BRPI0517562B1 - LIGHT-EMITTING DEVICE, ELECTROPHOTOGRAPHIC DEVICE, ACTIVE MATRIX DISPLAY DEVICE, AND, DISPLAY ARTICLE - Google Patents

LIGHT-EMITTING DEVICE, ELECTROPHOTOGRAPHIC DEVICE, ACTIVE MATRIX DISPLAY DEVICE, AND, DISPLAY ARTICLE Download PDF

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BRPI0517562B1
BRPI0517562B1 BRPI0517562-3A BRPI0517562A BRPI0517562B1 BR PI0517562 B1 BRPI0517562 B1 BR PI0517562B1 BR PI0517562 A BRPI0517562 A BR PI0517562A BR PI0517562 B1 BRPI0517562 B1 BR PI0517562B1
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amorphous oxide
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BRPI0517562-3A
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Toru Den
Tatsuya Iwasaki
Hideo Hosono
Toshio Kamiya
Kenji Nomura
Original Assignee
Canon Kabushiki Kaisha
Tokyo Institute Of Technology
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Abstract

DISPOSITIVO EMISSOR DE LUZ, DISPOSITIVO ELETROFOTOGRÁFICO, DISPOSITIVO DE EXIBIÇÃO DE MATRIZ ATIVA, E, ARTIGO DE EXIBIÇÃO. Um objetivo da presente invenção é fornecer um dispositivo emissor de luz inédito com o uso de um óxido amorfo. O dispositivo emissor de luz tem uma camada emissora de luz (78) que existe entre o primeiro e segundo eletrodos (77, 79) e um transistor de efeito de campo, do qual a camada ativa (72) é um óxido amorfo.LIGHT-EMITTING DEVICE, ELECTROPHOTOGRAPHIC DEVICE, ACTIVE MATRIX DISPLAY DEVICE, AND, DISPLAY ARTICLE. An object of the present invention is to provide a novel light-emitting device using an amorphous oxide. The light-emitting device has a light-emitting layer (78) that exists between the first and second electrodes (77, 79) and a field-effect transistor, of which the active layer (72) is an amorphous oxide.

Description

CAMPO TÉCNICOTECHNICAL FIELD

[0001] A presente invenção diz respeito a um dispositivo emissor de luz que usa um óxido e, particularmente, que usa um elemento EL orgânico e um elemento EL inorgânico. O dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção também diz respeito a um tipo de emissão por cima ou um tipo de emissão por baixo.[0001] The present invention relates to a light-emitting device that uses an oxide and, particularly, that uses an organic EL element and an inorganic EL element. The light-emitting device according to the present invention also concerns a top-emitting type or a bottom-emitting type.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBASICS OF THE INVENTION

[0002] Nos últimos anos, monitor de tela plana (MTP) está em uso prático em decorrência do progresso de tecnologias relacionadas a cristal líquido, eletroluminescência (EL). O MTP é acionado por um circuito de matriz ativa que compreende um transistor de película fina de efeito de campo (TFT) que usa uma película fina de silício amorfo ou película fina de silício policristalino provido em um substrato de vidro como a camada ativa.[0002] In recent years, flat panel monitor (MTP) has been in practical use as a result of the progress of technologies related to liquid crystal, electroluminescence (EL). The MTP is driven by an active matrix circuit comprising a field-effect thin-film transistor (TFT) that uses an amorphous silicon thin film or polycrystalline silicon thin film provided on a glass substrate as the active layer.

[0003] Por outro lado, foi feita uma tentativa de usar um substrato de resina leve e flexível no lugar do substrato de vidro, na busca de melhoria adicional na redução de espessura, diminuição de peso e aumento de resistência à ruptura de um MTP. Entretanto, em virtude de ser necessário um processo térmico a uma temperatura relativamente alta para fabricar o transistor com o uso da película fina de silício supradescrita, é difícil formar a película fina de silício em um substrato de resina com uma baixa resistência térmica.[0003] On the other hand, an attempt was made to use a light and flexible resin substrate in place of the glass substrate, in search of further improvement in reducing thickness, decreasing weight and increasing the rupture resistance of an MTP. However, because a thermal process at a relatively high temperature is required to manufacture the transistor using the above-described silicon thin film, it is difficult to form the silicon thin film on a resin substrate with a low thermal resistance.

[0004] Por este motivo, um TFT com uso de uma película fina semicondutora de óxido basicamente contendo ZnO, por exemplo, que pode ser formada em película a uma baixa temperatura, tem sido ativamente desenvolvido (pedido de patente japonesa em aberto 2003-298062).[0004] For this reason, a TFT using an oxide semiconductor thin film basically containing ZnO, for example, which can be formed into a film at a low temperature, has been actively developed (open Japanese patent application 2003-298062 ).

[0005] Entretanto, o TFT com uso de uma película fina semicondutora de óxido convencional não atinge um nível técnico de desenvolvimento da tecnologia aplicada, provavelmente em virtude de não ter atingido características suficientes, tais como em um TFT com uso de silício.[0005] However, the TFT using a conventional oxide semiconductor thin film does not reach a technical level of development of the applied technology, probably due to not having reached sufficient characteristics, such as in a TFT using silicon.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃODISCLOSURE OF THE INVENTION

[0006] Um objetivo da presente invenção é fornecer um dispositivo emissor de luz, um aparelho de eletronografia e uma unidade de exibição inéditos que empregam um transistor que usa um óxido como uma camada ativa.[0006] An object of the present invention is to provide a novel light-emitting device, an electronography apparatus and a display unit that employ a transistor that uses an oxide as an active layer.

[0007] De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um dispositivo emissor de luz que tem um elemento emissor de luz que compreende primeiro e segundo eletrodos e uma camada emissora de luz que existe entre o primeiro e segundo eletrodos, e um transistor de efeito de campo para ativar o elemento emissor de luz, em que a camada ativa do transistor de efeito de campo é formada de um óxido amorfo que tem uma concentração de portador de elétrons menor que 1018/cm3.[0007] According to one aspect of the present invention, there is provided a light-emitting device having a light-emitting element comprising first and second electrodes and a light-emitting layer existing between the first and second electrodes, and a transistor field-effect transistor to activate the light-emitting element, wherein the active layer of the field-effect transistor is formed from an amorphous oxide that has an electron carrier concentration of less than 1018/cm3.

[0008] O óxido amorfo preferivelmente inclui pelo menos um de In, Zn e Sn.[0008] The amorphous oxide preferably includes at least one of In, Zn and Sn.

[0009] Alternativamente, o óxido amorfo é preferivelmente qualquer um selecionado do grupo que consiste em um óxido que contém In, Zn e Sn; um óxido que contém In e Zn; um óxido que contém In e Sn; e um óxido que contém In.[0009] Alternatively, the amorphous oxide is preferably any one selected from the group consisting of an oxide containing In, Zn and Sn; an oxide that contains In and Zn; an oxide that contains In and Sn; and an oxide that contains In.

[00010] Alternativamente, o óxido amorfo preferivelmente inclui In, Zn e Ga.[00010] Alternatively, the amorphous oxide preferably includes In, Zn and Ga.

[00011] O elemento emissor de luz e o transistor de efeito de campo são preferivelmente arranjados em um substrato opticamente transparente, e a luz emitida pela camada emissora de luz atravessa o substrato. O transistor de efeito de campo é preferivelmente arranjado entre o substrato e a camada emissora de luz.[00011] The light-emitting element and the field-effect transistor are preferably arranged on an optically transparent substrate, and the light emitted by the light-emitting layer passes through the substrate. The field effect transistor is preferably arranged between the substrate and the light-emitting layer.

[00012] Alternativamente, o elemento emissor de luz e o transistor de efeito de campo são preferivelmente arranjados em um substrato opticamente transparente, e a luz emitida pela camada emissora de luz atravessa o substrato e o óxido amorfo. O transistor de efeito de campo é preferivelmente arranjado entre o substrato e a camada emissora de luz.[00012] Alternatively, the light-emitting element and the field-effect transistor are preferably arranged on an optically transparent substrate, and the light emitted by the light-emitting layer passes through the substrate and the amorphous oxide. The field effect transistor is preferably arranged between the substrate and the light-emitting layer.

[00013] No dispositivo emissor de luz, pelo menos um do eletrodo de dreno do transistor de efeito de campo e o segundo eletrodo é preferivelmente formado de um óxido eletrocondutor opticamente transparente.[00013] In the light-emitting device, at least one of the drain electrode of the field effect transistor and the second electrode is preferably formed from an optically transparent electroconductive oxide.

[00014] O elemento emissor de luz é preferivelmente um elemento eletroluminescente.[00014] The light-emitting element is preferably an electroluminescent element.

[00015] No dispositivo emissor de luz, preferivelmente uma pluralidade de elementos emissores de luz arranjada pelo menos em uma única fileira. O elemento emissor de luz é preferivelmente arranjado de maneira a ficar adjacente ao transistor de efeito de campo.[00015] In the light-emitting device, preferably a plurality of light-emitting elements arranged at least in a single row. The light-emitting element is preferably arranged to be adjacent to the field effect transistor.

[00016] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um dispositivo eletrofotográfico que tem:[00016] According to another aspect of the present invention, an electrophotographic device is provided that has:

[00017] um fotorreceptor,[00017] a photoreceptor,

[00018] um eletrificador para eletrificar o fotorreceptor,[00018] an electrifier for electrifying the photoreceptor,

[00019] uma fonte de luz de exposição para expor o fotorreceptor a fim de formar uma imagem latente no fotorreceptor, e[00019] an exposure light source to expose the photoreceptor to form a latent image on the photoreceptor, and

[00020] uma unidade de revelação para revelar a imagem latente, em que a fonte de luz de exposição tem o dispositivo emissor de luz.[00020] a developing unit for developing the latent image, wherein the exposure light source has the light-emitting device.

[00021] De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, é provido um dispositivo emissor de luz que tem um elemento emissor de luz que compreende primeiro e segundo eletrodos e uma camada emissora de luz que existe entre o primeiro e segundo eletrodos, e um transistor de efeito de campo para ativar o elemento emissor de luz, em que a mobilidade de elétrons de uma camada ativa do transistor de efeito de campo tende aumentar com o aumento da concentração de portador de elétrons.[00021] According to yet another aspect of the present invention, there is provided a light-emitting device that has a light-emitting element comprising first and second electrodes and a light-emitting layer that exists between the first and second electrodes, and a field-effect transistor to activate the light-emitting element, wherein the electron mobility of an active layer of the field-effect transistor tends to increase with increasing electron carrier concentration.

[00022] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, um dispositivo emissor de luz que tem um elemento emissor de luz que compreende primeiro e segundo eletrodos e uma camada emissora de luz que existe entre o primeiro e segundo eletrodos, e um transistor de efeito de campo para ativar o elemento emissor de luz, em que a camada ativa do transistor de efeito de campo inclui um semicondutor de óxido amorfo transparente capaz de realizar um estado normalmente desligado. O semicondutor de óxido amorfo transparente preferivelmente tem uma concentração de portador de elétrons menor que 1018/cm3, que é suficientemente baixa para realizar o estado normalmente desligado.[00022] According to a further aspect of the present invention, a light-emitting device having a light-emitting element comprising first and second electrodes and a light-emitting layer existing between the first and second electrodes, and a transistor field effect to activate the light-emitting element, wherein the active layer of the field effect transistor includes a transparent amorphous oxide semiconductor capable of realizing a normally off state. The transparent amorphous oxide semiconductor preferably has an electron carrier concentration of less than 1018/cm3, which is low enough to realize the normally off state.

[00023] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, um dispositivo de exibição de matriz ativa que compreende um elemento emissor de luz que compreende primeiro e segundo eletrodos e uma camada emissora de luz que existe entre o primeiro e segundo eletrodos e um transistor de efeito de campo para ativar o elemento emissor de luz, e um circuito de elemento de imagem arranjado na forma de uma matriz bidimensional, em que a camada ativa do transistor de efeito de campo inclui um semicondutor de óxido amorfo transparente como esse capaz de realizar um estado normalmente desligado. O semicondutor de óxido amorfo transparente tem uma concentração de portador de elétrons menor que 1018/cm3, que é suficientemente baixa para realizar o estado normalmente desligado.[00023] According to a further aspect of the present invention, an active matrix display device comprising a light-emitting element comprising first and second electrodes and a light-emitting layer existing between the first and second electrodes and a transistor field-effect transistor to activate the light-emitting element, and an imaging element circuit arranged in the form of a two-dimensional array, wherein the active layer of the field-effect transistor includes such a transparent amorphous oxide semiconductor capable of performing a normally off state. The transparent amorphous oxide semiconductor has an electron carrier concentration of less than 1018/cm3, which is low enough to realize the normally off state.

[00024] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido um artigo de exibição que compreende:[00024] According to a further aspect of the present invention, a display article is provided comprising:

[00025] um elemento emissor de luz que compreende primeiro e segundo eletrodos e uma camada emissora de luz que existe entre o primeiro e segundo eletrodos e um transistor de efeito de campo para ativar o elemento emissor de luz, em que[00025] a light-emitting element comprising first and second electrodes and a light-emitting layer existing between the first and second electrodes and a field-effect transistor for activating the light-emitting element, wherein

[00026] uma camada ativa do transistor de efeito de campo inclui um semicondutor de óxido amorfo.[00026] an active layer of the field effect transistor includes an amorphous oxide semiconductor.

[00027] O óxido amorfo é preferivelmente qualquer um selecionado do grupo que consiste em óxido que contém In, Zn e Sn; um óxido que contém In e Zn; um óxido que contém In e Sn; e um óxido que contém In.[00027] The amorphous oxide is preferably any selected from the group consisting of oxides containing In, Zn and Sn; an oxide that contains In and Zn; an oxide that contains In and Sn; and an oxide that contains In.

[00028] Alternativamente, o transistor é preferivelmente um transistor do tipo normalmente desligado.[00028] Alternatively, the transistor is preferably a normally-off type transistor.

[00029] A presente invenção pode fornecer um dispositivo emissor de luz, aparelho de eletronografia e unidade de exibição de matriz ativa inéditos.[00029] The present invention can provide a novel light-emitting device, electronography apparatus and active matrix display unit.

[00030] Em decorrência de se ter estudado um óxido semicondutor de ZnO, os presentes inventores observaram que um processo geral não pode formar uma fase amorfa estável. Além disso, pareceu que a maior parte do ZnO em geral produzido apresenta uma fase policristalina, espalha os portadores nas interfaces dos grãos policristalinos e conseqüentemente não podem aumentar a mobilidade de elétrons. Além do mais, ZnO tende formar defeitos de oxigênio e, conseqüentemente, produz muitos elétrons portadores, e tem dificuldade de diminuir a condutividade elétrica. Por este motivo, observou-se que um TFT com uso do semicondutor de ZnO deixa passar muita corrente entre um terminal de fonte e um terminal de dreno, mesmo quando uma tensão de porta de um transistor não é aplicada, e não pode realizar uma operação normalmente desligada. Parece também que o TFT com uso do semicondutor de ZnO apresenta dificuldades em aumentar a razão liga/desliga.[00030] As a result of having studied a ZnO semiconductor oxide, the present inventors observed that a general process cannot form a stable amorphous phase. Furthermore, it appeared that most of the generally produced ZnO presents a polycrystalline phase, scatters the carriers at the interfaces of the polycrystalline grains and consequently cannot increase electron mobility. Furthermore, ZnO tends to form oxygen defects and, consequently, produces many carrier electrons, and has difficulty decreasing electrical conductivity. For this reason, it was observed that a TFT using a ZnO semiconductor allows a lot of current to pass between a source terminal and a drain terminal, even when a transistor gate voltage is not applied, and cannot perform an operation. normally turned off. It also appears that the TFT using the ZnO semiconductor presents difficulties in increasing the on/off ratio.

[00031] Além disso, foi estudada uma película de óxido amorfo ZnxMyInzO(x+3y/2+3z/2) (em que M é pelo menos um elemento de Al e Ga), descrita no pedido de patente japonesa em aberto 2000-044236. O material tem uma concentração de portador de elétrons de 1x1018/cm3 ou mais e, dessa maneira, é adequado para ser usado simplesmente como um eletrodo transparente. Entretanto, observou-se que o material não é adequado para um tipo normalmente desligado de um TFT, em virtude de, quando o TFT emprega um óxido com a concentração de portador de elétrons de 1x1018/cm3 ou mais para sua camada de canal, o TFT não pode fornecer uma razão liga/desliga suficiente.[00031] Furthermore, an amorphous oxide film ZnxMyInzO(x+3y/2+3z/2) (where M is at least one element of Al and Ga) was studied, described in the open Japanese patent application 2000- 044236. The material has an electron carrier concentration of 1x1018/cm3 or more and is therefore suitable for use simply as a transparent electrode. However, it has been noted that the material is not suitable for a normally disconnected type of a TFT, because when the TFT employs an oxide with an electron carrier concentration of 1x1018/cm3 or more for its channel layer, the TFT cannot provide a sufficient on/off ratio.

[00032] Em outras palavras, uma película de óxido amorfo convencional não pode obter uma concentração de portador de elétrons menor que 1x1018/cm3.[00032] In other words, a conventional amorphous oxide film cannot obtain an electron carrier concentration lower than 1x1018/cm3.

[00033] Foram pesquisadas intensivamente as propriedades de InGaO3(ZnO)m e a condição de formação de película para o material e, em decorrência disto, observaram que a concentração de portador de elétrons pode ser reduzida para menos de 1x1018/cm3 controlando-se a condição da atmosfera de oxigênio durante a formação da película.[00033] The properties of InGaO3(ZnO)m and the film formation condition for the material were intensively researched and, as a result of this, it was observed that the electron carrier concentration can be reduced to less than 1x1018/cm3 by controlling the condition oxygen atmosphere during film formation.

[00034] Conseqüentemente, foi observado que um TFT preparado usando um óxido amorfo contendo portadores de elétrons com uma concentração menor que 1x1018/cm3 como uma camada ativa de um transistor de efeito de campo pode apresentar características desejadas, e pode ser aplicado a um monitor de tela plana, tal como um dispositivo emissor de luz.[00034] Consequently, it was observed that a TFT prepared using an amorphous oxide containing electron carriers with a concentration less than 1x1018/cm3 as an active layer of a field effect transistor can exhibit desired characteristics, and can be applied to a monitor flat panel, such as a light-emitting device.

[00035] Como para um aparelho de eletronografia provido com uma fonte de luz de arranjo linear e um fotorreceptor que usa um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção, existem uma máquina copiadora, uma impressora de página e um cartucho de tambor integral.[00035] As for an electronography apparatus provided with a linear array light source and a photoreceptor using a light-emitting device in accordance with the present invention, there are a copying machine, a page printer and an integral drum cartridge .

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[00036] A figura 1 é um desenho diagramático que mostra um relativação entre a concentração de portador de elétrons em uma fonte de alimentação a base de In-Ga-Zn-O formada com um método de deposição de vapor com laser pulsado e uma pressão parcial de oxigênio enquanto o filme está sendo formado;[00036] Figure 1 is a diagrammatic drawing that shows a relationship between the electron carrier concentration in an In-Ga-Zn-O based power supply formed with a pulsed laser vapor deposition method and a pressure partial oxygen while the film is being formed;

[00037] A figura 2 é um desenho diagramático que mostra uma relativação entre o número de portadores de elétrons e a mobilidade de elétrons em uma película amorfa a base de In-Ga-Zn-O formada com um método de deposição de vapor com laser pulsado;[00037] Figure 2 is a diagrammatic drawing that shows a relationship between the number of electron carriers and electron mobility in an amorphous film based on In-Ga-Zn-O formed with a laser vapor deposition method. pulsed;

[00038] A figura 3 é um desenho diagramático que mostra uma relativação entre a condutividade elétrica em uma película amorfa a base de In-Ga-Zn-O formada com um método de pulverização catódica usando um gás argônio e uma pressão parcial de oxigênio enquanto o filme está sendo formado;[00038] Figure 3 is a diagrammatic drawing that shows a relationship between the electrical conductivity in an amorphous film based on In-Ga-Zn-O formed with a sputtering method using an argon gas and a partial pressure of oxygen while the film is being formed;

[00039] As figuras 4A, 4B e 4C são desenhos diagramáticos que mostram as mudanças de condutividade elétrica, concentração de portadores e mobilidade de elétrons com relação a um valor de x da película de InGaZn1-xMgxO4 formada com um método de deposição de vapor com laser pulsado em uma atmosfera com uma pressão parcial de oxigênio de 0,8 Pa;[00039] Figures 4A, 4B and 4C are diagrammatic drawings showing changes in electrical conductivity, carrier concentration and electron mobility with respect to a value of x of the InGaZn1-xMgxO4 film formed with a vapor deposition method with pulsed laser in an atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.8 Pa;

[00040] A figura 5 é um diagrama de blocos esquemático que mostra a estrutura de um elemento MISFET de porta superior preparado na modalidade 1;[00040] Figure 5 is a schematic block diagram showing the structure of a top gate MISFET element prepared in embodiment 1;

[00041] A figura 6 é um desenho diagramático que mostra características de corrente-tensão de um elemento MISFET tipo porta superior preparado na modalidade 1;[00041] Figure 6 is a diagrammatic drawing showing current-voltage characteristics of a top gate type MISFET element prepared in embodiment 1;

[00042] A figura 7 é um diagrama de blocos esquemático que mostra uma seção transversal de um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção;[00042] Figure 7 is a schematic block diagram showing a cross section of a light-emitting device in accordance with the present invention;

[00043] A figura 8 é um diagrama de circuito quando um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção é usado para um monitor;[00043] Figure 8 is a circuit diagram when a light-emitting device in accordance with the present invention is used for a monitor;

[00044] A figura 9 é um desenho diagramático que mostra uma seção transversal de um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção;[00044] Figure 9 is a diagrammatic drawing showing a cross section of a light-emitting device according to the present invention;

[00045] A figura 10 é um desenho diagramático que descreve a conexão elétrica de uma fonte de luz com arranjo linear de acordo com a presente invenção;[00045] Figure 10 is a diagrammatic drawing that describes the electrical connection of a light source with a linear arrangement according to the present invention;

[00046] A figura 11 é uma vista seccional que descreve um exemplo de configuração de uma fonte de luz de arranjo linear de acordo com a presente invenção;[00046] Figure 11 is a sectional view depicting an example configuration of a linear array light source in accordance with the present invention;

[00047] A figura 12 é uma vista seccional (arranjo logo acima) que descreve um exemplo de configuração de uma fonte de luz de arranjo linear de acordo com a presente invenção;[00047] Figure 12 is a sectional view (arrangement just above) that describes an example configuration of a linear array light source in accordance with the present invention;

[00048] A figura 13 é um desenho diagramático que mostra um arranjo exemplar de uma máquina copiadora, uma impressora de páginas, um tambor fotocondutor em um cartucho de tambor integral e uma fonte de luz de arranjo linear;[00048] Figure 13 is a diagrammatic drawing showing an exemplary arrangement of a copying machine, a page printer, a photoconductive drum in an integral drum cartridge and a linear array light source;

[00049] A figura 14 é um diagrama de blocos esquemático que mostra um aparelho de deposição de vapor por laser pulsado; e[00049] Figure 14 is a schematic block diagram showing a pulsed laser vapor deposition apparatus; It is

[00050] A figura 15 é um diagrama de blocos esquemático que mostra um aparelho de formação de película por pulverização catódica.[00050] Figure 15 is a schematic block diagram showing a sputtering film forming apparatus.

MELHOR MANEIRA DE REALIZAR A INVENÇÃOBEST WAY TO CARRY OUT THE INVENTION

[00051] Uma configuração básica de acordo com a presente invenção será agora descrita com referência à figura 7, que mostra a primeira modalidade.[00051] A basic configuration according to the present invention will now be described with reference to figure 7, which shows the first embodiment.

[00052] No desenho, o caractere numérico 70 denota um eletrodo de dreno, o caractere numérico 71 um substrato, o caractere numérico 72 camada ativa, o caractere numérico 73 uma película isolante de porta, caractere numérico 74 um eletrodo de porta, caractere numérico 75 um eletrodo de fonte, caractere numérico 77 um segundo eletrodo, caractere numérico 78 uma camada emissora de luz e caractere numérico 79 um primeiro eletrodo. Na primeira modalidade, o segundo eletrodo (doravante denominado "eletrodo inferior") é arranjado mais próximo de um substrato do que uma camada emissora de luz, a camada emissora de luz é uma camada EL orgânica, e o primeiro eletrodo (doravante denominado "contra eletrodo") fica arranjado mais distante do substrato do que a camada emissora de luz. Folgas entre os componentes supradescritos são preenchidas com uma camada isolante intercamadas 76.[00052] In the drawing, the numeric character 70 denotes a drain electrode, the numeric character 71 a substrate, the numeric character 72 active layer, the numeric character 73 a gate insulating film, numeric character 74 a gate electrode, numeric character 75 a source electrode, numeric character 77 a second electrode, numeric character 78 a light-emitting layer, and numeric character 79 a first electrode. In the first embodiment, the second electrode (hereinafter referred to as "bottom electrode") is arranged closer to a substrate than a light-emitting layer, the light-emitting layer is an organic EL layer, and the first electrode (hereinafter referred to as "counter electrode") is arranged further from the substrate than the light-emitting layer. Gaps between the above-described components are filled with an interlayer insulating layer 76.

[00053] Primeiramente, cada componente será descrito com detalhes.[00053] First, each component will be described in detail.

(1. Substrato)(1. Substrate)

[00054] Vidro é em geral usado para um material de um substrato em um dispositivo emissor de luz. Entretanto, em virtude de o TFT usado na presente invenção poder ser formado a uma baixa temperatura, um substrato plástico que foi difícil de ser usado em uma matriz ativa pode ser usado na presente invenção. Assim, pode ser provido um dispositivo emissor de luz que é leve, dificilmente danificável e dobrável até certo ponto. Na verdade, um substrato semicondutor tal como Si e um substrato cerâmico podem ser usados. Um substrato que tem uma camada isolante provida em uma chapa de base metálica pode também ser usado, desde que o substrato seja plano.[00054] Glass is generally used for a substrate material in a light-emitting device. However, because the TFT used in the present invention can be formed at a low temperature, a plastic substrate that was difficult to use in an active matrix can be used in the present invention. Thus, a light-emitting device can be provided that is light, difficult to damage and bendable to a certain extent. In fact, a semiconductor substrate such as Si and a ceramic substrate can be used. A substrate that has an insulating layer provided on a metal base sheet can also be used, provided that the substrate is flat.

(2. Transistor)(2. Transistor)

[00055] Uma camada ativa de um transistor pode ser de qualquer material, desde que ela tenha as características desejadas, especificamente uma concentração de portador de elétrons menor que 1x1018/cm3 e uma mobilidade de elétrons maior que 1 cm2/v.s. O material inclui, por exemplo, um semicondutor de óxido amorfo a base de In-Ga-Zn-O. O óxido amorfo é uma película transparente. Aqui, a palavra transparência significa não somente o caso de ser substancialmente transparente pelo menos em uma parte na faixa de luz visível, mas também inclui o caso de ser opticamente transparente pelo menos em uma parte da faixa de luz visível. Como para transparência óptica, o semicondutor de óxido amorfo a base de In-Ga-Zn-O, preferivelmente, tem uma transmitância de 50% ou mais, e mais preferivelmente de 80% ou mais. A composição citada pode conter Mg substituído ou adicionado. Quando um dispositivo emissor de luz emprega um TFT que usa a camada ativa a base de In-Ga-Zn-O, ele apresenta um desempenho funcional, em virtude de o TFT suprir uma força de ativação suficiente tanto de tensão como de corrente a um elemento EL orgânico.[00055] An active layer of a transistor can be of any material, as long as it has the desired characteristics, specifically an electron carrier concentration less than 1x1018/cm3 and an electron mobility greater than 1 cm2/v.s. The material includes, for example, an amorphous oxide semiconductor based on In-Ga-Zn-O. Amorphous oxide is a transparent film. Here, the word transparency means not only the case of being substantially transparent at least in a part of the visible light range, but also includes the case of being optically transparent at least in a part of the visible light range. As for optical transparency, the In-Ga-Zn-O based amorphous oxide semiconductor preferably has a transmittance of 50% or more, and more preferably 80% or more. The aforementioned composition may contain substituted or added Mg. When a light-emitting device employs a TFT that uses the In-Ga-Zn-O-based active layer, it presents a functional performance, due to the TFT providing a sufficient activation force of both voltage and current at a organic EL element.

