JP4666907B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、絶縁ゲート型電界効果トランジスタの作製方法に係り、特にゲートオーバーラップ構造の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)に適用することができる半導体装置の作製方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an insulated gate field effect transistor, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device that can be applied to a thin film transistor (TFT) having a gate overlap structure.
液晶を用いた表示装置は、液晶テレビ受像機に代表されるように20インチを越える大型画面の製品が実用化されている。近年では多結晶シリコン膜を活性層に用いたTFTで、駆動回路一体型の液晶表示装置が実現されている。 As a display device using liquid crystal, a product having a large screen exceeding 20 inches has been put into practical use, as represented by a liquid crystal television receiver. In recent years, a drive circuit integrated liquid crystal display device has been realized with TFTs using a polycrystalline silicon film as an active layer.
しかし、多結晶シリコン膜を用いたTFTはドレイン接合耐圧が低く、接合漏れ電流(以下、オフリーク電流と呼ぶ)が大きくなるという欠点が指摘されている。その対策として、低濃度ドレイン(LDD:Lightly Doped Drain)構造を形成することが有効であることが知られている。 However, it has been pointed out that TFTs using a polycrystalline silicon film have a low drain junction breakdown voltage and a large junction leakage current (hereinafter referred to as off-leakage current). As a countermeasure, it is known that it is effective to form a lightly doped drain (LDD) structure.
また、ドレイン領域近傍での高電界が生じ、発生したホットキャリアがLDD領域上のゲート絶縁膜にトラップされ、しきい値電圧など素子特性が大幅に変動し、低下する現象が問題として指摘されている。ホットキャリアによる劣化を防止するための手段として、LDD領域がゲート電極とオーバーラップした構造のTFTが開示されている(特許文献1参照。)。ゲートオーバーラップLDD構造のTFTは、通常のLDD構造のTFTと比較して電流駆動能力が高く、ドレイン領域近傍での高電界を有効に緩和してホットキャリアによる劣化を抑止している。 Also, a problem has been pointed out that a high electric field is generated in the vicinity of the drain region, and the generated hot carriers are trapped in the gate insulating film on the LDD region, and the device characteristics such as the threshold voltage fluctuate and decrease. Yes. As means for preventing deterioration due to hot carriers, a TFT having a structure in which an LDD region overlaps a gate electrode is disclosed (see Patent Document 1). A gate overlap LDD structure TFT has a higher current driving capability than a normal LDD structure TFT, and effectively relieves a high electric field in the vicinity of the drain region to suppress deterioration due to hot carriers.
しかしながら、上記公報に開示されたゲートオーバーラップLDD構造のTFTは、LDDを形成する不純物領域を半導体層に形成した後ゲート電極を重ね合わせることで、設計ルールの縮小に伴いゲート電極とのオーバーラップ量を正確に作り込むことができない。 However, the gate overlap LDD structure TFT disclosed in the above publication has overlapped with the gate electrode as the design rule is reduced by overlapping the gate electrode after forming the impurity region for forming the LDD in the semiconductor layer. The amount cannot be made accurately.
自己整合的にゲートオーバーラップLDD構造のTFTを作製する好適な一例として、少なくとも二層積層した導電層を1回の光露光処理と複数回のエッチング加工により、上層部と下層部の導電層の寸法を異ならせ、その寸法差と膜厚差を利用してイオンドーピングすることにより自己整合的にゲート電極とオーバーラップするLDD領域を形成することを可能とする技術が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。 As a suitable example of fabricating a gate overlap LDD structure TFT in a self-aligning manner, at least two conductive layers are laminated by one photoexposure treatment and a plurality of etching processes to form upper and lower conductive layers. A technique is disclosed that makes it possible to form an LDD region that overlaps with a gate electrode in a self-aligned manner by making the dimensions different and ion-doping using the dimensional difference and the film thickness difference (for example, (See Patent Document 2).
勿論、ホットキャリアの劣化対策としてゲート電極とオーバーラップするLDDの機能を最大限に発揮させるためには、TFTの駆動電圧に応じてLDDの長さ(チャネル長に対する長さ)を最適化する必要がある。すなわち、ドレイン領域近傍の高電界を有効に緩和するのに最適な長さがある。 Of course, in order to maximize the function of the LDD that overlaps the gate electrode as a countermeasure against hot carrier degradation, it is necessary to optimize the length of the LDD (the length with respect to the channel length) according to the driving voltage of the TFT. There is. That is, there is an optimum length for effectively relaxing the high electric field in the vicinity of the drain region.
上記公報が開示する技術は、二層積層された導電層をテーパー形状にエッチング加工する第1段階と、テーパー形状を有する導電層のうち、上層のみを選択的に異方性エッチング加工する第2段階とを有し、テーパー角を制御することによりLDDの長さを調節できる点に特徴がある。 The technique disclosed in the above publication includes a first step of etching a two-layered conductive layer into a tapered shape, and a second step of selectively anisotropically etching only the upper layer of the tapered conductive layer. And the length of the LDD can be adjusted by controlling the taper angle.
チャネル長10μm程度のTFTに対し10〜20Vで駆動するには、1μm以上(好ましくは1.5μm以上)のLDD長さ(ゲート電極とオーバーラップする部位の長さ)が必要となる。 In order to drive a TFT having a channel length of about 10 μm at 10 to 20 V, an LDD length of 1 μm or more (preferably 1.5 μm or more) (the length of a portion overlapping with the gate electrode) is required.
少なくとも二層の積層構造を有するゲート電極を用いる従来の技術では、LDDの長さを制御するにはゲート電極の加工段階における端部のテーパー角(基板表面と成す角度)を小さくする必要がある。それにはマスクパターンの後退量を大きくする必要がある。 In the conventional technique using a gate electrode having a laminated structure of at least two layers, it is necessary to reduce the taper angle (angle formed with the substrate surface) at the end of the gate electrode processing stage in order to control the length of the LDD. . For this purpose, it is necessary to increase the retraction amount of the mask pattern.
しかし、二層積層構造体の第1導電層を窒化タンタルとして、前記第2導電層をチタン、又はチタンを主成分とする金属としたゲート電極を形成する場合、テーパーエッチング加工によって、LDD領域の長さを1μm以上好ましくは1.5μm確保するために必要なテーパー形状を得ることが難しく、すなわち、導電膜端部のテーパー角が大きくなってしまうことが問題となっている。その後異方性エッチング加工しても、第2導電層端部にエッチング残り(裾引き)が生じてしまい、LDD領域として作用する部分が短くなってしまう。三層積層構造体にした場合も上記同様エッチング残り(裾引き)が発生してしまい同様な問題が発生する。 However, when forming a gate electrode in which the first conductive layer of the two-layer stacked structure is tantalum nitride and the second conductive layer is titanium or a metal containing titanium as a main component, the LDD region is formed by taper etching. It is difficult to obtain a tapered shape necessary for securing a length of 1 μm or more, preferably 1.5 μm, that is, the taper angle at the end of the conductive film is increased. Even if anisotropic etching is performed thereafter, an etching residue (bottoming) occurs at the end portion of the second conductive layer, and the portion acting as the LDD region is shortened. Even in the case of a three-layer laminated structure, the same etching problems as those described above occur and cause similar problems.
