場效晶體管的制造方法及場效晶體管、顯示裝置、圖像傳感器及x射線傳感器的制造方法
【專利摘要】一種場效晶體管的制造方法，其使照射光時(shí)的TFT特性穩(wěn)定化。所述場效晶體管的制造方法包括：第一步驟，在配置于柵極(14)上的柵極絕緣層(16)上，使第一氧化物半導(dǎo)體膜(24)成膜；第二步驟，使第二氧化物半導(dǎo)體膜(26)成膜，第二氧化物半導(dǎo)體膜(26)的陽離子組成與第一氧化物半導(dǎo)體膜(24)的陽離子組成不同、且具有比第一氧化物半導(dǎo)體膜(24)低的導(dǎo)電率；第三步驟，在氧化性環(huán)境下以超過300℃進(jìn)行熱處理；第四步驟，使第三氧化物半導(dǎo)體膜(28)成膜，第三氧化物半導(dǎo)體膜(28)的陽離子組成與第一氧化物半導(dǎo)體膜(24)的陽離子組成不同、且具有比第一氧化物半導(dǎo)體膜(24)低的導(dǎo)電率；第五步驟，在氧化性環(huán)境下以超過300℃進(jìn)行熱處理；以及電極形成步驟，在第三氧化物半導(dǎo)體膜(28)上形成源極(20)及漏極(22)。
【專利說明】場效晶體管的制造方法及場效晶體管、顯示裝置、圖像傳感器及X射線傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種場效晶體管的制造方法及場效晶體管、顯示裝置、圖像傳感器及X射線傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，場效晶體管用于半導(dǎo)體存儲器用集成電路的單位元件或高頻信號放大元件、液晶驅(qū)動(dòng)用元件等，尤其經(jīng)薄膜化者作為薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)而用于廣泛的領(lǐng)域。
[0003]作為形成場效晶體管的半導(dǎo)體溝道層(活性層)，自從前以來大多使用硅半導(dǎo)體或其化合物，在需要高速動(dòng)作的高頻放大元件、集成電路等中使用單晶硅，或者雖然在低速動(dòng)作下足夠，但在顯示器用途等要求應(yīng)對大面積化的液晶驅(qū)動(dòng)裝置用途中使用非晶硅，但面對大型化/高精細(xì)化，要求超越非晶硅性能的TFT特性。另外，近年來，輕量且可彎曲的柔性顯示器(flexible display)正受到矚目。在柔性裝置中，主要使用柔性高的樹脂基板，且需要溫度比液晶顯示器工藝(400°C )低的工藝。此種中，由東京工業(yè)大學(xué)的細(xì)野等人發(fā)現(xiàn)了電氣特性優(yōu)于非晶硅，且可通過液晶工藝及低溫工藝來制作的In-Ga-Zn-O系(以下記作IGZ0)的氧化物半導(dǎo)體。此IGZO有望作為下一代顯示器用的半導(dǎo)體元件材料，全世界的大學(xué)/制造商正積極地朝向?qū)嵱没M(jìn)行研究開發(fā)。
[0004]而且，此種將IGZO等的半導(dǎo)體膜用作活性層的場效晶體管有時(shí)搭載于具有藍(lán)色發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光(Electroluminescence, EL)顯示裝置或液晶顯示裝置等中。此藍(lán)色發(fā)光層顯不具有\(zhòng) = 450nm左右的峰值的寬廣的發(fā)光,但若考慮其光的發(fā)光光譜的末端延續(xù)至420nm為止及藍(lán)色濾色器使70%左右的400nm的光透過等，則作為可接收藍(lán)色光的場效晶體管，要求對于比450nm小的波段中的光照射的特性劣化低。假設(shè)在IGZO的光學(xué)帶隙比較狹小，且在其區(qū)域中具有光學(xué)吸收的情況下，會產(chǎn)生如下的問題，即產(chǎn)生晶體管的閾值偏移。
[0005]此處，在專利文獻(xiàn)I (日本專利特開2010-67710號公報(bào))中揭示有一種具備氧化物半導(dǎo)體層的場效晶體管的制造方法，上述氧化物半導(dǎo)體層包含如下的三層構(gòu)造:活性層，其包含氧化物半導(dǎo)體；中間層，其含有包含與氧的結(jié)合力比活性層的氧化物半導(dǎo)體強(qiáng)的元素種的氧化物，且厚度為Inm?200nm;以及電阻層，其導(dǎo)電率低于活性層。進(jìn)而，在此制造方法中，也揭示有在大氣中進(jìn)行熱處理作為形成氧化物半導(dǎo)體層的電阻層后的后處理。
[0006]另外，在專利文獻(xiàn)2 (日本專利特開2010-258431號公報(bào))中揭示有在使第二氧化物半導(dǎo)體膜以變成IOnm?300nm的厚度的方式在第一氧化物半導(dǎo)體膜上成膜后，在大氣環(huán)境下以250°C以上、500°C以下進(jìn)行熱處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題[0008]但是，在專利文獻(xiàn)I的制造方法中，當(dāng)在氧化物半導(dǎo)體層的三層構(gòu)造中導(dǎo)電率高的活性層上使中間層成膜時(shí)，活性層的露出面因此成膜而受到損害，結(jié)果，有時(shí)會產(chǎn)生可影響照射光時(shí)的閾值偏移等的表面缺陷。在成膜過程中，就生產(chǎn)性/阻隔性的觀點(diǎn)而言，若使用產(chǎn)生等離子體的派射法或化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)法,則活性層的露出面因其等離子體而特別受到損害，結(jié)果，成為照射光時(shí)的閾值偏移惡化的因素的表面缺陷增大。為了恢復(fù)此表面缺陷，還認(rèn)為有效的是通過如專利文獻(xiàn)I中所記載的制造方法形成氧化物半導(dǎo)體層的電阻層后進(jìn)行熱處理，但在形成電阻層后的熱處理中，僅因電阻層的厚度無法使氧到達(dá)活性層，且無法填補(bǔ)受到等離子體損害的活性層的面的表面缺陷。另外，還認(rèn)為即便無法填補(bǔ)表面缺陷，通過進(jìn)行熱處理，閾值偏移本身得到改善，但估計(jì)在形成電阻層后的熱處理中，照射光時(shí)的閾值偏移本身也得不到改善。
[0009]另外，在專利文獻(xiàn)2的制造方法中，在使第二氧化物半導(dǎo)體膜成膜后進(jìn)行熱處理，但氧化物半導(dǎo)體層并非三層構(gòu)造，另外，第一氧化物半導(dǎo)體膜成為將源極及漏極與第二氧化物半導(dǎo)體膜連接的緩沖區(qū)域，且成為活性層的區(qū)域?yàn)榈诙趸锇雽?dǎo)體膜。因此，若在熱處理后，在成為活性層的區(qū)域的第二氧化物半導(dǎo)體膜上使保護(hù)層等成膜，則第二氧化物半導(dǎo)體膜的露出面因此成膜而受到損害，結(jié)果，產(chǎn)生成為照射光時(shí)的閾值偏移惡化的因素的表面缺陷。而且，在第二氧化物半導(dǎo)體膜上使保護(hù)層等成膜后，未進(jìn)行如填補(bǔ)所產(chǎn)生的表面缺陷或改善照射光時(shí)的閾值偏移本身的對策。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種使照射光時(shí)的TFT特性穩(wěn)定化的場效晶體管的制造方法、以及場效晶體管、顯示裝置、圖像傳感器及X射線傳感器。
[0011]解決問題的技術(shù)手段
[0012]本發(fā)明的上述課題是通過下述手段來解決。
[0013]< I >一種場效晶體管的制造方法，其包括:
[0014]第一步驟，在配置于柵極上的柵極絕緣層上，使第一氧化物半導(dǎo)體膜成膜；第二步驟，在上述第一步驟后，在上述第一氧化物半導(dǎo)體膜上，使第二氧化物半導(dǎo)體膜成膜，上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成與上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成不同、且具有比上述第一氧化物半導(dǎo)體膜低的導(dǎo)電率；第三步驟，在上述第二步驟后，在氧化性環(huán)境下以超過300°C進(jìn)行熱處理；第四步驟，在上述第三步驟后，在上述第二氧化物半導(dǎo)體膜上，使第三氧化物半導(dǎo)體膜成膜，上述第三氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成與上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成不同、且具有比上述第一氧化物半導(dǎo)體膜低的導(dǎo)電率；第五步驟，在上述第四步驟后，在氧化性環(huán)境下進(jìn)行熱處理；以及電極形成步驟，在上述第四步驟與上述第五步驟之間或在上述第五步驟后，在上述第三氧化物半導(dǎo)體膜上形成源極及漏極。
[0015]再者，也包括進(jìn)行多次上述第三步驟的熱處理。
[0016]< 2 >如< I >所述的場效晶體管的制造方法，其中在上述第二步驟與上述第三步驟時(shí)，當(dāng)將上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度設(shè)為Z (nm)，將上述第三步驟中的熱處理溫度設(shè)為T(°C )，將朝上述第二氧化物半導(dǎo)體膜及上述第一氧化物半導(dǎo)體膜中的氧的擴(kuò)散距離設(shè)為 L(nm)時(shí)，以滿足 0 < Z < L = 8 X KT6XT3-0.0092XT2+3.6XT_468±0.1 的關(guān)系式的方式，調(diào)整上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度與上述熱處理溫度。
[0017]< 3 >如< 2 >所述的場效晶體管的制造方法，其中在上述第二步驟與上述第三步驟時(shí)，以滿足Z ( L-3.0的關(guān)系式的方式調(diào)整上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度與上述熱處理溫度。[0018]< 4 >如< 2 >或< 3 >所述的場效晶體管的制造方法，其中在上述第二步驟與上述第三步驟時(shí)，以滿足L-15.0 ( Z的關(guān)系式的方式調(diào)整上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度與上述熱處理溫度。
[0019]< 5 >如< 2 >至< 4 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在上述第二步驟與上述第三步驟時(shí)，以滿足L-11.L-8.0的關(guān)系式的方式調(diào)整上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度與上述熱處理溫度。
[0020]< 6 >如< I >至< 5 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在上述第四步驟中，以使上述第三氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成比變成與上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成比相同的方式進(jìn)行成膜。
[0021]< 7 >如< I >至< 6 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在上述第二步驟與上述第四步驟時(shí)，以使上述第二氧化物半導(dǎo)體膜與上述第三氧化物半導(dǎo)體膜的厚度的合計(jì)超過10nm、且未滿70nm的方式進(jìn)行調(diào)整。
[0022]< 8 >如< I >至< 7 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜、上述第二氧化物半導(dǎo)體膜及上述第三氧化物半導(dǎo)體膜分別含有In、Ga及Zn中的至少I種。
[0023]< 9 >如< 8 >所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜含有In，且上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的In組成比率高于上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的In組成比率。
[0024]< 10 >如< 8 >或< 9 >所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第二氧化物半導(dǎo)體膜含有Ga，且上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的Ga組成比率高于上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的Ga組成比率。
