JPH05343688A - Manufacture of metal gate field-effect semiconductor device - Google Patents

Manufacture of metal gate field-effect semiconductor device

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JPH05343688A
JPH05343688A JP17488192A JP17488192A JPH05343688A JP H05343688 A JPH05343688 A JP H05343688A JP 17488192 A JP17488192 A JP 17488192A JP 17488192 A JP17488192 A JP 17488192A JP H05343688 A JPH05343688 A JP H05343688A
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Kouyuu Chiyou
宏勇 張
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Abstract

PURPOSE:To facilitate an etching of a part of a wiring not required by a method wherein a plurality of wiring patterns of a narrow line width are formed on a part where wire cutting is required and after these patterns are anodized, they are etched to cut the part of the wiring required for cutting. CONSTITUTION:A wiring 2 is a branch line of a wiring 1. Here, it is required to ensure a required sectional area of the wiring 2 at an etching place B. As a current, which is made to flow through wirings (gate wirings) 4 of the terminals of the wiring 2, is small, a sufficient sectional area of the wiring 2 can be ensured by merely making thin the wiring 2 at an etching place C. Moreover, it is desirable that the line width of a part to be etched of the wiring 2 is uniform as much as possible because the part to be etched can be etched evenly. Desirably, an irregularity in the line width W of the wiring 2 is limited within a width two times the width. In such a way, a plurality of wiring patterns of a narrow line width are formed on a part of the wiring 2 required for cutting and after these patterns are anodized, they are etched, whereby the part required for cutting, is cut. Thereby, an etching of a part of the wiring not required, can be easily conducted.

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、大面積にわたって形成
するのに適し、信頼性および量産性に優れた薄膜トラン
ジスタの作製方法に関する。本発明の産業上の利用分野
としては、本発明を透明基板上に形成する薄膜トランジ
スタに適用すれば、液晶表示装置やイメージセンサー等
の電気光学装置の駆動回路等を作製することになる。ま
た、単結晶半導体基板上に形成された薄膜トランジスタ
にも適用すれば、メモリーやロジック等の集積回路に利
用されうる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor which is suitable for forming over a large area and has excellent reliability and mass productivity. As an industrial application field of the present invention, if the present invention is applied to a thin film transistor formed on a transparent substrate, a drive circuit of an electro-optical device such as a liquid crystal display device or an image sensor will be manufactured. Further, when applied to a thin film transistor formed on a single crystal semiconductor substrate, it can be used for an integrated circuit such as a memory or a logic.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガラス基板等の絶縁性基板上に半
導体領域を形成し、トランジスタや集積回路を形成する
技術が研究・開発され、一部には実用化されている。特
に、このような絶縁基板上のトランジスタは薄膜トラン
ジスタ(TFT)とよばれ、液晶表示装置やイメージセ
ンサー等を駆動するためにその技術の確立が急がれてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique for forming a semiconductor region on an insulating substrate such as a glass substrate to form a transistor or an integrated circuit has been researched and developed, and partially put to practical use. In particular, such a transistor on an insulating substrate is called a thin film transistor (TFT), and its technology is urgently established for driving a liquid crystal display device, an image sensor, and the like.

【0003】また、従来の半導体集積回路と同様に、単
結晶半導体基板上に形成された半導体回路のうえに、絶
縁層を介してさらに薄膜トランジスタ等で半導体回路を
形成するという立体集積回路技術も、近年、実用化され
るようになった。
Further, similarly to the conventional semiconductor integrated circuit, a three-dimensional integrated circuit technology in which a semiconductor circuit is further formed by a thin film transistor or the like on a semiconductor circuit formed on a single crystal semiconductor substrate via an insulating layer, In recent years, it has come into practical use.

