JPWO2010047063A1 - 高純度結晶質酸化インジウム半導体膜を有する薄膜トランジスタ、及びその製造方法 - Google Patents
高純度結晶質酸化インジウム半導体膜を有する薄膜トランジスタ、及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2010047063A1 JPWO2010047063A1 JP2010534675A JP2010534675A JPWO2010047063A1 JP WO2010047063 A1 JPWO2010047063 A1 JP WO2010047063A1 JP 2010534675 A JP2010534675 A JP 2010534675A JP 2010534675 A JP2010534675 A JP 2010534675A JP WO2010047063 A1 JPWO2010047063 A1 JP WO2010047063A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film transistor
- semiconductor film
- indium oxide
- oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010408 film Substances 0.000 title claims abstract description 153
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 130
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 35
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 14
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 10
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 238000003949 trap density measurement Methods 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N caesium oxide Chemical compound [O-2].[Cs+].[Cs+] KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001942 caesium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001952 rubidium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CWBWCLMMHLCMAM-UHFFFAOYSA-M rubidium(1+);hydroxide Chemical compound [OH-].[Rb+].[Rb+] CWBWCLMMHLCMAM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が１０原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
Description
本発明は、高純度な結晶質酸化インジウムからなる半導体膜を有する薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する。
近年、表示装置の発展は目覚ましく、液晶表示装置やＥＬ表示装置等、種々の表示装置がパソコンやワープロ等のＯＡ機器へ活発に導入されている。これらの表示装置は、いずれも表示素子を透明導電膜で挟み込んだサンドイッチ構造を有している。
上記の表示装置を駆動させる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子には、現在、シリコン系の半導体膜が主に使用されている。それは、シリコン系薄膜の安定性、加工性の良さの他、スイッチング速度が速い等が良好なためである。このシリコン系薄膜は、一般に化学蒸気析出法（ＣＶＤ）法により作製されている。
しかしながら、シリコン系薄膜が非晶質の場合、スイッチング速度が比較的遅く、高速な動画等を表示する場合は画像を表示できないという難点を有している。また、結晶質のシリコン系薄膜の場合には、スイッチング速度は比較的速いが、結晶化するために８００℃以上の高温や、レーザーによる加熱等が必要であり、製造時に多大なエネルギーと工程を要する。また、シリコン系の薄膜は、電圧素子としても性能は優れているものの、電流を流した場合、その特性の経時変化が問題となっている。
シリコン系薄膜よりも安定性に優れるとともに、ＩＴＯ膜と同等の光透過率を有する透明半導体膜を得るための材料等として、酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなるスパッタリングターゲットや、酸化亜鉛と酸化マグネシウムからなる透明半導体薄膜が提案されている（例えば、特許文献１）。酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛、又は酸化亜鉛と酸化マグネシウムからなる透明半導体膜は、弱酸でのエッチング性が非常に早い特徴を持っている。しかしながら、金属薄膜のエッチング液でもエッチングされ、透明半導体膜上の金属薄膜をエッチングする場合に、同時にエッチングされてしまうことがあり、透明半導体膜上の金属薄膜だけを選択的にエッチングする場合には不適であった。
一方、酸化インジウムの結晶質を含む膜、特に多結晶膜は、酸素欠損を生成しやすく、成膜時の酸素分圧を上げたり、酸化処理等をしても、キャリヤー密度を２×１０＋１７ｃｍ−３にすることが困難と考えられていた。そのために、半導体膜又はＴＦＴとしての試みはほとんどなされていなかった。
また、特許文献２に酸化インジウムに正２価の金属酸化物を含有させたビックスバイト構造を有する酸化インジウム半導体膜が記載されている。正２価の金属酸化物を含有させることにより、キャリヤー濃度を低減する試みがなされている。しかしながら、正２価の金属酸化物の場合、ビックスバイト構造のエネルギーバンド構造のバンドギャップ内に不純物順位を形成することがあり、これが、移動度を低下させる場合がある。
また、特許文献２に酸化インジウムに正２価の金属酸化物を含有させたビックスバイト構造を有する酸化インジウム半導体膜が記載されている。正２価の金属酸化物を含有させることにより、キャリヤー濃度を低減する試みがなされている。しかしながら、正２価の金属酸化物の場合、ビックスバイト構造のエネルギーバンド構造のバンドギャップ内に不純物順位を形成することがあり、これが、移動度を低下させる場合がある。
特許文献３には、結晶質の酸化インジウム薄膜を用いた薄膜トランジスタが記載されている。しかしながら、チャンネル部分のトラップ密度が高くなる場合があった。このため、Ｓ値を十分に低減できないことや、ノーマリーオンのトランジスタになる等の問題があった。また、薄膜中のトラップ密度が高いと、トラップによりオフ電流値が十分低減できないという問題があった。
この点について、特許文献３では酸化インジウム薄膜の膜厚を２０ｎｍとすることにより、オフ電流値が低減できることが記載されている。しかしながら、膜厚を２０ｎｍに制御して、均一に、かつ大面積に成膜することは技術的に難しい。そのため、薄膜トランジスタの特性がばらつく原因となる可能性があった。
この点について、特許文献３では酸化インジウム薄膜の膜厚を２０ｎｍとすることにより、オフ電流値が低減できることが記載されている。しかしながら、膜厚を２０ｎｍに制御して、均一に、かつ大面積に成膜することは技術的に難しい。そのため、薄膜トランジスタの特性がばらつく原因となる可能性があった。
本発明の目的は、結晶質酸化インジウムからなる半導体膜を使用した薄膜トランジスタであって、半導体膜のトラップ密度を低減することにより高性能な薄膜トランジスタを提供することである。
本発明者らは、結晶質酸化インジウムからなる半導体膜の不純物、具体的には、正４価以上の金属元素が半導体膜のトラップ密度に影響を与えることを見出した。そして、この金属元素の含有率を所定値以下とすることにより、高性能な薄膜トランジスタが得られることをつきとめ、本発明を完成させた。
本発明によれば、以下の薄膜トランジスタ等が提供される。
