TWI681461B - 製造場效電晶體的方法 - Google Patents

製造場效電晶體的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI681461B
TWI681461B TW106108544A TW106108544A TWI681461B TW I681461 B TWI681461 B TW I681461B TW 106108544 A TW106108544 A TW 106108544A TW 106108544 A TW106108544 A TW 106108544A TW I681461 B TWI681461 B TW I681461B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
precursor
layer
oxide
effect transistor
oxide semiconductor
Prior art date
Application number
TW106108544A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201735188A (zh
Inventor
松本真二
植田尚之
中村有希
安部由希子
曾根雄司
早乙女遼一
新江定憲
草柳嶺秀
Original Assignee
日商理光股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商理光股份有限公司 filed Critical 日商理光股份有限公司
Publication of TW201735188A publication Critical patent/TW201735188A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI681461B publication Critical patent/TWI681461B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • 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
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H01L27/1229—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with different crystal properties within a device or between different devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1292—Multistep manufacturing methods using liquid deposition, e.g. printing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/24—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only semiconductor materials not provided for in groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—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 specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66969—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606—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
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/623—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing five rings, e.g. pentacene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括第一氧化物層及第二氧化物層，且在第一氧化物層及第二氧化物層彼此相鄰的區域中形成前通道或後通道，該方法包括：形成為第二氧化物層的前驅體的第二前驅體層以與為第一氧化物層的前驅體的第一前驅體層接觸，然後分別將第一前驅體層及第二前驅體層轉化為第一氧化物層及第二氧化物層，該形成包括以下處理(I)及(II)的至少一種：處理(I)，塗佈能形成第一氧化物的前驅體且含有溶劑的第一氧化物前驅體形成用塗佈液；然後移除溶劑以形成為第一氧化物層的前驅體的第一前驅體層；及處理(II)，塗佈能形成第二氧化物的前驅體且含有溶劑的第二氧化物前驅體形成用塗佈液；然後移除溶劑以形成為第二氧化物層的前驅體的第二前驅體層。

Description

製造場效電晶體的方法
本發明涉及一種製造場效電晶體的方法。
作為場效電晶體的一例，在主動層中使用氧化物半導體的場效電晶體為已知(參見，例如專利文獻1)。
為了增進電晶體的性能及操作穩定性，需要均勻地形成前通道界面及後通道界面，以減少缺陷密度。例如，利用阻蝕刻層的方法已廣泛地使用，以透過在圖案化源極電極及汲極電極的期間防止氧化物半導體受蝕刻劑的損壞，作為減少後通道的缺陷密度的方法。
近年來，已提出利用塗佈法製造場效電晶體的方法(參見，例如專利文獻2)。
在塗佈法用於形成前通道或後通道的情況下，在一些案例中利用阻蝕刻層的方法無法均勻地形成前通道界面及後通道界面。
引證文獻
專利文獻1：日本專利第5118811號
專利文獻2：日本特開第2009-177149號
本發明的目的在於提供一種製造場效電晶體的方法，其中當塗佈法用於形成前通道或後通道時，該方法可均勻地形成前通道界面及後通道界面，以減少缺陷密度，使得電晶體特性可以更好。
用於解決前述問題的手段如下。即，本發明之一種製造場效電晶體的方法係一種用於製造包括第一氧化物層及第二氧化物層且在該第一氧化物層及該第二氧化物層彼此相鄰的區域中形成前通道或後通道的場效電晶體的方法，該方法包括形成第二前驅體層的氧化物層的形成步驟，以使第二前驅體層與第一前驅體層接觸，該第一前驅體層為第一氧化物層的前驅體並且該第二前驅體層為第二氧化物層的前驅體，然後分別將第一前驅體層及第二前驅體層轉化為第一氧化物層及第二氧化物層。
氧化物層形成步驟包括以下處理(I)及(II)中的至少一種：處理(I)，塗佈第一氧化物前驅體形成用塗佈液，其能形成第一氧化物的前驅體並且含有溶劑；然後移除溶劑以形成為第一氧化物層的前驅體的第一前驅體層；以及處理(II)，塗佈第二氧化物前驅體形成用塗佈液，其能形成第二氧化物的前驅體並且含有溶劑；然後移除溶劑以形成為第二氧化物層的前驅體的第二前驅體層。
根據本發明，可提供一種製造場效電晶體的方法，其中當塗佈法用於形成前通道或後通道時，該方法可均勻地形成前通道界面及後通道界面，以減少缺陷密度，使得電晶體特性可以更好。
1‧‧‧基板
2‧‧‧源極電極
3‧‧‧汲極電極
4'‧‧‧氧化物半導體層的前驅體
4‧‧‧氧化物半導體層
5'‧‧‧閘極絕緣層的前驅體
5‧‧‧閘極絕緣層
6‧‧‧閘極電極
7'‧‧‧鈍化層的前驅體
7‧‧‧鈍化層
8‧‧‧層間絕緣層
23‧‧‧電極膜
圖1A為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖(部分1)；圖1B為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖(部分2)；圖1C為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖(部分3)；圖1D為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖(部分4)； 圖1E為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖(部分5)；圖2A為說明製造場效電晶體的方法的另一例的示意圖(部分1)；圖2B為說明製造場效電晶體的方法的另一例的示意圖(部分2)；圖2C為說明製造場效電晶體的方法的另一例的示意圖(部分3)；圖2D為說明製造場效電晶體的方法的另一例的示意圖(部分4)；圖2E為說明製造場效電晶體的方法的另一例的示意圖(部分5)；圖3A為說明製造場效電晶體的方法的又一例的示意圖(部分1)；圖3B為說明製造場效電晶體的方法的又一例的示意圖(部分2)；圖3C為說明製造場效電晶體的方法的又一例的示意圖(部分3)；圖3D為說明製造場效電晶體的方法的又一例的示意圖(部分4)；圖3E為說明製造場效電晶體的方法的又一例的示意圖(部分5)；圖3F為說明製造場效電晶體的方法的又一例的示意圖(部分6)；圖4A為說明製造場效電晶體的方法的再一例的示意圖(部分1)；圖4B為說明製造場效電晶體的方法的再一例的示意圖(部分2)；圖4C為說明製造場效電晶體的方法的再一例的示意圖(部分3)；圖4D為說明製造場效電晶體的方法的再一例的示意圖(部分4)；圖4E為說明製造場效電晶體的方法的再一例的示意圖(部分5)；圖4F為說明製造場效電晶體的方法的再一例的示意圖(部分6)；圖4G為說明製造場效電晶體的方法的再一例的示意圖(部分7)；圖4H為說明製造場效電晶體的方法的再一例的示意圖(部分8)；圖5A為說明製造場效電晶體的方法的另再一例的示意圖(部分1)；圖5B為說明製造場效電晶體的方法的另再一例的示意圖(部分2)；圖5C為說明製造場效電晶體的方法的另再一例的示意圖(部分3)；圖5D為說明製造場效電晶體的方法的另再一例的示意圖(部分4)；圖5E為說明製造場效電晶體的方法的另再一例的示意圖(部分5)；圖5F為說明製造場效電晶體的方法的另再一例的示意圖(部分6)；圖5G為說明製造場效電晶體的方法的另再一例的示意圖(部分7)；圖5H為說明製造場效電晶體的方法的另再一例的示意圖(部分8)；圖6A為說明製造場效電晶體的方法的又再一例的示意圖(部分1)； 圖6B為說明製造場效電晶體的方法的又再一例的示意圖(部分2)；圖6C為說明製造場效電晶體的方法的又再一例的示意圖(部分3)；圖6D為說明製造場效電晶體的方法的又再一例的示意圖(部分4)；圖6E為說明製造場效電晶體的方法的又再一例的示意圖(部分5)；圖6F為說明製造場效電晶體的方法的又再一例的示意圖(部分6)；圖7為顯示實施例1及比較例1的場效應電晶體的電流-電壓特性的曲線圖。
