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薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタの製造方法

国内特許コード P130009616
整理番号 E086P46
掲載日 2013年7月16日
出願番号 特願2011-281464
公開番号 特開2013-131685
登録番号 特許第5496995号
出願日 平成23年12月22日(2011.12.22)
公開日 平成25年7月4日(2013.7.4)
登録日 平成26年3月14日(2014.3.14)
発明者
  • 下田 達也
  • 塚田 博一
  • 宮迫 毅明
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • 三菱マテリアル株式会社
  • 三菱マテリアル電子化成株式会社
発明の名称 薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタの製造方法
発明の概要 【課題】酸化物をゲート絶縁層に適用した薄膜トランジスタの高性能化、又はそのような薄膜トランジスタの製造プロセスの簡素化と省エネルギー化を実現する。
【解決手段】本発明の1つの薄膜トランジスタ100は、ゲート電極20とチャネル52との間に、ランタン(La)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液を出発材とする前駆体層の状態で塩酸の蒸気に曝された後に形成された表面32aを有する、ランタン(La)とタンタル(Ta)とからなる第1酸化物層(不可避不純物を含み得る)32を備えている。加えて、この薄膜トランジスタにおいては、第1酸化物層32の表面32aがチャネル52に接している。
【選択図】図1J
従来技術、競合技術の概要



従来から、低い駆動電圧で高速にスイッチングすることを目的として、ゲート絶縁層として強誘電体材料(例えば、BLT(Bi4-XLaTi12)、PZT(Pb(Zr,Ti1-X)O))を採用した薄膜トランジスタが開示されている。一方、キャリア濃度を高くすることを目的として、酸化物導電性材料(例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、あるいはLSCO(LaSr1-XCuO))をチャネル層として採用した薄膜トランジスタも開示されている(特許文献1)。





ここで、上述の薄膜トランジスタの製造方法について見てみると、まず、ゲート電極としてTi及びPtの積層膜が、電子ビーム蒸着法により形成されている。そのゲート電極上に、ゾルゲル法によって上述のBLT又はPZTからなるゲート絶縁層が形成される。さらに、そのゲート絶縁層上には、RFスパッタ法により、ITOからなるチャネル層が形成される。続いて、そのチャネル層上にTi及びPtが電子ビーム蒸着法によって形成されることにより、ソース電極とドレイン電極とが形成される。その後、RIE法及びウェットエッチング法(HFとHClと混合溶液)により、素子領域が他の素子領域から分離されることになる(特許文献1)。

産業上の利用分野



本発明は、薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ゲート電極とチャネルとの間に、
ランタン(La)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液を出発材とする前駆体層の状態で塩酸又はその蒸気に曝された後に形成された表面を有する、ランタン(La)とタンタル(Ta)とからなる酸化物層(不可避不純物を含み得る)を備え、かつ
前記表面が前記チャネルに接する、
薄膜トランジスタ。

【請求項2】
ゲート電極とチャネルとの間に、
ランタン(La)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液を出発材とする前駆体層の状態で塩酸の蒸気と硝酸の蒸気との混合蒸気に曝された後に形成された表面を有する、ランタン(La)とタンタル(Ta)とからなる酸化物層(不可避不純物を含み得る)を備え、かつ
前記表面が前記チャネルに接する、
薄膜トランジスタ。

【請求項3】
前記塩酸の蒸気が、前記塩酸が沸騰することによって生成された蒸気である、
請求項1に記載の薄膜トランジスタ。

【請求項4】
前記混合蒸気が、前記塩酸及び前記硝酸が沸騰することによって生成された蒸気である、
請求項2に記載の薄膜トランジスタ。

【請求項5】
前記チャネルが、酸化インジウム層(不可避不純物を含み得る)である、
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。

【請求項6】
ランタン(La)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする第1前駆体溶液を出発材とする第1前駆体層の一方の表面を塩酸又はその蒸気に曝す曝露工程と、
前記前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ランタン(La)と前記タンタル(Ta)とからなる酸化物層(不可避不純物を含み得る)を形成する第1酸化物層形成工程と、を
ゲート電極層形成工程とチャネル用酸化物(不可避不純物を含み得る)を形成するチャネル形成工程との間に含む、
薄膜トランジスタの製造方法。

【請求項7】
ランタン(La)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする第1前駆体溶液を出発材とする第1前駆体層の一方の表面を塩酸の蒸気と硝酸の蒸気との混合蒸気に曝す曝露工程と、
前記前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ランタン(La)と前記タンタル(Ta)とからなる酸化物層(不可避不純物を含み得る)を形成する第1酸化物層形成工程と、を
ゲート電極層形成工程とチャネル用酸化物(不可避不純物を含み得る)を形成するチャネル形成工程との間に含む、
薄膜トランジスタの製造方法。

【請求項8】
前記塩酸の蒸気が、前記塩酸が沸騰することによって生成された蒸気である、
請求項6に記載の薄膜トランジスタの製造方法。

【請求項9】
前記混合蒸気が、前記塩酸及び前記硝酸が沸騰することによって生成された蒸気である、
請求項7に記載の薄膜トランジスタの製造方法。

【請求項10】
前記塩酸、前記塩酸の蒸気、又は前記混合蒸気が60℃以上500℃以下に加熱された状態で、前記曝露工程が行われる、
請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。

【請求項11】
前記チャネル形成工程が、インジウム(In)を含む前駆体を溶質とする第2前駆体溶液を出発材とする第2前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、酸化インジウム層(不可避不純物を含み得る)を形成する工程である、
請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
産業区分
  • 半導体
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011281464thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 下田ナノ液体プロセス 領域
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