JP5904242B2 - 電界効果型トランジスタ、電界効果型トランジスタの活性層に用いられる酸化物半導体、表示素子、画像表示装置及びシステム - Google Patents
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Description
また、ZnO及びIn−Ga−Zn−O系酸化物の結晶構造は、ウルツ型及びホモロガス型の六方晶系で異方性が強いため、薄膜の配向制御が必須で、大面積のディスプレイへの応用には困難が予想される。
そして、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。
(1)ガラス製の基板21上に、100nmの厚さになるようにアルミニウム(Al)を蒸着する。そして、フォトリソグラフィを行ってライン状にパターニングし、ゲート電極26を形成する。
(2)プラズマCVDにより、200nmの厚さになるようにSiO2を成膜し、ゲート絶縁膜25を形成する。
(3)ゲート絶縁膜25上へのレジストの塗布、露光、現像を行い、活性層22に対応した形状にパターニングされたレジスト層を形成する。
(4)高周波スパッタ法により、活性層22となるMg−In系酸化物膜を形成する。
(5)レジストの除去によってリフトオフを行い、活性層22を所望の形状とする。
(6)フォトリソグラフィとリフトオフ法により、厚さ100nmのアルミニウム(Al)からなるソース電極とドレイン電極を形成する。ここでは、チャネル長は50μm、チャネル幅は2mmとした。
(1)ガラス製の基板500上に、200nmの厚さになるようにモリブデン(Mo)をスパッタする。そして、フォトリソグラフィによってライン状にパターニングし、ゲート電極501を形成する。
(2)プラズマCVDにより、ゲート絶縁膜502となるSiNx、活性層503となる非晶質シリコン(a−Si:H)、及びリンのドープされた非晶質シリコン504(n+−a−Si:H)の3層を続けて成膜する。膜厚はそれぞれ、300nm、200nm、50nmである。活性層503の成膜時は、基板温度を250℃とし、SiH4流量35sccm、H2流量35sccm、圧力0.1Torr、パワー密度100mW/cm2とした。n+−a−Si:Hは、活性層503とソース・ドレイン電極505及び506との間のコンタクトを良くするために設けている。続いて、フォトリソグラフィにより、TFTをアイランド化する。
(3)厚さ100nmのアルミニウム(Al)層を形成し、フォトリソグラフィによりソース電極505及びドレイン電極506の形状にこれをパターニングする。
(4)ソース・ドレイン電極505及び506をマスクとして、リアクティブイオンエッチング(RIE)によりバックチャネルをエッチングする。これによりソース電極とドレイン電極の間(チャネル部)のn+−a−Si:Hを除去し、図24の電界効果型トランジスタを得る。チャネル長は50μm、チャネル幅は0.2mmとした。
(1)ガラス製の基板21上に、100nmの厚さになるようにアルミニウム(Al)を蒸着する。そして、フォトリソグラフィによりライン状にパターニングし、ゲート電極26を形成する。
(2)プラズマCVDにより、200nmの厚さになるようにSiO2を成膜し、ゲート絶縁膜25を形成する。
(3)DCスパッタ法により、ソース電極23、ドレイン電極24となるITO膜を形成する。フォトリソグラフィにより、所望の電極形状にパターニングする。
(4)レジストの塗布、露光、現像を行い、活性層22に対応した形状にパターニングされたレジスト層を形成する。
(5)高周波スパッタ法により、活性層22となるMg−In系酸化物膜を形成する。成膜条件は実施例1と同様とする。
(6)レジストの除去によってリフトオフを行い、活性層22を所望の形状とする。
なお、Mg−In系酸化物膜の成膜条件は実施例1と同じであるため、実施例2の膜も非晶質状態であり約10Ωcmの体積抵抗率を持つ。
n系酸化物膜の体積抵抗率を10−2Ωcm以上109Ωcm以下とすることが好ましい。
Claims (11)
- ゲート電圧を印加するためのゲート電極と;
電流を取り出すためのソース電極及びドレイン電極と;
前記ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられ、酸化物半導体からなる活性層と;
前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられたゲート絶縁層と;を備え、
前記酸化物半導体は、LM 2 O 4 (Lはマグネシウムと、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムの中の1または2種以上の元素とからなり、Mはインジウムと、アルミニウム及びガリウムの中の1または2種以上の元素とからなる。)で表されるスピネル化合物を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタ。 - ゲート電圧を印加するためのゲート電極と;
電流を取り出すためのソース電極及びドレイン電極と;
前記ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられ、酸化物半導体からなる活性層と;
前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられたゲート絶縁層と;を備え、
前記酸化物半導体は、少なくともインジウムとマグネシウムを含み、かつアルミニウム、ガリウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの中の1または2種以上の元素を含んで構成されるスピネル化合物を含み、前記マグネシウムの一部がカルシウム、ストロンチウム及びバリウムの少なくともいずれかに置換されていることを特徴とする電界効果型トランジスタ。 - 前記酸化物半導体は、前記インジウムの一部がアルミニウム及びガリウムの少なくともいずれかに置換されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電界効果型トランジスタ。
- 前記酸化物半導体は、体積抵抗率が10−2Ωcm以上、109Ωcm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電界効果型トランジスタ。
- 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乃至4のいずれか一項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;を備える表示素子。 - 前記光制御素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子を含むことを特徴とする請求項5に記載の表示素子。
- 前記光制御素子は、液晶素子を含むことを特徴とする請求項5に記載の表示素子。
- 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5乃至7のいずれか一項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ゲート電圧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;
を備える画像表示装置。 - 請求項8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;を備えるシステム。 - ゲート電圧を印加するためのゲート電極と;
電流を取り出すためのソース電極及びドレイン電極と;
前記ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられた活性層と;
前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられたゲート絶縁層と;
を備える電界効果型トランジスタの活性層に使用される酸化物半導体であって、
LM 2 O 4 (Lはマグネシウムと、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムの中の1または2種以上の元素とからなり、Mはインジウムと、アルミニウム及びガリウムの中の1または2種以上の元素とからなる。)で表されるスピネル化合物を含む酸化物半導体。 - ゲート電圧を印加するためのゲート電極と;
電流を取り出すためのソース電極及びドレイン電極と;
前記ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられた活性層と;
前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられたゲート絶縁層と;
を備える電界効果型トランジスタの活性層に使用される酸化物半導体であって、
少なくともインジウムとマグネシウムを含み、かつアルミニウム、ガリウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの中の1または2種以上の元素を含んで構成されるスピネル化合物を含み、前記マグネシウムの一部がカルシウム、ストロンチウム及びバリウムの少なくともいずれかに置換されている酸化物半導体。
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