(57)【要約】  本発明は、一般に、ＴＦＴ及びＴＦＴを製造する方法に関する。バックチャネルエッチングＴＦＴ又はエッチング停止ＴＦＴのため、パッシベーション層又はエッチング停止層としての複数の層は、かなり緻密度の高いキャッピング層を緻密度の低いバックチャネル保護層上に形成することを可能にする。キャッピング層は十分に緻密であるので、ピンホールがほとんど存在せず、水素は半導体層まで通過することができないかもしれない。こうして、水素含有前駆体をキャッピング層堆積のために使用することができる。
2016519429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極、ゲート誘電体層及びその上に形成された半導体層を有する基板と、
前記半導体層上に配置されたソース電極と、
前記半導体層上に配置され、前記半導体層の露出部分を含むアクティブチャネルにより前記ソース電極から離間されたドレイン電極と、
前記アクディブチャネル内の露出した半導体層上に配置されたバックチャネル保護層と、
前記バックチャネル保護層上に配置されたエッチング停止層を含み、前記エッチング停止層は前記バックチャネル保護層とは異なる組成を有する、薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記エッチング停止層は、前記バックチャネル保護層よりも大きい厚さを有する請求項１記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記エッチング停止層は、前記バックチャネル保護層よりも緻密である請求項１記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記バックチャネル保護層とエッチング停止層の両方がＳｉＯｘを含む請求項１記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記エッチング停止層は、５００オングストロームより大きい厚さを有する請求項１記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記半導体層は、ＩＧＺＯ又はＺｎＯＮを含む請求項１記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
ゲート電極、ゲート誘電体層及びその上に形成された半導体層を有する基板と、
前記半導体層上に配置されたソース電極と、
前記半導体層上に配置され、前記半導体層の露出部分を含むアクティブチャネルにより前記ソース電極から離間されたドレイン電極と、
前記ソース電極、露出した半導体層及びドレイン電極上に配置されたバックチャネル保護層と、
前記バックチャネル保護層上に配置されたパッシベーション層を含み、前記パッシベーション層は前記バックチャネル保護層とは異なる組成を有する、薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記パッシベーション層は、前記バックチャネル保護層よりも大きい厚さを有する請求項７記載の薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記パッシベーション層は、前記バックチャネル保護層よりも緻密である請求項７記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記バックチャネル保護層とパッシベーション層の両方はＳｉＯｘを含む請求項７記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記パッシベーション層は５００オングストロームより大きい厚さを有し、前記半導体層はＩＧＺＯ又はＺｎＯＮを含む請求項７記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
第１セットの処理条件を用いて、半導体層上にバックチャネル保護層を堆積する工程であって、前記半導体層は、ゲート誘電体層、ゲート電極及び基板上に配置される工程と、
前記第１セットの処理条件とは異なる第２セットの処理条件を用いて、前記バックチャネル保護層上にエッチング停止層を堆積する工程と、
前記半導体層上に、前記バックチャネル保護層と前記エッチング停止層の両方に近接して、ソース電極及びドレイン電極を形成する工程を含む、薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
