JPH08340121A

JPH08340121A - 半導体集積回路及びその作製方法

Info

Publication number: JPH08340121A
Application number: JP8087176A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Jun Koyama; 潤小山; Toshimitsu Konuma; 利光小沼; Satoshi Teramoto; 聡寺本
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1995-03-21
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミニウムを主成分とする配線を用いた集
積回路において、ヒロック、ウィスカーによる不良の発
生を防止する。【解決手段】アルミニウム等の陽極酸化可能な金属被
膜１を形成した後、第１のマスク９によって、金属被膜
１をエッチングし、特に配線間隔の小さな領域１３にス
リット部２を形成する。金属被膜２を陽極酸化して、バ
リヤ型の陽極酸化物被膜４、５を金属被膜２の表面に形
成する。この際には、前記第１のマスク９によって孔の
開けられた部分では、金属被膜２の側面にも陽極酸化物
被膜５ができる。その後、第２のマスク１０によって、
配線のパターンを形成する。このようにして得られた配
線には、その上面に側面に陽極酸化物被膜４、５が存在
するため、ヒロック、ウィスカーが発生しない。このた
め、ヒロックやウィスカーによる隣接配線とのショート
が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
金属電極や金属配線を用いた半導体集積回路の構成に関
する。またそのような半導体集積回路の作製方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】デザインルールの縮小に伴って、配線作
製技術も困難が増大している。また、微細化が進行する
に従って、配線そのものの持つ抵抗が無視できなくなる
ので、なるべく抵抗の小さい材料を配線に利用する必要
が要求されている。抵抗の小さな配線材料としては、ア
ルミニウムやアルミニウムを主成分とする材料を挙げる
ことができる。

【０００３】しかし、配線としてアルミニウムを主成分
とする金属材料を用いた場合には、ヒロックやウィスカ
ーのようにアルミニウム成分の異常成長による配線形状
の変形や意図しない形状の形成が問題となる。

【０００４】これらヒロックやウィスカーは、成膜時の
加熱やレジストのアッシング（酸素プラズマによるレジ
ストの除去）時の加熱、さらにはアニールに用いるレー
ザー光の照射に従う加熱等によって、発生してしまう。

【０００５】ヒロックとは、アルミニウムの異常成長が
生じることにより生じる。具体的には、アルミニウム成
分の部分的な異常成長が生じる際に、その成長部分同士
がぶつかり合い、山型の盛り上がりが生じてしまうこと
いう。またウィスカーとは、アルミニウムの異常成長に
よって、刺型あるいは角型の突起が成長してしまうこと
をいう。ヒロックヤウイスカーが生じてしまう原因は正
確には明らかではないが、アルミニウム中の何らかの不
純物が原因となることや、アルミニウムの結晶構造の不
均一性に起因するものと考えられている。

【０００６】これらヒロックやウィスカーは、数μｍ以
上の長さに渡り成長するので、数μｍの間隔でもって配
線や素子を集積化させる集積回路を構成する場合に大き
な障害となる。

【０００７】ヒロックやウィスカーの発生を抑制するた
めには、アルミニウム中に稀土類元素やシリコン等の元
素を微量に混入する方法がある。しかし、４００℃程度
以上の温度に加熱した場合、やはりヒロックやウィスカ
ーが発生してしまう。

【０００８】さらに、アルミニウム配線をゲイト配線の
ようにプロセスの初期に形成する必要も高まっている。
このような場合にはヒロックやウィスカーの問題はより
深刻となる。これは、プロセス中の加熱工程、またはイ
オン注入等の不可避に加熱が行われる工程にアルミニウ
ムの配線が必然的に多く曝されることになるからであ
る。

【０００９】ヒロックやウィスカーが問題となるのは、
これによって、上下の配線、もしくは隣接する配線がシ
ョートする可能性があるためである。デザインルールが
縮小し、配線間ピッチが小さくなるにつれ、この問題は
顕在化する。特に、配線間のピッチが２μｍ以下となる
と、横方向のヒロックやウィスカーによる隣接配線間お
よび上下配線間でのショートが問題となる。

【００１０】また、配線が上下に交差するような場所で
は、下側の配線の上に層間絶縁膜（例えば酸化珪素膜）
を形成し、その上に上側の配線を形成する必要がある。
この場合、層間絶縁膜のスッテプカバレージ（段差被覆
性）が良好でないと、上側配線の段切れや局部的な抵抗
の増加を招いてしまう。アルミニウムやアルミニウムを
主成分とする配線を形成した後に層間絶縁膜を成膜し、
さらに２層目の配線を形成した場合、前述の不可避に発
生してしまうヒロックやウィスカーの存在によって、層
間絶縁膜のステップカバレージが悪化してしまう。この
結果、層間絶縁膜上に形成される２層目の配線には、段
切れ等の問題が発生してしまう。

【００１１】このような問題を解決する技術としては、
アルミニウム等の陽極酸化可能な金属材料により配線を
形成して、これを陽極として、陽極酸化をおこない、露
呈した配線の表面に陽極酸化物被膜を形成する技術が提
案されている。例えば、配線材料としてアルミニウムま
たはアルミニウムを主成分とする材料を用いた場合に
は、陽極酸化によって、配線の上面および側面にアルミ
ニウムまたはアルミニウムを主成分とする酸化膜が形成
されるため、配線の上面、側面が強化されるため、ヒロ
ックやウィスカーの発生が抑制される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、配線の
上面および側面あ陽極酸化するためには、全ての配線に
電流が供給できるように、実際の回路の配線パターンと
は異なるパターンを形成し、陽極酸化の後に、必要とす
る配線パターンにエッチングする必要がある。これは、
作製工程が増えることを意味し、好ましいことではな
い。特にこのパターニングは、回路の配線が形成された
後に行われるものであるので、不要なエッチングを招き
やすく、生産歩留りの点から見て好ましいものではな
い。

【００１３】また、デザインルールが縮小し、配線幅が
細くなるに従って、陽極酸化時のストレスによって、配
線が変形・断絶する不良モードが頻発するという問題も
生じる。この問題は、特に配線の形状が複雑になると顕
在化する。

【００１４】更に、デザインルールが縮小し、配線幅が
細くなるに従って、配線の抵抗に起因する陽極酸化時に
おける電圧降下の影響が現れる。即ち、電圧降下に従っ
て、形成される陽極酸化膜の厚さに違いが現れてしま
う。

【００１５】この問題を解決するには、陽極酸化時にお
ける配線の電圧降下を緩和するために配線の断面を必要
以上に大きなものとすればよい。しかし、配線の断面を
大きくすることは、回路を集積化するための障害となっ
てしまう。

【００１６】陽極酸化技術は、アルミニウムまたはアル
ミニウムを主成分とする材料を用いて配線や電極を形成
する際に、ヒロックやウィスカーが発生してしまうこと
を防ぐことができる。しかし一方で上述したように、上
記ような数々の問題が発生してしまう。またアルミニウ
ム以外でもタンタル等の陽極酸化が可能な導電材料が知
られているが、このような材料を用いた場合でも、上記
のような問題は存在する。

【００１７】本明細書で開示する発明は、アルミニウム
やアルミニウムを主成分とする材料を用いて配線や電極
を構成した場合に、発生するヒロックやウィスカーを陽
極酸化技術を利用することにって抑制する技術を提供す
ることを課題とする。更に、広く陽極酸化可能な材料を
用いて配線を形成する際に、上述した陽極酸化を行うに
当たっての問題を解決する技術を提供することを課題と
する。

