JP5999525B2 - 薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)インジウム(In)と亜鉛(Zn)とを含むとともに、そのインジウム(In)を1としたときに0.015以上0.075以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む第1酸化物(不可避不純物を含み得る)。
(2)インジウム(In)を含むとともに、前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む第2酸化物(不可避不純物を含み得る)。
(3)インジウム(In)を含むとともに、前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるランタン(La)を含む第3酸化物(不可避不純物を含み得る)。
(1)インジウム(In)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及び前記インジウム(In)を1としたときに0.015以上0.075以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする第1前駆体溶液。
(2)インジウム(In)を含む前駆体及び前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする第2前駆体溶液。
(3)インジウム(In)を含む前駆体及び前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるランタン(La)を含む前駆体を溶質とする第3前駆体溶液。
さらに、この薄膜トランジスタの製造方法においては、前述のチャネルの形成工程が、前述のチャネル用前駆体層を酸素含有雰囲気中において加熱することにより、以下の(4)〜(6)のチャネル用酸化物を形成する工程を有している。
(4)インジウム(In)と亜鉛(Zn)とを含むとともに、前記インジウム(In)を1としたときに0.015以上0.075以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む第1酸化物(不可避不純物を含み得る)。
(5)インジウム(In)を含むとともに、前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む第2酸化物(不可避不純物を含み得る)。
(6)インジウム(In)を含むとともに、前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるランタン(La)を含む第3酸化物(不可避不純物を含み得る)。
(1)インジウム(In)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及び錫(Sn)を含む前駆体を溶質とする第4前駆体溶液。
(2)インジウム(In)を含む前駆体及び亜鉛(Zn)を含む前駆体を溶質とする第5前駆体溶液。
さらに、この薄膜トランジスタの製造方法においては、前述のチャネルの形成工程が、前述のチャネル用前駆体層を酸素含有雰囲気中において加熱することにより、以下の(3)〜(4)のチャネル用酸化物を形成する工程を有している。
(3)インジウム(In)と亜鉛(Zn)と錫(Sn)とからなる第4酸化物。
(4)インジウム(In)と亜鉛(Zn)とからなる第5酸化物。
20,224 ゲート電極
222 ゲート電極用前駆体層
32,232 ゲート絶縁層用前駆体層
34,234 ゲート絶縁層
42,42a,42b,42c,242,242a,242b チャネル用前駆体層
44,44a,44b,44c,244,244a,244b チャネル
250 ITO層
56,256 ドレイン電極
58,258 ソース電極
100,100a,100b,100c,400,400a,400b,400c,500,500a,500b,600,600a,600b 薄膜トランジスタ
50 ITO層
90 レジスト膜
M1 ゲート絶縁層用型
M2 チャネル用型
M3 ゲート電極用型
M4 ソース/ドレイン電極用型
1.本実施形態の薄膜キャパシタの全体構成
図1乃至図8は、それぞれ、薄膜トランジスタ100(本実施形態における100a)の製造方法の一過程を示す断面模式図である。また、図9は、本実施形態における薄膜トランジスタ100aの製造方法の一過程及び全体構成を示す断面模式図である。図9に示すように、本実施形態における薄膜トランジスタ100aにおいては、基板10上に、下層から、ゲート電極20、ゲート絶縁層34、チャネル44(本実施形態では、チャネル44a)、ソース電極58及びドレイン電極56の順序で積層されている。
(1)ゲート電極の形成
まず、図1に示すように、ゲート電極20が、公知のスパッタリング法により基材であるSiO2/Si基板(以下、単に「基板」ともいう)10上に形成される。
次に、図2に示すように、ゲート電極20上に、公知のスピンコーティング法により、ランタン(La)を含む前駆体及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とするゲート絶縁層用前駆体溶液を出発材とするゲート絶縁層用前駆体層32を形成する。
