JPH11330076A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH11330076A
JPH11330076A JP15669998A JP15669998A JPH11330076A JP H11330076 A JPH11330076 A JP H11330076A JP 15669998 A JP15669998 A JP 15669998A JP 15669998 A JP15669998 A JP 15669998A JP H11330076 A JPH11330076 A JP H11330076A
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JP
Japan
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film
wiring
oxide film
semiconductor device
layer
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Application number
JP15669998A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Adachi
広樹 安達
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Hisashi Otani
久 大谷
Setsuo Nakajima
節男 中嶋
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To anodic oxidation in a wiring, without forming a voltage supply wiring for anode oxidization. SOLUTION: Second wiring layers 103 formed of aluminum are separated at every wiring and are formed. They are electrically shorted by a conductive film 101 formed of tantalum nitride. The anode of the second wiring layer 103 are oxidized by applying voltage to the first conductive film 101, and anode oxide films (alumina films) 105 of the wiring layers 103 are formed on the surface. Anode oxides 104 are etched with the anode oxides 105 as masks, and first wiring layers 106 are formed. Then, wirings 101, in which the wiring layers 103 and 106 are stacked, are completed.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム材料
で形成された配線を有する絶縁ゲート型トランジスタ等
の半導体装置の構造及びその作製方法に関する。本発明
の半導体装置は、薄膜トランジスタやMOSトランジス
タなどの素子だけでなく、これら絶縁ゲート型トランジ
スタで構成された半導体回路を有する表示装置やイメー
ジセンサ等の電子機器をも含むものである。 【0002】 【従来の技術】近年、絶縁性を有する基板上に形成され
た薄膜トランジスタ(以下、TFTと略記する)により
画素マトリクス回路及び駆動回路を構成したアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイが注目を浴びている。液
晶ディスプレイは0.5〜2インチ程度のプロジェクタ
ー向けのものや、10〜20インチ程度のノートパソコ
ン向けのものまであり、主に小型から中型までの表示デ
ィスプレイとして利用されている。 【0003】近年、液晶ディスプレイの大面積化が求め
られているが、大面積化すると画像表示部となる画素マ
トリクス回路の面積も大きくなり、これに伴ってマトリ
クス状に配列されたソース配線及びゲート配線等が長く
なるため、配線抵抗が増大する。更に微細化の要求のた
めに配線を細くする必要があり、配線抵抗の増大がより
顕在化される。液晶ディスプレイでは、ソース配線及び
ゲート配線には、画素ごとにTFTが接続されており、
画素数の増大に伴って寄生容量の増大も問題となる。更
にパネルの大面積化に伴ってゲート信号の遅延が顕在化
してくる。 【0004】この問題点を解消するため、ゲート配線と
して比抵抗の低いアルミニウムを主成分とする材料が用
られている。アルミニウムを主成分とする材料でゲート
配線、ゲート電極を形成することで、ゲート遅延時間を
低くすることができ、高速動作させることができる。 【0005】また、従来、薄膜トランジスタをオフセッ
ト構造またはLDD(Light dopeddrain )構造とする
ことによって、オフ電流を小さくすることが試みられて
いる。特許第2759415号公報において、本出願人
はLDD構造の薄膜トランジスタを得る技術を開示して
いる。上記特許掲載公報において、ゲート電極材料にア
ルミニウムを用い、ゲート電極を陽極酸化することによ
って、半導体層に自己整合的にLDD構造を形成する方
法が記載されている。図22を用いて、この方法を説明
する。 【0006】ガラス基板10に、酸化シリコン膜等の下
地膜11が形成されている。下地膜11上には多結晶シ
リコン膜からなる活性層13を形成し、活性層13上に
ゲート絶縁膜14を形成する。次に、アルミニウム膜を
形成しフォトレジストマスク16を用いてパターニング
して、アルミニウムでなるゲート電極15を形成する。
(図22(A)) 【0007】ゲート電極15を陽極にして、電解溶液中
でパターンを陽極酸化して、ポーラス(多孔質)アルミ
ナ膜17を形成する。この状態では、マスク16によっ
てゲート電極15の表面は遮られているため、ゲート電
極15の側面だけにアルミナ膜17が形成される。(図
22(B)) 【0008】フォトレジストマスク16を除去した後、
ゲート電極19を再び陽極酸化して、無孔質アルミナ膜
18を形成する。(図22(C)) 【0009】次にアルミナ膜17、18をマスクにし
て、ゲート絶縁膜14' をパターニングする。(図22
(D)) 【0010】そして、多孔質アルミナ膜17を除去した
後、プラズマドープ法によって、n型又はp型の導電型
を付与する不純物を活性層13にドーピングする。ドー
ピングは2回に分けて実施する。1回目はゲート絶縁膜
14' がマスクとして機能するように低加速度とし、ド
ーズ量は大きくする。2回目はゲート絶縁膜14' を不
純物が通過するように、高加速度とする。他方、ドーズ
量は小さくする。この結果、活性層13には、チャネル
形成領域20、ソース領域21、ドレイン領域22、低
濃度不純物領域23、24が自己整合的に形成される。
ドレイン領域22側の低濃度不純物領域24がLDD領
域である。 【0011】しかしながら、陽極酸化処理を行うために
は、陽極酸化する電極・配線を陽極酸化用の電圧供給配
線に全て接続する必要がある。例えば上記特許掲載公報
の技術をアクティブマトリクス型液晶パネルに応用した
場合には、アクティブマトリクス回路や、ドライバ回路
を構成する薄膜トランジスタのゲート電極・配線を電圧
供給線に接続する必要がある。接続するためには、基板
に電圧供給配線を形成することとなる。そのため余分な
スペースが必要となる。 【0012】各ゲート電極・配線は電圧供給線によって
ショートされている構造となっている。陽極酸化処理後
は電圧供給線や、この供給線との不要な接続部をエッチ
ングによって除去して、各ゲート配線・電極を電気的に
分離する。よって、エッチングのプロセスマージンをも
考慮して、回路配置を設計しなくてはならない。 【0013】陽極酸化処理を用いてトランジスタを作製
するには、電圧供給線を形成するスペースと、エッチン
グマージンが必要となり、回路の高集積化、基板面積の
縮小化の障害となっている。また、配線としてアルミニ
ウム材料使用したTFTでは、アルミニウム配線を形成
した以降のプロセス温度が300〜450℃であって
も、TFTの動作不良が確認された。この動作不良の要
因は様々に考えられる。特に、トップゲート型TFTの
動作不良の多くは、ゲート電極で生ずるヒロック、ウィ
スカー等の突起物がゲート絶縁膜を突き抜けてチャネル
形成領域へ到達したり、アルミニウム原子がゲート絶縁
膜中に拡散したりしたことによって生じたゲート電極と
チャネル間のショート(短絡)によるものである。 【0014】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、配線
抵抗の点から、配線にアルミニウム材料を用いることが
望まれるが、アルミニウム材料を用いると、種々の問題
が生じてしまう。第1に、陽極酸化技術を利用すること
によって、LDD構造の薄膜トランジスタを自己整合的
に作製することができる。しかしながら陽極酸化用の電
圧供給配線を形成する必要があるため、回路の高集積
化、基板面積の縮小化が阻まれている。 【0015】また、アルミニウム原子の拡散やヒロック
の発生によって、ゲート配線とチャネルとがショートし
てしまい、TFTの動作不良が生じていた。 【0016】本発明は、上記の問題点を一挙に解決した
新規な配線構造を有する半導体装置に関するものであ
る。本発明では、陽極酸化用の電圧供給配線を形成せず
に、配線を陽極酸化する技術を提供する。 【0017】 【課題を解決するための手段】上述した問題点を解消す
るために、本発明の半導体装置は第1の導電膜でなる第
1の配線層上に、第2の導電膜でなる第2の配線層を積
層した積層構造を有する配線を備えた半導体装置であっ
て、前記配線は、前記第1の配線層を酸化して形成され
た前記第1の酸化物膜と、前記第2の配線層を酸化して
形成された前記第2の酸化物膜とを有し、前記第2の配
線層の下部は、前記第1の配線層のみに接し、前記第2
の酸化物膜の下部は、前記第1の配線層及び前記第1の
酸化物膜に接していることを特徴とする。 【0018】本発明は、配線を多層構造とすることで、
第1の配線層によって第2の配線層を構成する材料が拡
散することを防止することにある。更に、本発明は、陽
極酸化用の電圧供給配線を形成せずに、第1及び第2の
配線層を陽極酸化することにある。即ち第1の配線層を
構成する第1の導電膜を陽極酸化用の配線とすることに
よって、第2の配線層を陽極酸化することを可能にし
た。 【0019】[ 本発明に至る過程] 以下に、図19〜
図21を用いて、本発明に至る過程を説明する。本発明
者は、タンタル膜を電極にして、タンタル膜上にアイラ
ンド状にパターニングした複数のアルミニウムパターン
が陽極酸化できるか否かを確認した。図19は実験手順
ごとのアルミニウムパターンの断面図である。図20は
図19の断面構造の部分拡大図である。図21は図20
の断面構造を観察したSEM写真である。 【0020】《実験手順》 コーニングス社製1737
ガラス基板(5インチ平方)40上に、スパッタ法に
て、厚さ20nmのタンタル(Ta)膜41、厚さ400
nmのアルミニウム(Al)膜42を積層した。そして、
アルミニウム膜42に陽極酸化装置のプローブを接続し
て、アルミニウム膜表面を陽極酸化して、バリア型の陽
極酸化物(Anodic Oxicide) 膜49を形成した。またバ
リア型陽極酸化物膜(以下バリアA.O.膜と表記する)は
アルミナである。(図19(A)) 【0021】陽極酸化条件は、電解溶液に3%の酒石酸
を含むエチレングリコール溶液を用い、溶液温度30
℃、到達電圧10V、電圧印可時間15分、供給電流1
0mA/1基板とした。この陽極酸化工程はレジストマス
ク50の密着性を向上するためである。この陽極酸化工
程を、バリアA.O.膜49がAl膜42表面に形成される
ことから、マスク陽極酸化工程特開昭呼ぶこととする。 【0022】次に、レジストマスク50を形成して、A.
O.膜49及びAl膜をエッチングし、Al膜でなるゲー
ト配線のパターン43(以下、ゲートAl43と表記す
る)を複数形成した。なお、ゲートAl43は配線ごと
に分離されて形成され、図19ではゲートAl43は2
つだけ図示した。 【0023】バリアA.O.膜49のエッチャントは、リン
酸:硝酸:酢酸:水=85:5:5:5の割合で混合し
た溶液10リットルに対して、クロム酸溶液550グラ
ム(クロム酸300グラム、水250グラム)を混合し
た酸を用いた。ここでは、このエッチャントをクロム混
酸と呼ぶこととする。Al膜42のエッチャントにはリ
ン酸、酢酸、硝酸、水を体積%で85:5:5:5の比
で混合した酸(以下、この酸をアルミ混酸と呼ぶことと
する)を用いた。(図19(B)) 【0024】次に、レジストマスク50を残したまま、
陽極酸化装置においてTa膜41に電圧を印可し、陽極
酸化を行った。条件は、電解溶液に3%シュウ酸水溶液
を用い、到達電圧8V、電圧印可時間40分、供給電流
20mA/1基板とした。従来の陽極酸化方法ではこの陽
極酸化条件では、通常アルミニウムパターン43の側面
にポーラス型の陽極酸化物(ポーラスA.O.)膜44が形
成される。そこで、この陽極酸化工程をサイド陽極酸化
工程と呼ぶことにする。(図19(C)) 【0025】次に、レジストマスク50を除去した後、
再び陽極酸化装置においてTa膜41に電圧を印可し、
陽極酸化を行った。条件は、電解溶液に電解溶液に3%
の酒石酸を含むエチレングリコール溶液を用い、電解溶
液温度10℃、到達電圧80V、電圧印可時間30分、
供給電流30mA/1基板とした。従来方法では、この陽
極酸化条件では、ポーラスA.O.膜44を酒石酸が浸透し
て、ゲートAl43表面が陽極酸化されて、バリア型の
陽極酸化物(バリアA.O.)膜46が形成される。このこ
とから、この陽極酸化工程をバリア陽極酸化工程と呼ぶ
ことにする。バリアA.O.膜46は無孔質のアルミナであ
る。(図19(D)) 【0026】次に、上述したアルミ混酸によるウエット
エッチングによって、ポーラスA.O.膜44を除去した。
(図19(E)) 【0027】《実験結果と考察》 Ta膜41が陽極酸
化用の電圧供給配線として機能するかを確認するため、
工程ごとにTa膜41のシート抵抗を測定した。また、
図19(C)〜(D)の各工程後に、SEMにより断面
構造を観察した。図21にそのSEM写真を示す。また
図20に図21のSEM観察写真を模式的に示し、図2
1(A)〜(C)は図20(A)〜(C)に対応する。
また図20、図21において、図19と同一の名称、同
一の符号は図19の構成要素に対応する。 【0028】Ta膜41のシート抵抗は初期状態(マス
ク陽極酸化前)では100.1 Ω/ □cmであった。サイド陽
極酸化工程終了後は205.1 Ω/ □cmであり、バリア陽極
酸化工程終了後のシート抵抗は測定装置の測定レンジの
以上となった。装置の測定可能な最大値は5000k Ω/ □
cmあるので、バリア陽極酸化工程終了後のシート抵抗は
少なくとも5000k Ω/ □cm以上であるとみなせる。 【0029】サイド陽極酸化工程終了後、ガラス基板4
0を肉眼で観察してみると、Ta膜41の透明度が初期
状態よりも増していた。このこととシート抵抗値から、
シュウ酸によってTa膜41が若干酸化されていると推
測される。なた、図21(A)のSEM写真からは、膜
厚の変化がほとんどないことからも、Ta膜41ほとん
ど酸化されていないことがわかる。さらに、Ta膜41
に電圧を印加することによって、島状に分断されたゲー
トAl43を陽極酸化して、ポーラスA.O.(多孔質のア
ルミナ)膜が形成されていることもみてとれる。 【0030】同様に、バリア陽極酸化工程終了後、ガラ
ス基板40を肉眼で観察してみると、露出していたTa
膜41は殆ど透明となっていた。これは、マスク陽極酸
化工程で使用する酒石酸はタンタルをも陽極酸化するた
めであり、この部分のTa膜41は陽極酸化されてタン
タルオキサイド膜(以下、TaOx 膜と表記する)45
に変成されていると推測される。 【0031】図21(B)のSEM観察写真によれば、
ポーラスA.O.膜44下部及びその外側では、Ta膜41
の膜厚が3倍程度となっていることからも、この部分で
はTa膜41が陽極酸化されてTaOx 膜45に変成さ
れていることが分る。このことからもシート抵抗値が非
常に大きくなることが理解できる。なお、簡単化のた
め、図19ではTa膜41とTaOx 膜45の厚さは同
じにした。 【0032】しかしながら、タンタルオキサイドは絶縁
物であるため、TaOx 膜45が配線として機能するが
問題となるが、バリア陽極酸化工程で、モニタしている
電流値に大きな変動は見られなかことから、Ta膜41
がTaOx 膜45に変成されても、ゲートAl43に電
圧が印加されていると考えられる。これはTaOx 膜4
5はシート抵抗値が非常に大きいが、化学量論比である
Ta2 O5 (五酸化タンタル)よりも酸素の含有量が小
さいため、若干の導電性(半絶縁性)を示していると推
測される。この化学量論比からのずれは、TaOx 膜4
5が陽極酸化によって形成されたことが大きく起因して
いると思われる。 【0033】そこで、バリア陽極酸化工程によって、ゲ
ートAl43を覆ってバリアA.O.膜46が形成されてい
るか否かを、SEMにより断面構造を確認した。(図2
0(C)、図21(C)参照) 【0034】図19(E)のエッチング工程はアルミ混
酸を用いたが、アルミ混酸は多孔質アルミナ(ポーラス
A.O.膜44)とアルミニウム双方をエッチングしてしま
う、他方無孔質アルミナ(バリアA.O.膜46)は殆どエ
ッチングされない。よって、バリア陽極酸化工程でバリ
アA.O.膜46が十分に形成されていないと、ゲートAl
43も除去されてしまうこととなる。 【0035】図21(C)に示すSEM観察写真では、
アルミ混酸でエッチング処理してもゲートAl43が残
存しているのが確認される。よって、マスク陽極酸化工
程でアルミ混酸に耐えうるバリアA.O.膜46が形成され
ていると結論できる。本実験結果の条件では、バリアA.
O.膜46の膜厚は100nm 程度である。また、この工程で
はバリアA.O.膜46と49がほとんど一体化してしまっ
ている。 【0036】以上の実験によって、ガラス基板40全面
に形成したTa膜41によって、その上部に選択的に形
成されたゲートAl43をショートさせた状態で、Ta
膜141に電圧を印可することによって、ゲートAl4
3を陽極酸化できることを発見した。特に、酒石酸を用
いた陽極酸化用の電圧供給配線にTa膜41を用いて
も、その上部に形成されたゲートAl43を陽極酸化で
きることが分かった。 【0037】また、図21(B)、(C)の写真を比較
してみると、、 A.O. 膜44と46がその上部にある領
域と、これらA.O.膜44、46がない領域とでは、Ta
Ox膜45の膜厚分布が異なることがわかある。 【0038】バリア陽極酸化工程では、Ta膜41にお
いて、露出部分は直接に酒石酸が触れるため陽極酸化さ
れる。ポーラスA.O.膜44は多孔質であるため酒石酸が
浸透する。よってポーラスA.O.膜44下部でもTa膜4
1の陽極酸化が進行し、同時にポーラスA.O.膜44側面
でゲートAl43の陽極酸化も進行する。 【0039】しかし、酒石酸による陽極酸化速度の違い
により、図20(B)に示すようにゲートAl43とA.
O.膜46との界面は、Ta膜41とTaOx 膜45の内
側にある。よって、バリアA.O.膜46の下部は、Ta膜
41とTaOx 膜45双方に接しており、ゲートAl4
3の下部はTa膜41にのみに接することとなる。 【0040】TaOx 膜45とバリアA.O.膜46は同じ
陽極酸化工程で形成されるため、TaOx 膜45とバリ
アA.O.膜46との界面とその近傍は、TaとAlの合金
の酸化物となっていると考えられる。またTaOx 膜4
5はバリアA.O.膜46を押上げるように形成されるた
め、バリアA.O.膜46との密着性に優れる。また、バリ
アA.O.膜46とTa膜41の界面端部はTaOx 膜45
でよって塞がれた状態となっている。ゲートAl43か
らAlが拡散するのを防ぐ効果が非常に高い。 【0041】そしてTaOx 膜45の膜厚については、
領域61で示すA.O.膜46下部では、Ta膜41に向っ
てその膜厚t1は徐々に薄くなっている。領域61からA.