【００１８】例えば、陽極酸化技術を利用しても集積回
路の集積化が損なわれないような技術を提供することを
課題とする。

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）基板上にアルミニウムを主成分とする金属被膜等
の陽極酸化可能な金属被膜を形成する工程（２）前記金属被膜を第１のマスクを用いてエッチング
し、スリット部を形成する工程（３）前記金属被膜を陽極酸化することにより、前記金
属被膜の表面、およびスリット部の側面にバリヤ型の陽
極酸化物被膜を形成する工程（４）前記金属被膜を第２のマスクを用いてエッチング
し、配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする。

【００１９】ここで、スリット部とは、後の配線パター
ンにおいて、配線が極度に隣接する部分、典型的には配
線間のピッチが２μｍ以下となる部分、もしくは、上層
の配線と交差する部分を中心に設ける。この場合には、
スリット幅が配線間ピッチと同義となる。また、前記ス
リット部は、長方形等の可能な限り単純な形状とせし
め、工程（３）における陽極酸化時のストレスによる変
形を極力低減する構造とする。

【００２０】また、スリット部の内部には、（エッチン
グ残り等により、非意図的な場合を除き）実質的に金属
被膜が残存しないようにする。これは、スリットの両端
の金属被膜の側面がともに陽極酸化される必要があるた
めである。金属被膜としてアルミニウムを用いる場合に
は、０．１〜０．５重量％のスカンジウムもしくはイッ
トリウムもしくはジルコニウムを混入させてもよい。

【００２１】本発明をモノリシック型アクティブマトリ
クス回路（アクティブマトリクス回路と、それを駆動す
るドライバー回路が同一プロセスで形成された半導体集
積回路）に適用した場合には、以下の工程を有する作製
方法を採用することができる。

【００２２】すなわち、（１）基板上に陽極酸化可能な金属被膜を形成する工程（２）前記金属被膜を第１のマスクを用いてエッチング
し、ドライバー回路の領域のみにスリット部を形成する
工程（３）前記金属被膜を陽極酸化することにより、前記金
属被膜の表面、およびスリット部の側面にバリヤ型の陽
極酸化物被膜を形成する工程（４）前記金属被膜を第２のマスクを用いてエッチング
し、ドライバー回路およびアクティブマトリクス回路の
配線パターンを形成する工程（５）前記アクティブマトリクス回路の配線のみを陽極
酸化する工程である。

【００２３】この結果、例えば、特開平５−１１４７２
４もしくは同５−２６７６６７に開示されるように、ゲ
イト電極の側面に陽極酸化物を設け、これを用いてオフ
セット構造が形成された薄膜トランジスタをアクティブ
マトリクス回路にのみ選択的に形成できる。更に、周辺
回路を構成する薄膜トランジスタの構造を選択的にオフ
セット構造とすることもできる。詳細は実施例１に記
す。

【００２４】更に、本明細書で開示する発明は、陽極酸
化可能な材料でなる膜を形成する工程と、前記膜の所定
の領域にスリットを形成する工程と、前記膜を陽極とし
て電解溶液中で陽極酸化を行う工程と、前記膜をパター
ニングして所定の配線パターンを形成する工程と、を有
することを特徴とする。

【００２５】上記構成において、陽極酸化可能な材料と
しては、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とす
る材料を挙げることができる。また、タンタル等の材料
を挙げることもできる。しかし、抵抗値の低さからアル
ミニウムまたは物性の制御のためにアルミニウムに微量
に不純物を含有させたアルミニウムを主成分とする材料
を用いることが好ましい。

【００２６】上記構成において、選択的に陽極酸化が行
われる所定の領域として、配線パターンの密度が高い領
域が選ばれることが必要である。

【００２７】上記構成を利用して得られる具体的な薄膜
集積回路の回路パターンを図９（Ｂ）に示す。図９
（Ｂ）に示すのは、図７（Ｂ）に示される等価回路の実
際の配線パターンの上面図である。図９（Ｂ）におい
て、３０３と３０１で示されるのが、アルミニウムを主
成分とする配線パターンである。この配線パターンは、
ガラス基板上に形成された薄膜トランジスタのゲイト配
線とゲイト電極（ゲイト配線の一部が兼ねている）を構
成している。

【００２８】そして、ヒロックやウィスカーが発生して
は困る場所に選択的に陽極酸化膜３０２が形成されてい
る。陽極酸化膜３０２が形成されている部分には、ヒロ
ックやウィスカーが発生することがないので、隣接する
配線間でクロストークが発生したりショートが発生する
ことがないものとすることができる。陽極酸化膜が形成
される領域は、特に配線の密度が高い領域が選ばれる。

【００２９】他の発明の構成は、陽極酸化可能な材料で
なる膜を形成する工程と、前記膜の所定の領域にスリッ
トを形成する工程と、前記膜を陽極として電解溶液中で
陽極酸化を行う工程と、前記膜をパターニングして所定
の配線パターンを形成する工程と、該工程以後に加熱が
なされる工程と、を有することを特徴とする。

【００３０】上記構成は、配線パターンの形成後に加熱
処理または結果的に加熱がされてしまう工程が存在する
場合に、必要とする配線の部分に陽極酸化を行っておく
ことで、その部分には、ヒロックやウィスカーが形成さ
れないようするものである。

【００３１】他の発明の構成は、アルミニウムまたはア
ルミニウムを主成分とする膜を成膜する工程と、前記膜
の領域にスリットを形成する工程と、前記膜を陽極とし
て電解溶液中で陽極酸化を行う工程と、前記膜をパター
ニングして所定の配線パターンを形成する工程と、該工
程以後に加熱がなされ、前記陽極酸化が行われた領域以
外に表面にヒロックおよび／またはウィスカーが形成さ
れる工程と、を有することを特徴とする。

【００３２】上記構成は、所定の領域に陽極酸化膜が形
成された後に加熱が行われてしまう工程が存在すること
により、ヒロックやウィスカーが発生しても、その存在
によって、不都合が生じる領域に先の陽極酸化によって
陽極酸化膜が形成されてあるので、不良の発生を抑える
ことができることを特徴とする。即ち、ヒロックやウィ
スカーが発生しても構わない領域には、陽極酸化を行わ
ず、陽極酸化が必要な領域にのみ、スリットを形成して
陽極酸化を行うことにより、形成される配線の必要とす
る側面にのみ陽極酸化膜を形成することを特徴とする。
こうすることで、陽極酸化を行う際に生じる困難を避け
ることができる。即ち、陽極酸化に従う不要な応力の発
生や、電圧降下に起因する陽極酸化膜の膜厚の不均一性
を回避することができる。

【００３３】他の発明の構成は、陽極酸化可能な材料で
なる配線パターンを有し、前記配線パターンの一部には
陽極酸化膜が形成されており、前記陽極酸化膜が形成さ
れていない領域には、ヒロックおよび／またはウィスカ
ーが形成されていることを特徴とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１を用い
て説明する。まず、図１（Ａ）に示すように基板１上に
陽極酸化可能な金属被膜２を形成する。そして、第１の
マスクを用いて、金属被膜２をエッチングし、スリット
部３を形成する。（図１（Ａ））

【００３５】そして、バリヤ型の陽極酸化をおこない、
金属被膜２の表面に陽極酸化物被膜４を形成する。この
際には、スリット部３に面した金属被膜の側面にも、陽
極酸化物被膜５が形成される。本発明においては、複雑
な配線表面を陽極酸化するのではないので、陽極酸化時
のストレスにより、金属被膜２やスリット部３の変形は
ほとんど生じない。（図１（Ｂ））

【００３６】その後、第２のマスクを用いて、陽極酸化
物被膜と金属被膜をエッチングし、配線７、８を形成す
る。図において点線６はスリット部の設けられた状態
（図１（Ａ））における金属被膜を示す。（図１
（Ｃ））

