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KR101273143B1 - Method and device for manufacturing field-effect transistor - Google Patents

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KR101273143B1
KR101273143B1 KR1020137005674A KR20137005674A KR101273143B1 KR 101273143 B1 KR101273143 B1 KR 101273143B1 KR 1020137005674 A KR1020137005674 A KR 1020137005674A KR 20137005674 A KR20137005674 A KR 20137005674A KR 101273143 B1 KR101273143 B1 KR 101273143B1
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film
forming
active layer
insulating film
chamber
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준야 키요타
마코토 아라이
야스히코 아카마츠
신 아사리
마사노리 하시모토
시게미츠 사토
마사시 기쿠치
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가부시키가이샤 아루박
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Abstract

대기 분위기에 노출하지 않고 에천트로부터 활성층을 보호할 수 있는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법은, 기재(10) 상에, In-Ga-Zn-O계 조성을 가지는 활성층(15)(IGZO막(15F))을 스패터링법에 의해 형성하는 공정과, 활성층 상에, 상기 활성층에 대한 에천트로부터 활성층을 보호하는 스토퍼층(16)(스토퍼층 형성막(16F))을 스패터링법에 의해 형성하는 공정과, 상기 스토퍼층을 마스크로서 활성층을 에칭하는 공정을 포함한다. 스토퍼층을 스패터링법으로 성막 함으로써, 활성층의 성막 후, 활성층을 대기에 노출하지 않고 스토퍼층을 형성하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 활성층의 표면으로의 대기 중의 수분이나 불순물의 부착에 기인하는 막질의 열화를 방지할 수 있다.
Provided are a method for manufacturing a field effect transistor and an apparatus for manufacturing the same that can protect an active layer from an etchant without being exposed to an atmospheric atmosphere.
In the method for manufacturing a field effect transistor according to one embodiment of the present invention, an active layer 15 (IGZO film 15F) having an In—Ga—Zn—O based composition is formed on a substrate 10 by a sputtering method. And a step of forming a stopper layer 16 (stopper layer forming film 16F) on the active layer that protects the active layer from an etchant with respect to the active layer by a sputtering method, and the stopper layer. Etching the active layer as a mask. By forming the stopper layer by the sputtering method, it is possible to form the stopper layer after the active layer is formed without exposing the active layer to the atmosphere. Thereby, deterioration of the film quality resulting from adhesion of moisture or impurities in the air to the surface of the active layer can be prevented.

Description

전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법 및 제조 장치{METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING FIELD-EFFECT TRANSISTOR}FIELD OF THE INVENTION AND METHOD FOR MANUFACTURING A Field Effect Transistor

본 발명은, InGaZnO계 반도체 산화물로 형성된 활성층을 구비하는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a field effect transistor having an active layer formed of InGaZnO-based semiconductor oxide.

근래, 액티브 매트릭스형의 액정 디스플레이가 광범위하게 이용되고 있다. 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이는, 화소 마다 스위칭 소자로서 전계 효과형의 박막 트랜지스터(TFT)를 구비하고 있다.In recent years, active matrix liquid crystal displays have been widely used. The active matrix liquid crystal display includes a field effect type thin film transistor (TFT) as a switching element for each pixel.

박막 트랜지스터로는, 활성층이 폴리 실리콘으로 구성된 폴리 실리콘형 박막 트랜지스터, 활성층이 아몰퍼스 실리콘으로 구성된 아몰퍼스 실리콘형 박막 트랜지스터가 알려져 있다.As the thin film transistors, there are known polysilicon thin film transistors in which the active layer is made of polysilicon, and amorphous silicon thin film transistors in which the active layer is made of amorphous silicon.

아몰퍼스 실리콘형 박막 트랜지스터는, 폴리 실리콘형 박막 트랜지스터에 비해, 활성층의 제작이 용이하기 때문에, 비교적 대면적의 기판으로 균일하게 성막할 수 있다라는 이점이 있다.Amorphous silicon type thin film transistors have an advantage that they can be formed uniformly on a substrate having a relatively large area because the active layer is easier to manufacture than polysilicon thin film transistors.

한편, 아몰퍼스 실리콘보다 캐리어(전자, 홀)의 고이동도를 실현할 수 있는 활성층 재료로서, 투명 아몰퍼스 산화물 박막의 개발이 진행되고 있다. 예컨대, 특허 문헌 1에는, 호모로가스 화합물 InMO3(ZnO)m(M=In, Fe, Ga 또는 Al, m=1 이상 50 미만의 정수)를 활성층으로서 이용하는 전계 효과형 트랜지스터가 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는, InGaO3(ZnO)4 조성을 가지는 다결정 소결물체로 구성되는 타겟 재료를 스패터링 하여 In-Ga-Zn-O계의 활성층을 형성하는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법이 기재되어 있다.On the other hand, development of a transparent amorphous oxide thin film is progressing as an active layer material which can implement | achieve higher mobility of carriers (electrons, holes) than amorphous silicon. For example, Patent Document 1 describes a field effect transistor using a homolog gas compound InMO 3 (ZnO) m (M = In, Fe, Ga or Al, m = 1 or more and an integer less than 50) as an active layer. In addition, Patent Document 2 describes a method for manufacturing a field effect transistor in which a target material composed of a polycrystalline sintered body having an InGaO 3 (ZnO) 4 composition is formed to form an In-Ga-Zn-O-based active layer. have.

아몰퍼스 실리콘형 박막 트랜지스터는, 아몰퍼스 실리콘으로 구성되는 활성층을 CVD법에 따라 성막하고 있다. 한편, In-Ga-Zn-O계의 활성층은, CVD법으로 성막할 수 없기 때문에, 스패터링법에 의해 성막할 필요가 있다. 또한, In-Ga-Zn-O계의 박막은, 산 및 알칼리에 대해서 용성(溶性)이다. 이 때문에, 에천트(에칭액)를 이용한 패터닝 공정 시에서는, 에천트로부터 In-Ga-Zn-O 박막을 보호하기 위한 보호층을 형성할 필요가 있다. 박막의 패턴 에칭 시에서는 종래부터 감광성 수지로 구성되는 레지스터 마스크가 광범위하게 이용되고 있다.In an amorphous silicon type thin film transistor, an active layer made of amorphous silicon is formed by CVD. On the other hand, since the In-Ga-Zn-O-based active layer cannot be formed by the CVD method, it is necessary to form the film by the sputtering method. In-Ga-Zn-O-based thin films are soluble in acids and alkalis. For this reason, in the patterning process using an etchant (etching liquid), it is necessary to form a protective layer for protecting the In—Ga—Zn—O thin film from the etchant. At the time of pattern etching of a thin film, the resist mask comprised from the photosensitive resin is used widely widely.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 2004-103957호 공보(단락[0010])Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2004-103957 (paragraph [0010]) 특허 문헌 2 : 일본특허공개 2006-165527호 공보(단락[0103]~[0119])Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-165527 (paragraphs [0103] to [0119])

하지만, 레지스터 마스크는 통상, 대기 분위기 하에서 형성된다. 이 때문에, 상기 보호층을 레지스터 마스크로 구성하는 경우, 활성층의 형성 후에 활성층을 대기 분위기에 노출하게 된다. 이 때문에, 활성층의 표면에 대기 중의 수분이나 불순물이 부착하기 때문에 활성층의 막질이 손상될 우려가 있다. 또한, 보호층의 형성에 다대한 시간이 필요하게 되어, 생산성 저하의 요인이 될 수 있다.However, the resist mask is usually formed under an atmospheric atmosphere. For this reason, when the said protective layer is comprised by a resist mask, an active layer is exposed to an atmospheric atmosphere after formation of an active layer. For this reason, since moisture and impurities in the air adhere to the surface of the active layer, the film quality of the active layer may be damaged. In addition, a large amount of time is required to form the protective layer, which may cause a decrease in productivity.

이상과 같은 사정을 고려하여, 본 발명의 목적은, 대기 분위기에 노출하지 않고 에천트로부터 활성층을 보호할 수 있는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 것에 있다.In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a field effect transistor and an apparatus for producing the field effect transistor which can protect an active layer from an etchant without being exposed to an atmospheric atmosphere.

본 발명의 일 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법은, 기재 상에, In-Ga-Zn-O계 조성을 가지는 활성층을 스패터링법에 의해 형성하는 공정을 포함한다. 상기 활성층 위에, 상기 활성층에 대한 에천트로부터 상기 활성층을 보호하는 스토퍼층이 스패터링법에 의해 형성된다. 상기 스토퍼층을 마스크로서 상기 활성층은 에칭된다.The manufacturing method of the field effect transistor which concerns on one form of this invention includes the process of forming the active layer which has In-Ga-Zn-O type composition on a base material by the sputtering method. On the active layer, a stopper layer which protects the active layer from an etchant with respect to the active layer is formed by the sputtering method. The active layer is etched using the stopper layer as a mask.

본 발명의 일 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치는, 기재 상에, 활성층과, 상기 활성층에 대한 에천트로부터 상기 활성층을 보호하는 스토퍼층을 각각 형성하기 위한 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치와 관련된다. 상기 제조 장치는, 제1 성막실과, 제2 성막실을 구비한다. 상기 제1 성막실은, 상기 기재 상에 In-Ga-Zn-O계 조성을 가지는 상기 활성층을 성막하기 위한 제1 스패터링 캐소드를 포함한다. 상기 제2 성막실은, 상기 기재 상에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 상기 스토퍼층을 성막하기 위한 제2 스패터링 캐소드를 포함한다.The manufacturing apparatus of the field effect transistor which concerns on one form of this invention is a manufacturing apparatus of the field effect transistor for forming an active layer and the stopper layer which protects the said active layer from the etchant with respect to the said active layer on a base material, respectively. Related to. The manufacturing apparatus includes a first film forming chamber and a second film forming chamber. The first deposition chamber includes a first sputtering cathode for depositing the active layer having an In—Ga—Zn—O based composition on the substrate. The second film forming chamber includes a second sputtering cathode for forming the stopper layer formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film on the substrate.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법을 설명하는 각 공정의 주요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법을 설명하는 각 공정의 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법을 설명하는 각 공정의 주요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법을 설명하는 각 공정의 주요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법을 설명하는 각 공정의 주요부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치의 개략 구성도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is main sectional drawing of each process explaining the manufacturing method of the field effect transistor which concerns on 1st Embodiment of this invention.
2 is an essential part cross sectional view of each step for explaining a method for manufacturing a field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.
3 is an essential part cross sectional view of each step for explaining a method for manufacturing a field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.
4 is an essential part cross sectional view of each step for explaining a method for manufacturing a field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.
5 is an essential part cross sectional view of each step illustrating a method for manufacturing a field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.
6 is a schematic configuration diagram of an apparatus for manufacturing a field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a field effect transistor according to a second embodiment of the present invention.
8 is a schematic configuration diagram of an apparatus for manufacturing a field effect transistor according to a second embodiment of the present invention.
9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a field effect transistor according to a third embodiment of the present invention.
10 is a schematic configuration diagram of an apparatus for manufacturing a field effect transistor according to a third embodiment of the present invention.
11 is a schematic configuration diagram of an apparatus for manufacturing a field effect transistor according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법은, 기재 상에, In-Ga-Zn-O계 조성을 가지는 활성층을 스패터링법에 의해 형성하는 공정을 포함한다. 상기 활성층 상에, 상기 활성층에 대한 에천트로부터 상기 활성층을 보호하는 스토퍼층이 스패터링법에 의해 형성된다. 상기 스토퍼층을 마스크로서 상기 활성층은 에칭된다.The manufacturing method of the field effect transistor which concerns on one Embodiment of this invention includes the process of forming the active layer which has In-Ga-Zn-O type composition on a base material by the sputtering method. On the active layer, a stopper layer for protecting the active layer from an etchant with respect to the active layer is formed by the sputtering method. The active layer is etched using the stopper layer as a mask.

