JPWO2009031381A1 - Method for producing metal oxide semiconductor, and thin film transistor obtained by the method - Google Patents

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Abstract

本発明は、off電流等のばらつきを改善し、移動度を向上させ、TFT素子の安定化をもたらし、さらには樹脂基板上に連続的に塗布、印刷等の方法で形成を可能にすることで生産効率の向上とフレキシビリティを付与できる新しい金属酸化物半導体の製造方法、及びこれを用いた薄膜トランジスタを提供する。本発明の金属酸化物半導体の製造方法は、基板上に、金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜を形成した後、該薄膜に対し、酸素の存在下で電磁波を照射することにより、金属酸化物半導体を製造することを特徴とする。The present invention improves variations in off current, etc., improves mobility, stabilizes TFT elements, and enables continuous formation on a resin substrate by a method such as coating and printing. A novel metal oxide semiconductor manufacturing method capable of improving production efficiency and flexibility, and a thin film transistor using the same. In the method for producing a metal oxide semiconductor according to the present invention, after a thin film containing a precursor of a metal oxide semiconductor is formed on a substrate, the thin film is irradiated with an electromagnetic wave in the presence of oxygen, thereby oxidizing the metal. It is characterized by manufacturing a physical semiconductor.

Description

本発明は、金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜を設け、該薄膜を酸化することにより得られる酸化物半導体薄膜の製造方法に関し、また酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an oxide semiconductor thin film obtained by providing a thin film containing a precursor of a metal oxide semiconductor and oxidizing the thin film, and also relates to a thin film transistor using the oxide semiconductor.

金属膜を酸化し金属酸化物半導体膜に変換する技術として、基板上に形成したCu、Zn、Al等の金属膜を、熱酸化やプラズマ酸化等により酸化し金属酸化物半導体膜に変換する試みがされている(例えば特許文献1)。ドーパントにIn等の記載もある。   As a technology to oxidize a metal film and convert it to a metal oxide semiconductor film, an attempt is made to oxidize a metal film such as Cu, Zn, or Al formed on a substrate by thermal oxidation or plasma oxidation to convert it into a metal oxide semiconductor film. (For example, Patent Document 1). There is a description such as In in the dopant.

また、有機金属を分解酸化(加熱、分解反応)することで、非晶質酸化物を形成するものも知られている(例えば特許文献2、3)。   In addition, it is also known that an amorphous oxide is formed by decomposing and oxidizing (heating, decomposition reaction) an organic metal (for example, Patent Documents 2 and 3).

さらに金属塩化物の塗布膜を熱変換して半導体活性層を形成する方法も報告されている(例えば、非特許文献1、2、特許文献4)。   Furthermore, methods for forming a semiconductor active layer by thermally converting a metal chloride coating film have been reported (for example, Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 4).

これらは、金属酸化物半導体の前駆体の酸化に、熱酸化、または、プラズマ酸化を用いている。しかしながら、通常の熱酸化法を用いる場合、300℃以上の非常に高い温度域で処理しているため、エネルギー効率が悪く、比較的長い処理時間を要してしまうことや、処理中の基板温度も処理温度と同じ温度まで上昇するため、軽く、フレキシビリティを有する樹脂基板などへの適用が困難となる。また、プラズマ酸化の場合は、非常に反応性の高いプラズマ空間で処理を行うために、薄膜トランジスタの製造プロセスにて、電極や絶縁膜などを劣化させ、移動度やoff電流(暗電流)が悪化するなどの問題が発生した。
特開平8−264794号公報 特開2003−179242号公報 特開2005−223231号公報 米国特許出願公開第2007/0184576号明細書 Electrochemical and Solid−State Letters,10(5)H135−H138(2007) Advanced Materials 2007,19,183−187
These use thermal oxidation or plasma oxidation for the oxidation of the precursor of the metal oxide semiconductor. However, when a normal thermal oxidation method is used, processing is performed in a very high temperature range of 300 ° C. or higher, so that energy efficiency is low, and a relatively long processing time is required, and the substrate temperature during processing Since the temperature rises to the same temperature as the processing temperature, it is difficult to apply it to a resin substrate that is light and flexible. In the case of plasma oxidation, since processing is performed in a very reactive plasma space, in the thin film transistor manufacturing process, electrodes and insulating films are deteriorated, and mobility and off current (dark current) deteriorate. A problem occurred.
JP-A-8-264794 JP 2003-179242 A JP 2005-223231 A US Patent Application Publication No. 2007/0184576 Electrochemical and Solid-State Letters, 10 (5) H135-H138 (2007) Advanced Materials 2007, 19, 183-187

本発明の目的は、off電流等のばらつきを改善し、移動度を向上させ、TFT素子の安定化をもたらし、さらには樹脂基板上に連続的に塗布、印刷等の方法で形成を可能にすることで生産効率の向上とフレキシビリティを付与できる新しい金属酸化物半導体の製造方法、及びこれを用いた薄膜トランジスタを提供することにある。   An object of the present invention is to improve variation in off current and the like, improve mobility, stabilize a TFT element, and further enable formation by a method such as continuous application and printing on a resin substrate. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new metal oxide semiconductor manufacturing method capable of improving production efficiency and flexibility, and a thin film transistor using the same.

本発明の上記課題は以下の手段により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following means.

1.基板上に、金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜を形成した後、該薄膜に対し、酸素の存在下で電磁波を照射することにより、金属酸化物半導体を製造することを特徴とする金属酸化物半導体の製造方法。   1. A metal oxide semiconductor characterized by producing a metal oxide semiconductor by forming a thin film containing a metal oxide semiconductor precursor on a substrate and then irradiating the thin film with electromagnetic waves in the presence of oxygen. A method for manufacturing a semiconductor.

2.金属酸化物半導体の前駆体がIn、Zn、Snのいずれかの元素を含むことを特徴とする前記1に記載の金属酸化物半導体の製造方法。   2. 2. The method for producing a metal oxide semiconductor according to 1 above, wherein the precursor of the metal oxide semiconductor contains any element of In, Zn, and Sn.

3.金属酸化物半導体の前駆体がGa、Alのいずれかを含むことを特徴とする前記1または2に記載の金属酸化物半導体の製造方法。   3. 3. The method for producing a metal oxide semiconductor as described in 1 or 2 above, wherein the precursor of the metal oxide semiconductor contains Ga or Al.

4.金属酸化物半導体の前駆体が、金属塩、金属ハロゲン化物、有機金属化合物のいずれかから選ばれることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。   4). 4. The method for producing a metal oxide semiconductor according to any one of 1 to 3, wherein the precursor of the metal oxide semiconductor is selected from any of a metal salt, a metal halide, and an organometallic compound.

5.金属酸化物半導体の前駆体が、金属塩であって、硝酸塩または酢酸塩から選ばれることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。   5. 5. The method for producing a metal oxide semiconductor according to any one of 1 to 4, wherein the precursor of the metal oxide semiconductor is a metal salt, and is selected from nitrate or acetate.

6.照射する電磁波がマイクロ波(周波数0.3〜30GHz)であることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。   6). 6. The method for producing a metal oxide semiconductor according to any one of 1 to 5, wherein the electromagnetic wave to be irradiated is a microwave (frequency: 0.3 to 30 GHz).

7.金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜を基板上に塗布により形成することを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。   7). 7. The method for producing a metal oxide semiconductor according to any one of 1 to 6, wherein a thin film containing a metal oxide semiconductor precursor is formed on a substrate by coating.

8.電磁波を照射した際、基板温度が50℃〜200℃、塗膜表面温度が200〜600℃になる様に電磁波の照射出力と照射時間とを調整することを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。   8). Any one of 1 to 7 above, wherein the irradiation output and the irradiation time of the electromagnetic wave are adjusted so that the substrate temperature becomes 50 ° C. to 200 ° C. and the coating film surface temperature becomes 200 to 600 ° C. when the electromagnetic wave is irradiated. A method for producing a metal oxide semiconductor according to claim 1.

