JP3537198B2

JP3537198B2 - 半導体装置の作製方法

Info

Publication number: JP3537198B2
Application number: JP29588094A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 利光小沼; 保彦竹村
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1994-11-05
Filing date: 1994-11-05
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2019-06-14
Also published as: JPH08139332A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ゲイト型電界効果
半導体装置のゲイト電極およびそれから延びる配線（ゲ
イト配線）の構造に関する。本発明は、特に薄膜半導体
を用いたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】絶縁基板上に形成された薄膜半導体を用
いた絶縁ゲイト型電界効果トランジスタ（以下単にＴＦ
Ｔという）が知られている。このＴＦＴは、アクティブ
マトリックス型の液晶表示装置の画素電極のスイッチン
グ素子として、あるいは周辺ドライバー回路の駆動素子
として用いられる。また、イメージセンサーやその他集
積回路にも利用することができる。

【０００３】ＴＦＴの構造として、図１に示すような構
造が提案されている。図１（Ａ）に示されるものはボト
ムゲイト型と呼ばれるもので、アルミニウムを主成分と
するゲイト電極１と同じ層内のゲイト配線２の上にゲイ
ト絶縁膜５、さらには、半導体活性層６が形成される。
活性層は非晶質あるいは結晶性を有した珪素薄膜が用い
られる。ソース８、ドレイン９が活性層６を挟んでゲイ
ト電極１と逆側に存在するのでスタガー型であり、ボト
ムゲイトのスタガー型であるので、逆スタガー型とも呼
ばれる。ソース、ドレインには配線１０、１１が接続さ
れる。ソース／ドレインのエッチングの際に、活性層を
分断してしまわないように、エッチングストッパー７が
設けられることもある。

【０００４】ここで、ゲイト電極１と活性層６、あるい
は、ゲイト配線２と上層の配線１１との絶縁は、主とし
てゲイト絶縁膜５によって保たれるが、より絶縁性を向
上させるため、陽極酸化物被膜３、４をゲイト電極・配
線の表面に形成することがおこなわれている。これは陽
極酸化物、特にバリヤ型の陽極酸化物はピンホールが無
く、その耐圧が陽極酸化の最高電圧と同程度となるから
である。

【０００５】図１（Ｂ）に示される構造のものはトップ
ゲイト型と呼ばれる。すなわち、島状の薄膜半導体活性
層２１には、ソース２２、ドレイン２３とチャネル形成
領域が設けられ、活性層を覆ってゲイト絶縁膜２４が形
成され、その上に、アルミニウムを主成分とするゲイト
電極２５およひゲイト配線２６が設けられる。ソース／
ドレインがゲイト電極と同じ面内にあるのでコプラナー
型ともよばれる。そして、ゲイト電極・配線を覆って、
層間絶縁物２９が形成され、その上に上層の配線３０、
３１が設けられる。この場合にも上層の配線とゲイト配
線との絶縁性を向上させるために、ゲイト電極・配線の
表面を陽極酸化することにより陽極酸化物被膜２７、２
８を設けることが提案されている。

【０００６】さらに、陽極酸化によって、ゲイト電極が
後退することを利用して、ソース／ドレインとゲイト電
極の間を距離ｘだけ離したオフセットゲイト構造とする
ことも提案されている。（特開平５−２６７６６７）すなわち、ゲイト電極２５の周囲に設けられた酸化物層
２７の厚さを利用して、オフセットゲイト領域が形成さ
れる。図１（Ｂ）に示す構造においては、ソース２２と
ドレイン２３とをイオン注入法、またはイオンドープ法
によって形成すれば、ゲイト電極２５とその周囲の酸化
物層２７がマスクとなる。