O.膜46外側に向って、膜厚は徐々に大きくなるが、ポ
ーラスA.O.膜44下部において、部分62でその膜厚t2
が最大になる。そして、部分62から外側に向って膜厚
が徐々に薄くなって、領域63において膜厚t3がほぼ一
定になる。 【0042】また、TaOx 膜45のバリアA.O.膜46
側面から外側に延びた部分は、ポーラスA.O.膜44が存
在していた状態で、陽極酸化して形成されたものであ
る。そのため、この部分のTaOx 膜145の表層はポ
ーラスA.O.膜44と反応して、TaとAlの合金の酸化
化合物となっていると考えられる。 【0043】TaOx 膜45の膜厚についてまとめる
と、バリアA.O.膜46下部とポーラスA.O.膜44下部で
はその膜厚値が異なる。バリアA.O.膜46下部ではTa
膜41との界面から外側に向ってその膜厚は徐々に大き
くなっている。また、ポーラスA.O.膜44下部では最大
の膜厚t2をとる部分61と一定の膜厚t3をとる領域63
が存在する。そして、A.O.膜44及び46がその上部に
ない領域は、一定の膜厚t3をとる領域63だけとなる。
また、Taを酸化するとその膜厚は2〜4倍程度となる
ことから、膜厚t2、t3はTa膜41の2〜4倍となる。 【0044】本発明の構成は以上の実験結果から得られ
た知見に基づくものである。本発明は、第1の導電膜上
に、第2の配線層を配線ごとに電気的に分離して形成
し、第1の導電膜によって複数の第2の配線層をショー
トさせた状態において、第1の導電膜に電圧を印可する
ことで、第2の配線層を陽極酸化するものである。 【0045】上記構成において、上層の第2の配線層を
主に電荷の通路として用いる、その膜厚を200〜50
0nm程度とする。また第2の配線層を構成する導電膜
をアルミニウム又はアルミニウムを主成分とする材料で
形成することが好ましく、配線の低抵抗化が図れる。 【0046】また第1の導電膜としてバルブ金属を用い
ることができる。バルブ金属とは、アノード的に生成し
たバリアー型陽極酸化膜がカソード電流は流すがアノー
ド電流は通さない、即ち弁作用を示す様な金属を指す。
(電気化学便覧 第4版;電気化学協会編,p370 ,丸
善,1985)。 【0047】バルブ金属膜であってアルミニウムよりも
高融点な材料にはタンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、
ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、チタン
(Ti)、クロム(Cr)等が挙げられる。また第1の
導電膜として、これらバルブ金属元素を含有する合金、
例えばモリブデンタンタル(MoTa)を用いることが
できる。 【0048】特にタンタルはアルミニウムを主成分とす
る薄膜と同じ電解溶液で陽極酸化できることが確認され
ており、本発明に好適である。また、モリブデンタンタ
ル(MoTa)の様なタンタル合金や、窒素を含有する
タンタルである窒化タンタル(Tay N(y>1))を
用いることも可能である。さらに、これら導電材料はア
ルミニウムよりも高融点な材料であり、アルミニウムの
元素の拡散を防止するブロッキング作用が奏する。 【0049】第1の導電膜の厚さは薄いほど好ましい
が、第2の配線層の構成原子の拡散を防止するブロッキ
ング層として機能するための膜厚が必要である。第1の
導電膜の厚さは1nm厚以上、好ましくは5nm厚以上とす
る。 【0050】また、第1の導電膜の膜厚の上限としては
50nm、好ましくは30nm程度と考えている。これは第1の
酸化物は第1の導電膜を酸化して形成され、その厚さは
第1の導電膜の2〜4倍程度となる。よって、第1の導
電膜の成膜や、第1の酸化物のエッチング等のスループ
ットを考慮すると、第1の導電膜の上限は50nm、好
ましくは30nmとする。なお、第2の導電膜にアルミ
ニウム膜を用い、その下層の第1の導電膜としてタンタ
ル膜を用いた場合に、タンタル膜の厚さを20nm、50nmに
した場合に、550℃で配線を熱処理しても、タンタル
膜下層にアルミニウムが拡散していないことが確認され
ている。 【0051】以上から第1 の導電膜の膜厚は1〜50nm
(好ましくは5〜30nm、さらに好ましくは5〜20nm
)の範囲から選択することが好ましいと考える。 【0052】 【発明の実施の形態】 図1〜図4を用いて本発明の実
施形態を説明する。 【0053】〔実施形態1〕 図1は本実施形態の配線
の作製工程を示す断面図である。絶縁物100表面上
に、バルブ金属でなる第1の導電膜101を形成する。
次に、第1の導電膜101上に接して、アルミニウムを
主成分とする第2の導電膜102を形成する。(図1
(A)) 【0054】絶縁物100としては、ガラス基板や石英
基板などの絶縁性基板、これら基板上に形成された酸化
珪素膜等の下地膜、あるいは、半導体装置のゲート絶縁
膜や層間絶縁膜などが挙げられる。また、第2の導電膜
102としては、純アルミニウムだけでなく、Si、S
c等を数重量%添加したものや、Siなどの金属とのア
ルミニウム合金でもよい。 【0055】次に第2の導電膜102をパターニングし
て、第1の導電膜101上に第2の配線層103を選択
的に形成する。第2の配線層103は複数の配線(図中
では2つだけ図示した)ごとに分離され、全ての第2の
配線層103は第1の導電膜101によって電気的にシ
ョートされている。(図1(B)) 【0056】次に。3%の酒石酸を含むエチレングリコ
ール溶液中で第1の導電膜101に電圧を印加すること
によって、前記第2の配線層103を陽極酸化し、その
表面に配線層103の陽極酸化物膜(バリア型アルミナ
膜)105を形成する。タンタル膜のように酒石酸で陽
極酸化される材料で第1の導電膜101を形成した場合
には、導電膜101の露出している部分は陽極酸化物1
04に変成される。陽極酸化物膜104は導電膜よりも
厚くなるが簡単化ために、同じ膜厚で図示してある。
(図1(C)) 【0057】次に、陽極酸化物膜105をマスクにし
て、陽極酸化物104をエッチングして、第1の配線層
106を形成し、配線110が完成する。(図1
(D)) 【0058】なお、第1の配線層106は、陽極酸化さ
れずに残存した第1の導電膜101にほぼ対応するた
め、図1(C)の陽極酸化工程で、第1の配線層106
が画定されたとみなすこともできる。 【0059】図21に示したように、第2の導電膜10
2は陽極酸化速度が第1の導電膜101よりも速いた
め、第2の配線層103と陽極酸化物膜105との界面
は、第1の配線層106と陽極酸化物104の界面より
も内側にある。従って陽極酸化物103の下部は、第1
の配線層106と陽極酸化物104双方に接しており、
第2の配線層の下部は第1の配線層にのみに接すること
となる。また、酸化物104の膜厚は外側に向って徐々
に厚くなっている。 【0060】本実施形態では、第1の導電膜によって第
2の配線層102全てをショートしたため、陽極酸化用
の電圧供給線が不要になる。従って、陽極酸化工程後、
エッチングによって電圧供給線から第2の配線層103
を配線ごとに分断する工程が不要になる。よって、配線
110の端部111の側面には、図2(C)に示すよう
に陽極酸化物膜105及び104が存在するため、配線
110の耐熱性が損われない。なお、111で示す端部
以外であっても、配線110の側面は端部111と同じ
である。 【0061】他方、図2(B)に示すように、従来のア
ルミナ(陽極酸化物)層55で被覆されるアルミニウム
配線50は陽極酸化用の電圧供給配線51に接続する必
要がある。よって、陽極酸化工程後は、配線50を配線
51から分断する必要があった。分断部分53の側面構
造は図2(D)示すように、アルミニウム層54が露出
される。この点で、本発明と従来の陽極酸化工程は区別
できる。アルミニウム層54が露出されてしまうと、配
線50の耐熱性が低下することになる。 【0062】〔実施形態2〕 図3は本実施形態の配線
の作製工程を示す断面図である。本実施形態では、第1
の酸化物が第2の酸化物側面よりも外側に延びるように
し、かつ配線を配線ごとに島状に分断された絶縁膜上に
形成したものである。他の構成は実施形態1と同様であ
る。 【0063】先ず、ガラス基板140上に、酸化珪素や
窒化珪素等の絶縁膜148を形成する。絶縁膜148上
に第1の導電膜としてTa膜141を形成する。次に、
第1の導電膜141上に接して、第2の導電膜としAl
膜142を形成する。3%の酒石酸を含むエチレングリ
コール溶液中で第1の導電膜141に電圧を印加するこ
とによって、Al膜142を陽極酸化して、その表面に
バリア型の陽極酸化物(バリアA.O.)膜149を形成す
る。(図3(A)) 【0064】陽極条件は、電解溶液に電解溶液に3%の
酒石酸を含むエチレングリコール溶液を用い、電解溶液
温度30℃、到達電圧10V、電圧印可時間15分、供
給電流10mA/1基板とした。この陽極酸化工程はレジ
ストマスク150の密着性を向上するためである。 【0065】次に、レジストマスク150を形成して、
A.O.膜149及びAl膜142をエッチングし、配線ご
とに分離されたAl膜でなる第2の配線層143を複数
形成した。なお、図3では配線層143は2つだけ図示
した。(図3(B)) 【0066】次に、レジストマスク150を残したま
ま、陽極酸化装置においてTa膜141に電圧を印可
し、陽極酸化を行った。条件は、電解溶液に3%シュウ
酸水溶液、到達電圧8V、電圧印可時間40分、供給電
流20mA/1基板とした。従来の陽極酸化方法ではこの
陽極酸化条件では、通常アルミニウムパターン43の側
面にポーラス型の陽極酸化物(ポーラスA.O.)膜144
が形成される。(図3(C)) 【0067】次に、レジストマスク150を除去した
後、再び陽極酸化装置においてTa膜141に電圧を印
可し、陽極酸化を行った。ポーラスA.O.膜144を酒石
酸が浸透して、第2の配線層143表面が陽極酸化され
て、バリア型の陽極酸化物(バリアA.O.)膜146が形
成されまた、Ta膜141も選択的に陽極酸化されて、
タンタルオキサイド(TaOx )膜145が形成され
る。バリアA.O.は無孔質のアルミナであり、バリアA.O.
膜149と146は一体化される。また、陽極酸化され
ずに残存したTa膜141が第1の配線層147として
画定する。(図3(D)) 【0068】次に、A.O.膜144と146をマスクにし
てエッチングして、絶縁膜148及びTaOx 膜145
を自己整合的に島状にパターニングした。最後に、ポー
ラスA.O.膜144をエッチによって除去し、配線が完成
する。よって、配線は、配線ごとに島状に分離されたの
絶縁膜148上に形成されている。(図3(E)) 【0069】本実施形態の配線の断面図を図4に示す。
図3と図4とで同じ符号は同じ構成要素を示す。なお、
簡単化のため図3ではTa膜141とTaOx 膜145
の厚さは同じにした。 【0070】本実施形態では、TaOx 膜145はバリ
アA.O.膜146側面よりも外側に延びている。図21を
用いて説明したように、本実施形態でもTaOx 膜14
5は、バリアA.O.膜146下部と、その外側部分ではで
はその膜厚値が異なる。バリアA.O.膜146下部では第
1の配線層146との界面から外側に向ってその膜厚t
11は徐々に大きくなる。 【0071】またTaOx 膜145とはバリアA.O.膜1
46は同じ陽極酸化工程で形成されるため、TaOx 膜
145とバリアA.O.膜146の界面とその近傍はTaと
Alの合金の酸化物となっていると考えられ、またTa
Ox 膜45はバリアA.O.膜146を押上げるように形成
され、バリアA.O.膜46とTa膜41の界面端部はTa
Ox 膜45でよって塞がれた状態となり、またバリアA.
O.膜をTa膜141に押しつける状態ともなっていると
考えられる。よって、第2の配線層143からAlが拡
散するのを防ぐ効果が非常に高い。 【0072】また、バリアA.O.膜146と第2の配線層
との界面が、第1の配線層146とTaOx 膜145の
界面よりも内側にあることで、配線からアルミニウムが
拡散の防止効果が高い。このことは、バリアA.O.膜14
6と第2の配線層との界面が、第1の配線層146とT
aOx 膜145の界面よりも外側や、一致している場合
を想定すると、理解できる。この場合では、第2の配線
層の下部では、第1の配線層146とTaOx 膜145
の界面からアルミニウムが拡散してしまうことが危惧さ
れる。 【0073】本実施形態の構成では、第2の配線層14
3の下部は第1の配線層のみに接しているため、アルミ
ニウムが拡散の防止効果が高くなる。 【0074】また、バリアA.O.膜146側面から外側に
延びた部分は、ポーラスA.O.膜144下部に存在してい
た領域である。図20、図21で説明したように、Ta
Ox膜145はポーラスA.O.膜44下部でには最大の膜
厚t2をとる部分61と、部分161よりも外側に一定の
膜厚t3をとる領域63が存在する。よって、本実施形態
の配線においても、TaOx 膜145は、バリアA.O.膜
側面から外側に延びた部分では、最大の膜厚t12 をとる
部分162と、部分162の外側に一定の膜厚t13 をと
る領域163が存在する。また、Taを酸化するとその
膜厚は2〜4倍程度となることから、膜厚t12 、t13 は
Ta膜141(第1の配線層146)の2〜4倍とな
る。 【0075】また、TaOx 膜145バリアA.O.膜14
6側面から外側に延びた部分は、ポーラスA.O.膜144
が存在していた状態で、陽極酸化して形成されたもので
ある。そのため、この部分のTaOx 膜145の表層は
ポーラスA.O.膜144と反応して、TaとAlの合金の
酸化化合物となっていると考えられる。 【0076】また、ポーラスA.O.膜144をエッチング
マスクとすることによって、TaOx 膜145と絶縁膜
148は自己整合的にパターニングされるため、TaO
x 膜145の側面と絶縁膜148の側面はほぼ一致し、
同一平面をなす。 【0077】また、本実施形態でも、陽極酸化工程後に
配線を分断する必要がないので、配線層143、s14
6の側面が露出されることがないので、配線の耐熱性を
損うことがない。 【0078】 【実施例】 以下、図5〜図19を用いて、本発明の実
施例を詳細に説明する。 【0079】[実施例1] 本実施例は本発明をTFT
に応用した例である。本発明の実施例について図5を用
いて説明する。図5〜図14はTFTの概略の上面図を
示す。 【0080】図5において、201はTFTの活性層、
202、203は活性層201とソース電極又はドレイ
ン電極とのコンタクト部(ソース/ドレインコンタクト
部)、204はゲート配線である。なお、ゲート配線2
04が活性層201と重なる部分は特にゲート電極と呼
ぶこととする。また、205はゲート配線204と取り
出し配線(図示せず)とのコンタクト部(ゲートコンタ
クト部)である。 【0081】図5をA−A' で切断した断面図を図6
(A)に示す。図6(A)において、206は絶縁表面
を有する基板であり、207は酸化シリコンでなる絶縁
膜であり、その上に第1 の配線層であるタンタル層(T
a層)208と、第2 の配線層であるアルミニウム層
(Al層)209との積層構造でなるゲート配線204
が設けられている。 【0082】また、図5のTFT部をB−B' で切断し
た断面図を図6(B)に示す。また、図7に図6(B)
において領域Cの部分拡大図を示す。図6において、2
14、215はそれぞれ導電膜からなるソース配線、ド
レイン配線であり、図6(A)に示した取り出し配線2
13と同一材料で、同一層に形成される。 【0083】タンタル層208はアルミニウム層209
の成分物質がゲート絶縁膜207を通って活性層201
へと流出(拡散)することを防ぐブロッキング層として
も機能する。この様なアルミニウムの拡散は熱処理や静
電気による発熱によって、アルミニウム合金が流動性を
もつことによって引き起こされる場合が考えられるが、
アルミニウム膜の下地にバルブ金属膜を設けることでそ
の様な拡散を防ぐことが可能である。 【0084】図8、図9を用いて、本実施例のTFTの
作製工程を説明する。まず、絶縁表面を有する基板20
0として絶縁膜を表面に設けたガラス基板を用意する。
他に熱酸化膜を形成したシリコン基板、石英基板、酸化
シリコン膜を設けたセラミックス基板などを用いること
ができる。 【0085】次に、基板200上にTFTごとに、活性
層201となる島状半導体層を形成する。図8では、活
性層201は1つだけ示した。活性層201を酸化シリ
コンでなる絶縁膜207で覆う。(図8(A)) 【0086】本実施例では特開平7−130652号公
報記載の技術によって形成されたポリシリコン膜で活性
層201を形成する。なお、ポリシリコン膜の形成方法
はレーザーアニールを用いた方法など公知のあらゆる手
段を用いることができる。また、Six Ge1-x (0<
X<1)で示されるシリコンゲルマニウム膜を用いても
良い。 【0087】次に、基板200上に厚さ20nmのタンタル
膜(Ta膜)231と、厚さ40nmの2wt% のスカンジウ
ムを含有したアルミニウム膜(Al膜)232とを、ス
パッタ装置において積層して成膜した。そして、Al膜
232に陽極酸化装置のプローブPを接触させて、電、
Al膜232の表面に薄いバリア型アルミナ膜(図示せ
ず)を形成した。この陽極酸化工程はレジストマスク2
33の密着性を向上するためである。条件は、電解溶液
に電解溶液に3%の酒石酸を含むエチレングリコール溶
液を用い、電解溶液温度30℃、到達電圧10V、電圧
印可時間15分、供給電流10mA/1基板とした。そし
て、レジストマスク233を形成する。(図8(B)) 【0088】図14に、陽極酸化装置の概略図を示す。
陽極酸化装置は電源251、電解溶液253を入れるた
めの電解溶液槽252を備え、陰極(白金)254と陽
極となる基板200が電源251に接続されている。基
板200、陰極254とも電解溶液253に浸される。
基板200では装置のプローブPがAl膜232に接触
される。 【0089】図示しないアルミナ膜をクロム混酸でエッ
チングし、次にアルミ混酸でアルミニウム膜をエッチン
グして、第2の配線層としてアルミニウム層(Al層)
209を形成した。Al層209はゲート配線204の
上層を構成するものである。なお、図8では向かって左
側のAl層209と右側のAl層209とが分断して記
載されているが、実際には図5に示した様に一体であ
る。向かって左側のAl層209は最終的には活性層2
01と重なってTFTのゲート電極として機能する。ま
た、向かって右側のAl層209は後に外部端子と接続
するためのコンタクト部となる。 【0090】図10に図8(C)の状態のTFTの断面
図と平面図を示す。図10(A)は平面図である。図1
0(B)は図10(A)のX−X' で切ったTFTのチ
ャネル長方向の断面図である。図10(C)は図10
(A)のY−Y' 平面で切った断面図であり、チャネル
幅方向のTFTの断面図に対応する。また図10(A)
は図10(B)のY−Y' 平面図で切った平面図であ
る。なお、Al層209の平面形状は実際には、図5の
ゲート配線204と相似な形状であるが、矩形状に簡略
化した。図10、図11においても、Al層209に関
して同様である。 【0091】次に、レジストマスク233を残したま
ま、陽極酸化装置において、プローブPをタンタル膜2
31に接触させて、陽極酸化を行った。条件は、電解溶
液に3%シュウ酸水溶液(温度10℃)を用い、到達電
圧8V、電圧印可時間40分、供給電流20mA/1基板
とした。この陽極酸化条件では、Al層209の側面に
ポーラス状の陽極酸化物膜234(以下、ポーラスA.O.
膜234と記す)が形成される。A.O.膜234は多孔質
アルミナ膜である。(図8(D )) 【0092】レジストマスク233を除去した後、再び
図14に示した陽極酸化装置においてTa膜231に電
圧を印可し、陽極酸化を行った。条件は、電解溶液に電
解溶液に3%の酒石酸を含むエチレングリコール溶液を
用い、電解溶液温度10℃、到達電圧80V、電圧印可
時間30分、供給電流30mA/1基板とした。 【0093】ポーラスA.O.膜234を酒石酸が浸透し
て、Al層209表面が陽極酸化されて、バリア型の陽
極酸化物膜(バリアA.O.膜と記す)211が形成され
る。バリアA.O.膜211は無孔質アルミナ膜である。ま
た、Ta膜231においては、露出している部分および
ポーラスA.O.膜234が存在している部分も陽極酸化さ
れて、タンタルオキサイド膜(以下TaOx 膜と記す)
210に変成される。残存したタンタル層(Ta層)2
08が第1の配線層として画定する。なお、TaOx 膜
210はTa膜231よりも厚くなるが、簡単化のた
め、図8中では同じ厚さに図示した。(図8(E)) 【0094】図11に図8(E)の状態のTFTの断面
図と平面図を示す。図11(B)は図11(A)のX−
X' で切ったTFTのチャネル長方向の断面図である。
図11(C)は図11(A)のY−Y' 平面で切った断
面図であり、チャネル幅方向のTFTの断面図に対応す
る。また図11(A)は図11(B)のY−Y' 平面図
で切った平面図である。図11に示すように、バリアA.
