JP5418563B2 - Thin film transistor manufacturing method and manufacturing apparatus using oxide semiconductor - Google Patents
Thin film transistor manufacturing method and manufacturing apparatus using oxide semiconductor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5418563B2 JP5418563B2 JP2011214414A JP2011214414A JP5418563B2 JP 5418563 B2 JP5418563 B2 JP 5418563B2 JP 2011214414 A JP2011214414 A JP 2011214414A JP 2011214414 A JP2011214414 A JP 2011214414A JP 5418563 B2 JP5418563 B2 JP 5418563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- light
- oxide
- flash lamp
- film transistor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 88
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 86
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 61
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 216
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 116
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 115
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 114
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 103
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 62
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 36
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 36
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 19
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 19
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 claims description 18
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 137
- 230000008569 process Effects 0.000 description 127
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 102
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 102
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 61
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 38
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 35
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 26
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 19
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 17
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 17
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 16
- 230000009471 action Effects 0.000 description 15
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 15
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 14
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 13
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- -1 oxygen radical Chemical class 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 2
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020868 Sn-Ga-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007604 Zn—Sn—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02551—Group 12/16 materials
- H01L21/02554—Oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02565—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/7869—Thin 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
本発明は、液晶パネル、有機ELディスプレイ等の映像ディスプレイを駆動するアクティブ素子である酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ(TFT)の製造方法および製造装置に関するものであり、特に酸化物半導体を用いたTFTの動作改善に係る方法および装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a thin film transistor (TFT) using an oxide semiconductor which is an active element for driving a video display such as a liquid crystal panel and an organic EL display, and more particularly, a TFT using an oxide semiconductor. The present invention relates to a method and an apparatus related to the improvement of the operation.
図22に、映像ディスプレイを駆動するアクティブ素子である薄膜トランジスタ(TFT)の構成例を示す。図22は、例として、ボトムゲート型のTFTの構造例を示す。基板100上の1つの画素領域内に形成された例えばTa,Mo,Alなどからなるゲート101の上部に、例えばSiNx膜からなるゲート絶縁膜102が施される。さらにその上部には半導体層103が重畳される。この半導体層103の一部に、例えば低抵抗のAl系合金からなるソース104、ドレイン106が設けられる。以上のように構成されたTFTのソース104には、例えば低抵抗のAl系合金層からなるソース配線105が設けられ、ドレイン106には例えば低抵抗のAl系合金層からなるドレイン配線107が設けられる。また図示を省略したがゲート101にはゲート配線が設けられる。
FIG. 22 shows a configuration example of a thin film transistor (TFT) which is an active element for driving a video display. FIG. 22 shows a structure example of a bottom gate type TFT as an example. A gate insulating film 102 made of, for example, a SiNx film is applied on an upper portion of the gate 101 made of, for example, Ta, Mo, Al, etc., formed in one pixel region on the
このようなTFT、ソース配線、ドレイン配線、ゲート配線の上部を覆うように例えばアクリル系樹脂からなる層間絶縁膜(有機絶縁膜)108が設けられる。層間絶縁膜108の一部はフォトエッチング処理によって除去され、ドレイン配線107上にコンタクトホール109が形成される。この層間絶縁膜108の表面全体に画素電極である液晶駆動用電極110(透明電極(ITO))が設けられる。よって、液晶駆動用電極110はコンタクトホール109を介してドレイン配線107と接続されるとともに、層間絶縁膜108を介してソース配線105上方、不図示のゲート配線上方にも設けることが可能となる。すなわち、液晶駆動用電極110の有効面積(開口率)を大きくすることが可能となる。 An interlayer insulating film (organic insulating film) 108 made of, for example, an acrylic resin is provided so as to cover the upper part of such TFT, source wiring, drain wiring, and gate wiring. A part of the interlayer insulating film 108 is removed by a photoetching process, and a contact hole 109 is formed on the drain wiring 107. A liquid crystal driving electrode 110 (transparent electrode (ITO)), which is a pixel electrode, is provided on the entire surface of the interlayer insulating film 108. Therefore, the liquid crystal driving electrode 110 is connected to the drain wiring 107 through the contact hole 109 and can also be provided above the source wiring 105 and the gate wiring (not shown) through the interlayer insulating film 108. That is, the effective area (aperture ratio) of the liquid crystal driving electrode 110 can be increased.
現在の映像ディスプレイ産業においては、基板としてガラスを採用し、TFTの半導体層としては、水素化アモルファスシリコン(a−Si:H)膜が用いたLCD(液晶パネル)が中心となっている。すなわち、近年大型化している映像ディスプレイにおいて、水素化アモルファスシリコン(a−Si:H)膜は、大面積の基板上に、ガラス基板が溶融しないような比較的低い温度(250〜300°C程度)で成膜可能であるので、TFTの半導体層として有用である。 In the current video display industry, LCD (liquid crystal panel) using glass as a substrate and using a hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) film as a semiconductor layer of TFT is mainly used. That is, in a video display that has been increasing in size in recent years, a hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) film is formed on a large area substrate at a relatively low temperature (about 250 to 300 ° C.) at which the glass substrate does not melt. ) Is useful as a semiconductor layer of a TFT.
以上のようにTFTの半導体層材料として有用なa−Si:Hであるが、電子移動度が低いという欠点がある。そのため、アクティブ素子の高速動作が要求される三次元ディスプレイパネルへ適用するには特性が不十分である。これに対応して電子移動度がa−Si:Hよりも高い半導体層材料として多結晶シリコン(p−Si)を採用することが考えられる。
しかしながら、p−Si膜は、製造工程がa−Si:H膜より長く、大型基板では製造が難しいという難点がある。
As described above, although it is a-Si: H useful as a semiconductor layer material of TFT, there is a defect that electron mobility is low. Therefore, the characteristics are insufficient for application to a three-dimensional display panel that requires high-speed operation of an active element. Corresponding to this, it is conceivable to employ polycrystalline silicon (p-Si) as a semiconductor layer material whose electron mobility is higher than that of a-Si: H.
However, the p-Si film has a drawback that the manufacturing process is longer than that of the a-Si: H film, and it is difficult to manufacture with a large substrate.
また、近年、有機EL素子や電気泳動素子を利用し、フレキシブル基板を用いた映像ディスプレイの研究が進んでいる。フレキシブル基板としては、プラスチックフィルムなどが用いられる。ここで、プラスチックフィルムを用いたフィルム基板は耐熱性が150°C程度と低く、TFTの半導体層としてa−Si:Hを用いる場合、a−Si:H膜の成膜工程においてフィルム基板にダメージが生じる。仮に、150°C以下でa−Si:H膜を成膜した場合、アクティブ素子としてのTFT性能が低下するという不具合が発生する。
また、TFTの半導体層としてp−Siを用いる場合も、p−Si膜の成膜工程において600°C以上の熱処理工程が必要であり、フィルム基板上にp−Si膜を成膜することは不可能である。
In recent years, research on video displays using a flexible substrate using an organic EL element or an electrophoretic element has been advanced. A plastic film or the like is used as the flexible substrate. Here, a film substrate using a plastic film has a low heat resistance of about 150 ° C., and when a-Si: H is used as a semiconductor layer of a TFT, the film substrate is damaged in the film formation process of the a-Si: H film. Occurs. If an a-Si: H film is formed at 150 ° C. or lower, the TFT performance as an active element is degraded.
Also, when p-Si is used as the semiconductor layer of the TFT, a heat treatment step of 600 ° C. or higher is required in the p-Si film forming step, and it is impossible to form a p-Si film on the film substrate. Impossible.
上記したような現状に対して、近年半導体層材料として、フィルム基板の耐熱温度以下(例えば、室温程度)の温度で成膜可能で、電子移動度がa−Si:Hの10倍以上である酸化物半導体が注目されている。
特許文献1には、TFTの半導体層材料に適用される酸化物半導体として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)からなる酸化物(以下、IGZOと称する)のアモルファス薄膜をTFTの半導体層として用いる例が示されている。
IGZOアモルファス薄膜の場合、スパッタリング法等の汎用な成膜方法を用いて、低温で成膜することが可能であり、また結晶粒界が無いという利点を有するので、柔軟性、低温プロセスが要求される上記したようなフィルム基板上にも成膜が可能であり、また大型基板に対して特性が均一なTFTを構築することが可能となる。
In contrast to the current situation as described above, in recent years, a semiconductor layer material can be formed at a temperature lower than the heat resistant temperature of the film substrate (for example, about room temperature), and the electron mobility is 10 times or more that of a-Si: H. Oxide semiconductors are attracting attention.
In
In the case of an IGZO amorphous thin film, it is possible to form a film at a low temperature by using a general-purpose film forming method such as a sputtering method, and since there is an advantage that there is no crystal grain boundary, flexibility and a low temperature process are required. It is possible to form a film on a film substrate as described above, and to construct a TFT having uniform characteristics over a large substrate.
酸化物半導体は、上記したように電子移動度がa−Si:Hの10倍以上であるので、高速動作が可能な液晶と組み合わせることにより高速応答の液晶パネルを構成することが可能となる。このような液晶パネルは、三次元ディスプレイパネルにも適用可能である。特に、酸化物半導体TFTを用いたアクティブ素子とブルーフェーズ液晶を組み合わせることにより、液晶パネルの表示方式としてフィールドシーケンシャルカラー方式を採用することが可能となる。 As described above, an oxide semiconductor has an electron mobility of 10 times or more that of a-Si: H. Therefore, a liquid crystal panel with high-speed response can be configured by combining with an liquid crystal capable of high-speed operation. Such a liquid crystal panel can also be applied to a three-dimensional display panel. In particular, by combining an active element using an oxide semiconductor TFT and a blue phase liquid crystal, a field sequential color method can be adopted as a display method for a liquid crystal panel.
通常のa−Si:H膜を使用したTFTを搭載した液晶パネルと酸化物半導体膜を使用したTFTを搭載した液晶パネルとを比較すると、駆動電力を同等とした場合、酸化物半導体使用TFTチップの面積はa−Si:H使用TFTチップの面積より小さくなるので、酸化物半導体膜を使用したTFTを搭載した液晶パネルの開口率がa−Si:H膜を使用したTFTを搭載した液晶パネルと比較して大きくなる。すなわち、開口率向上による省エネ化が酸化物半導体膜を使用したTFTを搭載した液晶パネルにおいて可能となる。
また、酸化物半導体使用TFTチップの面積とa−Si:H使用TFTチップの面積が同じである場合、前者へ流すことができる電流は、後者へ流すことができる電流より大きい。よって、有機EL素子(有機発光ダイオード、Organic light−emitting diode:OLED)と酸化物半導体膜を使用したTFTとを組み合わせた有機ELディスプレイの高輝度化が可能となる。
なお、上記したTFTに使用される酸化物半導体の例として、アモルファスIGZO以外に、2成分系In−Zn−O、In−Ga−O、Zn−Sn−O、3成分系Sn−Ga−Zn−O等の金属酸化物が非特許文献1において報告されている。
Comparing a liquid crystal panel mounted with a TFT using an ordinary a-Si: H film and a liquid crystal panel mounted with a TFT using an oxide semiconductor film, the TFT chip using an oxide semiconductor is used when the driving power is equal. Is smaller than the area of the TFT chip using the a-Si: H, so that the liquid crystal panel mounted with the TFT using the oxide semiconductor film has a liquid crystal panel mounted with the TFT using the a-Si: H film. It becomes larger than That is, energy saving by improving the aperture ratio is possible in a liquid crystal panel mounted with a TFT using an oxide semiconductor film.
Further, when the area of the TFT chip using the oxide semiconductor and the area of the TFT chip using the a-Si: H are the same, the current that can flow to the former is larger than the current that can flow to the latter. Therefore, it is possible to increase the luminance of an organic EL display in which an organic EL element (organic light-emitting diode (OLED)) and a TFT using an oxide semiconductor film are combined.
Note that as examples of the oxide semiconductor used for the above-described TFT, in addition to amorphous IGZO, two-component In—Zn—O, In—Ga—O, Zn—Sn—O, and three-component Sn—Ga—Zn are used. Non-patent
ここでIGZO等の酸化膜は、通常、水素が混入していて酸素欠陥が生じており半導体特性は示さない。よってIGZO等の酸化膜の酸素欠陥を回復させて、同膜に半導体特性を付与するため、従来は酸化膜の熱処理が行われてきた。例えば特許文献2には、IGZOである酸化膜に対し、酸化性ガス(例えば、酸素ラジカル、オゾン、水蒸気、酸素)雰囲気中において、200°C以上600°C以下の条件にて熱アニールを行うことにより、酸化膜に半導体特性を付与してTFTの特性改善を行うことが記載されている。具体的には、熱処理温度400°Cで1時間熱処理を行うことが示されている。
また、特許文献3には、アモルファスIGZO膜を用いたTFTにおいて水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で温度200〜500°Cで、0.5〜3時間熱処理することが記載されている。
Here, an oxide film such as IGZO usually contains hydrogen, oxygen defects are generated, and does not exhibit semiconductor characteristics. Therefore, in order to recover oxygen defects of an oxide film such as IGZO and impart semiconductor characteristics to the film, heat treatment of the oxide film has been conventionally performed. For example, in
以上のように、半導体層材料としてアモルファス金属酸化物半導体を採用した実用的なTFTを提供するには、基板上に酸化膜を成膜後、熱アニール処理を行う必要がある。そのため、フィルム基板の耐熱温度(例えば、150°C)以下の温度で酸化膜をフィルム基板上に成膜して上記フィルム基板にTFTを構成したとしても、結局、フィルム基板の耐熱温度を越える温度で熱アニール処理を行わないと酸化膜に半導体特性を付与することができず、実用的なTFTの特性を得ることができないので、フィルム基板上に特性が良好なTFTを構築することは難しい。
また、熱処理時間自体、数時間前後行わなければならないので、TFT製造のスループットも大きくなってしまう。
As described above, in order to provide a practical TFT adopting an amorphous metal oxide semiconductor as a semiconductor layer material, it is necessary to perform thermal annealing after forming an oxide film on the substrate. Therefore, even if an oxide film is formed on the film substrate at a temperature lower than the heat resistant temperature of the film substrate (for example, 150 ° C.) and the TFT is formed on the film substrate, the temperature exceeding the heat resistant temperature of the film substrate is eventually reached. If the thermal annealing treatment is not performed, semiconductor characteristics cannot be imparted to the oxide film, and practical TFT characteristics cannot be obtained. Therefore, it is difficult to construct a TFT having good characteristics on the film substrate.
Further, since the heat treatment time itself must be performed for several hours, the throughput of manufacturing the TFT is increased.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、半導体層材料としてアモルファス金属酸化物半導体を採用した薄膜トランジスタ(TFT)を映像ディスプレイのアクティブ素子として製造するにあたり、基板上に設けられた酸化物に半導体特性を付与し、更には半導体特性が付与された酸化物の特性を改善して上記TFT特性を向上させるための酸化物の処理を低温化し、処理時間を短縮化することが可能な酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法、ならびに、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to manufacture a thin film transistor (TFT) employing an amorphous metal oxide semiconductor as a semiconductor layer material as an active element of a video display. A semiconductor property is imparted to the provided oxide, and further, the treatment of the oxide for improving the TFT property is improved by reducing the property of the oxide imparted with the semiconductor property, thereby shortening the treatment time. A thin film transistor manufacturing method using an oxide semiconductor and an apparatus for manufacturing a thin film transistor using an oxide semiconductor are provided.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明のアモルファス金属酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法は、従来の酸化膜の熱アニール処理工程に加えて、酸化膜の活性化処理および活性酸素生成処理を行うものである。
具体的には、本発明においては、酸素含有雰囲気において基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化膜を活性化する波長域とを含む光を照射する工程(以下、工程A)と、少なくとも活性酸素が生成し、酸化膜が活性化した状態で、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する熱アニール工程(以下、工程B)を含むものである。
上記工程Aにおいて、上記波長域の光を照射するランプとしては、波長230nm以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプ、あるいは、例えばキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを用いることができ、上記工程Bにおいて、上記波長域の光を照射するランプとしては、波長800nm以上の波長域を含む光を放出する例えばキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを用いることができる。
すなわち、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
(1)基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造方法であって、酸素含有雰囲気において、基板上に設けられた上記酸化物に対し、以下の工程A,Bを含む処理を行う。
工程A:活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する。この工程Aにおいては、波長230nm以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプからの光を上記酸化物に照射する。
工程B:上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する。この工程Bにおいては、波長800nm以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプからの光を上記酸化物に照射する。
(2)基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置において、酸素含有雰囲気中に保持される、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも1本の第1のランプと、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも1本の第2のランプと、上記第1のランプおよび第2のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第1のランプおよび第2のランプに電力を供給する給電装置とを設ける。
上記第1のランプとして、波長230nm以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプであって、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものを使用し、上記第2のランプとして、波長800nm以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであって、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものを使用する。
(3)上記(2)において、上記薄膜トランジスタの製造装置は、フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を有する。
(4)上記(3)において、上記遮光手段は、希ガス蛍光ランプの一部を包囲する第2の反射鏡である。
(5)上記(3)において、上記遮光手段は、上記反射鏡の反射面の一部に設けられた突起部であり、上記第1のランプおよび第2のランプのうちの一方は上記突起部に包囲されるように配置され、上記第1のランプおよび第2のランプのうちの他方は上記反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置され、突起部の形状、および、この突起部に包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定されている。
(6)基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置において、酸素含有雰囲気中に保持される、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも1本の第1のランプと、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも1本の第2のランプと、上記第1のランプおよび第2のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第1のランプおよび第2のランプに電力を供給する給電装置とを設ける。
上記第1のランプとして、波長230nm以下の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであって、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものを使用し、上記第2のランプとして、波長800nm以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであって、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものを使用する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a method for manufacturing a thin film transistor using an amorphous metal oxide semiconductor according to the present invention includes, in addition to a conventional thermal annealing process for an oxide film, An active oxygen generation process is performed.