１．結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が１０原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
２．結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が１原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
３．結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が０．１原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
４．前記正４価以上の金属元素がＳｎである１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
５．さらに、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正２価以下の金属元素の含有率が５０原子ｐｐｍ以下である１〜４のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
６．チャンネルエッチ型である１〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
７．エッチストッパー型である１〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
８．純度が９９．９９原子％以上の酸化インジウムターゲットを用いて半導体膜を成膜する成膜工程と、前記半導体膜を酸化処理する工程、及び／又は前記半導体膜を結晶化する工程を含む、１〜７のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
９．前記酸化インジウムターゲットの純度が９９．９９５原子％以上である８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
１０．前記成膜工程をスパッタリングで実施し、スパッタリング中の雰囲気の酸素濃度を５〜２０体積％とする８又は９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
１１．前記半導体膜を酸素の存在下に、１５０〜４５０℃で０．１〜１２００分間熱処理する８〜１０のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
１．結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が１０原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
２．結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が１原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
３．結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が０．１原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
４．前記正４価以上の金属元素がＳｎである１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
５．さらに、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正２価以下の金属元素の含有率が５０原子ｐｐｍ以下である１〜４のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
６．チャンネルエッチ型である１〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
７．エッチストッパー型である１〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
８．純度が９９．９９原子％以上の酸化インジウムターゲットを用いて半導体膜を成膜する成膜工程と、前記半導体膜を酸化処理する工程、及び／又は前記半導体膜を結晶化する工程を含む、１〜７のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
９．前記酸化インジウムターゲットの純度が９９．９９５原子％以上である８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
１０．前記成膜工程をスパッタリングで実施し、スパッタリング中の雰囲気の酸素濃度を５〜２０体積％とする８又は９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
１１．前記半導体膜を酸素の存在下に、１５０〜４５０℃で０．１〜１２００分間熱処理する８〜１０のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
本発明によれば、結晶質酸化インジウム薄膜の不純物濃度が低いことにより、薄膜中、特にチャンネル部分のトラップ密度を少なくできる。その結果、Ｓ値を十分低減することができる。
本発明の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が１０原子ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
図１は、本発明の薄膜トランジスタの実施形態を示す概略断面図である。
薄膜トランジスタ１は、基板１０及び絶縁膜３０の間にゲート電極２０を挟持しており、ゲート絶縁膜３０上には半導体膜４０が活性層として積層されている。さらに、半導体膜４０の端部付近を覆うようにしてソース電極５０及びドレイン電極５２がそれぞれ設けられている。半導体膜４０、ソース電極５０及びドレイン電極５２で囲まれた部分にチャンネル部６０を形成している。
尚、図１の薄膜トランジスタ１はいわゆるチャンネルエッチ型薄膜トランジスタである。本発明の薄膜トランジスタは、チャンネルエッチ型薄膜トランジスタに限定されず、本技術分野で公知の素子構成を採用できる。
薄膜トランジスタ１は、基板１０及び絶縁膜３０の間にゲート電極２０を挟持しており、ゲート絶縁膜３０上には半導体膜４０が活性層として積層されている。さらに、半導体膜４０の端部付近を覆うようにしてソース電極５０及びドレイン電極５２がそれぞれ設けられている。半導体膜４０、ソース電極５０及びドレイン電極５２で囲まれた部分にチャンネル部６０を形成している。
尚、図１の薄膜トランジスタ１はいわゆるチャンネルエッチ型薄膜トランジスタである。本発明の薄膜トランジスタは、チャンネルエッチ型薄膜トランジスタに限定されず、本技術分野で公知の素子構成を採用できる。
図２は、本発明の薄膜トランジスタの他の実施形態を示す概略断面図である。尚、上述した薄膜トランジスタ１と同じ構成部材には同じ番号を付し、その説明を省略する。
薄膜トランジスタ２は、エッチストッパー型の薄膜トランジスタである。薄膜トランジスタ２は、チャンネル部６０を覆うようにエッチストッパー７０が形成されている点を除き、上述した薄膜トランジスタ１と同じ構成である。半導体膜４０の端部付近及びエッチストッパー７０の端部付近を覆うようにしてソース電極５０及びドレイン電極５２がそれぞれ設けられている。
薄膜トランジスタ２は、エッチストッパー型の薄膜トランジスタである。薄膜トランジスタ２は、チャンネル部６０を覆うようにエッチストッパー７０が形成されている点を除き、上述した薄膜トランジスタ１と同じ構成である。半導体膜４０の端部付近及びエッチストッパー７０の端部付近を覆うようにしてソース電極５０及びドレイン電極５２がそれぞれ設けられている。
本発明では半導体膜４０に、高純度な結晶質酸化インジウムからなる薄膜を使用する。ここで、高純度とは、結晶質酸化インジウム薄膜が不純物として、正４価以上の金属元素を実質的に含まないことを意味する。具体的には、半導体膜を形成する全金属元素に占める正４価以上の金属元素の含有率が１０原子ｐｐｍ以下であることを意味する。これらの含有率を極めて低くすることにより、薄膜中や絶縁膜−半導体膜界面におけるトラップ密度を低減することができる。その結果、Ｓ値を低減することができる。
