JPH02163971A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH02163971A JPH02163971A JP31898588A JP31898588A JPH02163971A JP H02163971 A JPH02163971 A JP H02163971A JP 31898588 A JP31898588 A JP 31898588A JP 31898588 A JP31898588 A JP 31898588A JP H02163971 A JPH02163971 A JP H02163971A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は半導体装置および製造方法に関する。
(従来の技術および発明が解決しようとする課題)半導
体装置には各種の金属配線が用いられている。しかし、
用途によっては単に電流バスとしての導体以外の特性が
要求される金属配線がある。
体装置には各種の金属配線が用いられている。しかし、
用途によっては単に電流バスとしての導体以外の特性が
要求される金属配線がある。
例えば、近年盛んに研究開発が行なわれている液晶を用
いたフラットパネルデイスプレィ(LCD:Liqui
d Crysta! Display)は、画素毎に薄
膜トランジスタ(TPT)を形成したアクティブマトリ
クス形が高速応答性、高コントラスト比が達成できるこ
とから研究開発が盛んである。現在、アクティブマ)・
リクスに広く用いられているアクティブ素子はアモルフ
ァスシリコン(以下a−5iト”L4C) ヲ用いたT
PTである。このTPTではソース・ドレインから引き
出したソース・ドレイン配線とa−5iとの接触部(ソ
ース・ドレイン領域)にTPTのチャネルとオーム性接
触を取るためと、不用な正孔の注入を避けるためにリン
をドープしたn形a−3i(n’ a−5L) Ill
が用いられている。しかし、n’ a−3l膜を用いる
には、その堆積、加工が必要となる。
いたフラットパネルデイスプレィ(LCD:Liqui
d Crysta! Display)は、画素毎に薄
膜トランジスタ(TPT)を形成したアクティブマトリ
クス形が高速応答性、高コントラスト比が達成できるこ
とから研究開発が盛んである。現在、アクティブマ)・
リクスに広く用いられているアクティブ素子はアモルフ
ァスシリコン(以下a−5iト”L4C) ヲ用いたT
PTである。このTPTではソース・ドレインから引き
出したソース・ドレイン配線とa−5iとの接触部(ソ
ース・ドレイン領域)にTPTのチャネルとオーム性接
触を取るためと、不用な正孔の注入を避けるためにリン
をドープしたn形a−3i(n’ a−5L) Ill
が用いられている。しかし、n’ a−3l膜を用いる
には、その堆積、加工が必要となる。
大面積基板上に高歩留まりにアクティブマトリクスを製
作するには、できる限り工程を減らすことが望ましく
、n′a−3t膜を形成しないで済ませられれば、工程
削減効果により歩留まりの向上と製作コストの低減が可
能になる。
作するには、できる限り工程を減らすことが望ましく
、n′a−3t膜を形成しないで済ませられれば、工程
削減効果により歩留まりの向上と製作コストの低減が可
能になる。
n’ a−8i膜を形成しない方法として、特開昭62
−81064に次の方法が開示されている。この方法は
ソース・ドレイン配線として使用する酸化インジウム錫
(以下ITOと呼ぶ)の配線を形成したのち、プラズマ
気相成長(PCVD)装置中に入れフォスフイン(P)
1.)のプラズマに曝すことにより、ITO腹中にリン
を混入させリンを含んだソース・ドレイン配線を形成す
る。その後、ITO膜上に形成されたa−5t膜のIT
Oに接触した部分をn″a−3iにする方法である。し
かし、この方法ではITO配線のごく表面しかリンが含
まれないため、PR,プラズマ処理を施したITO配線
上にしかa−5l膜が堆積できない、このためTPT構
造としてソース・ドレインが基板に形成され、その上に
a−3i膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極と積層されたト
ップゲート形TPTにしか適用できず、逆に積層したボ
トムゲート形TPTには適用できないという基本的な欠
点があった。
−81064に次の方法が開示されている。この方法は
ソース・ドレイン配線として使用する酸化インジウム錫
(以下ITOと呼ぶ)の配線を形成したのち、プラズマ
気相成長(PCVD)装置中に入れフォスフイン(P)
