JP5478963B2 - 電子素子及び電子素子の製造方法 - Google Patents

電子素子及び電子素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5478963B2
JP5478963B2 JP2009162625A JP2009162625A JP5478963B2 JP 5478963 B2 JP5478963 B2 JP 5478963B2 JP 2009162625 A JP2009162625 A JP 2009162625A JP 2009162625 A JP2009162625 A JP 2009162625A JP 5478963 B2 JP5478963 B2 JP 5478963B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electronic device
substrate
alloy
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009162625A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011018786A (ja
Inventor
吉宏 油屋
裕之 八重樫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2009162625A priority Critical patent/JP5478963B2/ja
Priority to US12/825,315 priority patent/US8324625B2/en
Priority to TW099121671A priority patent/TWI460856B/zh
Publication of JP2011018786A publication Critical patent/JP2011018786A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5478963B2 publication Critical patent/JP5478963B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

本発明は、電子素子及び電子素子の製造方法に関する。
薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)やコンデンサ(キャパシタ)等の電子素子は、一般に、絶縁膜を介して設けられた少なくとも2つの電極を備えている。この薄膜トランジスタ等の電子素子は、液晶素子や電流を通じることによって励起され発光する薄膜材料を用いた有機電界発光素子(以後、「有機EL素子」と記載する場合がある)等の平面薄型画像表示装置(Flat Panel Display:FPD)や、X線センサー等に適用されている。
電子素子は、一般に、第1の電極を基板上に形成し、該第1の電極上に絶縁膜を介して第2の電極を設けることによって形成される。電子素子が、いわゆるボトムゲート型のTFTである場合には、第1の電極がゲート電極として機能し、第2の電極がソース電極及びドレイン電極として機能する。この第1の電極の構成材料としては、該第1の電極上に設けられる絶縁膜との密着性を考慮してMoが用いられている(例えば、特許文献1参照)。
電子素子では、第1の電極と第2の電極とは、絶縁膜によって絶縁分離されているが、第1の電極と第2の電極との間にリーク電流が発生する場合がある。このリーク電流の発生は、結果として電子素子の特性を悪化させる要因となることから、リーク電流抑制のための試みがなされている。
リーク電流抑制の方法としては、第1の電極の端部断面のテーパー角をリーク電流抑制可能な程度の角度に調整する方法が挙げられる。これは、第1の電極の端部断面のテーパー角を可能なかぎり小さくなるように調整することによって、第1の電極と絶縁膜との密着性を向上させて、第1の電極の端部付近における絶縁膜に空洞やクラックが生じることを抑制し、リーク電流を抑制しようとする方法である。
しかし、第1の電極をMoから構成した場合には、第1の電極の端部断面のテーパー角を、リーク電流抑制可能な程度の角度にまで調整することは難しい。また、第1の電極をMoから構成した場合には、絶縁膜の成膜方法によっては、該第1の電極のテーパー部に対する絶縁膜の被覆性の低下が激しく、該端部付近における絶縁膜に空洞やクラックが生じて、その結果としてリーク電流がさらに増大する場合がある。
リーク電流抑制のための他の方法として、特許文献2には、絶縁膜をSiOから構成された層とSiNから構成された層との2層構成とすることが開示されている。しかしながら、特許文献2の技術では、リーク電流抑制のために絶縁膜の層構成を変える(2層構成とする)必要があることから、構成や製造工程の複雑化を招く場合がある。
特開2007−250982号公報 特開2008−219008号公報
本発明は、簡易な構成でリーク電流が抑制される電子素子及びその製造方法を提供することにある。
前記課題を解決するための具体的手段は以下のとおりである。
請求項1に係る発明は、基板上に設けられ、Mo−Nb合金から構成された、端部断面のテーパー角が50°未満であり、表面粗さRaが0.6nm以下である第1の電極と、前記第1の電極上に配置された絶縁膜と、前記第1の電極に対して少なくとも前記絶縁膜を介して配置された第2の電極と、を備えた電子素子である。
請求項に係る発明は、前記第1の電極は、ゲート電極であり、前記第2の電極は、ソース電極及びドレイン電極であり、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に、酸化物半導体を主成分とする活性層を備えた電界効果型トランジスタである請求項1に記載の電子素子である。
請求項に係る発明は、前記酸化物半導体が、In、Zn、及びGaよりなる群より選ばれる少なくとも1種を含む非晶質酸化物である請求項に記載の電子素子である。
請求項に係る発明は、前記Mo−Nb合金は非晶質である請求項1〜請求項の何れか1項に記載の電子素子である。
請求項に係る発明は、前記基板が可撓性を有する請求項1〜請求項の何れか1項に記載の電子素子である。
請求項に係る発明は、基板上に成膜されたMo−Nb合金からなる金属膜をパターニングすることによって、該基板上にMo−Nb合金から構成された、端部断面のテーパー角が50°未満であり、表面粗さRaが0.6nm以下である第1の電極を形成する第1の電極形成工程と、前記第1の電極形成工程によって形成された前記第1の電極の少なくとも一部を覆う絶縁膜を、スパッタリング法によって形成する絶縁膜形成工程と、前記第1の電極に対して少なくとも前記絶縁膜を介して配置されるように第2の電極を形成する第2の電極形成工程と、を備えた電子素子の製造方法である。
本発明によれば、簡易な構成でリーク電流が抑制される電子素子及びその製造方法が提供される。
第1の電極の端部断面のテーパー角の一例を示す図である。 第1の電極の端部断面のテーパー角の別の一例を示す図である。 第1の電極の端部断面のテーパー角の別の一例を示す図である。 電子素子をコンデンサとして用いた場合の一例を示す概略断面図である。 電子素子をボトムゲート型の電界効果型トランジスタとして用いた場合の一例を示す概略断面図である。 電子素子をボトムゲート型の電界効果型トランジスタとして用いた場合の一例を示す概略断面図である。 実施例におけるリーク電流特性の測定結果を示す線図である。 実施例における電流−電圧特性の測定結果を示す線図である。 実施例における第1の電極のXRD(X線回折)の解析結果を示す線図である。 実施例における屈曲回数と抵抗値との関係を示す線図である。
