JP6928333B2 - 酸化物半導体薄膜、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法及びスパッタリングターゲット - Google Patents
酸化物半導体薄膜、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法及びスパッタリングターゲット Download PDFInfo
- Publication number
- JP6928333B2 JP6928333B2 JP2019554444A JP2019554444A JP6928333B2 JP 6928333 B2 JP6928333 B2 JP 6928333B2 JP 2019554444 A JP2019554444 A JP 2019554444A JP 2019554444 A JP2019554444 A JP 2019554444A JP 6928333 B2 JP6928333 B2 JP 6928333B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- less
- oxide semiconductor
- atomic
- atomic ratio
- 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
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 163
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 110
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 title claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 75
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 55
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 48
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 39
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 4
- IZQZNLBFNMTRMF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;phosphoric acid Chemical compound CC(O)=O.OP(O)(O)=O IZQZNLBFNMTRMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 84
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 77
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 70
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 67
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 63
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 24
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 23
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62222—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/086—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02565—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—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 adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—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
- H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
- H01L29/78618—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3286—Gallium oxides, gallates, indium oxides, indates, thallium oxides, thallates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc gallate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3293—Tin oxides, stannates or oxide forming salts thereof, e.g. indium tin oxide [ITO]
Description
(In+Sn)/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.36以上0.92以下、
Sn/(In+Sn)の原子比が0.02以上0.46以下、
Sn/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.01以上0.42以下、
Ti/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.01以上0.10以下である。
(In+Sn)/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.48以上0.72以下、
Sn/(In+Sn)の原子比が0.03以上0.29以下、
Sn/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.02以上0.21以下、
Ti/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.03以上0.10以下であってもよい。
これにより、10cm2/Vs以上の移動度を有する薄膜トランジスタを構成することができる。
また、60℃の温度下で、+30Vのゲート電圧を60分間印加し続ける試験の実施前後における閾値電圧の変化量は、0V以上2V以下である薄膜トランジスタを得ることができる。
あるいは、60℃の温度下で、−30Vのゲート電圧を60分間印加し続ける試験の実施前後における閾値電圧の変化量は、−2V以上0V以下である薄膜トランジスタを得ることができる。
ゲート電極の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜の上に前記活性層をスパッタリング法で形成し、
前記活性層を下地膜とする金属層を形成し、
前記金属層をウェットエッチング法でパターニングすることでソース電極及びドレイン電極を形成する。
[薄膜トランジスタ]
本実施形態の薄膜トランジスタ100は、ゲート電極11と、ゲート絶縁膜12と、活性層13と、ソース電極14Sと、ドレイン電極14Dとを有する。
続いて、活性層13を構成する酸化物半導体薄膜について説明する。
(In+Sn)/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比(In、Zn、Ti及びSnの総和に対するIn及びSnの和の原子比)は、0.36以上0.92以下である。
Sn/(In+Sn)の原子比(In及びSnの和に対するSnの原子比)は、0.02以上0.46以下である。
Sn/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比(In、Zn、Ti及びSnの総和に対するSnの原子比)は、0.01以上0.42以下である。
Ti/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比(In、Zn、Ti及びSnの総和に対するTiの原子比)は、0.01以上0.10以下である。
