(57)【要約】【課題】電界効果型トランジスタにおいて、移動度の低下を抑制すること。【解決手段】本電界効果型トランジスタは、半導体膜と、前記半導体膜の所定領域上に順次積層されたゲート絶縁膜及びゲート電極と、前記半導体膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記ゲート電極を被覆する層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第１接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたソース電極と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第２接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたドレイン電極と、を有し、前記層間絶縁膜が、アルカリ土類金属と、希土類元素と、を含有する酸化物によって形成されている。【選択図】図１
2018148145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体膜と、
前記半導体膜の所定領域上に順次積層されたゲート絶縁膜及びゲート電極と、
前記半導体膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記ゲート電極を被覆する層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第１接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたソース電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第２接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたドレイン電極と、を有し、
前記層間絶縁膜が、アルカリ土類金属と、希土類元素と、を含有する酸化物によって形成された電界効果型トランジスタ。
【請求項２】
半導体膜と、
前記半導体膜の所定領域上に順次積層されたゲート絶縁膜及びゲート電極と、
前記半導体膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記ゲート電極を被覆する層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第１接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたソース電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第２接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたドレイン電極と、を有し、
前記層間絶縁膜が、シリコンと、アルカリ土類金属と、を含有する酸化物によって形成された電界効果型トランジスタ。
【請求項３】
半導体膜と、
前記半導体膜の所定領域上に順次積層されたゲート絶縁膜及びゲート電極と、
前記半導体膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記ゲート電極を被覆する層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第１接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたソース電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第２接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたドレイン電極と、を有し、
前記層間絶縁膜は、第１層間絶縁膜上に第２層間絶縁膜が積層された積層構造であり、
前記第１層間絶縁膜及び前記第２層間絶縁膜の一方が、アルカリ土類金属と、希土類元素と、を含有する酸化物によって形成され、
前記第１層間絶縁膜及び前記第２層間絶縁膜の他方が、シリコンと、アルカリ土類金属と、を含有する酸化物によって形成された電界効果型トランジスタ。
【請求項４】
アルカリ土類金属と、希土類元素と、を含有する前記酸化物は、Ｚｒ及びＨｆの少なくとも何れかを更に含有する請求項１又は３に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項５】
シリコンと、アルカリ土類金属と、を含有する前記酸化物は、Ａｌ及びＢの少なくとも何れかを更に含有する請求項２又は３に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項６】
前記半導体膜が、酸化物半導体である請求項１乃至５の何れか一項に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項７】
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乃至６の何れか一項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表示素子。
【請求項８】
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請求項７に記載の表示素子。
【請求項９】
請求項７又は８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、を有する表示装置。
【請求項１０】
請求項９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】
電界効果型トランジスタ（Field Effect Transistor；ＦＥＴ）は、ゲート電圧を印加することによりスイッチングが可能であることから、様々なスイッチング素子や増幅素子として利用されている。又、電界効果型トランジスタは、ゲート電流が低いことに加え、構造が平面的であることから、バイポーラトランジスタと比較して容易に作製することができ、更に、高集積化も容易に行うことができる。このため、現在の電子機器内において用いられている集積回路の多くには、電界効果型トランジスタが用いられている。
【０００３】
例えば、電界効果型トランジスタは、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）として、液晶ディスプレイや電子ペーパ等のフラットパネルディスプレイに用いられている。フラットパネルディスプレイは、例えば、非晶質シリコンや多結晶シリコンを半導体膜に用いたＴＦＴを含む駆動回路により駆動される。そして、フラットパネルディスプレイには、更なる大型化、高精細化、高画質化、高速駆動性が求められており、それに伴って、キャリア移動度が高く、オン／オフ比が高く、特性の経時変化が小さく、素子間のばらつきが小さいＴＦＴが求められている。
【０００４】
しかしながら、非晶質シリコンや多結晶シリコンには一長一短があり、上記の全ての要求を満たすことは困難であった。そこで、これらの要求に応えるため、非晶質シリコンを超える移動度が期待できる酸化物半導体を半導体膜に用いた電界効果型トランジスタの開発も活発に行われている。
【０００５】
これらの電界効果型トランジスタでは、例えば、半導体膜を覆う層間絶縁膜がＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯＮ等により形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の材料で形成した層間絶縁膜では、ソース電極及びドレイン電極と半導体膜とが直接コンタクトする部分を十分に保護できず、電界効果型トランジスタの移動度が低下する場合があった。
【０００７】
本発明は、電界効果型トランジスタにおいて、移動度の低下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】
【０００８】
本電界効果型トランジスタは、半導体膜と、前記半導体膜の所定領域上に順次積層されたゲート絶縁膜及びゲート電極と、前記半導体膜、前記ゲート絶縁膜、及び前記ゲート電極を被覆する層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第１接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたソース電極と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通する第２接続孔内に延伸して前記半導体膜と接続されたドレイン電極と、を有し、前記層間絶縁膜が、アルカリ土類金属と、希土類元素と、を含有する酸化物によって形成されていることを要件とする。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、電界効果型トランジスタにおいて、移動度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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２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３】第３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４】第４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５】第４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６】第４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７】第４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８】第４の実施の形態に係る表示素子の説明図である。
【図９】第４の実施の形態に係る有機ＥＬの説明図である。
【図１０】第４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１１】第４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１２】第４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。
【図１３】比誘電率評価用キャパシタを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
〈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、基板１１と、半導体膜１２と、ゲート絶縁膜１３と、ゲート電極１４と、層間絶縁膜１５と、ソース電極１６と、ドレイン電極１７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。電界効果型トランジスタ１０は、必要に応じて、その他部材を有してもよい。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。
【００１３】
なお、本明細書において、層間絶縁膜とは、半導体膜、ソース電極と半導体膜（ソース領域）との接続部（コンタクト）、及びドレイン電極と半導体膜（ドレイン領域）との接続部（コンタクト）と接し、これらを大気中の水分、酸素、水素等から直接保護する膜を指す。
【００１４】
電界効果型トランジスタ１０では、絶縁性の基板１１上に半導体膜１２が形成され、半導体膜１２の一部の領域上にゲート絶縁膜１３及びゲート電極１４が順次積層されている。そして、基板１１上に、半導体膜１２、ゲート絶縁膜１３、及びゲート電極１４を被覆する層間絶縁膜１５が形成されている。そして、層間絶縁膜１５上にソース電極１６が形成され、ソース電極１６は、層間絶縁膜１５を貫通する接続孔１６ｘ（スルーホール）内に延伸して半導体膜１２のソース領域１２ａと接続されている。又、層間絶縁膜１５上にドレイン電極１７が形成され、ドレイン電極１７は、層間絶縁膜１５を貫通する接続孔１７ｘ（スルーホール）内に延伸して半導体膜１２のドレイン領域１２ｂと接続されている。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。
【００１５】
なお、本実施の形態では、便宜上、ソース電極１６及びドレイン電極１７側を上側又は一方の側、基板１１側を下側又は他方の側とする。又、各部位のソース電極１６及びドレイン電極１７側の面を上面又は一方の面、基板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板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板１１の上面の法線方向から視た形状を指すものとする。
【００１６】
＜基板＞
基板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。基板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。
【００１７】
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。
【００１８】
＜半導体膜＞
半導体膜１２は、基板１１上の所定領域に形成されている。ゲート電極１４と対向する半導体膜１２は、チャネル領域１２ｃとなる。半導体膜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。
【００１９】