ゲート電極に限らず、マスクパターンに基づいて被膜の端部又は側壁部をテーパー形状にエッチング加工するには、ドライエッチング法でマスクパターンの幅を同時に後退させながら被加工物をエッチングすることで可能となる。その為にはエッチングするガス種の選択と、バイアス電圧の制御、マスクパターンの材料と被膜との選択比が重要となる。 Not only the gate electrode but also the edge or side wall of the film can be etched into a tapered shape based on the mask pattern by etching the workpiece while simultaneously retreating the width of the mask pattern by dry etching. It becomes. For this purpose, the selection of the gas species to be etched, the control of the bias voltage, and the selection ratio between the mask pattern material and the coating film are important.
本発明は二層乃至三層の積層構造のゲート導電層をテーパーエッチング加工の後、異方性エッチング加工にて第2導電膜端部にエッチング残りが生じてしまうことから結果的に、LDD領域が短くなってしまう為、前記第2導電膜端部のエッチング残りを低減もしくは除去することで必要なLDD領域の長さを確保すること目的とする。 In the present invention, after the gate conductive layer having a laminated structure of two to three layers is subjected to taper etching processing, an etching residue is generated at the end of the second conductive film by anisotropic etching processing. Therefore, the length of the LDD region is ensured by reducing or removing the etching residue at the end of the second conductive film.
テーパーエッチング加工の際、十分なテーパーが得られないため、少しでもLDD領域を長くするのに第2導電層端部のエッチング残り(裾引き)の除去は必要になる。本発明は、二層乃至三層に積層された導電層をテーパーエッチング加工と異方性エッチング加工の間にアルゴンプラズマ処理を追加することにより、その後異方性エッチング加工により第2導電膜端部に発生するエッチング残り(裾引き)を低減もしくは除去する役割をする。 Since a sufficient taper cannot be obtained during the taper etching process, it is necessary to remove the etching residue (bottoming) at the end of the second conductive layer in order to lengthen the LDD region as much as possible. In the present invention, an argon plasma treatment is added between a taper etching process and an anisotropic etching process for a conductive layer laminated in two to three layers. It serves to reduce or eliminate the etching residue (bottoming) generated in the film.
ホットキャリアに対する劣化を抑制するために必要なゲート電極とオーバーラップするLDDの長さ(以下、この長さを便宣上Lovと表記する)については以下のように考察する。 The length of the LDD that overlaps with the gate electrode necessary for suppressing deterioration against hot carriers (hereinafter, this length will be referred to as Lov for convenience) will be considered as follows.
まず、TFTの劣化に対してLovが所定の値である場合に、電界効果移動度の最大値が10%低下する時間を寿命時間と定義して、図10で示すようにドレイン電圧の逆数を片対数グラフにプロットして得られる直線的な関係から、寿命時間が10年となる電圧を10年保証電圧として導出する。例えば、図10において、Lovが1.0μmのTFTにおける10年保証電圧は16Vである。なお、液晶パネル中高電圧電源電圧は16Vであることが多く、2割のマージンを持たせて19.2V以上の保証電圧が得られることが求められている。図9はこのようにして求めた推定保証電圧を、Lovが0.5μm、0.78μm、1.0μm、1.5μm、1.7μmのそれぞれの場合における値をプロットしたグラフである。また図9では、バイアスストレス試験で、TFTのオン電流値が10%変動するまでの時間が20時間となるドレイン電圧値を20時間保証電圧として示している。 First, when Lov is a predetermined value with respect to the deterioration of the TFT, the time during which the maximum value of the field effect mobility decreases by 10% is defined as the lifetime, and the reciprocal of the drain voltage is expressed as shown in FIG. From a linear relationship obtained by plotting on a semilogarithmic graph, a voltage with a lifetime of 10 years is derived as a 10-year guaranteed voltage. For example, in FIG. 10, the 10-year guaranteed voltage in a TFT with Lov of 1.0 μm is 16V. Note that the high-voltage power supply voltage in the liquid crystal panel is often 16 V, and it is required that a guaranteed voltage of 19.2 V or more be obtained with a 20% margin. FIG. 9 is a graph in which the estimated guaranteed voltage obtained in this way is plotted with values when Lov is 0.5 μm, 0.78 μm, 1.0 μm, 1.5 μm, and 1.7 μm. In FIG. 9, in the bias stress test, the drain voltage value that takes 20 hours until the on-current value of the TFT fluctuates by 10% is shown as a 20-hour guaranteed voltage.
ホットキャリア効果による劣化は、駆動電圧が低ければほとんど問題とならないが、10V以上で駆動する場合には無視できなくなる。図9から明らかなように、駆動電圧が16Vである場合には、Lovが1μm以上、好ましくは1.5μm以上とする必要があることを示している。 Deterioration due to the hot carrier effect is hardly a problem when the driving voltage is low, but cannot be ignored when driving at 10 V or more. As is apparent from FIG. 9, when the drive voltage is 16V, Lov needs to be 1 μm or more, preferably 1.5 μm or more.
上記要件を満足するために、本発明は、自己整合的にゲート電極とオーバーラップするLDDを形成する半導体装置の作製方法であって、ゲート電極を複数の導電層から成る積層体で形成し、その形状を第1導電層と第2導電層のチャネル長方向の幅が、下層である第1導電層の方が長い形状とすると共に、当該ゲート電極LDDを形成するイオンドーピング時のマスクとして利用するものである。この時、ゲート電極とオーバーラップするLDDを好ましくは1.5μm以上とするために、ゲート電極を形成するマスクパターンの形状に加工を加え、ドライエッチングと組み合わせることで最適な形状を得る特徴を有する。 In order to satisfy the above requirements, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device that forms an LDD that overlaps with a gate electrode in a self-aligning manner, wherein the gate electrode is formed of a stacked body including a plurality of conductive layers, The width of the first conductive layer and the second conductive layer in the channel length direction is longer in the first conductive layer, which is the lower layer, and is used as a mask during ion doping for forming the gate electrode LDD. To do. At this time, in order to make the LDD overlapping with the gate electrode preferably 1.5 μm or more, the mask pattern shape for forming the gate electrode is processed and combined with dry etching to obtain an optimum shape. .
