(57)【要約】【課題】酸化物半導体を用いて形成されたＴＦＴのゲート電圧の閾値電圧のばらつきやヒステリシスを低減する。【解決手段】基板１０１上に、ゲート電極１０２と、ゲート絶縁膜１０３と、酸化物半導体膜１０４と、ソース電極１０５と、ドレイン電極１０６とが形成され、上記ゲート絶縁膜やパッシベーション膜は、ＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮからなる単層膜か、または、少なくとも、酸化物半導体に接する一層がＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮで形成された薄膜トランジスタを有する半導体装置の製造方法であって、基板１０１上に、酸化物半導体膜１０４、およびゲート絶縁膜が形成された後または、パッシベーション形成後にトランジスタにＸ線を照射する。【選択図】図１
2014143281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、酸化物半導体膜と、ソース電極と、ドレイン電極とが形成され、上記ゲート絶縁膜は、ＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮからなる単層膜か、または、少なくとも、酸化物半導体に接する一層がＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮで形成された薄膜トランジスタを有する半導体装置の製造方法であって、
上記基板上に、上記ゲート絶縁膜および酸化物半導体膜が形成されたよりも後に、上記酸化物半導体膜にＸ線を照射することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１の半導体装置の製造方法であって、
上記半導体装置は、上記基板上に、上記ゲート電極、ゲート絶縁膜、および酸化物半導体膜が順に形成された後、さらにパッシベーション膜が形成され、上記パッシベーション膜は、ＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮからなる単層膜か、または、少なくとも、酸化物半導体に接する一層がＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮで形成された半導体装置であって、
少なくとも上記パッシベーション膜が形成されたよりも後に、上記Ｘ線の照射が行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１の半導体装置の製造方法であって、
上記半導体装置は、上記基板上に、上記酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜、およびゲート電極が順に形成され、上記ゲート絶縁膜は、ＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮからなる単層膜か、または、少なくとも、酸化物半導体に接する一層がＳｉＯｘまたはＳｉＯＮで形成された半導体装置であって、
少なくとも上記酸化物半導体膜およびゲート絶縁膜が形成されたよりも後に、上記Ｘ線の照射が行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうち何れか１項の半導体装置の製造方法であって、
上記薄膜トランジスタの特性を測定し、測定結果に応じて上記Ｘ線の照射が行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち何れか１項の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５の半導体装置であって、
液晶表示装置、ＥＬ表示装置、またはＸ線イメージセンサのうちの何れかであることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化亜鉛等の酸化物半導体膜を用いて形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有する半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置やＥＬ（ElectroLuminescence）表示装置などでは、ガラス基板やプラスチック基板上に形成されたＴＦＴが用いられている。このＴＦＴは、結晶質珪素膜を用いて形成される場合には、半導体膜の結晶化のために、比較的高温に加熱する必要があるため、融点の低いプラスチックなどの基板を適用することが困難である。一方、非晶質珪素膜を用いて形成される場合には、高い電子移動度を得ることが困難なので、高速動作が望めない。
【０００３】
