(57)【要約】【課題】ピンホールが発生し難く、閾値電圧の変動を抑制できるダブルゲート構造の電界効果型トランジスタを提供すること。【解決手段】本電界効果型トランジスタは、基材上に形成された第１ゲート電極と、前記第１ゲート電極上に形成された第１ゲート絶縁層と、前記第１ゲート絶縁層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された第２ゲート絶縁層と、前記第２ゲート絶縁層上に形成された第２ゲート電極と、前記活性層と接続するように形成されたソース及びドレイン電極と、を有し、前記第１ゲート絶縁層及び前記第２ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくとも何れかである第Ｂ元素と、を含む酸化物膜である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に形成された第１ゲート電極と、
前記第１ゲート電極上に形成された第１ゲート絶縁層と、
前記第１ゲート絶縁層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された第２ゲート絶縁層と、
前記第２ゲート絶縁層上に形成された第２ゲート電極と、
前記活性層と接続するように形成されたソース及びドレイン電極と、を有し、
前記第１ゲート絶縁層及び前記第２ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくとも何れかである第Ｂ元素と、を含む酸化物膜である電界効果型トランジスタ。
【請求項２】
前記活性層は、酸化物半導体である請求項１に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項３】
駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
請求項１又は２に記載の電界効果型トランジスタとを含み、前記光制御素子を駆動する駆動回路と、を備える表示素子。
【請求項４】
前記光制御素子は、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、又はエレクトロウェッティング素子である請求項３に記載の表示素子。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の表示素子を複数個マトリクス状に配置した表示器と、
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６】
請求項５に記載の表示装置と、
前記表示装置に画像データを供給する画像データ作成装置と、を有するシステム。
【請求項７】
基材上に第１ゲート電極を形成する工程と、
前記第１ゲート電極上に第１ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記第１ゲート絶縁層上に活性層を形成する工程と、
前記活性層上に第２ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記第２ゲート絶縁層上に第２ゲート電極を形成する工程と、
前記活性層に接続されるソース及びドレイン電極を形成する工程と、を有し、
前記第１ゲート絶縁層及び前記第２ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくとも何れかである第Ｂ元素と、を含む酸化物膜である電界効果型トランジスタの製造方法。
【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その製造方法、表示素子、表示装置、システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、電子ペーパー等の平面薄型ディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）は、非晶質シリコンや多結晶シリコンを活性層に用いた電界効果型トランジスタを含む駆動回路により駆動されている。
【０００３】
そして、ＦＰＤの開発においては、チャネル形成領域にキャリア移動度が高く素子間のばらつきの小さい酸化物半導体膜を用いた電界効果型トランジスタを作製し、電子デバイス、光デバイス等に応用する技術が注目されている。例えば、酸化物半導体膜として酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ｉｎ２Ｏ３、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ等を用いた電界効果型トランジスタが提案されている。
【０００４】
又、ダブルゲート構造の電界効果型トランジスタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電界効果型トランジスタでは、閾値電圧の変動を抑制するために、第１ゲート絶縁層及び第２ゲート絶縁層としてＳｉＯ２を成膜し、成膜方法としては気相法が好ましいと記載されている。但し、気相法で成膜したＳｉＯ２では、ピンホールが発生しやすく、閾値電圧の変動の抑制に悪影響がでることがわかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ピンホールが発生し難く、閾値電圧の変動を抑制できるダブルゲート構造の電界効果型トランジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本電界効果型トランジスタは、基材上に形成された第１ゲート電極と、前記第１ゲート電極上に形成された第１ゲート絶縁層と、前記第１ゲート絶縁層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された第２ゲート絶縁層と、前記第２ゲート絶縁層上に形成された第２ゲート電極と、前記活性層と接続するように形成されたソース及びドレイン電極と、を有し、前記第１ゲート絶縁層及び前記第２ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくとも何れかである第Ｂ元素と、を含む酸化物膜であることを要件とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、ピンホールが発生し難く、閾値電圧の変動を抑制できるダブルゲート構造の電界効果型トランジスタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを例示する断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの製造工程を例示する図である。
