專利名稱：薄膜晶體管以及薄膜晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管的制造方法，所述薄膜晶體管的溝道層或溝道層的一部分以及進(jìn)一步諸如源電極、漏電極和柵電極等電極由含銦的金屬氧化物膜形成。
背景技術(shù)：
到目前為止，非晶硅(a-Si)經(jīng)常被用于薄膜晶體管中，因此，需要高溫處理和昂貴的成膜設(shè)備。此外，需要高溫處理使得難以將器件(元件)制造到高分子基板等上。因此，為了以低成本在聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)上制造電子器件，必須研發(fā)一種不需要復(fù)雜設(shè)備的簡單的低溫處理，或者通過簡單處理能獲得充分特性的一種或多種材料、材料的有效組合以及進(jìn)一步的簡單的裝置結(jié)構(gòu)等。這里，氧化物半導(dǎo)體、特別是透明氧化物半導(dǎo)體是實(shí)現(xiàn)具有新特性的電子-光學(xué)器件必須的材料。近來，已經(jīng)報(bào)道使用M-Ga-Si-O(IGZO)氧化物半導(dǎo)體作為溝道層的柔性 TFT器件與使用a-Si的情況相比表現(xiàn)出優(yōu)異的特性(非專利文獻(xiàn)1 :NatUre，2004年432卷 488頁)，并且已經(jīng)嘗試將其用作液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器等用的驅(qū)動(dòng)背板。IGZO在作為TFT器件用的半導(dǎo)體材料時(shí)比上述a_Si優(yōu)異能夠提到兩點(diǎn)。一點(diǎn)是 IGZO的作為TFT器件最重要特性的遷移率(mobility)超過Icm2/Vsec并且高于利用a_Si 能獲得的0. 1至lcm7vsec的遷移率值。另一點(diǎn)是甚至通過無加熱處理也能獲得具有上述優(yōu)良遷移率的IGZO膜，而a-Si形成過程溫度不低于300°C。另外，IGZO非常有益的是其具有維持非晶態(tài)的高傾向性，使得能夠容易地獲得穩(wěn)定的特性并且其有利于膜的柔性。盡管IGZO由此具有非常高的性能，然而，IGZO的不利之處在于其包含有害的( ， 并且需要非常精確地控制膜中的氧含量；換言之，IGZO在可操縱性和成膜控制方面有困難。除此以外，IGZO的不利之處在于因?yàn)槠浒N金屬元素而成分復(fù)雜，并且不利之處還在于因?yàn)槠涫侵两裆形幢惶幚磉^的材料而難以新穎地導(dǎo)入到生產(chǎn)線中?？紤]到前述問題，本發(fā)明的申請(qǐng)人先前研發(fā)了作為半導(dǎo)體材料的h-W-0，In-W-O 能夠通過無加熱濺射成膜法相對(duì)容易地形成(成型)并且具有超過lcm2/Vsec的高遷移率和非晶體性(專利文獻(xiàn)1 特開2008-192721號(hào)公報(bào))。如上所述，該h-W-Ο膜具有三大優(yōu)點(diǎn)，S卩，(1)其具有超過lCm2/VSeC的高遷移率， (2)其能夠通過無加熱濺射成膜法形成，以及C3)其具有非晶體性；由此，h-W-Ο膜作為薄膜晶體管用的半導(dǎo)體膜是非常有用的。然而，近年來對(duì)半導(dǎo)體部件的特性的要求非常高，并且期望研發(fā)具有進(jìn)一步增強(qiáng)的遷移率的半導(dǎo)體膜。研發(fā)所述半導(dǎo)體膜確保TFT (薄膜晶體管)的特性能夠被進(jìn)一步增強(qiáng)，使得晶體管膜所應(yīng)用的器件的性能也能夠被進(jìn)一步增強(qiáng)。 這同時(shí)意味著作為材料的魯棒性(robustness)得以擴(kuò)展并且所述材料的使用容易性得以增強(qiáng)。因此，為了獲得具有更高性能的薄膜晶體管，期望研發(fā)具有更高遷移率的半導(dǎo)體膜，而不降低通過h-W-Ο膜擁有的特性，諸如能通過無加熱濺射成膜法形成的特性、具有非晶體性的特性等。
此外，在薄膜晶體管(TFT)被應(yīng)用于液晶顯示器或電子紙等用的背板的情況下， 進(jìn)行η型驅(qū)動(dòng)就足夠了。在薄膜晶體管被應(yīng)用于諸如液晶顯示器、電子紙等顯示器、CMOS等邏輯電路或太陽能電池等的驅(qū)動(dòng)的情況下，要求雙極性操作，即不僅要求η型操作還要求ρ 型操作。與雙極性操作有關(guān)地，非專利文獻(xiàn)2 =Applied Physics Letters 90， 262104(2007)公開了基于有機(jī)-無機(jī)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的η型和ρ型雙極性晶體管。在該公開中， 并五苯用作具有P型特性的有機(jī)半導(dǎo)體材料，而IZO用作具有η型特性的氧化物半導(dǎo)體。另一方面，上述專利文獻(xiàn)1公開了一種薄膜晶體管，其中能夠通過形成溝道層來控制膜的電導(dǎo)率，所述溝道層由諸如氧化銦(In2O3)、摻錫氧化銦(ITO)或進(jìn)一步地由摻鈦或摻鎢氧化銦anTiOx，InffOx)等含銦的金屬氧化物的膜形成。這次，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在上述非專利文獻(xiàn)2的η型和ρ型雙極性晶體管中并五苯用作具有P型特性的有機(jī)半導(dǎo)體材料和IZO用作具有η型特性的氧化物半導(dǎo)體的情況下，并五苯在成膜時(shí)將作為不純物污染ΙΖ0，使得IZO的電導(dǎo)率將被增強(qiáng)，由此惡化TFT 特性。為了避免該問題，考慮控制作為氧化物半導(dǎo)體的IZO的電導(dǎo)率。然而，控制IZO的電導(dǎo)率相對(duì)困難，而且，即使控制了 IZO的電導(dǎo)率，仍不能獲得滿意的TFT特性?？紤]到該問題，進(jìn)一步考慮下述方法其中，非專利文獻(xiàn)2中所述的有機(jī)-無機(jī)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的雙極性晶體管用的無機(jī)半導(dǎo)體材料不由IZO形成而是由專利文獻(xiàn)1中所述的材料形成。