[00056] O óxido amorfo será descrito separadamente com detalhes.[00056] The amorphous oxide will be described separately in detail.

[00057] Uma técnica de pulverização catódica e um método de deposição de vapor com laser pulsado são adequados para formar uma camada ativa, conforme foi descrito anteriormente, mas tais várias técnicas de pulverização catódica são preferíveis por apresentarem vantagem na produtividade. Ela é também efetiva para dispor devidamente uma camada de amortecimento entre a camada ativa e o substrato.[00057] A sputtering technique and a pulsed laser vapor deposition method are suitable for forming an active layer, as described previously, but such various sputtering techniques are preferable because they have an advantage in productivity. It is also effective in properly arranging a damping layer between the active layer and the substrate.

[00058] Como uma película isolante de porta, qualquer um de Al2O3, Y2O3 e HfO2, ou um componente cristalino misto contendo pelo menos dois ou mais de seus compostos é preferível, mas pode ser um outro composto.[00058] As a door insulating film, any one of Al2O3, Y2O3 and HfO2, or a mixed crystalline component containing at least two or more of their compounds is preferable, but it may be another compound.

[00059] Um eletrodo de fonte e eletrodo de dreno usados incluem um óxido eletrocondutor representado por ITO e um metal tal como Au. Entretanto, o eletrodo preferivelmente pode ser conectado ohmicamente, ou quase ohmicamente, a uma camada ativa. O eletrodo de dreno pode também ser conectado diretamente a uma camada emissora de luz sem desviar de um segundo eletrodo.[00059] A source electrode and drain electrode used include an electroconductive oxide represented by ITO and a metal such as Au. However, the electrode may preferably be connected ohmically, or nearly ohmically, to an active layer. The drain electrode can also be connected directly to a light-emitting layer without bypassing a second electrode.

(3. Camada emissora de luz)(3. Light-emitting layer)

[00060] A camada emissora de luz não está limitada, desde que ela possa ser ativada por um TFT, mas um EL orgânico é particularmente vantajoso. A camada EL orgânica 78 usada na presente invenção é raramente usada como uma única camada, mas é geralmente usada em uma configuração que consiste em uma pluralidade de camadas, conforme está mostrado a seguir. A seguir, uma "camada de transporte de elétrons" significa uma camada emissora de luz que tem uma função de transportar elétrons.[00060] The light-emitting layer is not limited as long as it can be activated by a TFT, but an organic EL is particularly advantageous. The organic EL layer 78 used in the present invention is rarely used as a single layer, but is generally used in a configuration consisting of a plurality of layers, as shown below. In the following, an "electron transport layer" means a light-emitting layer that has a function of transporting electrons.

[00061] Camada de transporte de buracos/camada emissora de luz + camada de transporte de elétrons[00061] Hole transport layer/light-emitting layer + electron transport layer

[00062] Camada de transporte de buracos/camada emissora de luz/camada de transporte de elétrons[00062] Hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer

[00063] Camada de injeção de buraco/camada de transporte de buracos/camada emissora de luz/camada de transporte de elétrons[00063] Hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer

[00064] Camada de injeção de buraco/camada de transporte de buraco/camada emissora de luz/camada de transporte de elétrons/camada de injeção de elétrons[00064] Hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer

[00065] Uma camada de barreira de elétrons e uma camada de melhoria da adesão são ocasionalmente dispostas entre uma pluralidade de camadas.[00065] An electron barrier layer and an adhesion improvement layer are occasionally disposed between a plurality of layers.

[00066] Em geral, existem dois princípios, de fluorescência e fosforescência, em um princípio de emissão de luz de uma camada emissora de luz, mas a fosforescência é efetiva do ponto de vista de eficiência luminosa. Um complexo de irídio é usado como um material fosforescente. Tanto um polímero de baixo peso molecular como um polímero alto peso molecular podem ser usados como um polímero usado em um metal base para a camada emissora de luz. Quando é empregado o polímero baixo peso molecular, a camada emissora de luz pode em geral ser formada com uma técnica de deposição de vapor e, quando é empregado polímero alto peso molecular, a camada emissora de luz com um método de jato de tinta ou um processo de impressão pode ser formada. Por exemplo, os materiais baixo MW (peso molecular) incluem um complexo de amina, antraceno, um complexo de terras raras e um complexo de metal nobre; e os materiais alto MW incluem um polímero conjugado e um polímero com pigmento.[00066] In general, there are two principles, fluorescence and phosphorescence, in a light emission principle from a light-emitting layer, but phosphorescence is effective from the point of view of luminous efficiency. An iridium complex is used as a phosphorescent material. Either a low molecular weight polymer or a high molecular weight polymer can be used as a polymer used in a base metal for the light-emitting layer. When the low molecular weight polymer is employed, the light-emitting layer can generally be formed with a vapor deposition technique and, when the high molecular weight polymer is employed, the light-emitting layer with an inkjet method or a printing process can be formed. For example, low MW (molecular weight) materials include an amine complex, anthracene, a rare earth complex, and a noble metal complex; and high MW materials include a conjugated polymer and a pigmented polymer.

[00067] Uma camada de injeção de elétrons inclui um metal alcalino, um metal alcalino terroso e um composto destes, e uma camada orgânica dopada com um metal alcalino. Além do mais, uma camada de transporte de elétrons inclui um complexo de alumínio, oxadiazolo, triazolo e fenatrolina.[00067] An electron injection layer includes an alkali metal, an alkaline earth metal and a compound thereof, and an organic layer doped with an alkali metal. Furthermore, an electron transport layer includes a complex of aluminum, oxadiazole, triazole, and fenatroline.

[00068] Uma camada de injeção de buracos inclui arilaminas, ftalocianinas e uma camada orgânica dopada com um ácido de Lewis; e uma camada de transporte de buracos inclui arilamina.[00068] A hole injection layer includes arylamines, phthalocyanines and an organic layer doped with a Lewis acid; and a hole transport layer includes arylamine.

[00069] A propósito, a figura 7 mostra um exemplo de configuração de um elemento EL orgânico, mas a mesma configuração pode ser usada para um elemento EL inorgânico.[00069] By the way, figure 7 shows an example configuration of an organic EL element, but the same configuration can be used for an inorganic EL element.

(4. Primeiro eletrodo)(4. First electrode)

[00070] Um primeiro eletrodo será descrito para o caso de ser um contra eletrodo. O material preferido para contra eletrodo varia, dependendo se ele é ou não usado em um tipo de emissão de topo ou um tipo de emissão de base, e se é usado como um catodo ou um anodo.[00070] A first electrode will be described in case it is a counter electrode. The preferred material for counter electrode varies depending on whether or not it is used in a top emission type or a base emission type, and whether it is used as a cathode or an anode.

[00071] Quando é usado um contra eletrodo em um tipo emissão por cima, é necessário transparência; e, quando ele é usado como um anodo, um material utilizável inclui ITO, óxido de titânio eletrocondutor, óxido a base de ZnO e In-Zn- O e In-Ga-Zn-O eletrocondutor com uma concentração de portador de elétrons de 1x1018/cm3 ou mais, que são todos óxidos eletrocondutores transparentes. Quando ele é usado como um catodo, o contra eletrodo pode ser feito formando- se uma liga dopada com um metal alcalino ou um metal alcalino terroso em um filme com diversas dezenas de nanômetros ou menos e formando-se o óxido eletrocondutor transparente na parte superior.[00071] When a counter electrode is used in a top emission type, transparency is required; and, when it is used as an anode, a usable material includes ITO, electroconductive titanium oxide, ZnO and In-Zn-O based oxide and electroconductive In-Ga-Zn-O with an electron carrier concentration of 1x1018 /cm3 or more, which are all transparent electroconductive oxides. When it is used as a cathode, the counter electrode can be made by forming an alloy doped with an alkali metal or an alkaline earth metal into a film several tens of nanometers or less and forming the transparent electroconductive oxide on top. .

[00072] Quando é usado um tipo de emissão por baixo, transparência não é necessária, e assim, quando ele é usado como um anodo, uma liga de Au e uma liga de Pt são utilizáveis para ele e, quando ele é usado como um catodo, Mg com adição de Ag, Al com adição de Li, um siliceto, um boreto e um nitreto podem ser usados.[00072] When a bottom emission type is used, transparency is not necessary, and thus, when it is used as an anode, an Au alloy and a Pt alloy are usable for it, and when it is used as an anode cathode, Mg with added Ag, Al with added Li, a silicide, a boride and a nitride can be used.

(5. Segundo eletrodo)(5. Second electrode)

[00073] Um segundo eletrodo é conectado a um eletrodo de dreno. O segundo eletrodo pode ter a composição igual ou diferente daquela do eletrodo de dreno.[00073] A second electrode is connected to a drain electrode. The second electrode may have the same or different composition as the drain electrode.

[00074] O segundo eletrodo pode ser um eletrodo inferior. O eletrodo inferior pode ser feito na forma de camada ao longo de um substrato ou uma camada emissora de luz.[00074] The second electrode may be a lower electrode. The bottom electrode can be made in the form of a layer over a substrate or a light-emitting layer.

[00075] Quando a camada emissora de luz é do tipo de injeção de corrente, representado por um elemento EL orgânico, existe um eletrodo inferior preferido de acordo com a configuração.[00075] When the light-emitting layer is of the current injection type, represented by an organic EL element, there is a preferred lower electrode according to the configuration.

[00076] Quando a camada emissora de luz conectada a um eletrodo inferior é um catodo, o eletrodo inferior preferivelmente é um metal com um pequeno papel funcional. O eletrodo inferior inclui, por exemplo, Mg com adição de Ag, Al com adição de Li, um siliceto, um boreto e um nitreto. Neste caso, é mais vantajoso ser conectado com uma parte de dreno de um TFT por meio de fiação do que diretamente conectado nele.[00076] When the light-emitting layer connected to a lower electrode is a cathode, the lower electrode preferably is a metal with a small functional role. The bottom electrode includes, for example, Mg with added Ag, Al with added Li, a silicide, a boride and a nitride. In this case, it is more advantageous to be connected to a drain part of a TFT via wiring rather than directly connected to it.

[00077] Quando uma camada emissora de luz conectada a um eletrodo inferior é o anodo, o eletrodo inferior preferivelmente é um metal com um grande papel funcional. O eletrodo inferior inclui, por exemplo, ITO, óxido de estanho eletrocondutor, ZnO eletrocondutor, In-Zn-O, uma liga de Pt e uma liga de Au. Além do mais, óxido a base de In-Ga-Zn-O com uma concentração de portador de elétrons de 1x1018/cm3 ou mais pode ser usado. Neste caso, quanto maior for a concentração de portador, o mais preferível como o eletrodo inferior é o óxido, que é diferente do caso usado para um TFT. Por exemplo, a concentração de portador de 1x1019/cm3 ou mais é preferível. Quando o eletrodo inferior é feito de ITO ou óxido a base de In-Ga-Zn-O (com alta concentração de portador), ele pode fornecer uma alta razão de área aberta, mesmo se estiver sendo empregado em um tipo de emissão por baixo, em virtude de ser transparente. Quando o eletrodo inferior é conectado diretamente a um eletrodo de dreno, particularmente ITO, o óxido a base de In-Ga-Zn-O supradescrito (com alta concentração de portador) e uma liga de Au são particularmente preferidos para ele.[00077] When a light-emitting layer connected to a lower electrode is the anode, the lower electrode is preferably a metal with a large functional role. The bottom electrode includes, for example, ITO, electroconductive tin oxide, electroconductive ZnO, In-Zn-O, a Pt alloy and an Au alloy. Furthermore, In-Ga-Zn-O based oxide with an electron carrier concentration of 1x1018/cm3 or more can be used. In this case, the higher the carrier concentration, the more preferable as the bottom electrode is the oxide, which is different from the case used for a TFT. For example, carrier concentration of 1x1019/cm3 or more is preferable. When the bottom electrode is made of ITO or In-Ga-Zn-O based oxide (with high carrier concentration), it can provide a high open area ratio, even if it is being employed in a bottom emission type. , by virtue of being transparent. When the bottom electrode is directly connected to a drain electrode, particularly ITO, the above-described In-Ga-Zn-O based oxide (with high carrier concentration) and an Au alloy are particularly preferred for it.

[00078] Quando o eletrodo inferior é conectado diretamente a um eletrodo de dreno, o eletrodo inferior é preferivelmente um tipo de injeção de buraco. Materiais particularmente preferidos para o eletrodo inferior são ITO, ZnO dopado com Al ou Ga, e óxido a base de In-Ga-Zn-O com a concentração de portador de 1x1018/cm3 ou mais. Particularmente, quando é empregado um óxido a base de In-Ga-Zn-O como um eletrodo e uma camada ativa, a concentração de portador de uma parte de uma camada ativa de In-Ga-Zn-O pode ser aumentada por uma técnica de introduzir defeito de oxigênio nela, ou similares, e o dispositivo emissor de luz é configurado de forma simples e efetiva. Neste caso, de relance, uma camada de transporte de buracos e uma camada de injeção de buracos são formadas na camada ativa. Esta configuração deve estar no âmbito da presente invenção. Especificamente, significa que a configuração em que o eletrodo inferior e o eletrodo de dreno são integrados com uma parte da camada ativa.[00078] When the bottom electrode is directly connected to a drain electrode, the bottom electrode is preferably a hole injection type. Particularly preferred materials for the bottom electrode are ITO, ZnO doped with Al or Ga, and In-Ga-Zn-O based oxide with the carrier concentration of 1x1018/cm3 or more. Particularly, when an In-Ga-Zn-O based oxide is employed as an electrode and an active layer, the carrier concentration of a part of an In-Ga-Zn-O active layer can be increased by a technique of introducing an oxygen defect into it, or similar, and the light-emitting device is configured in a simple and effective way. In this case, at a glance, a hole transport layer and a hole injection layer are formed in the active layer. This configuration should be within the scope of the present invention. Specifically, it means the configuration in which the bottom electrode and the drain electrode are integrated with a part of the active layer.

(6. Camada isolante intercamadas)(6. Interlayer insulation layer)

[00079] Particularmente, quando um segundo eletrodo é um eletrodo inferior, uma camada isolante intercamadas 76 considerada como uma camada subjacente do eletrodo inferior 77 pode empregar exatamente o mesmo material que em uma película isolante de porta. Na verdade, a camada isolante com o uso do outro material pode ser formada a fim de se obter uma camada plana. Por exemplo, uma película de poliimida pode ser revestida por centrifugação, e óxido de silício pode ser formado com um método CVD de plasma, um método PECVD e um método LPCVD, ou por revestimento e forração com alcóxido de silício. A camada isolante intercamadas precisa ter devidamente um buraco de contato para conexão a um eletrodo de fonte ou a um eletrodo de dreno formado nela.[00079] Particularly, when a second electrode is a bottom electrode, an interlayer insulating layer 76 considered as an underlying layer of the bottom electrode 77 can employ exactly the same material as in a gate insulating film. In fact, the insulating layer with the use of the other material can be formed to obtain a flat layer. For example, a polyimide film can be spin coated, and silicon oxide can be formed with a plasma CVD method, a PECVD method and an LPCVD method, or by coating and lining with silicon alkoxide. The interlayer insulating layer must properly have a contact hole for connection to a source electrode or a drain electrode formed therein.

(7. Fio de eletrodo e outros)(7. Electrode wire and others)

[00080] Um fio de eletrodo tal como um fio de eletrodo de varredura e um fio de eletrodo de sinal que são um fio de eletrodo de porta podem empregar um metal tal como Al, Cr e W e siliceto tal como WSi como o material.[00080] An electrode wire such as a scanning electrode wire and a signal electrode wire which are a gate electrode wire may employ a metal such as Al, Cr and W and silicide such as WSi as the material.

[00081] A seguir, será descrito com detalhes o relacionamento entre cada um dos componentes.[00081] Next, the relationship between each of the components will be described in detail.

[00082] Primeiramente, uma primeira modalidade será descrita com referência à figura 7, em que um eletrodo inferior é particularmente conectado a um eletrodo de dreno pela fiação.[00082] Firstly, a first embodiment will be described with reference to figure 7, in which a lower electrode is particularly connected to a drain electrode by wiring.

(Primeira modalidade)(First modality)

[00083] Um eletrodo de fonte 75 e um eletrodo de dreno 70 são conectados diretamente a uma camada ativa 72, e a corrente que passa pela camada ativa 72 é controlada por um eletrodo de porta 74 através de uma película isolante de porta 73.[00083] A source electrode 75 and a drain electrode 70 are directly connected to an active layer 72, and the current passing through the active layer 72 is controlled by a gate electrode 74 through a gate insulating film 73.

[00084] Uma camada EL orgânica 78 de uma camada emissora de luz é conectada a um eletrodo de dreno 70, através de um eletrodo inferior 77 e um fio em um buraco de contato. Uma camada isolante intercamadas 76 existe entre o eletrodo inferior 77 e uma seção do TFT para isolá-los eletricamente. A camada isolante intercamadas 76 não precisa necessariamente ser uma única camada, mas em geral consiste de camadas isolantes arranjadas na película isolante de porta e na parte superior do eletrodo de porta, e a camada isolante intercamadas geral com o propósito de nivelamento.[00084] An organic EL layer 78 of a light-emitting layer is connected to a drain electrode 70, through a lower electrode 77 and a wire in a contact hole. An interlayer insulating layer 76 exists between the bottom electrode 77 and a section of the TFT to electrically isolate them. The interlayer insulating layer 76 need not necessarily be a single layer, but generally consists of insulating layers arranged on the gate insulating film and the top of the gate electrode, and the overall interlayer insulating layer for leveling purposes.

[00085] Um contra eletrodo 79 existe na parte superior da camada EL orgânica 78, e aplica tensão na camada EL orgânica 78 para fazê-la emitir luz quando um TFT é ligado.[00085] A counter electrode 79 exists on top of the organic EL layer 78, and applies voltage to the organic EL layer 78 to make it emit light when a TFT is turned on.

[00086] Aqui, um eletrodo de dreno 70 é eletricamente conectado a um segundo eletrodo, ou é o próprio segundo eletrodo.[00086] Here, a drain electrode 70 is electrically connected to a second electrode, or is the second electrode itself.

[00087] A figura 7 mostra um exemplo de uma alta razão de área aberta em que existe uma camada EL orgânica 78, mesmo no topo de um TFT, mas a camada EL orgânica 78 pode ser formada em outras partes sem ser uma parte do TFT, desde que ela não cause problemas na aplicação. Entretanto, quando a camada EL orgânica 78 é usada em uma configuração mostrada na figura 7, a parte inferior da camada EL orgânica 78 é preferivelmente o mais plana possível.[00087] Figure 7 shows an example of a high open area ratio in which there is an organic EL layer 78 even on top of a TFT, but the organic EL layer 78 can be formed elsewhere without being a part of the TFT. , as long as it does not cause problems in the application. However, when the organic EL layer 78 is used in a configuration shown in Figure 7, the bottom of the organic EL layer 78 is preferably as flat as possible.

[00088] Embora o eletrodo de dreno 70 seja conectado ao eletrodo inferior 77 na figura 7, o eletrodo de fonte 75 é conectado no eletrodo inferior 77, dependendo da maneira do uso. Ou seja, a presente invenção é caracterizada em conectar qualquer um do eletrodo de fonte e do eletrodo de dreno de um transistor contendo um óxido amorfo a um eletrodo, prensando uma camada emissora de luz. No caso em que o eletrodo inferior 77 sob a camada emissora de luz 78 é um anodo, uma constituição em que um eletrodo de fonte do TFT é conectado no anodo é também preferível.[00088] Although the drain electrode 70 is connected to the bottom electrode 77 in figure 7, the source electrode 75 is connected to the bottom electrode 77, depending on the manner of use. That is, the present invention is characterized by connecting any of the source electrode and the drain electrode of a transistor containing an amorphous oxide to an electrode, pressing a light-emitting layer. In the case where the lower electrode 77 under the light-emitting layer 78 is an anode, a constitution in which a source electrode of the TFT is connected to the anode is also preferable.

(A respeito da preparação do dispositivo emissor de luz)(Regarding the preparation of the light-emitting device)

[00089] Aqui, será descrito um processo para fabricar um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção, com referência a um exemplo da configuração em que o eletrodo de dreno é conectado a um eletrodo inferior por meio da fiação, e um EL orgânico é empregado como um elemento emissor de luz.[00089] Here, a process for manufacturing a light-emitting device in accordance with the present invention will be described, with reference to an example of the configuration in which the drain electrode is connected to a lower electrode by means of wiring, and an EL organic is employed as a light-emitting element.

(Preparação do transistor)(Transistor preparation)

[00090] Um transistor é preparado pelas etapas de:[00090] A transistor is prepared by the steps of:

[00091] depositar uma película fina de um semicondutor de óxido amorfo a base de In-Ga-Zn-O em um substrato de vidro em uma espessura de 120 nm com um método de deposição de vapor com laser pulsado, em uma condição tal a tornar a concentração de portador de elétrons 1x1018/cm3, que será descrito com detalhes a seguir, usando ao mesmo tempo um compacto sinterizado policristalino com a composição de InGaO3(ZnO)4 como um alvo;[00091] deposit a thin film of an In-Ga-Zn-O-based amorphous oxide semiconductor on a glass substrate at a thickness of 120 nm with a pulsed laser vapor deposition method, in a condition such as make the electron carrier concentration 1x1018/cm3, which will be described in detail below, while using a polycrystalline sintered compact with the composition of InGaO3(ZnO)4 as a target;

[00092] adicionalmente, dispor em camadas o filme de InGaO3(ZnO)4 com alta eletrocondutividade nela na espessura de 30 nm com o método de deposição por laser pulsado em uma câmara que tem uma pressão parcial de oxigênio controlada em menos de 1 Pa, e formar a película de Au nela na espessura de 50 nm como um eletrodo de fonte e um eletrodo de dreno com um método de deposição de vapor por feixe de elétrons; e[00092] additionally, layer the InGaO3(ZnO)4 film with high electroconductivity on it at a thickness of 30 nm with the pulsed laser deposition method in a chamber that has an oxygen partial pressure controlled at less than 1 Pa, and forming the Au film thereon in the thickness of 50 nm as a source electrode and a drain electrode with an electron beam vapor deposition method; It is

[00093] adicionalmente formar cada película de Y2O3 como uma película isolante de porta e de Au como um eletrodo de porta nas espessuras de 90 nm e 50 nm, respectivamente, com o método de deposição de vapor por feixe de elétrons. Em uma série dos processos supradescritos, cada camada é formada em um tamanho desejado com um método fotolitográfico e uma tecnologia de desprendimento. Além disso, uma camada isolante é formada neles com um método similar. Então, um buraco de contato para um eletrodo de dreno é também formado nela.[00093] additionally form each Y2O3 film as a gate insulating film and Au as a gate electrode in thicknesses of 90 nm and 50 nm, respectively, with the electron beam vapor deposition method. In a series of the above-described processes, each layer is formed to a desired size with a photolithographic method and peeling technology. Furthermore, an insulating layer is formed on them with a similar method. Then, a contact hole for a drain electrode is also formed in it.

(Preparação da camada de eletrodo inferior)(Preparation of the lower electrode layer)

[00094] Depois disso, o eletrodo inferior é feito formando-se a película de ITO na espessura de 300 nm com uma técnica de pulverização catódica, e em seguida é conectado a um eletrodo de dreno e ao eletrodo inferior através da fiação formada em um buraco de contato.[00094] After that, the bottom electrode is made by forming the ITO film in the thickness of 300 nm with a sputtering technique, and then it is connected to a drain electrode and the bottom electrode through the wiring formed in a contact hole.

(Preparação da camada emissora de luz de EL orgânico)(Preparation of organic EL light-emitting layer)

[00095] Na etapa seguinte, a camada emissora de luz de EL orgânica é preparada formando-se as películas seguintes com um método de deposição de vapor de resistência térmica: a película de 4,4'-bis{N,N-diamino]-4"fenil-trifenil amina com a espessura de 60 nm com uma camada de injeção de buraco; a película de 4,4'-bis[N-(1-naftil)-N-fenilamino]bifenila com a espessura de 20 nm como uma camada de transporte de buracos nele; a película de 4,4'-bis(2,2- difenil)vinila com a espessura de 40 nm como uma camada emissora de luz; e a película de tris(8-quinolinol)alumínio com a espessura de 20 nm como uma camada de transporte de elétrons.[00095] In the next step, the organic EL light-emitting layer is prepared by forming the following films with a thermal resistance vapor deposition method: the 4,4'-bis{N,N-diamino] film -4"phenyl-triphenyl amine with the thickness of 60 nm with a hole injection layer; 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl film with the thickness of 20 nm as a hole transport layer therein; the 40 nm thick 4,4'-bis(2,2-diphenyl)vinyl film as a light-emitting layer; and the tris(8-quinolinol)aluminum film with a thickness of 20 nm as an electron transport layer.

(Preparação de contra eletrodo)(Counter electrode preparation)

[00096] Finalmente, um contra eletrodo é preparado formando-se a película de liga de Al e Ag na espessura de 50 nm com um método de deposição de vapor duplo, e a película de Al na espessura de 50 nm.[00096] Finally, a counter electrode is prepared by forming the Al and Ag alloy film at a thickness of 50 nm with a double vapor deposition method, and the Al film at a thickness of 50 nm.

[00097] Quando o elemento supradescrito é ativado colocando-se uma sonda em contato com ele, luz azul é emitida por trás de um substrato, em outras palavras, um tipo de emissão por baixo do elemento é obtida.[00097] When the above-described element is activated by placing a probe in contact with it, blue light is emitted from behind a substrate, in other words, a type of emission beneath the element is obtained.

[00098] Na presente modalidade, é importante que o semicondutor de óxido amorfo a base de In-Ga-Zn-O adquira a concentração de portador de elétrons desejada controlando-se a quantidade de defeito de oxigênio.[00098] In the present embodiment, it is important that the amorphous oxide semiconductor based on In-Ga-Zn-O acquires the desired electron carrier concentration by controlling the amount of oxygen defect.

[00099] Na descrição apresentada, a quantidade de oxigênio (quantidade de defeito oxigênio) em uma película de óxido transparente é controlada formando-se uma película em uma atmosfera com uma concentração predeterminada de oxigênio, mas é também preferível controlar (reduzir ou aumentar) a quantidade de defeito oxigênio por pós-tratamento da película de óxido formada na etapa anterior na atmosfera de oxigênio.[00099] In the description presented, the amount of oxygen (amount of oxygen defect) in a transparent oxide film is controlled by forming a film in an atmosphere with a predetermined concentration of oxygen, but it is also preferable to control (reduce or increase) the amount of oxygen defect by post-treatment of the oxide film formed in the previous step in the oxygen atmosphere.

[000100] A fim de controlar efetivamente a quantidade de defeito oxigênio, a temperatura na atmosfera de oxigênio é controlada em 0°C ou mais e 300°C ou menos, preferivelmente em 25°C ou mais e 250°C ou menos, e ainda mais preferivelmente em 100°C ou mais e 200°C ou menos.[000100] In order to effectively control the amount of oxygen defect, the temperature in the oxygen atmosphere is controlled at 0°C or more and 300°C or less, preferably at 25°C or more and 250°C or less, and even more preferably at 100°C or more and 200°C or less.

[000101] Na verdade, a película pode ser formada em uma atmosfera de oxigênio e em seguida pós-tratada na atmosfera de oxigênio. Além do mais, a película pode ser formada em uma atmosfera da qual a pressão parcial de oxigênio não é controlada, e ser pós-tratada na atmosfera de oxigênio, se o método fornecer a concentração de portador de elétrons predeterminada (menor que 1x1018/cm3).[000101] In fact, the film can be formed in an oxygen atmosphere and then post-treated in the oxygen atmosphere. Furthermore, the film can be formed in an atmosphere of which the partial pressure of oxygen is not controlled, and be post-treated in the oxygen atmosphere, if the method provides the predetermined electron carrier concentration (less than 1x1018/cm3 ).

[000102] Aqui, o limite inferior da concentração de portador de elétrons na presente invenção depende de em que tipo de elemento, circuito e dispositivo a película de óxido obtida é usada, mas, por exemplo, é 1x1014/cm3 ou mais.[000102] Here, the lower limit of the electron carrier concentration in the present invention depends on what type of element, circuit and device the obtained oxide film is used in, but, for example, it is 1x1014/cm3 or more.

[000103] A seguir, com referência à figura 9, será descrita uma segunda modalidade em que o eletrodo inferior é conectado diretamente a um eletrodo de dreno sem disposição da fiação entre eles.[000103] Next, with reference to figure 9, a second embodiment will be described in which the lower electrode is connected directly to a drain electrode without wiring between them.

