酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法および製造装置
【課題】アモルファス金属酸化物半導体を採用した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造において、酸化物に半導体特性を付与する処理を低温化し、処理時間を短縮化すること。
【解決手段】ワークステージ８上のワーク７のアモルファス金属酸化物に対して、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して、酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Ａと、酸化物に混入する水素が引き抜かれ酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、酸化物内への酸素の拡散を促進するよう酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Ｂからなる処理を行う。工程Ａは、波長２３０ｎｍ以下の波長域の光を含む光を照射する例えば希ガス蛍光ランプ１０あるいはフラッシュランプからの光を照射することにより行われ、工程Ｂは、波長８００ｎｍ以上の波長域の光を照射する例えばフラッシュランプ２０からの光を照射することにより行われる。
【解決手段】ワークステージ８上のワーク７のアモルファス金属酸化物に対して、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して、酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Ａと、酸化物に混入する水素が引き抜かれ酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、酸化物内への酸素の拡散を促進するよう酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Ｂからなる処理を行う。工程Ａは、波長２３０ｎｍ以下の波長域の光を含む光を照射する例えば希ガス蛍光ランプ１０あるいはフラッシュランプからの光を照射することにより行われ、工程Ｂは、波長８００ｎｍ以上の波長域の光を照射する例えばフラッシュランプ２０からの光を照射することにより行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル、有機ＥＬディスプレイ等の映像ディスプレイを駆動するアクティブ素子である酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法および製造装置に関するものであり、特に酸化物半導体を用いたＴＦＴの動作改善に係る方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２２に、映像ディスプレイを駆動するアクティブ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構成例を示す。図２２は、例として、ボトムゲート型のＴＦＴの構造例を示す。基板１００上の１つの画素領域内に形成された例えばＴａ，Ｍｏ，Ａｌなどからなるゲート１０１の上部に、例えばＳｉＮｘ膜からなるゲート絶縁膜１０２が施される。さらにその上部には半導体層１０３が重畳される。この半導体層１０３の一部に、例えば低抵抗のＡｌ系合金からなるソース１０４、ドレイン１０６が設けられる。以上のように構成されたＴＦＴのソース１０４には、例えば低抵抗のＡｌ系合金層からなるソース配線１０５が設けられ、ドレイン１０６には例えば低抵抗のＡｌ系合金層からなるドレイン配線１０７が設けられる。また図示を省略したがゲート１０１にはゲート配線が設けられる。
【０００３】
このようなＴＦＴ、ソース配線、ドレイン配線、ゲート配線の上部を覆うように例えばアクリル系樹脂からなる層間絶縁膜（有機絶縁膜）１０８が設けられる。層間絶縁膜１０８の一部はフォトエッチング処理によって除去され、ドレイン配線１０７上にコンタクトホール１０９が形成される。この層間絶縁膜１０８の表面全体に画素電極である液晶駆動用電極１１０（透明電極（ＩＴＯ））が設けられる。よって、液晶駆動用電極１１０はコンタクトホール１０９を介してドレイン配線１０７と接続されるとともに、層間絶縁膜１０８を介してソース配線１０５上方、不図示のゲート配線上方にも設けることが可能となる。すなわち、液晶駆動用電極１１０の有効面積（開口率）を大きくすることが可能となる。
【０００４】
現在の映像ディスプレイ産業においては、基板としてガラスを採用し、ＴＦＴの半導体層としては、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜が用いたＬＣＤ（液晶パネル）が中心となっている。すなわち、近年大型化している映像ディスプレイにおいて、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜は、大面積の基板上に、ガラス基板が溶融しないような比較的低い温度（２５０〜３００°Ｃ程度）で成膜可能であるので、ＴＦＴの半導体層として有用である。
【０００５】
以上のようにＴＦＴの半導体層材料として有用なａ−Ｓｉ：Ｈであるが、電子移動度が低いという欠点がある。そのため、アクティブ素子の高速動作が要求される三次元ディスプレイパネルへ適用するには特性が不十分である。これに対応して電子移動度がａ−Ｓｉ：Ｈよりも高い半導体層材料として多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）を採用することが考えられる。
しかしながら、ｐ−Ｓｉ膜は、製造工程がａ−Ｓｉ：Ｈ膜より長く、大型基板では製造が難しいという難点がある。
【０００６】
また、近年、有機ＥＬ素子や電気泳動素子を利用し、フレキシブル基板を用いた映像ディスプレイの研究が進んでいる。フレキシブル基板としては、プラスチックフィルムなどが用いられる。ここで、プラスチックフィルムを用いたフィルム基板は耐熱性が１５０°Ｃ程度と低く、ＴＦＴの半導体層としてａ−Ｓｉ：Ｈを用いる場合、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の成膜工程においてフィルム基板にダメージが生じる。仮に、１５０°Ｃ以下でａ−Ｓｉ：Ｈ膜を成膜した場合、アクティブ素子としてのＴＦＴ性能が低下するという不具合が発生する。
また、ＴＦＴの半導体層としてｐ−Ｓｉを用いる場合も、ｐ−Ｓｉ膜の成膜工程において６００°Ｃ以上の熱処理工程が必要であり、フィルム基板上にｐ−Ｓｉ膜を成膜することは不可能である。
【０００７】
上記したような現状に対して、近年半導体層材料として、フィルム基板の耐熱温度以下（例えば、室温程度）の温度で成膜可能で、電子移動度がａ−Ｓｉ：Ｈの１０倍以上である酸化物半導体が注目されている。
特許文献１には、ＴＦＴの半導体層材料に適用される酸化物半導体として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（以下、ＩＧＺＯと称する）のアモルファス薄膜をＴＦＴの半導体層として用いる例が示されている。
ＩＧＺＯアモルファス薄膜の場合、スパッタリング法等の汎用な成膜方法を用いて、低温で成膜することが可能であり、また結晶粒界が無いという利点を有するので、柔軟性、低温プロセスが要求される上記したようなフィルム基板上にも成膜が可能であり、また大型基板に対して特性が均一なＴＦＴを構築することが可能となる。
【０００８】
酸化物半導体は、上記したように電子移動度がａ−Ｓｉ：Ｈの１０倍以上であるので、高速動作が可能な液晶と組み合わせることにより高速応答の液晶パネルを構成することが可能となる。このような液晶パネルは、三次元ディスプレイパネルにも適用可能である。特に、酸化物半導体ＴＦＴを用いたアクティブ素子とブルーフェーズ液晶を組み合わせることにより、液晶パネルの表示方式としてフィールドシーケンシャルカラー方式を採用することが可能となる。
【０００９】
通常のａ−Ｓｉ：Ｈ膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルと酸化物半導体膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルとを比較すると、駆動電力を同等とした場合、酸化物半導体使用ＴＦＴチップの面積はａ−Ｓｉ：Ｈ使用ＴＦＴチップの面積より小さくなるので、酸化物半導体膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルの開口率がａ−Ｓｉ：Ｈ膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルと比較して大きくなる。すなわち、開口率向上による省エネ化が酸化物半導体膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルにおいて可能となる。
また、酸化物半導体使用ＴＦＴチップの面積とａ−Ｓｉ：Ｈ使用ＴＦＴチップの面積が同じである場合、前者へ流すことができる電流は、後者へ流すことができる電流より大きい。よって、有機ＥＬ素子（有機発光ダイオード、Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）と酸化物半導体膜を使用したＴＦＴとを組み合わせた有機ＥＬディスプレイの高輝度化が可能となる。
なお、上記したＴＦＴに使用される酸化物半導体の例として、アモルファスＩＧＺＯ以外に、２成分系Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ、３成分系Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ等の金属酸化物が非特許文献１において報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０８８７２６Ａ１公報
【特許文献２】特開２００７−３１１４０４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０５７９８号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｈ.Ｑ.Ｃｈｉａｎｇ ｅｔ ａｌ，「Ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｌａｙｅｒｓ」Ｊ.Ｖａｃ.Ｓｃｉ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂ２４（６）,ｐ２７０２−ｐ２７０５（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここでＩＧＺＯ等の酸化膜は、通常、水素が混入していて酸素欠陥が生じており半導体特性は示さない。よってＩＧＺＯ等の酸化膜の酸素欠陥を回復させて、同膜に半導体特性を付与するため、従来は酸化膜の熱処理が行われてきた。例えば特許文献２には、ＩＧＺＯである酸化膜に対し、酸化性ガス（例えば、酸素ラジカル、オゾン、水蒸気、酸素）雰囲気中において、２００°Ｃ以上６００°Ｃ以下の条件にて熱アニールを行うことにより、酸化膜に半導体特性を付与してＴＦＴの特性改善を行うことが記載されている。具体的には、熱処理温度４００°Ｃで１時間熱処理を行うことが示されている。
また、特許文献３には、アモルファスＩＧＺＯ膜を用いたＴＦＴにおいて水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で温度２００〜５００°Ｃで、０．５〜３時間熱処理することが記載されている。
【００１３】
以上のように、半導体層材料としてアモルファス金属酸化物半導体を採用した実用的なＴＦＴを提供するには、基板上に酸化膜を成膜後、熱アニール処理を行う必要がある。そのため、フィルム基板の耐熱温度（例えば、１５０°Ｃ）以下の温度で酸化膜をフィルム基板上に成膜して上記フィルム基板にＴＦＴを構成したとしても、結局、フィルム基板の耐熱温度を越える温度で熱アニール処理を行わないと酸化膜に半導体特性を付与することができず、実用的なＴＦＴの特性を得ることができないので、フィルム基板上に特性が良好なＴＦＴを構築することは難しい。
また、熱処理時間自体、数時間前後行わなければならないので、ＴＦＴ製造のスループットも大きくなってしまう。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、半導体層材料としてアモルファス金属酸化物半導体を採用した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を映像ディスプレイのアクティブ素子として製造するにあたり、基板上に設けられた酸化物に半導体特性を付与し、更には半導体特性が付与された酸化物の特性を改善して上記ＴＦＴ特性を向上させるための酸化物の処理を低温化し、処理時間を短縮化することが可能な酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法、ならびに、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明のアモルファス金属酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法は、従来の酸化膜の熱アニール処理工程に加えて、酸化膜の活性化処理および活性酸素生成処理を行うものである。
具体的には、本発明においては、酸素含有雰囲気において基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化膜を活性化する波長域とを含む光を照射する工程（以下、工程Ａ）と、少なくとも活性酸素が生成し、酸化膜が活性化した状態で、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する熱アニール工程（以下、工程Ｂ）を含むものである。
上記工程Ａにおいて、上記波長域の光を照射するランプとしては、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプ、あるいは、例えばキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを用いることができ、上記工程Ｂにおいて、上記波長域の光を照射するランプとしては、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出する例えばキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを用いることができる。
すなわち、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造方法であって、酸素含有雰囲気において、基板上に設けられた上記酸化物に対し、以下の工程Ａ，Ｂを含む処理を行う。
工程Ａ：活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する。
工程Ｂ：上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する。
（２）基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置において、酸素含有雰囲気中に保持される、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも１本の第１のランプと、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも１本の第２のランプと、上記第１のランプおよび第２のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第１のランプおよび第２のランプに電力を供給する給電装置とを設ける。
上記第１のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものを使用し、上記第２のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものを使用する。
（３）上記（２）において、第１のランプは、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプであり、上記第２のランプは、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプである。
（４）上記（３）において、上記薄膜トランジスタの製造装置は、フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を有する。
（５）上記（４）において、上記遮光手段は、希ガス蛍光ランプの一部を包囲する第２の反射鏡である。
（６）上記（４）において、上記遮光手段は、上記反射鏡の反射面の一部に設けられた突起部であり、上記第１のランプおよび第２のランプのうちの一方は上記突起部に包囲されるように配置され、上記第１のランプおよび第２のランプのうちの他方は上記反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置され、突起部の形状、および、この突起部に包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定されている。
（７）上記（２）において、第１のランプは、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであり、上記第２のランプは、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）酸素含有雰囲気において、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Ａと、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Ｂを含む処理を行うようにしたので、工程Ａにおいて、上記酸化物半導体近傍に反応性の高い活性酸素を生成させ、アモルファス金属酸化物薄膜の表面における化学結合を切断して、アモルファス金属酸化膜に混入していた水素を引き抜くことができ、工程Ｂにおいて、アモルファス酸化膜が加熱されることにより、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
工程Ａにおいては、上記のように光エネルギーによりアモルファス酸化膜の結合手を切断しているので、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜くことが可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
また、工程Ａにおいては、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）におけるアモルファス酸化膜に対して光照射が行われるので、当該酸化膜近傍においても反応性が高い活性酸素が形成され、従来の熱エネルギーを用いる場合よりも飛躍的にアモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。
工程Ｂにおいては、既に工程Ａにおいて、アモルファス酸化膜の結合手の切断が成されていて、かつ、活性酸素の形成も行われているので、比較的低温の加熱でアモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現することが可能となる。すなわち、フィルム基板の耐熱温度以下の温度で加熱することが可能となる。また、工程Ｂはアモルファス酸化膜内への酸素の拡散の促進や当該酸化膜の歪の緩和のみを担当するので、従来と比較して加熱時間が短時間となる。
（２）半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置において、酸素含有雰囲気中に保持される薄膜トランジスタに光照射する第１のランプと、第２のランプと、第１のランプおよび第２のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第１のランプおよび第２のランプに電力を供給する給電装置とを設け、第１のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものを使用し、上記第２のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものを使用しているので、上述した工程Ａと工程Ｂを含む処理を一台の装置で実施することができる。
このため、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜き、アモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
（３）上記第１のランプとして、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプ、あるいはフラッシュランプを用い、上記第２のランプとして、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプを用いることにより、効果的に工程Ａと工程Ｂを含む処理を実施することができる。
（４）第１のランプとして希ガス蛍光ランプを用いた場合において、フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を設けることにより、希ガス蛍光ランプの蛍光体層が、フラッシュランプから放出されるピークパワーの大きな光によりダメージを受けるのを防ぐことができる。
（５）反射鏡の反射面の一部に設けられた突起部を、上記遮光手段として用いることにより、部品点数を少なくし、構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例の薄膜トランジスタの製造装置の構成例を示す図である。
【図２】希ガス蛍光ランプの構成例を示す図である。
【図３】希ガス蛍光ランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図である。
【図４】フラッシュランプの構成例を示す図である。
【図５】キセノンフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図である。
【図６】第１の実施例における希ガス蛍光ランプとキセノンフラッシュランプの発光タイミングチャートを示す図である。
【図７】実験１の４つの条件でＩＧＺＯ酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す図である。
【図８】希ガス蛍光ランプとキセノンフラッシュランプの発光タイミングチャートの他の例を示す図である。
【図９】第１の実施例の薄膜トランジスタの製造装置の変形例を示す図である。
【図１０】ショートアークフラッシュランプの構成例を示す図である。
【図１１】キセノンガス圧力を０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を５０９６Ａ／ｃｍ2としたときのロングアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図である。
【図１２】内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図（１）である。
【図１３】内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図（２）である。
【図１４】内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプ発光時の放電電流と波長領域１５０〜２４０ｎｍにおける積算放射強度との関係を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施例の薄膜トランジスタの製造装置の構成例を示す図である。
【図１６】本発明の実施例２における薄膜トランジスタの製造装置の別の構成例を示す図である。
【図１７】第２に実施例におけるサファイアフラッシュランプとキセノンフラッシュランプの発光タイミングを示す図である。
【図１８】実験２の４つの条件でＩＧＺＯ酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す図である。
【図１９】第２に実施例におけるサファイアフラッシュランプとキセノンフラッシュランプの発光タイミングチャートの他の例を示す図である。
【図２０】ショートアークフラッシュランプを用いた場合の発光タイミングチャートを示す図である。
【図２１】ショートアークフラッシュランプを用いた場合の発光タイミングチャートの他の例を示す図である。
【図２２】映像ディスプレイを駆動するアクティブ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
１．本発明における薄膜トランジスタの製造工程
本発明は、前記したように、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、酸素含有雰囲気において、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Ａと、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Ｂを含む処理を行うものである。
本発明者らが鋭意研究した結果、本発明にて採用した上記工程Ａ、工程Ｂを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法を採用することにより、以下に説明する作用が生じ、以下の効果を奏することが確認された。
【００１９】
〔工程Ａ〕
