JPH05251707A - 薄膜トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタおよびその製造方法

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JPH05251707A
JPH05251707A JP4665692A JP4665692A JPH05251707A JP H05251707 A JPH05251707 A JP H05251707A JP 4665692 A JP4665692 A JP 4665692A JP 4665692 A JP4665692 A JP 4665692A JP H05251707 A JPH05251707 A JP H05251707A
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JP
Japan
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film
silicon dioxide
metal silicide
refractory metal
substrate
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JP4665692A
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Inventor
Takashi Inoue
孝 井上
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KOUDO EIZOU GIJUTSU KENKYUSHO KK
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KOUDO EIZOU GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線材料として高融点金属シリサイドを用い
てもクラックのない薄膜トランジスタを提供する。 【構成】 薄膜トランジスタは、ガラス基板201と、
ガラス基板201上に形成された配線材料としての高融
点金属シリサイド膜203と、高融点金属シリサイド膜
203を含むガラス基板201を含むガラス基板201
の両面に形成された2酸化珪素膜202とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置などを駆動
するのに用いられる薄膜トランジスタおよびその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の薄膜トランジスタの製造方法は、
ソース,ドレイン領域およびチャネル層となるべき第1
の多結晶珪素層を形成し、この膜の表面に熱酸化法など
によってゲート絶縁膜となる第1の2酸化珪素層を形成
する。次に、ゲート電極や走査線となるべき第2の多結
晶珪素層を形成した後に、第2の多結晶珪素層に燐を拡
散させることにより第2の多結晶珪素層の抵抗値を低下
させる。ここで、LSI産業ではゲート電極になる部分
の膜を配線膜とする場合もあり、この膜の配線抵抗を低
下させたい時は高融点金属シリサイド膜が用いられてい
た。次に、ソースおよびドレイン領域を形成するために
ゲート電極をマスクにして、不純物イオンを第1の多結
晶珪素層のソースおよびドレインとなるべき領域に打ち
込む。次に、層間絶縁膜となる第2の2酸化珪素層を化
学気相成長(CVD)法またはスパッタリング法などで
形成し、第2の2酸化珪素層の膜質の向上と、ソースお
よびドレイン領域に導入された不純物イオンを活性化を
するために、約1000℃の温度でアニーリングする。
次に、ソースおよびドレイン領域、かつゲート電極から
引出し配線を形成するために、2酸化珪素膜にコンタク
トホールを開口して、スパッタリング法などで形成され
たアルミニウム膜を走査線以外の配線膜として使用して
きた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術では、ゲート電極と同一工程で同層に形成さ
れる第1の配線膜となる走査線が、燐を拡散させた第2
の多結晶珪素層だけで形成されているために、走査線の
配線抵抗が比較的高く、薄膜トランジスタを用いたアク
ティブマトリックス素子の表示特性が向上しなかった。
【0004】通常、第2の多結晶珪素層の抵抗をできる
だけ低くするために、熱拡散によって燐を導入するが、
第2の多結晶珪素層の膜厚が5000Åのとき、この膜
の抵抗は15Ω/□まで低くするのが限界である。今後
の液晶表示パネルの大型化および高精細化の進行を実現
するためには、走査線の配線抵抗の低下が必要である。
そのために、走査線を第1の多結晶珪素層から、第2の
多結晶珪素層を形成し、さらに、高融点金属シリサイド
を形成した2層構造に変更する方法や、高融点金属シリ
サイドの単層膜に変更する方法がある。このような方法
は、LSIプロセスにおいて耐熱性の必要な配線で低い
配線抵抗が要求される場合に使用されている。
【0005】しかし、配線膜として利用する高融点金属
シリサイド膜は、基板が反ると高融点金属シリサイド膜
は硬いために、クラックが生じ易いという問題点があっ
た。
【0006】図5(a)および(b)は、石英を含むガ
ラス基板501の片側に常圧CVD法、または、スパッ
タリング法により2酸化珪素膜502を形成した場合の
模式的断面図である。図5(b)において、503は薄
膜トランジスタ、または、薄膜トランジスタ間の配線膜
を構成する高融点金属シリサイドからなる島である。常
圧CVD法により2酸化珪素膜を形成するには、ガラス
基板501を支持する基板ホルダを加熱しながら原料ガ