1.)のプラズマに曝すことにより、ITO腹中にリン
を混入させリンを含んだソース・ドレイン配線を形成す
る。その後、ITO膜上に形成されたa−5t膜のIT
Oに接触した部分をn″a−3iにする方法である。し
かし、この方法ではITO配線のごく表面しかリンが含
まれないため、PR,プラズマ処理を施したITO配線
上にしかa−5l膜が堆積できない、このためTPT構
造としてソース・ドレインが基板に形成され、その上に
a−3i膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極と積層されたト
ップゲート形TPTにしか適用できず、逆に積層したボ
トムゲート形TPTには適用できないという基本的な欠
点があった。
上記の問題はリンを均一に含む金属配線が形成できない
ことに起因する。また、上記は一例であって、リンを含
む金属配線を必要とする分野は他にも多くあるが、リン
を含む金属配線を容易に形成する方法は知られていなか
った。
ことに起因する。また、上記は一例であって、リンを含
む金属配線を必要とする分野は他にも多くあるが、リン
を含む金属配線を容易に形成する方法は知られていなか
った。
本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので
、その目的は、リンを含む金属配線材料を用いた半導体
装置およびその製造方法を提供することにある。
、その目的は、リンを含む金属配線材料を用いた半導体
装置およびその製造方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
上記の目的を達成するため本発明はリン化ニッケルを含
む金属を配線・電極などの導電部材としたことを特徴と
する半導体装置を特徴とするものである。さらに本発明
はリン化ニッケルと他の金属またはそれらの混合物をタ
ーゲット材とし、スパッタ法によりリン化ニッケルを含
む金属配線・電極を形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法を特徴とするものである。
む金属を配線・電極などの導電部材としたことを特徴と
する半導体装置を特徴とするものである。さらに本発明
はリン化ニッケルと他の金属またはそれらの混合物をタ
ーゲット材とし、スパッタ法によりリン化ニッケルを含
む金属配線・電極を形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法を特徴とするものである。
(作 用)
本発明はリンの固体金属化合物としてリン化ニッケルで
あることに注目し、スパッタ法によりリン化ニッケルを
含む金属配線材料が容易に形成できることによりなされ
たもので、製造工程の短縮化及び歩留りの向上をはかる
ことができる。
あることに注目し、スパッタ法によりリン化ニッケルを
含む金属配線材料が容易に形成できることによりなされ
たもので、製造工程の短縮化及び歩留りの向上をはかる
ことができる。
リンを含む金属配線材料の形成には直接リンまたはリン
を混合させた金属をターゲットに用いることが考えられ
るが、リン(赤燐)は融点が低い(590’C)こと、
蒸気圧が高いことがらスバ7り法でリンを含む金属配線
材料を形成することは困難である。一方、リン化ニッケ
ルにはいくつかの結合体があり、−リン化ニッケル(N
rzP)、−リン化三ニッケル(NisP)が知られて
いるが、例えばN1xPの融点は1112 ’Cと高(
、スパンタターゲントとして使用し易い、なお、ここで
はこれらのリンとニッケルの化合物を区別せず、総称し
てニッケルと呼ぶ。
を混合させた金属をターゲットに用いることが考えられ
るが、リン(赤燐)は融点が低い(590’C)こと、
蒸気圧が高いことがらスバ7り法でリンを含む金属配線
材料を形成することは困難である。一方、リン化ニッケ
ルにはいくつかの結合体があり、−リン化ニッケル(N
rzP)、−リン化三ニッケル(NisP)が知られて
いるが、例えばN1xPの融点は1112 ’Cと高(
、スパンタターゲントとして使用し易い、なお、ここで
はこれらのリンとニッケルの化合物を区別せず、総称し
てニッケルと呼ぶ。
次に本発明の実施例について説明する。
なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
ない範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは
云うまでもない。
ない範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは
云うまでもない。
(実施例1)
a−5iを用いたTPTのソース・ドレイン配線にリン
化ニッケルを含むモリブデンを用いた本発明の一実施例
を示す、第1図の工程断面模式図で説明する。適用した
TFT tlI造は基板上に最初にゲートff1liが
形成されるボトムゲート形のTPTである。
化ニッケルを含むモリブデンを用いた本発明の一実施例
を示す、第1図の工程断面模式図で説明する。適用した
TFT tlI造は基板上に最初にゲートff1liが
形成されるボトムゲート形のTPTである。
まず、ガラス(コーニング7509ガラス)基板10上
にモリブデン(io)でゲート電極11を形成した(第
1図(al)、次いで、ゲート絶縁膜となる約2000
人の窒化シリコン(SINヶ)膜12、TPT活性層と
なる約1000人のa−5i膜J3、表面保護膜となる
約2000人の5IIIX欣14の3層をプラズマ気相
成長(PECVD)法で真空を破ることなく連続堆積し
た(第1図(bl)、次に、ポジ型レジストを基板表面
に塗布したのち、基板の背面からゲート電極を遮光マス
クとして露光してゲート電極と同形のレジストバタン1
5を形成したのち、このレジストバタンをエツチングマ
スクとして表面保護用5iNz膜14をエツチングした
(第1図(C1)、次いで、a−5ill l 3をT
FTの活性領域のみを残すように加工した(第1図(d
))、この後、n’ a−3i膜を堆積することなく、
リン化ニッケルを含むモリブデンIIg、t 6をスパ
ッタ法で堆積し、ソース・ドレイン配線に加工した(第
1図(e))、 リン化ニッケルを含むモリブデン膜1
6の堆積は、リン化ニノケルとモリブデンの二つのター
ゲットを用い、RFスパッタ法でリン化ニッケルを含む
モリブデン膜を堆積した。投入RF電力比はモリブデン
ターゲント1に対し、リン化工ンケルターゲット0,0
5とした。リン化ニッケルを含むモリブデン膜の方「工
はモリブデンのみと同様に、Ci!l’2 と02のガ
スを用いたプラズマエツチング法で加工した。
にモリブデン(io)でゲート電極11を形成した(第
1図(al)、次いで、ゲート絶縁膜となる約2000
人の窒化シリコン(SINヶ)膜12、TPT活性層と
なる約1000人のa−5i膜J3、表面保護膜となる
約2000人の5IIIX欣14の3層をプラズマ気相
成長(PECVD)法で真空を破ることなく連続堆積し
た(第1図(bl)、次に、ポジ型レジストを基板表面
に塗布したのち、基板の背面からゲート電極を遮光マス
クとして露光してゲート電極と同形のレジストバタン1
5を形成したのち、このレジストバタンをエツチングマ
スクとして表面保護用5iNz膜14をエツチングした
(第1図(C1)、次いで、a−5ill l 3をT
FTの活性領域のみを残すように加工した(第1図(d
))、この後、n’ a−3i膜を堆積することなく、
リン化ニッケルを含むモリブデンIIg、t 6をスパ
ッタ法で堆積し、ソース・ドレイン配線に加工した(第
1図(e))、 リン化ニッケルを含むモリブデン膜1
6の堆積は、リン化ニノケルとモリブデンの二つのター
ゲットを用い、RFスパッタ法でリン化ニッケルを含む
モリブデン膜を堆積した。投入RF電力比はモリブデン
ターゲント1に対し、リン化工ンケルターゲット0,0
5とした。リン化ニッケルを含むモリブデン膜の方「工
はモリブデンのみと同様に、Ci!l’2 と02のガ
スを用いたプラズマエツチング法で加工した。
製作したTPTP性を測定したところ、n″a−5i膜
をソース・ドレイン領域に形成したTPTと全く同様で
あり、n’ a−3illJの形成と加工が不用になる
効果があった。
をソース・ドレイン領域に形成したTPTと全く同様で
あり、n’ a−3illJの形成と加工が不用になる
効果があった。
(実施例2)
実施例1と同じ(、a−5jを用いたTPTのソース・
ドレイン配線にリン化ニッケルを含むモリブデンを用い
た本発明の一実施例を示す、第2図の工程断面模式図で
説明する。適用したTPTP造は実施例1と異なり基板
上に最初にソース・ドレイン配線が形成されるトフブゲ
ート形のTPTである。
ドレイン配線にリン化ニッケルを含むモリブデンを用い
た本発明の一実施例を示す、第2図の工程断面模式図で
説明する。適用したTPTP造は実施例1と異なり基板
上に最初にソース・ドレイン配線が形成されるトフブゲ
ート形のTPTである。
まず、ガラス(コーニング7o59ガラス)基誉反2゜
上にリン化ニッケルを含むモリブデンでソース・ドレイ
ン配線21を形成した(第2図(a))、次いで約10
00人のa−3i膜を堆積しTPTP性層22に加工し
た(第2図(b))、次いで、ゲート絶縁膜となる約2
000人の窒化シリコン(SiNx )膜を堆積しく第
2図((J)、最後に八lでゲート電極配線を形成した
(第2図(d))、 リン化ニッケルを含むモリブデ
ン膜の堆積、加工は、実施例1と全く同じ方法で行なっ
た。
上にリン化ニッケルを含むモリブデンでソース・ドレイ
ン配線21を形成した(第2図(a))、次いで約10
00人のa−3i膜を堆積しTPTP性層22に加工し
た(第2図(b))、次いで、ゲート絶縁膜となる約2
000人の窒化シリコン(SiNx )膜を堆積しく第
2図((J)、最後に八lでゲート電極配線を形成した
(第2図(d))、 リン化ニッケルを含むモリブデ
ン膜の堆積、加工は、実施例1と全く同じ方法で行なっ
た。
製作したTP丁時特性測定したところ、n” a−5t
をソース・ドレイン領域に形成したTPTと全く同様な
特性が得られ、i″a−5llllの形成と加工が不用
になる効果があった。
をソース・ドレイン領域に形成したTPTと全く同様な
特性が得られ、i″a−5llllの形成と加工が不用
になる効果があった。
上記実施例に示した↑FT構造は一例であり、微妙に構
造の異なる各種のTPTP造に本発明が適用できること
は明かである。さらに、a−5i以外の多結晶シリコン
(poly Si)や単結晶シリコンを用いたTPTや
トランジスタにも適用できることは明らかである。
造の異なる各種のTPTP造に本発明が適用できること
は明かである。さらに、a−5i以外の多結晶シリコン
(poly Si)や単結晶シリコンを用いたTPTや
トランジスタにも適用できることは明らかである。
実施例ではリン化ニッケルを含有させる金属材料として
モリブデンを用いたが、他の金属例えばタングステン、
チタン、クロム、1丁0等またはそれらの合金等に容易
に通用できる。リン化ニッケルを含む金属配線材料を形
成する方法として、実施例では複数のターゲットを用い
た同時スパッタを用いたが、リン化ニッケルを所望の濃
度含んだターゲットを製作すれば一個のターゲットで上
記リン化ニッケルを含む金属配線材料を形成するこきが
できることは明らかである。いずれの方法を用いてもリ
ン4度が容易で制御できることが可能であるのは言うま
でもない。
モリブデンを用いたが、他の金属例えばタングステン、
チタン、クロム、1丁0等またはそれらの合金等に容易
に通用できる。リン化ニッケルを含む金属配線材料を形
成する方法として、実施例では複数のターゲットを用い
た同時スパッタを用いたが、リン化ニッケルを所望の濃
度含んだターゲットを製作すれば一個のターゲットで上
記リン化ニッケルを含む金属配線材料を形成するこきが
できることは明らかである。いずれの方法を用いてもリ
ン4度が容易で制御できることが可能であるのは言うま
でもない。
本発明の要点は、リン化ニッケルを含む金属配線材料を
用いることにより、リンを含む金属配線材料を形成する
ことにあり、実施例で示した用途に限定されることはな
く、リンを含む金属配線材料を必要とする用途に利用で
きる。
用いることにより、リンを含む金属配線材料を形成する
ことにあり、実施例で示した用途に限定されることはな
く、リンを含む金属配線材料を必要とする用途に利用で
きる。
(発明の効果)
本発明によればリン化ニッケルを用いたことにより、T
PTへの応用ではn” a−3iBの堆積・加工が不用
となるので、製作工程の短縮とそれに付随した歩留まり
向上が図れる利点がある。
PTへの応用ではn” a−3iBの堆積・加工が不用
となるので、製作工程の短縮とそれに付随した歩留まり
向上が図れる利点がある。
一方、MO5形半導体素子のゲート電極配線は、低抵抗
であることに加え、ゲート絶縁膜の安定化が図れるよう
リンを含むものであるのが望ましい。
であることに加え、ゲート絶縁膜の安定化が図れるよう
リンを含むものであるのが望ましい。
これは、ゲートtJiからリンがゲート絶縁#(−般に
シリコンの熱酸化膜)中に拡散して、リンガラス層を形
成してアルカリイオンゲッタリング効果を持たせるため
である。従来はリンを含むn形の多結晶シリコン膜がゲ
ートを極配線として用いられてきたが、高速性を追求す
るため多結晶シリコンに比べ低抵抗なモリブデン(Mo
)等の金属をゲート配線に用いる試みがなされている。
シリコンの熱酸化膜)中に拡散して、リンガラス層を形
成してアルカリイオンゲッタリング効果を持たせるため
である。従来はリンを含むn形の多結晶シリコン膜がゲ
ートを極配線として用いられてきたが、高速性を追求す
