(57)【要約】【課題】  複合金属酸化物により形成されたゲート絶縁層を有する電界効果型トランジスタの製造方法において、ゲート絶縁層上の導電膜をパターニングする際に、ゲート絶縁層へのエッチングダメージを抑制すること。【解決手段】  基材と、基材の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極と、活性層と、ゲート電極と活性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の製造方法であって、  第Ａ元素と、第Ｂ元素とを含む複合金属酸化物膜を成膜し、ゲート絶縁層を形成する工程と、  ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、導電膜をウェットエッチングによって所定の形状にして、ソース電極及びドレイン電極、又はゲート電極を形成する工程とを含み、  ウェットエッチングにフッ酸系エッチング液が使用される、電界効果型トランジスタの製造方法である。【選択図】図１
2018157210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極と、前記ゲート電極に所定の電圧を印加することにより前記ソース電極と前記ドレイン電極との間にチャネルが形成される活性層と、前記ゲート電極と前記活性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の製造方法であって、
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いずれかである第Ｂ元素とを含む複合金属酸化物膜を成膜し、前記ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、前記導電膜をウェットエッチングによって所定の形状にして、前記ソース電極及び前記ドレイン電極、又は前記ゲート電極を形成する工程とを含み、
前記ウェットエッチングにフッ酸系エッチング液が使用される、ことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記フッ酸系エッチング液が、フッ化水素、フッ化アンモニウム、及びフッ化水素アンモニウムの少なくともいずれかを含む請求項１に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記複合金属酸化物膜が、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自体である請求項１から２のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記複合金属酸化物膜が、更に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくともいずれかである第Ｃ元素を含む請求項１から３のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記導電膜が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、及びＮｂのいずれかの金属、それらの元素の合金、又は混合物を含む請求項１から４のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記導電膜が、酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化チタンのいずれかの導電性酸化物を含む請求項１から４のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記導電膜が、積層構造であり、
前記複合金属酸化物を覆う前記導電膜の最下層が、前記導電膜における上層をパターン加工する際のバリア層として機能する請求項１から４のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記バリア層が、フッ酸系エッチング液でエッチング可能である請求項７に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記活性層が、酸化物半導体である請求項１から８のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
基材と、前記基材の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極と、前記ゲート電極に所定の電圧を印加することにより前記ソース電極と前記ドレイン電極との間にチャネルが形成される活性層と、前記ゲート電極と前記活性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、
前記ゲート絶縁層が、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いずれかである第Ｂ元素とを含む複合金属酸化物膜であり、
前記ゲート絶縁層上に、前記ゲート電極、又は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極である電極が設けられ、
前記電極が、フッ酸系エッチング液により溶解されてなる所定の形状の導電膜であることを特徴とする電界効果型トランジスタ。
【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、及び電界効果型トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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いる。
【０００３】
電界効果型トランジスタのゲート絶縁層には、従来はシリコン系の絶縁膜が広く用いられていた。しかしながら、近年、電子デバイスの高集積化、低消費電力化の要求が高まり、ゲート絶縁層としてシリコン系の絶縁膜より比誘電率が高い材料を用いる技術が提案されている。比誘電率が高い絶縁性の材料として、アルカリ土類金属や希土類金属の複合金属酸化物が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複合金属酸化物膜により形成されたゲート絶縁層を有する電界効果型トランジスタの製造方法において、ゲート絶縁層上の導電膜をパターニングする際に、ゲート絶縁層へのエッチングダメージを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、
基材と、前記基材の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極と、前記ゲート電極に所定の電圧を印加することにより前記ソース電極と前記ドレイン電極との間にチャネルが形成される活性層と、前記ゲート電極と前記活性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の製造方法であって、
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いずれかである第Ｂ元素とを含む複合金属酸化物膜を成膜し、前記ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、前記導電膜をウェットエッチングによって所定の形状にして、前記ソース電極及び前記ドレイン電極、又は前記ゲート電極を形成する工程とを含み、
前記ウェットエッチングにフッ酸系エッチング液が使用される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
開示の技術によれば、複合金属酸化物により形成されたゲート絶縁層を有する電界効果型トランジスタの製造方法において、ゲート絶縁層上の導電膜をパターニングする際に、ゲート絶縁層へのエッチングダメージを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、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２Ａ】図２Ａは、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（その１）。
【図２Ｂ】図２Ｂは、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（その２）。
【図２Ｃ】図２Ｃは、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（その３）。
【図２Ｄ】図２Ｄは、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（その４）。
【図２Ｅ】図２Ｅは、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（その５）。
【図３Ａ】図３Ａは、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３Ｂ】図３Ｂは、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】図４は、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５Ａ】図５Ａは、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５Ｂ】図５Ｂは、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６】図６は、他の実施の形態におけるテレビジョン装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、他の実施の形態におけるテレビジョン装置の説明図（１）である。
【図８】図８は、他の実施の形態におけるテレビジョン装置の説明図（２）である。
【図９】図９は、他の実施の形態におけるテレビジョン装置の説明図（３）である。
【図１０】図１０は、他の実施の形態における表示素子の説明図である。
【図１１】図１１は、他の実施の形態における有機ＥＬの説明図である。
【図１２】図１２は、他の実施の形態におけるテレビジョン装置の説明図（４）である。
【図１３】図１３は、他の実施の形態における他の表示素子の説明図（１）である。
【図１４】図１４は、他の実施の形態における他の表示素子の説明図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
特開２０１５−１１１６５３号公報及び特許第５６３３３４６号公報には、ゲート絶縁層として複合金属酸化物膜を用いた場合、ゲート絶縁層の上層である電極のエッチング工程において、ゲート絶縁層にダメージが生じることについての開示はない。
