專利名稱：制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電極上形成布線接觸的方法，或形成一種僅由鋁或主要由鋁制成的布線。
已經(jīng)知道有一種薄膜晶體管是由圖5A至5D所示的方法制造的。這類薄膜晶體管在玻璃襯底上形成，并具有很小的截止電流，這對(duì)于液晶顯示器件或其它薄膜集成電路是非常重要的因素。
在圖5A至5D所示的薄膜晶體管中，截止電流特性通過(guò)偏移柵區(qū)而得以改進(jìn)，這些偏移的區(qū)域是在溝道形成區(qū)和源/漏區(qū)之間形成的電緩沖區(qū)。如圖5A至5D所示的結(jié)構(gòu)在例如日本未審查的專利公開第4-360580中有所說(shuō)明。
圖5A至5D所示的薄膜晶體管的制造方法將在下面扼要加以敘述。首先，先制備玻璃襯底201，并用濺射或等離子CVD法在該襯底的表面上形成氧化硅膜202。氧化硅膜202作為打底薄膜防止雜質(zhì)或類似物擴(kuò)散到玻璃襯底201。然后用等離子CVD或低壓熱CVD來(lái)沉積非晶硅膜。如果需要，可通過(guò)加熱處理或用激光照射使非晶硅膜結(jié)晶。在不需高質(zhì)量性能的場(chǎng)合，可讓非晶硅膜維持原狀不變。
在給非晶硅膜構(gòu)圖以形成薄膜晶體管的有源層203之后，用等離子CVD或?yàn)R射法沉積起柵絕緣膜作用的氧化硅膜204。然后通過(guò)沉積和對(duì)鋁膜構(gòu)圖以形成柵電極205。該柵電極205稱為第一層布線。(圖5A)隨后，用柵電極205作為陽(yáng)極通過(guò)陽(yáng)極氧化法在柵電極205周圍形成陽(yáng)極氧化層206。在具有圖5A至5B結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管中，形成陽(yáng)極氧化層206的技術(shù)是很重要的。(圖5B)然后，如圖5C所示，用離子注入法或等離子摻雜，將雜質(zhì)(假定為磷(P)離子)注入有源層203以形成源/漏區(qū)。在此步驟中，在柵電極205下面和其周圍的陽(yáng)極氧化層206(兩者都作為掩模)，設(shè)有雜質(zhì)離子注入?yún)^(qū)208和209。另一方面，離子注入?yún)^(qū)207和210，從而分別形成源區(qū)和漏區(qū)。在沒有接納雜質(zhì)離子的區(qū)中，在陽(yáng)極氧化層206下面的區(qū)208造成偏移柵區(qū)，而柵電極205下面的區(qū)209造成溝道形成區(qū)。
由于可以自對(duì)準(zhǔn)方式進(jìn)行圖5C的雜質(zhì)離子注入步驟，不需進(jìn)行作為掩模對(duì)準(zhǔn)步驟的復(fù)雜步驟，使這種制造方法有非常高的生產(chǎn)率。此外，所得器件具有特性變化非常小的優(yōu)點(diǎn)。
在圖5C的離子注入步驟之后，沉積一層作為層間絕緣膜的氧化硅211。接觸孔形成后，形成源電極212和漏電極213。同時(shí)也形成柵電極205的引出電極214。雖然在圖5D中，源和漏電極212和213及柵電極205的引出電極214看起來(lái)好像是在相同的橫截面中，但實(shí)際上，如果假定柵電極205是在紙張表面上，則引出電極214是在觀看者這一側(cè)或在其對(duì)側(cè)，源和漏電極212和213及引出電極214稱之為第二層布線。
使用圖5A至5D制造方法的薄膜晶體管在特性上和在形成偏移柵區(qū)的方法上是很優(yōu)越的。
對(duì)于大面積有源液晶顯示器件或其他大規(guī)模集成電路的應(yīng)用中，用鋁的柵電極在降低布線電阻方面很有好處。這在以電壓控制的器件一絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管中是很重要的。圖5A至5D的結(jié)構(gòu)之所以還有好處，是因?yàn)闁烹姌O和柵布線都覆蓋以具有高擊穿電壓的致密陽(yáng)極氧化膜，故可以大大降低不希望有的漏電或與在層間絕緣膜上形成的各種布線的相互作用。
雖然圖5A至5D的薄膜晶體管是很有用的，但圖5D的步驟涉及的情況很困難。在圖5D步驟中，不僅要形成源和漏電極212和213的接觸孔，也要形成柵電極205的引出電極214用的接觸孔。
對(duì)于源和漏電極212和213的接觸孔的形成要部分除去的膜是氧化硅膜211和204。國(guó)此，使用例如緩沖氫氟酸酸(BHF)的氫氟酸類型來(lái)進(jìn)行濕法刻蝕。由于緩沖氫氟酸對(duì)硅的刻蝕率遠(yuǎn)小于氧化硅，當(dāng)刻蝕到有源層203時(shí)，就可以結(jié)束刻蝕；亦即有源層203可用作刻蝕抑制層。
