JP2007073563A - 薄膜トランジスタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 酸化亜鉛ZnOを主成分とする酸化物を半導体薄膜層として用いるトップゲート型薄膜トランジスタにおいて、前記半導体薄膜層全表面を被覆するゲート絶縁膜が形成されている構造を有し、前記ゲート絶縁膜の少なくとも前記半導体薄膜層の表面に接する領域は、酸素を構成元素に含む絶縁膜あるいは酸素をドーピングされた絶縁膜により形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【選択図】 図1
Description
特に酸化亜鉛(ZnO)を半導体薄膜層として用いたTFTは、従来液晶ディスプレイに主に用いられているアモルファスシリコン(a-Si:H)を半導体層として用いたアモルファスシリコンTFTに比較して電子移動度が大きく、優れたTFT特性並びに低温プロセスが可能である等の理由により積極的な開発が進められている。
薄膜トランジスタにおいて活性層として用いられる部分は、半導体層の中で、ゲート絶縁膜に近いごく薄い領域であり、この領域の結晶性が移動度等の薄膜トランジスタのTFT特性を大きく左右している。
ボトムゲート型の薄膜トランジスタにおいては、構造上、半導体層はゲート絶縁膜上に積層されているため、結晶性が不十分な成膜初期の領域を活性層として用いざるを得ず、十分な移動度が得られないという問題点を抱えていた。
このトップゲート構造は、基板116上にソース・ドレイン電極117、半導体薄膜118、ゲート絶縁膜119、ゲート電極120をこの順に積層して構成されている。
このゲート絶縁膜119はプラズマ化学気相成長(PCVD)法にて、200〜500nmの厚みで形成されることが多い。
しかしながら、トップゲート型ZnO-TFTの形成過程で、活性層の形状にパターン加工したZnO半導体薄膜上にプラズマ化学気相成長(PCVD)法で上記基板温度にてSiNを形成する場合、昇温過程でのZnO成分の分解脱離あるいは還元性雰囲気によるZnOの表面還元によるZnO表面層の低抵抗化が生じ、TFT素子においてソース・ドレイン間の短絡あるいはリーク電流の増大といった問題を生じる結果となり、上記条件において製作したTFTは液晶ディスプレイなどへの応用に耐えうるものでは無かった。
基板1の材料は、ガラスに限定されず、プラスチックや金属箔に絶縁物をコーティングしたもの等、絶縁物であれば使用可能である。
このソース電極2及びドレイン電極3は、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)、n+ZnO等の導電性酸化物、金属、もしくは前記導電性酸化物により少なくとも一部を被覆された金属により形成される。
ソース電極2及びドレイン電極3に用いられる金属としては、Ti、Cr、Ta、Mo、W、Al、Cu、Niの単層もしくは積層体、或いは合金であってTi、Cr、Ta、Mo、W、Al、Cu、Si、Niのうち、少なくとも一種類以上を含有する合金、が用いられる。この合金の具体例としては、TiW、TaW、MoW、MoSi、AlCu、AlSi、NiSi等の合金が例示できる。
ソース電極2及びドレイン電極3を前記導電性酸化物により少なくとも一部分を被覆された金属にて形成する例としては、後述する図3に示されるような構造が考えられるが、金属あるいは導電性酸化物にて直接形成する構造も考えられる。
これらソース電極2及びドレイン電極3の二電極の厚みは、特に限定されないが、例えば30nm〜150nmに形成され、好ましくは、ソース電極2及びドレイン電極3上に形成される半導体薄膜4の段差部での断線を防止するため、図3の構造では導電性酸化物の膜厚を半導体薄膜4より薄く(例えば、約40nm)、また直接形成する構造では金属あるいは導電性酸化物の膜厚を半導体薄膜4より薄く(例えば、約40nm)形成することが望ましい。
半導体薄膜層4は、ソース電極2及びドレイン電極3の電極間のチャンネルを形成するように配置されており、ソース電極2により電流が供給され、ドレイン電極3により放出される。
この半導体薄膜層4は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とする酸化物半導体薄膜から形成されている。
