具有结晶质氧化铟半导体膜的薄膜晶体管.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102916052 A (43)申请公布日 2013.02.06 C N 1 0 2 9 1 6 0 5 2 A *CN102916052A* (21)申请号 201210417892.6 (22)申请日 2009.09.15 2008-238353 2008.09.17 JP 200980136173.3 2009.09.15 H01L 29/786(2006.01) H01L 21/02(2006.01) (71)申请人出光兴产株式会社 地址日本国东京都 (72)发明人井上一吉 矢野公规 笘井重和 宇都野太 笠见雅司 后藤健治 川岛浩和 (74)专利代理机构中科专

2、利商标代理有限责任 公司 11021 代理人蒋亭 (54) 发明名称 具有结晶质氧化铟半导体膜的薄膜晶体管 (57) 摘要 本发明涉及具有以氧化铟作为主成分、且含 有正3价的金属氧化物的结晶质氧化铟半导体膜 的薄膜晶体管。 (30)优先权数据 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书9页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种薄膜晶体管，其具有以氧化铟作为主成分，且含有正3价的金属氧化物的结晶 质氧化铟半导体膜，其中， 所述正3价的金属氧化物为选自氧化硼、氧化铝

3、、氧化镓、氧化钪、氧化钇、氧化镧、氧 化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱和 氧化镥中的1种或2种以上的氧化物， 所述正3价的金属氧化物的金属元素M相对于所述氧化铟的铟元素In与所述金属元 素M的合计量的比率M/(M+In)为0.00010.1，其中M/(M+In)以原子比计。 2.一种权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，包括： 将含有氧化铟和正3价的金属氧化物的半导体膜进行成膜的成膜工序； 对所述半导体膜进行氧化处理的工序；和/或 将所述半导体膜结晶化的工序。 3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管的制造方法，其中， 在氧的存在下，将所述半导体膜

4、在150450热处理0.51200分钟。 4.根据权利要求2或3所述的薄膜晶体管的制造方法，其是沟道蚀刻型薄膜晶体管的 制造方法。 5.根据权利要求2或3所述的薄膜晶体管的制造方法，其是蚀刻阻挡型薄膜晶体管的 制造方法。 权 利 要 求 书CN 102916052 A 1/9页 3 具有结晶质氧化铟半导体膜的薄膜晶体管 0001 本申请是200980136173.3(国际申请号：PCT/JP2009/004592)的分案申请，原申 请的申请日为2009年9月15日，原申请的发明名称为具有结晶质氧化铟半导体膜的薄膜 晶体管。 技术领域 0002 本发明涉及一种具有以氧化铟为主成分、且含有含正3价

5、的金属氧化物的结晶质 氧化铟的半导体膜的薄膜晶体管。 背景技术 0003 近年，显示装置的发展备受瞩目，液晶显示装置、EL显示装置等各种显示装置被积 极地应用于个人电脑、文字处理机等OA机器中。这些显示装置都具有利用透明导电膜夹持 显示元件的夹层结构。 0004 用于驱动上述显示装置的开关元件中，目前硅系的半导体膜占主流地位。这是因 为，硅系薄膜的稳定性、加工性优异，而且开关速度快等良好的性质。该硅系薄膜一般通过 化学蒸气析出法(CVD法)来制作。 0005 然而，硅系薄膜为非晶质的情况下，开关速度较慢，显示高速运动图像等时，存在 不能显示图像的难点。另外，在为结晶质的硅系薄膜的情况下，开关速

6、度较快，但是为了进 行结晶化，需要800以上的高温或利用激光的加热等，制造时需要巨大的能量和工序。另 外，硅系的薄膜虽然作为电压元件的性能优异，但是在流过电流时，其特性的经时变化会成 为问题。 0006 作为用于得到比硅系薄膜稳定性更优异且与ITO膜具有同等的光透射率的透明 半导体膜的材料等，提出了包含氧化铟、氧化镓和氧化锌的溅射靶或包含氧化锌和氧化镁 的透明半导体薄膜(例如，专利文献1)。包含氧化铟、氧化镓和氧化锌或包含氧化锌和氧化 镁的透明半导体膜，具有基于弱酸的蚀刻性非常快速的特征。然而，在利用金属薄膜的蚀刻 液进行蚀刻，对透明半导体膜上的金属薄膜进行蚀刻时，有时透明半导体膜也会同时被蚀