なお、組成の上限値及び下限値は、少数第3位を四捨五入した値である(以下同様)。
これにより、20cm2/Vs以上の移動度を有するトランジスタ特性を得ることができる。
また、60℃の温度下で、−30Vのゲート電圧を60分間印加し続ける試験の実施前後における閾値電圧の変化量は、−2V以上0V以下であった。
図2に示すように、In−Sn−Ti−Zn−SnO膜を活性層として用いた薄膜トランジスタの伝達特性を評価すると、In−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜及びIn−Ga−Zn−O系酸化物薄膜のそれと比較して、移動度及びオン/オフ電流比がいずれも高いことが確認される。
ここでは、ゲート電圧(Vg)が−15Vのときのドレイン電流(Id)をオフ電流、ゲート電圧(Vg)が+20Vのときのドレイン電流(Id)をオン電流とし、得られたオン電流のオフ電流に対する比をオン/オフ電流比とした。
本発明者らは、In−Ti−Zn−O系酸化物薄膜、In−Sn−Ti−Zn−O系酸化物薄膜、及び、In−Ga−Zn−O系酸化物半導体薄膜をスパッタ法でそれぞれ形成し、これらの膜を活性層として図1に示した構造の薄膜トランジスタを作製して、各トランジスタの伝達特性(移動度、閾値電圧、PBTS、NBTS)を評価した。さらに、上記酸化物半導体薄膜の膜特性(キャリア密度、ウェットエッチングレート)をそれぞれ評価した。
PBTS(ΔVth)は、60℃の温度下で、+30Vのゲート電圧を60分間印加した後の閾値電圧の変化量とした。
NBTS(ΔVth)は、60℃の温度下で、−30Vのゲート電圧を60分間印加した後の閾値電圧の変化量とした。
エッチングレートの測定には、成膜直後の酸化物半導体薄膜を40℃に管理した薬液(りんしょう酢酸系エッチング液)に浸漬するDip法を採用した。
In−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTiの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:48原子%、Zn:48原子%、Ti:4原子%であるIn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は12cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.4V、PBTS(Vth)は+3.2V、NBTS(Vth)は−0.1Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は5.1E+16(5.1×1016)/cm3、エッチングレートは4.7nm/secであった。
In−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTiの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:58原子%、Zn:38原子%、Ti:4原子%であるIn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は15cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.7V、PBTS(Vth)は+1.8V、NBTS(Vth)は−1.2Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は2.5E+17(2.5×1017)/cm3、エッチングレートは2.8nm/secであった。
In−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTiの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:85原子%、Zn:7原子%、Ti:8原子%であるIn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は50cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は−5.2V、PBTS(Vth)は+0.5V、NBTS(Vth)は−5.0Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は4.1E+19(4.1×1019)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTiの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:38原子%、Zn:58原子%、Ti:4原子%であるIn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は6cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.3V、PBTS(Vth)は+3.2V、NBTS(Vth)は−0.9Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は2.5E+16(2.5×1016)/cm3、エッチングレートは13.0nm/secであった。
In−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTiの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:17原子%、Zn:75原子%、Ti:8原子%であるIn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は5cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は2.8V、PBTS(Vth)は+4.5V、NBTS(Vth)は−0.5Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は4.0E+14(4.0×1014)/cm3、エッチングレートは15.0nm/secであった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:35原子%、Zn:60原子%、Ti:4原子%、Sn:1原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は10cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は1.8V、PBTS(Vth)は+1.8V、NBTS(Vth)は−0.4Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は3.5E+17(3.5×1017)/cm3、エッチングレートは10.0nm/secであった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:58原子%、Zn:37原子%、Ti:4原子%、Sn:1原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は17cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.7V、PBTS(Vth)は+0.9V、NBTS(Vth)は−1.2Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は5.6E+17(5.6×1017)/cm3、エッチングレートは2.6nm/secであった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:46原子%、Zn:48原子%、Ti:4原子%、Sn:2原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は20cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.9V、PBTS(Vth)は+1.5V、NBTS(Vth)は−0.6Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は4.2E+17(4.2×1017)/cm3、エッチングレートは3.0nm/secであった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:56原子%、Zn:39原子%、Ti:3原子%、Sn:2原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