その後、図4に示すように、ゲート絶縁層34上に、公知のスピンコーティング法により、チャネル用前駆体層42aを形成する。本実施形態では、インジウム(In)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及び前記インジウム(In)を1としたときに0.015以上0.075以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とするチャネル用前駆体溶液(本実施形態では、第1前駆体溶液)を出発材とするチャネル用前駆体層42aが形成される。
さらにその後、図6に示すように、チャネル44a上に、公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングされたレジスト膜90が形成された後、チャネル44a及びレジスト膜90上に、公知のスパッタリング法により、ITO層50を形成する。本実施形態のターゲット材は、例えば、5wt%酸化錫(SnO2)を含有するITOであり、室温下において形成される。その後、レジスト膜90が除去されると、図7に示すように、チャネル44a上に、ITO層50によるドレイン電極56及びソース電極58が形成される。
次に、第1実施形態をより詳細に説明するために、実施例1を説明するが、本実施形態はこの例によって限定されるものではない。実施例1については、以下の方法によって、薄膜トランジスタ100aの特性が調べられた。
実施例1においては、まず、基板10の上にゲート電極20として、200nm厚白金(Pt)層を形成した。白金層は、公知のスパッタリング法により形成された。実施例1では、SiO2上に約10nm厚のTiOX膜(図示しない)が形成されている。
図10は、薄膜トランジスタ100aのVg−Id特性を示すグラフである。なお、図10におけるVDは、薄膜トランジスタ100aのソース電極58とドレイン電極56間に印加された電圧(V)である。また、表1は、薄膜トランジスタ100aにおけるサブスレッショルド特性(SS)、電界効果移動度(μFE)、及びON/OFF比を示している。
実施例1において、比誘電率は、東陽テクニカ社製、1260−SYS型広帯域誘電率測定システムを用いた。その結果、ゲート絶縁層の酸化物の比誘電率を測定すると、概ね20以上25以下であった。
実施例1におけるチャネルについてX線回折(XRD:X−Ray Diffraction)装置による分析を行った。その結果、特徴的なピークが観察されなかったため、チャネルを構成するチャネル用酸化物がアモルファス相であることが分かった。本実施例では、チャネル用酸化物(第1酸化物)がジルコニウム(Zr)を含有していることから、アモルファス相を比較的容易に形成することが可能となるため、酸化物の層の平坦性を高めることができる。加えて、アモルファス相を比較的容易に形成することが可能となるため、ゲート絶縁層との良好な界面が形成され得る。
実施例1におけるチャネルと厚みのみが異なるチャネル用酸化物に含まれる酸素原子についてXPS(X−ray Photoelectron Spectroscopy)測定装置による酸化物中の酸素原子の分析を行った。具体的には、この分析対象は、約30nm厚のインジウム(In)、亜鉛(Zn)、及びジルコニウム(Zr)からなる酸化物である。従って、この酸化物は、実質的にチャネル用酸化物(第1酸化物)であるといえる。
より具体的には、図11に示す(b1)においては、酸素原子の総数を1としたときの、531.9eV近傍のピークに起因する酸素原子数が、0.200であった。また、図12に示す(b2)においては、酸素原子の総数を1としたときの、531.9eV近傍のピークに起因する酸素原子数が、0.277であった。
さらに、実施例1におけるチャネルと厚みのみが異なるチャネル用酸化物のAFM(Atomic force microscopy)像の観察とその表面粗さの分析を行った。図13は、そのチャネル用酸化物、及び参照用測定対象としての酸化物の表面のAFM像と表面粗さを示す図である。
1.本実施形態の薄膜キャパシタの全体構成
図1乃至図8は、それぞれ、本実施形態における薄膜トランジスタ100bの製造方法の一過程を示す断面模式図でもある。また、図9の断面模式図は、本実施形態における薄膜トランジスタ100bの製造方法の一過程及び全体構成を示している。
薄膜トランジスタ100bの製造方法においても、図4に示すように、ゲート絶縁層34上に、公知のスピンコーティング法により、チャネル用前駆体層42bを形成する。本実施形態では、インジウム(In)を含む前駆体及び前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とするチャネル用前駆体溶液(本実施形態では、第2前駆体溶液)を出発材とするチャネル用前駆体層42bが形成される。
次に、第2の実施形態をより詳細に説明するために、実施例2を説明するが、本実施形態はこの例によって限定されるものではない。実施例2については、以下の方法によって、薄膜トランジスタ100bの特性が調べられた。
実施例2においては、チャネル用酸化物層のためのインジウム(In)を含む前駆体を、インジウムアセチルアセトナートとした。また、チャネル用酸化物層のためのジルコニウム(Zr)を含む前駆体を、ジルコニウムブトキシドとした。それらを除いて実施例1と同様の条件で薄膜トランジスタ100bが作製された。また、チャネル用酸化物層におけるインジウム(In)とジルコニウム(Zr)との原子数比は、インジウム(In)を1としたときにジルコニウム(Zr)が0.11とした。また、チャネル用酸化物層の厚みは約20nmであった。
