JP4190118B2 - 半導体装置、液晶表示装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、液晶表示装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、配線または電極等のコンタクト部におけるコンタクト抵抗の低減が図られる半導体装置および液晶表示装置と、そのような半導体装置の製造方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ型液晶表示装置（以下「ＴＦＴ−ＬＣＤ」と記す）においては、大型化あるいは高精細化が進められている。これに伴い、ゲート配線等の配線における信号遅延を防止するために、配線材料としてアルミニウムを主成分とする比較的抵抗の低い合金が適用されている。
【０００３】
そこで、まず従来のＴＦＴ−ＬＣＤの製造方法の一例について図を用いて説明する。図２０を参照して、ガラス基板１０２の表面に、スパッタ法により膜厚約２００ｎｍのアルミニウム合金膜（図示せず）を形成する。そのアルミニウム合金膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【０００４】
そのフォトレジストパターンをマスクとして、リン酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いてアルミニウム合金膜にエッチングを施すことにより、画像表示部Ａにゲート配線を含むゲート電極１０４ｂと補助容量配線１０４ｃとを形成し、端子部Ｂに端子側配線１０４ａを形成する。
【０００５】
次に図２１を参照して、端子側配線１０４ａ、ゲート電極１０４ｂおよび補助容量配線１０４ｃを覆うように、ＣＶＤ法等によりガラス基板１０２上に膜厚約４００ｎｍのシリコン窒化膜１０６を形成する。続いてそのシリコン窒化膜１０６上に、膜厚約２００ｎｍのアモルファスシリコン膜を形成する。さらに、膜厚約５０ｎｍのｎ+型アモルファスシリコン膜を形成する。
【０００６】
そのｎ+型アモルファスシリコン膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。そのフォトレジストパターンをマスクとして、ｎ+型アモルファスシリコン膜およびアモルファスシリコン膜に異方性エッチングを施すことにより、島状のアモルファスシリコン膜１０７およびｎ+型アモルファスシリコン膜１０８を形成する。
【０００７】
次に図２２を参照して、島状のアモルファスシリコン膜１０７およびｎ+型アモルファスシリコン膜１０８を覆うように、スパッタ法等よりシリコン窒化膜１０６上に膜厚約４００ｎｍのクロム膜（図示せず）を形成する。そのクロム膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【０００８】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてクロム膜にエッチングを施すことにより、ドレイン電極１０９ａ、ソース電極１０９ｂをそれぞれ形成する。その後、チャネル領域となるアモルファスシリコン膜１０７上に位置するｎ+型アモルファスシリコン膜１０８を除去する。これにより、ゲート電極１０４ｂ、ドレイン電極１０９ａおよびソース電極１０９ｂを含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔが形成される。
【０００９】
次に図２３を参照して、薄膜トランジスタＴを保護するため、薄膜トランジスタＴを覆うように、たとえばＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜１１０を形成する。そのシリコン窒化膜１１０上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【００１０】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてシリコン窒化膜１１０およびシリコン窒化膜１０６に異方性エッチングを施すことにより、ドレイン電極１０９ａの表面を露出するコンタクトホール１１１ａを形成する。また、端子側配線１０４ａの表面を露出するコンタクトホール１１１ｂを形成する。
【００１１】
次に図２４を参照して、コンタクトホール１１１ａ、１１１ｂを埋めるように、シリコン窒化膜１１０上に、スパッタ法等により膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの酸化透明導電膜を形成する。そのＩＴＯ膜上に、所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【００１２】
そのフォトレジストパターンをマスクとして、塩酸および硝酸を含むエッチング液を用いてＩＴＯ膜にエッチングを施すことにより、画像表示部Ａに画素電極１１３ａを形成する。また、端子部Ｂに端子電極１１３ｂを形成する。画素電極１１３ａは、薄膜トランジスタＴのドレイン電極１０９ａと電気的に接続されている。端子電極１１３ｂは、端子側配線１０４ａと電気的に接続されている。
【００１３】
この後、シール材（図示せず）を介してガラス基板およびカラーフィルタ（図示せず）を配置する。薄膜トランジスタＴが形成されたガラス基板１０２とカラーフィルタが配設されたガラス基板との間に液晶を注入する。さらに所定の端子部に駆動用ＩＣを実装する。以上のような製造プロセスを経ることによりＴＦＴ−ＬＣＤが完成する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＴＦＴ−ＬＣＤにおいては、ゲート電極を含むゲート配線や端子側配線等にアルミニウムを主成分とする合金膜が用いられている。これは、電極や配線材料として、アルミニウムを主成分とする合金を適用して低抵抗化を図ることで、信号遅延を防止することができるからである。
【００１５】
しかしながら、従来のＴＦＴ−ＬＣＤでは、特にコンタクトホール１１１ｂのコンタクト部における、端子側配線１０４ａと端子電極１１３ｂとの界面では、酸化アルミニウムが形成される。このような酸化アルミニウムが形成される原因として、アルミニウム合金からなる端子側配線１０４ａとＩＴＯ膜などの酸化透明導電膜からなる端子電極１１３ｂとの界面における反応、コンタクホール形成後の酸素プラズマ処理、または、基板が大気に晒されることによる自然酸化等が考えられている。
【００１６】
このように、コンタクト部において酸化アルミニウムが形成されるために、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗は１００ＭΩ以上と非常に高くなることがあった。その結果、端子電極１１３ｂと端子側配線１０４ａとの電気的な接触が良好ではなくなり、ＴＦＴ−ＬＣＤの動作が良好に行われない問題が生じた。
【００１７】
また、ＩＴＯ膜からなる画素電極１１３ａおよび端子電極１１３ｂを形成する際のエッチング液が、シリコン窒化膜１１０、１０６に存在しているピンホールなどを通して染み込むことがあった。エッチング液は上述したように、塩酸および硝酸を含むため、アルミニウム合金からなる端子側配線１０４ａやゲート電極１０４ｂがエッチングされたり、または腐食することがあった。
【００１８】
そこで、このような問題点を解消するために、アルミニウム合金からなる端子側配線１０４ａやゲート電極１０４ｂの表面に、たとえばクロム膜を積層させた構造が提案されている（特公平７−１１３７２６号公報）。クロム膜を積層することで、ＩＴＯ膜との良好な電気的な接続が得られ、また、クロム膜が耐薬液性を有することで、アルミニウム合金からなる配線等を保護することができる。
【００１９】
しかしながら、アルミニウム合金からなる端子側配線１０４ａやゲート電極１０４ｂの表面を他の金属膜で被覆することは、スパッタ装置において、膜種に対応した金属ターゲットを設ける必要がある。また、配線等を形成する際には、それぞれの金属膜の膜質に応じたエッチングを施す必要がある。このため、製造コストと製造工程が増加するという問題があった。
【００２０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、第１および第２の目的は容易にコンタクト抵抗の低減を図ることができ、耐薬液性を有する電極または配線を備えた半導体装置および液晶表示装置をそれぞれ提供することであり、第３の目的はそのような半導体装置の製造方法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面における半導体装置は、主表面を有する基板と、第１導電層と、第２導電層とを備えている。第１導電層は基板の主表面上に形成されている。第２導電層は基板の主表面上に形成され、第１導電層と電気的に接続されている。第１導電層は、アルミニウムを主成分とする第１層と、窒素を含有するアルミニウムを含む第２層とを有する積層膜からなる。第１導電層と第２導電層とが接触するコンタクト部では第１導電層の第２層が第２導電層と直接接触し、コンタクト部における第２層の膜厚ｄは、その第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されている。
【００２２】
この構造によれば、コンタクト部における第１導電層の第２層の膜厚ｄが、その第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されていることで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。その結果、信号遅延が防止される半導体装置が得られる。
【００２３】
好ましくは、第１導電層を覆うように基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜に形成され、第１導電層の表面を露出するコンタクトホールとを備え、コンタクト部はコンタクトホール内に位置し、第１導電層では第１層上に第２層が形成され、第２導電層はコンタクトホール内を含む絶縁膜上に形成されている。
【００２４】
この場合には、第２層が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から第１層を保護することができる。その結果、信号遅延の防止とともに、配線等の腐食が抑制される。
【００２５】
また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすことが好ましく、これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にでき、コンタクト部におけるコンタクト抵抗を低減することができる。
【００２６】
好ましくは、コンタクト部以外の部分における第２層の膜厚Ｔは、コンタクト部における膜厚よりも厚い。
【００２７】
この場合には、第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液が、たとえば絶縁膜に存在しているピンホールを通して染み込んできても、第１導電層の第１層にまで染み込むのをより確実に阻止することができる。その結果、耐薬液性に優れた第１導電層を得ることができる。
【００２８】
また好ましくは、第１層のアルミニウムの結晶粒の面方位は（１１１）配向である。
【００２９】
この場合には、第１層のアルミニウムの窒化が進みやすくなり、窒素を含有するアルミニウムを含む第２層を形成する際に、第１層の表面が適当な厚さに窒化される。これにより、第１層と第２層との界面の接合状態が良好になって、コンタクト抵抗をより低くすることができる。
【００３０】
好ましくは、第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０5μΩ・ｃｍの場合では、さらに、第２層の膜厚Ｔは、０＜ｄ＜２０ｎｍを満たす。
【００３１】
この場合には、コンタクト部以外の部分における第２層の膜厚Ｔが２０ｎｍよりも薄くなることで、第１導電層を形成する際に、第１層と第２層との膜質の差に起因して生じる第２層の庇の部分の形状をより緩やかなものにすることができる。その結果、その第１導電層上に絶縁膜を介して形成される第２導電層が、段差部分で断線するのを防止することができる。
【００３２】
一方、膜厚Ｔが、Ｔ≧２０ｎｍの場合では、絶縁膜の膜厚は１μｍよりも厚いことが好ましい。
【００３３】
この場合には、絶縁膜をより厚くすることで、第２層に庇が形成されたとしても、第２導電層が断線するのを抑制することができる。
【００３４】
そのような絶縁膜としては、透明樹脂膜を含むことがより好ましく、たとえば、光を透過させる必要のある液晶表示装置等へ適用することができる。
【００３５】
さらに好ましくは、第２導電層は透明導電膜を含んでいる。
この場合にも、この半導体装置を、液晶表示装置等へ適用することが可能になる。
【００３６】
本発明の第２の局面における液晶表示装置は、主表面を有する透明な基板と、第１導電層と、絶縁膜と、コンタクトホールと、透明な第２導電層とを備えている。第１導電層は基板の主表面上に形成されている。絶縁膜は第１導電層を覆うように基板上に形成されている。コンタクトホールは絶縁膜に形成され、第１導電層の表面を露出している。第２導電層はコンタクトホールを埋めるように絶縁膜上に形成され、第１導電層と電気的に接続されている。第１導電層は、アルミニウムを主成分とする下層部と、その下層部上に積層され、窒素を含有するアルミニウムを含む上層部とを有している。コンタクトホールは上層部の表面を露出している。コンタクトホールのコンタクト部における上層部の膜厚ｄは、その上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されている。
【００３７】
この構造によれば、コンタクト部における第１導電層の上層部の膜厚ｄが、その上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されていることで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。また、上層部が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から下層部を保護することができる。その結果、容易に信号遅延が防止され配線等の腐食が抑制される液晶表示装置が得られる。
【００３８】
また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすことが好ましい。これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にでき、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。
【００３９】
本発明の第３の局面における半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。基板上にアルミニウムを主成分とする下層部と、その下層部上に、窒素を含有するアルミニウムからなる上層部を積層させた第１導電層を形成する。その第１導電層を覆うように基板上に絶縁膜を形成する。絶縁膜に、上層部の表面を露出するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの底に露出した上層部に電気的に接続される第２導電層を絶縁膜上に形成する。コンタクトホールを形成する工程では、コンタクト部における上層部の膜厚ｄは、上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に形成され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に形成され、また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ 2 を満たすように形成される。
【００４０】
この製造方法によれば、コンタクトホールを形成する工程において、コンタクト部における上層部の膜厚ｄは、上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に形成され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に形成され、また、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすように形成されることで、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にできて、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。また、上層部が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から第１導電層の下層部を保護することができる。その結果、信号遅延が防止され配線等の腐食が抑制される半導体装置を容易に製造することができる。
【００４２】
また好ましくは、上層部はスパッタ法により窒素雰囲気中にて形成され、基板が晒される雰囲気内に導入される窒素の流量を流量Ｆ、上層部の成長速度を成長速度Ｄとすると、０．１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍ（このうち、０．１＜Ｆ／Ｄ≦１ｍｌ／ｎｍを条件Ａとし、１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍを条件Ｂとする。）の下で形成される。
【００４３】
この場合、条件Ａでは、上層部の比抵抗は比較的低くなり、所定のコンタクト抵抗を得るための上層部の膜厚のマージンが広くなる。一方、条件Ｂの場合では、上層部の比抵抗が比較的高くなり、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液に対して耐薬液性を有することができる。
【００４４】
このように、条件Ａの場合では、上層部の膜厚のマージンが大きくなるため、上層部の成長速度Ｄとしては、３＜Ｄ＜６０ｎｍ／ｍｉｎであるのが好ましい。
【００４５】
一方、条件Ｂの場合では、比抵抗が比較的高くなるため、所定のコンタクト抵抗を得るための膜厚の範囲が狭くなる。この場合には、上層部の成長速度Ｄとしては、３＜Ｄ＜１０ｎｍ／ｍｉｎであるのが好ましい。
【００４６】
好ましくは、下層部は、圧力が１０-3Ｐａ以下の状態になった後に形成され始める。
【００４７】
この場合には、下層部と上層部との間に酸化アルミニウムが形成されるのを大幅に抑制することができる。
【００４８】
また好ましくは、下層部の形成が始まってから上層部の形成が終了するまでの間、基板が晒される雰囲気の酸素濃度は１０-10ｍｏｌ／ｌ以下である。
【００４９】
この場合にも、下層部と上層部との間に酸化アルミニウムの膜が形成されるのを確実に抑制することができる。
【００５０】
上層部は、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを含む雰囲気中で形成されるのが好ましい。そのような窒化性ガスとしては、窒素、アンモニア、ヒドラジンおよびヒドラゾンの少なくともいずれかを含むガスを含んでいるのが好ましい。
【００５１】
また好ましくは、第１導電層はスキャンマグネトロンスパッタリング装置を用いて行なわれる。
【００５２】
スキャンマグネトロンスパッタ装置によれば、基板上に形成する第１導電層の膜厚分布をマグネットの揺動速度により制御することができ、基板面内の第１導電層の膜厚の制御を容易に行なうことができる。
【００５３】
好ましくは、コンタクトホールを形成する工程では、下層部が露出する前に、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを導入することを含んでいる。
【００５４】
この場合には、コンタクトホールを形成する際のエッチングにより、上層部がエッチングされて下層部の表面が露出したとしても、窒化性ガスの導入により、下層部の表面に窒素を含むアルミニウム膜が形成される。これにより、コンタクト抵抗が上昇するのを抑制することができる。
【００５５】
また好ましくは、第１導電層を形成する工程では、第１導電層をドライエッチングによりパターニングする工程を含む。