そこで、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を主成分とするＩＧＺＯなどの酸化物半導体を用いて、電子移動度の高いＴＦＴを比較的低温で形成する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５６５２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような酸化物半導体は、一般に、ゲート電圧の閾値電圧Ｖｔｈのばらつきや、ヒステリシスが大きいという問題点を有していた。具体的には、例えば、ゲート電圧が上昇するときと、下降するときとで、ドレイン電流が急激に変化する閾値電圧のずれが大きい。また、ソース−ドレイン間の電圧に応じても、閾値電圧が変化する。このために、例えば表示装置に酸化物半導体が用いられる場合には、表示むらが生じやすくなる。これを解決する手段として一般的には、酸素を含む雰囲気でのアニールが行われ、３００℃以上可能であるならば、４５０℃以上の温度で、酸化膜半導体中の酸素欠陥を抑制する手法をとっている。しかしながら完全には、抑制できていない。また、プラスチック等の基板によってはその温度でアニール出来ない事もある。
【０００６】
また、酸化物半導体では、バイアスストレスを印加すると閾値が大きくシフトする課題を持っている。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、酸化物半導体を用いて形成されたＴＦＴのゲート電圧の閾値電圧のばらつきやヒステリシスを低減し、バイアス印加による閾値シフトを抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、
基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、酸化物半導体膜と、ソース電極と、ドレイン電極とが形成され、上記ゲート絶縁膜は、ＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮからなる単層膜か、または、少なくとも、酸化物半導体に接する一層がＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮで形成された薄膜トランジスタを有する半導体装置の製造方法であって、
上記基板上に、上記ゲート絶縁膜および酸化物半導体膜が形成されたよりも後に、上記酸化物半導体膜にＸ線を照射することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、
第１の発明の半導体装置の製造方法であって、
上記半導体装置は、上記基板上に、上記ゲート電極、ゲート絶縁膜、および酸化物半導体膜が順に形成された後、さらにパッシベーション膜が形成され、上記パッシベーション膜は、ＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮからなる単層膜か、または、少なくとも、酸化物半導体に接する一層がＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮで形成された半導体装置であって、
少なくとも上記パッシベーション膜が形成されたよりも後に、上記Ｘ線の照射が行われることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、
第１の発明の半導体装置の製造方法であって、
上記半導体装置は、上記基板上に、上記酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜、およびゲート電極が順に形成され、上記ゲート絶縁膜は、ＳｉＯｘもしくはＳｉＯＮからなる単層膜か、または、少なくとも、酸化物半導体に接する一層がＳｉＯｘまたはＳｉＯＮで形成された半導体装置であって、
少なくとも上記酸化物半導体膜およびゲート絶縁膜が形成されたよりも後に、上記Ｘ線の照射が行われることを特徴とする。
【００１１】
これら第１〜３の発明により、適正なＸ線の照射によって、そのゲート絶縁膜やパッシベーション膜のＳｉＯｘやＳｉＯＮの適度な酸素欠陥発生により、正の固定電荷が生じて、ゲート電圧の閾値電圧のばらつきやヒステリシスが低減され、ゲートバイアス印加による閾値シフトも低減される。
【００１２】
第４の発明は、
請求項１から請求項３のうち何れか１項の半導体装置の製造方法であって、
上記薄膜トランジスタの特性を測定し、測定結果に応じて上記Ｘ線の照射が行われることを特徴とする。
【００１３】
これにより、薄膜トランジスタの特性を適切に調整することが容易にできる。
【００１４】
第５の発明は、
半導体装置であって、
第１の発明から第４の発明のうち何れか１つの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、
第５の発明の半導体装置であって、
液晶表示装置、ＥＬ表示装置、またはＸ線イメージセンサのうちの何れかであることを特徴とする。
【００１６】
