以下、実施例を挙げて本発明をより具体� ��に説明するが、本発明は以下の実施例によ� ��て制限されず、上記・下記の趣旨に適合し� ��る範囲で変更を加えて実施することも可能� ��あり、それらはいずれも本発明の技術的範� ��に包含される。

 以下の実施例1~12、比較例1~3、および従来 例では、TFT特性などを簡易に測定するため、 図6の各工程図に従って作製した図6lのTFTに対 し、300℃で30分間のアニールを行った。この� ��ニール条件は、TFT基板の製造工程で、熱履� ��が最大となるSi窒化膜(保護膜)の成膜工程の 加熱処理を想定して設定されたものである。 本実施例に供したTFTは、現実のTFT基板のよう に種々の成膜工程が施されて完成されたもの ではないが、上記のアニールを行ったTFTは、 実際のTFT基板のTFT特性をほぼ反映していると 考えられる。

 (実施例1)
 実施例1は、前述した実施形態1の配線構造(� ��1Aを参照)を有する実施例であり、ソース・� ��レイン電極を構成する配線材料としてAl-0.6� ��子%Ni-0.5原子%Cu-0.3原子%Laを用いた。

 図6の各工程図を参照しながら、実施例1� �製造方法を説明する。

 まず、ガラス基板上に、スパッタリング� ��で膜厚200nm程度のAl合金薄膜(Al-2.0原子%Nd)を� ��成した(図6a)。スパッタリングの成膜温度は 室温とした。このAl合金薄膜上にフォトリソ� ��ラフィによりレジストをパターニングした( 図6b)後、レジストをマスクとしてAl合金薄膜� ��エッチングすることにより、ゲート電極を� ��成した(図6c)。

 次いで、プラズマCVD法により、膜厚約200nm� �窒化シリコン膜(SiN)を形成し、ゲート絶縁膜 とした(図6d)。プラズマCVD法の成膜温度は約35 0℃とした。さらに、プラズマCVD法を用いて� �膜厚約200nmのノンドープアモルファスシリコ ン膜[a-Si(i)]、および膜厚約40nmの不純物(P)を� �ーピングした低抵抗アモルファスシリコン� �[a-Si(n)]を順次成膜した(図6e、図6f)。この低� �抗アモルファスシリコン膜[a-Si(n)]は、SiH ₄ 、PH ₃ 原料としたプラズマCVDを行なうことによって 形成した。

 続いて、同一のプラズマCVD装置の同一チャ� ��バー内にて、窒素ガスのみを供給してプラ� ��マを発生させ、上記の低抵抗アモルファス� ��リコン膜の表面を窒素プラズマにて30秒間� �理し、窒素含有層を形成した(図6g)。このプ� ��ズマに印加した高周波(RF)パワー密度は約0.3 W/cm ² 、成膜温度は320℃、ガス圧力は133Paとした。� ��面をRBS法およびXPS法で分析した結果、厚さ� ��5nmの窒素含有層が形成されていることが確� ��された。

 その後、CVD装置から取り出すことなく連� ��して、不純物(P)をドーピングした低抵抗の� ��モルファスシリコン膜[a-Si(n)]を再度成膜し� ��。このとき、低抵抗のアモルファスシリコ� ��膜の膜厚は約10nmとした(図6h)。

 次いで、その上に、スパッタリング法を� ��いて膜厚約300nmのAl系合金膜(Al-0.6原子%Ni-0.5� ��子%Cu-0.3原子%La)を成膜した(図6i)。スパッタ� ��ングの成膜温度は室温とした。次に、フォ� ��リソグラフィによりレジストをパターニン� ��した後、レジストをマスクとして上記のAl� �合金膜をエッチングすることにより、図6jに 示す様にソース電極とドレイン電極を形成し た。更に、ソース電極とドレイン電極をマス クとして、ドライエッチングにより低抵抗の アモルファスシリコン膜[a-Si(n)]をすべて除去 し、窒素含有層とAl系合金膜との間にAl-Si拡� �層を有するTFTを形成した(図6k、図6l)。Al-Si拡 散層の厚さは約10nmであった。

 (TFT特性の評価)
 上記のTFTを用い、TFTのドレイン電流-ゲート 電圧のスイッチング特性を調べた。これによ っても、SiとAlとの相互拡散を間接的に評価� �ることができる。ここでは、TFTのスイッチ� �グのオフ時に流れるリーク電流(ゲート電圧� ��負電圧を印加したときのドレイン電流値、� ��フ電流)と、TFTのスイッチングのオン時に流 れるオン電流とを以下のようにして測定した 。

 ゲート長(L)10μm、ゲート幅(W)100μm、W/Lの� �が10のTFTを用い、ドレイン電流およびゲート 電圧を測定した。測定時のドレイン電圧は10V とした。オフ電流はゲート電圧(-3V)を印加し� ��ときの電流と定義し、オン電流はゲート電� ��が20Vとなるときの電圧と定義した。