薄膜中の不純物は電子の散乱に寄与し、移動度の低下を引き起こす。不純物濃度が低ければ散乱を抑制し、酸化インジウムが本来有する高い移動度を維持することができる。
また、不純物により結晶構造に乱れが生じ、酸素欠損を十分低減することができずにノーマリーオン動作を示す薄膜トランジスタになる場合がある。本発明では、不純物濃度が極めて低い結晶質酸化インジウムの半導体膜を使用するので、ノーマリーオフで、高移動度、低オフ電流値、さらにＳ値が低く高い動作安定性を示す高性能な薄膜トランジスタが得られる。
尚、本発明においてノーマリーオフとは、閾値電圧の値が負（正）である場合と定義する。閾値電圧は伝達曲線（Ｉｄ−Ｖｇ）のグラフのＸ切片から求める。
また、不純物により結晶構造に乱れが生じ、酸素欠損を十分低減することができずにノーマリーオン動作を示す薄膜トランジスタになる場合がある。本発明では、不純物濃度が極めて低い結晶質酸化インジウムの半導体膜を使用するので、ノーマリーオフで、高移動度、低オフ電流値、さらにＳ値が低く高い動作安定性を示す高性能な薄膜トランジスタが得られる。
尚、本発明においてノーマリーオフとは、閾値電圧の値が負（正）である場合と定義する。閾値電圧は伝達曲線（Ｉｄ−Ｖｇ）のグラフのＸ切片から求める。
特に、正４価以上の金属元素の含有率を１０原子ｐｐｍ以下とすることにより、室温付近における半導体膜のキャリヤー密度を２×１０＋１７ｃｍ−３未満に保つことが可能となる。これにより、良好な薄膜トランジスタ特性が得られる。
尚、半導体膜のキャリヤー密度は、室温付近において好ましくは２×１０＋１７ｃｍ−３未満である。キャリヤー密度が２×１０＋１７ｃｍ−３以上では、ＴＦＴとして駆動しないおそれがある。また、ＴＦＴとして駆動したとしても閾値電圧がマイナスに大きくノーマリーオンを示したり、Ｏｎ／Ｏｆｆ比が小さくなる場合がある。
正２価以下の金属元素の含有率を５０原子ｐｐｍ以下とすることにより、得られるＴＦＴの移動度を高くすることができる。
尚、半導体膜のキャリヤー密度は、室温付近において好ましくは２×１０＋１７ｃｍ−３未満である。キャリヤー密度が２×１０＋１７ｃｍ−３以上では、ＴＦＴとして駆動しないおそれがある。また、ＴＦＴとして駆動したとしても閾値電圧がマイナスに大きくノーマリーオンを示したり、Ｏｎ／Ｏｆｆ比が小さくなる場合がある。
正２価以下の金属元素の含有率を５０原子ｐｐｍ以下とすることにより、得られるＴＦＴの移動度を高くすることができる。
正４価以上の金属元素及び正２価以下の金属元素は、薄膜内において、金属酸化物として存在している。
半導体膜に含まれる正４価以上の金属酸化物としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、等の正４価以上の重金属酸化物、及び酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、酸化スズ、酸化鉛、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化セリウムから選択される１種又は２種以上の酸化物である。これらの酸化物は、結晶中に取り込まれた場合には、キャリヤーを発生する場合がある。その結果、室温付近の温度においてのキャリヤー密度を、２×１０＋１７ｃｍ−３未満に制御できない場合がある。
上記金属酸化物のうち、特に、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、は、厳密に管理することが好ましい。
半導体膜に含まれる正４価以上の金属酸化物としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、等の正４価以上の重金属酸化物、及び酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、酸化スズ、酸化鉛、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化セリウムから選択される１種又は２種以上の酸化物である。これらの酸化物は、結晶中に取り込まれた場合には、キャリヤーを発生する場合がある。その結果、室温付近の温度においてのキャリヤー密度を、２×１０＋１７ｃｍ−３未満に制御できない場合がある。
上記金属酸化物のうち、特に、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、は、厳密に管理することが好ましい。
半導体膜に含まれる正２価以下の金属酸化物としては、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、等の正２価以下のアルカリ、アルカリ土類属酸化物、及び酸化亜鉛、から選択される１種又は２種以上の酸化物である。これらの酸化物は、結晶中に取り込まれた場合には、バンドギャップ内に不純物順位を形成する場合がある。その結果、キャリヤートラップが発生し、移動度が低下する場合がある。
上記金属酸化物のうち、特に、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛は、厳密に管理することが好ましい。
上記金属酸化物のうち、特に、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛は、厳密に管理することが好ましい。
本発明において、半導体膜の全金属元素に対する正４価以上の金属酸化物の金属元素（Ｍ４）の含有率は、１０原子ｐｐｍ以下であり、好ましくは５原子ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１原子ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは０．５原子ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは０．１原子ｐｐｍ以下である。原子比が１０原子ｐｐｍ超では、キャリヤー密度が２×１０＋１７ｃｍ−３以上になる場合があり、ＴＦＴ特性として作動しなくなる場合がある。また、ＴＦＴとして駆動したとしても閾値電圧がマイナスに大きくなりノーマリーオンを示したり、オフ電流値が増加しＯｎ／Ｏｆｆ比が小さくなる場合がある。また薄膜中、及び（又は）絶縁膜−半導体膜の界面のトラップ密度が増加し、Ｓ値が増大するおそれがある。
Ｍ４のうち、特にＳｎの含有率が高い場合、元素の酸化力が強いため、キャリヤー密度が増加し、ＴＦＴとして駆動したとしても閾値電圧がマイナスに大きくなりノーマリーオンを示したり、オフ電流値が増加しＯｎ／Ｏｆｆ比が小さくなる場合がある。また薄膜中、及び（又は）絶縁膜−半導体膜の界面のトラップ密度が増加し、Ｓ値が増大するおそれがある。Ｓｎの含有率は好ましくは１原子ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは０．５原子ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは０．１原子ｐｐｍ以下である。
本発明において、半導体膜の全金属元素に対する正２価以下の金属酸化物の金属元素（Ｍ２）の含有率は、５０原子ｐｐｍ以下であることが好ましい。原子比が５０原子ｐｐｍ超では、移動度が低くなる場合があり、ＴＦＴ特性として作動しなくなる場合がある。また薄膜中、及び（又は）絶縁膜−半導体膜の界面のトラップ密度が増加し、Ｓ値が増大するおそれがある。
金属元素（Ｍ２）の比率は、より好ましくは、１０原子ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５原子ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは１原子ｐｐｍ以下である。
金属元素（Ｍ２）の比率は、より好ましくは、１０原子ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５原子ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは１原子ｐｐｍ以下である。
金属元素（Ｍ）の比率は、ＩＣＰ−Ｍａｓｓ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ）測定により、各元素の存在量を測定することで求めることができる。
また、金属元素（Ｍ）比率は、例えば、半導体膜を形成する際に使用するスパッタリングターゲットの各元素の存在量を調整することで実施できる。半導体膜の組成は、スパッタリングターゲットの組成とほぼ一致する。