しかし、本発明者らは、ゲート絶縁層として複合金属酸化物膜を用いた場合、ゲート絶縁層の上層である電極のエッチング工程において、ゲート絶縁層にダメージが生じることを知見した。
ゲート絶縁層に膜減りなどのダメージがあると、リーク電流等が生じ、電界効果型トランジスタの電気特性に悪影響を与える。
そこで、本発明者らは、複合金属酸化物により形成されたゲート絶縁層を有する電界効果型トランジスタの製造方法において、ゲート絶縁層上の導電膜をパターニングする際に、ゲート絶縁層へのエッチングダメージを抑制するために、鋭意検討を行い、本発明の完成に至った。
【０００９】
（電界効果型トランジスタの製造方法、及び電界効果型トランジスタ）
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、基材と、前記基材の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極と、前記ゲート電極に所定の電圧を印加することにより前記ソース電極と前記ドレイン電極との間にチャネルが形成される活性層と、前記ゲート電極と前記活性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の製造方法である。
前記電界効果型トランジスタの製造方法は、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いずれかである第Ｂ元素とを含む複合金属酸化物膜を成膜し、前記ゲート絶縁層を形成する工程を含む。
前記電界効果型トランジスタの製造方法は、前記ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、前記導電膜をウェットエッチングによって所定の形状にして、前記ソース電極及び前記ドレイン電極、又は前記ゲート電極を形成する工程を含む。
前記ウェットエッチングにはフッ酸系エッチング液が使用される。
【００１０】
前記ゲート絶縁層上に導電膜を形成する際には、前記ゲート絶縁層上の一部に、前記活性層が形成されていてもよい。その場合、前記導電膜は、前記活性層を覆うように形成されてもよい。
【００１１】
前記フッ酸系エッチング液は、フッ化水素、フッ化アンモニウム、及びフッ化水素アンモニウムの少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【００１２】
前記複合金属酸化物膜は、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自体であることが好ましい。
【００１３】
前記複合金属酸化物膜は、更に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくともいずれかである第Ｃ元素を含むことが好ましい。
【００１４】
前記導電膜は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、及びＮｂのいずれかの金属、それらの元素の合金、又は混合物を含むことが好ましい。
【００１５】
前記導電膜は、酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化チタンのいずれかの導電性酸化物を含むことが好ましい。
【００１６】
前記活性層は、酸化物半導体であることが好ましい。
【００１７】
＜電界効果型トランジスタ＞
本発明の電界効果型トランジスタにおいては、ゲート絶縁層上に、ゲート電極、又は、ソース電極及びドレイン電極である電極が設けられている。
前記電極は、フッ酸系エッチング液により溶解されてなる所定の形状の導電膜である。
【００１８】
前記電界効果型トランジスタにおいては、例えば、前記電極が、ＰＡＮ系エッチング液（燐酸、酢酸、及び硝酸系の混合溶液）により溶解されてなる所定の形状の導電膜（例えば、Ａｌ、酸化インジウム、酸化亜鉛など）である場合における、前記電極直下の前記ゲート絶縁層の厚みと、前記電極直下以外の前記ゲート絶縁層の厚みとの差よりも、前記電極直下の前記ゲート絶縁層の厚みと、前記電極直下以外の前記ゲート絶縁層の厚みとの差が小さい。
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明により製造され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、活性層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／ボトム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、本発明に係る半導体装置の代表的な一例である。
【００２１】
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上には活性層１４が形成され、活性層１４においてチャネルが形成されるように、活性層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。
【００２２】
なお、本実施の形態では、便宜上、活性層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、各部位の活性層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。
【００２３】
＜基材＞
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。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、セラミック基材、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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
＜ゲート電極＞
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。
【００２６】
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、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。
【００２７】
ゲート電極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、１０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
【００２８】
＜ゲート絶縁層＞
ゲート絶縁層１３は、ゲート電極１２と活性層１４との間に設けられ、ゲート電極１２と活性層１４とを絶縁するための層である。ゲート絶縁層１３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〜３μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがより好ましい。
【００２９】
ゲート絶縁層１３は、複合金属酸化物膜である。
複合金属酸化物膜は、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いずれかである第Ｂ元素とを少なくとも含有し、好ましくは、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びタンタル（Ｔａ）の少なくともいずれかである第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。
【００３０】
複合金属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。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。
【００３１】
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。
【００３２】
複合金属酸化物膜は、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、複合金属酸化物膜の一部に結晶が含まれていてもよい。
【００３３】
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複合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。
【００３４】
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複合酸化物を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。
【００３５】
複合金属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。
【００３６】
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。
【００３７】
本実施の形態に係る複合金属酸化物膜は、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。
【００３８】
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。
従って、本実施の形態に係る複合金属酸化物膜をゲート絶縁層１３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。
【００３９】
ゲート絶縁層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、以下の絶縁層形成用塗布液を用いて形成する方法が挙げられる。
【００４０】
＜＜絶縁層形成用塗布液＞＞
絶縁層形成用塗布液は、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元素含有化合物を含有し、更に必要に応じて、その他成分を含有する。
【００４１】
−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。アルカリ土類金属含有化合物におけるアルカリ土類金属としては、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）が挙げられる。
【００４２】
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。
アルカリ土類金属硝酸塩としては、例えば、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウムなどが挙げられる。