【図３】第１の実施の形態の変形例に係る電界効果型トランジスタを例示する断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の説明図（その１）である。
【図６】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の説明図（その２）である。
【図７】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の説明図（その３）である。
【図８】第２の実施の形態に係る表示素子の説明図である。
【図９】第２の実施の形態に係る有機ＥＬの説明図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るテレビジョン装置の説明図（その４）
【図１１】第２の実施の形態に係る他の表示素子の説明図（その１）である。
【図１２】第２の実施の形態に係る他の表示素子の説明図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
〈第１の実施の形態〉
［電界効果型トランジスタの構造］
図１は、第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを例示する断面図である。図１を参照するに、電界効果型トランジスタ１０は、基材１１と、第１ゲート電極１２と、第１ゲート絶縁層１３と、活性層１４と、第２ゲート絶縁層１５と、第２ゲート電極１６と、ソース電極１７と、ドレイン電極１８とを有するダブルゲート構造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。
【００１１】
電界効果型トランジスタ１０では、絶縁性の基材１１上に第１ゲート電極１２が形成され、第１ゲート電極１２を覆うように第１ゲート絶縁層１３が形成されている。そして、第１ゲート絶縁層１３上に活性層１４が形成され、活性層１４を覆うように第２ゲート絶縁層１５が形成されている。更に、第２ゲート絶縁層１５上に第２ゲート電極１６、ソース電極１７、及びドレイン電極１８が形成されている。ソース電極１７及びドレイン電極１８は、第２ゲート絶縁層１５に形成されたスルーホールを介して活性層１４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。
【００１２】
なお、本実施の形態では、便宜上、第２ゲート電極１６側を上側又は一方の側、基材１１側を下側又は他方の側とする。又、各部位の第２ゲート電極１６側の面を上面又は一方の面、基材１１側の面を下面又は他方の面とする。但し、電界効果型トランジスタ１０は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を基材１１の上面の法線方向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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
第１ゲート電極１２は、基材１１上の所定領域に形成されている。第１ゲート電極１２は、ダブルゲートを構成する一方のゲート電極である。第１ゲート電極１２の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、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。第１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。
【００１６】
第１ゲート絶縁層１３は、第１ゲート電極１２と活性層１４との間に設けられ、第１ゲート電極１２と活性層１４とを絶縁するための層である。第１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。
【００１７】
活性層１４は、第１ゲート絶縁層１３上に形成されている。活性層１４の一部は、チャネル領域となる。活性層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、５ｎｍ〜１μｍが好ましく、１０ｎｍ〜０．５μｍがより好ましい。
【００１８】
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）、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ等の酸化物半導体、ペンタセン等の有機半導体等が挙げられる。これら中でも、第１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。
【００１９】
第２ゲート絶縁層１５は、活性層１４と第２ゲート電極１６との間に設けられ、活性層１４と第２ゲート電極１６とを絶縁するための層である。第２ゲート絶縁層１５の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０ｎｍ〜３μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがより好ましい。
【００２０】
第２ゲート電極１６は、第２ゲート絶縁層１５上において、平面視で第１ゲート電極１２及び活性層１４と重複する領域に形成されている。第２ゲート電極１６は、ダブルゲートを構成する他方のゲート電極である。第２ゲート電極１６の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）等の金属、これらの合金、これら金属の混合物等を用いることができる。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。第２ゲート電極１６の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
【００２１】
ソース電極１７及びドレイン電極１８は、第２ゲート絶縁層１５上に形成されている。ソース電極１７及びドレイン電極１８は、第２ゲート電極１６を間に挟んで所定の間隔を隔てて形成されている。ソース電極１７及びドレイン電極１８は、第１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１７及びドレイン電極１８と共に、ソース電極１７及びドレイン電極１８と接続される配線が同一層に形成されてもよい。
【００２２】
ソース電極１７及びドレイン電極１８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。
【００２３】
