(57)【要約】      （修正有）【課題】ａ−ＩＧＺＯをチャネル層として用いるＴＦＴの素子特性分布に優れ、長時間動作の閾値電圧シフト量を低減した薄膜トランジスタの製造方法の提供。【解決手段】Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系アモルファス酸化物半導体膜をチャネル層として用いた薄膜トランジスタの製造方法において、該チャネル層を成膜後に、露点温度を３０〜９５℃に制御した水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で、温度２００〜５００℃で該チャネル層のアモルファス酸化物を熱処理する工程を含むこと特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。【選択図】図２
2010205798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系アモルファス酸化物半導体膜をチャネル層として用いた薄膜トラ
ンジスタの製造方法において、該チャネル層を成膜後に、露点温度を３０〜９５℃に制御
した水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で、温度２００〜５００℃で該チャネル層のアモル
ファス酸化物を熱処理する工程を含むこと特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
サブスレショルド値が０．１V/decade、電界効果移動度が１０cm2(Vs)-1、閾値電圧±０
．３V以内で、その特性分布の標準偏差（σdeV）がそれぞれ１０mV /dec、１．０cm2(Vs)
-1、０．１０V以下の薄膜トランジスタを得ることを特徴とする請求項１記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法。
【請求項３】
定電流バイアス（ソースードレイン電流５マイクロＡ）条件下、５０時間通電後の閾値電
圧シフトが２V以下の薄膜トランジスタを得ることを特徴とする請求項２記載の薄膜トラ
ンジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系アモルファス酸化物半導体膜をチャネル層とした薄膜
トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは２００４年にアモルファス酸化物半導体材料を開発し、それをチャネル層と
したＴＦＴを発表した[非特許文献１、特許文献１]。このＴＦＴのチャネル層はＩｎ−Ｇ
ａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物(以下、ａ−ＩＧＺＯ)から構成されており、アモルファス状態であ
る。ａ−ＩＧＺＯ薄膜では、室温堆積膜でも、ホール効果測定により求めた電子移動度が
１５ｃｍ2(Vs)-1以上を示し、電子キャリア濃度を再現性よく安定に１０15〜１０20cm-3
に制御することが可能である[非特許文献２]。
【０００３】
ａ−ＩＧＺＯをチャネル層としたＴＦＴ(以下、ａ−ＩＧＺＯ-ＴＦＴ)では、チャネル中
の伝導キャリアの動き易さを表す電界効果移動度が約１０cm2(Vs)-1、閾値電圧付近にお
けるゲート電圧の変動に対するドレイン電流の変化の度合いを示すサブスレショルド値（
Ｓ値）約200mV/decade、電流オン・オフ（On/Off）比が約１０8以上という優れたトラン
ジスタ特性を示す[非特許文献３]。また、チャネル層が、結晶粒界を一切含まないアモル
ファス状態であることから、ＴＦＴ素子間のトランジスタ特性のばらつきが少ない [非特
許文献４]。したがって、大面積でも特性が均一なＴＦＴが作製できるので、大面積平面
ディスプレイ用の駆動スイッチングＴＦＴとしての応用を目指した開発が精力的に進めら
れている。
【０００４】
現在までに、ｎ型アモルファス酸化物半導体として、ａ−ＩＧＺＯ以外に、２成分系Ｉｎ
−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ、３成分系Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ等の金属
酸化物が報告されている[非特許文献５]。これらの酸化物も室温堆積膜はアモルファス状
態であり、ＴＦＴのｎチャネル層へ適用できる。これら金属酸化物では、伝導帯を構成す
