本发明专利技术的技术问题在于在采用了非晶金属氧化物半导体的薄膜晶体管(TFT)的制造中将赋予氧化物以半导体特性的处理低温化并缩短处理时间。本发明专利技术进行包含工序A和工序B的处理：工序A即对工件台(8)上的工件(7)的非晶金属氧化物照射包含生成活性氧的波长范围和将上述氧化物活化而除去混入氧化物中的氢的波长范围的光；和工序B即在混入氧化物中的氢被除去且在氧化物附近生成了活性氧的状态下照射包含将氧化物加热的波长范围的光以促进氧向氧化物内的扩散。工序A通过照射包含波长为230nm以下的波长范围的光例如照射来自稀有气体荧光灯(10)或闪光灯的光来进行，工序B通过照射波长为800nm以上的波长范围的光例如照射来自闪光灯(20)的光来进行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及驱动液晶面板、有机EL显示器等图像显示器的有源元件即使用了氧化物半导体的薄膜晶体管(TFT)的制造方法及制造装置，特别是涉及有关使用了氧化物半导体的TFT的动作改善的方法及装置。
技术介绍
图22示出驱动图像显示器的有源元件即薄膜晶体管(TFT)的构成例。图22示出底栅型的TFT的结构例作为一个例子。在形成于基板100上的I个像素区域内的例如由Ta、Mo、Al等构成的栅极101的上部，施加例如由SiNx膜构成的栅极绝缘膜102。进而，在其上部重叠半导体层103。在该半导体层103的一部分上设置例如由低电阻的Al系合金构成的源极104、漏极106。在如此构成的TFT的源极104上设置例如由低电阻的Al系合金层构成的源极配线105，在漏极106上设置例如由低电阻的Al系合金层构成的漏极配线107。另外，虽然省略了图示，但是在栅极101上设置栅极配线。以覆盖这样的TFT、源极配线、漏极配线、栅极配线的上部的方式设置例如由丙烯酸系树脂构成的层间绝缘膜(有机绝缘膜)108。层间绝缘膜108的一部分通过光刻处理被除去，在漏极配线107上形成接触孔109。在该层间绝缘膜108的表面整体上设置作为像素电极的液晶驱动用电极110 (透明电极(ITO))。因此，液晶驱动用电极110在通过接触孔109与漏极配线107连接的同时，还可间隔层间绝缘膜108而设置于源极配线105上方、未图示的栅极配线上方。也就 是说，可增加液晶驱动用电极110的有效面积(开口率)。在目前的图像显示器产业中，采用玻璃作为基板、使用氢化非晶硅(a-Si H)膜作为TFT的半导体层的IXD(液晶面板)已成为中心。即，在近年来大型化的图像显示器中，氢化非晶娃(a-Si H)膜由于能够在大面积的基板上在玻璃基板不会熔融的较低的温度(25(T300°C左右)下成膜，因此可用作TFT的半导体层。如上所述，作为TFT的半导体层材料，a-Si H是有用的，但存在电子迁移率低的缺点。为此，当应用于要求有源元件的高速动作的三维显示面板时，特性并不充分。对应此状况，作为电子迁移率比a-S1:H高的半导体层材料，可考虑采用多晶硅(p-Si)。然而，p-Si膜存在制造工序比a-S1:H膜长、在大型基板中难以制造的难点。另外，近年来，利用有机EL元件及电泳元件、使用了柔性基板的图像显示器的研究取得了进展。作为柔性基板，使用塑料膜等。这里，使用了塑料膜的膜基板的耐热性低，为150°C左右，当使用a-S1:H作为TFT的半导体层时，在a_S1:H膜的成膜工序中膜基板会产生损伤。假如在150°C以下来形成a-S1:H膜，则会产生作为有源元件的TFT性能降低这样的不良现象。另外，使用p-Si作为TFT的半导体层时，在ρ-Si膜的成膜工序中需要600°C以上的热处理工序，也无法在膜基板上形成P-Si膜。针对上述现状，近年来，作为半导体层材料，能在膜基板的耐热温度以下(例如室温左右)的温度下成膜、且电子迁移率为a-S1:H的10倍以上的氧化物半导体受到了关注。在专利文献I中示出了下述例子作为适用于TFT的半导体层材料的氧化物半导体，将由铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)构成的氧化物(以下称为IGZ0)的非晶薄膜用作TFT的半导体层。在IGZO非晶薄膜的情况下，由于具有使用溅射法等常用的成膜方法即可在低温下成膜、且无晶界的优点，因此在要求柔软性、低温工艺的上述膜基板上也可成膜，还可在大型基板上构建特性均匀的TFT。氧化物半导体由于如上所述那样电子迁移率为a-Si H的10倍以上，因此通过与能高速动作的液晶组合，能构成高速响应的液晶面板。这样的液晶面板也可适用于三维显示面板。特别是通过将使用了氧化物半导体TFT的有源元件与蓝相(blue phase)液晶组合，可采用场序彩色(Field Sequential Color)方式作为液晶面板的显示方式。将搭载有使用了通常的a-S1:H膜的TFT的液晶面板与搭载有使用了氧化物半导体膜的TFT的液晶面板进行比较，当使驱动功率同等时，使用氧化物半导体的TFT芯片的面积小于使用a-Si H的TFT芯片的面积，因此搭载有使用了氧化物半导体膜的TFT的液晶面板的开口率大于搭载有使用了 a-S1:H膜的TFT的液晶面板。即，通过开口率提高来实现节能在搭载有使用了氧化物半导体膜的TFT的液晶面板中成为可能。 另外，当使用氧化物半导体的TFT芯片的面积与使用a-Si H的TFT芯片的面积相同时，可流向前者的电流大于可流向后者的电流。