前記エッチング停止層は、前記バックチャネル保護層よりも大きい厚さを有し、又は
前記エッチング停止層は、前記バックチャネル保護層よりも緻密であり、又は
前記エッチング停止層は、Ｎ２Ｏのシランに対する比が約３０より大きい条件で堆積され、又は
前記エッチング停止層は、３．３４ｋＷ／ｍ２より小さい電力密度で、１．２５Ｔｏｒｒより小さい圧力で堆積され、又は
前記エッチング停止層の堆積中の基板温度は２５０℃より低く、又は
前記バックチャネル保護層と前記エッチング停止層の両方ともＳｉＯｘを含み、又は
前記エッチング停止層は、５００オングストロームよりも大きい厚さを有し、又は
前記バックチャネル保護層と前記エッチング停止層は、ＰＥＣＶＤによって堆積され、又は
前記バックチャネル保護層と前記エッチング停止層は、同一チャンバ内で堆積され、又は
前記半導体層は、ＩＧＺＯ又はＺｎＯＮを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
第１セットの処理条件を用いて、半導体層、ソース電極、及びドレイン電極上にバックチャネル保護層を堆積する工程であって、前記半導体層は、ゲート誘電体層、ゲート電極及び基板上に配置される工程と、
前記第１セットの処理条件とは異なる第２セットの処理条件を用いて、前記バックチャネル保護層上にパッシベーション層を堆積する工程を含む、薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
前記パッシベーション層は、前記バックチャネル保護層よりも大きい厚さを有し、又は
前記パッシベーション層は、前記バックチャネル保護層よりも緻密であり、又は
前記パッシベーション層は、Ｎ２Ｏのシランに対する比が約３０より大きい条件で堆積され、又は
前記パッシベーション層は、３．３４ｋＷ／ｍ２より小さい電力密度で、１．２５Ｔｏｒｒより小さい圧力で堆積され、又は
前記パッシベーション層の堆積中の基板温度は２５０℃より低く、又は
前記バックチャネル保護層と前記パッシベーション層の両方ともＳｉＯｘを含み、又は
前記パッシベーション層は、５００オングストロームよりも大きい厚さを有し、又は
前記バックチャネル保護層と前記パッシベーション層は、ＰＥＣＶＤによって堆積され、又は
前記バックチャネル保護層と前記パッシベーション層は、同一チャンバ内で堆積され、又は
前記半導体層は、ＩＧＺＯ又はＺｎＯＮを含む、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は、一般に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びＴＦＴを製造するための方法に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）のような金属酸化物半導体は、その高いキャリア移動度、低い処理温度、及び光学的透明性により、デバイス製造にとって魅力的である。金属酸化物半導体（ＭＯ−ＴＦＴ）から製造されたＴＦＴは、光学ディスプレイのためのアクティブマトリクスアドレッシングスキームにおいて特に有用である。金属酸化物半導体の低い処理温度は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のような安価なプラスチック基板上にディスプレイのバックプレーンを形成することを可能にする。酸化物半導体ＴＦＴの透明性は、改善された画素開口及びより輝度の高いディスプレイをもたらす。
【０００３】
金属酸化物半導体は、水素及び／又は水との負の相互作用を受けやすい。金属酸化物半導体材料が水素又は水に曝されると、半導体層の安定性が問題となる。更に、水素は、金属酸化物と相互作用し、その結果、各々のＴＦＴが異なることがあるので、再現性のある結果を得ることは困難になる。
【０００４】
従って、本技術分野において、確実かつ再現可能に製造することができる安定した金属酸化物ＴＦＴに対する必要性がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、一般に、ＴＦＴ及びＴＦＴを製造する方法に関する。バックチャネルエッチングＴＦＴ又はエッチング停止ＴＦＴのため、パッシベーション層又はエッチング停止層のための複数の層は、かなり緻密度の高いキャッピング層を緻密度の低いバックチャネル保護層上に形成することを可能にする。キャッピング層はかなり緻密であるので、ピンホールがほとんど存在せず、水素は半導体層に通過することができないかもしれない。こうして、水素含有前駆体をキャッピング層堆積のために使用することができる。
