JP5546794B2 - 電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法 - Google Patents

電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5546794B2
JP5546794B2 JP2009123833A JP2009123833A JP5546794B2 JP 5546794 B2 JP5546794 B2 JP 5546794B2 JP 2009123833 A JP2009123833 A JP 2009123833A JP 2009123833 A JP2009123833 A JP 2009123833A JP 5546794 B2 JP5546794 B2 JP 5546794B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective layer
field effect
effect transistor
layer
manufacturing
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
JP2009123833A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010272715A (ja
Inventor
多田  宏
直希 小糸
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 JP2009123833A priority Critical patent/JP5546794B2/ja
Priority to US12/782,710 priority patent/US7977214B2/en
Priority to KR1020100047394A priority patent/KR101736260B1/ko
Priority to TW099116086A priority patent/TWI492312B/zh
Publication of JP2010272715A publication Critical patent/JP2010272715A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5546794B2 publication Critical patent/JP5546794B2/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 adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66969Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02551Group 12/16 materials
    • H01L21/02554Oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02565Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/02631Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation

Description

本発明は、電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法に関する。
近年、液晶やエレクトロルミネッセンス(ElectroLuminescence:EL)技術等の進歩により、平面薄型画像表示装置(Flat Panel Display:FPD)が実用化されている。特に、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)は、低電圧で高輝度の発光が得られるために、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、TVモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で、デバイスの薄型化、軽量化、小型化、および省電力化等が期待されている。また、これらのFPDは、ガラス基板上に設けた非晶質シリコン薄膜や多結晶シリコン薄膜を活性層に用いる電界効果型トランジスタ(以下、TFTと称する場合がある)のアクティブマトリクス回路により駆動されている。
一方、FPDのより一層の薄型化、軽量化、耐破損性の向上を求めて、ガラス基板の替わりに軽量で可撓性のある樹脂基板を用いる試みも行われている。しかし、上述のシリコン薄膜を用いるトランジスタの製造は、比較的高温の熱工程を要し、一般的に耐熱性の低い樹脂基板上に直接形成することは困難である。そこで、低温での成膜が可能な非晶質酸化物半導体を用いたTFTの開発が活発に行われている。非晶質酸化物半導体は、室温成膜が可能であり、フィルム上に作製が可能であるので、TFTにおける活性層の材料として注目を浴びている。
この非晶質酸化物半導体は、酸に弱いことが知られている。このため、活性層上に耐酸性を有する層を設けることによって、非晶質酸化物半導体からなる活性層をTFTの製造工程において用いられる酸から保護する事が行なわれている(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照)。特許文献1及び非特許文献1には、活性層を保護する層として、活性層上にSiOからなる層を設けることが提案されている。
特開2008−166716号公報 APPLIED PHYSICS LETTERS、90,212114(2007)
しかしながら、従来技術で用いられているSiOは、耐酸性を有すると共に耐アルカリ性を有することから、SiOのパターニングにはドライエッチングを用いる必要があり、パターニングされた該SiOの層を設けるために別途工程が必要であり、製造工程をより簡略化がすることが望ましい。
本発明は、電界効果型トランジスタの製造工程の簡略化が図れる電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法を提供することを課題とする。
上記目的は、以下に示す本発明により達成される。
すなわち、
<1> 基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体を主成分とする活性層、防護層、ソース電極、及びドレイン電極を少なくとも有する、トップコンタクト型の電界効果型トランジスタの製造方法であって、前記活性層上に前記防護層として耐酸性及びアルカリ可溶性を有する防護層を形成する防護層形成工程と、前記防護層形成工程によって形成された前記防護層上に、フォトレジスト膜を形成するレジスト形成工程と、前記レジスト形成工程によって形成された前記フォトレジスト膜をパターン状に露光する露光工程と、アルカリ性現像液を用いて、前記露光工程によって露光された前記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成すると共に、前記防護層の内の該レジストパターンから露出している領域を除去する現像工程と、を少なくとも有する電界効果型トランジスタの製造方法。
<2>基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体を主成分とする活性層、防護層、ソース電極、及びドレイン電極を有する、トップコンタクト型の電界効果型トランジスタの製造方法であって、前記活性層上に前記防護層として比抵抗が100Ω・cm以上100GΩ・cm以下である防護層を形成する防護層形成工程と、
前記防護層形成工程によって形成された前記防護層上に、フォトレジスト膜を形成するレジスト形成工程と、前記レジスト形成工程によって形成された前記フォトレジスト膜をパターン状に露光する露光工程と、アルカリ性現像液を用いて、前記露光工程によって露光された前記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成すると共に、前記防護層の内の該レジストパターンから露出した領域を除去する現像工程と、を少なくとも有する電界効果型トランジスタの製造方法