【００３７】第１および第２のマスクを上方より見た様
子を図１（Ｄ）に示す。点線６は、図１（Ｃ）の点線に
対応する。一点鎖線９は第１のマスクを、実線１０は第
２のマスクを表す。（図１（Ｄ））

【００３８】また、図１（Ｃ）を上方より見た様子を図
１（Ｅ）に示す。配線７、８の側面のうち、互いに近接
する部分においては、配線の側面にも陽極酸化物被膜５
が形成されている。他の側面では、金属配線がむきだし
となっている。（図１（Ｅ））

【００３９】図１（Ｃ）、図１（Ｅ）に示す状態の配線
に熱処理をおこなうと、図１（Ｆ）に示すように、配線
の側面にヒロック・ウィスカー１１、１２が発生する。
これは、この部分においては、配線の側面には陽極酸化
物被膜５が形成されていないからである。しかしなが
ら、これらの部分にヒロック・ウィスカーが発生して
も、配線間隔が大きいこともあって、不良の原因となる
ことは少ない。そして、配線間隔の狭い部分１３におい
ては、配線の側面に陽極酸化物被膜５が存在するため、
ヒロック・ウィスカーは発生しない。（図１（Ｆ））

【００４０】もし、陽極酸化物被膜５が存在しないと、
図１（Ｇ）に示すように、配線の間隔の近いところに、
ヒロック・ウィスカー１６が発生し、配線７と８がショ
ートする。（図１（Ｇ））

【００４１】もちろん、本発明においては、金属配線の
上面には全て陽極酸化物被膜４が存在するため、縦方向
のヒロック・ウィスカーが発生することも少なく、層間
ショートによる不良も低減できる。

【００４２】配線の表面に陽極酸化物被膜を形成して、
ヒロック・ウィスカーを防止することにより、配線ショ
ートを防止するには、以下の２つの場所に陽極酸化物被
膜が必要であった。すなわち、（１）配線の上面のうち、少なくとも上層の配線と交差
する部分（２）配線の側面のうち、少なくとも近くに他の配線の
ある部分と上層の配線と交差する部分である。

【００４３】前者は層間ショートを防止し、後者は隣接
配線間ショートおよび層間ショートを防止する上で必要
である。この課題に対し、従来の方法は、配線の上面全
体と、配線の側面全体に陽極酸化物被膜を形成すること
を意図したために、指摘したような問題があった。

【００４４】これに対し、本発明では、配線のパターニ
ングを行う前に必要とする部分のみにスリットを設け
て、配線の上面全体に陽極酸化物被膜を形成するもの
の、配線の側面は必要最小限の部分にしか、陽極酸化物
被膜を形成しない。このため、従来の方法よりも自由度
が増加し、問題の解決を容易とする。更に、形成される
陽極酸化膜の膜厚の不均一性やストレスの発生を防ぐこ
とができる。

【００４５】陽極酸化膜の不均一性を防ぐことができる
のは、配線を構成するための出発膜の一部分（大部分は
膜として残存している）にスリットが形成された状態で
陽極酸化が行われるので、陽極酸化時に流れる電流の電
圧降下をほとんど無視できるからである。

【００４６】また、ストレスの発生を防ぐことができる
のは、複雑で細い配線がパターニングされた後に陽極酸
化を行う場合と異なり、膜の特定部分に部分的なスリッ
トが形成された状態で陽極酸化が行われるので、発生す
る応力がほとんど問題とならないためである。

【００４７】

【実施例】

〔実施例１〕本実施例を図２〜図４を用いて説明す
る。本実施例は図３に示されるような構成を有するモノ
リシック型アクティブマトリクス回路を用いた液晶ディ
スプレーに関する。図２はゲイト／ソースドライバー
と画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む部分を中心
に示したものである。また、本実施例のアクティブマト
リクス回路の概観は図４（Ａ）に示すようになる。

【００４８】本実施例では、画素のスイッチングトラン
ジスタ（画素ＴＦＴ）には、特開平５−１１４７２４も
しくは同５−２６７６６７のように、ゲイト電極の側面
に陽極酸化物を設ける構造とした。このことによって得
られる最大の特徴は、前記明細書中にも示されている通
り、オフセットの効果によってゲイトに逆電圧が印加さ
れたとき（オフ状態）のリーク電流を著しく低減できる
ということであった。このような特性は、キャパシタや
画素の電圧を確実に保持する必要があり、ダイナミック
な動作をするアクティブマトリクス回路のスイッチング
用のＴＦＴには必要なことであった。

【００４９】しかしながら、周辺論理回路においては、
特にスタティックもしくは半スタティックな動作をおこ
なう回路であれば、リーク電流はそれほど問題とならな
い。特にインバータ回路においては、ゲイト電極に逆バ
イアスの大きな電圧が印加されることはないので、ゲイ
ト電極の電位が０の場合のリーク電流が実用十分な程度
に小さければよい。すなわち、オフセット構造としなく
ても十分に回路は動作する。

【００５０】また、アクティブマトリクス部のゲイト配
線は極めて単純な構成であるのに対し、一般に、周辺論
理回路の構成・配線とその接続は複雑であり、金属電極
を陽極酸化物によって被覆する構成を取ろうとしても、
配線の複雑さのために電流を給電することができなかっ
た。また、無理に陽極酸化のためだけに配線を形成する
と、集積度を著しく低下させることとなった。特にデザ
インルールを３μｍ以下とすることは極めて困難であっ
た。

【００５１】そこで本実施例では、画素ＴＦＴのみに、
特開平５−１１４７２４もしくは同５−２６７６６７に
開示される陽極酸化物を用いたオフセットゲイト型を採
用し、ドライバー回路のＴＦＴには、意図的にオフセッ
トゲイト構造としない通常のものを用いた。

【００５２】以下、本実施例のモノリシック型アクティ
ブマトリクス回路を得る作製工程について、図２を用い
て説明する。まず、基板（コーニング７０５９、３００
ｍｍ×３００ｍｍもしくは１００ｍｍ×１００ｍｍ）２
０１上に下地酸化膜２０２として厚さ１０００〜３００
０Åの酸化珪素膜を形成した。この酸化珪素膜の形成方
法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法やプラズマＣ
ＶＤ法を用いればよい。

【００５３】その後、プラズマＣＶＤ法やＬＰＣＶＤ法
によってアモルファス状もしくは結晶性のシリコン膜を
３００〜１５００Å、好ましくは５００〜１０００Å形
成した。結晶性シリコン膜を得るには、アモルファスシ
リコン膜を形成した後、レーザーもしくはそれと同等な
強光を照射する（光アニール）か、５００℃以上の温度
で長時間の熱アニールをおこなえばよい。熱アニールに
よって結晶化させたのち、光アニールをおこなって、さ
らに結晶性を高めてもよい。また、熱アニールによる結
晶化の際に、特開平６−２４４１０３、同６−２４４１
０４に記述されているように、ニッケル等のシリコンの
結晶化を促進させる元素（触媒元素）を添加してもよ
い。

【００５４】次にシリコン膜をエッチングして、ＴＦＴ
活性層２０３（ドライバー回路ＴＦＴ用）と２０４（画
素ＴＦＴ用）を形成した。さらに、酸素雰囲気中でのス
パッタ法によって、厚さ５００〜２０００Åの酸化珪素
のゲイト絶縁膜２０５を形成した。ゲイト絶縁膜を構成
する酸化珪素膜の形成方法としては、プラズマＣＶＤ法
を用いてもよい。