また、金属元素（Ｍ）比率は、例えば、半導体膜を形成する際に使用するスパッタリングターゲットの各元素の存在量を調整することで実施できる。半導体膜の組成は、スパッタリングターゲットの組成とほぼ一致する。
本発明では、結晶質酸化インジウム半導体膜を使用することにより、ソース電極５０及びドレイン電極５２のエッチングの際に、半導体膜がエッチングされることを抑制できる。また、ＴＦＴの耐久性を高くできる。
尚、「結晶質膜」とは、Ｘ線回折により、結晶ピークを確認できることで確認できる膜である。
結晶質膜は、単結晶膜、エピタキシャル膜及び多結晶膜のいずれであってもよく、工業生産が容易かつ大面積化が可能であることから、好ましくはエピタキシャル膜及び多結晶膜であり、特に好ましくは多結晶膜である。
尚、「結晶質膜」とは、Ｘ線回折により、結晶ピークを確認できることで確認できる膜である。
結晶質膜は、単結晶膜、エピタキシャル膜及び多結晶膜のいずれであってもよく、工業生産が容易かつ大面積化が可能であることから、好ましくはエピタキシャル膜及び多結晶膜であり、特に好ましくは多結晶膜である。
結晶質膜が多結晶膜の場合、当該多結晶膜がナノクリスタルからなることが好ましい。Ｘ線回折からＳｃｈｅｒｒｅｒ’ｓ ｅｑｕａｔｉｏｎを用いて求めた平均結晶粒径は通常５００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは１５０ｎｍ以下、さらに好ましくは８０ｎｍ以下である。５００ｎｍより大きいとトランジスタを微細化した際のばらつきが大きくなるおそれがある。
本発明の薄膜トランジスタにおいて、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース・ドレイン電極等の構成部材は、公知のものが使用でき、特に限定されない。
例えば、各電極にはＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属薄膜が使用でき、ゲート絶縁膜には、酸化シリコン膜、酸化ハフニウム膜等の酸化物薄膜を使用できる。
例えば、各電極にはＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属薄膜が使用でき、ゲート絶縁膜には、酸化シリコン膜、酸化ハフニウム膜等の酸化物薄膜を使用できる。
続いて、本発明の薄膜トランジスタの製造方法を説明する。
本発明の製造方法は、酸化インジウム半導体膜を成膜する成膜工程と、半導体膜を酸化処理する工程、及び／又は結晶化する工程を含む。尚、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース・ドレイン電極等の構成部材は、公知の方法により形成できる。
本発明の製造方法は、酸化インジウム半導体膜を成膜する成膜工程と、半導体膜を酸化処理する工程、及び／又は結晶化する工程を含む。尚、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース・ドレイン電極等の構成部材は、公知の方法により形成できる。
例えば、基板上にＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属薄膜からなるゲート電極を形成し、その上に、酸化シリコン膜、酸化ハフニウム膜等からなる酸化物薄膜をゲート絶縁膜として形成する。その上に、金属マスクを装着して必要な部分だけに酸化インジウム膜からなる半導体膜を形成する。その後、金属マスクを用いて、必要部分にソース・ドレイン電極を形成することで、薄膜トランジスタを製造することができる。
半導体膜の成膜は、スパッタ法、イオンプレーティング法、蒸着法等がある。このなかでは、スパッタ法が好ましい。
スパッタリングでは、焼結ターゲットを用いる方法が好ましい。具体的に、９９．９９原子％以上、又は９９．９９５原子％（４Ｎ）以上の高純度酸化インジウムの焼結ターゲットが好ましい。焼結ターゲットは、本技術分野において公知の方法により製造できる。
高純度の酸化インジウム焼結体ターゲットを用いることにより、不純物濃度の極めて低い結晶質酸化インジウム薄膜を得ることができる。
スパッタリングでは、焼結ターゲットを用いる方法が好ましい。具体的に、９９．９９原子％以上、又は９９．９９５原子％（４Ｎ）以上の高純度酸化インジウムの焼結ターゲットが好ましい。焼結ターゲットは、本技術分野において公知の方法により製造できる。
高純度の酸化インジウム焼結体ターゲットを用いることにより、不純物濃度の極めて低い結晶質酸化インジウム薄膜を得ることができる。
スパッタリングの条件は、使用するターゲットや、半導体膜の膜厚等にあわせて適宜調整することができる。スパッタリング方法は、ＲＦスパッタ法、ＤＣスパッタ法、ＡＣスパッタ法が使用できる。中でも、ＤＣスパッタ法、ＡＣスパッタ法が、成膜速度も速く、好ましい。
成膜中に酸素を存在させることが好ましい。スパッタ中に酸素を存在させることにより、次工程の酸化処理にて、効果的に酸化処理することが出来る。
スパッタリング中の雰囲気の酸素濃度は５〜２０体積％であることが好ましく、さらに前記酸素濃度７〜１７％であることが好ましく、特に８〜１４体積％であることが好ましい。
成膜中に酸素を存在させることが好ましい。スパッタ中に酸素を存在させることにより、次工程の酸化処理にて、効果的に酸化処理することが出来る。
スパッタリング中の雰囲気の酸素濃度は５〜２０体積％であることが好ましく、さらに前記酸素濃度７〜１７％であることが好ましく、特に８〜１４体積％であることが好ましい。
本発明の薄膜トランジスタの製造方法では、半導体膜の形成後、薄膜を酸化処理する工程、及び／又は薄膜を結晶化する工程を行う。
半導体膜の結晶化及び酸化処理には、酸素の存在下にランプアニ―ル装置、レーザーアニール装置、熱風加熱装置、接触加熱装置等を用いることが出来る。
半導体膜を酸素の存在下に、１５０〜４５０℃、０．１〜１２００分の条件で熱処理することが好ましい。１５０℃未満では、半導体膜が十分に結晶化しない場合があり、４５０℃超では、基板や半導体膜にダメージを与える場合がある。熱処理温度は、１８０℃〜３５０℃がさらに好ましく、特に２００℃〜３００℃が好ましい。
また、熱処理時間が０．１分未満では、熱処理時間が短すぎて膜の結晶化が不十分となる場合があり、１２００分超では時間が掛かりすぎ生産的ではない。熱処理時間は、１分〜６００分がさらに好ましく、特に５分〜６０分が好ましい。
尚、半導体膜の結晶化及び／又は酸化処理は、半導体膜の形成後、すぐに実施してもよく、また、ソース・ドレイン電極等、他の構成部材の形成後に実施してもよい。
半導体膜の結晶化及び酸化処理には、酸素の存在下にランプアニ―ル装置、レーザーアニール装置、熱風加熱装置、接触加熱装置等を用いることが出来る。
半導体膜を酸素の存在下に、１５０〜４５０℃、０．１〜１２００分の条件で熱処理することが好ましい。１５０℃未満では、半導体膜が十分に結晶化しない場合があり、４５０℃超では、基板や半導体膜にダメージを与える場合がある。熱処理温度は、１８０℃〜３５０℃がさらに好ましく、特に２００℃〜３００℃が好ましい。
また、熱処理時間が０．１分未満では、熱処理時間が短すぎて膜の結晶化が不十分となる場合があり、１２００分超では時間が掛かりすぎ生産的ではない。熱処理時間は、１分〜６００分がさらに好ましく、特に５分〜６０分が好ましい。
尚、半導体膜の結晶化及び／又は酸化処理は、半導体膜の形成後、すぐに実施してもよく、また、ソース・ドレイン電極等、他の構成部材の形成後に実施してもよい。
本発明の製造方法は、特に、チャンネルエッチ型の薄膜トランジスタの製造方法に適している。本発明の半導体膜は結晶質であるため、Ａｌ等の金属薄膜からソース・ドレイン電極及びチャンネル部を形成する方法として、フォトリソグラフィーを使用したエッチング工程を採用できる。即ち、金属薄膜を除去するエッチング液では、半導体膜はエッチングされず、金属薄膜を選択的にエッチングできる。尚、エッチストッパー型の薄膜トランジスタの製造方法であってもよい。
実施例において、「ｐｐｍ」は原子ｐｐｍを意味する。
実施例１
（Ａ）薄膜トランジスタの作製
図３に示すチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタを作製した。
１００ｎｍ厚みの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）付きの導電性シリコン基板１０を使用した。熱酸化膜がゲート絶縁膜３０として機能し、導電性シリコン部がゲート電極２０として機能する。