> 前記防護層の前記アルカリ性現像液に対する溶解速度は、前記活性層の該アルカリ性現像液に対する溶解速度の2倍以上である<1>または<2>に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
> 前記防護層が、Gaを含む酸化物からなる<1>〜<3>の何れか1つに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
> 前記活性層が、In、Zn、及びGaよりなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を含む酸化物を含んで構成された<1>〜<>の何れか1つに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
> 前記防護層の層厚が20nm以上500nm以下である<1>〜<>の何れか1つに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
<7> 前記ソース電極及び前記ドレイン電極の、該ソース電極及び該ドレイン電極形成のために用いるエッチング液に対する溶解速度は、前記防護層の該エッチング液に対する溶解速度の2倍以上である<1>〜<6>の何れか1つに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
<8> <1>〜<7>の何れか1つに記載の電界効果型トランジスタの製造方法によって製造された電界効果型トランジスタ。
<9> 電界効果型トランジスタを備えた表示装置の製造方法であって、前記電界効果型トランジスタを、<1>〜<7>の何れか1つに記載の電界効果型トランジスタの製造方法により製造する表示装置の製造方法。
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法によれば、トップコンタクト型の電界効果型トランジスタの製造方法において、活性層上に、耐酸性及びアルカリ可溶性を有する防護層を形成する防護層形成工程、防護層形成工程によって形成された防護層上にフォトレジスト膜を形成するレジスト形成工程、及びレジスト形成工程によって形成されたフォトレジスト膜をパターン状に露光する露光工程を行なった後に、現像工程において、アルカリ性現像液を用いて、露光工程によって露光されたフォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成すると共に、該アルカリ性現像液によって、防護層における該レジストパターンから露出している領域を除去する。
このため、現像工程では、アルカリ性現像液を用い、フォトレジスト膜の現像及び防護層のパターニングの双方が行なわれることとなり、製造工程の簡略化が図れる。また、この防護層は耐酸性を有することから、防護層形成後にエッチング液等として用いられる酸性溶液によって活性層が浸食されることが抑制される。
本発明によれば、電界効果型トランジスタの製造工程の簡略化が図れる電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法が提供される。
本実施の形態の電界効果型トランジスタの一の構成を示す模式図である。 (A)〜(D)本実施の形態の電界効果型トランジスタの製造工程を示す模式図である。 (E)〜(H)本実施の形態の電界効果型トランジスタの製造工程を示す模式図である。 (I)〜(L)本実施の形態の電界効果型トランジスタの製造工程を示す模式図である。
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法、及び本発明の電界効果型トランジスタの製造方法によって製造される電界効果型トランジスタの一つの実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1に示すように、本実施の形態の電界効果型トランジスタ10は、少なくとも基板12上に、ゲート電極14、ゲート絶縁膜16、活性層18B、防護層22B、及びソース電極20Aとドレイン電極20B、を順次積層した構成とされている。活性層18は、電子またはホールの移動するチャネル層として機能する。
本実施の形態の電界効果型トランジスタ10では、活性層18Bが該活性層18Bの上面側(活性層18Bの基板12とは反対側の面側)でソース電極20A及びドレイン電極20Bに接するトップコンタクト型とされている。
なお、本実施の形態の電界効果型トランジスタ10は、上述のトップコンタクト型であればよく、ボトムゲート型であってもトップゲート型であってもよい。
この電界効果型トランジスタ10は、ゲート電極14に電圧を印加することで活性層18Bに流れる電流を制御して、ソース電極20Aとドレイン電極20Bとの電極間の電流をスイッチングする機能を有するアクティブ素子である。
基板12を構成する材料としては、例えば、ガラス、YSZ(ジルコニア安定化イットリウム)等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、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、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12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12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。また、この基板12の絶縁性が不十分の場合には絶縁層を設けたり、基板12に更に、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、フィルム状プラスティック基板の平坦性や電極や活性層との密着性を向上するためのアンダーコート層等を積層した構成としてもよい。
基板12の厚みは、50μm以上500μm以下とすることが好ましい。基板12の厚みが50μm未満であると、基板12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12の厚みが500μmよりも厚いと、基板12自体を自由に曲げることが困難になり、すなわち基板12自体の可撓性が乏しくなる。
ゲート電極14を構成する材料としては、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)等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物及び合金が好適に挙げられる。このゲート電極14の厚みは、10nm以上1000nm以下とすることが好ましい。
ゲート絶縁膜16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ゲート絶縁膜16として用いられる。
ゲート絶縁膜16の膜厚としては10nm以上10μm以下が好ましい。ゲート絶縁膜16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、ゲート絶縁膜16の膜厚を厚くすると、電界効果型トランジスタ10の駆動電圧の上昇を招く結果となる。その為、ゲート絶縁膜16の膜厚は無機絶縁体で構成する場合には50nm以上1000nm以下、高分子絶縁体で構成する場合には0.5μm以上5μm以下で用いられることが好ましい。特に、HfOのような高誘電率絶縁体をゲート絶縁膜16に用いると、膜厚を厚くしても、低電圧での電界効果型トランジスタ10の駆動が可能であるので、特に好ましい。
活性層18B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18B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、可撓性のある基板12上に好適に形成される。
活性層18Bに用いられる酸化物半導体としては、好ましくはIn、Zn、Ga、Sn又はCdよりなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を含む非晶質酸化物であり、より好ましくは、In、Zn、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。
