入した。

【００２３】この際には、最初に全面にフォスフィン
（ＰＨ₃）をドーピングガスとして燐を注入し、その
後、図の島状領域１０３だけをフォトレジストで覆っ
て、ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）をドーピングガスとして、島
状領域１０４および１０５に硼素を注入した。ドーズ量
は、燐は４×１０¹⁴〜４×１０¹⁵原子／ｃｍ²、硼素は
１〜８×１０¹⁵原子／ｃｍ²とし、硼素のドーズ量が燐
を上回るように設定した。この結果、Ｎ型領域１１５、
Ｐ型領域１１６、１１７が形成された。（図１（Ｄ））

【００２４】その後、ＫｒＦエキシマーレーザー（波長
２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、上記
不純物領域の導入によって、結晶性の劣化した部分の結
晶性を改善させた。レーザーのエネルギー密度は２００
〜４００ｍＪ／ｃｍ²、好ましくは２５０〜３００ｍＪ
／ｃｍ²とした。この結果、Ｎ型およびＰ型領域が活性
化された。これらの領域のシート抵抗は２００〜８００
Ω／□であった。

【００２５】その後、全面に層間絶縁物１１８として、
プラズマＣＶＤ法によって酸化珪素膜を厚さ３０００〜
６０００Å形成した。これは、窒化珪素膜あるいは酸化
珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であってもよい。そして、
層間絶縁物１１８をウェットエッチング法によってエッ
チングして、Ｎ型領域、Ｐ型領域にコンタクトホール１
１９、１２０、１２１を形成した。また、同時にゲイト
電極・ゲイト線にホール１２２を形成した。ただし、こ
の段階では陽極酸化物１１３がバリヤとなって、エッチ
ングが中断し、ゲイト線には到達していない。（図１
（Ｅ））

【００２６】その後、再度、フォトリソグラフィー法に
より、先の工程によって形成したホール１２２の中にコ
ンタクトホールのパターンを形成し、ＣｌＦ₃によって
ガスエッチングをおこなった。エッチングは以下のよう
におこなった。まず、基板を１〜１００ｔｏｒｒ、例え
ば、６ｔｏｒｒに減圧した常温の石英管中に置き、５０
〜２５０℃、例えば、２００℃に加熱した。そして、石
英管にＣｌＦ₃と窒素の混合気体を流した。本実施例で
は両気体の流量は、ともに５００ｓｃｃｍとした。本実
施例では、１〜２０分間、ＣｌＦ₃を供給した後、Ｃｌ
Ｆ₃の供給を停止し、窒素パージをおこなった。そし
て、基板を石英管から取り出し、これを水洗することに
より、アルミニウムのゲイト配線１０９の表面に形成さ
れた薄いフッ化アルミニウム膜を除去した。（図１
（Ｆ））

【００２７】その後、スパッタ法によって、厚さ２００
０〜６０００Åのチタン膜を形成し、これをエッチング
して、周辺回路の電極・配線１２４、１２５、１２６お
よびソース線１２７、画素ＴＦＴの電極１２８を形成し
た。配線１２５はゲイト配線１０９と接続するようにし
た。さらに、スパッタ法で成膜した厚さ５００〜１５０
０ÅのＩＴＯ（インディウム錫酸化物）膜をエッチング
して、画素電極１２９を形成した。最後に、プラズマＣ
ＶＤ法によって、厚さ１０００〜３０００Åの窒化珪素
膜１３０をパッシベーション膜として形成した。このよ
うにして、周辺論理回路とアクティブマトリクス回路を
一体化して形成できた。（図１（Ｇ））

【００２８】〔実施例２〕本実施例も液晶ディスプレー
用のモノリシック型アクティブマトリクス回路である。
本実施例の作製工程を図２に示す。本実施例の周辺回路
はＣＭＯＳ回路を採用したが、簡単のため、図２におい
ては周辺回路ＴＦＴとしてはＮＴＦＴのみを示す。図２
においては、左側が周辺論理回路を、右側がマトリクス
回路を代表して示す。

【００２９】ガラス基板２０１にプラズマＣＶＤ法によ
って厚さ２０００Åの下地酸化珪素膜２０２を成膜し
た。プラズマＣＶＤ法の原料ガスとしてはモノシラン
（ＳｉＨ₄ ）と一酸化二窒素（Ｎ₂ Ｏ）を用い、成膜時
の基板温度は３８０〜５００℃、例えば、４３０℃とし
た。このようにして成膜した酸化珪素膜２０２は比較的
エッチングレートが低く、固い膜であった。これは原料
ガスに一酸化二窒素を用いたため、膜中に窒素が１〜１
０％含有される酸化窒化珪素膜となったためである。典
型的なエッチングレートは、フッ化水素酸とフッ化アン
モニウムと酢酸の比率が１：５０：５０である酢酸緩衝
フッ酸（ＡＢＨＦ）による２３℃でのエッチングレート
が８００〜１１００Å／分であった。

