JPH1117187A

JPH1117187A - 薄膜トランジスタの製造方法

Info

Publication number: JPH1117187A
Application number: JP16414397A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Wada; 保和田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜トランジスタの製造方法に関し、断面形
状がテーパ状のゲート電極を形成することによって、配
線メタル残渣に起因する短絡を防止する。【解決手段】絶縁性基板１上に設けた半導体層２上
に、絶縁膜３を介して導電膜４を設けたのち、電極パタ
ーン形成用マスク６をマスクとして、少なくとも電極パ
ターン形成用マスク６の直下以外の領域の導電膜４を多
孔質陽極酸化膜７に変換し、次いで、この多孔質陽極酸
化膜７の少なくとも電極パターン形成用マスク６の直下
以外の領域を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタの
製造方法に関するものであり、特に、液晶表示装置の画
素スイッチング素子、或いは、データドライバ及びゲー
トドライバ等として用いる多結晶シリコン薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）の陽極酸化膜の形成工程に特徴のある薄
膜トランジスタの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置は小型・軽量・低消
費電力であるため、ＯＡ端末やプロジェクター等に使用
されたり、或いは、携帯可能性を利用して小型液晶テレ
ビ等に使用されており、特に、高品質液晶表示装置用に
は、画素毎にスイッチング用のＴＦＴを設けたアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置が用いられている。

【０００３】この様なアクティブマトリクス型液晶表示
装置において、アドレス用ＴＦＴや、各画素ＴＦＴのゲ
ート線或いはデータ線に印加する電圧を制御する画素周
辺部の駆動ドライバー用のＴＦＴは、近年の液晶表示装
置の高精細化、高品質化に伴って高移動度のものが求め
られており、この様な要請に応えるためにＴＦＴを構成
する半導体層として多結晶シリコン膜を用いた多結晶シ
リコンＴＦＴが採用され始めている。

【０００４】しかし、この様な多結晶シリコンＴＦＴに
用いる多結晶シリコン膜は、単結晶シリコン膜に比べて
結晶性が劣るため、単結晶シリコンＴＦＴと比較してオ
フ電流が高いという問題がある。

【０００５】この様なオフ電流の問題を解決するため
に、ＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄＤｒａｉ
ｎ）構造の採用が検討されており、高不純物濃度のソー
ス・ドレイン領域とチャネル領域との間に低不純物濃度
のＬＤＤ領域を設けることによって、ＴＦＴのオフ状態
の時のチャネル−ドレイン領域（ソース領域）間の電界
を緩和して、リーク電流を低減しようというものであ
る。

【０００６】ここで、従来のＬＤＤ構造を有するＴＦＴ
の製造工程を、図６及び図７を参照して説明する。図６（ａ）参照まず、透明ガラス基板４１上に下地ＳｉＯ₂膜４２を介
して多結晶シリコンパターン４３を設けたのち、ゲート
絶縁膜となるＳｉＯ₂膜４４及びゲート電極となるＡｌ
−ＳｃからなるＡｌ合金層４５を堆積させ、次いで、酒
石酸＋エチレングリコールからなる溶液中でＡｌ合金層
４５を陽極酸化して、その表面に孔が少なく緻密な無孔
質陽極酸化膜４６を厚さ２００Å程度に形成する。

【０００７】図６（ｂ）参照次いで、レジストパターン４７をマスクとして、無孔質
陽極酸化膜４６及びＡｌ合金層４５をウェット・エッチ
ングして、ゲート電極４８、及び、ゲート電極４８に繋
がるゲートバスライン（図示せず）を形成する。

【０００８】なお、この工程において、ゲート電極４８
の断面形状は、ほぼ垂直に近い角度にエッチングされる
と共に、薄い無孔質陽極酸化膜４６に庇状部が形成され
るが、この庇状部は、次の多孔質陽極酸化膜の形成工程
において、均一な陽極酸化膜を得るための障害となる。

【０００９】図６（ｃ）参照次いで、ウェット・エッチングにより薄い無孔質陽極酸
化膜４６の庇状部を除去したのち、シュウ酸溶液中で再
び陽極酸化することによりゲート電極４８の露出表面、
即ち、側面に約１μｍの厚さのポーラスな多孔質陽極酸
化膜４９を形成する。

【００１０】図７（ｄ）参照次いで、レジストパターン４７を除去したのち、再び、
酒石酸＋エチレングリコールからなる溶液中でゲート電
極４８を陽極酸化して、ゲート電極４８の側面及び上面
に約１０００Åの厚さの無孔質陽極酸化膜５０を形成す
る。