圖6A和6B為用氫氟酸型刻蝕劑刻蝕氧化硅206的情況。首先，如圖6A所示，用氫氟酸型刻蝕劑(例如緩沖氫氟酸)刻蝕氧化硅膜211。然后刻蝕氧化鋁層206，其中在進(jìn)行刻蝕氧化層206的同時(shí)也刻蝕鋁柵電極205。
氧化層206和柵電極205分別具有2,000和4,000至7,000的厚度。通常，氧化鋁的刻蝕率較鋁高約幾十個(gè)百分點(diǎn)。氧化層206的刻蝕雖然不均勻，不精細(xì)，但可將之除去以致逐漸崩解。因此，當(dāng)?shù)竭_(dá)氧化層206的刻蝕完成的時(shí)刻，在柵電極205中出現(xiàn)必需的過(guò)刻蝕，如圖6B中302所示。結(jié)果，同樣會(huì)出現(xiàn)的是，氧化層206和氧化硅膜211留在過(guò)刻蝕部分上面的部分會(huì)倒塌。這可理解為與卸下(lift-off)方法的刻蝕處理相似的現(xiàn)象。
為解決上述現(xiàn)象，本發(fā)明人發(fā)展了一套技術(shù)，其中刻蝕劑改變?yōu)殂t酸混合物所處的情況是在氧化硅膜的主要部分已被除去，而氧化鋁層206是用鉻酸混合物來(lái)刻蝕之際。用氫氟酸型刻蝕劑特別是緩沖氫氟酸來(lái)刻蝕氧化硅膜211時(shí)是高度可重現(xiàn)的，而且可以定量測(cè)定。因此，在氧化鋁層206已露出的時(shí)刻來(lái)改變刻蝕劑是比較容易的做法。
鉻酸混合物溶液是由鉻酸加含磷酸、醋酸和硝酸的溶液制成的。只有氧化鋁層206可用鉻酸混合物作選擇性地刻蝕，因?yàn)檫@時(shí)已沒有能力刻蝕鋁了。亦即，鉻酸混合物使鋁柵電極205可作刻蝕抑制層。
然而，還有新的問(wèn)題出現(xiàn)。那就是鉻酸混合物的組成在刻蝕期間會(huì)有相當(dāng)大的變化，其刻蝕效果會(huì)隨制造步驟改變。因?yàn)檫@會(huì)使生產(chǎn)的器件失效且使器件中的特性改變，故這是不希望出現(xiàn)的。
另一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)用鉻酸混合物除去氧化鋁層206時(shí)，在鋁柵電極205的露出表面上形成了鈍化膜。雖然正是這個(gè)鈍化膜抑制了主要由鋁制成的柵電極205的刻蝕，由于其電阻率高，它損害了引出電極(由圖5D中的214所示)和柵電極205之間的電接觸。
為解決這個(gè)問(wèn)題，需用氫氟酸型刻蝕劑以除去鈍化膜，但這會(huì)以如圖6B所示的方式使刻蝕過(guò)程損傷柵電極205。此外，由于鈍化膜很薄，需要用精巧的刻蝕處理，重復(fù)率當(dāng)然很低。這導(dǎo)改生產(chǎn)率的嚴(yán)重問(wèn)題。
另一種解決刻蝕氧化鋁層206的方法是使用干式刻蝕。然而現(xiàn)在還設(shè)有干式刻蝕方法可選擇性且高重復(fù)率地刻蝕氧化鋁層206。
此外，實(shí)際上的正常做法是同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)而不是一個(gè)薄膜晶體管。
例如，在結(jié)合有外圍驅(qū)動(dòng)器電路的有源矩陣液晶顯示器件中，在同一襯底上形成了排成陣列的幾百個(gè)乘幾百個(gè)或更多的薄膜晶體管和組成外圍驅(qū)動(dòng)器電路的薄膜晶體管(至少幾百個(gè))。
在這種情況下，通常的做法是在所有薄膜晶體管共同步驟的制造步驟中進(jìn)行陽(yáng)極氧化。(誠(chéng)然可以想像在多個(gè)步驟中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，但這會(huì)使制造工序復(fù)雜，引起例如降低生產(chǎn)和增加制造成本的問(wèn)題。)在這種陽(yáng)極氧化步驟中，所有薄膜晶體管的柵電極在電氣上都連接在一起。因此，陽(yáng)極氧化步驟后，在需要的部分需要有一個(gè)使柵電極彼此隔開的步驟。
這樣做不局限于有源矩陣液晶顯示器件的情況，也可用于制造其他集成電路的情況。
另一方面，為了在有源矩陣液晶顯示器件和其他薄膜集成電路的制造中降低成本和增加產(chǎn)量，很重要的是減少制造步驟的數(shù)目。