アルカリ土類金属硫酸塩としては、例えば、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
アルカリ土類金属塩化物としては、例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウムなどが挙げられる。
アルカリ土類金属フッ化物としては、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウムなどが挙げられる。
アルカリ土類金属臭化物としては、例えば、臭化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化ストロンチウム、臭化バリウムなどが挙げられる。
アルカリ土類金属よう化物としては、例えば、よう化マグネシウム、よう化カルシウム、よう化ストロンチウム、よう化バリウムなどが挙げられる。
【００４３】
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。アルカリ土類金属と有機基とは、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。
【００４４】
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フェニル基、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スルホン酸基などが挙げられる。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。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。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、安息香酸のように一部がベンゼン環に置換されたアシルオキシ基、乳酸のように一部がヒドロキシ基に置換されたアシルオキシ基、シュウ酸、及びクエン酸のようにカルボニル基を２つ以上有するアシルオキシ基などが挙げられる。
【００４５】
有機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、ジエチルマグネシウム、酢酸マグネシウム、ギ酸マグネシウム、アセチルアセトンマグネシウム、２−エチルヘキサン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ナフテン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、トリフルオロメタンスルホン酸マグネシウム、カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド、酢酸カルシウム、ギ酸カルシウム、アセチルアセトンカルシウム、カルシウムジピバロイルメタナート、２−エチルヘキサン酸カルシウム、乳酸カルシウム、ナフテン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、ネオデカン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ストロンチウムイソプロポキシド、酢酸ストロンチウム、ギ酸ストロンチウム、アセチルアセトンストロンチウム、２−エチルヘキサン酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム、ナフテン酸ストロンチウム、サリチル酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム、バリウムエトキシド、バリウムイソプロポキシド、酢酸バリウム、ギ酸バリウム、アセチルアセトンバリウム、２−エチルヘキサン酸バリウム、乳酸バリウム、ナフテン酸バリウム、ネオデカン酸バリウム、シュウ酸バリウム、安息香酸バリウム、トリフルオロメタンスルホン酸バリウム、ビス（アセチルアセトナート）ベリリウムなどが挙げられる。
【００４６】
絶縁層形成用塗布液におけるアルカリ土類金属含有化合物の含有量としては、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。
【００４７】
−第Ｂ元素含有化合物−
第Ｂ元素含有化合物における第Ｂ元素としては、Ｇａ（ガリウム）、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）、Ｌｕ（ルテチウム）が挙げられる。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
第Ｂ元素硝酸塩としては、例えば、硝酸ガリウム、硝酸スカンジウム、硝酸イットリウム、硝酸ランタン、硝酸セリウム、硝酸プラセオジム、硝酸ネオジム、硝酸サマリウム、硝酸ユウロピウム、硝酸ガドリニウム、硝酸テルビウム、硝酸ジスプロシウム、硝酸ホルミウム、硝酸エルビウム、硝酸ツリウム、硝酸イッテルビウム、硝酸ルテチウムなどが挙げられる。
第Ｂ元素硫酸塩としては、例えば、硫酸ガリウム、硫酸スカンジウム、硫酸イットリウム、硫酸ランタン、硫酸セリウム、硫酸プラセオジム、硫酸ネオジム、硫酸サマリウム、硫酸ユウロピウム、硫酸ガドリニウム、硫酸テルビウム、硫酸ジスプロシウム、硫酸ホルミウム、硫酸エルビウム、硫酸ツリウム、硫酸イッテルビウム、硫酸ルテチウムなどが挙げられる。
第Ｂ元素フッ化物としては、例えば、フッ化ガリウム、フッ化スカンジウム、フッ化イットリウム、フッ化ランタン、フッ化セリウム、フッ化プラセオジム、フッ化ネオジム、フッ化サマリウム、フッ化ユウロピウム、フッ化ガドリニウム、フッ化テルビウム、フッ化ジスプロシウム、フッ化ホルミウム、フッ化エルビウム、フッ化ツリウム、フッ化イッテルビウム、フッ化ルテチウムなどが挙げられる。
第Ｂ元素塩化物としては、例えば、塩化ガリウム、塩化スカンジウム、塩化イットリウム、塩化ランタン、塩化セリウム、塩化プラセオジム、塩化ネオジム、塩化サマリウム、塩化ユウロピウム、塩化ガドリニウム、塩化テルビウム、塩化ジスプロシウム、塩化ホルミウム、塩化エルビウム、塩化ツリウム、塩化イッテルビウム、塩化ルテチウムなどが挙げられる。
第Ｂ元素臭化物としては、例えば、臭化ガリウム、臭化スカンジウム、臭化イットリウム、臭化ランタン、臭化プラセオジム、臭化ネオジム、臭化サマリウム、臭化ユウロピウム、臭化ガドリニウム、臭化テルビウム、臭化ジスプロシウム、臭化ホルミウム、臭化エルビウム、臭化ツリウム、臭化イッテルビウム、臭化ルテチウムなどが挙げられる。
第Ｂ元素ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化ガリウム、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化イットリウム、ヨウ化ランタン、ヨウ化セリウム、ヨウ化プラセオジム、ヨウ化ネオジム、ヨウ化サマリウム、ヨウ化ユウロピウム、ヨウ化ガドリニウム、ヨウ化テルビウム、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化エルビウム、ヨウ化ツリウム、ヨウ化イッテルビウム、ヨウ化ルテチウムなどが挙げられる。
【００５０】
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。第Ｂ元素と有機基とは、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。
【００５１】
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。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。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。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。
【００５２】
有機第Ｂ元素化合物としては、例えば、トリス（シクロペンタジエニル）ガリウム、スカンジウムイソプロポキシド、酢酸スカンジウム、トリス（シクロペンタジエニル）スカンジウム、イットリウムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸イットリウム、トリス（アセチルアセトナート）イットリウム、トリス（シクロペンタジエニル）イットリウム、ランタンイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸ランタン、トリス（アセチルアセトナート）ランタン、トリス（シクロペンタジエニル）ランタン、２−エチルヘキサン酸セリウム、トリス（アセチルアセトナート）セリウム、トリス（シクロペンタジエニル）セリウム、プラセオジムイソプロポキシド、シュウ酸プラセオジム、トリス（アセチルアセトナート）プラセオジム、トリス（シクロペンタジエニル）プラセオジム、ネオジムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸ネオジム、トリフルオロアセチルアセトナートネオジム、トリス（イソプロピルシクロペンタジエニル）ネオジム、トリス（エチルシクロペンタジエニル）プロメチウム、サマリウムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸サマリウム、トリス（アセチルアセトナート）サマリウム、トリス（シクロペンタジエニル）サマリウム、２−エチルヘキサン酸ユウロピウム、トリス（アセチルアセトナート）ユウロピウム、トリス（エチルシクロペンタジエニル）ユウロピウム、ガドリニウムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸ガドリニウム、トリス（アセチルアセトナート）ガドリニウム、トリス（シクロペンタジエニル）ガドリニウム、酢酸テルビウム、トリス（アセチルアセトナート）テルビウム、トリス（シクロペンタジエニル）テルビウム、ジスプロシウムイソプロポキシド、酢酸ジスプロシウム、トリス（アセチルアセトナート）ジスプロシウム、トリス（エチルシクロペンタジエニル）ジスプロシウム、ホルミウムイソプロポキシド、酢酸ホルミウム、トリス（シクロペンタジエニル）ホルミウム、エルビウムイソプロポキシド、酢酸エルビウム、トリス（アセチルアセトナート）エルビウム、トリス（シクロペンタジエニル）エルビウム、酢酸ツリウム、トリス（アセチルアセトナート）ツリウム、トリス（シクロペンタジエニル）ツリウム、イッテルビウムイソプロポキシド、酢酸イッテルビウム、トリス（アセチルアセトナート）イッテルビウム、トリス（シクロペンタジエニル）イッテルビウム、シュウ酸ルテチウム、トリス（エチルシクロペンタジエニル）ルテチウムなどが挙げられる。
【００５３】