上記したように、工程Ａは、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）において、基板上に成膜されたアモルファス酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化物半導体膜を活性化する波長域とを含む光を照射する工程である。具体的には、波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光を、酸素含有雰囲気において、アモルファス酸化物半導体膜に照射するものである。
このような光照射により、以下の作用が発生する。
【００２０】
（ｉ）活性酸素生成作用
酸素含有雰囲気（例えば、大気中）に波長２３０ｎｍ以下の紫外線（以下、ＵＶとも称する）を含む光が照射されることにより、以下の化学反応が発生する。
反応１：オゾン生成後、活性酸素生成
大気中の酸素（Ｏ2）+ ＵＶ → オゾン（Ｏ3）
オゾン（Ｏ3）+ ＵＶ → 活性酸素（Ｏx）
反応２：酸素分解後、活性酸素生成
大気中の酸素（Ｏ2）+ ＵＶ → 活性酸素（Ｏx）
すなわち、酸化物半導体近傍に反応性の高い活性酸素が生成される。
【００２１】
（ｉｉ）酸化物半導体膜の活性化作用
波長２３０ｎｍ以下の紫外線がアモルファス金属酸化半導体膜（例えば、アモルファスＩＧＺＯ膜）に照射されることにより、当該アモルファス金属酸化物半導体膜の表面が活性化する。具体的には、アモルファスＩＧＺＯ薄膜の表面における化学結合が切断され、アモルファスＩＧＺＯ薄膜に混入していた水素が引き抜かれる。
【００２２】
〔工程Ｂ〕
（ｉｉｉ）熱アニール作用
少なくとも、アモルファス酸化膜の表面における化学結合が切断され当該酸化膜に混入していた水素が引き抜かれる状態であって、かつ、アモルファス酸化膜近傍に反応性の高い活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射し、アモルファス酸化膜を加熱することにより、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
【００２３】
なお、工程Ａの処理においては、アモルファス酸化膜の表面が活性化するとともに、その近傍に反応性が高い活性酸素が生成されているので、熱アニールを行わなくとも、アモルファス酸化膜の一部において、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
しかしながら、このような酸素導入はアモルファス酸化膜の表層に留まり、当該表層より深い部分における酸素導入は不十分となる。工程Ｂの熱アニールは、アモルファス酸化膜内への酸素の拡散を促進し、アモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現する。上記工程Ａ、工程Ｂよりアモルファス酸化膜に半導体特性が付与される。
また、工程Ｂの熱アニールにより、アモルファス酸化膜の結合手に振動エネルギーが与えられるので、アモルファス酸化膜の分子構造が振動し、その結果当該酸化膜の歪が緩和され、半導体特性が付与される酸化膜は安定な膜となる。
【００２４】
従来の熱アニールにより酸化膜に半導体特性を付与して酸化物半導体を使用したＴＦＴの特性向上を行う場合、熱エネルギーによって、水素の脱離および酸素欠陥部への酸素導入を行うことになるので、上記したように４００°Ｃ程度の高温処理が必要となり、また、処理時間も数時間程度かかる。そのため、耐熱温度が低いフィルム基板上へＴＦＴを設けることは事実上困難であり、また、ＴＦＴ製造のスループットも大きくなってしまう。
【００２５】
一方、本発明によれば、上記したような工程Ａ、工程Ｂの作用により、下記の効果を奏することができる。
（１）工程Ａにおいては、光エネルギーによりアモルファス酸化膜の結合手を切断しているので、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜くことが可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
また、工程Ａにおいては、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）におけるアモルファス酸化膜に対して光照射が行われるので、当該酸化膜近傍においても反応性が高い活性酸素が形成される。よって、従来の熱エネルギーを用いる場合よりも飛躍的にアモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。
（２）工程Ｂにおいては、既に工程Ａにおいて、アモルファス酸化膜の結合手の切断が成されていて、かつ、活性酸素の形成も行われているので、比較的低温の加熱でアモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現することが可能となる。すなわち、フィルム基板の耐熱温度以下の温度で加熱することが可能となる。また、工程Ｂはアモルファス酸化膜内への酸素の拡散の促進や当該酸化膜の歪の緩和のみを担当するので、従来と比較して加熱時間が短時間となる。
【００２６】
すなわち、本発明の工程Ａ、工程Ｂを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法によれば、耐熱温度が低い基板にＴＦＴを形成する場合においても上記基板上に形成された酸化物に対して半導体特性を付与することが可能となり、しかも、従来に比べて短時間で実用的な酸化膜を用いたＴＦＴを製造することが可能となる。
【００２７】
上記工程Ａで使用される波長が２３０ｎｍ以下の紫外線を照射する光源としては、希ガス蛍光ランプあるいはフラッシュランプを用いることができる。
希ガス蛍光ランプとしては、例えば、発光管にキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスを封入し、発光管の内周面に少なくとも蛍光体層を設け、一対の外部電極を設けた、波長が２３０ｎｍ以下の紫外線を照射することができるランプを使用する。
また、フラッシュランプは、発光管の内部に例えばキセノンガスを封入し、内部に一対の電極を設けたものであり、後述するように、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄ以上であるフラッシュランプ（ロングアークフラッシュランプともいう）、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄより小さいフラッシュランプ（ショートアークフラッシュランプともいう）を用いることができる。
【００２８】
上記工程Ａで使用されるロングアークフラッシュランプとしては、発光管内へのキセノンガスの封入圧力が１．５ａｔｍ（１５２ｋＰａ）以下のものを用いるのが望ましく、電流密度が４０００〜９０００Ａ／ｃｍ2で点灯させることにより、波長２３０ｎｍ付近に強い放射を得ることができる。また、発光管の破裂といった不具合を回避するために、発光管としては、衝撃波に対して機械的強度が大きいアルミナを用いるのが望ましい。
ショートアークフラッシュランプとしては、発光管内へのキセノンガスの封入圧力が８ａｔｍ（８．１０×１０5Ｐａ）以下のものを用いるのが望ましく、放電時の放電電流が１５００Ａ以上となるように動作させる必要がある。
【００２９】
また、上記工程Ｂで使用される波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出する光源としては、前記したガラス管の内部に例えばキセノンガスを封入し、ガラス管の内部に一対の電極を設けた電極間距離Ｌが発光管の管径ｄ以上であるフラッシュランプ（ロングアークフラッシュランプ）を用いることができる。
上記ロングアークフラッシュランプの放電時の電流密度を１０００〜２０００Ａ／ｃｍ2とすることにより、波長８００ｎｍ以上の波長領域において強い放射を得ることができる。
【００３０】
工程Ａ用に上記希ガス蛍光ランプを用い、工程Ｂ用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、希ガス蛍光ランプを点灯させながら、複数回、上記ロングアークフラッシュランプを点灯させることにより工程Ａと工程Ｂの処理を行うことができる。
また、上記工程Ａ用にロングアークフラッシュランプを使用し、工程Ｂ用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、工程Ａ用のフラッシュランプと、工程Ｂ用のフラッシュランプを同時に点灯させる。この場合、工程Ａ用のロングアークフラッシュランプの発光時間は、工程Ｂ用のフラッシュランプの発光時間より格段に短く、工程Ａ用のフラッシュランプの発光が終了した後も、工程Ｂ用のフラッシュランプは発光を持続する。
なお、工程Ｂ用のフラッシュランプを点灯させたのち、工程Ｂ用のフラッシュランプが発光している間に、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されるように工程Ａ用のフラッシュランプを点灯させるようにしてもよい。
さらに、上記工程Ａ用にショートアークフラッシュランプを使用し、工程Ｂ用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、工程Ａ用のショートアークフラッシュランプを複数回発光させ、ショートアークフラッシュランプの最後の発光タイミングとほぼ同じタイミングで工程Ｂ用のロングアークフラッシュランプを発光させる。なお、ショートアークフラッシュランプを複数回点灯させた後に、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、工程Ｂ用のロングアークフラッシュランプを発光させても、同様な効果が得られる。
【００３１】
２．本発明における薄膜トランジスタの製造装置の構成例
以下、本発明における薄膜トランジスタの製造装置の実施例について説明する。
〔実施例１〕
図１に、本発明における酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造工程である前記Ａ，Ｂの工程を実施するための薄膜トランジスタの製造装置の第１の実施例を示す。
図１に示す製造装置において、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化物半導体膜へ光照射するための光源部２は、上記した工程Ａの光照射を担当する光源と、工程Ｂの光照射を担当する光源の二種類の光源から構成される。
【００３２】
工程Ａの光照射を担当する光源としては、例えば、希ガス蛍光ランプ１０が採用され、工程Ｂの光照射を担当する光源としては、例えば、キセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプ２０が採用される。
図２に上記希ガス蛍光ランプの構成例を示し、図４にフラッシュランプの構成例を示す。図２、図４に示す構造から明らかなように両ランプ１０，２０の形状は直管状であり、図１に示すように、両ランプ１０，２０は複数並列に並べられ、これらのランプ１０，２０に給電するための給電手段４が設けられる。
両ランプの下方にはワークステージ８が設けられ、ワーク７は当該ワークステージ８上に載置される。ワーク７は、前記したアモルファス金属酸化膜を有する基板である。
【００３３】
複数の希ガス蛍光ランプ１０の本数、および、間隔は、希ガス蛍光ランプ１０から放出される波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、フラッシュランプ２０の本数、および、間隔は、フラッシュランプ２０から放出される熱アニール用の赤外線（ＩＲ：例えば、波長８００ｎｍ以上）を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
【００３４】
図１に示す例では、両ランプ１０，２０から放出される光がワーク７全体を照射可能なように、直管状の複数の希ガス蛍光ランプ１０と直管状の複数のフラッシュランプ２０とが交互に、かつ、並列に配置されている。しかし希ガス蛍光ランプ１０からの光、フラッシュランプ２０からの光が上記したような状態でワーク７上に照射されるのであれば、この配置に限るものではない。
なお、両ランプ１０，２０の上方には、両ランプ１０，２０からそれぞれ放出される光を下方に配置されたワーク７へと反射する反射鏡３ａ，３ｂが設けられる。
ここで、後で示すように、希ガス蛍光ランプ１０においては、ガラス管内部に蛍光体層が設けられた構造を有する。この蛍光体層は、フラッシュランプ２０から放出されるピークパワーの大きい光が照射されるとダメージを受けることが分かった。
よって、本発明の薄膜トランジスタの製造装置における光源部２は、希ガス蛍光ランプ１０の蛍光体層にフラッシュランプ２０から放出される光が照射されないように構成することが必要となる。
【００３５】
図１に示す例においては、フラッシュランプ２０から放出される光が希ガス蛍光ランプ１０に照射されないように、希ガス蛍光ランプ１０の一部を包囲する反射鏡３ｂが設けられる。上記反射鏡３ｂは、光源部を構成する各希ガス蛍光ランプ全てに対して設けられる。この反射鏡３ｂは、フラッシュランプ２０から放出される光を遮光して、当該光が希ガス蛍光ランプ１０に照射されないようにするとともに、希ガス蛍光ランプ１０から放出される光を光源部２の下方に配置されるワーク７へと反射する機能を有する。
反射鏡３ａは、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。同様に、反射鏡３ｂは、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。
【００３６】
希ガス蛍光ランプ１０、フラッシュランプ２０を含む光源部２およびワーク７、および、ワークステージ８は、内部が酸素を含有する雰囲気である処理室１内に配置される。なお、ワーク７とワークステージ８のみを処理室１内に配置し、処理室１に光源部２から放出される光を透過する光透過部材を設けて、光源部を処理室外に配置するようにしてもよい。この場合、上記光透過部材は、光源部２から放出される光が当該光透過部材を介してワーク７へ照射されるように、ワーク７が載置されたワークステージ８と光源部２との間に位置するように設けられる。
【００３７】
なお、工程Ａに採用される光は、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）において、基板上に成膜されたアモルファス酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化膜を活性化する波長域とを含む光であり、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）中で著しく吸収される。よって、光源部２とワーク７との距離によっては、ワーク７表面での放射照度が小さくなり、ワーク７近傍での活性酸素の生成や酸化物半導体膜の活性化が不十分となる場合もある。このような不具合が懸念される場合は、希ガス蛍光ランプ１０、フラッシュランプ２０を含む光源部２とワーク７およびワークステージ８とが配置される処理室１とを、上記のように光透過性窓部材等を用いて空間的に分割し、不活性ガスによるパージ等によって光源部がある空間の酸素含有量をできるだけ低下させ、処理室内のみ酸素を含有する雰囲気とすることが望ましい。
【００３８】
上記したように、工程Ａの活性酸素生成作用においては、オゾンが生成される。生成されるオゾンが処理室１の外部に流出することは好ましくないため、処理室１は、処理室１内で生成されたオゾンを排出するための排気手段５と接続される。また、処理室１は、大気中のコンタミネーションの処理室１への流入を抑制するエアフィルタ６が設けられた吸入口６ａが設けられている。排気手段５を稼動して処理室１内のオゾンを排気すると、吸入口６ａより上記コンタミネーションが殆ど除去された酸素含有ガス（大気等）が処理室１内へ流入する。
上記光源部２へ電力を供給する給電手段４、および、排気手段５の動作は、制御部９によって制御される。
【００３９】
図２に希ガス蛍光ランプの構成例を示す。
図２に示すように、希ガス蛍光ランプ１０は、例えば、直管状の石英（ＳｉＯ2）ガラス管の両端が封止され、内部にキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスが封入された放電空間を有する構造のガラス管１３と、一対の外部電極である第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂを有する。上記第１および第２の電極１１ａ，１１ｂは、ガラス管１３の外周面に互いに離間して管軸方向に沿って配設された帯状の外部電極であり、上記第１および第２の電極１１ａ，１１ｂには、保護膜１７が施される。
【００４０】
ガラス管１３の内周面の光出射方向側に対して反対側の内面に紫外線反射膜１４が設けられ（図２（ｂ）参照）、その内周に低軟化点ガラス層１５が設けられ、この低軟化点ガラス層１５の内周面に、蛍光体層１６が設けられる。
紫外線反射膜１４は、シリカ粒子（ＳｉＯ2）とそれ以外の粒子、例えば、アルミナ粒子（Ａｌ2Ｏ3）から構成される。
低軟化点ガラス層１５は、例えば、ホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸ガラスなどの硬質ガラスからなる。
希ガス蛍光ランプ用の給電手段４は、希ガス蛍光ランプ１０の第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ間に高周波電圧を供給するものであり、例えば、直流電源とインバータ回路と昇圧トランスから構成される。直流電源から出力される直流電圧は、直流電源と接続されたインバータ回路により高周波交流電圧等の高周波電圧に変換され、インバータ回路に接続された昇圧トランスにより昇圧されて、希ガス蛍光ランプ１０の一対の外部電極１１ａ，１１ｂに印加される。
【００４１】
第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ間に高周波電圧が印加されると、両電極１１ａ，１１ｂ間に誘電体である石英ガラス（放電容器１３）を介在させた放電が形成される。その結果、放電空間１８に励起された希ガスエキシマ分子が形成され、この希ガスエキシマ分子が基底状態に遷移する際、エキシマ光が放出される。
このエキシマ光により蛍光体が励起され、蛍光体層１６から紫外光が発生する。この紫外光は紫外線反射膜１４で反射され、紫外線反射膜１４が設けられていない開口部分から外部に放射される（図２に示す光放射方向（同図では下方）に放射される）。
本実施例に用いた希ガス蛍光ランプ１０においては、ガラス管１３内部にキセノンガスを封入し、誘電体バリア放電によって中心波長１７２ｎｍの紫外線を発生させ、この光により、蛍光体層を励起して、工程Ａに用いられる波長２３０ｎｍ以下の光を含む紫外線を発生させた。
【００４２】
図３に、本実施例で使用した希ガス蛍光ランプから放出される光の分光放射スペクトルを示し、同図の横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対放射強度（％）を示す。
図３（ａ）は、蛍光体としてプラセオジム付活リン酸ランタン系蛍光体ＬａＰＯ4：Ｐｒを用いて、ガラス管内部にキセノンガスを２１ｋＰａ封入した場合の分光放射スペクトルであり、波長２３０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがある。一方、図３（ｂ）は、蛍光体としてネオジウム付活リン酸イットリウム系蛍光体ＹＰＯ4：Ｎｄを用いて、ガラス管内部にキセノンガスを１３．３ｋＰａ封入した場合の分光放射スペクトルであり、波長１９０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがある。
【００４３】
図４にフラッシュランプの構成例を示す。
フラッシュランプ２０は、例えば、直管状の石英ガラス管２１の両端が封止された構造であり、ランプの長手方向において、両端に第１電極２２ａと第２電極２２ｂがそれぞれ設けられる。
ガラス管２１内には、例えばキセノンガスが封入される。
上記第１、第２電極２２ａ，２２ｂは、発光管であるガラス管２１の内部に配置されており、その発光管には、第１電極２２ａから伸びる外部リード２４を封止する封止部２３と、第２電極２２ｂから伸びる外部リード２４を封止する封止部２３がそれぞれ設けられる。
発光管両端より外部へそれぞれ突出する外部リード２４は、給電手段に接続される。給電手段は、所定のエネルギーを蓄えるコンデンサを有している。当該コンデンサが充電されると、フラッシュランプ２０の一対の電極である第１電極２２ａと第２電極２２ｂとの間に高電圧が印加される。この状態で、図示を省略したイグナイタ手段によって、電極２２ａ，２２ｂ間にトリガがかけられると、フラッシュランプ内で閃光放電が生じてアーク２５が発生し、その結果発光管内部のガスが励起され、光が放出される。
図５に、本実施例に使用したキセノンフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対放射強度（％）を示す。
【００４４】
〔実験１〕
上記した薄膜トランジスタの製造装置を用いて、以下の条件で基板上のＩＧＺＯ酸化膜を処理して薄膜トランジスタを製造し、当該薄膜トランジスタのゲート電圧対ドレイン電流特性を調べた。
ここで、上記した工程Ａに使用した希ガス蛍光ランプの分光放射スペクトルは図３（ｂ）に示すものと同じであり、工程Ｂに使用したキセノンフラッシュランプの分光放射スペクトルは図５に示すものと同じである。すなわち、工程Ａにおいてワークに照射される光は波長１９０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２３０ｎｍ以下である光である。一方、工程Ｂにおいてワークに照射される光は、波長領域が３００〜１１００ｎｍ程度であって、波長８００ｎｍ以上の波長領域の強度が大きい光である。
【００４５】
ＩＧＺＯ酸化膜の処理条件は以下の通りである。なお、いずれのワークも大気雰囲気に置かれ、温度は室温である。
（条件１）
ＩＧＺＯ酸化膜への工程Ａの光照射処理、および、工程Ｂの光照射処理なし（ａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ状態）
（条件２）
工程Ａ：希ガス蛍光ランプからの照射光のワーク表面での放射照度２．５ｍＷ／ｃｍ2、照射時間５００秒、すなわち、ワーク表面でのエネルギー２．５ｍＷ／ｃｍ2×５００秒＝１．２５Ｊ／ｃｍ2
工程Ｂ：キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射５回（１００ｓ間隔）、なお各発光パルスの発光パルス幅は３ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）、各発光におけるワーク表面でのエネルギー７Ｊ／ｃｍ2
【００４６】
条件２の発光タイミングチャートは、図６（ａ）のようになる。同図の上側のチャートは希ガス蛍光ランプ１０の発光状態を示し、下側のチャートはフラッシュランプ２０の発光状態を示す。横軸は時間（ｓ）、縦軸は相対光強度である。
すなわち、希ガス蛍光ランプ１０の発光開始から１００ｓ後に１回目のキセノンフラッシュランプによる発光およびワークへの照射を行い、以後、１００ｓ間隔でキセノンフラッシュランプの発光およびワークへの照射を４回（計５回）行った。なお、図６（ａ）において、キセノンフラッシュランプの発光パルス幅は理解を容易にするため誇張して示されている。
【００４７】
（条件３）
工程Ａ：希ガス蛍光ランプからの照射光のワーク表面での放射照度２．５ｍＷ／ｃｍ2、照射時間８００秒、すなわち、ワーク表面でのエネルギー２．５ｍＷ／ｃｍ2×８００秒＝２．５Ｊ／ｃｍ2
工程Ｂ：キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射８回（１００ｓ間隔）、なお各発光パルスの発光パルス幅は３ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）、各発光におけるワーク表面でのエネルギー７Ｊ／ｃｍ2
条件３の発光タイミングチャートは、図６（ｂ）のようになる。同図の上側のチャートは前記したように、希ガス蛍光ランプ１０の発光状態を示し、下側のチャートはフラッシュランプ２０の発光状態を示す。横軸は時間（ｓ）、縦軸は相対光強度である。
すなわち、希ガス蛍光ランプ１０の発光開始から１００ｓ後に１回目のキセノンフラッシュランプによる発光およびワークへの照射を行い、以後、１００ｓ間隔でキセノンフラッシュランプの発光およびワークへの照射を７回（計８回）行った。なお、図６（ｂ）において、キセノンフラッシュランプの発光パルス幅は理解を容易にするため誇張して示されている。
【００４８】
（条件４）
工程Ａ：なし
工程Ｂ：キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射１回、なお発光パルスの発光パルス幅は３ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）、ワーク表面でのエネルギー１１Ｊ／ｃｍ2
【００４９】
図７に上記した４つの条件でＩＧＺＯ酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す。同図において破線（１）は条件（１）のときの特性曲線であり、実線（２）は条件（２）のときの特性曲線、実線（３）は条件（３）のときの特性曲線、一点鎖線（４）は条件（４）のときの特性曲線である。
【００５０】
図７の破線（１）の特性曲線から明らかなように、ＩＧＺＯ酸化膜に光照射処理を行っていない条件（１）の場合、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、１×１０-10Ａ程度でほぼ一定である。すなわち、条件（１）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されておらず、ＩＧＺＯ酸化膜は絶縁膜に近い状態であることが分かる。
