JPH07106580A - Semiconductor device and its forming method - Google Patents

Semiconductor device and its forming method

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JPH07106580A
JPH07106580A JP5263024A JP26302493A JPH07106580A JP H07106580 A JPH07106580 A JP H07106580A JP 5263024 A JP5263024 A JP 5263024A JP 26302493 A JP26302493 A JP 26302493A JP H07106580 A JPH07106580 A JP H07106580A
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oxide layer
gate electrode
aluminum
oxide
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稔 宮崎
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あかね 村上
Toshimitsu Konuma
利光 小沼
Akira Sugawara
彰 菅原
Yukiko Uehara
由起子 上原
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Abstract

PURPOSE:To form finely and uniformly an oxide layer in an anodic oxidation process, by constituting a gate electrode from material whose main component is Al, forming an oxide layer wherein the material is oxidized on the gate electrode surface, and incorporating a specified amount of Sc in the material. CONSTITUTION:A silicon oxide film 205 and a gate insulating film are formed by a plasma CVD method, and photo annealing is performed in an atmosphere of N2O or the like. An Al film is formed by a sputtering method. In the Al, 0.2wt.% So is contained. Rare earth elements in the periodic table group IIIa are used as the material which are contained in the Al. The content of the material is 0.1-0.25wt.%. The electrode surface of Al is anodized, and oxide layers 208, 210 are formed on the surface. By adding group IIIa elements to the material whose main component is group IIIb elements, the abnormal growth of the material whose main component is group IIIb elements can be prevented in an oxidizing process, and a fine anode oxide layer of uniform thickness can be formed.

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、絶縁ゲイト型電界効果
トランジスタのゲイト電極の構造、およびその作製方法
に関する。特に薄膜半導体を用いたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a gate electrode of an insulating gate type field effect transistor and a manufacturing method thereof. Particularly, it relates to one using a thin film semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁基板上に形成された薄膜半導体を用
いた絶縁ゲイト型電界効果トランジスタ(以下単にTF
Tという)が知られている。このTFTは、アクティブ
マトリックス型の液晶表示装置の画素電極のスイッチン
グ素子として、あるいは周辺ドライバー回路の駆動素子
として用いられる。また、イメージセンサーやその他集
積回路にも利用することができる。
2. Description of the Related Art An insulating gate type field effect transistor (hereinafter simply referred to as TF) using a thin film semiconductor formed on an insulating substrate.
(T) is known. This TFT is used as a switching element of a pixel electrode of an active matrix type liquid crystal display device or a driving element of a peripheral driver circuit. It can also be used in image sensors and other integrated circuits.

【0003】TFTの構造として、図1に示すような構
造が提案されている。図1に示すのは、ガラス基板11
上に形成された非晶質あるいは結晶性を有した珪素薄膜
からなるソース12、ドレイン14、チャネル13を有
した活性層、ゲイト絶縁膜16となる酸化珪素膜、アル
ミを主成分とするゲイト電極17とその周囲の酸化物層
18、層間絶縁膜19、ソース電極101、ドレイン電
極102を備えたTFTである。ここでいう結晶性珪素
膜というのは、微結晶珪素膜、多結晶珪素膜、セミアモ
ルファス珪素膜等の秩序性を有する構造を含む珪素を主
成分とする膜のことをいう。
As a structure of a TFT, a structure as shown in FIG. 1 has been proposed. FIG. 1 shows the glass substrate 11
A source 12 and a drain 14 formed of an amorphous or crystalline silicon thin film formed above, an active layer having a channel 13, a silicon oxide film serving as a gate insulating film 16, and a gate electrode containing aluminum as a main component. The TFT is provided with 17 and an oxide layer 18 around it, an interlayer insulating film 19, a source electrode 101, and a drain electrode 102. The crystalline silicon film referred to here is a film containing silicon as a main component and having an ordered structure such as a microcrystalline silicon film, a polycrystalline silicon film, or a semi-amorphous silicon film.

【0004】図1に示す構造で重要なのは、ゲイト電極
17の周囲に設けられた酸化物層18の厚さを利用し
て、オフセットゲイト領域15が形成されていることで
ある。図1に示す構造においては、ソース12とドレイ
ン14とをイオン注入法、またはイオンドープ法によっ
て形成するのであるが、この際、ゲイト電極17とその
周囲の酸化物層18がマスクとなる。
What is important in the structure shown in FIG. 1 is that the offset gate region 15 is formed by utilizing the thickness of the oxide layer 18 provided around the gate electrode 17. In the structure shown in FIG. 1, the source 12 and the drain 14 are formed by an ion implantation method or an ion doping method. At this time, the gate electrode 17 and the oxide layer 18 around it are used as a mask.

【0005】この結果、チャネルとして機能する領域は
13の部分の両側に15で示されるように、チャネルと
しては機能せず、さりとてソース/ドレインとしても機
能しない領域、またはその双方を併用した機能を有する
領域が形成される。この領域15はオフセットゲイト領
域と呼ばれ、チャネル−ドレイン間あるいはチャネル−
ソース間における電界集中を緩和する作用を担う。この
オフセットゲイト領域を設けることによって、逆方向バ
イアス印加時におけるOFF電流の低減、ON−OFF
比の向上といった効果を得ることができる。逆に、この
オフセットゲイト領域15の幅103(酸化物層18の
厚さで決まる)によって、TFTの特性をある程度制御
できる。従って、酸化物層18の厚さを制御性良く形成
できない場合、TFTの特性にはバラツキが生じてしま
う。
As a result, the region functioning as a channel does not function as a channel, as indicated by 15 on both sides of the portion 13, and does not function as a source / drain, or a combination of both. A region having is formed. This region 15 is called an offset gate region, and is between the channel and drain or the channel.
It has a function of relaxing electric field concentration between the sources. By providing this offset gate region, it is possible to reduce the OFF current at the time of applying the reverse bias and to turn it ON-OFF.
The effect of improving the ratio can be obtained. On the contrary, the width 103 of the offset gate region 15 (determined by the thickness of the oxide layer 18) can control the TFT characteristics to some extent. Therefore, if the thickness of the oxide layer 18 cannot be formed with good controllability, the TFT characteristics will vary.

