TW201601215A - 半導體裝置之製造方法及半導體裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種半導體裝置之製造方法及半導體裝置，其課題為在蝕刻加工將鋅作為主成分之氧化物半導體時，加以蝕刻氧化物半導體表面層，而招致過大的側蝕刻。
解決手段為經由可選擇性僅蝕刻存在於氧化物半導體表面之氧化鋅相的前處理液，而於事前處理氧化物半導體表面之時，抑制形成於光致抗蝕劑與氧化物半導體界面之空隙，進而抑制氧化物半導體蝕刻加工後之側蝕刻量。
Description
本發明係有關半導體裝置之製造方法及半導體裝置，特別是有關氧化物半導體裝置之製造方法及具有氧化物半導體電晶體之半導體裝置。
在將薄膜電晶體使用於畫素開關之液晶顯示器中，對於薄膜電晶體之通道層，採用非晶質矽(非晶形矽)之液晶顯示器則為主流。但在採用非晶形矽之通道層中，實現液晶顯示器之高要求作法者則持續成為困難。更且，在近年來，作為自發光裝置，大電流驅動必要之有機EL(電激發光)之底板用薄膜電晶體，較非晶形矽具有良好特性之氧化物半導體則亦備受注目。
氧化物半導體係與以化學蒸鍍法(CVD)而加以成膜之非晶形矽不同，可以濺鍍法而成膜之故，對於膜的均質性優越，可對應於液晶顯示器之大型化，高精細化之要求。另外，氧化物半導體係較非晶形矽，對於開啟特性優越，而不但對於高亮度‧高對比化，高速驅動化有利，而開啟時之洩漏電流為低，亦可期待降低消耗電力
(省電力化)。更且，濺鍍法係不但可對於大面積之高均一成膜，而比較於化學蒸鍍法，可以低溫之成膜之故，作為構成薄膜電晶體之材料，有著可選擇耐熱性低之材料的優點。
作為對於液晶顯示器之通道層為最佳之氧化物半導體，例如，知道有銦鎵鋅複合氧化物(以下，稱作「IGZO(登錄商標)」)等，亦知道有使用IGZO之半導體裝置(例如，參照專利文獻1)。
IGZO係缺乏對於電極加工處理之耐性之故，必須有蝕刻停止層之形成等，低成本製造則為困難。另一方面，成為亦加以提案銦錫鋅複合氧化物(以下、稱作ITZO)、鋅錫複合氧化物(以下、稱作ZTO)之對於電極加工處理的耐性大的氧化物半導體材料(例如，參照專利文獻2，3)。特別是，ZTO係從極少使用稀少金屬或產業利用率高的元素之情況，從成本面，持續性的觀點為有希望之氧化物半導體材料。
[專利文獻1]日本特開2006-165532號公報
[專利文獻2]日本特開2008-243928號公報
[專利文獻3]日本特開2012-033699號公報
在上述之以往技術中，使用對於通道層採用將氧化鋅作為主成分之氧化物半導體的薄膜電晶體，欲製造液晶顯示器時，對於製造工程，存在有以下的問題。在此，將氧化鋅作為主成分係指已組成比(將全體作為1時之構成原子數的比)，含有0.5(50原子%)以上氧化鋅者，以通道層全體的平均，或者在通道層內部之任意處加以取樣之組成，如以組成比而含有0.5以上氧化鋅即可。
於圖2，顯示經由將氧化鋅作為主成分之氧化物半導體(例如，以組成比而含有0.5以上氧化鋅之ZTO)，薄膜電晶體之製造工程剖面圖。在薄膜電晶體之製造工程中，於基板3上，將包含氧化鋅之氧化物半導體膜2所成之通道層成膜，經由光致抗蝕劑層1而被覆形成通道之範圍(A)。接著，將光致抗蝕劑層1，進行曝光‧顯像而加工成光罩形狀(B)，藉由光罩而進行蝕刻加工(C)。