本発明の電子素子は、基板上に設けられ、Mo−Nb合金から構成された、端部断面のテーパー角が50°未満であり、表面粗さRaが0.6nm以下である第1の電極と、前記第1の電極上に配置された絶縁膜と、前記第1の電極に対して少なくとも前記絶縁膜を介して配置された第2の電極と、を備えた電子素子である。
本発明者らは、コンデンサ(キャパシタ)や薄膜トランジスタ(TFT)等の電子素子について、上記第1の電極をMo−Nb合金から構成することによって、第1の電極の端部断面のテーパー角を、リーク電流が顕著に抑制される角度にすることができることを見いだした。
ここで、「電極」とは、導電性(体積抵抗率が1×10−6Ωcm以下)を示す層であることを示している。このため、第1の電極(及び第2の電極)は、導電性を有している。この電極として構成される層には、導電性を示す材料が用いられ、一般的に、導電性を阻害する材料を含む構成は避ける傾向にある。Moは、導電性を有する材料であるため、第1の電極の構成材料として用いられることは一般的である。しかし、Nbは、絶縁性(体積抵抗率が1014Ωcm以上)であることから、電極として構成される層の構成材料として用いられることは、従来、考えられておらず、むしろ、このような絶縁性材料の含有率を下げるような材料選択をする事が一般的である。
一方、本発明者らは、導電性低下の理由から、電極の構成材料として用いる事は従来考えられていなかったNbをあえて用い、第1の電極を、Mo−Nb合金から構成することによって、リーク電流の抑制された電子素子が提供されることを見いだした。
なお、第1の電極をMo−Nb合金から構成することによって、第1の電極の端部断面のテーパー角をリーク電流が顕著に抑制される程度の角度にまで調整することが可能である。このMo−Nb合金から構成された第1の電極では、Nbの含有量(原子%)が大きくなるほどテーパー角を小さくすることができる。しかしながら、上述のように、Nbは絶縁性であることから、Mo−Nb合金におけるNbの含有率(原子%)が大きくなるほど、該Mo−Nb合金の導電性は低下する。
このため、Mo−Nb合金におけるNbの含有率は、第1の電極の「電極」としての機能を損なわず、且つリーク電流の抑制されるテーパー角が実現される含有率であればよく、用途に応じて適宜調整すればよい。
また、上述のように、第1の電極の端部断面のテーパー角を、リーク電流が顕著に抑制される角度とすることができるこのため、この第1の電極上に設けられる絶縁膜を、スパッタリング法によって成膜した場合であっても、リーク電流の発生が効果的に抑制される。
このスパッタリング法による成膜は、CVD(Chemical Vapor Deposition)等の成膜法に比べて直進性が高い(成膜方向が直線的である)。このため、スパッタリング法によって絶縁膜の成膜を行なうと、第1の電極の端部断面のテーパー角が大きくなるほど、第1の電極に対する絶縁膜の被覆性が顕著に低下し、第1の電極の端部付近における絶縁膜に空洞やクラックが生じやすくなる。その結果として、リーク電流が増大する傾向にある。しかし、本発明の電子素子では、上記第1の電極の端部断面のテーパー角を、リーク電流が顕著に抑制される程度の角度にまで小さくすることができる。このため、この第1の電極上に設けられる絶縁膜を、スパッタリング法によって成膜した場合であっても、リーク電流の発生が効果的に抑制される。
なお、本発明において、第1の電極の「端部断面のテーパー角」とは、第1の電極の側面と、該第1の電極の基板との接触面と、の成す角を示している。この「第1の電極の側面」とは、第1の電極の面の内の、第1の電極の基板との接触面と、該第1の電極における該接触面に対向する面(以下、上面と称する場合がある)と、に交差する面を示している。なお、以下では、「端部断面のテーパー角」を単に「テーパー角」と称して説明する場合がある。
この基板上に設けられた第1の電極のテーパー角について、図1〜図3を参照して更に詳細に説明する。
図1〜図3は、基板10及び基板10上に設けられた第1の電極12を模式的に示した断面図である。
図1に示すように、第1の電極12のテーパー角θは、第1の電極12の側面と、該第1の電極12における基板10との接触面と、の成す角度である。詳細には、テーパー角とは、第1の電極12における上端Pと下端Qとを結ぶ直線P−Qと、第1の電極12の基板10との接触面に相当する直線と、の成す角度(図1中のθ)である。この下端Qとは、第1の電極12の基板10との接触面と、第1の電極12の側面と、の境界線を示している。また、上端Pとは、第1の電極12の該接触面に対向する側の面と、第1の電極12の側面と、の境界線を示している。
なお、図1には、第1の電極12の側面が平面である形態を示したが、第1の電極12の側面が曲面である場合(例えば、下記図2及び図3の場合)についても、同様にしてテーパー角が定義される。図2は、第1の電極12の側面が該第1の電極12の外側に向かって突出した曲面である場合の例である。図3は、第1の電極12の側面が該第1の電極12の内側に向かって凹んだ曲面である場合の例である。
図2及び図3においても、第1の電極12のテーパー角θは、第1の電極12における上端Pと下端Qとを結ぶ直線P−Q(図2及び図3では一点鎖線で図示)と、第1の電極12の基板10との接触面に相当する直線と、の成す角度である。
上述のように構成される本発明の電子素子は、コンデンサや、電界効果型トランジスタとして適用される。
次に、電子素子の構成材料について具体的に説明する。
<基板>
電子素子に用いられる基板(図1〜図3中では基板10)としては特に限定はなく、例えば、ガラス、YSZ(ジルコニア安定化イットリウム)等の無機基板;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料が挙げられる。基板を構成する材料として、上記有機材料を用いる場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、又は低吸湿性等に優れた材料を選択することが好ましい。
この基板としては、可撓性を有することが好ましく、この可撓性を有する観点から、上記有機材料をフィルム状とした有機プラスチックフィルムを用いることが好ましい。
なお、「可撓性」とは、外力をかけて曲げるときの曲げやすさ(たわみやすさ)の程度をいい、小さい外力で容易に曲げられるほど可撓性が大きいことを意味する。
ここで、第1の電極をMo−Nb合金から構成すると、第1の電極をMoから構成した場合に比べて、第1の電極と該第1の電極に接して設けられる他の層との密着性が向上する効果が得られる(詳細後述)。このため、可撓性を有する基板を用いた場合であっても、第1の電極が基板から剥がれにくく、該剥がれによる特性劣化の抑制された電子素子が提供される。
基板の厚みは、50μm以上500μm以下とすることが好ましい。基板の厚みが50μm未満であると、基板自体が十分な平坦性を保持することが難しい場合がある。基板の厚みが500μmよりも厚いと、基板自体を自由に曲げることが困難になり、すなわち基板自体の可撓性が乏しくなる。
<第1の電極>
上述のように、本発明の電子素子は、コンデンサや、電界効果型トランジスタとして用いられる。本発明の電子素子がボトムゲート型の電界効果型トランジスタである場合には、第1の電極は、該電界効果型トランジスタのゲート電極とされる。本発明の電子素子がコンデンサである場合には、第1の電極は、コンデンサを構成する一対の電極の内の基板側に設けられた電極とされる。