【0006】酸化物層18は、アルミニウムのゲイト電
極17の形成後に、例えば3%の酒石酸のエチレングリ
コール溶液(アンモニアで中性にpH調整したもの)中
に基板を浸し、ゲイト電極17に1〜5V/分、例えば
4V/分で電圧を120Vまで上昇させることによって
形成される。一般的に酸化物層18の厚さは1000〜
2000Å程度に設定される。即ち、オフセットゲイト
領域15の幅103は500Å〜1μm例えば1000
〜2000Åに設定されることになる。勿論、必要に合
わせてオフセットゲイト領域15の幅が決定されること
はいうまでもない。一方、TFTの作製工程において
は、加熱工程や、フラッシュランプ光、レーザー光が照
射される工程が必要とされるが、このような工程におい
て、酸化物層18が耐性(耐レーザー性、耐熱性)を有
することが必要とされる。
After forming the gate electrode 17 of aluminum, the oxide layer 18 is formed on the gate electrode 17 by immersing the substrate in, for example, a 3% ethylene glycol solution of tartaric acid (pH adjusted to neutral with ammonia). It is formed by increasing the voltage to 120V at 5V / min, for example 4V / min. Generally, the oxide layer 18 has a thickness of 1000 to
It is set to about 2000Å. That is, the width 103 of the offset gate region 15 is 500Å to 1 μm, for example 1000.
It will be set to ~ 2000Å. Of course, it goes without saying that the width of the offset gate region 15 is determined according to need. On the other hand, in the manufacturing process of the TFT, a heating process and a process of irradiating with flash lamp light and laser light are required. In such a process, the oxide layer 18 is resistant (laser resistance, heat resistance). ) Is required.

【0007】本発明者らによる数々の実験によれば、ゲ
イト電極として純粋なアルミニウム材料を用いた場合、
陽極酸化工程において、アルミニウムの異常成長(ヒロ
ックという)が発生する、という問題があった。また、
このようにして得られたアルミニウム膜の表面に陽極酸
化物が形成された構造においては、特に陽極酸化物が薄
い場合には、レーザー光等の強力な光の照射に対する耐
性(耐レーザー性)が弱い、耐熱性がない。(すなわ
ち、ヒロックが発生して、陽極酸化物層が破壊される。
特に350℃以上の熱処理では顕著にヒロックが発生し
た。)という問題があることも明らかになった。
According to various experiments by the present inventors, when a pure aluminum material is used as the gate electrode,
There has been a problem that abnormal growth of aluminum (called hillock) occurs in the anodizing process. Also,
In the structure in which the anodic oxide is formed on the surface of the aluminum film thus obtained, particularly when the anodic oxide is thin, the resistance to the irradiation of strong light such as laser light (laser resistance) is high. Weak, no heat resistance. (That is, hillocks are generated and the anodic oxide layer is destroyed.
Particularly, hillocks were remarkably generated in the heat treatment at 350 ° C. or higher. ) Has also become a problem.

【0008】上記の問題は、大きなエネルギーが与えら
れた際、原子レベルにおいてアルミニウムの原子が容易
に動き回ることに起因するものと考えられえる。この問
題を解決するには、アルミニウムより融点の高い材料を
微量に添加して、原子レベルにおけるアルミニウムの動
きを抑制する方法が考えられる。そこで、アルミニウム
中にSiやPdを添加する方法が考えられる。このよう
な元素の添加によってヒロックの発生は抑制され、耐熱
性は向上する。
It can be considered that the above problems are caused by the fact that aluminum atoms easily move around at the atomic level when a large amount of energy is applied. To solve this problem, a method of suppressing the movement of aluminum at the atomic level by adding a trace amount of a material having a melting point higher than that of aluminum can be considered. Therefore, a method of adding Si or Pd to aluminum can be considered. The addition of such an element suppresses the generation of hillocks and improves the heat resistance.

【0009】しかしながら、SiやPdは、アルミニウ
ムに比較してイオン化率が低いので、陽極酸化工程にお
いて、陽極酸化物を厚くできないという問題がある。ま
た、アルミニウムが酸化する速さに比較して周期律表IV
b 族の元素であるSiや周期律表VIII族元素であるPd
の酸化の速さは遅いので、酸化が一様に進まず、酸化物
層の厚さが不均一で、緻密な酸化物層が形成できないと
いう問題(実施例3参照)がある。この結果、かえって
耐レーザー性が低下する。また、このようなアルミニウ
ム材料を用いて、図1に示すようなTFTを形成する場
合には、陽極酸化物層18の厚さが、場所によってまち
まちなため、オフセット領域15の幅がばらつくという
問題もある。
However, since Si and Pd have a lower ionization rate than aluminum, there is a problem that the anodic oxide cannot be thickened in the anodizing step. In addition, the periodic table IV
Si which is an element of group b and Pd which is an element of group VIII of the periodic table
However, there is a problem that the oxidation does not proceed uniformly, the thickness of the oxide layer is not uniform, and a dense oxide layer cannot be formed (see Example 3). As a result, the laser resistance is rather lowered. Further, when the TFT as shown in FIG. 1 is formed by using such an aluminum material, the thickness of the anodic oxide layer 18 varies depending on the place, so that the width of the offset region 15 varies. There is also.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記数々の
問題点を解決することを課題とする。特に、陽極酸化工
程において、酸化物層を緻密にしかも均一に再現性良く
形成し、しかも後の加熱工程やレーザー光を照射する工
程における耐性を高めることを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems. In particular, in the anodizing step, it is an object to form the oxide layer densely and uniformly with good reproducibility, and to increase the resistance in the subsequent heating step and laser beam irradiation step.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、IIIb族元素を
主成分とする材料にIIIa族元素を添加することによっ
て、酸化工程や加熱工程におけるIIIb族元素を主成分と
する材料の異常成長を防止できるものである。ここでい
うIIIa族元素とは、Sc、Y、ランタノイド、アクチノ
イドであり、IIIb族元素とは、B、Al、Ga、In、
Tlをいう。特に本発明は、アルミニウム中にSc(ス
カンジウム)を0.05wt%〜0.40wt%、好ま
しくは、0.1wt%〜0.25wt%添加したことを
特徴とする。特にこの量が0.05wt%好ましくは
0.1wt%以下とすると、耐熱性が十分でなく、35
0℃,1時間でヒロックの発生が見られる。これらの材
料のエッチングには従来と同様にウェットエッング、ド
ライエッチングを用いることができる。ドライエッチン
グをおこなう場合には、条件によって添加元素(スカン
ジウム等)が残査として残る場合、特にこの量が0.4
0wt%好ましくは0.25wt以上あると、ドライエ
ッチングでエッチングされた表面に残さが残ってしまう
場合もあるが、これは純水で洗浄することによって除去
できる。
According to the present invention, by adding a group IIIa element to a material containing a group IIIb element as a main component, abnormal growth of a material containing a group IIIb element as a main component in an oxidation step or a heating step is performed. Can be prevented. The group IIIa elements referred to here are Sc, Y, lanthanoids, and actinides, and the group IIIb elements are B, Al, Ga, In,
Refers to Tl. In particular, the present invention is characterized in that Sc (scandium) is added to aluminum in an amount of 0.05 wt% to 0.40 wt%, preferably 0.1 wt% to 0.25 wt%. In particular, if this amount is 0.05 wt% or less, preferably 0.1 wt% or less, the heat resistance is insufficient, and
Occurrence of hillocks can be seen at 0 ° C for 1 hour. For etching these materials, wet etching or dry etching can be used as in the conventional case. When dry etching is performed, if an additive element (scandium or the like) remains as a residue depending on the conditions, this amount is 0.4
If it is 0 wt% or more, preferably 0.25 wt or more, a residue may remain on the surface etched by dry etching, but this can be removed by washing with pure water.