活性層18Bに用いられる非晶質酸化物としては、具体的には、組成構造としてInGaO(ZnO)(mは6未満の自然数)、ZnO・Rh、CuGaO、SrCu、及び特開2006−165529に開示されている酸化物半導体等が挙げられる。
上記の中でも、活性層18Bに用いられる非晶質酸化物半導体としては、結晶状態における組成がInGaO(ZnO)(mは6未満の自然数)で表される非晶質酸化物半導体が好適に用いられる。さらに、この結晶状態における組成がInGaO(ZnO)(mは6未満の自然数)で表される非晶質酸化物半導体の中でも、特に、InGaZnOがより好ましい。この組成の非晶質酸化物半導体は、電気伝導度が増加するにつれ、電子移動度が増加する傾向を示す。
この活性層18Bの電気伝導度は、好ましくは10−4Scm−1以上10Scm−1未満であり、より好ましくは10−1Scm−1以上10Scm−1未満である。この活性層18Bの電気伝導度の調整方法としては、公知の酸素欠陥による調整方法や、組成比による調整方法、不純物による調整方法、酸化物半導体材料による調整方法が挙げられる。
防護層22Bは、活性層18Bが浸食されることを保護する機能を有する機能層である。詳細には、防護層22Bは、電界効果型トランジスタ10の製造工程においては、活性層18Bの形成より後工程で用いられるエッチング液等の各種溶液によって該活性層18Bが浸食されることを抑制する機能を有し、電界効果型トランジスタ10として構成された後においては、活性層18Bが外気によって汚染されることを抑制する機能を有する機能層である。
この防護層22Bとしては、耐酸性及びアルカリ可溶性の双方の特性を有する材料が用いられる。このため、形成された防護層22Bは、耐酸性及びアルカリ可溶性の双方の特性を有することとなる。
ここで、防護層22Bに求められる「耐酸性」とは、少なくとも、後述する電界効果型トランジスタ10の製造工程におけるソース電極20A及びドレイン電極20Bの形成のために用いられる酸性のエッチング液に対して溶けにくいことを示している。
この酸性のエッチング液に対して溶けにくい、とは、好ましくは、23℃の液温の硝酸3wt%、燐酸73wt%、酢酸7wt%、水17wt%の酸性のエッチング液に対する防護層22Bの構成材料の溶解速度が、2nm/s以下であることを示している。
また、防護層22Bに求められる「アルカリ可溶性」とは、少なくとも後述する電界効果型トランジスタ10の製造工程において、活性層18(図2(C)参照、詳細後述)上に防護層22(図2(C)参照、詳細後述)を介して設けられるフォトレジスト膜30(図2(C)参照、詳細後述)の現像のために用いられる、アルカリ性現像液に対して溶解する性質、すなわちアルカリ可溶である事を示している。
このアルカリ性現像液に対するアルカリ可溶性とは、好ましくは、23℃の液温の水酸化テトラメチルアンモニウム2.38wt%の水溶液のアルカリ性現像液に対する防護層22Bの構成材料の溶解速度が、0.5nm/s以上であることを示している。
この防護層22Bの構成材料としては、上記特性を満たす材料であればよいが、具体的には、Gaを含む酸化物であるGa等が好ましく用いられる。
防護層22Bを、Gaを含む酸化物で構成することによって、上記特性に加えて、従来技術のように活性層を保護する層としてSiOを用いた場合に比べて、ソース-ドレイン電流のオン/オフ比(オン状態とオフ状態の電流比)の低下が抑制される。これはGaを含む酸化物を用いることにより、防護層成膜時の活性層へのダメージを低減できるためと考えられる。
また、この防護層22Bの構成材料は、非晶質(アモルファス)であることが望ましい。防護層22Bの構成材料が非晶質であることで、良好な上記アルカリ可溶性が実現される。
防護層22Bの層厚は、後述する電界効果型トランジスタ10の製造工程におけるソース電極20A及びドレイン電極20Bの形成のために用いられる酸性のエッチング液によって一部溶解した場合であっても、下層側に設けられている活性層18Bが露出することの無い程度の厚みであり、且つ、製造された電界効果型トランジスタ10において、活性層18Bのチャネル層としての機能を阻害することのない程度の厚みであればよい。このため、この防護層22Bの層厚は、電界効果型トランジスタ10の製造工程において用いる上記酸性のエッチング液の種類や、上記アルカリ性現像液の種類、その他、製造される電界効果型トランジスタ10の構成によって異なる。
具体的には、この防護層22Bの層厚は、20nm以上500nm以下であることが望ましく、30nm以上100nm以下であることが更に望ましい。
防護層22Bの層厚が20nm以上であれば、後述するソース電極ドレイン電極形成工程において、該工程で用いられる酸性のエッチング液が活性層18Bに到ることを阻止するエッチングストッパーとして確実に機能する防護層22Bが厚すぎると、防護層22の成膜時間、エッチング時間が長くなってしまうため500nm以下が望ましい。
この防護層22Bの比抵抗は、100Ω・cm以上100GΩ・cm以下であることが望ましく、1kΩ・cm以上100GΩ・cm以下であることが更に望ましい。
防護層22Bの比抵抗が上記範囲内であれば、活性層18Bのチャネル層としての機能を阻害することのない程度の、防護層22Bの絶縁性が実現される。
防護層22Bの比抵抗(電気抵抗率)の測定は、第一電圧印加電極と第二電圧印加電極とを備えた円形電極を用意する。この第一電圧印加電極は、円柱状電極部と、該円柱状電極部の外径よりも大きい内径を有し、且つ該円柱状電極部を一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部とを備える。そして、第一電圧印加電極における円柱状電極部及びリング状電極部と、第二電圧印加電極と、の間に測定試料である防護層22Bを挟んで、第一電圧印加電極における円柱状電極部と第二電圧印加電極との間に電圧V(V)を印可してから30秒後に流れる電流I(A)を測定し、下記式により電気抵抗率ρv(Ω・cm)を求めることができる。
式:ρv=πd2/4t×(V/I)
ここで、上記式中、d(cm)は円柱状電極部の外径を示す。t(cm)は防護層22Bの膜厚を示す。
ソース電極20A、ドレイン電極20Bを構成する材料としては、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)等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物及び合金が好適に挙げられる。
形成されるソース電極20Aの総厚、及びドレイン電極20Bの総厚は、10nm以上1000nm以下とすることが好ましい。
本実施の形態の電界効果型トランジスタ10は、半導体層形成工程、防護層形成工程、レジスト形成工程、露光工程、現像工程、活性層加工工程、及びソース電極ドレイン電極形成工程、を経ることによって製造される。以下、上記構成材料によって構成される電界効果型トランジスタ10の製造方法について、詳細に説明する。
(1)半導体層形成工程
図2(A)に示すように、まず、半導体層形成工程では、非晶質酸化物半導体からなる活性層18を形成する。具体的には、基板12上に、ゲート電極14、ゲート絶縁膜16、及び活性層18を順に積層する。この半導体層形成工程では、基板12上にゲート電極14を成膜しパターニングした後に、ゲート絶縁膜16、活性層18を順に積層すればよい。
基板12上へのゲート電極14、及びゲート絶縁膜16の成膜法としては、公知の方法が用いられ特に限定されないが、例えば、印刷方式、コ−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−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、各層を構成する材料との適性を考慮した方法を適宜選択すればよい。
例えば、ゲート電極14を構成する材料としてITOを選択する場合には、ゲート電極14の成膜方法としては、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−ティング法等が選択される。また、ゲート電極14を構成する材料として、有機導電性化合物を選択する場合には、湿式製膜法が選択される。
ゲート絶縁膜16上に形成される活性層18は、後工程でパターニングされることで、電界効果型トランジスタ10として構成されたときには活性層18Bとして機能する。