(Segunda modalidade)(Second modality)

[000104] Na figura 9, o número de referência 91 denota um substrato, o número de referência 92 uma camada ativa feita de um material semicondutor peculiar à presente invenção, o número de referência 93 uma película isolante de porta, o número de referência 94 um eletrodo de porta, o número de referência 95 um eletrodo de fonte, o número de referência 96 uma camada isolante e o número de referência 97 um eletrodo inferior. O eletrodo inferior 97 é disposto em camadas em um eletrodo de dreno ou é idêntico ao eletrodo de dreno, em outras palavras, é o próprio eletrodo de dreno. O número de referência 98 denota uma camada EL orgânica, e o número de referência 99 um contra eletrodo.[000104] In figure 9, reference number 91 denotes a substrate, reference number 92 an active layer made of a semiconductor material peculiar to the present invention, reference number 93 a gate insulating film, reference number 94 a gate electrode, reference number 95 a source electrode, reference number 96 an insulating layer, and reference number 97 a bottom electrode. The lower electrode 97 is layered on a drain electrode or is identical to the drain electrode, in other words, it is the drain electrode itself. Reference number 98 denotes an organic EL layer, and reference number 99 a counter electrode.

[000105] A presente modalidade tem basicamente o mesmo tipo de configuração da primeira modalidade em que uma parte de um eletrodo inferior faz contato com um eletrodo de dreno por meio da fiação, mas tem uma configuração diferente em que o eletrodo de dreno e a camada emissora de luz são dispostas em camadas na mesma área sobreposta, vista da posição acima do substrato 91, e o eletrodo inferior existe entre elas.[000105] The present embodiment has basically the same type of configuration as the first embodiment in which a portion of a lower electrode makes contact with a drain electrode through wiring, but has a different configuration in which the drain electrode and the layer emitting light are arranged in layers in the same overlapping area, viewed from the position above the substrate 91, and the lower electrode exists between them.

[000106] O eletrodo de dreno pode ser o mesmo elemento do eletrodo inferior. Neste caso, o eletrodo de dreno precisa ter uma capacidade de injetar efetivamente um elétron ou um buraco em uma camada EL orgânica.[000106] The drain electrode can be the same element as the bottom electrode. In this case, the drain electrode needs to have a capability to effectively inject an electron or a hole into an organic EL layer.

[000107] É preferível controlar a densidade do portador de elétrons em uma parte de uma camada ativa correspondente a uma parte inferior de um eletrodo de dreno em 1x1018/cm3 ou mais aumentando-se os defeitos de oxigênio. Então, ela pode funcionar como o eletrodo de dreno e um eletrodo inferior ao mesmo tempo. Neste caso, é preferível que a camada ativa seja feita de uma película de In-Ga-Zn-O, que funcione como uma camada de injeção de buracos e seja conectada a uma parte do anodo de uma camada emissora de luz.[000107] It is preferable to control the electron carrier density in a part of an active layer corresponding to a lower part of a drain electrode at 1x1018/cm3 or more by increasing oxygen defects. So, it can function as the drain electrode and a bottom electrode at the same time. In this case, it is preferable that the active layer is made of an In-Ga-Zn-O film, which functions as a hole injection layer and is connected to an anode part of a light-emitting layer.

[000108] A figura 9 mostra um exemplo de uma camada emissora de luz arranjada na parte superior de uma camada de TFT, mas é aceitável uma configuração em que um contra eletrodo de um primeiro eletrodo e um eletrodo inferior de um segundo eletrodo sejam virados para baixo, e o primeiro eletrodo fique diretamente disposto em camadas em um eletrodo de dreno, se não causar um problema funcional. Neste caso, o segundo eletrodo que foi o eletrodo inferior existe de forma semelhante na parte superior, mas é funcionalmente o mesmo, desde que ele seja conectado ao eletrodo de dreno. Particularmente, quando é empregada uma camada EL inorgânica, o caso inverso pode ser adotado, em virtude de se ter maior resistência ao processamento do que uma camada EL orgânica.[000108] Figure 9 shows an example of a light-emitting layer arranged on the top of a TFT layer, but a configuration is acceptable in which a counter electrode of a first electrode and a bottom electrode of a second electrode are turned towards each other. low, and the first electrode is directly layered on a drain electrode, if it does not cause a functional problem. In this case, the second electrode which was the bottom electrode exists similarly on the top, but is functionally the same as long as it is connected to the drain electrode. Particularly, when an inorganic EL layer is used, the opposite case can be adopted, due to it having greater resistance to processing than an organic EL layer.

[000109] Em uma configuração preferida de um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção, primeiro e segundo eletrodos são um contra eletrodo e um eletrodo inferior, um transistor de efeito de campo é um TFT, uma camada ativa do TFT inclui In, Ga e Zn, pelo menos uma parte da camada ativa é um óxido amorfo, e uma parte de uma camada emissora de luz é eletricamente conectada a um eletrodo de dreno do TFT.[000109] In a preferred configuration of a light-emitting device according to the present invention, first and second electrodes are a counter electrode and a bottom electrode, a field effect transistor is a TFT, an active layer of the TFT includes In , Ga and Zn, at least a part of the active layer is an amorphous oxide, and a part of a light-emitting layer is electrically connected to a drain electrode of the TFT.

[000110] Em um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção, uma parte da camada emissora de luz é diretamente conectada a um eletrodo de dreno, ou uma parte da camada emissora de luz pode ser conectada ao eletrodo de dreno pela fiação. É preferível que uma parte da camada emissora de luz assim conectada seja um lado do anodo ou um lado do catodo da camada emissora de luz.[000110] In a light-emitting device according to the present invention, a part of the light-emitting layer is directly connected to a drain electrode, or a part of the light-emitting layer can be connected to the drain electrode by wiring. It is preferred that a part of the light-emitting layer so connected is an anode side or a cathode side of the light-emitting layer.

[000111] É preferível que pelo menos um do eletrodo de dreno e do eletrodo inferior supradescrito seja um óxido eletrocondutor transparente.[000111] It is preferable that at least one of the drain electrode and the bottom electrode described above is a transparent electroconductive oxide.

[000112] A seguir, será descrita uma terceira modalidade que é um exemplo de configuração da aplicação a um monitor com referência à figura 8.[000112] Next, a third modality will be described which is an example of configuring the application to a monitor with reference to figure 8.

[000113] Embora o eletrodo de dreno 97 seja utilizado como o eletrodo inferior na figura 9, o eletrodo de fonte 95 pode ser utilizado como o eletrodo inferior, dependendo da constituição da estrutura de camadas da camada emissora de luz. Ou seja, a presente invenção é caracterizada em conectar e assim qualquer um do eletrodo de fonte e do eletrodo de dreno de um transistor contendo um óxido amorfo a um eletrodo prensando uma camada emissora de luz.[000113] Although the drain electrode 97 is used as the bottom electrode in figure 9, the source electrode 95 can be used as the bottom electrode, depending on the constitution of the layer structure of the light-emitting layer. That is, the present invention is characterized by connecting any of the source electrode and the drain electrode of a transistor containing an amorphous oxide to an electrode pressing a light-emitting layer.

(Terceira modalidade)(Third modality)

[000114] Na figura 8, o número de referência 81 denota um transistor para ativar uma camada EL orgânica 84, que passa uma corrente a um elemento emissor de luz que tem a camada EL orgânica 84 e um par de eletrodos que prensa a camada EL orgânica 84. O número de referência 82 é um transistor 2 para selecionar um elemento de imagem, que supre um sinal de imagem para determinar uma corrente a passar para o elemento emissor de luz, a uma porta do transistor 81.[000114] In figure 8, reference number 81 denotes a transistor for activating an organic EL layer 84, which passes a current to a light-emitting element having the organic EL layer 84 and a pair of electrodes that press the EL layer organic 84. Reference number 82 is a transistor 2 for selecting an imaging element, which supplies an imaging signal for determining a current to pass to the light-emitting element, at a gate of the transistor 81.

[000115] Além do mais, é colocado um condensador 83 a fim de manter uma condição selecionada, armazenar cargas elétricas entre um fio de eletrodo comum 87 e uma parte de eletrodo de fonte do transistor 2, e reter o sinal da porta do transistor 1. O elemento de imagem é selecionado e determinado por um fio de eletrodo de varredura 85 e um fio de eletrodo de sinal 86.[000115] Furthermore, a capacitor 83 is placed in order to maintain a selected condition, store electrical charges between a common electrode wire 87 and a source electrode part of the transistor 2, and retain the gate signal of the transistor 1 The imaging element is selected and determined by a scanning electrode wire 85 and a signal electrode wire 86.

[000116] A configuração será agora descrita mais especificamente.[000116] The configuration will now be described more specifically.

[000117] Ao mesmo tempo em que é aplicado um sinal de seleção da fileira a um eletrodo de porta por um circuito acionado (não mostrado) através de um eletrodo de varredura 85 na forma de um sinal de pulso, o sinal de imagem é aplicado a um transistor 82 por um outro circuito acionado (não mostrado) através de um eletrodo de sinal 86 para selecionar um elemento de imagem.[000117] At the same time as a row selection signal is applied to a gate electrode by a driven circuit (not shown) through a scanning electrode 85 in the form of a pulse signal, the image signal is applied to a transistor 82 by another circuit driven (not shown) through a signal electrode 86 to select an image element.

[000118] Neste momento, o transistor 82 é ligado e a carga elétrica é armazenada em um condensador 83 colocado entre o fio do eletrodo de sinal 86 e o eletrodo de fonte do transistor 82. Assim, uma tensão de porta do transistor 81 é mantida em uma tensão desejada correspondente ao sinal de imagem, e o transistor 81 passa uma corrente correspondente ao sinal de imagem entre o eletrodo de fonte e um eletrodo de dreno. O estado é retido até que os transistores recebam o sinal seguinte. Embora o transistor 81 passe a corrente, a corrente é igualmente suprida continuamente a uma camada EL orgânica 84 e a emissão de luz é mantida.[000118] At this time, the transistor 82 is turned on and the electrical charge is stored in a capacitor 83 placed between the signal electrode wire 86 and the source electrode of the transistor 82. Thus, a gate voltage of the transistor 81 is maintained at a desired voltage corresponding to the image signal, and the transistor 81 passes a current corresponding to the image signal between the source electrode and a drain electrode. The state is retained until the transistors receive the next signal. Although transistor 81 passes current, current is also continuously supplied to an organic EL layer 84 and light emission is maintained.

[000119] O exemplo da figura 8 mostra uma configuração com uso de dois transistores e um condensador para um elemento de imagem, mas a configuração pode incluir mais transistores a fim de melhorar o desempenho.[000119] The example in figure 8 shows a configuration using two transistors and a capacitor for an image element, but the configuration can include more transistors in order to improve performance.

[000120] É essencial que um dispositivo emissor de luz possa realizar um tipo normalmente desligado de um TFT usando um TFT que tem uma camada ativa de um óxido amorfo ilustrado pelo óxido a base de In-Ga-Zn-O que é transparente e que pode ser formado a uma baixa temperatura de acordo com a presente invenção, em uma parte do transistor, e conseqüentemente inibe emissão desnecessária de luz. O TFT referido pode também fornecer um aparelho de eletronografia e uma unidade de exibição com alto contraste.[000120] It is essential that a light-emitting device can realize a normally off type of a TFT using a TFT that has an active layer of an amorphous oxide illustrated by the In-Ga-Zn-O based oxide that is transparent and that can be formed at a low temperature in accordance with the present invention, in a part of the transistor, and consequently inhibits unnecessary light emission. Said TFT can also provide an electronography apparatus and a high contrast display unit.

(Quarta modalidade)(Fourth modality)

[000121] Uma quarta modalidade de acordo com a presente invenção é um tipo de emissão por baixo de um dispositivo emissor de luz mostrado nas figuras 11 e 12.[000121] A fourth embodiment according to the present invention is a type of emission from below a light-emitting device shown in figures 11 and 12.

[000122] Especificamente, o dispositivo emissor de luz tem a camada emissora de luz supradescrita e o transistor de efeito de campo supradescrito arranjados em um substrato opticamente transparente, e emite luz pela camada emissora de luz supradescrita através do substrato supradescrito. Na figura 11, uma camada ativa (camada de canal 2101) formada de um óxido amorfo arranjada também logo abaixo de um elemento emissor de luz 2160, mas não precisa ficar arranjada logo abaixo dele. Na verdade, em uma configuração da figura 11, luz emitida pela camada emissora de luz 2108 atravessa a camada ativa formada do óxido amorfo supradescrito e o substrato 2100.[000122] Specifically, the light-emitting device has the above-described light-emitting layer and the above-described field-effect transistor arranged on an optically transparent substrate, and emits light by the above-described light-emitting layer through the above-described substrate. In Figure 11, an active layer (channel layer 2101) formed from an amorphous oxide is also arranged just below a light-emitting element 2160, but does not need to be arranged just below it. In fact, in a configuration of Figure 11, light emitted by the light-emitting layer 2108 passes through the active layer formed from the amorphous oxide described above and the substrate 2100.

[000123] A propósito, uma fonte de luz pode ser produzida dispondo-se um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção em uma dimensão, e pode fazer um aparelho combinando-o com um tambor fotocondutor 2350 de um fotorreceptor mostrado na figura 13. Especificamente, um aparelho de eletronografia pode ser composta do fotorreceptor 2350, um eletrificador (não mostrado) para eletrificar o fotorreceptor, uma fonte de luz de exposição 2300 para iluminar o fotorreceptor com luz 2101 a fim de formar uma imagem latente no fotorreceptor e uma unidade de revelação (não mostrada) para revelar a imagem latente supradescrita.[000123] By the way, a light source can be produced by arranging a light-emitting device according to the present invention in one dimension, and can make an apparatus by combining it with a photoconductive drum 2350 of a photoreceptor shown in the figure 13. Specifically, an electronography apparatus may be comprised of photoreceptor 2350, an electrifier (not shown) for electrifying the photoreceptor, an exposure light source 2300 for illuminating the photoreceptor with light 2101 to form a latent image on the photoreceptor, and a developing unit (not shown) for developing the above-described latent image.

[000124] Um óxido amorfo descrito na primeira e segunda modalidades supradescritas será explicado a seguir.[000124] An amorphous oxide described in the first and second embodiments described above will be explained below.

(Óxido amorfo)(Amorphous oxide)

[000125] A camada ativa empregada nas modalidades citadas 1 a 3 da invenção é explicada a seguir.[000125] The active layer used in the aforementioned embodiments 1 to 3 of the invention is explained below.

[000126] A concentração de portadores de elétrons no óxido amorfo na presente invenção é um valor medido à temperatura ambiente. A temperatura ambiente é uma temperatura na faixa de 0°C a cerca de 40°C, por exemplo, 25°C. A concentração de portadores de elétrons no óxido amorfo na presente invenção não precisa ser menor que 1x1018/cm3 por toda a faixa de 0 a 40°C. Por exemplo, a concentração de portadores de elétrons menor que 1018/cm3 a uma temperatura de 25°C é aceitável. A uma menor concentração de portadores de elétrons, não mais que 1x1017/cm3, ou não mais de 1x1016/cm3 de um TFT normalmente desligado podem ser produzidos com alto rendimento.[000126] The concentration of electron carriers in the amorphous oxide in the present invention is a value measured at room temperature. Ambient temperature is a temperature in the range of 0°C to about 40°C, for example 25°C. The concentration of electron carriers in the amorphous oxide in the present invention need not be less than 1x1018/cm3 throughout the range from 0 to 40°C. For example, electron carrier concentration less than 1018/cm3 at a temperature of 25°C is acceptable. At a lower electron carrier concentration, no more than 1x1017/cm3, or no more than 1x1016/cm3 of a normally off TFT can be produced in high yield.

[000127] Na presente especificação, a descrição "menor que 1018/cm3" significa "preferivelmente menor que 1x1018/cm3 e mais preferivelmente menor que 1,0x1018/cm3".[000127] In the present specification, the description "less than 1018/cm3" means "preferably less than 1x1018/cm3 and more preferably less than 1.0x1018/cm3".

[000128] A concentração de portadores de elétrons pode ser medida pela medição do efeito Hall.[000128] The concentration of electron carriers can be measured by measuring the Hall effect.

[000129] O óxido amorfo na presente invenção é um óxido que apresenta um padrão halo e nenhuma linha de difração característica em uma espectrometria de difração de raios-X.[000129] The amorphous oxide in the present invention is an oxide that presents a halo pattern and no characteristic diffraction line in an X-ray diffraction spectrometry.

[000130] No óxido amorfo da presente invenção, o limite inferior da concentração de portadores de elétrons é, por exemplo, 1x1012/cm3, mas não está assim limitado, desde que ele seja aplicável como uma camada de canal de um TFT.[000130] In the amorphous oxide of the present invention, the lower limit of the electron carrier concentration is, for example, 1x1012/cm3, but is not so limited, as long as it is applicable as a channel layer of a TFT.

[000131] Dessa maneira, na presente invenção, a concentração de portadores de elétrons é ajustada controlando-se o material, razão de composição, condições de produção e assim por diante do óxido amorfo, como nos exemplos descritos posteriormente, em uma faixa, por exemplo, de 1x1012/cm3 a 1x1018/cm3, preferivelmente de 1x1013/cm3 a 1x1017/cm3, mais preferivelmente de 1x1015/cm3 a 1x1016/cm3.[000131] In this way, in the present invention, the concentration of electron carriers is adjusted by controlling the material, composition ratio, production conditions and so on of the amorphous oxide, as in the examples described later, in a range, for example, from 1x1012/cm3 to 1x1018/cm3, preferably from 1x1013/cm3 to 1x1017/cm3, more preferably from 1x1015/cm3 to 1x1016/cm3.

[000132] O óxido amorfo, além dos óxidos de InZnGa, podem ser selecionados devidamente de óxidos de In, óxidos de InxZni-x (0,2 < x < 1), óxidos de InxSn1-x (0,8 < x < 1) e óxidos de Inx(Zn, Sn)1-x (0,15 < x < 1). O óxido de Inx(Zn, Sn)1-x pode também ser representado por Inx(ZnySn1-y)1-x (0 < y <1).[000132] The amorphous oxide, in addition to InZnGa oxides, can be appropriately selected from In oxides, InxZni-x oxides (0.2 < x < 1), InxSn1-x oxides (0.8 < x < 1 ) and Inx(Zn, Sn)1-x oxides (0.15 < x < 1). The Inx(Zn, Sn)1-x oxide can also be represented by Inx(ZnySn1-y)1-x (0 < y <1).

[000133] Quando o óxido de In não contém nem Zn nem Sn, o In pode ser parcialmente substituído por Ga: óxido de InxGa1-x (0 < x < 1).[000133] When In oxide contains neither Zn nor Sn, In can be partially replaced by Ga: InxGa1-x oxide (0 < x < 1).

[000134] Um óxido amorfo de uma concentração de portadores de elétrons de 1x1018/cm3 que é preparado da presente invenção está descrito a seguir com detalhes.[000134] An amorphous oxide of an electron carrier concentration of 1x1018/cm3 that is prepared of the present invention is described below in detail.

[000135] Um grupo dos óxidos supramencionados é constituído caracteristicamente de In-Ga-Zn-O representado por InGaO3(ZnO)m (m: um número natural menor que 6) em um estado cristalino, e contendo portadores de elétrons a uma concentração menor que 1x1018/cm3.[000135] A group of the aforementioned oxides is characteristically constituted by In-Ga-Zn-O represented by InGaO3(ZnO)m (m: a natural number less than 6) in a crystalline state, and containing electron carriers at a lower concentration than 1x1018/cm3.

[000136] O outro grupo dos óxidos supramencionados é caracteristicamente constituído de In-Ga-Zn-Mg-O, representado por InGaO3(Zn1-xMgxO)m (m: um número natural menor que 6, e 0 < x < 1) em um estado cristalino, e contendo portadores de elétrons a uma concentração menor que 1x1018/cm3.[000136] The other group of the aforementioned oxides is characteristically made up of In-Ga-Zn-Mg-O, represented by InGaO3(Zn1-xMgxO)m (m: a natural number less than 6, and 0 < x < 1) in a crystalline state, and containing electron carriers at a concentration less than 1x1018/cm3.

[000137] A película constituída de um óxido como esse é preferivelmente projetada para apresentar preferivelmente uma mobilidade de elétrons maior que 1 cm2/V.s.[000137] The film made up of such an oxide is preferably designed to preferably have an electron mobility greater than 1 cm2/V.s.

[000138] Pelo uso desta película como a camada de canal, pode-se preparar um TFT que é normalmente desligado com uma corrente de porta menor que 0,1 microampère em um estado desligado do transistor que tem uma razão liga- desliga maior que 1x103 que é transparente à luz visível e é flexível.[000138] By using this film as the channel layer, one can prepare a TFT that is normally turned off with a gate current of less than 0.1 microamps in an off state of the transistor that has an on-off ratio greater than 1x103 which is transparent to visible light and is flexible.

[000139] Na película citada, a mobilidade de elétrons aumenta com o aumento dos elétrons de condução. O substrato para formar a película transparente inclui chapas de vidro, chapas de plástico e películas plásticas.[000139] In the aforementioned film, electron mobility increases with the increase in conduction electrons. The substrate for forming the transparent film includes glass sheets, plastic sheets and plastic films.

[000140] Usando a película de óxido amorfo citada como a camada de canal, pelo menos uma das camadas constituídas de Al2O3, Y2O3 ou HfO2 ou um composto cristalino misto destes é usado como a película isolante de porta.[000140] Using the aforementioned amorphous oxide film as the channel layer, at least one of the layers consisting of Al2O3, Y2O3 or HfO2 or a mixed crystalline compound thereof is used as the door insulating film.

[000141] Em uma modalidade preferida, a película é formada em uma atmosfera de gás oxigênio sem adição intencional de uma impureza para aumentar a resistência elétrica ao óxido amorfo.[000141] In a preferred embodiment, the film is formed in an oxygen gas atmosphere without intentional addition of an impurity to increase electrical resistance to the amorphous oxide.

[000142] Na presente invenção observou-se que as películas finas amorfas de óxidos semi-isolantes têm características em que a mobilidade de elétrons aumenta com o aumento do número de elétrons de condução, e observaram adicionalmente que um TFT preparado pelo uso da película tem melhores características do transistor, tais como a razão liga-desliga, a corrente de saturação em um estado estrangulado, e a taxa de comutação. Assim, um TFT tipo normalmente desligado pode ser produzido com utilização do óxido amorfo.[000142] In the present invention it was observed that amorphous thin films of semi-insulating oxides have characteristics in which the electron mobility increases with the increase in the number of conduction electrons, and they additionally observed that a TFT prepared by using the film has better characteristics of the transistor, such as the on-off ratio, the saturation current in a throttled state, and the switching rate. Thus, a normally off type TFT can be produced using the amorphous oxide.

[000143] Com uso da película fina de óxido amorfo como a camada de canal de um transistor de película, a mobilidade de elétrons pode ser feita maior que 1 cm2/V.s, preferivelmente maior que 5 cm2/V.s. A corrente entre o terminal de dreno e o terminal de fonte em um estado desligado (nenhuma tensão de porta aplicada) pode ser controlada em menos que 10 microampères, preferivelmente menos que 0,1 microampère na concentração de portadores menor que 1x1018/cm3, preferivelmente menor que 1x1016/cm3. Adicionalmente pelo uso desta película fina, a corrente de saturação depois do estrangulamento pode ser aumentada para 10 microampères ou mais, e a razão liga-desliga pode ser aumentada acima de 1x103 para uma mobilidade de elétrons maior que 1 cm2/V.s, preferivelmente maior que 5 cm2/V.s.[000143] Using the amorphous oxide thin film as the channel layer of a film transistor, the electron mobility can be made greater than 1 cm2/V.s, preferably greater than 5 cm2/V.s. The current between the drain terminal and the source terminal in an off state (no gate voltage applied) can be controlled to less than 10 microamps, preferably less than 0.1 microamps at carrier concentration less than 1x1018/cm3, preferably less than 1x1016/cm3. Additionally by use of this thin film, the saturation current after throttling can be increased to 10 microamperes or more, and the on-off ratio can be increased above 1x103 for an electron mobility greater than 1 cm2/V.s, preferably greater than 5 cm2/V.s.

[000144] Em um estado estrangulado do TFT, uma alta tensão é aplicada no terminal de porta, e os elétrons saem a uma alta densidade no canal. Portanto de acordo com a presente invenção, a corrente de saturação pode ser aumentada em correspondência com o aumento da mobilidade de elétrons. Assim, as características do transistor podem ser melhoradas, tal como o aumento da razão liga-desliga, o aumento da corrente de saturação e o aumento da taxa de comutação. Ao contrário, em um composto usual, o aumento dos elétrons diminui a mobilidade de elétrons por causa da colisão dos elétrons.[000144] In a throttled state of the TFT, a high voltage is applied to the gate terminal, and electrons exit at a high density into the channel. Therefore according to the present invention, the saturation current can be increased in correspondence with the increase in electron mobility. Thus, the characteristics of the transistor can be improved, such as increasing the on-off ratio, increasing the saturation current and increasing the switching rate. On the contrary, in a usual compound, the increase in electrons decreases the electron mobility because of the collision of electrons.

[000145] A estrutura do TFT supramencionado pode ser uma estrutura desencontrada (porta superior) na qual uma película isolante de porta e um terminal de porta são sucessivamente formados em uma camada de canal semicondutora, ou uma estrutura desencontrada invertida (porta inferior) na qual uma película isolante de porta e uma camada de canal semicondutora são sucessivamente formadas em um terminal de porta.[000145] The above-mentioned TFT structure may be an offset structure (upper gate) in which a gate insulating film and a gate terminal are successively formed on a semiconductor channel layer, or an inverted offset structure (lower gate) in which a gate insulating film and a semiconductor channel layer are successively formed on a gate terminal.

(Primeiro Processo para Formação de Película: Processo PLD)(First Process for Film Formation: PLD Process)

[000146] A película fina de óxido amorfo com a composição InGaO3(ZnO)m (m: um número natural menor que 6) em um estado cristalino é estável até uma alta temperatura de 800°C ou mais, quando m é menor que 6, ao passo que, com o aumento de m, a saber, com o aumento da razão de ZnO para InGaO3 próxima da composição de ZnO, o óxido tende cristalizar. Portanto, o valor m do óxido é preferivelmente menor que 6 para uso como a camada de canal do TFT amorfo.[000146] The amorphous oxide thin film with the composition InGaO3(ZnO)m (m: a natural number less than 6) in a crystalline state is stable up to a high temperature of 800°C or more, when m is less than 6 , whereas, with an increase in m, namely, with an increase in the ratio of ZnO to InGaO3 close to the composition of ZnO, the oxide tends to crystallize. Therefore, the m value of the oxide is preferably less than 6 for use as the channel layer of the amorphous TFT.

[000147] A formação da película é conduzida preferivelmente por um processo de formação de película de fase gasosa pelo uso de um alvo de um compacto sinterizado policristalino com uma composição InGaO3(ZnO)m. Dos processos de formação de película de fase gasosa, pulverização catódica e deposição de vapor por laser pulsado são adequados. A pulverização catódica é particularmente adequada para a produção em grande escala.[000147] Film formation is preferably conducted by a gas phase film formation process using a target of a sintered polycrystalline compact with an InGaO3(ZnO)m composition. Of the gas phase film forming processes, sputtering and pulsed laser vapor deposition are suitable. Sputtering is particularly suitable for large-scale production.

[000148] Entretanto, na formação da película amorfa em condições usuais, defeito de oxigênio pode ocorrer, e assim a concentração de portadores de elétrons menor que 1x1018/cm3 e a condutividade elétrica menor que 10 X/cm não podem ser conseguidas. Com uma película como essa, um transistor normalmente desligado não pode ser constituído.[000148] However, in the formation of the amorphous film under usual conditions, oxygen defect may occur, and thus the electron carrier concentration less than 1x1018/cm3 and electrical conductivity less than 10 X/cm cannot be achieved. With a film like this, a normally off transistor cannot be formed.

[000149] Na presente invenção, foi produzida uma película de In-Ga-Zn-O por deposição de vapor de laser pulsado com utilização do aparelho mostrado na figura 14.[000149] In the present invention, an In-Ga-Zn-O film was produced by pulsed laser vapor deposition using the apparatus shown in figure 14.

