(57)【要約】【課題】逆スタガ型ＴＦＴ素子のゲート電極に含有される水素の量は、当該金属を用いたＴＦＴ素子のゲート絶縁層の特性に影響を与える。例えばゲート電極中の水素量を増加させるとＴＦＴ素子の絶縁抵抗値を高くでき好適である。反面水素が過剰量入るとＴＦＴ素子外に水素が時間と共に飛散し、ＴＦＴ素子の電気特性が不安定になる。そして、水素量はゲート酸化に伴い掃き寄せられるようにゲート電極内の水素濃度を上昇させるため、絶縁層の層厚により、ＴＦＴ素子の性能が変わってしまうという課題がある。【解決手段】ゲート電極１０２を酸化して得られるゲート絶縁層１０３の厚みを補正してゲート電極１０２の水素量を調整する。ゲート電極１０２中の水素濃度はゲート絶縁層１０３の厚みによらず一定に保たれることから、絶縁抵抗値が高く、かつ水素の飛散を抑えた信頼性が高いＴＦＴ素子を得ることが可能となった。【選択図】図１
2010192501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）基板の一方の面に第１電極を形成する工程と、
（２）前記第１電極表面に位置する自然酸化層を減圧雰囲気で除去する工程と、
（３）前記第１電極を大気に晒すことなく、酸素ガスが除かれた水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた減圧した水素ガス雰囲気、または酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガスを減圧した雰囲気または、酸素ガスが除かれた水素を含むプラズマ雰囲気中に晒し、前記第１電極に水素を浸透させる工程と、
（４）前記基板を大気に晒すことなく、酸化性ガス、不活性ガスにより希釈された酸化性ガス、減圧した酸化性ガス、または不活性ガスにより希釈された酸化性ガスを減圧した雰囲気、または酸化種を含むプラズマ雰囲気中に前記基板を配置し、前記第１電極表面に絶縁酸化層を形成する工程と、を備え、
前記（３）の工程で浸透させる水素量は、前記（４）の工程における前記絶縁酸化層の形成に伴い前記絶縁酸化層から前記第１電極内へ移動する水素による前記第１電極内の水素の濃縮分を補正した水素量とすることを特徴とするスイッチング素子の製造方法。
【請求項２】
（１）基板の一方の面に第１電極を形成する工程と、
（２）前記第１電極表面に位置する自然酸化層を減圧雰囲気で除去する工程と、
（３）前記第１電極を大気に晒すことなく、酸素ガスが除かれた水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた減圧した水素ガス雰囲気、または酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガスを減圧した雰囲気または、酸素ガスが除かれた水素を含むプラズマ雰囲気中に前記第１電極を晒し、前記第１電極に水素を浸透させる工程と、
（４）前記基板を大気に晒すことなく、酸化性ガス、不活性ガスにより希釈された酸化性ガス、減圧した酸化性ガス、または不活性ガスにより希釈された酸化性ガスを減圧した雰囲気、または酸化種を含むプラズマ雰囲気中に前記基板を配置し、前記第１電極表面に第１酸化層を形成する工程と、
（５）前記基板を大気に晒し、陽極酸化により前記第１酸化層表面に第２酸化層を形成し、前記第１酸化層と前記第２酸化層からなる絶縁酸化層を形成する工程と、を備え、
前記（３）の工程で浸透させる水素量は、前記（４）および前記（５）の工程における絶縁酸化層の形成に伴い前記第１酸化層から前記第１電極内へ移動する水素による前記第１電極内の水素の濃縮分を補正した水素量とすることを特徴とするスイッチング素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスイッチング素子の製造方法であって、前記第１電極はタンタルまたはニオブを含む金属であることを特徴とするスイッチング素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