JPH05326960A - Solid-state device with thin-film transistor and manufacture thereof - Google Patents

Solid-state device with thin-film transistor and manufacture thereof

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JPH05326960A
JPH05326960A JP4127574A JP12757492A JPH05326960A JP H05326960 A JPH05326960 A JP H05326960A JP 4127574 A JP4127574 A JP 4127574A JP 12757492 A JP12757492 A JP 12757492A JP H05326960 A JPH05326960 A JP H05326960A
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wiring layer
layer
film transistor
thin film
solid
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Kazuo Yudasaka
一夫 湯田坂
Takashi Inoue
孝 井上
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a solid state device having a thin-film transistor and its manufacturing step with improved yield and reliability, by using a wiring-layer structure that is preventive against annealing and wet-etching steps in a thin-film transistor manufacturing step. CONSTITUTION:A thin-film transistor 50 on a main face of a substrate 40 includes a gate electrode 53 and a gate wiring layer 60. The gate electrode 53 and the gate wiring layer 60 are made up of a lower polysilicon layer 61, a molybdenum silicide layer 62, and an upper polysilicon layer 63. In this case, the upper polysilicon layer 63 is used as an etching stopper when a wet-etching step is carried out for a layer insulating film 57 to form first, second and third connecting holes 651, 671, and 661.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタを備え
た固体装置およびその製造方法に関し、特に、その製造
工程におけるアニール処理およびウェットエッチング処
理からの下層側配線層の保護技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state device having a thin film transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technique for protecting a lower wiring layer from an annealing process and a wet etching process in the manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示パネルのアクティブマトリクス
基板やイメージセンサ用回路基板などにおいては、その
コントラスト特性を高く確保する目的などに、スイッチ
ング素子として、オンオフ比および応答速度が高い薄膜
トランジスタ(TFT)が多用されている。この薄膜ト
ランジスタは、たとえば、図5(a)および図5(b)
に示すように、基板40aの表面側に形成されたノンド
ープ型のシリコン層501aと、その表面側に形成され
たゲート酸化膜55aと、このゲート電極53aをマス
クとして行われたイオン注入によって、シリコン層50
1aの一部が導電化したソース領域51aおよびドレイ
ン領域52aとを有する。ここで、液晶表示パネルなど
においては、基板40aの表面側に多数の画素が格子状
に配置されて、各画素毎の表示状態に切り換えによって
所定の画面を表示するため、特定の画素における表示動
作が遅延すると、表示の品位が著しく低下してしまう。
そこで、そのアクティブマトリクス回路に形成されるゲ
ート配線層60aには電気抵抗が低い配線材料が選択し
て使用される。また、ゲート配線層60aは薄膜トラン
ジスタ50aのゲート電極53aと同時に形成されるた
め、ゲート配線層60aを構成する配線材料にはゲート
電極53aをも構成可能であることが求められる。そこ
で、図5(a)および図5(b)に示すアクティブマト
リクス基板において、ゲート配線層60aおよびゲート
電極53aは、いずれも、下層側の下層側ポリシリコン
層61aと上層側のモリブデンシリサイド層62aとか
らなる2層構造に形成されている。そして、薄膜トラン
ジスタ30aのソース領域51aには、それらの表面側
に形成された層間絶縁膜57aの第1の接続孔651a
を介してソース電極65aが導電接続し、ゲート配線層
60aには層間絶縁膜57の第2の接続孔661aを介
して上層側配線層66aが導電接続している。
2. Description of the Related Art In an active matrix substrate of a liquid crystal display panel or a circuit substrate for an image sensor, a thin film transistor (TFT) having a high on / off ratio and a high response speed is frequently used as a switching element for the purpose of ensuring high contrast characteristics. Has been done. This thin film transistor has, for example, FIGS. 5 (a) and 5 (b).
As shown in FIG. 3, the non-doped silicon layer 501a formed on the front surface side of the substrate 40a, the gate oxide film 55a formed on the front surface side, and the ion implantation performed using the gate electrode 53a as a mask Layer 50
1a has a source region 51a and a drain region 52a which are made conductive. Here, in a liquid crystal display panel or the like, a large number of pixels are arranged in a grid pattern on the front surface side of the substrate 40a and a predetermined screen is displayed by switching the display state of each pixel. Is delayed, the display quality is significantly degraded.
Therefore, a wiring material having a low electric resistance is selected and used for the gate wiring layer 60a formed in the active matrix circuit. Further, since the gate wiring layer 60a is formed at the same time as the gate electrode 53a of the thin film transistor 50a, the wiring material forming the gate wiring layer 60a is required to be able to form the gate electrode 53a as well. Therefore, in the active matrix substrate shown in FIGS. 5A and 5B, the gate wiring layer 60a and the gate electrode 53a are both the lower-side lower polysilicon layer 61a and the upper-side molybdenum silicide layer 62a. Is formed in a two-layer structure. Then, in the source region 51a of the thin film transistor 30a, the first connection hole 651a of the interlayer insulating film 57a formed on the surface side thereof is formed.
The source electrode 65a is conductively connected through the gate wiring layer 60a, and the upper wiring layer 66a is conductively connected to the gate wiring layer 60a through the second connection hole 661a in the interlayer insulating film 57.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような構成の薄膜
トランジスタ50aおよびゲート配線層60aを備える
アクティブマトリクス基板の製造工程において、ゲート
電極53aをマスクとしてイオン注入を行い、シリコン
層501a一部を導電化することによってソース領域5
1aおよびドレイン領域52aを形成するため、注入さ
れた不純物を活性化する必要がある。また、層間絶縁膜
57aはCVD法により形成されたままでは粒径が粗い
ため、それを緻密化する必要もある。そこで、基板40
a全体に約1000℃以上の熱処理を施して、シリコン
層501aにイオン注入された不純物を活性化すると共
に、層間絶縁膜57aを緻密化する工程が行われてい
る。
In the manufacturing process of the active matrix substrate having the thin film transistor 50a and the gate wiring layer 60a having such a structure, ion implantation is performed using the gate electrode 53a as a mask to make a part of the silicon layer 501a conductive. Source area 5
In order to form 1a and the drain region 52a, it is necessary to activate the implanted impurities. Further, since the grain size of the interlayer insulating film 57a is coarse as it is formed by the CVD method, it is necessary to make it dense. Therefore, the substrate 40
A step of performing heat treatment at about 1000 ° C. or higher on the entire a to activate the impurities ion-implanted into the silicon layer 501a and densify the interlayer insulating film 57a is performed.

