薄膜晶体管及薄膜晶体管的制造方法

薄膜晶体管及薄膜晶体管的制造方法
【专利摘要】本发明的一种薄膜晶体管（100)，在栅极(20)和沟道（44)之间具备作为包含镧和锆的氧化物（可包含不可避免的杂质；这一点对于氧化物均相同）的栅绝缘层（34)，沟道（44)是由包含铟和锌，并且包含将铟作为1时原子数比为0.015以上且0.075以下的锆（Zr)的第一氧化物；包含铟，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为0.055以上且0.16以下的锆（Zr)的第二氧化物;或者包含铟，并且包含将所述铟作为1时原子数比为0.055以上且0.16以下的镧的第三氧化物，构成的沟道用氧化物。
【专利说明】薄膜晶体管及薄膜晶体管的制造方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄膜晶体管及薄膜晶体管的制造方法。

【背景技术】
[0002] 在现有技术中，公开了一种以由低驱动电压进行高速整流（switching)作为目 的，并且作为栅绝缘层采用了铁电材料（例如，BLT(Bi 4_xLaxTi3012)、ΡΖΤ(ΡΜΖι· χ，?νχ)〇3)) 的薄膜晶体管。另一方面，还公开了一种如下薄膜晶体管：以提高载流子浓度为目的，将氧 化物导电材料（例如，铟锡氧化物（ΙΤ0)、氧化锌（ΖηΟ)、或LSCOaaxSrgCuOj)用作沟道沟 道的薄膜晶体管（专利文献1)。
[0003] 此时，上述薄膜晶体管的制造方法如下：首先，作为栅极，Ti及pt的层叠膜通过电 子束蒸镀法形成；在该栅极上，通过溶胶-凝胶法形成由上述BLT或PZT构成的栅绝缘层； 进一步地，在该栅绝缘层上，通过RF溅射法形成由ΙΤ0构成的沟道；接着，在该沟道上，通过 电子束蒸镀法来形成Ti及Pt，从而形成源极和漏极；此后，通过rie法及湿式蚀刻法（HF和 HC1的混合溶液），使得元件区域从其他元件区域分离（专利文献1)。本申请发明人，也对 能够适当地发挥作为薄膜晶体管的功能的氧化物的选择和组合进行了探讨（专利文献2)。 现有技术文献： 专利文献 专利文献1 :日本国特开2006-121029号公报 专利文献 2 :W02011/138958


【发明内容】
发明要解决的课题
[0005] 但是，在现有的薄膜晶体管中，虽然存在一些形成栅绝缘层或沟道通过复合氧化 物形成的示例，但是作为实现薄膜晶体管的高特性的材料及用于该材料的适当的制造方法 的选择尚未成功。另外，在栅绝缘层及/或沟道各自的高性能化的基础上，实现作为层叠这 些时的整体的性能提高，也是实现薄膜晶体管的高性能化所必须解决的一个技术问题。 [0006]另外，在现有技术中，真空处理或使用光刻法的工艺等需要较长时间、及/或高昂 设备的工艺是常见的，因此，原材料或制造能源的使用效率变得非常差。在釆用了如上所述 的制造方法的情况下，为制造薄膜晶体管需要更多处理和更长时间，因此，从工业性及量产 性的观点来看并不优选。另外，在现有技术中，还存在比较难以实现大面积化的问题。
[0007] 本发明通过解决上述诸多问题中的至少一个，实现至少将氧化物用于沟道及栅绝 缘层的薄膜晶体管的高性能化、或这种薄膜晶体管的制造工艺的简便化和节能化。由此，本 发明对工业性及量产性优异的薄膜晶体管的提供作出了很大的贡献。 解决课题的方法
[0008] 本申请的发明人从现有的很多氧化物中，对能够使栅极、栅绝缘层、及/或沟道的 功能适当地发挥的氧化物的选择和组合反复进行了锐意研究和分析。得出了如下两个饶有 兴趣的见解。
[0009] 其中一个是，抑制沟道中的氧的过度氧缺损（oxygen deficiency)对提高薄膜晶体 管的各种特性作出很大贡献。具体地，在作为沟道采用了由铟（In)和锌（Zn)构成的氧化 物、或由铟（In)构成的氧化物的情况下，容易产生氧的缺损状态，因此，会处于难以发挥作 为沟道的功能的状态是显而易见的。于是，在经过重复试验错误之后,本申请的发明人得知 导入某种新的元素，可抑制氧的缺损，并且可有助于形成适度的氧缺损状态。通过进一步的 分析和探讨，得知就该新的元素而言，与没有加入该元素的情况相比，还可有助于促进无定 形化。
[0010]另外一个是，通过选择沟道的材料，实现了薄膜晶体管的制造工艺在较低温度下 的处理。
[0011] 对于上述任一个见解而言，均是基于本申请的发明人的多次试验错误和详细分析 f结果，通过组合与某种特定的氧化物层的栅绝缘层形成良好界面的沟道材料，可以实现 高性能的薄膜晶体管。而且，本申请的发明人得知，与现有技术相比，通过可以大幅度地实 现简便化及节能化且还容易实现大面积化的工艺，能够制造这些氧化物。本发明是根据上 述各观点作出的。 t〇〇12] 本发明的一种薄膜晶体管，在栅极和沟道之间具备作为由镧（La)和锆（Zr)构成 的氧化物（可包含不可避免的杂质）的栅绝缘层。此外，对于该薄膜晶体管而言，上述沟道 由如下（1)-(3)构成的沟道用氧化物。 (1) 包含铟（In)和锌（Zn)，并且包含将该铟（In)作为1时原子数比为0.015以上且 0.075以下的锆（Zr)的第一氧化物（可包含不可避免的杂质）。 (2) 包含铟（In)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为〇· 〇55以上且0. 16以 下的锆（Zr)的第二氧化物（可包含不可避免的杂质）。 (3) 包含铟（In)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为〇. 055以上且0. 16以 下的镧（La)的第三氧化物（可包含不可避免的杂质）。
[0013] 根据该薄膜晶体管，可以抑制在由铟（In)和锌（Zn)构成的氧化物或由铟（In)构 成的氧化物的情况下难以抑制的过度的氧缺损，因此，能够显著地提高作为薄膜晶体管的 各种特性（例如，磁滞（hysteresis)现象的减少、0N/0FF比、或亚阈值特性（SS))。另外， 根据该薄膜晶体管，通过包含规定量的锆（Zr)或规定量的镧（La)，可以比较容易形成在由 铟（In)构成的氧化物的情况下难以形成的非晶（amorphous)相，因此，能够提高氧化物层 的平坦性。此外，可以形成结晶化温度高且稳定的非晶相，因此，可以形成与栅绝缘层的良 好的界面。进一步地，可以比较容易形成非晶相，因此能够实现作为层的氧化物在成型性上 的改善（例如，基于模压加工的容易化及/或模压加工的成型后的精度提高）。
