JPH11261074A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線と配線とを良好なオーミック接触で接続
するためのコンタクト構造を提供する。 【解決手段】 ゲイト配線１０４とその上層に形成され
た取り出し配線１１３とを電気的に接続するコンタクト
部１０５では、コンタクトホールがアルミニウム膜１０
９を貫通して形成され、取り出し配線１１３とバルブ金
属膜１０８とが接してオーミック接触を実現している。
この様な構造とすることで、簡易な手段で信頼性の高い
コンタクト構造を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本願発明は薄膜半導体を用い
た薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと呼ぶ）の配線接続
の方法に関する技術である。本願発明はＴＦＴを利用す
る全ての半導体装置に対して有効である。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラス基板上に形成された複数の
ＴＦＴで半導体回路を構成し、その回路で映像表示の制
御を行う液晶表示装置が注目されている。この様な半導
体装置を構成するＴＦＴは様々な構造が報告されてい
る。

【０００３】例えば本出願人による特開平７−１３５３
１８号公報では、ゲート配線としてアルミニウムを主成
分とする薄膜（アルミニウム合金とも呼ぶ）を用い、ゲ
ート配線の周囲が陽極酸化膜（アルミナ膜）で保護され
たＴＦＴ構造が開示されている。なお、本明細書中でア
ルミニウムを主成分とする薄膜とは、いわゆる高純度ア
ルミニウムの様に極めて不純物が少ない様な薄膜をも含
む。

【０００４】同公報記載のＴＦＴ構造とした場合には、
ゲート配線と取り出し配線とを接続するためにアルミナ
膜をエッチングする工程が必要となる。本出願人は当
初、アルミナ膜のエッチングに際してバッファードフッ
酸と呼ばれるエッチャント（フッ化アンモニウムとフッ
化水素酸とを混合した溶液）を使用していた。

【０００５】ところが、バッファードフッ酸はアルミナ
（代表的にはAl₂O₃ ）とアルミニウムとの間の選択比が
小さく、アルミナ膜だけでなくその下のゲート配線まで
もエッチングしてしまうという問題があった。その様子
を図２に示す。

【０００６】図２において、２０１は絶縁表面を有する
基板、２０２は酸化シリコン膜でなる絶縁膜（活性層上
ではゲート絶縁膜として機能する）、２０３はアルミニ
ウム合金でなるゲート配線、２０４はゲート配線２０３
を陽極酸化して得られたアルミナ（陽極酸化）膜であ
る。

【０００７】アルミナ膜２０４の上面の一部をバッファ
ードフッ酸でエッチングしていくと、まずゲート配線２
０３が露出する。通常は基板面内である程度の分布をも
ってエッチングされるのでオーバーエッチングをしてア
ルミナ膜２０４を完全に除去することが必要となる。

【０００８】この時、オーバーエッチングが多すぎると
ゲート配線２０３がバッファードフッ酸にエッチングさ
れてしまう。最悪の場合にはエッチング穴２０５がゲー
ト配線２０３を貫通して絶縁膜２０２まで達する場合も
起こりうる。

【０００９】この様な状態となると、２０６（太線）で
示される様なゲート配線２０３の断面のみで取り出し配
線（図示せず）と接触することになる。一般的なコンタ
クトホールの径が数ミクロンであるのに対して、ゲート
配線の膜厚が数百nmであることを考えると、図２に示す
状態ではゲート配線と取り出し配線との接触面積が通常
の１／１００程度にまで小さくなってしまう。

【００１０】即ち、図２に示す様な状態となってしまう
と極端に配線同士の接触面積が減り、殆ど電気的な接続
が不可能な状態となる。従って、ＴＦＴを動作させるこ
とができなくなり、回路自体の誤動作を招いてしまう。

【００１１】また、もしも絶縁膜２０２の下にＴＦＴの
活性層が存在する様な構造（ＴＦＴ上でゲート電極と取
り出し配線とのコンタクトをとる場合など）があれば、
取り出し配線と活性層とがショートしてしまうこともあ
りうる。