(製造場效電晶體的方法)
本發明所製造的場效電晶體包括第一氧化物層及第二氧化物層，並且在第一氧化物層及第二氧化物層彼此相鄰的區域中形成前通道或後通道。
製造場效電晶體的方法包括氧化物層形成步驟並且進一步包括根據需要的其他步驟。
氧化物層形成步驟為形成第二前驅體層以與第一前驅體層接觸的步驟，該第一前驅體層為第一氧化物層的前驅體且該第二前驅體層為第二氧化物層的前驅體，然後分別將第一前驅體層及第二前驅體層轉化為第一氧化物層及第二氧化物層。
氧化物層形成步驟包括以下處理(I)及(II)中的至少一種：處理(I)，塗佈第一氧化物前驅體形成用塗佈液，其可形成第一氧化物的前驅體並且含有溶劑；然後移除溶劑以形成為第一氧化物層的前驅體的第一前驅體層；以及處理(II)，塗佈第二氧化物前驅體形成用塗佈液，其可形成第二氧化物的前驅體並且含有溶劑；然後移除溶劑以形成為第二氧化物層的前驅體的第二前驅體層。
本發明發現在製造場效電晶體時，利用用於形成前通道或後通道的塗佈法造成了前通道界面和後通道界面的不均勻及缺陷，且受蝕刻劑的損壞並不是造成不均勻及缺陷的唯一原因。
例如，當透過高溫製程形成氧化物半導體或氧化閘極絕緣膜時，粒子與原子在膜表面上發生擴散及聚集，使得氧化膜與空氣之間的界面的表面能變得最小。因此，不利地，表面粗糙度及缺陷密度可能增加。利用這種氧化物半導體表面或氧化物閘極絕緣膜表面作為前通道表面或後通道表面造成了電晶體性能衰退及操作不穩定。
本發明入基於上述發現進行了廣泛的研究，發現當塗佈法是用於形成前通道或後通道並且氧化物是由氧化物的前驅體形成時，透過使成為前通道界面及後通道界面的部分不與空氣接觸(不成為自由表面)然後均勻形成前通道界面及後通道界面，可減少缺陷密度。本發明入基於此發現而完成了本發明。
注意，由於透過均勻形成前通道界面及後通道界面而能夠減少缺陷密度，電晶體特性可預期有以下的效果。
前通道的缺陷密度減少使遷移率增加。
前通道的缺陷密度減少使次臨界擺輻(subthreshold swing,SS)特性改善(參考例如次臨界特性、S數值、SS數值或S參數)。SS特性係在傳輸特性由關閉(OFF)區轉換至開啟(ON)區的次臨界區域中在對數圖的最大斜率處，被定義為增加汲極電壓一位數所需的閘極電壓的增量。較小SS數值提供更快速上升且優越的切換特性。
前通道的缺陷密度減少抑制電荷捕捉(charge-trapping)，並且改善應力可靠度。
在此，前通道是指電晶體在透過施加電壓至閘極電極而經由閘極絕緣層產生感應電荷的半導體層區域中，於導通狀態下源極-汲極電流的主電流通道。後通道是指除了前通道以外的半導體層區域，前通道也簡稱為通道。
<氧化物層形成步驟>
氧化物層形成步驟為形成第二前驅體層以與第一前驅體層接觸，然後分別將第一前驅體層及第二前驅體層轉化為第一氧化物層及第二氧化物層的步驟。
<<第一前驅體層>>
第一前驅體層為第一氧化物層的前驅體。
第一氧化物層的前驅體是指經由施加外部能量進行氧化而可轉化為第一氧化物層的物質。在此，第一氧化物層的前驅體可在其一部分中含有氧化物。
用於形成第一前驅體層的方法沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。該方法的例子包括以下處理(I)：
處理(I)，塗佈第一氧化物前驅體形成用塗佈液，其可形成第一氧化物的前驅體並且含有溶劑；然後移除溶劑以形成為第一氧化物層的前驅體的第一前驅體層。
第一氧化物前驅體形成用塗佈液沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要第一氧化物前驅體形成用塗佈液可形成第一氧化物的前驅體並且含有溶劑，詳細的第一氧化物前驅體形成用塗佈液將在以下說明。
用於塗佈第一氧化物前驅體形成用塗佈液的方法沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。該方法的例子包括旋轉塗佈法、模具塗佈法、噴墨法、奈米壓印法及凹版印刷法。
用於移除溶劑的方法沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。較佳為透過加熱來移除溶劑的方法， 加熱的溫度較佳為30℃至300℃，更佳為50℃至250℃。
加熱的時間沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。
在移除溶劑時，溶劑僅需要被移除到能夠抑制在所得的塗膜中的流動的程度，意義上來說，第一前驅體層可含有溶劑。
<<第一氧化物層>>
第一氧化物層沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要第一氧化物層是與第二氧化物層相鄰的氧化物層，並且包括形成在第一氧化物層與第二氧化物層彼此相鄰的區域中的前通道或後通道。第一氧化物層 的例子包括氧化物半導體層及氧化物絕緣層，氧化物絕緣層的例子包括閘極絕緣層，詳細的第一氧化物層將在以下說明。
<<第二前驅體層>>
第二前驅體層是第二氧化物層的前驅體。
第二氧化物層的前驅體是指經由施加外部能量進行氧化而可轉化為第二氧化物層的物質。在此，第二氧化物層的前驅體可在其一部分中含有氧化物。
用於形成第二前驅體層的方法沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。該方法的例子包括以下處理(II)： 處理(II)，塗佈第二氧化物前驅體形成用塗佈液，其可形成第二氧化物的前驅體並且含有溶劑；然後移除溶劑以形成為第二氧化物層的前驅體的第二前驅體層。
第二氧化物前驅體形成用塗佈液沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要第二氧化物前驅體形成用塗佈液可形成第二氧化物的前驅體並且含有溶劑，詳細的第二氧化物前驅體形成用塗佈液將在以下說明。
用於塗佈第二氧化物前驅體形成用塗佈液的方法沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。該方法的例子包括旋轉塗佈法、模具塗佈法、噴墨法、奈米壓印法及凹版印刷法。
用於移除溶劑的方法沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。較佳為透過加熱來移除溶劑的方法。
加熱的溫度較佳為30℃至300℃，更佳為50℃至250℃。
加熱的時間沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。
加熱的環境沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。
在移除溶劑時，溶劑僅需要被移除到能夠抑制在所得的塗膜中的流動的程度，意義上來說，第二前驅體層可含有溶劑。
<<第二氧化物層>>
第二氧化物層沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要第二氧化物層是與第一氧化物層相鄰的氧化物層，並且包括形成在第一氧化物層與第二氧化物層彼此相鄰的區域中的前通道或後通道。第二氧化物層的例子包括氧化物半導體層及氧化物絕緣層。氧化物絕緣層的例子包括閘極絕緣層及鈍化層，詳細的第二氧化物層將在以下說明。
<<轉化>>
用於分別轉化第一前驅體層及第二前驅體層為第一氧化物層及第二氧化物層的方法沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。較佳為加熱。
加熱的溫度沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，但較佳為200℃至600℃，更佳為250℃至500℃。
加熱的時間沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。
加熱的環境沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。
將第一前驅體層轉化為第一氧化物層僅需要進行到可使第一氧化物層起作用的程度。例如，第一氧化物層可含有前驅體殘留物當作雜質。
將第二前驅體層轉化為第二氧化物層僅需要進行到可使第二氧化物層起作用的程度。例如，第二氧化物層可含有前驅體殘留物當作雜質。
在以預先形成前驅體的層疊界面，接著透過由前驅體轉化為氧化物的步驟的上述方式中，可均勻地形成成為電晶體的前通道或後通道的區域的界面，並且可形成具有低缺陷密度的界面。具有低缺陷密度的界面的形成產生了較佳的電晶體特性。
此外，相較於複數層各自從前驅體轉化為氧化物的情況，還可減少步驟的數量。
詳細的第一氧化物層及第二氧化物層將在此說明。注意以下說明中，「氧化物層」是指第一氧化物層或第二氧化物層。
<<<氧化物層是氧化物半導體層的情況>>>
-氧化物半導體層(氧化物層)-
氧化物半導體層的材料沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。材料的例子包括n型氧化物半導體及p型氧化物半導體。
n型氧化物半導體的例子包括ZnO、SnO2、In2O3、TiO2及Ga2O3。另外，n型氧化物半導體還可為含有複數種金屬的氧化物，例如In-Zn系氧化物、In-Sn系氧化物、In-Ga系氧化物、Sn-Zn系氧化物、Sn-Ga系氧化物、Zn-Ga系氧化物、In-Zn-Sn系氧化物、In-Ga-Zn系氧化物、In-Sn-Ga系氧化物、Sn-Ga-Zn系氧化物、In-Al-Zn系氧化物、Al-Ga-Zn系氧化物、Sn-Al-Zn系氧化物、In-Hf-Zn系氧化物及In-Al-Ga-Zn系氧化物。
就能夠得到高場效遷移率並且易於適當控制電子載子密度而言，n型氧化物半導體較佳含有選自由銦、鋅、錫、鎵及鈦所組成的群組中的至少一種及至少一種鹼土金屬，更佳含有銦及至少一種鹼土金屬。
-氧化物半導體層的前驅體(前驅體層)-
氧化物半導體層的前驅體的材料沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。材料的例子包括無機金屬化合物及有機金屬化合物。
無機金屬化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。無機金屬化合物的例子包括無機銦化合物及無機含鹼土金屬的化合物。
無機銦化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。無機銦化合物的例子包括：例如硝酸銦、硫酸銦、氫氧化銦、碳酸銦、磷酸銦及氰化銦的鹽類；以及例如氯化銦、溴化銦及碘化銦的鹵化物。
在無機銦化合物中，特別較佳為硝酸銦、硫酸銦及氯化銦，因為它們在各種溶劑中具有高溶解度。