9.前記1〜8のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法により製造された酸化物半導体薄膜を活性層に用いることを特徴とする薄膜トランジスタ。   9. 9. A thin film transistor using an oxide semiconductor thin film manufactured by the method for manufacturing a metal oxide semiconductor according to any one of 1 to 8 as an active layer.

TFT素子の安定化をもたらし、移動度が高く、off電流が小さいTFT素子を得ることができる。また、印刷、塗布などのプロセスにより製造でき生産効率の向上をもたらすことができる。   The TFT element is stabilized, and a TFT element with high mobility and low off current can be obtained. Moreover, it can manufacture by processes, such as printing and application | coating, and can bring about the improvement of production efficiency.

薄膜トランジスタの構成例を幾つかを示す断面図である。It is sectional drawing which shows some structural examples of a thin-film transistor. 薄膜トランジスタシートの一例の概略の等価回路図である。It is a schematic equivalent circuit diagram of an example of a thin-film transistor sheet. 薄膜トランジスタ作製工程の模式図を示す。The schematic diagram of a thin-film transistor manufacturing process is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体層
2 ソース電極
3 ドレイン電極
4 ゲート電極
5 絶縁層
10 薄膜トランジスタシート
11 ゲートバスライン
12 ソースバスライン
14 薄膜トランジスタ素子
15 蓄積コンデンサ
16 出力素子
17 垂直駆動回路
18 水平駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor layer 2 Source electrode 3 Drain electrode 4 Gate electrode 5 Insulating layer 10 Thin-film transistor sheet 11 Gate bus line 12 Source bus line 14 Thin-film transistor element 15 Storage capacitor 16 Output element 17 Vertical drive circuit 18 Horizontal drive circuit

以下本発明を実施するための最良の形態について説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

本発明において半導体は金属酸化物であり、本発明は、金属酸化物半導体の前駆体となる金属酸化物の金属成分を含む薄膜を設けた後、該薄膜を酸素の存在下で電磁波を照射することにより酸化して、金属酸化物半導体の薄膜を得るものである。   In the present invention, the semiconductor is a metal oxide. In the present invention, after a thin film containing a metal component of a metal oxide serving as a precursor of a metal oxide semiconductor is provided, the thin film is irradiated with electromagnetic waves in the presence of oxygen. Thus, a metal oxide semiconductor thin film is obtained by oxidation.

本発明において金属酸化物半導体の前駆体としての金属原子含有化合物には、金属原子を含む、金属塩、金属ハロゲン化物、有機金属化合物を挙げることができる。   In the present invention, examples of the metal atom-containing compound as a precursor of the metal oxide semiconductor include metal salts, metal halides, and organometallic compounds containing metal atoms.

金属塩、金属酸化物、有機金属化合物、金属ハロゲン化物、金属水素化合物の金属としては、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等を挙げることができる。   Metals such as metal salts, metal oxides, organometallic compounds, metal halides, and metal hydrides include Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, and Mn. Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Ir, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Tl , Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and the like.

それらの金属塩のうち、インジウム、錫、亜鉛のいずれかを含むことが好ましく、それらを併用して混合させてもよい。   Among these metal salts, it is preferable to contain any of indium, tin, and zinc, and they may be used in combination.

また、その他の金属として、ガリウムまたはアルミニウムを含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable that a gallium or aluminum is included as another metal.

金属塩としては、硝酸塩、酢酸塩等を、ハロゲン化物としては塩化物、ヨウ化物、臭化物等を好適に用いることができる。   As metal salts, nitrates, acetates and the like can be suitably used, and as halides, chlorides, iodides, bromides and the like can be suitably used.

有機金属化合物としては、下記の一般式(I)で示すものが挙げられる。   Examples of the organometallic compound include those represented by the following general formula (I).

一般式(I) R MR
式中、Mは金属、Rはアルキル基、Rはアルコキシ基、Rはβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基であり、金属Mの価数をmとした場合、x+y+z=mであり、x=0〜m、またはx=0〜m−1であり、y=0〜m、z=0〜mで、いずれも0または正の整数である。Rのアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げることができる。Rのアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、3,3,3−トリフルオロプロポキシ基等を挙げることができる。またアルキル基の水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。Rのβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基としては、β−ジケトン錯体基として、例えば、2,4−ペンタンジオン(アセチルアセトンあるいはアセトアセトンともいう)、1,1,1,5,5,5−ヘキサメチル−2,4−ペンタンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、1,1,1−トリフルオロ−2,4−ペンタンジオン等を挙げることができ、β−ケトカルボン酸エステル錯体基として、例えばアセト酢酸メチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、アセト酢酸プロピルエステル、トリメチルアセト酢酸エチル、トリフルオロアセト酢酸メチル等を挙げることができ、β−ケトカルボン酸として、例えば、アセト酢酸、トリメチルアセト酢酸等を挙げることができ、またケトオキシとして、例えば、アセトオキシ基(またはアセトキシ基)、プロピオニルオキシ基、ブチリロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等を挙げることができる。これらの基の炭素原子数は18以下が好ましい。また直鎖または分岐のもの、また水素原子をフッ素原子にしたものでもよい。有機金属化合物のなかでは、分子内に少なくとも1つ以上の酸素を有するものが好ましい。このようなものとしてRのアルコキシ基を少なくとも1つを含有する有機金属化合物、またRのβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基およびケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基を少なくとも1つ有する金属化合物が最も好ましい。金属塩のなかでは、硝酸塩が好ましい。硝酸塩は高純度品が入手しやすく、また使用時の媒体として好ましい水に対する溶解度が高い。硝酸塩としては、硝酸インジウム、硝酸錫、硝酸亜鉛、硝酸ガリウム等が挙げられる。
Formula (I) R 1 x MR 2 y R 3 z
In the formula, M is a metal, R 1 is an alkyl group, R 2 is an alkoxy group, R 3 is a β-diketone complex group, a β-ketocarboxylic acid ester complex group, a β-ketocarboxylic acid complex group, and a ketooxy group (ketooxy complex group). X + y + z = m, x = 0 to m, or x = 0 to m−1, and y = 0 to m, z = 0. ~ M, each of which is 0 or a positive integer. Examples of the alkyl group for R 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the alkoxy group for R 2 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, and a 3,3,3-trifluoropropoxy group. Moreover, the hydrogen atom of the alkyl group may be substituted with a fluorine atom. Examples of the group selected from the β-diketone complex group, the β-ketocarboxylic acid ester complex group, the β-ketocarboxylic acid complex group, and the ketooxy group (ketooxy complex group) of R 3 include, for example, 2,4 -Pentanedione (also called acetylacetone or acetoacetone), 1,1,1,5,5,5-hexamethyl-2,4-pentanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione , 1,1,1-trifluoro-2,4-pentanedione and the like, as the β-ketocarboxylic acid ester complex group, for example, acetoacetic acid methyl ester, acetoacetic acid ethyl ester, acetoacetic acid propyl ester, trimethylacetate Examples thereof include ethyl acetate, methyl trifluoroacetoacetate and the like, and examples of β-ketocarboxylic acid include For example, acetoacetic acid, trimethylacetoacetic acid and the like can be mentioned, and examples of ketooxy include acetooxy group (or acetoxy group), propionyloxy group, butyryloxy group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group and the like. These groups preferably have 18 or less carbon atoms. Further, it may be linear or branched, or a hydrogen atom may be a fluorine atom. Among organometallic compounds, those having at least one oxygen in the molecule are preferable. As such, an organometallic compound containing at least one alkoxy group of R 2 , a β-diketone complex group, a β-ketocarboxylic acid ester complex group, a β-ketocarboxylic acid complex group and a ketooxy group (ketooxy group) of R 3 Most preferred are metal compounds having at least one group selected from (complex groups). Among the metal salts, nitrate is preferable. Nitrate is easily available as a high-purity product and has high solubility in water, which is preferable as a medium for use. Examples of nitrates include indium nitrate, tin nitrate, zinc nitrate, and gallium nitrate.