【０００７】この結果、ソース／ドレインに挟まれた領
域にはチャネルとしては機能せず、さりとてソース／ド
レインとしても機能しない領域がソース／ドレインに隣
接して形成される。この領域はオフセットゲイト領域と
呼ばれ、チャネル−ドレイン間あるいはチャネル−ソー
ス間における電界集中を緩和する作用を担う。このオフ
セットゲイト領域を設けることによって、逆方向バイア
ス印加時におけるオフ電流の低減、オン／オフ比の向上
といった効果を得ることができる。

【０００８】逆に、このオフセットゲイト領域の幅（酸
化物層２７の厚さで決まる）によって、ＴＦＴの特性を
ある程度制御できる。逆に、酸化物層２７の厚さを制御
性良く形成できない場合、ＴＦＴの特性にはバラツキが
生じてしまう。また、図１（Ａ）の場合も、図１（Ｂ）
の場合も、配線層間の絶縁性向上のために陽極酸化物被
膜を用いる場合には、陽極酸化物としては緻密な耐圧の
高いものが要求され、また、そのバラツキは小さいこと
が望まれる。

【０００９】このような目的のバリヤ型陽極酸化物は、
アルミニウムのゲイト電極・配線を、例えば３％の酒石
酸のエチレングリコール溶液（アンモニアで中性にｐＨ
調整したもの）中に基板を浸し、１〜１０Ｖ／分、例え
ば４Ｖ／分で電圧を１２０Ｖ以上に上昇させることによ
って形成される。また、ＴＦＴの作製工程においては、
加熱工程や、フラッシュランプ光、レーザー光が照射さ
れる工程が必要とされるが、このような工程において
は、酸化物層が耐性（耐レーザー性、耐熱性）を有する
ことも必要とされる。

【００１０】本発明者らによる数々の実験によれば、ゲ
イト電極・配線として純粋なアルミニウム材料を用いた
場合、陽極酸化工程において、アルミニウムの異常成長
（ヒロックという）が発生する、という問題があった。
また、このようにして得られたアルミニウム膜の表面に
陽極酸化物が形成された構造においては、特に陽極酸化
物が薄い場合には、レーザー光等の強力な光の照射に対
する耐性（耐レーザー性）が弱い、耐熱性がない。（す
なわち、ヒロックが発生して、陽極酸化物層が破壊され
る。特に３５０℃以上の熱処理では顕著にヒロックが発
生した。）という問題があることも明らかになった。

【００１１】上記の問題は、大きなエネルギーが与えら
れた際、原子レベルにおいてアルミニウムの原子が容易
に動き回ることに起因するものと考えられえる。この問
題を解決するには、アルミニウムより融点の高い材料を
微量に添加して、原子レベルにおけるアルミニウムの動
きを抑制する方法が考えられる。そこで、アルミニウム
中にＳｉやＰｄを添加する方法が考えられる。このよう
な元素の添加によってヒロックの発生は抑制され、耐熱
性は向上する。

【００１２】しかしながら、ＳｉやＰｄは、アルミニウ
ムに比較してイオン化率が低いので、陽極酸化工程にお
いて、陽極酸化物を厚くできないという問題がある。ま
た、アルミニウムが酸化する速さに比較して周期律表１
４族の元素であるＳｉや周期律表８族ないし１０族元素
である例えばＰｄの酸化の速さは遅いので、酸化が一様
に進まず、酸化物層の厚さが不均一で、緻密な酸化物層
が形成できないという問題（実施例３参照）がある。こ
の結果、かえって耐レーザー性が低下する。また、この
ようなアルミニウム材料を用いて、図１（Ｂ）に示すよ
うなＴＦＴを形成する場合には、陽極酸化物層２７の厚
さが、場所によってまちまちなため、オフセット領域の
幅がばらつくという問題もある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記数々の
問題点を解決することを課題とする。特に、陽極酸化工
程において、酸化物層を緻密にしかも均一に再現性良く
形成し、しかも後の加熱工程やレーザー光を照射する工
程における耐性を高めることを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
にスカンジウムを添加することによって、酸化工程や加
熱工程におけるアルミニウムの異常成長を防止できるも
のである。特に本発明は、アルミニウム中にＳｃ（スカ
ンジウム）を０．０５重量％〜０．４０重量％、好まし
くは、０．１重量％〜０．２５重量％添加したことを特
徴とする。