硝酸銦沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。硝酸銦的例子包括硝酸銦水合物，硝酸銦水合物的例子包括硝酸銦三水合物及硝酸銦五水合物。
無機含鹼土金屬的化合物的例子包括鹼土金屬的硝酸鹽、鹼土金屬的硫酸鹽、鹼土金屬的氯化物、鹼土金屬的氟化物、鹼土金屬的溴化物及鹼土金屬的碘化物。無機含鹼土金屬的化合物的具體例子包括硝酸鈣、硫酸鈣、氯化鈣、硝酸鍶、硫酸鍶及氯化鍶。
有機金屬化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要有機金屬化合物每一個皆為含有金屬及有機基團的化合物。金屬及有機基團例如透過離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。有機基團的例子包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基以及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的例子包括含有1至6個碳原子的烷基。烷氧基的例子包括含有1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的例子包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
-氧化物半導體前驅體形成用塗佈液(氧化物前驅體形成用塗佈液)-
作為氧化物前驅體形成用塗佈液的氧化物半導體前驅體形成用塗佈液可形成氧化物半導體的前驅體。
氧化物半導體前驅體形成用塗佈液含有溶劑。
溶劑沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，但較佳為有機溶劑。
有機溶劑的例子包括例如十四烷的烴類；例如環己烷及環十二烯的環烴；例如甲苯、二甲苯及均三甲苯的芳香烴；例如二乙二醇單乙醚的乙二醇醚；例如乙二醇單甲醚的一元醇醚；例如乙二醇和丙二醇的多元醇；以及例如丁醇的一元醇。這些溶劑可單獨使用或結合使用。
<<<氧化物層為閘極絕緣層的情況>>>
-閘極絕緣層(氧化物層)-
閘極絕緣層為設在閘極電極與當作主動層的氧化物半導體層之間，並且被配置以達到閘極電極與主動層之間絕緣的一層。
閘極絕緣層的平均膜厚沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，但較佳在50nm至3μm，更佳在100nm至1μm。
閘極絕緣層沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。材料的例子包括金屬氧化膜。
例如，金屬氧化膜含有即鹼土金屬的A群元素以及選自由鎵(Ga)、鈧(Sc)、釔(Y)及鑭系元素所組成的群組中的至少一種的B群元素，較佳含有選自由鋯(Zr)及鉿(Hf)所組成的群組中的至少一種的C群元素，並且根據需要進一步含有其他成分。
一種或兩種以上的鹼土金屬可含在金屬氧化物膜中，鹼土金屬的例子包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)及鐳(Ra)。
鑭系元素的例子包括鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈇(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及鎦(Lu)。
-閘極絕緣層的前驅體(前驅體層)-
閘極絕緣層的前驅體的材料例如為含鹼土金屬的化合物、含B群元素的化合物或含C群元素的化合物。
在此，含B群元素的化合物中，B群元素為選自由Ga、Sc、Y及鑭系元素所組成的群組中的至少一種。
在此，含C群元素的化合物中，C群元素為選自由Al、Ti、Zr、Hf、Nb及Ta所組成的群組中的至少一種。
含鹼土金屬的化合物的例子包括無機鹼土金屬化合物及有機鹼土金屬化合物。
無機鹼土金屬化合物的例子包括鹼土金屬的硝酸鹽、鹼土金屬的硫酸鹽、鹼土金屬的氯化物、鹼土金屬的氟化物、鹼土金屬的溴化物及鹼土金屬的碘化物。
有機鹼土金屬化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要有機鹼土金屬化合物每一個皆為含有鹼土金屬及有機基團的化合物。鹼土金屬及有機基團例如透過離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。有機基團的例子包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基以及可具有取代基的環戊二 烯基。烷基的例子包括含有1至6個碳原子的烷基。烷氧基的例子包括含有1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的例子包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
含B群元素的化合物的例子包括無機B群元素化合物及有機B群元素化合物。
無機B群元素化合物的例子包括B群元素的硝酸鹽、B群元素的硫酸鹽、B群元素的氟化物、B群元素的氯化物、B群元素的溴化物及B群元素的碘化物。
有機B群元素化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要有機B群元素化合物每一個皆為含有B群元素及有機基團的化合物。B群元素及有機基團例如透過離子鍵、共價鍵或配位鍵鏈結。
有機基團沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。有機基團的例子包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基以及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的例子包括含有1至6個碳原子的烷基。烷氧基的例子包括含有1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的例子包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
含C群元素的化合物的例子包括C群元素的無機化合物及C群元素的有機化合物。
無機C群元素化合物的例子包括C群元素的硝酸鹽、C群元素的硫酸鹽、C群元素的氟化物、C群元素的氯化物、C群元素的溴化物及C群元素的碘化物。
C群元素的有機化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要C群元素的有機化合物每一個皆為含有C群元素及有機基團的化合物。C群元素及有機基團例如透過離子鍵、共價鍵或配位鍵鏈結。
有機基團沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。有機基團的例子包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基以及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的例子包括含有1至6個碳原子的烷基。烷氧基的例子包括含有1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的例子包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
-閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液(氧化物前驅體形成用塗佈液)-
當作氧化物前驅體形成用塗佈液的閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液可形成閘極絕緣層的前驅體。
閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液含有溶劑。
溶劑沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要是可穩定溶解或分散上述各種化合物的溶劑。溶劑的例子包含甲苯、二甲苯、均三甲苯、異丙基甲苯、戊苯、十二基苯、聯環己烷、環己苯、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、四氫萘、十氫萘、異丙醇、苯甲酸乙酯、N,N-二甲基甲醯胺、碳酸丙烯酯、2-乙基己酸、礦油精、二甲基丙烯基脲、4-丁內酯、2-甲氧基乙醇及水。
<<<氧化物層是鈍化層的情況>>>
-鈍化層(氧化物層)-
鈍化層為被配置以保護氧化物半導體與環境中所含的濕氣、氫氣及氧氣隔絕的一層。另外，鈍化層為被配置以在形成氧化物半導體層之後的製造步驟中保護氧化物半導體的一層。製造步驟的例子包括蝕刻步驟。
鈍化層的平均膜厚沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，但較佳在10nm至3μm，更佳在30nm至1μm。
鈍化層的材料沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。材料的例子包括金屬氧化物。
金屬氧化物的例子包括含有鹼土金屬及Si的金屬氧化物，以及含有鹼土金屬及稀土元素的金屬氧化物。金屬氧化物進一步含有根據需要的其他成分。
一種或兩種以上的鹼土金屬可含在金屬氧化物中，鹼土金屬的例子包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)及鐳(Ra)。
含在金屬氧化物中的稀土元素的例子包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及鎦(Lu)。
-鈍化層的前驅體(前驅體層)-
鈍化層的前驅體的材料例如為含矽的化合物、含鹼土金屬的化合物或含稀土元素的化合物。
含矽化合物的例子包括無機矽化合物和有機矽化合物。
無機矽化合物的例子包括四氯矽烷、四溴矽烷及四碘矽烷。
有機矽化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要有機矽化合物每一個皆為含有矽及有機基團的化合物。矽及有機基團例如透過離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。有機基團的例子包括：可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基以及可具有取代基的苯基。烷基的例子包括含有1至6個碳原子的烷基。烷氧基的例子包括含有1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的例子包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