半導体膜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、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、ゲート絶縁膜１３及び層間絶縁膜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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
又、半導体を構成する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。
【００２５】
半導体膜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、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。
【００２６】
＜ゲート絶縁膜＞
ゲート絶縁膜１３は、半導体膜１２上の所定領域に形成されている。ゲート絶縁膜１３は、ゲート電極１４と半導体膜１２との間に設けられ、ゲート電極１４と半導体膜１２とを絶縁するための膜である。ゲート絶縁膜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。
【００２７】
ゲート絶縁膜１３の材料は、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、アモルファス又は結晶性の金属酸化物、金属窒化物、及び金属酸窒化物、或いはＳｉの酸化物、Ｓｉの窒化物、及びＳｉの酸窒化物の少なくとも何れかを含有する膜とすることができる。
【００２８】
ゲート絶縁膜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、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）等の真空成膜法、スピンコート、ダイコート、インクジェット等の印刷法などが挙げられる。
【００２９】
＜ゲート電極＞
ゲート電極１４は、ゲート絶縁膜１３上に形成されている。ゲート電極１４は、ゲート電圧を印加するための電極である。ゲート電極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。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、１０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
【００３０】
ゲート電極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、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィによってパターニングする方法、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等が挙げられる。
【００３１】
＜層間絶縁膜＞
層間絶縁膜１５は、基板１１上に、半導体膜１２、ゲート絶縁膜１３、及びゲート電極１４を被覆するように形成されている。
【００３２】
層間絶縁膜１５は酸化物を含む。層間絶縁膜１５は、酸化物それ自体で形成されることが好ましい。層間絶縁膜１５を形成する酸化物は、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、希土類である第Ｂ元素とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、その他成分を含有する（以降、この酸化物を第１の酸化物と称する場合がある）。
【００３３】
第１の酸化物はアモルファスであることが好ましい。層間絶縁膜１５がアモルファス材料で形成されていることは、トランジスタの信頼性を向上させる点で好ましい形態である。層間絶縁膜１５が結晶性の材料で形成されていると、結晶粒界等から大気中の水分、酸素、及び水素が半導体膜に吸着、脱離し、トランジスタの信頼性低下につながるからである。
【００３４】
第１の酸化物は常誘電体であることが好ましい。常誘電体とは、圧電体、焦電体、強誘電体以外の誘電体であり、すなわち圧力によって分極が発生したり、外部電界のない状態で自発分極を有したりすることがない誘電体を指す。また、圧電体、焦電体及び強誘電体は、その特性を発現させるために結晶である必要がある。すなわち、層間絶縁膜１５をアモルファス材料で形成すると、必然的にこの層間絶縁膜１５は常誘電体となる。
【００３５】
第１の酸化物は、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。これは、本発明者らが、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何れかである第Ｂ元素とを含む酸化物系が、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こと、を見出したことによる。
【００３６】
一般的に、アルカリ土類金属の単純酸化物は、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を形成してしまい、単独では電子デバイスへの応用は適さない。また、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの単純酸化物は、結晶化しやすく、電子デバイスへの応用を考えたときにリーク電流が問題となる。
【００３７】
しかしながら、本発明者らは、第１の酸化物が、広範な組成範囲で安定的にアモルファス膜を形成することを見出した。第１の酸化物は、広範な組成範囲で安定的に存在するため、その組成比によって、形成される第１の酸化物の比誘電率、及び線膨張係数を広範に制御することができる。
【００３８】
第１の酸化物は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくとも何れかである第Ｃ元素を含有することが好ましい。第１の酸化物がＡｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくとも何れかを含有することにより、熱安定性、耐熱性、及び緻密性をより向上させることができる。
【００３９】
第１の酸化物において、アルカリ土類金属である第Ａ元素としては、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。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４０】
第１の酸化物において、希土類である第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。
【００４１】
第１の酸化物における第Ａ元素と、第Ｂ元素との組成比としては、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。
【００４２】
第１の酸化物において、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。
【００４３】
第１の酸化物における第Ａ元素と、第Ｂ元素と、第Ｃ元素との組成比としては、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。
【００４４】
第１の酸化物において、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。
【００４５】
第１の酸化物における第Ａ元素と第Ｂ元素と第Ｃ元素の割合は、例えば、蛍光Ｘ線分析、電子線マイクロ分析（ＥＰＭＡ）、誘電結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ−ＡＥＳ）等により酸化物の陽イオン元素を分析することにより算出できる。
【００４６】
層間絶縁膜１５の比誘電率としては、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】
比誘電率は、例えば、下部電極、誘電層（層間絶縁膜１５）、及び上部電極を積層したキャパシタを作製して、ＬＣＲメータ等を用いて測定することができる。
【００４８】
層間絶縁膜１５の線膨張係数としては、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。
【００４９】
線膨張係数は、例えば、熱機械分析装置を用いて測定することができる。この測定においては、電界効果型トランジスタを作製せずとも、層間絶縁膜１５と同じ組成の測定用サンプルを別途作製して測定することで、線膨張係数を測定することができる。
【００５０】
層間絶縁膜１５の平均膜厚としては、１０〜１，０００ｎｍが好ましく、２０〜５００ｎｍがより好ましい。
【００５１】
層間絶縁膜１５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などが挙げられる。
【００５２】
又、層間絶縁膜１５は、第１の酸化物の前駆体を含有する塗布液（層間絶縁膜１５形成用塗布液）を調合し、層間絶縁膜１５形成用塗布液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も成膜することができる。
【００５３】
−−層間絶縁膜１５形成用塗布液−−
層間絶縁膜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。
【００５４】
−−−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等が挙げられる。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。
【００５５】
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等が挙げられる。
【００５６】
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、硝酸バリウム等が挙げられる。
【００５７】
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、硫酸バリウム等が挙げられる。
【００５８】
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、塩化バリウム等が挙げられる。
【００５９】
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、フッ化バリウム等が挙げられる。
【００６０】
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、臭化バリウム等が挙げられる。
【００６１】
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、よう化バリウム等が挙げられる。
【００６２】
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。
【００６３】
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等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。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等が挙げられる。
【００６４】
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）ベリリウム等が挙げられる。
【００６５】
層間絶縁膜１５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。
【００６６】
−−−第Ｂ元素含有化合物−−−
第Ｂ元素含有化合物における希土類元素としては、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。
【００６７】
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元素化合物等が挙げられる。
【００６８】
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元素のヨウ化物等が挙げられる。
【００６９】
第Ｂ元素の硝酸塩としては、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、硝酸ルテチウム等が挙げられる。
【００７０】
第Ｂ元素の硫酸塩としては、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、硫酸ルテチウム等が挙げられる。
【００７１】
第Ｂ元素のフッ化物としては、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、フッ化ルテチウム等が挙げられる。
【００７２】
第Ｂ元素の塩化物としては、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、塩化ルテチウム等が挙げられる。
【００７３】
第Ｂ元素の臭化物としては、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、臭化セリウム、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、臭化ルテチウム等が挙げられる。
【００７４】
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、ヨウ化ルテチウム等が挙げられる。
【００７５】
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。
【００７６】
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等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基等が挙げられる。
【００７７】
