电子设备及其制造方法和其制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及将氧化物半导体用于沟道的电子设备及其制造方法和其制造装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，为了实现液晶显示器的高精细、大型化、高速响应性，需求高迁移率的薄 膜晶体管灯FT :Thin Film Transistor)。另外，为了实现更高亮度且高对比度的显示器、 薄型化的移动终端、柔性显示器，进行了有机化巧lectroluminescence)元件的利用。有机 化元件是利用TFT驱动的电流驱动型的元件，为了发挥充分的发光性能，即使在用于驱动 有机化元件的TFT中，也追求实现高迁移率的元件。但是，一直W来，作为TFT的沟道的构 成材料主要使用的非晶娃的电子迁移率并不高，有机化元件难W实现充分的发光性能。
[0003] 因此，提出了在沟道中使用可W得到高电子迁移率的金属氧化物（氧化物半导 体）的TFT。作为运样的TFT中使用的金属氧化物，已知有氧化物半导体，例如：包含铜 化）、嫁（Ga) W及锋狂η)的氧化物的IGZ0(例如，参照非专利文献1)。IGZ0即使为非晶 态也具有比较高的电子迁移率（例如，10cm 2/(V · S) W上），因此期待在TFT的沟道中使用 IGZ0等金属氧化物。
[0004] 可是，在TFT中，为了确实地保护沟道远离外界的水分、大气等气体等，具备例如 包含氮化娃（SiN)膜等的纯化膜。在利用等离子体CVD法烟lemical Vapor D巧osition) 将包含氮化娃膜的纯化膜成膜的情况下，由于等离子体处理中使用的处理气体，而使氨自 由基、氨离子有时W氨原子的形式被包含于纯化膜。纯化膜中包含的氨原子向沟道扩散，使 IGZ0中的氧原子脱离，从而使IGZ0的特性、例如阔值电压（Vth)变化，因此提出了通过使用 不含氨原子的处理气体的等离子体CVD法来形成纯化膜（例如，参照专利文献1)。 阳(K)日]现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特愿2014-049797号说明书
[0008] 非专利文献
[0009] 非专利文献1 :《軽< 了薄シ一 h尹^ス文k ^杏実現子吝酸化物半導 体TFT》（实现轻且薄的显示器的氧化物半导体TFT)，Ξ浦健太郎等，TOSHIBA REVIEW Vol. 67No. 1(2012)
【发明内容】
W10] 发巧要解决的间颗
[0011] 但是，等离子体CVD法中由于瓣射、热等影响，包含IGZ0的沟道中氧原子脱落，在 沟道生成悬键（悬挂键，dangling bond)。由于悬键捕获载体（电子、空穴），因此存在引 起沟道的电子迁移率降低、使TFT的性能、可靠性降低的问题。
[0012] 本发明的目的在于提供防止氧化物半导体性能的降低，并且能够实现可靠性提高 的电子设备及其制造方法和其制造装置。 柳1引 用于解决间颗的方案
[0014] 为了达成上述目的，本发明的电子设备的特征在于，其具备：构成氧化物半导体的 金属氧化物膜、与该金属氧化物膜邻接的第1膜、W及夹持该第1膜且与前述金属氧化物膜 相对的第2膜；前述第1膜和前述第2膜的至少一者由含氣膜形成，前述第1膜和前述金属 氧化物膜的边界的氣原子浓度高于前述金属氧化物膜的前述边界W外部分的氣原子浓度， 至少前述第1膜的前述边界W外部分的氣原子浓度分布具有面向前述边界而减少的浓度 梯度。
[0015] 另外，为了达成上述目的，本发明的电子设备的特征在于，其具备：构成氧化物半 导体的金属氧化物膜、与该金属氧化物膜邻接的含氣膜；前述含氣膜与前述金属氧化物膜 的边界的氣原子浓度高于前述金属氧化物膜的前述边界W外部分的前述氣原子浓度和前 述含氣膜的前述边界W外部分的氣原子浓度，前述含氣膜的氣原子浓度高于前述金属氧化 物膜的前述边界W外部分的氣原子浓度。
[0016] 为了达成上述目的，本发明的电子设备的制造方法的特征在于，其为制造电子设 备的方法，所述电子设备具备：构成氧化物半导体的金属氧化物膜、与该金属氧化物膜邻接 的第1膜、W及夹持该第1膜且与前述金属氧化物膜相对的第2膜，前述第1膜和前述第 2膜的至少一者由含氣膜构成，使氣原子自该含氣膜向前述金属氧化物膜扩散，使前述第1 膜与前述金属氧化物膜的边界的前述氣原子浓度高于前述金属氧化物膜的前述边界W外 部分的前述氣原子浓度。
[0017] 为了达成上述目的，本发明的电子设备的制造方法的特征在于，其为制造电子设 备的方法，所述电子设备具备：构成氧化物半导体的金属氧化物膜、与该金属氧化物膜直接 邻接或夹持其它膜而邻接的含氣膜，通过使用了氣化物的气体、和包含氧原子和氮原子中 的至少任一者的气体的CVD法形成前述含氣膜。
[001引另外，为了达成上述目的，本发明的电子设备的制造装置的特征在于，其具备：构 成氧化物半导体的金属氧化物膜、W及与该金属氧化物膜直接邻接或夹持其它膜而邻接的 含氣膜，通过使用了氣化物的气体、和包含氧原子、氮原子中的至少任一者的气体的CVD法 形成前述含氣膜。
[0019] 发巧的效果
[0020] 根据本发明，第1膜与金属氧化物膜的边界的氣原子浓度高于金属氧化物膜的边 界W外部分的氣原子浓度，至少第1膜的边界W外部分的氣原子浓度分布具有面向边界而 减少的浓度梯度。氧原子自金属氧化物脱落而产生的悬键多存在于第1膜与金属氧化物膜 的边界，但由于在第1膜与金属氧化物膜的边界的氣原子浓度高于金属氧化物膜的边界W 外部分的氣原子浓度，因此在边界存在较多的氣原子，通过较多的氣原子将较多的悬键封 端（terminated)。由此，能够抑制因悬键引起的缺陷的发生，因此能够防止氧化物半导体性 能的降低，并且能够实现可靠性的提高。
[0021] 另外，根据本发明，含氣膜与金属氧化物膜的边界的氣原子浓度高于金属氧化物 膜的边界W外部分的氣原子浓度，含氣膜的氣原子浓度高于金属氧化物膜的前述边界W外 部分的氣原子浓度。氧原子自金属氧化物脱落而产生的悬键多存在于含氣膜和金属氧化物 膜的边界，但由于在含氣膜与金属氧化物膜的边界的氣原子浓度高于金属氧化物膜的边界 W外部分的氣原子浓度，因此在边界存在较多的氣原子，通过较多的氣原子将较多的悬键 封端。由此，能够抑制因悬键引起的缺陷的发生，因此能够防止氧化物半导体性能的降低， 并且能够实现可靠性的提高。
[0022] 进而，根据本发明，与金属氧化物膜直接邻接或夹持其它膜而邻接的含氣膜是通 过使用氣化物的气体、和包含氧原子、氮原子中的至少任一者的气体的CVD法来形成的，因 此含氣膜中确实地包含氣原子。由此，氣原子自含氣膜向金属氧化物膜扩散，金属氧化物膜 中存在的悬键能够被氣原子封端。其结果，能够抑制因悬键引起的缺陷的发生，因此能够防 止氧化物半导体性能的降低，并且能够实现可靠性的提高。
【附图说明】
[0023] 图1为大致地示出作为通常的电子设备的底栅型的氧化物TFT的结构的部分剖面 图。
[0024] 图2为示出相对于被照射的光能的、氧化娃膜TFT和含氣的氮化娃膜TFT的各初 始特性值的变化情况的图，图2的（A)表示S值的变化情况，图2的度）表示阔值电压变化 量的变化情况，图2的（C)表示磁滞电压变化量的变化情况。 阳0巧]图3为示出在氧化娃膜和含氣的氮化娃膜TFT的热处理后实施PBTS(Positive Bias Temperature Inst油ility，正偏压溫度不稳定性）试验时的各特性值的变化情况的 图表，图3的（A)表示氧化娃膜TFT中栅极电压和漏极电流的关系的时间变化，图3的度） 示出含氣的氮化娃膜TFT中栅极电压和漏极电流的关系的时间变化，图3的（C)示出氧化 娃膜TFT中相对于负荷时间的阔值电压变化量的变化程度，图3的（D)示出含氣的氮化娃 膜TFT中相对于负荷时间的阔值电压变化量的变化程度。
[0026] 图4为示出TFT中氣原子自纯化膜向沟道扩散的情况的部分剖面图。
[0027] 图5为具有模仿图4所示TFT结构的分析用样品的剖面图。
[0028] 图6为示出利用SIMS测定图5所示分析用样品的热处理后的氣原子分布的结果 的图。
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