図14は、薄膜トランジスタ100bのVg−Id特性を示すグラフである。図14におけるVDは、薄膜トランジスタ100bのソース電極58とドレイン電極56間に印加された電圧(V)である。また、表2は、薄膜トランジスタ100bにおけるサブスレッショルド特性(SS)、電界効果移動度(μFE)、及びON/OFF比を示している。
実施例2において、比誘電率を測定した結果、ゲート絶縁層の酸化物の比誘電率を測定すると、概ね20以上25以下であった。
実施例2におけるチャネルについてX線回折(XRD:X−Ray Diffraction)装置による分析を行った。その結果、特徴的なピークが観察されなかったため、チャネルを構成するチャネル用酸化物がアモルファス相であることが分かった。本実施例では、チャネル用酸化物(第2酸化物)がジルコニウム(Zr)を含有していることから、アモルファス相を比較的容易に形成することが可能となるため、酸化物の層の平坦性を高めることができる。加えて、アモルファス相を比較的容易に形成することが可能となるため、ゲート絶縁層との良好な界面が形成され得る。
1.本実施形態の薄膜キャパシタの全体構成
図1乃至図8は、それぞれ、本実施形態における薄膜トランジスタ100cの製造方法の一過程を示す断面模式図でもある。また、図9の断面模式図は、本実施形態における薄膜トランジスタ100cの製造方法の一過程及び全体構成を示している。
薄膜トランジスタ100cの製造方法においても、図4に示すように、ゲート絶縁層34上に、公知のスピンコーティング法により、チャネル用前駆体層42cを形成する。本実施形態では、インジウム(In)を含む前駆体及び前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるランタン(La)を含む前駆体を溶質とするチャネル用前駆体溶液(本実施形態では、第3前駆体溶液)を出発材とするチャネル用前駆体層42cが形成される。
次に、第3の実施形態をより詳細に説明するために、実施例3を説明するが、本実施形態はこの例によって限定されるものではない。実施例3については、以下の方法によって、薄膜トランジスタ100cの特性が調べられた。
実施例3においては、チャネル用酸化物層のためのインジウム(In)を含む前駆体を、インジウムアセチルアセトナートとした。また、チャネル用酸化物層のためのランタン(La)を含む前駆体を、ランタンアセテートとした。それらを除いて実施例1と同様の条件で薄膜トランジスタ100cが作製された。また、チャネル用酸化物層におけるインジウム(In)とランタン(La)との原子数比は、インジウム(In)を1としたときにランタン(La)が0.11とした。また、チャネル用酸化物層の厚みは約20nmであった。
図15は、薄膜トランジスタ100cのVg−Id特性を示すグラフである。図15におけるVDは、薄膜トランジスタ100cのソース電極58とドレイン電極56間に印加された電圧(V)である。また、表3は、薄膜トランジスタ100cにおけるサブスレッショルド特性(SS)、電界効果移動度(μFE)、及びON/OFF比を示している。
実施例3において、比誘電率を測定した結果、ゲート絶縁層の酸化物の比誘電率を測定すると、概ね20以上25以下であった。
実施例3におけるチャネルについてX線回折(XRD:X−Ray Diffraction)装置による分析を行った。その結果、特徴的なピークが観察されなかったため、チャネルを構成するチャネル用酸化物がアモルファス相であることが分かった。本実施例では、チャネル用酸化物(第3酸化物)がジルコニウム(Zr)を含有していることから、アモルファス相を比較的容易に形成することが可能となるため、酸化物の層の平坦性を高めることができる。加えて、アモルファス相を比較的容易に形成することが可能となるため、ゲート絶縁層との良好な界面が形成され得る。
本実施形態では、第1の実施形態における一部の層の形成過程において型押し加工が施されている点を除いて、第1の実施形態と同様である。したがって、第1の実施形態と重複する説明は省略され得る。
図16乃至図21は、それぞれ、薄膜トランジスタ400(本実施形態における400a)の製造方法の一過程を示す断面模式図である。また、図22は、本実施形態における薄膜トランジスタ400aの製造方法の一過程及び全体構成を示す断面模式図である。なお、図面を簡略化するため、各電極からの引き出し電極のパターニングについての記載は省略する。
まず、図16に示すように、ゲート電極20が、公知のスパッタリング法、フォトリソグラフィー法、及びエッチング法により基板10上に形成される。なお、本実施形態のゲート電極20の材料は、白金(Pt)である。
次に、基板10及びゲート電極20上に、第1の実施形態と同様に、ランタン(La)を含む前駆体及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液を出発材とするゲート絶縁層用前駆体層32を形成する。その後、酸素含有雰囲気中で、80℃以上250℃以下に加熱した状態で予備焼成を行う。