【００１１】図７（ｅ）参照次いで、無孔質陽極酸化保護膜５０及び多孔質陽極酸化
膜４９をマスクとして、エッチングガスとしてＣＨＦ₃
を３７ｓｃｃｍ流して３Ｐａとした状態で、１．５ｋＷ
のパワーを印加してＳｉＯ₂膜４４をドライ・エッチン
グすることによってゲート絶縁膜５１を形成すると共
に、多結晶シリコンパターン４３を露出させる。

【００１２】次いで、Ｃｒ混酸（ＣｒＯ₃＋水＋リン酸
＋硝酸＋酢酸）を用いてエッチングすることによって、
ゲート電極４８の側壁に形成されている多孔質陽極酸化
膜４９を選択的に除去して、除去部直下のゲート絶縁膜
５１をＬＤＤマスク領域とする。なお、この工程まで
は、ゲート電極４８に繋がるゲートバスラインは電源供
給線と電気的に接続されている。

【００１３】この多孔質陽極酸化膜４９の除去工程にお
いて、Ｃｒ混酸のエッチングレートは、多孔質陽極酸化
膜に対しては約２５Å／秒であるのに対して、無孔質陽
極酸化膜に対しては約６Å／秒であるので、無孔質陽極
酸化膜４６も若干エッチングされると共に、多孔質陽極
酸化膜４９のエッチング除去に伴ってリフトオフ的に除
去され、両者の作用が共働して、無孔質陽極酸化膜４６
が除去されることになる。

【００１４】次いで、ゲートバスラインと電源供給線を
電気的に切断したのち、Ｐ（リン）イオンを低加速エネ
ルギーで高濃度に注入してソース・ドレイン領域５２を
形成し、次いで、Ｐイオンを高加速エネルギーで低濃度
に注入してＬＤＤ領域５３を形成する。

【００１５】次いで、全面に層間絶縁膜として、エッチ
ングストッパーとなる薄いＳｉＯ₂膜５４、及び、厚い
ＳｉＮ膜５５を合計の厚さが４０００Å程度となるよう
に堆積させたのち、パターニングすることによってソー
ス・ドレイン領域５２及びゲート電極４８に対するコン
タクトホールを形成したのち、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜から
なる配線メタルを堆積させ、パターニングすることによ
ってソース・ドレイン電極５６及びゲート引出電極（図
示せず）を形成していた。なお、画素スイッチング用Ｔ
ＦＴの場合には、ゲート引出電極は必要ない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＴＦＴ
の製造工程においては、ゲート電極４８の断面形状がほ
ぼ矩形であるため、後の工程で形成したＳｉＯ₂膜５４
及びＳｉＮ膜５５からなる層間絶縁膜が、ゲートパター
ンの段差部で不連続となり、その部分に配線メタルが入
り込み、配線メタルをパターニングしてソース・ドレイ
ン電極５６等を形成する際に、図７（ｅ）に示すように
配線メタル残渣５７として残存し、この配線メタル残渣
５７が原因となって、最終的に配線の短絡が発生すると
いう問題があった。

【００１７】また、従来のゲートパターンの形成工程数
は多く、しかも、ウェット・エッチング工程が多いた
め、パターン形成精度が低いという問題があり、或い
は、エッチング工程に時間や手間がかかるという問題も
あり、それによってＴＦＴマトリクスの製造歩留りが低
下したり、ＴＦＴ基板の信頼性が低下する等の問題があ
った。

【００１８】したがって、本発明は、簡単な製造工程に
より、断面形状がテーパ状のゲート電極を形成すること
によって、配線メタル残渣に起因する短絡を防止するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。図１（ａ）乃至（ｃ）参照（１）本発明は、薄膜トランジスタの製造方法におい
て、絶縁性基板１上に設けた半導体層２上に、絶縁膜３
を介して導電膜４を設けたのち、電極パターン形成用マ
スク６をマスクとして、少なくとも電極パターン形成用
マスク６の直下以外の領域の導電膜４を多孔質陽極酸化
膜７に変換し、次いで、この多孔質陽極酸化膜７の少な
くとも電極パターン形成用マスク６の直下以外の領域を
除去することを特徴とする。

【００２０】この様に、電極パターン形成用マスク６を
マスクとして形成した多孔質陽極酸化膜７の端部の形状
はテーパ状となり、したがって、ゲート電極として残存
する導電膜４の断面形状もテーパ状となり、その上に堆
積する層間絶縁膜に間隙等の不連続部が発生することが
なく、配線メタル残渣に起因する短絡の発生を防止する
ことができる。