本発明は、金属窒化物と、チタン又はチタンを主成分とする金属との積層体上にマスクパターンを形成して、積層体の側壁部をテーパー状とした第1の導電層パターンを形成する第1のエッチング処理と、第1の導電層パターンを異方性エッチングする第2のエッチング処理とを行う工程を有し、第1のエッチング処理と第2のエッチング処理との間に不活性気体によるプラズマ処理を行うというものである。 According to the present invention, a mask pattern is formed on a laminate of metal nitride and titanium or a metal containing titanium as a main component, and a first conductive layer pattern having a tapered sidewall is formed. And a step of performing a first etching process and a second etching process for anisotropically etching the first conductive layer pattern, and an inert gas between the first etching process and the second etching process. The plasma processing is performed.
本発明は、半導体層上にゲート絶縁膜を介して下層部側の第1導電層と、上層部側の第2導電層とから成る積層構造体を形成し、その積層構造体上にマスクパターンを形成し、第2導電層及び第1導電層をテーパーエッチングした後、アルゴンプラズマを照射し、当該マスクパターンに基づいて第1の導電層パターンにおける第2導電層を選択的にエッチングして第2の導電層パターンを形成することで第1導電層と第2導電層のチャネル方向の幅が異なり、第1導電層の方が長い第2の導電層パターンが形成される。第1導電層が突出する長さは1μm以上とすることが可能となり、これを電界で加速されたイオンの遮蔽マスクとして用いることで第1導電層パターンと重なる低濃度ドレイン領域を形成することが可能となる。即ち、自己整合的に低濃度ドレイン領域を形成することができる。勿論、第2の導電層パターンはゲート電極とて用いることができる。 According to the present invention, a stacked structure including a first conductive layer on the lower layer side and a second conductive layer on the upper layer side is formed on a semiconductor layer via a gate insulating film, and a mask pattern is formed on the stacked structure. After the second conductive layer and the first conductive layer are taper etched, argon plasma is irradiated to selectively etch the second conductive layer in the first conductive layer pattern based on the mask pattern. By forming two conductive layer patterns, the first conductive layer and the second conductive layer have different widths in the channel direction, and the first conductive layer has a longer second conductive layer pattern. The protruding length of the first conductive layer can be 1 μm or more, and by using this as a shielding mask for ions accelerated by an electric field, a low-concentration drain region overlapping the first conductive layer pattern can be formed. It becomes possible. That is, the low concentration drain region can be formed in a self-aligned manner. Of course, the second conductive layer pattern can be used as a gate electrode.
上記発明において、適した第1導電層と第2導電層の組み合わせは、第1導電層は窒化タンタルであり、第2導電層はチタン又はチタンを主成分とする金属である。 In the above invention, a suitable combination of the first conductive layer and the second conductive layer is that the first conductive layer is tantalum nitride and the second conductive layer is titanium or a metal containing titanium as a main component.
本発明は、半導体層上にゲート絶縁膜を介して、第1導電層、第2導電層、第3導電層を順次積層して積層構造体を形成し、その上にマスクパターンを形成してそれぞれ端部にテーパー部を有する第1の導電層パターンを形成し、このテーパーエッチング加工後、アルゴンプラズマを照射し、当該マスクパターンに基づいて第1の導電層パターンにおける第3導電層及び第2導電層を選択的にエッチングして第2の導電層パターンを形成することで、第1導電層と第2導電層のチャネル長方向の幅が異なり、第1導電層の方が長い第2の導電層パターンが形成される。第1導電層が突出する長さは1μm以上とすることが可能となり、これを電界で加速されたイオンの遮蔽マスクとして用いることで第1導電層パターンと重なる低濃度ドレイン領域を形成することが可能となる。即ち、自己整合的に低濃度ドレイン領域を形成することができる。勿論、第2導電層パターンはゲート電極として用いることができる。 In the present invention, a first conductive layer, a second conductive layer, and a third conductive layer are sequentially stacked on a semiconductor layer via a gate insulating film to form a stacked structure, and a mask pattern is formed thereon. A first conductive layer pattern having a tapered portion at each end is formed, and after the taper etching process, argon plasma is irradiated, and the third conductive layer and the second conductive layer in the first conductive layer pattern are irradiated based on the mask pattern. By selectively etching the conductive layer to form the second conductive layer pattern, the first conductive layer and the second conductive layer have different widths in the channel length direction, and the first conductive layer has a longer second length. A conductive layer pattern is formed. The protruding length of the first conductive layer can be 1 μm or more, and by using this as a shielding mask for ions accelerated by an electric field, a low-concentration drain region overlapping the first conductive layer pattern can be formed. It becomes possible. That is, the low concentration drain region can be formed in a self-aligned manner. Of course, the second conductive layer pattern can be used as a gate electrode.
上記発明において、適した第1導電層と第2導電層と第3導電層との組み合わせは、第1導電層は窒化タンタルであり、第2導電層はチタン又はチタンを主成分とする合金もしくは化合物であり、第3導電層は窒化チタンである。 In the above invention, a suitable combination of the first conductive layer, the second conductive layer and the third conductive layer is that the first conductive layer is tantalum nitride and the second conductive layer is titanium or an alloy containing titanium as a main component or And the third conductive layer is titanium nitride.
以上説明したように、本発明によれば、ゲート電極を複数の導電層から成る積層体で形成し、その形状を第1導電層と第2導電層のチャネル方向の幅より、第1導電層の方が長い形態とする加工工程において、テーパーエッチング加工後、反応生成物除去又は減少させるのを目的としたアルゴンプラズマ処理を設けることで、異方性エッチング加工の際、途中エッチングストップが生ずることによる、第2導電層端部のエッチング残り(裾引き)異常が回避される。第2導電層端部のエッチング残り(裾引き)が無くなる分、結果、第1導電層のチャネル長方向の長さを1μm以上とすることができる。このゲート電極をイオンドーピング時のマスクとすることで、ゲート電極とオーバーラップするLDD領域の長さを1μm以上とし、ホットキャリア劣化に対する寿命時間を長大することができる。 As described above, according to the present invention, the gate electrode is formed of a laminate composed of a plurality of conductive layers, and the shape of the gate electrode is determined by the width of the first conductive layer and the second conductive layer in the channel direction. In the processing process with a longer shape, after the taper etching process, by providing an argon plasma treatment for the purpose of removing or reducing reaction products, an etching stop occurs during the anisotropic etching process. Thus, an abnormal etching residue (bottoming) at the end of the second conductive layer is avoided. As a result of the absence of etching residue (bottoming) at the end of the second conductive layer, the length of the first conductive layer in the channel length direction can be 1 μm or more. By using this gate electrode as a mask at the time of ion doping, the length of the LDD region overlapping with the gate electrode can be set to 1 μm or more, and the lifetime for hot carrier deterioration can be extended.