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，甚至在該情況下，作為無機(jī)半導(dǎo)體的金屬氧化物膜簡單地由專利文獻(xiàn)1中所述的材料形成的方法導(dǎo)致金屬氧化物膜的特性在有機(jī)半導(dǎo)體被布置于金屬氧化物膜上時(shí)將被改變。由此，非專利文獻(xiàn)1中所述的雙極性晶體管中的無機(jī)半導(dǎo)體簡單地由專利文獻(xiàn)1 中所述的金屬氧化物膜形成的方法不能使晶體管被驅(qū)動(dòng)為性能足夠高并且可靠性高的η 型和P型雙極性半導(dǎo)體。除此以外，專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1均沒有以任何方式公開在氧化物半導(dǎo)體和有機(jī)半導(dǎo)體如上所述地彼此堆疊的情況下，維持氧化物半導(dǎo)體的特性中的良好半導(dǎo)體特性的同時(shí)具有足夠高性能和高可靠性的有機(jī)-無機(jī)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的雙極性晶體管。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述專利文獻(xiàn)1中所述的通過無加熱濺射成膜法形成的h-W-Ο膜具有下面的三個(gè)不利點(diǎn)。首先，在成膜期間導(dǎo)入的氧的流量對(duì)形成的膜的特性有非常大的影響，從而需要非常精確地控制導(dǎo)入的氧的流量。此外，隨著靶材腐蝕的進(jìn)行，對(duì)導(dǎo)入的氧的流量進(jìn)行非常精細(xì)的控制變得必要。因此，雖然如果使用具有等離子體發(fā)射監(jiān)視控制(PEM控制)的濺射成膜設(shè)備，能夠在相對(duì)容易地控制氧流量的狀態(tài)下執(zhí)行良好的成膜處理，但是通過現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的DC濺射法或RF濺射法不可能容易地獲得具有穩(wěn)定的特性的TFT器件。第二，由上述h-W-Ο膜形成的半導(dǎo)體膜表面(溝道層)和源電極/漏電極之間的界面的狀態(tài)以及半導(dǎo)體膜表面和柵極絕緣膜之間的界面的狀態(tài)容易不穩(wěn)定，使得TFT器件的特性難以變得穩(wěn)定。進(jìn)一步，第三，上述h-w-ο膜容易具有產(chǎn)生于其中的很多缺陷，使得難以獲得穩(wěn)定的TFT器件特性。此外，如果存在第二個(gè)和第三個(gè)問題，則TFT器件的傳輸特性由于偏應(yīng)力(biasstress)而大大改變。因此，為了將使用諸如上述的h-W-0等含銦的金屬氧化物的膜的TFT 器件應(yīng)用到實(shí)際的電子器件，維持更穩(wěn)定的特性是不可或缺的，從而期望研發(fā)一種對(duì)策?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開2008-192721號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 =Nature, 2004 年 432 卷 488 頁非專利文獻(xiàn)2 :Applied Physics Letters 90,262104(2007)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題考慮到上述情形完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的第一目的是研發(fā)一種能夠通過非加熱濺射成膜方法形成的半導(dǎo)體膜，所述半導(dǎo)體膜具有良好的非晶體性并且進(jìn)一步具有高遷移率，由此提供具有較高性能的薄膜晶體管。此外，本發(fā)明的第二目的是構(gòu)造能夠進(jìn)行良好的η型和ρ型雙極性操作的雙極性薄膜晶體管，在通過堆疊氧化物半導(dǎo)體和有機(jī)半導(dǎo)體而形成溝道層的情況下，雙極性薄膜晶體管在維持氧化物半導(dǎo)體的良好半導(dǎo)體特性的同時(shí)具有高性能和高可靠性。另外，本發(fā)明的第三目的是提供制造薄膜晶體管的方法，通過該方法，在維持含銦的金屬氧化物膜的能夠通過非加熱濺射成膜方法形成的特征并且具有高遷移率和非晶體性的同時(shí)，通過相對(duì)簡單的控制能夠獲得具有穩(wěn)定特性的含銦的金屬氧化物膜，并且通過該方法能夠獲得具有穩(wěn)定特性的TFT器件。用于解決問題的方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真的研究。作為研究的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過對(duì)摻鎢的氧化銦αη-W-O)進(jìn)一步摻雜鋅和/或錫獲得的氧化銦 (In-ff-Zn-0, In-ff-Sn-0, In-ff-Sn-Zn-Ο)的金屬氧化物膜具有大大超過傳統(tǒng)的高遷移率，所述膜能夠通過有利的非加熱處理形成，并且所述膜具有良好的非晶體性。本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)當(dāng)包括溝道層的器件通過使用所述金屬氧化物膜形成時(shí)，可以相對(duì)容易地制作具有高性能的薄膜晶體管。因此，作為第一發(fā)明，本發(fā)明提供一種薄膜晶體管，其包括三個(gè)電極以及溝道層和柵極絕緣膜這些元件，所述三個(gè)電極是源電極、漏電極和柵電極，其中，所述溝道層由摻雜有鎢和鋅和/或錫的氧化銦膜形成。此外，通過由包括有機(jī)材料膜和金屬氧化物膜的堆疊體形成溝道層而實(shí)現(xiàn)第二目的，其中金屬氧化物膜包含摻雜有鎢、錫和鈦中的至少一種的銦并且具有預(yù)控制的電阻率。