【０００６】
一実施形態において、ＴＦＴは、ゲート電極、ゲート誘電体層及びその上に形成された半導体層を有する基板と、前記半導体層上に配置されたソース電極と、前記半導体層上に配置され、前記半導体層の露出部分を含むアクティブチャネルにより前記ソース電極から離間されたドレイン電極と、前記アクディブチャネルの露出した半導体層上に配置されたバックチャネル保護層と、前記バックチャネル保護層上に配置されたエッチング停止層を含み、前記エッチング停止層は前記バックチャネル保護層とは異なる組成を有する。
【０００７】
他の一実施形態において、ＴＦＴは、ゲート電極、ゲート誘電体層及びその上に形成された半導体層を有する基板と、前記半導体層上に配置されたソース電極と、前記半導体層上に配置され、前記半導体層の露出部分を含むアクティブチャネルにより前記ソース電極から離間されたドレイン電極と、前記ソース電極、露出した半導体層及びドレイン電極上に配置されたバックチャネル保護層と、前記バックチャネル保護層上に配置されたパッシベーション層を含み、前記パッシベーション層は前記バックチャネル保護層とは異なる組成を有す。
【０００８】
他の一実施形態において、ＴＦＴの製造方法は、第１セットの処理条件を用いて、半導体層上にバックチャネル保護層を堆積する工程であって、前記半導体層は、ゲート誘電体層、ゲート電極及び基板上に配置される工程と、前記第１セットの処理条件とは異なる第２セットの処理条件を用いて、前記バックチャネル保護層上にエッチング停止層を堆積する工程と、前記半導体層上に、前記バックチャネル保護層と前記エッチング停止層の両方に近接して、ソース及びドレイン電極を形成する工程を含む。
【０００９】
他の一実施形態において、ＴＦＴの製造方法は、第１セットの処理条件を用いて、半導体層、ソース電極、及びドレイン電極上に第１のパッシベーション層を堆積する工程であって、前記半導体層は、ゲート誘電体層、ゲート電極及び基板上に配置される工程と、前記第１セットの処理条件とは異なる第２セットの処理条件を用いて、前記第１のパッシベーション層上に第２のパッシベーション層を堆積する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を限定していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【図１】一実施形態に係るプロセスチャンバの断面図である。
【図２Ａ】〜
【図２Ｄ】一実施形態に係る製造の種々の段階でのエッチング停止ＴＦＴ２００の概略図である。
【図３】他の一実施形態に係るバックチャネルエッチングＴＦＴ３００の概略図である。
【００１１】
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態で開示される要素は更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。
【詳細な説明】
【００１２】
本発明は、一般に、ＴＦＴ及びＴＦＴを製造する方法に関する。バックチャネルエッチングＴＦＴ又はエッチング停止ＴＦＴのため、パッシベーション層又はエッチング停止層のための複数の層は、かなり緻密度の高いキャッピング層を緻密度の低いバックチャネル保護層上に形成することを可能にする。キャッピング層はかなり緻密であるので、ピンホールがほとんど存在せず、水素は半導体層を通過することができないかもしれない。こうして、水素含有前駆体をキャッピング層堆積のために使用することができる。
【００１３】
以下に例示的に説明されるように、本発明は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社の一部門であるＡＫＴアメリカから入手可能なプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムのような処理システムにおいて使用される。しかしながら、本発明は、他のメーカーから販売されているものを含め、他のシステム構成において有用であることが理解されるべきである。
【００１４】