のスイッチング素子の製造方法であって、前記（２）の工程で、前記減圧雰囲気に晒す工程を、前記基板を室温よりも高い状態に制御して行うことを特徴とするスイッチング素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のスイッチング素子の製造方法であって、前記（１）の工程よりも前に下地絶縁層を形成する工程を更に有することを特徴とするスイッチング素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング素子として、逆スタガ型薄膜トランジスター（以下、薄膜トランジスターをＴＦＴと称する）として、主にガラス基板上に形成される、半導体層としてアモルファスシリコンや、ポリシリコンを用いた無機ＴＦＴや、主にプラスチック基板上に形成される、ペンタセンに代表される有機半導体層を用いた有機ＴＦＴが知られている。また、スイッチング素子として、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）なども挙げることができる。
【０００３】
半導体層と基板との間にゲート電極を配置する逆スタガ型ＴＦＴのゲート絶縁層としては、ＣＶＤ法（化学気相堆積法）を用いて形成された酸化シリコン層を用いる場合もあるが、ＣＶＤ法により得られる酸化シリコン層は、欠陥準位が多く品質が高いゲート絶縁層を得ることは難しい。そのため、たとえばタンタルを電極として用い、タンタルの陽極酸化層を絶縁層として用いたＴＦＤに関する技術が特許文献２に開示されている。陽極酸化層は、緻密で電気的な欠陥が少ないという特徴を有している。
【０００４】
陽極酸化によるゲート絶縁層の品位は、タンタル中の水素濃度に依存し、水素濃度を高くすることでゲート絶縁層の品質が向上し、漏れ電流や欠陥準位の発生を抑制することが可能となる。一方、タンタル中の水素濃度を高くしすぎた場合、水素がタンタル中から徐々に放出され、特性が不安定になる。即ち、信頼性に乏しくなる。従って、タンタル中の水素濃度を制御することが、無機ＴＦＴ、有機ＴＦＴを問わず、重要な制御項目となる。水素濃度を制御する技術は、例えば特許文献１や特許文献２に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４４５２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３３５４３６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】アプライド・サーフェス・サイエンス（Ａｐｐｌｉｅｄ・Ｓｕｒｆａｃｅ・Ｓｃｉｅｎｃｅ）２５５（２００８）１３８７−１３９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に示されるように、一旦タンタル中に吸収された水素は、酸化を行うことで形成される酸化タンタルに押し出されるようにタンタル中に掃き寄せられる。そのため、水素濃度を酸化の一形態である陽極酸化前の状態で適切に制御していても、陽極酸化を行うことでタンタル中の水素濃度は上昇し、信頼性に劣るスイッチング素子としての逆スタガ型ＴＦＴしか得られないという課題がある。この現象はタンタルに限らず、ニオブや、タンタルとニオブとからなる金属を用いた場合にも発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例にかかるスイッチング素子の製造方法は、（１）基板の一方の面に第１電極を形成する工程と、（２）前記第１電極表面に位置する自然酸化層を減圧雰囲気で除去する工程と、（３）前記第１電極を大気に晒すことなく、酸素ガスが除かれた水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた減圧した水素ガス雰囲気、または酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガスを減圧した雰囲気または