JP2014154734A - オゾン支援による高品質均質金属酸化物薄膜作製技術、及び、該薄膜作製技術による酸化物薄膜トランジスタ、及び、その製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上にゲート電極を形成する工程と、金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら前記ゲート電極を被覆するように前記基板上に金属酸化物絶縁体からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら前記ゲート絶縁膜上に金属酸化物半導体からなるチャネル層を形成する工程と、を少なくとも備えることを特徴とする酸化物薄膜トランジスタの製造方法とする。
【選択図】図1
Description
そこで、最近になって金属酸化物を活性層に用いたTFTの開発が進められてきた。特に酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)(非特許文献2,3)、酸化インジウム亜鉛(IZO)(非特許文献4)、酸化錫亜鉛(ZTO)(非特許文献5)等を用いた、非晶質の金属酸化物によるTFTの開発は非常に目覚ましく、移動度が10cm2/(V・s)を超える報告がされている。
しかしながら、これらの論文でもゲート絶縁膜はプラズマCVD等の真空プロセスが用いられている。TFT作製プロセスの非真空プロセス化には、ゲート絶縁膜と半導体層(チャネル層)両方の非真空プロセス化が不可欠である。この要望に対して、既にスピンコート法でゲート絶縁膜(AlOX)及び活性層(ZTO)薄膜を形成した酸化物TFTに関する報告が上がっている(非特許文献10)。そこで、本発明者らはミスト化学気相成長(CVD)法を用いて酸化物TFTの作製を試みた。
本発明者らは、これまでに報告されている大気圧手法で作製されたIGZO TFTと同程度の性能の酸化物TFTをミストCVD法により作製することに成功している(非特許文献11)。しかしながら、さらなる特性の向上が求められている。
金属化合物を溶解した原料溶液を用いた薄膜作製手法に於いて、金属酸化物半導体からなるチャネル層を形成する工程が、成膜室にオゾンを導入しながら行われることにより、不純物量の軽減、密度の向上、欠陥量の軽減等に効果を奏することができる。
以上より、優れた特性を有するボトムゲート型の酸化物薄膜トランジスタを得ることができる。
金属化合物を溶解した原料溶液を用いた薄膜作製手法に於いて、金属酸化物絶縁体からなるゲート絶縁膜を形成する工程が、成膜室にオゾンを導入しながら行われることにより、ゲート絶縁膜の誘電率の向上、密度の向上、表面ラフネスの改善という効果を奏することができる。また、高い破壊電界強度(EBD)を維持したまま低温でゲート絶縁膜を形成することができるので、処理が容易な製造方法とすることができる。
以上より、優れた特性を有するトップゲート型の酸化物薄膜トランジスタを得ることができる。
まず、ボトムゲート型の酸化物薄膜トランジスタの製造方法について説明する。
本発明のボトムゲート型の酸化物薄膜トランジスタ(以下、酸化物TFTということもある)の製造方法は、少なくとも以下の工程を備える。
(1)基板上にゲート電極を形成する工程
(2)金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら前記ゲート電極を被覆するように前記基板上に金属酸化物絶縁体からなるゲート絶縁膜を形成する工程
(3)金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら前記ゲート絶縁膜上に金属酸化物半導体からなるチャネル層を形成する工程
図1は、本発明の製造方法によって製造されるボトムゲート型の酸化物薄膜トランジスタ(10)の断面図である。
まず、基板(1)上に、ゲート金属薄膜を形成し、次いでゲート金属薄膜にパターニングを施し、ゲート電極(2)を形成する。
基板(1)の材質としては、薄膜トランジスタに用いられる一般的な材質のものを使用することができ、ガラス、単結晶、セラミックス、樹脂等からなるものを使用することができる。具体的には例えば、青板硝子、パイレックス(登録商標)、無アルカリガラス、シリコン(Si)、サファイア単結晶(α−Al2O3)、アルミナ(Al2O3)、石英、酸化ガリウム単結晶(β−Ga2O3)、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、環状ポリオレフィン樹脂等が用いられるがこれらに限定されない。
この中でも、本発明ではガラス(無アルカリガラス)が好適に用いられる。ガラスを基板とすることで、汎用性に優れた薄膜トランジスタとすることができる。