【００１２】そこで、本出願人は上述のバッファードフ
ッ酸の代わりに特殊なエッチャントを用いるプロセスを
開発した。本出願人が使用した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
エッチャントである。本出願人はこれをクロム混酸と名
付けている。

【００１３】このクロム混酸溶液は陽極酸化膜であるア
ルミナ膜はエッチングするが、アルミニウム膜はエッチ
ングしないという選択性を有しており、その性質を利用
してアルミナ膜のみを選択的にエッチングすることが可
能である。

【００１４】この様に、現状では特殊なエッチャントに
よってゲート電極と取り出し配線とを接続するためのコ
ンタクトホールを形成している。この方法は確かに歩留
りも高く、良好なオーミック接触を実現できる。

【００１５】しかしながら、体に害を及ぼす可能性のあ
る重金属クロムを大量に用いる必要があるという点で、
クロム混酸を利用したプロセスは工業上、望ましいもの
ではない。その様な理由からクロム混酸に替わる代替エ
ッチャントの開発が急がれているが、現状ではその様な
エッチャントは見つかっていない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、クロム混
酸に替わるエッチャントの開発と平行してＴＦＴ構造の
方面からクロム混酸を使用しないプロセスの開発を検討
した。

【００１７】本願発明は、アルミナとアルミニウムとの
積層構造からなる配線及び電極と当該配線及び電極に電
気的に接続する配線との良好なオーミック接触を、クロ
ム混酸を使用することなく実現させることを課題とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、第１の配線と、絶縁膜を挟んで前記第１の配
線よりも上の層に形成された第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、を構成に含む半導体装置であって、前
記第１の配線はバルブ金属膜上にアルミニウムを主成分
とする薄膜を設けた積層構造からなり、前記第２の配線
は前記アルミニウムを主成分とする薄膜を貫通して形成
された前記コンタクトホールを介して前記バルブ金属膜
と接していることを特徴とするものである。

【００１９】上記構成においてバルブ金属とは、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）。

【００２０】本願発明で用いるバルブ金属膜はバッファ
ードフッ酸によるエッチングレートが低い、即ち耐フッ
酸性を持っていることが必要である。その様な要件を備
えた材料としては、代表的にはタンタル（Ｔａ）、ニオ
ブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）などが挙げられる。

【００２１】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、本願発明に好適である。また、モリブデンタン
タル（ＭｏＴａ）の様なタンタル合金を用いることも可
能である。

【００２２】また、上記構成をアクティブマトリクス型
液晶表示装置に当てはめて見ると、第１の配線とは複数
のＴＦＴにゲート信号を供給するゲート配線に相当し、
第２の配線とはゲート配線に対して外部からの信号を伝
達する配線（取り出し配線と呼ぶ）に相当する。

【００２３】本願発明の要旨は、アルミニウムを主成分
とする薄膜の下に耐フッ酸性を有するバルブ金属膜を設
ける点にある。

【００２４】こうすることでアルミニウムを主成分とす
る薄膜をバッファードフッ酸でエッチングしてもバルブ
金属膜がエッチングストッパーとして機能するのでそれ
以上のエッチングの進行を防ぐことができる。

【００２５】さらに、バルブ金属膜と第２の配線との間
で良好なオーミック接触が取れるので、第１の配線と第
２の配線との間でコンタクト不良が生じる様なことも防
ぐことが可能である。

【００２６】以上の様に、半導体装置の構造的な改良に
よってクロム混酸など工業上の取扱いが困難なエッチャ
ントを使用することなく、アルミニウム配線との良好な
オーミック接触を実現できる点が本願発明の効果であ
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】本願発明の実施の形態について図
１を用いて説明する。図１（Ａ）において、１０１はＴ
ＦＴの活性層、１０２、１０３は活性層１０１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）、１０４はゲート配線である。な
お、ゲート配線１０４が活性層１０１と重なる部分は特
にゲート電極と呼ぶ場合もある。また、１０５はゲート
配線１０４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）であり、本願発明はこのゲー
トコンタクト部１０５の構造に関する技術である。