 詳細には、実施例1のTFTに対し、300℃で30分� ��のアニールを行なった後、オフ電流および� ��ン電流を測定した結果、オフ電流は3.4×10 ^-13 A、オン電流は1.7×10 ^-6 Aであった。比較のため、純Alの薄膜とMoのバ� ��アメタル層とからなる従来例のソース-ドレ イン電極を用いて上記と同様にしてTFTを作製 し、TFT特性を測定した。その結果、従来例の オフ電流は4.0×10 ^-13 A、オン電流は1.6×10 ^-6 Aであった。これらの結果を表1に示す。

 以上の結果より、実施例1のTFTは、バリア メタルを介在させた従来例のTFTと同程度の優 れたTFT特性が得られており、アモルファスシ リコンとAl系合金膜1との相互拡散は生じない ことが確認された。

 (SiとAlの相互拡散の評価)
 アニール後のアモルファスシリコンとAl系� �金膜との界面を断面TEM観察(倍率30万倍)し、S iとAlとの相互拡散の挙動を評価した。上記界 面の断面TEM像を図9に示す。図9に示すように� ��300℃の熱処理によりAlはその下に存在する� �抵抗アモルファスシリコン膜中まで拡散し� �Al-Si拡散層を形成し、Al系合金膜との間に明� ��な界面層が観察された。よって、実施例1に よれば、アモルファスシリコン膜の上に窒素 含有層とAl-Si拡散層からなる積層構造が形成� ��れることが確認された。更に、EDX法で半定� ��分析を行った結果、低抵抗アモルファスシ� ��コン膜中にはAl元素は殆ど検出されず、Alの 拡散は低抵抗アモルファスシリコン膜の上層 で阻止されていることが分かった。

 (コンタクト抵抗の測定)
 Al系合金膜と半導体層(アモルファスシリコ� ��)とのコンタクト抵抗を調べるため、図10の� ��工程図に従ってTLM法(Transfer Length Method)に� �りTLM素子を形成した。

 はじめに、図10を用いてTLM素子の作製方� �を説明し、次いで図11および図12を用いてTLM� ��の測定原理を説明する。

 まず、ガラス基板上に、プラズマCVD法によ� ��、膜厚約200nmの不純物(P)をドーピングした� �抵抗のアモルファスシリコン膜1を膜厚約200n mで成膜した。続いて、同一のプラズマCVD装� �内にて、窒素ガスのみを供給してプラズマ� �発生させ、低抵抗アモルファスシリコン膜1� ��表面を窒素プラズマにて30秒間処理し、窒� �含有層を形成した(図10a)。このプラズマに印 加したRFパワー密度は約0.3W/cm ² とした。

 次いで、CVD装置から取り出すことなく連� ��して、再び不純物(P)をドーピングした低抵� ��のアモルファスシリコン膜2を成膜した(図10 a)。低抵抗のアモルファスシリコン膜2の膜厚 は10nmとした。その上に膜厚約300nmのAl系合金� ��(Al-0.6原子%Ni-0.5原子%Cu-0.3原子%La)を成膜した (図10b)。フォトリソグラフィによりレジスト� ��パターニングした後(図10c)、レジストをマ� �クとしてAl系合金をエッチングすることによ り、図10dに示す様な複数の電極を形成した。 ここでは、各電極間の距離を種々変化させた 。更に、再びドライエッチングを行い、フォ トリソグラフィによりレジストをパターニン グした。このとき、図10eに示す様に全ての電 極パターンをレジストで覆った。これをマス クとして電極パターンの外周部の低抵抗アモ ルファスシリコン膜を除去した(図10f)。最後� ��、300℃にて30分の熱処理を施し、Al-Si拡散層 を形成した(図10g)。

 次に、図11および図12を参照しながら、TLM 法によるコンタクト抵抗の測定原理を説明す る。図12(a)は、前述した図10gの配線構造を模� ��的に示す断面図であり、図12(b)は、図10gの� �面図である。図12(a)では、Al-Si拡散層は省略� ��ている。

 まず、前述した図10gの配線構造において、� ��数の電極間における電流電圧特性を測定し� ��各電極間の抵抗値を求めた。こうして得ら� ��た各電極間の抵抗値を縦軸とし、電極間距� ��(トランスファー長、L)を横軸としてプロッ� ��し、図11のグラフを得た。図11のグラフにお いて、y切片の値は、コンタクト抵抗Rcの2倍� �値(2Rc)に、x切片の値は、実効的なコンタク� �長(L _T :transfer length、トランスファー長)に、それぞ れ相当する。以上から、コンタクト抵抗率ρ _c は下式にて表される。
  ρ _c =Rc*L _T *Z
   上式中、Zは、図12(b)に示すように電極幅 を示す。