この半導体薄膜層4の厚みは、特に限定されないが、例えば、約25〜200nmに形成され、好ましくは、50〜100nm程度に形成されている。
図3は、ソース電極2及びドレイン電極3と、半導体薄膜4との接合部分の一例を示した図であり、アルミニウム(Al)上にチタン(Ti)を積層した配線を形成し、インジウムスズ酸化物(ITO)によりこの積層体の一部を被覆する構造が示されている。
図3において、ソース電極2及びドレイン電極3は、アルミニウム層19、チタン層20、インジウムスズ酸化物(ITO)層21から形成され、半導体薄膜4は符号22として示されている。
基板18上にアルミニウム層19が設けられ、その少なくとも上面がチタン層20により被覆され、チタン層20の一部と基板上の一部を被覆してインジウムスズ酸化物(ITO)層21が存在し、インジウムスズ酸化物(ITO)層21の一部にて半導体薄膜22とコンタクトしている。
このゲート絶縁膜5は、少なくとも半導体薄膜層の表面に接する部分が酸素を構成元素に含む絶縁膜あるいは酸素をドーピングされた絶縁膜(以下、酸素含有化合物膜と称す)にて形成されている。具体的には、後述する製造方法において説明する如く、酸素含有化合物膜にて形成される単層膜、あるいは半導体薄膜層の表面に接する層(最下層)が酸素含有化合物膜で形成される積層膜にて構成されている。
これら酸素含有化合物膜の中では、窒化珪素(SiN)に酸素あるいは酸素を構成元素として含む化合物、例えば亜酸化窒素(N2O)、を用いて酸素をドーピングした膜を用いることが酸化亜鉛の還元防止の観点からより好ましい。
ゲート絶縁膜5を積層膜にて形成する場合、酸素含有化合物膜にて形成される部分の膜厚は、半導体薄膜層4を被覆する程度、例えば100nm程度に形成されている。
この場合、ゲート絶縁膜5全体としての厚みは約200〜400nmに、好ましくは、約300nmに形成されている。
ゲート電極7の厚みは、特に限定されないが、100〜300nmに形成される。
表示電極8の厚みは、特に限定されないが、例えば50〜100nmに形成される。
第1の工程は、基板1上にソース電極2及びドレイン電極3を積層する工程である。第2の工程は、基板1、ソース電極2及びドレイン電極3の全面を被覆する半導体薄膜4を積層する工程である。第3の工程は、半導体薄膜層4をパターニングする工程である。第4の工程は、上記処理を施した半導体薄膜層4、ソース電極2及びドレイン電極3、基板1の全面を被覆するようにゲート絶縁膜5を形成する工程である。第5の工程は上記ゲート絶縁膜5にコンタクトホールを形成する工程である。第6の工程は上記ゲート絶縁膜5上に、ゲート電極7、コンタクト部6及び表示電極8をこの順に形成する工程である。
このとき、基板1は酸化珪素(SiOx)、酸窒化珪素(SiON)、ガラス、あるいは窒化珪素(SiN)に酸素を構成元素に含む化合物をドーピングした酸素を含む化合物により被服されており、少なくとも半導体薄膜4(後述する)と基板が接する部分は、酸素を構成元素として含む薄膜と接していることが好ましい。
図示されていないが、この場合、ソース・ドレイン金属膜上にn+ZnOやインジウムスズ酸化物(ITO)等の透明導電膜が積層されている場合もある。
まず、半導体薄膜層4の上側表面を被覆するように界面制御型絶縁膜を形成する。この界面制御型絶縁膜は、半導体薄膜4のフォトレジストによる形状加工の際に、エッチング液やレジスト剥離液による浸食を防ぐ働きをする。
界面制御型絶縁膜としては、例えば、SiH4+NH3ガスに亜酸化窒素(N2O)を用いて酸素をドーピングしつつプラズマ化学気相成長(PCVD)法にて形成した窒化珪素(SiN)膜を例示することができる。この界面制御型絶縁膜は、例えば、約20nmの厚さで形成される。
次に、ソース電極2及びドレイン電極3が露出されるように、上記界面制御型絶縁膜及び半導体薄膜層4をパターニングする。
パターニングに際しては、まず界面制御型絶縁膜を六弗化硫黄(SF6)とO2の混合ガス等を用いたドライエッチングによりエッチングする。次いでこの界面制御膜をマスクとし、半導体薄膜4をHNO3やHCl、あるいはシュウ酸等の水溶液によるウェットエッチング、もしくはCH4等を用いたドライエッチングにてパターニングする。