[0025]< 11 >如< 8 >至< 10 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜、上述第二氧化物半導(dǎo)體膜及上述第三氧化物半導(dǎo)體膜分別為非晶質(zhì)。
[0026]< 12 >如< 8 >至< 11 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中將上述第三步驟及上述第五步驟中的熱處理溫度調(diào)整成未滿600°C。
[0027]< 13 >如< I >至< 12 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在上述第一步驟中，以使上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的厚度變成未滿IOnm的方式進(jìn)行成膜。
[0028]< 14 >如< I >至< 13 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成由In (a) Ga (b) Zn (c) 0(d) (a、b、c、d> 0)表示。
[0029]< 15 >如< 14 >所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由 c ^ 3/5、b > O、b≥ 3a/7-3/14、b ≥ 9a/5_53/50、b ^ _8a/5+33/25、b≤91a/74_17/40(其中，設(shè)為a+b+c = I)所表示的范圍內(nèi)的組成。
[0030]< 16 >如< 15 >所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由 b ≤ 17a/23-28/115、b ≥ 3a/37、b ≥ 9a/5_53/50、b ≤ 1/5 (其中，設(shè)為 a+b+c=D所表示的范圍內(nèi)的組成。
[0031]< 17 >如< 16 >所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由b ( 7a/13_ll/65、b≥3a/37、b≤_2a+ll/10 (其中，設(shè)為a+b+c = I)所表示的范圍內(nèi)的組成。
[0032]< 18 >如< 1 >至< 13 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成由In (X) Zn (1-x) 0(y) (y > 0、0 < x <1)表示。
[0033]< 19 >如< 18 >所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由0.4≤X≤0.75所表示的范圍內(nèi)的組成。
[0034]< 20 >如< 19 >所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由0.4≤X≤0.5所表示的范圍內(nèi)的組成。
[0035]< 21 >如< 1 >至< 20 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的組成由In(e)Ga(f)Zn(g)0(h) (e、f、g、h>0)表示。
[0036]< 22 >如< 21 >所述的場效晶體管的制造方法，其中上述第二氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由0.250 < f/(e+f)≤0.875所表示的范圍內(nèi)的組成。
[0037]< 23 >如< 1 >至< 22 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在上述第一步驟與上述第二步驟及上述第四步驟中，分別使用產(chǎn)生等離子體的成膜法進(jìn)行成膜。
[0038]< 24 >如< 1>至< 23 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中上述五個(gè)步驟在上述電極形成步驟后進(jìn)行。
[0039]< 25 >一種場效晶體管，其是在柵極上具有柵極絕緣層，在上述柵極絕緣層上構(gòu)成電子移動(dòng)的溝道積層膜，在上述溝道積層膜上形成源極及漏極的底部柵極型-頂部接觸型的場效晶體管，上述溝道積層膜為分別含有In、Ga、Zn的氧化物半導(dǎo)體層，自上述柵極絕緣膜側(cè)起包含第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，上述第一氧化物半導(dǎo)體膜中的In含有率高于上述第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，且相對于上述第三氧化物半導(dǎo)體層的晶格缺陷密度，上述第二氧化物半導(dǎo)體層中的晶格缺陷密度小。
[0040]< 26 >一種場效晶體管，其是在柵極上具有柵極絕緣層，在上述柵極絕緣層上構(gòu)成電子移動(dòng)的溝道積層膜，在上述溝道積層膜上形成源極及漏極的底部柵極型-項(xiàng)部接觸型的場效晶體管，上述溝道積層膜為分別含有In、Ga、Zn的氧化物半導(dǎo)體層，自上述柵極絕緣膜側(cè)起包含第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，上述第一氧化物半導(dǎo)體膜中的In含有率高于上述第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，且相對于上述第三氧化物半導(dǎo)體層的含氧密度，上述第二氧化物半導(dǎo)體層中的含氧密度變高。
[0041]< 27 >一種顯示裝置，其特征在于，包括:通過如< 1 >至< 24 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法所制造的場效晶體管。
[0042]< 28 >一種底部發(fā)光型的顯示裝置，其包括:基板；場效晶體管，配置于上述基板上，通過如< 1 >至< 24 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法來制造；以及有機(jī)電場發(fā)光元件，在上述場效晶體管上電連接于上述場效晶體管；且自上述有機(jī)電場發(fā)光元件發(fā)出的光自上述基板側(cè)射出。
[0043]< 29 >一種圖像傳感器，其特征在于，包括:通過如< 1 >至< 24 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法所制造的場效晶體管。
[0044]< 30 >一種X射線傳感器，其特征在于，包括:通過如< 1 >至< 24 >中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法所制造的場效晶體管。
[0045]發(fā)明的效果[0046]通過本發(fā)明，可提供使照射光時(shí)的TFT特性穩(wěn)定化的場效晶體管的制造方法、以及場效晶體管、顯示裝置、圖像傳感器及X射線傳感器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的TFT，即底部柵極構(gòu)造且項(xiàng)部接觸型的TFT的一例的示意圖。
[0048]圖2A是圖1所示的底部柵極構(gòu)造且項(xiàng)部接觸型的TFT的制造方法的一步驟圖。
[0049]圖2B是緊接圖2A的TFT的制造方法的一步驟圖。
[0050]圖2C是緊接圖2B的TFT的制造方法的一步驟圖。
[0051]圖2D是緊接圖2C的TFT的制造方法的一步驟圖。
[0052]圖2E是緊接圖2D的TFT的制造方法的一步驟圖。
[0053]圖2F是緊接圖2E的TFT的制造方法的一步驟圖。
[0054]圖2G是緊接圖2F的TFT的制造方法的一步驟圖。
[0055]圖2H是緊接圖2G的TFT的制造方法的一步驟圖。
[0056]圖3是表示本發(fā)明的電光裝置的一實(shí)施形態(tài)的液晶顯示裝置的一部分的概略剖面圖的圖。
[0057]圖4表示圖3所示的液晶顯示裝置的電氣配線的概略構(gòu)成圖。
[0058]圖5是表示本發(fā)明的電光裝置的一實(shí)施形態(tài)的有源矩陣式有機(jī)EL顯示裝置的一部分的概略剖面圖的圖。
[0059]圖6表示圖5所示的有機(jī)EL顯示裝置的電氣配線的概略構(gòu)成圖。
[0060]圖7是表不本發(fā)明的傳感器的一實(shí)施形態(tài)的X射線傳感器的一部分的概略剖面圖的圖。
[0061]圖8表示圖7所示的X射線傳感器的電氣配線的概略構(gòu)成圖。
[0062]圖9A是實(shí)施例及比較例的TFT的平面圖。
[0063]圖9B是圖9A所示的TFT的A-A線箭視剖面圖。
[0064]圖10是表示單色光照射下的TFT特性測定的概略的圖。
[0065]圖11是表示實(shí)施例1的TFT在單色光照射下的Vg-1d特性的圖。
[0066]圖12是表示實(shí)施例2的TFT在單色光照射下的Vg-1d特性的圖。
[0067]圖13是表示實(shí)施例3的TFT在單色光照射下的Vg-1d特性的圖。
[0068]圖14是表示比較例I的TFT在單色光照射下的Vg-1d特性的圖。
[0069]圖15是表示對于實(shí)驗(yàn)例I的樣品的SIMS分析結(jié)果的圖。
[0070]圖16是表示對于實(shí)驗(yàn)例2的樣品的SIMS分析結(jié)果的圖。
[0071]圖17是表示對于實(shí)驗(yàn)例3的樣品的SIMS分析結(jié)果的圖。
[0072]圖18是表示對于實(shí)驗(yàn)例4的樣品的SIMS分析結(jié)果的圖。
[0073]圖19是繪制所求出的氧的擴(kuò)散距離L與熱處理溫度的關(guān)系而成的圖表。
[0074]圖20是表示作為測定結(jié)果之中具有代表性的Vg-1d特性的實(shí)施例7的TFT在光照射下的Vg-1d特性的圖。
[0075]圖21是表示作為測定結(jié)果之中具有代表性的Vg-1d特性的實(shí)施例9的TFT在光照射下的Vg-1d特性的圖。[0076]圖22是表示作為測定結(jié)果之中具有代表性的Vg-1d特性的實(shí)施例10的TFT在光照射下的Vg-1d特性的圖。
[0077]圖23是表示作為測定結(jié)果之中具有代表性的Vg-1d特性的實(shí)施例11的TFT在光照射下的Vg-1d特性的圖。
[0078]圖24是表示作為測定結(jié)果之中具有代表性的Vg-1d特性的實(shí)施例12的TFT在光照射下的Vg-1d特性的 圖。
[0079]圖25是根據(jù)表3所示的結(jié)果，表示第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度Z與場效遷移率y的關(guān)系及厚度Z與AVth的關(guān)系的圖。
[0080]圖26是說明Z≥L時(shí)的特性劣化的形象圖。
[0081]圖27是In-Ga-Zn三元系的相圖，且為在其中載明特定的組成范圍的圖。
[0082]圖28是In-Ga-Zn 二兀系的相圖，且為在其中載明特定的組成范圍的圖。
[0083]圖29是表不對于最表面包含Ga2O3膜的實(shí)驗(yàn)例3的樣品的SIMS分析結(jié)果及對于最表面包含IGZO膜(In: Ga: Zn = 1: 0.9: 0.7)的樣品的SMS分析結(jié)果的圖。
[0084]圖30是表示對于以與實(shí)驗(yàn)例4相同的條件，分別對In、Ga、Zn的組成比為In: Ga: Zn= 1.85: 0.15: UIn: Ga: Zn = I: I: UIn: Ga: Zn = 0.5: 1.5: I的3種IGZO膜進(jìn)行熱處理而成的各樣品的SMS分析結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0085]以下，一面參照附圖，一面對本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的場效晶體管的制造方法、以及顯示裝置、圖像傳感器、X射線傳感器進(jìn)行具體說明。再者，圖中，對具有相同或?qū)?yīng)的功能的構(gòu)件(構(gòu)成要素)標(biāo)注相同符號并適當(dāng)省略說明。另外，以下進(jìn)行說明時(shí)所使用的“上”及“下”這一用語是權(quán)宜使用的用語，不應(yīng)受方向限制。
[0086]1.場效晶體管的構(gòu)成