7、 刻，不适用于选择性地仅对透明半导体膜上的金属薄膜进行蚀刻的情况。 0007 另一方面，含有氧化铟的结晶质的膜，特别是多晶膜容易产生氧缺失、即使在成膜 时提高氧分压或进行氧化处理等，也难以将载流子密度设为210 +17 cm -3 。因此，几乎没有将 其作为半导体膜或TFT的尝试。 0008 另外，专利文献2中记载了在氧化铟中含有正2价的金属氧化物而成的具有红绿 柱石(Bixbite)结构的氧化铟半导体膜。正在尝试通过含有正2价的金属氧化物来降低载 流子浓度。然而，在为正2价的金属氧化物的情况下，有时在红绿柱石结构的能带结构的能 带隙内形成杂质能级，有时这会降低迁移率。 0009 【现有技术文

8、献】 0010 【专利文献】 0011 【专利文献1】日本特开2004-119525号公报 说 明 书CN 102916052 A 2/9页 4 0012 【专利文献2】国际公开第WO2007/058248 发明内容 0013 本发明的目的在于提供具有能够仅对半导体膜上的金属薄膜进行选择性地蚀刻 的氧化铟系的半导体膜的薄膜晶体管。 0014 为了实现上述目的，本发明人等不断深入研究，结果发现，通过使用在氧化铟中含 有正3价的金属氧化物而形成的半导体膜，可以选择性地仅对半导体膜上的金属薄膜进行 蚀刻，还可以得到高性能的薄膜晶体管，从而完成了本发明。 0015 根据本发明，可以提供以下的薄膜晶体管

9、等。 0016 1、一种薄膜晶体管，其具有以氧化铟作为主成分，且含有正3价的金属氧化物的 结晶质氧化铟半导体膜。 0017 2、根据上述1所述的薄膜晶体管，其中， 0018 所述正3价的金属氧化物为选自氧化硼、氧化铝、氧化镓、氧化钪、氧化钇、氧化 镧、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化 镱和氧化镥中的1种或2种以上的氧化物。 0019 3、根据上述1或2所述的薄膜晶体管，其中， 0020 所述正3价的金属氧化物的金属元素M相对于所述氧化铟的铟元素In与所述金 属元素M的合计量的比率M/(M+In)为0.00010.1，其中M/(M+In)以原子

10、比计。 0021 4、一种上述13中任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，包括： 0022 将含有氧化铟和正3价的金属氧化物的半导体膜进行成膜的成膜工序； 0023 对所述半导体膜进行氧化处理的工序；和/或 0024 将所述半导体膜结晶化的工序。 0025 5、根据上述4所述的薄膜晶体管的制造方法，其中， 0026 在氧的存在下，将所述半导体膜在150450热处理0.51200分钟。 0027 6、根据上述4或5所述的薄膜晶体管的制造方法，其是沟道蚀刻型薄膜晶体管的 制造方法。 0028 7、根据上述4或5所述的薄膜晶体管的制造方法，其是蚀刻阻挡型薄膜晶体管的 制造方法。 0029 根据本发明，通

11、过使用在氧化铟中含有正3价的金属氧化物而形成的半导体膜， 可以选择性地仅对半导体膜上的金属薄膜进行蚀刻。另外，可以得到高性能的薄膜晶体管。 附图说明 0030 图1是表示本发明的薄膜晶体管的实施方式的简截面图。 0031 图2是表示本发明的薄膜晶体管其他实施方式的简截面图。 0032 图3是表示在实施例1中制作的薄膜晶体管的简截面图。 0033 图4是表示在实施例3中制作的薄膜晶体管的简截面图。 0034 图5是表示在实施例3中制作的薄膜晶体管的输出曲线的图。 0035 图6是表示在实施例3中制作的薄膜晶体管的传输曲线的图。 说 明 书CN 102916052 A 3/9页 5 具体实施方式

