JP6216420B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents
半導体装置の作製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6216420B2 JP6216420B2 JP2016152451A JP2016152451A JP6216420B2 JP 6216420 B2 JP6216420 B2 JP 6216420B2 JP 2016152451 A JP2016152451 A JP 2016152451A JP 2016152451 A JP2016152451 A JP 2016152451A JP 6216420 B2 JP6216420 B2 JP 6216420B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- oxide semiconductor
- semiconductor layer
- transistor
- insulating layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 388
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 127
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 95
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 91
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 91
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 59
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 36
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 784
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 86
- 239000000463 material Substances 0.000 description 78
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 63
- 239000010408 film Substances 0.000 description 61
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 53
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 52
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 41
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 40
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 37
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 30
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 26
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 24
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 23
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 14
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 12
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 12
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 12
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 12
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 12
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 11
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 11
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 9
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 9
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 7
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 7
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 7
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910019092 Mg-O Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910019395 Mg—O Inorganic materials 0.000 description 6
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 6
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 6
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 5
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002736 metal compounds Chemical group 0.000 description 4
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 4
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 3
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UWCWUCKPEYNDNV-LBPRGKRZSA-N 2,6-dimethyl-n-[[(2s)-pyrrolidin-2-yl]methyl]aniline Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1NC[C@H]1NCCC1 UWCWUCKPEYNDNV-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N Fluoroform Chemical compound FC(F)F XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004986 Cholesteric liquid crystals (ChLC) Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010083687 Ion Pumps Proteins 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020923 Sn-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020994 Sn-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009069 Sn—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- -1 moisture Chemical compound 0.000 description 1
- QKCGXXHCELUCKW-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(dinaphthalen-2-ylamino)phenyl]phenyl]-n-naphthalen-2-ylnaphthalen-2-amine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(N(C=3C=CC(=CC=3)C=3C=CC(=CC=3)N(C=3C=C4C=CC=CC4=CC=3)C=3C=C4C=CC=CC4=CC=3)C3=CC4=CC=CC=C4C=C3)=CC=C21 QKCGXXHCELUCKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
- H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
-
- 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
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02469—Group 12/16 materials
- H01L21/02472—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
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02483—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
- 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
- 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
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
-
- 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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28158—Making the insulator
- H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
- H01L21/28185—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation with a treatment, e.g. annealing, after the formation of the gate insulator and before the formation of the definitive gate conductor
-
- 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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
- H01L29/045—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes by their particular orientation of crystalline planes
-
- 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
- H01L29/66969—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
-
- 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
-
- 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
- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02664—Aftertreatments
- H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
- H01L27/1229—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with different crystal properties within a device or between different devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Dram (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Description
置およびその作製方法に関する。例えば、電源回路に搭載されるパワーデバイスや、メモ
リ、サイリスタ、コンバータ、イメージセンサなどを含む半導体集積回路、液晶表示パネ
ルに代表される電気光学装置や有機発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した
電子機器に関する。
全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
スシリコン、多結晶シリコンなどを用いて構成されている。アモルファスシリコンを用い
たトランジスタは電界効果移動度が低いものの、ガラス基板の大面積化に対応することが
できる。また、多結晶シリコンを用いたトランジスタの場合、電界効果移動度は高いがガ
ラス基板の大面積化には適していないという欠点を有している。
電子デバイスや光デバイスに応用する技術が注目されている。例えば酸化物半導体として
、酸化亜鉛やIn−Ga−Zn−O系酸化物を用いてトランジスタを作製し、表示装置の
画素のスイッチング素子などに用いる技術が特許文献1及び特許文献2で開示されている
。
40インチから50インチクラスのサイズが普及し始めている。
/Vsの電界効果移動度が得られる。酸化物半導体を用いた絶縁ゲート型トランジスタは
、アモルファスシリコンを用いた絶縁ゲート型トランジスタの10倍以上の電界効果移動
度であるため、画素のスイッチング素子としての性能は大型の表示装置においても十分に
満足する。
例えば大型の表示装置等の駆動回路用の素子として用いるには限界があり、更に高移動度
の素子が求められている。
層を形成し、高い電界効果移動度を有するトランジスタを製造可能とし、大型の表示装置
や高性能の半導体装置等の実用化を図ることを課題の一つとする。
う。第1の酸化物半導体層の成膜後に加熱処理を行って結晶化し、その上面に第2の酸化
物半導体層の成膜を行い、その後、第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層の界面
から第2の酸化物半導体層の表面に向かって第2の酸化物半導体層を結晶成長させる。第
1の酸化物半導体層の結晶層(第1の結晶層)は、第2の酸化物半導体層にとっては種結
晶に相当する。その上側に第2の酸化物半導体層が結晶層(第2の結晶層)として形成さ
れることが重要である。この第1の結晶層を用いて第2の結晶層を形成する方法は、六方
晶を作る全ての酸化物半導体で有効である。なお、第1の結晶層及び第2の結晶層は板状
結晶(または、CG(Co−growing)結晶とも呼ぶ)であり、チャネル形成領域
で各結晶のa軸およびb軸が表面に対して平行に配向し、かつ、酸化物半導体層の表面に
対して略垂直にc軸配向した非単結晶体である。
度化及び高品質化も結晶化と同時、または別工程で行う。具体的には、酸化物半導体中で
ドナーとなる水素を含む水酸基や水分等を除去し、更に酸化物半導体層を構成する主成分
材料の酸素を十分に供給することにより酸素欠損を補填し、酸化物半導体層を高純度化及
び高品質化することである。
熱処理、酸化物半導体層に接する酸化物絶縁層の形成、または酸化物絶縁層を形成した後
の熱処理などの手法を用いる。
して水素原子を含む窒化物絶縁層を形成し、加熱して窒化物絶縁層から酸化物半導体層の
界面(具体的にはSiOx層との界面)または膜中に水素原子を拡散して特性改善を図る
。加熱により、窒化物絶縁層から拡散された水素原子は、酸化物半導体層とSiOx層と
の界面のSiの未結合手や、酸化物半導体中の酸素などの未結合手などを終端させる。本
発明の一態様は、結晶化により、c軸配向させた後の酸化物半導体層に対して意図的に適
量の水素原子を添加して、欠陥準位をなくすことを特徴の一つとしている。なお、本明細
書において、「水素原子を含む」とは、酸化物半導体層に接する他の絶縁層と比較して多
くの水素原子を含むことをいう。例えば、水素原子を含む窒化物絶縁層中の水素濃度は、
1×1019atoms/cm3以上1×1022atoms/cm3以下とすることが
好ましい。
を形成し、第1の酸化物半導体層を含む構造体に対して第1の加熱処理を行うことにより
、第1の酸化物半導体層の表面から内部に向かって成長し、第1の酸化物半導体層の表面
と略垂直な方向にc軸が配向する結晶領域を形成し、結晶領域を有する第1の酸化物半導
体層上に第2の酸化物半導体層を形成し、第1及び第2の酸化物半導体層を含む構造体に
対して酸素を含む雰囲気下での一定温度の加熱処理条件を含む第2の加熱処理を行うこと
により、結晶領域を種として第2の酸化物半導体層がc軸配向する結晶成長と、第1及び
第2の酸化物半導体層中への酸素供給を行い、第2の加熱処理が行われた第2の酸化物半
導体層上に導電層を形成し、導電層を選択的にエッチングすることにより、ソース電極層
及びドレイン電極層を形成し、ソース電極層、ドレイン電極層及び第2の酸化物半導体層
を覆うように酸化物絶縁層を形成し、酸化物絶縁層を含む構造体に対して第3の加熱処理
を行うことにより、第2の酸化物半導体層に酸素を供給し、酸素が供給された第2の酸化
物半導体と重畳する酸化物絶縁層上の領域にゲート電極層を形成し、ゲート電極層及び酸
化物絶縁層上に水素を含む窒化物絶縁層を形成し、窒化物絶縁層を含む構造体に第4の加
熱処理を行うことにより、少なくとも第1及び第2の酸化物半導体層の内部と、該酸化物
半導体層と接する酸化物絶縁層との界面に存在する未結合手を水素終端させることを特徴
とする半導体装置の作製方法である。
層を形成し、ゲート電極層を覆うように第1の酸化物絶縁層を形成し、ゲート電極層及び
第1の酸化物絶縁層上に第1の酸化物半導体層を形成し、第1の酸化物半導体層を含む構
造体に対して第1の加熱処理を行うことにより、第1の酸化物半導体層の表面から内部に
向かって成長し、第1の酸化物半導体層の表面と略垂直な方向にc軸が配向する結晶領域
を形成し、結晶領域を有する第1の酸化物半導体層上に第2の酸化物半導体層を形成し、
第1及び第2の酸化物半導体層を含む構造体に対して酸素を含む雰囲気下での一定温度の
加熱処理条件を含む第2の加熱処理を行うことにより、結晶領域を種として第2の酸化物
半導体層がc軸配向する結晶成長と、第1及び第2の酸化物半導体層中への酸素供給を行
い、第2の加熱処理が行われた第2の酸化物半導体層上に導電層を形成し、導電層を選択
的にエッチングすることにより、ソース電極層およびドレイン電極層を形成し、ソース電
極層、ドレイン電極層及び第2の酸化物半導体層を覆うように第2の酸化物絶縁層を形成
し第2の酸化物絶縁層を含む構造体に対して第3の加熱処理を行うことにより、第2の酸
化物半導体層に酸素を供給し、第3の加熱処理が行われた第2の酸化物絶縁層上に水素を
含む窒化物絶縁層を形成し、窒化物絶縁層を含む構造体に対して第4の加熱処理を行うこ
とにより、少なくとも第1及び第2の酸化物半導体層内部と、該酸化物半導体層と第1及
び第2の酸化物絶縁層との界面に存在する未結合手を水素終端させることを特徴とする半
導体装置の作製方法である。
とに大きな特徴があり、例えば、第1のステップとして高温の窒素雰囲気中で結晶化及び
脱水化または脱水素化を促進し、次に第2のステップとして一定温度で酸素を含む雰囲気
中で加熱することにより酸素を酸化物半導体中に供給し、酸素欠損を補填することができ
る。また、酸素を含む雰囲気のみを用いた加熱処理条件だけを用いても良い。ここで、脱
水化または脱水素化とは、加熱処理によってH2OやH2を脱離させていることのみでは
なく、H、OHなどを脱離することを含めて脱水化または脱水素化と便宜上呼ぶこととす
る。また、一定温度とは機器が制御できない範囲での変化を許容するものである。また緩
やかな温度変化を生じさせるように機器を制御させても良く、その場合も一定温度という