ゲート金属薄膜を形成する方法は、薄膜トランジスタ分野において公知の方法を採用することができ、特に限定されない。具体的には、スパッタリング法である。また、ミスト化学気相成長(CVD)法により膜を形成した後パターニングする方法、印刷法等を用いることができる。これらの方法は大気圧プロセスであるので、環境面で好ましい。
また、パターンを形成する際のエッチング方法としては、公知の方法を用いることができる。つまり、ウェットエッチングやドライエッチングによりパターンを形成することができる。
また、ウェットエッチング、ドライエッチングに限らず、その他のエッチング方法によりエッチングを施すことができる。例えば、エッチング液をミスト化し、このミストを用いてエッチングする方法が挙げられる(特開2011−181784号参照)。
パターニング方法(パターン作製条件)、パターンを形成する際のエッチング方法(エッチング条件)等は、パターン形状、成膜方法、薄膜を構成する化合物の種類に応じて適宜設定される。
次いで、ゲート電極(2)を被覆するように基板(1)上にゲート絶縁膜(3)を形成する。
本発明において、ゲート絶縁膜(3)は金属酸化物からなる。金属酸化物としては、AlOX(アルミナ)、SiOX、HfOX、ZrOX、LaOX、YOX、GaOX、MgO等のあらゆる金属酸化物絶縁体、金属酸化物誘電体を用いることができる。
ゲート絶縁膜(3)を形成する工程は、金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて行う。なかでもミスト化学気相成長(CVD)法を用いるのが好ましい。尚、この工程は大気圧下で行うことが環境への負荷を考えると好ましいが、勿論雰囲気圧は必要に応じて変化させる事もできる。
ミストCVD法とは、具体的には、金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を超音波振動子や電界噴霧法などの手段を用いて霧化し、その霧化された原料溶液を搬送し、基板近傍で熱などを加えて化学反応を起こすことにより、ゲート絶縁膜を形成する。この時、整流器を用いて、霧化した原料溶液(ミスト)を含むガスを整流してもよい。
金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物は、特に限定されないが、アセチルアセトナート化合物、酢酸化合物、塩化物、硫化物、硝酸化合物、アンモニウム化合物、炭酸化合物を用いることができる。
溶媒についても、特に限定しないが、水、炭化水素化合物(アルコール、ケトン、エーテル、カルボン酸、芳香族)、酸性溶媒(塩酸、酢酸)、アルカリ性溶媒(アンモニア)、過酸化水素水や、それらの混合物などを用いる事ができる。特に、本実施例では、水とメタノールの混合物を用いた。
このミストCVD法としては、ファインチャネル(FC)式ミストCVDシステム、又は連続プロセスに対応したリニアソース(LS)式ミストCVDシステムを用いることができる。ファインチャネル(FC)式ミストCVDシステムとは、具体的には、原料ガス流入口とガス排出口を有して前記原料ガス流入口とガス排出口との間に基板が配置される成膜室と、膜を形成するための原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、薄膜形成用のエネルギーを供給するエネルギー供給手段とを備え、前記基板表面に沿う方向に前記原料ガスを流動させることにより基板の表面に膜を生成し、前記基板表面と前記成膜室の内壁との距離が約0.1mm以上約10.0mm以下の範囲の所定の距離であり、前記成膜室内の前記基板表面を流れる原料ガスの速度が、約0.4m/sec以上約4.0m/sec以下の範囲の所定の速度である成膜装置のことをいい、このファインチャネル(FC)式ミストCVDシステムの詳細については、特開2005−307238号公報、特開2007−138230号公報に開示されている。リニアソース(LS)式ミストCVDシステムの詳細については、特開2007−254869号公報に開示されている。
ミストCVD法は大気圧(非真空)プロセスであるので、スパッタリング法等の真空プロセスのように真空ポンプが必要なく、故に環境に優しいという利点がある。
オゾン(O3)を成膜雰囲気に導入する(オゾン支援する)方法は特に限定されない。成膜雰囲気のオゾン濃度は特に限定されないが、10〜20000ppmが好ましい。図2に示すように、キャリアガス及び希釈ガスの通路にオゾン(O3)の導入口を設けてそこからオゾン(O3)を成膜雰囲気に導入することができる。
尚、破壊電界強度(EBD)は、1μA/cm2流れる電界(V/cm)で定義される値である。