【0004】しかしながら、従来のゲート電極53aお
よびゲート配線層60aの構造では、アニール処理によ
るモリブデンシリサイド層62aの変質によって、層間
絶縁膜57aに対するウェットエッチング工程におい
て、異常エッチングが発生しやすいという問題点があ
る。すなわち、モリブデンシリサイド層62aはアニー
ル工程において約1000℃の雰囲気中で熱処理を受け
ると、図6に示すとおり、大きなグレイン62cが成長
する。このため、層間絶縁膜57aにウェットエッチン
グを施して第2の接続孔661aを形成しようとする
と、モリブデンシリサイド層62aのグレインバンダリ
ー62bに沿ってエッチング液が容易に浸透してしま
い、さらに、グレインバンダリー62bに対応して発生
した下層側ポリシリコン層61aのグレインバンダリー
61bに沿ってもエッチング液が浸透する結果、エッチ
ング液の浸透部側からのエッチングの進行によって、そ
の縦方向においては、基板40aの側に欠陥部40bを
発生させ、その横方向においては層間絶縁膜57aに欠
陥部57bを発生させてしまう。このため、ゲート配線
層60の電気的抵抗値の増大や断線などが発生し、アク
ティブマトリクス基板の歩留りおよび信頼性が低いとい
う問題点があった。このような問題点は、J.Elec
trochim.Soc.,SOLID−STATE
SCIENCE AND TECHNOLOGY 19
81,Vol.128,No.10,2208−221
2にも報告されているように、タングステンシリサイド
層を用いた場合にも発生する。
However, in the structure of the conventional gate electrode 53a and the gate wiring layer 60a, there is a problem that abnormal etching is likely to occur in the wet etching process for the interlayer insulating film 57a due to the alteration of the molybdenum silicide layer 62a by the annealing process. is there. That is, when the molybdenum silicide layer 62a is subjected to heat treatment in an atmosphere of about 1000 ° C. in the annealing step, large grains 62c grow as shown in FIG. Therefore, if wet etching is performed on the interlayer insulating film 57a to form the second connection hole 661a, the etching solution easily permeates along the grain boundary 62b of the molybdenum silicide layer 62a, and further, the grain is not removed. As a result of the etching solution penetrating along the grain boundary 61b of the lower-side polysilicon layer 61a generated corresponding to the boundary 62b, the etching progresses from the penetrating side of the etching solution, so that in the vertical direction, The defect 40b is generated on the side of the substrate 40a, and the defect 57b is generated in the interlayer insulating film 57a in the lateral direction. Therefore, there is a problem that the electrical resistance value of the gate wiring layer 60 increases or disconnection occurs, and the yield and reliability of the active matrix substrate are low. Such a problem is caused by J. Elec
trochim. Soc. , SOLID-STATE
SCIENCE AND TECHNOLOGY 19
81, Vol. 128, No. 10,2208-221
As reported in No. 2, it also occurs when a tungsten silicide layer is used.

【0005】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
薄膜トランジスタの製造工程中に行うアニール処理およ
びウェットエッチング処理にも耐え得る配線層構造を採
用して、歩留りおよび信頼性を向上可能な薄膜トランジ
スタを備えた固体装置およびその製造方法を実現するこ
とにある。
In view of the above problems, the object of the present invention is to
A solid-state device including a thin film transistor capable of improving yield and reliability and a method of manufacturing the same are adopted by adopting a wiring layer structure that can withstand an annealing process and a wet etching process performed during a manufacturing process of a thin film transistor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明において講じた手段は、同一基板の表面側
に、ゲート絶縁膜上のゲート電極をマスクとして不純物
が導入されたソース・ドレイン領域を備える薄膜トラン
ジスタと、少なくともモリブデンシリサイドやタングテ
ンシリサイドなどのメタルシリサイド層または高融点金
属層を備える下層側配線層と、それらの表面側の層間絶
縁膜の接続孔を介して下層側配線層に導電接続する上層
側配線層とを有する薄膜トランジスタを備えた固体装置
に対して、下層側配線層の上層側に、層間絶縁膜に対す
るエッチング液に対して耐エッチング性を有する耐熱性
の導電性保護膜を設けたことである。本発明において、
耐熱性とは、固体装置の製造工程中に、たとえば100
0℃位の熱処理が行われても、その耐エッチング性やエ
ッッチング液の耐浸透性が著しく低下しないことを意味
する。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the means taken in the present invention is a source / drain in which impurities are introduced on the surface side of the same substrate by using a gate electrode on a gate insulating film as a mask. A thin film transistor having a region, a lower wiring layer having at least a metal silicide layer such as molybdenum silicide or tungsten silicide or a refractory metal layer, and a lower wiring layer through a connection hole of an interlayer insulating film on the surface side thereof. For a solid-state device including a thin film transistor having an upper wiring layer for conductive connection, a heat-resistant conductive protective film on the upper layer side of the lower wiring layer that has etching resistance to an etching solution for an interlayer insulating film. Is provided. In the present invention,
Heat resistance means, for example, 100 during the manufacturing process of a solid state device.
This means that even if a heat treatment at about 0 ° C. is performed, the etching resistance and the penetration resistance of the etching solution are not significantly reduced.

【0007】ここで、導電性保護膜は、たとえば不純物
ドープ型のポリシリコン層を採用することができる。ま
た、薄膜トランジスタのゲート電極も下層側配線層と同
じ層からなる複層構造にして、薄膜トランジスタのゲー
ト電極と下層側配線層とを同時形成可能にしてもよい。
この場合には、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜とゲー
ト電極との間における応力の影響などを緩和する目的
に、下層側配線層およびゲート電極の下層側をポリシリ
コン層で構成することが好ましい。
Here, as the conductive protective film, for example, an impurity-doped polysilicon layer can be adopted. Further, the gate electrode of the thin film transistor may have a multi-layer structure including the same layer as the lower wiring layer so that the gate electrode of the thin film transistor and the lower wiring layer can be formed simultaneously.
In this case, it is preferable that the lower wiring layer and the lower layer of the gate electrode are formed of a polysilicon layer in order to reduce the influence of stress between the gate insulating film and the gate electrode of the thin film transistor.

【0008】このような構成の固体装置は、下層側配線
層を薄膜トランジスタのゲート電極から延出するゲート
配線層とし、これらの下層側配線層および薄膜トランジ
スタを利用して、基板の表面側に表示パネル用のアクテ
ィブマトリクスを形成するのに適している。また、ゲー
ト配線層によって、アクティブマトリクスの走査線を構
成し、それをブラックマトリクスとして利用することが
好ましい。
In the solid-state device having such a structure, the lower wiring layer is a gate wiring layer extending from the gate electrode of the thin film transistor, and the lower wiring layer and the thin film transistor are used to display the display panel on the front surface side of the substrate. It is suitable for forming an active matrix for. In addition, it is preferable that the gate wiring layer form a scan line of an active matrix and that the scan line be used as a black matrix.

【0009】このような構成の薄膜トランジスタを備え
た固体装置の製造方法においては、たとえば、基板の表
面側の半導体領域表面に薄膜トランジスタのゲート絶縁
膜を形成する工程と、基板の表面側のうち、ゲート電極
および下層側配線層の形成領域を含む領域にそれらを構
成する各層を積層する工程と、これらの各層を一括して
パターニングしてゲート電極および下層側配線層を形成
する工程と、それらの表面側から不純物を導入して半導
体領域に薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域を形
成する工程と、それらの表面側に層間絶縁膜を形成する
工程と、少なくとも薄膜トランジスタおよび下層側配線
層の形成領域に対してアニールを施す工程と、それらの
表面側を所定のマスクパターンをもつマスクで覆った状
態でエッチング液によって層間絶縁膜にウェットエッチ
ングを施して接続孔を形成する工程と、それらの表面側
に上層側配線層を形成する工程とを行う。
In a method of manufacturing a solid-state device having a thin film transistor having such a structure, for example, a step of forming a gate insulating film of the thin film transistor on the surface of the semiconductor region on the front surface side of the substrate, and a step of forming the gate insulating film on the front surface side of the substrate A step of laminating each layer constituting them in a region including a formation region of an electrode and a lower wiring layer, a step of collectively patterning each of these layers to form a gate electrode and a lower wiring layer, and a surface thereof A step of forming a source / drain region of the thin film transistor in the semiconductor region by introducing impurities from the side, a step of forming an interlayer insulating film on the surface side of them, and at least annealing the formation region of the thin film transistor and the lower wiring layer. And the etching solution with the surface side covered with a mask having a predetermined mask pattern. Therefore performing a step of forming a connection hole by performing wet etching on the interlayer insulating film, and forming an upper-side wiring layer on their surface.