[0014] 另外，本发明的一种薄膜晶体管的制造方法，将栅绝缘层形成工艺设置在栅极层 的形成工艺和用于形成沟道用氧化物（可包含不可避免的杂质）的沟道的形成工艺之间， 其中，所述栅绝缘层形成工艺，其将以包含镧（La)的前驱体及包含锆（Zr)的前驱体作为溶 质的前驱体溶液的栅绝缘层用前驱体溶液作为原材料的栅绝缘层用前驱体层，在含氧气氛 中进行加热，由此使由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物（可包含不可避免的杂质）的栅绝 缘层以与栅极层接触的方式形成。此外，在该薄膜晶体管的制造方法中，所述沟道的形成工 艺是在含氧气氛中加热将如下（1)-(3)的各前驱体溶液作为原材料的沟道用前驱体层的 工艺， (1) 以包含铟（In)的前驱体、包含锌（Zn)的前驱体、及包含将所述铟（In)作为1时原 子数比为〇· 015以上且0· 〇75以下的锆（Zr)的前驱体作为溶质的第一前驱体溶液； (2) 以包含铟（In)的前驱体及包含将所述铟（In)作为1时原子数比为〇. 〇55以上且 〇· 16以下的锆（Zr)的前驱体作为溶质的第二前驱体溶液； (3) 以包含铟（In)的前驱体及包含将所述铟（In)作为1时原子数比为〇. 〇55以上且 〇· 16以下的镧（La)的前驱体作为溶质的第三前驱体溶液。 进一步地，在该薄膜晶体管的制造方法中，所述沟道的形成工艺是通过在含氧气氛中 加热所述沟道用前驱体层，形成如下（4)-(6)的沟道用氧化物的工艺， (4) 包含铟（In)和锌（Zn)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为0.015以上 且0.075以下的锆（Zr)的第一氧化物（可包含不可避免的杂质）； (5) 包含铟（In)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为〇. 055以上且0. 16以 下的锆（Zr)的第二氧化物（可包含不可避免的杂质）； (6) 包含铟（In)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为〇. 055以上且0. 16以 下的镧（La)的第三氧化物（可包含不可避免的杂质）。
[0015] 根据该薄膜晶体管的制造方法，可以抑制在由铟（In)和锌（Zn)构成的氧化物或 由铟（In)构成的氧化物的情况下难以抑制的过度的氧缺损，因此，能够制造作为薄膜晶体 管的各种特性（例如，磁滞现象的减少、ΟΝ/OFF比、或亚阈值特性（SS))优异的薄膜晶体 管。此外，根据该薄膜晶体管的制造方法，通过不采用光刻法的比较简化的处理（例如，喷 墨法、丝网印刷（screen printing)法、凹版/凸版印刷法、或纳米压印法）可以形成栅绝 缘层及沟道。此外，还容易实现大面积化。从而，根据该薄膜晶体管的制造方法，能够提供 工业性及量产性优异的薄膜晶体管的制造方法。进一步地，根据该薄膜晶体管的制造方法， 通过包含规定量的锆（Zr)或规定量的镧（La)，可以比较容易形成在由铟（In)构成的氧化 物的情况下难以形成的非晶相，因此，能够制造具备具有高平坦性的有氧化物层的薄膜晶 体管。此外，可以比较容易形成非晶相，因此可以形成与栅绝缘层接触良好的界面。进一步 地，由于可以比较容易形成非晶相，能够实现作为层的氧化物在成型性上的改善（例如，基 于模压加工的容易化及/或模压加工的成型后的精度的提高）。
[0016] 另外，本发明的另一种薄膜晶体管，在栅极和沟道之间具备由镧（La)和锆（Zr)构 成的氧化物（可包含不可避免的杂质）的栅绝缘层，所述沟道是由铟（In)、锌（Zn)、及锡 (Sn)构成的第四氧化物（可包含不可避免的杂质）；或由铟（In)和锌（ Zn)构成的第五氧 化物（可包含不可避免的杂质）。
[0017] 根据该薄膜晶体管，由于作为沟道采用上述第四氧化物或第五氧化物，并且作为 栅绝缘层采用由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物，因此，能够显著地提高作为薄膜晶体管的 各种特性（例如，场效应迁移率、磁滞现象的减少、0N/0FF比、或亚阈值特性（SS))。
[0018] 另外，本发明的另一种薄膜晶体管的制造方法，将栅绝缘层形成工艺设置在栅极 层的形成工艺和用于形成沟道用氧化物（可包含不可避免的杂质）的沟道的形成工艺之 间，其中，所述栅绝缘层形成工艺，其在含氧气氛中进行加热将以包含镧（La)的前驱体及 包含锆（Zr)的前驱体作为溶质的前驱体溶液的栅绝缘层用前驱体溶液作为原材料的栅绝 缘层用前驱体层，由此使由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物（可包含不可避免的杂质）的 栅绝缘层与栅极层接触而形成的栅绝缘层形成工艺。此外，在该薄膜晶体管的制造方法中， 所述沟道的形成工艺包括在含氧气氛中加热将如下（1)-(2)的各前驱体溶液作为原材料 的沟道用前驱体层的工艺， (1) 以包含铟（In)的前驱体、包含锌（Zn)的前驱体、及包含锡（Sn)的前驱体作为溶质 的第四前驱体溶液； (2) 以包含铟（In)的前驱体及包含锌（Zn)的前驱体作为溶质的第五前驱体溶液。 进一步地，在该薄膜晶体管的制造方法中，所述沟道的形成工艺是：通过在含氧气氛中 加热所述沟道用前驱体层，形成如下（3)-(4)的沟道用氧化物的工艺， (3) 由铟（In)、锌（Zn)、及锡（Sn)构成的第四氧化物； (4) 由铟（In)和锌（Zn)构成的第五氧化物。
[0019] 根据该薄膜晶体管的制造方法，作为沟道采用上述第四氧化物或第五氧化物，并 且作为栅绝缘层采用由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物，因此，能够制造作为薄膜晶体管的 各种特性（例如，场效应迁移率、磁滞现象的减少、0N/0FF比、或亚阈值特性（SS))优异的薄 膜晶体管。此外，根据该薄膜晶体管的制造方法，通过不使用光刻法的比较简化的处理（例 如，喷墨法、丝网印刷法、凹版/凸版印刷法、或纳米压印法）可以形成栅绝缘层及沟道。此 夕卜，也容易实现大面积化。从而，根据该薄膜晶体管的制造方法，能够提供工业性及量产性 优异的薄膜晶体管的制造方法。进一步地，根据该薄膜晶体管的制造方法，作为沟道采用上 述第四氧化物或第五氧化物，并且作为栅绝缘层采用由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物，因 此，在相当低的温度下进行加热处理，也能够制造作为元件而耐用的薄膜晶体管。
