JP3396504B2 - 薄膜トランジスタの作製方法 - Google Patents
薄膜トランジスタの作製方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非単結晶半導体薄膜を
有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の作製方法に関する
ものである。本発明によって作製される薄膜トランジス
タは、ガラス等の絶縁基板上、単結晶シリコン等の半導
体基板上、いずれにも形成される。
有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の作製方法に関する
ものである。本発明によって作製される薄膜トランジス
タは、ガラス等の絶縁基板上、単結晶シリコン等の半導
体基板上、いずれにも形成される。
【０００２】
【従来の技術】最近、絶縁基板上に、薄膜状の活性層
（活性領域ともいう）を有する絶縁ゲイト型の半導体装
置の研究がなされている。特に、薄膜状の絶縁ゲイトト
ランジスタ、いわゆる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が熱
心に研究されている。これらは、利用する半導体の材料
・結晶状態によって、アモルファスシリコンＴＦＴや結
晶性シリコンＴＦＴというように区別されている。
（活性領域ともいう）を有する絶縁ゲイト型の半導体装
置の研究がなされている。特に、薄膜状の絶縁ゲイトト
ランジスタ、いわゆる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が熱
心に研究されている。これらは、利用する半導体の材料
・結晶状態によって、アモルファスシリコンＴＦＴや結
晶性シリコンＴＦＴというように区別されている。
【０００３】結晶半導体は、アモルファス半導体よりも
電界移動度が大きく、したがって、高速動作が可能であ
る。また、結晶性シリコンでは、ＮＭＯＳのＴＦＴだけ
でなく、ＰＭＯＳのＴＦＴも同様に得られるのでＣＭＯ
Ｓ回路を形成することが可能である。このため、特に最
近では結晶シリコンを使用したＴＦＴが盛んに研究され
ている。
電界移動度が大きく、したがって、高速動作が可能であ
る。また、結晶性シリコンでは、ＮＭＯＳのＴＦＴだけ
でなく、ＰＭＯＳのＴＦＴも同様に得られるのでＣＭＯ
Ｓ回路を形成することが可能である。このため、特に最
近では結晶シリコンを使用したＴＦＴが盛んに研究され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、結晶シリコン半
導体において、ゲイト電極の材料としては、シート抵抗
が低いという利点からアルミニウムを用いることが研究
されている。しかし、純粋なアルミニウムでは、１００
℃以上の熱処理でヒロックが発生した。このヒロック
は、チャネル長が１０μｍ以上のデバイスではさほど、
問題ではなかったが、それ以下のデバイス、典型的には
２〜１０μｍのデバイスでは致命的な欠陥をもたらし
た。
導体において、ゲイト電極の材料としては、シート抵抗
が低いという利点からアルミニウムを用いることが研究
されている。しかし、純粋なアルミニウムでは、１００
℃以上の熱処理でヒロックが発生した。このヒロック
は、チャネル長が１０μｍ以上のデバイスではさほど、
問題ではなかったが、それ以下のデバイス、典型的には
２〜１０μｍのデバイスでは致命的な欠陥をもたらし
た。
【０００５】そのため、通常はアルミニウムに０．５％
以上、好ましくは２％以上のシリコンを添加してヒロッ
クの発生を抑制した材料を用いていた。このようなアル
ミニウム膜のエッチングには、量産性の観点から燐酸等
の酸を用いたウェットエッチングが用いられた。しか
し、このようなエッチングでは、シリコンを主成分とす
る析出物（残査）がゲイト絶縁膜上に確認された。これ
はアルミニウム膜に含まれていたシリコンに由来するも
のであり、エッチングの過程で、エッチングされないで
残ったシリコンもしくはアルミニウムシリサイドが凝集
して生じたものであった。
以上、好ましくは２％以上のシリコンを添加してヒロッ
クの発生を抑制した材料を用いていた。このようなアル
ミニウム膜のエッチングには、量産性の観点から燐酸等
の酸を用いたウェットエッチングが用いられた。しか
し、このようなエッチングでは、シリコンを主成分とす
る析出物（残査）がゲイト絶縁膜上に確認された。これ
はアルミニウム膜に含まれていたシリコンに由来するも
のであり、エッチングの過程で、エッチングされないで