【0010】[0010]

【作用】上記手段を講じた本発明に係る薄膜トランジス
タを備えた固体装置においては、その下層側配線層が、
メタルシリサイド層または高融点金属層の上層側に、層
間絶縁膜に対するエッチング液に対する耐エッチング性
を有する耐熱性の導電性保護膜を有するため、薄膜トラ
ンジスタを備える固体装置の製造工程において、その薄
膜トランジスタを形成するために必要なアニール処理に
よって、メタルシリサイド層や高融点金属層の耐エッチ
ング性やエッチング液の耐浸透性が低下しても、メタル
シリサイド層または高融点金属層は、耐熱性,耐蝕性お
よびエッチング液の耐浸透性が高い導電性保護膜によっ
て保護されている。従って、アニール処理を行った後
に、層間絶縁膜にウェットエッチングを施して接続孔を
形成するときに、エッチングは導電性保護膜によって停
止する。それ故、異常エッチングが生じないので、歩留
りおよび信頼性のいずれもが高い。
In the solid-state device provided with the thin film transistor according to the present invention having the above means, the lower wiring layer is
Since a heat-resistant conductive protective film having etching resistance against an etching solution for the interlayer insulating film is provided on the upper side of the metal silicide layer or the refractory metal layer, the thin film transistor is formed in the manufacturing process of the solid-state device including the thin film transistor. Even if the etching resistance of the metal silicide layer or the refractory metal layer or the permeation resistance of the etching solution is lowered by the annealing treatment required for the purpose, the metal silicide layer or the refractory metal layer is not affected by the heat resistance, the corrosion resistance and the corrosion resistance. It is protected by a conductive protective film having a high penetration resistance of the etching solution. Therefore, when the interlayer insulating film is wet-etched to form the connection hole after the annealing treatment, the etching is stopped by the conductive protective film. Therefore, since abnormal etching does not occur, both yield and reliability are high.

【0011】[0011]

【実施例】つぎに、図面を参照して、本発明の一実施例
について説明する。本例においては、薄膜トランジスタ
を備えた固体装置の一例として、液晶表示パネルのアク
ティブマトリクス基板について説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this example, an active matrix substrate of a liquid crystal display panel will be described as an example of a solid-state device including a thin film transistor.

【0012】図1は本発明の実施例に係るアクティブマ
トリクス基板に形成された薄膜トランジスタおよびその
ゲート配線層(下層側配線層)の構成を示す説明図であ
って、図1(a)はその平面図、図1(b)は図1
(a)のIV−IV′線における断面図、図1(c)は図1
(a)のV−V′線における断面図である。なお、本例
のアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示パネルの
全体構成については、ブロック図で図3に示してある。
FIG. 1 is an explanatory view showing the constitution of a thin film transistor and its gate wiring layer (lower wiring layer) formed on an active matrix substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. Figure, Figure 1 (b) is Figure 1
1A is a sectional view taken along line IV-IV ′ in FIG. 1A, and FIG.
FIG. 5A is a sectional view taken along line VV ′ of FIG. The overall configuration of a liquid crystal display panel using the active matrix substrate of this example is shown in a block diagram in FIG.

【0013】まず、本例の特徴点である薄膜トランジス
タ(TFT)およびゲート配線層の構成について説明す
る前に、図3を参照して、液晶表示パネルの全体構成に
ついて説明する。
First, before describing the structure of a thin film transistor (TFT) and a gate wiring layer, which are the features of this example, the overall structure of a liquid crystal display panel will be described with reference to FIG.

【0014】図3において、アクティブマトリクス方式
の液晶表示パネルにおいては、画素マトリクス22,信
号線駆動回路12および走査線駆動回路21が同一の透
明基板11の上に形成されて、表示装置の小型化,高精
細化および低コスト化が図られている。ここで、信号線
駆動回路12はシフトレジスタ13,サンプルホールド
回路17,18,19およびビデオ信号線14,15,
16を有する一方、走査線駆動回路21はシフトレジス
タ20およびバッファ回路23を有する。また、画素マ
トリクス22は、信号線駆動回路12に接続された複数
の信号線26,27,28・・・と、走査線駆動回路2
1に接続された複数の走査線24,25・・・と、これ
らの走査線および信号線の交点に形成された複数の画素
32,33・・・を有し、各画素32,33・・・には
薄膜トランジスタ29と液晶セル30とを有する。ここ
で、信号線駆動回路12の側には、そのシフトレジスタ
13にクロック信号を入力すべきクロック信号線34が
配置されている一方、走査線駆動回路21の側には、そ
のシフトレジスタ20にクロック信号を入力すべきクロ
ック信号線37が配置されている。なお、35,38は
信号線駆動回路12および走査線駆動回路21にスター
ト信号を入力するスタート信号線である。また、アクテ
ィブマトリクス基板には、各画素32,33・・・に形
成された薄膜トランジスタ29の他にも、多くの薄膜ト
ランジスタが形成され、それらは互いにゲート配線層で
配線接続されている。たとえば、走査線駆動回路21の
シフトレジスタ20において、その単位シフトレジスタ
は、図4(a)に示すように、互いに逆相のクロック信
号CLA,CLA*で駆動されるクロックドインバータ
3a,4aまたはクロックドインバータ3b,4bと、
インバータ2とで構成され、そのうち、インバータ2
は、図4(b)に示すように、pチャネル型の薄膜トラ
ンジスタ201とnチャネル型の薄膜トランジスタ20
2とからなるCMOS構造になっている。また、クロッ
クドインバータ3a,4aは、図4(c)に示すよう
に、2つのpチャネル型の薄膜トランジスタ301a,
302aとnチャネル型の薄膜トランジスタ401a,
402aとから構成されてクロック信号CLAで駆動可
能になっている一方、クロックドインバータ3b,4b
は、図4(d)に示すように、2つのpチャネル型の薄
膜トランジスタ301b,302bとnチャネル型の薄
膜トランジスタ401b,402bとから構成されて逆
相のクロック信号CLA*で駆動可能になっている。そ
して、これらのシフトレジスタから出力されるビット出
力信号に基づいて、各画素29,30・・・がそれぞれ
表示動作を行い、所定の画面を構成する。このため、各
画素29,30・・・の薄膜トランジスタ29を駆動す
るための走査線24,25・・・の電気抵抗値が高い
と、格子状に配置された各画素29のうち、たとえば、
基板11の端縁側の画素における表示動作が遅れて、画
面の表示品位が低下する。また、各シフトレジスタ1
3,20の薄膜トランジスタを回路接続するゲート配線
層の電気抵抗値が高くて、特定の単位シフトレジスタに
おいて信号の入出力タイミングに遅延が生じた場合に
も、画面の表示品位が低下する。
In the active matrix type liquid crystal display panel shown in FIG. 3, the pixel matrix 22, the signal line driving circuit 12 and the scanning line driving circuit 21 are formed on the same transparent substrate 11 to reduce the size of the display device. Higher definition and lower cost are being pursued. Here, the signal line drive circuit 12 includes a shift register 13, sample hold circuits 17, 18, 19 and video signal lines 14, 15,
On the other hand, the scanning line driving circuit 21 has a shift register 20 and a buffer circuit 23. Further, the pixel matrix 22 includes a plurality of signal lines 26, 27, 28, ... Connected to the signal line drive circuit 12, and the scanning line drive circuit 2
.. and a plurality of pixels 32, 33 ... Formed at the intersections of these scanning lines and signal lines, and each pixel 32, 33. A thin film transistor 29 and a liquid crystal cell 30 are included in. Here, a clock signal line 34 for inputting a clock signal to the shift register 13 is arranged on the signal line drive circuit 12 side, while a clock signal line 34 for inputting a clock signal to the shift register 13 is arranged on the scan line drive circuit 21 side. A clock signal line 37 to which a clock signal should be input is arranged. Reference numerals 35 and 38 denote start signal lines for inputting start signals to the signal line drive circuit 12 and the scanning line drive circuit 21. In addition to the thin film transistor 29 formed in each of the pixels 32, 33, ..., Many thin film transistors are formed on the active matrix substrate, and they are connected to each other by a gate wiring layer. For example, in the shift register 20 of the scanning line driving circuit 21, the unit shift register is, as shown in FIG. Clocked inverters 3b and 4b,
And an inverter 2, of which the inverter 2
Is a p-channel type thin film transistor 201 and an n-channel type thin film transistor 20 as shown in FIG.
2 has a CMOS structure. Further, as shown in FIG. 4C, the clocked inverters 3a and 4a include two p-channel thin film transistors 301a and 301a.
302a and an n-channel thin film transistor 401a,
And the clocked inverters 3b and 4b.
4D, as shown in FIG. 4D, is composed of two p-channel type thin film transistors 301b and 302b and n-channel type thin film transistors 401b and 402b, and can be driven by a clock signal CLA * of opposite phase. .. Then, based on the bit output signals output from these shift registers, each of the pixels 29, 30 ... Performs a display operation to form a predetermined screen. Therefore, if the electric resistance values of the scanning lines 24, 25 ... For driving the thin film transistors 29 of the pixels 29, 30 ... Are high, for example, among the pixels 29 arranged in a grid pattern,
The display operation in the pixels on the edge side of the substrate 11 is delayed, and the display quality of the screen is degraded. In addition, each shift register 1
The display quality of the screen is deteriorated even when the gate wiring layer that connects the thin film transistors 3 and 20 has a high electric resistance value and a signal input / output timing is delayed in a specific unit shift register.