活性層18の成膜方法としては、上記説明した活性層18Bを構成する非晶質酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが好ましい。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法(PLD法)が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。活性層18は、例えば、RFマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。この方法を用いた場合、酸素流量が多いほど形成された活性層18Bの電気伝導度を小さくすることができる。なお、成膜された活性層18は、周知のX線回折法により非晶質膜であることが確認される。また、活性層18の膜厚は触針式表面形状測定により求められる。組成比は、RBS(ラザフォード後方散乱)分析法により求められる。
(2)防護層形成工程
防護層形成工程では、図2(B)に示すように、上記の半導体層形成工程で形成された活性層18上に、防護層22を形成する。
この防護層22は、後述する現像工程でアルカリ性現像液によって加工(エッチング)されることで、電界効果型トランジスタ10として構成されたときには防護層22Bとして機能する。
防護層22の成膜方法としては、上記説明した防護層22Bを構成する材料の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが好ましい。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法(PLD法)が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。成膜された防護層22が非晶質であるか否かは、周知のX線回折法により確認すればよい。また、防護層22の膜厚は触針式表面形状測定により求められる。
(3)レジスト形成工程
レジスト形成工程では、図2(C)に示すように、上記防護層形成工程で形成された防護層22上に、フォトレジスト膜30を形成する。
このフォトレジスト膜30は、防護層22上にフォトレジストを塗布することによって形成される。このフォトレジストとしては、このレジスト形成工程の次に行なわれる後述する現像工程で用いられるアルカリ性現像液によって現像されるフォトレジストであればよく、露光された部分が現像で除去されるポジ型フォトレジストであっても良いし、露光されなかった部分が現像で除去されるネガ型フォトレジストであっても良い。
本実施の形態では、一例として、ポジ型フォトレジストを用いる形態を説明する。
フォトレジストとしては、紫外線(g線、i線)、エキシマー・レーザー等を含む遠紫外線、電子線、イオンビーム及びX線等の放射線に感応する感光性樹脂組成物が使用される。
具体的には、ポジ型フォトレジストとしては、キノンジアジド化合物及びアルカリ可溶性樹脂を含有する組成物が好ましい。キノンジアジド化合物及びアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型の感光性樹脂組成物は、500nm以下の波長の光照射によりキノンジアジド基が分解してカルボキシル基を生じ、結果としてアルカリ不溶状態からアルカリ可溶性になることを利用し、ポジ型フォトレジストとして用いられる。この感光性樹脂組成物は、解像力が著しく優れているので、ICやLSI等の集積回路の作製に用いられている。前記キノンジアジド化合物としては、ナフトキノンジアジド化合物が挙げられる。
(4)露光工程
現像工程では、上記フォトレジスト形成工程によって、防護層22上に形成されたフォトレジスト膜30上にフォトマスクを重ねてパターン露光を行なうことで、パターン状に露光を行った後に、追加加熱して光の照射されなかった部分を硬化させる。
すなわち、この露光工程によって、図2(D)に示すように、フォトレジスト膜30の内の光の照射されなかった領域30Bが硬化し、光の照射された領域30Aが未硬化(アルカリ可溶状態)状態となる。
この露光工程でフォトレジスト膜30へのパターン露光に用いられる光としては、上述した紫外線、遠紫外線、電子線、イオンビーム、及び放射線等のフォトレジスト膜30の感応する光が用いられる。
(5)現像工程
現像工程では、図3(E)及び図3(F)に示すように、アルカリ性現像液を用いて、上記露光工程を経たフォトレジスト膜30を現像して、上記フォトレジスト膜30の領域30Bに対応するレジストパターン30B’を形成すると共に、フォトレジスト膜30の下層側(基板12側)に接して設けられている防護層22における、該レジストパターン30B’から露出している領域22Aを除去する。すなわち、この現像工程では、アルカリ性現像液を用いることによって、フォトレジスト膜30の現像と共に防護層22のエッチングが同時に、即ち、同じ工程で行なわれる。
このフォトレジスト膜30の現像とは、図3(E)に示すように、アルカリ性現像液を用いて、上記露光工程を経たフォトレジスト膜30におけるアルカリ可溶状態の領域(光の照射された領域30A)を除去することで、露光工程において光の照射されなかった領域30Bをレジストパターン30B’として残す処理である。
そして、このフォトレジスト膜30が現像されることよって、防護層22の内の、レジストパターン30B’に連続して接している領域(防護層22B)以外の領域22Aは、表面に露出した状態となる。
ここで、防護層22は、上述のように、現像工程で用いられる上記アルカリ性現像液に可溶であることから、フォトレジスト膜30の一部がアルカリ性現像液によって除去されることで露出した領域22Aが該アルカリ性現像液によって浸積されることで、該露出した領域22Aが除去されて、防護層22Bが残った状態とされる。
すなわち、この現像工程では、アルカリ性現像液を用いることによって、フォトレジスト膜30の現像(図3(E)参照)と、防護層22のエッチング(図3(F)参照)の双方が行なわれて、エッチング後の防護層22としての防護層22B上に、レジストパターン30B’が積層された状態となる。
この現像工程で用いられるアルカリ性現像液としては、フォトレジスト膜30を現像可能な溶液であり、且つ、防護層22を溶解可能な液体であればいかなるものであってもよい。このアルカリ性現像液としては、具体的には、アルカリ性の水溶液が挙げられる。
アルカリ性の水溶液としては、公知の現像液から適宜選択されるが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム,硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−〔5.4.0〕−7−ウンデセン等を含む水溶液が挙げられる。
この現像工程で用いられるアルカリ性現像液としては、アルカリ濃度がpH8以上pH14以下、好ましくはpH9以上pH13以下、さらに好ましくはpH10以上pH13以下となるように調整されたアルカリ性水溶液が好ましい。
この現像工程において用いられる現像方法には、例えばディップ法、スプレー法、パドル法等があり、現像温度は15℃以上40℃以下とすることが好ましい。また、現像後は一般に流水にて洗浄を行なう。
なお、この防護層22の、現像工程で用いられるアルカリ性現像液に対する溶解速度は、活性層18の該アルカリ性現像液に対する溶解速度の2倍以上であることが望ましく、5倍以上であることが更に望ましく、10倍以上であることが特に望ましい。
防護層22の、上記アルカリ性現像液に対する溶解速度が、活性層18の該アルカリ性現像液に対する溶解速度の2倍以上であると、現像工程において、該アルカリ性現像液によって防護層22がエッチングされるときに、活性層18がエッチングされてしまうことを抑制することができ(すなわち、プロセスマージンが大きくなり)、加工が容易となる。
この溶解速度の調整は、目的とする製造条件に応じて、活性層18及び防護層22の構成材料を適宜選択すればよい。
なお、活性層18を保護する層として、一般的に用いられているSiOは、耐アルカリ性及び耐酸性の性質を有している。このため、SiOから構成された層は、アルカリ性現像液ではエッチングされない。従って、本実施の形態における電界効果型トランジスタ10の防護層22に変えて、SiOからなる層を用いた場合には、上記に説明した現像工程で、該SiOからなる層をエッチングすることは実質的に不可能である。このため、本実施の形態における電界効果型トランジスタ10の防護層22に変えて、SiOからなる層を用いた場合には、本願のような製造工程の簡略化は実現されない。
