JP3349356B2 - Thin film transistor and method of manufacturing the same - Google Patents

Thin film transistor and method of manufacturing the same

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はアクティブマトリク
ス型液晶表示装置等に用いられる薄膜トランジスタのよ
うなアクティブ素子に関し、特にこれらのアクティブ素
子の電極又は配線の構造及び製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active element such as a thin film transistor used for an active matrix type liquid crystal display device and the like, and more particularly to a structure and a manufacturing method of electrodes or wirings of these active elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、薄型で軽量、かつ低消費電力であ
る利点を有するディスプレイとしてアクティブマトリク
ス型液晶表示装置が注目を集めている。その中でも大面
積化、高解像度化及び低コスト化等の要求から、安価な
低融点ガラス基板上に液晶駆動素子としての多結晶シリ
コン薄膜を用いた薄膜トランジスタ(以下、TFTと称
する。)を形成する技術に大きな期待が寄せられてい
る。TFTの活性層となる結晶性半導体薄膜としての多
結晶シリコン薄膜を低融点ガラス基板上に600℃程度
の低温で作成する技術としては、低融点ガラス基板上に
非晶質シリコン薄膜を堆積した後に600℃程度の温度
で数時間〜数十時間熱処理して結晶化させる固相成長法
や、エキシマレーザー等のパルスレーザー光を照射して
その部分の非晶質シリコン薄膜を瞬時に熔融させ再結晶
化させるレーザー結晶化法等の方法が提案されている。
図13に従来のTFTの構造を示す。図中で用いられる
番号は他の図面と共通である。
2. Description of the Related Art In recent years, an active matrix type liquid crystal display device has attracted attention as a display having advantages of being thin, lightweight and low power consumption. Among them, a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) using a polycrystalline silicon thin film as a liquid crystal driving element is formed on an inexpensive low melting point glass substrate due to a demand for a large area, high resolution, low cost, and the like. There is great hope for technology. As a technique for forming a polycrystalline silicon thin film as a crystalline semiconductor thin film to be an active layer of a TFT on a low melting glass substrate at a low temperature of about 600 ° C., a method of depositing an amorphous silicon thin film on a low melting glass substrate A solid phase growth method in which heat treatment is performed at a temperature of about 600 ° C. for several hours to several tens of hours for crystallization, or a pulse laser beam such as an excimer laser is irradiated to instantly melt and recrystallize the amorphous silicon thin film in that part. Methods such as a laser crystallization method have been proposed.
FIG. 13 shows the structure of a conventional TFT. The numbers used in the drawings are common to those in other drawings.

【0003】従来のTFTは概ね次のような工程を経て
製造される。固相成長法やレーザー結晶化法等により多
結晶化されたシリコン薄膜はTFTの活性層を形成する
位置に島状にパターニングされ、表面処理を施される。
その後、多結晶シリコン薄膜上にゲート絶縁膜4が形成
される。低温でゲート絶縁膜を作成する方法としては、
プラズマ化学気相成長法(PCVD)、減圧化学気相成
長法(LPCVD)、光化学気相成長法、低温で半導体
薄膜の表面に熱酸化膜を形成する方法等がある。ゲート
絶縁膜上にはAl合金等からなるゲート電極5が形成さ
れる。ソース領域及びドレイン領域7には不純物が添加
され、その後レーザー光等を照射して加熱することによ
り低抵抗化される。次に全面を覆うように層間絶縁膜8
が形成される。ソース領域及びドレイン領域7には層間
絶縁膜8及びゲート絶縁膜4に開口されたコンタクトホ
ール9を介してソース電極及びドレイン電極10が接続
される。
A conventional TFT is generally manufactured through the following steps. A silicon thin film polycrystallized by a solid phase growth method, a laser crystallization method, or the like is patterned in an island shape at a position where an active layer of a TFT is to be formed, and subjected to a surface treatment.
Thereafter, a gate insulating film 4 is formed on the polycrystalline silicon thin film. As a method of forming a gate insulating film at low temperature,
There are plasma chemical vapor deposition (PCVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), photochemical vapor deposition, and a method of forming a thermal oxide film on the surface of a semiconductor thin film at a low temperature. A gate electrode 5 made of an Al alloy or the like is formed on the gate insulating film. Impurities are added to the source region and the drain region 7, and then the resistance is reduced by irradiating a laser beam or the like and heating. Next, an interlayer insulating film 8 is formed so as to cover the entire surface.
Is formed. A source electrode and a drain electrode 10 are connected to the source region and the drain region 7 via a contact hole 9 opened in the interlayer insulating film 8 and the gate insulating film 4.

【0004】このようにして製造されたTFTを液晶表
示装置に用いる場合は、画素電極14となるITO等の
透明導電性薄膜が層間絶縁膜及びゲート絶縁膜に開口さ
れたコンタクトホールを介してTFTのドレイン領域に
電気的に接続される。しかしTFTに信号等を供給する
為の電極や配線は低抵抗である必要があるため、例えば
特開昭58−178562号公報に示されるように、A
l合金等からなるソース電極及びドレイン電極10がソ
ース領域及びドレイン領域7に接するように形成され、
ドレイン電極に画素電極14となるITO等の透明導電
性薄膜が電気的に接続される。また、シリコン層である
ドレイン領域とITO膜を直接接続させた場合には、後
工程の熱処理によってITO膜に含まれる酸素がシリコ
ン層中に拡散してコンタクト特性を劣化させる等の理由
から、例えば特開平5−243579号公報に示される
ようにシリコン層とITOとの間にTi化合物からなる
層を介在させることにより、シリコン層とITOとの良
好なコンタクトを得ることが提案されている。
When the TFT manufactured in this way is used for a liquid crystal display device, a transparent conductive thin film such as ITO serving as a pixel electrode 14 is provided through a contact hole opened in an interlayer insulating film and a gate insulating film. Is electrically connected to the drain region. However, since electrodes and wiring for supplying signals and the like to the TFT need to have low resistance, for example, as shown in JP-A-58-178562, A
a source electrode and a drain electrode 10 made of an alloy or the like are formed so as to be in contact with the source region and the drain region 7;
A transparent conductive thin film such as ITO, which becomes the pixel electrode 14, is electrically connected to the drain electrode. Further, when the drain region, which is a silicon layer, is directly connected to the ITO film, oxygen contained in the ITO film diffuses into the silicon layer due to a heat treatment in a later step, thereby deteriorating the contact characteristics. As disclosed in JP-A-5-243579, it has been proposed to obtain a good contact between the silicon layer and the ITO by interposing a layer made of a Ti compound between the silicon layer and the ITO.

【0005】尚、図13で示した従来のTFTでは、T
FT上にポリイミド樹脂やアクリル樹脂からなる平坦化
膜12を塗布形成し、平坦化膜12に開口されたコンタ
クトホールを介して画素電極14をドレイン電極に接続
する例を示している。これにより画素電極の開口率を向
上することが出来る。
Incidentally, in the conventional TFT shown in FIG.
An example is shown in which a flattening film 12 made of a polyimide resin or an acrylic resin is applied and formed on the FT, and the pixel electrode 14 is connected to the drain electrode via a contact hole opened in the flattening film 12. Thereby, the aperture ratio of the pixel electrode can be improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のようにTFTの
配線にITO等の透明導電性薄膜を用いることは適当で
ない。その第1の理由としては、ITO等の透明導電性
薄膜の電気抵抗率が金属に比べて極めて大きいことであ
る。配線の電気抵抗が高いと信号の遅延を引き起こし、
このようなTFTをアクティブマトリクス型液晶表示装
置に用いた場合には表示品位を著しく損なうことにな
る。
As described above, it is not appropriate to use a transparent conductive thin film such as ITO for the wiring of the TFT. The first reason is that the electrical resistivity of a transparent conductive thin film such as ITO is much higher than that of metal. If the electrical resistance of the wiring is high, it causes signal delay,
When such a TFT is used in an active matrix type liquid crystal display device, display quality is significantly impaired.

【0007】第2の理由としては、シリコン層からなる
TFTのドレイン領域に直接ITO等の透明導電性薄膜
を接続させた場合に安定した接続を得ることができない
ことである。これはTFTのドレイン領域であるシリコ
ン層とITO等の透明導電性薄膜との間に良好なオーミ
ックコンタクトが形成されないためである。シリコン層
との間で安定した接続を得ることができないのは、IT
O等の透明導電性薄膜の電気抵抗率が金属に比べて極め
て大きいことも影響していると考えられる。TFTとの
接続が確実に維持されないとTFTが正常に動作しな
い。このようなTFTをアクティブマトリクス型液晶表
示装置に用いた場合には前者と同様に表示品位を著しく
損なうことになる。
The second reason is that stable connection cannot be obtained when a transparent conductive thin film such as ITO is directly connected to the drain region of a TFT made of a silicon layer. This is because a good ohmic contact is not formed between the silicon layer which is the drain region of the TFT and a transparent conductive thin film such as ITO. The inability to obtain a stable connection with the silicon layer is due to the IT
It is considered that the fact that the electric resistivity of the transparent conductive thin film such as O is extremely large as compared with that of metal is also affecting. If the connection with the TFT is not securely maintained, the TFT does not operate normally. When such a TFT is used in an active matrix type liquid crystal display device, the display quality is significantly impaired as in the former case.

【0008】そのため上述の従来例に示されるように、
TFTのソース領域及びドレイン領域7にはAl合金や
Ti等の金属によるソース電極及びドレイン電極10を
接続するようにしており、ITO等の透明導電性薄膜は
金属からなるドレイン電極に接続されるようにしてい
る。金属はITO等の透明導電性薄膜に比べて電気抵抗
率が2〜3桁小さいためTFTの配線に用いたとしても
全く差し支えない。また、概ねシリコン層との間で良好
なオーミックコンタクトを形成するため、シリコン層と
の間で接続が不安定になることも殆どない。
Therefore, as shown in the above conventional example,
A source electrode and a drain electrode 10 made of a metal such as an Al alloy or Ti are connected to a source region and a drain region 7 of the TFT, and a transparent conductive thin film such as ITO is connected to a drain electrode made of a metal. I have to. Since the metal has a lower electrical resistivity by two to three orders of magnitude than a transparent conductive thin film such as ITO, it can be used at all for TFT wiring. Further, since a good ohmic contact is generally formed with the silicon layer, the connection with the silicon layer hardly becomes unstable.

【0009】このようなTFTを用いたアクティブマト
リクス型液晶表示装置を製造する場合に最も重要となる
点は、画素の開口率をいかに大きくするかである。TF
Tをアクティブマトリクス型液晶表示装置に用いる場合
は、一画素に占めるTFTの面積及び電極や配線の面積
が開口率に大きな影響を及ぼす。つまりTFT及び電極
や配線の部分は画像表示に寄与しないためである。開口
率を向上させるためにはTFTを出来るだけ小型化し、
電極や配線の線幅を出来るだけ細くして画素の有効面積
を拡大する必要がある。このように素子や配線の微細化
が進むにつれて、より一層電気抵抗の低い電極材料を用
いる必要性が生じる。このような場合にITO等の透明
導電性薄膜は勿論のこと、たとえ金属であったとしても
電気抵抗の高い材料は不利となる。そのためTFTの電
極や配線には比較的電気抵抗率の高いTaやTiよりも
電気抵抗率の低いAlやMoを用いることが有利であ
り、加工性やその他の工程との整合性等を考慮して特に
Al−TiやAl−Si等のAl合金を用いることが好
適である。配線としては適当でないITO等の透明導電
性薄膜も光を透過する特徴を有しており、TFTのドレ
イン電極に接続される画素電極として用いられる。
The most important point in manufacturing an active matrix type liquid crystal display device using such a TFT is how to increase the aperture ratio of a pixel. TF
When T is used in an active matrix type liquid crystal display device, the area of the TFT and the area of the electrodes and wiring in one pixel greatly affect the aperture ratio. That is, the TFT, the electrode, and the wiring portion do not contribute to image display. To improve the aperture ratio, make the TFT as small as possible,
It is necessary to increase the effective area of the pixel by reducing the line width of the electrodes and wiring as much as possible. As the element and the wiring are miniaturized in this way, it becomes necessary to use an electrode material having a lower electric resistance. In such a case, not only a transparent conductive thin film such as ITO but also a material having a high electric resistance even if it is a metal is disadvantageous. Therefore, it is advantageous to use Al or Mo, which has a lower electrical resistivity than Ta or Ti, which has a relatively high electrical resistivity, for the electrodes and wirings of the TFT, in consideration of workability and compatibility with other processes. It is particularly preferable to use an Al alloy such as Al-Ti or Al-Si. A transparent conductive thin film such as ITO which is not suitable as a wiring also has a feature of transmitting light, and is used as a pixel electrode connected to a drain electrode of a TFT.

