(57)【要約】【課題】電気特性の信頼性が向上した電界効果型トランジスタを提供すること。【解決手段】本電界効果型トランジスタは、ゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極と、半導体層と、前記ゲート電極と前記半導体層との間に設けられたゲート絶縁層と、を有する電界効果型トランジスタであって、昇温脱離ガス分析法において、二酸化炭素分子の放出量が６×１０２１分子／ｃｍ３以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極と、
ソース電極及びドレイン電極と、
半導体層と、
前記ゲート電極と前記半導体層との間に設けられたゲート絶縁層と、を有する電界効果型トランジスタであって、
昇温脱離ガス分析法において、二酸化炭素分子の放出量が６×１０２１分子／ｃｍ３以下であることを特徴とする電界効果型トランジスタ。
【請求項２】
前記ゲート絶縁層が、アルカリ土類金属及び希土類元素を含有する酸化物膜であることを特徴とする請求項１に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項３】
駆動回路と、
前記駆動回路からの駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、を有し、
前記駆動回路は、請求項１又は２に記載の電界効果型トランジスタにより前記光制御素子を駆動することを特徴とする表示素子。
【請求項４】
前記光制御素子は、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、又はエレクトロウェッティング素子であることを特徴とする請求項３に記載の表示素子。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の表示素子を複数個配置した表示器と、
夫々の前記表示素子を個別に制御する表示制御装置と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示装置と、
前記表示装置に画像データを供給する画像データ作成装置と、を有することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果型トランジスタ、表示素子、表示装置、システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面薄型ディスプレイ（Flat Panel Display：ＦＰＤ）として、液晶ディスプレイ、電子ペーパ等が実用化されている。これらＦＰＤは、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン等を半導体層に用いた電界効果型トランジスタを含む駆動回路により駆動されている。又、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ｉｎ２Ｏ３、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ等の酸化物半導体を半導体層に用いた電界効果型トランジスタも提案されている。
【０００３】
ところで、電界効果型トランジスタに特定の成分が残留すると、電界効果型トランジスタの電気特性の信頼性が低下することが知られている。そこで、電界効果型トランジスタにおいて、水分に由来する脱離成分のピークを規定したり、水素分子やアンモニア分子の放出量を規定したりすることが提案されていた（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、電界効果型トランジスタの電気特性の信頼性の更なる向上が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、電気特性の信頼性が向上した電界効果型トランジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本電界効果型トランジスタは、ゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極と、半導体層と、前記ゲート電極と前記半導体層との間に設けられたゲート絶縁層と、を有する電界効果型トランジスタであって、昇温脱離ガス分析法において、二酸化炭素分子の放出量が６×１０２１分子／ｃｍ３以下であることを要件とする。
【発明の効果】
【０００６】
開示の技術によれば、電気特性の信頼性が向上した電界効果型トランジスタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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２】第１の実施の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。
【図３】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】実施例１のＴＤＳ分析結果を示す図である。
【図５】実施例２のＴＤＳ分析結果を示す図である。
【図６】比較例１のＴＤＳ分析結果を示す図である。
【図７】比較例２のＴＤＳ分析結果を示す図である。
【図８】実施例及び比較例のＴＤＳ分析結果及びトランジスタ性能評価結果を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の説明図（その１）である。
【図１１】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の説明図（その２）である。
【図１２】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の説明図（その３）である。
【図１３】第２の実施の形態に係る表示素子の説明図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る有機ＥＬの説明図である。
【図１５】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の説明図（その４）
【図１６】第２の実施の形態に係る他の表示素子の説明図（その１）である。