[000150] A formação da película foi realizada usando um aparelho de formação de película PLD como esse mostrado na figura 14.[000150] Film formation was carried out using a PLD film forming apparatus like the one shown in figure 14.

[000151] Na figura 14, os números indicam o seguinte: 701, uma RP (bomba rotativa), 702, uma TMP (bomba turbomolecular); 703, uma câmara preliminar, 704, um canhão de elétrons para RHEED, 705, um mecanismo de retenção do substrato para rotacionar e mover verticalmente o substrato, 706, uma janela de introdução de laser, 707, um substrato, 708, um alvo, 709, uma fonte de radical, 710, uma entrada de gás, 711, um mecanismo de retenção do alvo para rotacionar e mover verticalmente o alvo, 712, uma linha de derivação, 713, uma linha principal, 714, uma TMP (bomba turbo molecular), 715, uma RP (bomba rotativa); 716, uma bomba coletora de titânio; 717, um obturador, 718, um IG (manômetro iônico), 719, um PG (manômetro Pirani); 720, um BG (manômetro barométrico) e 721, uma câmara de crescimento.[000151] In figure 14, the numbers indicate the following: 701, an RP (rotary pump), 702, a TMP (turbomolecular pump); 703, a preliminary chamber, 704, an electron gun for RHEED, 705, a substrate holding mechanism for rotating and vertically moving the substrate, 706, a laser introduction window, 707, a substrate, 708, a target, 709, a radical source, 710, a gas inlet, 711, a target holding mechanism for rotating and vertically moving the target, 712, a bypass line, 713, a main line, 714, a TMP (turbo pump molecular), 715, a RP (rotary pump); 716, a titanium sump pump; 717, an obturator, 718, an IG (ionic pressure gauge), 719, a PG (Pirani pressure gauge); 720, a BG (barometric pressure gauge) and 721, a growth chamber.

[000152] Uma película fina semicondutora de óxido amorfo tipo In-Ga-Zn-O foi depositada em um substrato de vidro SiO2 (Corning Co.: 1737) por meio de deposição de vapor de laser pulsado empregando um laser de excímero KrF. Como o pré-tratamento antes da deposição, o substrato foi lavado ultra- sonicamente para desengorduramento com acetona, etanol e água ultra-pura, cada qual por cinco minutos, e seco ao ar a 100°C.[000152] An In-Ga-Zn-O type amorphous oxide semiconductor thin film was deposited on a SiO2 glass substrate (Corning Co.: 1737) through pulsed laser vapor deposition employing a KrF excimer laser. As pre-treatment before deposition, the substrate was ultrasonically washed for degreasing with acetone, ethanol and ultra-pure water, each for five minutes, and air-dried at 100°C.

[000153] O alvo policristalino foi um compacto sinterizado de InGaO3 (ZnO)4 (tamanho: 20 mm de diâmetro, 5 mm de espessura), que foi preparado pela mistura úmida de In2O3, GaxO3 e ZnO (cada qual reagente 4N) como o material fonte (solvente: etanol), calcinação da mistura (1.000°C, 2 horas), trituração a seco e sinterização (1.550°C, 2 horas). O alvo teve uma eletrocondutividade de 90 S/cm.[000153] The polycrystalline target was a sintered compact of InGaO3 (ZnO)4 (size: 20 mm in diameter, 5 mm in thickness), which was prepared by wet mixing In2O3, GaxO3 and ZnO (each 4N reagent) as the source material (solvent: ethanol), calcination of the mixture (1,000°C, 2 hours), dry grinding and sintering (1,550°C, 2 hours). The target had an electroconductivity of 90 S/cm.

[000154] A formação da película foi conduzida controlando-se o vácuo final da câmara de crescimento em 2x10-6 Pa e a pressão parcial de oxigênio durante o crescimento em 6,5 Pa. A pressão parcial de oxigênio na câmara de crescimento 721 foi 6,5 Pa, e a temperatura do substrato foi 25°C. A distância entre o alvo 708 e o substrato de retenção da película 707 foi 30 mm, a potência introduzida pela janela de introdução 716 foi na faixa de 1,5 - 3 mJ/cm2/pulso. A largura do pulso foi 20 ns, a freqüência de repetição foi 10 Hz, e o tamanho do ponto de irradiação foi 1x1 milímetro quadrado. Nas condições citadas, a película foi formada a uma velocidade de 7 nm /minuto.[000154] Film formation was conducted by controlling the final vacuum of the growth chamber at 2x10-6 Pa and the partial pressure of oxygen during growth at 6.5 Pa. The partial pressure of oxygen in the growth chamber 721 was 6.5 Pa, and the substrate temperature was 25°C. The distance between the target 708 and the film holding substrate 707 was 30 mm, the power introduced through the introduction window 716 was in the range of 1.5 - 3 mJ/cm2/pulse. The pulse width was 20 ns, the repetition frequency was 10 Hz, and the irradiation spot size was 1x1 square millimeter. Under the aforementioned conditions, the film was formed at a speed of 7 nm/minute.

[000155] A película fina resultante foi examinada pelo método de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) (método da película fina, ângulo de incidência 0,5 o): não foi observado pico de difração definido. Assim, a película fina tipo In-Ga-Zn-O obtida foi considerada amorfa. Pela refletividade de raios-X e sua análise de padrão, a rugosidade média quadrática (Rrms) encontrada foi de cerca de 0,5 nm, e a espessura da película cerca de 120 nm. Pela análise espectrométrica de raios-X de fluorescência (XRF), a composição do metal da película encontrada foi In:Ga:Zn = 0,98:1,02:4. A condutividade elétrica foi menor que cerca de 1x10-2 S/cm. A concentração de portadores de elétrons foi estimada em não mais que 1x10-16/cm3. A mobilidade de elétrons foi estimada em cerca de 5 cm2/V.s. Pela análise do espectro de absorção, o alcance da energia da folga de banda óptica da película fina amorfa resultante foi estimado em cerca de 3 eV.[000155] The resulting thin film was examined by the small angle X-ray scattering (SAXS) method (thin film method, incidence angle 0.5 o): no defined diffraction peak was observed. Thus, the In-Ga-Zn-O thin film obtained was considered amorphous. From the X-ray reflectivity and its pattern analysis, the root mean square roughness (Rrms) was found to be about 0.5 nm, and the film thickness was about 120 nm. By fluorescence X-ray spectrometric analysis (XRF), the metal composition of the film was found to be In:Ga:Zn = 0.98:1.02:4. The electrical conductivity was less than about 1x10-2 S/cm. The electron carrier concentration was estimated to be no more than 1x10-16/cm3. The electron mobility was estimated to be about 5 cm2/V.s. From analysis of the absorption spectrum, the optical band gap energy range of the resulting amorphous thin film was estimated to be about 3 eV.

[000156] Os resultados apresentados mostram que a película fina tipo In-Ga- Zn-O obtida é uma película fina plana transparente que tem uma fase amorfa de uma composição próxima à de um InGaO3(ZnO)4 cristalino que tem menos defeitos de oxigênio e que tem menor condutividade elétrica.[000156] The results presented show that the In-Ga-Zn-O type thin film obtained is a transparent flat thin film that has an amorphous phase of a composition close to that of a crystalline InGaO3(ZnO)4 that has fewer oxygen defects and which has lower electrical conductivity.

[000157] A formação da película citada é explicada especificamente pela referência à figura 1. A figura 1 mostra a dependência da concentração de portadores de elétrons na película fina de óxido amorfo transparente formada na pressão parcial de oxigênio para a película de uma composição de InGaO3(ZnO)m (m: um número inteiro menor que 6) em um estado cristalino considerado nas mesmas condições de formação da película do exemplo anterior.[000157] The formation of the aforementioned film is explained specifically by reference to figure 1. Figure 1 shows the dependence of the concentration of electron carriers in the transparent amorphous oxide thin film formed on the partial pressure of oxygen for the film of an InGaO3 composition (ZnO)m (m: an integer less than 6) in a crystalline state considered under the same film formation conditions as in the previous example.

[000158] Pela formação da película em uma atmosfera com pressão parcial de oxigênio maior que 4,5 Pa nas mesmas condições do exemplo anterior, a concentração de portadores de elétrons pode ser reduzida abaixo de 1x1018/cm3, conforme mostrado na figura 1. Nesta formação de película, o substrato foi mantido aproximadamente à temperatura ambiente sem aquecimento intencional. Para o uso de uma película de plástico flexível como o substrato, a temperatura do substrato é mantida preferivelmente a uma temperatura menor que 100°C.[000158] By forming the film in an atmosphere with oxygen partial pressure greater than 4.5 Pa under the same conditions as in the previous example, the concentration of electron carriers can be reduced below 1x1018/cm3, as shown in figure 1. In this film formation, the substrate was maintained at approximately room temperature without intentional heating. For using a flexible plastic film as the substrate, the temperature of the substrate is preferably maintained at a temperature lower than 100°C.

[000159] A maior pressão parcial de oxigênio permite diminuir a concentração de portadores de elétrons. Por exemplo, conforme mostrado na figura 1, a película fina de InGaO3(ZnO)4 formada na temperatura do substrato de 25°C e na pressão parcial de oxigênio de 5 Pa teve uma menor concentração de portadores de elétrons de 1x1016/cm3.[000159] The greater partial pressure of oxygen allows the concentration of electron carriers to be reduced. For example, as shown in figure 1, the InGaO3(ZnO)4 thin film formed at substrate temperature of 25°C and oxygen partial pressure of 5 Pa had a lower electron carrier concentration of 1x1016/cm3.

[000160] Na película fina obtida, a mobilidade de elétrons foi maior que 1 cm2/V.s, conforme mostrado na figura 2. Entretanto, a película depositada por deposição de vapor de laser pulsado a uma pressão parcial de oxigênio maior que 6,5 Pa como neste exemplo tem uma superfície rugosa, não sendo adequada para uma camada de canal do TFT.[000160] In the thin film obtained, the electron mobility was greater than 1 cm2/V.s, as shown in figure 2. However, the film deposited by pulsed laser vapor deposition at an oxygen partial pressure greater than 6.5 Pa as in this example it has a rough surface, not suitable for a TFT channel layer.

[000161] Dessa maneira, um transistor do tipo normalmente desligado pode ser construído usando um óxido amorfo fino transparente representado por InGaO3(ZnO)m (m: um número menor que 6) em um estado cristalino formado a uma pressão parcial de oxigênio maior que 4,5 Pa, preferivelmente maior que 5 Pa, mas menor que 6,5 Pa por um método de deposição de vapor de laser pulsado no exemplo anterior.[000161] In this way, a normally-off type transistor can be constructed using a transparent thin amorphous oxide represented by InGaO3(ZnO)m (m: a number less than 6) in a crystalline state formed at an oxygen partial pressure greater than 4.5 Pa, preferably greater than 5 Pa, but less than 6.5 Pa by a pulsed laser vapor deposition method in the previous example.

[000162] A película fina obtida anterior apresentou uma mobilidade de elétrons maior que 1 cm2/V, e a razão liga-desliga pode ser aumentada acima de 1x103.[000162] The thin film obtained previously showed an electron mobility greater than 1 cm2/V, and the on-off ratio can be increased above 1x103.

[000163] Conforme descrito anteriormente, na formação de uma película de óxido de InGaZn por um método PLD nas condições mostradas neste exemplo, a pressão parcial de oxigênio é controlada preferivelmente na faixa de 4,5 Pa a 6,5 Pa.[000163] As previously described, in the formation of an InGaZn oxide film by a PLD method under the conditions shown in this example, the partial pressure of oxygen is preferably controlled in the range of 4.5 Pa to 6.5 Pa.

[000164] Para se atingir a concentração de portadores de elétrons de 1x1018/cm3, as condições de pressão parcial de oxigênio, a constituição do aparelho de formação da película e o tipo e composição do material de formação da película devem ser controladas.[000164] To achieve an electron carrier concentration of 1x1018/cm3, the oxygen partial pressure conditions, the constitution of the film-forming apparatus and the type and composition of the film-forming material must be controlled.

[000165] Em seguida, foi produzido um elemento MISFET do tipo porta superior mostrado na figura 5 formando-se um óxido amorfo com o aparelho supramencionado a uma pressão parcial de oxigênio de 6,5 Pa. Especificamente, no substrato de vidro 1, uma película de InGaO3(ZnO)4 amorfa semi-isolante de 120 nm de espessura foi formada para uso para a camada de canal 2 pelo método referido de formação de película fina amorfa de Ga-Ga-Zn-O. Adicionalmente nela, uma película de InGaO3(ZnO)4 com uma maior eletrocondutividade e uma película de ouro foram laminadas respectivamente em uma espessura de 30 nm por deposição de laser pulsado a uma pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa na câmara. Então, o terminal de dreno 5 e o terminal de fonte 6 foram formados por fotolitografia e um método de desprendimento. Finalmente, uma película de Y2O3 para o isolante de porta 3 foi formada por um método de deposição de vapor por feixe de elétrons (espessura: 90 nm, constante dielétrica relativa: cerca de 15, densidade de corrente de fuga: 1x10-3 A/cm3 com aplicação de 0,5 MC/cm). Nela, formou-se uma camada de ouro, e o terminal de porta 4 foi formado por fotolitografia e desprendimento.[000165] Next, an upper gate type MISFET element shown in figure 5 was produced by forming an amorphous oxide with the aforementioned apparatus at an oxygen partial pressure of 6.5 Pa. Specifically, on the glass substrate 1, a 120 nm thick semi-insulating amorphous InGaO3(ZnO)4 film was formed for use for channel layer 2 by the aforementioned Ga-Ga-Zn-O amorphous thin film forming method. Additionally, an InGaO3(ZnO)4 film with a higher electroconductivity and a gold film were respectively laminated to a thickness of 30 nm by pulsed laser deposition at an oxygen partial pressure of less than 1 Pa in the chamber. Then, the drain terminal 5 and the source terminal 6 were formed by photolithography and a peel-off method. Finally, a Y2O3 film for gate insulator 3 was formed by an electron beam vapor deposition method (thickness: 90 nm, relative dielectric constant: about 15, leakage current density: 1x10-3 A/ cm3 with application of 0.5 MC/cm). On it, a gold layer was formed, and the gate terminal 4 was formed by photolithography and detachment.

Avaliação das Características do Elemento MISFETAssessment of MISFET Element Characteristics

[000166] A figura 6 mostra as características de corrente-tensão do elemento MISFET medidas à temperatura ambiente. Entende-se que o canal é um semicondutor tipo n do aumento da corrente de dreno IDS com o aumento da tensão de dreno VDS. Isto é consistente com o fato de que um semicondutor amorfo de um tipo In-Ga-Zn-O é de um tipo n. A IDS fica saturada (estrangulada) a VDS = 6V, que é um comportamento típico de um transistor semicondutor. Pelo exame das características de ganho, o valor limiar da tensão de porta VGS sob aplicação de VDS = 4V foi encontrado em cerca de -0,5 V. Uma passagem de corrente IDS = 1,0x10-5 A foi causada a VG = 10 V. Isto corresponde à indução de portador pela polarização da porta na película fina semicondutora amorfa tipo In- Ga-Zn-O.[000166] Figure 6 shows the current-voltage characteristics of the MISFET element measured at room temperature. It is understood that the channel is an n-type semiconductor of the IDS drain current increasing with the VDS drain voltage increasing. This is consistent with the fact that an amorphous semiconductor of an In-Ga-Zn-O type is of an n-type. The IDS becomes saturated (throttled) at VDS = 6V, which is typical behavior of a semiconductor transistor. By examining the gain characteristics, the threshold value of the gate voltage VGS under application of VDS = 4V was found to be about -0.5 V. A passing current IDS = 1.0x10-5 A was caused at VG = 10 V. This corresponds to carrier induction by gate polarization in the In-Ga-Zn-O type amorphous semiconductor thin film.

[000167] A razão liga-desliga do transistor foi maior que 1x103. Pelas características de saída, a mobilidade do efeito de campo foi calculada em cerca de 7 cm2 (Vs)-1. A irradiação de luz visível não mudou as características do transistor do elemento produzido de acordo com a mesma medição.[000167] The on-off ratio of the transistor was greater than 1x103. From the output characteristics, the field effect mobility was calculated to be about 7 cm2 (Vs)-1. Visible light irradiation did not change the transistor characteristics of the element produced according to the same measurement.

[000168] De acordo com a presente invenção, pode-se produzir um transistor de película fina que tem uma camada de canal que contém portadores de elétrons a uma menor concentração para se conseguir maior resistência elétrica e que apresenta maior mobilidade de elétrons.[000168] According to the present invention, a thin film transistor can be produced that has a channel layer that contains electron carriers at a lower concentration to achieve greater electrical resistance and that presents greater electron mobility.

[000169] O óxido amorfo citado tem excelentes características de que a mobilidade de elétrons aumenta com o aumento da concentração de portadores de elétrons, e apresenta condução degenerada. Neste exemplo, a película fina foi formada em um substrato de vidro. Entretanto, uma chapa ou película plástica é usada como o substrato, uma vez que a formação da película pode ser conduzida à temperatura ambiente. Adicionalmente, o óxido amorfo obtido neste exemplo absorve somente pouca luz visível para dar um TFT flexível transparente.[000169] The aforementioned amorphous oxide has excellent characteristics in that electron mobility increases with increasing concentration of electron carriers, and presents degenerate conduction. In this example, the thin film was formed on a glass substrate. However, a plastic sheet or film is used as the substrate since film formation can be conducted at room temperature. Additionally, the amorphous oxide obtained in this example absorbs only little visible light to give a transparent flexible TFT.

(Segundo Processo para Formação de Película: Processo de Pulverização Catódica (Processo SP))(Second Process for Film Formation: Sputtering Process (SP Process))

[000170] A formação de película pelo processo SP de alta freqüência pelo uso de gás argônio como o gás de atmosfera é explicada a seguir.[000170] Film formation by the high-frequency SP process using argon gas as the atmosphere gas is explained below.

[000171] O processo SP foi conduzido pelo uso do aparelho mostrado na figura 15. Na figura 15, os números indicam o seguinte: 807, um substrato para formação de película; 808, um alvo; 805, um dispositivo de retenção do substrato equipado com um mecanismo de resfriamento; 814, uma bomba turbomolecular; 815, uma bomba rotativa; 817, um obturador; 818, um manômetro iônico; 819, um manômetro Pirani; 821, uma câmara de crescimento e 830, uma válvula gaveta.[000171] The SP process was conducted using the apparatus shown in figure 15. In figure 15, the numbers indicate the following: 807, a substrate for film formation; 808, a target; 805, a substrate holding device equipped with a cooling mechanism; 814, a turbomolecular bomb; 815, a rotary pump; 817, a shutter; 818, an ionic manometer; 819, a Pirani manometer; 821, a growth chamber and 830, a gate valve.

[000172] O substrato 807 para formação de película foi um substrato de vidro SiO2 (Corning Co. 1737) que foi lavado ultra-sonicamente para desengorduramento com acetona, etanol e água ultra-pura, respectivamente, por 5 minutos, e seco a 100°C no ar.[000172] Substrate 807 for film formation was a SiO2 glass substrate (Corning Co. 1737) that was ultrasonically washed for degreasing with acetone, ethanol and ultra-pure water, respectively, for 5 minutes, and dried at 100 °C in air.

[000173] O alvo foi um compacto sinterizado policristalino com uma composição de InGaO3(ZnO)4 (tamanho: 20 mm de diâmetro, 5 mm de espessura) que foi preparado pela mistura úmida de In2O3, Ga2O3 e ZnO (cada qual reagente 4N) como o material fonte (solvente: etanol), calcinação da mistura (1.000°C, 2 horas), trituração a seco e sinterização (1.550°C, 2 horas). O alvo 808 teve uma eletrocondutividade de 90 S/cm, sendo semi-isolante.[000173] The target was a polycrystalline sintered compact with a composition of InGaO3(ZnO)4 (size: 20 mm in diameter, 5 mm in thickness) that was prepared by wet mixing In2O3, Ga2O3 and ZnO (each 4N reagent) as the source material (solvent: ethanol), calcination of the mixture (1,000°C, 2 hours), dry grinding and sintering (1,550°C, 2 hours). Target 808 had an electroconductivity of 90 S/cm, making it semi-insulating.

[000174] O grau de vácuo final da câmara de crescimento 821 foi 1x10-4 Torr. Durante o crescimento, a pressão total do oxigênio e gás argônio foi mantida constante na faixa de 4 a 0,1x10-1 Pa. A razão da pressão parcial de argônio para oxigênio mudou na faixa da pressão parcial de oxigênio de 1x10-3 a 2x10-1 Pa.[000174] The final vacuum degree of growth chamber 821 was 1x10-4 Torr. During growth, the total pressure of oxygen and argon gas was kept constant in the range of 4 to 0.1x10-1 Pa. The partial pressure ratio of argon to oxygen changed in the oxygen partial pressure range of 1x10-3 to 2x10 -1 Pa.

[000175] A temperatura do substrato foi a temperatura ambiente. A distância entre o alvo 808 e o substrato 807 para a formação da película foi 30 mm.[000175] The substrate temperature was room temperature. The distance between the target 808 and the substrate 807 for film formation was 30 mm.

[000176] A potência elétrica alimentada foi RF 180 W e a taxa de formação da película foi 10 nm/minuto.[000176] The electrical power fed was RF 180 W and the film formation rate was 10 nm/minute.

[000177] A película fina resultante foi examinada pelo método de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) (método de película fina, ângulo de incidência 0,5 o): não foi observado pico de difração distinto. Assim, a película fina tipo In-Ga-Zn-O obtida foi considerada amorfa. Pela refletividade de raios-X e análise de seu padrão, a rugosidade superficial média (Rrms) encontrada foi cerca de 0,5 nm, e a espessura da película cerca de 120 nm. Pela análise espectrométrica de raios-X de fluorescência (XRF), a composição do metal da película encontrada foi In:Ga:Zn = 0,98:1,02:4.[000177] The resulting thin film was examined by the small angle X-ray scattering (SAXS) method (thin film method, incidence angle 0.5 o): no distinct diffraction peak was observed. Thus, the In-Ga-Zn-O thin film obtained was considered amorphous. Using the X-ray reflectivity and analysis of its pattern, the average surface roughness (Rrms) was found to be about 0.5 nm, and the film thickness was about 120 nm. By fluorescence X-ray spectrometric analysis (XRF), the metal composition of the film was found to be In:Ga:Zn = 0.98:1.02:4.

[000178] As películas foram formadas em várias pressões parciais de oxigênio da atmosfera, e as películas de óxido amorfo resultantes foram medidas com relação à condutividade elétrica. A figura 3 mostra o resultado.[000178] The films were formed at various atmospheric oxygen partial pressures, and the resulting amorphous oxide films were measured for electrical conductivity. Figure 3 shows the result.

[000179] Conforme mostrado na figura 3, a condutividade elétrica pode ser reduzida a menos de 10 S/cm conduzindo a formação da película em uma atmosfera que tem uma pressão parcial de oxigênio maior que 3x10-2 Pa. O número de portadores de elétrons pode ser reduzido pelo aumento da pressão parcial de oxigênio.[000179] As shown in figure 3, electrical conductivity can be reduced to less than 10 S/cm leading to film formation in an atmosphere that has an oxygen partial pressure greater than 3x10-2 Pa. The number of electron carriers can be reduced by increasing the partial pressure of oxygen.

[000180] Conforme mostrado na figura 3, por exemplo, a película fina de InGaO3(ZnO)4 formada na temperatura do substrato de 25°C e pressão parcial de oxigênio de 1x10-1 P1 teve uma menor condutividade elétrica de cerca de 1x10-10 S/cm. Adicionalmente, a película fina de InGaO3(ZnO)4 formada na pressão parcial de oxigênio de 1x10-1 Pa teve uma resistência elétrica excessivamente alta, e a condutividade elétrica não mensurável. Com esta película, embora a mobilidade de elétrons não fosse mensurável, a mobilidade de elétrons foi estimada em cerca de 1 cm2/V.s pela extrapolação dos valores das películas de alta concentração de portadores de elétrons.[000180] As shown in figure 3, for example, the InGaO3(ZnO)4 thin film formed at a substrate temperature of 25°C and oxygen partial pressure of 1x10-1 P1 had a lower electrical conductivity of about 1x10- 10 S/cm. Additionally, the InGaO3(ZnO)4 thin film formed at oxygen partial pressure of 1x10-1 Pa had excessively high electrical resistance, and unmeasurable electrical conductivity. With this film, although the electron mobility was not measurable, the electron mobility was estimated to be about 1 cm2/V.s by extrapolating the values from films with a high concentration of electron carriers.

[000181] Assim, o transistor normalmente desligado com a razão liga-desliga maior que 1x103 pode ser obtido pelo uso de uma película de óxido amorfo fino transparente constituída de In-Ga-Zn-O representada em um estado cristalino por InGaO3(ZnO)m (m: um número natural menor que 6) produzida por deposição de vapor por pulverização catódica em uma atmosfera de argônio que contém oxigênio a uma pressão parcial maior que 3x10-2 Pa, preferivelmente maior que 5x10-1 Pa.[000181] Thus, the normally off transistor with the on-off ratio greater than 1x103 can be obtained by using a transparent thin amorphous oxide film consisting of In-Ga-Zn-O represented in a crystalline state by InGaO3(ZnO) m (m: a natural number less than 6) produced by sputtering vapor deposition in an argon atmosphere containing oxygen at a partial pressure greater than 3x10-2 Pa, preferably greater than 5x10-1 Pa.

[000182] No uso do aparelho e do material empregado neste exemplo, a formação da película por pulverização catódica é conduzida na pressão parcial de oxigênio variando de 3x10-2 Pa a 5x10-1 Pa. Incidentalmente, na película fina produzida por deposição de vapor por laser pulsado ou pulverização catódica, a mobilidade de elétrons aumenta com o aumento do número dos elétrons condutores, mostrado na figura 2.[000182] In the use of the apparatus and material employed in this example, the formation of the film by sputtering is conducted at the partial pressure of oxygen varying from 3x10-2 Pa to 5x10-1 Pa. Incidentally, in the thin film produced by vapor deposition by pulsed laser or sputtering, electron mobility increases with the increase in the number of conducting electrons, shown in figure 2.

[000183] Conforme descrito anteriormente, controlando-se a pressão parcial de oxigênio, o defeito de oxigênio pode ser reduzido, e assim a concentração de portadores de elétrons pode ser reduzida. Na película fina amorfa, a mobilidade de elétrons pode ser alta, uma vez que não existe interface de grãos essencialmente no estado amorfo, diferentemente do estado policristalino.[000183] As described previously, by controlling the partial pressure of oxygen, the oxygen defect can be reduced, and thus the concentration of electron carriers can be reduced. In the amorphous thin film, electron mobility can be high, since there is essentially no grain interface in the amorphous state, unlike the polycrystalline state.

[000184] Incidentalmente, a substituição do substrato de vidro por um poli(tereftalato de etileno) (PET) de 200 μm de espessura não muda as propriedades da película de óxido amorfo de InGaO3(ZnO)4 formada nele.[000184] Incidentally, replacing the glass substrate with a 200 μm thick poly(ethylene terephthalate) (PET) does not change the properties of the amorphous InGaO3(ZnO)4 oxide film formed on it.

[000185] Uma película amorfa de alta resistência de InGaO3(Zn1-xMgxO)m (m: um número natural menor que 6; 0 < x < 1) pode ser obtida usando como o alvo InGaO3(Zn1-xMgxO)m policristalino, mesmo a uma pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa. Por exemplo, com um alvo em que 80% atômica de Zn são substituídos por Mg, a concentração de portadores de elétrons menor que 1x1016 /cm (resistência: cerca de 1x10-2 S/cm) pode ser conseguida pelo uso de deposição por laser pulsado em uma atmosfera de oxigênio a uma pressão parcial de 0,8 Pa. Em uma película como essa, a mobilidade de elétrons é menor que a da película sem Mg, mas a diminuição é modesta: a mobilidade de elétrons é cerca de 5 cm2/V.s à temperatura ambiente, sendo maior cerca de um dígito que a do silício amorfo. Quando as películas são formadas nas mesmas condições, o aumento do teor de Mg diminui tanto a condutividade elétrica como a mobilidade de elétrons. Portanto, o teor de Mg varia preferivelmente de 20% a 85% (0,2 < x < 0,85).[000185] A high-strength amorphous film of InGaO3(Zn1-xMgxO)m (m: a natural number less than 6; 0 < x < 1) can be obtained using polycrystalline InGaO3(Zn1-xMgxO)m as the target, even at a partial pressure of oxygen less than 1 Pa. For example, with a target in which 80 atomic% of Zn is replaced by Mg, the electron carrier concentration less than 1x1016 /cm (resistance: about 1x10-2 S/ cm) can be achieved by the use of pulsed laser deposition in an oxygen atmosphere at a partial pressure of 0.8 Pa. In a film like this, the electron mobility is lower than that of the film without Mg, but the decrease is modest: electron mobility is about 5 cm2/V.s at room temperature, about one digit higher than that of amorphous silicon. When films are formed under the same conditions, increasing Mg content decreases both electrical conductivity and electron mobility. Therefore, the Mg content preferably varies from 20% to 85% (0.2 < x < 0.85).