本発明の金属酸化物半導体の前駆体となる薄膜形成材料としては、金属原子含有化合物が好ましい。金属原子含有化合物としては、金属塩、有機金属化合物、金属ハロゲン化物、金属水素化合物等を挙げることができるが、特に好ましい有機金属化合物としては、前記一般式(I)で表される金属原子含有化合物が挙げられる。   A metal atom-containing compound is preferable as the thin film forming material that is a precursor of the metal oxide semiconductor of the present invention. Examples of the metal atom-containing compound include metal salts, organometallic compounds, metal halides, metal hydrogen compounds, and the like. Particularly preferred organometallic compounds include those containing the metal atom represented by the general formula (I). Compounds.

以上の前駆体のうち、好ましいのは、金属の硝酸塩、ハロゲン化物、アルコキシド類である。具体例としては、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウム、硝酸スズ、硝酸アルミニウム、塩化インジウム、塩化亜鉛、塩化スズ(2価)、塩化スズ(4価)、塩化ガリウム、塩化アルミニウム、トリ−i−プロポキシインジウム、ジエトキシ亜鉛、ビス(ジピバロイルメタナト)亜鉛、テトラエトキシスズ、テトラ−i−プロポキシスズ、トリ−i−プロポキシガリウム、トリ−i−プロポキシアルミニウムなどが挙げられる。   Of the above precursors, metal nitrates, halides, and alkoxides are preferable. Specific examples include indium nitrate, zinc nitrate, gallium nitrate, tin nitrate, aluminum nitrate, indium chloride, zinc chloride, tin chloride (divalent), tin chloride (tetravalent), gallium chloride, aluminum chloride, tri-i-. Examples include propoxyindium, diethoxyzinc, bis (dipivaloylmethanato) zinc, tetraethoxytin, tetra-i-propoxytin, tri-i-propoxygallium, and tri-i-propoxyaluminum.

(前駆体薄膜の成膜方法、パターン化方法)
これらの金属酸化物半導体の前駆体となる金属を含有する薄膜を形成するためには、公知の成膜法、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などを用いることができるが、本発明については金属塩、ハロゲン化物、有機金属化合物等を適切な溶媒に溶解した溶液を用いて基板上に連続的に塗設することで生産性を大幅に向上することができる。金属化合物としては、塩化物、硝酸塩、酢酸塩、金属アルコキシド等を用いることが溶解性の観点からより好ましい。
(Precursor thin film formation method, patterning method)
In order to form a thin film containing a metal as a precursor of these metal oxide semiconductors, a known film formation method, vacuum deposition method, molecular beam epitaxial growth method, ion cluster beam method, low energy ion beam method, ion A plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method, and the like can be used. In the present invention, a solution in which a metal salt, a halide, an organometallic compound, or the like is dissolved in an appropriate solvent is used on the substrate. Productivity can be greatly improved by coating continuously. As the metal compound, it is more preferable from the viewpoint of solubility to use chloride, nitrate, acetate, metal alkoxide and the like.

溶媒としては、水の他、用いる金属化合物を溶解するものであれば特に制限されるところではないが、水や、エタノール、プロパノール、エチレングリコールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル系、また、アセトニトリルなど、更に、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、o−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、m−クレゾール等の芳香族系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、トリデカンなどの脂肪族炭化水素溶媒、α−テルピネオール、また、クロロホルムや1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、N−メチルピロリドン、2硫化炭素等を好適に用いることができる。   The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the metal compound to be used in addition to water, but water, alcohols such as ethanol, propanol, and ethylene glycol, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, acetic acid, and the like. Esters such as methyl and ethyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, acetonitrile, and aromatic hydrocarbon solvents such as xylene and toluene, o-dichlorobenzene , Aromatic solvents such as nitrobenzene and m-cresol, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane and tridecane, α-terpineol, and halogenated alkyl solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane N- methylpyrrolidone, can be preferably used carbon disulfide and the like.

金属ハロゲン化物及び/又は金属アルコキシドを用いた場合には比較的極性の高い溶媒が好ましく、中でも沸点が100℃以下の水、エタノール、プロパノール等のアルコール類、アセトニトリル、またはこれらの混合物を用いると乾燥温度を低くする事ができため、樹脂基板に塗設することが可能となりより好ましい。   When a metal halide and / or metal alkoxide is used, a solvent having a relatively high polarity is preferable, and in particular, water having a boiling point of 100 ° C. or less, alcohols such as ethanol and propanol, acetonitrile, or a mixture thereof is dried. Since the temperature can be lowered, it is possible to coat the resin substrate, which is more preferable.

また、溶媒中に金属アルコキシドと種々のアルカノールアミン、α−ヒドロキシケトン、β−ジケトンなどの多座配位子であるキレート配位子を添加すると、金属アルコキシドを安定化したり、カルボン酸塩の溶解度を増加させる事ができ、悪影響が出ない範囲で添加することが好ましい。   Addition of metal alkoxide and various ligands such as alkanolamines, α-hydroxy ketones, β-diketones and other chelating ligands in the solvent stabilizes the metal alkoxide and the solubility of the carboxylate. It is preferable to add it in a range that does not cause adverse effects.

本発明において、薄膜形成材料を含有する液体を基材上に適用して、金属酸化物半導体の前駆体を含有する薄膜を形成する方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、ミスト法、など、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷法等、広い意味での塗布による方法が挙げられ、また、これによりパターン化する方法などが挙げられる。塗布膜からフォトリソグラフ法、レーザーアブレーションなどによりパターン化してもよい。これらのうち、好ましいのは薄膜の塗布が可能な、インクジェット法、スプレーコート法等である。   In the present invention, as a method of forming a thin film containing a metal oxide semiconductor precursor by applying a liquid containing a thin film forming material on a substrate, a spray coating method, a spin coating method, a blade coating method, Dip coating method, casting method, roll coating method, bar coating method, die coating method, mist method, etc., printing method such as relief printing, intaglio printing, lithographic printing, screen printing, ink jet, etc. Moreover, the method of patterning by this is mentioned. The coating film may be patterned by photolithography, laser ablation, or the like. Among these, the ink jet method, spray coating method, etc. which can apply | coat a thin film are preferable.

例えばインクジェット法を用いて成膜する場合、基板を50〜200℃程度に保持し、金属化合物溶液を滴下することで、溶媒が揮発して、金属酸化物の前駆体の薄膜が形成される。尚、基板温度は低すぎると、基板に塗布した液滴同士が結合しやすいため細かいパターンが描画し難く、高すぎると基板に液滴が着弾する前から溶媒の揮発が多くなり、膜形成に多量の溶液が必要になるため、50〜200℃程度に保持することが好ましい。   For example, when forming a film using an ink jet method, the substrate is kept at about 50 to 200 ° C., and the metal compound solution is dropped, whereby the solvent is volatilized and a thin film of a metal oxide precursor is formed. If the substrate temperature is too low, the droplets applied to the substrate are likely to combine with each other, making it difficult to draw a fine pattern.If the substrate temperature is too high, the solvent volatilizes before the droplets land on the substrate. Since a large amount of solution is required, it is preferable to hold at about 50 to 200 ° C.

(金属の組成比)
好ましい、金属の組成比としては、Inを1とした時、ZnSn1−y(ここにおいてyは0〜1の正数)は0.2〜5、好ましくは0.5〜2とする。さらにInを1とした時に、Gaの組成比は0.2〜5、好ましくは0.5〜2とする。
(Composition ratio of metal)
As a preferred metal composition ratio, when In is 1, Zn y Sn 1-y (where y is a positive number from 0 to 1 ) is 0.2 to 5, preferably 0.5 to 2. . Furthermore, when In is set to 1, the composition ratio of Ga is 0.2 to 5, preferably 0.5 to 2.

また、前駆体となる金属を含む薄膜の膜厚は1〜200nm、より好ましくは5〜100nmである。   Moreover, the film thickness of the thin film containing the metal used as a precursor is 1-200 nm, More preferably, it is 5-100 nm.

(マイクロ波の照射)
本発明においては、金属酸化物半導体の前駆体となる金属の材料から形成された薄膜を酸化する方法として、酸素の存在下でのマイクロ波照射を用いる。
(Microwave irradiation)
In the present invention, microwave irradiation in the presence of oxygen is used as a method for oxidizing a thin film formed from a metal material which is a precursor of a metal oxide semiconductor.