【0010】しかしながら、Al合金からなるTFTの
ドレイン電極上にITO等からなる透明導電性薄膜を堆
積させる場合に電極間の接続不良が発生しやすいという
問題が発生する。一般に金属は大気中でその表面に自然
酸化膜を形成する場合が多いが、この場合はスパッタリ
ング法により透明導電性薄膜を堆積する際に、酸化雰囲
気であるスパッタリング装置のチャンバー内にAl合金
からなる電極を形成した基板を保持することにより、A
l合金からなる電極の表面に絶縁性の酸化膜が形成され
ることを一層促進してしまうためである。スパッタリン
グ法により透明導電性薄膜を堆積する工程の最中に、A
l合金からなるTFTのドレイン電極の表面の酸化が促
進されてしまうと、透明導電性薄膜を堆積した後にAl
合金からなるTFTのドレイン電極の表面の酸化膜を除
去することは不可能である。また、図13に示すよう
に、TFTのソース電極及びドレイン電極10を形成し
た後、全面にポリイミド樹脂やアクリル樹脂等による平
坦化膜12を形成し、その上に画素電極14を形成する
ことにより画素の開口率を向上させる構造の場合、画素
電極をドレイン電極に接続させるため平坦化膜にドレイ
ン電極に至るコンタクトホールを開口する必要がある。
コンタクトホールの大きさは数μm〜十数μm程度であ
り、ドレイン電極に直接画素電極を接続させる場合に比
べ接触面積は一層小さくなる。
However, when a transparent conductive thin film made of ITO or the like is deposited on a drain electrode of a TFT made of an Al alloy, there is a problem that connection failure between the electrodes is likely to occur. In general, a metal often forms a natural oxide film on its surface in the air. In this case, when depositing a transparent conductive thin film by a sputtering method, the metal is formed of an Al alloy in a chamber of a sputtering apparatus in an oxidizing atmosphere. By holding the substrate on which the electrodes are formed, A
This is because the formation of an insulating oxide film on the surface of the electrode made of the 1 alloy is further promoted. During the step of depositing a transparent conductive thin film by sputtering, A
If the oxidation of the surface of the drain electrode of the TFT made of the l-alloy is promoted, the Al
It is impossible to remove the oxide film on the surface of the drain electrode of the TFT made of an alloy. Further, as shown in FIG. 13, after forming a source electrode and a drain electrode 10 of a TFT, a flattening film 12 made of a polyimide resin or an acrylic resin is formed on the entire surface, and a pixel electrode 14 is formed thereon. In the case of a structure in which the aperture ratio of the pixel is improved, it is necessary to open a contact hole reaching the drain electrode in the flattening film in order to connect the pixel electrode to the drain electrode.
The size of the contact hole is about several μm to several tens of μm, and the contact area is further reduced as compared with the case where the pixel electrode is directly connected to the drain electrode.

【0011】本発明は上述の課題を解決するもので、T
FTのドレイン電極とITO等の透明導電性薄膜による
画素電極との良好なコンタクトを実現することができる
電極構造を有するTFT及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problem,
An object of the present invention is to provide a TFT having an electrode structure capable of realizing good contact between a drain electrode of an FT and a pixel electrode made of a transparent conductive thin film such as ITO and a method for manufacturing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の薄膜トランジスタは、シリコンを主成分と
する半導体層よりなり、半導体層に接続されるAlを主
成分とする金属からなる第1の電極を有し、第1の電極
の表面に抵抗率において良導体あるいは半導体である酸
化膜を表面に形成する金属材料からなる第2の電極が電
気的に接続されるように設けられ、第2の電極に透明導
電性薄膜からなる電極が電気的に接続されることを特徴
とし、そのことにより上記目的が達成される。
Means for Solving the Problems] thin film transistor of the present invention to solve the aforementioned problem consists of the semiconductor layer mainly composed of silicon, a metal mainly composed of Al which is connected to the semiconductor layer A second electrode made of a metal material that forms an oxide film that is a good conductor or a semiconductor on the surface on the surface of the first electrode, and is electrically connected to the first electrode. An electrode made of a transparent conductive thin film is electrically connected to the second electrode, thereby achieving the above object.

【0013】また、本発明の薄膜トランジスタは、シリ
コンを主成分とする半導体層よりなり、薄膜トランジス
タは前記半導体層に接続されるAlを主成分とする金属
からなる第1の電極を有し、第1の電極の表面を被覆し
て抵抗率において良導体あるいは半導体である酸化膜を
表面に形成する金属材料からなる第2の電極が電気的に
接続されるように設けられ、第2の電極に透明導電性薄
膜からなる電極が電気的に接続されることを特徴とし、
そのことにより上記目的が達成される。
The thin film transistor of the present invention comprises a semiconductor layer containing silicon as a main component, and the thin film transistor has a first electrode connected to the semiconductor layer and made of a metal containing Al as a main component. A second electrode made of a metal material that covers the surface of the first electrode and forms an oxide film that is a good conductor or a semiconductor on the surface in terms of resistivity is provided so as to be electrically connected to the second electrode. Characterized in that the electrode made of a conductive thin film is electrically connected,
Thereby, the above object is achieved.

【0014】また、本発明の薄膜トランジスタは、シリ
コンを主成分とする半導体層よりなり、薄膜トランジス
タは半導体層に接続されるAlを主成分とする金属から
なる第1の電極を有し、第1の電極を含む薄膜トランジ
スタ上には絶縁膜が形成されており、絶縁膜の第1の電
極上にはコンタクトホールが開口され、第1の電極に前
記コンタクトホールを介して抵抗率において良導体ある
いは半導体である酸化膜を表面に形成する金属材料から
なる第2の電極が電気的に接続されるように設けられ、
第2の電極に透明導電性薄膜からなる電極が電気的に接
続されることを特徴とし、そのことにより上記目的が達
成される。
The thin film transistor of the present invention comprises a semiconductor layer containing silicon as a main component. The thin film transistor has a first electrode connected to the semiconductor layer and made of a metal containing Al as a main component. An insulating film is formed over the thin film transistor including the electrode, and a contact hole is opened on the first electrode of the insulating film, and the first electrode is a good conductor or a semiconductor in terms of resistivity through the contact hole. A second electrode made of a metal material forming an oxide film on the surface is provided so as to be electrically connected;
An electrode made of a transparent conductive thin film is electrically connected to the second electrode, thereby achieving the above object.

【0015】また、本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、少なくとも薄膜トランジスタの活性層であるシリ
コンを主成分とする半導体層に接続するAlを主成分と
する第1の金属層を堆積する工程と、その第1の金属層
の上に抵抗率において良導体あるいは半導体である酸化
膜を表面に形成する第2の金属層を堆積する工程と、そ
の第2の金属層の上に設けられたフォトレジストをマス
クとして、第1の金属層及び第2の金属層を続けてエッ
チングして第1の金属層及び第2の金属層から構成され
る薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を形
成する工程と、フォトレジストを除去した後、透明導電
性薄膜を堆積させ、ソース電極又はドレイン電極の第2
の金属層部分に電気的に接続させる工程を有することを
特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
The method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention comprises the steps of: depositing a first metal layer mainly composed of Al and connected to a semiconductor layer mainly composed of silicon, which is an active layer of the thin film transistor; Depositing a second metal layer on the surface of which an oxide film which is a good conductor or a semiconductor in resistivity is formed on the first metal layer, and using a photoresist provided on the second metal layer as a mask Forming a source electrode and a drain electrode of a thin film transistor including the first metal layer and the second metal layer by successively etching the first metal layer and the second metal layer; After the removal, a transparent conductive thin film is deposited, and the second conductive or drain electrode is deposited.
And a step of electrically connecting to the metal layer portion, whereby the above object is achieved.

【0016】また、本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、少なくとも薄膜トランジスタの活性層であるシリ
コンを主成分とする半導体層に接続するAlを主成分と
する第1の金属層を堆積する工程と、その第1の金属層
の上に設けられたフォトレジストをマスクとして、第1
の金属層をエッチングして薄膜トランジスタのソース電
極及びドレイン電極を形成する工程と、フォトレジスト
を除去した後、ネガ型のフォトレジストを塗布し、ソー
ス電極及びドレイン電極形成用のフォトマスクにより露
光してソース電極及びドレイン電極以外の領域にネガ型
フォトレジストによるマスクを形成する工程と、そのマ
スクの上に抵抗率において良導体あるいは半導体である
酸化膜を表面に形成する第2の金属層を堆積する工程
と、ネガ型フォトレジストを除去すると同時にネガ型フ
ォトレジスト上に堆積された第2の金属層を取り除くこ
とにより、第1の金属層上に第2の金属層を残存させ第
1の金属層及び第2の金属層から構成される薄膜トラン
ジスタのソース電極及びドレイン電極を形成する工程
と、ソース電極又はドレイン電極の上に透明導電性薄膜
を堆積させ、ソース電極又はドレイン電極の第2の金属
層部分に電気的に接続させる工程を有することを特徴と
し、そのことにより上記目的が達成される。
Further, the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention comprises a step of depositing a first metal layer mainly composed of Al and connected to a semiconductor layer mainly composed of silicon which is an active layer of the thin film transistor; Using the photoresist provided on the first metal layer as a mask, the first
Forming a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor by etching the metal layer of the thin film transistor, and after removing the photoresist, applying a negative type photoresist and exposing with a photomask for forming the source electrode and the drain electrode. A step of forming a mask of negative photoresist in a region other than the source electrode and the drain electrode, and a step of depositing a second metal layer on the surface of which an oxide film which is a good conductor or a semiconductor in resistivity is formed on the mask Removing the negative photoresist and simultaneously removing the second metal layer deposited on the negative photoresist, leaving the second metal layer on the first metal layer, and removing the first metal layer and Forming a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor including the second metal layer; Depositing a transparent conductive thin film on the in-electrode, characterized by having a step of electrically connecting the second metal layer of the source electrode or the drain electrode, the object is achieved.

【0017】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、
絶縁性表面を有する基板上に形成される薄膜トランジス
タの製造方法において、少なくとも、前記薄膜トランジ
スタの活性層であるシリコンを主成分とする半導体層に
接続するAlを主成分とする第1の金属層を堆積する工
程と、前記第1の金属層の上に設けられたフォトレジス
トをマスクとして、前記第1の金属層をエッチングして
前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を
形成する工程と、前記フォトレジストを除去した後、ネ
ガ型のフォトレジストを塗布し、前記ソース電極及びド
レイン電極形成用のフォトマスクにより露光して前記ソ
ース電極及びドレイン電極以外の領域にネガ型フォトレ
ジストによるマスクを形成する工程と、前記マスクの上
に、Al23の抵抗率1×1022Ωcmに比べて低い抵
抗率の酸化膜が表面に形成される金属材料であるMo、
Ti、W、Nb、Niのうちから選ばれる少なくとも一
つからなる第2の金属層を堆積する工程と、前記ネガ型
フォトレジストを除去すると同時に前記ネガ型フォトレ
ジスト上に堆積された前記第2の金属層を取り除くこと
により、前記第1の金属層上に前記第2の金属層を残存
させ前記第1の金属層及び前記第2の金属層から構成さ
れる前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電
極を形成する工程と、前記ソース電極及びドレイン電極
が形成された基板の全面に平坦化膜を形成して、前記
レイン電極上の平坦化膜にコンタクトホールを形成し、
該平坦化膜上及びコンタクトホール内に透明導電性薄膜
を堆積させ、前記ドレイン電極の第2の金属層部分に電
気的に接続させる工程とを含むことを特徴とし、そのこ
とにより上記目的が達成される。
The method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention comprises:
In a method of manufacturing a thin film transistor formed over a substrate having an insulating surface, at least a first metal layer mainly composed of Al is connected to a semiconductor layer mainly composed of silicon which is an active layer of the thin film transistor. Forming a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor by etching the first metal layer using a photoresist provided on the first metal layer as a mask; After removing, applying a negative photoresist, forming a mask of a negative photoresist in a region other than the source electrode and the drain electrode by exposing with a photomask for forming the source electrode and the drain electrode, An oxide film having a resistivity lower than that of Al 2 O 3 having a resistivity of 1 × 10 22 Ωcm is formed on the mask. Mo, which is a metal material formed on the surface,
Depositing a second metal layer made of at least one selected from Ti, W, Nb, and Ni; removing the negative photoresist and simultaneously depositing the second metal layer deposited on the negative photoresist; Removing the metal layer, leaving the second metal layer on the first metal layer so that the source electrode and the drain electrode of the thin film transistor including the first metal layer and the second metal layer Forming a source electrode and a drain electrode
There is formed a planarization film on the entire surface of the substrate formed, a contact hole is formed in the planarizing film on the de <br/> drain electrode,
Depositing a transparent conductive thin film on the flattening film and in the contact hole, characterized in that it comprises a step of electrically connecting the second metal layer portion of the drain electrode, the objective accomplished by the Is done.