ゲート絶縁膜(3)は、AlOX薄膜の場合、理想的には親水性である。
本発明者らは、上記方法にて形成したゲート絶縁膜(3)を、(a)室温で通常洗浄した場合、(b)室温、O3雰囲気で5分間処理した場合、(c)300℃、Ar雰囲気で5分間処理した場合、(d)300℃、O3雰囲気で5分間処理した場合の各々にて、ゲート絶縁膜(3)の表面の表面張力を調べた。その結果、上記条件(a)の場合はゲート絶縁膜(3)と蒸留水の接触角は50°であり、上記条件(b)の場合はこの接触角は29°であり、上記条件(c)の場合はこの接触角は8°であり、上記条件(d)の場合はこの接触角はほぼ0°であった。即ち、O3によりゲート絶縁膜(3)を表面処理することにより、ゲート絶縁膜(3)の親水性が向上することがわかった。
よって、本発明において、ゲート絶縁膜(3)の表面をオゾン(O3)で表面処理を行うことが好ましい。これにより、ゲート絶縁膜(3)の親水性が向上し、超親水化する。
これは、大気圧下での放置により、ゲート絶縁膜表面に付着した有機物等の不純物がO3処理により除去されるからである。
また、有機物の除去は、チャネル層(活性層)の初期成長状態を良くするため、チャネル層(活性層)の状態を向上させることが出来る。また、界面に存在する有機物等の不純物や凹凸、それらの存在によって発生する空隙は、電子をトラップする要因となる。これらの総合的な理由から、酸化物TFTの信頼性を向上させることができる。
次いで、ゲート絶縁膜(3)上に金属酸化物半導体薄膜を形成し、次いでその金属酸化物半導体薄膜にパターニングを施し、チャネル層(活性層)(4)を形成する。
チャネル層(4)を形成する金属酸化物半導体としては、IGZO(酸化インジウムガリウム亜鉛)、ZnO(酸化亜鉛)、ZTO(酸化亜鉛錫)、IZO(酸化インジウム亜鉛)、ITZO(酸化インジウム錫亜鉛)、SnOX(酸化錫)、TiOX(酸化チタン)、GaOX(酸化ガリウム)等のあらゆる金属酸化物半導体を用いることができる。
チャネル層(4)を形成する工程は、金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて行う。なかでも、下層への影響の少ないミスト化学気相成長(CVD)法を用いるのが好ましい。尚、この工程は大気圧下で行うことが環境への負荷を考えると好ましいが、勿論雰囲気圧は必要に応じて変化させる事もできる。
具体的には、金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を超音波振動子や電界噴霧法などの手段を用いて霧化し、その霧化された原料溶液を搬送し、基板近傍で熱などを加えて化学反応を起こすことにより、ゲート絶縁膜(3)上にチャネル層(4)を形成する。
金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物は、特に限定されないが、アセチルアセトナート化合物、酢酸化合物、塩化物、硫化物、硝酸化合物、アンモニウム化合物、炭酸化合物を用いることができる。
このミストCVD法としては、ファインチャネル(FC)式ミストCVDシステム、又はリニアソース(LS)式ミストCVDシステム等を用いることができる。このファインチャネル(FC)式ミストCVDシステム及びリニアソース(LS)式ミストCVDシステムの詳細については、上記ゲート絶縁膜形成工程の項で説明したとおりである。
また、パターンを形成する際のエッチング方法としては、公知の方法を用いることができる。つまり、ウェットエッチングやドライエッチングによりパターンを形成することができる。
また、ウェットエッチング、ドライエッチングに限られず、この他のエッチング方法によりエッチングを施すことができる。例えば、エッチング液をミスト化し、このミストを用いてエッチングするミストエッチング法(上述)が挙げられる。
パターニング方法(パターン作製条件)、パターンを形成する際のエッチング方法(エッチング条件)等は、パターン形状、成膜方法、薄膜を構成する化合物の種類に応じて適宜設定される。
オゾン(O3)を成膜雰囲気に導入する(オゾン支援する)方法及びオゾン濃度は、ゲート絶縁膜形成工程と同様である。
一方で、両工程においてO3支援を行うことにより、O3支援無しの場合に見られた場所依存が見られなくなる。これは、O3が表面に吸着することにより、反応空間内に過剰に存在する原料の薄膜成長反応を抑制することが出来る為、もしくは、原料の表面への吸着確率を均一にする事が出来る為等の理由により、各成分の表面反応速度を一定に保つ効果があると考えられる。
次いで、チャネル層(4)上にソース・ドレイン電極金属薄膜を形成し、次いでソース・ドレイン電極金属薄膜にパターニングを施し、ソース電極(5)とドレイン電極(6)を形成する。
