(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の上にスズ金属ターゲットを利用した第１スパッタリングでスズ酸化物バッファー層（ＳｎＯ２）を形成する段階と；
前記スズ酸化物バッファー層上に前記スズ金属ターゲットを利用した第２スパッタリングでスズ酸化物半導体層を形成する段階と；
を含み、
前記スズ酸化物半導体層は（ＳｎＯ２−ｘ）（０＜ｘ≦０．０１）の組成を有することを特徴とするスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法。
【請求項２】
前記スズ酸化物バッファー層を形成する段階で、
前記第１スパッタリングは、５〜２０ｍＴｏｒｒ圧力の下で酸素ガス及び不活性ガスが混合された雰囲気で行われることを特徴とする請求項１に記載のスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法。
【請求項３】
前記スズ酸化物半導体層を形成する段階で、
前記第２スパッタリングは０．１〜３ｍＴｏｒｒ圧力の下で酸素ガス及び不活性ガスが混合された雰囲気で行われることを特徴とする請求項２に記載のスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法。
【請求項４】
前記スズ酸化物バッファー層を形成する段階でのチャンバ内に存在する酸素ガス分子の個数が、前記スズ酸化物半導体層を形成する段階でのチャンバ内に存在する酸素ガス分子の個数よりは多いことを特徴とする請求項３に記載のスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法。
【請求項５】
前記スズ酸化物半導体層を形成する段階の後に行われる、
３００〜４５０℃の酸素ガス雰囲気で３０〜９０分間熱処理を行う段階；
をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法。
【請求項６】
前記第１及び第２スパッタリングは、反応性スパッタリング（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）であることを特徴とする請求項１に記載のスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法。
【請求項７】
前記スズ酸化物半導体層が前記スズ酸化物バッファー層よりは薄く形成されることを特徴とする請求項１に記載のスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スズ酸化物層の形成方法に関し、より詳細には、スズ金属ターゲットを利用してガラス基板の上にスズ酸化物層を形成するスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、情報通信技術（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）傾向の１つは、電子素子の機能と表示素子の機能を融合しようとするものである。このような電子素子の機能と表示素子の機能を融合したものが電子表示装置である。
【０００３】
なお、近年のような情報化社会において電子表示装置の役目は、非常に重要になっており、各種の電子表示装置が多様な産業分野に広範囲に使用されるいる。このような電子表示装置分野は、発展を繰り返して、多様化する情報化社会の要求に適した新しい機能を有する電子表示装置が続いて開発されている。
【０００４】
一般的に、電子表示装置とは、多様な情報を視覚を通じて人間に伝達する装置を言う。すなわち電子表示装置とは、各種の電子機器から出力される電子的情報信号を人間の視覚で認識できる光情報信号に変換する電子装置を言い、人間と電子機器を連結する橋渡しの役目を担当する装置と言える。
【０００５】
このような電子表示装置において、光情報信号が発光現象によって表示される場合には、発光型表示装置と呼ばれ、反射、散乱、干渉現象などによって光変調で表示される場合には、受光型表示装置と呼ばれる。
【０００６】
このような電子表示装置としては、陰極線管表示装置（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ；ＣＲＴ）、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ；ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ；ＯＥＬＤ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、電子泳動表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｉｍａｇｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ；ＥＰＩＤ）、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）表示装置、有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）表示装置などが挙げられる。