【００５６】
この場合には、ウエットエッチングによりパターニングする場合と比較すると、上層部と下層部の膜質の違いに起因して生じる上層部の庇をなくすことができる。その結果、第１導電層の上に形成される第２導電層が、第１導電層の段差部において断線するのを防止することができる。
【００５７】
窒化性ガスとしての窒素は、予めガスボンベ内で不活性ガスと混合希釈されているのが望ましい。
【００５８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置について説明する。まず、その製造方法について図を用いて説明する。図１を参照して、画像表示部Ａおよび端子部Ｂの領域を有するガラス基板２上に、スキャンマグネトロンスパッタリング装置（以下、「スパッタ装置」と記す。）のチャンバ内において、アルミニウム合金のターゲット材をスパッタすることで、アルミニウムを主成分とし、たとえば０．２ｗｔ％の銅を含むアルミニウム合金膜（Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕ膜）４を約２００ｎｍ形成する。
【００５９】
次に、ガラス基板２をチャンバから出すことなく、チャンバ内にアルゴンガスで希釈された窒素ガスを導入しながら、アルミニウム合金のターゲット材をスパッタすることで、アルミニウム合金膜４上に窒素を含むアルミニウム膜５を形成する。
【００６０】
この窒素を含むアルミニウム膜５の成膜条件として、スパッタ装置におけるＤＣパワーを１ＫＷとする。チャンバ内に導入する窒素ガスとして、アルゴン（Ａｒ）−１０％Ｎ2混合ガスボンベから希釈された窒素ガスを用いる。そして、その混合ガス流量を５０ｓｃｃｍとする。すなわち、窒素ガスの正味の流量Ｆを５ｓｃｃｍとする。また、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が、約１２ｎｍとなるように成膜時間を調整し、窒素を含むアルミニウム膜５の成長速度Ｄを、約２０ｎｍ／ｍｉｎとする。
【００６１】
また、混合ガスを流す前のチャンバ内の圧力を１０-3Ｐａ以下となった状態で、窒素を含むアルミニウム膜５の形成を開始する。さらに、アルミニウム合金膜４の形成が始まってから、窒素を含むアルミニウム膜５の形成が終了するまでの間、チャンバ内の酸素の濃度を１０-10ｍｏｌ／ｌ以下とする。
【００６２】
次に図２を参照して、窒素を含むアルミニウム膜５上に、所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。そのフォトレジストパターンをマスクとして、リン酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いて、窒素を含むアルミニウム膜５およびアルミニウム合金膜４にエッチングを施すことにより、画像表示部Ａにゲート配線を含むゲート電極４５ｂおよび補助容量配線４５ｃを形成する。また、端子部Ｂに端子側配線４５ａを形成する。その後、フォトレジストパターンを除去する。
【００６３】
次に図３を参照して、端子側配線４５ａ、ゲート電極４５ｂおよび補助容量配線４５ｃを覆うように、たとえばプラズマＣＶＤ法により膜厚約４００ｎｍのシリコン窒化膜６を形成する。引続き、膜厚約２００ｎｍのアモルファスシリコン膜を形成する。さらに、膜厚約５０ｎｍのｎ+型アモルファスシリコン膜を形成する。
【００６４】
そのｎ+型アモルファスシリコン膜に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。そのフォトレジストパターンをマスクとして、ｎ+型アモルファスシリコン膜およびアモルファスシリコン膜にエッチングを施すことにより、島状のアモルファスシリコン膜７およびｎ+型アモルファスシリコン膜８を形成する。島状のアモルファスシリコン膜７は、この後形成される薄膜トランジスタのチャネル部分となる。
【００６５】
次に図４を参照して、島状のアモルファスシリコン膜７およびｎ+型アモルファスシリコン膜８を覆うように、スパッタ法により、膜厚約４００ｎｍのクロム膜（図示せず）を形成する。そのクロム膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【００６６】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてクロム膜にエッチングを施すことにより、ドレイン電極９ａおよびソース電極９ｂを形成する。次に、ドライエッチングにより、チャネル領域上のｎ+型アモルファスシリコン膜８を除去する。その後、フォトレジストパターンを除去する。これにより、ゲート電極４５ｂ、ドレイン電極９ａおよびソース電極９ｂを含む薄膜トランジスタＴが形成される。
【００６７】
次に図５を参照して、薄膜トランジスタＴを覆うように、ＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜６上に、さらにシリコン窒化膜１０を形成する。そのシリコン窒化膜１０上に、所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【００６８】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてシリコン窒化膜１０およびシリコン窒化膜６に異方性エッチングを施すことにより、ドレイン電極９ａの表面を露出するコンタクトホール１１ａと、端子側配線４５ａの表面を露出するコンタクトホール１１ｂをそれぞれ形成する。
【００６９】
この異方性エッチングにおいては、エッチングガスとして、ＣＦ4またはＳＦ6などを含むガスを用いる。また、オーバーエッチングを３０％程度とする。これは、特にコンタクトホール１１ｂにおいて、オーバーエッチングによりコンタクトホール１１ｂの底に露出している窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が目標レベルの膜厚よりも薄くなることを防止するためである。
【００７０】
この工程では、図６に示すように、コンタクトホール１１ｂのコンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜５ａの膜厚ｄ1は、後述するように、窒素を含むアルミニウム膜５ａの比抵抗の値に対応して所定のコンタクト抵抗が得られるように所定の膜厚に設定される。
【００７１】
次に図７を参照して、スパッタ法等により、コンタクトホール１１ａ、１１ｂを埋めるようにシリコン窒化膜１０上に膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ膜（図示せず）を形成する。そのＩＴＯ膜上に所定のフォトレジストパターンを形成する。
【００７２】
そのフォトレジストパターンをマスクとして、塩酸および硝酸を含むエッチング液を用いてＩＴＯ膜にエッチングを施すことにより、画像表示部Ａでは画素電極１３ａを形成する。また、端子部Ｂでは端子電極１３ｂを形成する。画素電極１３ａはソース電極９ａと電気的に接続される。端子電極１３ｂは端子側配線４５ａと電気的に接続される。
【００７３】
次に、薄膜トランジスタＴの特性を安定化するために、温度１３０〜３００℃の下でアニールを行なう。このアニール温度は、コンタクト部におけるコンタクト抵抗に影響を与えるため、あまり高温にならないようにすることが重要である。特に本実施の形態では、アニール温度として２５０℃を採用する。
【００７４】
次に図８を参照して、画素電極１３ａを覆うように、シリコン窒化膜１０上に配向膜１５を形成する。配向膜１５が形成されたガラス基板２にシール材１６を介してガラス基板１７を配設する。このガラス基板１７には、あらかじめ色材１８、ブラックマトリクス１９、ＩＴＯ膜２０および配向膜２１が形成されている。
【００７５】
次に、配向膜１５と配向膜２１との間に液晶２２を注入する。その後、図９に示すように、駆動用ＩＣが装着された駆動用ＩＣ基板２４を液晶パネル２３に実装する。なお、駆動用ＩＣ基板２４と液晶パネル２３とは、フレキシブルプリント回路２５によって電気的に接続される。以上の工程を経ることにより液晶パネル２３を備えた液晶表示装置が完成する。
【００７６】
このように形成された液晶表示装置においては、特に、ＩＴＯ膜からなる端子電極１３ｂと端子側配線４５ａとの界面に、所定の膜厚の窒素を含むアルミニウム膜５ａが存在することにより、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。
【００７７】
このことについて詳しく説明する。図１０は、サイズが３５μｍ□のコンタクトホールのコンタクト部におけるコンタクト抵抗の窒素を含むアルミニウム膜の膜厚および比抵抗依存性を評価した結果である。図１０において、白丸印はコンタクト抵抗の値が５００Ω以下のポイントを示している。ハッチングのある丸印は、コンタクト抵抗の値が５００Ωと１００ＫΩとの間にあるポイントを示している。黒丸印は、コンタクト抵抗が１００ＫΩよりも大きいポイントを示している。
【００７８】
これらの測定結果により、同図の白い領域（領域Ａ）は、コンタクト抵抗Ｒが比較的低い領域（Ｒ≦５００Ω）を示している。ハッチングの比較的細かい領域（領域Ｂ）は、コンタクト抵抗が５００Ωと１００ＫΩとの間にある領域を示している。ハッチングの比較的粗い領域（領域Ｃ）は、コンタクト抵抗が１００ＫΩよりも大きい領域を示している。
【００７９】
コンタクト抵抗の値としては１００ＫΩ以下、より好ましくは５００Ω以下であることが望ましい。このため、領域Ａおよび領域Ｂ内に入るように窒素を含むアルミニウム５の膜厚と比抵抗を設定する必要があることが判明した。
【００８０】
具体的には、窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗ρが５０＜ρ≦１×１０5μΩ・ｃｍの場合では、窒素を含むアルミニウムの膜厚ｄは、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ2を満たせばよいことが判明した。
【００８１】
また、窒素を含むアルミニウム膜の比抵抗ρが１×１０5μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、窒素を含むアルミニウムの膜厚ｄは０＜ｄ＜３ｎｍを満たせばよいことが判明した。
【００８２】
なお、この場合の膜厚の範囲は、比抵抗ρの値が約１×１０10μΩ・ｃｍ程度にまで高くなっても、所望のコンタクト抵抗が得られることが実験的に確認された。
【００８３】
また図１０では、コンタクトホールのサイズが３５μｍ□の場合の結果を示しているが、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、コンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たせばよいことが判明した。
【００８４】
これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にすることができる。
【００８５】
このようにコンタクト部における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚を上記膜厚に設定することで、端子側配線４５ａと端子電極１３ｂとのコンタクト部におけるコンタクト抵抗を大幅に低減することができる。その結果、液晶表示装置において信号遅延を防止することができる。
【００８６】
なお、コンタクトホール形成後のコンタクト部における窒素を含むアルミニウム膜の残膜としてこの結果を利用することで、コンタクトホールのサイズが異なる場合のコンタクト抵抗についても、図１０に示された結果と同様の傾向が得られると考えられる。
【００８７】
また、この液晶表示装置では、端子側配線４５ａのアルミニウム合金膜４の上に窒素を含むアルミニウム膜５が積層されていることで、たとえば、画素電極１３ａや端子電極１３ｂを形成する際のエッチング液により、アルミニウム合金膜４がエッチングされたり、あるいは腐食したりするのを防止することができる。
【００８８】
本実施の形態では窒素を含むアルミニウム膜５を形成するための条件として、窒素流量Ｆと成膜速度Ｄとの関係が、Ｆ／Ｄ＝０．２５ｍｌ／ｎｍ（Ｆ／Ｄ＝０．０２５ｍｌ／Å）になるように設定する。
【００８９】
特にＦ／Ｄの値を、０．１〜１ｍｌ／ｎｍ（０．０１〜０．１ｍｌ／Å）に設定することによって形成される窒素を含むアルミニウム膜５においては、その比抵抗が比較的低くなる。窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗が低くなれば、図１０に示すように、良好なコンタクト抵抗を得るための膜厚としてはより厚い膜厚まで対応が可能である。
【００９０】
このため、ガラス基板２上に窒素を含むアルミニウム膜５を形成する際には、ガラス基板２の面内において厳密な膜厚精度が必要ではなくなる。Ｆ／Ｄの値が上記値の場合には、窒素を含むアルミニウム膜の比抵抗は約５００μΩ・ｃｍとなり、数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の実用的な窒素を含むアルミニウムの膜厚に対して、コンタクト抵抗の値は５００Ω以下の値が得られた。
【００９１】
また、アルミニウム合金膜４の上に積層する窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚を次のようにして決定する。
【００９２】
まず、コンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜１２ａの膜厚ｄ1が、図１０に示す目標レベルに入るように、図５または図６に示すコンタクトホール１１ｂを形成する際のドライエッチングに伴う窒素を含むアルミニウム膜の削れ量５〜１０ｎｍを考慮に入れる。
【００９３】
そして、端子側配線４５ａおよびゲート配線を含むゲート電極４５ｄのパターニング形状を考慮に入れる。すなわち、図２に示す工程において、窒素を含むアルミニウム膜５とアルミニウム合金膜４をウエットエッチングによりパターニングする際に、それぞれの膜質に起因して、窒素を含むアルミニウム膜５のエッチングレートとアルミニウム合金膜４のエッチングレートとが異なる結果、窒素を含むアルミニウム膜の庇が形成されることがある。
【００９４】
この場合、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚をできるだけ薄く、たとえば２０ｎｍ以下にすることで、窒素を含むアルミニウム膜の庇をより小さくすることができる。
【００９５】
これらを考慮することで窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚を、たとえば約１２ｎｍに設定する。この膜厚では、たとえガラス基板２の周辺部分等で窒素を含むアルミニウム膜の膜厚や比抵抗の値が目標値とずれても、コンタクト部において窒素を含むアルミニウムの比抵抗ρと窒素を含むアルミニウム膜の膜厚ｄとの積は、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ2の範囲内から外れることはない。これにより、コンタクト部におけるコンタクト抵抗値として１００ＫΩ以下、好ましくは５００オーム以下の比較的低い値を達成することができる。
【００９６】
さらに、窒素を含むアルミニウム膜の庇がより小さくなり、ゲート電極４５ｂ等の段差上に形成される画素電極１３ａ等に断線が生じるのを防止することができる。
【００９７】
上述したプロセスを用いて、液晶表示装置を製造したところ、大型の液晶表示装置などで量産として安定して形成するのが困難であった端子電極１３ｂなどの透明の電極と端子側配線４５ａなどのアルミニウム合金配線間のコンタクト抵抗を容易に低減することができた。また、非常に写真整版工程数の少ないプロセスにより１５インチ以上の大型画面を有する液晶表示装置を安定して製造することができた。
【００９８】
上述したプロセスは、大型の液晶表示装置に限られず、大型基板を多面取りすることで、１５インチ以下の中型の液晶表示装置に適用することも可能である。また、配線や電極材料としてこれまで使われていた高融点金属などに比べて、アルミニウム合金を適用することにより、スパッタ装置に装着されるターゲットも低価格であるため、製造コストを低減することができる。また、アルミニウム合金膜等をパターニングする際のエッチング溶液は低価格であり、製造コストを更に低減することが可能になる。
【００９９】
また、多面取するすべての液晶表示装置において、安定して良好なコンタクト抵抗が得られることから、生産効率を向上することができる。
【０１００】
なお、アルミニウム合金４や窒素化アルミニウム膜５を形成する際に、アルミニウム合金４に酸化アルミニウムの被膜が形成されるのを抑制するために、次のような処置を施しておくことが望ましい。
【０１０１】
まず、アルミニウム合金膜４の形成が始まってから、窒素を含むアルミニウム膜５の形成が終了するまでの間、チャンバ内の酸素濃度を１０-10ｍｏｌ／ｌ以下としておくことが望ましい。
【０１０２】
また、窒素を含むアルミニウム膜を形成する前のチャンバ内の圧力を１０-3Ｐａ以下とした後に、大気をチャンバ内に導入することなく窒素を含むアルミニウム膜を形成することが望ましい。
【０１０３】
そして、特にガラス基板２面内で均一な窒素を含むアルミニウム膜を形成するために、スキャンマグネトロンスパッタ装置を適用することが望ましい。その際に、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚が５〜２０ｎｍの範囲に入るようにするために、スキャンマグネトロンスパッタ装置において、マグネットの走査回数が少なくとも複数回可能なように、窒素を含むアルミニウム膜の成長速度としては３〜６０ｎｍ／ｍｉｎとすることが望ましい。このような成膜速度を設定することによりガラス基板２内の膜厚および膜質の分布を均一にすることができる。
【０１０４】
また、ガスボンベ内で予めアルゴンガスと均一に混合希釈された窒素ガスを用いることで、微量な窒素流量にもかかわらず、チャンバ内のガラス基板２表面に均一に窒素を供給することができる。これにより、スパッタされるアルミニウム粒子の窒化の程度を精密に制御することができ、形成される窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗のガラス基板２面内における均一性を向上することができる。
【０１０５】
ところで、この実施の形態では、窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗が比較的低い場合（〜１×１０5μΩ・ｃｍ）を例に挙げて説明したが、この比抵抗値よりも大きな比抵抗を有する窒素を含むアルミニウム膜を形成する場合にも、図１０に示すように、コンタクト部における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚を約３ｎｍ以下にすることによって、良好なコンタクト抵抗を得ることができる。
【０１０６】
比較的高い比抵抗の窒素を含むアルミニウム膜は、窒素流量Ｆと成膜速度Ｄとの比Ｆ／Ｄの値を１〜１０ｍｌ／ｎｍ（０．１〜１ｍｌ／Å）の範囲に設定することで形成することが可能である。より具体的には、たとえばＤＣパワー１ＫＷ、アルゴンおよび窒素の混合ガス流量１５０ｓｃｃｍ（窒素ガスの正味の流量Ｆ：１５ｓｃｃｍ）の条件の下でスパッタ法により、このような窒素を含むアルミニウム膜を形成することができる。
【０１０７】
このとき、窒素を含むアルミニウム膜の成膜速度Ｄは約７ｎｍ／ｍｉｎになる。また、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚として、たとえば約７ｎｍとなるように成膜時間を調整する。
【０１０８】
比抵抗の値が比較的高い場合には、図１０に示すように、コンタクト部において良好なコンタクト抵抗が得られる膜厚がかなり薄い範囲に限られている。このため、当初から窒素を含むアルミニウム膜の膜厚をガラス基板２面内で±１ｎｍの精度で制御する必要がある。このような精度を達成するには、窒素を含むアルミニウム膜の成膜速度を３〜１０ｎｍ／ｍｉｎとするのが望ましい。
【０１０９】
