СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА
FIELD-EFFECT TRANSISTOR MANUFACTURING METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу изготовления полевого транзистора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В качестве одного примера полевого транзистора известен полевой транзистор с использованием оксидного полупроводника в активном слое (см., например, патентную литературу 1).
Для улучшения характеристик и повышения стабильности транзистора в процессе работы необходимо формировать однородную границу раздела переднего канала и однородную границу раздела заднего канала, чтобы тем самым уменьшить плотность дефектов. Например, способ с использованием ограничивающего травление слоя широко используют в качестве способа уменьшения плотности дефектов в заднем канале и исключения повреждения оксидного полупроводника в результате травления во время формирования рисунка электрода истока и электрода стока.
В последнее время был предложен способ изготовления полевого транзистора с использованием способа нанесения покрытия (см., например, патентную литературу 2).
В случаях, когда способ нанесения покрытия используют для формирования переднего канала или заднего канала, способом с использованием ограничивающего травление слоя в некоторых случаях нельзя образовать однородную границу раздела переднего канала и однородную границу раздела заднего канала.
Перечень упомянутой литературы
Патентная литература
Патентная литература 1: патент №5118811 Японии.
Патентная литература 2: публикация №2009-177149 нерассмотренной заявки на патент Японии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема
Задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления полевого транзистора, в соответствии с которым при использовании способа нанесения покрытия для формирования переднего канала или заднего канала можно образовать однородную границу раздела переднего канала и однородную границу раздела заднего канала, чтобы уменьшить плотность дефектов, что делает возможным улучшение характеристик транзистора.
Решение проблемы
Средствами для решения упомянутых выше проблем являются следующие. А именно, согласно настоящему изобретению способ изготовления полевого транзистора представляет собой способ изготовления полевого транзистора, включающего в себя слой первого оксида и слой второго оксида и образующего передний канал или задний канал в области, где слой первого оксида и слой второго оксида прилегают друг к другу, при этом способ включает в себя этап формирования слоев оксидов в результате формирования слоя второго прекурсора, который является прекурсором слоя второго оксида, таким образом, чтобы он был в контакте со слоем первого прекурсора, который является прекурсором слоя первого оксида, и затем преобразование слоя первого прекурсора и слоя второго прекурсора в слой первого оксида и слой второго оксида, соответственно.
Этап формирования слоев оксидов включает в себя по меньшей мере одну из обработок (I) и (II), приводимых ниже; (I) обработку нанесением жидкости для покрытия, формирующей прекурсор первого оксида, которая может образовывать прекурсор первого оксида и содержит растворитель; и затем удаление растворителя для образования слоя первого прекурсора, который является прекурсором слоя первого оксида; и (II) обработку нанесением жидкости для покрытия, формирующей прекурсор второго оксида, которая может образовывать прекурсор второго оксида и содержит растворитель; и затем удаление растворителя для образования слоя второго прекурсора, который является прекурсором слоя второго оксида.
ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению предложен способ изготовления полевого транзистора, в соответствии с которым способ нанесения покрытия используют для образования переднего канала или заднего канала, при этом способом можно формировать однородную границу раздела переднего канала и однородную границу раздела заднего канала, чтобы уменьшать плотность дефектов, что делает возможным улучшение характеристик транзистора.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
фиг. 1А - схематичный вид, иллюстрирующий один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 1);
фиг. 1В - схематичный вид, иллюстрирующий один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 2);
фиг. 1С - схематичный вид, иллюстрирующий один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 3);
фиг. 1D - схематичный вид, иллюстрирующий один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 4);
фиг. 1Е - схематичный вид, иллюстрирующий один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 5);
фиг. 2А - схематичный вид, иллюстрирующий другой пример способа изготовления полевого транзистора (часть 1);
фиг. 2В - схематичный вид, иллюстрирующий другой пример способа изготовления полевого транзистора (часть 2);
фиг. 2С - схематичный вид, иллюстрирующий другой пример способа изготовления полевого транзистора (часть 3);
фиг. 2D - схематичный вид, иллюстрирующий другой пример способа изготовления полевого транзистора (часть 4);
фиг. 2Е - схематичный вид, иллюстрирующий другой пример способа изготовления полевого транзистора (часть 5);
фиг. 3А - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 1);
фиг. 3В - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 2);
фиг. 3С - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 3);
фиг. 3D - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 4);
фиг. 3Е - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 5);
фиг. 3F - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 6);
фиг. 4А - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 1);
фиг. 4В - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 2);
фиг. 4С - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 3);
фиг. 4D - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 4);
фиг. 4Е - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 5);
фиг. 4F - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 6);
фиг. 4G - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 7);
фиг. 4Н - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 8);
фиг. 5А - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 1);
фиг. 5В - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 2);
фиг. 5С - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 3);
фиг. 5D - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 4);
фиг. 5Е - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 5);
фиг. 5F - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 6);
фиг. 5G - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 7);
фиг. 5Н - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 8);
фиг. 6А - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 1);
фиг. 6В - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 2);
фиг. 6С - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 3);
фиг. 6D - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 4);
фиг. 6Е - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 5);
фиг. 6F - схематичный вид, иллюстрирующий еще один пример способа изготовления полевого транзистора (часть 6); и
фиг. 7 - график, на котором представлены характеристики ток-напряжение полевого транзистора из примера 1 и сравнительного примера 1.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(Способ изготовления полевого транзистора)
Полевой транзистор, изготавливаемый согласно настоящему изобретению, включает в себя первый первого оксида и слой второго оксида и образует передний канал или задний канал в области, где слой первого оксида и слой второго оксида прилегают друг к другу.
Способ изготовления полевого транзистора включает в себя этап формирования слоев оксидов и при необходимости также включает в себя другие этапы.
Этап формирования слоев оксидов является этапом формирования слоя второго прекурсора, который является прекурсором слоя второго оксида, таким образом, чтобы он был в контакте со слоем первого прекурсора, который является прекурсором слоя первого оксида, и затем преобразование слоя первого прекурсора и слоя второго прекурсора в слой первого оксида и слой второго оксида, соответственно.
Этап формирования слоев оксидов включает в себя по меньшей мере одну из обработок (I) и (II), приводимых ниже; (I) обработку нанесением жидкости для покрытия, формирующей прекурсор первого оксида, которая может образовывать прекурсор первого оксида и содержит растворитель; и затем удаление растворителя для образования слоя первого прекурсора, который является прекурсором слоя первого оксида; и (II) обработку нанесением жидкости для покрытия, формирующей прекурсор второго оксида, которая может образовывать прекурсор второго оксида и содержит растворитель; и затем удаление растворителя для образования слоя второго прекурсора, который является прекурсором слоя второго оксида.
Изобретатели обнаружили, что при изготовлении полевого транзистора использование способа нанесения покрытия при формировании переднего канала или заднего канала является причиной неоднородности и дефектов границы раздела переднего канала и границы раздела заднего канала, а повреждение, вызванное травителем, не является единственной причиной такой неоднородности и дефектов.
Например, когда оксидный полупроводник или оксидную изолирующую пленку затвора образуют с помощью высокотемпературного процесса, диффузия и агрегация частиц и атомов происходят на поверхности пленки, так что поверхностная энергия на границе раздела между пленкой оксида и воздухом становится наименьшей. В результате шероховатость поверхности и плотность дефектов могут возрастать, что неблагоприятно. Использование такой поверхности оксидного полупроводника или оксидной изолирующей пленки затвора в качестве поверхности переднего канала или поверхности заднего канала влечет за собой ухудшение характеристик транзистора и нестабильность работы.
Основываясь на приведенных выше данных, изобретатели провели широкие исследования и установили, что в случае использования способа нанесения покрытия при образовании переднего канала или заднего канала и образовании оксида из прекурсора оксида можно снизить плотность дефектов путем недопущения прихода в контакт с воздухом границы раздела переднего канала и границы раздела заднего канала (чтобы они не становились свободной поверхностью) и обеспечить однородность формирования границы раздела переднего канала и границы раздела заднего канала. На основе этих полученных данных изобретатели создали настоящее изобретение.
Следует отметить, что вследствие возможности снижения плотности дефектов путем однородного формирования границы раздела переднего канала и границы раздела заднего канала можно ожидать следующие положительные эффекты относительно характеристик транзистора.
Снижение плотности дефектов переднего канала приводит к повышенной подвижности носителей.
Снижение плотности дефектов переднего канала приводит к улучшению характеристик подпорогового изменения (SS) (которые называют, например, подпороговыми характеристиками, значением S, значением SS или S-параметром). SS-характеристики определяются как приращение напряжения затвора, необходимое для повышения напряжения стока на одну единицу при максимальном градиенте по логарифмической шкале в подпороговой области, в которой передаточные характеристики переходят из области отсечки тока в область прохождения тока. При меньшем значении SS происходит более быстрое возрастание тока и обеспечиваются хорошие характеристики переключения.
Снижение плотности дефектов переднего канала приводит к подавлению захвата зарядов и повышенной надежности под нагрузкой.
