CN112514078A - 用于形成金属氧化物膜的涂布液、氧化物绝缘体膜、场效应晶体管、显示元件、图像显示装置和系统 - Google Patents

用于形成金属氧化物膜的涂布液、氧化物绝缘体膜、场效应晶体管、显示元件、图像显示装置和系统 Download PDF

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Abstract

一种场效应晶体管，包括：源极和漏极；栅极；半导体层；以及栅绝缘层，其中，所述栅绝缘层是包含A元素和B元素的氧化物绝缘体膜，所述A元素是选自由Zr和Hf所组成的组中的一种或多种，并且所述B元素是选自由Be和Mg所组成的组中的一种或多种。

Description

用于形成金属氧化物膜的涂布液、氧化物绝缘体膜、场效应晶 体管、显示元件、图像显示装置和系统
技术领域
本发明涉及用于形成金属氧化物膜的涂布液、氧化物绝缘体膜、场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、系统、用于制造氧化物绝缘体膜的方法以及用于制造场效应晶体管方法。
背景技术
近年来，在平板显示器中，以有源矩阵薄膜晶体管(AM-TFT)作为背板的液晶显示器(LCD)或有机EL显示器已经成为主流。用于TFT的半导体大致分为以下三种类型：非晶硅(a-Si)、低温多晶硅(LTPS)和基于In-Ga-Zn-O(IGZO)的氧化物半导体。其中，对氧化物半导体TFT(以下称为氧化物TFT)的期望很高，并且已经在世界范围内进行了研究和开发(例如，参见非专利文献1)。
同时，栅绝缘膜是构成TFT的关键部分。在工业上，通过化学气相沉积(CVD)形成的SiO2或SiON膜从较早的时间就一直被使用。在工业上，通过化学气相沉积(CVD)形成的SiO2或SiON的膜已经被用作所有三种类型的TFT中的栅绝缘膜。
近年来，随着更大的屏幕显示、更高的分辨率和更精细的像素尺寸的发展，越来越需要提高半导体的迁移率和栅绝缘膜的相对介电常数。
因此，需要提供一种使用具有高介电常数的氧化物绝缘体膜的场效应晶体管。
形成半导体层和栅绝缘层的典型方法是例如溅射法、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)。
然而，存在这样的问题：这些真空工艺需要复杂且昂贵的设备以及关于气体源的安全措施，并且工艺成本高。另外，对源气体的限制使得难以自由地控制氧化膜的配方和物理特性。
近年来，人们关注易于实施并且能够降低成本的液相方法。在液相法中，可以在低处理温度下容易地制造大面积的金属氧化物膜。
因此，即使在使用具有高介电常数的氧化物绝缘体膜的场效应晶体管中，也需要提供一种使用易于在低工艺温度下制造的、具有高介电常数的氧化物绝缘体膜来提供大面积的场效应晶体管。
引文列表
非专利文献
NPL 1：《薄膜晶体管》，Cherie R.Kagan(编辑)，Paul Andry(编辑)，出版社：CRC出版社(2003/2/25)
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种场效应晶体管，其包括具有高介电常数的氧化物绝缘体膜作为栅绝缘层并且具有高性能。
解决问题的技术方案
解决上述问题的手段如下。
即，本发明的场效应晶体管包括：源极和漏极；栅极；半导体层；和栅绝缘层。所述栅绝缘层是包含A元素和B元素的氧化物绝缘体膜，所述A元素是选自由Zr和Hf所组成的组中的一种或多种，并且所述B元素是选自由Be和Mg所组成的组中的一种或多种。
本发明的有益效果
根据本发明，可以提供一种场效应晶体管，其包括具有高介电常数的氧化物绝缘体膜作为栅绝缘层并且具有高性能。
附图说明
图1是示出底栅/底接触场效应晶体管的一个实例的示意性结构图。
图2是示出底栅/顶接触场效应晶体管的一个实例的示意性结构图。
图3是示出顶栅/底接触场效应晶体管的一个实例的示意性结构图。
图4是示出顶栅/顶接触场效应晶体管的一个实例的示意性结构图。
图5是示出顶栅/ILD场效应晶体管的一个实例的示意性结构图。
图6A是示出用于制造本发明的场效应晶体管的方法的一个实例的视图(部分1)。
图6B是示出用于制造本发明的场效应晶体管的方法的一个实例的视图(部分2)。
图6C是示出用于制造本发明的场效应晶体管的方法的一个实例的视图(部分3)。
图6D是示出用于制造本发明的场效应晶体管的方法的一个实例的视图(部分4)。
图7是另一实施方式中的电视装置的构造框图。
图8是另一实施方式的电视装置的说明图(1)。
图9是另一实施方式的电视装置的说明图(2)。
图10是另一实施方式的电视装置的说明图(3)。
图11是另一实施方式中的显示元件的说明图。
图12是另一实施方式中的有机EL的说明图。
图13是另一实施方式的电视装置的说明图(4)。
图14是另一实施方式中的另一显示元件的说明图(1)。
图15是另一实施方式中的另一显示元件的说明图(2)。
具体实施方式
(用于形成金属氧化物膜的涂布液)
本发明的用于形成金属氧化物膜的涂布液至少包含A元素和B元素，优选地包含C元素，如果需要的话，还包含诸如溶剂之类的其他组分。
用于形成金属氧化物膜的涂布液例如包括至少金属源，并且根据需要，还包括诸如溶剂之类的其他组分。金属源至少包括含有A元素的含A元素化合物和含有B元素的含B元素化合物，优选包括含有C元素的含C元素化合物，并且根据需要还包含其他组分。
用于形成金属氧化物膜的涂布液是用于形成能够易于在低工艺温度下形成大面积的、具有高介电常数的氧化物绝缘体膜的金属氧化物膜的涂布液。
用于形成金属氧化物膜的涂布液可以适合用于制造下文将描述的本发明的氧化物绝缘体膜。
<A元素>
A元素是选自由Zr(锆)和Hf(铪)所组成的组中的一种或多种元素。
<B元素>
B元素是选自由Be(铍)和Mg(镁)所组成的组中的一种或多种。
<C元素>
C元素是选自由Sc(钪)、Y(钇)和Ln(镧系元素)所组成的组中的一种或多种。
Ln(镧系元素)的实例包括：La(镧)、Ce(铈)、Pr(镨)、Nd(钕)、Sm(钐)、Eu(铕)、Gd(钆)、Tb(铽)、Dy(镝)、Ho(钬)、Er(铒)、Tm(铥)、Yb(镱)和Lu(镥)。
<<溶剂>>
对溶剂没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其优选实例包括有机溶剂和水。
<<<有机溶剂>>>
对有机溶剂没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。有机溶剂优选为选自由有机酸、有机酸酯、芳香族化合物、二醇、二醇醚、极性非质子溶剂、烷烃化合物、烯烃化合物、醚化合物和醇所组成的组中的至少一种。
-有机酸-
对有机酸没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其优选实例包括：乙酸、乳酸、丙酸、辛酸、新癸酸及其衍生物。