有機矽化合物的例子包括四甲氧矽烷、四乙氧矽烷、四異丙氧矽烷、四丁氧矽烷、1,1,1,3,3,3-六甲基二矽氮烷(HMDS)、雙(三甲矽基)乙炔、三苯基矽烷、2-乙基己酸矽及四乙醯氧矽烷。
含鹼土金屬的化合物的例子包括無機鹼土金屬化合物及有機鹼土金屬化合物。
無機鹼土金屬化合物的例子包括鹼土金屬的硝酸鹽、鹼土金屬的硫酸鹽、鹼土金屬的氯化物、鹼土金屬的氟化物、鹼土金屬的溴化物及鹼土金屬的碘化物。
有機鹼土金屬化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要有機鹼土金屬化合物每一個皆為含有鹼土金屬及有機基團的化合物。鹼土金屬及有機基團例如透過離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。有機基團的例子包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基以及可具有取代基的環戊二 烯基。烷基的例子包括含有1至6個碳原子的烷基。烷氧基的例子包括含有1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的例子包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
含稀土元素的化合物的例子包括稀土元素無機化合物(稀土元素的無機化合物)及稀土元素有機化合物(稀土元素的有機化合物)。
稀土元素的無機化合物的例子包括稀土元素的硝酸鹽、稀土元素的硫酸鹽、稀土元素的氟化物、稀土元素的氯化物、稀土元素的溴化物及稀土元素的碘化物。
稀土元素的有機化合物沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要稀土元素的有機化合物每一個皆是含有稀土元素及有機基團的化合物。稀土元素及有機基團例如透過離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。有機基團的例子包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基以及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的例子包括含有1至6個碳原子的烷基。烷氧基的例子包括含有1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的例子包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
-鈍化層前驅體形成用塗佈液(氧化物前驅體形成用塗佈液)-
當作氧化物前驅體形成用塗佈液的鈍化層前驅體形成用塗佈液可形成鈍化層的前驅體。
鈍化層前驅體形成用塗佈液含有溶劑。
溶劑沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要是可穩定溶解或分散上述各種化合物的溶劑。溶劑的例子包含甲苯、二甲苯、均三甲苯、異丙基甲苯、戊苯、十二基苯、聯環己烷、環己苯、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、四氫萘、十氫萘、異丙醇、苯甲酸乙酯、N,N-二甲基甲醯胺、碳酸丙烯酯、2-乙基己酸、礦油精、二甲基丙烯基脲、4-丁內酯、2-甲氧基乙醇及水。
第一氧化物層及第二氧化物層的結合包括以下結合： 結合(i)，其中第一氧化物層為閘極絕緣層且第二氧化物層為氧化物半導體層，在此結合中，前通道形成於第一氧化物層與第二氧化物層彼此相鄰的區域。
結合(ii)，其中第一氧化物層為氧化物半導體層且第二氧化物層為閘極絕緣層，在此結合中，前通道形成於第一氧化物層與第二氧化物層彼此相鄰的區域。
結合(iii)，其中第一氧化物層為氧化物半導體層且第二氧化物層為鈍化層，在此結合中，後通道形成於第一氧化物層與第二氧化物層彼此相鄰的區域。
在上述(i)及(ii)中，當所得的場效電晶體包括鈍化層且鈍化層為氧化物時，可經由塗佈製程或真空製程得到鈍化層。
在上述(iii)中，當所得的場效電晶體的閘極絕緣層為氧化物時，可經由塗佈製程或真空製程得到閘極絕緣層。
<其他步驟>
其他步驟的例子包括閘極電極形成步驟及源極/汲極電極形成步驟。
<<閘極電極形成步驟>>
閘極電極形成步驟沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要是形成閘極電極的步驟。閘極電極形成步驟的例子包括：(i)透過濺鍍法或浸漬塗佈法形成一膜並且經由光微影圖案化該膜的步驟；以及(ii)透過例如噴墨印刷、奈米壓印或凹版印刷的印刷製程直接形成具有所需形狀的膜的步驟。
閘極電極沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要是配置以施加閘極電壓的電極。
閘極電極的材料沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。材料的例子包括金屬(例如鉑、鈀、金、銀、銅、鋅、鋁、鎳、鉻、鉭、鉬及鈦)、該些金屬的合金及該些金屬的混合物。材料的進一步例子包括：例如氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鎵、氧化鈮、添加錫(Sn)的In2O3(ITO)、 添加鎵(Ga)的ZnO、添加鋁(Al)的ZnO、添加銻(Sb)的SnO2的導電氧化物；該些導電氧化物的複合物；以及該些導電氧化物的混合物。
閘極電極的平均厚度沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，但較佳在10nm至200nm，更佳在50nm至100nm。
閘極電極例如形成在基板上。
基板的形狀、結構及尺寸沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。
基板的材料沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。材料的例子包括玻璃基板及塑膠基板。
玻璃基板沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。玻璃基板的例子包括無鹼玻璃及矽玻璃。
塑膠基板沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。塑膠基板的例子包括聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。
為了清潔基板的表面並且增進密合度，較佳對基板進行預處理(例如，經由氧電漿、UV-臭氧及UV照射清洗)。
<<源極/汲極電極形成步驟>>
源極/汲極電極形成步驟沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，只要是形成源極電極及汲極電極的步驟。源極/汲極電極形成步驟的例子包括：(i)透過濺鍍法或浸漬塗佈法形成一膜並且經由光微影圖案化該膜的步驟；以及(ii)透過例如噴墨印刷、奈米壓印或凹版印刷的印刷製程直接形成具有所需形狀的膜。
源極電極及汲極電極的材料沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇。材料的例子包括在對閘極電極的說明中所舉出的材料。
源極電極及汲極電極的平均厚度沒有特別限制，且可依預期的目的作適當選擇，但較佳在10nm至200nm，更佳在50nm至100nm。
現在參考圖式，將說明本發明製造場效電晶體的方法的一例。
圖1A至圖1E為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖。
首先，在基板1上形成源極電極2及汲極電極3(圖1A)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的氧化物半導體前驅體形成用塗佈液塗佈在基板1、源極電極2及汲極電極3上，以形成氧化物半導體層的前驅體4'，作為第一前驅體層(圖1B)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液塗佈在氧化物半導體層的前驅體4'上，以形成閘極絕緣層的前驅體5'，作為第二前驅體層(圖1C)。
下一步，對氧化物半導體層的前驅體4'及閘極絕緣層的前驅體5'加熱並且分別轉化為氧化物半導體層4(氧化物層)及閘極絕緣層5(氧化物層)(圖1D)。
下一步，在閘極絕緣層5上形成閘極電極6(圖1E)。
經由上述流程，得到頂部閘極/底部接觸的場效電晶體。
圖2A至圖2E為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖。
首先，在基板1上形成閘極電極6(圖2A)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液塗佈在基板1及閘極電極6上，以形成閘極絕緣層的前驅體5'，作為第一前驅體層(圖2B)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的氧化物半導體前驅體形成用塗佈液塗佈在閘極絕緣層的前驅體5'上，以形成氧化物半導體層的前驅體4'，作為第二前驅體層(圖2C)。
下一步，對氧化物半導體層的前驅體4'及閘極絕緣層的前驅體5'加熱並且分別轉化為氧化物半導體層4(氧化物層)及閘極絕緣層5(氧化物層)(圖2D)。
下一步，在氧化物半導體層4上形成源極電極2及汲極電極3(圖2E)。
經由上述流程，得到底部閘極/頂部接觸的場效電晶體。
圖3A至圖3F為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖。
首先，在基板1上形成閘極電極6(圖3A)。
下一步，在基板1及閘極電極6上形成閘極絕緣層5(圖3B)。
下一步，在閘極絕緣層5上形成源極電極2及汲極電極3(圖3C)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的氧化物半導體前驅體形成用塗佈液塗佈在閘極絕緣層5、源極電極2及汲極電極3上，以形成氧化物半導體層的前驅體4'，作為第一前驅體層(圖3D)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的鈍化層形成用塗佈液塗佈在氧化物半導體層的前驅體4'上，以形成鈍化層的前驅體7'，作為第二前驅體層(圖3E)。