【０００７】
ここで、陰極線管表示装置は、最も長い歴史を有する表示装置であって、テレビやコンピューターモニターなどに使用されており、経済性などの面から最も高いマーケットシェアを占めているが、重い重量、大きい体積及び高い消費電力などのような短所を多く有している。
【０００８】
最近、半導体技術の急速な進歩に伴い、各種電子装置の低電圧化及び低電力化とともに、電子機器の小型化、薄形化及び軽量化の傾向によって新しい環境に適した電子表示装置として平板パネル型表示装置に対する要求が急激に増大されている。これによって、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置などのような平板パネル型表示装置が開発されている。
【０００９】
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、共通電極、カラーフィルター、ブラックマトリックスなどが形成されている上部透明絶縁基板と、スイッチング素子、画素電極などが形成されている下部透明絶縁基板との間に異方性誘電率を有する液晶物質を注入し、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加することによって、液晶物質に形成される電界の強さを調整し、液晶物質の分子配列を変更させ、これを通じて透明絶縁基板に透過される光の量を調節することによって、所望の画像を表現する表示装置である。このような液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）素子をスイッチング素子として利用する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴＬＣＤ）が主に使用されている。
【００１０】
特に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置は、ＯＬＥＤ素子が自体発光型であるから、液晶表示装置（ＬＣＤ）に比べて視野角、コントラスト比などに優れており、バックライトを必要としないため、軽量薄形が可能で、消費電力の側面においても有利である。
【００１１】
また、ＯＬＥＤ素子は、直流低電圧駆動が可能で、応答速度が速くて、且つ外部衝撃に強く、使用温度範囲も広くて、特に製造コストの側面においても低価であるという長所を持っている。
【００１２】
それで、ＯＬＥＤ素子は、グラフィックディスプレイのピクセル、テレビ映像ディスプレイや表面光源のピクセルとして使用されることができ、プラスチックのように曲がることができる透明基板の上にも形成することができ、色感が良いため、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置は、次世代平面ディスプレイに適している。
【００１３】
このような有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置のような電子表示装置は、透明性、高い電荷移動度及び安定性を要求する。したがって、透明性を満足しつつ、電子素子としての機能を行うことができる透明半導体と透明伝導体、及びそれらの製造方法に関する研究が活発に行われている。例えば、このような透明伝導体としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が開発されて使用されており、ＺｎＯなどが透明半導体として開発されているが、安定性が劣るため、透明半導体としての応用可能性が極めて制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１４１８３０４号（２０１４．０７．０４．）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような問題点を解消するために、スズ酸化物（ＳｎＯ２）を基盤とする化合物半導体（以下、「スズ酸化物半導体（ＳｎＯ２−ｘ）」という）を電子表示装置用電子素子として活用する方案が研究されている。このようなスズ酸化物半導体は、非晶質（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）多結晶（Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、そして２つの方向に整列された結晶質の多様な形態が存在する。
【００１６】
しかし、スズ酸化物を基盤とするスズ酸化物半導体は、特定の基板、例えば結晶方向性を有するサファイア基板には、２つの方向に整列された結晶質を形成し得るが、非晶質のガラス基板には、スズ酸化物半導体が非晶質または多結晶質だけを形成し得る問題点を抱いている。
【００１７】
これにより、ガラス基板を母基板として使用する電子表示装置には、スズ酸化物を使用するとき、２つの方向に整列された結晶質を基盤とするスズ酸化物半導体を適用するには限界がある。
【００１８】