絶縁層形成用塗布液における第Ｂ元素含有化合物の含有量としては、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。
【００５４】
−第Ｃ元素含有化合物−
第Ｃ元素としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）が挙げられる。
【００５５】
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。
【００５６】
第Ｃ元素の無機化合物としては、例えば、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、フッ化アルミニウム、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、よう化アルミニウム、水酸化アルミニウム、りん酸アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、硫化チタン、フッ化チタン、塩化チタン、臭化チタン、よう化チタン、硫酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、よう化ジルコニウム、硫酸ハフニウム、フッ化ハフニウム、塩化ハフニウム、臭化ハフニウム、よう化ハフニウム、フッ化ニオブ、塩化ニオブ、臭化ニオブ、フッ化タンタル、塩化タンタル、臭化タンタルなどが挙げられる。
【００５７】
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。第Ｃ元素と有機基とは、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。
【００５８】
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。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。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。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。
【００５９】
第Ｃ元素の有機化合物としては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシド、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムエトキシド、酢酸アルミニウム、アセチルアセトンアルミニウム、ヘキサフルオロアセチルアセトン酸アルミニウム、２−エチルヘキサン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、安息香酸アルミニウム、アルミニウムジ（ｓ−ブトキシド）アセト酢酸エステルキレート、トリフルオロメタンスルホン酸アルミニウム、チタンイソプロポキシド、ビス（シクロペンタジエニル）塩化チタン、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムイソプロポキシド、ビス（２−エチルヘキサン酸）酸化ジルコニウム、ジルコニウムジ（ｎ−ブトキシド）ビスアセチル汗トナート、テトラキス（アセチルアセトン酸）ジルコニウム、テトラキス（シクロペンタジエニル）ジルコニウム、ハフニウムブトキシド、ハフニウムイソプロポキシド、テトラキス（２−エチルヘキサン酸）ハフニウム、ハフニウムジ（ｎ―ブトキシド）ビスアセチルアセトナート、テトラキス（アセチルアセトン酸）ハフニウム、ビス（シクロペンタジエニル）ジメチルハフニウム、ニオブエトキシド、２−エチルヘキサン酸ニオブ、ビス（シクロペンタジエニル）塩化ニオブ、タンタルエトキシド、テトラエトシキアセチルアセトナートタンタルなどが挙げられる。
【００６０】
絶縁層形成用塗布液における第Ｃ元素含有化合物の含有量としては、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。
【００６１】
−溶媒−
溶媒としては、各種化合物を安定に溶解又は分散する溶媒であれば、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、プロピレングリコール、水などが挙げられる。
【００６２】
絶縁層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。
【００６３】
絶縁層形成用塗布液における第Ａ元素含有化合物と、第Ｂ元素含有化合物との組成比（第Ａ元素含有化合物：第Ｂ元素含有化合物）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、以下の範囲であることが好ましい。
絶縁層形成用塗布液において、第Ａ元素と、第Ｂ元素との組成比（第Ａ元素：第Ｂ元素）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３）換算で、１０．０ｍｏｌ％〜６７．０ｍｏｌ％：３３．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ％が好ましい。
【００６４】
絶縁層形成用塗布液における第Ａ元素含有化合物と、第Ｂ元素含有化合物と、第Ｃ元素含有化合物との組成比（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）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、以下の範囲であることが好ましい。
絶縁層形成用塗布液において、第Ａ元素と、第Ｂ元素と、第Ｃ元素との組成比（第Ａ元素：第Ｂ元素：第Ｃ元素）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５）換算で、５．０ｍｏｌ％〜２２．０ｍｏｌ％：３３．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ：５．０ｍｏｌ％〜４５．０ｍｏｌ％が好ましい。
【００６５】
−絶縁層形成用塗布液を用いたゲート絶縁層の形成方法−−
絶縁層形成用塗布液を用いたゲート絶縁層の形成方法の一例について説明する。ゲート絶縁層の形成方法は、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。
【００６６】
塗布工程としては、被塗物に絶縁層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ーによってパターンニングする方法、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などが挙げられる。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などが挙げられる。
【００６７】
熱処理工程としては、被塗物に塗布された絶縁層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絶縁層形成用塗布液は、自然乾燥などにより乾燥していてもよい。熱処理により、溶媒の乾燥、複合金属酸化物の生成などが行われる。
【００６８】
熱処理工程では、溶媒の乾燥（以下、「乾燥処理」と称する。）と、複合金属酸化物の生成（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、昇温して複合金属酸化物の生成を行うことが好ましい。複合金属酸化物の生成の際には、たとえば、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、及び第Ｃ元素含有化合物の少なくともいずれかの分解が起こる。
【００６９】
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など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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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などが挙げられる。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、複合金属酸化物の生成を促進させることができる。
【００７３】
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。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などの化学結合を切断し、有機物を分解できるため、効率的に複合金属酸化物を形成することができる。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の紫外光などが挙げられる。また、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、複合金属酸化物の生成が促進される。
【００７４】
＜活性層＞
活性層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、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、ペンタセン等の有機半導体等が挙げられる。これらの中でも、ゲート絶縁層１３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。
【００７５】
活性層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。
活性層１４を構成するｎ型酸化物半導体は、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の少なくともいずれかと、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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、酸化物半導体膜形成後の後工程で、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ともに、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。
【００７８】
又、活性層１４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いず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。
【００７９】
＜ソース電極及びドレイン電極＞