る電子軌道は金属のｎｓ軌道であることから、軌道半径の大きな５ｓ軌道を有するＩｎや
Ｓｎを多く含んだ組成系の酸化物で、高い飽和移動度が得られる[非特許文献６]。しかし
ながら、デバイス特性の再現性・安定性の観点からは、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ３成分系アモル
ファス酸化物の方が、２成分系アモルファス酸化物よりも、優れた性能、特に長期安定性
を示すことが知られている[非特許文献７]。
【０００５】
よって、アモルファス酸化物半導体の中でも、特に３成分系のａ−ＩＧＺＯが広く研究さ
れている。現在までに、ａ−ＩＧＺＯ-ＴＦＴ を用いた発振回路（リングオシレータ）に
おける実証動作が報告されている[非特許文献８]。また、画素と駆動回路のスイッチング
素子ＴＦＴとしてａ−ＩＧＺＯ-ＴＦＴを用いた１２．１インチアクティブマトリクス方
式有機ＥＬディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）や１５インチアクティブマトリクス方式液晶デ
ィスプレイ（ＡＭＬＣＤ）等が実用試作ディスプレイとして開発されている[非特許文献
９]。
【０００６】
ＡＭＯＬＥＤでは発光部位に自発光型エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いること
から、高輝度・高解像度・高応答性に加えて低消費電力・省スペース化等の優位性から次
世代ディスプレイとして期待されている。ＡＭＯＬＥＤにおける発光素子制御用ＴＦＴと
しての要求は大きく二つがある。第一は、電流を注入することでエレクトロルミネセンス
を取り出す電流注入型有機発光ディスプレイであることから、高輝度・高応答性を実現す
るためには、高移動度・低サブスレショルド値を示すＴＦＴが望ましい。第二に、大面積
デバイス特性の均一性とデバイス特性、特に長時間駆動に対する閾値電圧の安定性である
。
【０００７】
現在まで、ＡＭＯＬＥＤ用のＴＦＴのチャネル材料として高移動度を示すpｏｌｙ−Ｓｉ
−ＴＦＴが検討されているが、多結晶状態による素子間におけるＴＦＴ特性のバラツキが
大きく、大面積化が非常に困難である[非特許文献１０]。よって、大面積ディスプレイ作
製においてはａ−Ｓｉの方が有利であるが、半導体膜質の経時劣化等による閾値シフトが
非常に大きいこと等の問題がある[非特許文献１１]。現在、この問題は閾値変動を考慮し
た補償回路を組み込むことにより回避されているが、この補償回路を省くことができれば
コストの面で大きな利点となる。
【０００８】
ａ−ＩＧＺＯ-ＴＦＴでは、アモルファス状態であることから多結晶半導体デバイスと異
なりＴＦＴ素子間特性の均一性に優れている。また、ａ−ＩＧＺＯ-ＴＦＴではａ−Ｓｉ-
ＴＦＴと比較して、１０倍以上の電界効果移動度、低サブスレショルド値を有する高性能
ＴＦＴが作製できる。よって、ＡＭＯＬＥＤ用のスイッチングＴＦＴとしてａ−ＩＧＺＯ
-ＴＦＴが特に有望である。現在までに、ａ−ＩＧＺＯ-ＴＦＴにおける、移動度及びサブ
スレショルド値等のデバイス特性改善・向上において３００℃以上の温度におけるa-IGZ
Ｏ薄膜の熱処理（アニール）が非常に有効であることが知られている。
【０００９】
容量−電圧（C-V）測定より、ａ−ＩＧＺＯ中のサブギャップ準位は約１０17ｃｍ-3程度
であり、これは熱処理により低減され、ＴＦＴ特性は向上する[非特許文献１２]。また、
Park et al.,は、熱処理を実施したａ−ＩＧＺＯ-ＴＦＴにおける定電流バイアス印加試
験（３mA）の結果、３００００時間後における閾値電圧シフト量は２V程度であると見積
もっている [非特許文献１３]。
【００１０】
現在までａ−ＩＧＺＯ-ＴＦＴの特性改善を目的とした熱処理は、通常、大気中又は窒素
雰囲気中で実施されている。しかし、ａ−ＩＧＺＯ等アモルファス酸化物半導体では、結
晶質酸化物の結晶性の向上を目的とした熱処理とは異なり、材料特性及びＴＦＴ特性に及
ぼす影響は明確ではない。既に、酸化雰囲気中での熱処理によるａ−ＩＧＺＯ薄膜の抵抗
値の制御等のＴＦＴ特性の改善に関しては、いくつかの報告はある[特許文献２〜５]が、
もっぱら加熱処理温度と処理時間の効果に言及されているだけであり、加熱雰囲気の違い
については着目されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】WO2005/088726A1
【特許文献２】特開2006−165531号公報
