BRPI0709583A2 - transistor de efeito de campo, dispositivo exibidor, e, método para fabricar um transistor de efeito do campo - Google Patents

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Abstract

TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO, DISPOSITiVO EXIBIDOR, E, MéTODO PARA FABRICAR UM TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO. A presente invenção fornece um transistor de efeito de campo que inclui um filme de óxido como uma camada semicondutora, no qual o filme de óxido inclui uma de uma parte de fonte e uma parte de dreno à qual um dentre hidrogênio ou deutério é adicionado.

Description

"TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO, DISPOSITIVO EXIBIDOR, E,MÉTODO PARA FABRICAR UM TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO"CAMPO TÉCNICO
A presente invenção é relativa a um transistor de efeito decampo que inclui um filme de óxido como uma camada semicondutora, ummétodo para fabricar o mesmo e um dispositivo exibidor. Em particular, apresente invenção é relativa a um transistor de efeito de campo que temcaracterísticas de transistor que podem ser aplicadas a um dispositivo exibidorou similar, um método para fabricar o mesmo e um dispositivo exibidor.
TÉCNICA FUNDAMENTAL
Um transistor de efeito de campo (FET) é um dispositivo detrês terminais que tem um eletrodo de porta, um eletrodo de fonte e umeletrodo de dreno. Além disto, o transistor de efeito de campo é umdispositivo eletrônico ativo, em que uma corrente que escoa através de umacamada de canal (uma corrente entre um eletrodo de fonte e um eletrodo dedreno) é controlada por meio de voltagem aplicada a um eletrodo de porta.Em particular, um FET que utiliza como uma camada de canal um filme finoé chamado um FET de filme fino (transistor de filme fino TFT). O dispositivopode ser formado sobre diversos substratos formados de cerâmica, vidro,plástico ou similar.
O TFT acima mencionado tem uma vantagem de serfacilmente formado sobre um substrato que tem uma área relativamentegrande uma vez que o TFT utiliza tecnologia de filme fino, e é amplamenteutilizado como um dispositivo de acionamento em um dispositivo exibidor depainel plano, tal como um dispositivo exibidor de cristal líquido. Maisespecificamente, em um visor de cristal líquido ativo (ALCD), TFTsformados sobre um substrato de vidro são utilizados para ligar e desligarpixéis individuais de imagem. Também em um visor LED orgânico de altodesempenho prospectivo (OLED), é imaginado efetivo para acionar comcorrente os pixéis por meio de TFTs. Além disto, um dispositivo exibidor decristal líquido de alto desempenho é realizado no qual um circuito de TFT,que tem uma função de acionar e controlar toda a imagem, é formado sobreum substrato na vizinhança de uma região exibidora de imagem.
Um TFT que é atualmente mais amplamente utilizado é umdispositivo (MIS-FET) transistor de efeito de campo metal-isolante-semicondutor, que utiliza um filme de silício policristalino ou um filme desilício amorfo como um material de camada de canal. Um TFT de silícioamorfo é praticamente utilizado para acionamento de pixéis e um TFT desilício policristalino de alto desempenho é praticamente utilizado paracontrole de acionamento de toda a imagem.
Contudo, é difícil formar o TFT de silício amorfo e o TFT desilício policristalino sobre um substrato tal como uma placa plástica ou umfilme plástico, uma vez que um processo de alta temperatura é essencial paraa formação do dispositivo.
Nos últimos anos, desenvolvimento ativo tem sido conduzidopara realizar um visor flexível utilizando TFTs formados sobre um substratotal como uma placa de polímero ou um filme de polímero para um circuitoacionador de um LCD ou OLED. A atenção é focalizada em um filmesemicondutor orgânico que é feito de um material capaz de ser formado sobreum filme plástico ou similar, o qual pode ser formado a uma baixatemperatura.
Por exemplo, pentaceno tem estado sob pesquisa e
desenvolvimento para o filme de semicondutor orgânico. O semicondutor
orgânico tem um anel aromático. Grande mobilidade portadora é obtida na
direção da pilha do anel aromático no momento de cristalização. Por exemplo,
é relatado que no caso onde o pentaceno é utilizado para uma camada ativa, a
mobilidade portadora é aproximadamente 0,5 cm2 (VS)"1 , que é igual àquelade um MOSFET de Si amorfo.Contudo, o semicondutor orgânico, tal como o pentaceno, tembaixa estabilidade térmica (ele é instável quando a temperatura excede 150°C)e toxidez (é carcinogenicidade). Portanto, um dispositivo prático não foirealizado.
A atenção foi recentemente focalizada sobre um materialóxido como um material que pode ser aplicado à camada de canal de um TFT.
Por exemplo, um TFT que utiliza como sua camada de canalum filme fino policristalino de óxido condutivo transparente que contém ZnOcomo um ingrediente principal esteve sob desenvolvimento ativo. O filmefino pode ser formado a uma temperatura relativamente baixa e, portanto, épossível formar um filme sobre um substrato tal como uma placa de plásticoou um filme plástico. Contudo, no caso de um composto que contém ZnOcomo um ingrediente principal, uma fase amorfa estável não pode ser formadaa uma temperatura ambiente, e uma fase policristalina é formada. Portanto, édifícil aumentar uma sua mobilidade de elétron devido à dispersão de limitesde grão policristalino. Em adição, é difícil conseguir reprodutividade nascaracterísticas de um dispositivo TFT, uma vez que uma forma de grãopolicristalino e uma sua interconexão são significativamente modificadasdependendo dos métodos de formação de filme.
Um transistor de filme fino que utilizam um óxido amorfobaseado no em In-Ga-Zn-O foi relatado por K. Nomura e outros, Nature, 432,488 (2004). O transistor de filme fino pode ser formado sobre uma placaplástica ou um substrato de vidro a uma temperatura ambiente. O dispositivomostra uma característica de normalmente desligado com mobilidade deefeito de campo de aproximadamente 6 até 9. Existe também uma vantagemem que o transistor de filme fino é transparente à luz visível.
Foi estudado na presente invenção um transistor de filme finoque utiliza um óxido que inclui um óxido amorfo de In-Ga-Zn-O. Comoresultado, existe o caso onde uma variação em característica do transistor(característica Id-Vg) de um TFT ocorre, embora uma extensão da variaçãoseja dependente dos materiais de canal ou das condições de fabricação etc.
Quando o TFT é utilizado para, por exemplo, um circuito depixel de um visor, a variação em característica provoca uma variação emoperação de um LED orgânico ou de um elemento de cristal líquido que deveser acionado, com isto reduzindo finalmente a qualidade de imagem do visor.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
A vista do acima, um objetivo da presente invenção é reduzir avariação acima mencionada na característica.
Exemplos de um fator da variação incluem:
1) uma resistência parasita provocada entre cada um deeletrodos fonte e dreno e um canal;
2) uma variação em relação de posição entre uma porta umafonte e um dreno.
Especificamente, um primeiro objetivo da presente invenção édesenvolver uma conexão entre o canal de um transistor e cada um de seuseletrodos fonte e dreno, reduzindo com isto a variação em característica.
Um segundo objetivo da presente invenção é fornecer umaestrutura capaz de formar a relação de posição entre a porta, a fonte e o drenocom alta precisão e um seu método de fabricação, reduzindo com isto avariação em característica.
A presente invenção fornece um transistor de efeito de campoque inclui um filme de óxido como uma camada semicondutora, no qual ofilme de óxido inclui um de uma parte de fonte e uma parte de dreno que éadicionada como um de hidrogênio ou de deutério.
A presente invenção também fornece um transistor de efeito decampo que inclui um filme de óxido como uma camada semicondutora, noqual o filme de óxido inclui uma parte de canal, uma parte de fonte e umaparte de dreno; e uma concentração de um de hidrogênio ou de deutério naparte de fonte e a parte de dreno é maior do que uma concentração de um dehidrogênio ou de deutério na parte de canal.
O transistor de efeito de campo de acordo com a presenteinvenção é utilizado para um dispositivo exibidor de acordo com a presenteinvenção.
Além disto, a presente invenção fornece um método parafabricar um transistor de efeito de campo que inclui um filme de óxido comouma camada semicondutora que inclui as etapas de: formar o filme de óxidosobre um substrato; e adicionar um de hidrogênio e de deutério a uma porçãodo filme de óxido para formar uma parte de fonte e uma parte de dreno.
Além disto, a presente invenção fornece um método parafabricar um transistor de efeito de campo que inclui um filme de óxido comoou uma camada semicondutora, que inclui as etapas de: formar um filme deóxido sobre um substrato; formar um eletrodo de porta sobre o filme de óxidoatravés de um filme de isolamento porta; e adicionar um de hidrogênio ou dedeutério ao filme de óxido utilizando um padrão do eletrodo de porta comouma máscara para formar uma parte de fonte e uma parte de dreno no filme deóxido em auto-alinhamento com o padrão do eletrodo de porta.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
As figuras IA e IB são vistas em seção transversal queilustram exemplos estruturais de um transistor de efeito de campo de acordocom a presente invenção;
A figura 2 é um diagrama que ilustra uma mudança emresistividade de filme de óxido de In-Ga-Zn-O em um caso onde hidrogênio éadicionado a ele;
As figuras 3A e 3B são vistas em seção transversal queilustram um método para fabricar um transistor de efeito de campo de acordocom a presente invenção, com a utilização de um método de auto-alinhamento;As figuras 4A, 4B, 4C e 4D são vistas em seção transversalque ilustram um método para fabricar um transistor de efeito de campo deacordo com a presente invenção;
As figuras 5A e 5B são vistas em seção transversal queilustram exemplos estruturais de um transistor de efeito de campo de acordocom a presente invenção;
A figura 6 é uma vista em seção transversal que ilustra umexemplo estrutural de um transistor de efeito de campo de acordo com apresente invenção;
As figuras 7A e 7B são gráficos que ilustram características deTFT de um transistor de efeito de campo de acordo com a presente invenção;
As figuras 8A e 8B são gráficos que ilustram umacaracterística de histerese do transistor de efeito de campo de acordo com apresente invenção;
A figura 9 é um gráfico que ilustra uma relação entrecondutividade elétrica de um filme de óxido amorfo de In-Ga-Zn-O e umapressão parcial de oxigênio durante a formação do filme;
A figura 10 é uma vista em seção transversal que ilustra umaparelho para formar um filme de óxido amorfo;
A figura 11 é uma vista em seção transversal que ilustra umexemplo de um dispositivo exibidor de acordo com a presente invenção;
A figura 12 é uma vista em seção transversal que ilustra umoutro exemplo de um dispositivo exibidor de acordo com a presente invenção;
A figura 13 é um diagrama que ilustra uma estrutura de umdispositivo exibidor no qual pixéis que incluem cada um dispositivo ELorgânico e um transistor de filme fino são arranjados de maneirabidimensional.
