JP4660124B2 - Thin film transistor manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor .
従来、アクティブマトリックス液晶TFT(Thin Film Transistor)のチャネル層(活性層)にはアモルファスシリコン膜が広く用いられてきた。
アモルファスシリコン膜の移動度は、略1cm2/(V・s)と小さく、要求されるTFT素子のON/OFF特性を確保するために、配線線幅を細くすることができない。そのため、高精細、高輝度、高速応答等の性能が求められる次世代液晶TFTとして、アモルファスシリコンに代わって、より結晶性が高く、移動度が大きい低温ポリシリコンを使用した低温ポリシリコンTFTが開発され、小型液晶装置等に導入されている。
Conventionally, an amorphous silicon film has been widely used for a channel layer (active layer) of an active matrix liquid crystal TFT (Thin Film Transistor).
The mobility of the amorphous silicon film is as small as approximately 1 cm 2 / (V · s), and the wiring line width cannot be reduced in order to ensure the required ON / OFF characteristics of the TFT element. Therefore, low-temperature polysilicon TFTs using low-temperature polysilicon with higher crystallinity and higher mobility have been developed in place of amorphous silicon as next-generation liquid crystal TFTs that require high-definition, high-brightness, high-speed response, etc. It has been introduced into small liquid crystal devices and the like.
低温ポリシリコンの結晶化を促進し、移動度を向上させるために、エキシマレーザ装置を用いたアニール等の処理が行われる。TFT素子のソース・ドレイン間隔(略数μm)と低温ポリシリコンの結晶粒子のサイズ(略1μm)とが近接するため、ソース電極とドレイン電極との間における結晶粒界の密度にばらつきが生じ易い。そのため、低温ポリシリコンを用いた場合には、面内で均一な動作特性を有するTFT素子を作成することが難しく、従って、歩留まりが低い。また、エキシマレーザ装置等の製造装置が高価であり、低温ポリシリコンに比較して、製造原価が高い。このため、現状では、低温ポリシリコンTFTへの投資効果は小さい。 In order to promote crystallization of low-temperature polysilicon and improve mobility, a treatment such as annealing using an excimer laser device is performed. Since the distance between the source and the drain of the TFT element (approximately several μm) and the size of the crystal grain of the low temperature polysilicon (approximately 1 μm) are close to each other, the density of the crystal grain boundary between the source electrode and the drain electrode tends to vary. . For this reason, when low-temperature polysilicon is used, it is difficult to produce a TFT element having uniform operating characteristics in a plane, and therefore the yield is low. Also, a manufacturing device such as an excimer laser device is expensive, and the manufacturing cost is higher than that of low-temperature polysilicon. For this reason, at present, the investment effect on the low-temperature polysilicon TFT is small.
一方、上述したアモルファスシリコン及び低温ポリシリコン以外の半導体材料を用いてTFT素子を作成することが、実験室規模で試みられている。酸化亜鉛(ZnO)は、エネルギー準位の間隔(バンドギャップ)が広いこと、移動度が大きいこと、室温においても結晶化することなどの利点を有するため、近時注目されている。 On the other hand, an attempt has been made on a laboratory scale to produce a TFT element using a semiconductor material other than the above-described amorphous silicon and low-temperature polysilicon. Zinc oxide (ZnO) has recently attracted attention because it has advantages such as a wide energy level interval (band gap), high mobility, and crystallization even at room temperature.
酸化亜鉛膜は、例えば、分子線エピタキシ(Molecular Beam Epitaxy)あるいは有機金属気相成長(Metalorganic Vapour Phase Epitaxy)等の方法により形成可能である。従来、酸化亜鉛の成膜は、サファイヤ基板上やプラスチック基板上で行われているが、レーザによる励起が必要であり、大面積基板上への成膜には適さない。そのため、この成膜方法は、生産性が低く、工業的に行われる成膜には適用できない。酸化亜鉛膜を大面積基板上に成膜できる方法としてマグネトロンスパッタリング法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
マグネトロンスパッタリング法は、4インチのガラス基板上に半導体膜を形成することが可能であり、大型のターゲットを用いて、さらに大面積の成膜も検討されている。開発が進められているZnO−TFTでは、マグネトロンスパッタリング法を用いて、略1000Å以下の厚さを有するZnO活性層が形成されている。 In the magnetron sputtering method, a semiconductor film can be formed on a 4-inch glass substrate, and a film with a larger area is being studied using a large target. In a ZnO-TFT that is being developed, a ZnO active layer having a thickness of about 1000 mm or less is formed using a magnetron sputtering method.
しかし、マグネトロンスパッタリング法によるZnO薄膜の成膜では、成膜速度が略20Å/minと小さいという問題があった。さらに、基板がプラズマに曝されるため、基板上に形成されたゲート絶縁膜が損傷されるという問題があった。例えば、P.F.Carciaらは、Mat.Res.Soc.Symp.vol1769(2003)に、従来のマグネトロンスパッタリング法により活性層を作成したZnO−TFT素子では、プラズマがゲート絶縁膜及び活性層自体にダメージを与えるため、移動度が略5cm2/(V・s)に止まることを開示する。 However, the deposition of the ZnO thin film by the magnetron sputtering method has a problem that the deposition rate is as small as about 20 Å / min. Furthermore, since the substrate is exposed to plasma, there is a problem that the gate insulating film formed on the substrate is damaged. For example, P.I. F. Carcia et al., Mat. Res. Soc. Symp. In a ZnO-TFT device in which an active layer is formed on a vol. 1769 (2003) by a conventional magnetron sputtering method, since the plasma damages the gate insulating film and the active layer itself, the mobility is about 5 cm 2 / (V · s). Disclose to
本発明は、高速な応答特性を有する薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the thin-film transistor which has a high-speed response characteristic.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る薄膜トランジスタの製造方法は、
酸化亜鉛を半導体層に用いた薄膜トランジスタの製造方法であって、
それぞれがII族、III族若しくはIV族の別の金属から構成される対向ターゲットのスパッタリングにより生成された金属粒子を反応性ガスと反応させつつゲート電極上または前記半導体層上に堆積することにより、ゲート絶縁膜を成膜する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the first aspect of the present invention includes:
A method of manufacturing a thin film transistor using zinc oxide as a semiconductor layer,
By depositing on the gate electrode or the semiconductor layer while reacting with reactive gas the metal particles produced by sputtering of the facing target each composed of another metal of Group II, Group III or Group IV, Forming a gate insulating film;
It is characterized by that.