第1の電極(図1〜図3中では第1の電極12)は、上述のように、Mo−Nb合金から構成されている。第1の電極をMo−Nb合金から構成することによって、簡易な構成で、リーク電流が抑制される程度の角度にまで第1の電極の端部断面のテーパー角を小さくすることが可能となる。
上記第1の電極の端部断面のテーパー角は、リーク電流が顕著に抑制される角度として、50°未満であ、40°未満であることが更に好ましい。第1の電極のテーパー角が50°未満であると、リーク電流が極めて効果的に抑制される。
なお、第1の電極をMo単体で構成した場合には、第1の電極の端部断面のテーパー角をリーク電流が顕著に抑制される程度の角度にまで調整することは困難であり、具体的には、50°未満にまで調整することは困難である。
また、本発明では、第1の電極をMo−Nb合金から構成することによって、従来技術のようにリーク電流の抑制のために絶縁層を2層構成とする等の電子素子の構成変更を行なうことなく、簡易な構成でリーク電流が抑制される。
この第1の電極を構成するMo−Nb合金は、非晶質であることが望ましい。本発明において「Mo−Nb合金が非晶質」である、とは、Mo−Nb合金が、Mo単体に比べて非晶質であることを示している。具体的には、Mo−Nb合金から構成された第1の電極のX線回折測定結果によって得られるピークが、Mo単体から構成された第1の電極のX線回折測定結果によって得られるピークに比べてブロード(すなわち、結晶性が悪い状態)であることを示している。
第1の電極を構成するMo−Nbが非晶質であることによって、第1の電極の、上面(基板に対向する側の面)、下面(基板との接触面)、及び側面の平坦性が向上される。さらに、この第1の電極の成膜方法としてスパッタリング法を用いれば、第1の電極の、これらの上面、下面、及び側面の平坦性が更に向上される。
また、第1の電極を構成するMo−Nbが非晶質であることによって、第1の電極の下面と基板との密着性が良好となる。このため、例えば、第1の電極をMo単体で構成したときには密着性の低さから用いることが困難であった基板を用いた場合であっても、第1の電極との良好な密着性が得られる。また、基板として、上述のように可撓性を有する基板を用いた場合であっても、基板と第1の電極との密着性に優れるため、電子素子を屈曲させた場合であっても第1の電極にクラックが発生することが抑制される。
この第1の電極の表面粗さRaは、0.6nm以下であ、0.4nm以下であることが更に好ましい。第1の電極の表面粗さRaが0.6nm以下であると、第1の電極上に設けられた絶縁膜との密着性が向上する。
本発明においては、第1の電極を非晶質のMo−Nb合金から構成することによって、上記表面粗さが容易に実現される。
この「表面粗さ」は、測定対象の試料の1μm角(1μm×1μmの測定範囲)のAFM像における、走査距離1μmのラインプロファイル3本から得た表面粗さRaの平均値とした。なお、AFM像は、原子間力顕微鏡(AFM、Pacific Nanotechnology社製 Nano−R)によって得た。
また、本発明における電子素子の第1の電極を、上述のように、Mo−Nb合金から構成することで、第1の電極をMo単体から構成する場合に比べて、膜応力の低減が図れ、基板(図1〜図3中では基板10)との密着性が向上する。
この「膜応力」は、Siウエハー基板を用意し、このSiウエハー基板と、該Siウエハー基板上に第1の電極の構成材料による金属膜の成膜された積層体と、の各々について、東朋テクノロジー社製FLX−2320−Sを用いて曲率半径を測定し、これらの曲率半径の差分を、膜応力として算出した。なお、該積層体としては、該Siウエハー基板上に、第1の電極の構成材料である金属膜をスパッタリング法によって所望の厚みに成膜して作製したものを用いた。
この第1の電極の厚みは、配線抵抗が確保され、かつ、絶縁層で十分覆うことができるという観点から、10nm以上100nm以下とすることが好ましく、20nm以上500nm以下とすることが更に好ましく、40nm以上100nm以下とすることが特に好ましい。
この第1の電極は、基板上に、Mo−Nb合金による金属膜を成膜し、この金属膜をパターニングすることによって形成される(第1の電極形成工程)。
このMo−Nb合金による金属膜の成膜方法は、特に限定されることはなく、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式から選択される。中でも、表面の平滑性を向上させる観点から、スパッタリング法が好ましく用いられる。なお、スパッタリング法の場合、Mo−Nb合金をターゲットとして用いても良いし、Mo単体とNb単体とをそれぞれターゲットとして共スパッタにより成膜してもよい。
Mo−Nb合金による金属膜をパターニングする方法(加工方法)には特に限定はなく、前述のようにして成膜された金属膜をフォトリソグラフィー及びエッチング(ウェットエッチング又はドライエッチング)により加工するフォトエッチング法であってもよいし、レジストパターン形成、上記金属膜形成、レジスト剥離をこの順に行うリフトオフ法であってもよい。また、上記金属膜の成膜時にシャドウマスクを用い、成膜とパターニングとを同時に行うシャドウマスク法であってもよい。
これらの中でも、プロセスの容易性の理由から、エッチングによる加工が望ましく、中でも、プロセスの容易性の理由から、ウェットエッチングによる加工が望ましい。
ここで、上述のように、第1の電極をMo−Nb合金から構成することによって、第1の電極のテーパー角をリーク電流の抑制される角度とすることが可能となる。具体的に、上記50°未満の範囲でテーパー角を調整する方法(以下、単に「テーパー化」ともいう)としては、上述のようにMo−Nb合金中のNbの含有率が大きくなるほどテーパー角は小さくなることから、このNbの含有率を第1の電極の導電性を損なわない範囲で調整する方法が挙げられる。
また、このNbの含有率を調整する方法以外にも、Mo−Nb合金による金属膜の成膜後、フォトエッチング法によって第1の電極を加工するときのエッチング条件を調整する方法を用いても良い。
具体的には、例えば、ウェットエッチングの場合にはエッチング液を希釈して用いる方法が挙げられる。エッチング液の濃度が低い程、エッチング速度が低下し、テーパー角が小さくなる傾向がある。
また、レジストパターン(フォトレジストを用いて形成されたレジストパターン)との密着性を調整し、テーパー角を調節する方法がある。レジストパターンとの密着性が悪い方がテーパー角を小さくできる。レジストパターンとの密着性は、レジストパターンのポストベークの温度で調整できる(例えば、ポストベーク温度が低い程、密着性が悪化する傾向がある)。
ドライエッチングの場合は、エッチングガスに酸素を混ぜることにより、エッチングによりレジストパターンを後退させながら上記金属膜をエッチングできるので、第1の電極のテーパー角が、リーク電流の抑制される理想的なテーパー角に容易に調整される。
なお、同じエッチング条件でエッチングを行なった場合であっても、Mo単体から構成された金属膜のエッチング速度は、Mo−Nb合金から構成された金属膜のエッチング速度に比べて早く、テーパー角を50°未満とすることは困難であった。一方、Mo−Nb合金から構成された金属膜は、上記エッチング条件を調整することで、テーパー角が容易に50°未満に調整され、配線が細る事無く、リーク電流が顕著に抑制される理想的なテーパー角に容易に調整される。