即ち、これらの金属酸化物半導体の前駆体となる金属を含む薄膜を形成した後、該薄膜に対し、酸素の存在下で電磁波、特にマイクロ波(周波数0.3〜30GHz)を照射することにより、薄膜自身を内部から発熱させ結果的に薄膜部のみを選択的に加熱することで、金属酸化物半導体を製造する。   That is, after forming a thin film containing a metal as a precursor of these metal oxide semiconductors, the thin film is irradiated with electromagnetic waves, particularly microwaves (frequency 0.3 to 30 GHz) in the presence of oxygen. The metal oxide semiconductor is manufactured by heating the thin film itself from the inside and consequently selectively heating only the thin film portion.

本発明においては、形成したこれらの金属酸化物半導体の前駆体となる金属を含む薄膜にマイクロ波を照射することで、金属酸化物前駆体中の電子が振動し、ジュール熱が発生して薄膜が内部から、かつ均一に加熱される。一方で、ガラスや樹脂を基板として用いた場合、マイクロ波領域に吸収が殆ど無いため、基板自体は殆ど発熱せずに薄膜部のみを選択的に加熱することが可能となる。   In the present invention, by irradiating the formed thin film containing a metal which is a precursor of these metal oxide semiconductors with microwaves, electrons in the metal oxide precursor vibrate and Joule heat is generated to generate the thin film. Is heated from the inside and uniformly. On the other hand, when glass or resin is used as the substrate, since there is almost no absorption in the microwave region, the substrate itself hardly generates heat and only the thin film portion can be selectively heated.

更に、セラミクス等のマイクロ波加熱においては一般的な様に、マイクロ波吸収は吸収が強い物質に集中し、尚且つ非常に短時間で500〜600℃まで昇温することが可能なため、本発明の構成にこの方法を用いた場合に、基材自身には殆ど電磁波による加熱の影響を与えず、短時間で前駆体薄膜のみを酸化反応が起きる温度まで昇温でき、金属酸化物前駆体を金属酸化物に変換することが可能となる。また、加熱温度、加熱時間は照射するマイクロ波の出力、照射時間で制御することが可能であり、前駆体材料、基板材料に合わせて調整する事が可能である。   Further, as is generally the case with microwave heating such as ceramics, microwave absorption concentrates on strongly absorbing substances and can be heated to 500-600 ° C. in a very short time. When this method is used in the configuration of the invention, the base material itself is hardly affected by heating by electromagnetic waves, and only the precursor thin film can be heated up to a temperature at which an oxidation reaction occurs in a short time, and the metal oxide precursor Can be converted into a metal oxide. Further, the heating temperature and the heating time can be controlled by the output of the microwave to be irradiated and the irradiation time, and can be adjusted according to the precursor material and the substrate material.

また、金属酸化物前駆体を含む薄膜は、形成後、マイクロ波照射の前に、例えば、酸素プラズマ、UVオゾン洗浄などのドライ洗浄プロセスによって洗浄し、薄膜中及び薄膜表面に存在し不純物の原因となる有機物を分解、洗浄して、金属成分以外の有機物を排除しておくことも好ましい。   In addition, a thin film containing a metal oxide precursor is cleaned by a dry cleaning process such as oxygen plasma or UV ozone cleaning after formation and before microwave irradiation, and is present in the thin film and on the surface of the thin film. It is also preferable to decompose and wash the organic matter to be removed to exclude organic matters other than the metal component.

一般的に、マイクロ波とは0.3〜30GHzの周波数を持つ電磁波の事を指し、携帯通信で用いられる0.8MHz及び1.5GHz帯、2GHz帯、アマチュア無線、航空機レーダー等で用いられる1.2GHz帯、電子レンジ、構内無線、VICS等で用いられる2.4GHz帯、船舶レーダー等に用いられる3GHz帯、その他ETCの通信に用いられる5.6GHzなどは全てマイクロ波の範疇に入る電磁波である。   In general, the microwave refers to an electromagnetic wave having a frequency of 0.3 to 30 GHz, and is used in 0.8 MHz and 1.5 GHz band, 2 GHz band, amateur radio, aircraft radar, etc. used in mobile communication. .2 GHz band, microwave oven, local radio, 2.4 GHz band used for VICS, 3 GHz band used for ship radar, etc., and 5.6 GHz used for other ETC communications are all electromagnetic waves in the microwave category. is there.

セラミクスの分野ではこの様な電磁波を焼結に利用する事が既に公知となっている。磁性を含む材料に電磁波を照射すると、その物質の複素透磁率の損失部の大きさに応じて発熱することを利用し、短時間で均一に、かつ高温にすることができる。一方で、金属にマイクロ波を照射すると自由電子が高い周波数で運動を始めるためアーク放電が発生し、加熱できないことも良く知られている。   In the field of ceramics, it is already known to use such electromagnetic waves for sintering. When a material containing magnetism is irradiated with an electromagnetic wave, heat can be generated in accordance with the size of the loss portion of the complex permeability of the substance, and the temperature can be increased uniformly and in a short time. On the other hand, it is well known that when a metal is irradiated with microwaves, free electrons start to move at a high frequency, so that arc discharge occurs and heating cannot be performed.

この様な技術背景をもとに、発明者らが鋭意検討した結果、本発明の金属酸化物半導体の前駆体は、セラミクスと同様に選択的に短時間で均一に、かつ高温まで加熱できることを見出した。セラミクスの分野と異なるのは、本発明の材料は磁性を殆どもたないため、ジュール損失及び/又は誘電損失という電子及び/又は双極子運動に関連する損失成分が発熱の主因となっていると考えられるが、金属イオン含有溶液を塗布/乾燥したのみの薄膜でこのような現象が起こる理由は、明らかではない。   Based on such a technical background, the inventors have intensively studied and found that the precursor of the metal oxide semiconductor of the present invention can be selectively heated uniformly to a high temperature in a short time like ceramics. I found it. Unlike the field of ceramics, since the material of the present invention has almost no magnetism, the loss component related to electron and / or dipole motion such as Joule loss and / or dielectric loss is the main cause of heat generation. It is conceivable that the reason why such a phenomenon occurs in a thin film that has only been coated / dried with a metal ion-containing solution is not clear.

すなわち、本発明の金属酸化物の前駆体を含む薄膜を酸素の存在下で、マイクロ波を照射する方法は、短時間で選択的に酸化反応を進行させる方法である。但し、熱伝導により少なからず基材にも熱が伝わるため、特に樹脂基板の様な耐熱性の低い基材の場合は、マイクロ波の出力、照射時間、さらには照射回数を制御する事で基板温度が50℃〜200℃、前駆体を含有する薄膜の表面温度が200〜600℃になる様に処理することが好ましい。薄膜表面の温度、基板の温度等は熱電対を用いた表面温度計により測定できる。   That is, the method of irradiating the thin film containing the metal oxide precursor of the present invention with microwaves in the presence of oxygen is a method in which the oxidation reaction is selectively advanced in a short time. However, heat is transferred to the base material due to heat conduction, so in the case of a base material with low heat resistance such as a resin substrate, the substrate can be controlled by controlling the microwave output, irradiation time, and the number of times of irradiation. It is preferable to perform the treatment so that the temperature is 50 to 200 ° C. and the surface temperature of the thin film containing the precursor is 200 to 600 ° C. The surface temperature of the thin film, the temperature of the substrate, etc. can be measured with a surface thermometer using a thermocouple.

(非晶質酸化物)
形成される金属酸化物半導体としては、単結晶、多結晶、非晶質のいずれの状態も使用可能だが、好ましくは非晶質の薄膜を用いる。
(Amorphous oxide)
As the metal oxide semiconductor to be formed, any state of single crystal, polycrystal, and amorphous can be used, but an amorphous thin film is preferably used.