図１は、本明細書に記載の操作を実行するために使用することができるプロセスチャンバの概略断面図である。この装置は、内部で１又はそれ以上の膜を基板１２０上に堆積することができるチャンバ１００を含む。チャンバ１００は、一般的に、処理容積を画定する壁１０２と、底部１０４と、シャワーヘッド１０６を含む。基板支持体１１８は、処理容積内に配置される。処理容積はスリットバルブ開口部１０８を介してアクセスされ、これによって、基板１２０をチャンバ１００内に及びチャンバ１００から搬送することができる。基板支持体１１８はアクチュエータ１１６に結合されることができ、基板支持体１１８を上昇及び下降させる。リフトピン１２２は基板支持体１１８を介して移動可能に配置され、基板を基板受容面に及び基板受容面から移動する。また、基板支持体１１８は加熱及び／又は冷却要素１２４を含むことができ、基板支持体１１８を所望の温度に維持する。また、基板支持体１１８はＲＦ帰還ストラップ１２６を含むことができ、基板支持体１１８の周囲にＲＦリターンパスを提供する。
【００１５】
シャワーヘッド１０６は、締結機構１４０により、バッキングプレート１１２に結合されることができる。シャワーヘッド１０６は、１又はそれ以上の締結機構１４０により、バッキングプレート１１２に結合されることができ、シャワーヘッド１０６の撓みを防止し、及び／又は、直線性／湾曲を制御するのに役立つ。
【００１６】
ガス源１３２はバッキングプレートと結合されることができ、シャワーヘッド内のガス流路を介して、プロセスガスをシャワーヘッド１０６と基板１２０との間の処理領域に提供する。ガス源１３２は、とりわけ、シリコン含有ガス供給源、酸素含有ガス供給源、及び、炭素含有ガス供給源を含むことができる。１又はそれ以上の実施形態に使用可能な典型的なプロセスガスは、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン、Ｎ２Ｏ、アンモニア（ＮＨ３）、Ｈ２、Ｎ２又はこれらの組み合わせを含む。
【００１７】
真空ポンプ１１０がチャンバ１００に連結され、処理容積を所望の圧力に制御する。ＲＦ源１２８が、整合ネットワーク１５０を介して、バッキングプレート１１２及び／又はシャワーヘッド１０６へ結合されることができ、ＲＦ電流をシャワーヘッド１０６に供給する。ＲＦ電流は、シャワーヘッド１０６と基板支持体１１８との間に電界を形成し、シャワーヘッド１０６と基板支持体１１８との間にガスからプラズマを生成することができる。
【００１８】
また、誘導結合リモートプラズマ源１３０のようなリモートプラズマ源１３０が、ガス源１３２とバッキングプレート１１２の間に結合されることができる。基板を処理する間に、クリーニングガスをリモートプラズマ源１３０に供給することができ、これによって、リモートプラズマが生成される。リモートプラズマからのラジカルをチャンバ１００に供給することができ、チャンバ１００のコンポーネントを洗浄する。クリーニングガスは、シャワーヘッド１０６に供給されるＲＦ源１２８によって、更に励起されることができる。
【００１９】
追加的に、シャワーヘッド１０６が、シャワーヘッドサスペンション１３４によってバッキングプレート１１２に結合されることができる。一実施形態において、シャワーヘッドサスペンション１３４は、フレキシブルな金属スカートである。シャワーヘッドサスペンション１３４は、シャワーヘッド１０６を載置することができるリップ１３６を有することができる。バッキングプレート１１２は、チャンバ１００を密閉するチャンバ壁１０２に結合された棚部１１４の上面に載置することができる。
【００２０】
図２Ａ−２Ｄは、製造の様々な段階でのＴＦＴ２００を示す。図２Ａに示されるように、半導体層２０８は、ゲート誘電体層２０６、ゲート電極２０４、及び、基板２０２上に配置される。
【００２１】
基板２０２のために利用することができる好適な材料としては、シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、ソーダ石灰ガラス、ガラス、半導体、プラスチック、鋼、ステンレス鋼の基板を含むが、これらに限定されない。ゲート電極２０４用に適した材料は、クロム、銅、アルミニウム、タンタル、チタン、モリブデン、及びそれらの組み合わせ、又は上述のＴＣＯを含む。ゲート電極２０４は、ＰＶＤ及びその後のエッチングを介したパターニングのような適切な堆積技術によって形成されることができる。ゲート誘電体層２０６に使用することができる好適な材料は、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム又はこれらの組合せを含む。ゲート誘電体層２０６は、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）を含む適切な堆積技術によって堆積させることができる。半導体層２０８は、金属酸化物又は金属酸窒化物を含むことができる。使用することができる金属酸化物及び金属酸窒化物の例は、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−チタン酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛及び酸窒化亜鉛を含む。