В данном случае передний канал означает основной путь тока исток-сток во включенном состоянии транзистора в области полупроводникового слоя, в которой наведенные заряды образуются через посредство изолирующей пленки затвора напряжением, приложенным к электроду затвора. Задний канал означает область полупроводникового слоя за исключением переднего канала. Передний канал также называют просто каналом.
<Этап формирования слоев оксидов>
Этап формирования слоев оксидов является этапом формирования слоя второго прекурсора таким образом, чтобы он был в контакте со слоем первого прекурсора, и затем преобразования слоя первого прекурсора и слоя второго прекурсора в слой первого оксида и слой второго оксида, соответственно.
<<Слой первого прекурсора>>
Слой первого прекурсора является прекурсором слоя первого оксида.
Прекурсор слоя первого оксида означает вещество, которое может быть преобразовано в слой первого оксида путем окисления при приложении внешней энергии. В данном случае прекурсор слоя первого оксида может содержать некоторую часть оксида.
Способ формирования слоя первого прекурсора не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры способа включают в себя следующую обработку (I).
(I) Обработка заключается в нанесении жидкости для покрытия, формирующей прекурсор первого оксида, которая может образовывать прекурсор первого оксида и содержит растворитель; и затем удаление растворителя для образования слоя первого прекурсора, который является прекурсором слоя первого оксида.
Жидкости для покрытия, формирующие прекурсор первого оксида, не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что они могут образовывать прекурсор первого оксида и содержат растворитель. Подробности относительно жидкости для покрытия, формирующей прекурсор первого оксида, будут описаны ниже.
Способ нанесения жидкости для покрытия, формирующей прекурсор первого оксида, не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры способа включают в себя способ нанесения покрытия с использованием центрифугирования, способ нанесения покрытия под давлением, струйный способ, способ наноимпринтинга и способ глубокой печати.
Способ удаления растворителя не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно использовать способ удаления растворителя нагревом.
Предпочтительно, чтобы температура нагрева была от 30°С до 300°С, более предпочтительно от 50°С до 250°С.
Время нагрева не особенно связано ограничениями и может быть надлежащим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения.
При удалении растворителя необходимо удалять растворитель только до такой степени, чтобы исключалось протекание его по получающейся в результате покрытой пленке. В этом смысле слой первого прекурсора может содержать растворитель.
<<Слой первого оксида>>
Слой первого оксида не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что он является слоем оксида, который прилегает к слою второго оксида и включает в себя передний канал или задний канал, образованный в области, где слой первого оксида и слой второго оксида прилегают друг к другу. Примеры слоя первого оксида включают в себя слой оксидного полупроводника и оксидный изолирующий слой. Подробности относительно слоя первого оксида будут описаны ниже.
<<Слой второго прекурсора>>
Слой второго прекурсора является прекурсором слоя второго оксида.
Прекурсор слоя второго оксида означает вещество, которое может быть преобразовано в слой второго оксида окислением при приложении внешней энергии. В данном случае прекурсор слоя второго оксида может содержать некоторую часть оксида.
Способ формирования слоя второго прекурсора не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры способа включают в себя следующую обработку (II).
(II) Обработка заключается в нанесении жидкости для покрытия, формирующей прекурсор второго оксида, которая может образовывать прекурсор второго оксида и содержит растворитель; и затем удалении растворителя для образования слоя второго прекурсора, который является прекурсором слоя второго оксида.
Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор второго оксида, не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что она может образовывать прекурсор второго оксида и содержит раствор. Подробности относительно жидкости для покрытия, формирующей прекурсор второго оксида, будут описаны ниже.
Способ нанесения жидкости для покрытия, формирующей прекурсор второго оксида, не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры способа включают в себя способ нанесения покрытия с использованием центрифугирования, способ нанесения покрытия под давлением, струйный способ, способ наноимпринтинга и способ глубокой печати.
Способ удаления растворителя не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно использовать способ удаления растворителя нагревом.
Предпочтительно, чтобы температура нагрева была от 30°С до 300°С, более предпочтительно от 50°С до 250°С.
Время нагрева не особенно связано ограничениями и может быть надлежащим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения.
Атмосфера при нагреве не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения.
При удалении растворителя необходимо удалять растворитель только до такой степени, чтобы исключалось протекание его по получающейся в результате покрытой пленке. В этом смысле слой первого прекурсора может содержать растворитель.
<<Слой второго оксида>>
Слой второго оксида не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что он является слоем оксида, который прилегает к слою первого оксида и включает в себя передний канал или задний канал, образованный в области, где слой первого оксида и слой второго оксида прилегают друг к другу. Примеры слоя второго оксида включают в себя слой оксидного полупроводника и оксидный изолирующий слой. Примеры оксидного изолирующего слоя включают в себя изолирующий слой затвора и пассивирующий слой. Подробности относительно слоя второго оксида будут описаны ниже.
<<Преобразование>>
Способ преобразования слоя первого прекурсора и слоя второго прекурсора в слой первого оксида и слой второго оксида, соответственно, не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Нагрев является предпочтительным.
Температура нагрева не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения, но предпочтительно, чтобы она была от 200°С до 600°С, более предпочтительно от 250°С до 500°С.
Время нагрева не особенно связано ограничениями и может быть надлежащим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения.
Атмосфера при нагреве не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения.
Преобразование слоя первого прекурсора в слой первого оксида необходимо выполнять только в такой мере, чтобы слой первого оксида мог функционировать. Например, слой первого оксида может содержать остатки прекурсора в качестве примесей.
Преобразование слоя второго прекурсора в слой второго оксида необходимо выполнять только в такой мере, чтобы слой второго оксида мог функционировать. Например, слой второго оксида может содержать остатки прекурсора в качестве примесей.
В описанном выше способе, в котором ламинирование границ раздела прекурсоров выполняется заранее с последующим этапом преобразования прекурсоров в оксиды, можно формировать однородные границы раздела области для получения переднего канала или заднего канала транзистора и можно формировать границы раздела, имеющие низкую плотность дефектов. Формирование границ раздела, имеющих низкую плотность дефектов, приводит к лучшим характеристикам транзистора.
Кроме того, можно сократить количество этапов по сравнению со случаем, когда множество слоев индивидуально преобразуют в оксиды из прекурсоров.
Теперь будут описаны подробности относительно слоя первого оксида и слоя второго оксида. Следует отметить, что в нижеследующем описании «слой оксида» означает слой первого оксида и слой второго оксида.
<<<Случай, когда слой оксида является слоем оксидного полупроводника>>>
- Слой оксидного полупроводника (слой оксида)
Материал слоя оксидного полупроводника не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры материала включают в себя оксидные полупроводники n-типа и оксидные полупроводники p-типа.
2
2
3
2
2
3
Примеры оксидных полупроводников n-типа включают в себя ZnO, SnO, InO, TiO и GaO. Кроме того, оксидными полупроводниками n-типа могут быть оксиды, содержащие множество металлов, таких как оксиды на основе In-Zn, оксиды на основе In-Sn, оксиды на основе In-Ga, оксиды на основе Sn-Zn, оксиды на основе Sn-Ga, оксиды на основе In-Zn-Sn, оксиды на основе In-Ga-Zn, оксиды на основе In-Sn-Ga, оксиды на основе Sn-Ga-Zn, оксиды на основе In-Al-Zn, оксиды на основе Al-Ga-Zn, оксиды на основе Sn-Al-Zn, оксиды на основе In-Hf-Zn и оксиды на основе In-Al-Ga-Zn.
Предпочтительно, чтобы оксидные полупроводники n-типа содержали по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из индия, цинка, олова, галлия и титана, и по меньшей мере один щелочноземельный металл, более предпочтительно индий, и по меньшей мере один щелочноземельный металл, имея в виду, что при этом можно получать высокую дрейфовую подвижность носителей и легко регулировать надлежащим образом плотность электронных носителей заряда.
- Прекурсор слоя оксидного полупроводника (слой прекурсора)
Материал прекурсора слоя оксидного полупроводника не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры материала включают в себя неорганические металлосодержащие соединения и органические металлосодержащие соединения.
Неорганические металлосодержащие соединения не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры неорганических металлосодержащих соединений включают в себя неорганические соединения индия и неорганические соединения, содержащие щелочноземельный металл.
Неорганические соединения индия не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры неорганических соединений индия включают в себя соли, такие как нитрат индия, сульфат индия, гидроокись индия, карбонат индия, фосфат индия и цианид индия, и галогениды, такие как хлорид индия, бромид индия и иодид индия.
Среди неорганических соединений индия особенно предпочтительными являются нитрат индия, сульфат индия и хлорид индия, поскольку они имеют высокую растворимость в различных растворах.
Нитрат индия не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры нитрата индия включают в себя гидраты нитрата индия. Примеры гидратов нитрата индия включают в себя тригидрат нитрата индия и пентагидрат нитрата индия.
Примеры неорганических соединений, содержащих щелочноземельный металл, включают в себя нитраты щелочноземельных металлов, сульфаты щелочноземельных металлов, хлориды щелочноземельных металлов, фториды щелочноземельных металлов, бромиды щелочноземельных металлов и иодиды щелочноземельных металлов. Конкретные примеры неорганических соединений, содержащих щелочноземельные металлы, включают в себя нитрат кальция, сульфат кальция, хлорид кальция, нитрат стронция, сульфат стронция и хлорид стронция.