【0004】従来は、このようなトランジスタの半導体
材料としては、高温再結晶化による多結晶シリコンや、
気相合成によるアモルファスシリコンが使用されていた
が、前者は、その作製に1000℃近くもの高温が要求
されるため、基板が高価な石英に限定され、また、後者
は電界移動度が低いため、情報量の多い用途には使用で
きなかった。また、半導体基板上にさらにTFTを形成
する場合には高温処理は問題がないが、得られる多結晶
半導体の移動度は小さいものであった。具体的には、N
型シリコンで10〜50cm/Vsであった。これは、
再結晶化の過程で、何らかのトラップ準位等の欠陥が多
数生じるためであると考えられている。
Conventionally, as a semiconductor material for such a transistor, polycrystalline silicon obtained by high temperature recrystallization or
Although amorphous silicon produced by vapor phase synthesis was used, the former requires a high temperature of nearly 1000 ° C. for its production, so the substrate is limited to expensive quartz, and the latter has a low electric field mobility. It could not be used for a large amount of information. Further, when a TFT is further formed on the semiconductor substrate, the high temperature treatment has no problem, but the mobility of the obtained polycrystalline semiconductor is low. Specifically, N
Type silicon was 10 to 50 cm / Vs. this is,
It is considered that many defects such as trap levels are generated in the process of recrystallization.

【0005】そのような中で、近年、600℃程度の熱
アニール(低温アニール)やレーザー光を使用したアニ
ール法(レーザーアニール)によってシリコンを結晶化
させる技術が開発された。これらの方法では、基板材料
の選択範囲は拡がり、低コスト化が期待できる。中で
も、レーザーアニールは量産性に優れた技術として注目
されている。さらに、これらの方法では、素子をプレー
ナー型としてセルフアライン的にイオン注入やレーザー
ドーピング法によってソース、ドレインを形成すること
ができ、その場合には寄生容量の削減にも有効である。
また、電界移動度に関しても、N型シリコンで50cm
/Vs以上の特性が再現性よく得られるようになった。
特に、レーザーアニールでは200cm/Vs以上もの
特性が得られる。
Under such circumstances, in recent years, a technique for crystallizing silicon by thermal annealing at about 600 ° C. (low temperature annealing) or annealing method using laser light (laser annealing) has been developed. By these methods, the selection range of the substrate material is expanded, and cost reduction can be expected. Above all, laser annealing has been attracting attention as a technique having excellent mass productivity. Furthermore, in these methods, it is possible to form the source and drain by ion implantation or laser doping method in a self-aligned manner with the device being a planar type, and in that case, it is also effective to reduce the parasitic capacitance.
Also, regarding the electric field mobility, it is 50 cm for N type silicon.
The characteristics above / Vs can be obtained with good reproducibility.
Particularly, laser annealing can obtain characteristics of 200 cm / Vs or more.

【0006】このような背景をもとに、レーザーアニー
ルが積極的に研究されるようになった。レーザーアニー
ルが低温アニールに比べて有利な点を上げるとすれば、 (1)低抵抗金属ゲイトを使用することができる。 (2)電界移動度が大きい。 という2点に収束する。特に(1)に関しては、大面積
の回路(液晶ディスプレー等)において有利であり、ま
た、(2)に関しては、立体集積回路の作製において有
利である。
Based on such a background, laser annealing has been actively studied. If the laser annealing is more advantageous than the low temperature annealing, (1) a low resistance metal gate can be used. (2) Electric field mobility is large. It converges to two points. Particularly, (1) is advantageous in a large-area circuit (liquid crystal display, etc.), and (2) is advantageous in manufacturing a three-dimensional integrated circuit.

【0007】しかしながら、例えば、アルミニウムゲイ
トのTFTにおいてレーザーアニール法を使用する場合
において、特にアルミニウムの純度が低い場合や、粒径
が大きな場合には顕著であるが、アルミニウムが露出し
た状態でレーザー照射をおこなえば、たちまちのうちに
アルミニウムが膨張し、あるいは融解し、アルミニウム
のゲイト電極・配線が剥がれたり、飛散したり、変形し
てしまった。特にデバイスのスケールが小さくなって純
粋なアルミニウムではエレクトロマイグレーション等の
影響を受ける場合には、アルミニウムに少量のシリコン
を混入させた合金を使用するが、その場合にはレーザー
光の反射が十分でなく、上記のごときトラブルを引き起
こしやすい。
However, for example, when the laser annealing method is used in an aluminum gate TFT, it is remarkable when the purity of aluminum is low or when the grain size is large, but laser irradiation is performed with aluminum exposed. Then, the aluminum immediately expanded or melted, and the aluminum gate electrode / wiring was peeled off, scattered, or deformed. In particular, when the scale of the device becomes small and pure aluminum is affected by electromigration, etc., use an alloy with a small amount of silicon mixed in aluminum, but in that case the reflection of laser light is not sufficient. , It is easy to cause the above troubles.