此時，存在於氧化物半導體膜2表面之氧化鋅相，則經由容易在光致抗蝕劑層1之顯像工程加以加工之時，有著加以形成數μm大的側蝕刻者。對於形成通常光致抗蝕劑，係在氧化物半導體最表面，進行臭氧處理或表面改質劑處理，而光致抗蝕劑與氧化物半導體係強固地加以密著。但對於將氧化鋅作為主成分之氧化物半導體之情況，弱酸或弱鹼，根據條件係即使是水亦容易地被蝕刻
之氧化鋅相則存在於表面之故，經由為了顯像光致抗蝕劑之弱鹼性的藥品，亦加以蝕刻氧化物半導體膜2表面。在光致抗蝕劑顯像時，經由顯像液而加以除去之氧化物半導體膜部分，以4而顯示(B)。對於不佳的情況，係亦有光致抗蝕劑被剝離之情況。在此狀態，經由進行更加為了加工氧化物半導體膜2之蝕刻處理之時，側蝕刻則更加擴大。更經由氧化物半導體蝕刻而進行之側蝕刻範圍，以5而顯示(C)。
在此側蝕刻中，如設計形成裝置者則為困難，亦引起製造產率之下降之故，在製造上並不理想。此現象係特別在氧化鋅含有率高的氧化物半導體材料，特異性看得到。另一方面，在氧化銦，氧化鎵，氧化錫等，非動態層，即容易形成抗腐蝕作用之氧化被膜的氧化物為主成分之氧化物半導體材料中，幾乎未看到之現象。
本發明係有鑑於如經由發明者們所發現之上述的課題所作為之構成，其目的為提供：將氧化鋅作為主成分之氧化物半導體膜加工時，抑制側蝕刻之氧化物半導體裝置之製造方法及抑制側蝕刻之半導體裝置者。
為了達成上述課題，本申請發明係將全體作為1時，使用以組成比含有0.5以上氧化鋅之氧化物半導體膜之半導體裝置之製造方法，其中，具有：形成氧化物半導體膜之第1工程，於氧化物半導體膜上，形成光罩材
料膜之第2工程，加工光罩材料膜而形成為了加工氧化物半導體膜之光罩的第3工程，使用光罩而加工氧化物半導體膜之第4工程；在第1工程之後，第2工程之前，具有除去氧化物半導體膜表面之至少一部份的前處理工程。經由此前處理，除去氧化物半導體膜表面之氧化鋅相之後，可形成光罩材料膜者。隨之，此光罩材料膜與半導體膜係強固地被接合，而可降低經由之後之蝕刻工程的側蝕刻者。
前處理工程係作為理想的具體例，使用氫離子指數(PH)3以上14以下之處理液而洗淨氧化物半導體膜。處理液係氧化物半導體膜之中，氧化鋅相的部分之蝕刻速度則呈成為較其他的部分為快地選擇即可。
另外，經由本發明之半導體裝置係具有：基板，和由直接或藉由其他的層而加以形成於該基板上，經由蝕刻加工而加以圖案化之氧化物半導體膜所構成之通道層，和與通道層，直接或藉由其他的層加以電性連接之源極‧汲極電極，和經由直接或藉由其他的層加以層積於通道層之閘極電極而加以構成之電晶體。氧化物半導體膜係作為膜全體之平均值，以組成比含有0.5以上氧化鋅之氧化物所成，且氧化物半導體膜則在與基板相反側，與其他膜接觸之表面的至少一部分，氧化鋅的組成比則成為較其他的金屬氧化物的組成比為小。如此，存在於氧化物半導體膜表面之氧化鋅相變少之故，在製造處理中使用之蝕刻用光罩與氧化物半導體膜表面之接合則變為強固，可抑制
側蝕刻。因而，成為加工精確度高之半導體裝置。
如根據本發明，加以提供：使用包含氧化鋅之氧化物半導體材料之薄膜電晶體的半導體裝置之高產率的製造方法。另外，加以提供以該方法所作成之加工精確度提升之半導體裝置。
1‧‧‧光致抗蝕劑層
2‧‧‧包含氧化鋅之氧化物半導體膜
3‧‧‧基板