下一步，對氧化物半導體層的前驅體4'及鈍化層的前驅體7'加熱並且分別轉化為氧化物半導體層4(氧化物層)及鈍化層7(氧化物層)(圖3F)。
經由上述流程，得到底部閘極/底部接觸的場效電晶體。
圖4A至圖4H為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖。
首先，在基板1上形成閘極電極6(圖4A)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液塗佈在基板1及閘極電極6上，以形成閘極絕緣層的前驅體5'，作為第一前驅體層(圖4B)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的氧化物半導體前驅體形成用塗佈液塗佈在閘極絕緣層的前驅體5'上，以形成氧化物半導體層的前驅體4'，作為第二前驅體層(圖4C)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的鈍化層形成用塗佈液塗佈在氧化物半導體層的前驅體4'上，以形成鈍化層的前驅體7'，作為第三前驅體層(圖4D)。
下一步，對閘極絕緣層的前驅體5'、氧化物半導體層的前驅體4'及鈍化層的前驅體7'加熱並且分別轉化為閘極絕緣層5(氧化物層)、氧化物半導體層4(氧化物層)及鈍化層7(氧化物層)(圖4E)。
下一步，保留鈍化層7與通道區域相對應的部分並且移除其他部分(圖4F)。此鈍化層7作用為阻蝕刻層，被配置以保護氧化物半導體層4不受膜形成製程及圖案化製程的損壞，例如在形成源極電極及汲極電極時的蝕刻。
下一步，在氧化物半導體層4及鈍化層7上形成電極膜23(圖4G)。
下一步，利用包括蝕刻的圖案化技術自電極膜23形成源極電極2及汲極電極3(圖4H)。
經由上述流程，得到包括阻蝕刻層的底部閘極/頂部接觸的場效電晶體。
圖5A至圖5H為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖。
首先，在基板1上形成閘極電極6(圖5A)。
下一步，在基板1及閘極電極6上形成閘極絕緣層5(圖5B)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的氧化物半導體前驅體形成用塗佈液塗佈在閘極絕緣層5上，以形成氧化物半導體層的前驅體4'，作為第一前驅體(圖5C)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的鈍化層形成用塗佈液塗佈在氧化物半導體層的前驅體4'上，以形成鈍化層的前驅體7'，作為第二前驅體的(圖5D)。
下一步，對氧化物半導體層的前驅體4'及鈍化層的前驅體7'加熱並且分別轉化為氧化物半導體層4(氧化物層)及鈍化層7(氧化物層)(圖5E)。
下一步，保留鈍化層7與通道區域相對應的部分並且移除其他部分(圖5F)。此鈍化層7作用為阻蝕刻層，被配置以保護氧化物半導體層4 不受膜形成製程及圖案化製程的損壞，例如在形成源極電極及汲極電極時的蝕刻。
下一步，在氧化物半導體層4及鈍化層7上形成電極膜23(圖5G)。
下一步，利用包括蝕刻的圖案化技術自電極膜23形成源極電極2及汲極電極3(圖5H)。
經由上述流程，得到包括阻蝕刻層的底部閘極/頂部接觸的場效電晶體。
圖6A至圖6F為說明製造場效電晶體的方法的一例的示意圖。
首先，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的氧化物半導體前驅體形成用塗佈液塗佈在基板1上，以形成氧化物半導體層的前驅體4'，作為第一前驅體(圖6A)。
下一步，當作氧化物前驅體形成用塗佈液的閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液塗佈在氧化物半導體層的前驅體4'上，以形成閘極絕緣層的前驅體5'，作為第二前驅體層(圖6B)。
下一步，對氧化物半導體層的前驅體4'及閘極絕緣層的前驅體5'加熱並且分別轉化為氧化物半導體層4(氧化物層)及閘極絕緣層5(氧化物層)(圖6C)。
下一步，在閘極絕緣層5上形成閘極電極6(圖6D)。
下一步，保留閘極電極6與通道區域相對應的部分並且移除其他部分。進一步，透過蝕刻移除未有閘極電極6形成的區域中的閘極絕緣層5(圖6E)。
下一步，形成層間絕緣層8以覆蓋氧化物半導體層4、閘極電極6及閘極絕緣層5。進一步，在層間絕緣層8上經由閘極電極6及閘極絕緣層5彼此相對的位置，形成通達氧化物半導體層4的兩個孔洞。再者，形成、源極電極2及汲極電極3以填滿該兩個孔洞。
經由上述流程，得到包括阻蝕刻層的頂部閘極/頂部接觸的場效電晶體。
實施例
本發明接著將透過實施例的方式作說明，但實施例不應解釋為以任何方式限制本發明。
(實施例1)
<製造頂部閘極/底部接觸的場效電晶體>
-形成源極/汲極電極-
利用真空氣相沉積法在基板上形成Cr/Au膜。
進行光微影及蝕刻以形成具有預定形狀的源極/汲極電極。
-形成氧化物半導體層前驅體-
在基板及源極/汲極電極上形成氧化物半導體層前驅體。具體地，藉以下的方式形成氧化物半導體層前驅體。
秤3.55g的硝酸銦(In(NO3)3‧3H2O)及0.139g的氯化鍶(SrCl2‧6H2O)，加入20mL的1,2-丙二醇及20mL的乙二醇單甲醚於其中，接著在室溫下混合並溶解，以形成氧化物半導體層前驅體形成用塗佈液。利用噴墨設備將氧化物半導體層前驅體形成用塗佈液以預定圖案塗佈在源極/汲極電極及基板上。基板在升溫至120℃的加熱板上加熱10分鐘，以形成氧化物半導體層前驅體。
注意，在此步驟所得到的氧化物半導體層前驅體無法作用為主動層。
-形成閘極絕緣層前驅體-
下一步，形成閘極絕緣層前驅體。具體地，藉以下的方式形成閘極絕緣層前驅體。
在1.2mL的環己苯中，混合1.95mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7質量%，Wako 122-03371，購自Wako Chemical,Ltd.)、0.57mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2質量%，Wako 195-09561，購自Wako Chemical,Ltd.)以及0.09mL的2-乙基己酸鋯氧化物的礦油精溶液(Zr含量：12質量%，Wako 269-01116，購自Wako Chemical,Ltd.)，以得到閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液。在預定的條件下將閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液滴 在並旋轉塗佈於基板上。在加熱爐中以120℃對基板加熱1小時，以形成閘極絕緣層前驅體。
注意，在此步驟所得到的閘極絕緣層前驅體無法作用為閘極絕緣層。
-加熱步驟-
下一步，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成氧化物半導體層及閘極絕緣層。即，將氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層，並且將閘極絕緣層前驅體轉化為閘極絕緣層。
-形成閘極電極-
利用真空氣相沉積法在閘極絕緣層上形成Au膜。
進行光微影及蝕刻以形成具有預定形狀的閘極電極。
經由上述流程，製造頂部閘極/底部接觸的場效電晶體。
<評價電晶體性能>
利用半導體參數分析儀設備(半導體參數分析儀B1500A，購自Agilent Technologies,Inc.)以評價所得到的場效電晶體的電晶體性能。透過源極/汲極電壓Vds在10V時閘極電壓Vg由-15V改變至+15V，藉此評價電流-電壓特性(傳輸特性)。圖7(實線)顯示量測的電流-電壓特性(傳輸特性)，算出SS數值為0.4V。
注意在圖7中，「e」表示10的指數。具體地，「e-3」表示「0.001」。
(比較例1)
以與實施例1相同的方式製造場效電晶體，除了在形成氧化物半導體層前驅體之後進行實施例1中的加熱步驟，以使氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層，並且在形成閘極絕緣層前驅體之後進行實施例1中的加熱步驟，以使閘極絕緣層前驅體轉化為閘極絕緣層以外。具體地，在形成氧化物半導體層前驅體之後，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成以氧化物半導體層。下一步，在形成閘極絕緣層前驅體之後，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成閘極絕緣層。
以與實施例1相同的方法評價所得的場效電晶體的電晶體性能。圖7(虛線)顯示量測的電流-電壓特性(傳輸特性)，算出SS數值為0.85V。
<發明的效果>
透過進行一次形成構成氧化物半導體層及閘極絕緣層的氧化物膜所需的高溫加熱步驟，實施例1的製造方法可達到簡化的製造製程。
再者，可想像到，在層疊氧化物半導體層及閘極絕緣層之後進行烘烤步驟，使得可以在前通道的區域形成具有缺陷密度較低的界面，因而製造SS特性優異的電晶體。
在比較例1中，在將氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層的製程中，氧化物半導體層表面變成為與空氣接觸的表面。因此，可想像到，加熱步驟時粒子與原子在表面上發生擴散及聚集，導致氧化物半導體層表面的缺陷密度增加。如此的缺陷被視為誘發了電荷捕捉，導致SS特性降低。
在比較例1中，氧化物半導體層前驅體及轉化的氧化物半導體層的表面皆為自由表面，自由表面處於一側不受原子約束的狀態，因而容易發生原子的移動(即，擴散)。在前驅體轉化為半導體的製程中，原子的移動傾向於受到層內及層外的影響而發生。因此，這可能造成構成半導體的元素局部不均勻，以及氧化物半導體層的表面不平滑且結構不規則的狀態。並且，在將前驅體轉化為半導體的製程中發生結晶時，越多的自由表面可能造成晶粒過度粗化。因此，這可能對在晶粒邊界移動的電荷造成補陷能階的形成，並且可能增加電荷移動的能障。上述半導體層的結構不均勻可能抑制電荷在半導體層的流動，進而降低半導體的電氣特性。在實施例1中，將氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層的製程中，氧化物半導體層前驅體及轉化的氧化物半導體層皆不具有自由表面。因此，可想像的是，容易均勻地形成氧化物半導體層表面(前通道區域)，使得可以形成具有優異電氣特性的半導體層。
(實施例2)