【0018】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、
絶縁性表面を有する基板上に形成される薄膜トランジス
タの製造方法において、少なくとも、前記薄膜トランジ
スタの活性層であるシリコンを主成分とする半導体層に
接続するAlを主成分とする第1の金属層を堆積する工
程と、前記第1の金属層の上に設けられた所定の前記薄
膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極形状のフ
ォトレジストをマスクとして、前記第1の金属層の端面
が前記フォトレジストによるマスクの端面よりも内側に
なるように形成する工程と、前記フォトレジストを除去
した後、第1の金属層の上に、Al23の抵抗率1×1
22Ωcmに比べて低い抵抗率の酸化膜が表面に形成さ
れる金属材料であるMo、Ti、W、Nb、Niのうち
から選ばれる少なくとも一つからなる第2の金属層を堆
積する工程と、前記第2の金属層の上に設けられた所定
の前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極
形状のフォトレジストをマスクとして、前記第2の金属
層の端面が前記第1の金属層の端面よりも外側になるよ
うにエッチングして、前記第1の金属層及び前記第2の
金属層から構成される前記薄膜トランジスタのソース電
極及びドレイン電極を形成する工程と、前記フォトレジ
ストを除去した後、前記ソース電極及びドレイン電極が
形成された基板の全面に平坦化膜を形成して、前記ドレ
イン電極上の平坦化膜にコンタクトホールを形成し、該
平坦化膜上及びコンタクトホール内に透明導電性薄膜を
堆積させ、前記ドレイン電極の第2の金属層部分に電気
的に接続させる工程と、を包むことを特徴とし、そのこ
とにより上記目的が達成される。
The method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention comprises:
In a method of manufacturing a thin film transistor formed over a substrate having an insulating surface, at least a first metal layer mainly composed of Al is connected to a semiconductor layer mainly composed of silicon which is an active layer of the thin film transistor. Using the photoresist of the shape of the source electrode and the drain electrode of the predetermined thin film transistor provided on the first metal layer as a mask, so that the end face of the first metal layer is an end face of the mask made of the photoresist. forming so as inwardly than, after removing the photoresist, on the first metal layer, Al 2 O 3 of resistivity 1 × 1
Depositing a second metal layer made of at least one selected from the group consisting of Mo, Ti, W, Nb, and Ni, which is a metal material having an oxide film having a resistivity lower than 0 22 Ωcm formed on the surface thereof; An end face of the second metal layer is made closer to an end face of the first metal layer by using a photoresist having a shape of a source electrode and a drain electrode of the predetermined thin film transistor provided on the second metal layer as a mask. be etched so that the outside, forming a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor composed of the first metal layer and said second metal layer, after removing the photoresist, the Source and drain electrodes
Forming a planarization film on the whole surface of the formed substrate, a contact hole is formed in the planarizing film on the drain <br/> in electrodes, a transparent conductive thin film on the flattening film and in the contact holes depositing said to the step of electrically connecting the second metal layer portion of the drain electrode, wherein the wrapping, the objects can be achieved.

【0019】[0019]

【0020】本発明の薄膜トランジスタによれば、Al
合金からなるソース電極又はドレイン電極上に抵抗率に
おいて良導体あるいは半導体である酸化膜を表面に形成
する第2の金属を堆積させキャップ電極を形成すること
により、Al合金からなるTFTのドレイン電極の表面
がITO等からなる透明導電性薄膜の堆積時に酸化雰囲
気に晒されることがなくなり、ドレイン電極の表面に絶
縁性の酸化膜が形成されなくなる。キャップ電極を構成
する金属材料はITO等からなる透明導電性薄膜の堆積
時に酸化雰囲気に晒されて表面に酸化膜が形成されて
も、その酸化膜は絶縁性ではないためITO等からなる
透明導電性薄膜との良好なコンタクトを容易に得ること
ができる。また、Al合金からなるTFTのソース電極
及びドレイン電極上にAl合金よりも融点の高い金属に
よるキャップ電極を形成するため、Al合金からなるソ
ース電極及びドレイン電極の耐熱性が向上し、ヒロック
やマイグレーションの発生が効果的に抑制される。
According to the thin film transistor of the present invention, Al
By depositing a second metal for forming an oxide film which is a good conductor or a semiconductor on the surface on the source electrode or the drain electrode made of the alloy and forming a cap electrode, the surface of the drain electrode of the TFT made of the Al alloy is formed. Is not exposed to an oxidizing atmosphere during the deposition of the transparent conductive thin film made of ITO or the like, and an insulating oxide film is not formed on the surface of the drain electrode. Even if the metal material forming the cap electrode is exposed to an oxidizing atmosphere during the deposition of the transparent conductive thin film made of ITO or the like and an oxide film is formed on the surface, the oxide film is not insulating, so the transparent conductive film made of ITO or the like is used. Good contact with the conductive thin film can be easily obtained. Further, since a cap electrode made of a metal having a melting point higher than that of the Al alloy is formed on the source electrode and the drain electrode of the TFT made of the Al alloy, the heat resistance of the source electrode and the drain electrode made of the Al alloy is improved, and hillocks and migration are prevented. Is effectively suppressed.

【0021】また本発明によれば、第1の電極の表面を
第2の電極が被覆しているので、第1の電極と第2の電
極とのエッチングレートの違いにより第1の電極の配線
幅が所定の幅よりも狭くなることがなく、透明導電性薄
膜との接触面積が減少することがない。
Further, according to the present invention, since the surface of the first electrode is covered with the second electrode, the wiring of the first electrode depends on the difference in etching rate between the first electrode and the second electrode. The width does not become smaller than the predetermined width, and the contact area with the transparent conductive thin film does not decrease.

【0022】また本発明によれば、コンタクトホールを
介して第1の電極と第2の電極が接続しているので、エ
ッチングレートの違いによって第1の電極が露出する恐
れがなく、コンタクトホールの位置ずれが生じても十分
なコンタクトを得ることができる。
Further, according to the present invention, since the first electrode and the second electrode are connected via the contact hole, there is no possibility that the first electrode is exposed due to a difference in etching rate. Sufficient contact can be obtained even if displacement occurs.

【0023】また、本発明の薄膜トランジスタの製造方
法によれば、第2の金属からなるキャップ電極を形成す
る際、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極
と第2の金属からなるキャップ電極を同一のマスクを用
いて連続してエッチングするようにしたため、フォトレ
ジストの塗布、露光、現像等の工程が一度でよく工程数
を増加させることなく製造することが可能となる。
According to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, when forming the cap electrode made of the second metal, the same mask is used for the source electrode and the drain electrode of the thin film transistor and the cap electrode made of the second metal. Since it is used for continuous etching, processes such as application, exposure, and development of a photoresist can be performed only once, and manufacturing can be performed without increasing the number of processes.

【0024】また、別の製造方法によれば、薄膜トラン
ジスタのソース電極及びドレイン電極を形成した後にネ
ガレジストによるパターンを形成し、その上に第2の金
属を堆積させネガレジストを除去すると共にネガレジス
ト上に堆積された第2の金属を取り除くようにしたた
め、フォトレジストの塗布、露光、現像等の工程は増加
するものの、第2の金属からなるキャップ電極を形成す
るためのエッチング工程は不要となる。これによりエッ
チングレートの違いによる寸法シフトを防止することが
できる。
According to another manufacturing method, after forming a source electrode and a drain electrode of a thin film transistor, a pattern made of a negative resist is formed, a second metal is deposited thereon, and the negative resist is removed. Since the second metal deposited on the upper surface is removed, processes such as application, exposure, and development of a photoresist are increased, but an etching process for forming a cap electrode made of the second metal is unnecessary. . Thereby, a dimensional shift due to a difference in etching rate can be prevented.

【0025】以上のように本発明は、ITO等の透明導
電性薄膜とTFTのソース電極又はドレイン電極との安
定した接続を容易に得ることができ、高性能な半導体装
置、特に高性能のTFTを実現し、これらのTFTから
構成される半導体装置あるいは半導体回路を効率良く製
造することができる。
As described above, according to the present invention, a stable connection between a transparent conductive thin film such as ITO and a source electrode or a drain electrode of a TFT can be easily obtained. And a semiconductor device or a semiconductor circuit composed of these TFTs can be manufactured efficiently.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に基づ
いて説明する。図1は本発明のTFTを示す断面図であ
る。絶縁性基板1上にSiO2膜等からなる下地膜2が
全面に堆積される。その上に多結晶シリコン膜からなる
半導体層が島状に形成される。次に半導体層上を含む絶
縁性基板1の全面にSiO2膜等からなるゲート絶縁膜
4が堆積される。次にゲート絶縁膜4を介して半導体層
上にAl合金等からなるゲート電極5が所定の形状に形
成される。半導体層のゲート電極5の下方にあたる領域
はチャネル領域6となり、それ以外の領域には不純物が
添加されてソース領域及びドレイン領域7となる。次に
ゲート電極5上を含む全面に層間絶縁膜8が堆積され
る。その後ソース領域及びドレイン領域7上の層間絶縁
膜8及びゲート絶縁膜4にコンタクトホール9が開口さ
れる。Al合金からなるソース電極及びドレイン電極1
0が所定の形状に形成され、コンタクトホール9を介し
てソース領域及びドレイン領域7に接続される。ソース
電極及びドレイン電極10上にはMo、Ti、W等の金
属からなるキャップ電極11が形成される。その上に全
面にポリイミド樹脂やアクリル樹脂からなる平坦化膜1
2が堆積され、キャップ電極11上にコンタクトホール
13が開口される。ITO等からなる透明導電性薄膜が
所定の形状に形成され、画素電極14となり、コンタク
トホール13を介してキャップ電極11に接続される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a TFT of the present invention. A base film 2 made of a SiO 2 film or the like is deposited on the entire surface of an insulating substrate 1. A semiconductor layer made of a polycrystalline silicon film is formed thereon in an island shape. Next, a gate insulating film 4 made of a SiO 2 film or the like is deposited on the entire surface of the insulating substrate 1 including the semiconductor layer. Next, a gate electrode 5 made of an Al alloy or the like is formed in a predetermined shape on the semiconductor layer via the gate insulating film 4. The region of the semiconductor layer below the gate electrode 5 becomes the channel region 6, and the other regions are doped with impurities to become the source region and the drain region 7. Next, an interlayer insulating film 8 is deposited on the entire surface including on the gate electrode 5. Thereafter, contact holes 9 are opened in the interlayer insulating film 8 and the gate insulating film 4 on the source region and the drain region 7. Source electrode and drain electrode 1 made of Al alloy
0 is formed in a predetermined shape, and is connected to the source region and the drain region 7 through the contact hole 9. On the source electrode and the drain electrode 10, a cap electrode 11 made of a metal such as Mo, Ti, or W is formed. A flattening film 1 made of polyimide resin or acrylic resin is formed on the entire surface.
2 is deposited, and a contact hole 13 is opened on the cap electrode 11. A transparent conductive thin film made of ITO or the like is formed in a predetermined shape, becomes a pixel electrode 14, and is connected to the cap electrode 11 via the contact hole 13.

【0027】上記構造において、TFTが液晶表示装置
の絵素電極のスイッチング素子として使用される場合
は、ゲート電極とソース電極は互いに直交して配線され
たゲート配線とソース配線に接続され、各交点にTFT
が形成される。このようにして、ゲート配線、ソース配
線とTFTが形成されたTFT基板は、対向電極が形成
された対向基板と電極を内側にしてTFT基板と対向基
板の周辺部分をシールし、TFT基板と対向基板間に液
晶を封入して液晶表示装置を構成する。
In the above structure, when the TFT is used as a switching element of a picture element electrode of a liquid crystal display device, the gate electrode and the source electrode are connected to a gate wiring and a source wiring which are arranged at right angles to each other. TFT
Is formed. In this way, the TFT substrate on which the gate wiring and the source wiring and the TFT are formed is sealed with the opposing substrate on which the opposing electrode is formed and the electrode on the inner side, sealing the peripheral portion of the TFT substrate and the opposing substrate, and facing the TFT substrate. A liquid crystal is sealed between the substrates to form a liquid crystal display device.

【0028】発明者らが実験を行った結果、Al合金か
らなる電極上にITO等からなる透明導電性薄膜を堆積
させる場合と、それとは逆にITO等からなる透明導電
性薄膜で形成した電極上にAl合金を堆積させた場合と
では、Al合金からなる電極上にITO等からなる透明
導電性薄膜を堆積させる場合の方が電極間の接続不良が
発生しやすいことが判明した。
As a result of an experiment conducted by the inventors, a case where a transparent conductive thin film made of ITO or the like is deposited on an electrode made of an Al alloy and a case where an electrode formed of a transparent conductive thin film made of an ITO or the like are formed on the contrary. It has been found that when an Al alloy is deposited thereon, connection failure between the electrodes is more likely to occur when a transparent conductive thin film made of ITO or the like is deposited on an electrode made of an Al alloy.

【0029】一般に金属は大気中でその表面に極薄い自
然酸化膜を形成する場合が多い。特に、Alは自然酸化
膜を形成しやすく、かつAlの酸化膜であるAl23
抵抗率は1×1022Ωcmである。つまりAlの酸化膜
であるAl23は高い絶縁性を有していることに外なら
ない。これらはAlの酸化膜が電極間の接続不良を発生
させる原因となり得ることを示唆しており、Al合金か
らなる電極の表面に何らかの影響により酸化膜が形成さ
れるためであると推測した。以上の結果から、発明者ら
は更に鋭意検討を重ね、Al合金からなる電極上にIT
O等からなる透明導電性薄膜を堆積させた場合に電極間
の接続不良が発生しやすい原因は、Al合金からなる電
極上にスパッタリング法によりITO等からなる透明導
電性薄膜を堆積する際に、酸化雰囲気であるスパッタリ
ング装置のチャンバー内にAl合金からなる電極を形成
した基板を保持することにより、Al合金からなる電極
の表面に絶縁性の酸化膜形成が一層促進されてしてしま
うためであるとの結論に至った。電極の表面に形成され
る酸化膜は極薄いものであるが、スパッタリング法によ
りITO等からなる透明導電性薄膜を堆積する工程の最
中に電極の表面の酸化が促進されてしまうことになる
と、ITO等からなる透明導電性薄膜を堆積した後に透
明導電性薄膜と電極との接合面付近に形成された酸化膜
のみを除去することは不可能である。
In general, a metal often forms an extremely thin natural oxide film on its surface in the air. In particular, Al easily forms a natural oxide film, and the resistivity of Al 2 O 3 , which is an Al oxide film, is 1 × 10 22 Ωcm. That is, Al 2 O 3, which is an oxide film of Al, does not necessarily have high insulating properties. These suggest that the oxide film of Al may cause a connection failure between the electrodes, and it is presumed that the oxide film is formed by some influence on the surface of the electrode made of the Al alloy. Based on the above results, the inventors have further studied diligently, and have set IT on the electrode made of Al alloy.
When a transparent conductive thin film made of O or the like is deposited, connection failure between the electrodes is likely to occur, when a transparent conductive thin film made of ITO or the like is deposited by sputtering on an electrode made of an Al alloy. This is because, by holding the substrate on which the electrode made of the Al alloy is formed in the chamber of the sputtering apparatus in an oxidizing atmosphere, the formation of an insulating oxide film on the surface of the electrode made of the Al alloy is further promoted. And came to the conclusion. The oxide film formed on the surface of the electrode is extremely thin, but if the oxidation of the surface of the electrode is promoted during the step of depositing a transparent conductive thin film made of ITO or the like by a sputtering method, After depositing the transparent conductive thin film made of ITO or the like, it is impossible to remove only the oxide film formed near the joint surface between the transparent conductive thin film and the electrode.

