專(zhuān)利名稱(chēng)：布線(xiàn)及其制造方法、包括所說(shuō)布線(xiàn)的半導(dǎo)體器件及干法腐蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有由薄膜晶體管(此后稱(chēng)為T(mén)FT)構(gòu)成的電路的半導(dǎo)體器件及其制造方法。例如，本發(fā)明涉及以液晶顯示屏板為代表的電光器件，以及安裝所說(shuō)電光器件作為一個(gè)部件的電子設(shè)備。特別是，本發(fā)明涉及一種腐蝕金屬薄膜的干法腐蝕方法及具有通過(guò)所說(shuō)干法腐蝕方法得到的錐形布線(xiàn)的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
注意，本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)半導(dǎo)體器件表示利用半導(dǎo)體特征的一般器件，電光器件、半導(dǎo)體電路和電子設(shè)備都是半導(dǎo)體器件。
近些年來(lái)，利用形成于具有絕緣表面的基片上的半導(dǎo)體薄膜(厚為幾個(gè)nm-數(shù)百nm)構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)已引起人了們的注意。薄膜晶體管可廣泛應(yīng)用于例如IC和電光器件等電子器件，具體說(shuō)，將TFT作為像素顯示器件的開(kāi)關(guān)元件的研究正迅速發(fā)展。
一般說(shuō)，由于例如Al的易加工性、電阻率及其耐化學(xué)性，TFT布線(xiàn)材料經(jīng)常用Al。然而，在TFT布線(xiàn)用Al時(shí)，由于熱處理會(huì)形成如小丘或須晶等隆起，并且鋁原子會(huì)擴(kuò)散到溝道形成區(qū)中，造成了TFT無(wú)法正常工作，降低了TFT的特性。高耐熱性的鎢(W)具有5.5μΩ·cm的較低體電阻率，因此可以作為除Al外的布線(xiàn)材料。
另外，近些年來(lái)，微加工技術(shù)的要求變得更嚴(yán)格。特別是，隨著高清晰度和大屏幕液晶顯示器的變化，布線(xiàn)加工步驟需要高選擇性，線(xiàn)寬需要極嚴(yán)格地控制。
一般布線(xiàn)工藝可以通過(guò)利用溶液的濕法腐蝕或利用氣體的干法腐蝕進(jìn)行。然而，從布線(xiàn)的小型化、重復(fù)性的保持、廢料的減少和成本的降低等方面考慮，就布線(xiàn)加工來(lái)說(shuō)，濕法腐蝕不好，認(rèn)為干法腐蝕有利。
在通過(guò)干法腐蝕加工鎢(W)時(shí)，一般用SF6和Cl2的混合氣體作腐蝕氣體。盡管在用這種氣體混合物時(shí)可以在短時(shí)間內(nèi)以高腐蝕速率進(jìn)行微加工，但很難得到希望的錐形。為了改善形成于布線(xiàn)上的層疊膜的臺(tái)階覆蓋，根據(jù)器件結(jié)構(gòu)，存在著將布線(xiàn)截面制作成想要的正錐形的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種構(gòu)圖由鎢(W)或鎢化合物構(gòu)成的腐蝕層以使截面形成正錐形的干法腐蝕法。另外，本發(fā)明的另一目的是提供一種控制干法腐蝕方法以便不管位置如何使整個(gè)腐蝕層上具有均勻、任意錐角的方法。此外，本發(fā)明再一目的是提供一種利用具有由上述方法得到的任意錐角的布線(xiàn)的半導(dǎo)體器件，及制造該半導(dǎo)體器件的方法。
本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的本發(fā)明的一個(gè)方案涉及一種布線(xiàn)所說(shuō)布線(xiàn)具有鎢膜、具有鎢化合物作其主要成分的金屬化合物膜，或具有鎢合金作其主要成分的金屬合金膜，其特征在于錐角α為5°-85°。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)方案涉及一種布線(xiàn)所說(shuō)布線(xiàn)具有由選自鎢膜、具有鎢化合物作其主要成分的金屬化合物膜和具有鎢合金作其主要成分的金屬合金膜的組中的層疊薄膜構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，其特征在于錐角α為5°-85°。
在上述每個(gè)方案中，金屬合金膜的特征在于，它是選自Ta、Ti、Mo、Cr、Nb及Si和鎢中的一種元素或多種元素的合金膜。
另外，金屬化合物膜的特征在于，在上述每個(gè)方案中它是鎢的氮化膜。
另外，為了提高上述每個(gè)方案的粘附性，形成具有導(dǎo)電性的硅膜(例如，摻磷硅膜或摻硼硅膜)作布線(xiàn)的最下層。
本發(fā)明的一個(gè)方案涉及一種半導(dǎo)體器件具有由鎢膜、具有鎢化合物作其主要成分的金屬化合物膜或具有鎢合金作其主要成分的金屬合金膜構(gòu)成的布線(xiàn)的半導(dǎo)體器件，其中錐角α為5°-85°。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)方案涉及一種半導(dǎo)體器件，包括具有由選自鎢膜、具有鎢化合物作其主要成分的金屬化合物膜和具有鎢合金作其主要成分的金屬合金膜的層疊薄膜構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，其中錐角α為5°-85°。
在上述涉及與半導(dǎo)體的每個(gè)方案中，布線(xiàn)的特征在于它是TFT的柵布線(xiàn)。
另外，本發(fā)明的一個(gè)方案涉及一種制造布線(xiàn)的方法一種制造布線(xiàn)的方法，包括在底膜上形成金屬薄膜的步驟；在金屬薄膜上形成抗蝕劑圖形的步驟；通過(guò)腐蝕具有抗蝕劑圖形的金屬薄膜，形成根據(jù)偏置功率密度控制錐角α的布線(xiàn)的步驟。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)方案涉及一種制造布線(xiàn)的方法一種制造布線(xiàn)的方法，包括在底膜上形成金屬薄膜的步驟；在金屬薄膜上形成抗蝕劑圖形的步驟；通過(guò)腐蝕具有抗蝕劑圖形的金屬薄膜，形成根據(jù)含氟氣體的流速控制錐角α的布線(xiàn)的步驟。
在上述涉及制造布線(xiàn)方法的每個(gè)方案中，制造方法的特征在于利用由含氟的第一反應(yīng)氣和含氯的第二反應(yīng)氣的混合氣構(gòu)成的腐蝕氣體，進(jìn)行腐蝕；及底膜和金屬薄膜間的腐蝕氣的特定(specific)選擇率大于2.5。