Органические металлосодержащие соединения не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что каждое соединение из органических металлосодержащих соединений содержит металл и органическую группу. Металл и органическая группа связаны, например, посредством ионной связи, ковалентной связи или координационной связи.
Органическая группа не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры органических групп включают в себя алкильные группы, которые могут иметь заместителей, алкоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацилоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацетилацетоновые группы, которые могут иметь заместителей, и циклопентадиенильные группы, которые могут иметь заместителей. Примеры алкильных групп включают в себя алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алкоксильных групп включают в себя алкоксильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры ацилоксильных групп включают в себя ацилоксильные группы, содержащие от 1 до 10 атомов углерода.
- Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор оксидного полупроводника (жидкость для покрытия, формирующая прекурсор оксида)
Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор оксидного полупроводника, в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, может образовывать прекурсор оксидного полупроводника.
Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор оксидного полупроводника, содержит растворитель.
Растворитель не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения, но предпочтительно, чтобы он был органическим растворителем.
Примеры органического растворителя включают в себя углеводороды, такие как тетрадекан, циклические углеводороды, такие как циклогексан и циклододецен, ароматические углеводороды, такие толуол, ксилол и мезитилен, гликолевые эфиры, такие как моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, моноспиртовые эфиры, такие как монометиловый эфир диэтиленгликоля, поливалентные спирты, такие как этиленгликоль и пропиленгликоль, и моноспирты, такие как бутанол. Растворители можно использовать отдельно или в сочетании.
<<<Случай, когда слой оксида является изолирующим слоем затвора>>>
- Изолирующий слой затвора (слой оксида)
Изолирующий слой затвора является слоем, который расположен между электродом затвора и слоем оксидного полупроводника, служащим в качестве активного слоя, и выполнен с возможностью обеспечения изоляции между электродом затвора и активным слоем.
Средняя толщина пленки изолирующего слоя затвора не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения, но предпочтительно, чтобы она составляла от 50 нм до 3 мкм, более предпочтительно от 100 нм до 1 мкм.
Изолирующий слой затвора не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры материала включают в себя пленки оксидов металлов.
Например, пленки оксидов металлов содержат элемент группы А, который представляет собой щелочноземельный металл, и элемент группы В, который представляет собой по меньшей мере один, выбираемый из группы, состоящей из галлия (Ga), скандия (Sc), иттрия (Y) и лантаноида, предпочтительно, чтобы они содержали элемент группы С, который представляет собой по меньшей мере один, выбираемый из группы, состоящей из циркония (Zr) и гафния (Hf), и также содержали другие ингредиенты в соответствии с потребностью.
В пленке оксида металла может содержаться щелочноземельный металл одного вида или щелочноземельные металлы двух или большего количества видов. Примеры щелочноземельного металла включают в себя бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra).
Примеры лантаноида включают в себя лантан (La), церий (Ce), празеодимий (Pr), неодимий (Nd), прометий (Pm), самарий (Sm), европий (Eu), гадолиний (Gd), тербий (Tb), диспрозий (Dy), гольмий (Ho), эрбий (Er), тулий (Tm), иттербий (Yb) и лютеций (Lu).
- Прекурсор изолирующего слоя затвора (слой прекурсора)
Материалом прекурсора изолирующего слоя затвора является, например, соединение, содержащее щелочноземельный металл, соединение, содержащее элемент группы В, или соединение, содержащее элемент группы С.
В данном случае элемент группы B в соединении, содержащем элемент группы В, представляет собой по меньшей мере один, выбираемый из группы, состоящей из Ga, Sc, Y и лантаноида.
В данном случае элемент группы С в соединении, содержащем элемент группы С, представляет собой по меньшей мере один, выбираемый из группы, состоящей из Al, Ti, Zr, Hf, Nb и Ta.
Примеры соединений, содержащих щелочноземельный металл, включают в себя неорганические соединения щелочноземельных металлов и органические соединения с щелочноземельным металлом.
Примеры неорганических соединений щелочноземельных металлов включают в себя нитраты щелочноземельных металлов, сульфаты щелочноземельных металлов, хлориды щелочноземельных металлов, фториды щелочноземельных металлов, бромиды щелочноземельных металлов и иодиды щелочноземельных металлов.
Органические соединения с щелочноземельным металлом не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что каждое соединение из органических соединений с щелочноземельным металлом содержит щелочноземельный металл и органическую группу. Щелочноземельный металл и органическая группа связаны, например, посредством ионной связи, ковалентной связи или координационной связи.
Органическая группа не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры органических групп включают в себя алкильные группы, которые могут иметь заместителей, алкоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацилоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацетилацетоновые группы, которые могут иметь заместителей, и циклопентадиенильные группы, которые могут иметь заместителей. Примеры алкильных групп включают в себя алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алкоксильных групп включают в себя алкоксильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры ацилоксильных групп включают в себя ацилоксильные группы, содержащие от 1 до 10 атомов углерода.
Примеры соединений, содержащих элементы группы В, включают в себя неорганические соединения элементов группы В и органические соединения с элементом группы В.
Примеры неорганических соединений элементов группы В включают в себя нитраты элементов группы В, сульфаты элементов группы В, фториды элементов группы В, хлориды элементов группы В, бромиды элементов группы В и иодиды элементов группы В.
Органические соединения с элементами группы В не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что каждое соединение из органических соединений с элементами группы В содержит элемент группы В и органическую группу. Элемент группы В и органическая группа связаны, например, посредством ионной связи, ковалентной связи или координационной связи.
Органическая группа не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры органических групп включают в себя алкильные группы, которые могут иметь заместителей, алкоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацилоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацетилацетоновые группы, которые могут иметь заместителей, и циклопентадиенильные группы, которые могут иметь заместителей. Примеры алкильных групп включают в себя алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алкоксильных групп включают в себя алкоксильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры ацилоксильных групп включают в себя ацилоксильные группы, содержащие от 1 до 10 атомов углерода.
Примеры соединений, содержащих элементы группы С, включают в себя неорганические соединения элементов группы С и органические соединения с элементом группы С.
Примеры неорганических соединений элементов группы С включают в себя нитраты элементов группы С, сульфаты элементов группы С, фториды элементов группы С, хлориды элементов группы С, бромиды элементов группы С и иодиды элементов группы С.
Органические соединения с элементами группы С не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что каждое соединение из органических соединений с элементами группы С содержит элемент группы С и органическую группу. Элемент группы С и органическая группа связаны, например, посредством ионной связи, ковалентной связи или координационной связи.
Органическая группа не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры органических групп включают в себя алкильные группы, которые могут иметь заместителей, алкоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацилоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацетилацетоновые группы, которые могут иметь заместителей, и циклопентадиенильные группы, которые могут иметь заместителей. Примеры алкильных групп включают в себя алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алкоксильных групп включают в себя алкоксильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры ацилоксильных групп включают в себя ацилоксильные группы, содержащие от 1 до 10 атомов углерода.
- Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор изолирующего слоя затвора (жидкость для покрытия, формирующая прекурсор оксида)
Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор изолирующего слоя затвора, служащая в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, может образовывать прекурсор изолирующего слоя затвора.
Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор изолирующего слоя затвора, содержит растворитель.
Растворитель не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что он представляет собой растворитель, в котором могут стабильно растворяться или диспергироваться упомянутые выше различные соединения. Примеры растворителей включают в себя толуол, ксилол, мезитилен, цимен, пентилбензол, додецилбензол, циклогексилбензол, декан, ундекан, додекан, тридекан, тетрадекан, пентадекан, тетралин, декалин, изопропанол, этилбензоат, N,N-диметилформамид, пропиленкарбонат, 2-этилгексаноат, уайт-спирит, диметилпропиленкарбамид, 4-бутиролактон, 2-метоксиэтанол и воду.
<<<Случай, когда слой оксида является пассивирующим слоем>>>
- Пассивирующий слой (слой оксида)
Пассивирующий слой представляет собой слой, выполненный с возможностью защиты слоя оксидного полупроводника от влаги, водорода и кислорода, содержащихся в атмосфере. Кроме того, пассивирующий слой представляет собой слой, выполненный с возможностью защиты слоя оксидного полупроводника на этапах изготовления после образования слоя оксидного полупроводника. Примеры этапов изготовления включают в себя этап травления.
Средняя толщина пассивирующего слоя не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения, но предпочтительно, чтобы она составляла от 10 нм до 3 мкм, более предпочтительно от 30 нм до 1 мкм.
Материал пассивирующего слоя не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры материала включают в себя оксиды металлов.
Примеры оксидов металлов включают в себя оксиды металлов, содержащие щелочноземельные металлы и Si, и оксиды металлов, содержащие щелочноземельные металлы и редкоземельные элементы. Кроме того, при необходимости оксиды металлов содержат другие ингредиенты.
В оксиде металла может содержаться щелочноземельный металл одного вида или щелочноземельные металлы двух или большего количества вида. Примеры щелочноземельных металлов включают в себя бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra).
