JP6852296B2 - Manufacturing method of field effect transistor - Google Patents
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Description
本発明は、電界効果型トランジスタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a field effect transistor.
電界効果型トランジスタ(Field Effect Transistor;FET)は、ゲート電流が低いことに加え、構造が平面的であるため、バイポーラトランジスタと比較して作製及び集積化が容易である。そのため、FETは、現在の電子機器で使用される集積回路では必要不可欠な素子となっており、例えば、電界効果型トランジスタをマトリックス状に配列したアクティブマトリックスは、液晶等のディスプレイの駆動回路として用いられている。 A field effect transistor (FET) has a low gate current and a flat structure, so that it is easier to manufacture and integrate than a bipolar transistor. Therefore, FETs have become indispensable elements in integrated circuits used in current electronic devices. For example, an active matrix in which field effect transistors are arranged in a matrix is used as a drive circuit for a display such as a liquid crystal display. Has been done.
電界効果型トランジスタの一例として、酸化物半導体層を有する電界効果型トランジスタが知られている(例えば、特許文献1参照)。酸化物半導体層を有する電界効果型トランジスタでは、移動度の増大やスイッチング特性の向上等、トランジスタ特性の向上が期待されている。 As an example of the field effect transistor, a field effect transistor having an oxide semiconductor layer is known (see, for example, Patent Document 1). Field-effect transistors having an oxide semiconductor layer are expected to have improved transistor characteristics such as increased mobility and improved switching characteristics.
ところで、電界効果型トランジスタのスイッチング特性を示す指標の1つとして、SS値(サブスレッショルド・スイング値)が用いられる場合がある。SS値は、伝達特性のオフ領域からオン領域へと遷移するしきい値下領域において、対数グラフの傾きが最大のところで、ドレイン電流が1桁分増加するために必要なゲート電圧の増分として定義される。SS値が小さいほど、急峻な立ち上がりとなり、スイッチング特性に優れる。 By the way, an SS value (subthreshold swing value) may be used as one of the indexes indicating the switching characteristics of the field effect transistor. The SS value is defined as the increment of the gate voltage required to increase the drain current by an order of magnitude at the maximum slope of the logarithmic graph in the subthreshold region where the transfer characteristic transitions from the off region to the on region. Will be done. The smaller the SS value, the steeper the rise and the better the switching characteristics.
しかしながら、製造プロセスによっては、電界効果型トランジスタのSS値が大きくなる場合があり、SS値を低減可能な電界効果型トランジスタの製造プロセスが求められている。 However, depending on the manufacturing process, the SS value of the field-effect transistor may increase, and there is a demand for a manufacturing process of the field-effect transistor capable of reducing the SS value.
本発明は、SS値を低減可能な電界効果型トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a field effect transistor capable of reducing the SS value.
本電界効果型トランジスタの製造方法は、何れか一方が酸化物半導体層である第1の酸化物層と第2の酸化物層とが隣接した電界効果型トランジスタの製造方法であって、Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである元素を含む材料により前記第1の酸化物層を形成する工程と、前記第1の酸化物層上に、Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである元素を含む材料により前記第2の酸化物層を形成する工程と、を有し、前記第2の酸化物層の形成温度が、前記第1の酸化物層の形成温度以下であり、前記第1の酸化物層が酸化物絶縁層であり、前記第2の酸化物層が酸化物半導体層であり、前記酸化物絶縁層がゲート絶縁層であり、前記ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属である第A元素と、Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである第B元素とを含有することを要件とする。 The method for manufacturing this electric field effect transistor is a method for manufacturing an electric field effect transistor in which a first oxide layer and a second oxide layer, one of which is an oxide semiconductor layer, are adjacent to each other. The step of forming the first oxide layer from a material containing an element containing at least one of Sc, Y, and lanthanoid, and at least Ga, Sc, Y, and lanthanoid on the first oxide layer. It has a step of forming the second oxide layer with a material containing any of the elements, and the formation temperature of the second oxide layer is equal to or lower than the formation temperature of the first oxide layer. Ah is, the first oxide layer is an oxide insulating layer, said second oxide layer is an oxide semiconductor layer, the oxide insulating layer is a gate insulating layer, the gate insulating layer It is required that the element A, which is an alkaline earth metal, and the element B, which is at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid, are contained.
開示の技術によれば、SS値を低減可能な電界効果型トランジスタの製造方法を提供できる。 According to the disclosed technique, it is possible to provide a method for manufacturing a field effect transistor capable of reducing the SS value.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.
〈第1の実施の形態〉
[電界効果型トランジスタの構造]
図1は、第1の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを例示する断面図である。図1を参照するに、電界効果型トランジスタ10は、基材11と、ゲート電極12と、ゲート絶縁層13と、半導体層14と、ソース電極15と、ドレイン電極16とを有するボトムゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタである。なお、電界効果型トランジスタ10は、本発明に係る電界効果型トランジスタの代表的な一例である。
<First Embodiment>
[Structure of field effect transistor]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the field effect transistor according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the
電界効果型トランジスタ10では、絶縁性の基材11上にゲート電極12が形成され、更に、ゲート電極12を覆うようにゲート絶縁層13が形成されている。ゲート絶縁層13上には半導体層14が形成され、半導体層14においてチャネルが形成されるように、半導体層14上にソース電極15及びドレイン電極16が形成されている。以下、電界効果型トランジスタ10の各構成要素について、詳しく説明する。
In the
なお、本実施の形態では、便宜上、半導体層14側を上側又は一方の側、基材11側を下側又は他方の側とする。又、各部位の半導体層14側の面を上面又は一方の面、基材11側の面を下面又は他方の面とする。但し、電界効果型トランジスタ10は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を基材11の上面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を基材11の上面の法線方向から視た形状を指すものとする。又、基材11上の各部位の積層方向に切った断面を縦断面、基材11上の各部位の積層方向に垂直な方向(基材11の上面に平行な方向)に切った断面を横断面とする。
In the present embodiment, for convenience, the
基材11の形状、構造、及び大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
The shape, structure, and size of the
基材11の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ガラス基材、プラスチック基材、フィルム基材等を用いることができる。ガラス基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、無アルカリガラス、シリカガラス等が挙げられる。又、プラスチック基材やフィルム基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等が挙げられる。なお、基材11としては、表面の清浄化及び密着性向上の点で、酸素プラズマ、UVオゾン、UV照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。
The material of the
ゲート電極12は、基材11上の所定領域に形成されている。ゲート電極12は、ゲート電圧を印加するための電極である。ゲート電極12の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、白金、パラジウム、金、銀、銅、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、クロム、タンタル、モリブデン、チタン等の金属、これらの合金、これら金属の混合物等が挙げられる。又、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ガリウム、酸化ニオブ等の導電性酸化物、これらの複合化合物、これらの混合物等が挙げられる。ゲート電極12の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、40nm〜2μmが好ましく、70nm〜1μmがより好ましい。
The
ゲート絶縁層13は、ゲート電極12と半導体層14との間に設けられ、ゲート電極12と半導体層14とを絶縁するための酸化物絶縁層である。ゲート絶縁層13の材料としては、例えば、アルカリ土類金属である第A元素と、ガリウム(Ga)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、及びランタノイドの少なくとも何れかである第B元素とを少なくとも含有する酸化物膜を用いることができる。
The
この酸化物膜は、Zr(ジルコニウム)及びHf(ハフニウム)の少なくとも何れかである第C元素を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有することが好ましい。酸化物膜に含まれるアルカリ土類金属は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。 This oxide film preferably contains element C, which is at least one of Zr (zirconium) and Hf (hafnium), and further contains other components, if necessary. The alkaline earth metal contained in the oxide film may be of one kind or two or more kinds.