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１７及びドレイン電極１８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。
【００２４】
第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５は、酸化物である。本実施の形態で用いる酸化物（以下、第１の酸化物とする）は、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、ガリウム（Ｇａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、及びランタノイドの少なくとも何れかである第Ｂ元素とを少なくとも含有し、必要に応じて、その他の成分を含有する。前記第１の酸化物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。
【００２５】
アルカリ土類金属としては、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。
【００２６】
ランタノイドとしては、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）が挙げられる。
【００２７】
前記第１の酸化物は、常誘電体アモルファス酸化物であることが好ましい。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、前記第１の酸化物の一部に結晶が含まれていてもよい。
【００２８】
第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５がアモルファス材料で形成されていることは、トランジスタの特性を向上させる点で好ましい形態である。第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５が結晶性の材料で形成されていると結晶粒界に起因するリーク電流を低く抑えることができず、トランジスタ特性の悪化につながるためである。
【００２９】
又、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５が常誘電体であることは、トランジスタのトランスファ特性におけるヒステリシスを低減させる点で必要となる。トランジスタをメモリ等の用途で使用する特殊な場合は例外であるが、通常トランジスタのスイッチング特性を利用するデバイスにおいてはヒステリシスが存在することは好ましくない。
【００３０】
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。又、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、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５をアモルファス材料で形成すると、必然的に第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５は常誘電体となる。
【００３１】
アルカリ土類金属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は適さない。又、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及び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、前記第１の酸化物は、大気中において安定でかつ広範な組成領域で常誘電性のアモルファス膜を形成できるため、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５に適している。
【００３２】
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第Ｂ元素がＣｅではないことが好ましい。
【００３３】
アルカリ土類金属酸化物とＧａ酸化物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。更に、アルカリ土類金属と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドとを含む酸化物を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。
【００３４】
高誘電率膜を作製するという観点からすると、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌｕ、Ｌａ等の元素の組成比を高めることが好ましい。又、前記第１の酸化物は、大気中の水分、酸素に対する優れたバリア性にも優れているため、層間絶縁膜の材料として用いることも可能である。
【００３５】
前記第１の酸化物は、更に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくとも何れかである第Ｃ元素を含むことが好ましい。これによってアモルファス相が更に安定化し、又、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。
【００３６】
前記第１の酸化物における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。
【００３７】
前記第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、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。
【００３８】
前記第１の酸化物における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。
【００３９】
前記第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、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（Ａ元素：Ｂ元素：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。
【００４０】
前記第１の酸化物における酸化物（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）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。