[0020] 其中，在本申请中，"模压"还称为"纳米压印"。 发明的效果
[0021] 根据本发明的一种薄膜晶体管，可实现栅绝缘层及沟道均由氧化物形成的高性能 薄膜晶体管。另外，根据本发明的一种薄膜晶体管的制造方法，能够提供一种通过比较简单 的处理形成氧化物，因此工业性及量产性优异的薄膜晶体管的制造方法。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图2是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面 示意图。 图3是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面 示意图。 图4是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面 不意图。 图5是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面 示意图。 图6是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面 示意图。 图7是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面 示意图。 图8是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面 示意图。 图9是示出本发明第一至第三实施方案的薄膜晶体管的整体结构及其制造方法的一 个过程的剖面示意图。 图10是示出本发明第一实施方案的薄膜晶体管的Vg-Id特性的图表。 图11是示出包含只有厚度与本发明第一实施方案的沟道不同的沟道用氧化物的氧原 子的 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)分析结果的图表。 图12是示出包含在作为参考用测量对象的氧化物的氧原子的xps(x_ray Photoelectron Spectroscopy)分析结果的图表。 图13是示出只有厚度与本发明第一实施方案的沟道不同的沟道用氧化物及作为参考 用测量对象的氧化物的、表面的AFM像和表面粗糙度的图。 图14是示出本发明第二实施方案的薄膜晶体管的Vg-Id特性的图表。 图I5是示出本发明第三实施方案的薄膜晶体管的Vg-Id特性的图表。 图I6是示出本发明第四实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面示意 图。 图17是示出本发明第四实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面示意 图。 图18是示出本发明第四实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面示意 图。 图19是示出本发明第四实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面示意 图。 图20是示出本发明第四实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面示意 图。 图21是示出本发明第四实施方案的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的剖面示意 图。 图22是示出本发明第四实施方案的薄膜晶体管的整体结构及其制造方法的一个过程 的剖面示意图。 图23是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图24是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图25是不出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图26是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图27是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图28是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图29是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面不意图。 图30是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图31是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面不意图。 图32是示出本发明第五实施方案及其变形例的薄膜晶体管的整体结构及其制造方法 的一个过程的剖面示意图。 图33是示出本发明第五实施方案的薄膜晶体管的Vg-Id特性的图表。 图34是示出本发明第五变形例的实施方案的薄膜晶体管的Vg-Id特性的图表。 图35是示出本发明第六实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面不意图。 图36是示出本发明第六实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图37是示出本发明第六实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图38是示出本发明第六实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图39是示出本发明第六实施方案及其变形例的薄膜晶体管的制造方法的一个过程的 剖面示意图。 图40是示出本发明第六实施方案及其变形例的薄膜晶体管的整体结构及其制造方法 的一个过程的剖面示意图。 附图标记说明
[0023] 10 基板 20、224栅极 222栅极用前驱体层 32、232栅绝缘层用前驱体层 34、234栅绝缘层 42、42a、42b、42c、242、242a、242b 沟道用前驱体层 44、44a、44b、44c、244、244a、244b 沟道 250 ΙΤ0 层 56、256漏极 58、258源极 100、100a、100b、100c、400、400a、400b、400c、500、500a、500b、600、600a、600b 薄膜晶 体管 50 IT0 层 90保护膜 Ml栅绝缘层用模具 M2沟道用模具 M3栅极用模具 M4源/漏极用模具