상기 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법에서는, 스토퍼층을 스패터링법으로 성막하도록 하고 있다. 이에 의해, 활성층의 성막 후, 활성층을 대기에 노출하지 않고 스토퍼층을 형성하는 것이 가능해지므로, 활성층의 표면으로의 대기중의 수분이나 불순물의 부착에 기인하는 막질의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 활성층의 성막 후, 스토퍼층을 연속 성막하는 것도 가능해지므로, 스토퍼층의 성막에 필요한 공정 시간을 단축할 수 있어, 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.In the method for manufacturing a field effect transistor, a stopper layer is formed by a sputtering method. This makes it possible to form a stopper layer after the active layer is formed without exposing the active layer to the atmosphere, so that deterioration of the film quality due to adhesion of moisture or impurities in the air to the surface of the active layer can be prevented. In addition, since the stopper layer can be continuously formed after the formation of the active layer, the process time required for the formation of the stopper layer can be shortened, and the productivity can be improved.

기재는, 전형적으로는, 유리 기판이다. 기재의 크기는 특별히 제한되지 않는다.The base material is typically a glass substrate. The size of the substrate is not particularly limited.

상기 활성층은, 산화성 가스(예컨대, O2, O3, H2O 등)와의 반응성 스패터링법에 의해 성막되어도 무방하다. In-Ga-Zn-O 박막을 형성하기 위한 스패터링 타겟은, In-Ga-Zn-O의 단일의 타겟을 이용하여도 무방하고, In2O3 타겟, Ga2O3 타겟 및 ZnO 타겟과 같은 복수의 타겟을 이용하여도 무방하다. 산소 분위기중에서의 스패터링 성막은, 도입하는 산소의 분압(유량)을 제어하는 것에 의해, 막중의 산소 농도를 용이하게 제어하는 것이 가능해진다.The active layer may be formed by a reactive sputtering method with an oxidizing gas (for example, O 2 , O 3 , H 2 O, or the like). A sputtering target for forming an In-Ga-Zn-O thin film may be used with a single target of In-Ga-Zn-O, and may be combined with an In 2 O 3 target, a Ga 2 O 3 target, and a ZnO target. The same plurality of targets may be used. In the sputtering film formation in an oxygen atmosphere, the oxygen concentration in the film can be easily controlled by controlling the partial pressure (flow rate) of oxygen to be introduced.

상기 스토퍼층은, 상기 활성층을 형성한 후, 상기 활성층의 성막 챔버 내에서 연속적으로 성막되어도 무방하다.After forming the said active layer, the said stopper layer may be formed into a film continuously in the film formation chamber of the said active layer.

이에 의해, 활성층의 성막 챔버로부터 기재를 반출하지 않고 스토퍼층의 성막이 가능해지므로, 생산성의 향상을 보다 도모할 수 있다. 이 경우, 상기 성막 챔버에는, 활성층을 성막하기 위한 스패터링 타겟과는 별도로, 스토퍼층을 성막하기 위한 스패터링 타겟이 배치된다. 그리고, 성막 공정 마다 각 스패터링 타겟이 분리되어 사용할 수 있다.As a result, the formation of the stopper layer can be performed without carrying out the substrate from the film formation chamber of the active layer, whereby the productivity can be further improved. In this case, apart from the sputtering target for forming the active layer, the sputtering target for forming the stopper layer is disposed in the film forming chamber. In addition, each sputtering target can be used separately for every film-forming process.

상기 스토퍼층을 형성하는 공정은, 상기 활성층 상에, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제1 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정과, 상기 제1 절연막 상에, 금속 산화막으로 구성되는 제2 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정을 포함하고 있어도 무방하다.The step of forming the stopper layer includes a step of forming a first insulating film composed of a silicon oxide film or a silicon nitride film on the active layer by a sputtering method, and a second composed of a metal oxide film on the first insulating film. The process of forming an insulating film by the sputtering method may be included.

또는, 상기 스토퍼층을 형성하는 공정은, 상기 활성층 상에, 금속 산화막으로 구성되는 제1 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정과, 상기 제1 절연막 상에, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제2 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정을 포함하고 있어도 무방하다.Alternatively, the step of forming the stopper layer includes a step of forming a first insulating film made of a metal oxide film on the active layer by a sputtering method, and a silicon oxide film or a silicon nitride film formed on the first insulating film. The process of forming a 2nd insulating film by the sputtering method may be included.

이와 같이 스토퍼층을 다층막으로 구성 함으로써, 스토퍼층으로서 요구되는 다양한 기능을 확보할 수 있다. 상기의 예에서, 제1 절연막은, 소정의 전기 절연성을 확보하는 기능을 가지고, 제2 절연막은 소정의 베리어 성을 확보하는 기능을 가진다.Thus, by making a stopper layer a multilayer film, the various functions calculated | required as a stopper layer can be ensured. In the above example, the first insulating film has a function of securing a predetermined electrical insulating property, and the second insulating film has a function of securing a predetermined barrier property.

상기 제1 절연막과 상기 제2 절연막과는 동일 챔버 내에서 연속적으로 성막 되어도 무방하다.The first insulating film and the second insulating film may be continuously formed in the same chamber.

제1 및 제2 절연막을 연속적으로 성막 함으로써, 스토퍼층을 하나의 챔버 내에서 일괄적으로 성막할 수 있어, 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다. 이 경우, 상기 챔버에는, 제1 절연막을 성막하기 위한 스패터링 타겟과, 제2 절연막을 성막하기 위한 스패터링 타겟이 배치된다. 그리고, 성막 공정 마다 각 스패터링 타겟이 분리되어 사용할 수 있다.By continuously forming the first and second insulating films, the stopper layer can be formed into a single film in one chamber, and the productivity can be improved. In this case, a sputtering target for forming the first insulating film and a sputtering target for forming the second insulating film are disposed in the chamber. In addition, each sputtering target can be used separately for every film-forming process.

상기 스토퍼층은, 상기 활성층을 형성한 후, 상기 활성층의 성막 챔버 내에서 연속적으로 성막되어도 무방하다.After forming the said active layer, the said stopper layer may be formed into a film continuously in the film formation chamber of the said active layer.

이에 의해, 활성층의 성막 챔버로부터 기재를 반출하지 않고 스토퍼층의 성막이 가능해지므로, 생산성의 향상을 보다 더 도모 할 수 있다.This makes it possible to form the stopper layer without carrying the substrate out of the active layer film formation chamber, so that the productivity can be further improved.

상기 기재는 게이트 전극을 포함하고, 상기 활성층을 형성하기 전에, 상기 게이트 전극을 피복하는 게이트 절연막을 더 형성하여도 무방하다.The substrate includes a gate electrode, and before forming the active layer, a gate insulating film may be further formed to cover the gate electrode.

이에 의해, 보텀 게이트형의 전계 효과형 트랜지스터를 제작할 수 있다. 게이트 전극은, 기재 상에 형성된 전극막이라도 무방하고, 기재 그 자체를 게이트 전극으로 구성하여도 무방하다.Thereby, a bottom gate type field effect transistor can be manufactured. The gate electrode may be an electrode film formed on the substrate, and the substrate itself may be constituted by the gate electrode.

상기 게이트 절연막은, 스패터링법에 의해 형성될 수 있다.The gate insulating film may be formed by a sputtering method.

이에 의해, 게이트 절연막, 활성층, 및 스토퍼층을 진공 분위기 내에서 연속하여 성막하는 것이 가능해진다.Thereby, the gate insulating film, the active layer, and the stopper layer can be formed into a film continuously in a vacuum atmosphere.

상기 게이트 절연막을 형성하는 공정은, 상기 게이트 전극 상에, 금속 산화막으로 구성되는 제1 게이트 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정과, 상기 제1 게이트 절연막 상에, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제2 게이트 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정을 포함하고 있어도 무방하다.The step of forming the gate insulating film includes a step of forming a first gate insulating film composed of a metal oxide film on the gate electrode by a sputtering method, and a silicon oxide film or silicon nitride film on the first gate insulating film. It may include a step of forming the second gate insulating film to be formed by a sputtering method.

또는, 상기 게이트 절연막을 형성하는 공정은, 상기 게이트 전극 상에, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제1 게이트 절연막을 형성하는 공정과, 상기 제1 게이트 절연막 상에, 금속 산화막으로 구성되는 제2 게이트 절연막을 형성하는 공정을 포함하고 있어도 무방하다.Alternatively, the step of forming the gate insulating film includes a step of forming a first gate insulating film made of a silicon oxide film or a silicon nitride film on the gate electrode, and a second oxide film made of a metal oxide film on the first gate insulating film. The process of forming a gate insulating film may be included.

이와 같이 게이트 절연막을 다층막으로 구성 함으로써, 게이트 절연막으로서 요구되는 다양한 기능을 확보할 수 있다. 상기의 예에서, 제1 절연막은, 소정의 베리어 성을 확보하는 기능을 가지고, 제2 절연막은 소정의 전기 절연성을 확보하는 기능을 가진다.By forming the gate insulating film in this manner, various functions required as the gate insulating film can be ensured. In the above example, the first insulating film has a function of securing a predetermined barrier property, and the second insulating film has a function of securing a predetermined electrical insulation property.

상기 활성층을 피복하는 보호막을 형성하고, 상기 활성층에 컨택트하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 수 있다. 보호막은, 스패터링법에 의해 형성할 수 있다.A protective film may be formed to cover the active layer, and a source electrode and a drain electrode may be formed to contact the active layer. The protective film can be formed by a sputtering method.

본 발명의 일실시 형태와 관련되는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치는, 기재 상에, 활성층과, 상기 활성층에 대한 에천트로부터 상기 활성층을 보호하는 스토퍼층을 각각 형성하기 위한 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치와 관련된다. 상기 제조 장치는, 제1 성막실과, 제2 성막실을 구비한다. 상기 제1 성막실은, 상기 기재 상에 In-Ga-Zn-O계 조성을 가지는 상기 활성층을 성막하기 위한 제1 스패터링 캐소드를 포함한다. 상기 제2 성막실은, 상기 기재 상에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 상기 스토퍼층을 성막하기 위한 제2 스패터링 캐소드를 포함한다.The manufacturing apparatus of the field effect transistor which concerns on one Embodiment of this invention manufactures the field effect transistor for forming an active layer and the stopper layer which protects the said active layer from the etchant with respect to the said active layer on a base material, respectively. Associated with the device. The manufacturing apparatus includes a first film forming chamber and a second film forming chamber. The first deposition chamber includes a first sputtering cathode for depositing the active layer having an In—Ga—Zn—O based composition on the substrate. The second film forming chamber includes a second sputtering cathode for forming the stopper layer formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film on the substrate.

상기 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치에서는, 제1 성막실에서 In-Ga-Zn-O계 조성을 가지는 활성층을 스패터링법으로 성막하고, 제2 성막실에서 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 스토퍼층을 스패터링법으로 성막 하도록 하고 있다. 이에 의해, 활성층의 성막 후, 활성층을 대기에 노출하지 않고 스토퍼층을 형성하는 것이 가능해지므로, 활성층의 표면으로의 대기 중의 수분이나 불순물의 부착에 기인하는 막질의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 활성층의 성막 후, 스토퍼층을 연속 성막 하는 것도 가능해지므로, 스토퍼층의 성막에 필요한 공정 시간을 단축할 수 있어 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.In the apparatus for manufacturing a field effect transistor, an active layer having an In—Ga—Zn—O-based composition is formed in a first film forming chamber by sputtering, and a stopper layer composed of a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed in the second film forming chamber. It is made to form into a film by the sputtering method. This makes it possible to form a stopper layer after the active layer is formed without exposing the active layer to the atmosphere, so that deterioration of the film quality due to adhesion of moisture or impurities in the air to the surface of the active layer can be prevented. In addition, since the stopper layer can be continuously formed after the formation of the active layer, the process time required for the formation of the stopper layer can be shortened and the productivity can be improved.

상기 제1 성막실 및 상기 제2 성막실은, 공통의 성막실로 구성되어도 무방하다.The first deposition chamber and the second deposition chamber may be configured as a common deposition chamber.

이에 의해, 활성층과 스토퍼층을 동일 챔버 내에서 연속 성막하는 것이 가능해진다.This makes it possible to continuously form the active layer and the stopper layer in the same chamber.

상기 제2 스패터링 캐소드는, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 구성되는 제1 타겟 재료와, 금속 산화물로 구성되는 제2 타겟 재료를 가지고 있어도 무방하다.The second sputtering cathode may have a first target material composed of silicon oxide or silicon nitride and a second target material composed of metal oxide.