【００２８】図１（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を
図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）において、１０６は絶縁
表面を有する基板、１０７は酸化シリコンでなる絶縁膜
であり、その上にバルブ金属膜１０８とアルミニウム膜
（アルミニウムを主成分とする薄膜）１０９との積層構
造でなるゲート配線１０４が設けられている。

【００２９】ここでバルブ金属膜１０８の膜厚は５〜30
0nm （好ましくは10〜100 nm、さらに好ましくは20〜50
nm）とすれば良い。

【００３０】膜厚が５nm以下となるとエッチングストッ
パーとして効果的に機能しなくなる恐れがある。また、
膜厚が 300nm以上となるとゲート配線１０４のトータル
膜厚が厚くなりすぎてゲート配線を他の配線が乗り越え
る際に断線を起こしたりする危険性が高まるので好まし
くない。

【００３１】また、バルブ金属膜１０８の膜厚を10〜10
0 nmとしておけば陽極酸化によってバルブ金属膜の端部
は完全に酸化物となる。バルブ金属膜１０８のエッチン
グストッパーとしての機能と、端部が完全に酸化される
膜厚（マージンを含めて）を考慮するとバルブ金属膜１
０８の膜厚は20〜50nm程度が好ましいと言える。

【００３２】この様にバルブ金属膜の膜厚を設定してお
けば、最終的にゲート配線１０４は異なる２種類の陽極
酸化膜で覆われた形となる。具体的にはバルブ金属膜１
０８の端部が陽極酸化によって金属オキサイド膜１１０
に変化し、アルミニウム膜１０９の周囲には陽極酸化に
よってアルミナ膜１１１が形成される。

【００３３】なお、バルブ金属膜１０８の膜厚が100 nm
以上であると金属オキサイド膜１１０の下層にバルブ金
属膜が残ってしまう場合もあるが、本願発明の効果を何
ら妨げる要因とはならない。

【００３４】そして、ゲート配線１０４を覆って層間絶
縁膜１１２を設け、ゲートコンタクト部１０５に対応す
る部分にコンタクトホールを開けて引き出し配線１１３
を形成する。コンタクトホールの形成にはバッファード
フッ酸を用い、層間絶縁膜１１２、アルミナ膜１１１、
アルミニウム膜１０９の順に連続的に除去する。

【００３５】この時、バルブ金属膜１０８はバッファー
ドフッ酸ではエッチングされないので、バルブ金属膜１
０８がストッパーとなってエッチングが止まる。

【００３６】コンタクトホールを形成したら、金属膜で
なる取り出し配線１１３を形成してバルブ金属膜１０８
とのオーミック接触を実現する。勿論、アルミニウム膜
１０９とも接触するが、断面のみで接することになるの
でオーミック接触には殆ど寄与しないと考えられる。

【００３７】この様にゲート配線１０４をバルブ金属と
アルミニウムとの積層構造とすることで、バッファード
フッ酸を用いてコンタクトホールを形成できる点が本願
発明の最も大きな特徴である。即ち、クロム混酸の様に
取扱いの難しいエッチャントを使用する必要なく、入手
及び管理が容易なバッファードフッ酸を用いることがで
きるので工業上非常に有効である。

【００３８】なお、本願発明を実施することでＴＦＴ構
造も特徴的なものとなる。図１（Ａ）のＴＦＴ部をＢ−
Ｂ’で切断した断面図を図１（Ｃ）に示す。

【００３９】図１（Ｃ）に示すＴＦＴ構造は本出願人に
よる特開平７−１３５３１８号公報に開示されたＴＦＴ
構造と殆ど同じであるので詳細な説明は省略するが、同
公報と異なる点はゲート電極がバルブ金属膜１０８とア
ルミニウム膜１０９との積層構造でなる点にある。