【００２１】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、多孔質陽極酸化膜７をウェット・エッチングによっ
て全て除去したのち、導電膜４の側面に多孔質陽極酸化
膜８を形成することを特徴とする。

【００２２】この様に、多孔質陽極酸化膜７をウェット
・エッチングによって除去する場合には、新たに、導電
膜４の側面に多孔質陽極酸化膜８を形成する工程が必要
になる。

【００２３】（３）また、本発明は、上記（１）におい
て、多孔質陽極酸化膜７の電極パターン形成用マスク６
の直下以外の領域のみをドライ・エッチングによって除
去して、導電膜４の側部に多孔質陽極酸化膜８を残存さ
せることを特徴とする。

【００２４】この様に、多孔質陽極酸化膜７をドライ・
エッチングによって除去する場合には、導電膜４の側面
に新たに多孔質陽極酸化膜８を形成する必要がなくなる
ので、製造工程が簡素化され、且つ、ゲート構造のパタ
ーニング精度が向上する。

【００２５】（４）また、本発明は、上記（３）におい
て、ドライ・エッチングを塩素系ガスを用いて行うこと
を特徴とする。

【００２６】この様に、ドライ・エッチングを、ＢＣｌ
等の塩素系ガスを用いて行うことによって、多孔質陽極
酸化膜７を異方的に、即ち、側端面が垂直になるように
エッチングすることができる。

【００２７】（５）また、本発明は、上記（２）乃至
（４）のいずれかにおいて、導電膜４の側面の多孔質陽
極酸化膜８をマスクとして絶縁膜３をドライ・エッチン
グして、ゲート絶縁膜１０を形成することを特徴とす
る。

【００２８】この様に、導電膜４の側面の多孔質陽極酸
化膜８をマスク利用することによって、ＬＤＤ領域を形
成するためのマスク領域となるゲート絶縁膜１０を自己
整合的に精度良く形成することができる。

【００２９】（６）また、本発明は、上記（５）におい
て、導電膜４の側部の多孔質陽極酸化膜８を、Ｃｒを混
入したリン酸系のエッチング液により除去することを特
徴とする。

【００３０】この様に、多孔質陽極酸化膜８のエッチャ
ントとしては、Ｃｒ混酸等のＣｒを混入したリン酸系の
エッチング液が好適である。

【００３１】（７）また、本発明は、上記（６）におい
て、導電膜４の側部の多孔質陽極酸化膜８をエッチング
除去する前に、少なくとも、導電膜４と多孔質陽極酸化
膜８の界面に無孔質陽極酸化膜９を形成することを特徴
とする。

【００３２】この様に、導電膜４と多孔質陽極酸化膜８
の界面に無孔質陽極酸化膜９を形成しておくことによっ
て、無孔質陽極酸化膜９はＣｒ混酸に対するエッチング
レートが低いので、導電膜４の側部に設けた多孔質陽極
酸化膜８を選択的に除去することができる。

【００３３】（８）また、本発明は、上記（５）乃至
（７）のいずれかにおいて、ゲート絶縁膜１０の端部に
より、高不純物濃度のソース・ドレイン領域と低不純物
濃度のソース・ドレイン領域の境界を自己整合的に規定
することを特徴とする。

【００３４】この様に、多孔質陽極酸化膜８を用いるこ
とによって、簡単な製造工程によって、十分な耐圧の得
られる低不純物濃度のソース・ドレイン領域、即ち、Ｌ
ＤＤ領域を自己整合的に形成することができる。

【００３５】（９）また、本発明は、上記（１）乃至
（８）のいずれかにおいて、導電膜４がＡｌとＳｃとの
合金からなることを特徴とする。

【００３６】この様なゲート電極及びゲートバスライン
用の導電膜４としては、陽極酸化の容易性、或いは、低
抵抗性の観点から、Ａｌ、或いは、Ａｌ−Ｓｃ及びＡｌ
−Ｓｉ等のＡｌ合金が好適であるが、特に、エレクトロ
マイグレーション耐性及びヒロックの発生防止の点でＡ
ｌ−Ｓｃが望ましい。

【００３７】（１０）また、本発明は、上記（１）乃至
（９）のいずれかにおいて、絶縁性基板１が薄膜トラン
ジスタマトリクスを形成するための基板であることを特
徴とする。

【００３８】上述の製造工程を薄膜トランジスタマトリ
クス基板の製造工程に適用することにより、信頼性の高
い薄膜トランジスタマトリクス基板を低コストで製造す
ることができる。なお、無孔質陽極酸化膜５は、電極パ
ターン形成用マスク６の密着性を高めるために設けた膜
である。