MELHOR MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO
As figuras IA e IB são vistas em seção transversal queilustram exemplos estruturais de um transistor de efeito de campo de acordocom uma configuração da presente invenção. A figura IA ilustra um exemplode uma estrutura de porta superior e a figura IB ilustra um exemplo de umaestrutura de porta inferior.
Nas figuras IA e IB são fornecidos sobre um substrato 10,uma camada de canal (filme fino de óxido) 11, uma camada isolante porta 12,um eletrodo de fonte 13, um eletrodo de dreno 14, um eletrodo de porta 15,uma parte de fonte 16, uma parte de dreno 17 e uma parte de canal 18. Acamada de canal 11 inclui a parte de fonte 16, a parte de dreno 17 e a parte de canal 18.
Como ilustrado na figura IA, a camada isolante porta 12 e oeletrodo de porta 15 são formados sobre a camada de canal 11 na ordemmencionada, obtendo com isto a estrutura de porta superior. Como ilustradona figura 1B, a camada isolante porta 12 e a camada de canal 11 são formadassobre o eletrodo de porta 15 na ordem mencionada, obtendo com isto aestrutura porta inferior. Na figura IA a parte de fonte e a parte de drenotambém servem como o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno,respectivamente. Na figura IB a parte de canal do transistor e o eletrodo defonte (eletrodo de dreno) são conectados um com o outro através da parte defonte (parte de dreno).
Como ilustrado em cada uma das figuras IA e 1B, notransistor de efeito de campo (FET) de acordo com esta configuração, o filmefino de óxido que é a camada de canal 11 inclui a parte de canal 18, a parte defonte 16 e a parte de dreno 17. A parte de fonte 16 e a parte de dreno 17 sãoadicionadas com hidrogênio ou deutério para reduzir a sua resistividade.Quando a parte de canal 18 contêm hidrogênio ou deutério, a concentração dehidrogênio ou deutério de cada uma da parte de fonte 16 e da parte de dreno17 é ajustada para um valor maior do que a concentração de hidrogênio oudeutério da parte de canal 18. Existe o caso onde hidrogênio ou deutério éativamente adicionado à parte de canal 18 e o caso onde hidrogênio é contidonela sem adicionar o hidrogênio de maneira ativa. Como descrito mais tarde, acondutividade elétrica da parte de fonte (parte de dreno) pode ser aumentadapela adição a ela de hidrogênio ou deutério. Em adição, quando aconcentração de hidrogênio ou deutério da parte de fonte e parte de dreno éaumentada para um valor maior do que a concentração de hidrogênio oudeutério da parte de canal 18, a condutividade elétrica da parte de fonte (partede dreno) pode ser ajustada para um valor maior do que a condutividadeelétrica da parte de canal. De acordo com a estrutura, a parte de canal e oeletrodo de fonte (dreno) podem ser eletricamente conectadas uma com aoutra com alta confiabilidade, pelo que, um transistor de filme fino que tempequena variação pode ser idealizado.
Em particular, de acordo com esta configuração, a parte defonte e a parte de dreno são formadas no filme de óxido. Portanto, conexãoelétrica estável pode ser feita em comparação com o caso de uma estruturaconvencional na qual o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno são formadosdiretamente sobre o filme de óxido.
Nesta configuração, uma estrutura de porta superior, umaestrutura de porta inferior, uma estrutura escalonada ou uma estruturacoplanar, podem ser utilizadas de maneira arbitrária como a estrutura dotransistor de efeito de campo. A vista da conexão elétrica estável, a estruturacoplanar ilustrada na figura IA pode ser utilizada. Quando a estruturacoplanar é utilizada, os eletrodos fonte e dreno são diretamente conectadoscom uma interface entre a camada isolante porta e a camada de canal econexão elétrica de alta confiabilidade pode ser alcançada.
O transistor de acordo com esta configuração pode ter umaestrutura na qual o eletrodo de porta e a parte de fonte (dreno) são formadasem um auto-alinhamento. Isto é, como descrito mais tarde, hidrogênio éadicionado ao filme de óxido utilizando um padrão do eletrodo de porta comouma máscara, pelo que, a parte de fonte e a parte de dreno em auto-alinhamento com relação ao padrão do eletrodo de porta são formadas nofilme de óxido.
Quando o método de auto-alinhamento é o utilizado, umtransistor pode ser realizado, no qual a superposição entre a parte de fonte(dreno) e o eletrodo de porta é pequena e uniforme. Como resultado, umacapacitância parasita do transistor, que é provocada em uma porção desuperposição entre o eletrodo de porta e a parte de dreno, pode ser reduzida etornada uniforme. Devido à pequena capacitância parasita, operação de altavelocidade pode ser realizada. Devido à capacitância parasita uniforme podeser realizado um excelente transistor em características uniformes.
(Partes de fonte e dreno)
Como descrito anteriormente, a parte de fonte 16 e a parte dedreno 17 são adicionadas com hidrogênio ou deutério para reduzir a suaresistividade. Os inventores da presente invenção descobriram que quandooxigênio ou deutério é adicionado a um filme fino amorfo de In-Ga-Zn-O, acondutividade elétrica do filme fino de óxido se torna maior. No caso em quea parte de canal 18 contêm hidrogênio ou deutério a concentração dehidrogênio ou deutério de cada uma da parte de fonte e da parte de dreno éaumentada até um valor maior do que a concentração de hidrogênio oudeutério da parte de canal, de modo que a conexão elétrica pode ser melhorada.
A figura 2 é um gráfico característico que ilustra um exemplode uma relação entre uma quantidade de implantação de íon hidrogênio eresistividade. A figura 2 ilustra uma mudança em condutividade elétrica paraa quantidade de implantação de íon hidrogênio no caso onde íons sãoimplantados em um filme fino de InGaZnO4 que tem uma espessura de filmede aproximadamente 500 nm. A abscissa (eixo x) é uma representaçãologarítmica da quantidade de implantação de íon hidrogênio por área unitáriae a ordenada (eixo y) é uma representação logarítmica da resistividade.Portanto, hidrogênio pode ser adicionado ao filme de óxido amorfo paracontrolar a condutividade elétrica.
Quando hidrogênio ou deutério é adicionado à parte de fonte eà parte de dreno, a condutividade elétrica delas pode ser aumentada. Quando aparte de canal contêm hidrogênio ou deutério, a concentração de hidrogêniode cada uma da parte de fonte e da parte de dreno é aumentada até um valormaior do que a concentração de hidrogênio da parte de canal. Portanto, acondutividade elétrica de cada uma da parte de fonte e da parte de dreno podeser ajustada para um valor maior do que a condutividade elétrica da parte decanal. Como descrito acima, quando cada uma da parte de fonte e da parte dedreno é feita de um material substancialmente idêntico (exceto para aconcentração de hidrogênio) àquele da parte de canal, conexão elétricasatisfatória entre a parte de canal e cada um do eletrodo de fonte e do eletrodode dreno pode ser realizada. Isto é, o eletrodo de fonte (dreno) é conectadocom a parte de canal através da parte de fonte (dreno) com isto realizando aconexão elétrica satisfatória.
Nesta configuração, qualquer resistividade que seja menor doque a resistividade da parte de canal pode ser utilizada como a resistividadede cada uma da parte de fonte e da parte de dreno. A resistividade de cadauma da parte de fonte e da parte de dreno pode ser igual a ou menor do que1/10 da resistividade da parte de canal. Quando a resistividade de cada uma daparte de fonte e da parte de dreno se torna igual a ou menor do que 1/1000 daresistividade da parte de canal, a parte de fonte (dreno) pode ser utilizadacomo um eletrodo de fonte (dreno).
A quantidade de mudança em resistividade para uma mudançaem concentração de hidrogênio depende de uma composição do filme deóxido, de sua qualidade de filme, ou similar. Por exemplo, quando íons dehidrogênio de aproximadamente 10 (l/cm3) por volume são implantados emum filme fino de In-Ga-Zn-O que tem aproximadamente 1000 Ωαη, a suaresistividade pode ser reduzida para aproximadamente alguns 50 Ωαη.Quando íons de hidrogênio de aproximadamente 1019 (l/cm3) sãoimplantados, a resistividade pode ser reduzida para aproximadamente 0,5Ωαη. Uma faixa de concentração de hidrogênio adicionado a cada uma daparte de fonte e da parte de dreno depende da estrutura do filme de óxido,porém uma concentração pode ser igual a ou maior do que 10 /cm . Emparticular, quando uma concentração igual a ou maior do queaproximadamente 1019/cm3 é ajustada, a condutividade elétrica de cada umada parte de fonte e da parte de dreno se torna maior, de modo que a parte defonte e a parte de dreno podem ser utilizadas como o eletrodo de fonte e oeletrodo de dreno.
