JP2016115835A - Oxide layer and method of producing the same, and semiconductor element and method of manufacturing the same, and electronic device - Google Patents

Oxide layer and method of producing the same, and semiconductor element and method of manufacturing the same, and electronic device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin oxide layer excellent in flatness, and capable of being employed in an electronic device or a semiconductor element.SOLUTION: A method of producing one oxide layer of the present invention includes a precursor layer (e.g., precursor layer for channel 42) formation step for forming a precursor of an oxide where a compound of a metal, becoming a metal oxide when oxidized, is dispersed into a solution containing a binder composed of aliphatic polycarbonate (which may contain inevitable impurities) above a substrate 10 in layer, and an irradiation step for irradiating the layer of the precursor with ultraviolet light (UV) while heating under an ozone (O) atmosphere, before the aliphatic polycarbonate is decomposed entirely by heating the layer of the precursor.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、酸化物層及びその製造方法、並びに半導体素子及びその製造方法、並びに電子デバイスに関する。   The present invention relates to an oxide layer and a manufacturing method thereof, a semiconductor element, a manufacturing method thereof, and an electronic device.

従来、電子デバイスの一例である、薄膜トランジスタのチャネル層として、主に、多結晶シリコン膜、又は非晶質シリコン膜が用いられてきた。しかしながら、多結晶シリコン膜の場合、多結晶粒子界面で起こる電子の散乱により、電子移動度が制限され、結果としてトランジスタ特性にばらつきが生じていた。また、非晶質シリコン膜の場合、電子移動度が極めて低く、時間による素子の劣化が発生し、素子の信頼性が極めて低くなるという問題がある。そこで、電子移動度が非晶質シリコン膜より高く、且つ多結晶シリコン膜よりトランジスタ特性のばらつきが少ない、酸化物半導体に関心が集まっている。また、酸化物半導体のみならず、酸化物からなる酸化物導電体又は酸化物絶縁体は、例えば、酸化物のみによる電子デバイスの実現のためには不可欠な技術要素であるため、それらに対する産業界の関心も非常に高い。   Conventionally, a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film has been mainly used as a channel layer of a thin film transistor which is an example of an electronic device. However, in the case of a polycrystalline silicon film, the electron mobility is limited due to the scattering of electrons occurring at the interface of the polycrystalline particles, resulting in variations in transistor characteristics. In addition, in the case of an amorphous silicon film, there is a problem that the electron mobility is extremely low, the element is deteriorated with time, and the reliability of the element is extremely low. Thus, there is an interest in oxide semiconductors having higher electron mobility than amorphous silicon films and less variation in transistor characteristics than polycrystalline silicon films. In addition to oxide semiconductors, oxide conductors or oxide insulators made of oxides are, for example, indispensable technical elements for realizing electronic devices using only oxides. The interest is very high.

最近では、フレキシブルな樹脂基板上に電子デバイスを、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などの印刷法や塗布法によるプロセス(以下、総称して「低エネルギー製造プロセス」という)を用いて作製しようという試みが盛んになされている。印刷法や塗布法を用いることにより、直接、基板上に半導体層をパターニングできる結果、パターニングのためのエッチング処理工程を省くことができるという利点がある。   Recently, an electronic device is formed on a flexible resin substrate using processes such as gravure printing, screen printing, offset printing, and ink jet printing (hereinafter collectively referred to as “low energy manufacturing process”). There are many attempts to make it. By using a printing method or a coating method, the semiconductor layer can be directly patterned on the substrate. As a result, there is an advantage that an etching process step for patterning can be omitted.

例えば、特許文献1〜3にあるように、導電性高分子や有機半導体を用いて塗布フレキシブル電子デバイスを作製する試みが行われている。   For example, as disclosed in Patent Documents 1 to 3, attempts have been made to produce a coated flexible electronic device using a conductive polymer or an organic semiconductor.

特開2007−134547号公報JP 2007-134547 A 特開2007−165900号公報JP 2007-165900 A 特開2007−201056号公報JP 2007-201056 A

様々な形態の情報端末や情報家電が産業界及び消費者に求められる中、半導体素子は、より高速に動作し、長期間安定であり、且つ低環境負荷であることが必要となる。しかしながら、従来技術では、例えば、真空プロセスやフォトリソグラフィー法を用いたプロセスといった比較的長時間、及び/又は高価な設備を要するプロセスを採用するのが一般的であるため、原材料や製造エネルギーの使用効率が非常に悪くなる。これは、工業性ないし量産性の観点から好ましくない。一方、現状では、これまで主流として用いられているシリコン半導体又はその他の半導体に対して、低エネルギー製造プロセスによる層を形成することは極めて困難である。また、特許文献1〜3に記載された導電性高分子や有機半導体を採用した場合であっても、その電気物性や安定性は未だ不十分である。なお、本願における「層」は、層のみならず膜をも含む概念である。逆に、本願における「膜」は、膜のみならず層をも含む概念である。   While various types of information terminals and information home appliances are demanded by the industry and consumers, semiconductor elements are required to operate at higher speed, to be stable for a long period of time, and to have a low environmental load. However, in the prior art, for example, a process that requires a relatively long time and / or expensive equipment such as a vacuum process or a process using a photolithography method is generally employed. Efficiency is very poor. This is not preferable from the viewpoint of industrial property or mass productivity. On the other hand, at present, it is extremely difficult to form a layer by a low energy manufacturing process on silicon semiconductors or other semiconductors that have been used as the mainstream. Moreover, even if it is a case where the electroconductive polymer and organic semiconductor which were described in patent documents 1-3 are employ | adopted, the electrical property and stability are still inadequate. The “layer” in the present application is a concept including not only a layer but also a film. Conversely, the “film” in the present application is a concept including not only a film but also a layer.

ところで、上述の低エネルギー製造プロセスと、機能性溶液ないし機能性ペーストを用いて製造される半導体素子及び電子デバイスとは、該電子デバイスのフレキシブル化、及び上述の工業性ないし量産性の観点から、現在、産業界において非常に注目を集めている。   By the way, the above-mentioned low energy manufacturing process and the semiconductor element and the electronic device manufactured using the functional solution or the functional paste are from the viewpoint of the flexibility of the electronic device and the industrial property or the mass productivity described above. Currently, it is attracting a great deal of attention in the industry.

しかし、一般的に、低エネルギー製造プロセスの代表例である、印刷法(特に、スクリーン印刷法)によって形成される層の厚さと半導体素子に要求される層の厚さとは違いがある。具体的には、印刷法を用いたパターニングの際には比較的厚い層が形成されるが、半導体素子に要求される層の厚さは一般的に非常に薄い。また、低エネルギー製造プロセスに用いられるペースト又は溶液(例えば、酸化されたときに酸化物半導体となる金属の化合物を、バインダーを含む溶液中に分散させた酸化物半導体の前駆体)には、パターニングを行うための好適な粘度が存在することから、バインダーを添加することによってその粘度が調整されている。   However, in general, there is a difference between the thickness of a layer formed by a printing method (particularly a screen printing method), which is a representative example of a low energy manufacturing process, and the layer thickness required for a semiconductor element. Specifically, a relatively thick layer is formed during patterning using a printing method, but the layer thickness required for a semiconductor element is generally very thin. In addition, a paste or solution used in a low energy manufacturing process (for example, a precursor of an oxide semiconductor in which a metal compound that becomes an oxide semiconductor when oxidized is dispersed in a solution containing a binder) is patterned. Since there is a suitable viscosity for carrying out the above, the viscosity is adjusted by adding a binder.

ここで、該バインダーは、一旦パターンが形成された後においては、最終的に得られる金属酸化物から見れば不純物であり、分解又は除去される対象となる。従って、半導体素子を構成する薄い層(代表的には、酸化物半導体層、酸化物導電体層、又は酸化物絶縁体層)を、例えば低エネルギー製造プロセスによって形成する際には、バインダーを添加したペースト又は溶液を用いてパターニングを行った後、そのバインダーを可能な限り除去した上で、その層を薄く、かつ平坦にすることが要求される。加えて、その層を形成するための処理温度の低温化、及び/又はその処理時間の短縮化は、産業界において現実的に低エネルギー製造プロセスが採用されるための重要な技術課題の一つとなる。   Here, after the pattern is once formed, the binder is an impurity as viewed from the finally obtained metal oxide, and becomes an object to be decomposed or removed. Therefore, a binder is added when forming a thin layer (typically, an oxide semiconductor layer, an oxide conductor layer, or an oxide insulator layer) constituting a semiconductor element by, for example, a low energy manufacturing process. After the patterning is performed using the paste or solution, the layer is required to be made thin and flat after removing the binder as much as possible. In addition, lowering the processing temperature for forming the layer and / or shortening the processing time is one of the important technical issues for practically adopting a low energy manufacturing process in the industry. Become.

本願発明者らは、液体材料から種々の金属酸化物を形成する研究を行う中で、「液体から、上述のペースト又は溶液から得られるゲル状態」に至る過程、及び「ゲル状態から固化状態ないし焼結状態に至る過程」について多面的に詳細に分析を行った。その結果、主として、「液体からゲル状態に至る過程」において、オゾン(O)雰囲気下において紫外線(UV)を照射することによってゲル状態の層(以下、「ゲル層」ともいう)に対してエネルギーの供給を行うことにより、最終的な焼成後の酸化物層を薄く、かつ平坦にすることを実現し得ることが分かった。また、この焼成後の酸化物層の寸法精度が、従来と比較して向上し得るとの知見も得られた。さらに、本願発明者らは、その酸化物層のパターンを、例えば低エネルギー製造プロセスを用いて形成するための処理温度の低温化、及び/又はその処理時間の短縮化(例えば、後述する、脂肪族ポリカーボネートのエッチング速度の高速化)を実現し得るとの知見を得た。 The inventors of the present application conducted research on the formation of various metal oxides from a liquid material. In the process from a liquid to a gel state obtained from the paste or solution described above, “The process leading to the sintered state” was analyzed in detail from many aspects. As a result, mainly in a “process from a liquid to a gel state”, a layer in a gel state (hereinafter also referred to as “gel layer”) is irradiated with ultraviolet rays (UV) in an ozone (O 3 ) atmosphere. It has been found that by supplying energy, the final fired oxide layer can be made thin and flat. Moreover, the knowledge that the dimensional accuracy of this oxide layer after baking can be improved compared with the past was also obtained. Further, the inventors of the present invention have reduced the processing temperature and / or shortened the processing time for forming the oxide layer pattern by using, for example, a low-energy manufacturing process (for example, fat, which will be described later). (According to the fact that the etching rate of the aromatic polycarbonate can be increased).

なお、本願においては、「液体からゲル状態に至る過程」は、代表的な例で言えば、熱処理によってバインダーと溶媒を除去するが、酸化されたときに金属酸化物となる金属の化合物(例えば、配位子)が分解されていない状況をいう。また、「ゲル状態から固化状態ないし焼結状態に至る過程」は、代表的な例で言えば、前述の配位子が分解し、酸化されたときに金属酸化物となる金属と酸素との結合がほぼ出来上がる状況をいう。   In the present application, the “process from a liquid to a gel state” is a typical example, in which a binder and a solvent are removed by heat treatment, but a metal compound that becomes a metal oxide when oxidized (for example, , A situation where the ligand) is not decomposed. In addition, the “process from a gel state to a solidified state or a sintered state” is a typical example, where the above-mentioned ligand is decomposed and oxidized to form a metal oxide and oxygen. A situation where the bond is almost completed.

また、上述の「主として」とは、オゾン(O)雰囲気下において紫外線(UV)を照射することが、「液体からゲル状態に至る過程」のみならず、「ゲル状態から固化状態ないし焼結状態に至る過程」にも影響している可能性があることを意味している。そのメカニズムは未だ明らかではないが、本願発明者らは、前述のゲル層を加熱することによって脂肪族ポリカーボネートからなるバインダー(不可避不純物を含み得る。以下、同じ)の全てが分解する前に、オゾン(O)雰囲気下において、該ゲル層を加熱しつつ該ゲル層に対して紫外線(UV)を照射することが、上述の各効果の少なくとも一部の効果を奏させ得るとの知見を得た。本発明は、上述の視点と数多くの分析に基づいて創出された。 The above “mainly” means that irradiation with ultraviolet rays (UV) in an ozone (O 3 ) atmosphere is not only “a process from a liquid to a gel state” but also “a solidified state or sintered from a gel state. It means that the process leading to the state may also be affected. Although the mechanism is not yet clear, the inventors of the present application have made it possible to heat the gel layer before the decomposition of all of the binder made of aliphatic polycarbonate (which may contain unavoidable impurities; the same applies hereinafter) decomposes. Obtaining knowledge that irradiation of ultraviolet (UV) to the gel layer while heating the gel layer in an (O 3 ) atmosphere can exert at least some of the effects described above. It was. The present invention has been created based on the above viewpoints and numerous analyses.

なお、本願発明者らは、上述の金属酸化物を形成するための焼成によってバインダーを確度高く分解ないし除去するとともに、酸化物半導体層を得る設備又は方法を過去に実現している(例えば、国際出願番号:PCT/JP2014/067960)ことから、本願においても、そのような設備又は方法の少なくとも一部を活用することができる。必ずしも、本願において、これまでの研究又は開発された技術及び技術思想を活用する必要はない。但し、その技術及び技術思想を活用することは、上述の技術課題の少なくとも一部を解決することと相俟って、上述の半導体素子及び電子デバイスの性能、並びにそれらの製造技術のより一層の向上に貢献し得る。   In addition, the inventors of the present application have realized in the past equipment or a method for obtaining an oxide semiconductor layer while accurately decomposing or removing the binder by firing for forming the above-described metal oxide (for example, internationally). (Application number: PCT / JP2014 / 067960) Therefore, in the present application, at least a part of such equipment or method can be utilized. In the present application, it is not always necessary to utilize techniques and technical ideas that have been researched or developed so far. However, utilizing the technology and the technical idea, combined with solving at least a part of the above-described technical problems, further enhances the performance of the above-described semiconductor elements and electronic devices and the manufacturing technology thereof. Can contribute to improvement.

本発明の1つの酸化物層の製造方法は、脂肪族ポリカーボネートからなるバインダー(不可避不純物を含み得る)を含む溶液中に、酸化されたときに金属酸化物となる金属の化合物を分散させた酸化物の前駆体を、基材上又はその上方に層状に形成する酸化物前駆体層形成工程と、その前駆体層を加熱することによって前述の脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に、オゾン(O)雰囲気下においてその前駆体の層を加熱しつつその前駆体層に対して紫外線(UV)を照射する照射工程を含む。 One method for producing an oxide layer according to the present invention is an oxidation in which a metal compound that becomes a metal oxide when oxidized is dispersed in a solution containing a binder (which may contain inevitable impurities) made of an aliphatic polycarbonate. An oxide precursor layer forming step of forming a precursor of the product in a layer on or above the substrate, and heating the precursor layer before decomposing all of the above-described aliphatic polycarbonate, ozone ( An irradiation step of irradiating the precursor layer with ultraviolet rays (UV) while heating the precursor layer in an O 3 ) atmosphere is included.