ソース・ドレイン電極金属薄膜を形成する方法は、薄膜トランジスタ分野において公知の方法を採用することができ、特に限定されないが、ミストCVD法により膜形成後パターニングする方法や印刷法を用いることができる。これらの方法は大気圧プロセスであるので、環境面で好ましい。
ソース電極(5)及びドレイン電極(6)の材料としては、薄膜トランジスタ分野において公知のものを広く採用することができ、特に限定されない。
また、パターンを形成する際のエッチング方法としては、公知の方法を用いることができる。つまり、ウェットエッチングやドライエッチングによりパターンを形成することができる。
また、ウェットエッチング、ドライエッチングに限らず、その他のエッチング方法によりエッチングを施すことができる。例えば、エッチング液をミスト化し、このミストを用いてエッチングする方法が挙げられる。
パターニング方法(パターン作製条件)、パターンを形成する際のエッチング方法(エッチング条件)等は、パターン形状、成膜方法、薄膜を構成する化合物の種類に応じて適宜設定される。
チャネル層(4)を熱処理することにより、チャネル層(4)の特性を向上させることができる。
次に、トップゲート型の酸化物薄膜トランジスタの製造方法について説明する。
本発明のトップゲート型の酸化物薄膜トランジスタの製造方法は、少なくとも以下の工程を備える。
(1)金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら基板上に金属酸化物半導体からなるチャネル層を形成する工程
(2)金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら前記チャネル層を被覆するように金属酸化物絶縁体からなるゲート絶縁膜を形成する工程
(3)ゲート電極を前記ゲート絶縁膜上に形成する工程
これにより、トップゲート型の酸化物薄膜トランジスタを作製することができる。
これら各工程における成膜方法は、実施形態1のボトムゲート型の酸化物薄膜トランジスタと同様である。
ゲート絶縁膜形成工程におけるオゾン支援による効果を評価するために、AlOX薄膜を作製した。膜厚は、破壊電界強度測定用として50nm程度、FT−IR測定用に200nm程度に揃えた。AlOX薄膜作製には、図2に示すファインチャネル(FC)式ミストCVDシステムを用いた。AlOX薄膜の作製条件を下記表1に示す。
このAlOX薄膜成膜時のO3支援の有無による特性の違いを評価した。
O3支援有りの場合、O3支援無しの場合ともに、どの温度域でも比較的平坦な薄膜を得ることができたが、基板温度が低温であるほど表面ラフネスが良くなる傾向が見られた。また、ピンホールなどは見られなかった。
表面ラフネスを比較すると、O3支援有りの場合の方がO3支援無しの場合に比べ、RMSが小さく平坦性に優れていた。
O3支援無しの場合は、ゲート絶縁膜(AlOX)の破壊電界強度(EBD)は400℃未満で低下した。一方、O3支援有りの場合は、340℃でも破壊電界強度(EBD)が下がらずに、高い値を維持した。そして、O3支援無しに比べO3を支援することにより、破壊電界強度(EBD)の向上(>7MV/cmから>8MV/cm)が見られた。
また、O3の代わりにアンモニア(NH3)を用いた場合も確認したところ、効果はさほど見られなかった。
O3支援無しの場合は、350℃以下においてOH基起因の振動が確認されるが、O3支援により、350℃ではOH基起因の振動が見られなくなった。
一般に報告されているAlOX薄膜の比誘電率の値は、6−9程度であるが、上記方法で作製したAlOX薄膜は充分にその特性を保っている。
O3支援無しの場合は、比誘電率(κ)は>6であるが、O3支援有りの場合は、比誘電率(κ)は>8であり、O3支援によりゲート絶縁膜(AlOX)の誘電率の向上が見られた。
基板温度が高い領域では密度が高く、基板温度が低い領域では密度が低くなった。即ち、破壊電界強度(EBD)の高さと相関が見られた。
そして、O3支援により、一層の密度向上が確認された。
チャネル層(活性層)形成工程におけるオゾン支援による効果を評価するために、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)薄膜を作製した。IGZO薄膜作製には、図2に示すファインチャネル型ミストCVDシステムを用いた。IGZO薄膜の作製条件を下記表3に示す。
このIGZO薄膜成膜時のO3支援の有無による特性の違いを評価した。
O3支援有りの場合と無しの場合を比較すると、O3支援有りの場合の方が電子密度が低下した。また、移動度の低下も見られたが、電子密度が少なすぎるためであると思われる。