【0008】このことはアルミニウムだけに限らず、チ
タンやタンタル、クロム等の金属材料であっても、ま
た、シリコンやゲルマニウム等の半導体材料であっても
同じことが起こりうる。というのは、これらの材料のあ
るものはアルミニウムに比較して、非常に高い融点を持
っているので融解することは稀だけれども、反射が十分
でなく、吸収した熱によって膨張する際に、レーザーの
照射されていない部分とでは温度が著しく異なり、ま
た、熱膨張率が異なるために被膜が剥がれやすくなるか
らである。
This is not limited to aluminum, and the same thing can occur with metal materials such as titanium, tantalum, and chromium, and with semiconductor materials such as silicon and germanium. This is because some of these materials have a very high melting point compared to aluminium, so they rarely melt, but the reflection is not sufficient and the laser absorbs heat when it expands. This is because the temperature is significantly different from the non-irradiated portion and the thermal expansion coefficient is different, so that the coating film is easily peeled off.

【0009】このような問題点を解決する方法として、
本発明人らは金属ゲイト配線の周囲を陽極酸化膜で被覆
する方法を提案した(特願平3−237100)。この
方法によれば、陽極酸化膜はレーザー光を吸収する度合
いが低いので、ゲイト電極が剥がれることは回避され
た。
As a method for solving such a problem,
The present inventors have proposed a method of covering the periphery of a metal gate wiring with an anodic oxide film (Japanese Patent Application No. 3-237100). According to this method, since the anodic oxide film has a low degree of absorbing laser light, peeling of the gate electrode was avoided.

【0010】また、前記発明では、陽極酸化膜をマスク
として、ゲイト電極とソース、ドレイン領域の間に任意
の間隔(オフセット領域)を設けて、より特性のよいT
FTを得ることができた。また、陽極酸化膜を緻密な絶
縁膜として利用すれば、多層配線におけるショート等の
欠陥を防止することが期待された。
Further, in the above-mentioned invention, by using the anodic oxide film as a mask, an arbitrary interval (offset region) is provided between the gate electrode and the source / drain regions to obtain a T-characteristic having a better characteristic.
I was able to obtain FT. Further, it was expected that defects such as short circuits in multilayer wiring could be prevented by using the anodic oxide film as a dense insulating film.

【0011】このようにしてTFTを形成する場合に
は、通常、全てのゲイト電極・配線を1つの回路に接続
した状態で陽極酸化をおこなう必要がある。しかし、形
成されたゲイト電極や配線は、使途によっては電気的に
分離される必要がある。しかし、金属(あるいは半導
体)とその陽極酸化物と、場合によっては、その上下に
存在する薄膜とからなる複合体において、どれも同じよ
うにエッチングすることは非常な困難である。例えば、
酸化物と金属(あるいは半導体)は一般に使用されるウ
ェットエッチや反応性エッチではエッチング速度が異な
る。
When a TFT is formed in this manner, it is usually necessary to perform anodic oxidation with all gate electrodes / wirings connected to one circuit. However, the formed gate electrode and wiring need to be electrically separated depending on the purpose. However, it is very difficult to perform the same etching on a composite of a metal (or semiconductor) and its anodic oxide, and in some cases, a thin film above and below it. For example,
Oxides and metals (or semiconductors) have different etching rates in commonly used wet etching and reactive etching.