【0030】そこで発明者らはAl合金からなるTFT
のドレイン電極上にAl合金とは別の材料からなるキャ
ップ電極を設けることを検討した。キャップ電極として
はAl合金と良好なコンタクトを形成し、かつ電気抵抗
が低い等の条件を満足する金属材料が有力である。図1
4はAl等の金属の抵抗率を示したものである。これに
よるとAlの抵抗率が最も低い値を示しているが、M
o、W、Ni等も十分に低い抵抗率を有している。これ
らに比べるとTiは抵抗率が高いが、本発明においてキ
ャップ電極はあくまで補助的な電極であるため、抵抗率
の値は許容される範囲内である。むしろTiの金属材料
としての安定性等を考慮すると本発明においてキャップ
電極に用いる金属材料としては有力である。
Then, the present inventors made TFTs made of Al alloy.
It was studied to provide a cap electrode made of a material different from the Al alloy on the drain electrode. As the cap electrode, a metal material which forms a good contact with the Al alloy and satisfies conditions such as low electric resistance is effective. FIG.
4 shows the resistivity of a metal such as Al. According to this, the resistivity of Al shows the lowest value.
o, W, Ni, etc. also have sufficiently low resistivity. Ti has a higher resistivity than these, but in the present invention, since the cap electrode is merely an auxiliary electrode, the value of the resistivity is within an allowable range. Rather, considering the stability of Ti as a metal material, the present invention is effective as a metal material used for a cap electrode in the present invention.

【0031】図15は図14に示したAl以外の金属の
代表的な酸化膜の抵抗率を示したものである。W、N
i、Tiの酸化膜であるWO2、NiO、Ti23等の
抵抗率はAl23に比べてはるかに低い。特にNbやM
oの酸化膜であるNbOやMoO2は良好な導電性を有
している。このように金属材料自体の抵抗率が十分に低
く、かつ酸化膜の抵抗率が低いMo、Ti、W等の金属
からなるキャップ電極をAl合金からなるTFTのドレ
イン電極上に設けることにより、ITO等からなる透明
導電性薄膜を堆積する際に電極の表面が酸化雰囲気中に
晒されてもITO等からなる透明導電性薄膜との安定し
た接続を得ることができることを見出したものである。
FIG. 15 shows the resistivity of a typical oxide film of a metal other than Al shown in FIG. W, N
The resistivity of WO 2 , NiO, Ti 2 O 3, etc., which is an oxide film of i and Ti, is much lower than that of Al 2 O 3 . Especially Nb and M
NbO and MoO 2, which are oxide films of o, have good conductivity. By providing a cap electrode made of a metal such as Mo, Ti, W or the like having a sufficiently low resistivity of the metal material itself and a low resistivity of the oxide film on the drain electrode of the TFT made of the Al alloy, the ITO is formed. It has been found that a stable connection with a transparent conductive thin film made of ITO or the like can be obtained even if the surface of the electrode is exposed to an oxidizing atmosphere when depositing a transparent conductive thin film made of such as.

【0032】(実施の形態1)次に本発明の製造方法の
詳細を説明する。図2(a)〜(d)は本発明の製造方
法における各工程の断面図であり、図3(a)〜(d)
は図2(a)〜(d)の各工程に対応する平面図であ
る。
(Embodiment 1) Next, the manufacturing method of the present invention will be described in detail. 2 (a) to 2 (d) are cross-sectional views of each step in the manufacturing method of the present invention, and FIGS. 3 (a) to 3 (d).
FIG. 3 is a plan view corresponding to each step of FIGS.

【0033】本発明の実施の形態では絶縁性基板の例と
してガラス基板を用いて説明する。プロセス温度は石英
基板であれば、1200℃の高温プロセスにも耐えられ
るが、ガラス基板を用いる場合には、歪点が低いため約
600℃程度の低温に制限される。より大面積で、かつ
安価な基板を用いようとする場合にはガラス基板の方が
有利である。図2(a)および図3(a)に示すよう
に、まず初めにガラス基板等の絶縁性基板1上に減圧C
VD法、プラズマCVD法またはスパッタリング法等に
より下地膜2となる絶縁膜としてSiO2膜を300n
m程度堆積する。次に減圧CVD法またはプラズマCV
D法等により非晶質シリコン薄膜を10〜100nm、
例えば約50nmの膜厚で堆積させる。上述の工程にお
いて、下地膜2を堆積する工程と非晶質シリコン薄膜を
堆積する工程との間に熱処理等の工程が追加されても全
く問題ない。例えば絶縁性基板上に下地膜となる第1の
絶縁膜を形成した後、その絶縁膜の緻密化や膜質を向上
させるために熱処理等を施し、その後非晶質シリコン薄
膜を堆積したとしても本発明の効果を損なうことはな
い。本発明の実施の形態では非晶質シリコン薄膜にエキ
シマレーザー等のパルスレーザーを照射して溶融再結晶
化させて多結晶シリコン薄膜を形成し、島状にパターニ
ングしてTFTの活性層3とした。
In the embodiments of the present invention, a glass substrate will be described as an example of an insulating substrate. If the process temperature is a quartz substrate, it can withstand a high temperature process of 1200 ° C., but if a glass substrate is used, the process is limited to a low temperature of about 600 ° C. due to a low strain point. A glass substrate is more advantageous when an inexpensive substrate having a larger area is to be used. As shown in FIGS. 2 (a) and 3 (a), first, a reduced pressure C is applied on an insulating substrate 1 such as a glass substrate.
An SiO 2 film having a thickness of 300 n is formed as an insulating film serving as the base film 2 by a VD method, a plasma CVD method, a sputtering method, or the like.
about m. Next, low pressure CVD or plasma CV
The amorphous silicon thin film is formed to a thickness of 10 to 100 nm by the D method or the like.
For example, it is deposited to a thickness of about 50 nm. In the above-described process, there is no problem even if a process such as heat treatment is added between the process of depositing the base film 2 and the process of depositing the amorphous silicon thin film. For example, after a first insulating film serving as a base film is formed on an insulating substrate, a heat treatment or the like is performed to densify the insulating film and improve the film quality, and then an amorphous silicon thin film is deposited. The effect of the invention is not impaired. In the embodiment of the present invention, a polycrystalline silicon thin film is formed by irradiating a pulse laser such as an excimer laser to the amorphous silicon thin film and melting and recrystallizing the amorphous silicon thin film. .

【0034】次に図2(b)および図3(b)に示すよ
うに、活性層3上にSiO2膜等からなるゲート絶縁膜
4を100nm〜150nm程度堆積させる。次にゲー
ト電極5を形成する。ゲート電極には低抵抗の配線材料
であるAl系の金属を用いることが好ましい。耐熱性等
を考慮してAl−Ti等のAl合金を用いることが好適
である。本発明の実施の形態では300nm〜500n
m程度の膜厚に形成した。次に活性層3にゲート電極5
をマスクとしてイオン注入法、レーザードーピング法、
あるいはプラズマドーピング法等を用いてリン、ボロン
等の不純物イオンを注入する。その後、レーザーアニー
ル等の方法を用いて不純物イオンの活性化を行いソース
領域及びドレイン領域7を形成する。不純物イオンが注
入されないゲート電極5の下方領域はチャネル領域6と
なる。
Next, as shown in FIGS. 2B and 3B, a gate insulating film 4 made of a SiO 2 film or the like is deposited on the active layer 3 to a thickness of about 100 to 150 nm. Next, the gate electrode 5 is formed. It is preferable to use an Al-based metal which is a low-resistance wiring material for the gate electrode. It is preferable to use an Al alloy such as Al-Ti in consideration of heat resistance and the like. In the embodiment of the present invention, 300 nm to 500 n
m. Next, a gate electrode 5 is formed on the active layer 3.
Implantation as a mask, laser doping,
Alternatively, impurity ions such as phosphorus and boron are implanted by using a plasma doping method or the like. After that, activation of impurity ions is performed using a method such as laser annealing to form a source region and a drain region 7. The region below the gate electrode 5 into which the impurity ions are not implanted becomes the channel region 6.

【0035】次に図2(c)および図3(c)に示すよ
うに、全面に層間絶縁膜8を堆積させる。層間絶縁膜に
は段差被覆性のよい有機シランを材料としたプラズマC
VD法等によるSiO2膜を数百nm〜数μm堆積させ
る。また、他には窒化シリコン膜を用いることもでき
る。次に層間絶縁膜8及びゲート絶縁膜4にコンタクト
ホール9を開口し、ソース電極及びドレイン電極10を
形成する。ソース電極及びドレイン電極10はゲート電
極5と同様にAl系の金属で形成する。次にソース電極
及びドレイン電極10上にMo、Ti、W等の金属から
なるキャップ電極11を形成する。キャップ電極11は
少なくともITO等からなる透明導電性薄膜と接続され
るドレイン電極上に設ければ本発明における主な効果を
奏することができるが、本発明の実施の形態ではスパッ
タリング法等によりソース電極及びドレイン電極10と
なるAl合金を300nm〜500nm程度の膜厚に堆
積させ、続いて連続的にキャップ電極11となるMo、
Ti、W等の金属を100nm〜200nm程度の膜厚
に堆積させ、これら2層をソース電極及びドレイン電極
の形状になるよう連続してエッチンングを行うことによ
り形成した。エッチングに際してはキャップ電極11と
ソース電極及びドレイン電極10とで異なるエッチング
液を用いても差し支えないが、例えばキャップ電極11
にMoを用いた場合はリン酸、硝酸、酢酸、水をそれぞ
れ32:1:3:4の割合で混合したエッチング液を用
いることにより、Moからなるキャップ電極11とAl
合金からなるソース電極及びドレイン電極10を同一の
エッチング液により連続してエッチングすることが可能
である。また、エッチングはドライエッチングによって
行っても良い。
Next, as shown in FIGS. 2C and 3C, an interlayer insulating film 8 is deposited on the entire surface. Plasma C made of organic silane with good step coverage
Several hundred nm to several μm of an SiO 2 film is deposited by a VD method or the like. Alternatively, a silicon nitride film can be used. Next, a contact hole 9 is opened in the interlayer insulating film 8 and the gate insulating film 4, and a source electrode and a drain electrode 10 are formed. The source electrode and the drain electrode 10 are formed of an Al-based metal similarly to the gate electrode 5. Next, a cap electrode 11 made of a metal such as Mo, Ti, or W is formed on the source electrode and the drain electrode 10. The main effect of the present invention can be obtained if the cap electrode 11 is provided at least on the drain electrode connected to the transparent conductive thin film made of ITO or the like. In the embodiment of the present invention, the source electrode is formed by sputtering or the like. And an Al alloy serving as the drain electrode 10 is deposited to a thickness of about 300 nm to 500 nm, and then Mo, which serves as the cap electrode 11 continuously,
A metal such as Ti or W was deposited to a thickness of about 100 nm to 200 nm, and these two layers were formed by performing continuous etching so as to have a shape of a source electrode and a drain electrode. At the time of etching, different etching solutions may be used for the cap electrode 11 and the source electrode and the drain electrode 10.
When Mo is used, the cap electrode 11 made of Mo and the Al are mixed by using an etching solution in which phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and water are mixed at a ratio of 32: 1: 3: 4, respectively.
It is possible to continuously etch the source electrode and the drain electrode 10 made of an alloy with the same etching solution. Further, the etching may be performed by dry etching.

【0036】このような構造とすることにより、パター
ニング、エッチングに要するフォトマスクが1枚で済む
こと以外にも、上層にAlよりも融点の高い金属が積層
されることにより、下層のAl合金からなるソース電極
及びドレイン電極10の耐熱性が増し、ヒロックやマイ
グレーションの発生が抑制されることになり、配線の信
頼性が飛躍的に向上する。
With this structure, in addition to requiring only one photomask for patterning and etching, a metal having a melting point higher than that of Al is laminated on the upper layer, so that the lower layer Al alloy can be removed. The heat resistance of the source electrode and the drain electrode 10 is increased, hillocks and migration are suppressed, and the reliability of the wiring is dramatically improved.