ソース電極１５及びドレイン電極１６は、ゲート絶縁層１３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、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。
【００８０】
ソース電極１５及びドレイン電極１６の材料としては、フッ酸系エッチング液でエッチング可能な金属、合金、複数の金属の混合物、導電性酸化物、複合化合物、金属と導電性酸化物の積層膜等であれば、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が、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、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、酸化チタン等の導電性酸化物、これらの複合化合物、これらの混合物等を用いてもよい。
【００８１】
導電性酸化物、複合化合物、これらの混合物は、多結晶、アモルファスの区別なく使用できるが、アモルファスの方が同一基板上でエッチングレートのばらつきが少なく、精度よくパターニングすることができるため、フッ酸系エッチング液を用いるパターニングプロセス時には、アモルファスであることが好ましい。これらの材料は電極としての導電性を高めるために、熱処理を加えることが知られているが、前述したパターニング精度の観点から熱処理を実施するのはパターニング後が好ましい。
【００８２】
導電性酸化物として、酸化インジウムを含む導電性酸化物としては、錫ドープ酸化インジウム（以下、ＩＴＯ）、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ複合酸化物（ＩＺＯ）が広く知られているが、ＩＺＯはアモルファスとして安定であるため、フッ酸系エッチング液でパターニングする際にはより好ましい。
【００８３】
導電性酸化物、複合化合物、これらの混合物を電極として用いる場合、後工程の熱処理等を受け電気抵抗が増加する場合がある。そこで、電極として導電性酸化物、複合化合物、これらの混合物を用いる場合には配線抵抗を加味して導電性の高い金属を積層することが好ましい。導電性の高い金属には、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕなどが挙げられる。
【００８４】
前記導電膜は、積層構造であってもよい。その場合、前記複合金属酸化物を覆う前記導電膜の最下層は、例えば、前記導電膜における上層をパターン加工する際のバリア層として機能する。前記上層とは、例えば、前記積層構造の一つの層であって、前記最下層の直上の層である。
前記バリア層は、例えば、フッ酸系エッチング液でエッチング可能である。
前記積層構造は、２層構造であってもよいし、３層構造であってもよい。
ソース電極１５及びドレイン電極１６は、ゲート絶縁層１３に接する材料が前述した材料であればよく、その上層により導電性の高い材料や、配線としての耐性を高める材料が積層されていても良い。積層された導電膜を用いる場合には、そのエッチング工程においてゲート絶縁層上の導電膜が最終的にフッ酸系エッチング液によってエッチングされるようにすれば良く、上層の導電膜に対しては別のエッチング液を用いても良い。例えば、前記ゲート絶縁層となる複合金属酸化物上に積層した金属に対しＰＡＮ系のエッチング液など、前記ゲート絶縁層となる複合金属酸化物がエッチングされるエッチング液を使う場合には、フッ酸系エッチング液でエッチング可能な材料はバリア層として機能する。
【００８５】
また、前記ゲート絶縁層となる複合金属酸化物、及び前記活性層に用いる酸化物半導体は可視光領域の光の透過率が十分高い材料であることから、前記ゲート電極、前記ソース電極、及びドレイン電極に可視光領域の光の透過率が十分高い導電性酸化物、複合化合物、これらの混合物を使用できることは、可視光透過率の高い電界効果型トランジスタを作製可能という利点がある。前述したように前記ゲート電極、前記ソース電極、及びドレイン電極の配線抵抗の増加が懸念される場合には、チャネル領域以外の配線部分を金属との積層構造にしてもよい。
【００８６】
ソース電極１５及びドレイン電極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。
【００８７】
フッ酸系エッチング液としては、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム等を含む水溶液が挙げられる。又、良好なパターン形成を行うためにエッチング液に界面活性剤や酸化剤等の添加物が含まれていてもよい。
【００８８】
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２Ａ〜図２Ｅは、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。
【００８９】
まず、図２Ａに示す工程では、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、スパッタ法等によりアルミニウム（Ａｌ）等からなる導電膜を形成し、形成した導電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。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。
【００９０】
ゲート電極１２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、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によってパターニングする方法が挙げられる。他の例としては、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法が挙げられる。
【００９１】
次に、図２Ｂ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や、ディップコーティング、スピンコート、ダイコート等の溶液プロセスにより成膜工程が挙げられる。他の例としては、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスが挙げられる。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。
【００９２】
次に、図２Ｃに示す工程では、ゲート絶縁層１３上の全面にソース電極１５及びドレイン電極１６となる導電膜１５０を形成する。ゲート絶縁層１３の表面の清浄化及び密着性向上の点で、導電膜１５０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。
【００９３】
導電膜１５０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、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によってパターニングする方法が挙げられる。他の例としては、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスが挙げられる。ソース電極１５及びドレイン電極１６の前駆体となる導電膜１５０の材料や厚さは、ソース電極１５及びドレイン電極１６に関する前述の通り適宜選択することができる。
【００９４】
次に、図２Ｄに示す工程では、ゲート絶縁層１３上の全面に形成された導電膜１５０をフォトリソグラフィとウェットエッチングによりパターニングして所定形状にし、ソース電極１５及びドレイン電極１６を形成する。
導電膜１５０をエッチングする際にはフッ酸系エッチング液を用いることができる。フッ酸系エッチング液は、フッ化水素、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウムの少なくともいずれか一つを含むことが好ましい。前記フッ酸系エッチング液におけるこれらの濃度は目的に応じて適宜調整することができるが、エッチングレートの制御の観点から、フッ化水素の濃度としては０．０１質量％〜２０質量％が好ましく、０．１質量％〜１０質量％がより好ましい。フッ化アンモニウムの濃度としては０．１質量％〜６０質量％が好ましく、１質量％〜３０質量％がより好ましい。フッ化水素アンモニウムの濃度としては０．１質量％〜６０質量％が好ましく、１質量％〜３０質量％がより好ましい。これにより、下地となるゲート絶縁層にダメージ無く、導電膜１５０をパターニングできる。また、フッ酸系エッチング液は、エッチングレートの安定化のためフッ化水素、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウムをそれぞれ適宜混合し、緩衝溶液としても良いし、エッチング残渣なくパターン作製を行うために界面活性剤、酸化剤等の添加剤を含んでも良い。
【００９５】
次に、図２Ｅに示す工程では、ゲート絶縁層１３上に、所定形状の活性層１４を形成する。活性層１４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や、ディップコーティング、スピンコート、ダイコート等の溶液プロセスにより成膜工程が挙げられる。他の例としては、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスが挙げられる。活性層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。形成した活性層１４は結晶質と非晶質とが混在してもよい。
【００９６】
以上の工程により、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１０を作製できる。
【００９７】
このように、本実施の形態では、複合金属酸化物により形成されたゲート絶縁層上の導電膜をパターニングする際に、フッ酸系エッチング液を用いてウェットエッチングを行う。フッ酸系エッチング液は、複合金属酸化物に対して選択的に導電膜をエッチングできるため、ゲート絶縁層へのエッチングダメージを抑制可能となり、ゲート絶縁層が膜厚減少せず、良好な絶縁性を維持できる。その結果、良好な電気特性を備えた電界効果型トランジスタを実現できる。
【００９８】
＜実施の形態の変形例＞
実施の形態の変形例では、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の例を示す。なお、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。
【００９９】
図３Ａは、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３Ａを参照するに、電界効果型トランジスタ１０Ａ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である。なお、電界効果型トランジスタ１０Ａは、本発明に係る半導体装置の代表的な一例である。