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る薄膜トランジスタの製造方法は、In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the second aspect of the present invention includes:
酸化亜鉛を半導体層に用いた薄膜トランジスタの製造方法であって、A method of manufacturing a thin film transistor using zinc oxide as a semiconductor layer,
一方がTiを含み他方がSiを含む対向ターゲットのスパッタリングにより生成された粒子を反応性ガスと反応させつつゲート電極上または前記半導体層上に堆積することにより、ゲート絶縁膜を成膜する、A gate insulating film is formed by depositing on the gate electrode or the semiconductor layer while reacting a reactive gas with particles generated by sputtering of an opposing target, one containing Ti and the other containing Si.
ことを特徴とする。It is characterized by that.
前記反応性ガスがOThe reactive gas is O 22 ガスまたはNGas or N 22 ガスを含むことが望ましい。It is desirable to include gas.
上記目的を達成するため、本発明の第3の観点に係る薄膜トランジスタの製造方法は、In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the third aspect of the present invention includes:
酸化亜鉛を半導体層に用いた薄膜トランジスタの製造方法であって、A method of manufacturing a thin film transistor using zinc oxide as a semiconductor layer,
一方がTiを含み他方がAlを含む対向ターゲットのスパッタリングにより生成された金属粒子をNMetal particles produced by sputtering of an opposing target, one containing Ti and the other containing Al, are N
22
ガスと反応させつつゲート電極上または前記半導体層上に堆積することにより、ゲート絶縁膜を成膜する、A gate insulating film is formed by depositing on the gate electrode or the semiconductor layer while reacting with a gas.
ことを特徴とする。It is characterized by that.
上記目的を達成するため、本発明の第4の観点に係る薄膜トランジスタの製造方法は、In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the fourth aspect of the present invention includes:
酸化亜鉛を半導体層に用いた薄膜トランジスタの製造方法であって、A method of manufacturing a thin film transistor using zinc oxide as a semiconductor layer,
一方がZnOを含み他方がMgを含む対向ターゲットを用いたスパッタリングを少なくともNSputtering using an opposing target, one containing ZnO and the other containing Mg, is at least N
22
ガスを供給しつつ行うことにより、ゲート電極上または前記半導体層上に、(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜からなるゲート絶縁膜を成膜する、A gate insulating film made of a (ZnMgO / ZnO: N) x stacked film is formed on the gate electrode or the semiconductor layer by supplying the gas.
ことを特徴とする。It is characterized by that.
上記目的を達成するため、本発明の第5の観点に係る薄膜トランジスタの製造方法は、In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the fifth aspect of the present invention includes:
酸化亜鉛を半導体層に用いた薄膜トランジスタの製造方法であって、A method of manufacturing a thin film transistor using zinc oxide as a semiconductor layer,
一方がZnMgOを含み他方がZnO:Nを含む対向ターゲットを用いたスパッタリングを行うことにより、ゲート電極上または前記半導体層上に、(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜からなるゲート絶縁膜を成膜する、Sputtering is performed using a counter target that includes ZnMgO on one side and ZnO: N on the other side, thereby forming a gate insulating film made of a (ZnMgO / ZnO: N) x stacked film on the gate electrode or the semiconductor layer. Film
ことを特徴とする。It is characterized by that.
上記目的を達成するため、本発明の第6の観点に係る薄膜トランジスタの製造方法は、In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the sixth aspect of the present invention includes:
ゲート電極が形成された基板を用意し、Prepare a substrate on which a gate electrode is formed,
該基板上にゲート絶縁膜を形成し、Forming a gate insulating film on the substrate;
対向して配置され、少なくともその一方が亜鉛から構成される一対のターゲットの間に形成したプラズマによりスパッタリングして発生させた亜鉛粒子を、酸化させつつ、前記プラズマから離間された基板に前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対応するように堆積し、酸化亜鉛半導体膜を形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、The gate insulation is performed on a substrate spaced from the plasma while oxidizing zinc particles generated by sputtering with a plasma formed between a pair of targets that are arranged oppositely and at least one of which is made of zinc. A method of manufacturing a thin film transistor in which a zinc oxide semiconductor film is formed by depositing so as to correspond to the gate electrode through a film,
それぞれがII族、III族若しくはIV族の別の金属から構成される前記一対のターゲットのスパッタリングにより発生した金属粒子を、反応性ガスと反応させつつ、その酸化物若しくは窒化物を堆積して前記ゲート絶縁膜を形成する、The metal particles generated by sputtering of the pair of targets each composed of another metal of Group II, Group III, or Group IV are reacted with a reactive gas, and the oxide or nitride is deposited to deposit the oxide or nitride. Forming a gate insulating film;
ことを特徴とする。It is characterized by that.
上記目的を達成するため、本発明の第7の観点に係る薄膜トランジスタの製造方法は、In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the seventh aspect of the present invention includes:
酸化亜鉛薄膜から構成されるチャネル層が形成された基板を用意し、Prepare a substrate on which a channel layer composed of a zinc oxide thin film is formed,
それぞれがII族、III族若しくはIV族の別の金属から構成される対向ターゲットのスパッタリングにより生成された金属粒子を、反応性ガスと反応させつつ、その酸化物若しくは窒化物を前記基板上に堆積して前記チャネル層を絶縁するためのゲート絶縁膜を形成し、The metal particles produced by sputtering of the opposing target, each composed of another Group II, Group III, or Group IV metal, react with a reactive gas while depositing the oxide or nitride on the substrate. And forming a gate insulating film for insulating the channel layer,
該ゲート絶縁膜を介して、前記チャネル層と対応する位置に、ゲート電極を配置する、A gate electrode is disposed at a position corresponding to the channel layer via the gate insulating film;
ことを特徴とする。It is characterized by that.
本発明によれば、高速な応答特性を有する薄膜トランジスタの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for manufacturing a thin film transistor having a high-speed response characteristic can be provided.
本発明の実施形態にかかる透明導電膜が形成されたTFT素子及び透明導電膜の形成方法について、以下図面を参照して説明する。 A TFT element on which a transparent conductive film according to an embodiment of the present invention is formed and a method for forming the transparent conductive film will be described below with reference to the drawings.
図1−(a),(b)は、それぞれ、本発明の実施形態にかかるTFT素子の構造を示す拡大平面図及び拡大断面図である。
図示されるように、メタルマスクを介したEB(Electron Beam)蒸着により形成されたAl等の金属からなるゲート電極11を覆うように、市販のガラス基板10上に、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)により250℃の雰囲気温度にて成膜された窒化シリコン膜などからなるゲート絶縁膜12が形成されている。このゲート絶縁膜上に、後述するように、対向ターゲット方式の反応性DCマグネトロンスパッタリングにより、メタルマスクを介して略60Å/minの成膜速度にて、略1000Åの厚さを有する酸化亜鉛(ZnO)チャネル層(活性層)13が成膜されている。このZnO活性層13を介して対向するソース/ドレイン電極14が、メタルマスクを介したAl等の金属のEB蒸着により形成されて、ボトムゲート構造のZnO−TFT素子1が製造される。ここで、SD電極間隔Lは、100μmであり、SD電極幅Wは、1.5mmである。
FIGS. 1A and 1B are an enlarged plan view and an enlarged sectional view showing the structure of a TFT element according to an embodiment of the present invention, respectively.