Specifically, in the present invention, an amorphous metal oxide film formed on a substrate in an oxygen-containing atmosphere is irradiated with light including a wavelength range where active oxygen is generated and a wavelength range where the oxide film is activated. A light including a wavelength region for heating the oxide so as to promote diffusion of oxygen into the oxide in a state in which active oxygen is generated and an oxide film is activated at least in a state where the oxide is activated (hereinafter, step A). Includes a thermal annealing step (hereinafter, step B).
In the step A, as the lamp for irradiating light in the wavelength range, a rare gas fluorescent lamp that emits light including a wavelength range of 230 nm or less, or a flash lamp such as a xenon flash lamp can be used. In the step B, as the lamp that irradiates light in the wavelength range, a flash lamp such as a xenon flash lamp that emits light including a wavelength range of 800 nm or more can be used.
That is, in the present invention, the above-described problem is solved as follows.
(1) A method of manufacturing a thin film transistor in which at least a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, and a gate insulating film are formed on a substrate, and the semiconductor layer is made of an amorphous metal oxide, in an oxygen-containing atmosphere Then, the process including the following steps A and B is performed on the oxide provided on the substrate.
Step A: Irradiation with light including a wavelength region where active oxygen is generated and a wavelength region where the oxide is activated to extract hydrogen mixed in the oxide. In this step A, the oxide is irradiated with light from a rare gas fluorescent lamp that emits light having a wavelength range of 230 nm or less.
Step B: In a state where hydrogen mixed in the oxide is extracted and active oxygen is generated in the vicinity of the oxide, a wavelength range for heating the oxide to promote diffusion of oxygen into the oxide is set. Irradiate containing light. In this step B, the oxide is irradiated with light from a flash lamp that emits light including a wavelength range of 800 nm or more.
(2) At least a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, and a gate insulating film are formed on a substrate, and the semiconductor layer is held in an oxygen-containing atmosphere in a thin film transistor manufacturing apparatus made of an amorphous metal oxide. At least one first lamp for irradiating the thin film transistor with light, at least one second lamp for irradiating the thin film transistor with light, and light emitted from the first lamp and the second lamp. Is provided to the thin film transistor, and a power supply device for supplying power to the first lamp and the second lamp is provided.
The first lamp is a rare gas fluorescent lamp that emits light including a wavelength range of 230 nm or less, and a wavelength range in which active oxygen is generated relative to the oxide provided on the substrate, and the oxide. The second lamp is a flash lamp that emits light including a wavelength region of 800 nm or more , and that emits light including a wavelength region that extracts hydrogen mixed in the oxide. In the state where hydrogen mixed in the oxide is extracted and active oxygen is generated in the vicinity of the oxide with respect to the oxide provided on the substrate, the diffusion of oxygen into the oxide is promoted. In this case, a material that emits light including a wavelength region for heating the oxide is used.
( 3 ) In the above ( 2 ), the thin-film transistor manufacturing apparatus includes a light-shielding unit that shields light emitted from the flash lamp from being irradiated to the rare gas fluorescent lamp.
( 4 ) In the above ( 3 ), the light shielding means is a second reflecting mirror surrounding a part of the rare gas fluorescent lamp.
( 5 ) In the above ( 3 ), the light shielding means is a protrusion provided on a part of the reflection surface of the reflecting mirror, and one of the first lamp and the second lamp is the protrusion. The other of the first lamp and the second lamp is disposed at a position facing a flat reflecting surface that is not a protrusion of the reflecting mirror, and the shape of the protrusion, and The arrangement position of one lamp surrounded by this projection, and the arrangement position of the other lamp facing the flat reflecting surface that is not the projection of the reflecting mirror are such that light emitted from one lamp is directed to the other lamp. Is determined not to be irradiated.
( 6 ) At least a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, and a gate insulating film are formed on a substrate, and the semiconductor layer is held in an oxygen-containing atmosphere in a thin film transistor manufacturing apparatus made of an amorphous metal oxide. At least one first lamp for irradiating the thin film transistor with light, at least one second lamp for irradiating the thin film transistor with light, and light emitted from the first lamp and the second lamp. Is provided to the thin film transistor, and a power supply device for supplying power to the first lamp and the second lamp is provided.
As the first lamp, I flashlamp der that emits light including a wavelength region of less than the wavelength 230 nm, with respect to the oxide provided on a substrate, the wavelength band active oxygen generating and the oxide It activated using the one that emits light including a wavelength region of abstracting hydrogen to be mixed into the oxide, as the second lamp, Tsu flash lamp der that emits light including a wavelength region longer than the wavelength 800nm In the state where hydrogen mixed in the oxide is extracted and active oxygen is generated in the vicinity of the oxide with respect to the oxide provided on the substrate, the diffusion of oxygen into the oxide is promoted. In this case, a material that emits light including a wavelength region for heating the oxide is used.
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)酸素含有雰囲気において、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Aと、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Bを含む処理を行うようにしたので、工程Aにおいて、上記酸化物半導体近傍に反応性の高い活性酸素を生成させ、アモルファス金属酸化物薄膜の表面における化学結合を切断して、アモルファス金属酸化膜に混入していた水素を引き抜くことができ、工程Bにおいて、アモルファス酸化膜が加熱されることにより、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
工程Aにおいては、上記のように光エネルギーによりアモルファス酸化膜の結合手を切断しているので、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜くことが可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
また、工程Aにおいては、酸素含有雰囲気(例えば、大気中)におけるアモルファス酸化膜に対して光照射が行われるので、当該酸化膜近傍においても反応性が高い活性酸素が形成され、従来の熱エネルギーを用いる場合よりも飛躍的にアモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。
工程Bにおいては、既に工程Aにおいて、アモルファス酸化膜の結合手の切断が成されていて、かつ、活性酸素の形成も行われているので、比較的低温の加熱でアモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現することが可能となる。すなわち、フィルム基板の耐熱温度以下の温度で加熱することが可能となる。また、工程Bはアモルファス酸化膜内への酸素の拡散の促進や当該酸化膜の歪の緩和のみを担当するので、従来と比較して加熱時間が短時間となる。
(2)半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置において、酸素含有雰囲気中に保持される薄膜トランジスタに光照射する第1のランプと、第2のランプと、第1のランプおよび第2のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第1のランプおよび第2のランプに電力を供給する給電装置とを設け、第1のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものを使用し、上記第2のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものを使用しているので、上述した工程Aと工程Bを含む処理を一台の装置で実施することができる。
このため、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜き、アモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
(3)上記第1のランプとして、波長230nm以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプ、あるいはフラッシュランプを用い、上記第2のランプとして、波長800nm以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプを用いることにより、効果的に工程Aと工程Bを含む処理を実施することができる。
(4)第1のランプとして希ガス蛍光ランプを用いた場合において、フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を設けることにより、希ガス蛍光ランプの蛍光体層が、フラッシュランプから放出されるピークパワーの大きな光によりダメージを受けるのを防ぐことができる。
(5)反射鏡の反射面の一部に設けられた突起部を、上記遮光手段として用いることにより、部品点数を少なくし、構造を簡単にすることができる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) For an amorphous metal oxide film formed on a substrate in an oxygen-containing atmosphere, a wavelength region where active oxygen is generated and a wavelength region where the oxide is activated and hydrogen mixed in the oxide is extracted. In the step A of irradiating containing light and in a state where active oxygen is generated in the vicinity of the oxide by extracting hydrogen mixed in the oxide, the oxide is promoted to promote the diffusion of oxygen into the oxide. In the process A, active oxygen having high reactivity is generated in the vicinity of the oxide semiconductor, and the surface of the amorphous metal oxide thin film is formed. In the process B, the amorphous oxide film is heated in step B, and the amorphous oxide film is heated. Hydrogen scan oxide film oxygen is introduced into the bond that has left.
In the process A, since the bond of the amorphous oxide film is cut by light energy as described above, hydrogen can be extracted from the amorphous oxide film in a short time compared to the case of using conventional thermal energy. It becomes possible. Further, the temperature of the amorphous oxide film itself does not rise so much, and even when the semiconductor characteristics are imparted to the amorphous oxide film formed on the film substrate, the film substrate is not damaged by heat.
In Step A, light irradiation is performed on an amorphous oxide film in an oxygen-containing atmosphere (for example, in the air), so that active oxygen having high reactivity is formed in the vicinity of the oxide film, and conventional thermal energy is formed. Oxygen can be introduced into the amorphous oxide film much more dramatically than when using.
In the process B, since the bond of the amorphous oxide film is already cut in the process A and the active oxygen is formed, the entire amorphous oxide film can be heated at a relatively low temperature. It is possible to realize the introduction of oxygen. That is, it becomes possible to heat at a temperature below the heat resistant temperature of the film substrate. In addition, since the process B is responsible only for promoting the diffusion of oxygen into the amorphous oxide film and alleviating the distortion of the oxide film, the heating time is shorter than in the prior art.
(2) In a thin film transistor manufacturing apparatus in which a semiconductor layer is made of an amorphous metal oxide, a first lamp, a second lamp, a first lamp, and a second lamp for irradiating light to a thin film transistor held in an oxygen-containing atmosphere Provided with a reflecting mirror that reflects light emitted from the lamp to the thin film transistor and a power supply device that supplies power to the first lamp and the second lamp. The first lamp is provided on the substrate. As the second lamp, an oxide that emits light including a wavelength region in which active oxygen is generated and a wavelength region in which the oxide is activated to extract hydrogen mixed in the oxide is used. In the state where hydrogen mixed in the oxide is extracted from the oxide provided on the substrate and active oxygen is generated in the vicinity of the oxide, In order to promote the diffusion of oxygen, a material that emits light including a wavelength region that heats the oxide is used, so that the processing including the above-described step A and step B can be performed with one apparatus. it can.
For this reason, hydrogen can be extracted from the amorphous oxide film in a short time and oxygen can be introduced into the amorphous oxide film as compared with the case of using conventional thermal energy. Further, the temperature of the amorphous oxide film itself does not rise so much, and even when the semiconductor characteristics are imparted to the amorphous oxide film formed on the film substrate, the film substrate is not damaged by heat.
(3) A rare gas fluorescent lamp that emits light including a wavelength region of 230 nm or less or a flash lamp is used as the first lamp, and light including a wavelength region of 800 nm or more is used as the second lamp. By using the flash lamp to be emitted, the process including the process A and the process B can be effectively performed.
(4) When a rare gas fluorescent lamp is used as the first lamp, by providing a light shielding means for shielding the light emitted from the flash lamp from being irradiated to the rare gas fluorescent lamp, the fluorescence of the rare gas fluorescent lamp is provided. It is possible to prevent the body layer from being damaged by light having a high peak power emitted from the flash lamp.
(5) By using the protrusion provided on a part of the reflecting surface of the reflecting mirror as the light shielding means, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
1.本発明における薄膜トランジスタの製造工程
本発明は、前記したように、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、酸素含有雰囲気において、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Aと、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Bを含む処理を行うものである。
本発明者らが鋭意研究した結果、本発明にて採用した上記工程A、工程Bを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法を採用することにより、以下に説明する作用が生じ、以下の効果を奏することが確認された。
Embodiments of the present invention will be described below.
1. As described above, the present invention activates the wavelength region where active oxygen is generated and the above oxide in an oxygen-containing atmosphere with respect to an amorphous metal oxide film formed on a substrate. In the step A of irradiating light including a wavelength range for extracting hydrogen mixed in the oxide, and in a state where active oxygen is generated in the vicinity of the oxide by extracting hydrogen mixed in the oxide A treatment including the step B of irradiating light including a wavelength region for heating the oxide so as to promote the diffusion of oxygen into the inside is performed.
As a result of intensive studies by the present inventors, by adopting the method for manufacturing a thin film transistor using an oxide semiconductor including the above-described Step A and Step B employed in the present invention, the following effects occur, and the following It was confirmed that there was an effect.
〔工程A〕
上記したように、工程Aは、酸素含有雰囲気(例えば、大気中)において、基板上に成膜されたアモルファス酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化物半導体膜を活性化する波長域とを含む光を照射する工程である。具体的には、波長230nm以下の紫外線を含む光を、酸素含有雰囲気において、アモルファス酸化物半導体膜に照射するものである。
このような光照射により、以下の作用が発生する。
[Process A]
As described above, in the step A, in the oxygen-containing atmosphere (for example, in the air), the wavelength region in which active oxygen is generated and the wavelength that activates the oxide semiconductor film with respect to the amorphous oxide film formed on the substrate. And irradiating light including a region. Specifically, the amorphous oxide semiconductor film is irradiated with light containing ultraviolet rays having a wavelength of 230 nm or less in an oxygen-containing atmosphere.
The following effects occur due to such light irradiation.
(i)活性酸素生成作用
酸素含有雰囲気(例えば、大気中)に波長230nm以下の紫外線(以下、UVとも称する)を含む光が照射されることにより、以下の化学反応が発生する。
反応1:オゾン生成後、活性酸素生成
大気中の酸素(O2)+ UV → オゾン(O3)
オゾン(O3)+ UV → 活性酸素(Ox)
反応2:酸素分解後、活性酸素生成
大気中の酸素(O2)+ UV → 活性酸素(Ox)
すなわち、酸化物半導体近傍に反応性の高い活性酸素が生成される。
(I) Active oxygen generation action When an oxygen-containing atmosphere (for example, in the air) is irradiated with light containing ultraviolet rays (hereinafter also referred to as UV) having a wavelength of 230 nm or less, the following chemical reaction occurs.
Reaction 1: After generation of ozone, oxygen (O 2 ) + UV → ozone (O 3 ) in the active oxygen generation atmosphere
Ozone (O 3 ) + UV → Active oxygen (O x )
Reaction 2: After oxygen decomposition, oxygen (O 2 ) + UV → active oxygen (O x ) in the active oxygen generating atmosphere
That is, highly reactive active oxygen is generated in the vicinity of the oxide semiconductor.
(ii)酸化物半導体膜の活性化作用
波長230nm以下の紫外線がアモルファス金属酸化半導体膜(例えば、アモルファスIGZO膜)に照射されることにより、当該アモルファス金属酸化物半導体膜の表面が活性化する。具体的には、アモルファスIGZO薄膜の表面における化学結合が切断され、アモルファスIGZO薄膜に混入していた水素が引き抜かれる。
(Ii) Activation of oxide semiconductor film When an amorphous metal oxide semiconductor film (for example, an amorphous IGZO film) is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 230 nm or less, the surface of the amorphous metal oxide semiconductor film is activated. Specifically, the chemical bond on the surface of the amorphous IGZO thin film is broken, and hydrogen mixed in the amorphous IGZO thin film is extracted.
〔工程B〕
(iii)熱アニール作用
少なくとも、アモルファス酸化膜の表面における化学結合が切断され当該酸化膜に混入していた水素が引き抜かれる状態であって、かつ、アモルファス酸化膜近傍に反応性の高い活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射し、アモルファス酸化膜を加熱することにより、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
[Process B]
(Iii) Thermal annealing action At least, the chemical bond on the surface of the amorphous oxide film is broken and hydrogen mixed in the oxide film is extracted, and active oxygen having high reactivity is present in the vicinity of the amorphous oxide film. In the generated state, light including a wavelength region for heating the oxide is irradiated to heat the amorphous oxide film, whereby oxygen is introduced into the bond from which the hydrogen of the amorphous oxide film is released.
なお、工程Aの処理においては、アモルファス酸化膜の表面が活性化するとともに、その近傍に反応性が高い活性酸素が生成されているので、熱アニールを行わなくとも、アモルファス酸化膜の一部において、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
しかしながら、このような酸素導入はアモルファス酸化膜の表層に留まり、当該表層より深い部分における酸素導入は不十分となる。工程Bの熱アニールは、アモルファス酸化膜内への酸素の拡散を促進し、アモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現する。上記工程A、工程Bよりアモルファス酸化膜に半導体特性が付与される。
また、工程Bの熱アニールにより、アモルファス酸化膜の結合手に振動エネルギーが与えられるので、アモルファス酸化膜の分子構造が振動し、その結果当該酸化膜の歪が緩和され、半導体特性が付与される酸化膜は安定な膜となる。
In the process of step A, the surface of the amorphous oxide film is activated and active oxygen having high reactivity is generated in the vicinity thereof. Therefore, even if thermal annealing is not performed, a part of the amorphous oxide film is formed. Then, oxygen is introduced into the bond where the hydrogen of the amorphous oxide film has been released.
However, such oxygen introduction remains in the surface layer of the amorphous oxide film, and oxygen introduction in a portion deeper than the surface layer becomes insufficient. The thermal annealing in step B promotes the diffusion of oxygen into the amorphous oxide film, and realizes oxygen introduction throughout the amorphous oxide film. The semiconductor characteristics are imparted to the amorphous oxide film by the above-mentioned process A and process B.
In addition, since vibration energy is given to the bond of the amorphous oxide film by the thermal annealing in the process B, the molecular structure of the amorphous oxide film vibrates, and as a result, the distortion of the oxide film is relaxed and semiconductor characteristics are imparted. The oxide film becomes a stable film.
従来の熱アニールにより酸化膜に半導体特性を付与して酸化物半導体を使用したTFTの特性向上を行う場合、熱エネルギーによって、水素の脱離および酸素欠陥部への酸素導入を行うことになるので、上記したように400°C程度の高温処理が必要となり、また、処理時間も数時間程度かかる。そのため、耐熱温度が低いフィルム基板上へTFTを設けることは事実上困難であり、また、TFT製造のスループットも大きくなってしまう。 In the case of improving the characteristics of TFTs using oxide semiconductors by imparting semiconductor characteristics to oxide films by conventional thermal annealing, hydrogen is desorbed and oxygen is introduced into oxygen defects by thermal energy. As described above, a high temperature treatment of about 400 ° C. is required, and the treatment time takes several hours. Therefore, it is practically difficult to provide a TFT on a film substrate having a low heat-resistant temperature, and the throughput of manufacturing the TFT is increased.
