JP2020057661A - 電界効果型トランジスタ、及びその製造方法、並びに表示素子、画像表示装置、及びシステム - Google Patents

電界効果型トランジスタ、及びその製造方法、並びに表示素子、画像表示装置、及びシステム Download PDF

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Yuichi Ando
友一 安藤
植田 尚之
Naoyuki Ueda
尚之 植田
中村 有希
Yuki Nakamura
有希 中村
由希子 安部
Yukiko Abe
由希子 安部
真二 松本
Shinji Matsumoto
真二 松本
雄司 曽根
Yuji Sone
雄司 曽根
遼一 早乙女
Ryoichi Saotome
遼一 早乙女
定憲 新江
Sadanori Niie
定憲 新江
嶺秀 草柳
Minehide Kusayanagi
嶺秀 草柳
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Abstract

【課題】 画像表示装置の各表示素子に配置されて用いられる、酸化物半導体を活性層に用いた電界効果型トランジスタにおいて、小面積化が可能な電界効果型トランジスタなどの提供。【解決手段】 ソース電極又はドレイン電極である第1の電極と、前記第1の電極上に配された、酸化物半導体からなる活性層と、前記活性層上に配され、前記第1の電極と対となるソース電極又はドレイン電極である第2の電極と、前記活性層の側面に配されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の前記活性層側と反対側に配されたゲート電極と、を有し、前記活性層の厚みが、1μm以上であり、かつ前記活性層が、空隙を有さず、かつ上面の中央部に凹部を有さない電界効果型トランジスタである。【選択図】図1

Description

本発明は、電界効果型トランジスタ、及びその製造方法、並びに表示素子、画像表示装置、及びシステムに関する。
液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display:LCD)や有機EL(Electro Luminescence)は、有機ELや薄膜トランジスタ(TFT)などの技術向上により、高解像度のディスプレイが開発されている。この傾向は、大型のTV・ディスプレイだけでなく、ノートPCやタブレットPC、電子ブック、スマートフォンにも展開されている。
高解像度の小型の表示装置では、ディスプレイ上に多くの画素が配置され、1画素あたりの画素サイズは小さくなる。加えて、輝度を確保するためには、開口率が重要である。そのため、ディスプレイの各画素に配置されるTFTや配線の面積は、特性を低下させずに小さくすることが求められる。
他方、In−Ga−Zn−O(IGZO)系のn型酸化物半導体が、アモルファスシリコンと比較して高いキャリア移動度を示す半導体であることが見出されている。そして、これらIGZO系酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)の開発が活発化している(例えば、非特許文献1参照)。
そのため、ディスプレイの各画素に配置される、酸化物半導体を活性層に用いた電界効果型トランジスタにおいて、小面積化が可能な電界効果型トランジスタが求められている。
本発明は、画像表示装置の各表示素子に配置されて用いられる、酸化物半導体を活性層に用いた電界効果型トランジスタにおいて、小面積化が可能な電界効果型トランジスタを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の電界効果型トランジスタは、
ソース電極又はドレイン電極である第1の電極と、
前記第1の電極上に配された、酸化物半導体からなる活性層と、
前記活性層上に配され、前記第1の電極と対となるソース電極又はドレイン電極である第2の電極と、
前記活性層の側面に配されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の前記活性層側と反対側に配されたゲート電極と、を有し、
前記活性層の厚みが、1μm以上であり、かつ前記活性層が、空隙を有さず、かつ上面の中央部に凹部を有さない。
本発明によると、画像表示装置の各表示素子に配置されて用いられる、酸化物半導体を活性層に用いた電界効果型トランジスタにおいて、小面積化が可能な電界効果型トランジスタを提供することができる。
図1は、電界効果型ドランジスタの構成例の断面模式図である。 図2は、電界効果型ドランジスタの他の構成例の断面模式図である。 図3は、画素領域の一例の上面模式図である。 図4Aは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その1)。 図4Bは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その2)。 図4Cは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その3)。 図4Dは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その4)。 図4Eは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その5)。 図4Fは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その6)。 図4Gは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その7)。 図4Hは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その8)。 図4Iは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その9)。 図4Jは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その10)。 図4Kは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その11)。 図4Lは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その12)。 図4Mは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その13)。 図4Nは、電界効果型ドランジスタの製造方法の一例を説明するための断面模式図である(その14)。 図5は、ドライプロセスによる孔内への膜形成の様子を説明するための断面模式図である(その1)。 図6Aは、ドライプロセスによる孔内への膜形成の様子を説明するための断面模式図である(その2)。 図6Bは、ドライプロセスによる孔内への膜形成の様子を説明するための断面模式図である(その3)。 図7は、本発明のシステムとしてのテレビジョン装置の一例を示す概略構成図である。 図8は、図7における画像表示装置を説明するための図(その1)である。 図9は、図7における画像表示装置を説明するための図(その2)である。 図10は、図7における画像表示装置を説明するための図(その3)である。 図11は、本発明の表示素子の一例を説明するための図である。 図12は、有機EL素子の一例を示す概略構成図である。 図13は、表示制御装置を説明するための図である。 図14は、液晶ディスプレイを説明するための図である。 図15は、図14における表示素子を説明するための図である。
(電界効果型トランジスタ)
本発明の電界効果型トランジスタは、第1の電極と、活性層(「チャネル層」ともいう)と、第2の電極と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
<第1の電極、及び第2の電極>
前記第1の電極は、ソース電極又はドレイン電極である。
前記第2の電極は、前記第1の電極と対となるソース電極又はドレイン電極である。
即ち、前記第1の電極が、ソース電極である場合、前記第2の電極は、ドレイン電極である。前記第2の電極が、ソース電極である場合、前記第1の電極は、ドレイン電極である。
前記第2の電極は、前記活性層上に配される。
前記第1の電極、及び前記第2の電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、低抵抗化の点から、Au、Al、Cuなどの金属、及びそれらの合金が好ましい。更に、下地との密着性、選択比確保、反射防止などの目的でTi、Mo、W、Nb、Ta、Crなどの膜を合わせ持つ多層膜構造であってもよい。例えば、Ti/Al/Tiの積層膜では、膜厚は50nm/500nm/50nmなどとなる。
前記第1の電極、及び前記第2の電極の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20nm〜1μmが好ましい。
前記第1の電極、及び前記第2の電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、CVD法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法などが挙げられる。
<活性層>
前記活性層は、酸化物半導体からなる。
前記活性層は、前記第1の電極上に配される。
前記活性層の厚みが、1μm以上であり、かつ前記活性層が、空隙を有さず、かつ上面の中央部に凹部を有さない。
前記酸化物半導体は、好適には、後述する酸化物半導体形成用塗布液により形成される。
前記活性層を、後述する電界効果型トランジスタの製造方法により製造することで、スパッタ法やCVD法では作製ができない、厚膜の活性層を、空隙(ボイド)や凹部なく作製することができる。
前記酸化物半導体は、例えば、n型酸化物半導体である。
前記n型酸化物半導体は、例えば、第A元素と、第B元素と、第C元素とを有する。
前記第A元素が、Sc、Y、Ln、B、Al、及びGaの少なくともいずれかである。
前記第B元素が、In、及びTlの少なくともいずれかである。
前記第C元素が、第4族元素、第5族元素、第6族元素、第7族元素、第8族元素、第9族元素、第10族元素、第14族元素、第15族元素、及び第16族元素の少なくともいずれかである。
前記活性層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm以上10μm以下がより好ましく、3μm以上10μm以下が特に好ましい。
<ゲート絶縁膜>
前記ゲート絶縁膜としては、前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられた絶縁膜であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート絶縁膜の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、SiO、SiON、SiNx等の既に広く量産に利用されている材料や、La、ZrO、HfO等の高誘電率材料などが挙げられる。
また、前記ゲート絶縁膜としては、1または2以上のアルカリ土類金属元素と、Ga、Sc、Y、及びランタノイド(Ceを除く)のうち1または2以上の金属元素と、を有するゲート絶縁膜であってもよい。
前記ゲート絶縁膜の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ、化学気相蒸着(CVD)、原子層蒸着(ALD)等の真空成膜法、スピンコート、ダイコート、インクジェット等の印刷法などが挙げられる。
前記ゲート絶縁膜の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50nm〜3μmが好ましく、100nm〜1μmがより好ましい。
<ゲート電極>
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁膜の前記活性層側と反対側に配されている。
