(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
半導体層と、
アルカリ土類金属と、希土類元素と、Ｚｒ及びＨｆの少なくともいずれかと、を含有する第一の複合金属酸化物を含有する保護層と、
前記基材、及び前記保護層の間に形成され、アルカリ土類金属と、希土類元素と、Ｚｒ及びＨｆの少なくともいずれかと、を含有する第二の複合金属酸化物を含有するゲート絶縁膜と、
を有することを特徴とする電界効果型トランジスタ。
【請求項２】
前記半導体層が、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から２のいずれかに記載の電界効果型トランジスタを有し、かつ前記光制御素子を駆動する駆動回路と、
を有することを特徴とする表示素子。
【請求項４】
前記光制御素子が、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、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する請求項３に記載の表示素子。
【請求項５】
画像データに応じた画像を表示する画像表示装置であって、
マトリックス状に配置された複数の請求項３から４のいずれかに記載の表示素子と、
前記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を個別に印加するための複数の配線と、
前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタのゲート電圧を前記複数の配線を介して個別に制御する表示制御装置と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示装置と、
表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する画像データ作成装置と、
を有することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電界効果型トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＦＥＴ）は、ゲート電極に電界をかけ、チャネルの電界により電子又は正孔の流れに関門（ゲート）を設ける原理で、ソース電極とドレイン電極との間の電流を制御するトランジスタである。
【０００３】
前記ＦＥＴは、その特性から、スイッチング素子、増幅素子などとして利用されている。そして、前記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、前記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。前記ＦＥＴは、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）として、例えば、アクティブマトリックス方式のディスプレイに応用されている。
【０００４】
近年、平面薄型ディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）として、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、電子ペーパーなどが実用化されている。
【０００５】
これらＦＰＤは、非晶質シリコン、多結晶シリコンなどを活性層に用いたＴＦＴを含む駆動回路により駆動されている。そして、前記ＦＰＤ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。
【０００６】
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、前記すべ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活性層に用いたＴＦＴの開発が活発に行われている。例えば、半導体層にＩｎＧａＺｎＯ４を用いたＴＦＴが開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
前記ＴＦＴには、閾値電圧の変動が小さいことが求められる。前記ＴＦＴの閾値電圧を変動させる要因のうち一つは、大気中の水分、酸素、水素等が半導体層に吸着、脱離することである。また、前記ＴＦＴの閾値電圧を変動させる要因のうち一つは、ゲート絶縁層を介して、半導体層に水素が拡散することである。さらに、前記ＴＦＴが長時間および多数回にわたってオン、オフを繰り返すことによっても閾値電圧は変動する。このような長時間および多数回のオン、オフ動作での閾値電圧の変動を評価する手法として、ＢＴＳ（Ｂｉａｓ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｔｒｅｓｓ）試験が一般に行われている。この試験は、電界効果型トランジスタのゲート電極―ソース電極間に一定電圧をかけつづけ、そのときの閾値電圧の変動を評価する手法、または、ゲート電極―ソース電極間およびドレイン電極−ソース電極間に一定電圧をかけ続け、そのときの閾値電圧の変動を評価する手法である。
このような要因に伴う前記ＴＦＴの閾値電圧の変動を抑制するためのアプローチとして、保護層に関する取り組みと、ゲート絶縁層に関する取り組みが挙げられる。
前記ＴＦＴの閾値電圧の変動を抑制するための保護層に関する取り組みとして、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、若しくはＹ２Ｏ３の単層膜、またはそれらの積層膜を保護層とした電界効果型トランジスタが開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、ＳｉＯ２を保護層とする電界効果型トランジスタが開示されている（例えば、非特許文献２参照）。
前記ＴＦＴの閾値電圧の変動を抑制するためのゲート絶縁層の取り組みとして、含有水素量が３．０×１０２１（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）未満であるゲート絶縁層を有する電界効果型トランジスタが開示されている（例えば、特許文献２参照）
【０００８】
一方、前記ＴＦＴには、優れたＴＦＴ特性を持つことが求められる。ここで、優れたＴＦＴ特性とは、移動度が高く、ｏｎ／ｏｆｆ比が高く、Ｓ値が低く、閾値電圧（Ｖｔｈ）が０Ｖ付近であること等をいう。
しかしながら、前記ＴＦＴは、前記保護層を形成する工程において、熱やプラズマにより、半導体層から酸素が脱離し、ＴＦＴ特性の変化や劣化が引き起こされる。このような保護層形成工程でのＴＦＴ特性の変化に対する取り組みとして、酸素透過膜と酸素障害膜を含む保護層を有する電界効果型トランジスタが開示されている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３には、半導体層に接して酸素透過膜を形成することで、保護層形成工程におけるＴＦＴ特性の変化後に熱処理により半導体層に酸素を拡散し、ＴＦＴ特性を回復させることや、酸素透過膜形成後に酸素障害膜を形成することで、大気中の酸素が半導体層に拡散することを防ぐことが記載されている。
また、優れたＴＦＴ特性を実現する試みとして、ゲート絶縁層の材料を選定することも行われている。ゲート絶縁層が、シリコン酸化物の層と、ランタン（Ｌａ）とジルコニウム（Ｚｒ）とからなる多元系酸化物の層の積層構造を有する電界効果型トランジスタが開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１に記載の保護層を有する電界効果型トランジスタは、酸化物半導体層からの酸素の脱離を抑えることができ、信頼性を向上させることが可能であると報告されているが、ＢＴＳ試験に関するデータは開示されておらず、本願発明でいう十分な信頼性が確保できているとはいえない。
また、上記非特許文献２に記載の保護層を有する電界効果型トランジスタは、ＢＴＳ試験による信頼性評価は行われているが、試験時間経過に伴う閾値電圧の変動（ΔＶｔｈ）が大きく、本願発明でいう十分な信頼性が確保できているとはいえない。
上記特許文献２に記載のゲート絶縁層を有する電界効果型トランジスタは、ゲート絶縁層に含有する水素量が少ないため、長時間安定して駆動することができると報告されているが、ＢＴＳ試験に関するデータは開示されておらず、本願発明でいう十分な信頼性が確保できているとはいえない。
従って、ＢＴＳ試験に対する閾値電圧の変動量が小さく、高信頼性を示す電界効果型トランジスタの提供が求められている。
【００１０】
また、上記特許文献３に記載の電界効果型トランジスタは、酸素透過膜の形成により半導体層が一度ダメージを受け、ＴＦＴ特性が変化しており、熱処理によりＴＦＴ特性を回復させるようにはしているが、保護層形成時におけるＴＦＴ特性の変化という問題に対し根本的な解決策を提供するものとはなっていない。
上記特許文献４に記載の電界効果型トランジスタは、半導体層とゲート絶縁層の材料の組み合わせにより優れたトランジスタ特性が確保できると報告されているが、ＢＴＳ試験に関するデータは一切開示されておらず、本願発明でいう十分な信頼性が確保できているとはいえない。
従って、優れたＴＦＴ特性を示し、かつ、その状態が保護層形成工程を経ても維持され、ＢＴＳ試験に対する閾値電圧の変動が小さく、高信頼性を示す電界効果型トランジスタの提供が求められているのが現状である。
【００１１】
そこで、本発明は、優れたＴＦＴ特性を示し、かつ、その状態が保護層形成工程を経ても維持され、ＢＴＳ試験に対する閾値電圧の変動量が小さい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】
【００１２】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の電界効果型トランジスタは、
基材と、
保護層と、
前記基材、及び前記保護層の間に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層と接するように形成されたソース電極、及びドレイン電極と、
少なくとも前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の間に形成され、前記ゲート絶縁層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と接する半導体層と、
前記ゲート絶縁層と接し、前記ゲート絶縁層を介して前記半導体層と対向するゲート電極とを有し、
前記保護層が、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含有する第一の複合金属酸化物を含有し、
前記ゲート絶縁層が、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含有する第二の複合金属酸化物を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができる。即ち、保護層が、アルカリ土類金属と、希土類元素を含有する第一の複合金属酸化物を含有することで、ＢＴＳ試験に対する閾値電圧の変動量を抑制し、高信頼性を示す電界効果型トランジスタを提供することができる。
また、ゲート絶縁層が、アルカリ土類金属と、希土類元素を含有する第二の複合金属酸化物を含有することで、ゲート電圧印加に対してドレイン電流が０Ｖ付近で急峻に立ち上がり、高いドレイン電流を得ることができるため、優れたＴＦＴ特性を示す電界効果型トランジスタを得ることができる。
さらに、前記保護層と前記ゲート絶縁層を組み合わせた構成とすることで、優れたＴＦＴ特性を示し、かつ、その状態が保護層形成工程を経ても維持される電界効果型トランジスタを提供することができる。また、前記保護層と前記ゲート絶縁層を組み合わせた構成とすることで、前記保護層のみを有する電界効果型トランジスタよりも、ＢＴＳ試験に対する閾値電圧の変動量がより小さく、高信頼性を示す電界効果型トランジスタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、画像表示装置を説明するための図である。
【図２】図２は、本発明の表示素子の一例を説明するための図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の電界効果型トランジスタの一例（ボトムコンタクト・ボトムゲート型）を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の電界効果型トランジスタの一例（トップコンタクト・ボトムゲート型）を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の電界効果型トランジスタの一例（ボトムコンタクト・トップゲート型）を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の電界効果型トランジスタの一例（トップコンタクト・トップゲート型）を示す図である。
【図４】図４は、有機ＥＬ素子の一例を示す概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の表示素子の一例を示す概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の表示素子の他の一例を示す概略構成図である。
【図７】図７は、表示制御装置を説明するための図である。
【図８】図８は、液晶ディスプレイを説明するための図である。
【図９】図９は、図８における表示素子を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施例１〜１５、比較例１〜６で作製した電界効果型トランジスタの概略図である。
【図１１】図１１は、実施例１２で得られた電界効果型トランジスタの保護層形成前後における、トランジスタ特性（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）を評価したグラフである。
【図１２】図１２は、比較例１で得られた電界効果型トランジスタの保護層形成前後における、トランジスタ特性（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）を評価したグラフである。
【図１３】図１３は、実施例１２で得られた電界効果型トランジスタのＶｇｓ＝＋１０Ｖ、及びＶｄｓ＝０ＶのＢＴＳ試験における、トランジスタ特性（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）を評価したグラフである。
【図１４】図１４は、実施例１２及び比較例１で得られた電界効果型トランジスタのＶｇｓ＝＋１０Ｖ、及びＶｄｓ＝０ＶのＢＴＳ試験における、ΔＶｔｈのストレス時間変化を評価したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（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は、基材と、保護層と、ゲート絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層と、ゲート電極とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他部材を有する。
【００１６】
＜基材＞
前記基材の形状、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。
前記基材の材質としては、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、ガラス基材、プラスチック基材などが挙げられる。