【００４０】この場合、バルブ金属膜１０８はアルミニ
ウム膜１０９の成分物質がゲート絶縁膜１０７を通って
活性層１０１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。

【００４１】また、１１４、１１５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１（Ｂ）に
示した取り出し配線１１３と同一材料で、同一層に形成
される。これら配線にはチタンとアルミニウムとの積層
膜等を用いれば良い。

【００４２】以上の構成でなる本願発明について、以下
に記載する実施例でもって詳細な説明を行うこととす
る。

【００４３】

【実施例】〔実施例１〕本願発明の実施例について図３
を用いて説明する。まず、絶縁表面を有する基板３０１
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。

【００４４】次に、基板３０１上にＴＦＴの活性層とな
る島状半導体層を形成する。本実施例では特開平７−１
３０６５２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３０２を形成する。

【００４５】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、Si_x Ge_1-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。

【００４６】次に、活性層３０２を酸化シリコンでなる
絶縁膜３０３で覆い、その上に20nmのタンタル膜３０４
ａと、２wt% のスカンジウムを含有したアルミニウム膜
３０４ｂとの積層構造からなるゲート配線３０４を形成
する。

【００４７】なお、図３（Ａ）では向かって左側のゲー
ト配線と右側のゲート配線とが別々に記載されている
が、実際には図１（Ａ）に示した様に同一体である。そ
して、向かって左側のゲート配線３０４は最終的には活
性層３０２と重なってＴＦＴのゲート電極として機能す
る。また、向かって右側のゲート配線３０４は後に外部
端子と接続するためのコンタクト部となる。

【００４８】こうして図３（Ａ）の状態が得られる。な
お、図示しないがこの状態ではゲート配線３０４上にパ
ターニングに用いたレジストマスクが残してある。

【００４９】図３（Ａ）の状態が得られたら、次に特開
平７−１３５３１８号公報に記載された技術を利用して
多孔質状の陽極酸化膜３０５を形成する。

【００５０】多孔質状の陽極酸化膜３０５は３％シュウ
酸水溶液中で陽極酸化することにより得られる。また、
この時、タンタル膜３０４ａは殆ど陽極酸化されずにそ
のまま残存する。陽極酸化条件の詳細は同公報を参照す
れば良い。多孔質状の陽極酸化膜のエッチングが終了し
たら、ゲート配線のパターニングに用いたレジストマス
ク（図示せず）を除去する。

【００５１】そして３％酒石酸のエチレングリコール溶
液中で陽極酸化することにより緻密な陽極酸化膜３０６
を10〜30nmの厚さに形成する。この陽極酸化条件も特開
平７−１３５３１８号公報を参照すれば良い。この緻密
な陽極酸化膜３０６は次の工程でアルミニウム膜３０４
ｂをエッチャントから保護する効果をもつ。なお、本明
細書中においてアルミナ膜とは、この緻密な陽極酸化膜
を指す。

【００５２】次に、ゲート配線３０４及び多孔質状の陽
極酸化膜３０５をマスクとして絶縁膜３０３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。絶縁膜３０３のエッチングが終了
したら、多孔質状の陽極酸化膜３０５を除去する。

【００５３】陽極酸化膜３０５の除去にはリン酸：硝
酸：酢酸：水＝８５：５：５：５（体積％）の割合で混
合したエッチャントを用いるが、このエッチャントでは
アルミニウム膜３０４ｂとの選択比が取れない。しかし
ながら、この前工程で緻密な陽極酸化膜３０６をアルミ
ニウム膜３０４ｂの表面に形成してあるので、アルミニ
ウム膜３０４ｂがエッチングされることを防ぐことがで
きる。