一方、本発明によれば、上記したような工程A、工程Bの作用により、下記の効果を奏することができる。
(1)工程Aにおいては、光エネルギーによりアモルファス酸化膜の結合手を切断しているので、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜くことが可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
また、工程Aにおいては、酸素含有雰囲気(例えば、大気中)におけるアモルファス酸化膜に対して光照射が行われるので、当該酸化膜近傍においても反応性が高い活性酸素が形成される。よって、従来の熱エネルギーを用いる場合よりも飛躍的にアモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。
(2)工程Bにおいては、既に工程Aにおいて、アモルファス酸化膜の結合手の切断が成されていて、かつ、活性酸素の形成も行われているので、比較的低温の加熱でアモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現することが可能となる。すなわち、フィルム基板の耐熱温度以下の温度で加熱することが可能となる。また、工程Bはアモルファス酸化膜内への酸素の拡散の促進や当該酸化膜の歪の緩和のみを担当するので、従来と比較して加熱時間が短時間となる。
On the other hand, according to the present invention, the following effects can be obtained by the operations of the process A and the process B described above.
(1) In Step A, the bonds of the amorphous oxide film are cut by light energy, so that hydrogen can be extracted from the amorphous oxide film in a shorter time compared to the case of using conventional thermal energy. It becomes. Further, the temperature of the amorphous oxide film itself does not rise so much, and even when the semiconductor characteristics are imparted to the amorphous oxide film formed on the film substrate, the film substrate is not damaged by heat.
In step A, since light irradiation is performed on the amorphous oxide film in an oxygen-containing atmosphere (for example, in the air), active oxygen having high reactivity is formed in the vicinity of the oxide film. Therefore, oxygen can be introduced into the amorphous oxide film dramatically more than when using conventional thermal energy.
(2) In the process B, since the bond of the amorphous oxide film has already been cut and the active oxygen is formed in the process A, the entire amorphous oxide film can be heated at a relatively low temperature. It is possible to realize oxygen introduction over a wide range. That is, it becomes possible to heat at a temperature below the heat resistant temperature of the film substrate. In addition, since the process B is responsible only for promoting the diffusion of oxygen into the amorphous oxide film and alleviating the distortion of the oxide film, the heating time is shorter than in the prior art.
すなわち、本発明の工程A、工程Bを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ(TFT)の製造方法によれば、耐熱温度が低い基板にTFTを形成する場合においても上記基板上に形成された酸化物に対して半導体特性を付与することが可能となり、しかも、従来に比べて短時間で実用的な酸化膜を用いたTFTを製造することが可能となる。 That is, according to the method for manufacturing a thin film transistor (TFT) using an oxide semiconductor including Step A and Step B of the present invention, the oxidation formed on the substrate even when the TFT is formed on the substrate having a low heat-resistant temperature. Semiconductor characteristics can be imparted to an object, and a TFT using a practical oxide film can be manufactured in a shorter time than in the past.
上記工程Aで使用される波長が230nm以下の紫外線を照射する光源としては、希ガス蛍光ランプあるいはフラッシュランプを用いることができる。
希ガス蛍光ランプとしては、例えば、発光管にキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスを封入し、発光管の内周面に少なくとも蛍光体層を設け、一対の外部電極を設けた、波長が230nm以下の紫外線を照射することができるランプを使用する。
また、フラッシュランプは、発光管の内部に例えばキセノンガスを封入し、内部に一対の電極を設けたものであり、後述するように、電極間距離Lが発光管の管径d以上であるフラッシュランプ(ロングアークフラッシュランプともいう)、電極間距離Lが発光管の管径dより小さいフラッシュランプ(ショートアークフラッシュランプともいう)を用いることができる。
A rare gas fluorescent lamp or a flash lamp can be used as a light source for irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 230 nm or less used in the step A.
As the rare gas fluorescent lamp, for example, a rare gas such as xenon, argon, or krypton is sealed in the arc tube, at least a phosphor layer is provided on the inner peripheral surface of the arc tube, and a pair of external electrodes are provided, and the wavelength is 230 nm. A lamp capable of irradiating the following ultraviolet rays is used.
The flash lamp is a lamp in which, for example, xenon gas is sealed inside the arc tube, and a pair of electrodes are provided therein. A lamp (also referred to as a long arc flash lamp) or a flash lamp (also referred to as a short arc flash lamp) in which the distance L between the electrodes is smaller than the tube diameter d of the arc tube can be used.
上記工程Aで使用されるロングアークフラッシュランプとしては、発光管内へのキセノンガスの封入圧力が1.5atm(152kPa)以下のものを用いるのが望ましく、電流密度が4000〜9000A/cm2で点灯させることにより、波長230nm付近に強い放射を得ることができる。また、発光管の破裂といった不具合を回避するために、発光管としては、衝撃波に対して機械的強度が大きいアルミナを用いるのが望ましい。
ショートアークフラッシュランプとしては、発光管内へのキセノンガスの封入圧力が8atm(8.10×105Pa)以下のものを用いるのが望ましく、放電時の放電電流が1500A以上となるように動作させる必要がある。
As the long arc flash lamp used in the above step A, it is desirable to use a xenon gas sealed pressure in the arc tube of 1.5 atm (152 kPa) or less, and lighting at a current density of 4000 to 9000 A / cm 2 . By doing so, strong radiation can be obtained in the vicinity of a wavelength of 230 nm. Further, in order to avoid a problem such as rupture of the arc tube, it is desirable to use alumina having high mechanical strength against shock waves as the arc tube.
As the short arc flash lamp, it is desirable to use a xenon gas sealed pressure in the arc tube of 8 atm (8.10 × 10 5 Pa) or less, and the discharge current at the time of discharge is 1500 A or more. There is a need.
また、上記工程Bで使用される波長800nm以上の波長域を含む光を放出する光源としては、前記したガラス管の内部に例えばキセノンガスを封入し、ガラス管の内部に一対の電極を設けた電極間距離Lが発光管の管径d以上であるフラッシュランプ(ロングアークフラッシュランプ)を用いることができる。
上記ロングアークフラッシュランプの放電時の電流密度を1000〜2000A/cm2とすることにより、波長800nm以上の波長領域において強い放射を得ることができる。
Moreover, as a light source which emits light including a wavelength range of 800 nm or more used in the above-mentioned step B, for example, xenon gas is sealed inside the glass tube, and a pair of electrodes is provided inside the glass tube. A flash lamp (long arc flash lamp) in which the distance L between the electrodes is not less than the tube diameter d of the arc tube can be used.
By setting the current density during discharge of the long arc flash lamp to 1000 to 2000 A / cm 2 , strong radiation can be obtained in a wavelength region of 800 nm or more.
工程A用に上記希ガス蛍光ランプを用い、工程B用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、希ガス蛍光ランプを点灯させながら、複数回、上記ロングアークフラッシュランプを点灯させることにより工程Aと工程Bの処理を行うことができる。
また、上記工程A用にロングアークフラッシュランプを使用し、工程B用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、工程A用のフラッシュランプと、工程B用のフラッシュランプを同時に点灯させる。この場合、工程A用のロングアークフラッシュランプの発光時間は、工程B用のフラッシュランプの発光時間より格段に短く、工程A用のフラッシュランプの発光が終了した後も、工程B用のフラッシュランプは発光を持続する。
なお、工程B用のフラッシュランプを点灯させたのち、工程B用のフラッシュランプが発光している間に、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されるように工程A用のフラッシュランプを点灯させるようにしてもよい。
さらに、上記工程A用にショートアークフラッシュランプを使用し、工程B用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、工程A用のショートアークフラッシュランプを複数回発光させ、ショートアークフラッシュランプの最後の発光タイミングとほぼ同じタイミングで工程B用のロングアークフラッシュランプを発光させる。なお、ショートアークフラッシュランプを複数回点灯させた後に、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、工程B用のロングアークフラッシュランプを発光させても、同様な効果が得られる。
In the case where the rare gas fluorescent lamp is used for the process A and the long arc flash lamp is used for the process B, the long arc flash lamp is turned on a plurality of times while the rare gas fluorescent lamp is turned on. Processes A and B can be performed.
When a long arc flash lamp is used for the process A and the long arc flash lamp is used for the process B, the flash lamp for the process A and the flash lamp for the process B are turned on simultaneously. In this case, the light emission time of the long arc flash lamp for the process A is much shorter than the light emission time of the flash lamp for the process B. Even after the light emission of the flash lamp for the process A is finished, the flash lamp for the process B Continues to emit light.
In addition, after the flash lamp for the process B is turned on, while the flash lamp for the process B emits light, hydrogen mixed in the oxide is extracted and active oxygen is generated in the vicinity of the oxide. Alternatively, the flash lamp for the process A may be turned on.
Further, when the short arc flash lamp is used for the process A and the long arc flash lamp is used for the process B, the short arc flash lamp for the process A is caused to emit light a plurality of times. The long arc flash lamp for process B is caused to emit light at substantially the same timing as the light emission timing. In addition, after the short arc flash lamp is turned on a plurality of times, the long arc flash lamp for process B is caused to emit light in a state where hydrogen mixed in the oxide is extracted and active oxygen is generated in the vicinity of the oxide. However, the same effect can be obtained.
2.本発明における薄膜トランジスタの製造装置の構成例
以下、本発明における薄膜トランジスタの製造装置の実施例について説明する。
〔実施例1〕
図1に、本発明における酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造工程である前記A,Bの工程を実施するための薄膜トランジスタの製造装置の第1の実施例を示す。
図1に示す製造装置において、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化物半導体膜へ光照射するための光源部2は、上記した工程Aの光照射を担当する光源と、工程Bの光照射を担当する光源の二種類の光源から構成される。
2. Configuration Example of Thin Film Transistor Manufacturing Apparatus in the Present Invention Hereinafter, an embodiment of a thin film transistor manufacturing apparatus in the present invention will be described.
[Example 1]
FIG. 1 shows a first embodiment of an apparatus for manufacturing a thin film transistor for carrying out the processes A and B, which are processes for manufacturing a thin film transistor using an oxide semiconductor according to the present invention.
In the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the
工程Aの光照射を担当する光源としては、例えば、希ガス蛍光ランプ10が採用され、工程Bの光照射を担当する光源としては、例えば、キセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプ20が採用される。
図2に上記希ガス蛍光ランプの構成例を示し、図4にフラッシュランプの構成例を示す。図2、図4に示す構造から明らかなように両ランプ10,20の形状は直管状であり、図1に示すように、両ランプ10,20は複数並列に並べられ、これらのランプ10,20に給電するための給電手段4が設けられる。
両ランプの下方にはワークステージ8が設けられ、ワーク7は当該ワークステージ8上に載置される。ワーク7は、前記したアモルファス金属酸化膜を有する基板である。
For example, the rare
FIG. 2 shows a configuration example of the rare gas fluorescent lamp, and FIG. 4 shows a configuration example of the flash lamp. As is apparent from the structure shown in FIGS. 2 and 4, the shapes of the
A
複数の希ガス蛍光ランプ10の本数、および、間隔は、希ガス蛍光ランプ10から放出される波長230nm以下の紫外線を含む光が、ワーク7全体に照射され、かつ、ワーク7上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、フラッシュランプ20の本数、および、間隔は、フラッシュランプ20から放出される熱アニール用の赤外線(IR:例えば、波長800nm以上)を含む光が、ワーク7全体に照射され、かつ、ワーク7上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
The number and interval of the plurality of rare
Similarly, the number and interval of the
図1に示す例では、両ランプ10,20から放出される光がワーク7全体を照射可能なように、直管状の複数の希ガス蛍光ランプ10と直管状の複数のフラッシュランプ20とが交互に、かつ、並列に配置されている。しかし希ガス蛍光ランプ10からの光、フラッシュランプ20からの光が上記したような状態でワーク7上に照射されるのであれば、この配置に限るものではない。
なお、両ランプ10,20の上方には、両ランプ10,20からそれぞれ放出される光を下方に配置されたワーク7へと反射する反射鏡3a,3bが設けられる。
ここで、後で示すように、希ガス蛍光ランプ10においては、ガラス管内部に蛍光体層が設けられた構造を有する。この蛍光体層は、フラッシュランプ20から放出されるピークパワーの大きい光が照射されるとダメージを受けることが分かった。
よって、本発明の薄膜トランジスタの製造装置における光源部2は、希ガス蛍光ランプ10の蛍光体層にフラッシュランプ20から放出される光が照射されないように構成することが必要となる。
In the example shown in FIG. 1, a plurality of straight tube-like rare
Reflecting mirrors 3a and 3b are provided above the
Here, as will be described later, the rare
Therefore, the
図1に示す例においては、フラッシュランプ20から放出される光が希ガス蛍光ランプ10に照射されないように、希ガス蛍光ランプ10の一部を包囲する反射鏡3bが設けられる。上記反射鏡3bは、光源部を構成する各希ガス蛍光ランプ全てに対して設けられる。この反射鏡3bは、フラッシュランプ20から放出される光を遮光して、当該光が希ガス蛍光ランプ10に照射されないようにするとともに、希ガス蛍光ランプ10から放出される光を光源部2の下方に配置されるワーク7へと反射する機能を有する。
反射鏡3aは、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。同様に、反射鏡3bは、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。
In the example shown in FIG. 1, a reflecting mirror 3 b that surrounds a part of the rare
The reflecting mirror 3a is made of, for example, an aluminum plate having a mirror-finished light reflecting surface. Similarly, the reflecting mirror 3b is made of, for example, an aluminum plate having a mirror-finished light reflecting surface.
希ガス蛍光ランプ10、フラッシュランプ20を含む光源部2およびワーク7、および、ワークステージ8は、内部が酸素を含有する雰囲気である処理室1内に配置される。なお、ワーク7とワークステージ8のみを処理室1内に配置し、処理室1に光源部2から放出される光を透過する光透過部材を設けて、光源部を処理室外に配置するようにしてもよい。この場合、上記光透過部材は、光源部2から放出される光が当該光透過部材を介してワーク7へ照射されるように、ワーク7が載置されたワークステージ8と光源部2との間に位置するように設けられる。
The
なお、工程Aに採用される光は、酸素含有雰囲気(例えば、大気中)において、基板上に成膜されたアモルファス酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化膜を活性化する波長域とを含む光であり、酸素含有雰囲気(例えば、大気中)中で著しく吸収される。よって、光源部2とワーク7との距離によっては、ワーク7表面での放射照度が小さくなり、ワーク7近傍での活性酸素の生成や酸化物半導体膜の活性化が不十分となる場合もある。このような不具合が懸念される場合は、希ガス蛍光ランプ10、フラッシュランプ20を含む光源部2とワーク7およびワークステージ8とが配置される処理室1とを、上記のように光透過性窓部材等を用いて空間的に分割し、不活性ガスによるパージ等によって光源部がある空間の酸素含有量をできるだけ低下させ、処理室内のみ酸素を含有する雰囲気とすることが望ましい。
The light employed in the process A is a wavelength region where active oxygen is generated and a wavelength that activates the oxide film with respect to the amorphous oxide film formed on the substrate in an oxygen-containing atmosphere (for example, in the air). And is remarkably absorbed in an oxygen-containing atmosphere (for example, in the air). Therefore, depending on the distance between the
上記したように、工程Aの活性酸素生成作用においては、オゾンが生成される。生成されるオゾンが処理室1の外部に流出することは好ましくないため、処理室1は、処理室1内で生成されたオゾンを排出するための排気手段5と接続される。また、処理室1は、大気中のコンタミネーションの処理室1への流入を抑制するエアフィルタ6が設けられた吸入口6aが設けられている。排気手段5を稼動して処理室1内のオゾンを排気すると、吸入口6aより上記コンタミネーションが殆ど除去された酸素含有ガス(大気等)が処理室1内へ流入する。
上記光源部2へ電力を供給する給電手段4、および、排気手段5の動作は、制御部9によって制御される。
As described above, ozone is generated in the active oxygen generating action of step A. Since it is not preferable that the generated ozone flows out of the
The operation of the power supply means 4 for supplying power to the
図2に希ガス蛍光ランプの構成例を示す。
図2に示すように、希ガス蛍光ランプ10は、例えば、直管状の石英(SiO2)ガラス管の両端が封止され、内部にキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスが封入された放電空間を有する構造のガラス管13と、一対の外部電極である第1の電極11aおよび第2の電極11bを有する。上記第1および第2の電極11a,11bは、ガラス管13の外周面に互いに離間して管軸方向に沿って配設された帯状の外部電極であり、上記第1および第2の電極11a,11bには、保護膜17が施される。
FIG. 2 shows a configuration example of a rare gas fluorescent lamp.
