专利名称：电光装置和半导体器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电光装置和半导体器件，特别是涉及可在电光装置或半导体器件中使用的含有接触孔的连接部分的构造。
背景技术：
在液晶显示装置或装载EL(电致发光)元件的显示装置等的电光装置或半导体器件中，在衬底上形成例如构成规定的电路的晶体管、二极管等的多个元件，形成用来把这些元件彼此连接起来的多条布线。这种布线大多采用通过接触孔把由中间存在着绝缘膜地位于上下的2层导电层构成的布线连接起来的构成(例如，参看专利文献1)。这种的连接部分的现有的构成示于图6(a)、(b)。
如图6(a)所示，该连接部分60，是在图示横向方向上延伸的第1布线61和在图示纵向方向上延伸的第2布线62通过设置在其交叉部位上的接触孔63进行连接的部分。另外，在该连接部分的右侧与第2布线62大体上平行地延伸的布线64，是用与第1布线同一层形成的相邻布线。
图6(b)是沿图6(a)的A-A’线的剖面图。如图6(b)所示，采用在衬底65上依次叠层第1绝缘层66、第2绝缘层67，在第2绝缘层67上形成第1布线61，在第2绝缘层67上形成第3绝缘层68，使得把第1布线61覆盖起来。然后，在第1布线61上形成贯通第3绝缘膜到达第1布线61的表面的接触孔63，在接触孔63内形成第2布线62，在接触孔63的底面上第1布线61和第2布线62进行接触的办法，使这些布线61、62电连起来。
专利文献1特开平7-326666号公报在现有的图6(a)的构造中，从平面上看第1布线61的端部和第2布线62的边缘是一致的。为此，若根据由要使用的光刻技术或曝光装置等决定的设计规则考虑，则在设用同一层构成的图形间的最小间隔尺寸为S的情况下，第1布线61的端部与相邻的布线64的边缘之间的间隔为S，第2布线62的边缘与相邻的布线64的边缘之间的间隔也为S。因此，彼此平行地延伸的第2布线62的边缘和相邻的布线64的边缘之间的间隔，就不可能比S更小。在液晶显示装置或半导体器件等的电子器件中，要求元件的微细化和高集成化，象上述那样的连接部分的构成，不能应对这样的要求。
例如，在内置外围电路的液晶显示装置中，在对视频信号进行采样的输入输出布线部分中，位数越多则要平行地延伸的视频信号线的条数就越增加，第2导电层和视频信号线之间的接触孔个数就会飞跃地增多，相应的输入输出布线部分所占的面积就将增大。
实用新型内容本实用新型就是为解决上述的课题而实用新型的，目的在于提供具有可以应对元件的微细化、高集成化的构造的连接部分的电光装置和半导体器件。
为了实现上述目的，本实用新型的电光装置是具有电光物质的电光装置，其特征在于在基板上具备第1绝缘层；在上述第1绝缘层上形成的第1导电层；被形成为把上述第1导电层覆盖起来的第2绝缘层；在上述第2绝缘层上形成的第2导电层；采用含有至少贯通上述第2绝缘层的接触孔，且上述第1导电层和上述第2导电层在上述接触孔的侧面的一部分或底面的一部分处进行接触的办法，使上述第1导电层和上述第2导电层进行电连的连接部分，至少在位于上述接触孔的底面的正下方的区域上，设置具有对上述第1绝缘层的刻蚀的耐性的刻蚀停止层。
本实用新型的电光装置，具备第1导电层和第2导电层在接触孔的侧面的一部分或底面的一部分处进行接触的办法，使这些导电层进行电连的连接部分。因此，倘采用该构成，则可以把由第1导电层和第2导电层构成的相邻图形配置得密，可以实现高集成化。但是，如果设在接触孔形成工序中的绝缘层的刻蚀时另外的绝缘层在接触孔的底面上露了出来，则存在着刻蚀行进得深的可能。在该情况下，人们认为沿着接触孔内壁面形成的第2导电层的覆盖性变坏，成为断线不合格、可靠性不合格等的原因。相对于此，在本实用新型的情况下，由于至少在位于接触孔的地面的正下方的区域上已设置有具有对第1绝缘层的刻蚀的耐性的刻蚀停止层，故即便是假定依次对第2绝缘层、第1绝缘层进行刻蚀，在刻蚀剂到达了刻蚀停止层的那一时刻，刻蚀就会停止，而不会再往前进。因此，接触孔的形状不会变得异常地深，由于沿着其内壁面可确实地形成第2导电层，故可以避免可靠性降低的问题。
