反应性溅射装置的制造方法_5

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下形成了IGZO膜。此外,靶TG、形成于靶TG的表面TGs的烧蚀区域E、相对遮蔽板M1、以及遮蔽板M2各自配置成以上述的假想平面为对称面的面对称。
[0171]各遮蔽板M2使从搬送方向上的距离近的烧蚀区域E放射的多个溅射粒子中的、朝向与从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域在搬送方向上相反的一侧飞行的溅射粒子、且入射角度为30°以下的溅射粒子不到达形成区域。另一方面,各遮蔽板M2使从搬送方向上的距离近的烧蚀区域放射的多个溅射粒子中的、朝向从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域飞行的溅射粒子、且入射角度为9°以下的溅射粒子不到达形成区域。
[0172]因此,在试验例3中,从烧蚀区域E放射的溅射粒子中的、朝向与从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域在搬送方向上相反的一侧飞行的溅射粒子中的、入射角度为以下范围的溅射粒子到达形成区域。
[0173]30°<入射角度9<60°
[0174]另一方面,从烧蚀区域E放射的溅射粒子中的、朝向从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域飞行的溅射粒子中的入射角度为以下范围的溅射粒子到达形成区域。
[0175]9°<入射角度0<21°
[0176][试验例4]
[0177]参照图15说明试验例4。
[0178]如图15所示,在2个遮蔽板M2位于与试验例3同样的位置的状态下形成了IGZO膜。但是,在试验例4中,作为遮蔽板M2,使用宽度方向上的宽度大于试验例3的遮蔽板M2的板构件。此外,靶TG、形成于靶TG的表面TGs的烧蚀区域E、以及遮蔽板M2各自配置成以上述的假想平面为对称面的面对称。
[0179]各遮蔽板M2使从搬送方向上的距离近的烧蚀区域E放射的多个溅射粒子中的、朝向与从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域在搬送方向上相反的一侧飞行的溅射粒子、且入射角度为60°以下的溅射粒子不到达形成区域。另一方面,各遮蔽板M2使从搬送方向上的距离近的烧蚀区域放射的多个溅射粒子中的、朝向从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域飞行的溅射粒子、且入射角度为21°以下的溅射粒子不到达形成区域。
[0180][薄膜晶体管的特性和入射角度的关系]
[0181]参照图16说明作为沟道层具有IGZO膜的薄膜晶体管的特性和IGZO膜形成时的溅射粒子的入射角度的关系。
[0182]使用在用前面的图12至图15说明的试验例I至试验例4各自中所形成的IGZO膜,制成了用前面图11说明的多个薄膜晶体管。针对具有各试验例的IGZO膜的多个薄膜晶体管,例如在栅极-源极间电压为20V、漏极-源极间电压为20V的条件下进行偏置应力测试长达60分钟。然后,对各薄膜晶体管测定偏置应力测试后的阈值电压Vo,算出阈值电压Vo的变化量(AVo)的平均值。此外,阈值电压Vo是漏极电流到达IE—9A时的栅极-源极间电压。
[0183]如图16所示,可确认如下:在试验例I的薄膜晶体管中,阈值电压Vo的变化量为
5.5,在试验例2的薄膜晶体管中,阈值电压Vo的变化量为5.1。可确认如下:在试验例2的薄膜晶体管中,与试验例I的薄膜晶体管相比,在IGZO膜形成时,到达形成区域的溅射粒子的入射角度的最大值ΘIM、θ 2M大,因此可确认阈值电压Vo的变化量变小。
[0184]与此相对,可确认如下:在试验例3的薄膜晶体管中,阈值电压Vo的变化量为2.1,与试验例2的薄膜晶体管相比,阈值电压Vo的变化量大幅变小。
[0185]在此,在试验例2的薄膜晶体管和试验例3的薄膜晶体管中,IGZO膜形成时的入射角度的最大值Θ1Μ、Θ2Μ相同,另一方面,入射角度的最小值91m、02m相互不同。并且,在试验例3中,入射角度的最小值Θ1πι、Θ2πι比试验例2大。因此可以说,在IGZO膜形成时,入射角度小的溅射粒子不到达形成区域,由此在作为沟道层具有IGZO膜的薄膜晶体管中阈值电压VO的变化量变小。更详细地,可以说,多个溅射粒子中的满足下述的条件的溅射粒子不到达形成区域,由此阈值电压Vo的变化量变小。
[0186](A)是向与从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域在搬送方向上相反的一侧飞行的溅射粒子,且是相对于形成区域的入射角度为30°以下的溅射粒子。
[0187](B)是朝向从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域飞行的溅射粒子,且是相对于形成区域的入射角度为9°以下的溅射粒子。
[0188]另一方面,在试验例4的薄膜晶体管中,阈值电压Vo的变化量为1.9,与试验例3的薄膜晶体管相比,阈值电压Vo的变化量变小。但是,可确认如下:试验例3的薄膜晶体管中的阈值电压Vo的变化量与试验例4的薄膜晶体管中的阈值电压Vo的变化量之差小于试验例2的薄膜晶体管中的Vo的变化量与试验例3的薄膜晶体管中的阈值电压Vo的变化量之差。这样,可确认如下:即使入射角度Θ的最小值Θ1πι、Θ2πι比试验例3大,薄膜晶体管中的阈值电压V0的变化量也不会大幅变小。
[0189]因此,可以说,在IGZO膜形成时,到达形成区域的溅射粒子满足上述的(A)条件和(B)条件在减小薄膜晶体管中的阈值电压Vo的变化量上很重要。即,通过由满足条件(A)和(B)的溅射粒子形成IGZO膜,从而在形成于栅极氧化膜的界面的IGZO膜的面内可抑制IGZO膜的组分中的偏差,因此也可抑制IGZO膜的半导体特性的偏差。由此,可以说,容易保持栅极氧化膜42的绝缘性,可抑制薄膜晶体管中的阈值电压的变化量。
[0190]此外,满足(A)条件的溅射粒子与满足(B)条件的溅射粒子不同,不朝向从其他烧蚀区域E延伸的B丄O的区域飞行,因此与等离子体中所含的活性种反应的概率变小。因此,特别是通过使满足(A)条件的溅射粒子不到达形成区域,可抑制IGZO膜的组分、膜密度产生偏差波动。
[0191][ IGZO膜的膜密度]
[0192]参照图17说明作为试验例的与IGZO膜的膜密度有关的试验例。此外,在图17中示出使用X射线反射率法测定了IGZO膜的膜密度的结果、以及IGZO膜中的铟、镓以及锌的原子数之比为I: I: I时的理论密度(g/cm3) ο
[0193]测定了在上述的试验例2的条件下所形成的IGZO膜的膜密度和在上述的试验例3的条件下所形成的IGZO膜的膜密度。
[0194]如图17所示,可确认如下:试验例2的膜密度为5.22g/cm3,试验例3的膜密度为6.23g/cm3。并且可确认如下:试验例3的膜密度与试验例2的膜密度相比是接近作为理论密度的6.38g/cm3的值。这样,可确认如下情况:与由包含满足上述的(A)和(B)条件的溅射粒子SP的多个溅射粒子SP所形成的IGZO膜相比,在由不包含满足(A)和(B)条件的溅射粒子SP的多个溅射粒子SP所形成的IGZO膜中,膜密度提高,并且膜密度成为更接近理论密度的值。
[0195]这样,在由满足上述的(A)和(B)条件的溅射粒子SP以外的溅射粒子SP所形成的IGZO膜中,除了与其他构件的界面上的IGZO膜的特性之外,作为IGZO膜的整个厚度方向上的IGZO膜的特性的膜密度也提高。
[0196]此外,上述的各实施方式也能按以下适当变更后实施。
[0197].在第I实施方式和第2实施方式中,靶23的形成材料中的主要成分也可以是IGZO以外的氧化物半导体、例如氧化锌、氧化镍、氧化锡、氧化钛、氧化钒、氧化铟以及钛酸锶等。
[0198].在第I实施方式和第2实施方式中,靶23的形成材料中的主要成分也可以是IGZO以外,也可以使用含铟的IGZO以外的氧化物半导体、例如铟锌锡氧化物(ΙΖΤ0)、铟锌锑氧化物(IZAO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟锌氧化物(IZO)以及铟锑氧化物(IAO)等。此外,本申请发明人可确认如下:即使是上述IGZO以外的含铟的氧化物半导体被用作薄膜晶体管的沟道层的情况,通过限制入射到形成区域Rl的溅射粒子SP的入射角度Θ,也可得到与IGZO膜同样的效果。