【0012】特に本発明人等の観察によると、理由は明
らかでないが、線幅の大きな配線部分ではエッチングに
長時間を要した。そして、太い配線がエッチングされた
ときには細い部分はオーバーエッチングの状態になって
いた。かといって、全ての配線を最小線幅に統一するこ
とは実質的に不可能であった。そのように設計した場合
には、陽極酸化時の電圧が、先端にゆくほど低下して、
均一に陽極酸化できなかったからである。
According to the observation of the inventors of the present invention, although the reason is not clear, it took a long time to etch the wiring portion having a large line width. When the thick wiring was etched, the thin portion was over-etched. However, it was practically impossible to unify all wirings to the minimum line width. When designed in this way, the voltage during anodic oxidation decreases toward the tip,
This is because the anodization could not be performed uniformly.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような陽
極酸化に伴う問題点を解決する技術を提供し、あわせ
て、陽極酸化法によってTFTを作製する際に、もっと
も適した全体的なプロセスを提案するものである。
The present invention provides a technique for solving the problems associated with such anodization, and at the same time, an overall process most suitable for manufacturing a TFT by the anodization method. Is proposed.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明では、陽極酸化の
ための配線は、電源(電極)に近いほど太くなるように
配置した。しかし、この際に、太い配線のエッチングを
おこなうことは非常に困難である。そこで、本発明で
は、エッチングが必要な部分は、複数の細い線幅の配線
を集合させて、実質的に電圧降下を起こさない程度の断
面積を確保する。その例を図1(A)に示す。
In the present invention, the wiring for anodic oxidation is arranged so that it becomes thicker as it gets closer to the power source (electrode). However, at this time, it is very difficult to etch thick wiring. In view of this, in the present invention, a plurality of wirings having a narrow line width are gathered in a portion requiring etching to secure a cross-sectional area that does not substantially cause a voltage drop. An example thereof is shown in FIG.

【0015】図において、例えばA、B、Cという部分
がエッチングされるべき部分である。これらの部分は最
小線幅Wの1本もしくは複数の配線からなっている。配
線1は陽極酸化電源に最も近い配線(幹線)である。こ
の配線に流れる電流は、そこから先の配線の面積に比例
する。エッチングのためには細い配線が必要であるが、
十分な断線積がないと著しい電圧降下を引起し、先端の
陽極酸化が不十分となる。
In the figure, for example, portions A, B and C are portions to be etched. These portions are composed of one or a plurality of wires having the minimum line width W. The wiring 1 is the wiring (main line) closest to the anodizing power supply. The current flowing through this wiring is proportional to the area of the wiring from that point. Fine wiring is required for etching,
If there is not a sufficient wire breakage product, a significant voltage drop will occur and the anodization of the tip will be insufficient.

【0016】最小限エッチングする部分だけ線を細くす
ると電圧降下は十分低くなるが、このような太い線はそ
の後の回路配置において存在しないほうが寄生容量を減
らすことから望ましいので、できる限り多くの部分をエ
ッチングすることが望まれる。したがって、エッチング
のためには図中のAに示すように細い配線を多数組み合
わせて十分な断面積を確保しなければならない。
Although the voltage drop will be sufficiently low if the line is thinned only in the portion to be etched to the minimum, it is desirable that such a thick line does not exist in the subsequent circuit arrangement because it reduces the parasitic capacitance. Etching is desired. Therefore, for etching, it is necessary to secure a sufficient cross-sectional area by combining a number of thin wirings as shown by A in the figure.