、酸素ガスが除かれた水素を含むプラズマ雰囲気中に晒し、前記第１電極に水素を浸透させる工程と、（４）前記基板を大気に晒すことなく、酸化性ガス、不活性ガスにより希釈された酸化性ガス、減圧した酸化性ガス、または不活性ガスにより希釈された酸化性ガスを減圧した雰囲気、または酸化種を含むプラズマ雰囲気中に前記基板を配置し、前記第１電極表面に絶縁酸化層を形成する工程と、を備え、前記（３）の工程で浸透させる水素量は、前記（４）の工程における前記絶縁酸化層の形成に伴い前記絶縁酸化層から前記第１電極内へ移動する水素による前記第１電極内の水素の濃縮分を補正した水素量とすることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、大気中から第１電極中に取りこまれた水素は、自然酸化層を減圧雰囲気で除去し、その後減圧雰囲気に晒すことで外方拡散する。水素を外方拡散させることで第１電極中の水素の残留量が削減されるため、水素残留量のばらつきの絶対量を低減することができる。また、一旦水素を除去した後、制御された水素雰囲気に晒すことで、水素の浸透量を再現性良く制御することが可能となる。また、後工程となる第１電極に絶縁酸化層を形成する工程における水素の濃縮分を補正した浸透量に制御することで、水素濃度を適正な値に制御することが可能となる。また、絶縁酸化層は大気からの水素侵入を防ぐ機能を有していることから、この状態で大気暴露しても水素濃度を変動させることなく保ち続けることが可能となる。
【００１１】
［適用例２］本適用例にかかるスイッチング素子の製造方法は、（１）基板の一方の面に第１電極を形成する工程と、（２）前記第１電極表面に位置する自然酸化層を減圧雰囲気で除去する工程と、（３）前記第１電極を大気に晒すことなく、酸素ガスが除かれた水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた減圧した水素ガス雰囲気、または酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガスを減圧した雰囲気または、酸素ガスが除かれた水素を含むプラズマ雰囲気中に前記第１電極を晒し、前記第１電極に水素を浸透させる工程と、（４）前記基板を大気に晒すことなく、酸化性ガス、不活性ガスにより希釈された酸化性ガス、減圧した酸化性ガス、または不活性ガスにより希釈された酸化性ガスを減圧した雰囲気、または酸化種を含むプラズマ雰囲気中に前記基板を配置し、前記第１電極表面に第１酸化層を形成する工程と、（５）前記基板を大気に晒し、陽極酸化により前記第１酸化層表面に第２酸化層を形成し、前記第１酸化層と前記第２酸化層からなる絶縁酸化層を形成する工程と、を備え、前記（３）の工程で浸透させる水素量は、前記（４）および前記（５）の工程における絶縁酸化層の形成に伴い前記第１酸化層から前記第１電極内へ移動する水素による前記第１電極内の水素の濃縮分を補正した水素量とすることを特徴とする。
【００１２】
これによれば、大気中から第１電極中に取りこまれた水素は、自然酸化層を減圧雰囲気で除去し、その後減圧雰囲気に晒すことで外方拡散する。水素を外方拡散させることで第１電極中の水素の残留量が削減されるため、水素残留量のばらつきの絶対量を低減することができる。また、一旦水素を除去した後、制御された水素雰囲気に晒すことで、水素の浸透量を再現性良く制御することが可能となる。また、第１電極を大気に晒すことなく、酸化性ガス、不活性ガスにより希釈された酸化性ガス、減圧した酸化性ガス、または不活性ガスにより希釈された酸化性ガスを減圧した雰囲気、または酸化種を含むプラズマ雰囲気中に基板を配置し、第１電極に第１酸化層を形成するため、大気中に存在する水素ガスを浸透させることなく第１酸化層を形成することが可能となる。
【００１３】