【００５５】本発明においてはゲイト絶縁膜２０５は耐
圧が十分に高いことが好ましい。これは陽極酸化工程の
際に、ゲイト電極とシリコン活性層の間に高い電界が印
加されるためである。したがって、プラズマＣＶＤ法に
よって得られる酸化珪素膜によってゲイト絶縁膜を形成
する場合には、原料ガスとして、一酸化二窒素（Ｎ
₂Ｏ）もしくは酸素（Ｏ₂ ）とモンシラン（ＳｉＨ₄ ）
を用いることが好ましかった。（図２（Ａ））

【００５６】その後、厚さ２０００Å〜５μｍ、好まし
くは２０００〜６０００Åのアルミニウム膜２０６
（０．１〜０．５重量％のスカンジウムを含有する）を
スパッタ法によって基板全面に形成した。

【００５７】そして、図２（Ｂ）に示すように、第１の
マスクを用いて、配線が隣接する部分のアルミニウム膜
２０６をエッチングし、スリット部２０７、２００を形
成した。その後、基板を電解溶液中に置き、アルミニウ
ム膜２０６に電流を通じてその表面、およびスリット部
２０７、２００の側面に陽極酸化物被膜２０８を形成し
た。陽極酸化の条件は、陽極酸化電圧を４０Ｖとする以
外は、特開平５−２６７６６７に示される条件と同じ条
件でおこなった。この結果、得られた陽極酸化物被膜２
０８の厚さは約７００Åであった。（図２（Ｂ））

【００５８】次に、図２（Ｃ）に示すように、第２のマ
スクを用いて、アルミニウム膜２０６と陽極酸化物被膜
２０８をエッチングし、配線２０９、２１０、ゲイト電
極・配線２１１、２１２を形成した。この際に、図２
（Ｃ）では不明であるが、画素ＴＦＴのゲイト電極・配
線２１２は全て陽極酸化用給電線につながるように設計
されている。他方、周辺論理回路のゲイト電極・配線２
０９〜２１１は陽極酸化用給電線とは電気的に絶縁され
るようにした。

【００５９】前記のゲイト電極・配線２１２の陽極酸化
工程においては、図４（Ｂ）に示すように陽極酸化用給
電線を鰐口クリップ等の給電クリップではさむことによ
って電流を供給した。この結果、図２（Ｄ）に示すよう
に、陽極酸化用給電線につながるゲイト配線・電極２１
２の上面および側面全体に陽極酸化物被膜２１３が得ら
れる。周辺理論回路のゲイト電極・配線２０９〜２１１
は陽極酸化されない。なお、陽極酸化の条件は、陽極酸
化電圧を８０Ｖとする以外は、特開平５−２６７６６７
に示される条件を使用した。この結果、得られた陽極酸
化物被膜２１３の厚さは約１４００Åであった。

【００６０】このようにほぼ中性の溶液での陽極酸化に
よって得られる陽極酸化物２１３は緻密で硬く、耐圧も
高い。耐圧は陽極酸化時に印加した最高電圧の７０％以
上である。このような陽極酸化物はバリヤ型陽極酸化物
と呼ばれる。

【００６１】なお、最終的には、ゲイト電極・配線２１
２と陽極酸化用給電線の境界部分にダイヤモンドカッタ
ーで溝を形成することにより、ゲイト電極・配線２１２
と陽極酸化用給電線を切断される。この工程は、レーザ
ースクライビング技術を用いてもよい。

【００６２】その後、イオンドーピング法によって、各
ＴＦＴの島状の活性層２０３、２０４中に、ゲイト電極
部（すなわちゲイト電極やその周囲の陽極酸化物被膜）
をマスクとして自己整合的に不純物を注入した。ドライ
バー回路としてＣＭＯＳ回路を用いるのであれば、公知
のＣＭＯＳ作製技術によって、ドーピングをおこなえば
よい。本実施例では、最初に全面にフォスフィン（ＰＨ
₃ ）をドーピングガスとして燐を注入し、その後、Ｎ型
領域を形成する部分だけをフォトレジストで覆って、ジ
ボラン（Ｂ₂ Ｈ₆ ）をドーピングガスとして硼素を注入
した。

【００６３】本実施例における、ドーピング条件として
は、ドーズ量が、燐は４×１０¹⁴〜４×１０¹⁵原子／ｃ
ｍ² 、硼素は１〜８×１０¹⁵原子／ｃｍ² とし、硼素の
ドーズ量が燐を上回るように設定し、加速電圧は燐は８
０〜９５ｋＶ、硼素は６０〜７５ｋＶとした。この結
果、ドライバー回路のＮ型領域２１４、画素ＴＦＴのＮ
型領域２１５が形成された。図では示されていないが、
ドライバー回路のＰ型領域も同様に形成された。（図２
（Ｄ））

【００６４】その後、ＫｒＦエキシマーレーザー（波長
２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、上記
不純物領域の導入によって、結晶性の劣化した部分の結
晶性を改善させた。レーザーのエネルギー密度は２００
〜４００ｍＪ／ｃｍ² 、好ましくは２５０〜３００ｍＪ
／ｃｍ² とした。この結果、Ｎ型およびＰ型領域が活性
化された。これらの領域のシート抵抗は２００〜８００
Ω／□であった。

【００６５】その後、全面に層間絶縁物２１６として、
プラズマＣＶＤ法によって酸化珪素膜を厚さ３０００〜
６０００Å形成した。これは、窒化珪素膜あるいは酸化
珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であってもよい。そして、
層間絶縁物２１６をウェットエッチング法によってエッ
チングして、Ｎ型領域、Ｐ型領域にコンタクトホールを
形成した。そして、スパッタ法によって、厚さ２０００
〜６０００Åのチタン膜を形成し、これをエッチングし
て、ドライバー回路の電極・配線２１８、２１９、画素
ＴＦＴの電極２２０、２２１を形成した。このようにし
て、周辺論理回路とアクティブマトリクス回路を一体化
して形成できた。（図２（Ｅ））

【００６６】さらに、スパッタ法でＩＴＯ（インディウ
ム錫酸化物）等の透明導電性膜によって、画素電極を形
成すれば、アクティブマトリクス型表示装置の所謂ＴＦ
Ｔ基板が完成する。本実施例に示す構成においては、例
えば配線２０９と２１０とがショートすることを、その
側面に形成された陽極酸化物被膜２０８の存在によって
防ぐことができる。特に、本実施例のように、アルミニ
ウム配線を陽極酸化して、１０００Åを越えるような比
較的厚い陽極酸化物被膜を形成する必要のある部分、例
えば画素ＴＦＴのゲイト電極・配線２１２が、一部にで
も存在する回路においては、本実施例を用いることが効
果的である。

【００６７】すなわち、従来では、ヒロック・ウィスカ
ーを抑制するために、ゲイト電極・配線を構成するアル
ミニウムにシリコンを混入していたが、オフセット構造
を可能とするような厚い陽極酸化物被膜を形成するため
には、アルミニウムに多量のシリコンを混入することが
適切でないからである。通常は本実施例に示したよう
に、陽極酸化を容易にするために、低濃度の不純物をア
ルミニウムに添加して用いている。そのため、厚い陽極
酸化物被膜の形成される部分以外の配線（本実施例で
は、ドライバー回路）においては、ヒロック・ウィスカ
ーが多発する傾向があった。本発明はこのような矛盾を
解決する上でも有効であった。

【００６８】本実施例では、ドライバー回路のＴＦＴの
電極・配線の側面を部分的に陽極酸化して、最小限の陽
極酸化物を形成するようにしたが、ドライバー回路のＴ
ＦＴにおいて、特に集積度が高く、複雑な回路、例えば
図３に示すシフトレジスタ回路を構成するようなＴＦＴ
のゲイト配線には、本実施例と同様にスリットを形成し
て、最小限の陽極酸化物を形成するようにし、他のＴＦ
Ｔにおいて、ゲイト電極の周囲全体に陽極酸化物を形成
することもできる。また、これらのＴＦＴを画素ＴＦＴ
と同様に、オフセット構造としてもよい。