 これらの結果を表1に示す。表1より、実� �例1のTFTは良好なコンタクト抵抗を有してい� ��ことが分かる。

 (半導体層とAl系合金膜との界面の元素面密� ��の測定)
 実施例1および従来例について、窒素原子の 面密度(N1)および酸素原子の面密度(O1)を、神� ��製鋼所製高分解能RBS分析装置「HRSB500」を用 いて測定した。その結果、従来例のN原子面� �度(N1)は検出限界以下、O原子面密度(O1)は4.1× 10 ¹⁵ /cm ² であったのに対し、実施例1のN原子面密度(N1) は6.3×10 ¹⁵ /cm ² 、O原子面密度(O1)は検出限界以下であり、良� ��なTFT特性を有することが確認された。

 (実施例2)
 実施例2は、前述した実施形態2の配線構造(� ��2を参照)を有する実施例であり、ソース・� �レイン電極を構成する配線材料として実施� �1と同じAl-0.6原子%Ni-0.5原子%Cu-0.3原子%Laを用� �た。

 前述した実施例1において、図6hの低抵抗� ��モルファスシリコン膜の膜厚を200nmとした� �と以外は実施例1と同様にして実施例2のTFTを 作製した。窒素含有層の厚さは実施例1と同� �、約5nmである。

 このようにして得られた実施例2のTFTに対 し、実施例1と同様、300℃で30分のアニールを 施し、アニール後のアモルファスシリコンと Al系合金との界面の断面TEM観察およびEDX分析� ��行なった。その結果、Al元素はアモルファ� �シリコン膜の上層約80~100nmまで拡散しており (すなわち、Al-Si拡散層の厚さは約80~100nm)が、 それより深い領域まで拡散しているAl元素は� ��めて僅かであり、ほぼ100nmより深部では初� �のアモルファスシリコン膜の状態が維持さ� �ていると判断された(図には示さず)。

 また、実施例1と同様にして実施例2のオフ� �流およびオン電流を測定した結果、オフ電� �は3.8×10 ^-13 A、オン電流は1.7×10 ^-6 Aであった(表1を参照)。よって、実施例2のTFT� ��、比較例1のTFTと同等の良好なTFT特性が得ら れることが分かった。

 更に、実施例2のコンタクト抵抗を調べる ため、前述した実施例1において、低抵抗ア� �ルファスシリコン膜200nmを成膜したこと以外 は実施例1と同様にしてコンタクト抵抗を測� �した。その結果は表1に示すとおりであり、� ��施例2のTFTは良好なコンタクト抵抗を有して いることが分かった。

 (実施例3)
 実施例3は、前述した実施形態3の配線構造(� ��3を参照)を有する実施例であり、ソース・� �レイン電極を構成する配線材料として実施� �1と同じAl-0.6原子%Ni-0.5原子%Cu-0.3原子%Laを用� �た。

 前述した実施例1において、図6hの低抵抗� ��モルファスシリコン膜を成膜した後、CVD装� ��から取り出すことなく連続して、再度窒素� ��ラズマにて30秒間処理し、不純物(P)をドー� �ングした低抵抗のアモルファスシリコン膜� �10nm成膜した工程を追加したこと以外は、実� ��例1と同様にして実施例3のTFTを作製した。� �素含有層の厚さは実施例1と同様、約5nmであ� ��た。

 このようにして得られた実施例3のTFTに対 し、実施例1と同様、300℃で30分のアニールを 施し、アニール後のアモルファスシリコンと Al系合金との界面の断面TEM観察およびEDX分析� ��行なった。その結果、Al元素はアモルファ� �シリコン膜中にはほとんど検出されず、実� �例1と同様に、Alの拡散は、アモルファスシ� �コン膜の上層で阻止されていることが分か� �た(図には示さず)。なお、Al-Si拡散層の厚さ� ��約10nmであった。

 また、実施例1と同様にして実施例3のオフ� �流およびオン電流を測定した結果、オフ電� �は3.2×10 ^-13 A、オン電流は1.7×10 ^-6 Aであった。よって、実施例3のTFTは、比較例1 のTFTと同等の良好なTFT特性が得られることが 分かった。

 更に、前述した実施例1において、低抵抗 アモルファスシリコン膜10nmを成膜した後、� �度窒素プラズマ処理を行い、低抵抗のアモ� �ファスシリコン膜10nmを成膜したこと以外は� ��施例1と同様にしてコンタクト抵抗を測定し た。その結果は表1に示すとおりであり、実� �例3のTFTは良好なコンタクト抵抗を有するこ� ��が確認された。