【特許文献３】特開2007−311404号公報
【特許文献４】特開2008−053356号公報
【特許文献５】特開2008−300519号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】K. Nomura et al, Nature(London) 432, 488 (2004)
【非特許文献２】A. Takagi et al, Thin Solid Films 486 38(2005)
【非特許文献３】H. Yabuta et al, Appl. Phys. Lett. 89 112123 (2006)
【非特許文献４】R. Hayashi et al, Journal of the SID 15/11 915 (2007)
【非特許文献５】H. Q. Chiang et al, J. Vac. Sci. Technol. B 24, 2702 (2006)
【非特許文献６】H. Kumomi et al, Thin Solid Films 516, 1516 (2008)
【非特許文献７】K. Nomura et al, Nature(London) 432, 488 (2004)
【非特許文献８】M. Ofuji et al, IEEE Elect. Device Lett. 28 273 (2007)
【非特許文献９】J. K. Jeong et al, Proc. SID'08  pp. 1 (2008)
【非特許文献１０】R.M.A. Dawson et al, SID 98 Digest. pp. 11 (1998)
【非特許文献１１】M. J. Powell et al, Phys. Rev. B 87, 4160 (1992)
【非特許文献１２】M. Kimura et al, Appl. Phys. Lett. 92, 133512 (2008)
【非特許文献１３】C. J. Kim et al, Proc. IEDM '06. pp. 1 (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
２００４年に本発明者らがａ−ＩＧＺＯをチャネル層とする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
を報告して以来、そのＴＦＴ特性・安定性の改善、向上に関する研究が活発に研究されて
いる。現在までに、電界効果移動度やサブスレショルド値等のＴＦＴ特性及びその安定性
の向上において３００℃以上の温度におけるａ−ＩＧＺＯ薄膜の熱処理が有効なことがよ
く知られている。
【００１４】
しかし、さらに、ａ−ＩＧＺＯをチャネル層に用いるＴＦＴの素子特性分布に優れ、長時
間動作の閾値電圧シフト量を低減した薄膜トランジスタが求められている。アクティブマ
トリクス方式液晶ディスプレイ及び有機ＥＬディスプレイの素子制御用ＴＦＴとして用い
るためにはａ−ＩＧＺＯをチャネル層とする薄膜トランジスタにおいて、サブスレショル
ド値が０．１V/decade、電界効果移動度が１０cm2(Vs)-1、閾値電圧±０．３Vの特性にお
いて、その標準偏差（σdeV）をそれぞれ１０ mV /dec、１．０cm2(Vs)-1 、０．１０V以
下にする必要がある。
【００１５】
また、前記薄膜トランジスタにおいて、定電流バイアス（ソースードレイン電流５マイク
ロＡ）条件下、約５０時間通電後の閾値電圧シフトを約２V以下にする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、例えば、熱酸化膜ＳｉＯ2をゲート絶縁層とするボトムゲート構造のトランジ
スタ（図１）等の製造方法において、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系アモルファス酸化物半導体
膜をチャネル層として用い、該チャネル層を成膜後に、露点温度を約３０〜９５℃に制御
した水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で、温度約２００〜５００℃で該チャネル層のアモ
ルファス酸化物の熱処理を行い、アクティブマトリクス方式液晶ディスプレイ及び有機Ｅ
Ｌディスプレイのバックプレーンとして、実用可能なＴＦＴ特性を実現する方法である。
【００１７】
上記の方法により、サブスレショルド値が約０．１Ｖ／ｄｅｃａｄｅ、電界効果移動度が
約１２cm2(Vs)-1、閾値電圧±０．３Ｖの特性で、その標準偏差（σdeV）がそれぞれ１０