【００３０】その後、プラズマＣＶＤ法によって厚さ５
００Åのアモルファスシリコン膜を成膜した。さらに、
酸化雰囲気において５５０℃で１時間熱アニールするこ
とにより、アモルファスシリコン膜の表面に極めて薄い
（４０〜１００Åと推定される）酸化珪素膜を形成し
た。そして、スピンコーティング法によって酢酸ニッケ
ルの極めて薄い膜を形成した。ここでは、１〜１００ｐ
ｐｍの酢酸ニッケル水溶液を用いた。先にアモルファス
シリコン膜表面に薄い酸化珪素膜を形成したのは、水溶
液が膜表面に均一にゆきわたるようにするためである。

【００３１】次に、窒素雰囲気中、５５０℃、４時間の
熱アニールをおこなった。酢酸ニッケルは４００℃程度
で分解してニッケルとなるが、酢酸ニッケル薄膜がアモ
ルファスシリコン膜に実質的に密着しているため、ニッ
ケルがこの熱アニール工程によってアモルファスシリコ
ンに侵入して、これを結晶化せしめ、結晶性シリコン領
域となった。その後、シリコン膜にＸｅＣｌエキシマー
レーザー光（波長３０８ｎｍ）を照射した。本実施例で
は、レーザーのエネルギー密度は２５０〜３５０ｍＪ／
ｃｍ² とした。この結果、結晶性シリコンの結晶性はさ
らに向上した。

【００３２】さらに、レーザー照射による応力歪みを緩
和するために、再び、熱アニールをおこなった。本実施
例では、５５０℃、４時間の熱アニールとした。その
後、シリコン膜をエッチングして島状の活性層２０３、
２０４を形成した。そして、スパッタ法によって，厚さ
１２００Åの酸化珪素膜２０５をゲイト絶縁膜として形
成した。

【００３３】さらに、スパッタ法によって厚さ４０００
Åのアルミニウム膜（０．５〜２原子％のジルコニウム
を含有する）を形成した。そして、その表面を陽極酸化
することにより、厚さ１００〜３００Åの酸化アルミニ
ウム膜（図示せず）を形成した。酸化アルミニウム膜の
存在により、フォトレジストとの密着性が良く、また、
フォトレジストからの電流のリークを抑制することによ
り、後の陽極酸化工程において、多孔質陽極酸化物を側
面のみに形成するうえで有効であった。そして、フォト
レジスト（例えば、東京応化製、ＯＦＰＲ８００／３０
ｃｐ）をスピンコート法によって形成した。これをパタ
ーニング、エッチングして、ゲイト電極２０９、２１
１、ゲイト配線２１０を形成した。周辺回路のゲイト電
極２０９はゲイト配線２１０およびマトリクス回路のゲ
イト電極２１１とは電気的に絶縁させた。エッチングに
用いたフォトレジストのマスク２０６、２０７、２０８
はそのまま残した。（図２（Ａ））

【００３４】次に、フォトレジストのマスクを付けたま
まゲイト配線２１０（すなわち、ゲイト電極２１１）に
電流を通じ、多孔質陽極酸化をおこない、ゲイト配線、
ゲイト電極の側面に多孔質陽極酸化物２１２、２１３を
形成した。電気的に絶縁されている周辺回路のゲイト電
極２０９では陽極酸化はおこらなかった。陽極酸化は、
３〜２０％のクエン酸もしくはショウ酸、燐酸、クロム
酸、硫酸等の酸性水溶液を用いておこない、１０〜３０
Ｖの一定電流をゲイト電極に印加すればよい。本実施例
ではｐＨ＝０．９〜１．０のシュウ酸溶液（３０℃）中
で電圧を１０Ｖとし、２０〜４０分、陽極酸化した。陽
極酸化物の厚さは陽極酸化時間によって制御した。この
ような酸性溶液において陽極酸化をおこなうと多孔質の
陽極酸化物が生成する。本実施例では多孔質陽極酸化物
の厚さは３０００Å〜５μｍ、例えば、５０００Åとし
た。（図２（Ｂ））