【００１５】濃度が０．０５重量％以下とすると、耐熱
性が十分でなく、３５０℃，１時間でヒロックの発生が
見られる。これらの材料のエッチングには従来と同様に
ウェットエッング、ドライエッチングを用いることがで
きる。ドライエッチングをおこなう場合には、条件によ
って添加元素（スカンジウム等）が残査として残る場
合、特にこの量が０．４０重量％以上あると、ドライエ
ッチングでエッチングされた表面に残さが残ってしまう
場合もあるが、これは純水で洗浄することによって除去
できる。

【００１６】

【作用】このような不純物の添加されたアルミニウムを
用いてその陽極酸化をおこなった場合には緻密で均一な
厚さの陽極酸化物層が得られる。また、陽極酸化工程に
おいて、アルミの異常成長を防止することもできる。Ｓ
ｃの他には、Ｙ、Ｌａ、ランタノイドを利用することが
できる。その結果、陽極酸化工程を制御性良く、しかも
再現性よく行うことができ、このような陽極酸化工程に
よって図１（Ｂ）に示すようなオフセット領域を有する
ＴＦＴを作製した場合には、オフセット領域の幅が均一
な（すなわち、特性の均一な）ＴＦＴが得られる。

【００１７】Ｓｃは、イオン化率がアルミニウムに比較
して高く、陽極酸化工程において、アルミニウムの酸化
を妨げることがない。従って、緻密な酸化物層を形成す
ることができるのである。また、原子レベルにおけるア
ルミニウムの動きを抑制する効果も高いので、加熱もし
くは陽極酸化工程でのヒロックの発生を抑制できる。ま
た、陽極酸化物層は緻密で表面が滑らかであり、また、
陽極酸化物層とアルミニウム膜界面の表面状態も凹凸が
少ないので、光の反射に優れ、耐レーザー性を高めるこ
とになる。

【００１８】以上のことは、厚さが１２００Å以下の薄
い陽極酸化物を形成する場合にもあてはまる。従来のＳ
ｉあるいはＰｄを添加した陽極酸化物層はある程度の厚
さ（通常は２０００Å以上）がないと、耐熱性、耐レー
ザー性を期待できなかった。これは、前記のように陽極
酸化物の表面に凹凸があり、また、陽極酸化物も薄いと
ころと厚いところがあり、加熱、レーザー照射によっ
て、薄いところから陽極酸化物層が破壊されるからであ
る。しかしながら、本発明の３族元素を添加すると、陽
極酸化が均一に進行するために、上記のような凹凸はほ
とんど生じなかった。このため、３００〜１２００Åと
いう薄い陽極酸化物層であっても、耐熱性、耐レーザー
性に優れたものが得られた。

【００１９】［実施例］本実施例は図２（Ａ）〜（Ｅ）に示されるように、ガラ
ス基板２０１上に形成された非晶質珪素を用いたボトム
ゲイト型ＴＦＴ回路を形成する例である。本実施例の構
成は、アクティブ型の液晶表示装置の画素電極のスイッ
チング素子に応用することができる。

【００２０】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）２０１上にプラ
ズマＣＶＤ法によって厚さ２０００Åの窒化珪素の下地
膜２０２を形成した。ＣＶＤの原料ガスとしてはアンモ
ニア（ＮＨ₃）とモノシラン（ＳｉＨ₄ ）を用い、成膜
時の基板温度は３００〜４５０℃、例えば３５０℃とし
た。基板は、下地膜の成膜の前もしくは後に、歪み温度
よりも高い温度でアニールをおこなった後、０．１〜
１．０℃／分で歪み温度以下まで徐冷すると、その後の
温度上昇を伴う工程（例えば、後の赤外光照射を含む）
での基板の収縮が少なく、マスク合わせが用意となる。
コーニング７０５９基板では、６２０〜６６０℃で１〜
４時間アニールした後、０．１〜１．０℃／分、好まし
くは、０．０３〜０．３℃／分で徐冷し、４００〜５０
０℃まで温度が低下した段階で取り出すとよい。