例如，在，目前有源矩陣液晶顯示器件的擴(kuò)大使用強(qiáng)烈地和降低制造成本有關(guān)。在使用有源矩陣液晶顯示器件的新近發(fā)展的各種信息處理裝置中，后者占了信息處理裝置制造成本的大部分。因此降低有源矩陣顯示器件的制造成本導(dǎo)致信息處理裝置制造成本的降低。
另一方面，薄膜晶體管的制造工序是造成有源矩陣液晶顯示器件大部分制造工序的原因。因此，降低薄膜晶體管的制造成本對(duì)于降低有源矩陣液晶顯示器件的制造成本是很重要的。
如上所述，雖然用陽(yáng)極氧化法在鋁柵極周圍形成氧化層，然后用離子注入法以氧化鋁層作為掩模按自對(duì)準(zhǔn)方式形成偏移柵區(qū)的技術(shù)在某些方面有其優(yōu)點(diǎn)，但它也與制造中的問(wèn)題有關(guān)，即難于通過(guò)刻蝕氧化鋁層以形成接觸孔。
本發(fā)明的目的是要解決上述問(wèn)題。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種技術(shù)，它可以容易地和高重復(fù)率地形成接觸電極或鋁電極用的布線或在布線周圍形成氧化鋁層。
各種使用薄膜晶體管的器件(例如有源矩陣液晶顯示器件)的擴(kuò)大使用和薄膜晶體管制造成本的降低有關(guān)。因此，極其重要的是從工業(yè)觀點(diǎn)盡量降低薄膜晶體管的制造步驟的數(shù)目，從而降低其制造成本。
因此，本發(fā)明再一個(gè)目的是要盡量減少薄膜晶體管制造工序的步驟數(shù)目，這種薄膜晶體管各具有一種結(jié)構(gòu)，其中氧化層是用陽(yáng)極氧化法在鋁柵電極周圍形成的，從而可以降低薄膜晶體管的制造成本。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，它包括下列步驟形成只由或主要由鋁制成的布線或電極；至少在以后要形成接觸的布線或電極的區(qū)域中，以及在以后要分開的布線或電極的區(qū)域中形成掩模；以及在電解液中通過(guò)使用布線或電極作為陽(yáng)極進(jìn)行陽(yáng)極氧，以化在不包括已經(jīng)形成掩模的區(qū)域中的布線或電極上形成陽(yáng)極氧化膜。
在上述方法中，“主要由鋁制成”指鋁和某些元素混合。例如，硅和稀土元素，例如鈧，可以0.1至1％的量混入鋁中，以防止它在例如于半導(dǎo)體制造工序中進(jìn)行的熱處理中的異常生長(zhǎng)。


圖1A至1D展示上述方法的實(shí)施例，這是在玻璃襯底上制造薄膜晶體管的工序。首先，在圖1A所示的步驟中，形成由混有鈧的鋁制成的柵電極105，然后形成抗刻蝕的掩模106和107。此后，在電解液中用陽(yáng)極氧化法在不包括已掩遮的區(qū)域中的柵電極105上形成陽(yáng)極氧化膜108。
在移后應(yīng)形成柵電極105的接觸電極處的區(qū)域中形成掩模106。在稍后要分開的柵電極105的區(qū)域中形成掩模107。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，它包括下列步驟形成只由或主要由鋁制成的布線或電極；至少在稍后要形成接觸處的布線或電極的區(qū)域中和在稍后要分開的布線或電極處的區(qū)域中，形成掩模；在電解液中用布線或電極作為陽(yáng)極通過(guò)進(jìn)行陽(yáng)極氧化，在不包括已形成掩模處的區(qū)域中的布線或電極上形成陽(yáng)極氧化膜；形成氧化硅膜以便覆蓋布線或電極；部分刻蝕氧化硅膜，從而露出未形成陽(yáng)極氧化膜處的區(qū)域中的布線或電極；在整個(gè)結(jié)構(gòu)上形成金屬膜；以及對(duì)金屬構(gòu)圖，從而形成布線或電極的接觸并在不同的地方分開布線或電極。
圖1A至1D展示上述方法的具體實(shí)施例。參看圖1A，首先形成主要由鋁制成的柵電極105。然后，分別在稍后要形成接觸電極處的區(qū)域中和在稍后要分開的柵電極處的區(qū)域中形成抗蝕掩模106和107。此后，在不包括在電解液中通過(guò)陽(yáng)極氧化掩蓋的區(qū)域中的柵電極105上形成陽(yáng)極氧化膜108。(圖1A)接著，在圖1C所示步驟中，沉積一作為層間絕緣膜的氧化硅膜100。將氧化硅膜100部分刻蝕，就形成柵電極105的接觸孔113和窗口114。
