JPH09219453A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents
半導体装置およびその作製方法Info
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- JPH09219453A JPH09219453A JP33289596A JP33289596A JPH09219453A JP H09219453 A JPH09219453 A JP H09219453A JP 33289596 A JP33289596 A JP 33289596A JP 33289596 A JP33289596 A JP 33289596A JP H09219453 A JPH09219453 A JP H09219453A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置における電極のコンタクトを確実
なものとする。 【解決手段】 樹脂材料でなる層間絶縁膜１１７を形成
した後、開孔１１９を形成する。ここで、酸素プラズマ
によって層間絶縁膜１１７を後退させる。すると、テー
パー形状を有した開孔部を得ることができる。このよう
な構成は、パターンが複雑化してもコンタクトのとりや
すいものとすることができる。
なものとする。 【解決手段】 樹脂材料でなる層間絶縁膜１１７を形成
した後、開孔１１９を形成する。ここで、酸素プラズマ
によって層間絶縁膜１１７を後退させる。すると、テー
パー形状を有した開孔部を得ることができる。このよう
な構成は、パターンが複雑化してもコンタクトのとりや
すいものとすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
樹脂材料を層間絶縁膜に利用した半導体装置の構成に関
する。またその作製方法に関する。
樹脂材料を層間絶縁膜に利用した半導体装置の構成に関
する。またその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりガラス基板や石英基板上に形成
された薄膜半導体を用いて薄膜トランジスタを作製する
技術が知られている。
された薄膜半導体を用いて薄膜トランジスタを作製する
技術が知られている。
【０００３】図３（Ａ）〜（Ｂ）に従来より知られてい
る薄膜トランジスタの作製工程を示す。図３に示すの
は、アクティブマトリス型の液晶表示装置の画素領域に
配置される薄膜トランジスタの作製工程である。
る薄膜トランジスタの作製工程を示す。図３に示すの
は、アクティブマトリス型の液晶表示装置の画素領域に
配置される薄膜トランジスタの作製工程である。
【０００４】まずガラス基板や石英基板３０１上に下地
膜３０２として酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法により３
０００Åの厚さに成膜する。
膜３０２として酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法により３
０００Åの厚さに成膜する。
【０００５】次に薄膜トランジスタの活性層を構成する
ための出発膜として図示しない非晶質珪素膜をプラズマ
ＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で成膜する。非晶質珪素
膜の厚さは５００〜１５００Å程度の厚さに選択され
る。
ための出発膜として図示しない非晶質珪素膜をプラズマ
ＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で成膜する。非晶質珪素
膜の厚さは５００〜１５００Å程度の厚さに選択され
る。
【０００６】図示しない非晶質珪素膜を成膜したら、加
熱処理またはレーザー光の照射を行って非晶質珪素膜を
結晶化させる。こうして図示しない結晶性珪素膜を得
る。
熱処理またはレーザー光の照射を行って非晶質珪素膜を
結晶化させる。こうして図示しない結晶性珪素膜を得
る。
【０００７】次にこの結晶性珪素膜をパターニングし
て、後に薄膜トランジスタの活性層となる領域を形成す
る。（図３（Ａ）では３０３、３０４、３０５で活性層
は示される）
て、後に薄膜トランジスタの活性層となる領域を形成す
る。（図３（Ａ）では３０３、３０４、３０５で活性層
は示される）
【０００８】次に活性層を覆ってゲイト絶縁膜として機
能する酸化珪素膜３０６をプラズマＣＶＤ法でもって成
膜する。酸化珪素膜３０６の厚さは１０００〜１５００
Åの厚さに選択される。
能する酸化珪素膜３０６をプラズマＣＶＤ法でもって成
膜する。酸化珪素膜３０６の厚さは１０００〜１５００
Åの厚さに選択される。
【０００９】さらにゲイト電極３０７を金属材料やシリ
サイド材料で形成する。こうして図３（Ａ）に示す状態
を得る。
サイド材料で形成する。こうして図３（Ａ）に示す状態
を得る。
【００１０】さらにこの状態で不純物イオンのドーピン
グを行い、ソース領域３０３とドレイン領域３０５とチ
ャネル形成領域３０４とを自己整合的に形成する。さら
に加熱処理やレーザー光の照射を行い、不純物イオンの
注入された領域のアニールを行う。
グを行い、ソース領域３０３とドレイン領域３０５とチ
ャネル形成領域３０４とを自己整合的に形成する。さら
に加熱処理やレーザー光の照射を行い、不純物イオンの
注入された領域のアニールを行う。
【００１１】次に第１の層間絶縁膜３０８として窒化珪
素膜または酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法でもって成膜
する。この第１の層間絶縁膜３０８の膜厚は２０００Å
〜６０００Åの範囲から選択される。
素膜または酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法でもって成膜
する。この第１の層間絶縁膜３０８の膜厚は２０００Å
〜６０００Åの範囲から選択される。
【００１２】次にコンタクトホールの形成を行い、適当
な金属材料でもって、ソース電極およびそこから延在し
た配線３０９が形成される。（図３（Ｂ））
な金属材料でもって、ソース電極およびそこから延在し
た配線３０９が形成される。（図３（Ｂ））
【００１３】次に第２の層間絶縁膜３１０を酸化珪素膜
や窒化珪素膜で形成する。この第２の層間絶縁膜の厚さ
はその表面の平坦性を確保するために７０００Å以上の
厚さとする。
や窒化珪素膜で形成する。この第２の層間絶縁膜の厚さ
はその表面の平坦性を確保するために７０００Å以上の
厚さとする。
【００１４】さらにコンタクトホール３１１の形成を行
う。こうして図３（Ｃ）に示す状態を得る。
う。こうして図３（Ｃ）に示す状態を得る。
【００１５】そして画素電極を構成するＩＴＯ電極３１
２を形成する。こうしてアクティブマトリクス領域の画
素領域に配置される薄膜トランジスタ部分が完成する。
２を形成する。こうしてアクティブマトリクス領域の画
素領域に配置される薄膜トランジスタ部分が完成する。
【００１６】このような作製工程において、画素電極３
１２を形成する状況において以下に説明するような問題
が生じる。
１２を形成する状況において以下に説明するような問題
が生じる。
【００１７】近年、配線パターンや薄膜トランジスタの
パターンの大きさが、ますます小さくなる傾向になる。
これは装置の集積化をさらに高めることが要求されてい
るからである。またアクティブマトリクス型の液晶表示
装置においては、画素の開口率を高めるためにこのパタ
ーンを縮小化することが要求されている。
パターンの大きさが、ますます小さくなる傾向になる。
これは装置の集積化をさらに高めることが要求されてい
るからである。またアクティブマトリクス型の液晶表示
装置においては、画素の開口率を高めるためにこのパタ
ーンを縮小化することが要求されている。
【００１８】このようなパターンの縮小化を進めて行く
と、３１１で示されるような開孔の大きさも当然小さく
する必要が生じる。しかし、コンタクトホール３１１を
小さくしてゆくと、画素電極３１２を形成する際にその
構成材料（ＩＴＯ材料）が寸法の小さい開孔の中に被覆
性よく成膜されないという問題が生じる。そしてこの結
果、必要とするコンタクトをとることが困難になるとい
う問題が生じる。
と、３１１で示されるような開孔の大きさも当然小さく
する必要が生じる。しかし、コンタクトホール３１１を
小さくしてゆくと、画素電極３１２を形成する際にその
構成材料（ＩＴＯ材料）が寸法の小さい開孔の中に被覆
性よく成膜されないという問題が生じる。そしてこの結
果、必要とするコンタクトをとることが困難になるとい
う問題が生じる。
【００１９】即ち、コンタクトホールが細長くなってし
まうので、その内部においてコンタクトをとるための材
料が途中で切れたりしてしまう状態が生じ、結果として
コンタクト不良が発生してしまう。
まうので、その内部においてコンタクトをとるための材
料が途中で切れたりしてしまう状態が生じ、結果として
コンタクト不良が発生してしまう。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本明細書で開示する発
明は、パターンの微細化に従って発生するコンタクト不
良の問題を解決する技術を提供することを課題とする。
