JP5406449B2 - Thin film transistor manufacturing method and display device using oxide semiconductor - Google Patents

Thin film transistor manufacturing method and display device using oxide semiconductor Download PDF

Info

Publication number
JP5406449B2
JP5406449B2 JP2007328736A JP2007328736A JP5406449B2 JP 5406449 B2 JP5406449 B2 JP 5406449B2 JP 2007328736 A JP2007328736 A JP 2007328736A JP 2007328736 A JP2007328736 A JP 2007328736A JP 5406449 B2 JP5406449 B2 JP 5406449B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
electrode
oxide semiconductor
film transistor
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007328736A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009135380A (en
Inventor
秀之 大村
享 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2007328736A priority Critical patent/JP5406449B2/en
Publication of JP2009135380A publication Critical patent/JP2009135380A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5406449B2 publication Critical patent/JP5406449B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78618Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66969Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
    • H01L29/78693Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate the semiconducting oxide being amorphous
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78696Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel

Description

本発明は、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法および表示装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor using an oxide semiconductor and a display device.

アクティブマトリクス型液晶表示素子あるいは有機エレクトロルミネッセンス素子等の表示装置のスイッチング素子として用いられる薄膜トランジスタには、半導体層がシリコン系からなる薄膜トランジスタが用いられてきた。例えば、絶縁基板上にゲート電極が形成されゲート電極を含む絶縁基板上にゲート絶縁膜が形成された後に、アモルファスシリコンからなる半導体層が形成される。次に、該半導体層の上面中央部にチャネル保護膜が設けられ、該保護膜の両側および半導体チャネル層にn型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層が形成される。その後に、該オーミックコンタクト層の上面にソース電極並びにドレイン電極が設けられている(特許文献1)。   As a thin film transistor used as a switching element of a display device such as an active matrix liquid crystal display element or an organic electroluminescence element, a thin film transistor having a semiconductor layer made of silicon has been used. For example, after a gate electrode is formed on an insulating substrate and a gate insulating film is formed on an insulating substrate including the gate electrode, a semiconductor layer made of amorphous silicon is formed. Next, a channel protective film is provided at the center of the upper surface of the semiconductor layer, and ohmic contact layers made of n-type amorphous silicon are formed on both sides of the protective film and on the semiconductor channel layer. Thereafter, a source electrode and a drain electrode are provided on the upper surface of the ohmic contact layer (Patent Document 1).

しかしながら、上記のようなシリコン系の半導体材料は可視光に対して透明でないので、シリコン系材料をチャネル層に用いた従来の薄膜トランジスタは可視光を吸収し誤作動を起こす。これを防止するために外部から入射する可視光に対して遮光層を必要とし、そのため複雑な素子構造や製造工程を必要とした。   However, since the silicon-based semiconductor material as described above is not transparent to visible light, the conventional thin film transistor using the silicon-based material for the channel layer absorbs visible light and causes malfunction. In order to prevent this, a light shielding layer is required for visible light incident from the outside, and thus a complicated element structure and manufacturing process are required.

そこで、近年、ZnOを主成分として用いた透明伝導性酸化物多結晶薄膜をチャネル層に用いた薄膜トランジスタの開発が活発に行われている。該薄膜は、アモルファスシリコンよりも高移動度であり、また低温で成膜でき、プラスチック板やフィルムなどの基板上にフレキシブルな透明薄膜トランジスタを形成することが可能であるとされている。また、可視光に透明であるため、遮光層などを必要としない。   Therefore, in recent years, development of a thin film transistor using a transparent conductive oxide polycrystalline thin film containing ZnO as a main component for a channel layer has been actively carried out. The thin film has higher mobility than amorphous silicon, can be formed at a low temperature, and can form a flexible transparent thin film transistor on a substrate such as a plastic plate or a film. Moreover, since it is transparent to visible light, a light shielding layer or the like is not required.

以上のようなZnOを主成分とした薄膜トランジスタの製造方法の例を以下に述べる。まず、ゲート絶縁膜上に真性酸化亜鉛からなる半導体層を形成し、該半導体層の端面と同一形状を有する保護膜を形成し、その上面に上層絶縁膜を形成した後に、コンタクトホールが形成される。該コンタクトホールを介して露出された半導体層上面にn型ZnOによるオーミックコンタクト層が形成されるか、もしくは半導体層と電極が接する領域に低抵抗化処理がほどこされた後にその上面にソース電極およびドレイン電極が形成される(特許文献2)。しかしながら、電極とのオーミックコンタクトを得るために、低抵抗化処理もしくはオーミックコンタクト層を形成する工程を必要とする。   An example of a method for manufacturing a thin film transistor mainly composed of ZnO as described above will be described below. First, a semiconductor layer made of intrinsic zinc oxide is formed on the gate insulating film, a protective film having the same shape as the end face of the semiconductor layer is formed, and after forming an upper insulating film on the upper surface, a contact hole is formed. The An ohmic contact layer made of n-type ZnO is formed on the upper surface of the semiconductor layer exposed through the contact hole, or a source electrode and an upper surface are subjected to a low resistance treatment in a region where the semiconductor layer and the electrode are in contact with each other. A drain electrode is formed (Patent Document 2). However, in order to obtain ohmic contact with the electrode, a process for reducing resistance or forming an ohmic contact layer is required.

また、非特許文献1においては、透明アモルファス酸化物半導体膜(a−IGZO)を薄膜トランジスタのチャネル層として、マグネトロンスパッタリング法により室温成膜を行うことで、平坦性と均一性の良好な半導体層を得ている。そうすることで、電界効果移動度12cm−1−1を示す良好な薄膜トランジスタを得ることが可能であることが示されている。
特開平11−40814号公報 特開2006−100760号公報 Applied Physics Letters, 89, 112123, (2006)
In Non-Patent Document 1, a transparent amorphous oxide semiconductor film (a-IGZO) is used as a channel layer of a thin film transistor, and a semiconductor layer with good flatness and uniformity is formed by performing room temperature film formation by magnetron sputtering. It has gained. By doing so, it has been shown that a good thin film transistor having a field effect mobility of 12 cm 2 V −1 s −1 can be obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-40814 JP 2006-100760 A Applied Physics Letters, 89, 112123, (2006)

しかしながら、上記の薄膜トランジスタ素子の構成においては、オーミックコンタクト層等が設けられてなく、したがって、電極材料の選択によっては酸化物半導体層とソース電極およびドレイン電極の非オーミックコンタクト性が懸念される。   However, in the configuration of the thin film transistor element described above, no ohmic contact layer or the like is provided, and therefore, there is a concern about non-ohmic contact between the oxide semiconductor layer and the source and drain electrodes depending on the selection of the electrode material.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。すなわち、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタにおいて、製造工程を増やすことなく、ソース電極およびドレイン電極と酸化物半導体層のオーミックコンタクトが良好なトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a thin film transistor using an oxide semiconductor and having good transistor characteristics in which an ohmic contact between the source and drain electrodes and the oxide semiconductor layer is achieved without increasing the number of manufacturing steps.

本発明者らは、透明酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタに関する研究開発を精力的に進めた結果、次の構成により、前記課題を解決できる次のような知見を得た。すなわち、酸化物半導体層を覆う第2の絶縁膜を酸化物絶縁体とし、酸化性ガスが含まれる雰囲気で形成する。酸化物半導体層のチャネル領域を被覆する第2の絶縁膜を保護層として残し、該領域以外の酸化物半導体層を被覆する第2の絶縁膜をパターニングによって除去し電極とのコンタクト領域(電極と電気的に接合させる領域)を露出させる。この工程によって第2の絶縁膜に被覆されていた酸化物半導体層はダメージを受け低抵抗化される。すなわち、この工程で第2の絶縁膜をパターニングすることで酸化物半導体層にチャネル領域と、電極とのコンタクト領域が形成され、後者は低抵抗化されている。次に該コンタクト領域にソース電極およびドレイン電極を形成する。こうして酸化物半導体層の低抵抗化した領域を電極のコンタクト領域として、ソース電極あるいはドレイン電極を形成できる。したがって、オーミックコンタクト層を形成する工程や、酸化物電極とのコンタクト領域を低抵抗化する工程を施すことなく、オーミックコンタクトの良好な薄膜トランジスタを安定して作製することができる。ここではボトムゲート型薄膜トランジスタについて述べたが、本発明はトップゲート型薄膜トランジスタについても実現可能である。   As a result of intensive research and development on a thin film transistor using a transparent oxide semiconductor, the present inventors have obtained the following knowledge that can solve the above problems with the following configuration. That is, the second insulating film that covers the oxide semiconductor layer is formed using an oxide insulator in an atmosphere containing an oxidizing gas. The second insulating film covering the channel region of the oxide semiconductor layer is left as a protective layer, the second insulating film covering the oxide semiconductor layer other than the region is removed by patterning, and a contact region with the electrode (electrode and The region to be electrically joined is exposed. Through this step, the oxide semiconductor layer covered with the second insulating film is damaged and the resistance is reduced. That is, by patterning the second insulating film in this step, a channel region and a contact region between the electrodes are formed in the oxide semiconductor layer, and the latter has a low resistance. Next, a source electrode and a drain electrode are formed in the contact region. Thus, the source electrode or the drain electrode can be formed using the region where the resistance of the oxide semiconductor layer is reduced as the contact region of the electrode. Therefore, a thin film transistor with good ohmic contact can be stably manufactured without performing the step of forming an ohmic contact layer or the step of reducing the resistance of the contact region with the oxide electrode. Although a bottom-gate thin film transistor has been described here, the present invention can also be realized with a top-gate thin film transistor.

以下、具体的に本発明について説明する。   The present invention will be specifically described below.

本発明は、基板上に、ゲート電極と、第1の絶縁膜と、酸化物半導体層と、第2の絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、を少なくとも有する薄膜トランジスタの製造方法であって、基板上に、ゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極の上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜の上にアモルファス酸化物で半導体層を形成する工程と、前記第1の絶縁膜をパターニングする工程と、前記酸化物半導体層をパターニングする工程と、前記酸化物半導体層の上に第2の絶縁膜を酸化性ガスが含まれる雰囲気で形成する工程と、前記第2の絶縁膜をパターニングし、前記酸化物半導体層における電極とのコンタクト領域を露出させ、かつ該コンタクト領域を低抵抗化する工程と、前記コンタクト領域にソース電極層およびドレイン電極層を形成する工程と、前記ソース電極およびドレイン電極をパターニングする工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention is a method for manufacturing a thin film transistor having, on a substrate, at least a gate electrode, a first insulating film, an oxide semiconductor layer, a second insulating film, a source electrode, and a drain electrode. A step of forming a gate electrode on the substrate, a step of forming a first insulating film on the gate electrode, and a step of forming a semiconductor layer of amorphous oxide on the first insulating film; Patterning the first insulating film; patterning the oxide semiconductor layer; forming a second insulating film on the oxide semiconductor layer in an atmosphere containing an oxidizing gas; Patterning the second insulating film to expose a contact region with the electrode in the oxide semiconductor layer and reducing the resistance of the contact region; and a source electrode layer and Characterized in that it comprises a step of forming a drain electrode layer, and patterning the source electrode and the drain electrode.

また、本発明は、基板上に、ゲート電極と、酸化物半導体層と、第2の絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、を少なくとも有する薄膜トランジスタの製造方法であって、基板上に、アモルファス酸化物で半導体層を形成する工程と、前記酸化物半導体層をパターニングする工程と、前記酸化物半導体層の上に第2の絶縁膜を酸化性ガスが含まれる雰囲気で形成する工程と、前記第2の絶縁膜をパターニングし、前記酸化物半導体層における電極とのコンタクト領域を露出させ、かつ該コンタクト領域を低抵抗化する工程と、前記コンタクト領域にソース電極層とドレイン電極層を形成する工程と、前記第2の絶縁膜の上にゲート電極層を形成する工程と、前記ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極をパターニングする工程と、を含むことを特徴とする。   The present invention is also a method for manufacturing a thin film transistor having at least a gate electrode, an oxide semiconductor layer, a second insulating film, a source electrode, and a drain electrode on a substrate. A step of forming a semiconductor layer with an amorphous oxide, a step of patterning the oxide semiconductor layer, a step of forming a second insulating film on the oxide semiconductor layer in an atmosphere containing an oxidizing gas, Patterning the second insulating film to expose a contact region with the electrode in the oxide semiconductor layer and reducing the resistance of the contact region; and forming a source electrode layer and a drain electrode layer in the contact region A step of forming a gate electrode layer on the second insulating film, and a step of patterning the source electrode, the drain electrode and the gate electrode. And wherein the Mukoto.

ここで、前記酸化性ガスが含まれる雰囲気として、O/Ar混合ガスが用いられ、その混合比は10体積%以上であることを特徴とする。また、前記アモルファス酸化物は、InとZnとSnの少なくとも一つを含む酸化物またはIn、Zn、およびGaを含むことを特徴とする。また、前記第2の絶縁膜は、アモルファス酸化物絶縁体であり、昇温脱離分析により観測した際にO2 およびOとして観測される成分を3.8×1019個/cm以上含有することを特徴とする。 Here, an O 2 / Ar mixed gas is used as the atmosphere containing the oxidizing gas, and the mixing ratio is 10% by volume or more. The amorphous oxide includes an oxide containing at least one of In, Zn, and Sn, or contains In, Zn, and Ga. The second insulating film is an amorphous oxide insulator, and the components observed as O 2 + and O + when observed by thermal desorption analysis are 3.8 × 10 19 pieces / cm 3. It contains above.

さらに、本発明は、前記に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする薄膜トランジスタである。   Furthermore, the present invention is a thin film transistor manufactured by the manufacturing method described above.