在這種情況下，形成構(gòu)成接觸電極和布線的金屬膜117。然后形成對(duì)金屬膜117構(gòu)圖的抗蝕掩模118。(圖1C)此后，通過(guò)刻蝕，即對(duì)金屬膜117構(gòu)圖而形成柵電極105的接觸。同時(shí)，通過(guò)除去和刻蝕窗口114區(qū)域中的金屬膜117和柵電極105而將柵電極分開。(圖1D)刻蝕氧化硅膜100用的刻蝕劑的實(shí)例為氫氟酸型刻蝕劑例如氫氟酸、緩沖氫氟酸(BHF)、混有醋酸的氫氟酸或緩沖氫氟酸，這些氫氟酸型刻蝕劑加入了表面活性試劑。緩沖氫氟酸的一種實(shí)例為氟化氨和氫氟酸(10∶1)的混合物。這些氫氟酸型刻蝕劑對(duì)氧化硅和鋁的刻蝕率比對(duì)硅的高得多。因此，他們?cè)谶x擇性地除去一種只由或主要由氧化硅或鋁制成的構(gòu)件，或在這種構(gòu)件中形成接觸孔時(shí)是很有用的。
另一種做法是使用例如CF4或CHF3的氟類氣體來(lái)進(jìn)行干式刻蝕。
根據(jù)本發(fā)明再另一個(gè)方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括下列步驟在半導(dǎo)體上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成只由或主要由鋁制成的布線或電極；
至少在稍后要形成接觸處的布線或電極的區(qū)域中，和在稍后要分開處的布線或電極的區(qū)域中形成掩模；在電解液中用布線或電極作為陽(yáng)極進(jìn)行陽(yáng)極氧化以在不包括已形成掩模處的區(qū)域中的布線或電極上形成陽(yáng)極氧化膜；除去該掩模；形成絕緣膜，以覆蓋布線或電極；同時(shí)形成半導(dǎo)體和布線或電極用的接觸孔，并在稍后要分開處的區(qū)域中露出布線或電極；在整個(gè)表面上形成金屬膜；以及對(duì)金屬膜構(gòu)圖，從而形成布線或電極的接觸，并在有這樣意圖的區(qū)域中將布線或電極分開。
根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括下列步驟形成只由或主要由鋁制成的布線或電極；使用布線或電極作為陽(yáng)極在電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，以在不包括其預(yù)定區(qū)域的布線或電極上形成陽(yáng)極氧化膜；以及形成布線或電極的預(yù)定區(qū)的接觸電極，并同時(shí)除去布線或電極的部分。
值得注意的是，本發(fā)明可尖用于制造不僅是薄膜半導(dǎo)，也可以是一般的MOS晶體管。
根據(jù)本發(fā)明，在陽(yáng)極氧化步驟，通過(guò)在只由或主要由鋁制成的布線或電極上或其附近形成陽(yáng)極氧化層，以在事前形成掩模來(lái)將選擇區(qū)排除在外，可以容易地在隨后的步驟中形成上述布線或電極的接觸孔。結(jié)果，其陽(yáng)極氧化膜是在只由或主要由鋁制成的布線或電極上及附近形成的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)率和產(chǎn)量可大大加以改進(jìn)。
此外，也通過(guò)掩模方法，在上述陽(yáng)極氧化步驟之前的形成掩模的上述步驟中，形成這樣一種區(qū)域，此區(qū)中的多個(gè)薄膜晶體管的柵電極稍后要彼此分開，且此區(qū)可防止被陽(yáng)極氧化膜覆蓋。在隨后用構(gòu)圖來(lái)形成布線和電極的步驟中也可在此區(qū)實(shí)現(xiàn)刻蝕。結(jié)果，不需獨(dú)立的步驟使柵電極彼此分開。
圖1A至1D、圖2A至2D、圖3A至3D和圖4A至4D為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的制造薄膜晶體管工序的截面視圖；圖5A至5D是常規(guī)的制造薄膜晶體管工序的截面視圖；圖6A和6B為圖5D所示的接觸孔的放大視圖；圖7為一例薄膜晶體管的電路構(gòu)圖；圖8為對(duì)應(yīng)于圖7的電路圖；圖9A和9B及圖10A和10B為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的制造薄膜晶體管工序的頂視圖；以及圖11A和11B為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的制造薄膜晶體管工序的截面視圖。
實(shí)施例1本實(shí)施例的特征在于，在形成具有主要由鋁制成的柵電極的薄膜晶體管中，陽(yáng)極氧化層不是形成在一部分柵電極上，這部分是用作柵電極的接觸部分。這個(gè)實(shí)施例還有的特征在于，在形成多個(gè)薄膜晶體管的同時(shí)也作為形成源/漏區(qū)的接觸電極或布線甚或作為柵電極的接觸電極或布線的必須步驟，也是將柵電極彼此分開的步驟。