ことができる。
るだけでなく、電気特性のばらつきも抑えることができる。
を作製し、大型の表示装置や高性能の半導体装置等を実現する。
以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置の構成および作製方法について、図
1乃至図4を参照して説明する。
図である。なお、トランジスタ150は、キャリアが電子であるnチャネル型の絶縁ゲー
ト型トランジスタ(IGFET(Insulated Gate Field Effe
ct Transistor)とも呼ぶ)であるものとして説明するが、pチャネル型の
絶縁ゲート型トランジスタを作製することも可能である。
体層を成膜し、第1の加熱処理によって少なくとも酸化物半導体層の表面を含む領域を結
晶化させて、第1の酸化物半導体層104を形成する(図2(A)参照)。
きる。特に大面積のガラス基板を用いた場合、本発明の一態様に係る半導体装置を低コス
トで大量生産することができるため、好ましい。また、ガラス基板は無アルカリガラス基
板であることが望ましい。無アルカリガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラ
ス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス等のガラス材料が用いられる
。他にも、基板100として、石英基板、サファイア基板等の絶縁体でなる絶縁性基板、
シリコン等の半導体材料でなる半導体基板の表面を絶縁材料で被覆したもの、金属やステ
ンレス等の導電体でなる導電性基板の表面を絶縁材料で被覆したものを用いることができ
る。
ることができる。また、絶縁層102は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化
珪素、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどを用いて形成することが好
ましい。なお、絶縁層102は、単層構造としても良いし、積層構造としても良い。絶縁
層102の厚さは特に限定されないが、例えば、10nm以上500nm以下とすること
ができる。なお、絶縁層102は必須の構成要素ではないから、絶縁層102を設けない
構成とすることも可能である。
MX−ZnY−OZ(Y=0.5〜5)で表現される酸化物半導体材料を用いても良い。
ここで、Mは、ガリウム(Ga)やアルミニウム(Al)やボロン(B)などの13族元
素から選択される一または複数種類の元素を表す。なお、In、M、Zn、及びOの含有
量は任意であり、Mの含有量がゼロ(即ち、x=0)の場合を含む。一方、InおよびZ
nの含有量はゼロではない。すなわち、上述の表記には、In−Ga−Zn−OやIn−
Zn−Oなどが含まれる。
化物や、三元系金属酸化物であるIn−Ga−Zn−O系金属酸化物、In−Sn−Zn
−O系金属酸化物、In−Al−Zn−O系金属酸化物、Sn−Ga−Zn−O系金属酸
化物、Al−Ga−Zn−O系金属酸化物、Sn−Al−Zn−O系金属酸化物や、二元
系金属酸化物であるIn−Zn−O系金属酸化物、In−Ga−O系金属酸化物、Sn−
Zn−O系金属酸化物、Al−Zn−O系金属酸化物、Zn−Mg−O系金属酸化物、S
n−Mg−O系金属酸化物、In−Mg−O系金属酸化物や、In−O系金属酸化物、S
n−O系金属酸化物、Zn−O系金属酸化物などを用いて形成しても良い。
トを用いて、スパッタ法により形成することとする。
て、In2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:1[mol数比]の金属酸化物ターゲッ
トを用いる。また、In2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:2[mol数比]の金属
酸化物ターゲットを用いてもよい。本実施の形態では、形成した酸化物半導体層を後で加
熱処理し、意図的に結晶化させるため、結晶が生じやすい組成の酸化物半導体ターゲット
を用いることが好ましい。
上、さらに好ましくは99.9%以上とする。相対密度の高い酸化物半導体ターゲットを
用いることにより、緻密な酸化物半導体層が形成される。
または、希ガス(代表的にはアルゴン)と酸素との混合ガスとするのが好適である。また
、水素、水、水酸基、水素化物などの不純物が、濃度ppm程度(望ましくは濃度ppb
程度)にまで除去された高純度ガスを用いることが好ましい。
、基板温度を100℃以上600℃以下、好ましくは200℃以上400℃以下にする。
そして、処理室内の残留水分を除去しつつ水素及び水が除去されたスパッタガスを導入し
、金属酸化物をターゲットとして酸化物半導体層を形成する。基板を熱しながら酸化物半
導体層を形成することにより、酸化物半導体層に含まれる不純物を低減することができる
。また、スパッタリングによる膜の損傷も軽減される。酸化物半導体層の成膜を行う前、
または成膜中、または成膜後に、スパッタ装置に残存している水分などを除去することが
好ましい。処理室内の残留水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプを用いることが
好ましい。例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプなど
を用いることができる。また、ターボポンプにコールドトラップを加えたものを用いても
よい。上記ポンプを用いて排気した処理室は、水素や水などが除去されているため、酸化
物半導体層の不純物濃度を低減できる。
ためにプリヒート処理を行うと良い。プリヒート処理としては処理室内を減圧下で200
℃以上600℃以下に加熱する方法や、加熱しながら窒素や不活性ガスの導入と排気を繰
り返す方法等がある。プリヒート処理を終えたら、基板またはスパッタ装置を冷却した後
、大気に触れさせることなく酸化物半導体層の成膜を行う。この場合のターゲット冷却液
は、水ではなく油脂等を用いるとよい。加熱せずに窒素の導入と排気を繰り返しても一定
の効果が得られるが、加熱しながら行うとなお良い。
m、圧力が0.4Pa、直流(DC)電力が0.5kW、雰囲気が酸素(酸素流量比率1
00%)雰囲気、といった条件を適用することができる。なお、直流(DC)パルス電源
を用いると、ごみ(成膜時に形成される粉状もしくはフレーク状の物質)が軽減でき、膜
厚分布も均一となるため好ましい。酸化物半導体層の厚さは、3nm以上15nm以下と
するのが好ましく、本実施の形態では一例として5nmとする。ただし、適用する酸化物
半導体材料や用途などにより適切な厚さは異なるから、その厚さは、用いる材料や用途な
どに応じて選択すればよい。
領域を結晶化させ、第1の酸化物半導体層104を形成する。また、この第1の加熱処理
により、酸化物半導体層中の水(水酸基を含む)や水素などを除去することができる。第
1の加熱処理は、窒素、希ガス、酸素、窒素又は希ガスと酸素の混合ガス、または乾燥空
気から選ばれた雰囲気で行う。第1の加熱処理の温度は、400℃以上800℃以下、好
ましくは550℃以上750℃以下とする。また、加熱時間は1分以上24時間以下とす
る。本実施の形態では、第1の加熱処理として、窒素雰囲気下で700℃、1時間の熱処
理を行い、脱水または脱水素化が行われた後、雰囲気を切り替えて酸素雰囲気にすること
で酸化物半導体層内部に酸素を供給する。
希ガスに、水及び水素などが含まれないことが好ましい。または、加熱処理装置に導入す
る窒素、酸素、またはヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、6N(99.9
999%)以上、好ましくは7N(99.99999%)以上、(即ち不純物濃度を1p
pm以下、好ましくは0.1ppm以下)とすることが好ましい。また、水が20ppm
以下の超乾燥空気中で、さらに好ましくは、水が1ppm以下の超乾燥空気中で、第1の
加熱処理を行っても良い。このような第1の加熱処理によって第1の酸化物半導体層10
4中の水(水酸基を含む)や水素などを除去することができる。
域に結晶領域を形成する。表面を含む領域に形成される結晶領域は、表面から内部に向か
って結晶成長することで形成される。当該結晶領域は、平均厚さが2nm以上10nm以
下の板状結晶である。また、当該結晶領域は、該表面に対して略垂直な方向にc軸が配向
する結晶を有する領域である。ここで、略垂直とは、水平方向または垂直方向を基準とし
て−10°以上+10°以下の傾きを有する範囲を言うものとする。
らの熱伝導または熱輻射によって、被処理物を加熱する装置などを用いることができる。
例えば、電気炉や、GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal)装
置、LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal)装置等のRTA
(Rapid Thermal Anneal)装置を用いることができる。LRTA装
置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアーク
ランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光(電磁波)の
輻射により、被処理物を加熱する装置である。GRTA装置は、高温のガスを用いて加熱
処理を行う装置である。
酸化物半導体層105を形成する(図2(B)参照)。
。例えば、四元系金属酸化物であるIn−Sn−Ga−Zn−Oや、三元系金属酸化物で
あるIn−Ga−Zn−O、In−Sn−Zn−O、In−Al−Zn−O、Sn−Ga
−Zn−O、Al−Ga−Zn−O、Sn−Al−Zn−Oや、二元系金属酸化物である
In−Zn−O、Sn−Zn−O、Al−Zn−O、Zn−Mg−O、Sn−Mg−O、
In−Mg−Oや、In−O、Sn−O、Zn−Oなどを用いて形成することができる。
を用いることが好ましい。ただし、同一の結晶構造かつ近接した格子定数(ミスマッチが
1%以下)を有していれば、異なる主成分の材料を用いて形成しても良い。
第1の酸化物半導体層104の結晶領域を種として結晶成長を行いやすくなる。また、実
質的な膜厚を増加させることができるため、パワーデバイスなどの用途には好適である。
さらに、密着性などの界面物性や電気的特性も良好となる。
ゲットを用いて、スパッタ法により成膜する。酸化物半導体層105のスパッタ法による
成膜は、上述した酸化物半導体層のスパッタ法による成膜と同様に行えばよい。ただし、
酸化物半導体層105の厚さは、第1の酸化物半導体層104の厚さより厚くすることが
好ましい。例えば、第1の酸化物半導体層104と酸化物半導体層105の厚さの和が3
nm以上50nm以下となるように、酸化物半導体層105を形成することが好ましい。
なお、適用する酸化物半導体材料や用途などにより適切な厚さは異なるから、その厚さは
、用いる材料や用途などに応じて選択すればよい。
晶領域を種として結晶成長させた第2の酸化物半導体層106を形成する(図2(C)参
照)。
希ガスと酸素の混合ガス、または乾燥空気からそれぞれ選ばれた温度と雰囲気の組み合わ
せからなる一つ又は複数の加熱処理条件で行う。第2の酸化物半導体層を結晶化させるた
めの加熱時間は1分以上24時間以下とし、電気炉等の熱処理装置を用いる場合は、好ま
しくは5時間以上20時間以下とし、代表的には10時間とする。また、RTA装置等の
急速熱処理装置を用いる場合は、1分以上30分以下、好ましくは1分以上10分以下と
し、代表的には5分とする。
させるための第1のステップと、結晶化した第2の酸化物半導体層106の酸素欠損を補
填するための第2のステップの2段階で第2の加熱処理を行う。この場合、第1のステッ
プの温度は550℃以上800℃以下が好ましく、600℃以上750℃以下がより好ま
しい。また、第2のステップの温度は400℃以上600℃以下が好ましく、450℃以
上550℃以下がより好ましい。
理を行う。第2のステップでは酸素と窒素の混合ガス雰囲気下で450℃、60分間の加
熱処理を行う。ステップ数は、この2回に限らず適宜条件を整えて増やしても良い。例え
ば、第1のステップ条件と第2のステップ条件を繰り返しても良い。ただし、窒素や希ガ
ス雰囲気での高温の加熱処理は酸素欠損を増加させることがあるため、酸素を含む雰囲気
を用いた加熱処理条件で終えると良い。また、酸素を含む雰囲気を用いた加熱処理条件で
は、雰囲気中の酸素濃度を加熱処理時間の経過とともに増加させても良い。また、第1の
ステップの雰囲気に酸素を含むガスを用い、酸素欠損を補いながら結晶化及び脱水化また
は脱水素化の促進を行っても良く、その場合は、第2のステップ以降を省いても良い。
酸素欠損に酸素を効率良く補填することができ、電気特性のばらつきを抑えることができ
る。
希ガスに、水、水素などが含まれないことが好ましい。または、加熱処理装置に導入する
窒素、酸素、またはヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、6N以上、好まし
くは7N以上、とすることが好ましい。また、水が20ppm以下の超乾燥空気中で、さ
らに好ましくは、水が1ppm以下の超乾燥空気中で、第2の加熱処理を行っても良い。
このような第2の加熱処理によって第2の酸化物半導体層106中の水(水酸基を含む)
や水素などを除去することができる。よって不純物を低減して高純度化し、i型化または
実質的にi型化された第1の酸化物半導体層104及び第2の酸化物半導体層106を形
成できる。
素又は酸素を含む雰囲気とする方法を用いても良い。窒素雰囲気で結晶化及び脱水又は脱
水化が行われた後、雰囲気を切り替えて酸素雰囲気にすることで第2の酸化物半導体層1
06内部に酸素を供給することができる。
て酸化物半導体層105全体を結晶化させ、第2の酸化物半導体層106を形成すること
ができる。また、第2の加熱処理によって、第1の酸化物半導体層104をさらに高い配
向性を有する結晶層とすることができる。
いる場合、In2Ga2ZnO7(In:Ga:Zn:O=2:2:1:7)で表される
結晶などが含まれ得る。このような結晶は、第2の加熱処理によって、そのc軸が、第2
の酸化物半導体層106の表面と略垂直な方向をとるように配向する。
よびb軸(b−axis)に平行なレイヤーの積層構造として捉えることができる。具体
的には、上述の結晶は、Inを含有するレイヤーと、Inを含有しないレイヤー(Gaま
たはZnを含有するレイヤー)が、c軸方向に積層された構造を有する。
びb軸に平行な方向に関する導電性は良好である。これは、In−Ga−Zn−O系の酸
化物半導体結晶では電気伝導が主としてInによって制御されること、および、一つのI
nの5s軌道が、隣接するInの5s軌道と重なりを有することにより、キャリアパスが
形成されることによる。
構造の場合、第2の加熱処理を行うことにより、第1の酸化物半導体層104の表面に形
成されている結晶領域から第1の酸化物半導体層の下面に向かって結晶成長が行われ、該
非晶質領域が結晶化される場合もある。なお、絶縁層102を構成する材料や、熱処理の
条件などによっては、該非晶質領域が残存する場合もある。
用いる場合、図2(C)に示すように、第1の酸化物半導体層104を結晶成長の種とし
て、酸化物半導体層105の表面に向かって上方に結晶成長し、第2の酸化物半導体層1
06が形成される。従って、第1の酸化物半導体層104と、第2の酸化物半導体層10
6は、同一結晶構造を有するようになる。そのため、図2(C)では点線で示したが、第
1の酸化物半導体層104と第2の酸化物半導体層106の境界が判別できなくなり、第
1の酸化物半導体層104と第2の酸化物半導体層106を同一の層と見なせることもあ
る。
とができる。
層104及び第2の酸化物半導体層106を加工して、島状の第1の酸化物半導体層10
4a及び第2の酸化物半導体層106aを形成する(図2(D)参照)。
いても良い。もちろん、その両方を組み合わせて用いることもできる。酸化物半導体層を
所望の形状にエッチングできるよう、材料に合わせてエッチング条件(エッチングガスや
エッチング液、エッチング時間、温度等)は適宜設定する。
塩素系ガス、例えば塩素(Cl2)、三塩化硼素(BCl3)、四塩化珪素(SiCl4
)、四塩化炭素(CCl4)など)などがある。また、フッ素を含むガス(フッ素系ガス
、例えば四弗化炭素(CF4)、六弗化硫黄(SF6)、三弗化窒素(NF3)、トリフ
ルオロメタン(CHF3)など)、臭化水素(HBr)、酸素(O2)や、これらのガス
にヘリウム(He)やアルゴン(Ar)などの希ガスを添加したガス、などを用いても良
い。
酸を混ぜた溶液、アンモニア過水(31重量%過酸化水素水:28重量%アンモニア水:
水=5:2:2)などがある。また、ITO−07N(関東化学社製)などのエッチング
液を用いてもよい。
)参照)。
て形成することができる。また、導電層108は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル
、チタン、モリブデン、タングステンからから選ばれた元素や、上述した元素を成分とす
る合金等を用いて形成することができる。また、導電層108は、マンガン、マグネシウ
ム、ジルコニウム、ベリリウムのいずれか一つまたは複数を含む材料を用いてもよい。ま
た、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム
、スカンジウムから選ばれた元素を一つ又は複数含有させた材料を用いてもよい。また、
導電層108の他の材料として、窒化チタン、窒化タンタルなどのバリア性の高い材料を
用いてもよい。窒化チタン膜や窒化タンタル膜などのバリア性の高い材料を、第2の酸化
物半導体層106aと接する部分に用いることで、第2の酸化物半導体層106aへの不
純物の侵入を抑制し、トランジスタ特性への悪影響を抑えることができる。
物としては酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム錫酸化物(ITOと略記す
る場合がある)、インジウム亜鉛酸化物、または、これらの金属酸化物材料にシリコン若
しくは酸化シリコンを含有させたものを用いることができる。
された三層の積層構造とすることが好ましい。また、導電層108はアルミニウム層とタ
ングステン層を積層した二層の積層構造、銅層とタングステン層を積層した二層の積層構
造、アルミニウム層とモリブデン層を積層した二層の積層構造とすることもできる。勿論
、導電層108として単層、または4層以上の積層構造としてもよい。ここでは、チタン
膜の単層構造を適用する。チタン膜の単層構造を用いると、後のエッチングの際に良好な
テーパー形状を形成するエッチングを実現することができる。
極層108bを形成する(図3(A)参照)。
ArFレーザ光を用いるのが好適である。特に、チャネル長(L)が25nm未満の露光
を行う場合には、数nm乃至数10nmと極めて波長が短い超紫外線(Extreme
Ultraviolet)を用いてマスク形成の露光を行うのが好適である。超紫外線に
よる露光は、解像度が高く焦点深度も大きい。従って、後に形成されるトランジスタのチ
ャネル長(L)を10nm以上1000nm(1μm)以下とすることも可能である。こ
のような方法でチャネル長を小さくすることにより、動作速度を向上させることもできる
。また、上記酸化物半導体を用いたトランジスタはオフ電流が極めて小さいため、微細化
による消費電力の増大を抑制できる。
に、それぞれの材料およびエッチング条件を適宜調節する。なお、材料およびエッチング
条件によっては、当該工程において、第2の酸化物半導体層106aの一部がエッチング
され、溝部(凹部)を有する酸化物半導体層となることもある。
て、ソース電極層108a、またはドレイン電極層108bと接する結晶層が非晶質状態
となることもある。
3(B)参照)。ゲート絶縁層112は、プラズマCVD法やスパッタ法等を用いて形成
することができる。また、ゲート絶縁層112は、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪
素、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどを用いて形成することが好ま
しい。なお、ゲート絶縁層112は、単層構造としても良いし、積層構造としても良い。
積層構造とする場合は、酸化物半導体と接する層を上記材料とし、その上に窒化珪素膜を
積層することもできる。ゲート絶縁層112の厚さは特に限定されないが、例えば、10
nm以上500nm以下、好ましくは、50nm以上200nm以下とすることができる
。
層112を形成する。ゲート絶縁層112の成膜時に第2の酸化物半導体層106aの一
部に対して酸素を供給することができる。
、緻密で絶縁耐圧の高い高品質なゲート絶縁層112を形成してもよい。
。第3の加熱処理の温度は、200℃以上450℃以下、望ましくは250℃以上350
℃以下とする。例えば、酸素を含む雰囲気下で250℃、1時間の熱処理を行えばよい。
第3の加熱処理を行うと、第2の酸化物半導体層106aに酸素を供給し、第2の酸化物
半導体層106a中の酸素欠損を更に低減することができる。