 (実施例4)
 実施例4は、前述した実施形態4の配線構造(� ��4を参照)を有する実施例であり、ソース・� �レイン電極を構成する配線材料として実施� �1と同じAl-0.6原子%Ni-0.5原子%Cu-0.3原子%Laを用� �た。

 前述した実施例1において、図6hの低抵抗� ��モルファスシリコン膜を成膜した後、CVD装� ��から取り出すことなく連続して、再度窒素� ��ラズマにて30秒間処理し、不純物(P)をドー� �ングした低抵抗のアモルファスシリコン膜� �200nm成膜した工程を追加したこと以外は、実 施例1と同様にして実施例4のTFTを作製した。� ��素含有層の厚さは、実施例1と同様、約5nmで あった。

 このようにして得られた実施例4のTFTに対 し、実施例1と同様、300℃で30分のアニールを 施し、アニール後のアモルファスシリコンと Al系合金との界面の断面TEM観察およびEDX分析� ��行なった。その結果、Al元素はアモルファ� �シリコン膜の上層約80~100nmまで拡散していた (すなわち、Al-Si拡散層の厚さは約80~100nm)が、 ほぼ100nmよりも深い領域まで拡散しているAl� �素は極めて僅かであり、ほぼ100nmより深部で は初期のアモルファスシリコン膜3の状態を� �っていると判断された(図には示さず)。

 また、実施例1と同様にして実施例4のオフ� �流およびオン電流を測定した結果、オフ電� �は3.3×10 ^-13 A、オン電流は1.6×10 ^-6 Aであった(表1を参照)。よって、実施例4のTFT� ��、従来例のTFTと同等の良好なTFT特性が得ら� ��ることが分かった。

 更に、前述した実施例1において、低抵抗 アモルファスシリコン膜10nmに続いて再度窒� �プラズマ処理を行った後、低抵抗のアモル� �ァスシリコン膜200nmとAl系合金膜300nmを成膜� �たこと以外は実施例1と同様にしてコンタク� ��抵抗を測定した。その結果を表1に示す。表 1に示すように実施例4のTFTは良好なコンタク� ��抵抗を有している。

 (実施例5)
 実施例5は、前述した実施形態5の配線構造(� ��7を参照)を有する実施例であり、ソース・� �レイン電極を構成する配線材料として実施� �1と同じAl-0.6原子%Ni-0.5原子%Cu-0.3原子%Laを用� �た。

 前述した実施例1において、図6eに示すノ� ��ドープアモルファスシリコン膜を成膜した� ��、CVD装置から取り出すことなく連続して、� ��度窒素プラズマにて30秒間処理した。続い� �、CVD装置から取り出すことなく連続して、� �純物(P)をドーピングした低抵抗のアモルフ� �スシリコン膜[a-Si(n)]を成膜した。このとき� �低抵抗のアモルファスシリコン膜の膜厚は� �10nmとした。以後、実施例1と同様にして実施 例5のTFTを作製した。窒素含有層の厚さは、� �施例1と同様、約5nmであった。

 このようにして得られた実施例5のTFTに対 し、実施例1と同様、300℃で30分のアニールを 施し、アニール後のノンドープアモルファス シリコンとAl系合金との界面の断面TEM観察お� ��びEDX分析を行なった。その結果、Al元素は� �ンドープアモルファスシリコン膜にはほと� �ど検出されず、実施例1と同様に、Alの拡散� �、ノンドープアモルファスシリコン膜の上� �で阻止されていることが分かった(図には示� ��ず)。なお、Al-Si拡散層の厚さは約10nmであっ た。

 また、実施例1と同様にして実施例5のオフ� �流およびオン電流を測定した結果、オフ電� �は3.3×10 ^-13 A、オン電流は1.6×10 ^-6 Aであった(表1を参照)。よって、実施例5のTFT� ��、従来例のTFTと同等の良好なTFT特性が得ら� ��ることが分かった。

 (実施例6)
 実施例6は、前述した実施形態1の配線構造(� ��1Aを参照)を有する実施例であり、前述した� ��施例1において、ソース・ドレイン電極を構 成する配線材料として純Alを用いたこと以外� ��、実施例1と同様にして実施例6のTFTを作製� �た。

 このようにして得られた実施例6のTFTに対 し、実施例1と同様にしてオフ電流およびオ� �電流、更にコンタクト抵抗を測定した。こ� �らの結果を表1に示す。

 (実施例7)
 実施例7は、前述した実施形態1の配線構造(� ��1Aを参照)を有する実施例であり、前述した� ��施例1において、ソース・ドレイン電極を構 成する配線材料としてAl-0.2原子%Ni-0.35原子%La� ��用いたこと以外は、実施例1と同様にして実 施例7のTFTを作製した。