前記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、シリカガラスなどが挙げられる。
前記プラスチック基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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）などが挙げられる。
なお、前記基材は、表面の清浄化及び密着性向上の点で、酸素プラズマ、ＵＶオゾン、ＵＶ照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。
【００１７】
＜保護層＞
前記保護層は、通常、前記基材よりも上方に形成される。
前記保護層は、第一の複合金属酸化物を含有する。
前記保護層は、前記第一の複合金属酸化物それ自体で形成されることが好ましい。
【００１８】
−第一の複合金属酸化物−
前記第一の複合金属酸化物は、アルカリ土類金属と、希土類元素とを少なくとも含有し、好ましくは、Ｚｒ（ジルコニウム）及びＨｆ（ハフニウム）の少なくともいずれかを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
【００１９】
前記第一の複合金属酸化物は、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、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含む複合金属酸化物系が、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。
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、希土類元素の単純酸化物は、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。しかしながら、本発明者らは、アルカリ土類金属と希土類元素とを含有した前記第一の複合金属酸化物が、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。前記第一の複合金属酸化物は、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、形成される第一の複合金属酸化物の比誘電率、及び線膨張係数を広範に制御することができる。
本発明において本発明者らは、前記第一の複合金属酸化物を含有する前記保護層が、大気中の水分、酸素、水素に対する優れたバリア性を示すことを見出した。
したがって、前記保護層を用いることにより、高信頼性を示す電界効果型トランジスタを提供することができる。
【００２０】
前記第一の複合金属酸化物は、Ｚｒ（ジルコニウム）及びＨｆ（ハフニウム）の少なくともいずれかを含有することが好ましい。前記第一の複合金属酸化物が前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいず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。
【００２１】
前記第一の複合金属酸化物において、前記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。
【００２２】
前記第一の複合金属酸化物において、前記希土類元素としては、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。
【００２３】
前記第一の複合金属酸化物における前記アルカリ土類金属と、前記希土類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。
前記第一の複合金属酸化物において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素との組成比（前記アルカリ土類金属：前記希土類元素）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、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。
【００２４】
前記第一の複合金属酸化物における前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいず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。
前記第一の複合金属酸化物において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいずれかとの組成比（前記アルカリ土類金属：前記希土類元素：前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいずれか）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２）換算で、５．０ｍｏｌ％〜２２．０ｍｏｌ％：３３．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ：５．０ｍｏｌ％〜４５．０ｍｏｌ％が好ましい。
【００２５】
前記第一の複合金属酸化物における酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２）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。
【００２６】
前記保護層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。
前記比誘電率は、例えば、下部電極、誘電層（前記保護層）、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。
【００２７】
前記保護層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。
前記線膨張係数は、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、前記電界効果型トランジスタを作製せずとも、前記保護層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、前記線膨張係数を測定することができる。
【００２８】
−保護層の形成方法−
前記保護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、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ーによってパターニングする方法などが挙げられる。
また、前記保護層は、前記第一の複合金属酸化物の前駆体を含有する塗布液（保護層形成用塗布液）を調合し、それを被塗物上に塗布又は印刷し、これを適切な条件で焼成することによっても成膜することができる。
【００２９】
前記保護層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。
【００３０】
−−保護層形成用塗布液−−
前記保護層形成用塗布液は、アルカリ土類金属含有化合物と、希土類元素含有化合物と、溶媒とを少なくとも含有し、好ましくは、ジルコニウム含有化合物、及びハフニウム含有化合物の少なくともいずれかを含有し、更に必要に応じて、その他成分を含有する。
【００３１】
−−−アルカリ土類金属含有化合物−−−
前記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。前記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。
【００３２】
前記無機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、アルカリ土類金属硝酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ土類金属フッ化物、アルカリ土類金属臭化物、アルカリ土類金属よう化物などが挙げられる。
前記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。
前記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。
前記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。
前記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。
前記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。
前記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。
【００３３】
前記有機アルカリ土類金属化合物としては、アルカリ土類金属と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記アルカリ土類金属と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００３４】
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、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。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基、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。
【００３５】
前記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などが挙げられる。
【００３６】
前記保護層形成用塗布液における前記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。
【００３７】
−−−希土類元素含有化合物−−−
前記希土類元素含有化合物における希土類元素としては、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。
【００３８】
前記希土類元素含有化合物としては、例えば、無機希土類元素化合物、有機希土類元素化合物などが挙げられる。
【００３９】
前記無機希土類元素化合物としては、例えば、希土類元素硝酸塩、希土類元素硫酸塩、希土類元素フッ化物、希土類元素塩化物、希土類元素臭化物、希土類元素ヨウ化物などが挙げられる。
前記希土類元素硝酸塩としては、例えば、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。
前記希土類元素硫酸塩としては、例えば、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。
前記希土類元素フッ化物としては、例えば、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。
前記希土類元素塩化物としては、例えば、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。
前記希土類元素臭化物としては、例えば、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。
前記希土類元素ヨウ化物としては、例えば、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。
【００４０】
前記有機希土類元素化合物としては、希土類元素と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記希土類元素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００４１】
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【００４２】
前記有機希土類元素化合物としては、例えば、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。
【００４３】
前記保護層形成用塗布液における前記希土類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。
【００４４】
−−−ジルコニウム含有化合物−−−
前記ジルコニウム含有化合物としては、例えば、無機ジルコニウム化合物、有機ジルコニウム化合物などが挙げられる。
【００４５】
前記無機ジルコニウム化合物としては、例えば、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、ヨウ化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウムなどが挙げられる。
【００４６】
前記有機ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムと、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。前記ジルコニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００４７】
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【００４８】
前記有機ジルコニウム化合物としては、例えば、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、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）ビスアセチルアセトナート、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）ジルコニウムなどが挙げられる。
【００４９】
前記保護層形成用塗布液における前記ジルコ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。
【００５０】
−−−ハフニウム含有化合物−−−
前記ハフニウム含有化合物としては、例えば、無機ハフニウム化合物、有機ハフニウム化合物などが挙げられる。
【００５１】
前記無機ハフニウム化合物としては、例えば、フッ化ハフニウム、塩化ハフニウム、臭化ハフニウム、ヨウ化ハフニウム、炭酸ハフニウム、硫酸ハフニウムなどが挙げられる。
【００５２】
前記有機ハフニウム化合物としては、ハフニウムと、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。前記ハフニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００５３】
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【００５４】
前記有機ハフニウム化合物としては、例えば、ハフニウムブトキシド、ハフニウムイソプロポキシド、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などが挙げられる。
【００５５】
前記保護層形成用塗布液における前記ハフ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。
【００５６】
−−−溶媒−−−