【００３９】

【発明の実施の形態】ここで、本発明の第１の実施の形
態の製造工程を、図２及び図３を参照して説明する。図２（ａ）参照まず、ＴＦＴ基板となる３００ｍｍ角の透明ガラス基板
１１上に、プラズマＣＶＤ法（ＰＣＶＤ法）を用いて、
厚さ１００〜５０００Å、例えば、２０００Åの下地Ｓ
ｉＯ₂膜１２、及び、厚さ１００〜２０００Å、例え
ば、５００Åのアモルファスシリコン層を堆積させたの
ち、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ²のパワーでレーザ照射
を行って多結晶シリコン層に変換し、次いで、所定の形
状にドライ・エッチングすることによって、ＴＦＴを構
成するための多結晶シリコンパターン１３からなる島状
領域を形成する。

【００４０】次いで、多結晶シリコンパターン１３の表
面を軽くフッ酸処理して汚染物質を除去したのち、ＰＣ
ＶＤ法を用いて、厚さ５００〜２０００Å、例えば、１
５００Åのゲート絶縁膜となるＳｉＯ₂膜１４を堆積さ
せ、次いで、スパッタリング法を用いて、全面にゲート
電極及びゲートバスラインとなる厚さ１０００〜５００
０Å、例えば、３０００ÅのＡｌ−ＳｃからなるＡｌ合
金層１５を堆積させたのち、酒石酸＋エチレングリコー
ル溶液中で陽極酸化することにより、厚さ５０〜５００
Å、厚さ２００Åの緻密で無孔質なＡｌ₂Ｏ₃からなる
無孔質陽極酸化膜１６を形成する。

【００４１】図２（ｂ）参照次いで、レジストパターン１７をマスクとして、Ｃｒ混
酸（ＣｒＯ₃＋水＋リン酸＋硝酸＋酢酸）を用いて無孔
質陽極酸化膜１６をエッチングしたのち、シュウ酸水溶
液中で、例えば、５Ｖ，３００ｍＡの条件で３０分間陽
極酸化を行い、レジストパターン１７で覆われていない
Ａｌ合金層１５をポーラスな多孔質陽極酸化膜１８に変
換すると共に、残存するＡｌ合金層１５をゲート電極１
９とする。

【００４２】この場合、Ａｌ合金層１５の膜厚分のみが
陽極酸化されるように条件を設定しているので、多孔質
陽極酸化膜１８は、無孔質陽極酸化膜１６の端部を中心
とした円形状にゲートパターン内側に進入するように形
成され、これにより、ゲート電極１９の断面形状はテー
パ状となる。なお、この場合、多少過剰に陽極酸化して
も良いものである。

【００４３】図２（ｃ）参照次いで、Ｃｒ混酸を用いてエッチングすることによっ
て、多孔質陽極酸化膜１８を完全に除去する。なお、こ
の時、Ｃｒ混酸のＡｌ合金に対するエッチングレートは
非常に低いので、ゲート電極１９はエッチングされない
ものの、無孔質陽極酸化膜１６は若干エッチングされる
ので、多孔質陽極酸化膜１８の除去に伴って生じる無孔
質陽極酸化膜１６からなる庇状部もエッチング除去され
る。

【００４４】図３（ｄ）参照次いで、再び、シュウ酸水溶液中で、例えば、５Ｖ，５
ｍＡの条件で１５分間陽極酸化を行い、露出しているゲ
ート電極１９の側面に厚さ０．５μｍのポーラスな多孔
質陽極酸化膜２０を形成する。

【００４５】なお、この場合、陽極酸化される前のゲー
ト電極１９の断面形状がテーパ状になっているので、陽
極酸化後のゲート電極１９の断面形状もテーパ状に維持
され、また、多孔質陽極酸化膜２０の厚さは０．１〜
１．０μｍの範囲が好適である。

【００４６】図３（ｅ）参照次いで、レジストパターン１７を除去したのち、酒石酸
＋エチレングリコール溶液中で、例えば、１００Ｖで５
０分間陽極酸化を行うことで、ゲート電極１９の側面及
び上面に、厚さ１０００Åの無孔質陽極酸化膜２１を形
成する。

【００４７】なお、この場合の無孔質陽極酸化膜２１の
厚さは、１０〜１５Å／Ｖと、印加する電圧にほぼ比例
するので、印加電圧を調整して、５００〜２０００Åに
することが好適である。