Примеры редкоземельных элементов, содержащихся в оксидах металлов, включают в себя скандий (Sc), иттрий (Y), лантан (La), церий (Ce), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометий (Pm), самарий (Sm), европий (Eu), гадолиний (Gd), тербий (Tb), диспрозий (Dy), гольмий (Ho), эрбий (Er), тулий (Tm), иттербий (Yb) и лютеций (Lu).
-Прекурсор пассивирующего слоя (слой прекурсора)
Материалом прекурсора пассивирующего слоя является, например, соединение, содержащее кремний, соединение, содержащее щелочноземельный металл, или соединение, содержащее редкоземельный элемент.
Примеры соединений, содержащих кремний, включают в себя неорганические соединения кремния и кремнийорганические соединения.
Примеры неорганических соединений кремния включают в себя тетрахлорсилан, тетрабромсилан и тетраиодосилан.
Кремнийорганические соединения не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что каждое соединение из кремнийорганических соединений содержит кремний и органическую группу. Кремний и органическая группа связаны, например, посредством ионной связи, ковалентной связи или координационной связи.
Органическая группа не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры органических групп включают в себя алкильные группы, которые могут иметь заместителей, алкоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацилоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацетилацетоновые группы, которые могут иметь заместителей, и циклопентадиенильные группы, которые могут иметь заместителей. Примеры алкильных групп включают в себя алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алкоксильных групп включают в себя алкоксильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры ацилоксильных групп включают в себя ацилоксильные группы, содержащие от 1 до 10 атомов углерода.
Примеры кремнийорганических соединений включают в себя тетраметоксисилан, тетраэтоксисилан, тетраизопропоксисилан, тетрабутоксисилан, 1,1,1,3,3,3-гексаметилдисилазан (ГМДС), бис(триметилсилил)ацетилен, трифенилсилан, 2-этилгексаноат кремния и тетраацетоксисилан.
Примеры соединений щелочноземельных металлов включают в себя неорганические соединения щелочноземельных металлов и органические соединения щелочноземельных металлов.
Примеры неорганических соединений щелочноземельных металлов включают в себя нитраты щелочноземельных металлов, сульфаты щелочноземельных металлов, хлориды щелочноземельных металлов, фториды щелочноземельных металлов, бромиды щелочноземельных металлов и иодиды щелочноземельных металлов.
Органические соединения щелочноземельных металлов не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что каждое соединение из соединений щелочноземельных металлов содержит щелочноземельный металл и органическую группу. Щелочноземельный металл и органическая группа связаны, например, посредством ионной связи, ковалентной связи или координационной связи.
Органическая группа не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры органических групп включают в себя алкильные группы, которые могут иметь заместителей, алкоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацилоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацетилацетоновые группы, которые могут иметь заместителей, и циклопентадиенильные группы, которые могут иметь заместителей. Примеры алкильных групп включают в себя алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алкоксильных групп включают в себя алкоксильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры ацилоксильных групп включают в себя ацилоксильные группы, содержащие от 1 до 10 атомов углерода.
Примеры соединений, содержащих редкоземельные элементы, включают в себя неорганические соединения с редкоземельными элементами (неорганические соединения редкоземельных элементов) и органические соединения с редкоземельными элементами (органические соединения редкоземельных элементов).
Примеры неорганических соединений редкоземельных элементов включают в себя нитраты редкоземельных элементов, сульфаты редкоземельных элементов, фториды редкоземельных элементов, хлориды редкоземельных элементов, бромиды редкоземельных элементов и иодиды редкоземельных элементов.
Органические соединения редкоземельных элементов не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что каждое соединение из органических соединений редкоземельных элементов содержит редкоземельный элемент и органическую группу. Редкоземельный элемент и органическая группа связаны, например, посредством ионной связи, ковалентной связи или координационной связи.
Органическая группа не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры органических групп включают в себя алкильные группы, которые могут иметь заместителей, алкоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацилоксильные группы, которые могут иметь заместителей, ацетилацетоновые группы, которые могут иметь заместителей, и циклопентадиенильные группы, которые могут иметь заместителей. Примеры алкильных групп включают в себя алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алкоксильных групп включают в себя алкоксильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода. Примеры ацилоксильных групп включают в себя ацилоксильные группы, содержащие от 1 до 10 атомов углерода.
- Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор пассивирующего слоя (жидкость для покрытия, формирующая прекурсор оксида)
Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор пассивирующего слоя, служащая в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, может образовывать прекурсор пассивирующего слоя.
Жидкость для покрытия, формирующая прекурсор пассивирующего слоя, содержит растворитель.
Растворитель не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначение при условии, что он представляет собой растворитель, в котором могут стабильно растворяться или диспергироваться упомянутые выше соединения. Примеры растворителей включают в себя толуол, ксилол, мезитилен, цимен, пентилбензол, додецилбензол, бициклогексил, циклогексилбензол, декан, ундекан, додекан, тридекан, тетрадекан, пентадекан, тетралин, декалин, изопропанол, этилбензоат, N,N-диметилформамид, пропиленкарбонат, 2-этилгексаноат, уайт-спирит, диметилпропиленкарбамид, 4-бутиролактон, 2-метоксиэтанол и воду.
Сочетания слоя первого оксида и слоя второго оксида включают в себя следующие сочетания.
(i) Сочетание, в котором слой первого оксида является изолирующим слоем затвора и слой второго оксида является слоем оксидного полупроводника. При таком сочетании передний канал образуется в области, где слой первого оксида и слой второго оксида прилегают друг к другу.
(ii) Сочетание, в котором слой первого оксида является слоем оксидного полупроводника и слой второго оксида является изолирующим слоем затвора. При таком сочетании передний канал образуется в области, где слой первого оксида и слой второго оксида прилегают друг к другу.
(iii) Сочетание, в котором слой первого оксида является слоем оксидного полупроводника и слой второго оксида является пассивирующим слоем. При таком сочетании обратный канал образуется в области, где слой первого оксида и слой второго оксида прилегают друг к другу.
В приведенных выше случаях (i) и (ii), когда получающийся в результате полевой транзистор включает в себя пассивирующий слой, а пассивирующий слой является оксидом, пассивирующий слой можно получать с помощью процесса нанесения покрытия или вакуумного процесса.
В приведенном выше случае (iii), когда изолирующий слой затвора получающегося в результате полевого транзистора является оксидом, изолирующий слой затвора можно получать с помощью процесса нанесения покрытия или вакуумного процесса.
<Другие этапы>
Примеры других этапов включают в себя этап формирования электрода затвора и этап формирования электрода истока/стока.
<<Этап формирования электрода затвора>>
Этап формирования электрода затвора не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что он является этапом формирования электрода затвора. Примеры этапа формирования электрода затвора включают в себя (i) этап образования пленки способом распыления или способом нанесения покрытия погружением и формирования рисунка в пленке фотолитографией и (ii) этап непосредственного образования пленки, имеющей заданную форму, с помощью процесса печатания, такого как струйная печать, наноимпринтинг или глубокая печать.
Электрод затвора не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что он является электродом, выполненным с возможностью приложения к нему напряжения затвора.
2
3
2
Материал электрода затвора не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры материалов включают в себя металлы (например, платину, палладий, золото, серебро, медь, цинк, алюминий, никель, хром, тантал, молибден и титан), сплавы этих металлов и смеси этих металлов. Дальнейшие примеры материалов включают в себя электропроводные оксиды, такие как оксид индия, оксид цинка, оксид олова, оксид галлия, оксид ниобия, InO с добавлением олова (Sn) (оксид индия и олова), ZnO с добавлением галлия (Ga), ZnO с добавлением алюминия (Al) и SnO с добавлением сурьмы (Sb), комплексные соединения их и смеси их.
Средняя толщина электродов затвора не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения, но предпочтительно, чтобы она составляла от 10 нм до 200 нм, более предпочтительно от 50 нм до 100 нм.
Электрод затвора формируют, например, на подложке.
Форма, структура и размер подложки не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения.
Материал подложки не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры включают в себя стеклянные подложки и пластиковые подложки.
Стеклянные подложки не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры стеклянных подложек включают в себя подложки из бесщелочного стекла и кварцевого стекла.
Пластиковые подложки не особенно связаны ограничениями и могут быть надлежащим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры пластиковых подложек включают в себя подложки из поликарбоната (ПК), полиимида (ПИ), полиэтилентерефталата (ПЭТ) и полиэтиленнафталата (ПЭН).
Предпочтительно подвергать подложку предварительной обработке (например, промывке с помощью кислородной плазмы, очистке озоном в сочетании с ультрафиолетовым излучением и очистке облучением ультрафиолетом), чтобы очищать поверхность подложки и повышать адгезионную способность.
<<Этап формирования электрода истока/стока>>
Этап формирования электрода истока/стока не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения при условии, что он является этапом формирования электрода истока и электрода стока. Примеры этапа формирования электрода истока/стока включают в себя (i) этап образования пленки способом распыления или способом нанесения покрытия погружением и формирования рисунка в пленке фотолитографией и (ii) этап непосредственного образования пленки, имеющей заданную форму, с помощью процесса печатания, такого как струйная печать, наноимпринтинг или глубокая печать.