因此，作為第二發(fā)明，本發(fā)明提供一種雙極性薄膜晶體管，其包括三個(gè)電極以及溝道層和柵極絕緣膜這些元件，所述三個(gè)電極是源電極、漏電極和柵電極，其中，所述溝道層是包括有機(jī)材料膜和金屬氧化物膜的堆疊體，所述金屬氧化物膜包含摻雜有鎢、錫和鈦中的至少一種的銦，并且所述金屬氧化物膜具有預(yù)控制的電阻率。這里，表述“具有預(yù)控制的電阻率的金屬氧化物膜”指的是在通過堆疊氧化物半導(dǎo)體和有機(jī)半導(dǎo)體形成溝道層的情況下，考慮到氧化物膜的特性，在堆疊之前預(yù)控制氧化物膜的電阻率，從而維持氧化物半導(dǎo)體的特性中的良好半導(dǎo)體特性。此外，在該雙極性薄膜晶體管中，有機(jī)材料膜優(yōu)選地是F8T2、P3HT、并五苯、四苯并卟啉。溝道層優(yōu)選地具有從柵電極側(cè)順序地堆疊的金屬氧化物和有機(jī)材料膜。除此以夕卜，源電極和漏電極設(shè)置為與有機(jī)材料膜接觸。順便提及，與有機(jī)材料膜接觸指的是，當(dāng)通過堆疊金屬氧化物層和有機(jī)材料層形成溝道時(shí)，源電極和漏電極設(shè)置于有機(jī)材料層上。此外，金屬氧化物膜中包含的鎢的量優(yōu)選地不少于0. 5wt%并且少于15wt%。另夕卜，金屬氧化物膜的電阻率優(yōu)選地為 ο—1至104Qcm。 另外，為了實(shí)現(xiàn)上述第三目的，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真研究。研究包括下述情況的研究在包含氧氣的氛圍中進(jìn)行使用含銦靶材的濺射，由此含銦的金屬氧化物膜以預(yù)定圖形形成于基板上，并且TFT器件中的包括溝道層或溝道層的一部分的一個(gè)或多個(gè)元件由含銦的金屬氧化物膜形成，從而制造薄膜晶體管。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在上述研究情況下在通過濺射形成金屬氧化物膜而形成TFT器件的元件之后進(jìn)行熱處理時(shí)，能夠獲得具有穩(wěn)定的特性和充分的可再現(xiàn)性的TFT特性，通過在空氣中以150至300°C的溫度進(jìn)行大約10至 120分鐘的簡單熱處理能夠獲得良好的效果，并且確保優(yōu)異的生產(chǎn)率。因此，作為第三發(fā)明，本發(fā)明提供一種制造薄膜晶體管的方法，其包括通過濺射在基板上形成預(yù)定圖形的含銦的金屬氧化物膜，所述濺射在含有氧氣的氛圍中使用含銦靶材進(jìn)行，使得溝道層、源電極、漏電極和柵電極這些元件中的至少包括所述溝道層或所述溝道層的一部分的一個(gè)或多個(gè)元件由所述含銦的金屬氧化物膜形成，其中，通過在不加熱所述基板的情況下進(jìn)行所述濺射而形成所述金屬氧化物膜，使得在所述基板上形成所述溝道層、所述源電極、所述漏電極和所述柵電極這些元件，之后進(jìn)行熱處理。此外，本發(fā)明的發(fā)明人開展了進(jìn)一步研究。進(jìn)一步研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，作為含銦的金屬氧化物膜，優(yōu)選地通過使用摻雜有錫、鈦、鎢和鋅中的一種或多種的氧化銦燒結(jié)體作為含銦靶材形成摻雜有錫、鈦、鎢和鋅中的一種或多種的氧化銦膜。還有，發(fā)現(xiàn)特別在通過使用 In-W-Zn-O燒結(jié)體作為靶材形成MHn-O膜的情況下，能夠通過控制W的量和Si的量簡單地控制諸如閾電壓和遷移率等TFT特性。另外，發(fā)現(xiàn)當(dāng)由h-w-ai-o膜形成的溝道層如后述的實(shí)施例中那樣形成于由具有熱氧化膜的硅晶片構(gòu)成的基板上時(shí)，則通過使用ITO燒結(jié)體作為靶材在溝道層上形成ITO膜，由此形成源電極和漏電極，并且隨后進(jìn)行熱處理，可以容易并且穩(wěn)定地獲得高性能薄膜晶體管。因此，作為第三發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明提供下述段⑴至(5)的發(fā)明。(1)根據(jù)上述第三發(fā)明的制造薄膜晶體管的方法，其中，通過使用摻雜有錫、鈦、鎢和鋅中的一種或多種的氧化銦燒結(jié)體作為靶材，通過形成摻雜有錫、鈦、鎢和鋅中的一種或多種的氧化銦膜而形成至少所述溝道層或所述溝道層的一部分。(2)根據(jù)段(ι)的制造薄膜晶體管的方法，其中，通過使用h-w-ai-o燒結(jié)體作為靶材，通過形成h-w-ai-o膜而形成至少所述溝道層。(3)根據(jù)段O)的制造薄膜晶體管的方法，其中，通過調(diào)整用作靶材的h-W-ai-0 燒結(jié)體的W含量和/或含量進(jìn)行特性控制。(4)根據(jù)段(1)-03)中任一段的制造薄膜晶體管的方法，其中，具有將作為柵極絕緣膜的熱氧化膜的硅晶片用作也作為所述柵電極的基板，通過使用h-w-ai-o燒結(jié)體作為靶材在所述基板的熱氧化膜上形成h-w-ai-o膜從而形成所述溝道層，并且通過使用ITO 燒結(jié)體作為靶材而在所述溝道層上形成ITO膜從而形成所述源電極和所述漏電極。(5)根據(jù)上述第三發(fā)明的制造薄膜晶體管的方法，在空氣中以150°C至300°C進(jìn)行所述熱處理10分鐘至120分鐘。發(fā)明的效果根據(jù)第一發(fā)明，由在維持能夠通過非加熱濺射成膜方法形成并且既具有高遷移率又具有非晶體性的特征的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高遷移率的半導(dǎo)體膜形成溝道層，由此能夠以高生產(chǎn)率獲得高性能薄膜晶體管。此外，根據(jù)第二發(fā)明，在通過堆疊有機(jī)材料膜和金屬氧化物膜形成溝道層的薄膜晶體管中，金屬氧化物膜包括摻雜有鎢、錫和鈦中的至少一種的銦并且具有預(yù)控制的電阻率。該構(gòu)造確保甚至在有機(jī)材料膜堆疊在金屬氧化物膜上的情況下，可以提供能夠進(jìn)行η 型和P型雙極性操作的雙極性薄膜晶體管，所述晶體管在維持金屬氧化物膜的特性中的良好半導(dǎo)體特性的同時(shí)具有高性能和高可靠性。