[000186] No transistor de película fina que emprega a película de óxido amorfo referido, a película isolante de porta contém preferivelmente um composto cristalino misto que contém dois ou mais de Al2O3, Y2O3, HfO2 e seus compostos.[000186] In the thin film transistor employing said amorphous oxide film, the gate insulating film preferably contains a mixed crystalline compound containing two or more of Al2O3, Y2O3, HfO2 and their compounds.

[000187] A presença de um defeito na interface da película fina isolante de porta e a película fina de camada de canal diminui a mobilidade de elétrons e causa histerese das características do transistor. Além disso, a fuga de corrente depende bastante do tipo de isolante de porta. Portanto, o isolante de porta deve ser selecionada para ser adequada para a camada de canal. A fuga de corrente pode ser diminuída pelo uso de uma película de Al2O3, a histerese pode ser reduzida pelo uso de uma película de Y2O3, e a mobilidade de elétrons pode ser aumentada pelo uso de uma película de HfO2 com uma alta constante dielétrica. Pelo uso do cristal misto dos compostos referidos, pode-se formar TFT que causa menor fuga de corrente, menor histerese e que apresenta uma maior mobilidade de elétrons. Uma vez que o processo de formação do isolante de porta e o processo de formação da camada de canal podem ser conduzidos à temperatura ambiente, o TFT pode ser formado em uma constituição desencontrada ou em uma constituição desencontrada invertida.[000187] The presence of a defect at the interface of the gate insulating thin film and the channel layer thin film decreases electron mobility and causes hysteresis of the transistor characteristics. Furthermore, current leakage depends greatly on the type of door insulator. Therefore, the port insulator must be selected to be suitable for the channel layer. Leakage current can be decreased by using an Al2O3 film, hysteresis can be reduced by using a Y2O3 film, and electron mobility can be increased by using an HfO2 film with a high dielectric constant. By using the mixed crystal of the aforementioned compounds, TFT can be formed, which causes less current leakage, less hysteresis and has greater electron mobility. Since the gate insulator formation process and the channel layer formation process can be conducted at room temperature, the TFT can be formed in a mismatched constitution or in an inverted mismatched constitution.

[000188] O TFT assim formado é um elemento de três terminais que tem um terminal de porta, um terminal de fonte e um terminal de dreno. Este TFT é formado pela formação de uma película fina semicondutora em um substrato isolante de uma cerâmica, vidro ou plástico como a camada de canal para transporte de elétrons ou buracos, e serve como um elemento ativo que tem a função de controlar a passagem de corrente pela camada de canal pela aplicação de uma tensão no terminal de porta, e comutar a corrente entre o terminal de fonte e o terminal de dreno.[000188] The TFT thus formed is a three-terminal element that has a gate terminal, a source terminal and a drain terminal. This TFT is formed by the formation of a thin semiconductor film on an insulating substrate of a ceramic, glass or plastic as the channel layer for transporting electrons or holes, and serves as an active element that has the function of controlling the passage of current. through the channel layer by applying a voltage to the gate terminal, and switching the current between the source terminal and the drain terminal.

[000189] Na presente invenção, é importante que a concentração de portadores de elétrons visada seja alcançada controlando-se a quantidade de defeito de oxigênio.[000189] In the present invention, it is important that the targeted electron carrier concentration is achieved by controlling the amount of oxygen defect.

[000190] Na descrição apresentada, a quantidade do oxigênio na película de óxido amorfo é controlada controlando-se a concentração de oxigênio na atmosfera de formação da película. De outra forma, a quantidade de defeito de oxigênio pode ser controlada (reduzida ou aumentada) por pós-tratamento da película de óxido em uma atmosfera de oxigênio como uma modalidade preferida.[000190] In the description presented, the amount of oxygen in the amorphous oxide film is controlled by controlling the concentration of oxygen in the film-forming atmosphere. Otherwise, the amount of oxygen defect can be controlled (reduced or increased) by post-treating the oxide film in an oxygen atmosphere as a preferred embodiment.

[000191] Para o controle efetivo da quantidade de defeito de oxigênio, a temperatura da atmosfera de oxigênio é controlada na faixa de 0°C a 300°C, preferivelmente de 25°C a 250°C, mais preferivelmente de 100°C a 200°C.[000191] For effective control of the amount of oxygen defect, the temperature of the oxygen atmosphere is controlled in the range of 0°C to 300°C, preferably from 25°C to 250°C, more preferably from 100°C to 200°C.

[000192] Naturalmente, uma película pode ser formada em uma atmosfera de oxigênio e adicionalmente pós-tratada em uma atmosfera de oxigênio. De outra forma, a película é formada sem controle da pressão parcial de oxigênio e o pós- tratamento é conduzido em uma atmosfera de oxigênio, desde que a concentração de portadores de elétrons visada (menor que 1x1018/cm3) possa ser obtida.[000192] Naturally, a film can be formed in an oxygen atmosphere and additionally post-treated in an oxygen atmosphere. Otherwise, the film is formed without controlling the oxygen partial pressure and the post-treatment is conducted in an oxygen atmosphere as long as the targeted electron carrier concentration (less than 1x1018/cm3) can be obtained.

[000193] O limite inferior da concentração de portadores de elétrons na presente invenção é, por exemplo, 1x1014/cm3, dependendo do tipo do elemento, circuito ou dispositivo que emprega a película de óxido produzida.[000193] The lower limit of the concentration of electron carriers in the present invention is, for example, 1x1014/cm3, depending on the type of element, circuit or device that employs the oxide film produced.

(Faixa mais ampla de Materiais)(Wider Range of Materials)

[000194] Depois da investigação de outros materiais para o sistema, observou-se que o óxido amorfo composto de pelo menos um óxido dos elementos Zn, In e Sn é usado para uma película de óxido amorfo de uma baixa concentração de portador e alta mobilidade de elétrons. Observou-se que esta película de óxido amorfo tem uma propriedade específica de que o aumento no número de elétrons condutores nela aumenta a mobilidade de elétrons. Com o uso desta película, pode-se produzir um TFT tipo normalmente desligado que é excelente nas propriedades de transistor, tais como razão liga-desliga, a corrente de saturação no estado estrangulado e taxa de comutação.[000194] After investigation of other materials for the system, it was observed that the amorphous oxide composed of at least one oxide of the elements Zn, In and Sn is used for an amorphous oxide film of a low carrier concentration and high mobility of electrons. It was observed that this amorphous oxide film has a specific property that increase in the number of conducting electrons in it increases the electron mobility. With the use of this film, one can produce a normally off type TFT which is excellent in transistor properties such as on-off ratio, saturation current in throttled state and switching rate.

[000195] Na presente invenção, um óxido com qualquer uma das características de (a) a (h) a seguir é usado:[000195] In the present invention, an oxide with any of the characteristics from (a) to (h) below is used:

[000196] (a) Um óxido amorfo que tem uma concentração de portadores de elétrons menor que 1x1018/cm3;[000196] (a) An amorphous oxide that has an electron carrier concentration less than 1x1018/cm3;

[000197] (b) Um óxido amorfo no qual a mobilidade de elétrons aumenta com o aumento da concentração de portadores de elétrons.[000197] (b) An amorphous oxide in which electron mobility increases with increasing electron carrier concentration.

[000198] (A temperatura ambiente significa uma temperatura na faixa de cerca de 0°C a cerca de 40°C. O termo "composto amorfo" significa um composto que apresenta um padrão halo somente, sem apresentar um padrão de difração característico no espectro de difração de raios-X. A mobilidade de elétrons significa a mobilidade medida pelo efeito Hall).[000198] (Room temperature means a temperature in the range of about 0°C to about 40°C. The term "amorphous compound" means a compound that presents a halo pattern only, without presenting a characteristic diffraction pattern in the spectrum X-ray diffraction. Electron mobility means mobility measured by the Hall effect).

[000199] (c) Um óxido amorfo mencionado nos itens anteriores (a) ou (b), em que a mobilidade de elétrons à temperatura ambiente é maior que 0,1 cm2/V.s;[000199] (c) An amorphous oxide mentioned in previous items (a) or (b), in which the electron mobility at room temperature is greater than 0.1 cm2/V.s;

[000200] (d) Um óxido amorfo mencionado, em qualquer dos itens (b) a (c) que apresenta condução degenerada;[000200] (d) An amorphous oxide mentioned in any of items (b) to (c) that presents degenerate conduction;

[000201] (O termo "condução degenerada" significa o estado em que a energia de ativação térmica em função da temperatura da resistência elétrica não é maior que 30 meV).[000201] (The term "degenerate conduction" means the state in which the thermal activation energy as a function of the temperature of the electrical resistance is not greater than 30 meV).

[000202] (e) Um óxido amorfo mencionado em qualquer dos itens anteriores (a) a (d) que contém pelo menos um dos elementos Zn, In e Sn como o elemento constituinte;[000202] (e) An amorphous oxide mentioned in any of the previous items (a) to (d) that contains at least one of the elements Zn, In and Sn as the constituent element;

[000203] (f) Uma película de óxido amorfo composto do óxido amorfo mencionado no item (e) anterior e adicionalmente pelo menos um de:[000203] (f) An amorphous oxide film composed of the amorphous oxide mentioned in item (e) above and additionally at least one of:

[000204] Elementos do Grupo 2 M2 com um número atômico menor que o do Zn (Mg e Ca),[000204] Group 2 M2 elements with an atomic number lower than that of Zn (Mg and Ca),

[000205] Elementos do Grupo 3 M3 com um número atômico menor que o do In (B, Al, Ga e Y);[000205] Group 3 M3 elements with an atomic number lower than that of In (B, Al, Ga and Y);

[000206] Elementos do Grupo 4 M4 com um número atômico menor que o do Sn (Si, Ge e Zr);[000206] Group 4 M4 elements with an atomic number lower than that of Sn (Si, Ge and Zr);

[000207] Elementos do Grupo 5 M5 (V, Nv e Ta) e Lu e W para reduzir a concentração de portadores de elétrons;[000207] Group 5 elements M5 (V, Nv and Ta) and Lu and W to reduce the concentration of electron carriers;

[000208] (g) Uma película de óxido amorfo, mencionada em qualquer dos itens anteriores (a) a (f), constituída de um único composto com uma composição de Ini-xM3xθ3(Zni-yM2yO)m (0 < x < 1: 0 < y < 1; m: 0 ou um número natural menor que 6) em um estado cristalino, ou uma mistura dos compostos de número diferente de m, um exemplo de M3 sendo Ga, e um exemplo de M2 sendo Mg; e[000208] (g) An amorphous oxide film, mentioned in any of the previous items (a) to (f), consisting of a single compound with a composition of Ini-xM3xθ3(Zni-yM2yO)m (0 < x < 1 : 0 < y < 1; m: 0 or a natural number less than 6) in a crystalline state, or a mixture of compounds with a number other than m, an example of M3 being Ga, and an example of M2 being Mg; It is

[000209] (h) Uma película de óxido amorfo, mencionada em qualquer dos itens anteriores (a) a (g), formada em um substrato de plástico ou uma película de plástico.[000209] (h) An amorphous oxide film, mentioned in any of the previous items (a) to (g), formed on a plastic substrate or a plastic film.

[000210] A presente invenção também fornece um transistor de efeito de campo que emprega o óxido amorfo ou película de óxido amorfo supramencionados como a camada de canal.[000210] The present invention also provides a field effect transistor that employs the aforementioned amorphous oxide or amorphous oxide film as the channel layer.

[000211] É preparado um transistor de efeito de campo em que é empregada uma película de óxido amorfo com uma concentração de portadores de elétrons menor que 1x1018/cm3, mas maior que 1x1015/cm3 como a camada de canal, e com um terminal de fonte e um terminal de dreno, e um terminal de porta com interposição de um isolante de porta. Quando é aplicada uma tensão de cerca de 5 V entre os terminais de fonte e de dreno sem aplicação de tensão de porta, a corrente elétrica entre os terminais de dreno e de fonte é cerca de 1x10-7 ampères.[000211] A field effect transistor is prepared in which an amorphous oxide film with an electron carrier concentration less than 1x1018/cm3 but greater than 1x1015/cm3 is employed as the channel layer, and with a terminal of source and a drain terminal, and a gate terminal with interposition of a gate insulator. When a voltage of about 5 V is applied between the source and drain terminals without applying gate voltage, the electrical current between the drain and source terminals is about 1x10-7 amps.

[000212] A mobilidade de elétrons no cristal de óxido aumenta com o aumento da sobreposição das órbitas s dos íons de metal. Em um cristal de óxido de Zn, In ou Sn com um maior número atômico, a mobilidade de elétrons é na faixa de 0,1 a 200 cm2/V.s.[000212] The mobility of electrons in the oxide crystal increases with increasing overlap of the metal ions' orbits. In a crystal of Zn, In or Sn oxide with a higher atomic number, the electron mobility is in the range of 0.1 to 200 cm2/V.s.

[000213] Em um óxido, íons de oxigênio e metal são ligados por ligações iônicas sem orientação das ligações químicas, com uma estrutura aleatória. Portanto, no óxido em um estado amorfo, a mobilidade de elétrons pode ser comparada com a de um estado cristalino.[000213] In an oxide, oxygen and metal ions are linked by ionic bonds without orientation of chemical bonds, with a random structure. Therefore, in the oxide in an amorphous state, the electron mobility can be compared with that in a crystalline state.

[000214] Por outro lado, a substituição do Zn, In ou Sn por um elemento de um menor número atômico diminui a mobilidade de elétrons. Assim, a mobilidade de elétrons no óxido amorfo da presente invenção varia de cerca de 0,01 a 20 cm2/V.s.[000214] On the other hand, replacing Zn, In or Sn with an element of a lower atomic number decreases electron mobility. Thus, the electron mobility in the amorphous oxide of the present invention ranges from about 0.01 to 20 cm2/V.s.

[000215] No transistor com uma camada de canal constituída do óxido referido, o isolante de porta é preferivelmente formado de Al2O3, Y2O3, HfO2 ou de um composto cristalino misto que contém dois ou mais destes.[000215] In the transistor with a channel layer consisting of said oxide, the gate insulator is preferably formed from Al2O3, Y2O3, HfO2 or a mixed crystalline compound containing two or more of these.

[000216] A presença de um defeito na interface da película fina isolante de porta e a película fina de camada de canal reduz a mobilidade de elétrons e causa histerese das características do transistor. Além disso, a fuga de corrente depende bastante do tipo de película isolante de porta. Portanto, o isolante de porta deve ser selecionado para ser adequada para a camada de canal. A fuga de corrente pode ser diminuída pelo uso de uma película de Al2O3, a histerese pode ser reduzida pelo uso de uma película de Y2O3 e a mobilidade de elétrons pode ser aumentada pelo uso de uma película de HfO2 com uma alta constante dielétrica. Pelo uso do cristal misto dos compostos referidos, pode-se formar TFT que causa menor fuga de corrente, menor histerese e apresenta uma maior mobilidade de elétrons. Uma vez que o processo de formação do isolante de porta e o processo de formação da camada de canal podem ser conduzidos à temperatura ambiente, o TFT pode ser formado em uma constituição desencontrada ou em uma constituição desencontrada invertida.[000216] The presence of a defect at the interface of the gate insulating thin film and the channel layer thin film reduces electron mobility and causes hysteresis of the transistor characteristics. Furthermore, current leakage largely depends on the type of door insulation film. Therefore, the gate insulator must be selected to be suitable for the channel layer. Leakage current can be decreased by using an Al2O3 film, hysteresis can be reduced by using a Y2O3 film, and electron mobility can be increased by using an HfO2 film with a high dielectric constant. By using the mixed crystal of the aforementioned compounds, TFT can be formed, which causes less current leakage, less hysteresis and presents greater electron mobility. Since the gate insulator formation process and the channel layer formation process can be conducted at room temperature, the TFT can be formed in a mismatched constitution or in an inverted mismatched constitution.

[000217] A película de óxido de In2O3 pode ser formada por meio de um processo de fase gasosa, e adição de umidade em uma pressão parcial de cerca de 0,1 Pa à atmosfera de formação da película torna a película formado amorfo.[000217] The In2O3 oxide film can be formed through a gas phase process, and adding moisture at a partial pressure of about 0.1 Pa to the film-forming atmosphere makes the film formed amorphous.

[000218] ZnO e SnO2, respectivamente, não podem ser facilmente formados em um estado de película amorfo. Para a formação da película de ZnO em um estado amorfo, In2O3 é adicionado em uma quantidade de 20% atômica. Para a formação da película de SnO2 em um estado amorfo, In2O3 é adicionado em uma quantidade de 90% atômica. Na formação da película amorfa tipo Sn-In-O, nitrogênio gasoso é introduzido a uma pressão parcial de cerca de 0,1 Pa na atmosfera de formação da película.[000218] ZnO and SnO2, respectively, cannot be easily formed in an amorphous film state. For the formation of the ZnO film in an amorphous state, In2O3 is added in an amount of 20 atomic%. For the formation of the SnO2 film in an amorphous state, In2O3 is added in an amount of 90 atomic%. In the formation of the Sn-In-O type amorphous film, nitrogen gas is introduced at a partial pressure of about 0.1 Pa into the film-forming atmosphere.

[000219] À película amorfa anterior, pode-se adicionar um elemento capaz de formar um óxido complexo, selecionado dos elementos do grupo 2 M2 com um número atômico menor que o do Zn (Mg e Ca), elementos do Grupo 3 M3 com um número atômico menor que o do In (B, Al, Ga e Y), elementos do Grupo 4 M4 com um número atômico menor que o do Sn (Si, Ge e Zr), elementos do Grupo 5 M5 (V, Nv e Ta) e Lu e W. A adição do elemento referido estabiliza a película amorfa à temperatura ambiente e amplia a faixa de composição para a formação de película amorfa.[000219] To the previous amorphous film, an element capable of forming a complex oxide can be added, selected from the elements of Group 2 M2 with an atomic number lower than that of Zn (Mg and Ca), elements of Group 3 M3 with an atomic number lower than that of In (B, Al, Ga and Y), elements of Group 4 M4 with an atomic number lower than that of Sn (Si, Ge and Zr), elements of Group 5 M5 (V, Nv and Ta ) and Lu and W. The addition of said element stabilizes the amorphous film at room temperature and expands the composition range for the formation of amorphous film.

[000220] Em particular, a adição de B, Si ou Ge que tende formar uma ligação covalente é efetiva para a estabilização da fase amorfa. A adição de um óxido complexo constituído de íons com raios iônicos bastante diferentes é efetiva para a estabilização da fase amorfa. Por exemplo, em um sistema In-Zn-O, para a formação de uma película estável à temperatura ambiente, In deve ser limitado a mais de cerca de 20% atômico. Entretanto, a adição de Mg em uma quantidade equivalente a In permite a formação de uma película amorfa estável na faixa de composição de In não menor que cerca de 15% atômico.[000220] In particular, the addition of B, Si or Ge that tends to form a covalent bond is effective for stabilizing the amorphous phase. The addition of a complex oxide made up of ions with very different ionic radii is effective for stabilizing the amorphous phase. For example, in an In-Zn-O system, for the formation of a stable film at room temperature, In must be limited to more than about 20 atomic %. However, the addition of Mg in an amount equivalent to In allows the formation of a stable amorphous film in the In composition range of no less than about 15 atomic %.

[000221] Em uma formação de película de fase gasosa, uma película de óxido amorfo da concentração de portadores de elétrons variando de 1x1015/cm3 a 1x1018/cm3 pode ser obtida controlando-se a atmosfera de formação da película.[000221] In gas-phase film formation, an amorphous oxide film of electron carrier concentration ranging from 1x1015/cm3 to 1x1018/cm3 can be obtained by controlling the film-forming atmosphere.

[000222] Uma película de óxido amorfo pode ser devidamente formada por um processo de fase vapor tal como um processo de deposição de vapor por laser pulsado (processo PLD), um processo de pulverização catódica (processo SP) e um processo de deposição de vapor for feixe de elétrons. Dos processos de fase vapor, o processo PLD é adequado, em vista da facilidade do controle da composição do material, ao passo que o processo SP é adequado em vista da produção em grande escala. Entretanto, o processo de formação de película não está limitado a isto.[000222] An amorphous oxide film can be suitably formed by a vapor phase process such as a pulsed laser vapor deposition process (PLD process), a sputtering process (SP process) and a vapor deposition process is an electron beam. Of the vapor phase processes, the PLD process is suitable in view of the ease of controlling the material composition, while the SP process is suitable in view of large-scale production. However, the film formation process is not limited to this.

(Formação de Película de Óxido Amorfo Tipo In-Zn-Ga-O pelo Processo PLD)(Formation of In-Zn-Ga-O Type Amorphous Oxide Film by PLD Process)

[000223] Um óxido amorfo tipo In-Zn-Ga-O foi depositado em um substrato de vidro (Corning Co.: 1737) por um processo PLD empregando um laser de excímero KrF com um compacto sinterizado policristalino como o alvo com uma composição de InGaO3(ZnO) ou InGaO3(ZnO)4.[000223] An amorphous oxide type In-Zn-Ga-O was deposited on a glass substrate (Corning Co.: 1737) by a PLD process employing a KrF excimer laser with a polycrystalline sintered compact as the target with a composition of InGaO3(ZnO) or InGaO3(ZnO)4.

[000224] O aparelho mostrado na figura 11 foi empregado, que foi mencionado anteriormente, e as condições de formação da película foram as mesmas mencionadas anteriormente para o aparelho.[000224] The apparatus shown in figure 11 was employed, which was mentioned previously, and the film formation conditions were the same as those mentioned previously for the apparatus.

[000225] A temperatura do substrato foi 25°C.[000225] The substrate temperature was 25°C.

[000226] As duas películas finas resultantes foram examinadas pelo método de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) (método de película fina, ângulo de incidência: 0,5 o): não foi observado pico de difração distinto, que mostra que as películas finas tipo In-Ga-Zn-O obtidos produzidos com dois alvos diferentes foram ambos amorfos.[000226] The two resulting thin films were examined by the small-angle X-ray scattering (SAXS) method (thin film method, angle of incidence: 0.5 o): no distinct diffraction peak was observed, which shows that the obtained In-Ga-Zn-O thin films produced with two different targets were both amorphous.

[000227] Pela refletividade de raios-X da película de óxido amorfo tipo In-Zn- Ga-O do substrato de vidro e sua análise de padrão, a rugosidade média quadrática (Rrms) das películas finas foi determinada em cerca de 0,5 nm, e as espessura de película em cerca de 120 nm. Pela análise de espectrometria de raios-X de fluorescência (XRF), determinou-se que a película obtida com o alvo de compacto sinterizado policristalino de InGaO3(ZnO) continha os metais a uma razão de composição In:Ga:Zn = 1,1:1,1:0,9, ao passo que determinou-se que a película obtida com o alvo do compacto sinterizado policristalino de InGaO3(ZnO)4 contém os metais a uma razão de composição In:Ga:Zn = 0,92:1,02:4.[000227] From the X-ray reflectivity of the In-Zn-Ga-O type amorphous oxide film on the glass substrate and its pattern analysis, the root mean square roughness (Rrms) of the thin films was determined to be about 0.5 nm, and the film thickness at about 120 nm. By fluorescence X-ray spectrometry (XRF) analysis, it was determined that the film obtained with the InGaO3(ZnO) polycrystalline sintered compact target contained the metals at a composition ratio In:Ga:Zn = 1.1 :1.1:0.9, while it was determined that the film obtained with the target of the InGaO3(ZnO)4 polycrystalline sintered compact contains the metals at a composition ratio In:Ga:Zn = 0.92: 1.02:4.

[000228] Películas de óxido amorfo foram formados em várias pressões parciais de oxigênio da atmosfera de formação da película, o alvo tendo a composição de InGaO3(ZnO)4. As películas de óxido amorfo formadas foram medidas com relação à concentração de portadores de elétrons. A figura 1 mostra os resultados. Pela formação da película em uma atmosfera com uma pressão parcial de oxigênio maior que 4,2 Pa, a concentração de portadores de elétrons pode ser reduzida a menos que 1x1018/cm3, conforme mostrado na figura 1. Nesta formação de película, o substrato foi mantido aproximadamente à temperatura ambiente sem aquecimento intencional. Na pressão parcial de oxigênio menor que 6,5 Pa, as superfícies das películas de óxidos amorfos obtidas foram planas.[000228] Amorphous oxide films were formed at various oxygen partial pressures of the film-forming atmosphere, the target having the composition of InGaO3(ZnO)4. The formed amorphous oxide films were measured with respect to electron carrier concentration. Figure 1 shows the results. By film formation in an atmosphere with an oxygen partial pressure greater than 4.2 Pa, the electron carrier concentration can be reduced to less than 1x1018/cm3, as shown in figure 1. In this film formation, the substrate was maintained at approximately room temperature without intentional heating. At oxygen partial pressure lower than 6.5 Pa, the surfaces of the obtained amorphous oxide films were flat.

[000229] Na pressão parcial de oxigênio de 5 Pa, a película amorfa formada com o alvo de InGaO3(ZnO)4, a concentração de portadores de elétrons foi 1x1016/cm3, a eletrocondutividade foi 1x10-2 S/cm e a mobilidade de elétrons nela foi estimada em cerca de 5 cm2/V.s. Pela análise do espectro de absorção de luz, a abrangência da energia da folga de banda óptica da película de óxido amorfo formado foi estimada em cerca de 3 eV.[000229] At the oxygen partial pressure of 5 Pa, the amorphous film formed with the InGaO3(ZnO)4 target, the electron carrier concentration was 1x1016/cm3, the electroconductivity was 1x10-2 S/cm and the electron mobility electrons in it was estimated to be about 5 cm2/V.s. By analyzing the light absorption spectrum, the energy span of the optical band gap of the formed amorphous oxide film was estimated to be about 3 eV.

[000230] A maior pressão parcial de oxigênio reduziu ainda mais a concentração de portadores de elétrons. Conforme mostrado na figura 1, na película de óxido amorfo tipo In-Zn-Ga-O formada a uma temperatura de substrato de 25°C a uma pressão parcial de oxigênio de 6 Pa, a concentração de portadores de elétrons abaixou para 8x1015/cm3 (eletrocondutividade: cerca de 8x10-3 S/cm). A mobilidade de elétrons na película foi estimada em 1 cm2/V.s ou mais. Entretanto, pelo processo PLD, na pressão parcial de oxigênio de 6,5 Pa ou mais, a película depositada tem uma superfície áspera, não sendo adequada para uso como a camada de canal do TFT.[000230] The greater partial pressure of oxygen further reduced the concentration of electron carriers. As shown in figure 1, in the In-Zn-Ga-O type amorphous oxide film formed at a substrate temperature of 25°C at an oxygen partial pressure of 6 Pa, the electron carrier concentration dropped to 8x1015/cm3 (electroconductivity: about 8x10-3 S/cm). The electron mobility in the film was estimated to be 1 cm2/V.s or more. However, by the PLD process, at oxygen partial pressure of 6.5 Pa or more, the deposited film has a rough surface and is not suitable for use as the channel layer of TFT.

[000231] As películas de óxido amorfo tipo In-Zn-Ga-O foram formadas em várias pressões parciais de oxigênio na atmosfera de formação de película com o alvo constituído de um compacto sinterizado policristalino com a composição de InGaO3(ZnO)4. As películas resultantes foram examinadas no que diz respeito à relação entre a concentração de portadores de elétrons e a mobilidade de elétrons. A figura 2 mostra os resultados. Correspondente ao aumento da concentração de portadores de elétrons de 1x1016/cm3 para 1x1020/cm3, a mobilidade de elétrons aumentou de cerca de 3 cm2/V.s para cerca de 11 cm2/V.s. A mesma tendência foi observada com as películas de óxidos amorfos obtidas com alvo sinterizado policristalino de InGaO3(ZnO).[000231] In-Zn-Ga-O type amorphous oxide films were formed at various oxygen partial pressures in the film-forming atmosphere with the target consisting of a polycrystalline sintered compact with the composition of InGaO3(ZnO)4. The resulting films were examined with respect to the relationship between electron carrier concentration and electron mobility. Figure 2 shows the results. Corresponding to the increase in electron carrier concentration from 1x1016/cm3 to 1x1020/cm3, the electron mobility increased from about 3 cm2/V.s to about 11 cm2/V.s. The same trend was observed with amorphous oxide films obtained with sintered polycrystalline InGaO3(ZnO) target.