この酸化物層の製造方法によれば、少なくとも「液体からゲル状態に至る過程」において、バインダーとしての役割を果たし得る脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に、オゾン(O)雰囲気下においてその前駆体の層を加熱しつつその前駆体層に対して紫外線(UV)を照射することによって、薄くかつ平坦性に優れた酸化物層を形成することが可能となる。より具体的には、この製造方法によれば、酸化物層の厚みを数十nm以下にまで薄くすることができる。加えて、その酸化物層を形成する過程において、少なくとも「液体からゲル状態に至る」までの加熱温度を、前述の紫外線(UV)を照射しない場合と比較して、数十℃低減するとともに、その加熱時間を短縮することが可能となる。 According to this method for producing an oxide layer, at least in the “process from a liquid to a gel state”, all of the aliphatic polycarbonate that can serve as a binder is decomposed in an ozone (O 3 ) atmosphere before being decomposed. By heating the precursor layer and irradiating the precursor layer with ultraviolet rays (UV), it is possible to form a thin oxide layer with excellent flatness. More specifically, according to this manufacturing method, the thickness of the oxide layer can be reduced to several tens of nm or less. In addition, in the process of forming the oxide layer, at least the heating temperature from “from the liquid to the gel state” is reduced by several tens of degrees Celsius compared to the case where the aforementioned ultraviolet (UV) is not irradiated, The heating time can be shortened.

また、本発明の1つの酸化物層は、脂肪族ポリカーボネートからなるバインダー(不可避不純物を含み得る)を含む溶液中に、酸化されたときに金属酸化物となる金属の化合物を分散させた酸化物の前駆体の層を加熱することによって前述の脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に、オゾン(O)雰囲気下においてその前駆体の層を加熱しつつその前駆体層に対して紫外線(UV)を照射することにより形成される。 In addition, one oxide layer of the present invention is an oxide in which a metal compound that becomes a metal oxide when oxidized is dispersed in a solution containing a binder (which may contain inevitable impurities) made of an aliphatic polycarbonate. The precursor layer is heated to ultraviolet rays (UV) while heating the precursor layer in an ozone (O 3 ) atmosphere before all of the aforementioned aliphatic polycarbonate is decomposed by heating the precursor layer. ).

この酸化物層によれば、少なくとも「液体からゲル状態に至る過程」において、バインダーとしての役割を果たし得る脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に、オゾン(O)雰囲気下においてその前駆体の層を加熱しつつその前駆体層に対して紫外線(UV)を照射することによって、薄くかつ平坦性に優れた酸化物層を実現し得る。より具体的には、この酸化物層は、数十nm以下の厚みを実現し得る。 According to this oxide layer, at least in the “process from a liquid to a gel state”, all of the aliphatic polycarbonate that can serve as a binder is decomposed before being decomposed in an ozone (O 3 ) atmosphere. By irradiating the precursor layer with ultraviolet (UV) while heating the layer, a thin oxide layer with excellent flatness can be realized. More specifically, the oxide layer can realize a thickness of several tens of nm or less.

ところで、本願における「金属酸化物」は、酸化物半導体、酸化物導電体、又は酸化物絶縁体を含む概念である。なお、酸化物半導体、酸化物導電体、及び酸化物絶縁体のそれぞれは、電気伝導性の観点から言えば相対的な概念であるため、厳格な区別を要求されない。仮に同種の金属酸化物であっても、各種デバイスの要求によって、場合によっては酸化物半導体として当業者に認識されることもあれば、酸化物導電体又は酸化物絶縁体として当業者に認識される場合も有り得る。また、本願における「基板」とは、板状体の基礎に限らず、その他の形態の基礎ないし母材を含む。   By the way, “metal oxide” in the present application is a concept including an oxide semiconductor, an oxide conductor, or an oxide insulator. Note that each of the oxide semiconductor, the oxide conductor, and the oxide insulator is a relative concept from the viewpoint of electrical conductivity, and thus is not required to be strictly distinguished. Even if it is the same kind of metal oxide, it may be recognized by those skilled in the art as an oxide semiconductor depending on the requirements of various devices, or may be recognized by those skilled in the art as an oxide conductor or oxide insulator. It is possible that Further, the “substrate” in the present application is not limited to the foundation of the plate-like body, but includes other forms of foundations or base materials.

また、本願における紫外線(UV)の波長は、遠紫外線又は近紫外線の少なくとも一部を含む概念である。代表的な波長の範囲は、100nm〜400nmであるが、本願発明の効果を奏させる観点から言えば、約170nm以上約260nm以下である。   Further, the wavelength of ultraviolet (UV) in the present application is a concept including at least a part of far ultraviolet or near ultraviolet. A typical wavelength range is 100 nm to 400 nm, but from the viewpoint of achieving the effect of the present invention, it is about 170 nm or more and about 260 nm or less.

本発明の1つの酸化物層の製造方法によれば、薄くかつ平坦性に優れた酸化物層を形成することが可能となる。また、その酸化物層を形成する過程において、少なくとも「液体からゲル状態に至る」までの加熱温度を、前述の紫外線(UV)を照射しない場合と比較して、数十℃低減するとともに、その加熱時間を短縮することが可能となる。また、本発明の1つの酸化物層は、薄くかつ平坦性に優れた酸化物層を実現し得る。   According to the manufacturing method of one oxide layer of the present invention, it is possible to form an oxide layer that is thin and excellent in flatness. Further, in the process of forming the oxide layer, at least the heating temperature from “from the liquid to the gel state” is reduced by several tens of degrees C. compared to the case where the above-described ultraviolet (UV) is not irradiated. It is possible to shorten the heating time. In addition, one oxide layer of the present invention can realize an oxide layer that is thin and excellent in flatness.

本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の薄膜トランジスタのチャネルを形成するための酸化物半導体の前駆体を構成するインジウム−亜鉛含有溶液のTG−DTA特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the TG-DTA characteristic of the indium-zinc containing solution which comprises the precursor of the oxide semiconductor for forming the channel of the thin-film transistor of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の薄膜トランジスタの構成要素(例えば、チャネル)を形成するためのバインダーのみを溶質とする溶液の一例であるポリプロピレンカーボネート溶液のTG−DTA特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the TG-DTA characteristic of the polypropylene carbonate solution which is an example of the solution which uses only the binder for forming the component (for example, channel) of the thin-film transistor of the 2nd Embodiment of this invention as a solute. 本発明の第2の実施形態における酸化物層の表面粗さを示す図である。It is a figure which shows the surface roughness of the oxide layer in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタの全体構成及びその製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the whole structure of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention, and its manufacturing method. 本発明の第2の実施形態における薄膜トランジスタのId−Vg特性測定の結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of the Id-Vg characteristic measurement of the thin-film transistor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の変形例(2)における薄膜トランジスタの製造方法の一過程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the thin-film transistor in the modification (2) of the 2nd Embodiment of this invention.

本発明の実施形態である脂肪族ポリカーボネート、酸化物の前駆体、酸化物層、半導体素子、及び電子デバイス並びにそれらの製造方法を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。なお、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしも互いの縮尺を保って記載されるものではない。さらに、各図面を見やすくするために、一部の符号が省略され得る。   An aliphatic polycarbonate, an oxide precursor, an oxide layer, a semiconductor element, an electronic device, and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings unless otherwise specified. In the drawings, elements of the present embodiment are not necessarily described with each other kept to scale. Further, some symbols may be omitted to make each drawing easier to see.

<第1の実施形態>
1.酸化物の前駆体、及び酸化物層の構成、並びにそれらの製造方法
本実施形態においては、脂肪族ポリカーボネートと、酸化されたときに金属酸化物となる金属の化合物(不可避不純物を含み得る。以下、各酸化物について同じ。)とを混在させる代表的な態様が、「酸化物の前駆体」である。従って、この酸化物の前駆体の代表的な例は、酸化されたときに金属酸化物となる金属の化合物を、バインダーの役割を果たすと考えられる脂肪族ポリカーボネートを含む溶液中に分散させたものである。なお、バインダーとしての脂肪族ポリカーボネートは、例えば印刷法によって一旦パターンが形成された後においては、最終的に得られる金属酸化物から見れば不純物であるため、主として加熱処理によって分解又は除去される対象となる。また、本実施形態の金属酸化物の例は、酸化物半導体、酸化物導電体、又は酸化物絶縁体である。
<First Embodiment>
1. In the present embodiment, the precursor of the oxide, the structure of the oxide layer, and the manufacturing method thereof. The aliphatic polycarbonate and a metal compound that becomes a metal oxide when oxidized (which may contain unavoidable impurities. , The same applies to each oxide)) is a “oxide precursor”. Therefore, a typical example of this oxide precursor is a compound in which a metal compound that becomes a metal oxide when oxidized is dispersed in a solution containing an aliphatic polycarbonate that is considered to act as a binder. It is. It should be noted that the aliphatic polycarbonate as a binder is an impurity as viewed from the metal oxide finally obtained after a pattern is once formed by, for example, a printing method. It becomes. An example of the metal oxide of this embodiment is an oxide semiconductor, an oxide conductor, or an oxide insulator.

(バインダー及び該バインダーを含む溶液について)
次に、本実施形態におけるバインダー(不可避不純物を含み得る。以下、同じ)に着目し、該バインダー及び該バインダーを含む溶液について詳述する。
(Binder and solution containing the binder)
Next, paying attention to the binder (which may contain inevitable impurities; hereinafter the same) in this embodiment, the binder and the solution containing the binder will be described in detail.

本実施形態においては、バインダーとして、熱分解性の良い吸熱分解型の脂肪族ポリカーボネートが用いられる。なお、バインダーの熱分解反応が吸熱反応であることは、示差熱測定法(DTA)によって確認することができる。このような脂肪族ポリカーボネートは、酸素含有量が高く、比較的低温で低分子化合物に分解することが可能であるため、金属酸化物中の炭素不純物に代表される不純物の残存量を低減させることに積極的に寄与する。   In the present embodiment, an endothermic decomposable aliphatic polycarbonate having good thermal decomposability is used as the binder. The fact that the thermal decomposition reaction of the binder is an endothermic reaction can be confirmed by a differential thermal measurement method (DTA). Such an aliphatic polycarbonate has a high oxygen content and can be decomposed into a low molecular weight compound at a relatively low temperature, thereby reducing the residual amount of impurities typified by carbon impurities in the metal oxide. Contribute positively.

また、本実施形態において、バインダーを含む溶液に採用され得る有機溶媒は、脂肪族ポリカーボネートを溶解可能な有機溶媒であれば特に限定されない。有機溶媒の具体例は、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(DEGMEA)、α−ターピネオール、β−ターピネオール、N−メチル−2−ピロリドン、2−ニトロプロパン、イソプロピルアルコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トルエン、シクロヘキサン、メチルエチルケトン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートなどである。これらの有機溶媒の中でも、沸点が適度に高く、室温での蒸発が少なく、酸化物の前駆体を焼成する際に均一に有機溶媒が除去できる観点から、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、α−ターピネオール、N−メチル−2−ピロリドン、2−ニトロプロパン及びプロピレンカーボネートが好適に用いられる。なお、本実施形態においては、形成されたパターン中のバインダーが最終的には不純物として分解又は除去される対象となる。従って、パターンが形成されてから分解又は除去されるまでの比較的短い時間だけ、そのパターンを維持すれば足りるという観点から、DEGMEAと2−ニトロプロパンとの混合溶媒を採用することが好ましい。   Moreover, in this embodiment, the organic solvent which can be employ | adopted for the solution containing a binder will not be specifically limited if it is an organic solvent which can melt | dissolve an aliphatic polycarbonate. Specific examples of the organic solvent include diethylene glycol monoethyl ether acetate (DEGMEA), α-terpineol, β-terpineol, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-nitropropane, isopropyl alcohol, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, toluene , Cyclohexane, methyl ethyl ketone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate, and the like. Among these organic solvents, diethylene glycol monoethyl ether acetate, α-terpineol, from the viewpoint that the boiling point is moderately high, there is little evaporation at room temperature, and the organic solvent can be removed uniformly when firing the precursor of the oxide. N-methyl-2-pyrrolidone, 2-nitropropane and propylene carbonate are preferably used. In the present embodiment, the binder in the formed pattern is finally subject to decomposition or removal as impurities. Therefore, it is preferable to employ a mixed solvent of DEGMEA and 2-nitropropane from the viewpoint that it is sufficient to maintain the pattern for a relatively short time from the formation of the pattern until it is decomposed or removed.

本実施形態の酸化物の前駆体の製造方法は、特に限定されない。例えば、金属酸化物、バインダー、及び有機溶媒の各成分を、従来公知の攪拌方法を用いて攪拌して均一に分散、溶解する方法が採用され得る。また、金属酸化物を含む有機溶媒とバインダーを有機溶媒に溶解した溶液とを、従来公知の攪拌方法を用いて攪拌して前駆体を得る方法も採用され得る一態様である。   The method for producing the oxide precursor of the present embodiment is not particularly limited. For example, a method of uniformly dispersing and dissolving the components of the metal oxide, the binder, and the organic solvent by stirring using a conventionally known stirring method can be employed. Further, a method of obtaining a precursor by stirring an organic solvent containing a metal oxide and a solution obtained by dissolving a binder in an organic solvent using a conventionally known stirring method is also an embodiment.

上述の公知の攪拌方法には、例えば、攪拌機を用いて混合する方法、あるいはセラミックスボールが充填されたミル等の装置を用いて、回転及び/又は振動させることにより混練する方法が含まれる。   The above-mentioned known stirring methods include, for example, a method of mixing using a stirrer, or a method of kneading by rotating and / or vibrating using an apparatus such as a mill filled with ceramic balls.

また、金属酸化物の分散性を向上させる観点から、バインダーを含む溶液には、所望により分散剤、可塑剤等をさらに添加することができる。   Further, from the viewpoint of improving the dispersibility of the metal oxide, a dispersant, a plasticizer and the like can be further added to the solution containing the binder as desired.

上述の分散剤の具体例は、
グリセリン、ソルビタン等の多価アルコールエステル;
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール;ポリエチレンイミン等のアミン;
ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等の(メタ)アクリル樹脂;
イソブチレンまたはスチレンと無水マレイン酸との共重合体、及びそのアミン塩など
である。
Specific examples of the above-described dispersant are as follows:
Polyhydric alcohol esters such as glycerin and sorbitan;
Polyether polyols such as diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol; amines such as polyethyleneimine;
(Meth) acrylic resins such as polyacrylic acid and polymethacrylic acid;
Examples thereof include a copolymer of isobutylene or styrene and maleic anhydride, and an amine salt thereof.