残ったシリコンもしくはアルミニウムシリサイドが凝集
して生じたものであった。
【０００６】この析出物を除去するには、フッ化水素酸
を含む酸で処理することが必要であったが、その場合に
はその下に存在するゲイト絶縁膜（通常は酸化珪素から
なる）や活性領域（通常はシリコンからなる）にダメー
ジを与えることとなった。すなわち、ゲイト絶縁膜や活
性領域を少なからずエッチングしてしまい、そのために
後でゲイト電極を陽極酸化するような場合には、ゲイト
電極の陽極酸化物とゲイト絶縁膜との間に空孔が生じ
て、信頼性を低下させることがあった。したがって、こ
のような残査のみを選択的に除去することが求められて
いた。本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであ
り、量産性を維持しながら、析出物を選択的にエッチン
グする方法を提供する。
を含む酸で処理することが必要であったが、その場合に
はその下に存在するゲイト絶縁膜（通常は酸化珪素から
なる）や活性領域（通常はシリコンからなる）にダメー
ジを与えることとなった。すなわち、ゲイト絶縁膜や活
性領域を少なからずエッチングしてしまい、そのために
後でゲイト電極を陽極酸化するような場合には、ゲイト
電極の陽極酸化物とゲイト絶縁膜との間に空孔が生じ
て、信頼性を低下させることがあった。したがって、こ
のような残査のみを選択的に除去することが求められて
いた。本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであ
り、量産性を維持しながら、析出物を選択的にエッチン
グする方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような析
出物を弗化水素酸、硝酸、酢酸の混合溶液（混酸）によ
ってエッチングすることを特徴とする。特に、本発明で
は、上記の酸のモル比率を、弗化水素（ＨＦ）を１とし
たときに、硝酸（ＨＮＯ3 ）を１００〜４００、好まし
くは１８０〜２２０、酢酸（ＣＨ3 ＣＯＯＨ）を１００
〜３００、好ましくは１３０〜１７０とすることを特徴
とする。
出物を弗化水素酸、硝酸、酢酸の混合溶液（混酸）によ
ってエッチングすることを特徴とする。特に、本発明で
は、上記の酸のモル比率を、弗化水素（ＨＦ）を１とし
たときに、硝酸（ＨＮＯ3 ）を１００〜４００、好まし
くは１８０〜２２０、酢酸（ＣＨ3 ＣＯＯＨ）を１００
〜３００、好ましくは１３０〜１７０とすることを特徴
とする。
【０００８】このような範囲の酸においては、上記析出
物を除去するのに３０〜９０秒かかるのであるが、この
ときのアルミニウムのエッチング深さは２０〜６０Å、
酸化珪素のエッチング深さは８０〜２４０Åで、この程
度のエッチングは通常使用されるアルミニウム膜の厚さ
２０００〜１００００Å、ゲイト絶縁膜としての酸化珪
素膜の厚さ１０００〜２０００Åと比較しても実質的な
影響はほとんど観察されなかった。以下に実施例を用い
て、より詳細に本発明を説明する。
物を除去するのに３０〜９０秒かかるのであるが、この
ときのアルミニウムのエッチング深さは２０〜６０Å、
酸化珪素のエッチング深さは８０〜２４０Åで、この程
度のエッチングは通常使用されるアルミニウム膜の厚さ
２０００〜１００００Å、ゲイト絶縁膜としての酸化珪
素膜の厚さ１０００〜２０００Åと比較しても実質的な
影響はほとんど観察されなかった。以下に実施例を用い
て、より詳細に本発明を説明する。
【０００９】
【実施例】〔実施例１〕 図１に本実施例の作製工程の
断面図を示す。まず、基板（コーニング７０５９）１１
上にスパッタリング法によって厚さ２０００Åの酸化珪
素の下地膜１２を形成した。さらに、プラズマＣＶＤ法
によって、厚さ５００〜１５００Å、例えば１５００Å
の真性（Ｉ型）のアモルファスシリコン膜を、さらにそ
の上にスパッタリング法によって厚さ２００Åの酸化珪
素膜を堆積した。そして、このアモルファスシリコン膜
を窒素雰囲気中、６００℃、４８時間アニールして結晶
化させた。
断面図を示す。まず、基板（コーニング７０５９）１１
上にスパッタリング法によって厚さ２０００Åの酸化珪
素の下地膜１２を形成した。さらに、プラズマＣＶＤ法
によって、厚さ５００〜１５００Å、例えば１５００Å
の真性（Ｉ型）のアモルファスシリコン膜を、さらにそ
の上にスパッタリング法によって厚さ２００Åの酸化珪
素膜を堆積した。そして、このアモルファスシリコン膜
を窒素雰囲気中、６００℃、４８時間アニールして結晶
化させた。