上記半導体薄膜4のパターニング後、フォトレジスト剥離液によるウエット剥離、もしくは酸素あるいは四弗化炭素(CF4)と酸素の混合ガスによるドライアッシング等にてフォトレジストを除去する。この時、界面制御型絶縁膜はレジスト剥離時のZnO半導体薄膜層4に対して保護膜として機能する。
SF6+O2を用いたドライエッチングにより、界面制御型絶縁膜を除去することによって、形状加工が施された半導体薄膜4を得ることができる。
上記した方法によって半導体薄膜4をパターニングした後、図2(3)に示されるが如く、前記基板1、ソース電極2、ドレイン電極3、半導体薄膜4の全表面(上表面及び側表面)を被覆するようにゲート絶縁膜5を形成する。
ゲート絶縁膜5は単一材料(化合物)にて構成されても良いし、複数の材料(化合物)を積層して構成しても良い。
これら酸素含有化合物膜の中では、窒化珪素(SiN)に酸素あるいは酸素を構成元素として含む化合物、例えば亜酸化窒素(N2O)、を用いて酸素をドーピングした膜を用いることが、酸化亜鉛の還元防止の観点からより好ましい。
ゲート絶縁膜5を単一の化合物にて形成する場合、膜厚は約100nm〜500nm、好ましくは300nm程度に設定する。
これら酸素含有化合物膜の中では、窒化珪素(SiN)に酸素又は酸素を構成元素として含む化合物である亜酸化窒素(N2O)をドーピングした膜を用いることが、酸化亜鉛の還元防止の観点からより好ましい。
ゲート絶縁膜5を二種類以上の材料(化合物)を積層して構成する場合、該ゲート絶縁膜5の半導体薄膜層4に接する部分(最下層)の膜厚は、半導体薄膜を完全に被覆するため、約50nm〜200nm、好ましくは100nm程度に設定する。
少なくともゲート絶縁膜5を複数の材料を積層して構成し、半導体薄膜4に接する部分(最下層)を酸素含有化合物膜で構成した場合、その他部分(上層)をシリコン系絶縁膜にて構成する上下二層構造の複層ゲート絶縁膜として構成することが好ましい。これは、下層の酸素含有化合物膜によって半導体薄膜4が酸化雰囲気下におかれ、また、上層部の誘電率の高い化合物によって、薄膜トランジスタの電流駆動能力を高めることができるからである。
上層を形成するシリコン系絶縁膜としては、窒化珪素化合物(SiNx)膜を用いることが望ましい。この理由は、SiNxは酸化珪素(SiOx)や酸窒化珪素(SiON)に比較して誘電率の大きい絶縁膜を形成することが可能となり、ON電流の大きな薄膜トランジスタを得ることが出来るからである。更に、窒化珪素膜の持つ優れた透湿防止膜としての機能が薄膜トランジスタの保護膜としても機能するためである。
最後に、図2(4)に示されるが如く、前記ゲート絶縁膜5上にCr、Tiといった金属膜からなるゲート電極7をDCスパッタ法により形成し、ゲート電極7と同一材料にてソース電極2及びドレイン電極3をコンタクトホールを介して外部に取り出すための電極であるコンタクト部6を形成する。
その後、インジウムスズ酸化物(ITO)等からなる表示電極8をDCスパッタ法により形成することでTFTアレイが完成する。
この基板9は、絶縁体として設けられ、SiO2とAl2O3を主成分とする無アルカリガラス、あるいはSiOx膜、SiON膜、SiNに酸素を構成元素に含む化合物を微量添加した膜を表面に形成したガラス基板から構成されている。これら酸素を含む化合物は、接触している半導体薄膜層12の還元を防ぐ役割も果たしているため、基板9の少なくとも半導体薄膜層12と接触する部分がこれら酸素を含む化合物により形成されていることが好ましい。
このソース電極10及びドレイン電極11は、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)、n+ZnO等の導電性酸化物、金属、もしくは前記導電性酸化物により少なくとも一部を被覆された金属により、第一実施例のソース電極2及びドレイン電極3と同様に形成される。
これらソース電極10及びドレイン電極11の二電極の厚みは、特に限定されないが、例えば、約30nm〜150nmに形成され、好ましくは、ソース電極10及びドレイン電極11の一部を被覆して形成される半導体薄膜層12より薄く(例えば、約40nm)形成される。
半導体薄膜層12は、ソース電極10及びドレイン電極11の電極間のチャンネルを形成するように配置されており、ソース電極10により電流が供給され、ドレイン電極11により放出される。
