JP2996712B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置に関し、例えば、センサー、TF
T等を有するイメージセンサー、液晶ディスプレイ等に
適用される、信頼性の高い半導体装置に関するものであ
る。The present invention relates to a semiconductor device, for example, a sensor, a TF
The present invention relates to a highly reliable semiconductor device applied to an image sensor having T or the like, a liquid crystal display, and the like.
従来、アモルファスシリコンを用いた長尺センサーな
どに代表される半導体装置においては、出力バラツキを
抑えるため、各配線をできるだけ低抵抗に抑える必要が
あり、例えばAl,Al合金に代表される材料を許容範囲内
で配線幅を広く形成して用いてきた。また、上下配線間
のクロストークの抑制と、配線の配線方向の被覆不良に
よる断線を防ぐ目的で、上側の配線下には全てそのまま
TFT、光電変換部と共通のアモルファス半導体層を残し
ている。Conventionally, in semiconductor devices typified by long sensors using amorphous silicon, it is necessary to keep the wiring as low as possible in order to suppress output variations.For example, materials such as Al and Al alloys are allowed. The wiring width has been widened within the range and used. In order to suppress crosstalk between the upper and lower wiring and to prevent disconnection due to poor coverage in the wiring direction of the wiring,
The amorphous semiconductor layer common to the TFT and the photoelectric conversion unit is left.
第4図は、上記従来例に係る半導体装置の配線部断面
図である。第4図において、例えば、ガラス等の透明絶
縁基板(101)上にゲート電極をパターン形成した後、
アモルファスSiN:H膜等のゲート絶縁膜(102)、アモル
ファスシリコンからなる半導体層(103)、リン等をド
ープした不純物半導体層(104)を順に堆積し、Al若し
くはAl合金配線(105)を堆積、パターン形成した後、
素子間分離工程にて配線幅よりも外側まで半導体層(10
3)、ゲート絶縁層(102)を残して、その上に堆積する
保護層(106)の被覆性を良好にする形態を採ってい
た。そして最後に、表面にガラス等の透明絶縁層(10
8)を接着形成していた。このような従来の半導体装置
において、配線の信頼性を確保する上で、特に保護層
(106)にクラック等の穴を作らない構造、及びプロセ
スが要求される。FIG. 4 is a sectional view of a wiring portion of the semiconductor device according to the conventional example. In FIG. 4, for example, after patterning a gate electrode on a transparent insulating substrate (101) such as glass,
A gate insulating film (102) such as an amorphous SiN: H film, a semiconductor layer (103) made of amorphous silicon, an impurity semiconductor layer (104) doped with phosphorus or the like are sequentially deposited, and an Al or Al alloy wiring (105) is deposited. , After pattern formation
The semiconductor layer (10
3) The gate insulating layer (102) is left, and the protective layer (106) deposited on the gate insulating layer (102) is improved in coverage. Finally, a transparent insulating layer such as glass (10
8) The adhesive was formed. In such a conventional semiconductor device, in order to ensure the reliability of the wiring, a structure and a process that do not particularly form a hole such as a crack in the protective layer (106) are required.
ところが、前記構造では、後プロセスの熱履歴で不要
なヒロックが発生し、その突起部から保護層が割れ、
水、イオンなどの不純物が侵入し、配線を腐食させてし
まうといった信頼性上の問題があった。このヒロック
は、200℃以上の熱履歴において、配線幅が広いほど多
く発生し、かつアモルファスシリコン上で特に強調され
て発生することが分かっている。したがって、第4図の
ような本構造を採っているかぎりは、上述のように、余
計にヒロックの発生を促進し、信頼性の問題が回避でき
ないものとなってしまう。However, in the above structure, unnecessary hillocks are generated due to the heat history of the post-process, and the protective layer is cracked from the protrusion,
There is a problem in reliability that impurities such as water and ions invade and corrode the wiring. It has been found that this hillock occurs more frequently at a heat history of 200 ° C. or higher as the wiring width is wider, and is particularly emphasized on amorphous silicon. Therefore, as long as the present structure as shown in FIG. 4 is employed, the occurrence of hillocks is further promoted as described above, and the problem of reliability cannot be avoided.