(6)剥離工程
剥離工程では、レジストパターン30B’の剥離を行なう。詳細には、まず、上記現像工程によって、フォトレジスト膜30の現像と共に防護層22のエッチングが行なわれることによって、基板12、ゲート電極14、ゲート絶縁膜16、活性層18、防護層22B、及びレジストパターン30B’の順に積層された状態の積層体10A(図3(G))から、レジストパターン30B’を剥離する。このレジストパターン30B’の剥離方法としては、該レジストパターン30B’を防護層22Bから剥離可能な方法であればどのような方法であってもよいが、該レジストパターン30B’を溶解除去する方法や、超音波やアッシング等の方法等が好適に用いられる。
なお、該レジストパターン30B’を溶解除去するために用いる剥離液としては、活性層18及び防護層22Bを溶解せず、且つ該レジストパターン30B’を溶解可能な液体であればよく、活性層18及び防護層22Bの構成材料や、レジストパターン30B’の構成材料に応じて適宜選択すればよい。本実施の形態では、例えば、中性の剥離液が好適に用いられ、具体的には、N−メチル−2−ピロリドン等を含む溶液が用いられる。
(7)活性層加工工程
活性層加工工程では、活性層18を所望のパターンに加工する。詳細には、上記剥離工程によって、レジストパターン30B’の剥離された積層体(図示省略)について、図3(H)に示すように、活性層18の上側の面の一部と防護層22Bの上面及び側面を覆うようにレジストパターン32を形成する。このレジストパターン32の形成方法としては、上述のレジストパターン30B’と同じ形成方法を用いればよい。
次に、図3(H)に示すように、活性層18の内のレジストパターン32から露出した領域18Aをエッチングすることによって、活性層18を加工して、活性層18から領域18Aの除去された活性層18Bとする。
この活性層18の加工方法としては、ウェットエッチングが好適に用いられる。活性層18は、酸に弱い事から、この活性層18のエッチングに用いられるエッチング液としては、酸性のエッチング液が用いられ、この活性層18がIn−Ga−Zn−Oを含んだ構成である場合には、エッチング液としては、しゅう酸混合液が好適に用いられる。
この活性層18がエッチングされて活性層18Bが形成された後に、レジストパターン32が剥離される。このレジストパターン32の剥離液としては、例えば、上記レジストパターン30B’の剥離に用いた剥離液と同じ剥離液を用いればよい。
(8)ソース電極ドレイン電極形成工程
導電層形成工程では、ソース電極20A及びドレイン電極20Bを形成する。
この導電層形成工程では、まず、上記活性層加工工程によって形成された活性層18B、及び該活性層18B上に積層されている防護層22Bの双方を覆うように、導電層20を成膜する。詳細には、導電層20は、活性層18Bの露出領域(上面及び側面)、及び防護層22Bの露出領域(上面及び側面)を覆うように形成される(図4(I)参照)。
この導電層20の形成方法としては、特に限定されることはなく、印刷方式、コ−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−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、などの中から導電層20として選択する材料に応じて適宜選択すればよい。例えば、導電層20としてITOを選択した場合には、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−ティング法が好適に用いられる。また、導電層20の形成材料として、有機導電性化合物を用いた場合には、導電層20は湿式製膜法によって好適に形成される。
形成された導電層20は、電界効果型トランジスタ10として構成されたときには、ソース電極20A及びドレイン電極20Bとして機能する。このため、導電層20を構成する材料は、上記ソース電極20A及びドレイン電極20Bを構成する材料として挙げた材料の中から選択すればよい。
次に、この導電層20上に、フォトリソグラフィー法によりレジストパターン34を形成する(図4(J)参照)。このレジストパターン34の形成は、上記レジストパターン30B’と同じ方法を用いればよい。
そして、図4(J)及び図4(K)に示すように、導電層20の内のレジストパターン32によって保護されていない領域を、エッチング液を用いてウェットエッチングすることによって除去する。これによって、ソース電極20A及びドレイン電極20Bを形成する。
このソース電極20A及びドレイン電極20Bの形成のために用いるエッチング液としては、導電層20の構成材料を溶解し、且つエッチングストッパーとして機能する防護層22Bについては不溶のエッチング液を用いればよい。このような特性を有するエッチング液としては、酸性のエッチング液が用いられ、防護層22BがGaから構成されている場合には、このエッチング液としては、燐酸硝酸酢酸混合液が好適に用いられる。
これによって、図4(K)に示すように、ソース電極20A、ドレイン電極20Bが形成されることとなる。
なお、この導電層20(ソース電極20A及びドレイン電極20B)の構成材料の、ソース電極20A及びドレイン電極20Bの形成のために用いる上記エッチング液に対する溶解速度は、防護層22Bの該エッチング液に対する溶解速度の2倍以上であることが望ましく、3倍以上であることがより望ましい。
この導電層20(ソース電極20A及びドレイン電極20B)の構成材料の、ソース電極20A及びドレイン電極20Bの形成のために用いるエッチング液に対する溶解速度が、防護層22Bの該エッチング液に対する溶解速度の2倍以上であると、導電層20のエッチングによってソース電極20A及びドレイン電極20Bを形成するときに、防護層22Bがエッチングされてしまうことを抑制することができ(すなわち、プロセスマージンが大きくなり)、加工が容易となる。
さらに、このソース電極20A及びドレイン電極20B上に形成されているレジストパターン34を剥離することによって、図4(L)及び図1に示すように、電界効果型トランジスタ10が形成される。
以上説明したように、本実施の形態のトップコンタクト型の電界効果型トランジスタ10の製造方法によれば、上記に説明したように、半導体層形成工程で形成した活性層18上に、耐酸性及びアルカリ可溶性を有する防護層22を形成した後に、該防護層22上にフォトレジスト膜を形成して露光工程においてパターン状に露光する。
そして、次の現像工程において、アルカリ性現像液を用いて、上記露光工程を経たフォトレジスト膜30を現像して、レジストパターン30B’を形成すると共に、防護層22における該レジストパターン30B’から露出している領域22Aを除去して防護層22のエッチングを行なう。
このため、活性層18を防護する機能を有する防護層22が、現像工程において、アルカリ性現像液によってフォトレジスト膜30の現像と共に加工されるので、電界効果型トランジスタ10の製造工程の簡略化が実現される。また、活性層18Bが防護層22Bによって保護された状態となることから、後工程において活性層Bのチャネル領域が浸食されることが抑制され、特に、ソース電極20A及びドレイン電極20Bの製造時には、防護層22Bがエッチングストッパーとして機能することとなり、活性層18Bが、ソース電極ドレイン電極形成工程でソース電極20A及びドレイン電極20Bの形成のために用いられる酸性のエッチング液によって浸食されることが抑制される。
そして、製造工程における活性層18Bの浸食が抑制されることから、結果的には、電界効果型トランジスタ10として構成されたときに、活性層18Bへの外気による影響が抑制されると共に、経時変化によって、最小電流値を発生する電圧としての閾値がシフト(変動)する閾値シフトが改善されると考えられる。
本実施の形態で製造される電界効果型トランジスタ10は、液晶やEL素子を用いた画像表示装置、特に平面薄型表示装置(Flat Panel Display:FPD)に好ましく用いられる。より好ましくは、基板に有機プラスチックフィルムのような可撓性基板を用いたフレキシブル表示装置に用いられる。特に、本実施の形態の電界効果型トランジスタ10は、有機EL素子を用いた表示装置に好適に用いられる。