【００５４】次に多孔質状の陽極酸化膜３０５を除去し
た後、再び３％酒石酸のエチレングリコール溶液中で陽
極酸化することにより緻密な陽極酸化膜３０６の膜厚を
厚くし、 100〜150 nm厚の緻密な陽極酸化膜３０７を形
成する。

【００５５】またこの時、タンタル膜３０４ａのうち露
出した部分も完全に陽極酸化されて酸化物（Ｔａ_X Ｏ_y
で示されるタンタルオキサイド）３０８となる。こうす
ることでゲート配線３０４の周囲はタンタル膜の酸化物
（タンタルオキサイド膜）３０８及びアルミニウム膜の
酸化物（アルミナ膜）３０７に囲まれ、その後の工程で
エッチャントなどからゲート配線を保護する役割を果た
す。

【００５６】次に、一導電性を付与する不純物イオンの
添加工程を行う。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。

【００５７】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。

【００５８】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て行
い、２度目は加速電圧を３０ｋｅＶ程度と低めに設定し
て行う。こうすることで１度目はタンタルオキサイド膜
３０８と絶縁膜３０３の下にも不純物イオンが添加さ
れ、２度目はタンタルオキサイド膜３０８と絶縁膜３０
３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。

【００５９】この様な不純物イオンの添加工程によりＴ
ＦＴのソース領域３０９、ドレイン領域３１０、低濃度
不純物領域（ＬＤＤ領域）３１１、チャネル形成領域３
１２が形成される。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
３（Ｄ））

【００６０】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。

【００６１】次に、酸化シリコン膜でなる層間絶縁膜３
１３を１μｍの厚さに形成する。次いで、層間絶縁膜３
１３をパターニングしてコンタクトホール３１４〜３１
６を形成する。このコンタクトホールの形成は次の様に
して行う。

【００６２】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３１３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。

【００６３】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３１３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。

【００６４】こうして層間絶縁膜３１３をエッチングし
た時点ではソース領域３０９、ドレイン領域３１０及び
陽極酸化膜３０７が露出している。ここでフッ化アンモ
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。

【００６５】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３０９及びドレイン領域３１０は殆どエ
ッチングされない。しかし、アルミナである陽極酸化膜
３０７はエッチングされ、その下のアルミニウム膜３０
４ｂもエッチングされる。最終的にはタンタル膜３０４
ａまでエッチングが到達した時点でエッチングが止ま
り、図３（Ｅ）に示す様なコンタクトホール３１６が形
成される。

【００６６】こうして図３（Ｅ）の状態が得られたら、
導電膜でなるソース配線３１７、ドレイン配線３１８を
形成し、同一材料でもってゲート配線３０４と電気的に
接続する取り出し配線３１９を形成する。（図３
（Ｆ））

【００６７】本実施例ではソース配線３１７、ドレイン
配線３１８及び取り出し配線３１９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。

【００６８】以上の様な工程を経て、図３（Ｆ）に示す
様な構造のＴＦＴが完成する。また、本実施例の構成に
よれば図３（Ｆ）に示す様な構造でゲート配線と取り出
し配線との電気的な接続が達成される。

【００６９】本実施例の構成では、コンタクトホール３
１６を形成する際にタンタル膜３０４ａ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。

【００７０】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、従来例で述べ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いう事は経済的にも有利であ
る。

【００７１】〔実施例２〕本実施例では、実施例１とは
別の工程でＴＦＴを作製する場合の例を示す。説明には
図４を用いる。

【００７２】まず、実施例１の工程に従って図３（Ａ）
の状態を得る。次に特開平７−１３５３１８号公報に従
って多孔質状の陽極酸化膜４０１を形成する。多孔質状
の陽極酸化膜４０１を形成したら、ＣＨＦ₃ ガスによる
ドライエッチングを行い、自己整合的に絶縁膜４０２を
形成する。（図４（Ａ））

