JPH06275827A - クロム膜製電極の形成方法 - Google Patents
クロム膜製電極の形成方法Info
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- JPH06275827A JPH06275827A JP6049893A JP6049893A JPH06275827A JP H06275827 A JPH06275827 A JP H06275827A JP 6049893 A JP6049893 A JP 6049893A JP 6049893 A JP6049893 A JP 6049893A JP H06275827 A JPH06275827 A JP H06275827A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐薬品性に優れ、かつ側面が基板内で実質的
に一様なテーパー状をなしたゲート電極を容易に形成す
るのに好適なクロム膜製電極の形成方法を提供する。 【構成】 本発明のクロム膜製電極４ｂの形成方法は、
基板１上に、窒素，炭素，及びフッ素からなる群より選
択される少なくとも１種の元素を含有するクロム膜４で
あって、下層部よりも上層部の方がエッチング速度が速
くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に変化させた
クロム膜４を成膜する工程と、前記クロム膜４上に所定
のレジストパターン５ａを形成する工程と、前記レジス
トパターン５ａに沿って前記クロム膜４を所定のエッチ
ング液によりエッチングすることによりこのクロム膜４
の側面を厚さ方向に対して外側に傾斜させて、前記クロ
ム膜４の側面を、基板表面に対してなす角度が鋭角とな
るようなテーパー状に成形する工程とを含むことを特徴
とする。
に一様なテーパー状をなしたゲート電極を容易に形成す
るのに好適なクロム膜製電極の形成方法を提供する。 【構成】 本発明のクロム膜製電極４ｂの形成方法は、
基板１上に、窒素，炭素，及びフッ素からなる群より選
択される少なくとも１種の元素を含有するクロム膜４で
あって、下層部よりも上層部の方がエッチング速度が速
くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に変化させた
クロム膜４を成膜する工程と、前記クロム膜４上に所定
のレジストパターン５ａを形成する工程と、前記レジス
トパターン５ａに沿って前記クロム膜４を所定のエッチ
ング液によりエッチングすることによりこのクロム膜４
の側面を厚さ方向に対して外側に傾斜させて、前記クロ
ム膜４の側面を、基板表面に対してなす角度が鋭角とな
るようなテーパー状に成形する工程とを含むことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ用の
ゲート電極等として好適なクロム膜製電極の形成方法、
薄膜トランジスタ作製用の基板等として好適なクロム膜
製電極付基板、及び薄膜トランジスタに関する。
ゲート電極等として好適なクロム膜製電極の形成方法、
薄膜トランジスタ作製用の基板等として好適なクロム膜
製電極付基板、及び薄膜トランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の薄膜トランジスタとしては、例え
ば図５に示すような構造のものがある。即ち、この薄膜
トランジスタ２０は、ガラス基板２１上にアルミニウ
ム，クロム等の金属からなる薄膜を成膜した後にこの薄
膜をエッチングすることにより得られたゲート電極２２
を有し、このゲート電極２２上にはＳｉＮからなるゲー
ト絶縁層２３を介して半導体（ａ−Ｓｉ）からなるチャ
ネル層２４、チャネル保護層２５、及びリンドープａ−
Ｓｉからなるオーミックコンタクト層２６が島状に順次
積層されており、さらにその上にアルミニウム製のソー
ス電極２７及びアルミニウム製のドレイン電極２８を有
するものである。
ば図５に示すような構造のものがある。即ち、この薄膜
トランジスタ２０は、ガラス基板２１上にアルミニウ
ム，クロム等の金属からなる薄膜を成膜した後にこの薄
膜をエッチングすることにより得られたゲート電極２２
を有し、このゲート電極２２上にはＳｉＮからなるゲー
ト絶縁層２３を介して半導体（ａ−Ｓｉ）からなるチャ
ネル層２４、チャネル保護層２５、及びリンドープａ−
Ｓｉからなるオーミックコンタクト層２６が島状に順次
積層されており、さらにその上にアルミニウム製のソー
ス電極２７及びアルミニウム製のドレイン電極２８を有
するものである。
【０００３】このような薄膜トランジスタのゲート電極
においてその側面がほぼ垂直であると、ゲート電極上に
形成するゲート絶縁層などの被覆性が段差の存在により
悪くなり、絶縁耐圧の低下や配線の段切れを引き起こす
恐れが生じる。このため、近年においてはゲート電極の
側面を厚さ方向に対して外側に傾斜させて、ゲート電極
の側面を基板表面に対してなす角度が鋭角となるような
テーパー状に成形する技術が用いられている。また、ゲ
ート電極形成後に行われる他の膜のエッチングプロセ
ス、洗浄プロセス等を考慮して、耐薬品性に優れたクロ
ムをゲート電極の材料として用いることが行われてい
る。
においてその側面がほぼ垂直であると、ゲート電極上に
形成するゲート絶縁層などの被覆性が段差の存在により
悪くなり、絶縁耐圧の低下や配線の段切れを引き起こす
恐れが生じる。このため、近年においてはゲート電極の
側面を厚さ方向に対して外側に傾斜させて、ゲート電極
の側面を基板表面に対してなす角度が鋭角となるような
テーパー状に成形する技術が用いられている。また、ゲ