電界効果型トランジスタ１０Ａは、電界効果型トランジスタ１０（図１参照）とは層構造が異なっている。具体的には、電界効果型トランジスタ１０Ａは、基材１１と、基材１１上に形成されたゲート電極１２と、ゲート電極１２上に形成されたゲート絶縁層１３と、ゲート絶縁層１３上に形成されたソース電極１５及びドレイン電極１６と、ソース電極１５及びドレイン電極１６下並びにソース電極１５とドレイン電極１６との間に形成された活性層１４とを有している。この場合、活性層１４の材料はソース電極１５とドレイン電極１６の形成工程で使用するフッ酸系エッチング液に対し、十分な選択比が得られる材料を使用する。
【０１００】
図４は、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１０Ｂは、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である。なお、電界効果型トランジスタ１０Ｂは、本発明に係る半導体装置の代表的な一例である。
電界効果型トランジスタ１０Ｂは、電界効果型トランジスタ１０（図１参照）とは層構造が異なっている。具体的には、電界効果型トランジスタ１０Ｂは、基材１１と、基材１１上に形成されたソース電極１５及びドレイン電極１６と、ソース電極１５及びドレイン電極１６上並びにソース電極１５とドレイン電極１６との間に形成された活性層１４と、ゲート絶縁層１３と、ゲート絶縁層１３上に形成されたゲート電極１２とを有している。この場合、ゲート電極１２の材料は実施の形態におけるソース電極１５とドレイン電極１６の材料を使用し、ゲート電極１２の形成工程においてフッ酸系エッチング液を用いる。反対にソース電極１５とドレイン電極１６の材料は、実施の形態におけるゲート電極１２の材料を用いることができる。
【０１０１】
図５Ａは、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５Ａを参照するに、電界効果型トランジスタ１０Ｃは、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。なお、電界効果型トランジスタ１０Ｃは、本発明に係る半導体装置の代表的な一例である。
電界効果型トランジスタ１０Ｃは、電界効果型トランジスタ１０（図１参照）とは層構造が異なっている。具体的には、電界効果型トランジスタ１０Ｃは、基材１１と、基材１１上に形成されたソース電極１５及びドレイン電極１６と、ソース電極１５及びドレイン電極１６下並びにソース電極１５とドレイン電極１６との間に形成された活性層１４と、ゲート絶縁層１３と、ゲート絶縁層１３上に形成されたゲート電極１２とを有している。この場合、ゲート電極１２の材料は前述の実施の形態におけるソース電極１５とドレイン電極１６の材料を使用し、ゲート電極１２の形成工程においてフッ酸系エッチング液を用いる。反対にソース電極１５とドレイン電極１６の材料は、前述の実施の形態におけるゲート電極１２の材料を用いることができる。
【０１０２】
図３Ａのボトムゲート／トップコンタクト型電界効果型トランジスタの場合には、ソース電極、ドレイン電極と活性層とのフッ酸系エッチング液に対する選択比が十分に得られる場合に作製可能な構造であるが、ソース電極、ドレイン電極と活性層とのフッ酸系エッチング液に対する選択比が十分に得られない場合のボトムゲート／トップコンタクト型電界効果型トランジスタを図３Ｂに記載する。
図３Ｂの電界効果型トランジスタの作製方法と、図３Ａ、図５Ａの電界効果型トランジスタの作製方法との違いは、活性層１４形成後に、第２のゲート絶縁層１３Ｂを成膜し、活性層１４に対してスルーホールを形成した後、ソース電極１５およびドレイン電極１６を形成する点である。ゲート絶縁層１３及び第２のゲート絶縁層１３Ｂは同じ材料でも良いし、異なる材料でも良いが、パターニングに使用するエッチング液がフッ酸系エッチング液である層の下地となるゲート絶縁層が前記複合金属酸化物であることがエッチングの選択比の観点から好ましい。なお、この場合のトップゲート／トップコンタクト型電界効果型トランジスタに関しても図５Ｂに示すようにソース電極１５、ドレイン電極１６のパターニング方法は同様である。なお、図５Ｂにおいて、符号２１は、ソース電極１５が外部へ導通するための導電部であり、符号２２は、ドレイン電極２２が外部へ導通するための導電部である。
【０１０３】
本発明に係る電界効果型トランジスタの層構造は、特に制限はなく、図１、図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５Ａ、図５Ｂに示す構造を、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１０４】
他の実施の形態では、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、画像表示装置、及びシステムの例を示す。なお、こ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。
【０１０５】
（表示素子）
他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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
駆動回路としては、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。
【０１０８】
他の実施の形態に係る表示素子は、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、ゲート絶縁層１３が良好な絶縁性を維持しており、良好な電気特性を得ることができる。その結果、高品質の表示を行うことが可能となる。
【０１０９】
（画像表示装置）
他の実施の形態に係る画像表示装置は、少なくとも、他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。
【０１１０】
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他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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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】
他の実施の形態に係る画像表示装置は、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。
【０１１５】
（システム）
他の実施の形態に係るシステムは、少なくとも、他の実施の形態に係る画像表示装置と、画像データ作成装置とを有する。
【０１１６】
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、画像データを画像表示装置に出力する。
【０１１７】
システムは、他の実施の形態に係る画像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。
【０１１８】
以下、他の実施の形態に係る表示素子、画像表示装置、及びシステムについて、具体的に説明する。
【０１１９】
図６には、他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６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。
【０１２０】
他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、画像表示装置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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
映像出力回路５２３は、映像・ＯＳＤ合成回路５２２の出力信号を画像表示装置５２４に出力する。ＯＳＤ描画回路５２５は、画像表示装置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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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ともに、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ともに、光ディスクに記録されているデータを再生する。
【０１２８】
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。
【０１２９】
画像表示装置５２４は、一例として図７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８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。
【０１３０】
又、ディスプレイ７１０は、一例として図９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。
【０１３１】
各表示素子７０２は、一例として図１０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。
【０１３２】
有機ＥＬ素子７５０は、一例として図１１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。
【０１３３】
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（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、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。
【０１３４】
有機ＥＬ素子７５０において、陰極７１２には、Ａｌが用いられている。なお、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ａｌ−Ｌｉ合金、ＩＴＯ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、Ａｇ−Ｎｄ合金等を用いても良い。
【０１３５】
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。
【０１３６】
