WO2019216092A1 - 酸化物半導体膜のエッチング方法および酸化物半導体加工物ならびに電子デバイス - Google Patents
酸化物半導体膜のエッチング方法および酸化物半導体加工物ならびに電子デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019216092A1 WO2019216092A1 PCT/JP2019/015555 JP2019015555W WO2019216092A1 WO 2019216092 A1 WO2019216092 A1 WO 2019216092A1 JP 2019015555 W JP2019015555 W JP 2019015555W WO 2019216092 A1 WO2019216092 A1 WO 2019216092A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- oxide semiconductor
- semiconductor film
- oxide
- gas
- etching
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 292
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 156
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 144
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 238
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 84
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 82
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 80
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 79
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 78
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 34
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 30
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 20
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 8
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N diboron Chemical compound B#B ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 6
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229910005555 GaZnO Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OBOYOXRQUWVUFU-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Nb+5] Chemical compound [O-2].[Ti+4].[Nb+5] OBOYOXRQUWVUFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 6
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 6
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 6
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- TYHJXGDMRRJCRY-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) tin(4+) Chemical compound [O-2].[Zn+2].[Sn+4].[In+3] TYHJXGDMRRJCRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 4
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 4
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 claims description 4
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 43
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 25
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 266
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 116
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 79
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 58
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 37
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 34
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 26
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 18
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 16
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002674 endoscopic surgery Methods 0.000 description 11
- -1 fluorine radicals Chemical class 0.000 description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 11
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 9
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 7
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 4
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSUTUEIGSOWBJO-UHFFFAOYSA-N dizinc oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zn+2].[Zn+2] WSUTUEIGSOWBJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000010336 energy treatment Methods 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588731 Hafnia Species 0.000 description 2
- 208000005646 Pneumoperitoneum Diseases 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 2
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MOFVSTNWEDAEEK-UHFFFAOYSA-M indocyanine green Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)CCCCN1C2=CC=C3C=CC=CC3=C2C(C)(C)C1=CC=CC=CC=CC1=[N+](CCCCS([O-])(=O)=O)C2=CC=C(C=CC=C3)C3=C2C1(C)C MOFVSTNWEDAEEK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960004657 indocyanine green Drugs 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000813 microcontact printing Methods 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- KPZGRMZPZLOPBS-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-2,2-bis(chloromethyl)propane Chemical compound ClCC(CCl)(CCl)CCl KPZGRMZPZLOPBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
- H01L21/461—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/465—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/24—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only semiconductor materials not provided for in groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22
Definitions
- the present disclosure relates to, for example, an oxide semiconductor film etching method used for electrodes and the like, an oxide semiconductor processed product, and an electronic device.
- Non-Patent Document 1 reports an etching method in which an altered layer is formed on the surface by irradiating hydrogen plasma, and then the altered layer is removed by irradiating with fluorine radicals. ing.
- a first oxide semiconductor film etching method is a method in which a reducing layer is formed on an oxide semiconductor film using a reducing gas, and the reducing layer is sputtered using a rare gas.
- a reducing layer is formed on the oxide semiconductor film using a reducing gas, and the reducing layer is sputtered using a rare gas. Accordingly, a layer (reduction layer) rich in a metal element having a high etching rate is formed on the surface of the oxide semiconductor film.
- the oxide semiconductor workpiece according to an embodiment of the present disclosure has a different grain boundary density with no composition change between at least a part of the surface and the vicinity thereof and the inside.
- Examples of the film formation method using the principle of the CVD method include a plasma CVD method, a thermal CVD method, an organic metal (MO) CVD method, and a photo CVD method.
- Examples of wet methods include electroplating, electroless plating, spin coating, ink jet, spray coating, stamping, micro contact printing, flexographic printing, offset printing, gravure printing, and dip. It is done.
- the reducing layer 12M is sputtered by irradiation with a rare gas G2.
- a rare gas G2 is selected from helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe).
- the above gases may be used alone or in combination of two or more.
- plasma post-treatment for example, ashing treatment
- oxygen (O 2 ) oxygen (O 2 )
- wet cleaning, heat treatment, or the like is preferably performed.
- FIG. 3A schematically shows a TEM image after the H 2 plasma irradiation of the ITO film 1012 formed on the substrate 1011.
- an oxide semiconductor film such as ITO
- FIG. 3B shows the results of measuring the concentrations of In and O in the altered layer portion (A) and the ITO film portion (B) other than the altered layer shown in FIG. 3A using energy dispersive X-ray analysis (EXD). It is a representation.
- EXD energy dispersive X-ray analysis
- etching is performed in an etching apparatus.
- an altered layer is formed with hydrogen (H 2 ) and sputtering is performed with a rare gas, it is used for, for example, an upper top plate in the apparatus during H 2 treatment.
- the silicon (Si) that is present is sputtered by H 2 .
- the Si sputtered material sputtered by H 2 is deposited on the surface of the metal oxide film, which may affect stable processing.
- an upper electrode and a lower electrode which are disposed to face each other with a display layer, are formed of an oxide semiconductor film, and are formed as described above with hydrogen plasma
- the change in the composition of the oxide semiconductor film as described above causes a short circuit between the upper electrode and the lower electrode, and there is a problem in that the characteristics of the device using this are deteriorated. For this reason, development of an etching method with little characteristic deterioration after etching is required.
- an oxide semiconductor film 12 is formed on a support base 11 using the above method.
- the hydrogen-containing gas G3 and the oxygen-containing gas G4 are mixed at a volume ratio of, for example, 10:90 to 95: 5 (hydrogen-containing gas G3: oxygen-containing gas G4). Irradiate the mixed gas.
- Electrophoretic element 80 includes electrophoretic particles 82 and porous layer 83 in insulating liquid 81 as shown in FIG.
- the migrating particles 82 are dispersed in the insulating liquid 81
- the porous layer 83 includes, for example, a fibrous structure and non-migrating particles, and has a plurality of pores 833.
- a space between the drive substrate 60 and the counter substrate 70 is held between the drive substrate 60 and the counter substrate 70.
- a space between the drive substrate 60 and the counter substrate 70 is set for each pixel.
- a partition wall 85 is provided.
- imaging device 1 shown in FIG. 16 as the application example 1 can be applied to the following products, for example.
- Application example 3 ⁇ Application example to endoscopic surgery system>
- the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
- the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
- the endoscope 11100 includes a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
- a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
- an endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid lens barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible lens barrel. Good.
- An opening into which the objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
- a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101. Irradiation is performed toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
- the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
- the light source device 11203 includes a light source such as an LED (light emitting diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing a surgical site or the like.
- a light source such as an LED (light emitting diode)
- the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
- a user can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
- the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
- the treatment instrument control device 11205 controls the drive of the energy treatment instrument 11112 for tissue ablation, incision, blood vessel sealing, or the like.
- the pneumoperitoneum device 11206 passes gas into the body cavity via the pneumoperitoneum tube 11111.
- the recorder 11207 is an apparatus capable of recording various types of information related to surgery.
- the printer 11208 is a device that can print various types of information related to surgery in various formats such as text, images, or graphs.
- the light source device 11203 that supplies the irradiation light when the surgical site is imaged to the endoscope 11100 can be configured by, for example, a white light source configured by an LED, a laser light source, or a combination thereof.
- a white light source is configured by a combination of RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
- the driving of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light every predetermined time. Synchronously with the timing of changing the intensity of the light, the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled to acquire an image in a time-sharing manner, and the image is synthesized, so that high dynamic without so-called blackout and overexposure A range image can be generated.
- the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a drive unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
- the CCU 11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
- the camera head 11102 and the CCU 11201 are connected to each other by a transmission cable 11400 so that they can communicate with each other.
- the imaging device constituting the imaging unit 11402 may be one (so-called single plate type) or plural (so-called multi-plate type).
- image signals corresponding to RGB may be generated by each imaging element, and a color image may be obtained by combining them.
- the imaging unit 11402 may be configured to include a pair of imaging elements for acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (dimensional) display. By performing the 3D display, the operator 11131 can more accurately grasp the depth of the living tissue in the surgical site.
- a plurality of lens units 11401 can be provided corresponding to each imaging element.
- the imaging unit 11402 is not necessarily provided in the camera head 11102.
- the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
- the driving unit 11403 is configured by an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. Thereby, the magnification and the focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
- the communication unit 11404 receives a control signal for controlling driving of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
- the control signal includes, for example, information for designating the frame rate of the captured image, information for designating the exposure value at the time of imaging, and / or information for designating the magnification and focus of the captured image. Contains information about the condition.
- the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. Good.
- a so-called AE (Auto-Exposure) function, AF (Auto-Focus) function, and AWB (Auto-White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
- the image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal that is RAW data transmitted from the camera head 11102.
- control unit 11413 causes the display device 11202 to display a picked-up image showing an operation part or the like based on the image signal subjected to image processing by the image processing unit 11412.
- the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques.
- the control unit 11413 detects surgical tools such as forceps, specific biological parts, bleeding, mist when using the energy treatment tool 11112, and the like by detecting the shape and color of the edge of the object included in the captured image. Can be recognized.
- the control unit 11413 may display various types of surgery support information superimposed on the image of the surgical unit using the recognition result. Surgery support information is displayed in a superimposed manner and presented to the operator 11131, thereby reducing the burden on the operator 11131 and allowing the operator 11131 to proceed with surgery reliably.
- communication is performed by wire using the transmission cable 11400.
- communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
- FIG. 22 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system that is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
- the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
- the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, a vehicle exterior information detection unit 12030, a vehicle interior information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
- a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are illustrated as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
- the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
- the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a blinker, or a fog lamp.
- the body control unit 12020 can be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
- the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals, and controls a door lock device, a power window device, a lamp, and the like of the vehicle.
- the vehicle interior information detection unit 12040 detects vehicle interior information.
- a driver state detection unit 12041 that detects a driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
- the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the vehicle interior information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated or it may be determined whether the driver is asleep.
- the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of automatic driving that autonomously travels without depending on the operation.
- FIG. 22 is a diagram illustrating an example of an installation position of the imaging unit 12031.
- the imaging unit 12031 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
- the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance before the preceding vehicle, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like.
- automatic brake control including follow-up stop control
- automatic acceleration control including follow-up start control
- cooperative control for the purpose of autonomous driving or the like autonomously traveling without depending on the operation of the driver can be performed.
- At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
- the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104. Such pedestrian recognition is, for example, whether or not the user is a pedestrian by performing a pattern matching process on a sequence of feature points indicating the outline of an object and a procedure for extracting feature points in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras. It is carried out by the procedure for determining.
- the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 has a rectangular outline for emphasizing the recognized pedestrian.
- the display unit 12062 is controlled so as to be superimposed and displayed.
- voice image output part 12052 may control the display part 12062 so that the icon etc. which show a pedestrian may be displayed on a desired position.
- the oxide semiconductor film etching method of the present disclosure may have the following configuration.
- a reducing layer having a high etching rate is formed on the surface of the oxide semiconductor film using a reducing gas, and the reducing layer is sputtered using a rare gas.
- the processing speed of the oxide semiconductor film can be improved.
- the first gas containing hydrogen (H) and the second gas containing oxygen (O) are used, and the first gas and the second gas are turned into plasma to sputter the oxide semiconductor film.
- a reducing layer is formed on the oxide semiconductor film using a reducing gas
- a method for etching an oxide semiconductor film wherein the reducing layer is sputtered using a rare gas.
- a method for etching an oxide semiconductor film, wherein the first gas and the second gas are respectively converted into plasma and an oxide semiconductor film is sputtered.
- the oxide semiconductor film is repeatedly irradiated with the first gas and the second gas in this order.
- the oxide semiconductor film includes indium oxide, indium-tin oxide (ITO), indium-zinc oxide (IZO), indium-gallium oxide (IGO), indium-gallium-zinc oxide (IGZO, In-GaZnO).
Abstract
本開示の一実施形態の第１の酸化物半導体膜のエッチング方法は、還元性ガスを用いて酸化物半導体膜に還元層を形成し、希ガスを用いて還元層をスパッタする。
Description
本開示は、例えば、電極等に用いられる酸化物半導体膜のエッチング方法およびその酸化物半導体加工物ならびに電子デバイスに関する。
窒化シリコン（ＳｉＮ）膜のエッチング方法として、例えば、非特許文献１では、水素プラズマを照射して表面に変質層を形成したのち、フッ素ラジカル照射して変質層の除去を行うエッチング方法が報告されている。
Sonam D. Sherpa and Alok Ranjan. J. Vac. Sci. Technol. A35 01A102 (2017)
ところで、酸化物半導体膜のエッチングでは、加工速度の向上が求められている。また、エッチング後のデバイス特性の劣化が少ないエッチング方法の開発が求められている。
酸化物半導体膜の加工速度を向上させることが可能な酸化物半導体膜のエッチング方法を提供することが望ましい。また、エッチング後のデバイス特性の劣化が少ないエッチング方法および酸化物半導体加工物ならびに電子デバイスを提供することが望ましい。
本開示の一実施形態の第１の酸化物半導体膜のエッチング方法は、還元性ガスを用いて酸化物半導体膜に還元層を形成し、希ガスを用いて還元層をスパッタするものである。
本開示の一実施形態の第１の酸化物半導体膜のエッチング方法では、還元性ガスを用いて酸化物半導体膜に還元層を形成し、希ガスを用いて還元層をスパッタする。これにより、酸化物半導体膜の表面にエッチング速度の高い金属元素がリッチな層（還元層）を形成する。
本開示の一実施形態の第２の酸化物半導体膜のエッチング方法は、水素（Ｈ）を含有する第１のガスと、酸素（Ｏ）を含有する第２のガスとを用い、第１のガスおよび第２のガスを、それぞれ、プラズマ化して酸化物半導体膜をスパッタするものである。
本開示の一実施形態の酸化物半導体加工物は、表面の少なくとも一部およびその近傍と、内部との間で、組成変化なく、且つ、異なる粒界密度を有する。
本開示の一実施形態の電子デバイスは、上記本開示の一実施形態の酸化物半導体加工物を備えたものである。
本開示の一実施形態の第２の酸化物半導体膜のエッチング方法および一実施形態の酸化物半導体加工物ならびに一実施形態の電子デバイスでは、水素（Ｈ）を含有する第１のガスと、酸素（Ｏ）を含有する第２のガスとを用い、第１のガスおよび第２のガスを、それぞれ、プラズマ化して酸化物半導体膜をスパッタすることにより、エッチング前後における酸化物半導体膜の組成変化を抑制する。
以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（還元性ガスおよび希ガスをこの順番に照射するエッチング方法の例）
１－１．酸化物半導体膜のエッチング方法
１－２．作用・効果
２．第２の実施の形態（還元性ガスおよび希ガスを混合して照射するエッチング方法の例）
３．第３の実施の形態（エッチング工程の一具体例）
４．第４の実施の形態（水素含有ガスおよび酸素含有ガスをこの順番に照射するエッチング方法の例）
４－１．酸化物半導体膜のエッチング方法
４－２．エッチング後の酸化物半導体膜の構成
４－３．作用・効果
５．第５の実施の形態（水素含有ガスと酸素含有ガスとを混合して照射するエッチング方法の例）
６．第６の実施の形態（エッチング工程の一具体例）
７．適用例
１．第１の実施の形態（還元性ガスおよび希ガスをこの順番に照射するエッチング方法の例）
１－１．酸化物半導体膜のエッチング方法
１－２．作用・効果
２．第２の実施の形態（還元性ガスおよび希ガスを混合して照射するエッチング方法の例）
３．第３の実施の形態（エッチング工程の一具体例）
４．第４の実施の形態（水素含有ガスおよび酸素含有ガスをこの順番に照射するエッチング方法の例）
４－１．酸化物半導体膜のエッチング方法
４－２．エッチング後の酸化物半導体膜の構成
４－３．作用・効果
５．第５の実施の形態（水素含有ガスと酸素含有ガスとを混合して照射するエッチング方法の例）
６．第６の実施の形態（エッチング工程の一具体例）
７．適用例
＜１．第１の実施の形態＞
図１Ａ～図１Ｃは、本開示の第１の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。酸化物半導体膜１２は、例えば、フラットパネルディスプレイおよびタッチパネル等の各種ディスプレイ、太陽電池および発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）等の電子デバイスを構成する電極として用いられるものである。この他、酸化物半導体膜１２は、電磁シールドおよび反射防止膜等にも用いられる。本開示のエッチング方法は、例えば、電極を構成する酸化物半導体膜１２のパターニング等に好適に用いられるものである。
図１Ａ～図１Ｃは、本開示の第１の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。酸化物半導体膜１２は、例えば、フラットパネルディスプレイおよびタッチパネル等の各種ディスプレイ、太陽電池および発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）等の電子デバイスを構成する電極として用いられるものである。この他、酸化物半導体膜１２は、電磁シールドおよび反射防止膜等にも用いられる。本開示のエッチング方法は、例えば、電極を構成する酸化物半導体膜１２のパターニング等に好適に用いられるものである。
（１－１．酸化物半導体膜のエッチング方法）
本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、還元性ガスＧ１を照射することで酸化物半導体膜１２に還元層１２Ｍを形成したのち、希ガスＧ２を用いてスパッタを行い、酸化物半導体膜１２を所望の形状に加工するものである。以下に、図１Ａ～図１Ｃを用いて酸化物半導体膜１２のエッチング方法を説明する。
本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、還元性ガスＧ１を照射することで酸化物半導体膜１２に還元層１２Ｍを形成したのち、希ガスＧ２を用いてスパッタを行い、酸化物半導体膜１２を所望の形状に加工するものである。以下に、図１Ａ～図１Ｃを用いて酸化物半導体膜１２のエッチング方法を説明する。
まず、図１Ａに示したように、支持基材１１上に、例えば乾式法あるいは湿式法を用いて酸化物半導体膜１２を成膜する。乾式法としては、物理的気相成長法（ＰＶＤ法）および化学的気相成長法（ＣＶＤ法）が挙げられる。ＰＶＤ法の原理を用いた成膜方法としては、抵抗化熱または高周波加熱を用いた真空蒸着法、ＥＢ（電子ビーム）蒸着法、各種スパッタリング法（マグネトロンスパッタリング法または高周波スパッタリング法）、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、分子線エピタキシー法、レーザ転写法が挙げられる。ＣＶＤ法の原理を用いた成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、有機金属（ＭＯ）ＣＶＤ法および光ＣＶＤ法が挙げられる。湿式法としては、電界メッキ法、無電解メッキ法、スピンコート法、インクジェット法、スプレーコート法、スタンプ法、マイクロコンタクトプリント法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、ディップ法等が挙げられる。
酸化物半導体膜１２は、上記のように、例えば、各種デバイスを構成する電極として用いられるものである。具体的な材料としては、例えば、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ，ＳｎドープのＩｎ2Ｏ3、結晶性ＩＴＯおよびアモルファスＩＴＯを含む）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムを添加したインジウム－亜鉛酸化物（Indium Zinc Oxide；ＩＺＯ）、酸化ガリウムにドーパントとしてインジウムを添加したインジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムおよびガリウムを添加したインジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムおよび錫を添加したインジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（他元素をドープしたＺｎＯを含む）、酸化亜鉛にドーパントとしてアルミニウムを添加したアルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、酸化亜鉛にドーパントとしてガリウムを添加したガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化チタンにドーパントとしてニオブを添加したニオブ－チタン酸化物(ＴＮＯ)、酸化アンチモン、スピネル型酸化物およびＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物が挙げられる。この他、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物またはニッケル酸化物等を母層とする透明電極材料が挙げられる。
続いて、図１Ｂに示したように、還元性ガスＧ１を照射して酸化物半導体膜１２に還元層１２Ｍを形成する。還元性ガスＧ１は、酸化物半導体から酸素を脱離させ、照射前の酸化物半導体膜１２の金属濃度（Ｉｎ／Ｉｎ2Ｏ3比）１原子％以下（ＸＰＳによるＩｎの検出下限）に対して、金属濃度を増加させて還元するためのものである。還元性ガスＧ１としては、水素を含有する還元性ガスと水素を含まない還元性ガスがある。水素を含有する還元性ガスとしては、例えば、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、メタン（ＣＨ4）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、ブタン（Ｃ4Ｈ10）およびジボラン（Ｂ2Ｈ6）が挙げられる。水素を含まない還元性ガスとしては、例えば、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）および三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）が挙げられる。
還元性ガスＧ１は、例えばメタン（ＣＨ4）等の炭素（Ｃ）を含有するガスを用いる場合には、例えばプラズマ密度は１Ｅ＋１０ｃｍ-3以下程度で用いることが好ましいがこれに限らない。１Ｅ＋１０ｃｍ-3よりも高いプラズマ密度の還元性ガスＧ１でもエッチングレートの増加が期待できる。炭素（Ｃ）を含まないガスを用いる場合には、プラズマ密度は１Ｅ＋１２ｃｍ-3以下の比較的高密度のプラズマ条件で用いることが好ましい。なお、還元性ガスＧ１は、上記ガスを１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。