圖1A至1D、圖2A至2D、圖3A至3D和圖4A至4D展示了根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的制造工序。圖2A至2D為取自沿圖1A的A-A′線的截面視圖。圖2A至3D為取自沿圖1A的B-B′線的截面視圖。圖4A至4D為取自沿圖1A的C-C′線的截面視圖。圖1A、2A、3A和4A彼此互相對(duì)應(yīng)，圖1B、2B、3B和4B彼此互相對(duì)應(yīng)，等等。
首先，3,000原的氧化硅膜102作為打底涂層膜以等離子CVD法沉積在玻璃襯底101上。雖然在本實(shí)施例中因假定為生產(chǎn)有源矩陣液晶顯示器件的工序而使用玻璃襯底，但其他適用的絕緣襯底或具有絕緣表面的襯底也可以使用。
用等離子CVD法或低壓熱CVD法在打底涂層膜102上沉積500原的非晶硅膜。此非晶硅膜為起始膜，用以形成計(jì)劃中的薄膜晶體管的有源層，這里的有源層是半導(dǎo)體層，層中形成了源/漏區(qū)和溝道形成區(qū)。
然后通過(guò)加熱或用激光照射使非晶硅膜結(jié)晶。在此實(shí)施例中，結(jié)晶硅膜是用KrF激元激光照射形成的。這樣形成的結(jié)晶硅膜被構(gòu)圖成薄膜晶體管的有源層103。圖9A是在這情況下的有源層103的頂視圖。
雖然圖9A展示的只有一個(gè)有源層103，但與幾百至幾十萬(wàn)或更多薄膜晶體管對(duì)應(yīng)的有源層103，是在生產(chǎn)有源矩陣液晶顯示器件的象素區(qū)和外圍驅(qū)動(dòng)電路中，通過(guò)在幾十厘米×幾十厘米的玻璃襯底101上構(gòu)圖同時(shí)形成的。
在有源層103形成后，用等離子CVD法沉積1,000厚的氧化硅膜104作為柵絕緣膜。用電子束蒸發(fā)或?yàn)R射法沉積此后成為柵電極的主要由鋁制成的5,000厚的膜。為防止鋁的異常生長(zhǎng)，鈧以0.1Wt％混入上述膜中。
然后將主要由鋁制成的膜構(gòu)圖成柵電極105。該柵電極(也叫做柵布線)105稱為第一層布線。
然后在柵電極105上形成抗蝕掩模106和107。下一步驟在已形成抗蝕掩模的區(qū)域中形成柵電極105的接觸孔。稍后在已形成抗蝕掩模107處的區(qū)域中進(jìn)行柵電極的分開。
接著，在電解液中以陽(yáng)極氧化法形成主要由鋁制成的材料的氧化物制成的層108。氧化層108的厚度設(shè)定為2,000。在本實(shí)施例中，pH值經(jīng)氨調(diào)節(jié)成中性的乙二醇溶液被用作電解液。
在這陽(yáng)極氧化步驟中，被抗蝕掩模106和107覆蓋的柵電極105的部分并不接觸電解液，故此處不進(jìn)行氧化，其上也不形成氧化層108。
如此，可得圖1A、2A、3A和4A所示的情況。圖9B是這種情況的頂視圖。圖2A的橫截面沿圖9B中的線D-D′取得，圖1A的橫截面沿圖9B中的線E-E′取得，圖3A的橫截面沿圖9B的線F-F′取得，而圖4A的橫截面沿圖9B中的線G-G′取得。
陽(yáng)極氧化步驟完成后，除去抗蝕掩模106和107。然后注入雜質(zhì)以形成源/漏區(qū)。在這實(shí)施例中，形成N溝道薄膜晶體管。用等離子摻雜以注入P(磷)離子。(圖1B、2B、3B和4B)。
用P離子的注入形成源區(qū)109和漏區(qū)112。同時(shí)形成溝道形成區(qū)111和偏移柵區(qū)110。
之后，使用TEOS氣體，通過(guò)等離子CVD法沉積一層2,000厚的氧化硅膜作為層間絕緣膜。然后如圖2C所示分別形成源區(qū)109和漏區(qū)112的接觸孔115和116。同時(shí)如圖1C和3C所示，形成柵電極105的接觸孔113，并通過(guò)如圖1C和4C所示，除去在隔開區(qū)域中的一部分氧化硅膜100。亦即同時(shí)形成接觸孔113、115和116及窗口114。
通過(guò)使用緩沖氫氟酸和醋酸的混合刻蝕劑的濕法刻蝕完成上述步驟。在該步驟中，在相應(yīng)于接觸孔115和116(見圖2C)的區(qū)域，一旦完成氧化硅膜100的刻蝕就開始刻蝕氧化硅膜104。在和接觸孔113(見圖3C)和窗口114(見圖4C)的區(qū)域中，一旦完成氧化硅100的刻蝕就開始刻蝕柵電極105。
雖然圖中的氧化硅膜100畫成好像厚度不均勻，但因其在相應(yīng)于柵電極105的區(qū)域中升高了其厚度，故可認(rèn)為它有均勻的厚度。