作为上述刻蚀停止层的构成材料，只要是第1绝缘层的刻蚀中的刻蚀选择比可以取得充分大的材料，则不论导电膜、半导体膜都可以使用。例如，在有源矩阵方式的电光装置中的扫描线等的布线，或构成晶体管等的元件的导电膜或半导体膜之内，只要具有可以在位于接触孔的地面的位置上形成的膜，则理想的是使用该膜。在该情况下，不需要仅仅为了形成刻蚀停止层而设置特别的工序，故制造工序不会变得复杂起来。另外，上述导电膜或上述半导体膜，只要是可以与别的元件或布线电绝缘的膜即可，而无须是构成元件或布线发挥电功能的膜。
此外，理想的是俯视时接触孔的图形向第1导电层的图形的外方突出出来，在接触孔的图形突出出来的一侧配置与第1导电层同一层的另外的图形。
倘采用该构成，则即便是第1导电层的设计规则不变，也可以具体地实现例如把第1导电层和第2导电层构成的相邻图形配置得密的构成，可以实现高集成化。
本实用新型的半导体器件，其特征在于在衬底上具备第1绝缘层；在上述第1绝缘层上形成的第1导电层；被形成为把上述第1导电层覆盖起来的第2绝缘层；在上述第2绝缘层上形成的第2导电层；采用含有至少贯通上述第2绝缘层的接触孔，且上述第1导电层和上述第2导电层在上述接触孔的侧面的一部分或底面的一部分处进行接触的办法，使上述第1导电层和上述第2导电层进行电连的连接部分，至少在位于上述接触孔的底面的正下方的区域上，设置具有对上述第1绝缘层的刻蚀的耐性的刻蚀停止层。
作为刻蚀停止层，可以使用导电膜、半导体膜中的任何一者。这些导电膜或上述半导体膜，只要是可以与别的元件或布线电绝缘的膜即可，而无须是构成元件或布线发挥电功能的膜。此外，理想的是俯视时接触孔的图形向第1导电层的图形的外方突出出来，在接触孔的图形突出出来的一侧配置与第1导电层同一层的另外的图形。
在本实用新型的半导体器件中，也可以得到与上述本实用新型的电光装置同样的作用、效果，可以实现具有可以应对高集成化同时可靠性高的连接部分的半导体器件。
图1示出了本实用新型的实施方案1的液晶显示装置(电光装置)中的布线间的连接部分，图1(a)是连接部分的俯视图，图1(b)是沿图1(a)的C-C’线的剖面图。
图2示出了本实用新型的实施方案2的液晶显示装置(电光装置)中的布线间的连接部分，图2(a)是连接部分的俯视图，图2(b)是沿图2(a)的D-D’线的剖面图。
图3的俯视图示出了用来说明同上连接部分的高集成化的效果的现有的连接部分的构成。
图4的俯视图示出了同上液晶显示装置的整体构成。
图5是沿图4的H-H’的剖面图。
图6示出了现有的连接部分，图6(a)是连接部分的俯视图，图6(b)是沿图6(a)的A-A’线的剖面图。
图7的框图示出了本实用新型的连接部分的适用部位的一个例子。
具体实施方式
实施方案1以下，参看图1(a)、(b)说明本实用新型的实施方案。
图1(a)的俯视图示出了本实用新型的实施方案的液晶显示装置(电光装置)中的布线间的连接部分，图1(b)是沿图1(a)的C-C’线的剖面图。本实施方案的液晶显示装置，是内置外围电路的有源矩阵方式的液晶显示装置，在在元件基板和相向基板之间挟持有液晶。此外，在元件基板上具有多个薄膜晶体管(以下，缩写为TFT)，中间存在着绝缘膜地从基板开始依次形成有构成这些TFT的硅层、第1导电层、第2导电层、象素电极等的导电膜。