ゲート絶縁膜３０上に、純度が４Ｎ以上の高純度酸化インジウム（湘南電子材料研究所作製）からなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：０．０９ｐｐｍ（Ｓｎ：０．０２ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：０．８ｐｐｍ）を用いて、スパッタリング法で５０ｎｍの半導体膜４０を成膜した。
尚、ターゲットの不純物はＩＣＰ−Ｍａｓｓ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ）により測定した。
スパッタリングは、背圧が５×１０−４Ｐａとなるまで真空排気したあと、アルゴン９．０ｓｃｃｍ、酸素１．０ｓｃｃｍを流しながら、圧力を０．２Ｐａに調整し、Ｔ−Ｓ間距離を１０ｃｍ、基板温度を室温とし、スパッタパワー１００Ｗにて行った。
実施例１
（Ａ）薄膜トランジスタの作製
図３に示すチャンネルエッチ型の薄膜トランジスタを作製した。
１００ｎｍ厚みの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）付きの導電性シリコン基板１０を使用した。熱酸化膜がゲート絶縁膜３０として機能し、導電性シリコン部がゲート電極２０として機能する。
ゲート絶縁膜３０上に、純度が４Ｎ以上の高純度酸化インジウム（湘南電子材料研究所作製）からなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：０．０９ｐｐｍ（Ｓｎ：０．０２ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：０．８ｐｐｍ）を用いて、スパッタリング法で５０ｎｍの半導体膜４０を成膜した。
尚、ターゲットの不純物はＩＣＰ−Ｍａｓｓ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ）により測定した。
スパッタリングは、背圧が５×１０−４Ｐａとなるまで真空排気したあと、アルゴン９．０ｓｃｃｍ、酸素１．０ｓｃｃｍを流しながら、圧力を０．２Ｐａに調整し、Ｔ−Ｓ間距離を１０ｃｍ、基板温度を室温とし、スパッタパワー１００Ｗにて行った。
半導体膜４０の上に金属マスクを設置し、ソース・ドレイン電極間間隙（Ｌ）が２００μｍ、幅（Ｗ）が１０００μｍのチャンネル部６０が形成されるように、チャンネル部６０の両端部付近に、金を蒸着してソース電極５０及びドレイン電極５２を形成した。
その後、熱風加熱炉内で、空気中、３００℃で１時間熱処理し、薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は６０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は５×１０６であり、閾値電圧（Ｖｔｈ）は７．１Ｖ、Ｓ値は１．１Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオフの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。
実施例及び比較例について、半導体膜形成に使用したターゲットの不純物量、素子構成、及び薄膜トランジスタの性能を表１に示す
その後、熱風加熱炉内で、空気中、３００℃で１時間熱処理し、薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は６０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は５×１０６であり、閾値電圧（Ｖｔｈ）は７．１Ｖ、Ｓ値は１．１Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオフの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。
実施例及び比較例について、半導体膜形成に使用したターゲットの不純物量、素子構成、及び薄膜トランジスタの性能を表１に示す
（Ｂ）半導体膜の評価
石英ガラス基板上に、上記（Ａ）のスパッタリングと同じ条件にて半導体膜を形成した。この半導体膜は非晶質であった。その後、熱風加熱炉内で、空気中、３００℃で１時間熱処理した。得られた半導体膜のＸ線回折（ＸＲＤ）測定をしたところ、酸化インジウムのビックスバイト構造のピークが観察された。これにより、半導体膜が結晶質であることが確認できた。
尚、半導体膜の熱処理条件を、空気中、４５０℃で５時間とし、同じくＸＲＤ測定した。３００℃にて熱処理したＸＲＤのピーク強度を比較したところ、３００℃で得られたピーク強度は、４５０℃で得られたピーク強度の約９８％であった。
石英ガラス基板上に、上記（Ａ）のスパッタリングと同じ条件にて半導体膜を形成した。この半導体膜は非晶質であった。その後、熱風加熱炉内で、空気中、３００℃で１時間熱処理した。得られた半導体膜のＸ線回折（ＸＲＤ）測定をしたところ、酸化インジウムのビックスバイト構造のピークが観察された。これにより、半導体膜が結晶質であることが確認できた。
尚、半導体膜の熱処理条件を、空気中、４５０℃で５時間とし、同じくＸＲＤ測定した。３００℃にて熱処理したＸＲＤのピーク強度を比較したところ、３００℃で得られたピーク強度は、４５０℃で得られたピーク強度の約９８％であった。
実施例１で作製した薄膜トランジスタの出力曲線を図４に、伝達曲線を図５に示す。図４は、ゲート電圧（Ｖｇｓ）を−５Ｖ〜２５Ｖと変更したときの、ドレイン電圧（Ｖｄｓ）と同電流（Ｉｄｓ）の関係を示したものである。図５は、ゲート電圧（Ｖｇｓ）とドレイン電流（Ｉｄｓ）の関係を示したものであり、白丸からなる線は、ゲート電圧に対するドレイン電流を１／２乗した曲線であり、黒丸からなる線は、ゲート電圧に対するドレイン電流を示す曲線である。
図４及び図５において、「ＸＥ−Ｙ」はＸ×１０−Ｙを意味する。例えば、１．０Ｅ−０５は１．０×１０−５である。
図４及び図５において、「ＸＥ−Ｙ」はＸ×１０−Ｙを意味する。例えば、１．０Ｅ−０５は１．０×１０−５である。
実施例２
スパッタリングターゲットとして、高純度酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：０．４ｐｐｍ（Ｓｎ：０．１ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：３ｐｐｍ）、湘南電子材料研究所作製］を用いた他は、実施例１と同様にして、薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は５２ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は１０６であり、Ｖｔｈは５．５Ｖ、Ｓ値は１．５Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオフの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。
また、半導体膜は結晶質性であった。
スパッタリングターゲットとして、高純度酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：０．４ｐｐｍ（Ｓｎ：０．１ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：３ｐｐｍ）、湘南電子材料研究所作製］を用いた他は、実施例１と同様にして、薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は５２ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は１０６であり、Ｖｔｈは５．５Ｖ、Ｓ値は１．５Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオフの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。
また、半導体膜は結晶質性であった。
比較例１