金属酸化物半導体の前駆体となる金属化合物材料から形成された、本発明に係る金属酸化物である非晶質酸化物の電子キャリア濃度は1018/cm未満が実現されていればよい。電子キャリア濃度は室温で測定する場合の値である。室温とは、例えば25℃であり、具体的には0℃から40℃程度の範囲から適宜選択されるある温度である。なお、本発明に係るアモルファス酸化物の電子キャリア濃度は、0℃から40℃の範囲全てにおいて、1018/cm未満を充足する必要はない。例えば、25℃において、キャリア電子密度1018/cm未満が実現されていればよい。また、電子キャリア濃度をさらに下げ、1017/cm以下、より好ましくは1016/cm以下にするとノーマリーオフのTFTが歩留まり良く得られる。The electron carrier concentration of an amorphous oxide, which is a metal oxide according to the present invention, formed from a metal compound material that is a precursor of a metal oxide semiconductor only needs to be less than 10 18 / cm 3 . The electron carrier concentration is a value when measured at room temperature. The room temperature is, for example, 25 ° C., specifically, a certain temperature appropriately selected from a range of about 0 ° C. to 40 ° C. Note that the electron carrier concentration of the amorphous oxide according to the present invention does not need to satisfy less than 10 18 / cm 3 in the entire range of 0 ° C. to 40 ° C. For example, a carrier electron density of less than 10 18 / cm 3 may be realized at 25 ° C. Further, when the electron carrier concentration is further reduced to 10 17 / cm 3 or less, more preferably 10 16 / cm 3 or less, a normally-off TFT can be obtained with a high yield.

電子キャリア濃度の測定は、ホール効果測定により求めることができる。   The electron carrier concentration can be measured by Hall effect measurement.

金属酸化物である半導体の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、半導体膜の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、半導体により異なるが、一般に1μm以下、特に10〜300nmが好ましい。   The film thickness of the semiconductor that is a metal oxide is not particularly limited, but the characteristics of the obtained transistor are often greatly influenced by the film thickness of the semiconductor film, and the film thickness varies depending on the semiconductor. Generally, 1 μm or less, particularly 10 to 300 nm is preferable.

本発明においては、前駆体材料、組成比、製造条件などを制御して、例えば、電子キャリア濃度を、1012/cm以上1018/cm未満とする。より好ましくは1013/cm以上1017/cm以下、さらには1015/cm以上1016/cm以下の範囲にすることが好ましいものである。In the present invention, the precursor material, composition ratio, production conditions, etc. are controlled so that, for example, the electron carrier concentration is 10 12 / cm 3 or more and less than 10 18 / cm 3 . More preferably, it is in the range of 10 13 / cm 3 or more and 10 17 / cm 3 or less, and more preferably 10 15 / cm 3 or more and 10 16 / cm 3 or less.

本発明に係る金属酸化物半導体薄膜は、電界効果薄膜トランジスタ(TFT)に用いることができる。   The metal oxide semiconductor thin film according to the present invention can be used for a field effect thin film transistor (TFT).

以下、薄膜トランジスタを構成する各要素について説明する。   Hereinafter, each element constituting the thin film transistor will be described.

(電極)
本発明において、TFT素子を構成するソース電極、ドレイン電極、ゲート電極等の電極に用いられる導電性材料としては、電極として実用可能なレベルでの導電性があればよく、特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ(ITO)、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム混合物、リチウム/アルミニウム混合物等が用いられる。
(electrode)
In the present invention, the conductive material used for the electrodes such as the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode constituting the TFT element is not particularly limited as long as it has conductivity at a practical level as an electrode. , Gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium, palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin / antimony oxide, indium / tin oxide ( ITO), fluorine-doped zinc oxide, zinc, carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and carbon paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium Sodium - potassium alloy, magnesium, lithium, aluminum, magnesium / copper mixture, a magnesium / silver mixture, a magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, a lithium / aluminum mixture, or the like is used.

また、導電性材料としては、導電性ポリマーや金属微粒子などを好適に用いることができる。金属微粒子を含有する分散物としては、例えば公知の導電性ペーストなどを用いても良いが、好ましくは、粒子径が1nm〜50nm、好ましくは1nm〜10nmの金属微粒子を含有する分散物である。金属微粒子から電極を形成するには、前述の方法を同様に用いることができ、金属微粒子の材料としては上記の金属を用いることができる。   Moreover, as a conductive material, a conductive polymer, metal fine particles, or the like can be suitably used. As the dispersion containing metal fine particles, for example, a known conductive paste may be used, but a dispersion containing metal fine particles having a particle diameter of 1 nm to 50 nm, preferably 1 nm to 10 nm is preferable. In order to form an electrode from metal fine particles, the above-described method can be used in the same manner, and the metal described above can be used as the material of the metal fine particles.

(電極等の形成方法)
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等により、レジストを形成しエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、金属微粒子を含有する分散液等を直接インクジェット法によりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや金属微粒子を含有する導電性インク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
(Method for forming electrodes, etc.)
As a method for forming an electrode, a method for forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method from a conductive thin film formed by using a method such as vapor deposition or sputtering using the above as a raw material, or a metal foil such as aluminum or copper There is a method in which a resist is formed and etched by thermal transfer, ink jet or the like. Alternatively, a conductive polymer solution or dispersion, a dispersion containing metal fine particles, or the like may be directly patterned by an ink jet method, or may be formed from a coating film by lithography or laser ablation. Further, a method of patterning a conductive ink or conductive paste containing a conductive polymer or metal fine particles by a printing method such as relief printing, intaglio printing, planographic printing, or screen printing can also be used.

ソース、ドレイン、あるいはゲート電極等の電極、またゲート、あるいはソースバスライン等を、エッチングまたはリフトオフ等感光性樹脂等を用いた金属薄膜のパターニングなしに形成する方法として、無電解メッキ法による方法が知られている。   As a method of forming an electrode such as a source, drain, or gate electrode, a gate, or a source bus line without patterning a metal thin film using a photosensitive resin such as etching or lift-off, there is a method by an electroless plating method. Are known.

無電解メッキ法による電極の形成方法に関しては、特開2004−158805号にも記載されたように、電極を設ける部分に、メッキ剤と作用して無電解メッキを生じさせるメッキ触媒を含有する液体を、例えば印刷法(インクジェット印刷含む。)によって、パターニングした後に、メッキ剤を、電極を設ける部分に接触させる。そうすると、前記触媒とメッキ剤との接触により前記部分に無電解メッキが施されて、電極パターンが形成されるというものである。   Regarding the method of forming an electrode by electroless plating, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-158805, a liquid containing a plating catalyst that causes electroless plating by acting with a plating agent on a portion where an electrode is provided After patterning, for example, by a printing method (including inkjet printing), a plating agent is brought into contact with a portion where an electrode is provided. If it does so, electroless plating will be performed to the said part by the contact of the said catalyst and a plating agent, and an electrode pattern will be formed.

無電解メッキの触媒と、メッキ剤の適用を逆にしてもよく、またパターン形成をどちらで行ってもよいが、メッキ触媒パターンを形成し、これにメッキ剤を適用する方法が好ましい。   The application of the electroless plating catalyst and the plating agent may be reversed, and the pattern formation may be performed either. However, a method of forming a plating catalyst pattern and applying the plating agent to this is preferable.

印刷法としては、例えば、スクリーン印刷、平版、凸版、凹版又インクジェット法による印刷などが用いられる。   As the printing method, for example, screen printing, planographic printing, letterpress printing, intaglio printing, printing by ink jet printing, or the like is used.

(素子構成)
図1に、本発明に係わる酸化物半導体薄膜を用いた、薄膜トランジスタ素子の代表的な素子構成を示す図である。
(Element structure)
FIG. 1 is a diagram showing a typical element configuration of a thin film transistor element using an oxide semiconductor thin film according to the present invention.

本発明に係わる酸化物半導体薄膜の製造方法により製造した半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタの構成例を幾つか断面図にて図1(a)〜(f)に示す。図1において、半導体薄膜は、ソース電極、ドレイン電極が、これをチャネルとして連結するよう構成されることが好ましい。   FIG. 1A to FIG. 1F are cross-sectional views showing several structural examples of a thin film transistor using a semiconductor thin film manufactured by the method for manufacturing an oxide semiconductor thin film according to the present invention. In FIG. 1, the semiconductor thin film is preferably configured such that a source electrode and a drain electrode are connected as a channel.

