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公開番号2025128126
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2025081155,2024102749
出願日2025-05-14,2010-05-24
発明の名称表示装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10D 30/01 20250101AFI20250826BHJP()
要約【課題】酸化物半導体膜を用いる薄膜トランジスタ(TFT)のゲート電圧が0Vにできるだけ近い正のしきい値電圧でチャネルが形成される構造を実現し、また、しきい値のバラツキの低減し、電気特性の劣化を防止し、TFTがノーマリーオン側にシフトすることを低減し、望ましくはシフトをなくす半導体装置及びその作製方法を提供する。
【解決手段】薄膜トランジスタの作製工程において、大気に触れることなくゲート絶縁膜102と、酸化物半導体層(IGZO半導体層105)と、チャネル保護膜106との三層を、スパッタ法により連続成膜を行う。酸化物半導体層の成膜は、酸素が流量比で50%以上100%以下含まれる雰囲気中で行う。また、酸化物半導体層のチャネル形成領域の上層及び下層が、窒素含有量が3原子%以上30原子%以下の酸化窒化珪素膜である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁表面を有する基板の上方にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極の上方に、窒素を３原子％以上３０原子％以下含む第１の酸化窒化珪素膜を形成し、
前記第１の酸化窒化珪素膜の上方に、酸素を５０％以上１００％以下含む雰囲気中で酸化物半導体層を形成し、
前記酸化物半導体層の上方に、窒素を３原子％以上３０原子％以下含む第２の酸化窒化珪素膜を形成し、
前記第２の酸化窒化珪素膜を選択的にエッチングして保護膜を形成し、
前記保護膜をマスクとして前記酸化物半導体層を選択的にエッチングして島状の半導体層を形成し、
前記保護膜を選択的にエッチングして開口を形成し、
前記保護膜の上方に、前記島状の半導体層と電気的に接続する導電層を形成する半導体装置の作製方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はチャネル形成領域に酸化物半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと
いう）で構成された回路を有する半導体装置及びその作製方法に関する。例えば、液晶表
示パネルに代表される電気光学装置や有機発光素子を有する発光表示装置を部品として搭
載した電子機器に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指し、電気光学装置、半導体回路及び電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
金属酸化物は多様に存在しさまざまな用途に用いられている。酸化インジウムはよく知ら
れた材料であり、液晶ディスプレイ等で必要とされる透光性を有する電極材料として用い
られている。
【０００４】
金属酸化物の中には半導体特性を示すものがある。半導体特性を示す金属酸化物としては
、例えば、酸化タングステン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛等があり、このような
半導体特性を示す金属酸化物をチャネル形成領域とする薄膜トランジスタが既に知られて
いる（特許文献１乃至４、非特許文献１）。
【０００５】
ところで、金属酸化物は一元系酸化物のみでなく多元系酸化物も知られている。例えば、
ホモロガス相を有するＩｎＧａＯ
３
（ＺｎＯ）
ｍ
（ｍ：自然数）は、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎ
を有する多元系酸化物半導体として知られている（非特許文献２乃至４）。
【０００６】
そして、上記のようなＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸化物で構成される酸化物半導体を薄膜トラン
ジスタのチャネル層として適用可能であることが確認されている（特許文献５、非特許文
献５及び６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開昭６０－１９８８６１号公報
特開平８－２６４７９４号公報
特表平１１－５０５３７７号公報
特開２０００－１５０９００号公報
特開２００４－１０３９５７号公報
【非特許文献】
【０００８】
Ｍ．Ｗ．Ｐｒｉｎｓ，Ｋ．Ｏ．Ｇｒｏｓｓｅ－Ｈｏｌｚ，Ｇ．Ｍｕｌｌｅｒ，Ｊ．Ｆ．Ｍ．Ｃｉｌｌｅｓｓｅｎ，Ｊ．Ｂ．Ｇｉｅｓｂｅｒｓ，Ｒ．Ｐ．Ｗｅｅｎｉｎｇ，ａｎｄＲ．Ｍ．Ｗｏｌｆ、「Ａｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｔｈｉｎ－ｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、１７Ｊｕｎｅ１９９６、Ｖｏｌ．６８ｐ．３６５０－３６５２
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【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
酸化物半導体にチャネル形成領域を設ける薄膜トランジスタは、アモルファスシリコンを
用いた薄膜トランジスタよりも高い電界効果移動度が得られている。
【００１０】
このような酸化物半導体を用いてガラス基板、プラスチック基板等に薄膜トランジスタを
形成し、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイまたは電子ペーパー等
の表示装置への応用が期待されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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