前記ゲート電極は、例えば、前記活性層の側面の全周を覆うのではなく、前記活性層の側面の一部に、前記ゲート絶縁膜を介して配されている。
前記ゲート電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、低抵抗化の点から、Au、Al、Cuなどの金属、及びそれらの合金が好ましい。更に、隣接膜との密着性、選択比確保、反射防止などの目的でTi、Mo、W、Nb、Ta、Crなどの膜を合わせ持つ多層膜構造であってもよい。例えば、Ti/Al/Tiの積層膜では、膜厚は50nm/500nm/50nmなどとなる。
前記ゲート電極の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20nm〜1μmが好ましい。
前記ゲート電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、CVD法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法などが挙げられる。
前記電界効果型トランジスタは、駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、電界効果型トランジスタを含み、前記光制御素子を駆動する駆動回路とを有する表示素子の前記電界効果型トランジスタに好適に用いられる。
前記電界効果型トランジスタの構成例を図を用いて説明する。
図1は、電界効果型トランジスタの構成例の断面模式図である。
図1の電界効果型トランジスタは、第1の電極2と、活性層3と、第2の電極4と、ゲート絶縁膜5と、ゲート電極6とを有している。
第1の電極2は、ドレイン電極であり、第1の電極2は、基材1上に形成されている。
活性層3は、第1の電極2上に配されている。
第2の電極4は、活性層3上に配されている。
ゲート絶縁膜5は、活性層3の側面に配されている。
ゲート電極6は、ゲート絶縁膜5の活性層3側と反対側に配されている。ゲート電極6は、活性層3の側面の全周を覆うのではなく、活性層3の側面の一部に、ゲート絶縁膜5を介して配されている。
第2の電極4は、データ信号線7と電気的に接続している。
活性層3の厚み(T)は、1μm以上である。
活性層3は、空隙を有さず、かつ上面の中央部に凹部を有さない。
活性層3の幅(W)は、例えば、1μm〜10μmである。
図2は、電界効果型トランジスタの他の構成例の断面模式図である。
図2の電界効果型トランジスタは、第1の電極2と、活性層3と、第2の電極4と、ゲート絶縁膜5と、ゲート電極6とを有している。
第1の電極2は、ドレイン電極であり、第1の電極2は、基材1上に形成されている。
活性層3は、第1の電極2上に配されている。
第2の電極4は、活性層3上に配されている。第2の電極4は、データ信号線を兼ねている。
ゲート絶縁膜5は、活性層3の側面に配されている。
ゲート電極6は、ゲート絶縁膜5の活性層3側と反対側に配されている。ゲート電極6は、活性層3の側面の全周を覆うのではなく、活性層3の側面の一部に、ゲート絶縁膜5を介して配されている。
活性層3の厚みは、1μm以上である。
活性層3は、空隙を有さず、かつ上面の中央部に凹部を有さない。
前記電界効果型トランジスタは、ソース電極、活性層、及びドレイン電極を、縦方向に積層していることから、必要なチャネル長を確保しても、上面視における面積を小さくできる。そのため、図3に示すような画素領域において、画素領域に占める面積割合を小さくできる。その結果、液晶素子などの光制御素子の大きさを保持したまま、画素領域(表示素子)を小さくすることができる。また、ゲート電極が活性層の側面に沿って縦長に形成されるため、上面視における配線が重なる面積を小さくでき、その結果、寄生容量を小さくすることができる。なお、図3において、符号9は、電界効果型トランジスタとPixcel電極を繋ぐ配線であり、符号10は、電界効果型トランジスタであり、符号14は、データラインであり、符号15は、蓄積容量の上部電極であり、符号16は、蓄積容量のグランドラインであり、符号17は、Pixel容量の下部電極であり、符号18は、蓄積容量の下部電極であり、符号19は、電界効果型トランジスタのゲート電極である。
(電界効果型トランジスタの製造方法)
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、本発明の前記電界効果型トランジスタを製造する方法である。
前記電界効果型トランジスタの製造方法は、膜形成工程と、孔形成工程と、充填工程と、活性層形成工程と、除去工程とを少なくとも含み、好ましくは撥液膜形成工程を含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
<膜形成工程>
前記膜形成工程は、前記第1の電極が配された基板上に、膜を形成する工程である。
前記膜としては、安価に形成可能な点から、シリコン酸化膜が好ましい。
前記膜の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CVDなどが挙げられる。
前記膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記膜の厚みが、およそ活性層の厚み、即ちチャネル長となる点から、1μm以上が好ましく、1μm以上10μm以下がより好ましい。
<孔形成工程>
前記孔形成工程としては、前記膜に前記第1の電極に達する孔を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記膜上に前記孔に対応する開口を有する保護膜を形成した上で、前記膜をエッチングする方法などが挙げられる。前記エッチングは、ウエットエッチングであってもよいし、ドライエッチングであってもよい。
<充填工程>
前記充填工程としては、前記孔に酸化物半導体形成用塗布液を塗布し、前記孔内に前記酸化物半導体形成用塗布液を充填する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スクリーン印刷法、ロールコート法、ディップコート法、スピンコート法、ダイコート法、インクジェット法、ナノインプリント法などが挙げられる。
<<酸化物半導体形成用塗布液>>
前記酸化物半導体形成用塗布液としては、乾燥及び焼成により酸化物半導体を形成できる塗布液であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記酸化物半導体形成用塗布液は、好ましくは、第A元素と、第B元素と、第C元素とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、溶媒などのその他の成分を含有する。この酸化物半導体形成用塗布液により、n型酸化物半導体を形成できる。
前記第A元素は、Sc、Y、Ln(ランタノイド)、B、Al、及びGaの少なくともいずれかである。これらの元素は、第3族、又は第13族に属する。
前記第B元素は、In、及びTlの少なくともいずれかである。これらの元素は、第13族に属する。
前記第C元素は、第4族元素、第5族元素、第6族元素、第7族元素、第8族元素、第9族元素、第10族元素、第14族元素、第15族元素、及び第16族元素の少なくともいずれかである。
前記第B元素は本塗布液の主たる構成要素である。
前記第A元素は、前記第B元素に起因する酸素欠損の生成を抑制する。
前記第C元素は、置換ドーピングを実現する。
前記酸化物半導体形成用塗布液は、溶媒に、前記第A元素、前記第B元素、及び前記第C元素を、無機塩、酸化物、水酸化物、有機酸塩、金属アルコキシド、有機金属、及び金属錯体類の少なくともいずれかとして溶解させたものが好ましい。前記無機塩、前記酸化物、前記水酸化物、前記有機酸塩、前記金属アルコキシド、前記有機金属、及び前記金属錯体類は、前記溶媒中に均一に溶解すればよく、解離してイオンとなっていても構わない。前記無機塩、前記酸化物、前記水酸化物、前記有機酸塩、前記金属アルコキシド、前記有機金属、及び前記金属錯体類が前記酸化物半導体形成用塗布液に溶解している場合には、前記酸化物半導体形成用塗布液中の濃度の偏析などが生じにくいため、前記酸化物半導体形成用塗布液は、長期の使用が可能である。またこの塗布液を用いて作製した薄膜も均一な組成であるためTFTの活性層に用いた場合の特性均一性も良好である。
酸化物半導体に対しては高い移動度が要求されるが、前記第B元素は本塗布液の主たる構成要素であり、本塗布液を用いて作製した酸化物薄膜の電子構造において、伝導帯底部を構成する。即ち、In、及びTlの非占有5s及び6s軌道は有効質量の小さな伝導帯底部を構成し、高い移動度を実現する。同時に前記第B元素の酸化物では酸素欠損が生じやすく、電子キャリアを生成する。しかしながら、この酸素欠損は不安定であり、外部雰囲気や後工程により容易に変化し、電気的な特性が安定しない要因になる。酸素に対する親和性が高い前記第A元素は、このような不安定性を除去するためのものである。本塗布液を用いて作製した酸化物薄膜中に前記第A元素が一定量存在することによって、前記第B元素が形成する電子構造を維持しながら、酸素欠損の生成を抑えることができる。
前記第A元素と、前記第B元素との組み合わせによって酸素欠損を抑えられるので、この状態では電子キャリアは不足している。そこで、前記第C元素を添加することにより、置換ドーピングが実現し、充分な電子キャリアを生成することができる。前記第C元素は酸化物中で正4価から正8価の状態であることが好ましく、それによって有効に電子キャリアを生成する。前記第A元素は、前記第B元素と同様に酸化物中では通常3価であり、キャリアの生成や補償はない。それ故、前記第C元素の添加によって、制御性の良い安定的なキャリア生成を実現できる。
前記第A元素としては、Sc、Y、Ln(ランタノイド)が更に好ましい。これらの元素と前記第B元素(In、及びTl)との複合酸化物は何れもビクスバイト構造をとる。ビクスバイト構造は等方的で、MO(Mは中心金属)八面体が集まった構造をしており、X線回折や電子線回折でアモルファスであったとしてもこの局所構造は維持されている。それ故、前記第C元素を添加した時に、効率よく置換ドーピングが実現する。
前記第A元素のAl、及びGaの酸化物はコランダム及びβ−Ga構造であり、前記第B元素の酸化物の構造とは異なる。しかしながら、何れの構造もMO八面体が主たる配位多面体であるため、低濃度の場合にはビクスバイト構造中に固溶できる。その濃度は条件に依存するが、概ね40at%以下である。
更に、酸化物半導体形成用塗布液は、第1族、第2族、第11族、及び第12族元素を含まないことが好ましい。これらの元素は酸化物中で正1価又は正2価であり、前記第C元素による電子ドーピングの効果を阻害するからである。
前記酸化物半導体形成用塗布液を用いることで、所望の体積抵抗率を有するn型酸化物半導体膜を得ることができる。
なお、前記酸化物半導体形成用塗布液は、その条件、具体的には溶解させる溶媒の種類、組成、濃度によっても、得られるn型酸化物半導体膜の体積抵抗率を制御することが可能である。また、塗布後の熱処理条件、より具体的には、焼成温度、焼成時間、昇温速度、降温速度、焼成中の雰囲気(ガス分率及び圧力)などによっても体積抵抗率を制御することができる。
更に光による原料分解及び反応の促進効果を利用することができる。また、膜を形成した後のアニールによっても体積抵抗率は変化するため、アニール温度や雰囲気を最適化する方法も有効である。
スパッタリング法やレーザーアブレーション法などでは、ターゲットの組成を均一にすることは困難で、特に概ね2%以下のドーパントや微量元素を均一に添加した膜を得ることは困難であった。また、元素毎のスパッタ効率も異なるためターゲットライフ期間内で組成を均一に保つことも困難であった。更には、真空プロセスを使用するため膜中の酸素欠損量を減少させることは困難であり、このことは特性の不安定さに繋がっていた。
前記酸化物半導体形成用塗布液を用いることで、前記真空プロセスにおける問題点は解決し、均一で安定な組成のn型酸化物半導体膜の製造が可能になり、ひいては安定した高性能なn型酸化物半導体TFTの製造が可能になった。