そこで、本発明では、上記問題点に対し、保護層の被
覆性を良好に保ちつつ、アモルファスシリコン上になけ
ればならない配線のヒロックの発生を抑えて、信頼性が
良好となる配線構造を有する半導体装置を提供すること
を目的としている。In view of the above, in the present invention, a semiconductor having a wiring structure that improves the reliability by suppressing the occurrence of hillocks in the wiring that must be on amorphous silicon while maintaining good coverage of the protective layer with respect to the above problem. It is intended to provide a device.
本発明は、絶縁基板上に堆積されたアモルファスシリ
コンからなる半導体層と、前記半導体層上に不純物半導
体層を介して設けられたアルミニウム又はアルミニウム
合金からなる最小線巾の2倍以上の線巾を要する配線
と、前記配線を覆う保護層と、を有する半導体装置にお
いて、前記配線は、前記線巾より小さい巾を有する複数
の並列配列された部分に分割されており、前記半導体層
は、前記複数の並列配列された部分に共通の層とするこ
とにより、配線上に堆堆される保護層の被覆性を良好に
保ちつつ、配線のヒロックを抑制することによって、配
線の信頼性の向上を実現している。The present invention provides a semiconductor layer made of amorphous silicon deposited on an insulating substrate, and a line width of at least twice the minimum line width made of aluminum or an aluminum alloy provided on the semiconductor layer via an impurity semiconductor layer. In a semiconductor device having a required wiring and a protective layer covering the wiring, the wiring is divided into a plurality of parallel-arranged portions having a width smaller than the line width, and the semiconductor layer By using a common layer for the parts arranged in parallel to each other, it is possible to improve the reliability of wiring by suppressing wiring hillocks while maintaining good coverage of the protective layer deposited on the wiring are doing.
また好ましくは、アモルファスシリコンからなる半導
体層の端部は、配線の端の外側まで延びるように設定さ
れる。Preferably, the end of the semiconductor layer made of amorphous silicon is set to extend to the outside of the end of the wiring.
以下に本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第1図は、A1もしくはA1合金配線部の断面を示
し、第2図は第1図のA−A線における断面図である。
図において、101は、たとえば商品名「コーニング705
9」のような透光性絶縁基板、102はゲート絶縁膜、103
は半導体層、104は不純物半導体層、105は配線、106は
配線105のための保護層、107は有機接着剤からなる接着
層、108はガラス等の耐摩耗層を示す。ゲート絶縁膜10
2、半導体層103および不純物半導体層104は、それぞれ
アモルファスシリコンで構成される。アモルファスシリ
コンの半導体層103は、アルミニウム配線を支持してお
り、更に不純物半導体層104とともに、電流通路として
機能し、これにより断線に対する信頼性が向上する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross section of an A1 or A1 alloy wiring portion, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
In the figure, 101 is, for example, the product name “Corning 705
Transparent insulating substrate such as 9 '', 102 is a gate insulating film, 103
Denotes a semiconductor layer, 104 denotes an impurity semiconductor layer, 105 denotes a wiring, 106 denotes a protective layer for the wiring 105, 107 denotes an adhesive layer made of an organic adhesive, and 108 denotes a wear-resistant layer such as glass. Gate insulating film 10
2. The semiconductor layer 103 and the impurity semiconductor layer 104 are each made of amorphous silicon. The amorphous silicon semiconductor layer 103 supports the aluminum wiring, and also functions as a current path together with the impurity semiconductor layer 104, thereby improving reliability against disconnection.