この半導体薄膜層12は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とする酸化物半導体薄膜から形成されている。
この半導体薄膜層12の厚みは、特に限定されないが、例えば約25〜200nmに、好ましくは、50nm程度に形成されている。
この絶縁膜13は、後述するゲート絶縁膜14とともにゲート絶縁膜を構成する一部分として、及び半導体薄膜層の保護の目的で設けられ、例えば、20〜100nmの厚さに形成される。この絶縁膜13は、第一実施例のゲート絶縁膜5と同様の酸素含有化合物膜にて形成されている。
これら酸素を含む化合物によって、半導体薄膜層12が被覆される構造を有することにより、半導体薄膜層12の上表面の酸化亜鉛(ZnO)分子に、酸素を含む化合物が接している構造を実現することができる。
これら酸素含有化合物膜で形成される膜の中では、窒化珪素(SiN)に酸素あるいは酸素を構成元素として含む化合物、例えば亜酸化窒素(N2O)、を用いて酸素をドーピングした膜を用いることが酸化亜鉛の還元防止の観点からより好ましい。
このゲート絶縁膜14は、少なくとも半導体薄膜層の側面に接する部分が前述の酸素含有化合物膜にて形成されている。具体的には、後述する製造方法において説明する如く、酸素含有化合物膜、あるいは半導体薄膜層の側面に接する層(最下層)が酸素含有化合物膜で形成される積層膜にて構成されている。
ゲート絶縁膜14を積層膜にて形成する場合、酸素含有化合物膜にて形成される部分の膜厚は、半導体薄膜層12を被覆する程度、例えば150nm程度に形成されている。
この場合、ゲート絶縁膜14全体としての厚みは約200〜400nmに、好ましくは、約300nmに形成されている。
ゲート電極14の厚みは、特に限定されないが、100〜300nmに形成される。
表示電極17の厚みは、特に限定されないが、例えば50〜100nmに形成される。
第1の工程は、基板9上にソース電極10及びドレイン電極11を積層する工程である。第2の工程は、基板9、ソース電極10及びドレイン電極11の全面を被覆する半導体薄膜12を積層する工程である。第3の工程は、半導体薄膜層12の全面を被覆する絶縁膜13を形成する工程である。第4の工程は、絶縁膜13及び半導体薄膜層12をパターニングする工程である。第5の工程は、上記処理を施した半導体薄膜層12、ソース電極10及びドレイン電極11、基板9の全面を被覆するようにゲート絶縁膜14を形成する工程である。第6の工程は上記ゲート絶縁膜14にコンタクトホールを形成する工程である。第7の工程は上記ゲート絶縁膜14上に、ゲート電極16、コンタクト部15及び表示電極17をこの順に形成する工程である。
このとき、基板9の少なくとも半導体薄膜12(後述する)に接する部分は、酸化珪素(SiOx)、酸窒化珪素(SiON)、ガラス、あるいは窒化珪素(SiN)に酸素を構成元素に含む化合物をドーピングした混合物などの構成元素に酸素を含む化合物により形成することが好ましい。
図示されていないが、この場合、ソース・ドレイン金属膜上にn+ZnOやインジウムスズ酸化物(ITO)等の透明導電膜が積層されている場合もある。
絶縁膜13としては、例えば、SiH4+NH3ガスに亜酸化窒素(N2O)を用いて酸素をドーピングしつつプラズマ化学気相成長(PCVD)法にて形成した窒化珪素(SiN)膜を例示することができる。
この絶縁膜13は、例えば、約20nmの厚さで形成される。
パターニングに際しては、まず絶縁膜13を六弗化硫黄(SF6)とO2の混合ガス等を用いたドライエッチングによりエッチングする。次いでこの絶縁膜13をマスクとし、半導体薄膜12をHNO3やHCl、あるいはシュウ酸等の水溶液によるウェットエッチング、もしくはCH4等を用いたドライエッチングにてパターニングする。
上記半導体薄膜12のパターニング後、フォトレジスト剥離液によるウエット剥離、もしくは酸素あるいは四弗化炭素(CF4)と酸素の混合ガスによるドライアッシング等にてフォトレジストを除去する。この時、絶縁膜13はレジスト剥離時のZnO半導体薄膜層12に対して保護膜として機能する。
ゲート絶縁膜14は単一材料(化合物)にて構成されても良いし、複数の材料(化合物)を積層して構成しても良い。
これら酸素含有化合物膜の中では、窒化珪素(SiN)に酸素あるいは酸素を構成元素として含む化合物、例えば亜酸化窒素(N2O)、を用いて酸素をドーピングした膜を用いることが酸化亜鉛の還元防止の観点からより好ましい。