【００６９】〔実施例２〕本実施例は、図６に示すよ
うな構成を採用することを特徴とする。薄膜集積回路を
構成する場合、配線と配線とが上下に交差する構造が必
要とされる場合がある。このような場合には、配線材料
としてアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする
材料を用ると、ヒロックやウィスカーによって、上下に
交差する配線間においてショート（上下ショート）が生
じてしまう。

【００７０】この問題を解決するためのものとして、前
述したようにアルミニウムの配線を形成した後に、露呈
したその上面および側面に陽極酸化によって酸化膜を形
成する技術が知られている。しかし、配線を形成した後
に陽極酸化を行うと、陽極酸化時のストレスによって、
配線が変形・断絶する不良モードが頻発してしまい、生
産歩留りが低下してしまう。特に複雑な回路パターンを
形成する場合は、この現象が顕著になる。

【００７１】このような現象を回避する方法としては、
パターニングにより配線を形成する前に配線を形成する
ための出発膜の表面に陽極酸化物被膜を形成する方法が
ある。以下にこの方法を採用した場合の例を図５に示
す。まず、絶縁表面を有する基板や基体（例えば絶縁膜
の表面等）に配線を構成するためのアルミニウムを主成
分とする膜５０２をスパッタ法等によって成膜する。

【００７２】このアルミニウムを主成分とする膜は、パ
ターニングによって、各種配線を構成するためのもので
ある。この状態でその表面に陽極酸化工程によって薄く
緻密な陽極酸化物被膜５０３を形成する。（図５
（Ａ））

【００７３】この陽極酸化物被膜５０３を形成すること
によって、上方向にヒロックやウィスカーが発生するこ
とを防ぐことができる。従って、交差する上下の配線間
におけるショートを防ぐことができる。

【００７４】そして、アルミニウムを主成分とする膜５
０２をエッチングすることによって、配線のパターン５
０４を形成する。この際、アルミニウムを主成分とする
膜のエッチングにウェットエッチングを用いると、等方
性のエッチングが進行する結果、５００で示されるよう
に、配線５０４の側面が痩せてしまう。

【００７５】配線５０４を形成した後に層間絶縁膜５０
６を成膜し、さらに２層目の配線を形成する。この際、
層間絶縁膜５０６の表面において、５０７で示されるよ
うな、被覆性に悪い部分が形成されてしまう。これは、
配線５０４のパターニングの際に、その側面５００がエ
ッチングされてしまうことに起因する。（図５（Ｂ））

【００７６】この状態において、配線５０４と交差する
配線５０８を形成すると、５０９で示す領域において、
配線５０８の切断や部分的な抵抗の増加といった問題が
生じてしまう。（図５（Ｃ））

【００７７】以上示した方法は、陽極酸化時のストレス
によって、配線が変形・断絶する不良モードが発生する
ことがないので、上下ショートを防ぐためには有効な方
法であるといえる。しかし、図５（Ｃ）の５０９で示さ
れるように、上側に形成される配線に不良が発生してし
まうという問題がある。

【００７８】この問題を解決するために、本実施例で
は、図６に示すような構成を採用する。まず、絶縁表面
を有する基板や基体６０１上に配線を構成するためにア
ルミニウムを主成分とする膜６０２を成膜する。（図６
（Ａ））

【００７９】次に後に配線が交差する部分において１回
目のパターニングを行いスリット６０３を形成する。こ
のスリット６０３は、上側の配線が形成される部分にお
いてのみ形成すればよい。そして陽極酸化工程におい
て、陽極酸化物被膜を形成する。すると、スリットが形
成された部分において、その側面に陽極酸化物被膜６０
５が形成される。（図６（Ｂ））

【００８０】図６（Ｂ）に示す状態において、６０４で
示される部分が後に配線を形成する一部分となる。次に
２回目のパターニングを行うことによって、１層目の電
極・配線６０４が形成される。（図６（Ｃ））

【００８１】このパターニング際に、１層目の電極・配
線６０４が上側の配線（後に形成される２層目の配線）
と交差する部分には、６０３で示されるように、スリッ
トが形成されているので、その部分においては、電極・
配線６０４の側面はエッチングされない。

【００８２】そして、層間絶縁膜６０６を形成する。こ
こでは、図５に示したような問題は生じない。そして、
２層目の配線６０７を形成する。このような構成とした
場合２層目の配線に図５（Ｃ）の５０９で示されるよう
な部分が形成されないので、不良の発生を防ぐことがで
きる。

【００８３】〔実施例３〕本実施例では、結晶性を有
する珪素薄膜を用いた薄膜トランジスタでもって集積化
された回路（薄膜集積回路）を構成する例を示す。図７
（Ａ）及び（Ｂ）に本実施例で示す薄膜集積回路の例を
示す。図７（Ｂ）に示すのは、図７（Ａ）の等価回路で
ある。図７に示す構成は、Ｎチャネル型の薄膜トラジス
タとＰチャネル型の薄膜トランジスタとを相補型に構成
したインバータ回路を２段に配置したものである。

【００８４】図７に示すような回路は、図３に示すよう
なアクティブマトリクス型の液晶表示装置の周辺駆動回
路を構成するのアナログバッファー回路に利用される。
図７には、基本的な簡単な構成が示されているが、実際
には、図７に示すような回路やその他必要とされる回路
が複雑に組み合わされて、薄膜集積回路が構成される。
また、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に図７に
示すような回路が利用される場合は、一般的に基板とし
てガラス基板が用いられ、ガラス基板上に形成された薄
膜珪素半導体を利用して薄膜トランジスタが形成される
こととなる。

【００８５】図７に示す回路においては、１０１で示さ
れる写真部分がゲイト配線（延在した一部でゲイト電極
を構成している）である。また、１０３で示されるの
が、１段目のインバータ回路の出力と２段目のインバー
タ回路の入力とを接続する配線である。この配線１０３
は、ゲイト配線１０１の上に形成された層間絶縁膜（図
示せず）上に形成された２層目の配線となる。便宜上１
０１を１層目の配線といい、１０３を２層目の配線とい
う。

【００８６】一般に層間絶縁膜の厚さは５０００Å以上
ある。従って、１層目の配線であるゲイト配線１０１と
２層目の配線である配線１０３とは層間絶縁膜を挟んで
５０００Å以上の間隔を保って、上下に離間し、更に、
矢印１０２で示す間隔を保って、左右に離間している。

【００８７】図８以下に図７に示す薄膜半導体回路の作
製工程を示す。本実施例では、基板としてガラス基板を
用いた場合の例を示す。なお、ガラス基板以外にその表
面に絶縁膜が形成された半導体基板やその他絶縁表面を
有する材料を用いることができる。

【００８８】まず、ガラス基板（図８には図示せず）上
に下地膜として酸化珪素膜を成膜し、さらにその上にプ
ラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法により、非晶質珪
素膜（アモルファスシリコン膜）（図示せず）を成膜す
る。下地膜の厚さは、例えば３０００Åとし、非晶質珪
素膜の膜厚は例えば５００Åとする。そして加熱処理ま
たはレーザー光の照射、またはそれらを組み合わせた方
法により、非晶質珪素膜を結晶化させる。

【００８９】次に結晶性珪素膜をパターニングすること
により、図８（Ａ）に示すように薄膜トランジスタの活
性層となる島状の領域８０１〜８０４を形成する。パタ
ーニングは、公知のフォトリソグラフィー工程を用いれ
ばよい。即ち、レジストマスクを形成し、ウエットエッ
チングまたはドライエッチングによって、不要な結晶性
珪素膜を除去することによって、島状の領域を形成すれ
ばよい。この工程によって、８０１〜８０４で示される
島状の領域が形成される。