次に、希ガスＧ２を照射して還元層１２Ｍをスパッタする。これにより、還元層１２Ｍが除去され、酸化物半導体膜１２がエッチングされる。希ガスＧ２は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）から選択される。希ガスＧ２は、上記ガスを１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。エッチング後には、例えば酸素（Ｏ2）を含むプラズマ後処理（例えばアッシング処理）やウェット洗浄あるいは熱処理等を行うことが好ましい。
（１－２．作用・効果）
水素プラズマを用いてＩＴＯやＩＧＺＯ等の酸化物半導体膜をエッチングした場合、時間の経過と共に酸化物半導体膜の組成が変化し、これを用いたデバイスの特性を劣化させるという問題がある。
水素プラズマを用いてＩＴＯやＩＧＺＯ等の酸化物半導体膜をエッチングした場合、時間の経過と共に酸化物半導体膜の組成が変化し、これを用いたデバイスの特性を劣化させるという問題がある。
図２は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用い、測定条件Ｉｎ ３ｄ5/2でのＨ2／Ａｒプラズマを用いたエッチング前後のＩＴＯ膜中のＩｎの比率を測定した結果を表したものである。Ｈ2／Ａｒプラズマ照射前と比較して、Ｈ2／Ａｒプラズマ照射後のＩＴＯ膜では、Ｉｎ－Ｉｎ結合が増加していることがわかる。
図３Ａは、基板１０１１上に形成されたＩＴＯ膜１０１２のＨ2プラズマ照射後のＴＥＭ画像を模式的に表したものである。ＩＴＯ等の酸化物半導体膜にＨ2プラズマを照射した場合、図３Ａに示したように、酸化物半導体膜の表面には瘤状の変質層が形成される。図３Ｂは、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＸＤ）を用いて、図３Ａに示した変質層部分（Ａ）および変質層以外のＩＴＯ膜部分（Ｂ）のＩｎおよびＯの濃度を測定した結果を表したものである。変質層以外のＩＴＯ膜部分（Ｂ）と比較して、変質層部分（Ａ）ではＩｎ濃度が高く、変質層はＩｎの凝集によって形成されていることがわかる。
このように、水素プラズマを用いて酸化物半導体膜をエッチングすると、Ｈ原子の侵入によって例えばＩＴＯ膜ではＩＴＯからＯ原子が脱離し、表面がＩｎリッチになる。表面がＩｎリッチになった酸化物半導体膜では、例えば絶縁性が低下する。酸化物半導体は、上記のようにデバイスの電極材料として用いられるが、例えば表示層を間に対向配置される上部電極および下部電極を酸化物半導体膜で構成し、これを上記のように水素プラズマを用いてエッチングした場合、上述したような酸化物半導体膜の組成変化は上部電極と下部電極との間の短絡の原因となる。
これに対して、本実施の形態では、還元性ガスＧ１を用いて酸化物半導体膜１２に還元層１２Ｍを形成したのち、希ガスＧ２を照射して還元層１２Ｍをスパッタするようにした。
図４Ａ～図４Ｃは、還元性ガス照射による酸化物半導体膜１２の膜組成の変化を説明するための模式図である。本実施の形態では、図４Ａに示したように、還元性ガスとして、例えば一酸化炭素（ＣＯ）プラズマを酸化物半導体膜１２に照射する。これによって、酸化物半導体膜１２では、図４Ｂに示したように、ＣＯが酸化物半導体から酸素（Ｏ）を奪って二酸化炭素（ＣＯ2）になると共に、酸化物半導体膜１２の表面には還元層１２Ｍが形成される。還元層１２Ｍは、上記のように、酸化物半導体からのＯの脱離によって酸素濃度が還元性ガスの照射前の酸化物半導体膜の酸素濃度に対して５０％以下となった領域であり、金属元素がリッチな領域である。これにより、希ガスＧ２による酸化物半導体膜１２のスパッタ速度を向上させることが可能となる。
以上により、本実施の形態の本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法では、還元性ガスＧ１を用いて酸化物半導体膜１２に金属リッチな還元層１２Ｍを形成したのち、希ガスＧ２を照射して還元層１２Ｍをスパッタするようにした。よって、酸化物半導体膜１２の加工速度を向上させることが可能となる。
また、ドライエッチングはエッチング装置内において行われるが、上記のように水素（Ｈ2）による変質層の形成および希ガスによるスパッタを行う場合、Ｈ2処理時に装置内の例えば上部天板に用いられているシリコン（Ｓｉ）がＨ2によってスパッタされる。Ｈ2によってスパッタされたＳｉのスパッタ物は金属酸化膜の表面に堆積し、安定加工に影響を及ぼす虞がある。
これに対して、本実施の形態では、還元性ガスとして水素を含まない、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）および三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）等を用いることで、エッチング装置内のＳｉのスパッタが抑制され、酸化物半導体膜１２上へのスパッタ物の堆積を防ぐことが可能となる。よって、酸化物半導体膜１２の加工安定性を向上させることが可能となる。
なお、本実施の形態では、酸化物半導体膜１２のエッチング方法として、還元性ガスＧ１を照射して還元層１２Ｍを形成したのち、希ガスＧ２を照射して還元層１２Ｍをスパッタする、２工程で行うエッチング方法の例を示したがこれに限らない。例えば、還元性ガスＧ１と希ガスＧ２とを交互に照射して、還元層１２Ｍの形成とそのスパッタとを繰り返し行うようにしてもよい。これにより、還元層１２Ｍの厚さを制御しやすくなるため、加工精度を向上させることが可能となる。
以下、本開示の第２～第６の実施の形態ついて説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成要素については同一の符号を付し説明を省略する。
＜２．第２の実施の形態＞
図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の第２の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、還元性ガスＧ１および希ガスＧ２を混合して用い、酸化物半導体膜１２の還元層１２Ｍの形成およびそのスパッタを１工程で行うものである。以下に、図５Ａおよび図５Ｂを用いて酸化物半導体膜１２のエッチング方法を説明する。
図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の第２の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、還元性ガスＧ１および希ガスＧ２を混合して用い、酸化物半導体膜１２の還元層１２Ｍの形成およびそのスパッタを１工程で行うものである。以下に、図５Ａおよび図５Ｂを用いて酸化物半導体膜１２のエッチング方法を説明する。
まず、図５Ａに示したように、支持基材１１上に、上記方法を用いて酸化物半導体膜１２を成膜する。続いて、図５Ｂに示したように、例えば、還元性ガスＧ１および希ガスＧ２を、例えば体積比１：１０～９：１０（還元性ガスＧ１：希ガスＧ２）の割合で混合した混合ガスを照射する。これにより、酸化物半導体膜１２への還元層１２Ｍの形成およびスパッタによる還元層１２Ｍの除去が１工程中に行われる。
還元性ガスＧ１は、上記第１の実施の形態と同様に、水素を含有する還元性ガスとして、例えば、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、ブタン（Ｃ4Ｈ10）およびジボラン（Ｂ2Ｈ6）が挙げられる。水素を含まない還元性ガスとしては、例えば、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）および三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）が挙げられる。希ガスＧ２は、上記第１の実施の形態と同様に、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）が挙げられる。
還元性ガスＧ１および希ガスＧ２の組み合わせは特に限定されず、例えば、Ｈ2／Ａｒ、Ｈ2／Ｘｅ、ＣＯ／Ａｒ、ＣＯ／Ｘｅ等の組み合わせが挙げられる。本実施の形態のように、還元性ガスＧ１および希ガスＧ２を混合して用いる場合には、還元性ガスＧ１を以下の条件で用いることが好ましい。還元性ガスＧ１として、例えばメタン（ＣＨ4）等の炭素（Ｃ）を含有するガスを用いる場合には、例えばプラズマ密度は１Ｅ＋１０ｃｍ-3以下程度で用いることが好ましい。なお、１Ｅ＋１０ｃｍ-3よりも高いプラズマ密度の還元性ガスＧ１でもエッチングレートの増加が期待できる。炭素（Ｃ）を含まないガスを用いる場合には、プラズマ密度は１Ｅ＋１２ｃｍ-3以下の比較的高密度のプラズマ条件で用いることが好ましい。なお、還元性ガスＧ１は、上記ガスを１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。また、上記酸化物半導体膜１２のエッチング工程において用いられる混合ガスは、上記還元性ガスＧ１および希ガスＧ２として、それぞれ２種類以上の希ガスを組み合わせて用いるようにしてもよい。
以上のように、本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法では、還元性ガスＧ１および希ガスＧ２を混合して酸化物半導体膜１２に照射するようにしたので、還元層１２Ｍの形成およびそのスパッタを１工程で行うことが可能となる。よって、上記第１の実施の形態における効果に加えて、エッチング工程を簡略化することが可能となるという効果を奏する。
＜３．第３の実施の形態＞
図６Ａ～図６Ｃは、本開示の第３の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。本開示の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、上記のように、例えば、各種デバイスや電磁シールドおよび反射防止膜等において用いられるものであり、例えば、ディスプレイ関連では、ＴＮ（Twist Nematic）型およびＳＴＮ（Super Twist Nematic）型の液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＦＥＤ（Field Emission Display）および電子ペーパーを構成する電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）およびカラーフィルタの加工に好適に用いられる。以下に、図６Ａ～図６Ｃを用いて酸化物半導体膜１２の具体的なエッチング方法の一例を説明する。
図６Ａ～図６Ｃは、本開示の第３の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。本開示の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、上記のように、例えば、各種デバイスや電磁シールドおよび反射防止膜等において用いられるものであり、例えば、ディスプレイ関連では、ＴＮ（Twist Nematic）型およびＳＴＮ（Super Twist Nematic）型の液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＦＥＤ（Field Emission Display）および電子ペーパーを構成する電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）およびカラーフィルタの加工に好適に用いられる。以下に、図６Ａ～図６Ｃを用いて酸化物半導体膜１２の具体的なエッチング方法の一例を説明する。
まず、図６Ａに示したように、支持基材１１上に形成された酸化物半導体膜１２上に、所定の形状にパターニングされたレジスト膜２１を形成する。続いて、図６Ｂに示したように、還元性ガスＧ１を照射する。これにより、レジスト膜２１に形成された開口２１Ｈから露出している酸化物半導体膜１２内に還元性ガスＧ１が侵入して還元層１２Ｍが形成される。次に、図６Ｃに示したように、希ガスＧ２を照射して還元層１２Ｍをスパッタする。これにより、還元層１２Ｍがエッチングされ、酸化物半導体膜１２に開口１２Ｈが形成される。
なお、還元層１２Ｍは、上記のように、酸素原子（Ｏ）の脱離によって酸素濃度が他の領域よりも５０％以下となった金属原子がリッチな領域である。この還元層１２Ｍは、エッチングによって形成されたパターンの側面および、エッチングを途中で止めた場合にはエッチングによって形成される開口の底面にも存在する。
以上のように、酸化物半導体膜１２上に所望の形状にパターニングしたレジスト膜２１を形成したのち、還元性ガスＧ１および希ガスＧ２を用いて、酸化物半導体膜１２への還元層１２Ｍの形成および還元層１２Ｍのスパッタを行うようにした。これにより、酸化物半導体膜１２の加工速度を向上させることが可能となる。
なお、上記第１～第３の実施の形態では被エッチング膜として酸化物半導体膜を挙げたが、本開示のエッチング方法は、金属酸化物膜にも適用することができる。金属酸化物としては、例えば磁鉄鉱（Ｆｅ3Ｏ4）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、チタニア（ＴｉＯ2）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、ハフニア（Ｈｆ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が挙げられる。本開示のエッチング方法を金属酸化物膜の加工に用いることで、金属酸化物膜の加工膜厚の制御が可能となり、金属酸化物膜の微細加工が可能となる。
＜４．第４の実施の形態＞
図７Ａ～図７Ｃは、本開示の第４の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。酸化物半導体膜１２は、例えば、フラットパネルディスプレイおよびタッチパネル等の各種ディスプレイ、太陽電池および発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）等の電子デバイスを構成する電極として用いられるものである。この他、酸化物半導体膜１２は、電磁シールドおよび反射防止膜等にも用いられる。本開示のエッチング方法は、例えば、電極を構成する酸化物半導体膜１２のパターニング等に好適に用いられるものである。
図７Ａ～図７Ｃは、本開示の第４の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。酸化物半導体膜１２は、例えば、フラットパネルディスプレイおよびタッチパネル等の各種ディスプレイ、太陽電池および発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）等の電子デバイスを構成する電極として用いられるものである。この他、酸化物半導体膜１２は、電磁シールドおよび反射防止膜等にも用いられる。本開示のエッチング方法は、例えば、電極を構成する酸化物半導体膜１２のパターニング等に好適に用いられるものである。
（４－１．酸化物半導体膜のエッチング方法）
本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、酸化物半導体膜１２に対して、それぞれプラズマ化した水素（Ｈ）含有ガスＧ３（第１のガス）および酸素（Ｏ）含有ガスＧ４（第２のガス）をこの順に照射して酸化物半導体膜１２を所望の形状に加工するものである。具体的には、水素含有ガスＧ３を照射することで酸化物半導体膜１２に還元層１２Ｍを形成したのち、酸素含有ガスＧ４を照射することでスパッタを行い、酸化物半導体膜１２をパターニングすると共に、還元層１２Ｍを酸化してスパッタ面およびその近傍に粒界層１２Ｇを形成するものである。以下に、図７Ａ～図７Ｃを用いて酸化物半導体膜１２のエッチング方法を説明する。
本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、酸化物半導体膜１２に対して、それぞれプラズマ化した水素（Ｈ）含有ガスＧ３（第１のガス）および酸素（Ｏ）含有ガスＧ４（第２のガス）をこの順に照射して酸化物半導体膜１２を所望の形状に加工するものである。具体的には、水素含有ガスＧ３を照射することで酸化物半導体膜１２に還元層１２Ｍを形成したのち、酸素含有ガスＧ４を照射することでスパッタを行い、酸化物半導体膜１２をパターニングすると共に、還元層１２Ｍを酸化してスパッタ面およびその近傍に粒界層１２Ｇを形成するものである。以下に、図７Ａ～図７Ｃを用いて酸化物半導体膜１２のエッチング方法を説明する。
まず、図７Ａに示したように、支持基材１１上に、例えば乾式法あるいは湿式法を用いて酸化物半導体膜１２を成膜する。乾式法としては、物理的気相成長法（ＰＶＤ法）および化学的気相成長法（ＣＶＤ法）が挙げられる。ＰＶＤ法の原理を用いた成膜方法としては、抵抗化熱または高周波加熱を用いた真空蒸着法、ＥＢ（電子ビーム）蒸着法、各種スパッタリング法（マグネトロンスパッタリング法または高周波スパッタリング法）、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、分子線エピタキシー法、レーザ転写法が挙げられる。ＣＶＤ法の原理を用いた成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、有機金属（ＭＯ）ＣＶＤ法および光ＣＶＤ法が挙げられる。湿式法としては、電界メッキ法、無電解メッキ法、スピンコート法、インクジェット法、スプレーコート法、スタンプ法、マイクロコンタクトプリント法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、ディップ法等が挙げられる。
酸化物半導体膜１２は、上記のように、例えば、各種デバイスを構成する電極として用いられるものである。具体的な材料としては、例えば、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ，ＳｎドープのＩｎ2Ｏ3、結晶性ＩＴＯおよびアモルファスＩＴＯを含む）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムを添加したインジウム－亜鉛酸化物（Indium Zinc Oxide；ＩＺＯ）、酸化ガリウムにドーパントとしてインジウムを添加したインジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムおよびガリウムを添加したインジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムおよび錫を添加したインジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（他元素をドープしたＺｎＯを含む）、酸化亜鉛にドーパントとしてアルミニウムを添加したアルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、酸化亜鉛にドーパントとしてガリウムを添加したガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化チタンにドーパントとしてニオブを添加したニオブ－チタン酸化物(ＴＮＯ)、酸化アンチモン、スピネル型酸化物およびＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物が挙げられる。この他、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物またはニッケル酸化物等を母層とする透明電極材料が挙げられる。
続いて、図７Ｂに示したように、水素含有ガスＧ３を照射して酸化物半導体膜１２に、まず還元層１２Ｍを形成する。水素含有ガスＧ３は、酸化物半導体から酸素を脱離させ、照射前の酸化物半導体膜１２の金属濃度（Ｉｎ／Ｉｎ2Ｏ3比）１原子％以下（ＸＰＳによるＩｎの検出下限）に対して、金属濃度を増加させて還元するためのものである。水素含有ガスＧ３としては、例えば、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）および少なくとも分子内に炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）を含む炭化水素ガスが挙げられる。具体的な炭化水素ガスとしては、例えば、メタン（ＣＨ4）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）およびブタン（Ｃ4Ｈ10）が挙げられる。
水素含有ガスＧ３は、例えばメタン（ＣＨ4）等の炭素（Ｃ）を含有するガスを用いる場合には、例えばプラズマ密度は１Ｅ＋１０ｃｍ-3以下程度で用いることが好ましいがこれに限らない。１Ｅ＋１０ｃｍ-3よりも高いプラズマ密度の水素含有ガスＧ３でもエッチングレートの増加が期待できる。炭素（Ｃ）を含まないガスを用いる場合には、プラズマ密度は１Ｅ＋１２ｃｍ-3以下の比較的高密度のプラズマ条件で用いることが好ましい。なお、水素含有ガスＧ３は、上記ガスを１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。
次に、図７Ｃに示したように、酸素含有ガスＧ４を照射して還元層１２Ｍをスパッタする。これにより、還元層１２Ｍの少なくとも一部が除去され、酸化物半導体膜１２がエッチングされる。また、酸素含有ガスＧ４の照射では、還元層１２Ｍのスパッタと同時に、酸素含有ガスＧ４の照射によって還元層１２Ｍが酸化される。これにより、還元層１２Ｍ内の組成は、例えば、酸化物半導体膜１２の内部等の還元層１２Ｍ以外の領域と同等の組成に回復する。更に、酸化物半導体膜１２のスパッタ面およびその近傍には、酸化物半導体膜１２の内部よりも多くの結晶粒界を有する領域（粒界層１２Ｇ）が形成される。
酸素含有ガスＧ４としては、例えば、酸素（Ｏ2）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）および二酸化炭素（ＣＯ2）等が挙げられる。なお、酸素含有ガスＧ４は、分子中に酸素（Ｏ）原子を含むものであればよく、上記ガスに限定されるものではない。酸素含有ガスＧ４は、例えば１Ｅ＋１０ｃｍ-3以下程度のプラズマ密度で用いることが好ましいがこれに限らない。１Ｅ＋１０ｃｍ-3よりも高いプラズマ密度の酸素含有ガスＧ４でもエッチングレートの増加が期待できる。なお、酸素含有ガスＧ４は、上記ガスを１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。
更に、水素含有ガスＧ３の照射および酸素含有ガスＧ４の照射を交互に繰り返し行うようにしてもよい。酸素含有ガスＧ４の照射によってスパッタ面の酸化物半導体が過剰に酸化された場合、次に行う水素含有ガスＧ３の照射によってＯＨxとして過剰な酸素（Ｏ）が除去される。エッチング後には、例えば酸素（Ｏ2）を含むプラズマ後処理（例えばアッシング処理）やウェット洗浄あるいは熱処理等を行うことが好ましい。
（４－２．エッチング後の酸化物半導体膜の構成）
上記エッチング方法を用いて形成された酸化物半導体膜１２は、スパッタ面である表面（面１２Ｓ１）およびその近傍に、酸化物半導体膜１２の内部と比較して組成変化がなく、且つ、酸化物半導体膜１２の内部と比較して粒界密度の大きな粒界層１２Ｇが形成されている。
上記エッチング方法を用いて形成された酸化物半導体膜１２は、スパッタ面である表面（面１２Ｓ１）およびその近傍に、酸化物半導体膜１２の内部と比較して組成変化がなく、且つ、酸化物半導体膜１２の内部と比較して粒界密度の大きな粒界層１２Ｇが形成されている。
図８は、上記水素含有ガスＧ３の一例として、水素（Ｈ2）ガスの照射時間による酸化物半導体膜１２（一例としてＩＴＯ膜）の深さ方向に対する酸素濃度の変化をＳＩＭＳ解析した結果を表したものである。水素ガスを酸化物半導体膜１２に照射すると、深さ方向２０ｎｍ付近まで酸素濃度が減少している。例えば、水素ガスを３秒間照射すると、酸化物半導体膜１２中の酸素濃度は４８％減少している。よって、水素含有ガスＧ３の照射によって、酸化物半導体膜１２中の酸素が脱離し、酸化物半導体膜１２の表面からの深さ方向に２０ｎｍ付近まで還元層１２Ｍが形成されることがわかる。
図９は、酸化物半導体膜１２（一例として、ＩＴＯ膜）に酸素イオンを照射した場合（実線）および水素イオンを照射した場合（点線）の深さ方向の酸素イオン濃度および水素イオン濃度の変化をシミュレーションした結果を表したものである。図８から、水素イオン（水素含有ガスＧ３）のみ、または酸素イオン（酸素含有ガスＧ４）のみを酸化物半導体膜１２に照射した場合、酸化物半導体膜１２は、照射前後で深さ方向に組成が変化することがわかる。また、水素イオンは約２０ｎｍの深さまで侵入しており、上記のように水素含有ガスＧ３を照射したのち、酸素含有ガスＧ４を照射した場合、酸素含有ガスＧ４は水素イオンが侵入した約２０ｎｍの深さまで侵入する。よって、粒界層１２Ｇは、スパッタ面およびエッチングにより形成されたパターンの側面から約２０ｎｍの深さまで形成される。
図１０は、各元素のプラズマ照射後における酸化物半導体膜１２（一例として、ＩＴＯ膜）抵抗率の変化を表したものである。なお、図１０中のＩＮＩはプラズマ未照射でのＩＴＯ膜の抵抗率を表したものであり、Ｏ2およびＨ2は、それぞれ酸素プラズマおよび水素プラズマを単独で照射した結果である。また、Ｈ2→Ｏ2は水素プラズマ照射後に酸素プラズマを照射した場合、Ｈ2→ＣＯは水素プラズマ照射後に一酸化炭素プラズマを照射した場合、Ｈ2／ＣＯは水素プラズマと一酸化炭素プラズマを同時に照射した場合の結果である。図１０から、未処理のＩＴＯ膜の抵抗率と比較して、水素プラズマおよび酸素プラズマをそれぞれ単独で照射した場合には抵抗率が変化しているのに対して、水素プラズマ照射後、または同時に酸素プラズマや一酸化炭素プラズマ等の酸素含有ガスＧ４を照射した場合には抵抗率がほぼ同等であることがわかる。即ち、水素含有ガスＧ３の照射後、または同時に酸素含有ガスＧ４を照射することで、酸化物半導体膜１２の組成変化は起こっていないことが推察される。
図１１は、エッチング後の酸化物半導体膜１２（一例として、ＩＴＯ膜）のＴＥＭ画像であり、表面（面１２Ｓ１）から深さ方向に２０ｎｍの範囲では、酸化物半導体膜１２の内部（例えば、表面から２０ｎｍより深い位置）とは粒界密度が異なっていることが確認できる。図１２Ａ～図１２Ｃは、酸素含有ガスＧ４のドーズ量による酸化物半導体膜表面の結晶粒界の変化を模式的に表したものである。図１２Ａ～図１２Ｃからわかるように、酸素含有ガスＧ４のドーズ量の増加に従って酸化物半導体膜表面の結晶粒界が増加していく。図１３は、希ガス（Ｈｅ+）処理後の酸化物半導体膜１２（一例として、ＩＺＯ膜）と未処理のＩＺＯ膜のＸ線回折（ＸＲＤ）の結果を表したものである。図１３から、ヘリウム（Ｈｅ+）の照射によって酸化物半導体膜１２の結晶粒界が乱れ、回折ピークの幅が増大していることがわかる。また、下記式（１）に示したシェラーの式から、結晶粒径は２１ｎｍから１５ｎｍに減少していることがわかる。このことから、本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法では、エッチング前と比較して、結晶粒径が６ｍｍ以上減少していると考えられる。なお、酸化物半導体膜１２の結晶粒界は、図１３のように、Ｘ線回折でピークの広がりから測定することができる。また、後述するように、本実施の形態のエッチング方法を用いて酸化物半導体膜１２を所定の形状にパターニングし、エッチング領域の酸化物半導体膜１２を完全に除去した場合には、そのパターンの側面に上述したスパッタ面と同様の粒界密度が残る。よって、高解像度なＴＥＭで観察することができる。
以上のことから、上述した酸素含有ガスＧ４の照射では、水素（Ｈ）の侵入によって酸素（Ｏ）が脱離した領域（還元層１２Ｍ）に酸素（Ｏ）が侵入し、還元層１２Ｍ内の酸化物半導体が再度酸化されて組成が回復する。更に、この酸素（Ｏ）の侵入によって結晶粒径が小さくなり、粒界密度が増加する。即ち、酸化物半導体膜１２のスパッタ面（面１２Ｓ１）から２０ｎｍ以内の範囲には、酸化物半導体膜１２の内部と組成の変化がなく、且つ、酸化物半導体膜１２の内部よりも粒界密度が大きな領域が形成される。
（４－３．作用・効果）
水素プラズマを用いてＩＴＯやＩＧＺＯ等の酸化物半導体膜をエッチングした場合、水素プラズマの侵入によって、時間の経過と共に酸化物半導体膜から酸素原子が脱離する。例えば、図２および図３Ａ，図３Ｂに示したように、Ｈ2／Ａｒプラズマ照射前と比較して、Ｈ2／Ａｒプラズマ照射後のＩＴＯ膜では、Ｉｎ－Ｉｎ結合が増加する。
水素プラズマを用いてＩＴＯやＩＧＺＯ等の酸化物半導体膜をエッチングした場合、水素プラズマの侵入によって、時間の経過と共に酸化物半導体膜から酸素原子が脱離する。例えば、図２および図３Ａ，図３Ｂに示したように、Ｈ2／Ａｒプラズマ照射前と比較して、Ｈ2／Ａｒプラズマ照射後のＩＴＯ膜では、Ｉｎ－Ｉｎ結合が増加する。
このように、水素プラズマを用いて酸化物半導体膜をエッチングすると、Ｈ原子の侵入によって例えばＩＴＯ膜ではＩＴＯからＯ原子が脱離し、表面がＩｎリッチになる。表面がＩｎリッチになった酸化物半導体膜では、例えば絶縁性が低下する。酸化物半導体は、上記のようにデバイスの電極材料として用いられるが、例えば表示層を間に対向配置される上部電極および下部電極を酸化物半導体膜で構成し、これを上記のように水素プラズマを用いてエッチングした場合、上述したような酸化物半導体膜の組成変化は上部電極と下部電極との間の短絡の原因となり、これを用いたデバイスの特性を劣化させるという問題がある。このため、エッチング後の特性劣化が少ないエッチング方法の開発が求められている。