又、図１０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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
表示制御装置７８０は、一例として図１２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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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１３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。
【０１４５】
又、この場合では、一例として図１４に示されるように、ドライブ回路７３０は、図１０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１４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。
【０１４６】
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画像表示装置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）と画像表示装置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。
【０１４７】
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画像表示装置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画像表示装置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画像表示装置５２４を用いることができる。
【０１４８】
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。
【実施例】
【０１４９】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【０１５０】
（実施例１）
実施例１では、図１に示すボトムゲート／ボトムコンタクト型の電界効果型トランジスタを作製した。
【０１５１】
＜ゲート電極の形成＞
基材１１上に、厚み１００ｎｍとなるようにスパッタ法を用いてＡｌ膜を形成した。形成したＡｌ膜上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、エッチングを行って、所定の形状のゲート電極１２を形成した。
【０１５２】
＜ゲート絶縁層の形成＞
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
シクロヘキシルベンゼン１．２ｍＬに、表１−１に記載の酸化物の組成（ｍｏｌ％）となるように、表２に記載の原料を混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。
【０１５３】
ゲート絶縁層形成用塗布液０．６ｍＬをゲート電極１２上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした（５００ｒｐｍで５秒間回転させた後、３，０００ｒｐｍで２０秒間回転させ、５秒間で０ｒｐｍとなるように回転を止めた）。
続いて、大気中で１２０℃×１時間の乾燥処理後、Ｏ２雰囲気下で４００℃×３時間の焼成を行った後、大気雰囲気下で５００℃×１時間のアニールを行い、ゲート絶縁層１３として、表３の実施例１に記載の組成を有する常誘電体アモルファス酸化物膜を形成した。ゲート絶縁層１３の平均膜厚は、約１１０ｎｍであった。
【０１５４】
＜ソース電極及びドレイン電極の形成＞
ゲート絶縁層１３上及び活性層１４上に、スパッタ法及びフォトリソグラフィ法を用いて厚み１００ｎｍのソース電極１５及びドレイン電極１６を形成した。具体的には以下の方法で形成した。
スパッタターゲットにはＡｌを用いた。次に形成したＡｌ膜上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、フッ酸系エッチング液（Ｐｕｒｅ  Ｅｔｃｈ  ＴＥ３００、林  純薬工業株式会社）を用いてエッチングを行ってゲート絶縁層１３上にソース電極１５及びドレイン電極１６を形成した。
【０１５５】
＜活性層の形成＞
ゲート絶縁層１３上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング法で、ＷをドーピングしたＭｇＩｎ２Ｏ４を５０ｎｍの膜厚で成膜した。ターゲットにはＭｇＩｎ１．９９Ｗ０．０１Ｏ４の組成を有する多結晶焼結体を用いた。スパッタガスとしてアルゴンガス及び酸素ガスを導入した。全圧を１．１Ｐａに固定し、酸素濃度を２０体積％とした。パターニングはメタルマスクを介して成膜することで行った。
これによって得られる活性層では、ＭｇＩｎ２Ｏ４中のＩｎに対しＷが０．５ｍｏｌ％の濃度で置換ドープされている。なお、基材１１の温度制御は行わなかった。スパッタ中は基材１１の温度が自然に上昇するが、４０℃以下に保たれることがわかっている。すなわち、ＩｎＭｇＷＯ膜の成膜温度は、４０℃以下である。
続けて、オーブンを用い、大気中で１時間３５０℃のアニール処理を行った。このようなアニール処理は、活性層とゲート絶縁層との間の界面欠陥準位密度を減らすことによりトランジスタ特性を向上させることを目的として一般的に行われるものである。
【０１５６】
以上により、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が完成した。
【０１５７】
（実施例２〜７）
実施例２〜７では、ゲート絶縁層１３の組成、及び、ソース電極１５及びドレイン電極１６となる導電膜の材料を表１−１、表１−２、及び表３のように変更した以外は、実施例１と同様にして、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を作製した。
【０１５８】
（実施例８）
実施例８では、図５Ｂに示すトップゲート／トップコンタクト型の電界効果型トランジスタを作製した。
【０１５９】
＜活性層の形成＞
基材１１上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング法で、ＷをドーピングしたＭｇＩｎ２Ｏ４を５０ｎｍの膜厚で成膜した。ターゲットにはＭｇＩｎ１．９９Ｗ０．０１Ｏ４の組成を有する多結晶焼結体を用いた。スパッタガスとしてアルゴンガス及び酸素ガスを導入した。全圧を１．１Ｐａに固定し、酸素濃度を２０体積％とした。パターニングはメタルマスクを介して成膜することで行った。
これによって得られる活性層では、ＭｇＩｎ２Ｏ４中のＩｎに対しＷが０．５ｍｏｌ％の濃度で置換ドープされている。なお、基材１１の温度制御は行わなかった。スパッタ中は基材１１の温度が自然に上昇するが、４０℃以下に保たれることがわかっている。すなわち、ＩｎＭｇＷＯ膜の成膜温度は、４０℃以下である。
続けて、オーブンを用い、大気中で１時間３５０℃のアニール処理を行った。このようなアニール処理は、活性層とゲート絶縁層との間の界面欠陥準位密度を減らすことによりトランジスタ特性を向上させることを目的として一般的に行われるものである。
【０１６０】
＜ゲート絶縁層（１）の形成＞
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
シクロヘキシルベンゼン１．２ｍＬに、表１−３に記載の酸化物の組成（ｍｏｌ％）となるように、表２に記載の原料を混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。
【０１６１】
ゲート絶縁層形成用塗布液０．６ｍＬを基材１１及び活性層１４上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした（５００ｒｐｍで５秒間回転させた後、３，０００ｒｐｍで２０秒間回転させ、５秒間で０ｒｐｍとなるように回転を止めた）。
続いて、大気中で１２０℃×１時間の乾燥処理後、Ｏ２雰囲気下で４００℃×３時間の焼成を行った後、大気雰囲気下で５００℃×１時間のアニールを行い、ゲート絶縁層１３Ａとして、表４の実施例８に記載の組成を有する常誘電体アモルファス酸化物膜を形成した。ゲート絶縁層１３の平均膜厚は、約１１０ｎｍであった。
次に形成したゲート絶縁層１３上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、エッチングを行って、活性層１４上に所定の形状のスルーホールを形成した。
【０１６２】
＜ソース電極及びドレイン電極の形成＞
ゲート絶縁層１３上及びゲート絶縁層１３のスルーホールを介し、活性層１４上に、スパッタ法及びフォトリソグラフィ法を用いて厚み１００ｎｍのソース電極１５及びドレイン電極１６を形成した。具体的には以下の方法で形成した。
スパッタターゲットにはＴｉを用いた。次に形成したＴｉ膜上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、フッ酸系エッチング液（Ｐｕｒｅ  Ｅｔｃｈ  ＴＥ３００、林純薬工業株式会社）を用いてエッチングを行ってゲート絶縁層１３上にソース電極１５及びドレイン電極１６を形成した。
【０１６３】
＜ゲート絶縁層（２）の形成＞
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
ゲート絶縁層（１）の形成の際に調製したゲート絶縁層形成用塗布液と同じゲート絶縁層形成用塗布液を用いた。
【０１６４】
ゲート絶縁層形成用塗布液０．６ｍＬを基材１１及び活性層１４上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした（５００ｒｐｍで５秒間回転させた後、３，０００ｒｐｍで２０秒間回転させ、５秒間で０ｒｐｍとなるように回転を止めた）。
続いて、大気中で１２０℃×１時間の乾燥処理後、Ｏ２雰囲気下で４００℃×３時間の焼成を行った後、大気雰囲気下で５００℃×１時間のアニールを行い、ゲート絶縁層１３Ｂとして、表４の実施例８に記載の組成を有する常誘電体アモルファス酸化物膜を形成した。ゲート絶縁層１３Ｂの平均膜厚は、約１１０ｎｍであった。
次に形成したゲート絶縁層１３Ｂ上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、エッチングを行って、ソース電極１５及びドレイン電極１６上に所定の形状のスルーホールを形成した。
【０１６５】
＜ゲート電極の形成＞
ゲート絶縁層１３Ｂ上に、スパッタ法及びフォトリソグラフィ法を用いて厚み１００ｎｍのゲート電極１２を形成した。具体的には以下の方法で形成した。