[000232] A película de óxido amorfo tipo In-Zn-Ga-O que formou-se em uma película de poli(tereftalato de etileno) (PET) de 200 μm de espessura no lugar do substrato de vidro teve características similares.[000232] The In-Zn-Ga-O type amorphous oxide film that formed on a 200 μm thick poly(ethylene terephthalate) (PET) film in place of the glass substrate had similar characteristics.

(Formação de Película de Óxido Amorfo Tipo In-Zn-Ga-Mg-O pelo Processo PDL)(Formation of Amorphous Oxide Film Type In-Zn-Ga-Mg-O by PDL Process)

[000233] Uma película de InGaO3(Zni-xMgxO)4 (0 < x < 1) foi formada em um substrato de vidro por um processo PLD com um alvo de InGaO3(Zn1-xMgxO)4 (0 < x < 1). O aparelho empregado foi o mostrado na figura 11.[000233] An InGaO3(Zni-xMgxO)4 (0 < x < 1) film was formed on a glass substrate by a PLD process with an InGaO3(Zn1-xMgxO)4 (0 < x < 1) target. The device used was shown in figure 11.

[000234] Um substrato de vidro de SiO2 (Corning Co.: 1737) foi usado como o substrato. Como o pré-tratamento, o substrato foi lavado ultra-sonicamente para desengorduramento com acetona, etanol e água ultra-pura, cada qual por cinco minutos, e seco ao ar a 100°C. O alvo foi um compacto sinterizado de InGaO3(Zni-xMgxO)4 (x = 1 - 0) (tamanho: 20 mm de diâmetro, 5 mm de espessura).[000234] A SiO2 glass substrate (Corning Co.: 1737) was used as the substrate. As pre-treatment, the substrate was ultrasonically washed for degreasing with acetone, ethanol and ultra-pure water, each for five minutes, and air-dried at 100°C. The target was a compact sintered InGaO3(Zni-xMgxO)4 (x = 1 - 0) (size: 20 mm diameter, 5 mm thickness).

[000235] O alvo foi preparado pela mistura úmida de materiais fontes In2O3, Ga2O3 e ZnO (cada qual reagente 4N) (solvente: etanol), calcinação da mistura (1.000°C, 2 horas), trituração a seco e sinterização (1.550°C, 2 horas). A pressão final na câmara de crescimento foi 2x10-6 Pa. A pressão parcial de oxigênio durante o crescimento foi controlada em 0,8 Pa. A temperatura do substrato foi a temperatura ambiente (25°C). A distância entre o alvo e o substrato para a formação da película foi 30 mm. O laser de excímero KrF foi irradiado a uma potência de 1,5 mJ/cm2/pulso com a largura do pulso de 20 ns, a freqüência de repetição de 10 Hz e o tamanho do ponto de irradiação de 1x1 mm quadrado. A taxa de formação de película foi 7 nm/min. A pressão parcial de oxigênio na atmosfera de formação da película foi 0,8 Pa. A temperatura do substrato foi 25°C.[000235] The target was prepared by wet mixing source materials In2O3, Ga2O3 and ZnO (each 4N reagent) (solvent: ethanol), calcining the mixture (1,000°C, 2 hours), dry grinding and sintering (1,550° C, 2 hours). The final pressure in the growth chamber was 2x10-6 Pa. The partial pressure of oxygen during growth was controlled at 0.8 Pa. The substrate temperature was room temperature (25°C). The distance between the target and the substrate for film formation was 30 mm. The KrF excimer laser was irradiated at a power of 1.5 mJ/cm2/pulse with the pulse width of 20 ns, the repetition frequency of 10 Hz and the irradiation spot size of 1x1 square mm. The film formation rate was 7 nm/min. The partial pressure of oxygen in the film-forming atmosphere was 0.8 Pa. The substrate temperature was 25°C.

[000236] A película fina resultante foi examinada pelo método de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) (método de película fina, ângulo de incidência: 0,5 o): não foi observado pico de difração distinto. Assim a película fina tipo In-Ga-Zn-Mg-O foi amorfa. A película resultante teve uma superfície plana.[000236] The resulting thin film was examined by the small angle X-ray scattering (SAXS) method (thin film method, angle of incidence: 0.5°): no distinct diffraction peak was observed. Therefore, the In-Ga-Zn-Mg-O thin film was amorphous. The resulting film had a flat surface.

[000237] Usando os alvos de diferentes valores x (diferentes teores de Mg), películas de óxidos amorfos tipo In-Zn-Ga-Mg-O foram formadas na pressão parcial de oxigênio de 0,8 Pa em uma atmosfera de formação de película para investigar a dependência da condutividade, a concentração de portadores de elétrons e a mobilidade de elétrons no valor de x.[000237] Using targets of different x values (different Mg contents), In-Zn-Ga-Mg-O type amorphous oxide films were formed at oxygen partial pressure of 0.8 Pa in a film-forming atmosphere to investigate the dependence of conductivity, electron carrier concentration and electron mobility on the value of x.

[000238] As figuras 4A, 4B e 4C mostram os resultados. A valores de x maiores que 0,4, nas películas de óxidos amorfos formados pelo processo PLD na pressão parcial de oxigênio de 0,8 Pa na atmosfera, a concentração de portadores de elétrons diminuiu para menos que 1x1018/cm3. Na película amorfa de valor x maior que 0,4, a mobilidade de elétrons foi maior que 1 cm2/V.[000238] Figures 4A, 4B and 4C show the results. At values of x greater than 0.4, in the amorphous oxide films formed by the PLD process at an oxygen partial pressure of 0.8 Pa in the atmosphere, the concentration of electron carriers decreased to less than 1x1018/cm3. In the amorphous film with x value greater than 0.4, the electron mobility was greater than 1 cm2/V.

[000239] Conforme mostrado nas figuras 4A, 4B e 4C, a concentração de portadores de elétrons menor que 1x1016/cm3 pode ser obtida na película preparada por um processo de deposição laser pulsado com o alvo em que 80% atômicos de Zn são substituídos por Mg e na pressão parcial de oxigênio de 0,8 Pa (resistência elétrica: cerca de 1x10-2 S.cm). Em uma película como essa, a mobilidade de elétrons diminui em comparação com a película sem Mg, mas a diminuição é modesta. A mobilidade de elétrons nas películas é cerca de 5 cm2/V.s, que é maior em cerca de um dígito que a do silício amorfo. Nas mesmas condições de formação de película, tanto a condutividade elétrica como a mobilidade de elétrons na película diminuíram com o aumento do teor de Mg. Portanto, o teor de Mg na película é preferivelmente maior que 20% atômico e menor que 85% atômico (0,2 < x < 0,85), mais preferivelmente 0,5 < x < 0,85.[000239] As shown in figures 4A, 4B and 4C, an electron carrier concentration of less than 1x1016/cm3 can be obtained in the film prepared by a pulsed laser deposition process with the target in which 80 atomic% of Zn is replaced by Mg and at oxygen partial pressure of 0.8 Pa (electrical resistance: about 1x10-2 S.cm). In a film like this, electron mobility decreases compared to the Mg-free film, but the decrease is modest. The electron mobility in the films is about 5 cm2/V.s, which is about single digits higher than that of amorphous silicon. Under the same film formation conditions, both the electrical conductivity and electron mobility in the film decreased with increasing Mg content. Therefore, the Mg content in the film is preferably greater than 20 atomic% and less than 85 atomic% (0.2 < x < 0.85), more preferably 0.5 < x < 0.85.

[000240] A película amorfa de InGaO3(Zni-xMgxO)4 (0 < x < 1) formada em uma película de poli(tereftalato de etileno) (PET) de 200 μm de espessura no lugar do substrato de vidro teve características similares.[000240] The amorphous InGaO3(Zni-xMgxO)4 (0 < x < 1) film formed on a 200 μm thick poly(ethylene terephthalate) (PET) film in place of the glass substrate had similar characteristics.

(Formação de Película de óxido Amorfo de In2O3 pelo Processo PLD)(Formation of Amorphous In2O3 Oxide Film by PLD Process)

[000241] Uma película de In2O3 foi formada em uma película PET de 200 μm de espessura pelo uso de um alvo constituído de compacto sinterizado policristalino de In2O3 por um processo PLD empregando um laser de excímero KrF.[000241] An In2O3 film was formed on a 200 μm thick PET film by using a target consisting of compact sintered polycrystalline In2O3 by a PLD process employing a KrF excimer laser.

[000242] O aparelho usado está mostrado na figura 11. O substrato para a formação de película foi um substrato de vidro SiO2 (Corning Co.: 1737).[000242] The apparatus used is shown in figure 11. The substrate for film formation was a SiO2 glass substrate (Corning Co.: 1737).

[000243] Como o pré-tratamento antes da deposição, o substrato foi lavado ultra-sonicamente para desengorduramento com acetona, etanol e água ultra- pura, cada qual por cinco minutos, e seco ao ar a 100°C.[000243] As pre-treatment before deposition, the substrate was ultrasonically washed for degreasing with acetone, ethanol and ultrapure water, each for five minutes, and air-dried at 100°C.

[000244] O alvo foi um compacto sinterizado de In2O3 (tamanho: 20 mm de diâmetro, 5 mm de espessura), que foi preparado calcinando o material fonte In2O3 (reagente 4N) (1.000°C, 2 horas), pulverização a seco e sinterização (1.550°C, 2 horas).[000244] The target was a sintered In2O3 compact (size: 20 mm diameter, 5 mm thick), which was prepared by calcining the In2O3 source material (4N reagent) (1,000°C, 2 hours), dry spraying and sintering (1,550°C, 2 hours).

[000245] O vácuo final da câmara de crescimento foi 2x10-6 Pa, a pressão parcial de oxigênio durante o crescimento foi 5 Pa e a temperatura do substrato foi 25°C.[000245] The final vacuum of the growth chamber was 2x10-6 Pa, the partial pressure of oxygen during growth was 5 Pa and the substrate temperature was 25°C.

[000246] A pressão parcial de vapor d’água foi 0,1 Pa, e radicais de oxigênio foram gerados pelo conjunto de geração de radicais de oxigênio pela aplicação de 200 W.[000246] The partial pressure of water vapor was 0.1 Pa, and oxygen radicals were generated by the oxygen radical generation set by applying 200 W.

[000247] A distância entre o alvo e o substrato de retenção de película foi 40 mm, a potência do laser de excímero Krf foi 0,5 mJ/cm2/pulso, a largura do pulso foi 20 ns, a freqüência de repetição foi 10 Hz e o tamanho do ponto de irradiação foi 1x1 mm quadrado.[000247] The distance between the target and the film holding substrate was 40 mm, the Krf excimer laser power was 0.5 mJ/cm2/pulse, the pulse width was 20 ns, the repetition frequency was 10 Hz and the irradiation spot size was 1x1 mm square.

[000248] A taxa de formação de película foi de 3 nm/minuto.[000248] The film formation rate was 3 nm/minute.

[000249] A película fina resultante foi examinada pelo método de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) (método de película fina, ângulo de incidência: 0,5 o); não foi observado pico de difração distinto, que mostra que a película de óxido tipo In-O obtida foi amorfa. A espessura da película foi 80 nm.[000249] The resulting thin film was examined by the small angle X-ray scattering (SAXS) method (thin film method, angle of incidence: 0.5 o); no distinct diffraction peak was observed, which shows that the In-O type oxide film obtained was amorphous. The film thickness was 80 nm.

[000250] Na película de óxido amorfo tipo In-O obtida, a concentração de portadores de elétrons foi 5x1017/cm3, e a mobilidade de elétrons foi cerca de 7 cm2/V.s.[000250] In the In-O type amorphous oxide film obtained, the concentration of electron carriers was 5x1017/cm3, and the electron mobility was about 7 cm2/V.s.

(Formação de Película de óxido Amorfo Tipo In-Sn-O pelo Processo PLD)(Formation of In-Sn-O Type Amorphous Oxide Film by PLD Process)

[000251] Uma película de óxido tipo In-Sn-O foi formada em uma película PET de 200 μm de espessura pelo uso de um alvo constituído de compacto sinterizado policristalino de (In0,9Sn0,1)O3,1 por um processo que emprega laser de excímero KrF. O aparelho usado está mostrado na figura 14.[000251] An In-Sn-O type oxide film was formed on a 200 μm thick PET film by using a target consisting of sintered polycrystalline compact of (In0.9Sn0.1)O3.1 by a process that employs KrF excimer laser. The device used is shown in figure 14.

[000252] O substrato para a formação de película foi um substrato de vidro de SiO2 (Corning Co.: 1737).[000252] The substrate for film formation was a SiO2 glass substrate (Corning Co.: 1737).

[000253] Como o pré-tratamento antes da deposição, o substrato foi lavado ultra-sonicamente para desengorduramento com acetona, etanol e água ultra- pura, cada um por cinco minutos, e seco ao ar a 100°C.[000253] As the pre-treatment before deposition, the substrate was ultrasonically washed for degreasing with acetone, ethanol and ultrapure water, each for five minutes, and air-dried at 100°C.

[000254] O alvo foi um compacto sinterizado de In2O3-SnO2 (tamanho: 20 mm de diâmetro, 5 mm de espessura), que foi preparado pela mistura úmida de materiais fontes In2O3-SnO2 (reagentes 4N) (solvente: etanol), calcinação da mistura (1.000°C, 2 horas), trituração a seco e sinterização (1.550°C, 2 horas).[000254] The target was a sintered In2O3-SnO2 compact (size: 20 mm diameter, 5 mm thick), which was prepared by wet mixing In2O3-SnO2 source materials (4N reagents) (solvent: ethanol), calcination mixing (1,000°C, 2 hours), dry grinding and sintering (1,550°C, 2 hours).

[000255] O substrato foi mantido à temperatura ambiente. A pressão parcial de oxigênio foi 5 Pa. A pressão parcial de nitrogênio foi 0,1 Pa. Radicais de oxigênio foram gerados pelo conjunto de geração de radicais de oxigênio pela aplicação de 200 W.[000255] The substrate was kept at room temperature. The partial pressure of oxygen was 5 Pa. The partial pressure of nitrogen was 0.1 Pa. Oxygen radicals were generated by the oxygen radical generation set by applying 200 W.

[000256] A distância entre o alvo e o substrato de retenção de película foi 30 mm, a potência do laser de excímero Krf foi 1,5 mJ/cm2/pulso, a largura do pulso foi 20 ns, a freqüência de repetição foi 10 Hz e o tamanho do ponto de irradiação foi 1x1 mm quadrado.[000256] The distance between the target and the film holding substrate was 30 mm, the Krf excimer laser power was 1.5 mJ/cm2/pulse, the pulse width was 20 ns, the repetition frequency was 10 Hz and the irradiation spot size was 1x1 mm square.

[000257] A taxa de formação de película foi 6 nm/minuto.[000257] The film formation rate was 6 nm/minute.

[000258] A película fina resultante foi examinada pelo método de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) (método de película fina, ângulo de incidência; 0,5 o): não foi detectado pico de difração distinto, que mostra que a película de óxido tipo In-Sn-O obtida é amorfa.[000258] The resulting thin film was examined by the small-angle X-ray scattering (SAXS) method (thin film method, angle of incidence; 0.5 o): no distinct diffraction peak was detected, which shows that the In-Sn-O type oxide film obtained is amorphous.

[000259] Na película de óxido amorfo tipo In-Sn-O obtida, a concentração de portadores de elétrons foi 8x1017/cm3, e a mobilidade de elétrons foi cerca de 5 cm2/V.s. A espessura da película foi 100 nm.[000259] In the In-Sn-O type amorphous oxide film obtained, the concentration of electron carriers was 8x1017/cm3, and the electron mobility was about 5 cm2/V.s. The film thickness was 100 nm.

(Formação de Película de óxido Amorfo Tipo In-Ga-O pelo Processo PLD)(Formation of In-Ga-O Type Amorphous Oxide Film by PLD Process)

[000260] O substrato para a película foi um substrato de vidro SiO2 (Corning Co.: 1737).[000260] The substrate for the film was a SiO2 glass substrate (Corning Co.: 1737).

[000261] Como o pré-tratamento antes da deposição, o substrato foi lavado ultra-sonicamente para desengorduramento com acetona, etanol e água ultra- pura, cada qual por cinco minutos, e seco ao ar a 100°C.[000261] As pre-treatment before deposition, the substrate was ultrasonically washed for degreasing with acetone, ethanol and ultrapure water, each for five minutes, and air-dried at 100°C.

[000262] O alvo foi um compacto sinterizado de (In2θ3)i-x-(Ga2θ3)x (x = 0 - 1) (tamanho: 20 mm de diâmetro, 5 mm de espessura). Por exemplo, a x - 0,1, o alvo é um compacto sinterizado policristalino de (In0,9Ga0,1)xO3.[000262] The target was a sintered compact of (In2θ3)i-x-(Ga2θ3)x (x = 0 - 1) (size: 20 mm diameter, 5 mm thick). For example, at x - 0.1, the target is a polycrystalline sintered compact of (In0.9Ga0.1)xO3.

[000263] Este alvo foi preparado pela mistura úmida dos materiais fontes In2O3-Ga2O2 (reagentes 4N) (solvente: etanol), calcinação da mistura (1.000°C, 2 horas), trituração a seco e sinterização (1.550°C, 2 horas).[000263] This target was prepared by wet mixing the source materials In2O3-Ga2O2 (4N reagents) (solvent: ethanol), calcining the mixture (1,000°C, 2 hours), dry grinding and sintering (1,550°C, 2 hours ).

[000264] A pressão final da câmara de crescimento foi 2x10-6 Pa. A pressão parcial de oxigênio durante o crescimento foi 1 Pa.[000264] The final pressure of the growth chamber was 2x10-6 Pa. The partial pressure of oxygen during growth was 1 Pa.

[000265] O substrato foi à temperatura ambiente. A distância entre o alvo e o substrato de retenção de película foi 30 mm. A potência do laser de excímero Krf foi 1,5 mJ/cm2/pulso. A largura do pulso foi 20 ns. A freqüência de repetição foi 10 Hz. O tamanho do ponto de irradiação foi 1x1 mm quadrado. A taxa de formação de película foi de 6 nm/minuto.[000265] The substrate was brought to room temperature. The distance between the target and the film holding substrate was 30 mm. The Krf excimer laser power was 1.5 mJ/cm2/pulse. The pulse width was 20 ns. The repetition frequency was 10 Hz. The irradiation spot size was 1x1 square mm. The film formation rate was 6 nm/minute.

[000266] A temperatura do substrato foi 25°C. A pressão de oxigênio foi 1 Pa. A película resultante foi examinada pelo método de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) (método de película fina, ângulo de incidência: 0,5 o): não foi detectado pico de difração distinto, que mostra que a película de óxido tipo In- Ga-O obtida é amorfa. A espessura da película foi 120 nm.[000266] The substrate temperature was 25°C. The oxygen pressure was 1 Pa. The resulting film was examined by the small-angle X-ray scattering (SAXS) method (thin film method, angle of incidence: 0.5 o): no distinct diffraction peak was detected , which shows that the In-Ga-O type oxide film obtained is amorphous. The film thickness was 120 nm.

[000267] Na película de óxido amorfo tipo In-Ga-O obtida, a concentração de portadores de elétrons foi 8x1016/cm3, e a mobilidade de elétrons foi cerca de 1 cm2/V.s.[000267] In the In-Ga-O type amorphous oxide film obtained, the concentration of electron carriers was 8x1016/cm3, and the electron mobility was about 1 cm2/V.s.

(Preparação de Elemento TFT com Película de óxido do tipo Amorfo (Substrato de Vidro))(Preparation of TFT Element with Amorphous Type Oxide Film (Glass Substrate))

[000268] Um elemento TFT tipo porta superior mostrado na figura 5 foi preparado.[000268] A top door type TFT element shown in figure 5 was prepared.

[000269] Primeiramente, uma película de óxido amorfo tipo In-Ga-Zn-O foi preparada em substrato de vidro 1 pelo aparelho PLS supramencionado com um alvo constituído de um compacto sinterizado policristalino com uma composição de InGaO3(ZnO)4 a uma pressão parcial de oxigênio de 5 Pa. A película de In-Ga- Zn-O formada teve uma espessura de 120 nm, e foi usada como camada de canal 2.[000269] Firstly, an amorphous oxide film type In-Ga-Zn-O was prepared on glass substrate 1 by the aforementioned PLS apparatus with a target consisting of a polycrystalline sintered compact with a composition of InGaO3(ZnO)4 at a pressure partial oxygen concentration of 5 Pa. The formed In-Ga-Zn-O film had a thickness of 120 nm, and was used as channel 2 layer.

[000270] Adicionalmente nela, uma outra película amorfa tipo In-Ga-Zn-O com uma maior eletrocondutividade e uma camada de ouro foram laminadas, cada qual com 30 nm de espessura, pelo método PLD na pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa na câmara. Daí, o terminal de dreno 5 e o terminal de fonte 6 foram formados por fotolitografia e um método de desprendimento.[000270] Additionally, another amorphous film type In-Ga-Zn-O with greater electroconductivity and a layer of gold were laminated, each 30 nm thick, by the PLD method at oxygen partial pressure less than 1 Pa in the camera. Hence, the drain terminal 5 and the source terminal 6 were formed by photolithography and a peeling method.

[000271] Finalmente, uma película de Y2O3 como a película isolante de porta 3 foi formada por deposição de vapor por feixe de elétrons (espessura: 90 nm, constante dielétrica relativa: cerca de 15, densidade de corrente de fuga: 1x10-3 A/cm2 pela aplicação de 0,5 MV/cm). Adicionalmente a esta, uma película de ouro foi formada e dela o terminal de porta 4 foi formado por fotolitografia e um método de desprendimento. O comprimento do canal foi 50 μm e a largura do canal foi 200 μm.[000271] Finally, a Y2O3 film as the gate 3 insulating film was formed by electron beam vapor deposition (thickness: 90 nm, relative dielectric constant: about 15, leakage current density: 1x10-3 A /cm2 by applying 0.5 MV/cm). In addition to this, a gold film was formed and from it the gate terminal 4 was formed by photolithography and a peel-off method. The channel length was 50 μm and the channel width was 200 μm.

Avaliação das Características do Elemento TFTEvaluation of TFT Element Characteristics

[000272] A figura 6 mostra características de corrente-tensão do elemento TFT à temperatura ambiente. A corrente de dreno IDS aumentou com o aumento da tensão de dreno VDS, que mostra que o canal é uma condução tipo n.[000272] Figure 6 shows current-voltage characteristics of the TFT element at room temperature. The drain current IDS increased with increasing drain voltage VDS, which shows that the channel is n-type conduction.

[000273] Isto é consistente com o fato de que um semicondutor tipo In-Ga-Zn- O amorfo é de um tipo n. A IDS ficou saturada (estrangulada) a VDS = 6 V, que é um comportamento típico de um transistor semicondutor. Para exame das características de ganho, o valor limiar da tensão de porta VGS pela aplicação de VDS - 4 V observado foi cerca de -0,5 V. Uma passagem de corrente de IDS = 1,0x10-5 A foi causada a VG = 10 V. Isto corresponde à indução do portador por uma polarização de porta na película fina semicondutora amorfo tipo In-Ga-Zn-O como o isolante.[000273] This is consistent with the fact that an amorphous In-Ga-Zn-O semiconductor is of an n-type. The IDS became saturated (throttled) at VDS = 6 V, which is typical behavior of a semiconductor transistor. For examination of the gain characteristics, the threshold value of the gate voltage VGS by applying VDS - 4 V observed was about -0.5 V. A current flow of IDS = 1.0x10-5 A was caused to VG = 10 V. This corresponds to carrier induction by a gate polarization in the In-Ga-Zn-O type amorphous semiconductor thin film as the insulator.

[000274] A razão liga-desliga do transistor foi maior que 1x103. Pelas características de saída, a mobilidade do efeito de campo foi calculada em cerca de 7 cm2(Vs)-1 na região de saturação. Irradiação de luz visível não muda as características de transistor do elemento produzido de acordo com a mesma medição.[000274] The on-off ratio of the transistor was greater than 1x103. From the output characteristics, the field effect mobility was calculated to be about 7 cm2(Vs)-1 in the saturation region. Visible light irradiation does not change the transistor characteristics of the element produced according to the same measurement.

[000275] O óxido amorfo da concentração de portadores de elétrons menor que 1x1018/cm3 é usado como uma camada de canal de um TFT. A concentração de portadores de elétrons é mais preferivelmente menor que 1x1017/cm3, ainda mais preferivelmente menor que 1x1016/cm3.[000275] The amorphous oxide of electron carrier concentration less than 1x1018/cm3 is used as a channel layer of a TFT. The electron carrier concentration is more preferably less than 1x1017/cm3, even more preferably less than 1x1016/cm3.

(Preparação do Elemento TFT com Película de óxido Amorfo tipo In-Zn-Ga-O (Substrato Amorfo))(Preparation of TFT Element with Amorphous oxide Film type In-Zn-Ga-O (Amorphous Substrate))

[000276] Um elemento TFT tipo porta superior mostrado na figura 5 foi preparado.[000276] A top door type TFT element shown in figure 5 was prepared.

[000277] Primeiramente, uma película de óxido amorfo tipo In-Ga-Zn-O foi preparada em película de poli(tereftalato de etileno) (PET) 1 pelo aparelho PLS supramencionado com um alvo constituído de um compacto sinterizado policristalino com uma composição de InGaO3(ZnO) a uma pressão parcial de oxigênio de 5 Pa na atmosfera. A película formada teve uma espessura de 120 nm, e foi usada como camada de canal 2.[000277] Firstly, an amorphous oxide film type In-Ga-Zn-O was prepared on poly(ethylene terephthalate) (PET) film 1 by the aforementioned PLS apparatus with a target consisting of a polycrystalline sintered compact with a composition of InGaO3(ZnO) at an oxygen partial pressure of 5 Pa in the atmosphere. The film formed had a thickness of 120 nm, and was used as channel 2 layer.

[000278] Adicionalmente nela, uma outra película amorfa tipo In-Ga-Zn-O com uma maior eletrocondutividade e uma camada de ouro foram laminadas, cada qual com 30 nm de espessura, pelo método PLD na pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa na câmara. Daí, o terminal de dreno 5 e o terminal de fonte 6 foram formados por fotolitografia e um método de desprendimento.[000278] Additionally, another amorphous film type In-Ga-Zn-O with greater electroconductivity and a gold layer were laminated, each 30 nm thick, by the PLD method at oxygen partial pressure less than 1 Pa in the camera. Hence, the drain terminal 5 and the source terminal 6 were formed by photolithography and a peeling method.

[000279] Finalmente, uma película isolante de porta 3 foi formada por deposição de vapor por feixe de elétrons. Adicionalmente a esta, uma película de ouro foi formada e dela o terminal de porta 4 foi formado por fotolitografia e um método de desprendimento. O comprimento do canal foi 50 μm e a largura do canal foi 200 μm. Três TFTs da estrutura anterior foram preparados usando respectivamente um dos três tipos de isolantes da porta: Y2O3 (140 nm de espessura), Al2O3 (130 μm de espessura) e HfO2 (140 μm de espessura).[000279] Finally, an insulating film of port 3 was formed by electron beam vapor deposition. In addition to this, a gold film was formed and from it the gate terminal 4 was formed by photolithography and a peel-off method. The channel length was 50 μm and the channel width was 200 μm. Three TFTs from the above structure were prepared respectively using one of three types of gate insulators: Y2O3 (140 nm thick), Al2O3 (130 μm thick), and HfO2 (140 μm thick).