さらに、この場合には、コンタクトホールを形成する際のドライエッチングによる窒素を含むアルミニウム膜の削れ量を、４〜６ｎｍに制御する必要がある。このため、ゲート絶縁膜となるシリコン窒化膜６と、層間膜となるシリコン窒化膜１０の膜厚を薄くする必要がある。
【０１１０】
そして、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚がより薄く（約７ｎｍ）なることで、端子側配線４５ａやゲート電極４５ｂをパターニングする際のウエットエッチングによって生じる窒素を含むアルミニウム膜の庇は、ほとんど影響を与えなくなる。
【０１１１】
また、この実施の形態では、窒素を含むアルミニウム膜５を形成する際に窒素ガスを用いたが、窒素ガスの他に、アルミニウムを窒化させることのできる窒化性ガスであれば、アンモニア、ヒドラジンおよびヒドラゾンの少なくともいずれかのガスを用いてもよい。
【０１１２】
さらに、ガラス基板２面内における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚および比抵抗の値を均一にする観点から、スパッタ装置に窒素を含むアルミニウムのターゲットを装着して窒素を含むアルミニウム膜を形成してもよい。この際に、上述した窒化性のガスを流すことにより、ガラス基板２上に形成される窒素を含むアルミニウム膜における窒素（Ｎ）の欠損を補うことができて、窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗の値をターゲット材の比抵抗の値に近づけることが可能である。
【０１１３】
また、アルミニウム合金膜４の上に窒素を含むアルミニウム膜５を形成する以外に、アルミニウム合金膜４の表面を窒化することにより窒素を含むアルミニウム膜を形成してもよい。
【０１１４】
たとえば、アルミニウム合金膜４が形成された後に、窒素、アンモニア、ヒドラジンまたはヒドラゾンなどの窒化性ガスをチャンバに導入するとともに、１００℃以上の温度でアニールすることにより、アルミニウム合金膜４の表面には窒素を含むアルミニウム膜が形成される。
【０１１５】
さらに、窒素ガスをプラズマ化することによって、アルミニウム合金膜の窒化速度を上げることができて、より短時間で窒素を含むアルミニウム膜を形成することができる。
【０１１６】
これらの方法についても、それぞれのチャンバ内の酸素濃度を１０-10ｍｏｌ／ｌ以下とするとともに、スパッタ装置の圧力が１０-3Ｐａ以下の予備室を介してチャンバ間を基板を搬送させることによって、アルミニウム膜の形成が始まってから窒素を含むアルミニウム膜の形成が完了するまで、基板が晒される雰囲気の酸素濃度を１０-10ｍｏｌ／ｌ以下にすることができる。
【０１１７】
また、アルミニウム合金膜４の結晶粒の配向性を（１１１）配向とすることで、アルミニウムの窒化が進みやすく、窒素を含むアルミニウム膜を形成する際に、アルミニウム合金膜が適当な厚さに窒化される。これにより、形成された窒素を含むアルミニウム膜５とアルミニウム合金膜４との界面の接合状態がよくなり、コンタクト抵抗を低減することができる。
【０１１８】
また、窒素を含むアルミニウム膜として、アルミニウムと窒素とが結合した化合物としての窒化アルミニウム膜が一例として挙げられる。この他に、アルミニウム膜中に窒素が単独で存在しているようなアルミニウム膜や、窒素を含むアルミニウム膜にそのような窒素が単独に存在しているような膜についても同様の傾向が得られると考えられる。
【０１１９】
実施の形態２
実施の形態１における液晶表示装置では、アルミニウム合金膜上に形成される窒素を含むアルミニウム膜の膜厚としては、比較的薄い場合を例に挙げて説明した。本実施の形態における液晶表示装置では、この窒素を含むアルミニウム膜の膜厚が比較的厚い場合について説明する。
【０１２０】
その製造方法について説明する。まず実施の形態１において説明した図１に示す工程と同様の工程により、ガラス基板２上にアルミニウム膜４と窒素を含むアルミニウム膜５とを形成する。
【０１２１】
このとき、窒素を含むアルミニウム膜５の成膜条件として、スパッタ装置におけるＤＣパワーを１ＫＷとする。チャンバ内に導入する窒素ガスとして、アルゴン（Ａｒ）−２０％Ｎ2混合ガスボンベから希釈された窒素ガスを用いる。そして、その混合ガス流量を５０ｓｃｃｍとする。すなわち、窒素ガスの正味の流量Ｆを１０ｓｃｃｍとする。また、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が、約２５ｎｍとなるように成膜時間を調整する。これにより、比抵抗の比較的高い（〜１×１０5μΩ・ｃｍ）窒素を含むアルミニウム膜が形成される。
【０１２２】
また、アルミニウム合金膜としては、たとえば０．２ｗｔ％の銅を含むアルミニウム合金膜（Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕ膜）を適用する。
【０１２３】
その後、実施の形態１において説明した図２〜図４に示す工程と同様の工程を経て、図５に示す工程と同様に、薄膜トランジスタＴを覆うようにシリコン窒化膜１０を形成する。
【０１２４】
次に、所定のフォトレジストパターンをマスクとして、シリコン窒化膜１０、６に異方性エッチングを施すことにより、コンタクトホール１１ａおよびコンタクトホール１１ｂを形成する。このとき、エッチングガスとして、ＣＦ4とＯ2との混合ガスまたはＳＦ6とＯ2との混合ガスを用いる。
【０１２５】
特にこの工程では、図１１に示すように、コンタクトホール１１ｂを形成する際に、コンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜の所定の膜厚ｄ2を得るために、窒素を含むアルミニウム膜５の当初の膜厚２５ｎｍと、そのエッチングレート約５ｎｍ／ｍｉｎとを考慮して、オーバーエッチング量を１２５％とする。これにより、コンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜の膜厚ｄ2は約１０ｎｍになる。
【０１２６】
その後、実施の形態１において説明した図７から図９に示す工程と同様の工程を経ることにより液晶表示装置が完成する。
【０１２７】
このようにして製造された液晶表示装置によれば、特にコンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚ｄ2が窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗の値に応じて所定の膜厚に設定される。
【０１２８】
この場合、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚ｄ2が約１０ｎｍ、窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗が〜１×１０5μΩ・ｃｍ程度となり、図１０に示すように、コンタクト部１２ａにおけるコンタクト抵抗値を１００ＫΩ以下、好ましくは５００Ω以下の比較的低い良好な値にすることができる。これにより、実施の形態１において説明した液晶表示装置と同様に、信号遅延を防止することができる。
【０１２９】
さらに、本液晶表示装置では、実施の形態１の液晶表示装置において得られる効果に加えて、次のような効果が得られる。
【０１３０】
本液晶表示装置では、コンタクト部以外での窒素を含むアルミニウム膜の膜厚は、実施の形態１の液晶表示装置における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚（約１２ｎｍ）よりも厚い。このため、たとえば画素電極１３ａや端子電極１３ｂを形成する際のエッチング液などの薬液が、シリコン窒化膜１０、６に存在するピンホールを通して染み込んだとしてもアルミニウム合金膜４に及ぶのをより確実に阻止することができる。
【０１３１】
その結果、端子側配線４５ａやゲート配線を含むゲート電極４５ｂが、エッチングされたり腐食したりするのを確実に防止することができる。
【０１３２】
実施の形態３
実施の形態３に係る液晶表示装置について説明する。この実施の形態における液晶表示装置では、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚が比較的厚く、その比抵抗の値が比較的高い場合について説明する。
【０１３３】
まず実施の形態１において説明した図１に示す工程と同様の工程において、ガラス基板２上にアルミニウム膜４と窒素を含むアルミニウム膜５とを形成する。
【０１３４】
このとき、窒素を含むアルミニウム膜５の成膜条件として、スパッタ装置におけるＤＣパワーを１ＫＷとする。チャンバ内に導入する窒素ガスとして、アルゴン（Ａｒ）−２０％Ｎ2混合ガスボンベから希釈された窒素ガスを用いる。そして、その混合ガス流量を５０ｓｃｃｍとする。すなわち、窒素ガスの正味の流量Ｆを１０ｓｃｃｍとする。また、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が、約２０ｎｍとなるように成膜時間を調整する。これにより、比抵抗の比較的高い（〜１×１０5μΩ・ｃｍ）窒素を含むアルミニウム膜が形成される。
【０１３５】
また、アルミニウム合金膜としては、たとえば０．２ｗｔ％の銅を含むアルミニウム合金膜（Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕ膜）を形成する。
【０１３６】
その後、実施の形態１において説明した図２〜図４に示す工程と同様の工程を経て、図５に示す工程と同様に、薄膜トランジスタＴを覆うようにシリコン窒化膜１０を形成する。
【０１３７】
次に、所定のフォトレジストパターンをマスクとして、シリコン窒化膜１０、６に異方性エッチングを施すことにより、コンタクトホール１１ａおよびコンタクトホール１１ｂを形成する。
【０１３８】
このコンタクトホール１１ａ、１１ｂを形成する際に、２段階のエッチングを施す。
【０１３９】
その第１段階のエッチングでは、ＣＦ4とＯ2との混合ガスまたはＳＦ6とＯ2との混合ガスを用いて、約１２５％のオーバーエッチングを施す。この後、Ｏ2ガスの供給を止め、Ｎ2ガスを導入する。
【０１４０】
そして、第２段階のエッチングでは、ＣＦ4とＮ2との混合ガスまたはＳＦ6とＮ2との混合ガスにより約５０秒間のエッチングを施す。
【０１４１】
これにより、窒素を含むアルミニウム膜５がエッチングされてアルミニウム合金膜４の表面が露出する前に酸素ガスが止められ窒素ガスが導入されることで、その後露出したアルミニウム合金膜４の表面が酸素（Ｏ2）に晒されて酸化アルミニウムの被膜が形成されることはなく、アルミニウム合金膜４の表面に窒素を含むアルミニウム層が形成される。
【０１４２】
その後、実施の形態１において説明した図７から図９に示す工程と同様の工程を経て液晶表示装置が完成する。
【０１４３】
特にこの製造方法によれば、図１２に示すように、窒素を含むアルミニウム膜５のガラス基板２内の均一性があまり良好でなく、また、コンタクト部における膜厚ｄ3の制御が難しい場合でも、２段階のエッチングを施すことでコンタクト部１２ａに所望の厚さの窒素を含むアルミニウム膜を容易に形成することができる。
【０１４４】
すなわち、エッチングによりコンタクトホール１１ｂを形成する際に、コンタクトホールの底に部分的にアルミニウム合金膜４の表面が露出したとしても、アルミニウム合金膜４ａの表面が露出する前に酸素ガスが止められ窒素ガスが導入されることで、その露出した表面には膜厚約２〜４ｎｍと見積もられる窒素を含むアルミニウム層が形成される。
【０１４５】
その結果、コンタクト部１２ａにおいて良好なコンタクト抵抗を得ることができ、実施の形態１において説明した液晶表示装置と同様に、信号遅延を防止することができる。
【０１４６】
また、本液晶表示装置では、コンタクト部１２ａ以外での窒素を含むアルミニウム膜の膜厚は、実施の形態１の液晶表示装置における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚（約１２ｎｍ）よりも厚い。
【０１４７】
これにより、実施の形態２における液晶表示装置と同様に、端子側配線４５ａやゲート配線を含むゲート電極４５ｂがエッチングされたり腐食したりするのを確実に防止することができる。
【０１４８】
実施の形態４
実施の形態４に係る液晶表示装置について説明する。実施の形態１〜３における液晶表示装置では、端子側配線やゲート電極に、アルミニウム合金膜と窒素を含むアルミニウム合金膜からなる積層膜を適用した。本実施の形態では、これらに加えて薄膜トランジスタのソース電極およびドレイン電極にも、アルミニウム合金膜と窒素を含むアルミニウム膜との積層膜を適用した液晶表示装置について説明する。
【０１４９】
まず、実施の形態１において説明した図１から図３に示す工程と同様の工程を経た後に、図１３に示すように、スパッタ法により膜厚約１００ｎｍのクロム膜３１を形成する。そのクロム膜３１を覆うように、スパッタ法により膜厚約２００ｎｍのアルミニウム合金膜３２を形成する。さらに、そのアルミニウム合金膜３２上に窒素を含むアルミニウム膜３３を形成する。
【０１５０】
窒素を含むアルミニウム膜３３の成膜条件として、スパッタ装置におけるＤＣパワーを１ＫＷとする。チャンバ内に導入する窒素ガスとして、アルゴン（Ａｒ）−１０％Ｎ2混合ガスボンベから希釈された窒素ガスを用いる。そして、その混合ガス流量を５０ｓｃｃｍとする。すなわち、窒素ガスの正味の流量Ｆを５ｓｃｃｍとする。窒素化アルミニウム膜の成長速度Ｄを約２０ｎｍ／ｍｉｎとし、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が約３０ｎｍとなるように成膜時間を調整する。
【０１５１】
また、アルミニウム合金膜３２として、たとえば０．２ｗｔ％の銅を含むアルミニウム合金膜（Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕ膜）を適用する。
【０１５２】
次に、窒素を含むアルミニウム膜３３上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。そのフォトレジストパターンをマスクとして窒素を含むアルミニウム膜３３およびアルミニウム合金膜３２にエッチングを施し、さらにクロム膜３１にエッチングを施す。
【０１５３】
次に、ドライエッチングを施すことによりチャネル領域上のｎ+型アモルファスシリコン膜８を除去することで、図１４に示すように、ソース配線を含むソース電極９ａ、ドレイン電極９ｂを形成する。その後、フォトレジストパターンを除去する。
【０１５４】
次に図１５を参照して、薄膜トランジスタＴを保護するために、シリコン窒化膜６上に、ＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜１０を形成する。そのシリコン窒化膜１０上に、たとえばアクリルなどからなる感光性透明樹脂膜３４を約３μｍ程度塗布形成する。
【０１５５】
次に、写真製版を施すことにより、感光性透明樹脂膜３４およびシリコン窒化膜１０、６にエッチングを施すことで、コンタクトホール１１ａおよびコンタクトホール１１ｂを形成する。このときのエッチングガスとして、ＣＦ4またはＳＦ6などを用いる。また、オーバーエッチングの量を約３０％とした。これは、オーバーエッチングによりコンタクト部における窒素を含むアルミニウムの膜厚が所望の膜厚よりも薄くなるのを防止するためである。
【０１５６】
特に、ソース電極９ａの表面を露出するコンタクトホール１１ａにおいては、コンタクトホール１１ｂに比べて、シリコン窒化膜１０がエッチングされた後に窒素を含むアルミニウム膜３３ａがエッチングされる。このため、この部分の窒素を含むアルミニウム膜のエッチング量がコンタクトホール１１ｂにおける窒素を含むアルミニウム膜５ａのエッチング量よりも多くなる。
【０１５７】
この場合、図１６および図１７に示すように、窒素を含むアルミニウム膜３３として、窒素を含むアルミニウム膜５よりも厚く約３０ｎｍに形成することで、コンタクトホール１１ａのコンタクト部における窒素を含むアルミニウム膜３３ａの膜厚を所望の膜厚にすることができる。なお、これについては後でより具体的に説明する。
【０１５８】
次に図１８を参照して、コンタクトホール１１ａ、１１ｂを含む感光性透明樹脂膜３４上に、たとえばスパッタ法等により膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ膜（図示せず）を形成する。そのＩＴＯ膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【０１５９】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてＩＴＯ膜にエッチングを施すことにより、画素電極１３ａ、端子電極１３ｂを形成する。その後、実施の形態１において説明した図８および図９に示す工程と同様の工程を経ることにより液晶表示装置が完成する。
【０１６０】
上述した製造方法によれば、図１６および図１７に示すコンタクトホール１１ａ、１１ｂのコンタクト部１２ａ、１２ｂにおいて、それぞれ所望の膜厚の窒素を含むアルミニウム膜が形成される。
【０１６１】
まず、コンタクトホール１１ｂでは、エッチングされるシリコン窒化膜のトータルの膜厚は約５００ｎｍ（シリコン窒化膜６：４００ｎｍ、シリコン窒化膜１０：１００ｎｍ）である。このエッチングでは、３０％のオーバエッチングが施される。このため、エッチング全体ではシリコン窒化膜の膜厚に換算すると約６５０ｎｍ分がエッチングされることになり、オーバーエッチングによりエッチングされる膜厚は約１５０ｎｍ分に相当する。
【０１６２】
一方、コンタクトホール１１ａでは、エッチングされるシリコン窒化膜のトータルの膜厚は約１００ｎｍ（シリコン窒化膜１０：１００ｎｍ）である。上記のように、このエッチングではシリコン窒素化膜の膜厚に換算すると約６５０ｎｍ分がエッチングされることになる。このため、オーバーエッチングによりエッチングされる膜厚は約５５０ｎｍ分に相当する。
【０１６３】
窒素を含むアルミニウム膜とシリコン窒化膜とのエッチング選択比（ＡｌＮ／ＳｉＮ）を約１／２０とすると、コンタクトホール１１ｂにおける窒素を含むアルミニウム膜５ａは約７．５ｎｍエッチングされることになる。窒素を含むアルミニウム膜５ａの当初の膜厚は約１２ｎｍなので、エッチングが終了した時点で約４．５ｎｍの窒素を含むアルミニウム膜ｄ4が残されることになる。
【０１６４】
一方、コンタクトホール１１ａにおける窒素を含むアルミニウム膜３３ａは約２７．５ｎｍエッチングされることになる。窒素を含むアルミニウム膜３３ａの当初の膜厚は約３０ｎｍなので、エッチングが終了した時点で約２．５ｎｍの窒素を含むアルミニウム膜ｄ5が残されることになる。
【０１６５】
このようにして、それぞれのコンタクト部１２ａ、１２ｂにおいて所望のコンタクト抵抗値を得るための所定の窒素を含むアルミニウム膜の膜厚を得ることができる。
【０１６６】
また、この液晶表示装置では膜厚１μｍ以上の感光性透明樹脂膜３４を用いたが、このような膜を用いない場合には、窒素を含むアルミニウム膜が２０μｍ以上と比較的厚いため、図１９に示すように、ソース電極１９ａ、ドレイン電極９ｂを形成する際のエッチングによって窒素を含むアルミニウム膜３３ａの庇４１がより大きなものとなる。
【０１６７】
このため、同図中点線円４２内に示すように、たとえばソース電極９ａの段差部分上に形成されるＩＴＯ膜からなる画素電極１３ａが断線することがある。
【０１６８】
本液晶表示装置では、上述したように感光性透明樹脂膜３４を形成することで画素電極１３ａ等が形成される面が平坦になり、このような画素電極１３ａの断線を防止することができる。
【０１６９】
なお、ソース電極９ａおよびドレイン電極９ｂを形成する際にウエットエッチングではなくドライエッチング法を用いることで、窒素を含むアルミニウム膜３３ａの庇が形成されるのを防止することができ、この場合には、感光性透明樹脂膜３４を省略することが可能である。
【０１７０】