As shown, PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) is formed on a commercially available glass substrate 10 so as to cover a gate electrode 11 made of metal such as Al formed by EB (Electron Beam) vapor deposition through a metal mask. ), A gate insulating film 12 made of a silicon nitride film or the like formed at an ambient temperature of 250 ° C. is formed. On this gate insulating film, as will be described later, zinc oxide (ZnO) having a thickness of about 1000 mm at a film formation rate of about 60 mm / min through a metal mask by reactive DC magnetron sputtering of a counter target method. ) A channel layer (active layer) 13 is formed. The source / drain electrodes 14 facing each other through the ZnO active layer 13 are formed by EB vapor deposition of a metal such as Al through a metal mask, whereby the bottom gate structure ZnO-TFT device 1 is manufactured. Here, the SD electrode interval L is 100 μm, and the SD electrode width W is 1.5 mm.
図2に、半導体パラメータアナライザを用いて測定されたTFT素子1のON/OFF特性の一例を示す。SD電極間に10Vの電圧が印加されたときのON/OFF比は、3×107以上であった。なお、図示されるように、ゲート電圧Vgが印加されない時(Vg=0V)のSD電極間のOFF電流は、測定器の検出感度5×10−15A以下であった。ゲート電圧10Vが印加された時(Vg=10V)のSD電極間のON電流は、4×10−8Aであった。 FIG. 2 shows an example of ON / OFF characteristics of the TFT element 1 measured using a semiconductor parameter analyzer. The ON / OFF ratio when a voltage of 10 V was applied between the SD electrodes was 3 × 10 7 or more. As shown in the figure, when the gate voltage Vg is not applied (Vg = 0V), the OFF current between the SD electrodes is 5 × 10 −15 A or less of the detection sensitivity of the measuring instrument. The ON current between the SD electrodes when a gate voltage of 10 V was applied (Vg = 10 V) was 4 × 10 −8 A.
図3に、図2に示されるTFT素子のON/OFF特性のヒステリシス曲線を示す。図示されるように、繰り返し測定では、SD電極間のOFF電流は、略5×10−13Aであり、SD電極間のON電流は、8×10−7Aであった。 FIG. 3 shows a hysteresis curve of the ON / OFF characteristic of the TFT element shown in FIG. As shown in the figure, in the repeated measurement, the OFF current between the SD electrodes was approximately 5 × 10 −13 A, and the ON current between the SD electrodes was 8 × 10 −7 A.
図4に、XRD(X-ray Diffraction)を用いて測定されたTFT素子1のZnO活性層13の回折スペクトルの一例を示す。図示されるように、このZnO活性層13は、c軸(002)方向のピーク強度1555.6cps、半値幅(FWHM)0.44により表される結晶性を有している。 FIG. 4 shows an example of the diffraction spectrum of the ZnO active layer 13 of the TFT element 1 measured using XRD (X-ray Diffraction). As shown in the figure, this ZnO active layer 13 has crystallinity represented by a peak intensity of 1555.6 cps in the c-axis (002) direction and a full width at half maximum (FWHM) of 0.44.
次に、図5を参照して、ZnO活性層の成膜方法について簡単に説明する。
同一の高純度のZnからなる1組(実施例では2個)の所定の純度のターゲットA、ターゲットBを、対向した配置されたアースシールド121内に配置する。
永久磁石122が配置された電極板123に、DC電源128により負電圧を印加して、形成された電磁場の作用により対向するターゲットA,Bの間に発生させたプラズマで、成膜室124上部から導入されたアルゴンガスを励起して、励起されたアルゴンイオンで、A,Bターゲットをスパッタリングする。
このとき、成膜室124内の下部側の載置台126上に載置された基板125近傍に、ガス供給ラインから、酸素ガスを所定の流量にて供給し、該基板125の表面近傍にて、スパッタリングされたZn粒子を反応させて、SiNゲート絶縁膜上に所定の膜厚のZnO膜を堆積する。
ここで、基板125は、成膜中、RF電源129の印加により発生するプラズマから鉛直下方に離間された位置に載置されており、プラズマの影響を実質的に受けない。
また、アースシールド121が配置される成膜室124上部に供給されるアルゴンガスに対して酸素ガスは、基板125が配置される成膜室124下部に対して供給される。アルゴンガスは、成膜室124上部にて確保され、基板125近傍に供給された酸素ガスは、成膜室124下部に滞留する。成膜室124上部に発生するプラズマは成膜室124上部に閉じ込められ、成膜室124下部には発生しない。したがって、対向するターゲットA,Bの間に生成したプラズマは、アルゴンガスを励起するが、基板125近傍の酸素ガスは励起しない。
なお、ガラス基板は、図示しない駆動装置により旋回可能であるが、ZnOの成膜中には静止されており、バイアス電圧は印加されず、基板温度は室温である。
従って、載置台126の下方に備えられたヒータ127は、使用しないか、あるいはガラス基板が室温になるように加熱する。
Next, a method for forming a ZnO active layer will be briefly described with reference to FIG.
One set (two in the embodiment) of target A and target B made of the same high-purity Zn is arranged in the ground shield 121 arranged opposite to each other.
An upper portion of the film formation chamber 124 is formed by plasma generated between the targets A and B facing each other by the action of the formed electromagnetic field by applying a negative voltage to the electrode plate 123 on which the permanent magnet 122 is disposed by the DC power source 128. The argon gas introduced from is excited, and the A and B targets are sputtered with the excited argon ions.
At this time, oxygen gas is supplied at a predetermined flow rate from the gas supply line to the vicinity of the substrate 125 mounted on the mounting table 126 on the lower side in the film formation chamber 124, and near the surface of the substrate 125. Then, the sputtered Zn particles are reacted to deposit a ZnO film having a predetermined thickness on the SiN gate insulating film.
Here, the substrate 125 is placed at a position vertically separated from the plasma generated by application of the RF power source 129 during film formation, and is not substantially affected by the plasma.