이에 의해, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제1 절연막과, 금속 산화막으로 구성되는 제2 절연막의 다층 구조를 가지는 스토퍼층의 연속 성막이 가능해지고, 소정의 절연성과 베리어 성을 가지는 스토퍼층을 얻을 수 있다.This makes it possible to continuously form a stopper layer having a multilayer structure of a first insulating film composed of a silicon oxide film or a silicon nitride film and a second insulating film composed of a metal oxide film, thereby obtaining a stopper layer having a predetermined insulating property and barrier property. Can be.

상기 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치는, 상기 기재 상에 게이트 절연막을 성막하기 위한 제3 성막실을 더 구비하여도 무방하다.The apparatus for manufacturing a field effect transistor may further include a third film forming chamber for forming a gate insulating film on the substrate.

이에 의해, 게이트 절연막, 활성층, 및 스토퍼층을 동일 장치 내에서 성막하는 것이 가능해진다.This makes it possible to form the gate insulating film, the active layer and the stopper layer in the same device.

또는, 상기 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치는, 상기 기재 상에 게이트 절연막을 성막하기 위한 제3 스패터링 캐소드를 포함한 제3 성막실을 더 구비하여도 무방하다.Alternatively, the field effect transistor manufacturing apparatus may further include a third film forming chamber including a third sputtering cathode for forming a gate insulating film on the substrate.

이에 의해, 게이트 절연막, 활성층, 및 스토퍼층을 동일 장치 내에서 성막하는 것이 가능해진다.This makes it possible to form the gate insulating film, the active layer and the stopper layer in the same device.

상기 제3 스패터링 캐소드는, 금속 산화물로 구성되는 제3 타겟 재료와, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 구성되는 제4 타겟 재료를 구비하여도 무방하다.The third sputtering cathode may include a third target material composed of a metal oxide and a fourth target material composed of silicon oxide or silicon nitride.

이에 의해, 예컨대 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제1 게이트 절연막과, 금속 산화막으로 구성되는 제2 게이트 절연막의 다층 구조를 가지는 스토퍼층의 연속 성막이 가능하고, 소정의 절연성과 베리어 성을 가지는 게이트 절연막을 얻을 수 있다.Thereby, for example, continuous film formation of a stopper layer having a multilayer structure of a first gate insulating film composed of a silicon oxide film or a silicon nitride film and a second gate insulating film composed of a metal oxide film is possible, and a gate having a predetermined insulating property and barrier property can be formed. An insulating film can be obtained.

상기 제조 장치는, 상기 제1 성막실 및 상기 제2 성막실에 대해서 상기 기재를 교환하는 반송 로봇을 가지는 진공 배기 가능한 반송실을 더 구비하여도 무방하다. 상기 제1 성막실 및 상기 제2 성막실은, 상기 반송실 주위에 설치된다. 즉, 해당 제조 장치는 클러스터형의 성막 장치로서 구성할 수 있다.The manufacturing apparatus may further include a transfer chamber capable of vacuum evacuation having a transfer robot for exchanging the substrate with respect to the first deposition chamber and the second deposition chamber. The first film forming chamber and the second film forming chamber are provided around the transport chamber. That is, the said manufacturing apparatus can be comprised as a cluster type film-forming apparatus.

상기 제조 장치는, 상기 제1 성막실로부터 상기 제2 성막실에 상기 기재를 반송하는 반송 기구를 더 구비하여도 무방하다. 상기 제1 성막실 및 상기 제2 성막실은 서로 인접하여 설치된다. 즉, 해당 제조 장치는, 인라인형의 성막 장치로서 구성할 수 있다.The said manufacturing apparatus may further be equipped with the conveyance mechanism which conveys the said base material from the said 1st film-forming chamber to the said 2nd film-forming chamber. The first deposition chamber and the second deposition chamber are disposed adjacent to each other. That is, the said manufacturing apparatus can be comprised as an inline film-forming apparatus.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 근거하여 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<제1 실시 형태><1st embodiment>

도 1~도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법을 설명하는 각 공정의 주요부 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 이른바 보텀 게이트형의 트랜지스터 구조를 가지는 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법에 대해 설명한다.1-5 is sectional drawing of the principal part of each process explaining the manufacturing method of the field effect transistor which concerns on 1st Embodiment of this invention. In this embodiment, a method of manufacturing a field effect transistor having a so-called bottom gate transistor structure will be described.

우선, 도 1(A)에 도시한 바와 같이, 기재(10)의 일표면에 게이트 전극막(11F)를 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a gate electrode film 11F is formed on one surface of the substrate 10.

기재(10)는, 전형적으로는 유리 기판이다. 게이트 전극막(11F)은, 전형적으로는, 몰리브덴이나 크롬, 알루미늄 등의 금속 단층막 또는 금속 다층막으로 구성되고, 예컨대 스패터링법에 의해 형성된다. 게이트 전극막(11F)의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 300 ㎚ 이다.The base material 10 is a glass substrate typically. The gate electrode film 11F is typically composed of a metal single layer film or a metal multilayer film such as molybdenum, chromium or aluminum, and is formed by, for example, a sputtering method. The thickness of the gate electrode film 11F is not particularly limited and is, for example, 300 nm.

다음으로, 도 1(B)~(D)에 도시한 바와 같이, 게이트 전극막(11F)을 소정 형상으로 패터닝하기 위한 레지스터 마스크(12)를 형성한다. 이 공정은, 포토레지스트(12F)의 형성 공정(도 1(B))과, 노광 공정(도 1(C))과, 현상 공정(도 1(D))을 구비한다.Next, as shown in Figs. 1B to 1D, a resist mask 12 for patterning the gate electrode film 11F into a predetermined shape is formed. This process is provided with the formation process (FIG. 1 (B)), the exposure process (FIG. 1 (C)), and the image development process (FIG. 1D) of the photoresist 12F.

포토레지스트(12F)는, 액상의 감광성 재료를 게이트 전극막(11F) 위에 도포 후, 건조시키는 것에 의해 형성된다. 포토레지스트(12F)로서 드라이 필름 레지스터를 이용하여도 무방하다. 형성된 포토레지스트(12F)는 마스크(13)를 통해 노광된 후, 현상된다. 이에 의해, 게이트 전극막(11F) 상에 레지스터 마스크(12)가 형성된다.The photoresist 12F is formed by applying a liquid photosensitive material onto the gate electrode film 11F and then drying it. A dry film resistor may be used as the photoresist 12F. The formed photoresist 12F is exposed through the mask 13 and then developed. As a result, the resist mask 12 is formed on the gate electrode film 11F.

계속해서, 도 1(E)에 도시한 바와 같이, 레지스터 마스크(12)를 마스크로서 게이트 전극막(11F)을 에칭한다. 이에 의해, 기재(10)의 표면에 게이트 전극(11)이 형성된다.Subsequently, as shown in Fig. 1E, the gate electrode film 11F is etched using the resist mask 12 as a mask. As a result, the gate electrode 11 is formed on the surface of the substrate 10.

게이트 전극막(11F)의 에칭 방법은 특별히 한정되지 않고, 웨이트 에칭법이라도 무방하고, 드라이 에칭법이라도 무방하다. 에칭 후, 레지스터 마스크(12)는 제거된다. 레지스터 마스크(12)의 제거 방법은, 산소 가스의 플라즈마를 이용한 앗싱 처리가 적용되지만, 이에 한정되지 않고, 약액을 이용한 용해 제거이라도 무방하다.The etching method of the gate electrode film 11F is not specifically limited, The weight etching method may be sufficient, and the dry etching method may be sufficient. After etching, the resist mask 12 is removed. Although the ashing process using the plasma of oxygen gas is applied to the removal method of the resist mask 12, it is not limited to this, The dissolution removal using a chemical liquid may be sufficient.

다음으로, 도 2(A)에 도시한 바와 같이, 기재(10)의 표면에, 게이트 전극(11)을 덮도록 게이트 절연막(14)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2A, the gate insulating film 14 is formed on the surface of the substrate 10 to cover the gate electrode 11.

게이트 절연막(14)은, 전형적으로는, 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx) 등의 산화막 또는 질화막으로 구성되고, 예컨대 CVD법 또는 스패터링법에 의해 형성된다. 게이트 전극막(11F)의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 200 ㎚~500 ㎚ 이다.The gate insulating film 14 is typically composed of an oxide film or a nitride film such as a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film (SiNx), and is formed by, for example, a CVD method or a sputtering method. The thickness of the gate electrode film 11F is not particularly limited and is, for example, 200 nm to 500 nm.

계속해서, 도 2(B)에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(14) 상에, In-Ga-Zn-O계 조성을 가지는 박막(이하, 단순히 「IGZO막」이라고 한다., 15F) 및 스토퍼층 형성막(16F)을 순서대로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, a thin film having an In—Ga—Zn—O based composition on the gate insulating film 14 (hereinafter, simply referred to as an “IGZO film”. 15F) and a stopper layer The formation film 16F is formed in order.

IGZO막(15F) 및 스토퍼층 형성막(16F)은, 스패터링법에 의해 형성된다. IGZO막(15F)과 스토퍼층 형성막(16F)은 연속적으로 성막 할 수 있다. 이 경우, IGZO막(15F)을 성막하기 위한 스패터링 타겟과, 스토퍼층 형성막(16F)을 성막하기 위한 스패터링 타겟을 동일한 스패터링 챔버 내에 배치하여도 무방하다. 사용하는 타겟을 변경 함으로써, IGZO막(15F)과 스토퍼층 형성막(16F)을 각각 독립하여 형성할 수 있다.The IGZO film 15F and the stopper layer forming film 16F are formed by the sputtering method. The IGZO film 15F and the stopper layer forming film 16F can be formed continuously. In this case, the sputtering target for forming the IGZO film 15F and the sputtering target for forming the stopper layer forming film 16F may be arranged in the same sputtering chamber. By changing the target to be used, the IGZO film 15F and the stopper layer forming film 16F can be formed independently of each other.

IGZO막(15F)은, 기재(10)를 소정 온도로 가열한 상태에서 성막된다. 본 실시 형태에서는, 산소 가스 분위기 중에서 타겟을 스패터링 함으로써 산소와의 반응물을 기재(10) 상에 퇴적시키는 반응성 스패터링법에 의해, 활성층(15)(IGZO막(15F))이 형성된다. 방전 형식은, DC 방전, AC 방전, RF 방전 중 어느 하나라도 무방하다. 또한, 타겟의 배면 측에 영구자석을 배치하는 마그네트론 방전 방법을 채용하여도 무방하다.The IGZO film 15F is formed in a state in which the substrate 10 is heated to a predetermined temperature. In this embodiment, the active layer 15 (IGZO film 15F) is formed by the reactive sputtering method in which a reactant with oxygen is deposited on the substrate 10 by sputtering a target in an oxygen gas atmosphere. The discharge type may be any one of DC discharge, AC discharge, and RF discharge. It is also possible to employ a magnetron discharge method in which a permanent magnet is arranged on the back side of the target.

IGZO막(15F) 및 스토퍼층 형성막(16F) 각각의 막두께는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 IGZO막(15F)의 막두께는 50 ㎚~200 ㎚, 스토퍼층 형성막(16F)의 막두께는 30 ㎚~300 ㎚ 이다.The film thickness of each of the IGZO film 15F and the stopper layer forming film 16F is not particularly limited. For example, the film thickness of the IGZO film 15F is 50 nm to 200 nm, and the film thickness of the stopper layer forming film 16F is. It is 30 nm-300 nm.

IGZO막(15F)은, 트랜지스터의 활성층(캐리어층, 15)을 구성한다. 스토퍼층 형성막(16F)은, 후술하는 소스 전극 및 드레인 전극을 구성하는 금속막의 패터닝 공정, 및 IGZO막(15F)의 불요 영역을 에칭 제거하는 공정에서, IGZO막의 채널 영역을 에천트로부터 보호하는 에칭 보호층으로서 기능한다. 스토퍼층 형성막(16F)은, 예컨대 SiO2로 구성된다.The IGZO film 15F constitutes an active layer (carrier layer) 15 of the transistor. The stopper layer forming film 16F protects the channel region of the IGZO film from the etchant in a step of patterning a metal film constituting a source electrode and a drain electrode described later, and a step of etching away an unnecessary region of the IGZO film 15F. It functions as an etching protective layer. The stopper layer forming film 16F is made of SiO 2 , for example.

다음으로, 도 2(C) 및 (D)에 도시한 바와 같이, 스토퍼층 형성막(16F)을 소정 형상으로 패터닝하기 위한 레지스터 마스크(27)을 형성한 후, 이 레지스터 마스크(27)을 통해 스토퍼층 형성막(16F)을 에칭한다. 이에 의해, 게이트 절연막(14)과 IGZO막(15F) 사이에 끼워 게이트 전극(11)과 대향하는 스토퍼층(16)이 형성된다.Next, as shown in Figs. 2C and 2D, after forming the resist mask 27 for patterning the stopper layer forming film 16F into a predetermined shape, through this resist mask 27 The stopper layer forming film 16F is etched. As a result, a stopper layer 16 is formed between the gate insulating film 14 and the IGZO film 15F to face the gate electrode 11.

레지스터 마스크(27)를 제거한 후, 도 2(E)에 도시한 바와 같이, IGZO막(15F) 및 스토퍼층(16)을 덮도록 금속막(17F)을 형성한다.After the resist mask 27 is removed, as shown in FIG. 2E, the metal film 17F is formed so as to cover the IGZO film 15F and the stopper layer 16.

금속막(17F)은, 전형적으로는, 몰리브덴이나 크롬, 알루미늄 등의 금속 단층막 또는 금속 다층막으로 구성되고, 예컨대 스패터링법에 의해 형성된다. 금속막(17F)의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 100 ㎚~500 ㎚ 이다.The metal film 17F is typically composed of a metal single layer film or a metal multilayer film such as molybdenum, chromium or aluminum, and is formed by, for example, a sputtering method. The thickness of the metal film 17F is not particularly limited, and is, for example, 100 nm to 500 nm.

계속해서, 도 3(A) 및 (B)에 도시한 바와 같이, 금속막(17F)을 패터닝 한다.Subsequently, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, the metal film 17F is patterned.

금속막(17F)의 패터닝 공정은, 레지스터 마스크(18)의 형성 공정(도 3(A))과, 금속막(17F)의 에칭 공정(도 3(B))을 구비한다. 레지스터 마스크(18)는, 스토퍼층(16)의 직상 영역과, 각각의 트랜지스터의 주변 영역을 개구시키는 마스크 패턴을 가진다. 레지스터 마스크(18)의 형성 후, 웨이트 에칭법에 따라, 금속막(17F)이 에칭된다. 이에 의해, 금속막(17F)은, 소스 전극(17S)과 드레인 전극(17D)으로 분리된다. 또한, 이후의 설명에서는, 이들 소스 전극(17S)과, 드레인 전극(17D)를 일괄하여 소스/드레인 전극(17)이라고 한다.The patterning step of the metal film 17F includes a step of forming the resist mask 18 (FIG. 3A) and an etching step of the metal film 17F (FIG. 3B). The register mask 18 has a mask pattern for opening the region immediately above the stopper layer 16 and the peripheral region of each transistor. After the formation of the resist mask 18, the metal film 17F is etched according to the weight etching method. As a result, the metal film 17F is separated into the source electrode 17S and the drain electrode 17D. In the following description, these source electrodes 17S and the drain electrodes 17D are collectively referred to as source / drain electrodes 17.

소스/드레인 전극(17)의 형성 공정에서, 스토퍼층(16)은, 금속막(17F)의 에칭 스토퍼층으로서 기능한다. 즉, 스토퍼층(16)은, 금속막(17F)에 대한 에천트(예컨대 인초초산)로부터 IGZO막(15F)을 보호하는 기능을 가진다. 스토퍼층(16)은, IGZO막(15F)의 소스 전극(17S)과 드레인 전극(17D)와의 사이에 위치하는 영역(이하 「채널 영역」이라고 한다.)을 덮도록 형성되고 있다. 따라서, IGZO막(15F)의 채널 영역은, 금속막(17F)의 에칭 공정에 따라서는 영향을 받을 것은 없다.In the formation process of the source / drain electrode 17, the stopper layer 16 functions as an etching stopper layer of the metal film 17F. In other words, the stopper layer 16 has a function of protecting the IGZO film 15F from an etchant (such as phosphoric acetic acid) with respect to the metal film 17F. The stopper layer 16 is formed to cover a region (hereinafter referred to as a "channel region") located between the source electrode 17S and the drain electrode 17D of the IGZO film 15F. Therefore, the channel region of the IGZO film 15F is not affected by the etching process of the metal film 17F.

다음으로, 도 3(C) 및 (D)에 도시한 바와 같이, 레지스터 마스크(18)를 마스크로서 IGZO 박막(15F)를 에칭한다.Next, as shown in FIGS. 3C and 3D, the IGZO thin film 15F is etched using the resist mask 18 as a mask.

에칭 방법은 특별히 한정되지 않고, 웨이트 에칭법이라도 무방하고, 드라이 에칭법이라도 무방하다. 이 IGZO막(15F)의 에칭 공정에 의해, IGZO막(15F)은 소자 단위로 아이솔레이션화되는 것과 동시에, IGZO막(15F)으로 구성되는 활성층(15)이 형성된다.The etching method is not particularly limited, and may be a weight etching method or a dry etching method. By the etching process of the IGZO film 15F, the IGZO film 15F is isolated on a device basis and an active layer 15 composed of the IGZO film 15F is formed.

이 때, 스토퍼층(16)은, 채널 영역에 위치하는 IGZO막(15F)의 에칭 보호막으로서 기능한다. 즉, 스토퍼층(16)은, IGZO막(15F)에 대한 에천트(예컨대 옥살산계)로부터 스토퍼층(16) 직하의 채널 영역을 보호하는 기능을 가진다. 이에 의해, 활성층(15)의 채널 영역은, IGZO막(15F)의 에칭 공정에 따라서는 영향을 받을 것은 없다.At this time, the stopper layer 16 functions as an etching protective film of the IGZO film 15F located in the channel region. That is, the stopper layer 16 has a function of protecting the channel region directly below the stopper layer 16 from an etchant (for example, an oxalic acid system) with respect to the IGZO film 15F. As a result, the channel region of the active layer 15 is not affected by the etching process of the IGZO film 15F.

IGZO막(15F)의 패터닝 후, 레지스터 마스크(18)는 앗싱 처리 등에 의해 소스/드레인 전극(17)으로부터 제거된다(도 3(D)).After patterning the IGZO film 15F, the resist mask 18 is removed from the source / drain electrodes 17 by an ashing process or the like (Fig. 3 (D)).

다음으로, 도 4(A)에 도시한 바와 같이, 기재(10)의 표면에, 소스/드레인 전극(17), 스토퍼층(16), 활성층(15), 게이트 절연막(14)을 피복하도록 보호막(패시베이션막, 19)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 4A, a protective film is formed so as to cover the source / drain electrode 17, the stopper layer 16, the active layer 15, and the gate insulating film 14 on the surface of the substrate 10. (Passivation film 19) is formed.

보호막(19)은, 활성층(15)을 포함한 트랜지스터 소자를 외부 공기로부터 차단 함으로써, 소정의 전기적, 재료적 특성을 확보하기 위한 것이다. 보호막(19)으로서는, 전형적으로는, 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx) 등의 산화막 또는 질화막으로 구성되고, 예컨대 CVD법, 스패터링법에 의해 형성된다. 보호막(19)의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 200 ㎚~500 ㎚ 이다.The protective film 19 is for securing predetermined electrical and material characteristics by blocking the transistor element including the active layer 15 from the outside air. The protective film 19 is typically composed of an oxide film or a nitride film such as a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film (SiNx), and is formed by, for example, a CVD method or a sputtering method. The thickness of the protective film 19 is not specifically limited, For example, they are 200 nm-500 nm.

계속해서, 도 4(B)~(D)에 도시한 바와 같이, 보호막(19)에 소스/드레인 전극(17)과 연결되어 통하는 컨택트홀(19a)을 형성한다. 이 공정은, 보호막(19) 상에 레지스터 마스크(20)를 형성하는 공정(도 4(B))과, 레지스터 마스크(20)의 개구부(20a)로부터 노출하는 보호막(19)를 에칭하는 공정(도 4(C))과, 레지스터 마스크(20)를 제거하는 공정(도 4(D))을 구비한다.Subsequently, as shown in FIGS. 4B to 4D, a contact hole 19a connected to the source / drain electrode 17 is formed in the protective film 19. This step includes a step of forming the resist mask 20 on the protective film 19 (FIG. 4B) and a step of etching the protective film 19 exposed from the opening 20a of the register mask 20 ( Fig. 4C and a step of removing the register mask 20 (Fig. 4D) are provided.

컨택트홀(19a)의 형성은, 드라이 에칭법이 채용되지만, 웨이트 에칭법이 채용되어도 무방하다. 또한, 도시는 생략하고 있지만, 임의의 위치에 소스 전극(17S)과 연락하는 컨택트홀도 동일하게 형성된다.Although the dry etching method is employ | adopted as the formation of the contact hole 19a, the weight etching method may be employ | adopted. In addition, although not shown, the contact hole in contact with the source electrode 17S is also formed at any position.

다음으로, 도 5(A)~(D)에 도시한 바와 같이, 컨택트홀(19a)을 통해 소스/드레인 전극(17)에 컨택트하는 투명 도전막(21)을 형성한다. 이 공정은, 투명 도전막(21F)을 형성하는 공정(도 5(A))과, 투명 도전막(21F) 상에 레지스터 마스크(22)를 형성하는 공정(도 5(B))과, 레지스터 마스크(22)로 덮이지 않은 투명 도전막(21F)을 에칭하는 공정(도 5(C))과, 레지스터 마스크(20)를 제거하는 공정(도 5(D))을 구비한다.Next, as shown to Fig.5 (A)-(D), the transparent conductive film 21 which contacts the source / drain electrode 17 through the contact hole 19a is formed. This step includes a step of forming the transparent conductive film 21F (FIG. 5 (A)), a step of forming the register mask 22 on the transparent conductive film 21F (FIG. 5 (B)), and a register. The process of etching the transparent conductive film 21F which is not covered by the mask 22 (FIG. 5C), and the process of removing the resist mask 20 (FIG. 5D) are provided.

투명 도전막(21F)은, 전형적으로는, ITO막이나 IZO막으로 구성되고, 예컨대 스팩터법, CVD법에 따라 형성된다. 투명 도전막(21F)의 에칭은, 웨이트 에칭법이 채용되지만, 이에 한정되지 않고, 드라이 에칭법이 채용되어도 무방하다.The transparent conductive film 21F is typically composed of an ITO film or an IZO film, and is formed by, for example, a sputtering method or a CVD method. Although the weight etching method is employ | adopted for the etching of the transparent conductive film 21F, it is not limited to this, The dry etching method may be employ | adopted.

도 5(D)에 도시한 투명 도전막(21)의 형성된 트랜지스터 소자(100)는, 그 후, 활성층(15)의 구조 완화를 목적으로 한 아닐 공정이 실시된다. 이에 의해, 활성층(15)에 소기의 트랜지스터 특성이 부여된다.After the transistor element 100 formed of the transparent conductive film 21 shown in FIG. 5D is subjected to an annealing step for the purpose of structure relaxation of the active layer 15. As a result, desired transistor characteristics are imparted to the active layer 15.

이상과 같이 하여, 전계 효과형 트랜지스터(트랜지스터 소자(100))가 제작된다.As described above, the field effect transistor (transistor element 100) is manufactured.

본 실시 형태에서는, 활성층(15)을 구성하는 IGZO막(15F) 및 스토퍼층(16)을 구성하는 스토퍼층 형성막(16F)을 각각 스패터링법으로 성막하고 있다. 이에 의해, IGZO막(15F)(활성층(15))의 성막 후, IGZO막(15F)을 대기에 노출하지 않고 스토퍼층(16)을 형성하는 것이 가능해지므로, 활성층(15)의 표면으로의 대기중의 수분이나 불순물의 부착에 기인하는 막질의 열화를 방지할 수 있다.In this embodiment, the IGZO film 15F constituting the active layer 15 and the stopper layer forming film 16F constituting the stopper layer 16 are respectively formed by the sputtering method. This makes it possible to form the stopper layer 16 after the IGZO film 15F (active layer 15) is formed without exposing the IGZO film 15F to the atmosphere, and thus the atmosphere to the surface of the active layer 15. Deterioration of the film quality due to adhesion of moisture or impurities in the film can be prevented.

또한, 활성층(15)의 성막 후, 스토퍼층(16)을 연속 성막하는 것도 가능해지므로, 스토퍼층(16)의 성막에 필요한 공정 시간을 단축할 수 있어 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.In addition, since the stopper layer 16 can be continuously formed after the formation of the active layer 15, the process time required for the formation of the stopper layer 16 can be shortened, and the productivity can be improved.

도 6(A), (B)는, 상술한 트랜지스터 소자(100)(전계 효과형 트랜지스터)의 제조 공정의 일부를 실시하기 위한 진공 처리 장치의 개략 구성도이다.6A and 6B are schematic configuration diagrams of a vacuum processing apparatus for performing a part of the manufacturing process of the transistor element 100 (field effect transistor) described above.

도 6(A)에 도시하는 진공 처리 장치(201)는, 매엽형(클러스터형)의 진공 처리 장치이고, 반송실(210)과 반송실(210)의 주위에 배치된 복수의 처리실(211~215)를 구비하고 있다. 처리실로는, 로드실(211), 가열실(212), CVD실(213), 스팩터실(214) 및 언로드실(215)을 구비하고 있다. 반송실(210)에는 도시하지 않았지만, 기재(10)를 각 처리실로 반송하기 위한 반송 로봇이 설치되어 있고, 해당 반송 로봇은, 예컨대 도면 중 화살표로 지시하는 방향으로 기재(10)를 각 처리실로 반송한다. 반송실(210) 및 각 처리실은, 모두 소정의 진공도로 유지되고 있어, 반송실(210)을 경유한 처리실(211~215) 사이에서의 기재(10)의 이재(移載, Transfer)가 진공 분위기 중에서 실시하게 되어 있다.The vacuum processing apparatus 201 shown to FIG. 6 (A) is a single wafer type | mold (cluster type) vacuum processing apparatus, and several process chambers 211-215 arrange | positioned around the conveyance chamber 210 and the conveyance chamber 210 are shown. ). The process chamber includes a load chamber 211, a heating chamber 212, a CVD chamber 213, a sputter chamber 214, and an unload chamber 215. Although not shown, the transfer chamber 210 is provided with a transfer robot for transferring the substrate 10 to each processing chamber, and the transfer robot moves the substrate 10 to each processing chamber in a direction indicated by an arrow in the drawing, for example. Return. Both the transfer chamber 210 and each processing chamber are maintained at a predetermined vacuum degree, and transfer of the base material 10 between the processing chambers 211 to 215 via the transfer chamber 210 is vacuum. It is supposed to be carried out in an atmosphere.

전형적으로는, 게이트 전극(11)이 형성된 기재(10)(도 1(F) 참조)는, 로드실(211)에 반입된다. 상기 반송 로봇은, 로드실(211)로부터 가열실(212)로 기재(10)를 반송한다. 가열실(212)에서, 기재(10)는 가열 처리되고, 표면에 부착 또는 흡착된 수분 등이 제거된다. 기재(10)는, 가열 후, CVD실(213)에 반송되고, CVD실(213)에서 게이트 절연막(14)이 성막된다(도 2(A)). 게이트 절연막(14)의 성막 후, 기재(10)는 스팩터실(214)로 반송되고, 스팩터실(214)에서 IGZO막(15F) 및 스토퍼층 형성막(16F)이 성막된다(도 2(B)). 스토퍼층 형성막(16F)의 형성 후, 기재(10)는 언로드실(215)로 반송되고, 진공 처리 장치(201)의 외부로 반출된다.Typically, the base material 10 (refer FIG. 1 (F)) in which the gate electrode 11 was formed is carried in to the load chamber 211. The said transfer robot conveys the base material 10 from the load chamber 211 to the heating chamber 212. In the heating chamber 212, the substrate 10 is heated, and moisture or the like adhering to or adsorbed on the surface is removed. The base material 10 is conveyed to the CVD chamber 213 after heating, and the gate insulating film 14 is formed in the CVD chamber 213 (FIG. 2 (A)). After the formation of the gate insulating film 14, the substrate 10 is transferred to the sputter chamber 214, and the IGZO film 15F and the stopper layer forming film 16F are formed in the sputter chamber 214 (FIG. 2B). )). After formation of the stopper layer forming film 16F, the substrate 10 is conveyed to the unloading chamber 215 and carried out to the outside of the vacuum processing apparatus 201.

스팩터실(214)는, IGZO막(15F)을 성막하기 위한 타겟 재료를 포함한 스패터링 캐소드 Tc와, 스토퍼층 형성막(16F)을 성막하기 위한 타겟 재료를 포함한 스패터링 캐소드 Ts를 구비한다. IGZO막(15F)을 형성하기 위한 스패터링 타겟은, In-Ga-Zn-O의 단일의 타겟이라도 무방하고, In2O3 타겟, Ga2O3 타겟 및 ZnO 타겟과 같은 복수의 타겟을 이용하여도 무방하다. 스토퍼층 형성막(16F)을 성막하기 위한 스패터링 타겟은, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물의 타겟이 이용되지만, 물론 이에 한정되지 않는다.The spatter chamber 214 includes a sputtering cathode Tc containing a target material for forming the IGZO film 15F and a sputtering cathode Ts containing a target material for forming the stopper layer forming film 16F. The sputtering target for forming the IGZO film 15F may be a single target of In-Ga-Zn-O, and a plurality of targets such as an In 2 O 3 target, a Ga 2 O 3 target, and a ZnO target may be used. You may. As the sputtering target for forming the stopper layer forming film 16F, a target of silicon oxide or silicon nitride is used, but is not limited thereto.

스팩터실(214)은, 실내에 산화성 가스를 도입하기 위한 가스 도입계를 구비하고 있고, 산화성 가스와의 반응성 스패터링법에 의해 IGZO막(15F) 및 스토퍼층 형성막(16F)의 성막이 가능하다. 도입하는 가스의 분압(유량)을 제어하는 것에 의해, 막중의 산소 농도를 용이하게 제어하는 것이 가능해진다. 스팩터실(214)로 도입되는 가스로는, 예컨대 O2, O3, H2O 등을 예시하고 있지만, 물론 이에 한정되지 않는다.The spatter chamber 214 has a gas introduction system for introducing an oxidizing gas into the room, and the IGZO film 15F and the stopper layer forming film 16F can be formed by a reactive sputtering method with the oxidizing gas. Do. By controlling the partial pressure (flow rate) of the gas to be introduced, the oxygen concentration in the film can be easily controlled. Examples of the gas introduced into the spatter chamber 214 include O 2 , O 3 , H 2 O and the like, but the gas is not limited thereto.

도 6(B)에 도시한 진공 처리 장치(202)도 또한, 매엽형(클러스터형)의 진공 처리 장치로 구성되어 있다. 진공 처리 장치(202)에서는, 스팩터실이, IGZO막(15F)을 성막하기 위한 스팩터실(214A)과, 스토퍼층 형성막(16F)을 성막하기 위한 스팩터실(214B)로 구분할 수 있다.The vacuum processing apparatus 202 shown in FIG. 6B is also comprised by the single wafer type | mold (cluster type) vacuum processing apparatus. In the vacuum processing apparatus 202, the sputter chamber can be divided into a sputter chamber 214A for forming the IGZO film 15F and a sputter chamber 214B for forming the stopper layer forming film 16F.

이상과 같은 구성의 진공 처리 장치(201, 202)에 의하면, IGZO막(15F)의 성막 후, IGZO막(15F)을 대기에 노출하지 않고 스토퍼층 형성막(16F)을 형성하는 것이 가능해진다. 이에 의해, IGZO막(15F)의 표면으로의 대기중의 수분이나 불순물의 부착에 기인하는 막질의 열화를 방지할 수 있다. 또한, IGZO막(15F)의 성막 후, 스토퍼층 형성막(16F)을 연속 성막 하는 것이 가능해지므로, 스토퍼층 형성막(16F)의 성막에 필요한 공정 시간을 단축할 수 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.According to the vacuum processing apparatuses 201 and 202 of the above structure, after forming the IGZO film 15F, the stopper layer forming film 16F can be formed without exposing the IGZO film 15F to the atmosphere. Thereby, deterioration of the film quality resulting from adhesion of moisture or impurities in the air to the surface of the IGZO film 15F can be prevented. In addition, since the stopper layer forming film 16F can be formed continuously after the IGZO film 15F is formed, the process time required for forming the stopper layer forming film 16F can be shortened, thereby improving productivity. can do.

또한, 진공 처리 장치(201)에 의하면, IGZO막(15F)의 성막 챔버 내에서 스토퍼층 형성막(16F)을 연속적으로 성막 할 수 있다. 이에 의해, IGZO막(15F)의 성막 챔버로부터 기재(10)를 반출하지 않고 스토퍼층 형성막(16F)의 성막이 가능해지므로, 생산성의 향상을 보다 더 도모 할 수 있다.In addition, according to the vacuum processing apparatus 201, the stopper layer forming film 16F can be formed continuously in the film forming chamber of the IGZO film 15F. This makes it possible to form the stopper layer forming film 16F without carrying out the substrate 10 from the film forming chamber of the IGZO film 15F, so that the productivity can be further improved.

<제2 실시 형태>&Lt; Second Embodiment >

도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내고 있다. 또한, 도면에서 상술의 제1 실시 형태와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.7 shows a second embodiment of the present invention. In addition, in the figure, the same code | symbol is attached | subjected about the part corresponding to 1st Embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.

본 실시 형태의 트랜지스터 소자(101)는, 제1 실시 형태와 동일한 공정을 통해 제조된다. 도시하는 트랜지스터 소자(101)는, 스토퍼층(16)이 제1 절연막(16A)과 제2 절연막(16B)의 다층 구조를 가지고 있는 점에서, 상술의 제1 실시 형태의 트랜지스터 소자(100)와 상이하다.The transistor element 101 of this embodiment is manufactured through the same process as in the first embodiment. The transistor element 101 shown has a multilayer structure of the stopper layer 16 having the first insulating film 16A and the second insulating film 16B. It is different.

아연(Zn)을 포함한 반도체층은 산, 알칼리에 대한 내성이 약하고, 용이하게 에칭되기 쉽다. 그 때문에, 활성층(15)의 형성시에서는, IGZO막(15F)의 채널 영역으로 에천트로부터 보호하기 위한 스토퍼층(16)이 형성된다. 스토퍼층(16)은, IGZO막(15F)의 에칭 마스크로서의 기능 외, 활성층(15)의 상층측에서 소스 전극(17S)과 드레인 전극(17D)과의 사이의 전기적 절연을 유지하는 절연막으로서의 기능도 가진다.The semiconductor layer containing zinc (Zn) has low resistance to acids and alkalis and is easily etched. Therefore, when the active layer 15 is formed, a stopper layer 16 for protecting the etchant from the channel region of the IGZO film 15F is formed. The stopper layer 16 functions not only as an etching mask of the IGZO film 15F but also as an insulating film for maintaining electrical insulation between the source electrode 17S and the drain electrode 17D on the upper layer side of the active layer 15. Also have.

하지만, 스토퍼층(16)을 구성하는 실리콘 산화막은, 대기로부터의 불순물의 혼입을 충분히 막을 수 없는 경우가 있다. 활성층(15)에 대기로부터의 불순물이 혼입하면, 트랜지스터 특성에 어긋남을 일으키게 한다.However, the silicon oxide film constituting the stopper layer 16 may not sufficiently prevent the incorporation of impurities from the atmosphere. If impurities from the atmosphere are mixed in the active layer 15, the transistor characteristics are misaligned.

이 때문에, 본 실시 형태에서는, 스토퍼층(16)을, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제1 절연막(16A)과, 그 위에 형성되는 금속 산화막으로 구성되는 제2 절연막(16B)의 2층 구조로 하였다. 제1 절연막(16A)으로 소기의 전기 절연성을 확보하고, 제2 절연막(16B)으로 대기로부터의 불순물의 혼입에 대한 베리어 성을 확보한다.For this reason, in this embodiment, the stopper layer 16 has a two-layer structure of a first insulating film 16A composed of a silicon oxide film or a silicon nitride film and a second insulating film 16B composed of a metal oxide film formed thereon. It was set as. The desired electrical insulation is ensured by the first insulating film 16A, and the barrier property against the mixing of impurities from the atmosphere is secured by the second insulating film 16B.

제2 절연막(16B)은, 대기로부터의 불순물의 혼입에 대한 베리어 성의 높은 절연성 금속 산화물이 이용된다. 제2 절연막(16B)으로는, 탄탈륨 산화물(TaOx), 알루미나(Al2O3), 이트리아(Y2O3) 등으로 구성할 수 있다. 이 제2 절연막(16B)을 제1 절연막(16A)의 상층 측에 형성하는 것에 의해, 대기로부터의 불순물의 혼입에 대한 베리어 성이 우수한 스토퍼층을 형성할 수 있다. 이에 의해, 트랜지스터 특성의 안정화를 도모할 수 있다.As the second insulating film 16B, a highly insulating metal oxide having a high barrier property against mixing of impurities from the atmosphere is used. As the second insulating film 16B, tantalum oxide (TaOx), alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), or the like can be formed. By forming the second insulating film 16B on the upper layer side of the first insulating film 16A, a stopper layer excellent in barrier property against mixing of impurities from the atmosphere can be formed. As a result, the transistor characteristics can be stabilized.

또한, 제1 절연막(16A)을 금속 산화막으로 구성하고, 제2 절연막(16B)을 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성하여도 무방하다. 이러한 구성에 의해서도, 상술과 같은 효과를 얻는 것이 가능하다.The first insulating film 16A may be made of a metal oxide film, and the second insulating film 16B may be made of a silicon oxide film or a silicon nitride film. Even with such a configuration, it is possible to obtain the same effects as described above.

도 8(A), (B), 및 (C)는, 상술한 트랜지스터 소자(101)(전계 효과형 트랜지스터)의 제조 공정의 일부를 실시하기 위한 진공 처리 장치의 개략 구성도이다. 또한, 도 6과 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략 한다.8A, 8B, and 8C are schematic configuration diagrams of a vacuum processing apparatus for performing a part of the manufacturing process of the transistor element 101 (field effect transistor) described above. In addition, about the part corresponding to FIG. 6, the same code | symbol is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.

도 8(A)에 도시한 진공 처리 장치(203)는, 매엽형(클러스터형)의 진공 처리 장치이다. 스팩터실(214)은, 활성층(15)을 구성하는 IGZO막(15F)을 성막하기 위한 스패터링 캐소드 Tc와, 스토퍼층(16)의 제1 절연막(16A)을 성막하기 위한 스패터링 캐소드 Ts1과, 스토퍼층(16)의 제2 절연막(16B)을 성막하기 위한 스패터링 캐소드 Ts2를 각각 구비하고 있다.The vacuum processing apparatus 203 shown in FIG. 8 (A) is a single wafer type (cluster type) vacuum processing apparatus. The spatter chamber 214 includes a sputtering cathode Tc for forming the IGZO film 15F constituting the active layer 15, a sputtering cathode Ts1 for forming the first insulating film 16A of the stopper layer 16, and And a sputtering cathode Ts2 for forming the second insulating film 16B of the stopper layer 16, respectively.

도 8(B) 및 (C)에 도시한 진공 처리 장치(204, 205)도 동일하게 매엽형(클러스터형)의 진공 처리 장치로 구성되어 있다. 진공 처리 장치(204)는, IGZO막(15F)을 성막하기 위한 제1 스팩터실(214A)과, 스토퍼층 형성막(16F)(제1 절연막(16A) 및 제2 절연막(16B))을 성막하기 위한 제2 스팩터실(214B)을 구비하고 있다. 진공 처리 장치(205)는, IGZO막(15F)을 성막하기 위한 제1 스팩터실(214A)과, 스토퍼층(16)을 구성하는 제1 절연막(16A)을 성막하기 위한 제2 스팩터실(214B)과, 스토퍼층(16)을 구성하는 제2 절연막(16B)을 성막하기 위한 제3 스팩터실(214C)을 구비하고 있다.Similarly, the vacuum processing apparatuses 204 and 205 shown in FIGS. 8B and 8C are also constituted by a single-leaf type (cluster type) vacuum processing apparatus. The vacuum processing apparatus 204 forms a first splitter chamber 214A for forming the IGZO film 15F, and a stopper layer forming film 16F (the first insulating film 16A and the second insulating film 16B). The second compactor chamber 214B is provided for this purpose. The vacuum processing apparatus 205 forms a first sputtering chamber 214A for forming the IGZO film 15F and a second sputtering chamber 214B for forming the first insulating film 16A constituting the stopper layer 16. ) And a third sputtering chamber 214C for forming the second insulating film 16B constituting the stopper layer 16.

본 실시 형태에서도, 상술의 제1 실시 형태와 동일하게, IGZO막(15F)의 성막 후, IGZO막(15F)을 대기에 노출하지 않고 스토퍼층 형성막(16F)을 형성하는 것이 가능해진다. 이에 의해, IGZO막(15F)의 표면으로의 대기 중의 수분이나 불순물의 부착에 기인하는 막질의 열화를 방지할 수 있다. 또한, IGZO막(15F)의 성막 후, 스토퍼층 형성막(16F)을 연속 성막하는 것이 가능해지므로, 스토퍼층 형성막(16F)의 성막에 필요한 공정 시간을 단축할 수 있어 생산성의 향상을 도모 할 수 있다.Also in this embodiment, it is possible to form the stopper layer forming film 16F without exposing the IGZO film 15F to the atmosphere after the film formation of the IGZO film 15F, similarly to the first embodiment described above. Thereby, deterioration of the film quality resulting from adhesion of moisture or impurities in the air to the surface of the IGZO film 15F can be prevented. In addition, since the stopper layer forming film 16F can be formed continuously after the IGZO film 15F is formed, the process time required for forming the stopper layer forming film 16F can be shortened, thereby improving productivity. Can be.

또한, 진공 처리 장치(203)에 의하면, IGZO막(15F)의 성막 챔버 내에서 스토퍼층 형성막(16F)을 연속적으로 성막 할 수 있다. 이에 의해, IGZO막(15F)의 성막 챔버로부터 기재(10)를 반출하지 않고 스토퍼층 형성막(16F)의 성막이 가능해지므로, 생산성의 향상을 보다 더 도모 할 수 있다.In addition, according to the vacuum processing apparatus 203, the stopper layer forming film 16F can be formed continuously in the film forming chamber of the IGZO film 15F. This makes it possible to form the stopper layer forming film 16F without carrying out the substrate 10 from the film forming chamber of the IGZO film 15F, so that the productivity can be further improved.

<제3 실시 형태>&Lt; Third Embodiment >

도 9는, 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내고 있다. 또한, 도면에서 상술의 제1 및 제2 실시 형태와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.9 shows a third embodiment of the present invention. In addition, in the figure, the same code | symbol is attached | subjected about the part corresponding to 1st and 2nd embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.

본 실시 형태의 트랜지스터 소자(102)는, 제1 실시 형태와 동일한 공정을 통해 제조된다. 도시하는 트랜지스터 소자(102)는, 게이트 절연막(14)이 제1 게이트 절연막(14A)과, 제2 게이트 절연막(14B)의 다층 구조를 가지고 있는 점에서, 상술의 제2 실시 형태의 트랜지스터 소자(101)와 상이하다.The transistor element 102 of this embodiment is manufactured through the same process as in the first embodiment. The transistor element 102 shown has the multilayer structure of the gate insulating film 14 and the 1st gate insulating film 14A and the 2nd gate insulating film 14B, The transistor element of 2nd Embodiment mentioned above ( 101).

게이트 절연막은, 게이트 전극과 활성층의 사이의 전기적 절연을 확보하는 목적으로 형성된다. 하지만, 실리콘 산화막으로 구성되는 게이트 절연막은, 기판(기재)으로부터의 불순물의 확산에 대한 베리어 성이 낮기 때문에, 게이트 절연막 내에서 기판으로부터의 불순물이 확산하는 것에 의해 소정의 절연 기능을 확보할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 게이트 절연막에 소기의 절연 기능을 얻을 수 없게 됨으로써, 게이트 역치 전압의 어긋남이 발생하거나, 활성층과의 사이의 전기적 리크(leak)가 발생하거나 하는 우려가 있다.The gate insulating film is formed for the purpose of ensuring electrical insulation between the gate electrode and the active layer. However, the gate insulating film composed of the silicon oxide film has a low barrier property against diffusion of impurities from the substrate (substrate), so that the predetermined insulating function cannot be secured by the diffusion of impurities from the substrate in the gate insulating film. There is a case. In this case, since the desired insulating function cannot be obtained in the gate insulating film, there is a fear that a deviation of the gate threshold voltage occurs, or an electrical leak between the active layer may occur.

때문에, 본 실시 형태에서는, 게이트 절연막(14)을, 금속 산화막으로 구성되는 제1 게이트 절연막(14A)과, 그 위에 형성되는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제2 게이트 절연막(14B)과의 2층 구조로 하였다. 제1 게이트 절연막(14A)으로 소기의 베리어 성을 확보하고, 제2 게이트 절연막(14B)으로 소기의 전기적 절연성을 확보한다.Therefore, in the present embodiment, the gate insulating film 14 is formed by the first gate insulating film 14A composed of the metal oxide film and the second gate insulating film 14B composed of the silicon oxide film or silicon nitride film formed thereon. It was set as a layer structure. The desired barrier property is secured by the first gate insulating film 14A, and the desired electrical insulating property is secured by the second gate insulating film 14B.

제1 게이트 절연막(14A)은, 기판으로부터의 불순물의 확산에 대해서 베리어 성이 높은 절연성 금속 산화물이 이용된다. 제1 게이트 절연막(14A)으로서는, 탄탈륨 산화물(TaOx), 알루미나(Al2O3), 이트리아(Y2O3)등으로 구성할 수 있다. 이 제1 게이트 절연막(14A)을 제2 게이트 절연막(14B)의 하층 측에 형성하는 것에 의해, 기판으로부터의 불순물의 확산에 대한 베리어 성이 우수한 게이트 절연막을 형성할 수 있다. 이에 의해, 소기의 트랜지스터 특성을 가지는 트랜지스터 소자를 안정적으로 제조하는 것이 가능해진다.As the first gate insulating film 14A, an insulating metal oxide having high barrier property against diffusion of impurities from the substrate is used. As the first gate insulating film 14A, tantalum oxide (TaOx), alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), or the like can be formed. By forming the first gate insulating film 14A on the lower layer side of the second gate insulating film 14B, a gate insulating film excellent in barrier property against diffusion of impurities from the substrate can be formed. Thereby, it becomes possible to manufacture the transistor element which has desired transistor characteristic stably.

또한, 제1 게이트 절연막(14A)을 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성하고, 제2 게이트 절연막(14B)을 금속 산화막으로 구성하여도 무방하다. 이러한 구성에 의해서도, 상술과 같은 효과를 얻을 수 있다.The first gate insulating film 14A may be made of a silicon oxide film or a silicon nitride film, and the second gate insulating film 14B may be made of a metal oxide film. Also with such a configuration, the same effects as described above can be obtained.

도 10(A), (B), 및 (C)는, 상술한 트랜지스터 소자(102)(전계 효과형 트랜지스터)의 제조 공정의 일부를 실시하기 위한 진공 처리 장치의 개략 구성도이다. 또한, 도 6 및 도 8과 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.10A, 10B, and 10C are schematic configuration diagrams of a vacuum processing apparatus for performing a part of the manufacturing process of the transistor element 102 (field effect transistor) described above. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part corresponding to FIG. 6 and FIG. 8, and the detailed description is abbreviate | omitted.

도 10(A)에 도시한 진공 처리 장치(206)는, 매엽형(클러스터형)의 진공 처리 장치이다. 진공 처리 장치(206)는, 제1 게이트 절연막(14A)을 성막하기 위한 스팩터실(213A)과, 제2 게이트 절연막(14B)을 성막하기 위한 스팩터실(213B)의 2개의 스팩터실을 구비하고 있다. 스팩터실(213A)은, 제1 게이트 절연막(14A)을 성막하기 위한 스패터링 캐소드 Tg1를 구비하고, 스팩터실(213B)은, 제2 게이트 절연막(14B)을 성막하기 위한 스패터링 캐소드 Tg2를 구비하고 있다. 활성층을 구성하는 IGZO막(15F)과 스토퍼층(16)을 구성하는 제1 및 제2 절연막(16A, 16B)을 성막하기 위한 스팩터실은, 공통의 스팩터실(214)로 구성되어 있다.The vacuum processing apparatus 206 shown in FIG. 10 (A) is a sheet type (cluster type) vacuum processing apparatus. The vacuum processing apparatus 206 includes two sputter chambers 213A for forming the first gate insulating film 14A and a sputter chamber 213B for forming the second gate insulating film 14B. have. The spatter chamber 213A includes a sputtering cathode Tg1 for forming the first gate insulating film 14A, and the spatter chamber 213B includes a sputtering cathode Tg2 for forming the second gate insulating film 14B. Doing. The sputtering chambers for forming the IGZO film 15F constituting the active layer and the first and second insulating films 16A and 16B constituting the stopper layer 16 are constituted by a common sputtering chamber 214.

도 10(B) 및 (C)에 도시하는 진공 처리 장치(207, 208)도 동일하게, 매엽형(클러스터형)의 진공 처리 장치로 구성되어 있다. 진공 처리 장치(207)는, 게이트 절연막(14)을 구성하는 제1 및 제2 게이트 절연막(14A, 14B)을 성막하기 위한 제1 스팩터실(213)과, 활성층(15)을 구성하는 IGZO막(15F)을 성막하기 위한 제2 스팩터실(214A)과, 스토퍼층(16)을 구성하는 제1 및 제2 절연막(16A, 16B)을 성막하기 위한 제3 스팩터실(214B)을 구비하고 있다. 진공 처리 장치(208)는, 제1 게이트 절연막(14A)을 성막하기 위한 제1 스팩터실(213A)과, 제2 게이트 절연막(14B)을 성막하기 위한 제2 스팩터실(213B)과, IGZO막(15F)을 성막하기 위한 제3 스팩터실(214A)과, 제1 절연막(16A)을 성막하기 위한 제4 스팩터실(214B)과, 제2 절연막(16B)을 성막하기 위한 제5 스팩터실(214C)을 구비하고 있다.Similarly, the vacuum processing apparatuses 207 and 208 shown in FIG. 10 (B) and (C) are also comprised by the single wafer type | mold (cluster type) vacuum processing apparatus. The vacuum processing apparatus 207 includes a first sputter chamber 213 for forming the first and second gate insulating films 14A and 14B constituting the gate insulating film 14, and an IGZO film constituting the active layer 15. 2nd sputter chamber 214A for forming 15F, and 3rd sputter chamber 214B for forming the 1st and 2nd insulating films 16A and 16B which comprise the stopper layer 16 are provided. . The vacuum processing apparatus 208 includes a first sputter chamber 213A for forming the first gate insulating film 14A, a second sputter chamber 213B for forming the second gate insulating film 14B, and an IGZO film. Third sputtering chamber 214A for forming the film 15F, fourth sputtering chamber 214B for forming the first insulating film 16A, and fifth sputtering chamber for forming the second insulating film 16B ( 214C).

본 실시 형태에서도, 상술의 제1, 제2 실시 형태와 동일하게, IGZO막(15F)의 성막 후, IGZO막(15F)을 대기에 노출하지 않고 스토퍼층 형성막(16F)을 형성하는 것이 가능해진다. 이에 의해, IGZO막(15F)의 표면으로의 대기 중의 수분이나 불순물의 부착에 기인하는 막질의 열화를 방지할 수 있다. 또한, IGZO막(15F)의 성막 후, 스토퍼층 형성막(16F)을 연속 성막 하는 것이 가능해지므로, 스토퍼층 형성막(16F)의 성막에 필요한 공정 시간을 단축할 수 있어 생산성의 향상을 도모 할 수 있다.Also in this embodiment, it is possible to form the stopper layer forming film 16F without exposing the IGZO film 15F to the atmosphere after the film formation of the IGZO film 15F, similarly to the first and second embodiments described above. Become. Thereby, deterioration of the film quality resulting from adhesion of moisture or impurities in the air to the surface of the IGZO film 15F can be prevented. In addition, since the stopper layer forming film 16F can be formed continuously after the IGZO film 15F is formed, the process time required for forming the stopper layer forming film 16F can be shortened, thereby improving productivity. Can be.

또한, 진공 처리 장치(208)에 의하면, 게이트 절연막(14)을 스패터링법으로 성막하도록 하고 있으므로, CVD 프로세스에 필요하게 되는 원료 가스의 도입계나 배기가스의 제해 설비가 불필요해진다. 이에 의해, 설비 코스트의 저감과 프로세스의 크린화를 도모하는 것이 가능해진다.In addition, according to the vacuum processing apparatus 208, since the gate insulating film 14 is formed into a film by the sputtering method, the introduction system of the source gas required for the CVD process and the removal equipment of the exhaust gas are unnecessary. Thereby, it becomes possible to aim at reduction of equipment cost and cleaning of a process.

<제4 실시 형태>&Lt; Fourth Embodiment &

도 11(A), (B), 및 (C)는 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 전계 효과형 트랜지스터의 제조 장치의 개략 구성도이다. 본 실시 형태에서는, 해당 제조 장치가 인라인 형의 진공 처리 장치로 구성된 예에 대해 설명한다.11 (A), (B), and (C) are schematic configuration diagrams of a device for manufacturing a field effect transistor according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the example in which the said manufacturing apparatus is comprised with the inline vacuum processing apparatus is demonstrated.

또한, 진공 처리 장치는, 기판을 수평 방향으로 가로누임시킨 자세로 반송하는 횡형이라도 무방하고, 기판을 대략 직립시킨 자세로 반송하는 종형이라도 무방하다. 기판(기재) 사이즈가 대형인 경우, 종형의 쪽이 설치 면적의 저감을 도모할 수 있다는 점에서 유리하다. 또한, 기재(10)에 대한 성막은, 처리실 내를 기재를 반송하는 과정에서 성막하는 통과 성막이라도 무방하고, 처리실 내에서 기재를 정지시킨 상태로 성막하는 정지(靜止) 성막(정지(停止) 성막) 중 어느 방식을 채용하여도 무방하다.In addition, the vacuum processing apparatus may be a horizontal type which conveys a board | substrate in the attitude | position which rolled the board | substrate horizontally, and may be a vertical type | mold which conveys a board | substrate in the substantially upright attitude | position. When the substrate (substrate) size is large, the vertical type is advantageous in that the installation area can be reduced. Note that the film formation on the substrate 10 may be a through film forming a film in the process chamber while the substrate is being conveyed, and a film forming in the process chamber with the substrate stopped. ) May be adopted.

도 11(A)에 도시한 진공 처리 장치(301)는, 로드실(311), 제1 가열실(312), CVD실(313), 버퍼실(314), 제1 스팩터실(315), 제2 가열실(316), 제2 스팩터실(317),및 언로드실(318)을 구비하고 있다. 진공 처리 장치(301)는 도시하지 않았지만, 기재(10)를 각 처리실로 반송하기 위한 반송 기구가 설치되어 있고, 해당 반송 기구는, 로드실(311)으로부터 언로드실(318)로 향하여 기재(10)를 각 처리실로 반송한다. 인접하는 처리실의 사이에는 도시하지 않았지만 게이트 밸브 등의 밸브 기구가 개재되고 있고, 기재의 반송시에 필요한 게이트가 개방된다. 각 처리실은, 모두 소정의 진공도에 유지되고 있고, 처리실(311~318) 사이에서의 기재(10)의 이재가 진공 분위기 중에서 실행되도록 한다.The vacuum processing apparatus 301 shown in FIG. 11A includes a load chamber 311, a first heating chamber 312, a CVD chamber 313, a buffer chamber 314, a first sputter chamber 315, The 2nd heating chamber 316, the 2nd sputter chamber 317, and the unloading chamber 318 are provided. Although the vacuum processing apparatus 301 is not shown in figure, the conveyance mechanism for conveying the base material 10 to each process chamber is provided, and this conveyance mechanism is directed from the load chamber 311 to the unload chamber 318, and the base material 10 is carried out. ) Is returned to each treatment chamber. Although not shown, valve mechanisms, such as a gate valve, are interposed between the adjacent process chambers, and the gate required at the time of conveyance of a base material is opened. Each of the processing chambers is maintained at a predetermined degree of vacuum, and the transfer of the substrate 10 between the processing chambers 311 to 318 is performed in a vacuum atmosphere.

전형적으로는, 게이트 전극(11)이 형성된 기재(10)(도 1(F) 참조)는, 로드실(311)로 반입된다. 로드실(311)에 반입된 기재(10)는, 제1 가열실(312)로 반송된다. 제1 가열실(312)에서, 기재(10)는 가열 처리되고, 표면에 부착 또는 흡착된 수분 등이 제거된다. 기재(10)는, 가열 후, CVD실(313)로 반송되고, CVD실(313)에서 게이트 절연막(14)이 성막된다(도 2(A)). 게이트 절연막(14)의 성막 후, 기재(10)는 버퍼실(314)을 통해 제1 스팩터실(314)로 반송되고, 제1 스팩터실(314)에서 IGZO막(15F)이 성막된다. IGZO막(15F)의 성막 후, 기재(10)는 제2 가열실(316)로 반송되고, 제2 가열실(316)에서 IGZO막(15F)에 대해 소정의 트랜지스터 특성을 부여하기 위한 열처리를 한다. 기재(10)는, 가열 후, 제2 스팩터실(317)로 반송되고, 제2 스팩터실(317)에서 스토퍼층 형성막(16F)이 성막된다(도 2(B)). 스토퍼층 형성막(16F)의 형성 후, 기재(10)는 언로드실(318)로 반송되고, 진공 처리 장치(301) 외부로 반출된다.Typically, the base material 10 (refer FIG. 1 (F)) in which the gate electrode 11 was formed is carried in to the load chamber 311. The base material 10 carried in the load chamber 311 is conveyed to the 1st heating chamber 312. In the first heating chamber 312, the substrate 10 is heated, and moisture or the like adhering to or adsorbed on the surface is removed. The base material 10 is conveyed to the CVD chamber 313 after heating, and the gate insulating film 14 is formed in the CVD chamber 313 (FIG. 2 (A)). After the formation of the gate insulating film 14, the substrate 10 is transferred to the first sputter chamber 314 through the buffer chamber 314, and the IGZO film 15F is formed in the first sputter chamber 314. After the formation of the IGZO film 15F, the substrate 10 is conveyed to the second heating chamber 316 and subjected to a heat treatment for imparting predetermined transistor characteristics to the IGZO film 15F in the second heating chamber 316. do. The base material 10 is conveyed to the 2nd sputtering chamber 317 after heating, and the stopper layer formation film 16F is formed into a film in 2nd sputtering chamber 317 (FIG. 2 (B)). After formation of the stopper layer forming film 16F, the base material 10 is conveyed to the unloading chamber 318 and carried out to the outside of the vacuum processing apparatus 301.

버퍼실(314)은, CVD실(313)과 제1 스팩터실(315)과의 사이의 분위기 절연을 확보할 목적으로 설치되어 있다. 즉, 일반적으로 CVD실은 스팩터실에 비해 저진공하에서 처리되는 것과 함께 분위기 가스도 상이하다. 이 때문에, 인라인식의 진공 처리 장치에서 CVD실과 스팩터실을 인접하여 배치하는 경우, CVD실 내의 분위기가 스팩터 실 내로 유출 함으로써, 스팩터실 내가 오염된다. 이를 억제하기 위해, CVD실과 스팩터실의 사이에 이들 처리실 보다 고진공도로 유지된 버퍼실을 개재 시킴으로써, CVD실과 스팩터실의 사이에서의 분위기의 크로스 토크를 방지하도록 하고 있다.The buffer chamber 314 is provided for the purpose of ensuring atmospheric insulation between the CVD chamber 313 and the first sputter chamber 315. That is, in general, the CVD chamber is treated under low vacuum and different from the atmospheric gas as compared to the sputter chamber. For this reason, when arranging a CVD chamber and a spatter chamber adjoining in an inline vacuum processing apparatus, the inside of a spatter chamber is contaminated by the atmosphere in a CVD chamber flowing out into a sputter chamber. In order to suppress this, a buffer chamber kept at a higher vacuum than those of the processing chamber is interposed between the CVD chamber and the sputter chamber to prevent cross talk of the atmosphere between the CVD chamber and the sputter chamber.

도 11(B)에 도시하는 진공 처리 장치(302)는, 스토퍼층(16)이 제1 절연막(16A)과 제2 절연막(16B)의 2층 구조로 구성되고, 상술한 제2 실시 형태와 관련되는 트랜지스터 소자(101)(도 7)의 제작에 이용된다. 즉, 진공 처리 장치(302)는, 제1 절연막(16A)를 성막하기 위한 스팩터실(317A)과, 제2 절연막(16B)을 성막하기 위한 스팩터실(317B)을 구비하고 있다.In the vacuum processing apparatus 302 shown in FIG. 11B, the stopper layer 16 is constituted by a two-layer structure of the first insulating film 16A and the second insulating film 16B. It is used to manufacture the transistor element 101 (FIG. 7) which concerns. That is, the vacuum processing apparatus 302 is equipped with the spreader chamber 317A for forming the 1st insulating film 16A, and the spreader chamber 317B for forming the 2nd insulating film 16B.

도 11(C)에 도시하는 진공 처리 장치(303)는, 게이트 절연막(14)이 제1 게이트 절연막(14A)과 제2 게이트 절연막(14B)의 2층 구조로 구성되고, 스토퍼층(16)이 제1 절연막(16A)과 제2 절연막(16B)의 2층 구조로 구성되며, 상술한 제3 실시 형태와 관련되는 트랜지스터 소자(102)(도 9)의 제작에 이용된다. 즉, 진공 처리 장치(303)는, 제1 게이트 절연막(14A)을 성막하기 위한 스팩터실(313A)과, 제2 게이트 절연막(14A)을 성막하기 위한 스팩터실(313B)과, 제1 절연막(16A)을 성막하기 위한 스팩터실(317A)과, 제2 절연막(16B)을 성막하기 위한 스팩터실(317B)을 구비하고 있다.In the vacuum processing apparatus 303 shown in FIG. 11C, the gate insulating film 14 has a two-layer structure of the first gate insulating film 14A and the second gate insulating film 14B, and the stopper layer 16 is provided. It consists of the two-layer structure of this 1st insulating film 16A and the 2nd insulating film 16B, and is used for manufacture of the transistor element 102 (FIG. 9) which concerns on 3rd Embodiment mentioned above. In other words, the vacuum processing apparatus 303 includes a splitter chamber 313A for forming the first gate insulating film 14A, a splitter chamber 313B for forming the second gate insulating film 14A, and a first insulating film ( A spreader chamber 317A for forming the film of 16A and a spreader chamber 317B for forming the second insulating film 16B are provided.

본 실시 형태에서도, 상술의 제1, 제2 실시 형태와 동일하게, IGZO막(15F)의 성막 후, IGZO막(15F)을 대기에 노출하지 않고 스토퍼층 형성막(16F)을 형성하는 것이 가능해진다. 이에 의해, IGZO막(15F)의 표면으로의 대기 중의 수분이나 불순물의 부착에 기인하는 막질의 열화를 방지할 수 있다. 또한, IGZO막(15F)의 성막 후, 스토퍼층 형성막(16F)을 연속 성막 하는 것이 가능해지므로, 스토퍼층 형성막(16F)의 성막에 필요한 공정 시간을 단축할 수 있어 생산성의 향상을 도모 할 수 있다.Also in this embodiment, it is possible to form the stopper layer forming film 16F without exposing the IGZO film 15F to the atmosphere after the film formation of the IGZO film 15F, similarly to the first and second embodiments described above. Become. Thereby, deterioration of the film quality resulting from adhesion of moisture or impurities in the air to the surface of the IGZO film 15F can be prevented. In addition, since the stopper layer forming film 16F can be formed continuously after the IGZO film 15F is formed, the process time required for forming the stopper layer forming film 16F can be shortened, thereby improving productivity. Can be.

또한, 진공 처리 장치(303)에 의하면, 게이트 절연막(14)을 스패터링법으로 성막하도록 하고 있으므로, CVD 프로세스에 필요하게 되는 원료 가스의 도입계나 배기가스의 제해 설비가 불필요해진다. 이에 의해, 설비 코스트의 저감과 프로세스의 크린화를 도모하는 것이 가능해진다. 아울러, 게이트 절연막(14)을 스패터링법으로 성막하도록 하고 있으므로, 활성층을 성막하기 위한 스팩터실과의 사이에 버퍼실을 설치할 필요를 없앨 수 있다.In addition, according to the vacuum processing apparatus 303, since the gate insulating film 14 is formed into a film by the sputtering method, the introduction system of the source gas required for the CVD process and the removal equipment of the exhaust gas are unnecessary. Thereby, it becomes possible to aim at reduction of equipment cost and cleaning of a process. In addition, since the gate insulating film 14 is formed by the sputtering method, it is possible to eliminate the necessity of providing a buffer chamber between the sputter chamber for forming the active layer.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 물론 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상에 근거하여 다양한 변형이 가능하다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible for it based on the technical idea of this invention.

예컨대 이상의 실시 형태에서는, 보텀 게이트형의 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법을 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정하지 않고, 탑 게이트형의 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법으로 본 발명은 적용 가능하다.For example, in the above embodiment, although the manufacturing method of the bottom gate type field effect transistor was demonstrated as an example, this invention is applicable to the manufacturing method of a top gate type field effect transistor not limited to this.

또한, 이상의 제3, 제4 실시 형태에서는, 게이트 절연막(14)을 구성하는 제1 게이트 절연막(14A) 및 제2 게이트 절연막(14B)을 각각 스패터링법으로 성막하는 예에 대해 설명하였다. 이에 한정되지 않고, 제1 및 제2 게이트 절연막(14A, 14B) 중 적어도 1층을 CVD법으로 성막하도록 하여도 무방하다.In the above-described third and fourth embodiments, examples of forming the first gate insulating film 14A and the second gate insulating film 14B constituting the gate insulating film 14 by the sputtering method, respectively, have been described. The present invention is not limited thereto, and at least one of the first and second gate insulating films 14A and 14B may be formed by a CVD method.

아울러, 게이트 절연막(14)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막의 단층막으로 구성되는 예에 한정되지 않고, 예컨대 게이트 절연막을 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 적층막으로 구성하는 것도 가능하다.In addition, the gate insulating film 14 is not limited to the example comprised by the single | mono layer film of a silicon oxide film or a silicon nitride film, For example, it is also possible to comprise a gate insulating film by the laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.

10 기재
11 게이트 전극
14 게이트 절연막
14A 제1 게이트 절연막
14B 제2 게이트 절연막
15 활성층
15F IGZO막
16 스토퍼층
16A 제1 절연막
16B 제2 절연막
16F 스토퍼층 형성막
17(17S, 17D) 소스/드레인 전극
100, 101, 102 트랜지스터 소자(전계 효과형 트랜지스터)
201~208, 301~303 진공 처리 장치
10 description
11 gate electrode
14 gate insulating film
14A first gate insulating film
14B second gate insulating film
15 active layer
15F IGZO film
16 stopper layer
16A first insulating film
16B second insulating film
16F stopper layer forming film
17 (17S, 17D) source / drain electrodes
100, 101, 102 transistor element (field-effect transistor)
201 ~ 208, 301 ~ 303 Vacuum Processing Unit

Claims (9)

기재 상에, In-Ga-Zn-O계 조성을 가지는 활성층을 스패터링법에 의해 형성하고,
상기 활성층 상에, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막과 절연성의 금속 산화막과의 적층 구조를 가지고, 상기 활성층에 대한 에천트로부터 상기 활성층을 보호하는 스토퍼층을, 상기 활성층을 대기에 노출시키지 않고 스패터링법에 의해 형성하며,
상기 활성층과 상기 스토퍼층을 덮도록 금속막을 형성하고,
상기 스토퍼층을 에칭 스토퍼로서 상기 금속막을 웨이트 에칭하여 소스 전극과 드레인 전극을 형성하며,
상기 스토퍼층을 마스크로서 상기 활성층을 에칭하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
On the substrate, an active layer having an In—Ga—Zn—O based composition is formed by the sputtering method,
A stopper layer having a laminated structure of a silicon oxide film or a silicon nitride film and an insulating metal oxide film on the active layer and protecting the active layer from an etchant with respect to the active layer is subjected to a sputtering method without exposing the active layer to the atmosphere. Formed by
A metal film is formed to cover the active layer and the stopper layer,
Using the stopper layer as an etching stopper to weight-etch the metal film to form a source electrode and a drain electrode,
Etching the active layer using the stopper layer as a mask,
Method of manufacturing a field effect transistor.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼층을 형성하는 공정은,
상기 활성층을 형성한 후, 상기 활성층의 성막 챔버 내에서 상기 스토퍼층을 연속적으로 성막하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of forming the stopper layer,
After the active layer is formed, the stopper layer is continuously formed in the film formation chamber of the active layer.
Method of manufacturing a field effect transistor.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼층을 형성하는 공정은,
상기 활성층 상에, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제1 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정과,
상기 제1 절연막 상에, 금속 산화막으로 구성되는 제2 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정을 포함하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of forming the stopper layer,
Forming a first insulating film comprising a silicon oxide film or a silicon nitride film on the active layer by a sputtering method;
A step of forming a second insulating film composed of a metal oxide film on the first insulating film by a sputtering method,
Method of manufacturing a field effect transistor.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼층을 형성하는 공정은,
상기 활성층 상에, 금속 산화막으로 구성되는 제1 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정과,
상기 제1 절연막 상에, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제2 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는 공정을 포함하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of forming the stopper layer,
Forming a first insulating film composed of a metal oxide film on the active layer by a sputtering method,
Forming a second insulating film composed of a silicon oxide film or a silicon nitride film by a sputtering method on the first insulating film,
Method of manufacturing a field effect transistor.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼층을 형성하는 공정은,
동일 챔버 내에서 상기 실리콘 산화막 또는 상기 실리콘 질화막과 상기 금속 산화막을 연속적으로 성막하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of forming the stopper layer,
Continuously forming the silicon oxide film or the silicon nitride film and the metal oxide film in the same chamber,
Method of manufacturing a field effect transistor.
제5항에 있어서,
상기 스토퍼층을 형성하는 공정은,
상기 활성층을 형성한 후, 상기 활성층의 성막 챔버 내에서 상기 스토퍼층을 연속적으로 성막하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
The method of claim 5,
The step of forming the stopper layer,
After the active layer is formed, the stopper layer is continuously formed in the film formation chamber of the active layer.
Method of manufacturing a field effect transistor.
제1항에 있어서,
상기 기재는 게이트 전극을 포함하고,
상기 활성층을 형성하기 전에, 상기 게이트 전극을 피복하는 게이트 절연막을 더 형성하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
The method of claim 1,
The substrate includes a gate electrode,
Before forming the active layer, further forming a gate insulating film covering the gate electrode,
Method of manufacturing a field effect transistor.
제7항에 있어서,
상기 게이트 절연막을 형성하는 공정은,
상기 게이트 절연막을 스패터링법에 의해 형성하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The process of forming the gate insulating film,
The gate insulating film is formed by a sputtering method,
Method of manufacturing a field effect transistor.
제7항에 있어서,
상기 게이트 절연막을 형성하는 공정은,
상기 게이트 전극 상에, 금속 산화막으로 구성되는 제1 게이트 절연막을 형성하는 공정과,
상기 제1 게이트 절연막 상에, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 구성되는 제2 게이트 절연막을 형성하는 공정을 포함하는,
전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The process of forming the gate insulating film,
Forming a first gate insulating film composed of a metal oxide film on the gate electrode;
Forming a second gate insulating film composed of a silicon oxide film or a silicon nitride film on the first gate insulating film,
Method of manufacturing a field effect transistor.
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