O.膜211側面から突出しているポーラスA.O.膜234
の膜厚tp及びバリアA.O.膜211の膜厚tbはAl層
209周囲で全て均一になる。 【0095】A.O.膜211、234をマスクとして、T
aOx 膜210と絶縁膜207をエッチングする。エッ
チングはCHF3 ガスを用いたドライエッチング法によ
り行う。(図8(F)) 【0096】アルミ混酸によって。ポーラスA.O.膜23
4をエッチングによって除去する。この工程によって、
Ta層208とAl層209が積層したゲート配線が2
04が完成する。(図9(A)) 【0097】また、ゲート配線204の側面全てはTa
Ox 膜210、バリアA.O.膜209で被覆された構造と
なっている。TaOx 膜210はバリアA.O.膜209側
面よりも外側に延びている。 【0098】図12に図9(A)の状態のTFTの断面
図と平面図を示す。図12(A)は平面図である。図1
2(B)は図12(A)のX−X' で切ったTFTのチ
ャネル長方向の断面図である。図12(C)は図12
(A)のY−Y' 平面で切った断面図であり、チャネル
幅方向のTFTの断面図に対応する。また図12(A)
は図12(B)のY−Y' 平面図で切った平面図であ
る。図12に示すように、バリアA.O.膜211側面から
延びているTaOx 膜210の長さは膜厚tpに対応
し、Al層209周囲全てで均一になる。 【0099】また、上述したようにTaOx 膜210の
膜厚は図7参照すると、少なくとも活性層201もしく
は島状のゲート絶縁膜上において、領域261で示すA.
O.膜236下部では、Ta膜231に向ってその膜厚t2
1 はに薄くなる。そして、TaOx 膜210のA.O.膜2
11外側に延びた部分は、ポーラスA.O.膜234の下部
に存在した領域である。よって、A.O.膜211の外側で
は、TaOx 膜厚は外側に向って徐々に大きくなり、2
62で示す部分でその膜厚t22が最大になる。更に部分
262から外側に向って膜厚が徐々に薄くなって、領域
263において膜厚t23 がほぼ一定になる。 【0100】また、本実施例ではTa層208とTaO
x 膜210との界面が、Al層208とバリアA.O.膜2
11の界面よりも外側にあることで、上述したように、
Al層208からAlが拡散することを防止する作用が
非常に高い。 【0101】またTaOx 膜210とはバリアA.O.膜2
11は同じ陽極酸化工程で形成されるため、TaOx 膜
210はバリアA.O.膜211を押上げるように形成され
ている。そのため、バリアA.O.膜211とAl層208
の界面端部はTaOx 膜210でよって塞がれた状態と
なり、またバリアA.O.膜211をAl層209に押しつ
ける状態ともなっていると考えられる。よって、Al層
209からAlが拡散するのを防ぐ効果が非常に高い。 【0102】次に、一導電性を付与する不純物イオンを
活性層201に添加する。Nチャネル型TFTを作製す
るにはリン又は砒素を添加し、Pチャネル型TFTを作
製するにはボロン又はガリウムを添加する。これら不純
物イオンの添加はイオンインプランテーション法、プラ
ズマドーピング法、レーザードーピング法のいずれかの
手段を用いれば良い。また、CMOS回路を構成する様
な場合にはレジストマスクを利用して不純物イオンを打
ち分ければ良い。 【0103】この工程は加速電圧を2度に分けて行う。
1度目は加速電圧を80keV程度と高めに設定し、2
度目は加速電圧を30keV程度と低めに設定する。こ
うすることで、1度目はTaOx 膜308と絶縁膜20
7の下にも不純物イオンが添加され、2度目はTaOx
膜210と絶縁膜207とがマスクとなって、その下に
は不純物イオンが添加されない。 【0104】この様な不純物イオンの添加工程により、
TFTのチャネル形成領域、ソース領域222、ドレイ
ン領域223、低濃度不純物領域(LDD領域)22
4、225が自己整合的に形成される。領域221は不
純物が添加されなかった領域であって、チャネル形成領
域およびオフセット領域形成される。なお、各不純物領
域に添加される不純物イオンの濃度は実施者が適宜設定
すれば良い。(図7、図9(B)) 【0105】図7を参照すると、活性層201において
ドレイン領域223(ソース領域222)は、絶縁膜2
07及びTaOx 膜210双方が存在していない領域に
形成される。低濃度不純物領域225(224)は、A.
O.膜211の外側にあって、絶縁膜207及びTaOx
膜210がその上部に存在する領域に形成される。チャ
ネル形成領域221はバリアA.O.膜211がその上部に
存在する領域に形成される。 【0106】チャネル形成領域221において、ゲート
電極によって直接に電界が印加される実効的なチャネル
形成領域はTa層208が存在する領域221aであ
る。ゲート絶縁膜207を介してA.O.膜211及びTa
Ox 膜210が存在する領域221bはゲート電極から
印加される電界が小さい。そのため、領域221bの長
さが広ければ実質的にオフセット領域として機能し、実
質的なチャネル形成領域は領域221aのみとなる。 【0107】領域221bの長さはTaOx 膜210が
バリアA.O.膜211の下部に侵入している長さに対応す
るため、その長さの制御は、図8(E)に示す陽極酸化
工程で決定される。即ち、バリアA.O.膜211の膜厚で
決定される。 【0108】ただし、領域221bの長さが小さいと、
領域221bにも不純物が回り込み、低濃度不純物とし
て機能することとなる。およそバリアA.O.膜が200n
m以上あればドーピング時のマスクとして機能するた
め、領域221bをオフセット領域として機能させるこ
とができる。 【0109】なお、領域221bをオフセット領域とし
て機能させる場合には、オン電流の低減が問題となる。
そのため、ゲート電極の駆動電圧10〜50V程度のT
FTには、領域221bをオフセット領域として、主に
オフ電流値を下げることを優先すればよい。他方、駆動
電圧1.5〜5V程度の低電圧の場合には、領域bの長
さを短くして、低濃度不純物領域(LDD)として機能
させ、オン電流値を上げることを優先にするとよい。 【0110】なお、低濃度不純物領域(LDD領域)2
24、225は、絶縁膜207とTaOx 膜210を通
過させて不純物を添加して形成されるため、TaOx 膜
210があまり厚いとスループットを低下させてしま
う。また、低濃度不純物領域(LDD領域)224、2
25の不純物濃度が小さくなって所望の抵抗値を得るこ
とができない場合も生ずる。 【0111】絶縁膜207が50〜100nm 程度の厚さであ
るため、TaOx 膜210は厚くとも100nm が限度であ
る。Ta膜231は酸化されると約2 〜4倍の厚さにな
ることから、初期のTa膜231の膜厚は50nm以下とす
ることが好ましい。 【0112】不純物イオンの添加工程が終了したら、フ
ァーネスアニール、ランプアニール、レーザーアニール
又はそれらを併用して熱処理を行い、添加された不純物
イオンの活性化を行う。なお、アルミナ膜211の側面
から突出しているタンタルオキサイド210膜にタンタ
ル層が残存した場合には、低濃度不純物領域224、2
25にゲート配線によって電圧が印可されてしまうた
め、不都合である。そのため、添加工程終了後、400
〜600℃程度の温度で熱酸化して、残存したタンタル
層を酸化してしまうとよい。 【0113】次に、酸化シリコン膜でなる層間絶縁膜2
12を1μmの厚さに形成する。次いで、層間絶縁膜2
12をパターニングしてコンタクトホールを形成する。
これらコンタクトホール236〜238の形成は次の様
にして行う。 【0114】まず、橋本化成株式会社製のLAL500
と呼ばれるエッチャントを用いて層間絶縁膜212をエ
ッチングする。LAL500はフッ化アンモニウムとフ
ッ化水素酸と水とを混合したバッファードフッ酸に数%
の界面活性剤を添加したエッチャントである。勿論、他
のバッファードフッ酸でも良い。 【0115】ここで用いるバッファードフッ酸は酸化シ
リコン膜を比較的に速い速度でエッチングできることが
好ましい。層間絶縁膜212は1μmと厚いのでエッチ
ングレートの速い方がスループットの向上につながる。 【0116】こうして層間絶縁膜212をエッチングし
た時点では,TFT部ではソース領域222、ドレイン
領域223が露出して,コンタクトホール236、23
7が完成する。ゲートコンタクト部ではバリアA.O.膜2
11が露出している。次にフッ化アンモニウムとフッ化
水素酸と水とを2:3:150(体積%)で混合した薄
いバッファードフッ酸を用いてエッチングを進行させ
る。 【0117】このバッファードフッ酸ではシリコン膜、
即ちソース領域222及びドレイン領域223は殆どエ
ッチングされない。しかし、ゲートコンタクト部のバリ
アA.O.膜211はエッチングされ、その下のAl層20
9もエッチングされる。最終的には、Ta層208まで
エッチングが到達した時点でエッチングが止まり、コン
タクトホール238が形成される。(図9(C)) 【0118】こうして図9(E)の状態が得られたら、
導電膜でなるソース配線214、ドレイン配線215を
形成し、同一材料でゲート配線204と電気的に接続さ
れる取り出し配線213を形成する。(図9(D)) 【0119】本実施例では、ソース配線214、ドレイ
ン配線215及び取り出し配線213を構成する導電膜
として、チタン/アルミニウム合金/チタンからなる3
層構造の配線を利用する。こうすることで、反応性の高
いアルミニウム膜をチタンで保護しつつ、低抵抗な配線
を実現することができる。勿論、本実施例に適用しうる
導電膜はこれに限定されるものではない。 【0120】本実施例の構成では、コンタクトホール2
38を形成する際にTa層208がエッチングストッパ
ーとして機能するのでプロセスの制御性及びマージンが
大幅に改善される。 【0121】即ち、従来問題となっていたオーバーエッ
チングの如きコンタクト不良を防ぐことができる。ま
た、クロム混酸の様に工業上の取扱いが困難なエッチャ
ントを必要とせず、容易に管理できるバッファードフッ
酸を使えるので、経済的である。 【0122】図13は、図9(D)の活性層201をチ
ャネル幅方向(チャネル長と直交する方向)で切った図
に対応する。また、図13にはゲートコンタクト部の断
面部分を同時に図してある。 【0123】従来、多層配線において、層間絶縁膜21
2表面には、下部構造を反映した段差が生ずる。配線2
13はこのような段差部分に形成されることとなり、従
来、段差部での配線の分断が問題となっている。特にゲ
ート配線とゲート絶縁膜による段差で、配線の分断が多
く発生している。本実施例では、ゲート絶縁膜207表
面周囲にTaOx 膜210が形成されているため、ゲー
ト配線204とゲート絶縁膜207との高さの差が緩和
されるため、特にゲート配線とゲート絶縁膜による段差
240で、配線213が分断しにくくなる。 【0124】[実施例2]実施例1では、図9(C)に
示すように、コンタクトホール238を形成する際にタ
ンタル層(Ta層)208をエッチングストッパーとし
て用いた例を示したが、本実施例では、エッチングスト
ッパーとして窒化タンタル層(以下、Tay N層と表記
する)を用いた例を示す。なお、本明細書において、T
y Nとは窒素を含有するタンタルのことをいい、その
組成はTay N(y>1)とする。 【0125】実施例1のTa層は、図9(C)に示すエ
ッチングストッパーとしての機能だけでなく、図9
(D)に示すように、ゲート配線と取り出し配線との間
でコンタクト不良の発生を防ぐ機能も有している。それ
は、取り出し配線213とゲート配線の一部であるTa
層208との間で良好なオーミック接触がとれるためで
ある。ところで、このTa層をTay N層とすると、更
に良好なオーミック接触がとれることが確認されてい
る。 【0126】Tay N層の方が良好なオーミック接触が
とれる理由は、Tay N層はy>1ならばコンタクトを
とるために十分な抵抗を有しており、更にTa層に比較
してTay N層が自然酸化されにくいため、コンタクト
ホールを形成する際にTayN層の表面に自然酸化膜が
形成されないためと考えられる。 【0127】また、Tay N層の方が良好なオーミック
接触がとれる理由は、Tay NはTaよりも低抵抗で安
定な結晶構造を取り得るためとも考えられる。Taの結
晶構造は、低抵抗で安定な立方晶(α―Ta)と、高抵
抗で準安定な正方晶(β―Ta)の2つが知られてい
る。一般に、室温において膜厚1μm以下ではβ―Ta
が優先的に成長し、低抵抗で安定なα―Taは成長しな
い。α―Taを成長させるために種種の検討がなされて
おり、Ta膜成膜時に窒素を添加することもその1つで
ある。このようにして得たTay Nは立方晶で安定する
ためα―Taとの結晶構造の類似性が高いことが知られ
ている。 【0128】本実施例のTFTの作製工程は、図8
(B)において、Ta膜231をTayN膜としたこと
以外は図8、図9に示す実施例1の作製工程と同じであ
る。以下、Tay N膜の成膜条件の一例を示すが、本願
発明はこの成膜条件に限定されるものではない。Tay
N膜の成膜は、Taをターゲットとし、背圧4.0×1
-4Pa、スパッタ圧4.0×10-1Pa、スパッタ電
流4A、プレスパッタ時間5 分間、アルゴンガス流量5
0sccm、窒素ガス流量2sccmとして行い、20
nmの膜厚のTay N膜を成膜した。本実施例と同じ成
膜条件で得た膜厚200nmのTay N膜の抵抗率は3
0〜50μΩcmであり、抵抗率から算出したシート抵
抗値は20nmのとき、15〜25Ω/□であった。こ
の抵抗率の値は窒素ガスの流量を変化させること等によ
ってコントロールできるので、実施者が適宜設定すれば
よい。また、Tay N膜の膜厚は1〜50nm(好ましく
は5〜30nm、さらに好ましくは5〜20nm )の範囲か
ら選択することが好ましく、本実施例に限定されるもの
ではない。 【0129】また、Tay Nの酸化物膜はTaの酸化物
膜と同じ工程で同じように形成されるため、本実施例の
TFTは、実施例1のTaの酸化物膜と同様の特徴を有
するTay Nの酸化物膜を有する。従って、Tay N膜
を用いると、実施例1のTa膜を用いた場合と同様の、
例えば、Alが拡散するのを防ぐ効果が非常に高く、陽
極酸化用の電圧供給線が不要なTFTを得ることができ
る。 【0130】本実施例の半導体装置を図7等を用いて説
明する。ただし、本実施例は図7に限定されるものでは
ない。 【0131】本実施例の半導体装置は、図7に示すよう
に、Tay N層208上に、Al層209を積層した積
層構造を有する配線を備えた半導体装置であって、前記
配線は、前記Tay N層208の側面に接して形成され
た前記Tay Nの酸化物膜210と、前記Al層209
の側面に接して形成された前記Al層の酸化物膜211
と、を有することを特徴とする。 【0132】本実施例において、前記Tay N層の側面
とは、領域261におけるTay N層208とTay
の酸化物膜210との境界面のことであり、Al層の側
面とは、領域261におけるAl層209とAlの酸化
物膜210との境界面のことである。 【0133】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay N層208上に、Al層209を積層
した積層構造を有する配線を備えた半導体装置であっ
て、前記配線は、Tay N層を酸化して形成されたTa
y Nの酸化物膜210と、Al層を酸化して形成された
Alの酸化物膜211と、を有し、前記第Al層209
の下部は、前記Tay N層208のみに接し、前記Al
の酸化物膜211の下部は、Tay N層208及びTa
y Nの酸化物膜210とに接し、ていることを特徴とす
る。 【0134】本実施例において、Alの酸化物膜の下部
とは、領域261においてAlの酸化物膜211がTa
y N層208及びTay Nの酸化物膜210と接してい
る部分である。 【0135】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay N層208上に、Al層209を積層
した積層構造を有する配線を備えた半導体装置であっ
て、前記配線は、Tay N層を酸化して形成されたTa
y Nの酸化物膜210と、Al層を酸化して形成された
Alの酸化物膜211と、を有し、Al層209とAl
の酸化物膜211との界面は、Tay N層208とTa
yNの酸化物膜210との界面よりも内側にあることを
特徴とする。 【0136】本実施例において、Al層とAlの酸化物
膜との界面とは、領域261におけるAl層209とA
lの酸化物膜210との境界面のことであり、Tay
層とTay Nの酸化物膜との界面とは、領域261にお
けるTay N層208とTay Nの酸化物膜210との
境界面のことであある。 【0137】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜210において、Alの
酸化物膜211下部に存在する部分は外側に向って膜厚
が徐々に増加していることを特徴とする。 【0138】本実施例において、外側とは、Tay N層
208から、Tay Nの酸化物膜210に向かう方向を
基準としている。 【0139】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜210は、Alの酸化物
膜211側面よりも外側に延びていることを特徴とす
る。 【0140】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜210は、Alの酸化物
膜211側面よりも外側に延びており、Tay Nの酸化
物膜210の厚さは、Alの酸化物膜211の下部(例
えばt21)と、Alの酸化物膜211側面よりも外側
(例えばt22)とで異なることを特徴とする。 【0141】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜210は、Alの酸化物
膜211側面よりも外側に延びており、Tay Nの酸化
物膜210は、Alの酸化物膜211側面よりも外側
で、膜厚が最大になる部分262を有することを特徴と
する。 【0142】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜210は、前記膜厚が最
大になる部分262よりも外側に、膜厚がほぼ均一にな
る領域263を有することを特徴とする。 【0143】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜210は、Alの酸化物
膜211側面よりも外側に延びており、Tay N層20
8上に、Al層209を積層した積層構造を有する配線
は、少なくとも1つの絶縁ゲート型トランジスタの活性
層と重なっており、1つの活性層上において、Tay
の酸化物膜210は、Alの酸化物膜211側面よりも
外側で膜厚が最大になる部分262を有することを特徴
とする。 【0144】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜は、Alの酸化物膜側面
よりも外側に延びており、Tay N層208上に、Al
層209を積層した積層構造を有する配線は、少なくと
も1つの絶縁ゲート型トランジスタの活性層と重なって
おり、1つの活性層上において、Tay Nの酸化物膜2
10は、Alの酸化物膜211側面よりも外側に膜厚が
最大になる部分262を有し、前記膜厚が最大になる部
分よりも外側に膜厚がほぼ均一になる領域263を有す
ることを特徴とする。 【0145】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜の膜厚が最大になる部分
262の膜厚は、Al層208の膜厚の2〜4倍である
ことを特徴とする。 【0146】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay Nの酸化物膜の膜厚がほぼ均一になる
領域263の膜厚は、Al層208の膜厚の2〜4倍で
あることを特徴とする。 【0147】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay N層208上に、Al層209を積層
した積層構造を有する配線は、島状絶縁膜207上に形
成され、Tay Nの酸化物膜210側面は前記島状絶縁
膜207の側面にほぼ一致することを特徴とする。 【0148】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、Tay N層208上に、Al層209を積層
した積層構造を有するゲート配線を有する絶縁ゲート型
トランジスタを複数有する半導体装置であって、前記ゲ
ート配線は、Tay N層を酸化して形成されたTay
の酸化物膜210と、Al層を酸化して形成されたAl
の酸化物膜211と、を有し、Tay Nの酸化物膜21
0はAlの酸化物膜211側面よりも外側に延びてお
り、Al層209とAlの酸化物膜211との界面は、
Tay N層209とTayNの酸化物膜210との界面
よりも内側にあることを特徴とする。 【0149】また、本実施例の半導体装置は、図7に示
すように、トランジスタの1つの活性層において、ゲー
ト絶縁膜207を介して活性層の上部にTay Nの酸化
物膜210だけが存在する領域には低濃度不純物領域2
25が形成されていることを特徴とする。 【0150】また、本実施例の半導体装置は、図12
(C)に示すように、ゲート配線は、少なくともトラン
ジスタの活性層の1つと重なり、当該活性層に対して、
そのチャネル幅方向にTay Nの酸化物膜210はAl
の酸化物膜211よりも外側に延びていることを特徴と
する。 【0151】また、本実施例の半導体装置は、図6
(A)に示すように、Tay N層209上に、Al層2
10を積層した積層構造を有するゲート配線と、絶縁膜
を挟んでゲート配線よりも上層に形成された取り出し配
線213と、ゲート配線と取り出し配線213とを電気
的に接続するためのコンタクトホールと、からなるコン
タクト構造を構成に含む半導体装置であって、ゲート配
線は、Tay N層を酸化して形成されたTay Nの酸化
物膜210と、Al層を酸化して形成されたAlの酸化
物膜211と、を有し、前記コンタクトホールはAl層
209を貫通して形成され、取り出し配線213は、コ
ンタクトホールにおいてTay N層208と接している
ことを特徴とする。 【0152】また、本実施例の半導体装置は、Tay
の酸化物膜はTay N層を陽極酸化することにより形成
され、Alの酸化物膜はAl層を陽極酸化することによ
り形成され、たことを特徴とする。 【0153】また、本実施例の半導体装置は、Tay
層とAl層は、陽極酸化速度が異なることを特徴とす
る。 【0154】また、本実施例の半導体装置は、Tay
の酸化物膜210とAlの酸化物膜211は、同じ陽極
酸化工程で形成されたことを特徴とする。 【0155】また、本実施例の半導体装置は、Tay
層の膜厚は1〜50nmであることを特徴とする。 【0156】また、本実施例の半導体装置は、前記Al
層は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする
材料でなることを特徴とする。 【0157】また、本実施例の半導体装置は、前記窒化
タンタル層は、窒素を含有するタンタル層であることを
特徴とする。 【0158】また、本実施例の半導体装置は、前記窒化
タンタル層の組成は、Tay N(y>1)であることを
特徴とする。 【0159】また、本実施例の半導体装置は、表示装
置、イメージセンサ、演算集積回路、高周波モジュール
のいずれかであることを特徴とする。 【0160】また、本実施例の半導体装置は、前記表示
装置を備えた、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェ
クター、プロジェクションTV、ヘッドマウントディス
プレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュー
タ、携帯情報端末機器のいずれかであることを特徴とす
る。 【0161】本実施例では、エッチングストッパーとし
てTay N層単層を用いたが、Tay N層とTa層を積
層しても同様の効果が得られる。すなわち、Tay N/
Ta層、Ta層/Tay N層、もしくはTa層/Tay
N層/Ta層の積層構造とすることも可能である。 【0162】本実施例の構成とすることにより、ゲート
電極やゲート配線を構成する材料が拡散することを防止
することができる。また、陽極酸化用の電圧供給配線を
形成せずに、配線を陽極酸化することが可能になるた
め、電圧供給配線を形成するスペースや、電圧供給配線
を分断するためのエッチングマージンなおどを考慮せず
に回路設計が可能になる。よって、回路の高集積化や基
板面積の縮小化が促進される。 【0163】また、ゲート配線と取り出し配線の間で良
好なオーミック接触をとることができる。また、オーバ
ーエッチングの如きコンタクト不良を防ぐことができ
る。また、クロム混酸の様に工業上の取扱いが困難なエ
ッチャントを必要とせず、容易に管理できるバッファー
ドフッ酸を使えるので、経済的である。 【0164】[実施例3] 本発明の構成は、TFTに
限らずシリコン基板を利用して形成されたMOSFET
に対しても適用することが可能である。本発明をMOS
FETに適用した場合の例を図15に示す。 【0165】図15において、301はシリコン基板、
302はフィールド酸化膜、303はソース領域、30
4はドレイン領域、305は一対のLDD領域である。
なお、それ以外の構造については、実施例1で説明した
構造とほぼ同じであるので説明は省略する。また、MO
SFETをウェル構造の内部に作製する様な構造として
も良い。 【0166】この様に、本発明はTFTに対してもMO
SFETに対しても適用することができる。また、TF
TやMOSFETの様な半導体装置だけでなく、陽極酸
化膜で保護されたアルミニウム配線と異なる層に形成さ
れた導電膜とを電気的に接続する構造を必要とする場合
に対して本発明を適用することは有効である。 【0167】[実施例4] 実施例1ではNTFTを作
製する場合を例にとって説明したが、本願発明をPTF
Tに対して適用できることは言うまでもない。なお、簡
略にPチャネル型TFT(PTFT)の作製工程及び条
件の1例を以下に示す。 【0168】まず、リンイオンを注入したソース及びド
レイン領域にP型の導電性を付与する不純物イオン(ボ
ロン)を添加する。ドーピングガスとして、水素で5%
に希釈されたジボランを用いる。加速電圧は60〜90
kV、ドーズ量は1×1013 〜8×1015atoms /c
m3 とする。なお、ソース及びドレイン領域に注入され
たボロンの濃度の最大値からリンイオンの濃度の最大値
を引いた濃度が3×1019〜3×1021atoms /cm3
となるようにドーズ量を調節することが重要である。こ
の結果、ソース及びドレイン領域の導電型が反転してP
型の不純物領域が形成される。なお、LDD領域の導電
型も反転する工程としてもよい。 【0169】また、公知のCMOS技術を用いれば、N
チャネル型TFTとPチャネル型TFTとを相補的に組
み合わせたCMOS回路を構成することも容易である。 【0170】本実施例では同一基板上にCMOS回路で
構成された駆動回路とNチャネル型TFTで構成された
画素マトリクス回路とを形成したアクティブマトリクス
基板を作製した例を図16に示す。図16において、に
おいて、Nチャネル型TFT601、Pチャネル型TF
T602はCMOS回路603を構成している。前述の
様に公知のCMOS技術を用いれば実施例1とほぼ同様