【００１０】結晶化工程後、シリコン膜をパターニング
して、島状シリコン領域１３を形成し、さらに、スパッ
タリング法によって厚さ１０００Åの酸化珪素膜１４を
ゲイト絶縁膜として堆積した。スパッタリングには、タ
ーゲットとして酸化珪素を用い、スパッタリング時の基
板温度は２００〜４００℃、例えば２５０℃、スパッタ
リング雰囲気は酸素とアルゴンで、アルゴン／酸素＝０
〜０．５、例えば０．１以下とした。
して、島状シリコン領域１３を形成し、さらに、スパッ
タリング法によって厚さ１０００Åの酸化珪素膜１４を
ゲイト絶縁膜として堆積した。スパッタリングには、タ
ーゲットとして酸化珪素を用い、スパッタリング時の基
板温度は２００〜４００℃、例えば２５０℃、スパッタ
リング雰囲気は酸素とアルゴンで、アルゴン／酸素＝０
〜０．５、例えば０．１以下とした。
【００１１】引き続いて、スパッタリング法によって、
シリコンを０．５〜３％、例えば２％含むアルミニウム
膜１５を厚さ１０００〜１００００Å、例えば５０００
Å堆積した。なお、この酸化珪素とアルミニウム膜の成
膜工程は連続的におこなうことが望ましい。（図１
（Ａ）） そして、アルミニウム膜１５を燐酸を主成分とする混酸
によってエッチングし、ゲイト電極１５ａを形成した。
このエッチング工程によってシリコンを主成分とする析
出物１６が酸化珪素膜１４上に残存した。（図１
（Ｂ））
シリコンを０．５〜３％、例えば２％含むアルミニウム
膜１５を厚さ１０００〜１００００Å、例えば５０００
Å堆積した。なお、この酸化珪素とアルミニウム膜の成
膜工程は連続的におこなうことが望ましい。（図１
（Ａ）） そして、アルミニウム膜１５を燐酸を主成分とする混酸
によってエッチングし、ゲイト電極１５ａを形成した。
このエッチング工程によってシリコンを主成分とする析
出物１６が酸化珪素膜１４上に残存した。（図１
（Ｂ））
【００１２】そこで、基板を弗化水素１、硝酸２００、
酢酸１５０の比率で混合された酸に３０秒間浸漬し、析
出物をエッチングした。続いて、酒石酸のエチレングリ
コール溶液（１〜５％、アンモニアによって中性とす
る）に基板を浸漬して、ゲイト電極に電流を通じ、ゲイ
ト電極の表面に陽極酸化物（酸化アルミニウム）層１７
を成長させた。陽極酸化物の厚さは１０００〜５０００
Å、特に２０００〜３０００Åが好ましかった。ここで
は２５００Åとした。（図１（Ｃ））
酢酸１５０の比率で混合された酸に３０秒間浸漬し、析
出物をエッチングした。続いて、酒石酸のエチレングリ
コール溶液（１〜５％、アンモニアによって中性とす
る）に基板を浸漬して、ゲイト電極に電流を通じ、ゲイ
ト電極の表面に陽極酸化物（酸化アルミニウム）層１７
を成長させた。陽極酸化物の厚さは１０００〜５０００
Å、特に２０００〜３０００Åが好ましかった。ここで
は２５００Åとした。（図１（Ｃ））
【００１３】そして、プラズマドーピング法によって、
シリコン領域にゲイト電極とその周囲の陽極酸化物をマ
スクとして不純物（燐）を注入した。ドーピングガスと
して、フォスフィン（ＰＨ3 ）を用い、加速電圧を６０
〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶとした。ドーズ量は１×１
０15〜８×１０15ｃｍ-2、例えば、２×１０15ｃｍ-2と
した。この結果、Ｎ型の不純物領域１８ａ、１８ｂが形
成された。図から明らかなように、この不純物領域１８
とゲイト電極とは幾何学的に重ならないオフセット状態
となっている。（図１（Ｄ））
シリコン領域にゲイト電極とその周囲の陽極酸化物をマ
スクとして不純物（燐）を注入した。ドーピングガスと
して、フォスフィン（ＰＨ3 ）を用い、加速電圧を６０
〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶとした。ドーズ量は１×１
０15〜８×１０15ｃｍ-2、例えば、２×１０15ｃｍ-2と
した。この結果、Ｎ型の不純物領域１８ａ、１８ｂが形
成された。図から明らかなように、この不純物領域１８
とゲイト電極とは幾何学的に重ならないオフセット状態
となっている。（図１（Ｄ））
【００１４】その後、レーザー光を照射し、レーザーア
ニールをおこなった。レーザーとしてはＫｒＦエキシマ
ーレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）
を用いたが、その他のレーザー、例えば、ＸｅＦエキシ
マーレーザー（波長３５３ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマー
レーザー（波長３０８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマーレーザ
ー（波長１９３ｎｍ）等を用いてもよい。レーザーのエ
ネルギー密度は、２００〜５００ｍＪ／ｃｍ2 、例えば
２５０ｍＪ／ｃｍ2 とし、１か所につき２〜１０ショッ
ト、例えば２ショット照射した。レーザー照射時に、基
板を１００〜４５０℃、例えば２５０℃に加熱した。こ
うして、不純物の活性化をおこなった。（図１（Ｅ））
ニールをおこなった。レーザーとしてはＫｒＦエキシマ
ーレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）
を用いたが、その他のレーザー、例えば、ＸｅＦエキシ
マーレーザー（波長３５３ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマー
レーザー（波長３０８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマーレーザ
ー（波長１９３ｎｍ）等を用いてもよい。レーザーのエ
ネルギー密度は、２００〜５００ｍＪ／ｃｍ2 、例えば
２５０ｍＪ／ｃｍ2 とし、１か所につき２〜１０ショッ
ト、例えば２ショット照射した。レーザー照射時に、基
板を１００〜４５０℃、例えば２５０℃に加熱した。こ
うして、不純物の活性化をおこなった。（図１（Ｅ））
【００１５】続いて、厚さ６０００Åの酸化珪素膜１９
を層間絶縁物としてプラズマＣＶＤ法によって形成し、
これにコンタクトホールを形成して、金属材料、例え
ば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によってＴＦＴ
のソース領域、ドレイン領域の電極・配線２０ａ、２０
ｂを形成した。最後に、１気圧の水素雰囲気で３５０
℃、３０分のアニールをおこなった。以上の工程によっ
て薄膜トランジスタが完成した。（図１（Ｆ））
を層間絶縁物としてプラズマＣＶＤ法によって形成し、
これにコンタクトホールを形成して、金属材料、例え
ば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によってＴＦＴ
のソース領域、ドレイン領域の電極・配線２０ａ、２０
ｂを形成した。最後に、１気圧の水素雰囲気で３５０
℃、３０分のアニールをおこなった。以上の工程によっ
て薄膜トランジスタが完成した。（図１（Ｆ））
【００１６】〔実施例２〕 図２に本実施例の作製工程
の断面図を示す。まず、基板（コーニング７０５９）２
１上にスパッタリング法によって厚さ２０００Åの酸化
珪素の下地膜２２を形成した。さらに、プラズマＣＶＤ
法によって、厚さ２００〜１５００Å、例えば５００Å
の真性（Ｉ型）のアモルファスシリコン膜を堆積した。
そして、このシリコン膜をパターニングして、島状シリ
コン膜２３を形成した。さらに、レーザーアニールによ
って、シリコン領域を結晶化させた。レーザーとしては
ＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎｍ）を用い、
レーザーのエネルギー密度は、２００〜５００ｍＪ／ｃ
ｍ2 、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ2 とし、１か所につき２
〜１０ショット、例えば２ショット照射した。レーザー
照射時には基板を１００〜４５０℃、例えば３５０℃に
加熱した。
の断面図を示す。まず、基板（コーニング７０５９）２
１上にスパッタリング法によって厚さ２０００Åの酸化
珪素の下地膜２２を形成した。さらに、プラズマＣＶＤ
法によって、厚さ２００〜１５００Å、例えば５００Å
の真性（Ｉ型）のアモルファスシリコン膜を堆積した。
そして、このシリコン膜をパターニングして、島状シリ
コン膜２３を形成した。さらに、レーザーアニールによ
って、シリコン領域を結晶化させた。レーザーとしては
ＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎｍ）を用い、
レーザーのエネルギー密度は、２００〜５００ｍＪ／ｃ
ｍ2 、例えば３５０ｍＪ／ｃｍ2 とし、１か所につき２
〜１０ショット、例えば２ショット照射した。レーザー
照射時には基板を１００〜４５０℃、例えば３５０℃に
加熱した。
【００１７】さらに、テトラ・エトキシ・シラン（Ｓｉ
（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、ＴＥＯＳ）と酸素を原料として、プ