明は、パターンの微細化に従って発生するコンタクト不
良の問題を解決する技術を提供することを課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、図１にその具体的な例を示すように、多層に
構成された絶縁膜１１４と１１６と１１７とを有した半
導体装置であって、前記多層膜の最上層１１７は樹脂材
料でなり、前記多層膜にはコンタクトホール１１９が形
成されており、前記コンタクトホール１１９の前記樹脂
材料部分１００はオーバーエッチングされていることを
特徴とする。
の一つは、図１にその具体的な例を示すように、多層に
構成された絶縁膜１１４と１１６と１１７とを有した半
導体装置であって、前記多層膜の最上層１１７は樹脂材
料でなり、前記多層膜にはコンタクトホール１１９が形
成されており、前記コンタクトホール１１９の前記樹脂
材料部分１００はオーバーエッチングされていることを
特徴とする。
【００２２】上記の構成を採用することにより、パター
ンが微細化し、コンタクト部分の面積が小さくなっても
電極１２０によるソース領域１１０へのコンタクトを確
実なものとすることができる。また１００の部分をテー
パー形状にすることで、この部分の電極（配線）１２０
の段切れを防止することができる。
ンが微細化し、コンタクト部分の面積が小さくなっても
電極１２０によるソース領域１１０へのコンタクトを確
実なものとすることができる。また１００の部分をテー
パー形状にすることで、この部分の電極（配線）１２０
の段切れを防止することができる。
【００２３】また１１７として樹脂材料を用いること
で、その表面の平坦性を確保することができる。例えば
１２０で示される画素電極を形成した最に部分的に画素
電極から印加される電界が乱れたりすることのない構成
とすることができる。
で、その表面の平坦性を確保することができる。例えば
１２０で示される画素電極を形成した最に部分的に画素
電極から印加される電界が乱れたりすることのない構成
とすることができる。
【００２４】他の発明の構成は、図１にその具体的な例
を示すように、珪化膜でなる絶縁膜１１６を形成する工
程と、前記珪化膜上に樹脂材料でなる絶縁膜１１７を形
成し珪化膜１１６と樹脂材料１１７とでなる積層膜を形
成する工程と、前記積層膜にコンタクトホール１１９を
形成する工程と、樹脂材料を選択的にエッチングする手
段を用いて前記樹脂材料１１７を等方的にエッチング
し、前記コンタクトホール１１９の開孔部を広げ２０１
で示される開孔を形成するる工程と、を有することを特
徴とする。
を示すように、珪化膜でなる絶縁膜１１６を形成する工
程と、前記珪化膜上に樹脂材料でなる絶縁膜１１７を形
成し珪化膜１１６と樹脂材料１１７とでなる積層膜を形
成する工程と、前記積層膜にコンタクトホール１１９を
形成する工程と、樹脂材料を選択的にエッチングする手
段を用いて前記樹脂材料１１７を等方的にエッチング
し、前記コンタクトホール１１９の開孔部を広げ２０１
で示される開孔を形成するる工程と、を有することを特
徴とする。
【００２５】樹脂材料だけを選択的にエッチングするこ
とにより、１１９で示される開孔は間口の広い、コンタ
クトのとり易い形状とすることができる。また、等方性
のエッチングを用いることにより、１００で示されるよ
うなテーパー形状を形成することができ、その上に形成
される電極や配線が切断されることがない構成とするこ
とができる。
とにより、１１９で示される開孔は間口の広い、コンタ
クトのとり易い形状とすることができる。また、等方性
のエッチングを用いることにより、１００で示されるよ
うなテーパー形状を形成することができ、その上に形成
される電極や配線が切断されることがない構成とするこ
とができる。
【００２６】珪化膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素
膜、酸化窒化珪素から選ばれた膜を利用することができ
る。
膜、酸化窒化珪素から選ばれた膜を利用することができ
る。
【００２７】
〔実施例１〕本実施例では、アクティブマトリクス型の
液晶表示装置の画素領域に配置される薄膜トランジスタ
の作製工程を示す。
液晶表示装置の画素領域に配置される薄膜トランジスタ
の作製工程を示す。
【００２８】図１に本実施例の薄膜トランジスタの作製
工程を示す。まずガラス基板または石英基板１０１上に
下地膜として酸化珪素膜１０２をプラズマＣＶＤ法によ
り、３０００Åの厚さに成膜する。
工程を示す。まずガラス基板または石英基板１０１上に
下地膜として酸化珪素膜１０２をプラズマＣＶＤ法によ
り、３０００Åの厚さに成膜する。
【００２９】次に図示しない非晶質珪素膜を５００Åの
厚さに成膜する。この非晶質珪素膜は後に薄膜トランジ
スタの活性層を構成するための出発膜となる。この非晶
質珪素膜の成膜は、プラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶ
Ｄ法でもって成膜する。
厚さに成膜する。この非晶質珪素膜は後に薄膜トランジ
スタの活性層を構成するための出発膜となる。この非晶
質珪素膜の成膜は、プラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶ
Ｄ法でもって成膜する。
【００３０】次にレーザー光の照射または加熱処理によ
り、図示しない非晶質珪素膜を結晶化させ、結晶性珪素
膜を得る。この結晶性珪素膜が後に薄膜トランジスタの
活性層を構成する。
り、図示しない非晶質珪素膜を結晶化させ、結晶性珪素
膜を得る。この結晶性珪素膜が後に薄膜トランジスタの
活性層を構成する。
【００３１】図示しない結晶性珪素膜を得たら、パター
ニングを施すことにより、薄膜トランジスタの活性層１
０３を形成する。こうして図１（Ａ）に示す状態を得
る。
ニングを施すことにより、薄膜トランジスタの活性層１
０３を形成する。こうして図１（Ａ）に示す状態を得
る。
【００３２】図１（Ａ）に示す状態を得たら、図３
（Ａ）に示すようにゲイト絶縁膜として機能する酸化珪
素膜１０４をプラズマＣＶＤ法でもって成膜する。この
酸化珪素膜１０４の膜厚は１０００Åとする。
（Ａ）に示すようにゲイト絶縁膜として機能する酸化珪
素膜１０４をプラズマＣＶＤ法でもって成膜する。この
酸化珪素膜１０４の膜厚は１０００Åとする。
【００３３】さらに後にゲイト電極を構成するアルミニ
ウム膜１０５を４０００Åの厚さに成膜する。成膜方法
はスパッタ法を用いる。こうして図５（Ａ）に示す状態
を得る。（以下図５に従って工程を説明する）
ウム膜１０５を４０００Åの厚さに成膜する。成膜方法
はスパッタ法を用いる。こうして図５（Ａ）に示す状態
を得る。（以下図５に従って工程を説明する）
【００３４】図５（Ａ）に示すアルミニウム膜１０５中
には、スカンジウムを0.1 〜0.3 重量％の割合で含有さ
せる。これは、後の工程においてアルミニウムの以上成
長が進行し、ヒロックやウィスカーと呼ばれる突起物が
形成されてしまうことを抑制するためである。
には、スカンジウムを0.1 〜0.3 重量％の割合で含有さ
せる。これは、後の工程においてアルミニウムの以上成
長が進行し、ヒロックやウィスカーと呼ばれる突起物が
形成されてしまうことを抑制するためである。
【００３５】アルミニウム膜１０５を成膜したら、その
表面に１００Å厚程度の極薄い陽極酸化膜（図示せず）
を形成する。この陽極酸化膜は、電解溶液として３％の
エチレングリコール溶液をアンモニア水で中和したもの
を用いて行う。この陽極酸化膜の膜厚の制御は、印加電
圧を選択することによって行うことができる。
表面に１００Å厚程度の極薄い陽極酸化膜（図示せず）
を形成する。この陽極酸化膜は、電解溶液として３％の
エチレングリコール溶液をアンモニア水で中和したもの
を用いて行う。この陽極酸化膜の膜厚の制御は、印加電
圧を選択することによって行うことができる。
【００３６】次に図５（Ｂ）に示すようにアルミニウム
膜１０５をパターニングすることにより、ゲイト電極１
０６を形成する。さらにゲイト電極１０６を陽極とした
陽極酸化を再び行うことによって、多孔質状の陽極酸化
膜１０７を形成する。
膜１０５をパターニングすることにより、ゲイト電極１
０６を形成する。さらにゲイト電極１０６を陽極とした
陽極酸化を再び行うことによって、多孔質状の陽極酸化
膜１０７を形成する。
【００３７】この陽極酸化は、電解溶液として３％のシ
ュウ酸水溶液を用いて行う。この陽極酸化工程で形成さ
れる陽極酸化膜は、多孔質状を有したものとなる。また
その成長距離は、数μｍ程度までの間で選択することが
できる。なおこの場合の陽極酸化膜の成長距離は陽極酸
化時間により制御することができる。
ュウ酸水溶液を用いて行う。この陽極酸化工程で形成さ
れる陽極酸化膜は、多孔質状を有したものとなる。また
その成長距離は、数μｍ程度までの間で選択することが
できる。なおこの場合の陽極酸化膜の成長距離は陽極酸
化時間により制御することができる。
【００３８】こうして図５（Ｂ）に示す状態を得る。図
５（Ｂ）に示す状態を得たら、再び緻密な陽極酸化膜の
形成を行う。即ち、電解溶液として３％のエチレングリ
コール溶液をアンモニア水で中和したものを用い、ゲイ
ト電極１０６を陽極として陽極酸化を行う。
５（Ｂ）に示す状態を得たら、再び緻密な陽極酸化膜の