【0037】次に図2(d)および図3(d)に示すよ
うに、全面にポリイミド樹脂やアクリル樹脂からなる平
坦化膜12を形成する。平坦化膜12は基板の表面にポ
リイミド樹脂やアクリル樹脂を滴下して基板を高速で回
転させる、所謂スピンコートにより均一の膜厚に塗布形
成することが出来る。本発明の実施の形態では2μm〜
3μmの膜厚に形成した。次にキャップ電極11が設け
られたドレイン電極上の平坦化膜12にコンタクトホー
ル13を開口する。コンタクトホール13の大きさは5
μm〜15μm程度である。続いてITO等からなる透
明導電性薄膜をスパッタリング法等により堆積させる。
本発明の実施の形態ではITO膜を例えばAr100s
ccm、O24sccm、0.22Pa、200℃の条
件で約100nm程度堆積させた。堆積されたITO膜
は所定の画素電極14の形状にパターニングされ、コン
タクトホール13を介してキャップ電極11に電気的に
接続される。本発明の実施の形態では画素電極にITO
膜を用いたが、SnO2膜を用いても同様の効果を奏す
る。
Next, as shown in FIGS. 2D and 3D, a flattening film 12 made of a polyimide resin or an acrylic resin is formed on the entire surface. The planarization film 12 can be formed by applying a polyimide resin or an acrylic resin dropwise onto the surface of the substrate and rotating the substrate at high speed, that is, spin coating to form a uniform film thickness. In the embodiment of the present invention, 2 μm to
It was formed to a thickness of 3 μm. Next, a contact hole 13 is opened in the planarizing film 12 on the drain electrode provided with the cap electrode 11. The size of the contact hole 13 is 5
It is about μm to 15 μm. Subsequently, a transparent conductive thin film made of ITO or the like is deposited by a sputtering method or the like.
In the embodiment of the present invention, the ITO film is made of, for example, Ar100s.
Deposition was performed at about 100 nm under the conditions of ccm, 4 sccm of O 2 , 0.22 Pa, and 200 ° C. The deposited ITO film is patterned into a predetermined shape of the pixel electrode 14, and is electrically connected to the cap electrode 11 via the contact hole 13. In the embodiment of the present invention, ITO is used for the pixel electrode.
Although a film was used, a similar effect can be obtained by using a SnO 2 film.

【0038】以上、本発明の実施の形態ではTFTの活
性層に多結晶シリコン膜を用いたコプラナー型TFTの
例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。例えばTFTの活性層に非晶質シリコン膜あるいは
微結晶シリコン膜等を用いても全く差し支えない。ま
た、本発明を逆スタガー型TFTに適用しても全く同様
の効果を得ることができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, the example of the coplanar TFT using the polycrystalline silicon film for the active layer of the TFT has been described, but the present invention is not limited to this. For example, an amorphous silicon film or a microcrystalline silicon film may be used for the active layer of the TFT without any problem. Further, even when the present invention is applied to an inverted stagger type TFT, exactly the same effects can be obtained.

【0039】(実施の形態2)次に本発明の他の製造方
法の詳細を説明する。図4(a)〜(e)は本発明の製
造方法の各工程の断面図である。尚、平面図は上述の実
施の形態1とほぼ同様であるため示していない。
(Embodiment 2) Next, details of another manufacturing method of the present invention will be described. FIGS. 4A to 4E are cross-sectional views of each step of the manufacturing method of the present invention. Note that the plan view is not shown because it is almost the same as that of the first embodiment.

【0040】本発明の実施の形態では絶縁性基板の例と
してガラス基板を用いて説明する。プロセス温度は石英
基板であれば、1200℃の高温プロセスにも耐えられ
るが、ガラス基板を用いる場合には、歪点が低いため約
600℃程度の低温に制限される。より大面積で、かつ
安価な基板を用いようとする場合にはガラス基板の方が
有利である。図4(a)に示すように、まず初めにガラ
ス基板等の絶縁性基板1上に減圧CVD法、プラズマC
VD法またはスパッタリング法等により下地膜2となる
絶縁膜としてSiO2膜を300nm程度堆積する。次
に減圧CVD法またはプラズマCVD法等により非晶質
シリコン薄膜を10〜100nm、例えば約50nmの
膜厚で堆積させる。上述の工程において、下地膜2を堆
積する工程と非晶質シリコン薄膜を堆積する工程との間
に熱処理等の工程が追加されても全く問題ない。例えば
絶縁性基板上に下地膜となる第1の絶縁膜を形成した
後、その絶縁膜の緻密化や膜質を向上させるために熱処
理等を施し、その後非晶質シリコン薄膜を堆積したとし
ても本発明の効果を損なうことはない。本発明の実施の
形態では非晶質シリコン薄膜にエキシマレーザー等のパ
ルスレーザーを照射して溶融再結晶化させて多結晶シリ
コン薄膜を形成し、島状にパターニングしてTFTの活
性層3とした。
In the embodiments of the present invention, a glass substrate will be described as an example of an insulating substrate. If the process temperature is a quartz substrate, it can withstand a high-temperature process of 1200 ° C., but if a glass substrate is used, the strain point is low and is limited to a low temperature of about 600 ° C. A glass substrate is more advantageous when an inexpensive substrate having a larger area is to be used. As shown in FIG. 4A, first, a low pressure CVD method and a plasma CVD method are applied on an insulating substrate 1 such as a glass substrate.
An SiO 2 film having a thickness of about 300 nm is deposited as an insulating film to be the base film 2 by a VD method, a sputtering method, or the like. Next, an amorphous silicon thin film is deposited to a thickness of 10 to 100 nm, for example, about 50 nm by a low pressure CVD method or a plasma CVD method. In the above-described process, there is no problem even if a process such as heat treatment is added between the process of depositing the base film 2 and the process of depositing the amorphous silicon thin film. For example, after a first insulating film serving as a base film is formed on an insulating substrate, a heat treatment or the like is performed to densify the insulating film and improve the film quality, and then an amorphous silicon thin film is deposited. The effect of the invention is not impaired. In the embodiment of the present invention, a polycrystalline silicon thin film is formed by irradiating a pulse laser such as an excimer laser to the amorphous silicon thin film and melting and recrystallizing the amorphous silicon thin film. .

【0041】次に図4(b)に示すように、活性層3上
にSiO2膜等からなるゲート絶縁膜4を100nm〜
150nm程度堆積させる。次にゲート電極5を形成す
る。ゲート電極には低抵抗の配線材料であるAl系の金
属を用いることが好ましい。耐熱性等を考慮してAl−
Ti等のAl合金を用いることが好適である。本発明の
実施の形態では300nm〜500nm程度の膜厚に形
成した。次に活性層3にゲート電極5をマスクとしてイ
オン注入法、レーザードーピング法、あるいはプラズマ
ドーピング法等を用いてリン、ボロン等の不純物イオン
を注入する。その後、レーザーアニール等の方法を用い
て不純物イオンの活性化を行いソース領域及びドレイン
領域7を形成する。不純物イオンが注入されないゲート
電極5の下方領域はチャネル領域6となる。
Next, as shown in FIG. 4B, a gate insulating film 4 made of a SiO 2 film or the like is
Deposit about 150 nm. Next, the gate electrode 5 is formed. It is preferable to use an Al-based metal which is a low-resistance wiring material for the gate electrode. Considering heat resistance etc.
It is preferable to use an Al alloy such as Ti. In the embodiment of the present invention, the film is formed to have a thickness of about 300 nm to 500 nm. Next, impurity ions such as phosphorus and boron are implanted into the active layer 3 using the gate electrode 5 as a mask by ion implantation, laser doping, plasma doping, or the like. After that, activation of impurity ions is performed using a method such as laser annealing to form a source region and a drain region 7. The region below the gate electrode 5 into which the impurity ions are not implanted becomes the channel region 6.

【0042】次に図4(c)に示すように、全面に層間
絶縁膜8を堆積させる。層間絶縁膜には段差被覆性のよ
い有機シランを材料としたプラズマCVD法等によるS
iO2膜を数百nm〜数μm堆積させる。また、他には
窒化シリコン膜を用いることもできる。次に層間絶縁膜
8及びゲート絶縁膜4にコンタクトホール9を開口し、
ソース電極及びドレイン電極10をパターニングして形
成する。ソース電極及びドレイン電極10はゲート電極
5と同様にAl系の金属で形成する。本発明の実施の形
態ではスパッタリング法等によりソース電極及びドレイ
ン電極10となるAl合金を300nm〜500nm程
度の膜厚に堆積させ、その後エッチングして形成した。
続いてネガ型のフォトレジスト15を塗布してソース電
極及びドレイン電極10のパターニングの際に使用した
マスクを用いて露光することにより、ソース電極及びド
レイン電極10以外の領域にレジストパターンを形成す
る。次にキャップ電極となるMo、Ti、W等の金属を
スパッタリング法等により100nm〜200nm程度
の膜厚に堆積させる。
Next, as shown in FIG. 4C, an interlayer insulating film 8 is deposited on the entire surface. The interlayer insulating film is made of S by a plasma CVD method using an organic silane material having good step coverage.
An iO 2 film is deposited for several hundred nm to several μm. Alternatively, a silicon nitride film can be used. Next, a contact hole 9 is opened in the interlayer insulating film 8 and the gate insulating film 4,
The source electrode and the drain electrode 10 are formed by patterning. The source electrode and the drain electrode 10 are formed of an Al-based metal similarly to the gate electrode 5. In the embodiment of the present invention, an Al alloy serving as the source electrode and the drain electrode 10 is deposited to a thickness of about 300 nm to 500 nm by a sputtering method or the like, and then formed by etching.
Subsequently, a negative photoresist 15 is applied and exposed using a mask used for patterning the source and drain electrodes 10 to form a resist pattern in a region other than the source and drain electrodes 10. Next, a metal such as Mo, Ti, or W serving as a cap electrode is deposited to a thickness of about 100 nm to 200 nm by a sputtering method or the like.

【0043】次に図4(d)に示すように、フォトレジ
スト15を剥離することによりフォトレジスト上に堆積
された金属膜を同時に取り除く、所謂リフトオフによっ
てソース電極及びドレイン電極10上にのみ金属膜を残
存させキャップ電極11を形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, the metal film deposited on the photoresist is simultaneously removed by peeling the photoresist 15, and the metal film is formed only on the source electrode and the drain electrode 10 by so-called lift-off. Are left to form the cap electrode 11.

【0044】このような構造とすることにより、パター
ニング、エッチングに要するフォトマスクが1枚で済む
こと以外にも、上層にAlよりも融点の高い金属が積層
されることにより、下層のAl合金からなるソース電極
及びドレイン電極10の耐熱性が増し、ヒロックやマイ
グレーションの発生が抑制されることになり、配線の信
頼性が飛躍的に向上する。
With such a structure, in addition to requiring only one photomask for patterning and etching, a metal having a melting point higher than that of Al is laminated on the upper layer, so that the lower layer Al alloy is removed. The heat resistance of the source electrode and the drain electrode 10 is increased, hillocks and migration are suppressed, and the reliability of the wiring is dramatically improved.

【0045】次に図4(e)に示すように、全面にポリ
イミド樹脂やアクリル樹脂からなる平坦化膜12を形成
する。平坦化膜12は基板の表面にポリイミド樹脂やア
クリル樹脂を滴下して基板を高速で回転させる、所謂ス
ピンコートにより均一の膜厚に塗布形成することが出来
る。本発明の実施の形態では2μm〜3μmの膜厚に形
成した。次にキャップ電極11が設けられたドレイン電
極上の平坦化膜12にコンタクトホール13を開口す
る。コンタクトホール13の大きさは5μm〜15μm
程度である。続いてITO等からなる透明導電性薄膜を
スパッタリング法等により堆積させる。本発明の実施の
形態ではITO膜を例えばAr100sccm、O2
sccm、0.22Pa、200℃の条件で約100n
m程度堆積させた。堆積されたITO膜は所定の画素電
極14の形状にパターニングされ、コンタクトホール1
3を介してキャップ電極11に電気的に接続される。本
発明の実施の形態では画素電極にITO膜を用いたが、
SnO2膜を用いても同様の効果を奏する。
Next, as shown in FIG. 4E, a flattening film 12 made of a polyimide resin or an acrylic resin is formed on the entire surface. The planarization film 12 can be formed by applying a polyimide resin or an acrylic resin dropwise onto the surface of the substrate and rotating the substrate at high speed, that is, spin coating to form a uniform film thickness. In the embodiment of the present invention, the film is formed to have a thickness of 2 μm to 3 μm. Next, a contact hole 13 is opened in the planarizing film 12 on the drain electrode provided with the cap electrode 11. The size of the contact hole 13 is 5 μm to 15 μm
It is about. Subsequently, a transparent conductive thin film made of ITO or the like is deposited by a sputtering method or the like. In the embodiment of the present invention, the ITO film is formed, for example, of Ar 100 sccm, O 2 4
about 100 n under the conditions of sccm, 0.22 Pa and 200 ° C.
m. The deposited ITO film is patterned into a predetermined shape of the pixel electrode 14, and the contact hole 1 is formed.
3 and is electrically connected to the cap electrode 11. In the embodiment of the present invention, the ITO film is used for the pixel electrode.
The same effect can be obtained by using the SnO 2 film.