前記溶媒としては、前記各種化合物を安定に溶解又は分散する溶媒であれば、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、水などが挙げられる。
【００５７】
前記保護層形成用塗布液における前記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。
【００５８】
前記保護層形成用塗布液における前記アルカリ土類金属含有化合物と、前記希土類元素含有化合物との組成比（前記アルカリ土類金属含有化合物：前記希土類元素含有化合物）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。
前記保護層形成用塗布液において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素との組成比（前記アルカリ土類金属：前記希土類元素）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、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。
【００５９】
前記保護層形成用塗布液における前記アルカリ土類金属含有化合物と、前記希土類元素含有化合物と、前記ジルコニウム含有化合物及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれかとの組成比（前記アルカリ土類金属含有化合物：前記希土類元素含有化合物：前記ジルコニウム含有化合物及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれか）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。
前記保護層形成用塗布液において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいずれかとの組成比（前記アルカリ土類金属：前記希土類元素：前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいずれか）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２）換算で、５．０ｍｏｌ％〜２２．０ｍｏｌ％：３３．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ：５．０ｍｏｌ％〜４５．０ｍｏｌ％が好ましい。
【００６０】
−−保護層形成用塗布液を用いた保護層の形成方法−−
前記保護層形成用塗布液を用いた前記保護層の形成方法の一例について説明する。前記保護層の形成方法は、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。
【００６１】
前記塗布工程としては、被塗物に前記保護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。前記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。前記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。
【００６２】
前記熱処理工程としては、前記被塗物に塗布された前記保護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、前記熱処理する際には、前記被塗物に塗布された前記保護層形成用塗布液は、自然乾燥などにより乾燥していてもよい。前記熱処理により、前記溶媒の乾燥、前記第一の複合金属酸化物の生成などが行われる。
【００６３】
前記熱処理工程では、前記溶媒の乾燥（以下、「乾燥処理」と称する。）と、前記第一の複合金属酸化物の生成（以下、「生成処理」と称する。）を、異なる温度で行うことが好ましい。即ち、前記溶媒の乾燥を行った後に、昇温して前記第一の複合金属酸化物の生成を行うことが好ましい。前記第一の複合金属酸化物の生成の際には、例えば、前記アルカリ土類金属含有化合物、前記希土類元素含有化合物、前記ジルコニウム含有化合物、及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれかの分解が起こる。
【００６４】
前記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。前記乾燥においては、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。前記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。
【００６５】
前記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。前記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。
【００６６】
なお、前記熱処理工程では、前記乾燥処理及び前記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。
【００６７】
前記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、前記被塗物を加熱する方法などが挙げられる。前記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。前記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、前記第一の複合金属酸化物の生成を促進させることができる。
【００６８】
前記熱処理の際には、波長４００ｎｍ以下の紫外光を前記乾燥処理後の物質に照射することが、前記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、前記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、効率的に前記第一の複合金属酸化物を形成することができる。前記波長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、前記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。前記オゾンを前記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。
【００６９】
＜ゲート絶縁層＞
前記ゲート絶縁層は、第二の複合金属酸化物を含有する。
前記ゲート絶縁層は、前記第二の複合金属酸化物それ自体で形成されることが好ましい。
【００７０】
−第二の複合金属酸化物−
前記第二の複合金属酸化物は、アルカリ土類金属と、希土類元素とを少なくとも含有し、好ましくは、Ｚｒ（ジルコニウム）及びＨｆ（ハフニウム）の少なくともいずれかを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
【００７１】
前記第二の複合金属酸化物は、前記第一の複合金属酸化物と同様に、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、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含む複合金属酸化物系が、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。
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、希土類元素の単純酸化物は、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。しかしながら、本発明者らは、アルカリ土類金属と希土類元素とを含有した前記第二の複合金属酸化物が、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。前記第二の複合金属酸化物は、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、形成される第二の複合金属酸化物の比誘電率、及び線膨張係数を広範に制御することができる。
前記電界効果型トランジスタが、前記第二の複合金属酸化物を含有する前記ゲート絶縁層を含有することで、ゲート電圧印加に対してドレイン電流が０Ｖで急峻に立ち上がり、かつ、高いドレイン電流を得られる。したがって、前記ゲート絶縁層を含有する電界効果型トランジスタは、優れたトランジスタ特性（高い移動度、高いオン／オフ比、低いＳ値、Ｖｔｈが０Ｖ近傍）を得ることができる。
【００７２】
本発明において本発明者らは、前記保護層と前記ゲート絶縁層を組み合わせた構成とすることで、優れたトランジスタ特性（高い移動度、高いオン／オフ比、低いＳ値、Ｖｔｈが０Ｖ近傍）を示し、かつ、その状態が保護層形成工程を経ても維持されることを見出した。また、前記保護層と前記ゲート絶縁層を組み合わせた構成をすることで、前記保護層が前記第一の複合金属酸化物を含有し前記ゲート絶縁層が前記第二の複合金属酸化物を含有しない場合よりも、ＢＴＳ試験に対する閾値電圧の変動が小さいことを見出した。
したがって、前記保護層と前記ゲート絶縁層を組み合わせた構成とすることで、優れたＴＦＴ特性（高い移動度、高いオン／オフ比、低いＳ値、Ｖｔｈが０Ｖ近傍）を示し、かつ、その状態が保護層形成工程を経ても維持され、さらに、ＢＴＳ試験に対する閾値電圧の変動量がより小さく、高信頼性を示す電界効果型トランジスタを提供することができる。
【００７３】
前記第二の複合金属酸化物は、Ｚｒ（ジルコニウム）及びＨｆ（ハフニウム）の少なくともいずれかを含有することが好ましい。前記第二の複合金属酸化物が前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいず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。
【００７４】
前記第二の複合金属酸化物において、前記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。
【００７５】
前記第二の複合金属酸化物において、希土類元素としては、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。
【００７６】
前記第二の複合金属酸化物における前記アルカリ土類金属と、前記希土類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。
前記第二の複合金属酸化物において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素との組成比（前記アルカリ土類金属：前記希土類元素）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、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。
【００７７】
前記第二の複合金属酸化物における前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいず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。
前記第二の複合金属酸化物において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいずれかとの組成比（前記アルカリ土類金属：前記希土類元素：前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいずれか）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２）換算で、５．０ｍｏｌ％〜２２．０ｍｏｌ％：３３．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ：５．０ｍｏｌ％〜４５．０ｍｏｌ％が好ましい。
【００７８】
前記第二の複合金属酸化物における酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２）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。
【００７９】
前記ゲート絶縁層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。
前記ゲート絶縁層の比誘電率は、たとえば、前記保護層の比誘電率と同様の手法で測定することができる。
【００８０】
前記ゲート絶縁層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。
前記ゲート絶縁層の線膨張係数は、例えば、前記保護層の線膨張係数と同様の手法で測定することができる。
【００８１】
−ゲート絶縁層の形成方法−
前記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、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ーによってパターニングする方法などが挙げられる。
また、前記ゲート絶縁層は、前記第二の複合金属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、それを被塗物上に塗布又は印刷し、これを適切な条件で焼成することによっても成膜することができる。
【００８２】
前記ゲート絶縁層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。
【００８３】
−−ゲート絶縁層形成用塗布液−−
前記ゲート絶縁層形成用塗布液は、アルカリ土類金属含有化合物と、希土類元素含有化合物と、溶媒とを少なくとも含有し、好ましくは、ジルコニウム含有化合物、及びハフニウム含有化合物の少なくともいずれかを含有し、更に必要に応じて、その他成分を含有する。
【００８４】
−−−アルカリ土類金属含有化合物−−−
前記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。前記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。
【００８５】
前記無機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、アルカリ土類金属硝酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ土類金属フッ化物、アルカリ土類金属臭化物、アルカリ土類金属よう化物などが挙げられる。
前記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。
前記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。
前記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。
前記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。
前記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。
前記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。
【００８６】
前記有機アルカリ土類金属化合物としては、アルカリ土類金属と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記アルカリ土類金属と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００８７】
