WO2015033499A1 - 薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ Download PDF

Info

Publication number
WO2015033499A1
WO2015033499A1 PCT/JP2014/003395 JP2014003395W WO2015033499A1 WO 2015033499 A1 WO2015033499 A1 WO 2015033499A1 JP 2014003395 W JP2014003395 W JP 2014003395W WO 2015033499 A1 WO2015033499 A1 WO 2015033499A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oxide semiconductor
semiconductor layer
thin film
film transistor
reflectance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/003395
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英治 武田
齋藤　徹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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 Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2015535295A priority Critical patent/JP6082950B2/ja
Priority to US14/915,704 priority patent/US10230003B2/en
Publication of WO2015033499A1 publication Critical patent/WO2015033499A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/674—Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
    • H10D30/6755—Oxide semiconductors, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide or cadmium stannate
    • H10D30/6756—Amorphous oxide semiconductors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2621—Circuits therefor for testing field effect transistors, i.e. FET's
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2642—Testing semiconductor operation lifetime or reliability, e.g. by accelerated life tests
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/265—Contactless testing
    • G01R31/2656—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6704—Thin-film transistors [TFT] having supplementary regions or layers in the thin films or in the insulated bulk substrates for controlling properties of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6757—Thin-film transistors [TFT] characterised by the structure of the channel, e.g. transverse or longitudinal shape or doping profile
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/40—Crystalline structures
    • H10D62/402—Amorphous materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
    • H10P74/20—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices characterised by the properties tested or measured, e.g. structural or electrical properties
    • H10P74/207—Electrical properties, e.g. testing or measuring of resistance, deep levels or capacitance-voltage characteristics
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
    • H10P95/90—Thermal treatments, e.g. annealing or sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/22—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using physical deposition, e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
    • H10P14/3424—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IIB-VIA materials
    • H10P14/3426—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
    • H10P14/3434—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being oxide semiconductor materials