【００５１】
条件（２）の場合、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが１．２５Ｊ／ｃｍ2与えられ、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから、図５に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが７Ｊ／ｃｍ2となるフラッシュ光が５回照射された。このとき、図７の実線（２）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−１７Ｖ付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−１７Ｖのとき、ＴＦＴはｏｎ／ｏｆｆ動作を行っているので、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されている。
【００５２】
条件（３）の場合、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．５Ｊ／ｃｍ2与えられ、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから、図５に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが７Ｊ／ｃｍ2となるフラッシュ光が８回照射された。このとき、図７の実線（３）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−７Ｖ付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−７Ｖのとき、ＴＦＴはｏｎ／ｏｆｆ動作を行っているので、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されている。
【００５３】
条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜に対して工程Ａの紫外線照射処理は行われず、加熱処理である工程Ｂのみ行われた。すなわち、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図５に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが１１Ｊ／ｃｍ2となるフラッシュ光が１回照射された。
このとき、図７の一点鎖線（４）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、１×１０-7Ａ程度でほぼ一定である。すなわち、条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されておらず、ＩＧＺＯ酸化膜は導電膜に近い状態であることが分かる。
【００５４】
以上の結果から、本発明の工程Ａ、工程Ｂを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法を採用することにより、基板上に形成された酸化物が室温状態であっても当該酸化物に対して半導体特性を付与することが可能なことが判明した。
ここで、条件（２）と条件（３）とを比較すると、条件（２）におけるゲート電圧の閾値電圧Ｖｔｈは約−１７Ｖであり、条件（３）における閾値電圧Ｖｔｈは約−７Ｖであり、ゲート電圧０ＶからのＶｔｈの値のシフト量ΔＶｔｈ（＝０−Ｖｔｈ）は、条件（３）のときが小さい。
これは、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が、条件（２）のときより条件（３）のときの方が大きく、条件（３）のときの方が、条件（２）のときと比べると、ＩＧＺＯ酸化膜近傍での活性酸素の生成量が大きく、かつ、ＩＧＺＯ酸化膜表面の活性化度合いが大きいため、アモルファスＩＧＺＯ薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復が効率よく行われたものと考えられる。
また、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図６に示す分光放射スペクトル特性を有するフラッシュ光の照射回数が条件（２）のときより大きい条件（３）のときの方が、条件（２）のときと比べると、ＩＧＺＯ酸化膜への酸素の拡散が十分に行われたものと考えられる。
【００５５】
更には、条件（３）のときよりもＩＧＺＯ酸化膜に対する紫外線照射処理時間を長くして図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量を大きくし、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図５に示す分光放射スペクトル特性を有するフラッシュ光の照射回数を大きくすることにより、閾値電圧のシフト量ΔＶｔｈをより小さくすることが可能であると考えられる。
一方、工程Ａを省略して工程Ｂの熱アニール作用のみを施した条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜は、半導体特性が付与されていない。これは、工程Ａによる水素引き抜き作用と酸素欠陥の修復作用がＩＧＺＯ膜になされないまま熱アニールが行われているので、酸素欠陥の修復作用の拡散がなされなかったためと考えられる。
従来の技術のように例えば４００°Ｃで１時間の熱処理が施されれば、酸素欠陥の修復が行われＩＧＺＯ酸化膜に対して半導体特性が付与されるが、条件（４）の場合、ワークが室温状態であって、キセノンフラッシュランプから与えられるエネルギーが１１Ｊ／ｃｍ2程度であるので、従来技術のような酸素欠陥の修復作用にまでは至らなかったものと考えられる。なお、ドレイン電流の値が増加しているのは、ＩＧＺＯ膜表面の不純物が工程Ｂの光照射によりＩＧＺＯ膜内部に拡散していったためと考えられる。
【００５６】
上記実験では、工程Ａにおいては、図３（ｂ）に示す波長１９０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２３０ｎｍ以下である光をワークに照射した。ここで、工程Ａにおいて図３（ａ）に示す波長２３０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２００〜３００ｎｍである光をワークに照射して同様の実験を行ってみたが、実験結果は上記実験と同様の傾向を示した。すなわち、大気雰囲気中に設置され、温度が室温であるワークに対しては、本発明の工程Ａ、工程Ｂの処理を行ったときのみ、ＩＧＺＯ膜に半導体特性が付与された。
【００５７】
なお、閾値電圧のシフト量ΔＶｔｈの改善効果は、図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性の光の場合は、図３（ａ）に示す分光放射スペクトル特性の光の場合と比較して５〜１０倍大きかった。
すなわち、波長１９０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２３０ｎｍ以下である光をＩＧＺＯ酸化膜に照射してΔＶｔｈの値を所定量小さくする場合の照射時間に対して、波長２３０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２００〜３００ｎｍである光をＩＧＺＯ酸化膜に照射する場合は、前者と同等の量だけΔＶｔｈの値を小さくするためには、前者の場合の照射時間の５〜１０倍長い時間照射する必要があった。
これは、前者の光の波長領域が後者の光の波長領域より短波長側にあるので、前者の光のフォトンエネルギーが大きく、ＩＧＺＯ酸化膜近傍での活性酸素の生成量ならびにＩＧＺＯ酸化膜表面の活性化度合いが大きくなり、アモルファスＩＧＺＯ薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復がより効率よく行われたためと考えられる。
【００５８】
なお、上記した条件（２）、条件（３）において、工程Ｂに相当するキセノンフラッシュランプによる複数回のフラッシュ照射は、工程Ａの希ガス蛍光ランプによる光照射開始後に略同一の光強度かつ等間隔（１００ｓ）で行われたが、これに限るものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、希ガス蛍光ランプによる光照射に先んじてキセノンフラッシュランプによるフラッシュ照射を開始してもよい。あるいは、図示を省略するが、希ガス蛍光ランプによる光照射開始のタイミングと同等のタイミングでキセノンフラッシュランプによるフラッシュ照射を開始してもよい。なお、図８の横軸は時間（相対値）、縦軸は相対光強度である。
また、例えば、図８（ｂ）に示すように、等間隔ではあるが１回の照射毎に光強度が小さくなるように照射してもよい。あるいは図８（ｃ）に示すように、略同一の光強度はあるが１回の照射毎に照射間隔が大きくなるように照射してもよい。
このような照射パターンは、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、両ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
【００５９】
〔実施例１の変形例〕
図９に実施例１として示した本発明による薄膜トランジスタの製造装置の変形例を示す。上記したように、図１に示す薄膜トランジスタの製造装置においては、フラッシュランプ２０および希ガス蛍光ランプ１０から放出される光を下方に配置されたワーク７へと反射する反射鏡３ａに加え、フラッシュランプ２０から放出される光が希ガス蛍光ランプ１０に照射されないように、希ガス蛍光ランプ１０の一部を包囲する反射鏡３ｂが設けられている。
【００６０】
一方、図９に示す変形例においては、両ランプ１０，２０から放出される光を下方に配置されたワーク７へと反射する反射鏡３において、反射面の一部に、光反射面の反対側の面に凸の複数の突起部３ｃを設けている。
両ランプ１０，２０のうち一方のランプ（図９ではランプ１０）は上記突起部３ｃに包囲される位置に配置され、他方のランプ（図９ではランプ２０）は、反射鏡３の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置される。
ここで、突起部３ｃの形状、および、この突起部３ｃに包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡３の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定される。必然的に、他方のランプから放射される光は一方のランプには照射されない
【００６１】
図９に示す例では、上記突起部３ｃに包囲される位置に配置されるのは希ガス蛍光ランプ１０であって、上記平坦な反射面に対向する位置に配置されるのはフラッシュランプ２０である。よって、上記したように反射鏡３の突起部３ｃの形状、両ランプの配置位置を決定することにより、フラッシュランプ２０から放出される光は、希ガス蛍光ランプ１０には照射されない。すなわち、フラッシュランプ２０から放出されるピークパワーの大きい光は希ガス蛍光ランプ１０の蛍光体層には照射されないので、当該蛍光体層はフラッシュランプ２０から放出される光によるダメージを受けない。なお、上記突起部３ｃに包囲される位置にフラッシュランプ２０を配置し、上記平坦な反射面に対向する位置に希ガス蛍光ランプ１０を配置するようにしてもよい。
【００６２】
図１に示す薄膜トランジスタの製造装置においては、別個の部材である反射鏡３ａおよび複数の反射鏡３ｂを用いてフラッシュランプ２０から放出される光が希ガス蛍光ランプ１０に照射されないようにしている。そのため、部品点数が多くなり、また反射鏡３ａに対する複数の反射鏡３ｂの位置合わせも個別に行う必要がある。
一方、本変形例の反射鏡３の場合は、反射鏡３の反射面の一部に複数の突起部３ｃを設けた一体化構造であるので、部品点数が少なく、また、図１に示す場合における反射鏡３ａに対する複数の反射鏡３ｂの位置合わせといった作業も不要となる。
【００６３】
〔実施例２〕
上記した実施例１の薄膜トランジスタの製造装置においては、工程Ａの光照射を担当する光源として、波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光を放出する希ガス蛍光ランプが採用されていた。
本実施例２の薄膜トランジスタの製造装置においては、工程Ａの光照射を担当する光源として、波長２３０ｎｍ以下の波長領域の光の相対放射強度が大きい光を放出するよう調整されたキセノンフラッシュランプが採用され、工程Ｂの光照射を担当する光源としては、実施例１と同様、波長領域が３００〜１１００ｎｍ程度であって、波長８００ｎｍ以上の波長領域の強度が大きい光を放出するキセノンフラッシュランプが採用される。
【００６４】
一般にフラッシュランプは、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄ以上であるタイプのもの（以下、ロングアークフラッシュランプともいう）と、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄより小さいタイプのもの（以下、ショートアークフラッシュランプともいう）とに大別される。
先に図４に示したフラッシュランプの構成例はロングアークフラッシュランプのものであり、図４に示す例では電極間距離Ｌは管径ｄに比べて顕著に長くなっている。
【００６５】
次に、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄより小さいショートアークフラッシュランプの構成例を図１０に示す。
図１０に示すとおり、ショートアークフラッシュランプは、例えば、発光管内部に配置される一対の電極の極間が比較的短く、当該一対の電極から伸びる外部リードが全て発光管の一方の端部から外部へ突出する構成である。
具体的には、ショートアークフラッシュランプ３０は、発光管を構成する容器形状の石英ガラス等の光透過性バルブ３１と、当該光透過性バルブ３１の開口部分（容器形状の開口部分）を封止するステム３４とからなる構造である。すなわち、光透過性バルブ３１の内部はステム３４により封止された密閉状態となる。
発光管である光透過性バルブ３１の内部には、図１０の上下方向に対面する一対の電極３２ａ，３２ｂが配置される。また、一対の電極３２ａ，３２ｂの間には、図１０の左右方向に対面する一対のトリガー用電極３３ａ，３３ｂが配置される。また、光透過性バルブ３１の内部には、キセノンガスが封入される。
【００６６】
上記一対の電極３２ａ，３２ｂおよび一対のトリガ用電極３３ａ，３３ｂから伸びる外部リード３５，３６はステム３４を介して光透過性バルブ３１の内部から外部へ突出する。なお、各外部リードはステム３４により封止され、光透過性バルブ内部の密閉状態は維持される。ステム３４より外部へそれぞれ突出する各外部リード３５，３６は、給電手段に接続される。給電手段は、所定のエネルギーを蓄えるコンデンサを有している。当該コンデンサが充電されると、ショートアークフラッシュランプの一対の電極である第１電極と第２電極３２ａ，３２ｂとの間に高電圧が印加される。この状態で給電手段がトリガ電極３３ａ，３３ｂ間に電力を供給してトリガ電極３３ａ，３３ｂ間に放電が発生すると、ショートアークフラッシュランプ内で閃光放電が生じる。
【００６７】
上記したように、本実施例２においては、工程Ｂの光照射を担当する光源として、実施例１と同様、波長領域が３００〜１１００ｎｍ程度であって、波長８００ｎｍ以上の波長領域の強度が大きい光を放出するキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプが採用される。キセノンフラッシュランプは、図４に示すように、ロングアークフラッシュランプである。
一方、工程Ａの光照射を担当する光源として波長２３０ｎｍ以下の波長領域の光の相対放射強度が大きい光を放出するよう調整されたキセノンフラッシュランプを使用する場合、ロングアークフラッシュランプ、ショートアークフラッシュランプの双方が使用可能である。
【００６８】
〔１〕ロングアークフラッシュランプ
まず、工程Ａの光照射を担当する光源としてロングアークフラッシュランプを使用する場合について考察する。
一般にフラッシュランプから放出される光のスペクトルは、アーク放電によって生成されるプラズマの温度に依存する。ここでロングアークフラッシュランプは、電極間距離Ｌは発光管の管径ｄ以上であり、電極間放電により発生するプラズマはほぼ発光管内全体に成長する。そのためプラズマ温度は、発光管内圧力、放電時に電極間を流れる電流値とともに発光管の断面積に依存する。ここで、電流密度＝（放電時に電極間を流れる電流値）／（発光管の断面積）と定義したとき、ロングアークフラッシュランプから放出される光のスペクトルは、この電流密度と発光管内圧力に依存することが分かった。
【００６９】
図１１は、発光管にキセノンガスを封入し、発光管内部のキセノンガス圧力を０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）とし、発光時の電流密度を５０９６Ａ／ｃｍ2としたとき、フラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対放射強度である。本ランプにおいては、波長２３０ｎｍ付近に放射強度の最大ピークがある。よって、本ランプは工程Ａの光照射を担当する光源として採用することが可能となる。
【００７０】
一方、上記したように、工程Ｂの光照射を担当するキセノンフラッシュランプもロングアークフラッシュランプであり、発光管内部にはキセノンガスが封入されている。前記図５に示すフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルから明らかなように、本ランプにおいては、波長８００ｎｍ以上の波長領域において強い放射が見られる。このときの発光条件は、発光管内部のキセノンガス圧力が０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度が１９１０Ａ／ｃｍ2であった。
発明者らがキセノンフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルと電流密度との関係を調査したところ、電流密度が４０００〜９０００Ａ／ｃｍ2であるとき図１１に示すような波長２３０ｎｍ付近に強い放射が見られ、工程Ａの光照射を担当する光源として有用なことが分かった。また、電流密度が１０００〜２０００Ａ／ｃｍ2であるとき図５に示すような波長８００ｎｍ以上の波長領域において強い放射が見られ、工程Ｂの光照射を担当する光源として有用なことが分かった。
【００７１】
ここで、工程Ａの光照射を担当する光源として波長２３０ｎｍ付近に強い放射が見られるロングアークのキセノンフラッシュランプを使用する場合、４０００〜９０００Ａ／ｃｍ2である大きな電流密度が必要であり、放電時に発生するプラズマ温度はかなり高くなる。発光管の材質が石英ガラスである場合、放電条件によっては上記した高温のプラズマにより石英ガラス製のバルブにダメージを受ける可能性がある。
本ランプの場合、ランプの発光管としては、高温のプラズマに対する耐熱性の高いアルミナからなる発光管を採用することが望ましい。アルミナは石英ガラスより機械的強度が大きいので、放電時に発生する衝撃波に対しても石英ガラスより有利である。
また上記したように、放電時の電流密度が大きいので発光時の発光管内のプラズマ温度はかなり高くなり、また、発光時のキセノンガスの膨張も大きくなる。発明者らが調査したところ、発光管の破裂といった不具合を回避するためには、発光管内へのキセノンガスの封入圧力は１．５ａｔｍ（１５２ｋＰａ）以下にすることが望ましいことが分かった。更には、発光管の強度を考慮すると、電流密度は９０００Ａ／ｃｍ2を越えないように設定することが望ましいことが分かった。
【００７２】
一方、工程Ｂの光照射を担当する光源としてロングアークのキセノンフラッシュランプを使用する場合、電極間距離が長いので電流密度が１０００Ａ／ｃｍ2より小さいと発光管内でのアーク放電が発生し難くなることが分かった。よって、安定にランプを動作させるためには、電流密度は１０００Ａ／ｃｍ2以上であることが望ましい。
【００７３】
〔２〕ショートアークフラッシュランプ
次に、工程Ａの光照射を担当する光源としてショートアークフラッシュランプを使用する場合について考察する。
ショートアークフラッシュランプは、電極間距離Ｌは発光管の管径ｄより小さく、電極間放電により発生するプラズマは電極間にて生成される。そのためショートアークフラッシュランプから放出される光のスペクトルに影響を及ぼすプラズマ温度は、発光管内圧力、放電時に電極間を流れる電流値、発光管内圧力に依存することが分かった。
【００７４】
図１２、図１３に、ショートアークフラッシュランプの光透過性バルブの内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は分光放射強度（μＪ／ｃｍ2）である。
図１２（ａ）は、光透過性バルブの内部の圧力が２ａｔｍ（２．０３×１０5Ｐａ）のときの分光放射スペクトルを示す。また、図１２（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）は、それぞれ光透過性バルブの内部の圧力が３ａｔｍ（３．０４×１０5Ｐａ）、５ａｔｍ（５．０７×１０5Ｐａ）、８ａｔｍ（８．１０×１０5Ｐａ）のときの分光放射スペクトルを示す。図１２、図１３において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は分光放射強度（μＪ／ｃｍ2）である。
【００７５】
図１２、図１３から明らかなように、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が上記したいずれの場合においても、ショートアークフラッシュランプから放出される光には２３０ｎｍ以下の波長の光が含まれる。
特に、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が３ａｔｍ、５ａｔｍ、８ａｔｍの場合、波長１７０ｎｍ近傍の光強度が大きくなる。これは、キセノンエキシマの発光が大きくなったためと考えられる。
なお、発明者らの調査の結果、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が８ａｔｍより上回ると、光透過性バルブの強度の信頼性が低下することが分かった。
よって、本発明の工程Ａの光照射を担当する光源としてショートアークフラッシュランプを採用する場合、光透過性バルブの内部のキセノンガス圧力は８ａｔｍ以下に設定することが好ましい。
【００７６】
図１４に光透過性バルブの内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプ発光時の放電電流と波長領域１５０〜２４０ｎｍにおける積算放射強度との関係を示す。図１４において、横軸は電流（Ａ）、縦軸は波長領域１５０〜２４０ｎｍにおける積算放射強度（相対値）である。また、パラメータであるキセノンガス圧力値は、２ａｔｍ（２．０３×１０5Ｐａ）、３ａｔｍ（３．０４×１０5Ｐａ）、５ａｔｍ（５．０７×１０5Ｐａ）、８ａｔｍ（８．１０×１０5Ｐａ）である。
【００７７】
図１４から明らかなように、キセノンガス圧力がいずれの値においても、ショートアークフラッシュランプ発光時の放電電流の値が１５００Ａを下回ると波長領域１５０〜２４０ｎｍにおける積算放射強度はほぼ０となる。
上記したように、工程Ａにおける酸化膜近傍での活性酸素の生成作用や酸化膜表面の活性化作用（すなわち、酸化膜からの水素引き抜き作用と酸化膜の酸素欠陥の修復作用）は、波長２３０ｎｍ以下の紫外線照射により発生する。よって、上記したショートアークフラッシュランプを工程Ａ用のランプとして使用するには、放電電流が１５００Ａ以上となるような動作条件で使用する必要がある。
【００７８】
以上をまとめると、工程Ａの光照射を担当する光源として採用されるショートアークのキセノンフラッシュランプは、発光管内のキセノンガス圧力が８ａｔｍ以下であって、放電時の放電電流が１５００Ａ以上となるように動作させる必要がある。
【００７９】
〔実施例２の薄膜トランジスタの製造装置の構成例〕
〔１〕工程Ａ用の光源としてロングアークフラッシュランプを採用する場合
図１５に、実施例２における薄膜トランジスタの製造装置の構成例を示す。
図１５に示す薄膜トランジスタの製造装置も図１に示す実施例１の薄膜トランジスタの製造製装置と同様、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化物半導体膜へ光照射するための光源部２は、上記した工程Ａの光照射を担当する光源と、工程Ｂの光照射を担当する光源の二種類の光源から構成される。
ここで、工程Ａの光照射を担当する光源はロングアークのキセノンフラッシュランプ４０である。当該キセノンフラッシュランプ４０の発光管の材質はアルミナである。また、有効発光長は２５０ｍｍであって、発光管内部のキセノンガス圧力は０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を５０９６Ａ／ｃｍ2である。このフラッシュランプ４０から放出される光の分光放射スペクトルは図１１に示す通りである。図１１において波長２３０ｎｍ付近に放射強度の最大ピークがあるので、本ランプは工程Ａの光照射を担当する光源として機能する。
【００８０】
一方、工程Ｂの光照射を担当する光源もロングアークのキセノンフラッシュランプである。当該キセノンフラッシュランプ２０の発光管の材質は石英ガラスである。また、有効発光長は２５０ｍｍであって、発光管内部のキセノンガス圧力は０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を１９１０Ａ／ｃｍ2である。このフラッシュランプ２０から放出される光の分光放射スペクトルは図５に示す通りである。