【図１７】第２の実施の形態に係る他の表示素子の説明図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
〈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、半導体層１２と、ソース電極１３と、ドレイン電極１４と、ゲート絶縁層１５と、ゲート電極１６とを有するトップゲート・トップコンタクト型の電界効果型トランジスタである。
【００１０】
なお、本実施の形態では、便宜上、ゲート電極１６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、各部位のゲート電極１６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（Ｚ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（Ｚ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。
【００１１】
電界効果型トランジスタ１０では、絶縁性の基材１１上の所定領域に半導体層１２が形成され、半導体層１２においてチャネルが形成されるように、半導体層１２上にソース電極１３及びドレイン電極１４が形成されている。更に、半導体層１２、ソース電極１３、及びドレイン電極１４の少なくとも一部を覆うように、ゲート絶縁層１５が形成され、ゲート絶縁層１５上にゲート電極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。
【００１２】
基材１１は、半導体層１２等が形成される絶縁性の部材である。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、ガラス基材やプラスチック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。
【００１３】
又、プラスチック基材としては、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。
【００１４】
半導体層１２は、基材１１上の所定領域に形成されている。ソース電極１３とドレイン電極１４の間に位置する半導体層１２は、チャネル領域となる。半導体層１２の平均膜厚としては、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、５ｎｍ〜１μｍが好ましく、１０ｎｍ〜０．５μｍがより好ましい。
【００１５】
半導体層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、多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、酸化物半導体等が挙げられる。これら中でも、ゲート絶縁層１５との界面の安定性の点から、酸化物半導体を用いることが好ましい。
【００１６】
半導体層１２を構成する酸化物半導体としては、例えば、ｎ型酸化物半導体を用いることができる。ｎ型酸化物半導体としては、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、インジウム（Ｉｎ）、Ｚｎ、スズ（Ｓｎ）、及びＴｉの少なくとも何れかと、アルカリ土類元素、又は希土類元素とを含有することが好ましく、Ｉｎとアルカリ土類元素、又は希土類元素とを含有することがより好ましい。
【００１７】
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。
【００１８】
希土類元素としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、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。
【００１９】
酸化インジウムは、酸素欠損量によって電子キャリア濃度が１０１８ｃｍ−３〜１０２０ｃｍ−３程度に変化する。但し、酸化インジウムは酸素欠損ができやすい性質があり、酸化物からなる半導体層を形成後の後工程で、意図しない酸素欠損ができる場合がある。インジウムと、インジウムよりも酸素と結合しやすいアルカリ土類元素や希土類元素との主に２つの金属から酸化物を形成することは、意図しない酸素欠損を防ぐと共に、組成の制御が容易となり電子キャリア濃度を適切に制御しやすい点で特に好ましい。
【００２０】
又、半導体層１２を構成するｎ型酸化物半導体は、２価のカチオン、３価のカチオン、４価のカチオン、５価のカチオン、６価のカチオン、７価のカチオン、及び８価のカチオンの少なくとも何れかのドーパントで置換ドーピングされており、ドーパントの価数が、ｎ型酸化物半導体を構成する金属イオン（但し、ドーパントを除く）の価数よりも大きいことが好ましい。なお、置換ドーピングは、ｎ型ドーピングともいう。
【００２１】
ソース電極１３及びドレイン電極１４は、基材１１上に形成されている。ソース電極１３及びドレイン電極１４は、半導体層１２の一部を被覆し、チャネル領域となる所定の間隔を隔てて形成されている。ソース電極１３及びドレイン電極１４は、ゲート電極１６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１３及びドレイン電極１４と共に、ソース電極１３及びドレイン電極１４と接続される配線が同一層に形成されてもよい。
【００２２】
ソース電極１３及びドレイン電極１４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、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）等の金属、これらの合金、これら金属の混合物等を用いることができる。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、これらの混合物等を用いてもよい。
【００２３】
ソース電極１３及びドレイン電極１４の平均膜厚としては、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。
【００２４】