配線105は、A1もしくはA1合金からなり、最小線巾ル
ールの2倍以上の巾を必要とする配線を複数の部分に分
割した構造を有している。すなわちこの配線105は、表
面に溝を設けた公知のくし歯形電極とは異なるものであ
る。そしてこの配線105の下方に位置する半導体層103お
よび絶縁膜102は、配線105の端部よりも外側に延びてい
る。The wiring 105 is made of A1 or an A1 alloy, and has a structure in which a wiring requiring a width twice or more the minimum line width rule is divided into a plurality of portions. That is, the wiring 105 is different from a known comb-shaped electrode having a groove on the surface. The semiconductor layer 103 and the insulating film 102 located below the wiring 105 extend outside the end of the wiring 105.
このような配線構造を有する半導体装置を製造する工
程を第3図(a)〜(c)にしたがって説明する。ま
ず、洗浄した絶縁基板101上に、A1/Crからなるゲート電
極パターンを形成した後、RFグロー放電法を用いて、ア
モルファスSiN:H膜等のゲート絶縁膜102、アモルファス
シリコン半導体層103およびオーミックコンタクト用の
不純物半導体層104を順次堆積させ、ついでドライエッ
チングによりコンタクトホールを形成した後、直流スパ
ッタ法によりA1もしくはA1合金等からなる上側電極105
を設ける(第3図(a))。なお第3図(a)の断面位
置にはコンタクトホールが存在しないため、ゲート電極
は図示されていない。The steps of manufacturing a semiconductor device having such a wiring structure will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c). First, after forming a gate electrode pattern made of A1 / Cr on the cleaned insulating substrate 101, a gate insulating film 102 such as an amorphous SiN: H film, an amorphous silicon semiconductor layer 103, and an ohmic An impurity semiconductor layer 104 for contact is sequentially deposited, and a contact hole is formed by dry etching. Then, an upper electrode 105 made of A1 or an A1 alloy or the like is formed by DC sputtering.
(FIG. 3A). The gate electrode is not shown because no contact hole exists at the cross-sectional position in FIG.
つぎに、上側電極105をウェットプロセスによりパタ
ーン形成した後、同じレジストパターンにより、TFTお
よび光電変換用センサーギャップ部の不純物半導体をド
ライエッチングにより除去する(第3図(b))。この
とき、配線間の不純物半導体層も同時に除去する。その
後、素子間分離工程において、下方のアモルファスシリ
コン半導体層103とゲート絶縁膜102とを、配線端よりも
外まで残るようにドライエッチングにより除去する(第
3図(c))。Next, after the upper electrode 105 is patterned by a wet process, the TFT and the impurity semiconductor in the sensor gap for photoelectric conversion are removed by dry etching using the same resist pattern (FIG. 3B). At this time, the impurity semiconductor layer between the wirings is also removed at the same time. Thereafter, in the element isolation step, the lower amorphous silicon semiconductor layer 103 and the gate insulating film 102 are removed by dry etching so as to remain outside the wiring ends (FIG. 3C).
最後に、200℃でアニールした後、RFグロー放電法を
用いて、アモルファスSiN:H膜等の絶縁体からなる保護
層106を堆積させ、その上に、エポキシ樹脂等の接着層1
07を介して、最上層となる耐摩耗層108を接着して、第
1図および第2図に示したような半導体装置が完成す
る。この半導体装置は、光電変換部、TFT部、およびコ
ンデンサ部を、それぞれアモルファスシリコンからなる
共通の層102,103,104から構成したラインセンサ構成し
ている。Finally, after annealing at 200 ° C., a protective layer 106 made of an insulator such as an amorphous SiN: H film is deposited using an RF glow discharge method, and an adhesive layer 1 such as an epoxy resin is
The wear-resistant layer 108, which is the uppermost layer, is bonded through the layer 07 to complete the semiconductor device as shown in FIGS. 1 and 2. In this semiconductor device, a photoelectric conversion unit, a TFT unit, and a capacitor unit are each configured as a line sensor including common layers 102, 103, and 104 made of amorphous silicon.