の工程で容易に実現できる。 【0171】また、画素マトリクス回路を構成する画素
TFT(本実施例ではNTFT)604は実施例1また
は実施例4で説明した作製工程に多少の工程を足せば実
現できる。 【0172】まず、実施例1または実施例4の工程に従
って、Nチャネル型TFT601、Pチャネル型TFT
602、画素TFT604を完成する。次に、図16に
示す様に第1の平坦化膜610を形成する。本実施例で
は窒化珪素(50nm)/酸化珪素(25nm)/アクリル(1
μm)の積層構造を第1の平坦化膜610として利用す
る。 【0173】なお、アクリルやポリイミドといった有機
性樹脂膜はスピンコート法で形成する溶液塗布型絶縁膜
なので厚い膜を容易に形成できる上、非常に平坦な面を
得ることが可能である。そのため、1μm程度の膜厚を
高いスループットで形成することが可能であり、良好な
平坦面が得られる。 【0174】次に、第1の平坦化膜610上に遮光性導
電膜でなるブラックマスク611を形成する。また、ブ
ラックマスク611の形成に先立って、第1の平坦化膜
610をエッチングして、最下層の窒化珪素膜のみを残
した凹部を形成しておく。 【0175】この様にしておくことで、凹部を形成した
部分ではドレイン電極とブラックマスクとが窒化珪素膜
のみを介して近接し、そこで補助容量612を形成す
る。窒化珪素は比誘電率が高く、しかも膜厚が薄いので
大容量を確保しやすい。 【0176】ブラックマスク611を形成すると同時に
補助容量612を形成したら、第2の平坦化膜613を
1.5μm厚のアクリルで形成する。補助容量612を形
成した部分は大きな段差を生じるが、その様な段差も十
分に平坦化できる。 【0177】最後に、第1の平坦化膜610及び第2の
平坦化膜613にコンタクトホールを形成し、透明導電
膜(代表的にはITO)からなる画素電極614を形成
する。こうして図16に示すアクティブマトリクス基板
が完成する 【0178】なお、画素電極614として反射性の高い
導電膜、代表的に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れば、反射型AMLCD用のア
クティブマトリクス基板を作製することもできる。 【0179】また、図16では画素TFT604のゲー
ト電極をダブルゲート構造としているが、シングルゲー
ト構造でも良いし、トリプルゲート構造等のマルチゲー
ト構造としても構わない。 【0180】また、図16のアクティブマトリクス基板
の構造は本実施例の構造に限定されるものではない。本
発明の特徴はゲート配線の構成にあるので、それ以外の
構成については実施者が適宜決定すれば良い。例えば、
TFT601、603、604をボトムゲート型とする
のは同業者であれば容易である。 【0181】[実施例5] 本実施例では本発明のTF
Tを用いてAMLCDを構成した例について説明する。
ここで本実施例のAMLCDの外観を図17に示す。 【0182】図17(A)において、701はアクティ
ブマトリクス基板であり、画素マトリクス回路702、
ソース側駆動回路703、ゲイト側駆動回路704が形
成されている。駆動回路はN型TFTとP型TFTとを
相補的に組み合わせたCMOS回路で構成することが好
ましい。また、705は対向基板である。 【0183】図17(A)に示すAMLCDはアクティ
ブマトリクス基板701と対向基板705とが端面を揃
えて貼り合わされている。ただし、ある一部だけは対向
基板705を取り除き、露出したアクティブマトリクス
基板に対してFPC(フレキシブル・プリント・サーキ
ット)706を接続してある。このFPC706によっ
て外部信号を回路内部へと伝達する。 【0184】また、FPC706を取り付ける面を利用
してICチップ707、708が取り付けられている。
これらのICチップはビデオ信号の処理回路、タイミン
グパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路
など、様々な回路をシリコン基板上に形成して構成され
る。図17(A)では2個取り付けられているが、1個
でも良いし、さらに複数個であっても良い。 【0185】また、図17(B)の様な構成もとりう
る。図17(B)において図17(A)と同一の部分は
同じ符号を付してある。ここでは図17(A)でICチ
ップが行っていた信号処理を、同一基板上にTFTでも
って形成されたロジック回路709によって行う例を示
している。この場合、ロジック回路709も駆動回路7
03、704と同様にCMOS回路を基本として構成さ
れる。 【0186】また、本実施例のAMLCDはブラックマ
スクをアクティブマトリクス基板に設ける構成(BM o
n TFT)を採用するが、それに加えて対向側にブラッ
クマスクを設ける構成とすることも可能である。 【0187】また、カラーフィルターを用いてカラー表
示を行っても良いし、ECB(電界制御複屈折)モー
ド、GH(ゲストホスト)モードなどで液晶を駆動し、
カラーフィルターを用いない構成としても良い。 【0188】また、特開昭8-15686 号公報に記載された
技術の様に、マイクロレンズアレイを用いる構成にして
も良い。 【0189】[実施例6] 本発明の構成は、AMLC
D以外にも他の様々な電気光学装置や半導体回路に適用
することができる。 【0190】AMLCD以外の電気光学装置としてはE
L(エレクトロルミネッセンス)表示装置やイメージセ
ンサ等を挙げることができる。 【0191】また、半導体回路としては、ICチップで
構成されるマイクロプロセッサの様な演算処理回路、携
帯機器の入出力信号を扱う高周波モジュール(MMIC
など)が挙げられる。 【0192】この様に本発明は絶縁ゲイト型TFTで構
成される回路によって機能する全ての半導体装置に対し
て適用することが可能である。 【0193】[実施例7]実施例5や実施例6に示した
AMLCDは、様々な電子機器のディスプレイとして利
用される。なお、本実施例に挙げる電子機器とは、アク
ティブマトリクス型液晶表示装置を搭載した製品と定義
する。 【0194】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクション
TV、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーショ
ン、パーソナルコンピュータ(ノート型を含む)、携帯
情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話等)などが
挙げられる。それらの一例を図18に示す。 【0195】図18(A)は携帯電話であり、本体20
01、音声出力部2002、音声入力部2003、表示
装置2004、操作スイッチ2005、アンテナ200
6で構成される。本発明は音声出力部2002、音声入
力部2003、表示装置2004等に適用することがで
きる。 【0196】図18(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示装置2102、音声入力部2103、操
作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部21
06で構成される。本発明は表示装置2102、音声入
力部2103、受像部2106に適用することができ
る。 【0197】図18(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示装置2205で構成される。本発明は受像部220
3、表示装置2205等に適用できる。 【0198】図18(D)はヘッドマウントディスプレ
イであり、本体2301、表示装置2302、バンド部
2303で構成される。本発明は表示装置2302に適
用することができる。 【0199】図18(E)はリア型プロジェクターであ
り、本体2401、光源2402、表示装置2403、
偏光ビームスプリッタ2404、リフレクター240
5、2406、スクリーン2407で構成される。本発
明は表示装置2403に適用することができる。 【0200】図18(F)はフロント型プロジェクター
であり、本体2501、光源2502、表示装置250
3、光学系2504、スクリーン2505で構成され
る。本発明は表示装置2503に適用することができ
る。 【0201】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。また、他にも電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ
などにも活用することができる。 【0202】 【発明の効果】本発明では、また、陽極酸化用の電圧供
給配線を形成せずに、配線を陽極酸化することが可能に
なるため、電圧供給配線を形成するスペースや、電圧供
給配線を分断するためのエッチングマージンなおどを考
慮せずに回路設計が可能になる。よって、回路の高集積
化や基板面積の縮小化が促進される。 【0203】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an aluminum material
Gate type transistors with wiring formed by
And a method for manufacturing the same. The present invention
Semiconductor devices are thin film transistors and MOS transistors
Not only elements such as
Display or image having a semiconductor circuit composed of
It also includes electronic devices such as disensors. [0002] 2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices formed on an insulating substrate have been developed.
Thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT)
Active consisting of pixel matrix circuit and drive circuit
Matrix liquid crystal displays are receiving attention. liquid
Crystal display is a projector of about 0.5 to 2 inches
Or a notepad about 10 to 20 inches
For small and medium-sized display data.
It is used as a display. In recent years, there has been a demand for a large area liquid crystal display.
However, when the area is increased, the pixel
The area of the trics circuit also increases, and the matrix
The source wiring and gate wiring arranged in a matrix
Therefore, the wiring resistance increases. Demand for further miniaturization
In order to increase the wiring resistance,
It becomes apparent. In liquid crystal displays, source wiring and
A TFT is connected to the gate wiring for each pixel,
As the number of pixels increases, an increase in parasitic capacitance also poses a problem. Change
Gate signal delays become apparent as panel sizes increase
Will come. In order to solve this problem, a gate wiring and
Use aluminum-based material with low specific resistance
Have been. Gate made of aluminum-based material
By forming wiring and gate electrodes, gate delay time can be reduced.
It can be lowered and can operate at high speed. [0005] Conventionally, thin film transistors have been offset.
Structure or LDD (Light doped drain) structure
Attempts to reduce the off-current
I have. In Japanese Patent No. 2759415, the present applicant
Discloses a technique for obtaining a thin film transistor having an LDD structure.
I have. In the above-mentioned patent publication, the gate electrode material
Anodizing the gate electrode using luminium
To form an LDD structure in a semiconductor layer in a self-aligned manner.
The law is described. This method will be described with reference to FIG.
I do. On a glass substrate 10, a silicon oxide film or the like
The ground film 11 is formed. The polycrystalline silicon
An active layer 13 made of a silicon film is formed, and on the active layer 13
The gate insulating film 14 is formed. Next, the aluminum film
Formed and patterned using photoresist mask 16
Thus, a gate electrode 15 made of aluminum is formed.
(FIG. 22A) When the gate electrode 15 is used as an anode,
Anodize the pattern with porous aluminum
A na film 17 is formed. In this state, the mask 16
As a result, the surface of the gate electrode 15 is blocked,
The alumina film 17 is formed only on the side surface of the pole 15. (Figure
22 (B)) After removing the photoresist mask 16,
The gate electrode 19 is again anodized to form a non-porous alumina film.
18 are formed. (FIG. 22 (C)) Next, using the alumina films 17 and 18 as a mask,
Then, the gate insulating film 14 'is patterned. (FIG. 22
(D)) Then, the porous alumina film 17 was removed.
Later, by plasma doping method, n-type or p-type conductivity type
Is doped into the active layer 13. Do
Ping is carried out twice. The first time is a gate insulating film
14 'at low acceleration so that it functions as a mask.
Dose is increased. In the second time, the gate insulating film 14 'is not
The acceleration is set to be high so that the pure object passes. On the other hand, dose
Reduce the volume. As a result, the active layer 13 has a channel
Formation region 20, source region 21, drain region 22, low
Concentration impurity regions 23 and 24 are formed in a self-aligned manner.
The low concentration impurity region 24 on the side of the drain region 22
Area. However, in order to perform anodizing treatment,
Is the voltage supply line for anodic oxidation.
All wires must be connected. For example, the above patent publication
Technology applied to active matrix LCD panels
In such cases, an active matrix circuit or driver circuit
The gate electrode and wiring of the thin film transistor that constitutes
Must be connected to supply line. Board to connect
The voltage supply wiring is formed on the substrate. So extra
Space is required. Each gate electrode and wiring is connected by a voltage supply line.
The structure is short-circuited. After anodizing
Etches the voltage supply lines and any unnecessary connections to these supply lines.
And remove each gate wiring and electrode electrically.
To separate. Therefore, the etching process margin
With that in mind, the circuit layout must be designed. Fabrication of transistor using anodic oxidation
To form a voltage supply line,
Requires a high margin, which leads to higher circuit integration and board area.
This is an obstacle to miniaturization. In addition, aluminum wiring
Aluminum wiring is formed on TFT using aluminum material
Process temperature is 300-450 ° C after
Also, a malfunction of the TFT was confirmed. The key to this malfunction
There are various possible causes. In particular, top-gate TFTs
Many of the malfunctions are caused by hillocks and wires generated at the gate electrode.
Protrusions such as scars penetrate the gate insulating film and pass through the channel
Aluminum atoms reach gate formation area or gate insulation
And the gate electrode generated by diffusion into the film
This is due to a short circuit between the channels. [0014] As described above, the wiring
In terms of resistance, using aluminum material for wiring
Although it is desired, the use of aluminum material causes various problems.
Will occur. First, using anodizing technology
Self-aligned thin film transistor with LDD structure
Can be manufactured. However, the anodizing electrode
High integration of circuit because it is necessary to form pressure supply wiring
And the reduction of the substrate area are hindered. Also, diffusion of aluminum atoms and hillocks
Causes a short circuit between the gate wiring and the channel.
As a result, a malfunction of the TFT has occurred. The present invention has solved the above problems at once.
The present invention relates to a semiconductor device having a new wiring structure.
You. In the present invention, the voltage supply wiring for anodic oxidation is not formed.
A technology for anodizing the wiring is provided. [0017] SUMMARY OF THE INVENTION To solve the above-mentioned problems.
In order to achieve this, the semiconductor device of the present invention has a first conductive film.
A second wiring layer made of a second conductive film is stacked on the first wiring layer.
A semiconductor device provided with wiring having a stacked structure.
The wiring is formed by oxidizing the first wiring layer.
Oxidizing the first oxide film and the second wiring layer
And the second oxide film formed,
The lower part of the wiring layer is in contact with only the first wiring layer,
Of the first wiring layer and the first
It is characterized by being in contact with the oxide film. According to the present invention, the wiring has a multilayer structure,
The material forming the second wiring layer is expanded by the first wiring layer.
It is to prevent scattering. Further, the present invention provides
Without forming the voltage supply wiring for extreme oxidation, the first and second
The object is to anodize the wiring layer. That is, the first wiring layer
The first conductive film to be formed is used as a wiring for anodic oxidation.
Therefore, it is possible to anodize the second wiring layer.
Was. [Process leading to the present invention] Hereinafter, FIGS.
The process leading to the present invention will be described with reference to FIG. The present invention
Use the tantalum film as an electrode and
Multiple aluminum patterns patterned
It was confirmed whether or not could be anodized. Figure 19 shows the experimental procedure
It is sectional drawing of the aluminum pattern of every. FIG.
FIG. 20 is a partially enlarged view of the sectional structure of FIG. 19. FIG. 21 shows FIG.
