JPS609167A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPS609167A
JPS609167A JP58117610A JP11761083A JPS609167A JP S609167 A JPS609167 A JP S609167A JP 58117610 A JP58117610 A JP 58117610A JP 11761083 A JP11761083 A JP 11761083A JP S609167 A JPS609167 A JP S609167A
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液晶と組み合わせて画像表示装置を構成する半
導体装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 第1図はスイッチングMIS)ランジスタ1と液晶セル
2よりなる単位絵素を走査線4と信号線5で相互接続し
て2次元のマトリクスを構成した画像表示装置の等価回
路である。走査線4に走査パルスを印加して横方向にM
OSトランジスタ1をonさせ信号端子群Yj+?、+
1+・・・・・)より映像信号電圧を液晶セル2に書き
込ませる。ついで縦方向(Xi、X□ ・・・)に走査
パルスを順次走+1+ 査して画像表示機能が与えられる。映像信号に対応して
液晶セル2に書き適寸れた電荷は次なる書込み時1でM
IS)ランジスタ1のoff抵抗と液晶セルの抵抗を通
して放電していくが、その放電の時定数が書き込み速度
(1/60秒)よシ十分長ければテレビ画像を表示でき
る。液晶セル2よりも十分大きな容量を有する補助容量
3をMISトランジスタ1の負荷として接地線6との間
に伺加することが多いのは上述の理由による。なお、共
通電極7を例えば6vに固定し、映像信号電圧を書き込
みの毎度にQ〜6■と6〜12Vで切換えることにより
液晶セル2は交流駆動となる。
さて第2図はアモルファスシリコン(以下a−3iと略
す)を半導体材料とするMISトランジスタをスイッチ
ング素子として集積化した場合の単位絵素の平面図を示
し、第3図は第2図のA−A’線上の要部断面図を示す
。その製造方法は以下に述べる通シである。
透明性絶縁基板例えばガラス板8の一生面−にに第1の
透明導電層9を全面に寸たけ選択的に形成し、ついで全
面に透明性絶縁層例えば酸化シリコン10を被着する。
そしてMIS)ランジスタのゲートを構成するとともに
走査線をも構成し例えばモリブデンよシなる第1の金属
層4と、透明導電層よシなる絵素電極11を酸化シリコ
ン層10上に選択的に形成する。つぎにS I H4系
ガスを主成分とするグロー放電分解によって例えばS 
l、N。
よりなるゲート絶縁層12と不純物をほとんど含まない
a−3i層を全面に堆積し、島状のa−3i層13を形
成し、絵素電極11上のS 1 se4層12に開口部
14を形成する。そして図示はしないが同時に絵素部よ
シ遠く離れだ領域で走査線4上のS i3N4層にも開
口部を形成する。その後、島状のa−8i層13上でゲ
ート金属層4と一部重なりあう一対の金属層を例えばア
ルミニウムで選択的に形成する。その一方は映像信号線
5を構成し、もう一方は前記開口部14を含んで形成さ
れ、MISトランジスタ1と絵素電極11との接1続線
15を構成する。図示はしないが第2の金属層5,15
の形成時に先述したように走査線4への取出し電極も形
成される。
画像表示装置を得るためには上記した半導体装置の表面
に例えばポリイミド薄膜を塗布し、キュアした後に配向
処理を行ない、−主面上に透明導電層7を被着されたガ
ラス板16と」二記半導体装置との間に液晶17を充填
し、さらに上下に偏光板18を配置すればよい。
a−3i層13とソース・ドレイン配線6.15との間
のオーミック性を改善するためにはドナ捷たはアクセプ
タとなる例えば燐あるいは硼素を含んだa−3iNをそ
れらの間に介在させれば十分である。
さて」二連した半導体装置においてゲート金層層4とし
てモリブデンを取上げたが、この他にもクロム、ニクロ
ムなどを用いた例が公知である。ゲート金属層4は走査
線をも兼用するので抵抗値は低い程」:<、1500人
の膜厚では被着方法にもよるが上述した金属では1〜1
0Ω/口の抵抗値が得られ実用上支障ない。しかしなが
らモリブデンは酸化性の酸1例えば硝酸には極めて溶は
易く、モリブデンを導入した以降の工程ではレジスト除
去や洗浄工程には発煙硝酸が使えない制約が生じる。た
とえモリブデンが露出していない工程でもゲート絶縁層
12のピンホールを通してモリブデンが局所的に消失す
るので画像表示装置としては致命的な線欠陥の原因とな
る欠点がある。まだクロムやニクロムは表面に薄い酸化
膜が生じ易く不働態として作用するので化学的に安定で
ある。しかしこの安定な酸化膜の存在が外部への取シ出
し配線形成時に大きな支障をきたす。
先述したように絵素部より遠く離れた領域で走査線4上
の513N4Nに開口部を形成する工程で走査線4の表
面は、5i3N40食刻液あるいは食亥1ガスおよびレ
ジストを除去するだめの発煙硝酸もしくは02プラズマ
にさらされる結果、不働態としての薄い酸化膜が形成さ
れる。したがって取シ出し電極を構成する金属は、この
薄い酸化膜を経由してクロム、ニクロムなどの走査線に
接触することになる。そのため400〜500°C以上
の加熱処理を施さない限り接触抵抗は不安定でがっ高ぐ
なり1V11Sトランジスタの動作が不確実となり画像
表示装置としての機能が得られない。一方、グロー放電
堆積によるa−8iは作製条件にもよるが概ね300”
C以上の加熱を行なうとダングリングボンドを補償する
水素が離脱して半導体材料としての膜厚が大幅に低下す
る。
発明の目的 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、走査腺゛−
取シ出し配線との接触抵抗を加熱処理なしで低く確実な