Como descrito acima, dependendo de uma condição deformação do filme, o filme de óxido pode conter hidrogênio sem adição ativade hidrogênio em alguns casos. Portanto, existe o caso onde a parte de canalcontêm hidrogênio sem adicionar hidrogênio de maneira ativa. Mesmo em talcaso, para formar a parte de fonte e a parte de dreno, hidrogênio é adicionadoem um processo posterior, de tal modo que uma quantidade de hidrogênio queexcede a quantidade de hidrogênio contido na parte de canal é introduzidapara a parte de fonte e a parte de dreno. Portanto, a estrutura e o efeito comodescritos acima podem ser realizados.
Um método de reduzir localmente uma quantidade dehidrogênio em uma porção do filme de óxido também pode ser empregadapara utilizar a porção como a parte de canal.
A concentração de hidrogênio pode ser avaliada por meio damedição que utiliza SIMS (espectrometria de massa de íon secundário).Dependendo do aparelho de avaliação, um limite de detecção éaproximadamente 1017 /cm3 . Um valor igual a ou menor do que o limite dedetecção pode ser calculado de maneira indireta por meio de umaextrapolação com base em uma relação linear entre um parâmetro de processode adição de hidrogênio (pressão parcial de oxigênio no momento deformação do filme ou quantidade de implantação de íon como descrito maistarde) e a quantidade de hidrogênio contido no filme fino.
Em cada uma das figuras IA e IB a parte de fonte única e aparte de dreno único são formadas. Como ilustrado na figura 6, diversaspartes de fonte 16a e 16b e diversas partes de dreno 17a e 17b podem serfornecidas. As partes de fonte 16a e 16b têm diferentes condutividadeselétricas. As partes de dreno 17a e 17b têm diferentes condutividadeselétricas. A condutividade elétrica pode aumentar em ordem para a parte decanal 18, a parte de fonte 16a e a parte de fonte 16b. Além disto, acondutividade elétrica pode aumentar em ordem para a parte de canal 18,parte de dreno 17a e parte de dreno 17b. Para obter tal estrutura é somentenecessário aumentar a quantidade adicional de íon hidrogênio em ordem daparte de canal 18, parte de fonte 16a e parte de fonte 16b para aumentar aquantidade adicional de hidrogênio em ordem da parte de canal 18, parte dedreno 17a e parte de dreno 17b.
(Camada de canal; filme de óxido)
Qualquer material que seja um óxido pode ser utilizado comoo material da camada de canal (filme de óxido). Exemplos do materialincluem óxido de In e óxido de Zn a partir dos quais uma grande mobilidadepode ser obtida. Além disto, a camada de canal pode ser feita de óxidoamorfo. Quando o filme de óxido amorfo seguinte é adicionado comhidrogênio, a condutividade elétrica pode ser aumentada de maneira efetiva.
Em particular, componentes da camada de canal feita de óxidoamorfo são representados por
<formula>formula see original document page 13</formula>a + b + c= 1,
M4 é um elemento do grupo VI (Si, Ge ou Zr) que tem umnúmero atômico menor do que aquele de Sn,
M3 é Lu ou um elemento do grupo III (B, Al, Ga ou Y)que tem um número atômico menor do que aquele de In, eM2 é um elemento do grupo II (Mg ou Ca) que tem umnúmero atômico menor do que aquele de Zn.
Em particular, [(Ini.y Gay)203]b.[(Zn0)]c, onde0<y<l;0<b<l,e0<c<l e[Sn02]a.[(In203)]b.[(Zn0)]c, onde0<a<l;0<b<l,e0<c<l são preferíveis.Por exemplo, um filme de óxido amorfo pode ser realizadocom base em uma composição unitária, binária ou ternária localizada em umaregião interna de um triângulo no qual SnO2, Ιη2θ3 e ZnO são ajustados nosvértices. Dependendo de uma relação de composição da composição ternária,existe o caso onde cristalização é feita em uma faixa de relação decomposição. Por exemplo, com relação à composição binária que inclui doisde três tipos de compostos como descrito acima (composição localizada emum lado do triângulo), um filme amorfo de In-Zn-O pode ser formado comuma composição na qual In é contido nela em porcentagem atômica igual a oumais do que aproximadamente 80 % ou mais, e um filme amorfo de Sn-In-Opode ser formado com uma composição na qual In é contido nela emporcentagem atômica de aproximadamente 80%.
Além disto, um óxido amorfo pode conter In, Ga, e Zn.Os inventores da presente invenção estudaram um transistor defilme fino no qual o óxido amorfo é aplicado à camada de canal. Comoresultado do estudo foi descoberto que um filme de óxido amorfo semi-isolante que tem uma condutividade elétrica de 10 S/cm ou mais, e 0,0001S/cm ou menos, pode ser aplicado ao canal, para obter excelentescaracterísticas de TFT. Dependendo de uma composição de material do canal,para obter a condutividade elétrica, um filme de óxido amorfo pode serformado, o qual tem uma concentração de elétron portador deaproximadamente 10 até 10,8/cm3.
Quando a condutividade elétrica é 10 S/cm ou mais, umtransistor normalmente desligado não pode ser formado e a relaçãoligado/desligado não pode ser feita grande. Em casos extremos, mesmo se avoltagem de porta é aplicada, a corrente entre os eletrodos fonte e dreno não écomputada ligada/desligada, e a operação do transistor não é observada.
Por outro lado, no caso de um isolante, em outras palavras,quando a condutividade elétrica é igual a ou menor do que 0,0001 S/cm, acorrente ligada não pode ser feita grande. Em casos extremos, mesmo se avoltagem de porta é aplicada, a corrente entre os eletrodos fonte e dreno não écomutada ligada/desligada e a operação do transistor não é observada.
Por exemplo, a condutividade elétrica de um óxido utilizadopara a camada de canal pode ser controlada controlando a pressão parcial deoxigênio no momento de formação do filme. Mais especificamente,controlando a pressão parcial de oxigênio, a quantidade de vacância deoxigênio no filme fino é controlada de maneira principal, pelo que, aconcentração portadora de elétron é controlada. A figura 9 é um diagrama queilustra a dependência tomada como exemplo da condutividade elétrica napressão parcial de oxigênio quando um filme fino de óxido de In-Ga-Zn-O éformado por bombardeamento. Na realidade, controlando de maneira elevadaa pressão parcial de oxigênio, um filme semi-isolante que é um filme de óxidoamorfo com uma propriedade semi-isolante que tem uma concentração deportador de elétron de 10 até 1018/cm3 pode ser obtido. Utilizando o filmefino como descrito acima para a camada de canal, um TFT satisfatório podeser formado. Como ilustrado na figura 9, formando um filme com umapressão parcial de oxigênio de tipicamente aproximadamente 0,005 Pa, umfilme fino semi-isolante pode ser obtido. Quando a pressão parcial deoxigênio é 0,001 Pa ou menos, o filme fino formado é isolante, ao mesmotempo em que, quando a pressão parcial de oxigênio é 0,01 Pa ou mais, acondutividade elétrica é tão elevada que o filme é inadequado para umacamada de canal de um transistor.
Diversos filmes de óxido amorfo formados em diferentespressões parciais de oxigênio, foram preparados e suas propriedades detransporte foram comparadas. Na formação de um filme a atmosfera éajustada para avaliar uma propriedade de transporte de elétron. Quando apressão parcial de oxigênio aumenta, existe a tendência de aumentar ambas, aconcentração de portador e a mobilidade de elétron. Medição de mobilidadeHall é empregada para a avaliação.
No caso de um semicondutor genérico de Si, Ga, As, ZnO,etc., quando aumenta a concentração portadora a mobilidade de elétron reduzdevido a, por exemplo, a interação entre carreadores e dopante. Por outrolado, no caso do filme de óxido amorfo utilizado nesta configuração, amobilidade de elétron aumenta com um aumento na concentração de portadorde elétron. Quando uma voltagem é aplicada ao eletrodo de porta, elétronspodem ser implantados na camada de canal do óxido amorfo. Portanto, umacorrente escoa entre o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno, um estadoligado é obtido entre ambos os eletrodos. No caso do filme de óxido amorfonesta configuração, quando a concentração de portador de elétron aumenta, amobilidade de elétron se torna maior, de modo que uma corrente que escoapara o transistor que está no estado ligado pode ser feita maior. Isto é, umacorrente de saturação e uma relação ligado/desligado pode ser feita maior.
(Camada isolante porta)
No caso do transistor de efeito de campo de acordo com estaconfiguração, qualquer material que tem uma propriedade isolante satisfatóriapode ser utilizado para a camada isolante porta 12. Por exemplo, AI2O3, Y2O3,HfO2 ou um composto misturado que inclui no mínimo dois destescompostos, pode ser utilizado para a camada isolante porta 12. Portanto, cadauma de uma corrente de vazamento que escoa entre o eletrodo de fonte e oeletrodo de porta, e uma corrente de vazamento que escoa entre o eletrodo dedreno e o eletrodo de porta pode ser reduzida para aproximadamente 10"ampères.
(Eletrodos)
Qualquer material que tem condutividade elétrica satisfatória epode fazer conexão elétrica com a parte de fonte 16 e a parte de dreno 17pode ser utilizado para cada um do eletrodo de fonte 13, eletrodo de dreno 14.Qualquer material pode também ser utilizado para o eletrodo de porta 15. Porexemplo, um filme condutor transparente composto de In2OsiSn, ZnO, ousimilar, ou um filme de metal composto de Au, PT, Al, Ni, ou similar, podeser utilizado.