【0015】そこで、本例に係るアクティブマトリクス
基板においては、以下の構成の薄膜トランジスタおよび
ゲート配線層を採用する。
Therefore, in the active matrix substrate according to this example, a thin film transistor and a gate wiring layer having the following configurations are adopted.

【0016】図1(a)〜(c)において、基板40は
アクティブマトリクス基板用の透明ガラス基板であり、
その表面側にはシリコン層501を有する、このシリコ
ン層501の両端側には、その表面側のゲート酸化膜5
5上に形成されたゲート電極53をマスクとして行われ
たn型の不純物としてのリンなどのイオン注入によっ
て、その一部が導電化されたソース領域51およびドレ
イン領域52がセルフアラインとなるように形成されて
おり、これらのゲート酸化膜55,ゲート電極53,ソ
ース領域51およびドレイン領域52によって、薄膜ト
ランジスタ50が構成されている。また、薄膜トランジ
スタ50の表面側には層間絶縁膜57が形成されてお
り、その第1の接続孔651を介してソース電極65が
薄膜トランジスタ50のソース領域51に導電接続し、
その第3の接続孔671を介してドレイン電極67がド
レイン領域52に導電接続している。ここで、薄膜トラ
ンジスタ50を画素領域のスイッチング素子として用い
る場合には、必要に応じて、構造を部分的に変更すると
共に、ドレイン電極67としてはアルミニウム電極に代
えてITO層を用いる。一方、薄膜トランジスタ50の
形成領域からは、ゲート電極53と一体に形成されたゲ
ート配線層60が延出しており、ゲート配線層60に対
しては、層間絶縁膜57に形成された第2の接続孔66
1を介して、上層側配線層66が導電接続している。こ
のゲート配線層60は、厚さが約1000Åの下層側ポ
リシリコン層61,厚さが約2000Åのモリブデンシ
リサイド層62(メタルシリサイド層)および厚さが約
1000Åの上層側ポリシリコン層63(導電性保護
膜)からなる3層構造になっている。また、ゲート配線
層60とゲート電極53とは一体に同時形成されたもの
であるため、薄膜トランジスタ50のゲート電極53
も、厚さが約1000Åの下層側ポリシリコン層61,
厚さが約2000Åのモリブデンシリサイド層62およ
び厚さが約1000Åの上層側ポリシリコン層63から
なる3層構造になっている。
In FIGS. 1A to 1C, a substrate 40 is a transparent glass substrate for an active matrix substrate,
A silicon layer 501 is provided on the surface side, and the gate oxide film 5 on the surface side is provided on both end sides of the silicon layer 501.
By the ion implantation of phosphorus or the like as an n-type impurity performed using the gate electrode 53 formed on the mask 5 as a mask, the source region 51 and the drain region 52, which are partially made conductive, become self-aligned. The thin film transistor 50 is formed by the gate oxide film 55, the gate electrode 53, the source region 51, and the drain region 52. Further, an interlayer insulating film 57 is formed on the surface side of the thin film transistor 50, and the source electrode 65 is conductively connected to the source region 51 of the thin film transistor 50 through the first connection hole 651.
The drain electrode 67 is conductively connected to the drain region 52 through the third connection hole 671. Here, when the thin film transistor 50 is used as a switching element in the pixel region, the structure is partially changed as necessary, and an ITO layer is used as the drain electrode 67 instead of the aluminum electrode. On the other hand, the gate wiring layer 60 formed integrally with the gate electrode 53 extends from the formation region of the thin film transistor 50, and the second connection formed in the interlayer insulating film 57 is connected to the gate wiring layer 60. Hole 66
The upper wiring layer 66 is electrically conductively connected via 1. The gate wiring layer 60 includes a lower polysilicon layer 61 having a thickness of about 1000Å, a molybdenum silicide layer 62 (metal silicide layer) having a thickness of about 2000Å, and an upper polysilicon layer 63 (conductivity of about 1000Å). It has a three-layer structure composed of a protective film). Moreover, since the gate wiring layer 60 and the gate electrode 53 are integrally formed at the same time, the gate electrode 53 of the thin film transistor 50 is formed.
The lower side polysilicon layer 61 having a thickness of about 1000 Å,
It has a three-layer structure including a molybdenum silicide layer 62 having a thickness of about 2000Å and an upper-side polysilicon layer 63 having a thickness of about 1000Å.