Avaliação das Características do Elemento TFTEvaluation of TFT Element Characteristics

[000280] Os elementos TFT formados em uma película PET tiveram características de corrente tensão similares às mostradas na figura 6 à temperatura ambiente. A corrente de dreno IDS aumentou com o aumento da tensão de dreno VDS, que mostra que o canal é de uma condução tipo n. Isto é consistente com o fato de que um semicondutor tipo In-Ga-Zn-O amorfo é de um tipo n. A IDS ficou saturada (estrangulada) a VDS = 6 V, que é um comportamento típico de um transistor semicondutor. Uma passagem de corrente de IDS = 1,0x10- 8 A foi causada a VG = 0 V, e uma passagem de corrente de IDS = 2,0x10-5 A foi causada a VG = 10 V. Isto corresponde à indução de portador de elétrons pela polarização de porta no isolante, a película de óxido semicondutor amorfo tipo In- Ga-Zn-O.[000280] The TFT elements formed in a PET film had current voltage characteristics similar to those shown in figure 6 at room temperature. The drain current IDS increased with increasing drain voltage VDS, which shows that the channel is n-type conduction. This is consistent with the fact that an amorphous In-Ga-Zn-O type semiconductor is of an n-type. The IDS became saturated (throttled) at VDS = 6 V, which is typical behavior of a semiconductor transistor. A current flow of IDS = 1.0x10- 8 A was caused at VG = 0 V, and a current flow of IDS = 2.0x10-5 A was caused at VG = 10 V. This corresponds to carrier induction. electrons by gate polarization in the insulator, the amorphous semiconductor oxide film type In-Ga-Zn-O.

[000281] A razão liga-desliga do transistor foi maior que 1x103. Pelas características de saída, a mobilidade do efeito de campo foi calculada em cerca de 7 cm2(Vs)-1 na região de saturação.[000281] The on-off ratio of the transistor was greater than 1x103. From the output characteristics, the field effect mobility was calculated to be about 7 cm2(Vs)-1 in the saturation region.

[000282] Os elementos formados na película PET foram curvos a um raio de curvatura de 30 mm e, neste estado, as características do transistor foram medidas. Entretanto, não foi observada mudança nas características do transistor. Irradiação de luz visível não muda as características do transistor.[000282] The elements formed in the PET film were curved to a curvature radius of 30 mm and, in this state, the characteristics of the transistor were measured. However, no change in the characteristics of the transistor was observed. Visible light irradiation does not change the characteristics of the transistor.

[000283] O TFT que emprega a película de Al2O3 como a película isolante de porta tem também característica de transistor similares às mostradas na figura 6. Uma passagem de corrente de IDS = 1,0x10-8 A foi causada em VG = 0 V, e uma passagem de corrente de IDS = 5,0x10-6 foi causada a VG = 10 V. A razão liga- desliza do transistor foi maior que 1x102. Pelas características de saída, a mobilidade do efeito de campo foi calculada em cerca de 2 cm2(Vs)-1 na região de saturação.[000283] The TFT that employs the Al2O3 film as the gate insulating film also has transistor characteristics similar to those shown in figure 6. A current flow of IDS = 1.0x10-8 A was caused at VG = 0 V, and a current flow of IDS = 5.0x10-6 was caused at VG = 10 V. The on-slip ratio of the transistor was greater than 1x102. From the output characteristics, the field effect mobility was calculated to be about 2 cm2(Vs)-1 in the saturation region.

[000284] O TFT que emprega a película de HfO2 como a película isolante de porta tem também características de transistor similares às mostradas na figura 6. Uma passagem de corrente de IDS 1x10-8 foi causada a VG = 0 V, e uma passagem de corrente de IDS = 1,0x10-6 foi causada a VG = 10 V. A razão liga- desliga do transistor foi maior que 1x102. Pelas características de saída, a mobilidade do efeito de campo foi calculada em cerca de 10 cm2(Vs)-1 na região de saturação.[000284] The TFT employing the HfO2 film as the gate insulating film also has transistor characteristics similar to those shown in figure 6. A current flow of IDS 1x10-8 was caused at VG = 0 V, and a flow of current of IDS = 1.0x10-6 was caused at VG = 10 V. The on-off ratio of the transistor was greater than 1x102. From the output characteristics, the mobility of the field effect was calculated to be about 10 cm2(Vs)-1 in the saturation region.

(Preparação de Elemento TFT Empregando Película de Óxido Amorfo de In2O3 pelo Processo PLD)(Preparation of TFT Element Employing In2O3 Amorphous Oxide Film by PLD Process)

[000285] Um elemento TFT tipo porta superior mostrado na figura 5 foi preparado.[000285] An upper door type TFT element shown in figure 5 was prepared.

[000286] Primeiramente, uma película de óxido amorfo tipo In2O3 foi formado em película de poli(tereftalato de etileno) (PET) 1 pelo método PLD como camada de canal 2 em uma espessura de 80 nm.[000286] Firstly, an amorphous oxide film type In2O3 was formed on poly(ethylene terephthalate) (PET) film 1 by the PLD method as channel layer 2 at a thickness of 80 nm.

[000287] Adicionalmente nela, uma outra película amorfa tipo In2O3 com uma maior eletrocondutividade e uma camada de ouro foram laminadas, cada qual com 30 nm de espessura, pelo método PLD na pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa na câmara, e na aplicação de tensão de zero volt ao conjunto de geração de radicais de oxigênio. Daí, o terminal de dreno 5 e o terminal de fonte 6 foram formados por fotolitografia e um método de desprendimento.[000287] Additionally, another amorphous film type In2O3 with greater electroconductivity and a gold layer were laminated, each 30 nm thick, by the PLD method at oxygen partial pressure less than 1 Pa in the chamber, and in the application of zero volt voltage to the oxygen radical generation assembly. Hence, the drain terminal 5 and the source terminal 6 were formed by photolithography and a peeling method.

[000288] Finalmente, um isolante de porta de Y2O3 foi formado por deposição de vapor por feixe de elétrons. Adicionalmente a esta, uma película de ouro foi formada e dela o terminal de porta 4 foi formado por fotolitografia e um método de desprendimento.[000288] Finally, a Y2O3 gate insulator was formed by electron beam vapor deposition. In addition to this, a gold film was formed and from it the gate terminal 4 was formed by photolithography and a peel-off method.

Avaliação das Características do Elemento TFTEvaluation of TFT Element Characteristics

[000289] Os elementos TFT formados em uma película de PET foram examinados no que diz respeito às características de corrente-tensão à temperatura ambiente. A corrente de dreno IDS aumentou com o aumento da tensão de dreno VDS, que mostra que o canal é um condutor tipo n. Isto é consistente com o fato de que uma película de óxido amorfo tipo In-O amorfo é um condutor tipo n. A IDS ficou saturada (estrangulada) a cerca de VDS = 6 V, que é um comportamento típico de um transistor. Uma passagem de corrente de IDS = 2,0x10-8 A foi causada a VG = 0 V, e uma passagem de corrente de IDS = 2,0x1-6 A foi causada a VG = 10 V. Isto corresponde à indução de portador de elétrons pela polarização de porta no isolante, a película de óxido amorfo tipo In-O.[000289] TFT elements formed on a PET film were examined with regard to current-voltage characteristics at room temperature. The drain current IDS increased with increasing drain voltage VDS, which shows that the channel is an n-type conductor. This is consistent with the fact that an amorphous In-O amorphous oxide film is an n-type conductor. The IDS became saturated (throttled) at about VDS = 6 V, which is typical behavior for a transistor. A current flow of IDS = 2.0x10-8 A was caused at VG = 0 V, and a current flow of IDS = 2.0x1-6 A was caused at VG = 10 V. This corresponds to carrier induction. electrons by gate polarization in the insulator, the In-O type amorphous oxide film.

[000290] A razão liga-desliga do transistor foi cerca de 1x102. Pelas características de saída, a mobilidade do efeito de campo foi calculada em cerca de 1x102 cm2(Vs)-1 na região de saturação. O elemento TFT formado em um substrato de vidro teve características similares.[000290] The on-off ratio of the transistor was about 1x102. From the output characteristics, the mobility of the field effect was calculated to be about 1x102 cm2(Vs)-1 in the saturation region. The TFT element formed on a glass substrate had similar characteristics.

[000291] Os elementos formados na película PET foram curvos a um raio de curvatura de 30 mm e, neste estado, as características do transistor foram medidas. Não foi observada mudança nas características do transistor.[000291] The elements formed in the PET film were curved to a curvature radius of 30 mm and, in this state, the characteristics of the transistor were measured. No change in transistor characteristics was observed.

(Preparação de Elemento TFT Empregando película de óxido Amorfo tipo In-Sn-O pelo Processo PLD)(Preparation of TFT Element Using In-Sn-O Amorphous Oxide Film by PLD Process)

[000292] Um elemento TFT tipo porta superior mostrado na figura 5 foi preparado.[000292] A top door type TFT element shown in figure 5 was prepared.

[000293] Primeiramente, uma película de óxido amorfo tipo In-Sn-O foi formada em uma espessura de 100 nm como camada de canal 2 em uma película de poli(terefetalato de etileno) (PET) 1 pelo método PDL.[000293] Firstly, an In-Sn-O type amorphous oxide film was formed at a thickness of 100 nm as channel layer 2 on a poly(ethylene terephthalate) (PET) film 1 by the PDL method.

[000294] Adicionalmente nela, uma outra película amorfa tipo In-Sn-O com uma maior eletrocondutividade e uma camada de ouro foram laminadas, cada qual com 30 nm de espessura, pelo método PLD na pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa na câmara e a uma aplicação de tensão de zero volt ao conjunto de geração de radicais de oxigênio. Daí, o terminal de dreno 5 e o terminal de fonte 6 foram formados por fotolitografia e um método de desprendimento.[000294] Additionally, another In-Sn-O type amorphous film with greater electroconductivity and a gold layer were laminated, each 30 nm thick, by the PLD method at oxygen partial pressure less than 1 Pa in the chamber and applying a voltage of zero volts to the oxygen radical generation assembly. Hence, the drain terminal 5 and the source terminal 6 were formed by photolithography and a peeling method.

[000295] Finalmente, uma película de Y2O3 como o isolante de porta 3 foi formada por deposição de vapor por feixe de elétrons. Adicionalmente a esta, uma película de ouro foi formada e dela o terminal de porta 4 foi formado por fotolitografia e um método de desprendimento.[000295] Finally, a film of Y2O3 as the gate insulator 3 was formed by electron beam vapor deposition. In addition to this, a gold film was formed and from it the gate terminal 4 was formed by photolithography and a peel-off method.

Avaliação das Características do Elemento TFTEvaluation of TFT Element Characteristics

[000296] Os elementos TFT formados em uma película PET foram examinados no que diz respeito às características de corrente-tensão à temperatura ambiente. A corrente de dreno IDS aumentou com o aumento da tensão de dreno VDS, que mostra que o canal é um condutor tipo n. Isto é consistente com o fato de que uma película de óxido amorfo tipo In-Sn-O amorfo é um condutor tipo n. A IDS ficou saturada (estrangulada) a cerca de VDS = 6 V, que é um comportamento típico de um transistor. Uma passagem de corrente de IDS = 5x10-8 A foi causada a VG = 0 V, e uma passagem de corrente de IDS = 5x10- 5 A foi causada a VG = 10 V. Isto corresponde à indução de portador de elétrons pela polarização de porta no isolante, a película de óxido amorfo tipo In-Sn-O.[000296] TFT elements formed in a PET film were examined with regard to current-voltage characteristics at room temperature. The drain current IDS increased with increasing drain voltage VDS, which shows that the channel is an n-type conductor. This is consistent with the fact that an amorphous In-Sn-O type amorphous oxide film is an n-type conductor. The IDS became saturated (throttled) at about VDS = 6 V, which is typical behavior for a transistor. A current flow of IDS = 5x10-8 A was caused at VG = 0 V, and a current flow of IDS = 5x10-5 A was caused at VG = 10 V. This corresponds to electron carrier induction by polarization of door on the insulator, the amorphous oxide film type In-Sn-O.

[000297] A razão liga-desliga do transistor foi cerca de 1x103. Pelas características de saída, a mobilidade do efeito de campo foi calculada em cerca de 5 cm2(Vs)-1 na região de saturação. O elemento TFT formado em um substrato de vidro teve características similares.[000297] The on-off ratio of the transistor was about 1x103. From the output characteristics, the field effect mobility was calculated to be about 5 cm2(Vs)-1 in the saturation region. The TFT element formed on a glass substrate had similar characteristics.

[000298] Os elementos formados na película PET foram curvos a um raio de curvatura de 30 mm e, neste estado, as características do transistor foram medidas. Não foram causadas mudanças nas características do transistor.[000298] The elements formed in the PET film were curved to a curvature radius of 30 mm and, in this state, the characteristics of the transistor were measured. No changes were caused to the characteristics of the transistor.

(Preparação do Eletrodo TFT Empregando película de óxido Amorfo tipo In-Ga-O pelo Processo PLD)(Preparation of the TFT Electrode Using Amorphous Oxide Film type In-Ga-O by PLD Process)

[000299] Um elemento TFT tipo porta superior mostrado na figura 5 foi preparado.[000299] A top door type TFT element shown in figure 5 was prepared.

[000300] Primeiramente, uma película de óxido amorfo tipo In-Ga-O foi formada em uma espessura de 120 nm como camada de canal 2 em uma película de poli(terefetalato de etileno) (PET) 1 pelo método PDL mostrado no exemplo 6.[000300] Firstly, an In-Ga-O type amorphous oxide film was formed at a thickness of 120 nm as channel layer 2 on a poly(ethylene terephthalate) (PET) film 1 by the PDL method shown in example 6 .

[000301] Adicionalmente nela, uma outra película amorfa tipo In-Ga-O com uma maior eletrocondutividade e uma camada de ouro foram laminadas, cada qual com 30 nm de espessura, pelo método PLD na pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa na câmara e a uma aplicação de tensão de zero volt ao conjunto de geração de radicais de oxigênio. Daí, o terminal de dreno 5 e o terminal de fonte 6 foram formados por fotolitografia e um método de desprendimento.[000301] Additionally, another In-Ga-O type amorphous film with greater electroconductivity and a gold layer were laminated, each 30 nm thick, by the PLD method at oxygen partial pressure less than 1 Pa in the chamber and applying a voltage of zero volts to the oxygen radical generation assembly. Hence, the drain terminal 5 and the source terminal 6 were formed by photolithography and a peeling method.

[000302] Finalmente, uma película de Y2O3 como isolante de porta 3 foi formada por um método de deposição de vapor por feixe de elétrons. Adicionalmente a esta, uma película de ouro foi formada e dela o terminal de porta 4 foi formado por fotolitografia e um método de desprendimento.[000302] Finally, a Y2O3 film as gate insulator 3 was formed by an electron beam vapor deposition method. In addition to this, a gold film was formed and from it the gate terminal 4 was formed by photolithography and a peel-off method.

Avaliação das Características do Elemento TFTEvaluation of TFT Element Characteristics

[000303] Os elementos TFT formados em uma película PET foram examinados no que diz respeito às características de corrente-tensão à temperatura ambiente. A corrente de dreno IDS aumentou com o aumento da tensão de dreno VDS, que mostra que o canal é um condutor tipo n. Isto é consistente com o fato de que uma película de óxido amorfo tipo In-Ga-O amorfo é um condutor tipo n. A IDS ficou saturada (estrangulada) a cerca de VDS = 6 V, que é um comportamento típico de um transistor. Uma passagem de corrente de IDS = 1x10-8 A foi causada a VG = 0 V, e uma passagem de corrente de IDS = 1x10- 5 A foi causada a VG = 10 V. Isto corresponde à indução de portador de elétrons pela polarização de porta no isolante, a película de óxido amorfo tipo In-Ga-O.[000303] TFT elements formed in a PET film were examined with regard to current-voltage characteristics at room temperature. The drain current IDS increased with increasing drain voltage VDS, which shows that the channel is an n-type conductor. This is consistent with the fact that an amorphous In-Ga-O type amorphous oxide film is an n-type conductor. The IDS became saturated (throttled) at about VDS = 6 V, which is typical behavior for a transistor. A current flow of IDS = 1x10-8 A was caused at VG = 0 V, and a current flow of IDS = 1x10-5 A was caused at VG = 10 V. This corresponds to electron carrier induction by the polarization of door on the insulator, the amorphous oxide film type In-Ga-O.

[000304] A razão liga-desliga do transistor foi cerca de 1x102. Pelas características de saída, a mobilidade do efeito de campo foi calculada em cerca de 0,8 cm2(Vs)-1 na faixa de saturação. O elemento TFT formado em um substrato de vidro teve características similares.[000304] The on-off ratio of the transistor was about 1x102. From the output characteristics, the mobility of the field effect was calculated to be about 0.8 cm2(Vs)-1 in the saturation range. The TFT element formed on a glass substrate had similar characteristics.

[000305] Os elementos formados na película PET foram curvos a um raio de curvatura de 30 mm e, neste estado, as características do transistor foram medidas. Não causada assim mudança nas características do transistor.[000305] The elements formed in the PET film were curved to a curvature radius of 30 mm and, in this state, the characteristics of the transistor were measured. This does not cause a change in the characteristics of the transistor.

[000306] O óxido amorfo da concentração de portadores de elétrons menor que 1x1018/cm2 é usado como a camada de canal do TFT. A concentração de portadores de elétrons preferivelmente não é maior que 1x1017/cm3, ainda mais preferivelmente não maior que 1x1016/cm3.[000306] The amorphous oxide of electron carrier concentration less than 1x1018/cm2 is used as the channel layer of the TFT. The electron carrier concentration is preferably not greater than 1x1017/cm3, even more preferably not greater than 1x1016/cm3.

[000307] Uma modalidade de um dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção será agora mostrado a seguir.[000307] An embodiment of a light-emitting device according to the present invention will now be shown below.

(Exemplo 1)(Example 1)

[000308] Um exemplo de um dispositivo emissor de luz será descrito com detalhes com referência a uma modalidade.[000308] An example of a light-emitting device will be described in detail with reference to an embodiment.

[000309] Uma película fina amorfa de In-Ga-Zn-O foi formada em um substrato de maneira a adquirir uma composição de In:Ga:Zn = 0,98:1,02:4 usando o método PLD já descrito.[000309] An amorphous thin film of In-Ga-Zn-O was formed on a substrate in order to acquire a composition of In:Ga:Zn = 0.98:1.02:4 using the PLD method already described.

[000310] Um elemento MISFET tipo porta superior mostrado na figura 5 foi preparado pelas etapas de:[000310] An upper gate type MISFET element shown in figure 5 was prepared by the steps of:

[000311] primeiramente, formar uma película amorfa semi-isolante de InGaO3(ZnO)4 em uma espessura de 120 nm no substrato de vidro (1), que é usada como uma camada de canal (2), com o método de preparar a película fina amorfa de In-Ga-Zn-O supradescrita; dispor em camadas uma película de InGaO3(ZnO)4 com alta eletrocondutividade e uma película de ouro, respectivamente, na espessura de 30 nm e adicionalmente nela com um método de deposição por laser pulsado em uma câmara com uma pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa, e formar um terminal de dreno (5) e um terminal de fonte (6) com um método fotolitográfico e uma tecnologia de desprendimento; e, finalmente, formar uma película de Y2O3 que é usada como uma película isolante de porta (3) com um método de deposição a vácuo por feixe de elétrons (espessura: 90 nm, permissividade relativa: cerca de 15, e densidade de corrente de fuga: 1x10-3A/cm2 quando 0,5 MV/cm é aplicado), formar uma película de ouro nela e formar um terminal de porta (4) com o método fotolitrográfico e a tecnologia de desprendimento.[000311] firstly, form a semi-insulating amorphous InGaO3(ZnO)4 film in a thickness of 120 nm on the glass substrate (1), which is used as a channel layer (2), with the method of preparing the amorphous In-Ga-Zn-O thin film described above; layer an InGaO3(ZnO)4 film with high electroconductivity and a gold film, respectively, in a thickness of 30 nm and additionally on it with a pulsed laser deposition method in a chamber with an oxygen partial pressure less than 1 Pa, and form a drain terminal (5) and a source terminal (6) with a photolithographic method and a detachment technology; and finally forming a Y2O3 film that is used as a gate insulating film (3) with an electron beam vacuum deposition method (thickness: 90 nm, relative permittivity: about 15, and current density of leakage: 1x10-3A/cm2 when 0.5 MV/cm is applied), form a gold film on it and form a gate terminal (4) with the photolitrographic method and detachment technology.

(Avaliação das características do elemento MISFET)(Evaluation of MISFET element characteristics)

[000312] A figura 6 mostra características de corrente/tensão de um elemento MISFET medidas à temperatura ambiente. Quando a tensão de dreno VDS aumenta, a corrente de dreno IDS também aumenta, que mostra que um canal é um semicondutor do tipo n. O resultado não é contraditório ao fato de que um semicondutor amorfo a base de In-Ga-Zn-O é um tipo n. O elemento MISFET apresentou o comportamento típico de um transistor semicondutor em que uma IDS satura (estrangula) a uma VDS de cerca de 6 V. Em decorrência de se ter examinada uma característica de ganho, o valor limiar da tensão de porta VGS apresentou cerca de -0,5 V quando uma VDS de 4 V foi aplicada. Além do mais, uma corrente IDS apresentou 1,0 x 10-5 ampères quando uma FG de 10 V foi aplicada. O resultado significa que uma película semicondutora amorfa a base de In-Ga-Zn-O de um material isolante induziu um portador nela por uma polarização de porta.[000312] Figure 6 shows current/voltage characteristics of a MISFET element measured at room temperature. When the drain voltage VDS increases, the drain current IDS also increases, which shows that a channel is an n-type semiconductor. The result is not contradictory to the fact that an amorphous semiconductor based on In-Ga-Zn-O is an n-type. The MISFET element showed the typical behavior of a semiconductor transistor in which an IDS saturates (throttles) at a VDS of about 6 V. As a result of having examined a gain characteristic, the threshold value of the gate voltage VGS showed about -0.5 V when a 4 V VDS was applied. Furthermore, an IDS current showed 1.0 x 10-5 amps when a FG of 10 V was applied. The result means that an amorphous semiconductor film based on In-Ga-Zn-O of an insulating material induced a carrier in it by a gate bias.

[000313] A razão liga/desliga de um transistor excedeu 1x103. Além do mais, em decorrência do cálculo da mobilidade de efeito de campo de elétrons a partir das características de saída, a mobilidade do efeito de campo de elétrons foi cerca de 7 cm2 (Vs)-1 em uma faixa de saturação. Medição similar foi feita no elemento preparado durante a irradiação dele com luz visível, o elemento não apresentou nenhuma mudança nas características de transistor. Daqui, entende- se que o elemento preparado pode ser usado com uma abertura também em um tipo de emissão por baixo, sem necessitar interromper a região do transistor de luz.[000313] The on/off ratio of a transistor exceeded 1x103. Furthermore, as a result of calculating the electron field effect mobility from the output characteristics, the electron field effect mobility was about 7 cm2 (Vs)-1 in a saturation range. Similar measurement was made on the prepared element during irradiation of it with visible light, the element did not show any change in transistor characteristics. From this, it is understood that the prepared element can be used with an opening also in a type of emission from below, without needing to interrupt the light transistor region.

[000314] Um elemento MISFET foi formado aproximadamente com o mesmo método supradescrito. Mas, depois que o elemento MISFET foi preparado, uma película isolante foi formada na espessura de 300 nm a partir dele com um método de deposição por laser pulsado. Ao mesmo tempo, um buraco de contato para conectar um terminal de dreno ou de fonte com o eletrodo inferior foi formado.[000314] A MISFET element was formed with approximately the same method described above. But, after the MISFET element was prepared, an insulating film in the thickness of 300 nm was formed from it with a pulsed laser deposition method. At the same time, a contact hole for connecting a drain or source terminal with the bottom electrode was formed.

[000315] Subseqüentemente, a película de Al foi formada na espessura de 300 nm com um método de deposição a vácuo com aquecimento por resistência, e a película de uma liga de Al e Ag foi formada na espessura de 50 nm nela para um eletrodo inferior. O eletrodo inferior foi conectado a um eletrodo de dreno ou de fonte através de um buraco de contato.[000315] Subsequently, the Al film was formed in the thickness of 300 nm with a vacuum deposition method with resistance heating, and the film of an alloy of Al and Ag was formed in the thickness of 50 nm on it to a lower electrode . The bottom electrode was connected to a drain or source electrode through a contact hole.

[000316] Subseqüentemente, foi preparada uma camada emissora de luz de EL orgânico formando-se as seguintes películas com um método de deposição de vapor por resistência: a película de tris(8-quinolinol)alumínio com a espessura de 20 nm como uma camada de transporte de elétrons: a película de 4,41-bis(2,2- difenil)vinila com a espessura de 40 nm como a camada emissora de luz nela; a película de 4,4'-bis[1-naftil)-N-fenilamino]bifenila com a espessura de 20 nm como uma camada de transporte de buraco; e a película de 4,4'-bis[N,N-diamino]-4'- fenil-trifenil amina] com a espessura de 60 nm como uma camada de injeção de buraco.[000316] Subsequently, a light-emitting layer of organic EL was prepared by forming the following films with a resist vapor deposition method: the tris(8-quinolinol)aluminum film with a thickness of 20 nm as a layer electron transport: 4,41-bis(2,2-diphenyl)vinyl film with the thickness of 40 nm as the light-emitting layer therein; the 4,4'-bis[1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl film with the thickness of 20 nm as a hole transport layer; and the 4,4'-bis[N,N-diamino]-4'-phenyl-triphenylamine] film with the thickness of 60 nm as a hole injection layer.

[000317] Finalmente, a película de ITO foi formada na espessura de 200 nm para um contra eletrodo com uma técnica de contra pulverização catódica do alvo.[000317] Finally, the ITO film was formed at a thickness of 200 nm for a counter electrode with a target sputtering technique.

[000318] Quando o elemento supradescrito foi ativado colocando uma fonte sobre ele, foi obtida luz azul foi emitida pela superfície superior do substrato, em outras palavras, um tipo de emissão por cima do elemento.[000318] When the above-described element was activated by placing a source on it, blue light was emitted from the upper surface of the substrate, in other words, a type of emission from above the element.

(Exemplo 2: tipo de emissão por baixo)(Example 2: type of emission from below)

[000319] Subseqüentemente, um exemplo de um processo de preparação para um dispositivo emissor de luz de um tipo de emissão por baixo, em que um eletrodo de dreno e um eletrodo inferior são conectados diretamente será descrito com referência à figura 9.[000319] Subsequently, an example of a preparation process for a light-emitting device of a bottom emission type, in which a drain electrode and a bottom electrode are directly connected will be described with reference to figure 9.

[000320] Um elemento MISFET foi formado aproximadamente com o mesmo método da modalidade 1 supradescrita. Mas o eletrodo de dreno não foi formado, e uma camada ativa 92 foi deixada com a mesma área da camada emissora de luz. Subseqüentemente, a película de InGaO3(ZnO)4 com alta eletrocondutividade foi formada na espessura de 200 nm nela, como um eletrodo 97 servindo como o eletrodo de dreno (ou de fonte) e um eletrodo inferior, com um método de deposição por laser pulsado em uma câmara com uma pressão parcial de oxigênio menor que 1 Pa.[000320] A MISFET element was formed with approximately the same method as modality 1 described above. But the drain electrode was not formed, and an active layer 92 was left with the same area as the light-emitting layer. Subsequently, the InGaO3(ZnO)4 film with high electroconductivity was formed in the thickness of 200 nm on it, with an electrode 97 serving as the drain (or source) electrode and a bottom electrode, with a pulsed laser deposition method. in a chamber with an oxygen partial pressure of less than 1 Pa.

[000321] Em seguida, uma camada emissora de luz de EL orgânico foi feita, formando-se uma camada orgânica em uma ordem inversa da modalidade 1 com um método de evaporação por resistência, e todas as camadas integradas foram denominadas como a camada emissora de luz de EL orgânico.[000321] Next, a light-emitting layer of organic EL was made, forming an organic layer in a reverse order of modality 1 with a resistance evaporation method, and all integrated layers were referred to as the light-emitting layer. organic EL light.

[000322] Finalmente, a película de Al dopada com Li foi formada na espessura de 50 nm, e a película de Al na espessura de 200 nm como um contra eletrodo 99, com um método de aquecimento por resistência.[000322] Finally, the Li-doped Al film was formed at a thickness of 50 nm, and the Al film at a thickness of 200 nm as a counter electrode 99, with a resistance heating method.

[000323] Quando o elemento supradescrito é ativado colocando uma sonda em contato com ele, luz azul foi emitida pelo lado de trás do substrato, em outras palavras, foi obtido um tipo de emissão por baixo.[000323] When the above-described element is activated by placing a probe in contact with it, blue light was emitted from the back side of the substrate, in other words, a type of emission from below was obtained.