形成を行う。即ち、電解溶液として３％のエチレングリ
コール溶液をアンモニア水で中和したものを用い、ゲイ
ト電極１０６を陽極として陽極酸化を行う。
【００３９】この陽極酸化工程においては、緻密な陽極
酸化膜１０８が形成される。この工程では、多孔質状の
陽極酸化膜１０７に内部に電解溶液が侵入するので、ゲ
イト電極１０６の表面を覆うようにして緻密な陽極酸化
膜１０８が形成される。
酸化膜１０８が形成される。この工程では、多孔質状の
陽極酸化膜１０７に内部に電解溶液が侵入するので、ゲ
イト電極１０６の表面を覆うようにして緻密な陽極酸化
膜１０８が形成される。
【００４０】この緻密な陽極酸化膜１０８の膜厚は、５
００Åとする。この緻密な陽極酸化膜は、ヒロックやウ
ィスカーの防止、さらに後に形成されるオフセットゲイ
ト領域の形成に寄与、といった役割を有している。
００Åとする。この緻密な陽極酸化膜は、ヒロックやウ
ィスカーの防止、さらに後に形成されるオフセットゲイ
ト領域の形成に寄与、といった役割を有している。
【００４１】こうして図５（Ｃ）に示す状態を得る。図
５（Ｃ）に示す状態を得たら、一導電型を付与するため
の不純物イオンの注入を行う。ここでは、Ｎチャネル型
の薄膜トランジスタを作製するためにＰ（リン）イオン
の注入を行う。
５（Ｃ）に示す状態を得たら、一導電型を付与するため
の不純物イオンの注入を行う。ここでは、Ｎチャネル型
の薄膜トランジスタを作製するためにＰ（リン）イオン
の注入を行う。
【００４２】この不純物イオンの注入を行うことによっ
て、ソース領域１０９とドレイン領域１１０が自己整合
的に形成される。（図５（Ｃ））
て、ソース領域１０９とドレイン領域１１０が自己整合
的に形成される。（図５（Ｃ））
【００４３】次に多孔質状の陽極酸化膜１０７を除去
し、図５（Ｄ）に示す状態を得る。この状態で、チャネ
ル形成領域１１２、さらにオフセットゲイト領域１１１
と１１３が画定する。
し、図５（Ｄ）に示す状態を得る。この状態で、チャネ
ル形成領域１１２、さらにオフセットゲイト領域１１１
と１１３が画定する。
【００４４】オフセットゲイト領域１１１と１１３は、
多孔質状の陽極酸化膜１０７と緻密な陽極酸化膜１０８
の膜厚でもって形成される。
多孔質状の陽極酸化膜１０７と緻密な陽極酸化膜１０８
の膜厚でもって形成される。
【００４５】図５（Ｄ）に示す状態を得たら、レーザー
光の照射を行い、不純物イオンの注入された領域のアニ
ールを行う。
光の照射を行い、不純物イオンの注入された領域のアニ
ールを行う。
【００４６】次に図１（Ｂ）に示すように第１の層間絶
縁膜１１４として窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法でもっ
て３０００Åの厚さに成膜する。そしてさらに第２の層
間絶縁膜１１６として酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法で
もって３０００Åの厚さに成膜する。
縁膜１１４として窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法でもっ
て３０００Åの厚さに成膜する。そしてさらに第２の層
間絶縁膜１１６として酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法で
もって３０００Åの厚さに成膜する。
【００４７】次にソース領域１０９に通じるコンタクト
ホールの形成を行い、適当な金属材料でもって、ソース
電極およびそこから延在した配線１１５を形成する。
ホールの形成を行い、適当な金属材料でもって、ソース
電極およびそこから延在した配線１１５を形成する。
【００４８】次に樹脂材料でもって第３の層間絶縁膜１
１７を３μｍの厚さに形成する。この第３の層間絶縁膜
１１７は、その表面の平坦性を確保するためと、低比誘
電率の材料を必要とすることから、樹脂材料を用いるこ
とが重要となる。
１７を３μｍの厚さに形成する。この第３の層間絶縁膜
１１７は、その表面の平坦性を確保するためと、低比誘
電率の材料を必要とすることから、樹脂材料を用いるこ
とが重要となる。
【００４９】上記の平坦性を確保する必要性は、その表
面に画素電極が形成されることに関係する。即ち、画素
電極を平坦な表面上に形成することで、液晶に印加され
る電界を均一なものとし、表示に乱れのないものとする
ために上記の第３の層間絶縁膜の平坦性が必要とされ
る。
面に画素電極が形成されることに関係する。即ち、画素
電極を平坦な表面上に形成することで、液晶に印加され
る電界を均一なものとし、表示に乱れのないものとする
ために上記の第３の層間絶縁膜の平坦性が必要とされ
る。
【００５０】また、樹脂材料は酸化珪素や窒化珪素に比
較して低い比誘電率を有したものを選択できるので、後
に形成される画素電極と薄膜トランジスタとの間に形成
される容量の影響を低減させることができ、この意味で
も樹脂材料を用いることは重要となる。
較して低い比誘電率を有したものを選択できるので、後
に形成される画素電極と薄膜トランジスタとの間に形成
される容量の影響を低減させることができ、この意味で
も樹脂材料を用いることは重要となる。
【００５１】樹脂材料でなる第３の層間絶縁膜１１７を
成膜したら、フォトレジスト１１８をマスクとして、コ
ンタクトホール（開孔）１１９を形成する。図１（Ｃ）
成膜したら、フォトレジスト１１８をマスクとして、コ
ンタクトホール（開孔）１１９を形成する。図１（Ｃ）
【００５２】このコンタクトホール１１９の形成は、ド
ライエッチングによって行う。ここでコンタクトホール
１１９は薄膜トランジスタの寸法の微細化に従って、小
さなものとする必要がある。
ライエッチングによって行う。ここでコンタクトホール
１１９は薄膜トランジスタの寸法の微細化に従って、小
さなものとする必要がある。
【００５３】例えば、コンタクト部分の寸法は１μｍφ
またはそれ以下とすることが必要とされる。しかし、コ
ンタクトホール１１９は細長いものとなるので、ドレイ
ン領域１１０に対して直接コンタクトを採ることが困難
になる。
またはそれ以下とすることが必要とされる。しかし、コ
ンタクトホール１１９は細長いものとなるので、ドレイ
ン領域１１０に対して直接コンタクトを採ることが困難
になる。
【００５４】そこで本実施例においては、図１（Ｃ）に
示す工程において樹脂材料１１７にコンタクトホール１
１９を形成した後、さらに樹脂材料に対して選択的な等
方的なエッチングをドライエッチングによって行う。
示す工程において樹脂材料１１７にコンタクトホール１
１９を形成した後、さらに樹脂材料に対して選択的な等
方的なエッチングをドライエッチングによって行う。
【００５５】本実施例で注目すべきは、この等方的エッ
チングがフォトレジスト１１８を除去した後に行われる
点である。即ち、樹脂材料の選択的なエッチングが酸素
雰囲気において容易に実施できる点を利用する。
チングがフォトレジスト１１８を除去した後に行われる
点である。即ち、樹脂材料の選択的なエッチングが酸素
雰囲気において容易に実施できる点を利用する。
【００５６】この工程によりコンタクトホール部（開孔
部）１１９の樹脂材料でなる第３の層間絶縁膜１１７の
分だけが選択的にエッチングされ、その入口の部分が広
げられたコンタクトホール部２０１が形成される。（図
２（Ａ））
部）１１９の樹脂材料でなる第３の層間絶縁膜１１７の
分だけが選択的にエッチングされ、その入口の部分が広
げられたコンタクトホール部２０１が形成される。（図
２（Ａ））
【００５７】このエッチングは、酸素を主成分とするガ
スを用いたプラズマエッチングによって行う。
スを用いたプラズマエッチングによって行う。
【００５８】この際、樹脂材料でなる第３の層間絶縁膜
１１７はその膜厚も減少する。また、等方的に層間絶縁
膜１１７が後退していくので、開口の縁の部分１００が
テーパー状にあるいはＲがついた状態となる。
１１７はその膜厚も減少する。また、等方的に層間絶縁
膜１１７が後退していくので、開口の縁の部分１００が
テーパー状にあるいはＲがついた状態となる。
【００５９】このような形状とすることで、後にコンタ
クトをとるために形成される電極が縁部分で段切れたり
することがない構成とすることができる。
クトをとるために形成される電極が縁部分で段切れたり
することがない構成とすることができる。
【００６０】このコンタクトホール部２０１の寸法は例
えば２μｍφとすることができる。
えば２μｍφとすることができる。
【００６１】こうして図２（Ａ）に示す状態を得る。次
に図２（Ｂ）に示すように画素電極２０２をＩＴＯでも
って構成する。
に図２（Ｂ）に示すように画素電極２０２をＩＴＯでも
って構成する。
【００６２】この際、第３の層間絶縁膜１１７に樹脂材
料を用いてその表面の平坦性を確保しているので、画素
電極２０２の平坦性をも確保することができる。また、
第３の層間絶縁膜１１７の膜厚を厚くし、その比誘電率
を小さなものとすることができるので、図に示すように
画素電極と薄膜トランジスタ部とが重なるように画素電
極を配置することができる。
料を用いてその表面の平坦性を確保しているので、画素
電極２０２の平坦性をも確保することができる。また、
第３の層間絶縁膜１１７の膜厚を厚くし、その比誘電率