上述の可塑剤の具体例は、ポリエーテルポリオール、フタル酸エステルなどである。   Specific examples of the plasticizer described above include polyether polyols and phthalate esters.

また、本実施形態の酸化物の前駆体層を形成する方法は、特に限定されない。低エネルギー製造プロセスによる層の形成は、好適な一態様である。より具体的には、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などの印刷法、又はスピンコート、ロールコート、ダイコート、エアナイフコート、ブレードコート、リバースコート、グラビアコートなどの塗工法などを用いることができる。特に、簡便な方法であるスピンコート法、及びスクリーン印刷によって基板上に層を形成することにより、酸化物の前駆体層を形成することが好ましい。   The method for forming the oxide precursor layer of the present embodiment is not particularly limited. Formation of the layer by a low energy manufacturing process is a preferred embodiment. More specifically, a printing method such as gravure printing, screen printing, offset printing, or ink jet printing, or a coating method such as spin coating, roll coating, die coating, air knife coating, blade coating, reverse coating, gravure coating, or the like is used. Can do. In particular, it is preferable to form a precursor layer of an oxide by forming a layer on a substrate by a spin coating method which is a simple method and screen printing.

(脂肪族ポリカーボネートについて)
脂肪族ポリカーボネートの代表的な例は、ポリプロピレンカーボネートであるが、本実施形態で用いられる脂肪族ポリカーボネートの種類は特に限定されない。例えば、エポキシドと二酸化炭素とを重合反応させた脂肪族ポリカーボネートも、本実施形態において採用し得る好適な一態様である。このようなエポキシドと二酸化炭素とを重合反応させた脂肪族ポリカーボネートを用いることにより、脂肪族ポリカーボネートの構造を制御することで吸熱分解性を向上させられる、所望の分子量を有する脂肪族ポリカーボネートが得られるという効果が奏される。とりわけ、脂肪族ポリカーボネートの中でも酸素含有量が高く、比較的低温で低分子化合物に分解する観点から言えば、脂肪族ポリカーボネートは、ポリエチレンカーボネート、及びポリプロピレンカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。上述のいずれの脂肪族ポリカーボネートにおいても、その分子量(数平均分子量)が後述する数値範囲内であれば、本実施形態の効果と同様の効果が奏され得る。
(About aliphatic polycarbonate)
A typical example of the aliphatic polycarbonate is polypropylene carbonate, but the type of the aliphatic polycarbonate used in the present embodiment is not particularly limited. For example, an aliphatic polycarbonate obtained by polymerization reaction of epoxide and carbon dioxide is also a preferable aspect that can be employed in this embodiment. By using an aliphatic polycarbonate obtained by polymerizing such an epoxide and carbon dioxide, an endothermic polycarbonate having a desired molecular weight can be obtained by improving the endothermic degradability by controlling the structure of the aliphatic polycarbonate. The effect is played. In particular, aliphatic polycarbonate is at least one selected from the group consisting of polyethylene carbonate and polypropylene carbonate from the viewpoint of high oxygen content and decomposition into a low molecular weight compound at a relatively low temperature. It is preferable. Any of the above-described aliphatic polycarbonates can achieve the same effects as those of the present embodiment as long as the molecular weight (number average molecular weight) is within a numerical range described later.

また、上述のエポキシドは、二酸化炭素と重合反応して主鎖に脂肪族を含む構造を有する脂肪族ポリカーボネートとなるエポキシドであれば特に限定されない。例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1−ブテンオキシド、2−ブテンオキシド、イソブチレンオキシド、1−ペンテンオキシド、2−ペンテンオキシド、1−ヘキセンオキシド、1−オクテンオキシド、1−デセンオキシド、シクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド、ビニルシクロヘキセンオキシド、3−フェニルプロピレンオキシド、3,3,3−トリフルオロプロピレンオキシド、3−ナフチルプロピレンオキシド、3−フェノキシプロピレンオキシド、3−ナフトキシプロピレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、3−ビニルオキシプロピレンオキシド、及び3−トリメチルシリルオキシプロピレンオキシド等のエポキシドは、本実施形態において採用し得る一例である。これらのエポキシドの中でも、二酸化炭素との高い重合反応性を有する観点から、エチレンオキシド、及びプロピレンオキシドが好適に用いられる。なお、上述の各エポキシドは、それぞれ単独で使用されてもよいし、2種以上を組み合わせて用いられることもできる。   The above epoxide is not particularly limited as long as it is an epoxide that becomes an aliphatic polycarbonate having a structure containing an aliphatic group in the main chain by a polymerization reaction with carbon dioxide. For example, ethylene oxide, propylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, isobutylene oxide, 1-pentene oxide, 2-pentene oxide, 1-hexene oxide, 1-octene oxide, 1-decene oxide, cyclopentene oxide, cyclohexene oxide Styrene oxide, vinylcyclohexene oxide, 3-phenylpropylene oxide, 3,3,3-trifluoropropylene oxide, 3-naphthylpropylene oxide, 3-phenoxypropylene oxide, 3-naphthoxypropylene oxide, butadiene monooxide, 3- Epoxys such as vinyloxypropylene oxide and 3-trimethylsilyloxypropylene oxide are examples that can be employed in this embodiment. Among these epoxides, ethylene oxide and propylene oxide are preferably used from the viewpoint of high polymerization reactivity with carbon dioxide. In addition, each above-mentioned epoxide may be used individually, respectively, and can also be used in combination of 2 or more type.

上述の脂肪族ポリカーボネートの数平均分子量は、好ましくは5000〜1000000であり、より好ましくは10000〜500000である。脂肪族ポリカーボネートの数平均分子量が5000未満の場合、例えば、粘度の低下による影響等により、バインダーとしての効果が十分に得られなくなるおそれがある。また、脂肪族ポリカーボネートの数平均分子量が1000000を超える場合、脂肪族ポリカーボネートの有機溶媒への溶解性が低下するために取り扱いが難しくなるおそれがある。なお、前述の数平均分子量の数値は、次の方法によって算出することができる。   The number average molecular weight of the above-mentioned aliphatic polycarbonate is preferably 5,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 500,000. When the number average molecular weight of the aliphatic polycarbonate is less than 5,000, the effect as a binder may not be sufficiently obtained due to, for example, the influence of a decrease in viscosity. Moreover, when the number average molecular weight of an aliphatic polycarbonate exceeds 1000000, since the solubility to the organic solvent of an aliphatic polycarbonate falls, handling may become difficult. The numerical value of the aforementioned number average molecular weight can be calculated by the following method.

具体的には、上述の脂肪族ポリカーボネート濃度が0.5質量%のクロロホルム溶液を調製し、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定する。測定後、同一条件で測定した数平均分子量が既知のポリスチレンと比較することにより、分子量を算出する。また、測定条件は、以下の通りである。
機種:HLC−8020(東ソー株式会社製)
カラム:GPCカラム(東ソー株式会社の商品名:TSK GEL Multipore HXL−M)
カラム温度:40℃
溶出液:クロロホルム
流速:1mL/分
Specifically, a chloroform solution having the above-mentioned aliphatic polycarbonate concentration of 0.5% by mass is prepared and measured using high performance liquid chromatography. After the measurement, the molecular weight is calculated by comparing with polystyrene having a known number average molecular weight measured under the same conditions. The measurement conditions are as follows.
Model: HLC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: GPC column (trade name of Tosoh Corporation: TSK GEL Multipore HXL-M)
Column temperature: 40 ° C
Eluent: Chloroform Flow rate: 1 mL / min

また、上述の脂肪族ポリカーボネートの製造方法の一例として、上述のエポキシドと二酸化炭素とを金属触媒の存在下で重合反応させる方法等が採用され得る。   In addition, as an example of the method for producing the above-described aliphatic polycarbonate, a method in which the above-described epoxide and carbon dioxide are subjected to a polymerization reaction in the presence of a metal catalyst can be employed.

ここで、脂肪族ポリカーボネートの製造例は、次のとおりである。
攪拌機、ガス導入管、温度計を備えた1L容のオートクレーブの系内をあらかじめ窒素雰囲気に置換した後、有機亜鉛触媒を含む反応液、ヘキサン、及びプロピレンオキシドを仕込んだ。次に、攪拌しながら二酸化炭素を加えることによって反応系内を二酸化炭素雰囲気に置換し、反応系内が約1.5MPaとなるまで二酸化炭素を充填した。その後、そのオートクレーブを60℃に昇温し、反応により消費される二酸化炭素を補給しながら数時間重合反応を行った。反応終了後、オートクレーブを冷却して脱圧し、ろ過した。その後、減圧乾燥することによりポリプロピレンカーボネートを得た。
Here, the example of manufacture of an aliphatic polycarbonate is as follows.
The inside of a 1 L autoclave system equipped with a stirrer, a gas introduction tube, and a thermometer was previously substituted with a nitrogen atmosphere, and then a reaction solution containing an organozinc catalyst, hexane, and propylene oxide were charged. Next, carbon dioxide was added while stirring to replace the inside of the reaction system with a carbon dioxide atmosphere, and carbon dioxide was charged until the inside of the reaction system became about 1.5 MPa. Thereafter, the autoclave was heated to 60 ° C., and a polymerization reaction was carried out for several hours while supplying carbon dioxide consumed by the reaction. After completion of the reaction, the autoclave was cooled, depressurized and filtered. Then, polypropylene carbonate was obtained by drying under reduced pressure.

また、上述の金属触媒の具体例は、アルミニウム触媒、又は亜鉛触媒である。これらの中でも、エポキシドと二酸化炭素との重合反応において高い重合活性を有することから、亜鉛触媒が好ましく用いられる。また、亜鉛触媒の中でも有機亜鉛触媒が特に好ましく用いられる。   Moreover, the specific example of the above-mentioned metal catalyst is an aluminum catalyst or a zinc catalyst. Among these, a zinc catalyst is preferably used because it has high polymerization activity in the polymerization reaction of epoxide and carbon dioxide. Of the zinc catalysts, an organic zinc catalyst is particularly preferably used.

また、上述の有機亜鉛触媒の具体例は、
酢酸亜鉛、ジエチル亜鉛、ジブチル亜鉛等の有機亜鉛触媒;あるいは、
一級アミン、2価のフェノール、2価の芳香族カルボン酸、芳香族ヒドロキシ酸、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族モノカルボン酸等の化合物と亜鉛化合物とを反応させることにより得られる有機亜鉛触媒など
である。
これらの有機亜鉛触媒の中でも、より高い重合活性を有することから、亜鉛化合物と、脂肪族ジカルボン酸と、脂肪族モノカルボン酸とを反応させて得られる有機亜鉛触媒を採用することは好適な一態様である。
In addition, specific examples of the above-described organozinc catalyst include
Organozinc catalysts such as zinc acetate, diethyl zinc, dibutyl zinc; or
With organic zinc catalysts obtained by reacting compounds such as primary amines, divalent phenols, divalent aromatic carboxylic acids, aromatic hydroxy acids, aliphatic dicarboxylic acids, and aliphatic monocarboxylic acids with zinc compounds is there.
Among these organic zinc catalysts, since it has higher polymerization activity, it is preferable to employ an organic zinc catalyst obtained by reacting a zinc compound, an aliphatic dicarboxylic acid, and an aliphatic monocarboxylic acid. It is an aspect.

ここで、有機亜鉛触媒の製造例は、次のとおりである。
まず、攪拌機、窒素ガス導入管、温度計、還流冷却管を備えた四つ口フラスコに、酸化亜鉛、グルタル酸、酢酸、及びトルエンを仕込んだ。次に、反応系内を窒素雰囲気に置換した後、そのフラスコを55℃まで昇温し、同温度で4時間攪拌することにより、前述の各材料の反応処理を行った。その後、110℃まで昇温し、さらに同温度で4時間攪拌して共沸脱水させ、水分のみを除去した。その後、そのフラスコを室温まで冷却することにより、有機亜鉛触媒を含む反応液を得た。なお、この反応液の一部を分取し、ろ過して得た有機亜鉛触媒について、IRを測定(サーモニコレージャパン株式会社製、商品名:AVATAR360)した。その結果、カルボン酸基に基づくピークは認められなかった。
Here, the production example of the organozinc catalyst is as follows.
First, zinc oxide, glutaric acid, acetic acid, and toluene were charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a reflux condenser. Next, after replacing the inside of the reaction system with a nitrogen atmosphere, the temperature of the flask was raised to 55 ° C., and the mixture was stirred at the same temperature for 4 hours to carry out the reaction treatment of each of the aforementioned materials. Thereafter, the temperature was raised to 110 ° C., and the mixture was further stirred for 4 hours at the same temperature for azeotropic dehydration to remove only moisture. Then, the reaction liquid containing an organozinc catalyst was obtained by cooling the flask to room temperature. In addition, IR was measured about the organozinc catalyst obtained by fractionating and filtering this reaction liquid (The product name: AVATAR360 by the Thermo Nicolet Japan Co., Ltd.). As a result, no peak based on the carboxylic acid group was observed.

また、重合反応に用いられる上述の金属触媒の使用量は、エポキシド100質量部に対して、0.001〜20質量部であることが好ましく、0.01〜10質量部であることがより好ましい。金属触媒の使用量が0.001質量部未満の場合、重合反応が進行しにくくなるおそれがある。また、金属触媒の使用量が20質量部を超える場合、使用量に見合う効果がなく経済的でなくなるおそれがある。   Moreover, it is preferable that the usage-amount of the above-mentioned metal catalyst used for a polymerization reaction is 0.001-20 mass parts with respect to 100 mass parts of epoxides, and it is more preferable that it is 0.01-10 mass parts. . When the usage-amount of a metal catalyst is less than 0.001 mass part, there exists a possibility that a polymerization reaction may become difficult to advance. Moreover, when the usage-amount of a metal catalyst exceeds 20 mass parts, there exists a possibility that there may be no effect corresponding to a usage-amount and it may become economical.

上述の重合反応において必要に応じて用いられる反応溶媒は、特に限定されるものではない。この反応溶媒は、種々の有機溶媒が適用し得る。この有機溶媒の具体例は、
ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;
クロロメタン、メチレンジクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、エチルクロリド、トリクロロエタン、1−クロロプロパン、2−クロロプロパン、1−クロロブタン、2−クロロブタン、1−クロロ−2−メチルプロパン、クロルベンゼン、ブロモベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒など、
である。
The reaction solvent used as needed in the above polymerization reaction is not particularly limited. Various organic solvents can be applied as the reaction solvent. Specific examples of this organic solvent are:
Aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane, decane and cyclohexane;
Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene;
Chloromethane, methylene dichloride, chloroform, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, ethyl chloride, trichloroethane, 1-chloropropane, 2-chloropropane, 1-chlorobutane, 2-chlorobutane, 1-chloro-2 -Halogenated hydrocarbon solvents such as methylpropane, chlorobenzene, bromobenzene;
Carbonate solvents such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate, etc.
It is.