Further, oxygen gas is supplied to the lower part of the film formation chamber 124 in which the substrate 125 is arranged, in contrast to the argon gas supplied to the upper part of the film formation chamber 124 in which the earth shield 121 is arranged. The argon gas is secured in the upper part of the film formation chamber 124, and the oxygen gas supplied in the vicinity of the substrate 125 stays in the lower part of the film formation chamber 124. The plasma generated in the upper part of the deposition chamber 124 is confined in the upper part of the deposition chamber 124 and is not generated in the lower part of the deposition chamber 124. Accordingly, the plasma generated between the opposing targets A and B excites the argon gas, but does not excite the oxygen gas near the substrate 125.
The glass substrate can be rotated by a driving device (not shown), but is stationary during the ZnO film formation, no bias voltage is applied, and the substrate temperature is room temperature.
Therefore, the heater 127 provided below the mounting table 126 is not used, or is heated so that the glass substrate reaches room temperature.
対向ターゲット方式の反応性DCマグネトロンスパッタでは、プラズマが基板上方の対向するターゲットA,B間に形成され、直接基板125に作用しないため、ZnO活性層は、ゲート電極及びゲート絶縁膜にダメージを加えずに形成される。
図1に戻って、ZnO活性層13では、ゲート電極11に印加される電圧により誘起されるキャリアがSD電極間を移動する。c軸(002)方向への優先配向を示す結晶性の良好なZnO活性層13は、上記キャリアの移動度を相対的に高く維持する。そのため、TFT素子1は、ゲート電極及びチャネル層を細線化しても相対的に高いON/OFF電流比を有し、スイッチングに対して高速に応答する。
In the reactive DC magnetron sputtering of the opposed target method, the plasma is formed between the opposed targets A and B above the substrate and does not directly act on the substrate 125. Therefore, the ZnO active layer damages the gate electrode and the gate insulating film. Formed without.
Returning to FIG. 1, in the ZnO active layer 13, carriers induced by the voltage applied to the gate electrode 11 move between the SD electrodes. The ZnO active layer 13 with good crystallinity showing the preferential orientation in the c-axis (002) direction maintains the carrier mobility relatively high. Therefore, the TFT element 1 has a relatively high ON / OFF current ratio even when the gate electrode and the channel layer are thinned, and responds to switching at high speed.
以下、実施例を用いて、本発明の実施形態にかかるZnO活性層、積層絶縁膜の特性及び成膜条件についてさらに詳しく説明する。
(実施例1)
図6に示すように、ゲート電極11及びゲート絶縁膜12が形成されたコーニング#1737と同等のガラス基板10を、図5に示す対向ターゲット式のスパッタリング装置の成膜室124内に5N純度のZnからなる一組のターゲットA,Bを配置し、表1に示す成膜条件にて、略1000ÅのZnO活性層を形成した。次いで、メタルマスクを介したAlのEB蒸着により、図1に示すZnO活性層のチャネル領域上で分離されたソース/ドレイン電極14を形成した。
(成膜条件)
Example 1
As shown in FIG. 6, a glass substrate 10 equivalent to Corning # 1737 on which the gate electrode 11 and the gate insulating film 12 are formed is placed in a film formation chamber 124 of the facing target type sputtering apparatus shown in FIG. A pair of targets A and B made of Zn were disposed, and a ZnO active layer having a thickness of about 1000 mm was formed under the film forming conditions shown in Table 1. Next, the source / drain electrodes 14 separated on the channel region of the ZnO active layer shown in FIG. 1 were formed by EB evaporation of Al through a metal mask.
(Deposition conditions)
XRDを用いて、このZnO膜と比較例1にて成膜されたZnO膜との回折スペクトルを測定した。図7に、両者の回折スペクトルを示す。実施例1のZnO膜は、比較例1のZnO膜に比して、(002)方位に略6倍のピーク強度を有し、その半値幅(FWHM)も、比較例1のZnO膜より小さい。 The diffraction spectrum of this ZnO film and the ZnO film formed in Comparative Example 1 was measured using XRD. FIG. 7 shows both diffraction spectra. The ZnO film of Example 1 has approximately 6 times the peak intensity in the (002) direction as compared with the ZnO film of Comparative Example 1, and its half-value width (FWHM) is also smaller than that of the ZnO film of Comparative Example 1. .
形成されたZnO膜の一部を傷つけ、その断面を露出させて、45度斜めの角度からSEM観察を行った。図8に、表面のSEM観察像を示す。点線で示された領域の表面は、平滑である。また、その領域には、20nm以下のグレインが観察された。なお、基板表面のダメージは、観察されなかった。 A part of the formed ZnO film was damaged, its cross section was exposed, and SEM observation was performed from an oblique angle of 45 degrees. FIG. 8 shows an SEM observation image of the surface. The surface of the area indicated by the dotted line is smooth. In addition, grains of 20 nm or less were observed in that region. No damage on the substrate surface was observed.
(実施例2)
5N純度Tiと5N純度Siとを対向ターゲットに用いて、基板温度を70℃とした以外は、表1に記載された条件に設定して、Alゲート電極が形成されたガラス基板上に(TiOx/SiOy)z積層膜をゲート絶縁膜として形成した。表2に示すように、SEM観察によれば、(TiOx/SiOy)z積層膜は、平滑な表面を有していた。次いで、実施例1と同様にして、ZnO活性層、SD電極を順次形成し、図1に示すTFT素子を得た。
(形成された各種積層膜のSEM観察結果)
Except that 5N purity Ti and 5N purity Si were used as opposing targets and the substrate temperature was set to 70 ° C., the conditions described in Table 1 were set, and (TiOx) was formed on the glass substrate on which the Al gate electrode was formed. / SiOy) z laminated film was formed as a gate insulating film. As shown in Table 2, according to SEM observation, the (TiOx / SiOy) z laminated film had a smooth surface. Next, in the same manner as in Example 1, a ZnO active layer and an SD electrode were sequentially formed, and the TFT element shown in FIG. 1 was obtained.
(SEM observation results of various laminated films formed)
(実施例3)
O2ガスの代わりにN2ガスを供給し、その流量を50sccmとし、基板温度を150℃とした以外は、実施例2と同様にして、Alゲート電極が形成されたガラス基板上に(TiNx/SiNy)z積層膜を形成した。表2に示したように、SEM観察によれば、(TiNx/SiNy)z積層膜は、平滑な表面を有していた。次いで、実施例1と同様にして、ZnO活性層、SD電極を順次形成し、図1に示すTFT素子を得た。
(Example 3)
In the same manner as in Example 2 except that N 2 gas was supplied instead of O 2 gas, the flow rate was 50 sccm, and the substrate temperature was 150 ° C. (TiNx) on the glass substrate on which the Al gate electrode was formed. / SiNy) z laminated film was formed. As shown in Table 2, according to SEM observation, the (TiNx / SiNy) z laminated film had a smooth surface. Next, in the same manner as in Example 1, a ZnO active layer and an SD electrode were sequentially formed, and the TFT element shown in FIG. 1 was obtained.