また、この表示装置に電界効果型トランジスタ10を適用する場合についても同様に、上記に説明した製造方法によって電界効果型トランジスタ10を製造することによって、表示装置を製造することで、製造工程の簡略化が実現されると共に、製造工程における活性層18の浸食が抑制される。
以下に、本発明の電界効果型トランジスタの製造方法について、実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
(実施例1)
−半導体層形成工程−
まず、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、及び活性層の積層された積層体を形成した。
基板としては、無アルカリガラス(イーグル2000、コーニング社)を用いた。
次に、この基板上に、ゲート電極として、Moを厚み40nmに蒸着した。スパッタリング条件は下記条件とした。
Moのスパッタリング条件:DCマグネトロンスパッタ装置により、DCパワー380W、スパッタリングガス流量Ar=12sccmであった。次にゲート電極のパターニングを行った。
ゲート電極のパターニングには、フォトリソグラフィー法とエッチング法とを用いた。
さらに、ゲート電極上に、下記のゲート絶縁膜の形成を行った。
ゲート絶縁膜:SiOをRFマグネトロンスパッタ真空蒸着法(条件:ターゲットSiO、成膜温度54℃、スパッタガスAr/O=12/2sccm、RFパワー400W、成膜圧力0.4Pa)にて100nm形成し、ゲート絶縁膜を設けた。ゲート絶縁膜SiOのパターニングには、スパッタ時にシャドウマスクを用いることにより行った。
このゲート絶縁膜上に、非晶質酸化物半導体から構成された活性層を形成した。この活性層の形成方法としては、上記形成したゲート絶縁膜上に、InGaZnOの組成を有する多結晶焼結体をターゲットとして、RFマグネトロンスパッタ真空蒸着法により、Ar流量97sccm、O流量1.6sccm、RFパワー200W、圧力0.38Paの条件で行った。厚みは、50nmであった。
−防護層形成工程−
次に、上記形成した活性層上に、防護層として、Gaを厚み50nmに蒸着した。スパッタリング条件は、下記条件とした。
スパッタリング条件:ターゲットとしてGaを用い、RFマグネトロンスパッタ装置により、RFパワー100W、スパッタリングガス流量Ar=12sccm、O=5.0sccmであった。
この防護層について、三菱化学株式会社製、Hiresta−UPを用いて、比抵抗(体積抵抗率)を測定したところ、20MΩ・cmであった。
―フォトレジスト形成工程、露光工程―
次に、上記防護層上にフォトレジスト膜を形成してパターン状に露光を行なった。
詳細には、フォトレジストとして、AZ5214−E(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社)を用い、これをスピンコーターにより塗布することによってフォトレジスト膜形成した。このフォトレジスト膜を形成後、プリベークを90℃で15分間行い、パターン露光した。
―現像工程―
現像工程では、アルカリ性現像液としてAZ300MIFデベロッパー(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社)に100秒間浸漬した。
これによって、防護層上に形成されていたフォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成すると共に、該フォトレジスト膜の下層側に設けられている防護層における、該レジストパターンから露出している領域22Aが除去されて、フォトレジスト膜の現像と防護層のエッチングが同じ工程で同時に行なわれたことが確認された。
なお、この現像工程で用いたアルカリ性現像液に対する防護層の溶解速度は、2.5nm/sであり、該アルカリ性現像液に対する活性層の溶解速度は、0.2nm/s以下であった。このため、アルカリ性現像液に対する防護層の溶解速度は、活性層の該アルカリ性現像液に対する溶解速度の10倍以上であった。
−剥離工程−
次に、レジストパターンを剥離した。剥離液104(東京応化工業株式会社)を用い液温45℃10分間浸漬した。
−活性層加工工程、ソース電極ドレイン電極形成工程−
次に、上記活性層及び防護層上に、レジストとしてAZ5214−E(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社)を用いてレジストパターンを形成した。レジストパターンの形成は、レジストをスピンコーターにより塗布することによって形成した。このレジスト膜を形成後、90℃でベークした。次に、露光、現像を行ってレジストパターンを形成し、活性層の内の、該レジストパターンから露出している領域をエッチングすることによって、活性層の加工を行なった。このエッチング条件としては、エッチング液としてしゅう酸混合液を用いて、液温45℃で行った。
さらに、該レジストパターンを剥離液として剥離液104(東京応化工業株式会社)を用いて剥離した後に、導電層として、Moを厚み100nmに蒸着した。スパッタリング条件は下記条件とした。
Moのスパッタリング条件:DCマグネトロンスパッタ装置により、DCパワー380W、スパッタリングガス流量Ar=12sccmであった。
次に、この導電層上に、レジストとしてAZ5214−E(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社)を用いてレジストパターンを形成した。レジストパターンの形成は、レジストをスピンコーターにより塗布することによって形成した。このレジスト膜を形成後、90℃でベークした。
次に、露光、現像を行ってレジストパターンを形成し、上記導電層の内の、該レジストパターンから露出した領域を、エッチング液として液温23℃の燐酸硝酸酢酸混合液を用いてエッチングすることによって導電層の加工を行ない、ソース電極及びドレイン電極を形成した。
なお、導電層(ソース電極及びドレイン電極)について、導電層を加工してソース電極及びドレイン電極を形成するときに用いるエッチング液としてのリン酸硝酸混合液(液温23℃)に対する溶解速度を測定したところ、溶解速度は6nm/sであった。該エッチング液に対する防護層の溶解速度は0.4nm/sであった。このため、導電層の該エッチング液に対する溶解速度は、防護層の該エッチング液に対する溶解速度の15倍であった。
これによって、図1に示す構成の電界効果型トランジスタ1が作製された。
(比較例1)
比較例1では、上記防護層に変えて、SiOからなる層(以下、比較層と称する)を形成した。比較層の形成、加工以外の工程は実施例1と同様にした。
比較層としてのSiOからなる層(50nm)はスパッタ法により形成した。スパッタ条件としては、ターゲットとしてSiOを用い、RFマグネトロンスパッタ装置により、RFパワー100W、スパッタリングガス流量Ar=12sccm、O=5.0sccmとした。
比較層としてのSiOからなる層の加工は、レジスト形成、露光、現像、エッチング、剥離により行い、エッチング工程は、CFガスを用いてドライエッチングにより行った。
これによって、比較電界効果型トランジスタ1を作製した。
―評価―
上記に示すように、実施例1で作製した電界効果型トランジスタ1では、フォトレジスト膜を現像する現像工程において、フォトレジスト膜の現像と同時に防護層の加工が行なわれ、比較例1に比べて、工程の簡略化が図れることが確認された。
<オンオフ比>
実施例および比較例で得られた電界効果型トランジスタ1及び比較電界効果型トランジスタ1について、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、一定ドレイン電圧を印加したときのドレイン電流−ゲート電圧特性を測定してオン/オフ比を算出したところ、実施例1で作製した電界効果型トランジスタ1はオン/オフ比=10の良好なトランジスタ特性を示したのに対し、比較例1で作製した比較電界効果型トランジスタ1はオフ電流が非常に大きくオフ動作が得られなかった。比較例1に対して実施例1では防護層成膜時の活性層へのダメージが低減されたために安定したトランジスタ動作が可能になったと考えられる。
以上のことから、実施例1の製造方法によれば、比較例1に比べて、電界効果型トランジスタの製造工程において、製造工程の簡略化が図れたといえる。
10 電界効果型トランジスタ
12 基板