5 is an SEM photograph of the cross-sectional structure of the SEM. << Experimental Procedure >> 1737 manufactured by Cornings Incorporated
Sputtering method on glass substrate (5 inch square) 40
A tantalum (Ta) film 41 having a thickness of 20 nm and a thickness of 400
An aluminum (Al) film 42 having a thickness of nm was laminated. And
Connect the probe of the anodic oxidation device to the aluminum film 42
To anodize the surface of the aluminum film
An anodic oxide film 49 was formed. Also
Rear anodic oxide film (hereinafter referred to as barrier AO film)
Alumina. (FIG. 19A) Anodizing conditions are as follows: 3% tartaric acid is added to the electrolytic solution.
Using an ethylene glycol solution containing
° C, ultimate voltage 10V, voltage application time 15 minutes, supply current 1
The substrate was 0 mA / 1 substrate. This anodic oxidation step
This is for improving the adhesion of the metal 50. This anodizer
In the process, the barrier AO film 49 is formed on the surface of the Al film 42.
For this reason, the mask anodic oxidation step will be referred to as Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho. Next, a resist mask 50 is formed.
The O. film 49 and the Al film are etched to form a gate made of an Al film.
Wiring pattern 43 (hereinafter, referred to as gate Al43).
) Were formed. Note that the gate Al43 is provided for each wiring.
In FIG. 19, the gate Al43 is 2
Only one is shown. The etchant of the barrier AO film 49 is phosphorus
Acid: nitric acid: acetic acid: water = 85: 5: 5: 5
550 g of chromic acid solution per 10 liters of
(300 grams of chromic acid, 250 grams of water)
Acid was used. Here, this etchant is mixed with chrome
It is called acid. The etchant of the Al film 42
85: 5: 5: 5 ratio by volume of acid, acetic acid, nitric acid and water
(Hereinafter referred to as aluminum mixed acid)
Is used. (FIG. 19B) Next, with the resist mask 50 left,
A voltage is applied to the Ta film 41 in the anodic oxidation apparatus,
Oxidation was performed. The conditions are 3% oxalic acid aqueous solution in the electrolytic solution.
, The applied voltage 8V, the voltage application time 40 minutes, the supply current
20 mA / substrate was used. Conventional anodic oxidation methods
Under extreme oxidation conditions, the side surface of the aluminum pattern 43 is usually
Porous anodic oxide (porous AO) film 44
Is done. Therefore, this anodic oxidation process is called side anodic oxidation.
It is called a process. (FIG. 19C) Next, after removing the resist mask 50,
A voltage is again applied to the Ta film 41 in the anodizing apparatus,
Anodization was performed. The condition is 3% for electrolyte solution
Electrolytic solution using ethylene glycol solution containing tartaric acid
Liquid temperature 10 ° C, ultimate voltage 80V, voltage application time 30 minutes,
The supply current was 30 mA / substrate. In the conventional method, this
Under extreme oxidation conditions, tartaric acid penetrates the porous AO membrane 44.
As a result, the surface of the gate Al 43 is anodized to form a barrier type.
An anodic oxide (barrier A.O.) film 46 is formed. this child
Therefore, this anodizing step is called a barrier anodizing step.
I will. The barrier AO film 46 is made of nonporous alumina.
You. (FIG. 19D) Next, the wet with the above-mentioned aluminum mixed acid
The porous AO film 44 was removed by etching.
(FIG. 19E) << Experimental Results and Discussion >> The Ta film 41 is made of anodic acid.
To check if it functions as voltage supply wiring for
The sheet resistance of the Ta film 41 was measured for each process. Also,
After each step of FIGS. 19C to 19D, a cross section is obtained by SEM.
The structure was observed. FIG. 21 shows the SEM photograph. Also
FIG. 20 schematically shows the SEM observation photograph of FIG.
1 (A) to (C) correspond to FIGS. 20 (A) to (C).
20 and 21, the same names and the same as those in FIG.
One reference numeral corresponds to the component in FIG. The sheet resistance of the Ta film 41 is in the initial state (mass resistance).
Before anodic oxidation) was 100.1 Ω / □ cm. Side yang
After the end of the extreme oxidation process, it is 205.1 Ω /
After the oxidation process, the sheet resistance should be within the measurement range of the measuring device.
That's all. The maximum measurable value of the device is 5000 kΩ / □
cm, the sheet resistance after the barrier anodizing step is
It can be considered that it is at least 5000 kΩ / □ cm or more. After the end of the side anodic oxidation step, the glass substrate 4
When observing 0 with the naked eye, the transparency of the Ta film 41
It was more than the state. From this and the sheet resistance,
It is assumed that the Ta film 41 was slightly oxidized by oxalic acid.
Measured. From the SEM photograph of FIG.
Since there is almost no change in thickness, the Ta film 41
It can be seen that it has not been oxidized. Further, the Ta film 41
By applying a voltage to the
Anodize Al43 to form porous A.O.
It can also be seen that a lumina) film is formed. Similarly, after the barrier anodic oxidation step is completed,
When the substrate 40 is observed with the naked eye, the exposed Ta
The film 41 was almost transparent. This is a mask anodic acid
Tartaric acid used in the oxidation process also anodizes tantalum
The Ta film 41 in this portion is anodized and
Taloxide film (hereinafter referred to as TaOx film) 45
It is presumed that it has been metamorphosed. According to the SEM observation photograph of FIG.
The Ta film 41 is formed below and outside the porous A.O. film 44.
Is about three times as thick as
Shows that the Ta film 41 is anodized and transformed into a TaOx film 45.
You can see that it is. From this, the sheet resistance value is not
It can be understood that it always grows. For simplicity,
19, the thicknesses of the Ta film 41 and the TaOx film 45 are the same.
The same. However, tantalum oxide is insulated
Since the TaOx film 45 functions as a wiring,
Although it is a problem, it is monitored in the barrier anodic oxidation process
Since no large fluctuation was found in the current value, the Ta film 41
Is converted to the TaOx film 45,
It is considered that pressure has been applied. This is TaOx film 4
5 has a very high sheet resistance but is stoichiometric
Less oxygen content than Ta2 O5 (tantalum pentoxide)
Therefore, it is presumed that it shows some conductivity (semi-insulating).
Measured. The deviation from the stoichiometric ratio is due to the TaOx film 4
Due to the fact that 5 was formed by anodic oxidation
Seems to be. Therefore, a barrier anodic oxidation step is performed to
A barrier AO film 46 is formed to cover the gate Al 43.
The cross-sectional structure was confirmed by SEM to determine whether or not it was possible. (Figure 2
0 (C), see FIG. 21 (C)) The etching process shown in FIG.
Although acid was used, aluminum mixed acid was porous alumina (porous
AO film 44) and aluminum are both etched.
On the other hand, non-porous alumina (barrier A.O.
Not touched. Therefore, in the barrier anodic oxidation process,
If the A.O. film 46 is not sufficiently formed, the gate Al
43 will also be removed. In the SEM observation photograph shown in FIG.
Gate Al43 remains even after etching with aluminum mixed acid
It is confirmed that it exists. Therefore, mask anodizing
The barrier AO film 46 that can withstand aluminum mixed acid is formed
Can be concluded. Under the conditions of this experimental result, barrier A.
The thickness of the O. film 46 is about 100 nm. Also, in this process
Indicates that the barrier AO films 46 and 49 are almost integrated.
ing. According to the above experiment, the entire surface of the glass substrate 40 was
Is selectively formed on the upper portion by the Ta film 41 formed on the substrate.
With the formed gate Al43 short-circuited, Ta
By applying a voltage to the film 141, the gate Al4
3 was found to be anodizable. In particular, use tartaric acid
Using Ta film 41 for voltage supply wiring for anodic oxidation
Also, the gate Al43 formed on the upper part is anodized.
I knew it would work. Also, compare the photographs of FIGS. 21 (B) and 21 (C).
As a result, the A.O. films 44 and 46
In the region and the region without these A.O. films 44 and 46, Ta
It can be seen that the thickness distribution of the Ox film 45 is different. In the barrier anodic oxidation step, the Ta film 41
The exposed part is anodized because tartaric acid touches directly.
It is. Since the porous AO film 44 is porous, tartaric acid
Penetrate. Therefore, even under the porous AO film 44, the Ta film 4
The anodic oxidation of 1 progresses, and at the same time, the side surface of the porous AO film 44
As a result, the anodic oxidation of the gate Al43 also proceeds. However, the difference in the anodic oxidation rate due to tartaric acid
As a result, as shown in FIG.
The interface with the O. film 46 is between the Ta film 41 and the TaOx film 45.
On the side. Therefore, the lower portion of the barrier AO film 46 is a Ta film.
41 and the TaOx film 45, and the gate Al4
The lower part of 3 is in contact only with the Ta film 41. The TaOx film 45 and the barrier AO film 46 are the same.
Since the TaOx film 45 and the burr are formed in the anodic oxidation process,
A The interface with the A.O. film 46 and its vicinity are made of an alloy of Ta and Al.
It is considered to be an oxide of TaOx film 4
5 is formed so as to push up the barrier AO film 46.
Therefore, the adhesion to the barrier AO film 46 is excellent. Also, Bali
A interface end between the A.O. film 46 and the Ta film 41 is a TaOx film 45.
It is in a state of being closed. Gate Al43
The effect of preventing Al diffusion is very high. The thickness of the TaOx film 45 is as follows.
The lower part of the A.O. film 46 shown by the region 61 faces the Ta film 41.
The thickness t1 is gradually reduced. From area 61 to A.
O. Although the film thickness gradually increases toward the outside of the film 46,
In the lower part of the glass A.O.
Is maximized. Then, from the portion 62 to the outside,
Gradually become thinner, and the film thickness t3 in the region 63 becomes almost uniform.
Will be fixed. The barrier AO film 46 of the TaOx film 45
The portion extending from the side to the outside has the porous A.O.
Was formed by anodic oxidation
You. Therefore, the surface layer of the TaOx film 145 in this portion is
Reacts with the glass A.O. film 44 to oxidize the alloy of Ta and Al.
It is considered to be a compound. The thickness of the TaOx film 45 will be summarized.
And below the barrier AO film 46 and below the porous AO film 44
Have different film thickness values. Ta is formed below the barrier AO film 46.
The thickness gradually increases outward from the interface with the film 41.
It's getting worse. In addition, the maximum is below the porous A.O.
A portion 61 having a film thickness t2 and a region 63 having a constant film thickness t3
Exists. A.O. films 44 and 46 are formed on the
There is no region only in the region 63 having a constant film thickness t3.
When Ta is oxidized, its thickness becomes about 2 to 4 times.
Therefore, the thicknesses t2 and t3 are two to four times the thickness of the Ta film 41. The configuration of the present invention can be obtained from the above experimental results.
It is based on the knowledge obtained. The present invention provides a method for forming a first conductive film
Forming a second wiring layer electrically separated for each wiring
Then, the plurality of second wiring layers are formed by the first conductive film.
A voltage is applied to the first conductive film in a state where
Thus, the second wiring layer is anodized. In the above structure, the upper second wiring layer is
Mainly used as a path for electric charge, the film thickness is 200 to 50
It is about 0 nm. A conductive film forming the second wiring layer;
Is aluminum or a material containing aluminum as the main component.
It is preferable to form the wiring, so that the resistance of the wiring can be reduced. Further, a valve metal is used as the first conductive film.
Can be Valve metal is produced as an anode
Barrier-type anodic oxide film allows cathode current to flow
Refers to metals that do not conduct current, ie, exhibit valve action.
(Electrochemical Handbook, 4th edition; edited by The Electrochemical Society, p370, Maru
Zen, 1985). A valve metal film which is
High melting point materials include tantalum (Ta), niobium (Nb),
Hafnium (Hf), zirconium (Zr), titanium
(Ti), chromium (Cr) and the like. Also the first
Alloys containing these valve metal elements as conductive films,
For example, using molybdenum tantalum (MoTa)
it can. Particularly, tantalum contains aluminum as a main component.
Anodic oxidation with the same electrolytic solution as the thin film
It is suitable for the present invention. Also, molybdenum tantalum
Containing tantalum alloys such as metal (MoTa) and nitrogen
Tantalum nitride tantalum (TayN (y> 1))
It is also possible to use. In addition, these conductive materials
A material with a higher melting point than Luminium
A blocking action for preventing diffusion of elements is exerted. It is preferable that the thickness of the first conductive film is smaller.
Blocks the diffusion of the constituent atoms of the second wiring layer
It is necessary to have a film thickness for functioning as a rolling layer. First
The thickness of the conductive film is 1 nm or more, preferably 5 nm or more.
You. The upper limit of the thickness of the first conductive film is as follows.
It is considered to be 50 nm, preferably about 30 nm. This is the first
The oxide is formed by oxidizing the first conductive film, and has a thickness of
It is about 2 to 4 times that of the first conductive film. Therefore, the first guide
Sloops for forming an electro-deposited film and etching the first oxide
Considering the cost, the upper limit of the first conductive film is 50 nm,
Preferably, it is 30 nm. Note that aluminum is used for the second conductive film.
A tantalum film is used as a first conductive film therebelow.
When using a tantalum film, the thickness of the tantalum film is reduced to 20 nm and 50 nm.
If the wiring is heat-treated at 550 ° C
It was confirmed that aluminum had not diffused into the lower layer of the film.
ing. As described above, the thickness of the first conductive film is 1 to 50 nm.
(Preferably 5 to 30 nm, more preferably 5 to 20 nm
 It is considered preferable to select from the range of (1). [0052] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
An embodiment will be described. [Embodiment 1] FIG. 1 shows a wiring of this embodiment.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process of. On the surface of insulator 100
Next, a first conductive film 101 made of a valve metal is formed.
Next, in contact with the first conductive film 101, aluminum is
A second conductive film 102 which is a main component is formed. (Figure 1
(A)) As the insulator 100, a glass substrate or quartz
Insulating substrates such as substrates, oxidation formed on these substrates
Underlayer such as silicon film, or gate insulation of semiconductor device
And a film and an interlayer insulating film. Also, the second conductive film
As 102, not only pure aluminum but also Si, S
c or the like with several weight% added, or
Luminium alloy may be used. Next, the second conductive film 102 is patterned.
To select the second wiring layer 103 on the first conductive film 101
It is formed. The second wiring layer 103 includes a plurality of wirings (in FIG.
Only two are shown) and all the second
The wiring layer 103 is electrically shielded by the first conductive film 101.
Have been shot. (FIG. 1 (B)) Next, Ethylene glyco containing 3% tartaric acid
Applying a voltage to the first conductive film 101 in a cooling solution
Thereby anodizing the second wiring layer 103,
On the surface, the anodic oxide film of the wiring layer 103 (barrier type alumina)
(Film) 105 is formed. Tartrate with tartaric acid like tantalum film
When the first conductive film 101 is formed of a material that is extremely oxidized
The exposed portion of the conductive film 101 is an anodic oxide 1
Transformed to 04. The anodic oxide film 104 is larger than the conductive film.
Although it is thicker, it is illustrated with the same film thickness for simplicity.
(Fig. 1 (C)) Next, using the anodic oxide film 105 as a mask,
Etching the anodic oxide 104 to form a first wiring layer
106 is formed, and the wiring 110 is completed. (Figure 1
(D)) Note that the first wiring layer 106 is anodized.
Of the first conductive film 101 remaining without being removed.
First, in the anodic oxidation step of FIG.
Can be regarded as being defined. As shown in FIG. 21, the second conductive film 10
No. 2 had a higher anodic oxidation rate than the first conductive film 101.
The interface between the second wiring layer 103 and the anodic oxide film 105
From the interface between the first wiring layer 106 and the anodic oxide 104
Is also inside. Therefore, the lower part of the anodic oxide 103 is the first
In contact with both the wiring layer 106 and the anodic oxide 104,
The lower part of the second wiring layer should be in contact only with the first wiring layer
Becomes In addition, the thickness of the oxide 104 gradually increases outward.
It is thicker. In the present embodiment, the first conductive film
Since the entire wiring layer 102 was short-circuited, it was used for anodic oxidation.
No voltage supply line is required. Therefore, after the anodizing step,
The second wiring layer 103 is separated from the voltage supply line by etching.
A step of dividing the wire for each wiring is not required. Therefore, wiring
As shown in FIG. 2C, the side surface of the end 111 of
Since the anodic oxide films 105 and 104 exist in the
The heat resistance of 110 is not impaired. The end indicated by 111
Other than the above, the side surface of the wiring 110 is the same as the end portion 111
It is. On the other hand, as shown in FIG.
Aluminum coated with lumina (anodic oxide) layer 55
Wiring 50 must be connected to voltage supply wiring 51 for anodic oxidation.
It is necessary. Therefore, after the anodizing step, the wiring 50 is
It was necessary to cut off from 51. Side structure of the divided part 53
The structure is such that the aluminum layer 54 is exposed as shown in FIG.
Is done. In this regard, the present invention is distinguished from the conventional anodizing process.
it can. When the aluminum layer 54 is exposed,
The heat resistance of the wire 50 will be reduced. [Embodiment 2] FIG. 3 shows a wiring according to the present embodiment.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process of. In the present embodiment, the first
So that the oxide of the metal extends outside the side surface of the second oxide
On the insulating film divided into islands for each wiring
It is formed. Other configurations are the same as in the first embodiment.
You. First, on a glass substrate 140, silicon oxide or
An insulating film 148 such as silicon nitride is formed. On insulating film 148
Next, a Ta film 141 is formed as a first conductive film. next,
A second conductive film is formed on and in contact with the first conductive film 141.
A film 142 is formed. Ethylene grease containing 3% tartaric acid
A voltage is applied to the first conductive film 141 in the coal solution.
Anodic oxidation of the Al film 142,
A barrier type anodic oxide (barrier A.O.) film 149 is formed.
You. (FIG. 3 (A)) The anode conditions are as follows.
Electrolyte solution using ethylene glycol solution containing tartaric acid
Temperature 30 ° C, ultimate voltage 10V, voltage application time 15 minutes,
The supply current was 10 mA / substrate. This anodization process is
This is for improving the adhesion of the strike mask 150. Next, a resist mask 150 is formed,
The A.O. film 149 and the Al film 142 are etched and
And a plurality of second wiring layers 143 made of an Al film separated into
Formed. In FIG. 3, only two wiring layers 143 are shown.
did. (FIG. 3 (B)) Next, leave the resist mask 150
A voltage is applied to the Ta film 141 in the anodizing apparatus.
Then, anodization was performed. The conditions are as follows:
Acid aqueous solution, ultimate voltage 8V, voltage application time 40 minutes, power supply
The current was 20 mA / 1 substrate. In the conventional anodic oxidation method,
Under the anodic oxidation conditions, the side of the aluminum pattern 43 is usually
A porous anodic oxide (porous AO) film 144 on the surface
Is formed. (FIG. 3 (C)) Next, the resist mask 150 was removed.
Thereafter, a voltage is applied to the Ta film 141 again in the anodizing apparatus.
Anodic oxidation was performed. Porous AO membrane 144 tartar
Acid penetrates and the surface of the second wiring layer 143 is anodized.
Thus, the barrier type anodic oxide (barrier A.O.) film 146 is formed.
The Ta film 141 is also selectively anodized,
A tantalum oxide (TaOx) film 145 is formed.
You. The barrier A.O. is non-porous alumina, and the barrier A.O.
The membranes 149 and 146 are integrated. It is also anodized
The remaining Ta film 141 serves as the first wiring layer 147
Define. (FIG. 3 (D)) Next, the AO films 144 and 146 are used as masks.
Etching to form an insulating film 148 and a TaOx film 145.
Was self-aligned and patterned into islands. Finally, Po
The lath AO film 144 is removed by etching to complete the wiring
I do. Therefore, the wiring was separated into islands for each wiring.
It is formed on the insulating film 148. (FIG. 3 (E)) FIG. 4 is a sectional view of the wiring of this embodiment.
3 and 4 indicate the same components. In addition,
For simplicity, FIG. 3 shows a Ta film 141 and a TaOx film 145.
