电子设备及其制造方法和其制造装置的制造方法_2

文档序号:9728893阅读:来源:国知局
29] 图7为大致地示出作为本发明的实施方式的电子设备的底栅型的TFT的结构的部 分剖面图。
[0030] 图8为大致地示出作为本发明的实施方式的电子设备的制造装置的等离子体CVD 成膜装置的结构的剖面图。
[0031] 图9为示出图7中TFT的制造方法的一部分的工序图。 阳03引图10为示意地示出利用图9的TFT的制造方法制造的TFT中氣原子分布情况的 图。
[0033] 图11为大致地示出图7的TFT的第1变形例的结构的部分剖面图。
[0034] 图12为大致地示出图7的TFT的第2变形例的结构的部分剖面图。
[0035] 图13为大致地示出图7的TFT的第3变形例的结构的部分剖面图。
[0036] 图14为大致地示出图7的TFT的第4变形例的结构的部分剖面图。
[0037] 图15为大致地示出图7的TFT的第5变形例的结构的部分剖面图。
[0038] 图16为大致地示出图7的TFT的第6变形例的结构的部分剖面图。 阳的9] 附图梳巧说巧 W40] 11基板
[0041] 13、57、63、64 栅极绝缘膜
[0042] 14 沟道
[0043] 15氧化物半导体层
[0044] 21、43、46 TFT
[0045] 22、44、45、47、51、52 蚀刻停止膜
[0046] 23、41、42、59 纯化膜
[0047] 24等离子体CVD成膜装置
【具体实施方式】
[0048] W下,针对本发明的实施方式边参照附图边进行说明。
[0049] 图1为大致地示出作为一般电子设备的底栅型的氧化物薄膜晶体管(TFT)的结构 的部分剖面图。
[0050] 图1中,在基板11上形成的TFT10具备:在基板11上形成的栅电极12 ;覆盖栅电 极12的栅极绝缘膜13 ;形成于栅极绝缘膜13上且包含IGZ0的氧化物半导体层15 ;形成于 氧化物半导体层15的一部分的沟道14 ;覆盖沟道14的蚀刻停止膜17 ;源电极18 ;漏电极 19 ;覆盖蚀刻停止膜17、源电极18、漏电极19的纯化膜20。
[0051] 可是,在本发明之前,发明人等为了确认在使用不含氨原子的纯化膜的情况下对 TFT的初始特性值的影响,对于使用了作为包含大量的氨原子的纯化膜的含氨的氮化娃 (SiN:H)膜、作为包含少量的氨原子的纯化膜的氧化娃(Si化)膜、W及包含的氨原子极少甚 至实质上不含氨原子的含氣的氮化娃(SiN:巧膜的TFT的初始特性值进行测定。需要说明 的是,运些TFT的沟道由IGZ0形成,测定的初始特性值示于W下的表1。 阳05引【表1】
[0053]
[0054] 如表1所示,使用含氨的氮化娃膜的TFT不运作,因此均不能测定初始特性值。可 W认为运是因为,含氨的氮化娃膜中包含的大量的氨原子向沟道扩散,使构成沟道的IGZ0 中的氧原子脱离。另一方面,纯化膜中使用了氧化娃膜的TFT( W下,称为"氧化娃膜TFT") 和纯化膜中使用了含氣的氮化娃膜的TFT( W下,称为"含氣的氮化娃膜TFT")均可W运 作,因此能够测定各初始特性值,例如,就电子迁移率而言,含氣的氮化娃膜TFT比氧化娃 膜TFT更高,就显示出转换(switching)性能的S值而言,含氣的氮化娃膜TFT比氧化娃 膜TFT更小,就磁滞化ysteresis) ( Δ Vh)而言,含氣的氮化娃膜TFT比氧化娃膜TFT更小。 良P,与氧化娃膜TFT的各初始特性值相比,含氣的氮化娃膜TFT的各初始特性值显示良好的 值。另外,就阔值电压变化量(A VJ的绝对值而言,含氣的氮化娃膜TFT比氧化娃膜TFT 小。目P,能够得到与氧化娃膜TFT的可靠性相比含氣的氮化娃膜TFT的可靠性被改善的结 果。 阳化5] 另外,确认相对于分别将光照射至氧化娃膜TFT和含氣的氮化娃膜TFT而使运些 TFT驱动时的光能的TFT的各初始特性值的变化情况,将确认结果示于图2的(A)~图2的 (C)。需要说明的是,图2的(A)~图2的(C)中,将氧化娃膜TFT和含氣的氮化娃膜TFT 分别用"Si〇2"和"SiN:F"表示。