【0046】実施の形態1ではソース電極及びドレイン
電極と同一の形状にキャップ電極を形成するようにした
が、図9(a)に示すようにキャップ電極に用いる金属
によってはAl合金とのエッチングレートの違いによ
り、エッチング時に配線幅が所定の幅よりも狭くなる場
合も考えられる。このような状態ではAl合金からなる
ドレイン電極の表面に絶縁性の酸化膜16が形成されて
しまうため、ITO等からなる透明導電性薄膜と接触す
る有効面積が減少することになる。また、図9(b)に
示すように、仮にアライメント誤差等により平坦化膜に
開口されるコンタクトホールの位置にずれが生じた場合
は有効面積が更に減少してしまい、十分なコンタクトが
得られないことになる。本発明の実施の形態ではリフト
オフによりキャップ電極を形成したため、エッチングに
よるキャップ電極の寸法シフトは生じない。従って図1
0に示すように、平坦化膜に開口されるコンタクトホー
ルの位置にずれが生じたとしてもドレイン電極との十分
なコンタクトを確保することが可能である。
In the first embodiment, the cap electrode is formed in the same shape as the source electrode and the drain electrode. However, as shown in FIG. Due to this difference, the wiring width may be narrower than a predetermined width during etching. In such a state, since the insulating oxide film 16 is formed on the surface of the drain electrode made of the Al alloy, the effective area in contact with the transparent conductive thin film made of ITO or the like is reduced. Further, as shown in FIG. 9B, if the position of the contact hole opened in the flattening film is shifted due to an alignment error or the like, the effective area is further reduced, and a sufficient contact is obtained. Will not be. In the embodiment of the present invention, since the cap electrode is formed by lift-off, a dimensional shift of the cap electrode due to etching does not occur. Therefore, FIG.
As shown by 0, even if the position of the contact hole opened in the flattening film is shifted, it is possible to secure a sufficient contact with the drain electrode.

【0047】以上、本発明の実施の形態ではTFTの活
性層に多結晶シリコン膜を用いたコプラナー型TFTの
例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。例えばTFTの活性層に非晶質シリコン膜あるいは
微結晶シリコン膜等を用いても全く差し支えない。ま
た、本発明を逆スタガー型TFTに適用しても全く同様
の効果を得ることができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, an example of a coplanar TFT using a polycrystalline silicon film as an active layer of the TFT has been described, but the present invention is not limited to this. For example, an amorphous silicon film or a microcrystalline silicon film may be used for the active layer of the TFT without any problem. Further, even when the present invention is applied to an inverted stagger type TFT, exactly the same effects can be obtained.

【0048】(実施の形態3)次に本発明の他の製造方
法の詳細を説明する。図5(a)〜(e)は本発明の製
造方法における各工程の断面図であり、図6(a)〜
(e)は図5(a)〜(e)の各工程に対応する平面図
である。
(Embodiment 3) Next, details of another manufacturing method of the present invention will be described. FIGS. 5A to 5E are cross-sectional views of each step in the manufacturing method of the present invention, and FIGS.
(E) is a plan view corresponding to each step of FIGS. 5 (a) to (e).

【0049】本発明の実施の形態では絶縁性基板の例と
してガラス基板を用いて説明する。プロセス温度は石英
基板であれば、1200℃の高温プロセスにも耐えられ
るが、ガラス基板を用いる場合には、歪点が低いため約
600℃程度の低温に制限される。より大面積で、かつ
安価な基板を用いようとする場合にはガラス基板の方が
有利である。図5(a)および図6(a)に示すよう
に、まず初めにガラス基板等の絶縁性基板1上に減圧C
VD法、プラズマCVD法またはスパッタリング法等に
より下地膜2となる絶縁膜としてSiO2膜を300n
m程度堆積する。次に減圧CVD法またはプラズマCV
D法等により非晶質シリコン薄膜を10〜100nm、
例えば約50nmの膜厚で堆積させる。上述の工程にお
いて、下地膜2を堆積する工程と非晶質シリコン薄膜を
堆積する工程との間に熱処理等の工程が追加されても全
く問題ない。例えば絶縁性基板上に下地膜となる第1の
絶縁膜を形成した後、その絶縁膜の緻密化や膜質を向上
させるために熱処理等を施し、その後非晶質シリコン薄
膜を堆積したとしても本発明の効果を損なうことはな
い。本発明の実施の形態では非晶質シリコン薄膜にエキ
シマレーザー等のパルスレーザーを照射して溶融再結晶
化させて多結晶シリコン薄膜を形成し、島状にパターニ
ングしてTFTの活性層3とした。
In the embodiments of the present invention, a glass substrate will be described as an example of an insulating substrate. If the process temperature is a quartz substrate, it can withstand a high-temperature process of 1200 ° C., but if a glass substrate is used, the strain point is low and is limited to a low temperature of about 600 ° C. A glass substrate is more advantageous when an inexpensive substrate having a larger area is to be used. As shown in FIGS. 5 (a) and 6 (a), first, a reduced pressure C is applied on an insulating substrate 1 such as a glass substrate.
An SiO 2 film having a thickness of 300 n is formed as an insulating film serving as the base film 2 by a VD method, a plasma CVD method, a sputtering method, or the like.
about m. Next, low pressure CVD or plasma CV
The amorphous silicon thin film is formed to a thickness of 10 to 100 nm by the D method or the like.
For example, it is deposited to a thickness of about 50 nm. In the above-described process, there is no problem even if a process such as heat treatment is added between the process of depositing the base film 2 and the process of depositing the amorphous silicon thin film. For example, after a first insulating film serving as a base film is formed on an insulating substrate, a heat treatment or the like is performed to densify the insulating film and improve the film quality, and then an amorphous silicon thin film is deposited. The effect of the invention is not impaired. In the embodiment of the present invention, a polycrystalline silicon thin film is formed by irradiating a pulse laser such as an excimer laser to the amorphous silicon thin film and melting and recrystallizing the amorphous silicon thin film. .

【0050】次に図5(b)および図6(b)に示すよ
うに、活性層3上にSiO2膜等からなるゲート絶縁膜
4を100nm〜150nm程度堆積させる。次にゲー
ト電極5を形成する。ゲート電極には低抵抗の配線材料
であるAl系の金属を用いることが好ましい。耐熱性等
を考慮してAl−Ti等のAl合金を用いることが好適
である。本発明の実施の形態では300nm〜500n
m程度の膜厚に形成した。次に活性層3にゲート電極5
をマスクとしてイオン注入法、レーザードーピング法、
あるいはプラズマドーピング法等を用いてリン、ボロン
等の不純物イオンを注入する。その後、レーザーアニー
ル等の方法を用いて不純物イオンの活性化を行いソース
領域及びドレイン領域7を形成する。不純物イオンが注
入されないゲート電極5の下方領域はチャネル領域6と
なる。
Next, as shown in FIGS. 5B and 6B, a gate insulating film 4 made of a SiO 2 film or the like is deposited on the active layer 3 to a thickness of about 100 to 150 nm. Next, the gate electrode 5 is formed. It is preferable to use an Al-based metal which is a low-resistance wiring material for the gate electrode. It is preferable to use an Al alloy such as Al-Ti in consideration of heat resistance and the like. In the embodiment of the present invention, 300 nm to 500 n
m. Next, a gate electrode 5 is formed on the active layer 3.
Implantation as a mask, laser doping,
Alternatively, impurity ions such as phosphorus and boron are implanted by using a plasma doping method or the like. After that, activation of impurity ions is performed using a method such as laser annealing to form a source region and a drain region 7. The region below the gate electrode 5 into which the impurity ions are not implanted becomes the channel region 6.

【0051】次に図5(c)および図6(c)に示すよ
うに、全面に層間絶縁膜8を堆積させる。層間絶縁膜に
は段差被覆性のよい有機シランを材料としたプラズマC
VD法等によるSiO2膜を数百nm〜数μm堆積させ
る。また、他には窒化シリコン膜を用いることもでき
る。次に層間絶縁膜8及びゲート絶縁膜4にコンタクト
ホール9を開口し、ソース電極及びドレイン電極10を
形成する。ソース電極及びドレイン電極10はゲート電
極5と同様にAl系の金属を用いて形成する。本発明の
実施の形態ではスパッタリング法等によりソース電極及
びドレイン電極10となるAl合金を300nm〜50
0nm程度の膜厚に堆積させ、フォトレジスト15をマ
スクとしてパターニングする際にAl合金の側面をエッ
チングする、所謂サイドエッチングして正規のソース電
極及びドレイン電極10の配線幅よりも細くなるように
形成した。
Next, as shown in FIGS. 5C and 6C, an interlayer insulating film 8 is deposited on the entire surface. Plasma C made of organic silane with good step coverage
Several hundred nm to several μm of an SiO 2 film is deposited by a VD method or the like. Alternatively, a silicon nitride film can be used. Next, a contact hole 9 is opened in the interlayer insulating film 8 and the gate insulating film 4, and a source electrode and a drain electrode 10 are formed. The source electrode and the drain electrode 10 are formed using an Al-based metal similarly to the gate electrode 5. In the embodiment of the present invention, the Al alloy which becomes the source electrode and the drain electrode 10 by sputtering or the like is 300 nm to 50 nm.
It is deposited to a thickness of about 0 nm, and the side surface of the Al alloy is etched when patterning using the photoresist 15 as a mask, that is, so-called side etching is performed so as to be thinner than the regular wiring width of the source and drain electrodes 10. did.

【0052】また、別の方法としてはフォトレジスト1
5を正規のソース電極及びドレイン電極10の配線幅よ
りも細目に形成する方法がある。露光時間、レジスト硬
化条件、現像条件等を制御することによりフォトレジス
ト15の幅を正規に比べ細く形成することが可能であ
る。例えば露光時間を正規のレジストパターンを形成す
る場合に比べ長くする、即ち過度に露光することにより
フォトレジスト15の幅を細く形成することが出来る。
上述のサイドエッチングによると正規のエッチング時間
に比べ側面のエッチングに要する時間だけ余分にエッチ
ングを行う必要があり、場合によっては下層の膜等に悪
影響が生じることもある。フォトレジスト15の幅をあ
らかじめ細く形成しておけば過度にエッチングを行う必
要がなく、下層の膜等に悪影響を及ぼすことがない。
Another method is to use a photoresist 1
5 is formed to be smaller than the normal wiring width of the source electrode and the drain electrode 10. By controlling the exposure time, the resist curing condition, the developing condition, and the like, the width of the photoresist 15 can be formed smaller than normal. For example, the width of the photoresist 15 can be reduced by lengthening the exposure time as compared with the case of forming a regular resist pattern, that is, by exposing excessively.
According to the side etching described above, it is necessary to perform extra etching for the time required for etching the side surface as compared with the regular etching time, and in some cases, a lower layer film or the like may be adversely affected. If the width of the photoresist 15 is formed to be narrow in advance, it is not necessary to perform excessive etching, and there is no adverse effect on the underlying film and the like.

【0053】次に図5(d)および図6(d)に示すよ
うに、ソース電極及びドレイン電極10上にMo、T
i、W等の金属からなるキャップ電極11を形成する。
キャップ電極11は少なくともITO等からなる透明導
電性薄膜と接続されるドレイン電極上に設ければ本発明
における主な効果を奏することになるが、本発明の実施
の形態ではドレイン電極上にキャップ電極11となるM
o、Ti、W等の金属を100nm〜200nm程度の
膜厚に堆積させ、正規のソース電極及びドレイン電極の
配線幅及び形状になるようにエッチンングを行うことに
より形成し、上述のように、細目に形成したソース電
極、ドレイン電極を側面までも被覆することができる。
このような構造とすることにより、パターニング、エッ
チングに要するフォトマスクが1枚で済むこと以外に
も、上層にAlよりも融点の高い金属が積層されること
により、下層のAl合金からなるソース電極及びドレイ
ン電極10の耐熱性が増し、ヒロックやマイグレーショ
ンの発生が抑制されることになり、配線の信頼性が飛躍
的に向上する。
Next, as shown in FIGS. 5D and 6D, Mo, T
A cap electrode 11 made of a metal such as i or W is formed.
If the cap electrode 11 is provided at least on the drain electrode connected to the transparent conductive thin film made of ITO or the like, the main effects of the present invention can be obtained. In the embodiment of the present invention, the cap electrode is provided on the drain electrode. M to be 11
Metals such as o, Ti, and W are deposited to a thickness of about 100 nm to 200 nm, and are formed by performing etching so that the wiring widths and shapes of regular source and drain electrodes are obtained. The source electrode and the drain electrode formed as described above can be coated on the side surfaces.
With such a structure, in addition to requiring only one photomask for patterning and etching, a metal having a melting point higher than that of Al is laminated on the upper layer, so that the source electrode made of the lower Al alloy is formed. In addition, the heat resistance of the drain electrode 10 is increased, the occurrence of hillocks and migration is suppressed, and the reliability of the wiring is dramatically improved.