ート電極形成後に行われる他の膜のエッチングプロセ
ス、洗浄プロセス等を考慮して、耐薬品性に優れたクロ
ムをゲート電極の材料として用いることが行われてい
る。
【０００４】テーパー状の側面を有するクロム製のゲー
ト電極の形成方法としては、例えば特開平４−２６１０
１９号公報に開示されている方法がある。この方法は、
クロム膜上にレジストを塗布する前に当該クロム膜表面
を親水化面にすることにより、クロム膜のエッチングの
際にレジストとクロム膜との界面にエッチング液を染み
込ませ、これによりゲート電極側面をテーパー状にする
ものである。
ト電極の形成方法としては、例えば特開平４−２６１０
１９号公報に開示されている方法がある。この方法は、
クロム膜上にレジストを塗布する前に当該クロム膜表面
を親水化面にすることにより、クロム膜のエッチングの
際にレジストとクロム膜との界面にエッチング液を染み
込ませ、これによりゲート電極側面をテーパー状にする
ものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法では、クロム膜の表面状態やエッチングの温
度等により、基板表面に対してなすゲート電極側面の角
度（電極側の角度）が同一基板内で不均一になり易いと
いう問題点があった。
ような方法では、クロム膜の表面状態やエッチングの温
度等により、基板表面に対してなすゲート電極側面の角
度（電極側の角度）が同一基板内で不均一になり易いと
いう問題点があった。
【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、耐薬品性に優れ、かつ側面が基板内で
実質的に一様なテーパー状をなしたゲート電極を容易に
形成するのに好適なクロム膜製電極の形成方法を提供す
ることを目的とする。また本発明の他の目的は、絶縁耐
圧の低下や配線の段切れの少ない薄膜トランジスタの作
製に好適なクロム膜製電極付基板、及び側面がテーパー
状をなしたクロム膜製ゲート電極を備えた薄膜トランジ
スタであって絶縁耐圧の低下や配線の段切れの少ないも
のを得るのが容易な薄膜トランジスタを提供することに
ある。
れたものであり、耐薬品性に優れ、かつ側面が基板内で
実質的に一様なテーパー状をなしたゲート電極を容易に
形成するのに好適なクロム膜製電極の形成方法を提供す
ることを目的とする。また本発明の他の目的は、絶縁耐
圧の低下や配線の段切れの少ない薄膜トランジスタの作
製に好適なクロム膜製電極付基板、及び側面がテーパー
状をなしたクロム膜製ゲート電極を備えた薄膜トランジ
スタであって絶縁耐圧の低下や配線の段切れの少ないも
のを得るのが容易な薄膜トランジスタを提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の方法は、基板上に、窒素，炭素，及びフッ素からな
る群より選択される少なくとも１種の元素を含有するク
ロム膜であって、下層部よりも上層部の方がエッチング
速度が速くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に変
化させたクロム膜を成膜する工程と、前記クロム膜上に
所定のレジストパターンを形成する工程と、前記レジス
トパターンに沿って前記クロム膜を所定のエッチング液
によりエッチングすることによりこのクロム膜の側面を
厚さ方向に対して外側に傾斜させて、前記クロム膜の側
面を、基板表面に対してなす角度が鋭角となるようなテ
ーパー状に成形する工程とを含むことを特徴とする。
明の方法は、基板上に、窒素，炭素，及びフッ素からな
る群より選択される少なくとも１種の元素を含有するク
ロム膜であって、下層部よりも上層部の方がエッチング
速度が速くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に変
化させたクロム膜を成膜する工程と、前記クロム膜上に
所定のレジストパターンを形成する工程と、前記レジス
トパターンに沿って前記クロム膜を所定のエッチング液
によりエッチングすることによりこのクロム膜の側面を
厚さ方向に対して外側に傾斜させて、前記クロム膜の側
面を、基板表面に対してなす角度が鋭角となるようなテ
ーパー状に成形する工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】また、上記目的を達成する本発明のクロム
膜製電極付基板は、基板上に、この基板表面に対してな
す角度が鋭角となるようなテーパー状の側面を有するク
ロム膜製電極を設けたクロム膜製電極付基板であり、前
記クロム膜製電極が、基板側に形成された第１のクロム
膜とこの第１のクロム膜上に形成された第２のクロム膜
との２層構造のクロム膜からなり、前記第１のクロム膜
と前記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことを特徴とす
る。
膜製電極付基板は、基板上に、この基板表面に対してな
す角度が鋭角となるようなテーパー状の側面を有するク
ロム膜製電極を設けたクロム膜製電極付基板であり、前
記クロム膜製電極が、基板側に形成された第１のクロム
膜とこの第１のクロム膜上に形成された第２のクロム膜
との２層構造のクロム膜からなり、前記第１のクロム膜
と前記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことを特徴とす
る。
【０００９】さらに、上記目的を達成する本発明の薄膜
トランジスタは、基板表面に対してなす角度が鋭角とな
るようなテーパー状の側面を有するゲート電極を備えた
薄膜トランジスタであり、前記ゲート電極が、基板側に
形成された第１のクロム膜とこの第１のクロム膜上に形