<製造底部閘極/頂部接觸的場效電晶體>
-形成閘極電極-
利用真空氣相沉積法在基板上形成Cr/Au膜。
進行光微影及蝕刻以形成具有預定形狀的閘極電極。
-形成閘極絕緣層前驅體-
下一步，形成閘極絕緣層前驅體。具體地，藉以下的方式形成閘極絕緣層前驅體。
在1.2mL的環己苯中，混合1.95mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7質量%，Wako 122-03371，購自Wako Chemical,Ltd.)、0.57mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2質量%，Wako 195-09561，購自Wako Chemical,Ltd.)以及0.09mL的2-乙基己酸鋯氧化物的礦油精溶液(Zr含量：12質量%，Wako 269-01116，購自Wako Chemical,Ltd.)，以得到閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液。在預定的條件下將閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液滴在並旋轉塗佈於基板上。在加熱爐中以120℃對基板加熱1小時，以形成閘極絕緣層前驅體。
注意，在此步驟所得到的閘極絕緣層前驅體無法作用為閘極絕緣層。
-形成氧化物半導體層前驅體-
在閘極絕緣層前驅體上形成氧化物半導體層前驅體。具體地，藉以下的方式形成氧化物半導體層前驅體。
秤3.55g的硝酸銦(In(NO3)3‧3H2O)及0.139g的氯化鍶(SrCl2‧6H2O)，加入20mL的1,2-丙二醇及20mL的乙二醇單甲醚於其中，接著在室溫下混合並溶解，以形成氧化物半導體層前驅體形成用塗佈液。利用噴墨設備將氧化物半導體層前驅體形成用塗佈液以預定圖案塗佈在閘極絕緣層前驅體上。基板在升溫至120℃的加熱板上加熱10分鐘，以形成氧化物半導體層前驅體。
注意，在此步驟所得到的氧化物半導體層前驅體無法作用為主動層。
-加熱步驟-
下一步，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成氧化物半導體層及閘極絕緣層。即，將氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層，並且將閘極絕緣層前驅體轉化為閘極絕緣層。
-形成源極/汲極電極-
利用金屬遮罩及真空氣相沉積法在基板上形成Au膜，以形成源極/汲極電極。
經由上述流程，製造底部閘極/頂部接觸的場效電晶體。
<評價電晶體特性>
以與實施例1相同的方法評價所得的場效電晶體的電晶體性能。由量測的電流-電壓特性(傳輸特性)算出SS數值為0.43V。
(比較例2)
以與實施例2相同的方式製造場效電晶體，除了在形成閘極絕緣層前驅體之後進行實施例2中的加熱步驟，以使閘極絕緣層前驅體轉化為閘極絕緣層，並且在形成氧化物半導體層前驅體之後進行實施例2中的加熱步驟，以使氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層以外。具體地，在形成閘極絕緣層前驅體之後，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成閘極絕緣層。下一步，在形成氧化物半導體層前驅體之後，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成氧化物半導體層。
以與實施例2相同的方法評價所得的場效電晶體的電晶體性能。顯示量測的電流-電壓特性(傳輸特性)，算出SS數值為0.82V。
<發明的效果>
透過進行一次形成構成半導體層及閘極絕緣層的氧化物膜所需的高溫加熱步驟，實施例2的製造方法可達到簡化的製造製程。
再者，可想像到，在層疊半導體層及閘極絕緣層之後進行烘烤步驟，使得可以在前通道的區域形成具有缺陷密度較低的界面，因而製造SS特性優異的電晶體。
在比較例2中，在將閘極絕緣層前驅體轉化為閘極絕緣層的製程中，閘極絕緣層變成為與空氣接觸的表面。因此，可想像到，加熱步 驟時粒子與原子在表面上發生擴散及聚集，導致閘極絕緣層的表面粗糙度增加。在如此不均勻的閘極絕緣層上形成氧化物半導體層被視為增加前通道的缺陷密度，導致SS特性降低。
(實施例3)
<製造底部閘極/底部接觸的場效電晶體>
-形成閘極電極-
利用真空氣相沉積法在基板上形成Au膜。
進行光微影及蝕刻以形成具有預定形狀的閘極電極。
-形成閘極絕緣層-
下一步，透過電漿CVD形成SiO2膜，使其具有200nm的膜厚度，以形成閘極絕緣層。
-形成源極/汲極電極-
利用濺鍍法在閘極絕緣層上形成ITO膜。
進行光微影及蝕刻以形成具有預定形狀的源極/汲極電極。
-形成氧化物半導體層前驅體-
在基板及源極/汲極電極上形成氧化物半導體層前驅體。具體地，藉以下的方式形成氧化物半導體層前驅體。
秤3.55g的硝酸銦(In(NO3)3‧3H2O)及0.139g的氯化鍶(SrCl2‧6H2O)，加入20mL的1,2-丙二醇及20mL的乙二醇單甲醚於其中，接著在室溫下混合並溶解，以形成氧化物半導體層前驅體形成用塗佈液。利用噴墨設備將氧化物半導體層前驅體形成用塗佈液以預定圖案塗佈在源極/汲極電極及基板上。基板在升溫至120℃的加熱板上加熱10分鐘，以形成氧化物半導體層前驅體。
注意，在此步驟所得到的氧化物半導體層前驅體無法作用為主動層。
-形成鈍化層前驅體-
下一步，形成鈍化層前驅體。具體地，藉以下的方式形成鈍化層前驅體。
在1mL的甲苯中，混合0.99mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7質量%，Wako 122-03371，購自Wako Chemical,Ltd.)以及0.27mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2質量%，Wako 195-09561，購自Wako Chemical,Ltd.)，以得到鈍化層前驅體形成用塗佈液。在預定的條件下將鈍化層前驅體形成用塗佈液滴在並旋轉塗佈於基板上。在加熱爐中以120℃對基板加熱1小時，以形成鈍化層前驅體。
注意，在此步驟所得到的鈍化層前驅體無法作用為鈍化層。
-加熱步驟-
下一步，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成氧化物半導體層及鈍化層。即，將氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層，並且將鈍化層前驅體轉化為鈍化層。
經由上述流程，製造底部閘極/底部接觸的場效電晶體。
<評價電晶體特性>
以與實施例1相同的方法評價所得的場效電晶體的電晶體性能。由量測的電流-電壓特性(傳輸特性)算出SS數值為0.41V。
(比較例3)
以與實施例3相同的方式製造場效電晶體，除了在形成氧化物半導體層前驅體之後進行實施例3中的加熱步驟，以使氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層，並且在形成鈍化層前驅體之後進行實施例3中的加熱步驟，以使鈍化層前驅體轉化為鈍化層以外。具體地，在形成氧化物半導體層前驅體之後，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成氧化物半導體層。下一步，在形成鈍化層前驅體之後，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成鈍化層。
以與實施例3相同的方法評價所得的場效電晶體的電晶體性能。由量測的電流-電壓特性(傳輸特性)算出SS數值為0.78V。
<發明的效果>
透過進行一次形成構成半導體層及鈍化層的氧化物膜所需的高溫加熱步驟，實施例3的製造方法可達到簡化的製造製程。
再者，可想像到，在層疊半導體層及鈍化層之後進行烘烤步驟，使得可以在後通道的界面形成具有缺陷密度較低的界面，因而製造SS特性優異的電晶體。
在比較例3中，在將氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層的製程中，氧化物半導體層表面變成為與空氣接觸的表面。因此，可想像到，加熱步驟時粒子與原子在表面上發生擴散及聚集，導致氧化物半導體層表面的缺陷密度增加。如此的缺陷被視為誘發了電荷捕捉，導致SS特性降低。
(實施例4)
<製造底部閘極/頂部接觸的場效電晶體>
-形成閘極電極-
利用真空氣相沉積法在基板上形成Cr/Au膜。
進行光微影及蝕刻以形成具有預定形狀的閘極電極。-形成閘極絕緣層-
下一步，透過電漿CVD形成SiO2膜，使其具有200nm的膜厚度，以形成閘極絕緣層。
-形成氧化物半導體層前驅體-
在閘極絕緣層上形成氧化物半導體層前驅體。具體地，藉以下的方式形成氧化物半導體層前驅體。
秤3.55g的硝酸銦(In(NO3)3‧3H2O)及0.139g的氯化鍶(SrCl2‧6H2O)，加入20mL的1,2-丙二醇及20mL的乙二醇單甲醚於其中，接著在室溫下混合並溶解，以形成氧化物前驅體形成用塗佈液。利用噴墨設備將氧化物前驅體形成用塗佈液以預定圖案塗佈在閘極絕緣層上。基板在升溫至120℃的加熱板上加熱10分鐘，以形成氧化物半導體層前驅體。注意，在此步驟所得到的氧化物半導體層前驅體無法作用為主動層。
-形成鈍化層前驅體-
下一步，形成鈍化層前驅體。具體地，藉以下的方式形成鈍化層前驅體。
在1mL的甲苯中，混合0.99mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7質量%，Wako 122-03371，購自Wako Chemical,Ltd.)以及0.27mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2質量%，Wako 195-09561，購自Wako Chemical,Ltd.)，以得到鈍化層前驅體形成用塗佈液。在預定的條件下將鈍化層前驅體形成用塗佈液滴在並旋轉塗佈於基板上。在加熱爐中以120℃對基板加熱1小時，以形成鈍化層前驅體。注意，在此步驟所得到的鈍化層前驅體無法作用為鈍化層。
-加熱步驟-
下一步，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成氧化物半導體層及鈍化層。即，將氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層，並且將鈍化層前驅體轉化為鈍化層。
下一步，進行光微影及蝕刻以將鈍化層圖案化為預定的形狀。
-形成源極/汲極電極-
利用真空氣相沉積法在鈍化層及氧化物半導體層上形成Au膜。