【0017】ここで、ゲート配線層60にモリブデンシ
リサイド層62を設けた理由は、ゲート配線層60の電
気的抵抗値を小さくするためである。すなわち、液晶表
示パネルなどにおいては、前述のとおり、多数の画素が
格子状に配置されて、各画素毎の表示状態の切り換えに
よって所定の画面を表示するため、特定の画素における
表示動作が遅延すると、表示の品位が著しく低下してし
まうので、ゲート配線層60の抵抗を低くして、それに
起因する信号の遅延を防止するためである。
The reason for providing the molybdenum silicide layer 62 on the gate wiring layer 60 is to reduce the electrical resistance value of the gate wiring layer 60. That is, in a liquid crystal display panel or the like, as described above, a large number of pixels are arranged in a grid and a predetermined screen is displayed by switching the display state of each pixel, so that the display operation in a specific pixel is delayed. This is because the display quality is remarkably deteriorated, so that the resistance of the gate wiring layer 60 is lowered to prevent a signal delay due to the resistance.

【0018】また、ゲート配線層60に上層側ポリシリ
コン層63を設けた理由は、薄膜トランジスタ50およ
びゲート配線層60の製造工程のうち、層間絶縁膜57
にウェットエッチングを施して第1の接続孔651,第
2の接続孔661および第3の接続孔671を形成する
ときに、この工程に先立って行われたアニール処理によ
ってモリブデンシリサイド層62に生じたグレインバン
ダリーの影響を阻止するためである。すなわち、薄膜ト
ランジスタ50およびゲート配線層60の製造工程にお
いて、アニール工程を行うと、モリブデンシリサイド層
62にはグレインが大きく成長して、グレインバンダリ
ーが発生するが、このグレインバンダリーは、層間絶縁
膜57のエッチング液に対する耐浸透性が低いため、モ
リブデンシリサイド層62が最表面に露出していると、
グレインバンダリーに沿ってエッチング液が浸透してし
まい、異常エッチングが生じる。これに対して、上層側
ポリシリコン層63は、アニール処理後も、モリブデン
シリサイド層62のグレインバンダリーの影響を受ける
ことなく、エッチング液に対する耐エッチング性やエッ
チング液の耐浸透性が高いので、ウェットエッチングに
対するストッパーとして機能し、異常エッチングを防止
する。
The reason for providing the upper polysilicon layer 63 on the gate wiring layer 60 is that the interlayer insulating film 57 is included in the manufacturing process of the thin film transistor 50 and the gate wiring layer 60.
When the first connection hole 651, the second connection hole 661, and the third connection hole 671 are formed by wet etching on the above, the molybdenum silicide layer 62 is formed in the molybdenum silicide layer 62 by the annealing treatment performed prior to this step. This is to prevent the effects of grain bandaries. That is, when an annealing process is performed in the manufacturing process of the thin film transistor 50 and the gate wiring layer 60, grains grow large in the molybdenum silicide layer 62 and grain boundaries are generated. When the molybdenum silicide layer 62 is exposed on the outermost surface, the penetration resistance of 57 to the etching solution is low.
The etching solution penetrates along the grain boundary, causing abnormal etching. On the other hand, since the upper polysilicon layer 63 is not affected by the grain boundary of the molybdenum silicide layer 62 even after the annealing treatment, it has high etching resistance to the etching solution and high penetration resistance of the etching solution. It functions as a stopper for wet etching and prevents abnormal etching.

【0019】従って、本例のアクティブマトリクス基板
においては、ゲート配線層60にモリブデンシリサイド
層62を設けているため、ゲート配線層60の電気的抵
抗値が小さいので、画素における表示動作の遅延が生じ
ず、表示の品位が高い。また、ゲート配線層60の最表
層に上層側ポリシリコン層63を設けているため、従来
のゲート配線層に生じていた異常エッチングを防止でき
るので、ゲート配線層60の電気的抵抗値の増大や断線
などが発生せず、歩留りおよび信頼性のいずれもが高
い。
Therefore, in the active matrix substrate of this embodiment, since the gate wiring layer 60 is provided with the molybdenum silicide layer 62, the electric resistance value of the gate wiring layer 60 is small, so that the display operation in the pixel is delayed. No, the display quality is high. Further, since the upper-layer side polysilicon layer 63 is provided on the outermost layer of the gate wiring layer 60, abnormal etching that has occurred in the conventional gate wiring layer can be prevented, so that the electrical resistance value of the gate wiring layer 60 increases and No breakage occurs, and both yield and reliability are high.

【0020】また、ゲート配線層60は光に対して非透
過性であるため、このゲート配線層60によって、図1
3に示すアクティブマトリクスの走査線24,25・・
・を構成し、それを液晶表示パネルのブラックマトリク
スとして利用することによって、画素32,33・・・
との位置合わせ精度が高いブラックマトリクスを形成す
ることができ、液晶表示パネルの表示の品位が向上す
る。さらに、ゲート配線層60およびゲート電極53
は、その最下層側に下層側ポリシリコン層61を有して
いるため、ゲート酸化膜55に与える応力などの影響が
小さく、ゲート配線層60に適した複層構造をゲート電
極53に適用しても支障がない。
Further, since the gate wiring layer 60 is impermeable to light, the gate wiring layer 60 allows the structure shown in FIG.
The scanning lines 24, 25 ... Of the active matrix shown in FIG.
., And by using it as a black matrix of a liquid crystal display panel, pixels 32, 33 ...
It is possible to form a black matrix with high alignment accuracy with, and improve the display quality of the liquid crystal display panel. Further, the gate wiring layer 60 and the gate electrode 53
Has a lower-side polysilicon layer 61 on the lowermost side thereof, the influence of stress or the like on the gate oxide film 55 is small, and a multi-layer structure suitable for the gate wiring layer 60 is applied to the gate electrode 53. But there is no problem.

【0021】このような構成のアクティブマトリクス基
板の製造方法を、図2を参照して説明する。
A method of manufacturing the active matrix substrate having such a structure will be described with reference to FIG.

【0022】図2(a)〜(f)は、本例のアクティブ
マトリクス基板の製造方法のうち、薄膜トランジスタ形
成工程およびゲート配線層形成工程の一部を示す工程断
面図である。
2A to 2F are process sectional views showing a part of a thin film transistor forming process and a gate wiring layer forming process in the method of manufacturing an active matrix substrate of this embodiment.

【0023】まず、図2(a)に示すように、基板40
の表面側のうち、薄膜トランジスタ50の形成予定領域
に形成されたシリコン層501に対して、熱酸化または
ECRCVD法により、ゲート酸化膜55を形成する。
First, as shown in FIG. 2A, the substrate 40
A gate oxide film 55 is formed on the silicon layer 501 formed in the region where the thin film transistor 50 is to be formed on the surface side of the substrate by thermal oxidation or ECRCVD.