mV /dec、 １cm2(Vs)-1、 ０．１０V以下の薄膜トランジスタを製造することができる。
また、上記の方法により、定電流バイアス（ソースードレイン電流5マイクロA）条件下、
約５０時間通電後の閾値電圧シフトが約２V以下の特性を有する薄膜トランジスタを製造
することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、a−ＩＧＺＯチャネル層の熱処理（アニール）の酸素雰囲気に水蒸気を混合し
て、その混合度合を特定範囲に制御した湿潤な酸素雰囲気とすることによって、特に、伝
達特性を大きく向上するとともに、ＴＦＴ特性の均一性及び長時間動作の閾値電圧シフト
量を低減することを可能にしたものであり、アクティブマトリクス方式液晶ディスプレイ
及び有機ＥＬディスプレイの素子制御用ＴＦＴとしてa−ＩＧＺＯチャネル層の有用性を
著しく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル層とするＴＦＴの構造の一例を示す模式図である。
【図２】水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気（露点温度４０℃、６０℃、８０℃）中、４００℃で熱処理したa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル層とするＴＦＴの伝達特性のグラフである。比較のために、熱処理なし及び乾燥酸素雰囲気中で熱処理後のa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル層とするＴＦＴの伝達特性のグラフも示す。
【図３】水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で熱処理を行ったa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル層としたＴＦＴ（１０ｍｍ2□）における２０素子の閾値電圧（Ｖth）・飽和移動度（msat）・サブスレショルド値（ｓ）の標準偏差（σdeV）を示す。
【図４】水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中、４００℃で熱処理したa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル層とするＴＦＴにおける定電流バイアス印加試験(IDS=５mA)の結果である。比較のために、熱処理なし及び乾燥酸素雰囲気中で熱処理後のa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル層とするＴＦＴにおける定電流バイアス印加試験(IDS=５mA)の結果も示す。挿入図は定電流バイアス印加試験における回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に、本発明のa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル層１とするＴＦＴの一例であるボトムゲー
ト構造のトランジスタの模式図を示しているが、本発明の製造方法で対象とするＴＦＴは
ボトムゲート構造に限らない。ソース電極２、ドレイン電極３、ゲート絶縁層４、ゲート
５の形成は通常採用されている材料、方法を用いればよい。
【００２１】
本発明の製造方法において、薄膜トランジスタのチャネル層１は、真空容器中で、ＩｎＧ
ａＺｎＯ4又はＩｎ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3−ＺｎＯを含む３成分酸化物をターゲットとして用い
て、ＰＬＤ法やスパッタ法等で基板に堆積させる成膜工程により形成できる。基板は成膜
後の熱処理の温度に耐え得るのなら制限されない。成膜工程は酸素分圧を制御できれば、
ＰＬＤ法やスパッタ法等制限されない。成膜温度は３００℃未満とし、好ましくは１００
℃以下、さらに室温（約２５〜２０℃）で成膜することが望ましい。
【００２２】
a−ＩＧＺＯ薄膜の成膜工程自体は公知であるが、チャネル層を形成するには、残留電子
キャリア濃度を１０15〜１０20ｃｍ-3で制御する目的で成膜室内雰囲気の酸素分圧を適正
な範囲に設定する。なお、酸素分圧とは、流量制御装置により成膜室内に意図的に導入さ
れた酸素ガスの分圧のことを意味する。酸素分圧が小さいときは、酸素欠損を多く含む伝
導性薄膜が作製される。また、酸素分圧を大きくすることにより、半導体及び半絶縁体薄