【００９０】図８（Ａ）における状態において、Ａ−
Ａ’で切り取られる断面を図１０（Ａ）に示す。図１０
（Ａ）において、４０１がガラス基板であり、４０２は
ガラス基板上に成膜された下地の酸化珪素膜である。

【００９１】次に、図１０（Ｂ）に示すように、ゲイト
絶縁膜４０３として酸化珪素膜（図８には図示せず）を
プラズマＣＶＤ法やスパッタ法によって成膜する。この
酸化珪素膜の厚さは、一般的に１０００〜１５００Å程
度とされる。

【００９２】次にゲイト電極とゲイト電極から延在した
配線を構成するためのアルミニウムを主成分とする膜８
０６をスパッタ法または電子ビーム蒸着法により成膜す
る。アルミニウムを主成分とする膜８０６の膜厚は例え
ば、５０００Åとする。

【００９３】ここでは、アルミニウムを主成分とする材
料として、アルミニウム中にスカンジウムを0.2wt ％含
有させたもの用いる。これは、後の工程における加熱や
レーザー光の照射によって、ヒロックやウィスカーが発
生することを抑えるためである。このようにアルミニウ
ム中に稀土類元素を含ませることにより、ヒロックやウ
ィスカーの発生を抑えることができるが皆無にするとは
できない。また稀土類元素の代わりに珪素を用いること
もできる。

【００９４】全面にアルミニウムを主成分とする膜８０
６を成膜したら、後にヒロックやウィスカーが発生した
ら困る部分にスリットを形成する。これは、スリットを
形成しようとする領域をレジストマスクによって部分的
に露呈させ、ウェットエッチンまたはドライエッチング
を施すことにより行う。本実施例では、図８（Ｂ）の８
０５で示す斜線部分がスリット部分となる。このスリッ
トはその幅を１〜３０μｍ程度とすればよい。なおこの
寸法は、デザインルールにより適宜に選択すればよい。
なおスリット８０５が形成されていない部分には、全面
にアルミニウムを主成分とする膜８０６が存在してい
る。

【００９５】また８０７で示されるのが、後にアルミニ
ウムを主成分とする膜８０６をパターニングすることに
よって得られる配線パターンである。（当然この状態で
はパターニングは行われれていない）

【００９６】図８（Ｂ）を見れば分かるように、配線パ
ターンの一部の側面が露呈するようにスリット８０５を
形成する。これは、配線パターンの一部に選択的に陽極
酸化膜を形成するためである。

【００９７】図８（Ｂ）に示す状態において、Ｂ−Ｂ’
で切り取られた断面の状態を図１０（Ｂ）に示す。図１
０（Ｂ）において、４０３がゲイト絶縁膜として機能す
る酸化珪素膜であり、８０６は後にゲイト電極を構成す
るアルミニウムを主成分とする膜である。図１０（Ｂ）
に示されるように、大部分にアルミニウムを主成分とす
る膜８０６が残存しているので、上述したように、応力
の発生や電圧降下の問題を抑制することができる。

【００９８】また図８（Ｂ）において、Ｃ−Ｃ’で切り
取られた断面を図１０（Ｃ）に示す。図１０（Ｃ）にお
いて、３０２で示されるのが、図８（Ｂ）には示されて
いないが、陽極酸化工程において形成された陽極酸化膜
である。そして、８０５で示されるが、スリット部分で
ある。

【００９９】この状態で電解溶液中でアルミニウムを主
成分とする膜８０６を陽極として陽極酸化を行う。この
陽極酸化によって、図９（Ａ）に示すように、６００Å
程度の緻密な陽極酸化膜３０２がその表面に形成され
る。電解溶液として、３％酒石酸をアンモニアで中和し
た溶液をエチレングリコールで１０倍に希釈したものを
用いる。陽極酸化は、最高印加電圧を４０Ｖとする。形
成された陽極酸化膜３０２は、Ａｌ₂ Ｏ₃ を主成分とす
るもので、緻密で固い絶縁膜となる。

【０１００】この陽極酸化工程において、スリット８０
５の内部にも陽極酸化膜３０２が形成される。この陽極
酸化工程においては、大部分の領域において、アルミニ
ウムを主成分とする膜が存在しているので、・陽極酸化時の応力の発生に起因するパターンの変形・電圧降下に起因する形成される陽極酸化膜の不均一性といった問題を抑制することができる。

【０１０１】特に長い配線を引き回した部分に陽極酸化
膜を形成するのでないので、電圧降下に起因する問題を
抑制することができる。また、この電圧降下の問題を抑
制することができるので、最終的に微細なパターンを形
成することが可能となる。

【０１０２】陽極酸化が終了した後、図８（Ｂ）におい
て８０７で示されるようなパターンに配線を形成するた
めにアルミニウムを主成分とする膜８０６に対してパタ
ーニングを行う。このパターニングによって、必要とす
る配線パターンが形成される。

【０１０３】こうして、図９（Ａ）、図１０（Ｄ）に示
すように３０１と３０３で示されるゲイト配線が形成さ
れる。これらのゲイト配線３０１、３０３には、３０２
で示されるように、その側面に選択的に陽極酸化膜が形
成されている。なお、ゲイト配線の上面には、その全面
に陽極酸化膜が形成されている。こうして図９（Ａ）、
図１０（Ｄ）に示す状態を得る。なお、図９（Ａ）に示
す状態において、Ｄ−Ｄ’で切った断面図が図１０
（Ｄ）に相当する。

【０１０４】次に全面にＰ（リン）イオンの注入を行
う。次に８０２と８０４の領域をレジストマククで覆っ
てＢイオンの注入を行う。こうして、活性層８０１と８
０３とにはＮ型のソース／ドレイン領域が形成され、８
０２と８０４とには、Ｐ型のソース／ドレイン領域が形
成される。

【０１０５】イオンの注入の終了後、レーザー光の照射
を行うことにより、注入されたイオンの活性化とイオン
の注入に従う活性層の損傷のアニールを行う。こうし
て、Ｎチャネル型とＰチャネル型の薄膜トランジスタを
形成する。こうして、図７（Ｂ）に示すようなインバー
タ回路を構成するためのＰおよびＮ型の薄膜トランジス
タを２組形成する。

【０１０６】図９（Ａ）において、８０１と８０３で示
されるのが、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタの活性層
であり、８０２と８０４で示されるのが、Ｐチャネル型
の薄膜トランジスタの活性層である。

【０１０７】上記イオンの注入時やレーザー光の照射の
際、ゲイト配線３０１、３０３は加熱されることとなる
が、３０２で示される陽極酸化膜が形成された部分に
は、ヒロックやウィスカーは発生しない。一方、陽極酸
化膜３０２が形成されていない部分では、ヒロックやウ
ィスカーが発生してしまう。

【０１０８】ここで重要なことは、ヒロックやウィスカ
ーが発生することのよって、隣合う配線同士でショート
をしたり、また上下の配線で上下ショートが生じてしま
う可能性のある領域においてのみ、３０２で示されるよ
うな陽極酸化膜が形成されていることである。

【０１０９】図９（Ａ）に示す状態を得たら、層間絶縁
膜（図９には図示せず）として酸化珪素膜を成膜する。
この酸化珪素膜によってゲイト配線３０１と３０３は覆
われる。この酸化珪素膜は、プラズマＣＶＤ法を用い、
６０００Å程度の厚さに成膜する。この酸化珪素膜は、
ステップカバレージのよい成膜方法で成膜する必要があ
る。

