JP2007165861A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゲート電極3上の酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜からなるゲート絶縁膜5と、前記ゲート絶縁膜上のAl膜又はAl合金膜11aと、前記Al膜又はAl合金膜11a上のn型又はp型の不純物が添加されたZnO膜11bと、前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜11b上及び前記ゲート絶縁膜5上のZnO半導体膜13とを有する。
【選択図】図1
Description
ここではボトムゲート型の半導体装置について説明する。
(1)基板
ガラス基板、アルミナなど絶縁物質で形成される基板、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。基板1にプラスチック基板を用いる場合、PC(Polycarbonate ポリカーボネート)、PES(Polyethersulfone ポリエーテルサルフォン)、PET(polyethylene terephthalate ポリエチレンテレフタレート)もしくはPEN(Polyethylene naphthalate ポリエチレンナフタレート)等を用いることができる。プラスチック基板の場合は、表面にガスバリア層として無機層または有機層を設けてもよい。プラスチック基板の作製時のゴミ等によって基板に突起が発生している場合は、CMPなどを用いて基板を研磨し、基板の表面を平坦化させた後に使用してもよい。基板1の上には酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)など、基板側から不純物などの拡散を防止するための絶縁膜を形成しておいてもよい。
Al(アルミニウム)膜、W(タングステン)膜、Mo(モリブデン)膜、Ta(タンタル)膜、Cu(銅)膜、Ti(チタン)膜、または前記元素を主成分とする合金材料(例えばAl合金膜、MoW(モリブデンタングステン)合金膜)などを用いることができる。P(リン)等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。またゲート電極3は単層であっても2層以上積層させたものであってもよい。
ゲート絶縁膜5は珪素を主成分とする絶縁膜、例えば酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜で形成される。また単層であっても積層膜であってもよい。
ソース電極10は第1の導電膜10a及び第2の導電膜10bの積層膜によって形成され、ドレイン電極11は第1の導電膜11a及び第2の導電膜11bの積層膜によって形成されている。
半導体膜としてはZnO膜を用いる。半導体膜と接するソース電極、ドレイン電極がp型又はn型の不純物が添加されたZnO膜を有しているので半導体膜と容易に電気的に接続させることができる。
図示しないが、半導体膜13上にはパッシベーション膜、平坦化膜などの絶縁膜を形成してもよい。酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化窒化珪素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化珪素(SiNxOy)(x>y)、SOG(spin−on−glass)膜、アクリルなどの有機樹脂膜またはこれらの積層膜を用いることができる。
ここではトップゲート型の半導体装置について説明する。
(1)基板上の絶縁膜
基板1の上には基板側から不純物などの拡散を防止するための絶縁膜20として酸化珪素膜や酸化窒化珪素膜を形成する。また単層であっても積層膜であってもよい。
ゲート絶縁膜28は珪素を主成分とする絶縁膜、例えば酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜で形成される。また単層であっても積層膜であってもよい。
図示しないが、ゲート電極29上にはパッシベーション膜、平坦化膜などの層間絶縁膜を形成してもよい。SiOx膜、SiNx膜、SiON膜、SiNO膜、SOG(spin−on−glass)膜、アクリルなどの有機樹脂膜またはこれらの積層膜を用いることができる。
ここではボトムゲート型の半導体装置において、ゲート電極上にゲート絶縁膜として酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜を形成し、第1の導電膜としてAl膜又はAl合金膜を形成し、第2の導電膜としてn型又はp型の不純物が添加されたZnO膜を形成した後に、前記第2の導電膜を第1のエッチングによって島状にし、前記第1の導電膜を第2のエッチングによって島状にしてソース電極及びドレイン電極を形成し、ZnO半導体膜を形成する方法について説明する。
ここではトップゲート型の半導体装置において、酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上に第1の導電膜としてAl膜又はAl合金膜を形成し、第2の導電膜としてn型又はp型の不純物が添加されたZnO膜を形成した後に、第2の導電膜を第1のエッチングによって島状にし、第1の導電膜を第2のエッチングによって島状にしてソース電極及びドレイン電極を形成し、ZnO半導体膜を形成し、ゲート絶縁膜を形成し、ゲート電極を形成する方法について説明する。なお本実施形態に用いる材料、作製に用いる方法は実施形態1〜3に記載したものを用いることができることはいうまでもない。
ここでは実施形態1、3で示したボトムゲート型の半導体装置を用いて液晶表示装置を作製する形態について図8、9を用いて説明する。なお実施形態2、4で示したトップゲート型の半導体装置を適用できることは言うまでもない。図8(A)、図9(A)は図8(B)におけるX−Yの断面図を示す。
ここでは実施形態1、3で示したボトムゲート型の半導体装置を用いて発光装置を作製する形態について図10、11を用いて説明する。なお実施形態2、4の半導体装置を適用できることは言うまでもない。
上記実施形態にその一例を示したようなモジュールを搭載した本発明の半導体装置を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図15、図16に示す。
2 絶縁膜
3 ゲート電極
5 ゲート絶縁膜
6 第1の導電膜
7 第2の導電膜
8 第3の導電膜
9 レジストマスク
10 ソース電極
10a ソース電極、第1の導電膜
10b ソース電極、第2の導電膜
11 ドレイン電極
11a ドレイン電極、第1の導電膜
11b ドレイン電極、第2の導電膜
12 半導体膜
13 島状の半導体膜
14 絶縁膜
20 絶縁膜
21 第1の導電膜
22 第2の導電膜
23 第3の導電膜
24 レジストマスク
25 ソース電極
25a ソース電極、第1の導電膜
25b ソース電極、第2の導電膜
26 ドレイン電極
26a ドレイン電極、第1の導電膜
26b ドレイン電極、第2の導電膜
27 半導体膜
28 ゲート絶縁膜
29 ゲート電極
30 絶縁膜
40 ゲート電極、ゲート配線
41 補助容量配線
42 ゲート絶縁膜
45 ソース電極
45a ソース電極
45b ソース電極
46 ドレイン電極
46a ドレイン電極
46b ドレイン電極
47 ソース配線
48 半導体膜
49 絶縁膜
50 画素電極
51 配向膜
52 液晶組成物
53 配向膜
54 保護絶縁膜
55 カラーフィルター
56 対向基板
61 基板
62 ゲート配線駆動回路
62a シフトレジスタ
62b バッファ
63 ソース配線駆動回路
63a シフトレジスタ
63b バッファ
64 アクティブマトリクス部
65 半導体装置
66 液晶部
67 補助容量
68 ビデオライン
69 アナログスイッチ
71 ソース配線
72 ゲート配線
73 補助容量配線
75 シール材
81 隔壁
81a 端面
82 発光物質を含む層
83 対向電極
84 乾燥剤
85 樹脂
86 対向基板
87 保護フィルム
88 偏光板
100 補助容量
1000 基板
1001 ソース電極
1002 ドレイン電極
1003 半導体膜
1004 ゲート絶縁膜
1005 ゲート電極
1006 下地膜
1401 スイッチング用TFT
1402 補助容量
1403 駆動用TFT
1404 電流制御用TFT
1405 発光素子
1406 TFT
1410 信号線
1411 電源線
1412 電源線
1414 走査線
1415 走査線
1420 発光領域
1500 画素部
1554 共通電位線
1555 共通電位線
1561 ダイオード
1562 ダイオード
1563 ダイオード
1564 ダイオード
1565 共通電位線
1566 共通電位線
3001 筐体
3003 表示部
3004 スピーカー部
3101 本体
3102 筐体
3103 表示部
3104 音声入力部
3105 音声出力部
3106 操作キー
3107 赤外線通信ポート
3108 アンテナ
3110 本体
3111 画素部
3112 ドライバIC
3113 受信装置
3114 フィルムバッテリー
3201 本体
3202 筐体
3203 表示部
3204 キーボード
3205 外部接続ポート
3206 ポインティングマウス
3301 本体
3302 表示部
3303 スイッチ
3304 操作キー
3305 赤外線ポート
3401 筐体
3402 表示部