成された第２のクロム膜との２層構造のクロム膜からな
り、前記第１のクロム膜と前記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことを特徴とす
る。
トランジスタは、基板表面に対してなす角度が鋭角とな
るようなテーパー状の側面を有するゲート電極を備えた
薄膜トランジスタであり、前記ゲート電極が、基板側に
形成された第１のクロム膜とこの第１のクロム膜上に形
成された第２のクロム膜との２層構造のクロム膜からな
り、前記第１のクロム膜と前記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことを特徴とす
る。
【００１０】
【作用】本発明の方法で用いるクロム膜は、窒素，炭
素，及びフッ素からなる群より選択される少なくとも１
種の元素を含有し、下層部よりも上層部の方がエッチン
グ速度が速くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に
変化させたものである。このため、このクロム膜にエッ
チング処理を施すと、レジストパターンに沿って先ず上
層部が速いエッチング速度でエッチングされる。次い
で、下層部がレジストパターンに沿って遅いエッチング
速度でエッチングされるとともに、レジストパターンの
下部に位置するクロム膜上層部が側方から速いエッチン
グ速度でエッチングされる。また、レジストパターンの
下部に位置するクロム膜上層部が側方からエッチングさ
れるのに伴って、レジストパターンの下部に位置するク
ロム膜下層部も側方から遅いエッチング速度でエッチン
グされる。その結果、最終的に得られるクロム膜製電極
の側面は、上層部にゆくほど等方エッチングによる垂直
に近い形状を呈し、下層部は基板表面に対してなす角度
が鋭角となるようなテーパー状を呈する。
素，及びフッ素からなる群より選択される少なくとも１
種の元素を含有し、下層部よりも上層部の方がエッチン
グ速度が速くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に
変化させたものである。このため、このクロム膜にエッ
チング処理を施すと、レジストパターンに沿って先ず上
層部が速いエッチング速度でエッチングされる。次い
で、下層部がレジストパターンに沿って遅いエッチング
速度でエッチングされるとともに、レジストパターンの
下部に位置するクロム膜上層部が側方から速いエッチン
グ速度でエッチングされる。また、レジストパターンの
下部に位置するクロム膜上層部が側方からエッチングさ
れるのに伴って、レジストパターンの下部に位置するク
ロム膜下層部も側方から遅いエッチング速度でエッチン
グされる。その結果、最終的に得られるクロム膜製電極
の側面は、上層部にゆくほど等方エッチングによる垂直
に近い形状を呈し、下層部は基板表面に対してなす角度
が鋭角となるようなテーパー状を呈する。
【００１１】本発明の方法においては、クロム膜表面を
親水化面にする必要性はない。このため、最終的に得ら
れるクロム膜製電極におけるその側面の基板表面に対し
てなす角度（クロム膜製電極側の角度）が、エッチング
前のクロム膜の表面状態（親水化の程度）の差異に起因
して同一基板内で不均一になるということは有り得な
い。したがって、側面が基板内で実質的に一様なテーパ
ー状をなしたクロム膜製電極をより容易に形成すること
ができる。
親水化面にする必要性はない。このため、最終的に得ら
れるクロム膜製電極におけるその側面の基板表面に対し
てなす角度（クロム膜製電極側の角度）が、エッチング
前のクロム膜の表面状態（親水化の程度）の差異に起因
して同一基板内で不均一になるということは有り得な
い。したがって、側面が基板内で実質的に一様なテーパ
ー状をなしたクロム膜製電極をより容易に形成すること
ができる。
【００１２】また、本発明のクロム膜製電極付基板にお
いてクロム膜製電極を形成する２層構造のクロム膜で
は、第１のクロム膜と前記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことから、第２
のクロム膜のエッチング速度の方が第１のクロム膜のエ
ッチング速度よりも速い。
いてクロム膜製電極を形成する２層構造のクロム膜で
は、第１のクロム膜と前記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことから、第２
のクロム膜のエッチング速度の方が第１のクロム膜のエ
ッチング速度よりも速い。
【００１３】したがって、このクロム膜製電極は上述し
た本発明の方法により形成することができる。そして、
本発明の上記方法でクロム膜製電極を形成したクロム膜
製電極付基板は、クロム膜製電極の側面が基板内で実質
的に一様なテーパー状をなしたものを容易に得られるこ
とから、このクロム膜製電極をゲート電極として利用す
ることにより、絶縁耐圧の低下や配線の段切れの少ない
薄膜トランジスタを高い生産性の下に作製するうえで好
適である。
た本発明の方法により形成することができる。そして、
本発明の上記方法でクロム膜製電極を形成したクロム膜
製電極付基板は、クロム膜製電極の側面が基板内で実質
的に一様なテーパー状をなしたものを容易に得られるこ
とから、このクロム膜製電極をゲート電極として利用す
ることにより、絶縁耐圧の低下や配線の段切れの少ない
薄膜トランジスタを高い生産性の下に作製するうえで好
適である。
【００１４】また、本発明の薄膜トランジスタにおいて
ゲート電極を形成する２層構造のクロム膜でも、上述し
た本発明のクロム膜製電極付基板と同様に、第２のクロ
