[发明专利]薄膜晶体管制造方法、液晶显示装置制造方法、电极形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造薄膜晶体管的技术领域，特别涉及在电极表面形 成氮化硅薄膜的技术。

背景技术

近年来，为了使晶体管高速化，存在要将当前的铝类电极变更为 低电阻金属的电极这样的要求，作为低电阻的金属，铜受到重视。

在液晶显示装置的薄膜晶体管中，存在如下问题，即，例如，栅 极电极与玻璃基板表面紧贴，源极电极或漏极电极与硅层紧贴配置， 但是，纯铜的薄膜对玻璃基板或硅的粘结力弱，发生剥离。

另一方面，含有氧的铜薄膜对玻璃基板或硅的粘结力强，但是， 由于电阻值大，所以，将含氧铜薄膜用于栅极电极的优点少。

专利文献1：日本特开平2002-353222号公报

发明内容

发明要解决的课题

进行如下尝试：与玻璃基板或硅层紧贴的下层部分由含有氧的铜 层构成，在其之上形成不含有氧的铜层，利用该二层结构的铜薄膜， 构成栅极电极、存储电容电极、源极电极或者漏极电极。

但是，存在如下问题，即，虽然在刚刚形成铜薄膜之后的状态下， 铜薄膜不从玻璃基板剥离，但是，当构成薄膜晶体管时，由铜薄膜构 成的电极发生剥离，希望能够解决该问题。

用于解决课题的手段

本发明的发明人调查电极的剥离状况的结果，确认如下事实，即， 虽然在刚刚形成二层结构的铜薄膜的状态下，铜薄膜不从玻璃基板或 硅层剥离，但是，之后，当在对铜薄膜进行构图而形成的电极的表面 形成氮化硅薄膜时，电极在与玻璃基板或硅层的界面发生剥离。

通常将在硅烷气体中添加了氮气或氨气等的含氮气体的氮化硅 膜用原料气体导入到真空槽内，利用产生氮化硅膜用原料气体的等离 子体的等离子体CVD法，形成氮化硅薄膜。

氮化硅膜用原料气体中的成分气体被分解为等离子体，在成膜对 象物表面上进行反应，形成氮化硅薄膜。根据这样的工序，认为原料 气体中的成分气体对剥离产生影响。

因此，制作在玻璃基板上形成有二层结构的铜薄膜的样品片，将 该样品片配置在真空槽内，向该真空槽导入氮气，在120Pa的压力环 境中对样品片进行加热之后，

(1)保持原有状态进行剥离试验。

(2)暴露在氮气和氨气的混合气体(120Pa、N₂：500sccm、NH₃： 300sccm)中之后，进行剥离试验。

(3)暴露在氮气和硅烷气体的混合气体(120Pa、N₂：500sccm、 SiH₄：20sccm)中之后，进行剥离试验。

(4)暴露在氮气、氨气和硅烷气体的混合气体(120Pa、N₂： 500sccm、NH₃：300sccm、SiH₄：20sccm)中之后，进行剥离试验。

根据上述剥离试验的结果，判明在含有硅烷气体的(3)和(4) 的情况下，发生剥离。

为了确认硅烷气体的影响，一边将在玻璃基板表面形成有以铜为 主要成分并添加了Mg的铜薄膜(膜厚为300nm)的样品片加热到 300℃，一边暴露在氮气和硅烷气体的混合气体中3分钟，之后，对 该铜薄膜进行俄歇分析。其结果表示在图7中。

图7的纵轴表示原子密度，横轴表示蚀刻时间。从图7可知，来 自硅烷气体的Si从铜薄膜的表面分布到与玻璃基板的界面，硅烷气体 扩散到玻璃基板的界面。

对于铜薄膜的薄层电阻来说，在暴露在混合气体中之前是 0.0958Ω/□，相对于此，在暴露在混合气体中之后，上升到1.121Ω/□， 可知硅烷气体进行扩散，从而铜薄膜的电阻值上升。

并且，在铜薄膜的与玻璃基板接触的部分存在CuO的情况下，该 CuO因硅烷气体的氢而变性，因此，铜薄膜容易从玻璃基板或硅层剥 离。

这样一来，认为只要硅烷气体的影响不到达铜薄膜和玻璃基板的 界面、以及/或者、铜薄膜和硅层的界面即可。