ゲート絶縁層１５は、半導体層１２、並びにソース電極１３及びドレイン電極１４の少なくとも一部を被覆して基材１１上に形成されている。ゲート絶縁層１５は、ソース電極１３及びドレイン電極１４とゲート電極１６とを絶縁するための層である。ゲート絶縁層１５の平均膜厚としては、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〜１０００ｎｍが好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましい。
【００２５】
ゲート絶縁層１５は、例えば、酸化物膜である。酸化物膜は、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し、好ましくは、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。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
アルカリ土類酸化物は大気中の水分や二酸化炭素と反応しやすく、容易に水酸化物や炭酸塩に変化してしまい、単独では電子デバイスへの応用には適さない。又、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びＣｅを除くランタノイド等の単純酸化物は結晶化しやすく、リーク電流が問題となる。しかし、アルカリ土類金属と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びＣｅを除くランタノイドとの酸化物系は大気中において安定で且つ広範な組成領域でアモルファス膜を形成できる。Ｃｅはランタノイドの中で特異的に４価になりアルカリ土類金属との間でペロブスカイト構造の結晶を形成するため、アモルファス相を得るためには、Ｃｅを除くランタノイドであることが好ましい。
【００２９】
アルカリ土類金属とＧａ酸化物との間にはスピネル構造等の結晶相が存在するが、これらの結晶はペロブスカイト構造結晶と比較して、非常に高温でないと析出しない（一般には１０００℃以上）。又、アルカリ土類金属酸化物とＳｃ、Ｙ、及びＣｅを除くランタノイドからなる酸化物との間には安定な結晶相の存在が報告されておらず、高温の後工程を経てもアモルファス相からの結晶析出は希である。又、アルカリ土類金属と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びＣｅを除くランタノイドとの酸化物を３種類以上の金属元素で構成すると、アモルファス相は更に安定する。
【００３０】
酸化物膜に含まれる各々の元素の含有量は特に制限されないが、安定なアモルファス状態を取り得る組成となるように、各々の元素群から選ばれた金属元素が含まれていることが好ましい。
【００３１】
高誘電率膜を作製するという観点からすると、好ましくはＢａ、Ｓｒ、Ｌｕ、Ｌａ等の元素の組成比を高めることが好ましい。
【００３２】
本実施の形態に係る酸化物膜は、広範な組成範囲でアモルファス膜を形成することができるので、物性も広範に制御することができる。例えば、比誘電率は概ね６〜２０程度とＳｉＯ２に比較して充分高いが、組成を選択することによって用途に合わせて適切な値に調整することができる。
【００３３】
更に熱膨張係数は、１０−６〜１０−５である一般的な配線材料や半導体材料と同等で、熱膨張係数が１０−７台であるＳｉＯ２と比較して加熱工程を繰り返しても膜の剥離等のトラブルが少ない。特に、ａ−ＩＧＺＯ等の酸化物半導体とは良好な界面を形成する。
【００３４】
従って、本実施の形態に係る酸化物膜をゲート絶縁層１５に用いることにより、高性能な半導体デバイスを得ることができる。
【００３５】
但し、ゲート絶縁層１５は、第Ａ元素と、第Ｂ元素とを少なくとも含有し、好ましくは、第Ｃ元素を含有する酸化物膜には限定されない。ゲート絶縁層１５は、例えば、Ｓｉとアルカリ土類金属とを含有する酸化物膜であってもよい。又、ゲート絶縁層１５は、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３等からなる膜であってもよい。
【００３６】
ゲート電極１６は、ゲート絶縁層１５上に形成されている。ゲート電極１６は、ゲート電圧を印加するための電極である。ゲート電極１６は、ゲート絶縁層１５を介して半導体層１２と対向している。なお、ゲート電極１６と共に、ゲート電極１６と接続される配線が同一層に形成されてもよい。
【００３７】
ゲート電極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るが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）等の金属、これらの合金、これら金属の混合物等を用いることができる。
【００３８】
又、ゲート電極１６の材料として、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、これらの混合物等を用いてもよい。又、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体等を用いてもよい。ゲート電極１６の平均膜厚としては、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。
【００３９】
［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は、第１の実施の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。
【００４０】
まず、図２（ａ）に示す工程では、ガラス基材等からなる基材１１を準備し、基材１１上に半導体層１２を形成する。基材１１の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。又、基材１１の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。
【００４１】
半導体層１２を形成する方法としては、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や、ディップコーティング法、スピンコート法、ダイコート法等の溶液プロセスによる成膜後、フォトリソグラフィとエッチングによってパターニングする方法が挙げられる。半導体層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。
