(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコン又はポリシリコンからなる半導体層上のチャネルエッチング用の窒化シリコン膜をパターン形成する工程と、
前記半導体層及び前記窒化シリコン膜上にｎ型不純物がドープされたｎ＋−Ｓｉ膜を成膜してから前記ｎ＋−Ｓｉ膜の表面に薬液処理又は紫外線照射を施して酸化薄膜を形成する工程と、
前記酸化薄膜上にシリサイドを構成するメタル膜を成膜して、当該メタル膜と前記ｎ＋−Ｓｉ膜との間にメタルシリサイド層を形成する工程と、
前記メタル層をウェットエッチング後に、前記メタルシリサイド層から前記半導体層まで連続して反応性イオンエッチングしてパターニングする工程と、
を備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記薬液はレジスト剥離液であることを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記メタル膜は、Ｃｒでなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）の製造方法に関し、さらに詳しくは、メタルシリサイド生成の制御が可能なＴＦＴの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴＦＴでは、例えばアモルファスシリコンでなる半導体層のソース・ドレイン領域に配線を接続する場合に、オーミックコンタクトをとるために、クロム（Ｃｒ）が使用されることがある。アモルファスシリコン上全面にＣｒを成膜すると、アモルファスシリコンとＣｒとの界面に、１００℃程度の低温で比較的抵抗率の小さいＣｒシリサイドが形成でき、ソース・ドレイン領域のＣｒシリサイドを残してソース電極、ドレイン電極を形成することによってシリサイドＴＦＴを得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
Ｃｒシリサイドは、良好なオーミックコンタクトを実現することができるが、しかしながら、不要箇所のＣｒ及びＣｒシリサイドをウェットエッチングする場合に、 Ｃｒは硝酸第２セリウムアンモニウム液を用いて容易にエッチングできるが、Ｃｒとアモルファスシリコンとの界面に形成されたＣｒシリサイド層はこのエッチング液ではエッチングが困難であり、弗酸を用いても十分エッチングすることができないという問題点がある。Ｃｒシリサイド層のエッチングは、下地のアモルファスシリコンのドライエッチングと同時に行われるが、Ｃｒシリサイドのドライエッチングによるエッチレートはアモルファスシリコンのエッチレートよりも遅いため、エッチングの均一性に悪影響を与えたり、エッチング残渣が発生するなど問題点がある。
【０００４】
この発明が解決しようとする課題は、シリサイド層をエッチングし易くして、歩留まりの高いＴＦＴを得るにはどのような方法を講じればよいかという点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
アモルファスシリコン又はポリシリコンからなる半導体層上のチャネルエッチング用の窒化シリコン膜をパターン形成する工程と、
前記半導体層及び前記窒化シリコン膜上にｎ型不純物がドープされたｎ＋−Ｓｉ膜を成膜してから前記ｎ＋−Ｓｉ膜の表面に薬液処理又は紫外線照射を施して酸化薄膜を形成する工程と、
前記酸化薄膜上にシリサイドを構成するメタル膜を成膜して、当該メタル膜と前記ｎ＋−Ｓｉ膜との間にメタルシリサイド層を形成する工程と、
前記メタル層をウェットエッチング後に、前記メタルシリサイド層から前記半導体層まで連続して反応性イオンエッチングしてパターニングする工程と、
を備えることを特徴としている。
【０００６】
請求項１記載の発明においては、ｎ＋−Ｓｉ膜表面に酸化薄膜を形成することにより、その後に形成されるメタル膜との間に生成されるメタルシリサイド層の厚みを最小限にすることが可能となり、エッチングし易いメタルシリサイド層とすることができる。このため、メタルシリサイド層とｎ＋−Ｓｉ膜のエッチングによる加工性を高めることができ、薄膜トランジスタの歩留まりを高めることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記薬液はレジスト剥離液であることを特徴としている。請求項２記載の発明においては、通常の製造プロセスのフォトリソグラフィー工程で用いるレジスト剥離液で表面処理を行うだけでよいため、メタルシリサイド層とｎ＋−Ｓｉ膜及び半導体層のエッチングによる加工性を容易に向上することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記メタル膜が、Ｃｒでなることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るＴＦＴの製造方法の詳細を実施形態に基づいて説明する。（実施形態１）