これに対して、本実施の形態では、水素含有ガスＧ３および酸素含有ガスＧ４を順に、それぞれ、プラズマ化して酸化物半導体膜をスパッタするようにした。具体的には、水素含有ガスＧ３を用いて酸化物半導体膜１２に還元層１２Ｍを形成したのち、酸素含有ガスＧ４を照射して還元層１２Ｍをスパッタするようにした。これにより、水素含有ガスＧ３の照射によってＩｎリッチとなっている還元層１２Ｍの組成は、酸素含有ガスＧ４の照射によって酸素プラズマが還元層１２Ｍに侵入し、酸化物半導体膜１２の内部の組成と同程度まで回復する。このように、エッチング前後での酸化物半導体膜１２の組成変化を抑制することが可能となる。
以上により、本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法では、水素含有ガスＧ３を用いて酸化物半導体膜１２に還元層１２Ｍを形成したのち、酸素含有ガスＧ４を照射して還元層１２Ｍをスパッタするようにしたので、還元層１２Ｍの組成は、酸素プラズマの侵入によって、酸化物半導体膜１２の内部の組成と同程度まで回復する。即ち、エッチング後の特性劣化の少ないエッチングが可能となる。
また、本実施の形態のエッチング方法を経た酸化物半導体膜１２のスパッタ面（例えば、面１２Ｓ１）およびその近傍には、酸素プラズマの侵入によって、酸化物半導体膜１２の内部の組成と変化なく、且つ、酸化物半導体膜１２の内部よりも粒界密度の高い領域（粒界層）１２Ｇが形成される。
更に、本実施の形態では、水素含有ガスＧ３の照射および酸素含有ガスＧ４の照射を繰り返し行うことにより、酸素含有ガスＧ４の照射によって酸化物半導体膜１２が過剰に酸化された場合には、水素含有ガスＧ３の照射によって、ＯＨxとして過剰な酸素（Ｏ）が除去される。即ち、酸素含有ガスＧ４による酸化物半導体膜１２の過剰酸化を抑制することが可能となる。
＜５．第５の実施の形態＞
図１４Ａおよび図１４Ｂは、本開示の第５の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、水素（Ｈ）含有ガスＧ３（第１のガス）および酸素（Ｏ）含有ガスＧ４（第２のガス）を混合して用い、これら水素含有ガスＧ３および酸素含有ガスＧ４をプラズマ化して酸化物半導体膜１２のスパッタを１工程で行うものである。以下に、図１４Ａおよび図１４Ｂを用いて酸化物半導体膜１２のエッチング方法を説明する。
図１４Ａおよび図１４Ｂは、本開示の第５の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、水素（Ｈ）含有ガスＧ３（第１のガス）および酸素（Ｏ）含有ガスＧ４（第２のガス）を混合して用い、これら水素含有ガスＧ３および酸素含有ガスＧ４をプラズマ化して酸化物半導体膜１２のスパッタを１工程で行うものである。以下に、図１４Ａおよび図１４Ｂを用いて酸化物半導体膜１２のエッチング方法を説明する。
まず、図１４Ａに示したように、支持基材１１上に、上記方法を用いて酸化物半導体膜１２を成膜する。続いて、図７Ｂに示したように、例えば、水素含有ガスＧ３および酸素含有ガスＧ４を、例えば体積比１０：９０～９５：５（水素含有ガスＧ３：酸素含有ガスＧ４）の割合で混合した混合ガスを照射する。これにより、水素含有ガスＧ３による酸化物半導体膜１２の表面（面１２Ｓ１）およびその近傍への還元層１２Ｍの形成と、酸素含有ガスＧ４による還元層１２Ｍのスパッタおよび還元層１２Ｍの組成の回復とが、が１工程中に行われる。
水素含有ガスＧ３は、上記第４の実施の形態と同様に、例えば、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）および少なくとも分子内に炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）を含む炭化水素ガスが挙げられる。具体的な炭化水素ガスとしては、例えば、メタン（ＣＨ4）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）およびブタン（Ｃ4Ｈ10）が挙げられる。酸素含有ガスＧ４としては、例えば、酸素（Ｏ2）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）および二酸化炭素（ＣＯ2）等が挙げられる。なお、酸素含有ガスＧ４は、分子中に酸素（Ｏ）原子を含むものであればよく、上記ガスに限定されるものではない。
水素含有ガスＧ３および酸素含有ガスＧ４の組み合わせは特に限定されず、例えば、Ｈ2／Ｏ2およびＨ2／ＣＯ等の組み合わせが挙げられる。なお、水素含有ガスＧ３および酸素含有ガスＧ４は、それぞれ２種類以上の希ガスを組み合わせて用いるようにしてもよい。
以上のように、本実施の形態の酸化物半導体膜１２のエッチング方法では、水素含有ガスＧ３および酸素含有ガスＧ４を混合し、それぞれ、プラズマ化して酸化物半導体膜１２に照射するようにしたので、上記第４の実施の形態と同様に、酸化物半導体膜１２の内部の組成と変化なく、且つ、酸化物半導体膜１２の内部よりも粒界密度の高い領域（粒界層）１２Ｇが１工程で形成されるようになる。よって、上記第４の実施の形態における効果に加えて、エッチング工程を簡略化することが可能となるという効果を奏する。
＜６．第６の実施の形態＞
図１５Ａ～図１５Ｃは、本開示の第６の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。本開示の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、上記のように、例えば、各種デバイスや電磁シールドおよび反射防止膜等において用いられるものであり、例えば、ディスプレイ関連では、ＴＮ（Twist Nematic）型およびＳＴＮ（Super Twist Nematic）型の液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＦＥＤ（Field Emission Display）および電子ペーパーを構成する電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）およびカラーフィルタの加工に好適に用いられる。以下に、図１５Ａ～図１５Ｃを用いて酸化物半導体膜１２の具体的なエッチング方法の一例を説明する。
図１５Ａ～図１５Ｃは、本開示の第６の実施の形態に係る酸化物半導体膜（酸化物半導体膜１２）のエッチング工程を表した断面模式図である。本開示の酸化物半導体膜１２のエッチング方法は、上記のように、例えば、各種デバイスや電磁シールドおよび反射防止膜等において用いられるものであり、例えば、ディスプレイ関連では、ＴＮ（Twist Nematic）型およびＳＴＮ（Super Twist Nematic）型の液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＦＥＤ（Field Emission Display）および電子ペーパーを構成する電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）およびカラーフィルタの加工に好適に用いられる。以下に、図１５Ａ～図１５Ｃを用いて酸化物半導体膜１２の具体的なエッチング方法の一例を説明する。
まず、図１５Ａに示したように、支持基材１１上に形成された酸化物半導体膜１２上に、所定の形状にパターニングされたレジスト膜２１を形成する。続いて、図１５Ｂに示したように、水素含有ガスＧ３を照射する。これにより、レジスト膜２１に形成された開口２１Ｈから露出している酸化物半導体膜１２内に水素含有ガスＧ３が侵入して還元層１２Ｍが形成される。次に、図１５Ｃに示したように、酸素含有ガスＧ４を照射して還元層１２Ｍをスパッタする。これにより、還元層１２Ｍがエッチングされ、酸化物半導体膜１２に開口１２Ｈが形成される。また、このスパッタと同時に、還元層１２Ｍ内へ酸素が供給され、還元層１２Ｍの組成が酸化物半導体膜１２の内部の組成と同程度まで回復する。更に、酸素プラズマの侵入によって、酸化物半導体膜１２の内部の組成と変化なく、且つ、酸化物半導体膜１２の内部よりも粒界密度の高い領域（粒界層）１２Ｇが形成される。
なお、粒界層１２Ｇは、エッチングによって形成されたパターンの側面および、エッチングを途中で止めた場合にはエッチングによって形成される開口の底面にも形成される。
上記第４～第６の実施の形態では被エッチング膜として酸化物半導体膜を挙げたが、本開示のエッチング方法は、金属酸化物膜にも適用することができる。金属酸化物としては、例えば磁鉄鉱（Ｆｅ3Ｏ4）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、チタニア（ＴｉＯ2）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、ハフニア（Ｈｆ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が挙げられる。本開示のエッチング方法を金属酸化物膜の加工に用いることで、金属酸化物膜の加工膜厚の制御が可能となり、金属酸化物膜の微細加工が可能となる。
＜７．適用例＞
上記第１の実施の形態（または、第２～第６の実施の形態）において説明したエッチング方法を用いて加工された酸化物半導体膜１２は、例えば、以下に説明する電子デバイスに適用することができる。
上記第１の実施の形態（または、第２～第６の実施の形態）において説明したエッチング方法を用いて加工された酸化物半導体膜１２は、例えば、以下に説明する電子デバイスに適用することができる。
（適用例１）
図１６は、上記第１の実施の形態（または、第２～第６の実施の形態）において説明したエッチング方法を用いて加工された酸化物半導体膜１２を用いた撮像装置（撮像素子１）の全体構成を表したものである。この撮像素子１は、ＣＭＯＳイメージセンサであり、半導体基板３０上に、撮像エリアとしての画素部１ａを有すると共に、この画素部１ａの周辺領域に、例えば、行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４およびシステム制御部１３２からなる周辺回路部１３０を有している。上記第１の実施の形態等の酸化物半導体膜のエッチング方法は、例えば、有機光電変換部４０を構成する一対の電極（下部電極４１および上部電極４５）および電荷蓄積層４３の加工において好適に用いられる（いずれも、図１７参照）。以下に、撮像素子１について説明する。
図１６は、上記第１の実施の形態（または、第２～第６の実施の形態）において説明したエッチング方法を用いて加工された酸化物半導体膜１２を用いた撮像装置（撮像素子１）の全体構成を表したものである。この撮像素子１は、ＣＭＯＳイメージセンサであり、半導体基板３０上に、撮像エリアとしての画素部１ａを有すると共に、この画素部１ａの周辺領域に、例えば、行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４およびシステム制御部１３２からなる周辺回路部１３０を有している。上記第１の実施の形態等の酸化物半導体膜のエッチング方法は、例えば、有機光電変換部４０を構成する一対の電極（下部電極４１および上部電極４５）および電荷蓄積層４３の加工において好適に用いられる（いずれも、図１７参照）。以下に、撮像素子１について説明する。
画素部１ａは、例えば、行列状に２次元配置された複数の単位画素Ｐ（光電変換素子１０に相当）を有している。この単位画素Ｐには、例えば、画素行ごとに画素駆動線Ｌread（具体的には行選択線およびリセット制御線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線Ｌsigが配線されている。画素駆動線Ｌreadは、画素からの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Ｌreadの一端は、行走査部１３１の各行に対応した出力端に接続されている。
行走査部１３１は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部１ａの各単位画素Ｐを、例えば、行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部１３１によって選択走査された画素行の各単位画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線Ｌsigの各々を通して水平選択部１３３に供給される。水平選択部１３３は、垂直信号線Ｌsigごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
列走査部１３４は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部１３３の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この列走査部１３４による選択走査により、垂直信号線Ｌsigの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線１３５に出力され、当該水平信号線１３５を通して半導体基板３０の外部へ伝送される。
行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４および水平信号線１３５からなる回路部分は、半導体基板３０上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
システム制御部１３２は、半導体基板３０の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、撮像素子１の内部情報等のデータを出力するものである。システム制御部１３２はさらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部１３１、水平選択部１３３および列走査部１３４等の周辺回路の駆動制御を行う。
図１７は、撮像素子１において１つの画素（単位画素Ｐ）として用いられる光電変換素子１０の断面構成の一例を模式的に表したものである。光電変換素子１０は、例えば、１つの有機光電変換部４０と、２つの無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとが縦方向に積層された、いわゆる縦方向分光型のものである。有機光電変換部４０は、半導体基板３０の第１面（裏面）３０Ｓ１側に設けられている。無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒは、半導体基板３０内に埋め込み形成されており、半導体基板３０の厚み方向に積層されている。有機光電変換部４０は、対向配置された下部電極４１と上部電極４５との間に、有機材料を用いて形成された光電変換層４４を有する。この光電変換層４４は、ｐ型半導体およびｎ型半導体を含んで構成され、層内にバルクヘテロ接合構造を有する。バルクヘテロ接合構造は、ｐ型半導体およびｎ型半導体が混ざり合うことで形成されたｐ／ｎ接合面である。