另外，在涉及制造布線(xiàn)的方法的上述每個(gè)方案中，金屬薄膜的特征在于，它是由選自鎢膜、具有鎢化合物作其主要成分的金屬化合物膜和具有鎢合金作其主要成分的金屬合金膜的薄膜構(gòu)成的一種薄膜或各薄膜的層疊膜。
本發(fā)明的一個(gè)方案涉及干法腐蝕方法干法腐蝕的方法包括利用腐蝕氣體去除選自鎢膜、具有鎢化合物作其主要成分的金屬化合物膜和具有鎢合金作其主要成分的金屬合金膜的薄膜的要求部分的步驟，其特征在于，所說(shuō)腐蝕氣體是含氟的第一反應(yīng)氣和含氯的第二反應(yīng)氣體的混合氣。
在涉及干法腐蝕方法的本發(fā)明上述方案中，第一反應(yīng)氣的特征在于，它是選自CF4、C2F6和C4F8中的一種氣體。
另外，在涉及干法腐蝕的本發(fā)明上述方案中，第二反應(yīng)氣的特征在于，它是選自Cl2、SiCl4和BCl3中的一種氣體。
另外，所說(shuō)腐蝕方法的特征在于，在涉及干法腐蝕法的本發(fā)明上述方案中，利用ICP腐蝕裝置。
涉及干法腐蝕方法的本發(fā)明上述方案還有一特征在于，根據(jù)ICP腐蝕裝置的偏置功率密度控制錐角α。
本發(fā)明的另一方案涉及干法腐蝕方法干法腐蝕方法的特征在于，根據(jù)偏置功率密度控制所形成的孔或凹部的內(nèi)側(cè)壁的錐角。
此外，本發(fā)明的另一方案涉及一種干法腐蝕方法干法腐蝕方法的特征在于，根據(jù)特定氣體流速，控制所形成的孔或凹部的內(nèi)側(cè)壁的錐角。


各附圖中圖1是展示錐角α與偏置功率的關(guān)系的示圖；圖2是展示錐角α與特定CF4流速的關(guān)系的示圖；圖3是展示錐角α與特定(W/抗蝕劑)選擇率的關(guān)系的示圖；圖4是展示ICP腐蝕裝置的等離子體產(chǎn)生機(jī)制的示圖；圖5是展示多螺旋線(xiàn)圈法ICP腐蝕裝置的示圖；圖6A和6B是錐角α的例示圖；圖7A-7C是各布線(xiàn)的截面SEM照片；圖8A和8B是各布線(xiàn)的截面SEM照片；圖9A和9B是展示腐蝕速率和特定(W/抗蝕劑)選擇率與偏置功率的關(guān)系的示圖；圖10A和10B是展示腐蝕速率和特定(W/抗蝕劑)選擇率與特定CF4流速的關(guān)系的示圖；圖11A和11B是展示腐蝕速率和特定(W/抗蝕劑)選擇率與ICP功率的關(guān)系的示圖；圖12是有源矩陣液晶顯示器件的截面圖；
圖13是有源矩陣液晶顯示器件的截面圖；圖14是有源矩陣液晶顯示器件的截面圖；圖15A-15F是各布線(xiàn)截面圖；圖16是展示有源矩陣型EL顯示器件的示圖；圖17是展示AM-LCD的透視圖；圖18A-18F是展示電子設(shè)備的例子的示圖；圖19A-19D是展示電子設(shè)備的例子的示圖。
具體實(shí)施例方式
下面用圖1-8B介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明采用使用高密度等離子體的ICP(感應(yīng)耦合等離子體)腐蝕裝置。簡(jiǎn)單說(shuō)，ICP腐蝕裝置是一種能夠通過(guò)在低壓下的等離子體中感應(yīng)耦合RF功率得到等于或大于1011/cm3的等離子體密度、并以高選擇性和高腐蝕速率進(jìn)行腐蝕的裝置。
首先，利用圖4詳細(xì)介紹ICP干法腐蝕裝置的等離子體產(chǎn)生機(jī)制。
圖4中示出了腐蝕室的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖。天線(xiàn)線(xiàn)圈12設(shè)置在室上部中的石英基片11上，線(xiàn)圈12通過(guò)匹配盒13與RF功率源14連接。另外，RF功率源17通過(guò)匹配盒16與設(shè)置于相對(duì)側(cè)上的基片下電極15連接。
如果RF電流加于基片上的天線(xiàn)線(xiàn)圈12上，則RF電流J在θ方向流動(dòng)，在Z方向產(chǎn)生磁場(chǎng)B。
μoJ＝rot B根據(jù)電磁感應(yīng)的法拉第定律，在θ方向產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)E。
-B/t＝rot E電子在感應(yīng)電場(chǎng)E中在θ方向被加速，并與氣體分子碰撞，產(chǎn)生等離子體。感應(yīng)電場(chǎng)的方向是θ方向，因此，由于帶電粒子與腐蝕室壁和基片碰撞造成的電荷消失的幾率降低。因此甚至在1Pa的低壓下，也可以產(chǎn)生高密度等離子體。另外，下游幾乎沒(méi)有磁場(chǎng)B，所以等離子體變?yōu)橐云紊⒉嫉母呙芏鹊入x子體。
通過(guò)調(diào)節(jié)加于天線(xiàn)線(xiàn)圈12(加ICP功率)和基片下電極15(加偏置功率)上的RF功率源，可以分別控制等離子體密度和自偏壓。另外，可以根據(jù)要處理的工件材料改變所加RF功率的頻率。
為了用ICP腐蝕裝置得到高密度等離子體，需要RF電流J在天線(xiàn)線(xiàn)圈12中以低損耗流動(dòng)，并且，為了制造大表面積，天線(xiàn)線(xiàn)圈12的電感必須減小。因此開(kāi)發(fā)出了具有多個(gè)螺旋線(xiàn)圈22的ICP腐蝕裝置，其中天線(xiàn)線(xiàn)圈是隔開(kāi)的，如圖5所示。圖5中，參考數(shù)字21表示石英基片，參考數(shù)字23和26表示匹配盒，24和27表示RF功率源。另外，支撐基片28的下電極25通過(guò)室下部的絕緣體29形成。如果使用其中采用了多個(gè)螺旋線(xiàn)圈的利用ICP的腐蝕裝置，則可以對(duì)上述抗傳導(dǎo)電材料進(jìn)行很好地腐蝕。
本發(fā)明的申請(qǐng)人改變腐蝕條件，利用多螺旋ICP腐蝕裝置(松下電器型號(hào)E645)，進(jìn)行了許多試驗(yàn)。
首先，介紹用于各試驗(yàn)的腐蝕試驗(yàn)片。在絕緣基片(康寧#1737玻璃基片)上由氮氧化硅膜形成底膜(200nm厚)，然后，通過(guò)濺射在其上形成金屬層疊膜。使用純度等于或高于6N的鎢靶。另外，可以使用例如氬(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)中的一種氣體或這些氣體的混合氣體。注意，操作者可以適當(dāng)?shù)乜刂评鐬R射功率、氣體壓力和基片溫度等膜淀積條件。
金屬層疊膜用由WNx(其中0＜x＜1)表示的氮化鎢膜(厚30nm)作下層，用鎢膜(370nm)作上層。
這樣得到的金屬層疊膜幾乎不含雜質(zhì)元素，具體說(shuō)，可以使得所含氧的量等于或小于30ppm?？梢允闺娮杪实扔诨蛐∮?0μΩ.cm，一般為6-15μΩ.cm。另外，可以使膜應(yīng)力從-5×109達(dá)因/cm2到5×109達(dá)因/cm2.