25‧‧‧氧化物半導體通道層
27‧‧‧光致抗蝕劑層(通道圖案)
28‧‧‧通道
30‧‧‧光致抗蝕劑層(源極‧汲極圖案)
29‧‧‧源極‧汲極電極層
31‧‧‧源極‧汲極電極層
32‧‧‧保護膜層
圖1係為了說明根據本發明之實施例的前處理，經由預先除去包含氧化鋅之氧化物半導體膜表面之氧化鋅相之時，加以抑制側蝕刻之過程的工程剖面圖。
圖2係為了說明包含氧化鋅之氧化物半導體膜則在光致抗蝕劑形成時，氧化物半導體蝕刻時，經由加以蝕刻氧化鋅相之時，側蝕刻則進行之過程的工程剖面圖。
圖3係說明經由本發明之實施例，下閘極上接觸型薄膜電晶體之製造工程的工程剖面圖。
圖4係說明經由本發明之實施例，下閘極上接觸型薄膜電晶體之製造工程的工程剖面圖(接著)。
圖5係顯示將經由實施例之鹼性處理液的處理，適用於ZTO氧化物半導體膜情況之表面處理效果的圖表。
圖6係顯示將經由實施例之弱酸性處理液的處理，適用於ZTO氧化物半導體膜情況之表面處理效果的圖表。
圖7係與進行實施例之前處理的情況，比較未進行之情況的側蝕刻量的圖表。
對於實施形態，使用圖而加以詳細說明。但本發明係並非限定加以解釋於以下所示之實施形態的記載內容或數值者。在未從本發明之思想乃至內容脫離之範圍，可變更其具體的構成情況係如為該業者而容易地被理解。
在本說明書等之「第1」，「第2」，「第3」等之表記係為了識別構成要素而附上者，未必限定數量或順序者。
在圖面等所示之各構成之位置，尺寸，範圍等係為了簡單理解，而有未表示實際位置，尺寸，範圍等之情況。因此，本發明係未必限定於圖面等所揭示之位置，尺寸，範圍等。
電晶體之「源極」或「汲極」之機能係對於採用不同極性之電晶體之情況，或在電路動作中，電流的方向產生變化之情況等，係有替換之情況。因此，在本說明中，「源極」或「汲極」之用語係可替換而使用者。
以下，對於本發明之氧化物半導體裝置之製造方法的一例加以說明。本實施例之氧化物半導體膜係對
於氧化物半導體之全體而言，以組成比包含0.5以上氧化鋅之ZTO。當氧化鋅之含有率則以組成比，不足0.5時，蝕刻的加工性則下降之故，製造處理上係以組成比，0.5以上之含有率為佳。
圖1係顯示本發明之氧化物半導體製造方法之一例的剖面圖。
於基板12上，加以形成有含有氧化鋅之氧化物半導體膜11。對於氧化物半導體膜11表面，係加以形成有氧化鋅相。經有以水溶液而將氧化物半導體膜11進行前處理之時，可除去此氧化鋅相者。經由本發明之前處理所除去之氧化鋅相，以10而顯示(A)。
對於加以除去氧化鋅層之後的氧化物半導體膜11表面，係殘留有鋅以外之金屬氧化物，加以形成經由此之非動態相。非動態相係較氧化鋅相不易被浸蝕。因此，加以形成於非動態相上之光致抗蝕劑13係與氧化物半導體膜11強固地加以接合(B)。
將此光致抗蝕劑13，形成於光罩圖案，進行蝕刻處理(C)。經由此而可進行抑制側蝕刻14之加工者(D)。
本實施例之氧化物半導體膜係例如，對於氧化物半導體膜之全體而言，以組成比包含0.5以上氧化鋅之氧化物半導體。作為理想之具體例，係對於氧化物半導體之全體而言，以組成比包含0.6~0.7氧化鋅之ZTO。將氧化鋅相作為前處理之水溶液，係可使用氫離子指數
(pH)3以上14以下之處理液者。做為更理想之具體例，係從弱酸或弱鹼性之水溶液之中，可因應作為目的之氧化鋅相的處理速度，而作適宜選擇者。