また、本発明により、ゲート電極をイオンドーピング時のマスクとして用い、ゲート電極とオーバーラップするLDDを自己整合的に形成し、且つ、その長さ(Lov)を1μm以上を有するTFTを形成することができる。ゲート電極とオーバーラップするLDD領域の長さを1μm以上とし、ホットキャリア劣化に対する寿命時間を長大化することができる。 In addition, according to the present invention, a gate electrode is used as a mask during ion doping, an LDD overlapping with the gate electrode is formed in a self-aligned manner, and a TFT having a length (Lov) of 1 μm or more is formed. Can do. The length of the LDD region overlapping with the gate electrode can be set to 1 μm or more, and the lifetime for hot carrier deterioration can be extended.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細を説明する。なお、本発明は以下に示す実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容するものである。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications are allowed without departing from the scope of the present invention.
(Embodiment 1)
本実施形態では、ゲート電極をイオンドーピング時のマスクとして用い、ゲート電極とオーバーラップするLDDを自己整合的に形成し、且つ、その長さ(Lov)を1μm以上とするための工程について示す。詳しくは、第1の導電層パターンを形成した後、テーパー形状になった積層構造体のテーパー側壁部導電層へアルゴンプラズマ処理を行い、当該マスクパターンに基づいて第1の導電層パターンにおける第2導電層パターンを選択的にエッチングして第2の導電層パターンを形成する一態様について説明する。 In the present embodiment, a process for forming an LDD overlapping with the gate electrode in a self-aligned manner using the gate electrode as a mask at the time of ion doping and setting its length (Lov) to 1 μm or more will be described. Specifically, after forming the first conductive layer pattern, argon plasma treatment is performed on the tapered side wall portion conductive layer of the stacked structure having a tapered shape, and the second conductive layer pattern in the first conductive layer pattern is formed based on the mask pattern. An embodiment in which the second conductive layer pattern is formed by selectively etching the conductive layer pattern will be described.
図1(A)においてガラス基板100上に第1絶縁膜(下地膜)101、半導体層102、第2絶縁膜(ゲート絶縁膜)103が形成され、その上に第1導電層104、第2導電層105、第3導電層106が形成されている。マスクパターン107は光露光工程によりフォトレジストを用いて形成する。 In FIG. 1A, a first insulating film (underlying film) 101, a semiconductor layer 102, and a second insulating film (gate insulating film) 103 are formed over a glass substrate 100, and a first conductive layer 104 and a second insulating film are formed thereover. A conductive layer 105 and a third conductive layer 106 are formed. The mask pattern 107 is formed using a photoresist by a light exposure process.
第1導電層は窒化タンタル(TaN)などの高融点金属を30〜50nmの厚さで形成し、第2導電層はチタン、又はチタンを主成分とする合金もしくは化合物で300〜600nmの厚さに形成する。 The first conductive layer is formed of a refractory metal such as tantalum nitride (TaN) with a thickness of 30 to 50 nm, and the second conductive layer is titanium or an alloy or compound containing titanium as a main component with a thickness of 300 to 600 nm. To form.
第3導電層は窒化チタン(TiN)などの高融点金属を用いる。但し、第3導電層はコンタクト抵抗を下げたいために設けるものであり、本発明の構成において必須の構成要件とはならない。窒化チタンはチタンと同じエッチングガスで加工できるので、第2導電層をチタン又はチタンを主成分とする合金若しくは化合物とする組み合わせにより、加工を容易とする。 The third conductive layer uses a refractory metal such as titanium nitride (TiN). However, the third conductive layer is provided in order to lower the contact resistance, and is not an essential constituent element in the configuration of the present invention. Since titanium nitride can be processed with the same etching gas as titanium, processing is facilitated by combining the second conductive layer with titanium or an alloy or compound containing titanium as a main component.
次に、図1(B)に示すように、ドライエッチングにより第2導電層105と第3導電層106のエッチングを行う。エッチングガスには、CF4、Cl2、O2を用いる。エッチング速度の向上にはECR(Electron Cyclotron Resonance)やICP(Inductively Coupled Plasma)などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いる。 Next, as shown in FIG. 1B, the second conductive layer 105 and the third conductive layer 106 are etched by dry etching. As the etching gas, CF 4 , Cl 2 , and O 2 are used. In order to improve the etching rate, a dry etching apparatus using a high-density plasma source such as ECR (Electron Cyclotron Resonance) or ICP (Inductively Coupled Plasma) is used.
レジストで形成したマスクパターン107は電界で加速されたイオンによりスパッタされ、反応副生成物が被加工物の側壁に付着する。これは側壁保護膜とも呼ばれるが、この段階の加工でチタンを主成分とする第2導電層をテーパー形状とする理由は、この側壁保護膜の排除である。つまり、図3(A)で示すようにテーパー部を有する第2導電層105に対し、その後異方性エッチングを行なっても反応副生成物が側壁に堆積しにくいので、図3(B)で示すように残渣を残すことなくエッチング加工して第2導電層105’、第3の導電層106’のパターンを形成することができる。これに対し図4(A)のように第2導電層105の側壁がほぼ垂直であるとエッチング加工時に反応副生成物が堆積し、図4(B)で示すようにその後異方性エッチングしても、その反応副生成物が残ってしまい形状不良となる。すなわち、この段階で少なくとも第2導電層をテーパー形状に加工しておくと側壁保護膜を排除することができる。 The mask pattern 107 formed of resist is sputtered by ions accelerated by an electric field, and reaction by-products adhere to the side wall of the workpiece. This is also called a side wall protective film, but the reason why the second conductive layer mainly composed of titanium is tapered in the processing at this stage is to eliminate the side wall protective film. That is, as shown in FIG. 3A, reaction by-products are unlikely to be deposited on the sidewall even if anisotropic etching is performed on the second conductive layer 105 having a tapered portion as shown in FIG. As shown, the second conductive layer 105 ′ and the third conductive layer 106 ′ can be patterned by etching without leaving a residue. On the other hand, when the sidewall of the second conductive layer 105 is almost vertical as shown in FIG. 4A, reaction by-products are deposited during the etching process, and thereafter anisotropic etching is performed as shown in FIG. 4B. However, the reaction by-product remains, resulting in a defective shape. That is, if at least the second conductive layer is processed into a tapered shape at this stage, the sidewall protective film can be eliminated.