したがって、本発明の目的は、ガラス基板の上にスズ酸化物層を容易に形成し得るスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、電荷密度が適当であり、電荷移動度が高いスズ酸化物層を形成するスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するために、本発明は、ガラス基板の上にスズ金属ターゲットを利用したスパッタリングでスズ酸化物バッファー層（ＳｎＯ２）を形成する段階と、前記スズ酸化物バッファー層上に前記スズ金属ターゲットを利用したスパッタリングでスズ酸化物半導体層（ＳｎＯ２−ｘ）（０＜ｘ≦０．０１）を形成する段階とを含むスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法を提供する。
【００２１】
本発明によるスズ酸化物層の形成方法において、前記スズ酸化物バッファー層を形成する段階で、前記スパッタリングは、５〜２０ｍＴｏｒｒ圧力の下で、酸素ガス及び不活性ガスが混合された雰囲気で行われることができる。
【００２２】
本発明によるスズ酸化物層の形成方法において、前記スズ酸化物半導体層を形成する段階で、前記スパッタリングは、０．１〜３ｍＴｏｒｒ圧力の下で、酸素ガス及び不活性ガスが混合された雰囲気で行われることができる。
【００２３】
本発明によるスズ酸化物層の形成方法において、前記スズ酸化物バッファー層を形成する段階での酸素ガスの供給量が、前記スズ酸化物半導体層を形成する段階での酸素ガスの供給量よりは多くてもよい。
【００２４】
本発明によるスズ酸化物層の形成方法において、前記スズ酸化物半導体層は、酸素の組成比を０．００００００１≦ｘ≦０．０００１とすることができる。
【００２５】
本発明によるスズ酸化物層の形成方法は、前記スズ酸化物半導体層を形成する段階後に行われる、３００〜４５０℃の酸素ガス雰囲気で３０〜９０分間熱処理を行う段階をさらに含むことができる。
【００２６】
本発明によるスズ酸化物層の形成方法において、前記スパッタリングは、反応性スパッタリング（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）とすることができる。
【００２７】
また、本発明によるスズ酸化物層の形成方法において、前記スズ酸化物半導体層が、前記スズ酸化物バッファー層よりは薄く形成され得る。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、スズ酸化物層の形成時に、スズ金属ターゲットを使用してスパッタリング方法で形成するので、スズ酸化物層を形成するための工程条件を制御しやすくて、ガラス基板の上にスズ酸化物層を容易に形成し得る。
【００２９】
ガラス基板の上にスズ酸化物層を形成するとき、ガラス基板の上にスズ酸化物バッファー層を形成した後にスズ酸化物半導体層を形成することによって、ガラス基板の上に適当な電荷密度と高い電荷移動度を有し、安定性に優れたスズ酸化物半導体層を含むスズ酸化物層を形成し得る。
【００３０】
また、ターゲットとしてスズ金属を使用するので、ガラス基板の上にスズ酸化物層を形成することによる製造コストを節減できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるスズ金属ターゲットを利用するスパッタリング装置を示す図である。
【図２】本発明によるスズ金属ターゲットを利用したスズ酸化物層の形成方法による流れ図である。
【図３】図２のスズ酸化物層の形成方法による各段階を示す図である。
【図４】図２のスズ酸化物層の形成方法による各段階を示す図である。
【図５】図２のスズ酸化物層の形成方法による各段階を示す図である。
【図６】図２の形成方法で形成したスズ酸化物層を具備するトップ−ゲート電界効果トランジスタを示す断面図である。
【図７】図６のトップ−ゲート電界効果トランジスタの製造方法による流れ図である。
【図８】図６のトップ−ゲート電界効果トランジスタの電流−電圧特性グラフである。
【図９】図６のトップ−ゲート電界効果トランジスタの電流−電圧特性グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
下記の説明では、本発明の実施例を理解するのに必要な部分だけが説明され、その他の部分の説明は、本発明の要旨を不明にしない範囲で省略されることに留意すべきである。
【００３３】
以下で説明される本明細書及び請求範囲に使用される用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈すべきものではなく、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念として適切に定義できるという原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味や概念として解釈すべきである。したがって、本明細書に記載した実施例と図面に示された構成は、本発明の好適な実施例に過ぎないものであり、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００３４】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明によるスズ金属ターゲットを利用するスパッタリング装置を示す図である。