下一步，進行光微影及蝕刻以將源極/汲極電極形成為預定的形狀。
經由上述流程，製造底部閘極/頂部接觸的場效電晶體(圖5H)。
(實施例5)
<製造頂部閘極/頂部接觸的場效電晶體>
-形成氧化物半導體層前驅體-
在基板上形成氧化物半導體層前驅體。具體地，藉以下的方式形成氧化物半導體層前驅體。
秤3.55g的硝酸銦(In(NO3)3‧3H2O)及0.139g的氯化鍶(SrCl2‧6H2O)，加入20mL的1,2-丙二醇及20mL的乙二醇單甲醚於其中，接著在室溫下混合並溶解，以形成氧化物前驅體形成用塗佈液。利用噴墨設備將氧化物前驅體形成用塗佈液以預定圖案塗佈在基板上。基板在升溫 至120℃的加熱板上加熱10分鐘，以形成氧化物半導體層前驅體。注意，在此步驟所得到的氧化物半導體層前驅體無法作用為主動層。
-形成閘極絕緣層前驅體-
下一步，形成閘極絕緣層前驅體。具體地，藉以下的方式形成閘極絕緣層前驅體。
在1.2mL的環己苯中，混合1.95mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7質量%，Wako 122-03371，購自Wako Chemical,Ltd.)、0.57mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2質量%，Wako 195-09561，購自Wako Chemical,Ltd.)以及0.09mL的2-乙基己酸鋯氧化物的礦油精溶液(Zr含量：12質量%，Wako 269-01116，購自Wako Chemical,Ltd.)，以得到閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液。在預定的條件下將閘極絕緣層前驅體形成用塗佈液滴在並旋轉塗佈於氧化物半導體層前驅體上。在加熱爐中以120℃對基板加熱1小時，以形成閘極絕緣層前驅體。
注意，在此步驟所得到的閘極絕緣層前驅體無法作用為閘極絕緣層。
-加熱步驟-
下一步，在加熱爐中以400℃對基板加熱3小時，以形成氧化物半導體層及閘極絕緣層。即，將氧化物半導體層前驅體轉化為氧化物半導體層，並且將閘極絕緣層前驅體轉化為閘極絕緣層。
-形成閘極電極-
利用DC濺鍍在閘極絕緣層上形成Al膜。下一步，進行光微影及蝕刻以形成具有預定形狀的閘極電極。透過蝕刻移除未有閘極電極形成的區域中的閘極絕緣層，以圖案化閘極絕緣層。
-形成層間絕緣層-
下一步，透過電漿CVD形成SiO2膜，使其具有300nm的膜厚度。進行光微影及蝕刻以移除未有光阻圖案形成的區域中的SiO2，以形成層間絕緣層。
-形成源極/汲極電極-
利用DC濺鍍在基板上形成A1膜。
進行光微影及蝕刻以形成具有預定形狀的源極/汲極電極。
經由上述流程，製造頂部閘極/頂部接觸的場效電晶體(圖6F)。
本發明的觀點舉例如下。
<1>一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括一第一氧化物層及一第二氧化物層並且在該第一氧化物層及該第二氧化物層彼此相鄰的區域中形成一前通道或一後通道，該方法包括：形成一第二前驅體層以與一第一前驅體層接觸，該第一前驅體層為該第一氧化物層的一前驅體且該第二前驅體層為該第二氧化物層的一前驅體，然後分別將該第一前驅體層及該第二前驅體層轉化為該第一氧化物層及該第二氧化物層，該形成包括以下處理(I)及(II)中的至少一種：處理(I)，塗佈一第一氧化物前驅體形成用塗佈液，該第一氧化物前驅體形成用塗佈液能形成一第一氧化物的前驅體並且含有一溶劑；然後移除該溶劑以形成為該第一氧化物層的前驅體的該第一前驅體層；以及處理(II)，塗佈一第二氧化物前驅體形成用塗佈液，該第二氧化物前驅體形成用塗佈液能形成一第二氧化物的前驅體並且含有一溶劑，然後移除該溶劑以形成為該第二氧化物層的前驅體的該第二前驅體層。
<2>根據<1>所述的製造場效電晶體的方法，其中，該第一氧化物層包括一氧化物絕緣層並且該第二氧化物層包括一氧化物半導體層。
<3>根據<2>所述的製造場效電晶體的方法，其中，該氧化物絕緣層包括一閘極絕緣層。
<4>根據<1>所述的製造場效電晶體的方法，其中，該第一氧化物層包括一氧化物半導體層並且該第二氧化物層包括一氧化物絕緣層。
<5>根據<4>所述的製造場效電晶體的方法，其中，該氧化物絕緣層包括一閘極絕緣層。
<6>根據<4>所述的製造場效電晶體的方法，其中，該氧化物絕緣層包括一鈍化層。
<7>根據<1>至<6>中任一項所述的製造場效電晶體的方法，其中，分別將該第一前驅體層及該第二前驅體層轉化為該第一氧化物層及該第二氧化物層是透過加熱進行的。
本發明可解決上述存在的問題，並且可提供一種製造場效電晶體的方法，其中當塗佈法用於形成前通道或後通道時，該方法可均勻地形成前通道界面及後通道界面，以減少缺陷密度，可使電晶體特性更好。
1‧‧‧基板
2‧‧‧源極電極
3‧‧‧汲極電極
4‧‧‧氧化物半導體層
5‧‧‧閘極絕緣層
6‧‧‧閘極電極

Claims (7)

  1. 一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括一第一氧化物層及一第二氧化物層並且在該第一氧化物層及該第二氧化物層彼此相鄰的區域中形成一前通道或一後通道，該方法包括：形成一第二前驅體層以與一第一前驅體層接觸，該第一前驅體層為該第一氧化物的前驅體且該第二前驅體層為該第二氧化物的前驅體；以及藉由以200℃和600℃之間的溫度在一加熱爐中加熱，分別將該第一前驅體層及該第二前驅體層同時轉化為該第一氧化物層及該第二氧化物層，該形成包括以下處理(I)及(II)中的至少一種：處理(I)，塗佈一第一氧化物前驅體形成用塗佈液，該第一氧化物前驅體形成用塗佈液能形成該第一氧化物的前驅體並且含有一溶劑；然後移除該溶劑以形成為該第一氧化物層的前驅體的該第一前驅體層；以及處理(II)，塗佈一第二氧化物前驅體形成用塗佈液，該第二氧化物前驅體形成用塗佈液能形成該第二氧化物的前驅體並且含有一溶劑，然後移除該溶劑以形成為該第二氧化物層的前驅體的該第二前驅體層，其中，在所述將該第一前驅體層及該第二前驅體層轉化為該第一氧化物層及該第二氧化物層的過程中，該第一氧化物層及該第二氧化物層之其中之一不與空氣接觸，以不具有一自由表面。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之製造場效電晶體的方法，其中，該第一氧化物層包括一氧化物絕緣層並且該第二氧化物層包括一氧化物半導體層。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之製造場效電晶體的方法，其中，該氧化物絕緣層包括一閘極絕緣層。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之製造場效電晶體的方法，其中，該第一氧化物層包括一氧化物半導體層並且該第二氧化物層包括一氧化物絕緣層。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之製造場效電晶體的方法，其中，該氧化物絕緣層包括一閘極絕緣層。
  6. 根據申請專利範圍第4項所述的製造場效電晶體的方法，其中，該氧化物絕緣層包括一鈍化層。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之製造場效電晶體的方法，其中，該第二氧化物層包括一鈍化層，一電極膜形成在該鈍化層上，以及該電極膜被圖案化以形成一源極電極及一汲極電極。
TW106108544A 2016-03-18 2017-03-15 製造場效電晶體的方法 TWI681461B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-055630 2016-03-18
JP2016055630 2016-03-18
JP2017-038178 2017-03-01
JP2017038178 2017-03-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201735188A TW201735188A (zh) 2017-10-01
TWI681461B true TWI681461B (zh) 2020-01-01

Family

ID=59851204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106108544A TWI681461B (zh) 2016-03-18 2017-03-15 製造場效電晶體的方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10586873B2 (zh)
EP (1) EP3432349A4 (zh)
JP (1) JP6607309B2 (zh)
KR (1) KR20180124934A (zh)
CN (1) CN108780756B (zh)
RU (1) RU2706296C1 (zh)
SG (1) SG11201807957SA (zh)
TW (1) TWI681461B (zh)
WO (1) WO2017159702A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7305933B2 (ja) 2018-07-23 2023-07-11 株式会社リコー 金属酸化物膜形成用塗布液、酸化物絶縁体膜、電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステム
JP7326795B2 (ja) 2019-03-20 2023-08-16 株式会社リコー 電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステム
RU2745586C1 (ru) * 2020-01-22 2021-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Способ изготовления полупроводникового прибора

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1577912A (zh) * 2003-07-03 2005-02-09 三星电子株式会社 包含多层栅绝缘体的有机薄膜晶体管
US20090159880A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Konica Minolta Holdings, Inc. Electronic device and method of manufacturing the same