【００４８】図３（ｆ）参照次いで、多孔質陽極酸化膜２０及び無孔質陽極酸化保護
膜１６，２１をマスクとして、ＣＨＦ₃をエッチングガ
スとしたドライ・エッチングを施すことによって、Ｓｉ
Ｏ₂膜１４をエッチングして、ゲート絶縁膜２２を形成
する。

【００４９】次いで、Ｃｒ混酸を用いてゲート電極１９
の側部の多孔質陽極酸化膜２０を選択的に除去したの
ち、加速エネルギー５〜３０ｋｅＶ、例えば、１０ｋｅ
Ｖで、５．０×１０¹⁴〜１．０×１０¹⁶ｃｍ^-2、例え
ば、５．０×１０¹⁵ｃｍ^-2のドーズ量でＰイオンをイオ
ン注入してゲート絶縁膜２２に自己整合するｎ⁺型のソ
ース・ドレイン領域２３を形成し、次いで、加速エネル
ギー３０〜１００ｋｅＶ、例えば、９０ｋｅＶで、１．
０×１０¹³〜１．０×１０¹⁵ｃｍ^-2、例えば、１．０×
１０¹⁴ｃｍ^-2のドーズ量でＰイオンをイオン注入して無
孔質陽極酸化保護膜２１に自己整合するｎ^-型のＬＤＤ
領域２４を形成したのち、３００ｍＪ／ｃｍ ²のパワー
でレーザ照射を行い、注入したＰイオンを活性化する。

【００５０】次いで、ＰＣＶＤ法を用いて、層間絶縁膜
として、厚さ１００〜１０００Å、例えば、４００Åの
エッチングストッパーとなるＳｉＯ₂膜２５、及び、厚
さ２０００〜５０００Å、例えば、３７００ÅのＳｉＮ
膜２６を堆積させたのち、ＣＦ₄＋Ｏ₂系ガスを用いて
ドライ・エッチングすることによって、ソース・ドレイ
ン領域２３及びゲート電極１９に対するコンタクトホー
ルを形成する。

【００５１】なお、この場合、ゲート電極１９の断面形
状がテーパ状であるので、ＳｉＯ₂膜２５及びＳｉＮ膜
２６からなる層間絶縁膜を不連続性がなく緩やかな表面
形状になるように設けることができる。

【００５２】次いで、全面に、厚さ５００〜２０００
Å、例えば、１０００ÅのＴｉ膜、厚さ１０００〜５０
００Å、例えば、３０００ÅのＡｌ膜、及び、厚さ５０
０〜２０００Å、例えば、１０００ÅのＴｉ膜を順次堆
積させたのち、パターニングすることによって、ソース
・ドレイン電極２７及びゲート引出電極（図示せず）を
形成する。

【００５３】次いで、図示しないものの、画素部におい
ては、第２層間絶縁膜を介してドレイン電極と接続する
ドレインバスラインを形成したのち、第３層間絶縁膜を
介してソース電極と接続する画素電極を形成することに
よってＴＦＴ基板が完成する。

【００５４】以上、説明したように、本発明の第１の実
施の形態においては、ゲート電極１９の断面形状をテー
パ状にしているので、その上に設ける層間絶縁膜の被覆
形状が連続的となり、その上に成膜するＴｉ／Ａｌ／Ｔ
ｉからなる配線メタルがパターニング後に残存すること
がなく、したがって、配線メタル残渣に起因する短絡が
なくなるので、アクティブマトリクス基板の信頼性が高
まる。

【００５５】次に、図４及び図５を参照して、本発明の
第２の実施の形態の製造工程を説明する。図４（ａ）参照まず、上記の第１の実施の形態と同様に、ＴＦＴ基板と
なる３００ｍｍ角の透明ガラス基板１１上に、ＰＣＶＤ
法を用いて、厚さ１００〜５０００Å、例えば、２００
０Åの下地ＳｉＯ₂膜１２、及び、厚さ１００〜２００
０Å、例えば、５００Åのアモルファスシリコン層を堆
積させたのち、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ²のパワーで
レーザ照射を行って多結晶シリコン層に変換し、次い
で、所定の形状にドライ・エッチングすることによっ
て、ＴＦＴを構成するための多結晶シリコンパターン１
３からなる島状領域を形成する。