【0012】[0012]

【作用】このような不純物の添加されたアルミニウムを
用いてその陽極酸化をおこなった場合には緻密で均一な
厚さの陽極酸化物層が得られる。また、陽極酸化工程に
おいて、アルミの異常成長を防止することもできる。S
cの他には、Y、La、ランタノイドを利用することが
できる。その結果、陽極酸化工程を制御性良く、しかも
再現性よく行うことができ、このような陽極酸化公定に
よって図1に示すようなオフセット領域を有するTFT
を作製した場合には、オフセット領域の幅が均一な(す
なわち、特性の均一な)TFTが得られる。
When the anodic oxidation is carried out by using the aluminum containing such impurities, a dense and uniform anodic oxide layer can be obtained. Further, it is possible to prevent abnormal growth of aluminum in the anodizing step. S
Besides c, Y, La and lanthanoids can be used. As a result, the anodic oxidation process can be performed with good controllability and reproducibility, and the TFT having the offset region as shown in FIG.
In the case of manufacturing, a TFT in which the width of the offset region is uniform (that is, the characteristics are uniform) can be obtained.

【0013】Scは、イオン化率がアルミニウムに比較
して高く、陽極酸化工程において、アルミニウムの酸化
を妨げることがない。従って、緻密な酸化物層を形成す
ることができるのである。また、原子レベルにおけるア
ルミニウムの動きを抑制する効果も高いので、加熱もし
くは陽極酸化工程でのヒロックの発生を抑制できる。ま
た、陽極酸化物層は緻密で表面が滑らかであり、また、
陽極酸化物層とアルミニウム膜界面の表面状態も凹凸が
少ないので、光の反射に優れ、耐レーザー性を高めるこ
とになる。
Sc has a higher ionization rate than aluminum and does not interfere with the oxidation of aluminum in the anodizing step. Therefore, a dense oxide layer can be formed. Further, since the effect of suppressing the movement of aluminum at the atomic level is also high, it is possible to suppress the generation of hillocks in the heating or anodizing process. The anodic oxide layer is dense and has a smooth surface.
Since the surface state of the interface between the anodic oxide layer and the aluminum film has few irregularities, it excels in light reflection and enhances laser resistance.

【0014】以上のことは、厚さが1200Å〜300
Å以下の薄い陽極酸化物を形成する場合にもあてはま
る。従来のSiあるいはPdを添加した陽極酸化物層は
ある程度の厚さ(通常は2000Å以上)がないと、耐
熱性、耐レーザー性を期待できなかった。これは、前記
のように陽極酸化物の表面に凹凸があり、また、陽極酸
化物の厚さも薄いところと厚いところがあり、加熱、レ
ーザー照射によって、薄いところから陽極酸化物層が破
壊されるからである。しかしながら、本発明のIIIa族元
素を添加すると、陽極酸化が均一に進行するために、上
記のような凹凸はほとんど生じなかった。このため、3
00〜1200Åという薄い陽極酸化物層であっても、
耐熱性、耐レーザー性に優れたものが得られた。
As described above, the thickness is 1200Å to 300.
It is also applicable when forming thin anodic oxides of Å or less. The conventional anodic oxide layer containing Si or Pd could not be expected to have heat resistance and laser resistance unless it has a certain thickness (usually 2000 Å or more). This is because the surface of the anodic oxide is uneven as described above, and the thickness of the anodic oxide is thin and thick, and the anodic oxide layer is destroyed from the thin part by heating and laser irradiation. Is. However, when the Group IIIa element of the present invention was added, anodic oxidation proceeded uniformly, so that the above-mentioned unevenness hardly occurred. Therefore, 3
Even a thin anodic oxide layer of 00 to 1200Å
A product having excellent heat resistance and laser resistance was obtained.

【0015】[0015]

【実施例】〔実施例1〕本実施例は図2(A)〜(D)
に示されるガラス基板201上に形成された結晶性珪素
膜を用いたPチャネル型TFT(PTFTという)とN
チャネル型TFT(NTFTという)とを相補型に組み
合わせた回路を形成する例である。本実施例の構成は、
アクティブ型の液晶表示装置の画素電極のスイッチング
素子や周辺ドライバー回路、さらにはイメージセンサや
3次元集積回路に応用することができる。
[Embodiment] [Embodiment 1] This embodiment is shown in FIGS.
And a P channel type TFT (referred to as PTFT) using a crystalline silicon film formed on the glass substrate 201 shown in FIG.
This is an example of forming a circuit in which a channel type TFT (referred to as NTFT) is combined in a complementary type. The configuration of this embodiment is
It can be applied to a switching element of a pixel electrode of an active type liquid crystal display device, a peripheral driver circuit, an image sensor and a three-dimensional integrated circuit.

【0016】図2に本実施例の作製工程の断面図を示
す。まず、基板(コーニング7059)201上にスパ
ッタリング法によって厚さ2000Åの酸化珪素の下地
膜202を形成した。基板は、下地膜の成膜の前もしく
は後に、歪み温度よりも高い温度でアニールをおこなっ
た後、0.1〜1.0℃/分で歪み温度以下まで徐冷す
ると、その後の温度上昇を伴う工程(例えば、後の赤外
光照射を含む)での基板の収縮が少なく、マスク合わせ
が用意となる。コーニング7059基板では、620〜
660℃で1〜4時間アニールした後、0.1〜1.0
℃/分、好ましくは、0.03〜0.3℃/分で徐冷
し、400〜500℃まで温度が低下した段階で取り出
すとよい。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the manufacturing process of this embodiment. First, a base film 202 of silicon oxide having a thickness of 2000Å was formed on a substrate (Corning 7059) 201 by a sputtering method. The substrate is annealed at a temperature higher than the strain temperature before or after the formation of the base film, and then gradually cooled to the strain temperature or less at 0.1 to 1.0 ° C./min. There is little shrinkage of the substrate in the accompanying process (for example, irradiation with infrared light afterwards), and mask alignment is ready. For Corning 7059 substrate, 620-
0.1 to 1.0 after annealing at 660 ° C for 1 to 4 hours
C./min., Preferably 0.03 to 0.3.degree. C./min, and then slowly cooled, and taken out when the temperature is lowered to 400 to 500.degree.

【0017】そして、プラズマCVD法または減圧CV
D法によって、厚さ300〜1500Å、例えば800
Åの真性(I型)の非晶質珪素膜203を成膜した。さ
らに、その上にプラズマCVD法によって厚さ100〜
800Å、例えば200Åの酸化珪素膜204または窒
化珪素膜204を堆積した。こえは、以下の熱アニール
工程において保護膜となり、膜表面の荒れを防止する。
Then, the plasma CVD method or the reduced pressure CV is used.
According to the D method, a thickness of 300 to 1500Å, for example 800
An intrinsic (I-type) amorphous silicon film 203 of Å was formed. Furthermore, a thickness of 100 to
A 800 Å, for example, 200 Å, silicon oxide film 204 or silicon nitride film 204 was deposited. This becomes a protective film in the following thermal annealing process and prevents the film surface from being roughened.