Were the same thickness. In this embodiment, the TaOx film 145 is
A) The A.O. film 146 extends outside the side surface. Figure 21
As described above, also in the present embodiment, the TaOx film 14 is used.
5 is the lower part of the barrier AO film 146 and the outer part thereof.
Have different film thickness values. Below the barrier A.O.
Film thickness t from the interface with the first wiring layer 146 to the outside.
11 grows gradually. The TaOx film 145 is a barrier AO film 1
Since 46 is formed in the same anodic oxidation step, the TaOx film is formed.
The interface between the barrier 145 and the barrier AO film 146 and its vicinity is Ta.
It is considered to be an oxide of an Al alloy,
The Ox film 45 is formed so as to push up the barrier AO film 146.
The interface end between the barrier AO film 46 and the Ta film 41 is made of Ta.
It is in a state of being closed by the Ox film 45, and the barrier A.
O. When the film is pressed against the Ta film 141
Conceivable. Therefore, Al expands from second wiring layer 143.
Very effective in preventing scattering. The barrier AO film 146 and the second wiring layer
Interface between the first wiring layer 146 and the TaOx film 145.
By being inside the interface, aluminum from the wiring
High diffusion prevention effect. This means that the barrier AO film 14
The interface between the first wiring layer 146 and the second wiring layer
Outside the interface of the aOx film 145 or when they match
Assuming that In this case, the second wiring
Below the layer, the first wiring layer 146 and the TaOx film 145
Fear that aluminum will diffuse from the interface
It is. In the structure of this embodiment, the second wiring layer 14
3 is in contact with only the first wiring layer.
The effect of preventing diffusion of nitrogen increases. Further, the barrier AO film 146 extends from the side to the outside.
The extended portion exists below the porous AO membrane 144.
Area. As described with reference to FIGS.
The Ox film 145 is the largest film under the porous AO film 44.
A portion 61 having a thickness t2, and a constant outside the portion 161.
There is a region 63 having a thickness t3. Therefore, this embodiment
In the wiring of FIG. 1, the TaOx film 145 is also a barrier AO film.
In the part extending from the side to the outside, the maximum film thickness t12 is taken
A portion 162 and a constant thickness t13 outside the portion 162
Region 163 exists. When Ta is oxidized,
Since the film thickness is about 2 to 4 times, the film thicknesses t12 and t13 are
2 to 4 times the thickness of the Ta film 141 (the first wiring layer 146).
You. The TaOx film 145 barrier AO film 14
The portion extending outward from the six sides is the porous AO membrane 144.
Was formed by anodizing in the presence of
is there. Therefore, the surface layer of the TaOx film 145 in this portion is
Reacts with the porous AO film 144 to form an alloy of Ta and Al.
It is considered to be an oxidized compound. The porous AO film 144 is etched.
By using as a mask, the TaOx film 145 and the insulating film
Since 148 is patterned in a self-aligning manner, TaO
The side surface of the x film 145 substantially coincides with the side surface of the insulating film 148,
Be coplanar. Also in this embodiment, after the anodic oxidation step,
Since there is no need to divide the wiring, the wiring layers 143 and s14
6 is not exposed, so the heat resistance of the wiring
No damage. [0078] EXAMPLE Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS.
Examples will be described in detail. [Embodiment 1] In this embodiment, the present invention is applied to a TFT.
This is an example applied to. FIG. 5 is used for an embodiment of the present invention.
Will be described. 5 to 14 are schematic top views of the TFT.
Show. In FIG. 5, reference numeral 201 denotes an active layer of a TFT;
Reference numerals 202 and 203 denote an active layer 201 and a source electrode or a drain.
Contact with source electrode (source / drain contact
) And 204 are gate wirings. Note that the gate wiring 2
The portion of the electrode 04 overlapping with the active layer 201 is particularly called a gate electrode.
I will do it. Reference numeral 205 denotes the gate wiring 204.
Contact part with outgoing wiring (not shown) (gate contour
Part). FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
(A) shows. In FIG. 6A, reference numeral 206 denotes an insulating surface
207 is an insulating substrate made of silicon oxide.
Film, and a tantalum layer (T
a layer) 208 and an aluminum layer as a second wiring layer
(Al layer) Gate wiring 204 having a laminated structure with 209
Is provided. Further, the TFT portion shown in FIG. 5 is cut by BB '.
FIG. 6 (B) shows a cross-sectional view taken along the line. In addition, FIG.
2 shows a partially enlarged view of a region C. In FIG. 6, 2
Reference numerals 14 and 215 denote a source wiring made of a conductive film and a source wiring, respectively.
The lead wiring 2 shown in FIG. 6A is a rain wiring.
13 and the same material. The tantalum layer 208 is an aluminum layer 209
Is passed through the gate insulating film 207 to form the active layer 201.
As a blocking layer to prevent outflow (diffusion)
Also works. Such diffusion of aluminum can be achieved by heat treatment or static
The heat generated by electricity causes the aluminum alloy to become fluid
It may be caused by having
By providing a valve metal film under the aluminum film,
It is possible to prevent such diffusion. Referring to FIGS. 8 and 9, the TFT of this embodiment is
The manufacturing process will be described. First, the substrate 20 having an insulating surface
As 0, a glass substrate provided with an insulating film on the surface is prepared.
In addition, a silicon substrate with a thermal oxide film, a quartz substrate,
Using a ceramic substrate with a silicon film
Can be. Next, on the substrate 200, each TFT is activated.
An island-shaped semiconductor layer to be the layer 201 is formed. In FIG.
Only one active layer 201 is shown. The active layer 201 is
It is covered with an insulating film 207 made of copper. (FIG. 8A) In this embodiment, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130652
Active in polysilicon film formed by the described technology
A layer 201 is formed. In addition, a method of forming a polysilicon film
Means any known method such as a method using laser annealing.
Steps can be used. Also, Six Ge1-x (0 <
Even if a silicon germanium film represented by X <1) is used
good. Next, tantalum having a thickness of 20 nm is formed on the substrate 200.
Film (Ta film) 231 and 2 wt% scandium of 40 nm thickness
And an aluminum film (Al film) 232 containing
The film was formed by lamination in a putter device. And the Al film
232 is brought into contact with the probe P of the anodic oxidation device,
A thin barrier type alumina film (not shown) is formed on the surface of the Al film 232.
Was formed. This anodic oxidation step is performed in the resist mask 2
This is for improving the adhesiveness of the 33. Conditions are electrolytic solution
Ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid in electrolytic solution
Solution, electrolyte temperature 30 ° C, ultimate voltage 10V, voltage
The application time was 15 minutes, and the supply current was 10 mA / 1 substrate. Soshi
Then, a resist mask 233 is formed. (FIG. 8 (B)) FIG. 14 is a schematic diagram of an anodizing apparatus.
The anodizing device was equipped with a power supply 251 and an electrolytic solution 253.
And a cathode (platinum) 254 and a positive electrode
The substrate 200 serving as a pole is connected to the power supply 251. Base
Both the plate 200 and the cathode 254 are immersed in the electrolytic solution 253.
On the substrate 200, the probe P of the device contacts the Al film 232
Is done. An alumina film (not shown) was etched with chromium mixed acid.
And then etch the aluminum film with aluminum mixed acid
To form an aluminum layer (Al layer) as a second wiring layer
209 was formed. The Al layer 209 is
It constitutes the upper layer. Note that in FIG.
Side Al layer 209 and right side Al layer 209 are separated from each other.
Although they are listed, they are actually integrated as shown in FIG.
You. The Al layer 209 on the left side toward the end is finally the active layer 2
01 and functions as a gate electrode of the TFT. Ma
The Al layer 209 on the right side is connected to an external terminal later.
It becomes a contact part for performing. FIG. 10 shows a cross section of the TFT in the state of FIG. 8C.
Figures and a plan view are shown. FIG. 10A is a plan view. FIG.
0 (B) is a TFT chip cut along XX 'in FIG. 10 (A).
It is sectional drawing of a channel length direction. FIG. 10 (C) is FIG.
FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the YY ′ plane of FIG.
It corresponds to the cross-sectional view of the TFT in the width direction. FIG. 10 (A)
Is a plan view taken along the line YY 'in FIG.
You. Note that the planar shape of the Al layer 209 is actually
The shape is similar to the gate wiring 204, but simplified to a rectangular shape.
It has become. 10 and 11, the Al layer 209 is
And so on. Next, with the resist mask 233 left,
In the anodizing apparatus, the probe P is connected to the tantalum film 2
Anodizing was carried out by contacting with No. 31. Conditions are electrolytic solution
Using 3% oxalic acid aqueous solution (temperature 10 ° C)
Voltage 8V, voltage application time 40 minutes, supply current 20mA / 1 board
And Under these anodizing conditions, the side surface of the Al layer 209
The porous anodic oxide film 234 (hereinafter, porous A.O.
A film 234 is formed. A.O. membrane 234 is porous
It is an alumina film. (Fig. 8 (D)) After the resist mask 233 is removed,
In the anodic oxidation apparatus shown in FIG.
A pressure was applied and anodic oxidation was performed. The conditions are as follows:
Ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid in dissolving solution
Used, electrolytic solution temperature 10 ° C, ultimate voltage 80V, voltage applied
The time was 30 minutes, and the supply current was 30 mA / 1 substrate. Tartaric acid penetrates the porous AO membrane 234.
As a result, the surface of the Al layer 209 is anodized to form a barrier type anode.
An extreme oxide film (referred to as a barrier AO film) 211 is formed.
You. The barrier AO film 211 is a non-porous alumina film. Ma
In the Ta film 231, the exposed portion and
The portion where the porous AO film 234 exists is also anodized.
Tantalum oxide film (hereinafter referred to as TaOx film)
Transformed into 210. Remaining tantalum layer (Ta layer) 2
08 is defined as the first wiring layer. In addition, TaOx film
210 is thicker than the Ta film 231,
Therefore, the same thickness is shown in FIG. (FIG. 8 (E)) FIG. 11 shows a cross section of the TFT in the state of FIG.
Figures and a plan view are shown. FIG. 11B is a cross-sectional view of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view in the channel length direction of the TFT, which is cut at X ′.
FIG. 11C is a cross-sectional view taken along the YY ′ plane of FIG.
FIG. 3 is a plan view corresponding to a cross-sectional view of the TFT in a channel width direction.
You. FIG. 11A is a plan view taken along the line YY ′ of FIG.
FIG. As shown in FIG. 11, barrier A.
Porous A.O. membrane 234 projecting from the side of O. membrane 211
The thickness tp of the barrier A.O. film 211 and the thickness tb of the barrier A.O.
All around 209 are uniform. Using the A.O. films 211 and 234 as masks,
The aOx film 210 and the insulating film 207 are etched. Edge
Ching is performed by dry etching using CHF3 gas.
Do. (FIG. 8 (F)) By aluminum mixed acid. Porous AO membrane 23
4 is removed by etching. By this process,
The gate wiring in which the Ta layer 208 and the Al layer 209 are stacked is 2
04 is completed. (FIG. 9A) The entire side surface of the gate wiring 204 is Ta
Structure covered with Ox film 210 and barrier AO film 209
Has become. The TaOx film 210 is on the barrier AO film 209 side.
It extends outside the plane. FIG. 12 shows a cross section of the TFT in the state of FIG.
Figures and a plan view are shown. FIG. 12A is a plan view. FIG.
2B is a TFT chip cut along the line XX ′ in FIG.
It is sectional drawing of a channel length direction. FIG. 12C shows FIG.
FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the YY ′ plane of FIG.
It corresponds to the cross-sectional view of the TFT in the width direction. FIG. 12 (A)
Is a plan view taken along the line YY 'in FIG.
You. As shown in FIG. 12, from the side of the barrier AO film 211
The length of the extending TaOx film 210 corresponds to the thickness tp.
Then, it becomes uniform all around the Al layer 209. Further, as described above, the TaOx film 210
Referring to FIG. 7, the film thickness is at least the active layer 201 or
Is a region 261 on the island-shaped gate insulating film.
Below the O. film 236, its thickness t2
1 becomes thinner. The AO film 2 of the TaOx film 210
11 extends to the lower part of the porous A.O.
Area that existed in Therefore, on the outside of the A.O.
Is that the TaOx film thickness gradually increases toward the outside,
The film thickness t22 becomes maximum at the portion indicated by 62. Further part
From 262 to the outside, the film thickness gradually decreases,
At 263, the film thickness t23 becomes substantially constant. In this embodiment, the Ta layer 208 and the TaO
The interface between the x film 210 and the Al layer 208 and the barrier AO film 2
By being outside the interface of No. 11, as described above,
The effect of preventing Al from diffusing from the Al layer 208 is
Very high. The TaOx film 210 is a barrier AO film 2
Since 11 is formed in the same anodic oxidation step, the TaOx film
210 is formed so as to push up the barrier AO film 211.
ing. Therefore, the barrier AO film 211 and the Al layer 208
Of the interface is closed by the TaOx film 210.
Press the barrier AO film 211 against the Al layer 209.
It is considered that it is in a state where it can be run. Therefore, the Al layer
The effect of preventing Al from diffusing from 209 is very high. Next, impurity ions for imparting one conductivity are
It is added to the active layer 201. Fabricate N-channel TFT
To do this, add phosphorus or arsenic to make a P-channel TFT.
For the production, boron or gallium is added. These impure
Ion implantation can be performed by ion implantation,
Zuma doping or laser doping
Means may be used. In addition, a CMOS circuit
If necessary, use a resist mask to implant impurity ions.
I just need to split it. This step is performed by dividing the acceleration voltage into two parts.
The first time, the acceleration voltage was set as high as about 80 keV,
For the first time, the acceleration voltage is set as low as about 30 keV. This
As a result, the first time, the TaOx film 308 and the insulating film 20 are formed.
7, impurity ions are also added below TaOx for the second time.
The film 210 and the insulating film 207 serve as a mask, and
No impurity ions are added. By such an impurity ion adding step,
TFT channel formation region, source region 222, drain
Region 223, low concentration impurity region (LDD region) 22
4, 225 are formed in a self-aligned manner. Region 221 is not
The region where no pure substance was added,
An area and an offset area are formed. Note that each impurity region
The concentration of impurity ions added to the region is set appropriately by the practitioner
Just do it. (FIG. 7, FIG. 9 (B)) Referring to FIG. 7, in active layer 201,
The drain region 223 (source region 222) is
07 and the TaOx film 210 do not exist.
It is formed. The low concentration impurity region 225 (224)
O. Outside the film 211, the insulating film 207 and TaOx
A film 210 is formed in the region above it. Cha
The tunnel formation region 221 has a barrier AO.
It is formed in the existing area. In the channel formation region 221, the gate
Effective channel where electric field is applied directly by electrodes
The formation region is a region 221a where the Ta layer 208 exists.
You. A.O. film 211 and Ta via gate insulating film 207
The region 221b where the Ox film 210 exists is from the gate electrode.
The applied electric field is small. Therefore, the length of the region 221b
If it is large, it will effectively function as an offset area,
The qualitative channel formation region is only the region 221a. The length of the region 221b is determined by the TaOx film 210.
The length corresponding to the length of the barrier A.O.
Therefore, the length is controlled by the anodic oxidation shown in FIG.
Determined by the process. That is, the thickness of the barrier A.O.
It is determined. However, if the length of the region 221b is small,
The impurity also wraps around the region 221b and becomes a low concentration impurity.
Will work. About 200 nm barrier AO film
If it is more than m, it functions as a mask for doping
Therefore, it is necessary to make the region 221b function as an offset region.
Can be. The area 221b is an offset area.
In the case of functioning, reduction of the on-current becomes a problem.
Therefore, the driving voltage of the gate electrode is about 10 to 50 V T
In the FT, the area 221b is used as an offset area,
A priority may be given to reducing the off-current value. On the other hand, drive
In the case of a low voltage of about 1.5 to 5 V, the length of the region b
Function as low concentration impurity region (LDD)
It is preferable to give priority to raising the on-current value. Incidentally, the low concentration impurity region (LDD region) 2
24 and 225 pass through the insulating film 207 and the TaOx film 210.
The TaOx film is formed by adding impurities
If 210 is too thick, it will decrease throughput.
U. Further, low concentration impurity regions (LDD regions) 224, 2
25 to obtain a desired resistance value.
In some cases, it cannot be done. The insulating film 207 has a thickness of about 50 to 100 nm.
Therefore, the maximum thickness of the TaOx film 210 is 100 nm.
You. When oxidized, the Ta film 231 becomes about 2 to 4 times thicker.
Therefore, the initial thickness of the Ta film 231 is set to 50 nm or less.
Preferably. After the step of adding impurity ions is completed,
Furnace annealing, lamp annealing, laser annealing
Or a heat treatment using them in combination to add impurities
Activate the ions. The side surface of the alumina film 211
Tantalum oxide 210 film projecting from
When the metal layer remains, the low-concentration impurity regions 224, 2
The voltage is applied to the gate wiring 25 by the gate wiring.
This is inconvenient. Therefore, after the addition step, 400
Tantalum remaining after thermal oxidation at a temperature of ~ 600 ° C
The layer may be oxidized. Next, an interlayer insulating film 2 made of a silicon oxide film
12 is formed to a thickness of 1 μm. Next, the interlayer insulating film 2
12 is patterned to form a contact hole.
The formation of these contact holes 236 to 238 is as follows.
And do it. First, LAL500 manufactured by Hashimoto Kasei Co., Ltd.
The interlayer insulating film 212 is etched using an etchant called
Switch. LAL500 is compatible with ammonium fluoride
Several percent in buffered hydrofluoric acid mixed with hydrofluoric acid and water
This is an etchant to which a surfactant is added. Of course, others
Buffered hydrofluoric acid may be used. The buffered hydrofluoric acid used here was oxidized silicon oxide.
Recon film can be etched at relatively high speed
preferable. Since the interlayer insulating film 212 is as thick as 1 μm, it is etched.
The higher the rate, the higher the throughput. Thus, the interlayer insulating film 212 is etched.
At the time, the source region 222 and the drain
The region 223 is exposed and the contact holes 236 and 23 are exposed.
7 is completed. Barrier AO film 2 at the gate contact
11 is exposed. Next, ammonium fluoride and fluoride
A thin mixture of 2: 3: 150 (vol.%) Of hydrogen acid and water
Proceed with etching using a buffered hydrofluoric acid
You. In this buffered hydrofluoric acid, a silicon film,
That is, the source region 222 and the drain region 223 are almost
Not touched. However, the burr of the gate contact
A. The A.O. film 211 is etched and the underlying Al layer 20 is etched.
9 is also etched. Finally, up to the Ta layer 208
Etching stops when the etching reaches,
A tact hole 238 is formed. (FIG. 9 (C)) When the state shown in FIG. 9E is obtained,
A source wiring 214 and a drain wiring 215 made of a conductive film are formed.
Formed and electrically connected to the gate wiring 204 using the same material.
The extraction wiring 213 to be formed is formed. (FIG. 9 (D)) In this embodiment, the source wiring 214 and the drain
Conductive film forming the connection wiring 215 and the extraction wiring 213
Is composed of titanium / aluminum alloy / titanium
Use layered wiring. In this way, high reactivity
Wiring with low resistance while protecting aluminum film with titanium
Can be realized. Of course, it can be applied to this embodiment.
The conductive film is not limited to this. In the structure of this embodiment, the contact hole 2
38 is formed by using the Ta layer 208 as an etching stopper.
Function, so process controllability and margin
It is greatly improved. That is, the over edge which has conventionally been a problem
Contact failure such as ching can be prevented. Ma
Also, an etcher that is difficult to handle industrially like chromium mixed acid
Buffered footprint that does not require
It is economical because acid can be used. FIG. 13 shows the active layer 201 of FIG.
Figure cut in channel width direction (direction orthogonal to channel length)
Corresponding to FIG. 13 shows a cut of the gate contact portion.