アルカリ土類元素としては、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ラジウム(Ra)が挙げられる。 Examples of alkaline earth elements include beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and radium (Ra).
ランタノイドとしては、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)が挙げられる。 Lantanoids include lanthanum (La), cerium (Ce), placeodim (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), and dysprosium. (Dy), holmium (Ho), erybium (Er), turium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu) can be mentioned.
酸化物膜は、常誘電体アモルファス酸化物を含有するか、又は、常誘電体アモルファス酸化物それ自体で形成されることが好ましい。常誘電体アモルファス酸化物は、大気中において安定であり、かつ広範な組成範囲で安定的にアモルファス構造を形成することができる。但し、酸化物膜の一部に結晶が含まれていてもよい。 The oxide film preferably contains a normal dielectric amorphous oxide or is formed of the normal dielectric amorphous oxide itself. The normal dielectric amorphous oxide is stable in the atmosphere and can stably form an amorphous structure in a wide composition range. However, crystals may be contained in a part of the oxide film.
ゲート絶縁層13の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50nm〜3μmが好ましく、100nm〜1μmがより好ましい。
The average thickness of the
半導体層14は、ゲート絶縁層13上に形成された酸化物半導体層であり、ゲート絶縁層13を介してゲート電極12と対向するように配置されている。半導体層14は、例えば、n型酸化物半導体から形成することができる。
The
半導体層14を構成するn型酸化物半導体は、高い電界効果移動度が得られる点、及び電子キャリア濃度を適切に制御しやすい点から、インジウム、亜鉛、錫、ガリウム、及びチタンの少なくとも何れかと、アルカリ土類金属とを含有することが好ましく、インジウムとアルカリ土類金属とを含有することがより好ましい。
The n-type oxide semiconductor constituting the
アルカリ土類元素としては、ベリリウム(Be)、Mg、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ラジウム(Ra)等が挙げられる。 Examples of the alkaline earth element include beryllium (Be), Mg, calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra) and the like.
ソース電極15及びドレイン電極16は、半導体層14上に形成されている。ソース電極15及びドレイン電極16は、半導体層14の一部を被覆し、所定の間隔を隔てて形成されている。ソース電極15及びドレイン電極16は、ゲート電極12へのゲート電圧の印加に応じて電流を取り出すための電極である。なお、ソース電極15及びドレイン電極16と共に、ソース電極15及びドレイン電極16と接続される配線が同一層に形成されてもよい。
The
ソース電極15及びドレイン電極16の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゲート電極12の説明で例示した材質等が挙げられる。ソース電極15及びドレイン電極16の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10nm〜1μmが好ましく、50nm〜300nmがより好ましい。
The materials of the
[電界効果型トランジスタの製造方法]
次に、図1に示す電界効果型トランジスタの製造方法について説明する。図2及び図3は、第1の実施形態に係る電界効果型トランジスタの製造工程を例示する図である。
[Manufacturing method of field effect transistor]
Next, a method of manufacturing the field-effect transistor shown in FIG. 1 will be described. 2 and 3 are diagrams illustrating a manufacturing process of the field effect transistor according to the first embodiment.