また、本発明の電子素子では、第1の電極がMo−Nb合金から構成されていることから、Mo−Nb合金から構成された金属膜を上記のエッチングによってパターニングすることで第1の電極を形成しても、この第1の電極の配線幅がエッチングによって細くなることが抑制される。これは、同じエッチング条件で、Mo単体から構成された金属膜をパターニングした場合に比べてエッチング速度が遅いためである。
なお、第1の電極をMo−Nb合金から構成することによって、第1の電極のテーパー角をリーク電流が効果的に抑制される角度とすることができるが、テーパー角を小さくするほど、第1の電極の実効面積が拡大することが懸念される。このため、第1の電極のテーパー部(第1の電極の面方向端部の、傾斜した側面から下面(基板との接触面)に到る領域)が、酸化処理されていることが好ましい。これにより、第1の電極のテーパー部が絶縁化されるので、第1の電極の実効面積の拡大が抑制される。また、第1の電極のテーパー部への電界の集中が抑制される。
酸化処理の方法には特に限定はないが、例えば、酸素プラズマ処理やUVオゾン処理を用いることができる。これらの処理を組み合わせて用いてもよい。酸素プラズマ処理の条件としては特に限定はないが、例えば、酸素圧力0.5〜50Pa、RFパワー50W〜1000Wの状態で10秒間〜2分間実施すると良い。UVオゾン処理の条件としては特に限定はないが、UVオゾン処理に用いるUV(紫外線)の波長は、180nm〜300nmが好ましい。
なお、上記では、第1の電極をMo−Nb合金から構成する形態を説明したが、Mo−Nb合金におけるNbに代えて、TaやTiを用いてもよい。例えば、第1の電極を、Mo−Ta合金から構成してもよいし、Mo−Ti合金から構成してもよい。第1の電極を、これらの合金から構成した場合についても、Mo単体で第1の電極を構成した場合に比べて、簡易な構成でリーク電流が抑制されると考えられる。
<絶縁膜>
上記第1の電極上に設けられる絶縁膜としては、SiO、SiN、SiON、Al、Y、Ta、HfO等の絶縁体、又はそれらの化合物を少なくとも二つ以上含む混晶化合物が用いられる。また、ポリイミドのような高分子絶縁体も絶縁膜として用いられる。
絶縁膜の膜厚としては10nm以上1000nm以下が好ましく、50nm以上500nm以下が更に好ましく、100nm以上300nm以下が特に好ましい。
絶縁膜はリーク電流を減らすため、また電圧耐性を上げる為に、ある程度膜厚を厚くする必要がある。しかし、絶縁膜の膜厚を厚くすると、電子素子を電界効果型トランジスタとして用いた場合には、この電界効果型トランジスタの駆動電圧の上昇を招く結果となる。その為、絶縁膜の膜厚は、上記範囲内とすることが好ましい。
絶縁膜の成膜方法としては、特に限定されず、各材料等に応じて選択すればよいが、例えば、スパッタリング法が用いられる(絶縁膜形成工程)。
ここで、上述のように、スパッタリング法による成膜方法は、直進性の強い成膜であるため、成膜時に細部にまで回り込むような成膜を行なうことが困難である。このため、第1の電極の端部断面のテーパー角が大きいほど、第1の電極の端部付近における絶縁膜に空洞やクラックが生じやすくなり、その結果として、リーク電流が増大する。従来では、この第1の電極をMoから構成しており、Mo単体で構成された第1の電極では、端部断面のテーパー角をリーク電流の生じない程度にまで小さくすることは困難であった。具体的には、Mo単体で構成された第1の電極では、端部断面のテーパー角を50°未満とすることは困難であった。
一方、本発明では、上述のように、第1の電極をMo−Nb合金から構成したことから、Mo単体で第1の電極を構成した場合に比べて、端部断面のテーパー角を小さくすることができる。このため、絶縁膜の成膜方法としてスパッタリング法を用いた場合であっても、第1の電極の端部付近における絶縁膜に空洞やクラックが生じることが抑制される。
なお、本発明における絶縁膜は、基板上の少なくとも第1の電極の一部を覆うように設けられていればよい。
本発明における絶縁膜の形態の一例としては、例えば、基板上の第1の電極上の領域(電圧印加用の端子部を除く)及び第1の電極以外の領域に渡って全面に設けられた形態が挙げられる。前記端子部においては、絶縁膜が形成されず、第1の電極が露出されている。この第1電極の露出領域は、例えば、フォトエッチング法、リフトオフ法、シャドウマスク法等により絶縁膜を形成(加工)する際に設けることができる。
<第2の電極>
上述のように、本発明の電子素子は、コンデンサ(キャパシタ)や、電界効果型トランジスタとして用いられる。本発明の電子素子がコンデンサである場合には、第2の電極は、コンデンサを構成する一対の電極の内の絶縁膜を介して上記第1の電極に対向配置された電極とされる。また、本発明の電子素子が、例えば、ボトムゲート型の電界効果型トランジスタである場合には、第2の電極は、該電界効果型トランジスタのソース電極及びドレイン電極とされる。
第2の電極を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、Al、Mo、Cr、Ta、Ti、Au、またはAg等の金属;Al−Nd、APC等の合金;酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の酸化物導電膜;ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性化合物;またはこれらの混合物;を好適に挙げることができる。中でも、抵抗率が低いという点からは、金属又は合金が好ましい。
なお、この第2の電極を、第1の電極と同じ材料(Mo−Nb合金)から構成してもよい。
形成される第2の電極の厚みは、20nm〜1000nmが好ましく、50nm〜500nmがより好ましい。
第2の電極の成膜方法は特に限定されることはなく、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、金属又は合金を選択する場合には、直流あるいは高周波スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。また第2の電極の材料として有機導電性化合物を選択する場合には湿式製膜法に従って行うことができる。
第2の電極は、必要に応じパターニングされていてもよい。パターニングの方法としては、前述の、フォトエッチング法、リフトオフ法、シャドウマスク法等を特に制限無く用いることができる。
以下、本発明の電子素子を、コンデンサとして用いた場合、及びボトムゲート型の電界効果型トランジスタとして用いた場合について、具体的に説明する。
図4には、本発明の電子素子であるコンデンサ20の概略断面図を示した。
図4に示すように、コンデンサ20は、基板10上に、第1の電極22、絶縁膜24、及び第2の電極26を順に積層した構成とされている。
コンデンサ20では、第1の電極22と第2の電極26との間に電圧が印加されると、第1の電極22と第2の電極26とによって挟まれた絶縁膜24の領域に、容量が蓄積される。ここで、上記に説明したように、第1の電極22は、Mo−Nb合金から構成されていることから、第1の電極22と第2の電極26との間のリーク電流が抑制される。
図5には、本発明の電子素子である電界効果型トランジスタ30の概略断面図を示した。図5に示すように、電界効果型トランジスタ30は、基板10上に、第1の電極としてのゲート電極32G、絶縁膜としてのゲート絶縁膜34、ゲート絶縁膜34上に島状(アイランド状)にパターニングされた活性層38、及び第2の電極としてのソース電極36Sと第2の電極としてのドレイン電極36Dが積層された構成とされている。すなわち、図5に示す電界効果型トランジスタ30は、ボトムゲート型(逆スタガ型)であって、活性層38の上面側(基板10とは反対の面側)で、ソース電極36S及びドレイン電極36Dに接するトップコンタクト型とされている。