As shown in FIG. 2, the rare
ガラス管13の内周面の光出射方向側に対して反対側の内面に紫外線反射膜14が設けられ(図2(b)参照)、その内周に低軟化点ガラス層15が設けられ、この低軟化点ガラス層15の内周面に、蛍光体層16が設けられる。
紫外線反射膜14は、シリカ粒子(SiO2)とそれ以外の粒子、例えば、アルミナ粒子(Al2O3)から構成される。
低軟化点ガラス層15は、例えば、ホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸ガラスなどの硬質ガラスからなる。
希ガス蛍光ランプ用の給電手段4は、希ガス蛍光ランプ10の第1の電極11a、第2の電極11b間に高周波電圧を供給するものであり、例えば、直流電源とインバータ回路と昇圧トランスから構成される。直流電源から出力される直流電圧は、直流電源と接続されたインバータ回路により高周波交流電圧等の高周波電圧に変換され、インバータ回路に接続された昇圧トランスにより昇圧されて、希ガス蛍光ランプ10の一対の外部電極11a,11bに印加される。
An
The
The low softening
The power supply means 4 for the rare gas fluorescent lamp supplies a high frequency voltage between the first electrode 11a and the second electrode 11b of the rare
第1の電極11a、第2の電極11b間に高周波電圧が印加されると、両電極11a,11b間に誘電体である石英ガラス(放電容器13)を介在させた放電が形成される。その結果、放電空間18に励起された希ガスエキシマ分子が形成され、この希ガスエキシマ分子が基底状態に遷移する際、エキシマ光が放出される。
このエキシマ光により蛍光体が励起され、蛍光体層16から紫外光が発生する。この紫外光は紫外線反射膜14で反射され、紫外線反射膜14が設けられていない開口部分から外部に放射される(図2に示す光放射方向(同図では下方)に放射される)。
本実施例に用いた希ガス蛍光ランプ10においては、ガラス管13内部にキセノンガスを封入し、誘電体バリア放電によって中心波長172nmの紫外線を発生させ、この光により、蛍光体層を励起して、工程Aに用いられる波長230nm以下の光を含む紫外線を発生させた。
When a high frequency voltage is applied between the first electrode 11a and the second electrode 11b, a discharge is formed with quartz glass (discharge vessel 13) as a dielectric interposed between the electrodes 11a and 11b. As a result, a rare gas excimer molecule excited in the discharge space 18 is formed, and excimer light is emitted when the rare gas excimer molecule transitions to the ground state.
The phosphor is excited by the excimer light, and ultraviolet light is generated from the
In the rare
図3に、本実施例で使用した希ガス蛍光ランプから放出される光の分光放射スペクトルを示し、同図の横軸は波長(nm)、縦軸は相対放射強度(%)を示す。
図3(a)は、蛍光体としてプラセオジム付活リン酸ランタン系蛍光体LaPO4:Prを用いて、ガラス管内部にキセノンガスを21kPa封入した場合の分光放射スペクトルであり、波長230nm付近に相対放射強度の最大ピークがある。一方、図3(b)は、蛍光体としてネオジウム付活リン酸イットリウム系蛍光体YPO4:Ndを用いて、ガラス管内部にキセノンガスを13.3kPa封入した場合の分光放射スペクトルであり、波長190nm付近に相対放射強度の最大ピークがある。
FIG. 3 shows the spectral emission spectrum of the light emitted from the rare gas fluorescent lamp used in this example, in which the horizontal axis indicates the wavelength (nm) and the vertical axis indicates the relative radiation intensity (%).
FIG. 3 (a) shows a spectral emission spectrum when praseodymium-activated lanthanum phosphate phosphor LaPO 4 : Pr is used as the phosphor and 21 kPa of xenon gas is sealed inside the glass tube. There is a maximum peak of radiant intensity. On the other hand, FIG. 3B is a spectral emission spectrum in the case where 13.3 kPa of xenon gas is sealed inside a glass tube using neodymium-activated yttrium phosphate phosphor YPO 4 : Nd as the phosphor, and the wavelength There is a maximum peak of relative radiation intensity around 190 nm.
図4にフラッシュランプの構成例を示す。
フラッシュランプ20は、例えば、直管状の石英ガラス管21の両端が封止された構造であり、ランプの長手方向において、両端に第1電極22aと第2電極22bがそれぞれ設けられる。
ガラス管21内には、例えばキセノンガスが封入される。
上記第1、第2電極22a,22bは、発光管であるガラス管21の内部に配置されており、その発光管には、第1電極22aから伸びる外部リード24を封止する封止部23と、第2電極22bから伸びる外部リード24を封止する封止部23がそれぞれ設けられる。
発光管両端より外部へそれぞれ突出する外部リード24は、給電手段に接続される。給電手段は、所定のエネルギーを蓄えるコンデンサを有している。当該コンデンサが充電されると、フラッシュランプ20の一対の電極である第1電極22aと第2電極22bとの間に高電圧が印加される。この状態で、図示を省略したイグナイタ手段によって、電極22a,22b間にトリガがかけられると、フラッシュランプ内で閃光放電が生じてアーク25が発生し、その結果発光管内部のガスが励起され、光が放出される。
図5に、本実施例に使用したキセノンフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長(nm)、縦軸は相対放射強度(%)を示す。
FIG. 4 shows a configuration example of the flash lamp.
The
For example, xenon gas is sealed in the glass tube 21.
The first and second electrodes 22a and 22b are disposed inside a glass tube 21 that is an arc tube, and the arc tube has a sealing portion 23 for sealing an external lead 24 extending from the first electrode 22a. And a sealing portion 23 for sealing the external lead 24 extending from the second electrode 22b.
External leads 24 projecting outward from both ends of the arc tube are connected to the power supply means. The power supply means has a capacitor for storing predetermined energy. When the capacitor is charged, a high voltage is applied between the first electrode 22a and the second electrode 22b, which are a pair of electrodes of the
FIG. 5 shows a spectral emission spectrum of light emitted from the xenon flash lamp used in this example. In the figure, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents relative radiation intensity (%).
〔実験1〕
上記した薄膜トランジスタの製造装置を用いて、以下の条件で基板上のIGZO酸化膜を処理して薄膜トランジスタを製造し、当該薄膜トランジスタのゲート電圧対ドレイン電流特性を調べた。
ここで、上記した工程Aに使用した希ガス蛍光ランプの分光放射スペクトルは図3(b)に示すものと同じであり、工程Bに使用したキセノンフラッシュランプの分光放射スペクトルは図5に示すものと同じである。すなわち、工程Aにおいてワークに照射される光は波長190nm付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が230nm以下である光である。一方、工程Bにおいてワークに照射される光は、波長領域が300〜1100nm程度であって、波長800nm以上の波長領域の強度が大きい光である。
[Experiment 1]
Using the above-described thin film transistor manufacturing apparatus, an IGZO oxide film on the substrate was processed under the following conditions to manufacture a thin film transistor, and the gate voltage versus drain current characteristic of the thin film transistor was examined.
Here, the spectral emission spectrum of the rare gas fluorescent lamp used in Step A is the same as that shown in FIG. 3B, and the spectral emission spectrum of the xenon flash lamp used in Step B is that shown in FIG. Is the same. That is, the light irradiated to the workpiece in the process A is light having a maximum peak of relative radiation intensity near a wavelength of 190 nm and a wavelength region of 230 nm or less. On the other hand, the light irradiated to the workpiece in the process B is light having a wavelength region of about 300 to 1100 nm and high intensity in the wavelength region of 800 nm or more.
IGZO酸化膜の処理条件は以下の通りである。なお、いずれのワークも大気雰囲気に置かれ、温度は室温である。
(条件1)
IGZO酸化膜への工程Aの光照射処理、および、工程Bの光照射処理なし(as deposition状態)
(条件2)
工程A:希ガス蛍光ランプからの照射光のワーク表面での放射照度2.5mW/cm2、照射時間500秒、すなわち、ワーク表面でのエネルギー2.5mW/cm2×500秒=1.25J/cm2
工程B:キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射5回(100s間隔)、なお各発光パルスの発光パルス幅は3ms(半値全幅:FWHM)、各発光におけるワーク表面でのエネルギー7J/cm2
The processing conditions for the IGZO oxide film are as follows. All the workpieces are placed in an air atmosphere, and the temperature is room temperature.
(Condition 1)
IGZO oxide film light irradiation treatment in step A and no light irradiation treatment in step B (as deposition state)
(Condition 2)
Process A: Irradiance 2.5 mW / cm 2 on the workpiece surface of irradiation light from a rare gas fluorescent lamp,
Process B: Flash irradiation of
条件2の発光タイミングチャートは、図6(a)のようになる。同図の上側のチャートは希ガス蛍光ランプ10の発光状態を示し、下側のチャートはフラッシュランプ20の発光状態を示す。横軸は時間(s)、縦軸は相対光強度である。
すなわち、希ガス蛍光ランプ10の発光開始から100s後に1回目のキセノンフラッシュランプによる発光およびワークへの照射を行い、以後、100s間隔でキセノンフラッシュランプの発光およびワークへの照射を4回(計5回)行った。なお、図6(a)において、キセノンフラッシュランプの発光パルス幅は理解を容易にするため誇張して示されている。
The light emission timing chart for
That is, after 100 s from the start of light emission of the rare
(条件3)
工程A:希ガス蛍光ランプからの照射光のワーク表面での放射照度2.5mW/cm2、照射時間800秒、すなわち、ワーク表面でのエネルギー2.5mW/cm2×800秒=2.5J/cm2
工程B:キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射8回(100s間隔)、なお各発光パルスの発光パルス幅は3ms(半値全幅:FWHM)、各発光におけるワーク表面でのエネルギー7J/cm2
条件3の発光タイミングチャートは、図6(b)のようになる。同図の上側のチャートは前記したように、希ガス蛍光ランプ10の発光状態を示し、下側のチャートはフラッシュランプ20の発光状態を示す。横軸は時間(s)、縦軸は相対光強度である。
すなわち、希ガス蛍光ランプ10の発光開始から100s後に1回目のキセノンフラッシュランプによる発光およびワークへの照射を行い、以後、100s間隔でキセノンフラッシュランプの発光およびワークへの照射を7回(計8回)行った。なお、図6(b)において、キセノンフラッシュランプの発光パルス幅は理解を容易にするため誇張して示されている。
(Condition 3)
Process A: Irradiance 2.5 mW / cm 2 on the workpiece surface of irradiation light from a rare gas fluorescent lamp,
Process B: Xenon flash
The light emission timing chart for
That is, after 100 s from the start of light emission of the rare
(条件4)
工程A:なし
工程B:キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射1回、なお発光パルスの発光パルス幅は3ms(半値全幅:FWHM)、ワーク表面でのエネルギー11J/cm2
(Condition 4)
Step A: None Step B: Flash irradiation with a xenon flash lamp once, the emission pulse width of the emission pulse is 3 ms (full width at half maximum: FWHM), and energy on the workpiece surface is 11 J / cm 2
図7に上記した4つの条件でIGZO酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ(TFT)のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す。同図において破線(1)は条件(1)のときの特性曲線であり、実線(2)は条件(2)のときの特性曲線、実線(3)は条件(3)のときの特性曲線、一点鎖線(4)は条件(4)のときの特性曲線である。 FIG. 7 shows gate voltage versus drain current characteristics of a thin film transistor (TFT) in which the IGZO oxide film is processed under the four conditions described above. In the figure, a broken line (1) is a characteristic curve in the condition (1), a solid line (2) is a characteristic curve in the condition (2), a solid line (3) is a characteristic curve in the condition (3), An alternate long and short dash line (4) is a characteristic curve in the condition (4).
図7の破線(1)の特性曲線から明らかなように、IGZO酸化膜に光照射処理を行っていない条件(1)の場合、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、1×10-10A程度でほぼ一定である。すなわち、条件(1)の場合、IGZO酸化膜には半導体特性は付与されておらず、IGZO酸化膜は絶縁膜に近い状態であることが分かる。 As is clear from the characteristic curve of the broken line (1) in FIG. 7, in the case of the condition (1) in which the IGZO oxide film is not subjected to the light irradiation treatment, there is almost no change in the drain current even when the gate voltage is changed. It is almost constant at about × 10 -10 A. That is, in the case of condition (1), it can be seen that the IGZO oxide film is not given semiconductor characteristics, and the IGZO oxide film is in a state close to an insulating film.
条件(2)の場合、工程Aにおいて、IGZO酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図3(b)に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが1.25J/cm2与えられ、工程Bにおいて、IGZO酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから、図5に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが7J/cm2となるフラッシュ光が5回照射された。このとき、図7の実線(2)の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−17V付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−17Vのとき、TFTはon/off動作を行っているので、IGZO酸化膜には半導体特性は付与されている。
In the case of condition (2), in step A, light energy having a spectral emission spectral characteristic shown in FIG. 3B is given to the IGZO oxide film from the rare gas fluorescent lamp in 1.25 J / cm 2 . The IGZO oxide film was irradiated five times from a xenon flash lamp with flash light having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 5 and having a light energy of 7 J / cm 2 on the workpiece surface. At this time, as is apparent from the characteristic curve of the solid line (2) in FIG. 7, the value of the drain current rapidly increases in the vicinity of the gate voltage of −17V.
That is, when the gate voltage is about −17 V, the TFT performs the on / off operation, so that the semiconductor characteristics are imparted to the IGZO oxide film.
条件(3)の場合、工程Aにおいて、IGZO酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図3(b)に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが2.5J/cm2与えられ、工程Bにおいて、IGZO酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから、図5に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが7J/cm2となるフラッシュ光が8回照射された。このとき、図7の実線(3)の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−7V付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−7Vのとき、TFTはon/off動作を行っているので、IGZO酸化膜には半導体特性は付与されている。
In the case of condition (3), in step A, the light energy having the spectral emission spectral characteristic shown in FIG. 3B is given to the IGZO oxide film from the rare gas fluorescent lamp by 2.5 J / cm 2 . The IGZO oxide film was irradiated 8 times from a xenon flash lamp with flash light having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 5 and having a light energy of 7 J / cm 2 on the workpiece surface. At this time, as is apparent from the characteristic curve of the solid line (3) in FIG. 7, the value of the drain current increases rapidly in the vicinity of the gate voltage -7V.
That is, when the gate voltage is about −7 V, the TFT performs the on / off operation, so that the semiconductor characteristics are imparted to the IGZO oxide film.
条件(4)の場合、IGZO酸化膜に対して工程Aの紫外線照射処理は行われず、加熱処理である工程Bのみ行われた。すなわち、IGZO酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図5に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが11J/cm2となるフラッシュ光が1回照射された。
このとき、図7の一点鎖線(4)の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、1×10-7A程度でほぼ一定である。すなわち、条件(4)の場合、IGZO酸化膜には半導体特性は付与されておらず、IGZO酸化膜は導電膜に近い状態であることが分かる。
In the case of condition (4), the ultraviolet irradiation process of the process A was not performed with respect to the IGZO oxide film, and only the process B which is a heat treatment was performed. That is, the IGZO oxide film was irradiated once with flash light having a spectral emission spectral characteristic shown in FIG. 5 from the xenon flash lamp and having a light energy of 11 J / cm 2 on the workpiece surface.
At this time, as is apparent from the characteristic curve of the alternate long and short dash line (4) in FIG. 7, even if the gate voltage is changed, there is almost no change in the drain current, and it is almost constant at about 1 × 10 −7 A. That is, in the condition (4), it can be seen that the IGZO oxide film has no semiconductor characteristics, and the IGZO oxide film is in a state close to the conductive film.
以上の結果から、本発明の工程A、工程Bを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ(TFT)の製造方法を採用することにより、基板上に形成された酸化物が室温状態であっても当該酸化物に対して半導体特性を付与することが可能なことが判明した。
ここで、条件(2)と条件(3)とを比較すると、条件(2)におけるゲート電圧の閾値電圧Vthは約−17Vであり、条件(3)における閾値電圧Vthは約−7Vであり、ゲート電圧0VからのVthの値のシフト量ΔVth(=0−Vth)は、条件(3)のときが小さい。
これは、工程Aにおいて、IGZO酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図3(b)に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が、条件(2)のときより条件(3)のときの方が大きく、条件(3)のときの方が、条件(2)のときと比べると、IGZO酸化膜近傍での活性酸素の生成量が大きく、かつ、IGZO酸化膜表面の活性化度合いが大きいため、アモルファスIGZO薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復が効率よく行われたものと考えられる。
また、工程Bにおいて、IGZO酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図6に示す分光放射スペクトル特性を有するフラッシュ光の照射回数が条件(2)のときより大きい条件(3)のときの方が、条件(2)のときと比べると、IGZO酸化膜への酸素の拡散が十分に行われたものと考えられる。
From the above results, by adopting a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) using an oxide semiconductor including Step A and Step B of the present invention, the oxide formed on the substrate is in a room temperature state. It has been found that semiconductor characteristics can be imparted to the oxide.
Here, when the condition (2) is compared with the condition (3), the threshold voltage Vth of the gate voltage in the condition (2) is about −17V, and the threshold voltage Vth in the condition (3) is about −7V. The shift amount ΔVth (= 0−Vth) of the value of Vth from the gate voltage of 0 V is small in the condition (3).
This is because, in step A, the amount of light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 3B from the rare gas fluorescent lamp to the IGZO oxide film is greater than that in the condition (2). When the condition (3) is larger than the condition (2), the amount of active oxygen generated in the vicinity of the IGZO oxide film is larger, and the degree of activation of the IGZO oxide film surface is greater. Therefore, it is considered that the extraction of hydrogen mixed in the amorphous IGZO thin film and the repair of oxygen defects were efficiently performed.
Further, in the process B, when the number of times of irradiation of the flash light having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 6 from the xenon flash lamp to the IGZO oxide film is larger than that in the condition (2) (3), Compared to the condition (2), it is considered that oxygen was sufficiently diffused into the IGZO oxide film.
更には、条件(3)のときよりもIGZO酸化膜に対する紫外線照射処理時間を長くして図3(b)に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量を大きくし、IGZO酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図5に示す分光放射スペクトル特性を有するフラッシュ光の照射回数を大きくすることにより、閾値電圧のシフト量ΔVthをより小さくすることが可能であると考えられる。
一方、工程Aを省略して工程Bの熱アニール作用のみを施した条件(4)の場合、IGZO酸化膜は、半導体特性が付与されていない。これは、工程Aによる水素引き抜き作用と酸素欠陥の修復作用がIGZO膜になされないまま熱アニールが行われているので、酸素欠陥の修復作用の拡散がなされなかったためと考えられる。
従来の技術のように例えば400°Cで1時間の熱処理が施されれば、酸素欠陥の修復が行われIGZO酸化膜に対して半導体特性が付与されるが、条件(4)の場合、ワークが室温状態であって、キセノンフラッシュランプから与えられるエネルギーが11J/cm2程度であるので、従来技術のような酸素欠陥の修復作用にまでは至らなかったものと考えられる。なお、ドレイン電流の値が増加しているのは、IGZO膜表面の不純物が工程Bの光照射によりIGZO膜内部に拡散していったためと考えられる。
Furthermore, the amount of light energy having the spectral emission spectrum characteristic shown in FIG. 3B is increased by extending the ultraviolet irradiation treatment time for the IGZO oxide film as compared with the condition (3), and the IGZO oxide film Thus, it is considered that the shift amount ΔVth of the threshold voltage can be further reduced by increasing the number of times of irradiation of flash light having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 5 from the xenon flash lamp.