またさらに、本発明は、表示素子の電極に、前記の薄膜トランジスタのソースまたはドレイン電極が接続されていることを特徴とする表示装置である。また、前記表示素子は、エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする。また、前記表示素子は、液晶セルであることを特徴とする。また、基板上に前記表示素子および前記薄膜トランジスタが二次元状に複数配されていることを特徴とする。   Furthermore, the present invention is a display device characterized in that a source or drain electrode of the thin film transistor is connected to an electrode of the display element. The display element is an electroluminescence element. The display element is a liquid crystal cell. In addition, a plurality of the display elements and the thin film transistors are two-dimensionally arranged on the substrate.

本発明によれば、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタにおいて、酸化物半導体層の電極とのコンタクト領域を低抵抗化し、ソース電極およびドレイン電極と接続できる。したがって、オーミックコンタクトに優れたトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタの提供が可能となる。   According to the present invention, in a thin film transistor using an oxide semiconductor, the resistance of the contact region with the electrode of the oxide semiconductor layer can be reduced and connected to the source electrode and the drain electrode. Accordingly, it is possible to provide a thin film transistor having transistor characteristics with excellent ohmic contact.

これより、本発明の薄膜トランジスタの製造方法の実施形態について、図を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a thin film transistor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態の薄膜トランジスタにおいては、ゲート絶縁膜材料としてアモルファスSiO(酸化珪素)を用いる。また、スパッタ法によりアモルファス酸化物絶縁体のAlチャネルやa−SiO(酸窒化珪素)を形成することも可能である。本発明においては、SiO組成およびSiON組成がストイキオメトリーからずれていても用いることが可能ということを示すため、SiOおよびSiOと表記する。 In the thin film transistor of this embodiment, amorphous SiO x (silicon oxide) is used as the gate insulating film material. It is also possible to form an Al 2 O 3 channel of amorphous oxide insulator or a-SiO x N y (silicon oxynitride) by sputtering. In the present invention, the SiO 2 composition and the SiON composition are expressed as SiO x and SiO x N y in order to show that they can be used even if they deviate from stoichiometry.

薄膜トランジスタのチャネル層としては、ZnOや、Inと、Znと、Oとを含む酸化物半導体を用いることが好ましい。そしてチャネル層は、Inと、Znと、Oと、それ以外にさらに、Ga、Al、Fe、Sn、Mg、Ca、Si、Geのうち少なくとも1種とを含み、その伝導率が10−3S/cm以上10−7S/cm以下であるアモルファス酸化物を用いることが好ましい。 As a channel layer of the thin film transistor, an oxide semiconductor containing ZnO, In, Zn, and O is preferably used. The channel layer contains In, Zn, O, and at least one of Ga, Al, Fe, Sn, Mg, Ca, Si, and Ge, and the conductivity is 10 −3. It is preferable to use an amorphous oxide that is S / cm or more and 10 −7 S / cm or less.

本実施形態に係わる薄膜トランジスタの第1の例として、酸化物半導体層の電極とのコンタクト領域が低抵抗化され、該コンタクト領域にソース電極、ドレイン電極が接続されているボトムゲート構造の薄膜トランジスタの構成を図1に示す。それは、基板1上にゲート電極2を設け、さらに第1の絶縁膜3、その上に酸化物半導体層4、第2の絶縁膜5、酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域6、ソース電極7、ドレイン電極8を設けることにより構成されている。   As a first example of the thin film transistor according to this embodiment, a configuration of a bottom gate thin film transistor in which a contact region with an electrode of an oxide semiconductor layer is reduced in resistance and a source electrode and a drain electrode are connected to the contact region Is shown in FIG. It is provided with a gate electrode 2 on a substrate 1, a first insulating film 3, an oxide semiconductor layer 4, a second insulating film 5, a contact region 6 between the oxide semiconductor layer and the electrode, a source electrode 7 and the drain electrode 8 is provided.

図13は、第1の例における薄膜トランジスタの各製造工程の素子の断面図を示している。以下、図13を用いて素子の製造工程を説明する。   FIG. 13 is a cross-sectional view of an element in each manufacturing process of the thin film transistor in the first example. Hereafter, the manufacturing process of an element is demonstrated using FIG.

図13のAは、基板1上にゲート電極2を形成する工程を示している。図13のBは、ゲート電極2上に第1の絶縁膜3を形成する工程を示している。図13のCは、第1の絶縁膜3上に酸化物半導体層4を形成する工程を示している。酸化物半導体層4としてInと、Znと、Oと、を含むアモルファス酸化物を用いる場合、室温で作製することが可能であるため、絶縁膜もスパッタ法を用いれば全ての成膜工程を室温で形成できる。また、基板1としてプラスチック基板やプラスチックフィルムなどを用いることもできる。   FIG. 13A shows a process of forming the gate electrode 2 on the substrate 1. FIG. 13B shows a step of forming the first insulating film 3 on the gate electrode 2. FIG. 13C shows a step of forming the oxide semiconductor layer 4 over the first insulating film 3. In the case where an amorphous oxide containing In, Zn, and O is used as the oxide semiconductor layer 4, the oxide semiconductor layer 4 can be formed at room temperature. Can be formed. Further, a plastic substrate or a plastic film can be used as the substrate 1.

図13のDは、第1の絶縁膜3と酸化物半導体層4をパターニングする工程を示している。図13のEは、酸化物半導体層4上に本発明の第2の絶縁膜5を形成する工程を示している。第2の絶縁膜5は、アモルファス酸化物絶縁層であり、酸化性ガスが含まれる雰囲気で形成される。保護層である第2の絶縁膜5を酸化物半導体が低抵抗化しないように形成することにで、ZnOを主成分とした酸化物半導体の酸素欠陥生成を抑制し、キャリア電子が多数発生しオフ電流が大きくなってしまうことを防ぐことができる。   FIG. 13D shows a process of patterning the first insulating film 3 and the oxide semiconductor layer 4. FIG. 13E shows a step of forming the second insulating film 5 of the present invention on the oxide semiconductor layer 4. The second insulating film 5 is an amorphous oxide insulating layer and is formed in an atmosphere containing an oxidizing gas. By forming the second insulating film 5 as a protective layer so that the oxide semiconductor does not have a low resistance, generation of oxygen defects in the oxide semiconductor containing ZnO as a main component is suppressed, and a large number of carrier electrons are generated. An increase in off-state current can be prevented.

図13のFは、第2の絶縁膜5をAr含有のCFガスによりドライエッチングを行い、チャネル領域以外の酸化物半導体層を被覆する第2の絶縁膜5をパターニングする工程を示している。この際、エッチングを受ける第2の絶縁膜に接する酸化物半導体層は、エッチングガスにCFガス以外にArガスが含有されているためにエッチング時にArイオン等のダメージを受け、酸素欠損などの生成によって低抵抗化する。したがって、エッチングを受けた酸化物半導体層は低抵抗化し、電極と良好なオーミックコンタクトを有するコンタクト領域6となる。エッチングガスとしては、CF以外にも以下に列挙するガスが使用可能である。すなわち、SF、C、CHF、Cl、BCl、CCl、CClなどが一般にSiOのドライエッチングガスとして使用されるエッチングガスである。さらには、これらのエッチングガスと不活性ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xe、N)の組み合わせによる混合ガスも本発明に用いることができる。また、これらの不活性ガスを含むエッチングガスと微量の酸素の組み合わせによる混合ガスにおいても、プラズマ生起のための供給電力などエッチング条件を調整することによって本発明の効果を得ることが可能である。 FIG. 13F shows a process of patterning the second insulating film 5 covering the oxide semiconductor layer other than the channel region by dry etching the second insulating film 5 with CF 4 gas containing Ar. . At this time, the oxide semiconductor layer in contact with the second insulating film to be etched is damaged by Ar ions or the like during etching because the etching gas contains Ar gas in addition to CF 4 gas. Reduced resistance by generation. Therefore, the resistance of the etched oxide semiconductor layer is reduced, and the contact region 6 having good ohmic contact with the electrode is obtained. As the etching gas, gases listed below can be used in addition to CF 4 . That is, SF 6 , C 4 F 8 , CHF, Cl 2 , BCl 3 , CCl 2 F 2 , CCl 4, etc. are etching gases that are generally used as a dry etching gas for SiO 2 . Furthermore, a mixed gas composed of a combination of these etching gas and inert gas (He, Ne, Ar, Kr, Xe, N 2 ) can also be used in the present invention. Even in the case of a mixed gas composed of a combination of an etching gas containing these inert gases and a small amount of oxygen, the effects of the present invention can be obtained by adjusting etching conditions such as supply power for generating plasma.

図13のGは、露出した前記酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域6にソース電極層とドレイン電極層aを形成する工程を、図13のHは、ソース電極7、ドレイン電極8をパターニングによって形成する工程を示している。この電極には、ITOもしくはIZOなどの透明導電性酸化膜を用いる。第2の絶縁膜5がチャネル領域を保護しているため、ソース電極およびドレイン電極をドライエッチングはもちろんウエットエッチングによるパターニングで形成することも可能となる。また、ソース電極およびドレイン電極としてNi、Cr、Rh、Mo、Nd、Ti、W、Ta、Pb、Alなどの金属や、これらを含む合金、あるいはシリサイドも用いることができる。   13G shows the step of forming the source electrode layer and the drain electrode layer a in the exposed contact region 6 between the oxide semiconductor layer and the electrode, and FIG. 13H shows the patterning of the source electrode 7 and the drain electrode 8. The process of forming is shown. A transparent conductive oxide film such as ITO or IZO is used for this electrode. Since the second insulating film 5 protects the channel region, the source electrode and the drain electrode can be formed not only by dry etching but also by patterning by wet etching. Further, metals such as Ni, Cr, Rh, Mo, Nd, Ti, W, Ta, Pb, and Al, alloys containing these, or silicide can be used as the source electrode and the drain electrode.

本実施形態に係わる薄膜トランジスタの第2の例として、酸化物半導体層の電極とのコンタクト領域が低抵抗化され、該コンタクト領域にソース電極、ドレイン電極が接続されているトップゲート構造の薄膜トランジスタの構成を図14に示す。それは、基板1401上に酸化物半導体層1402、第2の絶縁膜1403、酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域1404、ゲート電極1405、ソース電極1406、ドレイン電極1407を設けることにより構成されている。   As a second example of the thin film transistor according to this embodiment, a structure of a top gate thin film transistor in which a contact region with an electrode of an oxide semiconductor layer is reduced in resistance and a source electrode and a drain electrode are connected to the contact region. Is shown in FIG. It is formed by providing an oxide semiconductor layer 1402, a second insulating film 1403, a contact region 1404 between the oxide semiconductor layer and an electrode, a gate electrode 1405, a source electrode 1406, and a drain electrode 1407 over a substrate 1401. .

図15は、第2の例における薄膜トランジスタの各製造工程の素子の断面図を示している。以下、図15を用いて素子の製造工程を説明する。   FIG. 15 is a cross-sectional view of an element in each manufacturing process of the thin film transistor in the second example. Hereafter, the manufacturing process of an element is demonstrated using FIG.

図15のAは、基板1401上に酸化物半導体層1402を形成する工程を示している。酸化物半導体層1402としてInと、Znと、Oと、を含むアモルファス酸化物を用いる場合、室温で作製することができるため、絶縁膜もスパッタ法を用いれば全ての成膜工程を室温で形成できる。また、基板1401としてプラスチック基板やプラスチックフィルムなどを用いることもできる。   FIG. 15A illustrates a step of forming the oxide semiconductor layer 1402 over the substrate 1401. In the case where an amorphous oxide containing In, Zn, and O is used for the oxide semiconductor layer 1402, the oxide semiconductor layer 1402 can be formed at room temperature. Therefore, if the insulating film is also formed by a sputtering method, all film formation steps can be formed at room temperature. it can. Further, a plastic substrate, a plastic film, or the like can be used as the substrate 1401.

図15のBは、酸化物半導体層1402をパターニングする工程を、図15のCは、酸化物半導体層1402上にゲート絶縁膜となる第2の絶縁膜1403を形成する工程を示している。この第2の絶縁膜1403は、第1の例の第2の絶縁膜5と同様にアモルファス酸化物絶縁層であり、酸化性ガスが含まれる雰囲気で形成される。第2の絶縁膜1403を酸化物半導体が低抵抗化しないように形成することで、ZnOを主成分とした酸化物半導体の酸素欠陥生成を抑制し、キャリア電子が多数発生しオフ電流が大きくなってしまうことを防ぐことができる。   FIG. 15B shows a step of patterning the oxide semiconductor layer 1402, and FIG. 15C shows a step of forming a second insulating film 1403 to be a gate insulating film over the oxide semiconductor layer 1402. The second insulating film 1403 is an amorphous oxide insulating layer like the second insulating film 5 of the first example, and is formed in an atmosphere containing an oxidizing gas. By forming the second insulating film 1403 so that the resistance of the oxide semiconductor is not reduced, generation of oxygen defects in the oxide semiconductor containing ZnO as a main component is suppressed, a large number of carrier electrons are generated, and the off-state current is increased. Can be prevented.

図15のDは、第2の絶縁膜1403をパターニングする工程を示している。第2の絶縁膜1403をAr含有のCFガスによりドライエッチングを行い、チャネル領域以外の酸化物半導体層を被覆する第2の絶縁膜1403をパターニングする。この際、エッチングを受ける第2の絶縁膜1403に接する酸化物半導体層は、CFガスがAr含有であるために前述と同様にエッチングのダメージを受け、酸素欠損などの生成によって低抵抗化する。したがって、エッチングを受けた酸化物半導体層は低抵抗化し、電極と良好なオーミックコンタクトを有するコンタクト領域1404となる。 FIG. 15D shows a step of patterning the second insulating film 1403. The second insulating film 1403 is dry-etched with Ar-containing CF 4 gas, and the second insulating film 1403 covering the oxide semiconductor layer other than the channel region is patterned. At this time, the oxide semiconductor layer in contact with the second insulating film 1403 to be etched is damaged by etching similarly to the above because the CF 4 gas contains Ar, and the resistance is reduced by generation of oxygen vacancies or the like. . Accordingly, the resistance of the etched oxide semiconductor layer is reduced, and a contact region 1404 having a good ohmic contact with the electrode is obtained.