を小さなものとすることができるので、図に示すように
画素電極と薄膜トランジスタ部とが重なるように画素電
極を配置することができる。
【００６３】さらに、コンタクトホール２０１の間口を
大きくすることができるので、パターンを微細化してい
った場合でも画素電極２０２とドレイン領域１１０との
コンタクトを確実なものとすることができる。
大きくすることができるので、パターンを微細化してい
った場合でも画素電極２０２とドレイン領域１１０との
コンタクトを確実なものとすることができる。
【００６４】こうして図２（Ｂ）に示すアクティブマト
リクス型の液晶表示装置の画素領域に配置される薄膜ト
ランジスタが完成する。
リクス型の液晶表示装置の画素領域に配置される薄膜ト
ランジスタが完成する。
【００６５】〔実施例２〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、下地膜１０２とゲイト絶縁膜１０４を共
に酸化窒化珪素膜（ＳｉＯx Ｎy ）で構成したことを特
徴とする。
構成において、下地膜１０２とゲイト絶縁膜１０４を共
に酸化窒化珪素膜（ＳｉＯx Ｎy ）で構成したことを特
徴とする。
【００６６】半導体でなる活性層１０３とそれを包む状
態で配置される下地膜１０２及びゲイト絶縁膜１０４と
の界面の状態は、薄膜トランジスタの動作に大きな影響
を与える。
態で配置される下地膜１０２及びゲイト絶縁膜１０４と
の界面の状態は、薄膜トランジスタの動作に大きな影響
を与える。
【００６７】一般に下地膜としては、酸化珪素膜等が利
用される。しかし、その膜質に特に注意が払われるもの
ではない。一方ゲイト絶縁膜については、薄膜トランジ
スタの特性を大きく左右するものとしてその膜質に大き
な注意が払われている。
用される。しかし、その膜質に特に注意が払われるもの
ではない。一方ゲイト絶縁膜については、薄膜トランジ
スタの特性を大きく左右するものとしてその膜質に大き
な注意が払われている。
【００６８】本発明者等の知見によれば、活性層の下に
位置する下地膜についてもゲイト絶縁膜と同様にその膜
質について大きな注意は払うことが必要である。これ
は、下地膜の膜質が薄膜トランジスタの長期の信頼性に
対して大きな影響を与えることに起因する。
位置する下地膜についてもゲイト絶縁膜と同様にその膜
質について大きな注意は払うことが必要である。これ
は、下地膜の膜質が薄膜トランジスタの長期の信頼性に
対して大きな影響を与えることに起因する。
【００６９】そこで本実施例においては、電気的な安定
性に優れた酸化窒化珪素膜を下地膜とゲイト絶縁膜とに
用いることによって、信頼性の高い薄膜トランジスタを
得ることができる。
性に優れた酸化窒化珪素膜を下地膜とゲイト絶縁膜とに
用いることによって、信頼性の高い薄膜トランジスタを
得ることができる。
【００７０】酸化窒化珪素膜の作製方法としては、ＴＥ
ＯＳガスにＮ2 Ｏガスを混合したガスを用いたプラズマ
ＣＶＤ法により成膜することができる。
ＯＳガスにＮ2 Ｏガスを混合したガスを用いたプラズマ
ＣＶＤ法により成膜することができる。
【００７１】また酸素とアンモニアとを混合したガスを
用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜することもでき
る。
用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜することもでき
る。
【００７２】〔実施例３〕本実施例は、樹脂材料で構成
された層間絶縁膜の開孔を広げる別な技術手段に関す
る。
された層間絶縁膜の開孔を広げる別な技術手段に関す
る。
【００７３】図４に本実施例の開孔の形成方法を示す。
まず図４（Ａ）に示すように酸化珪素膜または窒化珪素
膜等の珪化膜でなる第１の層間絶縁膜４０１を形成す
る。ここでは、第１の層間膜の下側の層は特に示さない
が、第１の層間絶縁膜の下側の層を半導体層や電極や配
線、また他の絶縁層とすることは任意である。
まず図４（Ａ）に示すように酸化珪素膜または窒化珪素
膜等の珪化膜でなる第１の層間絶縁膜４０１を形成す
る。ここでは、第１の層間膜の下側の層は特に示さない
が、第１の層間絶縁膜の下側の層を半導体層や電極や配
線、また他の絶縁層とすることは任意である。
【００７４】第１の層間絶縁膜４０１を形成したら、そ
の上に樹脂材料でなる第２の層間絶縁膜４０２を形成す
る。さらに第２の層間絶縁膜４０２の上にフォトレジス
トでなるマスク４０３を形成する。このレジストマスク
４０３は、開孔部４０４を有しており、この部分で樹脂
材料でなる第２の層間絶縁膜４０２を露呈する構成とな
っている。（図４（Ａ））
の上に樹脂材料でなる第２の層間絶縁膜４０２を形成す
る。さらに第２の層間絶縁膜４０２の上にフォトレジス
トでなるマスク４０３を形成する。このレジストマスク
４０３は、開孔部４０４を有しており、この部分で樹脂
材料でなる第２の層間絶縁膜４０２を露呈する構成とな
っている。（図４（Ａ））
【００７５】次にレジストマスク４０３を用いて第１の
層間絶縁膜４０１と第２の層間絶縁膜４０２とをエッチ
ングし、開孔４０５を得る。このエッチングは、ＲＩＥ
法を用いたドライエッチングによって行う。
層間絶縁膜４０１と第２の層間絶縁膜４０２とをエッチ
ングし、開孔４０５を得る。このエッチングは、ＲＩＥ
法を用いたドライエッチングによって行う。
【００７６】このエッチング工程においては、垂直方向
に異方性を有したエッチングが行われるので、４０５で
示されるような開孔が形成される。（図４（Ｂ））
に異方性を有したエッチングが行われるので、４０５で
示されるような開孔が形成される。（図４（Ｂ））
【００７７】次に等方性を有したエッチング技術である
酸素プラズマアッシングを行い、レジストマスク４０３
と第２の層間絶縁膜４０２をアッシングする。この際、
レジストマスクはその膜厚が後退する。また同時に開孔
部がテーパー状あるいはＲが付いた状態になる。
酸素プラズマアッシングを行い、レジストマスク４０３
と第２の層間絶縁膜４０２をアッシングする。この際、
レジストマスクはその膜厚が後退する。また同時に開孔
部がテーパー状あるいはＲが付いた状態になる。
【００７８】さらに第２の層間絶縁膜も樹脂材料である
ので、その開孔部は４０６で示されるようなテーパー状
あるいはＲのついた形状に形成される。
ので、その開孔部は４０６で示されるようなテーパー状
あるいはＲのついた形状に形成される。
【００７９】この時、実施例１に示した方法と異なり、
樹脂材料でなる第２の層間絶縁膜の膜厚は薄くならな
い。（その代わり、レジストマスク４０３の膜厚が薄く
なる）
樹脂材料でなる第２の層間絶縁膜の膜厚は薄くならな
い。（その代わり、レジストマスク４０３の膜厚が薄く
なる）
【００８０】こうして図４（Ｃ）に示す状態を得る。そ
してレジストマスク４０３を除去する。さらにコンタク
トをとるための電極または配線４０７を形成する。
してレジストマスク４０３を除去する。さらにコンタク
トをとるための電極または配線４０７を形成する。
【００８１】こうして図４（Ｄ）に示す状態を得る。本
実施例が特徴とするのは、最初に開孔４０５を形成する
ために用いたマスクを再度利用して、４０６で示される
ような、コンタクトのとりやすいテーパーの付いた開孔
部を形成することにある。
実施例が特徴とするのは、最初に開孔４０５を形成する
ために用いたマスクを再度利用して、４０６で示される
ような、コンタクトのとりやすいテーパーの付いた開孔
部を形成することにある。
【００８２】即ち、特に新たにマスクを用いずに図４
（Ｄ）に示すような断面形状を有した開孔を形成するこ
とを特徴とする。
（Ｄ）に示すような断面形状を有した開孔を形成するこ
とを特徴とする。
【００８３】また本実施例に示す構成においては、樹脂
材料でなる第２の層間絶縁膜４０２の膜厚が薄くなるこ
とがない点も特徴である。
材料でなる第２の層間絶縁膜４０２の膜厚が薄くなるこ
とがない点も特徴である。
【００８４】〔実施例４〕本実施例は、樹脂材料で構成
された層間絶縁膜の開孔を広げる別な技術手段に関す
る。
された層間絶縁膜の開孔を広げる別な技術手段に関す
る。
【００８５】図６に本実施例の開孔の形成方法を示す。
図６はソース／ドレインコンタクトホール部の拡大図で
ある。
図６はソース／ドレインコンタクトホール部の拡大図で
ある。
【００８６】図６（Ａ）の構造は、まず活性層６０１上
に酸化珪素膜からなるゲイト絶縁膜６０２が1500Åの厚
さに積まれ、その上に窒化珪素からなる第１の層間絶縁
膜６０３が3000Åの厚さに、酸化珪素膜からなる第２の
層間絶縁膜６０４が3000Åの厚さに積まれている。さら
に、その上には樹脂材料からなる第３の層間絶縁膜６０
５が３μｍの厚さに積まれている。
に酸化珪素膜からなるゲイト絶縁膜６０２が1500Åの厚
さに積まれ、その上に窒化珪素からなる第１の層間絶縁
膜６０３が3000Åの厚さに、酸化珪素膜からなる第２の
層間絶縁膜６０４が3000Åの厚さに積まれている。さら
に、その上には樹脂材料からなる第３の層間絶縁膜６０
５が３μｍの厚さに積まれている。
【００８７】この状態において、ＴＦＴの全体図は図１
（Ｂ）の様な構造となっている。
（Ｂ）の様な構造となっている。
【００８８】次に、図６（Ａ）に示す様に第３の層間絶