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、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。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基、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。
【００８８】
前記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などが挙げられる。
【００８９】
前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記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。
【００９０】
−−−希土類元素含有化合物−−−
前記希土類元素含有化合物における希土類元素としては、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。
【００９１】
前記希土類元素含有化合物としては、例えば、無機希土類元素化合物、有機希土類元素化合物などが挙げられる。
【００９２】
前記無機希土類元素化合物としては、例えば、希土類元素硝酸塩、希土類元素硫酸塩、希土類元素フッ化物、希土類元素塩化物、希土類元素臭化物、希土類元素ヨウ化物などが挙げられる。
前記希土類元素硝酸塩としては、例えば、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。
前記希土類元素硫酸塩としては、例えば、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。
前記希土類元素フッ化物としては、例えば、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。
前記希土類元素塩化物としては、例えば、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。
前記希土類元素臭化物としては、例えば、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。
前記希土類元素ヨウ化物としては、例えば、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。
【００９３】
前記有機希土類元素化合物としては、希土類元素と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記希土類元素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【００９４】
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【００９５】
前記有機希土類元素化合物としては、例えば、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。
【００９６】
前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記希土類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。
【００９７】
−−−ジルコニウム含有化合物−−−
前記ジルコニウム含有化合物としては、例えば、無機ジルコニウム化合物、有機ジルコニウム化合物などが挙げられる。
【００９８】
前記無機ジルコニウム化合物としては、例えば、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、ヨウ化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウムなどが挙げられる。
【００９９】
前記有機ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムと、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。前記ジルコニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【０１００】
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【０１０１】
前記有機ジルコニウム化合物としては、例えば、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、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）ビスアセチルアセトナート、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）ジルコニウムなどが挙げられる。
【０１０２】
前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記ジルコ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。
【０１０３】
−−−ハフニウム含有化合物−−−
前記ハフニウム含有化合物としては、例えば、無機ハフニウム化合物、有機ハフニウム化合物などが挙げられる。
【０１０４】
前記無機ハフニウム化合物としては、例えば、フッ化ハフニウム、塩化ハフニウム、臭化ハフニウム、ヨウ化ハフニウム、炭酸ハフニウム、硫酸ハフニウムなどが挙げられる。
【０１０５】
前記有機ハフニウム化合物としては、ハフニウムと、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。前記ハフニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
【０１０６】
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。
【０１０７】
前記有機ハフニウム化合物としては、例えば、ハフニウムブトキシド、ハフニウムイソプロポキシド、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などが挙げられる。
【０１０８】
前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記ハフ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。
【０１０９】
−−−溶媒−−−
前記溶媒としては、前記各種化合物を安定に溶解又は分散する溶媒であれば、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、水などが挙げられる。
【０１１０】
前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記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。
【０１１１】
前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記アルカリ土類金属含有化合物と、前記希土類元素含有化合物との組成比（前記アルカリ土類金属含有化合物：前記希土類元素含有化合物）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。
前記ゲート絶縁層形成用塗布液において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素との組成比（前記アルカリ土類金属：前記希土類元素）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、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。
【０１１２】
前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記アルカリ土類金属含有化合物と、前記希土類元素含有化合物と、前記ジルコニウム含有化合物及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれかとの組成比（前記アルカリ土類金属含有化合物：前記希土類元素含有化合物：前記ジルコニウム含有化合物及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれか）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。
前記ゲート絶縁層形成用塗布液において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいずれかとの組成比（前記アルカリ土類金属：前記希土類元素：前記Ｚｒ及び前記Ｈｆの少なくともいずれか）としては、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２）換算で、５．０ｍｏｌ％〜２２．０ｍｏｌ％：３３．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ：５．０ｍｏｌ％〜４５．０ｍｏｌ％が好ましい。
【０１１３】
−−ゲート絶縁層形成用塗布液を用いたゲート絶縁層の形成方法−−
前記ゲート絶縁層形成用塗布液を用いた前記ゲート絶縁層の形成方法の一例について説明する。前記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。
【０１１４】
前記塗布工程としては、被塗物に前記ゲート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。前記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。前記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。
【０１１５】
前記熱処理工程としては、前記被塗物に塗布された前記ゲート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、前記熱処理する際には、前記被塗物に塗布された前記ゲート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。前記熱処理により、前記溶媒の乾燥、前記第二の複合金属酸化物の生成などが行われる。
【０１１６】
前記熱処理工程では、前記溶媒の乾燥（以下、「乾燥処理」と称する。）と、前記第二の複合金属酸化物の生成（以下、「生成処理」と称する。）を、異なる温度で行うことが好ましい。即ち、前記溶媒の乾燥を行った後に、昇温して前記第二の複合金属酸化物の生成を行うことが好ましい。前記第二の複合金属酸化物の生成の際には、例えば、前記アルカリ土類金属含有化合物、前記希土類元素含有化合物、前記ジルコニウム含有化合物、及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれかの分解が起こる。
【０１１７】
前記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。前記乾燥においては、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。前記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。
【０１１８】
前記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。前記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。
【０１１９】
なお、前記熱処理工程では、前記乾燥処理及び前記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。
【０１２０】
前記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、前記被塗物を加熱する方法などが挙げられる。前記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。前記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、前記第二の複合金属酸化物の生成を促進させることができる。
【０１２１】
前記熱処理の際には、波長４００ｎｍ以下の紫外光を前記乾燥処理後の物質に照射することが、前記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、前記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、効率的に前記第二の複合金属酸化物を形成することができる。前記波長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、前記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。前記オゾンを前記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。
【０１２２】
＜ソース電極、及びドレイン電極＞
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極としては、前記電界効果型トランジスタから電流を取り出すための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極は、前記ゲート絶縁層と接するように形成される。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の材質としては、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、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属及びこれらの合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体などが挙げられる。
【０１２３】
−ソース電極、及びドレイン電極の形成方法−
前記ソース電極、及び前記ドレイン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、（ｉ）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ーによってパターニングする方法、（ｉｉ）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などが挙げられる。
【０１２４】
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極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、２０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
【０１２５】
＜半導体層＞
前記半導体層は、少なくとも前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の間に形成される。