第１酸化層は、大気からの水素侵入を防ぐ機能を有していることから、この状態で大気暴露しても水素濃度を変動させることなく保ち続けることが可能となる。そのため、この状態で大気暴露しても第１電極内の水素濃度を保ち続けることができる。この状態で陽極酸化を行うことで、大気中の水素が浸透してくることはなく、水素濃度を維持することが可能となる。陽極酸化により得られる酸化物層は緻密であるため、誘電体層として好適なものとなる。また、陽極酸化により濃縮される水素量を予め想定して水素の浸透工程を行っているため、陽極酸化による酸化層の厚みを変えた場合でも、特性が揃った酸化層を形成することが可能となる。
【００１４】
［適用例３］上記した適用例にかかるスイッチング素子の製造方法であって、前記第１電極はタンタルまたはニオブを含む金属であることを特徴とする。
【００１５】
上記した適用例によれば、タンタル、ニオブ、タンタルとニオブからなる金属の酸化物は誘電率が高いため、等価酸化膜厚（ＥＯＴ）を大きくとることができる。逆スタガ型ＴＦＴは、一旦ゲート絶縁層を形成した後、チャネル部分を作るため、プロセス上の損傷を受け易い。誘電率が高い物質を用いることでコンダクタンスを落とさずにゲート絶縁層を厚くすることが可能となり、信頼性の高いトランジスターを形成することが可能となる。
【００１６】
［適用例４］上記した適用例にかかるスイッチング素子の製造方法であって、前記（２）の工程で、前記減圧雰囲気に晒す工程を、前記基板を室温よりも高い状態に制御して行うことを特徴とする。
【００１７】
上記した適用例によれば、タンタル、ニオブ、タンタルとニオブからなる金属は、高温になるとより水素を排出する性質があるため、確実な水素掃き出しを行わせることが可能となる。
【００１８】
［適用例５］上記した適用例にかかるスイッチング素子の製造方法であって、前記（１）の工程よりも前に下地絶縁層を形成する工程を更に有することを特徴とする。
【００１９】
上記した適用例によれば、基板に含まれる不純物の拡散を防止することが可能となる。また、基板表面の状態（たとえば疎水性や親水性）を基板内部および別の基板との間でも揃えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態にかかるＴＦＴの製造工程を示す工程断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態にかかるＴＦＴの製造工程を示す工程断面図。
【図３】有機ＴＦＴの構造を示す断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、有機ＴＦＴの製造工程を説明するための工程断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、有機ＴＦＴの製造工程を説明するための工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態：無機ＴＦＴの製造方法）
以下、本実施形態にかかるＴＦＴの製造方法について図面を用いて説明する。図１（ａ）〜（ｆ）、図２（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態にかかるＴＦＴの製造工程を示す工程断面図である。以下、この工程断面図を用いて説明を行う。
【００２２】
まず、工程１として基板１０１に第１電極としてのゲート電極１０２を形成する。本実施形態では、基板１０１に無アルカリガラスを用いている。ゲート電極１０２は、タンタル、ニオブまたはタンタルとニオブとからなる金属を用いることが好適である。具体的には、スパッタ法等で金属層を形成した後、フォトリソグラフ・エッチング法で形成することができる。また、基板１０１に蒸着マスクを被せて、マスク蒸着させて形成することも好適であり、この場合には工程の短縮を行うことが可能となる。この状態での工程断面図を図１（ａ）に示す。
【００２３】