Материал электрода истока и электрода стока не особенно связан ограничениями и может быть надлежащим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Примеры материала включают в себя материалы, приведенные для примера при описании электрода затвора.
Средняя толщина электрода истока и электрода стока не особенно связана ограничениями и может быть надлежащим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения, но предпочтительно, чтобы она составляла от 10 нм до 200 нм, более предпочтительно от 50 нм до 100 нм.
Теперь с обращением к чертежам будет описан один пример способа согласно настоящему изобретению, предназначенного для изготовления полевого транзистора.
На фиг. 1А-1Е представлены схематичные виды, иллюстрирующие один пример способа изготовления полевого транзистора.
Прежде всего на подложке 1 (фиг. 1А) формируют электрод 2 истока и электрод 3 стока.
Затем жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксидного полупроводника, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на подложку 1, электрод 2 истока и электрод 3 стока, чтобы образовать прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника в качестве слоя первого прекурсора (фиг. 1В).
После этого жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника, чтобы образовать прекурсор 5' изолирующего слоя затвора в качестве слоя второго прекурсора (фиг. 1С).
Затем прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника и прекурсор 5' изолирующего слоя затвора нагревают и преобразуют в слой 4 оксидного полупроводника (слой оксида) и изолирующий слой 5 затвора (слой оксида), соответственно (фиг. 1D).
После этого на изолирующем слое 5 затвора формируют электрод 6 затвора (фиг. 1Е).
Посредством изложенной выше процедуры получают полевой транзистор с верхним затвором/нижним контактом.
На фиг. 2А-2Е представлены схематичные виды, иллюстрирующие один пример способа изготовления полевого транзистора.
Прежде всего на подложке 1 формируют электрод 6 затвора (фиг. 2А).
Затем жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на подложку 1 и затвор 6 электрода, чтобы образовать прекурсор 5' изолирующего слоя затвора в качестве слоя первого прекурсора (фиг. 2В).
После этого жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксидного полупроводника, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на прекурсор 5' изолирующего слоя затвора, чтобы образовать прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника в качестве слоя второго прекурсора (фиг. 2С).
Затем прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника и прекурсор 5' изолирующего слоя затвора нагревают и преобразуют в слой 4 оксидного полупроводника (слой оксида) и изолирующий слой 5 затвора), соответственно (фиг. 2D).
После этого электрод 2 истока и электрод 3 стока формируют на слое 4 оксидного полупроводника (фиг. 2Е).
Посредством изложенной выше процедуры получают полевой транзистор с нижним затвором/верхним контактом.
На фиг. 3А-3F представлены схематичные виды, иллюстрирующие один пример способа изготовления полевого транзистора.
Прежде всего на подложке 1 формируют электрод 6 затвора (фиг. 3А).
Затем изолирующий слой 5 затвора формируют на подложке 1 и электроде 6 затвора (фиг. 3В).
После этого электрод 2 истока и электрод 3 стока формируют на изолирующем слое 5 затвора (фиг. 3С).
Затем жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксидного полупроводника, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на изолирующий слой 5 затвора, электрод 2 истока и электрод 3 стока, чтобы образовать прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника в качестве слоя первого прекурсора (фиг. 3D).
После этого жидкость для покрытия, формирующую пассивирующий слой, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника, чтобы образовать прекурсор 7' пассивирующего слоя в качестве слоя второго прекурсора (фиг. 3Е).
Затем прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника и прекурсор 7' пассивирующего слоя нагревают и преобразуют в слой 4 оксидного полупроводника (слой оксида) и пассивирующий слой 7 (слой оксида), соответственно (фиг. 3F).
Посредством изложенной выше процедуры получают полевой транзистор с нижним затвором/нижним контактом.
На фиг. 4А-4Н представлены схематичные виды, иллюстрирующие один пример способа изготовления полевого транзистора.
Прежде всего на подложке 1 формируют электрод 6 затвора (фиг. 4А).
Затем жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на подложку 1 и электрод 6 затвора, чтобы образовать прекурсор 5' изолирующего слоя затвора в качестве слоя первого прекурсора (фиг. 4В).
После этого жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксидного полупроводника, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на прекурсор 5' изолирующего слоя затвора, чтобы образовать прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника в качестве слоя второго прекурсора (фиг. 4С).
Затем жидкость для покрытия, формирующую пассивирующий слой, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника, чтобы образовать прекурсор 7' пассивирующего слоя в качестве слоя третьего прекурсора (фиг. 4D).
После этого прекурсор 5' изолирующего слоя затвора, прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника и прекурсор 7' пассивирующего слоя нагревают и преобразуют в изолирующий слой 5 затвора (слой оксида), слой 4 оксидного полупроводника (слой оксида) и пассивирующий слой 7 (слой оксида), соответственно (фиг. 4Е).
Затем участок пассивирующего слоя 7, соответствующий канальной области, сохраняют, а другие участки удаляют (фиг. 4F). Этот пассивирующий слой 7 функционирует как препятствующий травлению слой, выполненный с возможностью защиты слоя 4 оксидного полупроводника от процесса образования пленки и процесса формирования рисунка, такого как травление при формировании электрода истока и электрода стока.
После этого электродную пленку 23 образуют на слое 4 оксидного полупроводника и пассивирующем слое 7 (фиг. 4G).
Затем технологию формирования рисунка, включающую травление, используют для формирования электрода 2 истока и электрода 3 стока из электродной пленки 23 (фиг. 4Н).
Посредством изложенной выше процедуры получают полевой транзистор с нижним затвором/верхним контактом, включающий ограничитель травления.
На фиг. 5А-5Н представлены схематичные виды, иллюстрирующие один пример способа изготовления полевого транзистора.
Прежде всего на подложке 1 формируют электрод 6 затвора (фиг. 5А).
Затем изолирующий слой 5 затвора формируют на подложке 1 и электроде 6 затвора (фиг. 5В).
После этого жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксидного полупроводника, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на изолирующий слой 5 затвора, чтобы образовать прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника в качестве первого прекурсора (фиг. 5С).
Затем жидкость для покрытия, формирующую пассивирующий слой, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника, чтобы образовать прекурсор 7' пассивирующего слоя в качестве второго прекурсора (фиг. 5D).
После этого прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника и прекурсор 7' пассивирующего слоя нагревают и преобразуют в слой 4 оксидного полупроводника (слой оксида) и пассивирующий слой 7 (слой оксида), соответственно (фиг. 5Е).
Затем участок пассивирующего слоя 7, соответствующий канальной области, сохраняют, а другие участки удаляют (фиг. 5F). Этот пассивирующий слой 7 функционирует как ограничивающий травление слой, выполненный с возможностью защиты слоя 4 оксидного полупроводника от процесса образования пленки и процесса формирования рисунка, такого как травление при формировании электрода истока и электрода стока.
После этого, электродную пленку 23 образуют на слое 4 оксидного полупроводника и пассивирующем слое 7 (фиг. 5G).
Затем технологию формирования рисунка, включающую травление, используют, чтобы образовать электрод 2 истока и электрод 3 стока из электродной пленки 23 (фиг. 5Н).
Посредством изложенной выше процедуры получают полевой транзистор с нижним затвором/верхним контактом, включающий ограничитель травления.
На фиг. 6A-6F представлены схематичные виды, иллюстрирующие один пример способа изготовления полевого транзистора.
Прежде всего жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксидного полупроводника, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на подложку 1, чтобы образовать прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника в качестве первого прекурсора (фиг. 6А).
Затем жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора, служащую в качестве жидкости для покрытия, формирующей прекурсор оксида, наносят на прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника, чтобы образовать прекурсор 5' изолирующего слоя затвора в качестве слоя второго прекурсора (фиг. 6В).
После этого прекурсор 4' слоя оксидного полупроводника и прекурсор 5' изолирующего слоя затвора нагревают и преобразуют в слой 4 оксидного полупроводника (слой оксида) и изолирующий слой 5 затвора (слой оксида), соответственно (фиг. 6С).
Затем электрод 6 затвора формируют на изолирующем слое 5 затвора (фиг. 6D).
После этого участок электрода 6 затвора, соответствующий канальной области, сохраняют, а другие участки удаляют. Кроме того, изолирующий слой 5 затвора в области, в которой электрод 6 затвора не формируют, удаляют травлением (фиг. 6Е).
Затем промежуточный изолирующий слой 8 формируют, чтобы покрыть слой 4 полупроводникового оксида, электрод 6 затвора и изолирующий слой 5 затвора. Кроме того, два отверстия, доходящих до слоя 4 оксидного полупроводника, образуют в промежуточном изолирующем слое 8 на местах, обращенных друг к другу, через электрод 6 затвора и изолирующий слой 5 затвора. Кроме того, электрод 2 истока и электрод 3 стока формируют так, чтобы два отверстия заряжались.
Посредством изложенной выше процедуры получают полевой транзистор с верхним затвором/верхним контактом, включающий ограничитель травления.
Примеры
Далее настоящее изобретение будет описано с помощью примеров, но примеры не следует толковать как каким-либо образом ограничивающие настоящее изобретение.