ここで、「間」とは、前記半導体層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極と共に、前記電界効果型トランジスタを機能させるような位置であり、そのような位置であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記半導体層は、前記ゲート絶縁層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と接する。
前記半導体層の材質としては、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、シリコン半導体、酸化物半導体などが挙げられる。
前記シリコン半導体としては、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコンなどが挙げられる。
前記酸化物半導体としては、例えば、ＩｎＧａ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏなどが挙げられる。
これらのなかでも、酸化物半導体が好ましい。
【０１２６】
−半導体層の形成方法−
前記半導体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、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ー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。
【０１２７】
前記半導体層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。
【０１２８】
＜ゲート電極＞
前記ゲート電極としては、前記電界効果型トランジスタにゲート電圧を印加するための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁層と接し、前記ゲート絶縁層を介して前記半導体層と対向する。
前記ゲート電極の材質としては、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、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属及びこれらの合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体などが挙げられる。
【０１２９】
−ゲート電極の形成方法−
前記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、（ｉ）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ーによってパターニングする方法、（ｉｉ）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などが挙げられる。
【０１３０】
前記ゲート電極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、２０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
【０１３１】
前記電界効果型トランジスタ構造としては、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、以下のような構造の電界効果型トランジスタなどが挙げられる。
（１）前記基材と、前記基材上に形成された前記ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された前記ゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に形成された前記ソース電極及び前記ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成された前記半導体層と、前記半導体層上に形成された前記保護層とを有する電界効果型トランジスタ。
（２）前記基材と、前記基材上に形成された前記ソース電極及び前記ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成された前記半導体層と、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記半導体層上に形成された前記ゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に形成された前記ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された前記保護層とを有する電界効果型トランジスタ。
【０１３２】
前記（１）の構造の電界効果型トランジスタとしては、例えば、ボトムコンタクト・ボトムゲート型（図３Ａ）、トップコンタクト・ボトムゲート型（図３Ｂ）などが挙げられる。
前記（２）の構造の電界効果型トランジスタとしては、例えば、ボトムコンタクト・トップゲート型（図３Ｃ）、トップコンタクト・トップゲート型（図３Ｄ）などが挙げられる。
ここで、図３Ａ〜図３Ｄにおいて、符号２１は基材、２２はゲート電極、２３はゲート絶縁層、２４はソース電極、２５はドレイン電極、２６は酸化物半導体層、２７は保護層をそれぞれ表す。
【０１３３】
前記電界効果型トランジスタは、後述する表示素子に好適に使用できるが、これに限られるものではなく、例えば、ＩＣカード、ＩＤタグなどにも使用することができる。
【０１３４】
（表示素子）
本発明の表示素子は、光制御素子と、前記光制御素子を駆動する駆動回路とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
【０１３５】
＜光制御素子＞
前記光制御素子としては、駆動信号に応じて光出力が制御される素子である限り、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などが挙げられる。
【０１３６】
＜駆動回路＞
前記駆動回路としては、本発明の前記電界効果型トランジスタを有し、かつ前記光制御素子を駆動する回路である限り、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。
【０１３７】
＜その他の部材＞
前記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。
【０１３８】
前記表示素子は、本発明の前記電界効果型トランジスタを有しているため、長寿命化、高速動作が可能となる。
【０１３９】
（画像表示装置）
本発明の画像表示装置は、複数の表示素子と、複数の配線と、表示制御装置とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記画像表示装置は、画像データに応じた画像を表示する装置である。
【０１４０】
＜表示素子＞
前記表示素子としては、マトリックス状に配置された本発明の前記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。
【０１４１】
＜配線＞
前記配線は、前記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を個別に印加するための配線である限り、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。
【０１４２】
＜表示制御装置＞
前記表示制御装置としては、前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタのゲート電圧を前記複数の配線を介して個別に制御する装置である限り、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。
【０１４３】
＜その他の部材＞
前記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。
【０１４４】
前記画像表示装置は、本発明の前記表示素子を有しているため、長寿命化、高速動作が可能となる。
前記画像表示装置は、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用いることができる。また、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も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も用いることができる。
【０１４５】
（システム）
本発明のシステムは、本発明の前記画像表示装置と、画像データ作成装置とを少なくとも有する。
前記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、該画像データを前記画像表示装置に出力する装置である。
【０１４６】
以下、本発明の表示素子、画像表示装置、及びシステムについて、図を用いて説明する。
まず、本発明のシステムの一例としてのテレビジョン装置について、説明する。
本発明のシステムの一例としてのテレビジョン装置は、例えば、特開２０１０−０７４１４８号公報の段落〔００３８〕〜〔００５８〕及び図１に記載の構成などを採ることができる。
【０１４７】
次に、本発明の画像表示装置について説明する。
本発明の画像表示装置としては、例えば、特開２０１０−０７４１４８号公報の段落〔００５９〕〜〔００６０〕、図２、及び図３に記載の構成などを採ることができる。
【０１４８】
次に、本発明の表示素子について、図を用いて説明する。
図１は、表示素子がマトリックス上に配置されたディスプレイ３１０を表す図である。
図１に示されるように、ディスプレイ３１０は、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）と、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）と、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）とを有する。
よって、走査線とデータ線とによって、表示素子を特定することができる。
【０１４９】
図２は、本発明の表示素子の一例を示す概略構成図である。
前記表示素子は、一例として図２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３５０と、該有機ＥＬ素子３５０を発光させるためのドライブ回路３２０とを有している。即ち、ディスプレイ３１０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。また、ディスプレイ３１０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。
【０１５０】
図２におけるドライブ回路３２０について説明する。
ドライブ回路３２０は、２つの電界効果型トランジスタ１１及び１２と、キャパシタ１３とを有する。
電界効果型トランジスタ１１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。また、ドレイン電極Ｄは、キャパシタ１３の一方の端子に接続されている。
【０１５１】
キャパシタ１３は、電界効果型トランジスタ１１の状態、即ちデータを記憶しておくためのものである。キャパシタ１３の他方の端子は、所定の電流供給線に接続されている。
【０１５２】
電界効果型トランジスタ１２は、有機ＥＬ素子３５０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１１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３５０の陽極に接続され、ソース電極Ｓは、所定の電流供給線に接続されている。
【０１５３】
そこで、電界効果型トランジスタ１１が「オン」状態になると、電界効果型トランジスタ１２によって、有機ＥＬ素子３５０は駆動される。
【０１５４】
電界効果型トランジスタ１１、１２は、一例として図３Ａに示されるように、基材２１、ゲート電極２２、ゲート絶縁層２３、ソース電極２４、ドレイン電極２５、酸化物半導体層２６、保護層２７を有している。
電界効果型トランジスタ１１、１２は、本発明の前記電界効果型トランジスタの説明に記載の材料、プロセスなどによって形成することができる。
【０１５５】
図４は、有機ＥＬ素子の一例を示す概略構成図である。
図４において、有機ＥＬ素子３５０は、陰極３１２と、陽極３１４と、有機ＥＬ薄膜層３４０とを有する。
【０１５６】
陰極３１２の材質としては、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）、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）合金、アルミニウム（Ａｌ）−リチウム（Ｌｉ）合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などが挙げられる。なお、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）合金は、充分厚ければ高反射率電極となり、極薄膜（２０ｎｍ程度未満）では半透明電極となる。図４では陽極側から光を取り出しているが、陰極を透明、又は半透明電極とすることによって陰極側から光を取り出すことができる。
【０１５７】
陽極３１４の材質としては、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、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、銀（Ａｇ）−ネオジウム（Ｎｄ）合金などが挙げられる。なお、銀合金を用いた場合は、高反射率電極となり、陰極側から光を取り出す場合に好適である。
【０１５８】
有機ＥＬ薄膜層３４０は、電子輸送層３４２と、発光層３４４と、正孔輸送層３４６とを有する。電子輸送層３４２は、陰極３１２に接続され、正孔輸送層３４６は、陽極３１４に接続されている。陽極３１４と陰極３１２との間に所定の電圧を印加すると、発光層３４４が発光する。
【０１５９】
ここで、電子輸送層３４２と発光層３４４とが１つの層を形成してもよく、また、電子輸送層３４２と陰極３１２との間に電子注入層が設けられてもよく、更に、正孔輸送層３４６と陽極３１４との間に正孔注入層が設けられてもよい。
【０１６０】
図４では、前記光制御素子として、基材側から光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」の有機ＥＬ素子の場合について説明したが、前記光制御素子は、基材と反対側から光を取り出す「トップエミッション」の有機ＥＬ素子であってもよい。
【０１６１】
図５に、有機ＥＬ素子３５０と、ドライブ回路３２０とを組み合わせた表示素子の一例を示す。
【０１６２】
表示素子は、基材３１、第Ｉ・第ＩＩのゲート電極３２・３３、ゲート絶縁層３４、第Ｉ・第ＩＩのソース電極３５・３６、第Ｉ・第ＩＩのドレイン電極３７・３８、第Ｉ・第ＩＩの酸化物半導体層３９・４０、第Ｉ・第ＩＩの保護層４１・４２、層間絶縁層４３、有機ＥＬ層４４、陰極４５を有している。第Ｉのドレイン電極３７と第ＩＩのゲート電極３３は、ゲート絶縁層３４に形成されたスルーホールを介して接続されている。
図５において、便宜上第ＩＩのゲート電極３３・第ＩＩのドレイン電極３８間にてキャパシタが形成されているように見えるが、実際にはキャパシタ形成箇所は限定されず、適宜必要な容量のキャパシタを必要な箇所に設計することができる。
また、図５の表示素子では、第ＩＩのドレイン電極３８が、有機ＥＬ素子３５０における陽極として機能する。