[0087]首先，在說明場效晶體管的制造方法之前，對通過此制造方法所制作的場效晶體管的構(gòu)成的概略進(jìn)行說明。
[0088]本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的場效晶體管是薄膜晶體管:TFT，且為如下的有源元件:至少包括柵極、柵極絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層、源極及漏極，且具有對柵極施加電壓，控制在氧化物半導(dǎo)體層中流動(dòng)的電流，并對源極與漏極間的電流進(jìn)行切換的功能。
[0089]作為本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的TFT的元件構(gòu)造，采用根據(jù)柵極的位置的所謂的逆交錯(cuò)構(gòu)造(也稱為底部柵極型)的形態(tài)。另外，根據(jù)活性層與源極及漏極(適當(dāng)稱為“源?漏極”)的接觸部分，而采用所謂的頂部接觸型的形態(tài)。再者，所謂底部柵極型，是指在柵極絕緣層的下側(cè)配置有柵極，在柵極絕緣層的上側(cè)形成有活性層的形態(tài)。另外，所謂頂部接觸型，是指活性層較源?漏極先形成且活性層的上面與源?漏極接觸的形態(tài)。
[0090]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的TFT，即底部柵極構(gòu)造且頂部接觸型的TFTlO的一例的示意圖。
[0091]在圖1所示的TFTlO中，在基板12的一側(cè)的主面上依次積層有柵極14、柵極絕緣層16、及氧化物半導(dǎo)體層18。源極20及漏極22彼此相隔地設(shè)置在此氧化物半導(dǎo)體層18的表面上。而且，在本實(shí)施形態(tài)中，進(jìn)而自柵極絕緣層16側(cè)起，將氧化物半導(dǎo)體層18依次分成第一氧化物半導(dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26及第三氧化物半導(dǎo)體膜28這三層。[0092]再者，第一氧化物半導(dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26及第三氧化物半導(dǎo)體膜28的區(qū)分可通過利用氧化物半導(dǎo)體層18的剖面透射電子顯微鏡(Transmission ElectronMicroscope, TEM)分析的對比度的差異等來進(jìn)行。
[0093]2.場效晶體管的制造方法
[0094]以上所說明的場效晶體管的制造方法包括:第一步驟，在配置于柵極14上的柵極絕緣層16上，使第一氧化物半導(dǎo)體膜24成膜；第二步驟，在上述第一氧化物半導(dǎo)體膜24上，使第二氧化物半導(dǎo)體膜26成膜，上述第二氧化物半導(dǎo)體膜26的陽離子組成與上述第一氧化物半導(dǎo)體膜24的陽離子組成不同、且具有比上述第一氧化物半導(dǎo)體膜24低的導(dǎo)電率；第三步驟，在上述第二步驟后，在氧化性環(huán)境下以超過300°C進(jìn)行熱處理；第四步驟，在上述第三步驟后，在上述第二氧化物半導(dǎo)體膜26上，使第三氧化物半導(dǎo)體膜28成膜，上述第三氧化物半導(dǎo)體膜28的陽離子組成與上述第一氧化物半導(dǎo)體膜24的陽離子組成不同、且具有比上述第一氧化物半導(dǎo)體膜24低的導(dǎo)電率；第五步驟，在上述第四步驟后，在氧化性環(huán)境下進(jìn)行熱處理；以及電極形成步驟，在上述第四步驟與上述第五步驟之間或在上述第五步驟后，在上述第三氧化物半導(dǎo)體膜28上形成源極20及漏極22。
[0095]而且，通過此種制造方法，通過在第二步驟中使第二氧化物半導(dǎo)體膜26成膜后進(jìn)行第三步驟的熱處理，而利用氧擴(kuò)散來補(bǔ)償?shù)谝谎趸锇雽?dǎo)體膜24與第二氧化物半導(dǎo)體膜26的界面缺陷，由此可改善照射光時(shí)的AVth，假設(shè)即便在通過第三步驟而氧未自氧化性環(huán)境擴(kuò)散到界面為止的情況下，與不進(jìn)行第三步驟的情況相比，也可減少第二氧化物半導(dǎo)體膜26的本體中缺陷，因此可使TFT特性穩(wěn)定化。
[0096]再者，所謂“導(dǎo)電率”，是表示物質(zhì)的導(dǎo)電容易性的物性值，若將物質(zhì)的載流子濃度n，將基本電荷設(shè)為e，將載流子遷移率U，則在假定了德魯?shù)履Ｐ?drude model)的情況下，物質(zhì)的導(dǎo)電率0由以下的式表示。
[0097]0 = ne U
[0098]當(dāng)?shù)谝谎趸锇雽?dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26或第三氧化物半導(dǎo)體膜28為n型半導(dǎo)體時(shí)，載流子為電子，載流子濃度是指電子載流子濃度，載流子遷移率是指電子遷移率。同樣地，當(dāng)?shù)谝谎趸锇雽?dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26或第三氧化物半導(dǎo)體膜28為p型半導(dǎo)體時(shí)，載流子為電洞，載流子濃度是指電洞載流子濃度，載流子遷移率是指電洞遷移率。再者，物質(zhì)的載流子濃度與載流子遷移率可通過霍爾測量(Hall Measurement)來求出。
[0099]導(dǎo)電率的求法可通過測定已知厚度的膜的薄片電阻，而求出膜的導(dǎo)電率。半導(dǎo)體的導(dǎo)電率根據(jù)溫度而變化，本文記載的導(dǎo)電率是指室溫(20°C )下的導(dǎo)電率。
[0100]以下，一面使用圖2，一面對如上所述的場效晶體管的制造方法進(jìn)行具體說明。
[0101]圖2是底部柵極構(gòu)造且項(xiàng)部接觸型的TFT10的制造方法的步驟圖。
[0102]-柵極14的形成-
[0103]首先，如圖2A所示，準(zhǔn)備用以形成TFT10的基板12后，在基板12的一側(cè)的主面上形成柵極14。
[0104]基板12的形狀、構(gòu)造、大小等并無特別限制，可根據(jù)目的而適當(dāng)選擇?；宓臉?gòu)造可為單層構(gòu)造，也可為積層構(gòu)造。作為基板12，例如可使用玻璃或YSZ(釔穩(wěn)定化鋯)等無機(jī)材料、包含樹脂或樹脂復(fù)合材料等的基板。其中，就輕量的觀點(diǎn)、具有柔性的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選的是包含樹脂或樹脂復(fù)合材料的基板。具體而言，可使用包含聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)、聚對苯 二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、聚萘二甲酸丁二酯(polybutylene naphthalate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚諷(polysulfone)、聚醚砜(polyether sulfone)、聚芳酯(polyarylate)、烯丙基二甘醇碳酸酯(allyl diglycol carbonate)、聚酰胺(polyamide)、聚酰亞胺(polyimide)、聚酰胺酰亞胺(polyamide imide)、聚醚酸亞胺(polyether imide)、聚苯并唑(polybenzazole)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚環(huán)烯經(jīng)(polycyc10lefin)、降冰片烯樹脂(norborneneresin)、聚三氟氯乙烯(polychlorotrifiuoroethylene)等氟樹脂、液晶聚合物、丙烯酸樹月旨、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、離子聚合物樹脂、氰酸酯樹脂、交聯(lián)反丁烯二酸二酯、環(huán)狀聚烯烴、芳香族醚、順丁烯二酰亞胺-烯烴(maleimide-olefin)、纖維素、環(huán)硫化合物等合成樹脂的基板；包含已述的合成樹脂等與氧化硅粒子的復(fù)合塑料材料的基板；包含已述的合成樹脂等與金屬納米粒子、無機(jī)氧化物納米粒子或無機(jī)氮化物納米粒子等的復(fù)合塑料材料的基板；包含已述的合成樹脂等與碳纖維或納米碳管的復(fù)合塑料材料的基板；包含已述的合成樹脂等與玻璃鱗片(glass flake)、玻璃纖維或玻璃珠的復(fù)合塑料材料的基板；包含已述的合成樹脂等與黏土礦物或具有云母派生結(jié)晶結(jié)構(gòu)的粒子的復(fù)合塑料材料的基板；薄玻璃與已述的任何合成樹脂之間具有至少I次接合界面的積層塑料基板；包含具有阻隔性能的復(fù)合材料的基板，上述復(fù)合材料通過將無機(jī)層與有機(jī)層(已述的合成樹脂)交替地積層，而具有至少I次以上的接合界面；不銹鋼基板或?qū)⒉讳P鋼與異種金屬積層而成的金屬多層基板；鋁基板或通過對表面實(shí)施氧化處理(例如陽極氧化處理)而提升表面的絕緣性的附有氧化膜的鋁基板等。
[0105]再者，作為樹脂基板，優(yōu)選的是耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、耐溶劑性、電絕緣性、加工性、低透氣性及低吸濕性等優(yōu)異。樹脂基板也可具備用以防止水分或氧的透過的阻氣層或用以提升樹脂基板的平坦性或與下部電極的密接性的底涂層等。
[0106]在形成柵極14時(shí)，首先，根據(jù)考慮與使用的材料的適應(yīng)性而自例如印刷方式、涂布方式等濕式方式，真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等物理方式，CVD、等離子體CVD法等化學(xué)方式等中適當(dāng)選擇的方法來使導(dǎo)電膜成膜。成膜后，利用光刻及蝕刻法或剝離法(lift-off method)等將導(dǎo)電膜圖案化成規(guī)定的形狀，由此自導(dǎo)電膜形成柵極14。此時(shí),優(yōu)選的是將柵極14及柵極配線同時(shí)圖案化。
[0107]構(gòu)成柵極14的導(dǎo)電膜優(yōu)選的是使用具有高導(dǎo)電性者，例如可將Al、Mo、Cr、Ta、T1、Au、Au等金屬，Al-Nd、Ag合金、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(Indium Tin Oxide, IT0)、氧化鋅銦(Indium Zinc Oxide, IZ0)等的金屬氧化物導(dǎo)電膜等用作單層或2層以上的積層構(gòu)造。
[0108]-柵極絕緣層16的形成-
[0109]在形成柵極14后，如圖2B所示，在此柵極14上及基板12的露出面上形成柵極絕緣層16。
[0110]在形成柵極絕緣層16時(shí)，首先，根據(jù)考慮與使用的材料的適應(yīng)性而自例如印刷方式、涂布方式等濕式方式，真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等物理方式，CVD、等離子體CVD法等化學(xué)方式等中適當(dāng)選擇的方法來使絕緣膜成膜。成膜后，視需要利用光刻及蝕刻法或剝離法等將絕緣膜圖案化成規(guī)定的形狀，由此自絕緣膜形成柵極絕緣層16。
[0111]構(gòu)成柵極絕緣層16的絕緣膜優(yōu)選的是具有高絕緣性者,例如可設(shè)為Si02、SiNx、SiON、A1203、Y2O3, Ta2O5, HfO2等的絕緣膜，或包含這些化合物的至少兩種以上的絕緣膜。
[0112]再者，柵極絕緣層16必須具有用于漏電流的降低及電壓耐受性的提升的厚度，另一方面，若柵極絕緣層的厚度過大，則會引起驅(qū)動(dòng)電壓的上升。柵極絕緣層16的厚度雖然也取決于其材質(zhì)，但優(yōu)選的是IOnm以上、IOiim以下，更優(yōu)選的是50nm以上、1000nm以下，特別優(yōu)選的是IOOnm以上、400nm以下。
[0113]-第一步驟-
[0114]在形成柵極絕緣層16后，如圖2C所示般進(jìn)行第一步驟，即在所述柵極絕緣層16上，使作為氧化物半導(dǎo)體層18的一部分的第一氧化物半導(dǎo)體膜24成膜。