同図(a)は、支持体6上に金属箔等によりソース電極2、ドレイン電極3を形成し、これを基材(基板)として、本発明の方法により、両電極間に本発明の酸化物半導体薄膜からなる半導体層1を形成し、その上に絶縁層5を形成し、さらにその上にゲート電極4を形成して電界効果薄膜トランジスタを形成したものである。同図(b)は、半導体層1を、(a)では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極および支持体表面全体を覆う様に形成したものを表す。(c)は、支持体6上に先ず本発明の方法を用いて、半導体層1を形成し、その後ソース電極2、ドレイン電極3、絶縁層5、ゲート電極4を形成したものを表す。   In FIG. 5A, a source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed on a support 6 with a metal foil or the like, and this is used as a base material (substrate). A field effect thin film transistor is formed by forming a semiconductor layer 1 made of a thin semiconductor film, forming an insulating layer 5 thereon, and further forming a gate electrode 4 thereon. FIG. 2B shows the semiconductor layer 1 formed between the electrodes in FIG. 1A so as to cover the entire surface of the electrode and the support using a coating method or the like. (C) shows that the semiconductor layer 1 is first formed on the support 6 using the method of the present invention, and then the source electrode 2, the drain electrode 3, the insulating layer 5, and the gate electrode 4 are formed.

同図(d)は、支持体6上にゲート電極4を金属箔等で形成した後、絶縁層5を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極2及びドレイン電極3を形成し、該電極間に本発明の酸化物半導体薄膜により形成された半導体層1を形成する。その他同図(e)、(f)に示すような構成を取ることもできる。尚、本発明に置いては基材に熱的なダメージを伝えにくくする目的で、基材と半導体層の間に絶縁膜が構成される、例えば図1(d)〜(f)の構成が好ましい。   In FIG. 4D, after forming the gate electrode 4 on the support 6 with a metal foil or the like, the insulating layer 5 is formed, and the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed on the metal foil or the like on the insulating layer 5. A semiconductor layer 1 formed of the oxide semiconductor thin film of the present invention is formed between the electrodes. In addition, it is also possible to adopt a configuration as shown in FIGS. In the present invention, for the purpose of making it difficult to transmit thermal damage to the base material, an insulating film is formed between the base material and the semiconductor layer. For example, the structure shown in FIGS. preferable.

図2は、本発明の薄膜トランジスタ素子が複数配置される薄膜トランジスタシート10の1例の概略の等価回路図である。   FIG. 2 is a schematic equivalent circuit diagram of an example of a thin film transistor sheet 10 in which a plurality of thin film transistor elements of the present invention are arranged.

薄膜トランジスタシート10はマトリクス配置された多数の薄膜トランジスタ素子14を有する。11は各薄膜トランジスタ素子14のゲート電極のゲートバスラインであり、12は各薄膜トランジスタ素子14のソース電極のソースバスラインである。各薄膜トランジスタ素子14のドレイン電極には、出力素子16が接続され、この出力素子16は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。図示の例では、出力素子16として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。15は蓄積コンデンサ、17は垂直駆動回路、18は水平駆動回路である。   The thin film transistor sheet 10 has a large number of thin film transistor elements 14 arranged in a matrix. Reference numeral 11 denotes a gate bus line of the gate electrode of each thin film transistor element 14, and reference numeral 12 denotes a source bus line of the source electrode of each thin film transistor element 14. An output element 16 is connected to the drain electrode of each thin film transistor element 14, and the output element 16 is, for example, a liquid crystal or an electrophoretic element, and constitutes a pixel in the display device. In the illustrated example, a liquid crystal is shown as an output element 16 by an equivalent circuit composed of a resistor and a capacitor. 15 is a storage capacitor, 17 is a vertical drive circuit, and 18 is a horizontal drive circuit.

このような、支持体上にTFT素子を2次元的に配列した薄膜トランジスタシートの作製に本発明の方法を用いることができる。   The method of the present invention can be used to produce such a thin film transistor sheet in which TFT elements are two-dimensionally arranged on a support.

(ゲート絶縁膜)
本発明の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
(Gate insulation film)
Although various insulating films can be used as the gate insulating film of the thin film transistor of the present invention, an inorganic oxide film having a high relative dielectric constant is particularly preferable. Inorganic oxides include silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, Examples thereof include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, and yttrium trioxide. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.

上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。   Examples of the method for forming the film include a vacuum process, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method and the like, spraying Wet processes such as coating methods, spin coating methods, blade coating methods, dip coating methods, casting methods, roll coating methods, bar coating methods, die coating methods, and other wet processes such as printing and ink jet patterning methods, etc. Can be used depending on the material.

ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。   The wet process is a method of applying and drying a liquid in which fine particles of inorganic oxide are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as required, or an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method in which a solution of an alkoxide body is applied and dried is used.

これらのうち好ましいのは、上述した大気圧プラズマ法である。   Of these, the atmospheric pressure plasma method described above is preferable.

ゲート絶縁膜(層)が陽極酸化膜または該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。   It is also preferable that the gate insulating film (layer) is composed of an anodized film or the anodized film and an insulating film. The anodized film is preferably sealed. The anodized film is formed by anodizing a metal that can be anodized by a known method.

陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウムまたはタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。   Examples of the metal that can be anodized include aluminum and tantalum, and the anodizing method is not particularly limited, and a known method can be used.

また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂等を用いることもできる。   Examples of organic compound films include polyimides, polyamides, polyesters, polyacrylates, photo-radical polymerization-type, photo-cation polymerization-type photo-curing resins, copolymers containing acrylonitrile components, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolac resins, etc. Can also be used.

無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に50nm〜3μm、好ましくは、100nm〜1μmである。   An inorganic oxide film and an organic oxide film can be laminated and used together. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.

(基板)
基板を構成する支持体材料としては、種々の材料が利用可能であり、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板、紙、不織布などを用いることができるが、本発明において支持体は樹脂からなることが好ましく、例えばプラスチックフィルムシートを用いることができる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。
(substrate)
Various materials can be used as the support material constituting the substrate. For example, ceramic substrates such as glass, quartz, aluminum oxide, sapphire, silicon nitride, silicon carbide, silicon, germanium, gallium arsenide, gallium phosphide. In addition, a semiconductor substrate such as gallium nitrogen, paper, and non-woven fabric can be used. In the present invention, the support is preferably made of a resin, for example, a plastic film sheet can be used. Examples of plastic films include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), and cellulose. Examples include films made of triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like. By using a plastic film, the weight can be reduced as compared with the case of using a glass substrate, the portability can be improved, and the resistance to impact can be improved.

また本発明の薄膜トランジスタ素子上には素子保護層を設けることも可能である。保護層としては前述した無機酸化物または無機窒化物等が挙げられ、上述した大気圧プラズマ法で形成するのが好ましい。   An element protective layer can be provided on the thin film transistor element of the present invention. Examples of the protective layer include the inorganic oxides and inorganic nitrides described above, and it is preferable to form the protective layer by the atmospheric pressure plasma method described above.

以下、本発明に係る金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜に対し、酸素の存在下で電磁波を照射することにより得た酸化物半導体薄膜、およびこれを用いた薄膜トランジスタについて実施例によって具体的に説明する。   Hereinafter, specific examples of an oxide semiconductor thin film obtained by irradiating an electromagnetic wave in the presence of oxygen on a thin film containing a metal oxide semiconductor precursor according to the present invention, and a thin film transistor using the oxide semiconductor thin film will be described. explain.

実施例1
図3の薄膜トランジスタ作製工程の模式図を用いて説明する。
Example 1
This will be described with reference to the schematic view of the thin film transistor manufacturing process of FIG.