Definitions

  • the present invention relates to a method for evaluating a thin film transistor having an oxide semiconductor layer, a manufacturing method, and a thin film transistor, and more particularly to a method for evaluating a thin film transistor by a microwave photoconductive decay method.
  • An oxide semiconductor typified by amorphous IGZO In—Ga—Zn—O
  • amorphous IGZO In—Ga—Zn—O
  • TFT Thin Film Transistor
  • an active matrix type display such as an organic EL display (Organic Electroluminescence Display)
  • Patent Document 1 is an evaluation for a sample in which only an oxide semiconductor thin film is formed on a substrate.
  • a TFT having an oxide semiconductor layer as a channel layer (hereinafter referred to as “oxide semiconductor TFT”). Is not evaluated in the manufacturing process of the oxide semiconductor TFT.
  • the physical properties of the oxide semiconductor can be greatly changed in the manufacturing process after the formation of the oxide semiconductor thin film.
  • the temperature distribution in annealing Due to the non-uniformity, variation in electrical characteristics and the like may occur depending on the formation position of the oxide semiconductor on the substrate. Therefore, in order to evaluate an oxide semiconductor TFT as a target, a conventional evaluation method for a sample on which only an oxide semiconductor thin film is formed is insufficient.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a method for evaluating electrical characteristics of an oxide semiconductor TFT in a non-contact manner.
  • one embodiment of a thin film transistor evaluation method is a thin film transistor evaluation method formed over a substrate, wherein the thin film transistor includes at least an oxide semiconductor layer functioning as a channel layer And a channel protective layer formed above the oxide semiconductor layer, and the evaluation method irradiates the oxide semiconductor layer when the oxide semiconductor layer is pulsed with excitation light.
  • an electrical characteristic of an oxide semiconductor TFT applied to a drive element of an active matrix display instead of an evaluation as a single oxide semiconductor thin film.
  • the evaluation method according to the present invention can be incorporated into a manufacturing process of an oxide semiconductor TFT (such as a mass production process of a display panel), and development of an active matrix display panel such as an organic EL display is expected today.
  • an oxide semiconductor TFT such as a mass production process of a display panel
  • an active matrix display panel such as an organic EL display
  • the practical value of the present invention is extremely high.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration of a measurement apparatus that performs a TFT evaluation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a diagram showing a time change of the reflectance of the microwave obtained by the measuring apparatus shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of the procedure of the TFT manufacturing process and the measurement timing by the microwave photoconductive decay method.
  • FIG. 3 is a diagram showing a laminated structure of TFTs completed by the manufacturing process shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing measurement points on the panel by the microwave photoconductive decay method.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the TFT evaluation method.
  • FIG. 1B is a diagram showing a time change of the reflectance of the microwave obtained by the measuring apparatus shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of the procedure of the TFT manufacturing process and the measurement timing by the microwave photoconductive decay method.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example of a measurement result related to a threshold voltage (a relationship between a reflectance decay time ⁇ 1 and a threshold voltage of an oxide semiconductor layer).
  • FIG. 6B is a diagram illustrating another example of the measurement result related to the threshold voltage (relationship between the reflectance decay time ⁇ 2 and the threshold voltage of the oxide semiconductor layer).
  • FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a measurement result related to a resistance value (a relationship between a reflectance decay time ⁇ 1 and a resistance value of an oxide semiconductor layer).
  • FIG. 7B is a diagram illustrating another example of the measurement result regarding the resistance value (relationship between the reflectance decay time ⁇ 2 and the resistance value of the oxide semiconductor layer).
  • FIG. 7C is a diagram illustrating another example of the measurement result regarding the resistance value (relationship between the peak value of the reflectance and the resistance value of the oxide semiconductor layer).
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of positioning a measurement location depending on the position of the sputter target.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating another positioning example of the measurement location depending on the position of the sputter target.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of positioning of measurement points depending on the film thickness and / or film quality of an oxide semiconductor layer.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an example of positioning a measurement location depending on the temperature distribution in the annealing process.
  • a thin film transistor evaluation method is an evaluation method of a thin film transistor formed over a substrate as a threshold voltage evaluation, and the thin film transistor includes at least an oxide semiconductor layer functioning as a channel layer and the oxide A channel protective layer formed above the semiconductor layer, and the evaluation method is configured to reflect the reflectance of the microwave irradiated to the oxide semiconductor layer when the oxide semiconductor layer is pulsed with excitation light.
  • An attenuation time which is a time required for the reflectance to attenuate from the first value to the second value, is calculated from the measurement step for measuring the change in the reflectance and the change in the reflectance obtained in the measurement step.
  • the oxide semiconductor TFT having a channel protective layer and its intermediate product are not subjected to non-contact measurement by the microwave photoconductive decay method, but the oxide semiconductor thin film is not intended for a single oxide semiconductor thin film.
  • the threshold voltage of the layer can be determined. Therefore, by incorporating such an evaluation step into an oxide semiconductor TFT manufacturing step (such as a display panel mass production step), the quality of the oxide semiconductor layer in the manufacturing process can be managed.
  • the decay time is the time required for the reflectance to decay from the peak value to 1 / e of the peak value, where e is the base of the natural logarithm, and the reflectance is 1 / e of the peak value.
  • the determination regarding the threshold voltage may be at least one of specifying the threshold voltage and determining whether or not the threshold voltage is a value within a predetermined range. This makes it possible to calculate the threshold voltage of the oxide semiconductor layer and to determine whether the oxide semiconductor TFT is good or defective based on the threshold voltage.
  • the threshold voltage of the oxide semiconductor layer corresponding to the attenuation time calculated in the calculation step is specified by referring to the relationship between the attenuation time calculated in advance and the threshold voltage. Also good. Thereby, the threshold voltage of an unknown oxide semiconductor layer is specified from the decay time obtained by measurement using the relationship between the decay time and the threshold voltage obtained in advance.
  • the thin film transistor evaluation method is a thin film transistor evaluation method formed on a substrate, and the thin film transistor includes at least an oxide semiconductor layer functioning as a channel layer, and an upper portion of the oxide semiconductor layer. And the evaluation method measures a change in the reflectance of the microwave irradiated to the oxide semiconductor layer when the oxide semiconductor layer is pulsed with excitation light. And a change in the reflectance obtained in the measurement step, an attenuation time which is a time required for the reflectance to attenuate from the first value to the second value, or the reflectance A calculation step for calculating a peak value, and a determination regarding the resistance value of the oxide semiconductor layer based on the decay time or the peak value calculated in the calculation step. Cormorants and a determination step.
  • the oxide semiconductor TFT having a channel protective layer and its intermediate product are not subjected to non-contact measurement by the microwave photoconductive decay method, but the oxide semiconductor thin film is not intended for a single oxide semiconductor thin film.
  • the resistance value of the layer can be determined. Therefore, by incorporating such an evaluation step into an oxide semiconductor TFT manufacturing step (such as a display panel mass production step), the quality of the oxide semiconductor layer in the manufacturing process can be managed.
  • the decay time is the time required for the reflectance to decay from the peak value to 1 / e of the peak value, where e is the base of the natural logarithm, and the reflectance is 1 / e of the peak value.
  • the determination regarding the resistance value may be at least one of specifying the resistance value and determining whether or not the resistance value is a value within a predetermined range. This makes it possible to calculate the resistance value of the oxide semiconductor layer and to determine whether the oxide semiconductor TFT is good or defective based on the resistance value.
  • the oxide semiconductor layer corresponding to the attenuation time or peak value calculated in the calculation step is referred to by referring to a relationship between the attenuation time or peak value calculated in advance and the resistance value.
  • the resistance value may be specified.
  • the resistance value of the unknown oxide semiconductor layer is specified using the relationship between the attenuation time or peak value obtained in advance and the resistance value from the attenuation time or peak value obtained by the measurement.
  • the thin film transistor may be subjected to a first annealing process for stabilizing the channel protective layer after the formation of the channel protective layer, and the measurement step may be performed after the first annealing process. Good. Accordingly, it can be confirmed whether or not the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer have changed due to the annealing treatment that is highly likely to change the physical properties of the oxide semiconductor, and to what extent.
  • the thin film transistor further includes a source and drain electrode formed above the channel protective layer, and an interlayer insulating layer formed above the source and drain electrode, and the measuring step includes the step of It may be performed after the formation of the insulating layer. Accordingly, non-contact measurement by the microwave photoconductive decay method can be performed on the oxide semiconductor TFT including not only the channel protective layer but also the interlayer insulating layer to determine the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer.
  • the thin film transistor may be subjected to a second annealing process for stabilizing the interlayer insulating layer after the formation of the interlayer insulating layer, and the measuring step may be performed after the second annealing process. Good. Thereby, the electrical characteristics of the oxide semiconductor TFT when the final manufacturing process is completed can be evaluated.
  • the method further includes a positioning step for changing a measurement target location in the measurement step, and the measurement in the measurement step, the calculation in the calculation step, and the determination in the determination step are the target locations changed in the positioning step. May be performed.
  • the quality control of the entire panel can be performed by performing measurement, parameter calculation, and determination of electrical characteristics while sequentially changing the position of a plurality of locations on the plane.
  • the oxide semiconductor layer is formed by a sputtering method that targets a plurality of strip-shaped regions arranged at regular intervals on the substrate.
  • the plurality of strip-shaped layers are formed.
  • the measurement target location may be changed so that the measurement in the measurement step is performed on each of the regions sandwiched between adjacent regions in the row of the plurality of strip-like regions.
  • the thickness of the oxide semiconductor layer is increased, and the thickness of the oxide semiconductor layer is decreased.
  • a plurality of target portions arranged with at least one tendency of deterioration of the film quality of the layer and improvement of the film quality of the oxide semiconductor layer may be sequentially switched.
  • a plurality of target portions arranged in a sequence in which the temperature in the annealing process for the thin film transistor tends to increase or decrease as the measurement target portion is sequentially switched. May be. Thereby, changes and variations in the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer depending on the temperature distribution in the annealing treatment can be evaluated.
  • the microwave frequency may be 10 GHz or more, and the wavelength of the excitation light may be 500 nm or less.
  • the present invention can also be realized as a method for manufacturing a thin film transistor.
  • the manufacturing method includes a step of forming an oxide semiconductor layer functioning as a channel layer on a substrate, a step of forming a channel protective layer above the oxide semiconductor layer, and a step of executing the evaluation method. . This makes it possible to manage the film quality of the oxide semiconductor layer in the manufacturing process.
  • the present invention can also be realized as a thin film transistor.
  • the thin film transistor is, for example, a thin film transistor formed on a substrate, and includes an oxide semiconductor layer functioning as a channel layer and a channel protective layer formed above the oxide semiconductor layer.
  • the specified threshold voltage is 1.5 to 1.9 V, or the resistance value is 10 9 to 10 11 ⁇ .
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration of a measurement apparatus 10 that performs the thin film transistor evaluation method according to the present embodiment.
  • This measuring apparatus 10 non-contactly evaluates the oxide semiconductor constituting the channel layer of the TFT 21 at a plurality of timings (in-line inspection) in the manufacturing process of the TFT 21 by the microwave photoconductive decay method.
  • the measuring apparatus 10 irradiates the oxide semiconductor layer formed on the substrate 30 with excitation light and microwave, and determines the intensity of the reflected wave from the sample of the microwave that changes due to the irradiation of the excitation light. To detect.
  • the basic configuration of the measuring apparatus 10 is the same as that of Patent Document 1, but as described below, in order to enable the evaluation of the TFT 21 in each manufacturing process, Unique ingenuity has been added.
  • the substrate 30 is a glass substrate or the like.
  • the TFT 21 is an oxide semiconductor TFT (including intermediate products in each manufacturing process until completed as a TFT) formed so as to be two-dimensionally arranged on the surface of the substrate 30.
  • the substrate 30 and the TFT 21 (including the intermediate product) formed thereon are collectively referred to as a panel 20.
  • the panel 20 is a drive panel for, for example, an organic EL display, which is configured by two-dimensionally forming a plurality of TFTs 21 on a substrate 30.
  • the panel 20 is not only for a single display panel but also for a plurality of displays (for example, 4 chamfer) panels are included.
  • the measurement apparatus 10 includes a pulse laser 11, a microwave oscillator 12, a waveguide assembly 13, a mixer 14, a signal processing device 15, a computer 16, a stage controller 17, and an XY stage 18.
  • the pulse laser 11 is a light source that outputs excitation light irradiated to the TFT 21, and has a wavelength of 500 nm or less (for example, a wavelength of 349 nm), a power of 1 nJ / pulse to 10 ⁇ J / pulse, a pulse width of 5 nsec, and a beam diameter.
  • a semiconductor laser or the like that emits pulsed ultraviolet light of 1.5 mm as excitation light.
  • the pulse width of the excitation light is 15 nsec.
  • the time order may be the same as the decay times ⁇ 1 and ⁇ 2 described later, and the measurement accuracy is not sufficient. Absent.
  • the pulse width is set to 5 nsec.
  • the pulse energy is 1 ⁇ J / pulse.
  • a power larger than 1 ⁇ J / pulse is used. Is desirable.
  • the pulse energy is preferably 1 to 2 ⁇ J / pulse, and the best measurement accuracy is obtained when the pulse energy is about 1.45 ⁇ J / pulse.
  • the microwave oscillator 12 is a signal source that outputs a microwave (electromagnetic wave) irradiated to the measurement site of the TFT 21.
  • the microwave oscillator 12 is preferably a signal source that outputs a microwave having a frequency of 10 GHz or more. In the present embodiment, it is a Gunn diode having a frequency of 26 GHz.
  • the waveguide assembly 13 has a function of irradiating the measurement site of the TFT 21 with the excitation light output from the pulse laser 11, and branches the microwave output from the microwave oscillator 12 to be output to the LO input terminal of the mixer 14 and the TFT 21.
  • the assembly has a function of capturing the reflected wave of the microwave irradiated to the measurement site of the TFT 21 and guiding it to the RF input terminal of the mixer 14.
  • This waveguide assembly 13 has a mirror, a condensing lens, and a waveguide (not shown) for irradiating the excitation light, and reflects the excitation light output from the pulse laser 11 by the mirror, thereby collecting the condensing lens.
  • the waveguide assembly 13 includes a directional coupler, a magic T, and a waveguide (not shown) for the microwave irradiation and the detection of the reflected wave.
  • the waveguide assembly 13 splits the microwave output from the microwave oscillator 12 into two by the directional coupler, and transmits one of the branched first microwaves to the magic T and the other second microwave. The wave is transmitted to the LO input terminal of the mixer 14.