ム膜のエッチング速度の方が第１のクロム膜のエッチン
グ速度よりも速い。したがって、このゲート電極は上述
した本発明の方法により形成することができ、本発明の
上記方法でゲート電極を形成した薄膜トランジスタは、
ゲート電極の側面が基板内で実質的に一様なテーパー状
をなしたものを容易に得られることから、絶縁耐圧の低
下や配線の段切れが少ないものを得ることが容易であ
る。
ゲート電極を形成する２層構造のクロム膜でも、上述し
た本発明のクロム膜製電極付基板と同様に、第２のクロ
ム膜のエッチング速度の方が第１のクロム膜のエッチン
グ速度よりも速い。したがって、このゲート電極は上述
した本発明の方法により形成することができ、本発明の
上記方法でゲート電極を形成した薄膜トランジスタは、
ゲート電極の側面が基板内で実質的に一様なテーパー状
をなしたものを容易に得られることから、絶縁耐圧の低
下や配線の段切れが少ないものを得ることが容易であ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１及び図２
を参照しながら説明する。先ず、透明基板等の基板１上
に、Ａｒガス−１００％をスパッターガスとして用い、
クロムをスパッタリングターゲットとして用いたプレー
ナーマグネトロン直流スパッタリングにより、膜厚１３
５０オングストロームの第１のクロム膜２を成膜した。
を参照しながら説明する。先ず、透明基板等の基板１上
に、Ａｒガス−１００％をスパッターガスとして用い、
クロムをスパッタリングターゲットとして用いたプレー
ナーマグネトロン直流スパッタリングにより、膜厚１３
５０オングストロームの第１のクロム膜２を成膜した。
【００１６】次に、この第１のクロム膜２上に、Ａｒガ
ス−４０％，Ｎ2 ガス−６０％（比率はいずれもモル
比）を混合した混合ガスをスパッターガスとして用い、
クロムをスパッタリングターゲットとして用いたプレー
ナーマグネトロン直流スパッタリングにより、窒化クロ
ムを含有する膜厚１５０オングストロームの第２のクロ
ム膜３を成膜した。これにより、下層部よりも上層部の
方がエッチング速度が速くなるように窒素の含有率を厚
さ方向に変化させた２層構造のクロム膜４が得られた。
ス−４０％，Ｎ2 ガス−６０％（比率はいずれもモル
比）を混合した混合ガスをスパッターガスとして用い、
クロムをスパッタリングターゲットとして用いたプレー
ナーマグネトロン直流スパッタリングにより、窒化クロ
ムを含有する膜厚１５０オングストロームの第２のクロ
ム膜３を成膜した。これにより、下層部よりも上層部の
方がエッチング速度が速くなるように窒素の含有率を厚
さ方向に変化させた２層構造のクロム膜４が得られた。
【００１７】第１のクロム膜２と第２のクロム膜３は、
単独にエッチング速度を比べてみたところ、第１のクロ
ム膜２のエッチング速度は１２オングストローム／ｓｅ
ｃ、第２のクロム膜３のエッチング速度は３８オングス
トローム／ｓｅｃであった。また、両者のエッチング速
度の比（第２のクロム膜のエッチング速度／第１のクロ
ム膜のエッチング速度）は約３．２であった。
単独にエッチング速度を比べてみたところ、第１のクロ
ム膜２のエッチング速度は１２オングストローム／ｓｅ
ｃ、第２のクロム膜３のエッチング速度は３８オングス
トローム／ｓｅｃであった。また、両者のエッチング速
度の比（第２のクロム膜のエッチング速度／第１のクロ
ム膜のエッチング速度）は約３．２であった。
【００１８】次に、クロム膜４上（第２のクロム膜３
上）に、フォトレジストＡＺ１３５０（米国ヘキスト社
製）をスピンコート法により塗布し、９０℃で３０分ベ
ーキングを行なうことにより、膜厚５０００オングスト
ロームのレジスト膜５を形成した（図１（ａ）参照）。
上）に、フォトレジストＡＺ１３５０（米国ヘキスト社
製）をスピンコート法により塗布し、９０℃で３０分ベ
ーキングを行なうことにより、膜厚５０００オングスト
ロームのレジスト膜５を形成した（図１（ａ）参照）。
【００１９】次に、このレジスト膜５に微細パターンの
露光を施した。この露光は、微細パターンが形成された
フォトマスクを用い、光源に水銀ランプを用いて行なっ
た。次に、この露光済みのレジスト膜５を現像し、露光
部分を除去してレジストパターン５ａを得た（図１
（ｂ）参照）。この現像は、現像液としてＡＺ１３５０
用のデベロッパー（米国ヘキスト社製）を用い、現像時
間を６０秒とした。
露光を施した。この露光は、微細パターンが形成された
フォトマスクを用い、光源に水銀ランプを用いて行なっ
た。次に、この露光済みのレジスト膜５を現像し、露光
部分を除去してレジストパターン５ａを得た（図１
（ｂ）参照）。この現像は、現像液としてＡＺ１３５０
用のデベロッパー（米国ヘキスト社製）を用い、現像時
間を６０秒とした。
【００２０】次に、所定のエッチング液を用いてクロム
膜４（第１のクロム膜２及び第２のクロム膜３）をエッ
チング処理した。エッチング条件は以下の通りとした。 エッチング液 ：硝酸第２セリウムアンモニウム１６５
ｇと過塩素酸（７０％）４２ｍｌに純水を加えて１００
ｍｌにした溶液 エッチング温度：２０℃ エッチング時間：１３０秒
膜４（第１のクロム膜２及び第２のクロム膜３）をエッ
チング処理した。エッチング条件は以下の通りとした。 エッチング液 ：硝酸第２セリウムアンモニウム１６５
ｇと過塩素酸（７０％）４２ｍｌに純水を加えて１００
ｍｌにした溶液 エッチング温度：２０℃ エッチング時間：１３０秒
【００２１】その結果、側面が厚さ方向に対して外側に
傾斜し、かつ基板１の表面に対してなす角度θが鋭角と
なるようなテーパー状の側面を有する第１のクロム膜
（エッチング後のもの。以下同じ。）２ａと、側面がほ