これらにより、表示特性や、Ｘ線イメージの画像品質、信頼性を高めることが容易にできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、酸化物半導体を用いて形成されたＴＦＴのゲート電圧の閾値電圧のばらつきやヒステリシスおよびゲートバイアス印加時の閾値シフトを容易に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板の構成を示す断面図である。
【図２】実施形態１の液晶表示装置の製造過程の状態を示す断面図である。
【図３】実施形態１のＴＦＴの特性を示すグラフである。
【図４】実施形態１のＴＦＴの拡大断面図である。
【図５】実施形態２のＥＬ表示装置のＴＦＴ基板の構成を示す断面図である。
【図６】実施形態２のＥＬ表示装置の製造過程の状態を示す断面図である。
【図７】実施形態３のＸ線イメージセンサの構成を示す断面図である。
【図８】実施形態３のＸ線イメージセンサの構成を示す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２０】
《実施形態１》
本発明の実施形態１として、液晶表示装置、およびその製造方法の例を説明する。
【００２１】
（液晶表示装置の構成と製造方法）
液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板１００には、図１に示すように、ガラス基板１０１上に、ゲート電極１０２と、ゲート絶縁膜１０３と、ＩＧＺＯ膜１０４と、ソース電極１０５と、ドレイン電極１０６と、パッシベーション膜１０７と、樹脂層間膜１０８と、透明電極１０９と、ゲート配線１１０とが形成されている。このようなＴＦＴ基板１００は、例えば次のようにして製造される。
【００２２】
（１）  まず、マザーガラス基板としてのガラス基板１０１（例えば旭硝子製ＡＮ１００）上にゲートメタル（例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ）をスパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによりパターニングして、ゲート電極１０２およびゲートバスライン１０２’を形成する。
【００２３】
（２）  次に、ゲート絶縁膜１０３として、ＳｉＯｘまたはＳｉＯＮ膜（単層膜または少なくともこれらがＩＧＺＯに接する多層膜）をＣＶＤ装置にて連続成膜し、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによって、ゲートバスライン１０２’上のゲート絶縁膜１０３にコンタクトホールを開ける。
【００２４】
（３）  例えばインジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を主成分とするＩＧＺＯをスパッタリングによって成膜し、アニール処理を行う。その後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによってアイランド化し、ＴＦＴのチャネル領域となるＩＧＺＯ膜１０４を形成する。
【００２５】
（４）  ソース／ドレインメタル（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ）をゲート電極１０２と同様に成膜、パターニングして、ソース電極１０５およびドレイン電極１０６を形成する。
【００２６】
（５）  ＩＧＺＯ膜１０４に接してこれを覆うパッシベーション膜１０７として、ＳｉＯｘまたはＳｉＯＮ膜（単層膜または少なくともこれらがＩＧＺＯに接する多層膜）を形成する。また、樹脂層間膜１０８（有機系層間膜、層間平坦化膜）を塗布により形成する。その後、フォトリソグラフィによって、ドレイン電極１０６およびゲート電極１０２上のパッシベーション膜１０７と樹脂層間膜１０８とにコンタクトホールを形成する。さらに、その上に透明導電膜ＩＴＯを形成し、透明電極１０９、およびゲート配線１１０を形成する。
【００２７】
尚、ＩＧＺＯに接する絶縁膜（ゲート絶縁膜やパッシベーション膜）にＳｉＯｘを用いた場合には、プラズマCVD装置で作成したSiNxなど水素を多く含む膜に比べて、水素によるＩＧＺＯの酸素欠陥増加が抑制されることが想定される。
【００２８】
（６）  次に、上記ＴＦＴ基板１００にガラス基板１０１と反対側からＸ線を照射する。具体的には、例えば、ポニー工業社製のマイクロフォーカスＸ線検査装置ＭＥ４１００ＩＶを用いて、管球電圧を８０ｋＶで１２００Ｒ（約１０Ｇｙ）照射する。
【００２９】
尚、ＩＧＺＯに接する絶縁膜（ゲート絶縁膜やパッシベーション膜）にＳｉＯｘを用いた場合には、Ｘ線によって酸素結合を分断し、正の固定電荷をトラップさせることが想定される。
【００３０】
（７）  上記のようにして形成されたＴＦＴ基板１００は、例えば図２に示すようにシール１２２を介してカラーフィルタ１２１と貼り合わされ、間に液晶１２３が封入されて、液晶表示装置が形成される。なお、液晶表示装置の大きさによっては、同図に示すように１枚のＴＦＴ基板１００を用いて複数の液晶表示装置が形成され、２点鎖線で示す位置で切り離されて、個々の液晶表示装置とされる。