は21cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.8V、PBTS(Vth)は+1.2V、NBTS(Vth)は−1.0Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は3.5E+17(3.5×1017)/cm3、エッチングレートは2.2nm/secであった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:57原子%、Zn:35原子%、Ti:3原子%、Sn:5原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は23cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.6V、PBTS(Vth)は+1.0V、NBTS(Vth)は−0.7Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は5.6E+17(5.6×1017)/cm3、エッチングレートは1.0nm/secであった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:53原子%、Zn:30原子%、Ti:3原子%、Sn:14原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は26cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.3V、PBTS(Vth)は+0.7V、NBTS(Vth)は−0.2Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は2.5E+18(2.5×1018)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:52原子%、Zn:28原子%、Ti:3原子%、Sn:17原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は27cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.2V、PBTS(Vth)は+0.6V、NBTS(Vth)は−1.5Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は4.1E+18(4.1×1018)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:51原子%、Zn:25原子%、Ti:3原子%、Sn:21原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は28cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.1V、PBTS(Vth)は+0.6V、NBTS(Vth)は−2.0Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は4.0E+18(4.0×1018)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:51原子%、Zn:18原子%、Ti:10原子%、Sn:21原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は20cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は0.7V、PBTS(Vth)は+1.1V、NBTS(Vth)は−0.6Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は6.0E+17(6.0×1017)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:52原子%、Zn:5原子%、Ti:3原子%、Sn:40原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は29cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は−3.6V、PBTS(Vth)は+0.5V、NBTS(Vth)は−3.4Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は8.5E+18(8.5×1018)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:50原子%、Zn:4原子%、Ti:4原子%、Sn:42原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は32cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は−4.6V、PBTS(Vth)は+0.2V、NBTS(Vth)は、−4.8Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は6.0E+19(6.0×1019)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:63原子%、Zn:19原子%、Ti:4原子%、Sn:14原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は27cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は−0.8V、PBTS(Vth)は+0.6V、NBTS(Vth)は−2.2Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は5.2E+18(5.2×1018)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:54原子%、Zn:32原子%、Ti:1原子%、Sn:13原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は25cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は−4.1V、PBTS(Vth)は+1.1V、NBTS(Vth)は−4.2Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は2.8E+19(2.8×1019)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:53原子%、Zn:30原子%、Ti:10原子%、Sn:7原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は11cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は2.6V、PBTS(Vth)は+3.4V、NBTS(Vth)は−0.6Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は7.0E+16(7.0×1016)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Sn−Ti−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びTi、Snの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:40原子%、Zn:38原子%、Ti:12原子%、Sn:10原子%であるIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は8cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は2.8V、PBTS(Vth)は+3.1V、NBTS(Vth)は−0.7Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は3.8E+15(3.8×1016)/cm3、エッチングレートは0.1nm/sec未満(測定限界)であった。
In−Ga−Zn−Oターゲットを用いて、ガラス基板上に、In、Zn及びGaの合計量に占める各元素の原子比がそれぞれ、In:33原子%、Zn:33原子%、Ga:33原子%であるIn−Ga−Zn−O系酸化物半導体薄膜を作製した。