在以上的工程中，在形成氧化物半導體膜11之工程，濺鍍包含氧化物半導體材料之標靶，可以從標靶所釋放的原子(包含在分子其他形態所釋放之原子)而形成氧化物半導體膜11者。對於氧化物半導體膜之形成工程，係例如有揭示於日本特開2012-033699號公報等。於氧化物半導體膜11上形成光罩材料膜13，形成光罩的工程係可使用塗佈光致抗蝕劑材料於氧化物半導體膜11，形成光致抗蝕劑膜之光罩材料膜13，再使用光致抗蝕劑顯像液而進行顯像，得到所期望之光罩形狀的公知技術者。使用光罩而加工氧化物半導體膜之工程，亦可使用蝕刻液而蝕刻氧化物半導體膜，再經由所形成之光罩之有無而將上述氧化物半導體膜，加工成所期望之形狀的公知技術者。
如以上，在本實施例中，由在事前，作為前處理而採用選擇性地僅蝕刻存在於將氧化鋅作為主成分之氧化物半導體膜之最表面的處理者，抑制側蝕刻，而得到良好的加工精確度。
通常，對於將氧化鋅作為主成分之氧化物半導體表面，係存在有經由濕蝕刻而容易溶解之氧化鋅相。氧化鋅係為兩性氧化物，對於酸性‧鹼性雙方而言為易溶。因此，對於以鹼性顯像液而將光致抗蝕劑進行顯像
時，亦有蝕刻有與光致抗蝕劑之界面附近的氧化物半導體表面層之情況。此氧化鋅相係作為深度而加以除去數nm程度時，加以形成有非動態層，而經由此所被覆之故，此等以上係以光致抗蝕劑之顯像液程度係不易被蝕刻者。但如先前以圖2所說明地，在顯像工程，加以除去光致抗蝕劑等之光罩材料與氧化物半導體膜界面的氧化鋅相時，於光罩與氧化物半導體膜之間產生有間隙。因而，對於氧化物半導體膜之蝕刻加工時，係成為從此間隙，產生有過剩的側蝕刻情況。隨之，如在事前，可選擇性地除去存在於此氧化物半導體膜表面之氧化鋅相時，同樣的問題係應該不會產生。即，在形成光致抗蝕劑之前，如除去氧化物半導體膜表面的部分，容易溶解的部分係成為在前處理除去完畢。因而，於前處理完成之氧化物半導體膜上，如形成光致抗蝕劑層時，光致抗蝕劑的層係加以形成於不易以顯像液程度所蝕刻之氧化物半導體膜表面上。因此，在光致抗蝕劑之顯像工程中，可縮小形成於氧化物半導體膜與光致抗蝕劑之間的間隙者。因此，在本實施例中，在前處理，於形成光致抗蝕劑之前，使用水溶液而進行洗淨。此等水溶液，係如氧化鋅相之蝕刻速率則較將ZTO等之氧化鋅作為主成分之氧化物半導體本身的蝕刻速率為大者即可。對於理想係氧化物半導體膜本身係未蝕刻，而緩慢僅蝕刻氧化鋅相之水溶液為佳。在蝕刻氧化鋅相之後，加以形成有將其他的金屬氧化物作為主成分之非動態層之故，效果尚可僅除去氧化鋅相。此時所除去之氧化物半導體膜
係亦依存於使用處理之液體的濃度或處理溫度，但大致為1~3nm程度，對於裝置特性的影響亦幾乎沒有。
在預先進行此前處理之後，被覆光致抗蝕劑，進行曝光，顯像處理，但既已加以除去氧化鋅相，氧化物半導體表面則經由非動態層而加以被覆之故，顯像時，亦未於光致抗蝕劑與氧化物半導體界面，產生有側蝕刻者。另外，在之後的氧化物半導體膜之蝕刻處理中，亦成為未進入有過剩的側蝕刻者。
如先前所述，鋅錫複合氧化物(ZTO)係為優越之氧化物半導體材料。特別是從作為半導體裝置之性能或處理的觀點，以組成比含有0.5以上氧化鋅者為佳。更理想係以組成比含有0.6以上0.8以下氧化鋅者。
在本實施例中，對於將氧化鋅的組成為0.6~0.7之ZTO，使用於氧化物半導體膜之薄膜電晶體的製造工程加以記述。