本实施方案的连接部分1，从平面上看如图1(a)所示，是在图示横向方向上延伸的第1导电层2和在图示纵向方向上延伸的第2导电层3通过设置在其交叉部位上的接触孔4进行连接的连接部分。另外，在该连接部分1的右侧，与第2导电层3大体上大体上平行地延伸的布线5，为相邻第1导电层。但是，第1导电层2和第2导电层3并不完全交叉，第1导电层的端部仅仅在第2导电层3的宽度方向的一部分处与第2导电层3重叠。矩形形状的接触孔4被配置在第2导电层3的宽度方向的大体上的中央，并向第1导电层2的端部的外方的相邻第1导电层5侧突出出来，第1导电层2重叠到接触孔4的一部分上。此外，还设置有矩形形状的刻蚀停止层6，使得把接触孔4的图形围起来。
如果设想内置了外围电路的有源矩阵方式的液晶显示装置，则在外围电路中，就把本实用新型的构成可以应用于布线与布线之间的连接部分，或布线与元件之间的连接部分。在这里如图1(a)所示，虽然说明的是把第2导电层3设为1条，仅仅把第1导电层2连接到第2导电层3上的情况的例子，但是，本实用新型并不限于第1导电层为1条的情况，在第1导电层为多条的情况，在上述第1导电层的每一条上都连接第2导电层的情况下也可以应用。
剖面构造，如图1(b)所示，在衬底7上依次叠层基底绝缘膜8、第1绝缘膜9，在第1绝缘膜9上形成第1导电层2，在第1绝缘膜9上形成第2绝缘膜11，使得把第1导电层2覆盖起来。并且，形成完全贯通第2绝缘膜11，不完全贯通第1绝缘膜9的接触孔4。即，接触孔9的底面位于第1绝缘膜9的厚度方向的途中，在接触孔4的下方残存有第1绝缘膜9。此外，第1导电层2的端部位于接触孔4的侧面的一部分上，采用沿着接触孔4的内壁面形成第2导电层3，并使第2导电层3和第1导电层2接触的办法，使这些导电层2、3进行电连。然后，在位于基底绝缘膜8上的接触孔4的底面的下方的位置上，形成刻蚀停止层6。该刻蚀停止层6与第1绝缘膜9之间的刻蚀选择比高，对第1绝缘膜9的刻蚀耐性充分地高。
另外，作为具体的构成材料的例子，作为基底绝缘膜8，第1、第2绝缘膜9、11，可以使用硅氧化膜、硅氮化膜、聚丙烯等的树脂膜等。作为第1导电层2和第2导电层3，则可以使用Al、Ta、Ti、Cr等的金属膜或具有导电性的多晶硅膜等，作为刻蚀停止层6可以使用硅等的半导体膜、金属膜等的种种的膜。但是，在本实施方案的情况下，作为刻蚀停止层6，理想的是使用与构成TFT的半导体层同一层构成的硅膜。在本实施方案中，作为刻蚀停止层6使用的硅膜并不和TFT的半导体层一体，而是从TFT的半导体层孤立的另外的图形。因此，该刻蚀停止层6，在电气上处于悬浮的状态，在形成上述构成的连接部分1时，在使得把第1导电层2覆盖起来的那样地叠层上第2绝缘膜11之后，用众所周知的光刻技术和刻蚀技术进行第2绝缘膜11的刻蚀。在这里，第1导电层2的端部要在已形成的接触孔4的侧面上露出来。接着，为了把接触孔4形成得更深以便确实地进行与在其次的工序中形成的第2导电层3之间的连接，要刻蚀第1绝缘膜9的一部分。在图1(b)中，虽然只刻蚀了第1绝缘膜9的膜厚方向的一部分，但是，即便是假设把第1绝缘膜9的膜厚方向的全部都刻蚀掉，在刻蚀剂到达刻蚀停止层6的那一时刻刻蚀也会自然停止。然后，成膜将成为第2导电层3的导电层，当借助于进行图形化形成第2导电层3后，就将完成本实施方案的连接部分1。
另外，在作为第1绝缘膜9和第2绝缘膜11使用不同材料的情况下，可采用改变刻蚀剂的办法，进行上述2阶段的绝缘膜刻蚀。在作为第1绝缘膜9和第2绝缘膜11使用不同材料的情况下，则无须改变刻蚀剂，用第2绝缘膜11的过刻蚀也可以刻蚀第1绝缘膜9，变成为图1(b)那样的状态。此外，即便是不同材料，在两者的刻蚀选择比小的情况下，即便是不改变刻蚀剂，也可以充分地变成为图1(b)那样的状态。在这样的种种的情况下，本实施方案的构成都是有效的。