【００４２】
次に、図２（ｂ）に示す工程では、半導体層１２上に、ソース電極１３及びドレイン電極１４を形成する。ソース電極１３及びドレイン電極１４を形成する方法としては、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、真空蒸着法、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る成膜後、フォトリソグラフィとエッチングによってパターニングする方法が挙げられる。ソース電極１３及びドレイン電極１４の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。
【００４３】
次に、図２（ｃ）に示す工程では、基材１１上に、半導体層１２、ソース電極１３、及びドレイン電極１４を被覆するゲート絶縁層１５を形成する。ゲート絶縁層１５を形成する方法としては、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、ディップコーティング法、スピンコート法、ダイコート法等の溶液プロセスによる成膜後、フォトリソグラフィとエッチングによってパターニングする方法が挙げられる。ゲート絶縁層１５の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。
【００４４】
一例として、ゲート絶縁層１５をアルカリ土類金属及び希土類元素を含有する酸化物膜から形成する場合について説明する。この場合、酸化物膜の前駆体を含有する塗布液（ゲート絶縁層１５形成用塗布液）を調合し、それを被塗物上に塗布又は印刷し、これを適切な条件で焼成することによって成膜することができる。この方法について、以下に詳説する。
−−ゲート絶縁層１５形成用塗布液−−
ゲート絶縁層１５形成用塗布液は、アルカリ土類金属含有化合物（第Ａ元素含有化合物）と、第Ｂ元素含有化合物と、溶媒とを少なくとも含有し、好ましくは、第Ｃ元素含有化合物の少なくとも何れかを含有し、更に必要に応じて、その他成分を含有する。
【００４５】
−−−アルカリ土類金属含有化合物（第Ａ元素含有化合物）−−−
アルカリ土類金属含有化合物としては、例えば、無機アルカリ土類金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物などが挙げられる。
【００４６】
前記無機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、アルカリ土類金属硝酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ土類金属フッ化物、アルカリ土類金属臭化物、アルカリ土類金属よう化物などが挙げられる。
【００４７】
前記有機アルカリ土類金属化合物としては、アルカリ土類金属と、有機基とを有する化合物であれば、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。前記アルカリ土類金属と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００４８】
前記有機基としては、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、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【００４９】
−−−第Ｂ元素含有化合物−−−
第Ｂ元素含有化合物としては、例えば、無機第Ｂ元素化合物、有機第Ｂ元素化合物などが挙げられる。
【００５０】
前記無機第Ｂ元素化合物としては、例えば、第Ｂ元素の硝酸塩、第Ｂ元素の硫酸塩、第Ｂ元素のフッ化物、第Ｂ元素の塩化物、第Ｂ元素の臭化物、第Ｂ元素のヨウ化物などが挙げられる。
【００５１】
前記有機第Ｂ元素化合物としては、第Ｂ元素と、有機基とを有する化合物であれば、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。前記第Ｂ元素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００５２】
前記有機基としては、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、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【００５３】
−−−第Ｃ元素含有化合物−−−
第Ｃ元素含有化合物としては、例えば、第Ｃ元素の無機化合物、第Ｃ元素の有機化合物などが挙げられる。
【００５４】
前記第Ｃ元素の無機化合物としては、例えば、第Ｃ元素の硝酸塩、第Ｃ元素の硫酸塩、第Ｃ元素のフッ化物、第Ｃ元素の塩化物、第Ｃ元素の臭化物、第Ｃ元素のヨウ化物などが
挙げられる。
【００５５】
前記第Ｃ元素の有機化合物としては、第Ｃ元素と、有機基とを有する化合物であれば、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。前記第Ｃ元素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００５６】
前記有機基としては、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、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【００５７】
−−−溶媒−−−
溶媒としては、前記各種化合物を安定に溶解又は分散する溶剤であれば、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、トルエン、キシレン、メシチレン、シメン、ペンチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ビシクロヘキシル、シクロヘキシルベンゼン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、テトラリン、デカリン、イソプロパノール、安息香酸エチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、炭酸プロピレン、２−エチルヘキサン酸、ミネラルスピリッツ、ジメチルプロピレンウレア、４−ブチロラクトン、２−メトキシエタノール、水などが挙げられる。