【0054】次に図5(e)および図6(e)に示すよ
うに、全面にポリイミド樹脂やアクリル樹脂からなる平
坦化膜12を形成する。平坦化膜12は基板の表面にポ
リイミド樹脂やアクリル樹脂を滴下して基板を高速で回
転させる、所謂スピンコートにより均一の膜厚に塗布形
成することが出来る。本発明の実施の形態では2μm〜
3μmの膜厚に形成した。次にキャップ電極11が設け
られたドレイン電極上の平坦化膜12にコンタクトホー
ル13を開口する。コンタクトホール13の大きさは5
μm〜15μm程度である。続いてITO等からなる透
明導電性薄膜をスパッタリング法等により堆積させる。
本発明の実施の形態ではITO膜を例えばAr100s
ccm、O24sccm、0.22Pa、200℃の条
件で約100nm程度堆積させた。堆積されたITO膜
は所定の画素電極14の形状にパターニングされ、コン
タクトホール13を介してキャップ電極11に電気的に
接続される。本発明の実施の形態では画素電極にITO
膜を用いたが、SnO2膜を用いても同様の効果を奏す
る。
Next, as shown in FIGS. 5E and 6E, a flattening film 12 made of a polyimide resin or an acrylic resin is formed on the entire surface. The planarization film 12 can be formed by applying a polyimide resin or an acrylic resin dropwise onto the surface of the substrate and rotating the substrate at high speed, that is, spin coating to form a uniform film thickness. In the embodiment of the present invention, 2 μm to
It was formed to a thickness of 3 μm. Next, a contact hole 13 is opened in the planarizing film 12 on the drain electrode provided with the cap electrode 11. The size of the contact hole 13 is 5
It is about μm to 15 μm. Subsequently, a transparent conductive thin film made of ITO or the like is deposited by a sputtering method or the like.
In the embodiment of the present invention, the ITO film is made of, for example, Ar100s.
Deposition was performed at about 100 nm under the conditions of ccm, 4 sccm of O 2 , 0.22 Pa, and 200 ° C. The deposited ITO film is patterned into a predetermined shape of the pixel electrode 14, and is electrically connected to the cap electrode 11 via the contact hole 13. In the embodiment of the present invention, ITO is used for the pixel electrode.
Although a film was used, a similar effect can be obtained by using a SnO 2 film.

【0055】実施の形態1ではソース電極及びドレイン
電極と同一の形状にキャップ電極を形成するようにした
が、図9(a)に示すように、キャップ電極に用いる金
属によってはAl合金とのエッチングレートの違いによ
り、エッチング時に配線幅が所定の幅よりも狭くなる場
合も考えられる。このような状態ではAl合金からなる
ドレイン電極の表面に絶縁性の酸化膜16が形成されて
しまうため、ITO等からなる透明導電性薄膜と接触す
る有効面積が減少することになる。しかし本発明の実施
の形態ではキャップ電極がドレイン電極を被覆している
ため、エッチングレートの違いにより配線幅が小さくな
ることがない。また、図9(b)に示すように、このよ
うな状態で仮にアライメント誤差等により平坦化膜に開
口されるコンタクトホールの位置にずれが生じた場合は
有効面積が更に減少してしまい、十分なコンタクトが得
られないことになる。本発明の実施の形態では図11に
示すように、ドレイン電極の表面をキャップ電極11に
より覆うように形成したため、平坦化膜12に開口され
るコンタクトホール13の位置にずれが生じたとしても
ドレイン電極との十分なコンタクトを確保することが可
能である。
In the first embodiment, the cap electrode is formed in the same shape as the source electrode and the drain electrode. However, as shown in FIG. 9A, depending on the metal used for the cap electrode, etching with an Al alloy is performed. It is also conceivable that the wiring width becomes narrower than a predetermined width during etching due to the difference in the rate. In such a state, since the insulating oxide film 16 is formed on the surface of the drain electrode made of the Al alloy, the effective area in contact with the transparent conductive thin film made of ITO or the like is reduced. However, in the embodiment of the present invention, since the cap electrode covers the drain electrode, the wiring width does not decrease due to the difference in the etching rate. Further, as shown in FIG. 9B, if the position of the contact hole opened in the flattening film is shifted due to an alignment error or the like in such a state, the effective area is further reduced, and sufficient Contact cannot be obtained. In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11, since the surface of the drain electrode is formed to be covered with the cap electrode 11, even if the position of the contact hole 13 opened in the planarization film 12 is shifted, It is possible to secure sufficient contact with the electrode.

【0056】以上、本発明の実施の形態ではTFTの活
性層に多結晶シリコン膜を用いたコプラナー型TFTの
例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。例えばTFTの活性層に非晶質シリコン膜あるいは
微結晶シリコン膜等を用いても全く差し支えない。ま
た、本発明を逆スタガー型TFTに適用しても全く同様
の効果を得ることができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, an example of a coplanar TFT using a polycrystalline silicon film as an active layer of the TFT has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, an amorphous silicon film or a microcrystalline silicon film may be used for the active layer of the TFT without any problem. Further, even when the present invention is applied to an inverted stagger type TFT, exactly the same effects can be obtained.

【0057】(実施の形態4)次に本発明の他の製造方
法の詳細を説明する。図7(a)〜(d)は本発明の製
造方法における各工程の断面図であり、図8(a)〜
(d)は図7(a)〜(d)に対応する平面図である。
(Embodiment 4) Next, details of another manufacturing method of the present invention will be described. FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views of each step in the manufacturing method of the present invention, and FIGS.
(D) is a plan view corresponding to FIGS. 7 (a) to (d).

【0058】本発明の実施の形態では絶縁性基板の例と
してガラス基板を用いて説明する。プロセス温度は石英
基板であれば、1200℃の高温プロセスにも耐えられ
るが、ガラス基板を用いる場合には、歪点が低いため約
600℃程度の低温に制限される。より大面積で、かつ
安価な基板を用いようとする場合にはガラス基板の方が
有利である。図7(a)および図8(a)に示すよう
に、まず初めにガラス基板等の絶縁性基板1上に減圧C
VD法、プラズマCVD法またはスパッタリング法等に
より下地膜2となる絶縁膜としてSiO2膜を300n
m程度堆積する。次に減圧CVD法またはプラズマCV
D法等により非晶質シリコン薄膜を10〜100nm、
例えば約50nmの膜厚で堆積させる。上述の工程にお
いて、下地膜2を堆積する工程と非晶質シリコン薄膜を
堆積する工程との間に熱処理等の工程が追加されても全
く問題ない。例えば絶縁性基板上に下地膜となる第1の
絶縁膜を形成した後、その絶縁膜の緻密化や膜質を向上
させるために熱処理等を施し、その後非晶質シリコン薄
膜を堆積したとしても本発明の効果を損なうことはな
い。本発明の実施の形態では非晶質シリコン薄膜にエキ
シマレーザー等のパルスレーザーを照射して溶融再結晶
化させて多結晶シリコン薄膜を形成し、島状にパターニ
ングしてTFTの活性層3とした。
In the embodiments of the present invention, a glass substrate will be described as an example of an insulating substrate. If the process temperature is a quartz substrate, it can withstand a high temperature process of 1200 ° C., but if a glass substrate is used, the process is limited to a low temperature of about 600 ° C. due to a low strain point. A glass substrate is more advantageous when an inexpensive substrate having a larger area is to be used. As shown in FIGS. 7 (a) and 8 (a), first, a reduced pressure C is applied on an insulating substrate 1 such as a glass substrate.
An SiO 2 film having a thickness of 300 n is formed as an insulating film serving as the base film 2 by a VD method, a plasma CVD method, a sputtering method, or the like.
about m. Next, low pressure CVD or plasma CV
The amorphous silicon thin film is formed to a thickness of 10 to 100 nm by the D method or the like.
For example, it is deposited to a thickness of about 50 nm. In the above-described process, there is no problem even if a process such as heat treatment is added between the process of depositing the base film 2 and the process of depositing the amorphous silicon thin film. For example, after a first insulating film serving as a base film is formed on an insulating substrate, a heat treatment or the like is performed to densify the insulating film and improve the film quality, and then an amorphous silicon thin film is deposited. The effect of the invention is not impaired. In the embodiment of the present invention, a polycrystalline silicon thin film is formed by irradiating a pulse laser such as an excimer laser to the amorphous silicon thin film and melting and recrystallizing the amorphous silicon thin film. .

【0059】次に図7(b)および図8(b)に示すよ
うに、活性層3上にSiO2膜等からなるゲート絶縁膜
4を100nm〜150nm程度堆積させる。次にゲー
ト電極5を形成する。ゲート電極には低抵抗の配線材料
であるAl系の金属を用いることが好ましい。耐熱性等
を考慮してAl−Ti等のAl合金を用いることが好適
である。本発明の実施の形態では300nm〜500n
m程度の膜厚に形成した。次に活性層3にゲート電極5
をマスクとしてイオン注入法、レーザードーピング法、
あるいはプラズマドーピング法等を用いてリン、ボロン
等の不純物イオンを注入する。その後、レーザーアニー
ル等の方法を用いて不純物イオンの活性化を行いソース
領域及びドレイン領域7を形成する。不純物イオンが注
入されないゲート電極5の下方領域はチャネル領域6と
なる。
Next, as shown in FIGS. 7B and 8B, a gate insulating film 4 made of a SiO 2 film or the like is deposited on the active layer 3 to a thickness of about 100 to 150 nm. Next, the gate electrode 5 is formed. It is preferable to use an Al-based metal which is a low-resistance wiring material for the gate electrode. It is preferable to use an Al alloy such as Al-Ti in consideration of heat resistance and the like. In the embodiment of the present invention, 300 nm to 500 n
m. Next, a gate electrode 5 is formed on the active layer 3.
Implantation as a mask, laser doping,
Alternatively, impurity ions such as phosphorus and boron are implanted by using a plasma doping method or the like. After that, activation of impurity ions is performed using a method such as laser annealing to form a source region and a drain region 7. The region below the gate electrode 5 into which the impurity ions are not implanted becomes the channel region 6.

【0060】次に図7(c)および図8(c)に示すよ
うに、全面に層間絶縁膜8を堆積させる。層間絶縁膜に
は段差被覆性のよい有機シランを材料としたプラズマC
VD法等によるSiO2膜を数百nm〜数μm堆積させ
る。また、他には窒化シリコン膜を用いることもでき
る。次に層間絶縁膜8及びゲート絶縁膜4にコンタクト
ホール9を開口し、ソース電極及びドレイン電極10を
形成する。ソース電極及びドレイン電極10はゲート電
極5と同様にAl系の金属で形成する。次に全面にポリ
イミド樹脂やアクリル樹脂からなる平坦化膜12を形成
する。平坦化膜12は基板の表面にポリイミド樹脂やア
クリル樹脂を滴下して基板を高速で回転させる、所謂ス
ピンコートにより均一の膜厚に塗布形成することが出来
る。本発明の実施の形態では2μm〜3μmの膜厚に形
成した。次にドレイン電極上の平坦化膜12にコンタク
トホール13を開口する。コンタクトホール13の大き
さは5μm〜15μm程度である。続いて全面にMo、
Ti、W等を100nm〜200nm程度の膜厚に堆積
させ、その後パターニングしてキャップ電極11を形成
する。キャップ電極11はコンタクトホール13を介し
てドレイン電極に電気的に接続される。
Next, as shown in FIGS. 7C and 8C, an interlayer insulating film 8 is deposited on the entire surface. Plasma C made of organic silane with good step coverage
Several hundred nm to several μm of an SiO 2 film is deposited by a VD method or the like. Alternatively, a silicon nitride film can be used. Next, a contact hole 9 is opened in the interlayer insulating film 8 and the gate insulating film 4, and a source electrode and a drain electrode 10 are formed. The source electrode and the drain electrode 10 are formed of an Al-based metal similarly to the gate electrode 5. Next, a flattening film 12 made of polyimide resin or acrylic resin is formed on the entire surface. The planarization film 12 can be formed by applying a polyimide resin or an acrylic resin dropwise onto the surface of the substrate and rotating the substrate at high speed, that is, spin coating to form a uniform film thickness. In the embodiment of the present invention, the film is formed to have a thickness of 2 μm to 3 μm. Next, a contact hole 13 is opened in the planarization film 12 on the drain electrode. The size of the contact hole 13 is about 5 μm to 15 μm. Then Mo on the whole surface,
A cap electrode 11 is formed by depositing Ti, W, or the like to a thickness of about 100 nm to 200 nm and then patterning. The cap electrode 11 is electrically connected to the drain electrode via the contact hole 13.

【0061】次に図7(d)および図8(d)に示すよ
うに、ITO等からなる透明導電性薄膜をスパッタリン
グ法等により堆積させる。本発明の実施の形態ではIT
O膜を例えばAr100sccm、O24sccm、
0.22Pa、200℃の条件で約100nm程度堆積
させた。堆積されたITO膜は所定の画素電極14の形
状にパターニングされ、キャップ電極11に電気的に接
続される。本発明の実施の形態では画素電極にITO膜
を用いたが、SnO2膜を用いても同様の効果を奏す
る。
Next, as shown in FIGS. 7D and 8D, a transparent conductive thin film made of ITO or the like is deposited by a sputtering method or the like. In the embodiment of the present invention, IT
The O film is made of, for example, Ar 100 sccm, O 2 4 sccm,
About 100 nm was deposited under the conditions of 0.22 Pa and 200 ° C. The deposited ITO film is patterned into a predetermined shape of the pixel electrode 14 and is electrically connected to the cap electrode 11. Although the ITO film is used for the pixel electrode in the embodiment of the present invention, the same effect can be obtained by using the SnO 2 film.