【0024】つぎに、図2(b)に示すように、ゲート
電極53およびゲート配線層60の形成予定領域を含む
領域、すなわち、基板40の表面全体に、ゲート電極5
3およびゲート配線層60の下層を構成するノンドープ
型の下層側ポリシリコン層61を、LPCVD法、たと
えば、温度が約600℃程度、かつ、低圧力の雰囲気中
で、Si2 6 を用いて厚さが約1000Åになるよう
に形成した後に、その表面側に厚さが約2000Åのモ
リブデンシリサイド層62をスパッタ法で形成し、その
表面側に、厚さが約1000Åの上層側ポリシリコン層
63をCVD法により形成する。この状態で、これらの
層のシート抵抗値は40〜50Ω/□である。ここで、
上層側ポリシリコン層63については、不純物ドープ型
のポリシリコンを使用してもよく、また、ノンドープ型
のポリシリコンを用いて、後工程で行われる不純物の導
入工程によって、導電化してもよい。一方、下層側ポリ
シリコン層61についても、不純物をドープしたポリシ
リコン層を採用してもよい。なお、モリブデンシリサイ
ド層62については、MoSi2 で示される組成式から
組成がずれて、Moリッチの組成になっていることもあ
る。
Next, as shown in FIG. 2B, the gate electrode 5 is formed on the region including the region where the gate electrode 53 and the gate wiring layer 60 are to be formed, that is, the entire surface of the substrate 40.
3 and the non-doped lower-side polysilicon layer 61 forming the lower layer of the gate wiring layer 60, using Si 2 H 6 in an LPCVD method, for example, in an atmosphere at a temperature of about 600 ° C. and low pressure. After forming it to a thickness of about 1000Å, a molybdenum silicide layer 62 having a thickness of about 2000Å is formed on the surface side by a sputtering method, and an upper polysilicon layer having a thickness of about 1000Å is formed on the surface side. 63 is formed by the CVD method. In this state, the sheet resistance value of these layers is 40 to 50 Ω / □. here,
Impurity-doped polysilicon may be used for the upper-side polysilicon layer 63, or non-doped polysilicon may be used to make it conductive by an impurity introduction step performed in a later step. On the other hand, the lower polysilicon layer 61 may also be an impurity-doped polysilicon layer. The molybdenum silicide layer 62 may have a Mo-rich composition with a composition deviation from the composition formula represented by MoSi 2 .

【0025】つぎに、上層側ポリシリコン層63の表面
側を所定のマスクパターンをもつレジストマスクで覆っ
た状態で、下層側ポリシリコン層61,モリブデンシリ
サイド層62および上層側ポリシリコン層63を一括し
てフォトエッチングによりパターニングして、図2
(c)および図1(a)〜(c)に示すように、ゲート
電極53およびゲート配線層60を残す。
Next, the lower polysilicon layer 61, the molybdenum silicide layer 62, and the upper polysilicon layer 63 are collectively packaged with the upper polysilicon layer 63 covered with a resist mask having a predetermined mask pattern. Then, patterning is performed by photoetching, and FIG.
As shown in (c) and FIGS. 1A to 1C, the gate electrode 53 and the gate wiring layer 60 are left.

【0026】つぎに、図2(d)に示すように、それら
の表面側からn型の不純物としてのリンをイオン注入ま
たはイオンシャワードーピングによって、図1(a)〜
(c)にも示すように、シリコン層501の一部を導電
化して、薄膜トランジスタ50のソース領域51および
ドレイン領域52を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (d), phosphorus as an n-type impurity is ion-implanted or ion-shower-doped from the surface side of the surfaces of FIGS.
As shown in (c), part of the silicon layer 501 is made conductive to form the source region 51 and the drain region 52 of the thin film transistor 50.

【0027】つぎに、図2(e)に示すように、それら
の表面側にCVD法によってシリコン酸化膜たる層間絶
縁膜57を形成する。
Next, as shown in FIG. 2E, an interlayer insulating film 57, which is a silicon oxide film, is formed on the surface side of these by a CVD method.

【0028】つぎに、少なくとも薄膜トランジスタ50
およびゲート配線層60の形成領域に対して、すなわ
ち、基板40の全体に対して、約1000℃の窒素ガス
雰囲気中で、アニールを施す。このアニール処理によっ
て、ゲート配線層60のシート抵抗値は、約100Ω/
□であったものが、4〜5Ω/□にまで低下する。ま
た、シリコン層501のうち、ソース領域51およびド
レイン領域52に導入された不純物も活性化する。加え
て、層間絶縁膜57も緻密化する。
Next, at least the thin film transistor 50
Then, the formation region of the gate wiring layer 60, that is, the entire substrate 40 is annealed in a nitrogen gas atmosphere at about 1000 ° C. By this annealing treatment, the sheet resistance value of the gate wiring layer 60 is about 100Ω /
What was □ decreased to 4 to 5Ω / □. Further, the impurities introduced into the source region 51 and the drain region 52 of the silicon layer 501 are also activated. In addition, the interlayer insulating film 57 is also densified.

【0029】つぎに、図2(f)に示すように、層間絶
縁膜57の表面側を所定のマスクパターンをもつマスク
レジストマスク571で覆った状態で、たとえばフッ素
系のエッチング液によって層間絶縁膜57にウェットエ
ッチングを施して、第1の接続孔651,第2の接続孔
661および第3の接続孔671を形成する。
Next, as shown in FIG. 2F, with the surface side of the interlayer insulating film 57 covered with a mask resist mask 571 having a predetermined mask pattern, for example, a fluorine-based etching solution is used to etch the interlayer insulating film. 57 is wet-etched to form a first connection hole 651, a second connection hole 661, and a third connection hole 671.

【0030】しかる後に、層間絶縁膜57の全表面に、
上層側配線層66,ソース電極65およびドレイン電極
66を構成するアルミニウム層を形成した後に、アルミ
ニウム層にパターニングを施して、図1(a)〜(c)
に示すように、上層側配線層66,ソース電極65およ
びドレイン電極66を形成する。
Then, the entire surface of the interlayer insulating film 57 is
1 (a) to 1 (c) after forming an aluminum layer forming the upper wiring layer 66, the source electrode 65 and the drain electrode 66, the aluminum layer is patterned.
As shown in, the upper wiring layer 66, the source electrode 65, and the drain electrode 66 are formed.

【0031】以上のとおり、本例のアクティブマトリク
ス基板の製造方法においては、ゲート配線層60にモリ
ブデンシリサイド層62を設けてその電気的抵抗値を小
さくした構造を採用しながらも、その上層側に上層側ポ
リシリコン層63を設けてあるため、アニール処理によ
って、モリブデンシリサイド層62に大きなグレインが
成長し、そのグレインバンダリーに沿ってエッチング液
が浸透しやすい状態になったとしても、上層側ポリシリ
コン層63がエッチングストッパーとして機能するた
め、異常エッチングが生じない。それ故、本例のアクテ
ィブマトリクス基板においては、ゲート配線層60の電
気的抵抗値が小さいため、画素における表示動作の遅延
が生じないので、表示の品位が高く、また、異常エッチ
ングが防止されているため、ゲート配線層60の電気的
抵抗値の増大や断線などが発生せず、歩留りおよび信頼
性のいずれもが高い。
As described above, in the method of manufacturing the active matrix substrate of this embodiment, the structure in which the molybdenum silicide layer 62 is provided in the gate wiring layer 60 to reduce the electric resistance value thereof, but the upper layer side thereof is used. Since the upper-layer side polysilicon layer 63 is provided, even if a large grain grows in the molybdenum silicide layer 62 due to the annealing process and the etching solution easily penetrates along the grain boundary, the upper-layer side polysilicon layer 63 is formed. Since the silicon layer 63 functions as an etching stopper, abnormal etching does not occur. Therefore, in the active matrix substrate of this example, since the electric resistance value of the gate wiring layer 60 is small, the display operation in the pixel is not delayed, so that the display quality is high and abnormal etching is prevented. Therefore, the electrical resistance value of the gate wiring layer 60 does not increase or the wire breakage does not occur, and both the yield and the reliability are high.