【0018】次に、窒素雰囲気下(大気圧)、600℃
で48時間、熱アニールした。この熱アニールによっ
て、非晶質珪素膜203は結晶化され、結晶性珪素膜と
なる。この結晶性をさらに高めるには、この珪素膜に、
予めイオン注入法によって1×1014〜1×1016cm
-2のドーズ量で珪素イオンを注入しておくも有効であ
る。(図2(A))こん結晶性を高める方法としては、
レーザー光またはRTP(ラピッドサーマルプロセス)
を用いて結晶化を行なうことも有効である。
Next, in a nitrogen atmosphere (atmospheric pressure), 600 ° C.
Thermally annealed for 48 hours. By this thermal annealing, the amorphous silicon film 203 is crystallized and becomes a crystalline silicon film. To further enhance this crystallinity, this silicon film should be
1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm by the ion implantation method in advance
It is also effective to implant silicon ions at a dose of -2 . (FIG. 2 (A)) As a method for enhancing the crystallinity,
Laser light or RTP (Rapid Thermal Process)
It is also effective to carry out crystallization using.

【0019】この工程の後に、珪素膜をパターニングし
て、TFTの島状の活性層205を形成した。活性層2
05の大きさはTFTのチャネル長とチャネル幅を考慮
して決定される。小さなものでは、50μm×20μ
m、大きなものでは100μm×1000μmであっ
た。このような活性層を基板上に多く形成した。
After this step, the silicon film was patterned to form the island-shaped active layer 205 of the TFT. Active layer 2
The size of 05 is determined in consideration of the channel length and channel width of the TFT. For small ones, 50μm × 20μ
m, and the larger one had a size of 100 μm × 1000 μm. Many such active layers were formed on the substrate.

【0020】そして、0.6〜4μm、ここでは0.8
〜1.4μmにピークをもつ赤外光を30〜180秒照
射し、活性層の結晶化の助長を行った。温度は800〜
1300℃、代表的には900〜1200℃、例えば1
100℃とした。活性層の表面の状態を良くするため
に、照射はH2 雰囲気中でおこなった。本工程は、活性
層を選択的に加熱することになるので、ガラス基板への
加熱を最小限に抑えることができる。そして、活性層中
の欠陥や不体結合手を減少させるのに非常に効果があ
る。(図2(B))
0.6 to 4 μm, 0.8 in this case
Infrared light having a peak at ˜1.4 μm was irradiated for 30 to 180 seconds to promote crystallization of the active layer. The temperature is 800 ~
1300 ° C., typically 900 to 1200 ° C., for example 1
It was 100 ° C. Irradiation was carried out in an H 2 atmosphere in order to improve the surface condition of the active layer. In this step, since the active layer is selectively heated, the heating of the glass substrate can be minimized. And, it is very effective in reducing defects and dangling bonds in the active layer. (Fig. 2 (B))

【0021】赤外線の光源としてはハロゲンランプを用
いた。可視・近赤外光の強度は、モニターの単結晶シリ
コンウェハー上の温度が800〜1300℃、代表的に
は900〜1200℃の間にあるように調整した。具体
的には、シリコンウェハーに埋め込んだ熱電対の温度を
モニターして、これを赤外線の光源にフィードバックさ
せた。ガラス基板上の珪素表面の温度は、その約2/3
程度と推定される。
A halogen lamp was used as the infrared light source. The intensity of visible / near infrared light was adjusted so that the temperature on the single crystal silicon wafer of the monitor was 800 to 1300 ° C, typically 900 to 1200 ° C. Specifically, the temperature of the thermocouple embedded in the silicon wafer was monitored and fed back to the infrared light source. The temperature of the silicon surface on the glass substrate is about 2/3 of that.
It is estimated to be the degree.

【0022】なお、赤外光照射の際、その表面に保護膜
として酸化珪素または窒化珪素膜を形成してくことが好
ましい。これは、珪素膜205の表面の状態を良くする
ためである。本実施例では、珪素膜205の表面の状態
を良くするために、H2 雰囲気中にておこなったが、H
2 雰囲気に0.1〜10容量%のHCl、その他ハロゲ
ン化水素やフッ素や塩素、臭素の化合物を混入してもよ
い。
During the irradiation of infrared light, it is preferable to form a silicon oxide or silicon nitride film as a protective film on the surface thereof. This is to improve the surface condition of the silicon film 205. In this embodiment, in order to improve the condition of the surface of the silicon film 205, it was carried out in an H 2 atmosphere.
The atmosphere may be mixed with 0.1 to 10% by volume of HCl, hydrogen halide, or a compound of fluorine, chlorine, or bromine.

【0023】この可視・近赤外光照射は、結晶化した珪
素膜を選択的に加熱することになるので、ガラス基板へ
の加熱を最小限に抑えることができる。そして、珪素膜
中の欠陥や不体結合手を減少させるのに非常に効果があ
る。また、RTA工程が終了したのちに、200〜50
0℃、代表的には350℃で水素アニールをおこなうこ
とも、欠陥を減少させる上で有効である。これは1×1
13〜1×1015cm-2の量の水素のイオンドープをお
こない、さらに200〜300℃の熱処理によっても同
じ効果が得られる。
Since this visible / near-infrared light irradiation selectively heats the crystallized silicon film, the heating of the glass substrate can be minimized. And, it is very effective in reducing defects and intangible bonds in the silicon film. Also, after the RTA process is completed, 200 to 50
Performing hydrogen annealing at 0 ° C., typically 350 ° C. is also effective in reducing defects. This is 1 × 1
The same effect can be obtained by ion-doping hydrogen with an amount of 0 13 to 1 × 10 15 cm −2 and further performing a heat treatment at 200 to 300 ° C.

【0024】RTA工程後に、プラズマCVD法によっ
て厚さ1000Åの酸化珪素膜206をゲイト絶縁膜と
して成膜した。CVDの原料ガスとしてはTEOS(テ
トラ・エトキシ・シラン、Si(OC254 )と酸
素を用い、成膜時の基板温度は300〜550℃、例え
ば400℃とした。
After the RTA process, a silicon oxide film 206 having a thickness of 1000 Å was formed as a gate insulating film by the plasma CVD method. TEOS (tetra-ethoxy-silane, Si (OC 2 H 5 ) 4 ) and oxygen were used as the source gas for CVD, and the substrate temperature during film formation was 300 to 550 ° C., for example 400 ° C.