 このようにして得られた実施例7のTFTに対 し、実施例1と同様にしてオフ電流およびオ� �電流、更にはコンタクト抵抗を測定した。� �れらの結果を表1に示す。

 (実施例8)
 実施例8は、前述した実施形態1の配線構造(� ��1Aを参照)を有する実施例であり、前述した� ��施例1において、ソース・ドレイン電極を構 成する配線材料としてAl-2原子%Ni-0.35原子%Laを 用いたこと以外は、実施例1と同様にして実� �例8のTFTを作製した。

 このようにして得られた実施例8のTFTに対 し、実施例1と同様にしてオフ電流およびオ� �電流、更にはコンタクト抵抗を測定した。� �れらの結果を表1に示す。

 (実施例9)
 実施例9は、前述した実施形態1の配線構造(� ��1Aを参照)を有する実施例であり、前述した� ��施例1において、ソース・ドレイン電極を構 成する配線材料としてAl-3原子%Ni-0.6原子%Ndを� ��いたこと以外は、実施例1と同様にして実施 例9のTFTを作製した。

 このようにして得られた実施例9のTFTに対 し、実施例1と同様にしてオフ電流およびオ� �電流、更にはコンタクト抵抗を測定した。� �れらの結果を表1に示す。

 表1より、実施例6~9のTFTは、いずれも、従 来例のTFTと同等の良好なTFT特性およびコンタ クト抵抗が得られることが分かった。

 上述した実施例1~9では、窒素ガスのみを� ��いて窒素含有層を形成したが、以下の実施� ��10~12では、窒素ガスと半導体原料ガスの混� �ガスを用いて窒素含有層を形成した。これ� �の実施例では、上記混合ガスの流量比を変� �て実験を行なった。

 (実施例10)
 実施例10は図1Aを参照とする配線構造を有す る実施例であり、ソース・ドレイン電極を構 成する配線材料として実施例1と同じAl-0.6原� �%Ni-0.5原子%Cu-0.3原子%Laを用いた。

 まず、実施例1と同様にしてガラス基板上 に、Al合金薄膜(Al-2.0原子%Nd)のゲート電極を� �成した後、窒化シリコン膜(SiN)のゲート絶縁 膜、ノンドープアモルファスシリコン膜[a-Si( i)]、および不純物(P)をドーピングした低抵抗 アモルファスシリコン膜[a-Si(n)、以下、第1の 低抵抗a-Si(n)と呼ぶ場合がある。]を順次成膜� ��た。

 続いて、同一のプラズマCVD装置の同一チャ� ��バー内にて、半導体層形成ガスであるSiH ₄ :30sccm、PH ₃ :0.2sccm、N ₂ :100sccm(窒素ガス/半導体原料ガスの流量比=3.3) を供給してプラズマを10秒間発生させ、窒素� ��有層を形成した。このプラズマに印加した� ��周波(RF)パワー密度は約0.06W/ccm ² 、成膜温度は350℃、ガス圧力は67Paとした。� �こで、sccmは、standard cubic cm per minute(cm ³ /分)で、0℃において、1013hPaに換算した場合� �流量を表す単位である。表面をRBS法およびXP S法で分析した結果、厚さ約5nmの窒素含有層� �形成されていることが確認された。

 その後、実施例1と同様にして不純物(P)を ドーピングした低抵抗のアモルファスシリコ ン膜[a-Si(n)、以下、第2の低抵抗a-Si(n)と呼ぶ� �合がある。]を再度10nm成膜した。以後、実施 例1と同様にして実施例10のTFTを作製した。

 (TFT特性の評価)
 このようにして得られた実施例10のTFTに対� �、実施例1と同様にして実施例10のオフ電流� �よびオン電流を測定した結果、オフ電流は3. 2×10 ^-13 A、オン電流は1.7×10 ^-6 Aであった(表1参照)。よって、実施例10のTFTは 、従来例のTFTと同等の良好なTFT特性が得られ ることがわかった。

 (SiとAlの相互拡散の評価)
 実施例10のTFTに対し、実施例1と同様にして� ��300℃で30分のアニール処理後のアモルファ� �シリコンとAl系合金との界面の断面TEM観察お よびEDX分析を行い、SiとAlの相互拡散を評価� �た。その結果、Al元素はアモルファスシリコ ン膜中には殆ど検出されず、実施例1と同様� �、Alの拡散は、アモルファスシリコン膜の上 層で阻止されていることがわかった。なお、 Al-Si拡散層の厚さは約10nmであった。