【００４１】
［電界効果型トランジスタの製造方法］
次に、図１に示す電界効果型トランジスタの製造方法について説明する。図２は、第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタの製造工程を例示する図である。
【００４２】
まず、図２（ａ）に示す工程では、基材１１を準備する。そして、基材１１上に、所定形状の第１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、第１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、第１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。
【００４３】
第１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。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示す工程では、基材１１上に、第１ゲート電極１２を被覆する第１ゲート絶縁層１３を形成する。第１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が挙げられる。第１ゲート絶縁層１３の形成方法の他の例としては、第１の酸化物の前駆体を含有する塗布液（ゲート絶縁層形成用塗布液）を調合し、ゲート絶縁層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方法が挙げられる。
【００４５】
次に、図２（ｃ）に示す工程では、第１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、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。活性層１４の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。
【００４６】
次に、図２（ｄ）に示す工程では、第１ゲート絶縁層１３上に、活性層１４を被覆する第２ゲート絶縁層１５を形成する。第２ゲート絶縁層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が挙げられる。第２ゲート絶縁層１５の形成方法の他の例としては、第１の酸化物の前駆体を含有する塗布液（ゲート絶縁層形成用塗布液）を調合し、ゲート絶縁層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方法が挙げられる。
【００４７】
次に、図２（ｅ）に示す工程では、第２ゲート絶縁層１５上に、所定形状の第２ゲート電極１６を形成する。第２ゲート電極１６の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。
【００４８】
第２ゲート電極１６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。
【００４９】
次に、図２（ｆ）に示す工程では、第２ゲート絶縁層１５上に、所定形状のソース電極１７及びドレイン電極１８を形成する。具体的には、まず、第２ゲート絶縁層１５を貫通して活性層１４の表面を露出するスルーホールを、エッチングやレーザ加工等により形成する。その後、スルーホールを充填すると共に、スルーホール内から第２ゲート絶縁層１５上に延在するソース電極１７及びドレイン電極１８を形成する。図示しないが、スルーホールと活性層１４の間に導電膜パターンを形成する場合、当該導電膜パターンをソース電極及びドレイン電極とし、スルーホール内に充填される導電膜を引き出し配線とすることも可能である。
【００５０】
ソース電極１７及びドレイン電極１８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。ソース電極１７及びドレイン電極１８の材料や厚さは、前述の通り適宜選択することができる。以上の工程で、電界効果型トランジスタ１０が完成する。
【００５１】
このように、本実施の形態に係る電界効果型トランジスタ１０では、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５として、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元素とを含む酸化物膜（第１の酸化物膜）を用いている。
【００５２】
発明者らの検討によれば、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５として第１の酸化物膜を用いることにより、ＳｉＯ２絶縁膜を用いた場合と比べてピンホールの発生を抑制することができる。
【００５３】
すなわち、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５としてＳｉＯ２絶縁膜を用いてピンホールが発生すると、閾値電圧の変動を抑制できなくなり、ダブルゲート構造の電界効果型トランジスタが正常に機能しなくなる。これに対して、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５として第１の酸化物膜を用いることにより、ピンホールの発生を抑制できるため、閾値電圧の変動を抑制することが可能となる。又、ピンホールの発生を抑制することにより、リーク電流の発生を抑制することができる。
【００５４】
〈第１の実施の形態の変形例〉
第１の実施の形態の変形例では、第１の実施の形態とは層構造の異なる電界効果型トランジスタの例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５５】
図３は、第１の実施の形態の変形例に係る電界効果型トランジスタを例示する断面図である。図３に示す各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。
【００５６】
図３に示す電界効果型トランジスタ１０Ａは、第２ゲート絶縁層１５上に第２ゲート電極１６を被覆する層間絶縁膜１９が設けられ、層間絶縁膜１９上にソース電極１７及びドレイン電極１８が設けられた点が、電界効果型トランジスタ１０（図１参照）と相違する。電界効果型トランジスタ１０Ａにおいて、ソース電極１７及びドレイン電極１８は、第２ゲート絶縁層１５及び層間絶縁膜１９に形成されたスルーホールを介して活性層１４と接続されている。
【００５７】