根據(jù)測(cè)量，當(dāng)緩沖氫氟酸用作刻蝕劑時(shí)，鋁的刻蝕率約為氧化硅的一半。氧化硅膜104的厚度約為1,000(最大為1,500)，而一般柵電極105的厚度大于4,000。因此，在上述步驟以氧化硅膜104的刻蝕來(lái)形成接觸孔115和116的情況下，將柵電極105的頂部刻蝕。但柵電極105只稍受刻蝕，因而不會(huì)導(dǎo)致如圖6B所示的情況。
上述刻蝕步驟是在氧化硅的刻蝕率的基礎(chǔ)上適用于到露出硅有源層103時(shí)為止。以上述方式，同時(shí)形成分別為源區(qū)109和漏區(qū)112的接觸孔115和116、柵電極的接觸孔113和在不連接區(qū)中的窗口114。(圖1C、2C、3C和4C)圖10A為這種情況的頂視圖，其中形成了分別是源區(qū)109和漏區(qū)112的接觸孔115和116、柵電極105的接觸孔113和在不連接區(qū)中的窗口114。
接下去在接觸孔115和116中露出有源層113，在接觸孔113和窗口114中露出柵電極105。
在形成接觸孔113時(shí)即使出現(xiàn)某些不對(duì)準(zhǔn)的情況，所得薄膜晶體管的操作也不會(huì)出現(xiàn)特殊的問(wèn)題。因在有關(guān)的制造操作中允許有一定程度的誤差。由于幾乎設(shè)有電流通過(guò)柵電極105，在柵電極105及其引出電極間的接觸面積的些小變化不太影響所得晶體管的操作。
接著沉積一由鈦膜和鋁膜組成的多層膜117。這種多層117是要構(gòu)成第二層布線。之所以要用鈦膜和鋁膜的多層膜，是要防止可能在接觸孔115和116處的電接觸失效。然后形成抗蝕掩模118以對(duì)多層膜117構(gòu)圖。這樣就可得到較1C、2C、3C和4C所示的情況。
此時(shí)用BCl3、Cl2和SiH4的混合氣體進(jìn)行干式刻蝕以除去多層膜117的露出部分。
在這步驟中，將由鈦膜和鋁膜組成的多層膜117構(gòu)圖。同時(shí)存在于窗口114區(qū)域中的多層膜117的部分和柵電極105的部分都加以刻蝕。在這種構(gòu)圖步驟中，就將柵電極105分開。亦即，同時(shí)進(jìn)行第二層布線的構(gòu)圖和柵極布線(電極)105的分開。
由于使用氯氣型刻蝕氣體來(lái)進(jìn)行干式刻蝕，在遇到氧化硅膜104時(shí)，刻蝕就基本上停止。因此氧化硅膜104可基本上用作刻蝕抑制膜。這是因?yàn)樵谝月葰庑蜌怏w刻蝕時(shí)，氧化硅膜的刻蝕率較鋁和鈦膜的刻蝕率低得多。
上述刻蝕步驟可用濕式刻蝕進(jìn)行，但這時(shí)刻蝕步驟變得復(fù)雜，因要用不同的刻蝕劑來(lái)刻蝕鈦膜和鋁膜。
在上述方法中，形成了源區(qū)119和漏區(qū)120(見圖2D)和柵電極105的接觸孔(見圖1D和3D)。此外，柵電極105在窗口114被分開(見圖1D和4D)。圖10B為這種情況的頂視圖。因此，完成了薄膜晶體管。圖10B及早地展示了在窗口114處的柵電極被分開。
雖然本實(shí)施例針對(duì)單個(gè)薄膜晶體管的生產(chǎn)情況以簡(jiǎn)化說(shuō)明，實(shí)際上形成了有許多薄膜晶體管的復(fù)雜電路。圖7示這種電路的一部分的實(shí)例。具體地說(shuō)，圖7所示的電路(倒相電路)組成了有源矩陣液晶顯示器件中的外圍驅(qū)動(dòng)電路的一部分。
圖8電路圖相應(yīng)于圖7。圖7中的布線702對(duì)應(yīng)于圖1A至1D、圖2A至2D等的柵電極105，而圖7中的電極703和704對(duì)應(yīng)于圖1A至1D、圖2A至2D等的柵電極。
圖7中，701指隔開區(qū)。柵電極(布線)702在區(qū)域701處被部分除去的方式和對(duì)柵電極105在窗口114所做的方式相同(見圖1D、4D和10B)。
雖然圖7只示出部分電路圖形，實(shí)際上構(gòu)成了復(fù)雜的電路，其中提供了有很多的與區(qū)701一樣的隔開區(qū)。
實(shí)施例2本實(shí)施例是第一實(shí)施例的改型，其特征在于，使用在第一實(shí)施例中柵電極105被分開的窗口114的區(qū)域來(lái)形成布線(見圖1D和10B)。
圖11A和11B為根據(jù)本實(shí)施例的總的結(jié)構(gòu)圖。這實(shí)施例中，如圖11A所示，利用了不連接的區(qū)域來(lái)形布線1001。圖11B為取自沿圖11A中線E-E的截面視圖。