【具体实施方式】
[0024]参照附图对本发明实施方案的薄膜晶体管及其制造方法进行说明。此外，进行说 明时，在全部附图中只要没有特别说明，对共同的部分均附上了共同的附图标记。另外，在 附图中，本实施方案的要素并不一定是以互相相同的压缩比例表示的。进一步地，为了便于 理解各个附图，可能会省略一部分的附图标记。
[0025] <第一实施方案> 1.本实施方案的薄膜电容器的整体结构 图丄至图8是分别示出薄膜晶体管100(本实施方案的100a)的制造方法的一个过程 的剖面示意图。另外，图9是示出本实施方案的薄膜晶体管100a的制造方法的一个过程及 整体结构的剖面示意图。如图 9所示，在本实施方案的薄膜晶体管100a中，在基板10上， 从下层依次层叠有：栅极 2〇、栅绝缘层34、沟道44 (在本实施方案中为沟道44a)、源极58、 及漏极56。
[0026]薄膜晶体管100a采用所谓的底栅（bottom gate)结构，但本实施方案不限定于该 结构。从而，只要是本领域技术人员，就能够以通常的技术常识参考本实施方案的说明而更 改工艺的顺序，由此形成顶栅（top gate)结构。另外，本申请中的温度是指，与基板接触的 加热器的加热面的表面温度。另外，为了简化附图，省略对从各电极引出的电极的图案化 (patterning)的说明。
[0027]基板10能够使用各种绝缘基材，其中，所述绝缘基材包括：例如，高温耐热玻璃、 Si02/Si基板（即，在桂基板上形成有氧化桂膜的基板；下面也简称为"基板"）、氧化招 (A1 203)基板、STO(SrTiO)基板、在Si基板的表面经由Si02层及Ti层形成STO(SrTiO)层 的绝缘基板等、及半导体基板（例如，Si基板、SiC基板、Ge基板等）。
[0028]作为栅极20的材料例如能够使用高熔点金属如铂、金、银、铜、铝、钥、钯、钌、铱、 及钨；或其合金等的金属材料。
[0029] 在本实施方案的薄膜晶体管100a中，栅绝缘层34是包含镧（La)和锫（Zr)的氧 化物（但可包含不可避免的杂质；这一点对于其他材料的氧化物也是相同的，并不限于该 材料的氧化物）。对于栅绝缘层34的镧（La)和锆（Zr)的原子数比，将镧（ La)作为丨时， 尤其在锆（Zr)处于0·四以上且4以下时，能够获得准确度高的晶体管性能的效果。此外， 栅绝缘层34还被称为LZ0层。
[0030] 本实施方案的栅绝缘层34的厚度优选为50nm以上且3〇〇nm以下。对栅绝缘层34 的厚度的上限没有特别的限制，但是，例如超过300nm，则可能会对沟道的界面特性产生影 响，因此不优选。另一方面，若该厚度不足50nm，则从漏电流增加或膜对基板的覆盖性差等 观点来看不优选。
[0031]另外，栅绝缘层34的相对介电常数优选为3以上且100以下。若栅绝缘层34的 相对介电常数超过100,则时间常数变大，因此，导致妨碍晶体管的高速工作；另一方面，若 相对介电常数不足3,则基于栅极绝缘膜的感应电荷量减少，由此可能会使设备特性变差， 因此不优选。此外，从这一观点来看，相对介电常数更优选为15以上且30以下。
[0032] 本实施方案的沟道44a是由包含铟（In)、锌（Zn)、及锆（Zr)的沟道用氧化物（在 本实施方案中为第一氧化物）构成。另外，沟道用氧化物包含将铟（In)作为1时原子数比 为0.015以上且0· 075以下的锆（Zr)。如下所述，在沟道44a中的将铟（In)作为1时锆 (Zr)的原子数比是0.015以上且0.075以下的薄膜晶体管，可以抑制由铟（In)和锌（Zn) 构成的氧化物的情况下难以抑制的过度的氧缺损。其结果，能够显著地提高作为薄膜晶体 管的各种特性（例如，磁滞现象的减少、ΟΝ/OFF比、或亚阈值特性（SS))。
[0033] 另外，本实施方案的沟道用氧化物是非晶相，因此，可以认为能够得到使沟道44a 与栅绝缘层34接触良好的界面状态。其结果，能够形成具备良好的电特性的薄膜晶体管。 此外，由包含铟（In)、锌（Zn)、及锆（Zr)的沟道用氧化物而构成的沟道44a还称为ΖΙΖ0层。 [0034] 另外，沟道44a的厚度是5nm以上且80nm以下的薄膜晶体管，从以高准确度覆盖 栅绝缘层34等观点及使沟道导电性的调制变得容易的观点来看，是优选的一个方案。
[0035] 另外，本实施方案的源极58及漏极56由IT0(Indium Tin Oxide)构成。
[0036] 2.薄膜晶体管100a的制造方法 (1)栅极的形成 首先，如图1所示，栅极20通过公知的溅射法形成在作为基材的Si02/Si基板（下面 也简称为"基板"）10上。
[0037] (2)栅绝缘层的形成 接着，如图2所示，在栅极20上，通过公知的旋涂法，形成将以包含镧（La)的前驱体及 包含锆（Zr)的前驱体作为溶质的栅绝缘层用前驱体溶液作为原材料的栅绝缘层用前驱体 层32。
[0038]用于本实施方案中的栅绝缘层用氧化物的包含镧（La)的前驱体的例子为醋酸 镧。作为其他例子，可以采用硝酸镧、氯化镧、或各种醇镧（例如，异丙醇镧、镧丁氧化物、 镧乙氧化物、及镧甲氧基乙氧化物）。另外，用于本实施方案的栅绝缘层用氧化物的包含锆 (Zr)的前驱体的例子为正丁氧基锆。作为该离子的其他一例，可以采用硝酸锆、氯化锆、或 该其他各种的醇锆（例如，异丙醇锆、正丁氧基锆、锆乙氧化物、及锆甲氧基乙氧化物）。 [0039] 此后，作为预烧成，在80°C以上且250°C以下的温度下加热规定时间。其中，能够 通过该预烧成，使栅绝缘层用前驱体层32中的溶剂充分蒸发，并且形成凝胶状态（可理解 为在热分解前残留有机基团的状态），其中凝胶状态是为了呈现可以使最终的塑性变形实 现的特性的优选状态。从以更高准确度实现所述观点的方面来看，预烧成温度优选为80? 以上且250?以下。另外，该温度范围也是其他材料的预烧成的优选温度范围。
[0040] 此外，该预烧成在氧气氛中或大气中（下面，也总称为"含氧气氛"）进行。在本实 施方案中，为了最终得到充分的栅绝缘层34的厚度（例如，约125nm)，重复进行多次基于 所述旋涂法的栅绝缘层用前驱体层32的形成和预烧成。在此之后，作为主烧成，将栅绝缘 层用前驱体层32在氧气氛中（例如为100体积％，但并不限定于此；这一点对于下文中的 "氧气氛"也是相同的），以350°C以上且550°C以下的温度加热规定时间，从而如图3所示， 在栅极20上，形成作为由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物的栅绝缘层34。