12、0036 本发明的薄膜晶体管(TFT)的特征在于，具有以氧化铟作为主成分、且含有正3价 的金属氧化物的结晶质氧化铟半导体膜。 0037 图1是表示本发明的薄膜晶体管的实施方式的简截面图。 0038 薄膜晶体管1中，在基板10和绝缘膜30之间夹持栅电极20，在栅极绝缘膜30上 层叠半导体膜40作为活性层。进而，以将半导体膜40的端部附近被覆的方式分别设置源 电极50和漏电极52。在半导体膜40、源电极50和漏电极52所包围的部分内形成沟道部 60。 0039 需要说明的是，图1的薄膜晶体管1是所谓的沟道蚀刻型薄膜晶体管。本发明的 薄膜晶体管不限于沟道蚀刻型薄膜晶体管，可以采用本技术领域公知的元件

13、构成。例如，可 以是蚀刻阻挡型(etch stopper)薄膜晶体管。 0040 图2是表示本发明的薄膜晶体管的其他实施方式的简截面图。需要说明的是，对 与上述薄膜晶体管1相同的构成部件标记相同的符号，省略其说明。 0041 薄膜晶体管2是蚀刻阻挡型薄膜晶体管。薄膜晶体管2中，以被覆沟道部60的方 式形成有蚀刻阻挡层70，除此之外，与上述的薄膜晶体管1的构成相同。以被覆半导体膜 40的端部附近和蚀刻阻挡层70的端部附近的方式分别设置有源电极50和漏电极52。 0042 本发明中，在半导体膜40中使用以氧化铟作为主成分、且含有正3价的金属氧 化物的结晶质氧化铟半导体膜。由此，在源电极50和漏电极

14、52的蚀刻时，可以抑制半导 体膜被蚀刻。另外，可以降低半导体膜的载流子密度，在室温附近的温度下可以降至不足 210 +17 cm -3 ，可显示良好的薄膜晶体管特性。 0043 在室温附近的温度下的载流子密度优选为不足10 +17 cm -3 。载流子密度为 210 +17 cm -3 以上时，有可能不能以TFT形式进行驱动。另外，即使能以TFT形式驱动，有时 会变为常通型(normally on)，有时阈值电压向负值方向增大，有时On-Off值会减小。 0044 在此，“以氧化铟作为主成分”是指，形成半导体膜的总金属元素中In元素的含量 (原子比)所占的比例超过90。由于In元素的含量超过9

15、0，因此可以提高TFT的迁移 率。 0045 另外，所谓“结晶质膜”是通过X射线衍射可以确认结晶峰的膜。通过将半导体膜 制成结晶化膜，可以提高TFT的耐久性。 0046 结晶质膜可以是单结晶膜、外延膜和多晶膜中的任一种，从工业生产容易且能大 面积化的观点出发，优选外延膜和多晶膜，特别优选多晶膜。 0047 结晶质膜为多晶膜的情况下，该多晶膜优选由纳米晶体构成。根据X射线衍射，使 用Scherrers方程求得的平均结晶粒径通常为500nm以下，优选为300nm以下，更优选为 150nm以下，进一步优选为80nm以下。比500nm大时，将晶体管精细化时，有可能偏差会较 大。 0048 作为半导体膜

16、所含的正3价的金属氧化物中，上述正3价的金属氧化物优选为选 自氧化硼、氧化铝、氧化镓、氧化钪、氧化钇、氧化镧、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化 钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱和氧化镥中的1种或2种以上的氧化 物。这些氧化物与氧的结合力强，能够降低多晶化氧化铟薄膜的氧缺失量。氧缺失多发生 在结晶粒界，因为上述金属氧化物与铟的离子半径不同，与结晶中存在相比更多地存在于 说 明 书CN 102916052 A 4/9页 6 结晶粒界处，因为与氧的结合力强，所以可以抑制在结晶粒界处的氧缺失的产生。其结果， 在室温附近的温度下的载流子密度可以控制到不足10 +17 cm -3 。

17、 0049 上述金属氧化物中，特别优选氧化铝、氧化镓、氧化钇、氧化镱、氧化铒、氧化钬、氧 化镝、氧化钐，更特别优选氧化镓、氧化钇、氧化镱。 0050 需要说明的是，正3价的金属氧化物优选在氧化铟中固溶，但不需要全部固溶。 0051 在本发明中，所述金属元素(M)相对于半导体膜的氧化铟的铟元素(In)和上述正 3价的金属氧化物的金属元素(M)的合计量的比率M/(M+In)：原子比优选为0.0001 0.1。原子比不足0.0001时，添加的金属元素(M)的量太少，氧缺失的降低效果小，因此有 时载流子密度达到210 +17 cm -3 以上。另一方面，超过0.1时，半导体膜的结晶性降低，氧缺 失量会

18、增加，有时载流子密度达到210 +17 cm -3 以上，有时不能作为TFT特性来工作。另外， 即使以TFT方式驱动，也会形成常通型，或者阈值电压向负值方向增大，有时On-Off值变 小。进而，大量含有正3价的金属氧化物时，半导体膜变得不能结晶化，结果，变得会溶解于 蚀刻液，有可能不能进行选择性蚀刻。 0052 金属元素(M)的比率M/(M+In)更优选为0.00050.05，特别优选0.001 0.05。 0053 需要说明的是，金属元素(M)的比率可以通过ICP(Inductively Coupled Plasma) 测定，测得各元素的存在量而求得。 0054 另外，金属元素(M)比率，例

19、如可以通过调整形成半导体膜时使用的溅射靶的各 元素的存在量的方式来实施。半导体膜的组成设定为与溅射靶的组成几乎一致。 0055 在本发明的薄膜晶体管中，基板、栅电极、栅极绝缘膜、源漏电极等构成部件可以 使用公知的部件，没有特别限定。 0056 例如，在各电极中可使用Al、Cu、Au等的金属薄膜，在栅极绝缘膜中，可使用氧化 硅膜，氧化铪膜等氧化物薄膜。 0057 以下，说明本发明的薄膜晶体管的制造方法。 0058 本发明的制造方法包括：将氧化铟和含有正3价的金属氧化物的半导体膜成膜的 成膜工序；氧化处理半导体膜的工序，和/或进行结晶化的工序。需要说明的是，栅电极、栅 极绝缘膜，源漏电极等构成部件

20、可通过公知的方法来形成。 0059 例如，在基板上形成由Al、Cu、Au等金属薄膜构成的栅电极，再在其上形成由氧化 硅膜、氧化铪膜等构成的氧化物薄膜作为栅极绝缘膜。在其上，仅在需要安装金属掩模的必 要部分形成由含有正3价的金属氧化物的氧化铟膜构成的半导体膜。随后，使用金属掩模， 在必要部分形成源漏电极，由此可以制造薄膜晶体管。 0060 半导体膜的成膜，有溅射法、离子镀覆法、蒸镀法等。其中优选溅射法。 0061 溅射中，优选使用复合氧化物的烧结靶的方法。具体而言，优选在氧化铟中添加了 正3价的金属氧化物的复合氧化物的烧结靶。需要说明的是，复合氧化物的烧结靶可以通 过在本技术领域中公知的方法来制

21、造。 0062 溅射的条件可以按照使用的靶、半导体膜的膜厚等来适宜调整。溅射方法可以使 用RF溅射法、DC溅射法、AC溅射法。其中，DC溅射法、AC溅射法由于成膜速度快而优选。 0063 在本发明的薄膜晶体管的制造方法中，在半导体膜的形成后，实施对薄膜进行氧 化处理的工序，和/或将薄膜结晶化工序。 说 明 书CN 102916052 A 5/9页 7 0064 在半导体膜的结晶化和氧化处理中，可以在氧的存在下使用灯退火装置、激光退 火装置、热风加热装置、接触加热装置等。 0065 优选将半导体膜在氧的存在下，在150450、0.51200分钟的条件进行热处 理。不足150时，有时半导体膜不能充