【００２１】引き続いて、スパッタリング法によって、
厚さ３０００〜８０００Å、例えば４０００Åのアルミ
ニウムを成膜した。このアルミニウム中には、０．２％
重量のＳｃが含有させる。このアルミニウム中に含有さ
せる材料としては、周期律表３族の希土類元素を利用す
ることができる。またその含有量は、０．０５〜０．４
０重量％、好ましくは、０．１〜０．２５重量％とする
ことができる。

【００２２】そしてアルミニウム膜をパターニング・エ
ッチングして、ゲイト電極２０３、ゲイト配線２０４を
形成した。エッチングにはウェットエッチング法を用い
た。さらに、このアルミニウムの電極の表面を陽極酸化
して、表面に酸化物層２０５、２０６を形成した。この
陽極酸化は、酒石酸が１〜５％含まれたｐＨ＝６．９〜
７．１のエチレングリコール溶液中で行った。この際、
４Ｖ／分で電圧を１５０Ｖまで上昇させることによって
陽極酸化を行った。得られた酸化物層２０５、２０６の
厚さは２０００Åであった。（図２（Ａ））

【００２３】その後、プラズマＣＶＤ法によって厚さ３
０００Åの窒化珪素膜２０７をゲイト絶縁膜として成膜
した。ゲイト電極・配線の表面には陽極酸化物層が形成
されているので、この成膜においてヒロックが発生する
ことはなった。

【００２４】そして、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ
２００〜５００Å、例えば３００Åの真性（Ｉ型）の非
晶質珪素膜２０８を成膜した。さらに、その上にプラズ
マＣＶＤ法によって厚さ１０００〜３０００Å、例えば
２０００Åの窒化珪素膜を堆積した。そして、パターニ
ングしたのち、窒化珪素膜を熱燐酸でエッチングし、エ
ッチングストッパー２０９を形成した。（図２（Ｂ））

【００２５】その後、プラズマＣＶＤ法によって、厚さ
１０００〜４０００Åの微結晶のＮ型珪素膜２１０を成
膜した。本実施例では、珪素膜の厚さは２０００Åとし
た。原料ガスとしては、モノシランもしくはジシラン
（Ｓｉ₂Ｈ₆）にフォスフィン（ＰＨ₃）を１〜５体積
％混合したものを用いた。（図２（Ｃ））この工程はほぼ真性の非晶質珪素膜を堆積したのち、イ
オンドーピング法（プラズマドーピング法とも言う）に
よって、Ｎ導電型を付与する不純物を添加する方法を採
用してもよい。

【００２６】そして、Ｎ型珪素膜２１０および真性珪素
膜２０８をドライエッチングして、活性層２１１、ソー
ス２１２、ドレイン２１３を形成した。なお、エッチン
グストッパー２０９はエッチング速度が十分に小さいの
で、その下の活性層がエッチングされることはなかっ
た。（図２（Ｄ））

【００２７】続いて、金属材料、例えば、チタンとアル
ミニウムの多層膜によってＴＦＴの電極・配線２１４、
２１５を形成した。以上のようにしてＴＦＴ２１６を完
成させた。その際、ゲイト配線２１７と上層の配線２１
５との交差部２１７においては、緻密な陽極酸化物被膜
２０６が存在していたこともあり、配線間のショートは
ほとんどなかった。また、ＴＦＴにおいても、ゲイト電
極と活性層とのショートは皆無であった。（図２
（Ｅ））