(Exemplo 3: fonte de luz de arranjo linear)(Example 3: linear array light source)

[000324] Uma fonte de luz de arranjo linear de acordo com a presente invenção será descrita com referência à figura 10.[000324] A linear array light source according to the present invention will be described with reference to figure 10.

[000325] Uma pluralidade de elementos emissores de luz 101 e transistores de película fina (TFT) 102 foi arranjada em um substrato na forma linear, e eles foram eletricamente conectados, conforme mostrado na figura 10. Uma fonte de luz de arranjo linear foi preparada conectando-se um circuito de controle 103 para controlar a emissão de luz com os elementos emissores de luz e os TFTs. Uma saída do TFT (um eletrodo de fonte ou um eletrodo de dreno) foi conectada a uma fonte de energia Vd por meio do elemento emissor de luz, e a outra foi conectada a um potencial elétrico comum COM. Além do mais, o circuito de controle foi conectado ao eletrodo de porta do TFT.[000325] A plurality of light-emitting elements 101 and thin film transistors (TFT) 102 were arranged on a substrate in linear form, and they were electrically connected, as shown in figure 10. A linear array light source was prepared connecting a control circuit 103 to control light emission with the light-emitting elements and the TFTs. One output of the TFT (a source electrode or a drain electrode) was connected to a power source Vd through the light-emitting element, and the other was connected to a common electrical potential COM. Furthermore, the control circuit was connected to the gate electrode of the TFT.

[000326] Quando um TFT foi ligado por uma saída de sinal de um circuito de controle, um elemento emissor de luz emitiu luz. Especificamente, a fonte de luz de arranjo linear pôde emitir um padrão de emissão de luz linear desejado quando um sinal do circuito de controle foi devidamente controlado.[000326] When a TFT was turned on by a signal output of a control circuit, a light-emitting element emitted light. Specifically, the linear array light source could emit a desired linear light emission pattern when a signal from the control circuit was properly controlled.

[000327] Aqui, o elemento emissor de luz pode empregar um elemento emissor de luz arbitrário tal como um elemento eletroluminescente orgânico (um EL orgânico), um elemento eletroluminescente inorgânico (um EL inorgânico) e um LED. Além do mais, a configuração de circuito não está limitada a isto, mas uma pluralidade de TFTs pode ser arranjada em relação a um elemento emissor de luz.[000327] Here, the light-emitting element may employ an arbitrary light-emitting element such as an organic electroluminescent element (an organic EL), an inorganic electroluminescent element (an inorganic EL), and an LED. Furthermore, the circuit configuration is not limited to this, but a plurality of TFTs can be arranged relative to a light-emitting element.

[000328] Assim, uma configuração de ativação de um elemento emissor de luz por um TFT de óxido amorfo pode ser fabricada de maneira extremamente fácil, e fornecer de forma barata uma fonte de luz de arranjo linear.[000328] Thus, a configuration for activating a light-emitting element by an amorphous oxide TFT can be manufactured extremely easily, and inexpensively provide a linear array light source.

[000329] A figura 11 mostra uma vista seccional de um exemplo que tem uma configuração de uma fonte de luz de arranjo linear de acordo com a presente invenção.[000329] Figure 11 shows a sectional view of an example that has a configuration of a linear array light source in accordance with the present invention.

[000330] Conforme mostrado na figura 11, uma fonte de luz de arranjo linear é preparada arranjando-se uma parte de TFT e uma seção do elemento emissor de luz em um substrato, e cada elemento em cada porção. A figura 11 mostra um caso de se usar um elemento EL orgânico como um elemento emissor de luz, e o TFT de óxido amorfo supradescrito em uma porção do TFT.[000330] As shown in Figure 11, a linear array light source is prepared by arranging a TFT part and a section of the light-emitting element on a substrate, and each element on each portion. Figure 11 shows a case of using an organic EL element as a light-emitting element, and the above-described amorphous oxide TFT in a portion of the TFT.

[000331] Na figura, o número de referência 2100 denota um substrato, o número de referência 2101 uma camada de canal, o número de referência 2102 um eletrodo de fonte, o número de referência 2103 uma película isolante de porta, o número de referência 2104 um eletrodo de porta, o número de referência 2105 um eletrodo de dreno, o número de referência 2106 um eletrodo superior (primeiro eletrodo), o número de referência 2107 uma camada de transporte de elétrons, o número de referência 2108 uma camada emissora de luz, o número de referência 2109 uma camada de transporte de buraco, o número de referência 2110 uma camada de eletrodo transparente, o número de referência 2111 uma camada isolante, o número de referência 2150 uma seção de TFT e o número de referência 2160 uma seção do elemento emissor de luz.[000331] In the figure, reference number 2100 denotes a substrate, reference number 2101 a channel layer, reference number 2102 a source electrode, reference number 2103 a gate insulating film, reference number 2104 a gate electrode, reference number 2105 a drain electrode, reference number 2106 a top electrode (first electrode), reference number 2107 an electron transport layer, reference number 2108 an emitting layer reference number 2109 a hole transport layer, reference number 2110 a transparent electrode layer, reference number 2111 an insulating layer, reference number 2150 a TFT section and reference number 2160 a section of the light-emitting element.

[000332] A figura 11 mostra um exemplo de conexão do eletrodo de dreno 2105 na camada de eletrodo transparente 2110 da seção do elemento emissor de luz. Entretanto, existe também um caso de conexão do eletrodo de fonte 2102 na camada de eletrodo transparente 2110, dependendo da constituição de camada da camada emissora de luz.[000332] Figure 11 shows an example of connecting the drain electrode 2105 to the transparent electrode layer 2110 of the light-emitting element section. However, there is also a case of connecting the source electrode 2102 to the transparent electrode layer 2110, depending on the layer constitution of the light-emitting layer.

[000333] Como para um método de preparação, a fonte de luz de arranjo linear foi preparada pelas etapas de formar um TFT de óxido amorfo em uma posição predeterminada em um substrato com a técnica supradescrita, em seguida um elemento EL orgânico, e adicionalmente a ligação elétrica de uns nos outros.[000333] As for a preparation method, the linear array light source was prepared by the steps of forming an amorphous oxide TFT at a predetermined position on a substrate with the above-described technique, then an organic EL element, and additionally the electrical connection to each other.

[000334] Neste momento, quando foi formada uma película de óxido de porta de um TFT de óxido amorfo, a mesma camada isolante foi formada em uma porção na qual um elemento EL orgânico foi arranjado. O elemento EL orgânico foi preparado colocando uma máscara em um substrato, e seqüencialmente formando uma cada de eletrodo transparente, subseqüentemente, uma camada de transporte de buraco, uma camada emissora de luz, uma camada de transporte de elétrons e uma camada de eletrodo superior. Durante as etapas citadas, a camada de eletrodo transparente foi conectada a uma camada de eletrodo de dreno. Finalmente, vária fiações foram formadas por uma película de alumínio ou similares.[000334] At this time, when a gate oxide film was formed from an amorphous oxide TFT, the same insulating layer was formed on a portion in which an organic EL element was arranged. The organic EL element was prepared by placing a mask on a substrate, and sequentially forming a transparent electrode layer, subsequently a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and a top electrode layer. During the aforementioned steps, the transparent electrode layer was connected to a drain electrode layer. Finally, several wirings were formed by an aluminum film or similar.

[000335] Aqui, uma película eletrocondutora transparente arbitrária tal como In2O3:Sn pode ser usada como uma camada de eletrodo transparente. Um material que é usado em um elemento EL orgânico geral pode ser aplicado a uma camada de transporte de buraco, uma camada emissora de luz, uma camada de transporte de elétrons e uma camada de eletrodo superior. Por exemplo, α-NPD pode ser usado como a camada de transporte de buraco, CBP dopado com 6% IR (ppy)3 como a camada emissora de luz, Alq3 como a camada de transporte de elétrons e AgMg como a camada de eletrodo superior.[000335] Here, an arbitrary transparent electroconductive film such as In2O3:Sn can be used as a transparent electrode layer. A material that is used in a general organic EL element can be applied to a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer and an upper electrode layer. For example, α-NPD can be used as the hole transport layer, CBP doped with 6% IR(ppy)3 as the light-emitting layer, Alq3 as the electron transport layer, and AgMg as the top electrode layer .

[000336] Na descrição apresentada,[000336] In the description presented,

[000337] Alq3 significa um complexo de alumínio-quinolinol;[000337] Alq3 means an aluminum-quinolinol complex;

[000338] α- NPD; e[000338] α-NPD; It is

[000339] Ir(ppy)3 significa um complexo de irídio-fenil piridina.[000339] Ir(ppy)3 means an iridium-phenyl pyridine complex.

[000340] Na configuração apresentada, luz emitida por um elemento emissor de luz atravessou um eletrodo transparente e foi emitida de um lado do substrato, conforme está mostrado pela seta 2170 na figura.[000340] In the presented configuration, light emitted by a light-emitting element passed through a transparent electrode and was emitted from one side of the substrate, as shown by arrow 2170 in the figure.

[000341] Assim, a fonte de luz de arranjo linear foi pequena, leve e barata.[000341] Thus, the linear array light source was small, light and cheap.

[000342] Como uma outra configuração de uma fonte de luz de arranjo linear,pode ser a configuração de arranjo de um elemento EL orgânico em uma parte superior de um TFT colocado em um substrato, conforme mostrado na figura 12. A fonte de luz de arranjo linear citada pode fazer a luz emitida por um elemento emissor de luz atravessar uma seção do TFT e emanar do lado do substrato, tornando um TFT de óxido amorfo um dispositivo transparente pela preparação de um eletrodo com um eletrodo transparente, tal como In2O3:Sn.[000342] As another configuration of a linear array light source, there may be the array configuration of an organic EL element on a top of a TFT placed on a substrate, as shown in figure 12. The linear array light source The aforementioned linear arrangement can make the light emitted by a light-emitting element pass through a section of the TFT and emanate from the substrate side, making an amorphous oxide TFT a transparent device by preparing an electrode with a transparent electrode, such as In2O3:Sn .

[000343] Na figura 12, o número de referência 2200 denota um substrato, o número de referência 2201 uma camada de canal, o número de referência 2202 um eletrodo de fonte, o número de referência 2203 uma película isolante de porta, o número de referência 2204 um eletrodo de porta, o número de referência 2205 um eletrodo de dreno, o número de referência 2206 um eletrodo superior (um primeiro eletrodo), o número de referência 2207 uma camada de transporte de elétrons, o número de referência 2208 uma camada emissora de luz, o número de referência 2209 uma camada de transporte de buraco, o número de referência 2210 uma camada de eletrodo transparente, o número de referência 2211 uma camada isolante, o número de referência 2250 uma seção de TFT e o número de referência 2260 uma seção do elemento emissor de luz.[000343] In Figure 12, reference number 2200 denotes a substrate, reference number 2201 a channel layer, reference number 2202 a source electrode, reference number 2203 a gate insulating film, number number reference number 2204 a gate electrode, reference number 2205 a drain electrode, reference number 2206 a top electrode (a first electrode), reference number 2207 an electron transport layer, reference number 2208 a layer reference number 2209 a hole transport layer, reference number 2210 a transparent electrode layer, reference number 2211 an insulating layer, reference number 2250 a TFT section and reference number 2260 a section of the light-emitting element.

[000344] A figura 12 mostra um exemplo de conexão do eletrodo de dreno 2205 na camada de eletrodo transparente 2210 da seção do elemento emissor de luz. Entretanto, existe também um caso de conexão do eletrodo de fonte 2202 na camada de eletrodo transparente 2210, dependendo da constituição de camada da camada emissora de luz.[000344] Figure 12 shows an example of connecting the drain electrode 2205 to the transparent electrode layer 2210 of the light-emitting element section. However, there is also a case of connecting the source electrode 2202 to the transparent electrode layer 2210, depending on the layer constitution of the light-emitting layer.

[000345] A configuração assim formada faz luz emanar da maneira indicada pela seta 2270, permite que a superfície do substrato seja efetivamente usada, e pode fazer os elementos EL orgânicos do arranjo da fonte de luz de arranjo linear nele a uma alta densidade, e/ou adquirir uma grande área de emissão de luz (uma razão de área aberta). A fonte de luz de arranjo linear assim obtida é pequena, leve e barata.[000345] The configuration thus formed causes light to emanate in the manner indicated by arrow 2270, allows the substrate surface to be effectively used, and can make the organic EL elements of the linear array light source arrangement therein at a high density, and /or acquire a large light-emitting area (an open area ratio). The linear array light source thus obtained is small, light and inexpensive.

(Exemplo 4: aplicação a uma máquina copiadora e impressora de páginas)(Example 4: application to a copy machine and page printer)

[000346] A seguir, será descrita uma fonte de luz de arranjo linear aplicada a uma máquina copiadora ou uma impressora de páginas.[000346] Next, a linear array light source applied to a copying machine or a page printer will be described.

[000347] A maioria das máquinas copiadoras ou impressoras de páginas em geral tem um sistema para imprimir dados em um meio de tração, de digitalização de um feixe laser sobre um tambor fotocondutor usando uma lente e um espelho poligonal para imprimir dados nele, e gravar os dados no tambor fotocondutor.[000347] Most copy machines or page printers generally have a system for printing data on a traction medium, scanning a laser beam onto a photoconductive drum using a lens and a polygonal mirror to print data onto it, and recording the data on the photoconductor drum.

[000348] Por outro lado, os dispositivos citados podem ser pequenos e baratos, caso se empregue uma fonte de luz de arranjo linear de acordo com a presente invenção, em virtude de irradiar diretamente um tambor fotocondutor com luz emitida de um elemento emissor de luz sem passar a luz através de um sistema de lente, conforme mostrado na figura 13. Em decorrência disto, os dispositivos citados não precisar de sistema óptico de grande porte e, de forma correspondente, podem ser miniaturizados e reduzir o custo de fabricação. Se necessário, os dispositivos citados podem ser arranjados em um único sistema óptico tal como lente SELFOC entre o elemento emissor de luz e o tambor.[000348] On the other hand, the aforementioned devices can be small and cheap, if a linear array light source is used in accordance with the present invention, by virtue of directly irradiating a photoconductive drum with light emitted from a light-emitting element without passing light through a lens system, as shown in figure 13. As a result, the aforementioned devices do not require a large optical system and, correspondingly, can be miniaturized and reduce manufacturing costs. If necessary, the aforementioned devices can be arranged in a single optical system such as a SELFOC lens between the light-emitting element and the drum.

[000349] Na figura 13, o número de referência 2300 denota uma fonte de luz de arranjo linear, e o número de referência 2350 um tambor fotocondutor.[000349] In figure 13, reference number 2300 denotes a linear array light source, and reference number 2350 a photoconductive drum.

[000350] Durante a preparação da máquina copiadora ou impressora de páginas citadas, é preferível unificar a fonte de luz de arranjo linear citada com o cartucho de tambor fotocondutor.[000350] During the preparation of the cited page copying machine or printer, it is preferable to unify the cited linear array light source with the photoconductive drum cartridge.

[000351] A fonte de luz de arranjo linear é barata e dessa forma descartável e, em decorrência disto, pode tornar a máquina copiadora ou a impressora de páginas isenta de manutenção pela preparação de uma estrutura em peça única combinada com o tambor fotocondutor, ao mesmo tempo fazendo uso das características citadas. A fonte de luz supradescrita pode ficar arranjada fora do fotocondutor (um tambor fotocondutor) mostrado na presente modalidade, ou pode também ficar arranjada no lado de dentro.[000351] The linear array light source is cheap and therefore disposable, and as a result, it can make the copy machine or page printer maintenance-free by preparing a single-piece structure combined with the photoconductive drum, while at the same time making use of the aforementioned characteristics. The above-described light source may be arranged outside the photoconductor (a photoconductor drum) shown in the present embodiment, or may also be arranged on the inside.

[000352] Quando um aparelho de eletronografia emprega a fonte de luz de arranjo linear de acordo com a presente modalidade, o aparelho de eletronografia forma uma imagem usando um eletrificador para eletrificar o fotorreceptor (um tambor fotocondutor), e expondo a fonte de luz para iluminação do fotorreceptor a fim de formar uma imagem latente no fotorreceptor e um dispositivo de revelação para revelar a imagem latente supradescrita; e emprega a fonte de luz de arranjo linear de acordo com a presente invenção para fonte de luz de exposição. (Aplicabilidade Industrial)[000352] When an electronography apparatus employs the linear array light source in accordance with the present embodiment, the electronography apparatus forms an image by using an electrifier to electrify the photoreceptor (a photoconductive drum), and exposing the light source to illuminating the photoreceptor to form a latent image in the photoreceptor and a developing device for revealing the aforementioned latent image; and employs the linear array light source according to the present invention for exposure light source. (Industrial Applicability)

[000353] O dispositivo emissor de luz de acordo com a presente invenção forma uma película fina de um semicondutor em um material flexível incluindo uma película de plástico, e pode ser aplicado a uma ampla área de usos, incluindo uma unidade de exibição flexível, uma placa IC e uma etiqueta de ID.[000353] The light-emitting device according to the present invention forms a thin film of a semiconductor on a flexible material including a plastic film, and can be applied to a wide area of uses, including a flexible display unit, a IC board and an ID tag.

[000354] O dispositivo emissor de luz pode também ser aplicado a uma fonte de luz de arranjo linear, uma máquina copiadora, uma impressora de páginas e um cartucho de tambor integrado.[000354] The light-emitting device can also be applied to a linear array light source, a copying machine, a page printer and an integrated drum cartridge.

[000355] Este pedido reivindica prioridade do pedido de patente japonês 2004-326687 depositado em 10 de novembro de 2004, que está por meio desta incorporado aqui pela referência.[000355] This application claims priority to Japanese patent application 2004-326687 filed on November 10, 2004, which is hereby incorporated herein by reference.

Claims (16)

1. Dispositivo emissor de luz que tem um elemento emissor de luz (77-79; 97-99; 2106-2110; 2206-2210) que compreende primeiro e segundo eletrodos (77; 79; 97, 99; 2106, 2110; 2206, 2210) e uma camada emissora de luz (78; 98; 2108; 2208) que existe entre o primeiro e segundo eletrodos, e um transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) for para ativar o elemento emissor de luz, caracterizado pelo fato de que a camada ativa do transistor de efeito de campo é formada de um óxido amorfo que tem uma concentração do portador de elétrons menor que 1018/cm3 a uma temperatura de 25 °C; em que o óxido amorfo é qualquer um selecionado do grupo que consiste em um óxido que contém In, Zn e Sn e um óxido que contém In, Zn e Ga; em que a camada ativa apresenta um padrão halo e nenhuma linha de difração característica em uma espectrometria de difração de raios-X; e a camada ativa apresenta uma mobilidade de elétrons maior que 1 cm2/V.s.1. Light-emitting device having a light-emitting element (77-79; 97-99; 2106-2110; 2206-2210) comprising first and second electrodes (77; 79; 97, 99; 2106, 2110; 2206 , 2210) and a light-emitting layer (78; 98; 2108; 2208) that exists between the first and second electrodes, and a field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201 -2205) is to activate the light-emitting element, characterized by the fact that the active layer of the field effect transistor is formed from an amorphous oxide that has an electron carrier concentration of less than 1018/cm3 at a temperature of 25 °C; wherein the amorphous oxide is any one selected from the group consisting of an oxide containing In, Zn and Sn and an oxide containing In, Zn and Ga; wherein the active layer presents a halo pattern and no characteristic diffraction lines in X-ray diffraction spectrometry; and the active layer has an electron mobility greater than 1 cm2/V.s. 2. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento emissor de luz e o transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) são arranjados em um substrato opticamente transparente, e a luz emitida pela camada emissora de luz (78; 98; 2108; 2208) atravessa o substrato.2. Light-emitting device according to claim 1, characterized by the fact that the light-emitting element and the field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) are arranged on an optically transparent substrate, and the light emitted by the light-emitting layer (78; 98; 2108; 2208) passes through the substrate. 3. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) é arranjado entre o substrato e a camada emissora de luz (78; 98; 2108; 2208).3. Light-emitting device according to claim 2, characterized by the fact that the field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) is arranged between the substrate and the light-emitting layer (78; 98; 2108; 2208). 4. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento emissor de luz e o transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) são arranjados em um substrato opticamente transparente, e a luz emitida pela camada emissora de luz (78; 98; 2108; 2208) atravessa o substrato e o óxido amorfo.4. Light-emitting device according to claim 1, characterized by the fact that the light-emitting element and the field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) are arranged on an optically transparent substrate, and the light emitted by the light-emitting layer (78; 98; 2108; 2208) passes through the substrate and the amorphous oxide. 5. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) é arranjado entre o substrato e a camada emissora de luz (78; 98; 2108; 2208).5. Light-emitting device according to claim 4, characterized by the fact that the field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) is arranged between the substrate and the light-emitting layer (78; 98; 2108; 2208). 6. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um do eletrodo de dreno do transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) e do segundo eletrodo é formado de um óxido eletrocondutor opticamente transparente.6. Light-emitting device according to claim 1, characterized by the fact that at least one of the drain electrode of the field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) and the second electrode is formed from an optically transparent electroconductive oxide. 7. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento emissor de luz é um elemento eletroluminescente.7. Light-emitting device according to claim 1, characterized in that the light-emitting element is an electroluminescent element. 8. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de elementos emissores de luz é arranjada pelo menos em uma única fileira.8. The light-emitting device of claim 1, wherein a plurality of light-emitting elements are arranged in at least a single row. 9. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento emissor de luz é arranjado de maneira a ficar adjacente ao transistor de efeito de campo.9. The light-emitting device of claim 8, wherein the light-emitting element is arranged to be adjacent to the field-effect transistor. 10. Dispositivo eletrofotográfico compreendendo: um fotorreceptor, um eletrificador para eletrificar o fotorreceptor, uma fonte de luz de exposição para expor o fotorreceptor a fim de formar uma imagem latente no fotorreceptor, e uma unidade de revelação para revelar a imagem latente, o dispositivo eletrofotográfico sendo caracterizado pelo fato de que a fonte de luz de exposição tem o dispositivo emissor de luz como definido na reivindicação 8.10. An electrophotographic device comprising: a photoreceptor, an electrifier for electrifying the photoreceptor, an exposure light source for exposing the photoreceptor to form a latent image on the photoreceptor, and a developing unit for revealing the latent image, the electrophotographic device being characterized by the fact that the exposure light source has the light emitting device as defined in claim 8. 11. Dispositivo emissor de luz que tem um elemento emissor de luz que compreende primeiro e segundo eletrodos (77; 79; 97, 99; 2106, 2110; 2206, 2210) e uma camada emissora de luz (78; 98; 2108; 2208) que existe entre o primeiro e segundo eletrodos, e um transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) para ativar o elemento emissor de luz, caracterizado pelo fato de que a camada ativa do transistor de efeito de campo inclui um semicondutor de óxido amorfo transparente como esse capaz de realizar um estado normalmente desligado; e o semicondutor de óxido amorfo transparente é qualquer um selecionado do grupo que consiste em um óxido que contém In, Zn e Sn e um óxido que contém In, Zn e Ga; a camada ativa apresenta um padrão halo e nenhuma linha de difração característica em uma espectrometria de difração de raios-X; e a camada ativa apresenta uma mobilidade de elétrons maior que 1 cm2/V.s.11. Light-emitting device having a light-emitting element comprising first and second electrodes (77; 79; 97, 99; 2106, 2110; 2206, 2210) and a light-emitting layer (78; 98; 2108; 2208 ) that exists between the first and second electrodes, and a field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) to activate the light-emitting element, characterized by the fact that the active layer of the field effect transistor includes such a transparent amorphous oxide semiconductor capable of realizing a normally off state; and the transparent amorphous oxide semiconductor is any one selected from the group consisting of an oxide containing In, Zn and Sn and an oxide containing In, Zn and Ga; the active layer presents a halo pattern and no characteristic diffraction lines in an X-ray diffraction spectrometry; and the active layer has an electron mobility greater than 1 cm2/V.s. 12. Dispositivo emissor de luz de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o semicondutor de óxido amorfo transparente tem uma concentração do portador de elétrons menor que 1018/cm3 em uma temperatura de 25°C que é suficientemente baixa para realizar o estado normalmente desligado.12. The light-emitting device of claim 11, wherein the transparent amorphous oxide semiconductor has an electron carrier concentration of less than 1018/cm3 at a temperature of 25°C that is sufficiently low to perform the normally off state. 13. Dispositivo de exibição de matriz ativa compreendendo um elemento emissor de luz que compreende primeiro e segundo eletrodos (77; 79; 97, 99; 2106, 2110; 2206, 2210) e uma camada emissora de luz (78; 98; 2108; 2208) que existe entre o primeiro e segundo eletrodos e um transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) para ativar o elemento emissor de luz, e um circuito de elemento de imagem arranjado na forma de uma matriz bidimensional, caracterizado pelo fato de que a camada ativa do transistor de efeito de campo inclui um semicondutor de óxido amorfo transparente como esse capaz de realizar um estado normalmente desligado; e o semicondutor de óxido amorfo transparente é qualquer um selecionado do grupo que consiste em um óxido que contém In, Zn e Sn e um óxido que contém In, Zn e Ga; a camada ativa apresenta um padrão halo e nenhuma linha de difração característica em uma espectrometria de difração de raios-X; e a camada ativa apresenta uma mobilidade de elétrons maior que 1 cm2/V.s.13. An active matrix display device comprising a light-emitting element comprising first and second electrodes (77; 79; 97, 99; 2106, 2110; 2206, 2210) and a light-emitting layer (78; 98; 2108; 2208) that exists between the first and second electrodes and a field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) for activating the light-emitting element, and a light-emitting element circuit image arranged in the form of a two-dimensional matrix, characterized by the fact that the active layer of the field effect transistor includes a transparent amorphous oxide semiconductor capable of realizing a normally off state; and the transparent amorphous oxide semiconductor is any one selected from the group consisting of an oxide containing In, Zn and Sn and an oxide containing In, Zn and Ga; the active layer presents a halo pattern and no characteristic diffraction lines in an X-ray diffraction spectrometry; and the active layer has an electron mobility greater than 1 cm2/V.s. 14. Dispositivo de exibição de matriz ativa de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o semicondutor de óxido amorfo transparente tem uma concentração do portador de elétrons menor que 1x1018/cm3, que é suficientemente baixa para realizar o estado normalmente desligado.14. The active matrix display device of claim 13, wherein the transparent amorphous oxide semiconductor has an electron carrier concentration of less than 1x1018/cm3, which is sufficiently low to realize the normally off state. 15. Artigo de exibição compreendendo: um elemento emissor de luz que compreende primeiro e segundo eletrodos (77; 79; 97, 99; 2106, 2110; 2206, 2210) e uma camada emissora de luz (78; 98; 2108; 2208) que existe entre o primeiro e segundo eletrodos e um transistor de efeito de campo (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) para ativar o elemento emissor de luz, caracterizado pelo fato de que uma camada ativa do transistor de efeito de campo inclui um semicondutor de óxido amorfo; e o semicondutor de óxido amorfo é qualquer um selecionado do grupo que consiste em um óxido que contém In, Zn e Sn e um óxido que contém In, Zn e Ga; a camada ativa apresenta um padrão halo e nenhuma linha de difração característica em uma espectrometria de difração de raios-X; e a camada ativa apresenta uma mobilidade de elétrons maior que 1 cm2/V.s.15. Display article comprising: a light-emitting element comprising first and second electrodes (77; 79; 97, 99; 2106, 2110; 2206, 2210) and a light-emitting layer (78; 98; 2108; 2208) that exists between the first and second electrodes and a field effect transistor (70; 72-75; 92-95; 2101-2105; 2201-2205) to activate the light-emitting element, characterized by the fact that an active layer of the field effect transistor includes an amorphous oxide semiconductor; and the amorphous oxide semiconductor is any one selected from the group consisting of an oxide containing In, Zn and Sn and an oxide containing In, Zn and Ga; the active layer presents a halo pattern and no characteristic diffraction lines in an X-ray diffraction spectrometry; and the active layer has an electron mobility greater than 1 cm2/V.s. 16. Artigo de exibição de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o transistor é um transistor do tipo normalmente desligado.16. The display article of claim 15, wherein the transistor is a normally-off type transistor.
BRPI0517562-3A 2004-11-10 2005-11-09 LIGHT-EMITTING DEVICE, ELECTROPHOTOGRAPHIC DEVICE, ACTIVE MATRIX DISPLAY DEVICE, AND, DISPLAY ARTICLE BRPI0517562B1 (en)

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