縁膜６０５の上に金属薄膜６０６を500 〜2000Åの厚さ
に形成する。この金属薄膜６０６は後に第１、第２、第
３の層間絶縁膜６０３、６０４、６０５をドライエッチ
ングする際のマスクとしての役割を持つ。本実施例で
は、金属薄膜６０６としてスパッタ法によりＴｉ（チタ
ン）を500Åの厚さに形成した。
縁膜６０５の上に金属薄膜６０６を500 〜2000Åの厚さ
に形成する。この金属薄膜６０６は後に第１、第２、第
３の層間絶縁膜６０３、６０４、６０５をドライエッチ
ングする際のマスクとしての役割を持つ。本実施例で
は、金属薄膜６０６としてスパッタ法によりＴｉ（チタ
ン）を500Åの厚さに形成した。
【００８９】次に、フォトレジスト６０７でマスクして
金属薄膜６０６を選択的にエッチングする。このエッチ
ングは、SiCl4 、Cl2 、BCl3をエッチングガスとしてド
ライエッチング法により行う。ガス圧力は80mTorr 、印
加電力は1400Ｗとする。
金属薄膜６０６を選択的にエッチングする。このエッチ
ングは、SiCl4 、Cl2 、BCl3をエッチングガスとしてド
ライエッチング法により行う。ガス圧力は80mTorr 、印
加電力は1400Ｗとする。
【００９０】以上の工程により、図６（Ａ）の状態が得
られる。図６（Ａ）の状態が得られたら、フォトレジス
ト６０７を専用の剥離液で除去する。
られる。図６（Ａ）の状態が得られたら、フォトレジス
ト６０７を専用の剥離液で除去する。
【００９１】次に、図６（Ｂ）に示す様に、ゲイト絶縁
膜６０２及び第１、第２、第３の層間絶縁膜６０３、６
０４、６０５をＲＩＥモードのドライエッチング法によ
りエッチングする。このエッチングはエッチングガスを
切り換えることで連続的に行うことができる。
膜６０２及び第１、第２、第３の層間絶縁膜６０３、６
０４、６０５をＲＩＥモードのドライエッチング法によ
りエッチングする。このエッチングはエッチングガスを
切り換えることで連続的に行うことができる。
【００９２】エッチングは13.56MHzの高周波パルスで形
成されたプラズマを利用して行う。エッチングガスはＯ
2 ：75sccmとＣＦ4 ：25sccmを用い、ガス圧力は100mTo
rrとする。また、印加電力は500 Ｗとする。
成されたプラズマを利用して行う。エッチングガスはＯ
2 ：75sccmとＣＦ4 ：25sccmを用い、ガス圧力は100mTo
rrとする。また、印加電力は500 Ｗとする。
【００９３】こうして、図６（Ｂ）に示す様に活性層６
０１のコンタクト部が露出した状態が得られる。この状
態ではコンタクトホールの径が１μｍφ程度であるのに
対して、コンタクトホールの深さは約3.8 μｍとなり、
非常に活性層とのコンタクトを取りにくい構造となって
いる。
０１のコンタクト部が露出した状態が得られる。この状
態ではコンタクトホールの径が１μｍφ程度であるのに
対して、コンタクトホールの深さは約3.8 μｍとなり、
非常に活性層とのコンタクトを取りにくい構造となって
いる。
【００９４】そこで、図６（Ｂ）の状態でＯ2 プラズマ
を用いた等方的なプラズマエッチングを行う。すると、
樹脂材料からなる第３の層間絶縁膜６０５が選択的にエ
ッチングされ、図６（Ｃ）の様な状態が得られる。
を用いた等方的なプラズマエッチングを行う。すると、
樹脂材料からなる第３の層間絶縁膜６０５が選択的にエ
ッチングされ、図６（Ｃ）の様な状態が得られる。
【００９５】この時、金属薄膜６０６と第３の層間絶縁
膜６０５との密着性が良く、第３の層間絶縁膜６０５と
その下に位置する他の絶縁膜（ゲイト絶縁膜６０２、第
１、第２の層間絶縁膜６０３、６０４）との選択比が５
以上であることが望ましい。
膜６０５との密着性が良く、第３の層間絶縁膜６０５と
その下に位置する他の絶縁膜（ゲイト絶縁膜６０２、第
１、第２の層間絶縁膜６０３、６０４）との選択比が５
以上であることが望ましい。
【００９６】上記の条件を満たす場合、図７（Ａ）に示
す様な形状が得られる。また、選択比が５以上であって
も、密着性に欠ければ図７（Ｂ）の様になだらかなテー
パー７０１が形成され、必要以上に大きく拡がった形状
となる。これでは、素子の微細化を進める上で障害とな
る。
す様な形状が得られる。また、選択比が５以上であって
も、密着性に欠ければ図７（Ｂ）の様になだらかなテー
パー７０１が形成され、必要以上に大きく拡がった形状
となる。これでは、素子の微細化を進める上で障害とな
る。
【００９７】また逆に、密着性が良くても選択比に差が
なければ図７（Ｃ）の様に全ての絶縁膜が同時にサイド
エッチングされる。また、選択比が１以下であれば図７
（Ｄ）の様なえぐれ部分７０２が形成されてしまう。
なければ図７（Ｃ）の様に全ての絶縁膜が同時にサイド
エッチングされる。また、選択比が１以下であれば図７
（Ｄ）の様なえぐれ部分７０２が形成されてしまう。
【００９８】図６（Ｃ）の状態が得られたら、ドライエ
ッチング法により金属薄膜６０６を除去する。次いで、
配線または電極となる導電性薄膜６０８を形成すれば、
図６（Ｄ）の状態が得られる。
ッチング法により金属薄膜６０６を除去する。次いで、
配線または電極となる導電性薄膜６０８を形成すれば、
図６（Ｄ）の状態が得られる。
【００９９】本実施例が特徴とするのは、樹脂材料から
なる第３の層間絶縁膜６０５のサイドエッチングを利用
して、コンタクトのとりやすい形状から構成される開孔
部を形成することにある。
なる第３の層間絶縁膜６０５のサイドエッチングを利用
して、コンタクトのとりやすい形状から構成される開孔
部を形成することにある。
【０１００】また、本実施例において、図６（Ｂ）の状
態で樹脂材料からなる第３の層間絶縁膜６０５をエッチ
ングする工程から、図６（Ｃ）の状態で金属薄膜６０６
を除去する工程までを連続的に行えることも特徴であ
る。
態で樹脂材料からなる第３の層間絶縁膜６０５をエッチ
ングする工程から、図６（Ｃ）の状態で金属薄膜６０６
を除去する工程までを連続的に行えることも特徴であ
る。
【０１０１】即ち、上記複数の工程を全てドライエッチ
ングで行った場合、エッチングガス等の条件をプログラ
ムで自動変更することにより、大気開放せずにコンタク
トホールを形成することが出来る。
ングで行った場合、エッチングガス等の条件をプログラ
ムで自動変更することにより、大気開放せずにコンタク
トホールを形成することが出来る。
【０１０２】このことは、スループットの向上と同時に
生産歩留りの上昇といった効果を付与する点で重要であ
る。
生産歩留りの上昇といった効果を付与する点で重要であ
る。
【０１０３】〔実施例５〕本実施例は、実施例４におい
て、金属薄膜の代わりに珪化膜でなる絶縁膜を用いた場
合の例である。珪化膜でなる絶縁膜はエッチング除去が
金属薄膜よりも容易、かつ、簡便であるため汎用性が高
い利点を有する。
て、金属薄膜の代わりに珪化膜でなる絶縁膜を用いた場
合の例である。珪化膜でなる絶縁膜はエッチング除去が
金属薄膜よりも容易、かつ、簡便であるため汎用性が高
い利点を有する。
【０１０４】上記の珪化膜でなる絶縁膜としては、酸化
珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜（ＳｉＯx Ｎy ）
が挙げられる。これらの絶縁膜はプラズマＣＶＤ法、減
圧熱ＣＶＤ法等の手段により形成する。
珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜（ＳｉＯx Ｎy ）
が挙げられる。これらの絶縁膜はプラズマＣＶＤ法、減
圧熱ＣＶＤ法等の手段により形成する。
【０１０５】また、ＰＳＧやＢＳＧ等に代表される酸化
珪素系被膜形成用塗布液を用いてスピン法による被膜形
成を行っても良い。スピン法による被膜形成は以下の手
順で行う。
珪素系被膜形成用塗布液を用いてスピン法による被膜形
成を行っても良い。スピン法による被膜形成は以下の手
順で行う。
【０１０６】まず、被膜形成用塗布液を基体上に塗布し
た後、基体を保持するステージを回転させる。この行程
において余分な被膜形成用塗布液は全て排除され、基体
上には薄く、均一な被膜が形成される。また、ステージ
の回転数を変えることで、所望の膜厚の被膜を形成する
ことができる。
た後、基体を保持するステージを回転させる。この行程
において余分な被膜形成用塗布液は全て排除され、基体
上には薄く、均一な被膜が形成される。また、ステージ
の回転数を変えることで、所望の膜厚の被膜を形成する
ことができる。
【０１０７】次に１５０℃程度のベークを行い、塗布さ
れた被膜の晶質化を行う。この際、ベークの温度や時間
を変えることで被膜の膜質を調節することが可能であ
る。
れた被膜の晶質化を行う。この際、ベークの温度や時間
を変えることで被膜の膜質を調節することが可能であ
る。
【０１０８】以上の様に、スピン法による場合、比較的
簡便に酸化珪素膜を形成することができる。即ち、スル
ープットを大幅に向上することが可能である。
簡便に酸化珪素膜を形成することができる。即ち、スル
ープットを大幅に向上することが可能である。
【０１０９】〔実施例６〕本実施例は、本明細書に開示
する発明を利用して多層配線を有する集積回路を構成す
る例である。単結晶珪素ウエハーを用いた集積回路にお
いて、その集積化を高めるために、素子を多層に構成