在本实施方案的液晶显示装置中，采用作成为使接触孔4的图形向第1导电层2的端部的外侧突出出来的构成，与此同时把第2导电层3配置到相邻第1导电层5附近的办法，就可以把相邻图形配置得密，就可以实现高集成化。例如，即使栅极层图形间的最小间隔尺寸与图6(a)的情况同样，为S，结果是第2导电层3与相邻第1导电层5的间隔可以比图6(a)的情况狭窄。
此外，由于在位于基底绝缘膜8上的接触孔4的底面的下方的区域上设置有具有对第1绝缘层9的刻蚀的耐性的刻蚀停止层6，故即便是在第1绝缘层9的刻蚀时，在刻蚀剂到达了刻蚀停止层的那一时刻，刻蚀就会停止，而不会再往前进。因此，就不会产生因接触孔4变得异常地深而使得在接触孔4的最深部分处构成第2导电层3的导电膜的覆盖性恶化，因第2导电层3断线而使可靠性降低这样的缺欠。就是说，由于可以沿着接触孔4的内壁面确实地形成第2导电层3，故可以避免由第2导电层3的断线产生的可靠性降低的问题。
实施方案2以下，参看图2(a)、(b)说明本实用新型的实施方案2。
图2(a)的俯视图示出了本实施方案的液晶显示装置(电光装置)中的布线间的连接部分，图2(b)是沿图2(a)的D-D’线的剖面图。另外，图3，是用来与图2(a)对比地说明的现有的连接部分的构成的俯视图。本实施方案也是与实施方案1同样的，是内置外围电路的有源矩阵方式的液晶显示装置，列举出了从基板的一侧开始具有硅层、第1导电层、第2导电层、象素电极等的导电膜的例子进行说明。
本实施方案的连接部分31，如图2(a)所示，是在在图示纵向方向上大体上平行地延伸的3条第1导电层32a、32b、32c之内，使得跨越右侧的第1导电层32a那样地把第2导电层33连接到中央的第1导电层32b上的例子。若设想内置外围电路的有源矩阵方式的液晶显示装置，则在对视频信号进行采样的输入输出布线部分中，第1导电层32a、32b、32c与供给视频信号的视频信号线对应，第2导电层33与用于采样的元件上所连接的布线相对应。视频信号线与位数对应地增加。例如，图7示出了把视频信号线展开为3条的3位的情况下的框图。视频信号线32a、32b、32c被配置为大体上平行，并设置有已连接到每一条视频信号线上的布线33a、33b、33c，布线33a、33b、33c通过采样元件71a、71b、71c分别连接到源极线上。本实用新型，可以应用于把视频信号线32a、32b、32c分别与布线33a、33b、33c进行连接的接触部分。采样元件71a、71b、71c例如可用TFT构成。在这里，如图2(a)所示，虽然是以设第1导电层为3条，把第2导电层33仅仅连接到配置在其中央的第1导电层32b上的情况为例进行的说明，但是，本实用新型并不限于第1导电层为3条的情况，如上所述，对于视频信号线(第1导电层)与位数对应地增大，在其全部的视频信号线的每一条上都连接第2导电层的场合，也可以应用。
返回到图2(a)的说明。使得从中央的第1导电层32b的宽度方向向两侧方突出出来那样地形成接触孔34，把矩形形状的刻蚀停止层35设置为使得把接触孔34的图形围起来。然后，第2导电层33，使得与刻蚀停止层35的图形重叠那样地，跨越右侧的第1导电层32a地延伸。
参看剖面构造，如图2(b)所示，在衬底37上依次叠层基底绝缘膜38、第1绝缘膜39，在第1绝缘膜39上形成第1导电层32a、32b、32c，在第1绝缘膜39上形成第2绝缘膜40，使得把这些第1导电层32a、32b、32c覆盖起来。然后，形成贯通第2绝缘膜40的接触孔34，第1导电层32b位于接触孔34的底面一部分上，沿着接触孔34的内壁面形成第2导电层33，采用使第2导电层33和第1导电层32b进行接触的办法，把这些布线电连起来。并且，在位于基底绝缘膜38上的接触孔34底面的位置上，形成刻蚀停止层35。该刻蚀停止层35，与第1绝缘膜39之间的刻蚀选择比高，对第1绝缘膜39的刻蚀耐性充分地高。即，在本实施方案的图2(b)中，与实施方案1的图1(b)不同，示出的是在接触孔34的部位处第1绝缘膜39全部被刻蚀掉的状态。