樹脂支持体6として、ポリエーテルスルホン樹脂フィルム(200μm)を用い、この上に、先ず、50W/m/minの条件でコロナ放電処理を施した。その後以下のように接着性向上のため下引き層を形成した。A polyethersulfone resin film (200 μm) was used as the resin support 6, and first, a corona discharge treatment was performed thereon under the condition of 50 W / m 2 / min. Thereafter, an undercoat layer was formed in order to improve adhesion as follows.

(下引き層の形成)
下記組成の塗布液を乾燥膜厚2μmになるように塗布し、90℃で5分間乾燥した後、60W/cmの高圧水銀灯下10cmの距離から4秒間硬化させた。
(Formation of undercoat layer)
A coating solution having the following composition was applied to a dry film thickness of 2 μm, dried at 90 ° C. for 5 minutes, and then cured for 4 seconds from a distance of 10 cm under a 60 W / cm high-pressure mercury lamp.

ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体 60g
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート2量体 20g
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート3量体以上の成分 20g
ジエトキシベンゾフェノンUV開始剤 2g
シリコーン系界面活性剤 1g
メチルエチルケトン 75g
メチルプロピレングリコール 75g
さらにその層の上に下記条件で連続的に大気圧プラズマ処理して厚さ50nmの酸化ケイ素膜を設け、これらの層を下引き層8とした(図3(1))。
Dipentaerythritol hexaacrylate monomer 60g
Dipentaerythritol hexaacrylate dimer 20g
Dipentaerythritol hexaacrylate trimer or higher component 20g
Diethoxybenzophenone UV initiator 2g
Silicone surfactant 1g
75g of methyl ethyl ketone
Methyl propylene glycol 75g
Further, a silicon oxide film having a thickness of 50 nm was formed on the layer by continuous atmospheric pressure plasma treatment under the following conditions, and these layers were used as the undercoat layer 8 (FIG. 3 (1)).

(使用ガス)
不活性ガス:ヘリウム98.25体積%
反応性ガス:酸素ガス1.5体積%
反応性ガス:テトラエトキシシラン蒸気(ヘリウムガスにてバブリング)0.25体積%
(放電条件)
高周波電源:13.56MHz
放電出力:10W/cm
(電極条件)
電極は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によるアルミナを1mm被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてRmax5μmとした誘電体(比誘電率10)を有するロール電極であり、アースされている。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を同条件にて被覆した。
(Used gas)
Inert gas: helium 98.25% by volume
Reactive gas: oxygen gas 1.5 volume%
Reactive gas: Tetraethoxysilane vapor (bubbled with helium gas) 0.25% by volume
(Discharge conditions)
High frequency power supply: 13.56 MHz
Discharge output: 10 W / cm 2
(Electrode condition)
The electrode is coated with 1 mm of alumina by ceramic spraying on a stainless steel jacket roll base material having cooling means with cooling water, and then a solution obtained by diluting tetramethoxysilane with ethyl acetate is applied and dried, and then sealed by ultraviolet irradiation. This is a roll electrode having a dielectric (relative permittivity of 10) that has been subjected to hole treatment and has a smooth surface and an Rmax of 5 μm, and is grounded. On the other hand, as the application electrode, a hollow rectangular stainless steel pipe was coated with the same dielectric as described above under the same conditions.

次いで、ゲート電極を形成する。スパッタ法により、厚さ300nmのアルミニウム皮膜を一面に成膜した後、フォトリソグラフ法により、エッチングしてゲート電極4を形成した(図3(2))。   Next, a gate electrode is formed. An aluminum film having a thickness of 300 nm was formed on one surface by sputtering, and then etched by photolithography to form a gate electrode 4 (FIG. 3 (2)).

(陽極酸化被膜形成工程)
ゲート電極4を形成したのち基板をよく洗浄し、30質量%燐酸アンモニウム水溶液中で、2分間、30Vの定電圧電源から供給される直流を用いて、陽極酸化皮膜の厚さが120nmになるまで陽極酸化を行った(図では省略)。
(Anodized film forming process)
After forming the gate electrode 4, the substrate is thoroughly washed, and in an aqueous 30 mass% ammonium phosphate solution, using direct current supplied from a constant voltage power supply of 30 V for 2 minutes, until the thickness of the anodic oxide film reaches 120 nm Anodization was performed (not shown in the figure).

次いで、さらにフィルム温度200℃にて、上述した大気圧プラズマ法により厚さ30nmの酸化珪素膜を設け、前記した陽極酸化アルミニウム層を併せて、厚さ150nmのゲート絶縁膜5を形成した(図3(3))。   Next, at a film temperature of 200 ° C., a silicon oxide film having a thickness of 30 nm was provided by the atmospheric pressure plasma method described above, and the above-described anodized aluminum layer was combined to form a gate insulating film 5 having a thickness of 150 nm (FIG. 3 (3)).

次に、InCl、ZnCl、GaCl(いずれもアルドリッチ製;純度99.999%)を、In、Zn、Gaの組成比1:1:1となる様にそれぞれをアセトニトリルに固形分濃度で20質量%添加し、室温で10分攪拌した後、超音波分散を10分行ったところ無色透明の溶液が得られた。この溶液を、インクジェット装置を用いて、基材裏面側に配置したヒーターにより、80℃に制御されたゲート電極の配置されたゲート絶縁膜上に吐出し、キャストさせて、金属イオン含有薄膜を成膜した。さらに、150℃で30分脱水処理を施し、金属酸化物半導体の前駆体薄膜を成膜した。薄膜の平均膜厚は100nmであった。Next, InCl 3 , ZnCl 2 , and GaCl 3 (all manufactured by Aldrich; purity 99.999%) were mixed in acetonitrile at a solid concentration so that the composition ratio of In, Zn, and Ga was 1: 1: 1. After adding 20% by mass and stirring for 10 minutes at room temperature, ultrasonic dispersion was performed for 10 minutes to obtain a colorless and transparent solution. This solution is discharged onto a gate insulating film having a gate electrode controlled at 80 ° C. by a heater disposed on the back side of the substrate using an ink jet apparatus and cast to form a metal ion-containing thin film. Filmed. Further, a dehydration treatment was performed at 150 ° C. for 30 minutes to form a metal oxide semiconductor precursor thin film. The average film thickness of the thin film was 100 nm.

その後大気中で50Wの低圧水銀灯を、膜面からの距離30mmにて2分照射し、ドライ洗浄を行った。その後、マルチモードタイプの2.45GHzマイクロ波照射機(四国計測工業(株)製 μ−reactor)を用いて酸素と窒素の分圧が1:1の雰囲気下、大気圧条件で、500Wの出力でマイクロ波を照射した。マイクロ波の照射は、1サイクルを90secとし、3サイクル行った。これにより金属酸化物半導体の前駆体の薄膜は透明に変化し、厚さ約120nmの金属酸化物薄膜に変換され、半導体層1が形成した(図3(4))。尚樹脂基材の変形による平面性の劣化を伴うことはなかった。   Thereafter, dry cleaning was performed by irradiating a 50 W low-pressure mercury lamp in the atmosphere at a distance of 30 mm from the film surface for 2 minutes. Thereafter, using a multi-mode type 2.45 GHz microwave irradiator (μ-reactor manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd.), an output of 500 W under an atmospheric pressure condition in an atmosphere where the partial pressure of oxygen and nitrogen is 1: 1. And irradiated with microwaves. Microwave irradiation was performed for 3 cycles with 1 cycle being 90 sec. As a result, the metal oxide semiconductor precursor thin film turned transparent and converted to a metal oxide thin film with a thickness of about 120 nm, forming the semiconductor layer 1 (FIG. 3D). The flatness due to the deformation of the resin base material was not accompanied.

因みに基板温度(裏面から測定)また薄膜表面の温度を熱電対による表面温度計を用い測定したが、それぞれ、最大150℃、最大400℃であった。   Incidentally, the substrate temperature (measured from the back surface) and the surface temperature of the thin film were measured using a thermocouple surface thermometer, which were 150 ° C. and 400 ° C. at the maximum, respectively.