図15のEは、前記酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域1404と第2の絶縁膜1403上にソース電極、ドレイン電極、ゲート電極となる電極層bを形成する工程を示している。図15のFは、ゲート電極1405、ソース電極1406、ドレイン電極1407をパターニングによって形成する工程を示している。この電極には、ITOもしくはIZOなどの透明導電性酸化膜を用いる。第2の絶縁膜1403がチャネル領域を保護しているため、ソース電極およびドレイン電極をドライエッチングはもちろんウエットエッチングによるパターニングで形成することも可能である。また、ソース電極およびドレイン電極としてNi、Cr、Rh、Mo、Nd、Ti、W、Ta、Pb、Alなどの金属や、これらを含む合金、あるいはシリサイドも用いることができる。   FIG. 15E shows a step of forming an electrode layer b serving as a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode over the contact region 1404 between the oxide semiconductor layer and the electrode and the second insulating film 1403. FIG. 15F shows a step of forming the gate electrode 1405, the source electrode 1406, and the drain electrode 1407 by patterning. A transparent conductive oxide film such as ITO or IZO is used for this electrode. Since the second insulating film 1403 protects the channel region, the source electrode and the drain electrode can be formed by patterning by wet etching as well as dry etching. Further, metals such as Ni, Cr, Rh, Mo, Nd, Ti, W, Ta, Pb, and Al, alloys containing these, or silicide can be used as the source electrode and the drain electrode.

次に、比較として、第2の絶縁膜を酸化性ガスが含まれない雰囲気で形成した薄膜トランジスタについて述べる。   Next, as a comparison, a thin film transistor in which the second insulating film is formed in an atmosphere containing no oxidizing gas will be described.

図2に、低抵抗n型結晶シリコンをゲート電極兼基板201として、熱酸化シリコン絶縁膜202を用いたボトムゲート逆スタガ型薄膜トランジスタの構成を示す。第2の絶縁膜204の形成条件が酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ特性にどの様な影響を与えるかを、図2の構成を用いて検討した。まず、酸化物半導体層203としてアモルファスInGaZnOを形成し、ソース電極205およびドレイン電極206をTi/Au/Tiの積層構造で蒸着し、リフトオフにより形成した。第2の絶縁層が無い場合、ここで薄膜トランジスタ:Aを完成した。その後、アモルファスSiOを第2の絶縁膜として、Ar100体積%ガスを用いスパッタ法により100nm形成した。ソース電極205およびドレイン電極206上にウエットエッチングによりコンタクトホールを形成することにより、第2の絶縁膜を持つ薄膜トランジスタ:Bを完成した。図3に上記方法で作製した薄膜トランジスタ:Aと薄膜トランジスタ:Bの典型的な電流−電圧特性を示す。薄膜トランジスタ:Aでは、オフ電流を最小化したオン・オフ比の良好な薄膜トランジスタ特性を示す。だが、通常の酸化膜絶縁層と考えられるアモルファスSiOを第2の絶縁膜として形成した薄膜トランジスタ:Bでは、ゲート電圧−20Vにおいてもオフ電流を示さなかった。この原因として、Arガスでのスパッタダメージによって、第2の絶縁膜形成時に酸化物半導体層が還元、もしくは酸素欠陥生成することが考えられる。ZnOを主成分とした酸化物半導体は、酸素欠陥が入りやすく、キャリア電子が多数発生し易い。また、図3では第2の絶縁膜形成方法としてスパッタ法を用いた結果を示したが、P−CVD法によりアモルファスSiOあるいはアモルファスSiNを第2の絶縁膜形成方法として用いた場合は、さらにオン・オフ比が取れなくなる。事実上、薄膜トランジスタとして動作しなくなった。これは酸化物半導体が、水素に対して非常に敏感であり、酸化物半導体の第2の絶縁膜に接する部分が非常に低抵抗化したと考えられる。 FIG. 2 shows a configuration of a bottom gate inverted staggered thin film transistor using a low-resistance n-type crystalline silicon as a gate electrode / substrate 201 and a thermally oxidized silicon insulating film 202. The influence of the formation conditions of the second insulating film 204 on the characteristics of the thin film transistor using an oxide semiconductor was examined using the structure in FIG. First, amorphous InGaZnO was formed as the oxide semiconductor layer 203, and the source electrode 205 and the drain electrode 206 were deposited by a Ti / Au / Ti stacked structure and formed by lift-off. When there was no second insulating layer, the thin film transistor A was completed here. Thereafter, amorphous SiO x was formed as a second insulating film to a thickness of 100 nm by sputtering using Ar 100 volume% gas. By forming contact holes on the source electrode 205 and the drain electrode 206 by wet etching, a thin film transistor B having a second insulating film was completed. FIG. 3 shows typical current-voltage characteristics of the thin film transistor A and the thin film transistor B manufactured by the above method. Thin film transistor: A shows thin film transistor characteristics with a good on / off ratio with minimized off-current. However, the thin film transistor to form an amorphous SiO x considered normal oxide insulation layer as a second insulating film: The B, showed no off-state current in the gate voltage -20 V. As this cause, it is conceivable that the oxide semiconductor layer is reduced or oxygen defects are generated when the second insulating film is formed due to sputtering damage caused by Ar gas. An oxide semiconductor containing ZnO as a main component is likely to have oxygen defects and generate a large number of carrier electrons. FIG. 3 shows the result of using the sputtering method as the second insulating film forming method. However, when amorphous SiO x or amorphous SiN y is used as the second insulating film forming method by the P-CVD method, Furthermore, the on / off ratio cannot be obtained. In effect, it no longer operates as a thin film transistor. This is probably because the oxide semiconductor is very sensitive to hydrogen, and the portion of the oxide semiconductor in contact with the second insulating film has a very low resistance.

以下に、本発明の特徴である酸化性ガスが含まれる雰囲気で形成する第2の絶縁膜の効果について詳述する。   Hereinafter, the effect of the second insulating film formed in an atmosphere containing an oxidizing gas, which is a feature of the present invention, will be described in detail.

(第2の絶縁膜について)
具体的には、スパッタ法を用い、ターゲットとしてSiOを用い、スパッタガスとしてのOガスとArガスとの混合ガス(以下O/Ar混合ガスという)を用いアモルファス酸化物絶縁層を形成することで実現できる。
(About the second insulating film)
Specifically, an amorphous oxide insulating layer is formed using sputtering, using SiO 2 as a target, and using a mixed gas of O 2 gas and Ar gas (hereinafter referred to as O 2 / Ar mixed gas) as a sputtering gas. This can be achieved.

/Ar混合比は、[Oガス流量(SCCM)]/([Oガス流量(SCCM)]+[Arガス流量(SCCM)])、単位:体積%で示される。スパッタガスにO/Ar混合ガスを用いアモルファス酸化物絶縁層を形成することで、酸化物半導体層が還元されない、もしくは酸素欠陥生成しないという効果を実現できる。その効果はO/Ar混合ガス比が10体積%以上で認められ、さらに好ましくは50体積%であった。以下においても、O/Arの混合ガス比は、体積比率である。O/Ar混合ガス比が50体積%では、第2の絶縁膜を形成しない場合に良好なオフ電流特性の得られるほぼ全ての酸化物半導体条件において、良好なオフ電流特性が得られた。 The O 2 / Ar mixing ratio is represented by [O 2 gas flow rate (SCCM)] / ([O 2 gas flow rate (SCCM)] + [Ar gas flow rate (SCCM)]), unit: volume%. By forming an amorphous oxide insulating layer using an O 2 / Ar mixed gas as a sputtering gas, an effect that the oxide semiconductor layer is not reduced or oxygen defects are not generated can be realized. The effect was recognized when the O 2 / Ar mixed gas ratio was 10% by volume or more, and more preferably 50% by volume. Hereinafter, the O 2 / Ar mixed gas ratio is a volume ratio. When the O 2 / Ar mixed gas ratio was 50% by volume, good off-current characteristics were obtained under almost all oxide semiconductor conditions in which good off-current characteristics were obtained when the second insulating film was not formed.

第2の絶縁膜であるアモルファスSiOの酸素含有量の測定法として、昇温脱離分析法(TDS)が挙げられる。試料にもよるが、基板表面に接触させた熱電対の温度で、数10℃から400℃程度にかけて、薄膜中に存在する酸素の脱離ピークが観測される。 An example of a method for measuring the oxygen content of amorphous SiO x that is the second insulating film is a temperature programmed desorption analysis (TDS). Although depending on the sample, a desorption peak of oxygen present in the thin film is observed from about several tens of degrees Celsius to about 400 degrees Celsius at the temperature of the thermocouple brought into contact with the substrate surface.

本発明において、昇温脱離分析により第2の絶縁膜であるアモルファスSiOから脱離する酸素は、ほぼ400℃で脱離しきっていた。定量に用いた測定温度範囲は、基板表面に接触させた熱電対の温度で50℃から800℃とした。 In the present invention, oxygen desorbed from amorphous SiO x as the second insulating film by temperature programmed desorption analysis has been desorbed at about 400 ° C. The measurement temperature range used for the determination was 50 ° C. to 800 ° C. as the temperature of the thermocouple brought into contact with the substrate surface.

脱離したガス種(脱離ガス又は脱離成分ともいう)が酸素であることは、O に相当する質量数(m/z)32およびOに相当する質量数16のイオン強度から同定した。だが、試料から脱離するOが質量分析計でイオン化されO2 およびOとして計測されるものであって、計測されるO2 およびOの試料中での存在形態や化学結合状態がO2 およびOに限定されるものではない。したがって、本発明においては、昇温脱離分析により観測した際にO2 およびOとして観測される成分(脱離成分)であればどのような存在形態や化学結合状態で試料中に含まれていてもよい。図4に昇温脱離法により測定された酸素脱離スペクトルの一例を示す。こうして得られた第2の絶縁膜であるアモルファスSiOから脱離する酸素量は、形成雰囲気中の酸素濃度と比例関係にあった。図5に、昇温脱離法により測定されたアモルファスSiOからの酸素脱離量と形成雰囲気であるArに含まれるOガス濃度の関係を示す。 That the desorbed gas species (also referred to as desorbed gas or desorbed component) is oxygen is based on the ionic strength of mass number (m / z) 32 corresponding to O 2 + and mass number 16 corresponding to O +. Identified. However, there is the O 2 desorbed from the sample is measured as ionized O 2 + and O + by mass spectrometry, the presence form and chemical bond at the O 2 + and O + in the sample is measured The state is not limited to O 2 + and O + . Therefore, in the present invention, any existing form or chemical bonding state is included in the sample as long as it is a component (desorption component) observed as O 2 + and O + when observed by temperature programmed desorption analysis. It may be. FIG. 4 shows an example of an oxygen desorption spectrum measured by the temperature programmed desorption method. The amount of oxygen desorbed from amorphous SiO x as the second insulating film thus obtained was proportional to the oxygen concentration in the forming atmosphere. FIG. 5 shows the relationship between the amount of oxygen desorbed from amorphous SiO x measured by the temperature programmed desorption method and the concentration of O 2 gas contained in Ar as the forming atmosphere.

本発明者らは、透明酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの第2の絶縁膜に関する研究開発を精力的に進めた結果、次のことを見いだした。すなわち、アモルファスSiOのスパッタ成膜ガスとしてO/Ar混合ガスを用い、その混合比が10体積%以上であると、酸化物半導体の酸素欠陥生成を抑制し、キャリア電子が多数発生しオフ電流が大きくなってしまうのを防ぐことができる。 As a result of intensive research and development on the second insulating film of the thin film transistor using the transparent oxide semiconductor, the present inventors have found the following. That is, when an O 2 / Ar mixed gas is used as the sputtering film forming gas of amorphous SiO x and the mixing ratio is 10% by volume or more, generation of oxygen defects in the oxide semiconductor is suppressed, and a large number of carrier electrons are generated and turned off. An increase in current can be prevented.

この酸素欠陥生成の抑制効果をもつアモルファスSiOは、昇温脱離法により観測した際に、O2 およびOとして観測される成分を3.8×1019個/cm以上含有していることが分かった。 Amorphous SiO x with effective in suppressing generation of an oxygen vacancy, when observed by Atsushi Nobori spectroscopy, a component to be observed as O 2 + and O + containing 3.8 × 10 19 atoms / cm 3 or more I found out.

また、よりプロセスマージンが広く、安定した特性の得られる形成条件は、スパッタ成膜ガスO/Ar混合比50体積%である。そうすることで、昇温脱離法により観測した際にO2 およびOとして観測される成分(脱離成分)が1.2×1020個/cm含有されていた。 In addition, the formation condition with a wider process margin and stable characteristics is a sputter deposition gas O 2 / Ar mixture ratio of 50 vol%. By doing so, the components (desorption components) observed as O 2 + and O + when observed by the temperature programmed desorption method were contained 1.2 × 10 20 pieces / cm 3 .