[0056] 当照射的光能发生变化时,关于S值的变化如图2的(A)所示,关于阔值电压变化 量(AVJ如图2的做所示,关于磁滞电压变化量(MAJ)如图2的似所示,关于运 些初始特性值,均确认到在2. 7eV W上的区域与氧化娃膜TFT相比,含氣的氮化娃膜TFT的 特性值的变化小。目P,确认到与氧化娃膜TFT相比,含氣的氮化娃膜TFT的初始特性优异。 另外,IGZ0的带隙为3~3. 2eV,另一方面,含氣的氮化娃膜TFT在3~3. 2eV时其特性值 的变化也小,因此可知成为带隙的因素的深缺陷能级被降低,而且,其结果推测出含氣的氮 化娃膜TFT的可靠性得到改善。
[0057] 进而,在形成氧化娃膜(纯化膜)后对氧化娃膜TFT实施350°C的热处理,在形成 含氣的氮化娃膜(纯化膜)后对含氣的氮化娃膜TFT实施350°C的热处理,然后测定各TFT 的特性值、确认各TFT的可靠性,将其确认结果示于图3的(A)~图3的值)中。
[0058] 图3示出对氧化娃膜和含氣的氮化娃膜TFT实施热处理后(W下,称为"热处理 后")的PBTS试验结果,图3的(A)示出热处理后的氧化娃膜TFT的栅极电压和漏极电流的 关系的时间变化,图3的度)示出热处理后的含氣的氮化娃膜TFT的栅极电压和漏极电流 的关系的时间变化。各图中,各标记表示各经过时间下的栅极电压和漏极电流的测定值。具 体而言,无标记的实线表示初始状态的测定值,"?"表示经过100秒后的测定值/?"表示 经过1000秒后的测定值,"Δ"表示经过5000秒后的测定值,无标记的虚线表示经过10000 秒后的测定值。图3的(Α)和图3的度)中,随着负荷时间经过,栅极电压和漏极电流的关 系沿各图中的箭头方向移动。根据图3的(Α)和图3的度),可知比起热处理后的氧化娃膜 TFT,热处理后的含氣的氮化娃膜TFT的栅极电压和漏极电流的关系的时间变化少,漏极电 流稳定地流动。
[0059] 图3的似示出热处理后的氧化娃膜TFT的相对于负荷时间的阔值电压变化量的 变化程度,图3的(D)示出热处理后的含氣的氮化娃膜TFT的相对于负荷时间的阔值电压 变化量的变化程度。各图中,各标记表示测定时的溫度,"?"为室溫、"〇"为50°C、"Δ"为 75°C、"□"为100°C。根据图3的似和图3的做可知,比起热处理后的氧化娃膜TFT,热 处理后的含氣的氮化娃膜TFT的相对于负荷时间的阔值电压变化量的变化少、阔值电压稳 定。目P,可W确认,关于可靠性含氣的氮化娃膜TFT比氧化娃膜TFT优异。
[0060] 作为在初始特性、可靠性方面含氣的氮化娃膜TFT比氧化娃膜TFT更优异的理由, 本发明人等着眼于含氣的氮化娃膜TFT的纯化膜中包含的氣原子的存在,推测W下的机 理。
[0061] TFT10中,在构成沟道14的IGZ0膜上,例如,利用等离子体CVD法形成包含氧化 娃的蚀刻停止膜17时,IGZ0膜通过阳离子等而被瓣射、或因热的影响自IGZ0膜放出氧原 子,锋原子等的悬键主要在IGZ0膜的表面附近、即在蚀刻停止膜17与沟道14的边界附近 产生。悬键在TFT的运作时捕捉沟道14内的载体,使TFT10的初始特性、可靠性恶化。
[00创与此相化纯化膜20含有氣原子(图4中表示)时,在形成TFT10后,如图4 所示,纯化膜20中含有的氣原子通过蚀刻停止膜17向沟道14扩散,将在蚀刻停止膜17与 沟道14的边界附近产生的悬键封端。由此,抑制在沟道14内的载体的捕获,改善TFTIO的 初始特性。另外,锋原子与氣原子的键能比锋原子与氧原子的键能高(前者为364kJ/mol、 后者为284kJ/mol),因此被氣原子封端后的悬键稳定,不会再次放出氣原子而变回悬键。由 此,改善沟道14的可靠性,进而改善TFT10的可靠性。
[0063] 另外,本发明人等制作了具有模仿图4所示的TFT的结构的分析用样品(图5),为 了使纯化膜20中含有的氣原子积极地向沟道14扩散,在形成纯化膜20由含氣的氮化娃膜 构成的分析用样品之后,对该分析用样品实施热处理,
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1