次いで、マスクを用いて金を蒸着し、ソース電極2およびドレイン電極3を形成した(図3(5))。それぞれのサイズは、幅10μm、長さ50μm(チャネル幅)厚さ50nmであり、ソース電極2、ドレイン電極3の距離(チャネル長)は15μmとした。   Subsequently, gold was vapor-deposited using the mask, and the source electrode 2 and the drain electrode 3 were formed (FIG. 3 (5)). Each size was 10 μm wide, 50 μm long (channel width), and 50 nm thick, and the distance (channel length) between the source electrode 2 and the drain electrode 3 was 15 μm.

以上の方法により作製した薄膜トランジスタは良好に駆動し、n型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを10Vとし、ゲートバイアスを−10Vから+20Vまで掃引した時のドレイン電流の増加(伝達特性)が観測された。その飽和領域から見積もられた移動度は10cm/Vs、on/off比は5桁であった。The thin film transistor manufactured by the above method was driven well and showed n-type enhancement operation. An increase in drain current (transfer characteristics) was observed when the drain bias was 10 V and the gate bias was swept from -10 V to +20 V. The mobility estimated from the saturation region was 10 cm 2 / Vs, and the on / off ratio was 5 digits.

実施例2
実施例1と同様にして、但し、ゲート絶縁膜5を形成したのち、金属酸化物半導体の前駆体薄膜の成膜及びマイクロ波照射を以下の様に変えて、薄膜トランジスタを作製した。
Example 2
In the same manner as in Example 1, except that the gate insulating film 5 was formed, and then the thin film formation and microwave irradiation of the metal oxide semiconductor precursor thin film were changed as follows to produce a thin film transistor.

即ち、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウムを金属比率で1:1:1(モル比)で混合した10質量%水溶液としたものをインクとして、基板温度を100℃に保ちながらチャネル形成部にインクジェット塗布し150℃で10分間処理して乾燥し半導体の前駆体薄膜を形成した。   That is, a 10% by mass aqueous solution in which indium nitrate, zinc nitrate, and gallium nitrate are mixed at a metal ratio of 1: 1: 1 (molar ratio) is used as ink, and ink is applied to the channel forming portion while maintaining the substrate temperature at 100 ° C. It was applied, treated at 150 ° C. for 10 minutes and dried to form a semiconductor precursor thin film.

その後、この基板に、マルチモードタイプの2.45GHzマイクロ波照射機(四国計測工業(株)製 μ−reactor)を用いて、大気雰囲気下、大気圧条件で、500Wの出力でマイクロ波(2.45GHz)を照射した。半導体面側のみ断熱材で保温し、熱電対による表面温度計を用いて、500W出力で300℃まで昇温後、マイクロ波出力をPID制御しながら薄膜の表面温度を300℃に保つように、マイクロ波の照射を行った。これにより前駆体の薄膜は半導体層1に変換された(図3(4))。   Then, using this substrate with a multimode type 2.45 GHz microwave irradiator (μ-reactor manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd.), the microwave (2 .45 GHz). Only the semiconductor surface side is kept warm with a heat insulating material, and after heating up to 300 ° C. at 500 W output using a thermocouple surface thermometer, the surface temperature of the thin film is kept at 300 ° C. while PID controlling the microwave output. Microwave irradiation was performed. Thereby, the thin film of the precursor was converted into the semiconductor layer 1 (FIG. 3 (4)).

さらに、実施例1と同様に、マスクを用いて金を蒸着し、ソース電極2およびドレイン電極3を形成し(図3(5))、薄膜トランジスタを作製した。   Further, in the same manner as in Example 1, gold was deposited using a mask to form the source electrode 2 and the drain electrode 3 (FIG. 3 (5)), and a thin film transistor was manufactured.

以上の方法により作製した薄膜トランジスタは良好に駆動し、n型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを10Vとし、ゲートバイアスを−10Vから+20Vまで掃引した時のドレイン電流の増加(伝達特性)が観測された。その飽和領域から見積もられた移動度は20cm/Vs、on/off比は7桁であった。The thin film transistor manufactured by the above method was driven well and showed n-type enhancement operation. An increase in drain current (transfer characteristics) was observed when the drain bias was 10 V and the gate bias was swept from -10 V to +20 V. The mobility estimated from the saturation region was 20 cm 2 / Vs, and the on / off ratio was 7 digits.

比較例
実施例1と同様に、InCl、ZnCl、GaClを用いて金属酸化物半導体の前駆体薄膜まで成膜した。
Comparative Example In the same manner as in Example 1, a metal oxide semiconductor precursor thin film was formed using InCl 3 , ZnCl 2 , and GaCl 3 .

次いで、マイクロ波照射を行う代わりに、大気雰囲気下で、300℃、30分の熱処理を行った。   Next, instead of performing microwave irradiation, heat treatment was performed at 300 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.

同様に金蒸着により、ソース電極およびドレイン電極を形成し薄膜トランジスタを作製した。   Similarly, a source electrode and a drain electrode were formed by gold vapor deposition to produce a thin film transistor.

以上の方法により作製した薄膜トランジスタについて、移動度を見積もったところ、1.0cm/Vs、on/off比は5桁であった。When the mobility of the thin film transistor manufactured by the above method was estimated, it was 1.0 cm 2 / Vs and the on / off ratio was 5 digits.

Claims (9)

基板上に、金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜を形成した後、該薄膜に対し、酸素の存在下で電磁波を照射することにより、金属酸化物半導体を製造することを特徴とする金属酸化物半導体の製造方法。 A metal oxide semiconductor characterized by producing a metal oxide semiconductor by forming a thin film containing a metal oxide semiconductor precursor on a substrate and then irradiating the thin film with electromagnetic waves in the presence of oxygen. A method for manufacturing a semiconductor. 金属酸化物半導体の前駆体がIn、Zn、Snのいずれかの元素を含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。 2. The method for producing a metal oxide semiconductor according to claim 1, wherein the precursor of the metal oxide semiconductor contains any element of In, Zn, and Sn. 金属酸化物半導体の前駆体がGa、Alのいずれかを含むことを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。 The method for producing a metal oxide semiconductor according to claim 1 or 2, wherein the precursor of the metal oxide semiconductor contains Ga or Al. 金属酸化物半導体の前駆体が、金属塩、金属ハロゲン化物、有機金属化合物のいずれかから選ばれることを特徴とする請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。 The metal oxide semiconductor precursor according to any one of claims 1 to 3, wherein the precursor of the metal oxide semiconductor is selected from a metal salt, a metal halide, and an organometallic compound. A method for manufacturing a semiconductor. 金属酸化物半導体の前駆体が、金属塩であって、硝酸塩または酢酸塩から選ばれることを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。 The metal oxide semiconductor precursor according to any one of claims 1 to 4, wherein the precursor of the metal oxide semiconductor is a metal salt, and is selected from nitrates or acetates. Production method. 照射する電磁波がマイクロ波(周波数0.3〜30GHz)であることを特徴とする請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。 The method for producing a metal oxide semiconductor according to any one of claims 1 to 5, wherein an electromagnetic wave to be irradiated is a microwave (frequency: 0.3 to 30 GHz). 金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜を基板上に塗布により形成することを特徴とする請求の範囲第1項〜第6項のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。 The method for producing a metal oxide semiconductor according to any one of claims 1 to 6, wherein a thin film containing a metal oxide semiconductor precursor is formed on a substrate by coating. 電磁波を照射した際、基板温度が50℃〜200℃、塗膜表面温度が200〜600℃になる様に電磁波の照射出力と照射時間とを調整することを特徴とする請求の範囲第1項〜第7項のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。 2. The electromagnetic wave irradiation output and irradiation time are adjusted so that the substrate temperature is 50 ° C. to 200 ° C. and the coating surface temperature is 200 to 600 ° C. when irradiated with electromagnetic waves. The manufacturing method of the metal oxide semiconductor of any one of -7. 請求の範囲第1項〜第8項のいずれか1項に記載の金属酸化物半導体の製造方法により製造された酸化物半導体薄膜を活性層に用いることを特徴とする薄膜トランジスタ。 A thin film transistor using an oxide semiconductor thin film produced by the method for producing a metal oxide semiconductor according to any one of claims 1 to 8 as an active layer.
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