14 ゲート電極
18 活性層
20A ソース電極
20B ドレイン電極
22B 防護層
30B’レジストパターン

Claims (9)

  1. 基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体を主成分とする活性層、防護層、ソース電極、及びドレイン電極を有する、トップコンタクト型の電界効果型トランジスタの製造方法であって、
    前記活性層上に前記防護層として耐酸性及びアルカリ可溶性を有する防護層を形成する防護層形成工程と、
    前記防護層形成工程によって形成された前記防護層上に、フォトレジスト膜を形成するレジスト形成工程と、
    前記レジスト形成工程によって形成された前記フォトレジスト膜をパターン状に露光する露光工程と、
    アルカリ性現像液を用いて、前記露光工程によって露光された前記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成すると共に、前記防護層の内の該レジストパターンから露出した領域を除去する現像工程と、
    を少なくとも有する電界効果型トランジスタの製造方法。
  2. 基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体を主成分とする活性層、防護層、ソース電極、及びドレイン電極を有する、トップコンタクト型の電界効果型トランジスタの製造方法であって、
    前記活性層上に前記防護層として比抵抗が100Ω・cm以上100GΩ・cm以下である防護層を形成する防護層形成工程と、
    前記防護層形成工程によって形成された前記防護層上に、フォトレジスト膜を形成するレジスト形成工程と、
    前記レジスト形成工程によって形成された前記フォトレジスト膜をパターン状に露光する露光工程と、
    アルカリ性現像液を用いて、前記露光工程によって露光された前記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成すると共に、前記防護層の内の該レジストパターンから露出した領域を除去する現像工程と、
    を少なくとも有する電界効果型トランジスタの製造方法
  3. 前記防護層の前記アルカリ性現像液に対する溶解速度は、前記活性層の該アルカリ性現像液に対する溶解速度の2倍以上である請求項1又は請求項2に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
  4. 前記防護層が、Gaを含む酸化物からなる請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
  5. 前記活性層が、In、Zn、及びGaよりなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を含む酸化物を含んで構成された請求項1〜請求項の何れか1項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
  6. 前記防護層の層厚が20nm以上500nm以下である請求項1〜請求項の何れか1項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
  7. 前記ソース電極及び前記ドレイン電極の、該ソース電極及び該ドレイン電極形成のために用いるエッチング液に対する溶解速度は、前記防護層の該エッチング液に対する溶解速度の2倍以上である請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
  8. 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法によって製造された電界効果型トランジスタ。
  9. 電界効果型トランジスタを備えた表示装置の製造方法であって、
    前記電界効果型トランジスタを、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法により製造する表示装置の製造方法。
JP2009123833A 2009-05-22 2009-05-22 電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法 Active JP5546794B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009123833A JP5546794B2 (ja) 2009-05-22 2009-05-22 電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法
US12/782,710 US7977214B2 (en) 2009-05-22 2010-05-19 Method of manufacturing field-effect transistor, field-effect transistor, and method of manufacturing display device
KR1020100047394A KR101736260B1 (ko) 2009-05-22 2010-05-20 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법, 전계 효과형 트랜지스터, 및 표시 장치의 제조 방법
TW099116086A TWI492312B (zh) 2009-05-22 2010-05-20 場效電晶體的製造方法、場效電晶體以及顯示裝置的製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009123833A JP5546794B2 (ja) 2009-05-22 2009-05-22 電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010272715A JP2010272715A (ja) 2010-12-02
JP5546794B2 true JP5546794B2 (ja) 2014-07-09

Family

ID=43123992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009123833A Active JP5546794B2 (ja) 2009-05-22 2009-05-22 電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7977214B2 (ja)
JP (1) JP5546794B2 (ja)
KR (1) KR101736260B1 (ja)
TW (1) TWI492312B (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101514600B1 (ko) * 2014-03-28 2015-04-23 성균관대학교산학협력단 반도체 소자 및 반도체 소자 제조 방법
TWI578546B (zh) * 2015-05-28 2017-04-11 鴻海精密工業股份有限公司 薄膜電晶體的製造方法
JP6562089B2 (ja) * 2016-02-01 2019-08-21 株式会社リコー 電界効果型トランジスタ及びその製造方法、表示素子、表示装置、システム
CN108172627B (zh) * 2016-12-07 2020-11-06 清华大学 一种薄膜晶体管及其制备方法
CN106783953B (zh) * 2016-12-26 2019-05-31 武汉华星光电技术有限公司 薄膜晶体管及其制作方法
DE102021108615A1 (de) * 2020-05-29 2021-12-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Erhöhter source/drain-oxidhalbleiterdünnfilmtransistor und verfahren zur herstellung davon