以下、前記酸化物半導体形成用塗布液についてより詳細に説明する。
前記酸化物半導体形成用塗布液は、例えば、前記第A元素を含有する第A元素含有化合物と、前記第B元素を含有する第B元素含有化合物と、前記第C元素を含有する第C元素含有化合物とが、前記溶媒に溶解されてなる。
前記第A元素含有化合物としては、例えば、無機塩、酸化物、水酸化物、有機酸塩、金属アルコキシド、有機金属、金属錯体類などが挙げられる。
前記第B元素含有化合物としては、例えば、無機塩、酸化物、水酸化物、有機酸塩、金属アルコキシド、有機金属、金属錯体類などが挙げられる。
前記第C元素含有化合物としては、例えば、無機塩、酸化物、水酸化物、有機酸塩、金属アルコキシド、有機金属、金属錯体類などが挙げられる。
以下、上記化合物について個別に説明する。
<<<インジウム含有化合物>>>
インジウム(In)は、前記第B元素に属する。
前記インジウム含有化合物は、前記第B元素含有化合物に属する。
前記インジウム含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機インジウム化合物、無機インジウム化合物などが挙げられる。
−有機インジウム化合物−
前記有機インジウム化合物としては、インジウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記インジウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基などが挙げられる。
前記置換基としては、例えば、ハロゲン、テトラヒドロフリル基などが挙げられる。
前記有機インジウム化合物としては、例えば、トリエトキシインジウム、2−エチルヘキサン酸インジウム、インジウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機インジウム化合物−
前記無機インジウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸インジウム、ハロゲン化インジウム、水酸化インジウム、シアン化インジウムなどが挙げられる。
前記オキソ酸インジウムとしては、例えば、硝酸インジウム、硫酸インジウム、炭酸インジウムなどが挙げられる。
前記ハロゲン化インジウムとしては、例えば、フッ化インジウム、塩化インジウム、臭化インジウム、沃化インジウムなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸インジウム、ハロゲン化インジウムが好ましく、硝酸インジウム、塩化インジウムがより好ましい。
前記硝酸インジウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硝酸インジウムの水和物などが挙げられる。前記硝酸インジウムの水和物としては、例えば、硝酸インジウム三水和物、硝酸インジウム五水和物などが挙げられる。
前記硫酸インジウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水硫酸インジウム、硫酸インジウムの水和物などが挙げられる。前記硫酸インジウムの水和物としては、例えば、硫酸インジウム九水和物などが挙げられる。
前記塩化インジウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塩化インジウムの水和物などが挙げられる。前記塩化インジウムの水和物としては、例えば、塩化インジウム四水和物などが挙げられる。
これらのインジウム含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<<タリウム含有化合物>>>
タリウム(Tl)は、前記第B元素に属する。
前記タリウム含有化合物は、前記第B元素含有化合物に属する。
前記タリウム含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機タリウム化合物、無機タリウム化合物などが挙げられる。
−有機タリウム化合物−
前記有機タリウム化合物としては、タリウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記タリウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機タリウム化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸タリウム、マロン酸タリウム、ギ酸タリウム、タリウムエトキシド、タリウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機タリウム化合物−
前記無機タリウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸タリウム、ハロゲン化タリウムなどが挙げられる。
前記オキソ酸タリウムとしては、例えば、硝酸タリウム、硫酸タリウムなどが挙げられる。
前記ハロゲン化タリウムとしては、例えば、フッ化タリウム、塩化タリウム、臭化タリウム、沃化タリウムなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸タリウム、ハロゲン化タリウム、カルボン酸化タリウムが好ましく、硝酸タリウム、塩化タリウム、ギ酸タリウム、2−エチルヘキサン酸タリウムがより好ましい。
前記硝酸タリウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硝酸タリウムの水和物などが挙げられる。前記硝酸タリウムの水和物としては、例えば、硝酸タリウム三水和物などが挙げられる。
前記塩化タリウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塩化タリウムの水和物などが挙げられる。前記塩化タリウムの水和物としては、例えば、塩化タリウム四水和物などが挙げられる。
前記ギ酸タリウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ギ酸タリウムの無水物などが挙げられる。
前記2−エチルヘキサン酸タリウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2−エチルヘキサン酸タリウムの無水物などが挙げられる。
前記タリウム含有化合物には、タリウムが正1価と正3価のものが存在するが、酸化物半導体形成用塗布液の原料としてはどちらでも構わない。焼成後の半導体膜中に於いてタリウムが正3価になるように、焼成条件を適宜選択することが好ましい。
これらのタリウム含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<<スカンジウム含有化合物>>>
スカンジウム(Sc)は、前記第A元素に属する。
前記スカンジウム含有化合物は、前記第A元素含有化合物に属する。
前記スカンジウム含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機スカンジウム化合物、無機スカンジウム化合物などが挙げられる。
−有機スカンジウム化合物−
前記有機スカンジウム化合物としては、スカンジウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記スカンジウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機スカンジウム化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸スカンジウム、スカンジウムイソプロポキシド、スカンジウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機スカンジウム化合物−
前記無機スカンジウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸スカンジウム、ハロゲン化スカンジウムなどが挙げられる。
前記オキソ酸スカンジウムとしては、例えば、硝酸スカンジウム、炭酸スカンジウムなどが挙げられる。
前記ハロゲン化スカンジウムとしては、フッ化スカンジウム、塩化スカンジウム、臭化スカンジウム、沃化スカンジウムなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸スカンジウム、ハロゲン化スカンジウムが好ましく、硝酸スカンジウム、塩化スカンジウムがより好ましい。
前記硝酸スカンジウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硝酸スカンジウムの水和物などが挙げられる。前記硝酸スカンジウムの水和物としては、例えば、硝酸スカンジウム五水和物などが挙げられる。
前記塩化スカンジウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塩化スカンジウムの無水物あるいは水和物などが挙げられる。前記塩化スカンジウムの水和物としては、例えば、塩化スカンジウム六水和物などが挙げられる。
これらのスカンジウム含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<イットリウム含有化合物>>
イットリウム(Y)は、前記第A元素に属する。
前記イットリウム含有化合物は、前記第A元素含有化合物に属する。
前記イットリウム含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機イットリウム化合物、無機イットリウム化合物などが挙げられる。
−有機イットリウム化合物−
前記有機イットリウム化合物としては、イットリウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記イットリウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機イットリウム化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸イットリウム、イットリウムイソプロポキシド、イットリウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機イットリウム化合物−
前記無機イットリウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸イットリウム、ハロゲン化イットリウムなどが挙げられる。
前記オキソ酸イットリウムとしては、例えば、硝酸イットリウム、硫酸イットリウム、炭酸イットリウム、燐酸イットリウムなどが挙げられる。
前記ハロゲン化ストロンチウムとしては、例えば、フッ化イットリウム、塩化イットリウム、臭化イットリウム、沃化イットリウムなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸イットリウム、ハロゲン化イットリウムが好ましく、硝酸イットリウム、塩化イットリウムがより好ましい。
前記硝酸イットリウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硝酸イットリウムの水和物などが挙げられる。前記硝酸イットリウムの水和物としては、例えば、硝酸イットリウム六水和物などが挙げられる。
前記塩化イットリウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水塩化イットリウム、塩化イットリウムの水和物などが挙げられる。前記塩化イットリウムの水和物としては、例えば、塩化イットリウム六水和物などが挙げられる。
これらのイットリウム含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<<ランタノイド含有化合物>>>
ランタノイド(Ln)は、前記第A元素に属する。
前記ランタノイド含有化合物は、前記第A元素含有化合物に属する。
前記ランタノイド含有化合物を代表して、その一例であるランタン含有化合物、セリウム含有化合物、ルテチウム含有化合物を説明する。
