本发明专利技术提供一种场效应晶体管的制造方法，其无需进行高温退火处理也能提高晶体管特性。采用溅射法用100℃以上的成膜温度形成构成活性层的In-Ga-Zn-O薄膜。再用300℃的温度在大气中进行退火处理。实施退火处理的目的是提高刚刚形成的活性层的晶体管特性。与未经加热而形成的In-Ga-Zn-O薄膜相比，一边加热基材一边采用溅射法而形成的In-Ga-Zn-O薄膜的内应变或缺陷较少。因此，与未经加热而形成的In-Ga-Zn-O薄膜相比，将经加热而形成的相同材料薄膜作为活性层时可提高退火效果。因而本发明专利技术可通过低温退火处理形成具有优异晶体管特性的活性层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有活性层的，该活性层由InGaZnO系半导体氧化物形成。
技术介绍
近年来，人们广泛使用有源矩阵液晶显示器。该有源矩阵液液晶显示器的每个像素具有作为开关元件的场效应薄膜晶体管(TFT)。人们公知有以下种类的薄膜晶体管，S卩，活性层由多晶硅构成的多晶硅薄膜晶体管和活性层由非晶硅构成的非晶硅薄膜晶体管。与多晶硅薄膜晶体管相比，非晶硅薄膜晶体管具有活性层易于制造并且可在较大的基板上均匀成膜的优点。由于透明非晶氧化物薄膜与非晶硅相比，其载流子(电子、空穴)的移动程度较高，作为活性层材料，人们正在对其进行开发。例如，在专利文献I中，记载有一种场效应晶体管，其活性层使用了同族化合物InM03(Zn0)m(M=In、Fe、Ga或Al，m为I以上不足50的整数)。另外，在专利文献2中，记载有一种形成有In-Ga-Zn-O系活性层的，对由具有InGaO3 (ZnO) 4成分的多晶烧结体构成的靶材进行溅射加工而形成该In-Ga-Zn-0系活性层。【专利文献I】日本专利技术专利公开公报特开2004-103957号(第【0010】段)【专利文献2】日本专利技术专利公开公报特开2006-165527号(第【0103】?【0119】段)由于具有In-Ga-Zn-O系成分的活性层在刚刚形成的状态下不具有实用的晶体管特性(导通电流特性、关断电流特性、开/关电流比等)，所以在形成活性层后要在适当的温度下进行退火处理。退火温度越高越可获得较好的晶体管特性。但退火温度的上限受限于所使用的基材或活性层之外的作用膜(电极膜、绝缘膜)的耐热温度。因此，考虑到这些结构层的耐热性，有时会出现以下问题，即，因退火程度不充分而无法获得所需的晶体管特性。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种，其无需进tx尚温退火处理也能提尚晶体管特性。为了实现上述目的，本专利技术一个实施方式所述的为:在将基材加热到了 100°c以上200°C以下的温度状态下，采用氧气气压条件为0.02Pa以上0.28Pa以下的溅射法在所述基材上形成活性层，其中，该活性层具有In-Ga-Zn-O系成分，以300°C以上不到400°C的加热温度条件对所形成的所述活性层进行退火处理。由于是将基材加热后(100°C以上)，通过反应溅射法在基材上形成上述活性层，因而，如后面的实施例所证实的，与未经加热而成膜的薄膜相比，即便后续的退火处理温度较低(不到400°C)，也能够获得较高的晶体管特性。本专利技术中，通过所述退火处理，使场效应晶体管的导通电流与关断电流的比值达到1.E+08的水平。即，由于是将基材加热后(100°C以上)，通过反应溅射法在基材上形成上述活性层，因而，即便退火处理温度较低，也能够使场效应晶体管的导通电流与关断电流的比值达到1.E+08的水平。本专利技术中，在通过成膜处理形成所述活性层前，可以使用加热管或加热灯加热所述基材使其达到上述温度状态。【附图说明】图1是表示说明本专利技术实施方式所述的中各工序的主要部位的剖面图。图2是表示说明本专利技术实施方式所述的中各工序的主要部位的剖面图。图3是表示说明本专利技术实施方式所述的中各工序的主要部位的剖面图。图4是表示说明本专利技术实施方式所述的中各工序的主要部位的剖面图。图5是表示说明本专利技术实施方式所述的中各工序的主要部位的剖面图。。图6是表示本专利技术实施方式要说明的评价用样品的导通电流特性和关断电流特性的一个实验结果。图7是表示本专利技术实施方式要说明的评价用样品的模拟剖面图。图8是表示本专利技术实施方式要说明的评价用样品的退火条件以及开关电流比之间的关系的一个实验结果。【具体实施方式】本专利技术一个实施方式所述的包括，对基材进行了加热并且采用溅射法在该基材上形成活性层的工序，其中，活性层具有In-Ga-Zn-O系成分。对所形成的所述活性层进行退火处理。实施退火处理的目的在于提高刚刚形成的活性层的晶体管特性。与未经加热而形成的In-Ga-Zn-O薄膜相比，加热基材并且采用派射法而形成的In-Ga-Zn-O薄膜的内应变或缺陷较少。因此，与未经加热而形成的In-Ga-Zn-O薄膜相比，将经加热而形成的相同材料薄膜作为活性层时可提高退火效果。因而本专利技术可通过低温退火处理而形成具有优异的晶体管特性的活性层。较为典型的基材是玻璃基板。对该基材的大小没有特殊限定。上述活性层的成膜温度可在100°C以上。因此，与未经加热而形成的活性层相比，本专利技术可降低赋予规定晶体管特性时所需的退火温度。另外，成膜温度并不局限于100°C，可根据成膜条件适当改变。作为加热基材用的加热装置，可使用加热管或加热灯。上述活性层的退火温度也可以在300°C以上。上述活性层的退火处理压力可以是标准大气压，还可以低于标准大气压。处理环境可以是在空气中，也可以在氧气环境中。根据本专利技术的专利技术人所做的实验结果可知，与将未经加热而形成的活性层在400°C条件及大气中进行退火处理时所得到的结果相比，经加热而形成的活性层在300°C条件及大气中进行退火处理时可获得相同的开关电流比(导通电流/关断电流)。由此可知，与未经加热而形成的活性层相比，经加热而形成的相同材料的活性层通过低温退火处理可形成具有优异的晶体管特性的活性层。在形成上述活性层的工序中，也可采用能与氧化性气体(例如02、03、出等)发生化学反应的溅射法形成上述活性层。为形成In-Ga-Zn-O薄膜的溅射靶可使用单纯的In-Ga-Zn-O靶，也可使用In2O3靶、Ga 203靶、ZnO靶等多个靶。在氧气环境中进行的溅射成膜加工，对导入的氧气气压(流量、氧气分压)进行控制时，能容易地控制薄膜中的氧浓度。上述基材包括栅极，也可在形成上述活性层之前形成用来覆盖所述栅极的栅极绝缘膜。由此可制成底栅型场效应晶体管。栅极也可以是形成在基材上的电极膜，也可以采用将基材本身作为栅极的结构。可形成覆盖上述活性层的保护膜，并形成接触该活性层的源极和漏极。可采用溅射法形成保护膜。下面根据【附图说明】本专利技术的实施方式。【第一实施方式】图1?图5是表示说明本专利技术第一实施方式所述的的各工序的主要部位的剖面图。在本实施方式中，说明具有所谓的底栅型晶体管结构的。如图1中(A)所示，首先在基材10的一个表面形成栅极膜11F。较为典型的基材10为玻璃基板。较为典型的栅极膜IlF由钼、铬、铝等的金属单层膜或金属多层膜构成，其例如采用溅射法形成。对栅极膜IIF的厚度没有特殊限定，例如其为300nm。接下来如图1中(B)?图1中(D)所示，将栅极膜IlF加工成具有规定形状的图案形成用抗蚀掩膜12。该工序具有光致抗蚀剂膜12F形成工序(图1中(B))、曝光工序(图1中(C))、显影工序(图1中(D))。将液态感光材料涂在栅极膜IIF上后使之干燥而形成光致抗蚀剂膜12F。作为光致抗蚀剂膜12F也可使用干式胶片抗蚀剂。经掩膜13对所形成的光致抗蚀剂膜12F进行曝光后即可显影。因此，可在栅极膜IlF上形成抗蚀掩膜12。[0当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种场效应晶体管的制造方法，其特征在于，在将基材加热到了100℃以上200℃以下的温度状态下，采用氧气气压条件为0.02Pa以上0.28Pa以下的溅射法在所述基材上形成活性层，其中，该活性层具有In‑Ga‑Zn‑O系成分，以300℃以上不到400℃的加热温度条件对所形成的所述活性层进行退火处理。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：赤松泰彦，武井应树，清田淳也，石桥晓，汤川富之，小林大士，仓田敬臣，新井真，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。