次に、エッチングガスをCF4,Cl2に切り替えて第1導電層である窒化タンタルのエッチングを行う。勿論、導電層の全層を同時にエッチングしても良いが、膜厚の厚い第2導電層105のエッチング時にはエッチング速度のバラツキを見込んでエッチング時間を長めに設定する必要がある。その場合、下地が酸化珪素であるとエッチングされて極端に薄くなってしまう。これを防ぐためこのように二段階のエッチング加工を行う。 Next, the etching gas is switched to CF 4 and Cl 2 to etch the tantalum nitride as the first conductive layer. Of course, all the conductive layers may be etched at the same time, but when etching the thick second conductive layer 105, it is necessary to set a longer etching time in consideration of variations in the etching rate. In that case, if the underlayer is silicon oxide, it is etched and becomes extremely thin. In order to prevent this, two-stage etching is performed in this way.
こうして、図1(C)で示すように、第2絶縁膜103上に第1導電層104’、第2導電層105’、第3導電層106’から成る第1の導電層パターン108が形成される。端部におけるテーパー形状の基板100の表面と成す角度は10〜20度にする。この角度は主に第2導電層の膜厚との関係で決まるが、このテーパー部の占める長さが0.5〜1.5μmとなるようにする。 Thus, as shown in FIG. 1C, the first conductive layer pattern 108 including the first conductive layer 104 ′, the second conductive layer 105 ′, and the third conductive layer 106 ′ is formed on the second insulating film 103. Is done. The angle formed with the surface of the tapered substrate 100 at the end is 10 to 20 degrees. This angle is mainly determined by the relationship with the film thickness of the second conductive layer, but the length occupied by the tapered portion is set to 0.5 to 1.5 μm.
各導電膜をテーパー加工した後、アルゴンプラズマ処理することによって、テーパー側壁部に付着していた反応生成物を除去する。このアルゴンプラズマ処理を行なわないと、後の異方性エッチング条件にて加工しようとしても反応生成物がストッパーとなり、第2導電層端部にエッチング残り(裾引き)が生じ、目的である、できるだけ垂直に近い形状が形成されにくく、第2導電層端部のエッチング残り防止のため、テーパー加工後のアルゴンプラズマ処理は必要となる。(図1(D))。 After each conductive film is tapered, the reaction product adhering to the tapered side wall is removed by argon plasma treatment. If this argon plasma treatment is not performed, the reaction product becomes a stopper even if processing is performed under the anisotropic etching conditions later, and etching residue (bottoming) occurs at the end of the second conductive layer, which is the target as much as possible. Argon plasma treatment after taper processing is necessary to prevent etching residue at the end of the second conductive layer from being formed easily near the vertical. (FIG. 1 (D)).
そして、エッチングガスにBCl3、Cl2、O2を用いて、第2導電層105’及び第3導電層106’をマスクパターン107’に基づいて選択的にエッチングする。この場合、基板側に印加するバイアス電圧は低くして第1導電層104’は残存せしめるようにする。第2導電層105’の端部は第1導電層104’の端部よりも内側に後退し、後述するようにその後退幅でLovの長さが決まる。こうして、第1導電層104’、第2導電層105’’、第3導電層106’’から成る第2の導電層パターン109が形成され、これが半導体層102と交差する部位においてゲート電極となる。(図1(E))。 Then, the second conductive layer 105 ′ and the third conductive layer 106 ′ are selectively etched based on the mask pattern 107 ′ using BCl 3 , Cl 2 , and O 2 as an etching gas. In this case, the bias voltage applied to the substrate side is lowered so that the first conductive layer 104 ′ remains. The end portion of the second conductive layer 105 ′ recedes inward from the end portion of the first conductive layer 104 ′, and the length of Lov is determined by the receding width as will be described later. Thus, a second conductive layer pattern 109 composed of the first conductive layer 104 ′, the second conductive layer 105 ″, and the third conductive layer 106 ″ is formed, and becomes a gate electrode at a portion that intersects the semiconductor layer 102. . (FIG. 1 (E)).
半導体層103への一導電型不純物の添加、すなわちLDDやソース・ドレイン領域の形成は、第2の導電層パターン109を用いて自己整合的に形成することができる。図2(A)はゲート電極とオーバーラップするLDDを形成するためのドーピング処理であり、一導電型不純物のイオンを第一導電層104’を通過させて、その下層部に位置する半導体層102に添加して第1濃度の一導電型不純物領域110を形成する。第2絶縁層や第1導電層の膜厚にもよるが、この場合には50kV以上の加速電圧を要する。第1濃度の一導電型不純物領域110の不純物濃度は、LDDを前提とすると1×1016〜5×1018atoms/cm3(ピーク値)とする。 The addition of one conductivity type impurity to the semiconductor layer 103, that is, the formation of LDD and source / drain regions, can be formed in a self-aligned manner using the second conductive layer pattern 109. FIG. 2A shows a doping process for forming an LDD that overlaps with the gate electrode, and ions of one conductivity type impurity are allowed to pass through the first conductive layer 104 ′ and the semiconductor layer 102 located in the lower layer portion thereof. Is added to form a one-conductivity type impurity region 110 having a first concentration. Although depending on the film thickness of the second insulating layer or the first conductive layer, an acceleration voltage of 50 kV or more is required in this case. The impurity concentration of the first concentration one-conductivity type impurity region 110 is 1 × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 (peak value) assuming LDD.
ソース・ドレイン領域を形成するドーピング処理は、第2の導電層パターン109をイオンの遮蔽マスクとして用い、第1濃度の一導電型不純物領域110の外側に第2濃度の一導電型領域111を形成する。この場合には加速電圧を30kV以下として行う。第2濃度の一導電型不純物領域111の不純物濃度は1×1019〜5×1021atoms/cm3(ピーク値)とする。(図2(B)) In the doping process for forming the source / drain regions, the second conductive layer pattern 109 is used as an ion shielding mask, and the first conductive region 111 of the second concentration is formed outside the single conductive impurity region 110 of the first concentration. To do. In this case, the acceleration voltage is set to 30 kV or less. The impurity concentration of the one-conductivity type impurity region 111 of the second concentration is 1 × 10 19 to 5 × 10 21 atoms / cm 3 (peak value). (Fig. 2 (B))
その後、窒化珪素を用いる第3絶縁層112、低誘電率の有機化合物材料を用いた第4絶縁膜113、配線114を形成する。(図2(C)) Thereafter, a third insulating layer 112 using silicon nitride, a fourth insulating film 113 using a low dielectric constant organic compound material, and a wiring 114 are formed. (Fig. 2 (C))
以上のように、本実態形態は、ゲート電極をイオンドーピング時のマスクとして用い、ゲート電極とオーバーラップするLDDを自己整合的に形成し、且つ、その長さ(Lov)を1μm以上有するTFTを形成することができる。ゲート電極とオーバーラップするLDD領域の長さを1μm以上とし、ホットキャリア劣化しにくい構造とすることができる。 As described above, in the present embodiment, a TFT having a gate electrode as a mask at the time of ion doping, forming an LDD overlapping with the gate electrode in a self-aligned manner, and having a length (Lov) of 1 μm or more is provided. Can be formed. The length of the LDD region overlapping with the gate electrode can be set to 1 μm or more so that hot carrier deterioration is less likely to occur.