基材３１、第Ｉ・第ＩＩ二のゲート電極３２・３３、ゲート絶縁層３４、第Ｉ・第ＩＩのソース電極３５・３６、第Ｉ・第ＩＩのドレイン電極３７・３８、第Ｉ・第ＩＩの酸化物半導体層３９・４０、第Ｉ・第ＩＩの保護層４１・４２については、本発明の前記電界効果型トランジスタの説明に記載の材料、プロセスなどによって形成することができる。
なお、第Ｉの保護層４１、及び第ＩＩの保護層４２が、本発明の前記電界効果型トランジスタの前記保護層に相当する。ゲート絶縁層３４が、本発明の前記電界効果型トランジスタの前記ゲート絶縁層に相当する。
【０１６３】
層間絶縁層４３（平坦化層）の材質としては、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、有機材料、無機材料、有機無機複合材料などが挙げられる。
前記有機材料としては、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、非フッ素系樹脂、オレフィン系樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂、及びそれらを用いた感光性樹脂などが挙げられる。
前記無機材料としては、例えば、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製アクアミカなどのＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）材料などが挙げられる。
前記有機無機複合材料としては、例えば、特許文献（特開２００７−１５８１４６号公報）に開示されているシラン化合物からなる有機無機複合化合物などが挙げられる。
前記層間絶縁層は、大気中の水分、酸素、水素に対するバリア性を有していることが好ましい。
【０１６４】
前記層間絶縁層の形成プロセスとしては、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、スピンコート、インクジェットプリンティング、スリットコート、ノズルプリンティング、グラビア印刷、ディップコーティング法などによって、所望の形状を直接成膜する方法、感光性材料であればフォトリソグラフィー法によりパターンニングする方法などが挙げられる。
前記層間絶縁層の形成後に、後工程として、熱処理を行うことで、表示素子を構成する電界効果型トランジスタの特性を安定化させることも有効である。
【０１６５】
有機ＥＬ層４４及び陰極４５の作製方法としては、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、真空蒸着法、スパッタ法等の真空製膜法、インクジェット、ノズルコート等の溶液プロセスなど挙げられる。
【０１６６】
これにより、基材側から発光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」の有機ＥＬ素子である、表示素子を作製することができる。この場合、基材３１、ゲート絶縁層３４、第二のドレイン電極（陽極）３８は透明性が要求される。
【０１６７】
更には、図５では、ドライブ回路３２０の横に有機ＥＬ素子３５０が配置される構成について説明したが、図６に示すように、ドライブ回路３２０の上方に有機ＥＬ素子３５０が配置する構成としてもよい。この場合についても、基材側から発光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」となっており、ドライブ回路３２０には透明性が要求される。ソース・ドレイン電極や陽極には、ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｇａが添加されたＺｎＯ、Ａｌが添加されたＺｎＯ、Ｓｂが添加されたＳｎＯ２などの導電性を有する透明な酸化物を用いることが好ましい。
【０１６８】
表示制御装置４００は、一例として図７に示されるように、画像データ処理回路４０２、走査線駆動回路４０４、及びデータ線駆動回路４０６を有している。
【０１６９】
画像データ処理回路４０２は、映像出力回路の出力信号に基づいて、ディスプレイ３１０における複数の表示素子３０２の輝度を判断する。
【０１７０】
走査線駆動回路４０４は、画像データ処理回路４０２の指示に応じてｎ本の走査線に個別に電圧を印加する。
【０１７１】
データ線駆動回路４０６は、画像データ処理回路４０２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。
【０１７２】
なお、前記実施形態では、有機ＥＬ薄膜層が、電子輸送層と発光層と正孔輸送層とからなる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。例えば、電子輸送層と発光層が１つの層であってもよい。また、電子輸送層と陰極との間に電子注入層が設けられてもよい。さらに、正孔輸送層と陽極との間に正孔注入層が設けられてもよい。
【０１７３】
また、前記実施形態では、基材側から発光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」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。例えば、陽極３１４に銀（Ａｇ）−ネオジウム（Ｎｄ）合金などの高反射率電極、陰極３１２にマグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）合金などの半透明電極或いはＩＴＯ等の透明電極を用いて基材と反対側から光を取り出してもよい。
【０１７４】
また、前記実施形態では、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、例えば、光制御素子がエレクトロクロミック素子であってもよい。この場合は、ディスプレイ３１０は、エレクトロクロミックディスプレイとなる。
【０１７５】
また、光制御素子が液晶素子であってもよい。この場合は、ディスプレイ３１０は、液晶ディスプレイとなる。そして、一例として図８に示されるように、表示素子３０２’に対する電流供給線は不要である。
【０１７６】
この場合は、また、一例として図９に示されるように、ドライブ回路３２０’は、前述した電界効果型トランジスタ（１１、１２）と同様な１つの電界効果型トランジスタ１４とキャパシタ１５で構成することができる。電界効果型トランジスタ１４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。また、ドレイン電極Ｄが液晶素子３７０の画素電極、及びキャパシタ１５に接続されている。なお、図９における符号１６、３７２は、液晶素子３７０の対向電極（コモン電極）である。
【０１７７】
前記実施形態において、光制御素子は、電気泳動素子であってもよい。また、光制御素子は、エレクトロウェッティング素子であってもよい。
【０１７８】
また、前記実施形態では、ディスプレイがカラー対応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。
【０１７９】
なお、本実施形態に係る電界効果型トランジスタは、表示素子以外のもの（例えば、ＩＣカード、ＩＤタグ）にも用いることができる。
【０１８０】
本発明の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は、高速動作、高寿命化が可能となる。
【実施例】
【０１８１】
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。「％」は、特に明示しない限り「質量％」を表す。
【０１８２】
（実施例１）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．３２ｇ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）０．０７ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０１８３】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．２５ｇ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）０．０５ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０１８４】
次に図１０に示すような、ボトムコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタを作製した。
【０１８５】
−ゲート電極の形成−
最初に、ガラス基板（基材９１）上にゲート電極９２を形成した。具体的には、ガラス基板（基材９１）上に、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９２のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、ＰＡＮ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  Ａｃｅｔｉｃ  Ｎｉｔｒｉｃ  Ａｃｉｄ）系エッチング液を用いたエッチングにより、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９２を形成した。
【０１８６】
−ゲート絶縁層の形成−
次に、前記ゲート絶縁層形成用塗布液０．４ｍＬを前記基板上へ滴下し、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９３として、第二の複合金属酸化物膜を形成した。ゲート絶縁層の平均膜厚は、約１１０ｎｍであった。
【０１８７】
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
次に、ゲート絶縁層９３上にソース電極９４及びドレイン電極９５を形成した。具体的には、ゲート絶縁層９３上に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９４及びドレイン電極９５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９４及びドレイン電極９５を形成した。
【０１８８】
−酸化物半導体層の形成−
次に、酸化物半導体層９６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１００ｎｍ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、形成される酸化物半導体層９６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、酸化物半導体層９６を形成した。これにより、ソース電極９４とドレイン電極９５との間にチャネルが形成されるように酸化物半導体層９６が形成された。
【０１８９】
−保護層の形成−
次に、前記保護層形成用塗布液０．４ｍＬを前記基板上へ滴下し、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、保護層９７として、第一の複合金属酸化物膜を形成した。保護層の平均膜厚は、１３５ｎｍであった。
【０１９０】
−層間絶縁層の形成−
次に、層間絶縁層９８を形成した。具体的には、ポジ型感光性有機無機複合材料（ＡＤＥＫＡナノハイブリッドシリコーンＦＸシリーズ、ＡＤＥＫＡ社製）をスピンコートにより前記保護層９７上に塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、所望のパターンを得た。その後、１５０℃で１時間、２００℃で１時間のポストベークをした。
最後に、後工程の加熱処理として、２３０℃で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。層間絶縁層の平均膜厚は、約１，５００ｎｍであった。
【０１９１】
（実施例２）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層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  １２２−０３３７１、株式会社ワコーケミカル製）１．１４ｍＬ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）０．０１ｍＬ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）０．１５ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０１９２】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．１７ｇと、２−エチルヘキサン酸イットリウム（Ｓｔｒｅｍ  ３９−２４００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．１１ｇ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）０．０９ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０１９３】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０１９４】
（実施例３）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、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)０．２６ｍＬ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）０．３６ｍＬを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０１９５】
−ゲート絶縁層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  １２２−０３３７１、株式会社ワコーケミカル製）１．１０ｍＬ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）０．３０ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０１９６】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０１９７】
（実施例４）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．２６ｍＬ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）０．１５ｇ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）０．２９ｍＬ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）０．０１ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０１９８】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、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)０．３０ｍＬ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）０．２６ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０１９９】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２００】
