JP2009111125A - 酸化物半導体素子とその製造方法、薄膜センサおよび電気光学装置 - Google Patents
酸化物半導体素子とその製造方法、薄膜センサおよび電気光学装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 基板10上に、ゲート絶縁膜30を挟んで酸化物半導体膜40とゲート電極20を形成し、酸化物半導体膜40に、ソース電極62およびドレイン電極63とそれぞれ電気的に接続されるソース領域42およびドレイン領域43を形成する。その後、シート抵抗値が108Ω/□以上の酸化物半導体膜40に、部分的に紫外光Lを照射して、そのソース領域42およびドレイン領域43におけるシート抵抗値を106Ω/□未満にまで低減させる。
【選択図】図1
Description
基板上に、ゲート絶縁膜を挟んで酸化物半導体膜とゲート電極を形成し、酸化物半導体膜内に、ソース電極およびドレイン電極とそれぞれ電気的に接続されるソース領域およびドレイン領域を形成する酸化物半導体素子の製造方法において、
酸化物半導体膜のシート抵抗値が108Ω/□以上であり、
酸化物半導体膜に部分的に紫外光を照射して、この酸化物半導体膜内のソース領域およびドレイン領域におけるシート抵抗値を106Ω/□未満にまで低減させることを特徴とするものである。
<第1の実施形態>
図1は、本実施形態による酸化物半導体素子の製造方法における製造フローを示す概略断面図である。
図示の通り、本実施形態による酸化物半導体素子の製造方法は、基板10上に、パターニングされたゲート電極20を形成し(図1a)、ゲート絶縁膜30を形成し(図1b)、シート抵抗値が108Ω/□以上の酸化物半導体膜40をゲート電極20の上方に配置するよう形成し(図1c)、酸化物半導体膜40に対してマスク50を用いて紫外光Lを照射することにより、その酸化物半導体膜40の照射領域を、シート抵抗値が106Ω/□未満にまで低抵抗化(高キャリア濃度化)したソース領域42およびドレイン領域43に変化させ(図1d)、その後、ソース電極62およびドレイン電極63を、上記ソース領域42およびドレイン領域43にそれぞれ接続するよう形成する(図1e)ものである。
図3は、本実施形態による酸化物半導体素子の製造方法における製造フローを示す概略断面図である。
本実施形態による酸化物半導体素子の製造方法は、第1の実施形態において、マスク50を用いた露光工程(図1d)に代えて、紫外光Lを遮断する材料からなるゲート電極20をマスクとした裏面露光工程を行うものである。その他の構成は、第1の実施形態の場合と同様であり、図1に示す第1の実施形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。ただし、本実施形態における基板10およびゲート絶縁膜30は、紫外光Lの一部を透過させる材料からなるものを使用する。
図4は、本実施形態による酸化物半導体素子の製造方法における製造フローを示す概略断面図である。
図示の通り、本実施形態による酸化物半導体素子の製造方法は、基板10上に、シート抵抗値が108Ω/□以上の酸化物半導体膜40を形成して、アイランド状にパターニング加工し(図4a)、その後、酸化物半導体膜40上に紫外光Lの一部を透過させるゲート絶縁膜30を形成し(図4b)、紫外光Lを遮断する材料からなるパターニングされたゲート電極20を形成し(図4c)、次に、このゲート電極20をマスクとして、基板表面側から紫外光Lを照射することによって、その酸化物半導体膜40内の照射領域を、シート抵抗値が106Ω/□未満にまで低抵抗化したソース領域42およびドレイン領域43に変化させ(図4d)、そして、基板10上に層間絶縁膜31を形成し、この層間絶縁膜31を開孔するコンタクトホールを介してソース電極62およびドレイン電極63を、上記ソース領域42およびドレイン領域43にそれぞれ接続するよう形成する(図4e)ものである。
その他本実施形態において、基板10、酸化物半導体膜40、ゲート絶縁膜30、紫外光L、ソース電極62およびドレイン電極63の各々に関する要素は第1の実施形態と同様である。ただし、本実施形態においてゲート絶縁膜30は、第1の実施形態に記載の材料群のうち紫外光Lの一部を透過させるものを選択する。
図5は、本実施形態による酸化物半導体素子の製造方法における製造フローを示す概略断面図である。
本実施形態による酸化物半導体素子の製造方法は、第3の実施形態において、酸化物半導体膜40上のゲート絶縁膜30にデート電極20と同様なパターニングを行う工程を追加している(図5c)。これにより、紫外光Lが酸化物半導体膜40に到達するまでに透過する薄膜が存在しない。そのため、基板10およびゲート絶縁膜30共に紫外光を遮断する材料を用いる場合には、本実施形態による製造方法が適している。
図6は、本実施形態による薄膜センサの断面図である。
図7は、本実施形態による電気光学装置の断面図であり、例として上記本発明による酸化物半導体素子を用いて構成された有機EL装置を示している。
20 ゲート電極
30 ゲート絶縁膜
31 層間絶縁膜
32 第2の層間絶縁膜
40 酸化物半導体膜
41 活性領域
42 ソース領域
43 ドレイン領域
50 マスク
62 ソース電極
63 ドレイン電極
Claims (10)
- 基板上に、ゲート絶縁膜を挟んで酸化物半導体膜とゲート電極を形成し、前記酸化物半導体膜内に、ソース電極およびドレイン電極とそれぞれ電気的に接続されるソース領域およびドレイン領域を形成する酸化物半導体素子の製造方法において、
前記酸化物半導体膜のシート抵抗値が108Ω/□以上であり、
前記酸化物半導体膜に部分的に紫外光を照射して、該酸化物半導体膜内の前記ソース領域および前記ドレイン領域におけるシート抵抗値を106Ω/□未満にまで低減させることを特徴とする酸化物半導体素子の製造方法。 - 前記ゲート電極が、前記紫外光を遮断する材料からなるものであり、
前記紫外光の照射を、該ゲート電極をマスクとして行うことにより、該ゲート電極に対して前記ソース領域および前記ドレイン領域を自己整合的に形成することを特徴とする請求項1に記載の酸化物半導体素子の製造方法。 - 前記基板上に、
前記ゲート電極と、前記ゲート絶縁膜と、前記酸化物半導体膜を、この順に形成し、
その後、前記紫外光の照射によりシート抵抗値が低減された、前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ電気的に接続されるように、前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物半導体素子の製造方法。 - 前記基板上に、
前記酸化物半導体膜と、前記ゲート絶縁膜と、前記ゲート電極を、この順に形成し、
その後、前記紫外光の照射によりシート抵抗値が低減された、前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ電気的に接続されるように、前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の酸化物半導体素子の製造方法。 - 前記酸化物半導体膜が、In、Zn、GaおよびSnからなる群より選択される少なくとも1つの元素を含むものであることを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の酸化物半導体素子の製造方法。
- 前記紫外光が、レーザ光であることを特徴とする請求項1から5いずれかに記載の酸化物半導体素子の製造方法。
- 前記基板が、樹脂製基板であることを特徴とする請求項1から6いずれかに記載の酸化物半導体素子の製造方法。
- 請求項1から7いずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする酸化物半導体素子。
- 請求項8に記載の酸化物半導体素子を用いて構成されたことを特徴とする薄膜センサ。
- 請求項8に記載の酸化物半導体素子を用いて構成されたことを特徴とする電気光学装置。
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