本発明者らの知見によれば、この酸素欠陥生成の抑制効果をもつアモルファスSiOの形成条件におけるスパッタ成膜ガスO/Ar混合比に上限は無く、O100体積%においても効果が得られる。しかし、O/Ar混合比を増加することにより成膜速度が減少するため、生産性並びにコストの面から、スパッタ成膜ガスO/Ar混合比50体積%程度以下を用いることが最適である。アモルファスSiOのスパッタ成膜ガスO/Ar混合比と成膜速度の関係は、成膜ガス圧力や基板−ターゲット間距離などの成膜パラメーターにも依存するが、酸素分圧に対し非常に敏感である。そのため、通常は高酸素分圧の形成条件は使用されることが少ない。本形成条件においては、ガスO/Ar混合比0体積%を成膜速度の基準(100%)とすると、ガスO/Ar混合比10体積%、50体積%は、それぞれ77%、39%の成膜速度であった。 According to the knowledge of the present inventors, there is no upper limit to the sputter deposition gas O 2 / Ar mixture ratio under the formation conditions of the amorphous SiO x having the effect of suppressing the generation of oxygen defects, and the effect can be obtained even at 100% by volume of O 2. can get. However, since the film forming rate by increasing the O 2 / Ar mixing ratio decreases, productivity and the cost of the surface, sputter deposition gas O 2 / Ar mixing ratio of about 50% by volume or less is optimal to use is there. The relationship between the sputtering deposition gas O 2 / Ar mixture ratio of amorphous SiO x and the deposition rate depends on the deposition parameters such as the deposition gas pressure and the substrate-target distance, but it is very high with respect to the oxygen partial pressure. Sensitive. For this reason, the conditions for forming a high oxygen partial pressure are usually not used. In this formation condition, assuming that the gas O 2 / Ar mixture ratio of 0 vol% is the reference of the film formation rate (100%), the gas O 2 / Ar mixture ratio of 10 vol% and 50 vol% are 77% and 39 respectively. % Film formation rate.

上記、アモルファスSiOを第2の絶縁膜として用い、図11の構成で酸化物半導体としてアモルファスInGaZnOを同一条件で形成した薄膜トランジスタを作製した。同時に同一プロセス条件で酸化物半導体伝導度測定用TEG素子を作製し、酸化物半導体層の伝導度を測定した。Vonは薄膜トランジスタの伝達特性において、ドレイン電流(Id)が立ち上がるときのゲート印加電圧である。Vonと酸化物半導体の伝導度の関係を図9に示す。酸化物半導体の伝導率とVonには強い関係が見られ、酸化物半導体の伝導率が大きくなるほどVonは負にシフトし、さらに伝導率が大きくなると−40V以下でもVonが見られなくなる。本結果から明らかなように、第2の絶縁膜形成時、酸化物半導体の伝導率が増大することによりオフ電流とオン電流の境界を示すVonが負側にシフトして悪化する。その結果、オフ電流特性が悪化する。また、その酸化物半導体の伝導率の増大は第2の絶縁膜の形成条件により抑制される。その抑制効果は、O/Ar混合ガス比は10体積%以上で認められ、そのとき、昇温脱離法により、O2 およびOとして観測される脱離ガスが3.8×1019個/cm以上含有されていた。 A thin film transistor in which amorphous SiO x was used as the second insulating film and amorphous InGaZnO was formed under the same conditions as the oxide semiconductor with the structure of FIG. 11 was manufactured. At the same time, a TEG element for measuring an oxide semiconductor conductivity was manufactured under the same process conditions, and the conductivity of the oxide semiconductor layer was measured. Von is a gate applied voltage when the drain current (Id) rises in the transfer characteristic of the thin film transistor. FIG. 9 shows the relationship between Von and the conductivity of the oxide semiconductor. There is a strong relationship between the conductivity of the oxide semiconductor and Von. As the conductivity of the oxide semiconductor increases, Von shifts to a negative value. When the conductivity further increases, Von is not observed even at −40 V or less. As is clear from this result, when the second insulating film is formed, the conductivity of the oxide semiconductor increases, and Von indicating the boundary between the off-current and the on-current shifts to the negative side and deteriorates. As a result, the off-current characteristics are deteriorated. Further, the increase in conductivity of the oxide semiconductor is suppressed by the formation conditions of the second insulating film. The suppression effect is recognized when the O 2 / Ar mixed gas ratio is 10% by volume or more. At that time, the desorbed gas observed as O 2 + and O + is 3.8 × 10 6 by the temperature programmed desorption method. 19 pieces / cm 3 or more were contained.

次に、第2の絶縁膜として、スパッタ成膜ガスO/Ar混合比50体積%であり、昇温脱離法により観測した際にO2 およびOとして観測される成分(脱離成分)を1.2×1020個/cm含有するアモルファスSiOを用いたトランジスタを調べた。詳しくは、図2の構成の薄膜トランジスタを9個作製し、薄膜トランジスタ特性を測定した。図10にその9個の薄膜トランジスタの伝達特性を示す。Vonは、ほぼ0Vに制御され、良好なオン・オフ比を示す薄膜トランジスタが得られた。 Next, as the second insulating film, a sputter deposition gas O 2 / Ar mixing ratio of 50 vol%, and components observed as O 2 + and O + (desorption) when observed by the temperature programmed desorption method A transistor using amorphous SiO x containing 1.2 × 10 20 components / cm 3 of the component was examined. Specifically, nine thin film transistors having the configuration shown in FIG. 2 were manufactured, and thin film transistor characteristics were measured. FIG. 10 shows the transfer characteristics of the nine thin film transistors. Von was controlled to almost 0 V, and a thin film transistor showing a good on / off ratio was obtained.

上記の説明では、第2の絶縁膜をアモルファスSiOの場合で説明したが、第2の絶縁膜としてのアモルファス酸化物絶縁体は、アモルファスオキシナイトライドやアモルファスアルミナを用いることが可能である。また、第2の絶縁膜を形成する際の酸化性ガスとしてO/Ar混合ガスを用いた例で説明したが、酸化物半導体の伝導度が増大しないよう第2の絶縁膜を形成することが本発明の本質であり、酸化性ガスは酸素に限定されない。 In the above description, the case where the second insulating film is amorphous SiO x has been described. However, the amorphous oxide insulator as the second insulating film can use amorphous oxynitride or amorphous alumina. Further, although an example in which an O 2 / Ar mixed gas is used as an oxidizing gas when forming the second insulating film has been described, the second insulating film is formed so as not to increase the conductivity of the oxide semiconductor. Is the essence of the present invention, and the oxidizing gas is not limited to oxygen.

例えば、薄膜トランジスタとして、インジウム、ガリウム、亜鉛の組成比が1:1:1のアモルファス酸化物半導体層(a−IGZO薄膜)を大面積成膜が可能なスパッタ法を用いて形成する。そして、このアモルファス酸化物半導体層を、薄膜トランジスタに適用し、図1の構成とする。こうすることにより、トランジスタのオン・オフ比を10以上にすることも可能となる。その際の電界効果移動度は1cm−1−1以上を示す。 For example, as a thin film transistor, an amorphous oxide semiconductor layer (a-IGZO thin film) having a composition ratio of indium, gallium, and zinc of 1: 1: 1 is formed by a sputtering method capable of forming a large area. Then, this amorphous oxide semiconductor layer is applied to a thin film transistor to have the configuration of FIG. In this way, the on / off ratio of the transistor can be increased to 10 5 or more. The field effect mobility in that case shows 1 cm < 2 > V < -1 > s <-1 > or more.

ここで、第2の絶縁膜のパターニングについて述べる。ドライエッチングに用いるガスにArを含有させることで、エッチングを受ける第2の絶縁膜に接する酸化物半導体層は、エッチングのダメージを受け、酸素欠損などの生成によって低抵抗化する。この低抵抗化の機構は、Ar100体積%の雰囲気で第2の絶縁膜であるアモルファスSiOを成膜した場合と同様の機構であると考えられる。 Here, the patterning of the second insulating film will be described. When Ar is included in the gas used for dry etching, the oxide semiconductor layer in contact with the second insulating film to be etched is damaged by etching and has a low resistance due to generation of oxygen deficiency or the like. The mechanism for reducing the resistance is considered to be the same as that when the amorphous SiO x as the second insulating film is formed in an atmosphere of Ar 100 volume%.

以上に述べた効果により、酸化物半導体を用いたボトムゲート型薄膜トランジスタにおいて、オフ電流を安定に最小化できるチャネル領域が形成され、かつ、酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域が低抵抗化された薄膜トランジスタを得ることができる。この結果、ソース電極およびドレイン電極と酸化物半導体層のオーミックコンタクトが良好な薄膜トランジスタを得ることができる。また、オフ電流を最小化した良好なトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを提供することができる。   With the above-described effects, a channel region capable of stably minimizing off-current is formed in a bottom-gate thin film transistor using an oxide semiconductor, and the contact region between the oxide semiconductor layer and the electrode is reduced in resistance. A thin film transistor can be obtained. As a result, a thin film transistor with favorable ohmic contact between the source and drain electrodes and the oxide semiconductor layer can be obtained. In addition, a thin film transistor having favorable transistor characteristics in which off-state current is minimized can be provided.

上記の説明では、半導体層(チャネル層)として、ZnOを主成分として用いた透明伝導性酸化物半導体多結晶薄膜、もしくは微結晶を含むZnOを主成分とする透明伝導性酸化物半導体薄膜を用いた例を説明している。さらには、In−Ga−Zn−Oを含み構成されるアモルファス酸化物を用いた例を説明しているが、酸化物半導体層はこれらに限定されるものではない。   In the above description, a transparent conductive oxide semiconductor polycrystalline thin film containing ZnO as a main component or a transparent conductive oxide semiconductor thin film containing ZnO containing a microcrystal as a main component is used as a semiconductor layer (channel layer). Explain the example. Further, an example in which an amorphous oxide including In—Ga—Zn—O is used is described; however, the oxide semiconductor layer is not limited thereto.

In−Ga−Zn−Oを含み構成されるアモルファス酸化物半導体層としては、Sn、In、Znの少なくとも1種類の元素を含み構成されるアモルファス酸化物を用いることが可能である。   As the amorphous oxide semiconductor layer including In—Ga—Zn—O, an amorphous oxide including at least one element of Sn, In, and Zn can be used.

さらに、アモルファス酸化物の構成元素の少なくとも一部にSnを選択する場合、Snを、Sn1−xM4(0<x<1、M4は、Snより原子番号の小さい4族元素のSi、GeあるいはZrから選ばれる)に置換することもできる。 Further, when Sn is selected as at least a part of the constituent elements of the amorphous oxide, Sn is replaced by Sn 1-x M4 x (0 <x <1, M4 is Si of a group 4 element having an atomic number smaller than Sn, (Which can be selected from Ge or Zr).

また、アモルファス酸化物の構成元素の少なくとも一部にInを選択する場合、Inを、In1−yM3(0<y<1、M3は、Lu、またはInより原子番号の小さい3族元素のB、Al、Ga、あるいはYから選ばれる)に置換することもできる。 In addition, when In is selected as at least a part of the constituent elements of the amorphous oxide, In is replaced with In 1-y M3 y (0 <y <1, M3 is Lu or a Group 3 element having an atomic number smaller than In. Selected from B, Al, Ga, and Y).

また、アモルファス酸化物の構成元素の少なくとも一部にZnを選択する場合、Znを、Zn1−zM2(0<z<1、M2は、Znより原子番号の小さい2族元素のMgあるいはCaから選ばれる)に置換することもできる。 Further, when Zn is selected as at least a part of the constituent elements of the amorphous oxide, Zn is replaced by Zn 1-z M2 z (0 <z <1, M2 is a group 2 element Mg having an atomic number smaller than Zn or (Selected from Ca).

具体的には、本実施形態に適用できるアモルファス材料は、Sn−In−Zn酸化物、In−Zn−Ga−Mg酸化物、In酸化物、In−Sn酸化物、In−Ga酸化物、In−Zn酸化物、Zn−Ga酸化物、Sn−In−Zn酸化物などである。勿論、構成材料の組成比は必ずしも1:1である必要は無い。なお、ZnやSnは、単独ではアモルファスを形成し難い場合があるが、Inを含ませることによりアモルファス相が形成され易くなる。例えば、In−Zn系の場合は、酸素を除く原子数割合を、Inが約20原子%以上含まれる組成にすることが好ましい。Sn−In系の場合は、酸素を除く原子数割合を、Inが約80原子%以上含まれる組成にすることが好ましい。Sn−In−Zn系の場合は、酸素を除く原子数割合を、Inが約15原子%以上含まれる組成にすることが好ましい。   Specifically, amorphous materials applicable to this embodiment are Sn—In—Zn oxide, In—Zn—Ga—Mg oxide, In oxide, In—Sn oxide, In—Ga oxide, In -Zn oxide, Zn-Ga oxide, Sn-In-Zn oxide, and the like. Of course, the composition ratio of the constituent materials is not necessarily 1: 1. In addition, although Zn or Sn may be difficult to form amorphous by itself, an amorphous phase is easily formed by including In. For example, in the case of an In—Zn-based material, it is preferable that the ratio of the number of atoms excluding oxygen be a composition containing In of about 20 atomic% or more. In the case of the Sn—In system, it is preferable that the ratio of the number of atoms excluding oxygen is a composition containing about 80 atomic% or more of In. In the case of the Sn—In—Zn system, it is preferable that the atomic ratio excluding oxygen is a composition containing In of about 15 atomic% or more.

また、アモルファスは、測定対象薄膜に、入射角度0.5度程度の低入射角によるX線回折を行った場合に明瞭な回折ピークが検出されない(すなわちハローパターンが観測される)ことで確認できる。なお、本実施形態において、上記した材料を電界効果型トランジスタのチャネル層に用いる場合に、当該チャネル層が微結晶状態の構成材料を含むことを除外するものではない。   Amorphous can be confirmed by the fact that a clear diffraction peak is not detected (that is, a halo pattern is observed) when X-ray diffraction is performed on a thin film to be measured at a low incident angle of about 0.5 degrees. . Note that in this embodiment, when the above-described material is used for a channel layer of a field effect transistor, it does not exclude that the channel layer includes a constituent material in a microcrystalline state.