また、上述の反応溶媒の使用量は、反応を円滑にさせる観点から、エポキシド100質量部に対して、500質量部以上10000質量部以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the usage-amount of the above-mentioned reaction solvent is 500 to 10000 mass parts with respect to 100 mass parts of epoxides from a viewpoint of making reaction smooth.

また、上述の重合反応において、エポキシドと二酸化炭素とを金属触媒の存在下で反応させる方法としては、特に限定されるものではない。例えば、オートクレーブに、上述のエポキシド、金属触媒、及び必要により反応溶媒を仕込み、混合した後、二酸化炭素を圧入して、反応させる方法が採用され得る。   In the above polymerization reaction, the method of reacting epoxide and carbon dioxide in the presence of a metal catalyst is not particularly limited. For example, a method may be employed in which the above epoxide, metal catalyst, and reaction solvent as required are charged into an autoclave and mixed, and then carbon dioxide is injected to react.

加えて、上述の重合反応において用いられる二酸化炭素の使用圧力は、特に限定されない。代表的には、0.1MPa〜20MPaであることが好ましく、0.1MPa〜10MPaであることがより好ましく、0.1MPa〜5MPaであることがさらに好ましい。二酸化炭素の使用圧力が20MPaを超える場合、使用圧力に見合う効果がなく経済的でなくなるおそれがある。   In addition, the operating pressure of carbon dioxide used in the above polymerization reaction is not particularly limited. Typically, the pressure is preferably 0.1 MPa to 20 MPa, more preferably 0.1 MPa to 10 MPa, and further preferably 0.1 MPa to 5 MPa. When the use pressure of carbon dioxide exceeds 20 MPa, there is a possibility that the effect corresponding to the use pressure may not be obtained and it may not be economical.

さらに、上述の重合反応における重合反応温度は、特に限定されない。代表的には、30〜100℃であることが好ましく、40〜80℃であることがより好ましい。重合反応温度が30℃未満の場合、重合反応に長時間を要するおそれがある。また、重合反応温度が100℃を超える場合、副反応が起こり、収率が低下するおそれがある。重合反応時間は、重合反応温度により異なるために一概には言えないが、代表的には、2時間〜40時間であることが好ましい。   Furthermore, the polymerization reaction temperature in the above-mentioned polymerization reaction is not particularly limited. Typically, the temperature is preferably 30 to 100 ° C, and more preferably 40 to 80 ° C. When the polymerization reaction temperature is less than 30 ° C., the polymerization reaction may take a long time. On the other hand, when the polymerization reaction temperature exceeds 100 ° C., side reactions occur and the yield may decrease. Since the polymerization reaction time varies depending on the polymerization reaction temperature, it cannot be generally stated, but typically it is preferably 2 hours to 40 hours.

重合反応終了後は、ろ過等によりろ別し、必要により溶媒等で洗浄後、乾燥させることにより、脂肪族ポリカーボネートを得ることができる。   After completion of the polymerization reaction, an aliphatic polycarbonate can be obtained by filtering off by filtration or the like, washing with a solvent or the like if necessary, and drying.

<第2の実施形態>
2.本実施形態の薄膜トランジスタの全体構成
図1乃至図4、及び図8乃至図13は、それぞれ、半導体素子の一例である薄膜トランジスタ100の製造方法の一過程を示す断面模式図である。また、図13は、本実施形態における薄膜トランジスタ100の製造方法の一過程及び全体構成を示す断面模式図である。図13に示すように、本実施形態における薄膜トランジスタ100においては、基板10上に、下層から、ゲート電極24、ゲート絶縁体34、チャネル44、ソース電極58及びドレイン電極56の順序で積層されている。なお、この半導体素子を備える電子デバイス(例えば、携帯端末や情報家電、あるいはその他の公知の電化製品)の提供ないし実現は、本実施形態の半導体素子を理解する当業者であれば特に説明を要せず十分に理解され得る。また、後述する、各種の酸化物の前駆体の層を形成するための工程は、本願における「前駆体層形成工程」に含まれる。
<Second Embodiment>
2. 1 to FIG. 4 and FIG. 8 to FIG. 13 are schematic cross-sectional views showing one process of a method of manufacturing a thin film transistor 100 which is an example of a semiconductor element. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing one process and the entire configuration of the method of manufacturing the thin film transistor 100 in the present embodiment. As shown in FIG. 13, in the thin film transistor 100 according to this embodiment, the gate electrode 24, the gate insulator 34, the channel 44, the source electrode 58, and the drain electrode 56 are stacked in this order on the substrate 10 from the lower layer. . Note that provision or realization of an electronic device (for example, a portable terminal, an information home appliance, or other known electrical appliances) provided with this semiconductor element requires special explanation for those skilled in the art who understand the semiconductor element of this embodiment. Can be fully understood without. In addition, a process for forming various oxide precursor layers, which will be described later, is included in the “precursor layer forming process” in the present application.

薄膜トランジスタ100は、いわゆるボトムゲート構造を採用しているが、本実施形態はこの構造に限定されない。従って、当業者であれば、通常の技術常識を以って本実施形態の説明を参照することにより、工程の順序を変更することにより、トップゲート構造を形成することができる。また、本願における温度の表示は、基板と接触するヒーターの加熱面の表面温度を表している。また、図面を簡略化するため、各電極からの引き出し電極のパターニングについての記載は省略する。   The thin film transistor 100 employs a so-called bottom gate structure, but this embodiment is not limited to this structure. Therefore, a person skilled in the art can form a top gate structure by changing the order of the steps by referring to the description of the present embodiment with ordinary technical common sense. Moreover, the display of the temperature in this application represents the surface temperature of the heating surface of the heater which contacts a board | substrate. Further, in order to simplify the drawing, description of patterning of the extraction electrode from each electrode is omitted.

本実施形態の基板10は、特に限定されず、一般的に半導体素子に用いられる基板が用いられる。例えば、高耐熱ガラス、SiO/Si基板(すなわち、シリコン基板上に酸化シリコン膜を形成した基板)、アルミナ(Al)基板、STO(SrTiO)基板、Si基板の表面にSiO層及びTi層を介してSTO(SrTiO)層を形成した絶縁性基板等、半導体基板(例えば、Si基板、SiC基板、Ge基板等)を含む、種々の絶縁性基材が適用できる。なお、絶縁性基板には、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォン、アラミド、芳香族ポリアミドなどの材料からなる、フィルム又はシートが含まれる。また、基板の厚さは特に限定されないが、例えば3μm以上300μm以下である。また、基板は、硬質であってもよく、フレキシブルであってもよい。 The substrate 10 of the present embodiment is not particularly limited, and a substrate generally used for a semiconductor element is used. For example, high heat-resistant glass, SiO 2 / Si substrate (that is, a substrate in which a silicon oxide film is formed on a silicon substrate), alumina (Al 2 O 3 ) substrate, STO (SrTiO) substrate, SiO 2 layer on the surface of Si substrate In addition, various insulating substrates including a semiconductor substrate (for example, a Si substrate, a SiC substrate, a Ge substrate, etc.) such as an insulating substrate in which an STO (SrTiO) layer is formed via a Ti layer can be applied. The insulating substrate is made of materials such as polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyolefins, cellulose triacetate, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyamideimide, polysulfone, aramid, and aromatic polyamide. Film or sheet is included. Further, the thickness of the substrate is not particularly limited, but is, for example, 3 μm or more and 300 μm or less. Further, the substrate may be hard or flexible.

(1)ゲート電極の形成
本実施形態においては、ゲート電極24の材料として、酸化されたときに酸化物導電体となる金属の化合物(以下、単に「酸化物導電体」ともいう)を採用することができる。この場合、本実施形態のゲート電極24は、酸化物導電体(但し、不可避不純物を含み得る。以下、この材料の酸化物に限らず他の材料の酸化物についても同じ。)を脂肪族ポリカーボネートからなるバインダーを含む溶液中に分散させた酸化物導電体の前駆体の層(以下、「酸化物導電体の前駆体層」ともいう)を焼成することによって形成される。本実施形態では、図1に示すように、基材であるSiO/Si基板(以下、単に「基板」ともいう)10上に低エネルギー製造プロセス(例えば、印刷法又はスピンコート法)を用いて出発材であるゲート電極用前駆体溶液の層を形成することにより、ゲート電極用前駆体層22を形成することができる。
(1) Formation of Gate Electrode In this embodiment, a metal compound that becomes an oxide conductor when oxidized (hereinafter also simply referred to as “oxide conductor”) is employed as the material of the gate electrode 24. be able to. In this case, the gate electrode 24 of the present embodiment is made of an oxide conductor (however, an unavoidable impurity may be included. The same applies to oxides of other materials as well as oxides of this material). It is formed by firing a precursor layer of an oxide conductor (hereinafter, also referred to as “precursor layer of oxide conductor”) dispersed in a solution containing a binder. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a low energy manufacturing process (for example, a printing method or a spin coating method) is used on a SiO 2 / Si substrate (hereinafter also simply referred to as “substrate”) 10 as a base material. Thus, the gate electrode precursor layer 22 can be formed by forming a gate electrode precursor solution layer as a starting material.

その後、ゲート電極用前駆体層22を、例えば基板10が載置されるステージのヒーターを120〜160℃で加熱しつつ、オゾン(O)雰囲気下においてゲート電極用前駆体層22に対して紫外線(UV)を照射する照射工程が約30分間行われる。なお、本実施形態のゲート電極用前駆体層22については、仮に数μm厚の層であっても、約30分間の照射工程が行われる。また、本実施形態においては、株式会社SAMCO製UVオゾンクリーナー(型式:UV−300h−E)が採用された。なお、照射されたUVのスペクトルは、185nmと254nmにピークを持っている。 Thereafter, the gate electrode precursor layer 22 is heated with respect to the gate electrode precursor layer 22 in an ozone (O 3 ) atmosphere, for example, while a heater of a stage on which the substrate 10 is placed is heated at 120 to 160 ° C. An irradiation process of irradiating with ultraviolet rays (UV) is performed for about 30 minutes. In addition, about the precursor layer 22 for gate electrodes of this embodiment, even if it is a layer of several micrometers thickness, the irradiation process for about 30 minutes is performed. In the present embodiment, a UV ozone cleaner (model: UV-300h-E) manufactured by SAMCO Co., Ltd. was employed. The irradiated UV spectrum has peaks at 185 nm and 254 nm.

上述の照射工程は、主として、ゲート電極用前駆体溶液について、「液体からゲル状態に至る過程」を担っていると考えられる。この照射工程が、バインダーとしての脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に行われることによって、予備焼成の時間を大幅に短縮することができる。なお、予備焼成工程の比較例の1つとして、前述の照射工程を行わずに、基板10が載置されるステージのヒーターによる加熱処理のみによって所望のゲート電極用前駆体層22を形成する方法を採用することは可能である。しかしながら、前述の照射工程を行わない場合は、180℃という比較的高温の条件において、より長時間(例えば、数μm厚の膜の場合は、約2時間〜約3時間)の処理を要する。従って、本実施形態のゲート電極用前駆体層22の形成工程においては、前述の照射工程を採用することによって、より低温の加熱を実現するとともに、予備焼成のための時間を50%以上低減することが可能になることを示している。別の見方をすれば、既に述べたとおり、「液体からゲル状態に至る過程」が、バインダーと溶媒を除去する作用を伴うことから、この照射工程を採用すれば、非常に高速にバインダーと溶媒を除去することを実現し得ることができる。   It is considered that the above-described irradiation process mainly bears a “process from a liquid to a gel state” for the gate electrode precursor solution. By performing this irradiation step before all of the aliphatic polycarbonate as the binder is decomposed, the pre-baking time can be greatly shortened. As a comparative example of the preliminary firing step, a method for forming a desired gate electrode precursor layer 22 only by heat treatment with a heater of a stage on which the substrate 10 is placed without performing the above-described irradiation step. It is possible to adopt. However, in the case where the above-described irradiation step is not performed, processing for a longer time (for example, about 2 hours to about 3 hours in the case of a film having a thickness of several μm) is required under a relatively high temperature condition of 180 ° C. Therefore, in the formation process of the gate electrode precursor layer 22 of the present embodiment, by adopting the above-described irradiation process, lower temperature heating is realized and time for pre-baking is reduced by 50% or more. It shows that it will be possible. From another viewpoint, as described above, the “process from the liquid to the gel state” involves the action of removing the binder and the solvent. Therefore, if this irradiation step is adopted, the binder and the solvent are very fast. Can be realized.

ゲル状態となったゲート電極用前駆体層22を、その後、例えば、大気中において、所定時間(例えば、10分間〜1時間)、450℃〜550℃で加熱する焼成(本焼成)工程が行われる。その結果、図2に示すように、基板10上に、ゲート電極24が形成される。なお、本実施形態のゲート電極24の層の厚みは、例えば、約100nmである。なお、この焼成工程は、いわば、「ゲル状態から固化状態ないし焼結状態に至る過程」を担っている。   Thereafter, the gate electrode precursor layer 22 in the gel state is heated at 450 ° C. to 550 ° C. for a predetermined time (for example, 10 minutes to 1 hour), for example, in the atmosphere. Is called. As a result, the gate electrode 24 is formed on the substrate 10 as shown in FIG. In addition, the thickness of the layer of the gate electrode 24 of this embodiment is about 100 nm, for example. In addition, this baking process bears a so-called "process from a gel state to a solidified state or a sintered state".

ここで、上述の酸化物導電体の一例は、酸化されたときに酸化物導電体となる金属に、配位子が配位した構造(代表的には錯体構造)を有する材料である。例えば、金属有機酸塩、金属無機酸塩、金属ハロゲン化物、又は各種の金属アルコキシドも本実施形態の酸化物導電体に含まれ得る。なお、酸化されたときに酸化物導電体となる金属の例は、ルテニウム(Ru)である。本実施形態においては、ニトロシル酢酸ルテニウム(III)を、脂肪族ポリカーボネートからなるバインダーを含むプロピオン酸と2−アミノエタノールとの混合溶媒に溶解した溶液を出発材とするゲート電極用前駆体溶液を、例えば、上述の照射工程の後、大気中において、所定時間(例えば、10分間〜1時間)、約450℃〜約550℃で加熱する焼成工程を行うことにより、酸化物導電体であるルテニウム酸化物が形成されるため、ゲート電極24を形成することができる。   Here, an example of the above-described oxide conductor is a material having a structure in which a ligand is coordinated to a metal that becomes an oxide conductor when oxidized (typically, a complex structure). For example, a metal organic acid salt, a metal inorganic acid salt, a metal halide, or various metal alkoxides can be included in the oxide conductor of this embodiment. An example of a metal that becomes an oxide conductor when oxidized is ruthenium (Ru). In this embodiment, a precursor solution for a gate electrode starting from a solution obtained by dissolving ruthenium (III) nitrosyl acetate in a mixed solvent of propionic acid and 2-aminoethanol containing a binder made of an aliphatic polycarbonate, For example, the ruthenium oxide which is an oxide conductor is performed by performing a baking step of heating at about 450 ° C. to about 550 ° C. for a predetermined time (for example, 10 minutes to 1 hour) in the air after the irradiation step. Since an object is formed, the gate electrode 24 can be formed.