【００７３】この時、ゲート配線３０４上にはパターニ
ングに使用したレジストマスク（図示せず）が残ってお
り、ドライエッチングの際にはこのレジストマスクがマ
スクとして機能することになる。

【００７４】なお、絶縁膜４０２を形成した後で、活性
層３０２の表面に薄い酸化膜（図示せず）を設けておく
ことが望ましい。この様にすると次の陽極酸化工程で活
性層であるシリコン膜が直接電解溶液に晒されないため
電解溶液からの汚染等を防ぐことができる。なお、薄い
酸化膜の形成方法は公知の手段によれば良い。

【００７５】次に、前述のレジストマスクを除去した
後、３％酒石酸のエチレングリコール溶液中で陽極酸化
を行い、10〜30nmの薄く緻密な陽極酸化膜４０３を形成
する。詳細な条件は特開平７−１３５３１８号公報を参
照すれば良い。この時、タンタル膜３０４ａの表面も陽
極酸化されるが、多孔質状の陽極酸化膜４０１が邪魔と
なって酸化速度は遅いと考えられる。（図４（Ｂ））

【００７６】緻密な陽極酸化膜４０３を形成したら、多
孔質状の陽極酸化膜４０１を除去する。この除去工程に
は実施例１で説明したエッチャントを使用すれば良い。
（図４（Ｃ））

【００７７】次に、再び３％酒石酸のエチレングリコー
ル溶液中で陽極酸化することにより緻密な陽極酸化膜４
０３の膜厚を増加させ、最終的に 100〜150 nmの膜厚の
緻密な陽極酸化膜４０４を形成する。また同時に、タン
タル膜３０４ａも完全に陽極酸化されてタンタルオキサ
イド４０５となる。（図４（Ｄ））

【００７８】この後は、実施例１の工程に従えば図３
（Ｆ）に示した様な構造のＴＦＴ及びゲート配線と取り
出し配線とのコンタクト部が完成する。

【００７９】〔実施例３〕本実施例では、実施例１、２
とは別の工程でＴＦＴを作製する場合の例を示す。説明
には図５を用いる。

【００８０】まず、実施例１の工程に従って図３（Ａ）
の状態を得る。次に特開平７−１３５３１８号公報に従
って多孔質状の陽極酸化膜５０１を形成する。多孔質状
の陽極酸化膜５０１を形成したら、その上のレジストマ
スク（図示せず）は除去しておく。（図５（Ａ））

【００８１】次に、３％酒石酸のエチレングリコール溶
液中で陽極酸化を行い、 100〜150nm 厚の緻密な陽極酸
化膜５０２を形成する。詳細な条件は特開平７−１３５
３１８号公報を参照すれば良い。この時、タンタル膜３
０４ａにも高電圧が印加されて、ほぼ完全に陽極酸化さ
れる。（図５（Ｂ））

【００８２】この時、タンタル膜３０４ａはタンタルオ
キサイド５０３に変化するが、タンタル膜が完全にタン
タルオキサイドとなる様に条件設定に注意する必要があ
る。陽極酸化が不十分であると、タンタルオキサイド５
０３の下層にタンタル膜が残り、そこがゲート電極と同
等の機能を持ってしまうため、その下に形成されるＬＤ
Ｄ領域の効果を損なってしまう恐れがある。

【００８３】緻密な陽極酸化膜５０２、タンタルオキサ
イド５０３を形成したら、ＣＨＦ₃ガスによるドライエ
ッチングを行い、自己整合的に絶縁膜５０４を形成す
る。そして、ドライエッチングが終了したら、多孔質状
の陽極酸化膜５０１を除去する。この除去工程には実施
例１で説明したエッチャントを使用すれば良い。（図５
（Ｃ））

【００８４】この後は、実施例１の工程に従えば図３
（Ｆ）に示した様な構造のＴＦＴ及びゲート配線と取り
出し配線とのコンタクト部が完成する。

【００８５】〔実施例４〕本願発明の構成は、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。本願発明をＭＯ
ＳＦＥＴに適用した場合の例を図６に示す。