CN114609221A (zh) * 2022-03-09 2022-06-10 中山大学 一种氧化物半导体生物传感器、制作方法及使用方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070077371A1 (en) * 1989-05-26 2007-04-05 Dimitrakopoulos Christos D Patterns of electrically conducting polymers and their application as electrodes or electrical contacts
JP3351028B2 (ja) * 1993-06-22 2002-11-25 カシオ計算機株式会社 アルミ系金属膜のパターニング方法
JPH11111082A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Nissan Chem Ind Ltd 導電性酸化スズ膜のパターニング方法
JP2003045771A (ja) * 2001-07-27 2003-02-14 Murata Mfg Co Ltd パターン形成方法及び回路基板の製造方法
JP4461873B2 (ja) * 2004-03-29 2010-05-12 カシオ計算機株式会社 亜鉛酸化物の加工方法および薄膜トランジスタの製造方法
JP2006017843A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Hitachi Displays Ltd 表示装置の製造方法
JP4892830B2 (ja) * 2004-11-19 2012-03-07 カシオ計算機株式会社 薄膜トランジスタの製造方法
JP5100997B2 (ja) * 2005-10-18 2012-12-19 三菱電機株式会社 薄膜トランジスタ基板の製造方法
JP5127183B2 (ja) * 2006-08-23 2013-01-23 キヤノン株式会社 アモルファス酸化物半導体膜を用いた薄膜トランジスタの製造方法
JP5305630B2 (ja) 2006-12-05 2013-10-02 キヤノン株式会社 ボトムゲート型薄膜トランジスタの製造方法及び表示装置の製造方法
JP2008171989A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Toppan Printing Co Ltd 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP5121254B2 (ja) * 2007-02-28 2013-01-16 キヤノン株式会社 薄膜トランジスタおよび表示装置
JP2008276212A (ja) * 2007-04-05 2008-11-13 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置
JP2008276211A (ja) * 2007-04-05 2008-11-13 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置およびパターニング方法
US20090001360A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Masaya Nakayama Organic el display and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
US7977214B2 (en) 2011-07-12
US20100295038A1 (en) 2010-11-25
KR101736260B1 (ko) 2017-05-16
TW201106431A (en) 2011-02-16
JP2010272715A (ja) 2010-12-02
KR20100126214A (ko) 2010-12-01
TWI492312B (zh) 2015-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5546794B2 (ja) 電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、及び表示装置の製造方法
US9508747B2 (en) Thin film transistor array substrate
US9954070B2 (en) Thin film transistor and manufacturing method thereof, display device
US20160370621A1 (en) Array substrate, manufacturing method thereof and liquid crystal display
WO2016206236A1 (zh) 低温多晶硅背板及其制造方法和发光器件
US10008516B2 (en) LTPS TFT array substrate, its manufacturing method, and display device
US9548324B2 (en) Array substrate and method for fabricating the same
JP5424724B2 (ja) 電界効果型トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、表示装置、及び電磁波検出器
US9842915B2 (en) Array substrate for liquid crystal display device and method of manufacturing the same
JP2011107476A (ja) 電子デバイスの製造方法
JP5512144B2 (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
WO2015143839A1 (zh) 氧化物薄膜晶体管阵列基板的制造方法
JP2008171989A (ja) 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP2011249674A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP2013012610A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
WO2013170574A1 (zh) 氧化物薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置
JP2010205923A (ja) 電界効果型トランジスタの製造方法
WO2016123979A1 (zh) 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置
KR101604480B1 (ko) 산화물 반도체를 이용한 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법
WO2016078248A1 (zh) 阵列基板及其制备方法、显示装置
US20170200814A1 (en) Manufacturing method of metal oxide semiconductor thin film transistor
CN108886042B (zh) 阵列基板及其制造方法、显示面板和显示设备
JP2008171990A (ja) 電界効果型トランジスタとその製造方法
TWI511302B (zh) 薄膜電晶體及使用該薄膜電晶體的顯示陣列基板的製造方法
JP2011216606A (ja) 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: 20120116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131028

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: 20140422

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140514

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5546794

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