Surface parts are also shown at the same time. Conventionally, in a multilayer wiring, an interlayer insulating film 21
On the two surfaces, there is a step reflecting the lower structure. Wiring 2
13 is formed in such a stepped portion,
There has been a problem of disconnection of wiring at a step portion. Especially
Due to steps between the gate wiring and the gate insulating film
Is occurring. In this embodiment, the gate insulating film 207
Since the TaOx film 210 is formed around the surface,
Height difference between gate wiring 204 and gate insulating film 207 is reduced
In particular, steps due to gate wiring and gate insulating film
At 240, the wiring 213 is less likely to break. [Embodiment 2] In the embodiment 1, FIG.
As shown, when forming the contact hole 238,
Metal layer (Ta layer) 208 as an etching stopper
In this example, the etching strike was used.
Tantalum nitride layer (hereinafter referred to as Ta)yNotation as N layer
The following is an example of using the following. In this specification, T
ayN means tantalum containing nitrogen.
The composition is TayN (y> 1). The Ta layer of Example 1 was formed as shown in FIG.
In addition to the function as a
As shown in (D), between the gate wiring and the extraction wiring
It also has a function of preventing occurrence of contact failure. It
Is Ta, which is a part of the extraction wiring 213 and the gate wiring.
Good ohmic contact with layer 208
is there. By the way, this Ta layer isyWhen the N layer is used,
Good ohmic contact
You. [0126] TayN layer has better ohmic contact
The reason I can get is TayN layer has contact if y> 1
It has enough resistance to take, and further compared to Ta layer
And TaySince the N layer is not easily oxidized naturally, the contact
When forming a hole,yNatural oxide film on the surface of N layer
It is considered that it is not formed. Also, TayN-layer is better ohmic
The reason for contact is TayN is lower resistance and cheaper than Ta
It is also considered that a stable crystal structure can be obtained. Ta result
The crystal structure is low resistance and stable cubic (α-Ta) and high
Two kinds of tetragonal (β-Ta), which is metastable and metastable, are known.
You. Generally, at room temperature, if the film thickness is 1 μm or less, β-Ta
Grows preferentially, and low-resistance and stable α-Ta does not grow.
No. Various studies have been conducted to grow α-Ta
One of them is to add nitrogen when forming a Ta film.
is there. Ta obtained in this wayyN is cubic and stable
Therefore, it is known that the similarity of crystal structure with α-Ta is high.
ing. The manufacturing process of the TFT of this embodiment is described in FIG.
In (B), the Ta film 231 is made of Ta.yN film
Except for this, the manufacturing steps are the same as those of the first embodiment shown in FIGS.
You. Hereinafter, TayAn example of N film formation conditions is shown below.
The invention is not limited to these film forming conditions. Tay
The N film is formed using Ta as a target and a back pressure of 4.0 × 1.
0-FourPa, sputtering pressure 4.0 × 10-1Pa, sputtering power
Flow 4A, pre-sputtering time 5 minutes, argon gas flow 5
0 sccm and a nitrogen gas flow rate of 2 sccm.
Ta with a thickness of nmyAn N film was formed. The same components as in this embodiment
200 nm thick Ta obtained under film conditionsyThe resistivity of the N film is 3
0 to 50 μΩcm and the sheet resistance calculated from the resistivity.
The resistance value was 15 to 25 Ω / □ at 20 nm. This
The value of the resistivity is determined by changing the flow rate of nitrogen gas.
It can be controlled by the
Good. Also, TayThe thickness of the N film is 1 to 50 nm (preferably
Is in the range of 5 to 30 nm, more preferably 5 to 20 nm)
It is preferable to select from
is not. Also, TayN oxide film is Ta oxide
Since it is formed in the same process as the film in the same manner,
The TFT has the same characteristics as the Ta oxide film of Example 1.
TayIt has an N oxide film. Therefore, TayN film
Is used, the same as when the Ta film of Example 1 is used,
For example, the effect of preventing Al from diffusing is very high,
A TFT that does not require a voltage supply line for extreme oxidation can be obtained.
You. The semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIG.
I will tell. However, this embodiment is not limited to FIG.
Absent. The semiconductor device according to the present embodiment has a structure as shown in FIG.
And TayThe product of stacking the Al layer 209 on the N layer 208
A semiconductor device provided with a wiring having a layer structure,
The wiring is the TayFormed in contact with the side surface of the N layer 208
Said TayN oxide film 210 and the Al layer 209
Oxide film 211 of the Al layer formed in contact with the side surface of
And the following. In this embodiment, the TaySide of N layer
Means Ta in the region 261yN layer 208 and TayN
Interface with the oxide film 210 of the Al layer
The plane means the Al layer 209 in the region 261 and the oxidation of Al.
The boundary surface with the object film 210. Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayAn Al layer 209 is laminated on the N layer 208
A semiconductor device provided with wiring having a laminated structure.
And the wiring is TayTa formed by oxidizing the N layer
yFormed by oxidizing an N oxide film 210 and an Al layer
An Al oxide film 211, and the Al layer 209.
Below the TayIn contact with only the N layer 208, the Al
The lower portion of the oxide film 211 is made of Ta.yN layer 208 and Ta
yAnd is in contact with the oxide film 210 of N.
You. In this embodiment, the lower portion of the Al oxide film is
Means that the Al oxide film 211 in the region 261 is Ta
yN layer 208 and TayIn contact with the N oxide film 210
Part. Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayAn Al layer 209 is laminated on the N layer 208
A semiconductor device provided with wiring having a laminated structure.
And the wiring is TayTa formed by oxidizing the N layer
yFormed by oxidizing an N oxide film 210 and an Al layer
An Al oxide film 211, an Al layer 209 and an Al
Interface with the oxide film 211 of TayN layer 208 and Ta
yThat it is inside the interface with the N oxide film 210
Features. In this embodiment, the Al layer and the oxide of Al
The interface with the film means that the Al layer 209 and the A
1 is a boundary surface with the oxide film 210,yN
Layer and TayThe interface with the N oxide film is in a region 261.
TayN layer 208 and TayN oxide film 210
It is a boundary surface. Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayIn the oxide film 210 of N,
The portion existing under the oxide film 211 has a thickness that is outward.
Is gradually increasing. In this embodiment, the outside means Ta.yN layer
From 208, TayThe direction toward the N oxide film 210
The standard. Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayThe oxide film 210 of N is an oxide of Al
It is characterized by extending outside the side surface of the film 211.
You. Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayThe oxide film 210 of N is an oxide of Al
The film 211 extends outside the side surface, andyOxidation of N
The thickness of the object film 210 is lower than that of the Al oxide film 211 (eg,
For example, t21) and the outer side of the side surface of the Al oxide film 211.
(For example, t22). The semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayThe oxide film 210 of N is an oxide of Al
The film 211 extends outside the side surface, andyOxidation of N
The object film 210 is located outside the side surface of the Al oxide film 211.
And has a portion 262 where the film thickness is maximum.
I do. The semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayThe oxide film 210 of N has the minimum thickness.
Outside the larger portion 262, the film thickness becomes substantially uniform.
263. Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayThe oxide film 210 of N is an oxide of Al
The film 211 extends outside the side surface, andyN layer 20
8 has a laminated structure in which an Al layer 209 is laminated on
Is the activation of at least one insulated gate transistor
Layers, and on one active layer, TayN
Oxide film 210 is higher than the side surface of Al oxide film 211.
It has a portion 262 where the film thickness is maximum on the outside
And Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayN oxide film is on the side of Al oxide film
More outward than TayOn the N layer 208, Al
A wiring having a stacked structure in which the layers 209 are stacked is at least
Also overlaps the active layer of one insulated gate transistor
And on one active layer, TayN oxide film 2
10 has a film thickness outside the side surface of the Al oxide film 211.
A portion having a maximum portion 262, wherein the film thickness is maximum;
There is a region 263 where the film thickness becomes almost uniform outside the minute.
It is characterized by that. The semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayPart where the thickness of the N oxide film becomes maximum
The thickness of 262 is 2 to 4 times the thickness of Al layer 208.
It is characterized by the following. Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayThe thickness of the N oxide film becomes almost uniform
The thickness of the region 263 is 2 to 4 times the thickness of the Al layer 208.
There is a feature. The semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayAn Al layer 209 is laminated on the N layer 208
The wiring having the laminated structure is formed on the island-shaped insulating film 207.
And TayThe side surface of the N oxide film 210 is the island-shaped insulation.
It is characterized by being substantially coincident with the side surface of the film 207. Further, the semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
TayAn Al layer 209 is laminated on the N layer 208
Insulated gate type having a gate wiring having a laminated structure
A semiconductor device having a plurality of transistors, wherein
Port wiring is TayTa formed by oxidizing the N layeryN
Oxide film 210 and Al formed by oxidizing the Al layer
And an oxide film 211 of Ta.yN oxide film 21
0 extends outside the side surface of the Al oxide film 211.
The interface between the Al layer 209 and the Al oxide film 211 is
TayN layer 209 and TayInterface with N oxide film 210
It is characterized by being on the inside. The semiconductor device of this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG.
Ta on the active layer via the gate insulating film 207.yOxidation of N
In the region where only the material film 210 exists, the low-concentration impurity region 2
25 is formed. The semiconductor device of this embodiment is similar to that of FIG.
As shown in (C), at least the gate wiring
Overlaps with one of the active layers of the transistor,
Ta in the channel width directionyThe oxide film 210 of N is made of Al
Extending outside the oxide film 211 of
I do. The semiconductor device of this embodiment is similar to that of FIG.
As shown in (A), TayAl layer 2 on N layer 209
Wiring having a layered structure in which the layers 10 are laminated, and an insulating film
Extraction wiring formed above the gate wiring
The line 213, the gate wiring and the extraction wiring 213 are electrically connected.
And a contact hole for
A semiconductor device having a tact structure in its configuration, wherein
The line is TayTa formed by oxidizing the N layeryOxidation of N
Of the object film 210 and Al formed by oxidizing the Al layer
The contact hole is an Al layer.
209, and the lead-out wiring 213 is
Ta at the contact hallyIn contact with N layer 208
It is characterized by the following. Further, the semiconductor device of this embodiment has a TayN
Oxide film is TayFormed by anodizing the N layer
The Al oxide film is formed by anodizing the Al layer.
Formed. Further, the semiconductor device of this embodiment has a TayN
The layer and the Al layer are characterized by different anodic oxidation rates.
You. The semiconductor device according to the present embodiment has a TayN
Oxide film 210 and Al oxide film 211 have the same anode
It is characterized by being formed in an oxidation step. Further, the semiconductor device of this embodiment has a TayN
The thickness of the layer is 1 to 50 nm. Further, the semiconductor device of this embodiment is the same as that of the above-described Al device.
The layer is aluminum or aluminum-based
It is characterized by being made of a material. Further, the semiconductor device of this embodiment is characterized in that
The tantalum layer is a tantalum layer containing nitrogen.
Features. Further, the semiconductor device of this embodiment is characterized in that
The composition of the tantalum layer is TayN (y> 1)
Features. Further, the semiconductor device of this embodiment has a display device.
Devices, image sensors, arithmetic integrated circuits, high-frequency modules
Or any one of the following. Further, the semiconductor device of this embodiment has the display
Video camera, still camera, project
Projector, projection TV, head mount disc
Play, car navigation, personal computer
Data or portable information terminal equipment.
You. In this embodiment, an etching stopper is used.
TayAlthough a single N layer was used,yN layer and Ta layer
The same effect can be obtained by layering. That is, TayN /
Ta layer, Ta layer / TayN layer or Ta layer / Tay
It is also possible to adopt a laminated structure of N layer / Ta layer. With the structure of this embodiment, the gate
Prevents the materials that make up the electrodes and gate wiring from diffusing
can do. Also, the voltage supply wiring for anodic oxidation
It is possible to anodize wiring without forming
Space for forming voltage supply wiring, voltage supply wiring
Without considering the etching margin for dividing
Circuit design becomes possible. Therefore, high integration and basic
Reduction of the board area is promoted. Also, a good connection between the gate wiring and the take-out wiring
Good ohmic contact can be made. Also, over
ー Prevents contact failure such as etching
You. In addition, it is difficult to handle industrially like chromium mixed acid.
A buffer that can be easily managed without the need for a buffer
It is economical because you can use dofluoric acid. [Embodiment 3] The structure of the present invention is applied to a TFT.
MOSFET formed using silicon substrate without limitation
It is also possible to apply to. The present invention uses MOS
FIG. 15 shows an example in which the present invention is applied to an FET. In FIG. 15, reference numeral 301 denotes a silicon substrate;
302 is a field oxide film, 303 is a source region, 30
4 is a drain region, and 305 is a pair of LDD regions.
The other structure is described in the first embodiment.
Since the structure is almost the same, the description is omitted. Also, MO
As a structure to make SFET inside the well structure
Is also good. As described above, the present invention can be applied to the TFT for the MO.
It can also be applied to SFETs. Also, TF
Not only semiconductor devices such as T and MOSFET, but also anodic acid
Formed on a layer different from the aluminum wiring protected by the passivation film.
When a structure that electrically connects the conductive film is required
It is effective to apply the present invention. [Embodiment 4] In Embodiment 1, an NTFT is manufactured.
Although the case of manufacturing was explained as an example, the present invention
Needless to say, it can be applied to T. Note that
Substantially P-channel TFT (PTFT) fabrication steps and conditions
One example is shown below. First, a source and a source into which phosphorus ions have been implanted.
Impurity ion (bore) for imparting P-type conductivity to the rain region
Ron). 5% with hydrogen as doping gas
Use diborane diluted in water. Acceleration voltage is 60 to 90
kV, dose amount is 1.times.10@13 to 8.times.10@15 atoms / c.
m3. Note that the source and drain regions are implanted.
From the maximum value of boron concentration to the maximum value of phosphorus ion concentration
3 × 10 19 to 3 × 10 21 atoms / cm 3
It is important to adjust the dose so that This
As a result, the conductivity types of the source and drain regions are inverted and P
A type impurity region is formed. The conductivity of the LDD region
The mold may be reversed. When a known CMOS technology is used, N
Complementary combination of channel type TFT and P channel type TFT
It is also easy to form a combined CMOS circuit. In this embodiment, a CMOS circuit is formed on the same substrate.
Composed of a driving circuit and an N-channel TFT
Active matrix with pixel matrix circuit
FIG. 16 shows an example of manufacturing a substrate. In FIG.
Here, an N-channel TFT 601 and a P-channel TF
T602 forms a CMOS circuit 603. The aforementioned
The same as the first embodiment by using the well-known CMOS technology.
The process can be easily realized. The pixels constituting the pixel matrix circuit
The TFT (NTFT in this embodiment) 604 is the same as in the first embodiment or
Can be realized by adding some steps to the manufacturing steps described in Embodiment 4.
Can appear. First, according to the steps of Example 1 or Example 4,
Thus, an N-channel TFT 601 and a P-channel TFT
602, the pixel TFT 604 is completed. Next, FIG.
As shown, a first planarization film 610 is formed. In this embodiment
Is silicon nitride (50 nm) / silicon oxide (25 nm) / acrylic (1
μm) is used as the first planarization film 610.
You. In addition, organic materials such as acrylic and polyimide
Resin film is a solution-coated insulating film formed by spin coating
Therefore, a thick film can be easily formed and a very flat surface
It is possible to get. Therefore, a film thickness of about 1 μm
It is possible to form with high throughput
A flat surface is obtained. Next, a light-shielding conductive film is formed on the first planarizing film 610.
A black mask 611 made of an electric film is formed. Also,
Prior to formation of the rack mask 611, a first planarizing film
610 is etched to leave only the lowermost silicon nitride film.
The formed concave portion is formed in advance. By doing so, a concave portion was formed.
In the part, the drain electrode and the black mask are silicon nitride films
, And forms the storage capacitor 612 there.
You. Since silicon nitride has a high relative dielectric constant and a small film thickness,
Easy to secure large capacity. When the black mask 611 is formed,
After forming the auxiliary capacitance 612, the second planarization film 613 is formed.
 It is formed of 1.5 μm thick acrylic. Shape auxiliary capacity 612
The formed part has a large step, but such a step is not enough.
It can be flattened in minutes. Finally, the first planarizing film 610 and the second
A contact hole is formed in the planarizing film 613, and a transparent conductive film is formed.
Form pixel electrode 614 made of film (typically ITO)
I do. Thus, the active matrix substrate shown in FIG.
Is completed The pixel electrode 614 has high reflectivity.
Conductive film, typically aluminum or aluminum
If the material used as the main component is used, the reflective AMLCD
An active matrix substrate can also be manufactured. In FIG. 16, the gate of the pixel TFT 604 is shown.
The gate electrode has a double gate structure, but a single gate
Multi-gate structure such as triple gate structure
The structure may be as follows. The active matrix substrate shown in FIG.
Is not limited to the structure of this embodiment. Book
The feature of the invention resides in the configuration of the gate wiring.
The configuration may be appropriately determined by the practitioner. For example,
TFTs 601, 603 and 604 are bottom gate type
It is easy for those skilled in the art. Example 5 In this example, the TF of the present invention was used.
An example in which an AMLCD is configured using T will be described.
FIG. 17 shows the appearance of the AMLCD of this embodiment. In FIG. 17A, reference numeral 701 denotes an active
A pixel matrix circuit 702,
The source side drive circuit 703 and the gate side drive circuit 704 are shaped.
Has been established. The drive circuit consists of an N-type TFT and a P-type TFT
It is preferable to compose complementary CMOS circuits.
Good. 705 is a counter substrate. The AMLCD shown in FIG.
The matrix substrate 701 and the counter substrate 705 have the same end face.
And are stuck together. However, only certain parts are opposed
After removing the substrate 705, the exposed active matrix
FPC (Flexible Print Circuit)
) 706 are connected. By this FPC706,
To transmit an external signal to the inside of the circuit. Also, use the surface on which the FPC 706 is mounted.
Then, IC chips 707 and 708 are attached.
These IC chips are video signal processing circuits,
Pulse generation circuit, gamma correction circuit, memory circuit, arithmetic circuit
And various circuits are formed on a silicon substrate.
You. In FIG. 17A, two are attached, but one is attached.
However, there may be more than one. Also, a configuration as shown in FIG.
You. In FIG. 17B, the same portions as in FIG.
The same reference numerals are given. Here, the IC chip shown in FIG.
The signal processing that has been done by
The example performed by the logic circuit 709 formed by
doing. In this case, the logic circuit 709 is also connected to the drive circuit 7.
03 and 704, the CMOS circuit is basically used.
It is. Further, the AMLCD of this embodiment is a black mask.
Configuration in which a disk is provided on an active matrix substrate (BM o
n TFT), but in addition, a black
A mask may be provided. [0187] Further, a color table is displayed using a color filter.
Or ECB (Electric Field Controlled Birefringence) mode
Drive the liquid crystal in the GH (guest host) mode,
It is good also as composition not using a color filter. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-15686 discloses
Using a microlens array as in technology
Is also good. [Embodiment 6] The structure of the present invention is similar to that of AMLC.
Applicable to various other electro-optical devices and semiconductor circuits other than D
can do. As an electro-optical device other than the AMLCD, E
L (electroluminescence) display device and image sensor
And the like. Further, as a semiconductor circuit, an IC chip is used.
Arithmetic processing circuits such as microprocessors
High-frequency module (MMIC) that handles input / output signals of
Etc.). As described above, the present invention comprises an insulating gate type TFT.
For all semiconductor devices that function with the circuit
It is possible to apply. [Embodiment 7] As shown in Embodiments 5 and 6,
AMLCD is used as a display for various electronic devices.
Used. Note that the electronic devices described in this embodiment are
Defined as a product equipped with an active matrix liquid crystal display
I do. As such an electronic device, a video camera
LA, still camera, projector, projection
TV, head mounted display, car navigation
Computers, personal computers (including notebooks), mobile phones
Information terminals (mobile computers, mobile phones, etc.)
No. One example of them is shown in FIG. FIG. 18A shows a mobile phone, and the main body 20 is provided.