另外，可以提供能夠進(jìn)行η型和ρ型雙極性操作并且成本低和熱穩(wěn)定性高的雙極性薄膜晶體管。而且，根據(jù)第三發(fā)明，在維持能夠通過非加熱濺射成膜方法形成并且既具有高遷移率也具有非晶體性的特征的同時(shí)，通過相對(duì)簡單的控制，可以獲得具有穩(wěn)定的特性的含銦的金屬氧化物膜，由此能夠獲得具有穩(wěn)定的特性的TFT器件。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一發(fā)明的TFT器件(薄膜晶體管)的一個(gè)示例的概略剖視圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第二發(fā)明的TFT器件(雙極性薄膜晶體管)的一個(gè)示例的概略剖視圖。圖3是示出實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果的表示實(shí)施例4中制作的TFT器件(薄膜晶體管)的操作特性的圖。圖4是示出實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果的表示比較例2中制作的TFT器件(薄膜晶體管)的操作特性的圖。圖5是示出實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果的表示實(shí)施例4中制作的TFT器件(薄膜晶體管)的操作特性的圖。圖6是示出實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果的表示比較例2中制作的TFT器件(薄膜晶體管)的操作特性的圖。圖7是表示實(shí)施例5中制作的TFT器件(薄膜晶體管)的操作特性的圖。圖8是表示實(shí)施例6和7以及比較例3和4中制作的TFT器件(雙極性薄膜晶體管)的操作特性的圖。圖9是表示實(shí)施例6和8中制作的TFT器件(雙極性薄膜晶體管)的操作特性的圖。圖10是表示在比較例5中進(jìn)行的TFT器件(雙極性薄膜晶體管)的特性的評(píng)價(jià)的結(jié)果的圖。圖11是表示在比較例5中進(jìn)行的TFT器件(雙極性薄膜晶體管)的特性的評(píng)價(jià)的結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，下面將更詳細(xì)地說明本發(fā)明。如上所述，根據(jù)第一發(fā)明的薄膜晶體管是溝道層由摻雜有鎢和鋅和/或錫的氧化銦膜形成的薄膜晶體管，并且所述薄膜晶體管例如能夠通過圖1中所示的TFT器件結(jié)構(gòu)例
7J\ ο圖1的薄膜晶體管是如下薄膜晶體管溝道層3形成于表面形成有作為柵極絕緣膜2的熱氧化膜(SiO2)的Si基板(柵電極)1上，而且，另外，源電極4和漏電極5形成于溝道層3上。在根據(jù)第一發(fā)明的所述薄膜晶體管中，至少溝道層3由含銦的金屬氧化物膜形成。順便提及，圖1中的附圖標(biāo)記6表示用于與Si基板(柵電極)導(dǎo)通的銀漿6。如上所述，用于形成溝道層3的金屬氧化物膜是摻雜有鎢和鋅和/或錫的氧化銦膜；換言之，使用h-W-Zn-0、h-W-Sn-0或h-W-Sn-Zn-0。這些氧化銦膜中的每一種均能夠形成透明導(dǎo)電膜，從而能夠制作透明薄膜晶體管。此外，這些氧化銦膜具有保持非晶體性的趨勢并且熱穩(wěn)定性和膜平坦性優(yōu)異。另外，在通過濺射形成這些金屬氧化物膜時(shí)通過控制靶材的W含量、Zn含量和Sn含量，可以容易地控制TFT特性。雖然未特別地限制，但是溝道層3具有通常被控制為KT1至IO6 Ω cm、特別地為1 至IO5Qcm的電阻率。在該情況下，在形成上述的h-W-Si-O、h-W-Sn-0和h-W-Sn-Zn-O 的膜時(shí)，通過控制氧缺乏程度，In-W-Zn-O, h-W-Sn-Ο和h-W-Sn-Si-O均允許其電阻率被相對(duì)容易地控制。作為在由h-W-ai-Ο膜、h-W-Sn-Ο膜或h-W-Sn-Si-O膜形成溝道層3的情況下的成膜方法，能夠使用諸如DC反應(yīng)性濺射方法、RF濺射方法和脈沖激光蒸發(fā)方法等物理氣相沉積方法。特別地，優(yōu)選地采用在包含氧氣的氛圍中使用含銦靶材進(jìn)行的濺射方法。在該情況下，通過控制地改變氧氣的流量，能夠控制h-w-ai-o膜、h-W-Sn-Ο膜或 h-W-Sn-ai-O膜的氧缺乏量，由此能夠?qū)⒛さ碾娮杪士刂茷檫m用于溝道層3的上述電阻率。作為以該方式通過濺射方法成膜時(shí)使用的靶材，在形成h-w-ai-o膜的情況下能夠使用InWZn金屬靶材和h-W-ai-Ο陶瓷靶材，在形成h-W-Sn-Ο膜的情況下能夠使用InWSn金屬靶材和h-W-Sn-Ο陶瓷靶材，在形成h-W-Sn-Si-O膜的情況下能夠使用 InffSnZn金屬靶材和h-W-Sn-Zn-0陶瓷靶材。這里，在通過DC反應(yīng)性濺射方法或RF濺射方法形成含銦的金屬氧化物膜時(shí)，在本發(fā)明中不需要加熱基板，并且能夠通過在常溫下進(jìn)行濺射來良好地形成金屬氧化物膜。此夕卜，盡管不特別地限制，但是通過應(yīng)用對(duì)多個(gè)陰極交替地施加脈沖電壓從而高速地形成金屬氧化物膜的雙陰極濺射方法能夠提高生產(chǎn)率。除此以外，可以使用基于PEM(等離子體發(fā)射監(jiān)視)控制的反饋系統(tǒng)，通過測量等離子體中的離子濃度在實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)上控制導(dǎo)入的氧的量，由此能夠?qū)崿F(xiàn)薄膜成分和氧含量的穩(wěn)定控制。其次，對(duì)于源電極4和漏電極5來說，能夠使用已知的材料，例如，諸如Ιη203、IT0、 FTO、In-Ti-O膜、h-W-Ο膜等透明電極材料，并且如果不要求透明性，則可以使用諸如Au、 Pt、Ti、Al等金屬材料和各種導(dǎo)電性高分子材料。