<<<<ランタン含有化合物>>>>
ランタン(La)は、ランタノイド(Ln)の一例である。
ランタン(La)は、前記第A元素に属する。
前記ランタン含有化合物は、前記第A元素含有化合物に属する。
前記ランタン含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機ランタン化合物、無機ランタン化合物などが挙げられる。
−有機ランタン化合物−
前記有機ランタン化合物としては、ランタンと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ランタンと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機ランタン化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸ランタン、ランタンイソプロポキシド、ランタンアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機ランタン化合物−
前記無機ランタン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸ランタン、ハロゲン化ランタンなどが挙げられる。
前記オキソ酸ランタンとしては、例えば、硝酸ランタン、硫酸ランタン、炭酸ランタン、燐酸ランタンなどが挙げられる。
前記ハロゲン化ランタンとしては、例えば、フッ化ランタン、塩化ランタン、臭化ランタン、沃化ランタンなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸ランタン、ハロゲン化ランタンが好ましく、硝酸ランタン、塩化ランタンがより好ましい。
前記硝酸ランタンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硝酸ランタンの水和物などが挙げられる。前記硝酸ランタンの水和物としては、例えば、硝酸ランタン四水和物、硝酸ランタン六水和物などが挙げられる。
前記塩化ランタンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水塩化ランタン、塩化ランタンの水和物などが挙げられる。前記塩化ランタンの水和物としては、例えば、塩化ランタン七水和物などが挙げられる。
これらのランタン含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<<<セリウム含有化合物>>>>
セリウム(Ce)は、ランタノイド(Ln)の一例である。
セリウム(Ce)は、前記第A元素に属する。
前記セリウム含有化合物は、前記第A元素含有化合物に属する。
前記セリウム含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機セリウム化合物、無機セリウム化合物などが挙げられる。
−有機セリウム化合物−
前記有機セリウム化合物としては、セリウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記セリウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機セリウム化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸セリウム、セリウムイソプロポキシド、セリウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機セリウム化合物−
前記無機セリウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸セリウム、ハロゲン化セリウムなどが挙げられる。
前記オキソ酸セリウムとしては、例えば、硝酸セリウム、硫酸セリウム、炭酸セリウム、シュウ酸セリウムなどが挙げられる。
前記ハロゲン化セリウムとしては、例えば、フッ化セリウム、塩化セリウム、臭化セリウム、沃化セリウムなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸セリウム、ハロゲン化セリウムが好ましく、硝酸セリウム、塩化セリウムがより好ましい。
前記硝酸セリウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硝酸セリウムの水和物などが挙げられる。前記硝酸セリウムの水和物としては、例えば、硝酸セリウム六水和物などが挙げられる。
前記塩化セリウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水塩化セリウム、塩化セリウムの水和物などが挙げられる。前記塩化セリウムの水和物としては、例えば、塩化セリウム七水和物などが挙げられる。
これらのセリウム含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<<<ルテチウム含有化合物>>>>
ルテチウム(Lu)は、ランタノイド(Ln)の一例である。
ルテチウム(Lu)は、前記第A元素に属する。
前記ルテチウム含有化合物は、前記第A元素含有化合物に属する。
前記ルテチウム含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機ルテチウム化合物、無機ルテチウム化合物などが挙げられる。
−有機ルテチウム化合物−
前記有機ルテチウム化合物としては、ルテチウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ルテチウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機ルテチウム化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸ルテチウム、ルテチウムイソプロポキシド、ルテチウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機ルテチウム化合物−
前記無機ルテチウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸ルテチウム、ハロゲン化ルテチウムなどが挙げられる。
前記オキソ酸ルテチウムとしては、例えば、硝酸ルテチウム、硫酸ルテチウム、炭酸ルテチウム、シュウ酸ルテチウムなどが挙げられる。
前記ハロゲン化ルテチウムとしては、例えば、フッ化ルテチウム、塩化ルテチウム、臭化ルテチウム、沃化ルテチウムなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸ルテチウム、ハロゲン化ルテチウムが好ましく、硝酸ルテチウム、塩化ルテチウムがより好ましい。
前記硝酸ルテチウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硝酸ルテチウムの水和物などが挙げられる。前記硝酸ルテチウムの水和物としては、例えば、硝酸ルテチウム六水和物などが挙げられる。
前記塩化ルテチウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水塩化ルテチウム、塩化ルテチウムの水和物などが挙げられる。前記塩化ルテチウムの水和物としては、例えば、塩化ルテチウム六水和物などが挙げられる。
これらのルテチウム含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<<チタン含有化合物>>>
チタン(Ti)は、前記第C元素に属する。
前記チタン含有化合物は、前記第C元素含有化合物に属する。
前記チタン含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機チタン化合物、無機チタン化合物などが挙げられる。
−有機チタン化合物−
前記有機チタン化合物としては、チタンと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記チタンと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機チタン化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸チタン、チタンイソプロポキシド、チタンアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機チタン化合物−
前記無機チタン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸チタン、ハロゲン化チタンなどが挙げられる。
前記オキソ酸チタンとしては、例えば、硫酸チタン、硫酸酸化チタンなどが挙げられる。
前記ハロゲン化チタンとしては、例えば、フッ化チタン、塩化チタン、臭化チタン、沃化チタンなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸チタン、ハロゲン化チタンが好ましく、硫酸チタン、塩化チタンがより好ましい。
前記硫酸チタンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硫酸チタンの無水物などが挙げられる。
前記塩化チタンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水塩化チタンなどが挙げられる。
これらのチタン含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<<ジルコニウム含有化合物>>>
ジルコニウム(Zr)は、前記第C元素に属する。
前記ジルコニウム含有化合物は、前記第C元素含有化合物に属する。
前記ジルコニウム含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機ジルコニウム化合物、無機ジルコニウム化合物などが挙げられる。
−有機ジルコニウム化合物−
前記有機ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ジルコニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機ジルコニウム化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸ジルコニウム、ジルコニウムイソプロポキシド、ジルコニウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機ジルコニウム化合物−
前記無機ジルコニウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸ジルコニウム、ハロゲン化ジルコニウムなどが挙げられる。
前記オキソ酸ジルコニウムとしては、例えば、硝酸酸化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、水酸化ジルコニウムなどが挙げられる。
前記ハロゲン化ジルコニウムとしては、例えば、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、沃化ジルコニウムなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸ジルコニウム、ハロゲン化ジルコニウムが好ましく、硝酸酸化ジルコニウム、塩化ジルコニウムがより好ましい。
前記硝酸酸化ジルコニウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硝酸酸化ジルコニウムの水和物などが挙げられる。前記硝酸酸化ジルコニウムの水和物としては、例えば、硝酸酸化ジルコニウム二水和物などが挙げられる。
前記塩化ジルコニウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水塩化ジルコニウム、塩化ジルコニル水和物などが挙げられる。
これらのジルコニウム含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