この光電変換素子１０では、有機光電変換部４０は、例えば、下部電極４１が画素毎に複数の電極（読み出し電極４１Ａおよび蓄積電極４１Ｂ）から構成されており、この下部電極４１と光電変換層４４との間に絶縁層４２および電荷蓄積層４３を順に有する。絶縁層４２には、読み出し電極４１Ａ上に開口４２Ｈが設けられており、読み出し電極４１Ａはこの開口４２Ｈを介して電荷蓄積層４３と電気的に接続されている。
有機光電変換部４０と、無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとは、互いに異なる波長域の光を選択的に検出して光電変換を行うものである。例えば、有機光電変換部４０では、緑（Ｇ）の色信号を取得する。無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒでは、吸収係数の違いにより、それぞれ、青（Ｂ）および赤（Ｒ）の色信号を取得する。これにより、光電変換素子１０では、カラーフィルタを用いることなく一つの画素において複数種類の色信号を取得可能となっている。
半導体基板３０の第２面（表面）３０Ｓ２には、例えば、フローティングディフュージョン（浮遊拡散層）ＦＤ１，ＦＤ２，ＦＤ３と、転送トランジスタＴｒ２（縦型）トランジスタおよび転送トランジスタＴｒ３と、アンプトランジスタ（変調素子）ＡＭＰと、リセットトランジスタＲＳＴと、選択トランジスタＳＥＬと、多層配線層５０とが設けられている。多層配線層５０は、例えば、配線層５１，５２，５３が絶縁層５４内に積層された構成を有している。
なお、図面では、半導体基板３０の第１面３０Ｓ１側を光入射側Ｓ１、第２面３０Ｓ２側を配線層側Ｓ２と表している。
有機光電変換部４０は、上記のように、下部電極４１、電荷蓄積層４３、光電変換層４４および上部電極４５が、半導体基板３０の第１面３０Ｓ１の側からこの順に積層された構成を有している。また、下部電極４１と電荷蓄積層４３との間には、絶縁層４２が設けられている。下部電極４１のうち、読み出し電極４１Ａは、上記のように、絶縁層４２に設けられた開口４２Ｈを介して光電変換層４４と電気的に接続されている。半導体基板３０の第１面３０Ｓ１と下部電極４１との間には、例えば、固定電荷３３、誘電体層３４および層間絶縁層３７とが設けられている。上部電極４５の上には、保護層４６が設けられている。保護層４６内には、例えば、読み出し電極４１Ａ上に遮光膜４７が設けられている。保護層４６の上方には、平坦化層（図示せず）やオンチップレンズ４８等の光学部材が配設されている。
半導体基板３０の第１面３０Ｓ１と第２面３０Ｓ２との間には、貫通電極３６が設けられている。有機光電変換部４０は、この貫通電極３６を介して、アンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐと、フローティングディフュージョンＦＤ１を兼ねるリセットトランジスタＲＳＴ（リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔ）の一方のソース／ドレイン領域３６Ｂに接続されている。これにより、光電変換素子１０では、半導体基板３０の第１面３０Ｓ１側の有機光電変換部４０で生じた電荷を、貫通電極３６を介して半導体基板３０の第２面３０Ｓ２側に良好に転送し、特性を高めることが可能となっている。
上述した撮像素子１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
図１８は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置（撮像装置２０１）の構成例を示したブロック図である。
図１８に示した撮像装置２０１は、光学系２０２、シャッタ装置２０３、固体撮像素子２０４、制御回路２０、信号処理回路２０６、モニタ２０７およびメモリ２０８を備えており、静止画像および動画像を撮像可能なものである。
光学系２０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像素子２０４に導き、固体撮像素子２０４の受光面に結像させる。
シャッタ装置２０３は、光学系２０２と固体撮像素子２０４との間に配置され、制御回路２０５の制御に従って、固体撮像素子２０４への光照射期間および遮光期間を制御する。
固体撮像素子２０４は、上述した撮像素子１を含むパッケージにより構成されている。固体撮像素子２０４は、光学系２０２およびシャッタ装置２０３を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像素子２０４に蓄積された信号電荷は、制御回路２０５から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。
制御回路２０５は、固体撮像素子２０４の転送動作およびシャッタ装置２０３のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像素子２０４およびシャッタ装置２０３を駆動する。
信号処理回路２０６は、固体撮像素子２０４から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路２０６が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ２０７に供給されて表示されたり、メモリ２０８に供給されて記憶（記録）されたりする。
（適用例２）
図１９は、反射型表示装置２の概略構成を表したものである。反射型表示装置２は、電気泳動現象を利用してコントラストを生じさせる電気泳動型ディスプレイであり、駆動基板６０と対向基板７０との間に設けられる表示層には、電気泳動素子（電気泳動素子８０）が用いられている。上記第１の実施の形態等の酸化物半導体膜のエッチング方法は、例えば、対向基板７０を構成する対向電極７２の加工において好適に用いられる。なお、図１９は反射型表示装置２の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる。
図１９は、反射型表示装置２の概略構成を表したものである。反射型表示装置２は、電気泳動現象を利用してコントラストを生じさせる電気泳動型ディスプレイであり、駆動基板６０と対向基板７０との間に設けられる表示層には、電気泳動素子（電気泳動素子８０）が用いられている。上記第１の実施の形態等の酸化物半導体膜のエッチング方法は、例えば、対向基板７０を構成する対向電極７２の加工において好適に用いられる。なお、図１９は反射型表示装置２の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる。
反射型表示装置２は、例えば、図１９に示したように、駆動基板６０と対向基板７０とが電気泳動素子８０を介して対向配置されたものであり、対向基板７０側に表示面を有している。この「対向基板７０側に表示面を有する」とは、対向基板７０側に向かって画像を表示する（ユーザが対向基板７０側から画像を視認可能である）という意味である。
駆動基板６０は、例えば、支持基体６１の一面に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）６２と、保護層６３と、平坦化絶縁層６４と、画素電極６５とがこの順に形成されたものである。ＴＦＴ６２および画素電極６５は、例えば、画素パターン等に応じてマトリクス状またはセグメント状に分割配置および分割形成されている。
対向基板７０は、例えば、支持基体７１および対向電極７２を有し、この対向電極７２は支持基体７１の駆動基板６０との対向面に設けられている。対向電極７２は、画素電極６５と同様に、マトリクス状またはセグメント状に配置するようにしてもよい。
電気泳動素子８０は、図１９に示したように、絶縁性液体８１中に、泳動粒子８２および多孔質層８３を備えている。泳動粒子８２は、絶縁性液体８１中に分散されており、多孔質層８３は、例えば、繊維状構造体および非泳動粒子を含んで構成され、複数の細孔８３３を有している。駆動基板６０と対向基板７０との間には、例えば、駆動基板６０と対向基板７０との間の空間を保持すると共に、例えば、駆動基板６０と対向基板７０との間の空間を画素ごとに区画する隔壁８５が設けられている。
なお、図１９に示した反射型表示装置２の構成は一例であり、種々の変形が可能である。例えば、対向基板７０の表示面側には、例えば、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層等の光学部材を設けるようにしてもよい。
なお、上記適用例１として図１６に示した撮像素子１は、例えば、以下の製品へ応用することができる。
（適用例３）
＜内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
＜内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
図２０は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
図２０では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ: Camera Control Unit）１１２０１に送信される。
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
図２１は、図２０に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（dimensional）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能及びＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１１４０２に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、検出精度が向上する。
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
（適用例４）
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図２２は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２２に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（interface）１２０５３が図示されている。
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２２の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図２２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図２２では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図２２には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
以上、第１～第６の実施の形態を挙げて説明したが、本開示内容はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
なお、本開示の酸化物半導体膜のエッチング方法は、以下のような構成であってもよい。以下の構成の本技術によれば、例えば、還元性ガスを用いて酸化物半導体膜の表面にエッチング速度の高い還元層を形成し、希ガスを用いて還元層をスパッタするようにしたので、酸化物半導体膜の加工速度を向上させることが可能となる。また、水素（Ｈ）を含有する第１のガスと、酸素（Ｏ）を含有する第２のガスとを用い、第１のガスおよび第２のガスをプラズマ化して酸化物半導体膜をスパッタするようにしたので、エッチング前後における酸化物半導体膜の組成変化が抑制され、特性劣化の少ないエッチングが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
（１）
還元性ガスを用いて酸化物半導体膜に還元層を形成し、
希ガスを用いて前記還元層をスパッタする
酸化物半導体膜のエッチング方法。
（２）
前記還元性ガスを前記酸化物半導体膜に照射したのち、前記希ガスを前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（３）
前記還元性ガスおよび前記希ガスを混合して前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１）または（２）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（４）
前記還元性ガスおよび前記希ガスをこの順に繰り返し前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１）または（２）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（５）
前記還元層は、前記還元性ガスの照射による前記酸化物半導体膜からの酸素原子の脱離によって形成される、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（６）
前記還元性ガスは、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、ブタン（Ｃ4Ｈ10）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）および三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）のうちの少なくとも１種を用いる、前記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（７）
前記還元性ガスのプラズマ密度は１Ｅ＋１０ｃｍ-3以下である、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（８）
前記希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）のうちの少なくとも１種を用いる、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（９）
前記酸化物半導体膜は、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、インジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ニオブ－チタン酸化物（ＴＮＯ）、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物およびニッケル酸化物のうちのいずれかを含む、前記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１０）