【００２２】
金属酸化物半導体ＴＦＴは、安定性と再現性の点で、水素と水に非常に感受性が高い。アクティブ層又は金属酸化物半導体層とも呼ばれる半導体層は、ＴＦＴの製造工程の間／後に、エッチング停止ＴＦＴのためのエッチング停止層又はバックチャネルエッチングＴＦＴのためのパッシベーション層によって保護されることができる。水素及び／又は水からの影響を防止するため、ＡｌＯｘは良いバリア膜であると考えられているので、ＡｌＯｘが可能なエッチング停止層又はパッシベーション層として提案された。ＡｌＯｘ堆積は追加のＰＶＤシステムを必要とし、非常に緻密で安定しており、エッチングが難しい材料である。従って、金属酸化物半導体ＴＦＴの製造のためにＡｌＯｘを採用すると、ＴＦＴプロセスの製造コストと複雑性を増加させ、低収量となってしまう。従って、出願人は、新たなエッチング停止又はパッシベーションＴＦＴ及び製造方法を開発した。具体的には、出願人は、半導体層２０８を保護するため、バックチャネル保護層を使用することができることを発見した。
【００２３】
また、誘電体材料内のピンホールは、水素及び／又は水が、エッチング停止層及び／又はパッシベーション層経由で活性層又は金属酸化物半導体層とも称される半導体層に向って浸透する主要な経路である。これまでに、誘電体材料のピンホールを評価するために、誘電体材料のＨＦエッチング後のＳＥＭ検査が用いられてきた。ＳＥＭは、通常、高倍率で使用されるので、ＳＥＭで膜の広範囲を見ることは困難である。また、ＳＥＭは、ピンホールとエッチング後のスポンジ様の多孔質膜の差を視覚化することはできない。従って、出願人は、誘電体材料におけるピンホールを評価するための新しい方法を開発した。
【００２４】
図２Ｂに示されるように、バックチャネル保護層２１０は、半導体層２０８上に堆積される。バックチャネル保護層２１０は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸フッ化ケイ素のようなケイ素系化合物を含むことができる。バックチャネル保護層２１０は、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ強化ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）又はプラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）のような堆積法によって堆積させることができる。堆積は、ＲＦやマイクロ波ベースであってもよい。堆積は、ケイ素含有前駆体、及び、酸素及び／又は窒素及び／又はフッ素含有前駆体のような前駆体ガスを導入することによって生じさせることができる。
【００２５】
バックチャネル保護層２１０は、酸素前駆体とケイ素前駆体を導入しながら、２５０℃未満の基板温度で堆積させることができる。ケイ素前駆体は、上述したような半導体層２０８に安定性の問題を引き起こす水素を含まない。酸素のために使用することができる適切な前駆体は、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ及びこれらの組み合わせを含む。ケイ素のために使用することができる適切な前駆体は、Ｓｉ２Ｃｌ６、ＳｉＦ４及びこれらの組み合わせを含む。
【００２６】
バックチャネル保護層２１０は、第１の緻密度と第１の組成を有することができる。バックチャネル保護層２１０は、第１のピンホール密度を有することができる。
【００２７】