【００２８】［参考例１］本参考例の作製工程を図３に示す。まず図３（Ａ）に示
すようにガラス基板（アルミナ珪酸ガラス、本参考例で
はコーニング１７３７）３０１上に下地膜として酸化珪
素膜３０２を２０００Åの厚さにスパッタ法またはプラ
ズマＣＶＤ法で成膜した。次に燐をドープしてＮ型の導
電型とした非晶質珪素膜を３０００Åの厚さにプラズマ
ＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で成膜し、これをエッチ
ングして、島状領域３０３、３０４を形成した。これは
ＴＦＴのソース／ドレインとなるものである。

【００２９】その後、プラズマＣＶＤ法または減圧熱Ｃ
ＶＤ法で厚さ５００Åの非晶質珪素膜３０５を形成し
た。そして、珪素膜を５００〜６５０℃、例えば、５５
０℃で４時間の熱アニールをおこなうことにより、結晶
化させた。熱アニールに際しては、特開平６−２４４１
０４に示されるように、ニッケル、コバルト、パラジウ
ム、鉄、白金等の金属元素を微量添加すると、これらの
金属の触媒作用によりより低温、短時間で結晶化が進行
する。次にゲイト絶縁膜として酸化珪素膜３０６をプラ
ズマＣＶＤ法により、３０００Åの厚さに成膜した。そ
して、アルミニウム膜３０７をスパッタ法で５０００Å
の厚さに成膜した。アルミニウム膜には０．２５重量％
のスカンジウム（Ｓｃ）を含有せしめた。（図３
（Ａ））

【００３０】そして、アルミニウム膜３０７、ゲイト絶
縁膜３０６、珪素膜３０５をエッチングして、ゲイト電
極３１０、ゲイト絶縁膜３０９、活性層３０８、ゲイト
配線３１１を形成した。本参考例１の構造のＴＦＴは、
前記実施例のものと同様、スタガー型であるが、トップ
ゲイト型である点で異なっている。このような構造を順
スタガー型という。本参考例１の構造においては、活性
層のエッチングとゲイト電極のエッチングが同時に行わ
れるので、その分だけ工程を削減できる。(図３ (Ｂ))

【００３１】その後、前記実施例と同様の陽極酸化処理
によりゲイト電極・配線の表面に陽極酸化物被膜を形成
した。陽極酸化は前記実施例と同様の条件でおこない、
本参考例１では最高電圧は１５０Ｖまで上昇させた。こ
の結果、厚さ２０００Åの陽極酸化物被膜３１２、３１
３が形成された。(図３ (Ｃ) )

【００３２】その後、プラズマＣＶＤ法によって、層間
絶縁物として厚さ３０００Åの酸化珪素膜３１４を形成
した。さらに、層間絶縁物にコンタクトホールを形成
し、通常の配線形成技術によって、アルミニウムを主成
分とする金属配線３１５、３１６を形成した。アルミニ
ウムにはシリコンやタングステンを１〜５原子％混入さ
せてもよかった。以上のようにしてＴＦＴ２１７を形成
した。ゲイト配線３１１と配線３１６の交差部３１８は
陽極酸化物被膜３１３の存在により、層間ショートもな
かった。(図３(Ｄ) )以上によって基本的な回路が形成
できた。本参考例１の順スタガーＴＦＴの構造は通常の
ものと異なるので、その層構造を図３（Ｅ）に示す。そ
の後、さらに上層の配線や層間絶縁物、透明導電性被膜
等を形成してもよい。

【００３３】［参考例２］図４に本参考例２を示す。まず、基板（コーニング７０
５９）４０１上に下地酸化膜４０２として厚さ１０００
〜３０００Åの酸化珪素膜を形成した。その後、プラズ
マＣＶＤ法やＬＰＣＶＤ法によって非晶質珪素膜を３０
０〜５０００Å、好ましくは５００〜１０００Å堆積
し、これを、５５０〜６００℃の還元雰囲気に２４時間
放置して、結晶化せしめた。この工程は、レーザー照射
によっておこなってもよい。そして、このようにして結
晶化させた珪素膜をエッチングして島状領域４０３を形
成した。さらに、この上にスパッタ法によって厚さ７０
０〜１５００Åの酸化珪素膜４０４を形成した。