水素（Ｈ）を含有する第１のガスと、酸素（Ｏ）を含有する第２のガスとを用い、
前記第１のガスおよび前記第２のガスを、それぞれ、プラズマ化して酸化物半導体膜をスパッタする
酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１１）
前記第１のガスを前記酸化物半導体膜に照射したのち、前記第２のガスを前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１０）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１２）
前記第１のガスおよび前記第２のガスを混合して前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１０）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１３）
前記第１のガスおよび前記第２のガスをこの順に繰り返し前記酸化物半導体膜に照射する。前記（１０）または（１１）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１４）
前記第１のガスとして、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）および少なくとも分子内に炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）を含む炭化水素ガスのうちの少なくとも１種を用いる、前記（１０）乃至（１３）のうちもいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１５）
前記第２のガスとして、酸素（Ｏ2）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）および二酸化炭素（ＣＯ2）のうちの少なくとも１種を用いる、前記（１０）乃至（１４）のうちもいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１６）
酸化物半導体膜の表面の少なくとも一部およびその近傍と、内部との間で、組成変化なく、且つ、異なる粒界密度を有する
酸化物半導体加工物。
（１７）
前記表面の少なくとも一部およびその近傍には、内部よりも粒界密度の高い粒界層が設けられている、前記（１６）に記載の酸化物半導体加工物。
（１８）
前記粒界層は、前記酸化物半導体膜の表面から２０ｎｍ以内の範囲に形成されている、前記（１７）に記載の酸化物半導体加工物。
（１９）
前記酸化物半導体膜は、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、インジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ニオブ－チタン酸化物（ＴＮＯ）、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物およびニッケル酸化物のうちのいずれかを含む、前記（１６）乃至（１８）のうちもいずれかに記載の酸化物半導体加工物。
（２０）
酸化物半導体膜を備え、
前記酸化物半導体膜は、表面の少なくとも一部およびその近傍と、内部との間で、組成変化なく、且つ、異なる粒界密度を有する
電子デバイス。
（１）
還元性ガスを用いて酸化物半導体膜に還元層を形成し、
希ガスを用いて前記還元層をスパッタする
酸化物半導体膜のエッチング方法。
（２）
前記還元性ガスを前記酸化物半導体膜に照射したのち、前記希ガスを前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（３）
前記還元性ガスおよび前記希ガスを混合して前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１）または（２）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（４）
前記還元性ガスおよび前記希ガスをこの順に繰り返し前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１）または（２）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（５）
前記還元層は、前記還元性ガスの照射による前記酸化物半導体膜からの酸素原子の脱離によって形成される、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（６）
前記還元性ガスは、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、ブタン（Ｃ4Ｈ10）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）および三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）のうちの少なくとも１種を用いる、前記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（７）
前記還元性ガスのプラズマ密度は１Ｅ＋１０ｃｍ-3以下である、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（８）
前記希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）のうちの少なくとも１種を用いる、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（９）
前記酸化物半導体膜は、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、インジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ニオブ－チタン酸化物（ＴＮＯ）、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物およびニッケル酸化物のうちのいずれかを含む、前記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１０）
水素（Ｈ）を含有する第１のガスと、酸素（Ｏ）を含有する第２のガスとを用い、
前記第１のガスおよび前記第２のガスを、それぞれ、プラズマ化して酸化物半導体膜をスパッタする
酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１１）
前記第１のガスを前記酸化物半導体膜に照射したのち、前記第２のガスを前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１０）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１２）
前記第１のガスおよび前記第２のガスを混合して前記酸化物半導体膜に照射する、前記（１０）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１３）
前記第１のガスおよび前記第２のガスをこの順に繰り返し前記酸化物半導体膜に照射する。前記（１０）または（１１）に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１４）
前記第１のガスとして、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）および少なくとも分子内に炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）を含む炭化水素ガスのうちの少なくとも１種を用いる、前記（１０）乃至（１３）のうちもいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１５）
前記第２のガスとして、酸素（Ｏ2）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）および二酸化炭素（ＣＯ2）のうちの少なくとも１種を用いる、前記（１０）乃至（１４）のうちもいずれかに記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
（１６）
酸化物半導体膜の表面の少なくとも一部およびその近傍と、内部との間で、組成変化なく、且つ、異なる粒界密度を有する
酸化物半導体加工物。
（１７）
前記表面の少なくとも一部およびその近傍には、内部よりも粒界密度の高い粒界層が設けられている、前記（１６）に記載の酸化物半導体加工物。
（１８）
前記粒界層は、前記酸化物半導体膜の表面から２０ｎｍ以内の範囲に形成されている、前記（１７）に記載の酸化物半導体加工物。
（１９）
前記酸化物半導体膜は、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、インジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ニオブ－チタン酸化物（ＴＮＯ）、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物およびニッケル酸化物のうちのいずれかを含む、前記（１６）乃至（１８）のうちもいずれかに記載の酸化物半導体加工物。
（２０）
酸化物半導体膜を備え、
前記酸化物半導体膜は、表面の少なくとも一部およびその近傍と、内部との間で、組成変化なく、且つ、異なる粒界密度を有する
電子デバイス。
本出願は、日本国特許庁において２０１８年５月８日に出願された日本特許出願番号２０１８－０８９９８２号および２０１９年１月１１日に出願された日本特許出願番号２０１９－００３２３３号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
Claims (20)
- 還元性ガスを用いて酸化物半導体膜に還元層を形成し、
希ガスを用いて前記還元層をスパッタする
酸化物半導体膜のエッチング方法。 - 前記還元性ガスを前記酸化物半導体膜に照射したのち、前記希ガスを前記酸化物半導体膜に照射する、請求項１に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記還元性ガスおよび前記希ガスを混合して前記酸化物半導体膜に照射する、請求項１に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記還元性ガスおよび前記希ガスをこの順に繰り返し前記酸化物半導体膜に照射する、請求項１に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記還元層は、前記還元性ガスの照射による前記酸化物半導体膜からの酸素原子の脱離によって形成される、請求項１に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記還元性ガスとして、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、ブタン（Ｃ4Ｈ10）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）および三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）のうちの少なくとも１種を用いる、請求項１に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記還元性ガスのプラズマ密度は１Ｅ＋１０ｃｍ-3以下である、請求項１に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記希ガスとして、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）のうちの少なくとも１種を用いる、請求項１に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記酸化物半導体膜は、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、インジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ニオブ－チタン酸化物（ＴＮＯ）、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物およびニッケル酸化物のうちのいずれかを含む、請求項１に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 水素（Ｈ）を含有する第１のガスと、酸素（Ｏ）を含有する第２のガスとを用い、
前記第１のガスおよび前記第２のガスを、それぞれ、プラズマ化して酸化物半導体膜をスパッタする
酸化物半導体膜のエッチング方法。 - 前記第１のガスを前記酸化物半導体膜に照射したのち、前記第２のガスを前記酸化物半導体膜に照射する、請求項１０に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記第１のガスおよび前記第２のガスを混合して前記酸化物半導体膜に照射する、請求項１０に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記第１のガスおよび前記第２のガスをこの順に繰り返し前記酸化物半導体膜に照射する。請求項１０に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記第１のガスとして、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）および少なくとも分子内に炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）を含む炭化水素ガスのうちの少なくとも１種を用いる、請求項１０に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 前記第２のガスとして、酸素（Ｏ2）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、一酸化炭素（ＣＯ）および二酸化炭素（ＣＯ2）のうちの少なくとも１種を用いる、請求項１０に記載の酸化物半導体膜のエッチング方法。
- 酸化物半導体膜の表面の少なくとも一部およびその近傍と、内部との間で、組成変化なく、且つ、異なる粒界密度を有する
酸化物半導体加工物。 - 前記表面の少なくとも一部およびその近傍には、内部よりも粒界密度の高い粒界層が設けられている、請求項１６に記載の酸化物半導体加工物。
- 前記粒界層は、前記酸化物半導体膜の表面から２０ｎｍ以内の範囲に形成されている、請求項１７に記載の酸化物半導体加工物。