另外，作为各层的具体的构成材料，可以使用与在实施方案1中所例示的材料相同的材料。对于形成上述构成的连接部分31的步骤来说，也是与实施方案1同样的。
如该例所示，在设计跨越1条的第1导电层把别的第1导电层和第2导电层连接起来的连接部分的情况下，在现有的构造中，则如图3的上侧所示，变成为使接触孔44完全地位于第1导电层42b上那样的配置。相对于此，如在图3的下侧所示，倘采用使要设置连接部分的第1导电层42e的线宽变细并在第1导电层42e的两侧方使接触孔44突出出来的构成，由于可以维持栅极层的图形间的最小间隔尺寸的规则S不变地使两侧的第1导电层42d、42f向中央的第1导电层42e附近恰好靠近尺寸t，故与图3上侧的构造相比可以把相邻图形配置得密，可以实现高集成化。本实施方案的连接部分31，基本上采用的是图3的下侧的构成，因而可以得到该高集成化的效果。
与此同时，由于位于接触孔的底面的正下方的区域上已设置有具有对第1绝缘膜39的刻蚀的耐性的刻蚀停止层35，故在对第1绝缘膜39的刻蚀时，在刻蚀剂到达了刻蚀停止层35的那一时刻，刻蚀就会停止，而不会再往前进。因此，接触孔34的形状不会变得异常地深，由于沿着其内壁面可确实地形成第2导电层33，故可以避免因第2导电层33的断线引起的可靠性降低的问题。如上所述，如果例如把本实用新型应用于内置外围电路的有源矩阵方式的液晶显示装置的、采样视频信号的输入输出布线部分，则可以得到更大的高集成化的效果。
液晶显示装置的整体构成本实施方案的液晶显示装置100，如图4、图5所示，用粘接剂52把TFT阵列基板10和相向基板20粘合起来，在用该粘接剂52划分成区的区域内封入、保持液晶50。在粘接剂52的形成区域的内侧的区域内形成由遮光性材料构成的遮光膜(周边遮断)53。在粘接剂52的外侧的区域上，沿着TFT阵列基板10的一边形成数据线驱动电路201和外部电路装配端子202，沿着与该一边邻接的2边形成扫描线驱动电路204。在TFT阵列基板10的剩下的一边上设置用来把设置在图象显示区域的两侧的扫描线驱动电路204之间连接起来的多条布线205。此外，在相向基板20的拐角的至少一个地方上，配设用来在TFT阵列基板10和相向基板20之间形成电导通的基板间导通构件206。
在上述实施方案中说明的这样的连接部分1、31，例如在数据线驱动电路201、扫描线驱动电路204等的外围电路中使用了多个。例如，在在外围电路中内置DAC(数模转换器)等的电路的情况下，在对外围电路部分的数字数据进行采样的锁存器的输入输出布线部分中，位数越多则第2导电层和第1导电层的接触孔个数就会飞跃地增多，输入输出布线部分所占的面积就将增大。进而，如抑制面积的增大，则变为没有配置接触孔的余地。这一点，倘采用本实用新型，由于对每一个连接部分都如上所述那样地实现高集成化的结果，作为液晶显示装置整体外围电路可以小型化，故采用使显示区域外的外围区域变变窄的办法，就可以得到可以实现窄框缘化的效果。
另外，本实用新型的技术范围并不限定于上述实施方案，在不脱离本实用新型的要旨的范围内加上种种的变更是可能的。例如，在实施方案1、2中，示出了这样的例子对于把上层一侧的第2导电层连接到下层一侧的第1导电层上的连接部分，把处于比第1导电层更往下层一侧的硅层用做刻蚀停止层。在例如同一层构成中，在把下层一侧的第2导电层和上层一侧的象素电极连接起来的连接部分的情况下，也可以不用该例子，而代之以把处于比第2导电层更往下层一侧的第1导电层用做刻蚀停止层。此外，可用各种层实现本实用新型的构成。此外，以上虽然举出的是以液晶显示装置为代表的电光装置的例子，但是，本实用新型并不限于电光装置，在装载EL元件的显示装置等的一切电光装置或其它的半导体器件中，也可以使用。