し、また配線も多層に構成することが必要とされてい
る。
する発明を利用して多層配線を有する集積回路を構成す
る例である。単結晶珪素ウエハーを用いた集積回路にお
いて、その集積化を高めるために、素子を多層に構成
し、また配線も多層に構成することが必要とされてい
る。
【０１１０】このような多層構造においてもコンタクト
を確実にとることが要求される。そこで、本明細書に開
示する発明を利用することにより、微細で多層に構成さ
れた集積回路においても確実なコンタクトをとることが
できる。
を確実にとることが要求される。そこで、本明細書に開
示する発明を利用することにより、微細で多層に構成さ
れた集積回路においても確実なコンタクトをとることが
できる。
【０１１１】図８に例として３層構造からなる集積回路
の構成を示す。まず、金属材料からなる第１の配線電極
８０１を形成する。ここでは、第１の配線電極８０１の
下側の層は特に示さないが、第１の配線電極８０１の下
側の層を半導体層や電極や配線、また他の絶縁層とする
ことは任意である。
の構成を示す。まず、金属材料からなる第１の配線電極
８０１を形成する。ここでは、第１の配線電極８０１の
下側の層は特に示さないが、第１の配線電極８０１の下
側の層を半導体層や電極や配線、また他の絶縁層とする
ことは任意である。
【０１１２】次に、第１の配線電極８０１を覆って珪化
膜からなる絶縁膜８０２を形成し、さらにその上に樹脂
材料からなる絶縁膜８０３を形成する。前記絶縁膜８０
２及び８０３からなる積層膜は第１の層間絶縁膜として
機能する。
膜からなる絶縁膜８０２を形成し、さらにその上に樹脂
材料からなる絶縁膜８０３を形成する。前記絶縁膜８０
２及び８０３からなる積層膜は第１の層間絶縁膜として
機能する。
【０１１３】次に、第１の層間絶縁膜にコンタクトホー
ル８０４を形成して、図８（Ａ）の状態を得る。
ル８０４を形成して、図８（Ａ）の状態を得る。
【０１１４】次いで、樹脂材料からなる絶縁膜８０３を
選択的にオーバーエッチングしてコンタクトホールの開
孔口を拡げる。この工程は、実施例１、３、４のいずれ
の手段によっても良い。
選択的にオーバーエッチングしてコンタクトホールの開
孔口を拡げる。この工程は、実施例１、３、４のいずれ
の手段によっても良い。
【０１１５】次に、金属材料からなる第２の配線電極８
０５を形成して、図８（Ｂ）の状態を得る。この際、コ
ンタクトホールの開孔口が広いため被覆性良く第１の配
線電極８０１とのコンタクトが取れる。
０５を形成して、図８（Ｂ）の状態を得る。この際、コ
ンタクトホールの開孔口が広いため被覆性良く第１の配
線電極８０１とのコンタクトが取れる。
【０１１６】図８（Ｂ）の状態を得たら、第２の配線電
極８０５を覆って珪化膜からなる絶縁膜８０６を形成
し、さらにその上に樹脂材料からなる絶縁膜８０７を形
成する。前記絶縁膜８０６及び８０７からなる積層膜は
第２の層間絶縁膜として機能する。
極８０５を覆って珪化膜からなる絶縁膜８０６を形成
し、さらにその上に樹脂材料からなる絶縁膜８０７を形
成する。前記絶縁膜８０６及び８０７からなる積層膜は
第２の層間絶縁膜として機能する。
【０１１７】次に、第２の層間絶縁膜にコンタクトホー
ル８０８を形成して、図８（Ｃ）の状態を得る。
ル８０８を形成して、図８（Ｃ）の状態を得る。
【０１１８】次いで、樹脂材料からなる絶縁膜８０７を
選択的にオーバーエッチングしてコンタクトホールの開
孔口を拡げる。この工程は、実施例１、３、４のいずれ
の手段によっても良い。
選択的にオーバーエッチングしてコンタクトホールの開
孔口を拡げる。この工程は、実施例１、３、４のいずれ
の手段によっても良い。
【０１１９】次に、金属材料からなる第３の配線電極８
０９を形成して、図８（Ｄ）の状態を得る。この際、コ
ンタクトホールの開孔口が広いため被覆性良く第２の配
線電極８０５とのコンタクトが取れる。
０９を形成して、図８（Ｄ）の状態を得る。この際、コ
ンタクトホールの開孔口が広いため被覆性良く第２の配
線電極８０５とのコンタクトが取れる。
【０１２０】本実施例は図８（Ｄ）に示す様に、三層の
配線電極を内包する多層構造の例であるが、集積化に伴
ってさらに積層回数が増した場合についても応用が効く
ことは言うまでもない。
配線電極を内包する多層構造の例であるが、集積化に伴
ってさらに積層回数が増した場合についても応用が効く
ことは言うまでもない。
【０１２１】以上の様に、本明細書で開示する発明を利
用することで、層毎に平坦性を確保するこができ、また
確実なコンタクトを採ることができ、また配線の信頼性
を高めることができる。
用することで、層毎に平坦性を確保するこができ、また
確実なコンタクトを採ることができ、また配線の信頼性
を高めることができる。
【０１２２】〔実施例７〕本実施例は、本明細書に開示
する発明を利用して多層配線を有する集積回路を構成す
る例である。実施例５との相違点は、一部の配線電極同
士の接続をＷ（タングステン）の選択成長を利用して行
う点である。
する発明を利用して多層配線を有する集積回路を構成す
る例である。実施例５との相違点は、一部の配線電極同
士の接続をＷ（タングステン）の選択成長を利用して行
う点である。
【０１２３】Ｗの選択成長技術は、配線形成技術、特に
その微細加工技術の一つとしてここ数年注目されてきた
技術である。概要は、主に原料ガスとしてＷＦ6 とＳｉ
Ｈ4 とを用いた熱ＣＶＤ法により、Ｗの薄膜を選択的に
成膜するものである。この際、酸化珪素膜上に成膜され
にくいという特徴がある。
その微細加工技術の一つとしてここ数年注目されてきた
技術である。概要は、主に原料ガスとしてＷＦ6 とＳｉ
Ｈ4 とを用いた熱ＣＶＤ法により、Ｗの薄膜を選択的に
成膜するものである。この際、酸化珪素膜上に成膜され
にくいという特徴がある。
【０１２４】即ち、酸化珪素膜に形成されたコンタクト
ホールの内部のみを選択的にＷで埋め込むことが可能で
あり、集積回路の設計においてコンタクトホールのマー
ジンを稼ぐことができるという利点がある。
ホールの内部のみを選択的にＷで埋め込むことが可能で
あり、集積回路の設計においてコンタクトホールのマー
ジンを稼ぐことができるという利点がある。
【０１２５】だがこの技術は比較的高温で行われるた
め、樹脂材料を層間絶縁膜として用いることが困難とな
る場合が多い。また、深いコンタクトホールにＷを埋め
込む場合にスループットの低下といった問題も発生す
る。
め、樹脂材料を層間絶縁膜として用いることが困難とな
る場合が多い。また、深いコンタクトホールにＷを埋め
込む場合にスループットの低下といった問題も発生す
る。
【０１２６】従って、最終的な高温加熱工程の後に層間
絶縁膜として樹脂材料を用いて本発明を実施すること
は、特に回路設計の上で有利である。
絶縁膜として樹脂材料を用いて本発明を実施すること
は、特に回路設計の上で有利である。
【０１２７】例えば、浅いコンタクトホールはＷの選択
成長で埋め込み、深いコンタクトホールが必要な場合
は、予め汎用性の高い樹脂材料を層間絶縁膜として用い
て本発明を利用すれば良い。
成長で埋め込み、深いコンタクトホールが必要な場合
は、予め汎用性の高い樹脂材料を層間絶縁膜として用い
て本発明を利用すれば良い。
【０１２８】〔実施例８〕本実施例は、樹脂材料で構成
された層間絶縁膜の開孔を広げる別な技術手段に関す
る。
された層間絶縁膜の開孔を広げる別な技術手段に関す
る。
【０１２９】図９に本実施例の開孔の形成方法を示す。
まず図９（Ａ）に示すように酸化珪素膜または窒化珪素
膜等の珪化膜でなる第１の層間絶縁膜４０１を形成す
る。ここでは、第１の層間膜の下側の層は特に示さない
が、第１の層間絶縁膜の下側の層を半導体層や電極や配
線、また他の絶縁層とすることは任意である。
まず図９（Ａ）に示すように酸化珪素膜または窒化珪素
膜等の珪化膜でなる第１の層間絶縁膜４０１を形成す
る。ここでは、第１の層間膜の下側の層は特に示さない
が、第１の層間絶縁膜の下側の層を半導体層や電極や配
線、また他の絶縁層とすることは任意である。
【０１３０】第１の層間絶縁膜４０１を形成したら、そ
の上に樹脂材料でなる第２の層間絶縁膜４０２を形成す
る。さらに第２の層間絶縁膜４０２の上にフォトレジス
トでなるマスク４０３を形成する。このレジストマスク
４０３は、開孔部４０４を有しており、この部分で樹脂
材料でなる第２の層間絶縁膜４０２を露呈する構成とな
っている。（図９（Ａ））
の上に樹脂材料でなる第２の層間絶縁膜４０２を形成す
る。さらに第２の層間絶縁膜４０２の上にフォトレジス
トでなるマスク４０３を形成する。このレジストマスク
４０３は、開孔部４０４を有しており、この部分で樹脂
材料でなる第２の層間絶縁膜４０２を露呈する構成とな
っている。（図９（Ａ））
【０１３１】次にレジストマスク４０３を用いて第１の
層間絶縁膜４０１と第２の層間絶縁膜４０２とをエッチ
ングし、開孔４０５を得る。このエッチングは、ＲＩＥ
法を用いたドライエッチングによって行う。
層間絶縁膜４０１と第２の層間絶縁膜４０２とをエッチ
ングし、開孔４０５を得る。このエッチングは、ＲＩＥ
法を用いたドライエッチングによって行う。
【０１３２】このエッチング工程においては、垂直方向
に異方性を有したエッチングが行われるので、４０５で