【0062】実施の形態1ではソース電極及びドレイン
電極と同一の形状にキャップ電極を形成するようにした
が、図9(a)に示すように、キャップ電極に用いる金
属によってはAl合金とのエッチングレートの違いによ
り、エッチング時に配線幅が所定の幅よりも狭くなる場
合も考えられる。このような状態ではAl合金からなる
ドレイン電極の表面に絶縁性の酸化膜16が形成されて
しまうため、ITO等からなる透明導電性薄膜と接触す
る有効面積が減少することになる。また、図9(b)に
示すように、このような状態で仮にアライメント誤差等
により平坦化膜に開口されるコンタクトホールの位置に
ずれが生じた場合は有効面積が更に減少してしまい、十
分なコンタクトが得られないことになる。本発明の実施
の形態では図12に示すように、ドレイン電極上の平坦
化膜12にコンタクトホール13を開口した後にキャッ
プ電極を形成するようにしたため、キャップ電極11が
エッチングにより細くなることがない。また、平坦化膜
に開口されるコンタクトホールの位置にずれが生じたと
してもドレイン電極との十分なコンタクトを確保するこ
とが可能である。
In the first embodiment, the cap electrode is formed in the same shape as the source electrode and the drain electrode. However, as shown in FIG. 9A, depending on the metal used for the cap electrode, etching with an Al alloy is performed. It is also conceivable that the wiring width becomes narrower than a predetermined width during etching due to the difference in the rate. In such a state, since the insulating oxide film 16 is formed on the surface of the drain electrode made of the Al alloy, the effective area in contact with the transparent conductive thin film made of ITO or the like is reduced. Further, as shown in FIG. 9B, if the position of the contact hole opened in the flattening film is shifted due to an alignment error or the like in such a state, the effective area is further reduced, and sufficient Contact cannot be obtained. In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, the cap electrode is formed after opening the contact hole 13 in the planarizing film 12 on the drain electrode, so that the cap electrode 11 is not thinned by etching. . Further, even if the position of the contact hole opened in the flattening film is shifted, a sufficient contact with the drain electrode can be ensured.

【0063】以上、本発明の実施の形態ではTFTの活
性層に多結晶シリコン膜を用いたコプラナー型TFTの
例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。例えばTFTの活性層に非晶質シリコン膜あるいは
微結晶シリコン膜等を用いても全く差し支えない。ま
た、本発明を逆スタガー型TFTに適用しても全く同様
の効果を得ることができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, the example of the coplanar type TFT using the polycrystalline silicon film for the active layer of the TFT has been described, but the present invention is not limited to this. For example, an amorphous silicon film or a microcrystalline silicon film may be used for the active layer of the TFT without any problem. Further, even when the present invention is applied to an inverted stagger type TFT, exactly the same effects can be obtained.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上、上述のように本発明のTFT及び
その製造方法によると、TFTのソース電極及びドレイ
ン電極のうち、少なくともITO等からなる透明導電性
薄膜と接続される電極側の接続部分、即ち露出した部分
にMo、Ti、W等からなる金属によるキャップ電極を
設け、このキャップ電極にITO等からなる透明導電性
薄膜を電気的に接続するようにする。それにより、Al
合金からなるTFTのドレイン電極の表面がITO等か
らなる透明導電性薄膜の堆積時に酸化雰囲気に晒される
ことがなくなり、表面に絶縁性の酸化膜が形成されなく
なる。Mo、Ti、W等からなる金属はITO等からな
る透明導電性薄膜の堆積時に酸化雰囲気に晒されて表面
に酸化膜が形成されても、その酸化膜は絶縁性ではな
く、良導体あるいは半導体であるため、ITO等からな
る透明導電性薄膜との良好なコンタクトを容易に得るこ
とができる。
As described above, according to the TFT and the method of manufacturing the same of the present invention as described above, at least one of the source electrode and the drain electrode of the TFT on the electrode side connected to the transparent conductive thin film made of ITO or the like. That is, a cap electrode made of a metal such as Mo, Ti, or W is provided on the exposed portion, and a transparent conductive thin film made of ITO or the like is electrically connected to the cap electrode. Thereby, Al
The surface of the drain electrode of the TFT made of an alloy is not exposed to an oxidizing atmosphere when depositing a transparent conductive thin film made of ITO or the like, and an insulating oxide film is not formed on the surface. Even if a metal made of Mo, Ti, W, or the like is exposed to an oxidizing atmosphere during the deposition of a transparent conductive thin film made of ITO or the like to form an oxide film on the surface, the oxide film is not insulative and is a good conductor or semiconductor. Therefore, good contact with a transparent conductive thin film made of ITO or the like can be easily obtained.

【0065】また、Al合金からなるTFTのソース電
極及びドレイン電極上にAl合金よりも融点の高い金属
によるキャップ電極に形成するため、Al合金からなる
ソース電極及びドレイン電極の耐熱性が向上し、ヒロッ
クやマイグレーションの発生が効果的に抑制される。以
上のように本発明はTFTのドレイン電極とITO等か
らなる透明導電性薄膜との良好なコンタクトを容易に得
ることができ、このようなTFTから構成される半導体
装置や半導体回路あるいはアクティブマトリクス型液晶
表示装置等を効率良く製造することができる産業上有益
な発明である。
Further, since the cap electrode made of a metal having a higher melting point than the Al alloy is formed on the source electrode and the drain electrode of the TFT made of the Al alloy, the heat resistance of the source electrode and the drain electrode made of the Al alloy is improved. Hillock and migration are effectively suppressed. As described above, according to the present invention, good contact between the drain electrode of a TFT and a transparent conductive thin film made of ITO or the like can be easily obtained, and a semiconductor device, a semiconductor circuit, or an active matrix type comprising such a TFT can be obtained. This is an industrially useful invention capable of efficiently manufacturing a liquid crystal display device and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のTFTを示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a TFT of the present invention.

【図2】実施形態1のTFTの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the TFT according to the first embodiment.

【図3】実施形態1のTFTの製造工程を示す平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view illustrating a manufacturing process of the TFT according to the first embodiment.

【図4】実施形態2のTFTの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the TFT according to the second embodiment.

【図5】実施形態3のTFTの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of the TFT according to the third embodiment.

【図6】実施形態3のTFTの製造工程を示す平面図で
ある。
FIG. 6 is a plan view showing a manufacturing process of the TFT according to the third embodiment.

【図7】実施形態4のTFTの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the TFT according to the fourth embodiment.

【図8】実施形態4のTFTの製造工程を示す平面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view illustrating a manufacturing process of the TFT according to the fourth embodiment.

【図9】実施形態1において製造誤差が生じた場合を説
明する部分断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating a case where a manufacturing error occurs in the first embodiment.

【図10】実施形態2において製造誤差が生じた場合を
説明する部分断面図である。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view illustrating a case where a manufacturing error occurs in the second embodiment.

【図11】実施形態3において製造誤差が生じた場合を
示す部分断面図である。
FIG. 11 is a partial sectional view showing a case where a manufacturing error occurs in the third embodiment.

【図12】実施形態4において製造誤差が生じた場合を
説明する部分断面図である。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view illustrating a case where a manufacturing error occurs in Embodiment 4.

【図13】従来のTFTを示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a conventional TFT.

【図14】金属材料の抵抗率を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the resistivity of a metal material.

【図15】金属材料の酸化膜の抵抗率を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the resistivity of an oxide film of a metal material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性基板 2 下地膜 3 活性層 4 ゲート絶縁膜 5 ゲート電極 6 チャネル領域 7 ソース領域及びドレイン領域 8 層間絶縁膜 9、13 コンタクトホール 10 ソース電極及びドレイン電極 11 キャップ電極 12 平坦化膜 14 画素電極 15 フォトレジスト 16 酸化膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 Underlayer 3 Active layer 4 Gate insulating film 5 Gate electrode 6 Channel region 7 Source region and drain region 8 Interlayer insulating film 9, 13 Contact hole 10 Source electrode and drain electrode 11 Cap electrode 12 Flattening film 14 Pixel Electrode 15 Photoresist 16 Oxide film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/28 H01L 21/3205 H01L 21/768 H01L 29/40 H01L 29/46 G02F 1/1368 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/336 H01L 21/28 H01L 21/3205 H01L 21/768 H01L 29/40 H01L 29 / 46 G02F 1/1368

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 絶縁性表面を有する基板上に形成される
薄膜トランジスタの製造方法において、少なくとも、 前記薄膜トランジスタの活性層であるシリコンを主成分
とする半導体層に接続するAlを主成分とする第1の金
属層を堆積する工程と、 前記第1の金属層の上に設けられたフォトレジストをマ
スクとして、前記第1の金属層をエッチングして前記薄
膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極を形成す
る工程と、 前記フォトレジストを除去した後、ネガ型のフォトレジ
ストを塗布し、前記ソース電極及びドレイン電極形成用
のフォトマスクにより露光して前記ソース電極及びドレ
イン電極以外の領域にネガ型フォトレジストによるマス
クを形成する工程と、 前記マスクの上に、Al23の抵抗率1×1022Ωcm
に比べて低い抵抗率の酸化膜が表面に形成される金属材
料であるMo、Ti、W、Nb、Niから選ばれる少な
くとも一つからなる第2の金属層を堆積する工程と、 前記ネガ型フォトレジストを除去すると同時に前記ネガ
型フォトレジスト上に堆積された前記第2の金属層を取
り除くことにより、前記第1の金属層上に前記第2の金
属層を残存させ前記第1の金属層及び前記第2の金属層
から構成される前記薄膜トランジスタのソース電極及び
ドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極及びドレイン電極が形成された基板の全
面に 平坦化膜を形成して、前記ドレイン電極上の平坦化
膜にコンタクトホールを形成し、該平坦化膜上及びコン
タクトホール内に透明導電性薄膜を堆積させ、前記ドレ
イン電極の第2の金属層部分に電気的に接続させる工程
とを含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方
法。
1. A method for manufacturing a thin film transistor formed over a substrate having an insulating surface, comprising: a first layer mainly containing Al connected to a semiconductor layer mainly containing silicon which is an active layer of the thin film transistor; Depositing a metal layer of; and etching the first metal layer using a photoresist provided on the first metal layer as a mask to form a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor. After the removal of the photoresist, a negative photoresist is applied, and exposed by a photomask for forming the source electrode and the drain electrode, and a mask of the negative photoresist is formed in a region other than the source electrode and the drain electrode. Forming, and forming a resist of 1 × 10 22 Ωcm on Al 2 O 3 on the mask.
Depositing a second metal layer made of at least one selected from the group consisting of Mo, Ti, W, Nb, and Ni, which is a metal material having an oxide film having a lower resistivity than the surface of the negative type. By removing the photoresist and simultaneously removing the second metal layer deposited on the negative photoresist, the second metal layer is left on the first metal layer to leave the first metal layer. Forming a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor including the second metal layer, and forming the entirety of the substrate on which the source electrode and the drain electrode are formed.
Forming a planarization film on the surface, the contact holes are formed in the planarizing film on the drain electrode, depositing a transparent conductive thin film on the planarizing film on and in the contact hole, the drain <br/> Inn Electrically connecting the electrode to the second metal layer portion of the electrode.
【請求項2】 絶縁性表面を有する基板上に形成される
薄膜トランジスタの製造方法において、少なくとも、 前記薄膜トランジスタの活性層であるシリコンを主成分
とする半導体層に接続するAlを主成分とする第1の金
属層を堆積する工程と、 前記第1の金属層の上に設けられた所定の前記薄膜トラ
ンジスタのソース電極及びドレイン電極形状のフォトレ
ジストをマスクとして、前記第1の金属層の端面が前記
フォトレジストによるマスクの端面よりも内側になるよ
うに形成する工程と、 前記フォトレジストを除去した後、第1の金属層の上
に、Al23の抵抗率1×1022Ωcmに比べて低い抵
抗率の酸化膜が表面に形成される金属材料であるMo、
Ti、W、Nb、Niのうちから選ばれる少なくとも一
つからなる第2の金属層を堆積する工程と、 前記第2の金属層の上に設けられた所定の前記薄膜トラ
ンジスタのソース電極及びドレイン電極形状のフォトレ
ジストをマスクとして、前記第2の金属層の端面が前記
第1の金属層の端面よりも外側になるようにエッチング
して、前記第1の金属層及び前記第2の金属層から構成
される前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン
電極を形成する工程と、 前記フォトレジストを除去した後、前記ソース電極及び
ドレイン電極が形成された基板の全面に平坦化膜を形成
して、前記ドレイン電極上の平坦化膜にコンタクトホー
ルを形成し、該平坦化膜上及びコンタクトホール内に透
明導電性薄膜を堆積させ、前記ドレイン電極の第2の金
属層部分に電気的に接続させる工程と、 を包むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
2. A method for manufacturing a thin film transistor formed over a substrate having an insulating surface, wherein at least a first layer mainly composed of Al connected to a semiconductor layer mainly composed of silicon which is an active layer of the thin film transistor. Depositing a metal layer of the first metal layer, and using a photoresist having a shape of a source electrode and a drain electrode of the predetermined thin film transistor provided on the first metal layer as a mask, an end face of the first metal layer is formed by photolithography. Forming a resist inside the end face of the mask; and removing the photoresist and then forming a resist on the first metal layer, which is lower than the resistivity of Al 2 O 3 of 1 × 10 22 Ωcm. Mo, which is a metal material having an oxide film having a resistivity formed on its surface,
Depositing a second metal layer made of at least one selected from Ti, W, Nb, and Ni; and a source electrode and a drain electrode of the predetermined thin film transistor provided on the second metal layer. Using a photoresist having a shape as a mask, etching is performed so that the end face of the second metal layer is outside the end face of the first metal layer, and the first metal layer and the second metal layer are etched. forming a source electrode and a drain electrode of constructed the thin film transistor, after removing the photoresist, the source electrode and
Forming a planarization film on the whole surface of the substrate where the drain electrode is formed, the contact holes are formed in the planarizing film on the drain electrode, depositing a transparent conductive thin film on the flattening film and in the contact holes the method of manufacturing a thin film transistor which is characterized by wrapping the steps of electrically connecting the second metal layer portion of the drain electrode.
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