スパッタターゲットにはＴｉを用いた。次に形成したＴｉ膜上にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、フッ酸系エッチング液（Ｐｕｒｅ  Ｅｔｃｈ  ＴＥ３０
０、林純薬工業株式会社）を用いてエッチングを行ってゲート絶縁層１３Ｂ上にゲート電極１２を形成した。
以上により、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が完成した。
【０１６６】
（実施例９〜１１）
実施例９〜１１では、ゲート絶縁層１３、及び１３Ｂの組成、及び、ソース電極１５及びドレイン電極１６、及びゲート電極１２となる導電膜の材料を表１−３、及び表４のように変更した以外は、実施例８と同様にして、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を作製した。
【０１６７】
【表１−１】
2018157210.tif 000003
【０１６８】
【表１−２】
2018157210.tif 000004
【０１６９】
【表１−３】
2018157210.tif 000005
【０１７０】
表１−１〜表１−３に示す各化合物の詳細は以下の通りである。
【０１７１】
【表２】
2018157210.tif 000006
【０１７２】
（パターンの顕微鏡による検査）
実施例１〜１１について、ゲート絶縁層１３上に形成したソース電極１５及びドレイン電極１６の検査として、ソース電極１５及びドレイン電極１６のパターン加工前後のゲート絶縁層１３の膜厚の減少の有無、及び絶縁性の確認を行った。結果を表３に示した。
【０１７３】
以下の表３では、ソース電極１５及びドレイン電極１６となる導電膜のエッチング前後でゲート絶縁層１３の膜厚の減少の有無、絶縁性の○×（良好な絶縁性を維持できた場合を○、良好な絶縁性を維持できなかった場合を×）、ゲート絶縁層１３上に形成したソース電極１５及びドレイン電極１６のパターンの形状を○×（良好なパターンを形成できた場合を○、良好なパターンを形成できなかった場合を×）で示す。
【０１７４】
【表３】
2018157210.tif 000007
【０１７５】
表３において、「フッ酸系」は、フッ酸系エッチング液（Ｐｕｒｅ  Ｅｔｃｈ  ＴＥ３００、林純薬工業株式会社）を表す。「ＰＡＮ系」は、ＰＡＮ系エッチング液燐酸、酢酸、及び硝酸系の混合溶液（Ｐｕｒｅ  Ｅｔｃｈ  ＡＳ１０１、林純薬工業株式会社）を表す。
実施例５においては、導電膜は、Ｔｉ（３０ｎｍ）／Ｃｕ（１００ｎｍ）／Ｔｉ（３０ｎｍ）の３層構造とした。Ｔｉのエッチングにはフッ酸系エッチング液を用い、Ｃｕのエッチングには過酸化水素系エッチング液（Ｐｕｒｅ  Ｅｔｃｈ  Ｃ２００、林  純薬工業株式会社）を用いた。
【０１７６】
表３より、実施例１〜１１の全てにおいて、ソース電極１５及びドレイン電極１６の形成の際にゲート絶縁層１３が膜厚減少せず、良好な絶縁性を維持できていたことがわかる。
【０１７７】
（比較例１）
比較例１では、ゲート絶縁層１３上のソース電極１５及びドレイン電極１６となる導電膜をＡｌ膜とし、エッチング液に燐酸、酢酸、及び硝酸系の混合溶液（ＰＡＮ系、Ｐｕｒｅ  Ｅｔｃｈ  ＡＳ１０１、林  純薬工業株式会社）を用いた以外は、実施例１と同様にして、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を作製した。
【０１７８】
（パターンの顕微鏡による検査）
比較例１について、ゲート絶縁層１３上に形成したソース電極１５及びドレイン電極１６の検査として、ソース電極１５及びドレイン電極１６のパターン加工前後のゲート絶縁層１３の膜厚の減少の有無、及び絶縁性の確認を行った。結果を表３に示した。
【０１７９】
エッチング液に燐酸、酢酸、及び硝酸の混合溶液を用いてパターンを形成した結果、ゲート絶縁層１３を構成する複合金属酸化物膜に膜減りが生じることが確認された。また、絶縁性は維持できなかった。すなわち、比較例１に係るエッチング工程では、ゲート絶縁層１３を構成する酸化物膜へのエッチング液によるダメージが生じることが確認された。
【０１８０】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  基材と、前記基材の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極と、前記ゲート電極に所定の電圧を印加することにより前記ソース電極と前記ドレイン電極との間にチャネルが形成される活性層と、前記ゲート電極と前記活性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の製造方法であって、
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いずれかである第Ｂ元素とを含む複合金属酸化物膜を成膜し、前記ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、前記導電膜をウェットエッチングによって所定の形状にして、前記ソース電極及び前記ドレイン電極、又は前記ゲート電極を形成する工程とを含み、
前記ウェットエッチングにフッ酸系エッチング液が使用される、ことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜２＞  前記フッ酸系エッチング液が、フッ化水素、フッ化アンモニウム、及びフッ化水素アンモニウムの少なくともいずれかを含む前記＜１＞に記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜３＞  前記複合金属酸化物膜が、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自体である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜４＞  前記複合金属酸化物膜が、更に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくともいずれかである第Ｃ元素を含む前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜５＞  前記導電膜が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、及びＮｂのいずれかの金属、それらの元素の合金、又は混合物を含む前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜６＞  前記導電膜が、酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化チタンのいずれかの導電性酸化物を含む前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜７＞  前記導電膜が、積層構造であり、
前記複合金属酸化物を覆う前記導電膜の最下層が、前記導電膜における上層をパターン加工する際のバリア層として機能する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法であるである。
＜８＞  前記バリア層が、フッ酸系エッチング液でエッチング可能である前記＜７＞に記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜９＞  前記活性層が、酸化物半導体である前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜１０＞  基材と、前記基材の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極と、前記ゲート電極に所定の電圧を印加することにより前記ソース電極と前記ドレイン電極との間にチャネルが形成される活性層と、前記ゲート電極と前記活性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、
前記ゲート絶縁層が、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いずれかである第Ｂ元素とを含む複合金属酸化物膜であり、
前記ゲート絶縁層上に、前記ゲート電極、又は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極である電極が設けられ、
前記電極が、フッ酸系エッチング液により溶解されてなる所定の形状の導電膜であることを特徴とする電界効果型トランジスタである。
【０１８１】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、複合金属酸化物により形成されたゲート絶縁層を有する電界効果型トランジスタの製造方法において、ゲート絶縁層上の導電膜をパターニングする際に、ゲート絶縁層へのエッチングダメージを抑制することができる。
【符号の説明】
【０１８２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  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  活性層
１５  ソース電極
１６  ドレイン電極
１５０  導電膜
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８３】
【特許文献１】特開２０１５−１１１６５３号公報
【特許文献２】特許第５６３３３４６号公報
【図１】
2018157210.tif 000008
【図２Ａ】
2018157210.tif 000009
【図２Ｂ】
2018157210.tif 000010
【図２Ｃ】
2018157210.tif 000011
【図２Ｄ】
2018157210.tif 000012
【図２Ｅ】
2018157210.tif 000013
【図３Ａ】
2018157210.tif 000014
【図３Ｂ】
2018157210.tif 000015
【図４】
2018157210.tif 000016
【図５Ａ】
2018157210.tif 000017
【図５Ｂ】
2018157210.tif 000018
【図６】
2018157210.tif 000019
【図７】
2018157210.tif 000020
【図８】
2018157210.tif 000021
【図９】
2018157210.tif 000022
【図１０】
2018157210.tif 000023
【図１１】
2018157210.tif 000024
【図１２】
2018157210.tif 000025
【図１３】
2018157210.tif 000026
【図１４】
2018157210.tif 000027