【0025】このゲイト絶縁膜となる酸化珪素膜206
の成膜後に、前記RTA工程と同じ条件で可視・近赤外
線の照射による光アニールをN2 OまたはNH3 雰囲気
中において再度行なった。このアニールによって、主に
酸化珪素膜206と珪素膜205との界面及びその近傍
における準位を消滅させることができた。これは、ゲイ
ト絶縁膜とチャネル形成領域との界面特性が極めて重要
である絶縁ゲイト型電界効果半導体装置にとっては極め
て有用である。
A silicon oxide film 206 serving as the gate insulating film
After the film formation, the photo-annealing by irradiation with visible / near infrared rays was performed again in the N 2 O or NH 3 atmosphere under the same conditions as in the RTA step. By this annealing, it was possible to eliminate the levels mainly at the interface between the silicon oxide film 206 and the silicon film 205 and in the vicinity thereof. This is extremely useful for an insulating gate type field effect semiconductor device in which the interface characteristics between the gate insulating film and the channel formation region are extremely important.

【0026】引き続いて、スパッタリング法によって、
厚さ3000〜8000Å、例えば6000Åのアルミ
ニウムを成膜した。このアルミニウム中には、0.2%
wtのScが含有させる。このアルミニウム中に含有さ
せる材料としては、周期律表III a族の希土類元素を利
用することができる。またその含有量は、0.05〜
0.40wt%、好ましくは、0.1〜0.25wt%
とすることができる。
Subsequently, by the sputtering method,
A film of aluminum having a thickness of 3000 to 8000 Å, for example, 6000 Å was formed. 0.2% in this aluminum
wt% Sc is included. As a material to be contained in this aluminum, a rare earth element of Group IIIa of the periodic table can be used. The content is 0.05 to
0.40 wt%, preferably 0.1-0.25 wt%
Can be

【0027】そしてアルミニウム膜をパターニング・エ
ッチングして、ゲイト電極207、209を形成した。
エッチングにはドライエッチング法を用いた。さらに、
このアルミニウムの電極の表面を陽極酸化して、表面に
酸化物層208、210を形成した。この陽極酸化は、
酒石酸が1〜5%含まれたエチレングリコール溶液中で
行った。この際、4V/分で電圧を150Vまで上昇さ
せることによって陽極酸化を行った。
Then, the aluminum film was patterned and etched to form gate electrodes 207 and 209.
A dry etching method was used for etching. further,
The surface of the aluminum electrode was anodized to form oxide layers 208 and 210 on the surface. This anodization is
It was carried out in an ethylene glycol solution containing 1-5% tartaric acid. At this time, anodization was performed by increasing the voltage to 150 V at 4 V / min.

【0028】得られた酸化物層208、210の厚さは
2000Åであった。なお、この酸化物208と210
とは、後のイオンドーピング工程において、オフセット
ゲイト領域を形成する厚さとなるので、オフセットゲイ
ト領域の長さを上記陽極酸化工程で決めることができ
る。
The thickness of the obtained oxide layers 208 and 210 was 2000Å. The oxides 208 and 210
Means that the thickness of the offset gate region is formed in the subsequent ion doping process, so that the length of the offset gate region can be determined by the anodizing process.

【0029】次に、イオンドーピング法(プラズマドー
ピング法とも言う)によって、ゲイト電極部(すなわち
ゲイト電極207とその周囲の酸化層208、ゲイト電
極209とその周囲の酸化層210)をマスクとして、
自己整合的にPもしくはN導電型を付与する不純物を珪
素膜205に添加した。ドーピングガスとして、フォス
フィン(PH3 )およびジボラン(B26 )を用い、
前者の場合は、加速電圧を60〜90kV、例えば80
kV、後者の場合は、40〜80kV、例えば65kV
とする。ドース量は1×1014〜8×1015cm-2、例
えば、燐を2×1015cm-2、ホウ素を5×1015とし
た。ドーピングに際しては、一方の領域をフォトレジス
トで覆うことによって、それぞれの元素を選択的にドー
ピングした。この結果、N型の不純物領域214と21
6、P型の不純物領域211と213が形成され、Pチ
ャネル型TFT(PTFT)の領域とNチャネル型TF
T(NTFT)との領域を形成することができた。
Next, an ion doping method (also called a plasma doping method) is used to mask the gate electrode portion (that is, the gate electrode 207 and the oxide layer 208 around it, the gate electrode 209 and the oxide layer 210 around it) as a mask.
Impurities that impart P or N conductivity type in a self-aligned manner were added to the silicon film 205. Phosphine (PH 3 ) and diborane (B 2 H 6 ) are used as the doping gas,
In the former case, the acceleration voltage is 60 to 90 kV, for example 80
kV, in the latter case 40-80 kV, for example 65 kV
And The dose amount was 1 × 10 14 to 8 × 10 15 cm −2 , for example, phosphorus was 2 × 10 15 cm −2 and boron was 5 × 10 15 . Upon doping, one region was covered with a photoresist to selectively dope each element. As a result, N-type impurity regions 214 and 21
6, P-type impurity regions 211 and 213 are formed, and a P-channel type TFT (PTFT) region and an N-channel type TF are formed.
A region with T (NTFT) could be formed.

【0030】その後、レーザー光の照射によってアニー
ル行った。レーザー光としては、KrFエキシマレーザ
ー(波長248nm、パルス幅20nsec)を用いた
が、他のレーザーであってもよい。レーザー光の照射条
件は、エネルギー密度が200〜400mJ/cm2
例えば250mJ/cm2 とし、一か所につき2〜10
ショット、例えば2ショット照射した。このレーザー光
の照射時に基板を200〜450℃程度に加熱すること
によって、効果を増大せしめてもよい。(図2(C))
After that, annealing was performed by irradiation with laser light. As the laser light, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) was used, but another laser may be used. The laser light irradiation conditions are energy density of 200 to 400 mJ / cm 2 ,
For example, 250 mJ / cm 2 and 2 to 10 per place
Shot, for example, 2 shots were irradiated. The effect may be increased by heating the substrate to about 200 to 450 ° C. during the irradiation of the laser light. (Fig. 2 (C))

【0031】また、この工程は、可視・近赤外光による
ランプアニールによる方法でもよい。可視・近赤外線は
結晶化した珪素、または燐またはホウ素が1017〜10
21cm-3添加された非晶質珪素へは吸収されやすく、1
000℃以上の熱アニールにも匹敵する効果的なアニー
ルを行うことができる。燐またはホウ素が添加されてい
ると、その不純物散乱により、近赤外線でも十分光が吸
収される。このことは肉眼による観察でも黒色であるこ
とから十分に推測がつく。その反面、ガラス基板へは吸
収されにくいので、ガラス基板を高温に加熱することが
なく、また短時間の処理ですむので、ガラス基板の縮み
が問題となる工程においては最適な方法であるといえ
る。
Further, this step may be performed by lamp annealing with visible / near infrared light. In the visible / near infrared, crystallized silicon, phosphorus or boron is 10 17 to 10 10.
It is easily absorbed by the amorphous silicon added with 21 cm -3.
Effective annealing comparable to thermal annealing at 000 ° C. or higher can be performed. When phosphorus or boron is added, the light is sufficiently absorbed even in the near infrared due to the impurity scattering. This can be fully inferred because it is black even when observed with the naked eye. On the other hand, since it is difficult to be absorbed by the glass substrate, it does not require heating the glass substrate to a high temperature and requires only a short treatment time, so it can be said that this is the most suitable method in processes where shrinkage of the glass substrate is a problem. .