On the other hand, in the case of the condition (4) in which the process A is omitted and only the thermal annealing action of the process B is performed, the IGZO oxide film does not have semiconductor characteristics. This is presumably because diffusion of the oxygen defect repairing action was not performed because the thermal annealing was performed without performing the hydrogen extraction action and the oxygen defect repairing action in the process A on the IGZO film.
For example, if heat treatment is performed at 400 ° C. for 1 hour as in the prior art, oxygen defects are repaired and semiconductor characteristics are imparted to the IGZO oxide film. Is at room temperature and the energy applied from the xenon flash lamp is about 11 J / cm 2 , it is considered that the oxygen defect repairing action as in the prior art has not been achieved. In addition, it is thought that the value of the drain current is increased because impurities on the surface of the IGZO film are diffused inside the IGZO film by the light irradiation in the process B.
上記実験では、工程Aにおいては、図3(b)に示す波長190nm付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が230nm以下である光をワークに照射した。ここで、工程Aにおいて図3(a)に示す波長230nm付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が200〜300nmである光をワークに照射して同様の実験を行ってみたが、実験結果は上記実験と同様の傾向を示した。すなわち、大気雰囲気中に設置され、温度が室温であるワークに対しては、本発明の工程A、工程Bの処理を行ったときのみ、IGZO膜に半導体特性が付与された。 In the above experiment, in step A, the workpiece was irradiated with light having a maximum peak of relative radiation intensity near the wavelength of 190 nm shown in FIG. 3B and a wavelength region of 230 nm or less. Here, in the process A, the same experiment was performed by irradiating the work with light having a maximum peak of the relative radiation intensity near the wavelength of 230 nm shown in FIG. 3A and having a wavelength region of 200 to 300 nm. The experimental results showed the same tendency as the above experiment. That is, the semiconductor characteristics were imparted to the IGZO film only when the workpieces placed in the air atmosphere and having a temperature of room temperature were subjected to the process A and the process B of the present invention.
なお、閾値電圧のシフト量ΔVthの改善効果は、図3(b)に示す分光放射スペクトル特性の光の場合は、図3(a)に示す分光放射スペクトル特性の光の場合と比較して5〜10倍大きかった。
すなわち、波長190nm付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が230nm以下である光をIGZO酸化膜に照射してΔVthの値を所定量小さくする場合の照射時間に対して、波長230nm付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が200〜300nmである光をIGZO酸化膜に照射する場合は、前者と同等の量だけΔVthの値を小さくするためには、前者の場合の照射時間の5〜10倍長い時間照射する必要があった。
これは、前者の光の波長領域が後者の光の波長領域より短波長側にあるので、前者の光のフォトンエネルギーが大きく、IGZO酸化膜近傍での活性酸素の生成量ならびにIGZO酸化膜表面の活性化度合いが大きくなり、アモルファスIGZO薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復がより効率よく行われたためと考えられる。
The effect of improving the threshold voltage shift amount ΔVth is 5 in the case of the light having the spectral emission spectral characteristic shown in FIG. 3B compared to the case of the light having the spectral emission spectral characteristic shown in FIG. It was 10 times larger.
That is, with respect to the irradiation time when the IGZO oxide film is irradiated with light having a maximum relative radiation intensity near the wavelength of 190 nm and a wavelength region of 230 nm or less to reduce the value of ΔVth by a predetermined amount, the wavelength is around 230 nm When the IGZO oxide film is irradiated with light having a maximum peak of relative radiation intensity and a wavelength region of 200 to 300 nm, in order to reduce the value of ΔVth by the same amount as the former, irradiation in the former case is performed. It was necessary to irradiate for 5 to 10 times longer than the time.
This is because the wavelength region of the former light is shorter than the wavelength region of the latter light, the photon energy of the former light is large, the amount of active oxygen generated in the vicinity of the IGZO oxide film and the surface of the IGZO oxide film This is probably because the degree of activation has increased, and the extraction of hydrogen and the repair of oxygen vacancies in the amorphous IGZO thin film have been performed more efficiently.
なお、上記した条件(2)、条件(3)において、工程Bに相当するキセノンフラッシュランプによる複数回のフラッシュ照射は、工程Aの希ガス蛍光ランプによる光照射開始後に略同一の光強度かつ等間隔(100s)で行われたが、これに限るものではない。例えば、図8(a)に示すように、希ガス蛍光ランプによる光照射に先んじてキセノンフラッシュランプによるフラッシュ照射を開始してもよい。あるいは、図示を省略するが、希ガス蛍光ランプによる光照射開始のタイミングと同等のタイミングでキセノンフラッシュランプによるフラッシュ照射を開始してもよい。なお、図8の横軸は時間(相対値)、縦軸は相対光強度である。
また、例えば、図8(b)に示すように、等間隔ではあるが1回の照射毎に光強度が小さくなるように照射してもよい。あるいは図8(c)に示すように、略同一の光強度はあるが1回の照射毎に照射間隔が大きくなるように照射してもよい。
このような照射パターンは、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、両ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
In the above conditions (2) and (3), multiple times of flash irradiation with the xenon flash lamp corresponding to step B are performed with substantially the same light intensity and the like after the start of light irradiation with the rare gas fluorescent lamp in step A. Although performed at intervals (100 s), the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8A, flash irradiation with a xenon flash lamp may be started prior to light irradiation with a rare gas fluorescent lamp. Or although illustration is abbreviate | omitted, you may start the flash irradiation by a xenon flash lamp at the timing equivalent to the timing of the light irradiation start by a rare gas fluorescent lamp. In FIG. 8, the horizontal axis represents time (relative value), and the vertical axis represents relative light intensity.
Further, for example, as shown in FIG. 8B, the irradiation may be performed so that the light intensity decreases at every irradiation, although the intervals are equal. Or as shown in FIG.8 (c), although it is substantially the same light intensity, you may irradiate so that an irradiation interval may become large for every irradiation.
Such an irradiation pattern is appropriately determined in consideration of the type of amorphous oxide film, the film formation state, the heat-resistant temperature of the substrate, the degree of oxygen diffusion, the energy given from both lamps to the amorphous oxide film, and the like.
〔実施例1の変形例〕
図9に実施例1として示した本発明による薄膜トランジスタの製造装置の変形例を示す。上記したように、図1に示す薄膜トランジスタの製造装置においては、フラッシュランプ20および希ガス蛍光ランプ10から放出される光を下方に配置されたワーク7へと反射する反射鏡3aに加え、フラッシュランプ20から放出される光が希ガス蛍光ランプ10に照射されないように、希ガス蛍光ランプ10の一部を包囲する反射鏡3bが設けられている。
[Modification of Example 1]
FIG. 9 shows a modification of the thin film transistor manufacturing apparatus according to the present invention shown as the first embodiment. As described above, in the thin film transistor manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the light emitted from the
一方、図9に示す変形例においては、両ランプ10,20から放出される光を下方に配置されたワーク7へと反射する反射鏡3において、反射面の一部に、光反射面の反対側の面に凸の複数の突起部3cを設けている。
両ランプ10,20のうち一方のランプ(図9ではランプ10)は上記突起部3cに包囲される位置に配置され、他方のランプ(図9ではランプ20)は、反射鏡3の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置される。
ここで、突起部3cの形状、および、この突起部3cに包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡3の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定される。必然的に、他方のランプから放射される光は一方のランプには照射されない
On the other hand, in the modification shown in FIG. 9, in the reflecting
One of the
Here, the shape of the protrusion 3c, the arrangement position of one lamp surrounded by the protrusion 3c, and the arrangement position of the other lamp facing the flat reflecting surface that is not the protrusion of the reflecting
図9に示す例では、上記突起部3cに包囲される位置に配置されるのは希ガス蛍光ランプ10であって、上記平坦な反射面に対向する位置に配置されるのはフラッシュランプ20である。よって、上記したように反射鏡3の突起部3cの形状、両ランプの配置位置を決定することにより、フラッシュランプ20から放出される光は、希ガス蛍光ランプ10には照射されない。すなわち、フラッシュランプ20から放出されるピークパワーの大きい光は希ガス蛍光ランプ10の蛍光体層には照射されないので、当該蛍光体層はフラッシュランプ20から放出される光によるダメージを受けない。なお、上記突起部3cに包囲される位置にフラッシュランプ20を配置し、上記平坦な反射面に対向する位置に希ガス蛍光ランプ10を配置するようにしてもよい。
In the example shown in FIG. 9, the rare
図1に示す薄膜トランジスタの製造装置においては、別個の部材である反射鏡3aおよび複数の反射鏡3bを用いてフラッシュランプ20から放出される光が希ガス蛍光ランプ10に照射されないようにしている。そのため、部品点数が多くなり、また反射鏡3aに対する複数の反射鏡3bの位置合わせも個別に行う必要がある。
一方、本変形例の反射鏡3の場合は、反射鏡3の反射面の一部に複数の突起部3cを設けた一体化構造であるので、部品点数が少なく、また、図1に示す場合における反射鏡3aに対する複数の反射鏡3bの位置合わせといった作業も不要となる。
In the thin film transistor manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the light emitted from the
On the other hand, in the case of the reflecting
〔実施例2〕
上記した実施例1の薄膜トランジスタの製造装置においては、工程Aの光照射を担当する光源として、波長230nm以下の紫外線を含む光を放出する希ガス蛍光ランプが採用されていた。
本実施例2の薄膜トランジスタの製造装置においては、工程Aの光照射を担当する光源として、波長230nm以下の波長領域の光の相対放射強度が大きい光を放出するよう調整されたキセノンフラッシュランプが採用され、工程Bの光照射を担当する光源としては、実施例1と同様、波長領域が300〜1100nm程度であって、波長800nm以上の波長領域の強度が大きい光を放出するキセノンフラッシュランプが採用される。
[Example 2]
In the thin film transistor manufacturing apparatus of Example 1 described above, a rare gas fluorescent lamp that emits light including ultraviolet rays having a wavelength of 230 nm or less was used as a light source in charge of light irradiation in the process A.
In the thin film transistor manufacturing apparatus of the second embodiment, a xenon flash lamp adjusted to emit light having a high relative radiation intensity of light in a wavelength region of 230 nm or less is used as a light source in charge of light irradiation in step A. As a light source in charge of light irradiation in the process B, a xenon flash lamp that emits light having a wavelength region of about 300 to 1100 nm and a high intensity in the wavelength region of 800 nm or more is used as in the first embodiment. Is done.
一般にフラッシュランプは、電極間距離Lが発光管の管径d以上であるタイプのもの(以下、ロングアークフラッシュランプともいう)と、電極間距離Lが発光管の管径dより小さいタイプのもの(以下、ショートアークフラッシュランプともいう)とに大別される。
先に図4に示したフラッシュランプの構成例はロングアークフラッシュランプのものであり、図4に示す例では電極間距離Lは管径dに比べて顕著に長くなっている。
Generally, the flash lamp has a type in which the distance L between the electrodes is equal to or greater than the tube diameter d of the arc tube (hereinafter also referred to as a long arc flash lamp) and a type in which the distance L between the electrodes is smaller than the tube diameter d of the arc tube. (Hereinafter also referred to as a short arc flash lamp).
The configuration example of the flash lamp previously shown in FIG. 4 is that of a long arc flash lamp. In the example shown in FIG. 4, the interelectrode distance L is significantly longer than the tube diameter d.
次に、電極間距離Lが発光管の管径dより小さいショートアークフラッシュランプの構成例を図10に示す。
図10に示すとおり、ショートアークフラッシュランプは、例えば、発光管内部に配置される一対の電極の極間が比較的短く、当該一対の電極から伸びる外部リードが全て発光管の一方の端部から外部へ突出する構成である。
具体的には、ショートアークフラッシュランプ30は、発光管を構成する容器形状の石英ガラス等の光透過性バルブ31と、当該光透過性バルブ31の開口部分(容器形状の開口部分)を封止するステム34とからなる構造である。すなわち、光透過性バルブ31の内部はステム34により封止された密閉状態となる。
発光管である光透過性バルブ31の内部には、図10の上下方向に対面する一対の電極32a,32bが配置される。また、一対の電極32a,32bの間には、図10の左右方向に対面する一対のトリガー用電極33a,33bが配置される。また、光透過性バルブ31の内部には、キセノンガスが封入される。
Next, FIG. 10 shows a configuration example of a short arc flash lamp in which the interelectrode distance L is smaller than the tube diameter d of the arc tube.
As shown in FIG. 10, in the short arc flash lamp, for example, the distance between a pair of electrodes arranged inside the arc tube is relatively short, and all external leads extending from the pair of electrodes are from one end of the arc tube. It is the structure which protrudes outside.
Specifically, the short arc flash lamp 30 seals a light-transmitting bulb 31 made of container-shaped quartz glass or the like constituting the arc tube, and an opening portion of the light-transmitting bulb 31 (a container-shaped opening portion). This is a structure comprising a stem 34. That is, the inside of the light-transmitting bulb 31 is sealed with the stem 34.
A pair of electrodes 32a and 32b facing in the vertical direction in FIG. 10 are arranged inside the light-transmitting bulb 31 which is an arc tube. Further, between the pair of electrodes 32a and 32b, a pair of trigger electrodes 33a and 33b facing in the left-right direction in FIG. 10 are arranged. Also, xenon gas is sealed inside the light transmissive bulb 31.
上記一対の電極32a,32bおよび一対のトリガ用電極33a,33bから伸びる外部リード35,36はステム34を介して光透過性バルブ31の内部から外部へ突出する。なお、各外部リードはステム34により封止され、光透過性バルブ内部の密閉状態は維持される。ステム34より外部へそれぞれ突出する各外部リード35,36は、給電手段に接続される。給電手段は、所定のエネルギーを蓄えるコンデンサを有している。当該コンデンサが充電されると、ショートアークフラッシュランプの一対の電極である第1電極と第2電極32a,32bとの間に高電圧が印加される。この状態で給電手段がトリガ電極33a,33b間に電力を供給してトリガ電極33a,33b間に放電が発生すると、ショートアークフラッシュランプ内で閃光放電が生じる。 External leads 35 and 36 extending from the pair of electrodes 32a and 32b and the pair of trigger electrodes 33a and 33b protrude from the inside of the light transmissive valve 31 to the outside via the stem 34. Each external lead is sealed by the stem 34, and the sealed state inside the light transmissive bulb is maintained. The respective external leads 35 and 36 projecting outward from the stem 34 are connected to the power supply means. The power supply means has a capacitor for storing predetermined energy. When the capacitor is charged, a high voltage is applied between the first electrode, which is a pair of electrodes of the short arc flash lamp, and the second electrodes 32a and 32b. In this state, when the power feeding means supplies power between the trigger electrodes 33a and 33b and discharge occurs between the trigger electrodes 33a and 33b, flash discharge occurs in the short arc flash lamp.
上記したように、本実施例2においては、工程Bの光照射を担当する光源として、実施例1と同様、波長領域が300〜1100nm程度であって、波長800nm以上の波長領域の強度が大きい光を放出するキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプが採用される。キセノンフラッシュランプは、図4に示すように、ロングアークフラッシュランプである。
一方、工程Aの光照射を担当する光源として波長230nm以下の波長領域の光の相対放射強度が大きい光を放出するよう調整されたキセノンフラッシュランプを使用する場合、ロングアークフラッシュランプ、ショートアークフラッシュランプの双方が使用可能である。
As described above, in Example 2, as the light source responsible for the light irradiation in Step B, the wavelength region is about 300 to 1100 nm as in Example 1, and the intensity in the wavelength region of 800 nm or more is high. A flash lamp such as a xenon flash lamp that emits light is used. The xenon flash lamp is a long arc flash lamp as shown in FIG.
On the other hand, when a xenon flash lamp adjusted to emit light having a high relative radiation intensity of light in a wavelength region of 230 nm or less is used as a light source in charge of light irradiation in the process A, a long arc flash lamp or a short arc flash is used. Both lamps can be used.
〔1〕ロングアークフラッシュランプ
まず、工程Aの光照射を担当する光源としてロングアークフラッシュランプを使用する場合について考察する。
一般にフラッシュランプから放出される光のスペクトルは、アーク放電によって生成されるプラズマの温度に依存する。ここでロングアークフラッシュランプは、電極間距離Lは発光管の管径d以上であり、電極間放電により発生するプラズマはほぼ発光管内全体に成長する。そのためプラズマ温度は、発光管内圧力、放電時に電極間を流れる電流値とともに発光管の断面積に依存する。ここで、電流密度=(放電時に電極間を流れる電流値)/(発光管の断面積)と定義したとき、ロングアークフラッシュランプから放出される光のスペクトルは、この電流密度と発光管内圧力に依存することが分かった。
[1] Long Arc Flash Lamp First, a case where a long arc flash lamp is used as a light source in charge of light irradiation in the process A will be considered.
In general, the spectrum of light emitted from a flash lamp depends on the temperature of the plasma generated by the arc discharge. Here, in the long arc flash lamp, the distance L between the electrodes is equal to or greater than the tube diameter d of the arc tube, and the plasma generated by the interelectrode discharge grows almost entirely in the arc tube. Therefore, the plasma temperature depends on the cross-sectional area of the arc tube as well as the pressure inside the arc tube and the current value flowing between the electrodes during discharge. Here, when defined as current density = (current value flowing between electrodes during discharge) / (cross-sectional area of arc tube), the spectrum of light emitted from the long arc flash lamp is the current density and pressure inside the arc tube. It turns out that it depends.