(実施例4)
実施例3で用いた5N純度Siの代わりに、5N純度Alを対向ターゲットに使用して、基板温度を100℃とした以外は、実施例3と同様にして、Alゲート電極が形成されたガラス基板上に(TiNx/AlNy)z積層膜を形成した。表2に示したように、SEM観察によれば、(TiNx/AlNy)z積層膜は、平滑な表面を有していた。次いで、実施例1と同様にして、ZnO活性層、SD電極を順次形成し、図1に示すTFT素子を得た。
Example 4
A glass on which an Al gate electrode is formed in the same manner as in Example 3 except that 5N purity Al is used as an opposing target instead of 5N purity Si used in Example 3 and the substrate temperature is 100 ° C. A (TiNx / AlNy) z laminated film was formed on the substrate. As shown in Table 2, according to SEM observation, the (TiNx / AlNy) z laminated film had a smooth surface. Next, in the same manner as in Example 1, a ZnO active layer and an SD electrode were sequentially formed, and the TFT element shown in FIG. 1 was obtained.
(実施例5)
intrinsic-ZnOと5N純度Mgとを対向ターゲットに用いて、O2ガスの流量をゼロとし、N2ガスを25sccmの流量で供給した以外は実施例1と同様にして、Alゲート電極が形成されたガラス基板上に、(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜を形成した。表2に示したように、SEM観察によれば、(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜は、平滑な表面を有していた。次いで、実施例1と同様にして、ZnO活性層、SD電極を順次形成し、図1に示すTFT素子を得た。
(Example 5)
An Al gate electrode is formed in the same manner as in Example 1 except that intrinsic-ZnO and 5N purity Mg are used as an opposing target, the flow rate of O 2 gas is zero, and N 2 gas is supplied at a flow rate of 25 sccm. A (ZnMgO / ZnO: N) x laminated film was formed on the glass substrate. As shown in Table 2, according to SEM observation, the (ZnMgO / ZnO: N) x laminated film had a smooth surface. Next, in the same manner as in Example 1, a ZnO active layer and an SD electrode were sequentially formed, and the TFT element shown in FIG. 1 was obtained.
(実施例6)
亜鉛とマグネシウムとの共酸化物(ZnMgO)、及び、窒素が配位した亜鉛酸化物(ZnO:N)を対向ターゲットに用いて、N2流量をゼロとした以外は、実施例5と同様にして、Alゲート電極が形成されたガラス基板上に(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜を形成した。SEM観察によれば、(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜は、平滑な表面を有していた。次いで、実施例1と同様にして、ZnO活性層、SD電極を順次形成し、図1に示すTFT素子を得た。
(Example 6)
A zinc oxide and magnesium co-oxide (ZnMgO) and nitrogen coordinated zinc oxide (ZnO: N) were used as the counter target, and the flow rate of N 2 was set to zero. Then, a (ZnMgO / ZnO: N) x laminated film was formed on the glass substrate on which the Al gate electrode was formed. According to SEM observation, the (ZnMgO / ZnO: N) x laminated film had a smooth surface. Next, in the same manner as in Example 1, a ZnO active layer and an SD electrode were sequentially formed, and the TFT element shown in FIG. 1 was obtained.
(実施例7)
断面の長軸の大きさが300mmのサイズの5N純度の金属亜鉛ターゲットを用いた以外は、実施例1と同様の成膜条件にて、Alゲート電極及びSiNゲート絶縁膜が形成された2枚の4インチガラス基板に、ZnO膜を形成した。形成されたZnO膜の平均厚さは、略1000Åであり、それぞれの基板の膜厚の面内のばらつきは、略10%以下であった。
(Example 7)
Two sheets with an Al gate electrode and a SiN gate insulating film formed under the same film forming conditions as in Example 1 except that a 5N purity metal zinc target having a major axis of 300 mm in cross section was used. A ZnO film was formed on the 4-inch glass substrate. The average thickness of the formed ZnO film was about 1000 mm, and the in-plane variation of the film thickness of each substrate was about 10% or less.
(比較例1)
被処理基板がターゲットに対面して配置される周知の高周波マグネトロンスパッタリング装置を用いて、表3に示す成膜条件にて、Alゲート電極及びSiNゲート絶縁膜が形成されたガラス基板上に略1000Åの膜厚を有するZnO膜を形成した。
(高周波マグネトロンスパッタによる成膜条件)
実施例1と同様にして、ZnO膜のSEM観察を行った。図9に、表面のSEM観察像を示す。膜の表面は、実施例1に比較して粗く、その表面には、略50nmのグレインが観察された。
(Comparative Example 1)
Using a well-known high-frequency magnetron sputtering apparatus in which the substrate to be processed is placed facing the target, under the film forming conditions shown in Table 3, approximately 1000 mm on the glass substrate on which the Al gate electrode and the SiN gate insulating film are formed. A ZnO film having a thickness of 1 mm was formed.
(Deposition conditions by high frequency magnetron sputtering)
In the same manner as in Example 1, the SEM observation of the ZnO film was performed. FIG. 9 shows an SEM observation image of the surface. The surface of the film was rougher than that of Example 1, and approximately 50 nm grains were observed on the surface.
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、ZnO活性層を対向ターゲット方式の反応性スパッタリング法を用いて形成するため、ボトムゲート構造のZnO−TFT素子において、ゲート電極及びゲート絶縁膜にプラズマダメージを加えずに、ZnO活性層を形成することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, since the ZnO active layer is formed using the reactive sputtering method of the counter target method, in the bottom gate structure ZnO-TFT device, the gate electrode and the gate insulating film are formed. A ZnO active layer can be formed without plasma damage.
比較例1に示した条件で作成された、ボトムゲート構造(逆スタガ構造)のTFT素子では、ゲート絶縁膜のダメージが観察され、TFT素子の動作に関して、移動度の低下、OFF電流の上昇などの望ましくない結果が得られた。 In the TFT element having the bottom gate structure (inverted stagger structure) created under the conditions shown in Comparative Example 1, damage to the gate insulating film is observed, and the operation of the TFT element decreases in mobility, increases in OFF current, etc. Undesirable results were obtained.
このことは、被処理基板がターゲットに対面していることにより引き起こされたと考えられる。
被処理基板の位置がターゲットの軸方向からずらされた状態(オフアクシス)となる、対向ターゲット方式のマグネトロンスパッタリング法を用いて、ZnO薄膜を被処理基板上に成膜することにより、基板へのプラズマダメージが大幅に低減された。
This is considered to be caused by the fact that the substrate to be processed is facing the target.