【００３４】その後、厚さ１０００Å〜３μｍのアルミ
ニウム（０．１〜０．３重量％のＳｃ（スカンジウム）
を含む）膜をスパッタ法によって形成した。そして、フ
ォトレジスト（例えば、東京応化製、ＯＦＰＲ８００／
３０ｃｐ）をスピンコート法によって形成した。フォト
レジストの形成前に、陽極酸化法によって厚さ１００〜
１０００Åの酸化アルミニウム膜を表面に形成しておく
と、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。その後、フォトレジスト
とアルミニウム膜をパターニングして、アルミニウム膜
と一緒にエッチングし、ゲイト電極４０５、ゲイト配線
４０６を形成した。ゲイト電極・配線上にはマスク膜４
０７、４０８を残存させたままとした。（図４（Ａ））

【００３５】さらにゲイト電極・配線に電解液中で電流
を通じて、その側面を陽極酸化し、厚さ３０００〜６０
００Å、例えば、厚さ５０００Åの陽極酸化物４０９、
４１０を形成した。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、１０〜３０Ｖの一定電圧をゲイト
電極に印加すればよい。本参考例２ではシュウ酸溶液
（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。マスク膜が存在したために、ゲイト電極・配線
の上面には陽極酸化物は形成されなかった。このように
して得られた陽極酸化物はバリヤ型陽極酸化物とは異な
り多孔質であった。(図４(Ｂ) )

【００３６】次に、マスク４０７、４０８を除去し、再
び電解溶液中において、ゲイト電極・配線に電圧を印加
した。今回は、３〜１０％の酒石酸、硼酸、硝酸が含ま
れたエチレングルコール溶液を用いた。溶液の温度は１
０℃前後の室温より低い方が良好な酸化膜が得られた。
このため、ゲイト電極・配線の上面および側面にバリヤ
型の陽極酸化物４１１、４１２が形成された。陽極酸化
物４１１、４１２の厚さは印加電圧に比例し、印加電圧
が１５０Ｖで２０００Åの陽極酸化物が形成された。
(図４(Ｃ) )

【００３７】その後、ドライエッチング法によって酸化
珪素膜４０４をエッチングした。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、珪素と酸化珪素の選択比を十分に大き
くすることによって、活性層を深く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はエッチングされ
ず、酸化珪素膜４０４のみがエッチングされる。また、
多孔質陽極酸化物４０９、４１０の下の酸化珪素膜４１
３、４１４はエッチングされずに残った。（図４
（Ｄ））

【００３８】その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて
多孔質陽極酸化物４０９、４１０をエッチングした。こ
のエッチングでは多孔質陽極酸化物のみがエッチングさ
れ、エッチングレートは約６００Å／分であった。バリ
ヤ型陽極酸化物はほとんどエッチングされず、したがっ
て、内部のアルミニウム電極はエッチングされなかっ
た。また、その下のゲイト絶縁膜４１３、４１４もその
まま残存した。

【００３９】そして、イオンドーピング法によって、Ｔ
ＦＴの活性層４０３に、ゲイト電極部（すなわちゲイト
電極とその周囲の陽極酸化膜）およびゲイト絶縁膜４１
３をマスクとして自己整合的に不純物を注入し、Ｎ型の
高濃度不純物領域（ソース／ドレイン領域）４１４、４
１７、Ｎ型の低濃度不純物領域４１５、４１６を形成し
た。ドーピングガスとしてはフォスフィン（ＰＨ₃）を
用いた。本参考例２はドーピングは２段階に分けておこ
なった。第１のドーピングでは、ドーズ量は１×１０¹⁴
〜５×１０¹⁵原子/ｃｍ²、加速エネルギーは１０〜３０
ｋｅＶとした。このドーピングでは、主として露出した
珪素に不純物がドーピングされ、高濃度不純物領域４１
４、４１７が形成された。