【０１１０】次にゲイト配線や活性層のソース／ドレイ
ン領域に通じるコンタクホールを形成する。コンタクホ
ールは、例えば図９（Ｂ）の３００、３０４〜３０６で
示される。３００は活性層８０１のドレイン領域に通じ
るコンタクトホールである。また３０４は活性層８０２
のドレイン領域に通じるコンタクトホールである。ま
た、３０５はゲイト配線３０１に通じるコンタクトホー
ルである。また、３０６は活性層８０４のソース領域に
通じるコンタククトホールである。

【０１１１】そして、全面に２層目の配線を形成するた
めのアルミニウムを主成分とする膜（図９には図示せ
ず）を成膜する。なお、ここで１層目の配線は、ゲイト
配線３０１と３０３ということとなる。このアルミニウ
ムを主成分とする膜をパターニングして、３０７〜３０
９で示される２層目の配線を形成する。

【０１１２】図９（Ｂ）において、この２層面の配線の
一部は、３０７〜３０９で示されている。３０７は、Ｐ
チャネル型の薄膜トランジスタのソース領域につながる
電極（配線）である。また、３０８で示される配線は、
３００と３０４で示されるコンタクトホールを通じて、
１段目のインバータ回路を構成する上下の薄膜トランジ
スタのドレイン領域にコンタクトしていると同時に、ゲ
イト配線３０１にコンタクトしている。この３０８で示
される配線は、１段目のインバータ回路の出力と２段目
のインバータ回路の入力とを接続するものである。３０
９で示される配線は、２段目のインバータ回路の出力に
接続される配線である。

【０１１３】この３０７〜３０９で示される配線は、薄
膜トランジスタのソース／ドレイン領域に接続される配
線となる。また、これら３０７〜３０９で示される配線
は、図示しない層間絶縁膜上に形成されるもので、３０
１と３０３で示されるゲイト配線とは、層間絶縁膜を介
して上下に隔離されて存在している。

【０１１４】図９（Ｂ）に示す状態において、Ｆ−Ｆ’
で切った断面を図１１（Ａ）に示す。また、図９（Ｂ）
のＧ−Ｇ’で切った断面を図１１（Ｂ）に示す。図１１
（Ａ）において、４０４で示されるのが、酸化珪素膜で
なる層間絶縁膜である。

【０１１５】なお、２層目の配線となる３０７〜３０９
で示される配線には、ヒロックやウィスカーが発生する
ことがない。これは、２層目の配線の形成後には、ヒロ
ックやウィスカーが発生するような加熱処理やレーザー
光の照射が行われないからである。また、２層目の配線
３０７〜３０９を形成後に、水素雰囲気中において加熱
処理を行うことにより、素子の特性を高める工程を実施
するこは有効であるが、この加熱処理は、３５０℃、１
時間程度の条件で行われるので、２層目の配線３０７〜
３０９にヒロックが発生することはない。

【０１１６】このようにして、図９（Ｂ）に示すような
回路（図７（Ａ）に示すものと等価）が完成する。図９
（Ｂ）に示すような回路を構成した場合、ゲイト配線３
０１と３０３とが、ヒロックやウィスカーの存在によっ
て、ショートしてしまうことを防ぐことができる。これ
は、ヒロックやウィスカーが発生することによって、ゲ
イト配線３０１と３０３とがショートしてしまう可能性
のある部分に陽極酸化膜３０２が形成されており、その
部分では陽極酸化膜がバリアとなって、ヒロックやウィ
スカーが発生しないからである。

【０１１７】そしてその結果として、１段目インバータ
と２段目のインバータとを近づけて配置することができ
る。即ち、図１１（Ｂ）の３００で示される距離（図７
（Ａ）において、矢印１０２で示される距離）を短くす
ることができる。これは、集積回路の集積度を高める上
で重要なこととなる。なお、図１１（Ｂ）は、図９
（Ｂ）のＧ−Ｇ’で切った断面を示すものである。

【０１１８】また、ゲイト配線３０３と３０１の一部分
に形成されている陽極酸化膜３０２によって、配線３０
３と３０１で示されるゲイト配線と３０７〜３０９で示
される２層目の配線とが上下ショートしてしまうことを
防ぐことができる。これは、上面（または下面）から見
て、３０３と３０１で示されるゲイト配線と３０７〜３
０９で示される２層目の配線とが近づく部分のゲイト配
線の上面、および側面に陽極酸化膜が形成されているか
らである。即ち、この部分では、ゲイト配線部でのヒロ
ックやウィスカーの発生が陽極酸化膜によって抑制され
るので、この部分でのゲイト配線と２層目の配線とが接
触してしまうことを防ぐことができる。

【０１１９】例えば、アルミニウムをゲイト配線（ゲイ
ト電極）の材料として用いた場合には、ソース／ドレイ
ン領域の形成のための不純物イオンの注入やソース／ド
レイン領域の活性化のためのレーザー光の照射や熱アニ
ール時において、不可避に加熱した状態となってしまい
ゲイト配線３０１の側面にヒロックやウィスカーが発生
してしまう。この結果、図１１（Ａ）で示されるゲイト
配線３０１（１層目の配線）とコンタクトホール３０６
内部に延在した２層目の配線３０７とがショートしてし
まう自体が往々にして発生してしまう。

【０１２０】しかし、本実施例に示すような構成を採用
した場合、陽極酸化膜３０２が存在することで、図１１
（Ａ）に示す断面部分においては、ゲイト配線３０１に
おけるヒロックやウィスカーの発生を抑えることができ
る。従って、ゲイト配線３０１と２層目の配線３０７と
のショートを防ぐことができる。また、ゲイト配線３０
１に発生したヒロックやウィスカーが存在することが原
因でコンタクトホール３０６の形成が困難になったり、
コンタクトホール３０６での配線３０７と活性層８０３
との接触（ここではソース領域）が不良になってしまう
ことを防ぐことができる。このことも、薄膜トランジス
タを小型化したり、また集積化をはかる上で有効なこと
となる。

【０１２１】

【発明の効果】本発明では、配線を形成するためのパタ
ーニングを行う前の段階で、必要とする箇所のみにスリ
ットを形成し、そして陽極酸化を行うことで、陽極酸化
時の電圧降下に起因する陽極酸化膜の厚さの不均一性
や、微細なパターンを形成した後に陽極酸化を行うこと
で生じるストレスの発生を抑制することができる。そし
て、配線や電極の周囲に陽極酸化膜を形成することで得
られる優位性を得ると同時に、陽極酸化を行うことによ
って生じる困難性を排除することができる。

【０１２２】従って、本発明によって極めて集積度の高
いモノリシック型アクティブマトリクス回路を形成する
ことができた。例えば、本発明によってデザインルール
３μｍ以下の回路を設計する上で有効であった。このよ
うに本発明は工業上、有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念を示す。