ト絶縁層112上の領域にゲート電極層114を形成する(図3(C)参照)。ゲート電
極層114は、ゲート絶縁層112上に導電層を形成した後に、当該導電層を選択的にエ
ッチングすることによって形成することができる。
を用いて形成することができる。また、導電層は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル
、チタン、モリブデン、タングステンからから選ばれた元素や、上述した元素を成分とす
る合金等を用いて形成することができる。また、上述した元素の窒化物である、窒化チタ
ン、窒化タンタルなどを用いて形成しても良い。マンガン、マグネシウム、ジルコニウム
、ベリリウムのいずれか一つまたは複数を含む材料を用いてもよい。また、アルミニウム
に、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムか
ら選ばれた元素を一つまたは複数含有させた材料を用いてもよい。
を形成した後、第4の加熱処理を行う(図3(D)参照)。水素を含む層間絶縁層116
は、プラズマCVD法などを用いて形成することができる。本実施の形態では、プラズマ
CVD法により得られる窒化物絶縁層の一つである窒化珪素膜を用いる。
440℃以下で行う。また、第4の加熱処理は、窒素雰囲気下に限定されず、酸素雰囲気
、希ガス雰囲気、乾燥空気雰囲気で行えばよい。
れる水素を拡散させて、第1の酸化物半導体層104a、及び第2の酸化物半導体層10
6aの内部及び界面の欠陥(例えば、酸化物絶縁層界面のSiの未結合手や、酸化物半導
体中における酸素などの未結合手など)を終端する工程である。酸化珪素膜からなる絶縁
膜(ゲート絶縁層112)の存在に関係なく第1の酸化物半導体層104a、及び第2の
酸化物半導体層106aの膜中またはこれらの酸化物半導体層と酸化物絶縁層の界面に水
素を拡散させることができる。
化物半導体層106aをチャネル形成領域とし、層間絶縁層116から拡散させた水素で
酸化物半導体内部や積層界面の欠陥を終端させたトランジスタ150が完成する。
層間絶縁層118は、PVD法やCVD法などを用いて酸化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪
素、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル等の無機絶縁材料を含む材料を用
いて形成する。また、層間絶縁層118の材料として、ポリイミド、アクリル、ベンゾシ
クロブテン、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂を用いることもできる。なお、本実施の
形態では、層間絶縁層116と層間絶縁層118の積層構造としているが、本発明の一態
様はこれに限定されない。1層としても良いし、3層以上の積層構造としても良い。
表面が平坦になるように層間絶縁層118を形成することで、層間絶縁層118上に、電
極や配線などを好適に形成することができるためである。
の酸化物半導体層104a、第1の酸化物半導体層104a上に設けられた第2の酸化物
半導体層106a、第2の酸化物半導体層106aと電気的に接続するソース電極層10
8a及びドレイン電極層108b、第2の酸化物半導体層106aと接するゲート絶縁層
112、ゲート絶縁層112上のゲート電極層114を有する。
なシリコンウェハにおけるキャリア濃度(1×1014/cm3程度)と比較して、十分
に小さいキャリア濃度の値(例えば、1×1012/cm3未満、より好ましくは、1.
45×1010/cm3未満)をとる。また、ドレイン電圧が1Vから10Vの範囲のい
ずれかの電圧において、オフ電流(ゲートソース間の電圧を0V以下としたときのソース
ドレイン間に流れる電流)が、チャネル長10μmであり、酸化物半導体層の合計膜厚3
0nmの場合において、1×10−13A以下、またはオフ電流密度(オフ電流をトラン
ジスタのチャネル幅で除した数値)は10aA(a(アト)は10−18倍を示す)/μ
m以下、好ましくは1aA/μm以下、更に好ましくは100zA(z(ゼプト)は10
−21倍を示す)/μm以下にすることができる。なお、オフ電流とドレイン電圧との値
が分かればオームの法則からトランジスタがオフのときの抵抗値(オフ抵抗R)を算出す
ることができ、チャネル形成領域の断面積Aとチャネル長Lが分かればρ=RA/Lの式
(Rはオフ抵抗)からオフ抵抗率ρを算出することもできる。オフ抵抗率は1×109Ω
・m以上(又は1×1010Ω・m)が好ましい。ここで、断面積Aは、チャネル形成領
域の膜厚をdとし、チャネル幅をWとするとき、A=dWから算出することができる。
第2の酸化物半導体層106aに拡散させるため、水素の拡散する量によっては、キャリ
ア濃度の値が1×1014/cm3以上1×1018/cm3未満をとりうる。
化物半導体を用いたトランジスタのオフ電流は、その10000分の1以下である。この
ように、高品質化されたバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、極めて優れ
たオフ電流特性のトランジスタ150を得ることができる。
した場合(いわゆるホモエピタキシャル成長の場合)、第1の酸化物半導体層104aと
第2の酸化物半導体層106aの境界が判別できなくなるため図1では点線で示したが、
第1の酸化物半導体層104aと第2の酸化物半導体層106aを同一の層と見なせるこ
ともある。また、第1の酸化物半導体層104aと第2の酸化物半導体層106aは、い
ずれも非単結晶層となる。
るものとしても良い。第1の酸化物半導体層104aと第2の酸化物半導体層106aの
材料を異なるものとする場合(いわゆるヘテロエピタキシャル成長の場合)には、例えば
、第1の酸化物半導体層104aに二元系金属酸化物であるIn−Zn−Oを用い、第2
の酸化物半導体層106aに三元系金属酸化物であるIn−Ga−Zn−Oを用いる構成
などを採用することができる。
ていることが好ましい。また、第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層は、同じc
軸配向をしている非単結晶体である。なお、第2の酸化物半導体層表面の高低差は、ゲー
ト電極層と重畳する領域(チャネル形成領域)において、1nm以下(好ましくは0.2
nm以下)であることが好ましい。
である。
実施の形態1ではトップゲート型のトランジスタの作製例を示したが、本実施の形態では
、ボトムゲート型のトランジスタの作製例について説明する。
ソグラフィ工程によりゲート電極層401を設ける。
ホウケイ酸ガラスなどのガラス材料や、シリコン基板、石英基板などを用いる。
晶化するための加熱を行うため、基板400に対して650℃、6分の加熱処理を2回行
う。成膜前に基板の加熱を行うことにより、基板の収縮による膜剥がれや、フォトレジス
トマスクの位置ずれを抑える。
層は、基板400からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化珪素層、酸化珪素
層、窒化酸化珪素層、または酸化窒化珪素層から選ばれた一つ又は複数の層による積層構
造により形成することができる。
ルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元
素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金等を用い
るのが好ましい。例えば、チタン層上にアルミニウム層と、該アルミニウム層上にチタン
層が積層された三層の積層構造とすることが好ましい。勿論、金属層は単層、または2層
構造、または4層以上の積層構造としてもよい。後に加熱処理を行う場合、ゲート電極層
401としてその加熱処理温度に耐えうる材料を選択することが好ましい、
、プラズマCVD法又はスパッタ法等を用いて、酸化珪素層、窒化珪素層、酸化ハフニウ
ム層、酸化窒化珪素層又は窒化酸化珪素層を単層で又は積層して形成することができる。
例えば、窒化珪素膜と酸化珪素膜の積層とする。ゲート絶縁層402の膜厚は50nm以
上200nm以下とする。
ここでは、高密度プラズマ装置は、1×1011/cm3以上のプラズマ密度を達成でき
る装置を指している。例えば、3kW〜6kWのマイクロ波電力を印加してプラズマを発
生させて、絶縁膜の成膜を行う。
スを導入し、10Pa以上30Pa以下の圧力で高密度プラズマを発生させてガラス等の
絶縁表面を有する基板上に絶縁膜を形成する。その後、モノシランガスの供給を停止し、
大気に曝すことなく亜酸化窒素(N2O)と希ガスとを導入して絶縁膜表面にプラズマ処
理を行ってもよい。少なくとも亜酸化窒素(N2O)と希ガスとを導入して絶縁膜表面に
行われるプラズマ処理は、絶縁膜の成膜より後に行う。上記プロセス順序を経た絶縁膜は
、例えば厚さが100nm未満であっても信頼性を確保することができる絶縁膜である。
の酸化窒化珪素膜(SiOxNyとも呼ぶ、ただし、x>y>0)を用いる。
を形成する。また、第1の酸化物半導体層は、希ガス(代表的にはアルゴン)雰囲気下、
酸素雰囲気下、又は希ガス(代表的にはアルゴン)及び酸素混合雰囲気下においてスパッ
タ法により形成することができる。本実施の形態では、形成した酸化物半導体層を後に加
熱処理し、意図的に結晶化させるため、結晶が生じやすい組成の酸化物半導体ターゲット
を用いることが好ましい。
。第1の加熱処理の温度は、400℃以上800℃以下とする。また、加熱時間は1分以
上24時間以下とする。第1の加熱処理は、窒素、希ガス、酸素、窒素又は希ガスと酸素
の混合ガス、または乾燥空気から選ばれた雰囲気で行う。第1の加熱処理によって表面か
ら結晶成長した結晶層である第1の酸化物半導体層404を形成する(図4(A)参照)
。また、表面に形成される結晶層は、表面に対して略垂直方向にc軸配向をしている。
希ガスに、水、水素などが含まれないことが好ましい。または、加熱処理装置に導入する
窒素、酸素、またはヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、6N以上、好まし
くは7N以上、とすることが好ましい。また、水が20ppm以下の超乾燥空気雰囲気下
で第1の加熱処理を行っても良い。
素雰囲気として雰囲気を切り替えてもよく、窒素雰囲気で脱水または脱水化が行われた後
、雰囲気を切り替えて酸素雰囲気にすることで第1の酸化物半導体層内部に酸素を供給し
てi型とすることができる。
体層404よりも膜厚の厚い第2の酸化物半導体層を形成する。なお、第2の酸化物半導
体層の膜厚は、作製するデバイスによって最適な膜厚を実施者が決定すればよい。例えば
、ボトムゲート型トランジスタを作製する場合は、第1の酸化物半導体層404と第2の
酸化物半導体層の合計膜厚は10nm以上200nm以下とする。
いること、あるいは同一の結晶構造かつ近接した格子定数(ミスマッチが1%以下)を有
することが好ましい。同一成分を含む材料を用いる場合、後に行われる結晶化において第
1の酸化物半導体層の板状結晶を種として結晶成長を行いやすくなる。また、同一成分を
含む材料である場合には、密着性などの界面物性や電気的特性も良好となる。
う。第2の加熱処理は、400℃以上800℃以下の温度と、窒素、希ガス、酸素、窒素
又は希ガスと酸素の混合ガス、または乾燥空気からそれぞれ選ばれた温度と雰囲気の組み
合わせからなる一つ又は複数の加熱処理条件で行う。第2の酸化物半導体層を結晶化させ
るための加熱時間は1分以上24時間以下とし、電気炉等の熱処理装置を用いる場合は、
好ましくは5時間以上20時間以下とし、代表的には10時間とする。また、RTA装置
等の急速熱処理装置を用いる場合は、1分以上30分以下、好ましくは1分以上10分以
下とし、代表的には5分とする。こうして結晶化した第2の酸化物半導体層406を得る
ことができる(図4(B)参照)。
ための第1のステップと、結晶化した第2の酸化物半導体層406の酸素欠損を補填する
ための第2のステップの2段階で第2の加熱処理を行う。この場合、第1のステップの温
度は550℃以上800℃以下が好ましく、600℃以上750℃以下がより好ましい。
また、第2のステップの温度は400℃以上600℃以下が好ましく、450℃以上55
0℃以下がより好ましい。
理を行う。第2のステップでは酸素と窒素の混合ガス雰囲気下で450℃、60分間の加
熱処理を行う。ステップ数は、この2回に限らず適宜条件を整えて増やしても良い。例え
ば、第1のステップ条件と第2のステップ条件を繰り返しても良い。ただし、窒素や希ガ
ス雰囲気での高温の加熱処理は酸素欠損を増加させることがあるため、酸素を含む雰囲気
を用いた加熱処理条件で終えると良い。また、酸素を含む雰囲気を用いた加熱処理条件で
は、雰囲気中の酸素濃度を加熱時間の経過とともに増加させても良い。また、第1のステ
ップの雰囲気を酸素を含むガスとし、酸素欠損を補いながら結晶化及び脱水化または脱水
素化の促進を行っても良く、その場合は第2のステップ以降を省いても良い。
酸素欠損に酸素を効率良く補填することができ、電気特性のばらつきを抑えることができ
る。
導体層をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により島状の第1の酸化物半導体層
404a及び島状の第2の酸化物半導体層406aに加工する。次いで、ゲート絶縁層4
02、及び第1の酸化物半導体層404a及び第2の酸化物半導体層406a上に、スパ
ッタ法などにより金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを
形成し、選択的にエッチングを行ってソース電極層及びドレイン電極層となる金属電極層
を形成する。
ミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンなどの金属材料、
または該金属材料を成分とする合金材料を用いる。また、アルミニウム膜に生ずるヒロッ
クやウィスカーの発生を防止する元素、例えばシリコン、チタン、タンタル、タングステ
ン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウム、イットリウムなどが添加されている
アルミニウム材料を用いることで耐熱性を向上させることが可能となる。
層された三層の積層構造とすることが好ましい。また、金属膜はアルミニウム層とタング
ステン層を積層した二層の積層構造、銅層とタングステン層を積層した二層の積層構造、
アルミニウム層とモリブデン層を積層した二層の積層構造とすることもできる。勿論、金
属膜は単層、または4層以上の積層構造としてもよい。
し、選択的にエッチングを行ってソース電極層408a、及びドレイン電極層408bを
形成した後、レジストマスクを除去する。なお、このフォトリソグラフィ工程では、島状
の第2の酸化物半導体層406aの一部のみがエッチングされ、溝部(凹部)を有する酸
化物半導体層となることもある。
した光が複数の強度となる露光マスクである多階調マスクによって形成されたレジストマ
スクを用いてエッチング工程を行ってもよい。多階調マスクを用いて形成したレジストマ
スクは複数の膜厚を有する形状となり、形状を変形することができるため、異なるパター
ンに加工する複数のエッチング工程に用いることができる。よって、一枚の多階調マスク
によって、少なくとも二種類以上の異なるパターンに対応するレジストマスクを形成する
ことができる。よって露光マスク数を削減することができ、対応するフォトリソグラフィ
工程も削減できるため、工程の簡略化が可能となる。
後、第3の加熱処理を行う(図4(C)参照)。
を用いて成膜する。成膜時の基板温度は、室温以上300℃以下とすればよく、本実施の
形態では100℃とする。酸化珪素膜のスパッタ法による成膜は、希ガス(代表的にはア
ルゴン)雰囲気下、酸素雰囲気下、または希ガス(代表的にはアルゴン)と酸素の混合雰
囲気下において行うことができる。また、ターゲットとして酸化珪素ターゲットまたは珪
素ターゲットを用いることができる。例えば、珪素ターゲットを用いて、酸素、及び窒素
雰囲気下でスパッタ法により酸化珪素を形成することができる。結晶化させた島状の第1
の酸化物半導体層404a及び、結晶化させた島状の第2の酸化物半導体層406aに接
して形成する酸化物絶縁層412は、10nm以上500nm以下の膜厚とし、代表的に
は酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、または酸化窒化アルミニウム膜な
どを用いる。
50℃以下である。例えば、酸素を含む雰囲気下で250℃、1時間の熱処理を行えばよ
い。第3の加熱処理を行うと、第1の酸化物半導体層404a及び、第2の酸化物半導体
層406aに酸素が供給され、酸素欠損を更に低減することができる。
熱処理を行う(図4(D)参照)。水素を含む層間絶縁層416は、プラズマCVD法な
どを用いて形成することができる。本実施の形態では、プラズマCVD法により得られる
水素を含む窒化物絶縁層の一つである窒化珪素膜を用いる。
440℃以下で行う。また、第4の加熱処理は、窒素雰囲気下に限定されず、酸素雰囲気
、希ガス雰囲気、乾燥空気雰囲気で行えばよい。
れる水素を拡散させて、第1の酸化物半導体層404a、及び第2の酸化物半導体層40
6aの欠陥を終端する工程である。酸化珪素膜からなる絶縁膜(酸化物絶縁層412)の
存在に関係なく第1の酸化物半導体層404a、及び第2の酸化物半導体層406aの膜
中またはこれらの酸化物半導体層と酸化物絶縁層の界面に水素を拡散させることができる
。
化物半導体層406aをチャネル形成領域とし、層間絶縁層416から拡散させた水素で
酸化物半導体内部や積層界面の欠陥を終端させたトランジスタ450が完成する。
する。層間絶縁層418は、PVD法やCVD法などを用いて酸化珪素、窒化酸化珪素、
窒化珪素、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル等の無機絶縁材料を含む材
料を用いて形成する。また、層間絶縁層418の材料として、アクリル等の有機樹脂を用
いることもできる。なお、本実施の形態では、層間絶縁層416と層間絶縁層418の積
層構造としているが、本発明の一態様はこれに限定されない。1層としても良いし、3層
以上の積層構造としても良い。
ドレイン電極層408b)と重なる領域を有することも特徴の一つである。ソース電極層
408aの端部と、ゲート絶縁層402の段差、即ち断面図において、ゲート絶縁層の平
坦面からテーパー面となる変化点との間の領域(ここでは図4(E)中で示したLOV領
域)を有している。LOV領域は、ゲート電極層の端部で生じる結晶粒界に、キャリアが
流れないようにするために重要である。
の場合の作製例を図5(A)及び図5(B)に示す。図4(C)の状態を得た後、ゲート
電極層401に達するコンタクトホールを形成し、酸化物絶縁層412上に電極層414
を形成する(図5(A)参照)。次いで、電極層414及び酸化物絶縁層412上に、水
素を含む層間絶縁層416を形成する。そして第4の加熱処理を行って図5(B)に示す
トランジスタ451を得ることができる。電極層414を酸化物半導体層のチャネル形成
領域と重なる位置に設けることによって、BT試験(バイアス−熱ストレス試験)前後に
おけるトランジスタ451のしきい値電圧の変化量を低減することができる。また、電極
層414は、電位がトランジスタ451のゲート電極層401と異なっていても良い。ま
た、電極層414の電位がGND、0V、或いはフローティング状態であってもよい。
本実施の形態では、チャネル保護型のトランジスタの例を図6を用いて示す。
することとする。
、ゲート絶縁層502を形成する。次いで、実施の形態2と同様に、第1の酸化物半導体
層を形成し、第1の加熱処理を行って第1の酸化物半導体層を結晶化させる。次いで、実
施の形態2と同様に、第2の酸化物半導体層を形成し、第2の加熱処理を行って第2の酸
化物半導体層を結晶化させる。
2に示した酸化物絶縁層412と同じ材料を用いる。また、第3の加熱処理も実施の形態
2に示した第3の加熱処理と同じ条件とし、第1及び第2の酸化物半導体層に酸素を供給
し、第1及び第2の酸化物半導体層中の酸素欠損を低減する。
的にエッチングを行って島状の第1の酸化物半導体層504a、及び島状の第2の酸化物
半導体層506aを形成する。
し、選択的にエッチングを行って島状の酸化物絶縁層520を形成する。
状の第2の酸化物半導体層506a上に、スパッタ法などにより金属導電膜を形成した後
、フォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成し、選択的にエッチングを行って
ソース電極層508a及びドレイン電極層508bを形成する。
b上に水素を含む層間絶縁層516を形成した後、第4の加熱処理を行う。また、第4の
加熱処理も実施の形態2に示した第4の加熱処理と同じ条件とし、第1及び第2の酸化物
半導体層に水素を供給し、第1及び第2の酸化物半導体層中の欠損を低減する。
半導体層506aを用い、層間絶縁層516に含まれる水素を拡散させて欠陥を終端させ
たチャネル保護型のトランジスタ550が完成する。
面構造を得ることができる。
である。