【0017】配線2は配線1の支線である。ここでもエ
ッチングする個所(B)では必要な断面積を確保するこ
とが要求される。配線4を末端の配線(ゲイト配線)で
ある。この配線を流れる電流は少ないので、エッチング
する箇所では図中のCのように線を細くするだけで十分
な断面積を確保できる。このようにエッチングする部分
の線幅はできるかぎりそろっていることが、均一にエッ
チングできるので望ましく、好ましくは、その配線の線
幅Wのばらつきは2倍以内(最大のものは最小のものの
2倍以下ということ)である。なお、図中の配線2ある
いは4に一部、線幅が大きくなっている箇所3が設けら
れているが、これはゲイト電極にコンタクトをとるため
のパッドの役目を担う。また、領域5は活性化領域であ
る。このような配線では全ての部分が電源に接続され、
しかも、ほとんど電圧降下が無い状態で陽極酸化がおこ
なわれるので、ほとんど全ての箇所の陽極酸化物の厚さ
は同じである。
The wiring 2 is a branch line of the wiring 1. Here again, it is required to secure the necessary cross-sectional area at the etching location (B). The wiring 4 is a terminal wiring (gate wiring). Since the current flowing through this wiring is small, it is possible to secure a sufficient cross-sectional area at the portion to be etched only by thinning the line as indicated by C in the figure. It is desirable that the line width of the portion to be etched is as uniform as possible so that the line can be uniformly etched. Preferably, the variation of the line width W of the wiring is within 2 times (the maximum one is twice the minimum one). It means the following). In addition, a portion 3 having a large line width is provided in a part of the wiring 2 or 4 in the drawing, and this serves as a pad for making contact with the gate electrode. Area 5 is an activation area. With such wiring, all parts are connected to the power supply,
Moreover, since the anodic oxidation is performed with almost no voltage drop, the thickness of the anodic oxide is almost the same in almost all places.

【0018】このような回路を目的とする回路となるよ
うに配線したのが図1(B)である。すなわち図1
(A)において、A、B、Cで示されるような部分はエ
ッチングされ、ゲイト配線は分断される。そして、ゲイ
ト配線のパッド3や半導体領域5にコンタクトホールが
設けられて、上部配線6によって相互に接続がなされ
る。注目すべきは、配線1のエッチングされた部分の上
には、いずれも上部配線6が形成されていることであ
る。もし、上部配線6の下に配線1が残存していたなら
ば、寄生容量が生じることとなり、回路の損失や信号遅
延の原因となる。全ての箇所についてこのような配線の
交点をなくすことは不可能であるが、十分に減らすこと
は可能である。
FIG. 1 (B) shows that such a circuit is wired so as to be a target circuit. That is, FIG.
In (A), the portions indicated by A, B, and C are etched and the gate wiring is divided. Then, a contact hole is provided in the pad 3 of the gate wiring and the semiconductor region 5, and the upper wiring 6 connects them to each other. It should be noted that the upper wiring 6 is formed on each of the etched portions of the wiring 1. If the wiring 1 remains under the upper wiring 6, a parasitic capacitance is generated, which causes a circuit loss and a signal delay. It is impossible to eliminate such wiring intersections at all locations, but it is possible to reduce them sufficiently.

【0019】[0019]

【実施例】図2には本発明の工程を説明するために図1
ではよく判らなかった断面の概念的な様子を示す。上面
から見た回路の様子は図1に示されたものと同じとす
る。まず、基板201としてコーニング7059ガラス
を使用した。そしてアモルファスシリコン被膜をプラズ
マCVD法によって150nmだけ形成した。これを6
00℃で60時間、窒素雰囲気中でアニールし、再結晶
化させた。さらに、これをパターニングして、島状の半
導体領域202および203を形成した。ここで、半導
体領域202は後にPチャネルTFTとなる領域で、半
導体領域203はNチャネルTFTとなる領域である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 2 is a schematic view for explaining the process of the present invention.
Shows a conceptual view of a cross section that was not well understood. The state of the circuit viewed from the top is the same as that shown in FIG. First, Corning 7059 glass was used as the substrate 201. Then, an amorphous silicon film was formed to a thickness of 150 nm by the plasma CVD method. This is 6
It was recrystallized by annealing in a nitrogen atmosphere at 00 ° C. for 60 hours. Further, this was patterned to form island-shaped semiconductor regions 202 and 203. Here, the semiconductor region 202 is a region to be a P-channel TFT later, and the semiconductor region 203 is a region to be an N-channel TFT.