<<<ハフニウム含有化合物>>>
ハフニウム(Hf)は、前記第C元素に属する。
前記ハフニウム含有化合物は、前記第C元素含有化合物に属する。
前記ハフニウム含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機ハフニウム化合物、無機ハフニウム化合物などが挙げられる。
−有機ハフニウム化合物−
前記有機ハフニウム化合物としては、ハフニウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ハフニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機ハフニウム化合物としては、例えば、2−エチルヘキサン酸ハフニウム、ハフニウムブトキシド、ハフニウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。
−無機ハフニウム化合物−
前記無機ハフニウム化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキソ酸ハフニウム、ハロゲン化ハフニウムなどが挙げられる。
前記オキソ酸ハフニウムとしては、例えば、硫酸ハフニウムなどが挙げられる。
前記ハロゲン化ハフニウムとしては、例えば、フッ化ハフニウム、塩化ハフニウム、臭化ハフニウム、沃化ハフニウムなどが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸ハフニウム、ハロゲン化ハフニウムが好ましく、硫酸ハフニウム、塩化ハフニウムがより好ましい。
前記塩化ハフニウムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無水塩化ハフニウム、塩化ハフニウムテトラヒドロフラン錯体などが挙げられる。
これらのハフニウム含有化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
以上では、インジウム(In)、タリウム(Tl)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタノイド〔ランタン(La)、セリウム(Ce)、ルテリウム(Lu)〕、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)に関し、それを含有する化合物について詳細に説明した。同様の説明が、例えば、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)についても、当てはまる。
<<<第C元素含有化合物>>>
前記第C元素含有化合物としては、第4族元素含有化合物、第5族元素含有化合物、第6族元素含有化合物、第7族元素含有化合物、第8族元素含有化合物、第9族元素含化合物、第10族元素含有化合物、第14族元素含有化合物、第15族元素含有化合物、第16族元素含有化合物が挙げられる。
前記第4族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第4族元素としては、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウムなどが挙げられる。
前記第5族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第5族元素としては、例えば、バナジウム、ニオブ、タンタル、などが挙げられる。
前記第6族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第6族元素としては、例えば、クロム、モリブデン、タングステンなどが挙げられる。
前記第7族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第7族元素としては、例えば、マンガン、レニウムなどが挙げられる。
前記第8族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第8族元素としては、例えば、鉄、ルテニウム、オスミウムなどが挙げられる。
前記第9族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第9族元素としては、例えば、コバルト、ロジウム、イリジウムなどが挙げられる。
前記第10族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第10族元素としては、例えば、ニッケル、パラジウム、白金などが挙げられる。
前記第14族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第14族元素としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、スズ、鉛などが挙げられる。
前記第14族元素含有化合物には、第14族元素が正2価と正4価のものが存在するが、酸化物半導体形成用塗布液の原料としてはどちらでも構わない。焼成後の半導体膜中に於いて第14族元素が正4価になるように、焼成条件を適宜選択することが好ましい。
前記第15族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第15族元素としては、例えば、アンチモン、ビスマスなどが挙げられる。
前記第15族元素含有化合物には、第15族元素が正3価と正5価のものが存在するが、酸化物半導体形成用塗布液の原料としてはどちらでも構わない。焼成後の半導体膜中に於いて第15族元素が正5価になるように、焼成条件を適宜選択することが好ましい。
前記第16族元素含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機金属化合物、無機金属化合物などが挙げられる。
前記第16族元素としては、例えば、セレン、テルルなどが挙げられる。
前記第16族元素含有化合物には、第16族元素が正4価と正6価のものが存在するが、酸化物半導体形成用塗布液の原料としてはどちらでも構わない。焼成後の半導体膜中に於いて第16族元素が正6価になるように、焼成条件を適宜選択することが好ましい。
−有機金属化合物−
前記第C元素含有化合物における前記有機金属化合物としては、例えば、前記金属と有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記金属と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機インジウム化合物の説明において例示した前記有機基などが挙げられる。
前記有機金属化合物としては、例えば、カルボン酸塩、金属アルコキシド、アセチルアセトナート錯体、金属カルボニルなどが挙げられる。
−無機金属化合物−
前記第C元素含有化合物における前記無機金属化合物としては、例えば、オキソ酸塩、ハロゲン化物、水酸化物、酸化物、オキシハロゲン化物、シアン化物などが挙げられる。
前記オキソ酸塩としては、例えば、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩などが挙げられる。
前記ハロゲン化物としては、例えば、フッ化物、塩化物、臭化物、沃化物などが挙げられる。
これらの中でも、各種溶媒に対する溶解度が高い点で、オキソ酸塩、ハロゲン化物が好ましく、硝酸塩、塩化物がより好ましい。
これらの化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。
前記第C元素は、原料中における原子価は様々であるが、他の原料と混合、溶解及び焼成時に原子価が前記第A元素及び前記第B元素の原子価3より大きくなり、キャリア電子を生成する効果がある。
前記第C元素によりn型の置換ドーピングが成立するためには、被置換カチオンサイトに価数がより大きい置換カチオンが導入され、尚且つ局所構造が維持されることが重要である。前記酸化物半導体形成用塗布液を使用した場合、焼成後の膜が仮にX線回折でアモルファスに見える(長距離構造に周期性がない)ような場合であっても、短距離及び中距離構造は保持されているため、適切なエネルギーレベルのドーパントを被置換カチオンサイトに導入できればキャリアが生成する。3価のインジウムイオン、及び3価のタリウムイオンの少なくともいずれかに対し、より価数の大きいドーパント、すなわち4価の金属イオン、5価の金属イオン、6価の金属イオン、7価の金属イオン、及び8価の金属イオンの少なくともいずれかで置換することによりn型ドーピングを行い、電子キャリアを生成することができる。
前記酸化物半導体形成用塗布液中の、前記第A元素の原子数の合計(NA)と、前記第B元素の原子数の合計(NB)とは、下記式(1)を満たすことが好ましい。
0.02≦〔NA/NB〕≦0.2 式(1)
ここで、前記第A元素の原子、及び前記第B元素の原子は、イオン状態であってもよい。
また、前記酸化物半導体形成用塗布液中の、前記第C元素の原子数の合計(NC)と、前記第B元素の原子数の合計(NB)とは、下記式(2)を満たすことが好ましい。
0.0001≦〔NC/NB〕≦0.05 式(2)
ここで、前記第B元素の原子、及び前記第C元素の原子は、イオン状態であってもよい。
前記酸化物半導体形成用塗布液は、前記式(1)及び前記式(2)の少なくともいずれかを満たすこと、好ましくは前記式(1)及び前記式(2)を満たすことにより、前記酸化物半導体形成用塗布液を塗布して形成されるn型酸化物半導体膜の体積抵抗率を、電界効果型トランジスタの活性層として有効に機能する体積抵抗率にすることができる。
前記〔NC/NB〕が、前記式(2)を満たすと、得られるn型酸化物半導体膜の体積抵抗率が高すぎず、そのn型酸化物半導体膜を活性層に用いた電界効果型トランジスタは、on/off比が高く、良好なトランジスタ特性を示す。
前記〔NA/NB〕が、前記式(1)を満たすと、得られるn型酸化物半導体膜が酸素欠損に敏感に影響されにくいため、良好な特性が得られるプロセス範囲が広くなる。また、得られるn型酸化物半導体膜の体積抵抗が上昇せず、移動度の低下が生じにくい。
ディスプレイの駆動回路などに用いられる電界効果型トランジスタの活性層に用いる酸化物半導体膜には、高いキャリア移動度と、いわゆるノーマリーオフ特性とを有することが要求される。高いキャリア移動度とノーマリーオフ特性とを実現する為には、酸化物半導体膜の体積抵抗率を10−2Ωcm以上10Ωcm以下にすることが好ましい。
前記活性層に用いる酸化物半導体膜の体積抵抗率が高い場合には、ゲート電圧制御によるオン状態で高いキャリア移動度を実現することが困難になることがある。そのため、酸化物半導体膜の体積抵抗率としては、10Ωcm以下がより好ましい。
前記活性層に用いる酸化物半導体膜の体積抵抗率が低い場合には、ゲート電圧制御によるオフ状態でIds(ドレイン・ソース間電流)を小さくすることが困難になることがある。そのため、酸化物半導体膜の体積抵抗率としては、10−1Ωcm以上がより好ましい。
前記酸化物半導体膜の体積抵抗率を制御する具体的方法としては、一般には膜中の酸素量(酸素欠損の濃度)を調整することによってキャリア濃度を変える方法が用いられている。しかしながらこの方法では、焼成条件によって所望のキャリア濃度を実現しなければならず、プロセスマージンが小さい。また、後工程やバイアスストレスなどの影響により、TFT特性が変化しやすくなる。
本発明では、カチオンを価数の異なるカチオンに置換することによってキャリア濃度を制御する事ができる。この場合、酸素欠損を充分減少させることができるので、安定なTFT特性を得ることができる。
前記n型酸化物半導体膜中の3価の被置換カチオンをより価数の大きい置換カチオンで置換することにより効率よくキャリアを生成することができるため、焼成プロセスで酸素欠損を増加させキャリアを生成させる必要がなくなりプロセス温度を低くすることができる。
前記酸化物半導体形成用塗布液を塗布、焼成するプロセスは大気中で行うことができるため、真空成膜プロセスよりも酸素欠損を充分減少させることができる。