（実施例５）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．２３ｇ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）０．０５ｍＬ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）０．０５ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０２０１】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、２−エチルヘキサン酸イットリウム（Ｓｔｒｅｍ  ３９−２４００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．３０ｇ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）０．１９ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−１に示す組成となる。
【０２０２】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２０３】
（実施例６）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層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  １２２−０３３７１、株式会社ワコーケミカル製）１．１１ｍＬ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）０．０２ｍＬ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）０．０３ｍＬ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）０．０１ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２０４】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、２−エチルヘキサン酸ユウロピウム（Ｓｔｒｅｍ  ９３−６３１１、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２９ｇ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）０．０８ｍＬ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とを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２０５】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２０６】
（実施例７）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．３２ｇ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）０．０６ｍＬ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）０．０２ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２０７】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、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)０．１９ｍＬ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）０．０９ｇ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）０．５５ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２０８】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２０９】
（実施例８）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、２−エチルヘキサン酸イットリウム（Ｓｔｒｅｍ  ３９−２４００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２３ｇ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）０．８２ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２１０】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．２１ｇ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）０．０４ｍＬと、２−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウムミネラルスピリット溶液（Ｚｒ含量１２％、Ｗａｋｏ  ２６９−０１１１６、株式会社ワコーケミカル製）０．０９ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２１１】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２１２】
（実施例９）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、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）０．２３ｇ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）０．０８ｍＬ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とを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２１３】
−ゲート絶縁層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  １２２−０３３７１、株式会社ワコーケミカル製）１．０６ｍＬ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）０．０６ｍＬ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）０．０４ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２１４】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２１５】
（実施例１０）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．４０ｍＬと、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）０．０９ｇ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）０．４６ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２１６】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、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)０．３２ｍＬ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）０．０１ｍＬ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）０．０６ｍＬ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）０．０２ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−２に示す組成となる。
【０２１７】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２１８】
（実施例１１）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．２３ｇ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）０．４０ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２１９】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、２−エチルヘキサン酸ユウロピウム（Ｓｔｒｅｍ  ９３−６３１１、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．３３ｇ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）０．０２ｍＬ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とを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２２０】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２２１】
（実施例１２）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層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  １２２−０３３７１、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、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）０．０５ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２２２】
−ゲート絶縁層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  １２２−０３３７１、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、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）０．０５ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２２３】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２２４】
（実施例１３）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層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  １２２−０３３７１、株式会社ワコーケミカル製）１．０２ｍＬ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）０．０３ｍＬ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）０．０３ｍＬ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）０．０３ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２２５】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．２２ｇと、２−エチルヘキサン酸イットリウム（Ｓｔｒｅｍ  ３９−２４００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．０８ｇ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）０．０５ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２２６】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２２７】
（実施例１４）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬ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）０．４６ｍＬと、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）０．０８ｇ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）０．０２ｍＬ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０．０１ｍＬ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）０．０２ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２２８】
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、２−エチルヘキサン酸ユウロピウム（Ｓｔｒｅｍ  ９３−６３１１、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２４ｇ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）０．０７ｍＬ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）０．１２ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２２９】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２３０】
（実施例１５）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、２−エチルヘキサン酸イットリウム（Ｓｔｒｅｍ  ３９−２４００、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．２９ｇ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）０．０２ｍＬとを混合し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２３１】