本実施の形態では、先の実施の形態において説明した半導体装置を半導体集積回路に用い
る場合の一例として、別の半導体材料を用いた半導体装置との積層構造による半導体装置
について、図7を参照して説明する。
れる半導体装置は、下部に、酸化物半導体以外の材料(例えば、シリコン)を用いたトラ
ンジスタ250を有し、上部に酸化物半導体を用いたトランジスタ150を有するもので
ある。酸化物半導体を用いたトランジスタ150は、図1に示したトランジスタ150で
ある。なお、トランジスタ250およびトランジスタ150は、いずれもn型トランジス
タとして説明するが、p型トランジスタを採用しても良い。特に、トランジスタ250は
、p型とすることが容易である。
6と、チャネル形成領域216を挟むように設けられた不純物領域214および高濃度不
純物領域220(これらをあわせて単に不純物領域とも呼ぶ)と、チャネル形成領域21
6上に設けられたゲート絶縁層208aと、ゲート絶縁層208a上に設けられたゲート
電極層210aと、不純物領域214と電気的に接続するソース電極層またはドレイン電
極層230a、および、ソース電極層またはドレイン電極層230bを有する(図7参照
)。
。また、基板200の主平面に垂直な方向から見てサイドウォール絶縁層218と重なら
ない領域には、高濃度不純物領域220を有し、高濃度不純物領域220と接する金属化
合物領域224を有する。また、基板200上にはトランジスタ250を囲むように素子
分離絶縁層206が設けられており、トランジスタ250を覆うように、層間絶縁層22
6および層間絶縁層228が設けられている。ソース電極層またはドレイン電極層230
a、ソース電極層またはドレイン電極層230bは、層間絶縁層226および層間絶縁層
228に形成された開口を通じて、金属化合物領域224と電気的に接続されている。つ
まり、ソース電極層またはドレイン電極層230a、ソース電極層またはドレイン電極層
230bは、金属化合物領域224を介して高濃度不純物領域220および不純物領域2
14と電気的に接続されている。
び第2の酸化物半導体層106aと、第1の酸化物半導体層104aおよび第2の酸化物
半導体層106a上に設けられ、第1の酸化物半導体層104aおよび第2の酸化物半導
体層106aと電気的に接続されているソース電極層108a、ドレイン電極層108b
と、第1の酸化物半導体層104a、第2の酸化物半導体層106a、ソース電極層10
8a、およびドレイン電極層108bを覆うように設けられたゲート絶縁層112と、ゲ
ート絶縁層112上の、第2の酸化物半導体層106aと重畳する領域に設けられたゲー
ト電極層114と、を有する(図7参照)。
ている。ここで、ゲート絶縁層112、層間絶縁層116、および層間絶縁層118には
、ソース電極層108a、ドレイン電極層108bにまで達する開口が設けられており、
当該開口を通じて、電極254d、電極254eが、それぞれ、ソース電極層108a、
ドレイン電極層108bに接して形成されている。また、電極254d、電極254eと
同様に、ゲート絶縁層112、層間絶縁層116、および層間絶縁層118に設けられた
開口を通じて、電極236a、電極236b、電極236cに接する電極254a、電極
254b、電極254cが形成されている。
込まれるように、電極258a、電極258b、電極258c、電極258dが設けられ
ている。ここで、電極258aは電極254aと接しており、電極258bは電極254
bと接しており、電極258cは電極254cおよび電極254dと接しており、電極2
58dは電極254eと接している。
電極230c、電極236c、電極254c、電極258c、電極254dを介して、他
の要素(酸化物半導体以外の材料を用いたトランジスタなど)と電気的に接続されている
(図7参照)。さらに、トランジスタ150のソース電極層108aまたはドレイン電極
層108bは、電極254e、電極258dを介して、他の要素に電気的に接続されてい
る。なお、接続に係る電極(電極230c、電極236c、電極254c、電極258c
、電極254d等)の構成は、上記に限定されず、適宜追加、省略等が可能である。
ど)の一部には銅を含む材料を用いることが好ましい。これらの一部に銅を含む材料を用
いることで、導電性を向上させることができる。銅を含む電極や配線は、いわゆるダマシ
ンプロセスなどによって形成することが可能である。
が、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、トランジスタの構成、絶縁層の数や
配置、電極や配線の数や接続関係、などは適宜変更することが可能である。例えば、電極
の接続関係の一例として、トランジスタ250のゲート電極層210aと、トランジスタ
150のソース電極層108aまたはドレイン電極層108bとが電気的に接続される構
成を採用することもできる。
ランジスタとを一体に備える構成とすることで、酸化物半導体を用いたトランジスタとは
異なる電気特性が要求される半導体装置を実現することができる。
宜組み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置の具体例として、記憶装置として機
能する半導体装置の構成例を説明する。なお、ここでは、酸化物半導体を用いたトランジ
スタと、酸化物半導体以外の材料(例えば、シリコン)を用いたトランジスタと、を含む
半導体装置について説明する。
ソース電極またはドレイン電極の一方とは、電気的に接続されている。また、第1の配線
(1st Line:ソース線とも呼ぶ)とトランジスタ300のソース電極とは、電気
的に接続され、第2の配線(2nd Line:ビット線とも呼ぶ)とトランジスタ30
0のドレイン電極とは、電気的に接続されている。そして、第3の配線(3rd Lin
e:第1信号線とも呼ぶ)とトランジスタ302のソース電極またはドレイン電極の他方
とは、電気的に接続され、第4の配線(4th Line:第2信号線とも呼ぶ)と、ト
ランジスタ302のゲート電極とは、電気的に接続されている。ここで、トランジスタ3
00には酸化物半導体以外の材料(例えば、シリコン)が用いられており、トランジスタ
302には酸化物半導体材料が用いられている。
れを用いることにより、記憶内容の読み出しなどを高速に行うことが可能である。また、
酸化物半導体を用いたトランジスタ302は、オフ電流が極めて小さいという特徴を有し
ている。このため、トランジスタ302をオフ状態とすることで、トランジスタ300の
ゲート電極の電位を極めて長時間にわたって保持することが可能である。
極と電気的に接続されることにより、不揮発性メモリ素子として用いられるフローティン
グゲート型トランジスタのフローティングゲートと同等の作用を奏する。このため、本実
施の形態においては、トランジスタ302のソース電極またはドレイン電極とトランジス
タ300のゲート電極が電気的に接続される部位をフローティングゲート部FGと呼ぶ。
当該フローティングゲート部FGは絶縁物中に埋設されていることにより電荷を保持する
ことができる。トランジスタ302はシリコン半導体で形成されるトランジスタ300と
比較して、オフ電流が10万分の1以下であるため、フローティングゲート部FGに蓄積
される電荷の、トランジスタ302のリークによる消失を無視することができる。
指摘されているゲート絶縁膜(トンネル絶縁膜)の劣化という問題を回避することができ
る。すなわち電子をフローティングゲートに注入する際に生じるトンネル電流によってゲ
ート絶縁膜が劣化するという問題を解消することができる。このため、図8に示す半導体
装置では、原理的に書き込み回数の制限を無視することができる。
ト部FGに容量素子を付加することで、電荷の保持が容易になり、また、各配線の電位変
動に起因するフローティングゲート部FGの電位変動を抑制することが容易になる。
徴を生かすことで、次のように、情報の書き込み、保持、読み出しが可能である。
ランジスタ302がオン状態となる電位として、トランジスタ302をオン状態とする。
これにより、第3の配線の電位が、トランジスタ300のゲート電極に与えられる(書き
込み)。その後、第4の配線の電位を、トランジスタ302がオフ状態となる電位として
、トランジスタ302をオフ状態とすることにより、トランジスタ300のゲート電極の
電位が保持される(保持)。
電位は長時間にわたって保持される。例えば、トランジスタ300のゲート電極の電位が
トランジスタ300をオン状態とする電位であれば、トランジスタ300のオン状態が長
時間にわたって保持されることになる。また、トランジスタ300のゲート電極の電位が
トランジスタ300をオフ状態とする電位であれば、トランジスタ300のオフ状態が長
時間にわたって保持される。
またはオフ状態が保持された状態において、第1の配線に所定の電位(低電位)が与えら
れると、トランジスタ300のオン状態またはオフ状態に応じて、第2の配線の電位は異
なる値をとる。例えば、トランジスタ300がオン状態の場合には、第1の配線の電位に
対して、第2の配線の電位が低下することになる。逆に、トランジスタ300がオフ状態
の場合には、第2の配線の電位は変化しない。
比較することで、情報を読み出すことができる。
保持と同様に行われる。つまり、第4の配線の電位を、トランジスタ302がオン状態と
なる電位として、トランジスタ302をオン状態とする。これにより、第3の配線の電位
(新たな情報に係る電位)が、トランジスタ300のゲート電極に与えられる。その後、
第4の配線の電位を、トランジスタ302がオフ状態となる電位として、トランジスタ3
02をオフ状態とすることにより、新たな情報が保持された状態となる。
書き換えることが可能である。このためフラッシュメモリなどにおいて必要とされる消去
動作が不要であり、消去動作に起因する動作速度の低下を抑制することができる。つまり
、半導体装置の高速動作が実現される。
極めて長時間にわたり情報を保持することが可能である。つまり、DRAMなどで必要と
されるリフレッシュ動作が不要であり、消費電力を抑制することができる。また、実質的
な不揮発性の半導体装置として用いることが可能である。
高い電圧を必要とせず、素子の劣化の問題もない。さらに、トランジスタのオン、オフに
よって、情報の書き込みや消去が行われるため、高速な動作も容易に実現しうる。
れを用いることにより、記憶内容の読み出しを高速に行うことが可能である。
スタ)を用いる場合についてのものであるが、n型トランジスタに代えて、正孔を多数キ
ャリアとするp型トランジスタを用いることができるのは言うまでもない。
ジスタの積層構造によって形成することができる。もちろん、開示する発明をトランジス
タの積層構造に限定する必要はない。例えば、トランジスタ300とトランジスタ302
を同一面上に形成しても良い。また、本実施の形態にかかる半導体装置は、トランジスタ
302のオフ電流が小さいことを利用するものであるから、トランジスタ300について
は特に限定する必要はない。例えば、本実施の形態では酸化物半導体以外の材料を用いて
トランジスタ300を形成しているが、酸化物半導体を用いても構わない。
が、半導体装置の構成はこれに限られるものではない。複数の半導体装置を適当に接続し
て、より高度な半導体装置を構成することもできる。例えば、上記半導体装置を複数用い
て、NAND型やNOR型の半導体装置を構成することが可能である。配線の構成も図8
に限定されず、適宜変更することができる。
合わせて用いることができる。
本実施の形態では、c軸配向した酸化物半導体層を含むトランジスタを作製し、該トラン
ジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する半導体装置(表示装置とも
いう)を作製する場合について説明する。また、駆動回路の一部または全部を、画素部と
同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
ず、半導体装置の一形態に相当する液晶表示パネルの外観及び断面について、図9を用い
て説明する。図9(A)は、第1の基板4001上に形成されたc軸配向した酸化物半導
体層を含むトランジスタ4010、4011、及び液晶素子4013を、第2の基板40
06との間にシール材4005によって封止した、パネルの上面図であり、図9(B)は
、図9(A)のM−Nにおける断面図に相当する。
線駆動回路4004とを囲むようにして、シール材4005が設けられている。また画素
部4002と、信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004の上に第2の基板4
006が設けられている。よって画素部4002、信号線駆動回路4003、及び走査線
駆動回路4004は、第1の基板4001とシール材4005と第2の基板4006とに
よって、液晶層4008と共に封止されている。
、走査線駆動回路4004は、トランジスタを複数有しており、図9(B)では、画素部
4002に含まれるトランジスタ4010と、走査線駆動回路4004に含まれるトラン
ジスタ4011とを例示している。トランジスタ4010、4011上には絶縁層402
0、4014、4021が設けられている。
を含むトランジスタを適用することができる。本実施の形態において、トランジスタ40
10、4011はnチャネル型トランジスタである。
ネル形成領域と重なる位置に導電層4040が設けられている。導電層4040を酸化物
半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に設けることによって、BT試験前後における
トランジスタ4011のしきい値電圧の変化量を低減することができる。また、導電層4
040は、電位がトランジスタ4011のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていて
も良く、第2のゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層4040の電
位は、GND、0V、またはフローティング状態であってもよい。
に接続されている。そして液晶素子4013の対向電極層4031は第2の基板4006
上に形成されている。画素電極層4030と対向電極層4031と液晶層4008とが重
なっている部分が、液晶素子4013に相当する。なお、画素電極層4030、対向電極
層4031にはそれぞれ配向膜として機能する絶縁層4032、4033が設けられ、絶
縁層4032、4033を介して液晶層4008を挟持している。
、画素電極層4030と対向電極層4031との間の距離(セルギャップ)を制御するた
めに設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。また、対向電極層403
1は、トランジスタ4010と同一絶縁基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続さ
れる。また、共通接続部を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を介して対向電
極層4031と共通電位線とを電気的に接続することができる。なお、導電性粒子はシー
ル材4005に含有させる。
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために5重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層4008に
用いると良い。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が1m
sec以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さ
い。
ング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示
装置の不良や破損を軽減することができる。よって液晶表示装置の生産性を向上させるこ
とが可能となる。特に、酸化物半導体層を用いるトランジスタでは、静電気の影響により
トランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よって酸
化物半導体層を用いるトランジスタを有する液晶表示装置にブルー相の液晶材料を用いる
ことはより効果的である。なお、ブルー相を用いる場合は、図9の構成に限らず、対向電
極層4031に相当する電極層が画素電極層4030と同じ基板側に形成された構造の、
所謂横電界モードの構成を用いても良い。
表示装置としても良いし、半透過型液晶表示装置としても良い。
側に着色層、表示素子に用いる電極層という順に設ける例を示すが、偏光板は基板の内側
に設けてもよい。また、偏光板と着色層の積層構造も本実施の形態に限定されず、偏光板
及び着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、必要に応じてブラ
ックマトリクスとして機能する遮光層を設けてもよい。
信頼性を向上させるため、トランジスタを保護層や平坦化絶縁層として機能する絶縁層(
絶縁層4020、絶縁層4014、絶縁層4021)で覆う構成となっている。なお、保
護層は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐための
ものであり、緻密な膜が好ましい。保護層は、スパッタ法を用いて、酸化珪素層、窒化珪
素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、酸
化窒化アルミニウム層、又は窒化酸化アルミニウム層の単層、又は積層で形成すればよい
。
て、スパッタ法を用いて酸化珪素層を形成する。保護層として酸化珪素層を用いると、保
護層と接する酸化物半導体層に酸素を添加し、酸素欠損を低減することができる。
層の一つである窒化珪素層を形成し、その後熱処理を行って酸化物半導体層に水素を拡散
させる。また、保護層として窒化珪素層を用いると、ナトリウム等のイオンが半導体領域
中に侵入して、トランジスタの電気特性を変化させることを抑制することができる。
ル等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料(low
−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンシリケートガラス)、BPSG(リンホウ
素シリケートガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁層
を複数積層させることで、絶縁層4021を形成してもよい。
、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、
酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物(以下、ITOと示す)、イ
ンジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導
電性材料を用いることができる。
画素部4002に与えられる各種信号及び電位は、FPC4018を介して供給されてい
る。
30と同じ導電層から形成され、端子電極4016は、トランジスタ4010、4011
のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電層で形成されている。
て電気的に接続されている。
01と第2の基板4006の外側には偏光板や拡散板を設ける。また、バックライトの光
源は冷陰極管やLEDにより構成されて液晶表示モジュールとなる。
n−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field S
witching)モード、MVA(Multi−domain Vertical A
lignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alig
nment)モード、ASM(Axially Symmetric aligned
Micro−cell)モード、OCB(Optical Compensated B
irefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liqui
d Crystal)モード、AFLC(Antiferroelectric Liq
uid Crystal)モードなどを用いることができる。
酸化物半導体層を有し、高い電界効果移動度を有するため、本実施の形態のように、これ
を用いて液晶表示装置を製造することで、優れた表示特性の液晶表示装置が実現される。
である。
半導体装置の一形態に相当する発光表示パネル(発光パネルともいう)の外観及び断面に
ついて、図10を用いて説明する。図10(A)は、第1の基板上に形成されたc軸配向
した酸化物半導体層を含むトランジスタ及び発光素子を、第2の基板との間にシール材に
よって封止した、パネルの平面図であり、図10(B)は、図10(A)のH−Iにおけ
る断面図に相当する。
3b、及び走査線駆動回路4504a、4504bを囲むようにして、シール材4505