ものとすることを目的とする。また本発明の別の目的は
走査線の抵抗を低くならしめることにある。
発明の構成 本発明の要点は、半導体素子の特性を決定するゲート電
極材としての金属シリサイドと、低抵抗化のだめの走査
線材としてのアルミニウムの導入にあり、第4図ととも
に本発明の実施例について説明する。
実施例の説明 第4図は本発明にかかる画像表示装置の要部断面図を示
し、従来例である第3図との違いはMISトランジスタ
のゲート電極を構成するとともに走査線をも構成する金
属層がアルミニウム19とモリブデンシリサイド200
2層で置き換えられていることであυ、その他の構造な
らびに製造法は第3図で述べたとおシである。耐酸性、
耐弗酸性を有する金属シリサイド、例えばモリブデン、
タンタルあるいはタングステンシリサイドは主としてス
パッタ蒸着で形成されるが1000°C程度の熱処理を
与えなければ膜厚500人で100〜200Ω/口のシ
ート抵抗値を有する。しかしながら1000への膜厚を
有するアルミニウム19上に600人の膜厚を有するモ
リブデンシリサイド20を被着するとシート抵抗値は0
.3〜0.50膜口と2桁以上低下するので、走査線の
抵抗値は従来の単層金属の場合よりもさらに低くなる。
なおアルミニウムもクロムと同様に不働態を生じ易いの
でアルミニウムの被着後ただちに、好ましくは連続蒸着
で金属シリサイドを被着すべきである。
またa−3i 層13とソース、ドレイン配線5゜15
との間にシリコンを主成分としドナまたはアクセプタと
なる不純物を含む非晶質半導体層を介在させオーミック
性を改善してもよい。さらに透明導電層9と絵素電極1
1とが全面に形成された透明絶縁層10を介して補助容
量3を形成することもできる。走査線あるいは信号線6
との間で形成される付遊容量を減少すしめるためには透
明導電層9は全面ではなく選択的にパターン出しするの
が1い。なおこの場合、透明導電層9は第1図の接地線
6に対応する。
発明の効果 以上の説明からも明らかなように本発明では、走査線の
抵抗値は従来の単層金属の場合よりも約1桁小さい。し
だがって高密度化、大画面化すなわち走査線のパターン
幅が小さくなるほど、丑だパターン長が長くなるほどそ
の効果は大である。
まだ、金属シリサイドは弗酸系の食刻液にも耐え、また
酸素プラズマや発煙硝酸などを用いたレジスト除去工程
において薄いS z 02膜が形成されても稀釈弗酸で
除去が容易である。したがって走査線への取シ出し電極
形成時に、走査線すなわち金属シリサイドと取り出し電
極材との間に障壁ができる恐れは皆無で低い接触抵抗が
得られる。また加熱処理も不用となるなど本発明はa−
9iに適した製造方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図はMIS)ランジスタと液晶セルの組合せよりな
る画像表示装置の等価回路図春木牛、第2図は同装置の
単位絵素の平面図、第3図は単位絵素の要部断面図、第
4図は本発明の一実施例にかかる単位絵素の要部断面図
である。 1・・・・・・hi I S )ランジス′り、2・・
・液晶セル、3・・・・補助容量、4・・・・・・走査
線、5・・・・・信号線、19・・・・・アルミニウム
、2o・−・・金属シリサイド。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 8

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)絶縁性透明基板上に透明導電層と、アルミニウム
    と金属シリサイドの2層よシなる第1の金属層が選択的
    に形成され、前記第1の金属層上には第1の透明絶縁層
    を介してシリコンを主成分とする島状の非単結晶半導体
    層が形成され、前記透明導電層上に形成された第1の透
    明絶縁層には開口部が形成され、前記島状の非単結晶半
    導体層上で前記第1の金属層と一部上なり合うように選
    択的に形成された一対の第2の金属層の一方が前記開口
    部を介して前記透明導電層と電気的接触をしてなること
    を特徴とする半導体装置。 ?)金属シリサイドを構成する金属がタンタル。 タングステン、モリブデンの少なくとも1つを含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置
    。 (3)島状の非単結晶半導体層と第2の金属層との間に
    シリコンを主成分としドナまたはアクセプタとなる不純
    物を含む非単結晶半導体層が介在することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 (4)絶縁性透明基板として透明導電層が全面まだは選
    択的に形成され、第2の透明絶縁層が全面に被着された
    ものを用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載の半導体装置。 (5)絶縁性透明基板上に透明導電層を選択的に形成す
    る工程と、アルミニウムと金属シリサイドの2層よシな
    る第1の金属層を選択的に形成する工程と、全面に透明
    絶縁層を形成後前記第1の金属層の一部上にシリコンを
    主成分とする島状の非単結晶半導体層を選択的に形成す
    る工程と、前記透明導電層上の前記透明絶縁層に開口部
    を形成する工程と、前記島状の非単結晶半導体層上で前
    記第1の金属層の一部と重なりあうとともにその一方が
    前記開口部を介して前記透明導電層と接触する第2の金
    属層を選択的に形成する工程を有し、前記金属シリサイ
    ド層の被着が前記アルεニウム層の被着後ただちになさ
    れることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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