層間絶縁膜１９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、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）等を用いることができる。層間絶縁膜１９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。層間絶縁膜１９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るが、例えば、プラズマＣＶＤ法等を用いることができる。
【００５８】
なお、図３では、層間絶縁膜１９の平面形状を第２ゲート絶縁層１５の平面形状と一致させているが、これには限定されない。例えば、層間絶縁膜１９の平面形状を第２ゲート絶縁層１５の平面形状よりも小さくしてもよい。或いは、層間絶縁膜１９の平面形状を第２ゲート絶縁層１５の平面形状よりも大きくし、第２ゲート絶縁層１５の側面を被覆してもよい。
【００５９】
このように、第２ゲート絶縁層上に層間絶縁膜を設けてもよい。第２ゲート絶縁層上に層間絶縁膜を設けることにより、電界効果型トランジスタの構成要素（活性層、第１ゲート電極、第２ゲート電極等）を、大気中の水分、酸素、水素等から保護することができる。又、第２ゲート絶縁層上に層間絶縁膜を設けることにより、電界効果型トランジスタ上に形成される層の材料や、その形成プロセスから電界効果型トランジスタを保護することができる。この他の効果については、第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを用いた表示素子、画像表示装置、及びシステムの例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００６１】
（表示素子）
第２の実施の形態に係る表示素子は、少なくとも、光制御素子と、光制御素子を駆動する駆動回路とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。光制御素子としては、駆動信号に応じて光出力を制御する素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子、液晶素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子等が挙げられる。
【００６２】
駆動回路としては、第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６３】
第２の実施の形態に係る表示素子は、第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを有しているため、閾値電圧の変動を抑制することが可能となり、トランジスタ特性が良好である。その結果、高品質の表示を行うことが可能となる。
【００６４】
（画像表示装置）
第２の実施の形態に係る画像表示装置は、少なくとも、第２の実施の形態に係る複数の表示素子と、複数の配線と、表示制御装置とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。複数の表示素子としては、マトリックス状に配置された複数の第２の実施の形態に係る表示素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６５】
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。
【００６６】
表示制御装置としては、画像データに応じて、各電界効果型トランジスタのゲート電圧と信号電圧とを複数の配線を介して個別に制御可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６７】
第２の実施の形態に係る画像表示装置は、第１の実施の形態に係る電界効果型トランジスタを備えた表示素子を有しているため、高品質の画像を表示することが可能となる。
【００６８】
（システム）
第２の実施の形態に係るシステムは、少なくとも、第２の実施の形態に係る画像表示装置と、画像データ作成装置とを有する。画像データ作成装置は、表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、画像データを前記画像表示装置に出力する。
【００６９】
システムは、第２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。
【００７０】
以下、第２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。
【００７１】
図４には、第２の実施の形態に係るシステムとしてのテレビジョン装置５００の概略構成が示されている。なお、図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。
【００７２】
第２の実施の形態に係るテレビジョン装置５００は、主制御装置５０１、チューナ５０３、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）５０４、復調回路５０５、ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｔｒｅａｍ）デコーダ５０６、音声デコーダ５１１、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）５１２、音声出力回路５１３、スピーカ５１４、映像デコーダ５２１、映像・ＯＳＤ合成回路５２２、映像出力回路５２３、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
ハードディスク装置５４２は、ハードディスクと、このハードディスクを駆動するための駆動装置等から構成されている。駆動装置は、ハードディスクにデータを記録すると共に、ハードディスクに記録されているデータを再生する。光ディスク装置５４３は、光ディスク（例えば、ＤＶＤ）にデータを記録すると共に、光ディスクに記録されているデータを再生する。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
［実施例１］
実施例１では、図１に示す電界効果型トランジスタ１０を作製した。
【０１０１】
（第１ゲート電極の形成）
最初に、基材１１上に第１ゲート電極１２を形成した。具体的には、ガラス製の基材１１上に、ＤＣスパッタリングにより導電膜であるＡｌ合金膜を成膜した。そして、フォトリソグラフィ、エッチングによりＡｌ合金膜をパターニングし、第１ゲート電極１２を得た。
【０１０２】
（第１ゲート絶縁層の形成）