除此以外，根據(jù)情況，源電極和漏電極中的一方或兩方與溝道層3相同地能夠由h-W-ai-Ο膜、In-W-Sn-O膜或h-W-Sn-Si-O膜形成。在該情況下，溝道層3以及源電極4和漏電極5能夠通過使用相同的成膜設(shè)備而形成， 由此能夠設(shè)法做到減少成本。此外，由于能夠獲得可見光區(qū)域的透明性，所以可以應(yīng)對(duì)寬范圍的應(yīng)用。源電極4和漏電極5要求良好的電導(dǎo)性；S卩，這些電極被控制為具有10_5至 ΙΟ—1 Ω Cm、特別地10_5至10_3Qcm的電阻率。在該情況下，當(dāng)與溝道層3相同地通過濺射方法通過形成 In2O3 膜、ITO 膜、In-Ti-O 膜、In-W-O 膜、In-ff-Zn-Ο 膜、In-W-Sn-O 膜或 In-W-Sn-Zn-O膜而形成源電極4和漏電極5時(shí)，通過以積極地將氧缺乏導(dǎo)入到膜中的方式控制導(dǎo)入到膜中的氧的量來獲得所述的低電阻率。除此以外，在降低電阻率方面還有效的是在添加氫或水的同時(shí)進(jìn)行成膜。另外，根據(jù)情況，還可以與溝道層3的情況相同地通過采用雙陰極濺射方法或PEM控制來進(jìn)行這些電極4和5的形成。在該情況下，能夠與靶材的狀態(tài)無關(guān)地進(jìn)行薄膜成分和氧含量的穩(wěn)定控制；由此，能夠進(jìn)行具有高可靠性的成膜處理。此外，在源電極4和漏電極5與溝道層3 —起通過濺射方法由含銦的金屬氧化物膜由此形成的情況下，膜的氧含量逐漸變化的組成傾斜膜(導(dǎo)電率傾斜膜)可以形成于源電極4和漏電極5中的每一方與溝道層3之間的界面。這確保減少源電極4和漏電極5中的每一方與溝道層3之間的界面處的壁壘(barrier)，便于注入載體(carrier)，并且可以期待增強(qiáng)特性。雖然具有SiO2柵極絕緣膜2的Si基板已經(jīng)被用作上述圖1的薄膜晶體管(TFT器件)中的基板1，但是基板不限于這一種，并且能夠使用諸如晶體管等電子器件用的基板等傳統(tǒng)已知基板。例如，除了 Si基板以外，還可以使用諸如白板玻璃、藍(lán)板玻璃、石英玻璃等例如玻璃基板的透明基板以及諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)等高分子膜基板。另外，在不要求器件的透明性的情況下，可以使用各種金屬基板、塑料基板、諸如聚酰亞胺等非透明高分子基板。除此以外，雖然Si基板1被制成為柵電極并且與該柵電極的導(dǎo)通通過上述圖1的 TFT器件中的銀漿得以確保，但是可以使用絕緣性基板并且在基板上分開地形成柵電極和柵極絕緣膜。在該情況下，作為形成柵電極的材料示例，可以提到的是與源電極4和漏電極5用的材料相同的電極材料。當(dāng)然，可以通過使用與形成溝道層3時(shí)使用的成膜設(shè)備相同的成膜設(shè)備通過形成h203膜、ITO膜、In-Ti-O膜、h-W-Ο膜、h-W-Si-O膜、h-W-Sn-0膜或 In-W-Sn-Zn-O膜而形成柵電極。順便提及，與源電極4和漏電極5的情況相同，柵電極的電阻率可以設(shè)定成Kr5至KT1 Ω cm,特別地1(Γ5至1(Γ3 Ω cm。此外，可以在使用諸如金屬氧化物或絕緣性高分子材料等已知材料的狀態(tài)下通過已知方法形成柵極絕緣膜，其中金屬氧化物例如是Si02、Y203> Ta2O5, Hf氧化物等，絕緣性高分子材料例如是聚酰亞胺。柵極絕緣膜的電阻率通常是IXlO6至IXlO15Qcm,特別地 IX 101° 至 IX IO15 Ω Cm。其次，根據(jù)本發(fā)明的第二發(fā)明的雙極性薄膜晶體管是例如如圖2所示的TFT器件， 其中溝道層3由包括有機(jī)材料膜北和摻雜有鎢、錫和鈦中的至少一種的含銦的金屬氧化物膜3a的堆疊體形成。這里，在圖2中，Si基板(柵電極)1、熱氧化膜(柵極絕緣膜)2、源電極4、漏電極5和銀漿6與作為根據(jù)第一發(fā)明的薄膜晶體管的示例示出的圖1的TFT器件中的相同。另夕卜，這些元件和溝道層3的布局構(gòu)造也與圖1的TFT器件中的相同。除此以外，在根據(jù)第二發(fā)明的雙極性薄膜晶體管中，如上所述，溝道層3由有機(jī)材料膜北和金屬氧化物膜3a的堆疊結(jié)構(gòu)形成。在溝道層3由此通過堆疊有機(jī)材料膜北和金屬氧化物膜(無機(jī)材料膜)3a而形成的根據(jù)第三發(fā)明的薄膜晶體管中，金屬氧化物膜3a形成為包括摻雜有鎢、錫和鈦中的至少一種的銦(InW0x、InSnOx, InTiOx)。另外優(yōu)選地，金屬氧化物膜3a形成為包括摻雜有錫、鈦、鋅中的至少一種和鎢的銦(InWSnO、InffTiO, InffZnO)。使用所述材料確保在形成金屬氧化物膜3a時(shí)通過控制氧缺乏程度和摻雜的鎢的量來相對(duì)容易地控制電阻率。例如，如果與現(xiàn)有技術(shù)相同地IZO被用作金屬氧化物膜3a，則膜的電導(dǎo)率變得太高，導(dǎo)致在將有機(jī)材料膜北堆疊在IZO的金屬氧化物膜3a上時(shí)，位于下側(cè)的金屬氧化物膜3a的特性將大大地變化。結(jié)果，即使作為η型的金屬氧化物膜3a和作為P型的有機(jī)材料膜北堆疊，在TFT特性沒有很大改變的狀況下不能充分地驅(qū)動(dòng)η型和ρ 型兩極。另一方面，當(dāng)金屬氧化物膜3a被設(shè)定為包含本發(fā)明中的上述材料中的任一種時(shí)， 可以控制金屬氧化物膜3a的電阻率從而控制膜的電導(dǎo)率。因此，在堆疊有機(jī)材料膜北時(shí)考慮金屬氧化物膜3a的特性變化，可以在堆疊前預(yù)控制金屬氧化物膜3a的電導(dǎo)率使得膜具有期望的電阻率。經(jīng)由控制導(dǎo)入的氧的量和摻雜的鎢的量通過由此將電阻率設(shè)定到較高值，可以確保能夠維持金屬氧化物膜3a的良好特性中的半導(dǎo)體特性，換言之，在有機(jī)材料膜北形成于金屬氧化物膜3a上之后，能夠?qū)FT特性維持在良好狀況。因此，可以構(gòu)造能夠雙極性操作并且具有高性能和高可靠性的雙極性薄膜晶體管。