[發(fā)明專利]場效應(yīng)晶體管的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610010064.9
• 申請日: 2009-08-17
• 公開（公告）號: CN105575803B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 赤松泰彥;武井應(yīng)樹;清田淳也;石橋曉;湯川富之;小林大士;倉田敬臣;新井真
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社愛發(fā)科
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L21/203;H01L21/324;C23C14/34
• 代理公司: 北京華夏正合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;高偉

本發(fā)明提供一種場效應(yīng)晶體管的制造方法，其無需進(jìn)行高溫退火處理也能提高晶體管特性。采用濺射法用100℃以上的成膜溫度形成構(gòu)成活性層的In?Ga?Zn?O薄膜。再用300℃的溫度在大氣中進(jìn)行退火處理。實施退火處理的目的是提高剛剛形成的活性層的晶體管特性。與未經(jīng)加熱而形成的In?Ga?Zn?O薄膜相比，一邊加熱基材一邊采用濺射法而形成的In?Ga?Zn?O薄膜的內(nèi)應(yīng)變或缺陷較少。因此，與未經(jīng)加熱而形成的In?Ga?Zn?O薄膜相比，將經(jīng)加熱而形成的相同材料薄膜作為活性層時可提高退火效果。因而本發(fā)明可通過低溫退火處理形成具有優(yōu)異晶體管特性的活性層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有活性層的場效應(yīng)晶體管的制造方法，該活性層由InGaZnO系半導(dǎo)體氧化物形成。

背景技術(shù)

近年來，人們廣泛使用有源矩陣液晶顯示器。該有源矩陣液液晶顯示器的每個像素具有作為開關(guān)元件的場效應(yīng)薄膜晶體管(TFT)。

人們公知有以下種類的薄膜晶體管，即，活性層由多晶硅構(gòu)成的多晶硅薄膜晶體管和活性層由非晶硅構(gòu)成的非晶硅薄膜晶體管。

與多晶硅薄膜晶體管相比，非晶硅薄膜晶體管具有活性層易于制造并且可在較大的基板上均勻成膜的優(yōu)點。

由于透明非晶氧化物薄膜與非晶硅相比，其載流子(電子、空穴)的移動程度較高，作為活性層材料，人們正在對其進(jìn)行開發(fā)。例如，在專利文獻(xiàn)1中，記載有一種場效應(yīng)晶體管，其活性層使用了同族化合物InMO₃(ZnO)_m(M＝In、Fe、Ga或Al，m為1以上不足50的整數(shù))。另外，在專利文獻(xiàn)2中，記載有一種形成有In-Ga-Zn-O系活性層的場效應(yīng)晶體管的制造方法，對由具有InGaO₃(ZnO)₄成分的多晶燒結(jié)體構(gòu)成的靶材進(jìn)行濺射加工而形成該In-Ga-Zn-O系活性層。

【專利文獻(xiàn)1】日本發(fā)明專利公開公報特開2004-103957號(第【0010】段)

【專利文獻(xiàn)2】日本發(fā)明專利公開公報特開2006-165527號(第【0103】～【0119】段)

由于具有In-Ga-Zn-O系成分的活性層在剛剛形成的狀態(tài)下不具有實用的晶體管特性(導(dǎo)通電流特性、關(guān)斷電流特性、開/關(guān)電流比等)，所以在形成活性層后要在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行退火處理。退火溫度越高越可獲得較好的晶體管特性。

但退火溫度的上限受限于所使用的基材或活性層之外的作用膜(電極膜、絕緣膜)的耐熱溫度。因此，考慮到這些結(jié)構(gòu)層的耐熱性，有時會出現(xiàn)以下問題，即，因退火程度不充分而無法獲得所需的晶體管特性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種場效應(yīng)晶體管的制造方法，其無需進(jìn)行高溫退火處理也能提高晶體管特性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一個實施方式所述的場效應(yīng)晶體管的制造方法為：在將基材加熱到了100℃以上200℃以下的溫度狀態(tài)下，采用氧氣氣壓條件為0.02Pa以上0.28Pa以下的濺射法在所述基材上形成活性層，其中，該活性層具有In-Ga-Zn-O系成分，以300℃以上不到400℃的加熱溫度條件對所形成的所述活性層進(jìn)行退火處理。

由于是將基材加熱后(100℃以上)，通過反應(yīng)濺射法在基材上形成上述活性層，因而，如后面的實施例所證實的，與未經(jīng)加熱而成膜的薄膜相比，即便后續(xù)的退火處理溫度較低(不到400℃)，也能夠獲得較高的晶體管特性。

本發(fā)明中，通過所述退火處理，使場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電流與關(guān)斷電流的比值達(dá)到1.E+08的水平。即，由于是將基材加熱后(100℃以上)，通過反應(yīng)濺射法在基材上形成上述活性層，因而，即便退火處理溫度較低，也能夠使場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電流與關(guān)斷電流的比值達(dá)到1.E+08的水平。

本發(fā)明中，在通過成膜處理形成所述活性層前，可以使用加熱管或加熱燈加熱所述基材使其達(dá)到上述溫度狀態(tài)。