【0020】さらに、酸化珪素をターゲットとする酸素
雰囲気中でのスパッタ法によって、ゲイト酸化膜204
を厚さ115nmだけ堆積し、次に、電子ビーム蒸着に
よってアルミニウム被膜を形成して、これをパターニン
グし、PチャネルTFTのゲイト電極206、Nチャネ
ルTFTのゲイト電極207、配線205および208
を形成した。このようにして、TFTの外形を整えた。
このときのチャネルの大きさは、長さを2μm、幅を2
0μmとした。また、この配線のパターニングには5w
t%の硝酸と燐酸の混合したものを用いた。例えばエッ
チングの温度を40℃としたときは225nm/分であ
った。また、全てのゲイト電極・配線は電気的に接続さ
れている。ここまでで得られた回路の状態を図2(A)
に示す。
Further, the gate oxide film 204 is formed by a sputtering method in an oxygen atmosphere targeting silicon oxide.
To a thickness of 115 nm, and then an aluminum film is formed by electron beam evaporation, and this is patterned to form a gate electrode 206 for the P-channel TFT, a gate electrode 207 for the N-channel TFT, and wirings 205 and 208.
Formed. In this way, the outer shape of the TFT was adjusted.
The channel size at this time is 2 μm in length and 2 in width.
It was set to 0 μm. Also, for patterning this wiring, 5w
A mixture of t% nitric acid and phosphoric acid was used. For example, when the etching temperature was 40 ° C., it was 225 nm / min. Further, all the gate electrodes / wirings are electrically connected. The state of the circuit obtained so far is shown in FIG.
Shown in.

【0021】さらに、これらの配線・電極に電気を通
じ、陽極酸化法によって、電極・配線の周囲(上面およ
び側面)に酸化アルミニウムの被膜を形成した。陽極酸
化は、3%の酒石酸のエチレングリコール溶液を5%ア
ンモニアで中和して、pHを7.0±0.2とした溶液
を使用しておこなった。まず、溶液中に陰極として白金
を浸し、さらにTFTを基板ごと浸して、配線の一端を
電源の陽極に接続した。温度は25±2℃に保った。
Further, electricity is supplied to these wirings / electrodes, and an aluminum oxide film is formed around the electrodes / wirings (upper surface and side surfaces) by the anodic oxidation method. The anodization was performed using a solution in which a 3% ethylene glycol solution of tartaric acid was neutralized with 5% ammonia to a pH of 7.0 ± 0.2. First, platinum was immersed in the solution as a cathode, and further the TFT was immersed together with the substrate to connect one end of the wiring to the anode of the power supply. The temperature was kept at 25 ± 2 ° C.

【0022】この状態で、最初、0.5mA/cm2
電流を流し、電圧が250Vに達したら、電圧を一定に
保ったまま通電し、電流が0.005mA/cm2 にな
ったところで電流を止め、陽極酸化を終了させた。この
ようにして得られた陽極酸化膜の厚さは250nmであ
った。こうして、ゲイト電極・配線205〜208の周
囲(上面および側面)に酸化アルミニウムの被膜209
〜212を形成した。ここまでで得られた回路の状態を
図2(B)に示す。
In this state, a current of 0.5 mA / cm 2 is first applied, and when the voltage reaches 250 V, the current is supplied with the voltage kept constant, and the current is reached when the current reaches 0.005 mA / cm 2. Was stopped and the anodization was completed. The thickness of the anodized film thus obtained was 250 nm. Thus, the aluminum oxide film 209 is formed around the gate electrodes / wirings 205 to 208 (upper surface and side surface).
~ 212 was formed. The state of the circuit obtained thus far is shown in FIG.