作製した酸化物半導体薄膜で構成された活性層を有する薄膜トランジスタの伝達特性を評価した結果、移動度は8cm2/Vs、閾値電圧(Vth)は3.6V、PBTS(Vth)は+6.3V、NBTS(Vth)は0.2Vであった。
上記酸化物半導体薄膜の膜特性を評価した結果、キャリア密度は5.7E+14(5.7×1014)/cm3、エッチングレートは5.3nm/secであった。
原子比1:(In+Sn)/(In+Zn+Ti+Sn)、
原子比2:Sn/(In+Sn)、
原子比3:Sn/(In+Zn+Ti+Sn)、
原子比4:Ti/(In+Zn+Ti+Sn)
移動度に関しては、サンプル1〜3では10cm2/Vs以上であったのに対して、サンプル4,5では、サンプル21(In−Ga−Zn−O系)の移動度よりも低い結果となった。
なお、Ti含有量が比較的高いサンプル20に係るIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜によれば、サンプル6〜19と比較して、移動度が低く、PBTSの劣化が大きかった。
これらサンプル8〜14に係るIn−Sn−Ti−Zn−O系酸化物半導体薄膜は、アニール後もアモルファスであることが確認された。酸化物半導体膜がアモルファス構造を有することで、結晶サイズや結晶粒界の制御が不要となる。このため、アモルファス構造の酸化物半導体膜を活性層として備える薄膜トランジスタにおいては、移動度のばらつきが少なく、大面積化が容易になるという利点がある。
活性層がアモルファスか否かは、X線回折パターンや電子線回折パターン等によって評価することができる。
11…ゲート電極
12…ゲート絶縁膜
13…活性層
14S…ソース電極
14D…ドレイン電極
15…保護膜
Claims (6)
- In、Zn、Ti及びSnを含む酸化物半導体で構成され、
In/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.46以上、
(In+Sn)/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.48以上0.72以下、
Sn/(In+Sn)の原子比が0.03以上0.29以下、
Sn/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.02以上0.21以下、
Ti/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.03以上0.10以下、
キャリア密度が3.5×1017/cm3以上4.1×1018/cm3以下、
移動度が20cm2/Vs以上であり、
りんしょう酢酸系エッチング液に対するエッチングレートが3nm/sec以下である
酸化物半導体薄膜。 - In、Zn、Ti及びSnを含む酸化物半導体で構成され、In/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.46以上、(In+Sn)/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.48以上0.72以下、Sn/(In+Sn)の原子比が0.03以上0.29以下、Sn/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.02以上0.21以下、Ti/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.03以上0.10以下、キャリア密度が3.5×1017/cm3以上4.1×1018/cm3以下、移動度が20cm2/Vs以上であり、りんしょう酢酸系エッチング液に対するエッチングレートが3nm/sec以下である酸化物半導体薄膜からなる活性層を具備し、
移動度が20cm2/Vs以上である
薄膜トランジスタ。 - 請求項2に記載の薄膜トランジスタであって、
60℃の温度下で、+30Vのゲート電圧を60分間印加し続ける試験の実施前後における閾値電圧の変化量は、0V以上2V以下である
薄膜トランジスタ。 - 請求項2又は3に記載の薄膜トランジスタであって、
60℃の温度下で、−30Vのゲート電圧を60分間印加し続ける試験の実施前後における閾値電圧の変化量は、−2V以上0V以下である
薄膜トランジスタ。 - In、Zn、Ti及びSnを含む酸化物半導体で構成され、In/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.46以上、(In+Sn)/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.48以上0.72以下、Sn/(In+Sn)の原子比が0.03以上0.29以下、Sn/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.02以上0.21以下、Ti/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.03以上0.10以下、キャリア密度が3.5×1017/cm3以上4.1×1018/cm3以下であり、りんしょう酢酸系エッチング液に対するエッチングレートが3nm/sec以下である酸化物半導体薄膜からなる活性層を具備する薄膜トランジスタの製造方法であって、
ゲート電極の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜の上に前記活性層をスパッタリング法で形成し、
前記活性層を下地膜とする金属層を形成し、
前記金属層をウェットエッチング法でパターニングすることでソース電極及びドレイン電極を形成する
薄膜トランジスタの製造方法。 - In、Zn、Ti及びSnを含む酸化物半導体で構成され、In/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.46以上、(In+Sn)/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.48以上0.72以下、Sn/(In+Sn)の原子比が0.03以上0.29以下、Sn/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.02以上0.21以下、Ti/(In+Zn+Ti+Sn)の原子比が0.03以上0.10以下、キャリア密度が3.5×1017/cm3以上4.1×1018/cm3以下であり、りんしょう酢酸系エッチング液に対するエッチングレートが3nm/sec以下である酸化物半導体薄膜を形成するためのスパッタリングターゲット。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017222524 | 2017-11-20 | ||
JP2017222524 | 2017-11-20 | ||
PCT/JP2018/042698 WO2019098369A1 (ja) | 2017-11-20 | 2018-11-19 | 酸化物半導体薄膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019098369A1 JPWO2019098369A1 (ja) | 2020-11-19 |
JP6928333B2 true JP6928333B2 (ja) | 2021-09-01 |
Family
ID=66540257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019554444A Active JP6928333B2 (ja) | 2017-11-20 | 2018-11-19 | 酸化物半導体薄膜、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法及びスパッタリングターゲット |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200357924A1 (ja) |
JP (1) | JP6928333B2 (ja) |
KR (1) | KR102376258B1 (ja) |
CN (1) | CN111373514A (ja) |
TW (1) | TWI776995B (ja) |
WO (1) | WO2019098369A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11800729B2 (en) * | 2018-09-04 | 2023-10-24 | Sony Corporation | Imaging element, stacked imaging element, and solid-state imaging device |