【００３５】さらに、今度はフォトレジストのマスクを
剥離して、実施例１と同様にゲイト電極・配線２１０、
２１１に電流を流し、バリヤ型陽極酸化をおこない、ゲ
イト配線・電極の側面と上面に緻密なバリヤ型陽極酸化
物被膜２１４、２１５を厚さ１２００Å形成した。（図
２（Ｃ））次に、多孔質陽極酸化物２１２、２１３およびゲイト電
極・配線２０９〜２１１をマスクとしてドライエッチン
グ法によって酸化珪素膜２０５をエッチングし、ゲイト
絶縁膜２１６、２１７、２１８を形成した。

【００３６】このエッチングにおいては、等方性エッチ
ングのプラズマモードでも、あるいは異方性エッチング
の反応性イオンエッチングモードでもよい。ただし、シ
リコンと酸化珪素の選択比を十分に大きくすることによ
って、活性層を過剰にエッチングしないようにすること
が重要である。例えば、エッチングガスとしてＣＦ₄を
使用すれば陽極酸化物やアルミニウムはエッチングされ
ず、酸化珪素膜２０５のみがエッチングされる。（図２
（Ｄ））

【００３７】さらに、燐酸、酢酸、硝酸の混合溶液（ア
ルミ混酸）を用いて多孔質陽極酸化物のみをエッチング
した。アルミ混酸は多孔質陽極酸化物はエッチングする
が、バリヤ型陽極酸化物被膜２１４、２１５はほとんど
エッチングしない。ただし、アルミニウムをエッチング
するので、周辺回路部のゲイト電極２０９を保護するた
めに、周辺回路部にはフォトレジストでマスクした。こ
のため、実施例１の場合に比較するとフォトリソ工程が
１つ追加される。

【００３８】そして、このゲイト絶縁膜を用いてイオン
ドーピング法によって活性層に不純物（燐と硼素、図で
はＮＭＯＳのみが示されているが、実際には硼素のドー
ピングもおこなわれた）を導入した。燐のドーピングを
例に取ると、まず、１０〜３０ｋｅＶの比較的低い加速
電圧で５×１０¹⁴〜５×１０¹⁵原子／ｃｍ² の比較的高
いドーズ量で燐イオンを注入した。この際には、加速電
圧が低いため、イオンの侵入深さが浅く、シリコンが露
出している領域２１９、２２０を中心として燐が注入さ
れた。

【００３９】次に、６０〜９５ｋｅＶの比較的高い加速
電圧で１×１０¹²〜１×１０¹⁴原子／ｃｍ² の比較的低
いドーズ量で燐イオンを注入した。この際には、加速電
圧が高いため、イオンが深くまで侵入し、ゲイト絶縁膜
で覆われている領域２２１にも燐が注入された。この結
果、高濃度の燐がドーピングされたＮ型不純物領域２１
９、２２０と低濃度の燐がドーピングされたＮ型不純物
領域２２１が形成された。すなわち、画素ＴＦＴに関し
ては、いわゆる２重ドレイン構造とすることができた。
硼素についても同様におこなえばよい。また、ドーピン
グ後の不純物の活性化についても実施例１と同様にレー
ザーアニールによっておこなった。（図２（Ｅ））

【００４０】その後、層間絶縁物として、プラズマＣＶ
Ｄ法によって厚さ２００Åの酸化珪素膜と厚さ４０００
Åの窒化珪素膜の多層膜２２２を堆積し、これにコンタ
クトホールのパターニングを施し、ドライエッチング法
によってエッチングした。さらに、ゲイト配線２１０に
関しては、実施例１と同様にＣｌＦ₃を用いたガスエッ
チングにより、コンタクトホールを形成した。

【００４１】エッチングは以下のようにおこなった。ま
ず、基板を９ｔｏｒｒに減圧した常温の石英管中に置
き、２００℃に加熱した。そして、石英管にＣｌＦ₃を
流した。本実施例では流量は５００ｓｃｃｍとした。本
実施例では、１〜２０分間、ＣｌＦ₃を供給した後、Ｃ
ｌＦ₃の供給を停止し、窒素パージをおこなった。そし
て、基板を石英管から取り出し、これを水洗することに
より、アルミニウムの表面に形成された薄いフッ化アル
ミニウム膜を除去した。

【００４２】このようにして、コンタクトホール２２
３、２２４、２２５、２２６、２２７を形成した。（図
２（Ｆ））そして、スパッタ法によって、チタン５００Å／アルミ
ニウム４０００Å／チタン５００Åの３層金属膜を堆積
し、これをエッチングして、電極・配線２２８、２２
９、２３０、２３１を形成した。