ゲート絶縁膜14を単一の化合物にて形成する場合、膜厚は約100nm〜500nm、好ましくは300nm程度に設定する。
これら酸素を含む化合物の中では、窒化珪素(SiN)に酸素あるいは酸素を構成元素として含む化合物、例えば亜酸化窒素(N2O)、を用いて酸素をドーピングした膜を用いることが、酸化亜鉛の還元防止の観点からより好ましい。
ゲート絶縁膜14を二種類以上の材料(化合物)を積層して構成する場合、該ゲート絶縁膜14の半導体薄膜層12に接する部分(最下層)の膜厚は、半導体薄膜12を完全に被覆するため、約50nm〜200nm、好ましくは100nm程度に設定する。
少なくともゲート絶縁膜14を複数の材料を積層して構成し、半導体薄膜12に接する部分(最下層)を酸素含有化合物膜で構成した場合、その他部分(上層)にシリコン系絶縁膜を積層する上下二層構造の複層ゲート絶縁膜として構成することが好ましい。これは、下層の酸素含有化合物によって半導体薄膜12が酸化雰囲気下におかれ、また、上層部の誘電率の高い化合物によって、薄膜トランジスタの電流駆動能力を高めることができるからである。
上層を形成するシリコン系絶縁膜としては、窒化珪素化合物(SiNx)膜を用いることが望ましい。この理由は、SiNxは酸化珪素(SiOx)や酸窒化珪素(SiON)に比較して誘電率の大きい絶縁膜を形成することが可能となり、ON電流の大きな薄膜トランジスタを得ることが出来るからである。更に、窒化珪素膜の持つ優れた透湿防止膜としての機能が薄膜トランジスタの保護膜としても機能するためである。
最後に、図5(5)に示されるが如く、前記ゲート絶縁膜14上にCr、Tiといった金属膜からなるゲート電極16をDCスパッタ法により形成し、ゲート電極16と同一材料にてソース電極10及びドレイン電極11をコンタクトホールを介して外部に取り出すための電極であるコンタクト部15を形成する。
その後、インジウムスズ酸化物(ITO)等からなる表示電極17をDCスパッタ法により形成することでTFTアレイが完成する。
以下の方法(図2参照)により、本発明の第一実施例に係るトランジスタ(図1参照)を作成した。
SiO2とAl2O3を主成分とする無アルカリガラスからなる基板1上にインジウムスズ酸化物(ITO)からなるソース電極2及びドレイン電極3を40nmの厚さで形成した。
次いで、前記基板1、ソース電極2及びドレイン電極3上の全面に半導体薄膜4として酸化亜鉛(ZnO)薄膜を50nmの厚さでRFマグネトロンスパッタ法にて形成した。
前記半導体薄膜4上にフォトレジストをコーティングし、パターニングされたフォトレジストをマスクとして、前記半導体薄膜4をCH4+O2のガスを用いてドライエッチングした。
フォトレジストを除去し、前記絶縁膜、電極2及びドレイン電極3を被覆するように、前記基板1、ソース電極2、ドレイン電極3、及びZnO半導体薄膜4上全面に亘ってSiOxからなるゲート絶縁膜5を500nmの厚さで形成した。
このゲート絶縁膜5の形成は、SiH4+N2Oガスを用いたプラズマ化学気相成長(PCVD)法を用い、基板温度250℃にて行った。
ソース電極2及びドレイン電極3の上部に、フォトリソグラフィー及びCF4+O2のガスを用いてドライエッチングによりコンタクトホールを開口した。
最後に、Crからなるゲート電極7およびコンタクト部6を第二ゲート絶縁膜5上に100nm形成し、その後、コンタクト部6の上部にインジウムスズ酸化物(ITO)からなる表示電極8を100nm形成してトランジスタを作成した。
以下の方法(図5参照)により、本発明の第二実施例に係るトランジスタ(図4参照)を作成した。
半導体薄膜12の積層工程までは試験例1と同様に行った後、半導体薄膜12の全面を被覆して絶縁膜13としてSiOx膜を形成した。この絶縁膜13の形成は、SiH4+N2Oガスを用いたプラズマ化学気相成長(PCVD)法を用い、基板温度250℃にて行った。
絶縁膜13は、50nmの厚みで形成した。
ゲート絶縁膜14として酸素を含有するゲート絶縁膜であるSiOxと酸素を含有しない薄膜であるSiNxの積層構造で400nmの厚みで形成した。