【0032】続いて、厚さ6000Åの酸化珪素膜21
7を層間絶縁物としてプラズマCVD法によって形成し
た。この層間絶縁物としてはポリイミドまたは酸化珪素
とポリイミドの2層膜を利用してもよい。さらにコンタ
クトホールを形成して、金属材料、例えば、窒化チタン
とアルミニウムの多層膜によってTFTの電極・配線2
18、220、219を形成した。最後に、1気圧の水
素雰囲気で350℃、30分のアニールを行い、TFT
を相補型に構成した半導体回路を完成した。(図2
(D)) 上記に示す回路は、PTFTとNTFTとを相補型に設
けたCMOS構造であるが、上記工程において、2つの
TFTを同時に作り、中央で切断することにより、独立
したTFTを2つ同時に作製することも可能である。
Then, a silicon oxide film 21 having a thickness of 6000Å is formed.
7 was formed as an interlayer insulator by the plasma CVD method. As this interlayer insulator, polyimide or a two-layer film of silicon oxide and polyimide may be used. Further, a contact hole is formed, and a TFT electrode / wiring 2 is formed of a metal material, for example, a multilayer film of titanium nitride and aluminum.
18, 220, 219 were formed. Finally, anneal at 350 ° C. for 30 minutes in a hydrogen atmosphere at 1 atm to complete the TFT.
We have completed a semiconductor circuit that has a complementary structure. (Fig. 2
(D)) The circuit shown above has a CMOS structure in which a PTFT and an NTFT are provided in a complementary type. In the above process, two TFTs are formed at the same time and cut at the center to form two independent TFTs. It is also possible to fabricate them at the same time.

【0033】〔実施例2〕図3に本実施例の作製工程の
断面図を示す。まず、基板(コーニング7059)30
1上にスパッタリング法によって厚さ2000Åの窒化
アルミニュームとその上の200Åの酸化珪素膜より構
成される下地膜302を形成した。さらに、プラズマC
VD法によって、厚さ500〜1500Å、例えば15
00Åの真性(I型)のアモルファスシリコン膜を堆積
した。さらに、スパッタリング法によって厚さ200Å
の酸化珪素膜を、アモルファスシリコン膜上に堆積し
た。
[Embodiment 2] FIG. 3 shows a cross-sectional view of a manufacturing process of this embodiment. First, the substrate (Corning 7059) 30
A base film 302 composed of 2000 Å-thick aluminum nitride and a 200 Å silicon oxide film thereon was formed on 1 by a sputtering method. Furthermore, plasma C
According to the VD method, the thickness is 500 to 1500Å, for example 15
An intrinsic (I-type) amorphous silicon film of 00Å was deposited. Furthermore, the thickness is 200Å by the sputtering method.
The silicon oxide film of was deposited on the amorphous silicon film.

【0034】そして、このアモルファスシリコン膜を窒
素雰囲気中、600℃で48時間アニールして結晶化さ
せた。アニール後、シリコン膜をパターニングして、島
状シリコン領域303を形成し、さらに、スパッタリン
グ法によって厚さ1000Åの酸化珪素膜304をゲイ
ト絶縁膜として堆積した。スパッタリングには、ターゲ
ットとして酸化珪素を用い、スパッタリング時の基板温
度は200〜400℃、例えば250℃、スパッタリン
グ雰囲気は酸素とアルゴンで、アルゴン/酸素=0〜
0.5、例えば0.1以下とした。
Then, this amorphous silicon film was annealed at 600 ° C. for 48 hours in a nitrogen atmosphere to be crystallized. After annealing, the silicon film was patterned to form an island-shaped silicon region 303, and a silicon oxide film 304 having a thickness of 1000 Å was deposited as a gate insulating film by a sputtering method. For sputtering, silicon oxide is used as a target, the substrate temperature during sputtering is 200 to 400 ° C., for example 250 ° C., the sputtering atmosphere is oxygen and argon, and argon / oxygen = 0 to 0.
It was set to 0.5, for example, 0.1 or less.

【0035】引き続いて、スパッタリング法によって、
厚さ3000〜8000Å、例えば4000Åのアルミ
ニウム膜を堆積した。アルミニウム膜には、0.05〜
0.4wt%、例えば、0.15wt%のスカンジウム
(Sc)を添加した。さらに、このアルミニウム膜上
に、スピンコート法によって厚さ1μm程度のフォトレ
ジスト、Shipley 社製AZ1350のごとき、耐圧性の
良好なフォトレジストを形成した。そして、公知のフォ
トリソグラフィー法によって、ゲイト電極305をパタ
ーニングした。エッチングにはウェットエッチング法を
用い、エッチャントとしては燐酸と硝酸の混酸を用い
た。この結果ゲイト電極上には、フォトレジストのマス
ク306が残存した。フォトレジストの代わりに、例え
ば、東レ製UR3800のような感光性ポリイミド(フ
ォトニース)を用いても同様な構造が得られる。(図3
(A))
Subsequently, by the sputtering method,
An aluminum film having a thickness of 3000 to 8000Å, for example 4000Å, was deposited. For aluminum film, 0.05-
0.4 wt%, for example, 0.15 wt% scandium (Sc) was added. Further, on this aluminum film, a photoresist having a thickness of about 1 μm and a photoresist having good pressure resistance such as AZ1350 manufactured by Shipley Co. were formed by spin coating. Then, the gate electrode 305 was patterned by a known photolithography method. A wet etching method was used for etching, and a mixed acid of phosphoric acid and nitric acid was used as an etchant. As a result, the photoresist mask 306 remained on the gate electrode. A similar structure can be obtained by using a photosensitive polyimide (photonice) such as UR3800 manufactured by Toray Co., Ltd. instead of the photoresist. (Fig. 3
(A))

【0036】次に、基板を10%クエン酸水溶液に浸漬
し、10〜50V、例えば10Vの定電圧で10〜50
分、例えば30分陽極酸化をおこなうことによって、4
000Å〜10000Å(1μm)の厚さ、この場合は
約5000Åの多孔質の陽極酸化物307を±200Å
の精度でゲイト電極の側面に形成することができた。他
に、8%蓚酸溶液中で、30〜40Vの陽極酸化をおこ
なってもよい。なお、ゲイト電極の上面にはマスク材が
存在していたので、陽極酸化はほとんど進行しなかっ
た。(図3(B))
Next, the substrate is immersed in a 10% citric acid aqueous solution, and 10 to 50 V, for example, 10 to 50 V at a constant voltage of 10 V.
For 4 minutes, for example 30 minutes by anodizing
Thickness of 000Å ~ 10000Å (1μm), in this case about 5000Å of porous anodic oxide 307 ± 200Å
It was possible to form on the side surface of the gate electrode with the accuracy of. Alternatively, 30% to 40V anodic oxidation may be performed in an 8% oxalic acid solution. Since the mask material was present on the upper surface of the gate electrode, the anodic oxidation hardly proceeded. (Fig. 3 (B))