注意，整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，氮氧化硅膜是由SiOxNy表示的絕緣膜，表示絕緣膜含有預(yù)定比例的硅、氧和氮。
利用多螺旋線(xiàn)圈ICP腐蝕裝置，對(duì)腐蝕試驗(yàn)片進(jìn)行金屬層疊膜的構(gòu)圖實(shí)驗(yàn)。注意，在進(jìn)行干法腐蝕時(shí)，無(wú)需說(shuō)，要使用抗蝕劑，并將之構(gòu)圖成預(yù)定形狀，形成抗蝕掩模圖形(膜厚1.5微米)。
圖6A示出了腐蝕加工前腐蝕試驗(yàn)片模型的剖面圖。圖6A中，參考數(shù)字601表示基片，參考數(shù)字602表示底膜，603a和603b表示金屬層疊膜(膜厚X＝400nm)，604a和604b表示抗蝕掩模圖形(膜厚Y＝1.5微米)。另外，圖6B是展示腐蝕加工后狀態(tài)的示圖。
注意，如圖6B所示，整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，錐角表示布線(xiàn)603的截面形狀的錐形部分(傾斜部分)與底膜602間的夾角α。另外，該錐角可以表示為tanα＝X/Z，其中Z為錐形部分的寬度，X為膜厚。
本發(fā)明的申請(qǐng)人改變?cè)摳煞ǜg的數(shù)個(gè)條件，觀察了布線(xiàn)的截面形狀。
(實(shí)驗(yàn)1)圖1是展示錐角α與偏置功率間關(guān)系的示圖。在20W、30W、40W、60W和100W，用13.56MHz，即，用0.128、0.192、0.256、0.384和0.64(W/cm2)的偏置功率密度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。注意，下電極為12.5cm×12.5cm。另外，抗蝕劑膜厚為1.5微米，氣壓為1.0Pa，氣體組分為CF4/Cl2＝30/30sccm(注意，sccm表示標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積流速(cm3/分鐘))。此外，ICP功率為500W，即，ICP功率密度為1.02W/cm2。注意，整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，ICP功率除以ICP面積(直徑為25cm)的值取作ICP功率密度(W/cm2)。
從圖1可以理解，偏置功率密度越大，錐角α越小。另外，簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)偏置功率密度，可以形成希望的錐角α＝5度-85度(較好是20-70度)。
注意，圖7A示出了偏置功率設(shè)為20W(偏置功率密度0.128W/cm2)時(shí)的截面SEM照片；圖7B示出了偏置功率設(shè)為30W(偏置功率密度0.192W/cm2)時(shí)的截面SEM照片；圖7C示出了偏置功率設(shè)為40W(偏置功率密度0.256W/cm2)時(shí)的截面SEM照片；圖8A示出了偏置功率設(shè)為60W(偏置功率密度0.384W/cm2)時(shí)的截面SEM照片；圖8B示出了偏置功率設(shè)為100W(偏置功率密度0.64W/cm2)時(shí)的截面SEM照片。從圖7A-8B的每幅照片可以觀察到，錐角α形成在20-70度的范圍內(nèi)，通過(guò)改變偏置功率密度，可以控制錐角α。
可以認(rèn)為這是由于鎢和抗蝕劑間的選擇性變小和抗蝕劑的再處理現(xiàn)象發(fā)生所造成的。
(實(shí)驗(yàn)2)圖2示出了錐角α與CF4的特定流速間的關(guān)系。用CF4/Cl2＝20/40sccm、30/30sccm和40/20sccm的氣體組分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。氣體壓力為1.0Pa，偏置功率密度為0.128W/cm2，抗蝕劑膜厚度為1.5微米，ICP功率為500W(ICP功率密度為1.02W/cm2)。
從圖2可以知道，CF4的特定流速越大，鎢和抗蝕劑間的選擇性越大，布線(xiàn)的錐角α越大。另外，底膜的粗糙度變小。關(guān)于底膜的粗糙度，認(rèn)為是由于CF4流速的增大(Cl2的流速減小)造成腐蝕的弱各向異性的緣故。另外，通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)CF4的特定流速，可以形成為5-85度(較好是60-80度)的希望錐角α。
(實(shí)驗(yàn)3)通過(guò)設(shè)定頻率為13.56MHz、ICP功率為400W、500W和600W，即設(shè)定ICP的功率密度為0.82、1.02和1.22，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。偏置功率為20W(偏置功率密度0.128W/cm2)，抗蝕劑膜厚度1.5微米，氣壓為1.0Pa，氣體組分為CF4/Cl2＝30/30sccm。
在ICP功率密度變大時(shí)，鎢的腐蝕速率變得較大，但腐蝕速率分布變?yōu)樽畈?。另外，沒(méi)發(fā)現(xiàn)錐角的特殊變化。
(實(shí)驗(yàn)4)以1.0Pa和2.0Pa的氣體壓力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。ICP功率為500W(ICP功率密度1.02W/cm2)，氣體組分CF4/Cl2＝30/30sccm，偏置功率為20W(偏置功率密度0.128W/cm2)，抗蝕劑膜厚1.5微米。
隨著真空度變高，鎢腐蝕速率變快，各向異性變強(qiáng)。另外，在2.0Pa時(shí)，錐形變?yōu)榈瑰F形。
(實(shí)驗(yàn)5)將腐蝕氣體的總流速設(shè)定為60sccm和120sccm，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。氣體壓力為1.0Pa，ICP功率為500W(ICP功率密度1.02W/cm2)，氣體組分CF4/Cl2＝30/30sccm，偏置功率為20W(偏置功率密度0.128W/cm2)，抗蝕劑膜厚1.5微米。
在腐蝕氣體總流速較大的情況下，腐蝕速率變大一點(diǎn)。
從上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可知，錐角與鎢和抗蝕劑間的選擇性有關(guān)系，因?yàn)殄F角主要受偏置功率密度條件的影響。圖3示出了錐角與鎢和抗蝕劑間選擇性的關(guān)系。
偏置功率密度的改變對(duì)鎢和抗蝕劑間選擇性的影響大于對(duì)鎢腐蝕速率的影響，并且，如果偏置功率密度變大，則存在鎢與抗蝕劑間選擇性下降的趨勢(shì)。圖9A示出了鎢和抗蝕劑的腐蝕速率與偏置功率密度間的關(guān)系，而圖9B示出了鎢和抗蝕劑間選擇性與偏置功率密度間的關(guān)系。
即，如圖6A和6B所示，在腐蝕鎢時(shí)，同時(shí)腐蝕抗蝕劑，因此，如果鎢和抗蝕劑間的選擇性大，則錐角變大，如果鎢和抗蝕劑間的選擇性小，則錐角變小。
另外，如果以相同方式使CF4的特定流速較小，則存在鎢和抗蝕劑間選擇性下降的趨勢(shì)。圖10A示出了鎢和抗蝕劑的腐蝕速率與特定CF4氣體流速間的關(guān)系，圖10B示出了鎢和抗蝕劑間選擇性與特定CF4流速間的關(guān)系。
另外，圖11A示出了鎢和抗蝕劑與ICP功率密度間的關(guān)系，圖11B示出了鎢和抗蝕劑間選擇性與ICP功率密度間的關(guān)系。
用由氮氧化硅膜構(gòu)成的底膜(200nm厚)形成于絕緣基片上、且金屬層疊膜(氮化鎢膜和鎢膜)形成于底膜上的試驗(yàn)片作在上述每個(gè)實(shí)驗(yàn)中腐蝕的試驗(yàn)片，但利用本發(fā)明，也可以利用選自鎢膜、具有鎢化合物作其主要成分的金屬化合物膜薄膜、具有鎢合金作其主要成分的金屬合金膜中的一種薄膜或各薄膜層疊的層疊結(jié)構(gòu)。然而，注意，不能應(yīng)用與底膜的選擇性等于或小于2.5的膜，和腐蝕速率極小的情況。例如，W-Mo合金膜(按重量計(jì)，W∶Mo＝52∶48)與底膜(SiOxNy)的選擇性等于或小于約1.5，腐蝕速率較小，為約50nm/分鐘，因此，從可加工的觀點(diǎn)來(lái)看，是不合適的。
這里示出了鎢膜作為一個(gè)實(shí)例，但對(duì)于一般公知的耐熱導(dǎo)電材料(例如Ta、Ti、Mo、Cr、Nb和Si)來(lái)說(shuō)，在使用ICP腐蝕裝置時(shí)，圖形的邊緣容易制造成錐形。例如，如果選擇腐蝕速率為140-160nm/分鐘且選擇率為6-8的Ta膜，則與腐蝕速率為70-90nm/分鐘且選擇率為2-4的W膜相比，其具有優(yōu)異的值。因此，從可加工性角度出發(fā)，Ta膜也是合適的，但Ta的電阻率為20-30μΩcm，比W膜的電阻率10-16μΩcm稍高，這成為一個(gè)問(wèn)題。