[0199].靶23的形成材料中的主要成分不限于IGZ0,也可以是例如氧化铟锡(ITO)和氧化铝等无机氧化物。
[0200]?靶23的形成材料中的主要成分也可以是金属、金属化合物以及半导体等。在靶23的形成材料中的主要成分使用单体金属、半导体的情况下,通过从靶23放射的溅射粒子SP和由反应气体生成的等离子体的反应能形成氧化物膜、氮化物膜等化合物膜。
[0201].第3实施方式的溅射装置具备的溅射腔13只要不是如下构成即可:在开始向形成区域Rl放射溅射粒子S时,第I单元31和第2单元32两者配置于开始位置St。
[0202]如图18所示,也可以是如下构成:第I单元31配置于开始位置St,第2单元32配置于结束位置En。在这样的构成中,优选在第I单元31配置于开始位置St时,第I单元31的靶23的第I端部23el与形成区域Rl的第I端部Rel之间的扫描方向上的距离Dl为150mm以上。另一方面,优选在第2单元32配置于结束位置En时,第2单元32的靶23的第2端部23e2与形成区域Rl的第2端部Re2之间的扫描方向上的距离DI为150mm以上。
[0203]在形成区域Rl上形成层叠体时,例如,扫描部27使第I单元31从开始位置St朝向结束位置En沿着扫描方向移动。由此,在形成区域Rl中形成有例如氧化硅膜。然后,扫描部27使第I单元31从结束位置En朝向开始位置St沿着扫描方向移动。此时,第I单元31既可以使溅射粒子SP向形成区域Rl放射,也可以不放射。接着,扫描部27使第2单元32从结束位置En朝向开始位置St沿着扫描方向移动。由此,在形成区域Rl形成有例如氧化铌膜。然后,扫描部27使第2单元32从开始位置St朝向结束位置En沿着扫描方向移动。此时,第2单元32既可以使溅射粒子SP向形成区域Rl放射,也可以不放射。
[0204]此外,第I单元31和第2单元32各自一边放射溅射粒子SP—边沿着扫描方向在开始位置St与结束位置En之间移动的次数能根据各单元形成的化合物膜的厚度而变更。
[0205].溅射装置10也可以是如下构成:具备2个溅射腔13,各溅射腔13具有I个阴极单元22。在这样的构成中,各溅射腔13的阴极单元22具备形成材料的主要成分相互不同的靶23,由此在基板S的表面Sa上形成有由2个化合物膜构成的层叠体。此外,派射装置10也可以是如下构成:具备3个以上的溅射腔13,各溅射腔13具有I个阴极单元22,且各阴极单元22具有的靶23的形成材料中的主要成分相互不同。根据这样的构成,在基板S的表面Sa上形成有由3个以上化合物膜构成的层叠体。
[0206]?第3实施方式的第I单元31也可以具备形成材料的主要成分是氧化硅以外的材料的靶23,第2单元32也可以具备形成材料的主要成分是氧化铌以外的材料的靶23。哪个靶23的形成材料的主要成分都可以是金属、金属化合物以及半导体等中的任一种。
[0207].第3实施方式的溅射腔13也可以是具备3个以上阴极单元22的构成,各阴极单元22具备的靶23的形成材料中的主要成分既可以相互不同,也可以相同。
[0208].如图19所示,第2实施方式的阴极单元22也可以具备第3遮蔽板28c,第3遮蔽板28c在扫描方向上配置于第I阴极22A的靶23与第2阴极22B的靶23之间。第3遮蔽板28c的宽度方向的突出宽度既可以与第I遮蔽板28a和第2遮蔽板28b相互不同,也可以相同。第3遮蔽板28c是第3遮蔽部的一例。
[0209]在阴极单元22从开始位置St朝向结束位置En沿着扫描方向移动时,扫描方向上的第I阴极22A的第I烧蚀区域EI与第3遮蔽板28c之间的距离最大。但是,扫描方向上的第I烧蚀区域El与第3遮蔽板28c的距离小于第I烧蚀区域El与第2遮蔽板28b之间的距离。因此,从第I阴极22A的第I烧蚀区域El朝向与阴极单元22朝向的方向相反的方向放射的多个溅射粒子SP中的与第3遮蔽板28c碰撞的溅射粒子SP的入射角度Θ4的范围大于9°。因
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