【００５６】次いで、多結晶シリコンパターン１３の表
面を軽くフッ酸処理して汚染物質を除去したのち、ＰＣ
ＶＤ法を用いて、厚さ５００〜２０００Å、例えば、１
５００Åのゲート絶縁膜となるＳｉＯ₂膜１４を堆積さ
せ、次いで、スパッタリング法を用いて、全面にゲート
電極及びゲートバスラインとなる厚さ１０００〜５００
０Å、例えば、３０００ÅのＡｌ−ＳｃからなるＡｌ合
金層１５を堆積させたのち、酒石酸＋エチレングリコー
ル溶液中で陽極酸化することにより、厚さ５０〜５００
Å、厚さ２００Åの緻密で無孔質なＡｌ₂Ｏ₃からなる
無孔質陽極酸化膜１６を形成する。

【００５７】図４（ｂ）参照次いで、レジストパターン１７をマスクとして、Ｃｒ混
酸（ＣｒＯ₃＋水＋リン酸＋硝酸＋酢酸）を用いて無孔
質陽極酸化膜１６をエッチングしたのち、シュウ酸水溶
液中で、例えば、５Ｖ，３００ｍＡの条件で６０分間陽
極酸化を行い、レジストパターン１７で覆われていない
Ａｌ合金層１５をポーラスな多孔質陽極酸化膜２８に変
換すると共に、残存するＡｌ合金層１５をゲート電極２
９とする。

【００５８】この場合、多孔質陽極酸化膜２８は、無孔
質陽極酸化膜１６の端部から１μｍ程度内側に進入する
ように形成され、これにより、ゲート電極２９の断面形
状はテーパ状となる。

【００５９】図４（ｃ）参照次いで、レジストパターン１７をマスクとして、ＢＣｌ
系ガスを用いて、１．４ｋＷ，７Ｐａの条件で５分間ド
ライ・エッチングすることによって、多孔質陽極酸化膜
２８の端面がほぼ垂直になるように除去し、その残存部
を側壁陽極酸化膜３０とする。

【００６０】図５（ｄ）参照引き続いて、レジストパターン１７をマスクとして、Ｃ
ＨＦ₃を用いて、１．４ｋＷ，７Ｐａの条件で、１８０
秒間ドライ・エッチングすることによって、ＳｉＯ₂膜
１４をエッチングして、ゲート絶縁膜３１を形成する。

【００６１】図５（ｅ）参照次いで、レジストパターン１７を除去したのち、酒石酸
＋エチレングリコール溶液中で、例えば、１００Ｖで５
０分間陽極酸化を行うことで、ゲート電極２９の側面及
び上面に、厚さ１０００Åの無孔質陽極酸化膜３２を形
成する。

【００６２】図５（ｆ）参照次いで、Ｃｒ混酸を用いてゲート電極２９の側部の側壁
陽極酸化膜３０を除去したのち、加速エネルギー５〜３
０ｋｅＶ、例えば、１０ｋｅＶで、５．０×１０¹⁴〜
１．０×１０¹⁶ｃｍ^-2、例えば、５．０×１０¹⁵ｃｍ^-2
のドーズ量でＰイオンをイオン注入してゲート絶縁膜３
１に自己整合するｎ⁺型のソース・ドレイン領域２３を
形成し、次いで、加速エネルギー３０〜１００ｋｅＶ、
例えば、９０ｋｅＶで、１．０×１０¹³〜１．０×１０
¹⁵ｃｍ^-2、例えば、１．０×１０¹⁴ｃｍ^-2のドーズ量で
Ｐイオンをイオン注入して無孔質陽極酸化保護膜３２に
自己整合するｎ^-型のＬＤＤ領域２４を形成したのち、
３００ｍＪ／ｃｍ²のパワーでレーザ照射を行い、注入
したＰイオンを活性化する。

【００６３】次いで、ＰＣＶＤ法を用いて、層間絶縁膜
として、厚さ１００〜１０００Å、例えば、４００Åの
エッチングストッパーとなるＳｉＯ₂膜２５、及び、厚
さ２０００〜５０００Å、例えば、３７００ÅのＳｉＮ
膜２６を堆積させたのち、ＣＦ₄＋Ｏ₂系ガスを用いて
ドライ・エッチングすることによって、ソース・ドレイ
ン領域２３及びゲート電極２９に対するコンタクトホー
ルを形成する。

【００６４】なお、この場合も、ゲート電極２９の断面
形状がテーパ状であるので、ＳｉＯ ₂膜２５及びＳｉＮ
膜２６からなる層間絶縁膜を不連続性がなく緩やかな表
面形状になるように設けることができる。

【００６５】次いで、全面に、厚さ５００〜２０００
Å、例えば、１０００ÅのＴｉ膜、厚さ１０００〜５０
００Å、例えば、３０００ÅのＡｌ膜、及び、厚さ５０
０〜２０００Å、例えば、１０００ÅのＴｉ膜を順次堆
積させたのち、パターニングすることによって、ソース
・ドレイン電極２７及びゲート引出電極（図示せず）を
形成する。