本実施形態においては、特に、第1の実施形態の脂肪族ポリカーボネートを採用したゲート電極用前駆体溶液を用いれば、低エネルギー製造プロセスを用いてゲート電極用前駆体層22のパターンを形成した場合に良好なパターンを形成することができる。より具体的には、ゲート電極用前駆体層22の平坦化を実現するとともに、本焼成後の薄くかつ平坦性に優れた酸化物層を実現し得る。加えて、寸法精度の良い酸化物層のパターンを形成することができる。   In the present embodiment, in particular, when the gate electrode precursor solution employing the aliphatic polycarbonate of the first embodiment is used, the pattern of the gate electrode precursor layer 22 is formed using a low energy manufacturing process. A good pattern can be formed. More specifically, the gate electrode precursor layer 22 can be planarized, and a thin oxide layer with excellent planarity after the main firing can be achieved. In addition, an oxide layer pattern with high dimensional accuracy can be formed.

なお、本実施形態においては、上述のゲート電極24の代わりに、例えば、白金、金、銀、銅、アルミ、モリブデン、パラジウム、ルテニウム、イリジウム、タングステン、などの高融点金属、又はその合金等の金属材料、あるいはp−シリコン層やn−シリコン層を適用することができる。その場合、ゲート電極24を、公知のスパッタリング法やCVD法により基板10上に形成することができる。 In this embodiment, instead of the gate electrode 24 described above, for example, a refractory metal such as platinum, gold, silver, copper, aluminum, molybdenum, palladium, ruthenium, iridium, tungsten, or an alloy thereof is used. A metal material, or a p + -silicon layer or an n + -silicon layer can be used. In that case, the gate electrode 24 can be formed on the substrate 10 by a known sputtering method or CVD method.

(2)ゲート絶縁体の形成
また、本実施形態においては、ゲート絶縁体34の材料として、酸化されたときに酸化物絶縁体となる金属の化合物(以下、単に「酸化物絶縁体」ともいう)を脂肪族ポリカーボネートからなるバインダーを含む溶液中に分散させた酸化物絶縁体の前駆体の層(以下、「酸化物絶縁体の前駆体層」ともいう)を焼成することによってゲート絶縁体が形成される。
(2) Formation of Gate Insulator In the present embodiment, the material of the gate insulator 34 is a metal compound that becomes an oxide insulator when oxidized (hereinafter also simply referred to as “oxide insulator”). ) Is dispersed in a solution containing an aliphatic polycarbonate binder, and the oxide insulator precursor layer (hereinafter also referred to as “oxide insulator precursor layer”) is fired to obtain a gate insulator. It is formed.

具体的には、図3に示すように、ゲート電極24上に低エネルギー製造プロセス(例えば、印刷法又はスピンコート法)を用いて上述の酸化物絶縁体の前駆体溶液の層を形成することにより、ゲート絶縁体用前駆体層32が形成される。   Specifically, as shown in FIG. 3, a layer of the above-described oxide insulator precursor solution is formed on the gate electrode 24 by using a low energy manufacturing process (for example, a printing method or a spin coating method). Thus, the gate insulator precursor layer 32 is formed.

その後、ゲート絶縁体用前駆体層32を、例えば基板10が載置されるステージのヒーターを120〜160℃で加熱しつつ、オゾン(O)雰囲気下においてゲート絶縁体用前駆体層32に対して紫外線(UV)を照射する照射工程が約30分間行われる。 Thereafter, the gate insulator precursor layer 32 is formed on the gate insulator precursor layer 32 in an ozone (O 3 ) atmosphere while heating, for example, a stage heater on which the substrate 10 is placed at 120 to 160 ° C. On the other hand, an irradiation process of irradiating ultraviolet rays (UV) is performed for about 30 minutes.

上述の照射工程は、主として、ゲート絶縁体用前駆体溶液について、「液体からゲル状態に至る過程」を担っていると考えられる。この照射工程が、バインダーとしての脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に行われることによって、予備焼成の時間を大幅に短縮することができる。なお、予備焼成工程の比較例の1つとして、前述の照射工程を行わずに、基板10が載置されるステージのヒーターによる加熱処理のみによって所望のゲート電極用前駆体層22を形成する方法を採用することは可能である。しかしながら、前述の照射工程を行わない場合は、180℃という比較的高温の条件において、より長時間(例えば、数μm厚の膜の場合は、約2時間〜約3時間)の処理を要する。従って、本実施形態のゲート絶縁体用前駆体層32の形成工程においては、前述の照射工程を採用することによって、より低温の加熱を実現するとともに、予備焼成のための時間を50%以上低減することが可能になることを示している。別の見方をすれば、既に述べたとおり、「液体からゲル状態に至る過程」が、バインダーと溶媒を除去する作用を伴うことから、この照射工程を採用すれば、非常に高速にバインダーと溶媒を除去することを実現し得ることができる。   It is considered that the above-described irradiation process is mainly responsible for the “process from a liquid to a gel state” for the precursor solution for a gate insulator. By performing this irradiation step before all of the aliphatic polycarbonate as the binder is decomposed, the pre-baking time can be greatly shortened. As a comparative example of the preliminary firing step, a method for forming a desired gate electrode precursor layer 22 only by heat treatment with a heater of a stage on which the substrate 10 is placed without performing the above-described irradiation step. It is possible to adopt. However, in the case where the above-described irradiation step is not performed, processing for a longer time (for example, about 2 hours to about 3 hours in the case of a film having a thickness of several μm) is required under a relatively high temperature condition of 180 ° C. Accordingly, in the process of forming the gate insulator precursor layer 32 of the present embodiment, by employing the above-described irradiation process, lower temperature heating is realized and the time for pre-baking is reduced by 50% or more. It shows that it will be possible. From another viewpoint, as described above, the “process from the liquid to the gel state” involves the action of removing the binder and the solvent. Therefore, if this irradiation step is adopted, the binder and the solvent are very fast. Can be realized.

ゲル状態となったゲート絶縁体用前駆体層32を、その後、例えば、大気中において、所定時間(例えば、10分間〜1時間)、約450℃〜約550℃で加熱する焼成(本焼成)工程が行われることにより、例えば、酸化物絶縁体であるランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物が形成される。その結果、図4に示すように、ゲート絶縁体34を形成することができる。なお、本実施形態のゲート絶縁体34の層の厚みは、例えば、約100nm〜約250nmである。   The gate insulator precursor layer 32 in a gel state is then fired at, for example, about 450 ° C. to about 550 ° C. for a predetermined time (for example, 10 minutes to 1 hour) in the atmosphere (main firing). By performing the process, for example, an oxide made of lanthanum (La) and zirconium (Zr) which are oxide insulators is formed. As a result, the gate insulator 34 can be formed as shown in FIG. In addition, the thickness of the layer of the gate insulator 34 of this embodiment is about 100 nm to about 250 nm, for example.

ここで、上述の酸化物絶縁体の一例は、酸化されたときに酸化物絶縁体となる金属に、配位子が配位した構造(代表的には錯体構造)を有する材料である。例えば、金属有機酸塩、金属無機酸塩、金属ハロゲン化物、又は各種の金属アルコキシド、あるいは、その他の有機酸塩、無機酸塩、ハロゲン化物、又は各種のアルコキシドも、本実施形態の酸化物絶縁体に含まれ得る。   Here, an example of the above oxide insulator is a material having a structure in which a ligand is coordinated to a metal that becomes an oxide insulator when oxidized (typically a complex structure). For example, metal organic acid salts, metal inorganic acid salts, metal halides, or various metal alkoxides, or other organic acid salts, inorganic acid salts, halides, or various alkoxides are also used in the oxide insulation of the present embodiment. Can be included in the body.

なお、代表的な酸化物絶縁体の例は、ランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物である。この酸化物をゲート絶縁体34として採用し得る。本実施形態においては、酢酸ランタン(III)を、脂肪族ポリカーボネートからなるバインダーを含むプロピオン酸(溶媒)に溶解した第1溶液、並びにジルコニウムブトキシドを、脂肪族ポリカーボネートからなるバインダーを含むプロピオン酸(溶媒)に溶解した第2溶液を準備する。第1溶液と第2溶液との混合した、出発材としてのゲート絶縁体用前駆体溶液を、例えば、上述の照射工程の後、大気中において、所定時間(例えば、10分間〜1時間)、約450℃〜約550℃で加熱する焼成工程を行うことにより、酸化物絶縁体を形成することができる。   Note that a typical example of the oxide insulator is an oxide composed of lanthanum (La) and zirconium (Zr). This oxide can be employed as the gate insulator 34. In the present embodiment, the first solution in which lanthanum acetate (III) is dissolved in propionic acid (solvent) containing a binder made of an aliphatic polycarbonate, and propionic acid (solvent) containing zirconium butoxide in the form of a binder made of an aliphatic polycarbonate. A second solution dissolved in (1) is prepared. The gate insulator precursor solution mixed with the first solution and the second solution, for example, in the atmosphere after the above-described irradiation step, for a predetermined time (for example, 10 minutes to 1 hour), An oxide insulator can be formed by performing a baking step of heating at about 450 ° C. to about 550 ° C.

本実施形態においては、特に、第1の実施形態の脂肪族ポリカーボネートを採用した酸化物絶縁体の前駆体を用いれば、低エネルギー製造プロセスを用いてゲート絶縁体用前駆体層32のパターンを形成した場合に良好なパターンを形成することができる。より具体的には、ゲート絶縁体用前駆体層32の平坦化を実現するとともに、本焼成後の薄くかつ平坦性に優れた酸化物層を実現し得る。加えて、寸法精度の良い酸化物層のパターンを形成することができる。   In the present embodiment, the pattern of the gate insulator precursor layer 32 is formed using a low-energy manufacturing process, particularly when the oxide insulator precursor employing the aliphatic polycarbonate of the first embodiment is used. In this case, a good pattern can be formed. More specifically, the gate insulator precursor layer 32 can be flattened, and a thin oxide layer having excellent flatness after firing can be realized. In addition, an oxide layer pattern with high dimensional accuracy can be formed.

なお、本実施形態においては、上述のゲート絶縁体34の代わりに、例えば、酸化シリコン又は酸窒化シリコンを適用することができる。その場合、ゲート絶縁体34を、公知のCVD法等によりゲート電極24上に形成することができる。   In this embodiment, for example, silicon oxide or silicon oxynitride can be applied instead of the gate insulator 34 described above. In that case, the gate insulator 34 can be formed on the gate electrode 24 by a known CVD method or the like.

(3)チャネルの形成
また、本実施形態においては、チャネル44の材料として、酸化されたときに酸化物半導体となる金属の化合物(以下、単に「酸化物半導体」ともいう)を脂肪族ポリカーボネートからなるバインダーを含む溶液中に分散させた酸化物半導体の前駆体の層(以下、「酸化物半導体の前駆体層」ともいう)を焼成することによってチャネルが形成される。本実施形態では、図8に示すように、ゲート絶縁体34上に低エネルギー製造プロセス(例えば、印刷法又はスピンコート法)を用いて出発材であるチャネル用前駆体溶液の層を形成することにより、チャネル用前駆体層42を形成することができる。
(3) Formation of Channel In the present embodiment, as a material of the channel 44, a metal compound that becomes an oxide semiconductor when oxidized (hereinafter also simply referred to as “oxide semiconductor”) is formed from an aliphatic polycarbonate. A channel is formed by firing an oxide semiconductor precursor layer (hereinafter also referred to as an “oxide semiconductor precursor layer”) dispersed in a solution containing a binder. In this embodiment, as shown in FIG. 8, a layer of a channel precursor solution as a starting material is formed on the gate insulator 34 by using a low energy manufacturing process (for example, a printing method or a spin coating method). Thus, the channel precursor layer 42 can be formed.

その後、チャネル用前駆体層42を、後述する紫外線(UV)の照射工程(予備焼成工程)及び焼成工程(本焼成工程)を行うことにより、図9に示すようにチャネル44が形成される。   Thereafter, the channel precursor layer 42 is subjected to an ultraviolet ray (UV) irradiation process (preliminary baking process) and a baking process (main baking process) described later, whereby a channel 44 is formed as shown in FIG.

ここで、上述の金属化合物の一例は、酸化されたときに酸化物半導体となる金属に、配位子が配位した構造(代表的には錯体構造)を有する材料である。例えば、金属有機酸塩、金属無機酸塩、金属ハロゲン化物、又は各種の金属アルコキシドも本実施形態の金属化合物に含まれ得る。なお、代表的な金属化合物の例は、インジウム−亜鉛酸化物(以下、「InZnO」ともいう)である。例えば、インジウムアセチルアセトナートと塩化亜鉛を、脂肪族ポリカーボネートからなるバインダーを含むプロピオン酸に溶解させた溶液を焼成することによって酸化物半導体であるインジウム−亜鉛酸化物(以下、「InZnO」ともいう)を形成することができる。   Here, an example of the above metal compound is a material having a structure (typically a complex structure) in which a ligand is coordinated to a metal that becomes an oxide semiconductor when oxidized. For example, a metal organic acid salt, a metal inorganic acid salt, a metal halide, or various metal alkoxides can be included in the metal compound of this embodiment. Note that a typical example of the metal compound is indium-zinc oxide (hereinafter also referred to as “InZnO”). For example, an indium-zinc oxide which is an oxide semiconductor (hereinafter also referred to as “InZnO”) is obtained by baking a solution in which indium acetylacetonate and zinc chloride are dissolved in propionic acid containing a binder made of an aliphatic polycarbonate. Can be formed.

なお、酸化されたときに酸化物半導体となる金属の例は、インジウム、スズ、亜鉛、カドミウム、チタン、銀、銅、タングステン、ニッケル、インジウム−亜鉛、インジウム−スズ、インジウム−ガリウム−亜鉛、アンチモン−スズ、ガリウム−亜鉛、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物、及びジルコニウム−インジウム−亜鉛の群から選択される1種又は2種以上である。但し、素子性能や安定性等の観点から言えば、インジウム−亜鉛酸化物、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物、ジルコニウム−インジウム−亜鉛が、酸化されたときに酸化物半導体となる金属として採用されることが好ましい。   Examples of metals that become oxide semiconductors when oxidized include indium, tin, zinc, cadmium, titanium, silver, copper, tungsten, nickel, indium-zinc, indium-tin, indium-gallium-zinc, and antimony. -One or more selected from the group consisting of tin, gallium-zinc, indium-gallium-zinc oxide, and zirconium-indium-zinc. However, in terms of device performance and stability, indium-zinc oxide, indium-gallium-zinc oxide, and zirconium-indium-zinc are used as metals that become oxide semiconductors when oxidized. It is preferable.