このような構成の半導体装置においては、その製造プ
ロセスの最終工程でガラスの保護層106を設ける際、ワ
イヤーバッド付近の引出し線上の端部(第2図に符号C
で示す)において耐摩耗層108は突起部を形成してお
り、接着剤によって貼付ける際に、アニールで発生した
ヒロックにより破壊されやすく、もし破壊が起これば、
接着剤からの不純物の混入により配線が腐食されるとい
う問題が生じるが、本発明では、マスクの変更のみでカ
バレージを良好に保つことができるので、突起部が破壊
されることはない。In the semiconductor device having such a configuration, when the protective layer 106 made of glass is provided in the final step of the manufacturing process, the end of the lead wire near the wire pad (the reference numeral C in FIG. 2).
), The abrasion-resistant layer 108 forms a protrusion, and when affixed with an adhesive, is easily broken by hillocks generated by annealing.
There is a problem that the wiring is corroded due to the mixing of impurities from the adhesive, but in the present invention, good coverage can be maintained only by changing the mask, so that the projection is not destroyed.
以上に説明したように本発明の半導体装置において
は、配線上に設けた保護層の被覆性を良好に保ちつつ、
ヒロックの不要な突起部をなくすことができるので、後
プロセスの衝撃で保護層の突起部が破壊されるトラブル
が防止でき、配線の信頼性を向上させることができる。As described above, in the semiconductor device of the present invention, while maintaining good coverage of the protective layer provided on the wiring,
Since unnecessary projections of hillocks can be eliminated, it is possible to prevent a problem that the projections of the protective layer are destroyed by the impact of a later process, thereby improving the reliability of wiring.
第1図は本発明の一実施例による半導体装置の一部の断
面図、第3図は第1図のA−A線における断面図、第3
図(a)〜(c)は第1図および第2図の半導体装置を
製造する工程を示す説明図、第4図は従来の半導体装置
の一部の断面図である。 101……絶縁基板、102……ゲート絶縁膜、103……半導
体層、104……不純物半導体層、105……配線、106……
保護層、107……接着層、108……耐摩耗層。FIG. 1 is a sectional view of a part of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG.
1A to 1C are explanatory views showing steps of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a part of a conventional semiconductor device. 101 ... insulating substrate, 102 ... gate insulating film, 103 ... semiconductor layer, 104 ... impurity semiconductor layer, 105 ... wiring, 106 ...
Protective layer, 107: adhesive layer, 108: wear-resistant layer.
Claims (2)
コンからなる半導体層と、前記半導体層上に不純物半導
体層を介して設けられたアルミニウム又はアルミニウム
合金からなる最小線巾の2倍以上の線巾を要する配線
と、前記配線を覆う保護層と、を有する半導体装置にお
いて、 前記配線は、前記線巾より小さい巾を有する複数の並列
配列された部分に分割されており、 前記半導体層は、前記複数の並列配列された部分に共通
の層であることを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor layer made of amorphous silicon deposited on an insulating substrate, and a line width not less than twice a minimum line width made of aluminum or an aluminum alloy provided on said semiconductor layer via an impurity semiconductor layer. And a protective layer covering the wiring, wherein the wiring is divided into a plurality of parallel-arranged portions having a width smaller than the line width. A semiconductor device, which is a layer common to a plurality of portions arranged in parallel.
層の端部が前記配線の端の外側まで延びていることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an end of said semiconductor layer made of amorphous silicon extends to an outside of an end of said wiring.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278940A JP2996712B2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278940A JP2996712B2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Semiconductor device |
Publications (2)
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| JPH04155832A JPH04155832A (en) | 1992-05-28 |
| JP2996712B2 true JP2996712B2 (en) | 2000-01-11 |
Family
ID=17604188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278940A Expired - Fee Related JP2996712B2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2996712B2 (en) |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP2278940A patent/JP2996712B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04155832A (en) | 1992-05-28 |
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