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）ルテチウム等が挙げられる。
【００７８】
層間絶縁膜１５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。
【００７９】
−−−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。
【００８０】
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元素の有機化合物等が挙げられる。
【００８１】
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元素のヨウ化物等が挙げられる。
【００８２】
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、臭化タンタル等が挙げられる。
【００８３】
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。
【００８４】
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等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基等が挙げられる。
【００８５】
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等が挙げられる。
【００８６】
層間絶縁膜１５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。
【００８７】
−−−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、水等が挙げられる。
【００８８】
層間絶縁膜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。
【００８９】
層間絶縁膜１５形成用塗布液における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元素含有化合物との組成比（アルカリ土類金属含有化合物：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。
【００９０】
層間絶縁膜１５形成用塗布液において、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何れかである第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。
【００９１】
層間絶縁膜１５形成用塗布液における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、第Ｃ元素含有化合物の少なくとも何れかとの組成比（アルカリ土類金属含有化合物：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。
【００９２】
層間絶縁膜１５形成用塗布液において、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何れかである第Ｂ元素と、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくとも何れかである第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。
【００９３】
−−−層間絶縁膜１５の形成方法−−−
層間絶縁膜１５形成用塗布液を用いた層間絶縁膜１５の形成方法の一例について説明する。層間絶縁膜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。
【００９４】
塗布工程としては、被塗物に層間絶縁膜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。
【００９５】
熱処理工程としては、被塗物に塗布された層間絶縁膜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層間絶縁膜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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
＜ソース領域、ドレイン領域＞
図１の説明に戻り、半導体膜１２のチャネル領域１２ｃを挟んだ両端にはソース電極１６及びドレイン電極１７と低接触抵抗で接触するためのソース領域１２ａ及びドレイン領域１２ｂを設ける必要がある。ソース領域１２ａ及びドレイン領域１２ｂとソース電極１６及びドレイン電極１７との接触部分の比抵抗は０．１Ωｃｍ以下であることが好ましく、Ｓｉ半導体の場合キャリアを１０１６／ｃｍ３以上にドープしたＳｉであることが好ましい。又、酸化物半導体の場合、組成比及び熱処理、アニール条件を調整し、接触部分の比抵抗を０．１ｍΩｃｍ程度まで制御することが可能である。
【０１０５】
ソース領域１２ａ及びドレイン領域１２ｂを低接触抵抗化する方法としては、半導体膜１２を形成した後、半導体膜１２のチャネル領域１２ｃをマスクし、ソース領域１２ａ及びドレイン領域１２ｂに高エネルギービームを打ち込むイオンインプランテーション、真空中でアルゴンプラズマ、窒素プラズマ、ヘリウムプラズマ等を照射するプラズマ処理、エキシマレーザー等による急激な温度上昇による酸素欠損の生成等が好ましい。
【０１０６】
＜ソース電極、ドレイン電極＞
ソース電極１６は、半導体膜１２のソース領域１２ａの一部と重なる接続孔１６ｘを有する層間絶縁膜１５上の所定領域に形成されている。ドレイン電極１７は、半導体膜１２のドレイン領域１２ｂの一部と重なる接続孔１７ｘを有する層間絶縁膜１５上の所定領域に形成されている。
【０１０７】
ソース電極１６及びドレイン電極１７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。
【０１０８】
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。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。ソース電極１６及びドレイン電極１７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。
【０１０９】
ソース電極１６及びドレイン電極１７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。
【０１１０】
ソース電極１６及びドレイン電極１７として、異なる金属からなる膜が順次積層された積層膜を用いてもよい。この場合、最下層の金属膜の材料としては、有機アルカリ溶液の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）、Ａｌ合金（Ａｌを主とした合金）等が挙げられる。但し、有機アルカリ溶液のエッチング液でエッチング可能であれば、金属膜に代えて金属膜以外の導電膜（例えば、導電性を有する酸化物膜等）を用いてもよい。
【０１１１】
有機アルカリ溶液としては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ系）、水酸化２−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム（ＣＨＯＬＩＮＥ系）、モノエタノールアミン等の強アルカリ溶液が挙げられる。
【０１１２】
上層金属膜の材料としては、有機アルカリ溶液に対してエッチング耐性を有しており、かつ、所定のエッチング液に対するエッチングレートが最下層の金属膜よりも高い金属、合金、複数の金属の混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が、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）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。
【０１１３】
但し、有機アルカリ溶液に対してエッチング耐性を有しており、かつ、所定のエッチング液に対するエッチングレートが最下層の金属膜（或いは、それに代わる導電膜）よりも高ければ、上層の金属膜に代えて金属膜以外の導電膜（例えば、導電性を有する酸化物膜等）を用いてもよい。
【０１１４】
最下層の金属膜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〜２００ｎｍが好ましく、５０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。上層の金属膜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〜２００ｎｍが好ましく、５０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。
【０１１５】
このように、電界効果型トランジスタ１０は、アルカリ土類金属と希土類元素とを含む酸化物により形成された層間絶縁膜１５を有している。そして、層間絶縁膜１５は、半導体膜１２のソース領域１２ａとソース電極１６との接続部、及び半導体膜１２のドレイン領域１２ｂとドレイン電極１７との接続部と接し、これらを大気中の水分、酸素、水素等から直接保護している。
【０１１６】
これにより、半導体膜１２のソース領域１２ａとソース電極１６との接続部、及び半導体膜１２のドレイン領域１２ｂとドレイン電極１７との接続部における接触抵抗の増加を防ぎ、電界効果型トランジスタの移動度の低下を抑制することができる。
【０１１７】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、層間絶縁膜を異なる材料で形成する例を示す。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。
【０１１８】
図２は、第２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を参照するに、電界効果型トランジスタ２０は、層間絶縁膜１５が層間絶縁膜２５に置換さ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２０は、本発明に係る半導体装置の代表的な一例である。
【０１１９】
層間絶縁膜２５は、基板１１上に、半導体膜１２、ゲート絶縁膜１３、及びゲート電極１４を被覆するように形成されている。
【０１２０】
層間絶縁膜２５は酸化物を含む。層間絶縁膜２５は、酸化物それ自体で形成されることが好ましい。層間絶縁膜２５を形成する酸化物は、Ｓｉ（ケイ素）と、アルカリ土類金属とを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する（以降、この酸化物を第２の酸化物と称する場合がある）。
【０１２１】
第２の酸化物において、Ｓｉにより形成されるＳｉＯ２は、アモルファス構造を形成する。又、アルカリ土類金属は、Ｓｉ−Ｏ結合を切断する働きを有する。そのため、Ｓｉとアルカリ土類金属との組成比によって、形成される第２の酸化物の比誘電率、及び線膨張係数を制御することが可能である。
【０１２２】
第２の酸化物は、Ａｌ及びＢの少なくとも何れかを含有することが好ましい。Ａｌにより形成されるＡｌ２Ｏ３、及びＢにより形成されるＢ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と同様にアモルファス構造を形成するため、第２の酸化物においては、より安定してアモルファス構造が得られ、より均一な絶縁膜を形成することが可能となる。又、アルカリ土類金属は、その組成比によってＡｌ及びＢの配位構造を変化させるため、形成される第２の酸化物の比誘電率、及び線膨張係数を制御することが可能である。
【０１２３】
第２の酸化物において、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。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【０１２４】
第２の酸化物におけるＳｉと、アルカリ土類金属との組成比としては、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。
【０１２５】
第２の酸化物において、Ｓｉと、アルカリ土類金属との組成比（Ｓｉ：アルカリ土類金属）としては、酸化物（ＳｉＯ２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）換算で、５０．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ％：１０．０ｍｏｌ％〜５０．０ｍｏｌ％が好ましい。
【０１２６】
第２の酸化物におけるＳｉと、アルカリ土類金属と、Ａｌ及びＢの少なくとも何れかとの組成比としては、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。
【０１２７】
第２の酸化物において、Ｓｉと、アルカリ土類金属と、Ａｌ及びＢの少なくとも何れかとの組成比（Ｓｉ：アルカリ土類金属：Ａｌ及びＢの少なくとも何れか）としては、酸化物（ＳｉＯ２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３）換算で、５０．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ％：５．０ｍｏｌ％〜２０．０ｍｏｌ％：５．０ｍｏｌ％〜３０．０ｍｏｌ％が好ましい。
【０１２８】