Quando cada uma da parte de porta e da parte de dreno temcondutividade elétrica suficiente, os eletrodos podem ser omitidos comomostrado na figura IA.
As figuras 1B, 5A e 5B ilustram, cada uma, um exemploestrutural no qual o eletrodo de fonte 13 e o eletrodo de dreno 14 sãofornecidos. Na figura 5A uma camada isolante 19 é fornecida na estrutura eilustrada na figura IA, e o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno sãoconectados com a parte de fonte e a parte de dreno através de vias.
(Substrato)
Um substrato vidro, um substrato plástico, ou um filmeplástico ou similar, pode ser utilizado como o substrato 10.
A camada de canal e a camada isolante porta, como descritoacima, são transparentes à luz visível. Portanto, quando um materialtransparente é utilizado para os eletrodos e o substrato, um transistor de filmefino transparente pode ser produzido.(Características TFT)
O transistor de efeito de campo tem um dispositivo de trêsterminais que inclui o eletrodo de porta 15, o eletrodo de fonte 13 e o eletrodode dreno 14. O transistor de efeito de campo é um dispositivo eletrônico ativoque tem uma função para controlar uma corrente Id que escoa para o canalbaseado em uma voltagem Vg aplicada ao eletrodo de porta. Isto possibilitacontrolar a corrente Id que escoa entre o eletrodo de fonte e o eletrodo dedreno.
As figuras 7A e 7B ilustram características típicas do transistorde efeito de campo de acordo com esta configuração. Enquanto uma voltagemVd de aproximadamente 5 V é aplicada entre o eletrodo de fonte e o eletrodode dreno, a voltagem porta Vg a ser aplicada é comutada entre 0 V e 5 V, acorrente Id (unidade μΑ) que escoa entre o eletrodo de fonte e o eletrododreno pode ser controlada (comutada ligada/desligada). A figura 7Ailustra um exemplo de uma característica Id-Vd em cada Vg, e a figura 7Bilustra um exemplo de característica Id-Vg (característica de transferência)em Vd de 6 V.
(Histerese)
Redução em histerese, que é um dos efeitos destaconfiguração, será descrita com referência às figuras 8A e 8B. A histeresesignifica que, como mostrado nas figuras 8A e 8B, no caso onde umacaracterística de transferência TFT é avaliada, quando Vg é varrida (subida edescida) enquanto Vd é mantida, uma mudança em valor de Id durante asubida da voltagem é diferente daquela durante a queda da voltagem. Quandoa histerese é grande, o valor de Id obtido ao ajustar Vg varia. Portanto, umdispositivo que tem pequena histerese pode ser utilizado.
As figuras 8A e 8|B ilustram exemplos das características detransferência TFT no caso de uma estrutura convencional na qual o eletrodode fonte e o eletrodo de dreno são diretamente formados sobre o filme deóxido e a característica de transferência TFT no caso da estrutura nestaconfiguração na qual a parte de fonte e a parte de dreno, cada uma das quaistem uma alta concentração de hidrogênio, são fornecidas. A estruturaconvencional apresenta característica de histerese como ilustrada na figura8A. Em contraste com isto, quando a parte de fonte e a parte de dreno, cadauma das quais é adicionada com hidrogênio, são ainda fornecidas como nestaconfiguração, o dispositivo que tem pequena histerese como mostrado nafigura 8B pode ser obtido.
Quando o canal é conectado com o eletrodo de fonte (dreno)através da parte de fonte (dreno) adicionada com hidrogênio, a quantidade decargas aprisionadas em uma porção de conexão pode ser reduzida para reduzira histerese.
(Método de fabricação)
O transistor de efeito de campo descrito acima pode serfabricado pelo método de fabricação a seguir.
Isto é, o método de fabricação inclui uma etapa de formar ofilme de óxido que é a camada de canal, e uma etapa de adicionar hidrogênioa porções do filme de óxido para formar a parte de fonte e a parte de dreno.
Um método para formar antecipadamente um filme de óxidoque tem um valor de resistência adequado para fornecer a parte de canal eentão adicionar hidrogênio a porções do filme de óxido para formar a parte defonte e a parte de dreno pode ser utilizado.
Alternativamente, um método pode ser utilizado, no qual umfilme de óxido que tem um valor de resistência ligeiramente menor do que ovalor de resistência adequado para fornecer a parte de canal é formadoantecipadamente e então uma concentração de hidrogênio de uma porção dofilme de óxido é reduzida para formar a parte de canal. O método anterior éadequado porque ele é fácil para controlar a concentração de oxigênio.
Diversos métodos de deposição tal como um método debombardeamento (método SP), um método de deposição a pulso de laser(método PLD) ou um método de deposição com feixe de elétrons, podem serutilizados como um método para formar o filme de óxido. O método SP éadequado à vista de produtividade em massa. Contudo, o método de formaçãode filme não está limitado a estes métodos. Uma temperatura de um substratodurante a formação de filme pode ser mantida substancialmente natemperatura ambiente, sem aquecimento intencional.
Método tal como implantação de íon de hidrogênio,processamento de plasma de hidrogênio, processamento de atmosfera dehidrogênio ou difusão a partir de um filme adjacente que contêm hidrogênio,podem ser utilizados como um método de adicionar hidrogênio ao filme deóxido. Dos métodos, o método de implantação de íon é adequado à vista docontrole de um teor hidrogênio. Um íon Hf , um íon H", um íon D , (íon dedeutério), um íon H2+ (íon de hidrogênio molecular), ou similar, pode serutilizado como espécimes de íon para o método de implantação de íon. Emcontraste com isto, o processamento de plasma de hidrogênio é adequado àvista da produção.
Por exemplo, o processamento de plasma de hidrogênio podeser realizado utilizando um aparelho CVD de plasma do tipo placa paralela ouum aparelho de gravação de plasma do tipo RIE.
Em seguida, um processo de auto-alinhamento nestaconfiguração será descrito.
Neste método, para formar a parte de fonte e a parte de dreno,hidrogênio é adicionado ao filme de óxido utilizando o padrão do eletrodo deporta localizado acima da camada de canal, como uma máscara. De acordocom o método, a parte de fonte e a parte de dreno podem ser formadas emauto- alinhamento com o eletrodo de porta.
O processo de auto-alinhamento nesta configuração comrelação a um exemplo da ilustração de transistor de filme fino de portasuperior ilustrado na figura IA será descrito com referência às figuras 3 A e3B.
Primeiro, o filme de óxido, que é a camada de canal 11, éformado sobre o substrato 10 por moldagem. Em seguida a camada isolanteporta 12 é depositada. Então, o eletrodo de porta 15 é formado por moldagem.Em uma etapa de adição de hidrogênio, hidrogênio é adicionado ao filme deóxido por meio de um método tal como implantação de íon de hidrogênio ouprocessamento de plasma de hidrogênio utilizando o eletrodo de porta como amáscara (figura 3 A), formando com isto a parte de fonte 16 e a parte de dreno17 (figura 3B). Depois disto, recozimento pode ser realizado para uniformizara quantidade de hidrogênio.
Portanto, o transistor coplanar pode ser facilmente produzidopelo método de auto-alinhamento de adicionar hidrogênio à camada de canal11 utilizando o eletrodo de porta 15 como uma máscara.
Quando tal método é utilizado, a superposição entre o eletrodode porta e cada uma das partes de fonte e dreno pode ser reduzida. Asuperposição inibe a operação de alta velocidade do transistor, uma vez que asuperposição atua como um capacitor (capacitor parasita). Uma variação emsuperposição provoca uma variação na característica do transistor. Quando oprocesso de auto-alinhamento é utilizado, uma capacitância parasita dotransistor que é provocada em uma porção de superposição entre o eletrodo deporta e cada uma das partes de fonte e dreno, pode ser reduzida e tornadauniforme. Como resultado é possível produzir um transistor que temcapacidade de acionamento elevada e uniformidade excelente.
Quando o método é utilizado, a relação de posição entre aporta, a fonte e o dreno pode se determinada de maneira automática semalinhamento de máscara tem probabilidade de provocar um erro. Uma vez queo método de auto- alinhamento é utilizado, alinhamento de máscara em altaprecisão é desnecessário. Uma margem de alinhamento de máscara parapermitir um erro provocado no alinhamento de máscara é tambémdesnecessária, de modo que um tamanho do dispositivo pode ser reduzido.
O método pode ser realizado em processo de baixatemperatura, de modo que o transistor de filme fino pode ser formado sobre o substrato tal como placa de plástico ou o filme plástico.
De acordo com esta configuração, o número de processos degravação e o número de processos de desprendimento podem ser reduzidospara formar a fonte e o dreno. Portanto, conexão de eletrodo semicondutorpode ser realizada em um processo de baixo custo com excelente estabilidade.
Um dispositivo exibidor pode ser produzido no qual o drenoque corresponde a um terminal de saída do transistor de efeito de campo éconectado com um eletrodo de um elemento exibidor tal como um elementoeletroluminescente (EL) orgânico ou inorgânico, ou um elemento de cristallíquido. Um exemplo estrutural de um dispositivo exibidor específico será descrito abaixo com referência a uma vista em seção transversal dedispositivo exibidor.