布線1001可以這樣形成，使其作為部分的柵電極105而沉積，并在用掩模以對(duì)導(dǎo)電膜117構(gòu)圖時(shí)在窗口114中與部分柵電極105分離，以形成接觸電極121。柵電極105在它與布線1001分離時(shí)就被分開。
根據(jù)本發(fā)明，在陽(yáng)極氧化步驟中，通過(guò)在鋁布線或電極或主要由鋁制成(第一層)的布線或電極上或附近形成陽(yáng)極氧化層，以便事先通過(guò)形成掩模將選擇區(qū)域排除在外，就容易在隨后的步驟中形成上述布線或電極的接觸(第二層)。
由于無(wú)需除去很難刻蝕的只由或主要由氧化鋁制成的膜(陽(yáng)極氧化膜)就可以形成接觸孔，因而制造薄膜半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體集成電路的過(guò)程就可以更為容易和更加穩(wěn)定。結(jié)果?？梢蕴岣弑∧ぐ雽?dǎo)體器件或半導(dǎo)體集成電路的生產(chǎn)量。
此外，在上述形成掩模的步驟中，也通過(guò)給稍后要分開的第一層布線或電極的區(qū)域加上掩模，在其構(gòu)圖的同時(shí)，可將第二層布線或電極公開。因此，構(gòu)圖步驟的數(shù)目可減少一個(gè)。這有助于降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)量。
由于本發(fā)明是結(jié)合最佳實(shí)驟例來(lái)敘述的，本發(fā)明的范圍不應(yīng)局限于在實(shí)施例所公開的那些具體實(shí)例上。在不偏離所附權(quán)利要求下，可作出許多改型。例如，在實(shí)施例中使用了鋁，但其他可陽(yáng)極氧化的金屬，例如鉭也可以用來(lái)代替鋁。還有，作為層間絕緣體，有可能使用其他材料，例如用氮化硅來(lái)代替氧化硅。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括下列步驟在襯底上制備一包括可陽(yáng)極氧化材料的布線；在要用作接觸區(qū)的一部分所說(shuō)布線上和一部分要隔開的所說(shuō)布線上形成掩模；以及用所述掩模只使所說(shuō)布線露出的表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所說(shuō)布線包括鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所說(shuō)陽(yáng)極氧化是在電解液中用所說(shuō)布線作為陽(yáng)極進(jìn)行的。
4.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括下列步驟在襯底上制備一包括可陽(yáng)極氧化材料的布線；在要用作接觸區(qū)的第一部分所說(shuō)布線上和在所說(shuō)布線要在其處隔開的第二部分所說(shuō)布線上形成掩模；使用所說(shuō)掩模，只在所說(shuō)布線的露出表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化；在所說(shuō)陽(yáng)極氧化后在所說(shuō)布線上形成氧化硅膜；有選擇地刻蝕所說(shuō)氧化硅膜，以露出該布線的所說(shuō)第一和第二部分，其中所說(shuō)第一和第二部分并不隨陽(yáng)極氧化膜形成；在所說(shuō)氧化硅膜和布線的所說(shuō)第一和第二部分上形成導(dǎo)電膜；以及對(duì)所說(shuō)導(dǎo)電膜構(gòu)圖，以便形成與布線的第一部分相接觸的電極，并使所說(shuō)布線在所說(shuō)第二部分隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所說(shuō)布線包括鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所說(shuō)陽(yáng)極氧化是在電解液中用所說(shuō)布線作為陽(yáng)極進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所說(shuō)掩模是在所說(shuō)陽(yáng)極氧化后但在所說(shuō)氧化硅膜形成前被除去的。