ゲート絶縁膜14の形成は、具体的には、絶縁膜13により被覆された酸化亜鉛半導体薄膜12を有する基板上に、図2(5)に示す如く、ゲート絶縁膜14の一部としてSiH4+N2Oガスを用いたプラズマ化学気相成長(PCVD)にてSiOx膜を基板温度250℃にて100nmの厚みで形成し、引き続き、真空中にて連続して、ゲート絶縁膜14の一部としてSiH4+NH3+N2ガスを用いたプラズマ化学気相成長(PCVD)法にて基板温度250℃にてSiNxを300nmの厚みで形成した。
ゲート絶縁膜14形成以降の作製工程は試験例1と同一である。
酸化亜鉛活性層の積層工程までは試験例1と同様に行った後、絶縁膜として酸素を含有しない薄膜であるSiNを225℃の条件下でSiH4+N2Oガスを用いたプラズマ化学気相成長(PCVD)法により形成し、ゲート絶縁膜、ゲート電極部、表示電極部を同様に積層してトランジスタを作成した。比較例においては、ゲート絶縁膜の形成は、SiH4+NH3+H2ガスを用いたプラズマ化学気相成長(PCVD)法を用い、250℃にて300nmの厚みで行った。ゲート絶縁膜形成以降の作製工程は試験例1と同様に行った。
試験例及び比較例のトランジスタを用い、ゲート電圧の変化に伴うドレイン電流の大きさを測定することにより、その伝達特性の評価を行った。
その結果を図6に示す。
これは、試験例のトランジスタが、絶縁膜を酸素を含有する化合物より形成し、かつ、ゲート絶縁膜の酸化亜鉛側面と接する領域を少なくとも酸素を含有する化合物で形成したことにより、酸化亜鉛半導体層の表面及び側面の還元反応が抑制され、酸化亜鉛の低抵抗化によるソース・ドレイン電極間のリーク電流が低減したためである。
更に、本試験例2の構成により、誘電率の高い酸素を含有しないSiNxをゲート絶縁膜6の一部として用いながら、酸化亜鉛の全表面(上表面及び側表面)が酸素を構成元素に含む絶縁膜あるいは酸素をドーピングされた絶縁膜にて被覆される構造が実現できる。
2 ソース電極
3 ドレイン電極
4 半導体薄膜層
5 ゲート絶縁膜
6 コンタクト部
7 ゲート電極
8 表示電極
9 基板
10 ソース電極
11 ドレイン電極
12 半導体薄膜
13 絶縁膜
14 ゲート絶縁膜
15 コンタクト部
16 ゲート電極
17 表示電極
18 基板
19 アルミニウム層
20 チタン層
21 インジウムスズ酸化物(ITO)層
22 半導体薄膜層
100 薄膜トランジスタ
101 薄膜トランジスタ
Claims (6)
- 酸化亜鉛ZnOを主成分とする酸化物を半導体薄膜層として用いるトップゲート型薄膜トランジスタにおいて、前記半導体薄膜層全表面を被覆するゲート絶縁膜が形成されている構造を有し、前記ゲート絶縁膜の少なくとも前記半導体薄膜層の表面に接する領域は、酸素を構成元素に含む絶縁膜あるいは酸素をドーピングされた絶縁膜により形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
- 前記ゲート絶縁膜と前記半導体薄膜層の間において該半導体薄膜層の少なくとも上表面を被覆する絶縁膜を有し、該ゲート絶縁膜の少なくとも半導体薄膜層上表面に接する部分は酸素を構成元素に含む絶縁膜あるいは酸素をドーピングされた絶縁膜により形成されていることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ。
- 前記酸素を構成元素に含む絶縁膜が、酸化珪素(SiOx)、酸窒化珪素(SiON)、アルミニウム酸化物(AlOx)、マグネシウム酸化物(MgO)、ジルコニウム酸化物(ZrO2)、ハフニウム酸化物(HfO2)、酸化マグネシウム亜鉛(ZnMgO)、酸化ハフニウムカルシウム(CaHfO3)、酸化タンタル(TaOx)からなることを特徴とする請求項1又は2記載の薄膜トランジスタ。
- 前記酸素をドーピングされた絶縁膜が、窒化珪素(SiN)に酸素もしくは酸素を構成元素に含む化合物を用いて酸素をドーピングした膜であることを特徴とする請求項1又は2記載の薄膜トランジスタ。
- 前記酸素を構成元素に含む化合物が亜酸化窒素(N2O)であることを特徴とする請求項4記載の薄膜トランジスタ。
- 前記ゲート絶縁膜が、酸素を構成元素に含む絶縁膜あるいは酸素をドーピングされた絶縁膜上にシリコン系絶縁膜が積層されてなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
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