この結果から、O3支援により薄膜中への不純物量が低下していると考えられる。組成分析(SIMS)を行ったところ、O3支援により薄膜中の不純物濃度が低下していることが確認された。下記表4はその結果である。
まずスパッタリング法(150℃)により、ガラス基板Eagle−XG(コーニング社製)上に膜厚50nmのゲート(クロム(Cr))電極を配線した。
次いで、下記表5の作製条件でミストCVD法により、ゲート電極を被覆するように基板上にゲート絶縁膜(AlOX)を作製し、このゲート絶縁膜(AlOX)を300℃、O3雰囲気で5分間、表面処理した。
最後にチャネル層(活性層)を還元処理するために、H2とN2の混合ガス雰囲気(H2(5%)+N2)下350℃にて1時間熱処理をした。
実施例1とは、溶質として用いたInとGaとZn原料の混合比を、In:Ga:Zn=3:2:2としたこと以外は同じ条件で作製したサンプルを実施例2とした。
実施例1とは、ゲート絶縁膜(AlOX)形成工程及びチャネル層(IGZO)形成工程の両方においてO3支援を行わなかったこと、O3によるチャネル層(IGZO)の表面処理を行わなかったこと、及びゲート絶縁膜(AlOX)形成工程における基板温度を430℃としたこと以外は同じ条件で作製したサンプルを比較例1とした。
実施例1とは、ゲート絶縁膜(AlOX)形成工程及びチャネル層(IGZO)形成工程の両方においてO3支援を行わなかったこと、及びゲート絶縁膜(AlOX)形成工程における基板温度を430℃としたこと以外は同じ条件で作製したサンプルを比較例2とした。
実施例1とは、チャネル層(IGZO)形成工程においてO3支援を行わなかったこと以外は同じ条件で作製したサンプルを比較例3とした。
比較例2と比較例3を比較すると、ゲート絶縁膜形成工程におけるO3支援により、移動度(μ)が改善していることがわかる。
比較例3と実施例1を比較すると、ゲート絶縁膜形成工程及びチャネル層(活性層)形成工程の両方におけるO3支援により、移動度(μ)、サブスレッショルド係数(S)及びヒステリシス(ΔVH)が改善していることがわかる。
O3支援無しで作製した酸化物TFT(比較例2)では、上流から下流にかけてその特性が異なる。これは、図17(a)に示すように、ファインチャネル(FC)を用いると上流から下流に向けて組成ムラが発生する為であると考えられる。ファインチャネル(FC)は、単元材料を用いた場合均質な薄膜を作製する事が出来るが、今回のような多元材料の場合、反応の観点から組成の場所依存を避けることは出来無い。
一方で、O3支援有りの場合、O3支援無しの場合に見られた場所依存が見られなくなっている。これは、図17(b)、(c)に示すように、O3を用いる事で組成ムラが無くなっている為であると考えられる。それは組成比を変えても同様である。O3を用いる事で組成ムラが無くなっている理由としては、O3が表面に吸着する為、もしくは、原料の表面への吸着確率を均一にする事が出来る為、反応空間内に過剰に存在する原料の薄膜成長反応を抑制することが出来る等の理由が考えられる。つまり各成分の表面反応速度を一定に保つ効果があると考えられる。
2:ゲート電極
3:ゲート絶縁膜
4:チャネル層(活性層)
5:ソース電極
6:ドレイン電極
10:ボトムゲート型酸化物薄膜トランジスタ
Claims (14)
- 基板上にゲート電極を形成する工程と、
金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら前記ゲート電極を被覆するように前記基板上に金属酸化物絶縁体からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、
金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら前記ゲート絶縁膜上に金属酸化物半導体からなるチャネル層を形成する工程と、を少なくとも備えることを特徴とする酸化物薄膜トランジスタの製造方法。 - 金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら基板上に金属酸化物半導体からなるチャネル層を形成する工程と、
金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら前記チャネル層を被覆するように金属酸化物絶縁体からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、