【００４０】第２のドーピングでは、ドーズ量は１×１
０¹²〜５×１０¹³原子／ｃｍ²、加速エネルギーは６０
〜９０ｋｅＶとした。このドーピングでは、深い部分に
まで不純物がドーピングされ、第１のドーピングでは不
純物の添加されなかった、ゲイト絶縁膜４１３の下の低
濃度不純物領域４１５、４１６に不純物が添加された。
このような２段階のドーピングは基板をその度に装置に
出し入れしなくとも、ドーピング条件を変えるだけでよ
いので、実質的な工程の増加にはつながらない。（図４
（Ｅ））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、活性層中に導入さ
れた不純物イオンの活性化をおこなった。この工程は熱
アニールによるものでもよい。

【００４１】最後に、全面に層間絶縁物４１８として、
ＣＶＤ法によって酸化珪素膜を厚さ３０００Å形成し
た。そして、ＴＦＴのソース／ドレインにコンタクトホ
ールを形成し、アルミニウム配線・電極４１９、４２０
を形成した。さらに２００〜４００℃で水素アニールを
おこなった。以上によって、ＴＦＴが完成された。本参
考例２においても、ゲイト配線４０６と配線４２０の交
差部４２１では、陽極酸化物被膜４１２の存在により、
層間ショートは皆無であった。(図４(Ｆ) )

【００４２】

【発明の効果】ゲイト電極・配線の陽極酸化工程におい
て、アルミニウム中にＳｃを０．０５〜０．４０重量
％、好ましくは、０．１〜０．２５重量％添加すること
によって、（１）酸化される領域の異常成長（ヒロック）を防止す
ることができる。（２）酸化される厚さの制御性を高めることができる。（３）均一な酸化物層を形成することができる。（４）耐熱性を高くすることができる。（５）耐レーザー性を高くすることができる。（６）特にＴＦＴのオフセット領域を形成する場合、Ｔ
ＦＴの特性を揃えることができる。（７）異常成長がなく、緻密な酸化物層を形成できるの
で、薄い酸化物層を形成することができる。といった効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゲイト電極・配線が陽極酸化された構造を有す
るＴＦＴを示す。

【図２】本発明の実施例の作製工程を示す。

【図３】参考例１の作製工程を示す。

【図４】参考例２の作製工程を示す。

【符号の説明】

１・・・・ゲイト電極２・・・・ゲイト配線３、４・・陽極酸化物被膜５・・・・ゲイト絶縁膜６・・・・活性層７・・・・エッチングストッパー８・・・・ソース９・・・・ドレイン１０、１１・配線２１・・・・島状半導体領域２２・・・・ドレイン２３・・・・ソース２４・・・・ゲイト絶縁膜２５・・・・ゲイト電極２６・・・・ゲイト配線２７、２８・陽極酸化物被膜２９・・・・層間絶縁物３０、３１・配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹村保彦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)参考文献特開平１−134426（ＪＰ，Ａ) 特開平２−85826（ＪＰ，Ａ) 特開平２−210420（ＪＰ，Ａ) 特開平１−289140（ＪＰ，Ａ) 特開平８−120489（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/28 H01L 29/41 H01L 21/3025

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ボトムゲイト型の絶縁ゲイト型半導体装置
の作製方法において、基板上にスカンジウムが０．０５重量％〜０．４０重量
％含まれたアルミニウムを主成分とする被膜を形成し、前記被膜をパターニングしてゲイト電極を形成し、前記ゲイト電極の表面に陽極酸化物層を形成し、前記陽極酸化物層上にゲイト絶縁膜を形成し、前記ゲイト絶縁膜上に半導体層を形成することを特徴と
する半導体装置の作製方法。