次に、工程２として、ゲート電極１０２中の水素を放出させる。具体的には、まずゲート電極１０２を備えた基板１０１を真空雰囲気中に設置した後、たとえばアルゴンイオンエッチングを用いて、ゲート電極１０２表面に付随的に発生した自然酸化膜を除去し、ゲート電極１０２中に含まれている水素を放出させる。この際に、２５０℃程度の温度に昇温することも好適である。この工程を行うことで、ゲート電極１０２中の水素を一旦放出し、水素が殆ど含まれていない状態にする。そして、改めて水素を吸収させることで、ゲート電極１０２中の水素濃度を再現性良く制御することができる。この工程を行っている状態を示す工程断面図を図１（ｂ）に示す。
【００２４】
次に、工程３として、大気に晒すことなくゲート電極１０２に水素を導入する。水素を浸透させるための雰囲気としては、酸素ガスが除かれた純水素を用いることができる。ここで、ゲート電極１０２中の水素を極力除きたい場合にはこの工程を外しても良い。この工程で吸収させる水素の量は、後述する陽極酸化量分を考慮して吸収させることが好ましい。たとえばゲート電極１０２の厚さを陽極酸化前では１００ｎｍとし、ゲート絶縁層１０３の厚さを１００ｎｍとした場合、ゲート電極１０２の厚さは５０ｎｍになる。水素は陽極酸化に伴い、ゲート電極１０２中に掃き寄せられ、水素濃度が上昇する。この例では、水素濃度は約２倍となる。従って、吸収させる水素量は、この場合には陽極酸化前では、半分の量に制御することが好適となる。この工程を行っている状態を示す工程断面図を図１（ｃ）に示す。
【００２５】
次に、工程４として、大気に晒すことなく、大気圧程度の酸素雰囲気に晒すことでゲート電極１０２の酸化物からなる第１酸化層としての第１ゲート絶縁層１０３Ａを形成する。第１ゲート絶縁層１０３Ａは、この工程を用いることで約１ｎｍ程度の厚みとして形成される。この状態での工程断面図を図１（ｄ）に示す。
【００２６】
次に、工程５として、上記した構造体が形成された基板１０１を大気開放し、陽極酸化を行い、第２酸化層としての第２ゲート絶縁層１０３Ｂを形成する。この場合、たとえば１％リン酸水溶液を化成液として用い、この化成液にゲート電極１０２が形成された基板１０１を浸漬することで反応させる。第１ゲート絶縁層１０３Ａは水素バリア層としても機能するため、大気中の水素の吸収や、陽極酸化を行う化成液内からの水素の吸収を防ぐことができる。また、事前に吸収させた水素が外部に放出される現象も同時に抑制できる。そして、第１ゲート絶縁層１０３Ａと、第２ゲート絶縁層１０３Ｂを合わせた絶縁酸化層としてのゲート絶縁層１０３を形成した後、基板１０１を例えば純水で洗浄する。この状態での工程断面図を図１（ｅ）に示す。
【００２７】
次に、工程６として、ポリシリコン半導体層１０４を形成する。具体的にはアモルファスシリコン層をＣＶＤ（化学気相堆積）法等を用いて堆積した後、エキシマレーザー等で改質して形成する。この状態での工程断面図を図１（ｆ）に示す。
【００２８】
次に、工程７として、フォトレジストを塗布・露光・現像工程を行い第１フォトレジスト層１３０を形成する。そして、第１フォトレジスト層１３０をマスクとして燐のイオン注入を行い、ポリシリコン半導体層１０４の一部をＬＤＤ領域１０５に改質する。この状態での工程断面図を図２（ａ）に示す。
【００２９】
次に、工程８として、第１フォトレジスト層１３０をアッシングして除去した後、ＣＶＤ法等を用いて酸化シリコン層を形成し、フォトリソグラフ・エッチング工程を行い、保護層１０６を形成し、この保護層１０６をマスクとして燐イオン注入を行い、ＬＤＤ領域１０５の一部をソース・ドレイン領域１０７に改質する。この状態での工程断面図を図２（ｂ）に示す。
【００３０】
次に、工程９として、チタン／アルミ銅／チタンの３層構造を有するソース・ドレイン電極前駆体１０８Ａをスパッタ法を用いて形成する。この状態での工程断面図を図２（ｃ）に示す。
【００３１】
次に、工程１０として、フォトリソグラフ・エッチング法でソース・ドレイン電極前駆体１０８Ａをエッチングしてソース・ドレイン電極１０８を形成することで図２（ｄ）に示す無機ＴＦＴ１００が形成される。
【００３２】
ゲート電極１０２中の水素量は、陽極酸化による掃き寄せ効果を考慮して制御されているため、初期特性に優れ、かつ水素抜けによる特性変動が抑えられる量に制御することが可能となる。そのため、初期特性、信頼性に優れた無機ＴＦＴの製造工程を提供することができる。