予備焼成のみを行ったチャネル用前駆体層42(本実施形態における42a)に対して、型押し加工を施す。まず、ゲート絶縁層34及び基板10上に、第1の実施形態と同様に、インジウム(In)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とするチャネル用前駆体溶液を出発材とするチャネル用前駆体層42aを形成する。その後、第1の実施形態と同様に予備焼成として、チャネル用前駆体層42aを所定時間、350℃以上550℃以下の範囲で加熱する。
次に、第1の実施形態と同様、チャネル44a上に、公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングされたレジスト膜が形成された後、チャネル44a及びレジスト膜上に、公知のスパッタリング法により、ITO層を形成する。その後、レジスト膜が除去されると、図22に示すように、チャネル44a上に、ITO層によるドレイン電極56及びソース電極58が形成される。
1.本実施形態の薄膜キャパシタの全体構成
図23乃至図31は、それぞれ、薄膜トランジスタ500(本実施形態における500a)の製造方法の一過程を示す断面模式図である。また、図32は、本実施形態における薄膜トランジスタ500aの製造方法の一過程及び全体構成を示す断面模式図である。図32に示すように、本実施形態における薄膜トランジスタ500aにおいては、基板10上に、下層から、ゲート電極224、ゲート絶縁層234、チャネル244(本実施形態では、チャネル244a)、ソース電極258及びドレイン電極256の順序で積層されている。
(1)ゲート電極の形成
本実施形態のゲート電極224は、溶液法によって形成される。既に述べたとおり、本出願では、前駆体溶液を出発材とし、それを焼成することによってゲート電極224、ゲート絶縁層234、又はその他の酸化物層を形成する方法を、便宜上、「溶液法」とも呼ぶ。
次に、図25に示すように、ゲート電極224上に、公知のスピンコーティング法により、ランタン(La)を含む前駆体及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とするゲート絶縁層用前駆体溶液を出発材とするゲート絶縁層用前駆体層232を形成する。
その後、図27に示すように、ゲート絶縁層234上に、公知のスピンコーティング法により、チャネル用前駆体層242aを形成する。本実施形態では、インジウム(In)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及び錫(Sn)を含む前駆体を溶質とするチャネル用前駆体溶液(本実施形態では、第4前駆体溶液)を出発材とするチャネル用前駆体層242aが形成される。
さらにその後、図29に示すように、チャネル244a上に、公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングされたレジスト膜90が形成された後、チャネル244a及びレジスト膜90上に、公知のスパッタリング法により、ITO層250を形成する。本実施形態のターゲット材は、例えば、5wt%酸化錫(SnO2)を含有するITOであり、室温下において形成される。その後、レジスト膜90が除去されると、図30に示すように、チャネル244a上に、ITO層250によるドレイン電極256及びソース電極258が形成される。なお、本実施形態のITO層250の厚みは、約130nmであるが、ITO層250の厚みはこの厚みに限定されない。
次に、第5の実施形態において製造された薄膜トランジスタ500aの電気特性が調べられた。
図33は、薄膜トランジスタ500aのVg−Id特性を示すグラフである。なお、図33におけるVDは2Vであり、薄膜トランジスタ500aのソース電極258とドレイン電極256間に印加された電圧(V)である。また、表4は、薄膜トランジスタ500aにおけるサブスレッショルド特性(SS)、電界効果移動度(μFE)、及びON/OFF比を示している。
1.本実施形態の薄膜キャパシタの全体構成
図23乃至図31は、それぞれ、薄膜トランジスタ500(本実施形態における500b)の製造方法の一過程を示す断面模式図である。また、図32の断面模式図は、本実施形態における薄膜トランジスタ500bの製造方法の一過程及び全体構成を示している。
薄膜トランジスタ500bの製造方法においても、図27に示すように、ゲート絶縁層234上に、公知のスピンコーティング法により、チャネル用前駆体層242bを形成する。本実施形態では、インジウム(In)を含む前駆体及び亜鉛(Zn)を含む前駆体を溶質とするチャネル用前駆体溶液(本実施形態では、第5前駆体溶液)を出発材とするチャネル用前駆体層242bが形成される。
次に、第5の実施形態の変形例において製造された薄膜トランジスタ500bの電気特性が調べられた。
図34は、薄膜トランジスタ500bのVg−Id特性を示すグラフである。なお、図34におけるVDは2Vである。また、表5は、薄膜トランジスタ500bにおけるサブスレッショルド特性(SS)、電界効果移動度(μFE)、及びON/OFF比を示している。
本実施形態では、第5の実施形態における一部の層の形成過程において型押し加工が施されている点を除いて、第5の実施形態と同様である。したがって、第5の実施形態と重複する説明は省略され得る。
図35乃至図39は、それぞれ、薄膜トランジスタ600(本実施形態における600a)の製造方法の一過程を示す断面模式図である。また、図40は、本実施形態における薄膜トランジスタ600aの製造方法の一過程及び全体構成を示す断面模式図である。なお、図面を簡略化するため、各電極からの引き出し電極のパターニングについての記載は省略する。