(Пример 1)
<Изготовление полевого транзистора с верхним затвором/нижним контактом>
- Формирование электрода истока/стока
Пленку Cr/Au формировали на подложке, используя способ вакуумного осаждения из паровой фазы.
Фотолитографию и травление выполняли, чтобы образовать электрод истока/стока, имеющий заданную форму.
- Формирование прекурсора слоя оксидного полупроводника
Прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали на подложке и электроде истока/стока. В частности, прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали следующим образом.
3
3
2
2
2
Отвешивали 3,55 г нитрата индия (In(NO)⋅3HO) и 0,139 г хлорида стронция (SrCl⋅6HO). К ним добавляли 20 мл 1,2-пропандиола и 20 мл монометилового эфира этиленгликоля, после чего при комнатной температуре осуществляли перемешивание и растворение, чтобы образовать жидкость для покрытия, формирующую прекурсор слоя оксидного полупроводника. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор слоя оксидного полупроводника, наносили на электрод истока/стока и подложку, образуя заданный рисунок, используя струйное устройство. Чтобы образовать прекурсор слоя оксидного полупроводника, подложку нагревали в течение 10 мин на горячей плите, нагретой до 120°С.
Следует отметить, что прекурсор слоя оксидного полупроводника, полученный на этом этапе, не функционирует как активный слой.
- Формирование прекурсора изолирующего слоя затвора
Затем формировали прекурсор изолирующего слоя затвора. В частности, прекурсор изолирующего слоя затвора формировали следующим образом.
В 1,2 мл циклогексилбензола смешивали 1,95 мл раствора 2- этилгексаноата лантана в толуоле (содержание La: 7 мас. %, Wako 122-03371, можно получить от Wako Chemical, Ltd.), 0,57 мл раствора 2-этилгексаноата стронция в толуоле (содержание Sr: 2 мас .%, Wako 195-09561, можно получить от Wako Chemical, Ltd.) и 0,09 мл раствора 2-этилгексаноата оксида циркония в уайт-спирите (содержание Zr: 12 мас. %, Wako Chemical, Ltd.), чтобы получить жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора, наносили капанием и получали покрытие на подложке, используя центрифугирование при заданных режимах. Подложку нагревали в течение 1 ч в печи при 120°С, чтобы образовать прекурсор изолирующего слоя затвора.
Следует отметить, что прекурсор изолирующего слоя затвора, полученный на этом этапе, не функционирует как изолирующий слой затвора.
- Этап нагрева
Затем подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать слой оксидного полупроводника и изолирующий слой затвора. То есть, прекурсор слоя оксидного полупроводника преобразовали в слой оксидного полупроводника и прекурсор изолирующего слоя затвора преобразовали в изолирующий слой затвора.
- Формирование электрода затвора
Пленку Au формировали на изолирующем слое затвора, используя способ вакуумного осаждения из паровой фазы.
Фотолитографию и травление выполняли, чтобы образовать электрод затвора, имеющий заданную форму.
Посредством изложенной выше процедуры был изготовлен полевой транзистор с верхним затвором/нижним контактом.
<Оценивание характеристик транзистора>
Анализатор параметров полупроводниковых приборов (анализатор В1500А параметров полупроводниковых приборов, который можно получить от Agilent Technologies, Inc.) использовали для оценивания характеристик полученного полевого транзистора. Характеристики ток-напряжение (передаточные характеристики) оценивали при изменении напряжения Vg затвора от -15 В до +15 В, при этом напряжение Vds исток-сток составляло 10 В. На фиг. 7 (сплошной линией) представлены измеренные характеристики ток-напряжение (передаточные характеристики). Вычисленное значение SS составляло 0,4 В.
Следует отметить, что на фиг. 7 «е» обозначает показатель степени 10. В частности, «е-3» означает 0,001.
(Сравнительный пример 1)
Полевой транзистор изготавливали таким же образом, как в примере 1, если не считать того, что этап нагрева в сравнительном примере 1 выполняли после формирования прекурсора слоя оксидного полупроводника, чтобы преобразовать прекурсор слоя оксидного полупроводника в слой оксидного полупроводника, а этап нагрева в примере 1 выполняли после формирования прекурсора изолирующего слоя затвора, чтобы преобразовать прекурсор изолирующего слоя затвора в изолирующий слой затвора. В частности, после формирования прекурсора слоя оксидного полупроводника подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать слой оксидного полупроводника. Далее, после формирования прекурсора изолирующего слоя затвора подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать изолирующий слой затвора.
Характеристики полученного полевого транзистора оценивали таким же образом, как в примере 1. На фиг. 7 (пунктирной линией) представлены измеренные характеристики ток-напряжение (передаточные характеристики). Вычисленное значение SS составляло 0,85 В.
<Положительные эффекты изобретения>
Использованием способа изготовления согласно примеру 1 можно упрощать процесс изготовления благодаря одновременному выполнению этапа высокотемпературного нагрева, необходимого для образования оксидных пленок, составляющих слой оксидного полупроводника и изолирующий слой затвора.
Кроме того, понятно, что выполнение этапа термообработки после ламинирования слоя оксидного полупроводника и изолирующего слоя затвора делает возможным образование границ раздела, имеющих меньшую плотность дефектов в передней канальной области, и тем самым изготовление транзистора с хорошими SS-характеристиками.
Между тем, в сравнительном примере 1 в процессе преобразования прекурсора слоя оксидного полупроводника в слой оксидного полупроводника поверхность слоя оксидного полупроводника становится поверхностью, находящейся в контакте с воздухом. Поэтому, как можно понять, на этапе нагрева происходят диффузия и агрегация частиц и атомов на поверхности, приводящие к повышению плотности дефектов поверхности слоя оксидного полупроводника. Понятно, что такие дефекты вызывают захват зарядов, приводящий к ухудшению SS-характеристик.
В сравнительном примере 1 поверхности прекурсора слоя оксидного полупроводника и преобразованного слоя оксидного полупроводника являются свободными поверхностями. Свободная поверхность находится в состоянии, при котором на одной стороне отсутствует ограничивающее условие по отношению к атомам, и поэтому перемещение (например, диффузия) атомов происходит свободно. В процессе преобразования прекурсора в полупроводник, перемещение атомов находится под воздействием факторов влияния внутри и вне слоя. Вследствие этого могут возникать локальные неоднородности элементов, образующих полупроводник, и состояние, при котором поверхность слоя оксидного полупроводника является не гладкой, а структурно нерегулярной. Кроме того, когда в процессе преобразования прекурсора в полупроводник происходит кристаллизация, большее количество свободных поверхностей может быть причиной чрезмерного роста кристаллических зерен. В результате это может быть причиной образования уровней захвата зарядов, перемещения границ зерен и повышения энергетического барьера для перемещения зарядов. Описанная выше структурная неоднородность слоя полупроводника может препятствовать движению зарядов в слое полупроводника, при этом ухудшаются электрические характеристики полупроводника. Согласно примеру 1 в процессе преобразования прекурсора слоя оксидного полупроводника в слой оксидного полупроводника прекурсор слоя оксидного полупроводника и преобразованный слой оксидного полупроводника не имеют свободных поверхностей. Поэтому легко понять, что поверхность слоя оксидного полупроводника (передняя канальная область) должна образовываться однородной, что делает возможным образование слоя полупроводника, имеющего хорошие электрические характеристики.
(Пример 2)
<Изготовление полевого транзистора с нижним затвором/верхним контактом>
- Формирование электрода затвора
Пленку Cr/Au формировали на подложке, используя способ вакуумного осаждения из паровой фазы.
Фотолитографию и травление выполняли, чтобы образовать электрод затвора, имеющий заданную форму.
- Формирование прекурсора изолирующего слоя затвора
Затем формировали прекурсор изолирующего слоя затвора. В частности, прекурсор изолирующего слоя затвора формировали следующим образом.
В 1,2 мл циклогексилбензола смешивали 1,95 мл раствора 2-этилгексаноата лантана в толуоле (содержание La: 7 мас. %, Wako 122-03371, можно получить от Wako Chemical, Ltd.), 0,57 мл раствора 2-этилгексаноата стронция в толуоле (содержание Sr: 2 мас. %, Wako 195-09561, можно получить от Wako Chemical, Ltd.) и 0,09 мл раствора 2-этилгексаноата оксида циркония в уайт-спирите (содержание Zr: 12 мас. %, Wako Chemical, Ltd.), чтобы получить жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора, наносили капанием и получали покрытие на подложке, используя центрифугирование при заданных режимах. Подложку нагревали в печи при 120°С в течение 1 ч, чтобы образовать прекурсор изолирующего слоя затвора.
Следует отметить, что прекурсор изолирующего слоя затвора, полученный на этом этапе, не функционирует как изолирующий слой затвора.
- Формирование прекурсора слоя оксидного полупроводника
Прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали на прекурсоре изолирующего слоя затвора. В частности, прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали следующим образом.