が設けられている。また画素部4502、信号線駆動回路4503a、4503b、及び
走査線駆動回路4504a、4504bの上に第2の基板4506が設けられている。よ
って画素部4502、信号線駆動回路4503a、4503b、及び走査線駆動回路45
04a、4504bは、第1の基板4501とシール材4505と第2の基板4506と
によって、充填材4507と共に密封されている。このように外気に曝されないように気
密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルムやカバー材でパッケージング(封入)すること
が好ましい。
503b、及び走査線駆動回路4504a、4504bは、トランジスタを複数有してお
り、図10(B)では、画素部4502に含まれるトランジスタ4510と、信号線駆動
回路4503aに含まれるトランジスタ4509とを例示している。
を含む移動度の高いトランジスタを適用することができる。本実施の形態において、トラ
ンジスタ4509、4510はnチャネル型トランジスタである。
導電層4540が絶縁層4544上に設けられている。また、導電層4540は、電位が
トランジスタ4509のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、第2のゲ
ート電極層として機能させることもできる。また、導電層4540の電位は、GND、0
V、またはフローティング状態であってもよい。
接して絶縁層4541が形成されている。絶縁層4541は実施の形態2で示した酸化物
絶縁層412と同様な材料及び方法で形成すればよい。また、絶縁層4541上に保護絶
縁層4514が形成されている。保護絶縁層4514は実施の形態2で示した層間絶縁層
416と同様な材料及び方法で形成すればよい。ここでは、保護絶縁層4514として、
PCVD法により窒化珪素層を形成する。
機能する絶縁層4544を形成する。絶縁層4544としては、実施の形態6で示した絶
縁層4021と同様な材料及び方法で形成すればよい。ここでは、絶縁層4544として
アクリルを用いる。
層4517は、トランジスタ4510のソース電極層またはドレイン電極層と電気的に接
続されている。なお発光素子4511の構成は、第1の電極層4517、電界発光層45
12、第2の電極層4513の積層構造であるが、示した構成に限定されない。発光素子
4511から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子4511の構成は適宜変えるこ
とができる。
用い、第1の電極層4517上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を有
する傾斜面となるようにすることが好ましい。
されていても良い。
4513及び隔壁4520上に保護層を形成してもよい。保護層としては、窒化珪素層、
窒化酸化珪素層、DLC層等を形成することができる。
、または画素部4502に与えられる各種信号及び電位は、FPC4518a、4518
bを介して供給されている。
から形成され、端子電極4516は、トランジスタ4509、4510が有するソース電
極層及びドレイン電極層と同じ導電層で形成されている。
して電気的に接続されている。
なければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムま
たはアクリルフィルムのような透光性を有する材料を用いる。
脂または熱硬化樹脂を用いることができ、アクリル、エポキシ樹脂などを用いることがで
きる。例えば充填材として窒素を用いればよい。
位相差板(λ/4板、λ/2板)、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよ
い。
た酸化物半導体層を有し、高い電界効果移動度を有するため、本実施の形態のように、こ
れを用いて発光表示装置を製造することで、優れた表示特性の発光表示装置が実現される
。
である。
半導体装置の一形態として電子ペーパーの例を示す。
ジスタは、スイッチング素子と電気的に接続する素子を利用して電子インクを駆動させる
電子ペーパーに用いてもよい。電子ペーパーは、電気泳動表示装置(電気泳動ディスプレ
イ)とも呼ばれており、紙と同じように読みやすく、他の表示装置に比べ低消費電力化、
薄型化、軽量化が可能という利点を有している。
第1の粒子と、マイナスの電荷を有する第2の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒また
は溶質に複数分散されたものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、
マイクロカプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみ
を表示する構成とすることができる。なお、第1の粒子または第2の粒子は染料を含み、
電界がない場合において移動しないものである。また、第1の粒子の色と第2の粒子の色
は異なるもの(無色を含む)とする。
いわゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。
の電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また
、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。
ロカプセルを複数配置すればアクティブマトリクス型の表示装置が完成し、マイクロカプ
セルに電界を印加すれば表示を行うことができる。例えば、実施の形態2のc軸配向した
酸化物半導体層を含むトランジスタによって得られるアクティブマトリクス基板を用いる
ことができる。
半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレク
トロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を
用いて形成することができる。
導体装置に用いられるトランジスタ581は、実施の形態2で示すトランジスタと同様に
作製でき、c軸配向した酸化物半導体層を含む移動度の高いトランジスタである。また、
絶縁層584は、水素を含む窒化物絶縁層であり、c軸配向した酸化物半導体層に水素を
供給するために設けられている。
トボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極層であ
る第1の電極層及び第2の電極層の間に配置し、第1の電極層及び第2の電極層に電位差
を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
であり、ソース電極層またはドレイン電極層によって第1の電極層587と、絶縁層58
5に形成する開口で接しており電気的に接続している。第1の電極層587と第2の基板
596に設けられた第2の電極層588との間には球形粒子589が設けられており、球
形粒子589の周囲は樹脂等の充填材595で充填されている。球形粒子589内のキャ
ビティ594は液体で満たされており、かつ黒色領域590a及び白色領域590bを有
する粒子が存在している。
る。第2の電極層588は、トランジスタ581と同一絶縁基板上に設けられる共通電位
線と電気的に接続される。共通接続部を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を
介して第2の電極層588と共通電位線とを電気的に接続することができる。
と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径10μm〜20
0μm程度のマイクロカプセルを用いる。第1の電極層と第2の電極層との間に設けられ
るマイクロカプセルは、第1の電極層と第2の電極層によって、電場が与えられると、白
い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この
原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれてい
る。
を用いて、いわゆる電子ペーパーを作製している。当該トランジスタは、結晶性の優れた
酸化物半導体層を有し、高い電界効果移動度を有するため、これを用いて電子ペーパーを
製造することで、優れた表示特性の電子ペーパーが実現される。
である。
本明細書に開示する半導体装置は、さまざまな電子機器(遊技機も含む)に適用すること
ができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン
受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメ
ラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型
ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられ
る。
電子機器の例について図12及び図13を用いて説明する。
ナルコンピュータであり、本体3001、筐体3002、表示部3003、キーボード3
004などによって構成されている。なお、実施の形態6に示す液晶表示装置をノート型
のパーソナルコンピュータは有している。
DA)であり、本体3021には表示部3023と、外部インターフェイス3025と、
操作ボタン3024等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス3022
がある。なお、実施の形態7に示す発光表示装置を携帯情報端末は有している。
籍である。図12(C)は、電子書籍の一例を示している。例えば、電子書籍2700は
、筐体2701および筐体2703の2つの筐体で構成されている。筐体2701および
筐体2703は、軸部2711により一体とされており、該軸部2711を軸として開閉
動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のように取り扱うことが可能
となる。
込まれている。表示部2705および表示部2707は、続き画面を表示する構成として
もよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とするこ
とで、例えば右側の表示部(図12(C)では表示部2705)に文章を表示し、左側の
表示部(図12(C)では表示部2707)に画像を表示することができる。
筐体2701において、電源2721、操作キー2723、スピーカー2725などを備
えている。操作キー2723により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一
面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の
裏面や側面に、外部接続用端子(イヤホン端子、USB端子など)、記録媒体挿入部など
を備える構成としてもよい。さらに、電子書籍2700は、電子辞書としての機能を持た
せた構成としてもよい。
電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすること
も可能である。
筐体2800及び筐体2801の二つの筐体で構成されている。筐体2801には、表示
パネル2802、スピーカー2803、マイクロフォン2804、ポインティングデバイ
ス2806、カメラ2807、外部接続端子2808などを備えている。また、筐体28
00には、携帯電話の充電を行う太陽電池2810、外部メモリスロット2811などを
備えている。また、アンテナは筐体2801内部に内蔵されている。
ている複数の操作キー2805を点線で示している。なお、太陽電池2810で出力され
る電圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路も実装している。
2802と同一面上にカメラ2807を備えているため、テレビ電話が可能である。スピ
ーカー2803及びマイクロフォン2804は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再
生などが可能である。さらに、筐体2800と筐体2801は、スライドし、図12(D
)のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型
化が可能である。
であり、充電及びパーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能である。また、外部
メモリスロット2811に記録媒体を挿入することにより、より大量のデータ保存及び移
動に対応できる。
よい。
り、本体3051、表示部(A)3057、接眼部3053、操作スイッチ3054、表
示部(B)3055、バッテリー3056などによって構成されている。
601に表示部9603が組み込まれている。表示部9603により、映像を表示するこ
とが可能である。また、ここでは、スタンド9605により筐体9601を支持した構成
を示している。
コン操作機9610により行うことができる。リモコン操作機9610が備える操作キー
9609により、チャンネルの切り替えや音量の操作を行うことができ、表示部9603
に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機9610に、当該リモ
コン操作機9610から出力する情報を表示する表示部9607を設ける構成としてもよ
い。
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向
(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
を複数配置し、その表示部9603と同一絶縁基板上に形成する駆動回路として実施の形
態2に示す移動度の高いトランジスタを配置する。
である。
102 絶縁層
104 第1の酸化物半導体層
104a 第1の酸化物半導体層
105 酸化物半導体層
106 第2の酸化物半導体層
106a 第2の酸化物半導体層
108 導電層
108a ソース電極層
108b ドレイン電極層
112 ゲート絶縁層
114 ゲート電極層
116 層間絶縁層
118 層間絶縁層
150 トランジスタ
200 基板
206 素子分離絶縁層
208a ゲート絶縁層
210a ゲート電極層
214 不純物領域
216 チャネル形成領域
218 サイドウォール絶縁層
220 高濃度不純物領域
224 金属化合物領域
226 層間絶縁層
228 層間絶縁層
230a ドレイン電極層
230b ドレイン電極層
230c 電極
234 絶縁層
236a 電極
236b 電極
236c 電極
250 トランジスタ
254a 電極
254b 電極
254c 電極
254d 電極
254e 電極
256 絶縁層
258a 電極
258b 電極
258c 電極
258d 電極
300 トランジスタ
302 トランジスタ
400 基板
401 ゲート電極層
402 ゲート絶縁層
404 第1の酸化物半導体層
404a 第1の酸化物半導体層
406 第2の酸化物半導体層
406a 第2の酸化物半導体層
408a ソース電極層
408b ドレイン電極層
412 酸化物絶縁層
414 電極層
416 層間絶縁層
418 層間絶縁層
450 トランジスタ
451 トランジスタ
500 基板
501 ゲート電極層
502 ゲート絶縁層
504a 第1の酸化物半導体層
506a 第2の酸化物半導体層
508a ソース電極層
508b ドレイン電極層
516 層間絶縁層
518 層間絶縁層
520 酸化物絶縁層
550 トランジスタ
580 第1の基板
581 トランジスタ
583 絶縁層
584 絶縁層
585 絶縁層
587 電極層
588 電極層
590a 黒色領域
590b 白色領域
594 キャビティ
595 充填材
596 第2の基板
2700 電子書籍
2701 筐体
2703 筐体
2705 表示部
2707 表示部
2711 軸部
2721 電源
2723 操作キー
2725 スピーカー
2800 筐体
2801 筐体
2802 表示パネル
2803 スピーカー
2804 マイクロフォン
2805 操作キー
2806 ポインティングデバイス
2807 カメラ
2808 外部接続端子
2810 太陽電池
2811 外部メモリスロット
3001 本体
3002 筐体
3003 表示部
3004 キーボード
3021 本体
3022 スタイラス
3023 表示部
3024 操作ボタン
3025 外部インターフェイス
3051 本体
3053 接眼部
3054 操作スイッチ
3055 表示部(B)
3056 バッテリー
3057 表示部(A)
4001 第1の基板
4002 画素部
4003 信号線駆動回路
4004 走査線駆動回路
4005 シール材
4006 第2の基板
4008 液晶層
4010 トランジスタ
4011 トランジスタ
4013 液晶素子
4014 絶縁層
4015 接続端子電極
4016 端子電極
4018 FPC
4019 異方性導電層
4020 絶縁層
4021 絶縁層
4030 画素電極層
4031 対向電極層
4032 絶縁層
4040 導電層
4501 第1の基板
4502 画素部
4503a 信号線駆動回路
4504a 走査線駆動回路
4505 シール材
4506 第2の基板
4507 充填材
4509 トランジスタ
4510 トランジスタ
4511 発光素子
4512 電界発光層
4513 電極層
4514 保護絶縁層
4515 接続端子電極
4516 端子電極
4517 電極層
4518a FPC
4519 異方性導電層
4520 隔壁
4540 導電層
4541 絶縁層
4544 絶縁層
9600 テレビジョン装置
9601 筐体
9603 表示部
9605 スタンド
9607 表示部
9609 操作キー
9610 リモコン操作機
Claims (1)
- ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、金属酸化物層と、絶縁層と、を有する半導体装置の作製方法であって、
前記金属酸化物層に第1の加熱処理を行うことにより、前記金属酸化物層を結晶化し、
前記金属酸化物層の上方に、前記絶縁層を形成し、
前記絶縁層に第2の加熱処理を行い、
前記第1の加熱処理は、窒素を含む雰囲気で熱処理を行った後、酸素を含む雰囲気で熱処理を行い、
前記絶縁層は、酸化アルミニウムを有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009288245 | 2009-12-18 | ||
JP2009288245 | 2009-12-18 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015082950A Division JP5985697B2 (ja) | 2009-12-18 | 2015-04-15 | 半導体装置の作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016219826A JP2016219826A (ja) | 2016-12-22 |
JP6216420B2 true JP6216420B2 (ja) | 2017-10-18 |
Family
ID=44151685
Family Applications (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010280294A Active JP5134070B2 (ja) | 2009-12-18 | 2010-12-16 | 半導体装置の作製方法 |
JP2012246206A Active JP5759959B2 (ja) | 2009-12-18 | 2012-11-08 | 半導体装置の作製方法 |
JP2015082950A Active JP5985697B2 (ja) | 2009-12-18 | 2015-04-15 | 半導体装置の作製方法 |
JP2016152451A Active JP6216420B2 (ja) | 2009-12-18 | 2016-08-03 | 半導体装置の作製方法 |
Family Applications Before (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010280294A Active JP5134070B2 (ja) | 2009-12-18 | 2010-12-16 | 半導体装置の作製方法 |
JP2012246206A Active JP5759959B2 (ja) | 2009-12-18 | 2012-11-08 | 半導体装置の作製方法 |
JP2015082950A Active JP5985697B2 (ja) | 2009-12-18 | 2015-04-15 | 半導体装置の作製方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8664036B2 (ja) |
JP (4) | JP5134070B2 (ja) |
KR (1) | KR101768433B1 (ja) |
TW (1) | TWI509703B (ja) |
WO (1) | WO2011074409A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10861920B2 (en) | 2018-05-18 | 2020-12-08 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor substrate, method of manufacturing the same, and display device including the same |
Families Citing this family (77)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102687400B (zh) | 2009-10-30 | 2016-08-24 | 株式会社半导体能源研究所 | 逻辑电路和半导体装置 |
KR102183102B1 (ko) | 2009-11-27 | 2020-11-25 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제작방법 |
KR101945171B1 (ko) | 2009-12-08 | 2019-02-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
CN102668098B (zh) | 2009-12-28 | 2015-07-22 | 株式会社半导体能源研究所 | 制造半导体装置的方法 |
KR102008754B1 (ko) | 2010-01-24 | 2019-08-09 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치와 이의 제조 방법 |
US8629438B2 (en) | 2010-05-21 | 2014-01-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
TWI621184B (zh) * | 2010-08-16 | 2018-04-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置之製造方法 |
US8883555B2 (en) | 2010-08-25 | 2014-11-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic device, manufacturing method of electronic device, and sputtering target |
KR101932576B1 (ko) | 2010-09-13 | 2018-12-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
US8823092B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-09-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US8629496B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-01-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US8809852B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-08-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor film, semiconductor element, semiconductor device, and method for manufacturing the same |
TWI525818B (zh) | 2010-11-30 | 2016-03-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及半導體裝置之製造方法 |
JP5897910B2 (ja) * | 2011-01-20 | 2016-04-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
US8809854B2 (en) | 2011-04-22 | 2014-08-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US8916868B2 (en) | 2011-04-22 | 2014-12-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
US8932913B2 (en) | 2011-04-22 | 2015-01-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor device |
US8878288B2 (en) | 2011-04-22 | 2014-11-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US8847233B2 (en) | 2011-05-12 | 2014-09-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having a trenched insulating layer coated with an oxide semiconductor film |
CN103290371B (zh) | 2011-06-08 | 2015-02-25 | 株式会社半导体能源研究所 | 溅射靶材、溅射靶材的制造方法及薄膜形成方法 |
JP4982620B1 (ja) | 2011-07-29 | 2012-07-25 | 富士フイルム株式会社 | 電界効果型トランジスタの製造方法、並びに、電界効果型トランジスタ、表示装置、イメージセンサ及びx線センサ |
US8994019B2 (en) * | 2011-08-05 | 2015-03-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP5695535B2 (ja) | 2011-09-27 | 2015-04-08 | 株式会社東芝 | 表示装置の製造方法 |
CN103843145B (zh) | 2011-09-29 | 2017-03-29 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置 |
TWI605590B (zh) | 2011-09-29 | 2017-11-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
DE112012007290B3 (de) | 2011-10-14 | 2017-06-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Halbleitervorrichtung |
US20140252355A1 (en) * | 2011-10-21 | 2014-09-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and method for producing same |
KR20130046357A (ko) * | 2011-10-27 | 2013-05-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
JP6122275B2 (ja) * | 2011-11-11 | 2017-04-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
US9057126B2 (en) * | 2011-11-29 | 2015-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing sputtering target and method for manufacturing semiconductor device |
TWI556319B (zh) | 2011-11-30 | 2016-11-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置的製造方法 |
KR102072244B1 (ko) * | 2011-11-30 | 2020-01-31 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제작 방법 |
WO2013089115A1 (en) | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP6053490B2 (ja) * | 2011-12-23 | 2016-12-27 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
US8956912B2 (en) | 2012-01-26 | 2015-02-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
US9196741B2 (en) | 2012-02-03 | 2015-11-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
KR102330543B1 (ko) | 2012-04-13 | 2021-11-23 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
US8860022B2 (en) | 2012-04-27 | 2014-10-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide semiconductor film and semiconductor device |
KR102295737B1 (ko) | 2012-05-10 | 2021-09-01 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 디바이스 |
JP5795551B2 (ja) * | 2012-05-14 | 2015-10-14 | 富士フイルム株式会社 | 電界効果型トランジスタの製造方法 |
US20150171220A1 (en) * | 2012-05-28 | 2015-06-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and method for manufacturing same |
US9059219B2 (en) * | 2012-06-27 | 2015-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
CN107026089B (zh) * | 2012-06-29 | 2021-12-03 | 株式会社半导体能源研究所 | 用于制造半导体装置的方法 |
US9885108B2 (en) | 2012-08-07 | 2018-02-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for forming sputtering target |
JP2014082388A (ja) * | 2012-10-17 | 2014-05-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
JP6021586B2 (ja) | 2012-10-17 | 2016-11-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
JP6059501B2 (ja) * | 2012-10-17 | 2017-01-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
US9166021B2 (en) * | 2012-10-17 | 2015-10-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP6204145B2 (ja) | 2012-10-23 | 2017-09-27 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
WO2014065343A1 (en) | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US20140151095A1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-05 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Printed circuit board and method for manufacturing the same |
KR102495290B1 (ko) | 2012-12-28 | 2023-02-06 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
JP6370048B2 (ja) * | 2013-01-21 | 2018-08-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
TWI614813B (zh) | 2013-01-21 | 2018-02-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置的製造方法 |
US9190527B2 (en) | 2013-02-13 | 2015-11-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
TWI611566B (zh) * | 2013-02-25 | 2018-01-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 顯示裝置和電子裝置 |
JP6141777B2 (ja) | 2013-02-28 | 2017-06-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
TWI664731B (zh) * | 2013-05-20 | 2019-07-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
JP2015119174A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-06-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置及び表示装置 |
JP2016027597A (ja) * | 2013-12-06 | 2016-02-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
CN103676356B (zh) * | 2013-12-10 | 2016-04-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置 |
JP2016001722A (ja) * | 2014-04-08 | 2016-01-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置及び該半導体装置を含む電子機器 |
JP6537341B2 (ja) * | 2014-05-07 | 2019-07-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
TWI663726B (zh) | 2014-05-30 | 2019-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | 半導體裝置、模組及電子裝置 |
CN104319262B (zh) * | 2014-11-13 | 2017-02-01 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种多晶氧化物薄膜晶体管阵列基板及其制备方法 |
KR102334986B1 (ko) | 2014-12-09 | 2021-12-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 산화물 반도체층의 결정화 방법, 이를 적용한 반도체 장치 및 이의 제조 방법 |
JP6705663B2 (ja) * | 2015-03-06 | 2020-06-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置およびその作製方法 |
KR20160114511A (ko) | 2015-03-24 | 2016-10-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치의 제작 방법 |
US9806200B2 (en) | 2015-03-27 | 2017-10-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US10714633B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-07-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and display device |
KR20180124874A (ko) | 2016-03-04 | 2018-11-21 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치, 그 제작 방법, 및 상기 반도체 장치를 포함하는 표시 장치 |
KR20180123028A (ko) | 2016-03-11 | 2018-11-14 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장비, 상기 반도체 장치의 제작 방법, 및 상기 반도체 장치를 포함하는 표시 장치 |
WO2017178912A1 (en) | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and display device including the semiconductor device |
TWI730017B (zh) * | 2016-08-09 | 2021-06-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 顯示裝置的製造方法、顯示裝置、顯示模組及電子裝置 |
KR102652448B1 (ko) | 2018-03-13 | 2024-03-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | 디스플레이 장치 |
US10340249B1 (en) | 2018-06-25 | 2019-07-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor device and method |
KR20230123128A (ko) | 2022-02-16 | 2023-08-23 | 광주과학기술원 | 비탄소 소재를 이용한 산화물 반도체층의 저온 결정화 방법, 이를 적용한 반도체 장치 및 이의 제조방법 |
Family Cites Families (144)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60198861A (ja) | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Fujitsu Ltd | 薄膜トランジスタ |
JPH0244256B2 (ja) | 1987-01-28 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn2o5deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244260B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn5o8deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244258B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn3o6deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPS63210023A (ja) | 1987-02-24 | 1988-08-31 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | InGaZn↓4O↓7で示される六方晶系の層状構造を有する化合物およびその製造法 |
JPH0244262B2 (ja) | 1987-02-27 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn6o9deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244263B2 (ja) | 1987-04-22 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn7o10deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH05251705A (ja) | 1992-03-04 | 1993-09-28 | Fuji Xerox Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
US5858819A (en) * | 1994-06-15 | 1999-01-12 | Seiko Epson Corporation | Fabrication method for a thin film semiconductor device, the thin film semiconductor device itself, liquid crystal display, and electronic device |
JP3479375B2 (ja) | 1995-03-27 | 2003-12-15 | 科学技術振興事業団 | 亜酸化銅等の金属酸化物半導体による薄膜トランジスタとpn接合を形成した金属酸化物半導体装置およびそれらの製造方法 |
JPH11505377A (ja) | 1995-08-03 | 1999-05-18 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 半導体装置 |
JP3625598B2 (ja) | 1995-12-30 | 2005-03-02 | 三星電子株式会社 | 液晶表示装置の製造方法 |
JP2000026119A (ja) | 1998-07-09 | 2000-01-25 | Hoya Corp | 透明導電性酸化物薄膜を有する物品及びその製造方法 |
JP4170454B2 (ja) | 1998-07-24 | 2008-10-22 | Hoya株式会社 | 透明導電性酸化物薄膜を有する物品及びその製造方法 |
JP2000150861A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Tdk Corp | 酸化物薄膜 |
JP3276930B2 (ja) * | 1998-11-17 | 2002-04-22 | 科学技術振興事業団 | トランジスタ及び半導体装置 |
JP2001053164A (ja) | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Sony Corp | 半導体記憶装置 |
TW460731B (en) | 1999-09-03 | 2001-10-21 | Ind Tech Res Inst | Electrode structure and production method of wide viewing angle LCD |
JP4089858B2 (ja) | 2000-09-01 | 2008-05-28 | 国立大学法人東北大学 | 半導体デバイス |
KR20020038482A (ko) | 2000-11-15 | 2002-05-23 | 모리시타 요이찌 | 박막 트랜지스터 어레이, 그 제조방법 및 그것을 이용한표시패널 |
JP3997731B2 (ja) | 2001-03-19 | 2007-10-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法 |
JP2002289859A (ja) | 2001-03-23 | 2002-10-04 | Minolta Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
JP4090716B2 (ja) | 2001-09-10 | 2008-05-28 | 雅司 川崎 | 薄膜トランジスタおよびマトリクス表示装置 |
JP3925839B2 (ja) | 2001-09-10 | 2007-06-06 | シャープ株式会社 | 半導体記憶装置およびその試験方法 |
EP1443130B1 (en) * | 2001-11-05 | 2011-09-28 | Japan Science and Technology Agency | Natural superlattice homologous single crystal thin film, method for preparation thereof, and device using said single crystal thin film |
JP4164562B2 (ja) | 2002-09-11 | 2008-10-15 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ホモロガス薄膜を活性層として用いる透明薄膜電界効果型トランジスタ |
JP4083486B2 (ja) | 2002-02-21 | 2008-04-30 | 独立行政法人科学技術振興機構 | LnCuO(S,Se,Te)単結晶薄膜の製造方法 |
CN1445821A (zh) * | 2002-03-15 | 2003-10-01 | 三洋电机株式会社 | ZnO膜和ZnO半导体层的形成方法、半导体元件及其制造方法 |
JP3933591B2 (ja) | 2002-03-26 | 2007-06-20 | 淳二 城戸 | 有機エレクトロルミネッセント素子 |
JP2003298062A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Sharp Corp | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
US7339187B2 (en) | 2002-05-21 | 2008-03-04 | State Of Oregon Acting By And Through The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Transistor structures |
US7189992B2 (en) | 2002-05-21 | 2007-03-13 | State Of Oregon Acting By And Through The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Transistor structures having a transparent channel |
JP2004022625A (ja) | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体デバイス及び該半導体デバイスの製造方法 |
US7105868B2 (en) | 2002-06-24 | 2006-09-12 | Cermet, Inc. | High-electron mobility transistor with zinc oxide |
US7067843B2 (en) | 2002-10-11 | 2006-06-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Transparent oxide semiconductor thin film transistors |
JP4166105B2 (ja) | 2003-03-06 | 2008-10-15 | シャープ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2004273732A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Sharp Corp | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
TW594884B (en) | 2003-05-29 | 2004-06-21 | Univ Nat Chiao Tung | Laser re-crystallization method of low temperature polysilicon thin film transistor |
JP4108633B2 (ja) | 2003-06-20 | 2008-06-25 | シャープ株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法ならびに電子デバイス |
US7262463B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-08-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Transistor including a deposited channel region having a doped portion |
US7297977B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Semiconductor device |
US7145174B2 (en) | 2004-03-12 | 2006-12-05 | Hewlett-Packard Development Company, Lp. | Semiconductor device |
WO2005088726A1 (ja) | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Japan Science And Technology Agency | アモルファス酸化物及び薄膜トランジスタ |
US7282782B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-10-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Combined binary oxide semiconductor device |
TWI231046B (en) * | 2004-06-10 | 2005-04-11 | Univ Nat Chiao Tung | Laser recrystallization method of active layer for LTPS-TFTs |
US7211825B2 (en) | 2004-06-14 | 2007-05-01 | Yi-Chi Shih | Indium oxide-based thin film transistors and circuits |
JP2006100760A (ja) | 2004-09-02 | 2006-04-13 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
US7285501B2 (en) | 2004-09-17 | 2007-10-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming a solution processed device |
JP2006128506A (ja) | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Sharp Corp | トレンチ型mosfet及びその製造方法 |
US7298084B2 (en) | 2004-11-02 | 2007-11-20 | 3M Innovative Properties Company | Methods and displays utilizing integrated zinc oxide row and column drivers in conjunction with organic light emitting diodes |
US7829444B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Field effect transistor manufacturing method |
CN101057333B (zh) | 2004-11-10 | 2011-11-16 | 佳能株式会社 | 发光器件 |
US7863611B2 (en) | 2004-11-10 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Integrated circuits utilizing amorphous oxides |
CN101057338B (zh) | 2004-11-10 | 2011-03-16 | 佳能株式会社 | 采用无定形氧化物的场效应晶体管 |
US7791072B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Display |
US7453065B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Sensor and image pickup device |
KR100998527B1 (ko) | 2004-11-10 | 2010-12-07 | 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸 | 비정질 산화물 및 전계 효과 트랜지스터 |
US7579224B2 (en) | 2005-01-21 | 2009-08-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film semiconductor device |
TWI505473B (zh) | 2005-01-28 | 2015-10-21 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置,電子裝置,和半導體裝置的製造方法 |
US7608531B2 (en) | 2005-01-28 | 2009-10-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, electronic device, and method of manufacturing semiconductor device |
US7858451B2 (en) | 2005-02-03 | 2010-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic device, semiconductor device and manufacturing method thereof |
US7948171B2 (en) | 2005-02-18 | 2011-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
US20060197092A1 (en) | 2005-03-03 | 2006-09-07 | Randy Hoffman | System and method for forming conductive material on a substrate |
US8681077B2 (en) | 2005-03-18 | 2014-03-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, and display device, driving method and electronic apparatus thereof |
WO2006105077A2 (en) | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Low voltage thin film transistor with high-k dielectric material |
US7645478B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-01-12 | 3M Innovative Properties Company | Methods of making displays |
US8300031B2 (en) | 2005-04-20 | 2012-10-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising transistor having gate and drain connected through a current-voltage conversion element |
JP2006344849A (ja) | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
US7402506B2 (en) | 2005-06-16 | 2008-07-22 | Eastman Kodak Company | Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby |
US7691666B2 (en) | 2005-06-16 | 2010-04-06 | Eastman Kodak Company | Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby |
US7507618B2 (en) | 2005-06-27 | 2009-03-24 | 3M Innovative Properties Company | Method for making electronic devices using metal oxide nanoparticles |
KR100711890B1 (ko) | 2005-07-28 | 2007-04-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 발광표시장치 및 그의 제조방법 |
JP2007059128A (ja) | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Canon Inc | 有機el表示装置およびその製造方法 |
US7875959B2 (en) * | 2005-08-31 | 2011-01-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor structure having selective silicide-induced stress and a method of producing same |
JP5116225B2 (ja) | 2005-09-06 | 2013-01-09 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体デバイスの製造方法 |
JP4850457B2 (ja) | 2005-09-06 | 2012-01-11 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ及び薄膜ダイオード |
JP4280736B2 (ja) | 2005-09-06 | 2009-06-17 | キヤノン株式会社 | 半導体素子 |
JP4560502B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2010-10-13 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ |
JP2007073705A (ja) | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Canon Inc | 酸化物半導体チャネル薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
JP5078246B2 (ja) | 2005-09-29 | 2012-11-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、及び半導体装置の作製方法 |
JP5064747B2 (ja) | 2005-09-29 | 2012-10-31 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、電気泳動表示装置、表示モジュール、電子機器、及び半導体装置の作製方法 |