スパッタリングターゲットとして、純度３Ｎの酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：１２０ｐｐｍ（Ｓｎ：３０ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：６０ｐｐｍ）を用いた他は、実施例１と同様にして、薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は４６ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は２．５×１０５であり、Ｖｔｈは−１．２Ｖ、Ｓ値は２．４Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオンの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。
また、半導体膜は結晶質性であった。
スパッタリングターゲットとして、純度３Ｎの酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：１２０ｐｐｍ（Ｓｎ：３０ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：６０ｐｐｍ）を用いた他は、実施例１と同様にして、薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は４６ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は２．５×１０５であり、Ｖｔｈは−１．２Ｖ、Ｓ値は２．４Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオンの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。
また、半導体膜は結晶質性であった。
このように、実施例のように純度が高い酸化インジウム焼結体ターゲットから成膜して得られた結晶質酸化インジウム膜を薄膜トランジスタに使用することにより、電界効果移動度、Ｏｎ／Ｏｆｆ比及びＳ値の良好なトランジスタ特性を得ることができる。
実施例３
図６に示すエッチストッパー型の薄膜トランジスタを、フォトレジスト法にて作製した。
熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）付きの導電性シリコン基板１０上に、実施例１と同様にして、高純度酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：０．０９ｐｐｍ（Ｓｎ：０．０２ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：０．８ｐｐｍ）を用いて、スパッタリング法で５０ｎｍの半導体膜４０を成膜した。
その後、エッチストッパーとなる層として、ＳｉＯ２をＲＦスパッタにて、酸素分圧１５％、アルゴン８５％の条件にて、３００ｎｍ成膜した。
このＳｉＯ２付き半導体膜上にレジストを塗布し、８０℃で１５分間プレベークした。その後、マスクを通してＵＶ光（光強度：３００ｍＪ／ｃｍ２）をレジスト膜に照射し、その後、３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）にて現像した。純水で洗浄後、レジスト膜を１３０℃で１５分ポストベークし、ＣＦ４を用いたドライエッチングによりＳｉＯ２をエッチングして所望の形状のエッチストッパー７０を形成した。
その後、半導体膜４０、ゲート絶縁膜（熱酸化膜）３０及びエッチストッパー７０上に、モリブデン金属膜を３００ｎｍ成膜した。
モリブデン金属膜にレジストを塗布し、８０℃で１５分間プレベークした。その後、マスクを通してＵＶ光（光強度：３００ｍＪ／ｃｍ２）をレジスト膜に照射し、その後、３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）にて現像した。純水で洗浄後、レジスト膜を１３０℃で１５分ポストベークし、所望の形状のソース・ドレイン電極形状のレジストパターンを形成した。
レジストパターン付き基板を、燐酸・酢酸・硝酸の混合酸で処理することで、モリブデン金属膜をエッチングし、ソース電極５０及びドレイン電極５２を形成した。同時に、半導体膜４０のゲート絶縁膜３０に接する部分も同時にエッチングした。その後レジストを剥離し、純水で洗浄しエアーブローして乾燥させ、薄膜トランジスタ（チャンネル部６０のソース・ドレイン電極間間隙（Ｌ）が２００μｍ、幅（Ｗ）が１０００μｍ）を作製した。
その後、この薄膜トランジスタを熱風加熱炉内で空気中、３００℃で１時間熱処理した。
図６に示すエッチストッパー型の薄膜トランジスタを、フォトレジスト法にて作製した。
熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）付きの導電性シリコン基板１０上に、実施例１と同様にして、高純度酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：０．０９ｐｐｍ（Ｓｎ：０．０２ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：０．８ｐｐｍ）を用いて、スパッタリング法で５０ｎｍの半導体膜４０を成膜した。
その後、エッチストッパーとなる層として、ＳｉＯ２をＲＦスパッタにて、酸素分圧１５％、アルゴン８５％の条件にて、３００ｎｍ成膜した。
このＳｉＯ２付き半導体膜上にレジストを塗布し、８０℃で１５分間プレベークした。その後、マスクを通してＵＶ光（光強度：３００ｍＪ／ｃｍ２）をレジスト膜に照射し、その後、３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）にて現像した。純水で洗浄後、レジスト膜を１３０℃で１５分ポストベークし、ＣＦ４を用いたドライエッチングによりＳｉＯ２をエッチングして所望の形状のエッチストッパー７０を形成した。
その後、半導体膜４０、ゲート絶縁膜（熱酸化膜）３０及びエッチストッパー７０上に、モリブデン金属膜を３００ｎｍ成膜した。
モリブデン金属膜にレジストを塗布し、８０℃で１５分間プレベークした。その後、マスクを通してＵＶ光（光強度：３００ｍＪ／ｃｍ２）をレジスト膜に照射し、その後、３ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）にて現像した。純水で洗浄後、レジスト膜を１３０℃で１５分ポストベークし、所望の形状のソース・ドレイン電極形状のレジストパターンを形成した。
レジストパターン付き基板を、燐酸・酢酸・硝酸の混合酸で処理することで、モリブデン金属膜をエッチングし、ソース電極５０及びドレイン電極５２を形成した。同時に、半導体膜４０のゲート絶縁膜３０に接する部分も同時にエッチングした。その後レジストを剥離し、純水で洗浄しエアーブローして乾燥させ、薄膜トランジスタ（チャンネル部６０のソース・ドレイン電極間間隙（Ｌ）が２００μｍ、幅（Ｗ）が１０００μｍ）を作製した。
その後、この薄膜トランジスタを熱風加熱炉内で空気中、３００℃で１時間熱処理した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は６２ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ−Ｏｆｆ比は３×１０７であり、Ｖｔｈは６．８Ｖ、Ｓ値は０．９Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオフの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。ゲート電極に２０Ｖ電圧を１００分間印加した後のシフト電圧（Ｖｔｈ）は、０．２５Ｖであった。
半導体膜は結晶質であった。
半導体膜は結晶質であった。
比較例２
スパッタリングターゲットに、純度３Ｎの酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：１２０ｐｐｍ（Ｓｎ：３０ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：６０ｐｐｍ）からなるターゲットを使用した他は、実施例３と同様にして薄膜トランジスタを作製した。
スパッタリングターゲットに、純度３Ｎの酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：１２０ｐｐｍ（Ｓｎ：３０ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：６０ｐｐｍ）からなるターゲットを使用した他は、実施例３と同様にして薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は４８ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は１０７であり、Ｖｔｈは−２．８Ｖ、Ｓ値は１．９Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオフの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。ゲート電極に２０Ｖ電圧を１００分間印加した後のシフト電圧（Ｖｔｈ）は、０．４Ｖであった。