この場合のドライエッチング条件の一例として次の条件が挙げられる。すなわち、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を適用し、エッチングガスとして塩素（Ｃｌ2）および三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を用いる。チャンバ内の圧力を１０Ｐａとする。ＲＦパワーを１５００Ｗとする。そしてエッチング時間を１２０秒とする。
【０１７１】
また、同様のエッチングを、各実施の形態において説明した液晶表示装置のゲート配線を含むゲート電極を形成する際に適用することで、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚を２０μｍ以上に厚くしても、窒素を含むアルミニウム膜の庇が形成されないので、ゲート配線の初期膜厚のマージンを広げることができる。さらに、窒素を含むアルミニウム膜をより厚くすることで、配線の薬液耐性を向上することができる。
【０１７２】
また、感光性透明樹脂膜を適用することによって、画素電極１３ａと、ドレイン電極９ａ間の寄生容量を低減することができ、画素電極１３ａとドレイン配線を含むドレイン電極９ａをオーバーラップさせた構造が可能になる。
【０１７３】
これにより、画素電極１３ａ周辺の配向不良領域がソース配線幅内に覆われて、液晶表示装置パネルの開口率を向上することができる。なお、開口率とは、図８に示すブラックマトリクス１９や配線により光が遮られる領域と光が透過する領域との比をいう。
【０１７４】
また、比較的低い抵抗を有するアルミニウム合金を配線材料に使用することで、各配線幅をより細く設計することができ、これらにより、より高い開口率を実現することができる。
【０１７５】
なお、上記各実施の形態においては、チャネルエッチング型のアモルファスシリコン薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置について説明したが、プレーナ型の低温ポリシリコン薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置のソース配線に上述したアルミニウム合金膜と窒素を含むアルミニウム合金膜を適用することで、同様の効果を得ることができる。
【０１７６】
さらに、液晶表示装置に限られず、広くアルミニウム合金を含む多層配線構造を有する半導体装置のコンタクト部分において、コンタクト部に位置する窒素を含むアルミニウム膜を所定の膜厚にすることで、コンタクト抵抗の低い半導体装置を得ることができる。
【０１７７】
また、コンタクト部として、コンタクトホール内に位置する場合を例に挙げたが、これに限られず、２つの配線が電気的に接触する部分にこの構造を適用することで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。
【０１７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１７９】
【発明の効果】
本発明の第１の局面における半導体装置によれば、コンタクト部における第１導電層の第２層の膜厚ｄが、その第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されていることで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。その結果、信号遅延が防止される半導体装置が得られる。
【０１８０】
好ましくは、第１導電層を覆うように基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜に形成され、第１導電層の表面を露出するコンタクトホールとを備え、第１導電層では第１層上に第２層が形成され、第２導電層はコンタクトホール内を含む絶縁膜上に形成されていることで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から第１層を保護することができる。その結果、信号遅延の防止とともに、配線等の腐食が抑制される。
【０１８１】
また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすことが好ましく、これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にでき、コンタクト部におけるコンタクト抵抗を低減することができる。
【０１８２】
好ましくは、コンタクト部以外の部分における第２層の膜厚Ｔは、コンタクト部における膜厚よりも厚いことで、第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液が、たとえば絶縁膜に存在しているピンホールを通して染み込んできても、第１導電層の第１層にまで染み込むのをより確実に阻止することができる。その結果、耐薬液性に優れた第１導電層を得ることができる。
【０１８３】
また好ましくは、第１層のアルミニウムの結晶粒の面方位は（１１１）配向であることで、第１層のアルミニウムの窒化が進みやすくなり、窒素を含有するアルミニウムを含む第２層を形成する際に、第１層の表面が適当な厚さに窒化される。これにより、第１層と第２層との界面の接合状態が良好になって、コンタクト抵抗をより低くすることができる。
【０１８４】
好ましくは、第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０5μΩ・ｃｍの場合では、さらに、第２層の膜厚Ｔは、０＜ｄ＜２０ｎｍを満たすことで、第１導電層を形成する際に、第１層と第２層との膜質の差に起因して生じる第２層の庇の部分の形状をより緩やかなものにすることができる。その結果、その第１導電層上に絶縁膜を介して形成される第２導電層が、段差部分で断線するのを防止することができる。
【０１８５】
一方、膜厚Ｔが、Ｔ≧２０ｎｍの場合では、絶縁膜の膜厚は１μｍよりも厚くすることで、第２層に庇が形成されたとしても、第２導電層が断線するのを抑制することができる。
【０１８６】
そのような絶縁膜としては、透明樹脂膜を含むことがより好ましく、たとえば、光を透過させる必要のある液晶表示装置等へ適用することができる。
【０１８７】
さらに好ましくは、第２導電層は透明導電膜を含んでいることで、この半導体装置を、液晶表示装置等へ適用することが可能になる。
【０１８８】
本発明の第２の局面における液晶表示装置によれば、コンタクト部における第１導電層の上層部の膜厚ｄが、その上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されていることで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。また、上層部が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から下層部を保護することができる。その結果、容易に信号遅延が防止され配線等の腐食が抑制される液晶表示装置が得られる。
【０１８９】
また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすことが好ましい。これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にでき、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。
【０１９０】
本発明の第３の局面における半導体装置の製造方法によれば、コンタクトホールを形成する工程において、コンタクト部における上層部の膜厚ｄは、上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に形成され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に形成され、また、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすように形成されることで、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にできて、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。また、上層部が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から第１導電層の下層部を保護することができる。その結果、信号遅延が防止され配線等の腐食が抑制される半導体装置を容易に製造することができる。
【０１９２】
また好ましくは、上層部はスパッタ法により窒素雰囲気中にて形成され、基板が晒される雰囲気内に導入される窒素の流量を流量Ｆ、上層部の成長速度を成長速度Ｄとすると、０．１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍ（このうち、０．１＜Ｆ／Ｄ≦１ｍｌ／ｎｍを条件Ａとし、１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍを条件Ｂとする。）の下で形成される。この場合、条件Ａでは、上層部の比抵抗は比較的低くなり、所定のコンタクト抵抗を得るための上層部の膜厚のマージンが広くなる。一方、条件Ｂの場合では、上層部の比抵抗が比較的高くなり、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液に対して耐薬液性を有することができる。
【０１９３】
このように、条件Ａの場合では、上層部の膜厚のマージンが大きくなるため、上層部の成長速度Ｄとしては、３＜Ｄ＜６０ｎｍ／ｍｉｎであるのが好ましい。
【０１９４】
一方、条件Ｂの場合では、比抵抗が比較的高くなるため、所定のコンタクト抵抗を得るための膜厚の範囲が狭くなる。この場合には、上層部の成長速度Ｄとしては、３＜Ｄ＜１０ｎｍ／ｍｉｎであるのが好ましい。
【０１９５】
好ましくは、下層部は、圧力が１０-3Ｐａ以下の状態になった後に形成され始めることで、下層部と上層部との間に酸化アルミニウムが形成されるのを大幅に抑制することができる。
【０１９６】
また好ましくは、下層部の形成が始まってから上層部の形成が終了するまでの間、基板が晒される雰囲気の酸素濃度は１０-10ｍｏｌ／ｌ以下であることで、下層部と上層部との間に酸化アルミニウムの膜が形成されるのを確実に抑制することができる。
【０１９７】
上層部は、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを含む雰囲気中で形成されるのが好ましい。そのような窒化性ガスとしては、窒素、アンモニア、ヒドラジンおよびヒドラゾンの少なくともいずれかを含むガスを含んでいるのが好ましい。
【０１９８】
また好ましくは、第１導電層はスキャンマグネトロンスパッタリング装置を用いて行なわれることで、基板上に形成する第１導電層の膜厚分布をマグネットの揺動速度により制御することができ、基板面内の第１導電層の膜厚の制御を容易に行なうことができる。
【０１９９】
好ましくは、コンタクトホールを形成する工程では、下層部が露出する前に、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを導入することを含んでいることで、コンタクトホールを形成する際のエッチングにより、上層部がエッチングされて下層部の表面が露出したとしても、窒化性ガスの導入により、下層部の表面に窒素を含むアルミニウム膜が形成される。これにより、コンタクト抵抗が上昇するのを抑制することができる。
【０２００】
また好ましくは、第１導電層を形成する工程では、第１導電層をドライエッチングによりパターニングする工程を含むことで、ウエットエッチングによりパターニングする場合と比較すると、上層部と下層部の膜質の違いに起因して生じる上層部の庇をなくすことができる。その結果、第１導電層の上に形成される第２導電層が、第１導電層の段差部において断線するのを防止することができる。
【０２０１】
窒化性ガスとしての窒素は、予めガスボンベ内で不活性ガスと混合希釈されているのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の１工程を示す断面図である。
【図２】 同実施の形態において、図１に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図３】 同実施の形態において、図２に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図４】 同実施の形態において、図３に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図５】 同実施の形態において、図４に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図６】 同実施の形態において、図５に示す工程における部分拡大断面図である。
【図７】 同実施の形態において、図５に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図８】 同実施の形態において、図７に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図９】 同実施の形態において、図８に示す工程の後に行なわれる工程を示す概観図である。
【図１０】 同実施の形態において、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚および比抵抗に対するコンタクト抵抗の分布を示すグラフである。
【図１１】 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の製造方法の１工程を示す部分拡大断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の製造方法の１工程を示す部分拡大断面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の製造方法の１工程を示す断面図である。
【図１４】 同実施の形態において、図１３に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１５】 同実施の形態において、図１４に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１６】 同実施の形態において、図１５に示す工程における部分拡大断面図である。
【図１７】 同実施の形態において、図１５に示す工程における他の部分拡大断面図である。
【図１８】 同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１９】 同実施の形態における液晶表示装置の利点を説明するための部分拡大断面図である。
【図２０】 従来の液晶表示装置の製造方法の１工程を示す断面図である。
【図２１】 図２０に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図２２】 図２１に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図２３】 図２２に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図２４】 図２３に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ 画像表示部、Ｂ 端子部、Ｔ 薄膜トランジスタ、２ ガラス基板、４，４ａ アルミニウム合金膜、５，５ａ 窒素を含むアルミニウム膜、４５ａ 端子側配線、４５ｂ ゲート電極、４５ｃ 補助容量配線、６ シリコン窒化膜、７ アモルファスシリコン膜、８ ｎ+型アモルファスシリコン膜、９ａ ドレイン電極、９ｂ ソース電極、１０ シリコン窒化膜、１１ａ，１１ｂ コンタクトホール、１２ａ，１２ｂ コンタクト部、１３ａ 画素電極、１３ｂ 端子電極、１５ 配向膜、１６ シール材、１７ ガラス基板、１８ 色材、１９ ブラックマトリックス、２０ ＩＴＯ膜、２１ 配向膜、２２ 液晶、２３ 液晶パネル、２４ 駆動ＩＣ基板、２５ フレキシブルプリント回路、３１，３１ａ，３１ｂ クロム膜、３２，３２ａ，３２ｂ アルミニウム合金膜、３３，３３ａ，３３ｂ 窒素を含むアルミニウム膜、３４ 感光性透明樹脂膜、４１ 庇。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、液晶表示装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、配線または電極等のコンタクト部におけるコンタクト抵抗の低減が図られる半導体装置および液晶表示装置と、そのような半導体装置の製造方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ型液晶表示装置（以下「ＴＦＴ−ＬＣＤ」と記す）においては、大型化あるいは高精細化が進められている。これに伴い、ゲート配線等の配線における信号遅延を防止するために、配線材料としてアルミニウムを主成分とする比較的抵抗の低い合金が適用されている。
【０００３】
そこで、まず従来のＴＦＴ−ＬＣＤの製造方法の一例について図を用いて説明する。図２０を参照して、ガラス基板１０２の表面に、スパッタ法により膜厚約２００ｎｍのアルミニウム合金膜（図示せず）を形成する。そのアルミニウム合金膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【０００４】
そのフォトレジストパターンをマスクとして、リン酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いてアルミニウム合金膜にエッチングを施すことにより、画像表示部Ａにゲート配線を含むゲート電極１０４ｂと補助容量配線１０４ｃとを形成し、端子部Ｂに端子側配線１０４ａを形成する。
【０００５】
次に図２１を参照して、端子側配線１０４ａ、ゲート電極１０４ｂおよび補助容量配線１０４ｃを覆うように、ＣＶＤ法等によりガラス基板１０２上に膜厚約４００ｎｍのシリコン窒化膜１０６を形成する。続いてそのシリコン窒化膜１０６上に、膜厚約２００ｎｍのアモルファスシリコン膜を形成する。さらに、膜厚約５０ｎｍのｎ+型アモルファスシリコン膜を形成する。
【０００６】
そのｎ+型アモルファスシリコン膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。そのフォトレジストパターンをマスクとして、ｎ+型アモルファスシリコン膜およびアモルファスシリコン膜に異方性エッチングを施すことにより、島状のアモルファスシリコン膜１０７およびｎ+型アモルファスシリコン膜１０８を形成する。
【０００７】
次に図２２を参照して、島状のアモルファスシリコン膜１０７およびｎ+型アモルファスシリコン膜１０８を覆うように、スパッタ法等よりシリコン窒化膜１０６上に膜厚約４００ｎｍのクロム膜（図示せず）を形成する。そのクロム膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【０００８】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてクロム膜にエッチングを施すことにより、ドレイン電極１０９ａ、ソース電極１０９ｂをそれぞれ形成する。その後、チャネル領域となるアモルファスシリコン膜１０７上に位置するｎ+型アモルファスシリコン膜１０８を除去する。これにより、ゲート電極１０４ｂ、ドレイン電極１０９ａおよびソース電極１０９ｂを含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔが形成される。
【０００９】
次に図２３を参照して、薄膜トランジスタＴを保護するため、薄膜トランジスタＴを覆うように、たとえばＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜１１０を形成する。そのシリコン窒化膜１１０上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【００１０】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてシリコン窒化膜１１０およびシリコン窒化膜１０６に異方性エッチングを施すことにより、ドレイン電極１０９ａの表面を露出するコンタクトホール１１１ａを形成する。また、端子側配線１０４ａの表面を露出するコンタクトホール１１１ｂを形成する。