  • the first microwave transmitted to the magic T is branched into two by the magic T, and one of the branched first main microwaves is passed through the first waveguide to the measurement site of the TFT 21 (the portion including the excitation unit).
  • the other first sub-microwave after branching is radiated to the vicinity of the measurement region of the TFT 21 (the portion not including the excitation portion by the excitation light) through the second waveguide.
  • Supplement the reflected wave is transmitted from the magic T to the RF input terminal of the mixer 14.
  • the mixer 14 outputs a detection signal by mixing the second microwave and the reflected wave difference signal from the waveguide assembly 13.
  • This detection signal is a signal representing the intensity of the reflected wave difference signal (the intensity of the reflected wave of the first microwave applied to the TFT 21), and is taken into the signal processing device 15.
  • the signal processing device 15 detects the peak value (maximum value) of the change in the intensity of the reflected wave difference signal detected by the mixer 14, and sends a detection result and a signal indicating the change in the intensity of the reflected wave difference signal to the computer 16. It is a device to transmit to. More specifically, the signal processing device 15 monitors the change of the reflected wave difference signal for a predetermined time using the timing signal input from the computer 16 as a trigger, and reflects the maximum value of the level of the reflected wave difference signal obtained during that time. It is detected as the peak value of the change in the intensity of the wave difference signal.
  • the signal processing device 15 includes a delay circuit that performs a delay process on the reflected wave difference signal, and the signal after the delay process is a signal with a predetermined sampling period (2.5 nsec in the present embodiment).
  • the intensity is sequentially detected, and the peak value of the intensity change of the reflected wave difference signal is detected from the change in the detected value.
  • the signal processing device 15 outputs the peak value and the signal intensity of the sampled reflected wave difference signal to the computer 16.
  • the computer 16 includes a CPU, a storage unit, an input / output interface, and the like, and executes various processes by the CPU executing predetermined programs. For example, the computer 16 outputs a timing signal indicating the output timing of the excitation light to the pulse laser 11 and the signal processing device 15, and the peak value of the reflected wave difference signal detected by the signal processing device 15 and the sampled signal are sampled.
  • the reflected wave difference signal (time series data) is captured and recorded in the storage unit. The recorded peak value and reflected wave difference signal are used for the evaluation of the TFT 21.
  • the stage controller 17 controls the positioning of the measurement site of the TFT 21 by controlling the driving of the XY stage 18 in accordance with a command from the computer 16.
  • the XY stage 18 is a mechanism unit that moves the panel 20 placed thereon in the X and Y directions on the horizontal plane, and is controlled by the stage controller 17.
  • a substrate holding part for fixing the panel 20 is placed between the XY stage 18 and the panel 20, and the panel 20 is placed thereon.
  • FIG. 1B is a diagram showing a time change of the reflectance of the microwave obtained by the measurement apparatus 10 shown in FIG. 1A.
  • the TFT 21 (or its intermediate product) on which the oxide semiconductor layer is formed is irradiated with excitation light and microwave, and the maximum value of the reflected wave from the oxide semiconductor layer that changes due to the excitation light irradiation. (“Peak value” in FIG.
  • the excitation light irradiation is stopped, and the change in reflectance of the reflected wave after the stop is measured.
  • the time required for the reflectance to decay from the peak value to 1 / e of the peak value (“e is the base of the natural logarithm) (“attenuation time ⁇ 1” in FIG. 1B)
  • the reflectance is The time required to attenuate from 1 / e to 1 / e 2 of the peak value (“attenuation time ⁇ 2” in FIG. 1B) and the peak value of reflectance (“peak value” in FIG. 1B) are calculated and calculated. Based on the decay time and the peak value, the determination on the threshold voltage and the resistance value of the oxide semiconductor layer can be performed.
  • the time ⁇ 1 required for the reflectance to decay from the peak value to 1 / e of the peak value is the carrier lifetime (carrier lifetime).
  • the time required for the reflectance to attenuate from the peak value to 1 / e 2 of the peak value may be included as the attenuation time.
  • the decay time calculated by the measurement apparatus 10 in the present embodiment is the time required for the reflectance to decay from the first value to the second value, and specifically, the natural logarithm base is reduced.
  • e is set, the time required for the reflectance to attenuate from the peak value to 1 / e of the peak value, and the reflectance attenuates from 1 / e of the peak value to 1 / e 2 of the peak value. And at least one of the time required for the reflectance to decay from the peak value to 1 / e 2 of the peak value.
  • the measurement principle of such microwave photoconductive decay method is as follows.
  • the excitation light applied to the oxide semiconductor layer of the TFT 21 is absorbed by the oxide semiconductor layer and generates excess carriers.
  • the disappearance rate also increases.
  • the excess carrier density has a constant peak value.
  • saturation occurs and the density of excess carriers maintains a constant value.However, when irradiation with excitation light is stopped, recombination and disappearance of excess carriers cause The excess carriers are decreased, and finally the value before the irradiation with the excitation light is restored.
  • the microwave irradiated to the oxide semiconductor layer is reflected with a reflectance based on the resistivity determined by the free carrier density of the oxide semiconductor layer.
  • the resistivity of the oxide semiconductor layer decreases, and accordingly, the reflectance of the microwave increases.
  • the excitation light irradiation is stopped, the resistivity increases as the number of excess carriers decreases, and the reflectance of the microwave decreases.
  • the intensity of the reflected wave of the microwave is affected by excess carriers generated in the measurement site by the excitation light irradiation, and the degree of the effect also depends on the degree of defects and the like in the measurement site.
  • the intensity of the reflected wave of the microwave irradiated to the oxide semiconductor layer is attenuated after being temporarily increased by the excitation light irradiation, but the more defects such as the oxide semiconductor layer, the more the reflected wave
  • the threshold voltage of the oxide semiconductor layer is proportional to the reflectance decay time.
  • the resistance value of the oxide semiconductor layer has a positive correlation that increases as the peak value of the intensity of the reflected wave increases, and has a positive correlation that increases as the decay time of the reflectance increases. Therefore, using a plurality of samples with known electrical characteristics, the relationship between measured values and electrical characteristics (attenuation time and threshold voltage, attenuation time and resistance value, peak value and resistance value) is specified in advance. By referencing, the electrical characteristics (threshold voltage, resistance value) can be determined from the measured values obtained for the unknown sample. In addition, the determination is specification of electrical characteristics (threshold voltage, resistance value) and determination of whether the electrical characteristics (threshold voltage, resistance value) are values within a predetermined range (good product or defective product). Including at least one determination).
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of the manufacturing process procedure of the TFT 21 according to the present embodiment and the timing of measurement by the microwave photoconductive decay method (hereinafter also referred to as “ ⁇ -PCD measurement”).
  • FIG. 3 is a view showing a laminated structure of the TFT 21 completed by such a manufacturing process.
  • the gate electrode 31 is formed on the substrate 30 (S10).
  • a glass substrate is prepared as the substrate 30, and a metal film in which a Mo film and a Cu film are sequentially stacked on the substrate 30 is formed by a sputtering method.
  • the gate electrode 31 is formed by patterning the metal film by photolithography and wet etching.
  • the film thickness of the gate electrode 31 is, for example, 20 to 500 nm.
  • a gate insulating layer 32 is formed on the substrate 30 so as to cover the gate electrode 31 (S11).
  • the gate insulating layer 32 is formed by forming a silicon oxide film or a silicon nitride film on the substrate 30 on which the gate electrode 31 is formed by a plasma CVD method.
  • the film thickness of the gate insulating layer 32 is, for example, 50 to 300 nm.
  • an oxide semiconductor layer is formed on the gate insulating layer 32 (S12).
  • the film thickness of the oxide semiconductor layer is, for example, 20 to 200 nm.
  • measurement is performed by the first microwave photoconductive decay method (S21). This is for checking whether an oxide semiconductor layer having desired electric characteristics is formed.
  • the oxide semiconductor layer 33 constituting the channel layer of each TFT 21 is formed by patterning the formed oxide semiconductor layer by photolithography and wet etching (S13). Note that in this specification, with respect to the manufacture of an oxide semiconductor layer, the preparation of an oxide semiconductor layer that forms a channel layer of each TFT is referred to as “formation”, and the oxide semiconductor before being patterned for each TFT The production of the layer is called “film formation”.
  • a channel protective layer 34 is formed on the gate insulating layer 32 so as to cover the oxide semiconductor layer 33 (S14).
  • the channel protective layer 34 is formed by forming a silicon oxide film on the gate insulating layer 32 and the oxide semiconductor layer 33 by plasma CVD.
  • the film thickness of the channel protective layer 34 is, for example, 50 to 500 nm.
  • the second microwave photoconductive decay method (S22). This is to confirm whether the oxide semiconductor layer 33 is not damaged by the formation of the channel protective layer 34 and whether the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer 33 are changed before and after the subsequent annealing treatment. .
  • an annealing process (an example of a first annealing process) is performed in order to improve the stability of the electrical characteristics (threshold voltage shift or the like) of the oxide semiconductor layer 33 (S15).
  • the panel 20 (intermediate product) manufactured so far is annealed at 250 ° C. to 400 ° C. for about 1 hour using an annealing apparatus.
  • measurement is performed by the third microwave photoconductive decay method (S23). This is for checking whether or not the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer 33 are changed by the annealing treatment.
  • a source electrode 35a and a drain electrode 35b are formed on the channel protection layer 34 with a space therebetween (S16). Specifically, first, the channel protective layer 34 is etched by photolithography and dry etching, so that contact holes are opened over the regions functioning as the source region and the drain region of the oxide semiconductor layer 33. Then, a metal film in which a Mo film, a Cu film, and a CuMn film are sequentially deposited is formed in the contact hole and on the channel protective layer 34 by sputtering, and the metal film is patterned by photolithography and wet etching, A source electrode 35a and a drain electrode 35b are formed. The film thickness of the source electrode 35a and the drain electrode 35b is, for example, 100 to 500 nm.
  • an interlayer insulating layer 36 is formed on the channel protective layer 34 so as to cover the source electrode 35a and the drain electrode 35b (S17).
  • the interlayer insulating layer 36 is formed by forming a silicon oxide film on the source electrode 35a, the drain electrode 35b, and the channel protective layer 34 by plasma CVD.
  • the film thickness of the interlayer insulating layer 36 is, for example, 50 to 1000 nm.
  • measurement is performed by the fourth microwave photoconductive decay method (S24). This is to confirm whether or not the oxide semiconductor layer 33 is damaged due to the formation of the interlayer insulating layer 36 and whether or not the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer 33 are changed before and after the subsequent annealing treatment. .
  • an annealing process (an example of a second annealing process) is performed (S18).
  • the panel 20 is annealed at 250 ° C. to 400 ° C. for about 1 hour using an annealing apparatus.
  • measurement is performed by the fifth microwave photoconductive decay method (S25). This is for checking whether or not the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer 33 are changed by the annealing treatment.
  • in-line and non-contact measurement is performed by a total of five times by the microwave photoconductive decay method, the oxide semiconductor layer immediately after film formation is in the subsequent manufacturing process. It is possible to evaluate whether the electrical characteristics have changed due to damage or the like.
  • a total of five measurement timings are illustrated after the oxide semiconductor layer is formed and before and after the subsequent two annealing treatments.
  • the measurement timing is limited to such measurement timings. It is not a thing. After the oxide semiconductor layer is formed, measurement may be performed for each manufacturing process, or measurement after the manufacturing process, which is expected to cause little damage to the oxide semiconductor layer, may be omitted. .
  • FIG. 4 is a diagram showing measurement points on the panel 20 by the microwave photoconductive decay method in the present embodiment.
  • the vertical line and horizontal line (“GM / SD electrode line” in the figure) drawn on the panel 20 form a gate electrode 31, a source electrode 35a, a drain electrode 35b, and wirings connected to them. Indicates the location to be done.
  • Measurement by the microwave photoconductive decay method is not performed on the electrode formation region 20a, which is a region where the gate electrode 31, the source electrode 35a and the drain electrode 35b are formed, but on the electrode where the gate electrode 31, the source electrode 35a and the drain electrode 35b are not formed. This is preferably performed on the formation region 20b. This is due to the following reasons.
  • the electrode formation region 20a is a region where all the components constituting the TFT 21 shown in FIG. 3 are formed.
  • the substrate 30, the gate electrode 31, the gate insulating layer 32, the oxide semiconductor layer 33, and the channel protective layer 34 are formed.
  • the source electrode 35a, the drain electrode 35b, and the interlayer insulating layer 36 are deposited.
  • the electrode non-forming region 20b is a region formed simultaneously with the electrode forming region 20a.
  • the gate electrode 31, the source electrode 35a, and the drain electrode 35b are This is a region where the substrate 30, the gate insulating layer 32, the oxide semiconductor layer 33, the channel protective layer 34, and the interlayer insulating layer 36 are deposited.
  • the microwave photoconductive decay method is a technique for measuring how the reflectance of microwaves changes depending on the resistivity determined by the free carrier density in the sample before and after irradiation with excitation light. If a conductive material such as metal or ITO (Indium Tin Oxide) is deposited as in 20a, the free carrier density is sufficiently high before the excitation light irradiation, so there is not much excess carrier even when the excitation light is irradiated. It is not excited, and as a result, the reflectance of the microwave does not change much. Therefore, it is considered difficult to calculate the decay time, peak value, etc. in the microwave photoconductive decay method.
  • a conductive material such as metal or ITO (Indium Tin Oxide)
  • the oxide semiconductor layer 33 constituting the TFT 21 can be evaluated by performing measurement by the microwave photoconductive decay method on the oxide semiconductor layer 33 in the electrode non-formation region 20b.
  • any region in the panel 20 may be used as a measurement region by the microwave photoconductive decay method as long as it is a region where a conductive material such as metal or ITO is not deposited.
  • the region is oxidized in the TFT 21 manufacturing process. It is desirable to select a region where the film thickness and film quality of the physical semiconductor layer 33 can change.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the TFT evaluation method in the present embodiment.
  • FIG. 5 shows the control procedure and processing by the computer 16 of the measuring apparatus 10 shown in FIG. 1A.
  • the measurement location is positioned (positioning step S30).
  • positioning for changing the measurement target point is performed.
  • the computer 16 moves the XY stage 18 by giving a command to the stage controller 17 so that measurement by a microwave photoconductive decay method is performed on a desired measurement portion of the oxide semiconductor layer 33.
  • measurement step S31 measurement by microwave photoconductive decay method ( ⁇ -PCD measurement) is performed (measurement step S31). That is, the change in the reflectance of the microwave irradiated to the oxide semiconductor layer 33 when the oxide semiconductor layer 33 to be measured is irradiated with a pulse of excitation light is measured.
  • the computer 16 outputs a timing signal indicating the output timing of the excitation light to the pulse laser 11 and the signal processing device 15, and the peak value of the reflected wave difference signal detected by the signal processing device 15 and The sampled reflected wave difference signal is captured and recorded in the storage unit.