【００３１】
（ＴＦＴの特性）
上記のようにＸ線を照射したＴＦＴの特性を図３に示す。同図において、
実線Ａ，Ｂ（ほとんど重なっている）は、ソース−ドレイン間の電圧を５．０Ｖにした状態で、ゲート電圧を−３０Ｖから＋３０Ｖ、および＋３０Ｖから−３０Ｖに変化させた場合のドレイン電流を示し、
実線Ｃ，Ｄ（ほとんど重なっている）は、ソース−ドレイン間の電圧を０．１Ｖにした状態で、ゲート電圧を同様に変化させた場合のドレイン電流を示す。
【００３２】
また、同図に併せて示す破線は、上記のようなＸ線の照射をしなかった場合の特性で、
破線ａ，ｂは、ソース−ドレイン間の電圧を５．０Ｖにした状態で、ゲート電圧を上記と同様に変化させた場合のドレイン電流、
破線ｃ，ｄは、ソース−ドレイン間の電圧を０．１Ｖにした状態で、ゲート電圧を上記と同様に変化させた場合のドレイン電流を示す。
【００３３】
同図から明らかなように、ＴＦＴの閾値電圧Ｖｔｈ、すなわちドレイン電流が大きく変化するときのゲート電圧は、Ｘ線を照射しない場合には、ゲート電圧が上昇するときと下降するときとで閾値電圧が異なるヒステリシスが生じ（破線ａとｂ、ｃとｄ）、かつ、その閾値電圧はソース−ドレイン間の電圧によってばらつくのに対して、適正なＸ線を照射した場合には、ヒステリシスはほとんど生じず（実線ＡとＢ、ＣとＤ）、また、その閾値電圧はほぼ０Ｖにシフトし、ばらつきもほとんど生じない。なお、上記Ｘ線の照射条件は一例であり、タングステン管球の場合で、例えば２０〜１８０ｋＶにおいて、放射線量を適正にした場合でも同様の特性が得られた。この場合は、よりエネルギーが高い特性Ｘ線が放出しない管電圧６０ｋＶ以下で効果的に確認できた。また、Ｘ線を長時間あてる（線量を増やす）とその時間に比例して閾値がマイナスにシフトする事も確認でき、例えば閾値を０Ｖ付近にするための線量をコントロール必要がある。
また、ゲートに電圧をかけて耐バイアス評価を実施したところ、閾値電圧の変動も小さく抑えられ、信頼性が向上する事が判明した。
【００３４】
このため、Ｘ線を照射したＴＦＴ基板１００を用いた液晶表示装置は、各画素のスイッチングに用いられるＴＦＴに関しては、そのＴＦＴによって画素電極に印加される電圧や電流量が安定して、画素ごとの輝度のばらつきが低減（抑制）され、視認性が向上する。また、領域的なばらつきによる輝度むら等の発生も低減できる。また、駆動回路（特に例えばゲートライン駆動回路）に用いられるＴＦＴに関しては、閾値電圧の安定性により、歩留りや、信頼性の向上に大きく寄与する。より具体的には、例えば、長時間表示し続ける場合でも、閾値電圧が変動して駆動回路が動作しなくなることによる非点灯領域の発生が防止される。
【００３５】
ＴＦＴの特性が上記のように改善されるのは、例えば次のような理由によると考えられる。
【００３６】
すなわち、ゲート絶縁膜１０３とその直上のＩＧＺＯ膜１０４との界面やゲート絶縁膜１０３のバルク、ＩＧＺＯ膜１０４とその直上のパッシベーション膜１０７との界面やパッシベーション膜１０７の上記界面近傍のバルクには、電荷が溜まる箇所が存在する。これは、単純な異なる不連続膜からなるヘテロ界面による理由や、ソース電極１０５およびドレイン電極１０６形成時のドライエッチングによるダメージに起因すると考えられる欠陥があり、これは、正負どちらの電荷もトラップし易い。このため、ヒステリシスが大きく、バイアス印加時の閾値シフトが大きくなる要因であった。また、酸化物半導体は、イオン性が高く不安定要因となっていた。
【００３７】
ところが、適正な線質と線量のＸ線を照射すると、ゲート絶縁膜やパッシベーション膜中の酸素結合が切れて酸素欠陥が生じる。これが正の固定電荷として機能するため、正負どちらにも働く欠陥準位がある状態よりも安定したトランジスタ特性が得られ、ヒステリシスの低減やバイアス印加時の信頼性向上が得られる。また、ゲート絶縁膜中に生じた酸素欠陥は、正の固定電荷として働き、トランジスタの閾値は、マイナス方向にシフトする、このため、適正なＸ線条件によって、マイナス方向でシフト量を制御でき、閾値電圧を０Ｖで立ち上げる事も可能である。
【００３８】
このＸ線による酸素欠陥増加現象は、管球電圧，電流，照射時間で難無くコントロールできる事も大きな長所であり、トランジスタ特性を測定した後、その結果をフィードバックして最適なＸ線質や線量で処理することも可能である。つまり、ＴＦＴの完成後に、そのＴＦＴの特性を制御する事も可能である。
【００３９】
当然、欠陥準位の増加によって、トランジスタの立ち上がり特性（Ｓ値）や移動度が劣化する方向となるが、実験の結果、例えば閾値を数十Ｖシフトしない条件であるならば、殆んど変化が見られなかった。
【００４０】
このため、閾値電圧のばらつきやヒステリシスを改善できる。
【００４１】
なお、サブスレショルド特性（Ｓ値）やオン電流の劇的な変化がないのは、アモルファスシリコンＴＦＴとは異なる伝導原理であるためで、アモルファス構造であっても移動度が１０倍以上あるのは、アモルファス構造に影響され難い伝導をなしているからである。