まず、基板10上に、第5の実施形態と同様に、ビスマス(Bi)を含む前駆体及びルテニウム(Ru)を含む前駆体を溶質とするゲート電極用前駆体溶液を出発材とするゲート電極用前駆体層222を形成する。その後、酸素含有雰囲気中で、80℃以上250℃以下に加熱した状態で予備焼成を行う。
次に、基板10及びゲート電極224上に、第5の実施形態と同様に、ランタン(La)を含む前駆体及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液を出発材とするゲート絶縁層用前駆体層232を形成する。その後、酸素含有雰囲気中で、80℃以上250℃以下に加熱した状態で予備焼成を行う。なお、本実施形態では、ゲート絶縁層用前駆体層232に対する型押し加工を施していないが、本実施形態はこの態様に限定されない。例えば、第4の実施形態と同様に、このゲート絶縁層用前駆体層232に対しても型押し加工及びその後のゲート絶縁層用前駆体層232の全面に対するエッチング工程を施すことによって、型押し構造を形成することができる。
次に、基板10及びゲート絶縁層234上に、第5の実施形態と同様に、インジウム(In)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及び錫(Sn)を含む前駆体を溶質とするチャネル用前駆体溶液(本実施形態では、第4前駆体溶液)を出発材とするチャネル用前駆体層242aが形成される。その後、酸素含有雰囲気中で、80℃以上300℃以下に加熱した状態で予備焼成を行う。なお、本実施形態では、チャネル244(本実施形態におけるチャネル244a)に対する型押し加工を施していないが、本実施形態はこの態様に限定されない。例えば、第4の実施形態と同様に、このチャネル244aに対しても型押し加工及びその後のチャネル244aの全面に対するエッチング工程を施すことによって、型押し構造を形成することができる。
本実施形態では、その後、溶液法を採用した上で型押し加工を施すことにより、ゲート電極の形成と同様、ビスマス(Bi)を含む前駆体及びルテニウム(Ru)を含む前駆体を溶質とするソース/ドレイン電極用前駆体溶液を出発材とするソース電極及びドレイン電極が形成される。具体的には、以下のとおりである。
本実施形態は、薄膜トランジスタ600bのチャネル244bが、インジウム(In)と亜鉛(Zn)とを含むチャネル用酸化物からなるチャネル用酸化物である点を除いて、第6の実施形態と同様である。したがって、第6の実施形態と重複する説明は省略され得る。
薄膜トランジスタ600bの製造方法においても、ゲート絶縁層234上に、公知のスピンコーティング法により、チャネル用前駆体層242bを形成する。本実施形態では、インジウム(In)を含む前駆体及び亜鉛(Zn)を含む前駆体を溶質とするチャネル用前駆体溶液(本実施形態では、第5前駆体溶液)を出発材とするチャネル用前駆体層242bが形成される。
上述の各実施形態における効果を適切に奏させるために、ゲート電極層の前駆体溶液の溶媒は、エタノール、プロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノールの群から2種が選択されるアルコールの混合溶媒であることが好ましい。また、第2前駆体溶液の溶媒は、エタノール、プロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノールの群から選択される1種のアルコール溶媒、又は酢酸、プロピオン酸、オクチル酸の群から選択される1種のカルボン酸である溶媒であることが好ましい。また、チャネル用前駆体溶液の溶媒は、エタノール、プロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノールの群から選択される1種のアルコール溶媒、又は酢酸、プロピオン酸、オクチル酸の群から選択される1種のカルボン酸である溶媒であることが好ましい。
Claims (22)
- ゲート電極とチャネルとの間に、ランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)であるゲート絶縁層を備え、
前記チャネルが、
インジウム(In)と亜鉛(Zn)とジルコニウム(Zr)とからなり、前記インジウム(In)を1としたときのジルコニウム(Zr)の原子数比が0.015以上0.075以下である第1酸化物(不可避不純物を含み得る)、
インジウム(In)とジルコニウム(Zr)とからなり、前記インジウム(In)を1としたときのジルコニウム(Zr)の原子数比が0.055以上0.16である第2酸化物(不可避不純物を含み得る)、又は
インジウム(In)とランタン(La)とからなり、前記インジウム(In)を1としたときのランタン(La)の原子数比が0.055以上0.16以下である第3酸化物(不可避不純物を含み得る)からなるチャネル用酸化物である、
薄膜トランジスタ。 - 前記チャネル用酸化物が、第1酸化物であってアモルファス相である、
請求項1に記載の薄膜トランジスタ。 - 前記チャネル用酸化物が、第2酸化物であってアモルファス相である、
請求項1に記載の薄膜トランジスタ。 - 前記チャネル用酸化物が、第3酸化物であってアモルファス相である、
請求項1に記載の薄膜トランジスタ。 - 前記ゲート絶縁層の比誘電率が、15以上30以下である、