第２の酸化物における酸化物（ＳｉＯ２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３）の割合は、例えば、蛍光Ｘ線分析、電子線マイクロ分析（ＥＰＭＡ）、誘電結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ−ＡＥＳ）等により酸化物の陽イオン元素を分析することにより算出できる。
【０１２９】
層間絶縁膜２５の比誘電率としては、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。
【０１３０】
比誘電率は、例えば、下部電極、誘電層（層間絶縁膜２５）、及び上部電極を積層したキャパシタを作製して、ＬＣＲメータ等を用いて測定することができる。
【０１３１】
層間絶縁膜２５の線膨張係数としては、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。
【０１３２】
線膨張係数は、例えば、熱機械分析装置を用いて測定することができる。この測定においては、電界効果型トランジスタを作製せずとも、層間絶縁膜２５と同じ組成の測定用サンプルを別途作製して測定することで、線膨張係数を測定することができる。
【０１３３】
層間絶縁膜２５の平均膜厚としては、１０〜１，０００ｎｍが好ましく、２０〜５００ｎｍがより好ましい。
【０１３４】
層間絶縁膜２５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などが挙げられる。
【０１３５】
又、層間絶縁膜２５は、第２の酸化物の前駆体を含有する塗布液（層間絶縁膜２５形成用塗布液）を調合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液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も成膜することができる。
【０１３６】
−−層間絶縁膜２５形成用塗布液−−
層間絶縁膜２５形成用塗布液は、ケイ素含有化合物と、アルカリ土類金属化合物と、溶媒とを少なくとも含有し、好ましくは、アルミニウム含有化合物、及びホウ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、その他の成分を含有する。
【０１３７】
−−−ケイ素含有化合物−−−
ケイ素含有化合物としては、例えば、無機ケイ素化合物、有機ケイ素化合物等が挙げられる。
【０１３８】
無機ケイ素化合物としては、例えば、テトラクロロシラン、テトラブロモシラン、テトラヨードシラン等が挙げられる。
【０１３９】
有機ケイ素化合物としては、ケイ素と、有機基とを有する化合物であれば、特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ケイ素と有機基とは、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。
【０１４０】
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等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基等が挙げられる。
【０１４１】
有機ケイ素化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、トリフェニルシラン、２−エチルヘキサン酸ケイ素、テトラアセトキシシラン等が挙げられる。
【０１４２】
層間絶縁膜２５形成用塗布液におけるケイ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。
【０１４３】
−−−アルカリ土類金属含有化合物−−−
アルカリ土類金属含有化合物については、第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１４４】
−−−アルミニウム含有化合物−−−
アルミニウム含有化合物としては、例えば、無機アルミニウム化合物、有機アルミニウム化合物等が挙げられる。
【０１４５】
無機アルミニウム化合物としては、例えば、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、臭化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、三フッ化アルミニウム、よう化アルミニウム、硫酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム等が挙げられる。
【０１４６】
有機アルミニウム化合物としては、アルミニウムと、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。アルミニウムと有機基とは、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。
【０１４７】
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スルホン酸基等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。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等が挙げられる。
【０１４８】
有機アルミニウム化合物としては、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等が挙げられる。
【０１４９】
層間絶縁膜２５形成用塗布液におけるアルミニウム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。
【０１５０】
−−−ホウ素含有化合物−−−
ホウ素含有化合物としては、例えば、無機ホウ素化合物、有機ホウ素化合物等が挙げられる。
【０１５１】
無機ホウ素化合物としては、例えば、オルトホウ酸、酸化ホウ素、三臭化ホウ素、テトラフルオロホウ酸、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸マグネシウム等が挙げられる。酸化ホウ素としては、例えば、二酸化二ホウ素、三酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素等が挙げられる。
【０１５２】
有機ホウ素化合物としては、ホウ素と、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。ホウ素と有機基とは、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。
【０１５３】
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スルホン酸基、置換基を有していてもよいチオフェン基等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。アルコキシ基には、２つ以上の酸素原子を有し、２つ以上の酸素原子のうちの２つの酸素原子が、ホウ素と結合し、かつホウ素と一緒になって環構造を形成する有機基も含まれる。又、アルコキシ基に含まれるアルキル基が有機シリル基に置換されたアルコキシ基も含む。アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基等が挙げられる。
【０１５４】
有機ホウ素化合物としては、例えば、（Ｒ）−５，５−ジフェニル−２−メチル−３，４−プロパノ−１，３，２−オキサザボロリジン、ホウ酸トリイソプロピル、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン、ビス（ヘキシレングリコラト）ジボロン、４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−１Ｈ−ピラゾール、（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ−〔４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，２，３−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル〕カルバメート、フェニルボロン酸、３−アセチルフェニルボロン酸、三フッ化ホウ素酢酸錯体、三フッ化ホウ素スルホラン錯体、２−チオフェンボロン酸、トリス（トリメチルシリル）ボラート等が挙げられる。
【０１５５】
層間絶縁膜２５形成用塗布液におけるホウ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。
【０１５６】
−−−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、水等が挙げられる。
【０１５７】
層間絶縁膜２５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。
【０１５８】
層間絶縁膜２５形成用塗布液におけるケイ素含有化合物と、アルカリ土類金属含有化合物との組成比（ケイ素含有化合物：アルカリ土類金属含有化合物）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。
【０１５９】
層間絶縁膜２５形成用塗布液において、Ｓｉと、アルカリ土類金属との組成比（Ｓｉ：アルカリ土類金属）としては、酸化物（ＳｉＯ２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）換算で、５０．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ％：１０．０ｍｏｌ％〜５０．０ｍｏｌ％が好ましい。
【０１６０】
層間絶縁膜２５形成用塗布液におけるケイ素含有化合物と、アルカリ土類金属含有化合物と、アルミニウム含有化合物及びホウ素含有化合物の少なくとも何れかとの組成比（ケイ素含有化合物：アルカリ土類金属含有化合物：アルミニウム含有化合物及びホウ素含有化合物の少なくとも何れか）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。
【０１６１】
層間絶縁膜２５形成用塗布液において、Ｓｉと、アルカリ土類金属と、Ａｌ及びＢの少なくとも何れかとの組成比（Ｓｉ：アルカリ土類金属：Ａｌ及びＢの少なくとも何れか）としては、酸化物（ＳｉＯ２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３）換算で、５０．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ％：５．０ｍｏｌ％〜２０．０ｍｏｌ％：５．０ｍｏｌ％〜３０．０ｍｏｌ％が好ましい。
−−−層間絶縁膜形成用塗布液を用いた層間絶縁膜の形成方法−−−
層間絶縁膜２５形成用塗布液を用いた層間絶縁膜２５の形成方法の一例について、以下説明する。
【０１６２】
層間絶縁膜２５でいう「Ｓｉと、アルカリ土類金属とを含有する酸化物」とは、Ｓｉの酸化物とアルカリ土類金属の酸化物とを単に混合した混合物は含んでおらず、例えば、以下の形成方法で示すように、ケイ素含有化合物と、アルカリ土類金属含有化合物とを混合して得た膜に対し、酸素雰囲気で熱処理を行うことにより形成されてなる、Ｓｉとアルカリ土類金属とを含有する固溶体をいう。
【０１６３】
層間絶縁膜２５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。
【０１６４】
塗布工程としては、被塗物に層間絶縁膜２５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。
【０１６５】
熱処理工程としては、被塗物に塗布された層間絶縁膜２５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、熱処理を行う際には、被塗物に塗布された層間絶縁膜２５形成用塗布液は、自然乾燥などにより乾燥してもよい。熱処理により、溶媒の乾燥、酸化物の生成などが行われる。
【０１６６】
熱処理工程では、溶媒の乾燥（以下、「乾燥処理」と称する。）と、酸化物の精製（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、酸化物の生成を行うことが好ましい。酸化物の生成の際には、例えば、ケイ素含有化合物、アルカリ土類金属含有化合物、アルミニウム含有化合物、及びホウ素含有化合物の少なくとも何れかの分解が起こる。
【０１６７】
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、１０分間〜１時間が挙げられる。
【０１６８】
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℃〜４５０℃が好ましく、２００℃〜４００℃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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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、酸化物の生成を促進させることができる。
【０１７１】
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、酸化物の生成が促進される。
【０１７２】
このように、電界効果型トランジスタ２０は、Ｓｉとアルカリ土類金属とを含む酸化物により形成された層間絶縁膜２５を有している。そして、層間絶縁膜２５は、半導体膜１２のソース領域１２ａとソース電極１６との接続部、及び半導体膜１２のドレイン領域１２ｂとドレイン電極１７との接続部と接し、これらを大気中の水分、酸素、水素等から直接保護している。
【０１７３】
これにより、半導体膜１２のソース領域１２ａとソース電極１６との接続部、及び半導体膜１２のドレイン領域１２ｂとドレイン電極１７との接続部における接触抵抗の増加を防ぎ、電界効果型トランジスタの移動度の低下を抑制することができる。