【００１１】
次に図２４を参照して、コンタクトホール１１１ａ、１１１ｂを埋めるように、シリコン窒化膜１１０上に、スパッタ法等により膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの酸化透明導電膜を形成する。そのＩＴＯ膜上に、所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【００１２】
そのフォトレジストパターンをマスクとして、塩酸および硝酸を含むエッチング液を用いてＩＴＯ膜にエッチングを施すことにより、画像表示部Ａに画素電極１１３ａを形成する。また、端子部Ｂに端子電極１１３ｂを形成する。画素電極１１３ａは、薄膜トランジスタＴのドレイン電極１０９ａと電気的に接続されている。端子電極１１３ｂは、端子側配線１０４ａと電気的に接続されている。
【００１３】
この後、シール材（図示せず）を介してガラス基板およびカラーフィルタ（図示せず）を配置する。薄膜トランジスタＴが形成されたガラス基板１０２とカラーフィルタが配設されたガラス基板との間に液晶を注入する。さらに所定の端子部に駆動用ＩＣを実装する。以上のような製造プロセスを経ることによりＴＦＴ−ＬＣＤが完成する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＴＦＴ−ＬＣＤにおいては、ゲート電極を含むゲート配線や端子側配線等にアルミニウムを主成分とする合金膜が用いられている。これは、電極や配線材料として、アルミニウムを主成分とする合金を適用して低抵抗化を図ることで、信号遅延を防止することができるからである。
【００１５】
しかしながら、従来のＴＦＴ−ＬＣＤでは、特にコンタクトホール１１１ｂのコンタクト部における、端子側配線１０４ａと端子電極１１３ｂとの界面では、酸化アルミニウムが形成される。このような酸化アルミニウムが形成される原因として、アルミニウム合金からなる端子側配線１０４ａとＩＴＯ膜などの酸化透明導電膜からなる端子電極１１３ｂとの界面における反応、コンタクホール形成後の酸素プラズマ処理、または、基板が大気に晒されることによる自然酸化等が考えられている。
【００１６】
このように、コンタクト部において酸化アルミニウムが形成されるために、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗は１００ＭΩ以上と非常に高くなることがあった。その結果、端子電極１１３ｂと端子側配線１０４ａとの電気的な接触が良好ではなくなり、ＴＦＴ−ＬＣＤの動作が良好に行われない問題が生じた。
【００１７】
また、ＩＴＯ膜からなる画素電極１１３ａおよび端子電極１１３ｂを形成する際のエッチング液が、シリコン窒化膜１１０、１０６に存在しているピンホールなどを通して染み込むことがあった。エッチング液は上述したように、塩酸および硝酸を含むため、アルミニウム合金からなる端子側配線１０４ａやゲート電極１０４ｂがエッチングされたり、または腐食することがあった。
【００１８】
そこで、このような問題点を解消するために、アルミニウム合金からなる端子側配線１０４ａやゲート電極１０４ｂの表面に、たとえばクロム膜を積層させた構造が提案されている（特公平７−１１３７２６号公報）。クロム膜を積層することで、ＩＴＯ膜との良好な電気的な接続が得られ、また、クロム膜が耐薬液性を有することで、アルミニウム合金からなる配線等を保護することができる。
【００１９】
しかしながら、アルミニウム合金からなる端子側配線１０４ａやゲート電極１０４ｂの表面を他の金属膜で被覆することは、スパッタ装置において、膜種に対応した金属ターゲットを設ける必要がある。また、配線等を形成する際には、それぞれの金属膜の膜質に応じたエッチングを施す必要がある。このため、製造コストと製造工程が増加するという問題があった。
【００２０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、第１および第２の目的は容易にコンタクト抵抗の低減を図ることができ、耐薬液性を有する電極または配線を備えた半導体装置および液晶表示装置をそれぞれ提供することであり、第３の目的はそのような半導体装置の製造方法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面における半導体装置は、主表面を有する基板と、第１導電層と、第２導電層とを備えている。第１導電層は基板の主表面上に形成されている。第２導電層は基板の主表面上に形成され、第１導電層と電気的に接続されている。第１導電層は、アルミニウムを主成分とする第１層と、窒素を含有するアルミニウムを含む第２層とを有する積層膜からなる。第１導電層と第２導電層とが接触するコンタクト部では第１導電層の第２層が第２導電層と直接接触し、コンタクト部における第２層の膜厚ｄは、その第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されている。
【００２２】
この構造によれば、コンタクト部における第１導電層の第２層の膜厚ｄが、その第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されていることで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。その結果、信号遅延が防止される半導体装置が得られる。
【００２３】
好ましくは、第１導電層を覆うように基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜に形成され、第１導電層の表面を露出するコンタクトホールとを備え、コンタクト部はコンタクトホール内に位置し、第１導電層では第１層上に第２層が形成され、第２導電層はコンタクトホール内を含む絶縁膜上に形成されている。
【００２４】
この場合には、第２層が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から第１層を保護することができる。その結果、信号遅延の防止とともに、配線等の腐食が抑制される。
【００２５】
また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすことが好ましく、これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にでき、コンタクト部におけるコンタクト抵抗を低減することができる。
【００２６】
好ましくは、コンタクト部以外の部分における第２層の膜厚Ｔは、コンタクト部における膜厚よりも厚い。
【００２７】
この場合には、第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液が、たとえば絶縁膜に存在しているピンホールを通して染み込んできても、第１導電層の第１層にまで染み込むのをより確実に阻止することができる。その結果、耐薬液性に優れた第１導電層を得ることができる。
【００２８】
また好ましくは、第１層のアルミニウムの結晶粒の面方位は（１１１）配向である。
【００２９】
この場合には、第１層のアルミニウムの窒化が進みやすくなり、窒素を含有するアルミニウムを含む第２層を形成する際に、第１層の表面が適当な厚さに窒化される。これにより、第１層と第２層との界面の接合状態が良好になって、コンタクト抵抗をより低くすることができる。
【００３０】
好ましくは、第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０5μΩ・ｃｍの場合では、さらに、第２層の膜厚Ｔは、０＜ｄ＜２０ｎｍを満たす。
【００３１】
この場合には、コンタクト部以外の部分における第２層の膜厚Ｔが２０ｎｍよりも薄くなることで、第１導電層を形成する際に、第１層と第２層との膜質の差に起因して生じる第２層の庇の部分の形状をより緩やかなものにすることができる。その結果、その第１導電層上に絶縁膜を介して形成される第２導電層が、段差部分で断線するのを防止することができる。
【００３２】
一方、膜厚Ｔが、Ｔ≧２０ｎｍの場合では、絶縁膜の膜厚は１μｍよりも厚いことが好ましい。
【００３３】
この場合には、絶縁膜をより厚くすることで、第２層に庇が形成されたとしても、第２導電層が断線するのを抑制することができる。
【００３４】
そのような絶縁膜としては、透明樹脂膜を含むことがより好ましく、たとえば、光を透過させる必要のある液晶表示装置等へ適用することができる。
【００３５】
さらに好ましくは、第２導電層は透明導電膜を含んでいる。
この場合にも、この半導体装置を、液晶表示装置等へ適用することが可能になる。
【００３６】
本発明の第２の局面における液晶表示装置は、主表面を有する透明な基板と、第１導電層と、絶縁膜と、コンタクトホールと、透明な第２導電層とを備えている。第１導電層は基板の主表面上に形成されている。絶縁膜は第１導電層を覆うように基板上に形成されている。コンタクトホールは絶縁膜に形成され、第１導電層の表面を露出している。第２導電層はコンタクトホールを埋めるように絶縁膜上に形成され、第１導電層と電気的に接続されている。第１導電層は、アルミニウムを主成分とする下層部と、その下層部上に積層され、窒素を含有するアルミニウムを含む上層部とを有している。コンタクトホールは上層部の表面を露出している。コンタクトホールのコンタクト部における上層部の膜厚ｄは、その上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されている。
【００３７】
この構造によれば、コンタクト部における第１導電層の上層部の膜厚ｄが、その上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されていることで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。また、上層部が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から下層部を保護することができる。その結果、容易に信号遅延が防止され配線等の腐食が抑制される液晶表示装置が得られる。
【００３８】
また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすことが好ましい。これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にでき、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。
【００３９】
本発明の第３の局面における半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。基板上にアルミニウムを主成分とする下層部と、その下層部上に、窒素を含有するアルミニウムからなる上層部を積層させた第１導電層を形成する。その第１導電層を覆うように基板上に絶縁膜を形成する。絶縁膜に、上層部の表面を露出するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの底に露出した上層部に電気的に接続される第２導電層を絶縁膜上に形成する。コンタクトホールを形成する工程では、コンタクト部における上層部の膜厚ｄは、上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に形成され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に形成され、また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ 2 を満たすように形成される。
【００４０】
この製造方法によれば、コンタクトホールを形成する工程において、コンタクト部における上層部の膜厚ｄは、上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に形成され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に形成され、また、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすように形成されることで、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にできて、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。また、上層部が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から第１導電層の下層部を保護することができる。その結果、信号遅延が防止され配線等の腐食が抑制される半導体装置を容易に製造することができる。
【００４２】
また好ましくは、上層部はスパッタ法により窒素雰囲気中にて形成され、基板が晒される雰囲気内に導入される窒素の流量を流量Ｆ、上層部の成長速度を成長速度Ｄとすると、０．１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍ（このうち、０．１＜Ｆ／Ｄ≦１ｍｌ／ｎｍを条件Ａとし、１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍを条件Ｂとする。）の下で形成される。
【００４３】
この場合、条件Ａでは、上層部の比抵抗は比較的低くなり、所定のコンタクト抵抗を得るための上層部の膜厚のマージンが広くなる。一方、条件Ｂの場合では、上層部の比抵抗が比較的高くなり、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液に対して耐薬液性を有することができる。
【００４４】
このように、条件Ａの場合では、上層部の膜厚のマージンが大きくなるため、上層部の成長速度Ｄとしては、３＜Ｄ＜６０ｎｍ／ｍｉｎであるのが好ましい。
【００４５】
一方、条件Ｂの場合では、比抵抗が比較的高くなるため、所定のコンタクト抵抗を得るための膜厚の範囲が狭くなる。この場合には、上層部の成長速度Ｄとしては、３＜Ｄ＜１０ｎｍ／ｍｉｎであるのが好ましい。
【００４６】
好ましくは、下層部は、圧力が１０-3Ｐａ以下の状態になった後に形成され始める。
【００４７】
この場合には、下層部と上層部との間に酸化アルミニウムが形成されるのを大幅に抑制することができる。
【００４８】
また好ましくは、下層部の形成が始まってから上層部の形成が終了するまでの間、基板が晒される雰囲気の酸素濃度は１０-10ｍｏｌ／ｌ以下である。
【００４９】
この場合にも、下層部と上層部との間に酸化アルミニウムの膜が形成されるのを確実に抑制することができる。
【００５０】
上層部は、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを含む雰囲気中で形成されるのが好ましい。そのような窒化性ガスとしては、窒素、アンモニア、ヒドラジンおよびヒドラゾンの少なくともいずれかを含むガスを含んでいるのが好ましい。
【００５１】
また好ましくは、第１導電層はスキャンマグネトロンスパッタリング装置を用いて行なわれる。
【００５２】
スキャンマグネトロンスパッタ装置によれば、基板上に形成する第１導電層の膜厚分布をマグネットの揺動速度により制御することができ、基板面内の第１導電層の膜厚の制御を容易に行なうことができる。
【００５３】
好ましくは、コンタクトホールを形成する工程では、下層部が露出する前に、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを導入することを含んでいる。
【００５４】
この場合には、コンタクトホールを形成する際のエッチングにより、上層部がエッチングされて下層部の表面が露出したとしても、窒化性ガスの導入により、下層部の表面に窒素を含むアルミニウム膜が形成される。これにより、コンタクト抵抗が上昇するのを抑制することができる。
【００５５】
また好ましくは、第１導電層を形成する工程では、第１導電層をドライエッチングによりパターニングする工程を含む。
【００５６】
この場合には、ウエットエッチングによりパターニングする場合と比較すると、上層部と下層部の膜質の違いに起因して生じる上層部の庇をなくすことができる。その結果、第１導電層の上に形成される第２導電層が、第１導電層の段差部において断線するのを防止することができる。
【００５７】
窒化性ガスとしての窒素は、予めガスボンベ内で不活性ガスと混合希釈されているのが望ましい。
【００５８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置について説明する。まず、その製造方法について図を用いて説明する。図１を参照して、画像表示部Ａおよび端子部Ｂの領域を有するガラス基板２上に、スキャンマグネトロンスパッタリング装置（以下、「スパッタ装置」と記す。）のチャンバ内において、アルミニウム合金のターゲット材をスパッタすることで、アルミニウムを主成分とし、たとえば０．２ｗｔ％の銅を含むアルミニウム合金膜（Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕ膜）４を約２００ｎｍ形成する。
【００５９】
次に、ガラス基板２をチャンバから出すことなく、チャンバ内にアルゴンガスで希釈された窒素ガスを導入しながら、アルミニウム合金のターゲット材をスパッタすることで、アルミニウム合金膜４上に窒素を含むアルミニウム膜５を形成する。
【００６０】
この窒素を含むアルミニウム膜５の成膜条件として、スパッタ装置におけるＤＣパワーを１ＫＷとする。チャンバ内に導入する窒素ガスとして、アルゴン（Ａｒ）−１０％Ｎ2混合ガスボンベから希釈された窒素ガスを用いる。そして、その混合ガス流量を５０ｓｃｃｍとする。すなわち、窒素ガスの正味の流量Ｆを５ｓｃｃｍとする。また、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が、約１２ｎｍとなるように成膜時間を調整し、窒素を含むアルミニウム膜５の成長速度Ｄを、約２０ｎｍ／ｍｉｎとする。
【００６１】
また、混合ガスを流す前のチャンバ内の圧力を１０-3Ｐａ以下となった状態で、窒素を含むアルミニウム膜５の形成を開始する。さらに、アルミニウム合金膜４の形成が始まってから、窒素を含むアルミニウム膜５の形成が終了するまでの間、チャンバ内の酸素の濃度を１０-10ｍｏｌ／ｌ以下とする。
【００６２】
次に図２を参照して、窒素を含むアルミニウム膜５上に、所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。そのフォトレジストパターンをマスクとして、リン酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いて、窒素を含むアルミニウム膜５およびアルミニウム合金膜４にエッチングを施すことにより、画像表示部Ａにゲート配線を含むゲート電極４５ｂおよび補助容量配線４５ｃを形成する。また、端子部Ｂに端子側配線４５ａを形成する。その後、フォトレジストパターンを除去する。
【００６３】
次に図３を参照して、端子側配線４５ａ、ゲート電極４５ｂおよび補助容量配線４５ｃを覆うように、たとえばプラズマＣＶＤ法により膜厚約４００ｎｍのシリコン窒化膜６を形成する。引続き、膜厚約２００ｎｍのアモルファスシリコン膜を形成する。さらに、膜厚約５０ｎｍのｎ+型アモルファスシリコン膜を形成する。
【００６４】
そのｎ+型アモルファスシリコン膜に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。そのフォトレジストパターンをマスクとして、ｎ+型アモルファスシリコン膜およびアモルファスシリコン膜にエッチングを施すことにより、島状のアモルファスシリコン膜７およびｎ+型アモルファスシリコン膜８を形成する。島状のアモルファスシリコン膜７は、この後形成される薄膜トランジスタのチャネル部分となる。
【００６５】