【００３６】
図１を参照すれば、スパッタリング装置７０は、チャンバ７３内にスズ金属ターゲット７１とガラス基板１０が位置する状態で不活性ガス及び酸素ガスをチャンバ７３に供給し、ガラス基板１０上にスズ酸化物層２０を形成する。スズ酸化物層２０は、ガラス基板１０上に形成されるスズ酸化物バッファー層２１と、スズ酸化物バッファー層２１上に形成されるスズ酸化物半導体層２３とを含む。
【００３７】
スズ酸化物層２０を形成するためのスパッタリングは、不活性ガスと酸素ガスを注入した雰囲気で進行され、圧力調節を用いた酸素ガスの供給量の調節を通じてスズ酸化物バッファー層２１とスズ酸化物半導体層２３を順次に形成する。
【００３８】
酸素ガスと不活性ガスを供給するとき、スズ酸化物層がガラス基板に良好に形成され得るように、不活性ガスは、スズ金属ターゲット７１に近い側に供給し、酸素ガスは、ガラス基板に近い側に供給できる。
【００３９】
以下、このようなスパッタリング装置７０を使用して本発明によるスズ金属ターゲット７１を利用してスズ酸化物層２０を形成する方法について図１〜５を参照して説明する。ここで、図２は、本発明によるスズ金属ターゲット７１を利用したスズ酸化物層２０の形成方法による流れ図である。また、図３〜図５は、図２のスズ酸化物層２０の形成方法による各段階を示す図である。
【００４０】
まず、図３に示されたように、スズ酸化物層２０を形成するためのガラス基板１０を準備する。
【００４１】
次に、図４に示されたように、Ｓ８１段階で、ガラス基板１０上にスズ酸化物バッファー層２１を形成する。スズ酸化物バッファー層２１は、スズ金属ターゲット７１を利用したスパッタリングで形成する。スズ酸化物バッファー層２１は、ＳｎＯ２の組成を有することができる。スパッタリング方法としては、反応性スパッタリング（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）方法を使用できる。
【００４２】
例えば、スズ酸化物バッファー層２１は、５〜２０ｍＴｏｒｒ圧力の下で、酸素ガス及び不活性ガスが混合された雰囲気でスズ金属ターゲット７１を利用した反応性スパッタリングで形成し得る。例えば、酸素ガスと不活性ガスの供給比は、６：４であることができ、これに限定されるない。不活性ガスとしては、アルゴンガスまたは窒素ガスを使用できる。ガラス基板１０の温度は、常温〜６００℃とすることができる。
【００４３】
次に、図５に示されたように、Ｓ８３段階で、スズ酸化物バッファー層２１上にスズ酸化物半導体層２３を形成する。スズ酸化物半導体層２３は、スズ金属ターゲット７１を利用したスパッタリングで形成する。スパッタリング方法としては、反応性スパッタリング方法を使用できる。
【００４４】
スズ酸化物半導体層２３は、ＳｎＯ２−ｘ（０＜ｘ≦０．０１）の組成を有することができる。
【００４５】
ここで、酸素が０＜ｘ≦０．０１の組成比を有する理由は、スズ酸化物半導体層２３が半導体性を有するようにするためである。すなわちｘが０の場合に、例えばＳｎＯ２は、絶縁体の特性を示すので、ｘは、０を超過しなければならない。酸素をドーピングして０．０１を超過する場合には、金属性を有するので、xは、０．０１以下の組成比を有しなければならない。したがって、本発明によるスズ酸化物半導体層２３が半導体性を有するようにするために、酸素は、０＜ｘ≦０．０１の組成比を有するものである。
【００４６】
例えば、スズ酸化物半導体層２３は、０．１〜３ｍＴｏｒｒ圧力の下で、酸素ガス及び不活性ガスが混合された雰囲気でスズ金属ターゲット７１を利用した反応性スパッタリングで形成し得る。例えば、酸素ガスと不活性ガスの供給比は、６：４であることができ、これに限定されるない。不活性ガスとしては、アルゴンガスまたは窒素ガスを使用できる。ガラス基板１０の温度は、常温〜６００℃であることができる。この際、スズ酸化物半導体層２３の酸素は、０．００００００１≦ｘ≦０．０００１の組成比を有することができる。
【００４７】
Ｓ８１段階及びＳ８３段階は、連続的に行われ、酸素ガスと不活性ガスの供給比は、同一に維持しつつ、圧力調節を通じて酸素ガスの供給量を調節し、スズ酸化物バッファー層２１とスズ酸化物半導体層２３を順次に形成する。この際、スズ酸化物バッファー層２１を形成する段階での酸素ガスの供給量が、スズ酸化物半導体層２３を形成する段階での酸素ガスの供給量よりは多い。
【００４８】
また、Ｓ８５段階では、ガラス基板１０上に形成されたスズ酸化物バッファー層２１とスズ酸化物半導体層２３に対する熱処理を通じてスズ酸化物バッファー層２１とスズ酸化物半導体層２３を含むスズ酸化物層２０を形成する。この際、熱処理は、３００℃〜４５０℃の酸素ガス雰囲気で３０〜９０分間行うことができる。
【００４９】
この際、スズ酸化物半導体層２３は、スズ酸化物バッファー層２１よりは薄く形成される。例えばスズ酸化物バッファー層２１は、５０〜３００ｎｍの厚さで形成され、スズ酸化物半導体層２３は、５〜２０ｎｍの厚さで形成し得る。
【００５０】