可以单独使用或者组合使用这些有机酸。
-有机酸酯-
对有机酸酯没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其优选实例包括：乙酸乙酯、乙酸丙酯、乳酸甲酯、丙酸丙酯及其衍生物。
可以单独使用或者组合使用这些有机酸酸酯。
-芳香族化合物-
对芳香族化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其优选实例包括：甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢萘、环己基苯及其衍生物。
可以单独使用或者组合使用这些芳香族化合物。
-二醇-
对二醇没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，并且优选为链烷二醇和二亚烷基二醇。二醇优选包含2至6个碳原子。二醇更优选为选自由二甘醇，1,2-乙二醇，1,2-丙二醇和1,3-丁二醇所组成的组中的至少一种。
可以单独使用或者组合使用这些二醇。
-二醇醚-
对二醇醚没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，并且优选为亚烷基二醇单烷基醚。二醇醚优选包含3至8个碳原子。
亚烷基二醇单烷基醚优选为选自由乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇-1-单甲醚和丙二醇-1-单丁醚所组成的组中的至少一种。这些亚烷基二醇单烷基醚具有约120摄氏度至约180摄氏度的沸点，这使得能够在相对低的温度下短时间烘烤涂布液。而且，在烘烤之后，能够获得诸如碳和有机物之类的杂质较少的氧化膜。
可以单独使用或者组合使用这些二醇醚。
-极性非质子溶剂-
极性非质子溶剂有利地溶解金属源并且在溶解后表现出高稳定性。因此，当使用极性非质子溶剂作为用于形成金属氧化物膜的涂布液时，能够获得均质性高且缺陷少的金属氧化物膜。
对极性非质子溶剂没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其优选实例包括：异佛尔酮、碳酸丙烯酯、四氢呋喃、二氢呋喃-2(3H)-酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮及其衍生物。
可以单独使用或者组合使用这些极性非质子溶剂。
-烷烃化合物-
对烷烃化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。例如，正己烷、环己烷、正壬烷、十四烷、十氢化萘及其衍生物是优选的。
可以单独使用或者组合使用这些烷烃化合物。
-烯烃化合物-
对烯烃化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。例如，1-十二碳烯、1-十四碳烯及其衍生物是优选的。
可以单独使用或者组合使用这些烯烃化合物。
-醚化合物-
对醚化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。例如，四氢呋喃、聚乙二醇及其衍生物是优选的。
可以单独使用或者组合使用这些醚化合物。
-醇-
对醇没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。例如，甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇及其衍生物是优选的。
可以单独使用或者组合使用这些醇。
用于形成金属氧化物膜的涂布液例如通过将金属源作为溶质溶解在溶剂中而得到。
<金属源>
金属源是选自由无机盐、氧化物、氢氧化物、金属络合物和有机酸盐所组成的组中的至少一种。
无机盐的实例包括：硝酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐、乙酸盐和磷酸盐。可以单独使用或者组合使用这些无机盐。
有机酸盐的实例包括羧酸盐、酚及其衍生物。可以单独使用或者组合使用这些有机酸盐。
羧酸盐的实例包括：脂族羧酸盐、芳香族羧酸盐、羟基羧酸盐、二羧酸盐、三羧酸盐和氧代羧酸盐。可以单独使用或者组合使用这些羧酸盐。
只要作为溶质的金属源均匀地溶解在溶剂中，它就可以离解为离子。在这种情况下，在用于形成金属氧化物膜的涂布液中难以发生浓度的偏析，这使得能够长时间使用用于形成金属氧化物膜的涂布液。另外，通过使用该涂布液制造的薄膜具有均匀的配方。因此，例如在TFT的栅绝缘层和半导体层中使用时，特征均匀性也是有利的。
在下文中，就金属源而言，将对每种金属类型逐一描述。
<<含A元素化合物>>
含A元素化合物的实例包括含锆化合物和含铪化合物。
-含锆化合物-
对含锆化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。含锆化合物的实例包括：二水合硝酸氧锆、无水氯化锆、水合氯化锆、硫酸氧锆、四水合乙酸锆、氧化锆、氢氧化锆、乙酰丙酮锆和2-乙基己酸锆。
这些含锆化合物可以是合成产物或市售产品。
-含铪化合物-
对含铪化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。含铪化合物的实例包括：无水硝酸铪、无水氯化铪、氯化铪四氢呋喃络合物、硫酸铪、乙酸铪、氧化铪、氢氧化铪、乙酰丙酮铪和2-乙基己酸铪。
这些含铪化合物可以是合成产物或市售产品。
<<含B元素化合物>>
含B元素化合物的实例包括含铍化合物和含镁化合物。
-含铍化合物-
对含铍化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。含铍化合物的实例包括：三水合硝酸铍、四水合氯化铍、四水合硫酸铍、乙酸铍、氧化铍、氢氧化铍、氟化铍、碱式碳酸铍、乙酰丙酮铍和碱式丙酸铍。
这些含铍化合物可以是合成产物或市售产品。
-含镁化合物-
对含镁化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。含镁化合物的实例包括：六水合硝酸镁、六水合氯化镁、四水合乙酸镁、氧化镁、氢氧化镁、乙酰丙酮镁、丙酸镁、2-乙基己酸镁、四水合苯甲酸镁、三水合乳酸镁、2-乙基丁酸镁、四水合水杨酸镁、九水合柠檬酸三镁和二酚镁。
这些含镁化合物可以是合成产物或市售产品。
<<含C元素化合物>>
含C元素化合物的实例包括：含钪化合物、含钇化合物和含镧系元素的化合物。
-含钪化合物-
含钪化合物可以根据预期目的进行适当选择。含钪化合物的实例包括：五水合硝酸钪、六水合氯化钪、水合乙酸钪、氧化钪、氢氧化钪、乙酰丙酮钪和2-乙基己酸钪。
这些含钪化合物可以是合成产物或市售产品。
-含钇化合物-
含钇化合物可以根据预期目的进行适当选择。含钇化合物的实例包括：六水合硝酸钇、六水合氯化钇、四水合乙酸钇、氧化钇、氢氧化钇、乙酰丙酮钇和2-乙基己酸钇。