3403 スピーカー部
3404 操作キー
3405 記録媒体挿入部
Claims (32)
- ゲート電極上の酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜からなるゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上のAl膜又はAl合金膜と、
前記Al膜又はAl合金膜上のn型又はp型の不純物が添加されたZnO膜と、
前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜上及び前記ゲート絶縁膜上のZnO半導体膜とを有することを特徴とする半導体装置。 - 酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上のAl膜又はAl合金膜と、
前記Al膜又はAl合金膜上のn型又はp型の不純物が添加されたZnO膜と、
前記酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上及び前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜上のZnO半導体膜と、
前記ZnO半導体膜上のゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上のゲート電極とを有することを特徴とする半導体装置。 - 酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜を形成し、
前記酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上にAl膜又はAl合金膜を形成し、
前記Al膜又はAl合金膜上にn型又はp型の不純物が添加されたZnO膜を形成し、
前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜を第1のエッチングによって島状にし、
前記Al膜又はAl合金膜を第2のエッチングによって島状にすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項3において、前記第2のエッチングをした後、前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜及び前記酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上にZnO半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
- ゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上に酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜からなるゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上にAl膜又はAl合金膜を形成し、
前記Al膜又はAl合金膜上にn型又はp型の不純物が添加されたZnO膜を形成し、
前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜を第1のエッチングによって島状にし、
前記Al膜又はAl合金膜を第2のエッチングによって島状にすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項5において、前記第2のエッチングをした後、前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜及び前記ゲート絶縁膜上にZnO半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
- ガラス基板上に酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜を形成し、
前記酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上にAl膜又はAl合金膜を形成し、
前記Al膜又はAl合金膜上にn型又はp型の不純物が添加されたZnO膜を形成し、
前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜を第1のエッチングによって島状にし、
前記Al膜又はAl合金膜を第2のエッチングによって島状にすることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項7において、前記第2のエッチングをした後、前記n型又はp型の不純物が添加されたZnO膜及び前記酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上にZnO半導体膜を形成し、
前記ZnO半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項3において、前記第1のエッチングはウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項5において、前記第1のエッチングはウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項7において、前記第1のエッチングはウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項3において、前記第1のエッチングはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項5において、前記第1のエッチングはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項7において、前記第1のエッチングはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項3において、前記第1のエッチングはドライエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項5において、前記第1のエッチングはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項7において、前記第1のエッチングはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項3において、前記第1のエッチングはCH4ガスを用いたドライエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項5において、前記第1のエッチングはCH4ガスを用いたドライエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項7において、前記第1のエッチングはCH4ガスを用いたドライエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項3において、前記第2のエッチングはウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項5において、前記第2のエッチングはウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項7において、前記第2のエッチングはウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項3において、前記第2のエッチングはフォトレジスト用の現像液を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項5において、前記第2のエッチングはフォトレジスト用の現像液を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項7において、前記第2のエッチングはフォトレジスト用の現像液を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項3において、前記第2のエッチングは有機アルカリ系水溶液を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項5において、前記第2のエッチングは有機アルカリ系水溶液を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項7において、前記第2のエッチングは有機アルカリ系水溶液を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項3において、前記第2のエッチングはTMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項5において、前記第2のエッチングはTMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項7において、前記第2のエッチングはTMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)を用いたウエットエッチングであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
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