次に、第１ゲート絶縁層１３を形成した。具体的には、所定の溶液を混合してゲート絶縁層形成用塗布液を作製し、基材１１及び第１ゲート電極１２上へ滴下しスピンコートした。続いて、大気中で乾燥処理後、Ｏ２雰囲気下で焼成を行い、第１ゲート絶縁層１３としてＬａＳｒＯ絶縁膜を得た。
【０１０３】
（活性層の形成）
次に、活性層１４を形成した。具体的には、所定の溶液を混合して活性層形成用塗布液を作製し、第１ゲート絶縁層１３上へ滴下しスピンコートした。続いて、大気中で乾燥処理後、Ｏ２雰囲気下で焼成を行い、ＩｎＧａＺｎＯ膜を形成した。そして、フォトリソグラフィ、エッチングによりＩｎＧａＺｎＯ膜をパターニングし、活性層１４を得た。
【０１０４】
（第２ゲート絶縁層の形成）
次に、第２ゲート絶縁層１５を形成した。具体的には、所定の溶液を混合してゲート絶縁層形成用塗布液を作製し、第１ゲート絶縁層１３及び活性層１４上へ滴下しスピンコートした。続いて、大気中で乾燥処理後、Ｏ２雰囲気下で焼成を行い、第２ゲート絶縁層１５としてＬａＳｒＯ絶縁膜を得た。
【０１０５】
（第２ゲート電極の形成）
次に、第２ゲート絶縁層１５上に第２ゲート電極１６を形成した。具体的には、第２ゲート絶縁層１５上に、ＤＣスパッタリングにより導電膜であるＡｌ合金膜を成膜した。そして、フォトリソグラフィ、エッチングによりＡｌ合金膜をパターニングし、第２ゲート電極１６を得た。
【０１０６】
（ソース電極及びドレイン電極の形成）
次に、第２ゲート絶縁層１５上にソース電極１７及びドレイン電極１８を形成した。具体的には、第２ゲート絶縁層１５を貫通して活性層１４の表面を露出するスルーホールを形成後、スルーホール内及び第２ゲート絶縁層上に、ＤＣスパッタリングにより導電膜であるＴｉ膜を成膜した。そして、フォトリソグラフィ、エッチングによりＴｉ膜をパターニングし、ソース電極１７及びドレイン電極１８を得た。
【０１０７】
［実施例２］
実施例２では、図３に示す電界効果型トランジスタ１０Ａを作製した。
【０１０８】
まず、実施例１と同様の方法で、基材１１上に、第１ゲート電極１２、第１ゲート絶縁層１３、活性層１４、第２ゲート絶縁層１５、及び第２ゲート電極１６を形成した。
【０１０９】
（層間絶縁膜の形成）
次に、層間絶縁膜１９を形成した。具体的には、第２ゲート絶縁層１５及び第２ゲート電極１６上に、プラズマＣＶＤ法により、層間絶縁膜１９として膜厚２００ｎｍのＳｉＯ２絶縁膜を形成した。
【０１１０】
（ソース電極及びドレイン電極の形成）
次に、層間絶縁膜１９上にソース電極１７及びドレイン電極１８を形成した。具体的には、第２ゲート絶縁層１５及び層間絶縁膜１９を貫通して活性層１４の表面を露出するスルーホールを形成後、スルーホール内及び層間絶縁膜１９上に、ＤＣスパッタリングにより導電膜であるＴｉ膜を成膜した。そして、フォトリソグラフィ、エッチングによりＴｉ膜をパターニングし、ソース電極１７及びドレイン電極１８を得た。
【０１１１】
［実施例３〜８］
実施例１から、第１ゲート絶縁層１３、活性層１４、及び第２ゲート絶縁層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図１に示す電界効果型トランジスタ１０を作製した。
【０１１２】
［比較例］
第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５として、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ２絶縁膜を形成した。これ以外は実施例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。
【０１１３】
［評価］
実施例１〜８及び比較例の電界効果型トランジスタについて、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５におけるピンホールのあり／なしを確認し、表１に結果を記載した。ピンホールのあり／なしは、原子間力顕微鏡（AFM:Atomic Force Microscope）により確認した。
【０１１４】
【表１】
2019161182.tif 000003
表１に示すように、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５としてＳｉＯ２絶縁膜を用いた場合（比較例）には、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５にピンホールの発生が確認できた。
【０１１５】
一方、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５とし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元素とを含む酸化物膜を用いた場合（実施例１〜８）には、第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５にピンホールの発生は確認できなかった。
【０１１６】
このように、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膜を用いることで、ピンホールが発生し難い第１ゲート絶縁層１３及び第２ゲート絶縁層１５を形成することが可能となることが確認された。これにより、閾値電圧の変動を抑制した電界効果型トランジスタを実現することができる。
【０１１７】
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】
【０１１８】
１０、１０Ａ  電界効果型トランジスタ
１１  基材
１２  第１ゲート電極
１３  第１ゲート絶縁層
１４  活性層
１５  第２ゲート絶縁層
１６  第２ゲート電極
１７  ソース電極
１８  ドレイン電極
１９  層間絶縁膜
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１９】
【特許文献１】特開２００９−１７６８６５号公報
【図１】
2019161182.tif 000004
【図２】
2019161182.tif 000005
【図３】
2019161182.tif 000006
【図４】
2019161182.tif 000007
【図５】
2019161182.tif 000008
【図６】
2019161182.tif 000009
【図７】
2019161182.tif 000010
【図８】
2019161182.tif 000011
【図９】
2019161182.tif 000012
【図１０】
2019161182.tif 000013
【図１１】
2019161182.tif 000014
【図１２】
2019161182.tif 000015