这些含钇化合物可以是合成产物或市售产品。
-含镧系元素的化合物-
下面将描述作为含镧系元素的化合物的典型实例的含镧化合物、含铈化合物和含镥化合物。
-含镧化合物-
镧(La)是镧系元素(Ln)的一个实例。
对含镧化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。含镧化合物的实例包括：六水合硝酸镧、七水合氯化镧、水合磷酸镧、水合乙酸镧、氧化镧、氢氧化镧、乙酰丙酮镧和2-乙基己酸镧。
这些含镧化合物可以是合成产物或市售产品。
-含铈化合物-
铈(Ce)是镧系元素(Ln)的一个实例。
对含铈化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。含铈化合物的实例包括：六水合硝酸铈、七水合氯化铈、一水合乙酸铈、氧化铈、氢氧化铈、乙酰丙酮铈和2-乙基己酸铈。
这些含铈化合物可以是合成产物或市售产品。
-含镥化合物-
镥(Lu)是镧系元素(Ln)的一个实例。
对含镥化合物没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。含镥化合物的实例包括：六水合硝酸镥、六水合氯化镥、四水合乙酸镥、氧化镥、氢氧化镥、乙酰丙酮镥和2-乙基己酸镥。
这些含镥化合物可以是合成产物或市售产品。
相同的描述适用于其他镧系元素，诸如Pr(镨)和Gd(钆)。
<制造用于形成金属氧化物膜的涂布液的方法>
对制造用于形成金属氧化物膜的涂布液的方法没有特别限定并且可以根据目的进行适当选择。该方法的一个具体实例如下。具体而言，分别制造金属盐二醇溶液和金属盐二醇醚溶液。然后，将金属盐二醇溶液和金属盐二醇醚溶液以期望的比例混合。
本发明的用于形成金属氧化物膜的涂布液适合于制造金属氧化物膜的涂布液。特别地，本发明的涂布液适合于用于制造场效应晶体管的栅绝缘层和层间电介质的涂布液。
需要注意的是：在本发明中，金属氧化物可以包含氮。也就是说，金属氧化物可以是所谓的氮氧化物。
(氧化物绝缘体膜)
本发明的氧化物绝缘体膜至少包含A元素和B元素，优选包含C元素，并且根据需要还包含其他组分。
氧化物绝缘体膜是绝缘氧化物。
氧化物包括氮氧化物。
<A元素>
A元素是选自由Zr(锆)和Hf(铪)所组成的组中的一种或多种元素。
<B元素>
B元素是选自由Be(铍)和Mg(镁)所组成的组中的一种或多种。
<C元素>
C元素是选自由Sc(钪)、Y(钇)和Ln(镧系元素)所组成的组中的一种或多种。
Ln(镧系元素)的实例包括：La(镧)、Ce(铈)、Pr(镨)、Nd(钕)、Sm(钐)、Eu(铕)、Gd(钆)、Tb(铽)、Dy(镝)、Ho(钬)、Er(铒)、Tm(铥)、Yb(镱)和Lu(镥)。
氧化物绝缘体膜中包含的金属离子的d轨道的电子构型优选为d0或d10。电子构型为d0或d10的d轨道为闭壳结构。因此，在可见光区域没有吸收，从而呈现出宽带隙能量。
(制造氧化物绝缘体膜的方法)
本发明的用于制造氧化物绝缘体膜的方法包括：将本发明的用于形成金属氧化物膜的涂布液涂布到待涂布的物体上；并且干燥该涂布液，随后进行烘烤，并且如果需要的话还包括其他步骤。
对待涂覆的物体没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。待涂覆的物体的实例包括玻璃基板和塑料基板。
当在栅绝缘层和场效应晶体管的层间电介质中使用氧化物绝缘体膜时，待涂覆的物体例如是基板、栅极和半导体层。对基板的形状、结构和尺寸没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。对基板的材料没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其实例包括玻璃和塑料。
对涂覆的方法没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。该方法的实例包括：丝网印刷法、辊涂法、浸涂法、旋涂法、模涂法、喷墨法和纳米压印法。其中，优选旋涂法和模涂法，因为这些方法易于与现有的光刻技术结合。
对干燥没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要形成金属氧化物膜的涂布液的挥发性组分能被除去即可。需要注意的是：在干燥中，不需要完全除去挥发性组分，并且能够以使得挥发性组分不抑制烘烤的程度来除去挥发性组分。
对烘烤的时间没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要该温度等于或高于涂布液中包含的金属元素形成氧化物的温度，并且该温度等于或低于基板(待涂覆的物体)受热变形的温度。烘烤的温度优选为150摄氏度至600摄氏度。
对烘烤的气氛没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。例如，含氧气氛(例如在氧气和空气中)是优选的。上述气氛能够氧化并且气化在金属源中包含的有机物和阴离子或待从膜中去除的溶剂。此外，当在含氮气氛中(例如，在氮气中和在氨蒸气中)烘烤涂布液时，可以将氮掺入膜中，以形成氧氮化物膜。其结果是，可以控制膜的物理特性，诸如相对介电常数和热膨胀系数。
对烘烤的时间没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。
对形成的氧化物绝缘体膜的平均厚度没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。例如，作为栅绝缘层，其平均厚度优选为1nm至500nm，更优选为10nm至300nm，特别优选为50nm至200nm。
(场效应晶体管)
本发明的场效应晶体管至少包括：源极和漏极；栅极；半导体层；和栅绝缘层；并且如果需要的话还包括诸如基板之类的其他组件。
<栅极>
对栅极没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要栅极例如是要对其施加栅电压的电极即可。
对栅极的材料没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。材料的实例包括：金属(例如，铂、钯、金、银、铜、锌、铝、镍、铬、钽、钼、钨和钛)、这些金属的合金、这些金属的混合物以及叠层膜。此外，材料的实例包括：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、其混合物以及其堆叠膜。
对栅极的平均厚度没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，并且优选为40nm至2μm，更优选为70nm至1μm。
<源极和漏极>
对源极和漏极没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。