【０１７４】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、複数の層間絶縁膜を積層する例を示す。なお、第３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。
【０１７５】
図３は、第３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３を参照するに、電界効果型トランジスタ３０は、２層の層間絶縁膜を有している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３０は、本発明に係る半導体装置の代表的な一例である。
【０１７６】
層間絶縁膜２５は、基板１１上に、半導体膜１２、ゲート絶縁膜１３、及びゲート電極１４を被覆するように形成されている。層間絶縁膜１５は、層間絶縁膜２５上に積層されている。層間絶縁膜１５及び２５の材料や厚さ、形成方法等は前述の通りである。
【０１７７】
層間絶縁膜１５上にソース電極１６が形成され、ソース電極１６は、層間絶縁膜１５及び２５を貫通する接続孔１６ｘ（スルーホール）内に延伸して半導体膜１２のソース領域１２ａと接続されている。又、層間絶縁膜１５上にドレイン電極１７が形成され、ドレイン電極１７は、層間絶縁膜１５及び２５を貫通する接続孔１７ｘ（スルーホール）内に延伸して半導体膜１２のドレイン領域１２ｂと接続されている。
【０１７８】
なお、層間絶縁膜１５と層間絶縁膜２５を同一厚さに形成する必要はない。又、層間絶縁膜１５と層間絶縁膜２５との上下関係を反対にしてもよい。
【０１７９】
このように、電界効果型トランジスタ３０は、アルカリ土類金属と希土類元素とを含む酸化物により形成された層間絶縁膜１５、及びＳｉとアルカリ土類金属とを含む酸化物により形成された層間絶縁膜２５を有している。そして、層間絶縁膜１５と層間絶縁膜２５の何れか一方は、半導体膜１２のソース領域１２ａとソース電極１６との接続部、及び半導体膜１２のドレイン領域１２ｂとドレイン電極１７との接続部と接し、これらを大気中の水分、酸素、水素等から直接保護している。
【０１８０】
これにより、半導体膜１２のソース領域１２ａとソース電極１６との接続部、及び半導体膜１２のドレイン領域１２ｂとドレイン電極１７との接続部における接触抵抗の増加を防ぎ、電界効果型トランジスタの移動度の低下を抑制することができる。
【０１８１】
又、アルカリ土類金属と希土類元素とを含む酸化物により形成された層間絶縁膜１５と、Ｓｉとアルカリ土類金属とを含む酸化物により形成された層間絶縁膜２５とを積層することで、層間絶縁膜全体の静電容量を制御しつつ厚膜化することが可能となる。その結果、ゲート電極、ゲート絶縁膜の厚みに起因した段差が原因で生じるソース電極、及びドレイン電極の断線、短絡を有効に防止できる。
【０１８２】
〈第４の実施の形態〉
第４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画像表示装置及びシステムの例を示す。なお、第４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。
【０１８３】
図４には、第４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４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。
【０１８４】
第４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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
画像表示装置５２４は、一例として図５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６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。
【０１９４】
又、ディスプレイ７１０は、一例として図７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。
【０１９５】
各表示素子７０２は、一例として図８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。
【０１９６】
有機ＥＬ素子７５０は、一例として図９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。
【０１９７】
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、同一の基板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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
又、図８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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
表示制御装置７８０は、一例として図１０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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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１１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。
【０２０９】
又、この場合では、一例として図１２に示されるように、ドライブ回路７３０は、図８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１２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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
［実施例１］
実施例１では、図１に示すトップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタを作製した。
【０２１３】
−半導体膜の形成−
ガラス基材（４０ｍｍ角、厚さ０．７ｍｍ）からなる基板１１上に酸化物半導体からなる半導体膜１２を形成した。具体的には、ＤＣスパッタリングにより、Ｍｇ−Ｉｎ系酸化物（Ｉｎ２ＭｇＯ４）膜を平均膜厚が約５０ｎｍとなるように成膜した。この後、Ｍｇ−Ｉｎ系酸化物膜上に、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、形成される半導体膜１２のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、シュウ酸系のエッチング液（関東化学製、ＩＴＯ−０７Ｎ）に浸漬することにより、レジストパターンの形成されていない領域のＭｇ−Ｉｎ系酸化物膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、半導体膜１２を形成した。最後に、加熱処理として、大気中で３００℃１時間の熱処理をして、半導体膜１２を完成させた。
【０２１４】
−ゲート絶縁膜及びゲート電極の形成−
形成した半導体膜１２及び基板１１上に、ＲＦスパッタリングによりＳｉＯ２膜を平均厚みが約２００ｎｍとなるよう成膜した。続いて同じスパッタ装置内でチャンバーを移動し、ＤＣスパッタリングによりＡｌ−２原子％Ｎｄ合金膜を１００ｎｍとなるように成膜した。
【０２１５】
この後、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、形成されるゲート電極１４のパターンと同様のレジストパターンを形成した。関東化学株式会社製混酸Ａｌエッチング液でレジストパターンの形成されていない領域のＡｌＮｄ合金膜を除去し、更にレジストパターンも除去することにより、ＡｌＮｄ合金膜からなるゲート電極１４を形成した。
【０２１６】
続いて、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、形成されるゲート絶縁膜１３のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、バッファードフッ酸（ダイキン工業社ＢＨＦ−６３Ｕ）を用いたエッチングにより、レジストパターンの形成されていない領域のＳｉＯ２膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することによりゲート絶縁膜１３を形成した。
【０２１７】
同時に、半導体膜１２の中で、ゲート絶縁膜１３及びゲート電極１４に被覆されたチャネル領域１２ｃと、ゲート絶縁膜１３及びゲート電極１４に被覆されていないソース領域１２ａ及びドレイン領域１２ｂが形成された。
【０２１８】
−半導体膜１２のソース電極及びドレイン電極との接触領域（ソース領域及びドレイン領域）の低抵抗化処理―
半導体膜１２のチャネル領域１２ｃはゲート絶縁膜１３及びゲート電極１４で被覆されており、全面に２分間Ｈｅプラズマ処理を行うことで露出しているソース領域１２ａ及びドレイン領域１２ｂを低抵抗化することができた。
【０２１９】
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
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、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表１に示す組成となる。
【０２２０】
【表１】
2018148145.tif 000003
−層間絶縁膜１５の形成―
次に、層間絶縁膜１５形成用塗布液０．４ｍＬを基板１１上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした（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時間の焼成を行い、層間絶縁膜１５として、膜厚１５０ｎｍのアルカリ土類金属と、希土類元素とを含有する常誘電性アモルファス金属酸化物膜を形成した。
【０２２１】
続いて、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、形成される層間絶縁膜１５のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、０．１規定の塩酸を用いたエッチングにより、レジストパターンの形成されていない領域の層間絶縁膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することにより、接続孔１６ｘ及び１７ｘを有する層間絶縁膜１５を形成した。
【０２２２】
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
次に、層間絶縁膜１５上にソース電極１６及びドレイン電極１７を形成した。具体的には、層間絶縁膜１５上にＤＣスパッタリングによりＡｌ−２原子％Ｎｄ膜を平均膜厚が約２００ｎｍとなるように成膜し、連続してＭｏ膜を平均膜厚が約３０ｎｍとなるように成膜した。この後、ＡｌＮｄ／Ｍｏ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、形成されるソース電極１６及びドレイン電極１７のパターンと同様のレジストパターンを形成した。
【０２２３】
更に、ＰＡＮ系のエッチング液（林純薬製、ＡＳ１０１）に浸漬することにより、レジストパターンの形成されていない領域のＭｏ膜を除去した。引き続きＴＭＡＨ６％水溶液に浸漬することにより、露出したＡｌＮｄ膜がエッチングされ、ＡｌＮｄ／Ｍｏ積層パターンが形成された。この時ＴＭＡＨ６％水溶液によりレジストパターンも除去され、ＡｌＮｄ／Ｍｏ積層膜からなるソース電極１６及びドレイン電極１７を形成した。
【０２２４】
実施例１で作製された電界効果型トランジスタは、作製プロセスにおける層間絶縁膜１５の溶解、剥離といった不具合は見られず、良好なトランジスタ特性を示した。
【０２２５】
［実施例２〜６］
実施例１から、層間絶縁膜１５の組成を表１に示す組成に変更し、実施例１と全く同じプロセスで電界効果型トランジスタを作製した。
【０２２６】
実施例２〜６で作製した電界効果型トランジスタは実施例１で作製した電界効果型トランジスタと同様に、作製プロセスにおける層間絶縁膜１５の溶解、剥離といった不具合は見られず、良好なトランジスタ特性を示した。
【０２２７】
＜電界効果型トランジスタのトランジスタ特性評価＞
実施例１〜６で作製した電界効果型トランジスタに対して、電界効果型トランジスタ完成後のトランジスタ特性を評価した。
【０２２８】
トランジスタ特性は、ドレイン電極−ソース電極間電圧（Ｖｄｓ）＝＋１０Ｖとした場合の、ゲート電極−ソース電極間電圧（Ｖｇｓ）とドレイン電極−ソース電極間電流（Ｉｄｓ）との関係（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）を測定した。
【０２２９】
又、トランジスタ特性（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）の評価結果より、飽和領域における電界効果移動度を算出した。また、トランジスタのオン状態（例えばＶｇｓ＝＋１０Ｖ）とオフ状態（例えばＶｇｓ＝−１０Ｖ）のＩｄｓの比（ｏｎ／ｏｆｆ比、オン／オフ比）を算出した。又、Ｖｇｓ印加に対するＩｄｓの立ち上がりの鋭さの指標として、Ｓ値（サブスレッショルドスイング値）を算出した。また、Ｖｇｓ印加に対するＩｄｓの立ち上がりの電圧値として、閾値電圧（Ｖｔｈ）を算出した。
【０２３０】