01, audio output unit 2002, audio input unit 2003, display
Device 2004, operation switch 2005, antenna 200
6. The present invention employs an audio output unit 2002 and an audio input unit.
It can be applied to the power unit 2003, the display device 2004, etc.
Wear. FIG. 18B shows a video camera,
2101, a display device 2102, a voice input unit 2103, an operation
Operation switch 2104, battery 2105, image receiving unit 21
06. The present invention relates to a display device 2102, an audio input device.
Can be applied to the power unit 2103 and the image receiving unit 2106.
You. FIG. 18C shows a mobile computer (mode).
-Building computer), main body 2201, camera unit
2202, image receiving unit 2203, operation switch 2204, table
It comprises a display device 2205. The present invention relates to an image receiving unit 220.
3. Applicable to the display device 2205 and the like. FIG. 18D shows a head mount display.
A main body 2301, display device 2302, band unit
2303. The present invention is suitable for the display device 2302.
Can be used. FIG. 18E shows a rear projector.
Main body 2401, light source 2402, display device 2403,
Polarizing beam splitter 2404, reflector 240
5, 2406 and a screen 2407. Departure
The light can be applied to the display device 2403. FIG. 18F shows a front type projector.
And the main body 2501, the light source 2502, the display device 250
3, composed of an optical system 2504 and a screen 2505
You. The present invention can be applied to the display device 2503.
You. As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide.
It can be applied to electronic devices in all fields.
You. In addition, there are other electronic signboards and displays for advertising
It can also be used for such purposes. [0202] According to the present invention, a voltage supply for anodic oxidation is also provided.
Anodic oxidation of wiring without forming wiring
Space for forming the voltage supply wiring and the voltage supply
Consider the etching margin for dividing the supply wiring
Circuit design becomes possible without care. Therefore, high integration of the circuit
And reduction of the substrate area is promoted. [0203]

【図面の簡単な説明】 【図1】 配線の作製工程を示す断面図。(実施形態
1) 【図2】 配線の上面図と側面図。(実施形態1と従来
例) 【図3】 配線の作製工程を示す断面図。(実施形態
2) 【図4】 配線の拡大断面図。(実施形態2) 【図5】 TFTの上面図。(実施例1) 【図6】 ゲートコンタクト部とTFTの断面図。(実
施例1) 【図7】 図6(B)の部分拡大図。(実施例1) 【図8】 TFTの作製工程を示す断面図。(実施例
1) 【図9】 TFTの作製工程を示す断面図。(実施例
1) 【図10】 TFTの作製工程途中の平面図と、断面図
(実施例1) 【図11】 TFTの作製工程途中の平面図と、断面図
(実施例1) 【図12】 TFTの作製工程途中の平面図と、断面図
(実施例1) 【図13】 TFTの作製工程途中の平面図と、断面図
(実施例1) 【図14】 陽極酸化装置の模式図。 【図15】 MOS型トランジスタの断面図。(実施例
3) 【図16】 アクティブマトリクス基板の断面図。(実
施例4) 【図17】 AMLCD基板の斜視図。(実施例5) 【図18】 半導体装置用いた電子機器の構成図。(実
施例7) 【図19】 陽極酸化工程の実験手順を示すアルミニウ
ムパターンの断面図。 【図20】 図19の断面構造の部分拡大図。 【図21】 図20の断面構造を観察したSEM写真。 【図22】 従来の陽極酸化工程を用いたTFTの作製
工程を示す断面図。(従来例) 【符号の説明】 200 基板 201 活性層 204 ゲート配線 208 タンタル膜(Ta膜) 209 アルミニウム膜(Al膜) 210 タンタルオキサイド膜(TaOx 膜) 211 バリア型陽極酸化物膜(バリアA.O.膜)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a step of manufacturing a wiring. FIG. 2 is a top view and a side view of a wiring. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a step of manufacturing a wiring. (Embodiment 2) FIG. 4 is an enlarged sectional view of a wiring. (Embodiment 2) FIG. 5 is a top view of a TFT. (Example 1) FIG. 6 is a sectional view of a gate contact portion and a TFT. (Example 1) FIG. 7 is a partially enlarged view of FIG. 6 (B). (Example 1) FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT. (Example 1) FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a TFT. (Example 1) FIGS. 10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view of a TFT during a manufacturing process (Example 1). FIGS. 11A and 11B are a plan view and a cross-sectional view of a TFT during a manufacturing process (Example 1). FIG. 13 is a plan view and a cross-sectional view of a TFT during a manufacturing step (Example 1). FIG. 13 is a schematic view of a TFT during a manufacturing step and a cross-sectional view (Example 1). FIG. 15 is a cross-sectional view of a MOS transistor. (Example 3) FIG. 16 is a sectional view of an active matrix substrate. (Example 4) FIG. 17 is a perspective view of an AMLCD substrate. FIG. 18 is a structural view of an electronic device using a semiconductor device (Example 5). (Example 7) FIG. 19 is a sectional view of an aluminum pattern showing an experimental procedure of an anodizing step. FIG. 20 is a partially enlarged view of the sectional structure of FIG. 19; FIG. 21 is an SEM photograph showing the cross-sectional structure of FIG. FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a TFT using a conventional anodic oxidation process. (Conventional example) [Description of code] 200 Substrate 201 Active layer 204 Gate wiring 208 Tantalum film (Ta film) 209 Aluminum film (Al film) 210 Tantalum oxide film (TaOx film) 211 Barrier type anodic oxide film (Barrier AO film) )

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 節男 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 front page    (72) Inventor Setsuo Nakajima             398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture             Conductor Energy Laboratory

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】第1の導電膜でなる第1の配線層上に、第
2の導電膜でなる第2の配線層を積層した積層構造を有
する配線を備えた半導体装置であって、前記第1の導電
膜は少なくとも窒化タンタル層を含み、前記配線は、 前記第1の配線層の側面に接して形成された前記第1の
導電膜の酸化物膜と、 前記第2の配線層の側面に接して形成された前記第2の
導電膜の酸化物膜と、を有することを特徴とする半導体
装置。 【請求項2】第1の導電膜でなる第1の配線層上に、第
2の導電膜でなる第2の配線層を積層した積層構造を有
する配線を備えた半導体装置であって、前記第1の導電
膜は少なくとも窒化タンタル層を含み、前記配線は、 第1の配線層を酸化して形成された前記第1の酸化物膜
と、 第2の配線層を酸化して形成された前記第2の酸化物膜
と、を有し、 前記第2の配線層のは、前記第1の配線層のみに接し、 前記第2の酸化物膜の下部は、前記第1の配線層及び前
記第1の酸化物膜とに接し、ていることを特徴とする半
導体装置。 【請求項3 】第1の導電膜でなる第1の配線層上に、第
2の導電膜でなる第2の配線層を積層した積層構造を有
する配線を備えた半導体装置であって、前記第1の導電
膜は少なくとも窒化タンタル層を含み、前記配線は、 第1の配線層を酸化して形成された前記第1の酸化物膜
と、 第2の配線層を酸化して形成された前記第2の酸化物膜
と、を有し、 前記第2の配線層と前記第2の酸化物膜との界面は、前
記第1の配線層と前記第1の酸化物膜との界面よりも内
側にあることを特徴とする半導体装置。 【請求項4】請求項2又は3において、前記第1の酸化
物膜において、前記第2の酸化物膜の下部に存在する部
分は外側に向って膜厚が徐々に増加していることを特徴
とする半導体装置。 【請求項5】請求項2乃至4のいずれか1つにおいて、 前記第1の酸化物膜は、前記第2の酸化物膜の側面より
も外側に延びていることを特徴とする半導体装置。 【請求項6】請求項2乃至4のいずれか1つにおいて、 前記第1の酸化物膜は、前記第2の酸化物膜の側面より
も外側に延びており、 前記第1の酸化物膜の厚さは、前記第2の酸化物膜の下
部と、前記第2の酸化物膜の側面よりも外側とで異なる
ことを特徴とする半導体装置。 【請求項7】請求項2乃至4のいずれか1つにおいて、 前記第1の酸化物膜は、前記第2の酸化物膜の側面より
も外側に延びており、 前記第1の酸化物膜は、前記第2の酸化物膜の側面より
も外側で、膜厚が最大になる部分を有することを特徴と
する半導体装置。 【請求項8】請求項7において、 前記第1の酸化物膜は、前記膜厚が最大になる部分より
も外側に、膜厚がほぼ均一になる領域を有することを特
徴とする半導体装置。 【請求項9】請求項2又は3において、 前記第1の酸化物膜は、前記第2の酸化物膜の側面より
も外側に延びており、 前記配線は、少なくとも1つの絶縁ゲート型トランジス
タの活性層と重なっており、 1つの活性層上において、前記第1の酸化物膜は、前記
第2の酸化物膜の側面よりも外側で膜厚が最大になる部
分を有することを特徴とする半導体装置。 【請求項10】請求項2乃至4のいずれか1つにおい
て、 前記第1の酸化物膜は、前記第2の酸化物膜の側面より
も外側に延びており、 前記配線は、少なくとも1つの絶縁ゲート型トランジス
タの活性層と重なっており、 1つの活性層上において、前記第1の酸化物膜は、前記
第2の酸化物膜の側面よりも外側に膜厚が最大になる部
分を有し、前記膜厚が最大になる部分よりも外側に膜厚
がほぼ均一になる領域を有することを特徴とする半導体
装置。 【請求項11】請求項6乃至9のいずれか1つにおい
て、 前記膜厚が最大になる部分の膜厚は、前記第1の配線層
の膜厚の2〜4倍であることを特徴とする半導体装置。 【請求項12】請求項7乃至11のいずれか1つにおい
て、 前記膜厚がほぼ均一になる領域の膜厚は、前記第1の配
線層の膜厚の2〜4倍であることを特徴とする半導体装
置。 【請求項13】請求項2乃至12のいずれか1つにおい
て、 前記配線は、島状絶縁膜上に形成され、 前記第1の酸化物膜の側面は前記島状絶縁膜の側面にほ
ぼ一致することを特徴とする半導体装置。 【請求項14】第1の導電膜でなる第1の配線層上に、
第2の導電膜でなる第2の配線層を積層した積層構造を
有するゲート配線を有する絶縁ゲート型トランジスタを
複数有する半導体装置であって、前記第1の導電膜は少
なくとも窒化タンタル層を含み、前記ゲート配線は、 第1の配線層を酸化して形成された前記第1の酸化物膜
と、 第2の配線層を酸化して形成された前記第2の酸化物膜
と、を有し、 前記第1の酸化物膜は前記第2の酸化物膜の側面よりも
外側に延びており、 前記第2の配線層と前記第2の酸化物膜との界面は、前
記第1の配線層と前記第2の酸化物膜との界面よりも内
側にあることを特徴とする半導体装置。 【請求項15】請求項14において、 前記トランジスタの1つの活性層において、 ゲート絶縁膜を介して前記活性層の上部に前記第1の酸
化物膜だけが存在する領域には低濃度不純物領域が形成
されていることを特徴とする半導体装置。 【請求項16】請求項14において、 前記ゲート配線は、少なくとも前記トランジスタの活性
層の1つと重なり、 当該活性層に対して、そのチャネル幅方向に前記第1の
酸化物膜は前記第2の酸化物膜よりも外側に延びている
ことを特徴とする半導体装置。 【請求項17】第1の導電膜でなる第1の配線層上に、
第2の導電膜でなる第2の配線層を積層した積層構造を
有する第1の配線と、 絶縁膜を挟んで前記第1の配線よりも上層に形成された
第2の配線と、 前記第1の配線と前記第2の配線とを電気的に接続する
ためのコンタクトホールと、からなるコンタクト構造を
構成に含む半導体装置であって、前記第1の導電膜は少
なくとも窒化タンタル層を含み、前記第1の配線は、 第1の配線層を酸化して形成された前記第1の酸化物膜
と、 第2の配線層を酸化して形成された前記第2の酸化物膜
と、を有し、前記コンタクトホールは前記第2の配線層
を貫通して形成され、前記第2の配線は、前記コンタク
トホールにおいて前記第1の導電膜と接していることを
特徴とする半導体装置。 【請求項18】請求項2乃至17のいずれか1つにおい
て、 前記第1の酸化物膜は前記第1の導電膜を陽極酸化する
ことにより形成され、 前記第2の酸化物膜は前記第2の導電膜を陽極酸化する
ことにより形成され、たことを特徴とする半導体装置。 【請求項19】請求項2乃至18のいずれか1つにおい
て、 前記第1の導電膜と前記第2の導電膜は、陽極酸化速度
が異なることを特徴とする半導体装置。 【請求項20】請求項19において、 前記第1の酸化物膜と前記第2の酸化物膜は、同じ陽極
酸化工程で形成されたことを特徴とする半導体装置。 【請求項21】請求項2乃至20のいずれか1つにおい
て、 前記第1の導電膜の膜厚は1〜50nmであることを特
徴とする半導体装置。 【請求項22】請求項2乃至21のいずれか1つにおい
て、 前記第2の導電膜は、アルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする材料でなることを特徴とする半導体装
置。 【請求項23】請求項2乃至22のいずれか1つにおい
て、 前記窒化タンタル層は、窒素を含有するタンタル層であ
ることを特徴とする半導体装置。 【請求項24】請求項2乃至請求項23のいずれか1つ
において、 前記窒化タンタル層の組成は、Tay N(y>1)であ
ることを特徴とする半導体装置。 【請求項25】請求項2乃至請求項24のいずれか1つ
に記載の半導体装置は、表示装置、イメージセンサ、演
算集積回路、高周波モジュールのいずれかであることを
特徴とする半導体装置。 【請求項26】請求項25において、前記半導体装置
は、前記表示装置を備えた、ビデオカメラ、スチルカメ
ラ、プロジェクター、プロジェクションTV、ヘッドマ
ウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナル
コンピュータ、携帯情報端末機器のいずれかであること
を特徴とする半導体装置。
Claims: 1. A semiconductor comprising a wiring having a laminated structure in which a second wiring layer made of a second conductive film is stacked on a first wiring layer made of a first conductive film. The device, wherein the first conductive film includes at least a tantalum nitride layer, the wiring is an oxide film of the first conductive film formed in contact with a side surface of the first wiring layer, An oxide film of the second conductive film formed in contact with a side surface of the second wiring layer. 2. A semiconductor device comprising a wiring having a stacked structure in which a second wiring layer made of a second conductive film is stacked on a first wiring layer made of a first conductive film, The first conductive film includes at least a tantalum nitride layer, and the wiring is formed by oxidizing the first wiring layer and oxidizing the second wiring layer. And a second oxide film, wherein the second wiring layer is in contact with only the first wiring layer, and a lower portion of the second oxide film has the first wiring layer and A semiconductor device which is in contact with the first oxide film. 3. A semiconductor device comprising a wiring having a stacked structure in which a second wiring layer made of a second conductive film is stacked on a first wiring layer made of a first conductive film, The first conductive film includes at least a tantalum nitride layer, and the wiring is formed by oxidizing the first wiring layer and oxidizing the second wiring layer. An interface between the second wiring layer and the second oxide film, wherein an interface between the second wiring layer and the second oxide film is higher than an interface between the first wiring layer and the first oxide film. Wherein the semiconductor device is also inside. 4. The method according to claim 2, wherein in the first oxide film, a portion existing below the second oxide film gradually increases in thickness toward the outside. Characteristic semiconductor device. 5. The semiconductor device according to claim 2, wherein the first oxide film extends outside a side surface of the second oxide film. 6. The first oxide film according to claim 2, wherein the first oxide film extends outside a side surface of the second oxide film. A thickness of the semiconductor device is different between a lower portion of the second oxide film and an outer side of a side surface of the second oxide film. 7. The first oxide film according to claim 2, wherein the first oxide film extends outside a side surface of the second oxide film. A semiconductor device having a portion having a maximum thickness outside a side surface of the second oxide film. 8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the first oxide film has a region where the film thickness is substantially uniform outside a portion where the film thickness is maximum. 9. The semiconductor device according to claim 2, wherein the first oxide film extends outside a side surface of the second oxide film, and the wiring is formed of at least one insulated gate transistor. The first oxide film overlaps with an active layer, and has a portion on one active layer where the thickness is maximum outside a side surface of the second oxide film. Semiconductor device. 10. The semiconductor device according to claim 2, wherein the first oxide film extends outside a side surface of the second oxide film, and the wiring includes at least one wiring. The first oxide film overlaps with the active layer of the insulated gate transistor, and has a portion on one active layer where the thickness is maximum outside the side surface of the second oxide film. A semiconductor device having a region where the film thickness is substantially uniform outside a portion where the film thickness is maximum. 11. The semiconductor device according to claim 6, wherein the thickness of the portion having the maximum thickness is two to four times the thickness of the first wiring layer. Semiconductor device. 12. The device according to claim 7, wherein the thickness of the region where the thickness is substantially uniform is 2 to 4 times the thickness of the first wiring layer. Semiconductor device. 13. The island according to claim 2, wherein the wiring is formed on an island-shaped insulating film, and a side surface of the first oxide film substantially coincides with a side surface of the island-shaped insulating film. A semiconductor device, comprising: 14. A semiconductor device comprising: a first wiring layer formed of a first conductive film;
A semiconductor device including a plurality of insulated gate transistors each having a gate wiring having a stacked structure in which a second wiring layer formed of a second conductive film is stacked, wherein the first conductive film includes at least a tantalum nitride layer, The gate wiring includes: the first oxide film formed by oxidizing a first wiring layer; and the second oxide film formed by oxidizing a second wiring layer. The first oxide film extends outside the side surface of the second oxide film, and the interface between the second wiring layer and the second oxide film is formed by the first wiring A semiconductor device located inside an interface between the layer and the second oxide film. 15. The low-concentration impurity region according to claim 14, wherein in one active layer of the transistor, a region where only the first oxide film exists above the active layer via a gate insulating film has a low concentration impurity region. A semiconductor device characterized by being formed. 16. The transistor according to claim 14, wherein the gate wiring overlaps at least one of the active layers of the transistor, and the first oxide film is formed on the active layer in a channel width direction. A semiconductor device extending outside the oxide film. 17. A semiconductor device comprising: a first wiring layer formed of a first conductive film;
A first wiring having a stacked structure in which a second wiring layer made of a second conductive film is stacked; a second wiring formed in a layer above the first wiring with an insulating film interposed; A semiconductor device including a contact structure including a first wiring and a contact hole for electrically connecting the second wiring, wherein the first conductive film includes at least a tantalum nitride layer; The first wiring includes: a first oxide film formed by oxidizing a first wiring layer; and a second oxide film formed by oxidizing a second wiring layer. Wherein the contact hole is formed to penetrate the second wiring layer, and the second wiring is in contact with the first conductive film in the contact hole. 18. The semiconductor device according to claim 2, wherein the first oxide film is formed by anodizing the first conductive film, and the second oxide film is formed by the second oxide film. 2. A semiconductor device formed by anodizing the conductive film of No. 2. 19. The semiconductor device according to claim 2, wherein the first conductive film and the second conductive film have different anodic oxidation rates. 20. The semiconductor device according to claim 19, wherein the first oxide film and the second oxide film are formed in the same anodic oxidation step. 21. The semiconductor device according to claim 2, wherein the first conductive film has a thickness of 1 to 50 nm. 22. The semiconductor device according to claim 2, wherein the second conductive film is made of aluminum or a material containing aluminum as a main component. 23. The semiconductor device according to claim 2, wherein the tantalum nitride layer is a tantalum layer containing nitrogen. 24. The semiconductor device according to claim 2, wherein a composition of the tantalum nitride layer is Ta y N (y> 1). 25. A semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is one of a display device, an image sensor, an arithmetic integrated circuit, and a high-frequency module. 26. The semiconductor device according to claim 25, wherein the semiconductor device is any one of a video camera, a still camera, a projector, a projection TV, a head mounted display, a car navigation, a personal computer, and a portable information terminal equipped with the display device. A semiconductor device, characterized in that:
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WO2011152233A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
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