 (コンタクト抵抗の測定)
 更に、実施例10のコンタクト抵抗を調べる� �め、前述した実施例1と同様、TLM法によりTLM� ��子を形成して調べた。詳細には、実施例1に おいて、図10に示すTLM素子の窒素含有層形成� ��件(組成ガスおよびガスの流量比)を、半導� �層形成ガスであるSiH ₄ :30sccm、PH ₃ :0.2sccm、N ₂ :100sccm[窒素ガス(100sccm)/半導体原料ガス(30sccm+ 0.2sccm)の流量比=3.3]としたこと以外は、実施� �1と同様にしてコンタクト抵抗を測定した。� ��の結果は表1に示すとおりであり、実施例10� ��TFTは良好なコンタクト抵抗を有することが� ��認された。

 (実施例11)
 実施例11は、前述した実施例10において、窒 素ガス/半導体原料ガスの流量比を0.3に変え� �例である。

 詳細には、前述した実施例10において、窒� �含有層形成条件であるガス流量を、半導体� �形成ガスであるSiH ₄ :30sccm、PH ₃ :0.2sccm、N ₂ :10sccm[窒素ガス(10sccm)/半導体原料ガス(30sccm+0. 2sccm)の流量比=0.3]としたこと以外は、実施例1 0と同様にして実施例11のTFTを作製した。窒素 含有層の厚さは実施例10と同様、約5nmであっ� ��。

 このようにして得られた実施例11のTFTに� �し、実施例1と同様にして、300℃で30分のア� �ール処理後のアモルファスシリコンとAl系合 金との界面の断面TEM観察およびEDX分析を行い 、SiとAlの相互拡散を評価した。その結果、Al 元素はアモルファスシリコン膜中には殆ど検 出されず、実施例1と同様に、Alの拡散は、ア モルファスシリコン膜の上層で阻止されてい ることがわかった。なお、Al-Si拡散層の厚さ� ��約10nmであった。

 また、実施例10と同様にして実施例11のオフ 電流およびオン電流を測定した結果、オフ電 流は3.2×10 ^-13 A、オン電流は1.8×10 ^-6 Aであった(表1参照)。よって、実施例11のTFTは 、従来例のTFTと同等の良好なTFT特性が得られ ることがわかった。

 更に、実施例11のコンタクト抵抗を調べる� �め、前述した実施例10において、窒素含有層 形成条件であるガス流量を、半導体層形成ガ スであるSiH ₄ :30sccm、PH ₃ :0.2sccm、N ₂ :10sccm[窒素ガス(10sccm)/半導体原料ガス(30sccm+0. 2sccm)の流量比=0.3]としたこと以外は、実施例1 0と同様にしてコンタクト抵抗を測定した。� �の結果は表1に示すとおりであり、実施例11� �TFTは良好なコンタクト抵抗を有することが� �認された。

 (実施例12)
 実施例12は、前述した実施例10において、窒 素ガス/半導体原料ガスの流量比を9.9に変え� �例である。

 詳細には、前述した実施例10において、窒� �含有層形成条件であるガス流量を、半導体� �形成ガスであるSiH ₄ :30sccm、PH ₃ :0.2sccm、N ₂ :300sccm[窒素ガス(300sccm)/半導体原料ガス(30sccm+ 0.2sccm)の流量比=9.9]としたこと以外は、実施� �10と同様にして実施例12のTFTを作製した。窒� ��含有層の厚さは実施例10と同様、約5nmであ� �た。

 このようにして得られた実施例12のTFTに� �し、実施例1と同様にして、300℃で30分のア� �ール処理後のアモルファスシリコンとAl系合 金との界面の断面TEM観察およびEDX分析を行い 、SiとAlの相互拡散を評価した。その結果、Al 元素はアモルファスシリコン膜中には殆ど検 出されず、実施例1と同様に、Alの拡散は、ア モルファスシリコン膜の上層で阻止されてい ることがわかった。なお、Al-Si拡散層の厚さ� ��約10nmであった。

 また、実施例10と同様にして実施例12のオフ 電流およびオン電流を測定した結果、オフ電 流は3.4×10 ^-13 A、オン電流は1.5×10 ^-6 Aであった(表1参照)。よって、実施例12のTFTは 、従来例のTFTと同等の良好なTFT特性が得られ ることがわかった。

 更に、実施例12のコンタクト抵抗を調べる� �め、前述した実施例10において、窒素含有層 形成条件であるガス流量を、半導体層形成ガ スであるSiH ₄ :30sccm、PH ₃ :0.2sccm、N ₂ :300sccm[窒素ガス(300sccm)/半導体原料ガス(30sccm+ 0.2sccm)の流量比=9.9]としたこと以外は、実施� �10と同様にしてコンタクト抵抗を測定した。 その結果は表1に示すとおりであり、実施例12 のTFTは良好なコンタクト抵抗を有することが 確認された。

 (比較例1)
 比較例1は、前述した実施形態1の配線構造(� ��1Aを参照)において、窒素含有層を有しない� ��較例であり、ソース・ドレイン電極を構成� ��る配線材料として、前述した実施例1と同じ Al系合金を用いた。詳細には、前述した実施� ��1において、窒素含有層を形成する工程を行 なわなかったこと以外は実施例1と同様にし� �比較例1のTFTを作製した。