実施例１〜６で作製した電界効果型トランジスタのトランジスタ特性から算出した、移動度、ｏｎ／ｏｆｆ比、Ｓ値、及びＶｔｈを表２に示す。以下では、トランジスタ特性の結果において、移動度が高く、ｏｎ／ｏｆｆ比が高く、Ｓ値が低く、Ｖｔｈが０Ｖ付近であることを優れたトランジスタ特性と表現する。具体的には、移動度が３ｃｍ２／Ｖｓ以上、ｏｎ／ｏｆｆ比が１．０×１０８以上、Ｓ値が０．７以下、Ｖｔｈが±５Ｖの範囲内であることを優れたトランジスタ特性と表現する。
【０２３１】
表２より、実施例１〜６で作製した電界効果型トランジスタは、移動度が高く、ｏｎ／ｏｆｆ比が高く、Ｓ値が低く、Ｖｔｈが±５Ｖの範囲内にあり、優れたトランジスタ特性を示すことがわかる。
【０２３２】
【表２】
2018148145.tif 000004
＜電界効果型トランジスタのトランジスタ信頼性評価＞
実施例１〜６で作製した電界効果型トランジスタに対し、大気中（温度５０℃、相対湿度５０％）でＢＴＳ（Ｂｉａｓ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｔｒｅｓｓ）試験を１００時間実施した。
【０２３３】
ストレス条件はＶｇｓ＝＋１０Ｖ、及びＶｄｓ＝＋１０Ｖの条件とした。又、ＢＴＳ試験が一定時間経過するごとに、Ｖｄｓ＝＋１０Ｖとした場合の、ＶｇｓとＩｄｓとの関係（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）を測定した。表２より、実施例１から６で作製した電界効果型トランジスタは、ΔＶｔｈシフトが小さく、ＢＴＳ試験に対する優れた信頼性を示すことがわかった。
【０２３４】
［実施例７］
＜電界効果型トランジスタの作製＞
実施例７では、図２に示すトップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタを作製した。
【０２３５】
実施例１と同様にして、ガラス基材（４０ｍｍ角、厚さ０．７ｍｍ）からなる基板１１上に酸化物半導体からなる半導体膜１２を形成した。
【０２３６】
−ゲート絶縁膜及びゲート電極の形成−
形成した半導体膜１２及び基板１１上に、ＲＦスパッタリングによりＡｌ２Ｏ３膜を平均厚みが約２００ｎｍとなるよう成膜した。続いて、同じスパッタ装置内でチャンバーを移動し、ＤＣスパッタリングによりＡｌ−２原子％Ｎｄ合金膜を１００ｎｍとなるように成膜した。
【０２３７】
この後、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、形成されるゲート電極１４のパターンと同様のレジストパターンを形成した。関東化学株式会社製混酸Ａｌエッチング液でレジストパターンの形成されていない領域のＡｌＮｄ合金膜を除去した。続いて、ドライエッチングにより、レジストパターンの形成されていない領域のＡｌ２Ｏ３膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することにより、ゲート絶縁膜１３及びゲート電極１４を形成した。同時に、半導体膜１２の中で、ゲート絶縁膜１３及びゲート電極１４に被覆されたチャネル領域１２ｃと、ゲート絶縁膜１３及びゲート電極１４に被覆されていないソース領域１２ａ及びドレイン領域１２ｂが形成された。
【０２３８】
−ソース領域、ドレイン領域の低抵抗化―
全面に２分間Ａｒ／Ｎ２プラズマ処理を行うことで露出しているソース領域１２ａ及びドレイン領域１２ｂを低抵抗化した。
【０２３９】
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製―
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１６ｍＬと、２−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液（Ｍｇ含量３％、Ｓｔｒｅｍ  １２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２８ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表３に示す組成となる。
【０２４０】
【表３】
2018148145.tif 000005
−層間絶縁膜２５の形成−
次に、層間絶縁膜２５形成用塗布液０．４ｍＬを基板１１上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした（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時間の焼成を行い、層間絶縁膜２５として、第２の酸化物の膜を形成した。層間絶縁膜２５の平均膜厚は、約４００ｎｍであった。
【０２４１】
続いて、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、形成される層間絶縁膜２５のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、エッチングにより、レジストパターンの形成されていない領域の層間絶縁膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することにより、接続孔１６ｘ及び１７ｘを有する層間絶縁膜２５を形成した。
【０２４２】
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
次に、層間絶縁膜２５上にソース電極１６及びドレイン電極１７を形成した。具体的には、ＤＣスパッタリングによりＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ積層膜を平均膜厚が約５０ｎｍ／２００ｎｍ／５０ｎｍとなるように成膜した後、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ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、形成されるソース電極１６及びドレイン電極１７のパターンと同様のレジストパターンを形成した。
【０２４３】
更に、ＰＡＮ系のエッチング液（林純薬製、ＡＳ１０１）に浸漬することにより、レジストパターンの形成されていない領域のＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ積層膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ積層膜からなるソース電極１６及びドレイン電極１７を形成した。
【０２４４】
最後に、後工程の加熱処理として、大気中で３００℃１時間の熱処理をして、電界効果型トランジスタを完成させた。
【０２４５】
＜線膨張係数測定用円柱状物の作製＞
実施例７の層間絶縁膜形成用塗布液を１Ｌ作製し、溶媒除去した後、白金坩堝に入れ、１，６００℃に加熱及び溶融後、フロート法により直径５ｍｍ、高さ１０ｍｍの円柱状物を作製した。
【０２４６】
＜比誘電率評価用キャパシタの作製＞
次に、図１３に示す構造のキャパシタを作製した。具体的には、ガラス基材４１（４０ｍｍ角、厚さ０．７ｍｍ）上に、下部電極４２の形成される領域に開口部を有したメタルマスクを用いて、真空蒸着法によりＡｌ（アルミニウム）膜を平均膜厚が約１００ｎｍとなるように成膜した。続いて、実施例７における電界効果型トランジスタの層間絶縁膜の形成に記載された方法により、平均膜厚が約４００ｎｍの絶縁体薄膜４３を形成した。最後に、上部電極４４の形成される領域に開口部を有したメタルマスクを用いて、真空蒸着法によりＡｌ膜を平均膜厚が約１００ｎｍとなるように成膜し、キャパシタを完成させた。
【０２４７】
［実施例８］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１３ｍＬと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．４７ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表３に示す組成となる。
【０２４８】
作製した層間絶縁膜形成用塗布液を用い、その他は実施例７と同様の方法で、電界効果型トランジスタ、線膨張係数測定用円柱状物、及び比誘電率評価用キャパシタを作製した。
【０２４９】
［実施例９］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１４ｍＬと、２−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液（Ｍｇ含量３％、Ｓｔｒｅｍ  １２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２４ｍＬ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）０．９５ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表３に示す組成となる。
【０２５０】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液を用い、その他は実施例７と同様の方法で、電界効果型トランジスタ、線膨張係数測定用円柱状物、及び比誘電率評価用キャパシタを作製した。
【０２５１】
［実施例１０］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬと、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１７ｍＬと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．０８ｍＬと、２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ  ０２１−０９４７１、株式会社ワコーケミカル製）０．１９ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表３に示す組成となる。
【０２５２】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液を用い、その他は実施例７と同様の方法で、電界効果型トランジスタ、線膨張係数測定用円柱状物、及び比誘電率評価用キャパシタを作製した。
【０２５３】
［実施例１１］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬと、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１３ｍＬと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．１６ｍＬ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）０．８３ｍＬと、２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ  ０２１−０９４７１、株式会社ワコーケミカル製）０．３８ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表３に示す組成となる。
【０２５４】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液を用い、その他は実施例７と同様の方法で、電界効果型トランジスタ、線膨張係数測定用円柱状物、及び比誘電率評価用キャパシタを作製した。
【０２５５】
［比較例１］
−層間絶縁膜形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１９ｍＬとを混合し、層間絶縁膜形成用塗布液を得た。層間絶縁膜形成用塗布液によって形成される酸化物は、表３に示す組成となる。
【０２５６】
作製した層間絶縁膜形成用塗布液を用い、その他は実施例７と同様の方法で、電界効果型トランジスタ、線膨張係数測定用円柱状物、及び比誘電率評価用キャパシタを作製した。
【０２５７】
［比較例２］
＜電界効果型トランジスタの作製＞
まず、実施例７と同様の方法で、ガラス基材上に、半導体膜１２、ゲート絶縁膜１３、及びゲート電極１４を形成した。
【０２５８】
−層間絶縁膜の形成−
次に、ＳｉＣｌ４を原料として、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、層間絶縁膜としてＳｉＯ２層を形成した。このように形成された層間絶縁膜の平均膜厚は、約３００ｎｍであった。
【０２５９】
次に、実施例７と同様の方法で、ソース電極１６及びドレイン電極１７を形成し、電界効果型トランジスタを完成させた。
【０２６０】
＜線膨張係数測定用円柱状物の作製＞
ＳｉＣｌ４を原料として、酸水素炎中で加水分解を行い、得られたシリカ粉末を成長させてＳｉＯ２多孔質体を得た。その後、ＳｉＯ２多孔質体を白金坩堝に入れ、１，６００℃で加熱及び融解後、フロート法により直径５ｍｍ、高さ１０ｍｍの円柱状物を作製した。
【０２６１】
＜比誘電率評価用キャパシタの作製＞
まず、実施例７と同様に、ガラス基材上に、下部電極４２の形成される領域に開口部を有したメタルマスクを用いて、真空蒸着法によりＡｌ（アルミニウム）膜を平均膜厚が約１００ｎｍとなるように成膜した。続いて、ＳｉＣｌ４を原料として、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、平均膜厚が約３００ｎｍの絶縁体薄膜４３を形成した。最後に、上部電極４４の形成される領域に開口部を有したメタルマスクを用いて、真空蒸着法によりＡｌ膜を平均膜厚が約１００ｎｍとなるように成膜し、キャパシタを完成させた。
【０２６２】
＜電界効果型トランジスタの剥離評価＞
実施例７〜１１、比較例１及び２で作製した電界効果型トランジスタに関して、外観評価を行った結果を表４に示す。表４より、実施例７〜１１で作製した電界効果型トランジスタは、層間絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、の剥離が見られなかった。一方、比較例１及び２で作製した電界効果型トランジスタは、層間絶縁膜と、ソース電極、ドレイン電極との間で剥離が見られた。