[0115]在所述第一步驟中，根據(jù)考慮與使用的材料的適應(yīng)性而自例如印刷方式或涂布方式等濕式方式，真空蒸鍍法或?yàn)R射法、離子鍍法等物理方式，CVD或等離子體CVD法等化學(xué)方式等中適當(dāng)選擇的方法來使第一氧化物半導(dǎo)體膜24成膜。這些之中，就容易控制膜厚的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選的是使用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、CVD或等離子體CVD法等氣相成膜法。氣相成膜法之中，更優(yōu)選的是派射法、脈沖激光蒸鍍法(Pulsed Laser Deposition, PLD法)。進(jìn)而，就量產(chǎn)性的觀點(diǎn)而言，進(jìn)而優(yōu)選的是派射法。例如，通過射頻(Radio Frequency,RF)磁控濺射蒸鍍法而控制真空度及氧流量來進(jìn)行成膜。另外，當(dāng)使例如IGZO作為第一氧化物半導(dǎo)體膜24成膜時(shí)，可使用以成為所期望的陽離子組成的方式而調(diào)整的復(fù)合氧化物靶材，也可使用In203、Ga203、Zn0的三元共濺射。
[0116]第一氧化物半導(dǎo)體膜2`4只要將氧化物半導(dǎo)體作為主體即可，除此以外，也可含有雜質(zhì)等。此處，所謂“主體”，是指構(gòu)成第一氧化物半導(dǎo)體膜24的構(gòu)成成分之中，含量最多的成分。
[0117]氧化物半導(dǎo)體可為非晶質(zhì)或結(jié)晶質(zhì)的任一種，優(yōu)選的是使用非晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體。若通過氧化物半導(dǎo)體來構(gòu)成半導(dǎo)體膜，則電荷的遷移率遠(yuǎn)高于非晶質(zhì)硅的半導(dǎo)體膜，且能夠以低電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另外，若使用氧化物半導(dǎo)體，則通常可形成透光性高于硅的半導(dǎo)體膜。另外，氧化物半導(dǎo)體，特別是非晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體可在低溫(例如室溫)下均勻地成膜，因此在使用如塑料般的具有柔性的樹脂基板時(shí)特別有利。
[0118]作為氧化物半導(dǎo)體的構(gòu)成材料，包含從前公知的材料，例如除In、T1、Nb、Sn、Zn、Gd、Cd、Zr、Y、La、Ta 等過渡金屬的氧化物以外,可列舉 SrTi03、CaTi03、ZnO ? Rh2O3> CuGaO2>SrCu2O2等氧化物等。
[0119]如此，第一氧化物半導(dǎo)體膜24中所使用的氧化物半導(dǎo)體并無特別限定，但優(yōu)選的是包含In、Sn、Zn、Ga及Cd中的至少I種的金屬氧化物，更優(yōu)選的是包含In、Sn、Zn及Ga中的至少I種的金屬氧化物，進(jìn)而優(yōu)選的是包含In、Ga及Zn中的至少I種的金屬氧化物(例如In-O系)。
[0120]尤其，優(yōu)選的是第一氧化物半導(dǎo)體膜24含有In，且第一氧化物半導(dǎo)體膜24的In組成比率高于第二氧化物半導(dǎo)體膜26的In組成比率。其原因在于:通過提高In組成比率，可獲得電子親和力相對增大的傾向，且傳導(dǎo)載流子容易集中于第一氧化物半導(dǎo)體膜24中。另外，其原因在于:使In含有率增大更容易使傳導(dǎo)載流子濃度增大，因此容易獲得高載流子遷移率。[0121]進(jìn)而，優(yōu)選的是包含In、Ga及Zn中的至少2種的氧化物(例如In-Zn-O系、In-Ga-O系、Ga-Zn-O系)，更優(yōu)選的是包含In、Ga及Zn 二者的氧化物。即，第一氧化物半導(dǎo)體膜24的組成優(yōu)選的是由In (a) Ga (b) Zn (c) 0(d) (a、b、C、d > 0)表示。此時(shí),第一氧化物半導(dǎo)體膜24的組成優(yōu)選的是由c ( 3/5、b > O、b≥3a/7-3/14、b≥9a/5_53/50、b ( -8a/5+33/25、b ( 91a/74_17/40 (其中，設(shè)為a+b+c = I)所表示的范圍內(nèi)的組成。其原因在于:若為此組成范圍內(nèi)，則在形成TFTlO后可獲得超過20cm2/Vs的場效遷移率。另外，其原因在于:雖然也取決于后述的第三步驟中的熱處理溫度或第二氧化物半導(dǎo)體膜26的膜厚，但閾電壓Vth變成Vth > O。
[0122]進(jìn)而，此時(shí)第一氧化物半導(dǎo)體膜24的組成優(yōu)選的是由b ( 17a/23_28/115、b≥3a/37、b≥9a/5-53/50、b ( 1/5(其中，設(shè)為a+b+c = I)所表示的范圍內(nèi)的組成。其原因在于:若為此組成范圍內(nèi)，則在形成TFTlO后可獲得超過30cm2/Vs的場效遷移率。
[0123]進(jìn)而，此時(shí)第一氧化物半導(dǎo)體膜24的組成優(yōu)選的是由b ( 7a/13_ll/65、b≥3a/37、b≥_2a+ll/10 (其中，設(shè)為a+b+c = I)所表示的范圍內(nèi)的組成。其原因在于:若為此組成范圍內(nèi)，則在形成TFTlO后，超過30cm2/Vs的場效遷移率與常斷(normally off)(柵極電壓:Vg = 0時(shí)的漏極電流:Id為KT9A以下)可并存。
[0124]另外，在僅包含In、Ga及Zn中的2種的氧化物的情況下，第一氧化物半導(dǎo)體膜24的組成優(yōu)選的是由In (X) Zn (1-x) 0(y) (y > 0、0 < x < I)表示。此時(shí),第一氧化物半導(dǎo)體膜24的組成優(yōu)選的是由0.4 < X < 0.75所表示的范圍內(nèi)的組成。其原因在于:若為此組成范圍內(nèi)，則在形成TFTlO后可獲得30cm2/Vs以上的場效遷移率。進(jìn)而，此時(shí)第一氧化物半導(dǎo)體膜24的組成優(yōu)選的是由0.4 < X < 0.5所表示的范圍內(nèi)的組成。其原因在于:若為此組成范圍內(nèi)，則在形成TFTlO后，超過30cm2/Vs的場效遷移率與常斷(柵極電壓:Vg = 0時(shí)的漏極電流=Id為KT9A以下)可并存。
[0125]另外，在此第一步驟中，優(yōu)選的是以使第一氧化物半導(dǎo)體膜24的厚度變成未滿IOnm的方式進(jìn)行成膜。第一氧化物半導(dǎo)體膜24優(yōu)選的是如上述般使用容易實(shí)現(xiàn)高遷移率化的IZO或極其富含銦的IGZO膜，但此種高遷移率膜因載流子濃度高，故箍斷(pinch off)比較困難，存在閾值朝負(fù)側(cè)大幅度偏移的可能性。因此，通過將第一氧化物半導(dǎo)體膜24的厚度設(shè)為未滿10nm，可避免氧化物半導(dǎo)體層18中的全體的載流子濃度成為過剩狀態(tài)而難以箍斷。
[0126]第一氧化物半導(dǎo)體膜24的導(dǎo)電率優(yōu)選的是KT6ScnT1以上、未滿IO2Scm'更優(yōu)選的是ICr4ScnT1以上、未滿IO2ScnT1,進(jìn)而優(yōu)選的是ICr1Scnr1以上、未滿IO2Scm'
[0127]-第二步驟-
[0128]在第一步驟后，如圖2D所示般進(jìn)行第二步驟，即在第一氧化物半導(dǎo)體膜24上，使第二氧化物半導(dǎo)體膜26成膜，所述第二氧化物半導(dǎo)體膜26的陽離子組成與此第一氧化物半導(dǎo)體膜24的陽離子組成不同、且具有比第一氧化物半導(dǎo)體膜24低的導(dǎo)電率。
[0129]作為氧化物半導(dǎo)體層18的一部分的第二氧化物半導(dǎo)體膜26以具有比第一氧化物半導(dǎo)體膜24低的導(dǎo)電率為前提，也可使用與第一氧化物半導(dǎo)體膜24相同的材料。
[0130]但是，優(yōu)選的是第二氧化物半導(dǎo)體膜26含有Ga，且此第二氧化物半導(dǎo)體膜26的Ga組成比率高于第一氧化物半導(dǎo)體膜24的Ga組成比率。其原因在于:通過增大Ga組成比率，可獲得電子親和力相對減少的傾向，且傳導(dǎo)載流子容易集中于第一氧化物半導(dǎo)體膜24中。另外，其原因在于:通過增大Ga含有率，可減小背后溝道(back channel)側(cè)的傳導(dǎo)載流子的貢獻(xiàn)，因此容易減小斷開電流。
[0131]尤其,第二氧化物半導(dǎo)體膜26的組成優(yōu)選的是由In(e)Ga(f)Zn(g)0(h) (e、f、g、h > 0)表示。此時(shí)，第二氧化物半導(dǎo)體膜26的組成優(yōu)選的是由0.250 < f/(e+f) ( 0.875所表示的范圍內(nèi)的組成。在f/(e+f) ( 0.250的情況下，第2區(qū)域的電子親和力相對變大，因此在第二氧化物半導(dǎo)體膜26中也形成傳導(dǎo)通路、或在第二氧化物半導(dǎo)體膜24中容易誘發(fā)過剩的傳導(dǎo)載流子。在第二氧化物半導(dǎo)體膜26中，若為f/(e+f) > 0.250的范圍，則與第一氧化物半導(dǎo)體膜24相比，電子親和力變小，因此載流子濃度相對變低。因此，當(dāng)施加負(fù)的柵極電壓時(shí)，第二氧化物半導(dǎo)體膜26容易箍斷，結(jié)果源極20、漏極22與第一氧化物半導(dǎo)體膜24分離，故可期待斷開電流減少的效果。另一方面，若為f/(e+f) < 0.875，則可抑制源極20、漏極22與第二氧化物半導(dǎo)體膜26之間的接觸電阻變高。因此，第二氧化物半導(dǎo)體膜26的組成范圍如上所述優(yōu)選的是0.250 < f/ (e+f) ( 0.875。
[0132]第二氧化物半導(dǎo)體膜26的導(dǎo)電率以具有比第一氧化物半導(dǎo)體膜24低的導(dǎo)電率為前提，可采用與第一氧化物半導(dǎo)體膜24相同的范圍，但優(yōu)選的是KTSchT1以上、未滿IO1Scm'更優(yōu)選的是KT7ScnT1以上、未滿KT1Scm'
[0133]_第二步驟_
[0134]在第二步驟后，如圖2E所示般進(jìn)行第三步驟，即在氧化性環(huán)境下以超過300°C進(jìn)行熱處理。進(jìn)行第三步驟的理由如上所述，為了使照射光時(shí)的TFT特性穩(wěn)定化。再者，將熱處理溫度設(shè)為超過300°C的原因在于:氧化性環(huán)境中的氧或第二氧化物半導(dǎo)體膜26中的氧因超過300°C而產(chǎn)生朝向第二氧化物半導(dǎo)體膜26或第一氧化物半導(dǎo)體膜24的擴(kuò)散，因此為了減少由氧擴(kuò)散所引起的第一氧化物半導(dǎo)體膜24的界面缺陷、或第一氧化物半導(dǎo)體膜24及第二氧化物半導(dǎo)體膜26的本體缺陷(bulk defect)，需要超過300°C的溫度下的熱處理。另外，此第三步驟的熱處理也可重復(fù)進(jìn)行多次。
[0135]此處，在第二步驟與第三步驟時(shí)，當(dāng)將第二氧化物半導(dǎo)體膜26的厚度設(shè)為Z(nm)，將第三步驟中的熱處理溫度設(shè)為T (°C )，進(jìn)而將氧的擴(kuò)散距離設(shè)為L (nm)時(shí)，優(yōu)選的是以滿足 0 < Z < L = 8 X KT6XT3-0.0092XT2+3.6XT_468±0.1 的關(guān)系式的方式，調(diào)整第二氧化物半導(dǎo)體膜26的厚度與上述熱處理溫度。如此，在調(diào)整了第二氧化物半導(dǎo)體膜26的厚度Z與熱處理溫度T后進(jìn)行第三步驟的熱處理，由此可將氧化性環(huán)境中的氧經(jīng)由第二氧化物半導(dǎo)體膜26而確實(shí)地供給至第一氧化物半導(dǎo)體膜24的界面內(nèi)部為止，因此可充分地填補(bǔ)因第二步驟的成膜而受到成膜損害的第一氧化物半導(dǎo)體膜24的表面缺陷，并可改善照射光時(shí)的TFT特性。關(guān)于此TFT特性，在實(shí)施例中進(jìn)行具體說明，但若將氧化性環(huán)境中的氧經(jīng)由第二氧化物半導(dǎo)體膜26而供給至第一氧化物半導(dǎo)體膜24的界面內(nèi)部為止，則在第一氧化物半導(dǎo)體膜24與第二氧化物半導(dǎo)體膜26的界面上，照射光時(shí)所誘發(fā)的電子-電洞對中的電洞不易被捕捉，因此可使Vg-1d特性不顯示2個(gè)階段的上升。
[0136]另外，在第二步驟與第三步驟時(shí)，優(yōu)選的是以滿足L-3.0的關(guān)系式的方式調(diào)整第二氧化物半導(dǎo)體膜26的厚度與熱處理溫度。其原因在于:形成TFTlO后的初期特性(照射光前)變得良好。具體而言，其原因在于:閾電壓Vth變成正的值。
[0137]另一方面，在第二步驟與第三步驟時(shí)，優(yōu)選的是以滿足L-15.0 < Z的關(guān)系式的方式調(diào)整第二氧化物半導(dǎo)體膜26的厚度與熱處理溫度。其原因在于:通過第三步驟中的熱處理，而填補(bǔ)氧缺陷至第一氧化物半導(dǎo)體膜24的內(nèi)部深處為止，從而抑制場效遷移率下降。