ラズマＣＶＤ法によって結晶シリコンＴＦＴのゲイト絶
縁膜として、厚さ１０００Åの酸化珪素２４を形成し
た。原料には、上記ガスに加えて、トリクロロエチレン
（Ｃ2 ＨＣｌ3 ）を用いた。成膜前にチャンバーに酸素
を４００ＳＣＣＭ流し、基板温度３００℃、全圧５Ｐ
ａ、ＲＦパワー１５０Ｗでプラズマを発生させ、この状
態を１０分保った。その後、チャンバーに酸素３００Ｓ
ＣＣＭ、ＴＥＯＳを１５ＳＣＣＭ、トリクロロエチレン
を２ＳＣＣＭを導入して、酸化珪素膜の成膜をおこなっ
た。基板温度、ＲＦパワー、全圧は、それぞれ３００
℃、７５Ｗ、５Ｐａであった。成膜完了後、チャンバー
に１００Ｔｏｒｒの水素を導入し、３５０℃で３５分の
水素アニールをおこなった。
（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、ＴＥＯＳ）と酸素を原料として、プ
ラズマＣＶＤ法によって結晶シリコンＴＦＴのゲイト絶
縁膜として、厚さ１０００Åの酸化珪素２４を形成し
た。原料には、上記ガスに加えて、トリクロロエチレン
（Ｃ2 ＨＣｌ3 ）を用いた。成膜前にチャンバーに酸素
を４００ＳＣＣＭ流し、基板温度３００℃、全圧５Ｐ
ａ、ＲＦパワー１５０Ｗでプラズマを発生させ、この状
態を１０分保った。その後、チャンバーに酸素３００Ｓ
ＣＣＭ、ＴＥＯＳを１５ＳＣＣＭ、トリクロロエチレン
を２ＳＣＣＭを導入して、酸化珪素膜の成膜をおこなっ
た。基板温度、ＲＦパワー、全圧は、それぞれ３００
℃、７５Ｗ、５Ｐａであった。成膜完了後、チャンバー
に１００Ｔｏｒｒの水素を導入し、３５０℃で３５分の
水素アニールをおこなった。
【００１８】引き続いて、スパッタリング法によって、
シリコンを０．５〜３％、例えば２％含むアルミニウム
膜２５を厚さ１０００〜１００００Å、例えば５０００
Å堆積した。（図２（Ａ）） そして、アルミニウム膜２５を燐酸を主成分とする混酸
によってエッチングし、ゲイト電極２５ａを形成した。
このエッチング工程によってシリコンを主成分とする析
出物２６が酸化珪素膜２４上に残存した。（図２
（Ｂ））
シリコンを０．５〜３％、例えば２％含むアルミニウム
膜２５を厚さ１０００〜１００００Å、例えば５０００
Å堆積した。（図２（Ａ）） そして、アルミニウム膜２５を燐酸を主成分とする混酸
によってエッチングし、ゲイト電極２５ａを形成した。
このエッチング工程によってシリコンを主成分とする析
出物２６が酸化珪素膜２４上に残存した。（図２
（Ｂ））
【００１９】そこで、基板を弗化水素酸１、硝酸２０
０、酢酸１５０の比率で混合された酸に３０秒間浸漬
し、析出物をエッチングした。続いて、酒石酸のエチレ
ングリコール溶液（１〜５％、アンモニアによって中性
とする）に基板を浸漬して、ゲイト電極に電流を通じ、
ゲイト電極の表面に陽極酸化物（酸化アルミニウム）層
２７を成長させた。陽極酸化物の厚さは１０００〜５０
００Å、特に２０００〜３０００Åが好ましかった。こ
こでは２５００Åとした。（図２（Ｃ））
０、酢酸１５０の比率で混合された酸に３０秒間浸漬
し、析出物をエッチングした。続いて、酒石酸のエチレ
ングリコール溶液（１〜５％、アンモニアによって中性
とする）に基板を浸漬して、ゲイト電極に電流を通じ、
ゲイト電極の表面に陽極酸化物（酸化アルミニウム）層
２７を成長させた。陽極酸化物の厚さは１０００〜５０
００Å、特に２０００〜３０００Åが好ましかった。こ
こでは２５００Åとした。（図２（Ｃ））
【００２０】そして、プラズマドーピング法によって、
シリコン領域にゲイト電極とその周囲の陽極酸化物をマ
スクとして不純物（燐）を注入した。ドーピングガスと
して、フォスフィン（ＰＨ3 ）を用い、加速電圧を６０
〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶとした。ドーズ量は１×１
０15〜８×１０15ｃｍ-2、例えば、２×１０15ｃｍ-2と
した。この結果、Ｎ型の不純物領域２８ａ、２８ｂが形
成された。（図２（Ｄ））
シリコン領域にゲイト電極とその周囲の陽極酸化物をマ
スクとして不純物（燐）を注入した。ドーピングガスと
して、フォスフィン（ＰＨ3 ）を用い、加速電圧を６０
〜９０ｋＶ、例えば８０ｋＶとした。ドーズ量は１×１
０15〜８×１０15ｃｍ-2、例えば、２×１０15ｃｍ-2と
した。この結果、Ｎ型の不純物領域２８ａ、２８ｂが形
成された。（図２（Ｄ））
【００２１】その後、弗化水素酸を主成分とするエッチ
ャントによって、陽極酸化物２７および酸化珪素膜２４