[0041] 其中，本实施方案的栅绝缘层34通过对以包含镧（La)的前驱体及包含锆（Zr)的 前驱体作为溶质的栅绝缘层用前驱体溶液进行烧成来形成。在本申请中，如上所述，通过将 前驱体溶液作为原材料并对其进行烧成来形成栅绝缘层34或该其他氧化物层的方法，为 便于说明也将该方法称为"溶液法"。
[0042] (3)沟道的形成 a此后，如图4所示，在栅绝缘层：M上，通过公知的旋涂法形成沟道用前驱体层42a。在 本头施方案中，形成有：将以包含铟（In)的前驱体、包含锌（Zn)的前驱体、及包含所述铟 作为上时原子数比为 0.015以上且〇.〇75以下的锆 （Zr)的前驱体作为溶质的沟道用 目ij驱体溶液（在本实施方案中为第一前驱体溶液）作为原材料的沟道用前驱体层 42&。
[OO43]此后，作为预烧成，将沟道用前驱体层4?在8(TC以上且25(TC以下的温度范围内 加热规定时间。在此之后，作为主烧成，将沟道用前驱体层42a在氧气氛中，在35(rc以上且 550 C以下的温度范围内加热规定时间，从而如图5所示，在栅绝缘层34上，形成作为由铟 (In)、锌（Zn)、及锆（Zr)构成的氧化物的沟道44a。
[0044]此时，用于本实施方案中的沟道44a的包含铟（In)的前驱体的例子为乙醜丙酮 铟。作为该例子的其他一例，可以采用醋酸铟、硝酸铟、氯化铟、或各种醇铟（例如，异丙醇 铟、铟丁氧化物、铟乙氧化物、及铟甲氧基乙氧化物）。另外，用于本实施方案中的沟道44a 的包含锌（Zn)的前驱体的例子，有氯化锌。作为该例子的其他一例，可以采用氯化锌、硝 酸锌、醋酸锌、或各种醇锌（例如，异丙醇锌、锌丁氧化物、锌乙氧化物、及锌甲氧基乙氧化 物）。另外，用于本实施方案中的沟道44a的包含错（Zr)的前驱体的例子，有正丁氧基错。 作为该例子的其他一例，可以采用硝酸锆、氯化锆、或该其他各种醇锆（例如，异丙醇销、正 丁氧基锆、锆乙氧化物、及锆甲氧基乙氧化物）。
[0045] (4)源极及漏极的形成 之后，如图6所示，在沟道44a上，通过公知的光刻法来形成图案化的保护膜90,然后 在沟道44a及保护膜90上，通过公知的溅射法形成ΙΤ0层5〇。本实施方案的靶材（target material)例如是含有5wt%氧化锡（Sn0 2)的ΙΤ0,并且在室温下形成。此后，若保护膜90 被去除，则如图7所不，在沟道44a上形成基于ΙΤ0层50的漏极56及源极58。
[0046] 此后，在漏极56、源极58、及沟道44a上，通过公知的光刻法来形成图案化的保护 膜90,然后将保护膜90、漏极56的一部分、及源极58的一部分作为掩模（ mask)，并使用基 于公知的氩（Ar)等离子的干法蚀刻法而去除露出的沟道44a。其结果，通过形成图案化的 沟道44a来制造薄膜晶体管l〇〇a。
[0047] 3.薄膜晶体管l〇〇a的特性 接着，为了更详细地说明第一实施方案，对实施例1进行说明，但本实施方案并不限定 于该例。对于实施例1，通过以下方法，检测出薄膜晶体管的特性。
[0048] (实施例1) 在实施例1中，首先，在基板10上，形成作为栅极2〇的200nm厚的铀（Pt)层。铂层 是通过公知的涵射法形成的。在实施例1中，在Si〇2上形成有约10nm厚的Ti〇 x膜（未图 示）。
[0049] 接着，在栅极层上，通过公知的旋涂法，形成将以包含镧（La)的前驱体及包含锆 (Zr)的前驱体作为溶质的栅绝缘层用前驱体溶液作为原材料的栅绝缘层用前驱体层 32。 包含镧（La)的前驱体是醋酸镧。包含锆（Zr)的前驱体是正丁氧基锆。此后，作为预烧成， 以25(TC加热约5分钟。在实施例 1中，重复进行了 5次基于旋涂法的前驱体层的形成和预 烧成。
[0050] 此后，作为主烧成，将前驱体层在氧气氛中以550-C加热约20分钟，从而得到栅绝 缘层34。栅绝缘层34的厚度约为125nm。此外，各层的膜厚是通过用触针法测量各层和基 板10的高度差来求出的。另外，本实施例的栅绝缘层34是由镧（La)和锆（Zr)构成的氧 化物，并且包含将镧（ La)作为丨时原子数比为〇.25以上且4以下的锆（Zr)。
[0051] 此后，在栅绝缘层34上，通过公知的旋涂法，形成将以包含铟（In)的前驱体、包含 锌（Ζη)的前驱体、及包含锆（Zr)的前驱体作为溶质的沟道用前驱体溶液（第一前驱体溶 液1 作为原材料的沟道用前驱体层42a。此外，作为用于沟道用前驱体层42a的包含铟（In) 的前驱体，采用了乙酰丙酮铟。另外，作为用于沟道用前驱体层42a的包含锌（Zn)的前驱 体，采用了锌丁氧化物。另外，作为包含锆（ Zr)的前驱体，采用了正丁氧基锆。
[0052]接着，作为预烧成，将沟道用前驱体层以25(TC加热约5分钟。此后，作为主烧成， 将沟道用前驱体层在氧气氛中以50(TC加热约10分钟，从而形成由铟（In)、锌（Zn)、及锆 (Zr)构成的沟道用氧化物层。实施例1的沟道用氧化物层中的铟（ In)、锌（Zn)、及锆（Zr) 的原子数比是，将铟（In)作为1时，锌（Zn)为〇· 5,锆（Zr)为0. 05。另外，沟道用氧化物 层的厚度约为20nm。此后，按照第一实施方案形成了源极及漏极。
[0053] ⑴电流-电压特性 图10是示出薄膜晶体管100a的Vg-Id特性的图表。此外，图10中的VD是，施加在薄 膜晶体管100a的源极58和漏极56之间的电压（V)。另外，表1示出薄膜晶体管100a的亚 阈值特性（SS)、场效应迁移率（μ FE)、及0N/0FF比。
[0054]【表1】 栅极绝缘层 Γ 用氧化 : ?- 沟道用氧像物 (rnVMec,) Icti/Vs)__QFF LaZrO/ZrlnZnO____ .4:. _>109_
[0055] 如图10及表1所示，检测第一实施方案的薄膜晶体管100a的Vg-Id特性的结果是 亚阈值特性（SS)为6〇OmV/de C·，场效应迁移率（μ FE)为4cm2/Vs。另外，0N/0FF比是超过 1〇8的阶数。从而可确认，薄膜晶体管100a是通过用于构成该薄膜晶体管100a的栅绝缘层 及沟道以氧化物层构成且采用溶液法来形成的，但可以充分发挥作为晶体管的功能。此外， 在该例子中，主烧成的温度是500°C，但从发明人的实验结果确认到：只要主烧成的加热温 度在 350°C以上且500°C以下，就能够发挥作为薄膜晶体管的功能。此外，还确认到：只要主 烧成的加热温度在450°C以上且500°C以下，就具有能够提高晶体管的各电特性的稳定性。
[0056] (2)相对介电常数 在实施例1中，相对介电常数是使用东阳株式会社制的1260-SYS型宽带介电常数测量 系统而测量的。其结果，测量出栅绝缘层的氧化物的相对介电常数大致为2〇以上且25以 下。
[0057] (3)基于XRD分析的结晶结构解析 对实施例1的沟道，进行了基于X射线衍射（XRD :X_Ray Diffraction)装置的分析。 其结果，并未观察到明显的峰值，因此得知构成沟道的沟道用氧化物是非晶相的。在本实施 例中，沟道用氧化物（第一氧化物）含有锆（Zr)，从而可以比较容易形成非晶相，因此，能够 提高氧化物层的平坦性。此外，由于可以比较容易形成非晶相，可以形成与栅绝缘层接触良 好的界面。
[0058] (4)基于XPS测量装置的氧化物中的氧原子的分析 对于包括在只有厚度与实施例1的沟道不同的沟道用氧化物的氧原子，进行了基于 XPS (x-ray Photoelectron Spectinscopy)测量装置的氧化物中的氧原子的分析。具体地， 该分析对象是约3〇nm厚的由铟（In)、锌（Zn)、及锆（Zr)构成的氧化物。从而该氧化物实 质上可以被称为沟道用氧化物（第一氧化物）。
[0059] 图11是示出包含在该由铟（In)、锌（Zn)、及锆（Zr)构成的氧化物的氧原子的XPS 分析结果的图表。另外，图I2是示出包含在作为参考用测量对象的氧化物的氧原子的XPS 分析结果的图表。此外，该参考用测量对象是由铟（In)及锌（Zn)构成的（不包含锆（Zr)) 氧化物，除了材料不同之外，通过与第一实施方案相同的溶液法形成。另外，可以认为图11 的（al)及图I 2的（a2)的峰值是因金属-氧结合产生的。例如在ΖΙΖ0层的情况下，图11 的（al)及图I2的（a2)的峰值可认为是表不02与Zr、In、或Zn结合的峰值。另外，可以 认为图11的（cl)及图12的（c2)的峰值是因由上述氧化物中的表面的H 20、02、或C02产 生的弱氧结合而产生的峰值。而且，图11的（bl)及图12的（b2)的峰值是在531eV以上 且 532eV以下（也可说成在531eV附近）的峰值，可以认为是反映所述氧化物中的氧缺损 状况的峰值，或者可以认为是由氧化物中的氧的缺损状态产生的峰值。
[0060] 如图11及图12所示，得知：含有锆（Zr)的氧化物与不含锆（Zr)的氧化物相比， 531. 9eV附近的峰值变小。 更具体地，在图11所示的（bl)中，将氧原子的总数作为1时，由531. 9eV附近的峰值 所引起的氧原子数是0. 200。另外，在图12所示的（b2)中，将氧原子的总数作为1时，由 531. 9eV附近的峰值所引起的氧原子数是〇. 277。
[0061] 此后经过发明人的进一步分析得知，随着增加该氧化物中的锆（Zr)含量， 531· 9eV附近的峰值变小。从而可以认为，通过形成如图n所示的（bl)的峰值的状况，氧 缺损得到抑制。从而还可以认为，如图11所示的（bl)的峰值的状况有助于将载流子浓度 调整至使晶体管工作时适当的浓度，并有助于提高与栅极绝缘膜之间的界面特性。而且，尤 其是将氧原子的总数作为1时，由上述531eV以上且532eV以下的范围内的峰值所引起的 氧原子数若在〇· 19以上且0.21以下，就能够抑制过度的氧缺损，因此，有助于提高作为薄 膜晶体管的各种特性（例如，磁滞现象的减少、0N/0FF比、或亚阈值特性（SS))。
[0062] (5)基于AFM的氧化物表面的观察及其表面粗糙度的分析 进一步地，进行了只有厚度与实施例1的沟道不同的沟道用氧化物的AFM(Atomic force microscopy)像的观察与其表面粗糙度的分析。图13是示出作为该沟道用氧化物及 参考用测量对象的氧化物的表面的AFM像和表面粗糙度的图。
[0063] 具体地，与XPS分析结果的情况相同地，约30nm厚的由铟（In)、锌（Zn)、及锆（Zr) 构成的氧化物（图I3的试样A)是分析对象。从而，该氧化物实质上可以被称为沟道用氧 化物（第一氧化物）。沟道另外，将除了材料不同之外通过与第一实施方案相同的溶液法来 形成且由铟（In)及锌（Zn)构成的（不包括锆（Zr))氧化物（图13的试样B)也作为参考 用测量对象而进行分析。
[0064] 如图13所示，确认到：从表面粗糙度方面来看，含有锆（Zr)的氧化物与不含有锆 (Zr)的氧化物相比，其均方根（RMs:R0〇t Mean Square)的值更小。另外，此后经过发明人 的进一步分析得知，随着增加该氧化物中的锆（Zr)的含量，RMS的值减小。从而，就实施例 1的沟道而言，通过包含锆（Zr)使平坦性提高。平坦性的优异程度尤其有助于提高在形成 具有层叠结构的薄膜晶体管时的尺寸精度，并且使沟道与栅极绝缘膜之间的界面特性得到 提闻。
[0065] 如上所述，本实施方案的薄膜晶体管l〇〇a可以实现作为薄膜晶体管的良好的电 特性是显而易见的。另外，根据本实施方案的薄膜晶体管l〇〇a的制造方法，栅绝缘层及沟 道由氧化物构成并采用溶液法形成。因此，与现有的方法相比，容易实现大面积化，并能够 显者地提闻工业性及量产性。
[0066] <第二实施方案> 1.本实施方案的薄膜电容器的整体结构 ^图1至图8是分别示出本实施方案的薄膜晶体管100b的制造方法的一个过程的剖面 示意图。另外，图9的剖面示意图示出本实施方案的薄膜晶体管100b的制造方法的一个过 程及整体结构。
[0067] 在本实施方案中，除了薄膜晶体管100b的沟道44b是包含铟（In)和锆（Zr)的沟 道用氧化物这一点之外，均与第一实施方案相同。从而，对于薄膜晶体管100b的结构，仅对 与图9的第一实施方案不同的结构进行说明。
[0068] 如图9所示，在本实施方案的薄膜晶体管100b中，在基板10上，从下层依次层叠 有：栅极2〇、栅绝缘层34、沟道44(在本实施方案中为沟道44b)、源极58、及漏极56。
[0069] 沟道44b由包含铟（In)及锆（Zr)的沟道用氧化物（在本实施方案中为第二氧化 物）构成。另外，沟道用氧化物包含将铟（In)作为1时原子数比为〇. 〇55以上且0. 16以 下的锆（Zr)。此外，沟道44b中的、将铟（In)作为1时锆（Zr)的原子数比为0.055以上 且0· 16以下的薄膜晶体管，可以抑制由铟（In)构成的氧化物的情况下难以抑制的过度的 氧缺损。其结果，能够显著地提高作为薄膜晶体管的各种特性（例如，磁滞现象的减少、 0N/ OFF比、或亚阈值特性（SS))。此外，由包含铟（In)及锆（Zr)的沟道用氧化物构成的沟道 44b还被称为IZ0层。
[0070] 2.薄膜晶体管100b的制造方法 在薄膜晶体管100b的制造方法中，如图4所示，在栅绝缘层34上，通过公知的旋涂法 形成沟道用前驱体层42b。在本实施方案中，形成将以包含铟（ιη)的前驱体及包含将所述 铟（In)作为1时原子数比为0· 055以上且0· 16以下的锆（Zr)的前驱体作为溶质的沟道 用前驱体溶液（在本实施方案中为第二前驱体溶液）作为原材料的沟道用前驱体层42b。
[0071] 此后，作为预烧成，将沟道用前驱体层4?在80°c以上且250?以下的温度范围内 加热规定时间。在此之后，作为主烧成，通过将沟道用前驱体层42b在氧气氛中，在35(TC以 上且 55〇°C以下的温度范围内加热规定时间，从而如图5所示，在栅绝缘层34上形成作为由 铟（In)和错（Zr)构成的氧化物的沟道44b。此外，包含铟（i n)或错（Zr)的前驱体的例子 与第一实施方案的例子相同。
[0072] 3.薄膜晶体管100b的特性 接着，为了更详细地说明第二实施方案，对实施例2进行说明，但本实施方案并不限定 于该例。对于实施例2,通过以下方法，检测出薄膜晶体管100b的特性。
[0073] (实施例2) 在实施例2中，用于沟道用氧化物层的包含铟（In)的前驱体是乙酰丙酮铟。另外，用 于沟道用氧化物层的包含锆（Zr)的前驱体是正丁氧基锆。除了这些之外，以与实施例！相 同的条件制作了薄膜晶体管l〇〇b。另外，沟道用氧化物层中的铟（In)和锆（Zr)的原子数 比是将铟（In)作为1时，锆（Zr)为0· 11。另外，沟道用氧化物层的厚度约为2〇nm。
[0074] (1)电流-电压特性 图14是示出薄膜晶体管100b的Vg-Id特性的图表。图14中的VD是，施加在薄膜晶 体管100b的源极58和漏极56之间的电压（V)。另外，表2示出薄膜晶体管i〇〇b的亚阈值 特性（SS)、场效应迁移率（μ FE)、及0N/0FF比。
[0075]【表2】

【权利要求】
1. 一种薄膜晶体管，其特征在于， 在栅极和沟道之间具备作为由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物的栅绝缘层，其中，所述 氧化物可包含不可避免的杂质， 所述沟道是由包含铟（In)和锌（Zn)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为 0· 015以上且0· 〇75以下的锆（Zr)的第一氧化物，其中，所述第一氧化物可包含不可避免的 杂质； 包含铟（In)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为0. 055以上且〇. 16以下的 诘（Zr)的第二氧化物，其中，所述第二氧化物可包含不可避免的杂质；或者 包含铟（In)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为0. 055以上且〇. 16以下的 镧（La)的第三氧化物，其中，所述第三氧化物可包含不可避免的杂质，构成的沟道用氧化 物。
2. 根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于， 所述沟道用氧化物是第一氧化物且为非晶相。
3. 根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于， 所述沟道用氧化物是第二氧化物且为非晶相。
4. 根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于， 所述沟道用氧化物是第三氧化物且为非晶相。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于， 所述栅绝缘层的相对介电常数是15以上且30以下。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于， 所述沟道的层厚度是5nm以上且80nm以下。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于， 所述沟道是所述第一氧化物，并且， X射线光电子能谱分析中，将所述沟道所包含的氧原子的总数作为1时，由531eV以上 且532eV以下的范围内的峰值所引起的氧原子数在0. 19以上且0.21以下。
8. -种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 将栅绝缘层形成工艺设置在栅极层的形成工艺和用于形成沟道用氧化物的沟道的形 成工艺之间，其中，所述沟道用氧化物可包含不可避免的杂质， 所述栅绝缘层形成工艺，其将以包含镧（La)的前驱体及包含锆（Zr)的前驱体作为溶 质的前驱体溶液的栅绝缘层用前驱体溶液作为原材料的栅绝缘层用前驱体层，在含氧气氛 中进行加热，由此使由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物的栅绝缘层以与栅极层接触的方式 形成，其中所述氧化物可包含不可避免的杂质， 所述沟道的形成工艺是通过在含氧气氛中加热沟道用前驱体层来形成沟道用氧化物 的工艺，其中， 所述沟道用前驱体层将以包含铟（In)的前驱体、包含锌（Zn)的前驱体、及包含将所述 铟（In)作为1时原子数比为0· 015以上且0· 075以下的锆（Zr)的前驱体作为溶质的第一 前驱体溶液； 以包含铟（In)的前驱体及包含将所述铟（In)作为1时原子数比为0. 055以上且0· 16 以下的锆（Zr)的前驱体作为溶质的第二前驱体溶液；或者 以包含铟（In)的前驱体及包含将所述铟（In)作为1时原子数比为ο. 055以上且0. 16 以下的镧（La)的前驱体作为溶质的第三前驱体溶液，作为原材料， 所述沟道用氧化物是包含铟（In)和锌（Zn)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数 比为0. 015以上且0· 075以下的锆（Zr)的第一氧化物，其中，所述第一氧化物可包含不可 避免的杂质； 包含铟（In)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为〇. 〇55以上且0. 16以下的 锆（Zr)的第二氧化物，其中，所述第二氧化物可包含不可避免的杂质；或 包含铟（In)，并且包含将所述铟（In)作为1时原子数比为〇· 055以上且0· 16以下的 镧（La)的第三氧化物，其中，所述第三氧化物可包含不可避免的杂质。