  • At least one of the reflectance decay time and the peak value is calculated from the measurement result in the measurement step S31 (calculation step S32). That is, from the change in reflectance obtained in the measurement step S31, the time required for the reflectance to decay from the peak value to 1 / e of the peak value (lifetime) or the reflectance peaks from 1 / e of the peak value. At least one of an attenuation time which is a time required for attenuation to 1 / e 2 of the value and a peak value of the reflectance is calculated.
  • the computer 16 takes the peak value of the reflected wave difference signal from the peak value of the reflected wave difference signal and the time series data of the reflected wave difference signal, which is acquired from the signal processing device 15 and recorded in the storage unit, from the reflectance.
  • the decay time is the time required for the reflectivity to decay from the peak value to 1 / e of the peak value and the reflectivity from 1 / e of the peak value to 1 / e 2 of the peak value Is calculated.
  • the decay time the time required for the reflectance to decay from the peak value to 1 / e 2 of the peak value may be used.
  • the decay time calculated in the calculation step S32 is the time required for the reflectance to decay from the first value to the second value.
  • the time required for the reflectivity to decay from a peak value to 1 / e of the peak value the time required for the reflectivity to decay from 1 / e of the peak value to 1 / e 2 of the peak value, and , At least one of the time required for the reflectance to attenuate from the peak value to 1 / e 2 of the peak value.
  • the computer 16 makes a determination regarding at least one of the threshold voltage and the resistance value of the oxide semiconductor layer 33 (determination step S33). For example, in the determination regarding the threshold voltage, at least one of specifying the threshold voltage and determining whether or not the threshold voltage is a value within a predetermined range (including determination of a non-defective product or a defective product) is performed. For this purpose, the relationship between the decay time and the threshold voltage is specified in advance using a plurality of samples with known electrical characteristics, and the relationship is referred to so that the decay time obtained for an unknown sample can be used. Thus, the threshold voltage of the oxide semiconductor layer 33 can be determined.
  • the determination regarding the resistance value at least one of specifying the resistance value and determining whether or not the resistance value is within a predetermined range (including determination of a non-defective product or a defective product) is performed.
  • the relationship between the decay time or peak value and the resistance value is specified in advance using a plurality of samples having known electrical characteristics, and the attenuation obtained for an unknown sample is referred to by referring to the relationship.
  • the resistance value of the oxide semiconductor layer 33 can be determined based on the time or the peak value.
  • the decay time and peak value of the reflectance are calculated, and the electrical characteristics of both the threshold voltage and the resistance value of the oxide semiconductor layer are determined based on them.
  • calculate at least one parameter either one of the two decay times or peak value
  • calculate at least one electrical characteristic may be determined.
  • the TFTs to be measured are as follows.
  • the etching process for forming the gate electrode 31 is performed at the measurement location by the microwave photoconductive decay method, and the gate electrode material is etched.
  • an amorphous oxide semiconductor layer (InGaZnO) was formed under the following conditions.
  • composition of sputtering target InGaZnO 4
  • Substrate temperature room temperature
  • Oxide semiconductor layer thickness 60 nm
  • Oxygen addition amount: O 2 / (Ar + O 2 ) 5%
  • the electrode material was etched at the measurement site by the microwave photoconductive decay method, and only the channel protective layer 34 and the interlayer insulating layer 36 were laminated. That is, evaluation by the microwave photoconductive decay method was performed after each step in a state where the conductive material was not laminated.
  • the measurement conditions (conditions of excitation light by the laser) by the microwave photoconductive decay method are as follows.
  • Pulse width 5nsec Pulse energy: 1nJ / pulse-10 ⁇ J / pulse Beam diameter: 1.5mm ⁇
  • the measurement results obtained by the microwave photoconductive decay method obtained under the above measurement conditions are as shown in FIGS. 6A, 6B, 7A, 7B, and 7C.
  • electrical characteristics of a TEG (Test Element Group; evaluation element) whose electrical characteristics arranged in the vicinity of the measurement location are known in advance and measurement results obtained by the microwave photoconductive decay method are shown.
  • FIG. 6A shows measurement results obtained by performing measurement using a microwave photoconductive decay method on a plurality of TFTs whose oxide semiconductor layer threshold voltages are known (the reflectance decay time ⁇ 1 and the threshold voltage of the oxide semiconductor layer).
  • FIG. The decay time ⁇ 1 is the time (lifetime) required for the reflectance to decay from the peak value to 1 / e of the peak value.
  • FIG. 6B shows measurement results obtained by performing measurement using a microwave photoconductive attenuation method on a plurality of TFTs whose threshold voltages of the oxide semiconductor layer are known (the reflectance decay time ⁇ 2 and the threshold voltage of the oxide semiconductor layer).
  • FIG. The decay time ⁇ 2 is the time required for the reflectance to decay from 1 / e of the peak value to 1 / e 2 of the peak value.
  • the reflectance decay time ⁇ 1 is proportional to the threshold voltage of the oxide semiconductor layer.
  • the reflectance decay time ⁇ 2 is proportional to the threshold voltage of the oxide semiconductor layer.
  • the decay time ⁇ 2 is about 10 times larger than the decay time ⁇ 1, and is distributed over a wide time range. Therefore, it can be said that the decay time ⁇ 2 is more dependent on the threshold voltage than the decay time ⁇ 1, and is excellent as a parameter used for evaluating the threshold voltage.
  • the threshold voltage of the oxide semiconductor layer depends on the carrier trap level density in the oxide semiconductor layer or at the interface.
  • the microwave photoconductive decay method is a method for evaluating the process in which excess carriers excited in an oxide semiconductor layer are recombined and attenuated at trap levels and the like. From the oxide semiconductor layer after irradiation with excitation light, The attenuation of the intensity of the reflected wave greatly depends on the trap level density in the oxide semiconductor layer or at the interface. Therefore, it is estimated that the threshold voltage of the oxide semiconductor layer and the decay time of the reflectance are positively correlated, more specifically, proportional.
  • the threshold voltage of the oxide semiconductor layer varies depending not only on the oxide semiconductor layer but also on the influence of hydrogen diffusion from the gate insulating layer, the channel protective layer, and the interlayer insulating layer.
  • the evaluation in Patent Document 1 is an evaluation by a microwave photoconductive decay method for an oxide semiconductor thin film formed on the surface of a glass substrate, and in the sample structure, carrier mobility as an oxide semiconductor thin film alone can be evaluated. However, it is not suitable for quantitative evaluation of the threshold voltage determined in the actual TFT structure which is a laminated structure.
  • FIG. 7A shows measurement results obtained by performing measurement using a microwave photoconductive decay method on a plurality of TFTs whose resistance values of the oxide semiconductor layer are known (the reflectance decay time ⁇ 1 and the resistance value of the oxide semiconductor layer).
  • FIG. 7B shows measurement results obtained by performing measurement using a microwave photoconductive decay method on a plurality of TFTs whose resistance values of the oxide semiconductor layer are known (the reflectance decay time ⁇ 2 and the resistance value of the oxide semiconductor layer).
  • FIG. FIG. 7C shows measurement results obtained by performing microwave photoconductive decay measurement on a plurality of TFTs whose resistance values of the oxide semiconductor layer are known (the reflectance peak value and the resistance value of the oxide semiconductor layer).
  • sheet resistance (Ohm / Sheet) is plotted as an example of the resistance value.
  • the “resistance value” is a resistance value in a broad sense, and the resistance, sheet resistance, and the resistance when the film thickness, width, and length of the oxide semiconductor layer are fixed under a certain condition. It means to include resistivity.
  • the resistance value of the oxide semiconductor and the decay times ⁇ 1 and ⁇ 2 of the reflectance have a positive correlation that the decay times ⁇ 1 and ⁇ 2 increase as the resistance value increases.
  • the resistance value of the oxide semiconductor and the peak value of the reflectance have a positive correlation that the peak value increases as the resistance value increases.
  • a sample having a resistance value distributed between 10 9 to 10 11 ⁇ is a sample that operates normally as a TFT, but a sample having a resistance value distributed from 10 3 to 10 5 ⁇ is a TFT. It is a sample that does not operate normally.
  • the reason why the correlation shown in FIG. 7C is obtained with respect to the peak value of the reflectance and the resistance value of the oxide semiconductor layer is considered as follows. That is, the reflectance of the microwave increases as the resistivity determined by the density of free carriers decreases as described above. However, the graph shown in FIG. 7C shows the result that the peak value of the reflectance decreases as the resistance value decreases. This is because the peak value obtained by the measuring apparatus 10 does not indicate a simple reflectance, but a change in reflectance before and after the excitation light irradiation is observed (differential detection is performed). is there.
  • the reflectance when the resistance value is low (that is, the density of free carriers is high), since there are already a large number of free carriers, the reflectance itself is high without irradiating the excitation light, but the excitation light Since the absolute number of excess carriers that can be excited when irradiating is reduced, the reflectance does not change much even when the excitation light is irradiated. As a result, the peak value obtained as the differential detection is a low value.
  • the resistance value of the oxide semiconductor layer can be evaluated even when the channel protective layer or the interlayer insulating layer is stacked.
  • the influence of the process on the resistance value of the oxide semiconductor layer can be evaluated non-destructively and non-contactly.
  • an example of the threshold voltage of a sample that normally operates as a TFT is 1.5 to 1.9V.
  • An example of the resistance value is 10 9 to 10 11 ⁇ . Therefore, an example of a TFT that is determined to be non-defective by the method for evaluating an oxide semiconductor TFT in this embodiment includes an oxide semiconductor layer that functions as a channel layer, and a channel protective layer that is formed above the oxide semiconductor layer.
  • the threshold voltage specified by the evaluation method is 1.5 to 1.9 V, or the resistance value is 10 9 to 10 11 ⁇ .
  • the oxide semiconductor thin film is not intended for a single oxide semiconductor thin film, but the oxide semiconductor TFT is subjected to the decay time and the peak value of the reflectance of the microwave.
  • the electrical characteristics of the layer threshold voltage and resistance can be evaluated.
  • One of the factors that enabled such measurement is that the pulse width of the excitation light applied to the oxide semiconductor TFT is short.
  • the pulse width of the excitation light is 15 nsec.
  • the pulse width of the excitation light is 5 nsec.
  • the decay time in the microwave photoconductive decay method is very short on the order of psec, but the decay times ⁇ 1 and ⁇ 2 of the amorphous oxide semiconductor layer are generally several times, respectively. 10 nsec to several hundred nsec, and several tens nsec to several ⁇ sec.
  • the pulse width of the excitation light is set to 15 nsec, the time order may be the same as the decay times ⁇ 1 and ⁇ 2 obtained by actual measurement, and the measurement accuracy may not be sufficient. Therefore, it is considered that the pulse width of the excitation light is preferably several nsec or less.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams showing an example of a measurement target location by the microwave photoconductive decay method in this embodiment. It is a figure which shows the example of positioning of the measurement location depending on the position of the sputter target for film-forming.
  • a measurement location (location indicated by X) to be switched is shown.
  • 8A shows an example of a measurement location when the sputter target is a cylindrical target
  • FIG. 8B shows an example of a measurement location when the sputter target is a planar target.
  • the oxide semiconductor layer is formed on the substrate 30 by sputtering using a plurality of strip-shaped regions arranged at regular intervals as targets. Accordingly, in the positioning step S30, measurement, parameter calculation, and determination are performed for each of the plurality of strip-shaped regions and the region sandwiched between adjacent regions in the arrangement of the plurality of strip-shaped regions. The measurement target locations by the microwave photoconductive decay method are sequentially changed so that steps S31 to S33) of FIG. 5 are performed. Thus, changes and variations in the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer depending on the position of the sputtering target can be evaluated.
  • FIG. 9A is a diagram showing an example of a measurement target location by the microwave photoconductive decay method in this embodiment. It is a figure which shows the example of positioning of the measurement location depending on the film thickness and / or film quality of an oxide semiconductor layer.
  • the state (distribution) in which the film thickness (or film quality) of the oxide semiconductor layer gradually changes depending on the position, and the measurement points (locations indicated by X) that are sequentially switched are shown. Yes.
  • FIG. 9A it is shown that the thicker the portion (or the poorer the film quality), the higher the concentration.
  • the thickness of the oxide semiconductor layer is increased and the thickness of the oxide semiconductor layer is decreased as the measurement target portion.
  • the measurement target location by the microwave photoconductive decay method is sequentially changed.
  • the measurement location depending on the thickness and / or film quality of the oxide semiconductor layer as described above is determined depending on the thickness and / or film quality of the gate insulating layer, channel protective layer, or interlayer insulating layer.
  • the positioning may be performed in the same manner as in the above positioning example. Accordingly, changes and variations in the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer depending on the thickness and / or film quality of the gate insulating layer, the channel protective layer, or the interlayer insulating layer can be evaluated.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example of a measurement target location by the microwave photoconductive decay method in the present embodiment, and in particular, the temperature distribution in the annealing treatment. It is a figure which shows the example of positioning of the measurement location depending on.
  • the planar temperature distribution of the panel 20 in the annealing treatments S15 and S18 of FIG. 2 and the measurement locations (locations indicated by X) to be sequentially switched are shown.
  • the higher the density the higher the temperature.
  • the temperature in the annealing process for the thin film transistor is increased or decreased with respect to a plurality of target portions arranged with a tendency to decrease.
  • the measurement target location by the microwave photoconductive decay method is sequentially changed. Thereby, changes and variations in the electrical characteristics of the oxide semiconductor layer depending on the temperature distribution in the annealing treatment can be evaluated.
  • the oxide semiconductor thin film including the channel protective layer and the interlayer insulating layer and the intermediate generation thereof are not intended for the oxide semiconductor thin film alone.
  • the electrical characteristics such as the threshold voltage and the resistance value of the oxide semiconductor layer can be evaluated from an object in a non-contact manner from the decay time and peak value of the reflectance of the microwave. Therefore, since the measurement by the microwave photoconductive decay method can be incorporated into the manufacturing process of the oxide semiconductor TFT (that is, the panel mass production process), the oxide semiconductor TFT can be evaluated. And quality control can be performed in parallel.
  • the evaluation method, the manufacturing method, and the thin film transistor of the thin film transistor of the present invention have been described based on the embodiment.
  • the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which carried out the various deformation
  • the measurement timing in the manufacture of the thin film transistor is not limited to the timing shown in FIG. 2, and at least once by the microwave photoconductive decay method after the oxide semiconductor layer is formed. Measurement only needs to be performed. By performing the measurement at least once in the manufacturing process, it is possible to evaluate the variation in quality of the oxide semiconductor layer depending on the planar position of the panel 20 and the difference from the quality of other panels.
  • the threshold voltage and the resistance value are determined as the TFT evaluation method.
  • other characteristics such as carrier mobility, S value (subthreshold characteristic), and reflectance attenuation curve are used. Calculation and determination of a fitting parameter or the like when is represented by an approximate curve may also be performed.
  • the present invention can be used as an evaluation method and manufacturing method of a TFT having an oxide semiconductor layer, for example, as a non-contact TFT evaluation method by a microwave photoconductive decay method incorporated in a mass production process of a display panel.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