3
3
2
2
2
Отвешивали 3,55 г нитрата индия (In(NO)⋅3HO) и 0,139 г хлорида стронция (SrCl⋅6HO). К ним добавляли 20 мл 1,2-пропандиола и 20 мл монометилового эфира этиленгликоля, после чего при комнатной температуре осуществляли перемешивание и растворение, чтобы образовать жидкость для покрытия, формирующую прекурсор слоя оксидного полупроводника. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор слоя оксидного полупроводника, наносили на прекурсор изолирующего слоя затвора, образуя заданный рисунок, используя струйное устройство. Чтобы образовать прекурсор слоя оксидного полупроводника, подложку нагревали в течение 10 мин на горячей плите, нагретой до 120°С.
Следует отметить, что прекурсор слоя оксидного полупроводника, полученный на этом этапе, не функционирует как активный слой.
- Этап нагрева
Затем подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать слой оксидного полупроводника и слой изолятора затвора. То есть, прекурсор слоя оксидного полупроводника преобразовали в слой оксидного полупроводника, а прекурсор изолирующего слоя затвора преобразовали в изолирующий слой затвора.
- Формирование электрода истока/стока
Пленку Au формировали на подложке, используя металлическую маску и способ вакуумного осаждения из паровой фазы, чтобы образовать электрод истока/стока.
Посредством изложенной выше процедуры был изготовлен полевой транзистор с нижним затвором/верхним контактом.
<Оценивание характеристик транзистора>
Характеристики полученного полевого транзистора оценивали таким же образом, как в примере 1. Значение SS, вычисленное по измеренным характеристикам ток-напряжение (передаточным характеристикам), составляло 0,43 В.
(Сравнительный пример 2)
Полевой транзистор изготавливали таким же образом, как в примере 2, если не считать того, что этап нагрева в сравнительном примере 2 выполняли после формирования прекурсора изолирующего слоя затвора, чтобы преобразовать прекурсор изолирующего слоя затвора в изолирующий слой затвора, а этап нагрева в примере 2 выполняли после формирования прекурсора слоя оксидного полупроводника, чтобы преобразовать прекурсор слоя оксидного полупроводника в слой оксидного полупроводника. В частности, после формирования прекурсора изолирующего слоя затвора подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать изолирующий слой затвора. Далее, после формирования прекурсора слоя оксидного полупроводника подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать слой оксидного полупроводника.
Характеристики полученного полевого транзистора оценивали таким же образом, как в примере 2. Представлены измеренные характеристики ток-напряжение (передаточные характеристики). Вычисленное значение SS составляло 0,82 В.
<Положительные эффекты изобретения>
Использованием способа изготовления согласно примеру 2 можно упрощать процесс изготовления благодаря одновременному выполнению этапа высокотемпературного нагрева, необходимого для образования оксидных пленок, составляющих слой полупроводника и изолирующий слой затвора.
Кроме того, понятно, что выполнение этапа термообработки после ламинирования слоя полупроводника и изолирующего слоя затвора делает возможным образование границ раздела, имеющих меньшую плотность дефектов в передней канальной области, и тем самым изготовление транзистора с хорошими SS-характеристиками.
Между тем, в сравнительном примере 2 в процессе преобразования прекурсора изолирующего слоя затвора в изолирующий слой затвора поверхность изолирующего слоя затвора становится поверхностью, находящейся в контакте с воздухом. Поэтому понятно, что на этапе нагрева происходят диффузия и агрегация частиц и атомов на поверхности, приводящие к повышению шероховатости поверхности изолирующего слоя затвора. Понятно, что при формировании слоя оксидного полупроводника на таком неоднородном изолирующем слое затвора повышается плотность дефектов переднего канала, что приводит к ухудшению SS-характеристик.
(Пример 3)
<Изготовление полевого транзистора с нижним затвором/нижним контактом>
- Формирование электрода затвора
Пленку Au формировали на подложке, используя способ вакуумного осаждения из паровой фазы.
Фотолитографию и травление выполняли, чтобы образовать электрод, имеющий заданную форму.
- Формирование изолирующего слоя затвора
2
Затем для получения изолирующего слоя затвора пленку SiO толщиной 200 нм формировали плазмохимическим осаждением из паровой фазы.
- Формирование электрода истока/стока
Пленку оксида индия и олова формировали на изолирующем слое затвора, используя способ распыления.
Фотолитографию и травление выполняли, чтобы образовать электрод истока/стока, имеющий заданную форму.
- Формирование прекурсора слоя оксидного полупроводника
Прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали на подложке и электроде истока/стока. В частности, прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали следующим образом.
3
3
2
2
2
Отвешивали 3,55 г нитрата индия (In(NO)⋅3HO) и 0,139 г хлорида стронция (SrCl⋅6HO). К ним добавляли 20 мл 1,2-пропандиола и 20 мл монометилового эфира этиленгликоля, после чего при комнатной температуре осуществляли перемешивание и растворение, чтобы образовать жидкость для покрытия, формирующую прекурсор слоя оксидного полупроводника. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор слоя оксидного полупроводника, наносили на электрод истока/стока и подложку, образуя заданный рисунок, используя струйное устройство. Чтобы образовать прекурсор слоя оксидного полупроводника, подложку нагревали в течение 10 мин на горячей плите, нагретой до 120°С.
Следует отметить, что прекурсор слоя оксидного полупроводника, полученный на этом этапе, не функционирует как активный слой.
- Формирование прекурсора пассивирующего слоя
Затем формировали прекурсор пассивирующего слоя. В частности, прекурсор пассивирующего слоя формировали следующим образом.
В 1 мл толуола смешивали 0,99 мл раствора 2- этилгексаноата лантана в толуоле (содержание La: 7 мас. %, Wako 122-03371, можно получить от Wako Chemical, Ltd.) и 0,27 мл раствора 2-этилгексоноата стронция в толуоле (содержание Sr: 2 мас. %, Wako 195-09561, можно получить от Wako Chemical, Ltd.), чтобы получить жидкость для покрытия, формирующую прекурсор пассивирующего слоя. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор пассивирующего слоя, наносили капанием и получали покрытие на подложке, используя центрифугирование при заданных режимах. Подложку нагревали в печи при 120°С в течение 1 ч, чтобы образовать прекурсор пассивирующего слоя.
Следует отметить, что прекурсор пассивирующего слоя, полученный на этом этапе, не функционирует как пассивирующий слой.
- Этап нагрева
Затем подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать слой оксидного полупроводника и пассивирующий слой. То есть, прекурсор слоя оксидного полупроводника преобразовали в слой оксидного полупроводника и прекурсор пассивирующего слоя преобразовали в пассивирующий слой.
Посредством изложенной выше процедуры был изготовлен полевой транзистор с нижним затвором/нижним контактом.
<Оценивание характеристик транзистора>
Характеристики полученного полевого транзистора оценивали таким же образом, как в примере 1. Значение SS, вычисленное по измеренным характеристикам ток-напряжение (передаточным характеристикам), составляло 0,41 В.
(Сравнительный пример 3)
Полевой транзистор изготавливали таким же образом, как в примере 3, если не считать того, что этап нагрева в сравнительном примере 3 выполняли после формирования прекурсора слоя оксидного полупроводника, чтобы преобразовать прекурсор слоя оксидного полупроводника в слой оксидного полупроводника, а этап нагрева в примере 3 выполняли после формирования прекурсора пассивирующего слоя, чтобы преобразовать прекурсор пассивирующего слоя в пассивирующий слой. В частности, после формирования прекурсора слоя оксидного полупроводника подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать слой оксидного полупроводника. Далее, после формирования прекурсора пассивирующего слоя подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать пассивирующий слой.
Характеристики полученного полевого транзистора оценивали таким же образом, как в примере 3. Значение SS, вычисленное по измеренным характеристикам ток-напряжение (передаточным характеристикам), составляло 0,78.
<Положительные эффекты изобретения>
Способом из примера 3 может обеспечиваться упрощенный процесс изготовления путем одновременного выполнения этапа высокотемпературного нагрева, необходимого для образования оксидных пленок, составляющих слой полупроводника и пассивирующий слой.
Кроме того, понятно, что выполнение этапа термообработки после ламинирования слоя полупроводника и пассивирующего слоя делает возможным образование границ раздела, имеющих меньшую плотность дефектов в задней канальной области, и тем самым изготовление транзистора с хорошими SS-характеристиками.
Между тем, в сравнительном примере 3 в процессе преобразования прекурсора слоя оксидного полупроводника в слой оксидного полупроводника поверхность слоя оксидного полупроводника становится поверхностью, находящейся в контакте с воздухом. Поэтому понятно, что на этапе нагрева происходят диффузия и агрегация частиц и атомов на поверхности, приводящие к повышению плотности дефектов поверхности слоя оксидного полупроводника. Понятно, что такие дефекты вызывают захват зарядов, что приводит к ухудшению SS-характеристик.
(Пример 4)
<Изготовление полевого транзистора с нижним затвором/верхним контактом>
- Формирование электрода затвора
Пленку Cr/Au формировали на подложке, используя способ вакуумного осаждения из паровой фазы.
Фотолитографию и травление выполняли, чтобы образовать электрод затвора, имеющий заданную форму.
- Формирование изолирующего слоя затвора
2
Затем для образования изолирующего слоя затвора пленку SiO, имевшую толщину 200 нм, формировали плазмохимическим осаждением из паровой фазы.