TW200941724A (en) * 2007-12-04 2009-10-01 Canon Kk Oxide semiconductor device including insulating layer and display apparatus using the same
TW201511291A (zh) * 2013-08-09 2015-03-16 Nat University Corp Japan Advanced Inst Of Science And Technology 氧化物半導體層及其製造方法、與氧化物半導體的前驅物、氧化物半導體層、半導體元件及電子裝置
TW201542658A (zh) * 2014-05-08 2015-11-16 Fujifilm Corp 半導體元件及絕緣層形成用組成物

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5118811B2 (zh) 1972-08-01 1976-06-12
WO2006051994A2 (en) 2004-11-10 2006-05-18 Canon Kabushiki Kaisha Light-emitting device
JP4560505B2 (ja) * 2005-11-08 2010-10-13 キヤノン株式会社 電界効果型トランジスタ
JP2009177149A (ja) * 2007-12-26 2009-08-06 Konica Minolta Holdings Inc 金属酸化物半導体とその製造方法および薄膜トランジスタ
JP2010129742A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Konica Minolta Holdings Inc 電子デバイス及びその製造方法
JP5899615B2 (ja) 2010-03-18 2016-04-06 株式会社リコー 絶縁膜の製造方法及び半導体装置の製造方法
CN104662646B (zh) * 2012-09-21 2018-01-09 凸版印刷株式会社 薄膜晶体管及其制造方法、图像显示装置
JP6015389B2 (ja) 2012-11-30 2016-10-26 株式会社リコー 電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステム
JP2014123670A (ja) * 2012-12-21 2014-07-03 Panasonic Corp 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP6454974B2 (ja) 2013-03-29 2019-01-23 株式会社リコー 金属酸化物膜形成用塗布液、金属酸化物膜の製造方法、及び電界効果型トランジスタの製造方法
JP6421446B2 (ja) 2013-06-28 2018-11-14 株式会社リコー 電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置及びシステム
JP6264090B2 (ja) 2013-07-31 2018-01-24 株式会社リコー 電界効果型トランジスタ、及び電界効果型トランジスタの製造方法
JP6394171B2 (ja) 2013-10-30 2018-09-26 株式会社リコー 電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステム
JP6651714B2 (ja) 2014-07-11 2020-02-19 株式会社リコー ｎ型酸化物半導体製造用塗布液、電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステム
JP6744395B2 (ja) 2016-03-14 2020-08-19 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 積層体、エッチングマスク、積層体の製造方法、及びエッチングマスクの製造方法、並びに薄膜トランジスタの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1577912A (zh) * 2003-07-03 2005-02-09 三星电子株式会社 包含多层栅绝缘体的有机薄膜晶体管
TW200941724A (en) * 2007-12-04 2009-10-01 Canon Kk Oxide semiconductor device including insulating layer and display apparatus using the same
US20090159880A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Konica Minolta Holdings, Inc. Electronic device and method of manufacturing the same
TW201511291A (zh) * 2013-08-09 2015-03-16 Nat University Corp Japan Advanced Inst Of Science And Technology 氧化物半導體層及其製造方法、與氧化物半導體的前驅物、氧化物半導體層、半導體元件及電子裝置
TW201542658A (zh) * 2014-05-08 2015-11-16 Fujifilm Corp 半導體元件及絕緣層形成用組成物

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017159702A1 (ja) 2019-01-24
JP6607309B2 (ja) 2019-11-20
CN108780756B (zh) 2021-10-22
US20190027608A1 (en) 2019-01-24
SG11201807957SA (en) 2018-10-30
TW201735188A (zh) 2017-10-01
WO2017159702A1 (ja) 2017-09-21
CN108780756A (zh) 2018-11-09
EP3432349A1 (en) 2019-01-23
KR20180124934A (ko) 2018-11-21
EP3432349A4 (en) 2019-03-20
US10586873B2 (en) 2020-03-10
RU2706296C1 (ru) 2019-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106935656B (zh) 绝缘膜、半导体装置的制造方法以及半导体装置
JP5929132B2 (ja) 金属酸化物薄膜形成用塗布液、金属酸化物薄膜の製造方法、及び電界効果型トランジスタの製造方法
CN102668095B (zh) 晶体管
JP5729707B2 (ja) 拡散バリアで被覆された基板上の半導体デバイス及びその形成方法
US11482625B2 (en) Sputtering target, oxide semiconductor, oxynitride semiconductor, and transistor
US8742414B2 (en) Composition for an oxide thin film, a preparation method of the composition, a method for forming an oxide thin film using the composition, an electronic device including the oxide thin film, and a semiconductor device including the oxide thin film
TWI489634B (zh) 薄膜電晶體、其製造方法及顯示裝置
TWI783191B (zh) 製造場效電晶體的方法、製造揮發性半導體記憶元件的方法、製造非揮發性半導體記憶元件的方法、製造顯示元件的方法、製造影像顯示裝置的方法及製造系統的方法
TWI681461B (zh) 製造場效電晶體的方法
TW201407790A (zh) 薄膜電晶體及其製造方法及包含其之顯示裝置
KR102148478B1 (ko) 산화물 반도체를 적용한 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조방법
KR102483109B1 (ko) 금속 산화물, 전계 효과형 트랜지스터, 및 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법
JPWO2014196107A1 (ja) 薄膜トランジスタ素子とその製造方法及び表示装置
KR101375846B1 (ko) 박막트랜지스터 및 그 제조방법
TW200934287A (en) Method of manufacturing display apparatus
JP7476490B2 (ja) 金属酸化物、電界効果型トランジスタ、及び電界効果型トランジスタの製造方法
KR102000829B1 (ko) 고유전체 절연 박막을 포함하는 박막 트랜지스터 및 이의 제조 방법
KR101373195B1 (ko) 산화물반도체 조성물 및 그 제조방법, 산화물반도체 박막 형성 방법, 전자소자 제조 방법 및 그에 따라 제조된 전자 부품
JP2018098222A (ja) 電界効果型トランジスタの製造方法
KR101389451B1 (ko) 산화물 박막용 조성물, 이를 이용한 액상 공정 산화물 박막의 제조 방법, 이를 이용한 전자 소자 및 박막 트랜지스터
KR20110133317A (ko) 실리콘을 포함하는 산화물 반도체 박막 트랜지스터
JP2017152540A (ja) 塗布型酸化物半導体、薄膜トランジスタ、表示装置および塗布型酸化物半導体の製造方法
JP2015144175A (ja) 薄膜トランジスタおよびその製造方法
KR20140042573A (ko) 표시장치용 산화물 박막 트랜지스터 및 그 제조방법
CN116314020A (zh) 一种阵列基板、显示面板及其制备方法