本実施形態においては、特に、第1の実施形態の脂肪族ポリカーボネートを採用したチャネル用前駆体溶液を用いれば、低エネルギー製造プロセスを用いてチャネル用前駆体層42のパターンを形成した場合に良好なパターンを形成することができる。より具体的には、チャネル用前駆体溶液におけるバインダーとしての役割を果たし得る脂肪族ポリカーボネートの曳糸性を適切に制御することが可能となるため、良好なチャネル用前駆体層42のパターンを形成することができる。   In the present embodiment, the channel precursor solution employing the aliphatic polycarbonate of the first embodiment is particularly suitable when the pattern of the channel precursor layer 42 is formed using a low energy manufacturing process. Various patterns can be formed. More specifically, since the spinnability of the aliphatic polycarbonate that can serve as a binder in the channel precursor solution can be appropriately controlled, a good pattern of the channel precursor layer 42 is formed. can do.

また、本実施形態においては、特に、酸化物半導体の層であるチャネル44を形成する際に、本願発明者らがこれまでに創出した、例えば、国際出願番号PCT/JP2014/067960に開示される金属酸化物の製造方法に係る発明の一部を、好適な例として採用することができる。   Further, in the present embodiment, in particular, when forming the channel 44 that is an oxide semiconductor layer, the present inventors have created so far, for example, disclosed in International Application No. PCT / JP2014 / 067960. A part of the invention relating to the method for producing a metal oxide can be adopted as a preferred example.

<TG−DTA(熱重量測定及び示差熱)特性>
より具体的に説明すると、図5は、本実施形態の薄膜トランジスタのチャネルを形成するための酸化物半導体の前駆体を構成するインジウム−亜鉛含有溶液(以下、「InZn溶液」ともいう。)のTG−DTA特性の一例を示すグラフである。また、図6は、本実施形態における薄膜トランジスタの構成要素(例えば、チャネル)を形成するためのバインダーのみを溶質とする溶液の一例であるポリプロピレンカーボネート溶液のTG−DTA特性の一例を示すグラフである。なお、図5及び図6に示すように、各図中の実線は、熱重量(TG)測定結果であり、図中の点線は示差熱(DTA)測定結果である。なお、図5及び図6に示す結果は、基板10を載置するヒーターによる加熱処理のみを行ったものであり、本実施形態の薄膜トランジスタ100の製造方法に採用されている、オゾン(O)雰囲気下における紫外線(UV)の照射は行われていない。
<TG-DTA (thermogravimetry and differential heat) characteristics>
More specifically, FIG. 5 shows a TG of an indium-zinc-containing solution (hereinafter also referred to as “InZn solution”) that constitutes a precursor of an oxide semiconductor for forming a channel of the thin film transistor of this embodiment. -It is a graph which shows an example of a DTA characteristic. FIG. 6 is a graph showing an example of TG-DTA characteristics of a polypropylene carbonate solution, which is an example of a solution containing only the binder for forming the constituent elements (for example, channels) of the thin film transistor in the present embodiment as a solute. . As shown in FIGS. 5 and 6, the solid line in each figure is a thermogravimetric (TG) measurement result, and the dotted line in the figure is a differential heat (DTA) measurement result. The results shown in FIGS. 5 and 6 are obtained by performing only the heat treatment with the heater on which the substrate 10 is placed, and ozone (O 3 ) employed in the method for manufacturing the thin film transistor 100 of the present embodiment. Irradiation with ultraviolet rays (UV) in an atmosphere is not performed.

図5における熱重量測定の結果から、120℃付近には、溶媒の蒸発と考えられる、重量の顕著な減少が見られた。また、図5の(X)に示すように、InZn溶液の示差熱測定結果のグラフにおける発熱ピークが330℃付近に確認された。従って、330℃付近でインジウム及び亜鉛が、酸素と結合している状態であることが確認される。   From the results of thermogravimetry in FIG. 5, a significant decrease in weight, considered to be the evaporation of the solvent, was observed near 120 ° C. Moreover, as shown in (X) of FIG. 5, the exothermic peak in the graph of the differential thermal measurement result of the InZn solution was confirmed at around 330 ° C. Therefore, it is confirmed that indium and zinc are bonded to oxygen at around 330 ° C.

一方、図6における熱重量測定の結果から、140℃付近から190℃付近にかけて、ポリプロピレンカーボネート溶液の溶媒の消失とともに、バインダーであるポリプロピレンカーボネート自身の一部の分解ないし消失による重量の顕著な減少が見られた。なお、この分解により、ポリプロピレンカーボネートは、二酸化炭素と水に変化していると考えられる。また、図6に示す結果から、190℃付近において、該バインダーが90wt%以上分解され、除去されていることが確認された。なお、さらに詳しく見ると、250℃付近において、該バインダーが95wt%以上分解され、260℃付近において、該バインダーがほぼ全て(99wt%以上)分解されていることが分かる。   On the other hand, from the results of thermogravimetry in FIG. 6, from about 140 ° C. to about 190 ° C., the disappearance of the solvent of the polypropylene carbonate solution is accompanied by a significant decrease in weight due to the decomposition or disappearance of part of the polypropylene carbonate itself. It was seen. In addition, it is thought that polypropylene carbonate has changed into carbon dioxide and water by this decomposition. Further, from the results shown in FIG. 6, it was confirmed that the binder was decomposed and removed by 90 wt% or more at around 190 ° C. In more detail, it can be seen that the binder is decomposed by 95 wt% or more around 250 ° C., and the binder is almost entirely decomposed (99 wt% or more) around 260 ° C.

ここで、本願発明者らがこれまでに採用してきた代表的な工程の1つとしての、チャネル44の形成方法は、主として次の(a)及び(b)の工程を含んでいる。
(a)酸化されたときに酸化物半導体となる金属の化合物を脂肪族ポリカーボネートからなるバインダーを含む溶液中に分散させた酸化物半導体の前駆体を、基板上又はその上方に層状に形成する前駆体層の形成工程と、該前駆体層を、該バインダーを90wt%以上分解させる第1温度(図6における190℃が該当する)によって加熱する予備焼成工程。
(b)第1温度による加熱の後、その第1温度よりも高く、かつ該金属と酸素とが結合する温度であって、前述の前駆体の示差熱分析法(DTA)における発熱ピーク値である第2温度(図5における330℃が該当する)以上の温度によって該前駆体層を焼成する焼成(本焼成)工程。
Here, the formation method of the channel 44 as one of the typical processes that the present inventors have adopted so far mainly includes the following processes (a) and (b).
(A) A precursor in which a precursor of an oxide semiconductor in which a metal compound that becomes an oxide semiconductor when oxidized is dispersed in a solution containing a binder made of an aliphatic polycarbonate is layered on or above the substrate. A body layer forming step and a pre-baking step of heating the precursor layer at a first temperature (which corresponds to 190 ° C. in FIG. 6) that decomposes the binder by 90 wt% or more.
(B) After heating at the first temperature, the temperature is higher than the first temperature and at which the metal and oxygen are combined, and is the exothermic peak value in the differential thermal analysis (DTA) of the precursor described above. A firing (main firing) step of firing the precursor layer at a temperature equal to or higher than a certain second temperature (which corresponds to 330 ° C. in FIG. 5).

一方、上述のとおり、本実施形態においては、薄膜トランジスタ100を構成する各層(ゲート電極、ゲート絶縁体、チャネル等)に対して、基板10を載置するステージのヒーターによる加熱とともに、オゾン(O)雰囲気下における紫外線(UV)の照射が行われている。従って、そのような紫外線(UV)の照射を行うことにより、該ヒーターによる加熱処理のみを行ったものと比較して、実質的に上述の第1温度を低下させる作用ないし効果があると、本願発明者らは考えている。換言すれば、オゾン(O)雰囲気下における紫外線(UV)の照射が、該バインダーの90wt%以上(あるいは、95wt%以上又は99wt%以上)を分解し、除去するための、いわば積極的な役割を果たしているために、より低い温度(例えば、120℃)であっても、該バインダーを90wt%以上分解させることが可能となると考えられる。加えて、大変興味深いことに、そのような紫外線(UV)の照射を行うことが、単にヒーターによる処理温度を低下させるだけでなく、各前駆体層の平坦化を実現するとともに、本焼成後の薄くかつ平坦性に優れた酸化物層の実現に寄与し得ることは特筆に値する。また、寸法精度の良い酸化物層の実現にも貢献し得ることも大変興味深い。 On the other hand, as described above, in the present embodiment, each layer (gate electrode, gate insulator, channel, etc.) constituting the thin film transistor 100 is heated by the heater of the stage on which the substrate 10 is placed, and ozone (O 3 ) Irradiation with ultraviolet rays (UV) in an atmosphere. Therefore, the application of the ultraviolet ray (UV) has the effect of lowering the first temperature substantially as compared with the case where only the heat treatment by the heater is performed. The inventors are thinking. In other words, ultraviolet (UV) irradiation in an ozone (O 3 ) atmosphere is active to decompose and remove 90 wt% or more (or 95 wt% or more or 99 wt% or more) of the binder. Since it plays a role, it is considered that the binder can be decomposed by 90 wt% or more even at a lower temperature (for example, 120 ° C.). In addition, it is very interesting that such irradiation with ultraviolet rays (UV) not only lowers the processing temperature by the heater, but also realizes flattening of each precursor layer and It is worthy of special mention that it can contribute to the realization of a thin oxide layer with excellent flatness. It is also very interesting to contribute to the realization of an oxide layer with good dimensional accuracy.

なお、本願発明者らは、既に述べた各種のバインダー(脂肪族ポリカーボネート)及びInZn溶液に代表される、最終的に金属酸化物となる各種の金属含有ペーストについて、第1温度と第2温度との差が、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは100℃以上であることによって、酸化物半導体層中の炭素不純物に代表される不純物の残存が抑えられるとの知見を有している。最終的な酸化物半導体層の厚みの制御性及び/又は薄層化の実現、及び不純物の残存の低減の観点から言えば、第2温度が第1温度に対して100℃以上高いことは最も好適な例である。他方、第2温度と第1温度との最大差については特に限定されない。   In addition, the inventors of the present application have described the first temperature and the second temperature for various metal-containing pastes, which are finally represented by various binders (aliphatic polycarbonates) and InZn solutions, and finally become metal oxides. The difference is more preferably 50 ° C. or higher, and further preferably 100 ° C. or higher, whereby the remaining of impurities represented by carbon impurities in the oxide semiconductor layer can be suppressed. From the viewpoint of controlling the final thickness of the oxide semiconductor layer and / or realizing a thin layer and reducing the remaining impurities, the second temperature is most preferably higher than the first temperature by 100 ° C. or more. This is a preferred example. On the other hand, the maximum difference between the second temperature and the first temperature is not particularly limited.

本実施形態においては、上述の紫外線(UV)の照射工程を行うことにより、比較的低い第1温度による予備焼成によって該バインダーの90wt%以上(あるいは、95wt%以上又は99wt%以上)を分解し、除去することを実現し得る。従って、第2温度以上の温度によって焼成工程(本焼成)を行うことにより、従来よりも確度高く、酸化物層中の炭素不純物に代表される不純物の残存が確度高く抑えられることを示唆している。   In this embodiment, by performing the above-described ultraviolet (UV) irradiation step, 90 wt% or more (or 95 wt% or more or 99 wt% or more) of the binder is decomposed by pre-baking at a relatively low first temperature. Can be realized. Therefore, it is suggested that by performing the firing step (main firing) at a temperature equal to or higher than the second temperature, the remaining of impurities represented by carbon impurities in the oxide layer can be suppressed with higher accuracy than before. Yes.

ところで、酸化物半導体の相状態は、特に限定されない。例えば、結晶状又は多結晶状、あるいはアモルファス状のいずれであってもよい。また、結晶成長の結果として、樹枝状又は鱗片状の結晶の場合も、本実施形態において採用し得る一つの相状態である。加えて、パターニングされた形状(例えば、球状、楕円状、矩形状)にも特定されないことは言うまでもない。   By the way, the phase state of the oxide semiconductor is not particularly limited. For example, it may be crystalline, polycrystalline, or amorphous. Further, as a result of crystal growth, a dendritic or scaly crystal is also one phase state that can be employed in the present embodiment. In addition, it cannot be overemphasized that it is not specified also in the shape (for example, spherical shape, elliptical shape, rectangular shape) patterned.

<AFMによる酸化物層の表面の平坦性の調査>
図7は、本実施形態におけるチャネル44である酸化物層の表面粗さを示す図である。後述する、紫外線(UV)の照射工程(予備焼成工程)及び焼成工程(本焼成工程)を行うことにより得られたチャネル44の表面の平坦性を、AFM(Atomic Force Microscope:株式会社キーエンス製、ナノスケールハイブリッド顕微鏡、型式VN−8000)を用いて測定した。
<Investigation of surface flatness of oxide layer by AFM>
FIG. 7 is a diagram showing the surface roughness of the oxide layer which is the channel 44 in the present embodiment. The flatness of the surface of the channel 44 obtained by performing the ultraviolet ray (UV) irradiation step (preliminary firing step) and the firing step (main firing step), which will be described later, is measured by AFM (Atomic Force Microscope: manufactured by Keyence Corporation). Measurement was performed using a nanoscale hybrid microscope, model VN-8000).

その結果、図7及びその結果から算出される結果から、本実施形態のチャネル44の表面粗さ(RMS)は、約6.9nmであった。一方、比較例として、前述の紫外線(UV)の照射工程(予備焼成工程)を行わずに、基板10を載置するステージのヒーター温度を180℃で2時間予備焼成した点以外は、本実施形態のチャネル44と同じ処理を行った試料の表面粗さ(RMS)は、約31.6nmであった。従って、本実施形態のチャネル44の表面粗さ(RMS)が、非常に平坦性に優れた層を形成し得ることを確認した。また、本願発明者らの目視確認によれば、スクリーン印刷法を用いて本実施形態のチャネル用前駆体層42を形成したときの寸法精度、及びその後の本焼成後のチャネル44の寸法精度が、前述の比較例の対応する各寸法精度と比較して明確に向上していることが分かった。   As a result, from the result calculated from FIG. 7 and the result, the surface roughness (RMS) of the channel 44 of the present embodiment was about 6.9 nm. On the other hand, as a comparative example, this embodiment is performed except that the heater temperature of the stage on which the substrate 10 is placed is pre-baked at 180 ° C. for 2 hours without performing the above-described ultraviolet (UV) irradiation process (pre-baking process). The surface roughness (RMS) of the sample subjected to the same treatment as the morphology channel 44 was about 31.6 nm. Therefore, it was confirmed that the surface roughness (RMS) of the channel 44 of the present embodiment can form a layer with extremely excellent flatness. Further, according to the visual confirmation of the inventors of the present application, the dimensional accuracy when the channel precursor layer 42 of the present embodiment is formed using the screen printing method and the dimensional accuracy of the channel 44 after the subsequent main firing are confirmed. It was found that the dimensional accuracy corresponding to the comparative example described above was clearly improved.