[0138]進(jìn)而，在第二步驟與第三步驟時(shí)，優(yōu)選的是以滿足L-11.0 < L-8.0的關(guān)系式的方式調(diào)整第二氧化物半導(dǎo)體膜26的厚度與熱處理溫度。其原因在于:若為此范圍內(nèi)，則TFTlO的場效遷移率急劇上升。再者，此場效遷移率在照射光前或照射光后并無特別變化。
[0139]如此，第三步驟中的熱處理溫度T是考慮與第一絕緣膜24的厚度Z的關(guān)系來調(diào)整值，但優(yōu)選的是未滿600°C。其原因在于:若為未滿600°C的熱處理溫度,則可抑制第一氧化物半導(dǎo)體膜24與第二氧化物半導(dǎo)體膜26之間產(chǎn)生陽離子的相互擴(kuò)散而導(dǎo)致2個(gè)區(qū)域混合。另外，在此情況下，容易使傳導(dǎo)載流子僅集中于第一氧化物半導(dǎo)體膜24中。第一氧化物半導(dǎo)體膜24與第二氧化物半導(dǎo)體膜26之間是否產(chǎn)生了陽離子的相互擴(kuò)散可通過進(jìn)行例如利用剖面TEM的分析來確認(rèn)。
[0140]另外，氧化性環(huán)境中的氧分壓也無特別限定，但就進(jìn)一步改善照射光時(shí)的AVth的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選的是實(shí)質(zhì)上為100%。另外,若考慮在初期特性中,存在Vth朝負(fù)側(cè)偏移的可能性(抑制由氧缺失所引起的剩余載流子的產(chǎn)生這一觀點(diǎn))，則優(yōu)選的是氧化性環(huán)境中的氧分壓為整體的5%以上。
[0141]-第四步驟-
[0142]在第三步驟后，如圖2F所示般進(jìn)行第四步驟，即在第二氧化物半導(dǎo)體膜26上，使第三氧化物半導(dǎo)體膜28成膜，所述第三氧化物半導(dǎo)體膜28的陽離子組成與第一氧化物半導(dǎo)體膜24的陽離子組成不同、且具有比第一氧化物半導(dǎo)體膜24低的導(dǎo)電率。
[0143]在此第四步驟中，可使用與第二步驟相同的成膜法。但是，在第一步驟、第二步驟及第四步驟中，優(yōu)選的是分別使用產(chǎn)生等離子體的成膜法進(jìn)行成膜。若為此成膜法，則第一氧化物半導(dǎo)體膜24的表面容易因第二氧化物半導(dǎo)體膜26的成膜而受到損害，因此適合于本實(shí)施形態(tài)的制造方法。另外，可形成成膜速度快、且均勻性高的膜的情況多，而可提供低成本且大面積的氧化物半導(dǎo)體膜。
[0144]另外，作為氧化物半導(dǎo)體層18的一部分的第三氧化物半導(dǎo)體膜28以具有比第一氧化物半導(dǎo)體膜24低的導(dǎo)電率為前提，也可使用與第一氧化物半導(dǎo)體膜24相同的材料。
[0145]但是，在第四步驟中，優(yōu)選的是以使第三氧化物半導(dǎo)體膜28的陽離子組成比變成與第二氧化物半導(dǎo)體膜26的陽離子組成比相同的方式進(jìn)行成膜。其原因在于:雖然第三氧化物半導(dǎo)體膜28的陽離子組成比只要使電子親和力比第一氧化物半導(dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26小，便無問題，但要抑制當(dāng)與第二氧化物半導(dǎo)體膜26在電子物性上存在大的不匹配時(shí)產(chǎn)生界面上的平行傳導(dǎo)。另外，即便就制造方面考慮，與積層3種陽離子組成的氧化物半導(dǎo)體膜的情況相比，將相同的氧化物半導(dǎo)體膜用于第二氧化物半導(dǎo)體膜26與第三氧化物半導(dǎo)體膜28的情況的成本也更低。
[0146]就以上的觀點(diǎn)與提高遷移率這一觀點(diǎn)而言，優(yōu)選的是第一氧化物半導(dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26及第三氧化物半導(dǎo)體膜28分別含有In、Ga及Zn中的至少I種。
[0147]另外，優(yōu)選的是第一氧化物半導(dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26及第三氧化物半導(dǎo)體膜28分別為非晶質(zhì)。其原因在于:若這些膜為非晶質(zhì)，則可在400°C以下的低溫下成膜，除此以外，不存在晶界，而可獲得均勻性高的膜。第一氧化物半導(dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26及第三氧化物半導(dǎo)體膜28是否為非晶質(zhì)可通過X射線繞射測定來確認(rèn)。即，當(dāng)通過X射線繞射測定未檢測出表示結(jié)晶結(jié)構(gòu)的明確的峰值時(shí)，可判斷此膜為非晶質(zhì)。[0148]另外，在第二步驟與第四步驟時(shí)，優(yōu)選的是以使第二氧化物半導(dǎo)體膜26與第三氧化物半導(dǎo)體膜28的厚度的合計(jì)超過10nm、且未滿70nm的方式進(jìn)行調(diào)整。其原因在于:若第二氧化物半導(dǎo)體膜26與第三氧化物半導(dǎo)體膜28的厚度的合計(jì)為IOnm以上，則可期待斷開電流的減少或抑制S值的劣化。另外，若第二氧化物半導(dǎo)體膜26與第三氧化物半導(dǎo)體膜28的厚度的合計(jì)未滿70nm，則抑制如下的情況，即源極20、漏極22與第一氧化物半導(dǎo)體膜24的電阻增大，結(jié)果導(dǎo)致遷移率下降。
[0149]再者，就膜的均勻性及活性層中的整體的載流子濃度這一觀點(diǎn)而言，氧化物半導(dǎo)體層18的總膜厚優(yōu)選的是IOnm以上、200nm以下。
[0150]另外，氧化物半導(dǎo)體層18的各膜的載流子濃度(及導(dǎo)電率)的控制除可通過組成調(diào)整來進(jìn)行以外，也可通過控制成膜時(shí)的氧分壓來進(jìn)行。
[0151]具體而言，氧濃度的控制可通過分別控制第一氧化物半導(dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26中的成膜時(shí)的氧分壓來進(jìn)行。若提高成膜時(shí)的氧分壓，則可降低載流子濃度，伴隨于此，可期待斷開電流的減少。另一方面，若降低成膜時(shí)的氧分壓，則可增大載流子濃度，伴隨于此，可期待場效遷移率的增大。另外，例如在第一氧化物半導(dǎo)體膜24的成膜后實(shí)施照射氧自由基或臭氧的處理，由此也可促進(jìn)膜的氧化，降低第一氧化物半導(dǎo)體膜24中的氧缺失量。
[0152]另外，通過對氧化物半導(dǎo)體層18的Zn的一部分摻雜帶隙(band gap)更寬的元素離子，可賦予伴隨光學(xué)帶隙增大的光照射穩(wěn)定性。具體而言，通過摻雜Mg，可增大膜的帶隙。例如，通過向第一氧化物半導(dǎo)體膜24、第二氧化物半導(dǎo)體膜26、第三氧化物半導(dǎo)體膜28的各區(qū)域中摻雜Mg，與控制了僅含有In、Ga、Zn的組成比的系統(tǒng)相比`，可在保持積層膜的能帶分布(band profile)的狀態(tài)下增大帶隙。
[0153]而且，有機(jī)EL中所使用的藍(lán)色發(fā)光層在入=450nm左右顯示具有峰值的寬廣的發(fā)光，因此假設(shè)在IGZO膜的光學(xué)帶隙比較狹小，且在其區(qū)域中具有光學(xué)吸收的情況下，會產(chǎn)生如下的問題，即產(chǎn)生晶體管的閾值偏移。因此，尤其作為用于有機(jī)EL驅(qū)動(dòng)用途的TFT，優(yōu)選的是氧化物半導(dǎo)體層18中所使用的材料的帶隙更大。
[0154]另外，第一氧化物半導(dǎo)體膜24等的載流子密度也可通過陽離子摻雜而任意地控制。當(dāng)欲增加載流子密度時(shí)，只要摻雜容易成為價(jià)數(shù)相對大的陽離子的材料(例如T1、Zr、Hf、Ta等)即可。但是，當(dāng)摻雜價(jià)數(shù)大的陽離子時(shí)，氧化物半導(dǎo)體膜的構(gòu)成元素?cái)?shù)增加，因此在成膜工藝的簡單化、低成本化方面不利，故優(yōu)選的是通過氧濃度(氧缺失量)來控制載流子密度。
[0155]-第五步驟-
[0156]在第四步驟后，如圖2G所示般進(jìn)行第五步驟，即在氧化性環(huán)境下進(jìn)行熱處理。
[0157]第五步驟中的熱處理溫度與第三步驟同樣地，因陽離子的相互擴(kuò)散的理由，優(yōu)選的是調(diào)整成未滿600°C。另外，與第三步驟同樣地，就產(chǎn)生氧擴(kuò)散這一觀點(diǎn)而言，優(yōu)選的是超過300°C，就提高光照射穩(wěn)定性這一觀點(diǎn)(例如I AVthI ^ 0.1V)而言，更優(yōu)選的是415°C以上。
[0158]在氧化物半導(dǎo)體層18的成膜之后不久(第四步驟之后不久)或第五步驟之后不久，視需要利用光刻及蝕刻法或剝離法等將氧化物半導(dǎo)體層18圖案化成規(guī)定的形狀。具體而言，利用光刻在殘存部分上形成抗蝕圖案，然后利用鹽酸、硝酸、稀硫酸、或磷酸、硝酸及乙酸的混合液等酸溶液進(jìn)行蝕刻，由此形成圖案。再者，此圖案化也可分別在第一步驟、第二步驟及第四步驟之后不久進(jìn)行，但就不對載流子流動(dòng)的第一氧化物半導(dǎo)體膜24造成損害這一觀點(diǎn)而言，優(yōu)選的是在氧化物半導(dǎo)體層18的成膜之后不久(第四步驟之后不久)或第五步驟之后不久進(jìn)行。
[0159]-電極形成步驟_
[0160]在第四步驟與第五步驟之間或在第五步驟后，如圖2H所示般進(jìn)行電極形成步驟，即在第三氧化物半導(dǎo)體膜28上形成源極20及漏極22。但是，就形成歐姆接觸(ohmiccontact)的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選的是在電極形成步驟后進(jìn)行第五步驟的熱處理。在電極形成步驟中，首先根據(jù)考慮與使用的材料的適應(yīng)性而自例如印刷方式、涂布方式等濕式方式，真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等物理方式，CVD、等離子體CVD法等化學(xué)方式等中適當(dāng)選擇的方法來使導(dǎo)電膜成膜。這些之中，就容易控制膜厚的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選的是使用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、CVD或等離子體CVD法等氣相成膜法。氣相成膜法之中，更優(yōu)選的是濺射法、脈沖激光蒸鍍法(PLD法)。進(jìn)而，就量產(chǎn)性的觀點(diǎn)而言，進(jìn)而優(yōu)選的是濺射法。成膜后，視需要利用光刻及蝕刻法或剝離法等將導(dǎo)電膜圖案化成規(guī)定的形狀，從而自導(dǎo)電膜形成源極20、漏極22。此時(shí)，優(yōu)選的是將連接于源極20、漏極22的配線同時(shí)圖案化。
[0161]構(gòu)成源極20、漏極22的導(dǎo)電膜可使用具有高導(dǎo)電性者，例如使用Al、Mo、Cr、Ta、T1、Au、Au等金屬，Al-NcUAg合金、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅銦(IZO)等的金屬氧化物導(dǎo)電膜等來形成?？蓪⑦@些導(dǎo)電膜用作單層構(gòu)造或2層以上的積層構(gòu)造來作為源極20、漏極22。
[0162]進(jìn)行成膜的導(dǎo)電膜的膜厚若考慮成膜性、或者利用蝕刻或剝離法的圖案化性、導(dǎo)電性等，則優(yōu)選的是設(shè)為IOnm以上、IOOOnm以下，更優(yōu)選的是50nm以上、IOOnm以下。
[0163]通過經(jīng)過以上的程序，可制作圖1所示的TFT10。