【００５８】
ゲート絶縁層１５形成用塗布液における溶媒の含有量としては、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。
【００５９】
−−−ゲート絶縁層１５の形成方法−−−
ゲート絶縁層１５形成用塗布液を用いたゲート絶縁層１５の形成方法の一例について説明する。ゲート絶縁層１５の形成方法は、塗布工程と、熱処理工程とを含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
【００６０】
塗布工程としては、被塗物にゲート絶縁層１５形成用塗布液を塗布する工程であれば、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。塗布の方法としては、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、溶液プロセスによる成膜後、フォトリソグラフィによってパターニングする方法、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷法によって、所望の形状を直接成膜する方法等が挙げられる。溶液プロセスとしては、例えば、ディップコーティング、スピンコート、ダイコート、ノズルプリンティング等が挙げられる。
【００６１】
熱処理工程としては、被塗物に塗布されたゲート絶縁層１５形成用塗布液を熱処理する工程であれば、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。なお、熱処理する際には、被塗物に塗布されたゲート絶縁層１５形成用塗布液は、自然乾燥等により乾燥していてもよい。熱処理により、溶媒の乾燥、第１の酸化物の生成等が行われる。
【００６２】
熱処理工程では、溶媒の乾燥（以下、「乾燥処理」と称する。）と、常誘電体アモルファス酸化物の生成（以下、「生成処理」と称する。）とを、異なる温度で行うことが好ましい。即ち、溶媒の乾燥を行った後に、昇温して常誘電体アモルファス酸化物の生成を行うことが好ましい。常誘電体アモルファス酸化物の生成の際には、例えば、アルカリ土類金属含有化合物（第Ａ元素含有化合物）、第Ｂ元素含有化合物、第Ｃ元素含有化合物の少なくとも何れかの分解が起こる。
【００６３】
乾燥処理の温度としては、特に制限はなく、含有する溶媒に応じて適宜選択することができ、例えば、８０℃〜１８０℃が挙げられる。乾燥においては、低温化のために減圧オーブン等を使用することが有効である。乾燥処理の時間としては、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、１分間〜１時間が挙げられる。
【００６４】
生成処理の温度としては、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、１００℃以上５５０℃未満が好ましく、２００℃〜５００℃がより好ましい。生成処理の時間としては、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、１時間〜５時間が挙げられる。
【００６５】
なお、熱処理工程では、乾燥処理及び生成処理を連続して実施してもよいし、複数の工程に分割して実施してもよい。
【００６６】
熱処理の方法としては、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、被塗物を加熱する方法等が挙げられる。熱処理における雰囲気としては、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、酸素雰囲気が好ましい。酸素雰囲気で熱処理を行うことにより、分解生成物を速やかに系外に排出し、第１の酸化物の生成を促進させることができる。
【００６７】
熱処理の際には、波長４００ｎｍ以下の紫外光を乾燥処理後の物質に照射することが、生成処理の反応を促進する上で有効である。
【００６８】
波長４００ｎｍ以下の紫外光を照射することにより、乾燥処理後の物質中に含有される有機物等の化学結合を切断し、有機物を分解できるため、効率的に常誘電体アモルファス酸化物を形成することができる。
【００６９】
波長４００ｎｍ以下の紫外光としては、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、エキシマランプを用いた波長２２２ｎｍの紫外光等が挙げられる。又、紫外光の照射に代えて、又は併用して、オゾンを付与することも好ましい。オゾンを乾燥処理後の物質に付与することにより、酸化物の生成が促進される。
【００７０】
次に、図２（ｄ）に示す工程では、ゲート絶縁層１５上に、ゲート電極１６を形成する。ゲート電極１６を形成する方法としては、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、ディップコーティング法、スピンコート法、ダイコート法等の溶液プロセスによる成膜後、フォトリソグラフィとエッチングによってパターニングする方法が挙げられる。ゲート電極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。
【００７１】
以上の工程により、図１に示すトップゲート／トップコンタクトの電界効果型トランジスタ１０を作製できる。
【００７２】
電界効果型トランジスタ１０は有機成分（炭素）を含んでいないことが好ましい。例えば、半導体層１２中に有機成分が残留すると、緻密な膜の形成が阻害され、オン電流の低下を招くおそれがある。又、ゲート絶縁層１５中に有機成分が残留すると、緻密な膜の形成が阻害され、絶縁性能の低下（リーク電流の増加、耐圧の低下）やトランジスタの閾値電圧変動等を招くおそれがある。
【００７３】
しかしながら、電界効果型トランジスタ１０に有機成分が残留している場合がある。電界効果型トランジスタ１０に有機成分が残留する理由は様々考えられるが、例えば、半導体層１２やゲート絶縁層１５を溶液プロセス（塗布法）で形成する場合に、半導体層１２やゲート絶縁層１５を構成する金属や酸化物は、有機金属化合物として、塗布液に溶解、分散している。