【００４２】
なお、上記のようなＸ線の照射に加えて、例えば、酸素を含む雰囲気中で３００℃以上や４５０℃以上でのアニールをしたり、ＩＧＺＯ形成後の工程によるコンタミネーションやエッチングダメージを回避するためにエッチングストッパーを構成するなどしてもよい。
【００４３】
《実施形態２》
本発明の実施形態２として、ＥＬ表示装置、およびその製造方法の例を説明する。
【００４４】
ＥＬ表示装置に用いられるＴＦＴ基板２００は、図５に示すように、実施形態１のＴＦＴ基板１００と同様の構成を有し、上記（１）〜（６）と同じ工程によって形成することができる。そのようにして形成されたＴＦＴ基板２００は、例えば図６に示すように、トップエミッション構造の有機ＥＬプロセスが施され、シール２２２およびＥＬ層２２３を介して対向基板２２１と貼り合わされて、ＥＬ表示装置が形成される。また、ＥＬ表示装置の大きさによっては、同図に示すように１枚のＴＦＴ基板２００を用いて複数のＥＬ表示装置が形成され、２点鎖線で示す位置で切り離されて、個々のＥＬ表示装置とされる。
【００４５】
なお、ＴＦＴ基板２００へのＸ線照射は、ＥＬ表示装置の形成後に行うことも考えられるが、Ｘ線によって有機材料の結合が切断される可能性を回避できる点では、有機ＥＬ材料を形成する前にＸ線を照射することが好ましい。
【００４６】
ここで、有機ＥＬは、有機化合物中に注入された電子と正孔の再結合によって生じた励起子によって発光するので、有機ＥＬ素子は、素子内に流れる電流量に応じた明るさで発光する。人間の目は光に対して敏感に感じるので、各画素の発光ばらつきを抑える必要があり、したがって、電流ばらつきを抑える必要があるが、上記のようにＸ線照射を行って、閾値電圧のばらつきを低減、抑制したＩＧＺＯ−ＴＦＴを用いることによって、表示特性の良好な表示装置を得ることが可能となる。なお、有機ＥＬ表示装置の各画素内に、駆動トランジスタの閾値電圧の変動を効果的に補償するトランジスタ回路を形成してもよいが、例えば特に表示装置の高精細化のために画素ピッチが小さくなるような場合に、保障回路のサイズや個数の制約を回避することが容易にできる。
【００４７】
《実施形態３》
本発明の実施形態３として、Ｘ線イメージセンサ、およびその製造方法の例を説明する。
【００４８】
このＸ線イメージセンサは、図７に示すように、実施形態１、２の液晶表示装置やＥＬ表示装置と似たような構成を有し、例えば次のようにして製造される。
【００４９】
（１）  まず、マザーガラス基板としてのガラス基板３０１上にゲートメタル（例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ）をスパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによりパターニングして、ゲート電極３０２および補助容量電極３０３を形成する。上記補助容量電極３０３は、後述するＣｄＴｅ結晶３１３に照射されたＸ線によって生じた正孔と電子のうちの例えば正孔を一旦蓄積するためのもので、例えば図８に示すように、四方形状に（画素領域いっぱいに）広がった形状に形成され、ノイズ低減のために容量を大きく設定し得るようになっている。
【００５０】
（２）  次に、ゲート絶縁膜３０４として、ＳｉＯ／ＳｉＮ膜をＣＶＤ装置にて連続成膜する。
【００５１】
（３）  例えばインジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を主成分とするＩＧＺＯをスパッタリングによって成膜し、アニール処理を行う。その後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによってアイランド化し、ＴＦＴのチャネル領域となるＩＧＺＯ膜３０５を形成する。
【００５２】
（４）  ソース／ドレインメタル（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ）をゲート電極３０２と同様に成膜、パターニングして、ソース電極３０６およびドレイン／画素電極３０７を形成する（またはソース電極側が画素電極となるようにしてもよい。）。
【００５３】
（５）  ＩＧＺＯ膜３０５に接してこれを覆うパッシベーション膜３０８として、ＳｉＯ膜を形成する。また、樹脂層間膜３０９（有機系層間膜、層間平坦化膜）を塗布により形成する。その後、フォトリソグラフィによって、ドレイン／画素電極３０７の中央部上のパッシベーション膜３０８と樹脂層間膜３０９とにコンタクトホールを形成する。
【００５４】
（６）  次に、上記ＴＦＴ基板３００にガラス基板３０１と反対側からＸ線を照射する。
【００５５】
（７）  上記（５）でパッシベーション膜３０８と樹脂層間膜３０９とに形成したコンタクトホールの部分でドレイン／画素電極３０７に接続されるＩＺＯ膜を形成し、ＩＺＯ電極３１０を形成する。