示されるような開孔が形成される。（図９（Ｂ））
に異方性を有したエッチングが行われるので、４０５で
示されるような開孔が形成される。（図９（Ｂ））
【０１３３】次に等方性を有したエッチング技術である
酸素プラズマアッシングを行い、レジストマスク４０３
と第２の層間絶縁膜４０２をアッシングする。この際、
レジストマスクはその膜厚が後退する。また同時に開孔
部がテーパー状あるいはＲが付いた状態になる。
酸素プラズマアッシングを行い、レジストマスク４０３
と第２の層間絶縁膜４０２をアッシングする。この際、
レジストマスクはその膜厚が後退する。また同時に開孔
部がテーパー状あるいはＲが付いた状態になる。
【０１３４】さらに第２の層間絶縁膜も樹脂材料である
ので、その開孔部は４０６で示されるようなテーパー状
あるいはＲのついた形状に形成される。
ので、その開孔部は４０６で示されるようなテーパー状
あるいはＲのついた形状に形成される。
【０１３５】この時、実施例１に示した方法と異なり、
樹脂材料でなる第２の層間絶縁膜の膜厚は薄くならな
い。（その代わり、レジストマスク４０３の膜厚が薄く
なる）
樹脂材料でなる第２の層間絶縁膜の膜厚は薄くならな
い。（その代わり、レジストマスク４０３の膜厚が薄く
なる）
【０１３６】また、アッシングの後にさらにドライエッ
チングを行うことで、９０１で示されるようなテーパー
を有した形状に酸化珪素膜または窒化珪素膜でなる第１
の層間絶縁膜４０１の開孔を広げる。
チングを行うことで、９０１で示されるようなテーパー
を有した形状に酸化珪素膜または窒化珪素膜でなる第１
の層間絶縁膜４０１の開孔を広げる。
【０１３７】こうして図９（Ｃ）に示す状態を得る。そ
してレジストマスク４０３を除去する。さらにコンタク
トをとるための電極または配線４０７を形成する。
してレジストマスク４０３を除去する。さらにコンタク
トをとるための電極または配線４０７を形成する。
【０１３８】こうして図９（Ｄ）に示す状態を得る。本
実施例が特徴とするのは、最初に開孔４０５を形成する
ために用いたマスクを再度利用して、４０６、９０１で
示されるような、コンタクトのとりやすいテーパーの付
いた開孔部を形成することにある。
実施例が特徴とするのは、最初に開孔４０５を形成する
ために用いたマスクを再度利用して、４０６、９０１で
示されるような、コンタクトのとりやすいテーパーの付
いた開孔部を形成することにある。
【０１３９】
【発明の効果】図２（Ａ）に２０１で示されるように、
コンタクトホールの間口の部分を広くすることで、微細
なパターンに対するコンタクトホールであってもコンタ
クトを容易にすることができる。特に図２（Ａ）に示す
開孔２０１の形成は、先に形成された開孔１１９を利用
して自己整合的に行われるので、新たなマスクを利用し
なくてよいという特徴を有している。そして装置の生産
歩留りや信頼性を大きく高めることができる。
コンタクトホールの間口の部分を広くすることで、微細
なパターンに対するコンタクトホールであってもコンタ
クトを容易にすることができる。特に図２（Ａ）に示す
開孔２０１の形成は、先に形成された開孔１１９を利用
して自己整合的に行われるので、新たなマスクを利用し
なくてよいという特徴を有している。そして装置の生産
歩留りや信頼性を大きく高めることができる。
【０１４０】本明細書で開示する発明は、アクティブマ
トリクス型の液晶表示装置にのみ利用できるものではな
く、アクティブマトリクス型のＥＬ表示装置やアクティ
ブマトリクス型のプラズマディスプレイにも利用するこ
とができる。
トリクス型の液晶表示装置にのみ利用できるものではな
く、アクティブマトリクス型のＥＬ表示装置やアクティ
ブマトリクス型のプラズマディスプレイにも利用するこ
とができる。
【０１４１】また、微細化が進められているＩＣのよう
な集積回路における多層膜構造に対しても十分に応用す
ることができる。
な集積回路における多層膜構造に対しても十分に応用す
ることができる。
【図１】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図２】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図３】 従来における薄膜トランジスタの作製工程を
示す図。
示す図。
【図４】 コンタクトホールの形成工程を示す図。
【図５】 薄膜トランジスタの作製工程を示す図。
【図６】 コンタクトホールの形成工程を示す図。
【図７】 コンタクトホールの形状を示す図。
【図８】 多層配線構造を示す図。
【図９】 コンタクトホールの形成工程を示す図。
１０１ ガラス基板（または石英基板） １０２ 下地膜（酸化珪素膜） １０３ 活性層 １０４ ゲイト絶縁膜（酸化珪素膜） １０５ アルミニウム膜 １０６ ゲイト電極 １０７ 多孔質状の陽極酸化膜 １０８ 緻密な陽極酸化膜 １０９ ソース領域 １１０ ドレイン領域 １１１、１１３ オフセットゲイト領域 １１４ 第１の層間絶縁膜（窒化珪素膜） １１５ ソース電極（ソース配線） １１６ 第２の層間絶縁膜（酸化珪素膜） １１７ 第３の層間絶縁膜（樹脂材料） １１８ フォトレジスト １１９ コンタクトホール（開孔） ２０１ コンタクトホール（開孔） １００ 開孔の縁の部分 ２０２ 画素電極（ＩＴＯ電極） ６０６ 金属薄膜 ７０１ テーパー部分 ７０２ えぐれ部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲沢 美佐子 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内
Claims (12)
- 【請求項１】多層に構成された絶縁膜を有した半導体装
置であって、 前記多層膜の最上層は樹脂材料でなり、 前記多層膜にはコンタクトホールが形成されており、 前記コンタクトホールの前記樹脂材料部分はオーバーエ
ッチングされていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】請求項１において、 樹脂材料でなる最上層の膜の表面は平坦性を有している
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】多層に構成された絶縁膜を有した半導体装
置であって、 珪化膜でなる絶縁膜と樹脂材料でなる絶縁膜とを積層し
た多層膜を有し、 前記多層膜の最下層は珪化膜でなる絶縁膜であることを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】請求項３において、珪化膜として、酸化珪
素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素から選ばれた膜が用い
られることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項５】珪化膜でなる絶縁膜を形成する工程と、 前記珪化膜上に樹脂材料でなる絶縁膜を形成し珪化膜と
樹脂材料とでなる多層膜を形成する工程と、 前記多層膜にコンタクトホールを形成する工程と、 樹脂材料を選択的にエッチングする手段を用いて前記樹
脂材料を等方的にエッチングし、前記コンタクトホール
の開孔部を広げる工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項６】請求項５において、コンタクトホールの開
孔部を広げる工程において、 コンタクトホールを形成するために利用したレジストマ
スクを等方的にエッチングすることを特徴とする半導体
装置の作製方法。 - 【請求項７】珪化膜でなる絶縁膜を形成する工程と、 前記珪化膜上に樹脂材料でなる絶縁膜を形成し珪化膜と
樹脂材料とでなる積層膜を形成する工程と、 前記積層膜にコンタクトホールを形成する工程と、 樹脂材料を選択的にエッチングする手段を用いて前記樹
脂材料を等方的にエッチングし、前記コンタクトホール
を中心としたテーパー形状を有した開孔を形成する工程
と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項８】請求項７において、樹脂材料でなる層の表
面は平坦性を有していることを特徴とする半導体装置の
作製方法。 - 【請求項９】請求項７において、珪化膜として、酸化珪
素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素から選ばれた膜が用い
られることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項１０】珪化膜でなる絶縁膜を形成する工程と、 前記珪化膜上に樹脂材料でなる絶縁膜を形成し珪化膜と
樹脂材料とでなる積層膜を形成する工程と、 前記積層膜上に金属薄膜を形成する工程と、 前記金属薄膜を選択的にエッチングする工程と、 前記金属薄膜をマスクとして前記積層膜にコンタクトホ
ールを形成する工程と、 樹脂材料を選択的にエッチングする手段を用いて前記樹
脂材料を等方的にエッチングする工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項１１】珪化膜でなる絶縁膜を形成する工程と、 前記珪化膜上に樹脂材料でなる絶縁膜を形成し珪化膜と