Por exemplo, como ilustrado na figura 11, um transistor deefeito de campo que inclui um filme de óxido (camada de canal) 112, umeletrodo de fonte 113, um eletrodo de dreno 114, um filme isolante porta 115e um eletrodo de porta 116, é formado sobre uma base 111. O eletrodo dedreno 114 é conectado com um eletrodo 118 através de uma intercamada defilme isolante 117. O eletrodo 118 está em contato com uma camada emissorade luz 119. A camada emissora de luz 119 está em contato com o eletrodo120. De acordo com tal estrutura, uma corrente injetada na camada emissora de luz 119 pode ser controlada com base em um valor de corrente que escoaentre o eletrodo de fonte 113 e o eletrodo de dreno 114 através do canalformado no filme de óxido 112. Portanto, a corrente injetada para a camadaemissora de luz 119 pode ser controlada com base em uma voltagem aplicadaao eletrodo de porta 116 do transistor de efeito de campo. O eletrodo 118, acamada emissora de luz 119 e o eletrodo 120 compõem um elementoeletroluminescente inorgânico ou orgânico.
Alternativamente, como ilustrado na figura 12, o eletrodo dedreno 114 é estendido para também servir como um eletrodo 118, de modoque uma estrutura pode ser fornecida na qual o eletrodo de dreno 114 éutilizado como o eletrodo 118 para aplicar uma voltagem a uma célula decristal líquido ou célula de partícula de eletroforese 123 ensanduichada entrefilmes de alta resistência 121 e 122. A célula de cristal líquido ou célula departícula de eletroforese 123, os filmes de alta resistência 121 e 122, oeletrodo 118 e o eletrodo 120 compõem um elemento exibidor. Uma voltagemaplicada ao elemento exibidor pode ser controlada com base em um valor devoltagem do eletrodo de dreno 114. Portanto, a voltagem aplicada a umelemento exibidor pode ser controlada com base em uma voltagem aplicadaao eletrodo de porta 116 do TFT. Quando um meio exibidor do elementoexibidor é uma cápsula na qual um fluido e partículas são vedadas em umrevestimento isolante, os filmes de alta resistência 121 e 122 sãodesnecessários.
Nos dois exemplos acima mencionados do transistor de efeitode campo, a estrutura coplanar de porta superior é tipicamente mostrada.Contudo, esta configuração não é limitada necessariamente a esta estrutura.Por exemplo, a conexão entre o eletrodo de dreno que é o terminal de saída dotransistor de efeito de campo e o elemento exibidor é topologicamente amesma, uma outra estrutura tal como a estrutura escalonada pode serempregada.
Nos dois exemplos, o exemplo no qual o par de eletrodos paraacionar o elemento exibidor são fornecidos em paralelo com a base, estámostrado. Contudo, esta configuração não está necessariamente limitada a talestrutura. Por exemplo, a conexão entre o eletrodo de dreno que é o terminalde saída do transistor de efeito de campo e o elemento exibidor étopologicamente a mesma, qualquer um dos eletrodos ou ambos os eletrodospodem ser fornecidos perpendiculares à base.
Nos dois exemplos, somente um transistor de efeito de campoconectado com o elemento exibidor é mostrado. Contudo, esta configuraçãonão está necessariamente limitada a tal estrutura. Por exemplo, o transistor deefeito de campo mostrado no desenho pode ser conectado com um outrotransistor de efeito de campo de acordo com esta configuração. É apenasnecessário que o transistor de efeito de campo ilustrado no desenho sejafornecido em um estágio final de um circuito que inclui transistores de efeitode campo.
No caso onde o par de eletrodos para acionar o elementoexibidor são fornecidos em paralelo com a base, quando o elemento exibidoré um elemento EL ou um elemento exibidor der reflexão tal como umelemento cristal líquido de reflexão, é necessário que qualquer um doseletrodos seja transparente para o comprimento de onda da luz emitida ou ocomprimento de onda da luz refletida. Alternativamente, no caso de umdispositivo exibidor tal como um elemento de cristal líquido do tipo detransmissão, é necessário que cada um dos eletrodos seja transparente à luztransmitida.
Todos os elementos que compõem o transistor de efeito decampo de acordo com esta configuração também podem ser feitostransparentes, com o resultado que um elemento exibidor transparente podeser produzido. Tal elemento exibidor pode ser fornecido sobre uma baseresistente a baixo calor, tal como um substrato plástico de resina que é depeso leve, flexível e transparente.
Em seguida, um dispositivo exibidor no qual pixéis, cada umdos quais inclui um elemento EL (elemento EL orgânico neste caso) etransistores de efeito de campo, são arranjados bidimensionalmente, serãodescritos com referência à figura 13.Na figura 13, um transistor 181 aciona uma camada orgânicaEL 184 e um transistor 182 seleciona um pixel. Um capacitor 183 que éutilizado para manter um estado selecionado e localizado entre uma linha deeletrodo comum 187 e a porção fonte do transistor 182, armazena cargas paramanter um sinal aplicado à porta do transistor 181. A seleção de pixel édeterminada por uma linha de eletrodo de varredura 185 e uma linha deeletrodo de sinal 186.
Para ser mais específico, um sinal de imagem é aplicado comoum sinal de pulso a partir de um circuito acionador (não mostrado) para umeletrodo de porta através da linha de eletrodo de varredura 185. Ao mesmotempo, um sinal de pulso é aplicado a partir de um outro circuito acionador(não mostrado) para o transistor 182 através da linha de eletrodo de sinal 186,com isto selecionando um pixel. Neste momento o transistor 182 é ligado paraarmazenar cargas no capacitor 183 localizado entre a linha de eletrodo desinal 186 e a fonte do transistor 182. Portanto, uma voltagem de porta dotransistor 181 é mantida em uma voltagem desejável, de modo que otransistor é ligado. Tal estado é mantido até que um próximo sinal sejarecebido. Durante um estado no qual o transistor 181 está sendo ligado, umavoltagem e uma corrente estão sendo supridas para a camada orgânica EL 184para manter a emissão de luz.
No exemplo estrutural ilustrado na figura 13, cada pixel incluidois transistores e um capacitor. Para melhorar o desempenho, um númeromaior de transistores e similares pode ser incorporado. E essencial que umtransistor de efeito de campo de In-Ga-Zn-O que é o transistor de efeito decampo transparente de acordo com esta configuração que pode ser formadoem uma baixa temperatura seja utilizado para uma porção transistor. Portanto,um elemento EL efetivo é obtido.
A seguir, exemplos da presente invenção serão descritos comreferência aos desenhos anexos.(Exemplo 1)
Neste exemplo o dispositivo TFT porta superior que tem aestrutura coplanar como ilustrada na figura IA foi fabricado.
Com relação a um método de fabricação, o método de auto-alinhamento ilustrado nas figuras 3A e 3B foi aplicado a este exemplo.
Um óxido amorfo de In-Ga-Zn-O foi utilizado para a camadade canal 11. Um método de implantação de íon de hidrogênio foi utilizadopara formar a parte de fonte e a parte de dreno.
Primeiro, o filme de óxido amorfo como a camada de canal 11foi formado sobre o substrato de vidro 10 (fabricado por CorningIncorporated, 1737). Neste exemplo o filme de óxido amorfo de In-Zn-Ga-Ofoi formado por bombardeamento com radio freqüência sob uma atmosferamista de gás argônio e gás oxigênio.
Um aparelho de bombardeamento para formação de filmecomo ilustrado na figura 10 que inclui uma amostra 51, um alvo 52, umabomba de vácuo 53, um medidor de vácuo 54, um meio de sustentação desubstrato 55, um meio de controle de vazão de gás 56 fornecido para osrespectivos sistemas de produção de gás, um meio de controle de pressão 57 euma câmara de formação de filme 58, foram utilizados.
Isto é, o aparelho de bombardeamento para formação de filmefoi utilizado, o qual inclui a câmara de formação de filme 58, a bomba devácuo 53 para evacuar a câmara de formação de filme, o meio de sustentaçãode substrato 55 para sustentar o substrato sobre o qual o filme de óxido éformado na câmara de formação de filme e a fonte de material sólido (alvo)52 oposta ao meio de sustentação de substrato e ainda incluindo uma fonte deenergia (fonte de energia de rádio freqüência que não está mostrada), paraevaporar um material da fonte de material sólido, e um meio para suprir umgás oxigênio para o interior da câmara de formação de filme.
Foram fornecidos três sistemas de introdução de gás paraargônio, oxigênio e gás misturado de argônio e oxigênio (AriO2 = 80:20).Com o meio de controle de vazão de gás 56 capaz de controlar de maneiraindependente as vazões dos respectivos gases e o meio de controle de pressão57 para controlar a velocidade de descarga, uma atmosfera de gáspredeterminada foi capaz de ser obtida na câmara de formação de filme.
Neste exemplo, um material sinterizado policristalino que temuma composição de InGaC^ (ZnO) que tem um tamanho de duas polegadas (5cm) foi utilizado como o alvo (fonte de material) e a potência RF aplicada foi100 W. A pressão total da atmosfera quando o filme foi formado era 0,5 Pa,onde a relação de escoamento de gás era Ar:02 = 100:1. A velocidade deformação de filme era 13 nm/min, e a temperatura do substrato era 25°C.
Com relação ao filme obtido, quando observação do ângulo dedifração de raios-X (método de filme fino, ângulo incidente era 0,5°) foirealizada aproximadamente na superfície do filme, nenhum pico de difraçãoclaro foi detectado, o que mostra que o filme fabricado de In-Zn-Ga-O era umfilme amorfo.
Além disto, como resultado de análise do padrão utilizandoelipsometria espectroscópica aplicada, foi descoberto que a raiz médiaquadrada da rugosidade (Rrms) do filme fino era aproximadamente 0,5 nm, ea sua espessura de filme era aproximadamente 60 nm. Como resultado deespectroscopia de fluorescência de raios-X (XRF), a relação de composiçãode metais no filme fino era In:Ga:Zn = 38:37:25.