【0023】次に、フォトレジスト213で半導体領域
203を覆った状態でイオン注入法によって、半導体領
域202にP型の不純物領域(ソース、ドレイン)21
4および215を形成した。ドーパントとしては三弗化
ホウソあるいはホウソを使用し、イオンエネルギーは7
0〜100keV、ドーズ量は1〜5×1013cm-2
した。このイオン注入によって、半導体領域202のソ
ース、ドレイン領域はゲイト電極とかさならない部分
(オフセット領域)が酸化アルミニウムの厚さ(約25
0nm)だけ形成されたものと推定される。ここまでで
得られた回路の状態を図2(C)に示す。
Next, with the photoresist 213 covering the semiconductor region 203, a P-type impurity region (source, drain) 21 is formed in the semiconductor region 202 by an ion implantation method.
4 and 215 were formed. Boron trifluoride or boroso is used as the dopant, and the ion energy is 7
The dose was 0 to 100 keV and the dose was 1 to 5 × 10 13 cm -2 . As a result of this ion implantation, the source and drain regions of the semiconductor region 202 have a thickness (about 25 mm) of aluminum oxide in a portion (offset region) that does not cover the gate electrode.
It is estimated that only 0 nm) was formed. The state of the circuit thus obtained is shown in FIG.

【0024】また、同様に半導体領域202をフォトレ
ジスト216によって被覆した状態で、半導体領域20
3にN型の不純物領域217および218を形成した。
ドーパントとしてはリンを使用した。ドーズ量、加速エ
ネルギーはP型不純物のドーピングと同じ条件とした。
ここまでで得られた回路の状態を図2(D)に示す。
Similarly, with the semiconductor region 202 covered with the photoresist 216, the semiconductor region 20 is also removed.
3, N type impurity regions 217 and 218 were formed.
Phosphorus was used as a dopant. The dose amount and the acceleration energy were set to the same conditions as the P-type impurity doping.
The state of the circuit obtained thus far is shown in FIG.

【0025】そして、レーザーアニールをおこなった。
レーザーはKrFエキシマーレーザーを用い、例えば3
50mJ/cm2 のパワー密度のレーザーパルスを50
ショット照射した。レーザーアニールは、試料をXYス
テージに固定して、大気中で1×300mm2 の大きさ
のレーザー光を移動させながら照射しておこなった。次
に、酸化珪素のスパッタ成膜によって層間絶縁物219
を形成し、公知のフォトリソグラフィー技術によって電
極用孔、例えば220を形成して、半導体領域あるいは
ゲイト電極・配線の表面を露出させた。
Then, laser annealing was performed.
The laser used is a KrF excimer laser, for example, 3
50 laser pulses with a power density of 50 mJ / cm 2
Shot irradiation. The laser annealing was performed by fixing the sample on an XY stage and irradiating it in the air while moving a laser beam having a size of 1 × 300 mm 2 . Next, an interlayer insulator 219 is formed by sputter deposition of silicon oxide.
Then, an electrode hole, for example, 220 was formed by a known photolithography technique to expose the surface of the semiconductor region or the gate electrode / wiring.

【0026】このとき、エッチングは、層間絶縁物であ
る酸化珪素とゲイト電極・配線を被覆している酸化アル
ミニウムのみを選択的に除去することがのぞまれ、した
がって、酸化珪素および酸化アルミニウムに対してのエ
ッチング速度の方が、アルミニウムおよびシリコンに対
してより大きいことが必要とされる。本発明人の知見に
よれば、いわゆるバッファー弗酸(弗化水素と弗化アン
モニウムが混合された溶液)では好適なエッチング比が
得られた。例えば、半導体製造用高純度弗化水素酸(5
0wt%)と同弗化アンモニウム溶液(40wt%)と
を1:10の比率で混合した溶液では、酸化アルミニウ
ムのエッチング速度は60nm/分であるのに対し、ア
ルミニウムは15nm/分であるので、本目的には好適
である。このようにしてエッチングをおこなった。そし
て、配線の切断の必要な箇所に関しては、さらに燐酸に
よってアルミニウムを溶解せしめ、切断を完了した。す
なわち以上の工程によって、コンタクトホールの形成
と、配線の切断がなされた。
At this time, it is desired that the etching selectively removes only the silicon oxide that is the interlayer insulator and the aluminum oxide that covers the gate electrode / wiring. All etch rates are required to be higher for aluminum and silicon. According to the knowledge of the present inventor, a suitable etching ratio was obtained with so-called buffer hydrofluoric acid (solution in which hydrogen fluoride and ammonium fluoride are mixed). For example, high-purity hydrofluoric acid (5
0 wt%) and the same ammonium fluoride solution (40 wt%) mixed at a ratio of 1:10, the etching rate of aluminum oxide is 60 nm / min, whereas aluminum is 15 nm / min. It is suitable for this purpose. In this way, etching was performed. Then, with respect to the portion where the wiring needs to be cut, aluminum was further dissolved by phosphoric acid to complete the cutting. That is, the contact hole was formed and the wiring was cut through the above steps.