[0164]是否為使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的場效晶體管的制造方法所制作的TFTlO可通過進(jìn)行二次離子微探針質(zhì)譜法(Secondary 1n-microprobe Mass Spectrometry, SIMS)分析來確認(rèn)。當(dāng)在250°C以上的溫度下對本實(shí)施形態(tài)的IGZO系或IZO系的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行了熱處理時(shí)，根據(jù)升溫脫離氣體分析(熱脫附譜法(Thermal Desorption Spectroscopy,TDS))來觀測Zn元素的減少。因此，例如在如后述的實(shí)施例般實(shí)施了 2次450°C下的熱處理的TFT中，應(yīng)此會在積層膜表面與積層膜內(nèi)部看到Zn元素已減少的部位。具體而言，考慮如下的情況:針對與后述的實(shí)施例7相同的活性層構(gòu)造的IGZO膜(第一氧化物半導(dǎo)體膜24為In: Ga: Zn = 0.617: 0.050: 0.333，第二氧化物半導(dǎo)體膜26及第三氧化物半導(dǎo)體膜28為In: Ga: Zn，在使第二氧化物半導(dǎo)體膜26成膜后在450C下進(jìn)行退火作為第3步驟)，使用四極型二次離子質(zhì)量分析裝置(博精儀器(ULVAC-PHI)股份有限公司制造的PHI ADEPT 1010)，在一次離子種為Cs+、一次加速電壓為1.0kV、檢測區(qū)域?yàn)?00 u mX 100 u m的設(shè)定條件下，觀測二次離子強(qiáng)度(負(fù)離子)。當(dāng)在如所觀測的In+0(In元素與0元素的結(jié)合離子種)、Zn+0的分子(Zn元素與0元素的結(jié)合離子種)的離子強(qiáng)度超過IO3般的感度的條件下，進(jìn)行二次離子強(qiáng)度的深度方向分布測定時(shí)，在第二氧化物半導(dǎo)體膜26區(qū)域中，觀測到Zn+0離子強(qiáng)度正在減少的動(dòng)作。又，即便在不含In離子或Zn離子的氧化物半導(dǎo)體膜的情況下，當(dāng)?shù)谌襟E的熱處理溫度高于第五步驟的熱處理溫度時(shí)，在第三步驟的熱處理時(shí)暴露于表面的第二氧化物半導(dǎo)體膜26區(qū)域中，觀測到H離子、OH離子的減少。因此，是否為使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的場效晶體管的制造方法所制作的TFTlO可通過對氧化物半導(dǎo)體層18的組成分布進(jìn)行SIMS分析評價(jià)來判斷。
[0165]另外，可認(rèn)為使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的場效晶體管的制造方法所制作的TFTlO是如下的場效晶體管，其是在柵極上具有柵極絕緣層，在上述柵極絕緣層上構(gòu)成電子移動(dòng)的溝道積層膜，在上述溝道積層膜上形成源極及漏極的底部柵極型-項(xiàng)部接觸型的場效晶體
管，且
[0166]上述溝道積層膜為分別含有In、Ga、Zn的氧化物半導(dǎo)體層，自上述柵極絕緣膜側(cè)起包含第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，上述第一氧化物半導(dǎo)體膜中的In含有率高于上述第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，且相對于上述第三氧化物半導(dǎo)體層的晶格缺陷密度，上述第二氧化物半導(dǎo)體層中的晶格缺陷密度小。
[0167]另外，可認(rèn)為使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的場效晶體管的制造方法所制作的TFTlO是如下的場效(薄膜)晶體管，其是在柵極上具有柵極絕緣層，在上述柵極絕緣層上構(gòu)成電子移動(dòng)的溝道積層膜，在上述溝道積層膜上形成源極及漏極的底部柵極型-頂部接觸型的場效晶體管，上述溝道積層膜為分別含有In、Ga、Zn的氧化物半導(dǎo)體層，自上述柵極絕緣膜側(cè)起包含第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，上述第一氧化物半導(dǎo)體膜中的In含有率高于上述第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，且相對于上述第三氧化物半導(dǎo)體層的含氧密度，上述第二氧化物半導(dǎo)體層中的含氧密度變高。
[0168]再者，所謂晶格缺陷，是指自熱穩(wěn)定的原子位置的偏差的程度、或氧空位、或者自滿足In的原子數(shù)+Ga的原子數(shù)?2XZn的原子數(shù)的式的金屬元素組成的關(guān)聯(lián)的偏差的程度。另外，含氧密度是指各個(gè)氧化物半導(dǎo)體層中的每單位體積的含氧量。
[0169]此處，著眼于圖2的第三步驟。使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的場效晶體管的制造方法所制作的TFTlO通過第三步驟而在第二氧化物半導(dǎo)體膜26中產(chǎn)生氧擴(kuò)散的情況，根據(jù)由018退火所引起的氧侵入的結(jié)果而明確(參照實(shí)施例)。在通過本發(fā)明而進(jìn)行了產(chǎn)生氧擴(kuò)散的超過300°C下的熱處理(第三步驟)的TFT中，全部獲得了光照射特性提升的結(jié)果。其原因在于:第二氧化物半導(dǎo)體膜26 (理想的是與第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜的界面一同)通過外部氧化性環(huán)境下的氧擴(kuò)散而補(bǔ)償了缺陷。因?yàn)樵跓崽幚項(xiàng)l件下產(chǎn)生氧擴(kuò)散，且為非晶結(jié)構(gòu)，此種氧擴(kuò)散熱處理促進(jìn)晶格原子的朝熱穩(wěn)定的位置的再排列。因此，可認(rèn)為通過本實(shí)施形態(tài)所獲得的TFTlO的第二氧化物半導(dǎo)體膜26中的品格缺陷密度比第三氧化物半導(dǎo)體28小。另外，當(dāng)然可認(rèn)為第二氧化物半導(dǎo)體膜26是如下的膜，即產(chǎn)生第三步驟中的自外部氧化性環(huán)境起的氧擴(kuò)散，與第三氧化物半導(dǎo)體膜28相比含氧密度增大。因此，估計(jì)通過本實(shí)施形態(tài)的制造方法所獲得的光照射特性已提升的TFTlO具有如上所述的特征。
[0170]再者，關(guān)于晶格缺陷密度，可通過太陽電池單元等的缺陷分析中所使用的驅(qū)動(dòng)級電容性能分析(Drive-Level Capacitance Profiling, DLCP)法(缺陷密度的深度方向分析)等來評價(jià)第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜的晶格缺陷密度。另外，作為檢測含氧密度差的方法，可列舉SIMS分析。
[0171]3.變形例
[0172]再者，雖然對本發(fā)明的特定的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限定于此實(shí)施形態(tài)，對于本領(lǐng)域從業(yè)人員而言，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)其他各種實(shí)施形態(tài)，例如可將上述多個(gè)實(shí)施形態(tài)適當(dāng)組合來實(shí)施。另外，也可將以下的變形例彼此加以適當(dāng)組合。
[0173]例如，本實(shí)施形態(tài)的TFT除上述以外，也可采用各種構(gòu)成，例如也可在基板12上設(shè)置絕緣層、或在自源極20與漏極22之間露出的氧化物半導(dǎo)體層18的面上設(shè)置保護(hù)層。
[0174]再者，通過參照而將日本申請2011-167093所揭示的全部內(nèi)容引用至本說明書中。
[0175]本說明書中所記載的所有文獻(xiàn)、專利申請案及技術(shù)規(guī)格是以與如下情況相同的程度，通過參照而被引用至本說明書中，此情況是具體地且個(gè)別地記載通過參照而引用各個(gè)文獻(xiàn)、專利申請案及技術(shù)規(guī)格的情況。
[0176]4.應(yīng)用
[0177]以上所說明的通過本實(shí)施形態(tài)所制造的場效晶體管的用途并無特別限定，但適合用于例如電光裝置(例如液晶顯示裝置、有機(jī)EL(Electro Luminescence)顯示裝置、無機(jī)EL顯示裝置等顯示裝置等)中的驅(qū)動(dòng)元件，特別是大面積裝置的情況。
[0178]進(jìn)而，實(shí)施形態(tài)的場效晶體管特別適合于可通過使用樹脂基板的低溫工藝來制作的裝置(例如柔性顯示器等)，且適合用作X射線傳感器等各種傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectro Mechanical Sysem, MEMS)等各種電子裝置中的驅(qū)動(dòng)元件(驅(qū)動(dòng)電路)。
[0179]5.電光裝置及傳感器
[0180]本實(shí)施形態(tài)的電光裝置或傳感器是具備上述場效晶體管(TFTlO)所構(gòu)成。
[0181]作為電光裝置的例子,有顯示裝置(例如液晶顯示裝置、有機(jī)EL顯示裝置、無機(jī)EL顯示裝置等)。
[0182]作為傳感器的例子，優(yōu)選的是電荷稱合元件(Charge Coupled Device, CO))或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)等圖像傳感器、或X射線傳感器等。
[0183]使用本實(shí)施形態(tài)的TFT的電光裝置及傳感器的特性的面內(nèi)均勻性均高。再者，此處所述的“特性”在電光裝置(顯示裝置)的情況下，是指顯示特性，在傳感器的情況下，是指感度特性。
[0184]以下，作為具備通過本實(shí)施形態(tài)所制造的場效晶體管的電光裝置或傳感器的代表例，對液晶顯示裝置、有機(jī)EL顯示裝置、X射線傳感器進(jìn)行說明。
[0185]6.液晶顯示裝置
[0186]圖3表示本發(fā)明的電光裝置的一實(shí)施形態(tài)的液晶顯示裝置的一部分的概略剖面圖，圖4表示其電氣配線的概略構(gòu)成圖。
[0187]如圖3所示，本實(shí)施形態(tài)的液晶顯示裝置100為如下的構(gòu)成，包括:圖1所示的底部柵極構(gòu)造且項(xiàng)部接觸型的TFT10 ;液晶層108，在TFT10的由鈍化層102保護(hù)的氧化物半導(dǎo)體層18上，由像素下部電極104及其相向上部電極106夾持；以及RGB濾色器110，對應(yīng)于各像素而發(fā)出不同的顏色；且在TFT10的基板12側(cè)及RGB濾色器110上分別具備偏光板112a、偏光板 112b。
[0188]另外，如圖4所示，本實(shí)施形態(tài)的液晶顯示裝置100具備相互平行的多條柵極配線112、及與此柵極配線112交叉的相互平行的數(shù)據(jù)配線114。此處，柵極配線112與數(shù)據(jù)配線114電絕緣。在柵極配線112與數(shù)據(jù)配線114的交叉部附近具備TFT10。
[0189]TFT10的柵極14連接于柵極配線112，TFT10的源極20連接于數(shù)據(jù)配線114。另外，TFTlO的漏極22經(jīng)由設(shè)置于柵極絕緣層16中的接觸孔(contact hole) 116(接觸孔116中埋入有導(dǎo)電體)而連接于像素下部電極104。此像素下部電極104與接地的相向上部電極106 —同構(gòu)成電容器118。
[0190]本實(shí)施形態(tài)的TFT的照射光時(shí)的穩(wěn)定性非常高，因此液晶顯示裝置的可靠性增加。
[0191]7.有機(jī)EL顯示裝置
[0192]圖5表示本發(fā)明的電光裝置的一實(shí)施形態(tài)的有源矩陣式有機(jī)EL顯示裝置的一部分的概略剖面圖，圖6表不電氣配線的概略構(gòu)成圖。
[0193]有機(jī)EL顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方式有單純矩陣方式與有源矩陣方式這2種。單純矩陣方式具有能夠以低成本制作的優(yōu)點(diǎn)，但因I根I根地選擇掃描線來使像素發(fā)光，故掃描線數(shù)與每根掃描線的發(fā)光時(shí)間成反比。因此，難以高精細(xì)化、大畫面化。有源矩陣方式因在每個(gè)像素中形成晶體管或電容器，故制造成本變高，但不存在如單純矩陣方式般無法使掃描線數(shù)增加這一問題，因此適合于高精細(xì)化、大畫面化。