このように本発明のスズ酸化物層２０の形成方法によれば、スズ酸化物層２０の形成時にスズ金属ターゲット７１を使用してスパッタリング方法で形成するので、スズ酸化物層２０を形成するための工程条件を制御しやすくて、ガラス基板１０上にスズ酸化物層２０を容易に形成し得る。
【００５１】
また、ガラス基板１０上にスズ酸化物層２０を形成するとき、ガラス基板１０上にスズ酸化物バッファー層２１を形成した後、スズ酸化物半導体層２３を形成することによって、ガラス基板１０上に適当な電荷密度と高い電荷移動度を有し、安定性に優れたスズ酸化物半導体層２３を含むスズ酸化物層２０を形成し得る。
【００５２】
また、ターゲットとしてスズ金属ターゲット７１を使用するので、ガラス基板１０上にスズ酸化物層２０を形成することによる製造コストを節減できる利点もある。
【００５３】
このような本発明の形成方法で形成したスズ酸化物層２０の特性を調べるために、図６及び図７に示されたように、スズ酸化物層２０を具備する実施例によるトップ−ゲート電界効果トランジスタ１００を製造し、その特性を実験した。
【００５４】
図６は、図２の形成方法で形成したスズ酸化物層２０を具備する実施例によるトップ−ゲート電界効果トランジスタ１００を示す断面図である。
【００５５】
図６を参照すれば、実施例によるトップ−ゲート電界効果トランジスタ１００は、ガラス基板１０、スズ酸化物バッファー層２１とスズ酸化物半導体層２３を具備するスズ酸化物層２０、ソース電極３０、ドレーン電極４０、ゲート絶縁層５０及びゲート電極６０を含む。
【００５６】
ガラス基板１０上にスズ酸化物層２０が形成される。すなわちスズ酸化物層２０は、ガラス基板１０上に形成されたスズ酸化物バッファー層２１と、スズ酸化物バッファー層２１上に形成されたスズ酸化物半導体層２３を含む。
【００５７】
ソース電極３０及びドレーン電極４０は、スズ酸化物層２０を中心に両側に形成され、スズ酸化物層２０の対向する端部を覆うように形成される。例えばソース電極３０及びドレーン電極４０としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｄｏｐｅｄ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）またはＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などを使用することができ、これに限定されるものではない。
【００５８】
ゲート絶縁層５０は、ソース電極３０とドレーン電極４０との間に露出したスズ酸化物層２０とソース電極３０及びドレーン電極４０の一部を覆うように形成される。ゲート絶縁層５０としては、ＨｆＯ２、シリコンジオキシド（ＳｉＯｘ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＴｉＯｘ、サファイア、ポリビニルアルコール（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ）、ポリビニルアセテート（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ）、ポリイミド（ＰｏｌｙＩｍｉｄｅ）、パリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）、ポリビニルフェノール（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌ  Ｐｈｅｎｏｌ：ＰＶＰ）、アクリル（Ａｃｒｙｌ）、フルオロポリマー（Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などを使用することができ、これに限定されるものではない。
【００５９】
また、ゲート電極６０は、ゲート絶縁層５０上に形成され、ソース電極３０とドレーン電極４０との間に露出するスズ酸化物層２０上に形成される。ゲート電極６０としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ、ＡＺＯまたはＧＺＯなどを使用することができ、これに限定されるものではない。
【００６０】
以下、このような実施例によるトップ−ゲート電界効果トランジスタ１００の製造方法について図６及び図７を参照して説明する。
【００６１】
まず、ガラス基板１０を準備する。
【００６２】
次に、Ｓ８１段階で、ガラス基板１０上にスズ酸化物バッファー層２１を形成する。スズ酸化物バッファー層２１は、スズ金属ターゲットを利用した反応性スパッタリングで形成する。スズ酸化物バッファー層２１は、ＳｎＯ２の組成を有する。すなわちスズ酸化物バッファー層２１は、１５ｍＴｏｒｒ、常温の酸素ガス及びアルゴンガス雰囲気でスズ金属ターゲットを利用した反応性スパッタリングで１００ｎｍの厚さで形成する。この際、酸素ガスとアルゴンガスの組成比は、６：４とすることができる。
【００６３】
次に、Ｓ８３段階で、スズ酸化物バッファー層２１上にスズ酸化物半導体層２３を形成する。スズ酸化物半導体層２３は、スズ金属ターゲットを利用した反応性スパッタリングで形成する。スズ酸化物半導体層２３は、ＳｎＯ２−ｘの組成を有する。
【００６４】