22、分地结晶化，超过450时，有时对基板、半导体膜 造成破坏。热处理温度更优选为180350，特别优选为200300。 0066 另外，热处理时间不足0.5分钟时，热处理时间过短，有时膜的结晶化变得不充 分，若超过1200分钟，则太耗费时间，生产率不好。热处理时间更优选为1分钟600分钟， 特别优选为5分钟60分钟。 0067 需要说明的是，半导体膜的结晶化和/或氧化处理可以在半导体膜的形成后马上 实施，另外，也可以在形成源漏电极等其他的构成部件之后再实施。 0068 本发明的制造方法是特别适合沟道蚀刻型的薄膜晶体管的制造方法。本发明的半 导体膜为结晶质，因此作为由Al等的金属薄膜形成源漏电极和沟

23、道部的方法，可以采用 使用光刻的蚀刻工序。即，利用除去金属薄膜的蚀刻液，可以不蚀刻半导体膜，而选择性地 蚀刻金属薄膜。此外，也可以是蚀刻阻挡型薄膜晶体管的制造方法。 0069 【实施例】 0070 实施例1 0071 (A)薄膜晶体管的制作 0072 通过光致抗蚀法制作图3所示的沟道蚀刻型的薄膜晶体管。 0073 使用带有200nm厚度的热氧化膜(SiO 2 膜)的导电性硅基板10。热氧化膜作为栅 极绝缘膜30发挥作用，导电性硅部作为栅电极20发挥作用。 0074 使用由氧化铟-氧化镓构成的靶Ga/(In+Ga)0.03：原子比)，用溅射法在栅 极绝缘膜30上成膜40nm的半导体膜40。溅射在

24、如下条件下进行：在背压达到510 -4 Pa 之前进行真空排气，然后在通入氩9.5sccm、氧0.5sccm的状态下将压力调整为0.2Pa，利用 溅射功率100W在室温下进行。 0075 形成半导体膜40后，将该基板在热风加热炉内，以空气中、300的条件进行30分 钟热处理。 0076 随后，在半导体膜40和栅极绝缘膜30上成膜300nm钼金属膜。 0077 在钼金属膜上涂布抗蚀剂，在80进行15分钟预烘烤。随后，通过掩模向抗蚀剂 膜照射UV光(光强度：300mJ/cm 2 )，随后，在3wt的四甲基氢氧化铵(TMAH)中显影。用纯 水洗涤后，在130对抗蚀剂膜进行15分钟后烘烤，形成所需形状

25、的源漏电极形状的抗蚀 剂图案。 0078 利用磷酸乙酸硝酸的混合酸处理带有抗蚀剂图案的基板，蚀刻钼金属膜，形成 源电极50和漏电极52。随后，用纯水洗涤，吹送空气使其干燥，制作薄膜晶体管(沟道部 60的源漏电极间间隙(L)为200m，宽度(W)为500m)。 0079 该薄膜晶体管的电场效应迁移率为4.5cm 2 /Vsec，On-Off比为10 8 ，是显示常闭 (normally off)特性的薄膜晶体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。对栅电极施加 了100分钟20V电压之后的漂移电压(Vth)为0.2V。 0080 (B)半导体膜的评价 0081 在石英玻璃基板上，通过与上述(A)的

26、溅射相同的条件形成半导体膜。随后，在热 说 明 书CN 102916052 A 6/9页 8 风加热炉内，以空气中、300的条件进行30分钟热处理。在对所得的半导体膜的X射线衍 射(XRD)进行测定时观察到氧化铟的红绿柱石结构的峰值。由此，可确认半导体膜为结晶 质。另外，通过空穴测定求出的载流子浓度为810 +16 /cm 3 。 0082 需要说明的是，对于将半导体膜的热处理条件设为在空气中、450条件下、5小时 的情况下得到的半导体膜，也同样测定XRD。将其与利用300进行热处理的XRD的峰值强 度进行比较，发现300条件下所得的峰值强度为在450得到的峰值强度的约95。 0083 实施例

27、2 0084 作为溅射靶，除了使用由氧化铟-氧化镱构成的靶Yb/(Yb+In)0.03：原子 比)之外，与实施例1同样地制作薄膜晶体管。 0085 该薄膜晶体管的电场效应迁移率为1.2cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭 特性的薄膜晶体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0086 另外，XRD测定的结果是半导体膜为结晶质性。可以观察到氧化铟的红绿柱石结 构的峰值。另外，通过空穴测定求出的载流子浓度为810 +16 /cm 3 。 0087 此外，对于除了使用代替氧化镓而分别添加了氧化硼、氧化铝、氧化钪、氧化钇、氧 化镧、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽

28、、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧 化镱和氧化镥的溅射靶以外与实施例1同样地制作的薄膜晶体管而言，可以得到与实施例 2大致同样的薄膜晶体管特性。另外，各半导体膜的XRD测定结果中可以同样地观察到由氧 化铟的红绿柱石产生的峰值。另外，基于空穴测定求出的载流子浓度为10 +17 /cm 3 以下。 0088 显示了使用的溅射靶的组成和所得的薄膜晶体管的特性。 0089 氧化硼：B/(B+In)0.004 0090 电场效应迁移率为8.2cm 2 /Vsec，On-Off比为10 5 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0091 氧化铝：Al/(Al+In)0.0

29、05 0092 电场效应迁移率为6.2cm 2 /Vsec，On-Off比为10 5 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0093 氧化钪：Sc/(Sc+In)0.02 0094 电场效应迁移率为4.2cm 2 /Vsec，On-Off比为10 6 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0095 氧化钇：Y/(Y+In)0.05 0096 电场效应迁移率为6.8cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0097 氧化镧：La/(La+In)0.02 00

30、98 电场效应迁移率为5.1cm 2 /Vsec，On-Off比为10 6 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0099 氧化钕：Nd/(Nd+In)0.01 0100 电场效应迁移率为8.4cm 2 /Vsec，On-Off比为10 6 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0101 氧化钐：Sm/(Sm+In)0.05 0102 电场效应迁移率为7.6cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 说 明 书CN 102916052 A 7/9页 9 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 01

31、03 氧化铕：Eu/(Eu+In)0.03 0104 电场效应迁移率为5.3cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0105 氧化钆：Gd/(Gd+In)0.03 0106 电场效应迁移率为6.7cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0107 氧化铽：Tb/(Tb+In)0.005 0108 电场效应迁移率为3.3cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0109

32、 氧化镝：Dy/(Dy+In)0.01 0110 电场效应迁移率为14.7cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0111 氧化铒：Er/(Er+In)0.01 0112 电场效应迁移率为11.4cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0113 氧化铥：Tm/(Tm+In)0.02 0114 电场效应迁移率为8.3cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0115

33、氧化镥：Lu/(Lu+In)0.003 0116 电场效应迁移率为6.9cm 2 /Vsec，On-Off比为10 7 ，为显示常闭的特性的薄膜晶 体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。 0117 实施例3 0118 利用光致抗蚀法制作图4所示的蚀刻阻挡型薄膜晶体管。 0119 在带有热氧化膜30(SiO 2 膜)的导电性硅基板10上，使用由氧化铟-氧化钇构成 的靶Y/(In+Y)0.03：原子比)，与实施例1同样地利用溅射法成膜40nm的半导体膜 40。 0120 接着，将Si作为靶，通入氩：7sccm，氧3sccm，在压力0.5Pa条件下，成膜100nm。 随后，涂布抗蚀剂，在80进行1

34、5分钟预烘烤。随后，通过掩模向抗蚀剂膜照射UV光(光 强度：300mJ/cm 2 )，随后，利用3wt的四甲基氢氧化铵(TMAH)进行显影。用纯水洗涤后，在 130对抗蚀剂膜进行15分钟后烘烤，在成为沟道部60的部分形成图案。通过基于CF 4 的 干法蚀刻，形成蚀刻阻挡层70。利用抗蚀剂剥离剂将抗蚀剂剥离，进行水洗，通过吹风进行 干燥。 0121 随后，在半导体膜40、蚀刻阻挡层70和热氧化膜30上成膜300nm的钼金属膜。 0122 在钼金属膜上涂布抗蚀剂，在80进行15分钟预烘烤。随后，通过掩模向抗蚀剂 膜照射UV光(光强度：300mJ/cm 2 )，随后，利用3wt的四甲基氢氧化铵(TM