(実施例1)
本実施例は、実施形態1に基づく工程に従って、ゲート電極を加工する一例について示す。本実施例は図1を参照して説明する。
(Example 1)
In this example, an example of processing a gate electrode in accordance with the process based on Embodiment Mode 1 will be described. This embodiment will be described with reference to FIG.
まず、アルミノシリケートガラス基板100上にプラズマCVD法で150nmの酸窒化珪素膜で第1絶縁層101を形成する。半導体層102は50nmの非晶質珪素膜をレーザーアニ―ルにより結晶化した結晶性珪素膜で形成し、島状に孤立分離するように形成する。第2絶縁膜103は、SiH4とN2OをソースガスとしてプラズマCVD法により115nmの酸窒化珪素膜を形成する。窒化タンタルで形成する第1導電層104は30nmの厚さとし、チタンで形成する第2導電層105は320nmの厚さとし、窒化チタンで形成する第3導電層106は50nmで形成する。マスクパターン107はポジ型のフォトレジストで1.5μmの厚さに形成する。マスクパターンの幅は適宣設定すれば良いが、本実施例においては4.5μmと10μmのマスクパターンで光露光形成した。(図1(A)) First, the first insulating layer 101 is formed on the aluminosilicate glass substrate 100 with a 150 nm silicon oxynitride film by plasma CVD. The semiconductor layer 102 is formed of a crystalline silicon film obtained by crystallizing an amorphous silicon film with a thickness of 50 nm by laser annealing so as to be isolated and isolated in an island shape. As the second insulating film 103, a 115 nm-thick silicon oxynitride film is formed by a plasma CVD method using SiH 4 and N 2 O as source gases. The first conductive layer 104 formed of tantalum nitride has a thickness of 30 nm, the second conductive layer 105 formed of titanium has a thickness of 320 nm, and the third conductive layer 106 formed of titanium nitride is formed with a thickness of 50 nm. The mask pattern 107 is made of a positive photoresist and has a thickness of 1.5 μm. The width of the mask pattern may be set appropriately, but in this embodiment, light exposure is formed with mask patterns of 4.5 μm and 10 μm. (Fig. 1 (A))
次に、ドライエッチングにより第2導電層(チタン)105と第3導電層(窒化チタン)106のエッチングを行う。エッチングにはICPエッチング装置を用いる。図5はICPエッチング装置の構成を示す。反応室801にはエッチング用のガス供給手段803、反応室内を減圧状態に保持する排気手段804が連結されている。プラズマ生成手段は反応室801に石英板を介して誘導結合するスパイラルコイル802、高周波(13.56MHz)電力供給手段805から成っている。基板側へのバイアス印加は高周波(13.56MHz)電力供給手段806で行ない、基板を記載するステージに自己バイアスが発生するような構成となっている。エッチング加工には供給するエッチングガス種と、高周波(13.56MHz)電力供給手段806、807により供給されるそれぞれの高周波電力、エッチング圧力が主なパラメーターとなる。 Next, the second conductive layer (titanium) 105 and the third conductive layer (titanium nitride) 106 are etched by dry etching. An ICP etching apparatus is used for etching. FIG. 5 shows the configuration of the ICP etching apparatus. The reaction chamber 801 is connected to a gas supply means 803 for etching and an exhaust means 804 for maintaining the reaction chamber in a reduced pressure state. The plasma generating means includes a spiral coil 802 inductively coupled to the reaction chamber 801 via a quartz plate and a high frequency (13.56 MHz) power supply means 805. Bias application to the substrate side is performed by a high frequency (13.56 MHz) power supply means 806 so that a self-bias is generated on a stage describing the substrate. For the etching process, the main parameters are the etching gas type to be supplied, the high-frequency power supplied by the high-frequency (13.56 MHz) power supply means 806 and 807, and the etching pressure.
図1(B)のエッチング加工には、エッチングガスとしてCF4、Cl2、O2を用いる。エッチング圧力は1.3Paとし、500Wのプラズマ生成用の電力、300Wの基板バイアス用の電力を供給する。続いて図1(C)に示すようにエッチングガスをCF4、Cl2に切り替えて第1導電層である窒化タンタルのエッチングを行う。この時のエッチング条件は、エッチング圧力1.5Pa、500Wのプラズマ生成用の電力、10Wの基板バイアス用の電力を供給する。以上のようにして、第1導電層パターン108が形成することができる。 In the etching process of FIG. 1B, CF 4 , Cl 2 , and O 2 are used as etching gases. The etching pressure is 1.3 Pa, and 500 W of plasma generation power and 300 W of substrate bias power are supplied. Subsequently, as shown in FIG. 1C, the etching gas is switched to CF 4 and Cl 2 to etch tantalum nitride as the first conductive layer. As etching conditions at this time, an etching pressure of 1.5 Pa, a power of generating plasma of 500 W, and a power of 10 W of substrate bias are supplied. As described above, the first conductive layer pattern 108 can be formed.
その後、第1導電層パターン108のテーパー側壁部に付着しているストッパー膜とされる反応生成物(TiOx)を除去又は減少させるためアルゴンプラズマ処理を行う。このアルゴンプラズマ処理では同様にICPエッチング装置を用い、アルゴンを150sccm供給し、2.0Paの処圧力で450Wのプラズマ生成用の電力、100Wの基板バイアス用の電力を供給し30secの処理を行う。 Thereafter, an argon plasma process is performed to remove or reduce the reaction product (TiOx), which is a stopper film attached to the tapered side wall portion of the first conductive layer pattern 108. Similarly, in this argon plasma process, an ICP etching apparatus is used, argon is supplied at 150 sccm, a plasma generation power of 450 W and a power of 100 W of substrate bias are supplied at a processing pressure of 2.0 Pa, and a process of 30 sec is performed.
