JP2010525602A - 薄膜トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
A)基板にゲート電極を形成するゲート電極形成ステップ;
B)前記基板および前記ゲート電極上に絶縁層を形成する絶縁層形成ステップ;
C)前記絶縁層上にチャネル物質としてSiを含む酸化亜鉛系物質を用いて半導体層を形成する半導体層形成ステップ;および
D)前記半導体層に連結するようにソース電極およびドレイン電極を形成するソースおよびドレイン電極形成ステップ;
を含む薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
1)前記半導体層にプラズマ窒化工程を用いて窒素ドーピング処理するステップ;および
2)前記窒素ドーピング処理された半導体層を酸素熱処理するステップ;をさらに含む薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
本発明は、
A)基板にゲート電極を形成するゲート電極形成ステップ;
B)前記基板および前記ゲート電極上に絶縁層を形成する絶縁層形成ステップ;
C)前記絶縁層上にチャネル物質としてSiを含む酸化亜鉛系物質を用いて半導体層を形成する半導体層形成ステップ;および
D)前記半導体層に連結するようにソース電極およびドレイン電極を形成するソース電極およびドレイン電極形成ステップ;
を含む薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
1)前記半導体層にプラズマ窒化工程を用いて窒素ドーピング処理するステップ;および
2)前記窒素ドーピング処理された半導体層を酸素熱処理するステップ;をさらに実行することができる。
<実施例>
2)ステップでは、スパッタリング方法でゲート電極配線を形成し、PECVD法を用いてゲート電極20が形成されたガラス基板10の上部面に絶縁層30を形成した。ここで、ゲート絶縁層30は、SiNxで形成することができる。
3)ステップでは、チャネル物質としてZnO−In2O3−SiO2を(モル%比Zn:In:Si=1:1:1)用いてスパッタリング法で半導体層40を形成した。
4)ステップでは、NH3を用いて半導体層40をプラズマ電力(plasma power)200W、温度300℃、圧力1mTorrで、3分間プラズマ窒素ドーピング処理した。
5)ステップでは、窒素ドーピング処理された半導体層40を急速酸素熱処理(RTO)した。
6)ステップでは、スパッタリング法で半導体層40の上部と絶縁層30の上部にモリブデン層を蒸着した後、フォトリソグラフィ法でパターニングしてゲート配線と交差する方向にデータ配線を形成し、ソース電極50とドレイン電極60を形成した。
20:ゲート電極
30:絶縁層
40:半導体層
50:ソース電極
60:ドレイン電極
Claims (22)
- A)基板にゲート電極を形成するゲート電極形成ステップ;
B)前記基板および前記ゲート電極上に絶縁層を形成する絶縁層形成ステップ;
C)前記絶縁層上にチャネル物質としてSiを含む酸化亜鉛系物質を用いて半導体層を形成する半導体層形成ステップ;および
D)前記半導体層に連結するようにソース電極およびドレイン電極を形成するソース電極およびドレイン電極形成ステップ;
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記C)半導体層形成ステップのSiを含む酸化亜鉛系物質は、ZnO、ZnO:Al、ZnO:Ga、ZnO:In、またはこれらの複合酸化物に0超過30モル%以下のSiを含む物質であることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記C)半導体層形成ステップのSiを含む酸化亜鉛系物質は、ZnO−In2O3−SiO2であることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記ZnO−In2O3−SiO2のSiの含量は0超過30モル%以下、Znの含量は0超過66モル%以下、およびInの含量は0超過33モル%以下であることを特徴とする、請求項3に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記ZnO−In2O3−SiO2のZn:In:Siのモル%比は、1:1:1であることを特徴とする、請求項3に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記C)半導体層形成ステップのチャネル物質は、Siを含む酸化亜鉛系物質単独、またはSiを含む酸化亜鉛系物質に周期律表1族または5族物質を添加して用いることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記D)のソース電極およびドレイン電極形成ステップは、前記絶縁層および前記半導体層上に導電性物質を用いた導電性物質層形成ステップおよび前記導電性物質層をパターニングする電極パターン形成ステップを含む方法、または前記絶縁層および前記半導体層上に導電性物質を直接印刷するパターニングする方法によって実行されることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記C)半導体層形成ステップ以後に、
1)前記半導体層にプラズマ窒化工程を用いて窒素ドーピング処理するステップ;および
2)前記窒素ドーピング処理された半導体層を酸素熱処理するステップ;
をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記C)半導体層形成ステップのSiを含む酸化亜鉛系物質は、ZnO、ZnO:Al、ZnO:Ga、ZnO:In、またはこれらの複合酸化物に0超過30モル%以下のSiを含む物質であることを特徴とする、請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記C)半導体層形成ステップのSiを含む酸化亜鉛系物質は、ZnO−In2O3−SiO2であることを特徴とする、請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記ZnO−In2O3−SiO2のSiの含量は0超過30モル%以下、Znの含量は0超過66モル%以下、およびInの含量は0超過33モル%以下であることを特徴とする、請求項10に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記ZnO−In2O3−SiO2のZn:In:Siのモル%比は、1:1:1であることを特徴とする、請求項10に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記C)半導体層形成ステップのチャネル物質は、Siを含む酸化亜鉛系物質単独、またはSiを含む酸化亜鉛系物質に周期律表1族または5族物質を添加して用いることを特徴とする、請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記1)ステップのプラズマ窒化工程は、NH3、N2O、N2、NO、およびNF3のうちから選択された1種以上を用いることを特徴とする、請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記1)ステップのプラズマ窒化工程は、200〜500℃の温度で60分以下の時間実行されることを特徴とする、請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記1)ステップのプラズマ窒化工程は、ICP(Inductively Coupled Plasma)タイプのプラズマ窒化工程であることを特徴とする、請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記2)ステップは、200℃以上500℃以下の温度で1時間以下の時間、酸素雰囲気下で急速熱処理をすることを特徴とする、請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記D)のソース電極およびドレイン電極形成ステップは、前記絶縁層および前記半導体層上に導電性物質を用いた導電性物質層形成ステップおよび前記導電性物質層をパターニングする電極パターン形成ステップを含む方法、または絶縁層および前記半導体層上に導電性物質を直接印刷するパターニングする方法によって実行されることを特徴とする、請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 基板、ゲート電極、絶縁層、半導体層、ソース電極、およびドレイン電極を含む薄膜トランジスタにおいて、前記半導体層は、Siを含む酸化亜鉛系半導体チャネル物質を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。
- 前記半導体層は、半導体層形成後にプラズマ窒化工程および酸素熱処理工程が順に実行された半導体層であることを特徴とする、請求項19に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記Siを含む酸化亜鉛系半導体チャネル物質は、ZnO、ZnO:Al、ZnO:Ga、ZnO:In、またはこれらの複合酸化物に0超過30モル%以下のSiを含む物質であることを特徴とする、請求項19に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記半導体層は、Siを含む酸化亜鉛系物質単独、またはSiを含む酸化亜鉛系物質に周期律表1族または5族物質を添加したチャネル物質を用いて形成されたことを特徴とする、請求項19に記載の薄膜トランジスタ。
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