【００６６】次いで、図示しないものの、画素部におい
ては、第２層間絶縁膜を介してドレイン電極と接続する
ドレインバスラインを形成したのち、第３層間絶縁膜を
介してソース電極と接続する画素電極を形成することに
よってＴＦＴ基板が完成する。

【００６７】以上、説明したように、本発明の第２の実
施の形態においても、ゲート電極２９の断面形状をテー
パ状にしているので、その上に設ける層間絶縁膜の被覆
形状が連続的となり、その上に成膜するＴｉ／Ａｌ／Ｔ
ｉからなる配線メタルがパターニング後に残存すること
がなく、したがって、配線メタル残渣に起因する短絡が
なくなるので、アクティブマトリクス基板の信頼性が高
まる。

【００６８】また、この第２の実施の形態の場合には、
従来行っていたＡｌ合金層４５のエッチング工程、無孔
質陽極酸化膜４６の庇状部のエッチング工程、及び、ゲ
ート絶縁膜５１を形成するためのＳｉＯ₂膜４４のエッ
チング工程を、一連のドライ・エッチング工程によって
行うことができるので、従来より製造工程が簡素化し、
且つ、エッチング精度も向上する。

【００６９】さらに、この第２の実施の形態において
は、ポーラスな多孔質陽極酸化膜の形成工程が１回であ
るので、上記の第１の実施の形態に比べても製造工程が
簡素化される。

【００７０】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、無孔質陽極酸化保護膜２１，３２は必ずしも必須
のものではなく、ゲート電極１９，２９の側部に設けた
多孔質陽極酸化膜２０及び側壁陽極酸化膜３０の除去工
程において、ゲート電極１９，２９に対して選択性のあ
るエッチャントを用いた場合には原理的に必要としない
が、無孔質陽極酸化保護膜２１，３２は緻密であり、３
００℃程度の低温熱処理でも発生するヒロック（ｈｉｌ
ｌｏｃｋ）を低減する効果があるため、最近の液晶表示
装置パネルにおける標準的なプロセスになりつつある。

【００７１】また、上記の各実施の形態においては、ア
モルファスシリコン層をレーザアニールすることによっ
て多結晶シリコン層に変換しているが、アモルファスシ
リコン膜を６００℃程度の高温でアニールして多結晶化
しても良く、或いは、減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ
法）を用いて多結晶シリコン層を直接堆積させても良い
ものであり、さらに、アモルファスシリコンを多結晶化
する際に、Ｎｉ等の核形成物質を添加してから多結晶化
しても良いものである。

【００７２】また、上記の各実施の形態においては、半
導体層として多結晶シリコン層を用いているが、アモル
ファスシリコン層、或いは、ＳＯＳ又はＳＯＩ等におけ
る単結晶シリコン層でも良く、さらに、シリコン以外
に、ゲルマニウム或いはシリコンゲルマニウムを用いて
も良いものである。

【００７３】また、上記の各実施の形態においては、ヒ
ロックの発生を抑制するために、ゲート電極材料として
Ａｌ−ＳｃからなるＡｌ合金層を用いているが、Ａｌ合
金層に限られるものではなく、Ａｌ自体、或いは、Ａｌ
−Ｓｉ等のＡｌを主成分とした金属であれば良く、この
様な金属を用いることによって配線抵抗が低減し、且
つ、陽極酸化工程が簡単になる。

【００７４】また、上記の各実施の形態においては、高
不純物濃度のソース・ドレイン領域２３を形成したの
ち、ＬＤＤ領域２４を形成しているが、この順序は逆に
しても良いものである。

【００７５】また、上記の各実施の形態においては、ア
クティブマトリクス型液晶表示装置に用いるＴＦＴの製
造方法として説明しているが、本発明は、アクティブマ
トリクス型液晶表示装置に限られるものではなく、ライ
ンセンサ用の薄膜半導体装置等の他の用途の薄膜半導体
装置も対象とするものである。

【００７６】また、上記の各実施の形態においては、絶
縁性基板として、透明ガラス基板を用いているが、この
透明ガラス基板は製造工程に伴う熱処理温度に耐え得る
特性有するものであれば良く、さらには、サファイア等
のガラス基板以外の絶縁性基板であれば何でも良く、特
に、液晶表示装置以外の用途の場合には、必ずしも透明
である必要はなく、また、絶縁性基板上に設ける下地Ｓ
ｉＯ₂膜は必ずしも必要ではない。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、ゲート電極パターンの
形成前に、ゲート電極となる導電膜を陽極酸化している
のでゲート電極の断面形状をテーパ状にすることがで
き、それによって層間絶縁膜の表面が連続的になるの
で、配線メタル残渣が発生することがなく、アクティブ
マトリクス基板の信頼性が向上する。