【００４３】さらに、パッシベーション膜として、プラ
ズマＣＶＤ法によって厚さ２０００Åの酸化珪素膜２３
２を堆積し、画素ＴＦＴのドレイン側電極２３１にコン
タクトホールを形成して、ＩＴＯによる画素電極２３３
を形成した。このようにして、モノリシック型アクティ
ブマトリクス回路を形成することができた。（図２
（Ｇ））

【００４４】

【発明の効果】アルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする酸化物をエッチングする工程において、フッ化
ハロゲンを用いることで、実質的にアルミニウムをエッ
チングせずにバリヤ型陽極酸化物のみを選択的にエッチ
ングすることができた。このため、従来のようなオーバ
ーエッチングによる不良の発生は皆無となった。また、
従来、用いられたバリヤ型陽極酸化物のエッチャントの
ように、シリコン半導体特性を悪化させるナトリウムや
公害源となるクロムを有しないので、量産にも好都合で
ある。

【００４５】フッ化ハロゲンは取扱いには慎重さが必要
であるが、装置は通常のガスエッチング、ドライエッチ
ングと同等の装置で十分であり、また、万が一、大気中
に漏洩することがあっても、ただちに水分と反応して分
解する。そのため、環境破壊等の問題を引き起こさない
という利点もある。もちろん、昨今、話題のオゾン層破
壊の心配もない。このように本発明は工業上有益な発明
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるＴＦＴの作製工程を示す。

【図２】実施例２におけるＴＦＴの作製工程を示す。

【符号の説明】

１０１・・・・・ガラス基板１０２・・・・・下地酸化膜１０３〜１０５・半導体活性層１０６・・・・・ゲイト酸化膜１０７〜１１０・ゲイト電極・配線１１１〜１１４・陽極酸化物１１５・・・・・Ｎ型不純物領域１１６、１１７・Ｐ型不純物領域１１８・・・・・層間絶縁膜１１９〜１２３・コンタクトホール１２４〜１２８・上層配線・電極１２９・・・・・画素電極１３０・・・・・パッシベーション膜２０１・・・・・ガラス基板２０２・・・・・下地酸化膜２０３、２０４・半導体活性層２０５・・・・・ゲイト酸化膜２０６〜２０８・フォトレジストのマスク２０９〜２１１・ゲイト電極・配線２１２、２１３・ポーラス状の酸化物２１４、２１５・バリヤ型陽極酸化物２１６〜２１８・ゲイト絶縁膜２１９、２２０・高濃度Ｎ型領域２２１・・・・・低濃度Ｎ型領域２２２・・・・・層間絶縁膜２２３〜２２７・コンタクトホール２２８〜２３１・上層配線・電極２３２・・・・・パッシベーション膜２３３・・・・・画素電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｄ 29/786 (56)参考文献特開平３−272135（ＪＰ，Ａ) 特開平３−136240（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−254731（ＪＰ，Ａ) 特開平５−166763（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3213 C23F 4/00 H01L 21/28 H01L 21/3205 H01L 21/302 H01L 29/786 H01L 21/336