【００５６】
（８）  後述するＣｄＴｅ結晶３１３とのギャップを均一に維持するための柱状スペーサ３１２を形成する。また、ドレイン／画素電極３０７に接続されたＩＺＯ電極３１０と、ＣｄＴｅ結晶３１３とを電気的に接続するための導電性樹脂部材３１１を形成する。
【００５７】
（９）  上記のようにして形成されたＴＦＴ基板３００に、ＣｄＴｅ結晶３１３を圧力をかけながら貼り合せる。
【００５８】
上記のようなＸ線イメージセンサでは、ＣｄＴｅ結晶３１３は、放射線の吸収効率が高く、Ｘ線照射によって、結晶内に正孔−電子対を生じる。そこで、ＣｄＴｅ結晶３１３にバイアスを印加し、その印加したバイアスの正負に応じて、そのバイアスで引上げた極性と逆極性の電荷が、導電性樹脂部材３１１を介して、ＴＦＴ基板３００の補助容量電極３０３とドレイン／画素電極３０７との間のキャパシタ内に保持される。この電荷を画素ごとのＩＧＺＯ−ＴＦＴで電流として読み取ることにより、画素ごとにＸ線の透過の強弱を電流量に変換し、画像として認識するＸ線画像が得られる。
【００５９】
このようなＸ線イメージセンサにおいても、ＴＦＴの特性（閾値電圧）のばらつきがＩＧＺＯ膜３０５へのＸ線の照射によって低減、抑制されることにより、高い画像品質および信頼性を得ることができ、したがって、医療用Ｘ線装置や非破壊の工業的観察装置に組み込む用途など、信頼性等の要求が高い用途に適用することも容易になる。尚、Ｘ線イメージセンサの場合、使用時Ｘ線を照射するが、ＣｄＴｅ結晶側から照射する事で、殆んどのＸ線は、吸収されるため配慮する必要が無い。
【００６０】
なお、上記の例ではＸ線情報を電気情報に変換する膜としてCdTeが用いられる例を示したが、これに限らず、CdZnTe，InP，a-Se等が用いられてもよい。
【００６１】
（その他の事項）
上記のようにＩＧＺＯ膜にＸ線を照射するタイミングは、少なくともゲート絶縁膜およびＩＧＺＯ膜が形成された後であれば、ＩＴＯ電極、ＩＺＯ電極の形成前や、形成後でよいが、上記のようにいわゆるボトムゲート型のＴＦＴが形成される場合、ＩＧＺＯ膜とパッシベーション膜との界面等への影響も考慮すれば、少なくともパッシベーション膜も形成された後に照射されることが好ましい。
【００６２】
また、ＴＦＴの構造は、上記のようなボトムゲート構造に限らず、基板上に、ＩＧＺＯ膜、ゲート絶縁膜、およびゲート電極が順に形成された構造でもよい。この場合には、Ｘ線の照射は、少なくともＩＧＺＯ膜およびゲート絶縁膜の形成後に行えばよい。
【００６３】
また、Ｘ線の照射は、基板側から行っても基板と反対側から行ってもよい。
【００６４】
また、酸化物半導体としては、ＩＧＺＯに限らず、他の組成のものを用いる場合でも、上記のようなＸ線照射による効果は同様に得られる。
【００６５】
また、基板としては、ガラス基板に限らず、樹脂板や樹脂フィルムなど、種々のものを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明は、酸化亜鉛等の酸化物半導体膜を用いて形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有する半導体装置の製造方法等について有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１００      ＴＦＴ基板
１０１      ガラス基板（基板）
１０２      ゲート電極
１０２’    ゲートバスライン
１０３      ゲート絶縁膜
１０４      ＩＧＺＯ膜（酸化物半導体膜）
１０５      ソース電極
１０６      ドレイン電極
１０７      パッシベーション膜
１０８      樹脂層間膜
１０９      透明電極
１１０      ゲート配線
１２１      カラーフィルタ
１２２      シール
１２３      液晶
２００      ＴＦＴ基板
２２１      対向基板
２２２      シール
２２３      ＥＬ層
３００      ＴＦＴ基板
３０１      ガラス基板
３０２      ゲート電極
３０３      補助容量電極
３０４      ゲート絶縁膜
３０５      ＩＧＺＯ膜
３０６      ソース電極
３０７      ドレイン／画素電極
３０８      パッシベーション膜
３０９      樹脂層間膜
３１０      ＩＺＯ電極
３１１      導電性樹脂部材
３１２      柱状スペーサ
３１３      ＣｄＴｅ結晶
【図１】
2014143281.tif 000003
【図２】
2014143281.tif 000004
【図３】
2014143281.tif 000005
【図４】
2014143281.tif 000006
【図５】
2014143281.tif 000007
【図６】
2014143281.tif 000008
【図７】
2014143281.tif 000009
【図８】
2014143281.tif 000010