次に図４を参照して、島状のアモルファスシリコン膜７およびｎ+型アモルファスシリコン膜８を覆うように、スパッタ法により、膜厚約４００ｎｍのクロム膜（図示せず）を形成する。そのクロム膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【００６６】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてクロム膜にエッチングを施すことにより、ドレイン電極９ａおよびソース電極９ｂを形成する。次に、ドライエッチングにより、チャネル領域上のｎ+型アモルファスシリコン膜８を除去する。その後、フォトレジストパターンを除去する。これにより、ゲート電極４５ｂ、ドレイン電極９ａおよびソース電極９ｂを含む薄膜トランジスタＴが形成される。
【００６７】
次に図５を参照して、薄膜トランジスタＴを覆うように、ＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜６上に、さらにシリコン窒化膜１０を形成する。そのシリコン窒化膜１０上に、所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【００６８】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてシリコン窒化膜１０およびシリコン窒化膜６に異方性エッチングを施すことにより、ドレイン電極９ａの表面を露出するコンタクトホール１１ａと、端子側配線４５ａの表面を露出するコンタクトホール１１ｂをそれぞれ形成する。
【００６９】
この異方性エッチングにおいては、エッチングガスとして、ＣＦ4またはＳＦ6などを含むガスを用いる。また、オーバーエッチングを３０％程度とする。これは、特にコンタクトホール１１ｂにおいて、オーバーエッチングによりコンタクトホール１１ｂの底に露出している窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が目標レベルの膜厚よりも薄くなることを防止するためである。
【００７０】
この工程では、図６に示すように、コンタクトホール１１ｂのコンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜５ａの膜厚ｄ1は、後述するように、窒素を含むアルミニウム膜５ａの比抵抗の値に対応して所定のコンタクト抵抗が得られるように所定の膜厚に設定される。
【００７１】
次に図７を参照して、スパッタ法等により、コンタクトホール１１ａ、１１ｂを埋めるようにシリコン窒化膜１０上に膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ膜（図示せず）を形成する。そのＩＴＯ膜上に所定のフォトレジストパターンを形成する。
【００７２】
そのフォトレジストパターンをマスクとして、塩酸および硝酸を含むエッチング液を用いてＩＴＯ膜にエッチングを施すことにより、画像表示部Ａでは画素電極１３ａを形成する。また、端子部Ｂでは端子電極１３ｂを形成する。画素電極１３ａはソース電極９ａと電気的に接続される。端子電極１３ｂは端子側配線４５ａと電気的に接続される。
【００７３】
次に、薄膜トランジスタＴの特性を安定化するために、温度１３０〜３００℃の下でアニールを行なう。このアニール温度は、コンタクト部におけるコンタクト抵抗に影響を与えるため、あまり高温にならないようにすることが重要である。特に本実施の形態では、アニール温度として２５０℃を採用する。
【００７４】
次に図８を参照して、画素電極１３ａを覆うように、シリコン窒化膜１０上に配向膜１５を形成する。配向膜１５が形成されたガラス基板２にシール材１６を介してガラス基板１７を配設する。このガラス基板１７には、あらかじめ色材１８、ブラックマトリクス１９、ＩＴＯ膜２０および配向膜２１が形成されている。
【００７５】
次に、配向膜１５と配向膜２１との間に液晶２２を注入する。その後、図９に示すように、駆動用ＩＣが装着された駆動用ＩＣ基板２４を液晶パネル２３に実装する。なお、駆動用ＩＣ基板２４と液晶パネル２３とは、フレキシブルプリント回路２５によって電気的に接続される。以上の工程を経ることにより液晶パネル２３を備えた液晶表示装置が完成する。
【００７６】
このように形成された液晶表示装置においては、特に、ＩＴＯ膜からなる端子電極１３ｂと端子側配線４５ａとの界面に、所定の膜厚の窒素を含むアルミニウム膜５ａが存在することにより、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。
【００７７】
このことについて詳しく説明する。図１０は、サイズが３５μｍ□のコンタクトホールのコンタクト部におけるコンタクト抵抗の窒素を含むアルミニウム膜の膜厚および比抵抗依存性を評価した結果である。図１０において、白丸印はコンタクト抵抗の値が５００Ω以下のポイントを示している。ハッチングのある丸印は、コンタクト抵抗の値が５００Ωと１００ＫΩとの間にあるポイントを示している。黒丸印は、コンタクト抵抗が１００ＫΩよりも大きいポイントを示している。
【００７８】
これらの測定結果により、同図の白い領域（領域Ａ）は、コンタクト抵抗Ｒが比較的低い領域（Ｒ≦５００Ω）を示している。ハッチングの比較的細かい領域（領域Ｂ）は、コンタクト抵抗が５００Ωと１００ＫΩとの間にある領域を示している。ハッチングの比較的粗い領域（領域Ｃ）は、コンタクト抵抗が１００ＫΩよりも大きい領域を示している。
【００７９】
コンタクト抵抗の値としては１００ＫΩ以下、より好ましくは５００Ω以下であることが望ましい。このため、領域Ａおよび領域Ｂ内に入るように窒素を含むアルミニウム５の膜厚と比抵抗を設定する必要があることが判明した。
【００８０】
具体的には、窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗ρが５０＜ρ≦１×１０5μΩ・ｃｍの場合では、窒素を含むアルミニウムの膜厚ｄは、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ2を満たせばよいことが判明した。
【００８１】
また、窒素を含むアルミニウム膜の比抵抗ρが１×１０5μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、窒素を含むアルミニウムの膜厚ｄは０＜ｄ＜３ｎｍを満たせばよいことが判明した。
【００８２】
なお、この場合の膜厚の範囲は、比抵抗ρの値が約１×１０10μΩ・ｃｍ程度にまで高くなっても、所望のコンタクト抵抗が得られることが実験的に確認された。
【００８３】
また図１０では、コンタクトホールのサイズが３５μｍ□の場合の結果を示しているが、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、コンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たせばよいことが判明した。
【００８４】
これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にすることができる。
【００８５】
このようにコンタクト部における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚を上記膜厚に設定することで、端子側配線４５ａと端子電極１３ｂとのコンタクト部におけるコンタクト抵抗を大幅に低減することができる。その結果、液晶表示装置において信号遅延を防止することができる。
【００８６】
なお、コンタクトホール形成後のコンタクト部における窒素を含むアルミニウム膜の残膜としてこの結果を利用することで、コンタクトホールのサイズが異なる場合のコンタクト抵抗についても、図１０に示された結果と同様の傾向が得られると考えられる。
【００８７】
また、この液晶表示装置では、端子側配線４５ａのアルミニウム合金膜４の上に窒素を含むアルミニウム膜５が積層されていることで、たとえば、画素電極１３ａや端子電極１３ｂを形成する際のエッチング液により、アルミニウム合金膜４がエッチングされたり、あるいは腐食したりするのを防止することができる。
【００８８】
本実施の形態では窒素を含むアルミニウム膜５を形成するための条件として、窒素流量Ｆと成膜速度Ｄとの関係が、Ｆ／Ｄ＝０．２５ｍｌ／ｎｍ（Ｆ／Ｄ＝０．０２５ｍｌ／Å）になるように設定する。
【００８９】
特にＦ／Ｄの値を、０．１〜１ｍｌ／ｎｍ（０．０１〜０．１ｍｌ／Å）に設定することによって形成される窒素を含むアルミニウム膜５においては、その比抵抗が比較的低くなる。窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗が低くなれば、図１０に示すように、良好なコンタクト抵抗を得るための膜厚としてはより厚い膜厚まで対応が可能である。
【００９０】
このため、ガラス基板２上に窒素を含むアルミニウム膜５を形成する際には、ガラス基板２の面内において厳密な膜厚精度が必要ではなくなる。Ｆ／Ｄの値が上記値の場合には、窒素を含むアルミニウム膜の比抵抗は約５００μΩ・ｃｍとなり、数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の実用的な窒素を含むアルミニウムの膜厚に対して、コンタクト抵抗の値は５００Ω以下の値が得られた。
【００９１】
また、アルミニウム合金膜４の上に積層する窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚を次のようにして決定する。
【００９２】
まず、コンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜１２ａの膜厚ｄ1が、図１０に示す目標レベルに入るように、図５または図６に示すコンタクトホール１１ｂを形成する際のドライエッチングに伴う窒素を含むアルミニウム膜の削れ量５〜１０ｎｍを考慮に入れる。
【００９３】
そして、端子側配線４５ａおよびゲート配線を含むゲート電極４５ｄのパターニング形状を考慮に入れる。すなわち、図２に示す工程において、窒素を含むアルミニウム膜５とアルミニウム合金膜４をウエットエッチングによりパターニングする際に、それぞれの膜質に起因して、窒素を含むアルミニウム膜５のエッチングレートとアルミニウム合金膜４のエッチングレートとが異なる結果、窒素を含むアルミニウム膜の庇が形成されることがある。
【００９４】
この場合、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚をできるだけ薄く、たとえば２０ｎｍ以下にすることで、窒素を含むアルミニウム膜の庇をより小さくすることができる。
【００９５】
これらを考慮することで窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚を、たとえば約１２ｎｍに設定する。この膜厚では、たとえガラス基板２の周辺部分等で窒素を含むアルミニウム膜の膜厚や比抵抗の値が目標値とずれても、コンタクト部において窒素を含むアルミニウムの比抵抗ρと窒素を含むアルミニウム膜の膜厚ｄとの積は、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ2の範囲内から外れることはない。これにより、コンタクト部におけるコンタクト抵抗値として１００ＫΩ以下、好ましくは５００オーム以下の比較的低い値を達成することができる。
【００９６】
さらに、窒素を含むアルミニウム膜の庇がより小さくなり、ゲート電極４５ｂ等の段差上に形成される画素電極１３ａ等に断線が生じるのを防止することができる。
【００９７】
上述したプロセスを用いて、液晶表示装置を製造したところ、大型の液晶表示装置などで量産として安定して形成するのが困難であった端子電極１３ｂなどの透明の電極と端子側配線４５ａなどのアルミニウム合金配線間のコンタクト抵抗を容易に低減することができた。また、非常に写真整版工程数の少ないプロセスにより１５インチ以上の大型画面を有する液晶表示装置を安定して製造することができた。
【００９８】
上述したプロセスは、大型の液晶表示装置に限られず、大型基板を多面取りすることで、１５インチ以下の中型の液晶表示装置に適用することも可能である。また、配線や電極材料としてこれまで使われていた高融点金属などに比べて、アルミニウム合金を適用することにより、スパッタ装置に装着されるターゲットも低価格であるため、製造コストを低減することができる。また、アルミニウム合金膜等をパターニングする際のエッチング溶液は低価格であり、製造コストを更に低減することが可能になる。
【００９９】
また、多面取するすべての液晶表示装置において、安定して良好なコンタクト抵抗が得られることから、生産効率を向上することができる。
【０１００】
なお、アルミニウム合金４や窒素化アルミニウム膜５を形成する際に、アルミニウム合金４に酸化アルミニウムの被膜が形成されるのを抑制するために、次のような処置を施しておくことが望ましい。
【０１０１】
まず、アルミニウム合金膜４の形成が始まってから、窒素を含むアルミニウム膜５の形成が終了するまでの間、チャンバ内の酸素濃度を１０-10ｍｏｌ／ｌ以下としておくことが望ましい。
【０１０２】
また、窒素を含むアルミニウム膜を形成する前のチャンバ内の圧力を１０-3Ｐａ以下とした後に、大気をチャンバ内に導入することなく窒素を含むアルミニウム膜を形成することが望ましい。
【０１０３】
そして、特にガラス基板２面内で均一な窒素を含むアルミニウム膜を形成するために、スキャンマグネトロンスパッタ装置を適用することが望ましい。その際に、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚が５〜２０ｎｍの範囲に入るようにするために、スキャンマグネトロンスパッタ装置において、マグネットの走査回数が少なくとも複数回可能なように、窒素を含むアルミニウム膜の成長速度としては３〜６０ｎｍ／ｍｉｎとすることが望ましい。このような成膜速度を設定することによりガラス基板２内の膜厚および膜質の分布を均一にすることができる。
【０１０４】
また、ガスボンベ内で予めアルゴンガスと均一に混合希釈された窒素ガスを用いることで、微量な窒素流量にもかかわらず、チャンバ内のガラス基板２表面に均一に窒素を供給することができる。これにより、スパッタされるアルミニウム粒子の窒化の程度を精密に制御することができ、形成される窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗のガラス基板２面内における均一性を向上することができる。
【０１０５】
ところで、この実施の形態では、窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗が比較的低い場合（〜１×１０5μΩ・ｃｍ）を例に挙げて説明したが、この比抵抗値よりも大きな比抵抗を有する窒素を含むアルミニウム膜を形成する場合にも、図１０に示すように、コンタクト部における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚を約３ｎｍ以下にすることによって、良好なコンタクト抵抗を得ることができる。
【０１０６】
比較的高い比抵抗の窒素を含むアルミニウム膜は、窒素流量Ｆと成膜速度Ｄとの比Ｆ／Ｄの値を１〜１０ｍｌ／ｎｍ（０．１〜１ｍｌ／Å）の範囲に設定することで形成することが可能である。より具体的には、たとえばＤＣパワー１ＫＷ、アルゴンおよび窒素の混合ガス流量１５０ｓｃｃｍ（窒素ガスの正味の流量Ｆ：１５ｓｃｃｍ）の条件の下でスパッタ法により、このような窒素を含むアルミニウム膜を形成することができる。
【０１０７】
このとき、窒素を含むアルミニウム膜の成膜速度Ｄは約７ｎｍ／ｍｉｎになる。また、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚として、たとえば約７ｎｍとなるように成膜時間を調整する。
【０１０８】
比抵抗の値が比較的高い場合には、図１０に示すように、コンタクト部において良好なコンタクト抵抗が得られる膜厚がかなり薄い範囲に限られている。このため、当初から窒素を含むアルミニウム膜の膜厚をガラス基板２面内で±１ｎｍの精度で制御する必要がある。このような精度を達成するには、窒素を含むアルミニウム膜の成膜速度を３〜１０ｎｍ／ｍｉｎとするのが望ましい。
【０１０９】
さらに、この場合には、コンタクトホールを形成する際のドライエッチングによる窒素を含むアルミニウム膜の削れ量を、４〜６ｎｍに制御する必要がある。このため、ゲート絶縁膜となるシリコン窒化膜６と、層間膜となるシリコン窒化膜１０の膜厚を薄くする必要がある。
【０１１０】
そして、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚がより薄く（約７ｎｍ）なることで、端子側配線４５ａやゲート電極４５ｂをパターニングする際のウエットエッチングによって生じる窒素を含むアルミニウム膜の庇は、ほとんど影響を与えなくなる。
【０１１１】
また、この実施の形態では、窒素を含むアルミニウム膜５を形成する際に窒素ガスを用いたが、窒素ガスの他に、アルミニウムを窒化させることのできる窒化性ガスであれば、アンモニア、ヒドラジンおよびヒドラゾンの少なくともいずれかのガスを用いてもよい。
【０１１２】
さらに、ガラス基板２面内における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚および比抵抗の値を均一にする観点から、スパッタ装置に窒素を含むアルミニウムのターゲットを装着して窒素を含むアルミニウム膜を形成してもよい。この際に、上述した窒化性のガスを流すことにより、ガラス基板２上に形成される窒素を含むアルミニウム膜における窒素（Ｎ）の欠損を補うことができて、窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗の値をターゲット材の比抵抗の値に近づけることが可能である。
【０１１３】
また、アルミニウム合金膜４の上に窒素を含むアルミニウム膜５を形成する以外に、アルミニウム合金膜４の表面を窒化することにより窒素を含むアルミニウム膜を形成してもよい。
【０１１４】
たとえば、アルミニウム合金膜４が形成された後に、窒素、アンモニア、ヒドラジンまたはヒドラゾンなどの窒化性ガスをチャンバに導入するとともに、１００℃以上の温度でアニールすることにより、アルミニウム合金膜４の表面には窒素を含むアルミニウム膜が形成される。
【０１１５】
さらに、窒素ガスをプラズマ化することによって、アルミニウム合金膜の窒化速度を上げることができて、より短時間で窒素を含むアルミニウム膜を形成することができる。
【０１１６】
これらの方法についても、それぞれのチャンバ内の酸素濃度を１０-10ｍｏｌ／ｌ以下とするとともに、スパッタ装置の圧力が１０-3Ｐａ以下の予備室を介してチャンバ間を基板を搬送させることによって、アルミニウム膜の形成が始まってから窒素を含むアルミニウム膜の形成が完了するまで、基板が晒される雰囲気の酸素濃度を１０-10ｍｏｌ／ｌ以下にすることができる。
【０１１７】
また、アルミニウム合金膜４の結晶粒の配向性を（１１１）配向とすることで、アルミニウムの窒化が進みやすく、窒素を含むアルミニウム膜を形成する際に、アルミニウム合金膜が適当な厚さに窒化される。これにより、形成された窒素を含むアルミニウム膜５とアルミニウム合金膜４との界面の接合状態がよくなり、コンタクト抵抗を低減することができる。
【０１１８】
また、窒素を含むアルミニウム膜として、アルミニウムと窒素とが結合した化合物としての窒化アルミニウム膜が一例として挙げられる。この他に、アルミニウム膜中に窒素が単独で存在しているようなアルミニウム膜や、窒素を含むアルミニウム膜にそのような窒素が単独に存在しているような膜についても同様の傾向が得られると考えられる。
【０１１９】
実施の形態２
実施の形態１における液晶表示装置では、アルミニウム合金膜上に形成される窒素を含むアルミニウム膜の膜厚としては、比較的薄い場合を例に挙げて説明した。本実施の形態における液晶表示装置では、この窒素を含むアルミニウム膜の膜厚が比較的厚い場合について説明する。
【０１２０】
その製造方法について説明する。まず実施の形態１において説明した図１に示す工程と同様の工程により、ガラス基板２上にアルミニウム膜４と窒素を含むアルミニウム膜５とを形成する。
【０１２１】