A condutividade elétrica era aproximadamente 10" S/cm,concentração de portador de elétron era 4x10 /cm e a mobilidade de elétronestimada era aproximadamente 2 cm /Vs.
A partir da análise do espectro de absorção de luz, a largura deenergia da banda proibida do filme de óxido amorfo fabricado eraaproximadamente 3 eV.
Em seguida, a camada isolante porta 12 foi formada pormoldagem utilizando um método de fotolitografia e um método dedesprendimento. A camada isolante porta foi obtida formando um filme deY2O3 em uma espessura de 150 ran utilizando um método de deposição defeixe de elétrons. Uma constante dielétrica relativa do filme de Y2O3 eraaproximadamente 15.
Além disto, o eletrodo de porta 15 foi formado utilizando ummétodo de fotolitografia e um método de desprendimento. O seucomprimento de canal era 40 μιη enquanto sua largura de canal era de 200μm. O eletrodo foi feito de Au e tinha uma espessura de 30 nm.
Em seguida, íon de hidrogênio (ou deutério) foi implantado nofilme fino de óxido amorfo (figura 3 A) para formar a parte de fonte e a partede dreno na camada de canal (figura 3B). Durante a implantação de íon comoilustrado na figura 3A, íons de hidrogênio foram implantados na camada decanal através da camada isolante porta.
De acordo com tal maneira, o eletrodo de porta foi utilizadocomo uma máscara e a parte de fonte e a parte de dreno foram arranjadas emauto-alinhamento correspondendo ao padrão do eletrodo de porta.
Na implantação de íon, H+ (próton) foi utilizado como oespécime de íon, e uma voltagem de aceleração foi 20 kV. Kaiser. Umaquantidade de radiação de íon por área foi capaz de ser ajustada aaproximadamente 1x10 (l/cm ) até 1x10"17(l/cm 2). Um espécime ao qualíons de deutério D+ são implantados foi preparado separadamente como nocaso acima mencionado.
A análise de composição foi realizada utilizando um SIMSpara avaliar um teor de hidrogênio. Uma concentração de hidrogênio de um
filme fino de um espécime irradiado com íons a 1x10 (l/cm) eraaproximadamente 2x10"19 (l/cm3). Portanto, por exemplo, no caso de umespécime no qual uma quantidade de radiação de íon era 10 x10"13 (l/cm ), umaconcentração de hidrogênio não era capaz de ser medida porque era igual oumenor do que o limite de detecção. Contudo, foi capaz de ser avaliado que aconcentração de hidrogênio era aproximadamente 2x10^17 (l/cm3 ).
A quantidade de irradiação de íon hidrogênio de cada um daparte de fonte e da parte de dreno no transistor de filme fino de acordo comeste exemplo foi ajustada para 1x10^16 (l/cm2 ). A concentração de hidrogêniofoi avaliada ser aproximadamente 2x10^20 (l/cm3 ). Condutividade elétrica deum espécime preparado separadamente foi avaliada. A condutividade elétricaera aproximadamente 80 S/cm. Neste exemplo cada um da parte de fonte e daparte de dreno tinha condutividade elétrica suficiente elevada, de modo que aestrutura ilustrada na figura IA com a omissão de um eletrodo de fonte e umeletrodo de dreno foi empregada.
(Exemplo comparativo 1)
Em um exemplo comparativo, um dispositivo que tem umaestrutura na qual um eletrodo de fonte e um eletrodo de dreno foram formadosdiretamente sobre um filme de óxido, foi produzido. Uma camada de óxidoamorfo foi formada sobre um substrato. Depois disto, o eletrodo de fonte, oeletrodo de dreno, uma camada isolante porta e um eletrodo de porta foramformados por moldagem. O método de auto- alinhamento não foi utilizado. Aformação de cada camada foi realizada com base no exemplo 1. Um eletrodode Au tendo uma espessura de 30 nm foi utilizado como cada um do eletrodode fonte e do eletrodo de dreno.
(Avaliação de características do dispositivo TFT)
As figuras 7A e 7B ilustram características de corrente-voltagem tomadas como exemplo do dispositivo TFT, medidas a umatemperatura ambiente. A figura 7A ilustra as características Id-Vd enquanto afigura 7B ilustra as características Id-Vg. Como mostrado na figura 7A,quando a voltagem de porta predeterminada Vg foi aplicada e a dependênciada corrente Id fonte-dreno na voltagem dreno Vd juntamente com variação deVd foi medida, o comportamento de um transistor semicondutor típico, isto é,saturação (pinçamento) em um momento quando Vd era aproximadamente 6V, foi exibida. Com relação às características de ganho, quando Vd de 4 V foiaplicada, o valor limiar da voltagem porta Vg foi aproximadamente
- 0,5 V. Quando Vg foi 10 V, a corrente Id deaproximadamente 1,0x10"5 A voou.
A relação liga/desliga do transistor era IO6 ou mais. Alémdisto, quando a mobilidade de efeito de campo foi calculada a partir dascaracterísticas de saída, a mobilidade do efeito de campo de aproximadamente8 cm2(Vs)" foi obtida em uma região de saturação. O dispositivo fabricado foiirradiado com luz visível e a mesma medição foi feita. Nenhuma mudança nascaracterísticas do transistor foi observada.
Uma variação em características de uma pluralidade dosdispositivos produzidos sobre o mesmo substrato foi avaliada. A variaçãoneste exemplo foi menor do que aquela no exemplo comparativo. Porexemplo, uma variação em correntes ligadas foi avaliada. A variação foiaproximadamente +/-15% no exemplo comparativo. Em contraste com isto, avariação foi aproximadamente +/- 10% neste exemplo.
No transistor de efeito de campo de acordo com este exemplo,a camada de canal (filme fino de óxido) incluiu a parte de canal e a parte defonte e a parte de dreno, cada uma das quais tinha uma concentração dehidrogênio maior do que aquela da parte de canal. Portanto, é esperado queconexão elétrica estável fosse capaz de ser feita entre a parte de canal e cadaum do eletrodo de fonte e do eletrodo de dreno melhorando com isto auniformidade e a confiabilidade do dispositivo.
O TFT de acordo com este exemplo tinha histerese menor doque aquela do TFT do exemplo comparativo. As figuras 8A e 8B ilustram ascaracterísticas Id-Vg neste exemplo e exemplo comparativo para comparaçãoentre elas. A figura 8A ilustra o exemplo comparativo e a figura 8B ilustra oexemplo das características de TFT neste exemplo. Como mostrado nosdesenhos, quando hidrogênio foi adicionado à camada de canal, a histerese doTFT foi capaz de ser reduzida.
Isto é, de acordo com este exemplo, a conexão elétricasatisfatória que era resistente a aprisionar cargas, foi capaz de ser realizadaentre cada um do eletrodo de fonte e dreno e o canal, de modo que o transistorde filme fino que tem pequena histerese foi capaz de ser realizado.
Em seguida, as características dinâmicas do transistor de filmefino de porta superior foram avaliadas. Uma voltagem de 5 V foi aplicadaentre a fonte e o dreno. Voltagens de +5 V e -5 V foram aplicadas ao eletrodode porta, cada uma das quais tinha uma largura de pulso de 30 μ8 e umperíodo de 30 με foram comutadas de maneira alternada para medir umaresposta de uma corrente de dreno. Neste exemplo a subida de corrente foiexcelente e uma variação em tempos de subida entre dispositivos foi pequena.
Isto é, de acordo com este exemplo, a relação de posição entrea porta, a fonte e o dreno foi capaz de ser realizada com alta precisão pelométodo de auto- alinhamento. Portanto operação de alta velocidade foipossível e o dispositivo que tem alta uniformidade foi capaz de ser realizado.
Uma grande diferença de característica não foi observada entreo caso de implantação do íon hidrogênio e o caso de implantação de íondeutério.
Pode ser esperado que o transistor de efeito de campo que temuma mobilidade de efeito de campo relativamente grande de acordo de comeste exemplo, seja utilizado para, por exemplo, um circuito para operar umdiodo orgânico emissor de luz.
(Exemplo 2)
Neste exemplo uma estrutura e um método de fabricaçãoforam baseados no exemplo 1. Contudo, uma quantidade de implantação dehidrogênio foi controlada de tal modo que a concentração de hidrogênio decada uma da parte de fonte e da parte de dreno se tornaram aproximadamente1x10^18 (l/cm3).
Neste exemplo, a condutividade elétrica de cada uma da partede fonte e da parte de dreno foi insuficiente e, portanto, a corrente ligada foiligeiramente menor do que aquela no exemplo 1. Condutividade elétrica deum espécime preparado separadamente na concentração de hidrogêniomencionada acima foi avaliada para obter uma condutividade elétrica deaproximadamente 0,01 S/cm.
Quando a concentração de hidrogênio relativamente baixa foiaplicada à parte de fonte e à parte de dreno, a camada isolante 19, o eletrodode fonte e o eletrodo de dreno foram ainda fornecidos como ilustrado nafigura 5A, de modo que as características de transistor satisfatórias foramcapazes de ser realizadas como no caso do exemplo 1. A característica dehisterese, a uniformidade e o desempenho de operação em alta velocidadetambém foram preferíveis.
(Exemplo 3)
Este exemplo é um exemplo no qual o dispositivo TFT portainferior que tem a estrutura coplanar como ilustrado na figura IB foifabricado. Neste exemplo, o dispositivo foi produzido utilizando o método defabricação ilustrado nas figuras 4A a 4D. O método de auto-alinhamento nãofoi utilizado.
Uma camada de canal feita de óxido amorfo de In-Ga-Zn-Ofoi formada utilizando um método PLD. A parte de fonte e a parte de drenoforam formadas utilizando processamento de plasma de hidrogênio.