【0032】なお、本例においては、薄膜トランジスタ
を備えた固体装置としてアクティブマトリクス基板を例
に説明したが、イメージセンサ用回路基板などにも適用
でき、同一基板の表面側に、ゲート絶縁膜上のゲート電
極をマスクとして不純物が導入されたソース・ドレイン
領域を備えた薄膜トランジスタと、少なくともメタルシ
リサイド層または高融点金属層を備える下層側配線層
と、それらの表面側に形成された層間絶縁膜の接続孔を
介して下層側配線層に導電接続する上層側配線層とを有
する固体装置であれば、用途などに限定がない。また、
本例においては、ゲート配線層(下層側配線層)および
薄膜トランジスタのゲート電極のいずれに対しても、メ
タルシリサイド層の上層側にポリシリコン層を設けた構
造を採用したが、層間絶縁膜の接続孔を介して上層側配
線層が導電接続する下層側配線層のみを、ポリシリコン
層などの導電性保護膜を有する構造にしてもよい。ま
た、メタルシリサイド層に代えて、あるいは、メタルシ
リサイド層に加えて、モリブデン層やタングテン層など
の高融点金属層を設けてもよい。
In this example, an active matrix substrate was described as an example of a solid-state device provided with a thin film transistor, but it can also be applied to a circuit substrate for an image sensor or the like, and on the surface side of the same substrate, on the gate insulating film. Connection between a thin film transistor having source / drain regions in which impurities are introduced by using a gate electrode as a mask, a lower wiring layer having at least a metal silicide layer or a refractory metal layer, and an interlayer insulating film formed on the surface side thereof The application is not limited as long as it is a solid-state device having an upper wiring layer conductively connected to a lower wiring layer through a hole. Also,
In this example, a polysilicon layer is provided on the upper side of the metal silicide layer for both the gate wiring layer (lower wiring layer) and the gate electrode of the thin film transistor. Only the lower wiring layer, which is electrically connected to the upper wiring layer through the hole, may have a structure having a conductive protective film such as a polysilicon layer. Further, instead of the metal silicide layer or in addition to the metal silicide layer, a refractory metal layer such as a molybdenum layer or a tungsten layer may be provided.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る薄膜トラン
ジスタを備えた固体装置、たとえばアクティブマトリク
ス表示用基板においては、そのゲート配線層などの下層
側配線層が、メタルシリサイド層または高融点金属層の
上層側に、層間絶縁膜に対するエッチング液に対する耐
エッチング性を有する耐熱性の導電性保護膜を備えてい
ることに特徴を有する。従って、本発明によれば、下層
側配線層にメタルシリサイド層または高融点金属層を設
けてあるため、その電気抵抗が小さい。また、固体装置
の製造工程中に行うアニール処理によって、メタルシリ
サイド層や高融点金属層の耐エッチング性またはエッチ
ング液の耐浸透性が低下しても、その表面側は耐熱性お
よび耐蝕性が高い導電性保護膜によって覆われているた
め、この導電性保護膜によってウェットエッチングが停
止し、異常エッチングが生じないので、固体装置の歩留
りおよび信頼性が向上するという効果を奏する。
As described above, in the solid state device provided with the thin film transistor according to the present invention, for example, the substrate for active matrix display, the lower wiring layer such as the gate wiring layer is the metal silicide layer or the refractory metal layer. It is characterized in that the upper layer side is provided with a heat-resistant conductive protective film having etching resistance against an etching solution for the interlayer insulating film. Therefore, according to the present invention, since the metal silicide layer or the refractory metal layer is provided in the lower wiring layer, the electric resistance thereof is small. Further, even if the etching resistance of the metal silicide layer or the refractory metal layer or the penetration resistance of the etching solution is lowered by the annealing treatment performed during the manufacturing process of the solid-state device, the surface side thereof has high heat resistance and corrosion resistance. Since it is covered with the conductive protective film, wet etching is stopped by this conductive protective film, and abnormal etching does not occur, so that the yield and reliability of the solid-state device are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)本発明の実施例に係るアクティブマトリ
クス基板に形成された薄膜トランジスタおよびそのゲー
ト配線層の構成を示す平面図、(b)は図1(a)のIV
−IV′線における断面図、(c)は図1(a)のV−
V′線における断面図である。
1A is a plan view showing a configuration of a thin film transistor and a gate wiring layer thereof formed on an active matrix substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an IV of FIG. 1A.
A cross-sectional view taken along the line -IV ', (c) is a V- of FIG. 1 (a)
It is a sectional view taken along the line V ′.

【図2】図1に示すアクティブマトリクス基板の製造方
法のうち、薄膜トランジスタおよびゲート配線層の製造
工程の一部を示す工程断面図である。
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a part of a process of manufacturing a thin film transistor and a gate wiring layer in the method of manufacturing the active matrix substrate shown in FIG.

【図3】図1に示すアクティブマトリクス基板を用いた
液晶表示パネルの全体構成を示すブロック図である。
3 is a block diagram showing an overall configuration of a liquid crystal display panel using the active matrix substrate shown in FIG.

【図4】(a)は図1に示すアクティブマトリクス基板
に形成されたシフトレジスタの回路図、(b)はそのイ
ンバータの回路図、(c)および(d)はそのクロック
ドインバータの回路図である。
4 (a) is a circuit diagram of a shift register formed on the active matrix substrate shown in FIG. 1, (b) is a circuit diagram of its inverter, and (c) and (d) are circuit diagrams of its clocked inverter. Is.

【図5】従来の薄膜トランジスタおよびそのゲート配線
層の構成を示す平面図、(b)は図5(a)のVI−VI′
線における断面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a conventional thin film transistor and its gate wiring layer, (b) is VI-VI ′ of FIG. 5 (a).
It is sectional drawing in a line.