(チャネル用前駆体層の焼成工程)
次に、具体的なチャネル44の形成方法について説明する。なお、このチャネル44の形成方法の少なくとも一部は、上述の酸化物導電体又は酸化物絶縁体の製造にも適用し得る。
(Baking process of channel precursor layer)
Next, a specific method for forming the channel 44 will be described. Note that at least a part of the formation method of the channel 44 can be applied to the manufacture of the above-described oxide conductor or oxide insulator.

既に述べたとおり、本実施形態では、図8に示すように、ゲート絶縁体34上に低エネルギー製造プロセス(例えば、印刷法又はスピンコート法)を用いてチャネル用前駆体溶液の層を形成することにより、チャネル用前駆体層42が形成される。なお、酸化物半導体の前駆体層であるチャネル用前駆体層42の厚さ(wet)は特に限定されない。   As already described, in this embodiment, as shown in FIG. 8, a layer of the channel precursor solution is formed on the gate insulator 34 by using a low energy manufacturing process (for example, a printing method or a spin coating method). Thus, the channel precursor layer 42 is formed. Note that the thickness (wet) of the channel precursor layer 42 which is an oxide semiconductor precursor layer is not particularly limited.

その後、予備焼成(「第1予備焼成」ともいう)工程として、所定時間(例えば、3分間)、例えば150℃で加熱することにより、厚みが約600nmのチャネル用前駆体層42を形成する。この第1予備焼成工程は、主にゲート絶縁体34上のチャネル用前駆体層42の定着を目的とするものであるため、後述する第2予備焼成工程を行う場合は、第1予備焼成工程を省略することもできる。   Thereafter, as a pre-baking (also referred to as “first pre-baking”) step, the channel precursor layer 42 having a thickness of about 600 nm is formed by heating at a predetermined time (for example, 3 minutes), for example, 150 ° C. The first pre-baking step is mainly intended for fixing the channel precursor layer 42 on the gate insulator 34. Therefore, when the second pre-baking step described later is performed, the first pre-baking step is performed. Can be omitted.

本実施形態では、その後、チャネル用前駆体層42中のバインダーを分解させるために、所定の温度(該バインダーの90wt%以上(あるいは、95wt%以上又は99wt%以上)を分解し、除去する温度)により第2予備焼成工程が行われる。具体的には、チャネル用前駆体層42を、例えば基板10が載置されるステージのヒーターを120〜160℃で加熱しつつ、オゾン(O)雰囲気下においてチャネル用前駆体層42に対して紫外線(UV)を照射する照射工程が約30分間行われる。なお、本実施形態のチャネル用前駆体層42については、仮に数μm厚の層であっても、約30分間の照射工程が行われる。 In this embodiment, in order to decompose the binder in the channel precursor layer 42 thereafter, a predetermined temperature (90 wt% or more (or 95 wt% or more or 99 wt% or more) of the binder is decomposed and removed). ) To perform the second pre-baking step. Specifically, the channel precursor layer 42 is heated with respect to the channel precursor layer 42 in an ozone (O 3 ) atmosphere, for example, while heating a heater of a stage on which the substrate 10 is placed at 120 to 160 ° C. The irradiation process of irradiating ultraviolet rays (UV) is performed for about 30 minutes. In addition, about the channel precursor layer 42 of this embodiment, even if it is a layer of several micrometers thickness, the irradiation process for about 30 minutes is performed.

上述の照射工程は、主として、チャネル用前駆体溶液について、「液体からゲル状態に至る過程」を担っていると考えられる。この照射工程が、バインダーとしての脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に行われることによって、予備焼成の時間を大幅に短縮することができる。なお、予備焼成工程の比較例の1つとして、前述の照射工程を行わずに、基板10が載置されるステージのヒーターによる加熱処理のみによって所望のチャネル用前駆体層42を形成する方法を採用することは可能である。しかしながら、前述の照射工程を行わない場合は、180℃という比較的高温の条件において、より長時間(例えば、数μm厚の膜の場合は、約2時間〜約3時間)の処理を要する。従って、本実施形態のチャネル用前駆体層42の形成工程においては、前述の照射工程を採用することによって、より低温の加熱を実現するとともに、予備焼成のための時間を50%以上低減することが可能になることを示している。別の見方をすれば、既に述べたとおり、「液体からゲル状態に至る過程」が、バインダーと溶媒を除去する作用を伴うことから、この照射工程を採用すれば、非常に高速にバインダーと溶媒を除去することを実現し得ることができる。   It is considered that the above-described irradiation process is mainly responsible for the “process from a liquid to a gel state” for the channel precursor solution. By performing this irradiation step before all of the aliphatic polycarbonate as the binder is decomposed, the pre-baking time can be greatly shortened. As a comparative example of the preliminary firing step, a method of forming the desired channel precursor layer 42 only by the heat treatment with the heater of the stage on which the substrate 10 is placed without performing the above-described irradiation step. It is possible to adopt. However, in the case where the above-described irradiation step is not performed, processing for a longer time (for example, about 2 hours to about 3 hours in the case of a film having a thickness of several μm) is required under a relatively high temperature condition of 180 ° C. Therefore, in the formation process of the channel precursor layer 42 of the present embodiment, by adopting the above-described irradiation process, lower temperature heating is realized and the time for pre-baking is reduced by 50% or more. Indicates that it will be possible. From another viewpoint, as described above, the “process from the liquid to the gel state” involves the action of removing the binder and the solvent. Therefore, if this irradiation step is adopted, the binder and the solvent are very fast. Can be realized.

ここで、第2予備焼成工程は、常圧の条件下に限られない。例えば、基板やゲート絶縁体などに悪影響を与えない限り、減圧の条件又は高圧の条件も採用し得る。なお、第2予備焼成工程は、酸化物半導体層の表面粗さの増減に影響を与え得る工程であるが、溶媒によって乾燥中の挙動が異なるため、溶媒の種類によって、適宜、第2予備焼成工程の温度の条件が選定される。   Here, the second pre-baking step is not limited to normal pressure conditions. For example, a reduced pressure condition or a high pressure condition may be employed as long as it does not adversely affect the substrate, the gate insulator, and the like. Note that the second pre-baking step is a step that can affect the increase or decrease in the surface roughness of the oxide semiconductor layer, but the behavior during drying differs depending on the solvent. Therefore, the second pre-baking step is appropriately performed depending on the type of the solvent. Process temperature conditions are selected.

また、上述の予備焼成は、例えば、酸素雰囲気中又は大気中(以下、総称して、「酸素含有雰囲気」ともいう。)において行われる。なお、窒素雰囲気中で第2予備焼成工程が行われることも採用し得る一態様である。   In addition, the above pre-baking is performed, for example, in an oxygen atmosphere or in the air (hereinafter collectively referred to as “oxygen-containing atmosphere”). Note that the second pre-baking step is performed in a nitrogen atmosphere.

その後、本焼成、すなわち「焼成工程」として、チャネル用前駆体層42を、例えば、酸素含有雰囲気において、所定時間、200℃以上、より好適には300℃以上、加えて、電気的特性において更に好適には500℃以上の範囲で加熱する。代表的には、10分間〜1時間、450℃〜550℃で加熱する。その結果、図9に示すように、ゲート絶縁体34上に、酸化物半導体層であるチャネル44が形成される。なお、本焼成後の酸化物半導体層の最終的な厚さは、代表的には0.01μm以上10μm以下である。特に、0.01μm程度(つまり、10nm程度)の極めて薄い層が形成された場合であっても、クラックが生じにくいことは、特筆に値する。   Thereafter, as a main firing, that is, a “firing step”, the channel precursor layer 42 is further subjected to, for example, a predetermined time in an oxygen-containing atmosphere at 200 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher, and further in electrical characteristics. Preferably, heating is performed in a range of 500 ° C. or higher. Typically, heating is performed at 450 ° C. to 550 ° C. for 10 minutes to 1 hour. As a result, as illustrated in FIG. 9, a channel 44 that is an oxide semiconductor layer is formed over the gate insulator 34. Note that the final thickness of the oxide semiconductor layer after the main baking is typically 0.01 μm or more and 10 μm or less. In particular, even when a very thin layer of about 0.01 μm (that is, about 10 nm) is formed, it is worthy of special mention that cracks hardly occur.

ここで、この焼成工程における設定温度は、酸化物半導体の形成過程において酸化物半導体の配位子を分解した上でその金属と酸素とが結合する温度であるとともに、示差熱測定法(DTA)における発熱ピーク値の温度以上の温度(第2温度)が選定される。この焼成工程により、チャネル用前駆体層42中のバインダー、分散剤、及び有機溶媒が、確度高く分解及び/又は除去されることになる。   Here, the set temperature in the firing step is a temperature at which the metal and oxygen are bonded after the ligand of the oxide semiconductor is decomposed in the formation process of the oxide semiconductor, and differential calorimetry (DTA). A temperature (second temperature) equal to or higher than the temperature of the exothermic peak value at is selected. By this firing step, the binder, the dispersant, and the organic solvent in the channel precursor layer 42 are decomposed and / or removed with high accuracy.

なお、上述の第1予備焼成工程、第2予備焼成工程、及び本焼成(焼成工程)のいずれにおいても、本実施形態において採用されている紫外線(UV)照射の際の各前駆体に対する加熱方法は特に限定されない。例えば、紫外線(UV)照射が妨げられない限り、恒温槽や電気炉などを用いることも可能である。   Note that, in any of the first pre-baking step, the second pre-baking step, and the main baking (baking step) described above, a heating method for each precursor at the time of ultraviolet (UV) irradiation employed in the present embodiment. Is not particularly limited. For example, a thermostatic bath or an electric furnace can be used as long as ultraviolet (UV) irradiation is not hindered.

チャネル44の形成過程において、脂肪族ポリカーボネートは、焼成分解後において酸化物半導体層中に残存する分解生成物を低減、又は消失させることができるだけでなく、緻密な酸化物半導体層の形成に寄与することができる。従って、脂肪族ポリカーボネートを採用することは本実施形態の好適な一態様である。   In the formation process of the channel 44, the aliphatic polycarbonate not only can reduce or eliminate the decomposition products remaining in the oxide semiconductor layer after the calcination decomposition, but also contributes to the formation of a dense oxide semiconductor layer. be able to. Therefore, employing an aliphatic polycarbonate is a preferred aspect of this embodiment.

なお、本実施形態においては、酸化されたときに酸化物半導体となる金属の化合物とバインダーとの重量比を変動させること、あるいは、バインダー又は金属の化合物の濃度を変えることにより、最終的なチャネル44の厚みを制御することが可能であることも、本願発明者らの研究によって確認された。例えば、非常に薄い層といえる、10nm〜50nmの厚みのチャネル44がクラックを発生させることなく形成され得ることが分かった。なお、前述の薄い層のみならず、50nm以上の厚みの層についても、チャネル用前駆体層42の厚みや、前述の重量比などを適宜調整することにより、比較的容易に形成することができる。なお、一般的には、チャネルに用いられる層の厚みは0.01μm(つまり10nm)以上1μm以下であることから、最終的なチャネル44の厚みを制御することが可能な本実施形態の酸化物半導体の前駆体、並びに酸化物半導体層は、薄膜トランジスタを構成する材料として適しているといえる。   In this embodiment, the final channel can be obtained by changing the weight ratio of the metal compound and the binder, which becomes an oxide semiconductor when oxidized, or by changing the concentration of the binder or metal compound. It was also confirmed by the present inventors' study that the thickness of 44 can be controlled. For example, it has been found that a channel 44 having a thickness of 10 nm to 50 nm, which is a very thin layer, can be formed without generating cracks. It should be noted that not only the aforementioned thin layer but also a layer having a thickness of 50 nm or more can be formed relatively easily by appropriately adjusting the thickness of the channel precursor layer 42, the aforementioned weight ratio, and the like. . In general, the thickness of the layer used for the channel is 0.01 μm (that is, 10 nm) or more and 1 μm or less, so that the final thickness of the channel 44 can be controlled. It can be said that the semiconductor precursor and the oxide semiconductor layer are suitable as materials for forming the thin film transistor.

加えて、本実施形態の酸化物半導体の前駆体を採用すれば、当初はかなり厚膜(例えば、10μm以上)の酸化物半導体の前駆体層を形成したとしても、その後の焼成工程によってバインダー等が高い確度で分解されることになるため、焼成後の層の厚みは、極めて薄く(例えば、10nm〜100nm)なり得る。さらに、そのような薄い層であっても、クラックの発生が無い、又は確度高く抑制されることになる点は、特筆に値する。従って、当初の厚みを十分に確保できる上、最終的に極めて薄い層を形成することも可能な本実施形態の酸化物半導体の前駆体、並びに酸化物半導体層は、低エネルギー製造プロセスや後述する型押し加工によるプロセスにとって極めて適していることが知見された。また、そのような極めて薄い層であってもクラックの発生が無い、又は確度高く抑制される酸化物半導体層の採用は、本実施形態の薄膜トランジスタ100の安定性を極めて高めることになる。   In addition, if the oxide semiconductor precursor of the present embodiment is employed, even if an oxide semiconductor precursor layer having a considerably thick film (for example, 10 μm or more) is initially formed, a binder or the like may be formed by a subsequent baking step. Will be decomposed with high accuracy, the thickness of the layer after firing can be very thin (eg, 10-100 nm). Furthermore, it is worthy of special mention that even such a thin layer will not cause cracks or be suppressed with high accuracy. Therefore, the oxide semiconductor precursor and the oxide semiconductor layer of this embodiment, which can sufficiently secure the initial thickness and can finally form an extremely thin layer, are described in a low-energy manufacturing process or described later. It was found that it is very suitable for the process by stamping. In addition, the use of an oxide semiconductor layer in which even such an extremely thin layer does not generate cracks or is suppressed with high accuracy greatly enhances the stability of the thin film transistor 100 of this embodiment.

さらに、本実施形態においては、上述の酸化物半導体の種類や組み合わせ、バインダーと混合させる比率を適宜調節することにより、チャネルを形成する酸化物半導体層の電気的特性や安定性の向上を図ることができる。   Furthermore, in this embodiment, the electrical characteristics and stability of the oxide semiconductor layer forming the channel are improved by appropriately adjusting the types and combinations of the above-described oxide semiconductors and the ratio of mixing with the binder. Can do.