基板（３０）上に形成されたＴＦＴ（２１）の評価方法であって、ＴＦＴ（２１）は、少なくとも、チャネル層として機能する酸化物半導体層（３３）と、酸化物半導体層（３３）の上方に形成されたチャネル保護層（３４）とを有し、評価方法は、酸化物半導体層（３３）に励起光をパルス照射した場合における酸化物半導体層（３３）に照射しているマイクロ波の反射率の変化を測定する測定ステップ（Ｓ３１）と、得られた反射率の変化から、反射率が１／ｅ又は１／ｅ２に減衰するのに要する時間である減衰時間を算出する算出ステップ（Ｓ３２）と、算出された減衰時間に基づいて、酸化物半導体層（３３）の閾値電圧に関する判定を行う判定ステップ（Ｓ３３）とを含む。

Description

薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ
　本発明は、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタに関し、特に、マイクロ波光導電減衰法による薄膜トランジスタの評価方法に関する。
　アモルファスＩＧＺＯ（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ）に代表される酸化物半導体は、キャリア移動度が高く、室温で製造でき、光学バンドギャップが大きい（可視光に対して透明性を有する）ことから、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｄｉｓｐｌａｙ）等のアクティブマトリクス型ディスプレイの駆動素子等の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ともいう）等への適用が検討されている。
　このような酸化物半導体の評価方法として、従来、マイクロ波光導電減衰（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　Ｄｅｃａｙ：μ―ＰＣＤ）法による移動度の判定が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１のマイクロ波光導電減衰法では、酸化物半導体薄膜が形成された試料に励起光及びマイクロ波を照射し、励起光の照射により変化するマイクロ波の酸化物半導体薄膜からの反射波の最大値を測定した後、励起光の照射を停止し、励起光の照射停止後のマイクロ波の酸化物半導体薄膜からの反射波の反射率の変化を測定し、測定した値からライフタイム値を算出することによって、酸化物半導体薄膜の移動度を判定する。これにより、酸化物半導体薄膜の移動度を非接触で評価・測定するというものである。
特開２０１２－３３８５７号公報
　しかしながら、特許文献１の評価方法は、基板上に酸化物半導体薄膜だけが形成された試料を対象とする評価であり、チャネル層としての酸化物半導体層を有するＴＦＴ（以下、「酸化物半導体ＴＦＴ」ともいう）の評価、つまり、酸化物半導体ＴＦＴの製造工程における評価をするものではない。
　酸化物半導体ＴＦＴの製造においては、酸化物半導体薄膜の成膜以降の製造工程においても、酸化物半導体の物性が大きく変わり得る。特に、酸化物半導体層の上にチャネル保護層を形成した後の安定化アニールの前後、及び、ソース・ドレイン電極上の層間絶縁層を形成した後の安定化アニールの前後では、アニールにおける温度分布の不均一等により、酸化物半導体の基板上における形成位置に依存して電気特性のばらつき等が発生し得る。よって、酸化物半導体ＴＦＴを対象として評価するには、酸化物半導体薄膜だけが形成された試料を対象とする従来の評価方法では、不十分である。
　そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、酸化物半導体ＴＦＴを対象として非接触で電気特性を評価する方法等を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る薄膜トランジスタの評価方法の一形態は、基板上に形成された薄膜トランジスタの評価方法であって、前記薄膜トランジスタは、少なくとも、チャネル層として機能する酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層の上方に形成されたチャネル保護層とを有し、前記評価方法は、前記酸化物半導体層に励起光をパルス照射した場合における前記酸化物半導体層に照射しているマイクロ波の反射率の変化を測定する測定ステップと、前記測定ステップで得られた前記反射率の変化から、前記反射率が第１の値から第２の値に減衰するのに要する時間である減衰時間を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された減衰時間に基づいて、前記酸化物半導体層の閾値電圧に関する判定を行う判定ステップとを含む。
　本発明により、酸化物半導体薄膜単体としての評価ではなく、アクティブマトリクス型ディスプレイの駆動素子等に適用される酸化物半導体ＴＦＴを対象とした電気特性の評価が可能になる。
　よって、本発明に係る評価方法は、酸化物半導体ＴＦＴの製造工程（ディスプレイパネルの量産工程等）に組み入れることが可能であり、有機ＥＬディスプレイ等のアクティブマトリクス型ディスプレイパネルの開発が期待される今日において、本発明の実用的価値は極めて高い。
図１Ａは、本発明の実施の形態におけるＴＦＴの評価方法を実施する測定装置の構成を示すブロック図である。 図１Ｂは、図１Ａに示される測定装置によって得られるマイクロ波の反射率の時間変化を示す図である。 図２は、ＴＦＴの製造プロセスの手順、及び、マイクロ波光導電減衰法による測定のタイミングの一例を示すフローチャートである。 図３は、図２に示される製造プロセスで完成されるＴＦＴの積層構造を示す図である。 図４は、マイクロ波光導電減衰法によるパネル上の測定箇所を示す図である。 図５は、ＴＦＴの評価方法の手順を示すフローチャートである。 図６Ａは、閾値電圧に関する測定結果の一例（反射率の減衰時間τ１と酸化物半導体層の閾値電圧との関係）を示す図である。 図６Ｂは、閾値電圧に関する測定結果の他の例（反射率の減衰時間τ２と酸化物半導体層の閾値電圧との関係）を示す図である。 図７Ａは、抵抗値に関する測定結果の一例（反射率の減衰時間τ１と酸化物半導体層の抵抗値との関係）を示す図である。 図７Ｂは、抵抗値に関する測定結果の他の例（反射率の減衰時間τ２と酸化物半導体層の抵抗値との関係）を示す図である。 図７Ｃは、抵抗値に関する測定結果の他の例（反射率のピーク値と酸化物半導体層の抵抗値との関係）を示す図である。 図８Ａは、スパッタターゲットの位置に依存した測定箇所の位置決め例を示す図である。 図８Ｂは、スパッタターゲットの位置に依存した測定箇所の他の位置決め例を示す図である。 図９Ａは、酸化物半導体層の膜厚及び／又は膜質に依存した測定箇所の位置決め例を示す図である。 図９Ｂは、アニール処理における温度分布に依存した測定箇所の位置決め例を示す図である。
　（本発明の概要）
　本発明に係る薄膜トランジスタの評価方法は、閾値電圧の評価として、基板上に形成された薄膜トランジスタの評価方法であって、前記薄膜トランジスタは、少なくとも、チャネル層として機能する酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層の上方に形成されたチャネル保護層とを有し、前記評価方法は、前記酸化物半導体層に励起光をパルス照射した場合における前記酸化物半導体層に照射しているマイクロ波の反射率の変化を測定する測定ステップと、前記測定ステップで得られた前記反射率の変化から、前記反射率が第１の値から第２の値に減衰するのに要する時間である減衰時間を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された減衰時間に基づいて、前記酸化物半導体層の閾値電圧に関する判定を行う判定ステップとを含む。これにより、酸化物半導体薄膜単体を対象とするのではなく、チャネル保護層を有する酸化物半導体ＴＦＴ及びその中間生成物に対して、マイクロ波光導電減衰法による非接触な測定を行って酸化物半導体層の閾値電圧を判定できる。よって、このような評価工程を酸化物半導体ＴＦＴの製造工程（ディスプレイパネルの量産工程等）に組み入れることで、製造プロセスにおける酸化物半導体層の膜質の管理が可能になる。
　なお、前記減衰時間は、自然対数の底をｅとしたときに、前記反射率がピーク値から前記ピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間、前記反射率が前記ピーク値の１／ｅから前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間、又は、前記反射率が前記ピーク値から前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間などである。
　ここで、前記閾値電圧に関する判定は、前記閾値電圧の特定、及び、前記閾値電圧が予め定められた範囲内の値であるか否かの判定の少なくとも一つであってもよい。これにより、酸化物半導体層の閾値電圧を算出したり、閾値電圧に基づく酸化物半導体ＴＦＴの良品／不良品判定をしたりすることが可能になる。
　また、前記判定ステップでは、予め算出された減衰時間と閾値電圧との関係を参照することで、前記算出ステップで算出された前記減衰時間に対応する前記酸化物半導体層の閾値電圧を特定してもよい。これにより、測定によって得られた減衰時間から、予め求められた減衰時間と閾値電圧との関係を用いて、未知の酸化物半導体層の閾値電圧が特定される。
　また、本発明に係る薄膜トランジスタの評価方法は、基板上に形成された薄膜トランジスタの評価方法であって、前記薄膜トランジスタは、少なくとも、チャネル層として機能する酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層の上方に形成されたチャネル保護層とを有し、前記評価方法は、前記酸化物半導体層に励起光をパルス照射した場合における前記酸化物半導体層に照射しているマイクロ波の反射率の変化を測定する測定ステップと、前記測定ステップで得られた前記反射率の変化から、前記反射率が第１の値から第２の値に減衰するのに要する時間である減衰時間、又は、前記反射率のピーク値を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された減衰時間又はピーク値に基づいて、前記酸化物半導体層の抵抗値に関する判定を行う判定ステップとを含む。これにより、酸化物半導体薄膜単体を対象とするのではなく、チャネル保護層を有する酸化物半導体ＴＦＴ及びその中間生成物に対して、マイクロ波光導電減衰法による非接触な測定を行って酸化物半導体層の抵抗値を判定できる。よって、このような評価工程を酸化物半導体ＴＦＴの製造工程（ディスプレイパネルの量産工程等）に組み入れることで、製造プロセスにおける酸化物半導体層の膜質の管理が可能になる。
　なお、前記減衰時間は、自然対数の底をｅとしたときに、前記反射率がピーク値から前記ピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間、前記反射率が前記ピーク値の１／ｅから前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間、又は、前記反射率が前記ピーク値から前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間などである。
　ここで、前記抵抗値に関する判定は、前記抵抗値の特定、及び、前記抵抗値が予め定められた範囲内の値であるか否かの判定の少なくとも一つであってもよい。これにより、酸化物半導体層の抵抗値を算出したり、抵抗値に基づく酸化物半導体ＴＦＴの良品／不良品判定をしたりすることが可能になる。
　また、前記判定ステップでは、予め算出された減衰時間又はピーク値と抵抗値との関係を参照することで、前記算出ステップで算出された前記減衰時間又は前記ピーク値に対応する前記酸化物半導体層の抵抗値を特定してもよい。これにより、測定によって得られた減衰時間又はピーク値から、予め求められた減衰時間又はピーク値と抵抗値との関係を用いて、未知の酸化物半導体層の抵抗値が特定される。
　なお、前記薄膜トランジスタは、前記チャネル保護層の形成後に、前記チャネル保護層を安定化させるための第１のアニール処理が施され、前記測定ステップは、前記第１のアニール処理の後に行われてもよい。これにより、酸化物半導体の物性を変化させる可能性が高いアニール処理によって酸化物半導体層の電気特性が変化したか否か、さらには、どの程度変化したかを確認することができる。
　また、前記薄膜トランジスタは、さらに、前記チャネル保護層の上方に形成されたソース及びドレイン電極と、前記ソース及びドレイン電極の上方に形成された層間絶縁層とを有し、前記測定ステップは、前記層間絶縁層の形成後に行われてもよい。これにより、チャネル保護層だけでなく、層間絶縁層を有する酸化物半導体ＴＦＴに対して、マイクロ波光導電減衰法による非接触な測定を行って酸化物半導体層の電気特性を判定できる。
　さらに、前記薄膜トランジスタは、前記層間絶縁層の形成後に、前記層間絶縁層を安定化させるための第２のアニール処理が施され、前記測定ステップは、前記第２のアニール処理の後に行われてもよい。これにより、最終の製造工程が完了した時点での酸化物半導体ＴＦＴの電気特性を評価できる。
　また、さらに、前記測定ステップによる測定の対象箇所を変更する位置決めステップを含み、前記測定ステップによる測定、前記算出ステップによる算出、及び、前記判定ステップにおける判定は、前記位置決めステップで変更された対象箇所に対して行われてもよい。これにより、平面上の複数の箇所について、順次、位置を変えながら、測定、パラメータの算出、及び、電気特性の判定を行うことで、パネル全体としての品質管理ができる。
　具体的には、前記酸化物半導体層は、前記基板上において、一定の間隔をおいて並ぶ複数の短冊状の領域をターゲットとするスパッタ法によって形成され、前記位置決めステップでは、前記複数の短冊状の領域及び前記複数の短冊状の領域の並びにおける隣接した領域で挟まれる領域のそれぞれに対して、前記測定ステップによる測定が行われるように、前記測定の対象箇所を変更してもよい。これにより、スパッタターゲットの位置に依存した酸化物半導体層の電気特性の変化・ばらつき等を評価できる。
　他の具体例として、前記位置決めステップでは、前記測定の対象箇所として、前記酸化物半導体層の膜厚が厚くなっていく、前記酸化物半導体層の膜厚が薄くなっていく、前記酸化物半導体層の膜質が悪くなっていく、及び、前記酸化物半導体層の膜質が良くなっていく、の少なくとも一つの傾向をもって並ぶ複数の対象箇所を順に切り替えていってもよい。これにより、酸化物半導体層の膜厚及び／又は膜質に依存した酸化物半導体層の電気特性の変化・ばらつき等を評価できる。
　さらに他の具体例として、前記位置決めステップでは、前記測定の対象箇所として、前記薄膜トランジスタに対するアニール処理における温度が高くなっていく、又は、低くなっていく傾向をもって並ぶ複数の対象箇所を順に切り替えていってもよい。これにより、アニール処理における温度分布に依存した酸化物半導体層の電気特性の変化・ばらつき等を評価できる。
　なお、測定条件として、前記マイクロ波の周波数は、１０ＧＨｚ以上であってもよいし、前記励起光の波長は、５００ｎｍ以下であってもよい。
　また、本発明は、薄膜トランジスタの製造方法として実現することでもできる。その製造方法は、基板上にチャネル層として機能する酸化物半導体層を形成するステップと、前記酸化物半導体層の上方にチャネル保護層を形成するステップと、上記評価方法を実行するステップとを含む。これにより、製造プロセスにおける酸化物半導体層の膜質の管理が可能になる。
　また、本発明は、薄膜トランジスタとして実現することでもできる。その薄膜トランジスタは、例えば、基板上に形成される薄膜トランジスタであって、チャネル層として機能する酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層の上方に形成されたチャネル保護層とを備え、上記評価方法によって特定された閾値電圧が１．５～１．９Ｖ、又は、抵抗値が１０９～１０１１Ωである。これにより、酸化物半導体層の電気特性に基づく判定が施された酸化物半導体ＴＦＴが実現される。
　（実施の形態）
　以下、本発明に係る薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタの実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
　図１Ａは、本実施の形態における薄膜トランジスタの評価方法を実施する測定装置１０の構成を示すブロック図である。この測定装置１０は、マイクロ波光導電減衰法により、ＴＦＴ２１の製造プロセスにおける複数のタイミング（インライン検査）で、ＴＦＴ２１のチャネル層を構成する酸化物半導体を非接触で評価する。そのために、測定装置１０は、基板３０上に形成された酸化物半導体層に対して励起光及びマイクロ波を照射し、その励起光の照射により変化するマイクロ波の試料からの反射波の強度を検出する。なお、この測定装置１０は、基本的な構成は、特許文献１と同じであるが、以下に述べるように、各製造工程におけるＴＦＴ２１の評価を可能にするために、測定条件及び測定方法において、独自の工夫が付加されている。
　基板３０は、ガラス基板等である。ＴＦＴ２１は、基板３０の表面に２次元状に配置するように形成された酸化物半導体ＴＦＴ（ＴＦＴとして完成されるまでの各製造工程における中間生成物を含む）である。なお、基板３０及びその上に形成されたＴＦＴ２１（その中間生成物を含む）を併せて、パネル２０と呼ぶ。パネル２０は、基板３０上に２次元状に複数のＴＦＴ２１が形成されて構成される、例えば、有機ＥＬディスプレイ用の駆動パネルであり、１つのディスプレイ用パネルだけでなく、複数のディスプレイ用（例えば、４面取り）パネルが含まれる。
　測定装置１０は、図１Ａに示すように、パルスレーザ１１、マイクロ波発振器１２、導波アセンブリ１３、ミキサ１４、信号処理装置１５、コンピュータ１６、ステージコントローラ１７、及び、ＸＹステージ１８を備える。
　パルスレーザ１１は、ＴＦＴ２１に照射する励起光を出力する光源であり、例えば、波長が５００ｎｍ以下（一例として、波長３４９ｎｍ）、パワーが１ｎＪ／ｐｕｌｓｅ～１０μＪ／ｐｕｌｓｅ、パルス幅が５ｎｓｅｃ、ビーム径が１．５ｍｍのパルス状の紫外光を励起光として出射する半導体レーザ等である。なお、特許文献１の測定装置では、励起光のパルス幅は１５ｎｓｅｃであるが、このようなパルス幅では、後述する減衰時間τ１及びτ２と同じ時間オーダーとなる場合があり、測定精度が十分ではない。ＴＦＴ２１を測定対象として一定の測定精度を確保するには、数ｎｓｅｃ以下のパルス幅をもつ励起光が必要となる。よって、本実施の形態では、パルス幅は５ｎｓｅｃに設定されている。また、特許文献１の測定例では、パルスエネルギーは１μＪ／ｐｕｌｓｅであるが、本発明者らの検討では、ＴＦＴ２１を測定対象として一定の測定精度を確保するには、１μＪ／ｐｕｌｓｅよりも大きなパワーが望ましい。酸化物半導体層の劣化を防止することも考慮すると、パルスエネルギーは、好ましくは１～２μＪ／ｐｕｌｓｅであり、１．４５μＪ／ｐｕｌｓｅ程度のときに最良の測定精度が得られている。