【００３３】
（変形例：第１の実施形態）
以下、第１の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態における工程１では、基板１０１（図１参照）上に直接ゲート電極１０２を形成しているが、これは酸化珪素などの下地絶縁層を形成した後、ゲート電極１０２を形成しても良い。この場合、基板１０１に含まれる不純物の拡散を防止することが可能となる。また、基板１０１の表面に下地絶縁層を形成することで、基板表面の状態（たとえば疎水性や親水性）を基板１０１内で揃えることができるため、基板１０１上に形成される無機ＴＦＴ１００の面内での性質を揃えることが可能となる。また、基板と別の基板との基板間の表面状態も揃えることが可能となる。
【００３４】
また、工程２では、水素を放出する場合における基板１０１の温度について言及していないが、これは室温、または室温よりも高い温度で行うことも好適である。水素の放出は、高温の方が速やかである。そして、残存水素量は高温の方が少ないため、高い温度で水素の放出を行うことも好適である。
【００３５】
また、工程３では、酸素を除いた純水素を用いて図１（ｃ）に示すように水素をゲート電極１０２に浸透させたが、これは、酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた減圧した水素ガス雰囲気、または酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガスを減圧した雰囲気または、酸素ガスが除かれた水素を含むプラズマ雰囲気を用いて水素を浸透させても良い。
【００３６】
また、工程４では、大気圧程度の酸素雰囲気に晒すことで第１ゲート絶縁層１０３Ａを形成したが、これは酸化性ガス（笑気やオゾン）、不活性ガスにより希釈された酸化性ガス、減圧した酸化性ガス、または不活性ガスにより希釈された酸化性ガスを減圧した雰囲気、または酸化種を含むプラズマ雰囲気に晒すことで第１ゲート絶縁層１０３Ａを形成しても良い。
【００３７】
また、工程５の純水洗浄後、アニールを行うことも好適で、たとえば２５０℃程度のアニールを行うと、表面に付着した水分を効果的に除去することが可能となる。さらに高温のアニールを行っても良く、ゲート絶縁層１０３の緻密性を向上させることが可能となる。
【００３８】
また、工程５は省略可能である。この場合には、工程４での酸化層厚を厚くし、第１ゲート絶縁層１０３Ａのみを用いてゲート絶縁層１０３としても良い。この場合、陽極酸化装置は不要となり、設備投資を圧縮することが可能となる。なお、酸化方法としては、上記したものを用いることができる。この場合でも、アニールを施すことで、陽極酸化を用いた場合と同等の緻密性を含むゲート絶縁層１０３を得ることが可能となるが、アニールは必須ではなく、所望のデバイス特性に応じてアニールを省略しても良い。
【００３９】
（第２の実施形態：有機ＴＦＴの製造方法）
以下、本実施形態にかかるスイッチング素子としての有機ＴＦＴの製造方法を説明する前に、有機ＴＦＴの構造について簡単に説明する。図３は、有機ＴＦＴの構造を示す断面図である。有機ＴＦＴ２００は、基板としてのプラスチック基板２０１、下地絶縁層としてのバッファー層２０２、第１電極としてのゲート電極２０３、絶縁酸化層としてのゲート絶縁層２０４、有機半導体層２０５、ソース電極２０６、ドレイン電極２０７と、を備える。
【００４０】
プラスチック基板２０１は、たとえばポリカーボネートや、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデンを用いることができる。プラスチック基板２０１としては耐熱性に優れ、かつ透明であることが望ましい。
【００４１】
バッファー層２０２は、プラスチック基板２０１からの不純物侵入を防ぎ、かつゲート電極２０３、ソース電極２０６、ドレイン電極２０７との密着性を高めるために挿入されており、たとえば酸化珪素を用いることができる。