の全部もしくは一部をエッチングし、シリコン領域２３
の表面を露出させた。特に、不純物領域２８と活性領域
（真性半導体領域）の境界を露出させた。そして、レー
ザー光を照射し、レーザーアニールをおこなった。レー
ザーとしてはＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎ
ｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を用いた。レーザーのエネ
ルギー密度は、２００〜５００ｍＪ／ｃｍ2 、例えば２
５０ｍＪ／ｃｍ2 とし、１か所につき２〜１０ショッ
ト、例えば２ショット照射した。レーザー照射時に、基
板を１００〜４５０℃、例えば２５０℃に加熱した。こ
うして、不純物の活性化をおこなった。（図２（Ｅ））
ャントによって、陽極酸化物２７および酸化珪素膜２４
の全部もしくは一部をエッチングし、シリコン領域２３
の表面を露出させた。特に、不純物領域２８と活性領域
（真性半導体領域）の境界を露出させた。そして、レー
ザー光を照射し、レーザーアニールをおこなった。レー
ザーとしてはＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎ
ｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を用いた。レーザーのエネ
ルギー密度は、２００〜５００ｍＪ／ｃｍ2 、例えば２
５０ｍＪ／ｃｍ2 とし、１か所につき２〜１０ショッ
ト、例えば２ショット照射した。レーザー照射時に、基
板を１００〜４５０℃、例えば２５０℃に加熱した。こ
うして、不純物の活性化をおこなった。（図２（Ｅ））
【００２２】続いて、厚さ６０００Åの酸化珪素膜２９
を層間絶縁物としてプラズマＣＶＤ法によって形成し、
これにコンタクトホールを形成して、金属材料、例え
ば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によってＴＦＴ
のソース領域、ドレイン領域の電極・配線３０ａ、３０
ｂを形成した。最後に、１気圧の水素雰囲気で３５０
℃、３０分のアニールをおこなった。以上の工程によっ
て薄膜トランジスタが完成した。（図２（Ｆ））
を層間絶縁物としてプラズマＣＶＤ法によって形成し、
これにコンタクトホールを形成して、金属材料、例え
ば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によってＴＦＴ
のソース領域、ドレイン領域の電極・配線３０ａ、３０
ｂを形成した。最後に、１気圧の水素雰囲気で３５０
℃、３０分のアニールをおこなった。以上の工程によっ
て薄膜トランジスタが完成した。（図２（Ｆ））
【００２３】作製された薄膜トランジスタの電界効果移
動度は、ゲイト電圧１０Ｖで７０〜２００ｃｍ2 ／Ｖ
ｓ、しきい値は２．５〜４．０Ｖ、ゲイトに−２０Ｖの
電圧を印加したときのリーク電流は１０-13 Ａ以下であ
った。
動度は、ゲイト電圧１０Ｖで７０〜２００ｃｍ2 ／Ｖ
ｓ、しきい値は２．５〜４．０Ｖ、ゲイトに−２０Ｖの
電圧を印加したときのリーク電流は１０-13 Ａ以下であ
った。
【００２４】
【発明の効果】本発明によって、アルミニウムを主成分
とする金属ゲイトを有するＴＦＴを得ることができた。
本発明のゲイト電極は耐熱性に優れ、ヒロックが発生し
にくい。このため１０μｍ以下、特に７μｍ以下の微細
なパターンに使用する上で多大な効果をもたらす。この
ように本発明は工業上有益な発明である。
とする金属ゲイトを有するＴＦＴを得ることができた。
本発明のゲイト電極は耐熱性に優れ、ヒロックが発生し
にくい。このため１０μｍ以下、特に７μｍ以下の微細
なパターンに使用する上で多大な効果をもたらす。この
ように本発明は工業上有益な発明である。
【図１】 実施例１の作製工程断面図を示す。
【図２】 実施例２の作製工程断面図を示す。
１１・・・基板
１２・・・下地絶縁膜（酸化珪素）
１３・・・島状シリコン領域
１４・・・ゲイト絶縁膜（酸化珪素）
１５・・・アルミニウム膜
１５ａ・・ゲイト電極
１６・・・シリコンを主成分とする析出物
１７・・・陽極酸化物（酸化アルミニウム）
１８・・・不純物領域（ソース、ドレイン）
１９・・・層間絶縁物（酸化珪素）
２０・・・ソース、ドレイン電極・配線（窒化チタン／
アルミニウム）
アルミニウム）
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 29/786