　マイクロ波発振器１２は、ＴＦＴ２１の測定部位に照射するマイクロ波（電磁波）を出力する信号源である。このマイクロ波発振器１２は、１０ＧＨｚ以上の周波数のマイクロ波を出力する信号源が好ましく、本実施の形態では、周波数２６ＧＨｚのガンダイオード等である。
　導波アセンブリ１３は、パルスレーザ１１から出力された励起光をＴＦＴ２１の測定部位に照射する機能と、マイクロ波発振器１２から出力されたマイクロ波を分岐させてミキサ１４のＬＯ入力端子とＴＦＴ２１に出力するとともに、ＴＦＴ２１の測定部位に照射されたマイクロ波の反射波を補足してミキサ１４のＲＦ入力端子に導く機能とを有するアセンブリである。この導波アセンブリ１３は、励起光の照射のために、図示されていないミラー、集光レンズ、導波管を有し、パルスレーザ１１から出力された励起光をミラーで反射させ、集光レンズによって集光させた後に、導波管を介してＴＦＴ２１の測定部位に照射させる。また、この導波アセンブリ１３は、上記マイクロ波の照射及び反射波の検出のために、図示されていない方向性結合器、マジックＴ、導波管を有する。これにより、導波アセンブリ１３は、マイクロ波発振器１２から出力されたマイクロ波を方向性結合器で２分岐させ、分岐後の一方の第１マイクロ波をマジックＴへ伝送するとともに他方の第２マイクロ波をミキサ１４のＬＯ入力端へ伝送する。そして、マジックＴに伝送された第１マイクロ波をマジックＴで２分岐させ、分岐後の一方の第１主マイクロ波を第１の導波管を通してＴＦＴ２１の測定部位（励起部を含む部分）に放射してその反射波を補足するとともに、分岐後の他方の第１副マイクロ波を第２の導波管を通してＴＦＴ２１の測定部位の近傍（励起光による励起部を含まない部分）に放射してその反射波を補足する。さらに、第１の導波管及び第２の導波管によってマジックＴに導かれた２つの反射波の差信号（反射波差信号）をマジックＴからミキサ１４のＲＦ入力端に伝送する。
　ミキサ１４は、導波アセンブリ１３からの第２マイクロ波及び反射波差信号を混合することによって検波信号を出力する。この検波信号は、反射波差信号の強度（ＴＦＴ２１に照射された第１マイクロ波の反射波の強度）を表す信号であり、信号処理装置１５に取り込まれる。
　信号処理装置１５は、ミキサ１４により検出された反射波差信号の強度の変化のピーク値（最大値）を検出し、その検出結果と反射波差信号の強度の変化を示す信号とをコンピュータ１６に伝送する装置である。より具体的には、信号処理装置１５は、コンピュータ１６からのタイミング信号の入力をトリガとして反射波差信号の変化を所定時間監視し、その間に得られる反射波差信号のレベルの最大値を反射波差信号の強度の変化のピーク値として検出する。ここで、信号処理装置１５は、反射波差信号に対して遅延処理を施す遅延回路を備え、遅延処理後の信号に対して所定のサンプリング周期（本実施の形態では、２．５ｎｓｅｃ）で信号強度を順次検出し、その検出値の変化から反射波差信号の強度の変化のピーク値を検出する。信号処理装置１５は、そのピーク値と、サンプリングした反射波差信号の信号強度とをコンピュータ１６に出力する。
　コンピュータ１６は、ＣＰＵ、記憶部、入出力用インターフェース等を備え、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって各種処理を実行する。たとえば、コンピュータ１６は、パルスレーザ１１及び信号処理装置１５に対して励起光の出力タイミングを表すタイミング信号を出力するとともに、信号処理装置１５によって検出される反射波差信号のピーク値及びサンプリングされた反射波差信号（時系列データ）を取り込んで記憶部に記録する。記録されたピーク値及び反射波差信号は、ＴＦＴ２１の評価に用いられる。
　ステージコントローラ１７は、コンピュータ１６からの指令に従ってＸＹステージ１８の駆動を制御することにより、ＴＦＴ２１の測定部位についての位置決め制御を行う。
　ＸＹステージ１８は、その上に載置されたパネル２０を水平面におけるＸ方向及びＹ方向に移動させる機構部であり、ステージコントローラ１７によって制御される。
　なお、図１Ａでは図示が省略されているが、ＸＹステージ１８とパネル２０との間には、パネル２０を固定するための基板保持部等が置かれ、その上に、パネル２０が載置される。
　以上のように構成された本実施の形態における測定装置１０によれば、マイクロ波光導電減衰法により、ＴＦＴ２１のチャネル層を構成する酸化物半導体層（酸化物半導体薄膜）の電気特性を測定することができる。図１Ｂは、図１Ａに示される測定装置１０によって得られるマイクロ波の反射率の時間変化を示す図である。測定装置１０では、酸化物半導体層が形成されたＴＦＴ２１（あるいは、その中間生成物）に励起光及びマイクロ波を照射し、励起光の照射により変化する酸化物半導体層からの反射波の最大値（図１Ｂの「ピーク値」）を測定した後、励起光の照射を停止し、停止後の反射波の反射率の変化が測定される。そのような測定により、反射率がピーク値からピーク値の１／ｅ（ｅは自然対数の底）に減衰するのに要する時間（図１Ｂの「減衰時間τ１」）、反射率がピーク値の１／ｅからピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間（図１Ｂの「減衰時間τ２」）、及び、反射率のピーク値（図１Ｂの「ピーク値」）を算出し、算出した減衰時間及びピーク値に基づいて、酸化物半導体層の閾値電圧及び抵抗値に関する判定を行うことができる。なお、上記２種類の減衰時間のうち、反射率がピーク値からピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間τ１はキャリアのライフタイム（キャリア寿命）である。また、減衰時間として、反射率がピーク値からピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間を含めてもよい。
　つまり、本実施の形態における測定装置１０によって算出される減衰時間は、反射率が第１の値から第２の値に減衰するのに要する時間であり、具体的には、自然対数の底をｅとしたときに、反射率がピーク値から前記ピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間、反射率が前記ピーク値の１／ｅから前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間、及び、反射率が前記ピーク値から前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間の少なくとも一つである。
　このようなマイクロ波光導電減衰法の測定原理は次の通りである。
　ＴＦＴ２１の酸化物半導体層に照射された励起光は、酸化物半導体層に吸収されて過剰キャリアを生成する。過剰キャリアの密度が増加すると、その消失速度も増え、キャリアの生成速度と消失速度とが等しくなったときに過剰キャリアの密度は一定のピーク値となる。このように過剰キャリアの生成と消失の速度が等しくなると飽和し、過剰キャリアの密度は一定の値を維持するようになるが、励起光の照射を停止すると、過剰キャリアの再結合及び消滅により、過剰キャリアが減少し、最終的には励起光を照射する前の値に戻る。
　酸化物半導体層に照射されたマイクロ波は、酸化物半導体層の自由キャリアの密度で決まる抵抗率に基づいた反射率で反射される。励起光の照射によって過剰キャリアが生成されると酸化物半導体層の抵抗率が減少するため、それに伴ってマイクロ波の反射率が増加する。また励起光の照射が停止されると、過剰キャリアの数が減少するに従って抵抗率が上昇し、マイクロ波の反射率は減少する。
　マイクロ波の反射波の強度は、励起光の照射により測定部位に生じる過剰キャリアの影響を受けるが、その影響の度合いは、測定部位における欠陥等の程度にも依存する。つまり、酸化物半導体層に照射されたマイクロ波の反射波の強度は、励起光の照射によって一時的に強くなった後に減衰するが、酸化物半導体層の欠陥等が多いほど、その反射波の強度のピーク値は小さくなり、その減衰時間（ライフタイム等）も短くなる。そのためＴＦＴ２１に照射したマイクロ波の反射波の強度は、ＴＦＴ２１の酸化物半導体層の電気特性（閾値電圧、抵抗値）の指標となる。後述するように、酸化物半導体層の閾値電圧は、反射率の減衰時間と比例する。また、酸化物半導体層の抵抗値は、反射波の強度のピーク値が大きいほど大きくなる正の相関を有し、反射率の減衰時間が大きいほど大きくなる正の相関を有する。よって、電気特性が既知の複数の試料を用いて予め測定値と電気特性（減衰時間と閾値電圧、減衰時間と抵抗値、ピーク値と抵抗値）との関係を特定しておき、その関係を参照することで、未知の試料に対して得られた測定値から電気特性（閾値電圧、抵抗値）を判定することができる。なお、判定とは、電気特性（閾値電圧、抵抗値）の特定、及び、電気特性（閾値電圧、抵抗値）が予め定められた範囲内の値であるか否かの判定（良品又は不良品の判定含む）の少なくとも一つである。
　図２は、本実施の形態におけるＴＦＴ２１の製造プロセスの手順、及び、マイクロ波光導電減衰法による測定（以下、「μ－ＰＣＤ測定」ともいう）のタイミングの一例を示すフローチャートである。図３は、このような製造プロセスで完成されたＴＦＴ２１の積層構造を示す図である。
　まず、基板３０上にゲート電極３１を形成する（Ｓ１０）。たとえば、基板３０としてガラス基板を準備し、基板３０上にＭｏ膜及びＣｕ膜を順に積層した金属膜をスパッタリング法によって成膜する。そして、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングによって金属膜をパターニングすることにより、ゲート電極３１を形成する。ゲート電極３１の膜厚は、例えば、２０～５００ｎｍである。
　次に、ゲート電極３１を覆うように、基板３０上に、ゲート絶縁層３２を形成する（Ｓ１１）。たとえば、ゲート電極３１が形成された基板３０上にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜をプラズマＣＶＤ法によって成膜することで、ゲート絶縁層３２を形成する。ゲート絶縁層３２の膜厚は、例えば、５０～３００ｎｍである。
　次に、ゲート絶縁層３２上に、酸化物半導体層を成膜する（Ｓ１２）。たとえば、組成比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１のターゲット材を用い、酸素雰囲気でスパッタリングすることで、アモルファスＩｎＧａＺｎＯの酸化物半導体層を成膜する。酸化物半導体層の膜厚は、例えば、２０～２００ｎｍである。
　この酸化物半導体層の成膜後に、第１回目のマイクロ波光導電減衰法による測定を行う（Ｓ２１）。所望の電気特性をもった酸化物半導体層が成膜されているか否かを確認するためである。
　次に、成膜した酸化物半導体層をフォトリソグラフィ及びウェットエッチングによってパターニングすることで、個々のＴＦＴ２１のチャネル層を構成する酸化物半導体層３３を形成する（Ｓ１３）。なお、本明細書では、酸化物半導体層の作製に関して、個々のＴＦＴのチャネル層を構成する酸化物半導体層の作製を「形成」と呼び、個々のＴＦＴ用にパターニングされる前の酸化物半導体層の作製を「成膜」と呼んでいる。
　次に、酸化物半導体層３３を覆うように、ゲート絶縁層３２上にチャネル保護層３４を形成する（Ｓ１４）。たとえば、ゲート絶縁層３２及び酸化物半導体層３３上に、シリコン酸化膜をプラズマＣＶＤによって成膜することで、チャネル保護層３４を形成する。チャネル保護層３４の膜厚は、例えば、５０～５００ｎｍである。
　このチャネル保護層３４の形成後に、第２回目のマイクロ波光導電減衰法による測定を行う（Ｓ２２）。チャネル保護層３４の形成によって酸化物半導体層３３がダメージを受けていないかどうか、及び、続くアニール処理の前後で酸化物半導体層３３の電気特性が変化していないかどうかを確認するためである。
　次に、酸化物半導体層３３の電気特性の安定性（閾値電圧のシフト等）を改善するために、アニール処理（第１のアニール処理の一例）を施す（Ｓ１５）。たとえば、アニール装置を用いて、これまで製造されたパネル２０（中間生成物）に対して、２５０℃～４００℃で約１時間のアニール処理を施す。
　このアニール処理の後に、第３回目のマイクロ波光導電減衰法による測定を行う（Ｓ２３）。アニール処理によって酸化物半導体層３３の電気特性が変化していないかどうかを確認するためである。
　次に、チャネル保護層３４上に、互いに間隔をあけてソース電極３５ａ及びドレイン電極３５ｂを形成する（Ｓ１６）。具体的には、まず、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによってチャネル保護層３４をエッチングすることにより、酸化物半導体層３３のソース領域及びドレイン領域として機能する領域上に、コンタクトホールを開口する。そして、このコンタクトホール内及びチャネル保護層３４上に、Ｍｏ膜、Ｃｕ膜及びＣｕＭｎ膜が順に堆積された金属膜をスパッタリングによって成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングによって金属膜をパターニングすることで、ソース電極３５ａ及びドレイン電極３５ｂを形成する。ソース電極３５ａ及びドレイン電極３５ｂの膜厚は、例えば、１００～５００ｎｍである。
　次に、ソース電極３５ａ及びドレイン電極３５ｂを覆うように、チャネル保護層３４上に層間絶縁層３６を形成する（Ｓ１７）。たとえば、ソース電極３５ａ、ドレイン電極３５ｂ及びチャネル保護層３４上に、シリコン酸化膜をプラズマＣＶＤによって成膜することで、層間絶縁層３６を形成する。層間絶縁層３６の膜厚は、例えば、５０～１０００ｎｍである。
　この層間絶縁層３６の形成後に、第４回目のマイクロ波光導電減衰法による測定を行う（Ｓ２４）。層間絶縁層３６の形成によって酸化物半導体層３３がダメージを受けていないかどうか、及び、続くアニール処理の前後で酸化物半導体層３３の電気特性が変化していないかどうかを確認するためである。
　最後に、ＴＦＴ２１の電気特性を安定化させるために、アニール処理（第２のアニール処理の一例）を施す（Ｓ１８）。たとえば、アニール装置を用いて、パネル２０に対して、２５０℃～４００℃で約１時間のアニール処理を施す。
　このアニール処理の後に、第５回目のマイクロ波光導電減衰法による測定を行う（Ｓ２５）。アニール処理によって酸化物半導体層３３の電気特性が変化していないかどうかを確認するためである。
　以上のように、ＴＦＴ２１の製造プロセスにおいて、インラインで、かつ、非接触で、合計５回のマイクロ波光導電減衰法による測定を行うことで、成膜直後の酸化物半導体層がその後の製造工程においてダメージ等を受けて電気特性が変化していないかどうかを評価することができる。
　なお、図３のフローチャートでは、酸化物半導体層の成膜後、及び、その後の２回のアニール処理の前後の合計５回の測定タイミングが例示されたが、このような測定タイミングに限定されるものではない。酸化物半導体層が成膜された後であれば、製造工程ごとに測定を行ってもよいし、酸化物半導体層へのダメージが少ないと予想される製造工程後の測定を省略してもよい。
　図４は、本実施の形態におけるマイクロ波光導電減衰法によるパネル２０上の測定箇所を示す図である。本図において、パネル２０に描かれた縦線及び横線（図中の「ＧＭ／ＳＤ電極ライン」）は、ゲート電極３１、ソース電極３５ａ、ドレイン電極３５ｂ、及び、それらと接続される配線が形成される箇所を示している。
　マイクロ波光導電減衰法による測定は、ゲート電極３１、ソース電極３５ａ及びドレイン電極３５ｂが形成される領域である電極形成領域２０ａではなく、ゲート電極３１、ソース電極３５ａ及びドレイン電極３５ｂが形成されない電極非形成領域２０ｂに対して行われるのが好ましい。これは以下のような理由による。
　電極形成領域２０ａは、図３に示されたＴＦＴ２１を構成する全ての構成要素が形成される領域であり、基板３０、ゲート電極３１、ゲート絶縁層３２、酸化物半導体層３３、チャネル保護層３４、ソース電極３５ａ、ドレイン電極３５ｂ、及び、層間絶縁層３６が堆積される領域である。電極非形成領域２０ｂは、電極形成領域２０ａと同時進行で形成される領域であるが、図３に示されたＴＦＴ２１を構成する構成要素のうち、ゲート電極３１、ソース電極３５ａ及びドレイン電極３５ｂが形成されない領域であり、基板３０、ゲート絶縁層３２、酸化物半導体層３３、チャネル保護層３４、及び、層間絶縁層３６が堆積される領域である。マイクロ波光導電減衰法は、試料中の自由キャリア密度で決まる抵抗率に応じたマイクロ波の反射率が、励起光の照射前後でどのように変化するかを測定する手法であるが、電極形成領域２０ａのように金属やＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）などの導電性材料が堆積されていると、励起光照射前の時点で自由キャリア密度が十分高いために励起光を照射しても過剰キャリアがあまり励起されず、結果としてマイクロ波の反射率もあまり変化しない。従って、マイクロ波光導電減衰法における減衰時間やピーク値などの算出が困難になると考えられる。
　この電極非形成領域２０ｂにおける酸化物半導体層３３に対してマイクロ波光導電減衰法による測定を行うことで、ＴＦＴ２１を構成する酸化物半導体層３３を評価できる。なお、金属やＩＴＯなどの導電性材料が堆積されていない領域であれば、パネル２０内のどの領域をマイクロ波光導電減衰法による測定領域としてもよいが、後述するようにＴＦＴ２１の製造工程で酸化物半導体層３３の膜厚や膜質が変化し得る領域を選択することが望ましい。
　図５は、本実施の形態におけるＴＦＴの評価方法の手順を示すフローチャートである。言い換えると、図５は、図１Ａに示された測定装置１０のコンピュータ１６による制御手順及び処理を示している。
　まず、測定箇所の位置決めを行う（位置決めステップＳ３０）。複数の測定箇所に対する測定を順に繰り返していく場合には、測定の対象箇所を変更する位置決めを行う。具体的には、コンピュータ１６は、ステージコントローラ１７にコマンドを与えることにより、酸化物半導体層３３の所望の測定部位に対してマイクロ波光導電減衰法による測定が行われるように、ＸＹステージ１８を移動させる。
　次に、マイクロ波光導電減衰法による測定（μ－ＰＣＤ測定）を行う（測定ステップＳ３１）。つまり、測定対象の酸化物半導体層３３に励起光をパルス照射した場合における酸化物半導体層３３に照射しているマイクロ波の反射率の変化を測定する。具体的には、コンピュータ１６は、パルスレーザ１１及び信号処理装置１５に対して励起光の出力タイミングを表すタイミング信号を出力するとともに、信号処理装置１５によって検出される反射波差信号のピーク値及びサンプリングされた反射波差信号を取り込んで記憶部に記録する。
　次に、測定ステップＳ３１での測定結果から、反射率の減衰時間及びピーク値の少なくとも一つを算出する（算出ステップＳ３２）。つまり、測定ステップＳ３１で得られた反射率の変化から、反射率がピーク値からピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間（ライフタイム）又は反射率がピーク値の１／ｅからピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間である減衰時間、及び、反射率のピーク値の少なくとも一つを算出する。具体的には、コンピュータ１６は、信号処理装置１５から取り込んで記憶部に記録した反射波差信号のピーク値及び反射波差信号の時系列データから、反射波差信号のピーク値を反射率のピーク値として算出し、反射率がピーク値からピーク値の１／ｅに、及び、反射率がピーク値の１／ｅからピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間である減衰時間を算出する。なお、減衰時間として、反射率がピーク値からピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間を用いてもよい。