本実施形態は、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の製造に、本発明を適用したものである。
【００１２】
まず、本実施形態では、透明基板としてのガラス基板１の上に、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜でなるゲート電極２Ａ、ゲートライン、ゲートラインの外部接続端子部２Ｂ、ならびに静電気保護素子などを周知の方法でパターニングする。なお、図にはゲート電極２Ａと外部接続端子部２Ｂとを示し、ゲートラインおよび静電気保護素子は図示を省略する。その後、図１（ａ）に示すように、ゲートラインの外部接続端子部２Ｂおよび静電気保護素子の接続端子（図示省略する）上に、陽極酸化用マスク３をフォトレジストでパターニングする。
【００１３】
次に、これらＡｌでなるパターンに陽極酸化を施して、図１（ｂ）に示すように、陽極酸化膜２ａ、２ｂを形成した後、陽極酸化用マスク３を剥離する。次いで、図１（ｃ）〜図２（ｂ）に示すように、順次、ゲート絶縁膜として窒化シリコン（ＳｉＮ）膜４、半導体層としてのアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉと称する）膜５、チャネルエッチングストッパ用の窒化シリコン（以下、ＢＬ−ＳｉＮと称する）膜６を、連続して形成する。そして、ＢＬ−ＳｉＮ膜６を、図２（ｂ）に示すように、ゲート電極２Ａの上方にチャネルエッチングストッパとして残るようにフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターン形成する。
【００１４】
次いで、図３（ａ）に示すように、半導体薄膜としての、ｎ型不純物をドープしてなるｎ+−Ｓｉ膜７を例えばプラズマＣＶＤ法にて成膜する。ａ−Ｓｉ膜５及びｎ+−Ｓｉ膜７で半導体部が構成される。その後、ガラス基板１全体を、アルカノールアミン、グリコールエーテル、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などからなるレジスト剥離液に浸漬し、ｎ+−Ｓｉ膜７の表面を酸化して、図３（ｂ）に示すような、極薄いシリコン酸化膜７Ａを形成する。なお、このシリコン酸化膜７Ａの膜厚は、２ｎｍ程度になるようにレジスト剥離液の濃度ならび浸漬する時間（数分間）が設定されている。その後、図３（ｃ）に示すように、Ｃｒ膜８をスパッタ法を用いて成膜する。このとき、Ｃｒ膜８とシリコン酸化膜７Ａとの界面には、Ｃｒシリサイド層８Ａが形成される。
【００１５】
次に、図４（ａ）に示すように、ソース・ドレインを形成するためのレジスト９をフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングする。そして、このレジスト９をマスクとして、硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液を用いて、Ｃｒ膜８をウェットエッチングする。続いて、塩素系のガスを用いて反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、Ｃｒシリサイド層８Ａ、シリコン酸化膜７Ａ、ｎ+−Ｓｉ膜７、ａ−Ｓｉ膜５を連続してエッチングする。この結果、このようなガス系では、ＳｉＮ膜４とＢＬ−ＳｉＮ膜６はエッチングされず、図４（ｂ）に示したような形状に加工される。
【００１６】
その後、図４（ｃ）に示すように、周知の技術を用いてＩＴＯでなる画素電極１０を形成する。次いで、外部接続端子部２Ｂや図示しない静電気保護素子の接続端子上のＳｉＮ膜４を、例えば六弗化イオウ（ＳＦ6）または四弗化炭素（ＣＦ4）などのフッ素系ガスを用いてＲＩＥを行って窓明けする。そして、全面に例えばＡｌでなるメタル膜を堆積させた後、パターニングを行って、図５（ａ）に示すようなソース電極１１Ｓ、ドレイン電極１１Ｄ、および外部接続端子パッド１１Ｐを形成する。このようにして、図５（ａ）に示すようなＴＦＴ１２が形成される。その後、図５（ｂ）に示すように、ＳｉＮでなるオーバーコート膜１３を、外部接続端子パッド１１Ｐおよび画素電極１０が露出するようにパターン形成し、その後、図示しない配向膜を形成することでＴＦＴ基板の製造が終了する。
【００１７】