前記酸化物半導体形成用塗布液から形成される酸化物半導体膜の体積抵抗率の制御方法としては、前記式(1)及び前記式(2)の範囲を満たすことが最も有効であり、これにより、TFTの活性層として有効な酸化物半導体膜を得ることができる。
<<<溶媒>>>
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましい。
<<<<有機溶媒>>>>
前記有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機酸、有機酸エステル、芳香族化合物、ジオール、グリコールエーテル、非プロトン性極性溶媒、環状エーテル、アルコール、及びアミノアルコールの少なくともいずれかが好ましい。
−有機酸−
前記有機酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、酢酸、乳酸、プロピオン酸、オクチル酸、ネオデカン酸及びそれらの誘導体などが好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−有機酸エステル−
前記有機酸エステルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、乳酸メチル、プロピオン酸プロピル、及びそれらの誘導体などが好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−芳香族化合物−
前記芳香族化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、及びそれらの誘導体などが好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−非プロトン性極性溶媒−
前記非プロトン性極性溶媒は、原料化合物をよく溶解し、かつ溶解後の安定性が高いため、前記非プロトン性極性溶媒を前記酸化物半導体形成用塗布液に用いることにより、均一性が高く、欠陥の少ないn型酸化物半導体膜を得ることができる。
前記非プロトン性極性溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、イソホロン、炭酸プロピレン、テトラヒドロフラン、ジヒドロフラン−2(3H)−オン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、及びそれらの誘導体などが好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−グリコールエーテル−
前記グリコールエーテルは、前記第A元素含有化合物、前記第B元素含有化合物、及び前記第C元素含有化合物をよく溶解し、かつ溶解後の安定性が高いため、前記グリコールエーテルを前記酸化物半導体形成用塗布液に用いることにより、均一性が高く、欠陥の少ないn型酸化物半導体膜を得ることができる。
前記グリコールエーテルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。前記グリコールエーテル類の炭素数としては、3〜8が好ましい。
前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル、及びプロピレングリコール1−モノブチルエーテルの少なくともいずれかが好ましい。これらのアルキレングリコールモノアルキルエーテルは、沸点が120℃〜180℃程度で、比較的低い焼成温度と短い焼成時間を可能にする。また、焼成後に炭素及び有機物などの不純物が少ない酸化物半導体膜が得られる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記酸化物半導体形成用塗布液における前記グリコールエーテル類の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−ジオール−
前記グリコールエーテルは、ジオールと併用して用いることが好ましい。前記グリコールエーテルは、通常、粘度が1.3cp〜3.5cp程度と低粘度であることから、高粘度のジオールと混合することで、容易に前記酸化物半導体形成用塗布液の粘度を調整することができる。
前記ジオールは、各種金属塩類に配位し金属塩の熱的安定性を高める働きがあると考えられ、安定な前記酸化物半導体形成用塗布液を形成する。
前記ジオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルカンジオール、ジアルキレングリコールが好ましい。前記ジオール類の炭素数としては、2〜6が好ましい。前記ジオール類としては、ジエチレングリコール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、及び1,3−ブタンジオールの少なくともいずれかがより好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記炭素数が、6以下であると、揮発性が高く、形成されるn型酸化物半導体膜に残りにくくなり、焼成後のn型酸化物半導体膜の緻密性を低下させにくい。そして、n型酸化物半導体膜の緻密性が低下した場合には、キャリア移動度が低下し、オン電流が減少することがある。
炭素数2〜6のジオールは、沸点が180℃から250℃程度であることから、前記酸化物半導体形成用塗布液を塗布した後の焼成時に揮発し、n型酸化物半導体膜中に残りにくい。また、粘度が10cp〜110cp程度であることから、前記酸化物半導体形成用塗布液を例えばインクジェット法で塗布する場合に、前記酸化物半導体形成用塗布液が基板などに着弾する際の広がりを抑える効果がある。また、スピンコート法やダイコート法で塗布する場合には、塗布液の粘度を調整することにより膜厚の制御が容易になる。
前記酸化物半導体形成用塗布液における前記有機溶媒の全溶媒に対する含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50質量%〜100質量%が好ましく、80質量%〜100質量%がより好ましい。残部の大部分が代表的な無機溶媒である水の場合は、表面張力が72dyn/cmと大きく、インクジェットでの吐出性が悪く、かつ沸点が100℃と低いためにノズル先端でのインクの乾燥が早く、ノズルが詰まりやすいことがある。更にまた、スピンコート法やダイコート法で塗布する場合には、表面張力が高いため、基材との濡れ性が悪く、均一に塗布できないことがある。前記含有量が、前記より好ましい範囲内であると、表面張力が小さくなり吐出性、及び乾燥性の点で有利である。
前記酸化物半導体形成用塗布液における、前記有機溶媒に対する前記n型酸化物半導体膜の原料(例えば、前記第A元素含有化合物、前記第B元素含有化合物、前記第C元素含有化合物)の割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記有機溶媒1Lに対して、前記n型酸化物半導体膜の原料の合計が0.05mol〜0.5molが好ましい。前記含有割合が、0.05mol以上であると、焼成後に形成されるn型酸化物半導体膜の厚みが薄くならず、連続膜を形成しやすい。また、必要な厚みを得るための重ね塗り回数が少なくなり、高い生産性が得られる。前記含有割合が、0.5mol以下であると、インクジェット法により塗布した際にインクジェットノズル先端でのノズルの詰まりを生じる頻度が少なくなる。
前記酸化物半導体形成用塗布液において、前記第A元素含有化合物、前記第B元素含有化合物、及び前記第C元素含有化合物は、前記有機溶媒に溶解していることが好ましい。
<活性層形成工程>
前記活性層形成工程としては、前記孔内の前記酸化物半導体形成用塗布液を乾燥した後に焼成して、前記孔内に前記酸化物半導体からなる活性層を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記乾燥は、前記酸化物半導体形成用塗布液中の揮発成分を除去できる条件であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、前記乾燥において、揮発成分を完全に除去する必要はなく、焼成を阻害しない程度に揮発成分を除去できればよい。
前記焼成の温度としては、前記塗布液に含有する金属元素が酸化物を形成する温度以上で、かつ基材(塗布対象物)の熱変形温度以下であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、150℃〜600℃が好ましい。
前記焼成の雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸素中や空気中など酸素を含む雰囲気が好ましい。これにより、金属元素の化合物や溶媒中に含まれる有機物や陰イオンを酸化、ガス化するなどして、膜中より除去することができる。また、膜中の酸素欠損を低減し膜質を向上させることによって、前記第C元素の導入によるドーピング効率を向上させることができる。また、これによって、キャリア濃度の制御性を向上させることができる。
前記焼成の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<除去工程>
前記除去工程としては、前記活性層形成工程の後に、前記膜を除去する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記活性層上に保護膜を形成した後に、前記膜を除去するドライエッチングやウエットエッチングを行うことなどが挙げられる。
<撥液膜形成工程>
前記撥液膜形成工程は、前記膜形成工程と前記孔形成工程との間に行われる。
前記撥液膜形成工程は、前記膜上に、前記酸化物半導体形成用塗布液を弾く撥液膜を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記撥液膜を形成することで、孔に塗布液を充填しやすくなる。
前記撥液膜としては、前記膜よりも前記酸化物半導体形成用塗布液を弾く膜であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シランカップリング剤などが挙げられるが、特に限定はしない。
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法を図を用いて説明する。
図4A〜図4Nは、電界効果型トランジスタの製造方法の一例を説明するための概略断面図である。
まず、基材1を用意する(図4A)。基材としては、例えば、ガラス基材、プラスチック基材などが挙げられる。なお、基材1には、表面の清浄化及び密着性向上の点で、酸素プラズマ、UVオゾン、UV照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。
次に、基材1上に第1の電極2(ソース電極)を形成する(図4B)。第1の電極2は、例えば、スパッタ法による成膜後にフォトリソグラフィーによってパターニングする方法などが挙げられる。
次に、基材1及び第1の電極2上に、厚み1μm以上のシリコン酸化膜11を形成する。シリコン酸化膜11の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CVDなどが挙げられる。
次に、シリコン酸化膜11上に、撥液膜12を形成する(図4D)。
次に、シリコン酸化膜11及び撥液膜12に第1の電極2に達する孔3aを形成する(図4E)。例えば、シリコン酸化膜11及び撥液膜12上に孔3aに対応する開口を有する保護膜を形成した上で、シリコン酸化膜11及び撥液膜12をエッチングする方法などが挙げられる。
次に、孔3aに酸化物半導体形成用塗布液3bを塗布し、孔3a内に酸化物半導体形成用塗布液3bを充填する(図4F)。塗布方法としては、例えば、スピンコートなどが挙げられる。スピンコートの場合、撥液膜12上の酸化物半導体形成用塗布液3bは、撥液膜12による撥液性と遠心力とにより、撥液膜12上から移動し易くなる。その結果、孔3a内に酸化物半導体形成用塗布液3bが充填され易くなる。
次に、酸化物半導体形成用塗布液3bを乾燥した後に焼成して、孔3a内に酸化物半導体からなる活性層3を形成する(図4G)。