(4)ソース電極及びドレイン電極の形成
さらにその後、図10に示すように、チャネル44上に、公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングされたレジスト膜90が形成された後、チャネル44及びレジスト膜90上に、公知のスパッタリング法により、ITO層50を形成する。本実施形態のターゲット材は、例えば、5wt%酸化錫(SnO)を含有するITOであり、室温〜100℃の条件下において形成される。その後、レジスト膜90が除去されると、図11に示すように、チャネル44上に、ITO層50によるドレイン電極56及びソース電極58が形成される。
(4) Formation of Source Electrode and Drain Electrode Further, as shown in FIG. 10, after a resist film 90 patterned by a known photolithography method is formed on the channel 44, the channel 44 and the resist film 90 are formed. Then, the ITO layer 50 is formed by a known sputtering method. The target material of the present embodiment is, for example, ITO containing 5 wt% tin oxide (SnO 2 ), and is formed under conditions of room temperature to 100 ° C. Thereafter, when the resist film 90 is removed, the drain electrode 56 and the source electrode 58 made of the ITO layer 50 are formed on the channel 44 as shown in FIG.

その後、図12に示すように、ドレイン電極56、ソース電極58、及びチャネル44上に、公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングされたレジスト膜90が形成された後、レジスト膜90、ドレイン電極56の一部、及びソース電極58の一部をマスクとして、公知のアルゴン(Ar)プラズマによるドライエッチング法を用いて、露出しているチャネル44を除去する。その結果、図13に示すように、パターニングされたチャネル44が形成されることにより、薄膜トランジスタ100が製造される。   Thereafter, as shown in FIG. 12, a resist film 90 patterned by a known photolithography method is formed on the drain electrode 56, the source electrode 58, and the channel 44, and then one of the resist film 90 and the drain electrode 56 is formed. The exposed channel 44 is removed by using a known dry etching method with argon (Ar) plasma using a part of the source electrode 58 and a part of the source electrode 58 as a mask. As a result, as shown in FIG. 13, the patterned channel 44 is formed, whereby the thin film transistor 100 is manufactured.

図14は、本実施形態における薄膜トランジスタ100のId−Vg特性測定の結果の一例を示すグラフである。この例は、本実施形態における照射工程において、基板10が載置されるステージのヒーターを120℃で加熱した場合の結果である。図14に示すように、改善の余地は依然として多く存在するが、低温かつ短時間の処理を実現した薄膜トランジスタ100としての基本的な動作を確認することができた。   FIG. 14 is a graph illustrating an example of a result of Id-Vg characteristic measurement of the thin film transistor 100 according to the present embodiment. This example is a result when the heater of the stage on which the substrate 10 is placed is heated at 120 ° C. in the irradiation step in the present embodiment. As shown in FIG. 14, although there is still a lot of room for improvement, the basic operation of the thin film transistor 100 that realizes low-temperature and short-time processing could be confirmed.

なお、本実施形態においては、上述のドレイン電極56及びソース電極58の代わりに、例えば、印刷法により、ペースト状の銀(Ag)又はペースト状のITO(酸化インジウムスズ)を用いてドレイン電極及びソース電極のパターンを形成する方法は、採用し得る一態様である。また、ドレイン電極56及びソース電極58の代わりに、公知の蒸着法によって形成された金(Au)又はアルミニウム(Al)のドレイン電極及びソース電極のパターンが採用されてもよい。   In this embodiment, instead of the drain electrode 56 and the source electrode 58 described above, the drain electrode and the paste electrode (indium tin oxide) are used by using paste silver (Ag) or paste ITO (indium tin oxide), for example, by a printing method. The method of forming the pattern of the source electrode is one aspect that can be adopted. Instead of the drain electrode 56 and the source electrode 58, a pattern of a drain electrode and a source electrode of gold (Au) or aluminum (Al) formed by a known vapor deposition method may be employed.

<第2の実施形態の変形例(1)>
本実施形態の薄膜トランジスタは、第2の実施形態におけるチャネルの焼成工程(本焼成)後に、さらに紫外線を照射する照射工程が行われている点を除き、第2の実施形態の薄膜トランジスタ100の製造工程及び構成と同様である。従って、第2の実施形態と重複する説明は省略する。
<Modification (2) of the second embodiment>
The thin film transistor of this embodiment is a manufacturing process of the thin film transistor 100 of the second embodiment, except that an irradiation process of irradiating ultraviolet rays is further performed after the channel baking process (main baking) in the second embodiment. And the configuration is the same. Therefore, the description which overlaps with 2nd Embodiment is abbreviate | omitted.

本実施形態では、第2の実施形態におけるチャネルの焼成工程(本焼成)後に、公知の低圧水銀ランプ(株式会社SAMCO製UVオゾンクリーナー、型式:UV−300h−E)を用いて、波長185nmと254nmにスペクトルのピークを持つ紫外線が照射された。その後、第2の実施形態の薄膜トランジスタ100の製造方法と同様の工程が行われた。なお、本実施形態においては、紫外線の波長は特に限定されるものではない。185nm又は254nm以外の紫外線であっても同様の効果が奏され得る。   In the present embodiment, after the channel firing step (main firing) in the second embodiment, using a known low-pressure mercury lamp (SAMCO UV UV cleaner, model: UV-300h-E), the wavelength is 185 nm. Ultraviolet rays having a spectrum peak at 254 nm were irradiated. Thereafter, the same steps as the manufacturing method of the thin film transistor 100 of the second embodiment were performed. In the present embodiment, the wavelength of ultraviolet rays is not particularly limited. Similar effects can be achieved even with ultraviolet rays other than 185 nm or 254 nm.

<第2の実施形態の変形例(2)>
また、第2の実施形態においては、図12に示すように公知のフォトリソグラフィー法
及びドライエッチングによりパターニングされたチャネル44が形成されている。しかし
ながら、例えばスクリーン印刷法に代表される印刷法が採用される場合は、公知のフォトリソグラフィー法及びドライエッチングを用いることなく、図15に示すように、チャネル用前駆体層42の所望のパターンが形成され得る。従って、印刷法が採用されることは、図12に示すパターンの形成工程が不要となるため、好適な一態様である。なお、図15以降の各工程は、図12に示す公知のフォトリソグラフィー法及びドライエッチングに基づく工程を除き、第2の実施形態の各工程に準じて行われる。同様に、薄膜トランジスタ100におけるチャネル以外の各層(ゲート電極24、ゲート絶縁体34等)においても、例えばスクリーン印刷法に代表される印刷法が採用される場合は、公知のフォトリソグラフィー法及びドライエッチングを用いることなくパターンの形成が可能である。
<Modification (2) of Second Embodiment>
In the second embodiment, as shown in FIG. 12, a channel 44 patterned by a known photolithography method and dry etching is formed. However, for example, when a printing method typified by a screen printing method is employed, a desired pattern of the channel precursor layer 42 can be obtained without using a known photolithography method and dry etching, as shown in FIG. Can be formed. Therefore, the adoption of the printing method is a preferred embodiment because the pattern forming step shown in FIG. 12 is not necessary. 15 and the subsequent steps are performed according to the steps of the second embodiment except for the steps based on the known photolithography method and dry etching shown in FIG. Similarly, in each layer (gate electrode 24, gate insulator 34, etc.) other than the channel in the thin film transistor 100, for example, when a printing method typified by a screen printing method is adopted, a known photolithography method and dry etching are performed. A pattern can be formed without using it.

<その他の実施形態>
ところで、上述の各実施形態においては、いわゆる逆スタガ型の構造を有する薄膜トランジスタが説明されているが、上述の各実施形態はその構造に限定されない。例えば、スタガ型の構造を有する薄膜トランジスタのみならず、ソース電極、ドレイン電極、及びチャネルが同一平面上に配置される、いわゆるプレーナ型の構造を有する薄膜トランジスタであっても、上述の各実施形態の効果と同様の効果が奏され得る。さらに、上述の各実施形態のチャネル(すなわち、酸化物半導体層)が基板上に形成されることも採用し得る他の一態様である。
<Other embodiments>
By the way, in each of the above-described embodiments, a thin film transistor having a so-called inverted staggered structure is described, but each of the above-described embodiments is not limited to the structure. For example, not only a thin film transistor having a staggered structure but also a thin film transistor having a so-called planar structure in which a source electrode, a drain electrode, and a channel are arranged on the same plane can achieve the effects of the above-described embodiments. The same effect can be achieved. Furthermore, it is another aspect in which the channel (that is, the oxide semiconductor layer) of each of the above embodiments is formed over a substrate.

以上述べたとおり、上述の各実施形態及び実験例の開示は、それらの実施形態及び実験例の説明のために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。加えて、各実施形態の他の組み合わせを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。   As described above, the disclosure of each of the above-described embodiments and experimental examples is described for explaining the embodiments and experimental examples, and is not described for limiting the present invention. In addition, modifications that exist within the scope of the present invention including other combinations of the embodiments are also included in the scope of the claims.

本発明は、各種の半導体素子を含む携帯端末、情報家電、センサー、その他の公知の電化製品、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)又はNEMS(Nano
Electro Mechanical Systems)、及び医療機器等を含む電子デバイス分野等に広く適用され得る。
The present invention relates to portable terminals including various semiconductor elements, information appliances, sensors, other known electrical appliances, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) or NEMS (Nano
Electro Mechanical Systems) and electronic device fields including medical equipment and the like can be widely applied.

10 基板
24 ゲート電極
32 ゲート絶縁体用前駆体層
34 ゲート絶縁体
42 チャネル用前駆体層
44 チャネル
50 ITO層
56 ドレイン電極
58 ソース電極
90 レジスト膜
100 薄膜トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 24 Gate electrode 32 Gate insulator precursor layer 34 Gate insulator 42 Channel precursor layer 44 Channel 50 ITO layer 56 Drain electrode 58 Source electrode 90 Resist film 100 Thin film transistor

Claims (7)

脂肪族ポリカーボネートからなるバインダー(不可避不純物を含み得る)を含む溶液中に、酸化されたときに金属酸化物となる金属の化合物を分散させた酸化物の前駆体を、基材上又はその上方に層状に形成する前駆体層形成工程と、
前記前駆体の層を加熱することによって前記脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に、オゾン(O)雰囲気下において前記前駆体の層を加熱しつつ前記前駆体の層に対して紫外線(UV)を照射する照射工程と、を含む、
酸化物層の製造方法。
An oxide precursor in which a metal compound that becomes a metal oxide when oxidized is dispersed in a solution containing a binder made of an aliphatic polycarbonate (which may contain inevitable impurities) is formed on or above the substrate. A precursor layer forming step to form a layer;
Before the aliphatic polycarbonate is completely decomposed by heating the precursor layer, ultraviolet rays (UV) are applied to the precursor layer while heating the precursor layer in an ozone (O 3 ) atmosphere. And an irradiation step of irradiating
A method for producing an oxide layer.
前記金属酸化物は、酸化物半導体であり、かつ
前記金属が、インジウム、スズ、亜鉛、カドミウム、チタン、銀、銅、タングステン、ニッケル、インジウム−亜鉛、インジウム−スズ、インジウム−ガリウム−亜鉛、アンチモン−スズ、ガリウム−亜鉛、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物、及びジルコニウム−インジウム−亜鉛の群から選択される1種又は2種以上である、
請求項1に記載の酸化物層の製造方法。
The metal oxide is an oxide semiconductor, and the metal is indium, tin, zinc, cadmium, titanium, silver, copper, tungsten, nickel, indium-zinc, indium-tin, indium-gallium-zinc, antimony. -One or more selected from the group of tin, gallium-zinc, indium-gallium-zinc oxide, and zirconium-indium-zinc,
The manufacturing method of the oxide layer of Claim 1.
前記脂肪族ポリカーボネートが、ポリエチレンカーボネート、及びポリプロピレンカーボネートからなる群から選ばれる少なくとも1種である、
請求項1又は請求項2に記載の酸化物層の製造方法。
The aliphatic polycarbonate is at least one selected from the group consisting of polyethylene carbonate and polypropylene carbonate.
The manufacturing method of the oxide layer of Claim 1 or Claim 2.
請求項1に記載の前記前駆体層形成工程と、
請求項1に記載の前記照射工程と、を含む、
半導体素子の製造方法。
The precursor layer forming step according to claim 1,
The irradiation step according to claim 1,
A method for manufacturing a semiconductor device.
脂肪族ポリカーボネートからなるバインダー(不可避不純物を含み得る)を含む溶液中に、酸化されたときに金属酸化物となる金属の化合物を分散させた酸化物の前駆体の層を加熱することによって前記脂肪族ポリカーボネートの全てが分解する前に、オゾン(O)雰囲気下において前記前駆体の層を加熱しつつ前記前駆体の層に対して紫外線(UV)を照射することにより形成される、
酸化物層。
By heating a precursor layer of an oxide in which a metal compound that becomes a metal oxide when dispersed is heated in a solution containing a binder made of an aliphatic polycarbonate (which may contain unavoidable impurities) Formed by irradiating the precursor layer with ultraviolet rays (UV) while heating the precursor layer in an ozone (O 3 ) atmosphere before all of the group polycarbonate is decomposed.
Oxide layer.
請求項5に記載の酸化物層を備える、
半導体素子。
Comprising the oxide layer of claim 5;
Semiconductor element.
請求項5に記載の酸化物層、又は請求項6に記載の半導体素子を備える、
電子デバイス。
The oxide layer according to claim 5 or the semiconductor element according to claim 6.
Electronic devices.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010010549A (en) * 2008-06-30 2010-01-14 Konica Minolta Holdings Inc Method of manufacturing thin film transistor, and thin film transistor
JP2010097984A (en) * 2008-10-14 2010-04-30 Konica Minolta Holdings Inc Thin-film transistor and manufacturing method thereof
JP2012193073A (en) * 2011-03-16 2012-10-11 Sumitomo Chemical Co Ltd Oxide molded product, oxide sintered compact, and transparent conductive film-forming material
JP2013256437A (en) * 2012-05-15 2013-12-26 Asahi Glass Co Ltd Glass paste

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010010549A (en) * 2008-06-30 2010-01-14 Konica Minolta Holdings Inc Method of manufacturing thin film transistor, and thin film transistor
JP2010097984A (en) * 2008-10-14 2010-04-30 Konica Minolta Holdings Inc Thin-film transistor and manufacturing method thereof
JP2012193073A (en) * 2011-03-16 2012-10-11 Sumitomo Chemical Co Ltd Oxide molded product, oxide sintered compact, and transparent conductive film-forming material
JP2013256437A (en) * 2012-05-15 2013-12-26 Asahi Glass Co Ltd Glass paste

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