 このようにして得られた比較例1のTFTに対 し、実施例1よりも低い200℃の温度で30分のア ニールを施し、アニール後のアモルファスシ リコンとAl系合金との界面の断面TEM観察およ� ��EDX分析を行なった。その結果、200℃の低温� ��理を行なったにもかかわらずAl系合金中や� �モルファスシリコン中にボイドが観察され� �顕著な相互拡散が生じたことが確認された(� ��には示さず)。また、EDXによる半定量分析か らも、アモルファスシリコン中へのAlの拡散� ��Al系合金中へのSiの拡散が確認された。

 また、実施例1と同様にして比較例1のオフ� �流およびオン電流を測定した。その結果、� �フ電流は3.5×10 ^-9 A、オン電流は4.4×10 ^-7 Aであった(表1を参照)。以上の結果から、窒� �含有層を有しない比較例1では、従来例に比� ��、TFT特性が著しく低下しており、TFTとして� ��能しないことが分かった。

 また、比較例1のコンタクト抵抗を測定し たところ、表1に示すとおりであり、コンタ� �ト抵抗が低下した。

 (比較例2)
 比較例2は、前述した実施例10において、窒� ��ガス/半導体原料ガスの流量比を19.9に変え� �例である。

 前述した実施例10において、窒素含有層形� �条件であるガス流量を、半導体層形成ガス� �あるSiH ₄ :30sccm、PH ₃ :0.2sccm、N ₂ :600sccm[窒素ガス(600sccm)/半導体原料ガス(30sccm+ 0.2sccm)の流量比=19.9]としたこと以外は、実施� ��10と同様にして比較例2のTFTを作製した。窒� ��含有層の厚さは、約5nmであった。

 このようにして得られた比較例2のTFTに対 し、実施例1と同様、300℃で30分のアニール処 理後のアモルファスシリコンとAl系合金との� ��面の断面TEM観察およびEDX分析を行い、SiとAl の相互拡散を評価した。その結果、Al元素は� ��モルファスシリコン膜中には殆ど検出され� ��、実施例1と同様に、Alの拡散は、アモルフ� ��スシリコン膜の上層で阻止されていること� ��わかった。なお、Al-Si拡散層の厚さは約10nm� ��あった。

 また、実施例10と同様にして比較例2のオフ� ��流およびオン電流を測定した結果、オフ電� ��は3.3×10 ^-13 A、オン電流は4.0×10 ^-7 Aであった(表1参照)。よって、比較例2のTFTは� ��従来例に比べ、TFT特性が著しく低下してお� ��、TFTとして機能しないことが分かった。

 更に、比較例2のコンタクト抵抗を調べるた め、前述した実施例10において、窒素含有層� ��成条件であるガス流量を、半導体層形成ガ� ��であるSiH ₄ :30sccm、PH ₃ :0.2sccm、N ₂ :600sccm(窒素ガス/半導体原料ガスの流量比=19.9 )としたこと以外は、実施例10と同様にしてコ ンタクト抵抗を測定した。その結果は表1に� �すとおりであり、コンタクト抵抗が上昇し� �。

 (比較例3)
 比較例3は図1Aを参照とする配線構造を有す� ��実施例であり、ソース・ドレイン電極を構� ��する配線材料として実施例10と同じAl-0.6原� �%Ni-0.5原子%Cu-0.3原子%Laを用いた。

 前述した実施例10において、窒素含有層形� �条件であるガス流量を、半導体層形成ガス� �あるSiH ₄ :150sccm、PH ₃ :1sccm、N ₂ :10sccm[窒素ガス(10sccm)/半導体原料ガス(150sccm+1 sccm)の流量比=0.07]としたこと以外は、実施例1 0と同様にして比較例3のTFTを作製した。窒素� ��有層の厚さは、約5nmであった。

 このようにして得られた比較例3のTFTに対 し、実施例1と同様、300℃で30分のアニール処 理後のアモルファスシリコンとAl系合金との� ��面の断面TEM観察およびEDX分析を行い、SiとAl の相互拡散を評価した。その結果、Al系合金� ��やアモルファスシリコン中にボイドが観察� ��れ、顕著な相互拡散が生じたことが確認さ� ��た。また、EDXによる半定量分析からも、ア� ��ルファスシリコン膜中へのAlの拡散やAl系合 金膜中へのSiの拡散が確認された。

 また、実施例10と同様にして比較例3のオフ� ��流およびオン電流を測定した結果、オフ電� ��は2.3×10 ^-11 A、オン電流は1.3×10 ^-6 Aであった(表1参照)。よって、比較例3のTFTは� ��従来例に比べ、TFT特性が著しく低下してお� ��、TFTとして機能しないことが分かった。