8.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括下列步驟在半導(dǎo)體層上形成絕緣層；在所說(shuō)絕緣層上制備一包括可陽(yáng)極氧化材料的布線；在要用作接觸區(qū)的所說(shuō)布線的第一部分上和在所說(shuō)布線要分開處的所說(shuō)布線的第二部分上形成掩模；只陽(yáng)極氧化所說(shuō)布線的露出表面，其中所說(shuō)第一和第二部分因有所說(shuō)掩模不被陽(yáng)極氧化；在所說(shuō)陽(yáng)極氧化后除去所說(shuō)掩模；在除去所說(shuō)掩模后于所說(shuō)布線和所說(shuō)絕緣層上形成層間絕緣膜；有選擇地刻蝕所說(shuō)層間絕緣模以露出布線的所說(shuō)第一和第二部分，其中所說(shuō)半導(dǎo)體層的接觸孔以所說(shuō)刻蝕通過(guò)所說(shuō)層間絕緣膜的同時(shí)形成的；續(xù)所說(shuō)刻蝕后，在所說(shuō)層間絕緣膜和布線的所說(shuō)第一和第二部分上形成導(dǎo)電膜；以及對(duì)所說(shuō)導(dǎo)電膜構(gòu)圖，形成與布線的第一部分接觸的電極并在所說(shuō)第二部分隔開所說(shuō)布線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所說(shuō)布線包括鋁。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所說(shuō)陽(yáng)極氧化是在電解液中以所說(shuō)布線作為陽(yáng)極來(lái)進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，經(jīng)所說(shuō)陽(yáng)極氧化后和形成所說(shuō)氧化硅膜前，除去所說(shuō)掩模。
12.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括下列步驟制備一具有絕緣表面的襯底；在所說(shuō)絕緣表面上形成多個(gè)半導(dǎo)體小島；在每個(gè)半導(dǎo)體小島上形成絕緣膜，所說(shuō)絕緣膜起作晶體管柵絕緣膜的作用；在所說(shuō)襯底上形成柵極布線，所說(shuō)柵極布線包括在所說(shuō)半導(dǎo)體小島上延伸的柵電極；在要用作接觸區(qū)的所說(shuō)柵極布線的第一部分上和在所說(shuō)布線要被隔開的所說(shuō)柵極布線的第二部分上形成掩模；將所說(shuō)柵極布線的露出表面陽(yáng)極氧化以在其上形成陽(yáng)極氧化膜，其中所說(shuō)第一和第二部分由于所說(shuō)掩模不受所說(shuō)陽(yáng)極氧化作用；在所說(shuō)陽(yáng)極氧化后除去所說(shuō)掩模；至少用所說(shuō)柵極布線作為掩模將摻雜的離子注入所說(shuō)半導(dǎo)體小島，以在所說(shuō)半導(dǎo)體小島中形成雜質(zhì)區(qū)；在所說(shuō)襯底上形成層間絕緣膜，覆蓋著所說(shuō)半導(dǎo)體小島、所說(shuō)絕緣膜和備有所說(shuō)陽(yáng)極氧化膜的所說(shuō)柵極布線；選擇性地刻蝕所說(shuō)層間絕緣膜，以便形成所說(shuō)半導(dǎo)體小島的接觸孔和柵極布線的第一部分，并露出布線的所說(shuō)第二部分；在所說(shuō)層間絕緣膜上形成導(dǎo)電膜，以便通過(guò)所說(shuō)接觸孔在電學(xué)上接觸半導(dǎo)體小島和柵極布線的第一部分；通過(guò)選擇性刻擇蝕將所說(shuō)導(dǎo)膜刻構(gòu)圖，以形成所說(shuō)柵布線和所說(shuō)半導(dǎo)體小島的電極，并同時(shí)在所說(shuō)第二部分隔開所說(shuō)柵極布線。
全文摘要
在主要由鋁制成的電極上形成抗蝕掩模。在電解液中通過(guò)進(jìn)行陽(yáng)極氧化在不包括被掩蓋的區(qū)域外的電極上形成陽(yáng)極氧化膜。由于陽(yáng)極氧化膜不在被掩蓋處形成，在被掩蓋區(qū)域中很容易形成接觸孔。除去一部分與形成接觸電極中的窗口對(duì)應(yīng)的柵電極，在形成接觸電極時(shí)可將柵電極隔開。
文檔編號(hào)H01L21/84GK1137170SQ9610294
公開日1996年12月4日 申請(qǐng)日期1996年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月13日
發(fā)明者菅原彰, 小沼利光 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所