このとき、窒素を含むアルミニウム膜５の成膜条件として、スパッタ装置におけるＤＣパワーを１ＫＷとする。チャンバ内に導入する窒素ガスとして、アルゴン（Ａｒ）−２０％Ｎ2混合ガスボンベから希釈された窒素ガスを用いる。そして、その混合ガス流量を５０ｓｃｃｍとする。すなわち、窒素ガスの正味の流量Ｆを１０ｓｃｃｍとする。また、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が、約２５ｎｍとなるように成膜時間を調整する。これにより、比抵抗の比較的高い（〜１×１０5μΩ・ｃｍ）窒素を含むアルミニウム膜が形成される。
【０１２２】
また、アルミニウム合金膜としては、たとえば０．２ｗｔ％の銅を含むアルミニウム合金膜（Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕ膜）を適用する。
【０１２３】
その後、実施の形態１において説明した図２〜図４に示す工程と同様の工程を経て、図５に示す工程と同様に、薄膜トランジスタＴを覆うようにシリコン窒化膜１０を形成する。
【０１２４】
次に、所定のフォトレジストパターンをマスクとして、シリコン窒化膜１０、６に異方性エッチングを施すことにより、コンタクトホール１１ａおよびコンタクトホール１１ｂを形成する。このとき、エッチングガスとして、ＣＦ4とＯ2との混合ガスまたはＳＦ6とＯ2との混合ガスを用いる。
【０１２５】
特にこの工程では、図１１に示すように、コンタクトホール１１ｂを形成する際に、コンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜の所定の膜厚ｄ2を得るために、窒素を含むアルミニウム膜５の当初の膜厚２５ｎｍと、そのエッチングレート約５ｎｍ／ｍｉｎとを考慮して、オーバーエッチング量を１２５％とする。これにより、コンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜の膜厚ｄ2は約１０ｎｍになる。
【０１２６】
その後、実施の形態１において説明した図７から図９に示す工程と同様の工程を経ることにより液晶表示装置が完成する。
【０１２７】
このようにして製造された液晶表示装置によれば、特にコンタクト部１２ａにおける窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚ｄ2が窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗の値に応じて所定の膜厚に設定される。
【０１２８】
この場合、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚ｄ2が約１０ｎｍ、窒素を含むアルミニウム膜５の比抵抗が〜１×１０5μΩ・ｃｍ程度となり、図１０に示すように、コンタクト部１２ａにおけるコンタクト抵抗値を１００ＫΩ以下、好ましくは５００Ω以下の比較的低い良好な値にすることができる。これにより、実施の形態１において説明した液晶表示装置と同様に、信号遅延を防止することができる。
【０１２９】
さらに、本液晶表示装置では、実施の形態１の液晶表示装置において得られる効果に加えて、次のような効果が得られる。
【０１３０】
本液晶表示装置では、コンタクト部以外での窒素を含むアルミニウム膜の膜厚は、実施の形態１の液晶表示装置における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚（約１２ｎｍ）よりも厚い。このため、たとえば画素電極１３ａや端子電極１３ｂを形成する際のエッチング液などの薬液が、シリコン窒化膜１０、６に存在するピンホールを通して染み込んだとしてもアルミニウム合金膜４に及ぶのをより確実に阻止することができる。
【０１３１】
その結果、端子側配線４５ａやゲート配線を含むゲート電極４５ｂが、エッチングされたり腐食したりするのを確実に防止することができる。
【０１３２】
実施の形態３
実施の形態３に係る液晶表示装置について説明する。この実施の形態における液晶表示装置では、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚が比較的厚く、その比抵抗の値が比較的高い場合について説明する。
【０１３３】
まず実施の形態１において説明した図１に示す工程と同様の工程において、ガラス基板２上にアルミニウム膜４と窒素を含むアルミニウム膜５とを形成する。
【０１３４】
このとき、窒素を含むアルミニウム膜５の成膜条件として、スパッタ装置におけるＤＣパワーを１ＫＷとする。チャンバ内に導入する窒素ガスとして、アルゴン（Ａｒ）−２０％Ｎ2混合ガスボンベから希釈された窒素ガスを用いる。そして、その混合ガス流量を５０ｓｃｃｍとする。すなわち、窒素ガスの正味の流量Ｆを１０ｓｃｃｍとする。また、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が、約２０ｎｍとなるように成膜時間を調整する。これにより、比抵抗の比較的高い（〜１×１０5μΩ・ｃｍ）窒素を含むアルミニウム膜が形成される。
【０１３５】
また、アルミニウム合金膜としては、たとえば０．２ｗｔ％の銅を含むアルミニウム合金膜（Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕ膜）を形成する。
【０１３６】
その後、実施の形態１において説明した図２〜図４に示す工程と同様の工程を経て、図５に示す工程と同様に、薄膜トランジスタＴを覆うようにシリコン窒化膜１０を形成する。
【０１３７】
次に、所定のフォトレジストパターンをマスクとして、シリコン窒化膜１０、６に異方性エッチングを施すことにより、コンタクトホール１１ａおよびコンタクトホール１１ｂを形成する。
【０１３８】
このコンタクトホール１１ａ、１１ｂを形成する際に、２段階のエッチングを施す。
【０１３９】
その第１段階のエッチングでは、ＣＦ4とＯ2との混合ガスまたはＳＦ6とＯ2との混合ガスを用いて、約１２５％のオーバーエッチングを施す。この後、Ｏ2ガスの供給を止め、Ｎ2ガスを導入する。
【０１４０】
そして、第２段階のエッチングでは、ＣＦ4とＮ2との混合ガスまたはＳＦ6とＮ2との混合ガスにより約５０秒間のエッチングを施す。
【０１４１】
これにより、窒素を含むアルミニウム膜５がエッチングされてアルミニウム合金膜４の表面が露出する前に酸素ガスが止められ窒素ガスが導入されることで、その後露出したアルミニウム合金膜４の表面が酸素（Ｏ2）に晒されて酸化アルミニウムの被膜が形成されることはなく、アルミニウム合金膜４の表面に窒素を含むアルミニウム層が形成される。
【０１４２】
その後、実施の形態１において説明した図７から図９に示す工程と同様の工程を経て液晶表示装置が完成する。
【０１４３】
特にこの製造方法によれば、図１２に示すように、窒素を含むアルミニウム膜５のガラス基板２内の均一性があまり良好でなく、また、コンタクト部における膜厚ｄ3の制御が難しい場合でも、２段階のエッチングを施すことでコンタクト部１２ａに所望の厚さの窒素を含むアルミニウム膜を容易に形成することができる。
【０１４４】
すなわち、エッチングによりコンタクトホール１１ｂを形成する際に、コンタクトホールの底に部分的にアルミニウム合金膜４の表面が露出したとしても、アルミニウム合金膜４ａの表面が露出する前に酸素ガスが止められ窒素ガスが導入されることで、その露出した表面には膜厚約２〜４ｎｍと見積もられる窒素を含むアルミニウム層が形成される。
【０１４５】
その結果、コンタクト部１２ａにおいて良好なコンタクト抵抗を得ることができ、実施の形態１において説明した液晶表示装置と同様に、信号遅延を防止することができる。
【０１４６】
また、本液晶表示装置では、コンタクト部１２ａ以外での窒素を含むアルミニウム膜の膜厚は、実施の形態１の液晶表示装置における窒素を含むアルミニウム膜の膜厚（約１２ｎｍ）よりも厚い。
【０１４７】
これにより、実施の形態２における液晶表示装置と同様に、端子側配線４５ａやゲート配線を含むゲート電極４５ｂがエッチングされたり腐食したりするのを確実に防止することができる。
【０１４８】
実施の形態４
実施の形態４に係る液晶表示装置について説明する。実施の形態１〜３における液晶表示装置では、端子側配線やゲート電極に、アルミニウム合金膜と窒素を含むアルミニウム合金膜からなる積層膜を適用した。本実施の形態では、これらに加えて薄膜トランジスタのソース電極およびドレイン電極にも、アルミニウム合金膜と窒素を含むアルミニウム膜との積層膜を適用した液晶表示装置について説明する。
【０１４９】
まず、実施の形態１において説明した図１から図３に示す工程と同様の工程を経た後に、図１３に示すように、スパッタ法により膜厚約１００ｎｍのクロム膜３１を形成する。そのクロム膜３１を覆うように、スパッタ法により膜厚約２００ｎｍのアルミニウム合金膜３２を形成する。さらに、そのアルミニウム合金膜３２上に窒素を含むアルミニウム膜３３を形成する。
【０１５０】
窒素を含むアルミニウム膜３３の成膜条件として、スパッタ装置におけるＤＣパワーを１ＫＷとする。チャンバ内に導入する窒素ガスとして、アルゴン（Ａｒ）−１０％Ｎ2混合ガスボンベから希釈された窒素ガスを用いる。そして、その混合ガス流量を５０ｓｃｃｍとする。すなわち、窒素ガスの正味の流量Ｆを５ｓｃｃｍとする。窒素化アルミニウム膜の成長速度Ｄを約２０ｎｍ／ｍｉｎとし、窒素を含むアルミニウム膜５の膜厚が約３０ｎｍとなるように成膜時間を調整する。
【０１５１】
また、アルミニウム合金膜３２として、たとえば０．２ｗｔ％の銅を含むアルミニウム合金膜（Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕ膜）を適用する。
【０１５２】
次に、窒素を含むアルミニウム膜３３上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。そのフォトレジストパターンをマスクとして窒素を含むアルミニウム膜３３およびアルミニウム合金膜３２にエッチングを施し、さらにクロム膜３１にエッチングを施す。
【０１５３】
次に、ドライエッチングを施すことによりチャネル領域上のｎ+型アモルファスシリコン膜８を除去することで、図１４に示すように、ソース配線を含むソース電極９ａ、ドレイン電極９ｂを形成する。その後、フォトレジストパターンを除去する。
【０１５４】
次に図１５を参照して、薄膜トランジスタＴを保護するために、シリコン窒化膜６上に、ＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜１０を形成する。そのシリコン窒化膜１０上に、たとえばアクリルなどからなる感光性透明樹脂膜３４を約３μｍ程度塗布形成する。
【０１５５】
次に、写真製版を施すことにより、感光性透明樹脂膜３４およびシリコン窒化膜１０、６にエッチングを施すことで、コンタクトホール１１ａおよびコンタクトホール１１ｂを形成する。このときのエッチングガスとして、ＣＦ4またはＳＦ6などを用いる。また、オーバーエッチングの量を約３０％とした。これは、オーバーエッチングによりコンタクト部における窒素を含むアルミニウムの膜厚が所望の膜厚よりも薄くなるのを防止するためである。
【０１５６】
特に、ソース電極９ａの表面を露出するコンタクトホール１１ａにおいては、コンタクトホール１１ｂに比べて、シリコン窒化膜１０がエッチングされた後に窒素を含むアルミニウム膜３３ａがエッチングされる。このため、この部分の窒素を含むアルミニウム膜のエッチング量がコンタクトホール１１ｂにおける窒素を含むアルミニウム膜５ａのエッチング量よりも多くなる。
【０１５７】
この場合、図１６および図１７に示すように、窒素を含むアルミニウム膜３３として、窒素を含むアルミニウム膜５よりも厚く約３０ｎｍに形成することで、コンタクトホール１１ａのコンタクト部における窒素を含むアルミニウム膜３３ａの膜厚を所望の膜厚にすることができる。なお、これについては後でより具体的に説明する。
【０１５８】
次に図１８を参照して、コンタクトホール１１ａ、１１ｂを含む感光性透明樹脂膜３４上に、たとえばスパッタ法等により膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ膜（図示せず）を形成する。そのＩＴＯ膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。
【０１５９】
そのフォトレジストパターンをマスクとしてＩＴＯ膜にエッチングを施すことにより、画素電極１３ａ、端子電極１３ｂを形成する。その後、実施の形態１において説明した図８および図９に示す工程と同様の工程を経ることにより液晶表示装置が完成する。
【０１６０】
上述した製造方法によれば、図１６および図１７に示すコンタクトホール１１ａ、１１ｂのコンタクト部１２ａ、１２ｂにおいて、それぞれ所望の膜厚の窒素を含むアルミニウム膜が形成される。
【０１６１】
まず、コンタクトホール１１ｂでは、エッチングされるシリコン窒化膜のトータルの膜厚は約５００ｎｍ（シリコン窒化膜６：４００ｎｍ、シリコン窒化膜１０：１００ｎｍ）である。このエッチングでは、３０％のオーバエッチングが施される。このため、エッチング全体ではシリコン窒化膜の膜厚に換算すると約６５０ｎｍ分がエッチングされることになり、オーバーエッチングによりエッチングされる膜厚は約１５０ｎｍ分に相当する。
【０１６２】
一方、コンタクトホール１１ａでは、エッチングされるシリコン窒化膜のトータルの膜厚は約１００ｎｍ（シリコン窒化膜１０：１００ｎｍ）である。上記のように、このエッチングではシリコン窒素化膜の膜厚に換算すると約６５０ｎｍ分がエッチングされることになる。このため、オーバーエッチングによりエッチングされる膜厚は約５５０ｎｍ分に相当する。
【０１６３】
窒素を含むアルミニウム膜とシリコン窒化膜とのエッチング選択比（ＡｌＮ／ＳｉＮ）を約１／２０とすると、コンタクトホール１１ｂにおける窒素を含むアルミニウム膜５ａは約７．５ｎｍエッチングされることになる。窒素を含むアルミニウム膜５ａの当初の膜厚は約１２ｎｍなので、エッチングが終了した時点で約４．５ｎｍの窒素を含むアルミニウム膜ｄ4が残されることになる。
【０１６４】
一方、コンタクトホール１１ａにおける窒素を含むアルミニウム膜３３ａは約２７．５ｎｍエッチングされることになる。窒素を含むアルミニウム膜３３ａの当初の膜厚は約３０ｎｍなので、エッチングが終了した時点で約２．５ｎｍの窒素を含むアルミニウム膜ｄ5が残されることになる。
【０１６５】
このようにして、それぞれのコンタクト部１２ａ、１２ｂにおいて所望のコンタクト抵抗値を得るための所定の窒素を含むアルミニウム膜の膜厚を得ることができる。
【０１６６】
また、この液晶表示装置では膜厚１μｍ以上の感光性透明樹脂膜３４を用いたが、このような膜を用いない場合には、窒素を含むアルミニウム膜が２０μｍ以上と比較的厚いため、図１９に示すように、ソース電極１９ａ、ドレイン電極９ｂを形成する際のエッチングによって窒素を含むアルミニウム膜３３ａの庇４１がより大きなものとなる。
【０１６７】
このため、同図中点線円４２内に示すように、たとえばソース電極９ａの段差部分上に形成されるＩＴＯ膜からなる画素電極１３ａが断線することがある。
【０１６８】
本液晶表示装置では、上述したように感光性透明樹脂膜３４を形成することで画素電極１３ａ等が形成される面が平坦になり、このような画素電極１３ａの断線を防止することができる。
【０１６９】
なお、ソース電極９ａおよびドレイン電極９ｂを形成する際にウエットエッチングではなくドライエッチング法を用いることで、窒素を含むアルミニウム膜３３ａの庇が形成されるのを防止することができ、この場合には、感光性透明樹脂膜３４を省略することが可能である。
【０１７０】
この場合のドライエッチング条件の一例として次の条件が挙げられる。すなわち、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を適用し、エッチングガスとして塩素（Ｃｌ2）および三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）を用いる。チャンバ内の圧力を１０Ｐａとする。ＲＦパワーを１５００Ｗとする。そしてエッチング時間を１２０秒とする。
【０１７１】
また、同様のエッチングを、各実施の形態において説明した液晶表示装置のゲート配線を含むゲート電極を形成する際に適用することで、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚を２０μｍ以上に厚くしても、窒素を含むアルミニウム膜の庇が形成されないので、ゲート配線の初期膜厚のマージンを広げることができる。さらに、窒素を含むアルミニウム膜をより厚くすることで、配線の薬液耐性を向上することができる。
【０１７２】
また、感光性透明樹脂膜を適用することによって、画素電極１３ａと、ドレイン電極９ａ間の寄生容量を低減することができ、画素電極１３ａとドレイン配線を含むドレイン電極９ａをオーバーラップさせた構造が可能になる。
【０１７３】
これにより、画素電極１３ａ周辺の配向不良領域がソース配線幅内に覆われて、液晶表示装置パネルの開口率を向上することができる。なお、開口率とは、図８に示すブラックマトリクス１９や配線により光が遮られる領域と光が透過する領域との比をいう。
【０１７４】
また、比較的低い抵抗を有するアルミニウム合金を配線材料に使用することで、各配線幅をより細く設計することができ、これらにより、より高い開口率を実現することができる。
【０１７５】
なお、上記各実施の形態においては、チャネルエッチング型のアモルファスシリコン薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置について説明したが、プレーナ型の低温ポリシリコン薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置のソース配線に上述したアルミニウム合金膜と窒素を含むアルミニウム合金膜を適用することで、同様の効果を得ることができる。
【０１７６】
さらに、液晶表示装置に限られず、広くアルミニウム合金を含む多層配線構造を有する半導体装置のコンタクト部分において、コンタクト部に位置する窒素を含むアルミニウム膜を所定の膜厚にすることで、コンタクト抵抗の低い半導体装置を得ることができる。
【０１７７】
また、コンタクト部として、コンタクトホール内に位置する場合を例に挙げたが、これに限られず、２つの配線が電気的に接触する部分にこの構造を適用することで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。
【０１７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１７９】
【発明の効果】
本発明の第１の局面における半導体装置によれば、コンタクト部における第１導電層の第２層の膜厚ｄが、その第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されていることで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。その結果、信号遅延が防止される半導体装置が得られる。
【０１８０】
好ましくは、第１導電層を覆うように基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜に形成され、第１導電層の表面を露出するコンタクトホールとを備え、第１導電層では第１層上に第２層が形成され、第２導電層はコンタクトホール内を含む絶縁膜上に形成されていることで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から第１層を保護することができる。その結果、信号遅延の防止とともに、配線等の腐食が抑制される。
【０１８１】
また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすことが好ましく、これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にでき、コンタクト部におけるコンタクト抵抗を低減することができる。
【０１８２】