膜に変化する。この方法によって、電子キャリア濃度を、１０15〜１０20ｃｍ-3、より好
ましくは１０15〜１０１７ｃｍ-3、更に好ましくは１０15〜１０１６ｃｍ-3の範囲にする
ことができる。
【００２３】
熱処理は、加熱炉に酸素と水蒸気を導入して加熱炉内の水分濃度を検出する水分検出手段
、例えば露点計を用いて露点温度が約３０〜９５℃、より好ましくは約４０〜８０℃とな
るように雰囲気を制御して行う。露点温度が約３０〜９５℃の範囲を満たさないと本発明
の目的とするＴＦＴ特性が得られない。加熱炉は、赤外線加熱炉及び抵抗加熱炉等制限さ
れない。好ましい熱処理温度は約２００〜５００℃、より好ましくは３５０〜４５０℃で
ある。熱処理温度が約２００℃未満では長時間熱処理しても本発明の目的とするＴＦＴ特
性を得るのが困難であり、５００℃を超えるとアモルファス相が結晶化するので望ましく
ない。加熱時間は加熱温度にもよるが０．５時間〜３時間程度でよい。３時間を超えても
ＴＦＴの特性改善効果は少なくなる。本発明の方法によれば、熱処理後のa−ＩＧＺＯ層
からの熱処理温度以下での脱離ガス量が大幅に低減し化学結合が安定化する。
【００２４】
本発明の方法でa−ＩＧＺＯ層を熱処理することで、サブスレショルド値が約０．１V/dec
ade、電界効果移動度が約１２cm2(Vs)-1、閾値電圧±０．３V
の特性で、その標準偏差（σdeV）がそれぞれ１０ mV /dec、１cm2(Vs)-1、０．１０V以
下の薄膜トランジスタを製造することができ、大幅にＴＦＴ特性が改善される。
【００２５】
また、定電流バイアス（ソースードレイン電流５マイクロＡ）条件下、約５０時間通電後
の閾値電圧シフトが約２V以下の特性を有する薄膜トランジスタを製造することができる
。本発明をさらに詳しく、実施例で説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１に示す構造のボトムゲート型ＴＦＴをチャネル層を除き通常の方法で作製した。ＴＦ
Ｔとして、熱酸化膜ＳｉＯ2/ｎ+-Ｓｉ基板に基板温度室温、酸素分圧６．２Ｐａの条件で
厚さ４５nmのa−ＩＧＺＯ層をＰＬＤ法により基板上に堆積した。ＰＬＤ装置としてはULV
AC社製レーザアブレーション成膜装置を用いた。ターゲットにはＩｎＧａＺｎＯ4焼結体
（株式会社高純度化学研究所製のＩｎ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、ＺｎＯ粉末原料を焼結して作製）
を用いて、ＫｒＦエキシマレーザ(波長２４８nm)を繰り返し周波数１０Hz、 強度約０．
６Jcm-2の条件で照射してアブレーションを行った。基板とターゲット間の距離は３５mm
とした。
【００２７】
上記の方法で３個のＴＦＴを製造した。次に、各ＴＦＴを水蒸気を混合してそれぞれ露点
温度が異なる湿潤な酸素雰囲気中で、雰囲気温度４００℃、１時間加熱を行った。加熱に
は、抵抗ヒーター加熱炉を用いた。水蒸気と酸素の混合雰囲気は露点温度４０℃, ６０℃
及び８０℃（水蒸気分圧（ＰＨ2Ｏ）：７．３％, １９．７％及び４６．８％）に制御し
た酸素ガスをそれぞれ加熱炉に導入することにより得た。その後、フォトリソグラフィー
と電子線蒸着法によりＡｕ(３０nmt)/Ｔｉ(５nmt) 層からなるソース電極及びドレイン電
極を作製した。チャネル長(L)及びチャネル幅(W)はＬ／Ｗ＝５０／３００μmとした。
【００２８】
［比較例１、２］
実施例１と同じ方法で作製し、熱処理を行っていないa−ＩＧＺＯ薄膜（比較例１）及び
乾燥酸素雰囲気中で熱処理を行ったa−ＩＧＺＯ薄膜（比較例２）をチャネル層としてボ
トムゲート型ＴＦＴを作製した。なお、熱処理の加熱条件は加熱雰囲気を変更した以外は
、実施例１と同じ条件である。
【００２９】
実施例１及び比較例１，２で作製したＴＦＴは大気中、暗所にて、出力特性、伝達特性の
解析を行った。図２に、伝達特性を示す。実施例１で露点温度６０℃の水蒸気と酸素ガス
の混合雰囲気中で熱処理を行ったa−ＩＧＺＯ薄膜のチャネルの閾値電圧は−０．２V
であった。また、そのＴＦＴにおける飽和移動度(msat) 約１２cm2(Vs)-1、サブスレショ
ルド値(Ｓ値)約１１０ mV/decを得た。
【００３０】
なお、ＴＤＳ分析の結果、a−ＩＧＺＯ層からの主脱離ガスはＨ2（m/z=2）,Ｈ2Ｏ（ｍ／
ｚ＝１８），Ｏ2（ｍ／ｚ＝３２），及びＺｎ（ｍ／ｚ＝６４）であり、水蒸気と酸素ガ