圖3~圖4係顯示本實施例之製造方法的剖面圖。在平板顯示器中，係通常，使用下閘極上接觸型的薄膜電晶體者為多之故，在此係將此構造為例加以記述。然而，在其他形式之薄膜電晶體，亦在以光致抗蝕劑等而形成光罩於氧化物半導體膜上之裝置中，本發明之作用效果係為相同。
首先，於成為基板之玻璃基板22上，形成
Mo等之金屬薄膜21，之後，以光致抗蝕劑而形成閘極圖案之光罩20(A)。
藉由光罩20而進行蝕刻加工，形成厚度50~100nm之閘極電極23(B)。
之後，將成為閘極絕緣膜之氧化矽等之絕緣膜24，形成10nm程度厚度於全面，更且，經由濺鍍而形成氧化物半導體膜25(C)。對於經由濺鍍法之氧化物半導體膜之形成方法，係例如，有記載於日本特開2012-33699等。氧化物半導體膜25之厚度係例如，在20~100nm之範圍加以選擇，在此係作為一例而作成50nm。
於氧化物半導體膜25上，形成之後成為通道圖案之光致抗蝕劑層26(D)。
為了加工通道範圍，而經由周知的方法，描繪，曝光，顯像通道圖案於光致抗蝕劑層26，形成光罩27(E)。
使用光罩27而進行蝕刻加工，形成通道28(F)。
以厚度100~300nm而形成成為源極‧汲極電極之Mo，Cu等之金屬薄膜29，將光致抗蝕劑作為光罩30而進行蝕刻加工，形成源極‧汲極電極31(G)(H)。更且，以保護膜32而被覆，氧化物薄膜電晶體之基本構造則完成(I)。保護膜32係例如為包含100nm之氧化矽層的單層或多層膜。
在以上的處理中，在氧化物半導體膜25之形成後，光致抗蝕劑26形成前，進行除去加以形成於氧化物半導體膜25表面之氧化鋅相的前處理。
在本實施例中，以在氧化物半導體其本身與氧化鋅相蝕刻速率不同之處理液，進行前處理。理想來說，ZTO等氧化物半導體其本身之蝕刻係幾乎未進行，但將僅可除去氧化鋅相之鹼性的水溶液，作為前處理液而使用，再進行將ZTO等氧化鋅作為主成分之氧化物半導體表面之處理。作為鹼性的水溶液係可使用氫離子指數(pH)8以上14以下之鹼性處理液者。包含氨，其他胺類之中至少一種之液體則為典型例，如考慮安全性，價格，處理之容易性等而選擇即可。
在此所使用者係在質量百分比(mass%)濃度，為0.3%之氨溶液，2.3%之TMAH(四甲基氫氧化氨)水溶液。各以25℃之條件，經由30秒程度浸漬而從氧化物半導體表面加以除去氧化鋅相，再經由所殘留之錫氧化物而加以被覆在強固之非動態層。此時，縮減之氧化物半導體膜係作為深度大約為1~2nm程度，並非如影響於薄膜電晶體之性能之變動。進行經由此等水溶液之前處理之後，由進行光致抗蝕劑塗佈，曝光，顯像處理者，亦可降低在如前述之光致抗蝕劑與氧化物半導體界面之側蝕刻，進而可抑制於經由進行氧化物半導體之加工的草酸系蝕刻液的適當之側蝕刻者。經由進行本實施例之前處理之時，成為可防止ZTO加工時之尺寸精確度下降，而可產
率佳地進行薄膜電晶體，及其陣列的製造。
由此處理而加工源極‧汲極電極31之情況，為了加工金屬電極，而進行經由酸的濕蝕刻者為多。在本實施例所使用之ZTO等之氧化物半導體材料之情況，金屬加工則結束，氧化物半導體膜25表面即使暴露於蝕刻液，亦未有經由先前所形成之氧化錫之非動態層，而蝕刻通道層之氧化物半導體膜者。此製造方法係稱作通道蝕刻處理，作為貢獻於光罩數削減與低成本化之製造方法。另一方面，在以往技術所示之IGZO等中，未有對於金屬電極之蝕刻液而言之耐性，而在源極‧汲極電極加工時加以蝕刻之故，在此處理中係無法製造。此點則為實現ZTO等通道蝕刻處理之氧化物半導體材料的優點。