図11は、発光管にキセノンガスを封入し、発光管内部のキセノンガス圧力を0.6atm(60kPa)とし、発光時の電流密度を5096A/cm2としたとき、フラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長(nm)、縦軸は相対放射強度である。本ランプにおいては、波長230nm付近に放射強度の最大ピークがある。よって、本ランプは工程Aの光照射を担当する光源として採用することが可能となる。 FIG. 11 shows the light emitted from the flash lamp when the arc tube is filled with xenon gas, the pressure inside the arc tube is 0.6 atm (60 kPa), and the current density during light emission is 5096 A / cm 2. The spectral emission spectrum of is shown. In the figure, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents relative radiation intensity. In this lamp, there is a maximum peak of radiation intensity in the vicinity of a wavelength of 230 nm. Therefore, this lamp can be employed as a light source in charge of light irradiation in the process A.
一方、上記したように、工程Bの光照射を担当するキセノンフラッシュランプもロングアークフラッシュランプであり、発光管内部にはキセノンガスが封入されている。前記図5に示すフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルから明らかなように、本ランプにおいては、波長800nm以上の波長領域において強い放射が見られる。このときの発光条件は、発光管内部のキセノンガス圧力が0.6atm(60kPa)、発光時の電流密度が1910A/cm2であった。
発明者らがキセノンフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルと電流密度との関係を調査したところ、電流密度が4000〜9000A/cm2であるとき図11に示すような波長230nm付近に強い放射が見られ、工程Aの光照射を担当する光源として有用なことが分かった。また、電流密度が1000〜2000A/cm2であるとき図5に示すような波長800nm以上の波長領域において強い放射が見られ、工程Bの光照射を担当する光源として有用なことが分かった。
On the other hand, as described above, the xenon flash lamp in charge of light irradiation in the process B is also a long arc flash lamp, and the arc tube is filled with xenon gas. As is apparent from the spectral radiation spectrum of the light emitted from the flash lamp shown in FIG. 5, in the present lamp, strong radiation is observed in the wavelength region having a wavelength of 800 nm or more. The light emission conditions at this time were a xenon gas pressure inside the arc tube of 0.6 atm (60 kPa) and a current density during light emission of 1910 A / cm 2 .
The inventors investigated the relationship between the spectral emission spectrum of the light emitted from the xenon flash lamp and the current density. When the current density is 4000 to 9000 A / cm 2 , the inventors have a strong wavelength around 230 nm as shown in FIG. Radiation was seen, which proved useful as a light source responsible for the light irradiation of step A. Further, when the current density was 1000 to 2000 A / cm 2 , strong radiation was observed in the wavelength region of 800 nm or more as shown in FIG. 5, and it was found useful as a light source in charge of light irradiation in the process B.
ここで、工程Aの光照射を担当する光源として波長230nm付近に強い放射が見られるロングアークのキセノンフラッシュランプを使用する場合、4000〜9000A/cm2である大きな電流密度が必要であり、放電時に発生するプラズマ温度はかなり高くなる。発光管の材質が石英ガラスである場合、放電条件によっては上記した高温のプラズマにより石英ガラス製のバルブにダメージを受ける可能性がある。
本ランプの場合、ランプの発光管としては、高温のプラズマに対する耐熱性の高いアルミナからなる発光管を採用することが望ましい。アルミナは石英ガラスより機械的強度が大きいので、放電時に発生する衝撃波に対しても石英ガラスより有利である。
また上記したように、放電時の電流密度が大きいので発光時の発光管内のプラズマ温度はかなり高くなり、また、発光時のキセノンガスの膨張も大きくなる。発明者らが調査したところ、発光管の破裂といった不具合を回避するためには、発光管内へのキセノンガスの封入圧力は1.5atm(152kPa)以下にすることが望ましいことが分かった。更には、発光管の強度を考慮すると、電流密度は9000A/cm2を越えないように設定することが望ましいことが分かった。
Here, when using a long arc xenon flash lamp in which strong radiation is observed in the vicinity of a wavelength of 230 nm as the light source in charge of the light irradiation in the process A, a large current density of 4000 to 9000 A / cm 2 is necessary, and the discharge Sometimes the plasma temperature generated is quite high. When the arc tube is made of quartz glass, the quartz glass bulb may be damaged by the high-temperature plasma described above depending on the discharge conditions.
In the case of this lamp, it is desirable to employ an arc tube made of alumina having high heat resistance against high temperature plasma as the arc tube of the lamp. Since alumina has a higher mechanical strength than quartz glass, it is more advantageous than quartz glass against shock waves generated during discharge.
As described above, since the current density during discharge is large, the plasma temperature in the arc tube during light emission becomes considerably high, and the expansion of xenon gas during light emission also increases. As a result of investigations by the inventors, it has been found that in order to avoid problems such as rupture of the arc tube, it is desirable that the xenon gas filling pressure in the arc tube be 1.5 atm (152 kPa) or less. Furthermore, it has been found that it is desirable to set the current density so as not to exceed 9000 A / cm 2 in consideration of the strength of the arc tube.
一方、工程Bの光照射を担当する光源としてロングアークのキセノンフラッシュランプを使用する場合、電極間距離が長いので電流密度が1000A/cm2より小さいと発光管内でのアーク放電が発生し難くなることが分かった。よって、安定にランプを動作させるためには、電流密度は1000A/cm2以上であることが望ましい。 On the other hand, when a long arc xenon flash lamp is used as the light source in charge of light irradiation in the process B, if the current density is less than 1000 A / cm 2 , arc discharge is difficult to occur in the arc tube because the distance between the electrodes is long. I understood that. Therefore, in order to operate the lamp stably, the current density is desirably 1000 A / cm 2 or more.
〔2〕ショートアークフラッシュランプ
次に、工程Aの光照射を担当する光源としてショートアークフラッシュランプを使用する場合について考察する。
ショートアークフラッシュランプは、電極間距離Lは発光管の管径dより小さく、電極間放電により発生するプラズマは電極間にて生成される。そのためショートアークフラッシュランプから放出される光のスペクトルに影響を及ぼすプラズマ温度は、発光管内圧力、放電時に電極間を流れる電流値、発光管内圧力に依存することが分かった。
[2] Short Arc Flash Lamp Next, a case where a short arc flash lamp is used as a light source in charge of light irradiation in the process A will be considered.
In the short arc flash lamp, the interelectrode distance L is smaller than the tube diameter d of the arc tube, and the plasma generated by the interelectrode discharge is generated between the electrodes. Therefore, it was found that the plasma temperature that affects the spectrum of light emitted from the short arc flash lamp depends on the pressure in the arc tube, the current value flowing between the electrodes during discharge, and the pressure in the arc tube.
図12、図13に、ショートアークフラッシュランプの光透過性バルブの内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長(nm)、縦軸は分光放射強度(μJ/cm2)である。
図12(a)は、光透過性バルブの内部の圧力が2atm(2.03×105Pa)のときの分光放射スペクトルを示す。また、図12(b)、図13(c)、図13(d)は、それぞれ光透過性バルブの内部の圧力が3atm(3.04×105Pa)、5atm(5.07×105Pa)、8atm(8.10×105Pa)のときの分光放射スペクトルを示す。図12、図13において、横軸は波長(nm)、縦軸は分光放射強度(μJ/cm2)である。
FIG. 12 and FIG. 13 show spectral emission spectra of light emitted from the short arc flash lamp, using the pressure of the xenon gas enclosed in the light transmissive bulb of the short arc flash lamp as a parameter. In the figure, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents spectral radiation intensity (μJ / cm 2 ).
FIG. 12A shows a spectral emission spectrum when the pressure inside the light-transmitting bulb is 2 atm (2.03 × 10 5 Pa). Further, in FIGS. 12B, 13C, and 13D, the pressure inside the light transmissive valve is 3 atm (3.04 × 10 5 Pa), 5 atm (5.07 × 10 5 ), respectively. Pa), 8 atm (8.10 × 10 5 Pa). 12 and 13, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents spectral radiation intensity (μJ / cm 2 ).
図12、図13から明らかなように、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が上記したいずれの場合においても、ショートアークフラッシュランプから放出される光には230nm以下の波長の光が含まれる。
特に、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が3atm、5atm、8atmの場合、波長170nm近傍の光強度が大きくなる。これは、キセノンエキシマの発光が大きくなったためと考えられる。
なお、発明者らの調査の結果、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が8atmより上回ると、光透過性バルブの強度の信頼性が低下することが分かった。
よって、本発明の工程Aの光照射を担当する光源としてショートアークフラッシュランプを採用する場合、光透過性バルブの内部のキセノンガス圧力は8atm以下に設定することが好ましい。
As is apparent from FIGS. 12 and 13, the light emitted from the short arc flash lamp includes light having a wavelength of 230 nm or less in any case where the xenon gas pressure in the light-transmitting bulb is as described above.
In particular, when the xenon gas pressure in the light transmissive bulb is 3 atm, 5 atm, and 8 atm, the light intensity near the wavelength of 170 nm increases. This is thought to be due to the increased emission of xenon excimer.
As a result of investigations by the inventors, it has been found that when the xenon gas pressure in the light transmissive valve exceeds 8 atm, the reliability of the strength of the light transmissive valve decreases.
Therefore, when a short arc flash lamp is employed as the light source in charge of light irradiation in step A of the present invention, the xenon gas pressure inside the light transmissive bulb is preferably set to 8 atm or less.
図14に光透過性バルブの内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプ発光時の放電電流と波長領域150〜240nmにおける積算放射強度との関係を示す。図14において、横軸は電流(A)、縦軸は波長領域150〜240nmにおける積算放射強度(相対値)である。また、パラメータであるキセノンガス圧力値は、2atm(2.03×105Pa)、3atm(3.04×105Pa)、5atm(5.07×105Pa)、8atm(8.10×105Pa)である。 FIG. 14 shows the relationship between the discharge current at the time of light emission of the short arc flash lamp and the integrated radiation intensity in the wavelength region of 150 to 240 nm, using the pressure of the xenon gas sealed in the light transmissive bulb as a parameter. In FIG. 14, the horizontal axis represents current (A), and the vertical axis represents integrated radiation intensity (relative value) in the wavelength region of 150 to 240 nm. The xenon gas pressure value as a parameter is 2 atm (2.03 × 10 5 Pa), 3 atm (3.04 × 10 5 Pa), 5 atm (5.07 × 10 5 Pa), 8 atm (8.10 ×). 10 5 Pa).
図14から明らかなように、キセノンガス圧力がいずれの値においても、ショートアークフラッシュランプ発光時の放電電流の値が1500Aを下回ると波長領域150〜240nmにおける積算放射強度はほぼ0となる。
上記したように、工程Aにおける酸化膜近傍での活性酸素の生成作用や酸化膜表面の活性化作用(すなわち、酸化膜からの水素引き抜き作用と酸化膜の酸素欠陥の修復作用)は、波長230nm以下の紫外線照射により発生する。よって、上記したショートアークフラッシュランプを工程A用のランプとして使用するには、放電電流が1500A以上となるような動作条件で使用する必要がある。
As is apparent from FIG. 14, the integrated radiation intensity in the wavelength region of 150 to 240 nm becomes almost zero when the value of the discharge current during short arc flash lamp emission is less than 1500 A, regardless of the xenon gas pressure.
As described above, the action of generating active oxygen in the vicinity of the oxide film and the action of activating the surface of the oxide film in Step A (that is, the action of extracting hydrogen from the oxide film and repairing oxygen defects in the oxide film) are 230 nm in wavelength. It is generated by the following ultraviolet irradiation. Therefore, in order to use the short arc flash lamp described above as a lamp for the process A, it is necessary to use it under an operating condition such that the discharge current is 1500 A or more.
以上をまとめると、工程Aの光照射を担当する光源として採用されるショートアークのキセノンフラッシュランプは、発光管内のキセノンガス圧力が8atm以下であって、放電時の放電電流が1500A以上となるように動作させる必要がある。 In summary, the short arc xenon flash lamp employed as the light source in charge of light irradiation in the process A has a xenon gas pressure in the arc tube of 8 atm or less and a discharge current during discharge of 1500 A or more. Need to work.
〔実施例2の薄膜トランジスタの製造装置の構成例〕
〔1〕工程A用の光源としてロングアークフラッシュランプを採用する場合
図15に、実施例2における薄膜トランジスタの製造装置の構成例を示す。
図15に示す薄膜トランジスタの製造装置も図1に示す実施例1の薄膜トランジスタの製造製装置と同様、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化物半導体膜へ光照射するための光源部2は、上記した工程Aの光照射を担当する光源と、工程Bの光照射を担当する光源の二種類の光源から構成される。
ここで、工程Aの光照射を担当する光源はロングアークのキセノンフラッシュランプ40である。当該キセノンフラッシュランプ40の発光管の材質はアルミナである。また、有効発光長は250mmであって、発光管内部のキセノンガス圧力は0.6atm(60kPa)、発光時の電流密度を5096A/cm2である。このフラッシュランプ40から放出される光の分光放射スペクトルは図11に示す通りである。図11において波長230nm付近に放射強度の最大ピークがあるので、本ランプは工程Aの光照射を担当する光源として機能する。
[Configuration Example of Thin Film Transistor Manufacturing Apparatus of Example 2]
[1] When a long arc flash lamp is used as the light source for the process A FIG. 15 shows a configuration example of a thin-film transistor manufacturing apparatus according to the second embodiment.
The thin-film transistor manufacturing apparatus shown in FIG. 15 is the same as the thin-film transistor manufacturing apparatus of Example 1 shown in FIG. The light source in charge of light irradiation in the process A and the light source in charge of light irradiation in the process B are configured.
Here, the light source in charge of light irradiation in the process A is a long arc
一方、工程Bの光照射を担当する光源もロングアークのキセノンフラッシュランプである。当該キセノンフラッシュランプ20の発光管の材質は石英ガラスである。また、有効発光長は250mmであって、発光管内部のキセノンガス圧力は0.6atm(60kPa)、発光時の電流密度を1910A/cm2である。このフラッシュランプ20から放出される光の分光放射スペクトルは図5に示す通りである。
図5においては波長800nm以上の波長領域において強い放射が確認されるので、本ランプは工程Bの光照射を担当する光源として機能する。
ここで、説明を容易にするために、工程Aの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをサファイアフラッシュランプ、工程Bの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをキセノンフラッシュランプと呼称することにする。
On the other hand, the light source in charge of light irradiation in the process B is also a long arc xenon flash lamp. The material of the arc tube of the
In FIG. 5, since strong radiation is confirmed in a wavelength region of 800 nm or more, this lamp functions as a light source in charge of the light irradiation in the process B.
Here, for ease of explanation, the long arc xenon flash lamp responsible for the light irradiation of the process A is referred to as a sapphire flash lamp, and the long arc xenon flash lamp responsible for the light irradiation of the process B is referred to as a xenon flash lamp. I will do it.
工程A用のサファイアフラッシュランプ40も工程B用のキセノンフラッシュランプ20も、構造は図4に示す通りである。両者とも形状は直管状であり、図15に示すように、両ランプ20,40は複数並列に並べられる。
両ランプ20.40の下方にはワークステージ8が設けられ、ワーク7は当該ワークステージ8上に載置される。
複数のサファイアフラッシュランプ40の本数、および、間隔は、サファイアフラッシュランプ40から放出される波長230nm以下の紫外線を含む光が、ワーク7全体に照射され、かつ、ワーク7上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、キセノンフラッシュランプ20の本数、および、間隔は、キセノンフラッシュランプ20から放出される熱アニール用の赤外線を含む光が、ワーク7全体に照射され、かつ、ワーク7上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
The structure of the
A
The number and interval of the plurality of
Similarly, the number and interval of the
図15に示す例では、両ランプ20,40から放出される光がワーク7全体を照射可能なように、直管状の複数のサファイアフラッシュランプ40と直管状の複数のキセノンフラッシュランプ20とが交互に、かつ、並列に配置されている。しかし両ランプ20,40からの光が上記したような状態でワーク7上に照射されるのであれば、この配置に限るものではない。
反射鏡3は、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。実施例1の薄膜トランジスタの製造装置と同様、サファイアフラッシュランプ40、フラッシュランプ20を含む光源部2およびワーク7、および、ワークステージ8は、内部が酸素を含有する雰囲気である処理室1内に配置される。なお、前記したようにワーク7とワークステージ8のみを処理室1内に配置し、処理室1に光源部2から放出される光を透過する光透過部材を設けて、光源部を処理室外に配置するようにしてもよい。
処理室1は、処理室1内で生成されたオゾンを排出するための排気手段5と接続され、また、大気中のコンタミネーションの処理室1への流入を抑制するエアフィルタ6が設けられた吸入口6aが設けられている。排気手段5を稼動して処理室1内のオゾンを排気すると、吸入口6aより上記コンタミネーションが殆ど除去された酸素含有ガス(大気等)が処理室1内へ流入する。光源部2へ電力を供給する給電手段4、および、排気手段5の動作は、制御部9によって制御される。
In the example shown in FIG. 15, a plurality of straight tubular
The reflecting
The
〔2〕工程A用の光源としてショートアークフラッシュランプを採用する場合
図16に、実施例2における薄膜トランジスタの製造装置の別の構成例を示す。
図16に示す薄膜トランジスタの製造装置の構成例は、工程Aの光照射を担当する光源としてショートアークのキセノンフラッシュランプ30を採用し、ショートアークのキセノンフラッシュランプ30に対応した反射鏡3dを使用する以外は、図15に示す薄膜トランジスタの製造装置の構成例と同等である。
ショートアークのキセノンフラッシュランプ30の構造は、図10に示す通りであり、電極間距離は3mmであって、発光管内部のキセノンガス圧力は5atm(507kPa)、電流は5000Aである。このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図13(c)に示す通りである。図13(c)において波長172nm付近に放射強度の最大ピークがあるので、本ランプは工程Aの光照射を担当する光源として機能する。
[2] When a short arc flash lamp is used as the light source for the process A FIG. 16 shows another configuration example of the thin-film transistor manufacturing apparatus according to the second embodiment.