スの混合雰囲気中で熱処理することにより熱処理温度（４００℃）以下での脱離ガス量が
大幅に低減し化学結合が安定化していることが分かった。
【００３１】
比較例１、２の場合において、熱処理を行っていないa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネルに用い
たＴＦＴの閾値電圧(Vth)は、−２．４V 、 msat約５〜８cm2(Vs)-1、Ｓ値約４５０〜６
００ mV/decであり、乾燥酸素雰囲気中で熱処理を行ったa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネルに用
いたＴＦＴは、Vth −２．0V、msat約９．３cm2(Vs)-1、Ｓ値約２１０ mV/decであった。
よって、ＴＦＴ特性は、水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で熱処理を行ったa−ＩＧＺＯ
薄膜をチャネルに用いたＴＦＴで最も改善された。
【００３２】
図３に、水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で熱処理を行ったa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル
としたＴＦＴ（１０ｍｍ2□）における２０素子の閾値電圧・飽和移動度・サブスレショ
ルド値の標準偏差（σdeV）を示す。サブスレショルド値、飽和移動度、閾値電圧の標準
偏差は、それぞれ８．３ mV /dec、０．２５ cm2(Vs)-1、０．１０Vであった。
【００３３】
比較例１、２において、サブスレショルド値・飽和移動度・閾値電圧の標準偏差は、熱処
理を行っていないa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル層に用いたＴＦＴでは、７８mV /dec、１．
２cm2(Vs)-1、０．８０Vであり、乾燥酸素熱処理を行ったa−ＩＧＺＯをチャネル層に用
いたＴＦＴは、２４ mV/ dec、０．３３cm2(Vs)-1、０．２５Vであった。よって、サブス
レショルド値・飽和移動度・閾値電圧の全てのＴＦＴ特性において、その特性分布は水蒸
気と酸素ガスの混合雰囲気中での熱処理により改善されることがわかった。
【００３４】
図４に、水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で熱処理を行ったa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネル
としたＴＦＴにおける定電流バイアス印加試験(IDS=５mA)の結果を示す。通電初期(約１
０ｈ)において約１．８V程度のVthシフトが観察されたものの、約１５時間程度で完全に
飽和した。よって、３００００時間経過時におけるVthシフト量は２V以下と見積もられた
。
【００３５】
比較例１、２において、熱処理を行っていないa−ＩＧＺＯ薄膜をチャネルに用いたＴＦ
Ｔでは約４０時間通電後において、既に３．５〜１０V程度の大きなVthシフトを示した。
一方、乾燥酸素雰囲気中で熱処理を行ったa−ＩＧＺＯをチャネルに用いたＴＦＴでは約
５０時間通電後においてもVthシフト量は１．３V程度であったが、Vthシフトは飽和せず
増加し続けた。よって、３００００時間経過時におけるVthシフト量としては３V以上と見
積もられた。よって、水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中での熱処理により電流バイアスに
よる閾値電圧シフトは改善されることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
大面積有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ及び液晶ディスプレイにおいて、ＴＦＴ特性
の均一性は非常に重要である。また、長時間動作によるＴＦＴ特性の劣化又は変動、特に
閾値電圧シフトの抑制は非常に重要である。よって、本発明は、a−ＩＧＺＯチャネル層
を用いるＴＦＴの素子特性分布に優れ、長時間動作の閾値電圧シフト量を低減した薄膜ト
ランジスタの製造方法として実用性が大きい。
【図１】
2010205798.tif 000003
【図２】
2010205798.tif 000004
【図３】
2010205798.tif 000005
【図４】
2010205798.tif 000006