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。 - 前記チャネルの層の厚みが、5nm以上80nm以下である、
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。 - 前記チャネルが、前記第1酸化物であって、かつ、
X線光電子分光法(X−ray Photoelectron Spectroscopy)分析における、前記チャネルに含まれる酸素原子の総数を1としたときの、531eV以上532eV以下の範囲内のピークに起因する酸素原子の数が、0.19以上0.21以下である、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。 - ランタン(La)を含む前駆体及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液であるゲート絶縁層用前駆体溶液を出発材とするゲート絶縁層用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、ランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)であるゲート絶縁層を、ゲート電極層に接するように形成するゲート絶縁層形成工程を、
前記ゲート電極層の形成工程とチャネル用酸化物(不可避不純物を含み得る)を形成するチャネルの形成工程との間に含み、
前記チャネルの形成工程が、
インジウム(In)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及び前記インジウム(In)を1としたときに0.015以上0.075以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする第1前駆体溶液、
インジウム(In)を含む前駆体及び前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする第2前駆体溶液、又は、
インジウム(In)を含む前駆体及び前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるランタン(La)を含む前駆体を溶質とする第3前駆体溶液
を出発材とするチャネル用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、
インジウム(In)と亜鉛(Zn)とを含むとともに、前記インジウム(In)を1としたときに0.015以上0.075以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む第1酸化物(不可避不純物を含み得る)、
インジウム(In)を含むとともに、前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるジルコニウム(Zr)を含む第2酸化物(不可避不純物を含み得る)、又は
インジウム(In)を含むとともに、前記インジウム(In)を1としたときに0.055以上0.16以下の原子数比となるランタン(La)を含む第3酸化物(不可避不純物を含み得る)
であるチャネル用酸化物を形成する工程である、
薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記ゲート絶縁層を形成するための加熱温度が、350℃以上550℃以下であり、
前記チャネルを形成するための加熱温度が、350℃以上550℃以下である、
請求項8に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記チャネル用酸化物が、第1酸化物であってアモルファス相である、
請求項8に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記チャネル用酸化物が、第2酸化物であってアモルファス相である、
請求項8に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記チャネル用酸化物が、第3酸化物であってアモルファス相である、
請求項8に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記ゲート絶縁層形成工程において、
前記ゲート絶縁層を形成する前に、前記ゲート絶縁層用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記ゲート絶縁層用前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項8乃至請求項12のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記チャネルの形成工程において、
前記チャネルを形成する前に、前記チャネル用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記チャネル用前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項8乃至請求項13のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - ゲート電極とチャネルとの間に、ランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)であるゲート絶縁層を備え、