活性層38は、酸化物半導体を主成分としている。なお、主成分とは、活性層38に含まれる構成成分中で含有量が最も多いことを示し、好ましくは50%以上であることを示している。この酸化物半導体は、低温で成膜可能であるために、可撓性のあるフィルム状の基板10やゲート電極32G上に好適に形成される。
酸化物半導体としては、好ましくはIn、Ga、及びZnよりなる群より選ばれる少なくとも1種若しくはこれらの複合酸化物を含む酸化物半導体が好ましい。特に好ましくは、特開2006−165529号公報等に記載されている非晶質酸化物半導体(IGZO)である。
ここで、上記に説明したように、ゲート電極32Gは、Mo−Nb合金から構成されていることから、電界効果型トランジスタ30のソース電極36S及びドレイン電極36Dの何れか一方または双方と、ゲート電極32Gと、の間のリーク電流が抑制される。このため、オフ電流が低減され、オンオフ比〔オン電流/オフ電流〕の高い良好なトランジスタ特性が得られる。
図6には、本発明の電子素子である他の電界効果型トランジスタ40の概略断面図を示した。図6に示すように、電界効果型トランジスタ40は、基板10上に、第1の電極としてのゲート電極42G、絶縁膜としてのゲート絶縁膜44、第2の電極としてのソース電極46Sと第2の電極としてのドレイン電極46D、及び活性層48が積層された構成とされている。すなわち、図6に示す電界効果型トランジスタ40は、ボトムゲート型(逆スタガ型)であって、活性層48の下面側(基板10側)でソース電極46S及びドレイン電極46Dに接するボトムコンタクト型とされている。活性層48は、上記活性層38と同じ構成であるため説明を省略する。
ここで、上記に説明したように、第1の電極としてのゲート電極42Gは、Mo−Nb合金から構成されていることから、電界効果型トランジスタ40のソース電極46S及びドレイン電極46Dの何れか一方または双方と、ゲート電極42Gと、の間のリーク電流が抑制される。このため、オフ電流が低減され、オンオフ比〔オン電流/オフ電流〕の高い良好なトランジスタ特性が得られる。
以上、本発明の電子素子をコンデンサとして用いた場合、及び電界効果型トランジスタとして用いた場合について、具体的に説明したが、本発明の電子素子の適用範囲は、これらに限定されない、
また、本発明の電子素子の用途についても特に限定はなく、例えば、有機ELや液晶表示装置等の表示装置、電磁波検出器(X線センサー,紫外光センサー等)、バイオセンサー、臭いセンサー等の用途に好適に用いられる。特に、表示装置に好適に用いられる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
―電界効果型トランジスタとしての電子素子1の作製−
(ゲート電極としての第1の電極形成)
基板としては、厚さ150μmのPENフイルム(帝人デュポン社製Q65FA)を用意した。この基板上に、スパッタリング法によってMo−Nb合金(Mo:95原子%,Nb:5原子%)から構成された膜厚40nmの金属膜を成膜した。なお、スパッタ条件は、下記に示した。
―Mo−Nb合金による金属膜のスパッタ条件―
・スパッタ装置: DCマグネトロンスパッタ装置
・ターゲット:直径4インチMo−Nb合金ターゲット(Mo:95原子%,Nb:5原子%)
・スパッタ電力: DC電源300W
・圧力(ガス導入時): 0.27Pa
・導入ガス及び流量: Ar=58.5sccm
次に、上記で形成されたMo−Nb合金による金属膜上に、フォトレジストAZ―5124E(クラリアント・ジャパン製)を用いて第1の電極形成用のレジストパターンを形成した。レジストパターンは、線幅5μmの直線状パターンとした。
次に、エッチャントとして、ウェットエッチング液として林純薬社製、商品名:Mo用エッチャントTSL(液温35℃)を用い、上記形成されたレジストパターンをマスクとして、Mo−Nb合金による金属膜のウェットエッチングを行った。
なお、このMo−Nb合金による金属膜のウェットエッチングは、液温31℃で行った。このエッチング速度は、1.21nm/secであった。
次に、レジスト剥離液AZ−リムーバー(クラリアント・ジャパン製)を用い、レジストパターンを剥離した。以上により、パターニングされたMo−Nb合金による金属膜である第1の電極(ゲート電極)を形成した。このゲート電極としての第1の電極は、膜厚40nm、線幅25μmの直線状のMo−Nbパターンであった。
(絶縁膜の形成)
次に、前記基板の第1の電極の形成面に、下記条件のスパッタにより膜厚200nmのSiO膜を形成した。SiO膜は第1の電極のほぼ全面を覆うように形成したが、シャドウマスクを用いたスパッタにより一部(電圧印加用の端子部)のみ露出させた。
−絶縁膜のスパッタ条件−
・スパッタ装置: RFマグネトロンスパッタ装置
・ターゲット: フルウチ化学製の直径3インチSiOターゲット(純度4N)
・スパッタ電力: RF電源200W
・圧力(ガス導入時): 0.164Pa
・導入ガス及び流量: Ar=40sccm,O=4.5sccm
(活性層の形成)
上記絶縁層上に、活性層を形成した。活性層の形成は、InGaZnOの組成を有する多結晶焼結体(直径3インチ)をターゲットとして、下記条件のスパッタにより厚み50nmの活性層を形成した。
−活性層のスパッタ条件−
・スパッタ装置: RFマグネトロンスパッタ装置
・スパッタ電力: RF電源200W
・圧力(ガス導入時): 0.37Pa
・導入ガス及び流量: Ar=97sccm,O=1.8sccm
(ソース電極及びドレイン電極としての第2の電極の形成)
上記活性層上に、スパッタリング法によって、厚さ50nmのMoの金属膜を形成した。なお、スパッタ条件は、下記に示した。
―Moの金属膜のスパッタ条件―
・スパッタ装置: DCマグネトロンスパッタ装置
・ターゲット:直径3インチMoターゲット
・スパッタ電力: DC電源300W
・圧力(ガス導入時): 0.27Pa
・導入ガス及び流量: Ar=58.5sccm
次に、上記で形成されたMoの金属膜上に、フォトレジストAZ―5124E(クラリアント・ジャパン製)を用いて、ソース電極及びドレイン電極形成用のレジストパターンを形成した。次に、ウェットエッチング液として関東化学社製、商品名TSL(液温21℃)を用い、上記形成されたレジストパターンをマスクとして、Moの金属膜のウェットエッチングを行った。
次に、レジスト剥離液AZ−リムーバー(クラリアント・ジャパン製)を用い、レジストパターンを剥離した。以上により、パターニングされたMoの金属膜である第2の電極(ソース電極及びドレイン電極)を形成した。
これによって、電界効果型トランジスタとしての電子素子1を作製した。
(実施例2)
―電界効果型トランジスタとしての電子素子2の作製−
(ゲート電極としての第1の電極形成)
基板としては、厚さ150μmのPENフイルム(帝人デュポン社製Q65FA)を用意した。この基板上に、スパッタリング法によってMo−Nb合金(Mo:95原子%,Nb:5原子%)から構成された膜厚40nmの金属膜を成膜した。なお、スパッタ条件は、下記に示した。
―Mo−Nb合金による金属膜のスパッタ条件―
・スパッタ装置: DCマグネトロンスパッタ装置
・ターゲット:直径4インチMo−Nb合金ターゲット(Mo:97原子%,Nb:3原子%)
・スパッタ電力: DC電源300W
・圧力(ガス導入時): 0.27Pa
・導入ガス及び流量: Ar=58.5sccm