為做比較，於以下說明未適用本實施例之前處理情況之比較例。如前述，此ZTO等，將氧化鋅作為主成分之氧化物半導體材料的情況，從易溶於存在於表面之氧化鋅相則亦對於弱酸性或鹼性的水溶液之情況，此等作為原因之過剩的側蝕刻則進行。當未適用本實施例之前處理時，例如，氧化鋅的組成比為0.6~0.7之ZTO的情況，經由顯像光致抗蝕劑之鹼性的顯像液的處理，在光致抗蝕劑圖案化之時點，於光致抗蝕劑與氧化物半導體膜之界面，產生有1~3nm程度的間隙。更且，為了圖案化氧化物半導體通道層，而經由草酸系之濕蝕刻液等而進行加工時，將既已在光致抗蝕劑圖案化時產生的間隙做為基點而蝕刻進行之故，成為顯示較通常產生之側蝕刻為大之側
蝕刻形狀者。在以同樣的系統實際測試時，以厚度50nm程度之氧化物半導體膜之加工，從光致抗蝕劑端面，單側大致加以形成有3μm之側蝕刻。
圖5係顯示將經由本實施例之各種鹼性處理液的前處理，適用於ZTO氧化物半導體膜情況之表面處理效果的圖表。
TMAH係為3級胺，做為光致抗蝕劑顯像液之主成分而加以使用。因此，亦可將光致抗蝕劑顯像液，做為本實施例之前處理液而代用，而將處理進行效率化者。另外，特別是對於鹼性基材之濃度，係如為氧化物半導體膜之蝕刻進行的範圍，並未有問題，而如在考慮適用之氧化物半導體材料，處理液壽命，生產性等上，適當地控制即可。
另外，在此對於下閘極上接觸構造之通道蝕刻處理，代表性的材料，處理技術已敘述過，但在將此等與此等之組合做各種變更而使用之情況，對於經由蝕刻氧化鋅而產生之各種問題，亦可適用本發明之前處理方法。
在實施例2中，對於鹼性之前處理液加以記述過，但同樣的效果係在弱酸性的液體，亦可期待。因此，接著，說明作為將ZTO等之氧化鋅作為主成分之氧化物半導體表面之前處理液，作為前處理液而使用弱酸性的水溶液之情況的例。
圖6係顯示將經由本實施例之弱酸性處理液的前處理，適用於ZTO氧化物半導體膜情況之表面處理效果的圖表。
作為弱酸性的水溶液係可使用氫離子指數(pH)3以上6以下之弱酸性處理液者。作為典型例，弱酸性處理液係包含硼酸，醋酸，檸檬酸，其他之羧酸之中至少一種的液體。或者，包含鹽酸，硫酸，磷酸，硝酸，氟酸之中至少一種的液體。
在此所使用者係以質量百分比(mass%)濃度，0.01%的鹽酸水溶液，0.01%的硫酸水溶液，0.04%的磷酸水溶液，0.01%的硝酸水溶液，0.01%的氟酸水溶液，0.1%的醋酸水溶液，1.0%的檸檬酸水溶液，0.5%的硼酸水溶液。各以25℃之條件，經由30秒程度浸漬而從氧化物半導體表面加以除去氧化鋅相，再由強固之非動態層所被覆。此時，縮減之氧化物半導體膜係作為深度大約為2~3nm程度，並非如影響於薄膜電晶體之性能之變動。進行經由此等水溶液之前處理之後，由進行光致抗蝕劑塗佈，曝光，顯像處理者，亦可降低在如前述之光致抗蝕劑與氧化物半導體界面之側蝕刻，進而可抑制於經由進行氧化物半導體之加工的草酸系蝕刻液的適當之側蝕刻者。經由進行本實施例之前處理之時，成為可防止ZTO加工時之尺寸精確度下降，而可產率佳地進行薄膜電晶體，及其陣列的製造。