まず、図2(a)に示す工程では、基材11上に、ゲート電極12を形成する。具体的には、ガラス基材等からなる基材11を準備する。そして、基材11上に、真空蒸着法等により導電体膜を形成し、形成した導電体膜をフォトリソグラフィとエッチングによりパターニングして所定形状のゲート電極12を形成する。
First, in the step shown in FIG. 2A, the
基材11の表面の清浄化及び密着性向上の点で、ゲート電極12を形成する前に、酸素プラズマ、UVオゾン、UV照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。基材11、ゲート電極12の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。
From the viewpoint of cleaning the surface of the
次に、図2(b)及び図2(c)に示す工程では、基材11上に、ゲート電極12を被覆するゲート絶縁層13を形成する。例えば、図2(b)に示す工程において、ゲート絶縁層形成用塗布液130をディップコーティング法、スピンコート法、ダイコート法等により塗布し、図2(c)に示す工程において、ゲート絶縁層形成用塗布液130を第1の温度で焼成してゲート絶縁層13を形成するプロセスを挙げることができる。ゲート絶縁層13の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。
Next, in the steps shown in FIGS. 2B and 2C, a
但し、ゲート絶縁層13を形成する方法として、上記のプロセス以外に、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション(PLD)法、化学気相蒸着(CVD)法、原子層蒸着(ALD)法等の真空プロセスを用いることができる。
However, as a method for forming the
次に、図3(a)及び図3(b)に示す工程では、ゲート絶縁層13上に半導体層14を形成する。例えば、図3(a)に示す工程において、酸化物半導体層形成用塗布液140をディップコーティング法、スピンコート法、ダイコート法等により塗布し、図3(b)に示す工程において、ゲート絶縁層形成用塗布液130を第2の温度で焼成してゲート絶縁層13を形成するプロセスを挙げることができる。
Next, in the steps shown in FIGS. 3A and 3B, the
但し、半導体層14を形成する方法として、上記のプロセス以外に、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション(PLD)法、化学気相蒸着(CVD)法、原子層蒸着(ALD)法等の真空プロセスを用いることができる。
However, as a method for forming the
本実施の形態の製造プロセスでは、半導体層14の形成温度(第2の温度)を、ゲート絶縁層13の形成温度(第1の温度)以下としている。例えば、ゲート絶縁層13の形成温度(第1の温度)を400℃とした場合、半導体層14の形成温度(第2の温度)は400℃以下(例えば、350〜400℃)にする必要がある。
In the manufacturing process of the present embodiment, the formation temperature (second temperature) of the
次に、図3(c)に示す工程では、半導体層14上にソース電極15及びドレイン電極16を形成する。例えば、半導体層14上に、真空蒸着法等により導電体膜を形成する。そして、導電体膜上にマスクパターンを形成し、マスクパターンから露出する導電体膜をエッチングにより除去する。マスクパターンに被覆された導電体膜がソース電極15及びドレイン電極16となる。ソース電極15及びドレイン電極16の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。
Next, in the step shown in FIG. 3C, the
このように、本実施の形態では、何れか一方が酸化物半導体層である2層の酸化物層が上下に隣接する場合、上層の酸化物層(本実施の形態では半導体層14)の形成温度が、下層の酸化物層(本実施の形態ではゲート絶縁層13)の形成温度以下となるようにする。これにより、電界効果型トランジスタ10のSS値を低減することが可能となる。すなわち、電界効果型トランジスタ10のスイッチング特性を向上することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when two oxide layers, one of which is an oxide semiconductor layer, are vertically adjacent to each other, an upper oxide layer (
〈第1の実施の形態の変形例〉
第1の実施の形態の変形例では、酸化物絶縁層である保護層を備えた電界効果型トランジスタの例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Modified example of the first embodiment>
In the modified example of the first embodiment, an example of a field effect transistor provided with a protective layer which is an oxide insulating layer is shown. In the modified example of the first embodiment, the description of the same component as that of the above-described embodiment may be omitted.
[電界効果型トランジスタの構造]
図4は、第1の実施の形態の変形例に係る電界効果型トランジスタを例示する断面図である。図4を参照するに、電界効果型トランジスタ10Aは、保護層17が設けられた点が電界効果型トランジスタ10(図1参照)と相違する。なお、電界効果型トランジスタ10Aは、本発明に係る電界効果型トランジスタの代表的な一例である。
[Structure of field effect transistor]
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the field effect transistor according to the modified example of the first embodiment. Referring to FIG. 4, the field-
保護層17は、半導体層14上にソース電極15及びドレイン電極16を被覆するように設けられた酸化物絶縁層である。
The
保護層17の材料としては、例えば、ゲート絶縁層13の材料として例示した、アルカリ土類金属である第A元素と、ガリウム(Ga)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、及びランタノイドの少なくとも何れかである第B元素とを少なくとも含有する酸化物膜を用いることができる。保護層17の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50nm〜3μmが好ましく、100nm〜1μmがより好ましい。
Examples of the material of the
保護層17は、大気中の水分、酸素等から、少なくとも半導体層14を隔離保護する機能を有する。但し、保護層17は、半導体層14のみならず、電界効果型トランジスタ10Aの他の構成要素(例えば、ゲート絶縁層13、ソース電極15、ドレイン電極16、ゲート電極12)を保護する機能を有してもよい。又、保護層17は、電界効果型トランジスタ10A上に形成される層の材料や、その形成プロセスから電界効果型トランジスタ10Aの少なくとも一部を保護する機能を有してもよい。
The
[電界効果型トランジスタの製造方法]
次に、図4に示す電界効果型トランジスタの製造方法について説明する。図5及び図6は、第1の実施形態の変形例に係る電界効果型トランジスタの製造工程を例示する図である。
[Manufacturing method of field effect transistor]
Next, a method of manufacturing the field-effect transistor shown in FIG. 4 will be described. 5 and 6 are diagrams illustrating a manufacturing process of a field effect transistor according to a modified example of the first embodiment.
まず、図5(a)に示す工程では、図2(a)に示す工程と同様にして、基材11上に、ゲート電極12を形成する。次に、図5(b)に示す工程では、基材11上に、ゲート電極12を被覆するゲート絶縁層13を形成する。ゲート絶縁層13の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション(PLD)法、化学気相蒸着(CVD)法、原子層蒸着(ALD)法等の真空プロセスを用いることができる。ゲート絶縁層13の材料としては、例えば、SiO2等を用いることができる。
First, in the step shown in FIG. 5A, the
次に、図5(c)及び図5(d)に示す工程では、図3(a)及び図3(b)に示す工程と同様にして、ゲート絶縁層13上に半導体層14を形成する。次に、図6(a)に示す工程では、図3(c)に示す工程と同様にして、半導体層14上にソース電極15及びドレイン電極16を形成する。
Next, in the steps shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), the
次に、図6(b)及び図6(c)に示す工程では、半導体層14上に、ソース電極15及びドレイン電極16を被覆する保護層17を形成する。例えば、図6(b)に示す工程において、保護層形成用塗布液170をディップコーティング法、スピンコート法、ダイコート法等により塗布し、図6(c)に示す工程において、保護層形成用塗布液170を第3の温度で焼成して保護層17を形成するプロセスを挙げることができる。保護層17の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。
Next, in the steps shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c), a
但し、保護層17を形成する方法として、上記のプロセス以外に、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション(PLD)法、化学気相蒸着(CVD)法、原子層蒸着(ALD)法等の真空プロセスを用いることができる。
However, as a method for forming the
本実施の形態の製造プロセスでは、保護層17の形成温度(第3の温度)を、半導体層14の形成温度(第2の温度)以下としている。例えば、半導体層14の形成温度(第2の温度)を400℃とした場合、保護層17の形成温度(第3の温度)は400℃以下(例えば、350〜400℃)にする必要がある
このように、本実施の形態では、何れか一方が酸化物半導体層である2層の酸化物層が上下に隣接する場合、上層の酸化物層(本実施の形態では保護層17)の形成温度が、下層の酸化物層(本実施の形態では半導体層14)の形成温度以下となるようにする。これにより、電界効果型トランジスタ10AのSS値を低減することが可能となる。すなわち、電界効果型トランジスタ10Aのスイッチング特性を向上することが可能となる。
In the manufacturing process of the present embodiment, the formation temperature (third temperature) of the
〈実施例1〉
実施例1では、ボトムゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタ10を作製した。
<Example 1>
In Example 1, a bottom gate / top contact type
−ゲート電極12の形成−
まず、基材11としてガラス基材を準備し、基材11上にゲート電極12を形成した。具体的には、基材11上に、真空蒸着法により、Cr/Auの積層膜を成膜した。この後、Cr/Auの積層膜上にフォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像によりレジストパターンを形成した。そして、レジストパターンの形成されていない領域のCr/Auの積層膜を溶解させて除去し、Cr/Auの積層膜からなるゲート電極12を形成した。
-Formation of gate electrode 12-
First, a glass base material was prepared as the
−ゲート絶縁層13の形成−
次に、基材11上に、ゲート電極12を被覆するように、酸化物層であるゲート絶縁層13を形成した。具体的には、まず、シクロヘキシルベンゼン1.2mLに、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含量7%、Wako 122−03371、株式会社ワコーケミカル製)1.95mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.57mLと、2−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウムミネラルスピリット溶液(Zr含量12%、Wako 269−01116、株式会社ワコーケミカル製)0.09mLとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液130を作製した。
-Formation of gate insulating layer 13-
Next, a
次に、基材11上に、ゲート絶縁層形成用塗布液130を滴下し、所定の条件でスピンコートした。そして、ゲート絶縁層形成用塗布液130を滴下した基材11をオーブンを用いて約120℃で約1時間加熱した(乾燥工程)。次に、基材11をオーブンを用いて約400℃で約3時間加熱することにより、ゲート絶縁層形成用塗布液130から酸化物絶縁層であるゲート絶縁層13を形成した(焼成工程)。
Next, the
−半導体層14の形成−
次に、ゲート絶縁層13上に、半導体層14を形成した。具体的には、まず、3.55gの硝酸インジウム(In(NO3)3・3H2O)と0.139gの塩化ストロンチウム(SrCl2・6H2O)を秤量し、1,2−プロパンジオール20mLとエチレングリコールモノメチルエーテル20mLとを加え室温で混合、溶解させ、酸化物半導体層形成用塗布液140を作製した。
-Formation of semiconductor layer 14-
Next, the
次に、ゲート絶縁層13上に、インクジェット装置を用いて酸化物半導体層形成用塗布液140を所定のパターンで塗布した。そして、基材11を約120℃に加熱したホットプレート上で約10分間加熱した(乾燥工程)。次に、基材11をオーブンを用いて約400℃で約1時間加熱することにより、酸化物半導体層形成用塗布液140から酸化物半導体層である半導体層14を形成した(焼成工程)。
Next, the oxide semiconductor layer forming
−ソース電極15及びドレイン電極16の形成−
次に、半導体層14上に、シャドウマスクと真空蒸着法を用いてAu膜を成膜し、所定のパターンのソース電極15及びドレイン電極16を形成した。以上の工程により、電界効果型トランジスタ10を完成させた。
-Formation of
Next, an Au film was formed on the
−トランジスタ性能評価−
得られた電界効果型トランジスタ10について、半導体パラメータ・アナライザ装置(アジレントテクノロジー社製、半導体パラメータ・アナライザB1500A)を用いて、トランジスタ性能評価を実施した。具体的には、ソース/ドレイン電圧Vdsを10Vとし、ゲート電圧をVg=−15Vから+15Vに変化させて、電流−電圧特性(伝達特性)を評価した。そして、SS値を算出した。
-Transistor performance evaluation-
The obtained
〈実施例2〉
実施例2では、半導体層14を形成する際のオーブンでの加熱条件(実施例1では、約400℃で約1時間)を、約350℃で約1時間に変更した以外は実施例1と同じ方法で、図1に示すボトムゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタ10を作製した。又、実施例1と同様に、SS値を算出した。
<Example 2>
In Example 2, the heating conditions in the oven when forming the semiconductor layer 14 (in Example 1, about 400 ° C. for about 1 hour) were changed to about 350 ° C. for about 1 hour. The bottom gate / top contact type
〈比較例1〉
比較例1では、半導体層14を形成する際のオーブンでの加熱条件(実施例1では、約400℃で約1時間)を、約450℃で約1時間に変更した以外は実施例1と同じ方法で、図1に示すボトムゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタ10を作製した。又、実施例1と同様に、SS値を算出した。
<Comparative example 1>
In Comparative Example 1, the heating conditions in the oven when forming the semiconductor layer 14 (in Example 1, about 400 ° C. for about 1 hour) were changed to about 450 ° C. for about 1 hour, except that the heating conditions were the same as in Example 1. The bottom gate / top contact type
〈実施例1及び2、比較例1の結果のまとめ〉 <Summary of results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1>
実施例1及び2の製造方法では、後工程の半導体層14(上層)の製造工程の温度が、前工程のゲート絶縁層13(下層)の製造工程の温度以下であることが、SS値を低減させたものと考えられる。一方、比較例1では、後工程の半導体層14(上層)の製造工程の温度が、前工程のゲート絶縁層13(下層)の製造工程の温度よりも高いことが、SS値の増加をもたらしたものと考えられる。 In the manufacturing methods of Examples 1 and 2, the SS value is determined so that the temperature of the manufacturing process of the semiconductor layer 14 (upper layer) in the subsequent process is equal to or lower than the temperature of the manufacturing process of the gate insulating layer 13 (lower layer) in the previous process. It is considered that it was reduced. On the other hand, in Comparative Example 1, the temperature of the manufacturing process of the semiconductor layer 14 (upper layer) in the subsequent process is higher than the temperature of the manufacturing process of the gate insulating layer 13 (lower layer) in the previous process, which causes an increase in the SS value. It is thought that it was.
〈実施例3〉
実施例3では、ボトムゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタ10Aを作製した。
<Example 3>
In Example 3, a bottom gate / top contact type
−ゲート電極12の形成−
まず、基材11としてガラス基材を準備し、実施例1と同様にして、基材11上にゲート電極12を形成した。
-Formation of gate electrode 12-
First, a glass base material was prepared as the
−ゲート絶縁層13の形成−
次に、基材11上に、ゲート電極12を被覆するように、RFスパッタリングにより、SiO2膜を厚みが約200nmとなるよう成膜し、ゲート絶縁層13を形成した。
-Formation of gate insulating layer 13-
Next, a SiO 2 film was formed on the
−半導体層14の形成−
次に、ゲート絶縁層13上に、実施例1と同様にして、半導体層14を形成した。
-Formation of semiconductor layer 14-
Next, the
−ソース電極15及びドレイン電極16の形成−
次に、半導体層14上に、実施例1と同様にして、所定のパターンのソース電極15及びドレイン電極16を形成した。
-Formation of
Next, a
−保護層17の形成−
次に、半導体層14上に、ソース電極15及びドレイン電極16を被覆するように、酸化物層である保護層17を形成した。具体的には、まず、トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含量7%、Wako 122−033371、株式会社ワコーケミカル製)0.99mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.27mLとを混合し、保護層形成用塗布液170を作製した。
-Formation of protective layer 17-
Next, a
次に、基材11上に、保護層形成用塗布液170を滴下し、所定の条件でスピンコートした。そして、保護層形成用塗布液170を滴下した基材11をオーブンを用いて約120℃で約1時間加熱した(乾燥工程)。次に、基材11をオーブンを用いて約400℃で約1時間加熱することにより、保護層形成用塗布液170から酸化物絶縁層である保護層17を形成した(焼成工程)。以上の工程により、電界効果型トランジスタ10Aを完成させた。
Next, a
−トランジスタ性能評価−
得られた電界効果型トランジスタ10Aについて、実施例1と同様にして、SS値を算出した。
-Transistor performance evaluation-
For the obtained
〈実施例4〉
実施例4では、保護層17を形成する際のオーブンでの加熱条件(実施例3では、約400℃で約1時間)を、約350℃で約1時間に変更した以外は実施例3と同じ方法で、図4に示すボトムゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタ10Aを作製した。又、実施例3と同様に、SS値を算出した。
<Example 4>
In Example 4, the heating conditions in the oven for forming the protective layer 17 (in Example 3, about 400 ° C. for about 1 hour) were changed to about 350 ° C. for about 1 hour. The bottom gate / top contact type
〈比較例2〉
比較例2では、保護層17を形成する際のオーブンでの加熱条件(実施例3では、約400℃で約1時間)を、約450℃で約1時間に変更した以外は実施例3と同じ方法で、図4に示すボトムゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタ10Aを作製した。又、実施例3と同様に、SS値を算出した。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, the heating conditions in the oven when forming the protective layer 17 (in Example 3, about 400 ° C. for about 1 hour) were changed to about 450 ° C. for about 1 hour, except that the heating conditions were the same as in Example 3. The bottom gate / top contact type
〈実施例3及び4、比較例2の結果のまとめ〉 <Summary of results of Examples 3 and 4 and Comparative Example 2>
実施例3及び4の製造方法では、後工程の保護層17(上層)の製造工程の温度が、前工程の半導体層14(下層)の製造工程の温度以下であることが、SS値を低減させたものと考えられる。一方、比較例1では、後工程の保護層17(上層)の製造工程の温度が、前工程の半導体層14(下層)の製造工程の温度よりも高いことが、SS値の増加をもたらしたものと考えられる。 In the manufacturing methods of Examples 3 and 4, the SS value is reduced when the temperature of the manufacturing process of the protective layer 17 (upper layer) in the subsequent process is lower than the temperature of the manufacturing process of the semiconductor layer 14 (lower layer) in the previous process. It is probable that it was made. On the other hand, in Comparative Example 1, the temperature of the manufacturing process of the protective layer 17 (upper layer) in the subsequent process was higher than the temperature of the manufacturing process of the semiconductor layer 14 (lower layer) in the previous process, which resulted in an increase in the SS value. It is considered to be.
以上のように、実施例1〜4並びに比較例1及び2の結果から、電界効果型トランジスタにおいて、何れか一方が酸化物半導体層である2層の酸化物層が上下に隣接する場合、上層の酸化物層の形成温度を、下層の酸化物層の形成温度以下とすることより、SS値を低減することが可能となる。すなわち、電界効果型トランジスタのスイッチング特性を向上することが可能となる。 As described above, from the results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, when two oxide layers, one of which is an oxide semiconductor layer, are vertically adjacent to each other in the field effect transistor, the upper layer is used. The SS value can be reduced by setting the formation temperature of the oxide layer of the above layer to be equal to or lower than the formation temperature of the lower oxide layer. That is, it is possible to improve the switching characteristics of the field effect transistor.
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、第1の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを用いた表示素子、表示装置、及びシステムの例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Second Embodiment>
The second embodiment shows an example of a display element, a display device, and a system using the field effect transistor according to the first embodiment. In the second embodiment, the description of the same components as those in the above-described embodiment may be omitted.
(表示素子)
第2の実施の形態に係る表示素子は、少なくとも、光制御素子と、光制御素子を駆動する駆動回路とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。光制御素子としては、駆動信号に応じて光出力を制御する素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エレクトロルミネッセンス(EL)素子、エレクトロクロミック(EC)素子、液晶素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子等が挙げられる。
(Display element)
The display element according to the second embodiment has at least an optical control element, a drive circuit for driving the optical control element, and, if necessary, other members. The optical control element is not particularly limited as long as it is an element that controls the optical output according to the drive signal, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, an electroluminescence (EL) element or an electrochromic (EC) element. ) Elements, liquid crystal elements, electrophoresis elements, electrowetting elements and the like.
駆動回路としては、第1の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The drive circuit is not particularly limited as long as it has the field-effect transistor according to the first embodiment, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The other members are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
第2の実施の形態に係る表示素子は、第1の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを有しているため、SS値が低く良好なスイッチング特性を得ることが可能となる。その結果、高品質の表示を行うことが可能となる。 Since the display element according to the second embodiment has the field effect transistor according to the first embodiment, the SS value is low and good switching characteristics can be obtained. As a result, high quality display can be performed.
(表示装置)
第2の実施の形態に係る表示装置は、少なくとも、第2の実施の形態に係る複数の表示素子と、複数の配線と、表示制御装置とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。複数の表示素子としては、マトリックス状に配置された複数の第2の実施の形態に係る表示素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
(Display device)
The display device according to the second embodiment has at least a plurality of display elements, a plurality of wirings, and a display control device according to the second embodiment, and further, if necessary, other members. Has. The plurality of display elements are not particularly limited as long as they are the plurality of display elements according to the second embodiment arranged in a matrix, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.
複数の配線は、複数の表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧と画像データ信号とを個別に印加可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The plurality of wirings are not particularly limited as long as the gate voltage and the image data signal can be individually applied to each field effect transistor in the plurality of display elements, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.
表示制御装置としては、画像データに応じて、各電界効果型トランジスタのゲート電圧と信号電圧とを複数の配線を介して個別に制御可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The display control device is not particularly limited as long as the gate voltage and signal voltage of each field effect transistor can be individually controlled via a plurality of wirings according to the image data, and is appropriately selected according to the purpose. can do. The other members are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
第2の実施の形態に係る表示装置は、第1の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを備えた表示素子を有しているため、高品質の画像を表示することが可能となる。 Since the display device according to the second embodiment has a display element including the field-effect transistor according to the first embodiment, it is possible to display a high-quality image.
(システム)
第2の実施の形態に係るシステムは、少なくとも、第2の実施の形態に係る表示装置と、画像データ作成装置とを有する。画像データ作成装置は、表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、画像データを前記表示装置に出力する。
(system)
The system according to the second embodiment includes at least a display device according to the second embodiment and an image data creation device. The image data creation device creates image data based on the image information to be displayed, and outputs the image data to the display device.
システムは、第2の実施の形態に係る表示装置を備えているため、画像情報を高精細に表示することが可能となる。 Since the system includes the display device according to the second embodiment, it is possible to display image information in high definition.
以下、第2の実施の形態に係る表示素子、表示装置、及びシステムについて、具体的に説明する。 Hereinafter, the display element, the display device, and the system according to the second embodiment will be specifically described.
図7には、第2の実施の形態に係るシステムとしてのテレビジョン装置500の概略構成が示されている。なお、図7における接続線は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
FIG. 7 shows a schematic configuration of the
第2の実施の形態に係るテレビジョン装置500は、主制御装置501、チューナ503、ADコンバータ(ADC)504、復調回路505、TS(Transport Stream)デコーダ506、音声デコーダ511、DAコンバータ(DAC)512、音声出力回路513、スピーカ514、映像デコーダ521、映像・OSD合成回路522、映像出力回路523、表示装置524、OSD描画回路525、メモリ531、操作装置532、ドライブインターフェース(ドライブIF)541、ハードディスク装置542、光ディスク装置543、IR受光器551、及び通信制御装置552等を備えている。
The
主制御装置501は、テレビジョン装置500の全体を制御し、CPU、フラッシュROM、及びRAM等から構成されている。フラッシュROMには、CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム、及びCPUでの処理に用いられる各種データ等が格納されている。又、RAMは、作業用のメモリである。
The
チューナ503は、アンテナ610で受信された放送波の中から、予め設定されているチャンネルの放送を選局する。ADC504は、チューナ503の出力信号(アナログ情報)をデジタル情報に変換する。復調回路505は、ADC504からのデジタル情報を復調する。
The tuner 503 selects the broadcast of a preset channel from the broadcast waves received by the
TSデコーダ506は、復調回路505の出力信号をTSデコードし、音声情報及び映像情報を分離する。音声デコーダ511は、TSデコーダ506からの音声情報をデコードする。DAコンバータ(DAC)512は、音声デコーダ511の出力信号をアナログ信号に変換する。
The
音声出力回路513は、DAコンバータ(DAC)512の出力信号をスピーカ514に出力する。映像デコーダ521は、TSデコーダ506からの映像情報をデコードする。映像・OSD合成回路522は、映像デコーダ521の出力信号とOSD描画回路525の出力信号を合成する。
The
映像出力回路523は、映像・OSD合成回路522の出力信号を表示装置524に出力する。OSD描画回路525は、表示装置524の画面に文字や図形を表示するためのキャラクタ・ジェネレータを備えており、操作装置532やIR受光器551からの指示に応じて表示情報が含まれる信号を生成する。
The
メモリ531には、AV(Audio−Visual)データ等が一時的に蓄積される。操作装置532は、例えばコントロールパネル等の入力媒体(図示省略)を備え、ユーザから入力された各種情報を主制御装置501に通知する。ドライブIF541は、双方向の通信インターフェースであり、一例としてATAPI(AT Attachment Packet Interface)に準拠している。
AV (Audio-Visual) data and the like are temporarily stored in the
ハードディスク装置542は、ハードディスクと、このハードディスクを駆動するための駆動装置等から構成されている。駆動装置は、ハードディスクにデータを記録すると共に、ハードディスクに記録されているデータを再生する。光ディスク装置543は、光ディスク(例えば、DVD)にデータを記録すると共に、光ディスクに記録されているデータを再生する。
The
IR受光器551は、リモコン送信機620からの光信号を受信し、主制御装置501に通知する。通信制御装置552は、インターネットとの通信を制御する。インターネットを介して各種情報を取得することができる。
The
表示装置524は、一例として図8に示されるように、表示器700、及び表示制御装置780を有している。表示器700は、一例として図9に示されるように、複数(ここでは、n×m個)の表示素子702がマトリックス状に配置されたディスプレイ710を有している。
The
又、ディスプレイ710は、一例として図10に示されるように、X軸方向に沿って等間隔に配置されているn本の走査線(X0、X1、X2、X3、・・・・・、Xn−2、Xn−1)、Y軸方向に沿って等間隔に配置されているm本のデータ線(Y0、Y1、Y2、Y3、・・・・・、Ym−1)、Y軸方向に沿って等間隔に配置されているm本の電流供給線(Y0i、Y1i、Y2i、Y3i、・・・・・、Ym−1i)を有している。そして、走査線とデータ線とによって、表示素子702を特定することができる。
Further, as shown in FIG. 10 as an example, the
各表示素子702は、一例として図11に示されるように、有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子750と、この有機EL素子750を発光させるためのドライブ回路720とを有している。すなわち、ディスプレイ710は、いわゆるアクティブマトリックス方式の有機ELディスプレイである。又、ディスプレイ710は、カラー対応の32インチ型のディスプレイである。なお、大きさは、これに限定されるものではない。
As an example, each
有機EL素子750は、一例として図12に示されるように、有機EL薄膜層740と、陰極712と、陽極714とを有している。
As shown in FIG. 12, the
有機EL素子750は、例えば、電界効果型トランジスタの横に配置することができる。この場合、有機EL素子750と電界効果型トランジスタとは、同一の基材上に形成することができる。但し、これに限定されず、例えば、電界効果型トランジスタの上に有機EL素子750が配置されても良い。この場合には、ゲート電極に透明性が要求されるので、ゲート電極には、ITO、In2O3、SnO2、ZnO、Gaが添加されたZnO、Alが添加されたZnO、Sbが添加されたSnO2等の導電性を有する透明な酸化物が用いられる。
The
有機EL素子750において、陰極712には、アルミニウム(Al)が用いられている。なお、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金、アルミニウム(Al)−リチウム(Li)合金、ITO(Indium Tin Oxide)等を用いても良い。陽極714には、ITOが用いられている。なお、In2O3、SnO2、ZnO等の導電性を有する酸化物、銀(Ag)−ネオジウム(Nd)合金等を用いても良い。
In the
有機EL薄膜層740は、電子輸送層742と発光層744と正孔輸送層746とを有している。そして、電子輸送層742に陰極712が接続され、正孔輸送層746に陽極714が接続されている。陽極714と陰極712との間に所定の電圧を印加すると発光層744が発光する。
The organic EL
又、図11に示すように、ドライブ回路720は、2つの電界効果型トランジスタ810及び820、コンデンサ830を有している。電界効果型トランジスタ810は、スイッチ素子として動作する。ゲート電極Gは、所定の走査線に接続され、ソース電極Sは、所定のデータ線に接続されている。又、ドレイン電極Dは、コンデンサ830の一方の端子に接続されている。
Further, as shown in FIG. 11, the
コンデンサ830は、電界効果型トランジスタ810の状態、すなわちデータを記憶しておくためのものである。コンデンサ830の他方の端子は、所定の電流供給線に接続されている。
The
電界効果型トランジスタ820は、有機EL素子750に大きな電流を供給するためのものである。ゲート電極Gは、電界効果型トランジスタ810のドレイン電極Dと接続されている。そして、ドレイン電極Dは、有機EL素子750の陽極714に接続され、ソース電極Sは、所定の電流供給線に接続されている。
The
そこで、電界効果型トランジスタ810が「オン」状態になると、電界効果型トランジスタ820によって、有機EL素子750は駆動される。
Therefore, when the field-
表示制御装置780は、一例として図13に示されるように、画像データ処理回路782、走査線駆動回路784、及びデータ線駆動回路786を有している。
The
画像データ処理回路782は、映像出力回路523の出力信号に基づいて、ディスプレイ710における複数の表示素子702の輝度を判断する。走査線駆動回路784は、画像データ処理回路782の指示に応じてn本の走査線に個別に電圧を印加する。データ線駆動回路786は、画像データ処理回路782の指示に応じてm本のデータ線に個別に電圧を印加する。
The image
以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係るテレビジョン装置500では、映像デコーダ521と映像・OSD合成回路522と映像出力回路523とOSD描画回路525とによって画像データ作成装置が構成されている。
As is clear from the above description, in the
又、上記においては、光制御素子が有機EL素子の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、液晶素子、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子であってもよい。 Further, in the above, the case where the optical control element is an organic EL element has been described, but the present invention is not limited to this, and a liquid crystal element, an electrochromic element, an electrophoresis element, or an electrowetting element may be used.
例えば、光制御素子が液晶素子の場合は、上記ディスプレイ710として、液晶ディスプレイ用いる。この場合においては、図14に示されるように、表示素子703における電流供給線は不要となる。
For example, when the optical control element is a liquid crystal element, a liquid crystal display is used as the
又、この場合では、一例として図15に示されるように、ドライブ回路730は、図11に示される電界効果型トランジスタ(810、820)と同様な1つの電界効果型トランジスタ840のみで構成することができる。電界効果型トランジスタ840では、ゲート電極Gが所定の走査線に接続され、ソース電極Sが所定のデータ線に接続されている。又、ドレイン電極Dが液晶素子770の画素電極、及びコンデンサ760に接続されている。なお、図15における符号762、772は、夫々コンデンサ760、液晶素子770の対向電極(コモン電極)である。
Further, in this case, as shown in FIG. 15 as an example, the
又、上記実施の形態では、システムがテレビジョン装置の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに画像や情報を表示する装置として上記表示装置524を備えていれば良い。例えば、コンピュータ(パソコンを含む)と表示装置524とが接続されたコンピュータシステムであっても良い。
Further, in the above embodiment, the case where the system is a television device has been described, but the present invention is not limited to this. In short, the
又、携帯電話、携帯型音楽再生装置、携帯型動画再生装置、電子BOOK、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯情報機器、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像機器における表示手段に表示装置524を用いることができる。又、車、航空機、電車、船舶等の移動体システムにおける各種情報の表示手段に表示装置524を用いることができる。更に、計測装置、分析装置、医療機器、広告媒体における各種情報の表示手段に表示装置524を用いることができる。
Further, the
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments and the like have been described in detail above, the embodiments are not limited to the above-described embodiments and the like, and various embodiments and the like described above are used without departing from the scope of the claims. Modifications and substitutions can be added.
例えば、第1の実施の形態やその変形例では、ボトムゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタを例にして説明したが、本発明は、ボトムゲート/ボトムコンタクト型の電界効果型トランジスタ、トップゲート/トップコンタクト型の電界効果型トランジスタ、トップゲート/ボトムコンタクト型の電界効果型トランジスタにも適用可能である。 For example, in the first embodiment and its modification, the bottom gate / top contact type field effect transistor has been described as an example, but the present invention describes the bottom gate / bottom contact type field effect transistor and the top. It is also applicable to gate / top contact type field effect transistors and top gate / bottom contact type field effect transistors.
又、第1の実施の形態やその変形例では、ゲート絶縁層と半導体層が隣接する場合や、半導体層と保護層が隣接する場合を例にして説明したが、本発明は、何れか一方が酸化物半導体層である2層の酸化物層が上下に隣接する場合であれば、上記の例以外にも適用可能である。例えば、フレキシブル基材に酸化物層であるバリア層を設け、バリア層上に酸化物半導体層を設ける場合等が挙げられる。 Further, in the first embodiment and its modification, the case where the gate insulating layer and the semiconductor layer are adjacent to each other and the case where the semiconductor layer and the protective layer are adjacent to each other have been described as an example, but the present invention is any one of them. In the case where two oxide layers, which are oxide semiconductor layers, are adjacent to each other on the upper and lower sides, it can be applied to other than the above examples. For example, a barrier layer which is an oxide layer is provided on the flexible base material, and an oxide semiconductor layer is provided on the barrier layer.
10、10A 電界効果型トランジスタ
11 基材
12 ゲート電極
13 ゲート絶縁層
14 半導体層
15 ソース電極
16 ドレイン電極
17 保護層
10, 10A
Claims (9)
Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである元素を含む材料により前記第1の酸化物層を形成する工程と、
前記第1の酸化物層上に、Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである元素を含む材料により前記第2の酸化物層を形成する工程と、を有し、
前記第2の酸化物層の形成温度が、前記第1の酸化物層の形成温度以下であり、
前記第1の酸化物層が酸化物絶縁層であり、前記第2の酸化物層が酸化物半導体層であり、
前記酸化物絶縁層がゲート絶縁層であり、
前記ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属である第A元素と、Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである第B元素とを含有することを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。 A method for manufacturing a field-effect transistor in which a first oxide layer and a second oxide layer, one of which is an oxide semiconductor layer, are adjacent to each other.
A step of forming the first oxide layer from a material containing an element that is at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid.
A step of forming the second oxide layer on the first oxide layer with a material containing an element containing at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid.
Forming temperature of the second oxide layer state, and are forming temperature below the first oxide layer,
The first oxide layer is an oxide insulating layer, and the second oxide layer is an oxide semiconductor layer.
The oxide insulating layer is a gate insulating layer.
A method for producing a field-effect transistor, wherein the gate insulating layer contains an element A, which is an alkaline earth metal, and an element B, which is at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid. ..
Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである元素を含む材料により前記第1の酸化物層を形成する工程と、
前記第1の酸化物層上に、Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである元素を含む材料により前記第2の酸化物層を形成する工程と、を有し、
前記第2の酸化物層の形成温度が、前記第1の酸化物層の形成温度以下であり、
前記第1の酸化物層が酸化物半導体層であり、前記第2の酸化物層が酸化物絶縁層であり、
前記酸化物絶縁層が保護層であり、
前記保護層は、アルカリ土類金属である第A元素と、Ga、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである第B元素とを含有することを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。 A method for manufacturing a field-effect transistor in which a first oxide layer and a second oxide layer, one of which is an oxide semiconductor layer, are adjacent to each other.
A step of forming the first oxide layer from a material containing an element that is at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid.
A step of forming the second oxide layer on the first oxide layer with a material containing an element containing at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid.
Forming temperature of the second oxide layer state, and are forming temperature below the first oxide layer,
The first oxide layer is an oxide semiconductor layer, and the second oxide layer is an oxide insulating layer.
The oxide insulating layer is a protective layer,
A method for producing a field-effect transistor, wherein the protective layer contains an element A, which is an alkaline earth metal, and an element B, which is at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid.
Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである元素を含む材料により前記第1の酸化物層を形成する工程と、
前記第1の酸化物層上に、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである元素を含む材料により前記第2の酸化物層を形成する工程と、を有し、
前記第2の酸化物層の形成温度が、前記第1の酸化物層の形成温度以下であることを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。 A method for manufacturing a field-effect transistor in which a first oxide layer and a second oxide layer, one of which is an oxide semiconductor layer, are adjacent to each other.
A step of forming the first oxide layer from a material containing an element containing at least one of Sc, Y, and a lanthanoid, and
It comprises a step of forming the second oxide layer on the first oxide layer with a material containing an element which is at least one of Sc, Y, and a lanthanoid.
A method for manufacturing a field-effect transistor, wherein the formation temperature of the second oxide layer is equal to or lower than the formation temperature of the first oxide layer.
前記ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属である第A元素と、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである第B元素とを含有することを特徴とする請求項4に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 The oxide insulating layer is a gate insulating layer.
The field effect type according to claim 4 , wherein the gate insulating layer contains an element A which is an alkaline earth metal and an element B which is at least one of Sc, Y, and a lanthanoid. Transistor manufacturing method.
前記保護層は、アルカリ土類金属である第A元素と、Sc、Y、及びランタノイドの少なくとも何れかである第B元素とを含有することを特徴とする請求項6に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 The oxide insulating layer is a protective layer,
The field-effect transistor according to claim 6 , wherein the protective layer contains an element A which is an alkaline earth metal and an element B which is at least one of Sc, Y, and a lanthanoid. Manufacturing method.
第1の酸化物層形成用塗布液を塗布し、前記第1の酸化物層形成用塗布液を加熱して前記第1の酸化物層を形成することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 In the step of forming the first oxide layer,
A first oxide layer forming coating solution is applied, of claims 1 to 7 and heating the first oxide layer forming coating liquid and forming a first oxide layer The method for manufacturing a field effect transistor according to any one of the following items.
第2の酸化物層形成用塗布液を塗布し、前記第2の酸化物層形成用塗布液を加熱して前記第2の酸化物層を形成することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 In the step of forming the second oxide layer,
Claims 1 to 8 , wherein the coating liquid for forming the second oxide layer is applied, and the coating liquid for forming the second oxide layer is heated to form the second oxide layer. The method for manufacturing a field effect transistor according to any one of the following items.
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