【００８６】図６において、６０１はシリコン基板、６
０２はフィールド酸化膜、６０３はソース領域、６０４
はドレイン領域、６０５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、ＭＯＳ
ＦＥＴをウェル構造の内部に作製する様な構造としても
良い。

【００８７】この様に、本願発明は配線同士のコンタク
ト構造に関する技術であるため、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
に対して本願発明を適用することは有効である。

【００８８】〔実施例５〕本願発明の構成は、絶縁表面
を有する基板上に画素マトリクス回路とドライバー回路
とを一体形成したアクティブマトリクス型液晶表示装
置、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、イメ
ージセンサなどの電気光学装置に適用することができ
る。

【００８９】特に、ドライバー回路ではあるＴＦＴのド
レイン配線が他のＴＦＴのゲート配線に接続される様な
構造も多々あるため、ゲート配線と取り出し配線とを接
続するコンタクト部は非常に多くなる。

【００９０】本願発明はその様な箇所に好適な技術であ
り、簡易な工程で良好なオーミック接触を実現すること
ができ、製造コストの向上、製造歩留りの向上、信頼性
の向上を図ることができる。

【００９１】なお、本実施例に示した電気光学装置はＴ
ＦＴを利用して機能するため半導体装置の範疇に含まれ
るものとする。

【００９２】〔実施例６〕本願発明は実施例５に示した
様な表示装置だけでなく、機能回路を集積化した薄膜集
積回路（または半導体回路）に適用することもできる。
例えば、マイクロプロセッサ等の演算回路や携帯機器用
の高周波回路（ＭＭＩＣ：マイクロウェイブ・モジュー
ル・ＩＣ）などに用いても良い。

【００９３】さらには、ＴＦＴとＭＯＳＦＥＴとを組み
合わせて三次元構造の半導体回路を構成し、超高密度に
集積化されたＶＬＳＩ回路を構成する場合においても、
本願発明のコンタクト構造は非常に有効である。

【００９４】なお、本実施例に示す様な薄膜集積回路は
ＴＦＴで構成されているため半導体装置の範疇に含まれ
るものとする。

【００９５】〔実施例７〕本実施例では、実施例５や実
施例６に示された表示装置や半導体回路を搭載した電子
機器（応用製品）の一例を図７に示す。なお、電子機器
とは半導体回路または表示装置を搭載した製品と定義す
る。

【００９６】本願発明を適用しうる電子機器としてはビ
デオカメラ、電子スチルカメラ、プロジェクター、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（モバイルコンピュー
タ、携帯電話、ＰＨＳ等）などが挙げられる。

【００９７】図７（Ａ）は携帯電話であり、本体２００
１、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２００６
で構成される。本願発明は音声出力部２００２、音声出
力部２００３、表示装置２００４等に適用することがで
きる。

【００９８】図７（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２
１０１、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２１０
６で構成される。本願発明は表示装置２１０２、音声入
力部２１０３、受像部２１０６等に適用することができ
る。

【００９９】図７（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２
２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示
装置２２０５で構成される。本願発明はカメラ部２２０
２、受像部２２０３、表示装置２２０５等に適用でき
る。

【０１００】図７（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２
３０３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。

【０１０１】図７（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。

【０１０２】図７（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。

【０１０３】以上の様に、本願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、電気光学装置や半導体回路を必要とする製
品であれば全てに適用できる。

【０１０４】

【発明の効果】本願発明を実施することで、アルミナ膜
で保護されたアルミニウム膜にコンタクトホールを形成
する際に重金属クロムを含むエッチャントを使用する必
要がなくなる。そのため、工業的に安全な製造プロセス
を構築することができる。