另外，用CF4和Cl2的氣體混合物作上述干腐蝕的腐蝕氣體，但不特別限于此，可以用選自C2F6和C4F8中的含氟反應(yīng)氣和選自Cl2、SiCl4和BCl3的含氯氣體的混合氣。
此外，不特別限于本發(fā)明的腐蝕條件，對(duì)于例如使用ICP腐蝕裝置(松下電器型號(hào)E645)，且使用四氟化碳?xì)怏w(CF4)和氯氣(Cl2)的情況來(lái)說(shuō)，操作都可以在以下范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卮_定腐蝕條件。
腐蝕氣總流速60-120sccm特定腐蝕氣體流速CF4/Cl2＝30/30sccm-50/10sccm氣壓1.0Pa-2.0Pa
(腐蝕氣體氣氛的壓力)ICP功率密度0.61W/cm2-2.04W/cm2(ICP功率300W-1000W)，頻率為13MHz-60Mhz偏置功率密度0.064W/cm2-3.2W/cm2(偏置功率10W-500W)，頻率為100kHz-60MHz，較好為6MHz-29MHz基片溫度0℃-80℃，較好是70℃±10℃注意，整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“電極”表示術(shù)語(yǔ)“布線(xiàn)”的一部分，并表示與其它布線(xiàn)電連接的位置，或互連半導(dǎo)體層的位置。因此，為方便起見(jiàn)，盡管適當(dāng)?shù)貐^(qū)分“布線(xiàn)”和“電極”的應(yīng)用，但使用“電極”一般意義上說(shuō)包括“布線(xiàn)”。
下面利用以下展示的各實(shí)施例詳細(xì)介紹具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明。
(實(shí)施例1)利用圖12和13介紹本發(fā)明的實(shí)施例1。這里介紹一種有源矩陣基片，該基片上具有同時(shí)制造的像素TFT和像素部分的存儲(chǔ)電容器及形成于像素部分的外圍的驅(qū)動(dòng)電路TFT。
實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)具有形成于有絕緣表面的基片101上的TFT，如圖12所示。較好是使用玻璃基片或石英基片作基片101。如果耐熱性可以接受的話(huà)，也可以使用塑料基片。此外，如果制造反射型顯示器件，則還可以用具有形成于每個(gè)表面的絕緣膜的硅基片、金屬基片或不銹鋼基片作基片。
其上形成有TFT的基片101的表面上具有由含硅絕緣膜(整個(gè)說(shuō)明書(shū)中一般是指氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜)構(gòu)成的底膜102。例如，形成厚10-200nm(較好為50-100nm)的氮氧化硅膜102a和厚50-200nm(較好為100-150nm)的氫化氮氧化硅膜102b的層疊膜，所說(shuō)氮氧化硅膜是利用等離子體CVD，由SiH4、NH3和N2O制造的，所說(shuō)氫化氮氧化硅膜是由SiH4、NH3和H2類(lèi)似制造的。這里示出了底膜102的兩層結(jié)構(gòu)，但也可以形成單層絕緣膜或具有兩層以上的層疊膜。
另外，在底膜102上形成TFT的有源層。用通過(guò)結(jié)晶具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜得到的結(jié)晶半導(dǎo)體膜作有源層?？梢杂美缂す馔嘶?、熱退火(固相生長(zhǎng)方法)、快速熱退火(RTA法)或根據(jù)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)平7-130652中公開(kāi)的技術(shù)利用催化元素的結(jié)晶法作結(jié)晶方法。注意，非晶半導(dǎo)體膜和微晶半導(dǎo)體膜可作為具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜，也可以用例如非晶硅鍺膜等具有非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜。
利用等離子體CVD或?yàn)R射，由含硅的絕緣膜，形成厚40-150nm覆蓋上述TFT有源層的柵絕緣膜130。在實(shí)施例1中形成厚120nm的氮氧化硅膜。另外，通過(guò)在SiH4和N2O中摻入O2制造的氮氧化硅膜內(nèi)具有減小的固定電荷密度，因此，可作為實(shí)際應(yīng)用的材料。自然，柵絕緣膜不限于這類(lèi)氮氧化硅膜，可以用單層或?qū)盈B結(jié)構(gòu)的其它含硅絕緣膜。
形成于柵絕緣膜上的柵電極118-122和電容電極123采用具有層疊結(jié)構(gòu)的耐熱導(dǎo)電材料，所說(shuō)層疊結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電金屬氮化物膜形成的導(dǎo)電層(A)和由金屬膜形成的導(dǎo)電層(B)構(gòu)成。導(dǎo)電層(B)由選自Ta、Ti和W中的元素、或上述元素作其主要成分的合金、或上述元素組合的合金膜形成。在實(shí)施例1中，構(gòu)圖形成為導(dǎo)電層(A)、50nm厚的WN膜和形成為導(dǎo)電層(B)、250nm厚的W膜構(gòu)成的導(dǎo)電層疊膜，完成柵電極118-122和電容器電極123。其中導(dǎo)電層(B)是通過(guò)利用純度為6N的W靶、并引入Ar氣和氮(N2)氣的濺射形成的。注意，進(jìn)行腐蝕，在柵電極118-123的邊緣形成錐形部分。該腐蝕工藝?yán)肐CP腐蝕裝置進(jìn)行。該技術(shù)的細(xì)節(jié)如本發(fā)明的實(shí)施模式中所介紹的。實(shí)施例1中，利用CF4和Cl2的氣體混合物作腐蝕氣、用每種氣體30sccm的流速、設(shè)定為3.2W/cm2(頻率13.56MHz)的ICP功率密度、設(shè)定為0.224W/cm2(頻率13.56MHz)的偏置功率密度、和1.0Pa的氣體壓力進(jìn)行腐蝕。利用這些腐蝕條件，在柵極118-122和電容電極123的邊緣部分形成錐形部分，其中厚度從邊緣部分向著內(nèi)部逐漸增大。該角度可以制成為25-35度，較好是30度。
注意，為了在形成具有錐形的柵電極118-122和電容電極123時(shí)進(jìn)行腐蝕而不留下任何殘留物，進(jìn)行重疊腐蝕，其中腐蝕時(shí)間增加10-20％，因此，柵絕緣膜130具有實(shí)際變薄的部分。
另外，在實(shí)施例1中，為形成LDD區(qū)，用在其邊緣具有錐形部分的柵電極118-122作掩模，通過(guò)離子摻雜，以自對(duì)準(zhǔn)方式，在有源層中摻入產(chǎn)生n型或p型導(dǎo)電的雜質(zhì)元素。另外，為形成合適且希望的LDD區(qū)，用抗蝕劑圖形作掩模，通過(guò)離子摻雜，在有源層內(nèi)摻入產(chǎn)生n型或p型導(dǎo)電的雜質(zhì)元素。
于是在驅(qū)動(dòng)電路的第一p溝道TFT(A)200a中，形成有源層內(nèi)的溝道形成區(qū)206、與柵極重疊的LDD區(qū)207、由高濃度p型雜質(zhì)區(qū)構(gòu)成的源區(qū)208、和漏區(qū)209。第一n溝道TFT(A)201a在有源層內(nèi)具有溝道形成區(qū)210、由低濃度n雜質(zhì)區(qū)構(gòu)成且與柵極119重疊的LDD區(qū)211、由高濃度n型雜質(zhì)區(qū)構(gòu)成的源區(qū)212和漏區(qū)213。與柵極119重疊的LDD區(qū)表示為L(zhǎng)ov，對(duì)于溝道長(zhǎng)度為3-7微米的溝道來(lái)說(shuō)，在溝道的縱向，其長(zhǎng)度為0.1-1.5微米，較好是0.3-0.8微米。Lov的長(zhǎng)度控制柵電極119的厚度和錐形部分的角度。
另外，類(lèi)似地，驅(qū)動(dòng)電路的第二p溝道TFT(A)202a的有源層具有溝道形成區(qū)214、與柵極120重疊的LDD區(qū)215、由高濃度p型雜質(zhì)區(qū)形成的源區(qū)216和漏區(qū)217。在第二n溝道TFT(A)203a中，有源層具有溝道形成區(qū)218、與柵電極121重疊的LDD區(qū)219、由高濃度n型雜質(zhì)區(qū)形成的源區(qū)220和漏區(qū)221。LDD區(qū)219具有與LDD區(qū)211相同的結(jié)構(gòu)。像素TFT204在有源層內(nèi)具有溝道形成區(qū)222a和222b、由低濃度n型雜質(zhì)區(qū)形成的LDD區(qū)223a和223b、由高濃度n雜質(zhì)區(qū)形成的源或漏區(qū)225-227。LDD區(qū)223a和223b具有與LDD區(qū)211相同的結(jié)構(gòu)。此外，存儲(chǔ)電容205由電容布線(xiàn)123、柵絕緣膜和與像素TFT204的漏區(qū)227連接的半導(dǎo)體層228和229形成。圖12中，驅(qū)動(dòng)電路的n溝道TFT和p溝道TFT具有單柵結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)柵極提供在源和漏對(duì)之間，像素TFT具有雙柵結(jié)構(gòu)，但所有TFT都可以給予單柵結(jié)構(gòu)，在源和漏對(duì)之間提供多個(gè)柵極的多柵結(jié)構(gòu)也不會(huì)造成問(wèn)題。