すなわちスズ酸化物半導体層２３は、２ｍＴｏｒｒ圧力の下で、常温の酸素ガス及びアルゴンガスが混合された雰囲気でスズ金属ターゲットを利用した反応性スパッタリングで１０ｎｍの厚さで形成する。この際、酸素ガスとアルゴンガスの供給比は、６：４とすることができる。
【００６５】
Ｓ８１段階及びＳ８３段階は、連続的に行われ、酸素ガス及びアルゴンガスの供給比を６：４を維持しつつ、圧力調節を通じてスズ酸化物バッファー層２１とスズ酸化物半導体層２３を順次に形成する。
【００６６】
この際、スズ酸化物バッファー層２１を形成する段階での酸素ガスの供給量が、スズ酸化物半導体層２３を形成する段階での酸素ガスの供給量よりは多い。すなわちスズ酸化物バッファー層２１を形成するとき、１５ｍＴｏｒｒの場合、アルゴンガスと酸素ガスの圧力比は、６ｍＴｏｒｒ：９ｍＴｏｒｒになる。スズ酸化物半導体層２３を形成するとき、２ｍＴｏｒｒの場合、アルゴンガスと酸素ガスの圧力比は、０．８ｍＴｏｒｒ：１．２ｍＴｏｒｒになる。
【００６７】
次に、Ｓ８５段階では、ガラス基板１０上に形成されたスズ酸化物バッファー層２１とスズ酸化物半導体層２３に対する１次熱処理を通じてスズ酸化物層２０を形成する。この際、１次熱処理は、４００℃の酸素ガス雰囲気で６０分間行った。
【００６８】
Ｓ８５段階による第１熱処理後にガラス基板１０上に形成されたスズ酸化物層２０に対するパターニングを行う。
【００６９】
次に、Ｓ８７段階で、スズ酸化物層２０を中心に両側にスズ酸化物層２０の端部を覆うようにソース電極３０とドレーン電極４０を形成する。ソース電極３０とドレーン電極４０は、ＩＴＯを使用して５０ｎｍの厚さで形成する。
【００７０】
次に、Ｓ８９段階で、ソース電極３０とドレーン電極４０との間にゲート絶縁層５０を形成する。ゲート絶縁層５０は、ソース電極３０とドレーン電極４０との間に露出したスズ酸化物層２０とソース電極３０及びドレーン電極４０の一部を覆うように形成する。ゲート絶縁層５０は、ＨｆＯ２を使用して８０ｎｍの厚さで形成する。この際、ゲート絶縁層５０としてＨｆＯ２を使用した理由は、Ａｌ２Ｏ３に比べて空乏（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ）されやすいからである。
【００７１】
次に、Ｓ９１段階で、４００℃の酸素ガス雰囲気で１２０分間２次熱処理を行った。
【００７２】
また、Ｓ９３段階で、ゲート絶縁層５０上にゲート電極６０を形成する。この際、ゲート電極６０は、ソース電極３０とドレーン電極４０との間に露出するスズ酸化物層２０上に形成される。ゲート電極６０は、ＩＴＯを使用して５０ｎｍの厚さで形成する。
【００７３】
このように製造された実施例によるトップ−ゲート電界効果トランジスタ１００の電流−電圧特性を調べれば、図８及び図９に示された通りである。ここで、図８及び図９は、図６のトップ−ゲート電界効果トランジスタの電流−電圧特性グラフである。
【００７４】
図８を参照すれば、実施例によるトップ−ゲート電界効果トランジスタは、電荷移動度（ｆｉｌｍ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が１５．３ｃｍ２／Ｖｓである２ｍＴｏｒｒ条件でスズ酸化物層２０を有する電界効果トランジスタを製造した。
【００７５】
実施例によるトップ−ゲート電界効果トランジスタは、電場によって電荷が蓄積されるか、または喪失される動作を円滑に行うことを、図８を通じて確認できる。
【００７６】
図９を参照すれば、実施例によるトップ−ゲート電界効果トランジスタのＩＤＳ−ＶＧＳを測定すれば、次の通りである。すなわちＶＤＳを１Ｖに設定し、ゲート電極の電圧を−５Ｖから５Ｖまで測定した結果、電荷移動度が１６．３ｃｍ２／Ｖｓであって、ガラス基板の上にスズ酸化物層が形成された薄膜フィルム（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ）の電荷移動度である１５．３ｃｍ２／Ｖｓと同一の電荷移動度が算出された。
【００７７】
このような本発明によるスズ金属ターゲットを利用して形成したスズ酸化物層を含むトップ−ゲート電界効果トランジスタを通じて良好な電荷移動度を有していることを確認できる。
【００７８】
一方、本明細書と図面に開示された実施例は、理解を助けるために特定例を提示したものに過ぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施例以外にも、本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有するには自明である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  ガラス基板
２０  スズ酸化物層
２１  スズ酸化物バッファー層
２３  スズ酸化物半導体層
３０  ソース電極
４０  ドレーン電極
５０  ゲート絶縁層
６０  ゲート電極
７０  スパッタリング装置
７１  スズ金属ターゲット
１００  トップゲート電界効果トランジスタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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