ＰＥＣＶＤによるエッチング停止ＴＦＴ用のエッチング停止層のための複数層の堆積は、分離Ｖｔｈ制御層（第１）と、停止ＴＦＴの実施形態においてエッチング停止層２１２と称される保護バリア層（第２）により、再現性と安定性を備えた良好なＶｔｈを提供することができる。上述のように、金属酸化物半導体上に堆積される第１層（即ち、バックチャネル保護層２１０）は、Ｎ２Ｏ又はＯ２プラズマ前処理と組み合わせでのＶｔｈ制御層である。第２層は第１層上に堆積される。第２層は水素及び水に対する実際のバリア層であり、５００オングストローム以上の層の厚さを有する。また、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮｘ及び他の誘電体膜のような層を第２層上に堆積させることができる。複数の層は全てＳｉＨ４系のＰＥＣＶＤ膜であるので、全体のＴＦＴ製造プロセスからエッチングの問題は全く発生しない。
【００２８】
図２Ｃに示されるように、エッチング停止層２１２は、バックチャネル保護層２１０上に堆積される。バックチャネル保護層２１０と同様に、エッチング停止層は、ＣＶＤ、ＡＬＤ、ＰＥＡＬＤ又はＰＥＣＶＤによって堆積させることができる。エッチング停止層２１２は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素又はオキシフッ化ケイ素のようなケイ素系化合物を含むことができる。堆積は、ケイ素含有前駆体、及び、酸素及び／又は窒素及び／又はフッ素含有前駆体のような前駆体ガスを導入することによって生じさせることができる。また、バックチャネル保護層２１０及びエッチング停止層２１２の堆積は、真空を破ることなく同一チャンバ内で行ってもよく、むしろ、チャンバを不活性ガスでパージすることもできる。エッチング停止層２１２は、２５０℃以下の基板温度、１．２５Ｔｏｒｒより大きい圧力、３０より大きい酸素のシリコン前駆体に対する比、及び容量結合プラズマシステムの場合には、３．３４ｋＷ／ｍ２より小さいＲＦ電力密度で堆積させることができる。密度の高いＰＥＣＶＤのＳｉＨ４−ＳｉＯｘ混合物で形成されたエッチング停止層は、より少ないピンホール、良好なＶｔｈの制御、Ｖｔｈの安定性、Ｖｔｈの再現性（各製造からの一貫したＴＦＴ）を有する。即ち、エッチング停止層２１２は、バックチャネル保護層２１０よりも緻密であり、より少ないピンホールを有する。
【００２９】
バックチャネル保護層２１０及びエッチング停止層２１２が、基板上の金属酸化物半導体層と誘電体層との組み合わせの二層構造と共にＨＦエッチングを用いてエッチングされた後、ピンホール密度を測定するために、光学顕微鏡検査を用いることができる。ＨＦは効果的に誘電体膜の大部分をエッチングすることができる。通常、誘電体膜のピンホール領域は多孔質であり、誘電体膜の他のピンホールのない領域に比べに緻密ではないので、誘電体膜のピンホールは、ＨＦウェットエッチング後、形状が明確になり、大きくなる。ＨＦは、誘電体膜の他のピンホールのない領域よりも速く、（エッチング後にピンホールとなるであろう）多孔質の膜領域をエッチングすることができる。十分な時間のウェットエッチングにより、多孔質領域は完全にエッチングされるが、他のピンホールのない領域ではエッチングが進行中であり、均一である。誘電体膜の多孔質領域のエッチングが完了すると、ＨＦは金属酸化物層に達することができる。金属酸化物はＨＦ及び他の酸に非常に弱いので、金属酸化物膜はＨＦによりはるかに速くエッチングされる。その結果、ＨＦウェットエッチング後、誘電体膜の実際のピンホールのサイズよりかなり広いボイド領域が形成される。ＨＦによってエッチング除去されたこれらのボイド領域は、顕微鏡検査により容易に見ることができる。光学顕微鏡検査は、ＰＥＣＶＤのＳｉＨ４−ＳｉＯｘとＭＷ（マイクロ波）ＣＶＤのＳｉＯｘのピンホール密度の評価、金属酸化物半導体ＴＦＴのための誘電体現像のプロセスの最適化、このピンホール評価の後に誘電体膜の高いピンホール密度の排除によるＴＦＴ再現性及び金属酸化物半導体の安定性の改善という結果（即ち、より少ないピンホール、良好なＶｔｈの制御、Ｖｔｈの安定性、Ｖｔｈの再現性（各製造からの一貫したＴＦＴ）を有する緻密なＰＥＣＶＤのＳｉＨ４−ＳｉＯｘ）をもたらす。
【００３０】
バックチャネル保護層２１０は典型的なエッチング停止層として機能する。より具体的には、バックチャネル保護層２１０はあまり緻密度が高くないので、それ故、内部に多数のピンホールを有することがあり、水素がこのピンホールを通過して半導体層２０８に到達するかもしれない。水素が半導体層２０８に到達すると、半導体層２０８はその半導体特性を失い、それ故、ＴＦＴ２００の破損を生じさせる。従って、バックチャネル保護層２１０は、水素を含まないケイ素含有前駆体を用いて堆積することができる。