【０２６３】
【表４】
2018148145.tif 000006
＜線膨張係数の評価＞
実施例７〜１１、比較例１及び２で円柱状物について、２０〜３００℃の温度範囲における平均線膨張係数を、熱機械分析装置（８３１０シリーズ、株式会社リガク製）を用いて測定した。実施例７〜１１で作製した円柱状物の線膨張係数は、２９．１×１０−７／Ｋ〜７７．９×１０−７／Ｋを示すのに対して、比較例１及び２で作製した円柱状物の線膨張係数は、５．２×１０−７／Ｋ〜５．４×１０−７／Ｋと小さい値を示した。
【０２６４】
電界効果型トランジスタの剥離評価において、比較例１及び２で作製した電界効果型トランジスタで剥離が発生した原因として、層間絶縁膜の線膨張係数が５．２×１０−７／Ｋ〜５．４×１０−７／Ｋであり、ソース電極、及びドレイン電極の線膨張係数と比較して小さく、熱プロセス時に熱応力が発生したことが挙げられる。一方で、実施例７〜１１で作製した電界効果型トランジスタでは、層間絶縁膜の線膨張係数とソース電極、及びドレイン電極の線膨張係数の差が小さいために剥離が発生しなかったと考えられる。
【０２６５】
＜比誘電率の評価＞
実施例７〜１１、比較例１及び２で作製したキャパシタの容量計測を、ＬＣＲメータ（４２８４Ａ、Ａｇｉｌｅｎｔ社製）により行った。表４に、計測した容量の値より算出した比誘電率εと、周波数１ｋＨｚにおける誘電損失ｔａｎδを示す。
【０２６６】
実施例７〜１１で作製したキャパシタは、比誘電率４．８〜７．１、tanδ＜１×１０−２であり、比較例１及び２のキャパシタと同様の特性を示した。
【０２６７】
以上の結果より、実施例７〜１１で作製した電界効果型トランジスタは比較例１及び２で作製した電界効果型トランジスタよりもプロセス安定性が高く、層間絶縁膜の比誘電率(寄生容量)、tanδは同等であることがわかった。
【０２６８】
又、実施例７〜１１で作製した電界効果型トランジスタは、実施例１〜６で作製した電界効果型トランジスタと同様に、移動度が高いことが確認された。
【０２６９】
［実施例１２］
＜電界効果型トランジスタの作製＞
実施例１２では、図３に示すトップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタを作製した。
【０２７０】
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．２８ｍＬと、２−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液（Ｍｇ含量３％、Ｓｔｒｅｍ  １２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２９ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表５に示す組成となる。
【０２７１】
【表５】
2018148145.tif 000007
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
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  １２２−０３３３７１、株式会社ワコーケミカル製）２．０９ｍＬ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）０．８１ｍＬとを混合し、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表５に示す組成となる。
【０２７２】
実施例１と同様にして、ガラス基材（４０ｍｍ角、厚さ０．７ｍｍ）からなる基板１１上に酸化物半導体からなる半導体膜１２を形成した。
【０２７３】
−ゲート絶縁膜及びゲート電極の形成−
次に、半導体膜１２上にゲート絶縁膜１３を形成した。具体的には、ＲＦスパッタリングにより、Ａｌ２Ｏ３膜を平均膜厚が約３００ｎｍとなるように成膜した。この後、Ａｌ２Ｏ３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、形成されるゲート絶縁膜１３のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、ウェットエッチングにより、レジストパターンの形成されていない領域のＡｌ２Ｏ３膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、ゲート絶縁膜１３を形成した。
【０２７４】
次に、ゲート絶縁膜１３上にゲート電極１４を形成した。具体的には、ＤＣスパッタリングによりＡｌ（アルミニウム）合金膜を平均膜厚が約１００ｎｍとなるように成膜した。この後、Ａｌ合金膜上に、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、形成されるゲート電極１４のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、エッチングにより、レジストパターンが形成されていない領域のＡｌ合金膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ａｌ合金膜からなるゲート電極１４を形成した。
【０２７５】
−層間絶縁膜２５及び層間絶縁膜１５の形成−
次に、層間絶縁膜２５形成用塗布液０．４ｍＬを基板１１上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした（１，０００ｒｐｍ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時間の焼成を行い、層間絶縁膜２５として、第２の酸化物の膜を形成した。層間絶縁膜２５の平均膜厚は、２５０ｎｍであった。
【０２７６】
次に、層間絶縁膜１５形成用塗布液０．６ｍＬを層間絶縁膜２５上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした（１，０００ｒｐｍ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時間の焼成を行い、層間絶縁膜１５として、第１の酸化物の膜を形成した。層間絶縁膜１５の平均膜厚は、１５０ｎｍであった。
【０２７７】
この後、層間絶縁膜１５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、形成される層間絶縁膜１５と同様のレジストパターンを形成した。更に、エッチングにより、レジストパターンが形成されていない領域の層間絶縁膜１５及び層間絶縁膜２５を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、接続孔１６ｘ及び１７ｘを有する層間絶縁膜２５及び層間絶縁膜１５を形成した。
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
次に、半導体膜１２、ゲート電極１４、層間絶縁膜１５上に、ソース電極１６及びドレイン電極１７を形成した。具体的には、ＤＣスパッタリングによりＡｌ（アルミニウム）合金膜を平均膜厚が約１００ｎｍとなるように成膜した。この後、Ａｌ合金膜上に、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、形成されるソース電極１６及びドレイン電極１７のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、ＲＩＥにより、レジストパターンの形成されていない領域のＡｌ合金膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Ａｌ合金膜からなるソース電極１６及びドレイン電極１７を形成した。作製したソース電極１６は、層間絶縁膜２５及び層間絶縁膜１５の接続孔１６ｘを介して半導体膜１２のソース領域１２ａと接している。同様に、ドレイン電極１７は、層間絶縁膜２５及び層間絶縁膜１５の接続孔１７ｘを介して半導体膜１２のドレイン領域１２ｂと接している。
【０２７８】
［実施例１３］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．２４ｍＬと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．２５ｍＬ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）２．１７ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表５に示す組成となる。
【０２７９】
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
シクロヘキシルベンゼン１．２ｍＬに、２−エチルヘキサン酸イットリウム（Ｓｔｒｅｍ  ３９−２４００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．４７ｇと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．１１ｍＬ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）０．１８ｍＬとを混合し、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表５に示す組成となる。
【０２８０】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液、及び層間絶縁膜１５形成用塗布液を用い、その他は実施例１２と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２８１】
［実施例１４］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１９ｍＬと、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（Ａｌ含量８．４％、Ａｌｆａ８９３４９、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．２４ｍＬと、２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ  ０２１−０９４７１、株式会社ワコーケミカル製）０．７２ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表５に示す組成となる。
【０２８２】
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
シクロヘキシルベンゼン１．２ｍＬに、サマリウムアセチルアセトナート三水和物（Ｓｔｒｅｍ  ９３−６２２６、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２６ｇと、２−エチルヘキサン酸ガドリニウムトルエン溶液（Ｇｄ含量２５％、Ｓｔｒｅｍ  ６４−３５００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製)０．１８ｍＬと、２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ  ０２１−０９４７１、株式会社ワコーケミカル製）０．４９ｍＬとを混合し、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表５に示す組成となる。
【０２８３】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液、及び層間絶縁膜１５形成用塗布液を用い、その他は実施例１２と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２８４】
［実施例１５］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１８ｍＬと、４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンゼン（Ｗａｋｏ  ３２５−５９９１２、株式会社ワコーケミカル製）０．１３ｇと、２−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液（Ｍｇ含量３％、Ｓｔｒｅｍ  １２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．６０ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表５に示す組成となる。
【０２８５】
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
シクロヘキシルベンゼン１．２ｍＬに、２−エチルヘキサン酸ネオジム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｎｄ含量１２％、Ｓｔｒｅｍ  ６０−２４００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．６４ｍＬと、２−エチルヘキサン酸ユウロピウム（Ｓｔｒｅｍ  ９３−６３１１、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２８ｇと、２−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液（Ｍｇ含量３％、Ｓｔｒｅｍ  １２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．１２ｍＬとを混合し、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表５に示す組成となる。