The configuration example of the thin-film transistor manufacturing apparatus shown in FIG. 16 employs a short arc xenon flash lamp 30 as a light source in charge of light irradiation in process A, and uses a reflecting mirror 3d corresponding to the short arc xenon flash lamp 30. Other than the above, the configuration is the same as the configuration example of the thin film transistor manufacturing apparatus shown in FIG.
The structure of the short arc xenon flash lamp 30 is as shown in FIG. 10. The distance between the electrodes is 3 mm, the xenon gas pressure inside the arc tube is 5 atm (507 kPa), and the current is 5000 A. The spectral emission spectrum of the light emitted from this flash lamp is as shown in FIG. In FIG. 13C, since the maximum peak of the radiation intensity is in the vicinity of a wavelength of 172 nm, this lamp functions as a light source in charge of the light irradiation in the process A.
一方、工程Bの光照射を担当する光源は、図15で示した薄膜トランジスタの製造装置のときと同等のロングアークのキセノンフラッシュランプ20であり、ランプの構造、ランプから放出される光の分光放射スペクトル等も同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。
ここで、説明を容易にするために、工程Aの光照射を担当するショートアークのキセノンフラッシュランプをショートアークフラッシュランプ、工程Bの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをロングアークフラッシュランプと呼称することにする。
On the other hand, the light source in charge of light irradiation in the process B is a long arc
Here, for ease of explanation, the short arc xenon flash lamp in charge of light irradiation in process A is a short arc flash lamp, and the long arc xenon flash lamp in charge of light irradiation in process B is a long arc flash lamp. Will be called.
図16に示す実施例2の薄膜トランジスタの製造装置において、本発明の工程Aの光照射を担当する光源として用いられるショートアークフラッシュランプ30は、実施例1の工程A用光源である希ガス蛍光ランプや、図15に示す実施例2の工程A用光源であるロングアークフラッシュランプとは異なり、発光部分が小さい。よって、図16に示すように、各ショートアークフラッシュランプ30には、当該ショートアークフラッシュランプ30から放出される光を効率よくワークに照射するために、反射鏡3dが個別に設けられる。
一方、工程Bの光照射を担当するロングアークフラッシュランプ20の形状は図4に示す通り直管状であり、反射鏡3dを備える各フラッシュランプ30間に、一本以上配置される。
両ランプ20,30の下方にはワークステージ8が設けられ、ワーク7は当該ワークステージ8上に載置される。
In the thin film transistor manufacturing apparatus of Example 2 shown in FIG. 16, the short arc flash lamp 30 used as the light source in charge of light irradiation in Step A of the present invention is a rare gas fluorescent lamp that is a light source for Step A of Example 1. In addition, unlike the long arc flash lamp which is the light source for step A of Example 2 shown in FIG. 15, the light emitting portion is small. Therefore, as shown in FIG. 16, each short arc flash lamp 30 is individually provided with a reflecting mirror 3 d in order to efficiently irradiate the work with light emitted from the short arc flash lamp 30.
On the other hand, the shape of the long
A
反射鏡3dを備えるショートアークフラッシュランプ30の本数、および、間隔は、上記ランプ30から放出される波長230nm以下の紫外線を含む光が、ワーク7全体に照射され、かつ、ワーク7上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、工程Bの光源であるロングアークフラッシュランプ20の本数、および、間隔は、ロングアークフラッシュランプ20から放出される熱アニール用の赤外線を含む光が、ワーク7全体に照射され、かつ、ワーク7上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
The number and interval of the short arc flash lamps 30 including the reflecting mirror 3d are such that light including ultraviolet rays having a wavelength of 230 nm or less emitted from the lamp 30 is irradiated on the
Similarly, the number of long
図16に示す例では、工程A用の光源である反射鏡3dを備える各ショートアークフラッシュランプ30間に、二本の工程B用の光源であるロングアークフラッシュランプ20が並列に配置され、また、ショートアークフラッシュランプ30は、二本のロングアークフラッシュランプ20からなるロングアークフラッシュランプ群間に1つ配置されているが、両光源(工程A用の光源、工程B用の光源)から放出される光がワーク全体を略均一に照射されるのであれば、これに限るものではない。
例えば、工程A用のショートアークフラッシュランプは、工程B用のフラッシュランプ群間において、図16の紙面に対して垂直な方向に複数設けてもよい。
反射鏡3、処理室1、排気手段5、エアフィルタ6、給電手段4、制御部9等の構成および動作は、図15で示した薄膜トランジスタの製造装置の場合と同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。
In the example shown in FIG. 16, two long
For example, a plurality of short arc flash lamps for process A may be provided in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
The configuration and operation of the reflecting
〔実験2〕
図15に示した薄膜トランジスタの製造装置を用いて、以下の条件で基板上のIGZO酸化膜を処理して薄膜トランジスタを製造し、当該薄膜トランジスタのゲート電圧対ドレイン電流特性を調べた。
ここで、工程Aに使用した光源は、上記したサファイアフラッシュランプ(発光管にアルミナを用いたロングアークのキセノンフラッシュランプ)であり、発光管内部のキセノンガス圧力は0.6atm(60kPa)、発光時の電流密度を5096A/cm2、このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図11に示す通りであり、工程Aにおいてワークに照射される光は波長230nm付近に放射強度の最大ピークがある光である。
[Experiment 2]
Using the thin film transistor manufacturing apparatus shown in FIG. 15, an IGZO oxide film on the substrate was processed under the following conditions to manufacture a thin film transistor, and the gate voltage versus drain current characteristic of the thin film transistor was examined.
Here, the light source used in the process A is the sapphire flash lamp described above (a long arc xenon flash lamp using alumina as the arc tube), the xenon gas pressure inside the arc tube is 0.6 atm (60 kPa), and the light emission. The spectral emission spectrum of the light emitted from this flash lamp is as shown in FIG. 11 when the current density at the time is 5096 A / cm 2 . There is light.
一方、工程Bに使用した光源は、上記したロングアークフラッシュランプ(ロングアークのキセノンフラッシュランプ)であり、発光管内部のキセノンガス圧力は0.6atm(60kPa)、発光時の電流密度を1910A/cm2、このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図5に示す通りであり、工程Bにおいてワークに照射される光は、波長領域が300〜1100nm程度であって、波長800nm以上の波長領域の強度が大きい光である。 On the other hand, the light source used in the process B is the above-mentioned long arc flash lamp (long arc xenon flash lamp), the xenon gas pressure inside the arc tube is 0.6 atm (60 kPa), and the current density during light emission is 1910 A / cm 2, the spectral emission spectrum of light emitted from the flash lamp is as shown in FIG. 5, the light in the step B is applied to the workpiece, the wavelength region is of the order of 300 to 1100 nm, the above wavelengths 800nm It is light with a large intensity in the wavelength region.
IGZO酸化膜の処理条件は以下の通りである。なお、いずれのワークも大気雰囲気に置かれ、温度は室温である。
(条件1)
IGZO酸化膜への工程Aの光照射処理、および、工程Bの光照射処理なし(as deposition状態)・・・実験1の条件1と同じ。
(条件2)
工程A:サファイアフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー2.3J/cm2、発光パルスの発光パルス幅は0.1ms(半値全幅:FWHM)
工程B:ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー2.7J/cm2、発光パルスの発光パルス幅は5ms(半値全幅:FWHM)
(条件3)
工程A:サファイアフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー2.8J/cm2、発光パルスの発光パルス幅は0.1ms(半値全幅:FWHM)
工程B:ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー3.2J/cm2、発光パルスの発光パルス幅は5ms(半値全幅:FWHM)
The processing conditions for the IGZO oxide film are as follows. All the workpieces are placed in an air atmosphere, and the temperature is room temperature.
(Condition 1)
IGZO oxide film light irradiation treatment in step A and light irradiation treatment in step B (as deposition state): Same as
(Condition 2)
Process A: Energy on the surface of the workpiece irradiated with light from the sapphire flash lamp is 2.3 J / cm 2 , and the emission pulse width of the emission pulse is 0.1 ms (full width at half maximum: FWHM).
Process B: Energy on the workpiece surface of the light irradiated from the long arc flash lamp is 2.7 J / cm 2 , and the emission pulse width of the emission pulse is 5 ms (full width at half maximum: FWHM)
(Condition 3)
Process A: The energy of the light irradiated from the sapphire flash lamp on the workpiece surface is 2.8 J / cm 2 , and the emission pulse width of the emission pulse is 0.1 ms (full width at half maximum: FWHM).
Process B: Energy on the workpiece surface irradiated with light from the long arc flash lamp is 3.2 J / cm 2 , and the emission pulse width of the emission pulse is 5 ms (full width at half maximum: FWHM)
なお、条件2、条件3の発光タイミングチャートは、図17のようになる。図17(a)はサファイアフラッシュランプの発光タイミングを示し、図17(b)はキセノンフラッシュランプの発光タイミングを示し、横軸は時間、縦軸は光強度(相対値)である。
すなわち、サファイアフラッシュランプの発光とロングアークフラッシュランプ(キセノンフラッシュランプ)の発光とは同じタイミングで実施した。上記したように、サファイアフラッシュランプの発光パルス幅は0.1ms(半値全幅:FWHM)であり、ロングアークフラッシュランプの発光パルス幅は5ms(半値全幅:FWHM)であるので、サファイアフラッシュランプの発光が終了後もロングアークフラッシュランプの発光はしばらく継続する。
(条件4)
工程A:なし
工程B:ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー2.5J/cm2、発光パルスの発光パルス幅は5ms(半値全幅:FWHM)
The light emission timing chart for
That is, the light emission of the sapphire flash lamp and the light emission of the long arc flash lamp (xenon flash lamp) were performed at the same timing. As described above, the emission pulse width of the sapphire flash lamp is 0.1 ms (full width at half maximum: FWHM), and the emission pulse width of the long arc flash lamp is 5 ms (full width at half maximum: FWHM). Even after is finished, the long arc flash lamp continues to emit light for a while.
(Condition 4)
Step A: None Step B: Energy 2.5 J / cm 2 on the workpiece surface of the light irradiated from the long arc flash lamp, and the emission pulse width of the emission pulse is 5 ms (full width at half maximum: FWHM)
図18に上記した4つの条件でIGZO酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ(TFT)のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す。同図において破線(1)は条件(1)のときの特性曲線であり、実線(2)は条件(2)のときの特性曲線、実線(3)は条件(3)のときの特性曲線、一点鎖線(4)は条件(4)のときの特性曲線である。
図18の破線(1)の特性曲線から明らかなように、IGZO酸化膜に光照射処理を行っていない条件(1)の場合、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、1×10-10A程度でほぼ一定である。すなわち、条件(1)の場合、IGZO酸化膜には半導体特性は付与されておらず、IGZO酸化膜は絶縁膜に近い状態であることが分かる。
FIG. 18 shows gate voltage versus drain current characteristics of a thin film transistor (TFT) in which the IGZO oxide film is processed under the above four conditions. In the figure, a broken line (1) is a characteristic curve in the condition (1), a solid line (2) is a characteristic curve in the condition (2), a solid line (3) is a characteristic curve in the condition (3), An alternate long and short dash line (4) is a characteristic curve in the condition (4).
As is apparent from the characteristic curve of the broken line (1) in FIG. 18, in the case of the condition (1) where the IGZO oxide film is not subjected to the light irradiation treatment, there is almost no change in the drain current even when the gate voltage is changed. It is almost constant at about × 10 -10 A. That is, in the case of condition (1), it can be seen that the IGZO oxide film is not given semiconductor characteristics, and the IGZO oxide film is in a state close to an insulating film.
条件(2)の場合、工程Aにおいて、IGZO酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図11に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが2.3J/cm2与えられ、工程Bにおいて、IGZO酸化膜に対してロングアークフラッシュランプ(キセノンフラッシュランプ)から図5に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが2.7J/cm2与えられた。このとき、図18の実線(2)の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−5V付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−5Vのとき、TFTはon/off動作を行っているので、IGZO酸化膜には半導体特性は付与されている。
In the case of the condition (2), in step A, the IGZO oxide film is supplied with 2.3 J / cm 2 of light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 11 from the sapphire flash lamp, and in step B, the IGZO oxide film In contrast, 2.7 J / cm 2 of light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 5 was given from a long arc flash lamp (xenon flash lamp). At this time, as apparent from the characteristic curve of the solid line (2) in FIG. 18, the value of the drain current increases rapidly in the vicinity of the gate voltage of −5V.
That is, when the gate voltage is about −5 V, the TFT performs the on / off operation, so that the semiconductor characteristics are imparted to the IGZO oxide film.
条件(3)の場合、工程Aにおいて、IGZO酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図11に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが2.8J/cm2与えられ、工程Bにおいて、IGZO酸化膜に対してロングアークフラッシュランプから図5に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが3.2/cm2与えられた。このとき、図18の実線(3)の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧+2V付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約+2Vのとき、TFTはon/off動作を行っているので、IGZO酸化膜には半導体特性は付与されている。
In the case of condition (3), in step A, the IGZO oxide film is given 2.8 J / cm 2 of light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 11 from the sapphire flash lamp, and in step B, the IGZO oxide film In contrast, 3.2 / cm 2 of light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 5 was given from the long arc flash lamp. At this time, as is apparent from the characteristic curve of the solid line (3) in FIG. 18, the value of the drain current rapidly increases near the gate voltage + 2V.
That is, when the gate voltage is about +2 V, the TFT performs the on / off operation, so that the semiconductor characteristics are imparted to the IGZO oxide film.
条件(4)の場合、IGZO酸化膜に対して工程Aの紫外線照射処理は行われず、加熱処理である工程Bのみ行われた。すなわち、IGZO酸化膜に対してロングアークフラッシュランプから図5に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが2.5J/cm2与えられた。
このとき、図18の一点鎖線(4)の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、1×10-10A程度でほぼ一定である。すなわち、条件(4)の場合、IGZO酸化膜には半導体特性は付与されておらず、IGZO酸化膜は、(条件1)の光照射なしのときと状態があまり変わっていないことが分かる。
In the case of condition (4), the ultraviolet irradiation process of the process A was not performed with respect to the IGZO oxide film, and only the process B which is a heat treatment was performed. That is, 2.5 J / cm 2 of light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 5 was given from the long arc flash lamp to the IGZO oxide film.
At this time, as is apparent from the characteristic curve of the alternate long and short dash line (4) in FIG. 18, there is almost no change in the drain current even when the gate voltage is changed, and it is almost constant at about 1 × 10 −10 A. That is, in the condition (4), the semiconductor characteristics are not imparted to the IGZO oxide film, and it can be seen that the state of the IGZO oxide film is not much different from that in the (condition 1) without light irradiation.
以上の結果から、本発明の工程A、工程Bを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ(TFT)の製造方法を採用することにより、基板上に形成された酸化物が室温状態であっても当該酸化物に対して半導体特性を付与することが可能なことが判明した。 From the above results, by adopting a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) using an oxide semiconductor including Step A and Step B of the present invention, the oxide formed on the substrate is in a room temperature state. It has been found that semiconductor characteristics can be imparted to the oxide.
ここで、条件(2)と条件(3)とを比較すると、条件(2)におけるゲート電圧の閾値電圧Vthは約−5Vであり、条件(3)における閾値電圧Vthは約+2Vであり、ゲート電圧0VからのVthの値のシフト量ΔVth(=0−Vth)は、条件(3)のときが小さい。
これは、工程Aにおいて、IGZO酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図11に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が条件(2)のときより大きい条件(3)のときの方が、条件(2)のときと比べると、IGZO酸化膜近傍での活性酸素の生成量が大きく、かつ、IGZO酸化膜表面の活性化度合いが大きく、アモルファスIGZO薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復が効率よく行われたものと考えられる。
また、工程Bにおいて、IGZO酸化膜に対してロングアークフラッシュランプ(キセノンフラッシュランプ)から図5に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が条件(2)のときより大きい条件(3)のときの方が、条件(2)のときと比べると、IGZO酸化膜への酸素の拡散が十分に行われたものと考えられる。
Here, when the condition (2) is compared with the condition (3), the threshold voltage Vth of the gate voltage in the condition (2) is about −5V, the threshold voltage Vth in the condition (3) is about + 2V, The shift amount ΔVth (= 0−Vth) of the value of Vth from the voltage 0V is small in the condition (3).
This is because, in step A, the amount of light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 11 from the sapphire flash lamp to the IGZO oxide film is larger in the condition (3) than in the condition (2). Compared with the condition (2), the amount of active oxygen generated in the vicinity of the IGZO oxide film is large, the degree of activation of the surface of the IGZO oxide film is large, and the hydrogen extracted from the amorphous IGZO thin film is extracted. It is considered that oxygen defects were repaired efficiently.
In step B, the condition (3) is greater when the amount of light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 5 from the long arc flash lamp (xenon flash lamp) to the IGZO oxide film is greater than the condition (2). Compared with the condition (2), it is considered that the diffusion of oxygen into the IGZO oxide film was sufficiently performed.
一方、工程Aを省略して工程Bの熱アニール作用のみを施した条件(4)の場合、IGZO酸化膜は、半導体特性が付与されていない。これは、工程Aによる水素引き抜き作用と酸素欠陥の修復作用がIGZO膜になされないまま熱アニールが行われているので、酸素欠陥の修復作用の拡散がなされなかったためと考えられる。
また、IGZO酸化膜に対して与えられる図5に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが、実験1の条件(4)においては11J/cm2であるのに対し、実験2の条件(4)においては2.5J/cm2と小さいので、IGZO膜の状態が(条件1)の光照射なしのときと状態があまり変わっていないものと考えられる。
On the other hand, in the case of the condition (4) in which the process A is omitted and only the thermal annealing action of the process B is performed, the IGZO oxide film does not have semiconductor characteristics. This is presumably because diffusion of the oxygen defect repairing action was not performed because the thermal annealing was performed without performing the hydrogen extraction action and the oxygen defect repairing action in the process A on the IGZO film.
Further, the light energy having the spectral emission spectral characteristics shown in FIG. 5 given to the IGZO oxide film is 11 J / cm 2 in the condition (4) of
なお、上記した条件(2)、条件(3)において、サファイアフラッシュランプの発光とロングアークフラッシュランプ(キセノンフラッシュランプ)の発光とは同じタイミングで実施したがこれに限るものではない。サファイアフラッシュランプの発光後もしばらくの間ロングアークフラッシュランプの発光が継続しているのであれば、例えば図19(a)(b)に示すように、サファイアフラッシュランプの発光に先んじてロングアークフラッシュランプが発光するように、両ランプの発光タイミングを設定することも可能である。
このような両ランプの発光タイミングの設定は、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、各ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
In the above conditions (2) and (3), the light emission of the sapphire flash lamp and the light emission of the long arc flash lamp (xenon flash lamp) are performed at the same timing, but the present invention is not limited to this. If the light emission of the long arc flash lamp continues for a while after the light emission of the sapphire flash lamp, the long arc flash prior to the light emission of the sapphire flash lamp, for example, as shown in FIGS. It is also possible to set the light emission timing of both lamps so that the lamps emit light.
The setting of the light emission timing of both lamps is appropriately determined in consideration of the type of amorphous oxide film, the film formation state, the heat resistant temperature of the substrate, the degree of oxygen diffusion, the energy given from each lamp to the amorphous oxide film, and the like. The
また、工程A用の光源としてショートアークフラッシュランプを採用した図16に示す薄膜トランジスタの製造装置を用いて同様の実験を行ってみた。使用したショートアークフラッシュランプは、上記したように、電極間距離は3mmであって、発光管内部のキセノンガス圧力は5atm(507kPa)、電流は5000Aである。このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図13(c)に示す通りである。
ここで、ショートアークフラッシュランプ1回の発光によって、IGZO酸化膜に対して図13(c)に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーは、約0.072J/cm2であった。また、発光パルスの発光パルス幅は10μs(半値全幅:FWHM)であった。
In addition, a similar experiment was performed using the thin film transistor manufacturing apparatus shown in FIG. 16 which employs a short arc flash lamp as the light source for the process A. As described above, the short arc flash lamp used has a distance between electrodes of 3 mm, a xenon gas pressure inside the arc tube of 5 atm (507 kPa), and a current of 5000 A. The spectral emission spectrum of the light emitted from this flash lamp is as shown in FIG.
Here, the light energy having the spectral emission spectral characteristic shown in FIG. 13C with respect to the IGZO oxide film by light emission of one short arc flash lamp was about 0.072 J / cm 2 . The emission pulse width of the emission pulse was 10 μs (full width at half maximum: FWHM).
工程A用の光源としてサファイアフラッシュランプを採用した図15に示す薄膜トランジスタの製造装置を用いた場合と比較すると、工程Aにおいて、ショートアークフラッシュランプ1回の発光よってIGZO酸化膜に対して与えられる光エネルギーは、サファイアフラッシュランプ1回の発光によってIGZO酸化膜に対して与えられる光エネルギーよりかなり小さい。
よって、工程Aの光照射を行う場合、ショートアークフラッシュランプを複数回発光させて、そのトータルの光エネルギー量がサファイアフラッシュランプ1回の発光によってIGZO酸化膜に対して与えられる光エネルギーとほぼ同等となるようにした。
Compared with the case where the thin film transistor manufacturing apparatus shown in FIG. 15 employing a sapphire flash lamp as the light source for the process A is used, the light provided to the IGZO oxide film by the light emission of the short arc flash lamp once in the process A. The energy is considerably smaller than the light energy given to the IGZO oxide film by one light emission of the sapphire flash lamp.
Therefore, when performing the light irradiation of the process A, the short arc flash lamp is caused to emit light a plurality of times, and the total amount of light energy is substantially equal to the light energy given to the IGZO oxide film by one emission of the sapphire flash lamp. It was made to become.
図20に、ショートアークフラッシュランプを用いた場合の上記実験2の条件2、条件3に相当する発光タイミングチャートの模式図を示す。図20(a)はショートアークフラッシュランプの発光タイミングを示し、図20(b)にキセノンフラッシュランプの発光タイミングを示す。図20(a)に示すように、工程A用のショートアークフラッシュランプを複数回発光させ、ショートアークフラッシュランプの最後の発光タイミングとほぼ同じタイミングで、図20(b)に示すように工程B用のロングアークフラッシュランプ(キセノンフラッシュランプ)を発光させた。なお、ショートアークフラッシュランプの発光周波数は30Hzであった。
このようにして実験を行ったところ、実験結果は上記実験2と同様の傾向を示した。すなわち、大気雰囲気中に設置され、温度が室温であるワークに対しては、本発明の工程A、工程Bの処理を行ったときのみ、IGZO膜に半導体特性が付与された。
FIG. 20 shows a schematic diagram of a light emission timing chart corresponding to
When the experiment was performed in this manner, the experimental result showed the same tendency as in
なお、工程A用のショートアークフラッシュランプと工程B用のロングアークフラッシュランプ(キセノンフラッシュランプ)の発光パターン(発光タイミングチャート)は図20に示すものに限るものではない。例えば、図21(a)(b)に示すように、ショートアークフラッシュランプの発光周波数を大きくしてもよいし、複数回のショートアークフラッシュランプの発光と1回のロングアークフラッシュランプの発光からなる発光パターンセットを複数セット実施してもよい。
また、図示は省略したが、発光パターンセットは複数回のショートアークフラッシュランプの発光と複数回のキセノンフラッシュランプの発光とを組み合わせて構成してもよい。
このような両ランプの発光タイミングの設定は、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、各ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
The light emission patterns (light emission timing charts) of the short arc flash lamp for process A and the long arc flash lamp for process B (xenon flash lamp) are not limited to those shown in FIG. For example, as shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b), the light emission frequency of the short arc flash lamp may be increased, or from the light emission of a plurality of short arc flash lamps and the light emission of one long arc flash lamp. A plurality of light emission pattern sets may be implemented.
Although not shown, the light emission pattern set may be configured by combining a plurality of short arc flash lamps and a plurality of xenon flash lamps.
The setting of the light emission timing of both lamps is appropriately determined in consideration of the type of amorphous oxide film, the film formation state, the heat resistant temperature of the substrate, the degree of oxygen diffusion, the energy given from each lamp to the amorphous oxide film, and the like. The
1 処理室
2 光源部
3,3a,3b,3d 反射鏡
3c 突起部
4 給電手段
5 排気手段
6 エアフィルタ
6a 吸入口
7 ワーク
8 ワークステージ
9 制御部
10 希ガス蛍光ランプ
11a,11b 電極
13 ガラス管
14 紫外線反射膜
15 低軟化点ガラス層
16 蛍光体層
17 保護膜
20 フラッシュランプ
21 石英ガラス管
22a,22b 電極
23 封止部
24 外部リード
30 ショートアークフラッシュランプ
31 光透過性バルブ
32a,32b 電極
34 ステム
33a,33b トリガー用電極
35,36 外部リード
40 サファイアフラッシュランプ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
酸素含有雰囲気において、基板上に設けられた上記酸化物に対し、
活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Aと、
上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Bとを含み、
上記工程Aにおいて、波長230nm以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプからの光を上記酸化物に照射し、
上記工程Bにおいて、波長800nm以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプからの光を上記酸化物に照射する
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 A method for producing a thin film transistor, comprising at least a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, and a gate insulating film formed on a substrate, wherein the semiconductor layer is made of an amorphous metal oxide,
In the oxygen-containing atmosphere, for the oxide provided on the substrate,
Irradiating light including a wavelength region in which active oxygen is generated and a wavelength region that activates the oxide and extracts hydrogen mixed in the oxide; and
In a state where hydrogen mixed in the oxide is extracted and active oxygen is generated in the vicinity of the oxide, light including a wavelength range for heating the oxide to promote diffusion of oxygen into the oxide is emitted. look including a step B to be irradiated,
In the step A, the oxide is irradiated with light from a rare gas fluorescent lamp that emits light having a wavelength range of 230 nm or less ,
In the step B, the oxide is irradiated with light from a flash lamp that emits light including a wavelength region of 800 nm or more .
酸素含有雰囲気中に保持される、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも1本の第1のランプと、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも1本の第2のランプと、
上記第1のランプおよび第2のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第1のランプおよび第2のランプに電力を供給する給電装置とからなり、
上記第1のランプは、波長230nm以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプであって、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものであり、
上記第2のランプは、波長800nm以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであって、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものである
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造装置。 An apparatus for manufacturing a thin film transistor, comprising at least a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, and a gate insulating film formed on a substrate, wherein the semiconductor layer is made of an amorphous metal oxide,
At least one first lamp for irradiating the thin film transistor with light, and at least one second lamp for irradiating the thin film transistor, which is maintained in an oxygen-containing atmosphere;
A reflecting mirror that reflects the light emitted from the first lamp and the second lamp to the thin film transistor; and a power supply device that supplies power to the first lamp and the second lamp.
The first lamp is a rare gas fluorescent lamp that emits light including a wavelength range of 230 nm or less, and a wavelength range in which active oxygen is generated relative to the oxide provided on the substrate, and the oxide. , And emits light including a wavelength region that extracts hydrogen mixed in the oxide.
The second lamp is a flash lamp that emits light including a wavelength region of 800 nm or more, and the oxide provided on the substrate is extracted with hydrogen mixed in the oxide to extract the oxide. Manufacturing of a thin film transistor characterized by emitting light including a wavelength region for heating the oxide so as to promote diffusion of oxygen into the oxide in a state where active oxygen is generated in the vicinity apparatus.
フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を有する
ことを特徴とする請求項2記載の薄膜トランジスタの製造装置。 The thin film transistor manufacturing apparatus includes:
3. The thin film transistor manufacturing apparatus according to claim 2 , further comprising light shielding means for shielding light emitted from the flash lamp so as not to irradiate the rare gas fluorescent lamp.
ことを特徴とする請求項3記載の薄膜トランジスタの製造装置。 4. The thin film transistor manufacturing apparatus according to claim 3 , wherein the light shielding means is a second reflecting mirror surrounding a part of the rare gas fluorescent lamp.
上記第1のランプおよび第2のランプのうちの一方は上記突起部に包囲されるように配置され、
上記第1のランプおよび第2のランプのうちの他方は上記反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置され、
突起部の形状、および、この突起部に包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定されている
ことを特徴とする請求項3記載の薄膜トランジスタの製造装置。 The light shielding means is a protrusion provided on a part of the reflecting surface of the reflecting mirror,
One of the first lamp and the second lamp is disposed so as to be surrounded by the protrusion,
The other of the first lamp and the second lamp is disposed at a position facing a flat reflecting surface that is not a protrusion of the reflecting mirror,
The shape of the protrusion, the position of one lamp surrounded by the protrusion, and the position of the other lamp facing the flat reflecting surface that is not the protrusion of the reflecting mirror are emitted from one lamp. 4. The thin film transistor manufacturing apparatus according to claim 3 , wherein the apparatus is determined so that the other lamp is not irradiated with light.
酸素含有雰囲気中に保持される、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも1本の第1のランプと、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも1本の第2のランプと、
上記第1のランプおよび第2のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第1のランプおよび第2のランプに電力を供給する給電装置とからなり、
上記第1のランプは、波長230nm以下の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであって、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものであり、
上記第2のランプは、波長800nm以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであって、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものである
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造装置。 An apparatus for manufacturing a thin film transistor, comprising at least a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, a semiconductor layer, and a gate insulating film formed on a substrate, wherein the semiconductor layer is made of an amorphous metal oxide,
At least one first lamp for irradiating the thin film transistor with light, and at least one second lamp for irradiating the thin film transistor, which is maintained in an oxygen-containing atmosphere;
A reflecting mirror that reflects the light emitted from the first lamp and the second lamp to the thin film transistor; and a power supply device that supplies power to the first lamp and the second lamp.
The first ramp is I flashlamp der that emits light including a wavelength region of less than the wavelength 230 nm, with respect to the oxide provided on a substrate, the wavelength band active oxygen generating and the oxide It emits light including a wavelength region that is activated to extract hydrogen mixed in the oxide,
The second lamp, I flashlamp der that emits light including a wavelength region longer than the wavelength 800 nm, with respect to the oxide provided on a substrate, the hydrogen mixed in the oxide is withdrawn above oxide Emitting light including a wavelength range for heating the oxide so as to promote diffusion of oxygen into the oxide in a state where active oxygen is generated in the vicinity of the object. A thin film transistor manufacturing apparatus.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011214414A JP5418563B2 (en) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Thin film transistor manufacturing method and manufacturing apparatus using oxide semiconductor |
TW101129952A TW201314793A (en) | 2011-09-29 | 2012-08-17 | Thin film transistor manufacturing method and manufacturing apparatus using oxide semiconductor |
KR1020120107995A KR20130035217A (en) | 2011-09-29 | 2012-09-27 | Method and device for manufacturing thin film transistor using oxide semiconductor |
CN2012103694848A CN103035531A (en) | 2011-09-29 | 2012-09-28 | Method and device for manufacturing thin film transistor using oxide semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011214414A JP5418563B2 (en) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Thin film transistor manufacturing method and manufacturing apparatus using oxide semiconductor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013074255A JP2013074255A (en) | 2013-04-22 |
JP5418563B2 true JP5418563B2 (en) | 2014-02-19 |
Family
ID=48022312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011214414A Expired - Fee Related JP5418563B2 (en) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Thin film transistor manufacturing method and manufacturing apparatus using oxide semiconductor |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5418563B2 (en) |
KR (1) | KR20130035217A (en) |
CN (1) | CN103035531A (en) |
TW (1) | TW201314793A (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101796626B1 (en) * | 2014-05-29 | 2017-11-13 | 에이피시스템 주식회사 | Apparatus for heating substrate |
JP6472247B2 (en) * | 2015-01-07 | 2019-02-20 | 株式会社Screenホールディングス | Heat treatment method and heat treatment apparatus |
JP6527733B2 (en) * | 2015-03-25 | 2019-06-05 | 株式会社Screenホールディングス | Heat treatment equipment |
KR101818721B1 (en) * | 2015-03-27 | 2018-02-21 | 에이피시스템 주식회사 | Thin film transistor manufacture apparatus and the method for thin film transistor using it |
JP6654716B2 (en) * | 2019-01-21 | 2020-02-26 | 株式会社Screenホールディングス | Heat treatment method and gate formation method |
JP7192588B2 (en) * | 2019-03-12 | 2022-12-20 | 東京エレクトロン株式会社 | SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5282409B2 (en) * | 2008-02-25 | 2013-09-04 | ウシオ電機株式会社 | Light irradiation type heating method and light irradiation type heating device |
JP2010123758A (en) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Nec Corp | Thin film device and method of manufacturing the same |
JP5763876B2 (en) * | 2009-05-08 | 2015-08-12 | コニカミノルタ株式会社 | Thin film transistor and manufacturing method thereof |
SG177332A1 (en) * | 2009-07-10 | 2012-02-28 | Semiconductor Energy Lab | Method for manufacturing semiconductor device |
-
2011
- 2011-09-29 JP JP2011214414A patent/JP5418563B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-08-17 TW TW101129952A patent/TW201314793A/en unknown
- 2012-09-27 KR KR1020120107995A patent/KR20130035217A/en not_active Application Discontinuation
- 2012-09-28 CN CN2012103694848A patent/CN103035531A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130035217A (en) | 2013-04-08 |
JP2013074255A (en) | 2013-04-22 |
TW201314793A (en) | 2013-04-01 |
CN103035531A (en) | 2013-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5418563B2 (en) | Thin film transistor manufacturing method and manufacturing apparatus using oxide semiconductor | |
US20110056513A1 (en) | Method for treating surfaces, lamp for said method, and irradiation system having said lamp | |
TWI698933B (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
TWI505332B (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
CN1476060A (en) | Optical heater | |
JP2011119562A (en) | Heat treatment method and apparatus | |
KR100879427B1 (en) | Flash lamp irradiation apparatus | |
KR20230080380A (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
CN106252194A (en) | Excimer lamp | |
JP2007323995A (en) | Ultraviolet light emitting device | |
TW202013533A (en) | Heat treatment method | |
JP2007073412A (en) | High brightness discharge lamp and irradiation device using the same | |
Morimoto et al. | Recent progress on UV lamps for industries | |
TWI445041B (en) | A light source device and a light irradiation device | |
JP2014135406A (en) | Low dielectric constant material cure treatment method | |
JP3214153B2 (en) | Cleaning method using dielectric barrier discharge lamp | |
JP2016181641A (en) | Heat processing device | |
JP4207488B2 (en) | Light heating device | |
JP2003092084A (en) | Dielectric barrier discharge lamp unit | |
JP2005026354A (en) | Heat treatment apparatus, heat treatment method, and method for manufacturing semiconductor device | |
JP3988695B2 (en) | Flash lamp and flash lamp device | |
CN1894765A (en) | Low-pressure mercury vapor discharge lamp | |
JP4586494B2 (en) | Flash emission device | |
JP6093136B2 (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
JP2016039257A (en) | Ultraviolet light irradiation device, and ultraviolet light irradiation processing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130730 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130926 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131022 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131104 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |