JP6733012B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6733012B2 JP6733012B2 JP2019118881A JP2019118881A JP6733012B2 JP 6733012 B2 JP6733012 B2 JP 6733012B2 JP 2019118881 A JP2019118881 A JP 2019118881A JP 2019118881 A JP2019118881 A JP 2019118881A JP 6733012 B2 JP6733012 B2 JP 6733012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- oxide
- oxide semiconductor
- insulating film
- semiconductor film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims description 47
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 410
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 92
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 79
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 50
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1466
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 113
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 113
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 112
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 111
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 description 109
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 96
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 77
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 72
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 71
- 230000006870 function Effects 0.000 description 60
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 59
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 56
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 56
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 54
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 54
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 49
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 48
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 40
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 39
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 37
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 35
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 34
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 33
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 29
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 28
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 28
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 27
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 27
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 26
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 20
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 18
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 17
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 16
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 14
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 14
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 14
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 13
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 13
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 13
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 12
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 11
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 10
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 10
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 10
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 9
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 8
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 8
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 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 8
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 8
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 L a Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 7
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 4
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 229960001730 nitrous oxide Drugs 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEDJZFSRVVQBIL-UHFFFAOYSA-N trisilane Chemical compound [SiH3][SiH2][SiH3] VEDJZFSRVVQBIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 2
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 2
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 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 1
- JVSMPWHQUPKRNV-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine;hydrate Chemical compound O.NC=1N=NNN=1 JVSMPWHQUPKRNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005535 GaOx Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910052800 carbon group element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 150000002343 gold Chemical class 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;hydrate Chemical compound O.OO QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001420 photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004402 ultra-violet photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133345—Insulating layers
-
- 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
- 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
- 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
- H01L29/78696—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
-
- 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
- H01L21/02609—Crystal orientation
-
- 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
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
れているトランジスタは、ガラス基板上に形成されたアモルファスシリコン、単結晶シリ
コンまたは多結晶シリコンなどのシリコン半導体によって構成されている。また、該シリ
コン半導体を用いたトランジスタは、集積回路(IC)などにも利用されている。
る技術が注目されている。なお、本明細書中では、半導体特性を示す金属酸化物を酸化物
半導体とよぶことにする。
ランジスタを作製し、該トランジスタを表示装置の画素のスイッチング素子などに用いる
技術が開示されている(特許文献1及び特許文献2参照)。
まると共に、配線の抵抗及び寄生容量が増大し、配線遅延が生じる。そのため、配線遅延
を抑制するため、銅を用いて配線を形成する技術が検討されている(特許文献3)。
加工しにくく、また、加工の途中において酸化物半導体膜に拡散してしまうという問題が
ある。
電気特性の不良の原因となる不純物の一つである。このため、該不純物が、酸化物半導体
膜に混入することにより、当該酸化物半導体膜が低抵抗化してしまい、経時変化やストレ
ス試験により、トランジスタの電気特性、代表的にはしきい値電圧の変動量が増大すると
いう問題がある。
れる配線の加工工程の安定性を高めることを課題とする。または、本発明の一態様は、酸
化物半導体膜の不純物濃度を低減することを課題の一とする。または、本発明の一態様は
、半導体装置の電気特性を向上させることを課題の一とする。または、本発明の一態様は
、半導体装置の信頼性を向上させることを課題の一とする。また、本発明の一態様は、半
導体装置の高速動作を実現することを課題とする。また、本発明の一態様は、半導体装置
の省電力化を実現することを課題とする。また、本発明の一態様は、生産性に優れた半導
体装置を実現することを課題とする。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解
決する必要はないものとする。
物膜に接する、銅、アルミニウム、金、銀、モリブデン等を用いて形成される一対の導電
膜とを有するトランジスタにおいて、酸化物膜が複数の結晶部を有し、該複数の結晶部に
おいて、c軸配向性を有し、かつc軸が酸化物半導体膜または酸化物膜の上面の法線ベク
トルに平行な方向を向いていることを特徴とする。複数の結晶部を有し、該複数の結晶部
において、c軸配向性を有し、かつc軸が酸化物半導体膜または酸化物膜の上面の法線ベ
クトルに平行な方向を向いて酸化物膜を、酸化物半導体膜と、一対の導電膜との間に設け
ることで、一対の導電膜を構成する金属元素、代表的には銅、アルミニウム、金、銀、モ
リブデン等が、酸化物半導体膜に移動することを防ぐことが可能である。この結果、酸化
物半導体膜において、銅、アルミニウム、金、銀、モリブデン等を低減することができる
。
化物膜に接する、銅、アルミニウム、金、銀、またはモリブデンを有する一対の導電膜と
、酸化物半導体膜または酸化物膜に接するゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介して、酸化
物半導体膜及び酸化物膜と重なるゲート電極と、を有し、酸化物膜は、複数の結晶部を有
し、該複数の結晶部において、c軸配向性を有し、かつc軸が酸化物半導体膜または酸化
物膜の上面の法線ベクトルに平行な方向を向いているトランジスタを有する半導体装置で
ある。
る。また、一対の導電膜は、単層構造であってもよい。または、一対の導電膜は、積層構
造であってもよい。なお、一対の導電膜が積層構造の場合、少なくとも酸化物膜に接する
膜において、銅、アルミニウム、金、銀、またはモリブデンを有する。
の導電膜の間に、ゲート絶縁膜、酸化物半導体膜、及び酸化物膜を順に有し、ゲート絶縁
膜は、酸化物半導体膜において酸化物膜と接する面と反対の面で接する酸化物絶縁膜と、
ゲート電極及び酸化物絶縁膜と接する窒化物絶縁膜とを有する。
ゲート電極の間に、酸化物膜、一対の導電膜、及びゲート絶縁膜を順に有し、酸化物半導
体膜は、下地絶縁膜と接し、下地絶縁膜は、酸化物半導体膜において酸化物膜と接する面
と反対の面で接する酸化物絶縁膜と、該酸化物絶縁膜と接する窒化物絶縁膜とを有する。
。
アルミニウム、または窒化酸化アルミニウムで形成されてもよい。
酸化タングステンを含むインジウム酸化物、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
ウム亜鉛酸化物、または酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物で形成されてもよい。
n−Ga酸化物、In−Zn酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Ga、Y、Zr、L
a、Ce、またはNd)で形成される。
配線の加工工程の安定性を高めることができる。または、本発明の一態様により、酸化物
半導体膜を用いた半導体装置などにおいて、酸化物半導体膜の不純物を低減することがで
きる。または、本発明の一態様により、酸化物半導体膜を用いた半導体装置において、電
気特性を向上させることができる。または、本発明の一態様により、酸化物半導体膜を用
いた半導体装置において、信頼性を向上させることができる。また、本発明の一態様によ
り、半導体装置の高速動作を実現することができる。また、本発明の一態様により、半導
体装置の省電力化を実現することができる。また、本発明の一態様により、生産性に優れ
た半導体装置を実現することができる。
は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及
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。従って、本発明は
、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。また
、以下に説明する実施の形態及び実施例において、同一部分または同様の機能を有する部
分には、同一の符号または同一のハッチパターンを異なる図面間で共通して用い、その繰
り返しの説明は省略する。
明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されな
い。
めに付したものであり、数的に限定するものではない。そのため、例えば、「第1の」を
「第2の」または「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。
合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレ
イン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー(電気的な位置エネルギー)のことをいう。た
だし、一般的に、ある一点における電位と基準となる電位(例えば接地電位)との電位差
のことを、単に電位もしくは電圧と呼び、電位と電圧が同義語として用いられることが多
い。このため、本明細書では特に指定する場合を除き、電位を電圧と読み替えてもよいし
、電圧を電位と読み替えてもよいこととする。
、フォトリソグラフィ工程で形成したマスクは除去するものとする。
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置及びその作製方法について図面を
参照して説明する。
る欠陥の一例として酸素欠損がある。例えば、膜中に酸素欠損が含まれている酸化物半導
体膜を用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナス方向に変動しやすく、ノーマリー
オン特性となりやすい。これは、酸化物半導体膜に含まれる酸素欠損に起因して電荷が生
じ、低抵抗化するためである。トランジスタがノーマリーオン特性を有すると、動作時に
動作不良が発生しやすくなる、または非動作時の消費電力が高くなるなどの、様々な問題
が生じる。また、経時変化やストレス試験により、トランジスタの電気特性、代表的には
しきい値電圧の変動量が増大するという問題がある。
例えば、酸化物半導体膜上にプラズマCVD法またはスパッタリング法により絶縁膜、導
電膜などを形成する際、その形成条件によっては、当該酸化物半導体膜にダメージが入る
ことがある。
ンジスタの電気特性の不良の原因となる。また、例えば、第8世代以上の大面積基板を用
いてトランジスタを作製する場合、配線遅延を抑制するため、銅、アルミニウム、金、銀
、モリブデン等の低抵抗材料を用いて配線を形成する。しかしながら、配線の構成元素で
ある、銅、アルミニウム、金、銀、モリブデン等もトランジスタの電気特性の不良の原因
となる不純物の一つである。このため、該不純物が、酸化物半導体膜に混入することによ
り、当該酸化物半導体膜が低抵抗化してしまい、経時変化やストレス試験により、トラン
ジスタの電気特性、代表的にはしきい値電圧の変動量が増大するという問題がある。
において、チャネル領域である酸化物半導体膜への酸素欠損、及び酸化物半導体膜の不純
物濃度を低減することを課題の一とする。
する傾向にあり、さらには、対角120インチ以上の画面サイズも視野に入れた開発が行
われている。このため、表示装置に用いられるガラス基板においては、第8世代以上の大
面積化が進んでいる。しかしながら、大面積基板を用いる場合、高温処理、例えば450
℃以上の加熱処理をするため加熱装置が大型で高価となってしまい、生産コストが増大し
てしまう。また、高温処理を行うと、基板の反りやシュリンクが生じてしまい、歩留まり
が低減してしまう。
温度の加熱処理を用いて、半導体装置を作製することを課題の一とする。
図を示す。図1に示すトランジスタ60は、チャネルエッチ型のトランジスタである。図
1(A)はトランジスタ60の上面図であり、図1(B)は、図1(A)の一点鎖線A−
B間の断面図であり、図1(C)は、図1(A)の一点鎖線C−D間の断面図である。な
お、図1(A)では、明瞭化のため、基板11、トランジスタ60の構成要素の一部(例
えば、ゲート絶縁膜17)、酸化物絶縁膜23、酸化物絶縁膜24、窒化物絶縁膜25な
どを省略している。
電極15と、基板11及びゲート電極15上に形成されるゲート絶縁膜17と、ゲート絶
縁膜17を介して、ゲート電極15と重なる多層膜20と、多層膜20に接し、電極とし
て機能する一対の導電膜(以下、一対の電極21、22と称して説明する。)とを有する
。また、ゲート絶縁膜17、多層膜20、及び一対の電極21、22上には、酸化物絶縁
膜23、酸化物絶縁膜24、及び窒化物絶縁膜25で構成される保護膜26が形成される
。
び酸化物膜19を有する。また、酸化物半導体膜18の一部がチャネル領域として機能す
る。また、酸化物膜19に接するように、酸化物絶縁膜23が形成されており、酸化物絶
縁膜23に接するように酸化物絶縁膜24が形成されている。即ち、酸化物半導体膜18
と酸化物絶縁膜23との間に、酸化物膜19が設けられている。
Crystalline)酸化物膜を用いて形成されることを特徴とする。CAAC酸化
物膜の詳細に関しては後述するが、CAAC酸化物膜は、結晶粒界が確認されず、c軸配
向性を有し、かつc軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向を向いている。
このため、酸化物膜19が一対の電極21、22を構成する金属元素、例えば銅、アルミ
ニウム、金、銀、モリブデン等の移動を防ぐ膜として機能する。このため、一対の電極2
1、22を構成する金属元素が、酸化物半導体膜18へ移動しにくくなる。この結果、多
層膜20に含まれる酸化物半導体膜18の不純物を低減することができる。また、電気特
性を向上させたトランジスタを作製することができる。
耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サフ
ァイア基板等を、基板11として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンなどの単
結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SO
I基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを
、基板11として用いてもよい。なお、基板11として、ガラス基板を用いる場合、第6
世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8
世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第1
0世代(2950mm×3400mm)等の大面積基板を用いることで、大型の表示装置
を作製することができる。
形成してもよい。または、基板11とトランジスタ60の間に剥離層を設けてもよい。剥
離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板11より分離し、他
の基板に転載するのに用いることができる。その際、トランジスタ60は耐熱性の劣る基
板や可撓性の基板にも転載できる。
ン、タングステンから選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、
上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いて形成することができる。また、マンガン
、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属元素を用いてもよい。また、
ゲート電極15は、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコン
を含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒
化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層す
る二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二
層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン
膜を形成する三層構造等がある。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の一または複数を組
み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
化物、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、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加
したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、
上記透光性を有する導電性材料と、上記金属元素の積層構造とすることもできる。
、In−Sn系酸化窒化物膜、In−Ga系酸化窒化物膜、In−Zn系酸化窒化物膜、
Sn系酸化窒化物膜、In系酸化窒化物膜、金属窒化膜(InN、ZnN等)等を設けて
もよい。これらの膜は5eV以上、または5.5eV以上の仕事関数を有し、酸化物半導
体の電子親和力よりも大きい値であるため、酸化物半導体を用いたトランジスタのしきい
値電圧をプラスにシフトすることができ、所謂ノーマリーオフ特性のスイッチング素子を
実現できる。例えば、In−Ga−Zn系酸化窒化物膜を用いる場合、少なくとも酸化物
半導体膜18より高い窒素濃度、具体的には7原子%以上のIn−Ga−Zn系酸化窒化
物膜を用いる。
導体膜18に接する酸化物絶縁膜17cを有する。窒化物絶縁膜17aは、一方の面にお
いてゲート電極15と接し、他方の面において酸化物絶縁膜17c及び一対の電極21、
22と接する。酸化物絶縁膜17cは、一方の面において窒化物絶縁膜17aと接し、他
方の面において酸化物半導体膜18と接する。即ち、酸化物半導体膜18の側面は、酸化
物絶縁膜17cの側面と略一致する。
化アルミニウム等を用いて形成する。
としては、欠陥の少ない第1の窒化物絶縁膜と、水素ブロッキング性の高い第2の窒化物
絶縁膜とが、ゲート電極15側から順に積層される積層構造とすることができる。欠陥の
少ない第1の窒化物絶縁膜を設けることで、ゲート絶縁膜17の絶縁耐圧を向上させるこ
とができる。また、水素ブロッキング性の高い第2の窒化物絶縁膜を設けることで、ゲー
ト電極15及び第1の窒化物絶縁膜からの水素が酸化物半導体膜18に移動することを防
ぐことができる。
、欠陥の少ない第2の窒化物絶縁膜と、水素ブロッキング性の高い第3の窒化物絶縁膜と
が、ゲート電極15側から順に積層される積層構造とすることができる。不純物のブロッ
キング性が高い第1の窒化物絶縁膜を設けることで、ゲート電極15からの不純物、代表
的には、水素、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属等が酸化物半導体膜18に
移動することを防ぐことができる。
フニウム、酸化ガリウムまたはGa−Zn系金属酸化物等を用いて形成する。
絶縁膜17aと、酸化物半導体膜18と接する酸化物絶縁膜17cを有する。酸化物半導
体膜18がゲート絶縁膜17と接するため、酸化物半導体膜18及びゲート絶縁膜17の
界面準位密度を低減することができる。また、一対の電極21、22が窒化物絶縁膜17
aと接する。窒化物絶縁膜17aは、一対の電極21、22の酸化を防ぐ機能を有すると
共に、一対の電極21、22を構成する金属元素の拡散を防ぐ機能を有する。このため、
一対の電極21、22が窒化物絶縁膜17aと接することで、一対の電極21、22の抵
抗値の上昇を防ぐと共に、一対の電極21、22の拡散によるトランジスタの電気特性の
低下を防ぐことができる。
m以下、または50nm以上250nm以下とするとよい。
−Zn酸化物(Mは、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)を用いて形成する。ま
た、酸化物半導体膜18は、InMO3(ZnO)m(Mは、Ga、Y、Zr、La、C
e、またはNd、mは自然数)で表されるホモロガス化合物を用いて形成する。
たはNd)の場合、In−M−Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲ
ットの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧Mを満たすことが好ましい。このような
スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1、
In:M:Zn=3:1:2が好ましい。なお、成膜される酸化物半導体膜18の原子数
比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数
比のプラスマイナス40%の変動を含む。
00atomic%としたとき、InとMの原子数比率は、Inが25atomic%以
上、Mが75atomic%未満、またはInが34atomic%以上、Mが66at
omic%未満とする。
たは3eV以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いるこ
とで、トランジスタ60のオフ電流を低減することができる。
m以下、または3nm以上50nm以下とする。
導体膜を用いることで、さらに優れた電気特性を有するトランジスタを作製することがで
き好ましい。ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の小さい(酸素欠損の少ない)
ことを高純度真性または実質的に高純度真性とよぶ。
ため、キャリア密度を低くすることができる場合がある。従って、当該酸化物半導体膜に
チャネル領域が形成されるトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性(ノ
ーマリーオンともいう。)になることが少ない場合がある。
小さいため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
く小さく、チャネル幅が1×106μmでチャネル長Lが10μmの素子であっても、ソ
ース電極とドレイン電極間の電圧(ドレイン電圧)が1Vから10Vの範囲において、オ
フ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち1×10−13A以下
という特性を得ることができる。
変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる場合がある。なお、酸化物半導体膜のト
ラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷の
ように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体膜にチャネ
ル領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。不純物として
は、水素、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属等がある。
導体膜(以下、CAAC−OS(C Axis Aligned Crystallin
e Oxide Semiconductor)という。)を用いたトランジスタは、可
視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。
酸素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損が形成される。当該酸素欠
損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部
が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある
。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性
となりやすい。
体的には、酸化物半導体膜18において、二次イオン質量分析法(SIMS:Secon
dary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素濃度を、
5×1019atoms/cm3以下、または1×1019atoms/cm3以下、ま
たは5×1018atoms/cm3以下、または1×1018atoms/cm3以下
、または5×1017atoms/cm3以下、または1×1016atoms/cm3
以下とする。
、酸化物半導体膜18において酸素欠損量が増加し、n型化してしまう。このため、酸化
物半導体膜18におけるシリコンや炭素の濃度、または酸化物膜19と、酸化物半導体膜
18との界面近傍のシリコンや炭素の濃度(二次イオン質量分析法により得られる濃度)
を、2×1018atoms/cm3以下、または2×1017atoms/cm3以下
とする。
属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、または2×
1016atoms/cm3以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物
半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大して
しまうことがある。このため、酸化物半導体膜18のアルカリ金属またはアルカリ土類金
属の濃度を低減することが好ましい。
リア密度が増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用い
たトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、当該酸化物半導体膜におい
て、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、二次イオン質量分析法に
より得られる窒素濃度は、5×1018atoms/cm3以下にすることが好ましい。
、CAAC−OS、多結晶構造、後述する微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結
晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が大きく、CAAC−OSは最も欠陥準
位密度が小さい。
域、CAAC−OSの領域、単結晶構造の領域の二種以上を有する混合膜であってもよい
。混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CAA
C−OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域を有する単層構造の場合が
ある。また、混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領
域、CAAC−OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域を有する積層構
造を有する場合がある。
酸化物(Mは、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)であり、且つ酸化物半導体膜
18よりも伝導帯の下端のエネルギーが真空準位に近く、代表的には、酸化物膜19の伝
導帯の下端のエネルギーと、酸化物半導体膜18の伝導帯の下端のエネルギーとの差が、
0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上、または0.15eV以上、且つ
2eV以下、1eV以下、0.5eV以下、または0.4eV以下である。即ち、酸化物
膜19の電子親和力と、酸化物半導体膜18の電子親和力との差が、0.05eV以上、
0.07eV以上、0.1eV以上、または0.15eV以上、且つ2eV以下、1eV
以下、0.5eV以下、または0.4eV以下である。
d)の場合、In−M−Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの
金属元素の原子数比は、M>In、Zn>0.5×M、更にはZn≧Mを満たすことが好
ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、In:Ga
:Zn=1:3:2、In:Ga:Zn=1:3:3、In:Ga:Zn=1:3:4、
In:Ga:Zn=1:3:5、In:Ga:Zn=1:3:6、In:Ga:Zn=1
:3:7、In:Ga:Zn=1:3:8、In:Ga:Zn=1:3:9、In:Ga
:Zn=1:3:10、In:Ga:Zn=1:4:3、In:Ga:Zn=1:4:4
、In:Ga:Zn=1:4:5、In:Ga:Zn=1:4:6、In:Ga:Zn=
1:4:7、In:Ga:Zn=1:4:8、In:Ga:Zn=1:4:9、In:G
a:Zn=1:4:10、In:Ga:Zn=1:5:3、In:Ga:Zn=1:5:
4、In:Ga:Zn=1:5:5、In:Ga:Zn=1:5:6、In:Ga:Zn
=1:5:7、In:Ga:Zn=1:5:8、In:Ga:Zn=1:5:9、In:
Ga:Zn=1:5:10、In:Ga:Zn=1:6:4、In:Ga:Zn=1:6
:5、In:Ga:Zn=1:6:6、In:Ga:Zn=1:6:7、In:Ga:Z
n=1:6:8、In:Ga:Zn=1:6:9、In:Ga:Zn=1:6:10が好
ましい。In−M−Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属
元素の原子数比をM>In、且つZn≧Mとすることで、CAAC酸化物膜を形成するこ
とができる。なお、上記スパッタリングターゲットを用いて成膜された酸化物膜19に含
まれる金属元素の原子数比はそれぞれ、誤差として上記スパッタリングターゲットに含ま
れる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。
AC酸化物膜に含まれる結晶部は、c軸配向性を有する。平面TEM(透過型電子顕微鏡
(Transmission Electron Microscope))像において
、CAAC酸化物膜に含まれる結晶部の面積が2500nm2以上、または5μm2以上
、または1000μm2以上である。また、断面TEM像において、該結晶部を50%以
上、または80%以上、または95%以上有する場合、CAAC酸化物膜は単結晶に近い
物性の薄膜となる。
界(グレインバウンダリーともいう。)を確認することができない。そのため、CAAC
酸化物膜は、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
察)すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原
子の各層は、CAAC酸化物膜の膜を形成する面(被形成面ともいう。)または上面の凹
凸を反映した形状であり、CAAC酸化物膜の被形成面または上面と平行に配列する。な
お、本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−10°以上10°以下の角度で配
置されている状態をいう。従って、−5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「垂直
」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態をいう。従っ
て、85°以上95°以下の場合も含まれる。
EM観察)すると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列している
ことを確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られ
ない。
が観測される。
ていることがわかる。
装置を用いて構造解析を行うと、CAAC酸化物膜のout−of−plane法による
解析では、回折角(2θ)が31°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、I
nGaZn酸化物の結晶の(00x)面(xは整数)に帰属されることから、CAAC酸
化物膜の結晶がc軸配向性を有し、c軸が被形成面または上面に概略垂直な方向を向いて
いることが確認できる。
lane法による解析では、2θが56°近傍にピークが現れる場合がある。このピーク
は、InGaZn酸化物の結晶の(110)面に帰属される。InGaZn酸化物の単結
晶酸化物半導体膜であれば、2θを56°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸(φ
軸)として試料を回転させながら分析(φスキャン)を行うと、(110)面と等価な結
晶面に帰属されるピークが6本観察される。これに対し、CAAC酸化物膜の場合は、2
θを56°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。
不規則であるが、c軸配向性を有し、かつc軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平
行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面TEM観察で確認された層状に
配列した金属原子の各層は、結晶のa−b面に平行な面である。
行った際に形成される。上述したように、結晶部のc軸は、CAAC酸化物膜の被形成面
または上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、CAAC酸化物膜
の形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶部のc軸がCAAC酸化物膜の被
形成面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。
膜の結晶部が、CAAC酸化物膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上
面近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりも結晶化度が高くなることがある。また、CA
AC酸化物膜に不純物を添加する場合、不純物が添加された領域の結晶化度が変化し、部
分的に結晶化度の異なる領域が形成されることもある。
近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合がある。2θが36°近
傍のピークは、CAAC酸化物膜中の一部に、c軸配向性を有さない結晶が含まれること
を示している。CAAC酸化物膜は、2θが31°近傍にピークを示し、2θが36°近
傍にピークを示さないことが好ましい。
は上面の法線ベクトルに平行な方向を向いているCAAC酸化物膜を用いて形成すること
で、酸化物膜19が一対の電極21、22を構成する金属元素、例えば銅、アルミニウム
、金、銀、モリブデン等の移動を防ぐ膜として機能する。このため、一対の電極21、2
2を構成する金属元素が、酸化物半導体膜18へ移動しにくくなる。この結果、多層膜2
0に含まれる酸化物半導体膜18の不純物を低減することができる。また、電気特性を向
上させたトランジスタを作製することができる。
比で有することで、以下の効果を有する場合がある。(1)酸化物膜19のエネルギーギ
ャップを大きくする。(2)酸化物膜19の電子親和力を小さくする。(3)外部からの
不純物の拡散を低減する。(4)酸化物半導体膜18と比較して、絶縁性が高くなる。ま
た、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNdは、酸素との結合力が強い金属元素である
ため、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNdをInより高い原子数比で有することで
、酸素欠損が生じにくくなる。
mic%としたとき、InとMの原子数比率は、Inが50atomic%未満、Mが5
0atomic%以上、またはInが25atomic%未満、Mが75atomic%
以上とする。
、Y、Zr、La、Ce、またはNd)の場合、酸化物半導体膜18と比較して、酸化物
膜19に含まれるM(Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)の原子数比が大きく、
代表的には、酸化物半導体膜18に含まれる上記原子と比較して、1.5倍以上、または
2倍以上、または3倍以上高い原子数比である。
、Y、Zr、La、Ce、またはNd)の場合、酸化物膜19をIn:M:Zn=x1:
y1:z1[原子数比]、酸化物半導体膜18をIn:M:Zn=x2:y2:z2[原
子数比]とすると、y1/x1がy2/x2よりも大きく、または、y1/x1がy2/
x2よりも1.5倍以上である。または、y1/x1がy2/x2よりも2倍以上大きく
、または、y1/x1がy2/x2よりも3倍以上大きい。このとき、酸化物半導体膜に
おいて、y2がx2以上であると、当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタに安定した
電気特性を付与できるため好ましい。
び酸化物膜を用いる。例えば、酸化物半導体膜18、及び酸化物膜19は、キャリア密度
が1×1017個/cm3以下、または1×1015個/cm3以下、または1×101
3個/cm3以下、または1×1011個/cm3以下の酸化物半導体膜及び酸化物膜を
用いる。
果移動度、しきい値電圧等)に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とす
るトランジスタの半導体特性を得るために、酸化物半導体膜18のキャリア密度や不純物
濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとするこ
とが好ましい。
へのダメージ緩和膜としても機能する。
する。
る。このため、酸化物膜19は、外部からの不純物の拡散を低減することが可能であり、
一対の電極21、22から酸化物半導体膜18へ移動する不純物量を低減することが可能
である。このため、銅、アルミニウム、金、銀、またはモリブデンを用いて一対の電極2
1、22を形成しても、さらには、一対の電極21、22において、酸化物膜19と接す
る膜が、銅、アルミニウム、金、銀、モリブデン等の低抵抗材料を用いて形成されても、
一対の電極21、22の、銅、アルミニウム、金、銀、またはモリブデンが酸化物膜19
を介して酸化物半導体膜18に移動しにくい。この結果、トランジスタのしきい値電圧の
変動を低減することができる。
る。このため、酸化物膜19と酸化物絶縁膜23の間において、不純物及び欠陥によりト
ラップ準位が形成されても、当該トラップ準位と酸化物半導体膜18との間には隔たりが
ある。この結果、酸化物半導体膜18を流れる電子がトラップ準位に捕獲されにくく、ト
ランジスタのオン電流を増大させることが可能であると共に、電界効果移動度を高めるこ
とができる。また、トラップ準位に電子が捕獲されると、該電子がマイナスの固定電荷と
なってしまう。この結果、トランジスタのしきい値電圧が変動してしまう。しかしながら
、酸化物半導体膜18とトラップ準位との間に隔たりがあるため、トラップ準位における
電子の捕獲を低減することが可能であり、しきい値電圧の変動を低減することができる。
が可能である。
対の電極21、22が形成されている。
なる単体金属、またはこれを主成分とする化合物または合金を、単層構造または積層構造
として用いる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、銅膜の単層構造、金
膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−ア
ルミニウム合金膜上に、銅膜、銀膜、または金膜を積層する二層構造等がある。なお、一
対の電極21、22が積層構造の場合、酸化物膜19に接する膜が銅、アルミニウム、金
、銀、モリブデン等の低抵抗材料を用いて形成される。
いて形成することで、大面積基板を用いて、配線遅延を抑制した半導体装置を作製するこ
とができる。また、消費電力を低減した半導体装置を作製することができる。
、後に形成する酸化物絶縁膜24を形成する際の、多層膜20へのダメージ緩和膜として
も機能する。
nm以下の酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等を用いることができる。なお、本明細
書中において、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多
い膜を指し、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い
膜を指す。
により、シリコンのダングリングボンドに由来するg=2.001に現れる信号のスピン
密度が3×1017spins/cm3以下であることが好ましい。これは、酸化物絶縁
膜23に含まれる欠陥密度が多いと、当該欠陥に酸素が結合してしまい、酸化物絶縁膜2
3における酸素の透過量が減少してしまうためである。
、代表的には、ESR測定により、多層膜20の欠陥に由来するg=1.93に現れる信
号のスピン密度が1×1017spins/cm3以下、さらには検出下限以下であるこ
とが好ましい。
化物絶縁膜23の外部に移動せず、酸化物絶縁膜23にとどまる酸素もある。また、酸化
物絶縁膜23に酸素が入ると共に、酸化物絶縁膜23に含まれる酸素が酸化物絶縁膜23
の外部へ移動することで、酸化物絶縁膜23において酸素の移動が生じる場合もある。
上に設けられる、酸化物絶縁膜24から脱離する酸素を、酸化物絶縁膜23を介して酸化
物半導体膜18に移動させることができる。
4は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用いて形成す
る。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、加熱により酸
素の一部が脱離する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜
は、TDS分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が1.0×1018atoms
/cm3以上、または3.0×1020atoms/cm3以上である酸化物絶縁膜であ
る。
400nm以下の、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等を用いることができる。
により、シリコンのダングリングボンドに由来するg=2.001に現れる信号のスピン
密度が1.5×1018spins/cm3未満、更には1×1018spins/cm
3以下であることが好ましい。なお、酸化物絶縁膜24は、酸化物絶縁膜23と比較して
多層膜20から離れているため、酸化物絶縁膜23より、欠陥密度が多くともよい。
のブロッキング効果を有する窒化物絶縁膜25を設けることで、多層膜20からの酸素の
外部への拡散と、外部から多層膜20への水素、水等の侵入を防ぐことができる。窒化物
絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミ
ニウム等がある。なお、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキ
ング効果を有する窒化物絶縁膜の代わりに、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有す
る酸化物絶縁膜を設けてもよい。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶
縁膜としては、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリ
ウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム
等がある。
窒化物絶縁膜17a及び酸化物絶縁膜17bを形成する。
着法等により導電膜を形成し、導電膜上にフォトリソグラフィ工程によりマスクを形成す
る。次に、該マスクを用いて導電膜の一部をエッチングして、ゲート電極15を形成する
。この後、マスクを除去する。
ェット法等で形成してもよい。
、フォトリソグラフィ工程によりマスクを形成し、当該マスクを用いてタングステン膜を
ドライエッチングして、ゲート電極15を形成する。
等で形成する。
原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体と、窒素または/及びアンモニアを用いる
ことが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリ
シラン、フッ化シラン等がある。
、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい
。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素等がある。
al Organic Chemical Vapor Deposition)法を用
いて形成することができる。
物膜19を形成する。
絶縁膜17上に、酸化物半導体膜18となる酸化物半導体膜、及び酸化物膜19となる酸
化物膜を連続的に形成する。次に、酸化物膜上にフォトリソグラフィ工程によりマスクを
形成した後、該マスクを用いて酸化物半導体膜、及び酸化物膜のそれぞれ一部をエッチン
グすることで、図2(B)に示すような、素子分離された酸化物半導体膜18、及び酸化
物膜19を有する多層膜20を形成する。この後、マスクを除去する。
ッタリング法、塗布法、パルスレーザー蒸着法、レーザーアブレーション法等を用いて形
成することができる。
せるための電源装置は、RF電源装置、AC電源装置、DC電源装置等を適宜用いること
ができる。
混合ガスを適宜用いる。なお、希ガス及び酸素の混合ガスの場合、希ガスに対して酸素の
ガス比を高めることが好ましい。
択すればよい。
それぞれCAAC−OS膜及びCAAC酸化物膜を用いて形成する場合、c軸配向した多
結晶金属酸化物を有するターゲットを用いることが好ましい。c軸配向した多結晶金属酸
化物を有するターゲットは、スパッタリング粒子によってスパッタ面と平行な面で劈開す
る劈開面を有する。ターゲットにスパッタリング粒子が衝突すると、当該劈開面及び原子
間の結合の弱い部分において結合が切断され、ターゲットの一部が平板状の粒子となって
剥離する。当該平板状の粒子が被形成面に堆積することにより、CAAC−OS膜及びC
AAC酸化物膜を成膜することができる。なお、平板状の粒子は、劈開面がa−b面と平
行な平面である六角柱、または劈開面がa−b面と平行な平面である三角柱であってもよ
い。
In−M−Zn酸化物の場合、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比をZn≧
Mとすることが好ましい。200℃以上500℃以下の加熱により、六方晶であるZnO
は、a−b面においてZn原子とO原子が六角形状に結合し、且つc軸配向する。このた
め、該ZnOを種結晶とし、ZnOの方位に揃って上記平板状の粒子を堆積させることで
、平面TEM像において、面積が2500nm2以上、または5μm2以上、または10
00μm2以上である結晶部を有するCAAC−OS膜及びCAAC酸化物膜を形成する
ことができる。
に伝導帯の下端のエネルギーが各膜の間で連続的に変化する構造)が形成されるように作
製する。すなわち、各膜の界面にトラップ中心や再結合中心のような欠陥準位を形成する
ような不純物が存在しないような積層構造とする。仮に、積層された酸化物半導体膜及び
酸化物膜の間に不純物が混在していると、エネルギーバンドの連続性が失われ、界面でキ
ャリアがトラップされ、あるいは再結合して、消滅してしまう。
置(スパッタリング装置)を用いて各膜を大気に触れさせることなく連続して積層するこ
とが必要となる。スパッタリング装置における各チャンバーは、酸化物半導体膜にとって
不純物となる水等を可能な限り除去すべくクライオポンプのような吸着式の真空排気ポン
プを用いて高真空排気(5×10−7Pa乃至1×10−4Pa程度まで)することが好
ましい。または、ターボ分子ポンプとコールドトラップを組み合わせて排気系からチャン
バー内に気体、特に炭素または水素を含む気体が逆流しないようにしておくことが好まし
い。
ー内を高真空排気するのみならずスパッタガスの高純度化も必要である。スパッタガスと
して用いる酸素ガスやアルゴンガスは、露点が−40℃以下、または−80℃以下、また
は−100℃以下、または−120℃以下にまで高純度化したガスを用いることで酸化物
半導体膜に水分等が取り込まれることを可能な限り防ぐことができる。
いたスパッタリング法により、酸化物半導体膜として厚さ35nmのIn−Ga−Zn酸
化物膜を形成した後、In−Ga−Zn酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=1:3:
4)を用いたスパッタリング法により、酸化物膜として厚さ20nmのIn−Ga−Zn
酸化物膜を形成する。次に、酸化物膜上にマスクを形成し、酸化物半導体膜及び酸化物膜
のそれぞれ一部を選択的にエッチングすることで、酸化物半導体膜18及び酸化物膜19
を有する多層膜20を形成する。
まれる水素、水等を脱離させ、酸化物半導体膜18に含まれる水素及び水の量を低減する
ことができる。該加熱処理の温度は、代表的には、300℃以上400℃以下、または3
20℃以上370℃以下とする。
ことで、短時間に限り、基板の歪み点以上の温度で熱処理を行うことができる。そのため
加熱処理時間を短縮することができる。
ppm以下、または10ppb以下の空気)、または希ガス(アルゴン、ヘリウム等)の
雰囲気下で行えばよい。なお、上記窒素、酸素、超乾燥空気、または希ガスに水素、水等
が含まれないことが好ましい。また、窒素または希ガス雰囲気で加熱処理した後、酸素ま
たは超乾燥空気雰囲気で加熱してもよい。この結果、酸化物半導体膜中に含まれる水素、
水等を脱離させると共に、酸化物半導体膜中に酸素を供給することができる。この結果、
酸化物半導体膜中に含まれる酸素欠損量を低減することができる。
絶縁膜17cを形成する。以上の工程により、窒化物絶縁膜17a及び酸化物絶縁膜17
cを有するゲート絶縁膜17を形成することができる。なお、多層膜20をマスクとして
、酸化物絶縁膜17bをエッチングすることで、分離された酸化物絶縁膜17cを形成す
ることができる。または、フォトリソグラフィ工程によって得られたマスクを用いて多層
膜20を形成した後、加熱処理を行わずに、該マスクを用いて酸化物絶縁膜17bをエッ
チングすることで、分離された酸化物絶縁膜17cを形成し、さらに加熱処理を行っても
よい。これらの結果、フォトマスクの枚数を増やさずとも、分離された酸化物絶縁膜17
cを形成することができる。また、窒化物絶縁膜17aの一部を露出させることができる
。
法、蒸着法等で導電膜を形成する。次に、該導電膜上にフォトリソグラフィ工程によりマ
スクを形成する。次に、該マスクを用いて導電膜をエッチングして、一対の電極21、2
2を形成する。この後、マスクを除去する。
フォトリソグラフィ工程によりマスクを形成し、当該マスクを用いて銅膜をドライエッチ
ングして、一対の電極21、22を形成する。
縁膜17aと接しており、酸化物絶縁膜17cとの接触面積が極めて少ない。窒化物絶縁
膜17aは、一対の電極21、22を構成する金属元素の酸化及び拡散を防ぐ機能を有す
る。このため、一対の電極21、22が、ゲート絶縁膜17の窒化物絶縁膜17aと接す
ることで、一対の電極21、22を構成する金属元素の酸化及び拡散を防ぐことができる
。
縁膜23を形成する。次に、酸化物絶縁膜23上に酸化物絶縁膜24を形成する。
4を形成することが好ましい。酸化物絶縁膜23を形成した後、大気開放せず、原料ガス
の流量、圧力、高周波電力及び基板温度の一以上を調整して、酸化物絶縁膜24を連続的
に形成することで、酸化物絶縁膜23及び酸化物絶縁膜24における界面の大気成分由来
の不純物濃度を低減することができると共に、酸化物絶縁膜24に含まれる酸素を酸化物
半導体膜18に移動させることが可能であり、酸化物半導体膜18の酸素欠損量を低減す
ることができる。
た基板を180℃以上400℃以下、または200℃以上370℃以下に保持し、処理室
に原料ガスを導入して処理室内における圧力を20Pa以上250Pa以下、または10
0Pa以上250Pa以下とし、処理室内に設けられる電極に高周波電力を供給する条件
により、酸化物絶縁膜23として酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成するこ
とができる。
いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、
トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素
、二酸化窒素等がある。
することができる。また、酸化物膜19及び酸化物絶縁膜23を設けることで、後に形成
する酸化物絶縁膜24の形成工程において、酸化物半導体膜18へのダメージ低減が可能
である。
た基板を300℃以上400℃以下、または320℃以上370℃以下に保持し、処理室
に原料ガスを導入して処理室内における圧力を100Pa以上250Pa以下とし、処理
室内に設けられる電極に高周波電力を供給する条件により、酸化物絶縁膜23として、酸
化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することができる。
70℃以下とすることで、シリコン及び酸素の結合力が強くなる。この結果、酸化物絶縁
膜23として、酸素が透過し、緻密であり、且つ硬い酸化物絶縁膜、代表的には、25℃
において0.5重量%のフッ酸に対するエッチング速度が10nm/分以下、または8n
m/分以下である酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することができる。
において酸化物半導体膜18に含まれる水素、水等を脱離させることができる。酸化物半
導体膜18に含まれる水素は、プラズマ中で発生した酸素ラジカルと結合し、水となる。
酸化物絶縁膜23の成膜工程において基板が加熱されているため、酸素及び水素の結合に
より生成された水は酸化物半導体膜から脱離する。即ち、プラズマCVD法によって酸化
物絶縁膜23を形成することで、酸化物半導体膜に含まれる水、水素の含有量を低減する
ことができる。
23に含まれる水の含有量が少なくなるため、トランジスタ60の電気特性のばらつきを
低減すると共に、しきい値電圧の変動を抑制することができる。また、処理室の圧力を1
00Pa以上250Pa以下とすることで、酸化物絶縁膜23を成膜する際に、酸化物半
導体膜18を含む多層膜20へのダメージを低減することが可能であり、酸化物半導体膜
18に含まれる酸素欠損量を低減することができる。特に、酸化物絶縁膜23または後に
形成される酸化物絶縁膜24の成膜温度を高くする、代表的には220℃より高い温度と
することで、酸化物半導体膜18に含まれる酸素の一部が脱離し、酸素欠損が形成されや
すい。また、トランジスタの信頼性を高めるため、後に形成する酸化物絶縁膜24の欠陥
量を低減するための成膜条件を用いると、酸素脱離量が低減しやすい。これらの結果、酸
化物半導体膜18の酸素欠損量を低減することが困難な場合がある。しかしながら、処理
室の圧力を100Pa以上250Pa以下とし、酸化物絶縁膜23の成膜時における酸化
物半導体膜18へのダメージを低減することで、酸化物絶縁膜24からの少ない酸素脱離
量でも酸化物半導体膜18中の酸素欠損量を低減することが可能である。
酸化物絶縁膜23に含まれる水素含有量を低減することが可能である。この結果、酸化物
半導体膜18に混入する水素量を低減できるため、トランジスタのしきい値電圧のマイナ
スシフトを抑制することができる。
cmの一酸化二窒素を原料ガスとし、処理室の圧力を200Pa、基板温度を220℃と
し、27.12MHzの高周波電源を用いて150Wの高周波電力を平行平板電極に供給
したプラズマCVD法により、厚さ50nmの酸化窒化シリコン膜を形成する。当該条件
により、酸素が透過する酸化窒化シリコン膜を形成することができる。なお、本実施の形
態においては、27.12MHzの高周波電源を用いて酸化物絶縁膜23を形成する方法
について例示したが、これに限定されず、例えば13.56MHzの高周波電源を用いて
酸化物絶縁膜23を形成してもよい。
た基板を180℃以上280℃以下、または200℃以上240℃以下に保持し、処理室
に原料ガスを導入して処理室内における圧力を100Pa以上250Pa以下、または1
00Pa以上200Pa以下とし、処理室内に設けられる電極に0.17W/cm2以上
0.5W/cm2以下、または0.25W/cm2以上0.35W/cm2以下の高周波
電力を供給する条件により、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成する。
いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、
トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素
、二酸化窒素等がある。
波電力を供給することで、プラズマ中で原料ガスの分解効率が高まり、酸素ラジカルが増
加し、原料ガスの酸化が進むため、酸化物絶縁膜24中における酸素含有量が化学量論的
組成よりも多くなる。一方、基板温度が、上記温度で形成された膜では、シリコンと酸素
の結合力が弱いため、後の工程の加熱処理により膜中の酸素の一部が脱離する。この結果
、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含み、加熱により酸素の一部が脱離す
る酸化物絶縁膜を形成することができる。また、多層膜20上に酸化物絶縁膜23が設け
られている。このため、酸化物絶縁膜24の形成工程において、酸化物絶縁膜23が多層
膜20の保護膜となる。また、酸化物膜19が酸化物半導体膜18の保護膜となる。これ
らの結果、酸化物半導体膜18へのダメージを低減しつつ、パワー密度の高い高周波電力
を用いて酸化物絶縁膜24を形成することができる。
性気体の流量を増加することで、酸化物絶縁膜24の欠陥量を低減することが可能である
。代表的には、ESR測定により、シリコンのダングリングボンドに由来するg=2.0
01に現れる信号のスピン密度が6×1017spins/cm3未満、または3×10
17spins/cm3以下、または1.5×1017spins/cm3以下である欠
陥量の少ない酸化物絶縁膜を形成することができる。この結果トランジスタの信頼性を高
めることができる。
ccmの一酸化二窒素を原料ガスとし、処理室の圧力を200Pa、基板温度を220℃
とし、27.12MHzの高周波電源を用いて1500Wの高周波電力を平行平板電極に
供給したプラズマCVD法により、厚さ400nmの酸化窒化シリコン膜を形成する。な
お、プラズマCVD装置は電極面積が6000cm2である平行平板型のプラズマCVD
装置であり、供給した電力を単位面積あたりの電力(電力密度)に換算すると0.25W
/cm2である。なお、本実施の形態においては、27.12MHzの高周波電源を用い
て酸化物絶縁膜24を形成する方法について例示したが、これに限定されず、例えば13
.56MHzの高周波電源を用いて酸化物絶縁膜24を形成してもよい。
℃以下、または200℃以上250℃以下とする。
で、短時間に限り、基板の歪み点以上の温度で熱処理を行うことができる。そのため加熱
処理時間を短縮することができる。
以下、または10ppb以下の空気)、または希ガス(アルゴン、ヘリウム等)の雰囲気
下で行えばよい。なお、上記窒素、酸素、超乾燥空気、または希ガスに水素、水等が含ま
れないことが好ましい。
移動させ、酸化物半導体膜18に含まれる酸素欠損量を低減することができる。
等をブロッキングする機能を有する窒化物絶縁膜25を後に形成し、加熱処理を行うと、
酸化物絶縁膜23及び酸化物絶縁膜24に含まれる水、水素等が、酸化物半導体膜18に
移動し、酸化物半導体膜18に欠陥が生じてしまう。しかしながら、当該加熱により、酸
化物絶縁膜23及び酸化物絶縁膜24に含まれる水、水素等を脱離させることが可能であ
り、トランジスタ60の電気特性のばらつきを低減すると共に、しきい値電圧の変動を抑
制することができる。
物半導体膜18に酸素を移動させ、酸化物半導体膜18に含まれる酸素欠損量を低減する
ことが可能であるため、当該加熱処理を行わなくともよい。
とすることで、銅、アルミニウム、金、銀、モリブデン等の拡散、及び酸化物半導体膜へ
の混入を抑制することができる。
はダメージを受け、多層膜20のバックチャネル(多層膜20において、ゲート電極15
と対向する面と反対側の面)側に酸素欠損が生じる。しかし、酸化物絶縁膜24に化学量
論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を適用することで、加熱処理
によって当該バックチャネル側に生じた酸素欠損を修復することができる。これにより、
多層膜20に含まれる欠陥を低減することができるため、トランジスタ60の信頼性を向
上させることができる。
空排気された処理室内に載置された基板を300℃以上400℃以下、または320℃以
上370℃以下にとすることで、緻密な窒化物絶縁膜を形成できるため好ましい。
コンを含む堆積性気体、窒素、及びアンモニアを原料ガスとして用いことが好ましい。原
料ガスとして、窒素と比較して少量のアンモニアを用いることで、プラズマ中でアンモニ
アが解離し、活性種が発生する。当該活性種が、シリコンを含む堆積性気体に含まれるシ
リコン及び水素の結合、及び窒素の三重結合を切断する。この結果、シリコン及び窒素の
結合が促進され、シリコン及び水素の結合が少なく、欠陥が少なく、緻密な窒化シリコン
膜を形成することができる。一方、原料ガスにおいて、窒素に対するアンモニアの量が多
いと、シリコンを含む堆積性気体及び窒素それぞれの分解が進まず、シリコン及び水素結
合が残存してしまい、欠陥が増大した、且つ粗な窒化シリコン膜が形成されてしまう。こ
れらのため、原料ガスにおいて、アンモニアに対する窒素の流量比を5以上50以下、ま
たは10以上50以下とすることが好ましい。
sccmの窒素、及び流量100sccmのアンモニアを原料ガスとし、処理室の圧力を
100Pa、基板温度を350℃とし、27.12MHzの高周波電源を用いて1000
Wの高周波電力を平行平板電極に供給したプラズマCVD法により、厚さ50nmの窒化
シリコン膜を形成する。なお、プラズマCVD装置は電極面積が6000cm2である平
行平板型のプラズマCVD装置であり、供給した電力を単位面積あたりの電力(電力密度
)に換算すると1.7×10−1W/cm2である。
成される保護膜26を形成することができる。
0℃以下、または200℃以上250℃以下とする。
れる酸化物膜を有する。該酸化物膜は、外部から酸化物半導体膜への不純物の拡散を低減
することが可能であり、一対の電極から酸化物半導体膜へ拡散する不純物量を低減するこ
とが可能である。このため、銅、アルミニウム、金、銀、またはモリブデンを用いて一対
の電極を形成しても、トランジスタのしきい値電圧の変動を低減することができる。
の加熱処理を行っているが、酸化物半導体膜を有する多層膜を形成することで、酸化物半
導体膜に含まれる不純物濃度を低減することが可能であり、且つ欠陥準位におけるキャリ
アのトラップを妨げることが可能である。この結果、それぞれの加熱処理の温度を400
℃以下としても、高温で加熱処理したトランジスタと、しきい値電圧の変動量が同等であ
るトランジスタを作製することができる。この結果、半導体装置のコスト削減が可能であ
る。
す酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を形成することで、当該酸化物絶縁膜の酸素
を酸化物半導体膜に移動させることができる。この結果、酸化物半導体膜に含まれる酸素
欠損の含有量を低減することができる。
りも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜との間に酸素を透過する酸化物絶縁膜を形成すること
で、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を形成する際に、
当該酸化物半導体膜にダメージが入ることを抑制できる。この結果、酸化物半導体膜に含
まれる酸素欠損量を低減することができる。
よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を形成する際に、当該酸化物半導体膜にダメージが
入ることをさらに抑制できる。加えて、酸化物膜を形成することで、当該酸化物半導体膜
上に形成される絶縁膜、例えば酸化物絶縁膜の構成元素が、当該酸化物半導体膜に混入す
ることを抑制できる。
置を得ることができる。また、酸化物半導体膜を用いた半導体装置において電気特性が向
上した半導体装置を得ることができる。
ここで、酸化物半導体膜における金属元素の拡散メカニズムについて計算した結果を以
下に示す。
パッタリングターゲットを用いて成膜されたIn−Ga−Zn酸化物膜(以下、IGZO
(111)と示す。)の結晶中の格子間に、金属元素としてCuを配置し、Cuの拡散の
しやすさに関する計算を行った。
について、各経路の活性障壁をNEB(Nudged Elastic Band)法を
用いて計算した。なお、図4において、各状態を数字で表した。また、NEB法とは初期
状態と最終状態からその2つの状態を結ぶ状態の中で必要なエネルギーが最も低くなる状
態を探す手法である。また、計算モデルに周期境界条件を課している。また、酸化物半導
体膜において、被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向がc軸であり、該方向を
縦方向と示す。また、c軸方向に垂直方向、即ちa−b面方向を横方向と示す。
図4においては、初期状態から状態1への移動である。
から状態2への移動である。
いては、状態2から状態3への移動である。
態4への移動である。
障壁の低い経路を図5(A)に示し、活性障壁を図5(B)に示す。図5(B)より、C
uは格子間よりも拡散途中の方がエネルギー的に安定であることがわかる。安定状態から
格子間へ移動するのに必要な活性障壁は約0.30eVであり、室温でも、(Ga,Zn
)O層−(Ga,Zn)O層間における横拡散が生じると考えられる。
(A)に示し、活性障壁を図6(B)に示す。図6(B)より、Cuが(Ga,Zn)O
層内に存在するとき不安定であり、その活性障壁は約0.71eVであった。よって、室
温では、(Ga,Zn)O層を通過する縦拡散はほとんど生じないと考えられる。
い経路を図7(A)に示し、活性障壁を図7(B)に示す。図7(B)より、Cuは格子
間よりも拡散途中の方がエネルギー的に安定であることがわかる。安定状態から格子間へ
移動するための活性障壁は約0.25eVであり、室温でも、(Ga,Zn)O層−In
O2層間における横拡散は生じると考えられる。
示し、活性障壁を図8(B)に示す。CuがInO2層内に存在するとき不安定であり、
その活性障壁は約1.90eVであった。よって、高温でも、InO2層を通過する縦拡
散はほとんど生じないと考えられる。
路4における活性障壁を図9に示す。図9において、横軸はCuの移動距離を表し、縦軸
は活性障壁を表す。
定であり、InO2層を越える経路4の活性障壁が最も高い。以上のことから、CuがI
nO2層を越える拡散経路において、拡散し難いことが分かる。
に示す。
2倍ずつした72原子結晶モデルを用い、Cuの拡散ルートとして、図10中の矢印で示
した2つの経路について、各経路の活性障壁をNEB(Nudged Elastic
Band)法を用いて計算した。
態1への移動である。
2への移動である。
て垂直方向から見た図を図11(A)に示し、c軸方向から見た図を図11(B)に示し
、活性障壁を図11(C)に示す。Cuは、Znで囲まれた平面内に存在するとき不安定
であり、その活性障壁は約0.73eVであった。よって、室温では、c軸方向における
Cuの縦拡散は、ほとんど生じないと考えられる。
て垂直方向から見た図を図12(A)に示し、c軸方向からみた図を図12(B)に示し
、活性障壁を図12(C)に示す。Cuは、格子間よりも、拡散途中であってCuが2個
のOと結合する位置の方がエネルギー的に安定であることがわかる。安定状態から格子間
へ移動するのに必要な活性障壁は約0.32eVであり、室温でもb軸方向へのCuの横
拡散は生じると考えられる。
性障壁を図13に示す。
おいてエネルギー的に安定であり、c軸方向への縦拡散において活性障壁が最も高い。
と比較すると、図13の経路1、即ち、ZnOでの縦拡散の活性障壁(約0.7eV)は
低い。このことから、ZnOより、IGZO(111)の方が、Cu拡散の縦方向におけ
る抑制効果は高いと考えられる。
線ベクトルに平行な方向を向いているCAAC酸化物膜を酸化物半導体膜及び一対の電極
の間に設け、一対の電極をCuを用いて形成することで、チャネルエッチ型トランジスタ
において、酸化物半導体膜へのCuの拡散を低減することが可能であることが分かる。
次に、多層膜20のバンド構造について、図3を用いて説明する。
あるIn−Ga−Zn酸化物を用い、酸化物膜19としてエネルギーギャップが3.5e
VであるIn−Ga−Zn酸化物を用いる。エネルギーギャップは、分光エリプソメータ
(HORIBA JOBIN YVON社 UT−300)を用いて測定することができ
る。
ン化ポテンシャルともいう。)は、それぞれ8eV及び8.2eVである。なお、真空準
位と価電子帯上端のエネルギー差は、紫外線光電子分光分析(UPS:Ultravio
let Photoelectron Spectroscopy)装置(PHI社 V
ersaProbe)を用いて測定できる。
ー差(電子親和力ともいう。)は、それぞれ4.85eV及び4.7eVである。
膜20に酸化シリコン膜を接して設けた場合について説明する。なお、図3(A)に表す
EcI1は酸化シリコン膜の伝導帯下端のエネルギーを示し、EcS1は酸化物半導体膜
18の伝導帯下端のエネルギーを示し、EcS2は酸化物膜19の伝導帯下端のエネルギ
ーを示し、EcI2は酸化シリコン膜の伝導帯下端のエネルギーを示す。また、EcI1
は、図1(B)において、ゲート絶縁膜17に相当し、EcI2は、図1(B)において
、酸化物絶縁膜23に相当する。
のエネルギーは障壁が無くなだらかに変化する。換言すると、連続的に変化するともいう
ことができる。これは、多層膜20は、酸化物半導体膜18と共通の元素を含み、酸化物
半導体膜18及び酸化物膜19の間で、酸素が相互に移動することで混合層が形成される
ためであるということができる。
0を用いたトランジスタにおいて、チャネル領域が酸化物半導体膜18に形成されること
がわかる。なお、多層膜20は、伝導帯下端のエネルギーが連続的に変化しているため、
酸化物半導体膜18と酸化物膜19とが連続接合している、ともいえる。
、酸化物絶縁膜23の構成元素であるシリコンまたは炭素、一対の電極21、22の構成
元素である銅、アルミニウム、金、銀、モリブデン等の不純物や欠陥に起因したトラップ
準位が形成され得るものの、酸化物膜19が設けられることにより、酸化物半導体膜18
と該トラップ準位とを遠ざけることができる。ただし、EcS1とEcS2とのエネルギ
ー差が小さい場合、酸化物半導体膜18の電子が該エネルギー差を超えてトラップ準位に
達することがある。トラップ準位に電子が捕獲されることで、絶縁膜界面にマイナスの電
荷が生じ、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。したがって、
EcS1とEcS2とのエネルギー差を、0.1eV以上、または0.15eV以上とす
ると、トランジスタのしきい値電圧の変動が低減され、安定した電気特性となるため好適
である。
すバンド構造の変形例である。ここでは、多層膜20に酸化シリコン膜を接して設けた場
合について説明する。なお、図3(B)に表すEcI1は酸化シリコン膜の伝導帯下端の
エネルギーを示し、EcS1は酸化物半導体膜18の伝導帯下端のエネルギーを示し、E
cI2は酸化シリコン膜の伝導帯下端のエネルギーを示す。また、EcI1は、図1(B
)において、ゲート絶縁膜17に相当し、EcI2は、図1(B)において、酸化物絶縁
膜23に相当する。
の上方、すなわち酸化物膜19がエッチングされる場合がある。一方、酸化物半導体膜1
8の上面は、酸化物膜19の成膜時に酸化物半導体膜18と酸化物膜19の混合層が形成
される場合がある。
Ga−Zn酸化物、またはIn:Ga:Zn=3:1:2[原子数比]のIn−Ga−Z
n酸化物をスパッタリングターゲットに用いて形成された酸化物半導体膜であり、酸化物
膜19が、In:Ga:Zn=1:3:2[原子数比]のIn−Ga−Zn酸化物、また
はIn:Ga:Zn=1:6:4[原子数比]のIn−Ga−Zn酸化物をスパッタリン
グターゲットに用いて形成された酸化物膜である場合、酸化物半導体膜18よりも酸化物
膜19のGaの含有量が多いため、酸化物半導体膜18の上面には、GaOx層または酸
化物半導体膜18よりもGaを多く含む混合層が形成されうる。
の伝導帯下端のエネルギーが高くなり、図3(B)に示すバンド構造のようになる場合が
ある。
多層膜20は、酸化物半導体膜18のみと見かけ上観察される場合がある。しかしながら
、実質的には、酸化物半導体膜18上には、酸化物半導体膜18よりもGaを多く含む混
合層が形成されているため、該混合層を1.5層として、捉えることができる。なお、該
混合層は、例えば、EDX分析等によって、多層膜20に含有する元素を測定した場合、
酸化物半導体膜18の上方の組成を分析することで確認することができる。例えば、酸化
物半導体膜18の上方の組成が、酸化物半導体膜18中の組成よりもGaの含有量が多い
構成となることで確認することができる。
本実施の形態に示すトランジスタ60において、多層膜20の変形例を図14を用いて
説明する。
酸化物半導体膜18a、第2の酸化物半導体膜18b、及び酸化物膜19の順に積層して
いる。
膜18と同様の材料を用いて形成する。第1の酸化物半導体膜18a、第2の酸化物半導
体膜18bをIn−M−Zn酸化物(Mは、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)
で形成する場合、Mに対するInの原子数比が、第2の酸化物半導体膜18bより第1の
酸化物半導体膜18aの方が大きい方が好ましい。In−M−Zn酸化物において、Mに
対するInの原子数比が大きい、即ちInの割合が大きいと、キャリア移動度(電子移動
度)が高くなる。このため、ゲート絶縁膜17と接する第1の酸化物半導体膜18aをよ
りInの割合が大きい膜とすることで、トランジスタのオン電流を増大することが可能で
あると共に、電界効果移動度を高めることができる。
からの不純物の拡散を低減することが可能であるため、外部から第1の酸化物半導体膜1
8a及び第2の酸化物半導体膜18bへ移動する不純物量を低減することが可能である。
酸化物膜19a、酸化物半導体膜18、及び第2の酸化物膜19bの順に積層している。
同様の材料を用いて形成する。なお、第1の酸化物膜19a、第2の酸化物膜19bを構
成する金属元素の原子数比は、同じでもよく、または異なっていてもよい。
化物膜19aの厚さを1nm以上5nm以下、または1nm以上3nm以下とすることで
、トランジスタのしきい値電圧の変動量を低減することが可能である。
、第1の酸化物膜19aが設けられている。このため、第1の酸化物膜19aと酸化物半
導体膜18の間において、不純物及び欠陥によりトラップ準位が形成されても、当該トラ
ップ準位と酸化物半導体膜18との間には隔たりがある。この結果、酸化物半導体膜18
を流れる電子がトラップ準位に捕獲されにくく、トランジスタのオン電流を増大させるこ
とが可能であると共に、電界効果移動度を高めることができる。また、トラップ準位に電
子が捕獲されると、該電子がマイナスの固定電荷となってしまう。この結果、トランジス
タのしきい値電圧が変動してしまう。しかしながら、酸化物半導体膜18とトラップ準位
との間に隔たりがあるため、トラップ準位における電子の捕獲を低減することが可能であ
り、しきい値電圧の変動を低減することができる。
不純物の拡散を低減することが可能であるため、外部から酸化物半導体膜18へ移動する
不純物量を低減することが可能である。このため、酸化物半導体膜18における不純物濃
度を低減することが可能である。
本実施の形態に示すトランジスタ60に設けられる一対の電極21、22として、銅、
アルミニウム、またはモリブデン単体若しくは合金等の酸素と結合しやすい導電材料を用
いることが好ましい。この結果、多層膜20に含まれる酸素と一対の電極21、22に含
まれる導電材料とが結合し、多層膜20において、酸素欠損領域が形成される。また、多
層膜20に一対の電極21、22を形成する導電材料の構成元素の一部が混入する場合も
ある。これらの結果、多層膜20において、一対の電極21、22と接する領域近傍に、
低抵抗領域が形成される。低抵抗領域は、一対の電極21、22に接し、且つゲート絶縁
膜17と、一対の電極21、22の間に形成される。低抵抗領域は、導電性が高いため、
多層膜20と一対の電極21、22との接触抵抗を低減することが可能であり、トランジ
スタのオン電流を増大させることが可能である。
化タンタル、ルテニウム等の酸素と結合しにくい導電材料との積層構造としてもよい。例
えば、多層膜20に接するように酸素と結合しにくい導電材料で形成される導電膜を形成
し、該導電膜上に酸素と結合しやすい導電材料で形成される導電膜を形成してもよい。こ
のような積層構造とすることで、一対の電極21、22と酸化物絶縁膜23との界面にお
いて、一対の電極21、22の酸化を防ぐことが可能であり、一対の電極21、22の高
抵抗化を抑制することが可能である。
本実施の形態に示すトランジスタ60において、図15に示すように、トランジスタ6
0上に、酸化物絶縁膜24及び窒化物絶縁膜25が積層される保護膜26aを設けること
ができる。図15に示すトランジスタは、酸化物半導体膜18上に酸化物膜19を有する
ため、当該酸化物膜19が、酸化物絶縁膜24を形成する際の保護膜として機能する。こ
の結果、酸化物絶縁膜24を形成する際、酸化物半導体膜18がプラズマに曝されず、比
較的高い電力を用いるプラズマCVD法で酸化物絶縁膜24を形成する際に生じるプラズ
マダメージを低減できる。
あるため、酸化物半導体膜18への酸素供給量を増加させることが可能である。この結果
、酸化物半導体膜18の酸素欠損量をさらに低減することが可能である。
たが、ゲート絶縁膜17及び酸化物半導体膜18の間に酸化物膜をさらに設けることがで
きる。ゲート絶縁膜17及び酸化物半導体膜18の間に酸化物膜を設けることで、ゲート
絶縁膜17と多層膜との界面近傍におけるシリコンや炭素の濃度、酸化物半導体膜18に
おけるシリコンや炭素の濃度を低減することができる。
なお、本実施の形態では、ゲート電極15が基板11と多層膜20の間に設けられるボ
トムゲート構造のトランジスタを用いて説明したが、図32(A)に示すように、トップ
ゲート構造のトランジスタとすることができる。即ち、多層膜20上に、一対の電極21
、22を有し、一対の電極21、22上にゲート絶縁膜27を有し、ゲート絶縁膜27上
にゲート電極15aを有するトランジスタ62とすることができる。なお、基板11と多
層膜20の間には、多層膜20に接する酸化物絶縁膜17cと、酸化物絶縁膜17c及び
一対の電極21、22に接する窒化物絶縁膜17aとが設けられる。さらには、図32(
B)に示すように、ゲート電極15と、ゲート電極15上のゲート絶縁膜17と、ゲート
絶縁膜17上の多層膜20と、多層膜20上の一対の電極21、22と、多層膜20及び
一対の電極21、22上の保護膜26と、保護膜26上のゲート電極15aとを有するデ
ュアルゲート構造のトランジスタ64とすることができる。
本実施の形態では、一対の電極21、22を構成する金属元素の拡散を防ぐことが可能
なトランジスタを有する半導体装置及びその作製方法について、図2、図16、及び図1
7を用いて説明する。
断面図を示す。図16に示すトランジスタ70は、チャネルエッチ型のトランジスタであ
る。図16(A)はトランジスタ70の上面図であり、図16(B)は、図16(A)の
一点鎖線A−B間の断面図であり、図16(C)は、図16(A)の一点鎖線C−D間の
断面図である。なお、図16(A)では、明瞭化のため、基板11、トランジスタ70の
構成要素の一部(例えば、ゲート絶縁膜17)、酸化物絶縁膜23、酸化物絶縁膜24、
窒化物絶縁膜25などを省略している。
ート電極15と、基板11及びゲート電極15上に形成されるゲート絶縁膜17と、ゲー
ト絶縁膜17を介して、ゲート電極15と重なる多層膜20と、多層膜20に接する一対
の電極21、22とを有する。また、一対の電極21、22上に保護膜43、44を有す
る。また、ゲート絶縁膜17、多層膜20、一対の電極21、22、及び保護膜43、4
4上には、酸化物絶縁膜23、酸化物絶縁膜24、及び窒化物絶縁膜25で構成される保
護膜26が形成される。
チング保護膜として機能する。また、保護膜43、44は、一対の電極21、22がプラ
ズマ、代表的には酸素プラズマに曝されるのを防ぐ機能を有する。また、保護膜43、4
4は、一対の電極21、22を構成する金属元素の拡散を防ぐ機能を有する。これらのた
め、保護膜43、44は、プラズマ耐性を有する材料で形成される。また、保護膜43、
44は、一対の電極21、22を構成する金属元素の拡散を防ぐ材料を用いて形成される
。
アルミニウム等で形成される窒化物絶縁膜を適宜用いて形成することができる。なお、本
明細書中において、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜とは、酸素よりも窒素
の含有量(原子数比)が多い膜を指し、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜と
は、窒素よりも酸素の含有量(原子数比)が多い膜を指す。
タングステンを含むインジウム酸化物、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
亜鉛酸化物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物等で形成される透光性を有する導電
膜を用いて形成することができる。
19に用いることが可能なIn、Ga、若しくはZnを含む酸化物半導体を適宜用いて形
成することができる。
、44は、それぞれ電極21、22と共に、電極として機能する。
には、レジストで形成されたマスク)は、アッシング処理という、酸素プラズマでマスク
を気相中で分解する方法で除去される。または、アッシング処理をすることで、剥離液を
用いたマスクの除去が容易となるため、アッシング処理をした後、剥離液を用いて有機樹
脂で形成されたマスクを除去することができる。
D法等で形成する場合、電極21、22が酸素プラズマに曝される。
、22を構成する金属元素と酸素が反応してしまい、金属酸化物が生成される。当該金属
酸化物は反応性が高いため、多層膜20に拡散してしまうという問題がある。このため、
一対の電極21、22上に保護膜43、44が設けられると、保護膜43、44がマスク
となり、一対の電極21、22が酸素プラズマに曝されにくくなる。この結果、一対の電
極21、22を構成する金属元素と酸素が反応した金属酸化物が生成されにくくなると共
に、一対の電極21、22を構成する金属元素の多層膜20への移動を低減することがで
きる。
るトランジスタ70の電気特性の変動を低減することが可能である。
明する。
ように、基板11上にゲート電極15、ゲート絶縁膜17、多層膜20、導電膜41、及
び保護膜42を形成する。
一対の電極21、22に示す材料を適宜用いることができる。
。
る。また、保護膜42として、プラズマCVD法により厚さ200nmの窒化シリコン膜
を形成する。
ングして、図17(B)に示すように、保護膜43、44を形成する。保護膜42のエッ
チングは、ドライエッチング、ウエットエッチング等を適宜用いることができる。なお、
保護膜43、44は、後の工程でハードマスクとして機能し、保護膜43、44の間の距
離がトランジスタのチャネル長となるため、異方性エッチングが可能なドライエッチング
を用いて保護膜42をエッチングすることが好ましい。
より保護膜42の一部をエッチングして、保護膜43、44を形成する。
て、多層膜20が導電膜41に覆われており露出されていないため、導電膜41を構成す
る金属元素が多層膜20に移動しない。ここでは、アッシング処理をしてマスクを除去し
やすくした後、剥離液を用いてマスクを除去する。
の一部をエッチングして、一対の電極21、22を形成する。保護膜43、44をエッチ
ングせず、導電膜41を選択的にエッチングする条件として、エッチャントに、硝酸、過
塩素酸、燐酸と酢酸と硝酸との混合液(混酸アルミ液)等を適宜用いることができる。
アミン四酢酸、及び5−アミノ−1H−テトラゾール一水和物の混合液を用いたウエット
エッチング法を用いて、導電膜41を選択的にエッチングする。
るためのエッチング工程を追加することが好ましい。例えば、一対の電極21、22、保
護膜43、44をエッチングせず、多層膜20の表面を数nm、例えば1nm以上5nm
以下エッチングする条件を用いることが好ましい。このようなエッチング条件としては、
フッ酸、フッ酸及びフッ化アンモニウムの混合液(バッファードフッ酸ともいう。)、ア
ンモニア及び過酸化水素水の混合液(過水アンモニウムともいう。)等を用いることがで
きる。
20の表面から一対の電極21、22を構成する金属元素を除去する。
1、22を構成する金属元素を除去する工程において、一対の電極21、22と接する膜
、ここでは、酸化物膜19をCAAC酸化物膜を用いて形成しているため、一対の電極2
1、22を構成する金属元素が、酸化物半導体膜18に拡散しない。このため、酸化物半
導体膜18の不純物濃度を低減することができる。
、22、及び一対の保護膜43、44上に保護膜26を形成する。
。一対の電極において、プラズマ、一例としては酸素プラズマに曝される面積が低減され
る。この結果、プラズマ照射による導電膜を構成する金属元素の化合物の生成が低減され
るため、導電膜を構成する金属元素が多層膜に移動しにくくなる。
を有する。該酸化物膜は、外部からの不純物の拡散を低減することが可能であり、一対の
電極から酸化物半導体膜へ移動する不純物量を低減することが可能である。このため、銅
、アルミニウム、金、銀、またはモリブデンを用いて一対の電極を形成しても、トランジ
スタのしきい値電圧の変動を低減することができる。
ン等の不純物が、多層膜に含まれる酸化物半導体膜への拡散を抑制することができる。ま
た、酸化物半導体膜における不純物の濃度を低減することができる。
導体装置を得ることができる。
本実施の形態では、ゲート電極15が基板11と多層膜20の間に設けられるボトムゲ
ート構造のトランジスタを用いて説明したが、図33(A)に示すように、トップゲート
構造のトランジスタとすることができる。即ち、多層膜20上に、一対の電極21、22
を有し、一対の電極21、22上に保護膜43、44を有し、一対の電極21、22及び
保護膜43、44上にゲート絶縁膜27を有し、ゲート絶縁膜27上にゲート電極15a
を有するトランジスタ72とすることができる。なお、基板11と多層膜20の間には、
多層膜20に接する酸化物絶縁膜17cと、酸化物絶縁膜17c及び一対の電極21、2
2に接する窒化物絶縁膜17aとが設けられる。さらには、図33(B)に示すように、
ゲート電極15と、ゲート電極15上のゲート絶縁膜17と、ゲート絶縁膜17上の多層
膜20と、多層膜20上の一対の電極21、22と、一対の電極21、22上の保護膜4
3、44と、多層膜20、一対の電極21、22、及び保護膜43、44上の保護膜26
と、保護膜26上のゲート電極15aとを有するデュアルゲート構造のトランジスタ74
とすることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置について、図面を用いて説明する
。なお、本実施の形態では、表示装置を例にして本発明の一態様である半導体装置を説明
する。
101と、走査線駆動回路104と、信号線駆動回路106と、各々が平行または略平行
に配設され、且つ走査線駆動回路104によって電位が制御されるm本の走査線107と
、各々が平行または略平行に配設され、且つ信号線駆動回路106によって電位が制御さ
れるn本の信号線109と、を有する。さらに、画素部101はマトリクス状に配設され
た複数の画素301を有する。また、信号線109に沿って、各々が平行または略平行に
配設された容量線115を有する。なお、容量線115は、走査線107に沿って、各々
が平行または略平行に配設されていてもよい。また、走査線駆動回路104及び信号線駆
動回路106をまとめて駆動回路部という場合がある。
ずれかの行に配設されたn個の画素301と電気的に接続される。また、各信号線109
は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれかの列に配設されたm個の画素30
1に電気的と接続される。m、nは、ともに1以上の整数である。また、各容量線115
は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれかの列に配設されたm個の画素30
1と電気的に接続される。なお、容量線115が、走査線107に沿って、各々が平行ま
たは略平行に配設されている場合は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれか
の行に配設されたn個の画素301と電気的に接続される。
ことができる回路構成を示している。
量素子133_1と、を有する。
る。液晶素子132は、書き込まれるデータにより配向状態が設定される。なお、複数の
画素301のそれぞれが有する液晶素子132の一対の電極の一方に共通の電位(コモン
電位)を与えてもよい。また、各行の画素301毎の液晶素子132の一対の電極の一方
に異なる電位を与えてもよい。
ード、VAモード、ASM(Axially Symmetric Aligned M
icro−cell)モード、OCB(Optically Compensated
Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liqu
id Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Li
quid Crystal)モード、MVAモード、PVA(Patterned Ve
rtical Alignment)モード、IPSモード、FFSモード、またはTB
A(Transverse Bend Alignment)モードなどを用いてもよい
。また、表示装置の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ECB(Electri
cally Controlled Birefringence)モード、PDLC(
Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード、PNL
C(Polymer Network Liquid Crystal)モード、ゲスト
ホストモードなどがある。ただし、これに限定されず、液晶素子及びその駆動方式として
様々なものを用いることができる。
により液晶素子を構成してもよい。ブルー相を示す液晶は、応答速度が1msec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。
電極の一方は、信号線DL_nに電気的に接続され、他方は液晶素子132の一対の電極
の他方に電気的に接続される。また、トランジスタ131_1のゲート電極は、走査線G
L_mに電気的に接続される。トランジスタ131_1は、オン状態またはオフ状態にな
ることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
)に電気的に接続され、他方は、液晶素子132の一対の電極の他方に電気的に接続され
る。なお、容量線CLの電位の値は、画素301の仕様に応じて適宜設定される。容量素
子133_1は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
り各行の画素301を順次選択し、トランジスタ131_1をオン状態にしてデータ信号
のデータを書き込む。
保持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
_2と、トランジスタ134と、発光素子135と、を有する。
れる配線(以下、信号線DL_nという)に電気的に接続される。さらに、トランジスタ
131_2のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線(以下、走査線GL_mという
)に電気的に接続される。
データの書き込みを制御する機能を有する。
VL_aという)に電気的に接続され、他方は、トランジスタ131_2のソース電極及
びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
。
気的に接続される。さらに、トランジスタ134のゲート電極は、トランジスタ131_
2のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
され、他方は、トランジスタ134のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続
される。
いう)などを用いることができる。ただし、発光素子135としては、これに限定されず
、無機材料からなる無機EL素子を用いても良い。
えられ、他方には、低電源電位VSSが与えられる。
画素301を順次選択し、トランジスタ131_2をオン状態にしてデータ信号のデータ
を書き込む。
保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ134の
ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子135は、流れる電
流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
ここでは、図18(B)に示す画素301の上面図を図19に示す。なお、図19におい
ては、対向電極及び液晶素子を省略する。
図中左右方向)に延伸して設けられている。信号線として機能する導電膜310dは、走
査線に略直交する方向(図中上下方向)に延伸して設けられている。容量線として機能す
る導電膜310fは、信号線と平行方向に延伸して設けられている。なお、走査線として
機能する導電膜304cは、走査線駆動回路104(図18(A)を参照。)と電気的に
接続されており、信号線として機能する導電膜310d及び容量線として機能する導電膜
310fは、信号線駆動回路106(図18(A)を参照。)に電気的に接続されている
。
スタ103は、ゲート電極として機能する導電膜304c、ゲート絶縁膜(図19に図示
せず。)、ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル領域が形成される多層膜308b、ソー
ス電極及びドレイン電極として機能する導電膜310d、310eにより構成される。な
お、導電膜304cは、走査線としても機能し、多層膜308bと重畳する領域がトラン
ジスタ103のゲート電極として機能する。また、導電膜310dは、信号線としても機
能し、多層膜308bと重畳する領域がトランジスタ103のソース電極またはドレイン
電極として機能する。また、図19において、走査線は、上面形状において端部が多層膜
308bの端部より外側に位置する。このため、走査線はバックライトなどの光源からの
光を遮る遮光膜として機能する。この結果、トランジスタに含まれる多層膜308bに光
が照射されず、トランジスタの電気特性の変動を抑制することができる。
有する導電膜316bと電気的に接続されている。
されている。また、容量素子105は、ゲート絶縁膜上に形成される導電性を有する膜3
08cと、トランジスタ103上に設けられる窒化物絶縁膜で形成される誘電体膜と、画
素電極として機能する透光性を有する導電膜316bとで構成されている。導電性を有す
る膜308cは透光性を有するため、容量素子105は透光性を有する。
きく(大面積に)形成することができる。従って、開口率を高めつつ、代表的には50%
以上、または55%以上、または60%以上とすることが可能であると共に、電荷容量を
増大させた半導体装置を得ることができる。例えば、解像度の高い半導体装置、例えば液
晶表示装置においては、画素の面積が小さくなり、容量素子の面積も小さくなる。このた
め、解像度の高い半導体装置において、容量素子に蓄積される電荷容量が小さくなる。し
かしながら、本実施の形態に示す容量素子105は透光性を有するため、当該容量素子を
画素に設けることで、各画素において十分な電荷容量を得つつ、開口率を高めることがで
きる。代表的には、画素密度が200ppi以上、さらには300ppi以上である高解
像度の半導体装置に好適に用いることができる。
比較して走査線として機能する導電膜304cと平行な辺の方が長い形状であり、且つ容
量線として機能する導電膜310fが、信号線として機能する導電膜310dと平行な方
向に延伸して設けられている。この結果、画素301に占める導電膜310fの面積を低
減することが可能であるため、開口率を高めることができる。また、容量線として機能す
る導電膜310fが接続電極を用いず、直接導電性を有する膜308cと接する。導電性
を有する膜308cは透光性を有するため、さらに開口率を高めることができる。
るため、バックライトなどの光源の光を効率よく利用することができ、表示装置の消費電
力を低減することができる。
いて、走査線駆動回路104及び信号線駆動回路106を含む駆動回路部(上面図を省略
する。)の断面図をA−Bに示す。本実施の形態においては、縦電界方式の液晶表示装置
について説明する。
素子322が挟持されている。
御する膜(以下、配向膜318、352という)と、液晶層320と、導電膜350と、
を有する。なお、透光性を有する導電膜316bは、液晶素子322の一方の電極として
機能し、導電膜350は、液晶素子322の他方の電極として機能する。
装置は、複数の画素を駆動させる駆動回路等を含む。また、液晶表示装置は、別の基板上
に配置された制御回路、電源回路、信号生成回路及びバックライトモジュール等を含み、
液晶モジュールとよぶこともある。
機能する絶縁膜305及び絶縁膜306a、チャネル領域が形成される多層膜308a、
ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜310a、310bによりトランジス
タ102を構成する。多層膜308aは、ゲート絶縁膜上に設けられる。導電膜310a
、310b上には保護膜332a、332bが設けられる。保護膜332a、332b上
には、絶縁膜312、絶縁膜314が保護膜として設けられている。なお、保護膜332
a、332bが透光性を有する導電膜で形成される場合、保護膜332a、332bはソ
ース電極及びドレイン電極として機能し、且つトランジスタ102を構成する。
する絶縁膜305及び絶縁膜306b、ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル領域が形成
される多層膜308b、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜310d、3
10eによりトランジスタ103を構成する。また、導電膜310d、310e上には保
護膜332d、332eが設けられる。保護膜332d、332e上には、絶縁膜312
、絶縁膜314が保護膜として設けられている。なお、保護膜332d、332eが透光
性を有する導電膜で形成される場合、保護膜332d、332eはソース電極及びドレイ
ン電極として機能し、且つトランジスタ103を構成する。
縁膜312、及び絶縁膜314に設けられた開口部において、導電膜310eと接続する
。
絶縁膜314、他方の電極として機能する透光性を有する導電膜316bにより容量素子
105を構成する。導電性を有する膜308cは、絶縁膜306c上に設けられる。
4bと、導電膜310a、310b、310d、310eと同時に形成された導電膜31
0cとは、透光性を有する導電膜316bと同時に形成された透光性を有する導電膜31
6aで接続される。
び絶縁膜314に設けられた開口部において接続する。また、導電膜310cと透光性を
有する導電膜316aは、保護膜332c、絶縁膜312、及び絶縁膜314に設けられ
た開口部において接続する。
04aは、駆動回路部のトランジスタのゲート電極としての機能を有する。また、導電膜
304cは、画素部101に形成され、画素部のトランジスタのゲート電極として機能す
る。また、導電膜304bは、走査線駆動回路104に形成され、導電膜310cと接続
する。
材料及び作製方法を適宜用いることができる。
れ、絶縁膜305上には、絶縁膜306a、306b,306cが形成されている。絶縁
膜305、絶縁膜306a、306bは、駆動回路部のトランジスタのゲート絶縁膜、及
び画素部101のトランジスタのゲート絶縁膜としての機能を有する。
17aを用いて形成する。絶縁膜306a、306b、306cとしては、実施の形態1
に示すゲート絶縁膜17で説明した酸化物絶縁膜17cを用いて形成する。
する膜308cが形成されている。多層膜308aは、導電膜304aと重畳する位置に
形成され、駆動回路部のトランジスタのチャネル領域として機能する。また、多層膜30
8bは、導電膜304cと重畳する位置に形成され、画素部のトランジスタのチャネル領
域として機能する。導電性を有する膜308cは、容量素子105の一方の電極として機
能する。
層膜20の材料及び作製方法を適宜用いることができる。
不純物が含まれていることを特徴とする。不純物としては、水素がある。なお、水素の代
わりに不純物として、ホウ素、リン、スズ、アンチモン、希ガス元素、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属等が含まれていてもよい。
a、306b、306c上に形成されるが、不純物濃度が異なる。具体的には、多層膜3
08a、308bと比較して、導電性を有する膜308cの不純物濃度が高い。例えば、
多層膜308a、308bに含まれる水素濃度は、5×1019atoms/cm3以下
、または5×1018atoms/cm3以下、または1×1018atoms/cm3
以下、または5×1017atoms/cm3以下、または1×1016atoms/c
m3以下であり、導電性を有する膜308cに含まれる水素濃度は、8×1019ato
ms/cm3以上、または1×1020atoms/cm3以上、または5×1020a
toms/cm3以上である。また、多層膜308a、308bと比較して、導電性を有
する膜308cに含まれる水素濃度は2倍、または10倍以上である。
電性を有する膜308cの抵抗率が、多層膜308a、308bの抵抗率の1×10−8
倍以上1×10−1倍以下であることが好ましく、代表的には1×10−3Ωcm以上1
×104Ωcm未満、または抵抗率が1×10−3Ωcm以上1×10−1Ωcm未満で
あるとよい。
膜との界面特性を向上させることが可能な材料で形成される膜と接しているため、多層膜
308a、308bは、半導体として機能し、多層膜308a、308bを有するトラン
ジスタは、優れた電気特性を有する。
縁膜314と接する。絶縁膜314は、外部からの不純物、例えば、水、アルカリ金属、
アルカリ土類金属等が、多層膜へ拡散するのを防ぐ材料で形成される膜であり、更には水
素を含む。このため、絶縁膜314の水素が多層膜308a、308bと同時に形成され
た多層膜に拡散すると、該多層膜に含まれる酸化物半導体膜において水素は酸素と結合し
、キャリアである電子が生成される。また、絶縁膜314をプラズマCVD法またはスパ
ッタリング法で成膜すると、多層膜308a、308bがプラズマに曝され、酸素欠損が
生成される。当該酸素欠損に絶縁膜314に含まれる水素が入ることで、キャリアである
電子が生成される。これらの結果多層膜に含まれる酸化物半導体膜は、導電性が高くなり
導体として機能する。即ち、導電性の高い酸化物半導体膜ともいえる。ここでは、多層膜
308a、308bと同様の材料を主成分とし、且つ水素濃度が多層膜308a、308
bより高いことにより、導電性が高められた金属酸化物を、導電性を有する膜308cと
よぶ。
は、場合によっては、絶縁膜314と接していないことも可能である。
、場合によっては、多層膜308a、または、308bと別々の工程で形成されてもよい
。その場合には、導電性を有する膜308cは、多層膜308a、308bと、異なる材
質を有していても良い。例えば、導電性を有する膜308cは、インジウム錫酸化物(以
下、ITOと示す。)、または、インジウム亜鉛酸化物等を用いて形成してもよい。
なる電極を形成する。また、画素電極として機能する透光性を有する導電膜を容量素子の
他方の電極として用いる。これらのため、容量素子を形成するために、新たに導電膜を形
成する工程が不要であり、半導体装置の作製工程を削減できる。また、容量素子は、一対
の電極が透光性を有する導電膜で形成されているため、透光性を有する。この結果、容量
素子の占有面積を大きくしつつ、画素の開口率を高めることができる。
護膜43、44の材料及び作製方法を適宜用いることができる。
対の電極21、22の材料及び作製方法を適宜用いることができる。
308c、保護膜332a、332b、332c、332d、332e、及び導電膜31
0a、310b、310c、310d、310e上には、絶縁膜312、絶縁膜314が
形成されている。絶縁膜312は、絶縁膜306と同様に、多層膜との界面特性を向上さ
せることが可能な材料を用いることが好ましく、実施の形態1に示す酸化物絶縁膜24と
同様の材料及び作製方法を適宜用いることができる。また、実施の形態1に示すように、
酸化物絶縁膜23及び酸化物絶縁膜24を積層して形成してもよい。
が、多層膜へ拡散するのを防ぐ材料を用いることが好ましく、実施の形態1に示す窒化物
絶縁膜25の材料及び作製方法を適宜用いることができる。
。透光性を有する導電膜316aは、開口部364a(図24(B)参照。)において導
電膜304bと電気的に接続され、開口部364b(図24(B)参照。)において導電
膜310cと電気的に接続される。即ち、導電膜304b及び導電膜310cを接続する
接続電極として機能する。透光性を有する導電膜316bは、開口部364c(図24(
B)参照。)において導電膜310eと電気的に接続され、画素の画素電極としての機能
を有する。また、透光性を有する導電膜316bは、容量素子の一対の電極の他方として
機能することができる。
10cを形成する前に、絶縁膜305に開口部を形成するためにパターニングを行い、マ
スクを形成する必要がある。しかしながら、図20のように、透光性を有する導電膜31
6aにより、導電膜304b及び導電膜310cを接続することで、導電膜304b及び
導電膜310cが直接接する接続部を作製する必要が無くなり、フォトマスクを1枚少な
くすることができる。即ち、半導体装置の作製工程を削減することが可能である。
ム酸化物、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、ITO、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。
れている。有色膜346は、カラーフィルタとしての機能を有する。また、有色膜346
に隣接する遮光膜344が基板342上に形成される。遮光膜344は、ブラックマトリ
クスとして機能する。また、有色膜346は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、表示
装置が白黒の場合等によって、有色膜346を設けない構成としてもよい。
赤色の波長帯域の光を透過する赤色(R)のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過
する緑色(G)のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色(B)のカラーフ
ィルタなどを用いることができる。
膜または黒色顔料等を含んだ有機絶縁膜などを用いることができる。
層としての機能、または有色膜346が含有しうる不純物を液晶素子側へ拡散するのを抑
制する機能を有する。
の液晶素子が有する一対の電極の他方としての機能を有する。なお、透光性を有する導電
膜316a、316b、及び導電膜350上には、配向膜としての機能を有する絶縁膜を
別途形成してもよい。
20が形成されている。また液晶層320は、シール材(図示しない)を用いて、基板3
02と基板342の間に封止されている。なお、シール材は、外部からの水分等の入り込
みを抑制するために、無機材料と接触する構成が好ましい。
の厚さ(セルギャップともいう)を維持するスペーサを設けてもよい。
図21乃至図25を用いて説明する。
膜304a、304b、304cを形成する。なお、導電膜304a、304b、304
cは、所望の領域に第1のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われて
いない領域をエッチングすることで形成することができる(図21(A)参照)。
、スパッタリング法、スピンコート法等を用いて形成することができる。
成し、絶縁膜305上に絶縁膜306を形成する(図21(A)参照)。
ができる。なお、絶縁膜305及び絶縁膜306は、真空中で連続して形成すると不純物
の混入が抑制され好ましい。
ーション法などを用いて形成することができる。
、308dを形成する。なお、多層膜308a、308b、308dは、所望の領域に第
2のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチン
グすることで形成することができる。エッチングとしては、ドライエッチング、ウエット
エッチング、または双方を組み合わせたエッチングを用いることができる(図21(C)
参照)。
、306cを形成する。なお、絶縁膜306a、306b、306cは、多層膜308a
、308b、308dに覆われていない絶縁膜306の領域をエッチングすることで形成
することができる。エッチングとしては、ドライエッチング、ウエットエッチング、また
は双方を組み合わせたエッチングを用いることができる(図22(A)参照)。
と同様の条件を用いる。第1の加熱処理によって、多層膜308a、308b、308d
に用いる酸化物半導体の結晶性を高め、さらに絶縁膜305、絶縁膜306a、306b
、306c、及び多層膜308a、308b、308dから水素や水などの不純物を除去
することができる。なお、酸化物半導体をエッチングする前に第1の加熱工程を行っても
よい。
d上に導電膜309及び保護膜330を形成する(図22(B)参照)。
いて形成することができる。
ができる。
2c、332d、332eを形成する。なお、保護膜332a、332b、332c、3
32d、332eは、所望の領域に第3のパターニングによるマスクの形成を行い、該マ
スクに覆われていない領域をエッチングすることで、形成することができる。この後、マ
スクを除去する(図22(C)参照)。
0c、310d、310eを形成する。なお、導電膜310a、310b、310c、3
10d、310eは、保護膜332a、332b、332c、332d、332eをマス
クとして機能させ、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで、形成するこ
とができる(図23(A)参照)。
導電膜310a、310b、310c、310d、310e、及び保護膜332a、33
2b、332c、332d、332e、上を覆うように、絶縁膜311を形成する(図2
3(B)参照)。
同様の条件を用いて積層して形成することができる。
を形成する。なお、絶縁膜312、及び開口部362は、所望の領域に第4のパターニン
グによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで、
形成することができる(図23(C)参照)。
2の形成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。ただし、開
口部362の形成方法としては、これに限定されず、ウエットエッチング法、またはドラ
イエッチング法とウエットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。
8a、308bに含まれる酸化物半導体膜に酸素を移動させ、多層膜308a、308b
に含まれる酸化物半導体膜中の酸素欠損量を低減することができる。
照)。
アルカリ土類金属等が、多層膜へ拡散するのを防ぐ材料を用いることが好ましく、更には
水素を含むことが好ましく、代表的には窒素を含む無機絶縁材料、例えば窒化物絶縁膜を
用いることができる。絶縁膜313としては、例えば、CVD法を用いて形成することが
できる。
が、多層膜へ拡散するのを防ぐ材料で形成される膜であり、更には水素を含む。このため
、絶縁膜313の水素が多層膜308dに拡散すると、該多層膜308dに含まれる酸化
物半導体膜において水素は酸素と結合し、キャリアである電子が生成される。この結果、
多層膜308dに含まれる酸化物半導体膜は、導電性が高くなり、導電性を有する膜30
8cとなる。
、例えば基板温度100℃以上基板の歪み点以下、または300℃以上400℃以下の温
度で加熱して成膜することが好ましい。また高温で成膜する場合は、多層膜308a、3
08bとして用いる酸化物半導体から酸素が脱離し、キャリア濃度が上昇する現象が発生
することがあるため、このような現象が発生しない温度とする。
することで、絶縁膜314、及び開口部364a、364b、364cを形成する。なお
、絶縁膜314、及び開口部364a、364b、364cは、所望の領域に第5のパタ
ーニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングするこ
とで形成することができる(図24(B)参照)。また、保護膜332c、332eが透
光性を有する導電膜で形成される場合、当該工程において保護膜332c、332eをエ
ッチングしなくともよい。
口部364bは、導電膜310cが露出するように形成する。また、開口部364cは、
導電膜310eが露出するように形成する。
チング法を用いることができる。ただし、開口部364a、364b、364cの形成方
法としては、これに限定されず、ウエットエッチング法、またはドライエッチング法とウ
エットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。
5を形成する(図25(A)参照)。
316bを形成する。なお、透光性を有する導電膜316a、316bは、所望の領域に
第6のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチ
ングすることで形成することができる(図25(B)参照)。
ことができる。なお、本実施の形態に示す作製工程においては、第1乃至第6のパターニ
ング、すなわち6枚のマスクでトランジスタ、及び容量素子を同時に形成することができ
る。
、多層膜308dに含まれる酸化物半導体膜の導電性を高めたが、多層膜308a、30
8bをマスクで覆い、多層膜308dに不純物、代表的には、水素、ホウ素、リン、スズ
、アンチモン、希ガス元素、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を添加して、多層膜30
8dに含まれる酸化物半導体膜の導電性を高めてもよい。多層膜308dに水素、ホウ素
、リン、スズ、アンチモン、希ガス元素等を添加する方法としては、イオンドーピング法
、イオン注入法等がある。一方、多層膜308dにアルカリ金属、アルカリ土類金属等を
添加する方法としては、該不純物を含む溶液を多層膜308dに曝す方法がある。
説明を行う。
ことができる。次に、基板342上に遮光膜344、有色膜346を形成する(図26(
A)参照)。
フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。
照)。
膜を用いることができる。絶縁膜348を形成することによって、例えば、有色膜346
中に含まれる不純物等を液晶層320側に拡散することを抑制することができる。ただし
、絶縁膜348は、必ずしも設ける必要はなく、絶縁膜348を形成しない構造としても
よい。
としては、導電膜315に示す材料を援用することができる。
4、透光性を有する導電膜316a、316bと、基板342上に形成された導電膜35
0上に、それぞれ配向膜318と配向膜352を形成する。配向膜318、配向膜352
は、ラビング法、光配向法等を用いて形成することができる。その後、基板302と、基
板342との間に液晶層320を形成する。液晶層320の形成方法としては、ディスペ
ンサ法(滴下法)や、基板302と基板342とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて
液晶を注入する注入法を用いることができる。
る。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した半導体装置に含まれているトランジスタ
において、酸化物半導体膜に適用可能な一態様について説明する。
、多結晶構造の酸化物半導体(以下、多結晶酸化物半導体という。)、微結晶構造の酸化
物半導体(以下、微結晶酸化物半導体という。)、及び非晶質構造の酸化物半導体(以下
、非晶質酸化物半導体という。)の一以上で構成されてもよい。また、酸化物半導体膜は
、CAAC−OS膜で構成されていてもよい。また、酸化物半導体膜は、非晶質酸化物半
導体及び結晶粒を有する酸化物半導体で構成されていてもよい。以下に、単結晶酸化物半
導体、多結晶酸化物半導体、及び微結晶酸化物半導体について説明する。
単結晶酸化物半導体膜は、不純物濃度が低く、欠陥準位密度が小さい(酸素欠損量が少
ない)酸化物半導体膜である。そのため、キャリア密度を低くすることができる。従って
、単結晶酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、ノーマリーオンの電気特性になること
が少ない。また、単結晶酸化物半導体膜は、不純物濃度が低く、欠陥準位密度が小さいた
め、キャリアトラップが少なくなる場合がある。従って、単結晶酸化物半導体膜を用いた
トランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。
結晶性が高いと密度が高くなる。また、酸化物半導体膜は、水素などの不純物濃度が低い
と密度が高くなる。単結晶酸化物半導体膜は、CAAC−OS膜よりも密度が高い。また
、CAAC−OS膜は、微結晶酸化物半導体膜よりも密度が高い。また、多結晶酸化物半
導体膜は、微結晶酸化物半導体膜よりも密度が高い。また、微結晶酸化物半導体膜は、非
晶質酸化物半導体膜よりも密度が高い。
多結晶酸化物半導体膜は、TEMによる観察像で、結晶粒を確認することができる。多
結晶酸化物半導体膜に含まれる結晶粒は、例えば、TEMによる観察像で、2nm以上3
00nm以下、3nm以上100nm以下または5nm以上50nm以下の粒径であるこ
とが多い。また、多結晶酸化物半導体膜は、TEMによる観察像で、粒界を確認できる場
合がある。
位が異なっている場合がある。また、多結晶酸化物半導体膜は、例えば、XRD装置を用
い、out−of−plane法による分析を行うと、単一または複数のピークが現れる
場合がある。例えば多結晶のIGZO膜では、配向を示す2θが31°近傍のピーク、ま
たは複数種の配向を示す複数のピークが現れる場合がある。
る。従って、多結晶酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、高い電界効果移動度を有す
る。ただし、多結晶酸化物半導体膜は、粒界に不純物が偏析する場合がある。また、多結
晶酸化物半導体膜の粒界は欠陥準位となる。多結晶酸化物半導体膜は、粒界がキャリア発
生源、トラップ準位となる場合があるため、多結晶酸化物半導体膜を用いたトランジスタ
は、CAAC−OS膜を用いたトランジスタと比べて、電気特性の変動が大きく、信頼性
の低いトランジスタとなる場合がある。
微結晶酸化物半導体膜は、TEMによる観察像では、明確に結晶部を確認することがで
きない場合がある。微結晶酸化物半導体膜に含まれる結晶部は、1nm以上100nm以
下、または1nm以上10nm以下の大きさであることが多い。特に、1nm以上10n
m以下、または1nm以上3nm以下の微結晶であるナノ結晶(nc:nanocrys
tal)を有する酸化物半導体膜を、nc−OS(nanocrystalline O
xide Semiconductor)膜と呼ぶ。また、nc−OS膜は、例えば、T
EMによる観察像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。
上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc−OS膜は、異な
る結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。
従って、nc−OS膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体膜と区別が付かない
場合がある。例えば、nc−OS膜に対し、結晶部よりも大きい径のX線を用いるXRD
装置を用いて構造解析を行うと、out−of−plane法による解析では、結晶面を
示すピークが検出されない。また、nc−OS膜に対し、結晶部よりも大きい径(例えば
50nm以上)の電子線を用いる電子線回折(制限視野電子線回折ともいう。)を行うと
、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、nc−OS膜に対し、結晶
部の大きさと近いか結晶部より小さい径(例えば1nm以上30nm以下)の電子線を用
いる電子線回折(ナノビーム電子線回折ともいう。)を行うと、スポットが観測される。
また、nc−OS膜に対しナノビーム電子線回折を行うと、円を描くように(リング状に
)輝度の高い領域が観測される場合がある。また、nc−OS膜に対しナノビーム電子線
回折を行うと、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
を行った例である。ここでは、試料を、nc−OS膜の被形成面に垂直な方向に切断し、
厚さが10nm以下となるように薄片化する。また、ここでは、径が1nmの電子線を、
試料の切断面に垂直な方向から入射させる。図27より、nc−OS膜を有する試料に対
しナノビーム電子線回折を行うと、結晶面を示す回折パターンが得られるが、特定方向の
結晶面への配向性は見られないことがわかった。
のため、nc−OS膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が小さくなる。ただ
し、nc−OS膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、nc
−OS膜は、CAAC−OS膜と比べて欠陥準位密度が大きくなる。
ある。キャリア密度が高い酸化物半導体膜は、電子移動度が高くなる場合がある。従って
、nc−OS膜を用いたトランジスタは、高い電界効果移動度を有する場合がある。また
、nc−OS膜は、CAAC−OS膜と比べて、欠陥準位密度が大きいため、キャリアト
ラップが多くなる場合がある。従って、nc−OS膜を用いたトランジスタは、CAAC
−OS膜を用いたトランジスタと比べて、電気特性の変動が大きく、信頼性の低いトラン
ジスタとなる。ただし、nc−OS膜は、比較的不純物が多く含まれていても形成するこ
とができるため、CAAC−OS膜よりも形成が容易となり、用途によっては好適に用い
ることができる場合がある。そのため、nc−OS膜を用いたトランジスタを有する半導
体装置は、生産性高く作製することができる場合がある。
上記実施の形態で開示された酸化物半導体膜はスパッタリングにより形成することがで
きるが、他の方法、例えば、熱CVD法により形成してもよい。熱CVD法の例としてM
OCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposi
tion)法やALD(Atomic Layer Deposition)法を使って
も良い。
成されることが無いという利点を有する。
または減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を
行ってもよい。
順次にチャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい
。例えば、それぞれのスイッチングバルブ(高速バルブとも呼ぶ)を切り替えて2種類以
上の原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第1の
原料ガスと同時またはその後に不活性ガス(アルゴン、或いは窒素など)などを導入し、
第2の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスは
キャリアガスとなり、また、第2の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入しても
よい。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第1の原料ガスを排出した
後、第2の原料ガスを導入してもよい。第1の原料ガスが基板の表面に吸着して第1の層
を成膜し、後から導入される第2の原料ガスと反応して、第2の層が第1の層上に積層さ
れて薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り
返すことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入
順序を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、
微細なFETを作製する場合に適している。
た金属膜、酸化物半導体膜、無機絶縁膜など様々な膜を形成することができ、例えば、I
nGaZnO膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及び
ジメチル亜鉛を用いる。なお、トリメチルインジウムの化学式は、In(CH3)3であ
る。また、トリメチルガリウムの化学式は、Ga(CH3)3である。また、ジメチル亜
鉛の化学式は、Zn(CH3)2である。また、これらの組み合わせに限定されず、トリ
メチルガリウムに代えてトリエチルガリウム(化学式Ga(C2H5)3)を用いること
もでき、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛(化学式Zn(C2H5)2)を用いること
もできる。
O膜を成膜する場合には、In(CH3)3ガスとO3ガスを順次繰り返し導入してIn
−O層を形成し、その後、Ga(CH3)3ガスとO3ガスを同時に導入してGaO層を
形成し、更にその後Zn(CH3)2とO3ガスを同時に導入してZnO層を形成する。
なお、これらの層の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを混ぜてIn−Ga−
O層やIn−Zn−O層、Ga−Zn−O層などの混合化合物層を形成しても良い。なお
、O3ガスに変えてAr等の不活性ガスでバブリングして得られたH2Oガスを用いても
良いが、Hを含まないO3ガスを用いる方が好ましい。また、In(CH3)3ガスにか
えて、In(C2H5)3ガスを用いても良い。また、Ga(CH3)3ガスにかえて、
Ga(C2H5)3ガスを用いても良い。また、In(CH3)3ガスにかえて、In(
C2H5)3ガスを用いても良い。また、Zn(CH3)2ガスを用いても良い。
を用いて説明する。
A1乃至試料A4)を作製した。
ZO膜という。)を成膜し、IGZO膜上に厚さ60nmの銅膜を成膜し、銅膜上に厚さ
50nmの窒化シリコン膜を成膜した。その後、窒素雰囲気下で350℃、1時間の加熱
処理を行った。
(In:Ga:Zn=1:1:1)を用い、スパッタリングガスの流量比がAr/O2=
1/1、圧力が0.6Pa、交流電力が5000W、基板温度が170℃の条件を用いた
。
Ga:Zn=1:3:4)を用い、スパッタリングガスの流量比がAr/O2=2/1、
圧力が0.4Pa、直流電力が200W、基板温度が200℃の条件を用いて、厚さ10
0nmのIGZO膜を成膜した。当該試料を試料A2とする。
Ga:Zn=1:3:6)を用い、スパッタリングガスの流量比がAr/O2=2/1、
圧力が0.4Pa、直流電力が200W、基板温度が200℃の条件を用いて、厚さ10
0nmのIGZO膜を成膜した。当該試料を試料A3とする。
Ga:Zn=1:6:8)を用い、スパッタリングガスの流量比がAr/O2=2/1、
圧力が0.4Pa、直流電力が200W、基板温度が200℃の条件を用いて、厚さ10
0nmのIGZO膜を成膜した。当該試料を試料A4とする。
31に示す。
不純物分析としては、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion
Mass Spectrometry)を用い、図28乃至図31に示す白抜き矢印の方
向に沿って分析を行った。すなわち、ガラス基板側からの測定である。
子数比が1:1:1のスパッタリングターゲットを用いて成膜したIGZO膜を表す。図
29(A)において、IGZO(1:3:4)は、Inと、Gaと、Znの原子数比が1
:3:4のスパッタリングターゲットを用いて成膜したIGZO膜を表す。図30(A)
において、IGZO(1:3:6)は、Inと、Gaと、Znの原子数比が1:3:6の
スパッタリングターゲットを用いて成膜したIGZO膜を表す。図31(A)において、
IGZO(1:6:8)は、Inと、Gaと、Znの原子数比が1:6:8のスパッタリ
ングターゲットを用いて成膜したIGZO膜を表す。また、図28(A)乃至図31(A
)において、破線は銅膜とIGZO膜の界面を示す。
×1018atoms/cm3以上である。
oms/cm3の領域は、銅膜及びIGZO膜の界面から30nm基板側の領域である。
8atoms/cm3の領域は、銅膜及びIGZO膜の界面から10nm基板側の領域で
ある。
8atoms/cm3の領域は、銅膜及びIGZO膜の界面から10nm基板側の領域で
ある。
8atoms/cm3の領域は、銅膜及びIGZO膜の界面から10nm基板側の領域で
ある。
O膜(1:3:6)、またはIGZO膜(1:6:8)を成膜し、その上に銅膜を成膜す
ることで、銅膜から銅元素(Cu)がIGZO膜(1:1:1)に拡散するのを防ぐこと
ができる。
いて、2θが31°近傍にピークが観察される。このピークは(009)面を示すピーク
である。このことから、各試料に含まれるIGZO膜は、c軸配向した膜であることが分
かる。即ち、試料A1乃至試料A4に含まれるIGZO膜は、CAAC−OS膜及びCA
AC酸化物であることが分かる。
Claims (2)
- ゲート電極と、
前記ゲート電極上のゲート絶縁膜と
前記ゲート絶縁膜上の、In、Ga、及びZnを含む酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上の、銅を含む一対の電極と、
前記酸化物半導体膜と前記一対の電極との間に設けられた、In、Ga、及びZnを含む酸化物膜と、
前記一対の電極の一方と電気的に接続される画素電極と、
前記画素電極上の液晶層と、を有し、
前記酸化物半導体膜は、チャネルとして機能する領域を有し、
前記一対の電極は、前記酸化物膜を介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、
前記酸化物膜は、非単結晶構造を有し、且つc軸配向した結晶を有し、
前記酸化物膜のInに対するGaの原子数比は、前記酸化物半導体膜のInに対するGaの原子数比よりも大きく、
前記酸化物膜におけるIn、Ga、及びZnの原子数比は、InよりもGaが大きく、GaよりもZnが大きいことを特徴とする液晶表示装置。 - ゲート電極と、
前記ゲート電極上のゲート絶縁膜と
前記ゲート絶縁膜上の、In、Ga、及びZnを含む酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上の、銅を含む一対の電極と、
前記酸化物半導体膜と前記一対の電極との間に設けられた、In、Ga、及びZnを含む酸化物膜と、
前記一対の電極の一方と電気的に接続される画素電極と、
前記画素電極上の液晶層と、を有し、
前記酸化物半導体膜は、チャネルとして機能する領域を有し、
前記一対の電極は、前記酸化物膜を介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、
前記酸化物膜は、非単結晶構造を有し、且つc軸配向した結晶を有し、
前記酸化物膜のInに対するGaの原子数比は、前記酸化物半導体膜のInに対するGaの原子数比よりも大きく、
前記酸化物膜におけるIn、Ga、及びZnの原子数比は、InよりもGaが大きく、GaよりもZnが大きく、
前記液晶層はFFSモードで駆動されることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020117476A JP6966605B2 (ja) | 2013-04-12 | 2020-07-08 | 半導体装置 |
JP2021172217A JP7202436B2 (ja) | 2013-04-12 | 2021-10-21 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013084074 | 2013-04-12 | ||
JP2013084074 | 2013-04-12 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018122149A Division JP6549290B2 (ja) | 2013-04-12 | 2018-06-27 | トランジスタ |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020117476A Division JP6966605B2 (ja) | 2013-04-12 | 2020-07-08 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019169739A JP2019169739A (ja) | 2019-10-03 |
JP6733012B2 true JP6733012B2 (ja) | 2020-07-29 |
Family
ID=51686186
Family Applications (8)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014079863A Active JP6193796B2 (ja) | 2013-04-12 | 2014-04-09 | 半導体装置 |
JP2017155188A Active JP6363279B2 (ja) | 2013-04-12 | 2017-08-10 | 半導体装置 |
JP2018122149A Active JP6549290B2 (ja) | 2013-04-12 | 2018-06-27 | トランジスタ |
JP2019118881A Active JP6733012B2 (ja) | 2013-04-12 | 2019-06-26 | 液晶表示装置 |
JP2020117476A Active JP6966605B2 (ja) | 2013-04-12 | 2020-07-08 | 半導体装置 |
JP2021172217A Active JP7202436B2 (ja) | 2013-04-12 | 2021-10-21 | 液晶表示装置 |
JP2022206437A Pending JP2023029444A (ja) | 2013-04-12 | 2022-12-23 | 半導体装置 |
JP2024027587A Pending JP2024069258A (ja) | 2013-04-12 | 2024-02-27 | 半導体装置 |
Family Applications Before (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014079863A Active JP6193796B2 (ja) | 2013-04-12 | 2014-04-09 | 半導体装置 |
JP2017155188A Active JP6363279B2 (ja) | 2013-04-12 | 2017-08-10 | 半導体装置 |
JP2018122149A Active JP6549290B2 (ja) | 2013-04-12 | 2018-06-27 | トランジスタ |
Family Applications After (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020117476A Active JP6966605B2 (ja) | 2013-04-12 | 2020-07-08 | 半導体装置 |
JP2021172217A Active JP7202436B2 (ja) | 2013-04-12 | 2021-10-21 | 液晶表示装置 |
JP2022206437A Pending JP2023029444A (ja) | 2013-04-12 | 2022-12-23 | 半導体装置 |
JP2024027587A Pending JP2024069258A (ja) | 2013-04-12 | 2024-02-27 | 半導体装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US10304859B2 (ja) |
JP (8) | JP6193796B2 (ja) |
KR (6) | KR102211651B1 (ja) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9425217B2 (en) | 2013-09-23 | 2016-08-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
TWI721409B (zh) | 2013-12-19 | 2021-03-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
US20150200279A1 (en) * | 2014-01-12 | 2015-07-16 | United Microelectronics Corp. | Method of manufacturing memory cell |
DE112015001024T5 (de) | 2014-02-28 | 2016-12-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, die die Halbleitervorrichtung umfasst, ein Anzeigemodul, das die Anzeigevorrichtung umfasst und ein elektronisches Gerät, das die Halbleitervorrichtung, die Anzeigevorrichtung oder das Anzeigemodul umfasst |
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 |
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 |
KR20230062664A (ko) * | 2016-01-18 | 2023-05-09 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 금속 산화물막, 반도체 장치, 및 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 |
US10916430B2 (en) | 2016-07-25 | 2021-02-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
CN106756877B (zh) * | 2016-12-13 | 2019-02-19 | 武汉华星光电技术有限公司 | C轴结晶igzo薄膜及其制备方法 |
TWI778959B (zh) * | 2017-03-03 | 2022-10-01 | 日商半導體能源硏究所股份有限公司 | 半導體裝置及半導體裝置的製造方法 |
CN110383436A (zh) | 2017-03-13 | 2019-10-25 | 株式会社半导体能源研究所 | 复合氧化物及晶体管 |
KR102344003B1 (ko) * | 2017-05-31 | 2021-12-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | 이중층 산화물 반도체 물질을 구비한 박막 트랜지스터 기판 |
TWI667796B (zh) | 2017-05-31 | 2019-08-01 | 南韓商Lg顯示器股份有限公司 | 薄膜電晶體、包含該薄膜電晶體的閘極驅動器、及包含該閘極驅動器的顯示裝置 |
CN109148592B (zh) | 2017-06-27 | 2022-03-11 | 乐金显示有限公司 | 包括氧化物半导体层的薄膜晶体管,其制造方法和包括其的显示设备 |
JP7029907B2 (ja) * | 2017-09-07 | 2022-03-04 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
CN107919365B (zh) * | 2017-11-21 | 2019-10-11 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 背沟道蚀刻型tft基板及其制作方法 |
KR102461572B1 (ko) * | 2017-12-08 | 2022-10-31 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터, 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치 |
CN108304666B (zh) * | 2018-02-09 | 2021-11-09 | 哈尔滨工业大学 | 基于杂化泛函计算β-三氧化二镓电荷转移的方法 |
CN109727920B (zh) * | 2018-12-18 | 2020-10-30 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | Tft基板的制作方法及tft基板 |
JP7327492B2 (ja) | 2019-09-18 | 2023-08-16 | 日本電気株式会社 | 無線端末、及び通信方法 |
CN113838938A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板以及电子装置 |
KR102486098B1 (ko) * | 2022-04-08 | 2023-01-09 | 주식회사 나노신소재 | 산화물 소결체 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터 |
Family Cites Families (218)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60160173A (ja) | 1984-01-30 | 1985-08-21 | Sharp Corp | 薄膜トランジスタ |
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 |
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 |
JPH0244258B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn3o6deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
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 |
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 |
EP0820644B1 (en) | 1995-08-03 | 2005-08-24 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor device provided with transparent switching element |
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 |
JPH1012889A (ja) | 1996-06-18 | 1998-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体薄膜および半導体装置 |
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 |
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 |
US7061014B2 (en) | 2001-11-05 | 2006-06-13 | 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 |
US7049190B2 (en) | 2002-03-15 | 2006-05-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for forming ZnO film, method for forming ZnO semiconductor layer, method for fabricating semiconductor device, and semiconductor device |
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 |
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 |
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 |
KR100866976B1 (ko) | 2002-09-03 | 2008-11-05 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치용 어레이기판과 제조방법 |
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 |
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 |
CN1998087B (zh) | 2004-03-12 | 2014-12-31 | 独立行政法人科学技术振兴机构 | 非晶形氧化物和薄膜晶体管 |
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 |
US7282782B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-10-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Combined binary oxide semiconductor device |
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 |
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 |
EP2453480A2 (en) | 2004-11-10 | 2012-05-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Amorphous oxide and field effect transistor |
KR100911698B1 (ko) | 2004-11-10 | 2009-08-10 | 캐논 가부시끼가이샤 | 비정질 산화물을 사용한 전계 효과 트랜지스터 |
JP5126729B2 (ja) | 2004-11-10 | 2013-01-23 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
US7863611B2 (en) | 2004-11-10 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Integrated circuits utilizing amorphous oxides |
US7453065B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Sensor and image pickup device |
US7791072B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Display |
RU2358354C2 (ru) | 2004-11-10 | 2009-06-10 | Кэнон Кабусики Кайся | Светоизлучающее устройство |
JP5138163B2 (ja) | 2004-11-10 | 2013-02-06 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ |
US7579224B2 (en) | 2005-01-21 | 2009-08-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film semiconductor device |
TWI481024B (zh) | 2005-01-28 | 2015-04-11 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置,電子裝置,和半導體裝置的製造方法 |
TWI472037B (zh) | 2005-01-28 | 2015-02-01 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置,電子裝置,和半導體裝置的製造方法 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
JP4280736B2 (ja) | 2005-09-06 | 2009-06-17 | キヤノン株式会社 | 半導体素子 |
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 |
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 |
EP1998374A3 (en) | 2005-09-29 | 2012-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. | Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method thereof |
ITMI20051901A1 (it) | 2005-10-10 | 2007-04-11 | St Microelectronics Srl | Processo di fabbricazione di tramsistori a film sottile in materiale organico e transistore |
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 |
CN101667544B (zh) | 2005-11-15 | 2012-09-05 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体器件及其制造方法 |
JP5250929B2 (ja) | 2005-11-30 | 2013-07-31 | 凸版印刷株式会社 | トランジスタおよびその製造方法 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
KR100851215B1 (ko) | 2007-03-14 | 2008-08-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치 |
JP4727684B2 (ja) | 2007-03-27 | 2011-07-20 | 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それを用いた表示装置 |
JP2008276212A (ja) | 2007-04-05 | 2008-11-13 | Fujifilm Corp | 有機電界発光表示装置 |
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 |
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 |
KR101345376B1 (ko) | 2007-05-29 | 2013-12-24 | 삼성전자주식회사 | ZnO 계 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 |
TWI453915B (zh) | 2007-09-10 | 2014-09-21 | Idemitsu Kosan Co | Thin film transistor |
US8319214B2 (en) | 2007-11-15 | 2012-11-27 | Fujifilm Corporation | Thin film field effect transistor with amorphous oxide active layer and display using the same |
JP5213422B2 (ja) | 2007-12-04 | 2013-06-19 | キヤノン株式会社 | 絶縁層を有する酸化物半導体素子およびそれを用いた表示装置 |
US8202365B2 (en) | 2007-12-17 | 2012-06-19 | Fujifilm Corporation | Process for producing oriented inorganic crystalline film, and semiconductor device using the oriented inorganic crystalline film |
CN101911303B (zh) | 2007-12-25 | 2013-03-27 | 出光兴产株式会社 | 氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法 |
US7812348B2 (en) | 2008-02-29 | 2010-10-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin-film transistor and display device |
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 |
KR100941850B1 (ko) | 2008-04-03 | 2010-02-11 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
JP2009253204A (ja) | 2008-04-10 | 2009-10-29 | 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 |
JP5325446B2 (ja) | 2008-04-16 | 2013-10-23 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置及びその製造方法 |
US8039842B2 (en) | 2008-05-22 | 2011-10-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor and display device including thin film transistor |
JP5510767B2 (ja) | 2008-06-19 | 2014-06-04 | 出光興産株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
JP5430248B2 (ja) | 2008-06-24 | 2014-02-26 | 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 |
KR100963026B1 (ko) | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
KR100963027B1 (ko) | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
KR100963104B1 (ko) | 2008-07-08 | 2010-06-14 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
JP5250322B2 (ja) | 2008-07-10 | 2013-07-31 | 富士フイルム株式会社 | 金属酸化物膜とその製造方法、及び半導体装置 |
EP2146379B1 (en) | 2008-07-14 | 2015-01-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transistor comprising ZnO based channel layer |
JP2010040552A (ja) | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
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 |
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 |
JP5345359B2 (ja) | 2008-09-18 | 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およびそれを用いた表示装置 |
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 |
JP5361651B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2013-12-04 | 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 |
JP5538797B2 (ja) | 2008-12-12 | 2014-07-02 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ及び表示装置 |
US8383470B2 (en) | 2008-12-25 | 2013-02-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor (TFT) having a protective layer and manufacturing method thereof |
TWI482226B (zh) | 2008-12-26 | 2015-04-21 | Semiconductor Energy Lab | 具有包含氧化物半導體層之電晶體的主動矩陣顯示裝置 |
JP5371467B2 (ja) | 2009-02-12 | 2013-12-18 | 富士フイルム株式会社 | 電界効果型トランジスタ及び電界効果型トランジスタの製造方法 |
TWI535023B (zh) | 2009-04-16 | 2016-05-21 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置和其製造方法 |
EP2256814B1 (en) | 2009-05-29 | 2019-01-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. | Oxide semiconductor device and method for manufacturing the same |
WO2011013596A1 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
CN102891181B (zh) | 2009-09-16 | 2016-06-22 | 株式会社半导体能源研究所 | 晶体管及显示设备 |
KR102443297B1 (ko) * | 2009-09-24 | 2022-09-15 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 산화물 반도체막 및 반도체 장치 |
KR20230154098A (ko) | 2009-10-08 | 2023-11-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치 |
KR102378013B1 (ko) | 2009-11-06 | 2022-03-24 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제작 방법 |
KR102484475B1 (ko) | 2009-11-06 | 2023-01-04 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
JP5503667B2 (ja) | 2009-11-27 | 2014-05-28 | 株式会社日立製作所 | 電界効果トランジスタおよび電界効果トランジスタの製造方法 |
KR101714831B1 (ko) | 2009-11-28 | 2017-03-09 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
WO2011065244A1 (en) | 2009-11-28 | 2011-06-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
WO2011065210A1 (en) * | 2009-11-28 | 2011-06-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Stacked oxide material, semiconductor device, and method for manufacturing the semiconductor device |
KR102462239B1 (ko) | 2009-12-04 | 2022-11-03 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
JP5497417B2 (ja) | 2009-12-10 | 2014-05-21 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法、並びにその薄膜トランジスタを備えた装置 |
CN109390215B (zh) | 2009-12-28 | 2023-08-15 | 株式会社半导体能源研究所 | 制造半导体装置的方法 |
JP2011138934A (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Sony Corp | 薄膜トランジスタ、表示装置および電子機器 |
KR101701208B1 (ko) | 2010-01-15 | 2017-02-02 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 기판 |
KR102011259B1 (ko) | 2010-02-26 | 2019-08-16 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
WO2011135987A1 (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
US8664658B2 (en) * | 2010-05-14 | 2014-03-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP5606787B2 (ja) | 2010-05-18 | 2014-10-15 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタの製造方法、並びに、薄膜トランジスタ、イメージセンサー、x線センサー及びx線デジタル撮影装置 |
US9209314B2 (en) | 2010-06-16 | 2015-12-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Field effect transistor |
CN103038866A (zh) | 2010-07-02 | 2013-04-10 | 合同会社先端配线材料研究所 | 半导体装置 |
WO2012002574A1 (ja) | 2010-07-02 | 2012-01-05 | 合同会社先端配線材料研究所 | 薄膜トランジスタ |
US8685787B2 (en) * | 2010-08-25 | 2014-04-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor device |
JP5626978B2 (ja) | 2010-09-08 | 2014-11-19 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法、並びにその薄膜トランジスタを備えた装置 |
JP2012094853A (ja) | 2010-09-30 | 2012-05-17 | Kobe Steel Ltd | 配線構造 |
KR20120037838A (ko) * | 2010-10-12 | 2012-04-20 | 삼성전자주식회사 | 트랜지스터 및 이를 포함하는 전자소자 |
JP2012119664A (ja) | 2010-11-12 | 2012-06-21 | Kobe Steel Ltd | 配線構造 |
TWI562379B (en) | 2010-11-30 | 2016-12-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
KR102505248B1 (ko) | 2010-12-03 | 2023-03-03 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 산화물 반도체막 및 반도체 장치 |
JP2012160679A (ja) | 2011-02-03 | 2012-08-23 | Sony Corp | 薄膜トランジスタ、表示装置および電子機器 |
JP5615744B2 (ja) | 2011-03-14 | 2014-10-29 | 富士フイルム株式会社 | 電界効果型トランジスタ、表示装置、センサ及び電界効果型トランジスタの製造方法 |
US20120298999A1 (en) | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US8435832B2 (en) * | 2011-05-26 | 2013-05-07 | Cbrite Inc. | Double self-aligned metal oxide TFT |
KR20120138074A (ko) * | 2011-06-14 | 2012-12-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터, 및 박막 트랜지스터 표시판과 이들을 제조하는 방법 |
KR20190039345A (ko) | 2011-06-17 | 2019-04-10 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그의 제조 방법 |
US9166055B2 (en) | 2011-06-17 | 2015-10-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR20130007426A (ko) | 2011-06-17 | 2013-01-18 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
US8952377B2 (en) | 2011-07-08 | 2015-02-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US9385238B2 (en) | 2011-07-08 | 2016-07-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Transistor using oxide semiconductor |
US9214474B2 (en) | 2011-07-08 | 2015-12-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
US8748886B2 (en) | 2011-07-08 | 2014-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
JP5679933B2 (ja) | 2011-08-12 | 2015-03-04 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタ及びその製造方法、表示装置、イメージセンサー、x線センサー並びにx線デジタル撮影装置 |
JP5052693B1 (ja) | 2011-08-12 | 2012-10-17 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタ及びその製造方法、表示装置、イメージセンサー、x線センサー並びにx線デジタル撮影装置 |
KR102108572B1 (ko) | 2011-09-26 | 2020-05-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제작 방법 |
KR102504604B1 (ko) | 2011-09-29 | 2023-02-27 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
US9419146B2 (en) * | 2012-01-26 | 2016-08-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
WO2013154195A1 (en) | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
KR20230104756A (ko) * | 2012-05-10 | 2023-07-10 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
US8994891B2 (en) * | 2012-05-16 | 2015-03-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and touch panel |
KR102071545B1 (ko) | 2012-05-31 | 2020-01-30 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
KR102119914B1 (ko) | 2012-05-31 | 2020-06-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
KR102099261B1 (ko) | 2012-08-10 | 2020-04-09 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
US9929276B2 (en) | 2012-08-10 | 2018-03-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR102220279B1 (ko) * | 2012-10-19 | 2021-02-24 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 산화물 반도체막을 포함하는 다층막 및 반도체 장치의 제작 방법 |
TWI782259B (zh) | 2012-10-24 | 2022-11-01 | 日商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 |
US9287411B2 (en) | 2012-10-24 | 2016-03-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR102279459B1 (ko) | 2012-10-24 | 2021-07-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
DE112013005331T5 (de) | 2012-11-08 | 2015-11-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Metalloxidfilm und Verfahren zur Bildung eines Metalloxidfilms |
JP2014135478A (ja) * | 2012-12-03 | 2014-07-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
US9905585B2 (en) * | 2012-12-25 | 2018-02-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising capacitor |
JP6329762B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2018-05-23 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US9391096B2 (en) * | 2013-01-18 | 2016-07-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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 |
US8981374B2 (en) * | 2013-01-30 | 2015-03-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
TWI618252B (zh) * | 2013-02-12 | 2018-03-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
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 |
JP6193786B2 (ja) | 2013-03-14 | 2017-09-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置及びその作製方法 |
US9368636B2 (en) * | 2013-04-01 | 2016-06-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a semiconductor device comprising a plurality of oxide semiconductor layers |
TWI620324B (zh) * | 2013-04-12 | 2018-04-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
KR102222344B1 (ko) * | 2013-05-02 | 2021-03-02 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
US10416504B2 (en) * | 2013-05-21 | 2019-09-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
JP6400336B2 (ja) * | 2013-06-05 | 2018-10-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US20150008428A1 (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
US9666697B2 (en) * | 2013-07-08 | 2017-05-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device including an electron trap layer |
JP6322503B2 (ja) * | 2013-07-16 | 2018-05-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US9374048B2 (en) * | 2013-08-20 | 2016-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Signal processing device, and driving method and program thereof |
US9443990B2 (en) * | 2013-08-26 | 2016-09-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device for adjusting threshold thereof |
US9293592B2 (en) * | 2013-10-11 | 2016-03-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
DE102014220672A1 (de) * | 2013-10-22 | 2015-05-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Halbleitervorrichtung |
-
2014
- 2014-04-08 US US14/247,676 patent/US10304859B2/en active Active
- 2014-04-09 KR KR1020140042336A patent/KR102211651B1/ko active IP Right Grant
- 2014-04-09 JP JP2014079863A patent/JP6193796B2/ja active Active
-
2017
- 2017-08-10 JP JP2017155188A patent/JP6363279B2/ja active Active
-
2018
- 2018-06-27 JP JP2018122149A patent/JP6549290B2/ja active Active
-
2019
- 2019-05-23 US US16/420,858 patent/US11063066B2/en active Active
- 2019-06-26 JP JP2019118881A patent/JP6733012B2/ja active Active
-
2020
- 2020-07-08 JP JP2020117476A patent/JP6966605B2/ja active Active
-
2021
- 2021-01-28 KR KR1020210012299A patent/KR102358482B1/ko active IP Right Grant
- 2021-07-08 US US17/370,075 patent/US11843004B2/en active Active
- 2021-10-21 JP JP2021172217A patent/JP7202436B2/ja active Active
-
2022
- 2022-01-27 KR KR1020220012360A patent/KR102428373B1/ko active IP Right Grant
- 2022-07-28 KR KR1020220094075A patent/KR102536313B1/ko active IP Right Grant
- 2022-12-23 JP JP2022206437A patent/JP2023029444A/ja active Pending
-
2023
- 2023-05-19 KR KR1020230065077A patent/KR102616275B1/ko active IP Right Grant
- 2023-12-07 US US18/531,767 patent/US20240105734A1/en active Pending
- 2023-12-15 KR KR1020230183588A patent/KR20230174206A/ko not_active Application Discontinuation
-
2024
- 2024-02-27 JP JP2024027587A patent/JP2024069258A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7202436B2 (ja) | 2023-01-11 |
US11843004B2 (en) | 2023-12-12 |
KR20220019733A (ko) | 2022-02-17 |
KR20220110707A (ko) | 2022-08-09 |
KR20230174206A (ko) | 2023-12-27 |
KR102428373B1 (ko) | 2022-08-02 |
JP2023029444A (ja) | 2023-03-03 |
US20140306221A1 (en) | 2014-10-16 |
JP2018164107A (ja) | 2018-10-18 |
KR20230074457A (ko) | 2023-05-30 |
KR102358482B1 (ko) | 2022-02-08 |
JP6193796B2 (ja) | 2017-09-06 |
KR102211651B1 (ko) | 2021-02-04 |
JP2022009338A (ja) | 2022-01-14 |
JP6549290B2 (ja) | 2019-07-24 |
JP2024069258A (ja) | 2024-05-21 |
US10304859B2 (en) | 2019-05-28 |
KR102616275B1 (ko) | 2023-12-21 |
JP2020191453A (ja) | 2020-11-26 |
JP2017201725A (ja) | 2017-11-09 |
KR20210013751A (ko) | 2021-02-05 |
JP2019169739A (ja) | 2019-10-03 |
JP6363279B2 (ja) | 2018-07-25 |
US20190280020A1 (en) | 2019-09-12 |
JP6966605B2 (ja) | 2021-11-17 |
KR102536313B1 (ko) | 2023-05-26 |
US20240105734A1 (en) | 2024-03-28 |
US20210343754A1 (en) | 2021-11-04 |
KR20140123428A (ko) | 2014-10-22 |
JP2014220493A (ja) | 2014-11-20 |
US11063066B2 (en) | 2021-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6733012B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP7135173B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2023165982A (ja) | 半導体装置 | |
JP6347879B2 (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190725 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200529 |
|
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: 20200609 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200708 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6733012 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |