(57)【要約】  本発明は、キャリア移動度や安定性が高い金属酸化物半導体を得ることにあり、さらに生産効率が向上した金属酸化物半導体の製造方法を得ることにあり、これを用いて安定に動作する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を提供する。本発明の金属酸化物半導体の製造方法は、基板上に金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜を形成した後、該薄膜に対し、プラズマ酸化を施すことを特徴とする。
2009028452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属酸化物半導体の前駆体を含有する薄膜を形成した後、該薄膜に対し、プラズマ酸化を施すことを特徴とする金属酸化物半導体の製造方法。
【請求項２】
プラズマ酸化が大気圧プラズマ法によることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。
【請求項３】
プラズマ酸化において、基板温度が１５０℃〜３００℃であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。
【請求項４】
金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜がパターン化されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。
【請求項５】
金属酸化物半導体の前駆体が、金属塩、金属ハロゲン化物、有機金属化合物であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。
【請求項６】
金属酸化物半導体の前駆体が、金属塩であって、硝酸塩または酢酸塩であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。
【請求項７】
金属酸化物半導体の前駆体が、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれかを含むことを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。
【請求項８】
金属酸化物半導体の前駆体が、Ｇａ、Ａｌを含むことを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。
【請求項９】
請求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法により得られた酸化物半導体薄膜を活性層として用いたことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前駆体の薄膜をプラズマ酸化する金属酸化物半導体の製造方法およびこれを用いた薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板上にアモルファスシリコン等の薄膜を形成しこれを活性層として用いる電界効果型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、またこれらを用いたアクティブマトリクス回路等はよく知られている。【０００３】
しかしながら、アモルファスシリコンを用いたＴＦＴは、キャリア移動度が低く、また連続駆動時の特性が不安定であるため、有機ＥＬアクティブマトリクス回路等に用いるには、キャリア移動度の高い、安定な薄膜トランジスタが求められている。高移動度のＴＦＴとして、ポリシリコン薄膜を用いたＴＦＴが開発されているが、高精度な制御が求められるレーザーアニーリングが必要となるなど、製造プロセスが煩雑であり、素子間の性能ばらつきも問題となっている。簡便な製造プロセスが適用でき、連続駆動時の安定やキャリア移動度が高く、素子間のバラツキの小さい、高移動度のＴＦＴとして、近年、金属酸化物半導体を用いたＴＦＴの開発が活発に行われている。【０００４】
金属酸化物半導体を作製する技術として、例えば、有機金属を分解酸化（加熱、分解反応）することで、非晶質酸化物を形成する方法が知られている（例えば特許文献１、２）。【０００５】
また、酸化物半導体作製を、塩化亜鉛等の金属ハライドプレカーサー溶液をインクジェット法等により基板上に適用したのちこれを大気中で加熱処理して酸化物半導体に転化して活性層とする電界効果トランジスタの製造方法も知られている（例えば、非特許文献１）。【０００６】
同様に、塩化亜鉛、また塩化錫等の金属ハライド溶液を基板上に適用して薄膜を形成した後、数百度の温度で処理しこれを熱分解させて金属酸化物半導体薄膜を得る方法も知られている（例えば非特許文献２）。【０００７】
いずれも前駆体を熱酸化して酸化物半導体を得ているが、熱酸化を用いる場合、これらにおいては、３００℃以上の高い温度域での処理しているため、エネルギー効率が悪く、安価で軽量な樹脂基板に適用することは困難である。
【特許文献１】特開２００３−１７９２４２号公報
【特許文献２】特開平０８−２６４７９４号公報
【非特許文献１】Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２００７，１９，８４３−８４７
【非特許文献２】Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，１０（５）  Ｈ１３５−Ｈ１３８  （２００７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、キャリア移動度や安定性が高い金属酸化物半導体を得ることにあり、さらに生産効率が向上した金属酸化物半導体の製造方法を得ることにあり、これを用いて安定に動作する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記課題は以下の手段により達成される。【００１０】
１．基板上に金属酸化物半導体の前駆体を含有する薄膜を形成した後、該薄膜に対し、プラズマ酸化を施すことを特徴とする金属酸化物半導体の製造方法。【００１１】
２．プラズマ酸化が大気圧プラズマ法によることを特徴とする前記１に記載の金属酸化物半導体の製造方法。【００１２】
３．プラズマ酸化において、基板温度が１５０℃〜３００℃であることを特徴とする前記１または２に記載の金属酸化物半導体の製造方法。【００１３】
４．金属酸化物半導体の前駆体を含む薄膜がパターン化されていることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。【００１４】
５．金属酸化物半導体の前駆体が、金属塩、金属ハロゲン化物、有機金属化合物であることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。【００１５】
６．金属酸化物半導体の前駆体が、金属塩であって、硝酸塩または酢酸塩であることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。【００１６】
７．金属酸化物半導体の前駆体が、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれかを含むことを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。【００１７】
８．金属酸化物半導体の前駆体が、Ｇａ、Ａｌを含むことを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法。【００１８】
９．前記１〜８のいずれか１項に記載の金属酸化物半導体の製造方法により得られた酸化物半導体薄膜を活性層として用いたことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、移動度が高く、ＯＦＦ電流が小さい、生産効率が向上した、安定に動作する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】超音波噴霧器の一例を示す概略図である。
【図２】枚葉式の大気圧プラズマ処理装置の一例を示す概略図である。
【図３】ロール式の大気圧プラズマ処理装置の一例を示す概略図である。
【図４】薄膜トランジスタの構成例を幾つかを示す断面図である。
【図５】薄膜トランジスタシートの一例の概略の等価回路図である。
【図６】薄膜トランジスタ作製工程の模式図を示す。
【符号の説明】
【００２１】
１  超音波噴霧器
１１  導入管
１２  原料貯留部
１３  超音波発生部
１４  電源
１５  放出管
２１  第１電極
２２、３２  第２電極
２２Ｒ、３５  ロール回転電極
２５Ａ、２５Ｂ  高周波電源
２６Ａ、２６Ｂ  マッチングボックス
２７Ａ、２７Ｂ  フィルタ
１０１  半導体層
１０２  ソース電極
１０３  ドレイン電極
１０４  ゲート電極
１０５  絶縁層
１２０  薄膜トランジスタシート
１２１  ゲートバスライン
１２２  ソースバスライン
１２４  薄膜トランジスタ素子
１２５  蓄積コンデンサ
１２６  出力素子
１２７  垂直駆動回路
１２８  水平駆動回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を実施するための最良の形態について説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。【００２３】
本発明において金属酸化物半導体の前駆体としては、金属塩、金属ハロゲン化物、有機金属化合物を挙げることができる。【００２４】
金属酸化物、金属塩、金属ハロゲン化物、有機金属化合物、金属水素化合物の金属としては、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等を挙げることができる。【００２５】
それらの金属塩のうち、インジウム、錫、亜鉛のいずれかを含むことが好ましく、それらを併用して混合させてもよい。また、その他の金属として、ガリウムまたはアルミニウムを含むことが好ましい。【００２６】
金属塩としては、硝酸塩、酢酸塩等を、ハロゲン化物としては塩化物、ヨウ化物、臭化物等を好適に用いることができる。【００２７】
有機金属化合物としては、下記の一般式（Ｉ）で示すものが挙げられる。【００２８】
一般式（Ｉ）  Ｒ１ｘＭＲ２ｙＲ３ｚ
式中、Ｍは金属、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２はアルコキシ基、Ｒ３はβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基およびケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基であり、金属Ｍの価数をｍとした場合、ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｍであり、ｘ＝０〜ｍ、またはｘ＝０〜ｍ−１であり、ｙ＝０〜ｍ、ｚ＝０〜ｍで、いずれも０または正の整数である。Ｒ１のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げることができる。Ｒ２のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、３，３，３−トリフルオロプロポキシ基等を挙げることができる。またアルキル基の水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。Ｒ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基およびケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基としては、β−ジケトン錯体基として、例えば、２，４−ペンタンジオン（アセチルアセトンあるいはアセトアセトンともいう）、１，１，１，５，５，５−ヘキサメチル−２，４−ペンタンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ペンタンジオン等を挙げることができ、β−ケトカルボン酸エステル錯体基として、例えばアセト酢酸メチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、アセト酢酸プロピルエステル、トリメチルアセト酢酸エチル、トリフルオロアセト酢酸メチル等を挙げることができ、β−ケトカルボン酸として、例えば、アセト酢酸、トリメチルアセト酢酸等を挙げることができ、またケトオキシとして、例えば、アセトオキシ基（またはアセトキシ基）、プロピオニルオキシ基、ブチリロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等を挙げることができる。これらの基の炭素原子数は１８以下が好ましい。また直鎖または分岐のもの、また水素原子をフッ素原子にしたものでもよい。有機金属化合物のなかでは、分子内に少なくとも１つ以上の酸素を有するものが好ましい。このようなものとしてＲ２のアルコキシ基を少なくとも１つを含有する有機金属化合物、またＲ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基およびケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基を少なくとも１つ有する金属化合物が最も好ましい。金属塩のなかでは、硝酸塩が好ましい。硝酸塩は高純度品が入手しやすく、また使用時の媒体として好ましい水に対する溶解度が高い。硝酸塩としては、硝酸インジウム、硝酸錫、硝酸亜鉛、硝酸ガリウム等が挙げられる。【００２９】
本発明の半導体膜の形成に使用する薄膜形成材料としては、金属原子含有化合物が好ましい。金属原子含有化合物としては、金属塩、有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物等を挙げることができるが、特に好ましい有機金属化合物としては、前記一般式（Ｉ）で表される金属化合物が挙げられる。【００３０】
以上の前駆体のうち、好ましいのは、金属の硝酸塩、ハロゲン化物、アルコキシド類である。具体例としては、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウム、硝酸スズ、硝酸アルミニウム、塩化インジウム、塩化亜鉛、塩化スズ（２価）、塩化スズ（４価）、塩化ガリウム、塩化アルミニウム、トリ−ｉ−プロポキシインジウム、ジエトキシ亜鉛、ビス（ジピバロイルメタナト）亜鉛、テトラエトキシスズ、テトラ−ｉ−プロポキシスズ、トリ−ｉ−プロポキシガリウム、トリ−ｉ−プロポキシアルミニウムなどが挙げられる。【００３１】
（成膜方法、パターン化方法）
前述の前駆体の薄膜の形成方法としては、前駆体の溶液を塗設し、溶媒をキャストさせることで薄膜を形成することが好ましい。【００３２】
溶媒としては、水や、エタノール、プロパノール、エチレングリコールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル系、また、アセトニトリルなど、さらに、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、トリデカンなどの脂肪族炭化水素溶媒、α−テルピネオール、また、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、二硫化炭素等を好適に用いることができるが、特に、水や、エタノール、などのアルコール類、また、アセトニトリルなど、前駆体を溶解することのできる溶媒であれば任意のものを用いることができる。【００３３】
本発明において、薄膜形成材料を含有する液体を基材上に適用して、金属酸化物半導体の前駆体を含有する薄膜を形成する方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、ミスト法、など、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷法でパターン化する方法などが挙げられる。塗布膜からフォトリソグラフ法、レーザーアブレーションなどによりパターン化してもよい。金属微粒子を含む薄膜の成膜、パターン化には従来の公知な方法が適用できる。これらのうち、好ましいのは薄膜の塗布が可能な、スプレーコート、ミスト法である。【００３４】
ミスト法における好ましい液滴の形成方法について以下に述べる。【００３５】
図１は、薄膜形成材料を含有する液体を液滴として基材上に付与もしくは電極間に供給する場合に用いられる超音波噴霧器の概略図である。これにより微小液滴（液滴）を形成することができる。図１中、１は超音波噴霧器、１１は窒素ガスを導入する導入管、１２は液滴原料としての薄膜形成材料を含有する液体Ｌを貯留する原料貯留部、１３は超音波発生部、１４は超音波発生部１３に接続された電源、１５は発生した液滴を放出する放出管である。導入管１１から原料貯留部１２に窒素ガスを導入し、かつ、電源１４をＯＮすることにより超音波発生部１３から超音波を発生させると、液滴が発生する。このようにして発生した液滴は、放出管１５を通って超音波噴霧器１外へ放出され、図示しない大気圧プラズマ装置の適宜の場所において基材上に、液滴が噴霧され、基材上に形成される該薄膜に対し、大気圧プラズマ処理装置においてプラズマ酸化が施されることになる。【００３６】
図２は、超音波噴霧器を備えた枚葉式の大気圧プラズマ処理装置の概略図であり、これにより液滴の噴霧による薄膜の形成と大気圧プラズマ処理によるプラズマ酸化が連続してあるいは同時に行える。図２中、１は図１と同様の超音波噴霧器である。超音波噴霧器１から下部方向に噴霧された液滴Ｍは、噴霧空間Ａで基材Ｓ上に付与されることになる。２１は固定された第１電極、２２は基材Ｓを支持し、図中矢印の方向に反復運動することが可能な第２電極である。第１電極２１と第２電極２２とは所定のギャップを有して対向して設けられ、このギャップが放電空間Ｄを構成する。第１電極２１と第２電極２２は、それぞれ負荷であるフィルタ２７Ａまたは２７Ｂと、さらにマッチングボックス２６Ａまたは２６Ｂと、さらに高周波電源２５Ａまたは２５Ｂと接続され、接地されている。フィルタは、異なる２種類の高周波電界を前記放電空間で重畳するため、互いの電源に互いの高周波が影響を与えないために挿入するものである。また、マッチングボックスは、高周波電源のエネルギーを有効に利用するため、負荷の持つリアクタンス成分をキャンセルし、インピーダンスを補正するために挿入している。【００３７】
高周波電源２５Ａにより発生させる第１の高周波電界および高周波電源２５Ｂにより発生させる第２の高周波電界は、次の関係を満たす。第１の高周波電界の周波数ω１より第２の高周波電界の周波数ω２が高く、かつ、前記第１の高周波電界の強さＶ１、前記第２の高周波電界の強さＶ２および放電開始電界の強さＩＶとの関係が、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２、または、Ｖ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たす。前述したように、この関係を満たす２種類の高周波電界を重畳することで、放電開始電界強度が大きい窒素等のガスを用いた場合でも、安定して高密度な放電状態を達成することができ、質の高い製膜を行うことができる。【００３８】
例えば、第１の高周波電界としては周波数１００ｋＨｚの高周波を、それと対向する第２の高周波電界としては周波数１３．５６ＭＨｚの高周波を用いる。そして、電極間には、窒素ガスに対し、例えば、酸素ガス０．１体積％の混合ガスを導入し放電空間を形成させる。【００３９】
ガラス等の基材Ｓは、第２電極２２上に載置され、噴霧空間Ａと放電空間Ｄとの間を反復移動する。噴霧空間Ａでは薄膜形成材料を含有した液体の液滴が基材Ｓ上に付与される。放電空間Ｄでは、窒素等の放電ガスが供給され、２種類の高周波電界が重畳され、高密度なプラズマが発生しており、ここに液滴が付与された基材Ｓが晒される。これを繰り返すことによってプラズマ処理が行われる。【００４０】
図３も、超音波噴霧器を備えたロール式の大気圧プラズマ処理装置の概略図である。図３中、参照符号で図２と同一であるものは、図２で説明した部材と同じである。図３においてＳはプラスチックフィルム等の長尺の基材である。基材Ｓは第２電極であるロール電極２２Ｒの周囲に巻回され図中の矢印の方向に搬送されている。超音波噴霧器１から噴霧される薄膜形成材料を含有する液滴Ｍは、噴霧空間Ａにおいて、基材Ｓ上に付与される。その後、第１電極２１と第２電極２２Ｒとの間で形成される放電空間Ｄを、液滴Ｍが付与された基材Ｓが通過すると、薄膜が形成される。【００４１】
大気圧プラズマ処理装置に設置する第１電源（高周波電源）としては、
印加電源記号    メーカー            周波数            製品名
Ａ１        神鋼電機            ３ｋＨｚ    ＳＰＧ３−４５００
Ａ２        神鋼電機            ５ｋＨｚ    ＳＰＧ５−４５００
Ａ３        春日電機          １５ｋＨｚ    ＡＧＩ−０２３
Ａ４        神鋼電機          ５０ｋＨｚ    ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５        ハイデン研究所  １００ｋＨｚ＊  ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６        パール工業      ２００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７        パール工業      ４００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−４００ｋ
等の市販のものを挙げることができ、いずれも使用することができる。【００４２】
また、第２電源（高周波電源）としては、
印加電源記号    メーカー            周波数            製品名
Ｂ１        パール工業      ８００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２        パール工業          ２ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３        パール工業  １３．５６ＭＨｚ    ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４        パール工業        ２７ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５        パール工業      １５０ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−１５０Ｍ
等の市販のものを挙げることができ、何れも好ましく使用できる。【００４３】
なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。【００４４】
本発明において、対向する電極間に印加する電力は、第２電極（第２の高周波電界）に１Ｗ／ｃｍ２以上の電力（出力密度）を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、エネルギーを薄膜形成液滴に与え、プラズマ酸化を行う。第２電極に供給する電力の上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ２、より好ましくは２０Ｗ／ｃｍ２である。下限値は、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ２である。なお、放電面積（ｃｍ２）は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。【００４５】
また、第１電極（第１の高周波電界）にも、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力（出力密度）を供給することにより、第２の高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることができる。これにより、さらなる均一高密度プラズマを生成でき、さらなる製膜速度の向上と膜質の向上が両立できる。好ましくは５Ｗ／ｃｍ２以上である。第１電極に供給する電力の上限値は、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ２である。【００４６】
ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくとも第２電極側（第２の高周波電界）は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。【００４７】
これらにより、薄膜形成材料を含有する液体は、基材上に噴霧等により液滴として付与されることが好ましい。液滴の平均粒径は５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下である。液滴の平均粒径の測定方法は、液滴群にレーザー光を照射し、そこから発せられる回折・散乱光の強度分布パターンから粒度分布を算出する方法が簡便であり、東日コンピュータアプリケーションズ株式会社のＬＤＳＡ−１５００Ａ等が利用できる。【００４８】
本発明においては、このように、金属酸化物半導体の前駆体となる金属を含有する薄膜を形成した後、該薄膜に対し、プラズマ酸化を施すことにより、金属酸化物半導体を製造する。【００４９】
金属酸化物半導体の前駆体となる金属の材料から形成された薄膜を酸化する方法として、本発明においては、前記の如くプラズマ酸化を用いるものである。【００５０】
プラズマ酸化法を用いることで、熱酸化法等と異なり、比較的低温で実施できるため基板へのダメージが少なく、また移動度の高いＳ／Ｎ比の大きいアモルファスの酸化物半導体薄膜を形成しやすい。さらに、マスク等を用いることで所定領域のみをプラズマ酸化処理できるため微細加工も可能な方法である。【００５１】
プラズマ酸化としては、前記大気圧プラズマ処理装置を用いた大気圧プラズマ法が好ましい。またプラズマ酸化において、前駆体を含有する薄膜を形成した基板は、１５０℃〜３００℃の範囲で加熱させることが好ましい。【００５２】
大気圧プラズマ法では、大気圧下で、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガスを放電ガスとして、これと共に反応ガス（酸素を含むガス）を放電空間に導入して、高周波電界を印加して、放電ガスを励起させ、プラズマ発生させ、反応ガスと接触させて酸素プラズマを発生させ、基体表面をこれに晒すことでプラズマ酸化を行う。大気圧下とは、２０〜１１０ｋＰａの圧力を表すが、好ましくは９３〜１０４ｋＰａである。【００５３】
大気圧プラズマ法により、酸素含むガスを反応性ガスとして用いて酸素プラズマを発生させるとき、使用するガスは、薄膜の種類によって異なるが、基本的には放電ガス（不活性ガス）と酸化性ガスの混合ガスである。プラズマ酸化を行う場合、酸化性ガスとして酸素ガスを混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。０．１〜１０体積％であることがより好ましいが、さらに好ましくは、０．１〜５体積％である。【００５４】
上記不活性ガスとしては、周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンや、窒素ガス等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴン、窒素ガスが好ましく用いられる。【００５５】
また、反応ガスを放電空間である電極間に導入するには、常温常圧で構わない。【００５６】
大気圧下でのプラズマ法については特開平１１−６１４０６、同１１−１３３２０５、特開２０００−１２１８０４、同２０００−１４７２０９、同２０００−１８５３６２、ＷＯ２００６／１２９４６１等に記載されている。【００５７】
また、プラズマ酸化において、基板を１５０℃〜３００℃の範囲で加熱させることが好ましい。【００５８】
（酸化物半導体薄膜）
本発明の方法により、前述した金属原子から選ばれた単独、または複数の金属原子を含む金属酸化物半導体の薄膜を作製する。金属酸化物半導体としては、単結晶、多結晶、非晶質のいずれの状態も使用可能だが、好ましくは非晶質の薄膜を用いる。【００５９】
形成された金属酸化物半導体に含まれる金属原子は、前駆体の記述に挙げたものと同様に、インジウム、錫、亜鉛のいずれかを含むことが好ましく、さらにガリウムまたはアルミニウムを含むことが好ましい。【００６０】
好ましい組成比としては、Ｉｎを１とした時に、ＺｎｙＳｎ１−ｙ（ここにおいてｙは０〜１の正数）は０．２〜５が好ましく、さらに好ましくは０．５〜２である。また、Ｉｎを１とした時に、ＧａまたはＡｌの組成比は０〜５が好ましく、さらに好ましくは０．５〜２である。【００６１】
また、半導体の薄膜の膜厚は１〜２００ｎｍが好ましく、より好ましくは５〜１００ｎｍである。【００６２】
金属酸化物である半導体の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、半導体膜の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。【００６３】
本発明においては、前記プラズマ酸化において、前駆体材料、および組成比、またプラズマ酸化におけるガス組成比、流量、電極条件（周波数、電位等）などの製造条件を制御して、例えば、電子キャリア濃度を、１０１２／ｃｍ３以上１０１８／ｃｍ３未満とする。より好ましくは１０１３／ｃｍ３以上１０１７／ｃｍ３以下、さらには１０１５／ｃｍ３以上１０１６／ｃｍ３以下の範囲にすることが好ましいものである。【００６４】
電子キャリア濃度の測定は、ホール効果測定により求めることができる。【００６５】
本発明に係る酸化物半導体薄膜は、電界効果トランジスタ（薄膜トランジスタ：ＴＦＴ）に用いることができる。【００６６】
（電極）
本発明において、ＴＦＴ素子を構成するソース電極、ドレイン電極、ゲート電極等の電極に用いられる導電性材料としては、電極として実用可能なレベルでの導電性があればよく、特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられる。【００６７】
また、導電性材料としては、導電性ポリマーや金属微粒子などを好適に用いることができる。金属微粒子を含有する分散物としては、例えば公知の導電性ペーストなどを用いても良いが、好ましくは、粒子径が１ｎｍ〜５０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの金属微粒子を含有する分散物である。金属微粒子から電極を形成するには、前述の方法を同様に用いることができ、金属微粒子の材料としては上記の金属を用いることができる。【００６８】
（電極等の形成方法）
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等により、レジストを形成しエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、金属微粒子を含有する分散液等を直接インクジェット法によりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや金属微粒子を含有する導電性インク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。【００６９】
ソース、ドレイン、あるいはゲート電極等の電極、またゲート、あるいはソースバスライン等を、エッチングまたはリフトオフ等感光性樹脂等を用いた金属薄膜のパターニングなしに形成する方法として、無電解メッキ法による方法が知られている。【００７０】
無電解メッキ法による電極の形成方法に関しては、特開２００４−１５８８０５にも記載されたように、電極を設ける部分に、メッキ剤と作用して無電解メッキを生じさせるメッキ触媒を含有する液体を、例えば印刷法（インクジェット印刷含む。）によって、パターニングした後に、メッキ剤を、電極を設ける部分に接触させる。そうすると、前記触媒とメッキ剤との接触により前記部分に無電解メッキが施されて、電極パターンが形成されるというものである。【００７１】
無電解メッキの触媒と、メッキ剤の適用を逆にしてもよく、またパターン形成をどちらで行ってもよいが、メッキ触媒パターンを形成し、これにメッキ剤を適用する方法が好ましい。【００７２】
印刷法としては、例えば、スクリーン印刷、平版、凸版、凹版またインクジェット法による印刷などが用いられる。【００７３】
（素子構成）
図４に、本発明に係わる酸化物半導体薄膜を用いた、薄膜トランジスタ素子の代表的な素子構成を示す図である。【００７４】
本発明に係わる酸化物半導体薄膜の製造方法により製造した半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタの構成例を幾つか断面図にて図４（ａ）〜（ｆ）に示す。図４において、半導体薄膜は、ソース電極、ドレイン電極が、これをチャネルとして連結するよう構成されることが好ましい。【００７５】
同図（ａ）は、支持体１０６上に金属箔等によりソース電極１０２、ドレイン電極１０３を形成し、これを基材（基板）として、本発明の方法により、両電極間に本発明の酸化物半導体薄膜からなる半導体層１０１を形成し、その上に絶縁層１０５を形成し、さらにその上にゲート電極１０４を形成して電界効果薄膜トランジスタを形成したものである。同図（ｂ）は、半導体層１０１を、（ａ）では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極および支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。（ｃ）は、支持体１０６上に先ず本発明の方法を用いて、半導体層１０１を形成し、その後ソース電極１０２、ドレイン電極１０３、絶縁層１０５、ゲート電極１０４を形成したものを表す。【００７６】
同図（ｄ）は、支持体１０６上にゲート電極１０４を金属箔等で形成した後、絶縁層１０５を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極１０２およびドレイン電極１０３を形成し、該電極間に本発明の酸化物半導体薄膜により形成された半導体層１０１を形成する。その他同図（ｅ）、（ｆ）に示すような構成を取ることもできる。【００７７】
図５は、本発明の薄膜トランジスタ素子が複数配置される薄膜トランジスタシート２０の１例の概略の等価回路図である。【００７８】
薄膜トランジスタシート１２０はマトリクス配置された多数の薄膜トランジスタ素子１２４を有する。１２１は各薄膜トランジスタ素子１２４のゲート電極のゲートバスラインであり、１２２は各薄膜トランジスタ素子１２４のソース電極のソースバスラインである。各薄膜トランジスタ素子１２４のドレイン電極には、出力素子１２６が接続され、この出力素子１２６は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。図示の例では、出力素子１２６として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。１２５は蓄積コンデンサ、１２７は垂直駆動回路、１２８は水平駆動回路である。【００７９】
この様な、支持体上にＴＦＴ素子を２次元的に配列した薄膜トランジスタシートの作製に本発明の方法を用いることができる。【００８０】
（ゲート絶縁膜）
本発明の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。【００８１】
上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。【００８２】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。【００８３】
これらのうち好ましいのは、上述した大気圧プラズマ法である。【００８４】
ゲート絶縁膜（層）が陽極酸化膜または該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。【００８５】
陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウムまたはタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。【００８６】
また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂等を用いることもできる。【００８７】
無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。【００８８】
（基板）
基板を構成する支持体材料としては、種々の材料が利用可能であり、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板、紙、不織布などを用いることができるが、本発明において支持体は樹脂からなることが好ましく、例えばプラスチックフィルムシートを用いることができる。プラスチックフィルムとしては、例えば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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。【００８９】
また本発明の薄膜トランジスタ素子上には素子保護層を設けることも可能である。保護層としては前述した無機酸化物または無機窒化物等が挙げられ、上述した大気圧プラズマ法で形成するのが好ましい。
【実施例】
【００９０】
本発明に係る金属酸化物半導体の製造方法により得た酸化物半導体薄膜を活性層に用いた薄膜トランジスタ素子について、以下、実施例を挙げて説明する。【００９１】
〈実施例１〉
図６に示した模式図を用い薄膜トランジスタの作製工程を説明する。【００９２】
樹脂支持体１１として、ポリエーテルスルホン樹脂フィルム（２００μｍ）を用い、この上に、先ず、５０Ｗ／ｍ２／ｍｉｎの条件でコロナ放電処理を施した。その後以下のように接着性向上のため下引き層を形成した。【００９３】
（下引き層の形成）
下記組成の塗布液を乾燥膜厚２μｍになるように塗布し、９０℃で５分間乾燥した後、６０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯下１０ｃｍの距離から４秒間硬化させた。【００９４】
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体                        ６０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２量体                        ２０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３量体以上の成分              ２０ｇ
ジエトキシベンゾフェノンＵＶ開始剤                                      ２ｇ
シリコーン系界面活性剤                                                  １ｇ
メチルエチルケトン                                                    ７５ｇ
メチルプロピレングリコール                                            ７５ｇ
さらにその層の上に下記条件で連続的に大気圧プラズマ処理して厚さ５０ｎｍの酸化ケイ素膜を設け、これらの層を下引き層１８とした（図６（１））。【００９５】
（使用ガス）
不活性ガス：ヘリウム９８．２５体積％
反応性ガス：酸素ガス１．５体積％
反応性ガス：テトラエトキシシラン蒸気（ヘリウムガスにてバブリング）０．２５体積％
（放電条件）
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ２
（電極条件）
電極は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によるアルミナを１ｍｍ被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてＲｍａｘ５μｍとした誘電体（比誘電率１０）を有するロール電極であり、アースされている。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を同条件にて被覆した。【００９６】
次いで、ゲート電極を形成する。スパッタ法により、厚さ３００ｎｍのアルミニウム皮膜を一面に成膜した後、フォトリソグラフ法により、エッチングしてゲート電極１２を形成した（図６（２））。【００９７】
（陽極酸化被膜形成工程）
ゲート電極１２を形成したのち基板をよく洗浄し、３０質量％燐酸アンモニウム水溶液中で、２分間、３０Ｖの定電圧電源から供給される直流を用いて、陽極酸化皮膜の厚さが１２０ｎｍになるまで陽極酸化を行った（図では省略）。【００９８】
次いで、さらにフィルム温度２００℃にて、上述した大気圧プラズマ法により厚さ３０ｎｍの酸化珪素膜を設け、前記した陽極酸化アルミニウム層を併せて、厚さ１５０ｎｍのゲート絶縁膜１３を形成した（図６（３））。【００９９】
次に、塩化インジウム、塩化亜鉛をモル比１：１でアセトニトリルに溶解し、５質量％の溶液を調製した。この溶液を、インクジェット装置を用いて、ゲート電極の配置されたゲート絶縁膜上に吐出し、溶媒をキャストさせて平均膜厚が３０ｎｍの薄膜を成膜した（図６（４））。さらに大気圧プラズマ法を用いて酸素プラズマに曝し、下記条件でフィルム温度２００℃にてプラズマ酸化処理を行った。キャストされた薄膜は透明に変化し、厚さ約３０ｎｍの金属酸化物半導体からなる薄膜１４に変換された。【０１００】
プラズマ酸化処理は、前記と同様の大気圧プラズマ装置を用いて下記条件で処理した。【０１０１】
（使用ガス）
不活性ガス：ヘリウム    ９９．５体積％
反応性ガス：酸素ガス      ０．５体積％
（放電条件）
高周波電源：１３．５６ＭＨｚ
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ２
次ぎに、マスクを用いて金を蒸着し、ソース電極１５およびドレイン電極１６を形成した（図６（５））。それぞれのサイズは、幅１０μｍ、長さ５０μｍ（チャネル幅）厚さ５０ｎｍであり、ソース電極１５、ドレイン電極１６の距離（チャネル長）は１５μｍとした。【０１０２】
以上の方法により作製した薄膜トランジスタは良好に駆動し、ｎ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを１０Ｖとし、ゲートバイアスを−１０Ｖから＋２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられたキャリア移動度は８ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁、閾値は５Ｖであった。【０１０３】
〈実施例２〉
金属酸化物半導体の作製条件以外は実施例１と同様に薄膜トランジスタを作製した。【０１０４】
硝酸インジウム、硝酸亜鉛をモル比１：１で超純水に溶解し、３質量％の溶液を調製した。この溶液を、インクジェット装置を用いて、ゲート電極の配置されたゲート絶縁膜上に吐出し、溶媒をキャストさせて平均膜厚が３０ｎｍの薄膜を成膜した（図６（４））。さらに大気圧プラズマ法を用いて酸素プラズマに曝し、下記条件でフィルム温度２００℃にてプラズマ酸化処理を行った。キャストされた薄膜は透明に変化し、厚さ約３０ｎｍの金属酸化物半導体からなる薄膜１４に変換された。【０１０５】
金蒸着によりソース電極１５およびドレイン電極１６を形成し（図６（５））、実施例１と同様の薄膜トランジスタを作製した。【０１０６】
この薄膜トランジスタは良好に駆動し、ｎ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを１０Ｖとし、ゲートバイアスを−１０Ｖから＋２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられたキャリア移動度は９ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は５桁、閾値は３Ｖであった。【０１０７】
〈実施例３〉
金属酸化物半導体の作製条件以外は実施例１と同様に薄膜トランジスタを作製した。【０１０８】
テトラ−ｉ−プロポキシスズ、ジエトキシ亜鉛をモル比１：１でトルエンに溶解し、５質量％の溶液を調製した。この溶液をインクジェット装置を用いて、ゲート電極の配置されたゲート絶縁膜上に吐出し、溶媒をキャストさせて平均膜厚が３０ｎｍの薄膜を成膜した（図６（４））。さらに大気圧プラズマ法を用いて酸素プラズマに曝し、下記条件でフィルム温度２００℃にてプラズマ酸化処理を行った。キャストされた薄膜は透明に変化し、厚さ約３０ｎｍの金属酸化物半導体からなる薄膜１４に変換された。【０１０９】
同様に、金蒸着によりソース電極１５およびドレイン電極１６を形成し（図６（５））、実施例１と同様の薄膜トランジスタを作製した。【０１１０】
この薄膜トランジスタは良好に駆動し、ｎ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを１０Ｖとし、ゲートバイアスを−１０Ｖから＋２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられたキャリア移動度は１１ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は６桁、閾値は６Ｖであった。【０１１１】
〈実施例４〉
金属酸化物半導体の作製条件以外は実施例１と同様に薄膜トランジスタを作製した。【０１１２】
塩化インジウム、塩化亜鉛、塩化ガリウムをモル比１：１：１でアセトニトリルに溶解し、５質量％の溶液を調製した。この溶液をインクジェット装置を用いて、ゲート電極の配置されたゲート絶縁膜上に吐出し、溶媒をキャストさせて平均膜厚が３０ｎｍの薄膜を成膜した（図６５（４））。さらに大気圧プラズマ法を用いて酸素プラズマに曝し、下記条件でフィルム温度２００℃にてプラズマ酸化処理を行った。キャストされた薄膜は透明に変化し、厚さ約３０ｎｍの金属酸化物半導体からなる薄膜１４に変換された。【０１１３】
同様に、金蒸着によりソース電極１５およびドレイン電極１６を形成し（図６（５））、実施例１と同様の薄膜トランジスタを作製した。【０１１４】
この薄膜トランジスタは良好に駆動し、ｎ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを１０Ｖとし、ゲートバイアスを−１０Ｖから＋２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられたキャリア移動度は１２ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は７桁、閾値は６Ｖであった。【０１１５】
（比較例１）
金属酸化物半導体の作製以外は実施例１と同様に薄膜トランジスタを作製した。【０１１６】
実施例１と同様に、ゲート絶縁膜まで形成ののち（図６（３））、次に、Ｉｎ、Ｚｎの組成比１：１（モル比）の合金を、マスクを用いてスパッタ法によりゲート電極上のゲート絶縁膜に成膜した。膜厚は３０ｎｍとした。【０１１７】
金属薄膜に、さらに前述の大気圧プラズマ法による酸素プラズマを用いて、前記と同条件、即ち、フィルム温度２００℃にてプラズマ酸化処理を施した。金属酸化物薄膜への変換を行った。【０１１８】
次いで、同様にマスクを用いて金を蒸着し、ソース電極１５およびドレイン電極１６を形成した（図６（５））。【０１１９】
以上の方法により作製した薄膜トランジスタについて、ドレインバイアスを１０Ｖとし、ゲートバイアスを−１０Ｖから＋２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）を観測し、その飽和領域から移動度を見積もった結果、移動度は、０．００３ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は３桁、閾値は３５Ｖであった。【０１２０】
比較例２
前記比較例において、Ｉｎ、Ｚｎからなる金属薄膜を、プラズマ酸化に変えて、３００℃、４時間、乾燥酸素中において熱酸化した。その後同様にして金蒸着によりソース電極およびドレイン電極を形成し薄膜トランジスタを作製した。【０１２１】
これについても移動度、ｏｎ／ｏｆｆ比を見積もったが、移動度は、０．０００８ｃｍ２／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比は２桁、閾値は４０Ｖであった。【０１２２】
本発明の前駆体から形成された半導体層を有する薄膜トランジスタは金属薄膜から半導体層を形成する比較例に比べ良好な特性を示すことが判る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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