此外，當(dāng)使用上述的材料時(shí)，能夠獲得透明的導(dǎo)電性膜，從而能夠制作透明的薄膜晶體管。除此以外，特別當(dāng)金屬氧化物膜3a被制成為必定包含摻鎢的銦時(shí)，能夠更有效地控制金屬氧化物膜的電導(dǎo)率。這里，在諸如TFT等半導(dǎo)體器件中，在制成產(chǎn)品過程中總是需要作為在后步驟(post-step)的附著到板、密封步驟等用的加熱步驟。執(zhí)行作為加熱步驟的在后退火(后面說明)之后，金屬氧化物膜的電導(dǎo)率僅依賴于摻雜的鎢的量。具體地，在退火之前，IffO的電導(dǎo)率既依賴于導(dǎo)入的氧的量也依賴于摻雜的鎢的量。然而，在后退火之后，金屬氧化物膜的氧含量停止在熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，使得電導(dǎo)率與成膜時(shí)導(dǎo)入的氧的量無關(guān)。由此，當(dāng)金屬氧化物膜被制成為必定包含摻鎢的銦時(shí)，甚至在進(jìn)行諸如在后退火等加熱處理的情況下仍確保膜的電導(dǎo)率能夠通過變化摻雜的鎢的量而被控制。順便提及，在上述非專利文獻(xiàn)2中公開的使用IZO作為無機(jī)半導(dǎo)體材料的有機(jī)-無機(jī)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的雙極性晶體管中，無機(jī)半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率在在后退火之后變得太強(qiáng)，使得該材料不能用作半導(dǎo)體。另一方面，根據(jù)使用上述材料作為無機(jī)半導(dǎo)體材料的本發(fā)明的有機(jī)-無機(jī)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的雙極性晶體管，無機(jī)半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率甚至在在后退火之后也不會(huì)變的太強(qiáng)，使得該材料能夠用作半導(dǎo)體。在諸如TFT等半導(dǎo)體器件中，如上所述， 在制成產(chǎn)品過程中總是需要作為在后步驟的附著到板、密封步驟等用的加熱步驟。因此，當(dāng)上述材料被用作無機(jī)半導(dǎo)體材料時(shí)，可以獲得高度熱穩(wěn)定的晶體管，所述晶體管甚至在進(jìn)行諸如在后退火等加熱處理的情況下仍能保持作為半導(dǎo)體的功能。
如上所述，當(dāng)金屬氧化物膜3a被制成為必定包含摻鎢的銦時(shí)，能夠更容易地并且更精確地控制金屬氧化物膜3a的電阻率。這確保在將金屬氧化物膜3a堆疊為溝道層之前， 可以形成具有期望的電阻率以提供良好的TFT特性的金屬氧化物膜3a。除此以外，特別地， 含鎢的InW0x、InffSnO, InWTiO和InWZnO具有保持非晶體性的趨勢并且由此熱穩(wěn)定性和膜平坦性優(yōu)異。這里，包含在金屬氧化物膜3a中的鎢的量優(yōu)選地不少于全體金屬氧化物膜的 0. 6wt%并且少于15wt%。如果鎢含量達(dá)到或超過15wt%，則電阻率將變得太高以至于使膜絕緣，從而不能維持良好的TFT特性。此外，雖然不特別地限制，但是溝道層3的金屬氧化物膜3a具有通常被控制為KT1 至IO5 Ω Cm、特別地1至IO4Qcm的電阻率。在該情況下，通過控制成膜時(shí)的氧缺乏程度，上述hW0x、InSnOx, hTiOx、更優(yōu)選地InWSnO、hWTiO和InWZnO允許電阻率被相對(duì)容易地控制。在確保所述電阻率的情況下，甚至在有機(jī)材料膜北堆疊在金屬氧化物膜3a上的情況下，仍能確保不改變金屬氧化物膜的特性并且能夠保持良好的TFT特性。結(jié)果，能夠在確保高性能和高可靠性的狀況下驅(qū)動(dòng)η型和ρ型雙極性操作。與第一發(fā)明的情況相同，為了形成用于形成溝道層3的一部分的金屬氧化物膜 3a，具體地，上述InWOx膜、InSnOx膜、InTiOx膜、或更優(yōu)選地InWSnO膜、InWTiO膜或InWZnO 膜，可以使用諸如DC反應(yīng)性濺射方法、RF濺射方法、脈沖激光蒸發(fā)方法等物理氣相沉積方法。特別地，優(yōu)選地采用在含有氧化氣體的氛圍中使用含銦靶材進(jìn)行的濺射方法。在該情況下，通過控制氧氣的流量，可以控制金屬氧化物膜(InWOx膜、InSnOx膜、InTiOx膜、InWSnO 膜、InWTiO膜、InWZnO膜)的氧缺乏量。因此，甚至在通過將有機(jī)材料膜北堆疊在金屬氧化物膜3a上形成溝道層3的情況下，仍可以防止金屬氧化物膜3a的特性大大地改變。換言之，甚至在有機(jī)材料膜北被進(jìn)一步堆疊在金屬氧化物膜3a上的情況下，仍能夠?qū)⒔饘傺趸锬?a的電阻率控制為適用于溝道層3的電阻率。因此，能夠在良好的狀況下驅(qū)動(dòng)η型和P型雙極性操作。作為通過濺射方法形成金屬氧化物膜時(shí)所用的靶材，在形成InWOx膜的情況下可以使用InW金屬靶材和InWOx陶瓷靶材，在形成LTiOx膜的情況下可以使用hTi金屬靶材和MTiOx陶瓷靶材，在形成MSnOx膜的情況下可以使用MSn金屬靶材和MSnOx陶瓷靶材。順便提及，諸如DC反應(yīng)性濺射方法和RF濺射方法等傳統(tǒng)成膜方法的問題在于由于相對(duì)低的成膜速率，不可能獲得充足的生產(chǎn)率。另一問題在于由于不容易獲得InWOx膜、 LSnOx膜、LTiOx膜、InWSnO膜、InWTiO膜或InWZnO膜的穩(wěn)定成分控制，所以難以維持特性。考慮到這一點(diǎn)，雖然不特別地限制，但可以與第一發(fā)明一樣應(yīng)用雙陰極濺射方法以提高生產(chǎn)率。另外，優(yōu)選地使用基于上述PEM(等離子體發(fā)射監(jiān)視)控制的反饋系統(tǒng)，由此能夠與靶材的狀態(tài)無關(guān)地進(jìn)行薄膜成分和氧含量的穩(wěn)定控制。其次，用于形成溝道層3的一部分的有機(jī)材料層北由F8T2、P3HT、并五苯或四苯并卟啉(tetrabenzoporphyrin)形成。然而，所用的材料不限于這些材料，有機(jī)材料膜北可以由用作晶體管中的有機(jī)材料半導(dǎo)體的那些一般材料中的任一種形成。順便提及，用于形成構(gòu)成溝道層3的一部分的有機(jī)材料膜北的方法不特別限制，膜可以由已知的方法形成。 例如，適合使用旋轉(zhuǎn)涂布法(spin coating method)。