35、AH)显影。用纯 水洗涤后，在130对抗蚀剂膜进行15分钟后烘烤，形成源电极50和漏电极52的形状的抗 蚀剂图案。 0123 利用磷酸乙酸硝酸的混合酸处理带抗蚀剂图案的基板，蚀刻钼金属膜。在这 说 明 书CN 102916052 A 8/9页 10 样的情况下，半导体膜40不发生结晶化，通过利用磷酸乙酸硝酸的混合酸进行处理，可 以与钼金属膜同时进行蚀刻。另外，利用蚀刻阻挡层70来保护沟道部60，半导体膜40不被 蚀刻。 0124 剥离抗蚀剂后，用纯水洗涤，吹送空气使其干燥。随后，在热风加热炉内，在空气 中、300进行30分钟热处理，制作薄膜晶体管(沟道部60的源漏电极间间隙(L)为 200m，

36、宽度(W)为500m)。 0125 需要说明的是，若在钼金属膜的蚀刻前实施上述的热处理，则半导体膜会发生结 晶化。因此，不能通过基于磷酸乙酸硝酸的混合酸的处理进行蚀刻。该情况下，为了与 钼金属膜同时进行蚀刻，利用由盐酸硝酸水构成的王水、含有氯化铁的盐酸水溶液、HBr 水溶液等对半导体膜进行蚀刻即可。由于使用强酸，因此优选热处理在最终工序中进行。 0126 该薄膜晶体管的电场效应迁移率为10.8cm 2 /Vsec，On-Off比为10 8 ，为显示常闭 的特性的薄膜晶体管。另外，输出特性中显示了明显的夹断。对栅电极施加了100分钟、20V 电压后的漂移电压(Vth)为0.2V。 0127 半导

37、体膜为结晶质。另外，通过空穴测定求得的载流子浓度为610 +16 /cm 3 。 0128 将实施例3中制作的薄膜晶体管的输出曲线示于图5，传输曲线示于图6。图5是 将栅极电压(Vgs)变更为-5V25V时的显示漏电压(Vds)和漏电流(Ids)的关系的图。 图6是示出栅极电压(Vgs)和漏电流(Ids)的关系的图，由白圈构成的线是漏电流相对于 栅极电压的平方根的曲线，由黑圆点构成的线是显示漏电流相对于栅极电压的曲线。 0129 在图5和图6中，“XE-Y”是X10 -Y 的意思。例如，5.0E-06为5.010 -6 。 0130 比较例1 0131 在溅射靶中，除了使用由氧化铟-氧化镓-氧

38、化锌构成的靶之外，与实施例1同样 地制作薄膜晶体管。溅射靶的组成(原子比)如以下所述。 0132 In/(In+Ga+Zn)0.34 0133 Ga/(In+Ga+Zn)0.33 0134 Zn/(In+Ga+Zn)0.33 0135 其结果是，在对钼金属膜进行蚀刻时，沟道部60的下部的半导体膜40被蚀刻而消 失。因此，TFT特性不能测定。 0136 比较例2 0137 在溅射靶中使用由氧化铟-氧化镓构成的靶，除此以外，与实施例1同样地制作薄 膜晶体管。溅射靶的组成(原子比)如下所述。 0138 In/(In+Ga)0.7 0139 Ga/(In+Ga)0.3 0140 其结果是对钼金属膜进行

39、蚀刻时，沟道部60的下部的半导体膜40也被蚀刻而消 失。因此，不能测定TFT特性。 0141 产业上的可利用性 0142 本发明的薄膜晶体管可以优选用于显示器用面板、RFID标签、X线检测器面板指 纹传感器光学传感器等传感器等。 0143 本发明的薄膜晶体管的制造方法特别适用于沟道蚀刻型的薄膜晶体管的制造方 法。 说 明 书CN 102916052 A 10 9/9页 11 0144 上文对本发明的几个实施方式和/或实施例进行详细地说明，但本领域人员，根 据在本发明的新的启示和效果，容易不脱离实质地对这些例示的实施方式和/或实施例加 以多种变更。因此，这多种变更也包含在本发明的范围内。 0145 该说明书所述的文献的内容可全部援引于此。 说 明 书CN 102916052 A 11 1/3页 12 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102916052 A 12 2/3页 13 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102916052 A 13 3/3页 14 图5 图6 说 明 书 附 图CN 102916052 A 14