　つまり、算出ステップＳ３２で算出される減衰時間は、反射率が第１の値から第２の値に減衰するのに要する時間であり、具体的には、自然対数の底をｅとしたときに、反射率がピーク値から前記ピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間、反射率が前記ピーク値の１／ｅから前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間、及び、反射率が前記ピーク値から前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間の少なくとも一つである。
　最後に、算出ステップＳ３２での算出結果に基づいて、コンピュータ１６は、酸化物半導体層３３の閾値電圧及び抵抗値の少なくとも一つに関する判定を行う（判定ステップＳ３３）。たとえば、閾値電圧に関する判定では、閾値電圧の特定、及び、閾値電圧が予め定められた範囲内の値であるか否かの判定（良品又は不良品の判定含む）の少なくとも一つを行う。そのために、電気特性が既知の複数の試料を用いて予め減衰時間と閾値電圧との関係を特定しておき、その関係を参照することで、未知の試料に対して得られた減衰時間に基づいて酸化物半導体層３３の閾値電圧を判定することができる。同様に、抵抗値に関する判定についても、抵抗値の特定、及び、抵抗値が予め定められた範囲内の値であるか否かの判定（良品又は不良品の判定含む）の少なくとも一つを行う。そのために、電気特性が既知の複数の試料を用いて予め減衰時間又はピーク値と抵抗値との関係を特定しておき、その関係を参照することで、未知の試料に対して得られた減衰時間又はピーク値に基づいて酸化物半導体層３３の抵抗値を判定することができる。
　なお、図５に示されるフローチャートでは、反射率の減衰時間及びピーク値を算出し、それらに基づいて酸化物半導体層の閾値電圧及び抵抗値の両方の電気特性が判定されたが、パネル２０の製造工程においては、必ずしも全てのパラメータを算出して全ての電気特性を判定する必要はない。評価のために許容された時間と精度とのトレードオフの下で、少なくとも一つのパラメータ（２種類の減衰時間のいずれか、又は、ピーク値）を算出し、少なくとも一つの電気特性（閾値電圧又は抵抗値）が判定されればよい。
　次に、マイクロ波光導電減衰法による測定例を説明する。
　測定対象のＴＦＴは、次の通りである。
　ゲート電極材料をガラス基板上に成膜した後、ゲート電極３１の形成のためのエッチング加工時に、マイクロ波光導電減衰法での測定箇所においてもゲート電極材料のエッチング処理を行い、ゲート絶縁層３２の形成後、アモルファスの酸化物半導体層（ＩｎＧａＺｎＯ）を下記の条件で成膜した。
　スパッタリングターゲットの組成：ＩｎＧａＺｎＯ４
　基板温度：室温
　酸化物半導体層の膜厚：６０ｎｍ
　酸素添加量：Ｏ２／（Ａｒ＋Ｏ２）＝５％
　上記以降の製造工程での電極形成時においても、マイクロ波光導電減衰法での測定箇所では電極材料のエッチング処理を行い、チャネル保護層３４及び層間絶縁層３６のみを積層させた。つまり、導電性材料を積層させない状態で、各工程後でマイクロ波光導電減衰法による評価を行った。
　その他のＴＦＴの各層の材料及び膜厚は、図２及び図３を用いて説明した通りである。
　また、マイクロ波光導電減衰法による測定の条件（レーザによる励起光の条件）は、次の通りである。
　レーザ波長：３４９ｎｍ
　パルス幅：５ｎｓｅｃ
　パルスエネルギー：１ｎＪ／ｐｕｌｓｅ～１０μＪ／ｐｕｌｓｅ
　ビーム径：１．５ｍｍφ
　以上の測定条件の下で得られたマイクロ波光導電減衰法による測定結果は、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示される通りである。なお、ここでは、測定箇所の近傍に配置した電気特性が予め既知のＴＥＧ（Ｔｅｓｔ　Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｇｒｏｕｐ；評価用素子）の電気特性と、マイクロ波光導電減衰法での測定結果とが示されている。
　図６Ａは、酸化物半導体層の閾値電圧が既知の複数のＴＦＴを対象としてマイクロ波光導電減衰法による測定を行って得られた測定結果（反射率の減衰時間τ１と酸化物半導体層の閾値電圧との関係）を示す図である。減衰時間τ１は、反射率がピーク値からピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間（ライフタイム）である。図６Ｂは、酸化物半導体層の閾値電圧が既知の複数のＴＦＴを対象としてマイクロ波光導電減衰法による測定を行って得られた測定結果（反射率の減衰時間τ２と酸化物半導体層の閾値電圧との関係）を示す図である。減衰時間τ２は、反射率がピーク値の１／ｅからピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間である。
　図６Ａから分かるように、反射率の減衰時間τ１と酸化物半導体層の閾値電圧とは比例する。同様に、図６Ｂから分かるように、反射率の減衰時間τ２と酸化物半導体層の閾値電圧とは比例する。ここで、減衰時間τ１に比べ、減衰時間τ２は、約１０倍大きな値であり、かつ、広い時間範囲において分布している。よって、減衰時間τ１よりも減衰時間τ２のほうが、閾値電圧への依存性が高く、閾値電圧の評価に用いるパラメータとして優れているといえる。
　反射率の減衰時間と酸化物半導体層の閾値電圧に関して、このような相関が得られるのは次の理由と考えられる。つまり、酸化物半導体層の閾値電圧は、酸化物半導体層中又は界面での、キャリアのトラップ準位密度に依存することが知られている。一方、マイクロ波光導電減衰法は、酸化物半導体層中に励起された過剰キャリアがトラップ準位等で再結合し減衰する過程を評価する手法であり、励起光の照射後における酸化物半導体層からの反射波の強度の減衰は、酸化物半導体層中又は界面でのトラップ準位密度に大きく依存する。従って、酸化物半導体層の閾値電圧と反射率の減衰時間とは正の相関関係、より特定的には、比例すると推測される。
　なお、酸化物半導体層の閾値電圧は、酸化物半導体層だけではなく、ゲート絶縁層、チャネル保護層、及び、層間絶縁層からの水素拡散等の影響よっても変化する。特許文献１での評価は、ガラス基板の表面に成膜された酸化物半導体薄膜に対するマイクロ波光導電減衰法による評価であり、そのサンプル構造においては酸化物半導体薄膜単体としてのキャリア移動度を評価できるが、積層構造であるＴＦＴ実構造で決定される閾値電圧の定量的評価には適していない。本実施の形態によれば、ガラス基板の表面と酸化物半導体層との間にゲート絶縁層を含むＴＦＴ実構造に対する評価が可能であり、移動度等の膜物性だけではなく、閾値電圧というＴＦＴの電気特性を評価することが可能となる。
　図７Ａは、酸化物半導体層の抵抗値が既知の複数のＴＦＴを対象としてマイクロ波光導電減衰法による測定を行って得られた測定結果（反射率の減衰時間τ１と酸化物半導体層の抵抗値との関係）を示す図である。図７Ｂは、酸化物半導体層の抵抗値が既知の複数のＴＦＴを対象としてマイクロ波光導電減衰法による測定を行って得られた測定結果（反射率の減衰時間τ２と酸化物半導体層の抵抗値との関係）を示す図である。図７Ｃは、酸化物半導体層の抵抗値が既知の複数のＴＦＴを対象としてマイクロ波光導電減衰法による測定を行って得られた測定結果（反射率のピーク値と酸化物半導体層の抵抗値との関係）を示す図である。なお、図７Ａ～図７Ｃでは、抵抗値の一例として、シート抵抗（Ｏｈｍ／Ｓｈｅｅｔ）がプロットされている。本明細書では、「抵抗値」は、広い意味での抵抗値であり、酸化物半導体層の膜厚、幅、長さが一定条件下で固定されている場合における抵抗、シート抵抗、及び、抵抗率を含む意味である。
　図７Ａ及び図７Ｂから分かるように、酸化物半導体の抵抗値と反射率の減衰時間τ１及びτ２とは、抵抗値が大きいほど減衰時間τ１及びτ２が大きくなるという正の相関を有する。同様に、図７Ｃから分かるように、酸化物半導体の抵抗値と反射率のピーク値とは、抵抗値が大きいほどピーク値が大きくなるという正の相関を有する。なお、図７Ａ～図７Ｃにおいて、抵抗値が１０９～１０１１Ωに分布する試料はＴＦＴとして正常に動作する試料であるが、抵抗値が１０３～１０５Ωに分布する試料はＴＦＴとして正常に動作しない試料である。
　反射率の減衰時間と酸化物半導体層の抵抗値に関して、図７Ａ及び図７Ｂに示されるような相関が得られるのは次の理由と考えられる。つまり、抵抗値が小さい（つまり、自由キャリアの密度が高い）場合には、酸化物半導体層に、自由キャリアの供給源となっている欠陥準位が多く存在していると考えられる。そのため、励起光で励起された過剰キャリアの欠陥準位での再結合の割合が多くなり、減衰時間が小さくなると考えられる。
　また、反射率のピーク値と酸化物半導体層の抵抗値に関して、図７Ｃに示されるような相関が得られるのは次の理由と考えられる。つまり、マイクロ波の反射率は、上述したように、自由キャリアの密度で定まる抵抗率が減少すると増加する。しかしながら、図７Ｃで示されるグラフは、抵抗値が減少すると反射率のピーク値が減少するという結果を示している。これは、測定装置１０で得られるピーク値が単純な反射率を示しているのではなく、励起光の照射前後での反射率の変化を見ている（差動検出をしている）ためである。つまり、抵抗値が低い（つまり、自由キャリアの密度が高い）場合には、既に自由キャリアがある程度多く存在しているため、励起光を照射しなくても反射率自体は高くなるが、励起光を照射した際に励起できる過剰キャリアの絶対数が少なくなるため、励起光を照射しても反射率にあまり変化が現れない。結果として、差動検出として得られるピーク値は低い値となる。
　このような抵抗値の評価により、チャネル保護層、あるいは、さらに層間絶縁層が積層された状態においても、酸化物半導体層の抵抗値を評価することが可能であるため、各成膜工程及びアニール工程が酸化物半導体層の抵抗値に及ぼす影響の評価を、非破壊で、かつ、非接触で行うことができる。
　なお、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示された測定結果から分かるように、ＴＦＴとして正常に動作する試料の閾値電圧の一例は、１．５～１．９Ｖであり、抵抗値の一例は、１０９～１０１１Ωである。よって、本実施の形態における酸化物半導体ＴＦＴの評価方法によって良品と判定されるＴＦＴの一例は、チャネル層として機能する酸化物半導体層と、酸化物半導体層の上方に形成されたチャネル保護層とを備え、上記評価方法によって特定された閾値電圧が１．５～１．９Ｖ、又は、抵抗値が１０９～１０１１Ωである。
　以上のように、本実施の形態によれば、酸化物半導体薄膜単体を対象とするのではなく、酸化物半導体ＴＦＴを対象として、マイクロ波の反射率の減衰時間及びピーク値から、酸化物半導体層の閾値電圧及び抵抗値という電気特性を評価することができる。このような測定が可能になった要因の一つとして、酸化物半導体ＴＦＴに照射する励起光のパルス幅が短いことが挙げられる。
　つまり、上述したように、特許文献１の測定装置では、励起光のパルス幅は１５ｎｓｅｃである。しかしながら、本実施の形態では、励起光のパルス幅を５ｎｓｅｃにしている。ポリシリコン等の結晶性半導体薄膜の場合、マイクロ波光導電減衰法での減衰時間はｐｓｅｃオーダーで非常に短いが、アモルファスの酸化物半導体層の減衰時間τ１及びτ２は、一般的に、それぞれ、数十ｎｓｅｃ～数百ｎｓｅｃ、数十ｎｓｅｃ～数μｓｅｃとなる。酸化物半導体の評価においては、励起光のパルス幅を１５ｎｓｅｃとしたのでは、実測で得られる減衰時間τ１及びτ２と同じ時間オーダーとなる場合があり、測定精度が十分ではない場合が生じる。そのために、励起光のパルス幅として、数ｎｓｅｃ以下が好ましいと考えられる。
　なお、他の測定条件を含めた良好な測定条件と測定結果の一例は、以下の通りである。つまり、以下の測定条件で測定した場合に、良好なＴＦＴ特性が得られる減衰時間τ１及びτ２の数値範囲は、以下の通りであった。
　＜減衰時間τ１及びτ２の数値範囲＞
２０ｎｓｅｃ＜τ１＜１００ｎｓｅｃ
８０ｎｓｅｃ＜τ２＜１５００ｎｓｅｃ
　＜測定条件＞
　レーザ波長：３４９ｎｍ
　パルス幅：５ｎｓｅｃ
　パルスエネルギー：１．４５μＪ／ｐｕｌｓｅ
　サンプリング間隔：２．５ｎｓｅｃ
　なお、測定条件が変わると、良好なＴＦＴ特性が得られる減衰時間τ１及びτ２の数値範囲も変動する。
　次に、本実施の形態におけるマイクロ波光導電減衰法による酸化物半導体ＴＦＴの測定箇所について、説明する。つまり、図５のフローチャートにおける位置決めステップＳ３０によって決定される測定箇所について説明する。
　（１）スパッタターゲットの位置に依存した測定箇所の位置決め例
　図８Ａ及び図８Ｂは、本実施の形態におけるマイクロ波光導電減衰法による測定の対象箇所の一例を示す図であり、特に、酸化物半導体層を成膜するためのスパッタターゲットの位置に依存した測定箇所の位置決め例を示す図である。ここには、パネル２０（あるいは、基板３０）の位置と、図２に示される酸化物半導体層の成膜ステップＳ１２でのスパッタリング法におけるターゲット（酸化物半導体スパッタターゲット４０）の位置と、順次に切り替える対象となる測定箇所（Ｘで示される箇所）が示されている。なお、図８Ａは、スパッタターゲットが円筒ターゲットである場合の測定箇所の例を示し、図８Ｂは、スパッタターゲットがプレーナターゲットである場合の測定箇所の例を示している。
　このように、酸化物半導体層は、基板３０上において、一定の間隔をおいて並ぶ複数の短冊状の領域をターゲットとするスパッタ法によって形成される。よって、位置決めステップＳ３０では、それら複数の短冊状の領域、及び、それら複数の短冊状の領域の並びにおける隣接した領域で挟まれる領域のそれぞれに対して、測定、パラメータの算出、及び、判定（図５のステップＳ３１～Ｓ３３）が行われるように、マイクロ波光導電減衰法による測定の対象箇所を、順次、変更していく。これにより、スパッタターゲットの位置に依存した酸化物半導体層の電気特性の変化・ばらつき等を評価できる。
　（２）酸化物半導体層の膜厚及び／又は膜質に依存した測定箇所の位置決め例
　図９Ａは、本実施の形態におけるマイクロ波光導電減衰法による測定の対象箇所の一例を示す図であり、特に、酸化物半導体層の膜厚及び／又は膜質に依存した測定箇所の位置決め例を示す図である。ここには、酸化物半導体層の膜厚（又は、膜質）が位置によって徐々に変化していく様子（分布）と、順次に切り替える対象となる測定箇所（Ｘで示される箇所）が示されている。図９Ａにおいて、濃度が濃い箇所ほど、膜厚が厚い（あるいは、膜質が悪い）ことを示している。
　このような分布をもつと予想される領域については、位置決めステップＳ３０では、測定の対象箇所として、酸化物半導体層の膜厚が厚くなっていく、酸化物半導体層の膜厚が薄くなっていく、酸化物半導体層の膜質が悪くなっていく、及び、酸化物半導体層の膜質が良くなっていく、の少なくとも一つの傾向をもって並ぶ複数の対象箇所に対して、測定、パラメータの算出、及び、判定（図５のステップＳ３１～Ｓ３３）が行われるように、マイクロ波光導電減衰法による測定の対象箇所を、順次、変更していく。これにより、酸化物半導体層の膜厚及び／又は膜質に依存した酸化物半導体層の電気特性の変化・ばらつき等を評価できる。
　なお、ゲート絶縁層、チャネル保護層、又は層間絶縁層の膜厚及び／又は膜質に依存した測定箇所の位置決めを、上記のような酸化物半導体層の膜厚及び／又は膜質に依存した測定箇所の位置決め例と同様に行ってもよい。これにより、ゲート絶縁層、チャネル保護層、又は層間絶縁層の膜厚及び／又は膜質に依存した酸化物半導体層の電気特性の変化・ばらつき等を評価できる。
　（３）アニール処理における温度分布に依存した測定箇所の位置決め例
　図９Ｂは、本実施の形態におけるマイクロ波光導電減衰法による測定の対象箇所の一例を示す図であり、特に、アニール処理における温度分布に依存した測定箇所の位置決め例を示す図である。ここには、図２のアニール処理Ｓ１５及びＳ１８におけるパネル２０の平面的な温度分布と、順次に切り替える対象となる測定箇所（Ｘで示される箇所）が示されている。図９Ｂにおいて、濃度が濃い箇所ほど、温度が高いことを示している。
　このような温度分布をもつと予想されるパネル２０については、位置決めステップＳ３０では、薄膜トランジスタに対するアニール処理における温度が高くなっていく、又は、低くなっていく傾向をもって並ぶ複数の対象箇所に対して、測定、パラメータの算出、及び、判定（図５のステップＳ３１～Ｓ３３）が行われるように、マイクロ波光導電減衰法による測定の対象箇所を、順次、変更していく。これにより、アニール処理における温度分布に依存した酸化物半導体層の電気特性の変化・ばらつき等を評価できる。
　以上のように、本実施の形態における薄膜トランジスタの評価方法によれば、酸化物半導体薄膜単体を対象とするのではなく、チャネル保護層、さらには層間絶縁層を有する酸化物半導体ＴＦＴ及びその中間生成物を対象として、非接触で、マイクロ波の反射率の減衰時間及びピーク値から、酸化物半導体層の閾値電圧及び抵抗値という電気特性を評価することができる。よって、酸化物半導体ＴＦＴの製造工程（つまり、パネルの量産工程）の中に、マイクロ波光導電減衰法による測定を組み入れ、酸化物半導体ＴＦＴの評価を行うことができるので、酸化物半導体ＴＦＴの製造と品質管理とを並行して行うことができる。
　以上、本発明の薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
　たとえば、薄膜トランジスタの製造における測定タイミングとしては、図２に示されたタイミングに限定されるものではなく、酸化物半導体層が成膜された後であれば、少なくとも１回、マイクロ波光導電減衰法による測定が実施されればよい。製造工程においてすくなくとも１回の測定を行うことで、パネル２０の平面的な位置に依存した酸化物半導体層に品質のばらつき、及び、他のパネルの品質との差等を評価できる。
　また、上記実施の形態では、ＴＦＴの評価方法として、閾値電圧及び抵抗値の判定が行われたが、他の特性、例えば、キャリア移動度、Ｓ値（サブスレショルド特性）、反射率の減衰曲線を近似曲線で表したときのフィッティングパラメータ等の算出及び判定も併せて行ってもよい。
　本発明は、酸化物半導体層を有するＴＦＴの評価方法及び製造方法として、例えば、ディスプレイパネルの量産工程に組み込んだ、マイクロ波光導電減衰法による非接触のＴＦＴ評価方法として、利用できる。
　１０　測定装置
　１１　パルスレーザ
　１２　マイクロ波発振器
　１３　導波アセンブリ
　１４　ミキサ
　１５　信号処理装置
　１６　コンピュータ
　１７　ステージコントローラ
　１８　ＸＹステージ
　２０　パネル
　２０ａ　電極形成領域
　２０ｂ　電極非形成領域
　２１　ＴＦＴ
　３０　基板
　３１　ゲート電極
　３２　ゲート絶縁層
　３３　酸化物半導体層
　３４　チャネル保護層
　３５ａ　ソース電極
　３５ｂ　ドレイン電極
　３６　層間絶縁層
　４０　酸化物半導体スパッタターゲット