次に、シリコン酸化膜11及び撥液膜12を除去する(図4H)。
次に、基材1及び活性層3を覆うように絶縁膜5a膜を形成する(図4I)。
次に、絶縁膜5aを覆うように、導電膜6aを形成する(図4J)。
次に、導電膜6aをエッチングにより部分的に残すことで、ゲート電極6を形成する。更に、形成されたゲート電極6と、活性層3との間がゲート絶縁膜5となる(図4K)。
次に、絶縁膜上に同材質の相間絶縁膜13を形成し、更に層間絶縁膜13を平坦化する(図4L)。なお、図4Lにおいて絶縁膜と層間絶縁膜とは一体化して表現した。
次に、層間絶縁膜13に、活性層3に達する孔13a(コンタクトホール)を形成する(図4M)。
次に、孔13a内及び層間絶縁膜13上に第2の電極4を形成する(図4N)。この第2の電極4が、ドレイン電極とデータ信号線とを兼ねる。
なお、塗布法ではなく、スパッタ法やCVDなどのドライプロセスにより孔3a内に活性層3を形成しようとすると、図5に示すように、孔3a内においては、酸化物半導体膜3cは、第1の電極2上のみでなく、絶縁膜11の側面にも形成される。そのような状態を継続させて、酸化物半導体膜3cを厚くしていくと、図6Aに示すように、活性層3内に空隙3d(ボイド)が形成されるか、又は、図6Bに示すように、活性層3の上面の中央部に凹部が形成される。そのため、スパッタ法やCVDなどのドライプロセスでは、空隙(ボイド)や上面の中央部に凹部を形成することなく、厚い活性層(例えば、1μm以上の活性層)を形成することはできない。
(表示素子)
本発明の表示素子は、少なくとも、光制御素子と、前記光制御素子を駆動する駆動回路とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
<光制御素子>
前記光制御素子としては、駆動信号に応じて光出力を制御する素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エレクトロルミネッセンス(EL)素子、エレクトロクロミック(EC)素子、液晶素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。
<駆動回路>
前記駆動回路としては、本発明の前記電界効果型トランジスタを有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<その他の部材>
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
(画像表示装置)
本発明の画像表示装置は、少なくとも、複数の表示素子と、複数の配線と、表示制御装置とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
<複数の表示素子>
前記複数の表示素子としては、マトリックス状に配置された複数の本発明の前記表示素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<複数の配線>
前記複数の配線は、前記複数の表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧と信号電圧とを個別に印加可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<表示制御装置>
前記表示制御装置としては、画像データに応じて、各電界効果型トランジスタのゲート電圧と信号電圧とを前記複数の配線を介して個別に制御可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<その他の部材>
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
(システム)
本発明のシステムは、少なくとも、本発明の前記画像表示装置と、画像データ作成装置とを有する。
前記画像データ作成装置は、表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する。
前記システムは、本発明の前記画像表示装置を備えているため、画像情報を高精細に表示することが可能となる。
以下、本発明の表示素子、画像表示装置、及びシステムを、図を用いて説明する。
まず、本発明のシステムとしてのテレビジョン装置を、図7を用いて説明する。なお、図7の構成は一例であって、本発明のシステムとしてのテレビジョン装置は、これに限定されない。
図7において、テレビジョン装置100は、主制御装置101、チューナ103、ADコンバータ(ADC)104、復調回路105、TS(Transport Stream)デコーダ106、音声デコーダ111、DAコンバータ(DAC)112、音声出力回路113、スピーカ114、映像デコーダ121、映像・OSD合成回路122、映像出力回路123、画像表示装置124、OSD描画回路125、メモリ131、操作装置132、ドライブインターフェース(ドライブIF)141、ハードディスク装置142、光ディスク装置143、IR受光器151、及び通信制御装置152を備える。
映像デコーダ121と、映像・OSD合成回路122と、映像出力回路123と、OSD描画回路125とが、画像データ作成装置を構成する。
主制御装置101は、CPU、フラッシュROM、及びRAMなどから構成され、テレビジョン装置100の全体を制御する。
前記フラッシュROMには、前記CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム、及び前記CPUでの処理に用いられる各種データなどが格納されている。
また、RAMは、作業用のメモリである。
チューナ103は、アンテナ210で受信された放送波の中から、予め設定されているチャンネルの放送を選局する。
ADC104は、チューナ103の出力信号(アナログ情報)をデジタル情報に変換する。
復調回路105は、ADC104からのデジタル情報を復調する。
TSデコーダ106は、復調回路105の出力信号をTSデコードし、音声情報及び映像情報を分離する。
音声デコーダ111は、TSデコーダ106からの音声情報をデコードする。
DAコンバータ(DAC)112は、音声デコーダ111の出力信号をアナログ信号に変換する。
音声出力回路113は、DAコンバータ(DAC)112の出力信号をスピーカ114に出力する。
映像デコーダ121は、TSデコーダ106からの映像情報をデコードする。
映像・OSD合成回路122は、映像デコーダ121の出力信号とOSD描画回路125の出力信号を合成する。
映像出力回路123は、映像・OSD合成回路122の出力信号を画像表示装置124に出力する。
OSD描画回路125は、画像表示装置124の画面に文字や図形を表示するためのキャラクタ・ジェネレータを備えており、操作装置132、IR受光器151からの指示に応じて表示情報が含まれる信号を生成する。
メモリ131には、AV(Audio−Visual)データ等が一時的に蓄積される。
操作装置132は、例えば、コントロールパネルなどの入力媒体(図示省略)を備え、ユーザから入力された各種情報を主制御装置101に通知する。
ドライブIF141は、双方向の通信インターフェースであり、一例としてATAPI(AT Attachment Packet Interface)に準拠している。
ハードディスク装置142は、ハードディスクと、該ハードディスクを駆動するための駆動装置などから構成されている。駆動装置は、ハードディスクにデータを記録するとともに、ハードディスクに記録されているデータを再生する。
光ディスク装置143は、光ディスク(例えば、DVDなど)にデータを記録するとともに、光ディスクに記録されているデータを再生する。
IR受光器151は、リモコン送信機220からの光信号を受信し、主制御装置101に通知する。
通信制御装置152は、インターネットとの通信を制御する。インターネットを介して各種情報を取得することができる。
図8は、本発明の画像表示装置の一例を示す概略構成図である。
図8において、画像表示装置124は、表示器300と、表示制御装置400とを有する。
表示器300は、図9に示されるように、複数(ここでは、n×m個)の表示素子302がマトリックス状に配置されたディスプレイ310を有する。
また、ディスプレイ310は、図10に示されるように、X軸方向に沿って等間隔に配置されているn本の走査線(X0、X1、X2、X3、・・・、Xn−2、Xn−1)と、Y軸方向に沿って等間隔に配置されているm本のデータ線(Y0、Y1、Y2、Y3、・・・、Ym−1)、Y軸方向に沿って等間隔に配置されているm本の電流供給線(Y0i、Y1i、Y2i、Y3i、・・・・・、Ym−1i)とを有する。
よって、走査線とデータ線とによって、表示素子を特定することができる。
以下、本発明の表示素子を図11を用いて説明する。
図11は、本発明の表示素子の一例を示す概略構成図である。
前記表示素子は、一例として図11に示されるように、有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子350と、該有機EL素子350を発光させるためのドライブ回路320とを有している。ドライブ回路320は電流駆動型の2Tr−1Cの基本回路であるが、これに限定されるものではない。即ち、ディスプレイ310は、いわゆるアクティブマトリックス方式の有機ELディスプレイである。
図12は、有機EL素子の一例を示す概略構成図である。
図12において、有機EL素子350は、陰極312と、陽極314と、有機EL薄膜層340とを有する。
陰極312の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金、アルミニウム(Al)−リチウム(Li)合金、ITO(Indium Tin Oxide)などが挙げられる。なお、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金は、充分厚ければ高反射率電極となり、極薄膜(20nm程度未満)では半透明電極となる。図12では陽極側から光を取り出しているが、陰極を透明、又は半透明電極とすることによって陰極側から光を取り出すことができる。
陽極314の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、銀(Ag)−ネオジウム(Nd)合金などが挙げられる。なお、銀合金を用いた場合は、高反射率電極となり、陰極側から光を取り出す場合に好適である。
有機EL薄膜層340は、電子輸送層342と、発光層344と、正孔輸送層346とを有する。電子輸送層342は、陰極312に接続され、正孔輸送層346は、陽極314に接続されている。陽極314と陰極312との間に所定の電圧を印加すると、発光層344が発光する。
ここで、電子輸送層342と発光層344が1つの層を形成してもよく、また、電子輸送層342と陰極312との間に電子注入層が設けられてもよく、更に、正孔輸送層346と陽極314との間に正孔注入層が設けられてもよい。
また、基材側から光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」の場合について説明したが、基材と反対側から光を取り出す「トップエミッション」であってもよい。
図11におけるドライブ回路320について説明する。
ドライブ回路320は、2つの電界効果型トランジスタ10及び20と、キャパシタ30を有する。
電界効果型トランジスタ10は、スイッチ素子として動作する。電界効果型トランジスタ10のゲート電極Gは、所定の走査線に接続され、電界効果型トランジスタ10のソース電極Sは、所定のデータ線に接続されている。また、電界効果型トランジスタ10のドレイン電極Dは、キャパシタ30の一方の端子に接続されている。
電界効果型トランジスタ20は、有機EL素子350に電流を供給する。電界効果型トランジスタ20のゲート電極Gは、電界効果型トランジスタ10のドレイン電極Dと接続されている。そして、電界効果型トランジスタ20のドレイン電極Dは、有機EL素子350の陽極314に接続され、電界効果型トランジスタ20のソース電極Sは、所定の電流供給線に接続されている。