 (実施例13)
 実施例13は、実施形態5に係るLSIの配線構造( 図7を参照)を有する実施例であり、配線材料� ��して純Alを用いた。

 図13の各工程図を参照しながら、実施例13 のMOSFET(Metal-oxide-semiconductor field effect transist or)の製造方法を説明する。ここでは、単結晶 p型Si基板上に局所酸化(LCOS:Local oxydation of Si )法により素子分離パターンの形成を行い、� �子の活性領域(局所酸化されていない領域)に MOSFETを作製した。

 まず、単結晶p型Si基板上にゲート絶縁膜� ��熱酸化により形成した(図13a)。ゲート絶縁� �の膜厚は5nmとした。続いて、熱CVDにより、P� ��ープしたポリシリコンを300nmの厚みで形成� �た(図13b)。その後リソグラフィにより、レジ ストをパターニングした(図13c)。このレジス� ��をマスクとしてドライエッチングによりポ� ��シリコンをエッチングした(図13d)。続いて� �オン注入によりAsを基板に打ち込み、活性化 アニールを施すことでソース-ドレイン領域� �形成した(図13e)。次に、層間絶縁膜をCVDによ り600nm成膜した(図13f)。リソグラフィにより� �ターニングし(図13g)、ドライエッチングを施 すことによりソース-ドレイン領域に金属配� �(純Al)を接続させるためのコンタクトホール� ��形成した(図13h)。続いてイオン注入法など� �よりAsを基板に打ち込み、活性化アニールを 施すことでソース-ドレイン領域を形成する(� ��13e)。次に、層間絶縁膜をCVDなどにより成膜 する(図13f)。リソグラフィによりパターニン� ��し(図13g)、ドライエッチングを施すと、ソ� �ス-ドレイン領域に金属配線(Al系合金)を接続 させるためのコンタクトホールが形成される (図13h)。続いて、前述した図8に示した工程を 経てAl系合金層/Al-Si拡散層/窒素含有層/単結� �Siの構造が形成される。すなわち、イオン注 入法などにより窒素を基板に打ち込む。この とき、注入された窒素はある深さ(飛程と呼� �れる)を中心に、ほぼガウス分布の深さ方向� ��布を有する。本実施例では、イオンエネル� ��ー10keVにて打ち込み、その飛程を深さ約10nm� ��調整した。また、Si基板の表面から約15nmま� ��の深さにおいて、注入された窒素のダメー� ��によりSiはアモルファス化した(図13i)。窒素 含有層の厚さは約5nmであった。次に純Alを成� ��し(図13j)、リソグラフィおよびエッチング� �より配線パターンに加工した。最後に400℃� �て30分間アニールを行い、Al-Si拡散層を形成� ��た(図13k)。Al-Si拡散層の厚さは約10nmであっ� �。

 次に、このようにして獲られた実施例13� �MOSFETについて、ドレイン電流-ゲート電圧の� ��イッチング特性を測定した。具体的には、� ��フ電流(ゲート電圧に負電圧を印可したとき のドレイン電流)とMOSFETがオンした際のオン� �流を指標として用いた。ゲート長L=0.15μm、� �ート幅W=10μmのMOSFETにおいて、ドレイン電流- ゲート電圧特性を測定した。測定時のドレイ ン電圧は1.5Vとした。オフ電流はゲート電圧� �-0.5Vの時の電流値、オン電流はゲート電圧が 1.5Vのときの電流値と定義した。

 上記のMOSFETについてオフ電流およびオン電� ��を測定した結果、オフ電流は測定限界の10-1 4A以下であり、またオン電流は2.3mAであった� �比較のため、(1)窒素のイオン注入を行わず� �上記ソース-ドレイン電極のSiと純Alとを直接 接触させた比較例のMOSFET、および(2)Siと純Al� �の間にバリアメタルとしてTiNを介在させた� �来のMOSFETを上記と同様にして作製し、これ� �の特性を評価した。その結果、上記(1)のオ� �電流は2×10 ^-9 A、オン電流は1.3mAであり、上記(2)のオフ電流 は測定限界の10 ^-14 A以下、オン電流は2.2mAであった。

 以上の結果より、実施例13のMOSFETは、バ� �アメタルを介在させた従来のMOSFETと同程度� �優れたTFT特性が得られており、SiとAlとの相� ��拡散は生じないことが示唆された。

 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照� ��て説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱� ��ることなく様々な変更や修正を加えること� ��できることは当業者にとって明らかである� ��
 本出願は、2008年4月18日出願の日本特許出願 (特願2008-109618)、2008年9月30日出願の日本特許� ��願(特願2008-253840)に基づくものであり、その 内容はここに参照として取り込まれる。