半導体膜は結晶質であった。
半導体膜は結晶質であった。
このようにフォトリソグラフィー及びリフトオフプロセスによりエッチストッパー型の薄膜トランジスタにおいても、純度の高い酸化インジウム焼結体ターゲットにより得た結晶質酸化インジウム薄膜を使用した場合はＳ値が低く、良好なトランジスタ特性を示す。
実施例４
チャンネル部６０のソース・ドレイン電極間間隙（Ｌ）を２０μｍ、幅（Ｗ）を１００μｍとした他は、実施例３と同様にして、薄膜トランジスタを作製した。
チャンネル部６０のソース・ドレイン電極間間隙（Ｌ）を２０μｍ、幅（Ｗ）を１００μｍとした他は、実施例３と同様にして、薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は３２ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は１０９であり、Ｖｔｈは３．５Ｖ、Ｓ値は０．４５Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオフの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。ゲート電極に２０Ｖ電圧を１００分間印加した後のシフト電圧（Ｖｔｈ）は、０．１８Ｖであった。
半導体膜は結晶質であった。
半導体膜は結晶質であった。
実施例５
チャンネル部６０のソース・ドレイン電極間間隙（Ｌ）を１０μｍ、幅（Ｗ）を２０μｍとした他は、実施例４と同様にして、薄膜トランジスタを作製した。
チャンネル部６０のソース・ドレイン電極間間隙（Ｌ）を１０μｍ、幅（Ｗ）を２０μｍとした他は、実施例４と同様にして、薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は３６ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は４．６×１０８であり、Ｖｔｈは３．２Ｖ、Ｓ値は０．４０Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオフの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。ゲート電極に２０Ｖ電圧を１００分間印加した後のシフト電圧（Ｖｔｈ）は、０．１６Ｖであった。
半導体膜は結晶質であった。
実施例５で作製した薄膜トランジスタの伝達曲線を図７に示す。
半導体膜は結晶質であった。
実施例５で作製した薄膜トランジスタの伝達曲線を図７に示す。
比較例３
スパッタリングターゲットに、純度３Ｎの酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：１２０ｐｐｍ（Ｓｎ：３０ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：６０ｐｐｍ）からなるターゲットを使用した他は、実施例４と同様にして薄膜トランジスタを作製した。
スパッタリングターゲットに、純度３Ｎの酸化インジウムからなるターゲット（正４価以上の金属元素：Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒの総合計：１２０ｐｐｍ（Ｓｎ：３０ｐｐｍ）、正２価以下の金属元素：Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｚｎの総合計：６０ｐｐｍ）からなるターゲットを使用した他は、実施例４と同様にして薄膜トランジスタを作製した。
この薄膜トランジスタの電界効果移動度は２７ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は４×１０８であり、Ｖｔｈは−２．２Ｖ、Ｓ値は１．０Ｖ／ｄｅｃ．で、ノーマリーオンの特性を示す薄膜トランジスタであった。また、出力特性は明瞭なピンチオフを示した。ゲート電極に２０Ｖ電圧を１００分間印加した後のシフト電圧（Ｖｔｈ）は、０．３８Ｖであった。半導体膜は結晶質であった。
実施例４の薄膜トランジスタは、素子サイズを特許文献３に記載の素子と同程度のチャンネル長（Ｌ）及び幅（Ｗ）を持つ。この場合でも、本発明では良好なトランジスタ特性を有するトランジスタが得られた。
実施例５の薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極間間隙（Ｌ）は１０μｍ、幅（Ｗ）は２０μｍである。チャンネル幅を狭くした場合においても、本発明では良好なトランジスタ特性を有するトランジスタが得られた。
本発明の薄膜トランジスタは、ディスプレイ用パネル、ＲＦＩＤタグ、Ｘ線ディテクタパネル・指紋センサ・フォトセンサ等のセンサ等に好適に使用できる。
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、特に、チャンネルエッチ型の薄膜トランジスタの製造方法に適している。
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、特に、チャンネルエッチ型の薄膜トランジスタの製造方法に適している。
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。
Claims (11)
- 結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が１０原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
- 結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が１原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
- 結晶質酸化インジウム半導体膜を有し、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正４価以上の金属元素の含有率が０．１原子ｐｐｍ以下である薄膜トランジスタ。
- 前記正４価以上の金属元素がＳｎである請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
- さらに、前記半導体膜に含まれる全金属元素に対する正２価以下の金属元素の含有率が５０原子ｐｐｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
- チャンネルエッチ型である請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
- エッチストッパー型である請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
- 純度が９９．９９原子％以上の酸化インジウムターゲットを用いて半導体膜を成膜する成膜工程と、前記半導体膜を酸化処理する工程、及び／又は前記半導体膜を結晶化する工程を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記酸化インジウムターゲットの純度が９９．９９５原子％以上である請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記成膜工程をスパッタリングで実施し、スパッタリング中の雰囲気の酸素濃度を５〜２０体積％とする請求項８又は９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記半導体膜を酸素の存在下に、１５０〜４５０℃で０．１〜１２００分間熱処理する請求項８〜１０のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008273422 | 2008-10-23 | ||
| JP2008273422 | 2008-10-23 | ||
| JP2009160564 | 2009-07-07 | ||
| JP2009160564 | 2009-07-07 | ||