By depositing a ZnO thin film on the substrate to be processed using a counter-target magnetron sputtering method in which the position of the substrate to be processed is shifted from the axial direction of the target (off-axis), Plasma damage was greatly reduced.
また、上記の実施形態によれば、基板を加熱することなく、ZnO活性層を形成できる。このとき、ZnO活性層の試料温度は、略70℃以下である。 Moreover, according to said embodiment, a ZnO active layer can be formed, without heating a board | substrate. At this time, the sample temperature of the ZnO active layer is approximately 70 ° C. or less.
さらに、上記の実施形態によれば、略150Å/min以上の高い成膜速度を実現することができる。
従来の高抵抗酸化亜鉛ターゲットを用いた高周波マグネトロンスパッタリング法によるZnO薄膜の形成では、成膜速度は、略20Å/minであった。上記の高純度の導電性金属亜鉛ターゲットを用いて、酸素ガスが導入された反応性DCマグネトロンスパッタリング法により、ZnO薄膜は、略150Å/min以上の高い成膜速度にて、形成可能である。
Furthermore, according to the above-described embodiment, a high film formation rate of about 150 Å / min or more can be realized.
In the formation of the ZnO thin film by the high frequency magnetron sputtering method using the conventional high resistance zinc oxide target, the film forming rate was about 20 Å / min. A ZnO thin film can be formed at a high deposition rate of about 150 Å / min or higher by the reactive DC magnetron sputtering method in which oxygen gas is introduced using the above-described high-purity conductive metal zinc target.
上記の実施形態によれば、従来の高周波マグネトロンスパッタリングに比較して、ZnO膜の結晶性が向上する。 According to the above embodiment, the crystallinity of the ZnO film is improved as compared with the conventional high-frequency magnetron sputtering.
本発明は、上記の実施形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。
上記の実施形態では、ゲートが形成されたTFT素子にZnO活性層を成膜し、ボトムゲート構造のTFT素子を得ると説明した。しかし、ZnO活性層を成膜した後、ゲート電極を形成してもよい。例えば、図10に示すように、ガラス基板21上に、対向ターゲット方式の反応性DCマグネトロンスパッタリングにより、略1000Åの厚さを有するZnO活性層22を成膜する。このZnO活性層22上に、ソース/ドレイン電極23、ゲート絶縁膜24、ゲート電極25を順次形成して、トップゲート構造のTFT素子20が得られる。
この場合には、ゲート絶縁膜24を形成するときに、その処理温度で、ZnO活性層22がアニールされる。そのため、ZnO活性層22の結晶性がさらに向上し、その結果、移動度も上昇する。
The present invention is not limited to the above embodiment, and its application, modification, and the like are arbitrary.
In the above embodiment, it has been described that a ZnO active layer is formed on a TFT element having a gate to obtain a TFT element having a bottom gate structure. However, the gate electrode may be formed after forming the ZnO active layer. For example, as shown in FIG. 10, a ZnO active layer 22 having a thickness of about 1000 mm is formed on a glass substrate 21 by reactive DC magnetron sputtering using a counter target method. A source / drain electrode 23, a gate insulating film 24, and a gate electrode 25 are sequentially formed on the ZnO active layer 22 to obtain a TFT element 20 having a top gate structure.
In this case, when forming the gate insulating film 24, the ZnO active layer 22 is annealed at the processing temperature. Therefore, the crystallinity of the ZnO active layer 22 is further improved, and as a result, the mobility is also increased.
上記の実施形態では、Alゲート電極に対応するように形成されたZnO活性層を挟むようにして、対向するSD電極を形成すると説明した。しかし、図11−(a)に示すように、ゲート絶縁膜12上に形成されたZnO活性層13上に、その下面全体がZnO活性層13に接するように、互いに対向するSD電極14を形成してもよい。 In the above embodiment, it has been described that the opposing SD electrodes are formed so as to sandwich the ZnO active layer formed so as to correspond to the Al gate electrode. However, as shown in FIG. 11A, the SD electrodes 14 facing each other are formed on the ZnO active layer 13 formed on the gate insulating film 12 so that the entire lower surface thereof is in contact with the ZnO active layer 13. May be.
また、上記の実施形態では、n+領域については特に説明しなかったが、TFT素子のON電流特性を向上させるため、n+領域を形成することが望ましい。
図11−(b)に示すように、ゲート絶縁膜12上に形成されたZnO活性層13上に、対向ターゲット方式のDCマグネトロンスパッタリング法を用いて、例えばインジウム及び亜鉛をターゲットとして、若しくは、ガリウム及び亜鉛をターゲットとして、酸素ガスを用いた反応性スパッタリングにより、抵抗の低い透明導電膜(酸化亜鉛膜)15をn+領域として形成することが好ましい。この場合、インジウム−亜鉛酸化物(InZnO)またはガリウム−亜鉛酸化物(GaZnO)等の同一材料からなる一組のターゲットを用いて、実施例1と同様にマグネトロンスパッタリングによりn型の酸化亜鉛膜を形成することもできる。なお、n+領域として、AlZnO、ZnO:F等のZnOの他の金属との共酸化物や非金属原子の配位したZnO酸化物膜を使用することもできる。
また、対向ターゲット方式の反応性DCマグネトロンスパッタリング法によりp型の酸化亜鉛半導体膜を形成することも可能である。この場合、酸化亜鉛を主材料とし、Ga、In、Al等のドナーを含む同一の材料からなる複数のターゲットを一組として、対向ターゲット方式のDCマグネトロンスパッタリング装置を用いて、N2ガスを供給することにより、ドナーおよびNを含むP型の酸化亜鉛半導体を形成することができる。
In the above embodiment, the n + region is not particularly described, but it is desirable to form the n + region in order to improve the ON current characteristics of the TFT element.
As shown in FIG. 11- (b), on the ZnO active layer 13 formed on the gate insulating film 12, a counter magnet DC sputtering method is used, for example, with indium and zinc as targets or gallium. It is preferable to form the transparent conductive film (zinc oxide film) 15 having a low resistance as an n + region by reactive sputtering using oxygen gas with zinc as a target. In this case, an n-type zinc oxide film is formed by magnetron sputtering in the same manner as in Example 1 using a pair of targets made of the same material such as indium-zinc oxide (InZnO) or gallium-zinc oxide (GaZnO). It can also be formed. Note that as the n + region, a ZnO co-oxide with another metal such as AlZnO or ZnO: F or a ZnO oxide film in which a non-metal atom is coordinated can be used.
It is also possible to form a p-type zinc oxide semiconductor film by a reactive DC magnetron sputtering method using a counter target. In this case, N 2 gas is supplied using a counter-target type DC magnetron sputtering apparatus with a plurality of targets made of the same material including zinc oxide as a main material and donors such as Ga, In, and Al. By doing so, a P-type zinc oxide semiconductor containing a donor and N can be formed.
上記の実施形態では、基板温度は室温に設定されると説明したが、ZnO薄膜の結晶性を向上させるため、基板上に堆積された未反応のZn粒子と、O2等の反応性ガスとの反応性を促進するため、及びZnO薄膜の成膜速度を向上させるために、基板の表面を、ヒータ等により加熱して、昇温してもよい。 In the above embodiment, it has been described that the substrate temperature is set to room temperature. However, in order to improve the crystallinity of the ZnO thin film, unreacted Zn particles deposited on the substrate, a reactive gas such as O 2, and the like In order to promote the reactivity of the above and to improve the deposition rate of the ZnO thin film, the surface of the substrate may be heated by a heater or the like to raise the temperature.
上記の実施形態では、ガラス基板にバイアス電圧を印加することについては特に説明しなかった。しかし、さらにZnO膜の結晶性を向上させるため、DC、パルスもしくは高周波電圧のバイアス電圧(電界)を印加してもよい。この場合、バイアス電圧を制御することにより、電極板に印加される電圧が相対的に小さくても、ガラス基板表面に、イオン成分の運動エネルギーをコントロールして従来の高周波マグネトロンスパッタリングと同等な入射エネルギーにて、スパッタリングされた粒子を堆積することが可能となる。一方、従来法によるZnO膜の形成では、プラズマダメージを最小限にするために、基板に自己バイアス電圧を印加することができない。そのため、高い運動エネルギー成分を有するスパッタリングされた粒子のイオンエネルギーを制御することができなかった。 In the above embodiment, the application of the bias voltage to the glass substrate has not been particularly described. However, in order to further improve the crystallinity of the ZnO film, a bias voltage (electric field) of DC, pulse, or high frequency voltage may be applied. In this case, by controlling the bias voltage, even if the voltage applied to the electrode plate is relatively small, the kinetic energy of the ion component is controlled on the surface of the glass substrate, and the incident energy is equivalent to that of conventional high-frequency magnetron sputtering. It becomes possible to deposit the sputtered particles. On the other hand, in the formation of the ZnO film by the conventional method, a self-bias voltage cannot be applied to the substrate in order to minimize plasma damage. Therefore, the ion energy of the sputtered particles having a high kinetic energy component cannot be controlled.
上記の実施形態では、静止された2枚の4インチ被処理基板に、10%以内の面内均一性で、同時に成膜可能であると説明した。さらに、成膜中にガラス基板を順次旋回させることにより、連続して幅300mmの成膜を行うことができる。また、断面の長軸が300mmより大きいターゲットを使用することにより、幅300mm以上の成膜も可能である。このように、ガラス基板の移動とターゲットサイズの変更により、さらに大面積のZnO膜を同時に成膜することもできる。 In the above-described embodiment, it has been described that film formation can be performed simultaneously on two stationary 4-inch substrates to be processed with in-plane uniformity within 10%. Further, by sequentially rotating the glass substrate during film formation, film formation with a width of 300 mm can be continuously performed. In addition, by using a target whose major axis of the cross section is larger than 300 mm, a film having a width of 300 mm or more can be formed. Thus, a ZnO film having a larger area can be formed simultaneously by moving the glass substrate and changing the target size.
上記の実施形態では、成膜時、酸素ガス等を導入すると説明したが、成膜速度の向上、反応性の向上のために、活性化した酸素、オゾン、原子状酸素、酸素ラジカル等を導入してもよい。 In the above embodiment, it has been described that oxygen gas or the like is introduced at the time of film formation, but activated oxygen, ozone, atomic oxygen, oxygen radicals, or the like are introduced in order to improve the film formation speed and reactivity. May be.
上記の実施形態では、定電流DC電源から電極板に電圧を印加すると説明したが、パルス電源あるいは高周波電源を用いて電極板に電圧を印加するようにしてもよい。この場合、パルス電源にはパルス同調回路、高周波電源にはマッチングボックス等の所定の整合装置が含まれる。 In the above embodiment, the voltage is applied to the electrode plate from the constant current DC power source. However, the voltage may be applied to the electrode plate using a pulse power source or a high frequency power source. In this case, the pulse power source includes a pulse tuning circuit, and the high frequency power source includes a predetermined matching device such as a matching box.
上記の実施形態では、窒化シリコンからなるゲート絶縁膜は、PE−CVDにより250℃の処理温度にて形成されると説明したが、高周波の電界成分も利用されるICP(inductive coupled plasma)−CVDにより、例えば150℃以下の処理温度にてゲート絶縁膜を成膜してもよい。 In the above embodiment, it has been described that the gate insulating film made of silicon nitride is formed at a processing temperature of 250 ° C. by PE-CVD. However, ICP (inductive coupled plasma) -CVD in which a high-frequency electric field component is also used. Thus, for example, the gate insulating film may be formed at a processing temperature of 150 ° C. or lower.
上記の実施形態では、ゲート絶縁膜をPE−CVDにより形成すると説明したが、ゲート絶縁膜は窒化シリコン膜に限定されない。対向ターゲット方式のスパッタリングにより、ガラス基板31上に形成されたゲート電極32を覆うように、(TiOx/SiOy)z積層膜、(TiNx/SiNy)z積層膜、(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜等のいずれかからなるゲート絶縁膜33を形成して、図12に示すTFT素子30を製造してもよい。この場合、この積層膜からなるゲート絶縁膜33上にZnO活性層34およびSD電極35を形成してTFT素子30が得られる。
なお、実施例では、上記金属のターゲットから構成される一組のターゲット、若しくは、上記金属の酸化物または窒化物から構成される一組のターゲットのスパッタリングにより、上記絶縁膜を形成すると説明した。しかし、一方が金属ターゲットで、他方が金属酸化物または金属窒化物から構成される一組のターゲットをスパッタリングして、上記絶縁膜を形成することもできる。
In the above embodiment, it has been described that the gate insulating film is formed by PE-CVD, but the gate insulating film is not limited to the silicon nitride film. A (TiOx / SiOy) z laminated film, a (TiNx / SiNy) z laminated film, and a (ZnMgO / ZnO: N) x laminated film so as to cover the gate electrode 32 formed on the glass substrate 31 by the sputtering of the counter target method. The TFT element 30 shown in FIG. 12 may be manufactured by forming the gate insulating film 33 made of any one of a film and the like. In this case, the TFT element 30 is obtained by forming the ZnO active layer 34 and the SD electrode 35 on the gate insulating film 33 made of the laminated film.
In the embodiment, it has been described that the insulating film is formed by sputtering a set of targets composed of the metal target or a set of targets composed of the oxide or nitride of the metal. However, the insulating film can also be formed by sputtering a set of targets, one of which is a metal target and the other is a metal oxide or metal nitride.
上記の実施形態では、TFT素子1は、ガラス基板10上に構成されると説明した。しかし、ゲート絶縁膜を150℃以下の処理温度で、ZnO活性層を室温にて成膜することができるので、TFT素子をプラスチック基板上に構成することが可能である。
また、プラスチック基板上に構成される素子は、TFTに限定されず、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、MESFET(Metal-Semiconductor Field Effect Transistor)等の薄膜トランジスタであってもよい。
In the above embodiment, it has been described that the TFT element 1 is configured on the glass substrate 10. However, since the gate insulating film can be formed at a processing temperature of 150 ° C. or lower and the ZnO active layer can be formed at room temperature, the TFT element can be formed on a plastic substrate.
The element formed on the plastic substrate is not limited to a TFT, and may be a thin film transistor such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or a MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor).
1 TFT素子
10 ガラス基板
11 Alゲート電極
12 SiNゲート絶縁膜
13 ZnO活性層
14 ソース/ドレイン電極
20 TFT素子
21 ガラス基板
22 ZnO活性層
23 ソース/ドレイン電極
24 SiNゲート絶縁膜
25 Alゲート電極
30 TFT素子
31 基板
32 Alゲート電極
33 ゲート絶縁膜
34 ZnO活性層
35 ソース/ドレイン電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 TFT element 10 Glass substrate 11 Al gate electrode 12 SiN gate insulating film 13 ZnO active layer 14 Source / drain electrode 20 TFT element 21 Glass substrate 22 ZnO active layer 23 Source / drain electrode 24 SiN gate insulating film 25 Al gate electrode 30 TFT Element 31 Substrate 32 Al gate electrode 33 Gate insulating film 34 ZnO active layer 35 Source / drain electrode
Claims (8)
それぞれがII族、III族若しくはIV族の別の金属から構成される対向ターゲットのスパッタリングにより生成された金属粒子を反応性ガスと反応させつつゲート電極上または前記半導体層上に堆積することにより、ゲート絶縁膜を成膜する、By depositing on the gate electrode or the semiconductor layer while reacting with reactive gas the metal particles produced by sputtering of the facing target each composed of another metal of Group II, Group III or Group IV, Forming a gate insulating film;
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。A method for manufacturing a thin film transistor.
一方がTiを含み他方がSiを含む対向ターゲットのスパッタリングにより生成された粒子を反応性ガスと反応させつつゲート電極上または前記半導体層上に堆積することにより、ゲート絶縁膜を成膜する、A gate insulating film is formed by depositing on the gate electrode or the semiconductor layer while reacting a reactive gas with particles generated by sputtering of an opposing target, one containing Ti and the other containing Si.
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。A method for manufacturing a thin film transistor.
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。The method for producing a thin film transistor according to claim 2.
一方がTiを含み他方がAlを含む対向ターゲットのスパッタリングにより生成された金属粒子をNMetal particles produced by sputtering of an opposing target, one containing Ti and the other containing Al, are N 22 ガスと反応させつつゲート電極上または前記半導体層上に堆積することにより、ゲート絶縁膜を成膜する、A gate insulating film is formed by depositing on the gate electrode or the semiconductor layer while reacting with a gas.
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。A method for manufacturing a thin film transistor.
一方がZnOを含み他方がMgを含む対向ターゲットを用いたスパッタリングを少なくともNSputtering using an opposing target, one containing ZnO and the other containing Mg, is at least N 22 ガスを供給しつつ行うことにより、ゲート電極上または前記半導体層上に、(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜からなるゲート絶縁膜を成膜する、A gate insulating film made of a (ZnMgO / ZnO: N) x stacked film is formed on the gate electrode or the semiconductor layer by supplying the gas.
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。A method for manufacturing a thin film transistor.
一方がZnMgOを含み他方がZnO:Nを含む対向ターゲットを用いたスパッタリングを行うことにより、ゲート電極上または前記半導体層上に、(ZnMgO/ZnO:N)x積層膜からなるゲート絶縁膜を成膜する、Sputtering is performed using a counter target that includes ZnMgO on one side and ZnO: N on the other side, thereby forming a gate insulating film made of a (ZnMgO / ZnO: N) x stacked film on the gate electrode or the semiconductor layer. Film
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。A method for manufacturing a thin film transistor.
該基板上にゲート絶縁膜を形成し、 Forming a gate insulating film on the substrate;
対向して配置され、少なくともその一方が亜鉛から構成される一対のターゲットの間に形成したプラズマによりスパッタリングして発生させた亜鉛粒子を、酸化させつつ、前記プラズマから離間された基板に前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対応するように堆積し、酸化亜鉛半導体膜を形成する薄膜トランジスタの製造方法であって、The gate insulation is performed on a substrate spaced from the plasma while oxidizing zinc particles generated by sputtering with a plasma formed between a pair of targets that are arranged oppositely and at least one of which is made of zinc. A method of manufacturing a thin film transistor in which a zinc oxide semiconductor film is formed by depositing so as to correspond to the gate electrode through a film,
それぞれがII族、III族若しくはIV族の別の金属から構成される前記一対のターゲットのスパッタリングにより発生した金属粒子を、反応性ガスと反応させつつ、その酸化物若しくは窒化物を堆積して前記ゲート絶縁膜を形成する、The metal particles generated by sputtering of the pair of targets each composed of another metal of Group II, Group III, or Group IV are reacted with a reactive gas, and the oxide or nitride is deposited to deposit the oxide or nitride. Forming a gate insulating film;
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。A method for manufacturing a thin film transistor.
それぞれがII族、III族若しくはIV族の別の金属から構成される対向ターゲットのスパッタリングにより生成された金属粒子を、反応性ガスと反応させつつ、その酸化物若しくは窒化物を前記基板上に堆積して前記チャネル層を絶縁するためのゲート絶縁膜を形成し、The metal particles produced by sputtering of the opposing target, each composed of another Group II, Group III, or Group IV metal, react with a reactive gas while depositing the oxide or nitride on the substrate. And forming a gate insulating film for insulating the channel layer,
該ゲート絶縁膜を介して、前記チャネル層と対応する位置に、ゲート電極を配置する、A gate electrode is disposed at a position corresponding to the channel layer via the gate insulating film;
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。A method for manufacturing a thin film transistor.
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