【図２】実施例１のモノリシック型アクティブマトリ
クス回路の作製工程を示す。

【図３】実施例１のモノリシック型アクティブマトリ
クス回路のブロック図を示す。

【図４】実施例１のモノリシック型アクティブマトリ
クス回路の概要と陽極酸化法を示す。

【図５】従来の配線の形成方法を示す。

【図６】実施例２の配線の形成方法を示す。

【図７】実施例３の薄膜集積回路の例を示す図。

【図８】実施例３の薄膜集積回路の作製工程を示す
図。

【図９】実施例３の薄膜集積回路の作製工程を示す
図。

【図１０】実施例３の薄膜集積回路の作製工程を示す
図。

【図１１】実施例３の薄膜集積回路の作製工程を示す
図。

【符号の説明】

１基板２アルミニウムを主成分とする金属被
膜３スリット部４、５陽極酸化物被膜６金属被膜２のあった部分７、８配線９第１のマスク１０第２のマスク１１、１２ヒロック・ウィスカー１３配線の近接する部分１４〜１６ヒロック・ウィスカー１０１ゲイト配線１０３２層目の配線１０４２層目の配線２０１基板２０２下地膜２０３、２０４活性層（シリコン）２０５ゲイト絶縁膜（酸化珪素）２０６アルミニウム膜２０７スリット部２０８陽極酸化物被膜２０９〜２１２ゲイト電極・ゲイト線２１３陽極酸化物２１４、２１５Ｎ型領域２１６層間絶縁物２１８〜２２１金属配線・電極３０１、３０３ゲイト配線３０２陽極酸化膜８０５コンタクトホール３０７〜３０９２層目の配線４０１ガラス基板４０２下地膜（酸化珪素膜）４０３ゲイト絶縁膜（酸化珪素膜）４０４層間絶縁膜（酸化珪素膜）５０１基板または基体５０２アルミニウムを主成分とする膜５０３陽極酸化物被膜５０４配線５０５陽極酸化物被膜５０６層間絶縁膜５０８配線６０１スリット部６０２陽極酸化物被膜８０１〜８０４活性層８０５スリット８０６アルミニウムを主成分とする膜８０７ゲイト配線パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺本聡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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）基板上に陽極酸化可能な金属被膜
を形成する工程と、（２）前記金属被膜を第１のマスクを用いてエッチング
し、スリット部を形成する工程と、（３）前記金属被膜を陽極酸化することにより、前記金
属被膜の表面、およびスリット部の側面にバリヤ型の陽
極酸化物被膜を形成する工程と、（４）前記金属被膜を第２のマスクを用いてエッチング
し、配線パターンを形成する工程と、を有し、前記工程（２）において、形成されるスリット部の内部
には、実質的に金属被膜が含まれていないことを特徴と
する半導体集積回路の作製方法。
【請求項２】請求項１において、得られる配線は、薄
膜トランジスタのゲイト電極と同一面内にあることを特
徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項３】請求項１において、金属被膜は、アルミ
ニウムに０．１〜０．５重量％のスカンジウムもしくは
イットリウムもしくはジルコニウムが含有されている材
料であることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項４】請求項１において、スリットの幅は２μ
ｍ以下であることを特徴とする半導体集積回路の作製方
法。
【請求項５】請求項１の工程（３）において、陽極酸
化電圧は８０Ｖ以下であることを特徴とする半導体集積
回路の作製方法。
【請求項６】モノリシック型アクティブマトリクス回
路の作製方法に関し、（１）基板上に陽極酸化可能な金属被膜を形成する工程
と、（２）前記金属被膜を第１のマスクを用いてエッチング
し、ドライバー回路の領域のみにスリット部を形成する
工程と、（３）前記金属被膜を陽極酸化することにより、前記金
属被膜の表面、およびスリット部の側面にバリヤ型の陽
極酸化物被膜を形成する工程と、（４）前記金属被膜を第２のマスクを用いてエッチング
し、ドライバー回路およびアクティブマトリクス回路の
配線パターンを形成する工程と、（５）前記アクティブマトリクス回路の配線のみを陽極
酸化する工程と、を有することを特徴とする半導体集積
回路の作製方法。
【請求項７】（１）基板上に陽極酸化可能な金属被膜
を形成する工程と、（２）前記金属被膜を第１のマスクを用いてエッチング
し、スリット部を形成する工程と、（３）前記金属被膜を陽極酸化することにより、前記金
属被膜の表面、およびスリット部の側面にバリヤ型の陽
極酸化物被膜を形成する工程と、（４）前記金属被膜を第２のマスクを用いてエッチング
し、配線パターンを形成する工程と、（５）前記配線パターンにおいて、側面に前記バリヤ型
の陽極酸化物が形成されていない前記金属被膜のみを陽
極酸化する工程と、を有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項８】モノリシック型アクティブマトリクス回
路の作製方法に関し、（１）基板上に陽極酸化可能な金属被膜を形成する工程
と、（２）前記金属被膜を第１のマスクを用いてエッチング
し、ドライバー回路の領域に選択的にスリット部を形成
する工程と、（３）前記金属被膜を陽極酸化することにより、前記金
属被膜の表面、およびスリット部の側面にバリヤ型の陽
極酸化物被膜を形成する工程と、（４）前記金属被膜を第２のマスクを用いてエッチング
し、ドライバー回路の配線パターンを形成する工程と、（５）前記ドライバー回路の配線において、側面に前記
バリヤ型の陽極酸化物が形成されていない前記金属被膜
のみを陽極酸化する工程と、を有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項９】請求項８において、前記工程（４）では、
前記ドライバー回路の配線パターンと同時に、アクティ
ブマトリクス回路の配線パターンが形成され、前記工程
（５）では、前記ドライバー回路の配線において、側面
に前記バリヤ型の陽極酸化物が形成されていない前記金
属被膜を陽極酸化すると同時に、前記アクティブマトリ
ックス回路の配線を陽極酸化することを特徴とする半導
体集積回路の作製方法。
【請求項１０】陽極酸化可能な材料でなる膜を形成する
工程と、前記膜の所定の領域にスリットを形成する工程と、前記膜を陽極として電解溶液中で陽極酸化を行う工程
と、前記膜をパターニングして所定の配線パターンを形成す
る工程と、を有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項１１】請求項１０において、陽極酸化可能な材料として、アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料が用いられることを特徴とす
る半導体集積回路の作製方法。
【請求項１２】請求項１０において、所定の領域として、配線パターンの密度が高い領域が選
ばれることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項１３】陽極酸化可能な材料でなる膜を形成する
工程と、前記膜の所定の領域にスリットを形成する工程と、前記膜を陽極として電解溶液中で陽極酸化を行う工程
と、前記膜をパターニングして所定の配線パターンを形成す
る工程と、を有し、前記配線パターンは薄膜トランジスタを利用した集積回
路のゲイト配線および／またはゲイト電極を構成するこ
とを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項１４】陽極酸化可能な材料でなる膜を形成する
工程と、前記膜の所定の領域にスリットを形成する工程と、前記膜を陽極として電解溶液中で陽極酸化を行う工程
と、前記膜をパターニングして所定の配線パターンを形成す
る工程と、該工程以後に加熱がなされる工程と、を有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項１５】請求項１３または請求項１４において、陽極酸化可能な材料として、アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料が用いられることを特徴とす
る集積回路の作製方法。
【請求項１６】請求項１３または請求項１４において、所定の領域として、配線パターンの密度が高い領域が選
ばれることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項１７】アルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする膜を成膜する工程と、前記膜の所定の領域にスリットを形成する工程と、前記膜を陽極として電解溶液中で陽極酸化を行う工程
と、前記膜をパターニングして所定の配線パターンを形成す
る工程と、該工程以後に加熱がなされ、前記陽極酸化が行われた領
域以外の表面にヒロックおよび／またはウィスカーが形
成される工程と、を有することを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項１８】請求項１７において、所定の領域として、配線パターンの密度が高い領域が選
ばれることを特徴とする半導体集積回路の作製方法。
【請求項１９】陽極酸化可能な材料でなる配線パターン
を有し、前記配線パターンの一部には陽極酸化膜が形成されてお
り、前記陽極酸化膜が形成されていない領域には、ヒロック
および／またはウィスカーが形成されていることを特徴
とする半導体集積回路。
【請求項２０】請求項１９において、陽極酸化可能な材料として、アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料が用いられることを特徴とす
る半導体集積回路。
【請求項２１】請求項１９において、陽極酸化膜が形成されている領域の配線の間隔は、ヒロ
ックまたはウィスカーの最大の成長距離よりも短いこと
を特徴とする半導体集積回路。