【0037】次に、マスク材を除去して、ゲイト電極上
面を露出させ、3%酒石酸のエチレングリコール溶液
(アンモニアで中性にpH調整したもの)中に基板を浸
漬し、これに電流を流して、1〜5V/分、例えば4V
/分で電圧を80Vまで上昇させて、陽極酸化をおこな
った。この際には、ゲイト電極上面のみならず、ゲイト
電極側面も陽極酸化されて、緻密な陽極酸化物308が
厚さ1000Å形成された。この陽極酸化物の耐圧は5
0V以上であった。(図3(C))
Next, the mask material was removed to expose the upper surface of the gate electrode, and the substrate was dipped in an ethylene glycol solution of 3% tartaric acid (neutral pH adjusted with ammonia), and an electric current was applied to this. 1-5V / min, for example 4V
The voltage was increased up to 80 V at a speed of / min to carry out anodization. At this time, not only the upper surface of the gate electrode but also the side surface of the gate electrode was anodized, and a dense anodic oxide 308 having a thickness of 1000 Å was formed. The withstand voltage of this anodic oxide is 5
It was 0 V or more. (Fig. 3 (C))

【0038】次に、プラズマドーピング法によって、シ
リコン領域303にゲイト電極をマスクとして不純物
(燐)を注入した。ドーピングガスとして、フォスフィ
ン(PH3 )を用い、加速電圧を60〜90kV、例え
ば80kVとした。ドーズ量は1×1014〜8×1015
cm-2、例えば、2×1015cm-2とした。この結果、
N型の不純物領域309が形成された。(図3(D))
Next, impurities (phosphorus) were implanted into the silicon region 303 by plasma doping using the gate electrode as a mask. Phosphine (PH 3 ) was used as a doping gas, and the acceleration voltage was set to 60 to 90 kV, for example, 80 kV. Dose amount is 1 × 10 14 to 8 × 10 15
cm −2 , for example, 2 × 10 15 cm −2 . As a result,
N-type impurity region 309 was formed. (Fig. 3 (D))

【0039】次に、上面からレーザー光を照射して、レ
ーザーアニールをおこない、ドーピングされた不純物を
活性化した。レーザーとしては、KrFエキシマーレー
ザー(波長248nm、パルス幅30nsec)を用い
たが、他に、XeClエキシマーレーザー(波長308
nm)、ArFエキシマーレーザー(波長193n
m)、XeFエキシマーレーザー(波長353nm)等
を用いてもよい。レーザーのエネルギー密度は200〜
400mJ/cm2 、例えば、250mJ/cm2
し、2〜10ショット、例えば2ショット照射した。レ
ーザー照射時には基板を200〜300℃、例えば25
0℃に加熱しておいた。こうして不純物領域309を活
性化した。図3(D)においては、多孔質の陽極酸化物
307を残存させているが、この酸化物307をこの後
除去してもよい。また、ゲイト電極下のゲイト絶縁膜を
除いて、その下のゲイト絶縁膜304を除去してもよ
い。かくすると、多孔質の陽極酸化物307が電荷を捕
獲して不安定性を発生することがない。
Next, laser light was irradiated from the upper surface to carry out laser annealing to activate the doped impurities. As the laser, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 30 nsec) was used, but in addition, XeCl excimer laser (wavelength 308
nm), ArF excimer laser (wavelength 193n
m), XeF excimer laser (wavelength 353 nm), etc. may be used. Laser energy density is 200 ~
The irradiation was performed at 400 mJ / cm 2 , for example, 250 mJ / cm 2 , and 2 to 10 shots, for example, 2 shots were irradiated. At the time of laser irradiation, the substrate is heated to 200 to 300 ° C., for example 25
It was heated to 0 ° C. Thus, the impurity region 309 was activated. Although the porous anodic oxide 307 is left in FIG. 3D, the oxide 307 may be removed thereafter. Further, the gate insulating film 304 below the gate electrode may be removed except for the gate insulating film below the gate electrode. In this way, the porous anodic oxide 307 does not capture the charge and cause instability.

【0040】続いて、厚さ6000Åの酸化珪素膜31
0を層間絶縁物としてプラズマCVD法によって形成
し、これにコンタクトホールを形成して、金属材料、例
えば、窒化チタンとアルミニウムの多層膜によってTF
Tのソース領域、ドレイン領域の電極・配線311を形
成した。最後に、1気圧の水素雰囲気で350℃、30
分のアニールをおこなった。以上の工程によって薄膜ト
ランジスタが完成した。(図3(E))
Then, a silicon oxide film 31 having a thickness of 6000Å is formed.
0 is formed as an interlayer insulator by a plasma CVD method, a contact hole is formed therein, and a TF is formed by a metal material, for example, a multilayer film of titanium nitride and aluminum.
The electrode / wiring 311 of the T source region and the drain region was formed. Finally, in a hydrogen atmosphere at 1 atm, 350 ℃, 30
It was annealed for a minute. The thin film transistor was completed through the above steps. (Fig. 3 (E))

【0041】実施例1とは異なり、本実施例では、TF
Tのオフセット(ゲイト電極305とソース/ドレイン
領域307の端部との距離)は約5000Å(多孔質陽
極酸化物3000Å+無孔質陽極酸化物1000Å)も
あり、その結果、リーク電流(IOFF )は極めて低く抑
えられた。また、陽極酸化の際にゲイト絶縁膜に過大な
電圧が印加されないため、ゲイト絶縁膜の界面準位密度
が小さく、そのため、TFTのサブスレシュホールド特
性(S値)が極めて小さく、この結果、立ち上がりが急
峻な特性が得られた。このように、本実施例によって作
製されたTFTはオン/オフ比が大きく、リーク電流も
少ないので、例えば、アクティブマトリックス型液晶デ
ィスプレーの画素トランジスタに適している。
Unlike the first embodiment, in this embodiment, the TF
The offset of T (distance between the gate electrode 305 and the end of the source / drain region 307) is about 5000Å (3000 Å porous anodic oxide + 1000 Å non-porous anodic oxide), resulting in a leakage current (I OFF ). Was kept extremely low. In addition, since an excessive voltage is not applied to the gate insulating film during the anodic oxidation, the interface state density of the gate insulating film is small, and therefore the subthreshold characteristic (S value) of the TFT is extremely small. A steep characteristic was obtained. As described above, the TFT manufactured according to this example has a large on / off ratio and a small leak current, and thus is suitable for a pixel transistor of an active matrix liquid crystal display, for example.

