[發明專利]薄膜器件

在審

• 申請號: 201210286625.X
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN102956681A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 竹知和重
• 申請（專利權）人: NLT科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/786
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

相關申請交叉引用

本申請基于2011年8月12日提交的日本專利申請2011-177305并要求其優先權，在此并入其全部內容作為參考。

技術領域

本發明涉及一種諸如氧化物半導體薄膜晶體管的薄膜器件，其使用氧化物半導體薄膜作為有源層。以下將該薄膜晶體管稱為“TFT”，并且將主要由銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)和氧(O)構成的氧化物半導體稱為“IGZO?(In-Ga-Zn-O)”。

背景技術

對于其中氧化物半導體膜用于有源層的TFT，其場效應遷移率比常規非晶硅TFT高約一個位數。而且，在照射可見光時關斷電流的增加非常小。因此，可獲得高開關比。通過利用這種特性，廣泛開展使用氧化物半導體TFT用于像素驅動元件的高性能液晶顯示器和有機EL顯示器的研究和開發。

氧化物半導體膜的另一特性是具有多種組成，從而正在開展諸如IGZO膜、Zn-O膜、In-Si-O膜以及Zn-Sn-O膜的各種氧化物半導體膜的研究和開發。雖然正在進行對于各種材料的研究，但是至少包含銦（In）或鋅（Zn）的薄膜仍然是用作能夠提供優良TFT特性的氧化物半導體膜的主流。

而且，與使用硅基薄膜的情況相比，還可能在低溫下利用氧化物半導體薄膜生成優良的薄膜。還進行測試以利用低溫沉積薄膜并通過在塑料襯底上形成氧化物半導體TFT而實現柔性顯示器。

以下將描述作為有關技術的現有技術文獻。

對于使用氧化物半導體薄膜的TFT來說，Nomura等人首先報導了使用IGZO膜作為半導體有源層的TFT（Nomura等人，Nature，vol.432，p.488,(2004):非專利文獻1）。該文獻報導了一種方法，其采用通過使用氟基氣體的等離子體蝕刻作為氧化物半導體TFT的源/漏金屬電極的圖案化方法。

C-J.Kim等人通過使用Ar氣和SF₆氣的混合氣體等離子體蝕刻由Ti構成的源/漏電極而生成使用IGZO膜作為有源層的氧化物半導體TFT（C-J.Kim等人，Electrochemical?and?Solid-State?Letters.Vol.12,H95,(2009):非專利文獻2）。在該文獻中，公開了在蝕刻由Ti構成的源/漏電極時，TFT的關斷電流由于在IGZO薄膜的頂面（TFT的背溝道）形成氧缺乏（oxygen?deficit）層而顯著增加。而且，還公開需要執行蝕刻以通過鹽酸溶液移除氧缺乏層，以便降低增大的關斷電流。

而且，Kumomi等人報導了使用由Mo構成的源/漏電極的IGZO氧化物半導體TFT（Kumomi等人，Journal?of?Display?Technology,vol.5,531(2009):非專利文獻3）。在該文獻中指出通過使用CF₄氣體等離子體蝕刻由Mo構成的源/漏電極之后在背溝道表面上殘留顆粒表面層，而這可能是造成TFT特性的不穩定性的原因。也利用鹽酸溶液通過執行蝕刻來移除該表面層以實現穩定的特性。

T.Arai等人報導在氧化物半導體膜和源/漏電極之間的界面中存在界面層（T.Arai等人，SID′10Technical?Digest,69-2,(2010):非專利文獻4）。該文獻公開了無氧的IGZO層與TiOx層一同存在于作為源/漏電極的Ti和作為氧化物半導體膜的IGZO膜之間的界面中。但是該文獻并未提及有關IGZO膜表面的表面層的內容。

氧化物半導體TFT的源/漏電極的蝕刻公開于日本未審查專利公開2009-260378（專利文獻1）中。該文獻公開了利用含氟或氯的氣體執行對氧化物半導體TFT溝道的蝕刻的制造方法。但是該文獻中并未提及有關被蝕刻的氧化物半導體膜的表面層的內容，并且不能控制該表面層。

日本未審查專利公開2010-056542（專利文獻2）和日本未審查專利公開2010-056539（專利文獻3）也公開了在氧化物半導體膜和源/漏電極之間存在界面層的結構。上述文獻公開了高載流子密度的緩沖層存在于在源/漏電極和IGZO膜之間的界面中的結構。緩沖層是通過具有高氧缺乏密度的IGZO膜以及IGZO膜和源-漏金屬的合金形成的層，其通過單獨沉積而實現。但是上述文獻中并未提及有關IGZO膜表面的表面層的內容。