【００４２】
ゲート電極２０３は、ゲート絶縁層２０４と協働して、有機半導体層２０５に電界を与え、有機半導体層２０５のキャリア数を制御し、ソース電極２０６とドレイン電極２０７との間に流れる電流密度を制御している。有機ＴＦＴ２００は、可撓性を有するプラスチック基板２０１を用いているため、可撓性を有しており、曲げた状態でのディスプレイ等への適用が期待されている。
【００４３】
以下、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて有機ＴＦＴ２００の製造方法について説明する。図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）〜（ｃ）は、有機ＴＦＴの製造工程を説明するための工程断面図である。
【００４４】
まず、工程１として、たとえばポリカーボネートを用いたプラスチック基板２０１上に、バッファー層２０２を堆積する。バッファー層２０２にはたとえば酸化珪素を用い、たとえばスパッタ法を用いて、プラスチック基板２０１の上に８０〜１００ｎｍ程度の厚みとなるように形成する。
【００４５】
次に、工程２として、ゲート電極２０３を形成する。ゲート電極２０３は、材料として例えばタンタル（Ｔａ）を用い、スパッタ法等を用いて、バッファー層２０２上に１００ｎｍの膜厚に形成した後、フォトリソグラフ・エッチング工程を用いて形成する。ゲート電極２０３の材料としては、タンタルに代えて、ニオブ、またはタンタルとニオブからなる金属を用いても良い。この状態での工程断面図を図４（ａ）に示す。
【００４６】
次に、工程３として、ゲート電極２０３中の水素を放出させる。具体的には、まずゲート電極２０３を備えたプラスチック基板２０１を気密槽に入れ、真空にした後、たとえばアルゴンイオンエッチングを用いて、ゲート電極２０３表面に付随的に発生した自然酸化膜を除去し、ゲート電極２０３中に含まれている水素を放出させる。この際に、８０℃程度の温度に昇温することも好適である。また、室温程度の温度を用いても良い。なお、ここでのプロセス温度は、プラスチック基板２０１の耐熱温度により制限を受ける。この工程を行うことで、ゲート電極２０３中の水素を一旦放出し、水素が殆ど含まれていない状態にする。そして、改めて水素を吸収させることで、ゲート電極２０３中の水素濃度を再現性良く制御することができる。この工程を行っている状態を示す工程断面図を図４（ｂ）に示す。
【００４７】
次に、工程４として、大気に晒すことなくゲート電極２０３に水素を導入する。水素を浸透させるための雰囲気としては、酸素ガスが除かれた純水素を用いることができる。ここで、ゲート電極２０３中の水素を極力除きたい場合にはこの工程を外しても良い。この工程で吸収させる水素の量は、後述する陽極酸化量分を考慮して吸収させることが好ましい。たとえばゲート電極２０３の厚さを陽極酸化前では１００ｎｍとし、ゲート絶縁層２０４の厚さを１００ｎｍとした場合、ゲート電極２０３の厚さは５０ｎｍになる。水素は陽極酸化に伴い、ゲート電極２０３中に掃き寄せられ、水素濃度が上昇する。この例では、水素濃度は約２倍となる。従って、吸収させる水素量は、この場合には陽極酸化前では、半分の量に制御することが好適となる。この工程を行っている状態を示す工程断面図を図５（ａ）に示す。
【００４８】
次に、工程５として、大気に晒すことなく、大気圧程度の酸素雰囲気に晒すことでゲート電極２０３の酸化物からなる第１酸化層としての第１ゲート絶縁層２０４Ａを形成する。第１ゲート絶縁層２０４Ａは、この工程を用いることで約１ｎｍ程度の厚みとして形成される。また、酸素をアルゴンなどで希釈した雰囲気を用いて第１ゲート絶縁層２０４Ａを形成しても良く、この場合、酸化速度を落とすことができるため第１ゲート絶縁層２０４Ａの層厚をより精密に制御することができる。この状態での工程断面図を図５（ｂ）に示す。
【００４９】