另外，有覆蓋柵電極的保護(hù)絕緣膜142和絕緣膜130。保護(hù)絕緣膜可由氧化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜或這些膜組合的層疊膜構(gòu)成。
此外，還有由有機(jī)絕緣材料構(gòu)成的、覆蓋保護(hù)絕緣膜142的層間絕緣膜143?？捎美缇埘啺贰⒈┧?、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺和BCB(苯并環(huán)丁烯)作有機(jī)樹(shù)脂材料。
另外，層間絕緣膜143上具有源布線(xiàn)和漏布線(xiàn)，用于通過(guò)接觸孔連接形成于各有源層上的源區(qū)和漏區(qū)。注意，源布線(xiàn)和漏布線(xiàn)具有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)由參考數(shù)字144a-154a表示的Ti和鋁的層疊膜和參考數(shù)字144b-154b表示的透明導(dǎo)電膜構(gòu)成。另外，漏布線(xiàn)153a和153b還用作像素電極，透明導(dǎo)電膜的合適材料有氧化銦和氧化鋅合金(In2O3-ZnO)和氧化鋅(ZnO)，為了另外增大透射率和導(dǎo)電性，可以使用例如加入了鎵(Ga)的氧化鋅(ZnO:Ga)等材料。
利用上述結(jié)構(gòu)，構(gòu)成每種電路的TFT的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)像素TFT和驅(qū)動(dòng)電路要求的規(guī)格優(yōu)化，可以加強(qiáng)半導(dǎo)體器件的工作性能和可靠性。此外，通過(guò)用具有耐熱性的導(dǎo)電材料形成柵電極，LDD區(qū)和源區(qū)和漏區(qū)的激活變得較容易。
此外，在形成通過(guò)柵絕緣膜與柵極重疊的LDD區(qū)期間，通過(guò)形成具有為控制導(dǎo)電類(lèi)型摻入的雜質(zhì)元素濃度梯度的LDD區(qū)，預(yù)計(jì)可以增強(qiáng)特別是漏區(qū)附近的電場(chǎng)馳豫效應(yīng)。
在作為透射型液晶顯示器件時(shí)，可應(yīng)用圖12所示的有源矩陣基片。
下面利用圖13介紹應(yīng)用圖12所示有源矩陣基片的有源矩陣型液晶顯示器件。
首先，構(gòu)圖有源矩陣基片上的樹(shù)脂膜，形成棒狀間隔件405a-405e和406。間隔件的位置可任意設(shè)定。注意，可以利用通過(guò)分散尺寸為幾微米的晶粒形成間隔件的方法。
然后，在有源矩陣基片的像素部分中，由例如聚酰亞胺樹(shù)脂等材料形成校準(zhǔn)膜407，以使液晶取向。形成校準(zhǔn)膜后，進(jìn)行研磨處理，使液晶分子取向，以便具有某一固定的預(yù)定傾角。
在相對(duì)側(cè)的相對(duì)基片401上形成光屏蔽膜402、透明導(dǎo)電膜403、和校準(zhǔn)膜404。光屏蔽膜402由例如Ti膜、Cr膜或Al膜形成，厚為150-300nm。然后，利用密封部件408將其上形成有像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的有源矩陣基片和相對(duì)基片接合在一起。
然后，在兩基片間注入液晶材料409。液晶材料可使用已知的液晶材料。例如，除TN液晶外，也可以使用指示透射率隨電場(chǎng)連續(xù)變化的電-光響應(yīng)的無(wú)閾值反鐵電混合液晶。某些無(wú)閾值反鐵電混合液晶具有V形電-光響應(yīng)特性。于是完成了圖13所示的反射型有源矩陣液晶顯示器件。
(實(shí)施例2)利用圖14，實(shí)施例2示出了一個(gè)制造使用不同于上述實(shí)施例1(頂柵TFT)的底柵TFT的顯示器件的實(shí)例。
首先，在絕緣基片1801上濺射形成金屬層疊膜。金屬層疊膜用氮化鎢膜作底層，用W膜作頂層。注意，與基片接觸的底膜也可由例如表示為SiOxNy的氮氧化硅膜形成。然后，通過(guò)光刻形成用于得到希望柵布線(xiàn)圖形的抗蝕掩模。
需要例如柵絕緣膜和溝道形成區(qū)等結(jié)構(gòu)形成于底柵TFT的柵布線(xiàn)上。為了增強(qiáng)底柵結(jié)構(gòu)TFT的特性、在柵布線(xiàn)上形成覆蓋膜和柵絕緣膜的耐壓，柵布線(xiàn)1802-1805的錐角較好是等于或小于60度，更好是等于或小于40度。
然后，如本發(fā)明的實(shí)施模式中介紹的，利用ICP腐蝕裝置，并選擇合適的偏置功率和特定氣體流速，使柵布線(xiàn)1802-1805的錐角等于或小于60度，更好是等于或小于40度。隨后的處理可使用已知技術(shù)，這里不再具體介紹。
圖14中，參考數(shù)字1814表示CMOS電路，參考數(shù)字1815表示n溝道TFT，1816表示像素TFT，1817表示層間絕緣膜，1818a表示像素電極，1818b表示ITO膜。形成ITO膜1818b的目的是通過(guò)粘合劑1822與例如FPC 1823等外部端子連接。另外，參考數(shù)字1819表示液晶材料，1820表示相對(duì)電極。此外，參考數(shù)字1801表示第一基片，1808表示密封區(qū)，1807和1809-1812表示棒形間隔件，1821表示第二基片。
注意，可以自由組合實(shí)施例2和實(shí)施例1。
(實(shí)施例3)圖15A-15F展示了利用本發(fā)明在絕緣表面上形成各種布線(xiàn)結(jié)構(gòu)的例子。圖15A示出了由鎢作其主要成分的材料1501構(gòu)成、且形成于具有絕緣表面的膜(或基片)1500上的單層結(jié)構(gòu)布線(xiàn)的剖面圖。該布線(xiàn)通過(guò)構(gòu)圖由采用純度為6N(99.9999％)的靶、用一種氣體如氬(Ar)氣作濺射氣體的濺射形成的膜形成。注意，通過(guò)將基片溫度設(shè)為等于或低于300℃，并將濺射氣體壓力設(shè)為等于或高于1.0Pa，來(lái)控制應(yīng)力，其它條件(例如濺射功率)可由操作者適當(dāng)?shù)卮_定。
在進(jìn)行上述構(gòu)圖時(shí)，根據(jù)例如偏置功率密度，利用本發(fā)明實(shí)施模式中所介紹的方法控制錐角α。
這樣得到的布線(xiàn)1501的截面形狀具有希望的錐角α。另外，布線(xiàn)1501中幾乎沒(méi)有雜質(zhì)元素，特別是可使所含氧量等于或小于30ppm，使電阻率等于或小于20μΩcm，一般為6-15μΩcm。另外，可以將膜應(yīng)力控制在-5×1010-5×1010達(dá)因/cm2。
圖15B示出了與實(shí)施例1的柵極類(lèi)似的兩層結(jié)構(gòu)。注意，氮化鎢(WNx)用作下層，鎢用作上層。另外，注意，氮化鎢膜1502的厚度可以設(shè)為從10-50nm(較好是10-30nm)，鎢膜1503的厚度可以設(shè)為200-400nm(較好是250-350nm)。實(shí)施例3中，利用濺射，在不暴露于大氣的情況下，連續(xù)層疊兩層膜。
圖15C是利用絕緣膜1505覆蓋由具有鎢作其主要成分的材料構(gòu)成、且形成于具有絕緣表面的膜(或基片)1500上的布線(xiàn)1504的例子。絕緣膜1505由氮化硅膜、氧化硅膜和氮氧化硅膜SiOxNy(其中0＜x，y＜1)形成，或由這些膜組合的層疊膜形成。
圖15D是用氮化鎢膜1507覆蓋由具有鎢作其主要成分的材料構(gòu)成、且形成于具有絕緣表面的膜(或基片)1500上的布線(xiàn)1506的表面的例子。注意，如果對(duì)圖15A所示狀態(tài)的布線(xiàn)進(jìn)行例如等離子體硝化等硝化處理，則可以得到圖15D的結(jié)構(gòu)。
圖15E是用氮化鎢膜1510和1508覆蓋由具有鎢作其主要成分的材料構(gòu)成、且形成于具有絕緣表面的膜(或基片)1500上的布線(xiàn)1509的例子。注意，如果對(duì)圖15B所示狀態(tài)的布線(xiàn)進(jìn)行例如等離子體硝化等硝化處理，則可以得到圖15E的結(jié)構(gòu)。
圖15F是形成圖15E狀態(tài)后利用絕緣膜1511覆蓋的例子。絕緣膜1511可由氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜或這些膜的層疊膜形成。