9. 根据权利要求8所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 用于形成所述栅绝缘层的的加热温度是350°C以上且55(TC以下， 用于形成所述沟道的加热温度是350°C以上且550°C以下。
10. 根据权利要求8所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 所述沟道用氧化物是第一氧化物且为非晶相。
11. 根据权利要求8所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 所述沟道用氧化物是第二氧化物且为非晶相。
12. 根据权利要求8所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 所述沟道用氧化物是第三氧化物且为非晶相。
13. 根据权利要求8至12中任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 所述栅绝缘层形成工艺进一步包括模压工艺，其中， 所述模压工艺，其在形成所述栅绝缘层之前，将所述栅绝缘层用前驱体层在含氧气氛 中，在80°C以上且300°C以下加热的状态下实施模压加工，由此使所述栅绝缘层用前驱体 层形成模压结构。
14. 根据权利要求8至13中的任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 所述沟道的形成工艺进一步包括模压工艺，其中， 所述模压工艺，其在形成所述沟道之前，将所述沟道用前驱体层在含氧气氛中，在8(TC 以上且300°C以下加热的状态下实施模压加工，由此使所述沟道用前驱体层形成模压结构。
15. -种薄膜晶体管，其特征在于， 在栅极和沟道之间具备作为由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物的栅绝缘层，其中，所述 氧化物可包含不可避免的杂质， 所述沟道是由铟（In)、锌（Zn)、及锡（Sn)构成的第四氧化物，其中所述第四氧化物可 包含不可避免的杂质；或由铟（In)和锌（Zn)构成的第五氧化物，其中所述第五氧化物可包 含不可避免的杂质。
16. 根据权利要求15所述的薄膜晶体管，其特征在于， 在所述第四氧化物中， 在将所述铟的原子数作为1的情况下，所述锌（Zn)的原子数比是0. 15以上且〇· 75以 下，并且 在将所述铟的原子数作为1的情况下，所述锡（Sn)的原子数比是0· 5以上且2以下。
17. -种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 将栅绝缘层形成工艺设置在栅极层的形成工艺和用于形成沟道用氧化物的沟道的形 成工艺之间，其中，所述沟道用氧化物可包含不可避免的杂质， 所述栅绝缘层形成工艺，其将以包含镧（La)的前驱体及包含锆（Zr)的前驱体作为溶 质的前驱体溶液的栅绝缘层用前驱体溶液作为原材料的栅绝缘层用前驱体层，在含氧气氛 中进行加热，由此使由镧（La)和锆（Zr)构成的氧化物的栅绝缘层以与栅极层接触的方式 形成，其中所述氧化物可包含不可避免的杂质， 所述沟道的形成工艺是通过在含氧气氛中加热沟道用前驱体层来形成沟道用氧化物 的工艺，其中， 所述沟道用前驱体层将以包含铟（In)的前驱体、包含锌（Zn)的前驱体、及包含锡（Sn) 的前驱体作为溶质的第四前驱体溶液；或者 将包含铟（In)的前驱体及包含锌（Zn)的前驱体作为溶质的第五前驱体溶液，作为原 材料， 所述沟道用氧化物是由铟（In)、锌（Zn)、及锡（Sn)构成的第四氧化物；或由铟（in)和 锌（Zn)构成的第五氧化物。
18. 根据权利要求17所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 在所述第四氧化物中， 在将所述铟的原子数为1的情况下，所述锌（Zn)的原子数比是〇. 15以上且0. 75以下， 并且 在将所述铟的原子数为1的情况下，所述锡（Sn)的原子数比是0.5以上且2以下。
19. 根据权利要求17或18所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 用于形成所述栅绝缘层的加热温度是350°C以上且440°C以下， 用于形成所述沟道的加热温度是350°C以上且440°C以下。
20. 根据权利要求17至19中任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 所述栅极层的形成工艺进一步包含模压工艺，其中， 所述模压工艺，其将栅极用前驱体层在含氧气氛中加热，从而在形成栅极用氧化物之 前，将所述栅极用前驱体层在含氧气氛中，在8〇°C以上且3〇〇°C以下加热的状态下实施模 压加工，由此使所述栅极用前驱体层形成模压结构， 所述栅极用前驱体层，其以包含铋（Bi)的前驱体及包含钌（Ru)的前驱体作为溶质的 前驱体溶液的栅极用前驱体溶液作为原材料；或以包含镧（La)的前驱体、包含铋（Bi)的前 驱体、及包含钌（Ru)的前驱体作为溶质的前驱体溶液的栅极用前驱体溶液作为原材料， 所述栅极用氧化物是由所述铋（Bi)和所述钌（Ru)构成的氧化物；或由所述镧（La)、 所述铋（Bi)、及所述钌（Ru)构成的氧化物。
21. 根据权利要求17至20中任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 所述栅绝缘层形成工艺进一步包含模压工艺，其中， 所述模压工艺，其在形成所述栅绝缘层之前，将所述栅绝缘层用前驱体层在含氧气氛 中，在8CTC以上且3〇(TC以下加热的状态下实施模压加工，由此使所述栅绝缘层用前驱体 层形成模压结构。
22. 根据权利要求17至21中任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于， 所述沟道的形成工艺进一步包含模压工艺，其中， 所述模压工艺，其在形成所述沟道之前，将所述沟道用前驱体层在含氧气氛中，在80°C 以上且300°C以下加热的状态下实施模压加工，由此使所述沟道用前驱体层形成模压结构。
【文档编号】H01L21/336GK104221154SQ201380016026
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】下田达也, 井上聪, 潘仲慧, 宫迫毅明, 李金望 申请人:独立行政法人科学技术振兴机构