【００７４】
塗布液の溶剤には、主に有機溶剤が用いられる。これらの有機金属化合物や有機溶剤は、炭素を含む場合が多い。塗布法により塗布液を塗布し、乾燥と焼成を経て半導体層１２やゲート絶縁層１５となる酸化物膜が形成される。この工程で、有機成分の大部分は系外に放出されるが、一部が半導体層１２やゲート絶縁層１５に残留するおそれがある。
【００７５】
このように、半導体層１２やゲート絶縁層１５に有機成分が残留しないことが好ましいが、有機成分が残留するおそれがあるため、有機成分の残留量を規定することが好ましい。本実施の形態では、電界効果型トランジスタに残留する有機成分の量を所定値以下とすることで、電気特性の信頼性向上を担保している。
【００７６】
具体的には、電界効果型トランジスタ１０では、昇温脱離ガス分析（ＴＤＳ分析：Thermal Desorption Spectroscopy 分析）において、二酸化炭素分子の放出量が６×１０２１分子／ｃｍ３以下としている。
【００７７】
ＴＤＳ分析は、高真空中で試料を加熱し、加熱により試料（試料を構成する各層の中）から脱離してくる分子（二酸化炭素、水素、水、酸素等）を、四重極型質量分析計（Ｑ−ＭＳ：Quadrupole Mass Spectrometer）で検出する方法である。
【００７８】
具体的には、例えば、得られた試料である電界効果型トランジスタ１０について、基材１１を所望の形状に分割し、昇温脱離分析装置（例えば、電子科学社製、ＴＤＳ１２００ＩＩ）を用いて、ＴＤＳ分析を行うことができる。このとき、試料温度は、５０℃以上５００℃以下で加熱することが好ましい。
【００７９】
電界効果型トランジスタ１０全体からの二酸化炭素分子の放出量を６×１０２１分子／ｃｍ３以下に規定することにより、半導体層１２やゲート絶縁層１５における有機成分の残留量も既定値以下となる。そのため、半導体層１２中の有機成分の残留量が多くなってオン電流の低下を招くおそれや、ゲート絶縁層１５中の有機成分の残留量が多くなって絶縁性能の低下やトランジスタの閾値電圧変動等を招くおそれを低減できる。
【００８０】
電界効果型トランジスタ１０では、製造プロセスを調整することで、電界効果型トランジスタ全体に残留する有機成分の量を所定値以下に抑制している。
【００８１】
例えば、半導体層１２やゲート絶縁層１５を溶液プロセスにより作製する場合には、半導体層１２やゲート絶縁層１５の焼成条件（例えば、焼成雰囲気、焼成温度、焼成時間等）を調整することにより、半導体層１２やゲート絶縁層１５における有機成分の残留量（すなわち、ＴＤＳ分析で検出される二酸化炭素分子の放出量）を所定値以下に抑制することができる。
【００８２】
なお、半導体層１２やゲート絶縁層１５の焼成条件の調整は、半導体層１２やゲート絶縁層１５における有機成分の残留量を抑制する手法の一例であり、これには限定されない。要は、電界効果型トランジスタ１０のＴＤＳ分析における二酸化炭素分子の放出量を６×１０２１分子／ｃｍ３以下とすることで電界効果型トランジスタ１０の電気特性の信頼性が向上するという発明者の知見が重要であり、これを実現するための具体的な製造プロセスは問わない。
【００８３】
〈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、第１の実施の形態とは層構造の異なる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。
【００８４】
図３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。
【００８５】
図３（ａ）に示す電界効果型トランジスタ１０Ａは、トップゲート／ボトムコンタクトの電界効果型トランジスタである。図３（ｂ）に示す電界効果型トランジスタ１０Ｂは、ボトムゲート／トップコンタクトの電界効果型トランジスタである。図３（ｃ）に示す電界効果型トランジスタ１０Ｃは、ボトムゲート／ボトムコンタクト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１０Ａ、１０Ｂ、及び１０Ｃは、本発明に係る半導体装置の代表的な一例である。
【００８６】
電界効果型トランジスタ１０Ａ、１０Ｂ、及び１０Ｃでも、電界効果型トランジスタ１０と同様に、ＴＤＳ分析法において、二酸化炭素分子の放出量が６×１０２１分子／ｃｍ３以下とされている。そのため、半導体層１２中の有機成分の残留量が多くなってオン電流の低下を招くおそれや、ゲート絶縁層１５中の有機成分の残留量が多くなって絶縁性能の低下やトランジスタの閾値電圧変動等を招くおそれを低減できる。その結果、電気特性の信頼性が向上した電界効果型トランジスタを実現できる。
【００８７】
〈実施例１〉
実施例１では、図１に示すトップゲート型の電界効果型トランジスタを、図２に示した製造工程により作製した。
【００８８】
−半導体層１２の作製−
まず、ガラスからなる基材１１上に、高周波スパッタ法により半導体層１２となるＩｎ−Ｍｇ系酸化物薄膜を形成した。具体的には、ターゲットには、Ｉｎ２ＭｇＯ４の組成を有する多結晶焼成体を用いた。スパッタチャンバー内の到達真空度は２×１０−５Ｐａとした。スパッタ時に流すアルゴンガスと酸素ガスの流量を調整し、全圧を０．３Ｐａとした。酸素流量比を調整することにより、酸化物半導体膜中の酸素量を制御し、電子キャリア濃度を制御した。得られた酸化物半導体膜（半導体層）の膜厚は、５０ｎｍであった。次に、フォトリソグラフィ法を用いて、酸化物半導体膜を所望の形状にエッチングした。
【００８９】
−ソース電極１３及びドレイン電極１４の作製−
次に、半導体層１２を含む基材１１上に、ソース電極１３及びドレイン電極１４として、真空蒸着法により膜厚が１００ｎｍのＡｕ膜を形成した。蒸着源にはＡｕを用いた。次に、フォトリソグラフィ法を用いてＡｕ膜を所望の形状にエッチングし、チャネル幅が３０μｍ、チャネル長が１０μｍとなるチャネル領域を形成した。
【００９０】
−ゲート絶縁層１５の作製−
次に、半導体層１２、ソース電極１３、及びドレイン電極１４を含む基材１１上に、ゲート絶縁層１５を形成した。具体的には、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、ゲート絶縁層前駆体塗布液を作製した。