TWI785545B (zh) * | 2021-03-19 | 2022-12-01 | 優貝克科技股份有限公司 | 工序簡化的透明薄膜電晶體的製法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009031750A (ja) | 2007-06-28 | 2009-02-12 | Fujifilm Corp | 有機el表示装置およびその製造方法 |
CN102132414B (zh) * | 2008-08-27 | 2013-05-22 | 出光兴产株式会社 | 场效应型晶体管、其制造方法和溅射靶 |
WO2010092810A1 (ja) | 2009-02-13 | 2010-08-19 | 株式会社アルバック | トランジスタの製造方法、トランジスタ及びスパッタリングターゲット |
JP2010222214A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 金属酸化物薄膜及びその製造方法 |
JP5168599B2 (ja) | 2010-03-31 | 2013-03-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
JP6006202B2 (ja) * | 2011-05-10 | 2016-10-12 | 出光興産株式会社 | In2O3−SnO2−ZnO系スパッタリングターゲット |
KR20140086954A (ko) * | 2011-10-28 | 2014-07-08 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
JP2014111818A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-06-19 | Idemitsu Kosan Co Ltd | スパッタリングターゲット、酸化物半導体薄膜及びそれらの製造方法 |
JP2014222690A (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | 出光興産株式会社 | 半導体装置 |
JP2014229666A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 出光興産株式会社 | 薄膜トランジスタ |
JP6519073B2 (ja) * | 2014-12-03 | 2019-05-29 | 株式会社Joled | 薄膜トランジスタ及びその製造方法、並びに、表示装置 |
JP6613314B2 (ja) * | 2015-11-25 | 2019-11-27 | 株式会社アルバック | 薄膜トランジスタ、酸化物半導体膜及びスパッタリングターゲット |
JP6601199B2 (ja) | 2015-12-11 | 2019-11-06 | Tdk株式会社 | 透明導電体 |
JP6907512B2 (ja) * | 2015-12-15 | 2021-07-21 | 株式会社リコー | 電界効果型トランジスタの製造方法 |
KR102358088B1 (ko) * | 2016-04-13 | 2022-02-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 상기 반도체 장치를 포함하는 표시 장치 |
TWI720097B (zh) * | 2016-07-11 | 2021-03-01 | 日商半導體能源硏究所股份有限公司 | 濺射靶材及濺射靶材的製造方法 |
-
2018
- 2018-11-19 WO PCT/JP2018/042698 patent/WO2019098369A1/ja active Application Filing
- 2018-11-19 KR KR1020207014695A patent/KR102376258B1/ko active IP Right Grant
- 2018-11-19 US US16/761,101 patent/US20200357924A1/en not_active Abandoned
- 2018-11-19 CN CN201880074511.4A patent/CN111373514A/zh active Pending
- 2018-11-19 JP JP2019554444A patent/JP6928333B2/ja active Active
- 2018-11-20 TW TW107141216A patent/TWI776995B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102376258B1 (ko) | 2022-03-17 |
WO2019098369A1 (ja) | 2019-05-23 |
JPWO2019098369A1 (ja) | 2020-11-19 |
CN111373514A (zh) | 2020-07-03 |
KR20200066372A (ko) | 2020-06-09 |
TW201930195A (zh) | 2019-08-01 |
TWI776995B (zh) | 2022-09-11 |
US20200357924A1 (en) | 2020-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11367793B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US10290742B2 (en) | Semiconductor device including oxide semiconductor layer | |
JP5213458B2 (ja) | アモルファス酸化物及び電界効果型トランジスタ | |
JP5657433B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタ、表示装置、センサ及びx線デジタル撮影装置 | |
KR20100027377A (ko) | 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 | |
US10461100B2 (en) | Display device having a different type of oxide semiconductor transistor | |
JP6895544B2 (ja) | 酸化物半導体薄膜、薄膜トランジスタおよびその製造方法、ならびにスパッタリングターゲット | |
JP6928333B2 (ja) | 酸化物半導体薄膜、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法及びスパッタリングターゲット | |
JP2012099661A (ja) | 酸化物半導体の製造方法 | |
JP7080842B2 (ja) | 薄膜トランジスタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210218 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210309 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210525 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210525 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20210604 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20210608 |
|
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: 20210629 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20210727 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210727 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6928333 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |