CN109478560A - 场效应晶体管及其制作方法，显示元件，图像显示装置和系统 - Google Patents

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Abstract

一种场效应晶体管，包括：栅电极，其构造为施加栅电压；源电极和漏电极，其构造为将电流输出；有源层，其设置在源电极和漏电极之间并由氧化物半导体形成；和栅极绝缘层，其设置在栅电极和有源层之间，源电极和漏电极各自包括由金属形成的金属区域和由一种或多种金属氧化物形成的氧化物区域，以及源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的一部分与有源层接触，并且氧化物区域的其余部分与除有源层之外的一个或多个部件接触。

Description

场效应晶体管及其制作方法，显示元件，图像显示装置和系统
技术领域
本公开涉及场效应晶体管及其制作方法，显示元件，图像显示装置和系统。
背景技术
诸如液晶显示器(LCD)、有机EL(电致发光)显示器(OLED)和电子纸的平板显示器(FPD)由包括薄膜晶体管(TFT)的驱动电路驱动，在所述薄膜晶体管，非晶硅或多晶硅用作有源层。
在FPD的开发中，已经注意到生产包括场效应晶体管的TFT，该场效应晶体管在有源层的沟道形成区域上包括具有在元件之间的高载流子迁移率和小的不均匀性的氧化物半导体膜，以及将TFT应用于电子装置或光学装置。
在包括用作有源层的氧化物半导体的场效应晶体管中，Al的堆叠金属膜和包括作为典型金属材料的过渡金属(Mo，Ti或其合金)的阻挡层可以是用于源电极和漏电极的材料(例如，参见专利文献1)。在此情况下，关注所得晶体管变为常导通场效应晶体管，即使在未施加晶体管的栅极电压时，在源电极和漏电极之间流过大量电流。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开号2011-216694
发明内容
技术问题
本公开的目的是提供一种场效应晶体管，其防止要为有源层的氧化物半导体在氧化物半导体与源电极的界面和氧化物半导体与漏电极的界面之间减少，以及具有简单的构造和有利的晶体管特性。
解决技术问题的技术方案
用于解决上述问题的方法如下。也就是说，本发明的场效应晶体管包括：栅电极，其被构造为施加栅电压；源电极和漏电极，其被构造为将电流输出；有源层，其设置在源电极和漏电极之间并由氧化物半导体形成；以及栅极绝缘层，其设置在栅电极和有源层之间。源电极和漏电极均包括由金属形成的金属区域和由一种或多种金属氧化物形成的氧化物区域。源电极和漏电极中的每一个中的氧化物区域的一部分与有源层接触，并且氧化物区域的其余部分与除有源层之外的一个或多个部件接触。
本发明的有益效果
根据本公开，可以提供一种场效应晶体管，其防止要为有源层的氧化物半导体在氧化物半导体与源电极的界面和氧化物半导体与漏极的界面之间减少，具有简单的结构和良好的晶体管特性。
附图说明
图1是示出本公开的场效应晶体管的一个示例的示意性结构图；
图2是示出本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图3A是示出用于制作本公开的场效应晶体管(部分1)的方法的示意性截面图；
图3B是示出用于制作本公开的场效应晶体管(部分2)的方法的示意性截面图；
图3C是示出用于制作本公开的场效应晶体管(部分3)的方法的示意性截面图；
图3D是示出用于制作本公开的场效应晶体管(部分4)的方法的示意性横截面图；
图3E是示出用于制作本公开的场效应晶体管(部分5)的方法的示意性截面图；
图4是示出本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图5是示出本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图6是示出本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图7是示出本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图8是示出本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图9是示出作为图6的修改示例提供的本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图10是示出作为图7的修改示例提供的本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图11是示出作为图8的修改示例提供的本公开的场效应晶体管的另一示例的示意性结构图；
图12是用于提供图像显示装置的图；
图13是用于提供本公开的显示元件的一个示例的图；
图14是示出显示元件中的有机EL元件和场效应晶体管之间的位置关系的一个示例的示意性结构图；
图15是示出显示元件中的有机EL元件和场效应晶体管之间的位置关系的另一示例的示意性结构图；
图16是示出有机EL元件的一个示例的示意性结构图；
图17是用于提供显示控制装置的图；
图18是用于提供液晶显示器的图；
图19是用于提供图18中的显示元件的图；
图20是示出比较示例1的场效应晶体管的示意性结构图；
图21是示出比较示例2的场效应晶体管的示意性结构图。
具体实施方式
在场效应晶体管中，已知当用作有源层的氧化物半导体具有1×1015cm-3至1×1016cm-3的电子载流子浓度和具有低功函数的金属(例如，Al)用作源电极和漏电极时，获得的晶体管特性是高场效应迁移率、高导通/截止比和小的上升电压的绝对值。同时，当电子载流子浓度为1.0×1018cm-3或更高时，所获得的晶体管特性是小的导通/截止比和大的上升电压的绝对值(例如，参见日本未审查专利申请公开No.2010-62546)。
另外，据报道，即使当电子载流子浓度为1×1018cm-3或更高时，在源电极和漏电极中掺入金属(例如，具有深功函数的Au)使得可以获得诸如高场效应迁移率、高导通/截止比和小的上升电压的绝对值的晶体管特性(例如，参见日本未审查专利申请公开No.2015-046568)。
如上所述，当将氧化物半导体的电子载流子浓度控制到预期值并且为源电极和漏电极选择合适的材料时，可以获得诸如高场效应迁移率、高导通/截止比以及小的上升电压的绝对值的晶体管特性。
然而，即使当氧化物半导体的电子载流子浓度被控制到如上所述的期望值以形成有源层时，除非使用未被氧化的金属(例如，Au或Pt)作为源电极并且漏电极，会发生以下现象。也就是说，在氧化物半导体与漏电极和源电极中的每个之间的接触界面中，作为电极的金属材料剥夺氧化物半导体的氧原子，因此在氧化物半导体中形成氧空位以增加氧化物半导体的电子载流子浓度。这可能导致使用有源层、主要使用氧空位作为载流子产生源的氧化物半导体的场效应晶体管中的晶体管特性的不均匀性和劣化。
例如，在有源层中使用氧化物半导体的场效应晶体管中，不是像Au，Pt的化学稳定金属和其他化学稳定金属的过渡金属(例如Mo)在某些情况下被用于源电极和漏电极的材料。在此情况下，在与氧化物半导体接触的区域中，电极剥夺氧化物半导体的氧原子，导致氧化物半导体的还原。氧化物半导体的还原导致氧化物半导体的氧空位，导致电子载流子浓度增加。结果，担心所得晶体管变为常导通场效应晶体管，其中即使在未施加晶体管的栅极电压时，在源电极和漏电极之间流动大量电流。
在这样的情况下，本发明人进行了广泛的研究。本发明人发现，通过氧化源电极和漏电极的表面并氧化与有源层接触的源电极的一部分和漏电极的一部分，可以防止氧化物半导体由于金属源电极和金属漏电极而被还原。结果，本发明人完成了本发明。
(场效应晶体管)
本发明的场效应晶体管包括栅电极、源电极、漏电极、有源层和栅极绝缘层，如果需要还包括其他部件。
<栅电极>
栅电极没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要其是被构造为施加栅电压的电极即可。栅电极的材料没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。栅电极材料的示例包括金属(例如，Al，铂(Pt)，钯(Pd)，金(Au)，银(Ag)，Cu，锌(Zn)，Ni，Cr，Ta，Mo，和Ti)，这些金属的合金，以及这些金属的混合物。栅电极的材料可以是导电氧化物(例如，氧化铟，氧化锌，氧化锡，氧化镓和氧化铌)，其复合化合物，以及它们的混合物。
栅电极的平均厚度没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。栅电极的平均厚度优选为10nm至1μm，更优选为50nm至300nm。
<源电极和漏电极>
源电极和漏电极是被构造为流出电流的电极。
源电极和漏电极被形成为使得在源电极和漏电极之间设置预定间隔。
源电极和漏电极均包括由金属形成的金属区域和由一种或多种金属氧化物形成的氧化物区域。
源电极和漏电极中的每一个中的氧化物区域的一部分与有源层接触，并且氧化物区域的其余部分与除有源层之外的一个或多个部分接触。
当氧化物区域的一部分与有源层接触时，包括在源电极和漏电极中的金属防止氧化物半导体中的有源层被还原。结果，可以防止氧化物半导体的电子载流子浓度不期望地增加。
源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域中的氧浓度朝向例如金属区域减小，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域与有源层接触。氧浓度的该变化是由于金属表面的氧化而产生的。
氧浓度可以通过TEM-EDX(能量色散X射线光谱法)或通过X射线光电子能谱测量深度分布来确认。
就稳定性而言，金属优选为过渡金属(单质)或其合金作为金属布线。
氧化物区域的氧化物更优选为导电氧化物，以便降低与有源层的接触电阻。形成源电极和漏电极的金属区域的金属优选是在形成氧化物时能够形成导电氧化物的元素。
金属优选包括选自由Ti，Cu，Ni，Cr，V，Nb，Ta，Mo和W组成的组中的至少一种，因为当形成导电氧化物时可以控制氧化物区域的氧浓度。形成氧化物区域的一种或多种金属氧化物可能不满足化学计量。
就后处理中的湿蚀刻的耐久性而言，优选在源电极的表面和漏电极的表面上形成氧化物区域。在源电极的整个表面上形成氧化物区域和在漏电极的整个表面上形成氧化物区域使得可以相对于用于在后处理中使用的湿法蚀刻的蚀刻溶液充分地增加用于源电极和漏电极的蚀刻速率之间的选择比率。例如，已知Ti用氟化酸基蚀刻溶液进行蚀刻。然而，当在Ti上形成包括SiO2的绝缘层的膜(其同样要用氟化酸进行蚀刻)时，不能获得足够的蚀刻选择比。然而，氧化物区域的形成使得可以增加蚀刻的选择比，因为Ti的表面变成氧化钛。另外，就与底部接地和上层的紧密粘合性而言，当与源电极和漏电极接触的除有源层之外的部件由氧化物形成时，与不是有源层的其他部件的紧密粘合性通过在要形成为源电极和漏电极的金属上形成氧化物区域来改善。因此，优选在要形成为源电极和漏电极的金属上形成氧化物区域。
源电极和漏电极每个可以具有第一层和第二层的堆叠结构，第一层包括金属区域和氧化物区域，第二层由金属形成。
在此情况下，第二层优选具有比第一层的金属区域更高的导电性。结果，可以降低布线电阻。
第二层的金属没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。第二层金属的示例包括过渡金属的简单物质、过渡金属的合金、典型金属的简单物质和典型金属的合金。
氧化物包括具有正价的过渡金属和具有大于过渡金属的正价的正价的取代掺杂剂。金属优选包括过渡金属元素和用作关于氧化物的掺杂剂的元素。在此情况下，氧化物的导电性得到改善。
用作关于氧化物的掺杂剂的元素的示例包括第二金属元素，例如第(n+1)族元素和第(n+2)族[即，第(n+1)族或更多元素]元素，其中n是第一过渡金属元素的周期表中的族号。
过渡金属的元素优选包括选自由Ti，V，Nb，Ta，Mo和W组成的组中的至少一种。
用作关于氧化物的掺杂剂的元素优选包括选自由V，Nb，Ta，Cr，Mo，W，Mn和Re组成的组中的至少一种。
当所述氧化物是经历其中五价Nb被四价Ti取代的取代掺杂的氧化物时，与相邻的有源层相比可以降低电阻率，这使得可以降低有源层和源电极之间的接触电阻率以及有源层和漏电极之间的接触电阻率。
关于氧化物的取代掺杂剂的量没有特别限制并且可以根据预期目的适当选择。根据载流子的产生和所产生的载流子的散射因子，相对于过渡金属的量，取代掺杂剂的量优选为0.01原子％至20原子％，更优选为0.1原子％至10原子％。
氧化物区域的平均厚度没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。然而，氧化物区域的平均厚度优选地比金属区域的平均厚度薄。
氧化物区域的平均厚度没有特别限制，可以根据预期目的适当选择，但氧化物区域的平均厚度优选为1nm至50nm。
在底部接触场效应晶体管中，例如，通过在空气中通过光电子能谱简单地评估功函数，可以确认氧化物区域的存在。在顶部接触场效应晶体管中，氧化物区域的存在可以通过TEM-EDX(能量色散X射线光谱法)或通过X射线光电子能谱测量深度分布来确认。
氧化物区域的功函数大于金属区域的功函数。
源电极的平均厚度和漏电极的平均厚度没有特别限制，可以根据预期目的适当选择，但优选为10nm至1微米，更优选为50nm至300nm。
<有源层>
有源层由氧化物半导体形成。
有源层设置在源电极和漏电极之间。
位于源电极和漏电极之间的有源层是沟道区。
氧化物半导体优选包括选自由In，Zn，Sn和Ti组成的组中的至少一种。
氧化物半导体优选包括至少一种碱土元素。
氧化物半导体优选包括稀土元素中的至少一种。
氧化物半导体的示例包括n型氧化物半导体。
n型氧化物半导体没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。然而，n型氧化物半导体优选包括选自由铟，锌，锡，镓和钛组成的组中的至少一种。
n型氧化物半导体的示例包括ZnO，SnO2，In2O3，TiO2和Ga2O3。此外，包括多种金属的氧化物(例如，In-Zn基氧化物，In-Sn基氧化物，In-Ga基氧化物，Sn-Zn基氧化物，Sn-Ga基氧化物，Zn-Ga-基于氧化物，In-Zn-Sn基氧化物，In-Ga-Zn基氧化物，In-Sn-Ga基氧化物，Sn-Ga-Zn基氧化物，In-Al-Zn基氧化物，Al-Ga-Zn基氧化物，Sn-Al-Zn基氧化物，In-Hf-Zn基氧化物和In-Al-Ga-Zn基氧化物)可被使用。
此外，优选的是，n型氧化物半导体通过选自由二价阳离子、三价阳离子、四价阳离子、五价阳离子、六价阳离子、七价阳离子和八价阳离子组成的组中的至少一种掺杂剂进行取代掺杂，以及掺杂剂的化合价大于构成n型氧化物半导体的金属离子的化合价，假若掺杂剂被排除在金属离子之外。在此，取代掺杂可以称为n型掺杂。
在经过取代掺杂的n型氧化物半导体中，构成n型氧化物半导体的部分金属离子(其为母相)被具有高于金属离子的化合价的掺杂剂取代，并且额外的由于价数差异而产生的电子被释放以用作n型导电载流子。在通过取代掺杂产生的载流子电子负责半导体特性的情况下，半导体特性变得更稳定。其原因如下。具体地，当在半导体和外部(气氛或相邻层)之间交换氧气时，通过受到影响(例如，氧气在膜表面上的氧化还原反应和吸附)，容易改变归因于氧空位的载流子电子的数量。同时，归因于取代掺杂的载流子电子的数量相对不受该状态的这样的变化的影响。
此外，可以有利地控制归因于取代掺杂的载流子电子的数量，并且可以容易地实现期望的载流子浓度，这是一个优点。如上所述，氧相对容易地进出半导体，因此难以精确地控制氧的量或将氧的量保持在预定值。同时，通过适当地选择掺杂元素的种类和掺杂量，可以容易且精确地控制归因于取代掺杂的载流子电子的数量。
为了减少有源层中的氧空位，在n型氧化物半导体层(有源层)的成膜过程中向膜中引入更多的氧原子是有效的。例如，在通过溅射法形成n型氧化物半导体层的情况下，通过在溅射期间增加气氛中的氧浓度，可以形成具有较少氧空位的膜。或者，在通过涂布和烘焙涂布液形成n型氧化物半导体层的情况下，通过在烘焙期间增加气氛中的氧浓度，可以形成具有较少氧空位的膜。
此外，根据n型氧化物半导体的配方，可以减少氧空位的量。例如，通过引入一定量的对氧具有高亲和力的金属元素(例如，Si，Ge，Zr，Hf，Al，Ga，Sc，Y，Ln和碱土金属)，可以抑制氧空位的产生。
优选地根据离子半径、配位数和轨道能量来选择掺杂剂的种类。掺杂剂的浓度可以根据母相的材料、掺杂剂的种类、被掺杂剂取代的位置、成膜工艺和预期晶体管特性适当选择。
理论上，当一个原子被取代时产生的电子数是通过从阳离子的价数(即掺杂剂)中减去构成n型氧化物半导体的母相的金属原子的化合价而获得的值。也就是说，掺杂剂的化合价优选较大，以便以较小的掺杂量产生相同数量的电子。此外，掺杂剂的化合价与构成n型氧化物半导体的金属原子的化合价之间的差异优选更大。当掺杂剂过量存在时，晶体结构和原子排列受到干扰，这阻止了载流子电子的运动。因此，优选的实施例是要以尽可能小的掺杂量产生必要和足够量的载流子电子。
此外，优选的实施例是所选择的掺杂剂具有接近待取代原子半径的离子半径。这导致取代效率的提高，并且可以防止不有助于载流子产生的不必要的掺杂剂恶化晶体管特性。
通过掺杂产生载流子的效率取决于晶体管生产时的各种工艺条件，因此选择能够提高载流子产生效率的工艺条件也很重要。例如，通过以下适当地选择，可以以较小的掺杂量实现期望的载流子浓度：当通过溅射形成n型氧化物半导体层时的基板温度；通过涂布和烘焙涂布液形成n型氧化物半导体层时的烘焙温度；以及在形成n型氧化物半导体层之后进行退火温度。
掺杂剂的浓度没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。就迁移率和上升性能而言，掺杂剂的浓度优选为0.01mol(摩尔)％至10mol％，更优选为0.01mol％至5mol％，特别优选为0.05mol％至2mol％。在此，mol％是指掺杂剂的摩尔量与半导体中待取代的金属元素的摩尔量(即，包括在n型氧化物半导体中的待用掺杂剂取代的金属离子的摩尔量)和掺杂剂的摩尔量的总和(100％)之比。
形成有源层的n型氧化物半导体优选处于单晶或多晶态，以使取代掺杂有效地起作用。即使在通过X射线衍射(XRD)未观察到来自n型氧化物半导体的衍射峰并且不存在长距离次序(通常这样的状态被称为非晶态)的情况下，n-氧化物半导体优选具有刚性结构，其中原子在短距离内有序排列。出于以下原因，上述结构是优选的。具体地，在作为母相的氧化物半导体是高度非晶材料的情况下，该结构变为局部稳定状态，并且即使在取代掺杂之后也不产生载流子。在具有刚性结构的氧化物的情况下，保持氧配位多面体(例如WO6或InO6八面体)及其链接方式(例如，InO6边缘共享链)，并且取代掺杂有效地起作用。在该结构中，非晶态特有的尾状态的状态密度小，因此子间隙吸收小。结果，具有上述结构的材料的光致蜕化优于高度非晶材料。
即使在存在长距离次序的单晶或多晶状态下，掺杂对n型氧化物半导体同样有效。在用4s，5s和6s重金属离子带形成导带的情况下，晶界的影响小，即使在多晶态下也可获得优异的特性。在掺杂量过多并且掺杂剂在晶界偏析的情况下，优选降低掺杂剂的浓度。还优选在200摄氏度至300摄氏度的温度下进行后退火，以改善源电极和漏电极与有源层之间的界面处的粘附和电接触。此外，退火可以在更高的温度下进行以提高结晶度。
有源层的平均厚度没有特别限制，可以根据预期目的适当选择，但有源层的平均厚度优选为5nm至1微米，更优选为10nm至0.5微米。
<栅极绝缘层>
栅极绝缘层没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要栅极绝缘层是设置在栅电极和有源层之间的栅极绝缘层即可。
栅极绝缘层的材料没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。栅极绝缘层的材料的示例包括无机绝缘材料和有机绝缘材料。
无机绝缘材料的示例包括氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化钛、氧化钇、氧化镧、氧化铪、氧化锆、氮化硅、氮化铝及其混合物。
有机绝缘材料的示例包括聚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和酚醛清漆树脂。
栅极绝缘层的平均厚度没有特别限制，可以根据预期目的适当选择，但栅极绝缘层的平均厚度优选为50nm至3μm，更优选为100nm至1μm。
<其他部件>
其他部件的示例包括基板、绝缘层(钝化层)和层间绝缘层。
<<基板>>
基板的形状、结构和尺寸没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。
基板没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。基板的示例包括玻璃基板、陶瓷基板、塑料基板和膜基板。玻璃基板的材料没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。玻璃基板的材料的示例包括无碱玻璃和石英玻璃。塑料基板和膜基板的材料没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。塑料基板和膜基板的材料的示例包括聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
<<绝缘层(钝化层)>>
优选实施例是晶体管还具有这样的构造，其中绝缘层(钝化层)堆叠在包括栅电极、源电极、漏电极、有源层和栅极绝缘层的场效应晶体管上。该绝缘层通常用作所谓的钝化层，其被构造为防止源电极、漏电极和有源层直接与空气中的氧和水分接触并改变它们的特性。另外，在包括场效应晶体管的显示装置中，包括例如发光层的显示元件可以堆叠在晶体管的顶部上。在此情况下，绝缘层还用作所谓的平整膜，其被构造为吸收源自晶体管形状的高度差，以使表面平坦化。
绝缘层的材料没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。绝缘层材料的示例包括：已广泛用于大规模生产的材料(例如，SiO2，SiON和SiNx)；和有机材料，如聚酰亚胺(PI)和氟基树脂。
<<层间绝缘层>>
晶体管的构造例如是其中数据线的导线连接到源电极和漏电极的构造，以及其中数据线被设置成使得源电极和漏电极直接耦合到有源层的构造。在上述构造中，优选的是，层间绝缘层形成在栅电极和数据线之间。
层间绝缘层的材料没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。层间绝缘层的材料的示例包括：已经广泛用于大规模生产的材料(例如，SiO2，SiON和SiNx)；和有机材料，如聚酰亚胺(PI)和氟基树脂。栅极绝缘层可以具有与用于钝化层的材料相同的材料。
层间绝缘层的体积电阻率没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要层间绝缘层是绝缘膜即可。层间绝缘层的体积电阻率优选为1×1010Ωcm以上，更优选为1×1012Ωcm以上，特别优选为1×1013Ωcm以上。当层间绝缘层具有较小的绝缘性能时，可能出现诸如泄漏和短路的故障。
层间绝缘层的形成方法没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。形成方法的示例包括：(i)通过溅射、旋涂或狭缝涂布形成膜并通过光刻法对膜进行图案化的步骤；和(ii)通过印刷方法如喷墨印刷、纳米压印、喷嘴印刷或凹版印刷直接形成具有预期形状的薄膜的方法。
制作场效应晶体管的方法没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，但是优选地是用于制作本公开的场效应晶体管的方法，其将在下文中描述。
在下文中，将说明示出本公开的场效应晶体管的一个示例的示意性截面图。
图1是示出本公开的场效应晶体管的一个示例的示意性截面图。图1中所示的场效应晶体管包括基板11、源电极12、漏电极13、有源层14、栅极绝缘层15和栅电极16。
图1中所示的场效应晶体管是顶栅/底接触场效应晶体管的场效应晶体管。
源电极12由金属区域12A和氧化物区域12B形成。
漏电极13由金属区域13A和氧化物区域13B形成。
在图1中所示的场效应晶体管中，源电极12和漏电极13设置在绝缘基板11上，以便提供预定间隔。有源层14设置成以便与构成源电极12的氧化物区域12B的一部分和构成漏电极13的氧化物区域13B的一部分接触，以在有源层14上形成沟道。此外，栅极绝缘层15设置成以便覆盖源电极12、漏电极13和有源层14。栅电极16设置在栅极绝缘层15上。构成源电极12的氧化物区域12B也与基板11和栅极绝缘层15接触。构成漏电极13的氧化物区域13B也与基板11和栅极绝缘层15接触。
图2是示出场效应晶体管的另一示例的示意性截面图。图2中所示的场效应晶体管是底栅/底接触场效应晶体管。
图2中所示的场效应晶体管包括：基板11；设置在基板11上的栅电极16；设置在栅电极16上的栅极绝缘层15；设置在栅极绝缘层15上的源电极12和漏电极13；设置在源电极12和漏电极13之间有源层14。
源电极12由金属区域12A和氧化物区域12B形成。
漏电极13包括金属区域13A和氧化物区域13B。
有源层14与构成源电极12的氧化物区域12B的一部分和构成漏电极13的氧化物区域13B的一部分接触。构成源电极12的氧化物区域12B也与栅极绝缘层15接触。构成漏电极13的氧化物区域13B也与栅极绝缘层15接触。
(用于制作场效应晶体管的方法)
用于制作本公开的场效应晶体管的方法至少包括形成源电极、漏电极和有源层的步骤，并且还包括其他步骤，例如形成栅电极的步骤和如果需要形成栅极绝缘层的步骤。
用于制作场效应晶体管的方法是用于制作场效应晶体管的方法，其中场效应晶体管包括栅电极，其被构造为施加栅电压；
源电极和漏电极，其被构造为将电流输出；有源层，其设置在源电极和漏电极之间，并由氧化物半导体形成；和栅极绝缘层，其设置在栅电极和有源层之间，源极和漏极各自包括由金属形成的金属区域和由一种或多种金属氧化物形成的氧化物区域，以及源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的一部分与有源层接触。
上述的用于制作场效应晶体管的方法是用于制作本公开的场效应晶体管的优选方法。
<形成源电极、漏电极和有源层的步骤>
<<第一方面>>
形成源电极、漏电极和有源层的步骤的一个方面(第一方面)包括氧化金属层的表面以形成每个都具有金属区域和氧化物区域的源电极和漏电极的处理；以及形成有源层以便与形成的源电极和形成的漏电极中的每个中的氧化物区域的一部分接触的处理。
在第一方面中形成源电极和漏电极的上述处理没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要该处理是氧化金属层的表面以形成源电极和漏电极的步骤即可。该处理的示例包括加热金属层的热处理和用等离子体照射金属层的等离子体处理。
<<第二方面>>
形成源电极、漏电极和有源层的步骤的另一个方面(第二方面)包括形成有源层的处理；以及形成氧化物区域使得氧化物区域的该部分与形成的有源层接触并进一步在该氧化物区域上形成金属区域以形成每个都包括氧化物区域和金属区域的源电极和漏电极的处理。
在第二方面中形成源电极和漏电极的处理的示例包括堆叠金属层和导电氧化物层的处理。
<<第三方面>>
形成源电极、漏电极和有源层的步骤的另一个方面(第三方面)包括：形成有源层的处理；氧化金属层表面以形成每个都包括金属区域和氧化物区域的源电极和漏电极使得该氧化物区域的该部分与形成的有源层接触的处理。
可以根据场效应晶体管的结构来选择第一方面、第二方面和第三方面。
底部接触场效应晶体管具有这样的结构，其中源电极的上表面(最外表面)和漏电极的上表面(最外表面)与有源层接触。因此，期望在形成有源层之前进行任何处理。
同时，顶部接触场效应晶体管具有这样的结构，其中源电极的底表面(最下表面)和漏电极的底表面(最下表面)与有源层接触。因此，在要形成在源电极和漏电极中的有源层和金属层的形成之后，进行热处理以在有源层和金属层之间的界面处形成氧化物区域。在此情况下，用于形成在界面处形成的氧化物区域的氧主要由形成有源层的氧化物半导体提供。因此，氧化物半导体中的氧浓度被设计为过量的，并且通过热处理在界面处形成氧区域，导致形成稳定的氧化物半导体作为有源层。这使得即使氧化物半导体被剥夺氧进入金属层中也可以获得合适的载流子浓度。在此情况下，要作为有源层的氧化物半导体更优选地是在控制有源层的载流子浓度方面经历取代掺杂的氧化物半导体，如上所述的。
在堆叠金属层和导电氧化物层的处理中，在形成有源层之后形成导电氧化物层的膜，然后形成金属层的膜。可以根据预期目的适当地选择导电氧化物层的形成。形成导电氧化物层的示例包括成膜的真空工艺，例如溅射方法。
在使用金属靶的反应溅射方法中，可以通过在成膜时控制氧的流速以控制氧化物区域中的氧浓度来形成膜。在反应溅射方法中，相同的靶可用于在宽范围的薄膜上产生具有化学计量的薄膜。在大多数情况下，使用金属靶的反应溅射方法，当诸如氧的反应气体以特定流速或更高的流速流动以用恒定的溅射功率放电时，存在阴极电压急剧变化的区域。为了在该区域内稳定地形成膜，优选使用反馈系统，该反馈系统被构造为监测等离子体发射的强度和阴极电压以实时控制反应气体的流速。
另外，构成导电氧化物层的金属和构成金属层的金属是相同的金属。
或者，为了形成导电氧化物层，可以使用包括与金属层相同的金属元素的氧化物靶。在此情况下，可以分别使用用于形成导电氧化物层的氧化物靶和用于形成金属层的金属靶。
除了有源层之外，不是有源层的另一部件由氧化物形成，当供应氧以将氧化物区域形成为源电极的一部分和漏电极的一部分，有源层和不是有源层的另一部件，其是下面的部件，被提供足够的氧。因此，在形成金属区域时，可以减少对下面的部件的影响。
加热处理的加热温度没有特别限制，可以根据预期目的适当选择，只要金属层的表面可以被氧化即可。加热处理的加热温度优选为50摄氏度至400摄氏度，更优选为100摄氏度至300摄氏度。
在空气气氛中进行加热处理，使得金属层的表面或有源层和金属层的界面可以被氧化。
等离子体处理例如在氧化气氛中进行。氧化气氛的示例包括气氛，包括例如氧气、臭氧和二氧化碳。
<<形成有源层的处理>>
形成有源层的处理没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。形成有源层的处理的示例包括：物理气相沉积方法(PVD方法)，例如溅射和PLD(激光烧蚀)；化学气相沉积法，如等离子体CVD；溶液涂布方法，如溶胶-凝胶法；和已知的成膜方法。用于图案化有源层的方法是，例如，使用阴影掩模进行图案化的步骤，通过光刻进行图案化的步骤，以及通过印刷或喷墨直接形成具有期望形状的膜的步骤。
<形成栅电极的步骤>
形成栅电极的步骤没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它是形成栅电极的步骤即可。形成栅电极的步骤的示例包括：(i)通过溅射法或浸涂法形成膜以通过光刻法对该膜进行图案化的步骤；和(ii)通过印刷方法如喷墨印刷、纳米压印或凹版印刷直接形成具有预期形状的薄膜的方法。
<形成栅极绝缘层的步骤>
形成栅极绝缘层的步骤没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要它是形成栅极绝缘层的步骤即可。形成栅极绝缘层的步骤的示例包括：(i)通过溅射法或浸涂法形成膜以通过光刻法对膜进行图案化的步骤；(ii)通过印刷方法如喷墨印刷、纳米压印或凹版印刷直接形成具有预期形状的薄膜的方法。
在此，将参考图3A至3E描述用于制作本公开的场效应晶体管的方法的一个示例。
首先，设置由玻璃基板形成的基板11。然后，通过例如溅射方法在基板11上形成金属膜。通过光刻和蚀刻将形成的金属膜图案化，以形成具有预期形状的金属层2和金属层3(图3A)。为了清洁基板11的表面并改善表面的紧密粘合性，优选在形成金属膜之前进行诸如氧等离子体、UV臭氧和UV辐射清洁的预处理。
接下来，对金属层2和金属层3进行氧化处理。氧化处理的示例包括使用空气中的烘箱的热处理步骤和在氧化气氛下的等离子体处理。在氧化处理中，不与基板11接触的金属层2和3被氧化。通过氧化处理，金属层2形成为包括金属区域12A和氧化物区域12B的源电极12，并且金属层3形成为包括金属区域13A和氧化物区域13B的漏电极13(图3B)。在此，在图3B中，清楚地限定金属区域12A和氧化物区域12B之间的界面以及金属区域13A和氧化物区域13B之间的界面。然而，在本公开的场效应晶体管和通过用于制作本公开的场效应晶体管的方法获得的场效应晶体管中，这些界面不必清楚地限定，只要可以确认金属区域和氧化物区域分别存在于源电极和漏电极中。
接下来，形成氧化物半导体的膜。通过光刻和湿法蚀刻将形成的氧化物半导体膜图案化，以获得具有预定形状的有源层14(图3C)。
然后，在基板11上，通过溅射法形成栅极绝缘层15，以覆盖源电极12、漏电极13和有源层14(图3D)。
然后，通过例如溅射法在栅极绝缘层15上形成由例如铝(Al)形成的金属膜。通过光刻和蚀刻将形成的金属膜图案化，以形成具有预定形状的栅电极16(图3E)。通过上述步骤，可以制作顶栅/底部接触场效应晶体管。
将参考用于制作场效应晶体管的方法的一示例来描述本公开的场效应晶体管的另一个示例。
<<底栅/顶部接触场效应晶体管>>
图4中所示的场效应晶体管是底栅/顶部接触场效应晶体管。
下面将描述用于制作场效应晶体管的方法的一个示例。
首先，在基板11上形成栅电极16。
接下来，在基板11和栅电极16上形成栅极绝缘层15。
然后，在栅极绝缘层15上形成有源层14。
然后，在栅极绝缘层15和有源层14上形成源电极12和漏电极13。源电极12由金属区域12A和氧化物区域12B形成。漏电极13由金属区域13A和氧化物区域13B形成。
源电极12和漏电极13通过例如以下方法形成。在栅极绝缘层15和有源层14上形成氧化膜，然后在氧化膜上形成金属膜，对其进行一次蚀刻。结果，氧化膜和金属膜被分开以一次形成氧化物区域12B和13B以及金属区域12A和13A。然后，形成源电极12和漏电极13。
氧化膜的形成可以通过例如溅射法进行。在使用金属靶的反应溅射方法中，可以通过在形成膜时控制氧的流速并通过控制氧化物区域中的氧浓度来形成膜。另外，构成氧化膜的金属和构成金属膜的金属是相同的金属。
如上所述，图4中所示的底栅/顶部接触场效应晶体管可以获得。
<<顶栅/顶部接触场效应晶体管>>
图5和图7中示出的场效应晶体管是顶栅/顶部接触场效应晶体管。
下面将描述用于形成这些场效应晶体管的方法的一个示例。
首先，在基板11上形成有源层14。
接下来，在基板11和有源层14上形成源电极12和漏电极13。源电极12由金属区域12A和氧化物区域12B形成。漏电极13由金属区域13A和氧化物区域13B形成。
源电极12和漏电极13通过例如以下方法形成。在基板11和有源层14上形成氧化膜，然后在氧化膜上形成金属膜，对其进行一次蚀刻。结果，氧化膜和金属膜被分开以一次形成氧化物区域12B和13B以及金属区域12A和13A。然后，形成源电极12和漏电极13。
氧化膜的形成可以通过例如溅射法进行。在使用金属靶的反应溅射方法中，可以通过在形成膜时控制氧的流速并通过控制氧化物区域中的氧浓度来形成膜。另外，构成氧化膜的金属和构成金属膜的金属是相同的金属。
接下来，在源电极12、漏电极13和有源层14上形成栅极绝缘层15。然后，在栅极绝缘层15上形成栅电极16。
如上所述的，图5中所示的顶栅/顶部接触场效应晶体管可以获得。
此外，在栅极绝缘层15和栅电极16上形成层间绝缘层17。
接下来，形成通孔以便到达栅极绝缘层15和层间绝缘层17中的源电极12和漏电极13。然后，形成数据线18。
如上所述，图7中所示的顶栅/顶部接触场效应晶体管可以获得。
<<顶栅/顶部接触场效应晶体管>>
图6中所示的场效应晶体管是顶栅/顶部接触场效应晶体管。
下面将描述用于制作场效应晶体管的方法的一个示例。
首先，在基板11上形成有源层14。
接下来，在基板11和有源层14上形成源电极12和漏电极13。源电极12由金属区域12A和氧化物区域12B形成。漏电极13由金属区域13A和氧化物区域13B形成。
源电极12和漏电极13通过例如以下方法形成。在基板11和有源层14上形成金属膜，对其进行热处理。结果，氧化物区域12B和13B形成在有源层14和金属膜之间的界面处以及金属膜的表面上。也就是说，氧化物区域12B和13B围绕金属区域12A和13A形成，以形成源电极12和漏电极13，如图6所示。
金属膜的形成可以经由金属掩模通过溅射方法进行。
然后，在源电极12、漏电极13和有源层14上形成栅极绝缘层15。
然后，在栅极绝缘层15上形成栅电极16。
如上所述的，图6中所示的顶栅/顶部接触场效应晶体管可以获得。
图8中所示的场效应晶体管是顶栅/顶部接触场效应晶体管。
下面将描述用于制作场效应晶体管的方法的一个示例。
首先，在基板11上形成有源层14。
接下来，在基板11和有源层14上形成栅极绝缘层15。
然后，在栅极绝缘层15上形成栅电极16。
然后，在栅极绝缘层15和栅电极16上形成层间绝缘层17。
然后，对作为源电极12的区域和作为漏电极13的区域(每个区域通过栅极绝缘层15和层间绝缘层17)进行蚀刻，直到露出有源层14。
然后，在暴露的有源层14上形成栅电极12和漏电极13。
源电极12和漏电极13通过例如以下方法形成。在层间绝缘层17、栅极绝缘层15和有源层14的表面上形成氧化膜。然后，在氧化膜上形成金属膜，对其进行一次蚀刻。结果，氧化膜和金属膜被分开以一次形成氧化物区域12B和13B以及金属区域12A和13A。然后，形成源电极12和漏电极13。
氧化膜的形成可以通过例如溅射法进行。在使用金属靶的反应溅射方法中，可以通过在形成膜时控制氧的流速并通过控制氧化物区域中的氧浓度来形成膜。另外，构成氧化膜的金属和构成金属膜的金属是相同的金属。
如上所述，图8中所示的顶栅/顶部接触场效应晶体管可以获得。
作为图6的修改示例，底栅/顶部接触场效应晶体管在图9中示出。作为图7的修改示例，底栅/顶部接触场效应晶体管在图10中示出。作为图8的修改示例，底栅/顶部接触场效应晶体管在图11中示出。
作为用于制作这些场效应晶体管的方法的一个示例，下面将仅摘录和描述与用于制作顶栅/顶部接触场效应晶体管的方法不同的点。
首先，在基板11上形成栅电极16。
接下来，在基板11和栅电极16上形成栅极绝缘层15。
然后，在栅极绝缘层15上形成有源层14。
在下文中，层间绝缘层17、源电极12和漏电极13以与用于形成图6至8的场效应晶体管的每种方法相同的方式形成。
如上所述的，可以获得图9至11的底栅/顶部接触场效应晶体管，其是图6至图8的修改示例。
(显示元件)
本公开的显示元件至少包括光学控制元件和被构造为驱动光学控制元件的驱动电路。显示元件还根据需要包括其他组件。
<光学控制元件>
光学控制元件没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要光学控制元件是被构造为根据驱动信号控制光输出的元件即可。光学控制元件优选包括有机电致发光(EL)元件、电致变色(EC)元件、液晶元件、电泳元件或电润湿元件。
<驱动电路>
驱动电路没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要驱动电路包括本公开的半导体元件即可。
<其他部件>
其他部件没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。
本公开的显示元件包括半导体元件(例如，场效应晶体管)。因此，元件之间的不均匀性是小的。而且，即使当显示元件随时间变化时，也可以在恒定的栅极电压下驱动驱动晶体管，从而导致元件的长寿命。
(图像显示装置)
本公开的图像显示装置包括至少多个显示元件、多个导线和显示控制装置。图像显示装置还根据需要包括其他部件。
<显示元件>
显示元件没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要显示元件是以矩阵形式布置的本公开的显示元件即可。
<有线线路>
有线线路没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要有线线路被构造为将栅极电压和图像数据信号单独地施加到显示元件中的场效应晶体管即可。
<显示控制装置>
显示控制装置没有特别限制并且可以根据预期目的适当地选择，只要显示控制装置是被构造为经由对应于图像数据的多个导线单独控制场效应晶体管的栅极电压和信号电压的装置。
<其他部件>
其他部件没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。
本公开的图像显示装置包括本公开的显示元件。因此，图像显示装置具有长寿命并且被稳定地驱动。
本公开的图像显示装置可以用作移动信息装置(例如，移动电话，便携式音乐播放器，便携式视频播放器，电子书和个人数字助理(PDA))和相机装置(例如，还是静物相机和摄像机)。图像显示装置还可以用于运输系统(例如，汽车、飞机、火车和轮船)中的各种信息的显示单元。此外，图像显示装置可以用于测量装置、分析装置、医疗设备和广告媒体中的各种信息的显示单元。
(系统)
本公开的系统至少包括本公开的图像显示装置和图像数据生成装置。
图像数据生成装置被构造为基于要显示的图像信息生成图像数据，并将图像数据输出到图像显示装置。
因为本公开的系统包括本公开的图像显示装置，所以可以显示具有高清晰度的图像信息。
下面将描述本公开的图像显示装置。
可以通过采用日本未审查专利申请公开No.2010-074148的第0059至0060段以及图2和3中描述的构造来获得本公开的图像显示装置。
接下来将参考附图描述本公开的实施例的一个示例。
图12是用于提供显示元件以矩阵形式排列的显示器的图。如图12所示，显示器包括沿X轴方向以恒定间隔布置的“n”个扫描线(X0，X1，X2，X3，......Xn-2，Xn-1)，沿Y轴方向以恒定间隔布置的“m”个数据线(Y0，Y1，Y2，Y3，...Ym-1)，以及沿Y轴方向以恒定间隔布置的“m”个电流供给线(Y0i，Y1i，Y2i，Y3i，......Ym-1i)。在此，附图标记(例如，X1和Y1)的含义在整个图13，17，18和19中是共同的。
因此，可以通过扫描线和数据线识别显示元件302。
图13是示出本公开的显示元件的一个示例的示意性结构图。如图13中的一个示例所示，显示元件包括有机电致发光(EL)元件350和被构造为允许有机EL元件350发光的驱动电路320。也就是说，显示器310是所谓的有源矩阵系统的有机EL显示器。此外，显示器310是适于颜色的32英寸显示器。显示器310的尺寸不限于32英寸。
描述了图13中的驱动电路320。
该驱动电路320包括两个场效应晶体管10和20以及电容器30。
场效应晶体管10用作开关元件。场效应晶体管10的栅电极G耦合到预定扫描线，并且场效应晶体管10的源电极S耦合到预定数据线。此外，场效应晶体管10的漏电极D耦合到电容器30的一个端子。
场效应晶体管20被构造为向有机EL元件350提供电流。场效应晶体管20的栅电极G耦合到场效应晶体管10的漏电极D。场效应晶体管20的漏电极D耦合到有机EL元件350的阳极，并且场效应晶体管20的源电极S耦合到预定电流供应线。
电容器30用于存储场效应晶体管10的状态；即数据。电容器30的另一个端子耦合到预定的电流供应线。
当场效应晶体管10变为“导通”状态时，图像数据经由信号线Y2存储在电容器30中。即使在将场效应晶体管10变为“截止”状态之后，通过保持与图像数据对应的场效应晶体管20的“导通”状态来驱动有机EL元件350。
图14示出了有机EL元件350和用作显示元件中的驱动电路的场效应晶体管20之间的位置关系的一个示例。在此，有机EL元件350设置在场效应晶体管20的旁边。注意到，场效应晶体管和电容器(未示出)也形成在同一基板上。
钝化膜适当地设置在有源层22上或上方，尽管图14中未示出钝化膜。钝化膜的材料可以适当地选自SiO2，SiNx，Al2O3和含氟聚合物。
如图15所示，例如，有机EL元件350可以设置在场效应晶体管20上。在该结构的情况下，要求栅电极26具有透明性。因此，导电透明氧化物(例如，ITO，In2O3，SnO2，ZnO，添加Ga的ZnO，添加Al的ZnO和添加Sb的SnO2)用于栅电极26。注意到，附图标记360是中间层绝缘膜(平整膜)。聚酰亚胺或丙烯酸树脂可用于绝缘膜。
在图14和15中，场效应晶体管20包括基板21、有源层22、源电极23、漏电极24、栅极绝缘层25和栅电极26。有机EL元件350包括阴极312、阳极314和有机EL薄膜层340。
图16是示出有机EL元件的一个示例的示意性结构图。
在图16中，有机EL元件350包括阴极312、阳极314和有机EL薄膜层340。
阴极312的材料没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。材料的示例包括铝(Al)、镁(Mg)-银(Ag)合金、铝(Al)-锂(Li)合金和氧化铟锡(ITO)。注意到，如果具有足够的厚度，镁(Mg)-银(Ag)合金变成高反射电极，并且Mg-Ag合金的极薄膜(小于约20nm)变成半透明电极。在该图中，光从阳极侧输出。然而，当阴极是透明电极或半透明电极时，可以从阴极侧输出光。
阳极314的材料没有特别限制，可以根据预期目的适当选择。该材料的示例包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和银(Ag)-钕(Nd)合金。注意到，在使用银合金的情况下，所得电极变为高反射电极，其适于从阴极侧输出光。
有机EL薄膜层340包括电子传输层342、发光层344和空穴传输层346。电子传输层342耦合到阴极312，空穴传输层346耦合到阳极314。当在阳极314和阴极312之间施加预定电压时，发光层344发光。
电子传输层342和发光层344可以形成单层。此外，电子注入层可以设置在电子传输层342和阴极312之间。此外，空穴注入层可以设置在空穴传输层346和阳极314之间。
上述有机EL元件是所谓的“底部发光”有机EL元件，其中光从基板侧(图16中的底侧)输出。然而，有机EL元件可以是“顶部发光”有机EL元件，其中光从基板的相对侧(图16中的底侧)输出。
图17是示出本公开的图像显示装置的另一示例的示意性结构图。
在图17中，图像显示装置包括显示元件302，导线(包括扫描线、数据线和电流供应线)，以及显示控制装置400。显示控制装置400包括图像数据处理电路402、扫描线驱动电路404和数据线驱动电路406。
图像数据处理电路402基于图像输出电路的输出信号确定显示器中的多个显示元件302的亮度。
扫描线驱动电路404根据图像数据处理电路402的指令单独将电压施加到“n”个扫描线。
数据线驱动电路406根据图像数据处理电路402的指令将电压分别施加到“m”个数据线。
在上述实施例中，已经描述了光学控制元件是有机EL元件的情况，但是本公开不限于上述情况。例如，光学控制元件可以是电致变色元件。在此情况下，显示器是电致变色显示器。
光学控制元件可以是液晶元件。在此情况下，显示器是液晶显示器。如图18所示，没有必要为显示元件302'提供电流供应线。如图19所示，驱动电路320'可以制作有一个场效应晶体管40，该场效应晶体管40类似于每个场效应晶体管10和20。在场效应晶体管40中，栅电极G耦合到预定的扫描线，源电极S耦合到预定数据线。此外，漏电极D耦合到电容器361和液晶元件370的像素电极。
光学控制元件可以是电泳元件、无机EL元件或电润湿元件。
如上所述，已经描述了本公开的系统是电视装置的情况，但是本公开的系统不限于电视装置。系统不受特别限制，只要该系统包括用作被构造为显示图像和信息的装置的图像显示装置即可。例如，该系统可以是计算机系统，其中计算机(包括个人计算机)耦合到图像显示装置。
本公开的系统包括本公开的显示元件。因此，该系统具有长寿命并且被稳定地驱动。
示例
接下来将通过实施例描述本发明，但本发明不应解释为限于这些实施例。
(示例1)
<场效应晶体管的制作>
在示例1中，制作了如图1中所示的顶栅/底部接触场效应晶体管。在此，以下实施例中给出的数字参考对应于图1和图3A至3E中的附图标记。
<<源电极和漏电极的形成>>
-源电极前体和漏电极前体的形成-
通过溅射法在基板11上形成作为第二层的Al膜，以具有100nm的厚度。然后，在Al膜上形成作为第一层的Mo膜，以使其具有30nm的厚度。
接下来，通过光刻法在形成的Al/Mo膜上形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻，以在基板11上形成金属层2和金属层3，每个金属层具有预定形状。
-氧化处理-
在大气下用烘箱在200摄氏度下对形成的金属层2和形成的金属层3进行热处理，以形成氧化物区域12B和13B。
<<有源层的形成>>
接下来，在基板上的穿过源电极和漏电极设置的区域上通过RF磁控溅射方法形成MgIn2O4膜，以具有50nm的膜厚度。如上所述，源电极和漏电极的表面包括氧，并且有源层堆叠在其上。因此，电极的含氧区域与有源层接触。当通过溅射形成有源层时，使用具有MgIn2O4构成的多晶烧结体作为靶。引入氩气和氧气作为溅射气体。将总压力固定为1.1Pa，将氧浓度设定为以体积计的2.5％。在形成的MgIn2O4膜上，通过光刻法形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻以形成具有预定形状的有源层14。
<<栅极绝缘层的形成>>
接下来，通过溅射方法，形成SiO2膜以具有200nm的厚度，以形成栅极绝缘层15。
<<栅电极的形成>>
最后，通过溅射法在栅极绝缘层15上形成Al膜，以具有100nm的厚度。在形成的Al膜上，通过光刻法形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻以形成具有预定形状的栅电极16。随后，使用烘箱，将膜在空气中在300摄氏度下进行退火处理1小时。通常进行该退火处理是为了通过降低有源层和栅极绝缘层之间的界面缺陷密度来改善晶体管特性。
如上所述，图1中提供的顶栅/底部接触场效应晶体管得以完成。
(用于测量功函数的元件的制作)
为了测量功函数，除了在金属层的表面被氧化的金属层之外，以与<<源电极和漏电极的形成>>相同的方式获得用于测量功函数的元件形成在玻璃基板上。
(功函数的评估)
在所获得的用于测量功函数的元件中，使用光电子光谱AC-2(可从Riken KeikiCo.,Ltd获得)来测量表面氧化的金属层以得到在空气中的功函数。所获得的功函数示于表1中。在表1中，给出了源电极和漏电极的构造。然而，当源电极和漏电极具有单层时，为了方便起见，电极提供为“第一层”。
(电特性)
使用半导体参数分析仪装置(可从Agilent Technologies获得，半导体参数分析仪B1500)评估示例1中获得的场效应晶体管的晶体管性能。具体地，通过源极/漏极电压(Vds)为10V将栅极电压(Vg)从-15V改变为+15V来测量源极/漏极电流(Ids)和栅极电流|Ig|以评估电流-电压特性。
作为评估晶体管性能的结果，获得了有利的晶体管特性。晶体管的导通状态(例如，Vg＝15V)的源极/漏极电流(Ids)与截止状态(例如，Vg＝-15V)的源极/漏极电流(Ids)的比率(导通/截止比率)被计算并列于表1中。
(示例2)
<场效应晶体管的制作>
在示例2中，以与示例1中相同的方式制作顶栅/底部接触场效应晶体管，不同之处在于-源电极前体和漏电极前体的形成-，“源电极和漏电极的形成“中的氧化处理，以及<<有源层的形成>>改变为下述方法。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表1中。
<<源电极和漏电极的形成>>
-源电极前体和漏电极前体的形成-
除了将用于形成第一层的靶改变为表1中所示的每个靶之外，以与示例1中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成金属层2和金属层3。
-氧化处理-
在下列条件下，在氧化气氛中对形成的金属层2和金属层3进行等离子体处理，以形成氧化物区域12B和13B。在氧化气氛下的等离子体处理在以下条件下进行：腔室内的最终真空：10Pa或更低；氧气流速：50sccm；和供电功率：500W.
<<有源层的形成>>
除了将示例1的靶改变为表1中所示的各个靶之外，以与示例1中相同的方式形成有源层。
(示例3)
<场效应晶体管的制作>
在示例3中，除了示例1中的-源电极前体和漏电极前体的形成-和“有源层的形成”被改变之外，以与示例1相同的方式制作顶栅/底部接触场效应晶体管。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表1中。
-源电极前体和漏电极前体的形成-
除了将用于形成第一层的靶改变为表1中所示的每个靶之外，以与示例1中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成金属层2和金属层3。
<<有源层的形成>>
接下来，在基板上穿过源电极和漏电极设置的区域上，通过RF磁控溅射方法形成W掺杂的MgIn2O4膜，以具有50nm的膜厚度。如上所述，源电极和漏电极的表面包括氧，并且有源层堆叠在其上。因此，电极的含氧区域被构造为与有源层接触。当通过溅射形成有源层时，使用具有MgIn1.99W0.01O4构成的多晶烧结体作为靶。引入氩气和氧气作为溅射气体。将总压力固定为1.1Pa，将氧浓度设定为10％体积。在形成的W掺杂的MgIn2O4上，通过光刻形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻以形成具有预定形状的有源层14。在如此获得的有源层中，MgIn2O4中的In经历用0.5mol％的浓度的W的取代掺杂。
(示例4)
<场效应晶体管的制作>
在示例4中，除了将示例3中的-源电极前体和漏电极前体的形成-改变为下述方法之外，以与示例3中相同的方式制作顶栅/底部接触场效应晶体管。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表1中。
-源电极前体和漏电极前体的形成-
除了将用于形成第一层的靶改变为表1中所示的每个靶之外，以与示例3中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成金属层2和金属层3。
(示例5)
<场效应晶体管的制作>
在示例5中，除了示例2中的-源电极前体和漏电极前体的形成-和“有源层的形成”改为下面描述的方法之外，以与示例2中相同的方式制作顶栅/底部接触场效应晶体管。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表1中。
-源电极前体和漏电极前体的形成-
除了将用于形成第一层的靶改变为表1中所示的每个靶之外，以与示例1中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成金属层2和金属层3。
<<有源层的形成>>
除了用于形成有源层的烧结体靶和氧(即溅射气体)浓度如在表1中所述进行改变之外，以与示例2中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成有源层的膜。
(示例6)
<场效应晶体管的制作>
在示例6中，除了将示例5中的-源电极前体和漏电极前体的形成-改变为下述方法之外，以与示例5中相同的方式制作顶栅/底部接触场效应晶体管。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表1中。
-源电极前体和漏电极前体的形成-
除了将用于形成第一层的靶改变为表1中所示的每个靶之外，以与示例1中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成金属层2和金属层3。
(示例7)
<场效应晶体管的制作>
在示例7中，图5中示出的顶栅/顶部接触场效应晶体管被制作。在此，以下示例中给出的附图标记对应于图5中的附图标记。
关于电特性，进行与示例1中所述相同的评估，结果示于表2中。由于氧化物区域位于金属区域下，因此未评估功函数。
<<有源层的形成>>
在基板上，通过RF磁控溅射方法形成W掺杂的Y0.6In1.4O3膜，以具有50nm的膜厚度。当通过溅射形成有源层时，使用具有Y0.6In1.39W0.01O3构成的多晶烧结体作为靶。引入氩气和氧气作为溅射气体。将总压力固定为1.1Pa，将氧浓度设定为10％体积。在形成的W掺杂的Y0.6In1.4O3上，通过光刻形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻以形成具有预定形状的有源层14。在如此获得的有源层中，在Y0.6In1.39W0.01O3中的In经历用浓度为0.7mol％中的W的取代掺杂。
<<源电极和漏电极的形成>>
-源电极和漏电极的堆叠处理-
在基板11和有源层14上，使用Ti-Nb合金靶(Ti:Nb＝98:2(原子比))通过反应溅射法连续沉积氧化物区域12B、氧化物区域13B、金属区域12A和金属区域13A的膜，以形成源电极12和漏电极13。下面将描述上述方法。
引入氩气和氧气作为溅射气体。形成作为氧化物区域的Nb掺杂的氧化钛膜，以便使其具有5nm的厚度。将总压力固定为1.1Pa，将氧浓度设定为10％体积。在此，即使氧化钛膜不满足化学计量组成比，也具有良好的导电性。随后，使用单独引入的氩气作为溅射气体，使用相同的Ti-Nb合金靶来形成Ti-Nb膜，以便使其具有100nm的厚度。进行充分的预溅射，以便在形成每个区域之前使靶表面的氧化态均匀。
通过金属掩模进行图案化以形成每个膜。然后，在基板11上形成各自具有预定形状的氧化物区域12B、氧化物区域13B、金属区域12A和金属区域13A。
<<栅极绝缘层的形成>>
接下来，通过溅射法形成SiO2膜来形成栅极绝缘层15，以便使其厚度为200nm。
<<栅电极的形成>>
最后，通过溅射法在栅极绝缘层15上形成Al膜，以便具有100nm的厚度。在形成的Al膜上，通过光刻法形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻以形成具有预定形状的栅电极16。随后，使用烘箱在300摄氏度的空气中对膜进行退火处理1小时。通常进行该退火处理是为了通过降低有源层和栅极绝缘层之间的界面缺陷密度来改善晶体管特性。
如上所述，图5中提供的顶栅/底部接触场效应晶体管得以完成。
(示例8)
<场效应晶体管的制作>
在示例8中，除了示例7中的-源电极和漏电极的堆叠处理-和“有源层的形成”改为以下描述的方法之外，以与示例7相同的方式制作顶栅/顶部接触场效应晶体管。
关于电特性，进行与示例1中所述相同的评估，结果示于表2中。由于氧化物区域位于金属区域之下，因此未评估功函数。
-源电极和漏电极的堆叠处理-
除了将靶改变为V-W合金靶(V:W＝98:2(原子比))以成为氧化物区域以形成氧化物区域12B、氧化物区域13B、金属区域12A和金属区域13A之外，以与示例7中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成氧化物区域12B、氧化物区域13B、金属区域12A和金属区域13A。
<<有源层的形成>>
除了如表2所述改变用于形成有源层的烧结体靶之外，以与示例7的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成有源层的膜。
(示例9)
<场效应晶体管的制作>
在示例9中，除了将示例7中的-源电极和漏电极的堆叠处理-改变为下述方法之外，以与示例7中相同的方式制作顶栅/顶部接触场效应晶体管。
关于电特性，进行与示例1中所述相同的评估，结果示于表2中。由于氧化物区域位于金属区域之下，因此未评估功函数。
-源电极和漏电极的堆叠处理-
在示例7中的场效应晶体管的制作步骤中，通过DC磁控溅射法形成Nb掺杂的TiO2膜，以便具有5nm的厚度。当通过溅射形成氧化物区域时，使用具有Ti0.9Nb0.1O2构成的多晶烧结体作为靶。引入氩气和氧气作为溅射气体。将总压力固定为1.1Pa，将氧浓度设定为1％体积。
随后，使用Ti-Nb合金靶，形成要成为金属区域的Ti-Nb的膜，以便使其具有100nm的厚度。仅使用氩气作为溅射气体。通过金属掩模进行图案化以形成每个膜。然后，形成各自具有预定形状的氧化物区域12B、氧化物区域13B、金属区域12A和金属区域13A。
(示例10)
<场效应晶体管的制作>
在示例10中，图6中示出了顶栅/顶部接触场效应晶体管。在此，以下示例中给出的附图标记对应于图6中的附图标记。进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表3中。
<<有源层的形成>>
接下来，在基板上，通过RF磁控溅射方法形成W掺杂的MgIn2O4膜，以便具有50nm的膜厚度。当通过溅射形成有源层时，使用具有MgIn1.99W0.01O4构成的多晶烧结体作为靶。引入氩气和氧气作为溅射气体。将总压力固定在1.1Pa，将氧浓度设定为50％体积，以形成过度氧化的有源层。在形成的W掺杂的MgIn2O4上，通过光刻形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻以形成具有预定形状的有源层14。在如此获得的有源层中，MgIn2O4中的In经历用0.5mol％的浓度的W的取代掺杂。
<<源电极和漏电极的形成>>
-源电极前体和漏电极前体的形成-
在基板11和有源层14上，通过溅射法形成Mo膜以具有100nm的厚度。通过金属掩模进行图案化以形成每个膜。在基板11和有源层14上形成各自具有预定形状的金属层(源电极前体)和金属层(漏电极前体)。
-氧化处理-
将形成的金属层(源电极前体)和金属层(漏电极前体)在空气中的烘箱中在200摄氏度下进行热处理，以在与有源层接触的区域上形成氧化物区域12B和13B。
<<栅极绝缘层的形成>>
接下来，通过溅射法形成SiO2膜以便具有200nm的厚度来形成栅极绝缘层15。
<<栅电极的形成>>
最后，通过溅射法在栅极绝缘层15上形成Al膜，以便具有100nm的厚度。在形成的Al膜上，通过光刻法形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻以形成具有预定形状的栅电极16。随后，使用烘箱在300摄氏度下在空气中对膜进行退火处理1小时。通常进行该退火处理是为了通过降低有源层和栅极绝缘层之间的界面缺陷密度来改善晶体管特性。
如上所述，图6中提供的顶栅/顶部接触场效应晶体管得以完成。
(示例11至12)
<场效应晶体管的制作>
在示例11至12中，以与示例10中相同的方式制作顶栅/底部接触场效应晶体管，不同之处在于，将示例10中的-源电极前体和漏电极前体的形成-改变为下述方法。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表3中。
-源电极前体和漏电极前体的形成-
除了将用于形成金属层的靶改变为表3中所述的每个靶之外，以与示例10中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成金属层2和金属层3。
(示例13至14)
<场效应晶体管的制作>
在示例13至14中，以与示例10中相同的方式制作顶栅/底部接触场效应晶体管，不同之处在于示例10中的-源电极前体和漏电极前体的形成-以及<<有源层的形成>>被改变为以下所述方法。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表3中。
-源电极前体和漏电极前体的形成-
除了将用于形成金属层的靶改变为表3中所示的各个靶之外，以与示例10中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成金属层2和金属层3。
<<有源层的形成>>
除了将用于形成有源层的烧结体靶改变为下表3中描述的每个靶之外，以与示例10中的场效应晶体管的制作步骤相同的方式形成有源层的膜。
(比较示例1)
<场效应晶体管的制作>
除了省略示例1中的源电极和漏电极的氧化处理之外，以与示例1相同的方式制作图20所示的顶栅/底部接触场效应晶体管。在图20中，附图标记112是源电极，附图标记113是漏电极。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表1中。
在此，作为评估晶体管性能的结果，高电流在没有施加栅极电压的状态下流动并且没有发生切换。因此，计算的导通/截止比为101。
(比较示例2)
<场效应晶体管的制作>
除了省略示例7中的源电极和漏电极的堆叠处理之外，以与示例7中相同的方式制作图21中所示的顶栅/顶部接触场效应晶体管。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表2中。
在此，作为评估晶体管性能的结果，高电流在没有施加栅极电压的状态下流动并且没有发生切换。因此，计算的导通/截止比为101。
(比较示例3)
<场效应晶体管的制作>
除了如下所述改变<<有源层的形成>>并省略氧化处理之外，以与示例10相同的方式制作图6所示的顶栅/顶部接触场效应晶体管。
进行与示例1中所述相同的评估。结果列于表3中。
在此，作为评估晶体管性能的结果，高电流在没有施加栅极电压的状态下流动并且没有发生切换。因此，计算的导通/截止比为101。
<<有源层的形成>>
通过RF磁控溅射方法在基板上形成W掺杂的MgIn2O4膜，以便具有50nm的膜厚度。当通过溅射形成有源层时，使用具有MgIn1.99W0.01O4构成的多晶烧结体作为靶。引入氩气和氧气作为溅射气体。将总压力固定为1.1Pa，将氧浓度设定为10％体积。在形成的W掺杂的MgIn2O4上，通过光刻形成抗蚀剂图案，并对所得物进行蚀刻以形成具有预定形状的有源层14。在如此获得的有源层中，在MgIn2O4中的In经历用0.5mol％的浓度的W的取代掺杂。
[表1]
示例4的合金靶(Ti-Ta):(Ti:Ta＝98:2(原子比))
示例5的合金靶(Ti-W):(Ti:W＝98:2(原子比))
示例6的合金靶(V-W):(V:W＝98:2(原子比))
[表2]
[表3]
示例12的合金靶(Ti-Nb):(Ti:Nb＝98:2(原子比))
示例14的合金靶(Ti-V):(Ti:V＝98:2(原子比))
从表1中，将示例1至6的功函数与比较示例1的功函数进行比较，发现示例1至6的功函数值大并且在源电极和漏电极的表面上形成表面氧化层。此时，在示例1至3中，优化在进行有源层的成膜时引入的氧气浓度，以在源电极和漏电极的表面上形成氧区域。结果，可以在保持载流子浓度的情况下获得高晶体管特性(导通/截止比)。同时，在比较示例1中，预先在源电极和漏电极的表面上没有氧化层，这导致电极在有源层和源电极之间的界面处以及有源层和漏电极之间的界面处的氧化。结果，即使在未施加栅极电压时也流过高电流，从而产生常导通场效应晶体管。其原因如下。具体地，氧过量地移动到有源层外部(即，氧化物半导体减少)。结果，归因于产生的氧空位的载流子引起氧化物半导体的载流子浓度的增加，其大于在膜形成条件下优化的载流子浓度，导致有源层具有低电阻。
示例4至6的场效应晶体管的导通/截止比值比示例1至3高一位。其原因如下。也就是说，在源电极和漏电极上形成的氧化物经过替代掺杂以增加电导率(即，电阻率降低)。结果，在源电极和有源层之间的界面以及漏电极和有源层之间的界面处接触电阻率降低。因此，当在源电极和有源层之间以及漏电极和有源层之间形成经历取代掺杂的氧化物时，可以获得更有利的接触。
从表2中，示例7至9和比较示例2之间的比较表明可以获得相同的趋势。这是因为通过堆叠处理形成的氧化物区域用作有源层的还原防止层，这抑制了有源层中产生的氧空位的量。
从表3中，示例10-14和比较示例3之间的比较表明可以获得相同的趋势。其原因如下。通过过度供应在执行有源层的成膜时引入的氧气浓度，即使当通过氧化处理中的加热在源电极和漏电极上形成氧化物区域时，氧空位也不是有源层的载流子生成机理的主要因素，其可以防止特性的恶化。在此，即使在氧空位被抑制的状态下，有源层也起到展示切换操作的作用。这是因为通过取代掺杂产生载流子。在比较示例3中，在进行有源层的成膜时引入的氧气浓度不是过量的。因此，当在源电极和有源层之间的界面处以及漏电极和有源层之间的界面处的电极氧化时，有源层的氧化物半导体被减少以降低电阻率并且在没有施加栅极电压的状态下流动高电流。如上所述，当预先在源电极和有源层之间以及漏电极和有源层之间没有氧化物区域时，将影响有源层的电特性。因此，为了形成如示例10-14中所述的氧化物区域，必须改变用于形成有源层的条件以形成氧化物区域。
本公开的各方面如下。
<1>一种场效应晶体管，包括：
栅电极，该栅电极构造为施加栅极电压；
源电极和漏电极，该源电极和漏电极被构造为将电流输出；
有源层，该有源层设置在源电极和漏电极之间并由氧化物半导体形成；和
栅极绝缘层，该栅极绝缘层设置在栅电极和有源层之间，
其中，源电极和漏电极各自包括由金属形成的金属区域和由一种或多种金属氧化物形成的氧化物区域，和
其中，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的一部分与有源层接触，并且氧化物区域的其余部分与除有源层之外的一个或多个部件接触。
<2>根据<1>所述的场效应晶体管，其中，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域中的氧浓度朝向金属区域减小，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域与有源层接触。
<3>根据<1>或<2>所述的场效应晶体管，其中，金属是过渡金属的单质或其合金。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的场效应晶体管，其中，所述金属包括选自由Ti、V、Nb、Ta、Mo和W组成的组中的至少一种。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的场效应晶体管，其中，所述源电极和所述漏电极各自具有第一层和第二层的堆叠结构，所述第一层包括所述金属区域和氧化物区域，第二层由金属形成。
<6>根据<1>或<2>的场效应晶体管，其中，氧化物包括具有正价的过渡金属和具有大于过渡金属的正价的正价的取代掺杂剂，和
其中金属包括过渡金属元素和相对于氧化物作为掺杂剂的元素。
<7>根据<6>所述的场效应晶体管，其中，过渡金属元素包括选自由Ti、V、Nb、Ta、Mo和W组成的组中的至少一种。
<8>根据<6>或<7>所述的场效应晶体管，其中，用作相对于氧化物的掺杂剂的元素包括选自由V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn和Re组成的组中的至少一种。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的场效应晶体管，其中，所述氧化物半导体包括选自由In、Zn、Sn和Ti组成的组中的至少一种。
<10>根据<9>所述的场效应晶体管，其中，氧化物半导体包括至少一种碱土金属元素。
<11>根据<9>所述的场效应晶体管，其中氧化物半导体包括稀土元素中的至少一种。
<12>根据<9>所述的场效应晶体管，其中，氧化物半导体是n型氧化物半导体并且用至少一种选自由二价阳离子、三价阳离子、四价阳离子、五价阳离子、六价阳离子、七价阳离子和八价阳离子组成的组中的掺杂剂进行取代掺杂，和
其中掺杂剂的化合价大于构成氧化物半导体的金属离子的化合价，假定掺杂剂从金属离子中排除。
<13>一种用于制作根据<1>至<12>中任一项所述的场效应晶体管的方法，该方法包括形成源电极、漏电极和有源层，使得源电极和漏电极中的每一个中的氧化物区域的一部分与有源层接触。
<14>根据<13>所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中，形成源电极、漏电极和有源层包括氧化金属层的表面以形成各自具有金属区域和氧化物区域的源电极和漏电极的处理；和
形成有源层以便与形成的源电极和形成的漏电极的每个中的氧化物区域的一部分接触的处理。
<15>根据<13>所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中，形成源电极、漏电极和有源层包括：
形成有源层的处理；和
形成氧化物区域使得该氧化物区域的一部分与形成的有源层接触并进一步在氧化物区域上形成金属区域以形成每个包括氧化物区域和金属区域的源电极和漏电极区域的处理。
<16>根据<13>所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中，形成源电极、漏电极和有源层包括：
形成有源层的处理；
形成金属层使得该金属层的一部分与形成的有源层接触的处理；和
氧化金属层的表面以形成每个包括金属区域和氧化物区域的源电极和漏电极使得氧化物区域的一部分与形成的有源层接触的处理。
<17>根据<13>至<16>中任一项所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域中的氧浓度朝向金属区域减小，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域与有源层接触。
<18>根据<13>至<17>中任一项所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中金属是过渡金属的单质或其合金。
<19>根据<13>至<16>中任一项所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中氧化物包括具有正价的过渡金属和具有大于过渡金属的正价的正价的取代掺杂剂，和
其中金属包括过渡金属元素和相对于氧化物作为掺杂剂的元素。
<20>一种显示元件，包括：
光学控制元件，该光学控制元件被构造为根据驱动信号控制光输出；和
驱动电路，该驱动电路包括根据<1>至<12>中任一项所述的场效应晶体管并且被构造为驱动所述光学控制元件。
<21>根据<20>所述的显示元件，其中光学控制元件包括有机电致发光元件、电致变色元件、液晶元件、电泳元件或电润湿元件。
<22>一种被构造为显示与图像数据对应的图像的图像显示装置，该图像显示装置包括：
以矩阵形式布置的多个显示元件，多个显示元件中的每一个是根据<20>或<21>所述的显示元件；
多个导线，该多个导线被构造为将栅极电压和信号电压单独施加到多个显示元件中的场效应晶体管；和
显示控制装置，该显示控制装置被构造为经由对应于图像数据的多个导线单独控制场效应晶体管的栅极电压和信号电压。
<23>一种系统，包括：
根据<22>所述的图像显示装置；和
图像数据生成装置，该图像数据生成装置被构造为基于要显示的图像信息生成图像数据，并将图像数据输出到图像显示装置。
附图标记列表
2 金属层
3 金属层
10 场效应晶体管
11 基板
12 源电极
12A 金属区域
12B 氧化物区域
13 漏电极
13A 金属区域
13B 氧化物区域
14 有源层
15 栅极绝缘层
16 栅电极
17 层间绝缘层
18 数据线
20 场效应晶体管
22 有源层
23 源电极
24 漏电极
25 栅极绝缘层
26 栅电极
40 场效应晶体管
302,302' 显示元件
310 显示器
320,320' 驱动电路
370 液晶元件
400 显示控制装置

Claims (23)

1.一种场效应晶体管，包括：
栅电极，该栅电极构造为施加栅极电压；
源电极和漏电极，该源电极和漏电极被构造为将电流输出；
有源层，该有源层设置在源电极和漏电极之间并由氧化物半导体形成；和
栅极绝缘层，该栅极绝缘层设置在栅电极和有源层之间，
其中，源电极和漏电极各自包括由金属形成的金属区域和由一种或多种金属氧化物形成的氧化物区域，和
其中，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的一部分与有源层接触，并且该氧化物区域的其余部分与除有源层之外的一个或多个部件接触。
2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域中的氧浓度朝向金属区域减小，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域与有源层接触。
3.根据权利要求1或2所述的场效应晶体管，其中，金属是过渡金属的单质或其合金。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的场效应晶体管，其中，所述金属包括选自由Ti、V、Nb、Ta、Mo和W组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的场效应晶体管，其中，所述源电极和所述漏电极各自具有第一层和第二层的堆叠结构，所述第一层包括所述金属区域和氧化物区域，第二层由金属形成。
6.根据权利要求1或2的场效应晶体管，其中，氧化物包括具有正价的过渡金属和具有大于过渡金属的正价的正价的取代掺杂剂，和
其中金属包括过渡金属元素和相对于氧化物作为掺杂剂的元素。
7.根据权利要求6所述的场效应晶体管，其中，过渡金属元素包括选自由Ti、V、Nb、Ta、Mo和W组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求6或7所述的场效应晶体管，其中，用作相对于氧化物的掺杂剂的元素包括选自由V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn和Re组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的场效应晶体管，其中，所述氧化物半导体包括选自由In、Zn、Sn和Ti组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的场效应晶体管，其中，氧化物半导体包括至少一种碱土金属元素。
11.根据权利要求9所述的场效应晶体管，其中氧化物半导体包括稀土元素中的至少一种。
12.根据权利要求9所述的场效应晶体管，其中，氧化物半导体是n型氧化物半导体并且用至少一种选自由二价阳离子、三价阳离子、四价阳离子、五价阳离子、六价阳离子、七价阳离子和八价阳离子组成的组中的掺杂剂进行取代掺杂，和
其中掺杂剂的化合价大于构成氧化物半导体的金属离子的化合价，假定掺杂剂从金属离子中排除。
13.一种用于制作根据权利要求1至12中任一项所述的场效应晶体管的方法，该方法包括形成源电极、漏电极和有源层，使得源电极和漏电极中的每一个中的氧化物区域的一部分与有源层接触。
14.根据权利要求13所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中，形成源电极、漏电极和有源层包括：
氧化金属层的表面以形成各自具有金属区域和氧化物区域的源电极和漏电极的处理；和
形成有源层以便与形成的源电极和形成的漏电极的每个中的氧化物区域的一部分接触的处理。
15.根据权利要求13所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中，形成源电极、漏电极和有源层包括：
形成有源层的处理；和
形成氧化物区域使得该氧化物区域的一部分与形成的有源层接触并进一步在氧化物区域上形成金属区域以形成每个包括氧化物区域和金属区域的源电极和漏电极区域的处理。
16.根据权利要求13所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中，形成源电极、漏电极和有源层包括：
形成有源层的处理；
形成金属层使得该金属层的一部分与形成的有源层接触的处理；和
氧化金属层的表面以形成每个包括金属区域和氧化物区域的源电极和漏电极使得氧化物区域的一部分与形成的有源层接触的处理。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域中的氧浓度朝向金属区域减小，源电极和漏电极的每个中的氧化物区域的区域与有源层接触。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中金属是过渡金属的单质或其合金。
19.根据权利要求13至16中任一项所述的用于制作场效应晶体管的方法，其中氧化物包括具有正价的过渡金属和具有大于过渡金属的正价的正价的取代掺杂剂，和
其中金属包括过渡金属元素和相对于氧化物作为掺杂剂的元素。
20.一种显示元件，包括：
光学控制元件，该光学控制元件被构造为根据驱动信号控制光输出；和
驱动电路，该驱动电路包括根据权利要求1至12中任一项所述的场效应晶体管并且被构造为驱动所述光学控制元件。
21.根据权利要求20所述的显示元件，其中光学控制元件包括有机电致发光元件、电致变色元件、液晶元件、电泳元件或电润湿元件。
22.一种被构造为显示与图像数据对应的图像的图像显示装置，该图像显示装置包括：
以矩阵形式布置的多个显示元件，多个显示元件中的每一个是根据权利要求20或21所述的显示元件；
多个导线，该多个导线被构造为将栅极电压和信号电压单独施加到多个显示元件中的场效应晶体管；和
显示控制装置，该显示控制装置被构造为经由对应于图像数据的多个导线单独控制场效应晶体管的栅极电压和信号电压。
23.一种系统，包括：
根据权利要求22所述的图像显示装置；和
图像数据生成装置，该图像数据生成装置被构造为基于要显示的图像信息生成图像数据，并将图像数据输出到图像显示装置。
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