ゲート電極を前記ゲート絶縁膜上に作製する工程と、を少なくとも備えることを特徴とする酸化物薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜を形成する工程が、前記成膜室にオゾンを導入しながら、金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した霧化された原料溶液を前記基板近傍で化学反応させることにより、ゲート絶縁膜を形成する工程であることを特徴とする請求項1又は2に記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記チャネル層を形成する工程が、前記成膜室にオゾンを導入しながら、金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物を溶解した霧化された原料溶液を前記基板近傍で化学反応させることにより、チャネル層を形成する工程であることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記金属酸化物半導体が、少なくとも亜鉛(Zn)を構成元素として含む金属酸化物半導体であることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記金属酸化物絶縁体を形成するのに必要な金属化合物が、アセチルアセトナート化合物、酢酸化合物、塩化物、硫化物、硝酸化合物、アンモニウム化合物、炭酸化合物のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記金属酸化物半導体を形成するのに必要な金属化合物が、アセチルアセトナート化合物、酢酸化合物、塩化物、硫化物、硝酸化合物、アンモニウム化合物、炭酸化合物のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 原料ガス流入口とガス排出口を有して前記原料ガス流入口とガス排出口との間に基板が配置される成膜室と、膜を形成するための原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、薄膜形成用のエネルギーを供給するエネルギー供給手段とを備え、前記基板表面に沿う方向に前記原料ガスを流動させることにより基板の表面に膜を生成し、前記基板表面と前記成膜室の内壁との距離が0.1mm以上10.0mm以下の範囲の所定の距離であり、前記成膜室内の前記基板表面を流れる原料ガスの速度が、0.4m/sec以上4.0m/sec以下の範囲の所定の速度を達成できるファインチャネル(FC)構造を用いることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記ゲート絶縁膜を形成する工程及び/又は前記チャネル層を形成する工程が、大気圧下で行われることを特徴とする請求項1乃至8いずれかに記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記ゲート電極を形成する工程及びソース・ドレイン電極を形成する工程が、霧化された原料溶液を塗布させる、もしくは前記基板近傍で化学反応させることにより成膜する方法とフォトリソグラフィー法により行われることを特徴とする請求項1乃至9いずれかに記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記ゲート電極を形成する工程及びソース・ドレイン電極を形成する工程が、印刷法により行われることを特徴とする請求項1乃至9いずれかに記載の酸化物薄膜トランジスタの製造方法。
- 請求項1乃至11いずれかに記載の製造方法にて製造される酸化物薄膜トランジスタ。
- 金属酸化物薄膜を形成するのに必要な金属化合物を溶解した原料溶液を用いて、成膜室にオゾンを導入しながら基板上に金属酸化物薄膜を形成する酸化物薄膜の製造方法であって、
原料ガス流入口とガス排出口を有して前記原料ガス流入口とガス排出口との間に基板が配置される成膜室と、膜を形成するための原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、薄膜形成用のエネルギーを供給するエネルギー供給手段とを備え、前記基板表面に沿う方向に前記原料ガスを流動させることにより基板の表面に膜を生成し、前記基板表面と前記成膜室の内壁との距離が0.1mm以上10.0mm以下の範囲の所定の距離であり、前記成膜室内の前記基板表面を流れる原料ガスの速度が、0.4m/sec以上4.0m/sec以下の範囲の所定の速度を達成できるファインチャネル(FC)構造を用いて、オゾン存在下で酸化物薄膜を形成することにより、酸化物薄膜の面内の組成分布を均一にすることを特徴とする酸化物薄膜の製造方法。 - 前記金属酸化物が多元系金属酸化物であることを特徴とする請求項13記載の酸化物薄膜の製造方法。
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