【0027】また、四弗化炭素を用いた反応性イオンエ
ッチングでは、酸化珪素はエッチングされるが、酸化ア
ルミニウムおよびアルミニウムはほとんどエッチングさ
れない。この特性を利用して、配線のコンタクト付近の
酸化珪素のみをエッチングし、その後、バッファー弗酸
によって、配線の周囲の酸化アルミニウムのみをエッチ
ングするという方法も採用できる。このときの反応性イ
オンエッチングの条件としては、ガス流量20scc
m、圧力0.08torr、RFパワー100Wとし
た。酸化珪素のエッチングレイトは10nm/分であっ
た。
In reactive ion etching using carbon tetrafluoride, silicon oxide is etched, but aluminum oxide and aluminum are hardly etched. By utilizing this characteristic, it is possible to adopt a method of etching only silicon oxide in the vicinity of the contact of the wiring, and then etching only aluminum oxide around the wiring with buffer hydrofluoric acid. The condition of the reactive ion etching at this time is that the gas flow rate is 20 sccc.
m, pressure 0.08 torr, and RF power 100 W. The etching rate of silicon oxide was 10 nm / min.

【0028】このようにしてコンタクトホールを形成し
た後、上部金属配線221〜223をアルミニウムによ
って形成した。このようにして配線を形成した様子を図
2(E)に示す。
After forming the contact holes in this way, upper metal wirings 221 to 223 were formed of aluminum. A state in which the wiring is formed in this manner is shown in FIG.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によって、基板内での陽極酸化物
の厚さが均一で、しかもエッチングの程度もそろってい
るTFTが作製された。このようなTFTは従来よりも
信頼性・量産性に優れている。このように本発明は、産
業上有益であると本発明人は信ずるものである。
According to the present invention, a TFT having a uniform thickness of anodic oxide in the substrate and a uniform degree of etching was produced. Such a TFT is superior to the conventional one in reliability and mass productivity. Thus, the present inventor believes that the present invention is industrially beneficial.

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

【図1】本発明によるTFTの作製工程例(上面図)を
示す。
FIG. 1 shows an example (top view) of a manufacturing process of a TFT according to the present invention.

【図2】本発明によるTFTの作製工程例(断面図)を
示す。
FIG. 2 shows an example (cross-sectional view) of a manufacturing process of a TFT according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・配線(幹線) 2 ・・・配線(支線) 3 ・・・ゲイト電極パッド 4 ・・・配線(ゲイト配線) 5 ・・・半導体領域 6 ・・・上部配線 1 ... Wiring (main line) 2 ... Wiring (branch line) 3 ... Gate electrode pad 4 ... Wiring (gate wiring) 5 ... Semiconductor area 6 ... Upper wiring

───────────────────────────────────────────────────── 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 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 27/12 Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に幅が細い複数の線からなる部分
を有する配線を形成する工程と、前記配線に電流を通じ
て、その表面および側面に前記配線の酸化物を形成する
工程と、複数の線からなる部分をエッチングする工程と
を有することを特徴とする金属ゲイト電界効果型半導体
装置の作製方法。
1. A step of forming a wiring having a portion composed of a plurality of thin lines on a substrate; a step of passing an electric current through the wiring to form an oxide of the wiring on a surface and a side surface of the wiring; And a step of etching a portion formed of a line, a method of manufacturing a metal gate field effect semiconductor device.
【請求項2】 請求項1において、ゲイト電極はアルミ
ニウムを主成分とすることを特徴とする金属ゲイト電界
効果型半導体装置の作製方法。
2. The method for manufacturing a metal gate field effect semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode contains aluminum as a main component.
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