Claims (19)

  1. 　基板上に形成された薄膜トランジスタの評価方法であって、
    　前記薄膜トランジスタは、少なくとも、チャネル層として機能する酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層の上方に形成されたチャネル保護層とを有し、
    　前記評価方法は、
    　前記酸化物半導体層に励起光をパルス照射した場合における前記酸化物半導体層に照射しているマイクロ波の反射率の変化を測定する測定ステップと、
    　前記測定ステップで得られた前記反射率の変化から、前記反射率が第１の値から第２の値に減衰するのに要する時間である減衰時間を算出する算出ステップと、
    　前記算出ステップで算出された減衰時間に基づいて、前記酸化物半導体層の閾値電圧に関する判定を行う判定ステップと
    　を含む薄膜トランジスタの評価方法。
  2. 　前記減衰時間は、自然対数の底をｅとしたときに、
    　前記反射率がピーク値から前記ピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間、
    　前記反射率が前記ピーク値の１／ｅから前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間、又は、
    　前記反射率が前記ピーク値から前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間である
    　請求項１記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  3. 　前記閾値電圧に関する判定は、前記閾値電圧の特定、及び、前記閾値電圧が予め定められた範囲内の値であるか否かの判定の少なくとも一つである
    　請求項１又は２記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  4. 　前記判定ステップでは、予め算出された減衰時間と閾値電圧との関係を参照することで、前記算出ステップで算出された前記減衰時間に対応する前記酸化物半導体層の閾値電圧を特定する
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  5. 　基板上に形成された薄膜トランジスタの評価方法であって、
    　前記薄膜トランジスタは、少なくとも、チャネル層として機能する酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層の上方に形成されたチャネル保護層とを有し、
    　前記評価方法は、
    　前記酸化物半導体層に励起光をパルス照射した場合における前記酸化物半導体層に照射しているマイクロ波の反射率の変化を測定する測定ステップと、
    　前記測定ステップで得られた前記反射率の変化から、前記反射率が第１の値から第２の値に減衰するのに要する時間である減衰時間、又は、前記反射率のピーク値を算出する算出ステップと、
    　前記算出ステップで算出された減衰時間又はピーク値に基づいて、前記酸化物半導体層の抵抗値に関する判定を行う判定ステップと
    　を含む薄膜トランジスタの評価方法。
  6. 　前記減衰時間は、自然対数の底をｅとしたときに、
    　前記反射率がピーク値から前記ピーク値の１／ｅに減衰するのに要する時間、
    　前記反射率が前記ピーク値の１／ｅから前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間、又は、
    　前記反射率が前記ピーク値から前記ピーク値の１／ｅ２に減衰するのに要する時間である
    　請求項５記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  7. 　前記抵抗値に関する判定は、前記抵抗値の特定、及び、前記抵抗値が予め定められた範囲内の値であるか否かの判定の少なくとも一つである
    　請求項５又は６記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  8. 　前記判定ステップでは、予め算出された減衰時間又はピーク値と抵抗値との関係を参照することで、前記算出ステップで算出された前記減衰時間又は前記ピーク値に対応する前記酸化物半導体層の抵抗値を特定する
    　請求項６又は７記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  9. 　前記薄膜トランジスタは、前記チャネル保護層の形成後に、前記チャネル保護層を安定化させるための第１のアニール処理が施され、
    　前記測定ステップは、前記第１のアニール処理の後に行われる
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  10. 　前記薄膜トランジスタは、さらに、前記チャネル保護層の上方に形成されたソース及びドレイン電極と、前記ソース及びドレイン電極の上方に形成された層間絶縁層とを有し、
    　前記測定ステップは、前記層間絶縁層の形成後に行われる
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  11. 　前記薄膜トランジスタは、前記層間絶縁層の形成後に、前記層間絶縁層を安定化させるための第２のアニール処理が施され、
    　前記測定ステップは、前記第２のアニール処理の後に行われる
    　請求項１０記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  12. 　さらに、前記測定ステップによる測定の対象箇所を変更する位置決めステップを含み、
    　前記測定ステップによる測定、前記算出ステップによる算出、及び、前記判定ステップにおける判定は、前記位置決めステップで変更された対象箇所に対して行われる
    　請求項１～１１のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  13. 　前記酸化物半導体層は、前記基板上において、一定の間隔をおいて並ぶ複数の短冊状の領域をターゲットとするスパッタ法によって形成され、
    　前記位置決めステップでは、前記複数の短冊状の領域及び前記複数の短冊状の領域の並びにおける隣接した領域で挟まれる領域のそれぞれに対して、前記測定ステップによる測定が行われるように、前記測定の対象箇所を変更する
    　請求項１２記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  14. 　前記位置決めステップでは、前記測定の対象箇所として、前記酸化物半導体層の膜厚が厚くなっていく、前記酸化物半導体層の膜厚が薄くなっていく、前記酸化物半導体層の膜質が悪くなっていく、及び、前記酸化物半導体層の膜質が良くなっていく、の少なくとも一つの傾向をもって並ぶ複数の対象箇所を順に切り替えていく
    　請求項１２記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  15. 　前記位置決めステップでは、前記測定の対象箇所として、前記薄膜トランジスタに対するアニール処理における温度が高くなっていく、又は、低くなっていく傾向をもって並ぶ複数の対象箇所を順に切り替えていく
    　請求項１２記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  16. 　前記マイクロ波の周波数は、１０ＧＨｚ以上である
    　請求項１～１５のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  17. 　前記励起光の波長は、５００ｎｍ以下である
    　請求項１～１６のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタの評価方法。
  18. 　薄膜トランジスタの製造方法であって、
    　基板上にチャネル層として機能する酸化物半導体層を形成するステップと、
    　前記酸化物半導体層の上方にチャネル保護層を形成するステップと、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の評価方法を実行するステップと
    　を含む薄膜トランジスタの製造方法。
  19. 　基板上に形成される薄膜トランジスタであって、
    　チャネル層として機能する酸化物半導体層と、
    　前記酸化物半導体層の上方に形成されたチャネル保護層とを備え、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の評価方法によって特定された閾値電圧が１．５～１．９Ｖ、又は、抵抗値が１０９～１０１１Ωである
    　薄膜トランジスタ。
PCT/JP2014/003395 2013-09-03 2014-06-25 薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ Ceased WO2015033499A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015535295A JP6082950B2 (ja) 2013-09-03 2014-06-25 薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ
US14/915,704 US10230003B2 (en) 2013-09-03 2014-06-25 Method of evaluating thin-film transistor, method of manufacturing thin-film transistor, and thin-film transistor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013182256 2013-09-03
JP2013-182256 2013-09-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015033499A1 true WO2015033499A1 (ja) 2015-03-12

Family

ID=52628003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/003395 Ceased WO2015033499A1 (ja) 2013-09-03 2014-06-25 薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10230003B2 (ja)
JP (1) JP6082950B2 (ja)
WO (1) WO2015033499A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016016776A1 (ja) * 2014-07-31 2016-02-04 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、及び半導体装置の評価方法
CN107234525A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 株式会社迪思科 被加工物的评价方法
WO2017188323A1 (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 株式会社神戸製鋼所 酸化物半導体薄膜の品質評価方法、及び前記酸化物半導体薄膜の品質管理方法、並びに該品質評価方法を用いる半導体の製造装置
JP6250855B1 (ja) * 2016-04-27 2017-12-20 株式会社神戸製鋼所 酸化物半導体薄膜の品質評価方法、及び前記酸化物半導体薄膜の品質管理方法、並びに該品質評価方法を用いる半導体の製造装置
JP2023130112A (ja) * 2022-03-07 2023-09-20 富士電機株式会社 センサシステム及び気液比の測定方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114646856B (zh) * 2022-03-18 2025-08-01 南京邮电大学 一种聚合物晶体管沟道界面评估方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177476A (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 Sharp Corp 半導体評価方法、半導体評価装置、半導体デバイス製造方法、および半導体デバイス製造装置
JP2012033857A (ja) * 2010-06-30 2012-02-16 Kobe Steel Ltd 酸化物半導体薄膜の評価方法、及び酸化物半導体薄膜の品質管理方法
WO2012039099A1 (ja) * 2010-09-22 2012-03-29 株式会社神戸製鋼所 μ－ＰＣＤ法を用いた薄膜半導体の結晶性評価装置
JP2013030542A (ja) * 2011-07-27 2013-02-07 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 非晶質半導体膜の評価方法、及び半導体装置の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100213603B1 (ko) * 1994-12-28 1999-08-02 가나이 쯔또무 전자회로기판의 배선수정방법 및 그 장치와 전자회로기판
HU227170B1 (en) * 2000-02-17 2010-09-28 Semilab Felvezetoe Fiz Lab Rt Surface passivation method and arrangement for measuring life time of minority carrier of semiconductors
US6534774B2 (en) * 2000-09-08 2003-03-18 Mitsubishi Materials Silicon Corporation Method and apparatus for evaluating the quality of a semiconductor substrate
JP2008177387A (ja) * 2007-01-19 2008-07-31 Fujifilm Corp 放射線画像検出装置
JP5185357B2 (ja) 2009-12-17 2013-04-17 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
KR20120000499A (ko) 2010-06-25 2012-01-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 트랜지스터 및 반도체 장치
US9261609B2 (en) * 2012-08-20 2016-02-16 General Electric Company Apparatus and methods for charge collection control in radiation detectors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177476A (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 Sharp Corp 半導体評価方法、半導体評価装置、半導体デバイス製造方法、および半導体デバイス製造装置
JP2012033857A (ja) * 2010-06-30 2012-02-16 Kobe Steel Ltd 酸化物半導体薄膜の評価方法、及び酸化物半導体薄膜の品質管理方法
WO2012039099A1 (ja) * 2010-09-22 2012-03-29 株式会社神戸製鋼所 μ－ＰＣＤ法を用いた薄膜半導体の結晶性評価装置
JP2013030542A (ja) * 2011-07-27 2013-02-07 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 非晶質半導体膜の評価方法、及び半導体装置の製造方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016016776A1 (ja) * 2014-07-31 2016-02-04 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、及び半導体装置の評価方法
JPWO2016016776A1 (ja) * 2014-07-31 2017-07-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、及び半導体装置の評価方法
CN107234525A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 株式会社迪思科 被加工物的评价方法
CN107234525B (zh) * 2016-03-28 2021-01-12 株式会社迪思科 器件晶片的评价方法
CN109155264A (zh) * 2016-04-27 2019-01-04 株式会社神户制钢所 氧化物半导体薄膜的品质评价方法及上述氧化物半导体薄膜的品质管理方法以及使用该品质评价方法的半导体的制造装置
KR20180126558A (ko) * 2016-04-27 2018-11-27 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 산화물 반도체 박막의 품질 평가 방법, 및 상기 산화물 반도체 박막의 품질 관리 방법, 그리고 해당 품질 평가 방법을 이용하는 반도체의 제조 장치
JP6250855B1 (ja) * 2016-04-27 2017-12-20 株式会社神戸製鋼所 酸化物半導体薄膜の品質評価方法、及び前記酸化物半導体薄膜の品質管理方法、並びに該品質評価方法を用いる半導体の製造装置
TWI649819B (zh) * 2016-04-27 2019-02-01 日商神戶製鋼所股份有限公司 氧化物半導體薄膜的品質評價方法、該氧化物半導體薄膜的品質管理方法以及使用該品質評價方法的半導體製造裝置
US10475711B2 (en) 2016-04-27 2019-11-12 Kobe Steel, Ltd. Method for evaluating quality of oxide semiconductor thin film, method for managing quality of oxide semiconductor thin film, and device for manufacturing semiconductor using said method for managing quality
KR102086442B1 (ko) 2016-04-27 2020-03-09 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 산화물 반도체 박막의 품질 평가 방법, 및 상기 산화물 반도체 박막의 품질 관리 방법, 그리고 해당 품질 평가 방법을 이용하는 반도체의 제조 장치
WO2017188323A1 (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 株式会社神戸製鋼所 酸化物半導体薄膜の品質評価方法、及び前記酸化物半導体薄膜の品質管理方法、並びに該品質評価方法を用いる半導体の製造装置
JP2023130112A (ja) * 2022-03-07 2023-09-20 富士電機株式会社 センサシステム及び気液比の測定方法
JP7563409B2 (ja) 2022-03-07 2024-10-08 富士電機株式会社 センサシステム及び気液比の測定方法
US12399136B2 (en) 2022-03-07 2025-08-26 Fuji Electric Co., Ltd. Sensor system and method for measuring gas liquid ratio

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015033499A1 (ja) 2017-03-02
US10230003B2 (en) 2019-03-12
US20160197198A1 (en) 2016-07-07
JP6082950B2 (ja) 2017-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6082950B2 (ja) 薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ
JP5798669B2 (ja) 酸化物半導体薄膜の評価方法、及び酸化物半導体薄膜の品質管理方法、並びに上記評価方法に用いられる評価装置
JP5814558B2 (ja) 酸化物半導体薄膜の評価方法、及び酸化物半導体薄膜の品質管理方法
KR101775803B1 (ko) 산화물 반도체 박막의 평가 방법, 및 산화물 반도체 박막의 품질 관리 방법, 및 상기 평가 방법에 이용되는 평가 소자 및 평가 장치
TWI552233B (zh) An oxide semiconductor thin film, and a thin film of the oxide semiconductor The quality evaluation method of the laminated body having the protective film on the surface of the film, and the quality management method of the oxide semiconductor thin film
TWI652749B (zh) A method for evaluating the quality of a laminate for evaluation of a thin film transistor, And quality management method of oxide semiconductor film
TWI649819B (zh) 氧化物半導體薄膜的品質評價方法、該氧化物半導體薄膜的品質管理方法以及使用該品質評價方法的半導體製造裝置
US9316589B2 (en) Method for evaluating oxide semiconductor thin film, and method for quality control of oxide semiconductor thin film
US8080434B2 (en) Nondestructive testing method for oxide semiconductor layer and method for making oxide semiconductor layer
KR101493163B1 (ko) 박막 트랜지스터의 반도체층용 박막의 형성에 사용되는 타깃 조립체의 품질 평가 방법
JP6653217B2 (ja) 酸化物半導体薄膜の表面に保護膜を有する積層体の品質評価方法、及び酸化物半導体薄膜の品質管理方法
JP5961314B2 (ja) 酸化物半導体薄膜の膜質管理方法
JP2013030542A (ja) 非晶質半導体膜の評価方法、及び半導体装置の製造方法
JP6250855B1 (ja) 酸化物半導体薄膜の品質評価方法、及び前記酸化物半導体薄膜の品質管理方法、並びに該品質評価方法を用いる半導体の製造装置
JP7078525B2 (ja) 薄膜トランジスタのストレス耐性の予測方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14842047

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015535295

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14915704

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14842047

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1