H01L 21/336
H01L 21/28
H01L 21/285
H01L 21/308
H01L 29/40
Claims (3)
- 【請求項１】基板の絶縁表面上に、０．５％以上３％以
下のシリコンを含むアルミニウム膜を形成し、 前記アルミニウム膜を所定のパターンにエッチングして
ゲイト電極を形成し、 前記電極を形成した際に生じたシリコンを主成分とする
析出物又は残査を弗化水素、硝酸、酢酸の混合液によっ
てエッチングする薄膜トランジスタの作製方法であっ
て、 前記混合液における弗化水素、硝酸、酢酸の混合比は、
弗化水素をモル比において１としたときに、硝酸は１０
０〜４００、酢酸は１００〜３００であることを特徴と
する薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記アルミニウム膜に
は２％以上３％以下のシリコンが含まれていることを特
徴とする薄膜トランジスタの作製方法。 - 【請求項３】請求項１又は２において、前記アルミニウ
ム膜を形成する前に、前記絶縁表面上に非単結晶半導体
膜を形成し、前記非単結晶半導体膜を覆った絶縁被膜を
形成することを特徴とする薄膜トランジスタの作製方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08675193A JP3396504B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 薄膜トランジスタの作製方法 |
| US08/213,060 US5580800A (en) | 1993-03-22 | 1994-03-15 | Method of patterning aluminum containing group IIIb Element |
| KR1019940005917A KR0166397B1 (ko) | 1993-03-22 | 1994-03-22 | 트랜지스터 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08675193A JP3396504B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 薄膜トランジスタの作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275829A JPH06275829A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3396504B2 true JP3396504B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=13895475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08675193A Expired - Fee Related JP3396504B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 薄膜トランジスタの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396504B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100777701B1 (ko) * | 2001-07-06 | 2007-11-21 | 삼성전자주식회사 | 배선의 제조 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 기판의제조 방법 |
| JP2020150126A (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 混合装置、混合方法および基板処理システム |
| JP6843173B2 (ja) | 2019-03-29 | 2021-03-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置、および基板処理方法 |
-
1993
- 1993-03-22 JP JP08675193A patent/JP3396504B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06275829A (ja) | 1994-09-30 |
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