ぼ垂直な第２のクロム膜（エッチング後のもの。以下同
じ。）３ａとの２層構造のクロム膜４ａを得た（図１
（ｃ）参照）。このとき、基板１の表面に対してなす第
１のクロム膜２ａ側面の角度（以下、テーパー角度とい
う）θは、約１７°であった。
傾斜し、かつ基板１の表面に対してなす角度θが鋭角と
なるようなテーパー状の側面を有する第１のクロム膜
（エッチング後のもの。以下同じ。）２ａと、側面がほ
ぼ垂直な第２のクロム膜（エッチング後のもの。以下同
じ。）３ａとの２層構造のクロム膜４ａを得た（図１
（ｃ）参照）。このとき、基板１の表面に対してなす第
１のクロム膜２ａ側面の角度（以下、テーパー角度とい
う）θは、約１７°であった。
【００２２】次に、残存レジストパターン５ａを剥離液
（硫酸）で除去した。これにより、第１のクロム膜２ａ
と第２のクロム膜３ａとの２層構造のクロム膜からな
り、基板１表面に対してなす角度が鋭角となるようなテ
ーパー状の側面を有するクロム膜製電極４ｂを形成する
ことができ、同時にクロム膜製電極付基板１００が得ら
れた（図１（ｄ）参照）。
（硫酸）で除去した。これにより、第１のクロム膜２ａ
と第２のクロム膜３ａとの２層構造のクロム膜からな
り、基板１表面に対してなす角度が鋭角となるようなテ
ーパー状の側面を有するクロム膜製電極４ｂを形成する
ことができ、同時にクロム膜製電極付基板１００が得ら
れた（図１（ｄ）参照）。
【００２３】次に、上記で形成したクロム膜製電極４ｂ
（以下、ゲート電極４ｂという）上にプラズマＣＶＤ法
によりＳｉＮからなるゲート絶縁層６、ａ−Ｓｉからな
るチャネル層７、ＳｉＮからなるチャネル保護層８を順
次積層した（図２（ａ）参照）。チャネル保護層８の所
望の部分をエッチングした後、リンドープａ−Ｓｉから
なるオーミックコンタクト層９を堆積し、この後チャネ
ル層７およびオーミックコンタクト層９を島状に連続的
にエッチングした（図２（ｂ）参照）。Ａｌからなるソ
ース電極１０およびドレイン電極１１を堆積し、パター
ン化した後、これらをマスクにしてソース電極１０とド
レイン電極１１との間のオーミックコンタクト層９をエ
ッチングして、薄膜トランジスタ２００を得た（図２
（ｃ）参照）。このようにして得られた薄膜トランジス
タ２００は、ゲート電極４ｂの側面のテーパー角度が約
１７°であるため、ゲート電極４ｂ上の絶縁膜は被覆性
が良く、配線の段切れや絶縁耐圧の劣化が少ない。
（以下、ゲート電極４ｂという）上にプラズマＣＶＤ法
によりＳｉＮからなるゲート絶縁層６、ａ−Ｓｉからな
るチャネル層７、ＳｉＮからなるチャネル保護層８を順
次積層した（図２（ａ）参照）。チャネル保護層８の所
望の部分をエッチングした後、リンドープａ−Ｓｉから
なるオーミックコンタクト層９を堆積し、この後チャネ
ル層７およびオーミックコンタクト層９を島状に連続的
にエッチングした（図２（ｂ）参照）。Ａｌからなるソ
ース電極１０およびドレイン電極１１を堆積し、パター
ン化した後、これらをマスクにしてソース電極１０とド
レイン電極１１との間のオーミックコンタクト層９をエ
ッチングして、薄膜トランジスタ２００を得た（図２
（ｃ）参照）。このようにして得られた薄膜トランジス
タ２００は、ゲート電極４ｂの側面のテーパー角度が約
１７°であるため、ゲート電極４ｂ上の絶縁膜は被覆性
が良く、配線の段切れや絶縁耐圧の劣化が少ない。
【００２４】以上、本発明の実施例を説明してきたが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次のよ
うな変形例を含むものである。 （ｉ）第１のクロム膜及び第２のクロム膜として用いる
クロム膜は、上記実施例に記載した組成のものの組み合
わせに限定されず、例えば、表１に示したようなスパッ
ターガスを用い、クロムをスパッタリングターゲットと
して用いたスパッタリングにより、表１に変形例１〜２
として示したような組み合わせとすることもできる。 これらの変形例１〜２のいずれにおいても第２のクロム
膜のエッチング速度は第１のクロム膜のエッチング速度
よりも速く、このような２層構造のクロム膜をエッチン
グすることにより２５〜３６°のテーパー角度（θ）を
得ることができた。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次のよ
うな変形例を含むものである。 （ｉ）第１のクロム膜及び第２のクロム膜として用いる
クロム膜は、上記実施例に記載した組成のものの組み合
わせに限定されず、例えば、表１に示したようなスパッ
ターガスを用い、クロムをスパッタリングターゲットと
して用いたスパッタリングにより、表１に変形例１〜２
として示したような組み合わせとすることもできる。 これらの変形例１〜２のいずれにおいても第２のクロム
膜のエッチング速度は第１のクロム膜のエッチング速度
よりも速く、このような２層構造のクロム膜をエッチン
グすることにより２５〜３６°のテーパー角度（θ）を
得ることができた。
【００２５】
【表１】
【００２６】（ii）図３は、第１のクロム膜のエッチン
グ速度に対する第２のクロム膜のエッチング速度の比
（第２のクロム膜のエッチング速度／第１のクロム膜の
エッチング速度）とテーパー角度（θ）との関係を示し
たグラフである。両者の関係は図３中の実線により概ね
示すことができ、前記比が１よりも大きければ第１のク
ロム膜の側面をテーパー状に成形することができるが、
被覆性の良好な絶縁膜を設け易い４５°程度またはそれ
以下のテーパー角度（θ）を得るためには、図３に示さ
れるように、前記比が２1/2 以上であることが好まし
い。
グ速度に対する第２のクロム膜のエッチング速度の比