【００７８】また、一連のエッチング工程をドライ・エ
ッチングによって行うことにより、製造工程を大幅に短
縮することができると共に、エッチング精度を高めるこ
とができるので、製造歩留りの向上及び低コスト化が可
能になり、アクティブマトリクス型液晶表示装置の高信
頼性化、低価格化に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の製造工
程の説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の図４以降の製造工
程の説明図である。

【図６】従来のＴＦＴの途中までの製造工程の説明図で
ある。

【図７】従来のＴＦＴの図６以降の製造工程の説明図で
ある。

【符号の説明】

１絶縁性基板２半導体層３絶縁膜４導電膜５無孔質陽極酸化膜６電極パターン形成用マスク７多孔質陽極酸化膜８多孔質陽極酸化膜９無孔質陽極酸化膜１０ゲート絶縁膜１１透明ガラス基板１２下地ＳｉＯ₂膜１３多結晶シリコンパターン１４ＳｉＯ₂膜１５Ａｌ合金層１６無孔質陽極酸化膜１７レジストパターン１８多孔質陽極酸化膜１９ゲート電極２０多孔質陽極酸化膜２１無孔質陽極酸化膜２２ゲート絶縁膜２３ソース・ドレイン領域２４ＬＤＤ領域２５ＳｉＯ₂膜２６ＳｉＮ膜２７ソース・ドレイン電極２８多孔質陽極酸化膜２９ゲート電極３０側壁陽極酸化膜３１ゲート絶縁膜３２無孔質陽極酸化膜４１透明ガラス基板４２下地ＳｉＯ₂膜４３多結晶シリコンパターン４４ＳｉＯ₂膜４５Ａｌ合金層４６無孔質陽極酸化膜４７レジストパターン４８ゲート電極４９多孔質陽極酸化膜５０無孔質陽極酸化膜５１ゲート絶縁膜５２ソース・ドレイン領域５３ＬＤＤ領域５４ＳｉＯ₂膜５５ＳｉＮ膜５６ソース・ドレイン電極５７配線メタル残渣

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｃ６２７Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板上に設けた半導体層上に、絶
縁膜を介して導電膜を設けたのち、電極パターン形成用
マスクをマスクとして、少なくとも前記電極パターン形
成用マスクの直下以外の領域の前記導電膜を多孔質陽極
酸化膜に変換し、次いで、前記多孔質陽極酸化膜の少な
くとも前記電極パターン形成用マスクの直下以外の領域
を除去することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
法。
【請求項２】上記多孔質陽極酸化膜をウェット・エッ
チングによって全て除去したのち、上記導電膜の側面に
多孔質陽極酸化膜を形成することを特徴とする請求項１
記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】上記多孔質陽極酸化膜の電極パターン形
成用マスクの直下以外の領域のみをドライ・エッチング
によって除去して、上記導電膜の側部に多孔質陽極酸化
膜を残存させることを特徴とする請求項１記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。
【請求項４】上記ドライ・エッチングを、塩素系ガス
を用いて行うことを特徴とする請求項３記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法。
【請求項５】上記導電膜の側面の多孔質陽極酸化膜を
マスクとして、上記絶縁膜をドライ・エッチングし、ゲ
ート絶縁膜を形成することを特徴とする請求項２乃至４
のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】上記導電膜の側部の多孔質陽極酸化膜
を、Ｃｒを混入したリン酸系のエッチング液により除去
することを特徴とする請求項５記載の薄膜トランジスタ
の製造方法。
【請求項７】上記導電膜の側部の多孔質陽極酸化膜を
エッチング除去する前に、少なくとも、前記導電膜と前
記多孔質陽極酸化膜の界面に無孔質陽極酸化膜を形成す
ることを特徴とする請求項６記載の薄膜トランジスタの
製造方法。
【請求項８】上記ゲート絶縁膜の端部により、高不純
物濃度のソース・ドレイン領域と低不純物濃度のソース
・ドレイン領域の境界を自己整合的に規定することを特
徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。
【請求項９】上記導電膜が、ＡｌとＳｃとの合金から
なることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に
記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】上記絶縁性基板が、薄膜トランジスタ
マトリクスを形成するための基板であることを特徴とす
る請求項１乃至９のいずれか１項に記載の薄膜トランジ
スタの製造方法。