[0194]本實(shí)施形態(tài)的有源矩陣式有機(jī)EL顯示裝置200將圖1所示的底部柵極構(gòu)造的TFTlO設(shè)置于基板12上。此基板12例如為柔性支撐體，且為聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate,PEN)等的塑料薄膜,為了使其絕緣而在表面具有基板絕緣層202。在基板絕緣層202上設(shè)置經(jīng)圖案化的濾色器層204。在驅(qū)動(dòng)TFT部具有柵極14，進(jìn)而在柵極14上設(shè)置柵極絕緣膜110。在柵極絕緣膜16的一部分中，為了電連接而開設(shè)連接孔(connection hole)。在驅(qū)動(dòng)TFT部上設(shè)置氧化物半導(dǎo)體層18，在氧化物半導(dǎo)體層18上設(shè)置源極20及漏極22。漏極22與有機(jī)EL元件的像素電極(陽極)206是相連的一體，且由同一材料、同一步驟形成。切換TFT的漏極22與驅(qū)動(dòng)TFT通過連接電極208并利用連接孔進(jìn)行電連接。進(jìn)而，像素電極部的除形成有機(jī)EL元件的部分以外，全部由絕緣膜210覆蓋。在像素電極部上設(shè)置包含發(fā)光層的有機(jī)層212及陰極214而形成有機(jī)EL元件部。
[0195]另外，如圖6所示，本實(shí)施形態(tài)的有機(jī)EL顯示裝置200具備相互平行的多條柵極配線220、及與此柵極配線220交叉的相互平行的數(shù)據(jù)配線222及驅(qū)動(dòng)配線224。此處，柵極配線220與數(shù)據(jù)配線222、驅(qū)動(dòng)配線224電絕緣。切換用TFTlOb的柵極14連接于柵極配線220，切換用TFTlOb的源極20連接于數(shù)據(jù)配線222。另外，切換用TFTlOb的漏極22連接于驅(qū)動(dòng)用TFT10的柵極14，并且通過使用電容器226而將驅(qū)動(dòng)用TFTlOa保持為接通狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)用TFTlOa的源極20連接于驅(qū)動(dòng)配線224，漏極22連接于有機(jī)層212。
[0196]通過本發(fā)明所制造的TFT的照射光時(shí)的穩(wěn)定性非常高，因此適合于可靠性高的有機(jī)EL顯示裝置的制造。
[0197]再者，在圖5所示的有機(jī)EL顯示裝置中，可將有機(jī)層212的上部電極作為透明電極而設(shè)為項(xiàng)部發(fā)光型，也可通過將有機(jī)層212的下部電極及TFT的各電極作為透明電極而設(shè)為底部發(fā)光型。
[0198]8.X射線傳感器
[0199]圖7表不本發(fā)明的傳感器的一實(shí)施形態(tài)的X射線傳感器的一部分的概略剖面圖，圖8表示其電氣配線的概略構(gòu)成圖。
[0200]更具體而言，圖7是將X射線傳感器陣列的一部分放大的概略剖面圖。本實(shí)施形態(tài)的X射線傳感器300是具備形成于基板12上的TFT10及電容器310、形成于電容器310上的電荷收集用電極302、X射線轉(zhuǎn)換層304以及上部電極306來構(gòu)成。在TFTlO上設(shè)置有鈍化膜308。
[0201]電容器310呈利用電容器用下部電極312與電容器用上部電極314夾持絕緣膜316的構(gòu)造。電容器用上部電極314經(jīng)由設(shè)置于絕緣膜316中的接觸孔318，而與TFTlO的源極20及漏極22的任一者(圖7中為漏極22)連接。
[0202]電荷收集用電極302設(shè)置于電容器310中的電容器用上部電極314上，并與電容器用上部電極314連接。
[0203]X射線轉(zhuǎn)換層304為包含非晶硒的層，且以覆蓋TFTlO及電容器310的方式設(shè)置。
[0204]上部電極306設(shè)置于X射線轉(zhuǎn)換層304上，并與X射線轉(zhuǎn)換層304連接。
[0205]如圖8所示，本實(shí)施形態(tài)的X射線傳感器300具備相互平行的多條柵極配線320、及與柵極配線320交叉的相互平行的多條數(shù)據(jù)配線322。此處，柵極配線320與數(shù)據(jù)配線322電絕緣。在柵極配線320與數(shù)據(jù)配線322的交叉部附近具備TFT10。
[0206]TFTlO的柵極14連接于柵極配線320，TFTlO的源極20連接于數(shù)據(jù)配線322。另夕卜，TFTlO的漏極22連接于電荷收集用電極302，進(jìn)而，此電荷收集用電極302連接于電容器 310。
[0207]在本實(shí)施形態(tài)的X射線傳感器300中，X射線在圖7中自上部(上部電極306側(cè))照射，而在X射線轉(zhuǎn)換層304中生成電子-電洞對。利用上部電極306事先對此X射線轉(zhuǎn)換層304施加高電場，由此所生成的電荷蓄積于電容器310中，且通過對TFTlO依次進(jìn)行掃描而讀出。
[0208]本實(shí)施形態(tài)的X射線傳感器300因具備照射光時(shí)的穩(wěn)定性高的TFT10，故可獲得均勻性優(yōu)異的圖像。
[0209][實(shí)施例]
[0210]以下說明實(shí)施例，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例任何限定。
[0211]<由第三步驟的熱處理所產(chǎn)生的光照射特性的驗(yàn)證>
[0212]通過在自第二氧化物半導(dǎo)體膜的成膜至第三氧化物半導(dǎo)體膜的成膜為止之間導(dǎo)入熱處理步驟(第三步驟)，而使光照射特性如何變化是通過如下方式來驗(yàn)證，即制作如下的底部柵極-頂部接觸型的TFT來作為實(shí)施例1?3的TFT及比較例I的TFT，并評價(jià)照射光時(shí)的TFT特性。
[0213]-實(shí)施例1-
[0214]首先，利用如下的制造方法制作實(shí)施例1的TFT。
[0215]圖9A是實(shí)施例及比較例的TFT的平面圖，圖9B是圖9A所示的TFT的A-A線箭視剖面圖。
[0216]如圖9A及圖9B所示，使用三菱材料公司制造的附有熱氧化膜504的p型Si基板502 (I英寸見方，厚度:525 iimt，熱氧化膜(SiO2) =IOOnmt)作為基板，制作將熱氧化膜504用作柵極絕緣層的簡易型的TFT500。
[0217]形成于基板502上的氧化物半導(dǎo)體層505如上所述，分成第一氧化物半導(dǎo)體膜506、第二氧化物半導(dǎo)體膜507及第三氧化物半導(dǎo)體膜508，各膜間不暴露于大氣中而連續(xù)地進(jìn)行成膜。各膜的濺射是在第一?第三氧化物半導(dǎo)體膜506?508中使用利用了 In2O3靶材、Ga2O3靶材、ZnO靶材的三元共濺射來進(jìn)行。各區(qū)域的膜厚調(diào)整是通過成膜時(shí)間的調(diào)整來進(jìn)行。
[0218]具體而言,首先在基板502的熱氧化膜504上使5nm的第一氧化物半導(dǎo)體膜506濺射成膜(第一步驟)。第一氧化物半導(dǎo)體膜506在設(shè)為In(a)Ga(b)Zn(c)0(d)，(a>0、b>0、c>0、d>0、a+b+c = I)時(shí)，制成組成比為 a: b: c = 0.617: 0.050: 0.333 的 IGZO膜。在此成膜時(shí)，將靶材投入功率(W)設(shè)為In2O3: Ga2O3: ZnO = 47.3: 23.1: 14.0。
[0219]另外，其他濺射條件如下。
[0220]到達(dá)真空度；6 X KT6Pa
[0221]成膜壓力；4.4 X KT1Pa
[0222]成膜溫度；室溫
[0223]氧分壓/氬分壓；0.067
[0224]其次，在第一氧化物半導(dǎo)體膜506上使5nm的第二氧化物半導(dǎo)體膜507濺射成膜(第二步驟)。將第二氧化物半導(dǎo)體膜507制成組成比由In(a)Ga(b)Zn(c)0(d), (a > 0、b>0、c>0、d>0)、b/ (a+b) = 0.750 (a: b: c = 0.167: 0.500: 0.333)所表示的IGZO 膜。
[0225]其后，在氧分壓為100%的氧化性環(huán)境下以450°C進(jìn)行熱處理作為第三步驟。再者，氧分壓為100%的氧化性環(huán)境是自儲氣瓶(gas cylinder)中流出的環(huán)境，且是整個(gè)環(huán)境中所含有的水分含量以露點(diǎn)溫度換算計(jì)為_36°C以下(絕對濕度為0.21g/m_3以下)的環(huán)境。
[0226]在熱處理后，使組成與第二氧化物半導(dǎo)體膜507相同的45nm的IGZO膜成膜(第四步驟)來作為第三氧化物半導(dǎo)體膜508。再者，第二氧化物半導(dǎo)體膜507及第三氧化物半導(dǎo)體膜508的濺射條件如下。
[0227]到達(dá)真空度:6 X KT6Pa
[0228]成膜壓力:4.4X KT1Pa
[0229]成膜溫度:室溫
[0230]氧分壓/氬分壓:0.067
[0231]In2O3靶材、Ga2O3靶材、ZnO靶材的投入功率比:19.3: 70.0: 14.5
[0232]再者，在各濺射成膜中，使用金屬遮罩進(jìn)行圖案成膜。另外，通過X射線繞射測定而確認(rèn)氧化物半導(dǎo)體層505的各膜為非晶質(zhì)膜，在以下的實(shí)施例、比較例及實(shí)驗(yàn)例中也為相同的結(jié)果。另外，針對以相同的組成進(jìn)行成膜而成的單膜，通過霍爾測量而確認(rèn)第一氧化物半導(dǎo)體膜506的電阻率比第二氧化物半導(dǎo)體膜507的電阻率低。
[0233]在第三氧化物半導(dǎo)體膜508的成膜后，利用介隔金屬遮罩的真空蒸鍍法，將包含Ti (IOnn)/Au (40nn)的電極層(源極510、漏極512)形成于第三氧化物半導(dǎo)體膜508上(電極形成步驟)。將源極510、漏極512的尺寸分別設(shè)為Imm見方，將電極間距離設(shè)為0.15mm。
[0234]在形成電極層后，在氧化性環(huán)境(=大氣環(huán)境)下以450°C進(jìn)行熱處理(第五步驟)。再者，所謂大氣環(huán)境，是指氧分壓為21%，整個(gè)環(huán)境中所含有的水分含量以露點(diǎn)溫度換算計(jì)為16°C (絕對濕度為13.6g/m_3)的環(huán)境。
[0235]通過以上方式，獲得溝道長度為180 U m、溝道寬度為Imm的實(shí)施例1的底部柵極型的 TFT。
[0236]-實(shí)施例2-[0237]實(shí)施例2的TFT除熱處理步驟即第三步驟與第五步驟的熱處理環(huán)境以外，使用與TFTl相同的制造方法。具體而言，在第三步驟中使用大氣環(huán)境作為熱處理環(huán)境，在第五步驟中使用氧分壓為100%的氧化性環(huán)境作為熱處理環(huán)境，從而獲得實(shí)施例2的TFT。
[0238]-實(shí)施例3-
[0239]實(shí)施例3的TFT除熱處理步驟即第三步驟與第五步驟的熱處理環(huán)境以外，使用與TFTl相同的制造方法。具體而言，在第三步驟中使用氧分壓為100%的氧化性環(huán)境，在第五步驟中使用氧分壓為100%的氧化性環(huán)境作為熱處理環(huán)境，從而獲得實(shí)施例3的TFT。
[0240]-比較例1-
[0241]比較例I的TFT除熱處理步驟即第三步驟與第五步驟以外，使用與TFTl相同的制造方法。具體而言，不進(jìn)行第三步驟，在第五步驟中將熱處理溫度設(shè)為450°C且使用氧分壓為100%的氧化性環(huán)境作為熱處理環(huán)境，從而獲得比較例I的TFT。
[0242]-評價(jià)-
[0243]在評價(jià)所制作的實(shí)施例1~3及比較例I的TFT的Vg-1d特性后，照射波長可變的單色光，由此評價(jià)對于光照射的TFT特性的穩(wěn)定性。
[0244]TFT特性的評價(jià)是使用半導(dǎo)體參數(shù)分析儀(parameter analyzer)4156C(安捷倫科技(Agilent Technology)公司制造)。利用此裝置，以如下方式進(jìn)行Vg-1d特性的測定:將漏極電壓(Vd)固定為10V，使柵極電壓(Vg)在-30V~+30V的范圍內(nèi)變化，并測定各柵極電壓(Vg)下的漏極電流(Id)。另外，場效遷移率是根據(jù)線形區(qū)域中的Vg-1d特性算出線形遷移率而成者，上述線形區(qū)域`中的Vg-1d特性是在將漏極電壓(Vd)固定為IV的狀態(tài)下，使柵極電壓(Vg)在-30V~+30V的范圍內(nèi)變化而獲得。
[0245]圖10是表示單色光照射下的TFT特性測定的概略的圖。
[0246]如圖10所示，將各TFT置于探針平臺600上，使干燥大氣流入2小時(shí)以上后，在此干燥大氣環(huán)境下測定TFT特性。將單色光源的照射強(qiáng)度設(shè)為IOy W/cm2，將波長\的范圍設(shè)為380~700nm，對不照射單色光時(shí)的Vg-1d特性與照射單色光時(shí)的Vg-1d特性進(jìn)行比較，由此評價(jià)光照射穩(wěn)定性(閾值偏移:△ Vth)。單色光照射下的TFT特性的測定條件是將Vds固定為10V，使柵極電壓在Vg = -15~15V的范圍內(nèi)變化來進(jìn)行測定。再者，除以下特別言及的情況以外，所有測定均在照射了 10分鐘單色光時(shí)進(jìn)行。