（第２のクロム膜のエッチング速度／第１のクロム膜の
エッチング速度）とテーパー角度（θ）との関係を示し
たグラフである。両者の関係は図３中の実線により概ね
示すことができ、前記比が１よりも大きければ第１のク
ロム膜の側面をテーパー状に成形することができるが、
被覆性の良好な絶縁膜を設け易い４５°程度またはそれ
以下のテーパー角度（θ）を得るためには、図３に示さ
れるように、前記比が２1/2 以上であることが好まし
い。
【００２７】(iii) 図４は、スパッターガスの組成（モ
ル比）と得られるクロム膜のエッチング速度との関係を
示すグラフである。このグラフは、スパッターガスとし
てＡｒガスとＮ2 ガスの混合ガス、ＡｒガスとＣＨ4 ガ
スの混合ガス、またはＡｒガスとＣＦ4 ガスの混合ガス
を用いた場合の前記関係を示すものであり、スパッタリ
ングターゲットはいずれの場合もクロム、スパッタリン
グの方法はいずれの場合もプレーナーマグネトロン直流
スパッタリングである。図４から明らかなように、第１
のクロム膜と第２のクロム膜を成膜する際のスパッター
ガスの組成を適宜調節することにより、第１のクロム膜
のエッチング速度と第２のクロム膜のエッチング速度と
を所望の組み合わせにすることができる。
ル比）と得られるクロム膜のエッチング速度との関係を
示すグラフである。このグラフは、スパッターガスとし
てＡｒガスとＮ2 ガスの混合ガス、ＡｒガスとＣＨ4 ガ
スの混合ガス、またはＡｒガスとＣＦ4 ガスの混合ガス
を用いた場合の前記関係を示すものであり、スパッタリ
ングターゲットはいずれの場合もクロム、スパッタリン
グの方法はいずれの場合もプレーナーマグネトロン直流
スパッタリングである。図４から明らかなように、第１
のクロム膜と第２のクロム膜を成膜する際のスパッター
ガスの組成を適宜調節することにより、第１のクロム膜
のエッチング速度と第２のクロム膜のエッチング速度と
を所望の組み合わせにすることができる。
【００２８】（iv）第１のクロム膜及び第２のクロム膜
の成膜は、上記実施例及び変形例では、Ａｒガス、Ａｒ
ガスとＮ2 ガスの混合ガス、ＡｒガスとＣＨ4 ガスの混
合ガス、またはＡｒガスとＣＦ4 ガスの混合ガスをスパ
ッターガスとして用い、クロムをスパッタリングターゲ
ットとして用いたプレーナーマグネトロン直流スパッタ
リングにより行なったが、クロム、窒化クロム、炭化ク
ロム、またはフッ化クロムをスパッタリングターゲット
として用いたプレーナーマグネトロン直流スパッタリン
グにより行なうこともできる。また、第１のクロム膜及
び第２のクロム膜の成膜方法はプレーナーマグネトロン
直流スパッタリングに限らず、他のスパッタリング法、
真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相法等を
用いることもできる。
の成膜は、上記実施例及び変形例では、Ａｒガス、Ａｒ
ガスとＮ2 ガスの混合ガス、ＡｒガスとＣＨ4 ガスの混
合ガス、またはＡｒガスとＣＦ4 ガスの混合ガスをスパ
ッターガスとして用い、クロムをスパッタリングターゲ
ットとして用いたプレーナーマグネトロン直流スパッタ
リングにより行なったが、クロム、窒化クロム、炭化ク
ロム、またはフッ化クロムをスパッタリングターゲット
として用いたプレーナーマグネトロン直流スパッタリン
グにより行なうこともできる。また、第１のクロム膜及
び第２のクロム膜の成膜方法はプレーナーマグネトロン
直流スパッタリングに限らず、他のスパッタリング法、
真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相法等を
用いることもできる。
【００２９】（ｖ）第１のクロム膜の膜厚は１３５０オ
ングストロームに限られず、最終的に得られるクロム膜
製電極を薄膜トランジスタのゲート電極として用いる場
合にはその特性等に応じて、また他の用途に用いる場合
にはその用途に応じて求められる特性等に応じて、適宜
変更可能である。また、第２のクロム膜の膜厚が薄い
と、エッチングの際に第１のクロム膜とレジストパター
ンとの間に入り込むエッチング液の度合いが少なくなる
ので、第１のクロム膜側面を所望のテーパー角度に成形
するうえからはある程度の膜厚が必要である。第１のク
ロム膜の膜厚が上記実施例のような１３５０オングスト
ローム程度であれば、３０オングストローム以上が好ま
しい。また、第２のクロム膜の膜厚は、この第２のクロ
ム膜の側面が最終的にはほぼ垂直に近い形状を呈するこ
とから、クロム膜製電極付基板あるいは薄膜トランジス
タの歩留まり向上のためには、クロム膜全体の膜厚の２
０〜３０％以下が好ましい。
ングストロームに限られず、最終的に得られるクロム膜
製電極を薄膜トランジスタのゲート電極として用いる場
合にはその特性等に応じて、また他の用途に用いる場合
にはその用途に応じて求められる特性等に応じて、適宜
変更可能である。また、第２のクロム膜の膜厚が薄い
と、エッチングの際に第１のクロム膜とレジストパター
ンとの間に入り込むエッチング液の度合いが少なくなる
ので、第１のクロム膜側面を所望のテーパー角度に成形
するうえからはある程度の膜厚が必要である。第１のク
ロム膜の膜厚が上記実施例のような１３５０オングスト
ローム程度であれば、３０オングストローム以上が好ま
しい。また、第２のクロム膜の膜厚は、この第２のクロ
ム膜の側面が最終的にはほぼ垂直に近い形状を呈するこ
とから、クロム膜製電極付基板あるいは薄膜トランジス
タの歩留まり向上のためには、クロム膜全体の膜厚の２
０〜３０％以下が好ましい。
【００３０】（vi) クロム膜は、窒素，炭素，及びフッ
素からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含
有し、かつ下層部よりも上層部の方がエッチング速度が
速くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に変化させ
たものであればよく、必ずしも２層構造とする必要性は
ない。例えば３層以上の複数層構造としても良いし、単
層構造としても良い。前記の条件を満たす単層構造のク
ロム膜の成膜は、例えばスパッタリング法による場合
は、クロム膜の成長に合わせてスパッターガスの組成を
所望の組成に変化させることにより行なうことができ
る。
素からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含
有し、かつ下層部よりも上層部の方がエッチング速度が
速くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に変化させ
たものであればよく、必ずしも２層構造とする必要性は
ない。例えば３層以上の複数層構造としても良いし、単
層構造としても良い。前記の条件を満たす単層構造のク
ロム膜の成膜は、例えばスパッタリング法による場合
は、クロム膜の成長に合わせてスパッターガスの組成を
所望の組成に変化させることにより行なうことができ
る。
【００３１】(vii) クロム膜を２層構造または３層以上
の複数層構造とした場合には、第１のクロム膜（基板に
最も近いクロム膜）以外のクロム膜は最終的に除去して
も良い。この除去は、例えばレジストを剥離した後にド
ライエッチングを施すことにより行うことができる。
の複数層構造とした場合には、第１のクロム膜（基板に
最も近いクロム膜）以外のクロム膜は最終的に除去して
も良い。この除去は、例えばレジストを剥離した後にド
ライエッチングを施すことにより行うことができる。
【００３２】(viii)レジストは、パターニングが可能で
エッチング液に耐性があれば特にその種類を問わない。
また、エッチング液についても、クロム膜のエッチング
が可能であれば特にその種類を問わない。
エッチング液に耐性があれば特にその種類を問わない。
また、エッチング液についても、クロム膜のエッチング
が可能であれば特にその種類を問わない。
【００３３】（ix）薄膜トランジスタの構造は、ゲート
電極以外については特に限定されるものではなく、薄膜
トランジスタとして機能するものであれば実施例に示し
た以外の構造にしても良い。また、ゲート電極以外の部
材の材質についても適宜変更可能である。
電極以外については特に限定されるものではなく、薄膜
トランジスタとして機能するものであれば実施例に示し
た以外の構造にしても良い。また、ゲート電極以外の部
材の材質についても適宜変更可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、従
来制御が困難であったクロム膜製電極のテーパー角度を
任意かつ容易に制御することが可能となった。また、所
望のテーパー角度を有するクロム膜製電極を安定的に再
現性よく作製できることから、配線の段切れや絶縁体性
の劣化の少ない薄膜トランジスタを高い生産性の下に提
供することができる。
来制御が困難であったクロム膜製電極のテーパー角度を
任意かつ容易に制御することが可能となった。また、所
望のテーパー角度を有するクロム膜製電極を安定的に再
現性よく作製できることから、配線の段切れや絶縁体性
の劣化の少ない薄膜トランジスタを高い生産性の下に提
供することができる。
【図１】本発明の方法に基づいてクロム膜製電極を形成
をする際の工程の一例を示す工程説明図。
をする際の工程の一例を示す工程説明図。
【図２】本発明の薄膜トランジスタの製造工程の一例を
示す工程説明図。
示す工程説明図。
【図３】第１のクロム膜のエッチング速度に対する第２
のクロム膜のエッチング速度の比（第２のクロム膜のエ
ッチング速度／第１のクロム膜のエッチング速度）とテ
ーパー角度（θ）との関係を示すグラフ。
のクロム膜のエッチング速度の比（第２のクロム膜のエ
ッチング速度／第１のクロム膜のエッチング速度）とテ
ーパー角度（θ）との関係を示すグラフ。
【図４】スパッターガスの組成（モル比）と得られるク
ロム膜のエッチング速度との関係を示すグラフ。
ロム膜のエッチング速度との関係を示すグラフ。
【図５】従来の薄膜トランジスタの一例を示す断面図。
１ 基板 ２ 第１のクロム膜 ２ａ 第１のクロム膜（エッチング後のもの） ３ 第２のクロム膜 ３ａ 第２のクロム膜（エッチング後のもの） ４ ２層構造のクロム膜 ４ｂ クロム膜製電極（ゲート電極） ５ａ レジストパターン ６ ゲート絶縁層、 ７ チャネル層 ８ チャネル保護層 ９ オーミックコンタクト層 １０ ソース電極 １１ ドレイン電極 １００ クロム膜製電極付基板 ２００ 薄膜トランジスタ
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に、窒素，炭素，及びフッ素から
なる群より選択される少なくとも１種の元素を含有する
クロム膜であって、下層部よりも上層部の方がエッチン
グ速度が速くなるように前記元素の含有率を厚さ方向に
変化させたクロム膜を成膜する工程と、 前記クロム膜上に所定のレジストパターンを形成する工
程と、 前記レジストパターンに沿って前記クロム膜を所定のエ
ッチング液によりエッチングすることによりこのクロム
膜の側面を厚さ方向に対して外側に傾斜させて、前記ク
ロム膜の側面を、基板表面に対してなす角度が鋭角とな
るようなテーパー状に成形する工程とを含むことを特徴
とするクロム膜製電極の形成方法。 - 【請求項２】 クロム膜が、基板側に形成された第１の