上記薄膜トランジスタの出力端子であるドレインに、有機または無機のエレクトロルミネッセンス(EL)素子、液晶素子等の表示素子の電極に接続することで、表示装置を構成することができる。以下に表示装置の断面図を用いて具体的な表示装置構成の例を説明する。   A display device can be formed by connecting a drain which is an output terminal of the thin film transistor to an electrode of a display element such as an organic or inorganic electroluminescence (EL) element or a liquid crystal element. Hereinafter, an example of a specific display device configuration will be described using a cross-sectional view of the display device.

例えば、図6に示すような構成の薄膜トランジスタを形成する。それは、基体611上に、ゲート電極612と、ゲート絶縁層613と、酸化物半導体層614と、第2の絶縁膜615と、酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域616と、ドレイン(ソース)電極617と、ドレイン(ソース)電極618とから構成される。そして、ドレイン(ソース)電極618に、層間絶縁膜622を介して電極619が接続されており、電極619は発光層620と接し、さらに発光層620が電極621と接している。そのような構成により、発光層620に注入する電流を、ソース電極(ドレイン)617からドレイン(ソース)電極618に酸化物半導体層614に形成されるチャネルを介して流れる電流値によって制御することが可能となる。したがって、これを薄膜トランジスタのゲート612の電圧によって制御することができる。ここで、電極619、発光層620、電極621は無機もしくは有機のエレクトロルミネッセンス素子を構成する。   For example, a thin film transistor having a structure as shown in FIG. 6 is formed. It includes a gate electrode 612, a gate insulating layer 613, an oxide semiconductor layer 614, a second insulating film 615, a contact region 616 between the oxide semiconductor layer and the electrode, and a drain (source) on the base 611. It comprises an electrode 617 and a drain (source) electrode 618. An electrode 619 is connected to the drain (source) electrode 618 through an interlayer insulating film 622, the electrode 619 is in contact with the light emitting layer 620, and the light emitting layer 620 is in contact with the electrode 621. With such a structure, the current injected into the light-emitting layer 620 can be controlled by the value of current flowing from the source electrode (drain) 617 to the drain (source) electrode 618 through a channel formed in the oxide semiconductor layer 614. It becomes possible. Therefore, this can be controlled by the voltage of the gate 612 of the thin film transistor. Here, the electrode 619, the light emitting layer 620, and the electrode 621 constitute an inorganic or organic electroluminescent element.

あるいは、図7に示すように、ドレイン(ソース)電極718が延長されて電極719を兼ねており、これを高抵抗膜721、723に挟まれた液晶セルや電気泳動型粒子セル722へ電圧を印加する電極724とする構成を取ることもできる。液晶セルや電気泳動型粒子セル722、高抵抗層721および723、電極719、電極724は表示素子を構成する。また、第1の絶縁膜713、酸化物半導体層714と電極とのコンタクト領域716と第2の絶縁膜715は図中に示すように構成されている。これら表示素子に印加する電圧を、ソース電極717からドレイン電極718に酸化物半導体層714に形成されるチャネルを介して流れる電流値によって制御することが可能となる。したがって、これを薄膜トランジスタのゲート712の電圧によって制御することができる。ここで表示素子の表示媒体が流体と粒子を絶縁性皮膜中に封止したカプセルであるなら、高抵抗膜721、723は不要である。   Alternatively, as shown in FIG. 7, a drain (source) electrode 718 is extended to serve as an electrode 719, and this voltage is applied to a liquid crystal cell or an electrophoretic particle cell 722 sandwiched between high resistance films 721 and 723. A configuration in which the electrode 724 is applied can also be employed. The liquid crystal cell, the electrophoretic particle cell 722, the high resistance layers 721 and 723, the electrode 719, and the electrode 724 form a display element. Further, the first insulating film 713, the contact region 716 between the oxide semiconductor layer 714 and the electrode, and the second insulating film 715 are configured as shown in the drawing. The voltage applied to these display elements can be controlled by the value of current flowing from the source electrode 717 to the drain electrode 718 through a channel formed in the oxide semiconductor layer 714. Therefore, this can be controlled by the voltage of the gate 712 of the thin film transistor. If the display medium of the display element is a capsule in which a fluid and particles are sealed in an insulating film, the high resistance films 721 and 723 are unnecessary.

上述の2例において薄膜トランジスタとしては、ボトムゲート逆スタガ型の構成で代表させたが、本発明は必ずしも本構成に限定されるものではない。例えば、薄膜トランジスタの出力端子であるドレイン電極と表示素子の接続が位相幾何的に同一であれば、コプレナー型等他の構成も可能である。   In the above two examples, the thin film transistor is represented by a bottom-gate inverted staggered configuration, but the present invention is not necessarily limited to this configuration. For example, other configurations such as a coplanar type are possible if the connection between the drain electrode, which is the output terminal of the thin film transistor, and the display element are topologically identical.

また、上述の2例においては、表示素子を駆動する一対の電極が、基体と平行に設けられた例を図示したが、本実施形態は必ずしも本構成に限定されるものではない。例えば、薄膜トランジスタの出力端子であるドレイン電極と表示素子の接続が位相幾何的に同一であれば、いずれかの電極もしくは両電極が基体と垂直に設けられていてもよい。   In the two examples described above, an example in which a pair of electrodes for driving the display element is provided in parallel with the base body is illustrated, but the present embodiment is not necessarily limited to this configuration. For example, as long as the connection between the drain electrode, which is the output terminal of the thin film transistor, and the display element are topologically the same, either electrode or both electrodes may be provided perpendicular to the substrate.

さらに、上述の2例においては、表示素子に接続される薄膜トランジスタをひとつだけ図示したが、本発明は必ずしも本構成に限定されるものではない。例えば、図中に示した薄膜トランジスタがさらに本発明による別の薄膜トランジスタに接続されていてもよく、図中の薄膜トランジスタはそれら薄膜トランジスタによる回路の最終段であればよい。   Furthermore, in the above two examples, only one thin film transistor connected to the display element is illustrated, but the present invention is not necessarily limited to this configuration. For example, the thin film transistor shown in the drawing may be further connected to another thin film transistor according to the present invention, and the thin film transistor in the drawing may be the final stage of a circuit using these thin film transistors.

ここで、表示素子を駆動する一対の電極が、基体と平行に設けられた場合、表示素子がEL素子もしくは反射型液晶素子等の反射型表示素子ならば、いずれかの電極が発光波長もしくは反射光の波長に対して透明であることが求められる。あるいは、透過型液晶素子等の透過型表示素子ならば、両電極とも透過光に対して透明であることが求められる。   Here, when a pair of electrodes for driving the display element is provided in parallel with the substrate, if the display element is a reflective display element such as an EL element or a reflective liquid crystal element, any one of the electrodes has an emission wavelength or a reflection wavelength. It is required to be transparent with respect to the wavelength of light. Alternatively, in the case of a transmissive display element such as a transmissive liquid crystal element, both electrodes are required to be transparent to transmitted light.

さらに、本実施形態の薄膜トランジスタでは、全ての構成体を透明にすることも可能であり、これにより、透明な表示素子を形成することもできる。また、軽量可撓で透明な樹脂製プラスチック基板など低耐熱性基体の上にも、かかる表示素子を設けることができる。   Furthermore, in the thin film transistor of this embodiment, it is possible to make all the constituents transparent, whereby a transparent display element can be formed. Further, such a display element can be provided on a low heat-resistant substrate such as a lightweight, flexible and transparent resin plastic substrate.

次に、EL素子(ここでは有機EL素子)と薄膜トランジスタを含む画素を二次元状に複数配した表示装置について図8を用いて説明する。   Next, a display device in which a plurality of pixels including an EL element (here, an organic EL element) and a thin film transistor are two-dimensionally arranged will be described with reference to FIGS.

図8において、801は有機EL層804を駆動するトランジスタであり、802は画素を選択するトランジスタである。また、コンデンサ803は選択された状態を保持するためのものであり、共通電極線807とトランジスタ802のソース部分との間に電荷を蓄え、トランジスタ801のゲートの信号を保持している。画素選択は走査電極線805と信号電極線806により決定される。   In FIG. 8, reference numeral 801 denotes a transistor for driving the organic EL layer 804, and reference numeral 802 denotes a transistor for selecting a pixel. The capacitor 803 is for holding a selected state, stores charge between the common electrode line 807 and the source portion of the transistor 802, and holds a signal of the gate of the transistor 801. Pixel selection is determined by the scanning electrode line 805 and the signal electrode line 806.

より具体的に説明すると、画像信号がドライバ回路(不図示)から走査電極805を通してゲート電極へパルス信号で印加される。それと同時に、別のドライバ回路(不図示)から信号電極806を通して、やはりパスル信号でトランジスタ802へと印加されて画素が選択される。そのときトランジスタ802がONとなり信号電極線806とトランジスタ802のソースの間にあるコンデンサ803に電荷が蓄積される。これによりトランジスタ801のゲート電圧が所望の電圧に保持されトランジスタ801はONになる。この状態は次の信号を受け取るまで保持される。トランジスタ801がONである状態の間、有機EL層804には電圧、電流が供給され続け発光が維持されることになる。   More specifically, an image signal is applied as a pulse signal from a driver circuit (not shown) to the gate electrode through the scanning electrode 805. At the same time, a pixel is selected by applying a pulse signal from another driver circuit (not shown) to the transistor 802 through the signal electrode 806. At that time, the transistor 802 is turned on, and charge is accumulated in the capacitor 803 between the signal electrode line 806 and the source of the transistor 802. Accordingly, the gate voltage of the transistor 801 is held at a desired voltage, and the transistor 801 is turned on. This state is maintained until the next signal is received. While the transistor 801 is ON, voltage and current are continuously supplied to the organic EL layer 804 and light emission is maintained.

この図8の例では、1画素にトランジスタ2ヶ、コンデンサー1ヶの構成であるが、性能を向上させるためにさらに多くのトランジスタ等を組み込んでも構わない。本質的なのは、トランジスタ部分に本発明の低温で形成でき透明の薄膜トランジスタであるIn−Ga−Zn−O系の薄膜トランジスタを用いることにより、有効なEL素子が得られるということである。   In the example of FIG. 8, the configuration includes two transistors and one capacitor per pixel, but more transistors and the like may be incorporated in order to improve performance. Essentially, an effective EL element can be obtained by using an In—Ga—Zn—O-based thin film transistor that is a transparent thin film transistor that can be formed at a low temperature according to the present invention.

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はそれらの例に限定されはしない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
本実施例では、図11に示す逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子を作製した。まず、ガラス基板にフォトリゾグラフィー法とリフトオフ法を用いTi5nm/Au40nm/Ti5nmのゲート端子を形成した。さらに、その上に、スパッタ法によりa−SiOによる絶縁層を200nm形成した。その際、スパッタターゲットにはSiOターゲットを用い、スパッタガスにArガスを用いた。また、RF高周波電力は400W、成膜圧力は0.1Paとした。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。そして、その上に、室温においてスパッタ法で半導体層として用いるアモルファス酸化物半導体膜を20nm形成した。その際、多結晶InGaZnOターゲットを用い、スパッタガスにはO/Arガス混合比5体積%を用いた。また、RF高周波電力は200W、成膜圧力は0.1Paを用いた。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。チャネル領域の形成には、フォトリゾグラフィー法と塩酸によるウエットエッチングを用いた。その後、Ti5nm/Au100nm/Ti5nmを電子ビーム蒸着法により成膜し、フォトリソグラフィー法とリフトオフ法によりソース、ドレイン端子を形成した。さらに、第2の絶縁膜としてスパッタ法によりa−SiOによる絶縁層を100nm形成した。その際、ターゲットとしてSiOを用い、スパッタガスとしてOガス5SCCM、Arガス5SCCMのO/Ar混合比50体積%の酸化性雰囲気を用いた。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。こうして、図11に示す逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子9個を完成した。その際のアモルファス酸化物半導体膜の金属組成比は、In:Ga:Zn=1.00:0.94:0.65であった。このMISFET素子のI−V特性評価の結果、9個の薄膜トランジスタは平均電界効果移動度5.0cm/Vs、平均オン・オフ比10以上であった。図12にその伝達特性を示す。
Example 1
In this example, an inverted staggered (bottom gate) type MISFET element shown in FIG. 11 was produced. First, a gate terminal of Ti 5 nm / Au 40 nm / Ti 5 nm was formed on a glass substrate by using a photolithography method and a lift-off method. Further, an insulating layer made of a-SiO x was formed to 200 nm thereon by sputtering. At that time, a SiO 2 target was used as the sputtering target, and Ar gas was used as the sputtering gas. The RF high frequency power was 400 W and the film forming pressure was 0.1 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. Then, 20 nm of an amorphous oxide semiconductor film used as a semiconductor layer was formed by sputtering at room temperature. At that time, a polycrystalline InGaZnO 4 target was used, and an O 2 / Ar gas mixture ratio of 5% by volume was used as the sputtering gas. The RF high frequency power was 200 W and the film forming pressure was 0.1 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. The channel region was formed by photolithography and wet etching with hydrochloric acid. Thereafter, Ti 5 nm / Au 100 nm / Ti 5 nm was formed by electron beam evaporation, and source and drain terminals were formed by photolithography and lift-off. Furthermore, an insulating layer made of a-SiO x was formed to 100 nm as the second insulating film by sputtering. At that time, SiO 2 was used as a target, and an oxidizing atmosphere having an O 2 / Ar mixture ratio of 50% by volume of O 2 gas 5SCCM and Ar gas 5SCCM was used as a sputtering gas. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. Thus, nine inverted staggered (bottom gate) type MISFET elements shown in FIG. 11 were completed. At that time, the metal composition ratio of the amorphous oxide semiconductor film was In: Ga: Zn = 1.00: 0.94: 0.65. As a result of evaluation of IV characteristics of this MISFET element, nine thin film transistors had an average field effect mobility of 5.0 cm 2 / Vs and an average on / off ratio of 10 6 or more. FIG. 12 shows the transfer characteristics.