−ゲート絶縁層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  １２２−０３３７１、株式会社ワコーケミカル製）１．０４ｍＬ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）０．０９ｍＬ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）０．０３ｍＬ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）０．０３ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表１−３に示す組成となる。
【０２３２】
作製した保護層形成用塗布液、及びゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
【０２３３】
（比較例１）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
まず、実施例１と同様の方法で、ガラス基板上に、ゲート電極を作製した。
【０２３４】
−ゲート絶縁層の形成−
次に、ＳｉＯ２をターゲット材料として、酸素、アルゴン、窒素を導入した雰囲気において、ＲＦスパッタ法により、前記基板及びゲート電極上に、ゲート絶縁層としてＳｉＯＮ層を形成した。このように形成されたゲート絶縁層の平均膜厚は、約３００ｎｍであった。
【０２３５】
次に、実施例１と同様の方法で、ゲート絶縁層上に、ソース電極及びドレイン電極、並びに酸化物半導体層を形成した。
【０２３６】
−保護層の形成−
次に、ＳｉＯ２をターゲット材料として、酸素、アルゴン、窒素を導入した雰囲気において、ＲＦスパッタ法により、前記基板上に、保護層としてＳｉＯＮ層を形成した。このように形成された保護層の平均膜厚は、約３００ｎｍであった。
【０２３７】
−層間絶縁層の形成−
最後に、実施例１と同様の方法で、保護層上に層間絶縁層を形成し、後工程の熱処理を行い、電界効果型トランジスタを完成させた。
【０２３８】
（比較例２）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−ゲート絶縁層形成用塗布液の作製−
トルエン１ｍＬに、２−エチルヘキサン酸ユウロピウム（Ｓｔｒｅｍ  ９３−６３１１、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）０．３２ｇ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）０．１２ｍＬとを混合し、ゲート絶縁層形成用塗布液を得た。前記ゲート絶縁層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表２に示す組成となる。
【０２３９】
まず、実施例１と同様の方法で、ガラス基板上に、ゲート電極を作製した。
【０２４０】
−ゲート絶縁層の形成−
次に、作製したゲート絶縁層形成用塗布液を用い、実施例１と同様の方法で、ゲート絶縁層を形成した。
【０２４１】
次に、実施例１と同様の方法で、ゲート絶縁層上に、ソース電極及びドレイン電極、並びに酸化物半導体層を形成した。
【０２４２】
−保護層の形成−
次に、ＳｉＯ２をターゲット材料として、酸素、アルゴン、窒素を導入した雰囲気において、ＲＦスパッタ法により、前記基板上に、保護層としてＳｉＯＮ層を形成した。このように形成された保護層の平均膜厚は、約３００ｎｍであった。
【０２４３】
−層間絶縁層の形成−
最後に、実施例１と同様の方法で、保護層上に層間絶縁層を形成し、後工程の熱処理を行い、電界効果型トランジスタを完成させた。
【０２４４】
【表１−１】
0006582655.tif 000002
【０２４５】
【表１−２】
0006582655.tif 000003
【０２４６】
【表１−３】
0006582655.tif 000004
【０２４７】
【表２】
0006582655.tif 000005
【０２４８】
＜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１〜１５、及び比較例１、２で作製した電界効果型トランジスタに対して、保護層形成前後でのトランジスタ特性を評価した。トランジスタ特性は、ドレイン電極９５−ソース電極９４間電圧（Ｖｄｓ）＝＋１０Ｖとした場合の、ゲート電極９２−ソース電極間電圧（Ｖｇｓ）とドレイン電極９５−ソース電極９４間電流（Ｉｄｓ）との関係（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）を測定した。
また、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。
【０２４９】
実施例１２で作製した電界効果型トランジスタの保護層形成前後でのトランジスタ特性（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）の結果を、図１１に示した。また、比較例１で作製した電界効果型トランジスタの保護層形成前後でのトランジスタ特性（Ｖｇｓ−Ｉｄｓ）の結果を、図１２に示した。また、実施例１〜１５、及び比較例１、２で作製した電界効果型トランジスタの保護層形成前後で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３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８ｃｍ２／Ｖｓ以上、ｏｎ／ｏｆｆ比が５．０×１０８以上、Ｓ値が０．５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。
ここで、図１１、１２、１３、及び１４のグラフの縦軸、並びに図１４のグラフの横軸及び縦軸における、「ｅ」は、１０のべき乗を表す。例えば、「１ｅ−３」は、「１．０×１０−３」及び「０．００１」を表し、「１ｅ＋０５」は「１．０×１０＋５」及び「１００，０００」を表す。
図１１及び表３より、実施例１２で作製した電界効果型トランジスタは、保護層形成前に優れたトランジスタ特性を示し、かつ、保護層形成後もその状態が維持されることがわかる。同様に、表３より、実施例１〜１５で作製した電界効果型トランジスタは、いずれも、保護層形成前に優れたトランジスタ特性を示し、かつ、保護層形成後もその状態が維持されることがわかる。
一方、図１２及び表３より、比較例１で作製した電界効果型トランジスタは、保護層形成前のトランジスタ特性が、実施例１〜１５と比較して悪いことがわかる。また、比較例２で作製した電界効果型トランジスタは、保護層形成前のトランジスタ特性は良いが、保護層形成によりトランジスタ特性が劣化していることがわかる。
【０２５０】
【表３】
0006582655.tif 000006
【０２５１】
＜電界効果型トランジスタの信頼性評価＞
実施例１〜１５、及び比較例１、２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。
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
また、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。
【０２５２】
実施例１２で作製した電界効果型トランジスタにおいて、ストレス条件をＶｇｓ＝＋１０Ｖ、及びＶｄｓ＝０ＶとしたＢＴＳ試験のＶｇｓ−Ｉｄｓの結果を図１３に示した。また、図１４に、実施例１２、及び比較例１で作製した電界効果型トランジスタのストレス条件Ｖｇｓ＝＋１０Ｖ、及びＶｄｓ＝０Ｖにおける、ストレス時間に対する閾値電圧の変化量（ΔＶｔｈ）を示した。また、実施例１〜１５、及び比較例１、２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４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。
図１３、図１４、及び表４より、実施例１２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確認できた。同様に、表４より、実施例１〜１５で作製した電界効果型トランジスタは、いずれも、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確認できた。
一方、図１４、及び表４より、比較例１で作製した電界効果型トランジスタは、ΔＶｔｈシフトが大きく、ＢＴＳ試験に対する信頼性が不十分であった。同様に表４より、比較例２で作製した電界効果型トランジスタは、ΔＶｔｈシフトが大きく、ＢＴＳ試験に対する信頼性が不十分であった。
【０２５３】
【表４】
0006582655.tif 000007
【０２５４】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞基材と、
保護層と、
前記基材、及び前記保護層の間に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層と接するように形成されたソース電極、及びドレイン電極と、
少なくとも前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の間に形成され、前記ゲート絶縁層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と接する半導体層と、
前記ゲート絶縁層と接し、前記ゲート絶縁層を介して前記半導体層と対向するゲート電極とを有し、
前記保護層が、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含有する第一の複合金属酸化物を含有し、
前記ゲート絶縁層が、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含有する第二の複合金属酸化物を含有することを特徴とする電界効果型トランジスタである。
＜２＞第一の複合金属酸化物が、Ｚｒ及びＨｆの少なくともいずれかを含有する前記＜１＞に記載の電界効果型トランジスタである。
＜３＞第二の複合金属酸化物が、Ｚｒ及びＨｆの少なくともいずれかを含有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタである。
＜４＞半導体層が、酸化物半導体である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタである。
＜５＞駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
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を有し、かつ前記光制御素子を駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする表示素子である。
＜６＞光制御素子が、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、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する前記＜５＞に記載の表示素子である。
＜７＞画像データに応じた画像を表示する画像表示装置であって、
マトリックス状に配置された複数の前記＜５＞から＜６＞のいずれかに記載の表示素子と、
前記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を個別に印加するための複数の配線と、
前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタのゲート電圧を前記複数の配線を介して個別に制御する表示制御装置とを有することを特徴とする画像表示装置である。
＜８＞前記＜７＞に記載の画像表示装置と、
表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する画像データ作成装置とを有することを特徴とするシステムである。
【符号の説明】
【０２５５】
１１    電界効果型トランジスタ
１２    電界効果型トランジスタ
１３    キャパシタ
１４    電界効果型トランジスタ
１５    キャパシタ
１６    対向電極
２１    基材
２２    ゲート電極
２３    ゲート絶縁層
２４    ソース電極
２５    ドレイン電極
２６    酸化物半導体層
２７    保護層
３１    基材
３２    第Ｉのゲート電極
３３    第ＩＩのゲート電極
３４    ゲート絶縁層
３５    第Ｉのソース電極
３６    第ＩＩのソース電極
３７    第Ｉのドレイン電極
３８    第ＩＩのドレイン電極
３９    第Ｉの酸化物半導体層
４０    第ＩＩの酸化物半導体層
４１    第Ｉの保護層
４２    第ＩＩの保護層
４３    層間絶縁層
４４    有機ＥＬ層
４５    陰極
９１    基材
９２    ゲート電極
９３    ゲート絶縁層
９４    ソース電極
９５    ドレイン電極
９６    酸化物半導体層
９７    保護層
９８    層間絶縁層
３０２、３０２’    表示素子
３１０    ディスプレイ
３１２    陰極
３１４    陽極
３２０、３２０’    ドライブ回路（駆動回路）
３４０    有機ＥＬ薄膜層
３４２    電子輸送層
３４４    発光層
３４６    正孔輸送層
３５０    有機ＥＬ素子
３７０    液晶素子
３７２    対向電極
４００    表示制御装置
４０２    画像データ処理回路
４０４    走査線駆動回路
４０６    データ線駆動回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２５６】
【特許文献１】特開２０１０−１３５４６２
【特許文献２】特開２０１２−２４８８８３
【特許文献３】特開２０１０−７３８９４
【特許文献４】特開２０１４−０２２５４９
【非特許文献】
【０２５７】
【非特許文献１】Ｋ．Ｎｏｍｕｒａ，他５名、「Ｒｏｏｍ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｔｈｉｎｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｕｓｉｎｇ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」、ＮＡＴＵＲＥ、ＶＯＬ４３２、２５、ＮＯＶＥＭＢＥＲ、２００４、ｐ．４８８−４９２
【非特許文献２】Ｙ．Ｏｈｔａ，他１１名、「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ  ＴＦＴ−ＬＣＤｓ  ｗｉｔｈ  ｈｉｇｈ  ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ」、ＩＤＷ‘０９、２００９、ｐ．１６８５−１６８８
【図１】
0006582655.tif 000008
【図２】
0006582655.tif 000009
【図３Ａ】
0006582655.tif 000010
【図３Ｂ】
0006582655.tif 000011
【図３Ｃ】
0006582655.tif 000012
【図３Ｄ】
0006582655.tif 000013
【図４】
0006582655.tif 000014
【図５】
0006582655.tif 000015
【図６】
0006582655.tif 000016
【図７】
0006582655.tif 000017
【図８】
0006582655.tif 000018
【図９】
0006582655.tif 000019
【図１０】
0006582655.tif 000020
【図１１】
0006582655.tif 000021
【図１２】
0006582655.tif 000022
【図１３】
0006582655.tif 000023
【図１４】
0006582655.tif 000024