对源极的材料和漏极的材料没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其实例包括与在栅极的描述中例示的材料相同的材料。
对源极和漏极的平均厚度没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，并且优选为40nm至2μm，更优选为70nm至1μm。
<半导体层>
半导体层(有源层)例如是在源极与漏极之间形成有沟道的半导体层。
对半导体层的材料没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其实例包括：多晶硅(p-Si)、非晶硅(a-Si)、氧化物半导体和诸如并五苯之类的有机半导体。其中，就半导体层与栅绝缘层之间的界面的稳定性而言，氧化物半导体是优选的。
半导体层可以由例如n型氧化物半导体形成。
对构成半导体层的n型氧化物半导体没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。n型氧化物半导体优选包含：选自由铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)和钛(Ti)所组成的组中的至少一种；碱土金属或稀土元素；更优选包含In和碱土元素或稀土元素。
稀土元素的实例包括：钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)。
对半导体层的平均厚度没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其平均厚度优选为1nm至200nm，更优选为5nm至100nm。
<栅绝缘层>
栅绝缘层是氧化物绝缘体膜。
氧化物绝缘体膜是本发明的氧化物绝缘体膜。也就是说，氧化物绝缘体膜至少包含A元素和B元素，优选包含C元素，如果需要的话，还包含其他组分。
场效应晶体管的栅绝缘层优选具有诸如高介电常数、高绝缘性和高化学耐久性之类的特性。另外，为了实现高绝缘性，具有宽带隙能量且为非晶质的膜是优选的。
常规地，作为CMOS领域中的高k栅绝缘膜，已经考虑了许多为钙钛矿氧化物的结晶氧化物，包括：Zr、Hf或Ln(例如，Gd2O3、Pr2O3、LaAlO3、La2O3、ZrO2、HfO2、SrZrO3、CaHfO3、LaScO3和La2Zr2O7)(非专利文献：ISRN Nanotechnology,Vol.2012,(2012)35)。据报道，这些绝缘膜具有约10至约40的相当高的相对介电常数值。然而，这些绝缘膜尚未投入实用。
为了抑制栅极泄漏，多晶膜中存在的晶界是不利的，并且高度非晶态的氧化物是优选的。从这一观点出发，在(Ca,Sr,Ba)O-(Zr,Hf)O2系统中，存在钙钛矿晶体相和具有各种配方的层状钙钛矿晶体相，并且晶体在相对较低的温度下容易沉淀。
同时，在作为本发明的氧化物绝缘体膜的氧化物绝缘体膜的(Be,Mg)O-(Zr,Hf)O2系统中，既不存在钙钛矿相，也不存在层状钙钛矿相，因而易于保持为非晶膜。另外，带隙能量变大，从而绝缘性优异。
在此，稀土氧化物(RE2O3)和(Zr,Hf)氧化物均具有高耐热性，并且其熔点大于2000摄氏度。然而，在RE2O3-(Zr,Hf)O2系统中，存在以La2Zr2O7表示的烧绿石晶相，并且在相对较低的温度下(例如，对于La2Zr2O7而言为650摄氏度)生成晶相。
然而，作为本发明的氧化物绝缘体膜的优选方式的(Be,Mg)O-RE2O3-(Zr,Hf)O2的三组分体系能够增加非晶态性质，能够扩大带隙能量并且能够改善化学耐久性，这使得能够提供优异的氧化物绝缘体膜。
另外，本发明的氧化物绝缘体膜中包含的金属离子的d轨道的电子构型优选为d0或d10。电子构型为d0或d10的d轨道为闭壳结构。因此，在可见光区域没有吸收，从而呈现出宽带隙能量。
对栅绝缘层的平均厚度没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。其平均厚度优选为10nm至1μm，更优选为30nm至300nm。
<基板>
对基板的形状、结构和尺寸没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。
对基板没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。基板的实例包括玻璃基板和塑料基板。
对玻璃基板的材料没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。材料的实例包括无碱玻璃和二氧化硅玻璃。
对塑料基板的材料没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。材料的实例包括：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)。
需要注意的是，优选对基板进行预处理(例如，氧等离子体、UV-臭氧和通过UV照射进行清洁)，以清洁表面并改善密合性。
对场效应晶体管的结构没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。该结构的实例包括：底栅/底接触场效应晶体管(图1)、底栅/顶接触场效应晶体管(图2)、顶栅/底接触场效应晶体管(图3)、顶栅/顶接触场效应晶体管(图4)和TG-ILD(顶栅层间电介质)结构(图5)。
在图1至图5中，附图标记1表示基板，附图标记2表示栅极，附图标记3表示栅绝缘层，附图标记4表示源极，附图标记5表示漏极，6表示半导体层，附图标记7表示第一层间电介质，附图标记8表示第二层间电介质，并且附图标记9表示第三层间电介质。
本发明的场效应晶体管可以适合用于像素驱动电路和逻辑电路(诸如液晶显示器、有机EL显示器和电致变色显示器)的场效应晶体管。
(制造场效应晶体管的方法)
本发明的用于制造场效应晶体管的方法包括：涂覆本发明的用于形成金属氧化物膜的涂布液以形成栅绝缘层(形成栅绝缘层的步骤)，并且如果需要的话，还包括其他步骤，诸如形成栅极的步骤、形成源极和漏极的步骤以及形成半导体层的步骤。
<形成栅绝缘层的步骤>
对形成栅绝缘层的步骤没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要该步骤是涂布本发明的用于形成金属氧化物膜的涂布液以形成栅绝缘层的步骤即可。例如，该步骤包括涂布用于形成金属氧化物膜的本发明的涂布液并干燥该涂布液，然后进行烘烤。
通过执行形成栅绝缘层的步骤，可以获得作为本发明的氧化物绝缘体膜的栅绝缘层。
对涂覆的方法没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。该方法的实例包括：丝网印刷法、辊涂法、浸涂法、旋涂法、模涂法、喷墨法和纳米压印法。其中，优选旋涂法和模涂法，因为这些方法易于与现有的光刻技术结合使用。
对干燥没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要形成金属氧化物膜的涂布液的挥发性组分能被除去即可。需要注意的是，在干燥中，不需要完全除去挥发性组分，并且能够以使得挥发性组分不抑制烘烤的程度来除去挥发性组分。
对烘烤的时间没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要该温度等于或高于涂布液中包含的金属元素形成氧化物的温度，并且该温度等于或低于待涂覆的物体受热变形的温度。烘烤的温度优选为150～600摄氏度。
对烘烤的气氛没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。例如，含氧气氛(例如在氧气和空气中)是优选的。上述气氛能够氧化并且气化在金属源中包含的有机物和阴离子或待从膜中去除的溶剂。此外，当在含氮气氛中(例如，在氮气中和在氨蒸气中)烘烤涂布液时，可以将氮掺入膜中，以形成氧氮化物膜。结果，可以控制膜的物理特性，诸如相对介电常数和热膨胀系数。
对烘烤的时间没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。
<形成栅极的步骤>
对形成栅极的步骤没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要该步骤是形成栅极的步骤即可。该步骤的实例包括：(i)依靠通过例如溅射法或浸涂法形成膜，然后通过光刻技术对膜进行图形化来形成栅极的步骤；和(ii)依靠通过诸如喷墨印刷、纳米压印或凹印之类的印刷工艺直接形成具有期望图案的膜来形成栅极的步骤。
<形成源极和漏极的步骤>
对形成源极和漏极的步骤没有特别限制，可以根据预期目的进行适当选择，只要该步骤是形成待彼此间隔开的源极和漏极的步骤即可。该步骤的实例包括：(i)依靠通过例如溅射法或浸涂法形成膜，然后通过光刻技术对膜进行图形化来形成源极和漏极的步骤；和(ii)依靠通过诸如喷墨印刷、纳米压印或凹印之类的印刷工艺直接形成具有期望图案的膜来形成源极和漏极的步骤。
<形成半导体层的步骤>
在一个实施例中，形成半导体层的步骤没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要该步骤是形成半导体层的步骤即可。该步骤的实例包括：(i)依靠通过例如溅射法或浸涂法形成膜，然后通过光刻技术对膜进行图形化来形成半导体层的步骤；和(ii)依靠通过诸如喷墨印刷、纳米压印或凹印之类的印刷工艺直接形成具有期望图案的膜来形成半导体层的步骤。
这里，将参照图6A～6D描述用于制造底栅/底接触场效应晶体管的方法。
首先，在例如由玻璃基板形成的基板1上，通过溅射法形成由例如铝组成的导电膜，并且通过光刻对形成的导电膜进行构图以形成栅极2(图6A)。
接下来，在栅极2和基板1上形成栅绝缘层3，以覆盖栅极2(图6B)。栅绝缘层3是本发明的氧化物绝缘体膜，例如通过涂布本发明的用于形成金属氧化物膜的涂布液并干燥该涂布液，然后进行烘烤而获得。
然后，通过例如溅射法在栅绝缘层3上形成由例如ITO组成的导电膜，并且通过光刻对形成的导电膜进行构图，以形成源极4和漏极5(图6C)。
然后，通过溅射方法在栅绝缘层3上形成氧化物半导体膜，以覆盖形成在源极4和漏极5之间的沟道区，并且通过光刻将形成的氧化物半导体膜图案化以形成半导体层6(图6D)。
如上所述，制造了场效应晶体管。
(显示元件)
本发明的显示元件至少包括光控制元件和配置成驱动光控制元件的驱动电路，并且如果需要的话，还包括其他组件。
对光控制元件没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要光学控制是被配置成根据驱动信号来控制光输出的元件即可。光控制元件的实例包括：有机电致发光(EL)元件、电致变色(EC)元件、液晶元件、电泳元件和电润湿元件。
对驱动电路没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要驱动电路包括根据实施方式的场效应晶体管即可。对其他组件没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。
根据另一实施方式的显示元件包括根据该实施方式的场效应晶体管。因此，栅绝缘层13具有良好的绝缘特性，从而能够获得良好的电特性。结果，能够实现高质量的显示。
(图像显示装置)
本发明的图像显示装置至少包括根据另一实施方式的多个显示元件、多条配线和显示控制装置，并且如果需要的话，还包括其他组件。
对多个显示元件没有特别限制，可以根据预期目的进行适当选择，只要该多个显示元件是根据另一实施方式的以矩阵形式布置的多个显示元件即可。
对多条配线没有特别限制，可以根据预期目的进行适当选择，只要多条配线能够将栅电压和图像数据信号分别施加到多个显示元件中的场效应晶体管即可。
对显示控制装置没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择，只要显示控制装置能够经由与图像数据相对应的多条配线分别控制场效应晶体管的栅电压和信号电压即可。
对其他组件没有特别限制，并且可以根据预期目的进行适当选择。
根据另一实施方式的图像显示装置包括显示元件，该显示元件包括根据实施方式的场效应晶体管，因此能够显示高质量的图像。
(系统)
根据本发明的系统至少包括根据另一实施方式的图像显示装置和图像数据生成装置。
图像数据生成装置基于待显示的图像信息来生成图像数据并且将所述图像数据输出至所述图像显示装置。
该系统包括根据另一实施方式的图像显示装置，因此可以以高清晰度显示图像信息。
在下文，将具体描述根据另一实施方式的显示元件、图像显示装置和系统。
图7示出了作为根据另一实施方式的系统的电视装置500的示意性配置。需要注意的是，图7中的连接线示出了代表性信号或代表性信息的流，并且未示出区块之间的所有连接关系。
根据另一实施方式的电视装置500包括：例如主控制设备501、调谐器503、AD转换器(ADC)504、解调电路505、传输流(TS)解码器506、声音解码器511、DA转换器(DAC)512、声音输出电路513、扬声器514、图像解码器521、图像·OSD合成电路522、图像输出电路523、图像显示装置524、OSD绘制电路525、存储器531、操作装置532、驱动接口(驱动IF)541、硬盘装置542、光盘装置543、IR光电检测器551和通信控制单元552。
主控制装置501被配置成控制电视装置500的整体，并且包括例如CPU、闪存ROM和RAM。闪存ROM存储：例如，用可以由CPU解码的代码编写的程序；以及用于CPU处理的各种数据。另外，RAM是用于操作的存储器。
调谐器503被配置成从由天线610接收的广播波中选择预设频道。ADC504被配置成将调谐器503的输出信号(模拟信息)转换为数字信息。解调电路505被配置成解调来自ADC504的数字信息。
TS解码器506被配置成对解码电路505的输出信号进行TS解码，以将输出信号分离为声音信息和图像信息。声音解码器511被配置成解码来自TS解码器506的声音信息。DA转换器(DAC)512被配置为将声音解码器511的输出信号转换为模拟信号。
声音输出电路513被配置成将DA转换器(DAC)512的输出信号输出到扬声器514。图像解码器521被配置成解码来自TS解码器506的图像信息。图像·OSD合成电路522被配置成合成图像解码器521的输出信号和OSD绘制电路525的输出信号。
图像输出电路523被配置成将图像·OSD合成电路522的输出信号输出到图像显示装置524。OSD绘制电路525包括被配置成在图像显示装置524的屏幕上显示字符或图形的字符生成器。OSD绘制电路525被配置成根据来自操作装置532和IR光电检测器551的指令来产生包括显示信息的信号。
存储器531被配置成临时存储视听(AV)数据。操作装置532包括诸如控制面板之类的输入介质(未示出)。操作装置532被配置成将用户输入的各种信息通知给主控制装置501。驱动IF 541是交互式通信接口。驱动IF 541的一个实例是根据AT附件包接口(ATAPI)。
硬盘设备542包括例如硬盘和配置成驱动硬盘的驱动装置。驱动装置被配置成将数据记录在硬盘上并再现记录在硬盘上的数据。光盘装置543被配置成将数据记录在光盘(例如，DVD)上并再现记录在光盘上的数据。
IR光电检测器551被配置成从遥控发射器620接收光信号，并且将接收到的光信号通知给主控制装置501。通信控制单元552被配置成控制与互联网的通信。可以通过互联网获得各种信息。
如图8所示的，作为一个实例，图像显示装置524包括显示单元700和显示控制装置780。如图9所示的，作为一个实例，显示单元700包括显示器710，其中，多个显示元件702以矩阵的形式布置(此处数字表示为n×m)。
如图10所示，作为一个实例，显示器710包括沿X轴方向以恒定间隔布置的“n”条扫描线(X0、X1、X2、X3、…Xn-2、Xn-1)、沿Y轴方向以恒定间隔布置的“m”条数据线(Y0、Y1、Y2、Y3、…Ym-1)和沿Y轴方向以恒定间隔布置的“m”条电源线(Y0i、Y1i、Y2i、Y3i、…Ym-1i)。每个显示元件702可以由每个扫描线和每个数据线识别。
如图11所示，作为一个实例，每个显示元件702包括有机电致发光(EL)元件750和配置成允许有机EL元件750发光的驱动电路720。具体而言，显示器710是所谓的有源矩阵系统的有机EL显示器。显示器710是32英寸的彩色显示器。需要注意的是，显示器的尺寸不限于该尺寸。
如图12所示，作为一个实施例，有机EL元件750包括有机EL薄膜层740、阴极712和阳极714。
有机EL元件750能够例如布置在场效应晶体管旁边。在这种情况下，有机EL元件750和场效应晶体管可以形成在同一基板上。然而，有机EL元件750和场效应晶体管的布置不限于以上布置。例如，有机EL元件750可以设置在场效应晶体管上。在这种情况下，要求栅极具有透明性。因此，将导电透明氧化物(例如，ITO(氧化铟锡)、In2O3、SnO2、ZnO、Ga掺杂的ZnO、Al掺杂的ZnO和Sb掺杂的SnO2)用作栅极。
在有机EL元件750中，在阴极712中使用Al。需要注意的是，可以使用Mg-Ag合金、Al-Li合金、ITO等。ITO用于阳极714。可以使用具有导电性的氧化物，诸如In2O3、SnO2或ZnO和Ag-Nd合金。
有机EL薄膜层740包括电子传输层742、发光层744和空穴传输层746。电子传输层742与阴极712耦联，而空穴传输层746与阳极714耦联。当在阳极714和阴极712之间施加预定电压时，发光层744发光。
如图11所示，驱动电路720包括两个场效应晶体管810和820以及电容器830。场效应晶体管810用作开关元件。栅极G与预定扫描线耦联，并且源极S与预定数据线耦联。此外，漏极D与电容器830的一个端子耦联。
电容器830配置成存储场效应晶体管810的状态，即数据。电容器830的另一端子与预定的电源线耦联。
场效应晶体管820被配置成向有机EL元件750供应大电流。场效应晶体管820的栅极G与场效应晶体管810的漏极D耦联。场效应晶体管820的漏极D与有机EL元件750的阳极714耦联，并且场效应晶体管820的源极S与预定的电流供应线耦联。
当场效应晶体管810变为“导通”状态时，有机EL元件750由场效应晶体管820驱动。
作为一个实例，如图13所示，显示控制装置780包括图像数据处理电路782、扫描线驱动电路784和数据线驱动电路786。
图像数据处理电路782基于图像输出电路523的输出信号来确定显示器710中的多个显示元件702的亮度523。扫描线驱动电路784根据图像数据处理电路782的指令分别向“n”条扫描线施加电压。数据线驱动电路786根据图像数据处理电路782的指令分别向“m”条数据线施加电压。
从以上描述可以清楚地看出，在根据本发明的实施方式的电视装置500中，图像解码器521、图像·OSD合成电路522、图像输出电路523和OSD绘制电路525构成图像数据生成装置。
在上面，已经描述了光控制元件是有机EL元件的情况。然而，光控制元件不限于此，并且可以是液晶元件、电致变色元件、电泳元件、电润湿元件。
例如，当光控制元件是液晶元件时，液晶显示器用作显示器710。在这种情况下，如图14所示，不必为显示元件703提供电流供应线。
在这种情况下，如图15所示，作为一个实例，驱动电路730能够由一个场效应晶体管840构成，其类似于图11中所示的每个场效应晶体管(810和820)。在场效应晶体管840中，栅极G与预定扫描线耦联，并且源极S与预定数据线耦联。此外，漏极D与液晶元件770的像素电极和电容器760耦联。在图15中，附图标记762表示电容器760的对电极(公共电极)，并且附图标记772表示液晶元件770的对电极(公共电极)。
在以上实施方式中，已经描述了系统是电视装置的情况。然而，系统不限于此。也就是说，对系统没有特别限制，只要它包括用作配置成显示图像和信息的装置的图像显示装置524即可。例如，该系统可以是计算机(包括个人计算机)与图像显示装置耦联的计算机524系统。
图像显示装置524可被用作移动信息设备(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))和摄像装置(例如，静态相机和摄像机)中的显示单元。此外，图像显示装置524能够用作运输系统(例如，汽车、飞机、火车和轮船)中各种信息的显示单元。此外，图像显示装置524可以用作测量装置、分析装置、医疗设备和广告媒体中的各种信息的显示单元。
如上所述，已经详细描述了优选实施方式等。然而，本发明不限于前述实施方式，并且在不脱离权利要求中描述的范围的情况下，可以对前述实施方式进行各种修改和替换。
实施例
接下来将通过实施例来描述本发明，但是本发明不应解释为局限于这些实施例。
(实施例1-1)
<用于形成氧化物绝缘体膜的涂布液的制备>
称量二水合硝酸氧锆(0.50mol)和六水合硝酸镁(0.50mol)。然后，加入乙二醇单甲醚(500mL)、丙二醇(1800mL)、水(1200mL)和异丙醇(1800mL)并溶解以制造用于形成氧化物绝缘体膜1-1的涂布液。
(实施例1-2至1-12)
<用于形成氧化物绝缘体膜的涂布液的制备>
以与实施例1-1中相同的方式，使用表1-1和1-2中所示的材料配方，制造用于形成实施例1-2至1-12的氧化物绝缘体膜1-2至1-12的涂布液。
(参考例1-13至1-15)
<用于形成氧化物绝缘体膜的涂布液的制备>
以与实施例1-1中相同的方式，使用表2-1和2-2中所示的材料配方，制造用于形成参考例1-13至1-15的氧化物绝缘体膜1-13至1-15的涂布液。
[表1-1]
Figure BDA0002909938150000211
[表1-2]
Figure BDA0002909938150000221
[表2-1]
Figure BDA0002909938150000222
[表2-2]
Figure BDA0002909938150000223
在表1-1、表1-2、表2-1和表2-2中，材料和溶剂的名称如下。
<溶质A>
ZrO(NO3)2·2H2O：二水合硝酸氧锆
HfCl4：氯化铪
ZrO(C8H15O2)2：双(2-乙基己酸酯)氧化锆
ZrCl4·8H2O：八水合二氯化锆
Hf(acac)4：乙酰丙酮铪
Hf(C8H15O2)4：四(2-乙基己酸)铪
<溶质B>
Mg(NO3)2·6H2O：六水合硝酸镁
BeSO4·4H2O：四水合硝酸铍
Be(acac)2：乙酰丙酮铍
MgCl2·6H2O：六水合氯化镁
Mg(C8H15O2)2：双(2-乙基己酸)镁
CaCl2·2H2O：二水合氯化钙
BaCl2·2H2O：二水合氯化钡
SrCl2：氯化锶
<溶质C>
Gd(C8H15O2)3：三(2-乙基己酸)钆
LaCl3·7H2O：七水合氯化镧
Y(C8H15O2)3：三(2-乙基己酸)钇
La(NO3)3·6H2O：六水合硝酸镧
Sc(NO3)3·6H2O：六水合硝酸钪
Ce(C8H15O2)3：三(2-乙基己酸)铈
PrCl3·7H2O：七水合硝酸镨
LuCl3·7H2O：七水合硝酸镥
<溶剂D>
EGME：乙二醇单甲醚
EGIPE：乙二醇单异丙醚
<溶剂E>
PG：丙二醇
EG：乙二醇
CHB：环己基苯
<溶剂F>
H2O：水
<溶剂G>
IPA：异丙醇
EtOH：乙醇
MeOH：甲醇
(实施例2-1)
使用旋涂机，将表1-1和表1-2中的涂布液1-1印刷在已经历UV臭氧清洁的无碱玻璃基板上。印刷性能良好。将基板在加热到120℃的热板上干燥10分钟，然后在大气中以400℃烘烤1小时，以得到透明的氧化膜。
(实施例2-2至2-12)
以与实施例2-1相同的方式，对表1-1和1-2中的涂布液1-2至1-12中的每一个进行印刷/干燥/烘烤，以获得相似的透明氧化物膜。与实施例2-1中的涂布液相似，所有涂布液均具有良好的印刷性能。
涂布液1-2至1-12与实施例2-2至2-12之间的对应关系如下。
·实施例2-2：涂布液1-2
·实施例2-3：涂布液1-3
·实施例2-4：涂布液1-4
·实施例2-5：涂布液1-5
·实施例2-6：涂布液1-6
·实施例2-7：涂布液1-7
·实施例2-8：涂布液1-8
·实施例2-9：涂布液1-9
·实施例2-10：涂布液1-10
·实施例2-11：涂布液1-11
·实施例2-12：涂布液1-12
(参考例2-13至2-15)
以与实施例2-1相同的方式，对表2-1和2-2中的涂布液1-13至1-15中的每一个进行印刷/干燥/烘烤，以获得相似的透明氧化物膜。与实施例2-1中的涂布液相似，所有涂布液均具有良好的印刷性能。
涂布液1-13至1-15与参考例2-13至2-15之间的对应关系如下。
·参考例2-13：涂布液1-13
·参考例2-14：涂布液1-14
·参考例2-15：涂布液1-15
(实施例3-1)
在经过UV臭氧清洁的无碱玻璃基板上，通过掩模沉积100nm的Al作为底部电极。表1-1和表1-2中的涂布液1-1通过旋涂印刷在其上。成膜性良好。在烘箱中在空气气氛中将基板在120℃下干燥1小时，然后在空气气氛中在400℃下烘烤1小时，以获得氧化物绝缘体膜。随后，通过掩模沉积100nm的Al作为上部电极，以形成电容器结构。
可以确认的是，本实施例中制造的电容器具有在100Hz至1MHz的范围内为10.4或更大的相对介电常数ε，并且具有较高的相对介电常数。另外，可以确认的是，介电损耗tanδ的值在从100Hz到100kHz的范围内为约2％或更小的低值。
(实施例4-1)
<场效应晶体管的制备>
-有源层的形成-
用中性清洁剂、纯水和异丙醇对无碱玻璃基板进行超声波清洗。将基板干燥，并在90摄氏度下进行10分钟的UV臭氧处理。在无碱玻璃基板上，通过旋涂机涂布按照如下方式制造的用于形成n型氧化物半导体膜的涂布液。在烘箱中在空气气氛中将所得物在120℃下干燥1小时，然后在空气气氛中在400℃下烘烤1小时，以获得n型氧化物半导体膜。然后，通过光刻获得具有预定形状的有源层。
-用于形成n型氧化物半导体膜的涂布液-
称量六水合氯化镁[Mg(NO3)2·6H2O](0.3mol)、三水合硝酸铟[In(NO3)3·3H2O](0.6mol)和五水合氯化锡[SnCl4·5H2O](0.01mol)。然后，向其中加入N-甲基吡咯烷酮[NMP](1500mL)、丙二醇(1500mL)、水(1000mL)和甲醇(2000mL)并溶解以制造用于形成n型氧化物半导体膜的涂布液。
-源极和漏极的形成-
接下来，通过DC磁控溅射法在其上形成铝合金膜(100nm)，并通过光刻对其进行构图以形成源极和漏极。在这里，由源极和漏极的长度定义的沟道宽度被设置成30微米，并且由源极和漏极之间的间隔限定的沟道长度被设置成10微米。
-栅绝缘层的形成-
然后，通过旋涂机涂布涂布液1-1。
将基板在加热到120℃的热板上干燥10分钟，并在大气中以400℃烘烤1小时，以获得栅绝缘层。获得的栅绝缘层的平均厚度为约130nm。
-栅极的形成-
通过DC磁控溅射法形成Mo膜(100nm)，并通过光刻对其进行构图以形成栅极。
-电极极板的形成-
接下来，通过光刻法在栅绝缘层中对通孔进行图形化，以形成源极和漏极的电极极板。
最后，在大气中在250℃下进行退火1小时。
如上所述，产生了场效应晶体管。
(实施例4-2至4-12)
除了将涂布液1-1变更为下述的各涂布液以外，与以实施例4-1相同的方式制造了场效应晶体管。
·实施例4-2：涂布液1-2
·实施例4-3：涂布液1-3
·实施例4-4：涂布液1-4
·实施例4-5：涂布液1-5
·实施例4-6：涂布液1-6
·实施例4-7：涂布液1-7
·实施例4-8：涂布液1-8
·实施例4-9：涂布液1-9
·实施例4-10：涂布液1-10
·实施例4-11：涂布液1-11
·实施例4-12：涂布液1-12
(参考例4-13至4-15)
除了将涂布液1-1变更为以下的各涂布液以外，以与实施例4-1相同的方式制造了场效应晶体管。
·参考例4-13：涂布液1-13
·参考例4-14：涂布液1-14
·参考例4-15：涂布液1-15
例如，本发明的方面如下。
<1>一种场效应晶体管，包括：
源极和漏极；
栅极；
半导体层；和
栅绝缘层；
其中，所述栅绝缘层是包含A元素和B元素的氧化物绝缘体膜，所述A元素是选自由Zr和Hf所组成的组中的一种或多种，并且所述B元素是选自由Be和Mg所组成的组中的一种或多种。
<2>根据<1>所述的场效应晶体管，其中，所述半导体层是氧化物半导体。
<3>根据<1>或<2>所述的场效应晶体管，其中，所述氧化物绝缘体膜还包含C元素，所述C元素是选自Sc、Y和Ln(镧系元素)所组成的组中的一种或多种。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的场效应晶体管，其中，所述氧化物绝缘体膜中包含的金属离子的d轨道的电子构型为d0或d10。
<5>一种氧化物绝缘体膜，包含：
A元素，所述A元素选自由Zr和Hf所组成的组中的一种或多种元素；和
B元素，所述B元素选自由Be和Mg所组成的组中的一种或多种元素。
<6>根据<5>所述的氧化物绝缘体膜，还包含C元素，所述C元素自由Sc、Y和Ln(镧系元素)所组成的组中的一种或多种。
<7>一种用于形成金属氧化物膜的涂布液，所述涂布液包含：
A元素，所述A元素选自由Zr和Hf所组成的组中的一种或多种元素；和
B元素，所述B元素选自由Be和Mg所组成的组中的一种或多种元素。
<8>根据<7>所述的用于形成金属氧化物膜的涂布液，还包含C元素，所述C元素自由Sc、Y和Ln(镧系元素)所组成的组中的一种或多种。
<9>根据<7>或<8>所述的用于形成金属氧化物膜的涂布液，还包含溶剂。
<10>一种显示元件，包括：
光控制元件，其被配置成根据驱动信号控制光输出；和
驱动电路，其包括根据<1>至<4>中任一项所述的场效应晶体管并且被配置为驱动所述光控制元件。
<11>根据<10>所述的显示元件，其中，所述光控制元件包括电致发光元件、电致变色元件、液晶元件、电泳元件或电润湿元件。
<12>一种图像显示装置，其被配置成显示与图像数据相对应的图像，所述图像显示装置包括：
以矩阵形式布置的多个显示元件，所述多个显示元件中的每一个为根据<10>或<11>所述的显示元件；
多条配线，其被配置成对所述多个显示元件中的场效应晶体管分别施加栅电压；以及
显示控制装置，其被配置成与所述图像数据相对应地、经由多条配线分别控制所述场效应晶体管的栅电压。
<13>一种系统，包括：
根据<12>所述的图像显示装置；以及
图像数据生成装置，其被配置成基于待显示的图像信息来生成图像数据并且将所述图像数据输出至所述图像显示装置。
<14>一种用于制造氧化物绝缘体膜的方法，所述方法包括：将根据<7>至<9>中任一项所述的用于形成金属氧化物膜的涂布液涂布到待涂布的物体上，并且将所述涂布液干燥，接着烘烤。
<15>一种用于制造包括源极和漏极、栅极、半导体层和栅绝缘层的场效应晶体管的方法，所述方法包括：涂布根据<7>至<9>中任一项所述的用于形成金属氧化物膜的涂布液，以形成所述栅绝缘层。
附图标记列表
1 基板
2 栅极
3 栅绝缘层
4 源极
5 漏极
6 半导体层
7 第一层间电介质
8 第二层间电介质
9 第三层间电介质

Claims (15)

1.一种场效应晶体管，包括：
源极和漏极；
栅极；
半导体层；和
栅绝缘层；
其中，所述栅绝缘层是包含A元素和B元素的氧化物绝缘体膜，所述A元素是选自由Zr和Hf所组成的组中的一种或多种，并且所述B元素是选自由Be和Mg所组成的组中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，所述半导体层是氧化物半导体。
3.根据权利要求1或2所述的场效应晶体管，其中，所述氧化物绝缘体膜还包含C元素，所述C元素是选自Sc、Y和Ln(镧系元素)所组成的组中的一种或多种。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的场效应晶体管，其中，所述氧化物绝缘体膜中包含的金属离子的d轨道的电子构型为d0或d10。
5.一种氧化物绝缘体膜，包含：
A元素，所述A元素选自由Zr和Hf所组成的组中的一种或多种元素；和
B元素，所述B元素选自由Be和Mg所组成的组中的一种或多种元素。
6.根据权利要求5所述的氧化物绝缘体膜，还包含C元素，所述C元素自由Sc、Y和Ln(镧系元素)所组成的组中的一种或多种。
7.一种用于形成金属氧化物膜的涂布液，所述涂布液包含：
A元素，所述A元素选自由Zr和Hf所组成的组中的一种或多种元素；和
B元素，所述B元素选自由Be和Mg所组成的组中的一种或多种元素。
8.根据权利要求7所述的用于形成金属氧化物膜的涂布液，还包含C元素，所述C元素自由Sc、Y和Ln(镧系元素)所组成的组中的一种或多种。
9.根据权利要求7或8所述的用于形成金属氧化物膜的涂布液，还包含溶剂。
10.一种显示元件，包括：
光控制元件，其被配置成根据驱动信号控制光输出；和
驱动电路，其包括根据权利要求1至4中任一项所述的场效应晶体管并且被配置为驱动所述光控制元件。
11.根据权利要求10所述的显示元件，其中，所述光控制元件包括电致发光元件、电致变色元件、液晶元件、电泳元件或电润湿元件。
12.一种图像显示装置，其被配置成显示与图像数据相对应的图像，所述图像显示装置包括：
以矩阵形式布置的多个显示元件，所述多个显示元件中的每一个为根据权利要求10或11所述的显示元件；
多条配线，其被配置成对所述多个显示元件中的场效应晶体管分别施加栅电压；和
显示控制装置，其被配置成与所述图像数据相对应地、经由多条配线分别控制所述场效应晶体管的栅电压。
13.一种系统，包括：
根据权利要求12所述的图像显示装置；以及
图像数据生成装置，其被配置成基于待显示的图像信息来生成图像数据并且将所述图像数据输出至所述图像显示装置。
14.一种用于制造氧化物绝缘体膜的方法，所述方法包括：将根据权利要求7至9中任一项所述的用于形成金属氧化物膜的涂布液涂布到待涂布的物体上，并且将所述涂布液干燥，接着烘烤。
15.一种用于制造包括源极和漏极、栅极、半导体层和栅绝缘层的场效应晶体管的方法，所述方法包括：涂布根据权利要求7至9中任一项所述的用于形成金属氧化物膜的涂布液，以形成所述栅绝缘层。
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