[0247]圖11是表示實(shí)施例1的TFT在單色光照射下的Vg-1d特性的圖。圖12是表示實(shí)施例2的TFT在單色光照射下的Vg-1d特性的圖。圖13是表示實(shí)施例3的TFT在單色光照射下的Vg-1d特性的圖。圖14是表示比較例I的TFT在單色光照射下的Vg-1d特性的圖。
[0248]另外，表1是實(shí)施例1~3及比較例I的TFT制作條件與TFT特性的一覽表。再者，表中的”表不場效遷移率，Vth表不閾電壓，AVth表不照射了波長為420nm的光時(shí)的閾值偏移，其他表也同樣如此。
[0249][表 I]
[0250]
【權(quán)利要求】
1.一種場效晶體管的制造方法，其包括: 第一步驟，在配置于柵極上的柵極絕緣層上，使第一氧化物半導(dǎo)體膜成膜； 第二步驟，在所述第一步驟后，在所述第一氧化物半導(dǎo)體膜上，使第二氧化物半導(dǎo)體膜成膜，所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成與所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成不同、且具有比所述第一氧化物半導(dǎo)體膜低的導(dǎo)電率； 第三步驟，在所述第二步驟后，在氧化性環(huán)境下以超過30(TC進(jìn)行熱處理； 第四步驟，在所述第三步驟后，在所述第二氧化物半導(dǎo)體膜上，使第三氧化物半導(dǎo)體膜成膜，所述第三氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成與所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成不同、且具有比所述第一氧化物半導(dǎo)體膜低的導(dǎo)電率； 第五步驟，在所述第四步驟后，在氧化性環(huán)境下進(jìn)行熱處理；以及 電極形成步驟，在所述第四步驟與所述第五步驟之間或在所述第五步驟后，在所述第三氧化物半導(dǎo)體膜上形成源極及漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效晶體管的制造方法，其中在所述第二步驟與所述第三步驟時(shí)，當(dāng)將所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度設(shè)為Z (nm)，將所述第三步驟中的熱處理溫度設(shè)為TCC )，將朝所述第二氧化物半導(dǎo)體膜及所述第一氧化物半導(dǎo)體膜中的氧的擴(kuò)散距離設(shè)% L (nm)時(shí)，以滿足 O < Z < L = 8 X KT6XT3-0.0092XT2+3.6XT_468±0.1 的關(guān)系式的方式，調(diào)整所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度與所述熱處理溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場效晶體管的制造方法，其中在所述第二步驟與所述第三步驟時(shí)，以滿足Z ( L-3.0的關(guān)系式的方式調(diào)整所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度與所述熱處理溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的場效晶體管的制造方法，其中在所述第二步驟與所述第三步驟時(shí)，以滿足L-15.0 ( Z的關(guān)系式的方式調(diào)整所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度與所述熱處理溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在所述第二步驟與所述第三步驟時(shí)，以滿足L-ll.0SZS L-8.0的關(guān)系式的方式調(diào)整所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的厚度與所述熱處理溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在所述第四步驟中，以使所述第三氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成比變成與所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的陽離子組成比相同的方式進(jìn)行成膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在所述第二步驟與所述第四步驟時(shí)，以使所述第二氧化物半導(dǎo)體膜與所述第三氧化物半導(dǎo)體膜的厚度的合計(jì)超過10nm、且未滿70nm的方式進(jìn)行調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜、所述第二氧化物半導(dǎo)體膜及所述第三氧化物半導(dǎo)體膜分別含有IruGa及Zn中的至少I種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜含有In，且所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的In組成比率高于所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的In組成比率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第二氧化物半導(dǎo)體膜含有Ga，且所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的Ga組成比率高于所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的Ga組成比率。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜、所述第二氧化物半導(dǎo)體膜及所述第三氧化物半導(dǎo)體膜分別為非晶質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中將所述第三步驟及所述第五步驟中的熱處理溫度調(diào)整成未滿600°C。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在所述第一步驟中，以使所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的厚度變成未滿IOnm的方式進(jìn)行成膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成由In (a) Ga (b) Zn (c) 0(d) (a、b、c、d>0)表示。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由 c < 3/5、b > O、b ≥ 3a/7-3/14、b ≥ 9a/5_53/50、b ( _8a/5+33/25、b≤91a/74_17/40(其中，設(shè)為a+b+c = I)所表示的范圍內(nèi)的組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由 b ≤ 17a/23-28/115、b ≥ 3a/37、b ≥ 9a/5_53/50、b ≤ 1/5 (其中，設(shè)為 a+b+c =I)所表示的范圍內(nèi)的組成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由b ( 7a/13_ll/65、b≥3a/37、b≤_2a+ll/10 (其中，設(shè)為a+b+c = I)所表示的范圍內(nèi)的組成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成由In(X)Zn(1-x)0(y) (y > 0、0 < x < I)表示。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由0.4≤X≤0.75所表示的范圍內(nèi)的組成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第一氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由0.4≤X≤0.5所表示的范圍內(nèi)的組成。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的組成由In(e)Ga(f)Zn(g)0(h) (e、f、g、h>0)表示。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的場效晶體管的制造方法，其中所述第二氧化物半導(dǎo)體膜的組成為由0.250 < f/(e+f) ( 0.875所表示的范圍內(nèi)的組成。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中在所述第一步驟與所述第二步驟及所述第四步驟中，分別使用產(chǎn)生等離子體的成膜法進(jìn)行成膜。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法，其中所述五個(gè)步驟在所述電極形成步驟后進(jìn)行。
25.—種場效晶體管，其是在柵極上具有柵極絕緣層，在所述柵極絕緣層上構(gòu)成電子移動(dòng)的溝道積層膜，在所述溝道積層膜上形成源極及漏極的底部柵極型-項(xiàng)部接觸型的場效晶體管， 所述溝道積層膜為分別含有In、Ga、Zn的氧化物半導(dǎo)體層，自所述柵極絕緣膜側(cè)起包含第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，所述第一氧化物半導(dǎo)體膜中的In含有率高于所述第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，且相對于所述第三氧化物半導(dǎo)體層的晶格缺陷密度，所述第二氧化物半導(dǎo)體層中的晶格缺陷密度小。
26.—種場效晶體管，其是在柵極上具有柵極絕緣層，在所述柵極絕緣層上構(gòu)成電子移動(dòng)的溝道積層膜，在所述溝道積層膜上形成源極及漏極的底部柵極型-頂部接觸型的場效晶體管， 所述溝道積層膜為分別含有In、Ga、Zn的氧化物半導(dǎo)體層，自所述柵極絕緣膜側(cè)起包含第一氧化物半導(dǎo)體膜、第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，所述第一氧化物半導(dǎo)體膜中的In含有率高于所述第二氧化物半導(dǎo)體膜、第三氧化物半導(dǎo)體膜，且相對于所述第三氧化物半導(dǎo)體層的含氧密度，所述第二氧化物半導(dǎo)體層中的含氧密度變高。
27.—種顯示裝置，其特征在于，包括:通過如權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法所制造的場效晶體管。
28.一種底部發(fā)光型的顯示裝置，其包括: 基板； 場效晶體管，配置于所述基板上，通過如權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法來制造；以及 有機(jī)電場發(fā)光元件，在所述場效晶體管上電連接于所述場效晶體管，且 自所述有機(jī)電場發(fā)光元件發(fā)出的光自所述基板側(cè)射出。
29.一種圖像傳感器，其特征在于，包括:通過如權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法所制造的場效晶體管。
30.一種X射線傳感器，`其特征在于，包括:通過如權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的場效晶體管的制造方法所制造的場效晶體管。
【文檔編號】H01L27/146GK103688364SQ201280035996
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】小野雅司, 高田真宏, 望月文彥, 田中淳, 鈴木真之 申請人:富士膠片株式會社