スを導入する。この常圧CVD法では基板の片側にしか
2酸化珪素膜を形成することができない。従って、この
2酸化珪素膜を形成する前に、高融点金属シリサイドか
らなる島を形成すると、ガラス基板の反りにより、高融
点金属シリサイド膜に応力がかかり、クラックの原因と
なる。従って、高融点金属シリサイド膜を薄膜トランジ
スタの形成過程で用いる場合には、常圧CVD法により
2酸化珪素膜を形成しない方がよい。
【0007】また、スパッタリング法においてもガラス
基板501を支持する基板ホルダを加熱しながら、2酸
化珪素ターゲットをスパッタしながらガラス基板501
上に2酸化珪素膜502を形成させる。このスパッタリ
ング法によれば、2酸化珪素膜502はガラス基板50
1の片側のみしか形成することができない。
【0008】このように、常圧CVD法またはスパッタ
リング法ではガラス基板501の片側にしか2酸化珪素
膜502を形成することができないために、図5(b)
に示したように島503があろうとなかろうとガラス基
板501が片側に反ってしまう現象が起きる。
【0009】また、常圧CVD法では大量の粒子が発生
し、膜厚が不均一となるので好ましくない。
【0010】また、モリブデンシリサイド,チタンシリ
サイド,タンタルシリサイド,タングステンシリサイド
等の高融点金属シリサイドを、薄膜トランジスタのゲー
ト電極や配線膜材料に使用すると、内部応力が大きいた
めに薄膜トランジスタを形成する際に形成される。例え
ば、2酸化珪素膜の1部分にクラックが生じたり、高融
点金属シリサイド膜自身にクラックが生じたりする。薄
膜トランジスタを形成する膜にクラックが生じると、素
子が機能しなくなったり素子間の配線の断線を生じて、
薄膜トランジスタが動かなくなる。薄膜トランジスタを
用いたアクティブマトリックス素子などでは、点欠陥や
線欠陥を引き起こす要因となる。
【0011】そこで、本発明の目的は、液晶表示パネル
等で用いられる走査線の配線抵抗を低下させることな
く、基板が反って高融点金属シリサイド膜にクラックを
生じ素子間に配線の断線を生じさせることのない薄膜ト
ランジスタおよびその製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】薄膜トランジスタの形成
において、2酸化珪素膜に最も応力を生じせしめる工程
は、常圧CVD法またはスパッタリング法により2酸化
珪素膜をガラス基板の片側に形成させる工程である。
【0013】このため、2酸化珪素膜の形成において、
最も応力を小さくするためには、基板の両面に2酸化珪
素膜を減圧CVD法により形成させる方法が最も良いこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0014】そこで、本発明の薄膜トランジスタは、基
板上に形成された配線材料としての高融点金属シリサイ
ド膜と、前記高融点金属シリサイド膜を含む基板の両面
に形成された2酸化珪素膜とを有することを特徴とす
る。
【0015】また、本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、基板上に配線材料としての高融点金属シリサイド
膜を形成する工程と、前記高融点金属シリサイド膜を含
む前記基板の両面に2酸化珪素膜を減圧CVD法により
形成する工程とを含むことを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明によれば、基板上に形成する配線材料と
して高融点金属シリサイド膜を用いる際に、2酸化珪素
膜を減圧CVD法により基板の両面に形成することによ
り、ガラス基板は反ることがなく、高融点金属シリサイ
ド膜のクラックを減少させることができる。
【0017】さらに、本発明によれば、高融点金属シリ
サイドを用いているために走査線の配線抵抗を低下させ
ることができる。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳
細に説明する。
【0019】図1は本発明に係わる薄膜トランジスタを
製造するための装置の一例を示す模式的斜視図である。
【0020】チャンバー101内に収容された基板10
2は、基板支持体103により互いに平行となるように
支持されている。
【0021】不図示の加熱源によりチャンバー101内
の基板102を加熱して、チャンバー101内に原料ガ
スを導入して基板102の両面に2酸化珪素膜を形成し
た。
【0022】図2(a)は、ガラス基板201の両面に
直接、2酸化珪素膜202を形成させた場合の模式的断
面図である。
【0023】図2(a)においては、ガラス基板201
の中央と端での反りの違いからトランジスタ素子にかか
る応力を小さくすることができるため、この素子の特性
に違いが生じることを防止することができる。
【0024】図2(b)は、高融点金属シリサイド等か
らなる島203を形成させた後に、2酸化珪素膜202
をガラス基板201の両面に形成させた場合の模式的断
面図である。この時、2酸化珪素膜202をガラス基板
201の両面から同じ力でガラス基板201を引っ張る
ので、島203にかかる応力は減少することになる。従
って、島203の一部に高融点金属シリサイド膜が用い
られても、この膜のクラックをかなり減少させることが
できる。
【0025】ガラス基板201の片面に2酸化珪素膜2
02を形成した場合と両面に形成した場合のガラス基板
201の反り量の違いを表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】表1において、数値は反り量(μm)であ
って、この反り量は図3(a)に示されるように120
mmの幅で厚さ1.2mmの石英基板上、図3(a)の
対角線A−A′の方向において図3(b)における底と
頭との差で定義した。
【0028】また、ガラス基板201の反りの方向は、
常圧CVD法および片面付け減圧CVD法において、2
酸化珪素膜202がある側を内側にするような方向であ
り、両面付け減圧CVD法においては、島203のある
側を内側にする方向である。
【0029】減圧CVD法で2酸化珪素膜を形成して
も、図2(b)のように島203が形成されている面の
片側のみに2酸化珪素膜を形成すると、表1に示される
ように、石英基板の反り量が大きくなっている。片面の
みの減圧CVD法で、高融点金属シリサイド膜を含む島
上に2酸化珪素膜を形成すると、高融点金属シリサイド
膜にクラックを生じ易くなるのでこの方法は採用すべき
ではない。
【0030】しかるに、両面付け減圧CVD法によると
島があろうとなかろうと反り量を小さくするかなくすこ
とができる。
【0031】さらに、片面に2酸化珪素膜を形成する
と、表1に示されるように、島がある場合の基板の反り
量は、島がない場合の基板の反り量と比較して増加す
る。しかし、減圧CVD法によりガラス基板の両面に2
酸化珪素膜を形成すると、この場合の基板の反り量は常
圧CVD法による基板の反り量と比較して、絶対的な反
り量は小さい。従って、島の一部に高融点金属シリサイ
ド膜を用いこの島を含むガラス基板の両面に2酸化珪素
膜を形成する際には、減圧CVD法を用いて形成するの
が好ましい。
【0032】減圧CVD法では、原料ガスとして、Si
(OC254 で表される珪酸エチルの熱分解による
膜の形成が望ましい。この方法で形成された2酸化珪素
膜は膜厚均一性が良好で、応力の分布が均一になり、高
融点金属シリサイド膜にクラックが生じない。
【0033】薄膜トランジスタを液晶表示装置に利用す
る時の模式的断面図を図4に示す。401は石英を含む
ガラス基板であり、402は第1の多結晶珪素層であ
り、403はゲート絶縁膜となる第1の2酸化珪素層で
あり、404はゲート電極となる第1の配線膜である。
405は層間絶縁膜となる第2の2酸化珪素層であり、
406は第2の配線膜で、407は透明伝導膜であるI
TO(Indium Tin Oxide)膜からなる
画素電極であり、408は406の第2の配線膜と画素
電極407の間の電界の直流成分を除去するための第3
の2酸化珪素層である。第1の配線膜404の配線抵抗
を低下させるために、高融点金属シリサイド膜を利用す
ると、2酸化珪素膜403,405,408には、高融
点金属シリサイド膜のクラック防止のために、減圧化学
気相成長法で堆積した2酸化珪素膜を用いるのがよい。
第1の2酸化珪素層403に、第1の多結晶珪素層40
2を熱酸化して形成することもあるが、第1の配線膜4
04に高融点金属シリサイド膜のクラックを誘発するよ
うな応力は生じない。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板上に形成する配線材料として高融点金属シリサイド
膜を用い、2酸化珪素膜を減圧CVD法により基板の両
面に形成することにより、ガラス基板は反ることがな
く、高融点金属シリサイド膜のクラックを減少させるこ
とができる。
【0035】さらに、本発明によれば、高融点金属シリ
サイドを用いているために走査線の配線抵抗を低下させ
ることができる。
【0036】また、本発明によれば、ゲート電極の配線
材料として低抵抗な高融点金属シリサイドを用いている
ために、アクティブマトリックス素子の表示特性が向上
し、液晶表示パネルの小型化および高精密化を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の薄膜トランジスタを製造するための装
置の一例を示す模式的斜視図である。
【図2】本発明の薄膜トランジスタの実施例を示す模式
的断面図である。
【図3】基板の反り量を求めるための説明図である。
【図4】本発明に係わる薄膜トランジスタを液晶表示装
置に用いた時の模式的断面図である。
【図5】従来の薄膜トランジスタの模式的断面図であ
る。
【符号の説明】
201 ガラス基板 202 2酸化珪素膜 203 島 401 ガラス基板 402 第1の多結晶珪素層 403 第1の2酸化珪素層 404 第1の配線膜 405 第2の2酸化珪素層 406 第2の配線膜 407 画素電極 408 第3の2酸化珪素層 501 ガラス基板 502 2酸化珪素膜 503 島

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成された配線材料としての高
    融点金属シリサイド膜と、 前記高融点金属シリサイド膜を含む基板の両面に形成さ
    れた2酸化珪素膜とを有することを特徴とする薄膜トラ
    ンジスタ。
  2. 【請求項2】 基板上に配線材料としての高融点金属シ
    リサイド膜を形成する工程と、 前記高融点金属シリサイド膜を含む前記基板の両面に2
    酸化珪素膜を減圧CVD法により形成する工程とを含む
    ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記2酸化珪素膜が珪酸エチルの熱分解
    により形成されることを特徴とする請求項2に記載の薄
    膜トランジスタの製造方法。
JP4665692A 1992-03-04 1992-03-04 薄膜トランジスタおよびその製造方法 Pending JPH05251707A (ja)

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Citations (6)

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