此外，如圖2中所示，由金屬氧化物膜3a和有機(jī)材料膜北的堆疊體構(gòu)造的溝道層 3優(yōu)選地通過從柵電極1側(cè)(圖2中的下側(cè))順序地堆疊金屬氧化物膜3a和有機(jī)材料膜 3b而形成。在該情況下，如上所述，特別地通過濺射方法形成金屬氧化物膜3a ；另一方面， 有機(jī)材料膜北能夠通過氣相沉積形成，但是考慮到成本的減少，優(yōu)選地特別通過旋轉(zhuǎn)涂布法形成。因此，如果柵電極1上先形成有有機(jī)材料膜北，則有機(jī)材料層北在形成金屬氧化物膜3a的濺射期間可能由于暴露到等離子體而變質(zhì)(變性)；除此以外，大量有機(jī)材料可能混合到金屬氧化物膜3a。然而，這里應(yīng)注意，根據(jù)第三發(fā)明的TFT器件中的溝道層3不限于如圖2所示的具有作為下層的金屬氧化物膜3a和作為上層的有機(jī)材料膜北的堆疊形態(tài)。通過對(duì)堆疊方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以采用有機(jī)材料膜北為下層而金屬氧化物膜3a為上層的堆疊形態(tài)。另外，源電極4和漏電極5優(yōu)選地形成為與有機(jī)材料膜北的上表面接觸。利用由此形成于有機(jī)材料膜北上的兩個(gè)電極，獲得大大地減小接觸電阻的效果并且能夠獲得良好的TFT特性。于是，從該觀點(diǎn)出發(fā)，溝道層3也優(yōu)選地通過從柵電極1側(cè)(圖2中的下側(cè))順序地堆疊金屬氧化物膜3a和有機(jī)材料膜北而形成。其次，源電極4和漏電極5可以由與上述第一發(fā)明的情況下相同的材料和相同的方式形成。特別地，優(yōu)選地與溝道層3的金屬氧化物膜3a相同地由諸如InW0x、InSnOx, InTiOx, InZnOx, InWSnO、InWTiO、InWZnO等含銦的金屬氧化物膜形成電極4和5中的一方或兩方。這使得溝道層3的金屬氧化物膜3a、源電極4和/或漏電極5通過相同的成膜設(shè)備形成，從而能夠降低制造成本。與上述第一發(fā)明的情況相同，源電極4和漏電極5的電導(dǎo)率也被控制為通常10_5 至ΙΟ—1 Ω cm、特別地10_5至10_2 Ω cm的電阻率。在該情況下，當(dāng)源電極4和漏電極5由InWOx 膜、LSnOx膜、LTiOx膜、膜、InWSnO膜、InWTiO膜、InWZnO膜等形成時(shí)，與形成構(gòu)成溝道層3的一部分的金屬氧化物膜3a的情況相同，電極能夠通過濺射方法形成。在該例子中，還有，通過控制導(dǎo)入膜中的氧的量以將氧缺乏導(dǎo)入電極中，與第一發(fā)明的情況相同，可以獲得低電阻率。除此以外，在添加氫或水的狀態(tài)下成膜的效果以及采用雙陰極濺射方法或PEM控制的效果與第一發(fā)明的情況中相同。另外，基板1、熱氧化膜2、銀漿6等與上述第一發(fā)明中相同，所以與圖1中相同的附圖標(biāo)記用于圖2中，并且省略這些元件的說明。順便提及，根據(jù)第一發(fā)明和第二發(fā)明的薄膜晶體管不限于圖1和圖2分別示出的底柵頂接觸型晶體管。薄膜晶體管可以采用其他形式，諸如底柵底接觸型、頂柵底接觸型、 頂柵頂接觸型等。其次，如上所述，用于制造根據(jù)第三發(fā)明的薄膜晶體管的方法包括通過濺射在基板上形成含銦的金屬氧化物膜，使得溝道層、源電極、漏電極和柵電極這些元件中的包括至少溝道層或溝道層的一部分的一個(gè)或多個(gè)元件由含銦的金屬氧化物膜形成，并且在形成這些元件之后進(jìn)行熱處理。這里，本發(fā)明中要制造的薄膜晶體管不特別限制。薄膜晶體管的示例包括圖1中所示的第一發(fā)明的薄膜晶體管以及圖2中所示的第二發(fā)明的雙極性薄膜晶體管。除此以外，在本發(fā)明的制造方法中，通過由上述濺射方法形成含銦的金屬氧化物膜而在基板1上形成溝道層3 (圖1)或溝道層3的金屬氧化物膜3a(圖幻，另外，形成源電
13極4和漏電極5以及進(jìn)一步根據(jù)TFT結(jié)構(gòu)形成上述柵電極從而形成TFT器件的元件，之后進(jìn)行熱處理。進(jìn)行熱處理時(shí)的加熱溫度根據(jù)用于形成溝道層3 (圖1)的金屬氧化物膜或構(gòu)成溝道層3的一部分的金屬氧化物膜3a(圖2·)的類型、尺寸、厚度等適當(dāng)設(shè)定，并且不特別限定；通常，加熱溫度可以是150至300°C，特別地150至200°C。處理時(shí)間可以是10至120 分鐘，特別地30至60分鐘。此外，作為熱處理氛圍，可以采用大氣中的空氣而沒有任何問題。在本發(fā)明中，通過進(jìn)行熱處理，特別地通過對(duì)h-w-ai-o膜施加熱處理，能夠獲得下面的三個(gè)效果。第一，甚至在通過濺射成膜時(shí)導(dǎo)入的氧的量不是最優(yōu)值并且不一定獲得滿意的 TFT特性的情況下，通過熱處理仍能夠使TFT特性進(jìn)入最優(yōu)狀態(tài)。因此，不需要隨著濺射靶材的腐蝕的進(jìn)行精細(xì)地控制導(dǎo)入的氧的量。此外，消除了可能由于濺射成膜期間達(dá)到的真空度引起的TFT特性的變化，從而能夠容易地制造具有穩(wěn)定的特性的TFT器件。第二，界面處或半導(dǎo)體膜中的缺陷被大大地減少，并且用作TFT器件期間的特性變化被極大地減少。另外，第三，通過控制濺射成膜所用的靶材的w含量和/或ai含量，諸如閾電壓和遷移率等TFT特性能夠被容易地控制。