Primeiro o eletrodo de porta 15 foi modelado utilizando ummétodo de fotolitografia e um método de desprendimento sobre um substratode vidro 10 (fabricado por Corning Incorporated, 1737). O eletrodo foi feitode Ta e tinha uma espessura de 50 nm.
Em seguida a camada isolante porta 12 foi formada pormodelagem utilizando o método de fotolitografia e um método dedesprendimento. A camada isolante porta foi obtida formando um filme deHfO>2 em uma espessura de 150 nm utilizando o método de deposição a laser.
Além disto, um filme de óxido amorfo de In-Zn-Ga-O que é acamada de canal foi formado por modelagem utilizando um método defotolitografia e um método de desprendimento.
Um filme de óxido amorfo de In-Zn-Ga-O foi depositado pormeio de um método PLD utilizando um laser excímero de KrF.
O filme de óxido amorfo de In-Zn-Ga-O foi depositado comutilização de um material sinterizado policristalino que tem uma composiçãode InGa03(Zn0)4 como um alvo. A pressão parcial do oxigênio quando ofilme foi formado era 7 Pa. Deveria ser observado que a energia do laserexcímero KrF era l,5x 10" mJ/cm /pulso, sua largura de pulso era 20 ns e afreqüência de repetição era 10 Hz. Além disto, a temperatura do substrato era25°C.
Como resultado de espectroscopia de fluorescência de raios-X(XRF) a relação de composição de metais no filme fino era In:Ga:Zn =0,97:1,01:4. Além disto, como um resultado de análise de padrão utilizandoelipsometria espectroscópica foi descoberto que a raiz média quadrada darugosidade do filme fino (Rrms) era aproximadamente 0,6 nm e sua espessurade filme era aproximadamente 100 nm. Com relação ao filme obtido, quandoo ângulo de observação de difração por raios-X (método de filme fino, ânguloincidente = 0,5 graus) foi realizada aproximadamente na superfície do filme,nenhum pico de difração claro foi detectado, o que mostra que o filmefabricado de In-Zn-Ga-O era um filme amorfo.
Em seguida, uma máscara resistente 20 que tem o mesmopadrão que aquele do eletrodo de porta foi formada por modelagem (figura4A).
Depois disto, hidrogênio foi adicionado ao filme fino amorfode In-Zn-Ga-O, o qual era a camada de canal, por meio de processamento deplasma de hidrogênio utilizando um aparelho de processamento de plasma. Oprocessamento de plasma de hidrogênio pode ser realizado utilizando umaparelho CVD de plasma do tipo de placa paralela, ou um aparelho degravação de plasma do tipo RIE (figura 4B).
Um espécime a ser processado (substrato obtido depois daetapa acima) foi armazenado em um aparelho que foi evacuado. Depois disto,um gás contendo hidrogênio foi introduzido a partir de uma porta deintrodução de gás reativo e energia de radiofreqüência foi introduzida para umrecipiente de processamento por meio de uma fonte de energia deradiofreqüência, com isto gerando plasma. Por exemplo, um intervalo deeletrodo foi ajustado para 5 cm, uma temperatura de substrato foi ajustadapara 100°C, uma vazão de gás H2 foi ajustada para 500 sccm, e uma pressãointerna da câmara foi ajustada para 1 Torr. Um teor de hidrogênio do filmefino submetido ao processamento de plasma de hidrogênio aumentou e umasua resistividade reduziu.
Em seguida o eletrodo de dreno 14 e o eletrodo de fonte 13foram formados por modelagem. Cada um dos eletrodos foi feito de Au etinham uma espessura de 30 nm (figura 4C).
Finalmente, a máscara 20 foi gravada para formar umtransistor de filme fino ilustrado na figura 4B. Um comprimento de canal era50 μm e uma largura de canal era 180 μηι.
(Exemplo comparativo 2.)
Um espécime não submetido ao processamento de plasma dehidrogênio mencionado acima foi preparado. Isto é, a camada de canal tinhauma concentração de hidrogênio substancialmente uniformes sobre toda a suaregião de filme e não incluía a parte de fonte e a parte de dreno. Outrasestruturas e métodos de fabricação foram baseados no exemplo 2.
(Avaliação característica do dispositivo TFT)
O transistor de filme fino de acordo com esta configuraçãoapresentou um comportamento de um transistor semicondutor típico quesaturou ("pinçou") em Vd = 6 V.. Uma relação liga/desliga do transistor era10^6 ou mais, e um seu efeito de mobilidade de campo era aproximadamente 7cm2 (Vs)"1.
Quando uma pluralidade de dispositivos foi produzida, umavariação em característica dos TFTs de acordo com o exemplo 3 foi menor doque aquela dos TFTs de acordo com o exemplo comparativo 2. Acaracterística de histerese e o desempenho de operação em alta velocidade dosdispositivos do exemplo 3 também foram preferíveis.
No transistor de efeito de campo de acordo com este exemplo,a camada de canal (filme fino de oxido) incluiu a parte de canal e a parte defonte e a parte de dreno, cada uma das quais tinha uma concentração dehidrogênio maior do que aquela da parte de canal. Portanto, é esperado que aconexão elétrica estável seja capaz de ser feita entre a parte de canal e cadaum do eletrodo de fonte e do eletrodo de dreno, melhorando com isto auniformidade e confiabilidade do dispositivo.
Pode ser esperado que o transistor de efeito de campo que temuma mobilidade de efeito de campo relativamente grande de acordo com esteexemplo, seja utilizado para, por exemplo, um circuito para operar um diodoorgânico emissor de luz.
(Exemplo 4)
Este exemplo é um exemplo no qual um dispositivo TFT portasuperior, como ilustrado na figura 5B foi formado sobre um substrato deplástico.
Um filme de polietileno tereftalato (PET) foi utilizado comoum substrato.
Primeiro uma camada de canal foi formada sobre o substratopor meio de moldagem.
Além disto, neste exemplo, na formação da camada de canalum material sinterizado policristalino tendo uma composição de In203/Zn0que tem uma dimensão de 2 polegadas (5 cm) foi utilizado como um alvo(material fonte) e a energia RF aplicada foi 100W. A pressão total daatmosfera quando o filme foi formado era 0,4 Pa, onde a relação deescoamento de gás era AriO2 = 100:2. A velocidade de formação do filme era12 nm/min e a temperatura do substrato era 25°C. Com relação ao filmeobtido quando o ângulo de observação de difração de raios- X (método defilme fino, ângulo incidente = 0,5 graus) foi realizada aproximadamente nasuperfície do filme e nenhum pico de difração claro foi detectado, o que mostra que o filme fabricado de In-Zn-O era um filme amorfo. Comoresultado de espectroscopia de fluorescência de raios-X (XRF), a relação decomposição de metais era In:Zn = 1,1:0,9.
Em seguida, uma camada isolante porta e um eletrodo de portaforam empilhados. A camada isolante porta e o eletrodo de porta são formados para serem o mesmo padrão. O eletrodo de porta é um filmecondutor transparente composto de In2OsiSn.
Em seguida, processamento de plasma de hidrogênio foirealizado como no caso do exemplo 3. A parte de fonte 16 e a parte de dreno17 foram formadas em auto-alinhamento utilizando o eletrodo de porta comouma máscara.
Um eletrodo de fonte e um eletrodo de dreno foram formadospor modelagem. Um filme condutivo transparente composto de In2OsiSn foiutilizado como cada um do eletrodo de fonte e do eletrodo de dreno e umasua espessura era 100 nm.
(Avaliação característica de dispositivo TFT)
O TFT formado no filme de PET foi medido a umatemperatura ambiente. Uma relação liga/desliga do transistor é 10 ou mais.
Mobilidade de efeito de campo calculada era aproximadamente 3 cm (VS)" .Como no caso do exemplo 1, a variação em características entre dispositivos,a característica de histerese, e o desempenho de operação em alta velocidadeforam preferíveis.
Enquanto o dispositivo formado no filme de PET foi dobradoem um raio de curvatura de 30 mm, a característica do transistor foi medidada mesma maneira. Uma grande mudança em característica do transistor nãofoi observada. A mesma medição foi realizada com irradiação visível. Umamudança em característica do transistor não foi observada. O transistor defilme fino produzido nesta configuração era transparente à luz visível eformado sobre um substrato flexível.
(Exemplo 5)
Neste exemplo, um dispositivo exibidor utilizando o transistorde efeito de campo ilustrado na figura 12 será descrito. No transistor de efeitode campo uma ilha de um filme ITO que serve como o eletrodo de dreno foiestendida desde um seu lado curto até 100 μπι. Uma porção correspondente a90 μm de uma porção estendida foi deixada para assegurar fiações para oeletrodo de fonte ou eletrodo de porta. Então o TFT foi revestido com umacamada isolante. Um filme de poliimida foi aplicado sobre a camada isolantee submetido a uma etapa de esfregação. Por outro lado, um substrato plásticono qual um filme ITO e um filme de poliimida foram formados sobre ele, euma etapa de esfregação foi preparada. O substrato plástico era oposto aosubstrato sobre o qual cada transistor de efeito de campo foi formado em umespaço de 5 μπι e então cristal líquido nemático foi injetado nele. Um par deplacas de polarização foi fornecido em ambos os lados de tal estrutura.
Quando uma voltagem foi aplicada ao eletrodo de fonte do transistor deefeito de campo, uma voltagem aplicada ao seu eletrodo de porta foi ajustada,transmitância de luz foi mudada somente em uma região de 30 μπι χ 90 μπιque era a porção da ilha do filme ITO que foi estendida a partir do eletrodo dedreno. A transmitância foi capaz de ser moldada de maneira contínua por umavoltagem fonte-dreno durante a aplicação da voltagem porta na qual otransistor de efeito de campo se tornou um estado ligado. Portanto, umdispositivo exibidor utilizando uma célula de cristal líquido como umelemento exibidor, como ilustrado na figura 12, foi produzido.