- Формирование прекурсора слоя оксидного полупроводника
Прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали на изолирующем слое затвора. В частности, прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали следующим образом.
3
3
2
2
2
Отвешивали 3,55 г нитрата индия (In(NO)⋅3HO) и 0,139 г хлорида стронция (SrCl⋅6HO). К ним добавляли 20 мл 1,2-пропандиола и 20 мл монометилового эфира этиленгликоля, после чего при комнатной температуре осуществляли перемешивание и растворение, чтобы образовать жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксида. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксида, наносили на изолирующий слой затвора, образуя заданный рисунок, используя струйное устройство. Чтобы образовать прекурсор слоя оксидного полупроводника, подложку нагревали в течение 10 мин на горячей плите, нагретой до 120°С. Следует отметить, что прекурсор слоя оксидного полупроводника, полученный на этом этапе, не функционирует как активный слой.
- Формирование прекурсора пассивирующего слоя
Затем формировали прекурсор пассивирующего слоя. В частности, прекурсор пассивирующего слоя формировали следующим образом.
В 1 мл толуола смешивали 0,99 мл раствора 2- этилгексаноата лантана в толуоле (содержание La: 7 мас.%, Wako 122-03371, можно получить от Wako Chemical, Ltd.) и 0,27 мл раствора 2-этилгексоноата стронция в толуоле (содержание Sr: 2 мас.%, Wako 195-09561, можно получить от Wako Chemical, Ltd.), чтобы получить жидкость для покрытия, формирующую прекурсор пассивирующего слоя. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор пассивирующего слоя, наносили капанием и получали покрытие на подложке, используя центрифугирование при заданных режимах. Подложку нагревали в печи при 120°С в течение 1 ч, чтобы образовать прекурсор пассивирующего слоя. Следует отметить, что прекурсор пассивирующего слоя, полученный на этом этапе, не функционирует как пассивирующий слой.
- Этап нагрева
Затем подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать слой оксидного полупроводника и пассивирующий слой. То есть, прекурсор слоя оксидного полупроводника преобразовали в слой оксидного полупроводника и прекурсор пассивирующего слоя преобразовали в пассивирующий слой.
После этого выполняли фотолитографию и травление, чтобы придать пассивирующему слою заданную форму.
- Формирование электрода истока/стока
Пленку Au формировали на пассивирующем слое и слое оксидного полупроводника, используя способ вакуумного осаждения из паровой фазы.
Затем выполняли фотолитографию и травление, чтобы придать электроду истока/стока заданную форму.
Посредством изложенной выше процедуры был изготовлен полевой транзистор с нижним затвором/верхним контактом (фиг. 5Н).
(Пример 5)
<Изготовление полевого транзистора с верхним затвором/верхним контактом>
- Формирование прекурсора слоя оксидного полупроводника
Прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали на подложке. В частности, прекурсор слоя оксидного полупроводника формировали следующим образом.
3
3
2
2
2
Отвешивали 3,55 г нитрата индия (In(NO)⋅3HO) и 0,139 г хлорида стронция (SrCl⋅6HO). К ним добавляли 20 мл 1,2-пропандиола и 20 мл монометилового эфира этиленгликоля, после чего при комнатной температуре осуществляли перемешивание и растворение, чтобы образовать жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксида. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор оксида, наносили на подложку, образуя заданный рисунок, используя струйное устройство. Чтобы образовать прекурсор слоя оксидного полупроводника, подложку нагревали в течение 10 мин на горячей плите, нагретой до 120°С. Следует отметить, что прекурсор слоя оксидного полупроводника, полученный на этом этапе, не функционирует как активный слой.
- Формирование прекурсора изолирующего слоя затвора
Затем формировали прекурсор изолирующего слоя затвора. В частности, прекурсор изолирующего слоя затвора формировали следующим образом.
В 1,2 мл циклогексилбензола смешивали 1,95 мл раствора 2-этилгексаноата лантана в толуоле (содержание La: 7 мас. %, Wako 122-03371, можно получить от Wako Chemical, Ltd.), 0,57 мл раствора 2-этилгексаноата стронция в толуоле (содержание Sr: 2 мас. %, Wako 195-09561, можно получить от Wako Chemical, Ltd.) и 0,09 мл раствора 2-этилгексаноата оксида циркония в уайт-спирите (содержание Zr: 12 мас. %, Wako Chemical, Ltd.), чтобы получить жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора. Жидкость для покрытия, формирующую прекурсор изолирующего слоя затвора, наносили капанием и получали покрытие на подложке, используя центрифугирование при заданных режимах. Подложку нагревали в печи при 120°С в течение 1 ч, чтобы образовать прекурсор изолирующего слоя затвора.
Следует отметить, что прекурсор изолирующего слоя затвора, полученный на этом этапе, не функционирует как изолирующий слой затвора.
Этап нагрева
Затем подложку нагревали в печи при 400°С в течение 3 ч, чтобы образовать слой оксидного полупроводника и изолирующий слой затвора. То есть, прекурсор слоя оксидного полупроводника преобразовали в слой оксидного полупроводника и прекурсор изолирующего слоя затвора преобразовали в изолирующий слой затвора.
- Формирование электрода затвора
Пленку Al формировали на изолирующем слое затвора, используя распыление на постоянном токе. Затем фотолитографию и травление выполняли, чтобы образовать электрод затвора, имеющий заданную форму. Изолирующий слой затвора в области, в которой был образован электрод затвора, удаляли травлением, чтобы сформировать рисунок в изолирующем слое затвора.
- Формирование промежуточного изолирующего слоя
2
2
Затем пленку SiO формировали плазмохимическим осаждением из паровой фазы до достижения толщины 300 нм. Фотолитографию и травление выполняли для удаления SiO в области, в которой не формировали рисунок в резисте, чтобы образовать промежуточный изолирующий слой.
- Формирование электрода истока/стока
Пленку Al формировали на подложке, используя распыление на постоянном токе.
Фотолитографию и травление выполняли, чтобы образовать электрод истока/стока, имеющий заданную форму.
Посредством изложенной выше процедуры был изготовлен полевой транзистор с верхним затвором/верхним контактом (фиг. 6F).
Аспекты настоящего изобретения представлены для примера ниже.
1. Способ изготовления полевого транзистора, включающего слой первого оксида и слой второго оксида и образующего передний канал или задний канал в области, где слой первого оксида и слой второго оксида прилегают друг к другу, при этом способ включает в себя формирование слоя второго прекурсора, который является прекурсором слоя второго оксида, таким образом, чтобы он был в контакте со слоем первого прекурсора, который является прекурсором слоя первого оксида, и затем преобразование слоя первого прекурсора и слоя второго прекурсора в слой первого оксида и слой второго оксида, соответственно, при этом формирование включает в себя по меньшей мере одну из обработок (I) и (II), приводимых ниже, (I) обработку нанесением жидкости для покрытия, формирующей прекурсор первого оксида, которая может образовывать прекурсор первого оксида и содержит растворитель, и затем удаление растворителя для образования слоя первого прекурсора, который является прекурсором слоя первого оксида, и (II) обработку нанесением жидкости для покрытия, формирующей прекурсор второго оксида, которая может образовывать прекурсор второго оксида и содержит растворитель, и затем удаление растворителя для образования слоя второго прекурсора, который является прекурсором слоя второго оксида.
2. Способ изготовления полевого транзистора по пункту 1, в котором слой первого оксида включает в себя оксидный изолирующий слой и слой второго оксида включает в себя слой оксидного полупроводника.
3. Способ изготовления полевого транзистора по пункту 2, в котором оксидный изолирующий слой включает в себя изолирующий слой затвора.
4. Способ изготовления полевого транзистора по пункту 1, в котором слой первого оксида включает в себя слой оксидного полупроводника и слой второго оксида включает в себя оксидный изолирующий слой.
5. Способ изготовления полевого транзистора по пункту 4, в котором оксидный изолирующий слой включает в себя изолирующий слой затвора.
6. Способ изготовления полевого транзистора по пункту 4, в котором оксидный изолирующий слой включает в себя пассивирующий слой.
7. Способ изготовления полевого транзистора по любому одному из пунктов 1-6, в котором преобразование слоя первого прекурсора и слоя второго прекурсора в слой первого оксида и слой второго оксида осуществляют нагревом.
Благодаря настоящему изобретению можно решать существующие проблемы, рассмотренные выше, и можно иметь способ изготовления полевого транзистора, в котором при использовании способа нанесения покрытия для формирования переднего канала и заднего канала можно получать однородную границу раздела переднего канала и однородную границу раздела заднего канала и уменьшать плотность дефектов, что делает возможным улучшение характеристик транзистора.
Перечень позиций
1 - подложка;
2 - электрод истока;
3 - электрод стока;
4' - прекурсор слоя оксидного полупроводника;
4 - слой оксидного полупроводника;
5' - прекурсор изолирующего слоя затвора;
5 - изолирующий слой затвора;
6 - электрод затвора;
7' - прекурсор пассивирующего слоя;
7 - пассивирующий слой;
8 - промежуточный изолирующий слой;
23 - электродная пленка.