好ましくは、コンタクト部以外の部分における第２層の膜厚Ｔは、コンタクト部における膜厚よりも厚いことで、第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液が、たとえば絶縁膜に存在しているピンホールを通して染み込んできても、第１導電層の第１層にまで染み込むのをより確実に阻止することができる。その結果、耐薬液性に優れた第１導電層を得ることができる。
【０１８３】
また好ましくは、第１層のアルミニウムの結晶粒の面方位は（１１１）配向であることで、第１層のアルミニウムの窒化が進みやすくなり、窒素を含有するアルミニウムを含む第２層を形成する際に、第１層の表面が適当な厚さに窒化される。これにより、第１層と第２層との界面の接合状態が良好になって、コンタクト抵抗をより低くすることができる。
【０１８４】
好ましくは、第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０5μΩ・ｃｍの場合では、さらに、第２層の膜厚Ｔは、０＜ｄ＜２０ｎｍを満たすことで、第１導電層を形成する際に、第１層と第２層との膜質の差に起因して生じる第２層の庇の部分の形状をより緩やかなものにすることができる。その結果、その第１導電層上に絶縁膜を介して形成される第２導電層が、段差部分で断線するのを防止することができる。
【０１８５】
一方、膜厚Ｔが、Ｔ≧２０ｎｍの場合では、絶縁膜の膜厚は１μｍよりも厚くすることで、第２層に庇が形成されたとしても、第２導電層が断線するのを抑制することができる。
【０１８６】
そのような絶縁膜としては、透明樹脂膜を含むことがより好ましく、たとえば、光を透過させる必要のある液晶表示装置等へ適用することができる。
【０１８７】
さらに好ましくは、第２導電層は透明導電膜を含んでいることで、この半導体装置を、液晶表示装置等へ適用することが可能になる。
【０１８８】
本発明の第２の局面における液晶表示装置によれば、コンタクト部における第１導電層の上層部の膜厚ｄが、その上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に設定され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に設定されていることで、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。また、上層部が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から下層部を保護することができる。その結果、容易に信号遅延が防止され配線等の腐食が抑制される液晶表示装置が得られる。
【０１８９】
また、コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすことが好ましい。これにより、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にでき、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。
【０１９０】
本発明の第３の局面における半導体装置の製造方法によれば、コンタクトホールを形成する工程において、コンタクト部における上層部の膜厚ｄは、上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2 を満たす膜厚に形成され、比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、０＜ｄ＜３ｎｍを満たす膜厚に形成され、また、所定のコンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たすように形成されることで、実用的なコンタクト面積ではコンタクト抵抗を１００ＫΩ以下、望ましくは数ＫΩ以下にできて、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。また、上層部が窒素を含有するアルミニウムを含むことで、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液から第１導電層の下層部を保護することができる。その結果、信号遅延が防止され配線等の腐食が抑制される半導体装置を容易に製造することができる。
【０１９２】
また好ましくは、上層部はスパッタ法により窒素雰囲気中にて形成され、基板が晒される雰囲気内に導入される窒素の流量を流量Ｆ、上層部の成長速度を成長速度Ｄとすると、０．１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍ（このうち、０．１＜Ｆ／Ｄ≦１ｍｌ／ｎｍを条件Ａとし、１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍを条件Ｂとする。）の下で形成される。この場合、条件Ａでは、上層部の比抵抗は比較的低くなり、所定のコンタクト抵抗を得るための上層部の膜厚のマージンが広くなる。一方、条件Ｂの場合では、上層部の比抵抗が比較的高くなり、たとえば第２導電層を形成する際のエッチング液などの薬液に対して耐薬液性を有することができる。
【０１９３】
このように、条件Ａの場合では、上層部の膜厚のマージンが大きくなるため、上層部の成長速度Ｄとしては、３＜Ｄ＜６０ｎｍ／ｍｉｎであるのが好ましい。
【０１９４】
一方、条件Ｂの場合では、比抵抗が比較的高くなるため、所定のコンタクト抵抗を得るための膜厚の範囲が狭くなる。この場合には、上層部の成長速度Ｄとしては、３＜Ｄ＜１０ｎｍ／ｍｉｎであるのが好ましい。
【０１９５】
好ましくは、下層部は、圧力が１０-3Ｐａ以下の状態になった後に形成され始めることで、下層部と上層部との間に酸化アルミニウムが形成されるのを大幅に抑制することができる。
【０１９６】
また好ましくは、下層部の形成が始まってから上層部の形成が終了するまでの間、基板が晒される雰囲気の酸素濃度は１０-10ｍｏｌ／ｌ以下であることで、下層部と上層部との間に酸化アルミニウムの膜が形成されるのを確実に抑制することができる。
【０１９７】
上層部は、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを含む雰囲気中で形成されるのが好ましい。そのような窒化性ガスとしては、窒素、アンモニア、ヒドラジンおよびヒドラゾンの少なくともいずれかを含むガスを含んでいるのが好ましい。
【０１９８】
また好ましくは、第１導電層はスキャンマグネトロンスパッタリング装置を用いて行なわれることで、基板上に形成する第１導電層の膜厚分布をマグネットの揺動速度により制御することができ、基板面内の第１導電層の膜厚の制御を容易に行なうことができる。
【０１９９】
好ましくは、コンタクトホールを形成する工程では、下層部が露出する前に、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを導入することを含んでいることで、コンタクトホールを形成する際のエッチングにより、上層部がエッチングされて下層部の表面が露出したとしても、窒化性ガスの導入により、下層部の表面に窒素を含むアルミニウム膜が形成される。これにより、コンタクト抵抗が上昇するのを抑制することができる。
【０２００】
また好ましくは、第１導電層を形成する工程では、第１導電層をドライエッチングによりパターニングする工程を含むことで、ウエットエッチングによりパターニングする場合と比較すると、上層部と下層部の膜質の違いに起因して生じる上層部の庇をなくすことができる。その結果、第１導電層の上に形成される第２導電層が、第１導電層の段差部において断線するのを防止することができる。
【０２０１】
窒化性ガスとしての窒素は、予めガスボンベ内で不活性ガスと混合希釈されているのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の１工程を示す断面図である。
【図２】 同実施の形態において、図１に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図３】 同実施の形態において、図２に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図４】 同実施の形態において、図３に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図５】 同実施の形態において、図４に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図６】 同実施の形態において、図５に示す工程における部分拡大断面図である。
【図７】 同実施の形態において、図５に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図８】 同実施の形態において、図７に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図９】 同実施の形態において、図８に示す工程の後に行なわれる工程を示す概観図である。
【図１０】 同実施の形態において、窒素を含むアルミニウム膜の膜厚および比抵抗に対するコンタクト抵抗の分布を示すグラフである。
【図１１】 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の製造方法の１工程を示す部分拡大断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の製造方法の１工程を示す部分拡大断面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の製造方法の１工程を示す断面図である。
【図１４】 同実施の形態において、図１３に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１５】 同実施の形態において、図１４に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１６】 同実施の形態において、図１５に示す工程における部分拡大断面図である。
【図１７】 同実施の形態において、図１５に示す工程における他の部分拡大断面図である。
【図１８】 同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図１９】 同実施の形態における液晶表示装置の利点を説明するための部分拡大断面図である。
【図２０】 従来の液晶表示装置の製造方法の１工程を示す断面図である。
【図２１】 図２０に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図２２】 図２１に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図２３】 図２２に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【図２４】 図２３に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ 画像表示部、Ｂ 端子部、Ｔ 薄膜トランジスタ、２ ガラス基板、４，４ａ アルミニウム合金膜、５，５ａ 窒素を含むアルミニウム膜、４５ａ 端子側配線、４５ｂ ゲート電極、４５ｃ 補助容量配線、６ シリコン窒化膜、７ アモルファスシリコン膜、８ ｎ+型アモルファスシリコン膜、９ａ ドレイン電極、９ｂ ソース電極、１０ シリコン窒化膜、１１ａ，１１ｂ コンタクトホール、１２ａ，１２ｂ コンタクト部、１３ａ 画素電極、１３ｂ 端子電極、１５ 配向膜、１６ シール材、１７ ガラス基板、１８ 色材、１９ ブラックマトリックス、２０ ＩＴＯ膜、２１ 配向膜、２２ 液晶、２３ 液晶パネル、２４ 駆動ＩＣ基板、２５ フレキシブルプリント回路、３１，３１ａ，３１ｂ クロム膜、３２，３２ａ，３２ｂ アルミニウム合金膜、３３，３３ａ，３３ｂ 窒素を含むアルミニウム膜、３４ 感光性透明樹脂膜、４１ 庇。
Claims (22)
- 主表面を有する基板と、
前記基板の主表面上に形成された第１導電層と、
前記基板の主表面上に形成され、前記第１導電層と電気的に接続される第２導電層と
を備え、
前記第１導電層は、
アルミニウムを主成分とする第１層と、
窒素を含有するアルミニウムを含む第２層と
を有する積層膜からなり、
前記第１導電層と前記第２導電層とが接触するコンタクト部では、前記第２層が前記第２導電層と直接接触し、
前記コンタクト部における前記第２層の膜厚ｄは、
前記第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、
０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2
を満たす膜厚に設定され、
前記比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、
０＜ｄ＜３ｎｍ
を満たす膜厚に設定された、半導体装置。 - 前記第１導電層を覆うように前記基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成され、前記第１導電層の表面を露出するコンタクトホールと
を備え、
前記コンタクト部は前記コンタクトホール内に位置し、
前記第１導電層では、前記第１層上に前記第２層が形成され、
前記第２導電層は、前記コンタクトホール内を含む前記絶縁膜上に形成された、請求項１記載の半導体装置。 - 前記コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定の前記コンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たす、請求項１または２に記載の半導体装置。
- 前記コンタクト部以外の部分における前記第２層の膜厚Ｔは、前記コンタクト部における膜厚よりも厚い、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記第１層のアルミニウムの結晶粒の面方位は（１１１）配向である、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記第２層の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０5μΩ・ｃｍの場合では、
前記膜厚Ｔは、０＜Ｔ＜２０ｎｍを満たす膜厚である、請求項４記載の半導体装置。 - 前記膜厚Ｔが、Ｔ≧２０ｎｍの場合では、前記絶縁膜の膜厚は１μｍよりも厚い、請求項４記載の半導体装置。
- 前記絶縁膜は透明樹脂膜を含む、請求項７記載の半導体装置。
- 前記第２導電層は透明導電膜を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の半導体装置。
- 主表面を有する透明な基板と、
前記基板の主表面上に形成された第１導電層と、
前記第１導電層を覆うように前記基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成され、前記第１導電層の表面を露出するコンタクトホールと、
前記コンタクトホールを埋めるように前記絶縁膜上に形成され、前記第１導電層と電気的に接続される透明な第２導電層と
を備え、
前記第１導電層は、
アルミニウムを主成分とする下層部と、
前記下層部上に積層され、窒素を含有するアルミニウムを含む上層部と
を有し、
前記コンタクトホールは前記上層部の表面を露出し、
前記コンタクトホールのコンタクト部における前記上層部の膜厚ｄは、
前記上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、
０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2
を満たす膜厚に設定され、
前記比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、
０＜ｄ＜３ｎｍ
を満たす膜厚に設定された、液晶表示装置。 - 前記コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定の前記コンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ2を満たす、請求項１０記載の液晶表示装置。
- 基板上にアルミニウムを主成分とする下層部と、該下層部上に、窒素を含有するアルミニウムからなる上層部を積層させた第１導電層を形成する工程と、
前記第１導電層を覆うように前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に、前記上層部の表面を露出するコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールの底に露出した前記上層部に電気的に接続される第２導電層を前記絶縁膜上に形成する工程と
を備え、
前記コンタクトホールを形成する工程では、前記コンタクトホールのコンタクト部における上層部の膜厚ｄは、
前記上層部の比抵抗ρが、５０＜ρ≦１×１０ 5 μΩ・ｃｍの場合では、
０＜ρ・ｄ＜３Ω・μｍ 2
を満たす膜厚に形成され、
前記比抵抗ρが、１×１０ 5 μΩ・ｃｍ＜ρの場合では、
０＜ｄ＜３ｎｍ
を満たす膜厚に形成され、
前記コンタクト部の面積を面積Ｓとすると、所定の前記コンタクト抵抗ＲはＲ・Ｓ＜１００ＭΩ・μｍ 2 を満たすように形成される、半導体装置の製造方法。 - 前記上層部は、スパッタ法により窒素雰囲気中にて形成され、
前記基板が晒される雰囲気内に導入される窒素の流量を流量Ｆ、前記上層部の成長速度を成長速度Ｄとすると、
０．１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍ
の下で形成される、請求項１２記載の半導体装置の製造方法。 - 前記成長速度Ｄは、０．１＜Ｆ／Ｄ≦１ｍｌ／ｎｍの場合には、３＜Ｄ＜６０ｎｍ／ｍｉｎであり、
１＜Ｆ／Ｄ＜１０ｍｌ／ｎｍの場合では、３＜Ｄ＜１０ｎｍ／ｍｉｎである、請求項１３記載の半導体装置の製造方法。 - 前記下層部は、前記基板が晒される雰囲気の圧力が１０ -3 Ｐａ以下の状態になった後に形成が開始される、請求項１２〜１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記下層部の形成が始まってから前記上層部の形成が終了するまでの間、前記基板が晒される雰囲気の酸素濃度は１０ -10 ｍｏｌ／ｌ以下である、請求項１２〜１５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記上層部は、アルミニウムを窒化させる窒化性ガスを含む雰囲気中で形成される、請求項１２〜１６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記窒化性ガスは、窒素、アンモニア、ヒドラジンおよびヒドラゾンの少なくともいずれかのガスを含む、請求項１７記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第１導電層は、スキャンマグネトロンスパッタリング装置を用いて行なわれる、請求項１２〜１８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記コンタクトホールを形成する工程では、前記下層部が露出する前にアルミニウムを窒化させる窒化性ガスを導入することを含む、請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第１導電層を形成する工程は、前記第１導電層をドライエッチングによりパターニングする工程を含む、請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
- 前記窒素は予めガスボンベ内で不活性ガスと混合希釈されている、請求項１３記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP35859199A JP4190118B2 (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | 半導体装置、液晶表示装置および半導体装置の製造方法 |
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