【００９１】
そして、基材１１上に、作製したゲート絶縁層前駆体塗布液を滴下し、所定の条件でスピンコートした。スピンコートを行った後の基材１１をオーブンで１２０℃１時間加熱することで、ゲート絶縁層前駆体を形成した。次に、基材１１を酸素雰囲気下で３６０℃３時間加熱することにより、ゲート絶縁層前駆体をゲート絶縁層に転化し、ゲート絶縁層１５を形成した（ゲート絶縁層の焼成工程）。ゲート絶縁層１５の平均厚みは１７０ｎｍであった。次に、フォトリソグラフィ法を用いてゲート絶縁層１５を所望の形状にエッチングした。
【００９２】
−ゲート電極１６の作製−
次に、半導体層１２、ソース電極１３、ドレイン電極１４、及びゲート絶縁層１５を含む基材１１上に、１００ｎｍの膜厚のＡｌ合金膜をスパッタで形成した。次に、Ａｌ合金膜をフォトリソグラフィ法によって所望の形状にエッチングし、ゲート電極１６とした。以上により、トップゲート／トップコンタクトの電界効果型トランジスタ１０を作製した。
【００９３】
−昇温脱離ガス分析−
次に、得られた電界効果型トランジスタ１０について、基材１１を所望の形状に分割し、試料温度が５０℃以上５００℃以下となるように加熱し、昇温脱離分析装置（電子科学社製、ＴＤＳ１２００ＩＩ）を用いて、ＴＤＳ分析を行った。結果を図４に示す。図４は、Ｍ／ｚ＝４４である気体、二酸化炭素の放出量を示したグラフである。グラフの積分値から算出した二酸化炭素分子数は、６．０×１０２１分子／ｃｍ３であった。
【００９４】
−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。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。Ｖｇ＝−１５Ｖのときのゲート電流を抽出すると、８．９×１０−１５Ａであった。
【００９５】
〈実施例２〉
実施例１のゲート絶縁層の焼成を、酸素雰囲気下４００℃３時間とすることにより、ゲート絶縁層１５を形成したことを除いて、実施例１と同様にして電界効果型トランジスタを作製した。
【００９６】
−昇温脱離ガス分析−
次に、得られた電界効果型トランジスタについて、実施例１と同様にして、ＴＤＳ分析を行った。結果を図５に示す。図５は、Ｍ／ｚ＝４４である気体、二酸化炭素の放出量を示したグラフである。グラフの積分値から算出した二酸化炭素分子数は、４．３×１０２１分子／ｃｍ３であった。
【００９７】
−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について、実施例１と同様にして、トランジスタ性能評価を実施した。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。Ｖｇ＝−１５Ｖのときのゲート電流を抽出すると、６．０×１０−１５Ａであった。
【００９８】
〈比較例１〉
実施例１のゲート絶縁層の焼成を、大気下３６０℃１時間とすることにより、ゲート絶縁層１５を形成したことを除いて、実施例１と同様にして電界効果型トランジスタを作製した。
【００９９】
−昇温脱離ガス分析−
次に、得られた電界効果型トランジスタについて、実施例１と同様にして、ＴＤＳ分析を行った。結果を図６に示す。図６は、Ｍ／ｚ＝４４である気体、二酸化炭素の放出量を示したグラフである。グラフの積分値から算出した二酸化炭素分子数は、７．８×１０２１分子／ｃｍ３であった。
【０１００】
−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について、実施例１と同様にして、トランジスタ性能評価を実施した。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。Ｖｇ＝−１５Ｖのときのゲート電流を抽出すると、１．３×１０−１３Ａであった。
【０１０１】
〈比較例２〉
実施例１のゲート絶縁層の焼成を、酸素雰囲気下３４０℃３時間とすることにより、ゲート絶縁層１５を形成したことを除いて、実施例１と同様にして電界効果型トランジスタを作製した。
【０１０２】
−昇温脱離ガス分析−
次に、得られた電界効果型トランジスタについて、実施例１と同様にして、ＴＤＳ分析を行った。結果を図７に示す。図７は、Ｍ／ｚ＝４４である気体、二酸化炭素の放出量を示したグラフである。グラフの積分値から算出した二酸化炭素分子数は、９．６×１０２１分子／ｃｍ３であった。
【０１０３】
−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について、実施例１と同様にして、トランジスタ性能評価を実施した。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。Ｖｇ＝−１５Ｖのときのゲート電流を抽出すると、２．４×１０−１３Ａであった。
【０１０４】
【表１】
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実施例１及び２、並びに比較例１及び２のＴＤＳ分析結果及びトランジスタ性能評価結果を表１及び図８に示した。表１及び図８より、実施例１及び２で作製した電界効果型トランジスタは、ＴＤＳ分析により算出される二酸化炭素分子数が６．０×１０２１分子／ｃｍ３以下であり、電界効果型トランジスタに残留する炭素数が少ない。
【０１０５】
そのため、主に、ゲート絶縁層は、金属酸化物による緻密な膜が形成され、ゲート絶縁層中を流れるリーク電流を低く抑えることができている。具体的には、実施例１ではゲートリーク電流が８．９×１０−１５Ａ、実施例２ではゲートリーク電流が６．０×１０−１５Ａであり、何れもゲートリーク電流が低く抑えられて電気特性の信頼性が向上した電界効果型トランジスタを実現できている。
【０１０６】
一方、比較例１で作製した電界効果型トランジスタでは、ゲートリーク電流が１．３×１０−１３Ａとなっており、実施例１及び２に比べて高い。この電界効果型トランジスタは、ＴＤＳ分析により算出される二酸化炭素分子数が７．８×１０２１分子／ｃｍ３となっており、実施例１及び２よりも多い。
【０１０７】