図５においては波長８００ｎｍ以上の波長領域において強い放射が確認されるので、本ランプは工程Ｂの光照射を担当する光源として機能する。
ここで、説明を容易にするために、工程Ａの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをサファイアフラッシュランプ、工程Ｂの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをキセノンフラッシュランプと呼称することにする。
【００８１】
工程Ａ用のサファイアフラッシュランプ４０も工程Ｂ用のキセノンフラッシュランプ２０も、構造は図４に示す通りである。両者とも形状は直管状であり、図１５に示すように、両ランプ２０，４０は複数並列に並べられる。
両ランプ２０．４０の下方にはワークステージ８が設けられ、ワーク７は当該ワークステージ８上に載置される。
複数のサファイアフラッシュランプ４０の本数、および、間隔は、サファイアフラッシュランプ４０から放出される波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、キセノンフラッシュランプ２０の本数、および、間隔は、キセノンフラッシュランプ２０から放出される熱アニール用の赤外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
【００８２】
図１５に示す例では、両ランプ２０，４０から放出される光がワーク７全体を照射可能なように、直管状の複数のサファイアフラッシュランプ４０と直管状の複数のキセノンフラッシュランプ２０とが交互に、かつ、並列に配置されている。しかし両ランプ２０，４０からの光が上記したような状態でワーク７上に照射されるのであれば、この配置に限るものではない。
反射鏡３は、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。実施例１の薄膜トランジスタの製造装置と同様、サファイアフラッシュランプ４０、フラッシュランプ２０を含む光源部２およびワーク７、および、ワークステージ８は、内部が酸素を含有する雰囲気である処理室１内に配置される。なお、前記したようにワーク７とワークステージ８のみを処理室１内に配置し、処理室１に光源部２から放出される光を透過する光透過部材を設けて、光源部を処理室外に配置するようにしてもよい。
処理室１は、処理室１内で生成されたオゾンを排出するための排気手段５と接続され、また、大気中のコンタミネーションの処理室１への流入を抑制するエアフィルタ６が設けられた吸入口６ａが設けられている。排気手段５を稼動して処理室１内のオゾンを排気すると、吸入口６ａより上記コンタミネーションが殆ど除去された酸素含有ガス（大気等）が処理室１内へ流入する。光源部２へ電力を供給する給電手段４、および、排気手段５の動作は、制御部９によって制御される。
【００８３】
〔２〕工程Ａ用の光源としてショートアークフラッシュランプを採用する場合
図１６に、実施例２における薄膜トランジスタの製造装置の別の構成例を示す。
図１６に示す薄膜トランジスタの製造装置の構成例は、工程Ａの光照射を担当する光源としてショートアークのキセノンフラッシュランプ３０を採用し、ショートアークのキセノンフラッシュランプ３０に対応した反射鏡３ｄを使用する以外は、図１５に示す薄膜トランジスタの製造装置の構成例と同等である。
ショートアークのキセノンフラッシュランプ３０の構造は、図１０に示す通りであり、電極間距離は３ｍｍであって、発光管内部のキセノンガス圧力は５ａｔｍ（５０７ｋＰａ）、電流は５０００Ａである。このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図１３（ｃ）に示す通りである。図１３（ｃ）において波長１７２ｎｍ付近に放射強度の最大ピークがあるので、本ランプは工程Ａの光照射を担当する光源として機能する。
【００８４】
一方、工程Ｂの光照射を担当する光源は、図１５で示した薄膜トランジスタの製造装置のときと同等のロングアークのキセノンフラッシュランプ２０であり、ランプの構造、ランプから放出される光の分光放射スペクトル等も同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。
ここで、説明を容易にするために、工程Ａの光照射を担当するショートアークのキセノンフラッシュランプをショートアークフラッシュランプ、工程Ｂの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをロングアークフラッシュランプと呼称することにする。
【００８５】
図１６に示す実施例２の薄膜トランジスタの製造装置において、本発明の工程Ａの光照射を担当する光源として用いられるショートアークフラッシュランプ３０は、実施例１の工程Ａ用光源である希ガス蛍光ランプや、図１５に示す実施例２の工程Ａ用光源であるロングアークフラッシュランプとは異なり、発光部分が小さい。よって、図１６に示すように、各ショートアークフラッシュランプ３０には、当該ショートアークフラッシュランプ３０から放出される光を効率よくワークに照射するために、反射鏡３ｄが個別に設けられる。
一方、工程Ｂの光照射を担当するロングアークフラッシュランプ２０の形状は図４に示す通り直管状であり、反射鏡３ｄを備える各フラッシュランプ３０間に、一本以上配置される。
両ランプ２０，３０の下方にはワークステージ８が設けられ、ワーク７は当該ワークステージ８上に載置される。
【００８６】
反射鏡３ｄを備えるショートアークフラッシュランプ３０の本数、および、間隔は、上記ランプ３０から放出される波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、工程Ｂの光源であるロングアークフラッシュランプ２０の本数、および、間隔は、ロングアークフラッシュランプ２０から放出される熱アニール用の赤外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
【００８７】
図１６に示す例では、工程Ａ用の光源である反射鏡３ｄを備える各ショートアークフラッシュランプ３０間に、二本の工程Ｂ用の光源であるロングアークフラッシュランプ２０が並列に配置され、また、ショートアークフラッシュランプ３０は、二本のロングアークフラッシュランプ２０からなるロングアークフラッシュランプ群間に１つ配置されているが、両光源（工程Ａ用の光源、工程Ｂ用の光源）から放出される光がワーク全体を略均一に照射されるのであれば、これに限るものではない。
例えば、工程Ａ用のショートアークフラッシュランプは、工程Ｂ用のフラッシュランプ群間において、図１６の紙面に対して垂直な方向に複数設けてもよい。
反射鏡３、処理室１、排気手段５、エアフィルタ６、給電手段４、制御部９等の構成および動作は、図１５で示した薄膜トランジスタの製造装置の場合と同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００８８】
〔実験２〕
図１５に示した薄膜トランジスタの製造装置を用いて、以下の条件で基板上のＩＧＺＯ酸化膜を処理して薄膜トランジスタを製造し、当該薄膜トランジスタのゲート電圧対ドレイン電流特性を調べた。
ここで、工程Ａに使用した光源は、上記したサファイアフラッシュランプ（発光管にアルミナを用いたロングアークのキセノンフラッシュランプ）であり、発光管内部のキセノンガス圧力は０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を５０９６Ａ／ｃｍ2、このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図１１に示す通りであり、工程Ａにおいてワークに照射される光は波長２３０ｎｍ付近に放射強度の最大ピークがある光である。
【００８９】
一方、工程Ｂに使用した光源は、上記したロングアークフラッシュランプ（ロングアークのキセノンフラッシュランプ）であり、発光管内部のキセノンガス圧力は０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を１９１０Ａ／ｃｍ2、このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図５に示す通りであり、工程Ｂにおいてワークに照射される光は、波長領域が３００〜１１００ｎｍ程度であって、波長８００ｎｍ以上の波長領域の強度が大きい光である。
【００９０】
ＩＧＺＯ酸化膜の処理条件は以下の通りである。なお、いずれのワークも大気雰囲気に置かれ、温度は室温である。
（条件１）
ＩＧＺＯ酸化膜への工程Ａの光照射処理、および、工程Ｂの光照射処理なし（ａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ状態）・・・実験１の条件１と同じ。
（条件２）
工程Ａ：サファイアフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー２．３Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は０．１ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
工程Ｂ：ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー２．７Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は５ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
（条件３）
工程Ａ：サファイアフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー２．８Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は０．１ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
工程Ｂ：ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー３．２Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は５ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
【００９１】
なお、条件２、条件３の発光タイミングチャートは、図１７のようになる。図１７（ａ）はサファイアフラッシュランプの発光タイミングを示し、図１７（ｂ）はキセノンフラッシュランプの発光タイミングを示し、横軸は時間、縦軸は光強度（相対値）である。
すなわち、サファイアフラッシュランプの発光とロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）の発光とは同じタイミングで実施した。上記したように、サファイアフラッシュランプの発光パルス幅は０．１ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）であり、ロングアークフラッシュランプの発光パルス幅は５ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）であるので、サファイアフラッシュランプの発光が終了後もロングアークフラッシュランプの発光はしばらく継続する。
（条件４）
工程Ａ：なし
工程Ｂ：ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー２．５Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は５ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
【００９２】
図１８に上記した４つの条件でＩＧＺＯ酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す。同図において破線（１）は条件（１）のときの特性曲線であり、実線（２）は条件（２）のときの特性曲線、実線（３）は条件（３）のときの特性曲線、一点鎖線（４）は条件（４）のときの特性曲線である。
図１８の破線（１）の特性曲線から明らかなように、ＩＧＺＯ酸化膜に光照射処理を行っていない条件（１）の場合、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、１×１０-10Ａ程度でほぼ一定である。すなわち、条件（１）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されておらず、ＩＧＺＯ酸化膜は絶縁膜に近い状態であることが分かる。
【００９３】
条件（２）の場合、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図１１に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．３Ｊ／ｃｍ2与えられ、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）から図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．７Ｊ／ｃｍ2与えられた。このとき、図１８の実線（２）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−５Ｖ付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−５Ｖのとき、ＴＦＴはｏｎ／ｏｆｆ動作を行っているので、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されている。
【００９４】
条件（３）の場合、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図１１に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．８Ｊ／ｃｍ2与えられ、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してロングアークフラッシュランプから図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが３．２／ｃｍ2与えられた。このとき、図１８の実線（３）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧＋２Ｖ付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約＋２Ｖのとき、ＴＦＴはｏｎ／ｏｆｆ動作を行っているので、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されている。
【００９５】
条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜に対して工程Ａの紫外線照射処理は行われず、加熱処理である工程Ｂのみ行われた。すなわち、ＩＧＺＯ酸化膜に対してロングアークフラッシュランプから図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．５Ｊ／ｃｍ2与えられた。
このとき、図１８の一点鎖線（４）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、１×１０-10Ａ程度でほぼ一定である。すなわち、条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されておらず、ＩＧＺＯ酸化膜は、（条件１）の光照射なしのときと状態があまり変わっていないことが分かる。
【００９６】
以上の結果から、本発明の工程Ａ、工程Ｂを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法を採用することにより、基板上に形成された酸化物が室温状態であっても当該酸化物に対して半導体特性を付与することが可能なことが判明した。
【００９７】
ここで、条件（２）と条件（３）とを比較すると、条件（２）におけるゲート電圧の閾値電圧Ｖｔｈは約−５Ｖであり、条件（３）における閾値電圧Ｖｔｈは約＋２Ｖであり、ゲート電圧０ＶからのＶｔｈの値のシフト量ΔＶｔｈ（＝０−Ｖｔｈ）は、条件（３）のときが小さい。
これは、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図１１に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が条件（２）のときより大きい条件（３）のときの方が、条件（２）のときと比べると、ＩＧＺＯ酸化膜近傍での活性酸素の生成量が大きく、かつ、ＩＧＺＯ酸化膜表面の活性化度合いが大きく、アモルファスＩＧＺＯ薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復が効率よく行われたものと考えられる。
また、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）から図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が条件（２）のときより大きい条件（３）のときの方が、条件（２）のときと比べると、ＩＧＺＯ酸化膜への酸素の拡散が十分に行われたものと考えられる。
【００９８】
一方、工程Ａを省略して工程Ｂの熱アニール作用のみを施した条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜は、半導体特性が付与されていない。これは、工程Ａによる水素引き抜き作用と酸素欠陥の修復作用がＩＧＺＯ膜になされないまま熱アニールが行われているので、酸素欠陥の修復作用の拡散がなされなかったためと考えられる。
また、ＩＧＺＯ酸化膜に対して与えられる図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが、実験１の条件（４）においては１１Ｊ／ｃｍ2であるのに対し、実験２の条件（４）においては２．５Ｊ／ｃｍ2と小さいので、ＩＧＺＯ膜の状態が（条件１）の光照射なしのときと状態があまり変わっていないものと考えられる。
【００９９】
なお、上記した条件（２）、条件（３）において、サファイアフラッシュランプの発光とロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）の発光とは同じタイミングで実施したがこれに限るものではない。サファイアフラッシュランプの発光後もしばらくの間ロングアークフラッシュランプの発光が継続しているのであれば、例えば図１９（ａ）（ｂ）に示すように、サファイアフラッシュランプの発光に先んじてロングアークフラッシュランプが発光するように、両ランプの発光タイミングを設定することも可能である。
このような両ランプの発光タイミングの設定は、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、各ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
【０１００】
また、工程Ａ用の光源としてショートアークフラッシュランプを採用した図１６に示す薄膜トランジスタの製造装置を用いて同様の実験を行ってみた。使用したショートアークフラッシュランプは、上記したように、電極間距離は３ｍｍであって、発光管内部のキセノンガス圧力は５ａｔｍ（５０７ｋＰａ）、電流は５０００Ａである。このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図１３（ｃ）に示す通りである。
ここで、ショートアークフラッシュランプ１回の発光によって、ＩＧＺＯ酸化膜に対して図１３（ｃ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーは、約０．０７２Ｊ／ｃｍ2であった。また、発光パルスの発光パルス幅は１０μｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）であった。
【０１０１】
工程Ａ用の光源としてサファイアフラッシュランプを採用した図１５に示す薄膜トランジスタの製造装置を用いた場合と比較すると、工程Ａにおいて、ショートアークフラッシュランプ１回の発光よってＩＧＺＯ酸化膜に対して与えられる光エネルギーは、サファイアフラッシュランプ１回の発光によってＩＧＺＯ酸化膜に対して与えられる光エネルギーよりかなり小さい。
よって、工程Ａの光照射を行う場合、ショートアークフラッシュランプを複数回発光させて、そのトータルの光エネルギー量がサファイアフラッシュランプ１回の発光によってＩＧＺＯ酸化膜に対して与えられる光エネルギーとほぼ同等となるようにした。
【０１０２】
図２０に、ショートアークフラッシュランプを用いた場合の上記実験２の条件２、条件３に相当する発光タイミングチャートの模式図を示す。図２０（ａ）はショートアークフラッシュランプの発光タイミングを示し、図２０（ｂ）にキセノンフラッシュランプの発光タイミングを示す。図２０（ａ）に示すように、工程Ａ用のショートアークフラッシュランプを複数回発光させ、ショートアークフラッシュランプの最後の発光タイミングとほぼ同じタイミングで、図２０（ｂ）に示すように工程Ｂ用のロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）を発光させた。なお、ショートアークフラッシュランプの発光周波数は３０Ｈｚであった。
このようにして実験を行ったところ、実験結果は上記実験２と同様の傾向を示した。すなわち、大気雰囲気中に設置され、温度が室温であるワークに対しては、本発明の工程Ａ、工程Ｂの処理を行ったときのみ、ＩＧＺＯ膜に半導体特性が付与された。
【０１０３】
なお、工程Ａ用のショートアークフラッシュランプと工程Ｂ用のロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）の発光パターン（発光タイミングチャート）は図２０に示すものに限るものではない。例えば、図２１（ａ）（ｂ）に示すように、ショートアークフラッシュランプの発光周波数を大きくしてもよいし、複数回のショートアークフラッシュランプの発光と１回のロングアークフラッシュランプの発光からなる発光パターンセットを複数セット実施してもよい。
また、図示は省略したが、発光パターンセットは複数回のショートアークフラッシュランプの発光と複数回のキセノンフラッシュランプの発光とを組み合わせて構成してもよい。
このような両ランプの発光タイミングの設定は、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、各ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 処理室
２ 光源部
３，３ａ，３ｂ，３ｄ 反射鏡
３ｃ 突起部
４ 給電手段
５ 排気手段
６ エアフィルタ
６ａ 吸入口
７ ワーク
８ ワークステージ
９ 制御部
１０ 希ガス蛍光ランプ
１１ａ，１１ｂ 電極
１３ ガラス管
１４ 紫外線反射膜
１５ 低軟化点ガラス層
１６ 蛍光体層
１７ 保護膜
２０ フラッシュランプ
２１ 石英ガラス管
２２ａ，２２ｂ 電極
２３ 封止部
２４ 外部リード
３０ ショートアークフラッシュランプ
３１ 光透過性バルブ
３２ａ，３２ｂ 電極
３４ ステム
３３ａ，３３ｂ トリガー用電極
３５，３６ 外部リード
４０ サファイアフラッシュランプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル、有機ＥＬディスプレイ等の映像ディスプレイを駆動するアクティブ素子である酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法および製造装置に関するものであり、特に酸化物半導体を用いたＴＦＴの動作改善に係る方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２２に、映像ディスプレイを駆動するアクティブ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構成例を示す。図２２は、例として、ボトムゲート型のＴＦＴの構造例を示す。基板１００上の１つの画素領域内に形成された例えばＴａ，Ｍｏ，Ａｌなどからなるゲート１０１の上部に、例えばＳｉＮｘ膜からなるゲート絶縁膜１０２が施される。さらにその上部には半導体層１０３が重畳される。この半導体層１０３の一部に、例えば低抵抗のＡｌ系合金からなるソース１０４、ドレイン１０６が設けられる。以上のように構成されたＴＦＴのソース１０４には、例えば低抵抗のＡｌ系合金層からなるソース配線１０５が設けられ、ドレイン１０６には例えば低抵抗のＡｌ系合金層からなるドレイン配線１０７が設けられる。また図示を省略したがゲート１０１にはゲート配線が設けられる。
【０００３】
このようなＴＦＴ、ソース配線、ドレイン配線、ゲート配線の上部を覆うように例えばアクリル系樹脂からなる層間絶縁膜（有機絶縁膜）１０８が設けられる。層間絶縁膜１０８の一部はフォトエッチング処理によって除去され、ドレイン配線１０７上にコンタクトホール１０９が形成される。この層間絶縁膜１０８の表面全体に画素電極である液晶駆動用電極１１０（透明電極（ＩＴＯ））が設けられる。よって、液晶駆動用電極１１０はコンタクトホール１０９を介してドレイン配線１０７と接続されるとともに、層間絶縁膜１０８を介してソース配線１０５上方、不図示のゲート配線上方にも設けることが可能となる。すなわち、液晶駆動用電極１１０の有効面積（開口率）を大きくすることが可能となる。
【０００４】
現在の映像ディスプレイ産業においては、基板としてガラスを採用し、ＴＦＴの半導体層としては、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜が用いたＬＣＤ（液晶パネル）が中心となっている。すなわち、近年大型化している映像ディスプレイにおいて、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜は、大面積の基板上に、ガラス基板が溶融しないような比較的低い温度（２５０〜３００°Ｃ程度）で成膜可能であるので、ＴＦＴの半導体層として有用である。
【０００５】
以上のようにＴＦＴの半導体層材料として有用なａ−Ｓｉ：Ｈであるが、電子移動度が低いという欠点がある。そのため、アクティブ素子の高速動作が要求される三次元ディスプレイパネルへ適用するには特性が不十分である。これに対応して電子移動度がａ−Ｓｉ：Ｈよりも高い半導体層材料として多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）を採用することが考えられる。
しかしながら、ｐ−Ｓｉ膜は、製造工程がａ−Ｓｉ：Ｈ膜より長く、大型基板では製造が難しいという難点がある。
【０００６】
また、近年、有機ＥＬ素子や電気泳動素子を利用し、フレキシブル基板を用いた映像ディスプレイの研究が進んでいる。フレキシブル基板としては、プラスチックフィルムなどが用いられる。ここで、プラスチックフィルムを用いたフィルム基板は耐熱性が１５０°Ｃ程度と低く、ＴＦＴの半導体層としてａ−Ｓｉ：Ｈを用いる場合、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の成膜工程においてフィルム基板にダメージが生じる。仮に、１５０°Ｃ以下でａ−Ｓｉ：Ｈ膜を成膜した場合、アクティブ素子としてのＴＦＴ性能が低下するという不具合が発生する。
また、ＴＦＴの半導体層としてｐ−Ｓｉを用いる場合も、ｐ−Ｓｉ膜の成膜工程において６００°Ｃ以上の熱処理工程が必要であり、フィルム基板上にｐ−Ｓｉ膜を成膜することは不可能である。
【０００７】
上記したような現状に対して、近年半導体層材料として、フィルム基板の耐熱温度以下（例えば、室温程度）の温度で成膜可能で、電子移動度がａ−Ｓｉ：Ｈの１０倍以上である酸化物半導体が注目されている。
特許文献１には、ＴＦＴの半導体層材料に適用される酸化物半導体として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（以下、ＩＧＺＯと称する）のアモルファス薄膜をＴＦＴの半導体層として用いる例が示されている。
ＩＧＺＯアモルファス薄膜の場合、スパッタリング法等の汎用な成膜方法を用いて、低温で成膜することが可能であり、また結晶粒界が無いという利点を有するので、柔軟性、低温プロセスが要求される上記したようなフィルム基板上にも成膜が可能であり、また大型基板に対して特性が均一なＴＦＴを構築することが可能となる。
【０００８】
酸化物半導体は、上記したように電子移動度がａ−Ｓｉ：Ｈの１０倍以上であるので、高速動作が可能な液晶と組み合わせることにより高速応答の液晶パネルを構成することが可能となる。このような液晶パネルは、三次元ディスプレイパネルにも適用可能である。特に、酸化物半導体ＴＦＴを用いたアクティブ素子とブルーフェーズ液晶を組み合わせることにより、液晶パネルの表示方式としてフィールドシーケンシャルカラー方式を採用することが可能となる。
【０００９】
通常のａ−Ｓｉ：Ｈ膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルと酸化物半導体膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルとを比較すると、駆動電力を同等とした場合、酸化物半導体使用ＴＦＴチップの面積はａ−Ｓｉ：Ｈ使用ＴＦＴチップの面積より小さくなるので、酸化物半導体膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルの開口率がａ−Ｓｉ：Ｈ膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルと比較して大きくなる。すなわち、開口率向上による省エネ化が酸化物半導体膜を使用したＴＦＴを搭載した液晶パネルにおいて可能となる。
また、酸化物半導体使用ＴＦＴチップの面積とａ−Ｓｉ：Ｈ使用ＴＦＴチップの面積が同じである場合、前者へ流すことができる電流は、後者へ流すことができる電流より大きい。よって、有機ＥＬ素子（有機発光ダイオード、Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）と酸化物半導体膜を使用したＴＦＴとを組み合わせた有機ＥＬディスプレイの高輝度化が可能となる。
なお、上記したＴＦＴに使用される酸化物半導体の例として、アモルファスＩＧＺＯ以外に、２成分系Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ、３成分系Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ等の金属酸化物が非特許文献１において報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０８８７２６Ａ１公報
【特許文献２】特開２００７−３１１４０４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０５７９８号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｈ.Ｑ.Ｃｈｉａｎｇ ｅｔ ａｌ，「Ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｌａｙｅｒｓ」Ｊ.Ｖａｃ.Ｓｃｉ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.Ｂ２４（６）,ｐ２７０２−ｐ２７０５（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここでＩＧＺＯ等の酸化膜は、通常、水素が混入していて酸素欠陥が生じており半導体特性は示さない。よってＩＧＺＯ等の酸化膜の酸素欠陥を回復させて、同膜に半導体特性を付与するため、従来は酸化膜の熱処理が行われてきた。例えば特許文献２には、ＩＧＺＯである酸化膜に対し、酸化性ガス（例えば、酸素ラジカル、オゾン、水蒸気、酸素）雰囲気中において、２００°Ｃ以上６００°Ｃ以下の条件にて熱アニールを行うことにより、酸化膜に半導体特性を付与してＴＦＴの特性改善を行うことが記載されている。具体的には、熱処理温度４００°Ｃで１時間熱処理を行うことが示されている。
また、特許文献３には、アモルファスＩＧＺＯ膜を用いたＴＦＴにおいて水蒸気と酸素ガスの混合雰囲気中で温度２００〜５００°Ｃで、０．５〜３時間熱処理することが記載されている。
【００１３】
以上のように、半導体層材料としてアモルファス金属酸化物半導体を採用した実用的なＴＦＴを提供するには、基板上に酸化膜を成膜後、熱アニール処理を行う必要がある。そのため、フィルム基板の耐熱温度（例えば、１５０°Ｃ）以下の温度で酸化膜をフィルム基板上に成膜して上記フィルム基板にＴＦＴを構成したとしても、結局、フィルム基板の耐熱温度を越える温度で熱アニール処理を行わないと酸化膜に半導体特性を付与することができず、実用的なＴＦＴの特性を得ることができないので、フィルム基板上に特性が良好なＴＦＴを構築することは難しい。
また、熱処理時間自体、数時間前後行わなければならないので、ＴＦＴ製造のスループットも大きくなってしまう。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、半導体層材料としてアモルファス金属酸化物半導体を採用した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を映像ディスプレイのアクティブ素子として製造するにあたり、基板上に設けられた酸化物に半導体特性を付与し、更には半導体特性が付与された酸化物の特性を改善して上記ＴＦＴ特性を向上させるための酸化物の処理を低温化し、処理時間を短縮化することが可能な酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法、ならびに、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明のアモルファス金属酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法は、従来の酸化膜の熱アニール処理工程に加えて、酸化膜の活性化処理および活性酸素生成処理を行うものである。
具体的には、本発明においては、酸素含有雰囲気において基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化膜を活性化する波長域とを含む光を照射する工程（以下、工程Ａ）と、少なくとも活性酸素が生成し、酸化膜が活性化した状態で、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する熱アニール工程（以下、工程Ｂ）を含むものである。
上記工程Ａにおいて、上記波長域の光を照射するランプとしては、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプ、あるいは、例えばキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを用いることができ、上記工程Ｂにおいて、上記波長域の光を照射するランプとしては、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出する例えばキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを用いることができる。
すなわち、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造方法であって、酸素含有雰囲気において、基板上に設けられた上記酸化物に対し、以下の工程Ａ，Ｂを含む処理を行う。
工程Ａ：活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する。
工程Ｂ：上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する。
（２）基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置において、酸素含有雰囲気中に保持される、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも１本の第１のランプと、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも１本の第２のランプと、上記第１のランプおよび第２のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第１のランプおよび第２のランプに電力を供給する給電装置とを設ける。
上記第１のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものを使用し、上記第２のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものを使用する。
（３）上記（２）において、第１のランプは、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプであり、上記第２のランプは、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプである。
（４）上記（３）において、上記薄膜トランジスタの製造装置は、フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を有する。
（５）上記（４）において、上記遮光手段は、希ガス蛍光ランプの一部を包囲する第２の反射鏡である。
（６）上記（４）において、上記遮光手段は、上記反射鏡の反射面の一部に設けられた突起部であり、上記第１のランプおよび第２のランプのうちの一方は上記突起部に包囲されるように配置され、上記第１のランプおよび第２のランプのうちの他方は上記反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置され、突起部の形状、および、この突起部に包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定されている。
（７）上記（２）において、第１のランプは、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであり、上記第２のランプは、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）酸素含有雰囲気において、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Ａと、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Ｂを含む処理を行うようにしたので、工程Ａにおいて、上記酸化物半導体近傍に反応性の高い活性酸素を生成させ、アモルファス金属酸化物薄膜の表面における化学結合を切断して、アモルファス金属酸化膜に混入していた水素を引き抜くことができ、工程Ｂにおいて、アモルファス酸化膜が加熱されることにより、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
工程Ａにおいては、上記のように光エネルギーによりアモルファス酸化膜の結合手を切断しているので、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜くことが可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
また、工程Ａにおいては、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）におけるアモルファス酸化膜に対して光照射が行われるので、当該酸化膜近傍においても反応性が高い活性酸素が形成され、従来の熱エネルギーを用いる場合よりも飛躍的にアモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。
工程Ｂにおいては、既に工程Ａにおいて、アモルファス酸化膜の結合手の切断が成されていて、かつ、活性酸素の形成も行われているので、比較的低温の加熱でアモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現することが可能となる。すなわち、フィルム基板の耐熱温度以下の温度で加熱することが可能となる。また、工程Ｂはアモルファス酸化膜内への酸素の拡散の促進や当該酸化膜の歪の緩和のみを担当するので、従来と比較して加熱時間が短時間となる。
（２）半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置において、酸素含有雰囲気中に保持される薄膜トランジスタに光照射する第１のランプと、第２のランプと、第１のランプおよび第２のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第１のランプおよび第２のランプに電力を供給する給電装置とを設け、第１のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものを使用し、上記第２のランプとして、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものを使用しているので、上述した工程Ａと工程Ｂを含む処理を一台の装置で実施することができる。
このため、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜き、アモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
（３）上記第１のランプとして、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプ、あるいはフラッシュランプを用い、上記第２のランプとして、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプを用いることにより、効果的に工程Ａと工程Ｂを含む処理を実施することができる。
（４）第１のランプとして希ガス蛍光ランプを用いた場合において、フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を設けることにより、希ガス蛍光ランプの蛍光体層が、フラッシュランプから放出されるピークパワーの大きな光によりダメージを受けるのを防ぐことができる。
（５）反射鏡の反射面の一部に設けられた突起部を、上記遮光手段として用いることにより、部品点数を少なくし、構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例の薄膜トランジスタの製造装置の構成例を示す図である。
【図２】希ガス蛍光ランプの構成例を示す図である。
【図３】希ガス蛍光ランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図である。
【図４】フラッシュランプの構成例を示す図である。
【図５】キセノンフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図である。
【図６】第１の実施例における希ガス蛍光ランプとキセノンフラッシュランプの発光タイミングチャートを示す図である。
【図７】実験１の４つの条件でＩＧＺＯ酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す図である。
【図８】希ガス蛍光ランプとキセノンフラッシュランプの発光タイミングチャートの他の例を示す図である。
【図９】第１の実施例の薄膜トランジスタの製造装置の変形例を示す図である。
【図１０】ショートアークフラッシュランプの構成例を示す図である。
【図１１】キセノンガス圧力を０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を５０９６Ａ／ｃｍ2としたときのロングアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図である。
【図１２】内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図（１）である。
【図１３】内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す図（２）である。
【図１４】内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプ発光時の放電電流と波長領域１５０〜２４０ｎｍにおける積算放射強度との関係を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施例の薄膜トランジスタの製造装置の構成例を示す図である。
【図１６】本発明の実施例２における薄膜トランジスタの製造装置の別の構成例を示す図である。
【図１７】第２に実施例におけるサファイアフラッシュランプとキセノンフラッシュランプの発光タイミングを示す図である。
【図１８】実験２の４つの条件でＩＧＺＯ酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す図である。
【図１９】第２に実施例におけるサファイアフラッシュランプとキセノンフラッシュランプの発光タイミングチャートの他の例を示す図である。
【図２０】ショートアークフラッシュランプを用いた場合の発光タイミングチャートを示す図である。
【図２１】ショートアークフラッシュランプを用いた場合の発光タイミングチャートの他の例を示す図である。
【図２２】映像ディスプレイを駆動するアクティブ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
１．本発明における薄膜トランジスタの製造工程
本発明は、前記したように、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化膜に対し、酸素含有雰囲気において、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Ａと、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Ｂを含む処理を行うものである。
本発明者らが鋭意研究した結果、本発明にて採用した上記工程Ａ、工程Ｂを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法を採用することにより、以下に説明する作用が生じ、以下の効果を奏することが確認された。
【００１９】
〔工程Ａ〕
上記したように、工程Ａは、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）において、基板上に成膜されたアモルファス酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化物半導体膜を活性化する波長域とを含む光を照射する工程である。具体的には、波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光を、酸素含有雰囲気において、アモルファス酸化物半導体膜に照射するものである。
このような光照射により、以下の作用が発生する。
【００２０】
（ｉ）活性酸素生成作用
酸素含有雰囲気（例えば、大気中）に波長２３０ｎｍ以下の紫外線（以下、ＵＶとも称する）を含む光が照射されることにより、以下の化学反応が発生する。
反応１：オゾン生成後、活性酸素生成
大気中の酸素（Ｏ2）+ ＵＶ → オゾン（Ｏ3）
オゾン（Ｏ3）+ ＵＶ → 活性酸素（Ｏx）
反応２：酸素分解後、活性酸素生成
大気中の酸素（Ｏ2）+ ＵＶ → 活性酸素（Ｏx）
すなわち、酸化物半導体近傍に反応性の高い活性酸素が生成される。
【００２１】
（ｉｉ）酸化物半導体膜の活性化作用
波長２３０ｎｍ以下の紫外線がアモルファス金属酸化半導体膜（例えば、アモルファスＩＧＺＯ膜）に照射されることにより、当該アモルファス金属酸化物半導体膜の表面が活性化する。具体的には、アモルファスＩＧＺＯ薄膜の表面における化学結合が切断され、アモルファスＩＧＺＯ薄膜に混入していた水素が引き抜かれる。
【００２２】
〔工程Ｂ〕
（ｉｉｉ）熱アニール作用
少なくとも、アモルファス酸化膜の表面における化学結合が切断され当該酸化膜に混入していた水素が引き抜かれる状態であって、かつ、アモルファス酸化膜近傍に反応性の高い活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射し、アモルファス酸化膜を加熱することにより、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
【００２３】
なお、工程Ａの処理においては、アモルファス酸化膜の表面が活性化するとともに、その近傍に反応性が高い活性酸素が生成されているので、熱アニールを行わなくとも、アモルファス酸化膜の一部において、アモルファス酸化膜の水素が離脱した結合手に酸素が導入される。
しかしながら、このような酸素導入はアモルファス酸化膜の表層に留まり、当該表層より深い部分における酸素導入は不十分となる。工程Ｂの熱アニールは、アモルファス酸化膜内への酸素の拡散を促進し、アモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現する。上記工程Ａ、工程Ｂよりアモルファス酸化膜に半導体特性が付与される。
また、工程Ｂの熱アニールにより、アモルファス酸化膜の結合手に振動エネルギーが与えられるので、アモルファス酸化膜の分子構造が振動し、その結果当該酸化膜の歪が緩和され、半導体特性が付与される酸化膜は安定な膜となる。
【００２４】
従来の熱アニールにより酸化膜に半導体特性を付与して酸化物半導体を使用したＴＦＴの特性向上を行う場合、熱エネルギーによって、水素の脱離および酸素欠陥部への酸素導入を行うことになるので、上記したように４００°Ｃ程度の高温処理が必要となり、また、処理時間も数時間程度かかる。そのため、耐熱温度が低いフィルム基板上へＴＦＴを設けることは事実上困難であり、また、ＴＦＴ製造のスループットも大きくなってしまう。
【００２５】
一方、本発明によれば、上記したような工程Ａ、工程Ｂの作用により、下記の効果を奏することができる。
（１）工程Ａにおいては、光エネルギーによりアモルファス酸化膜の結合手を切断しているので、従来の熱エネルギーを用いる場合と比較して、短時間にてアモルファス酸化膜から水素を引き抜くことが可能となる。また、アモルファス酸化膜自体の温度もあまり上昇せず、フィルム基板上形成されているアモルファス酸化膜に半導体特性を付与する場合であっても当該フィルム基板に熱によるダメージを与えることはない。
また、工程Ａにおいては、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）におけるアモルファス酸化膜に対して光照射が行われるので、当該酸化膜近傍においても反応性が高い活性酸素が形成される。よって、従来の熱エネルギーを用いる場合よりも飛躍的にアモルファス酸化膜への酸素導入が可能となる。
（２）工程Ｂにおいては、既に工程Ａにおいて、アモルファス酸化膜の結合手の切断が成されていて、かつ、活性酸素の形成も行われているので、比較的低温の加熱でアモルファス酸化膜全体に渡っての酸素導入を実現することが可能となる。すなわち、フィルム基板の耐熱温度以下の温度で加熱することが可能となる。また、工程Ｂはアモルファス酸化膜内への酸素の拡散の促進や当該酸化膜の歪の緩和のみを担当するので、従来と比較して加熱時間が短時間となる。
【００２６】
すなわち、本発明の工程Ａ、工程Ｂを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法によれば、耐熱温度が低い基板にＴＦＴを形成する場合においても上記基板上に形成された酸化物に対して半導体特性を付与することが可能となり、しかも、従来に比べて短時間で実用的な酸化膜を用いたＴＦＴを製造することが可能となる。
【００２７】
上記工程Ａで使用される波長が２３０ｎｍ以下の紫外線を照射する光源としては、希ガス蛍光ランプあるいはフラッシュランプを用いることができる。
希ガス蛍光ランプとしては、例えば、発光管にキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスを封入し、発光管の内周面に少なくとも蛍光体層を設け、一対の外部電極を設けた、波長が２３０ｎｍ以下の紫外線を照射することができるランプを使用する。
また、フラッシュランプは、発光管の内部に例えばキセノンガスを封入し、内部に一対の電極を設けたものであり、後述するように、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄ以上であるフラッシュランプ（ロングアークフラッシュランプともいう）、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄより小さいフラッシュランプ（ショートアークフラッシュランプともいう）を用いることができる。
【００２８】
上記工程Ａで使用されるロングアークフラッシュランプとしては、発光管内へのキセノンガスの封入圧力が１．５ａｔｍ（１５２ｋＰａ）以下のものを用いるのが望ましく、電流密度が４０００〜９０００Ａ／ｃｍ2で点灯させることにより、波長２３０ｎｍ付近に強い放射を得ることができる。また、発光管の破裂といった不具合を回避するために、発光管としては、衝撃波に対して機械的強度が大きいアルミナを用いるのが望ましい。
ショートアークフラッシュランプとしては、発光管内へのキセノンガスの封入圧力が８ａｔｍ（８．１０×１０5Ｐａ）以下のものを用いるのが望ましく、放電時の放電電流が１５００Ａ以上となるように動作させる必要がある。
【００２９】
また、上記工程Ｂで使用される波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出する光源としては、前記したガラス管の内部に例えばキセノンガスを封入し、ガラス管の内部に一対の電極を設けた電極間距離Ｌが発光管の管径ｄ以上であるフラッシュランプ（ロングアークフラッシュランプ）を用いることができる。
上記ロングアークフラッシュランプの放電時の電流密度を１０００〜２０００Ａ／ｃｍ2とすることにより、波長８００ｎｍ以上の波長領域において強い放射を得ることができる。
【００３０】
工程Ａ用に上記希ガス蛍光ランプを用い、工程Ｂ用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、希ガス蛍光ランプを点灯させながら、複数回、上記ロングアークフラッシュランプを点灯させることにより工程Ａと工程Ｂの処理を行うことができる。
また、上記工程Ａ用にロングアークフラッシュランプを使用し、工程Ｂ用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、工程Ａ用のフラッシュランプと、工程Ｂ用のフラッシュランプを同時に点灯させる。この場合、工程Ａ用のロングアークフラッシュランプの発光時間は、工程Ｂ用のフラッシュランプの発光時間より格段に短く、工程Ａ用のフラッシュランプの発光が終了した後も、工程Ｂ用のフラッシュランプは発光を持続する。
なお、工程Ｂ用のフラッシュランプを点灯させたのち、工程Ｂ用のフラッシュランプが発光している間に、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されるように工程Ａ用のフラッシュランプを点灯させるようにしてもよい。
さらに、上記工程Ａ用にショートアークフラッシュランプを使用し、工程Ｂ用に上記ロングアークフラッシュランプを用いる場合には、工程Ａ用のショートアークフラッシュランプを複数回発光させ、ショートアークフラッシュランプの最後の発光タイミングとほぼ同じタイミングで工程Ｂ用のロングアークフラッシュランプを発光させる。なお、ショートアークフラッシュランプを複数回点灯させた後に、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、工程Ｂ用のロングアークフラッシュランプを発光させても、同様な効果が得られる。
【００３１】
２．本発明における薄膜トランジスタの製造装置の構成例
以下、本発明における薄膜トランジスタの製造装置の実施例について説明する。
〔実施例１〕
図１に、本発明における酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造工程である前記Ａ，Ｂの工程を実施するための薄膜トランジスタの製造装置の第１の実施例を示す。
図１に示す製造装置において、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化物半導体膜へ光照射するための光源部２は、上記した工程Ａの光照射を担当する光源と、工程Ｂの光照射を担当する光源の二種類の光源から構成される。
【００３２】
工程Ａの光照射を担当する光源としては、例えば、希ガス蛍光ランプ１０が採用され、工程Ｂの光照射を担当する光源としては、例えば、キセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプ２０が採用される。
図２に上記希ガス蛍光ランプの構成例を示し、図４にフラッシュランプの構成例を示す。図２、図４に示す構造から明らかなように両ランプ１０，２０の形状は直管状であり、図１に示すように、両ランプ１０，２０は複数並列に並べられ、これらのランプ１０，２０に給電するための給電手段４が設けられる。
両ランプの下方にはワークステージ８が設けられ、ワーク７は当該ワークステージ８上に載置される。ワーク７は、前記したアモルファス金属酸化膜を有する基板である。
【００３３】
複数の希ガス蛍光ランプ１０の本数、および、間隔は、希ガス蛍光ランプ１０から放出される波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、フラッシュランプ２０の本数、および、間隔は、フラッシュランプ２０から放出される熱アニール用の赤外線（ＩＲ：例えば、波長８００ｎｍ以上）を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
【００３４】
図１に示す例では、両ランプ１０，２０から放出される光がワーク７全体を照射可能なように、直管状の複数の希ガス蛍光ランプ１０と直管状の複数のフラッシュランプ２０とが交互に、かつ、並列に配置されている。しかし希ガス蛍光ランプ１０からの光、フラッシュランプ２０からの光が上記したような状態でワーク７上に照射されるのであれば、この配置に限るものではない。
なお、両ランプ１０，２０の上方には、両ランプ１０，２０からそれぞれ放出される光を下方に配置されたワーク７へと反射する反射鏡３ａ，３ｂが設けられる。
ここで、後で示すように、希ガス蛍光ランプ１０においては、ガラス管内部に蛍光体層が設けられた構造を有する。この蛍光体層は、フラッシュランプ２０から放出されるピークパワーの大きい光が照射されるとダメージを受けることが分かった。
よって、本発明の薄膜トランジスタの製造装置における光源部２は、希ガス蛍光ランプ１０の蛍光体層にフラッシュランプ２０から放出される光が照射されないように構成することが必要となる。
【００３５】
図１に示す例においては、フラッシュランプ２０から放出される光が希ガス蛍光ランプ１０に照射されないように、希ガス蛍光ランプ１０の一部を包囲する反射鏡３ｂが設けられる。上記反射鏡３ｂは、光源部を構成する各希ガス蛍光ランプ全てに対して設けられる。この反射鏡３ｂは、フラッシュランプ２０から放出される光を遮光して、当該光が希ガス蛍光ランプ１０に照射されないようにするとともに、希ガス蛍光ランプ１０から放出される光を光源部２の下方に配置されるワーク７へと反射する機能を有する。
反射鏡３ａは、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。同様に、反射鏡３ｂは、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。
【００３６】
希ガス蛍光ランプ１０、フラッシュランプ２０を含む光源部２およびワーク７、および、ワークステージ８は、内部が酸素を含有する雰囲気である処理室１内に配置される。なお、ワーク７とワークステージ８のみを処理室１内に配置し、処理室１に光源部２から放出される光を透過する光透過部材を設けて、光源部を処理室外に配置するようにしてもよい。この場合、上記光透過部材は、光源部２から放出される光が当該光透過部材を介してワーク７へ照射されるように、ワーク７が載置されたワークステージ８と光源部２との間に位置するように設けられる。
【００３７】
なお、工程Ａに採用される光は、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）において、基板上に成膜されたアモルファス酸化膜に対し、活性酸素が生成する波長域と酸化膜を活性化する波長域とを含む光であり、酸素含有雰囲気（例えば、大気中）中で著しく吸収される。よって、光源部２とワーク７との距離によっては、ワーク７表面での放射照度が小さくなり、ワーク７近傍での活性酸素の生成や酸化物半導体膜の活性化が不十分となる場合もある。このような不具合が懸念される場合は、希ガス蛍光ランプ１０、フラッシュランプ２０を含む光源部２とワーク７およびワークステージ８とが配置される処理室１とを、上記のように光透過性窓部材等を用いて空間的に分割し、不活性ガスによるパージ等によって光源部がある空間の酸素含有量をできるだけ低下させ、処理室内のみ酸素を含有する雰囲気とすることが望ましい。
【００３８】
上記したように、工程Ａの活性酸素生成作用においては、オゾンが生成される。生成されるオゾンが処理室１の外部に流出することは好ましくないため、処理室１は、処理室１内で生成されたオゾンを排出するための排気手段５と接続される。また、処理室１は、大気中のコンタミネーションの処理室１への流入を抑制するエアフィルタ６が設けられた吸入口６ａが設けられている。排気手段５を稼動して処理室１内のオゾンを排気すると、吸入口６ａより上記コンタミネーションが殆ど除去された酸素含有ガス（大気等）が処理室１内へ流入する。
上記光源部２へ電力を供給する給電手段４、および、排気手段５の動作は、制御部９によって制御される。
【００３９】
図２に希ガス蛍光ランプの構成例を示す。
図２に示すように、希ガス蛍光ランプ１０は、例えば、直管状の石英（ＳｉＯ2）ガラス管の両端が封止され、内部にキセノン、アルゴン、クリプトンなどの希ガスが封入された放電空間を有する構造のガラス管１３と、一対の外部電極である第１の電極１１ａおよび第２の電極１１ｂを有する。上記第１および第２の電極１１ａ，１１ｂは、ガラス管１３の外周面に互いに離間して管軸方向に沿って配設された帯状の外部電極であり、上記第１および第２の電極１１ａ，１１ｂには、保護膜１７が施される。
【００４０】
ガラス管１３の内周面の光出射方向側に対して反対側の内面に紫外線反射膜１４が設けられ（図２（ｂ）参照）、その内周に低軟化点ガラス層１５が設けられ、この低軟化点ガラス層１５の内周面に、蛍光体層１６が設けられる。
紫外線反射膜１４は、シリカ粒子（ＳｉＯ2）とそれ以外の粒子、例えば、アルミナ粒子（Ａｌ2Ｏ3）から構成される。
低軟化点ガラス層１５は、例えば、ホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸ガラスなどの硬質ガラスからなる。
希ガス蛍光ランプ用の給電手段４は、希ガス蛍光ランプ１０の第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ間に高周波電圧を供給するものであり、例えば、直流電源とインバータ回路と昇圧トランスから構成される。直流電源から出力される直流電圧は、直流電源と接続されたインバータ回路により高周波交流電圧等の高周波電圧に変換され、インバータ回路に接続された昇圧トランスにより昇圧されて、希ガス蛍光ランプ１０の一対の外部電極１１ａ，１１ｂに印加される。
【００４１】
第１の電極１１ａ、第２の電極１１ｂ間に高周波電圧が印加されると、両電極１１ａ，１１ｂ間に誘電体である石英ガラス（放電容器１３）を介在させた放電が形成される。その結果、放電空間１８に励起された希ガスエキシマ分子が形成され、この希ガスエキシマ分子が基底状態に遷移する際、エキシマ光が放出される。
このエキシマ光により蛍光体が励起され、蛍光体層１６から紫外光が発生する。この紫外光は紫外線反射膜１４で反射され、紫外線反射膜１４が設けられていない開口部分から外部に放射される（図２に示す光放射方向（同図では下方）に放射される）。
本実施例に用いた希ガス蛍光ランプ１０においては、ガラス管１３内部にキセノンガスを封入し、誘電体バリア放電によって中心波長１７２ｎｍの紫外線を発生させ、この光により、蛍光体層を励起して、工程Ａに用いられる波長２３０ｎｍ以下の光を含む紫外線を発生させた。
【００４２】
図３に、本実施例で使用した希ガス蛍光ランプから放出される光の分光放射スペクトルを示し、同図の横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対放射強度（％）を示す。
図３（ａ）は、蛍光体としてプラセオジム付活リン酸ランタン系蛍光体ＬａＰＯ4：Ｐｒを用いて、ガラス管内部にキセノンガスを２１ｋＰａ封入した場合の分光放射スペクトルであり、波長２３０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがある。一方、図３（ｂ）は、蛍光体としてネオジウム付活リン酸イットリウム系蛍光体ＹＰＯ4：Ｎｄを用いて、ガラス管内部にキセノンガスを１３．３ｋＰａ封入した場合の分光放射スペクトルであり、波長１９０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがある。
【００４３】
図４にフラッシュランプの構成例を示す。
フラッシュランプ２０は、例えば、直管状の石英ガラス管２１の両端が封止された構造であり、ランプの長手方向において、両端に第１電極２２ａと第２電極２２ｂがそれぞれ設けられる。
ガラス管２１内には、例えばキセノンガスが封入される。
上記第１、第２電極２２ａ，２２ｂは、発光管であるガラス管２１の内部に配置されており、その発光管には、第１電極２２ａから伸びる外部リード２４を封止する封止部２３と、第２電極２２ｂから伸びる外部リード２４を封止する封止部２３がそれぞれ設けられる。
発光管両端より外部へそれぞれ突出する外部リード２４は、給電手段に接続される。給電手段は、所定のエネルギーを蓄えるコンデンサを有している。当該コンデンサが充電されると、フラッシュランプ２０の一対の電極である第１電極２２ａと第２電極２２ｂとの間に高電圧が印加される。この状態で、図示を省略したイグナイタ手段によって、電極２２ａ，２２ｂ間にトリガがかけられると、フラッシュランプ内で閃光放電が生じてアーク２５が発生し、その結果発光管内部のガスが励起され、光が放出される。
図５に、本実施例に使用したキセノンフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対放射強度（％）を示す。
【００４４】
〔実験１〕
上記した薄膜トランジスタの製造装置を用いて、以下の条件で基板上のＩＧＺＯ酸化膜を処理して薄膜トランジスタを製造し、当該薄膜トランジスタのゲート電圧対ドレイン電流特性を調べた。
ここで、上記した工程Ａに使用した希ガス蛍光ランプの分光放射スペクトルは図３（ｂ）に示すものと同じであり、工程Ｂに使用したキセノンフラッシュランプの分光放射スペクトルは図５に示すものと同じである。すなわち、工程Ａにおいてワークに照射される光は波長１９０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２３０ｎｍ以下である光である。一方、工程Ｂにおいてワークに照射される光は、波長領域が３００〜１１００ｎｍ程度であって、波長８００ｎｍ以上の波長領域の強度が大きい光である。
【００４５】
ＩＧＺＯ酸化膜の処理条件は以下の通りである。なお、いずれのワークも大気雰囲気に置かれ、温度は室温である。
（条件１）
ＩＧＺＯ酸化膜への工程Ａの光照射処理、および、工程Ｂの光照射処理なし（ａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ状態）
（条件２）
工程Ａ：希ガス蛍光ランプからの照射光のワーク表面での放射照度２．５ｍＷ／ｃｍ2、照射時間５００秒、すなわち、ワーク表面でのエネルギー２．５ｍＷ／ｃｍ2×５００秒＝１．２５Ｊ／ｃｍ2
工程Ｂ：キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射５回（１００ｓ間隔）、なお各発光パルスの発光パルス幅は３ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）、各発光におけるワーク表面でのエネルギー７Ｊ／ｃｍ2
【００４６】
条件２の発光タイミングチャートは、図６（ａ）のようになる。同図の上側のチャートは希ガス蛍光ランプ１０の発光状態を示し、下側のチャートはフラッシュランプ２０の発光状態を示す。横軸は時間（ｓ）、縦軸は相対光強度である。
すなわち、希ガス蛍光ランプ１０の発光開始から１００ｓ後に１回目のキセノンフラッシュランプによる発光およびワークへの照射を行い、以後、１００ｓ間隔でキセノンフラッシュランプの発光およびワークへの照射を４回（計５回）行った。なお、図６（ａ）において、キセノンフラッシュランプの発光パルス幅は理解を容易にするため誇張して示されている。
【００４７】
（条件３）
工程Ａ：希ガス蛍光ランプからの照射光のワーク表面での放射照度２．５ｍＷ／ｃｍ2、照射時間８００秒、すなわち、ワーク表面でのエネルギー２．５ｍＷ／ｃｍ2×８００秒＝２．５Ｊ／ｃｍ2
工程Ｂ：キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射８回（１００ｓ間隔）、なお各発光パルスの発光パルス幅は３ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）、各発光におけるワーク表面でのエネルギー７Ｊ／ｃｍ2
条件３の発光タイミングチャートは、図６（ｂ）のようになる。同図の上側のチャートは前記したように、希ガス蛍光ランプ１０の発光状態を示し、下側のチャートはフラッシュランプ２０の発光状態を示す。横軸は時間（ｓ）、縦軸は相対光強度である。
すなわち、希ガス蛍光ランプ１０の発光開始から１００ｓ後に１回目のキセノンフラッシュランプによる発光およびワークへの照射を行い、以後、１００ｓ間隔でキセノンフラッシュランプの発光およびワークへの照射を７回（計８回）行った。なお、図６（ｂ）において、キセノンフラッシュランプの発光パルス幅は理解を容易にするため誇張して示されている。
【００４８】
（条件４）
工程Ａ：なし
工程Ｂ：キセノンフラッシュランプのフラッシュ照射１回、なお発光パルスの発光パルス幅は３ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）、ワーク表面でのエネルギー１１Ｊ／ｃｍ2
【００４９】
図７に上記した４つの条件でＩＧＺＯ酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す。同図において破線（１）は条件（１）のときの特性曲線であり、実線（２）は条件（２）のときの特性曲線、実線（３）は条件（３）のときの特性曲線、一点鎖線（４）は条件（４）のときの特性曲線である。
【００５０】
図７の破線（１）の特性曲線から明らかなように、ＩＧＺＯ酸化膜に光照射処理を行っていない条件（１）の場合、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、１×１０-10Ａ程度でほぼ一定である。すなわち、条件（１）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されておらず、ＩＧＺＯ酸化膜は絶縁膜に近い状態であることが分かる。
【００５１】
条件（２）の場合、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが１．２５Ｊ／ｃｍ2与えられ、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから、図５に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが７Ｊ／ｃｍ2となるフラッシュ光が５回照射された。このとき、図７の実線（２）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−１７Ｖ付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−１７Ｖのとき、ＴＦＴはｏｎ／ｏｆｆ動作を行っているので、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されている。
【００５２】
条件（３）の場合、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．５Ｊ／ｃｍ2与えられ、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから、図５に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが７Ｊ／ｃｍ2となるフラッシュ光が８回照射された。このとき、図７の実線（３）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−７Ｖ付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−７Ｖのとき、ＴＦＴはｏｎ／ｏｆｆ動作を行っているので、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されている。
【００５３】
条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜に対して工程Ａの紫外線照射処理は行われず、加熱処理である工程Ｂのみ行われた。すなわち、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図５に示す分光放射スペクトル特性を有し、ワーク表面での光エネルギーが１１Ｊ／ｃｍ2となるフラッシュ光が１回照射された。
このとき、図７の一点鎖線（４）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、１×１０-7Ａ程度でほぼ一定である。すなわち、条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されておらず、ＩＧＺＯ酸化膜は導電膜に近い状態であることが分かる。
【００５４】
以上の結果から、本発明の工程Ａ、工程Ｂを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法を採用することにより、基板上に形成された酸化物が室温状態であっても当該酸化物に対して半導体特性を付与することが可能なことが判明した。
ここで、条件（２）と条件（３）とを比較すると、条件（２）におけるゲート電圧の閾値電圧Ｖｔｈは約−１７Ｖであり、条件（３）における閾値電圧Ｖｔｈは約−７Ｖであり、ゲート電圧０ＶからのＶｔｈの値のシフト量ΔＶｔｈ（＝０−Ｖｔｈ）は、条件（３）のときが小さい。
これは、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対して希ガス蛍光ランプから図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が、条件（２）のときより条件（３）のときの方が大きく、条件（３）のときの方が、条件（２）のときと比べると、ＩＧＺＯ酸化膜近傍での活性酸素の生成量が大きく、かつ、ＩＧＺＯ酸化膜表面の活性化度合いが大きいため、アモルファスＩＧＺＯ薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復が効率よく行われたものと考えられる。
また、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図６に示す分光放射スペクトル特性を有するフラッシュ光の照射回数が条件（２）のときより大きい条件（３）のときの方が、条件（２）のときと比べると、ＩＧＺＯ酸化膜への酸素の拡散が十分に行われたものと考えられる。
【００５５】
更には、条件（３）のときよりもＩＧＺＯ酸化膜に対する紫外線照射処理時間を長くして図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量を大きくし、ＩＧＺＯ酸化膜に対してキセノンフラッシュランプから図５に示す分光放射スペクトル特性を有するフラッシュ光の照射回数を大きくすることにより、閾値電圧のシフト量ΔＶｔｈをより小さくすることが可能であると考えられる。
一方、工程Ａを省略して工程Ｂの熱アニール作用のみを施した条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜は、半導体特性が付与されていない。これは、工程Ａによる水素引き抜き作用と酸素欠陥の修復作用がＩＧＺＯ膜になされないまま熱アニールが行われているので、酸素欠陥の修復作用の拡散がなされなかったためと考えられる。
従来の技術のように例えば４００°Ｃで１時間の熱処理が施されれば、酸素欠陥の修復が行われＩＧＺＯ酸化膜に対して半導体特性が付与されるが、条件（４）の場合、ワークが室温状態であって、キセノンフラッシュランプから与えられるエネルギーが１１Ｊ／ｃｍ2程度であるので、従来技術のような酸素欠陥の修復作用にまでは至らなかったものと考えられる。なお、ドレイン電流の値が増加しているのは、ＩＧＺＯ膜表面の不純物が工程Ｂの光照射によりＩＧＺＯ膜内部に拡散していったためと考えられる。
【００５６】
上記実験では、工程Ａにおいては、図３（ｂ）に示す波長１９０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２３０ｎｍ以下である光をワークに照射した。ここで、工程Ａにおいて図３（ａ）に示す波長２３０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２００〜３００ｎｍである光をワークに照射して同様の実験を行ってみたが、実験結果は上記実験と同様の傾向を示した。すなわち、大気雰囲気中に設置され、温度が室温であるワークに対しては、本発明の工程Ａ、工程Ｂの処理を行ったときのみ、ＩＧＺＯ膜に半導体特性が付与された。
【００５７】
なお、閾値電圧のシフト量ΔＶｔｈの改善効果は、図３（ｂ）に示す分光放射スペクトル特性の光の場合は、図３（ａ）に示す分光放射スペクトル特性の光の場合と比較して５〜１０倍大きかった。
すなわち、波長１９０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２３０ｎｍ以下である光をＩＧＺＯ酸化膜に照射してΔＶｔｈの値を所定量小さくする場合の照射時間に対して、波長２３０ｎｍ付近に相対放射強度の最大ピークがあって波長領域が２００〜３００ｎｍである光をＩＧＺＯ酸化膜に照射する場合は、前者と同等の量だけΔＶｔｈの値を小さくするためには、前者の場合の照射時間の５〜１０倍長い時間照射する必要があった。
これは、前者の光の波長領域が後者の光の波長領域より短波長側にあるので、前者の光のフォトンエネルギーが大きく、ＩＧＺＯ酸化膜近傍での活性酸素の生成量ならびにＩＧＺＯ酸化膜表面の活性化度合いが大きくなり、アモルファスＩＧＺＯ薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復がより効率よく行われたためと考えられる。
【００５８】
なお、上記した条件（２）、条件（３）において、工程Ｂに相当するキセノンフラッシュランプによる複数回のフラッシュ照射は、工程Ａの希ガス蛍光ランプによる光照射開始後に略同一の光強度かつ等間隔（１００ｓ）で行われたが、これに限るものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、希ガス蛍光ランプによる光照射に先んじてキセノンフラッシュランプによるフラッシュ照射を開始してもよい。あるいは、図示を省略するが、希ガス蛍光ランプによる光照射開始のタイミングと同等のタイミングでキセノンフラッシュランプによるフラッシュ照射を開始してもよい。なお、図８の横軸は時間（相対値）、縦軸は相対光強度である。
また、例えば、図８（ｂ）に示すように、等間隔ではあるが１回の照射毎に光強度が小さくなるように照射してもよい。あるいは図８（ｃ）に示すように、略同一の光強度はあるが１回の照射毎に照射間隔が大きくなるように照射してもよい。
このような照射パターンは、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、両ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
【００５９】
〔実施例１の変形例〕
図９に実施例１として示した本発明による薄膜トランジスタの製造装置の変形例を示す。上記したように、図１に示す薄膜トランジスタの製造装置においては、フラッシュランプ２０および希ガス蛍光ランプ１０から放出される光を下方に配置されたワーク７へと反射する反射鏡３ａに加え、フラッシュランプ２０から放出される光が希ガス蛍光ランプ１０に照射されないように、希ガス蛍光ランプ１０の一部を包囲する反射鏡３ｂが設けられている。
【００６０】
一方、図９に示す変形例においては、両ランプ１０，２０から放出される光を下方に配置されたワーク７へと反射する反射鏡３において、反射面の一部に、光反射面の反対側の面に凸の複数の突起部３ｃを設けている。
両ランプ１０，２０のうち一方のランプ（図９ではランプ１０）は上記突起部３ｃに包囲される位置に配置され、他方のランプ（図９ではランプ２０）は、反射鏡３の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置される。
ここで、突起部３ｃの形状、および、この突起部３ｃに包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡３の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定される。必然的に、他方のランプから放射される光は一方のランプには照射されない
【００６１】
図９に示す例では、上記突起部３ｃに包囲される位置に配置されるのは希ガス蛍光ランプ１０であって、上記平坦な反射面に対向する位置に配置されるのはフラッシュランプ２０である。よって、上記したように反射鏡３の突起部３ｃの形状、両ランプの配置位置を決定することにより、フラッシュランプ２０から放出される光は、希ガス蛍光ランプ１０には照射されない。すなわち、フラッシュランプ２０から放出されるピークパワーの大きい光は希ガス蛍光ランプ１０の蛍光体層には照射されないので、当該蛍光体層はフラッシュランプ２０から放出される光によるダメージを受けない。なお、上記突起部３ｃに包囲される位置にフラッシュランプ２０を配置し、上記平坦な反射面に対向する位置に希ガス蛍光ランプ１０を配置するようにしてもよい。
【００６２】
図１に示す薄膜トランジスタの製造装置においては、別個の部材である反射鏡３ａおよび複数の反射鏡３ｂを用いてフラッシュランプ２０から放出される光が希ガス蛍光ランプ１０に照射されないようにしている。そのため、部品点数が多くなり、また反射鏡３ａに対する複数の反射鏡３ｂの位置合わせも個別に行う必要がある。
一方、本変形例の反射鏡３の場合は、反射鏡３の反射面の一部に複数の突起部３ｃを設けた一体化構造であるので、部品点数が少なく、また、図１に示す場合における反射鏡３ａに対する複数の反射鏡３ｂの位置合わせといった作業も不要となる。
【００６３】
〔実施例２〕
上記した実施例１の薄膜トランジスタの製造装置においては、工程Ａの光照射を担当する光源として、波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光を放出する希ガス蛍光ランプが採用されていた。
本実施例２の薄膜トランジスタの製造装置においては、工程Ａの光照射を担当する光源として、波長２３０ｎｍ以下の波長領域の光の相対放射強度が大きい光を放出するよう調整されたキセノンフラッシュランプが採用され、工程Ｂの光照射を担当する光源としては、実施例１と同様、波長領域が３００〜１１００ｎｍ程度であって、波長８００ｎｍ以上の波長領域の強度が大きい光を放出するキセノンフラッシュランプが採用される。
【００６４】
一般にフラッシュランプは、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄ以上であるタイプのもの（以下、ロングアークフラッシュランプともいう）と、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄより小さいタイプのもの（以下、ショートアークフラッシュランプともいう）とに大別される。
先に図４に示したフラッシュランプの構成例はロングアークフラッシュランプのものであり、図４に示す例では電極間距離Ｌは管径ｄに比べて顕著に長くなっている。
【００６５】
次に、電極間距離Ｌが発光管の管径ｄより小さいショートアークフラッシュランプの構成例を図１０に示す。
図１０に示すとおり、ショートアークフラッシュランプは、例えば、発光管内部に配置される一対の電極の極間が比較的短く、当該一対の電極から伸びる外部リードが全て発光管の一方の端部から外部へ突出する構成である。
具体的には、ショートアークフラッシュランプ３０は、発光管を構成する容器形状の石英ガラス等の光透過性バルブ３１と、当該光透過性バルブ３１の開口部分（容器形状の開口部分）を封止するステム３４とからなる構造である。すなわち、光透過性バルブ３１の内部はステム３４により封止された密閉状態となる。
発光管である光透過性バルブ３１の内部には、図１０の上下方向に対面する一対の電極３２ａ，３２ｂが配置される。また、一対の電極３２ａ，３２ｂの間には、図１０の左右方向に対面する一対のトリガー用電極３３ａ，３３ｂが配置される。また、光透過性バルブ３１の内部には、キセノンガスが封入される。
【００６６】
上記一対の電極３２ａ，３２ｂおよび一対のトリガ用電極３３ａ，３３ｂから伸びる外部リード３５，３６はステム３４を介して光透過性バルブ３１の内部から外部へ突出する。なお、各外部リードはステム３４により封止され、光透過性バルブ内部の密閉状態は維持される。ステム３４より外部へそれぞれ突出する各外部リード３５，３６は、給電手段に接続される。給電手段は、所定のエネルギーを蓄えるコンデンサを有している。当該コンデンサが充電されると、ショートアークフラッシュランプの一対の電極である第１電極と第２電極３２ａ，３２ｂとの間に高電圧が印加される。この状態で給電手段がトリガ電極３３ａ，３３ｂ間に電力を供給してトリガ電極３３ａ，３３ｂ間に放電が発生すると、ショートアークフラッシュランプ内で閃光放電が生じる。
【００６７】
上記したように、本実施例２においては、工程Ｂの光照射を担当する光源として、実施例１と同様、波長領域が３００〜１１００ｎｍ程度であって、波長８００ｎｍ以上の波長領域の強度が大きい光を放出するキセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプが採用される。キセノンフラッシュランプは、図４に示すように、ロングアークフラッシュランプである。
一方、工程Ａの光照射を担当する光源として波長２３０ｎｍ以下の波長領域の光の相対放射強度が大きい光を放出するよう調整されたキセノンフラッシュランプを使用する場合、ロングアークフラッシュランプ、ショートアークフラッシュランプの双方が使用可能である。
【００６８】
〔１〕ロングアークフラッシュランプ
まず、工程Ａの光照射を担当する光源としてロングアークフラッシュランプを使用する場合について考察する。
一般にフラッシュランプから放出される光のスペクトルは、アーク放電によって生成されるプラズマの温度に依存する。ここでロングアークフラッシュランプは、電極間距離Ｌは発光管の管径ｄ以上であり、電極間放電により発生するプラズマはほぼ発光管内全体に成長する。そのためプラズマ温度は、発光管内圧力、放電時に電極間を流れる電流値とともに発光管の断面積に依存する。ここで、電流密度＝（放電時に電極間を流れる電流値）／（発光管の断面積）と定義したとき、ロングアークフラッシュランプから放出される光のスペクトルは、この電流密度と発光管内圧力に依存することが分かった。
【００６９】
図１１は、発光管にキセノンガスを封入し、発光管内部のキセノンガス圧力を０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）とし、発光時の電流密度を５０９６Ａ／ｃｍ2としたとき、フラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対放射強度である。本ランプにおいては、波長２３０ｎｍ付近に放射強度の最大ピークがある。よって、本ランプは工程Ａの光照射を担当する光源として採用することが可能となる。
【００７０】
一方、上記したように、工程Ｂの光照射を担当するキセノンフラッシュランプもロングアークフラッシュランプであり、発光管内部にはキセノンガスが封入されている。前記図５に示すフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルから明らかなように、本ランプにおいては、波長８００ｎｍ以上の波長領域において強い放射が見られる。このときの発光条件は、発光管内部のキセノンガス圧力が０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度が１９１０Ａ／ｃｍ2であった。
発明者らがキセノンフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルと電流密度との関係を調査したところ、電流密度が４０００〜９０００Ａ／ｃｍ2であるとき図１１に示すような波長２３０ｎｍ付近に強い放射が見られ、工程Ａの光照射を担当する光源として有用なことが分かった。また、電流密度が１０００〜２０００Ａ／ｃｍ2であるとき図５に示すような波長８００ｎｍ以上の波長領域において強い放射が見られ、工程Ｂの光照射を担当する光源として有用なことが分かった。
【００７１】
ここで、工程Ａの光照射を担当する光源として波長２３０ｎｍ付近に強い放射が見られるロングアークのキセノンフラッシュランプを使用する場合、４０００〜９０００Ａ／ｃｍ2である大きな電流密度が必要であり、放電時に発生するプラズマ温度はかなり高くなる。発光管の材質が石英ガラスである場合、放電条件によっては上記した高温のプラズマにより石英ガラス製のバルブにダメージを受ける可能性がある。
本ランプの場合、ランプの発光管としては、高温のプラズマに対する耐熱性の高いアルミナからなる発光管を採用することが望ましい。アルミナは石英ガラスより機械的強度が大きいので、放電時に発生する衝撃波に対しても石英ガラスより有利である。
また上記したように、放電時の電流密度が大きいので発光時の発光管内のプラズマ温度はかなり高くなり、また、発光時のキセノンガスの膨張も大きくなる。発明者らが調査したところ、発光管の破裂といった不具合を回避するためには、発光管内へのキセノンガスの封入圧力は１．５ａｔｍ（１５２ｋＰａ）以下にすることが望ましいことが分かった。更には、発光管の強度を考慮すると、電流密度は９０００Ａ／ｃｍ2を越えないように設定することが望ましいことが分かった。
【００７２】
一方、工程Ｂの光照射を担当する光源としてロングアークのキセノンフラッシュランプを使用する場合、電極間距離が長いので電流密度が１０００Ａ／ｃｍ2より小さいと発光管内でのアーク放電が発生し難くなることが分かった。よって、安定にランプを動作させるためには、電流密度は１０００Ａ／ｃｍ2以上であることが望ましい。
【００７３】
〔２〕ショートアークフラッシュランプ
次に、工程Ａの光照射を担当する光源としてショートアークフラッシュランプを使用する場合について考察する。
ショートアークフラッシュランプは、電極間距離Ｌは発光管の管径ｄより小さく、電極間放電により発生するプラズマは電極間にて生成される。そのためショートアークフラッシュランプから放出される光のスペクトルに影響を及ぼすプラズマ温度は、発光管内圧力、放電時に電極間を流れる電流値、発光管内圧力に依存することが分かった。
【００７４】
図１２、図１３に、ショートアークフラッシュランプの光透過性バルブの内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルを示す。同図の横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は分光放射強度（μＪ／ｃｍ2）である。
図１２（ａ）は、光透過性バルブの内部の圧力が２ａｔｍ（２．０３×１０5Ｐａ）のときの分光放射スペクトルを示す。また、図１２（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）は、それぞれ光透過性バルブの内部の圧力が３ａｔｍ（３．０４×１０5Ｐａ）、５ａｔｍ（５．０７×１０5Ｐａ）、８ａｔｍ（８．１０×１０5Ｐａ）のときの分光放射スペクトルを示す。図１２、図１３において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は分光放射強度（μＪ／ｃｍ2）である。
【００７５】
図１２、図１３から明らかなように、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が上記したいずれの場合においても、ショートアークフラッシュランプから放出される光には２３０ｎｍ以下の波長の光が含まれる。
特に、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が３ａｔｍ、５ａｔｍ、８ａｔｍの場合、波長１７０ｎｍ近傍の光強度が大きくなる。これは、キセノンエキシマの発光が大きくなったためと考えられる。
なお、発明者らの調査の結果、光透過性バルブ内のキセノンガス圧力が８ａｔｍより上回ると、光透過性バルブの強度の信頼性が低下することが分かった。
よって、本発明の工程Ａの光照射を担当する光源としてショートアークフラッシュランプを採用する場合、光透過性バルブの内部のキセノンガス圧力は８ａｔｍ以下に設定することが好ましい。
【００７６】
図１４に光透過性バルブの内部に封入するキセノンガスの圧力をパラメータとした、ショートアークフラッシュランプ発光時の放電電流と波長領域１５０〜２４０ｎｍにおける積算放射強度との関係を示す。図１４において、横軸は電流（Ａ）、縦軸は波長領域１５０〜２４０ｎｍにおける積算放射強度（相対値）である。また、パラメータであるキセノンガス圧力値は、２ａｔｍ（２．０３×１０5Ｐａ）、３ａｔｍ（３．０４×１０5Ｐａ）、５ａｔｍ（５．０７×１０5Ｐａ）、８ａｔｍ（８．１０×１０5Ｐａ）である。
【００７７】
図１４から明らかなように、キセノンガス圧力がいずれの値においても、ショートアークフラッシュランプ発光時の放電電流の値が１５００Ａを下回ると波長領域１５０〜２４０ｎｍにおける積算放射強度はほぼ０となる。
上記したように、工程Ａにおける酸化膜近傍での活性酸素の生成作用や酸化膜表面の活性化作用（すなわち、酸化膜からの水素引き抜き作用と酸化膜の酸素欠陥の修復作用）は、波長２３０ｎｍ以下の紫外線照射により発生する。よって、上記したショートアークフラッシュランプを工程Ａ用のランプとして使用するには、放電電流が１５００Ａ以上となるような動作条件で使用する必要がある。
【００７８】
以上をまとめると、工程Ａの光照射を担当する光源として採用されるショートアークのキセノンフラッシュランプは、発光管内のキセノンガス圧力が８ａｔｍ以下であって、放電時の放電電流が１５００Ａ以上となるように動作させる必要がある。
【００７９】
〔実施例２の薄膜トランジスタの製造装置の構成例〕
〔１〕工程Ａ用の光源としてロングアークフラッシュランプを採用する場合
図１５に、実施例２における薄膜トランジスタの製造装置の構成例を示す。
図１５に示す薄膜トランジスタの製造装置も図１に示す実施例１の薄膜トランジスタの製造製装置と同様、基板上に成膜されたアモルファス金属酸化物半導体膜へ光照射するための光源部２は、上記した工程Ａの光照射を担当する光源と、工程Ｂの光照射を担当する光源の二種類の光源から構成される。
ここで、工程Ａの光照射を担当する光源はロングアークのキセノンフラッシュランプ４０である。当該キセノンフラッシュランプ４０の発光管の材質はアルミナである。また、有効発光長は２５０ｍｍであって、発光管内部のキセノンガス圧力は０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を５０９６Ａ／ｃｍ2である。このフラッシュランプ４０から放出される光の分光放射スペクトルは図１１に示す通りである。図１１において波長２３０ｎｍ付近に放射強度の最大ピークがあるので、本ランプは工程Ａの光照射を担当する光源として機能する。
【００８０】
一方、工程Ｂの光照射を担当する光源もロングアークのキセノンフラッシュランプである。当該キセノンフラッシュランプ２０の発光管の材質は石英ガラスである。また、有効発光長は２５０ｍｍであって、発光管内部のキセノンガス圧力は０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を１９１０Ａ／ｃｍ2である。このフラッシュランプ２０から放出される光の分光放射スペクトルは図５に示す通りである。
図５においては波長８００ｎｍ以上の波長領域において強い放射が確認されるので、本ランプは工程Ｂの光照射を担当する光源として機能する。
ここで、説明を容易にするために、工程Ａの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをサファイアフラッシュランプ、工程Ｂの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをキセノンフラッシュランプと呼称することにする。
【００８１】
工程Ａ用のサファイアフラッシュランプ４０も工程Ｂ用のキセノンフラッシュランプ２０も、構造は図４に示す通りである。両者とも形状は直管状であり、図１５に示すように、両ランプ２０，４０は複数並列に並べられる。
両ランプ２０．４０の下方にはワークステージ８が設けられ、ワーク７は当該ワークステージ８上に載置される。
複数のサファイアフラッシュランプ４０の本数、および、間隔は、サファイアフラッシュランプ４０から放出される波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、キセノンフラッシュランプ２０の本数、および、間隔は、キセノンフラッシュランプ２０から放出される熱アニール用の赤外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
【００８２】
図１５に示す例では、両ランプ２０，４０から放出される光がワーク７全体を照射可能なように、直管状の複数のサファイアフラッシュランプ４０と直管状の複数のキセノンフラッシュランプ２０とが交互に、かつ、並列に配置されている。しかし両ランプ２０，４０からの光が上記したような状態でワーク７上に照射されるのであれば、この配置に限るものではない。
反射鏡３は、例えば、光反射面を鏡面加工したアルミニウム板からなる。実施例１の薄膜トランジスタの製造装置と同様、サファイアフラッシュランプ４０、フラッシュランプ２０を含む光源部２およびワーク７、および、ワークステージ８は、内部が酸素を含有する雰囲気である処理室１内に配置される。なお、前記したようにワーク７とワークステージ８のみを処理室１内に配置し、処理室１に光源部２から放出される光を透過する光透過部材を設けて、光源部を処理室外に配置するようにしてもよい。
処理室１は、処理室１内で生成されたオゾンを排出するための排気手段５と接続され、また、大気中のコンタミネーションの処理室１への流入を抑制するエアフィルタ６が設けられた吸入口６ａが設けられている。排気手段５を稼動して処理室１内のオゾンを排気すると、吸入口６ａより上記コンタミネーションが殆ど除去された酸素含有ガス（大気等）が処理室１内へ流入する。光源部２へ電力を供給する給電手段４、および、排気手段５の動作は、制御部９によって制御される。
【００８３】
〔２〕工程Ａ用の光源としてショートアークフラッシュランプを採用する場合
図１６に、実施例２における薄膜トランジスタの製造装置の別の構成例を示す。
図１６に示す薄膜トランジスタの製造装置の構成例は、工程Ａの光照射を担当する光源としてショートアークのキセノンフラッシュランプ３０を採用し、ショートアークのキセノンフラッシュランプ３０に対応した反射鏡３ｄを使用する以外は、図１５に示す薄膜トランジスタの製造装置の構成例と同等である。
ショートアークのキセノンフラッシュランプ３０の構造は、図１０に示す通りであり、電極間距離は３ｍｍであって、発光管内部のキセノンガス圧力は５ａｔｍ（５０７ｋＰａ）、電流は５０００Ａである。このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図１３（ｃ）に示す通りである。図１３（ｃ）において波長１７２ｎｍ付近に放射強度の最大ピークがあるので、本ランプは工程Ａの光照射を担当する光源として機能する。
【００８４】
一方、工程Ｂの光照射を担当する光源は、図１５で示した薄膜トランジスタの製造装置のときと同等のロングアークのキセノンフラッシュランプ２０であり、ランプの構造、ランプから放出される光の分光放射スペクトル等も同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。
ここで、説明を容易にするために、工程Ａの光照射を担当するショートアークのキセノンフラッシュランプをショートアークフラッシュランプ、工程Ｂの光照射を担当するロングアークのキセノンフラッシュランプをロングアークフラッシュランプと呼称することにする。
【００８５】
図１６に示す実施例２の薄膜トランジスタの製造装置において、本発明の工程Ａの光照射を担当する光源として用いられるショートアークフラッシュランプ３０は、実施例１の工程Ａ用光源である希ガス蛍光ランプや、図１５に示す実施例２の工程Ａ用光源であるロングアークフラッシュランプとは異なり、発光部分が小さい。よって、図１６に示すように、各ショートアークフラッシュランプ３０には、当該ショートアークフラッシュランプ３０から放出される光を効率よくワークに照射するために、反射鏡３ｄが個別に設けられる。
一方、工程Ｂの光照射を担当するロングアークフラッシュランプ２０の形状は図４に示す通り直管状であり、反射鏡３ｄを備える各フラッシュランプ３０間に、一本以上配置される。
両ランプ２０，３０の下方にはワークステージ８が設けられ、ワーク７は当該ワークステージ８上に載置される。
【００８６】
反射鏡３ｄを備えるショートアークフラッシュランプ３０の本数、および、間隔は、上記ランプ３０から放出される波長２３０ｎｍ以下の紫外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
同様に、工程Ｂの光源であるロングアークフラッシュランプ２０の本数、および、間隔は、ロングアークフラッシュランプ２０から放出される熱アニール用の赤外線を含む光が、ワーク７全体に照射され、かつ、ワーク７上の上記光の放射照度分布がある程度均一となるように、適宜設定される。
【００８７】
図１６に示す例では、工程Ａ用の光源である反射鏡３ｄを備える各ショートアークフラッシュランプ３０間に、二本の工程Ｂ用の光源であるロングアークフラッシュランプ２０が並列に配置され、また、ショートアークフラッシュランプ３０は、二本のロングアークフラッシュランプ２０からなるロングアークフラッシュランプ群間に１つ配置されているが、両光源（工程Ａ用の光源、工程Ｂ用の光源）から放出される光がワーク全体を略均一に照射されるのであれば、これに限るものではない。
例えば、工程Ａ用のショートアークフラッシュランプは、工程Ｂ用のフラッシュランプ群間において、図１６の紙面に対して垂直な方向に複数設けてもよい。
反射鏡３、処理室１、排気手段５、エアフィルタ６、給電手段４、制御部９等の構成および動作は、図１５で示した薄膜トランジスタの製造装置の場合と同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００８８】
〔実験２〕
図１５に示した薄膜トランジスタの製造装置を用いて、以下の条件で基板上のＩＧＺＯ酸化膜を処理して薄膜トランジスタを製造し、当該薄膜トランジスタのゲート電圧対ドレイン電流特性を調べた。
ここで、工程Ａに使用した光源は、上記したサファイアフラッシュランプ（発光管にアルミナを用いたロングアークのキセノンフラッシュランプ）であり、発光管内部のキセノンガス圧力は０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を５０９６Ａ／ｃｍ2、このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図１１に示す通りであり、工程Ａにおいてワークに照射される光は波長２３０ｎｍ付近に放射強度の最大ピークがある光である。
【００８９】
一方、工程Ｂに使用した光源は、上記したロングアークフラッシュランプ（ロングアークのキセノンフラッシュランプ）であり、発光管内部のキセノンガス圧力は０．６ａｔｍ（６０ｋＰａ）、発光時の電流密度を１９１０Ａ／ｃｍ2、このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図５に示す通りであり、工程Ｂにおいてワークに照射される光は、波長領域が３００〜１１００ｎｍ程度であって、波長８００ｎｍ以上の波長領域の強度が大きい光である。
【００９０】
ＩＧＺＯ酸化膜の処理条件は以下の通りである。なお、いずれのワークも大気雰囲気に置かれ、温度は室温である。
（条件１）
ＩＧＺＯ酸化膜への工程Ａの光照射処理、および、工程Ｂの光照射処理なし（ａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ状態）・・・実験１の条件１と同じ。
（条件２）
工程Ａ：サファイアフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー２．３Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は０．１ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
工程Ｂ：ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー２．７Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は５ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
（条件３）
工程Ａ：サファイアフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー２．８Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は０．１ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
工程Ｂ：ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー３．２Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は５ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
【００９１】
なお、条件２、条件３の発光タイミングチャートは、図１７のようになる。図１７（ａ）はサファイアフラッシュランプの発光タイミングを示し、図１７（ｂ）はキセノンフラッシュランプの発光タイミングを示し、横軸は時間、縦軸は光強度（相対値）である。
すなわち、サファイアフラッシュランプの発光とロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）の発光とは同じタイミングで実施した。上記したように、サファイアフラッシュランプの発光パルス幅は０．１ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）であり、ロングアークフラッシュランプの発光パルス幅は５ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）であるので、サファイアフラッシュランプの発光が終了後もロングアークフラッシュランプの発光はしばらく継続する。
（条件４）
工程Ａ：なし
工程Ｂ：ロングアークフラッシュランプからの照射光のワーク表面でのエネルギー２．５Ｊ／ｃｍ2、発光パルスの発光パルス幅は５ｍｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）
【００９２】
図１８に上記した４つの条件でＩＧＺＯ酸化膜の処理を行った薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電圧対ドレイン電流特性を示す。同図において破線（１）は条件（１）のときの特性曲線であり、実線（２）は条件（２）のときの特性曲線、実線（３）は条件（３）のときの特性曲線、一点鎖線（４）は条件（４）のときの特性曲線である。
図１８の破線（１）の特性曲線から明らかなように、ＩＧＺＯ酸化膜に光照射処理を行っていない条件（１）の場合、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、１×１０-10Ａ程度でほぼ一定である。すなわち、条件（１）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されておらず、ＩＧＺＯ酸化膜は絶縁膜に近い状態であることが分かる。
【００９３】
条件（２）の場合、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図１１に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．３Ｊ／ｃｍ2与えられ、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）から図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．７Ｊ／ｃｍ2与えられた。このとき、図１８の実線（２）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧−５Ｖ付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約−５Ｖのとき、ＴＦＴはｏｎ／ｏｆｆ動作を行っているので、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されている。
【００９４】
条件（３）の場合、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図１１に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．８Ｊ／ｃｍ2与えられ、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してロングアークフラッシュランプから図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが３．２／ｃｍ2与えられた。このとき、図１８の実線（３）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧＋２Ｖ付近でドレイン電流の値が急減に増加している。
すなわち、ゲート電圧が約＋２Ｖのとき、ＴＦＴはｏｎ／ｏｆｆ動作を行っているので、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されている。
【００９５】
条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜に対して工程Ａの紫外線照射処理は行われず、加熱処理である工程Ｂのみ行われた。すなわち、ＩＧＺＯ酸化膜に対してロングアークフラッシュランプから図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが２．５Ｊ／ｃｍ2与えられた。
このとき、図１８の一点鎖線（４）の特性曲線から明らかなように、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流の変化は殆どなく、１×１０-10Ａ程度でほぼ一定である。すなわち、条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜には半導体特性は付与されておらず、ＩＧＺＯ酸化膜は、（条件１）の光照射なしのときと状態があまり変わっていないことが分かる。
【００９６】
以上の結果から、本発明の工程Ａ、工程Ｂを含む酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法を採用することにより、基板上に形成された酸化物が室温状態であっても当該酸化物に対して半導体特性を付与することが可能なことが判明した。
【００９７】
ここで、条件（２）と条件（３）とを比較すると、条件（２）におけるゲート電圧の閾値電圧Ｖｔｈは約−５Ｖであり、条件（３）における閾値電圧Ｖｔｈは約＋２Ｖであり、ゲート電圧０ＶからのＶｔｈの値のシフト量ΔＶｔｈ（＝０−Ｖｔｈ）は、条件（３）のときが小さい。
これは、工程Ａにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してサファイアフラッシュランプから図１１に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が条件（２）のときより大きい条件（３）のときの方が、条件（２）のときと比べると、ＩＧＺＯ酸化膜近傍での活性酸素の生成量が大きく、かつ、ＩＧＺＯ酸化膜表面の活性化度合いが大きく、アモルファスＩＧＺＯ薄膜に混入していた水素の引き抜きと酸素欠陥の修復が効率よく行われたものと考えられる。
また、工程Ｂにおいて、ＩＧＺＯ酸化膜に対してロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）から図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーを与える量が条件（２）のときより大きい条件（３）のときの方が、条件（２）のときと比べると、ＩＧＺＯ酸化膜への酸素の拡散が十分に行われたものと考えられる。
【００９８】
一方、工程Ａを省略して工程Ｂの熱アニール作用のみを施した条件（４）の場合、ＩＧＺＯ酸化膜は、半導体特性が付与されていない。これは、工程Ａによる水素引き抜き作用と酸素欠陥の修復作用がＩＧＺＯ膜になされないまま熱アニールが行われているので、酸素欠陥の修復作用の拡散がなされなかったためと考えられる。
また、ＩＧＺＯ酸化膜に対して与えられる図５に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーが、実験１の条件（４）においては１１Ｊ／ｃｍ2であるのに対し、実験２の条件（４）においては２．５Ｊ／ｃｍ2と小さいので、ＩＧＺＯ膜の状態が（条件１）の光照射なしのときと状態があまり変わっていないものと考えられる。
【００９９】
なお、上記した条件（２）、条件（３）において、サファイアフラッシュランプの発光とロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）の発光とは同じタイミングで実施したがこれに限るものではない。サファイアフラッシュランプの発光後もしばらくの間ロングアークフラッシュランプの発光が継続しているのであれば、例えば図１９（ａ）（ｂ）に示すように、サファイアフラッシュランプの発光に先んじてロングアークフラッシュランプが発光するように、両ランプの発光タイミングを設定することも可能である。
このような両ランプの発光タイミングの設定は、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、各ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
【０１００】
また、工程Ａ用の光源としてショートアークフラッシュランプを採用した図１６に示す薄膜トランジスタの製造装置を用いて同様の実験を行ってみた。使用したショートアークフラッシュランプは、上記したように、電極間距離は３ｍｍであって、発光管内部のキセノンガス圧力は５ａｔｍ（５０７ｋＰａ）、電流は５０００Ａである。このフラッシュランプから放出される光の分光放射スペクトルは図１３（ｃ）に示す通りである。
ここで、ショートアークフラッシュランプ１回の発光によって、ＩＧＺＯ酸化膜に対して図１３（ｃ）に示す分光放射スペクトル特性を有する光エネルギーは、約０．０７２Ｊ／ｃｍ2であった。また、発光パルスの発光パルス幅は１０μｓ（半値全幅：ＦＷＨＭ）であった。
【０１０１】
工程Ａ用の光源としてサファイアフラッシュランプを採用した図１５に示す薄膜トランジスタの製造装置を用いた場合と比較すると、工程Ａにおいて、ショートアークフラッシュランプ１回の発光よってＩＧＺＯ酸化膜に対して与えられる光エネルギーは、サファイアフラッシュランプ１回の発光によってＩＧＺＯ酸化膜に対して与えられる光エネルギーよりかなり小さい。
よって、工程Ａの光照射を行う場合、ショートアークフラッシュランプを複数回発光させて、そのトータルの光エネルギー量がサファイアフラッシュランプ１回の発光によってＩＧＺＯ酸化膜に対して与えられる光エネルギーとほぼ同等となるようにした。
【０１０２】
図２０に、ショートアークフラッシュランプを用いた場合の上記実験２の条件２、条件３に相当する発光タイミングチャートの模式図を示す。図２０（ａ）はショートアークフラッシュランプの発光タイミングを示し、図２０（ｂ）にキセノンフラッシュランプの発光タイミングを示す。図２０（ａ）に示すように、工程Ａ用のショートアークフラッシュランプを複数回発光させ、ショートアークフラッシュランプの最後の発光タイミングとほぼ同じタイミングで、図２０（ｂ）に示すように工程Ｂ用のロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）を発光させた。なお、ショートアークフラッシュランプの発光周波数は３０Ｈｚであった。
このようにして実験を行ったところ、実験結果は上記実験２と同様の傾向を示した。すなわち、大気雰囲気中に設置され、温度が室温であるワークに対しては、本発明の工程Ａ、工程Ｂの処理を行ったときのみ、ＩＧＺＯ膜に半導体特性が付与された。
【０１０３】
なお、工程Ａ用のショートアークフラッシュランプと工程Ｂ用のロングアークフラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ）の発光パターン（発光タイミングチャート）は図２０に示すものに限るものではない。例えば、図２１（ａ）（ｂ）に示すように、ショートアークフラッシュランプの発光周波数を大きくしてもよいし、複数回のショートアークフラッシュランプの発光と１回のロングアークフラッシュランプの発光からなる発光パターンセットを複数セット実施してもよい。
また、図示は省略したが、発光パターンセットは複数回のショートアークフラッシュランプの発光と複数回のキセノンフラッシュランプの発光とを組み合わせて構成してもよい。
このような両ランプの発光タイミングの設定は、アモルファス酸化膜の種類、成膜状態、基板の耐熱温度、酸素拡散の度合い、各ランプからアモルファス酸化膜に与えられるエネルギー等を考慮して適宜決定される。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 処理室
２ 光源部
３，３ａ，３ｂ，３ｄ 反射鏡
３ｃ 突起部
４ 給電手段
５ 排気手段
６ エアフィルタ
６ａ 吸入口
７ ワーク
８ ワークステージ
９ 制御部
１０ 希ガス蛍光ランプ
１１ａ，１１ｂ 電極
１３ ガラス管
１４ 紫外線反射膜
１５ 低軟化点ガラス層
１６ 蛍光体層
１７ 保護膜
２０ フラッシュランプ
２１ 石英ガラス管
２２ａ，２２ｂ 電極
２３ 封止部
２４ 外部リード
３０ ショートアークフラッシュランプ
３１ 光透過性バルブ
３２ａ，３２ｂ 電極
３４ ステム
３３ａ，３３ｂ トリガー用電極
３５，３６ 外部リード
４０ サファイアフラッシュランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造方法であって、
酸素含有雰囲気において、
基板上に設けられた上記酸化物に対し、
活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Ａと、
上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Ｂとを含む
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置であって、
酸素含有雰囲気中に保持される、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも１本の第１のランプと、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも１本の第２のランプと、
上記第１のランプおよび第２のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第１のランプおよび第２のランプに電力を供給する給電装置とからなり、
上記第１のランプは、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものであり、
上記第２のランプは、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものである
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項３】
上記第１のランプは、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプであり、
上記第２のランプは、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプである
ことを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項４】
上記薄膜トランジスタの製造装置は、
フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を有する
ことを特徴とする請求項３記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項５】
上記遮光手段は、希ガス蛍光ランプの一部を包囲する第２の反射鏡である
ことを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項６】
上記遮光手段は、上記反射鏡の反射面の一部に設けられた突起部であり、
上記第１のランプおよび第２のランプのうちの一方は上記突起部に包囲されるように配置され、
上記第１のランプおよび第２のランプのうちの他方は上記反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置され、
突起部の形状、および、この突起部に包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定されている
ことを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項７】
上記第１のランプは、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであり、
上記第２のランプは、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプである
ことを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項１】
基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造方法であって、
酸素含有雰囲気において、
基板上に設けられた上記酸化物に対し、
活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を照射する工程Ａと、
上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を照射する工程Ｂとを含む
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
基板上に少なくともゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体層、ゲート絶縁膜が形成されてなり、上記半導体層がアモルファス金属酸化物からなる薄膜トランジスタの製造装置であって、
酸素含有雰囲気中に保持される、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも１本の第１のランプと、上記薄膜トランジスタに光照射する少なくとも１本の第２のランプと、
上記第１のランプおよび第２のランプから放出される光を上記薄膜トランジスタへ反射する反射鏡と、上記第１のランプおよび第２のランプに電力を供給する給電装置とからなり、
上記第１のランプは、基板上に設けられた上記酸化物に対し、活性酸素が生成する波長域と上記酸化物を活性化して上記酸化物に混入する水素を引き抜く波長域とを含む光を放出するものであり、
上記第２のランプは、基板上に設けられた上記酸化物に対し、上記酸化物に混入する水素が引き抜かれ上記酸化物近傍に活性酸素が生成されている状態において、上記酸化物内への酸素の拡散を促進するよう上記酸化物を加熱する波長域を含む光を放出するものである
ことを特徴とする薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項３】
上記第１のランプは、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出する希ガス蛍光ランプであり、
上記第２のランプは、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプである
ことを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項４】
上記薄膜トランジスタの製造装置は、
フラッシュランプから放出される光が希ガス蛍光ランプに照射されないように遮光する遮光手段を有する
ことを特徴とする請求項３記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項５】
上記遮光手段は、希ガス蛍光ランプの一部を包囲する第２の反射鏡である
ことを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項６】
上記遮光手段は、上記反射鏡の反射面の一部に設けられた突起部であり、
上記第１のランプおよび第２のランプのうちの一方は上記突起部に包囲されるように配置され、
上記第１のランプおよび第２のランプのうちの他方は上記反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する位置に配置され、
突起部の形状、および、この突起部に包囲される一方のランプの配置位置、反射鏡の突起部ではない平坦な反射面に対向する他方のランプの配置位置は、一方のランプから放射される光が他方のランプには照射されないように決定されている
ことを特徴とする請求項４記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【請求項７】
上記第１のランプは、波長２３０ｎｍ以下の波長域を含む光を放出するフラッシュランプであり、
上記第２のランプは、波長８００ｎｍ以上の波長域を含む光を放出するフラッシュランプである
ことを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−７４２５５（Ｐ２０１３−７４２５５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４４１４（Ｐ２０１１−２１４４１４）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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