クロム膜とこの第１のクロム膜上に形成された第２のク
ロム膜との２層構造からなり、前記第１のクロム膜と前
記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 クロム膜のエッチング工程において、第
１のクロム膜のエッチング速度に対する第２のクロム膜
のエッチング速度の比（第２のクロム膜のエッチング速
度／第１のクロム膜のエッチング速度）≧２1/2 である
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 基板上に、この基板表面に対してなす角
度が鋭角となるようなテーパー状の側面を有するクロム
膜製電極を設けたクロム膜製電極付基板において、 前記クロム膜製電極が、基板側に形成された第１のクロ
ム膜とこの第１のクロム膜上に形成された第２のクロム
膜との２層構造のクロム膜からなり、前記第１のクロム
膜と前記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことを特徴とす
るクロム膜製電極付基板。 - 【請求項５】 基板表面に対してなす角度が鋭角となる
ようなテーパー状の側面を有するゲート電極を備えた薄
膜トランジスタにおいて、 前記ゲート電極が、基板側に形成された第１のクロム膜
とこの第１のクロム膜上に形成された第２のクロム膜と
の２層構造のクロム膜からなり、前記第１のクロム膜と
前記第２のクロム膜が、 条件（ａ）：窒化度が第１のクロム膜よりも第２のクロ
ム膜の方が大きい 条件（ｂ）：炭化度又はフッ化度が第１のクロム膜より
も第２のクロム膜の方が小さい のうちの少なくとも１つの条件を満たすことを特徴とす
る薄膜トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06049893A JP3204473B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | クロム膜製電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06049893A JP3204473B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | クロム膜製電極の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275827A true JPH06275827A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3204473B2 JP3204473B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=13144031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06049893A Expired - Fee Related JP3204473B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | クロム膜製電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204473B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6087730A (en) * | 1996-09-21 | 2000-07-11 | U.S. Philips Corporation | Electronic devices and their manufacture |
| JP2007025703A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Samsung Electronics Co Ltd | アレイ基板及びその製造方法並びに表示装置 |
| JP2016181713A (ja) * | 2011-01-28 | 2016-10-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP06049893A patent/JP3204473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6087730A (en) * | 1996-09-21 | 2000-07-11 | U.S. Philips Corporation | Electronic devices and their manufacture |
| US6410411B1 (en) | 1996-09-21 | 2002-06-25 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electronic device and their manufacture |
| JP2007025703A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Samsung Electronics Co Ltd | アレイ基板及びその製造方法並びに表示装置 |
| JP2016181713A (ja) * | 2011-01-28 | 2016-10-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3204473B2 (ja) | 2001-09-04 |
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