樹脂材料とでなる積層膜を形成する工程と、 前記積層膜上に珪化膜でなる絶縁膜を形成する工程と、 前記珪化膜でなる絶縁膜を選択的にエッチングする工程
と、 前記珪化膜でなる絶縁膜をマスクとして前記積層膜にコ
ンタクトホールを形成する工程と、 樹脂材料を選択的にエッチングする手段を用いて前記樹
脂材料を等方的にエッチングする工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項１２】請求項１０または請求項１１において、 コンタクトホールを形成する工程と樹脂材料を等方的に
エッチングする工程はドライエッチング法によるもので
あり、前記二つの工程は大気開放せずに連続して行われ
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33289596A JP4209477B2 (ja) | 1995-11-27 | 1996-11-27 | 半導体装置の作製方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33263095 | 1995-11-27 | ||
| JP7-332630 | 1995-11-27 | ||
| JP7-345631 | 1995-12-09 | ||
| JP34563195 | 1995-12-09 | ||
| JP33289596A JP4209477B2 (ja) | 1995-11-27 | 1996-11-27 | 半導体装置の作製方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004233978A Division JP4209822B2 (ja) | 1995-11-27 | 2004-08-11 | 液晶表示装置の作製方法及びｅｌ表示装置の作製方法 |
| JP2008203838A Division JP4999799B2 (ja) | 1995-11-27 | 2008-08-07 | 半導体装置の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219453A true JPH09219453A (ja) | 1997-08-19 |
| JP4209477B2 JP4209477B2 (ja) | 2009-01-14 |
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|---|---|---|---|
| JP33289596A Expired - Fee Related JP4209477B2 (ja) | 1995-11-27 | 1996-11-27 | 半導体装置の作製方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7001801B2 (en) * | 1999-06-02 | 2006-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device having first and second insulating films |
| US7598111B2 (en) | 2003-11-25 | 2009-10-06 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Thin film transistor and method of manufacturing the same |
| JP2012124494A (ja) * | 2002-05-13 | 2012-06-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及び電子機器 |
| JP2016111308A (ja) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | 株式会社Ｊｏｌｅｄ | 薄膜トランジスタ基板の製造方法 |
| JPWO2018029546A1 (ja) * | 2016-08-09 | 2019-06-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置の作製方法、表示装置、表示モジュールおよび電子機器 |
| JP2020194977A (ja) * | 2015-11-20 | 2020-12-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
-
1996
- 1996-11-27 JP JP33289596A patent/JP4209477B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
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|---|---|---|---|---|
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| US7601572B2 (en) | 1999-06-02 | 2009-10-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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| JP2015019074A (ja) * | 2002-05-13 | 2015-01-29 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
| US9508756B2 (en) | 2002-05-13 | 2016-11-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
| JP2014059574A (ja) * | 2002-05-13 | 2014-04-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置、携帯情報端末、携帯電話 |
| JP2014160823A (ja) * | 2002-05-13 | 2014-09-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| JP2014178698A (ja) * | 2002-05-13 | 2014-09-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| US8927994B2 (en) | 2002-05-13 | 2015-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
| JP2012124494A (ja) * | 2002-05-13 | 2012-06-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及び電子機器 |
| US9165991B2 (en) | 2002-05-13 | 2015-10-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
| US9966390B2 (en) | 2002-05-13 | 2018-05-08 | Semicondutcor Energy Laboratory Co., LTD. | Display device |
| JP2012230383A (ja) * | 2002-05-13 | 2012-11-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| US7598111B2 (en) | 2003-11-25 | 2009-10-06 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Thin film transistor and method of manufacturing the same |
| JP2016111308A (ja) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | 株式会社Ｊｏｌｅｄ | 薄膜トランジスタ基板の製造方法 |
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| US11942554B2 (en) | 2015-11-20 | 2024-03-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, display device including the semiconductor device, and an electronic device including the semiconductor device |
| JPWO2018029546A1 (ja) * | 2016-08-09 | 2019-06-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置の作製方法、表示装置、表示モジュールおよび電子機器 |
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