本実施形態では、上記したようにｎ+−Ｓｉ膜７の表面をレジスト剥離液で酸化処理して極薄いシリコン酸化膜７Ａを形成したことにより、Ｃｒ膜８との界面に形成されるＣｒシリサイド層８Ａの厚みを薄くすることができる。図６に示すグラフは、膜厚が５０ｎｍのｎ+−Ｓｉ膜の表面を各処理条件で処理し、その上にＣｒ膜を２５ｎｍ堆積させ、Ｃｒ膜をウェットエッチングにて除去したときの、シート抵抗を測定した結果を示している。同図より、レジスト剥離液でｎ+−Ｓｉ膜７を処理を施したことにより、処理しない場合と比較してシート抵抗が１〜２桁高くなっており、Ｃｒシリサイドの生成が制御されていることが判った。また、レジスト剥離液でｎ+−Ｓｉ膜７に処理を施したことにより、 Ｃｒ膜８を成膜する前のｎ+−Ｓｉ膜７のシート抵抗よりは、２桁低くなっているのでＣｒシリサイドがわずかでも形成されていることが判った。図７は、上記したようにＣｒ膜をウェットエッチングにて除去した後、Ｃｒシリサイド層とｎ+−Ｓｉ膜をドライエッチング（ＲＩＥ）でエッチングしたときのエッチング終点を発光スペクトルを用いて測定したグラフである。同図から判るように、剥離液で処理を行った試料のエッチング時間は、剥離液処理を行わなかったものより、約２０％（約４秒）エッチング時間が短くなっていることが判る。なお、剥離液処理を行わなかったものはエッチング残りが観察されたが、剥離液で処理を行った試料のエッチングにおいてはエッチング残りが観察されなかった。このように本実施形態では、エッチングしにくいＣｒシリサイドの生成を最小限に抑えることにより、オーミックコンタクトを確保すると共に、Ｃｒシリサイド層８Ａとｎ+−Ｓｉ膜７のエッチングを、均一性が高くしかも再現性よく行うことができる。この結果、ＴＦＴ基板の製造歩留まりを向上させることができる。
【００１８】
なお、本実施形態では、ｎ+−Ｓｉ膜７の表面酸化にレジスト剥離液を用いたが、ｎ+−Ｓｉ膜の表面を短時間で極薄く酸化する作用のある液体であればレジスト剥離液に限定されるものではない。他の液体としては、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸でなるエッチング液、テトラメチルアンモミウムハイドライド（ＴＭＡＨ）水溶液、リン酸と酢酸と硝酸とでなるエッチング液、塩酸と硝酸とでなるエッチング液などを挙げることができる。
【００１９】
（実施形態２）
本実施形態では、上記した実施形態１において成膜したｎ+−Ｓｉ膜７の表面を酸化を紫外線照射により行うものである。紫外線源としては、ＵＶ／オゾンクリーニング装置に使用されている、１８５ｎｍ、２５４ｎｍの波長の光を発生する低圧水銀灯を用いることが有効である。この光源を使用した場合、約１分間の紫外線照射でｎ+−Ｓｉ膜の表面を酸化処理することができる。なお、本実施形態における他の工程は、上記した実施形態１と同様である。
【００２０】
本実施形態では、薬液の水洗処理が不要であり、その分処理時間を短縮することができると共に、廃液処理のコストもかからないという利点がある。また、ＵＶ／オゾンの洗浄効果により、基板上の有機物を分解除去できるという利点がある。
【００２１】
以上、実施形態１および実施形態２について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、半導体層としてアモルファスシリコンを用いたが、ポリシリコンを適用することも可能である。また、上記実施形態では、メタル膜がＣｒでなるが、この他、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの高融点金属を適用することも可能である。上記実施形態では、半導体部がａ−Ｓｉ膜５及びｎ+−Ｓｉ膜７から構成されたが、ａ−Ｓｉ膜５のみで構成し、ａ−Ｓｉ膜５の表面を処理し酸化膜を形成後、この酸化膜上にソース・ドレイン電極を形成してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、シリサイド層をエッチングし易くして、歩留まりの高いＴＦＴを得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るＴＦＴの製造方法の実施形態１を示す工程断面図。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明に係るＴＦＴの製造方法の実施形態１を示す工程断面図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るＴＦＴの製造方法の実施形態１を示す工程断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るＴＦＴの製造方法の実施形態１を示す工程断面図。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明に係るＴＦＴの製造方法の実施形態１を示す工程断面図。
【図６】Ｃｒ膜をウェットエッチングにて除去したときのシート抵抗の測定結果を示すグラフ。
【図７】Ｃｒ膜をウェットエッチングして除去した後、Ｃｒシリサイド層とｎ+−Ｓｉ膜をドライエッチング（ＲＩＥ）でエッチングしたときのエッチング終点を発光スペクトルを用いて測定したグラフ。
【符号の説明】
４  ＳｉＮ膜
５  ａ−Ｓｉ膜
６  ＢＬ−ＳｉＮ膜６
７  ｎ+−Ｓｉ膜７
７Ａ  シリコン酸化膜
８  Ｃｒ膜
８Ａ  Ｃｒシリサイド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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