前記チャネルが、
インジウム(In)と亜鉛(Zn)と錫(Sn)とからなる第4酸化物(不可避不純物を含み得る)、又はインジウム(In)と亜鉛(Zn)とからなる第5酸化物(不可避不純物を含み得る)である、
薄膜トランジスタ。 - 前記第4酸化物における前記インジウムの原子数を1とした場合に、前記亜鉛(Zn)の原子数が0.15以上0.75以下であり、かつ、
前記インジウムの原子数を1とした場合に、前記錫(Sn)の原子数が0.5以上
2以下である、
請求項15に記載の薄膜トランジスタ。 - ランタン(La)を含む前駆体及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液であるゲート絶縁層用前駆体溶液を出発材とするゲート絶縁層用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、ランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)であるゲート絶縁層を、ゲート電極層に接するように形成するゲート絶縁層形成工程を、
前記ゲート電極層の形成工程とチャネル用酸化物(不可避不純物を含み得る)を形成する前記チャネルの形成工程との間に含み、
前記チャネルの形成工程が、
インジウム(In)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及び錫(Sn)を含む前駆体を溶質とする第4前駆体溶液、
インジウム(In)を含む前駆体及び亜鉛(Zn)を含む前駆体を溶質とする第5前駆体溶液
を出発材とするチャネル用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、
インジウム(In)と亜鉛(Zn)と錫(Sn)とからなる第4酸化物、又は
インジウム(In)と亜鉛(Zn)とからなる第5酸化物
であるチャネル用酸化物を形成する工程である、
薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記第4酸化物における前記インジウムの原子数を1とした場合に、前記亜鉛(Zn)の原子数が0.15以上0.75以下であり、かつ、
前記インジウムの原子数を1とした場合に、前記錫(Sn)の原子数が0.5以上
2以下である、
請求項17に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記ゲート絶縁層を形成するための加熱温度が、350℃以上440℃以下であり、
前記チャネルを形成するための加熱温度が、350℃以上440℃以下である、
請求項17又は請求項18に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記ゲート電極層の形成工程において、
ビスマス(Bi)を含む前駆体及びルテニウム(Ru)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液であるゲート電極用前駆体溶液を出発材とするゲート電極用前駆体層、又は、
ランタン(La)を含む前駆体、ビスマス(Bi)を含む前駆体、及びルテニウム(Ru)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液であるゲート電極用前駆体溶液を出発材とするゲート電極用前駆体層
を酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ビスマス(Bi)と前記ルテニウム(Ru)とからなる酸化物であるゲート電極用酸化物(不可避不純物を含み得る)、又は前記ランタン(La)、前記ビスマス(Bi)、及び前記ルテニウム(Ru)とからなる酸化物であるゲート電極用酸化物(不可避不純物を含み得る)を形成する前に、前記ゲート電極用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記ゲート電極用前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項17乃至請求項19のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記ゲート絶縁層形成工程において、
前記ゲート絶縁層を形成する前に、前記ゲート絶縁層用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記ゲート絶縁層用前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項17至請求項20のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記チャネルの形成工程において、
前記チャネルを形成する前に、前記チャネル用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記チャネル用前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項17至請求項21のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
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