次に、エッチングガスにBCl3、Cl2、O2を用いて異方性エッチングを行ない、主として第2導電層105’の加工を行う。エッチング圧力は1.9Paとし、500Wのプラズマ生成用の電力、10Wの基板バイアス用の電力を供給する。第2導電層105’の端部は第1導電層104’の端部よりも内側に後退する。こうして第2導電層パターン109が形成され、これが半導体層102と交差する部位においてゲート電極となる。そして、第1導電層104’の端部からの後退幅は1μm以上とすることができる。図6で示すようにこの後退幅dがLov長を決める長さとなる。 Next, anisotropic etching is performed using BCl 3 , Cl 2 , and O 2 as an etching gas to mainly process the second conductive layer 105 ′. The etching pressure is 1.9 Pa, and 500 W of plasma generation power and 10 W of substrate bias power are supplied. The end portion of the second conductive layer 105 ′ recedes inward from the end portion of the first conductive layer 104 ′. In this way, the second conductive layer pattern 109 is formed, which becomes a gate electrode at a portion intersecting with the semiconductor layer 102. The receding width from the end of the first conductive layer 104 ′ can be 1 μm or more. As shown in FIG. 6, the receding width d is a length that determines the Lov length.
図7、図8はテーパー加工後、アルゴンプラズマ処理、そして異方性エッチング加工を行なった場合の代表的な加工形状を示す走査電子顕微鏡(SEM)像である。下層から窒化タンタル層、チタン層、窒化チタン層、マスク材であるレジストが積層形成されている状態を示している。同図は斜方及び断面から観察したSEM像であり、チタン層の後退幅もしくは窒化タンタル層の突出幅は1.0μm程度と見込まれている。 FIG. 7 and FIG. 8 are scanning electron microscope (SEM) images showing typical processed shapes when taper processing, argon plasma processing, and anisotropic etching processing are performed. A state is shown in which a tantalum nitride layer, a titanium layer, a titanium nitride layer, and a resist as a mask material are stacked from the lower layer. This figure is an SEM image observed obliquely and from a cross section, and the receding width of the titanium layer or the protruding width of the tantalum nitride layer is expected to be about 1.0 μm.
以降、LDDを形成する第1濃度の一導電型不純物領域110に1×1016〜5×1018atoms/cm3(ピーク値)の濃度でリン又はボロンを50kVの加速電圧でイオンドーピング処理により添加する。(図2(A)) Thereafter, phosphorus or boron at a concentration of 1 × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 (peak value) is ion-doped at an accelerating voltage of 50 kV in the first concentration one-conductivity type impurity region 110 forming the LDD. Added. (Fig. 2 (A))
さらに、ソース・ドレイン領域を形成するドーピング処理は、第2の導電層パターン109をイオンの遮蔽マスクとして用い、第1濃度の一導電型不純物領域110の外側に第2濃度の一導電型不純物領域111を形成する。この場合には加速電圧を10kVとして、リン又はボロンの濃度を1×1019〜5×1021atoms/cm3(ピーク値)として形成する。(図2(B)) Further, the doping process for forming the source / drain regions uses the second conductive layer pattern 109 as an ion shielding mask, and the second concentration one-conductivity type impurity region outside the first concentration one-conductivity type impurity region 110. 111 is formed. In this case, the acceleration voltage is set to 10 kV and the phosphorus or boron concentration is set to 1 × 10 19 to 5 × 10 21 atoms / cm 3 (peak value). (Fig. 2 (B))
その後、プラズマCVD法で水素を含有する酸窒化珪素を100nmの厚さで形成し、感光性又は非感光性のアクリル又はポリイミド樹脂を1μmの厚さに形成して第4絶縁層113を形成する。さらに必要に応じて配線114を形成する。 Thereafter, silicon oxynitride containing hydrogen is formed to a thickness of 100 nm by plasma CVD, and photosensitive or non-photosensitive acrylic or polyimide resin is formed to a thickness of 1 μm to form the fourth insulating layer 113. . Further, the wiring 114 is formed as necessary.
以上のようにして、ゲート電極とオーバーラップするLDDを自己整合的に形成し、且つ、その長さ(Lov)を1μm以上を有するTFTを形成することができる。
(実施例2)
As described above, an LDD overlapping with the gate electrode can be formed in a self-aligning manner, and a TFT having a length (Lov) of 1 μm or more can be formed.
(Example 2)
本発明は様々な表示画面を設けた半導体装置に適用することができる。特に表示画面の対角が20インチを越える大画面の半導体装置に対して有効である。 The present invention can be applied to a semiconductor device provided with various display screens. This is particularly effective for a large-screen semiconductor device in which the diagonal of the display screen exceeds 20 inches.
図12は表示パネル901を筐体900に組み込んだ半導体装置の一構成例であり、テレビ受像機やコンピューターのモニタシステムとして適用できるものである。筐体900には半導体集積回路で形成した増幅器や高周波回路、及びメモリ機能として半導体メモリもしくはハードディスクなど磁気メモリなどを組み込んで画像表示機能を充足させる電子回路基板902や音声を再生するスピーカ903が装着されている。 FIG. 12 illustrates an example of a structure of a semiconductor device in which a display panel 901 is incorporated in a housing 900, which can be applied as a television receiver or a computer monitor system. The housing 900 is equipped with an amplifier formed of a semiconductor integrated circuit, a high-frequency circuit, an electronic circuit board 902 that incorporates a semiconductor memory or a magnetic memory such as a hard disk as a memory function, and a speaker 903 that reproduces sound. Has been.
表示パネル901は本発明に係るゲートオーバーラップTFTを用いて、TFTをマトリクス状に配列させて成るアクティブマトリクス画素回路904、走査線駆動回路905、データ線駆動回路906を一体形成したドライバー一体型とすることができる。 The display panel 901 includes a driver-integrated type in which an active matrix pixel circuit 904, a scanning line driving circuit 905, and a data line driving circuit 906 formed by arranging TFTs in a matrix form are integrally formed using the gate overlap TFT according to the present invention. can do.