キャパシタ30は、電界効果型トランジスタ10の状態、即ちデータを記憶する。キャパシタ30の他方の端子は、所定の電流供給線に接続されている。
そこで、電界効果型トランジスタ10が「オン」状態になると、信号線Y2を介して画像データがキャパシタ30に記憶され、電界効果型トランジスタ10が「オフ」状態になった後も、電界効果型トランジスタ20を画像データに対応した「オン」状態に保持することによって、有機EL素子350は駆動される。
図13は、本発明の画像表示装置の他の一例を示す概略構成図である。
図13において、画像表示装置は、表示素子302と、配線(走査線、データ線、電流供給線)と、表示制御装置400とを有する。
表示制御装置400は、画像データ処理回路402と、走査線駆動回路404と、データ線駆動回路406とを有する。
画像データ処理回路402は、映像出力回路123の出力信号に基づいて、ディスプレイにおける複数の表示素子302の輝度を判断する。
走査線駆動回路404は、画像データ処理回路402の指示に応じてn本の走査線に個別に電圧を印加する。
データ線駆動回路406は、画像データ処理回路402の指示に応じてm本のデータ線に個別に電圧を印加する。
また、上記実施形態では、光制御素子が有機EL素子の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光制御素子がエレクトロクロミック素子であってもよい。この場合は、上記ディスプレイは、エレクトロクロミックディスプレイとなる。
また、前記光制御素子が液晶素子であってもよく、この場合ディスプレイは、液晶ディスプレイとなり、図14に示されるように、表示素子302’に対する電流供給線は不要となる。また、図15に示されるように、ドライブ回路320’は、電界効果型トランジスタ10及び20と同様の1つの電界効果型トランジスタ40により構成することができる。電界効果型トランジスタ40において、ゲート電極Gが所定の走査線に接続され、ソース電極Sが所定のデータ線に接続されている。また、ドレイン電極Dが、キャパシタ361及び液晶素子370の画素電極に接続されている。
また、前記光制御素子は、電気泳動素子、無機EL素子、エレクトロウェッティング素子であってもよい。
以上、本発明のシステムがテレビジョン装置である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、画像及び情報を表示する装置として画像表示装置124を備えていればよい。例えば、コンピュータ(パソコンを含む)と画像表示装置124とが接続されたコンピュータシステムであってもよい。
また、携帯電話、携帯型音楽再生装置、携帯型動画再生装置、電子BOOK、PDA(Personal Digital Assistant)などの携帯情報機器、スチルカメラやビデオカメラなどの撮像機器における表示手段に画像表示装置124を用いることができる。また、車、航空機、電車、船舶等の移動体システムにおける各種情報の表示手段に画像表示装置124を用いることができる。さらに、計測装置、分析装置、医療機器、広告媒体における各種情報の表示手段に画像表示装置124を用いることができる。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> ソース電極又はドレイン電極である第1の電極と、
前記第1の電極上に配された、酸化物半導体からなる活性層と、
前記活性層上に配され、前記第1の電極と対となるソース電極又はドレイン電極である第2の電極と、
前記活性層の側面に配されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の前記活性層側と反対側に配されたゲート電極と、を有し、
前記活性層の厚みが、1μm以上であり、かつ前記活性層が、空隙を有さず、かつ上面の中央部に凹部を有さないことを特徴とする電界効果型トランジスタである。
<2> 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、電界効果型トランジスタを含み、前記光制御素子を駆動する駆動回路とを有する表示素子の前記電界効果型トランジスタに用いられる前記<1>に記載の電界効果型トランジスタである。
<3> 前記<1>から<2>のいずれかに記載の電界効果型トランジスタを製造する、電界効果型トランジスタの製造方法であって、
前記第1の電極が配された基板上に、膜を形成する膜形成工程と、
前記膜に前記第1の電極に達する孔を形成する孔形成工程と、
前記孔に酸化物半導体形成用塗布液を塗布し、前記孔内に前記酸化物半導体形成用塗布液を充填する充填工程と、
前記孔内の前記酸化物半導体形成用塗布液を乾燥した後に焼成して、前記孔内に前記酸化物半導体からなる活性層を形成する活性層形成工程と、
前記膜を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法である。
<4> 前記膜が、シリコン酸化膜である前記<3>に記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
<5> 前記膜形成工程と前記孔形成工程との間に、前記膜上に、前記酸化物半導体形成用塗布液を弾く撥液膜を形成する撥液膜形成工程を含む前記<4>から<5>のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
<6> 前記酸化物半導体形成用塗布液が、第A元素と、第B元素と、第C元素とを有し、
前記第A元素が、Sc、Y、Ln、B、Al、及びGaの少なくともいずれかであり、
前記第B元素が、In、及びTlの少なくともいずれかであり、
前記第C元素が、第4族元素、第5族元素、第6族元素、第7族元素、第8族元素、第9族元素、第10族元素、第14族元素、第15族元素、及び第16族元素の少なくともいずれかである前記<3>から<5>のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
<7> 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
前記<1>から<2>のいずれかに記載の電界効果型トランジスタを含み、前記光制御素子を駆動する駆動回路と、
を備えることを特徴とする表示素子である。
<8> 前記光制御素子が、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する前記<7>に記載の表示素子である。
<9> 画像データに応じた画像を表示する画像表示装置であって、
マトリックス状に配置された複数の前記<7>から<8>のいずれかに記載の表示素子と、
前記複数の表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧と信号電圧とを個別に印加するための複数の配線と、
前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタの前記ゲート電圧と前記信号電圧とを前記複数の配線を介して個別に制御する表示制御装置と、
を備えることを特徴とする画像表示装置である。
<10> 前記<9>に記載の画像表示装置と、
表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する画像データ作成装置と、
を備えることを特徴とするシステムである。
1 基材
2 第1の電極
3 活性層
4 第2の電極
5 ゲート絶縁膜
6 ゲート電極
特許第4767616号公報
Science、 Vol.300、(2003)1269

Claims (10)

  1. ソース電極又はドレイン電極である第1の電極と、
    前記第1の電極上に配された、酸化物半導体からなる活性層と、
    前記活性層上に配され、前記第1の電極と対となるソース電極又はドレイン電極である第2の電極と、
    前記活性層の側面に配されたゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜の前記活性層側と反対側に配されたゲート電極と、を有し、
    前記活性層の厚みが、1μm以上であり、かつ前記活性層が、空隙を有さず、かつ上面の中央部に凹部を有さないことを特徴とする電界効果型トランジスタ。
  2. 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、電界効果型トランジスタを含み、前記光制御素子を駆動する駆動回路とを有する表示素子の前記電界効果型トランジスタに用いられる請求項1に記載の電界効果型トランジスタ。
  3. 請求項1から2のいずれかに記載の電界効果型トランジスタを製造する、電界効果型トランジスタの製造方法であって、
    前記第1の電極が配された基板上に、膜を形成する膜形成工程と、
    前記膜に前記第1の電極に達する孔を形成する孔形成工程と、
    前記孔に酸化物半導体形成用塗布液を塗布し、前記孔内に前記酸化物半導体形成用塗布液を充填する充填工程と、
    前記孔内の前記酸化物半導体形成用塗布液を乾燥した後に焼成して、前記孔内に前記酸化物半導体からなる活性層を形成する活性層形成工程と、
    前記膜を除去する除去工程と、
    を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。
  4. 前記膜が、シリコン酸化膜である請求項3に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
  5. 前記膜形成工程と前記孔形成工程との間に、前記膜上に、前記酸化物半導体形成用塗布液を弾く撥液膜を形成する撥液膜形成工程を含む請求項4から5のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
  6. 前記酸化物半導体形成用塗布液が、第A元素と、第B元素と、第C元素とを有し、
    前記第A元素が、Sc、Y、Ln、B、Al、及びGaの少なくともいずれかであり、
    前記第B元素が、In、及びTlの少なくともいずれかであり、
    前記第C元素が、第4族元素、第5族元素、第6族元素、第7族元素、第8族元素、第9族元素、第10族元素、第14族元素、第15族元素、及び第16族元素の少なくともいずれかである請求項3から5のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
  7. 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
    請求項1から2のいずれかに記載の電界効果型トランジスタを含み、前記光制御素子を駆動する駆動回路と、
    を備えることを特徴とする表示素子。
  8. 前記光制御素子が、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する請求項7に記載の表示素子。
  9. 画像データに応じた画像を表示する画像表示装置であって、
    マトリックス状に配置された複数の請求項7から8のいずれかに記載の表示素子と、
    前記複数の表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧と信号電圧とを個別に印加するための複数の配線と、
    前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタの前記ゲート電圧と前記信号電圧とを前記複数の配線を介して個別に制御する表示制御装置と、
    を備えることを特徴とする画像表示装置。
  10. 請求項9に記載の画像表示装置と、
    表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する画像データ作成装置と、
    を備えることを特徴とするシステム。

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