【００３１】
他方、エッチング停止層２１２は、シラン、Ｓｉ２Ｃｌ２Ｈ２、Ｓｉ２Ｃｌ６、ＳｉＣＨ４、ＳｉＣｌＨ、ＳｉＣｌ３Ｈのような水素を含むケイ素前駆体を用いて堆積することができる。エッチング停止層２１２は、第１のエッチング停止層２１０よりも緻密であるため、水素は、半導体層２０８まで通過する傾向は小さい。第２のエッチング停止層２１２は、水素が通過する貫通する孔はより少ない。
【００３２】
低電力及び高圧力を用いることにより、エッチング停止層２１２はバックチャネル保護層２１０よりも緻密である。ＴＦＴの多層エッチング停止部により、水素が半導体層を貫通するのを防止しつつ、水素含有ケイ素前駆体を使用することが可能になる。
【００３３】
本明細書における説明は、半導体層２０８の酸素プラズマ処理と、バックチャネル保護層２１０及びエッチング停止層２１２の両方の堆積の両方を有することを参照してなされているが、酸素含有プラズマ処理を単独で使用してもよいことが理解される。
【００３４】
その後、図２Ｄに示されるように、バックチャネル保護層２１０及びエッチング停止層２１２は、ＨＦのようなエッチング液を用いたウェットエッチングによりパターニングされ、ソース及びドレイン電極２１４、２１６が形成される。ソース及びドレイン電極は、第１及び第２のエッチング停止層２１０、２１２によって離間され、第１及び第２のエッチング停止層２１０、２１２はアクティブチャネルとして知られている半導体層２０８の領域をカバーする。
【００３５】
エッチング停止２１２が形成された後、ソース及びドレイン電極２１４、２１６が形成される。ソース及びドレイン電極２１４、２１６に適した材料は、クロム、銅、アルミニウム、タンタル、チタン、モリブデン、及びそれらの組み合わせ、又は上述のＴＣＯを含む。ソース及びドレイン電極２１４、２１６は、ＰＶＤ及びその後のエッチングを介したパターニングのような適切な堆積技術によって形成されることができる。
【００３６】
２つの異なるエッチング停止層（即ち、バックチャネル保護層２１０及びエッチング停止層２１２）を堆積することにより、緻密度の高いエッチング停止層を緻密度の低いバックチャネル保護層の上に堆積させることができる。エッチング停止層はキャッピング層として機能し、水素が半導体層に到達するのを阻止するのに役立つ。
【００３７】
図３は、一実施形態に係るＴＦＴ３００を示す。ＴＦＴ３００は、基板３０２、ゲート電極３０４、ゲート誘電体層３０６、半導体層３０８、ソース電極３１０、ドレイン電極３１２、アクティブチャネル３１４、第１のパッシベーション層３１６（即ち、バックチャネル保護層）及び第２パッシベーション層３１８を備えたバックチャネルＴＦＴである。基板３０２、ゲート電極３０４、ゲート誘電体層３０６、半導体層３０８、ソース電極３１０及びドレイン電極３１２を堆積するための材料及び方法は、図２Ａ−２Ｄに関して上述されたものでよい。
【００３８】
層３１６、３１８に関しては、層３１６、３１８は、パッシベーション層３１８より緻密度の低いバックチャネル保護層３１６と共に、同一チャンバ内で形成することができる。層３１６、３１８は異なる材料を含むことができ、２つの別個の工程で堆積される。バックチャネル保護層２１０を参照して上述されたのと同一材料及び堆積条件を、バックチャネル保護層３１６のために用いることができる。同様に、エッチング停止層２１２のために上述されたのと同一材料及び堆積条件を、パッシベーション層３１８のために用いることができる。
【００３９】
更に、多層エッチング停止及び多層パッシベーションが議論されてきたが、かなり緻密度の高い膜をピンホールがほとんどない状態で堆積できるので、単層、即ち、エッチング停止層２１２又はパッシベーション層３１８を本明細書で説明された低電力、高圧力条件で用いることができると考えられることが理解される。
【００４０】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
2016519429.tif 000003
【図２Ａ】
2016519429.tif 000004
【図２Ｂ】
2016519429.tif 000005
【図２Ｃ】
2016519429.tif 000006
【図２Ｄ】
2016519429.tif 000007
【図３】
2016519429.tif 000008
【国際調査報告】
2016519429.tif 000009
2016519429.tif 000010