所以，本發(fā)明可應(yīng)用于各種布線(xiàn)結(jié)構(gòu)。可以自由地組合實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1和2所示結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施例4)實(shí)施例4中介紹了一種將本發(fā)明應(yīng)用于在硅基片上制造的反射型液晶顯示器件的情況。代替實(shí)施例1中包括結(jié)晶硅膜的有源層，直接在硅基片(硅晶片)中摻入產(chǎn)生n型或p型導(dǎo)電的雜質(zhì)元素，可以實(shí)現(xiàn)這種TFT結(jié)構(gòu)，另外，該結(jié)構(gòu)是反射型的，因此，可以用具有高反射率(例如，鋁、銀、或它們的合金(Al-Ag合金))的金屬膜等作像素電極。
注意，可以自由地組合實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1-3的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施例5)當(dāng)在常規(guī)MOSFET上形成層間絕緣膜，然后在其上形成TFT時(shí)，可以應(yīng)用本發(fā)明。換言之，可以實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。另外，可以便用例如SIMOX、Smart-cut(SOITEC公司的一種商標(biāo))或ELTRAN(佳能公司的一種商標(biāo))等SOI基片。
注意，可以自由組合實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1-4的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施例6)可以將本發(fā)明應(yīng)用于有源矩陣EL顯示器。圖16示出了一個(gè)例子。
圖16是有源矩陣EL顯示器的電路圖。參考數(shù)字81表示像素部分，X方向驅(qū)動(dòng)電路82和Y方向驅(qū)動(dòng)電路83形成于其外圍。另外，像素部分81中的每個(gè)像素包括開(kāi)關(guān)TFT 84、電容器85、電流控制TFT86和有機(jī)EL元件87，開(kāi)關(guān)TFT84接X(jué)方向信號(hào)線(xiàn)88a(或88b)，和Y方向信號(hào)線(xiàn)89a(或89b，89c)。另外，電源線(xiàn)90a和90b接電流控制TFT86。
在本實(shí)施例中的有源矩陣EL顯示器中，通過(guò)組合圖12中的p溝道TFT200a或202a和圖12中的n溝道TFT201a或203a，可以形成用于X方向驅(qū)動(dòng)電路82、Y方向驅(qū)動(dòng)電路83和電流控制TFT86的TFT。用于開(kāi)關(guān)TFT84的TFT可由圖12中的n溝道TFT204形成。
可以自由組合本發(fā)明的有源矩陣EL顯示器與實(shí)施例1-5的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施例7)下面結(jié)合圖17介紹實(shí)施例1中圖13所示有源矩陣液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)。有源矩陣基片(第一基片)包括形成于玻璃基片801上的像素部分802、柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路803和源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路804。像素部分的像素TFT805(對(duì)應(yīng)于圖13中的像素TFT204)是n溝道TFT，并與像素電極806和存儲(chǔ)電極807(對(duì)應(yīng)于圖13中的存儲(chǔ)電容205)連接。
外圍中的驅(qū)動(dòng)電路由CMOS電路作為基礎(chǔ)。柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路803和源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路804分別通過(guò)柵布線(xiàn)808和源布線(xiàn)809連接像素部分802。另外，輸入-輸出布線(xiàn)(連接布線(xiàn))812和813設(shè)于與用于將信號(hào)傳輸?shù)津?qū)動(dòng)電路的FPC810連接的外部輸入-輸出端子811中。參考數(shù)字814是相對(duì)基片(第二基片)。
注意，盡管本說(shuō)明書(shū)中圖17所示的半導(dǎo)體器件是指有源矩陣液晶顯示器件，但圖17所示的用FPC完成的液晶屏板一般稱(chēng)作液晶組件。因此，可以稱(chēng)該實(shí)施例的有源矩陣液晶顯示器件作液晶組件。
(實(shí)施例8)
通過(guò)實(shí)施本發(fā)明制造的TFT可應(yīng)用于各種電-光器件。即，本發(fā)明可應(yīng)用于引入這種電-光器件作顯示部分的所有電子設(shè)備。
這些電子設(shè)備的例子包括視頻攝像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、頭戴式顯示器(眼鏡式顯示器)、可穿式顯示器、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、個(gè)人電腦和便攜式信息終端(例如移動(dòng)電腦，便攜式電話(huà)，電子計(jì)事本等)。圖18A-18F示出這些電子設(shè)備的例子。
圖18A示出了個(gè)人電腦，包括主體2001、圖像輸入部分2002、顯示部分2003、鍵盤(pán)2004。本發(fā)明可應(yīng)用于圖像輸入部分2002、顯示部分2003或其它信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。
圖18B示出了視頻攝像機(jī)，包括主體2101、顯示部分2102、音頻輸入部分2103、操作開(kāi)關(guān)2104、電池2105和圖像接收部分2106。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部分2102、音頻輸入部分2103或其它信號(hào)控制電路。
圖18C示出了便攜式電腦，包括主體2201、攝像部分2202、圖像接收部分2203、操作開(kāi)關(guān)2204和顯示部分2205。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部分2205或其它信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。
圖18D示出了眼鏡式顯示器，包括主體2301、顯示部分2302、臂部2303。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部分2302或其它信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。
圖18E示出了采用存儲(chǔ)有程序的記錄媒質(zhì)(此后稱(chēng)之為記錄媒質(zhì))的播放器，包括主體2401、顯示部分2402、揚(yáng)聲器單元2403、記錄媒質(zhì)2404和操作開(kāi)關(guān)2405。注意，使用DVD(數(shù)字通用盤(pán))或CD作該裝置的記錄媒質(zhì)，能夠再現(xiàn)音樂(lè)程序，顯示圖像，并進(jìn)行游戲，或用于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示器件2402和其它信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。
圖18F示出了數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，包括主體2501、顯示部分2502、目鏡部分2503、操作開(kāi)關(guān)2504、和圖像接收單元(圖中未示出)。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示單元2502或其它信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍很寬，可應(yīng)用于各種領(lǐng)域的電子設(shè)備。另外，本實(shí)施例的電子設(shè)備可利用實(shí)施例1-7的任何一種組合實(shí)現(xiàn)。