【0042】〔実施例3〕本実施例は、Siを0.2w
t%添加したアルミニウム膜の表面に陽極酸化工程によ
って酸化物層を2000Åの厚さに形成した場合と、同
様な条件によって、Scを0.2wt%添加したアルミ
ニウム膜の表面に陽極酸化工程によって酸化物層を形成
した場合のとを比較例である。アルミニウム膜の厚さは
6000Åであり、スパッタ法で形成したものである。
陽極酸化工程は、実施例1で示したのと同様であり、酒
石酸が1〜5%含まれたエチレングリコール溶液中で、
4V/分で電圧を150Vまで上昇させることによっ
て、2000Åの厚さに酸化物層を形成した。
[Embodiment 3] In this embodiment, 0.2 w of Si is used.
Under the same conditions as when the oxide layer was formed to a thickness of 2000 Å on the surface of the aluminum film added with t%, the surface of the aluminum film added with 0.2 wt% of Sc was oxidized by the anodization process under the same conditions. The case where the physical layer is formed is a comparative example. The aluminum film has a thickness of 6000Å and is formed by the sputtering method.
The anodic oxidation process is the same as that shown in Example 1, in an ethylene glycol solution containing 1-5% tartaric acid,
An oxide layer was formed to a thickness of 2000Å by raising the voltage to 150V at 4V / min.

【0043】図4(A)にSiを添加した場合の断面を
写した電子顕微鏡写真を示す。図4には、島状に形成さ
れたアルミニウムを主成分とする膜と、その表面に陽極
酸化工程において形成された酸化物層の状態が示されて
いる。図4(A)を見れば分かるように、酸化物層の表
面は異常成長が見られ、平滑な面となっていない。また
膜質も極めて悪いことが理解される。
FIG. 4A shows an electron micrograph showing a cross section when Si is added. FIG. 4 shows an island-shaped film containing aluminum as its main component and the state of the oxide layer formed on the surface of the film in the anodizing step. As can be seen from FIG. 4A, the surface of the oxide layer shows abnormal growth and is not a smooth surface. It is also understood that the film quality is extremely poor.

【0044】一方、図4(B)に示すのは、Scを添加
した場合の断面を移した電子顕微鏡写真である。図4
(B)を見ると、酸化物層は緻密であり、その表面にも
異常成長の跡が見られないことが分かる。以上述べたよ
うに、アルミニウム中にScを添加することによって、
当該アルミニウムの表面に陽極酸化工程によって形成さ
れる酸化物層を緻密に、しかも制御性良く形成すること
ができることが分かる。
On the other hand, FIG. 4 (B) is an electron micrograph showing a cross section transferred when Sc is added. Figure 4
From (B), it can be seen that the oxide layer is dense and no trace of abnormal growth is observed on its surface. As described above, by adding Sc to aluminum,
It can be seen that the oxide layer formed by the anodizing process can be formed on the surface of the aluminum in a precise and controllable manner.

【0045】[0045]

【効果】陽極酸化工程において、アルミニウムの表面に
酸化物層を形成するに当たり、当該アルミニウム中にS
cを0.05wt%〜0.40wt%、好ましくは、
0.1wt%〜0.25wt%添加することによって、
陽極酸化工程において、 (1)酸化される領域の異常成長(ヒロック)を防止す
ることができる。 (2)酸化される厚さの制御性を高めることができる。 (3)均一な酸化物層を形成することができる。 (4)耐熱性を高くすることができる。 (5)耐レーザー性を高くすることができる。 (6)特にTFTのオフセット領域を形成する場合、T
FTの特性を揃えることができる。 (7)異常成長がなく、緻密な酸化物層を形成できるの
で、薄い酸化物層を形成することができる。 といった効果を得ることができる。
[Effect] When an oxide layer is formed on the surface of aluminum in the anodizing step, S is added to the aluminum.
c is 0.05 wt% to 0.40 wt%, preferably
By adding 0.1 wt% to 0.25 wt%,
In the anodizing step, (1) abnormal growth (hillock) in the oxidized region can be prevented. (2) The controllability of the oxidized thickness can be improved. (3) A uniform oxide layer can be formed. (4) The heat resistance can be increased. (5) The laser resistance can be increased. (6) Especially when forming an offset region of the TFT, T
The characteristics of FT can be made uniform. (7) Since a dense oxide layer can be formed without abnormal growth, a thin oxide layer can be formed. It is possible to obtain such an effect.

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

【図1】 オフセットゲイト領域を有するTFTの構造
を示す。
FIG. 1 shows a structure of a TFT having an offset gate region.

【図2】 実施例の作製工程を示す。FIG. 2 shows a manufacturing process of an example.

【図3】 実施例の作製工程を示す。FIG. 3 shows a manufacturing process of an example.

【図4】 陽極酸化工程によって形成された薄膜の状態
を示す写真である。
FIG. 4 is a photograph showing a state of a thin film formed by an anodizing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・・ガラス基板 12・・・・ソース 13・・・・チャネル 14・・・・ドレイン 15・・・・オフセットゲイト領域 16・・・・ゲイト絶縁膜 17・・・・ゲイト電極 18・・・・酸化物層 19・・・・層間絶縁膜 101・・・ソース電極 102・・・ドレイン電極 11 ... Glass substrate 12 ... Source 13 ... Channel 14 ... Drain 15 ... Offset gate region 16 ... Gate insulating film 17 ... Gate electrode 18 ...・ ・ ・ Oxide layer 19 ・ ・ ・ ・ Interlayer insulating film 101 ・ ・ ・ Source electrode 102 ・ ・ ・ Drain electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 彰 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 上原 由起子 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akira Sugawara 398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture, Semiconducting Energy Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Yukiko Uehara 398, Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture, Semiconducting Energy Laboratory Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁ゲイト型半導体装置で、そのゲイト
電極はアルミニウムを主成分とする材料により構成さ
れ、その表面には当該材料が酸化された酸化物層が形成
されており、前記材料には、Sc(スカンジウム)が
0.1wt%〜0.25wt%含まれていることを特徴
とする半導体装置。
1. An insulated gate semiconductor device, the gate electrode of which is made of a material containing aluminum as a main component, and an oxide layer obtained by oxidizing the material is formed on the surface of the gate electrode. , Sc (scandium) is contained in an amount of 0.1 wt% to 0.25 wt%.
【請求項2】 請求項1において、Scは0.05wt
%〜0.40wt%含まれていることを特徴とする半導
体装置。
2. The Sc according to claim 1, wherein Sc is 0.05 wt.
% To 0.40 wt% is included in the semiconductor device.
【請求項3】 絶縁ゲイト型半導体装置で、そのゲイト
電極はIIIa族よりなる材料により構成され、その表面に
は、当該材料の酸化物で構成される酸化物層が形成され
ており、前記材料には、IIIb族の元素が添加されている
ことを特徴とする半導体装置。
3. An insulated gate semiconductor device, the gate electrode of which is made of a group IIIa material, and an oxide layer made of an oxide of the material is formed on the surface of the gate electrode. In the semiconductor device, an element of Group IIIb is added to.
【請求項4】 請求項3において、酸化物を形成する工
程が陽極酸化工程であることを特徴とする半導体装置作
製方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the step of forming the oxide is an anodic oxidation step.
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