次に、工程６として、上記した構造体が形成されたプラスチック基板２０１を大気開放し、陽極酸化を行い、第２酸化層としての第２ゲート絶縁層２０４Ｂを形成する。この場合、たとえば１％リン酸水溶液を化成液として用い、この化成液にゲート電極２０３が形成されたプラスチック基板２０１を浸漬することで反応させる。第１ゲート絶縁層２０４Ａは水素バリア層としても機能するため、大気中の水素の吸収や、陽極酸化を行う化成液内からの水素の吸収を防ぐことができる。また、事前に吸収させた水素が外部に放出される現象も同時に抑制できる。そして、第１ゲート絶縁層２０４Ａと、第２ゲート絶縁層２０４Ｂを合わせたゲート絶縁層２０４を形成した後、プラスチック基板２０１を例えば純水で洗浄し、さらに７０℃程度の温度でベークし、水分を除去する。この状態での工程断面図を図５（ｃ）に示す。
【００５０】
次に、工程７として、マスク蒸着法を用いてたとえば金を蒸着し、ソース電極２０６、ドレイン電極２０７を形成する。その後、材料として例えばペンタセンを用い、抵抗加熱によるマスク蒸着法により、有機半導体層２０５をたとえば５０ｎｍの膜厚に形成し、図３に示す有機ＴＦＴ２００が形成される。
【００５１】
ゲート電極２０３中の水素量は、陽極酸化による掃き寄せ効果を考慮して制御されているため、初期特性に優れ、かつ水素抜けによる特性変動が抑えられる量に制御することが可能となる。そのため、初期特性、信頼性に優れた有機ＴＦＴの製造工程を提供することができる。
【００５２】
（変形例：第２の実施形態）
以下、第２の実施形態の変形例について説明する。第２の実施形態における工程１では、プラスチック基板２０１（図３参照）上にバッファー層２０２を介してゲート電極２０３を形成しているが、このバッファー層２０２は必須なものではなく、プラスチック基板２０１に直接ゲート電極２０３を形成しても良い。この場合、製造工程を短縮することができる。
【００５３】
また、工程４では、酸素を除いた純水素を用いて図５（ａ）に示すように水素をゲート電極２０３に浸透させたが、これは、酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガス雰囲気、酸素ガスが除かれた減圧した水素ガス雰囲気、または酸素ガスが除かれた不活性ガスで希釈された水素ガスを減圧した雰囲気または、酸素ガスが除かれた水素を含むプラズマ雰囲気を用いて水素を浸透させても良い。
【００５４】
また、工程５では、大気圧程度の酸素雰囲気に晒すことで第１ゲート絶縁層２０４Ａを形成したが、これは酸化性ガス（笑気やオゾン）、不活性ガスにより希釈された酸化性ガス、減圧した酸化性ガス、または不活性ガスにより希釈された酸化性ガスを減圧した雰囲気、または酸化種を含むプラズマ雰囲気に晒すことで第１ゲート絶縁層２０４Ａを形成しても良い。
【００５５】
また、工程６は省略可能である。この場合には、工程４での酸化層厚を厚くし、第１ゲート絶縁層２０４Ａのみを用いてゲート絶縁層２０４としても良い。この場合、陽極酸化装置は不要となり、設備投資を圧縮することが可能となる。なお、酸化方法としては、オゾンプラズマ酸化等、酸化速度が大きい方法を用いることが好ましいが、この方法を用いることは必須ではない。
【符号の説明】
【００５６】
１００…無機ＴＦＴ、１０１…基板、１０２…ゲート電極、１０３…ゲート絶縁層、１０３Ａ…第１ゲート絶縁層、１０３Ｂ…第２ゲート絶縁層、１０４…ポリシリコン半導体層、１０５…ＬＤＤ領域、１０６…保護層、１０７…ソース・ドレイン領域、１０８…ソース・ドレイン電極、１０８Ａ…ソース・ドレイン電極前駆体、１３０…第１フォトレジスト層、２００…有機ＴＦＴ、２０１…プラスチック基板、２０２…バッファー層、２０３…ゲート電極、２０４…ゲート絶縁層、２０４Ａ…第１ゲート絶縁層、２０４Ｂ…第２ゲート絶縁層、２０５…有機半導体層、２０６…ソース電極、２０７…ドレイン電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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