(實(shí)施例9)通過(guò)實(shí)施本發(fā)明制造的TFT可應(yīng)用于各種電-光器件。即，本發(fā)明可應(yīng)用于引入這種電-光器件作顯示部分的電子設(shè)備。
關(guān)于這種電子設(shè)備，可以給出投影儀(背置型或前置型)等。圖19A-19D示出了幾個(gè)例子。
圖19A示出了前置型投影儀，它包括投影系統(tǒng)2601和屏2602。本發(fā)明可應(yīng)用于構(gòu)成投影系統(tǒng)2601的一部分的液晶顯示器件2808或其它信號(hào)控制電路。
圖19B示出了背置型投影儀，它包括主體2701、投影系統(tǒng)2702、反射鏡2703、屏2704。本發(fā)明可應(yīng)于構(gòu)成投影系統(tǒng)2702一部分的液晶顯示器件2808或其它信號(hào)控制電路。
圖19C是展示圖19A和19B中的顯示器件2601和2702的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示圖。投影系統(tǒng)2601和2702包括光源光學(xué)系統(tǒng)2801、反射鏡2802和2804-2806、分光鏡2803、棱鏡2807、液晶顯示器件2808、相差板2809、和投影光學(xué)系統(tǒng)2810構(gòu)成。投影光學(xué)系統(tǒng)2810由包括透鏡的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。盡管本實(shí)施例示出了三板系統(tǒng)的例子，但并不限于這種系統(tǒng)，也可以采用單板系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)。操作者可以在圖19C中箭頭所示的光學(xué)路徑中適當(dāng)?shù)卦O(shè)置例如光學(xué)透鏡、偏振膜、調(diào)相膜、IR膜等。
此外，圖19D示出了圖19C的光源光學(xué)系統(tǒng)2801的結(jié)構(gòu)的實(shí)例。該例中，光源光學(xué)系統(tǒng)2801包括反射器2811、光源2812、透鏡陣列2813和2814、偏振轉(zhuǎn)換元件2815及會(huì)聚透鏡2816。順便提及，圖19D所示的光源光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)例，本發(fā)明不限于該圖所示的結(jié)構(gòu)。例如，操作者可以在該光源光學(xué)系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)卦O(shè)置光學(xué)透鏡、偏振膜、調(diào)相膜、IR膜等。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍非常廣泛，可應(yīng)用于各種領(lǐng)域的電子設(shè)備。另外，本例的電子設(shè)備可利用實(shí)施例1-3和7的任何組合的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。然而，如果本實(shí)施例的投影系統(tǒng)是透射型液晶顯示器件，無(wú)需說(shuō)它們不能應(yīng)用于反射型液晶顯示器件。
通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置通過(guò)能夠控制布線(xiàn)的錐角α的偏置功率和特定氣體流速等條件，可以提高相對(duì)于底膜的選擇性，同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明可以得到希望的錐角α。結(jié)果，形成于布線(xiàn)上的膜的覆蓋較好，因此可以減少例如布線(xiàn)剝落、布線(xiàn)漏電和短路等缺陷。
另外，可以腐蝕得使該部分內(nèi)具有良好的分布，并可以得到均勻的布線(xiàn)形狀。
另外，本發(fā)明可應(yīng)用于接觸孔等的開(kāi)口工藝。
權(quán)利要求
1.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟在基片上形成半導(dǎo)體層，在所述半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成金屬薄膜；和通過(guò)ICP腐蝕對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述側(cè)表面的錐形角度為25-35度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)使用包含第一氣體和第二氣體的腐蝕氣體執(zhí)行所述ICP腐蝕，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
7.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟在基片上形成半導(dǎo)體層，在所述半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成金屬薄膜；通過(guò)ICP腐蝕對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形；和將雜質(zhì)離子引入到具有用作掩模的所述柵電極的所述半導(dǎo)體層中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述側(cè)表面的錐形角度為20-70度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中通過(guò)使用包含第一氣體和第二氣體的腐蝕氣體執(zhí)行所述ICP腐蝕，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
13.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟在基片上形成半導(dǎo)體層，在所述半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成金屬薄膜；和腐蝕室中提供的電極鄰近地放置所述基片，其中所述腐蝕室具有多個(gè)螺旋線(xiàn)圈；將腐蝕氣體引入到所述腐蝕室內(nèi)；通過(guò)所述多個(gè)螺旋線(xiàn)圈提供射頻功率給所述腐蝕氣體以便形成所述腐蝕氣體的等離子體；在對(duì)腐蝕室的所述電極施加偏壓時(shí)，通過(guò)使用該腐蝕氣體的等離子體來(lái)對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述側(cè)表面的錐形角度為20-70度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述腐蝕氣體包含第一氣體和第二氣體，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
19.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟在基片上形成半導(dǎo)體層，在所述半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成金屬薄膜；和腐蝕室中提供的電極鄰近地放置所述基片，其中所述腐蝕室具有多個(gè)螺旋線(xiàn)圈；將腐蝕氣體引入到所述腐蝕室內(nèi)；通過(guò)所述多個(gè)螺旋線(xiàn)圈提供射頻功率給所述腐蝕氣體以便形成所述腐蝕氣體的等離子體；在對(duì)腐蝕室的所述電極施加偏壓時(shí)，通過(guò)使用該腐蝕氣體的等離子體來(lái)對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形；和將雜質(zhì)離子引入到具有用作掩模的所述柵電極的所述半導(dǎo)體層中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述側(cè)表面的錐形角度為20-70度。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述腐蝕氣體包含第一氣體和第二氣體，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