本発明の第2の絶縁膜を用いれば、オフ電流が最小化された、良好なトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを安定して作製することができる。   When the second insulating film of the present invention is used, a thin film transistor having favorable transistor characteristics in which off-state current is minimized can be stably manufactured.

(実施例2)
本実施例では、第2の絶縁膜の形成条件以外は実施例1と同様にして、図11に示す逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子を作製した。
(Example 2)
In this example, an inverted staggered (bottom gate) type MISFET element shown in FIG. 11 was produced in the same manner as in Example 1 except for the conditions for forming the second insulating film.

第2の絶縁膜として、スパッタ法によりa−SiOによる絶縁層を100nm形成した。その際、スパッタガスとしてO/Ar混合ガス比10体積%の酸化性雰囲気を用いた。こうして、図11に示す逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子9個を完成した。 As the second insulating film, an insulating layer made of a-SiO x was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method. At that time, an oxidizing atmosphere having an O 2 / Ar mixed gas ratio of 10 vol% was used as a sputtering gas. Thus, nine inverted staggered (bottom gate) type MISFET elements shown in FIG. 11 were completed.

同時に同一プロセス条件で酸化物半導体伝導度測定用TEG素子を作製し、酸化物半導体層の伝導度を測定した。Vonは薄膜トランジスタの伝達特性において、ドレイン電流(Id)が立ち上がるときのゲート印加電圧である。Vonと酸化物半導体の伝導度の関係を図9に示す。また、スパッタガスとしてO/Ar混合ガス比10体積%を用いたa−SiOによる第2の絶縁膜は、昇温脱離法により観測した際にO2 およびOとして観測される成分(脱離成分)を3.8×1019個/cm含有していた。 At the same time, a TEG element for measuring an oxide semiconductor conductivity was manufactured under the same process conditions, and the conductivity of the oxide semiconductor layer was measured. Von is a gate applied voltage when the drain current (Id) rises in the transfer characteristic of the thin film transistor. FIG. 9 shows the relationship between Von and the conductivity of the oxide semiconductor. In addition, the second insulating film made of a-SiO x using an O 2 / Ar mixed gas ratio of 10% by volume as the sputtering gas is observed as O 2 + and O + when observed by the temperature programmed desorption method. The component (desorbed component) contained 3.8 × 10 19 pieces / cm 3 .

この結果、O/Ar混合ガス比10体積%を用いたa−SiOによる第2の絶縁膜は、酸化物半導体の酸素欠陥生成に対し抑止効果をもち、平均値としてVon:−40Vを示し、良好なオン・オフ比10以上を示した。 As a result, the second insulating film made of a-SiO x using an O 2 / Ar mixed gas ratio of 10% by volume has an effect of suppressing the generation of oxygen defects in the oxide semiconductor, and Von: −40 V is set as an average value. A good on / off ratio of 10 6 or more was exhibited.

(比較例1)
本比較例では、第2の絶縁膜の形成条件以外は実施例1と同様にして、図11に示す逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子を作製した。
(Comparative Example 1)
In this comparative example, an inverted staggered (bottom gate) type MISFET element shown in FIG. 11 was fabricated in the same manner as in Example 1 except for the conditions for forming the second insulating film.

第2の絶縁膜として、スパッタ法によりa−SiOによる絶縁層を100nm形成した。その際、スパッタガスとしてO/Ar混合ガス比1体積%、0体積%の酸化性雰囲気を用いた。こうして、図11に示す逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子9個を完成した。 As the second insulating film, an insulating layer made of a-SiO x was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method. At that time, an oxidizing atmosphere having an O 2 / Ar mixed gas ratio of 1 vol% and 0 vol% was used as a sputtering gas. Thus, nine inverted staggered (bottom gate) type MISFET elements shown in FIG. 11 were completed.

この結果、O/Ar混合ガス比1体積%、0体積%では特性のばらつきが増大し、ゲート電圧として−50Vを印加しても明確なVonが見られない場合があり、酸化物半導体に対しての酸素欠陥生成に対し明確な抑止効果が認められなかった。 As a result, when the O 2 / Ar mixed gas ratio is 1% by volume and 0% by volume, variation in characteristics increases, and even when −50 V is applied as the gate voltage, a clear Von may not be observed. On the other hand, no clear deterrent effect was observed for the generation of oxygen defects.

(実施例3)
本実施例では、図1に示す逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子を作製した。
(Example 3)
In this example, the inverted staggered (bottom gate) type MISFET element shown in FIG. 1 was produced.

まず、ガラス基板にスパッタ法を用い透明伝導膜IZOのゲート電極層150nmを形成した。フォトリゾグラフィー法と塩酸を用いウエットエッチング法によりゲート電極を形成した。さらに、その上に、スパッタ法によりa−SiOによる絶縁層を200nm形成した。その際、スパッタターゲットにはSiOターゲットを用い、スパッタガスにArガスを用いた。また、RF高周波電力は400W、成膜圧力は0.1Paとした。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。そして、その上に、室温においてスパッタ法で半導体層として用いるアモルファス酸化物半導体膜を20nm形成した。その際、多結晶InGaZnOターゲットを用い、スパッタガスにはO/Arガス混合比5体積%を用いた。また、RF高周波電力は200W、成膜圧力は0.1Paとした。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。チャネル領域の形成にはフォトリゾグラフィー法と塩酸によるウエットエッチングを用いた。その後、第2の絶縁膜としてスパッタ法によりa−SiOによる絶縁層を100nm形成した。その際、スパッタガスとしてO/Ar混合ガス比50体積%の酸化性雰囲気を用いた。また、RF高周波電力は400W、成膜圧力は0.1Paとした。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。フォトリソグラフィー法とAr含有のCF4ガスによるドライエッチングを用いて、エッチングにより低抵抗化された、酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域が完成した。その際、エッチングガスとしてCFガス20SCCM、Arガス5SCCMの混合ガスを用いた。また、RF高周波電力は150W、エッチング圧力は5Paとした。その後、透明伝導膜ITOを150nmスパッタ法により形成した。その際、ターゲットとしてSn5質量%のITOターゲットを用いた。また、RF高周波電力は200W、成膜圧力は0.2Paとした。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。その後、フォトリソグラフィー法とエッチング法によりソース、ドレイン端子を形成した。こうして、図1に示す逆スタガ(ボトムゲート)型透明MISFET素子を形成することができた。 First, the gate electrode layer 150 nm of the transparent conductive film IZO was formed on the glass substrate by sputtering. A gate electrode was formed by wet etching using photolithography and hydrochloric acid. Further, an insulating layer made of a-SiO x was formed to 200 nm thereon by sputtering. At that time, a SiO 2 target was used as the sputtering target, and Ar gas was used as the sputtering gas. The RF high frequency power was 400 W and the film forming pressure was 0.1 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. Then, 20 nm of an amorphous oxide semiconductor film used as a semiconductor layer was formed by sputtering at room temperature. At that time, a polycrystalline InGaZnO 4 target was used, and an O 2 / Ar gas mixture ratio of 5% by volume was used as the sputtering gas. The RF high frequency power was 200 W and the film forming pressure was 0.1 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. The channel region was formed by photolithography and wet etching with hydrochloric acid. Thereafter, an insulating layer made of a-SiO x was formed to a thickness of 100 nm as a second insulating film by sputtering. At that time, an oxidizing atmosphere having an O 2 / Ar mixed gas ratio of 50 vol% was used as a sputtering gas. The RF high frequency power was 400 W and the film forming pressure was 0.1 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. Using the photolithography method and dry etching with Ar-containing CF 4 gas, the contact region between the oxide semiconductor layer and the electrode, which has been reduced in resistance by etching, was completed. At that time, a mixed gas of CF 4 gas 20 SCCM and Ar gas 5 SCCM was used as an etching gas. The RF high frequency power was 150 W and the etching pressure was 5 Pa. Thereafter, a transparent conductive film ITO was formed by a 150 nm sputtering method. At that time, an Sn target of Sn 5% by mass was used as a target. The RF high frequency power was 200 W and the film forming pressure was 0.2 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. Thereafter, source and drain terminals were formed by photolithography and etching. Thus, the inverted staggered (bottom gate) type transparent MISFET element shown in FIG. 1 was formed.

ソース電極およびドレイン電極としてIZOなどの透明導電性酸化膜はもちろん、Ni、Cr、Rh、Mo、Nd、Ti、W、Ta、Pb、Alなどの金属や、これらを含む合金、あるいはシリサイドも用いることができる。また、ソース電極およびドレイン電極をそれぞれ別の材料で形成することも可能となる。   As a source electrode and a drain electrode, not only a transparent conductive oxide film such as IZO but also a metal such as Ni, Cr, Rh, Mo, Nd, Ti, W, Ta, Pb, Al, an alloy containing these, or a silicide is used. be able to. In addition, the source electrode and the drain electrode can be formed of different materials.

この逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子は酸化物半導体層にオフ電流を安定に最小化できるチャネル領域が形成され、かつ酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域が低抵抗化されて形成されている。よって、オフ電流を最小化し、かつソース電極およびドレイン電極と酸化物半導体層のオーミックコンタクトが良好な薄膜トランジスタとなる。   In this inverted staggered (bottom gate) type MISFET element, a channel region capable of stably minimizing off-current is formed in the oxide semiconductor layer, and a contact region between the oxide semiconductor layer and the electrode is formed with a low resistance. Yes. Accordingly, a thin film transistor in which off current is minimized and an ohmic contact between the source and drain electrodes and the oxide semiconductor layer is favorable.

(実施例4)
本実施例では図7の薄膜トランジスタを用いた表示装置について説明する。用いられる薄膜トランジスタの製造工程は実施例3と同様である。
Example 4
In this embodiment, a display device using the thin film transistor of FIG. 7 will be described. The manufacturing process of the thin film transistor used is the same as in Example 3.

上記薄膜トランジスタにおいて、ドレイン電極をなすITO膜の島の短辺を100μmまで延長し、延長された90μmの部分を残し、ソース電極およびゲート電極への配線を確保した上で、薄膜トランジスタを絶縁層で被覆した。この上にポリイミド膜を塗布し、ラビング工程を施した。一方で、同じくプラスチック基板上にITO膜とポリイミド膜を形成し、ラビング工程を施したものを用意し、上記薄膜トランジスタを形成した基板と5μmの空隙を空けて対向させ、ここにネマチック液晶を注入した。さらに、この構造体の両側に一対の偏光板を設けた。ここで、薄膜トランジスタのソース電極に電圧を印加し、ゲート電極の印加電圧を変化させると、ドレイン電極から延長されたITO膜の島の一部である30μm×90μmの領域のみ、光透過率が変化した。また、その透過率は、薄膜トランジスタがオン状態となるゲート電圧の下ではソース−ドレイン間電圧によっても連続的に変化させることができる。かようにして、図7に対応した、液晶セルを表示素子とする表示装置を作成した。   In the above thin film transistor, the short side of the ITO film island forming the drain electrode is extended to 100 μm, leaving the extended 90 μm portion, ensuring wiring to the source electrode and the gate electrode, and then covering the thin film transistor with an insulating layer did. A polyimide film was applied thereon and subjected to a rubbing process. On the other hand, an ITO film and a polyimide film are similarly formed on a plastic substrate, and a rubbing process is prepared. The substrate on which the thin film transistor is formed is opposed to the substrate with a gap of 5 μm, and nematic liquid crystal is injected therein. . Furthermore, a pair of polarizing plates was provided on both sides of the structure. Here, when a voltage is applied to the source electrode of the thin film transistor and the applied voltage of the gate electrode is changed, the light transmittance changes only in the 30 μm × 90 μm region that is a part of the island of the ITO film extended from the drain electrode. did. Further, the transmittance can be continuously changed by the source-drain voltage under the gate voltage at which the thin film transistor is turned on. In this way, a display device having a liquid crystal cell as a display element corresponding to FIG. 7 was produced.

本実施例において、薄膜トランジスタを形成する基板として白色のプラスチック基板を用い、薄膜トランジスタの各電極を金に置き換え、ポリイミド膜と偏光板を廃する構成とする。そして、白色と透明のプラスチック基板の空隙に粒子と流体を絶縁性皮膜にて被覆したカプセルを充填させる構成とする。この構成の表示装置の場合、本薄膜トランジスタによって延長されたドレイン電極と上部のITO膜間の電圧が制御され、よってカプセル内の粒子が上下に移動する。それによって、透明基板側から見た延長されたドレイン電極領域の反射率を制御することで表示を行うことができる。   In this embodiment, a white plastic substrate is used as a substrate for forming a thin film transistor, each electrode of the thin film transistor is replaced with gold, and the polyimide film and the polarizing plate are eliminated. And it is set as the structure filled with the capsule which coat | covered the particle | grains and the fluid with the insulating film in the space | gap of a white and transparent plastic substrate. In the case of a display device having this configuration, the voltage between the drain electrode extended by the thin film transistor and the ITO film on the upper part is controlled, so that the particles in the capsule move up and down. Accordingly, display can be performed by controlling the reflectance of the extended drain electrode region viewed from the transparent substrate side.

また、本実施例において、薄膜トランジスタを複数隣接して形成して、例えば、通常の4トランジスタ1キャパシタ構成の電流制御回路を構成し、その最終段トランジスタのひとつを図6の薄膜トランジスタとして、EL素子を駆動することもできる。例えば、上述のITO膜をドレイン電極とする薄膜トランジスタを用いる。そして、ドレイン電極から延長されたITO膜の島の一部である30μm×90μmの領域に電荷注入層と発光層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する。こうして、EL素子を用いる表示装置を形成することができる。   In this embodiment, a plurality of thin film transistors are formed adjacent to each other to form a current control circuit having, for example, a normal 4-transistor 1-capacitor configuration, and one of the final stage transistors is used as the thin film transistor in FIG. It can also be driven. For example, a thin film transistor using the above ITO film as a drain electrode is used. Then, an organic electroluminescence element composed of a charge injection layer and a light emitting layer is formed in a 30 μm × 90 μm region that is a part of the island of the ITO film extended from the drain electrode. Thus, a display device using an EL element can be formed.

(実施例5)
実施例3の表示素子と薄膜トランジスタとを二次元に配列させた。例えば、実施例4の液晶セルやEL素子等の表示素子と、薄膜トランジスタとを含めて約30μm×115μmの面積を占める画素を、短辺方向に40μmピッチ、長辺方向に120μmピッチでそれぞれ7425×1790個方形配列した。そして、長辺方向に7425個の薄膜トランジスタのゲート電極を貫くゲート配線を1790本、1790個の薄膜トランジスタのソース電極が非晶質酸化物半導体膜の島から5μmはみ出した部分を短辺方向に貫く信号配線を7425本設けた。そして、それぞれをゲートドライバ回路、ソースドライバ回路に接続した。さらに液晶表示素子の場合、液晶表示素子と同サイズで位置を合わせRGBが長辺方向に反復するカラーフィルタを表面に設ければ、約211ppiでA4サイズのアクティブマトリクス型カラー画像表示装置を構成することができる。
(Example 5)
The display element of Example 3 and the thin film transistor were two-dimensionally arranged. For example, a pixel occupying an area of about 30 μm × 115 μm including a display element such as a liquid crystal cell or an EL element of Example 4 and a thin film transistor is 7425 × each at a pitch of 40 μm in the short side direction and a pitch of 120 μm in the long side direction. 1790 square array. Then, there are 1790 gate wirings penetrating through the gate electrodes of 7425 thin film transistors in the long side direction, and a signal through which the source electrode of the 1790 thin film transistors protrudes 5 μm from the island of the amorphous oxide semiconductor film in the short side direction. 7425 wirings were provided. And each was connected to the gate driver circuit and the source driver circuit. Further, in the case of a liquid crystal display element, an A4 size active matrix type color image display apparatus of about 211 ppi can be configured by providing a color filter on the surface with the same size as that of the liquid crystal display element and with RGB repeating in the long side direction. be able to.

また、EL素子においても、ひとつのEL素子に含まれる2薄膜トランジスタのうち第1薄膜トランジスタのゲート電極をゲート線に配線し、第2薄膜トランジスタのソース電極を信号線に配線し、さらに、EL素子の発光波長を長辺方向にRGBで反復させる。こうすることで、同じ解像度の発光型カラー画像表示装置を構成することができる。   Also, in the EL element, among the two thin film transistors included in one EL element, the gate electrode of the first thin film transistor is wired to the gate line, the source electrode of the second thin film transistor is wired to the signal line, and the light emission of the EL element is further performed. The wavelength is repeated in RGB in the long side direction. In this way, a light emitting color image display device having the same resolution can be configured.

ここで、アクティブマトリクスを駆動するドライバ回路は、画素の薄膜トランジスタと同じ本発明の薄膜トランジスタを用いて構成してもよいし、既存のICチップを用いてもよい。   Here, the driver circuit for driving the active matrix may be configured using the thin film transistor of the present invention which is the same as the thin film transistor of the pixel, or an existing IC chip may be used.

(実施例6)
本実施例では、図14に示すトップゲート型MISFET素子を作製した。まず、ガラス基板上に室温においてスパッタ法で半導体層として用いるアモルファス酸化物半導体層を100nm形成した。その際、多結晶InGaZnOターゲットを用い、スパッタガスにはO/Arガス混合比1.5体積%を用いた。また、RF高周波電力は300W、成膜圧力は0.2Paとした。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。チャネル領域のパターニングには、フォトリゾグラフィー法と塩酸によるウエットエッチングを用いた。その後、第2の絶縁膜としてスパッタ法によりa−SiOによる絶縁層を200nm形成した。その際、ターゲットとしてSiOを用い、スパッタガスとしてO/Ar混合比50体積%の酸化性雰囲気を用いた。また、RF高周波電力は500W、成膜圧力は0.2Paとした。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。その後、電極層とアモルファス酸化物半導体のコンタクト領域の形成方法として、第2の絶縁膜をAr含有のCFガスによりドライエッチングを行い、チャネル領域以外の酸化物半導体層を被覆する第2の絶縁膜をパターニングした。エッチングガスとしてCFガス20SCCM,Arガス5SCCMの混合ガスを用いた。また、RF高周波電力は150W、エッチング圧力は5Paとした。次に、パターニングされた第2の絶縁膜とアモルファス酸化物半導体層のコンタクト領域上にソース電極、ドレイン電極、ゲート電極となるIZO電極層をスパッタ法により150nm形成した。その際、ターゲットとしてZnO10質量%のIZOターゲットを用いた。また、RF高周波電力は200W、成膜圧力は0.2Paとした。基板温度は室温であり意図的な加熱は行なわなかった。この電極層をエッチングによりパターニングすることでソース電極、ドレイン電極、ゲート電極を形成した。
(Example 6)
In this example, the top gate type MISFET element shown in FIG. 14 was produced. First, an amorphous oxide semiconductor layer used as a semiconductor layer was formed to a thickness of 100 nm on a glass substrate by sputtering at room temperature. At that time, a polycrystalline InGaZnO 4 target was used, and an O 2 / Ar gas mixture ratio of 1.5 vol% was used as the sputtering gas. The RF high frequency power was 300 W and the film forming pressure was 0.2 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. Photolithography and wet etching with hydrochloric acid were used for patterning the channel region. Thereafter, an insulating layer made of a-SiO x was formed to a thickness of 200 nm as the second insulating film by sputtering. At that time, SiO 2 was used as a target, and an oxidizing atmosphere with an O 2 / Ar mixture ratio of 50 volume% was used as a sputtering gas. The RF high frequency power was 500 W and the film forming pressure was 0.2 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. Thereafter, as a method for forming a contact region between the electrode layer and the amorphous oxide semiconductor, the second insulating film is dry-etched with Ar-containing CF 4 gas to cover the oxide semiconductor layer other than the channel region. The film was patterned. A mixed gas of CF 4 gas 20 SCCM and Ar gas 5 SCCM was used as an etching gas. The RF high frequency power was 150 W and the etching pressure was 5 Pa. Next, an IZO electrode layer serving as a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode was formed to a thickness of 150 nm on the contact region between the patterned second insulating film and the amorphous oxide semiconductor layer by a sputtering method. At that time, an IZO target of ZnO 10 mass% was used as a target. The RF high frequency power was 200 W and the film forming pressure was 0.2 Pa. The substrate temperature was room temperature and no intentional heating was performed. The electrode layer was patterned by etching to form a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode.

こうして、図14に示すトップゲート型MISFET素子を形成した。   Thus, the top gate type MISFET element shown in FIG. 14 was formed.

以上のように、本発明の第2の絶縁膜を用い、Ar含有のCFガスによるドライエッチングによりパターニングを行うと次のような結果を得ることができる。すなわち、オフ電流が最小化され、ソース電極、並びにドレイン電極とアモルファス酸化物半導体のオーミックコンタクトの良好なトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを安定して作製することが可能となる。 As described above, when the second insulating film of the present invention is used and patterning is performed by dry etching using Ar-containing CF 4 gas, the following results can be obtained. That is, the off-state current is minimized, and a thin film transistor having favorable transistor characteristics with an ohmic contact between the source electrode and the drain electrode and the amorphous oxide semiconductor can be stably manufactured.

本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法による薄膜トランジスタは、LCDや有機ELディスプレイのスイッチング素子として応用することができる。また、プラスチックフィルムをはじめとするフレキシブル素材に低温で薄膜トランジスタの全てのプロセスを形成することが可能であり、フレキシブル・ディスプレイをはじめ、ICカードやIDタグなどに幅広く応用できる。   The thin film transistor produced by the method for producing a thin film transistor according to the present invention can be applied as a switching element for an LCD or an organic EL display. In addition, all processes of thin film transistors can be formed at low temperatures on flexible materials such as plastic films, and can be widely applied to flexible displays, IC cards, ID tags, and the like.

酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域が低抵抗化された逆スタガ型薄膜トランジスタの構造図である。FIG. 10 is a structural diagram of an inverted staggered thin film transistor in which a contact region between an oxide semiconductor layer and an electrode has a reduced resistance. 低抵抗n型シリコン基板上の熱酸化膜シリコンゲート絶縁膜を用いた逆スタガ型薄膜トランジスタの構造図である。It is a structural diagram of an inverted staggered thin film transistor using a thermal oxide film silicon gate insulating film on a low resistance n-type silicon substrate. 図2の逆スタガ型薄膜トランジスタを作製した際の典型的な電流−電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the typical current-voltage characteristic at the time of producing the reverse stagger type thin-film transistor of FIG. 昇温脱離法により測定された第2の絶縁層の酸素脱離スペクトル一例である。It is an example of the oxygen desorption spectrum of the 2nd insulating layer measured by the temperature programmed desorption method. 昇温脱離法により測定されたアモルファスSiOxからの酸素脱離量と形成雰囲気であるArに含まれるOガス濃度の関係を示す図である。Is a diagram showing an O 2 gas concentration relationships contained in Ar is forming atmosphere and amount of oxygen released from amorphous SiOx measured by Atsushi Nobori spectroscopy. 本発明に係わる表示装置の一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the display apparatus concerning this invention. 本発明に係わる表示装置の他の例の断面図である。It is sectional drawing of the other example of the display apparatus concerning this invention. 有機EL素子と薄膜トランジスタを含む画素を二次元状に配置した表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the display apparatus which has arrange | positioned the pixel containing an organic EL element and a thin-film transistor two-dimensionally. 逆スタガ(ボトムゲート)型MISFET素子におけるVonと酸化物半導体の伝導度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the conductivity of Von and an oxide semiconductor in a reverse stagger (bottom gate) type MISFET element. 図2の構成の薄膜トランジスタを9個作製し、薄膜トランジスタ特性を測定した際のその9個の薄膜トランジスタの伝達特性を示すグラフである。9 is a graph showing the transfer characteristics of nine thin film transistors when nine thin film transistors having the configuration of FIG. 2 are manufactured and the thin film transistor characteristics are measured. 保護膜を有する逆スタガ型薄膜トランジスタの構造図である。It is a structural diagram of an inverted staggered thin film transistor having a protective film. 図11の構成の薄膜トランジスタを9個作製し、薄膜トランジスタ特性を測定した際のその9個の薄膜トランジスタの伝達特性を示すグラフである。12 is a graph showing the transfer characteristics of the nine thin film transistors when nine thin film transistors having the configuration shown in FIG. 11 are manufactured and the thin film transistor characteristics are measured. 酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域が低抵抗化された逆スタガ型薄膜トランジスタ素子の製造工程ごとの素子の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of an element for each manufacturing process of an inverted staggered thin film transistor element in which a contact region between an oxide semiconductor layer and an electrode has a reduced resistance. 酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域が低抵抗化されたトップゲート型薄膜トランジスタの構造図である。FIG. 10 is a structural diagram of a top-gate thin film transistor in which a contact region between an oxide semiconductor layer and an electrode has a reduced resistance. 酸化物半導体層と電極とのコンタクト領域が低抵抗化されたトップゲート型薄膜トランジスタ素子の製造工程ごとの素子の図である。It is a figure of the element for every manufacturing process of the top gate type thin-film transistor element in which the contact region of an oxide semiconductor layer and an electrode was made low resistance.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 ゲート電極
3 第1の絶縁膜
4 酸化物半導体層
5 第2の絶縁膜
6 低抵抗化されたコンタクト領域
7 ソース電極(ソース端子)
8 ドレイン電極(ドレイン端子)
201 ゲート電極兼基板
202 熱酸化シリコン絶縁膜
203 酸化物半導体層
204 第2の絶縁膜
205 ソース電極
206 ドレイン電極
611 基体
612 ゲート電極
613 ゲート絶縁層
614 酸化物半導体層
615 第2の絶縁層
616 コンタクト領域
617 ドレイン(ソース)電極
618 ドレイン(ソース)電極
619 電極
620 発光層
621 電極
622 層間絶縁膜
711 基板
712 ゲート電極
713 第1の絶縁膜
714 酸化物半導体層
715 第2の絶縁膜
716 コンタクト領域
717 ソース電極
718 ドレイン電極
719 電極
720 発光層
721 高抵抗膜
722 液晶セルまたは電気泳動型粒子セル
723 高抵抗膜
801 トランジスタ
802 トランジスタ
803 コンデンサー
804 有機EL層
805 走査電極線
806 信号電極線
807 共通電極線
1401 基体
1402 酸化物半導体層
1403 第2の絶縁膜
1404 コンタクト領域
1405 ゲート電極
1406 ソース電極
1407 ドレイン電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Gate electrode 3 First insulating film 4 Oxide semiconductor layer 5 Second insulating film 6 Contact region 7 with reduced resistance Source electrode (source terminal)
8 Drain electrode (drain terminal)
201 gate electrode / substrate 202 thermally oxidized silicon insulating film 203 oxide semiconductor layer 204 second insulating film 205 source electrode 206 drain electrode 611 base 612 gate electrode 613 gate insulating layer 614 oxide semiconductor layer 615 second insulating layer 616 contact Region 617 Drain (source) electrode 618 Drain (source) electrode 619 Electrode 620 Light emitting layer 621 Electrode 622 Interlayer insulating film 711 Substrate 712 Gate electrode 713 First insulating film 714 Oxide semiconductor layer 715 Second insulating film 716 Contact region 717 Source electrode 718 Drain electrode 719 Electrode 720 Light emitting layer 721 High resistance film 722 Liquid crystal cell or electrophoretic particle cell 723 High resistance film 801 Transistor 802 Transistor 803 Capacitor 804 Organic EL layer 805 Scanning electrode line 806 Signal electrode line 807 Common electrode line 1401 Base 1402 Oxide semiconductor layer 1403 Second insulating film 1404 Contact region 1405 Gate electrode 1406 Source electrode 1407 Drain electrode