Em um outro exemplo, um substrato plástico branco foiutilizado como o substrato sobre o qual cada TFT foi formado. Um materialde cada um dos eletrodos do TFT foi substituído por ouro. O filme depoliimida e as placas de polarização foram omitidas. Um espaço entre osubstrato plástico branco e o substrato plástico transparente foi enchido comcápsulas nas quais partículas e um fluido foram revestidos com umrevestimento isolante. No caso de um dispositivo exibidor que tem talestrutura, uma voltagem entre o eletrodo de dreno estendido e o filme ITOlocalizado aí acima foi controlado pelo transistor de efeito de campo, de modoque as partículas nas cápsulas movem na direção longitudinal. Portanto, arefletância da região dreno estendida quando vista a partir do lado dosubstrato transparente foi capaz de ser controlada para visor.
Em um outro exemplo, uma pluralidade de transistores deefeito de campo foram formados adjacentes um ao outro para produzir, porexemplo, um circuito de controle de corrente normal incluindo quatrotransistores e um capacitor. Portanto, ou TFT ilustrado na figura 11 foi capazde ser utilizado como um dos transistores de estágio final para acionar umelemento EL. Por exemplo, o transistor de efeito de campo que utiliza o filmeITO como o eletrodo de dreno foi empregado. Um elemento deeletroluminescência orgânico que inclui uma camada de injeção de carga euma camada de emissão de luz foi formado na região de 30 μηι χ 90 μιη queera a porção da ilha do filme ITO que foi estendida a partir do eletrodo dedreno. Assim, o dispositivo exibidor que utiliza o elemento EL foi capaz deser produzido.
(Exemplo 6)
Elementos exibidores e transistores de efeito de campo, cadaum dos quais corresponde àquele no exemplo 5, foram arranjados de maneirabidimensional. Por exemplo, 7425 χ 1790 pixéis, cada um dos quais incluiu oelemento exibidor tal como a célula de cristal líquido ou o elemento EL e otransistor de efeito de campo no exemplo 5 que tinha uma área de 30 μm χ115 μm foram arranjados em uma forma quadrada em um passo de 40 μm emuma direção de lado curto, e em um passo de 120 μm em uma direção de ladolongo. Então 1790 fiações de porta passando através dos eletrodos porta de7425 transistores de efeito de campo na direção de lado longo foramfornecidas e 7425 fiações de sinal passando através de porções dos eletrodosfonte de 1790 TFTs que se salientam de ilhas do filme semicondutor de óxidoamorfo por 5 μm na direção de lado curto foram fornecidas. As fiações foramconectadas com um circuito acionador de porta e um circuito acionador defonte. No caso do elemento exibidor de cristal líquido, quando filtros de cor,cada um dos quais era igual ao elemento exibidor de cristal líquido emdimensão e alinhado com ele, que foram fornecidos sobre as superfícies dosdispositivos de tal modo que filtros vermelho R, verde (G) e azul (B) foramrepetidos na direção do lado longo, um dispositivo exibidor de imagemcolorida de matriz ativa (de aproximadamente 211 ppi e dimensão A4) foicapaz de ser construído.
No caso do elemento EL, entre dois transistores de efeito decampo incluídos em um elemento EL o eletrodo de porta de um primeirotransistor de efeito de campo foi conectado com uma linha de porta e oeletrodo de fonte de um segundo transistor de efeito de campo foi conectadocom a linha de sinal. Os comprimentos de onda de emissão de luz doselementos EL foram repetidos na ordem de luzes R, G e B na direção do ladolongo. Portanto, um dispositivo exibidor de imagem colorida de emissão deluz tendo a mesma resolução foi capaz de ser construído.
Um circuito acionador para acionar um circuito de matriz ativapode ser construído utilizando o TFT de acordo com esta configuração que éidêntica ao transistor de efeito de campo do pixel ou construído utilizando umchip IC existente.
O transistor de efeito de campo de acordo com a presenteinvenção pode ser formado sobre o material flexível que inclui o filme PET.Isto é, comutação pode ser realizada com um estado de dobramento. Emadição, o transistor de efeito de campo é transparente a luz visível e luzinfravermelha que tem um comprimento de onda de 400 nm ou mais, de modoque o transistor de efeito de campo de acordo com a presente invenção podeser aplicado como um elemento de comutação de um visor LCD ou um visorEL orgânico. O transistor de efeito de campo de acordo com a presenteinvenção pode ser amplamente aplicado a um visor flexível, a um visortransparente, a um cartão IC, a uma etiqueta ID, e similares.
De acordo com o transistor de efeito de campo da presenteinvenção, a camada de canal (filme de óxido) inclui a parte de fonte e a partede dreno que são adicionadas com hidrogênio ou deutério. Alternativamente,a camada de canal (filme de óxido) inclui a parte de canal que contêmhidrogênio ou deutério e a parte de fonte e a parte de dreno que têm aconcentração de hidrogênio maior do que aquela da parte de canal. Portanto, aconexão elétrica estável pode ser feita entre a parte de canal e cada um doeletrodo de fonte e eletrodo de dreno, melhorando com isto a uniformidade e aconfiabilidade do dispositivo. A conexão elétrica satisfatória resistente aaprisionar cargas pode ser realizada entre cada um do eletrodo de fonte eeletrodo de dreno e o canal, de modo que o transistor de efeito de campo quetem pequena histerese e excelente característica de estabilidade pode serrealizado.
De acordo com a presente invenção, quando o transistor deefeito de campo deve ser fabricado, hidrogênio é adicionado ao filme deóxido utilizando o padrão do eletrodo de porta como a máscara. Portanto, aparte de fonte e a parte de dreno podem ser formadas em auto-alinhamentocom o padrão do eletrodo de porta, com o resultado que a relação de posiçãoentre a porta, a fonte, e o dreno pode ser realizada com precisão elevada.
Este pedido reivindica prioridade do Pedido de PatenteJaponesa Número 2006-074630, depositado em 17 de março de 2006, o qual éaqui com isto incorporado para referência.

Claims (10)

1. Transistor de efeito de campo, caracterizado pelo fato decompreender um filme de óxido como uma camada semicondutora,em que o filme de óxido inclui um de uma parte de fonte euma parte de dreno, a qual um de hidrogênio e deutério é adicionado.
2. Transistor de efeito de campo, caracterizado pelo fato decompreender um filme de óxido como uma camada semicondutora,em que o filme de óxido inclui uma parte de canal, uma partede fonte e uma parte de dreno, eem que, uma concentração de um de hidrogênio e deutério naparte de fonte e na parte de dreno é maior do que uma concentração de um dehidrogênio e deutério na parte de canal.
3. Transistor de efeito de campo de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de a parte de fonte e a parte de drenoserem colocadas em auto-alinhamento com um eletrodo de porta e ter umaestrutura coplanar.
4. Transistor de efeito de campo de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de uma resistividade de um da partede fonte e da parte de dreno ser 1/10 ou menos de uma resistividade da partede canal.
5. Transistor de efeito de campo de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de o filme de óxido ser formado deum óxido amorfo representado por:<formula>formula see original document page 42</formula>a + b + c = 1; M4 é um elemento do grupo VI selecionadodentre o grupo que consiste de Si, Ge e Zr menor em número atômico do queSn; M3 é Lu ou um elemento do grupo III selecionado dentre o grupo queconsiste de Β, Al, Ga ou Y menor em número atômico do que In; e M2 é umelemento do grupo II selecionado dentre o grupo que consiste de Mg ou Camenor em número atômico do que Zn.
6. Dispositivo exibidor, caracterizado pelo fato decompreender:um elemento exibidor que inclui um eletrodo; eum transistor de efeito de campo como definido nareivindicação 1,em que, um de uma parte de fonte e uma parte de dreno dotransistor de efeito de campo é eletricamente conectada com o eletrodo dodispositivo exibidor.
7. Dispositivo exibidor de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de uma pluralidade de elementos exibidores e umapluralidade de transistores de efeito de campo serem arranjados de maneiratridimensional sobre um substrato.
8. Método para fabricar um transistor de efeito de campo queinclui um filme de óxido como uma camada semicondutora, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de:formar o filme de óxido sobre um substrato; eadicionar um de hidrogênio ou deutério a uma porção do filmede óxido para formar uma parte de fonte e uma parte de dreno.
9. Método para fabricar um transistor de efeito de campo queinclui um filme de óxido como uma camada semicondutora, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de:formar o filme de óxido sobre um substrato;formar um filme isolante porta sobre o filme de óxido; formarum eletrodo de porta sobre o filme isolante porta; eadicionar um de hidrogênio ou deutério ao filme de óxidoutilizando um padrão do eletrodo de porta como uma máscara para formaruma parte de fonte e uma parte de dreno no filme de óxido em auto-alinhamento com o padrão do eletrodo de porta.
10. Transistor de efeito de campo, caracterizado pelo fato decompreender:uma camada semicondutora de óxido que inclui uma regiãocanal;um eletrodo de porta;um isolante de porta;um eletrodo de dreno; eum eletrodo de fonte,em que a camada semicondutora de óxido ainda inclui um parde regiões dopadas adjacentes ao eletrodo de fonte ou dreno, cada uma dasregiões dopadas tendo no mínimo um de hidrogênio ou deutério, eem que uma concentração de um de hidrogênio e deutério naregião dopada é maior do que uma concentração de um de hidrogênio edeutério na região canal.
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