【図6】従来のゲート配線層に対する接続孔周囲の状態
を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state around a connection hole for a conventional gate wiring layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・透明基板 12・・・信号線駆動回路 13,20・・・シフトレジスタ 21・・・走査線駆動回路 22・・・画素マトリクス 24,25・・・走査線 26,27,28・・・信号線 29,50,50a・・・薄膜トランジスタ 30・・・液晶セル 32,33・・・画素 51,51a・・・ソース領域 52,52a・・・ドレイン領域 53,53a・・・ゲート電極 57,57a・・・層間絶縁膜 60,60a・・・ゲート配線層(下層配線層) 61,61a・・・下層側ポリシリコン層 62,62a・・・モリブデンシリサイド層 63・・・上層側ポリシリコン層(導電性保護層) 66・・・上層側配線層 651,651a・・・第1の接続孔 661,661a・・・第2の接続孔 671・・・第3の接続孔 11 ... Transparent substrate 12 ... Signal line drive circuit 13, 20 ... Shift register 21 ... Scan line drive circuit 22 ... Pixel matrix 24, 25 ... Scan line 26, 27, 28 ... ..Signal line 29, 50, 50a ... Thin film transistor 30 ... Liquid crystal cell 32, 33 ... Pixel 51, 51a ... Source region 52, 52a ... Drain region 53, 53a ... Gate electrode 57, 57a ... Interlayer insulating film 60, 60a ... Gate wiring layer (lower wiring layer) 61, 61a ... Lower polysilicon layer 62, 62a ... Molybdenum silicide layer 63 ... Upper poly Silicon layer (conductive protection layer) 66 ... Upper wiring layer 651, 651a ... First connection hole 661, 661a ... Second connection hole 671 ... Third connection hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/12 A 29/40 A 9055−4M 29/62 G 9055−4M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location H01L 27/12 A 29/40 A 9055-4M 29/62 G 9055-4M

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一基板の表面側に、ゲート絶縁膜上の
ゲート電極をマスクとして不純物が導入されたソース・
ドレイン領域を備える薄膜トランジスタと、少なくとも
メタルシリサイド層または高融点金属層を備える下層側
配線層と、それらの表面側に形成された層間絶縁膜の接
続孔を介して前記下層側配線層に導電接続する上層側配
線層と、を有し、前記下層側配線層は、その上層側に、
前記層間絶縁膜に対するエッチング液に対して耐エッチ
ング性を有する耐熱性の導電性保護膜を有することを特
徴とする薄膜トランジスタを備えた固体装置。
1. A source / impurity source on the surface of the same substrate in which impurities are introduced using the gate electrode on the gate insulating film as a mask.
A thin film transistor having a drain region, a lower wiring layer having at least a metal silicide layer or a refractory metal layer, and conductive connection to the lower wiring layer through a connection hole of an interlayer insulating film formed on the surface side thereof. An upper wiring layer, and the lower wiring layer, on the upper side thereof,
A solid-state device including a thin film transistor, comprising a heat-resistant conductive protective film having etching resistance against an etching solution for the interlayer insulating film.
【請求項2】 請求項1において、前記導電性保護膜は
不純物ドープ型のポリシリコン層であることを特徴とす
る薄膜トランジスタを備えた固体装置。
2. The solid state device according to claim 1, wherein the conductive protective film is an impurity-doped polysilicon layer.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、前記
薄膜トランジスタのゲート電極は、前記下層側配線層と
同じ層から構成された複層構造になっていることを特徴
とする薄膜トランジスタを備えた固体装置。
3. The solid-state thin film transistor according to claim 1, wherein the gate electrode of the thin film transistor has a multi-layer structure including the same layer as the lower wiring layer. apparatus.
【請求項4】 請求項3において、前記下層側配線層お
よび前記ゲート電極は、その下層側にポリシリコン層を
有することを特徴とする薄膜トランジスタを備えた固体
装置。
4. The solid state device according to claim 3, wherein the lower wiring layer and the gate electrode have a polysilicon layer on the lower side thereof.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれかの項
において、前記メタルシリサイド層は、モリブデンシリ
サイド層およびタングステンシリサイド層のうちの少な
くとも一方側の層からなることを特徴とする薄膜トラン
ジスタを備えた固体装置。
5. The thin film transistor according to claim 1, wherein the metal silicide layer is formed of at least one of a molybdenum silicide layer and a tungsten silicide layer. Solid state device.
【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれか項に
おいて、前記下層側配線層は前記薄膜トランジスタのゲ
ート電極から延出するゲート配線層であって、これらの
ゲート配線層および前記薄膜トランジスタを用いた表示
パネル用のアクティブマトリクス回路が前記基板の表面
側に形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ
を備えた固体装置。
6. The wiring layer according to claim 1, wherein the lower wiring layer is a gate wiring layer extending from a gate electrode of the thin film transistor, and the gate wiring layer and the thin film transistor are used. A solid-state device including a thin film transistor, wherein an active matrix circuit for a display panel is formed on the front surface side of the substrate.
【請求項7】 請求項6において、前記基板の表面側で
は、前記ゲート配線層によって画素マトリクスの走査線
が構成されており、これらの走査線によって、表示パネ
ルのブラックマトリクスが構成されていることを特徴と
する薄膜トランジスタを備えた固体装置。
7. The scan line of a pixel matrix is formed by the gate wiring layer on the front surface side of the substrate according to claim 6, and the black matrix of the display panel is formed by these scan lines. A solid-state device provided with a thin film transistor.
【請求項8】 請求項1ないし請求項7のいずれかの項
に規定する薄膜トランジスタを備えた固体装置の製造方
法であって、前記基板の表面側の半導体領域表面に前記
薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を形成する工程と、前
記基板の表面側のうち、前記ゲート電極および前記下層
側配線層の形成領域を含む領域にそれらを構成する各層
を積層する工程と、これらの各層を一括してパターニン
グして前記ゲート電極および前記下層側配線層を形成す
る工程と、それらの表面側から不純物を導入して前記半
導体領域に前記薄膜トランジスタのソース・ドレイン領
域を形成する工程と、それらの表面側に層間絶縁膜を形
成する工程と、少なくとも前記薄膜トランジスタおよび
前記下層側配線層の形成領域に対してアニールを施す工
程と、それらの表面側を所定のマスクパターンをもつマ
スクで覆った状態で前記エッチング液によって前記層間
絶縁膜にウェットエッチングを施して前記接続孔を形成
する工程と、それらの表面側に前記上層側配線層を形成
する工程と、を有することを特徴とする薄膜トランジス
タを備えた固体装置の製造方法。
8. A method of manufacturing a solid-state device comprising a thin film transistor as defined in any one of claims 1 to 7, wherein a gate insulating film of the thin film transistor is provided on a surface of a semiconductor region on a surface side of the substrate. A step of forming the layers, a step of laminating the respective layers constituting the gate electrode and the lower wiring layer on the surface side of the substrate in a region including the formation region of the gate electrode and the lower wiring layer, and patterning these layers at once. A step of forming the gate electrode and the lower wiring layer, a step of introducing impurities from the surface side thereof to form source / drain regions of the thin film transistor in the semiconductor region, and an interlayer insulating film on the surface side thereof. And a step of annealing at least the formation region of the thin film transistor and the lower wiring layer, and the surface thereof. Wet etching the interlayer insulating film with the etching solution to form the connection holes with the side covered with a mask having a predetermined mask pattern, and forming the upper wiring layer on the surface side thereof. The manufacturing method of the solid-state device provided with the thin-film transistor characterized by having the process.
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JP2004349513A (en) * 2003-05-22 2004-12-09 Seiko Epson Corp Thin film circuit device, its manufacturing method, electrooptic device, and electronic equipment
EP1786037A2 (en) * 1999-04-12 2007-05-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1786037A2 (en) * 1999-04-12 2007-05-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
EP1786037A3 (en) * 1999-04-12 2012-05-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
US8866143B2 (en) 1999-04-12 2014-10-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2004349513A (en) * 2003-05-22 2004-12-09 Seiko Epson Corp Thin film circuit device, its manufacturing method, electrooptic device, and electronic equipment

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