EP1770788A3 (en) | 2005-09-29 | 2011-09-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method thereof |
JP5037808B2 (ja) | 2005-10-20 | 2012-10-03 | キヤノン株式会社 | アモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタ、及び該トランジスタを用いた表示装置 |
US7524713B2 (en) * | 2005-11-09 | 2009-04-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor device |
KR101103374B1 (ko) | 2005-11-15 | 2012-01-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체장치 |
TWI292281B (en) | 2005-12-29 | 2008-01-01 | Ind Tech Res Inst | Pixel structure of active organic light emitting diode and method of fabricating the same |
US7867636B2 (en) | 2006-01-11 | 2011-01-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Transparent conductive film and method for manufacturing the same |
JP4977478B2 (ja) * | 2006-01-21 | 2012-07-18 | 三星電子株式会社 | ZnOフィルム及びこれを用いたTFTの製造方法 |
US7576394B2 (en) | 2006-02-02 | 2009-08-18 | Kochi Industrial Promotion Center | Thin film transistor including low resistance conductive thin films and manufacturing method thereof |
US7977169B2 (en) * | 2006-02-15 | 2011-07-12 | Kochi Industrial Promotion Center | Semiconductor device including active layer made of zinc oxide with controlled orientations and manufacturing method thereof |
KR20070101595A (ko) | 2006-04-11 | 2007-10-17 | 삼성전자주식회사 | ZnO TFT |
US20070252928A1 (en) | 2006-04-28 | 2007-11-01 | Toppan Printing Co., Ltd. | Structure, transmission type liquid crystal display, reflection type display and manufacturing method thereof |
US20070287221A1 (en) * | 2006-06-12 | 2007-12-13 | Xerox Corporation | Fabrication process for crystalline zinc oxide semiconductor layer |
JP5028033B2 (ja) | 2006-06-13 | 2012-09-19 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
JP4999400B2 (ja) | 2006-08-09 | 2012-08-15 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
JP4609797B2 (ja) | 2006-08-09 | 2011-01-12 | Nec液晶テクノロジー株式会社 | 薄膜デバイス及びその製造方法 |
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 |
JP4332545B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2009-09-16 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ及びその製造方法 |
JP4274219B2 (ja) | 2006-09-27 | 2009-06-03 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機薄膜半導体装置 |
JP5164357B2 (ja) | 2006-09-27 | 2013-03-21 | キヤノン株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
US7622371B2 (en) | 2006-10-10 | 2009-11-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fused nanocrystal thin film semiconductor and method |
US7772021B2 (en) | 2006-11-29 | 2010-08-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Flat panel displays comprising a thin-film transistor having a semiconductive oxide in its channel and methods of fabricating the same for use in flat panel displays |
JP2008140684A (ja) | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Toppan Printing Co Ltd | カラーelディスプレイおよびその製造方法 |
US8058675B2 (en) * | 2006-12-27 | 2011-11-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and electronic device using the same |
KR101303578B1 (ko) | 2007-01-05 | 2013-09-09 | 삼성전자주식회사 | 박막 식각 방법 |
US8207063B2 (en) | 2007-01-26 | 2012-06-26 | Eastman Kodak Company | Process for atomic layer deposition |
TWI478347B (zh) | 2007-02-09 | 2015-03-21 | Idemitsu Kosan Co | A thin film transistor, a thin film transistor substrate, and an image display device, and an image display device, and a semiconductor device |
KR100851215B1 (ko) | 2007-03-14 | 2008-08-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치 |
JP5197058B2 (ja) * | 2007-04-09 | 2013-05-15 | キヤノン株式会社 | 発光装置とその作製方法 |
WO2008126879A1 (en) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Light-emitting apparatus and production method thereof |
US7795613B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-09-14 | Toppan Printing Co., Ltd. | Structure with transistor |
KR101325053B1 (ko) | 2007-04-18 | 2013-11-05 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 |
KR20080094300A (ko) | 2007-04-19 | 2008-10-23 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법과 박막 트랜지스터를포함하는 평판 디스플레이 |
KR101334181B1 (ko) | 2007-04-20 | 2013-11-28 | 삼성전자주식회사 | 선택적으로 결정화된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터 및 그제조 방법 |
WO2008133345A1 (en) | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Oxynitride semiconductor |
KR20080099084A (ko) | 2007-05-08 | 2008-11-12 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법 |
KR101345376B1 (ko) | 2007-05-29 | 2013-12-24 | 삼성전자주식회사 | ZnO 계 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 |
KR100873081B1 (ko) | 2007-05-29 | 2008-12-09 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
JP4759598B2 (ja) | 2007-09-28 | 2011-08-31 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ、その製造方法及びそれを用いた表示装置 |
JP2009099847A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Canon Inc | 薄膜トランジスタとその製造方法及び表示装置 |
WO2009075281A1 (ja) * | 2007-12-13 | 2009-06-18 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 酸化物半導体を用いた電界効果型トランジスタ及びその製造方法 |
JP5215158B2 (ja) | 2007-12-17 | 2013-06-19 | 富士フイルム株式会社 | 無機結晶性配向膜及びその製造方法、半導体デバイス |
JP5644111B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2014-12-24 | コニカミノルタ株式会社 | 金属酸化物半導体およびその製造方法、半導体素子、薄膜トランジスタ |
JP4555358B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2010-09-29 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 |
US8106474B2 (en) * | 2008-04-18 | 2012-01-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP5704790B2 (ja) | 2008-05-07 | 2015-04-22 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ、および、表示装置 |
JP5331382B2 (ja) * | 2008-05-30 | 2013-10-30 | 富士フイルム株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
US8314765B2 (en) * | 2008-06-17 | 2012-11-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Driver circuit, display device, and electronic device |
KR100963027B1 (ko) * | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
KR100963026B1 (ko) * | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
JP5345456B2 (ja) | 2008-08-14 | 2013-11-20 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜電界効果型トランジスタ |
US8129718B2 (en) * | 2008-08-28 | 2012-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Amorphous oxide semiconductor and thin film transistor using the same |
JP4623179B2 (ja) | 2008-09-18 | 2011-02-02 | ソニー株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
JP5451280B2 (ja) | 2008-10-09 | 2014-03-26 | キヤノン株式会社 | ウルツ鉱型結晶成長用基板およびその製造方法ならびに半導体装置 |
TWI536577B (zh) * | 2008-11-13 | 2016-06-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
JP2010153802A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-07-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の作製方法 |
EP2202802B1 (en) * | 2008-12-24 | 2012-09-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Driver circuit and semiconductor device |
US8367486B2 (en) * | 2009-02-05 | 2013-02-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Transistor and method for manufacturing the transistor |
US8822988B2 (en) * | 2009-03-31 | 2014-09-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thin-film transistor (TFT) with a bi-layer channel |
TWI397184B (zh) * | 2009-04-29 | 2013-05-21 | Ind Tech Res Inst | 氧化物半導體薄膜電晶體 |
JP2010280294A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | 燃料電池車両 |
JP4571221B1 (ja) * | 2009-06-22 | 2010-10-27 | 富士フイルム株式会社 | Igzo系酸化物材料及びigzo系酸化物材料の製造方法 |
TWI380455B (en) * | 2009-09-09 | 2012-12-21 | Univ Nat Taiwan | Thin film transistor |
KR101945171B1 (ko) * | 2009-12-08 | 2019-02-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
-
2010
- 2010-11-24 WO PCT/JP2010/071422 patent/WO2011074409A1/en active Application Filing
- 2010-11-24 KR KR1020127018562A patent/KR101768433B1/ko active IP Right Grant
- 2010-12-10 TW TW099143230A patent/TWI509703B/zh active
- 2010-12-15 US US12/968,331 patent/US8664036B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-16 JP JP2010280294A patent/JP5134070B2/ja active Active
-
2012
- 2012-11-08 JP JP2012246206A patent/JP5759959B2/ja active Active
-
2013
- 2013-12-12 US US14/104,264 patent/US9391095B2/en active Active
-
2015
- 2015-04-15 JP JP2015082950A patent/JP5985697B2/ja active Active
-
2016
- 2016-08-03 JP JP2016152451A patent/JP6216420B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10861920B2 (en) | 2018-05-18 | 2020-12-08 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor substrate, method of manufacturing the same, and display device including the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140099752A1 (en) | 2014-04-10 |
TWI509703B (zh) | 2015-11-21 |
TW201137991A (en) | 2011-11-01 |
JP5985697B2 (ja) | 2016-09-06 |
JP2013070070A (ja) | 2013-04-18 |
JP5759959B2 (ja) | 2015-08-05 |
JP5134070B2 (ja) | 2013-01-30 |
US8664036B2 (en) | 2014-03-04 |
JP2016219826A (ja) | 2016-12-22 |
WO2011074409A1 (en) | 2011-06-23 |
KR101768433B1 (ko) | 2017-08-16 |
JP2011146697A (ja) | 2011-07-28 |
JP2015159314A (ja) | 2015-09-03 |
US9391095B2 (en) | 2016-07-12 |
KR20120094513A (ko) | 2012-08-24 |
US20110151618A1 (en) | 2011-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6216420B2 (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
JP6302584B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP7305834B2 (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170807 |
|
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: 20170829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170922 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6216420 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 |