- 前記酸化物半導体膜は、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、インジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ニオブ－チタン酸化物（ＴＮＯ）、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物およびニッケル酸化物のうちのいずれかを含む、請求項１６に記載の酸化物半導体加工物。
- 酸化物半導体膜を備え、
前記酸化物半導体膜は、表面の少なくとも一部およびその近傍と、内部との間で、組成変化なく、且つ、異なる粒界密度を有する
電子デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17/049,496 US20210249273A1 (en) | 2018-05-08 | 2019-04-10 | Etching method of oxide semiconductor film, oxide semiconductor workpiece, and electronic device |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018089982A JP2019197773A (ja) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | 酸化物半導体膜のエッチング方法 |
| JP2018-089982 | 2018-05-08 | ||
| JP2019003233A JP2020113637A (ja) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 酸化物半導体膜のエッチング方法および酸化物半導体加工物ならびに電子デバイス |
| JP2019-003233 | 2019-01-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019216092A1 true WO2019216092A1 (ja) | 2019-11-14 |
Family
ID=68467929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/015555 WO2019216092A1 (ja) | 2018-05-08 | 2019-04-10 | 酸化物半導体膜のエッチング方法および酸化物半導体加工物ならびに電子デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210249273A1 (ja) |
| WO (1) | WO2019216092A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021257368A1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | Lam Research Corporation | Removal of tin oxide in chamber cleaning |
| US11784047B2 (en) | 2016-06-28 | 2023-10-10 | Lam Research Corporation | Tin oxide thin film spacers in semiconductor device manufacturing |
| US11848212B2 (en) | 2019-06-27 | 2023-12-19 | Lam Research Corporation | Alternating etch and passivation process |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09326298A (ja) * | 1996-04-01 | 1997-12-16 | Denso Corp | ドライエッチング方法及びｅｌ素子の製造方法 |
| JPH1010549A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | エッチングガス |
| JP2006054447A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 機能素子及びその製造方法、ならびに固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2007335505A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Canon Inc | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
| JP2008244020A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Zno Lab:Kk | ドライエッチング方法 |
| WO2014034674A1 (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0279446A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-20 | Hitachi Ltd | スルーホールへの金属穴埋め方法 |
| JPH08323150A (ja) * | 1995-06-02 | 1996-12-10 | Kansai Shin Gijutsu Kenkyusho:Kk | 窒素酸化物含有ガス処理方法 |
| JP2000005886A (ja) * | 1998-06-19 | 2000-01-11 | Seiko Epson Corp | 固体接合方法およびその装置 |
| JP2000332009A (ja) * | 1999-05-25 | 2000-11-30 | Sony Corp | 絶縁膜の形成方法及びｐ形半導体素子の製造方法 |
| JP2007059128A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Canon Inc | 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 |
| JP2008244306A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| WO2011007682A1 (en) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
| WO2011145738A1 (en) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for driving semiconductor device |
| JP4921604B2 (ja) * | 2011-07-05 | 2012-04-25 | キヤノン株式会社 | 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 |
| US9178076B2 (en) * | 2011-08-11 | 2015-11-03 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Thin-film transistor |
| JPWO2014178332A1 (ja) * | 2013-05-01 | 2017-02-23 | コニカミノルタ株式会社 | ガスバリア性フィルムおよびその製造方法 |
| JP6723051B2 (ja) * | 2016-03-31 | 2020-07-15 | 住友化学株式会社 | 積層フィルム及びその製造方法、並びに、積層フィルムの分析方法 |
-
2019
- 2019-04-10 WO PCT/JP2019/015555 patent/WO2019216092A1/ja active Application Filing
- 2019-04-10 US US17/049,496 patent/US20210249273A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09326298A (ja) * | 1996-04-01 | 1997-12-16 | Denso Corp | ドライエッチング方法及びｅｌ素子の製造方法 |
| JPH1010549A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | エッチングガス |
| JP2006054447A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 機能素子及びその製造方法、ならびに固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2007335505A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Canon Inc | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
| JP2008244020A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Zno Lab:Kk | ドライエッチング方法 |
| WO2014034674A1 (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11784047B2 (en) | 2016-06-28 | 2023-10-10 | Lam Research Corporation | Tin oxide thin film spacers in semiconductor device manufacturing |
| US11848212B2 (en) | 2019-06-27 | 2023-12-19 | Lam Research Corporation | Alternating etch and passivation process |
| WO2021257368A1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | Lam Research Corporation | Removal of tin oxide in chamber cleaning |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20210249273A1 (en) | 2021-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019216092A1 (ja) | 酸化物半導体膜のエッチング方法および酸化物半導体加工物ならびに電子デバイス | |
| US10580821B2 (en) | Light-receiving element, manufacturing method of the same, imaging device, and electronic apparatus | |
| US11817466B2 (en) | Photoelectric conversion element, photodetector, photodetection system, electronic apparatus, and mobile body | |
| JP2019012739A (ja) | 固体撮像素子および撮像装置 | |
| US20240055465A1 (en) | Photoelectric conversion element, photodetector, photodetection system, electronic apparatus, and mobile body | |
| WO2021124974A1 (ja) | 撮像装置 | |
| WO2021149500A1 (ja) | 光電変換装置の製造方法、及び光電変換装置 | |
| US20240088189A1 (en) | Imaging device | |
| JP7366936B2 (ja) | 酸化物半導体膜のエッチング方法 | |
| JP2020113637A (ja) | 酸化物半導体膜のエッチング方法および酸化物半導体加工物ならびに電子デバイス | |
| WO2023013444A1 (ja) | 撮像装置 | |
| WO2021172121A1 (ja) | 多層膜および撮像素子 | |
| WO2017122537A1 (ja) | 受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器 | |
| WO2020012842A1 (ja) | 光電変換素子 | |
| WO2021059676A1 (ja) | 撮像装置及び電子機器 | |
| WO2024029408A1 (ja) | 撮像装置 | |
| JP7414569B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| WO2021117589A1 (ja) | 受光素子及び受光装置 | |
| WO2023067969A1 (ja) | 光検出装置およびその製造方法、電子機器ならびに移動体 | |
| US20240023354A1 (en) | Photoelectric conversion element, photodetector, photodetection system, electronic apparatus, and mobile body | |
| WO2022209365A1 (ja) | 撮像装置、撮像装置の製造方法、及び、電子機器 | |
| WO2022131033A1 (ja) | 光電変換素子、光検出装置、光検出システム、電子機器および移動体 | |
| WO2022224567A1 (ja) | 光検出装置、光検出システム、電子機器および移動体 | |
| WO2023068172A1 (ja) | 撮像装置 | |
| WO2024057814A1 (ja) | 光検出装置および電子機器 |
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: 19800007 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19800007 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |