專利名稱：薄膜晶體管以及制造薄膜晶體管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用導(dǎo)電性半導(dǎo)體氧化物作為溝道的薄膜晶體管(TFT)以及制 造該薄膜晶體管的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用導(dǎo)電性氧化物半導(dǎo)體作為溝道的薄膜晶體管已經(jīng)被用作有機(jī)EL面 板中的驅(qū)動(dòng)晶體管。存在薄膜晶體管將用作將來(lái)的液晶面板中的驅(qū)動(dòng)晶體管的可能性，因 此薄膜晶體管引起了注意。 然而，已知薄膜晶體管對(duì)氣氛敏感，并且薄膜晶體管的特性根據(jù)操作和存儲(chǔ)過(guò)程 中的氣氛而變化。其原因是，據(jù)說(shuō)均典型用作薄膜晶體管中的氧化物半導(dǎo)體的主要包含ZnO 的物質(zhì)(參照日本未審查專利公開號(hào)2002-76356)和主要包含In-M-Zn-O (M是Ga、Al和Fe 中的一種或多種)的物質(zhì)易于吸附和解吸氣氛中的水、其他氣體分子等。因此，例如，日本 未審查專利公開號(hào)2007-73705提出了用保護(hù)膜來(lái)覆蓋溝道層。

發(fā)明內(nèi)容
在上述的薄膜晶體管中，存在由于氧氣損耗而發(fā)生TFT特性劣化的情況。在發(fā)生 這樣的劣化的情況下，有必要在空氣中或引入了氧氣的氣氛中進(jìn)行熱處理。
然而，在如日本未審查專利公開第2007-73705號(hào)中描述的用保護(hù)膜覆蓋溝道層 的情況下，即使當(dāng)執(zhí)行上述熱處理時(shí)，仍然存在如下問(wèn)題。當(dāng)保護(hù)膜由不允許氧氣通過(guò)其的 膜(例如，包含SiN、金屬等的膜)制成時(shí)，存在氧氣不擴(kuò)散至溝道層以及TFT特性不能恢 復(fù)的問(wèn)題。當(dāng)保護(hù)膜由允許氧氣通過(guò)其的膜(例如，包含Si(^的膜)制成時(shí)，由于氧氣擴(kuò) 散至溝道層，所以可以恢復(fù)TFT特性。然而，該保護(hù)膜不能起到保護(hù)膜的作用，并且這導(dǎo)致 TFT特性在操作(operation)期間受到氣氛的影響而變化的問(wèn)題。 以這種方式，在相關(guān)技術(shù)中，不存在能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)溝道層的保護(hù)和TFT特性的恢 復(fù)的保護(hù)膜。 考慮到上述問(wèn)題，期望提供一種包括能夠同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)溝道層保護(hù)和TFT特性恢 復(fù)的保護(hù)膜的薄膜晶體管，以及制造該薄膜晶體管的方法。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種薄膜晶體管，包括溝道層，主要包含導(dǎo)電性 氧化物半導(dǎo)體；位于溝道層上的一對(duì)電極，沿溝道層的面內(nèi)方向通過(guò)其間的預(yù)定間隙彼此
相對(duì)；以及保護(hù)膜，覆蓋溝道層的暴露于該對(duì)電極之間的間隙的暴露面。保護(hù)膜從溝道層側(cè) 開始依次至少包括與溝道層接觸的氧氣傳輸膜以及與氧氣傳輸膜相比幾乎不傳輸氧氣的 氧氣阻隔膜。這里，氧氣阻隔膜在該對(duì)電極彼此相對(duì)的方向中的長(zhǎng)度等于或大于通過(guò)將該對(duì)電極在與該對(duì)電極彼此相對(duì)的方向垂直的方向中的寬度乘以0. 55而獲得的值。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種制造薄膜晶體管的方法，包括下面的步驟
(A) (C): (A)在主要包含導(dǎo)電性氧化物半導(dǎo)體的溝道層上形成保護(hù)膜，該保護(hù)膜覆蓋溝道 層的一部分，并且從溝道層側(cè)開始依次至少包括與溝道層接觸的氧氣傳輸膜以及與氧氣傳 輸膜相比幾乎不傳輸氧氣的氧氣阻隔膜； (B)形成通過(guò)其間的保護(hù)膜彼此相對(duì)的一對(duì)電極，使得氧氣阻隔膜在該對(duì)電極彼 此相對(duì)的方向中的長(zhǎng)度等于或大于通過(guò)將該對(duì)電極在與該對(duì)電極彼此相對(duì)的方向垂直的 方向中的寬度乘以O(shè). 55而獲得的值；以及 (C)在不會(huì)使溝道層的組成改變的范圍內(nèi)的高溫以及時(shí)間下，將保護(hù)膜暴露于包 含氧氣的氣氛。 在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管以及制造該薄膜晶體管的方法中，在溝道層 中，用從溝道層側(cè)開始依次包括與溝道層接觸的氧氣傳輸膜以及與氧氣傳輸膜相比幾乎不 傳輸氧氣的氧氣阻隔膜的保護(hù)膜來(lái)覆蓋成為溝道區(qū)域的部分(暴露面)。此外，氧氣阻隔膜 在該對(duì)電極彼此相對(duì)的方向中的長(zhǎng)度等于或大于通過(guò)將該對(duì)電極在與該對(duì)電極彼此相對(duì) 的方向垂直的方向中的寬度乘以0.55而獲得的值。因此，通過(guò)在預(yù)定條件下在包含氧氣的 氣氛中進(jìn)行熱處理，使氧氣通過(guò)氧氣傳輸膜擴(kuò)散至溝道區(qū)域，并且可以避免溝道區(qū)域中的 氧氣損耗。此外，在操作期間，由于氧氣阻隔膜作為阻隔，因此可以抑制溝道區(qū)域中的氧氣 擴(kuò)散至外部，并且抑制在溝道區(qū)域中發(fā)生氧氣損耗。 按照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管以及制造該薄膜晶體管的方法，在溝道層 中，用從溝道層側(cè)開始依次包括與溝道層接觸的氧氣傳輸膜以及與氧氣傳輸膜相比幾乎不 傳輸氧氣的氧氣阻隔膜的保護(hù)膜來(lái)覆蓋成為溝道區(qū)域的部分(暴露面)。此外，氧氣阻隔膜 在該對(duì)電極彼此相對(duì)的方向中的長(zhǎng)度等于或大于通過(guò)將該對(duì)電極在與該對(duì)電極彼此相對(duì) 的方向垂直的方向中的寬度乘以0.55而獲得的值。因此，可以在制造期間恢復(fù)TFT特性， 并且可以在操作過(guò)程中保護(hù)溝道層。以這種方式，可以在本發(fā)明中同時(shí)實(shí)現(xiàn)溝道層的保護(hù) 和TFT特性的恢復(fù)。 通過(guò)以下描述，本發(fā)明的其他和另外的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將被更充分地呈現(xiàn)。


圖1A 圖1C分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的頂視圖和截面圖。
圖2A和圖2B是示意性示出了圖1的薄膜晶體管的制造過(guò)程中的步驟的示意圖。
圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例和比較例的薄膜晶體管的電流-電壓特性的判定結(jié)果的 示圖。 圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜晶體管的電流_電壓特性圖。 圖5是根據(jù)第二實(shí)施例的薄膜晶體管的電流_電壓特性圖。 圖6是根據(jù)第三實(shí)施例的薄膜晶體管的電流_電壓特性圖。 圖7是根據(jù)第四實(shí)施例的薄膜晶體管的電流_電壓特性圖。 圖8是示出了根據(jù)第一比較例的薄膜晶體管的電流_電壓特性的特性圖。 圖9是根據(jù)第二比較例的薄膜晶體管的電流_電壓特性圖。
圖10是根據(jù)第三比較例的薄膜晶體管的電流_電壓特性圖。
圖11是根據(jù)第四比較例的薄膜晶體管的電流_電壓特性圖。
具體實(shí)施例方式
將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。 圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管1的頂部構(gòu)造(構(gòu)成)。圖IB示 出了當(dāng)從圖1A中的A-A方向觀看時(shí)的薄膜晶體管1的截面構(gòu)造。圖1C示出了當(dāng)從圖1A 中的B-B方向觀看時(shí)的薄膜晶體管1的截面構(gòu)造。雖然圖中未示出，但是根據(jù)該實(shí)施方式 的薄膜晶體管1是例如在諸如塑料膜基板和玻璃基板的絕緣基板上與有機(jī)EL元件和液晶 元件一起形成的TFT，并且適當(dāng)?shù)赜米鲌?zhí)行有機(jī)EL元件和液晶元件的切換驅(qū)動(dòng)的切換元件 (switchingelement)。 該薄膜晶體管1是底柵型晶體管(bottom-gate type transistor)，從基板10側(cè) 開始依次在基板10上包括柵電極11、柵極絕緣膜12、溝道層13、漏電極15以及源電極16。
例如，基板10是諸如塑料膜基板和玻璃基板的絕緣基板。柵電極ll由例如Mo制 成。柵電極11在這樣的區(qū)域中形成，該區(qū)域包括柵電極11與稍后將描述的溝道區(qū)域13A 彼此相對(duì)的區(qū)域，并且具有例如矩形形狀。因此，柵電極11是低阻抗電極，并且用作阻止光 從基板10側(cè)進(jìn)入溝道區(qū)域13A的光屏蔽膜。 柵極絕緣膜12主要包含例如二氧化硅(Si02)、氮化硅(SiN)、氧化釔(Y203)、氧化 鋁(A1203)、氧化鉿(Hf202) 、二氧化鈦(Ti02)等。柵極絕緣膜12形成為使得覆蓋柵電極11， 并且例如在包括柵電極11的基板10的整個(gè)表面上形成。 溝道層13主要包含例如如氧化鋅(Zn0)、氧化銦錫(IT0)以及In-M-Zn-O(M是Ga、 Al、Fe和Sn中的一種或多種)的導(dǎo)電性氧化物半導(dǎo)體。優(yōu)選溝道層13的電子載體濃度小 于1018/cm—3，并且溝道層13的遷移率大約稍微超過(guò)lcm7(V 秒)。形成的溝道層13橫跨 溝道層13與柵電極11彼此相對(duì)的區(qū)域，并且沿漏電極15和源電極16彼此相對(duì)的方向(稍 后將描述)延伸。在溝道層13的上表面中，漏電極15和源電極16之間的間隙是沒(méi)有被漏 電極15和源電極16覆蓋的暴露面13B。在溝道層13中，包括暴露面13B的預(yù)定區(qū)域是溝 道區(qū)域13A。 漏電極15和源電極16由例如Mo制成。在溝道層13的面內(nèi)方向中，漏電極15和 源電極16通過(guò)其間的預(yù)定間隙彼此相對(duì)。間隙的間隔D等于或小于稍后將描述的溝道長(zhǎng) 度。漏電極15和源電極16的寬度W1也等于或小于溝道長(zhǎng)度。 在該實(shí)施方式中，術(shù)語(yǔ)"寬度"(例如，上述寬度W1)表示與漏電極15和源電極16 的相對(duì)方向垂直的方向中的長(zhǎng)度，而術(shù)語(yǔ)"長(zhǎng)度"(例如，稍后將描述的長(zhǎng)度L)表示漏電極 15和源電極16的相對(duì)方向中的長(zhǎng)度。 此外，薄膜晶體管1包括位于溝道層13中的暴露面13B上的保護(hù)膜14。保護(hù)膜 14與暴露面13B接觸形成，并且覆蓋暴露面13B。形成的保護(hù)膜14橫跨保護(hù)膜14和暴露 面13B的相對(duì)區(qū)域，并且沿漏電極15和源電極16的寬度方向延伸。此外，在保護(hù)膜14中， 在漏電極15和源電極16的相對(duì)方向的兩側(cè)面(兩端面)與漏電極15和源電極16接觸， 并且被漏電極15和源電極16覆蓋。 這里，保護(hù)膜14的長(zhǎng)度L等于薄膜晶體管1的溝道長(zhǎng)度，并且等于或大于通過(guò)將漏電極15和源電極16的寬度W1乘以0. 55而獲得的值。此外，保護(hù)膜14的長(zhǎng)度L大于漏電極15和源電極16之間的間隙的間隔D。保護(hù)膜14的寬度W2的寬度大于漏電極15和源電極16的寬度W1，并且是這樣的寬度使得至少溝道層13的兩側(cè)面(寬度方向上的兩側(cè)面)被保護(hù)膜14覆蓋。因此，在保護(hù)膜14中，在漏電極15和源電極16的寬度方向的兩側(cè)面(兩端面)沒(méi)有被漏電極15和源電極16覆蓋，并且暴露于外部。 保護(hù)膜14至少包括與溝道層13中的暴露面13B接觸的氧氣傳輸膜14A，以及與氧氣傳輸膜14A相比幾乎不傳輸氧氣的氧氣阻隔膜14B，并且具有堆疊結(jié)構(gòu)。在保護(hù)膜14的整個(gè)面內(nèi)方向上形成氧氣傳輸膜14A和氧氣阻隔膜14B兩者。利用氧氣傳輸膜14A和氧氣阻隔膜14B的端面形成保護(hù)膜14的側(cè)面(端面)S2。端面S2是平坦的傾斜面，或平坦的垂直面。氧氣傳輸膜14A的側(cè)面(端面)Sl暴露于端面S2。 氧氣傳輸膜14A主要包含例如氮化硅(SiN)或金屬氧化物(例如，A1203)。另一方面，氧氣阻隔膜14B主要包含例如二氧化硅(Si02)。氧氣傳輸膜14A和氧氣阻隔膜14B的厚度例如均為100nm以上至300nm以下，并且優(yōu)選地，厚度為大約200nm。
接著，將描述制造根據(jù)該實(shí)施方式的薄膜晶體管1的方法的實(shí)例。
首先，在基板10上形成柵電極11之后，形成柵極絕緣膜12。接著，在形成溝道層13之后，通過(guò)在溝道層13上依次至少堆疊氧氣傳輸膜14A和氧氣阻隔膜14B而形成保護(hù)膜14。此時(shí)，保護(hù)膜14被形成為使得從寬度方向上橫跨溝道層13的一部分。然后，在保護(hù)膜14的整個(gè)表面上沉積用于漏電極15和源電極16的材料之后，對(duì)該材料進(jìn)行圖案化和蝕刻。從而，形成通過(guò)中間的保護(hù)膜14彼此相對(duì)的一對(duì)漏電極15和源電極16(在下文中，稱作漏電極15等)。此時(shí)，漏電極15等形成為使得氧氣阻隔膜14B在漏電極15等的相對(duì)方向中的長(zhǎng)度等于或大于通過(guò)將漏電極15等在與漏電極15等的相對(duì)方向垂直的方向中的寬度Wl乘以O(shè). 55而獲得的值(0. 55XW1)。 在上述步驟中，溝道層13(特別是暴露于外部的部分)中的氧氣大部分損失，并且溝道層13的阻抗減小。當(dāng)這種情況按原樣維持時(shí)，不能獲得良好的TFT特性。因此，為了避免氧氣損失，在將保護(hù)膜14暴露于包含氧氣的氣氛下進(jìn)行熱處理，該熱處理在不會(huì)使溝道層13的組成改變的范圍內(nèi)的高溫和時(shí)間下進(jìn)行。以這種方式，制造了根據(jù)該實(shí)施方式的薄膜晶體管l。 接著，將描述根據(jù)該實(shí)施方式的薄膜晶體管1的效果。 在該實(shí)施方式中，在溝道層13中，用從溝道層13側(cè)開始依次包括與溝道層13接觸的氧氣傳輸膜14A和氧氣阻隔膜14B的保護(hù)膜14來(lái)覆蓋成為溝道區(qū)域13A的部分(暴露面13B)。這里，保護(hù)膜14的長(zhǎng)度L等于或大于通過(guò)將漏電極15和源電極16的寬度Wl乘以0.55而獲得的值(0.55XW1)。因此，在制造過(guò)程中，在不會(huì)使溝道層13的組成改變的范圍內(nèi)的高溫和時(shí)間下，在具有預(yù)定氧濃度的氣氛中執(zhí)行熱處理的情況下，例如，如圖2A和圖2B中以箭頭所表示的，氧氣通過(guò)氧氣傳輸膜14A擴(kuò)散至溝道區(qū)域13A，并且可以避免溝道區(qū)域13A中的氧氣損失。從而，溝道區(qū)域13A的阻抗增加，并且可以恢復(fù)TFT特性。
這里，例如，表達(dá)"具有預(yù)定氧濃度的氣氛"表示在O. 1% 50%的范圍內(nèi)的氮氧氣氛，并且優(yōu)選地表示在10% 40%的范圍內(nèi)的氮氧氣氛。例如，表達(dá)"不會(huì)使溝道層13的組成改變的范圍內(nèi)的高溫"表示在100°C 50(TC的范圍內(nèi)的溫度，并且優(yōu)選地表示在2Q(TC 35(TC的范圍內(nèi)的溫度。表達(dá)"不會(huì)使溝道層13的組成改變的范圍內(nèi)的時(shí)間"表示例如大約2小時(shí)。 隨著熱處理時(shí)間的增加，氧氣的擴(kuò)散距離增加。因此，在隨著溫度從上述的溫度輕微降低而將熱處理時(shí)間設(shè)定成顯著較長(zhǎng)的情況下，即使當(dāng)長(zhǎng)度L小于通過(guò)將寬度Wl乘以0. 55而獲得的值(0. 55XW1)時(shí)，仍然可以避免溝道區(qū)域13A中的氧氣損失。然而，在考慮大規(guī)模生產(chǎn)的情況下，很難過(guò)度增加熱處理時(shí)間。因此，存在用于長(zhǎng)度L和寬度W1的條件，使得可以在允許大規(guī)模生產(chǎn)的特定條件(例如，上述的條件)下避免溝道區(qū)域13A中的氧氣損耗?？梢哉f(shuō)用于長(zhǎng)度L和寬度W1的條件如下。
LX).55XW1 在用于長(zhǎng)度L和寬度W1的條件為如上所述(LX).55XW1)的情況下，在操作期間，由于氧氣阻隔膜14B用作阻隔，所以抑制了溝道區(qū)域13A中的氧氣擴(kuò)散至外部，從而抑制在溝道區(qū)域13A中發(fā)生氧氣損耗。這里，將其中氧氣由于擴(kuò)散而從氧氣傳輸膜14A流向外部的出口，以及氧氣從外部進(jìn)入氧氣傳輸膜14A的入口置于同一位置上。因此，似乎是氧氣通過(guò)入口和出口的位置而自由流向內(nèi)部和外部。然而，通過(guò)將入口和出口的區(qū)域限制于氧氣傳輸膜14A的端面以及減小入口和出口的大小，外部是氧氣氣氛，并且對(duì)于氧氣在加熱時(shí)可以容易地從小入口流向內(nèi)部，而在操作期間氧氣很難通過(guò)擴(kuò)散從氧氣傳輸膜14A流向外部。因此，可以將溝道區(qū)域13A的阻抗保持較高，并且在操作過(guò)程中可以保護(hù)溝道層13。
以這種方式，在該實(shí)施方式中，在制造期間恢復(fù)TFT特性，并且在操作期間溝道層13被保護(hù)。因此，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)溝道層13和恢復(fù)TFT特性。 在該實(shí)施方式中，對(duì)薄膜晶體管1的設(shè)計(jì)進(jìn)行限定。然而，通過(guò)將薄膜晶體管1并行連接至裝置，可以獲得大電流，并且通過(guò)改變漏電極15和源電極16的寬度W1，可以容易地獲得小電流。因此，在該實(shí)施方式中，不存在由限定薄膜晶體管1的設(shè)計(jì)而引起的限制。
實(shí)施例 接著，將與比較例對(duì)比來(lái)描述根據(jù)該實(shí)施方式的薄膜晶體管1的實(shí)施例。在各實(shí)施例和比較例中如下制造薄膜晶體管。首先，在基板10上形成Mo的柵電極ll，然后通過(guò)使用P-CVD法來(lái)形成柵極絕緣膜12。接著，形成In-Ga-Zn-0的溝道層13，然后在溝道層13上依次堆疊具有200nm厚度的Si0膜的氧氣傳輸膜14A，以及具有200nm厚度的SiN膜的氧氣阻隔膜14B。之后，在表面上沉積Mo，并且通過(guò)執(zhí)行圖案化和蝕刻來(lái)形成漏電極15和源電極16。以這種方式，制造了根據(jù)各實(shí)施例和比較例的薄膜晶體管。 在一個(gè)實(shí)施例中，寬度W1是5iim，而長(zhǎng)度L是4iim、5iim、6iim、7iim、8iim、10iim、lliim、12iim或20iim。在另一實(shí)施例中，寬度W1是10 y m，而長(zhǎng)度L是4 y m、5 y m、6 ii m、7 ii m、8 ii m、 10 ii m、 11 ii m、 12 ii m或20 ii m。在又一實(shí)施例中，寬度Wl是20 y m，而長(zhǎng)度L是11iim、12iim、20iim、30iim或50iim。在比較例中，寬度Wl是20 y m，而長(zhǎng)度L是8 y m或10iim。在另一比較例中，寬度W1是50iim，而長(zhǎng)度L是20iim、30iim、50iim或100iim。
接著，為了避免溝道層13中的氧氣損耗，在氧氣氣氛中進(jìn)行熱處理。具體地，在包含氮?dú)?N2)和氧氣(02)的氣氛中，在氧氣濃度為大約40^、熱處理溫度是30(TC以及熱處理時(shí)間是2小時(shí)的條件下進(jìn)行熱處理。 之后，在漏電極15與源電極16之間施加10V電壓的情況下，在施加至柵電極11的電壓從-15V變化到20V的同時(shí)，測(cè)量源極和漏極之間的電流變化(電流_電壓特性)。結(jié)果，在實(shí)施例中，氧氣通過(guò)氧氣傳輸膜14A到達(dá)溝道層13，并且可以避免溝道層13中的氧氣損耗。結(jié)果，在寬度Wl是5 m或10 m的情況下，如圖3 圖6所示，不管長(zhǎng)度L的大小如何，可以恢復(fù)TFT特性，并且可以獲得良好的TFT特性。在操作期間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)TFT特性的變化。此外，如圖3和圖7所示，即使在長(zhǎng)度L是11 m的情況下，也可以恢復(fù)TFT特性，并且可以獲得良好的TFT特性。在操作期間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)TFT特性的變化。 另一方面，在比較例中，氧氣沒(méi)有充分地到達(dá)溝道層13，并且難以避免溝道層13中的氧氣損耗。結(jié)果，如圖3、圖8和圖9所示，在寬度Wl是20i!m以及長(zhǎng)度L是8iim或10 m的情況下，TFT特性沒(méi)有恢復(fù)，同時(shí)閾值電壓(Vth)漂移比通常高出2V 5V。如圖3、圖10和圖11所示，在寬度Wl是50 m的情況下，不管長(zhǎng)度L的大小如何，沒(méi)有顯示出晶體管特性。 據(jù)此，在寬度W1等于或小于lOiim的情況下，并且在寬度Wl大于lOiim且小于50 m以及將長(zhǎng)度L設(shè)定成使得L/Wl是大約0. 55以上的情況下，可以理解，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)溝道層13的保護(hù)和TFT特性的恢復(fù)。 在上文中，雖然參照實(shí)施方式和實(shí)施例對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管進(jìn)行
了描述，但是本發(fā)明并不限于該實(shí)施方式等，并且可以對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體
管的構(gòu)造進(jìn)行自由改變，只要可以獲得類似于該實(shí)施方式的效果即可。 例如，在該實(shí)施方式等中，如圖IC所示，在氧氣傳輸膜14A中，僅端面SI暴露于保
護(hù)膜14的端面S2。然而，雖然圖中未示出，但是例如，不僅氧氣傳輸膜14A的端面S2，而且
氧氣傳輸膜14A的上表面中的端面附近也可以暴露于保護(hù)膜14的端面S2。 在該實(shí)施方式等中，如圖1A所示，氧氣傳輸膜14A和氧氣阻隔膜14B的寬度W2大
于漏電極15和源電極16的寬度W1。然而，雖然圖中沒(méi)有示出，但是例如，寬度W2的大小
可以等于寬度W1。在這樣的情況下，溝道層13的兩側(cè)面(寬度方向中的兩側(cè)面)被暴露。
然而，在氧氣損耗僅發(fā)生在溝道區(qū)域13A的外緣中(寬度方向中的外緣)的情況下，可以獲
得類似于該實(shí)施方式的效果。 在該實(shí)施方式等中，如圖1B和圖1C所示，表示薄膜晶體管是底柵型的情況。然而，雖然圖中沒(méi)有示出，但是例如，薄膜晶體管1可以是頂柵型，在溝道層13中的暴露面13B上從暴露面13B側(cè)開始依次包括柵極絕緣膜12和柵電極11。 在該實(shí)施方式等中，如圖1A所示，相對(duì)于溝道層13布置一組柵電極11、漏電極15
以及源電極16。然而，雖然圖中沒(méi)有示出，但是例如，可以布置多組這些電極。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行各種變形、
組合、子組合以及改變，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求書的范圍內(nèi)或其等同范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種薄膜晶體管，包括溝道層，主要包含導(dǎo)電性氧化物半導(dǎo)體；位于所述溝道層上的一對(duì)電極，在所述溝道層的面內(nèi)方向通過(guò)其間的預(yù)定間隙彼此相對(duì)；以及保護(hù)膜，覆蓋所述溝道層的暴露于所述一對(duì)電極之間的間隙的暴露面，其中所述保護(hù)膜從所述溝道層側(cè)開始依次至少包括與所述溝道層接觸的氧氣傳輸膜以及與所述氧氣傳輸膜相比幾乎不傳輸氧氣的氧氣阻隔膜，并且所述氧氣阻隔膜在所述一對(duì)電極的相對(duì)方向中的長(zhǎng)度等于或大于通過(guò)將所述一對(duì)電極在與所述一對(duì)電極彼此相對(duì)的方向垂直的方向中的寬度乘以0.55而獲得的值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，所述氧氣傳輸膜和所述氧氣阻隔膜在與 所述一對(duì)電極彼此相對(duì)的方向垂直的方向中的寬度大于所述一對(duì)電極在與所述一對(duì)電極 彼此相對(duì)的方向垂直的方向中的寬度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，在所述氧氣傳輸膜中，僅端面暴露于所述 保護(hù)膜的端面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，所述氧氣阻隔膜主要包含SiN。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，所述氧氣傳輸膜主要包含Si02。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，在所述溝道層的所述暴露面的下方，從所 述溝道層的所述暴露面?zhèn)乳_始依次設(shè)置柵極絕緣膜和柵電極。
7. —種制造薄膜晶體管的方法，包括以下步驟在主要包含導(dǎo)電性氧化物半導(dǎo)體的溝道層上形成保護(hù)膜，所述保護(hù)膜覆蓋所述溝道層 的一部分，并且從所述溝道層側(cè)開始依次至少包括與所述溝道層接觸的氧氣傳輸膜以及與 所述氧氣傳輸膜相比幾乎不傳輸氧氣的氧氣阻隔膜；形成通過(guò)其間的所述保護(hù)膜彼此相對(duì)的一對(duì)電極，使得所述氧氣阻隔膜在所述一對(duì)電 極彼此相對(duì)的方向中的長(zhǎng)度等于或大于通過(guò)將所述一對(duì)電極在與所述一對(duì)電極彼此相對(duì) 的方向垂直的方向中的寬度乘以0. 55而獲得的值；以及在不會(huì)使所述溝道層的組成改變的范圍內(nèi)的高溫和時(shí)間下，將所述保護(hù)膜暴露于包含 氧氣的氣氛。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種薄膜晶體管以及制造該薄膜晶體管的方法。該薄膜晶體管包括溝道層，主要包含導(dǎo)電性氧化物半導(dǎo)體；位于溝道層上的一對(duì)電極；以及保護(hù)膜，覆蓋溝道層的暴露面，暴露于該對(duì)電極之間的間隙。保護(hù)膜從溝道層側(cè)開始依次至少包括與溝道層接觸的氧氣傳輸膜以及與氧氣傳輸膜相比幾乎不傳輸氧氣的氧氣阻隔膜。氧氣阻隔膜在該對(duì)電極彼此相對(duì)的方向中的長(zhǎng)度等于或大于通過(guò)將該對(duì)電極在與該對(duì)電極彼此相對(duì)的方向垂直的方向中的寬度乘以0.55而獲得的值。
文檔編號(hào)H01L21/314GK101710592SQ20091017379
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者德永和彥 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社