【０１０５】また、入手及び管理の容易なバッファード
フッ酸をエッチャントとして上記コンタクトホールを形
成するため、経済的にも非常に有益である。

【０１０６】さらに、コンタクトホールの形成時にエッ
チングストッパーが存在するためオーバーエッチングに
よるコンタクト不良などを防ぐことができる。即ち、コ
ンタクト部の製造歩留りが向上し、ＴＦＴが完成した後
の信頼性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＴＦＴ構造及びゲート配線とのコンタクト
部の構造を示す図。

【図２】 コンタクト不良の様子を示す図。

【図３】 ＴＦＴ及びゲート配線とのコンタクト部の
作製工程を示す図。

【図４】 ＴＦＴの作製工程を示す図。

【図５】 ＴＦＴの作製工程を示す図。

【図６】 本願発明を適用したＭＯＳＦＥＴの構造を
示す図。

【図７】 電子機器の一例を示す図。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の配線と、 絶縁膜を挟んで前記第１の配線よりも上の層に形成され
   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の配線はバルブ金属膜上にアルミニウムを主成
   分とする薄膜を設けた積層構造からなり、 前記第２の配線は前記アルミニウムを主成分とする薄膜
   を貫通して形成された前記コンタクトホールを介して前
   記バルブ金属膜と接していることを特徴とする半導体装
   置。
2. 【請求項２】絶縁表面を有する基板上に形成された複数
   のＴＦＴと、 前記複数のＴＦＴにゲート信号を供給するゲート配線
   と、 絶縁膜を挟んで前記ゲート配線よりも上の層に形成され
   た取り出し配線と、 前記ゲート配線と前記取り出し配線とを電気的に接続す
   るためのコンタクトホールと、 を構成に含む半導体装置であって、 前記ゲート配線はバルブ金属膜上にアルミニウムを主成
   分とする薄膜を設けた積層構造からなり、 前記取り出し配線は前記アルミニウムを主成分とする薄
   膜を貫通して形成された前記コンタクトホールを介して
   前記バルブ金属膜と接していることを特徴とする半導体
   装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記バ
   ルブ金属膜とはタンタル膜であることを特徴とする半導
   体装置。
4. 【請求項４】請求項１または請求項２において、前記ゲ
   ート配線の周囲は前記バルブ金属膜の酸化物及び前記ア
   ルミニウムを主成分とする薄膜の酸化物に囲まれている
   ことを特徴とする半導体装置。
5. 【請求項５】第１の配線を形成する工程と、 絶縁膜を挟んで前記第１の配線よりも上の層に第２の配
   線を形成する工程と、 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を形成する工程と、 を構成に含む半導体装置の作製方法であって、 前記第１の配線はバルブ金属膜上にアルミニウムを主成
   分とする薄膜を設けた積層構造で構成され、 前記第２の配線は前記アルミニウムを主成分とする薄膜
   を貫通して形成された前記コンタクトホールを介して前
   記バルブ金属膜と接続されることを特徴とする半導体装
   置の作製方法。
6. 【請求項６】バルブ金属膜上にアルミニウムを主成分と
   する薄膜を設けた積層構造で構成される第１の配線を形
   成する工程と、 前記第１の配線を覆う絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜をエッチングしてコンタクトホールを形成す
   る工程と、 前記コンタクトホールを介して前記バルブ金属膜と接続
   される第２の配線を形成する工程と、 を有し、 前記コンタクトホールは、前記絶縁膜及び前記アルミニ
   ウムを主成分とする薄膜を貫通して形成されることを特
   徴とする半導体装置の作製方法。
7. 【請求項７】請求項５または請求項６において、前記バ
   ルブ金属膜とはタンタル膜であることを特徴とする半導
   体装置の作製方法。
8. 【請求項８】請求項５または請求項６において、前記ゲ
   ート配線の周囲には前記バルブ金属膜及び前記アルミニ
   ウムを主成分とする薄膜を陽極酸化して得られる陽極酸
   化物が形成されることを特徴とする半導体装置の作製方
   法。