比較例１で作製した電界効果トランジスタでは、主にゲート絶縁層前駆体塗布液に由来する炭素がゲート絶縁層中に多く残留したことが原因で、金属酸化物による緻密な膜の形成が阻害され、ゲート絶縁層中を流れるリーク電流が高くなったものと考えられる。比較例１で作製した電界効果トランジスタでは、ゲートリーク電流が低く抑えられていないため電気特性の信頼性が低下している。
【０１０８】
同様に、比較例２で作製した電界効果型トランジスタでは、ゲートリーク電流が２．４×１０−１３Ａとなっており、実施例１及び２に比べて高い。この電界効果型トランジスタは、ＴＤＳ分析により算出される二酸化炭素分子数が９．６×１０２１分子／ｃｍ３となっており、実施例１及び２よりも多い。
【０１０９】
比較例２で作製した電界効果トランジスタでは、比較例１で作製した電界効果トランジスタと同様に、主にゲート絶縁層前駆体塗布液に由来する炭素がゲート絶縁層中に多く残留したことが原因で、金属酸化物による緻密な膜の形成が阻害され、ゲート絶縁層中を流れるリーク電流が高くなったものと考えられる。比較例２で作製した電界効果トランジスタでは、ゲートリーク電流が低く抑えられていないため電気特性の信頼性が低下している。
【０１１０】
このように、電界効果型トランジスタの製造プロセスを調整することで、電界効果型トランジスタ１０全体からの二酸化炭素分子の放出量を６×１０２１分子／ｃｍ３以下とすることができる。その結果、ゲートリーク電流の低減等の効果が得られ、電気特性の信頼性が向上した電界効果型トランジスタを実現できる。
【０１１１】
〈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。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
第２の実施の形態に係る表示素子は、ゲートリーク電流の低減等の効果により電気特性の信頼性が向上した第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。そのため、信頼性の高い高品質の表示素子を実現することができる。
【０１１５】
（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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
（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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
図９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９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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
表示装置５２４は、一例として図１０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１１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。
【０１３３】
又、ディスプレイ７１０は、一例として図１２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。
【０１３４】
各表示素子７０２は、一例として図１３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。
【０１３５】
有機ＥＬ素子７５０は、一例として図１４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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
又、図１３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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
表示制御装置７８０は、一例として図１５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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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１６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。
【０１４８】
又、この場合では、一例として図１７に示されるように、ドライブ回路７３０は、図１３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１７における符号７６２、７７２は、それぞれコンデンサ７６０、液晶素子７７０の対向電極（コモン電極）である。
【０１４９】
又、駆動回路は、第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタに代えて、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有してもよい。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【符号の説明】
【０１５３】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  電界効果型トランジスタ
１１  基材
１２  半導体層
１３  ソース電極
１４  ドレイン電極
１５  ゲート絶縁層
１６  ゲート電極
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５４】
【特許文献１】特開２０１４−３０００２号公報
【特許文献２】特許第５９６５４６１号
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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