次に、上記調整したMo−Nb合金による金属膜を、実施例1と同じ方法及び同じ条件でウェットエッチングすることにより加工して第1の電極とし、この第1の電極上に、実施例1と同じ方法及び同じ条件で、絶縁膜、活性層、及び第2の電極(ソース電極及びドレイン電極)を順に形成し、電界効果型トランジスタとしての電子素子2を作製した。
(比較例1)
―電界効果型トランジスタとしての比較電子素子1の作製−
比較例1では、上記実施例1で作製した電子素子1における第1の電極(ゲート電極)に代えて、Mo単体から構成された第1の電極(ゲート電極)とした以外は、実施例1で作製した電子素子1と同じ条件及び同じ作製方法を用いて、電界効果型トランジスタとしての比較電子素子1を作製した。
比較電子素子1では、下記方法によりMo単体から構成された第1の電極を形成した。
(ゲート電極としての第1の電極形成)
実施例1で用いた基板(厚さ150μmのPENフィルム(帝人デュポン社製Q65FA))上に、スパッタリング法によってMo単体から構成された膜厚40nmの金属膜を成膜した。なお、スパッタ条件は、下記に示した。
―Mo金属膜のスパッタ条件―
・スパッタ装置: DCマグネトロンスパッタ装置
・ターゲット:直径4インチMoターゲット
・スパッタ電力: DC電源300W
・圧力(ガス導入時): 0.27Pa
・導入ガス及び流量: Ar=58.5sccm
次に、上記で形成されたMo金属膜上に、フォトレジストAZ―5124E(クラリアント・ジャパン製)を用いて第1の電極形成用のレジストパターンを形成した。レジストパターンは、線幅200μmの直線状パターンとした。
次に、エッチャントとして、ウェットエッチング液として林純薬社製、商品名:TSL(液温31℃)を用い、上記形成されたレジストパターンをマスクとして、Mo金属膜のウェットエッチングを行った。
なお、このMo金属膜のウェットエッチングは、液温31℃で行った。このエッチング速度は、2.22nm/secであり、実施例1におけるMo−Nb合金による金属膜に比べてエッチング速度が速かった。
次に、レジスト剥離液AZ−リムーバー(クラリアント・ジャパン製)を用い、レジストパターンを剥離した。以上により、パターニングされたMo金属膜である第1の電極(ゲート電極)を形成した。このゲート電極としての第1の電極は、膜厚40nm、線幅
25μmの直線状のIZOパターンであり、実施例1で形成したMo−Nb合金による第1の電極に比べて、エッチングによる配線の細りがみられた。
<測定及び評価>
上記実施例及び比較例で得られた電子素子1及び比較電子素子1について、以下の測定及び評価を行った。測定及び評価の結果を下記表1に示した。
<第1の電極のテーパー角の測定>
上記で得られた電子素子1及び比較電子素子1を、基板に垂直な平面で切断し、第1の電極の端部の断面を透過型電子顕微鏡(TEM;倍率60000倍)により撮影した。
撮影されたTEM写真を用い、第1の電極の一端部の断面のテーパー角を測定した。測定結果を表1に示した。
ここで、テーパー角は、第1の電極の基板との接触面に相当する直線と、第1の電極の上端と下端とを結ぶ直線と、のなす角度とした。この「上端」及び「下端」については、上記に定義したため省略する。
<第1の電極の表面粗さRaの測定>
電子素子1、電子素子2、及び比較電子素子1について、上記の製造工程においてパターニングされた第1の電極上に絶縁層を形成する前に、この第1の電極の上面(基板との接触面に対向する面、以下同じ)における表面粗さRaを測定した。測定結果を表1に示した。
表1に示すように、電子素子1及び電子素子2における第1の電極の上面の表面粗さRaは、比較電子素子1における第1の電極の上面の表面粗さRaの1/2以下の値であった。このため、電子素子1及び電子素子2における第1の電極は、比較電子素子1における第1の電極に比べて、上面側に接して設けられる絶縁膜との密着性の向上が図れるといえる。
表面粗さRaの測定は、上記実施例1及び比較例1で形成した第1の電極の上面について、1μm角(1um×1umの測定範囲)のAFM像における、走査距離1μmのラインプロファイル3本から得た表面粗さRaの平均値とした。なお、AFM像は、原子間力顕微鏡(AFM、Pacific Nanotechnology社製 Nano−R)によって得た。
<基板との密着力評価>
(膜応力の測定)
電子素子1、及び比較電子素子1に用いられる第1の電極の膜応力の測定を行った。測定結果を表1に示した。
表1に示す膜応力の測定結果に示されるように、電子素子1における第1の電極は、比較電子素子1における第1の電極に比べて、膜応力が小さい、という結果が得られた。このため、電子素子1における第1の電極は、比較電子素子1における第1の電極に比べて、基板から剥がれにくく、基板に対する密着性が高い、といえる。
なお、この「膜応力」は、下記方法によって算出した。
具体的には、電子素子1に用いられる第1の電極の膜応力の測定は下記方法により算出した。
まず、厚さ150μmのSiウエハー基板の曲率半径を、東朋テクノロジー社製FLX−2320−Sを用いて25℃50%RHの環境下で測定した。
次に、該Siウエハー基板上にスパッタリング法によって、電子素子1における第1の電極の構成材料であるMo−Nb合金から構成された金属膜を成膜し、該Siウエハー基板上に該Mo−Nb合金から構成された金属膜の成膜された積層体の曲率半径を、東朋テクノロジー社製FLX−2320−Sを用いて25℃50%RHの環境下で測定した。そして、該Siウエハー基板の曲率半径と、該積層体(Siウエハー基板上にMo−Nb合金から構成された金属膜の成膜された積層体)の曲率半径と、の差分を、電子素子1に用いられる第1の電極の膜応力として算出した。
比較電子素子1に用いられる第1の電極の膜応力の測定についても同様に、まずは、電子素子1に用いられる第1の電極の膜応力の測定に用いた基板と同じ、厚さ150μmのSiウエハー基板の曲率半径を、東朋テクノロジー社製FLX−2320−Sを用いて25℃50%RHの環境下で測定した。
そして、該Siウエハー基板上にスパッタリング法によって、比較電子素子1における第1の電極の構成材料であるMo単体から構成された金属膜を成膜し、該Siウエハー基板上に該Mo単体から構成された金属膜の成膜された積層体の曲率半径を、東朋テクノロジー社製FLX−2320−Sを用いて25℃50%RHの環境下で測定した。そして、該Siウエハー基板の曲率半径と、該積層体(Siウエハー基板上にMo単体から構成された金属膜の成膜された積層体)の曲率半径と、の差分を、比較電子素子1に用いられる第1の電極の膜応力として算出した。
(曲げ試験)
電子素子1、及び比較電子素子1について、上記の製造工程においてパターニングされた第1の電極上に絶縁層を形成する前に、基板上に形成された第1の電極について曲げ試験を行った。
曲げ試験としては、電子素子1及び比較電子素子1における、基板上に第1の電極が形成された状態の積層体(10mm×10mm,厚み50nmの試験片)について、基板の曲率半径を1.5cm〜2cmの条件で屈曲を繰り返し行い、1回屈曲を行う毎に、曲げ試験機として三菱化学社製の抵抗率計を用いて、10Vの電圧を印加してから3秒後の抵抗値を測定することで、第1の電極の表面抵抗値を測定した。この屈曲回数と、抵抗値との関係を、図10に示した。また、評価結果を表1に示した。
図10に示す曲げ試験の測定結果に示されるように、電子素子1における、基板上に第1の電極の形成された状態の積層体の曲げ試験結果を示すプロット(図10中の正方形で示すプロット80)は、比較電子素子1における、基板上に第1の電極の形成された状態の積層体の曲げ試験結果を示すプロット(図10中の菱形で示すプロット82)に比べて、屈曲回数が増加しても抵抗値の変動は小さい、とうい結果が得られた。