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にアルミニウム配線を形成し、前記アルミニウム配線を陽極酸化して、陽極酸化被膜を
形成し、フッ化ハロゲンを含む雰囲気において前記陽極酸化被膜
を選択的にエッチングするアルミニウム配線の加工方法
であって、前記陽極酸化被膜のエッチングの際に、前記アルミニウ
ム配線の表面のアルミニウムが前記フッ化ハロゲンに接
して形成されるフッ化アルミニウム層を、該陽極酸化被
膜のエッチングのエッチングストッパーとして用いるこ
とを特徴とするアルミニウム配線の加工方法。
【請求項２】基板上にアルミニウム配線を形成し、前記アルミニウム配線を陽極酸化して、陽極酸化被膜を
形成し、フッ化ハロゲンを含む雰囲気において前記陽極酸化被膜
を選択的にエッチングし、前記アルミニウム配線の表面に形成されるフッ化アルミ
ニウム層を除去することを特徴とするアルミニウム配線
の加工方法。
【請求項３】請求項２において、水洗することによって
前記フッ化アルミニウム層を除去することを特徴とする
アルミニウム配線の加工方法。
【請求項４】請求項２又は３において、前記フッ化アル
ミニウム層を除去した後、フッ化水素を含む溶液によっ
て前記アルミニウム配線の表面を洗浄することを特徴と
するアルミニウム配線の加工方法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか一において、前
記陽極酸化被膜のエッチングによって、アルミニウム配
線と前記基板上方に形成する配線との接続領域を形成す
ることを特徴とするアルミニウム配線の加工方法。
【請求項６】前記アルミニウム配線は、前記基板上方に
形成する薄膜トランジスタのゲイト線であることを特徴
とするアルミニウム配線の加工方法。
【請求項７】絶縁表面を有する基板上に半導体膜を形成
し、前記半導体膜を覆って前記基板上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上にアルミニウムを含むゲイト電極を形成す
るとともに、アルミニウムを含むゲイト線を形成し、前記ゲイト電極及び前記ゲイト線を陽極酸化して、該ゲ
イト電極及び該ゲイト線の表面に陽極酸化被膜を形成
し、前記ゲイト電極及び前記ゲイト線上に層間絶縁膜を形成
し、該層間絶縁膜に第１のコンタクトホールを形成し、フォトリソグラフィー法により、前記ゲイト線上の前記
層間絶縁膜に形成した前記第１のコンタクトホールの中
に第２のコンタクトホールのパターンを形成し、フッ化ハロゲンを含む雰囲気において、前記ゲイト線の
表面に形成した前記陽極酸化被膜をエッチングして、該
陽極酸化被膜に前記第２のコンタクトホールを形成する
ことを特徴とするアルミニウム配線の加工方法。
【請求項８】絶縁表面を有する基板上に半導体膜を形成
し、前記半導体膜を覆って前記基板上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上にアルミニウムを含むゲイト電極を形成す
るとともに、アルミニウムを含むゲイト線を形成し、前記ゲイト電極及び前記ゲイト線を陽極酸化して、該ゲ
イト電極及び該ゲイト線の表面に陽極酸化被膜を形成
し、前記ゲイト電極及び前記ゲイト線上に層間絶縁膜を形成
し、該層間絶縁膜に第１のコンタクトホールを形成し、フォトリソグラフィー法により、前記ゲイト線上の前記
層間絶縁膜に形成した前記第１のコンタクトホールの中
に第２のコンタクトホールのパターンを形成し、フッ化ハロゲンを含む雰囲気において、前記ゲイト線の
表面に形成した前記陽極酸化被膜をエッチングして、該
陽極酸化被膜に前記第２のコンタクトホールを形成する
アルミニウム配線の加工方法であって、前記陽極酸化被膜のエッチングの際に、前記ゲイト線の
表面のアルミニウムが前記フッ化ハロゲンに接して形成
されるフッ化アルミニウム層を、該陽極酸化被膜のエッ
チングのエッチングストッパーとして用いることを特徴
とするアルミニウム配線の加工方法。
【請求項９】絶縁表面を有する基板上に半導体膜を形成
し、前記半導体膜を覆って前記基板上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上にアルミニウムを含むゲイト電極を形成す
るとともに、アルミニウムを含むゲイト線を形成し、前記ゲイト電極及び前記ゲイト線を陽極酸化して、該ゲ
イト電極及び該ゲイト線に陽極酸化被膜を形成し、前記ゲイト電極及び前記ゲイト線上に層間絶縁膜を形成
し、該層間絶縁膜に第１のコンタクトホールを形成し、フォトリソグラフィー法により、前記ゲイト線上の前記
層間絶縁膜に形成した前記第１のコンタクトホールの中
に第２のコンタクトホールのパターンを形成し、フッ化ハロゲンを含む雰囲気において、前記ゲイト線に
形成した前記陽極酸化被膜をエッチングして、該陽極酸
化被膜に前記第２のコンタクトホールを形成し、前記ゲイト線の表面に形成されるフッ化アルミニウム層
を除去することを特徴とするアルミニウム配線の加工方
法。
【請求項１０】請求項９において、水洗することによっ
て、前記フッ化アルミニウム層を除去することを特徴と
するアルミニウム配線の加工方法。
【請求項１１】請求項９又は１０において、前記フッ化
アルミニウム層を除去した後、フッ化水素を含む溶液に
よって前記アルミニウム配線の表面を洗浄することを特
徴とするアルミニウム配線の加工方法。
【請求項１２】請求項７乃至１１のいずれか一におい
て、前記陽極酸化被膜のエッチングによって、前記ゲイ
ト線と前記基板上に形成する配線との接続領域を形成す
ることを特徴とするアルミニウム配線の加工方法。
【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれか一におい
て、前記陽極酸化被膜はバリヤ型の陽極酸化被膜である
ことを特徴とするアルミニウム配線の加工方法。
【請求項１４】請求項１乃至１３のいずれか一におい
て、前記フッ化ハロゲンは、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃、Ｂｒ
Ｆ、ＢｒＦ₃、ＩＦまたはＩＦ₃であることを特徴とする
アルミニウム配線の加工方法。