然而，對於本實施例係作為弱酸性前處理
液，使用稀釋之強酸，弱酸之硼酸，代表性之羧酸的醋酸，檸檬酸，但可其他可調整弱酸性溶液的酸，例如，其他的羧酸等亦可期待同樣的效果。另外，對於弱酸性前處理液的濃度，如為大致氫離子指數(pH)為接近3~6的數值，未有問題，而氧化物半導體膜之蝕刻，只要未進行，即使超出此等的值，亦完全對於效果未有影響。
另外，在實施時，實施例2同樣，依照裝置之構造，處理，可做適宜變更而使用者。
將實施例2及實施例3之前處理液，利用於形成光致抗蝕劑圖案於ZTO表面的工程之前處理，之後使用草酸系蝕刻液而加工ZTO層(100%過蝕刻)。
圖7係顯示作為本發明之一實施例的效果，於ZTO氧化物半導體表面，適用上述前處理而進行蝕刻加工時之側蝕刻量的圖表。未有前處理之情況，2.5~3.0μm之側蝕刻量則了解到加以降低至約10分之1者。在以上實施例之前處理中，以液體而處理氧化物半導體之所謂濕洗淨，係可使用公知的方法，裝置而進行者。例如，有著將晶圓，遍布全面而浸漬於液體之浸漬式(例如，日本特開2002-158200號)，或於基板噴塗液體之枚葉式(例如，日本特開2003-249477號)，可在上述前處理之工程做適宜適用者。
如根據在以上實施例所說明之本發明的製造方法，所製造之半導體裝置係包含圖4(I)所示之電晶體構造。此電晶體之氧化物半導體膜25係例如，氧化鋅的組成比為0.6~0.7之ZTO。此氧化物半導體膜25係經由在實施例1~4所述之前工程，加以除去表面附近之氧化鋅相，而取而代之出現有其他的金屬之氧化物相(對於ZTO之情況係錫氧化物的相)。如此之特徵係經由與氧化物半導體膜25之其他膜的邊界附近的組成，和與構成氧化物半導體膜25之氧化物半導體之組成的比較，而可確認。對於為了進行確認，如將在氧化物半導體膜之內部的複數取樣點的組成之平均值，膜厚之中心附近的組成，或者為了形成氧化物半導體膜之標靶(嚴格來說，標靶的組成與所形成之氧化物半導體膜之組成係不相同，但為近似)之組成，與氧化物半導體膜表面附近(例如，從表面深度為2~3nm以內之範圍)的組成做比較即可。
本發明係並非限定於上述之實施形態者，而包含有各種變形例。例如，在未脫離發明之內容的範圍，可將某實施形態之構成的一部分，置換為其他實施形態之構成者，另外，可將其他實施形態之構成加上於某實施形態之構成者。另外，對於各實施形態之構成的一部分，可進行其他構成之追加‧刪除‧置換者。
本申請發明係可適用於半導體裝置之製造領域者。
11‧‧‧氧化物半導體膜
12‧‧‧基板
13‧‧‧光致抗蝕劑(光罩材料膜)
14‧‧‧抑制側蝕刻
Claims (15)
- 一種半導體裝置之製造方法，係使用以組成比含有0.5以上氧化鋅之氧化物半導體膜之半導體裝置之製造方法，其特徵為具有：形成上述氧化物半導體膜之第1工程，和於上述氧化物半導體膜上，形成光罩材料膜之第2工程，和加工上述光罩材料膜而形成為了加工上述氧化物半導體膜之光罩之第3工程，和使用上述光罩而加工上述氧化物半導體膜之第4工程；在前述第1工程之後，前述第2工程之前，具有除去上述氧化物半導體膜表面之至少一部分的前處理工程者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體裝置之製造方法，其中，前述前處理工程，係使用氫離子指數(pH)3以上14以下之處理液而處理上述氧化物半導體膜者。