このように、上記膜応力の測定結果と同様に、この曲げ試験の測定結果についても、電子素子1における第1の電極の基板との密着性が、比較電子素子1における第1の電極の基板との密着性に比べて、高い事を示す結果が得られた。
<X線回折評価>
電子素子1、電子素子2、及び比較電子素子1の各々で形成した第1の電極について、X線回折測定装置(リガク社製)を用いて、スキャン軸2θ/ωの条件でXRD(X線回折)を行なった。この結果、実施例1で作製した電子素子1の第1の電極、及び実施例2で作製した電子素子2の第1の電極のXRD(X線回折)の解析結果としては、図9に示す線図50が得られた。一方、比較例1で作製した比較電子素子1の第1の電極のXRD(X線回折)の解析結果としては、図9に示す線図52が得られた
このように、電子素子1及び電子素子2における第1の電極のX線回折測定結果によって得られるピークは、比較電子素子1における第1の電極のX線回折測定結果によって得られるピークに比べてブロードであり、より非晶質であることが確認された。
Figure 0005478963


<リーク電流の測定>
上記で得られた電子素子1、電子素子2、及び比較電子素子1のリーク電流を、アジレントテクノロジー社半導体パラメーターアナライザー4155Cを用いて測定した。
ここで、リーク電流は、第1の電極としてのゲート電極、第2の電極としてのソース電極と、の間に電圧を印加したときに両電極間に流れる電流密度値(A/cm)とした。その結果、実施例1で作製した電子素子1のリーク電流特性(上記印加電圧とリーク電流との関係を示す線図)としては、図7中の線図60に示される結果が得られた。また、実施例2で作製した電子素子2のリーク電流特性(上記印加電圧とリーク電流との関係を示す線図)としては、図7中の線図62に示される結果が得られた。
一方、比較例1で作製した比較電子素子1のリーク電流特性としては、図7中の線図64に示される結果が得られた。このように、比較電子素子1のリーク電流特性(図7中、線図64)に比べて、電子素子1及び電子素子2のリーク電流特性(図7中、線図60及び線図62)は、大幅なリーク電流の低減が図れていることが確認された。
<トランジスタ特性の評価>
上記作製した電子素子1、電子素子2、及び比較電子素子1を、半導体パラメーターアナライザー(アジレントテクノロジー社製、4155C)を用いて、第1の電極としてのゲート電極に電圧を印加したときのドレイン電流を測定することによって、ゲート電圧印加時の電流−電圧特性を測定した。その結果、図8に示す結果が得られた。詳細には、電子素子1の電流−電圧特性としては、図8中の線図70によって示される結果となり、電子素子2の電流−電圧特性としては、図8中の線図72によって示される結果となり、比較電子素子1の電流−電圧特性としては、図8中の線図74によって示される結果となった。このため、電子素子1及び電子素子2は、比較電子素子1に比べて、オンオフ比〔オン電流/オフ電流〕の高い良好なトランジスタ特性が得られたといえる。
また、上記作製した電子素子1、電子素子2、及び比較電子素子1について、TFTがオン状態となる電圧値を測定したところ、電子素子1及び電子素子2では+1V程度であり、比較電子素子1では−2Vであった。このため、ゲート電極(第1の電極)にMo−Nb合金を用いれば、Mo単体を用いた場合に比べて、良好なノーマリーオン状態が実現されるといえる。
10 基板
12、22、32G、42G 第1の電極
20 コンデンサ(電子素子)
24、34、44 絶縁膜
26、36S、36D、46S、46D 第2の電極
30、40 電界効果型トランジスタ(電子素子)
38、48 活性層
P 上端
Q 下端
θ テーパー角

Claims (6)

  1. 基板上に設けられ、Mo−Nb合金から構成された、端部断面のテーパー角が50°未満であり、表面粗さRaが0.6nm以下である第1の電極と、
    前記第1の電極上に配置された絶縁膜と、
    前記第1の電極に対して少なくとも前記絶縁膜を介して配置された第2の電極と、
    を備えた電子素子。
  2. 前記第1の電極は、ゲート電極であり、
    前記第2の電極は、ソース電極及びドレイン電極であり、
    前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に、酸化物半導体を主成分とする活性層を備えた電界効果型トランジスタである請求項1に記載の電子素子。
  3. 前記酸化物半導体が、In、Zn、及びGaよりなる群より選ばれる少なくとも1種を含む非晶質酸化物である請求項に記載の電子素子。
  4. 前記Mo−Nb合金は非晶質である請求項1〜請求項の何れか1項に記載の電子素子。
  5. 前記基板が可撓性を有する請求項1〜請求項の何れか1項に記載の電子素子。
  6. 基板上に成膜されたMo−Nb合金からなる金属膜をパターニングすることによって、該基板上にMo−Nb合金から構成された、端部断面のテーパー角が50°未満であり、表面粗さRaが0.6nm以下である第1の電極を形成する第1の電極形成工程と、
    前記第1の電極形成工程によって形成された前記第1の電極の少なくとも一部を覆う絶縁膜を、スパッタリング法によって形成する絶縁膜形成工程と、
    前記第1の電極に対して少なくとも前記絶縁膜を介して配置されるように第2の電極を形成する第2の電極形成工程と、
    を備えた電子素子の製造方法。
JP2009162625A 2009-07-09 2009-07-09 電子素子及び電子素子の製造方法 Active JP5478963B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009162625A JP5478963B2 (ja) 2009-07-09 2009-07-09 電子素子及び電子素子の製造方法
US12/825,315 US8324625B2 (en) 2009-07-09 2010-06-28 Electronic device and method for producing the same
TW099121671A TWI460856B (zh) 2009-07-09 2010-07-01 電子元件及其製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009162625A JP5478963B2 (ja) 2009-07-09 2009-07-09 電子素子及び電子素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011018786A JP2011018786A (ja) 2011-01-27
JP5478963B2 true JP5478963B2 (ja) 2014-04-23

Family

ID=43426795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009162625A Active JP5478963B2 (ja) 2009-07-09 2009-07-09 電子素子及び電子素子の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8324625B2 (ja)
JP (1) JP5478963B2 (ja)
TW (1) TWI460856B (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009155272A2 (en) * 2008-06-20 2009-12-23 Carl Zeiss Smt. Inc. Cross-section systems and methods
KR102475812B1 (ko) 2012-07-20 2022-12-09 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치
US10340885B2 (en) * 2014-05-08 2019-07-02 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Bulk acoustic wave devices with temperature-compensating niobium alloy electrodes
JP6909159B2 (ja) 2014-12-24 2021-07-28 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ 動的安全装置
WO2017212873A1 (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63193322A (ja) * 1987-02-06 1988-08-10 Hitachi Ltd 磁気記録媒体
JP2911672B2 (ja) * 1992-02-17 1999-06-23 功二 橋本 高耐食アモルファスアルミニウム合金
JPH0926598A (ja) * 1995-07-10 1997-01-28 Hitachi Ltd アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ装置
JP2002063987A (ja) * 2000-08-18 2002-02-28 Tdk Corp 複合基板の製造方法、複合基板およびel素子
US6822277B2 (en) * 2000-08-24 2004-11-23 Rohm Co. Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100592862B1 (ko) * 2001-09-05 2006-06-26 샤프 가부시키가이샤 고분자 구조체 및 그것을 구비한 기능 소자, 및트랜지스터 및 그것을 사용한 표시 장치
JP4338481B2 (ja) * 2003-09-05 2009-10-07 三菱電機株式会社 液晶表示装置用薄膜トランジスタの製法および液晶表示装置用薄膜トランジスタ
US7408190B2 (en) * 2005-07-05 2008-08-05 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Thin film transistor and method of forming the same
JP2007250982A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Canon Inc 酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ及び表示装置
KR100858088B1 (ko) * 2007-02-28 2008-09-10 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법
JP5156536B2 (ja) * 2008-08-19 2013-03-06 京楽産業.株式会社 遊技機の大入賞口開閉扉開閉装置
JP5190709B2 (ja) * 2009-02-20 2013-04-24 カシオ計算機株式会社 表示パネル及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI460856B (zh) 2014-11-11
US8324625B2 (en) 2012-12-04
TW201121044A (en) 2011-06-16
JP2011018786A (ja) 2011-01-27
US20110006298A1 (en) 2011-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101654663B1 (ko) 전자소자와 그 제조방법, 표시장치, 및 센서
KR101549797B1 (ko) 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법, 그리고 전계 효과형 트랜지스터, 표시 장치, 이미지 센서 및 x 선 센서
TWI472038B (zh) 電子裝置、其製造方法以及顯示裝置
JP5615744B2 (ja) 電界効果型トランジスタ、表示装置、センサ及び電界効果型トランジスタの製造方法
KR101634101B1 (ko) 박막 트랜지스터의 제조 방법, 박막 트랜지스터, 표시 장치, 센서 및 x 선 디지털 촬영 장치
JP5339792B2 (ja) 薄膜電界効果型トランジスタ、その製造方法、およびそれを用いた表示装置
JP5434000B2 (ja) 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP5512144B2 (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
KR20110018833A (ko) 비정질 산화물 반도체 재료, 전계 효과형 트랜지스터 및 표시장치
JP2007115807A (ja) トランジスタ
JP5478963B2 (ja) 電子素子及び電子素子の製造方法
JP5507133B2 (ja) ボトムゲート構造の薄膜トランジスタの製造方法
KR101687468B1 (ko) 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법, 표시 장치, 이미지 센서, x 선 센서 그리고 x 선 디지털 촬영 장치
TWI485775B (zh) 非晶質氧化物薄膜之製造方法及電場效果型電晶體之製造方法
JP2010182929A (ja) 電界効果型トランジスタの製造方法
JP5844030B2 (ja) 電界効果型トランジスタの製造方法、表示装置の製造方法、x線撮像装置の製造方法及び光センサの製造方法
WO2022196684A1 (ja) 薄膜トランジスタ、および、薄膜トランジスタの製造方法
JP5604938B2 (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
TWI495738B (zh) 電子裝置之製造方法、薄膜電晶體、電氣光學裝置及感測器
JP2013004849A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法およびロール状薄膜トランジスタ
JP2012033778A (ja) 薄膜トランジスタとその製造方法、薄膜トランジスタアレイとその製造方法、及び、ディスプレイ装置
JP2023117705A (ja) 薄膜トランジスタ、および薄膜トランジスタの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131217

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5478963

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250