Claims (12)

基板上に、ゲート電極と、第1の絶縁膜と、酸化物半導体層と、第2の絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、を少なくとも有する薄膜トランジスタの製造方法であって、
基板上に、ゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の上に第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜の上に酸化物半導体層を形成する工程と、
前記酸化物半導体層をパターニングする工程と、
前記酸化物半導体層の上に前記第2の絶縁膜を酸化性ガスが含まれる雰囲気で形成する工程と、
前記第2の絶縁膜を、不活性ガスを含むエッチングガスを用いてパターニングし、前記酸化物半導体層における電極とのコンタクト領域を露出させ、かつ該コンタクト領域を低抵抗化する工程と、
前記コンタクト領域にソース電極およびドレイン電極となる電極層を形成する工程と、
前記電極層をパターニングしてソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
を含み、
前記薄膜トランジスタのオン・オフ比が10 以上である
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor having a gate electrode, a first insulating film, an oxide semiconductor layer, a second insulating film, a source electrode, and a drain electrode on a substrate,
Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a first insulating film on the gate electrode;
Forming an oxide semiconductor layer on the first insulating film;
Patterning the oxide semiconductor layer;
Forming the second insulating film on the oxide semiconductor layer in an atmosphere containing an oxidizing gas;
Patterning the second insulating film using an etching gas containing an inert gas, exposing a contact region with the electrode in the oxide semiconductor layer, and reducing the resistance of the contact region;
Forming an electrode layer to be a source electrode and a drain electrode in the contact region;
Patterning the electrode layer to form a source electrode and a drain electrode;
Only including,
The method of manufacturing a thin film transistor, wherein an on / off ratio of the thin film transistor is 10 6 or more .
基板上に、ゲート電極と、酸化物半導体層と、第2の絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、を少なくとも有する薄膜トランジスタの製造方法であって、
基板上に酸化物半導体層を形成する工程と、
前記酸化物半導体層をパターニングする工程と、
前記酸化物半導体層の上に第2の絶縁膜を酸化性ガスが含まれる雰囲気で形成する工程と、
前記第2の絶縁膜を、不活性ガスを含むエッチングガスを用いてパターニングし、前記酸化物半導体層における電極とのコンタクト領域を露出させ、かつ該コンタクト領域を低抵抗化する工程と、
前記コンタクト領域にソース電極およびドレイン電極となる電極層を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程と、
前記電極層をパターニングしてソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
を含み、
前記薄膜トランジスタのオン・オフ比が10 以上である
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor having, on a substrate, at least a gate electrode, an oxide semiconductor layer, a second insulating film, a source electrode, and a drain electrode,
Forming an oxide semiconductor layer over the substrate;
Patterning the oxide semiconductor layer;
Forming a second insulating film on the oxide semiconductor layer in an atmosphere containing an oxidizing gas;
Patterning the second insulating film using an etching gas containing an inert gas, exposing a contact region with the electrode in the oxide semiconductor layer, and reducing the resistance of the contact region;
Forming an electrode layer to be a source electrode and a drain electrode in the contact region;
Forming a gate electrode on the second insulating film;
Patterning the electrode layer to form a source electrode and a drain electrode;
Only including,
The method of manufacturing a thin film transistor, wherein an on / off ratio of the thin film transistor is 10 6 or more .
前記酸化性ガスとして、O/Ar混合ガスが用いられ、その混合比は10体積%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 3. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein an O 2 / Ar mixed gas is used as the oxidizing gas, and a mixing ratio thereof is 10% by volume or more. 前記酸化物半導体層は、InとZnとSnの少なくとも一つを含む酸化物またはIn、Zn、およびGaを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   4. The thin film transistor according to claim 1, wherein the oxide semiconductor layer includes an oxide containing at least one of In, Zn, and Sn, or In, Zn, and Ga. 5. Method. 前記第2の絶縁膜は、アモルファス酸化物絶縁体であり、昇温脱離分析により観測した際にO2 およびOとして観測される成分を3.8×1019個/cm以上含有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 The second insulating film is an amorphous oxide insulator and contains 3.8 × 10 19 / cm 3 or more of components observed as O 2 + and O + when observed by thermal desorption analysis. 4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein: 前記第2の絶縁膜が、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   5. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the second insulating film is any one of silicon oxide, silicon oxynitride, and aluminum oxide. 前記酸化物半導体層の伝導率が10−3S/cm以上10−7S/cm以下であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 7. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the oxide semiconductor layer has a conductivity of 10 −3 S / cm or more and 10 −7 S / cm or less. 請求項1から7のいずれか1項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする薄膜トランジスタ。   A thin film transistor manufactured by the manufacturing method according to claim 1. 表示素子の電極に、請求項8に記載の薄膜トランジスタのソースまたはドレイン電極が接続されていることを特徴とする表示装置。   A display device, wherein the source or drain electrode of the thin film transistor according to claim 8 is connected to an electrode of the display element. 前記表示素子は、エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項9に記載の表示装置。   The display device according to claim 9, wherein the display element is an electroluminescence element. 前記表示素子は、液晶セルであることを特徴とする請求項9に記載の表示装置。   The display device according to claim 9, wherein the display element is a liquid crystal cell. 基板上に前記表示素子および前記薄膜トランジスタが二次元状に複数配されていることを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の表示装置。   The display device according to claim 9, wherein a plurality of the display elements and the thin film transistors are two-dimensionally arranged on a substrate.
JP2007328736A 2007-05-30 2007-12-20 Thin film transistor manufacturing method and display device using oxide semiconductor Active JP5406449B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007328736A JP5406449B2 (en) 2007-05-30 2007-12-20 Thin film transistor manufacturing method and display device using oxide semiconductor

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007143503 2007-05-30
JP2007143503 2007-05-30
JP2007287401 2007-11-05
JP2007287401 2007-11-05
JP2007328736A JP5406449B2 (en) 2007-05-30 2007-12-20 Thin film transistor manufacturing method and display device using oxide semiconductor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009135380A JP2009135380A (en) 2009-06-18
JP5406449B2 true JP5406449B2 (en) 2014-02-05

Family

ID=40866969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007328736A Active JP5406449B2 (en) 2007-05-30 2007-12-20 Thin film transistor manufacturing method and display device using oxide semiconductor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5406449B2 (en)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI622175B (en) 2008-07-31 2018-04-21 半導體能源研究所股份有限公司 Semiconductor device
JP5616038B2 (en) * 2008-07-31 2014-10-29 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
EP2426098B1 (en) 2009-04-28 2015-01-21 Mitsui Chemicals, Inc. Process for producing polyhydric phenol
KR20200031709A (en) * 2009-06-30 2020-03-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Method for manufacturing semiconductor device
WO2011007675A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2011010542A1 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR101041866B1 (en) 2009-07-28 2011-06-15 재단법인대구경북과학기술원 Method of fabricating Semiconductor Device
KR102097932B1 (en) 2009-07-31 2020-04-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN102473734B (en) * 2009-07-31 2015-08-12 株式会社半导体能源研究所 Semiconductor device and manufacture method thereof
TWI634642B (en) * 2009-08-07 2018-09-01 半導體能源研究所股份有限公司 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2011054812A (en) * 2009-09-03 2011-03-17 Hitachi Ltd Thin film transistor, and method for manufacturing the same
KR101746198B1 (en) 2009-09-04 2017-06-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Display device and electronic device
CN105609566B (en) * 2009-09-16 2018-10-26 株式会社半导体能源研究所 Semiconductor devices and its manufacturing method
US9715845B2 (en) 2009-09-16 2017-07-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device
CN102576507B (en) * 2009-09-28 2015-08-05 凸版印刷株式会社 Active-matrix substrate and manufacture method thereof and image display device
WO2011043217A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and electronic device including the same
KR20130130879A (en) * 2009-10-21 2013-12-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Method for manufacturing semiconductor device
WO2011049230A1 (en) 2009-10-21 2011-04-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Voltage regulator circuit
WO2011048924A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device including display device
JP5599026B2 (en) * 2009-10-23 2014-10-01 キヤノン株式会社 Thin film transistor manufacturing method
EP2494601A4 (en) 2009-10-30 2016-09-07 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and method for manufacturing the same
WO2011055474A1 (en) * 2009-11-09 2011-05-12 シャープ株式会社 Active matrix substrate, liquid crystal display panel provided with same, and method for manufacturing active matrix substrate
JP5727204B2 (en) 2009-12-11 2015-06-03 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
CN102656683B (en) * 2009-12-11 2015-02-11 株式会社半导体能源研究所 Semiconductor device
WO2011077916A1 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
JP2011142174A (en) * 2010-01-06 2011-07-21 Fujifilm Corp Film forming method and semiconductor device
KR101675113B1 (en) 2010-01-08 2016-11-11 삼성전자주식회사 Transistor and method of manufacturing the same
KR101844085B1 (en) * 2010-01-22 2018-03-30 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device
CN105590964B (en) * 2010-02-05 2019-01-04 株式会社半导体能源研究所 Semiconductor device
KR101084192B1 (en) 2010-02-16 2011-11-17 삼성모바일디스플레이주식회사 An organic light emitting display device
JP5740169B2 (en) 2010-02-19 2015-06-24 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing transistor
KR101832119B1 (en) * 2010-02-19 2018-02-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device
JP5727832B2 (en) * 2010-03-31 2015-06-03 株式会社半導体エネルギー研究所 Transistor
KR101319200B1 (en) * 2010-06-01 2013-10-16 샤프 가부시키가이샤 Thin film transistor
WO2011151970A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 シャープ株式会社 Thin film transistor, contact structure, substrate, display device, and processes for producing same
KR20180088759A (en) * 2010-07-27 2018-08-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8487844B2 (en) * 2010-09-08 2013-07-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. EL display device and electronic device including the same
US8546892B2 (en) * 2010-10-20 2013-10-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
TWI555205B (en) 2010-11-05 2016-10-21 半導體能源研究所股份有限公司 Semiconductor device and method for manufacturing the same
US9202822B2 (en) 2010-12-17 2015-12-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9443984B2 (en) * 2010-12-28 2016-09-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
TWI570809B (en) 2011-01-12 2017-02-11 半導體能源研究所股份有限公司 Semiconductor device and manufacturing method thereof
TWI535032B (en) * 2011-01-12 2016-05-21 半導體能源研究所股份有限公司 Method for manufacturing semiconductor device
US8916867B2 (en) * 2011-01-20 2014-12-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Oxide semiconductor element and semiconductor device
US8841664B2 (en) * 2011-03-04 2014-09-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US8927329B2 (en) * 2011-03-30 2015-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing oxide semiconductor device with improved electronic properties
JP5883699B2 (en) * 2011-04-13 2016-03-15 株式会社半導体エネルギー研究所 Programmable LSI
JP6023453B2 (en) * 2011-04-15 2016-11-09 株式会社半導体エネルギー研究所 Storage device
US9660092B2 (en) 2011-08-31 2017-05-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Oxide semiconductor thin film transistor including oxygen release layer
JP2013093561A (en) * 2011-10-07 2013-05-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Oxide semiconductor film and semiconductor device
US8969130B2 (en) * 2011-11-18 2015-03-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Insulating film, formation method thereof, semiconductor device, and manufacturing method thereof
US9553201B2 (en) 2012-04-02 2017-01-24 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor, thin film transistor array panel, and manufacturing method of thin film transistor
KR20130111874A (en) 2012-04-02 2013-10-11 삼성디스플레이 주식회사 Thin film transistor, thin film transistor array panel and display device including the same, and manufacturing method of thin film transistor
JP5960626B2 (en) * 2013-03-08 2016-08-02 富士フイルム株式会社 Manufacturing method of semiconductor device provided with thin film transistor
TWI809474B (en) * 2013-05-16 2023-07-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 Semiconductor device
JP6561366B2 (en) 2016-03-16 2019-08-21 株式会社Joled Semiconductor device and manufacturing method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004193446A (en) * 2002-12-13 2004-07-08 Sanyo Electric Co Ltd Method for manufacturing semiconductor device and method for manufacturing thin-film transistor
JP2006100760A (en) * 2004-09-02 2006-04-13 Casio Comput Co Ltd Thin-film transistor and its manufacturing method
JP4958253B2 (en) * 2005-09-02 2012-06-20 財団法人高知県産業振興センター Thin film transistor
JP2007109918A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Toppan Printing Co Ltd Transistor and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009135380A (en) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5406449B2 (en) Thin film transistor manufacturing method and display device using oxide semiconductor
JP5361249B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor using oxide semiconductor
JP5305630B2 (en) Manufacturing method of bottom gate type thin film transistor and manufacturing method of display device
KR101146574B1 (en) Method for manufacturing thin film transistor using oxide semiconductor and display apparatus
WO2008069255A1 (en) Method for manufacturing thin film transistor using oxide semiconductor and display apparatus
JP5354999B2 (en) Method for manufacturing field effect transistor
JP5725698B2 (en) Amorphous oxide semiconductor and thin film transistor using the amorphous oxide semiconductor
KR101028722B1 (en) Thin-film transistor and display deivce oxide semiconductor and gate dielectric having an oxygen concentration gradient
JP5196813B2 (en) Field effect transistor using amorphous oxide film as gate insulating layer

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20090323

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20090427

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100617

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20100730

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101213

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20101227

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20120727

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20120730

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20120731

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20120831

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130408

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20130701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130917

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131101

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5406449

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151