25.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟利用包含SiH4和N2O的第一反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體CVD在基片上形成第一氮氧化硅膜；在所述氮氧化硅膜上形成半導(dǎo)體層，利用包含SiH4和N2O的第二反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體CVD在所述半導(dǎo)體層上形成第二氮氧化硅膜；在所述第二氮氧化硅膜上形層金屬薄膜；和通過(guò)ICP腐蝕對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述側(cè)表面的錐形角度為20-70度。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述腐蝕氣體包含第一氣體和第二氣體，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
31.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟利用包含SiH4和N2O的第一反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體CVD在基片上形成第一氮氧化硅膜；在所述氮氧化硅膜上形成半導(dǎo)體層，利用包含SiH4和N2O的第二反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體CVD在所述半導(dǎo)體層上形成第二氮氧化硅膜；在所述第二氮氧化硅膜上形層金屬薄膜；通過(guò)ICP腐蝕對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形；和將雜質(zhì)離子引入到具有用作掩模的所述柵電極的所述半導(dǎo)體層中。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述側(cè)表面的錐形角度為20-70度。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述腐蝕氣體包含第一氣體和第二氣體，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
37.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟利用包含SiH4和N2O的第一反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體CVD在基片上形成第一氮氧化硅膜；在所述氮氧化硅膜上形成半導(dǎo)體層，利用包含SiH4和N2O的第二反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體CVD在所述半導(dǎo)體層上形成第二氮氧化硅膜；在所述第二氮氧化硅膜上形層金屬薄膜；和腐蝕室中提供的電極鄰近地放置所述基片，其中所述腐蝕室具有螺旋線(xiàn)圈；將腐蝕氣體引入到所述腐蝕室內(nèi)；通過(guò)所述螺旋線(xiàn)圈提供射頻功率給所述腐蝕氣體以便形成所述腐蝕氣體的等離子體；在對(duì)腐蝕室的所述電極施加偏壓時(shí)，通過(guò)使用該腐蝕氣體的等離子體來(lái)對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中所述側(cè)表面的錐形角度為20-70度。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中所述腐蝕氣體包含第一氣體和第二氣體，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
43.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟利用包含SiH4和N2O的第一反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體CVD在基片上形成第一氮氧化硅膜；在所述氮氧化硅膜上形成半導(dǎo)體層，利用包含SiH4和N2O的第二反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體CVD在所述半導(dǎo)體層上形成第二氮氧化硅膜；在所述第二氮氧化硅膜上形層金屬薄膜；和腐蝕室中提供的電極相鄰近地放置所述基片，其中所述腐蝕室具有多個(gè)螺旋線(xiàn)圈；將腐蝕氣體引入到所述腐蝕室內(nèi)；通過(guò)所述多個(gè)螺旋線(xiàn)圈提供射頻功率給所述腐蝕氣體以便形成所述腐蝕氣體的等離子體；在對(duì)腐蝕室的所述電極施加偏壓時(shí)，通過(guò)使用該腐蝕氣體的等離子體來(lái)對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形；和將雜質(zhì)離子引入到具有用作掩模的所述柵電極的所述半導(dǎo)體層中。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述側(cè)表面的錐形角度為20-70度。
45.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
46.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
47.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述腐蝕氣體包含第一氣體和第二氣體，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
49.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述螺旋線(xiàn)圈是多個(gè)螺旋線(xiàn)圈。
50.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述第一反應(yīng)氣體還包含H2。
51.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述第二反應(yīng)氣體還包含O2。
52.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述第一反應(yīng)氣體還包含H2。
53.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述第二反應(yīng)氣體還包含O2。
54.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中所述第一反應(yīng)氣體還包含H2。
55.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中所述第二反應(yīng)氣體還包含O2。
56.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述第一反應(yīng)氣體還包含H2。
57.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述第二反應(yīng)氣體還包含O2。
58.一種制造顯示器件的方法，所述方法包括以下步驟在基片上形成半導(dǎo)體層，在所述半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成金屬薄膜；和通過(guò)ICP腐蝕對(duì)所述金屬薄膜構(gòu)圖以形成柵電極，使得該柵電極的側(cè)表面成錐形，其中所述側(cè)表面的錐形角度為20-70度。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的方法，其中所述金屬薄膜包括鎢或者其合金。
60.根據(jù)權(quán)利要求58的方法，其中所述金屬薄膜包括從Ta，Ti，Mo，Cr和Nb構(gòu)成的組中選擇的一種材料。
61.根據(jù)權(quán)利要求58的方法，其中通過(guò)使用包含第一氣體和第二氣體的腐蝕氣體執(zhí)行所述ICP腐蝕，所述第一氣體包含氟，所述第二氣體包含氯。
62.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中所述第一氣體是CF4，C2F6和C4F8中的至少一種氣體，所述第二氣體是Cl2、SiCl4和BCl3中的至少一種氣體。
全文摘要
提供一種干法腐蝕法，用于形成具有錐形且相對(duì)于底膜具有較大特定選擇率的鎢布線(xiàn)。如果適當(dāng)調(diào)節(jié)偏置功率密度，并且如果利用具有氟作其主要成分的腐蝕氣體去除鎢薄膜的希望部分，則可以形成具有希望錐角的鎢膜。
文檔編號(hào)C23F4/00GK1881537SQ20061010037
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2000年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月22日
發(fā)明者須澤英臣, 小野幸治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所