實(shí)施例現(xiàn)在，下面將通過示出實(shí)施例和比較例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1至3，比較例1[半導(dǎo)體膜的性能試驗(yàn)]首先，以下面的方式評(píng)價(jià)在屬于本發(fā)明的第一發(fā)明的薄膜晶體管中用作溝道層的 In-W-Zn-O 膜、h-ff-Sn-O 膜和 In-W-Sn-Zn-O 膜的性能。試樣的制備(試樣1 dn-W-ai-Ο 膜)在用乙醇和丙酮洗凈的1. Imm厚石英玻璃基板上，在基板未被加熱的狀況下通過 DC磁控濺射處理形成30nm厚的h-W-Si-O膜。濺射條件如下。(濺射條件)
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，其包括三個(gè)電極以及溝道層和柵極絕緣膜這些元件，所述三個(gè)電極是源電極、漏電極和柵電極，其中，所述溝道層由摻雜有鎢和鋅和/或錫的氧化銦膜形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于，通過在含有氧氣的氛圍中濺射包含銦和鎢和鋅和/或錫的靶材而形成所述摻雜有鎢和鋅和/或錫的氧化銦膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜晶體管，其特征在于，在不加熱將形成有膜的基板的情況下通過濺射成膜并且在所述成膜之后不進(jìn)行退火處理而獲得各所述元件。
4.一種雙極性薄膜晶體管，其包括三個(gè)電極以及溝道層和柵極絕緣膜這些元件，所述三個(gè)電極是源電極、漏電極和柵電極，其中，所述溝道層是包括有機(jī)材料膜和金屬氧化物膜的堆疊體，所述金屬氧化物膜包含摻雜有鎢、錫和鈦中的至少一種的銦，并且所述金屬氧化物膜具有預(yù)控制的電阻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙極性薄膜晶體管，其特征在于，所述有機(jī)材料膜包含F(xiàn)8T2、 P3HT、并五苯和四苯并卟啉中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的雙極性薄膜晶體管，其特征在于，所述溝道層具有從所述柵電極側(cè)順序地堆疊的所述金屬氧化物膜和所述有機(jī)材料膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙極性薄膜晶體管，其特征在于，所述源電極和所述漏電極被設(shè)置為與所述有機(jī)材料膜接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一項(xiàng)所述的雙極性薄膜晶體管，其特征在于，所述金屬氧化物膜包含不少于0. 5襯％并且少于15wt%的鎢。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8中任一項(xiàng)所述的雙極性薄膜晶體管，其特征在于，所述金屬氧化物膜的電阻率為IO-1Qcm至IO4 Ω cm。
10.一種制造薄膜晶體管的方法，其包括通過濺射在基板上形成預(yù)定圖形的含銦的金屬氧化物膜，所述濺射在含有氧氣的氛圍中使用含銦靶材進(jìn)行，使得溝道層、源電極、漏電極和柵電極這些元件中的至少包括所述溝道層或所述溝道層的一部分的一個(gè)或多個(gè)元件由所述含銦的金屬氧化物膜形成，其中，通過在不加熱所述基板的情況下進(jìn)行所述濺射而形成所述金屬氧化物膜，使得在所述基板上形成所述溝道層、所述源電極、所述漏電極和所述柵電極這些元件，之后進(jìn)行熱處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，通過使用摻雜有錫、 鈦、鎢和鋅中的一種或多種的氧化銦燒結(jié)體作為靶材，通過形成摻雜有錫、鈦、鎢和鋅中的一種或多種的氧化銦膜而形成至少所述溝道層或所述溝道層的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，通過使用h-w-ai-o 燒結(jié)體作為靶材，通過形成h-w-ai-o膜而形成至少所述溝道層或所述溝道層的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，通過調(diào)整用作靶材的h-w-ai-o燒結(jié)體的w含量和/或ai含量進(jìn)行特性控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的制造薄膜晶體管的方法，其特征在于， 具有將作為柵極絕緣膜的熱氧化膜的硅晶片用作也作為所述柵電極的基板，通過使用 In-W-Zn-O燒結(jié)體作為靶材在所述基板的熱氧化膜上形成MHn-O膜從而形成所述溝道層，并且通過使用ITO燒結(jié)體作為靶材而在所述溝道層上形成ITO膜從而形成所述源電極和所述漏電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，在空氣中以150°C至300°C進(jìn)行所述熱處理10分鐘至120分鐘。
全文摘要
(1)公開了薄膜晶體管，其包括元件，即源電極、漏電極、柵電極、溝道層和柵極絕緣膜，薄膜晶體管的特征是溝道層由摻雜有鎢和鋅和/或錫的氧化銦膜形成。(2)公開了雙極性薄膜晶體管，其包括元件，即源電極、漏電極、柵電極、溝道層和柵極絕緣膜，雙極性薄膜晶體管的特征是溝道層是有機(jī)材料膜和金屬氧化物膜的層疊體，金屬氧化物膜包含摻雜有鎢、錫和鈦中的至少一種的銦且具有預(yù)先控制的電阻率。(3)公開了用于制造薄膜晶體管的方法，晶體管包括元件，即源電極、漏電極、柵電極、溝道層和柵極絕緣膜，制造薄膜晶體管的方法的特征是至少溝道層或溝道層的一部分是使用含銦靶材在不加熱基板的情況下通過濺射處理形成金屬氧化物膜而形成的，在基板上形成上述元件之后執(zhí)行熱處理。
文檔編號(hào)C23C14/08GK102460712SQ20108002614
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者巖淵芳典, 杉江薰, 椎野修 申請(qǐng)人:株式會(huì)社普利司通