【０２８６】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液、及び層間絶縁膜１５形成用塗布液を用い、その他は実施例１２と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２８７】
［実施例１６］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．２７ｍＬと、２−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液（Ｍｇ含量３％、Ｓｔｒｅｍ  １２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．１４ｍＬと、２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ  ０２１−０９４７１、株式会社ワコーケミカル製）０．４３ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表６に示す組成となる。
【０２８８】
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
シクロヘキシルベンゼン１．２ｍＬに、スカンジウム（ＩＩＩ）トリス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘブタンジオナート）水和物（ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ  ５１７６０７、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ製）０．０７ｇと、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）１．７８ｍＬと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．０３ｍＬ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）０．１６ｍＬと、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（Ａｌ含量８．４％、Ａｌｆａ８９３４９、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．０４ｍＬとを混合し、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表６に示す組成となる。
【０２８９】
【表６】
2018148145.tif 000008
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液、及び層間絶縁膜１５形成用塗布液を用い、その他は実施例１２と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２９０】
［実施例１７］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．２５ｍＬと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．５１ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表６に示す組成となる。
【０２９１】
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
シクロヘキシルベンゼン１．２ｍＬに、ジスプロシウムアセチルアセトナート三水和物（Ｓｔｒｅｍ  ６６−２００２、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２０ｇと、イッテルビウムアセチルアセトナート三水和物（Ｓｔｒｅｍ  ７０−２２０２、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２１ｇと、２−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液（Ｍｇ含量３％、Ｓｔｒｅｍ  １２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．１０ｍＬと、ニオブエトキシド（１４２−０６５９２、株式会社ワコーケミカル製）０．０３ｍＬと、タンタルエトキシド（９３−７３０３、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製）０．０１ｍＬとを混合し、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表６に示す組成となる。
【０２９２】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液、及び層間絶縁膜１５形成用塗布液を用い、その他は実施例１２と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２９３】
［実施例１８］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１５ｍＬと、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（Ａｌ含量８．４％、Ａｌｆａ８９３４９、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．２９ｍＬと、２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ  ０２１−０９４７１、株式会社ワコーケミカル製）１．１３ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表６に示す組成となる。
【０２９４】
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
シクロヘキシルベンゼン１．２ｍＬに、２−エチルヘキサン酸イットリウム（Ｓｔｒｅｍ  ３９−２４００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．５３ｇと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．０３ｍＬと、２−エチルヘキサン酸ハフニウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｇｅｌｅｓｔ  ＡＫＨ３３２、Ｇｅｌｅｓｔ製）０．０７ｍＬとを混合し、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表６に示す組成となる。
【０２９５】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液、及び層間絶縁膜１５形成用塗布液を用い、その他は実施例１２と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２９６】
［実施例１９］
−層間絶縁膜２５形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、ＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製）０．１７ｍＬと、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（Ａｌ含量８．４％、Ａｌｆａ８９３４９、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．１６ｍＬと、４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンゼン（Ｗａｋｏ  ３２５−５９９１２、株式会社ワコーケミカル製）０．１２ｇと、２−エチルヘキサン酸カルシウム２−エチルヘキサン酸溶液（Ｃａ含量３％−８％、Ａｌｆａ３６６５７、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ製）０．１５ｍＬ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）０．３１ｍＬとを混合し、層間絶縁膜２５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜２５形成用塗布液によって形成される第２の酸化物は、表６に示す組成となる。
【０２９７】
−層間絶縁膜１５形成用塗布液の作製−
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  １２２−０３３３７１、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、層間絶縁膜１５形成用塗布液を得た。層間絶縁膜１５形成用塗布液によって形成される第１の酸化物は、表６に示す組成となる。
【０２９８】
作製した層間絶縁膜２５形成用塗布液、及び層間絶縁膜１５形成用塗布液を用い、その他は実施例１２と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２９９】
＜電界効果型トランジスタのトランジスタ特性評価＞
実施例１２〜１９、及び前述の比較例２で作製した電界効果型トランジスタのトランジスタ特性を評価した。実施例１２〜１９、及び比較例２のトランジスタ特性は、ドレイン電極−ソース電極間電圧（Ｖｄｓ）＝＋１０Ｖとした場合の、ゲート電極−ソース電極間電圧（Ｖｇｓ）とドレイン電極−ソース電極間電流（Ｉｄｓ）との関係（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）を測定した。
【０３００】
又、トランジスタ特性（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）の評価結果より、飽和領域における電界効果移動度を算出した。また、トランジスタのオン状態（例えばＶｇｓ＝＋１０Ｖ）とオフ状態（例えばＶｇｓ＝−１０Ｖ）のＩｄｓの比（ｏｎ／ｏｆｆ比、オン／オフ比）を算出した。また、Ｖｇｓ印加に対するＩｄｓの立ち上がりの鋭さの指標として、Ｓ値（サブスレッショルドスイング値）を算出した。また、Ｖｇｓ印加に対するＩｄｓの立ち上がりの電圧値として、閾値電圧（Ｖｔｈ）を算出した。
【０３０１】
実施例１２〜１９で作製した電界効果型トランジスタのトランジスタ特性から算出した、移動度、ｏｎ／ｏｆｆ比、Ｓ値、及びＶｔｈを表７に示す。以下では、トランジスタ特性の結果において、移動度が高く、ｏｎ／ｏｆｆ比が高く、Ｓ値が低く、Ｖｔｈが０Ｖ付近であることを優れたトランジスタ特性を表現する。具体的には、移動度が３ｃｍ２／Ｖｓ以上、ｏｎ／ｏｆｆ比が１．０×１０８以上、Ｓ値が０．７以下、Ｖｔｈが±５Ｖの範囲内であることを優れたトランジスタ特性と表現する。
【０３０２】
表７より、実施例１２〜１９で作製した電界効果型トランジスタは、移動度が高く、ｏｎ／ｏｆｆ比が高く、Ｓ値が低く、Ｖｔｈが０Ｖ付近であり、優れたトランジスタ特性を示すことがわかる。一方、比較例２で作製したトランジスタは、ソース電極、ドレイン電極が断線し、トランジスタ特性を計測することができなかった。
【０３０３】
【表７】
2018148145.tif 000009
＜電界効果型トランジスタのトランジスタ信頼性評価＞
実施例１２〜１９で作製した電界効果型トランジスタに対し、大気中（温度５０℃、相対湿度５０％）でＢＴＳ（Ｂｉａｓ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｔｒｅｓｓ）試験を１００時間実施した。
【０３０４】
ストレス条件は以下の４条件とした。
（１）Ｖｇｓ＝＋１０Ｖ、及びＶｄｓ＝０Ｖ
（２）Ｖｇｓ＝＋１０Ｖ、及びＶｄｓ＝＋１０Ｖ
（３）Ｖｇｓ＝−１０Ｖ、及びＶｄｓ＝０Ｖ
（４）Ｖｇｓ＝−１０Ｖ、及びＶｄｓ＝＋１０Ｖ
又、ＢＴＳ試験が一定時間経過するごとに、Ｖｄｓ＝＋１０Ｖとした場合の、ＶｇｓとＩｄｓとの関係（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）を測定した。
【０３０５】
実施例１２〜１９で作製した電界効果型トランジスタのＢＴＳ試験における、ストレス時間１００時間でのΔＶｔｈの値を表８に示した。ここで、ΔＶｔｈとは、ストレス時間０時間から、あるストレス時間までのＶｔｈの変化量を示す。
【０３０６】
表８より、実施例１２〜１９で作製した電界効果型トランジスタは、ΔＶｔｈシフトが小さく、ＢＴＳ試験に対して優れた信頼性を示すことがわかる。
【０３０７】
【表８】
2018148145.tif 000010
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】
【０３０８】
１０、２０、３０  電界効果型トランジスタ
１１  基板
１２  半導体膜
１３  ゲート絶縁膜
１４  ゲート電極
１５、２５  層間絶縁膜
１６  ソース電極
１７  ドレイン電極
【先行技術文献】
【特許文献】
【０３０９】
【特許文献１】特開２０１２−１８２１６５号公報
【図１】
2018148145.tif 000011
【図２】
2018148145.tif 000012
【図３】
2018148145.tif 000013
【図４】
2018148145.tif 000014
【図５】
2018148145.tif 000015
【図６】
2018148145.tif 000016
【図７】
2018148145.tif 000017
【図８】
2018148145.tif 000018
【図９】
2018148145.tif 000019
【図１０】
2018148145.tif 000020
【図１１】
2018148145.tif 000021
【図１２】
2018148145.tif 000022
【図１３】
2018148145.tif 000023