| PCT/JP2009/005384 WO2010047063A1 (ja) | 2008-10-23 | 2009-10-15 | 高純度結晶質酸化インジウム半導体膜を有する薄膜トランジスタ、及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2010047063A1 true JPWO2010047063A1 (ja) | 2012-03-22 |
Family
ID=42119118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010534675A Pending JPWO2010047063A1 (ja) | 2008-10-23 | 2009-10-15 | 高純度結晶質酸化インジウム半導体膜を有する薄膜トランジスタ、及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2010047063A1 (ja) |
| TW (1) | TWI482275B (ja) |
| WO (1) | WO2010047063A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5817327B2 (ja) | 2010-09-29 | 2015-11-18 | 東ソー株式会社 | 酸化物焼結体、その製造方法、それを用いて得られる酸化物透明導電膜及び太陽電池 |
| JP5101719B2 (ja) | 2010-11-05 | 2012-12-19 | 日東電工株式会社 | 透明導電性フィルム、その製造方法及びそれを備えたタッチパネル |
| JP5122670B2 (ja) | 2010-11-05 | 2013-01-16 | 日東電工株式会社 | 透明導電性フィルムの製造方法 |
| US9178076B2 (en) * | 2011-08-11 | 2015-11-03 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Thin-film transistor |
| CN105514174B (zh) * | 2011-09-29 | 2019-03-08 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体器件 |
| KR101506303B1 (ko) * | 2011-09-29 | 2015-03-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치, 및 반도체 장치의 제작 방법 |
| KR102006585B1 (ko) | 2012-11-08 | 2019-08-01 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 금속 산화물 막 및 금속 산화물 막의 형성 방법 |
| TWI692110B (zh) * | 2017-06-05 | 2020-04-21 | 日商凸版印刷股份有限公司 | 半導體裝置、顯示裝置、及濺鍍靶材 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007058248A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 半導体薄膜、及びその製造方法、並びに薄膜トランジスタ |
| JP2008130814A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Canon Inc | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| WO2008114588A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | スパッタリングターゲット、酸化物半導体膜及び半導体デバイス |
-
2009
- 2009-10-15 WO PCT/JP2009/005384 patent/WO2010047063A1/ja active Application Filing
- 2009-10-15 JP JP2010534675A patent/JPWO2010047063A1/ja active Pending
- 2009-10-21 TW TW098135613A patent/TWI482275B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007058248A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 半導体薄膜、及びその製造方法、並びに薄膜トランジスタ |
| JP2008130814A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Canon Inc | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| WO2008114588A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | スパッタリングターゲット、酸化物半導体膜及び半導体デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010047063A1 (ja) | 2010-04-29 |
| TW201023357A (en) | 2010-06-16 |
| TWI482275B (zh) | 2015-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2010047077A1 (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 | |
| TWI511300B (zh) | Thin film transistor having a crystalline indium oxide semiconductor film | |
| WO2010047063A1 (ja) | 高純度結晶質酸化インジウム半導体膜を有する薄膜トランジスタ、及びその製造方法 | |
| JP5966840B2 (ja) | 酸化物半導体薄膜および薄膜トランジスタ | |
| KR101263538B1 (ko) | 반도체 박막, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터 | |
| JP5386179B2 (ja) | 半導体デバイス、画像表示装置、薄膜トランジスタの製造方法、及び、薄膜トランジスタ基板 | |
| JP6231880B2 (ja) | 薄膜トランジスタ | |
| JP2007109918A (ja) | トランジスタおよびその製造方法 | |
| JP2009164393A (ja) | アモルファス酸化物及び電界効果型トランジスタ | |
| JP6505804B2 (ja) | 薄膜トランジスタ | |
| JP6107085B2 (ja) | 酸化物半導体薄膜および薄膜トランジスタ | |
| KR101132989B1 (ko) | 박막 트랜지스터의 제조 방법 및 전기 광학 장치의 제조 방법 | |
| JP2007123699A (ja) | 薄膜トランジスタとその製造方法 | |
| JP2011066070A (ja) | 多結晶薄膜、その成膜方法、及び薄膜トランジスタ | |
| TWI640492B (zh) | 氧化物半導體薄膜、氧化物半導體薄膜之製造方法及使用其之薄膜電晶體 | |
| JP6036984B2 (ja) | 酸窒化物半導体薄膜 | |
| KR102376258B1 (ko) | 산화물 반도체 박막 | |
| JP2010219214A (ja) | 半導体薄膜の製造方法、及び該半導体薄膜を備える薄膜トランジスタ | |
| JP2010123836A (ja) | Ｉｎ−Ｓｎ−Ｌｎ系半導体膜を有する薄膜トランジスタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120706 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140319 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140729 |