図11はアクティブマトリクス画素回路904の主要な構成を示す図である。半導体層301と交差するゲート電極302とデータ信号線303が同一層で形成されている。すなわち、少なくともチタンを主成分とする導電層を一層含む積層体で形成され、そのゲート電極もしくは配線のパターンを形成するエッチング加工は実施例1により行うものである。これにより、Lov長が1μm以上のゲートオーバーラップTFTを形成することが可能であり、データ信号線も低抵抗化を図ることができる。ゲート信号線304は層間絶縁膜を介してその上層に形成され、コンタクトホールを介してゲート電極302と接続する構成となっている。勿論、この配線もチタン及びアルミニウムで形成可能であり、配線の低抵抗化を実現できる。データ信号線303と半導体層301を接続する配線305もゲート信号線304と同一層で形成可能である。画素電極306は酸化インジウムと酸化スズの化合物であるITO(Indium Tin Oxide)を用いて形成している。なお、このような画素の詳細については、特開2001−313397号公報で開示されている。 FIG. 11 is a diagram showing a main configuration of the active matrix pixel circuit 904. A gate electrode 302 and a data signal line 303 intersecting with the semiconductor layer 301 are formed in the same layer. That is, the etching process for forming a pattern of the gate electrode or the wiring formed by a laminated body including at least one conductive layer mainly composed of titanium is performed according to the first embodiment. As a result, it is possible to form a gate overlap TFT having a Lov length of 1 μm or more, and the data signal line can also be reduced in resistance. The gate signal line 304 is formed in an upper layer through an interlayer insulating film, and is connected to the gate electrode 302 through a contact hole. Of course, this wiring can also be formed of titanium and aluminum, and the resistance of the wiring can be reduced. A wiring 305 that connects the data signal line 303 and the semiconductor layer 301 can also be formed in the same layer as the gate signal line 304. The pixel electrode 306 is formed using ITO (Indium Tin Oxide) which is a compound of indium oxide and tin oxide. Details of such pixels are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313397.
本実施例では半導体装置に一例を示したが、本発明は本実施例に限定されず様々な半導体装置に適用することができる。例えば、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピューター、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)に加え、冷蔵庫装置、洗濯機、炊飯器、固定電話装置、真空掃除機、体温計など家庭電化製品から、電車内の吊し広告、鉄道駅や空港の発着案内版など大面積のインフォメーションプレイまで様々な分野に適用することができる。 In this embodiment, an example of a semiconductor device is shown, but the present invention is not limited to this embodiment and can be applied to various semiconductor devices. For example, in addition to navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), notebook personal computers, game machines, portable information terminals (mobile computers, mobile phones, portable game machines, electronic books, etc.), refrigerator devices, Applicable to various fields from home appliances such as washing machines, rice cookers, landline telephones, vacuum cleaners, thermometers, large-scale information play such as hanging advertisements in trains, and information on arrivals and departures at railway stations and airports. Can do.
なお、本発明における実施例については以上のように示されているが、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解されるものである。 The embodiments of the present invention have been described as above. However, it will be understood by those skilled in the art that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. It is easy to understand.
Claims (8)
前記積層体上にマスクパターンを形成し、
ICPエッチング装置を用いて、前記マスクパターンに基づき、前記第1導電層及び前記第2導電層にエッチング処理を行うことにより、前記第1導電層及び前記第2導電層の側壁部をテーパー状にした第1の導電層パターンを形成し、
前記ICPエッチング装置を用いて、前記第1の導電層パターンにアルゴンプラズマによるエッチング処理を行うことにより、前記第1の導電層パターンの側壁部に付着する反応生成物を除去又は減少させ、
前記第1の導電層パターンにおける前記第2導電層に選択的に異方性エッチング処理を行うことにより、第2の導電層パターンを形成し、
前記第2の導電層パターンにおける前記第2導電層をマスクとして、前記半導体層に一導電型の不純物を添加して、前記第2の導電層パターンにおける前記第1導電層と重なる領域に低濃度ドレイン領域を形成し、
前記半導体層、前記ゲート絶縁膜、及び前記第2の導電層パターンを有するトランジスタを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 On a semiconductor layer via a gate insulating film, the first conductive layer, and sequentially laminated to form a laminated body and the second conductive layer having an alloy or a compound mainly comprising titanium or titanium,
Forming a mask pattern on the laminate,
Using an ICP etching apparatus, based on the mask pattern, by etching process on the first conductive layer and the second conductive layer, the side wall portion of the first conductive layer and the second conductive layer into a tapered shape forming a first conductive layer pattern,
Using the ICP etching apparatus, by performing an etching process with argon plasma on the first conductive layer pattern, reaction products attached to the side wall portion of the first conductive layer pattern are removed or reduced ,
By performing selective anisotropic etching on the second conductive layer in the first conductive layer pattern to form a second conductive layer pattern,
Wherein the second conductive layer masking the second conductive layer in the pattern, the added one conductivity type impurity into the semiconductor layer, the low concentration in a region overlapping with the first conductive layer in the second conductive layer pattern Forming a drain region ,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a transistor having the semiconductor layer, the gate insulating film, and the second conductive layer pattern .
前記積層体上にマスクパターンを形成し、
ICPエッチング装置を用いて、前記マスクパターンに基づき、前記第1導電層、前記第2導電層、及び前記第3導電層にエッチング処理を行うことにより、前記第1導電層、前記第2導電層、及び前記第3導電層の側壁部をテーパー状にした第1の導電層パターンを形成し、
前記ICPエッチング装置を用いて、前記第1の導電層パターンにアルゴンプラズマによるエッチング処理を行うことにより、前記第1の導電層パターンの側壁部に付着する反応生成物を除去又は減少させ、
前記第1の導電層パターンにおける前記第2導電層及び前記第3導電層に選択的に異方性エッチング処理を行うことにより、第2の導電層パターンを形成し、
前記第2の導電層パターンにおける前記第2導電層及び前記第3導電層をマスクとして、前記半導体層に一導電型の不純物を添加して、前記第2の導電層パターンにおける前記第1導電層と重なる領域に低濃度ドレイン領域を形成し、
前記半導体層、前記ゲート絶縁膜、及び前記第2の導電層パターンを有するトランジスタを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 A stacked body is formed by sequentially stacking a first conductive layer, titanium, a second conductive layer containing titanium or an alloy or a compound containing titanium , and a third conductive layer on the semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween. ,
Forming a mask pattern on the laminate,
Using the ICP etching apparatus, the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer are etched based on the mask pattern, whereby the first conductive layer and the second conductive layer are etched. and forming a first conductive layer pattern side wall portions of the third conductive layer in a tapered shape,
Using the ICP etching apparatus, by performing an etching process with argon plasma on the first conductive layer pattern, a reaction product adhering to the side wall portion of the first conductive layer pattern is removed or reduced ,
By performing selective anisotropic etching on the first conductive layer and the second conductive layer in the pattern and the third conductive layer, forming a second conductive layer pattern,
Using the second conductive layer and the third conductive layer in the second conductive layer pattern as a mask, an impurity of one conductivity type is added to the semiconductor layer, and the first conductive layer in the second conductive layer pattern A low-concentration drain region is formed in a region overlapping with
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a transistor having the semiconductor layer, the gate insulating film, and the second conductive layer pattern .
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