るため多結晶シリコンに比べ低抵抗なモリブデン(Mo
)等の金属をゲート配線に用いる試みがなされている。
したがって、本発明のリン化ニッケルを含む金属配線を
ゲート電極に用いれば低抵抗金属配線による高速性とゲ
ート絶縁膜の安定性が同時に確保できる利点がある。
ゲート電極に用いれば低抵抗金属配線による高速性とゲ
ート絶縁膜の安定性が同時に確保できる利点がある。
第1図は本発明の一実施例を示す工程図、第2図は本発
明の他の実施例を示す工程図を示す。 10・・・ガラス基板、11・・・ゲート電極、12・
・・ゲート絶縁収用stNw膜、I 3−a−5i@、
14−表面保護用SiNx膜、15・・・ポジ型レ
ジスト、16・・・リン化ニッケルを含むモリブデン配
線。 20・・・ガラス基板、21・・・リン化ニッケルを含
むモリブデンのソース・ドレイン配線、22・・・a−
5iのTPT活性層、23・・・SIN舅のゲート絶縁
膜、24・・・八lのゲート配線。 (ほか1名)
明の他の実施例を示す工程図を示す。 10・・・ガラス基板、11・・・ゲート電極、12・
・・ゲート絶縁収用stNw膜、I 3−a−5i@、
14−表面保護用SiNx膜、15・・・ポジ型レ
ジスト、16・・・リン化ニッケルを含むモリブデン配
線。 20・・・ガラス基板、21・・・リン化ニッケルを含
むモリブデンのソース・ドレイン配線、22・・・a−
5iのTPT活性層、23・・・SIN舅のゲート絶縁
膜、24・・・八lのゲート配線。 (ほか1名)
Claims (2)
- (1)リン化ニッケルを含む金属を配線・電極などの導
電部材としたことを特徴とする半導体装置。 - (2)リン化ニッケルと他の金属またはそれらの混合物
をターゲット材とし、スパッタ法によりリン化ニッケル
を含む金属配線・電極を形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31898588A JPH02163971A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31898588A JPH02163971A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02163971A true JPH02163971A (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=18105203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31898588A Pending JPH02163971A (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02163971A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5962896A (en) * | 1994-12-20 | 1999-10-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film transistor including oxidized film by oxidation of the surface of a channel area semiconductor |
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JP2002280391A (ja) * | 2001-01-18 | 2002-09-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | TFTのためのSi層の金属誘起による自己整合結晶化を用いる半導体デバイス、トップ・ゲート形TFTおよび該トップ・ゲート形TFTの製造方法 |
US6579749B2 (en) | 1998-11-17 | 2003-06-17 | Nec Corporation | Fabrication method and fabrication apparatus for thin film transistor |
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-
1988
- 1988-12-16 JP JP31898588A patent/JPH02163971A/ja active Pending
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