- 如申請專利範圍第2項記載之半導體裝置之製造方法，其中，前述前處理工程，係使用氫離子指數(pH)8以上14以下之鹼性處理液而處理上述氧化物半導體膜者。
- 如申請專利範圍第3項記載之半導體裝置之製造方法，其中，上述鹼性處理液則為包含氨、其他胺類之中至少一種的液體者。
- 如申請專利範圍第2項記載之半導體裝置之製造方法，其中，前述前處理工程，係使用氫離子指數(pH)3以上6以下之弱酸性處理液而處理上述氧化物半導體膜者。
- 如申請專利範圍第5項記載之半導體裝置之製造方法，其中，上述弱酸性處理液則為包含硼酸、醋酸、檸檬酸、其他羧酸之中至少一種的液體者。
- 如申請專利範圍第5項記載之半導體裝置之製造方法，其中，上述弱酸性處理液則為包含鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、氟酸之中至少一種的液體者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體裝置之製造方法，其中，上述氧化物半導體膜則為以組成比含有0.5以上氧化鋅之鋅錫複合氧化物所成者。
- 如申請專利範圍第8項記載之半導體裝置之製造方法，其中，上述鋅錫複合氧化物則為以組成比含有0.6以上0.8以下氧化鋅者。
- 如申請專利範圍第1項記載之半導體裝置之製造方法，其中，形成上述氧化物半導體膜之第1工程，係濺鍍包含氧化物半導體材料的標靶，由從上述標靶所釋放的原子形成上述氧化物半導體膜之工程，於上述氧化物半導體膜上，形成光罩材料膜之第2工程，係於上述氧化物半導體膜，配置光致抗蝕劑材料，而形成作為光致抗蝕劑膜之光罩材料膜的工程，加工上述光罩材料膜而形成為了加工上述氧化物半導 體膜之光罩之第3工程，係使用光致抗蝕劑顯像液而顯像上述光致抗蝕劑膜之工程，使用上述光罩而加工上述氧化物半導體膜之第4工程，係使用蝕刻液而蝕刻上述氧化物半導體膜，依據上述所形成之光罩的有無而將上述氧化物半導體膜加工成所期望之形狀的工程。
- 如申請專利範圍第10項記載之半導體裝置之製造方法，其中，將與上述光致抗蝕劑顯像液同種的液體，作為上述前處理工程之處理液而使用者。
- 一種半導體裝置，係具有：藉由基板，和由直接或藉由其他的層而加以形成於該基板上，經由蝕刻加工而加以圖案化之氧化物半導體膜所構成之通道層，和與該通道層，直接或藉由其他的層加以電性連接之源極‧汲極電極，和直接或藉由其他的層加以層積於上述通道層之閘極電極，加以構成之電晶體的半導體裝置，其特徵為上述氧化物半導體膜係作為膜全體之平均值，以組成比含有0.5以上氧化鋅之氧化物所成，且該氧化物半導體膜則為在與上述基板相反側，與其他膜接觸之表面的至少一部分，氧化鋅的組成比成為較其他的金屬氧化物的組成比為小。
- 如申請專利範圍第12項記載之半導體裝置，其中，前述氧化物則為鋅錫複合氧化物者。
- 如申請專利範圍第13項記載之半導體裝置，其中，上述鋅錫複合氧化物則作為膜全體之平均值，以組成 比含有0.6以上0.8以下氧化鋅者。
- 如申請專利範圍第13項記載之半導體裝置，其中，上述其他的金屬氧化物則為氧化錫者。
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