如在以上详细地说明的那样，倘采用本实用新型，则在构成电光装置或半导体器件的各种电路等中，可以把相邻的图形配置得密，可以实现高集成化，同时，由于连接部分的接触孔的形状不会变的异常地深，可以沿着其内壁面确实地形成导电层，故可以避免可靠性降低的问题。
权利要求1.一种电光装置，是具有电光物质的电光装置，其特征在于在基板上具备第1绝缘层；在上述第1绝缘层上形成的第1导电层；被形成为把上述第1导电层覆盖起来的第2绝缘层；在上述第2绝缘层上形成的第2导电层；和含有至少贯通上述第2绝缘层的接触孔，且通过使上述第1导电层和上述第2导电层在上述接触孔的侧面的一部分或底面的一部分处进行接触，使上述第1导电层和上述第2导电层电连起来的连接部分，至少在位于上述接触孔的底面的正下方的区域上，设置有具有对上述第1绝缘层的刻蚀的耐性的刻蚀停止层。
2.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于上述刻蚀停止层，由导电膜、半导体膜中的任何一者构成。
3.根据权利要求2所述的电光装置，其特征在于上述导电膜或上述半导体膜，与别的元件或布线电绝缘。
4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的电光装置，其特征在于在俯视时上述接触孔的图形从上述第1导电层的图形向外方突出出来，在上述接触孔的图形突出出来的一侧配置有与上述第1导电层同一层的另外的图形。
5.一种半导体器件，其特征在于在衬底上具备第1绝缘层；在上述第1绝缘层上形成的第1导电层；被形成为把上述第1导电层覆盖起来的第2绝缘层；在上述第2绝缘层上形成的第2导电层；和含有至少贯通上述第2绝缘层的接触孔，且通过使上述第1导电层和上述第2导电层在上述接触孔的侧面的一部分或底面的一部分处进行接触，使上述第1导电层和上述第2导电层电连起来的连接部分，至少在位于上述接触孔的底面的正下方的区域上，设置有具有对上述第1绝缘层的刻蚀的耐性的刻蚀停止层。
6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于上述刻蚀停止层，由导电膜、半导体膜中的任何一者构成。
7.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于上述导电膜或上述半导体膜，与别的元件或布线电绝缘。
8.根据权利要求5到7中的任何一项所述的半导体器件，其特征在于在俯视时上述接触孔的图形从上述第1导电层的图形向外方突出出来，在上述接触孔的图形突出出来的一侧配置有与上述第1导电层同一层的另外的图形。
专利摘要提供具有可以避免可靠性的降低的问题，也可以应对高集成化的构造的连接部分的电光装置和半导体器件。本实用新型的连接部分1在上述第1绝缘膜9上形成的第1导电层2，和被形成为把上述第1导电层2覆盖起来的第2绝缘层11，和在上述第2绝缘层11上形成的第2导电层3，采用含有至少贯通上述第2绝缘层11和第1绝缘膜9的接触孔4，且上述第1导电层2和上述第2导电层3在上述接触孔的侧面的一部分或底面的一部分处进行接触的办法，使上这些布线电连起来。然后，至少在位于上述接触孔4的底面的区域上，设置具有对上述第1绝缘层9的刻蚀的耐性的刻蚀停止层6。
文档编号H01L23/522GK2686095SQ0324659
公开日2005年3月16日 申请日期2003年5月20日 优先权日2002年5月22日
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