因此，组合了有机EL元件(有机发光二极管、Organic light-emitting diode 0LED)和使用氧化物半导体膜的TFT而得到的有机EL显示器的高亮度化成为可能。另外，作为上述TFT中使用的氧化物半导体的例子，除了非晶IGZO以外，在非专利文献I中还报道了 2成分系In-Zn-0、In-Ga-O> Zn-Sn-O>3成分系Sn-Ga-Zn-O等金属氧化物。现有技术文献专利文献专利文献1:W02005/088726A1 公报专利文献2 :日本特开2007-311404号公报专利文献3 :日本特开2010-205798号公报非专利文献非专利文献1:H. Q. Chiang et al,“Thin film transistors withamorphous indium gallium oxide channel layers” J. Vac. Sc1. Techno1. B24 (6),p2702-p2705(2006)
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题这里，IGZO等氧化膜通常会混入氢而产生氧缺陷，不会显示半导体特性。因此，为了恢复IGZO等氧化膜的氧缺陷而赋予该膜以半导体特性，一直以来进行氧化膜的热处理。例如在专利文献2中记载了下述内容对IGZO氧化膜，在氧化性气体(例如氧自由基、臭氧、水蒸气、氧)气氛中，在200°C以上且600°C以下的条件下进行热退火，从而赋予氧化膜以半导体特性来进行TFT的特性改善。具体而言公开了在热处理温度为400°C下进行I小时热处理的内容。另外，在专利文献3中记载了下述内容对使用了非晶IGZO膜的TFT，在水蒸气和氧气的混合气氛中、在温度为20(T500°C下进行O. 5^3小时热处理。如上所述，为了提供采用非晶金属氧化物半导体作为半导体层材料的实用的TFT，在基板上形成氧化膜后，需要进行热退火处理。为此，即使在膜基板的耐热温度(例如150°C )以下的温度下在膜基板上形成氧化膜而在上述膜基板上构成了 TFT，最终若不在超过膜基板的耐热温度的温度下进行热退火处理则无法赋予氧化膜以半导体特性，从而无法获得实用的TFT的特性，因而难以在膜基板上构建特性良好的TFT。另外，热处理时间自身需要花数小时左右，因此TFT制造的处理量也会变大。本专利技术是鉴于上述情况而完成的专利技术，本专利技术的目的在于提供使用了氧化物半导体的薄膜晶体管的制造方法以及使用了氧化物半导体的薄膜晶体管的制造装置，所述制造方法和制造装置在将采用非晶金属氧化物半导体作为半导体层材料的薄膜晶体管(TFT)制成图像显示器的有源元件时，赋予基板上设置的氧化物以半导体特性，进而将用于改善被赋予了半导体特性的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜晶体管的制造方法，其是在基板上至少形成有栅极电极、源极电极、漏极电极、半导体层、栅极绝缘膜、且所述半导体层由非晶金属氧化物构成的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，其包含：在含有氧的气氛中，对基板上设置的所述氧化物，照射包含生成活性氧的波长范围和将所述氧化物活化而除去混入所述氧化物中的氢的波长范围的光的工序A；和在混入所述氧化物中的氢被除去且在所述氧化物附近生成了活性氧的状态下、照射包含将所述氧化物加热的波长范围的光以促进氧向所述氧化物内的扩散的工序B。
【技术特征摘要】
2011.09.29 JP 214414/20111.一种薄膜晶体管的制造方法，其是在基板上至少形成有栅极电极、源极电极、漏极电极、半导体层、栅极绝缘膜、且所述半导体层由非晶金属氧化物构成的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，其包含 在含有氧的气氛中， 对基板上设置的所述氧化物， 照射包含生成活性氧的波长范围和将所述氧化物活化而除去混入所述氧化物中的氢的波长范围的光的工序A ;和 在混入所述氧化物中的氢被除去且在所述氧化物附近生成了活性氧的状态下、照射包含将所述氧化物加热的波长范围的光以促进氧向所述氧化物内的扩散的工序B。2.一种薄膜晶体管的制造装置，其是在基板上至少形成有栅极电极、源极电极、漏极电极、半导体层、栅极绝缘膜、且所述半导体层由非晶金属氧化物构成的薄膜晶体管的制造装置，其特征在于，包含 对保持在含有氧的气氛中的所述薄膜晶体管进行光照射的至少I个第I灯、对所述薄膜晶体管进行光照射的至少I个第2灯、将从所述第I灯及第2灯放出的光反射至所述薄膜晶体管的反射镜、以及向所述第I灯及第2灯提供电力的供电装置， 所述第I灯是对基板上设置的所述氧化物放出包含生成活性氧的波长范围和将所述氧化物活化而除去混入所述氧化物中的氢的波长范围的光的灯； 所述第2灯是对基板上设置的所述氧化物、在混入所述氧化物中的氢被除去且在所述氧化物附近...
【专利技术属性】
技术研发人员：大和田树志，加藤晃，森纯一郎，铃木信二，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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