TW201210993A - Precursor composition for forming amorphous metal oxide semiconductor layer, amorphous metal oxide semiconductor layer, method for producing same, and semiconductor device - Google Patents

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Description

201210993 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於藉由各種塗佈法用以形成非晶質金屬氧 化物半導體層之前驅物組成物、藉此所得之非晶質金屬氧 化物半導體層與其製造方法、以及含有該半導體層之半導 體裝置。 【先前技術】 非專利文獻1、2中，係揭示有藉由濺鍍法或CVD法形 成非晶質金屬氧化物半導體層來製造出薄膜電晶體之例子 。當使用濺鍍法等之真空蒸鍍系的成膜裝置來形成非晶質 金屬氧化物半導體層時，圖型形成主要是使用依據遮罩蒸 鍍或微影技術所進行之蝕刻法，但該方法被指出具有基板 大型化花費較高成本且步驟繁瑣等問題點。此外，亦有人 提出由此等方法所製作之非晶質金屬氧化物半導體層，該 基板面內與基板間存在較大變動，爲了降低該變動而須在 高溫下進行燒結之問題。 近年來，相對於此等方法，於非專利文獻3〜6和專利 文獻1〜3中，係揭示有藉由塗佈法來進行金屬氧化物半導 體層的成膜，以製造出薄膜電晶體之例子。 在此等使用塗佈法之製造方法中，係將金屬錯合物溶 入於基質溶劑來形成前驅物組成物，並藉由旋轉塗佈或噴 墨塗佈法等之塗佈法塗佈於基板上後，藉由燒結來形成金 屬氧化物半導體層。然而，當使用塑膠基板等之耐熱性弱 -5- 201210993 的基板時，爲了防止熱伸縮或劣化或是基板本身的分解， 係要求一種可在更低溫下，再高也須在較3 00 °C更低之溫 度下形成緊密的非晶質金屬氧化物半導體層之前驅物組成 物。 因此，非專利文獻3中，係揭示有預先藉由對前驅物 組成物進行熱分析來確認其熱分解動作，藉以選擇不會引 起因熱重量減少或熱反應所導致的放熱及吸熱之燒結溫度 ’來決定最適燒結溫度之內容。然而，非專利文獻4中， 係指出當未在遠較引起前驅物組成物的熱重量減少或熱反 應之溫度更高的溫度下進行燒結時，殘留於膜內之雜質會 對裝置的動作產生影響，與藉由真空蒸鍍法所製作之金屬 氧化物半導體層相比，該性能會降低。 此外’專利文獻1及3 ’係提出一種不使用可能有產生 此等殘留物質的疑慮之高沸點有機溶劑，而是使用低沸點 的醇或水之薄膜半導體層的製造方法。然而，此等方法中 ，無法製造出緊密的非晶質金屬氧化物半導體層。 再者’非專利文獻5及6中’於塗佈燒結後在膜表面上 觀察到塗佈不良’並未形成非晶質狀態之緊密的膜。因此 ’雖提出限制材料濃度之方法，但仍存在無法形成充分膜 厚的非晶質金屬氧化物半導體層之問題。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕 專利文獻1:日本國際公開第2009/081862號手冊 專利文獻2 :日本國際公開第2009/119968號手冊 201210993 專利文獻3 :日本特開2 0 1 0 - 0 9 8 3 0 3號公報 〔非專利文獻〕 非專利文獻1 :細野秀雄，透明氧化物功能材料與其 應用，CMC出版，2006年 非專利文獻2 :細野秀雄，20 10年氧化物半導體的最 前線及徹底解說，電子Journal, 2010年 非專利文獻 3 : David S. Ginley, et al，Solution Synthesis and Characterization of Indium-Zinc Formate Precursors for Transparent Conducting Oxides, Inorg. Chem. 49, 5424-543 1 , 20 1 0. 非專利文獻 4: Jooho Moon，et al, Compositional influence on sol-gel-derived amorphous oxide semiconductor thin transistor, App 1. Phys . Lett. 95， 103501, 2009. 非專利文獻 5 : Sung Kyu Park, et al, Effect of Metallic Composition on Electrical Properties of Solution-Processed Indium-Gallium-Zinc-Oxide Thin-Film Transistors, IEEE Transaction on Electron Devices, 57，
No.5, May, 2010. 非專利文獻 6 : Chung-Chih Wu, et al, The Influence of Channel Compositions on the Electrical Properties of Solution-Processed Indium-Zinc-Oxide Thin-Film Transistors, Jour, of Display Technology, 5，No.12， December, 2009 . 201210993 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 本發明在於提供一種可在大氣壓下，藉由塗佈法於低 溫下形成緊密的非晶質金屬氧化物半導體層之非晶質金屬 氧化物半導體層形成用前驅物組成物、非晶質金屬氧化物 半導體層與其製造方法、以及半導體裝置。 (用以解決課題之手段） 本發明之第1觀點，是一種含有以金屬鹽與一級醯胺 與以水爲主體之溶劑之非晶質金屬氧化物半導體層形成用 前驅物組成物； 第2觀點，是如第1觀點之非晶質金屬氧化物半導體層 形成用前驅物組成物’其中前述一級醯胺的含量，相對於 前述金屬鹽爲0.1~100質量％ ; 第3觀點’是如第1觀點或第2觀點之非晶質金屬氧化 物半導體層形成用前驅物組成物，其中前述一級醯胺是由 下列一般式（I)表示之化合物， [化1] 0
Η -8 - 201210993 c 式（I) 中，R1表示氫原子 或是碳原子 數1〜6之分 枝 或 直 鏈 的烷基 ，鍵結有氫原子或 是碳原子數： 1~6之分枝 或 直 鏈 的 烷基之 氧原子，或者是鍵丨 洁有氫原子、 氧原子或 是 碳 原 子 數1 ~6之 .分枝或直鏈的烷基 之氮原子） 第 4觀點， 是如第1觀點至第 3觀點中任一 觀點之非 晶 質 金 屬 氧化物 半導體層形成用前驅物組成物， 其中前述 金 屬 鹽 的 金屬， 係選自由L i、B e、 B、N a、M g 、Al 、 Si 、 K ·· Ca 、 Sc、Ti 、V、C r、Μ η、F e 、Co 、 Ni 、 Cu 、 Zn 、 Ga Ge 、 Rb、Sr 、Υ、Zr、Nb、Mo 、C d、I η、I r、S η ' Sb > Cs Βί ι、La、 Hf、Ta、W、Tl、 P b、B i、C e 、P r、N d 、 Pn 1 、 Ε u、G d、 Tb、Dy、Ho、Er 、Tm、Yb、 L u所組成 之 群組的至少1種； 第5觀點，是如第1觀點至第4觀點中任一觀點之非晶 質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組成物，其中前述金 屬鹽爲無機酸鹽； 第6觀點，是如第5觀點之非晶質金屬氧化物半導體層 形成用前驅物組成物，其中前述無機酸鹽，係選自由硝酸 鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硼酸鹽、鹽酸 鹽及氫氟酸鹽所組成之群組的至少1種； 第7觀點，是如第1觀點至第6觀點中任一觀點之非晶 質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組成物，其係酸性； 第8觀點，是如第7觀點之非晶質金屬氧化物半導體層 形成用前驅物組成物，其中pH値爲1〜3 ; 第9觀點，是一種非晶質金屬氧化物半導體層的製造 -9 · 201210993 方法，其特徵係將塗佈如第1觀點至第8觀點中任一觀點之 非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組成物所形成之 前驅物薄膜，在1 5 0 °C以上且未達3 0 0 eC下進行燒結： 第1 0觀點，是一種非晶質金屬氧化物半導體層，其特 徵係藉由如第9觀點之非晶質金屬氧化物半導體層的製造 方法所製造出； 第1 1觀點，是一種具有如第1 〇觀點之非晶質金屬氧化 物半導體層之半導體裝置。 發明之效果： 根據本發明，藉由形成含有金屬鹽與一級醯胺與以水 爲主體之溶劑之組成物，可成爲一種能夠在大氣壓下，藉 由塗佈法於低溫下形成緊密的非晶質金屬氧化物半導體層 之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組成物。此外 ，若使用該非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組成 物，則可藉由低溫下的燒結而得到緊密的非晶質金屬氧化 物半導體層，並且得到含有非晶質金屬氧化物半導體層之 半導體裝置。 【實施方式】 本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組 成物（以下亦sB載爲「則驅物組成物」），是含有以金屬 鹽與一級醯胺與以水爲主體之溶劑之組成物。前述一級醯 胺的含量’相對於前述金屬鹽爲〇. 1〜1 〇 〇質量％，較佳爲 -10- 201210993 5 ~ 5 0質量％。 本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組 成物所含有之一級醯胺，可列舉出由下列一般式（I )表 示之化合物。所謂鍵結有氫原子或是碳原子數1〜6之分枝 或直鏈的烷基之氧原子，爲-ΟΗ或- OR2 (R2爲碳原子數1〜6 之分枝或直鏈的烷基）。此外，所謂鍵結有氫原子、氧原 子或是碳原子數1〜6之分枝或直鏈的烷基之氮原子，例如 爲-NH2、-NHR3、或-NR4R5 ( R3、R4及R5分別獨立地爲碳 原子數1〜6之分枝或直鏈的烷基）》 [化2] 0
II ，CYH ω
I Η (式（I)中，R1表示氫原子或是碳原子數1〜6之分枝 或直鏈的烷基，鍵結有氫原子或是碳原子數1~6之分枝或 直鏈的烷基之氧原子，或者是鍵結有氫原子、氧原子或是 碳原子數之分枝或直鏈的烷基之氮原子） 一級醯胺的具體例，可列舉出乙醯胺、乙醯脲、丙烯 醯胺、己二酸二醯胺、乙醯醛、半卡腙、偶氮二羧醯胺、 4-胺基-2,3,5,6-四氟苯甲醯胺、β-丙胺酸醯胺鹽酸鹽、L- 丙胺酸醯ί安鹽酸鹽、苯甲醯胺、苄基脲、二脲、縮二脲、 丁基醯胺、3-溴丙酸醯胺、丁基脲、3，5-雙（三氟甲基） -11 - 201210993 苯 甲 醯 胺 、胺基甲 酸三 級丁 酯 、己院 醯胺 、胺基 甲酸 銨 胺 基 甲 酸 乙酯、2- 氯乙 醯胺 2-氯乙 基脲 、巴豆 醯胺 、 2- 氰 基 乙 醯 胺、胺基 甲酸 丁酯 、 胺基甲 酸異 丙酯、 胺基 甲 酸 甲 酯 氰 基乙醯脲 、環 丙烷 碳 醯胺、 環己 基脲、 2,2- 一 氯 醯 胺 、 磷 酸二胺二 脒、 硫酸 弧基腺、 Μ- 二甲基 :脲、 2 ,2- 二 甲 氧 丙 酸醯胺、 乙基 脲、 氟 乙醯胺 、甲 醯胺、 富馬 醯 胺 、 甘 胺 酸 醯胺鹽酸 鹽、 羥基 脲 、乙內 醯脲 酸、2- 羥乙 基 脲 、 七 氟 丁 基醯胺、 2-羥 基異 丁 基醯胺 、異 丁酸醯 胺、 乳 酸 醯 胺 、 馬 來醯胺、 丙二 醯胺 1-甲基 脲、 硝基脲 、草 醯 胺 酸 草 醯 胺酸乙酯 、草 醯胺 草醯胺 酸醯 肼、草 醯胺 酸 丁 酯 、 苯 基 脲、鄰苯 二甲 醯胺 、 丙酸醯 胺、 新戊酸 醯胺 五 氟 苯 甲 醯 胺、五氟 丙酸 醯胺 氨基脲 鹽酸 鹽、琥 珀酸 醯 胺 、 二 氯 乙 醯胺、三 氟甲 醯胺 硝酸脲 、脲 、戊醯 胺等 〇 當 中 較 佳 爲 甲醯胺、 脲、 胺基 甲 酸銨。 此等 1可使月 "種 或 組 合 2種以上使用。 本 發 明之非晶 質金 屬氧 化 物半導 體層 形成用 前驅 物 組 成 物 所 含 有之金屬 鹽的 金屬 ， 例如爲 ，選自 由Li、 Be' B > Na I ' Mg、 Al 、 Si 、 K、 Ca、 Sc 、Ti ' V、C :r ' Μη 、Fe 、 Co Ni > Ci i ' Z η ' G a、G e、R b 、Sr 、 γ 、 z r、N b ' • Μ ο 、 Cd > In 、 Ir 、Sn 、 Sb 、Cs 、B a La、Hf、Ta 、W、 ΤΙ、 Pb 、 B i 、 Ce 、 P r ' N d ' Pm、 Eu、 Gd、Tb ' D y 、Η o、] Er、Τm 、 Yb )' L\ J所 組成之群 :組的 丨至少 1 種。上 述列= 舉出之 金屬 中 ) 較 佳 係 含 有銦（In )' 錫（： 5 η )、鋅 (Zn )中的 任一 種 可 進 — 步 含有鎵（ Ga ) 或鋁 ( Al ) 〇 -12- 201210993 藉由本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅 物組成物所得之非晶質金屬氧化物半導體，可列舉出氧化 銦鎵鋅、氧化銦鎵、氧化銦錫鋅、氧化鎵鋅、氧化銦錫、 氧化銦鋅、氧化錫鋅、氧化鋅、氧化錫，例如爲InGaZnOx 、I n G a Ο X 、 InSnZnOx 、 G a Z η Ο x 、 I n S η Ο x 、 I η Z η O x 、 SnZnOx (均爲 x>〇) 、ZnO、Sn02 等。 此外，所使用之金屬鹽較佳爲無機酸鹽。無機酸鹽例 如可使用選自由硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、碳酸 氫鹽、硼酸鹽、鹽酸鹽及氫氟酸鹽所組成之群組的至少1 種。此外，爲了 .在更低溫下進行塗佈後的加熱處理（燒結 )，無機酸鹽較佳爲鹽酸鹽、硝酸鹽。 當本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物 組成物含有複數種金屬時，各金屬的比率（組成比），只 要可形成期望的非晶質金屬氧化物半導體層者即可，並無 特別限定，例如，選自In或Sn的金屬鹽之鹽中所含有的金 屬（金屬A)，與選自Zn的金屬鹽之鹽中所含有的金屬（ 金屬B)，與選自G a或A1的金屬鹽之鹽中所含有的金屬（ 金屬C)之莫耳比率，較佳係滿足金屬A:金屬B:金屬C :=1 : 0.05〜1 : 〇〜1。例如，由於金屬鹽最佳爲硝酸鹽， 故以使莫耳比率滿足金屬A:金屬B:金屬C: =1: 0.05〜1 :〜1之方式，將各金屬的硝酸鹽溶解於詳細如後述之以 水爲主成分之溶劑，然後進一步構成爲含有上述一般式（ I )等之一級醯胺之水溶液。 本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組 •13- 201210993 成物的溶劑，’係以水爲主體。亦即意味著主溶劑，亦即溶 劑的5 0質量％以上爲水。只要以水爲主體即可，可僅以水 作爲溶劑，或使用水與有機溶劑之混合溶劑。水以外所含 有之有機溶劑的具體例，可列舉出丙二醇單甲醚、丙二醇 單甲醚乙酸酯、丙二醇單丙醚、丁酮 '乳酸乙酯、環己酮 、γ-丁內酯、N -甲基吡咯啶酮、甲醯胺、N，N -二甲基甲醯 胺、Ν,Ν -二甲基乙醯胺、N -甲基-2-2_吡咯啶酮、N -甲基己 內醯胺、二甲基亞颯、四甲基脲、吡啶、二甲基颯 '六甲 基亞颯、甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、正丁醇、2-丁醇 '三級丁醇、1 -戊醇、2 -戊醇' 3 -戊醇、正己醇、環己醇 、2 -甲基-2-丁醇、3 -甲基-2-丁醇、2_甲基-1-丁醇、3_甲 基-1-丁醇、2 -甲基-1-戊醇、2 -甲基-2-戊醇、2 -甲基-3-戊 醇、3-甲基-1·戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4_甲基·2·戊醇、2,2·二甲基_3-戊醇、2,3-二 甲基-3-戊醇、2,4-二甲基-3-戊醇、4,4-二甲基·2-戊醇、3-乙基-3-戊醇、1-庚醇、2·庚醇、3-庚醇、2-甲基_2·己醇、 2-甲基-3-己醇、5 -甲基-1-己醇、5 -甲基-2-己醇、2 -乙基-1-己醇、4 -甲基-3-庚醇、6 -甲基-2-庚醇、1-辛醇、2 -辛醇 、3-辛醇、2-丙基-1-戊醇' 2,4,4 -三甲基-1-戊醇、2,6 -二 甲基-4-庚醇' 3-乙基-2,2-二甲基-戊醇、1-壬醇、2·壬醇 、3,5,5-三甲基-1-己醇、丨·癸醇、2_癸醇、癸醇、3,7 -二 甲基-1 -辛醇、3,7-二甲基-3-辛醇等。此等有機溶劑可組合 2種以上。 本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組 -14- 201210993 成物中的固體含量濃度爲〇·ι質量％以上’較佳爲0_3質量％ 以上，尤佳爲0.5質量％以上。此外’本發明之非晶質金屬 氧化物半導體層形成用前驅物組成物中的固體含量濃度爲 3 〇 . 〇質量％以下，較佳爲2 0.0質量％以下，尤佳爲1 5 · 0質量 %以下。所謂固體含量濃度，是指金屬鹽與一級醯胺的合 計濃度。 本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組 成物較佳爲酸性。此外，本發明之非晶質金屬氧化物半導 體層形成用前驅物組成物的pH値較佳爲1〜3。爲了使pH達 到酸性，可使用選自由硝酸、硫酸、磷酸、碳酸、硼酸、 鹽酸及氫氟酸所組成之群組的至少1種。 本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組 成物的製造方法並無特別限定，例如可將金屬鹽與一級醯 胺混合於以水爲主體之溶劑。 在將本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅 物組成物塗佈於基板來形成前驅物薄膜後，可在低溫下， 例如150°C以上且未達300t下進行燒結而製造出緊密的非 晶質金屬氧化物半導體層。於燒結步驟前，爲了先去除殘 存溶劑’較佳係在5 0 °C以上且未達1 5 0。(：下進行乾燥步驟 作爲前處理。 本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組 成物的塗佈方法’可應用一般所知的方法，例如可列舉出 旋轉塗佈、浸泡塗佈、網版印刷、輥塗佈、噴墨塗佈、壓 模塗佈、轉印印刷法、噴霧法、狹縫塗佈法等。藉由各種 -15- 201210993 塗佈方法塗佈前述前驅物組成物所得之前驅物薄膜的厚度 ，爲lnm〜Ιμιη，較佳爲10~100nm。當無法藉由一次的塗佈 及燒結處理得到期望的厚度時，可重複進行塗佈及燒結處 理的步驟直至成爲期望的厚度。 非晶質金屬氧化物半導體層的形成中，前述塗佈後之 前驅物薄膜的燒結乃爲必要，但本發明之非晶質金屬氧化 物半導體層形成用前驅物組成物，即使在較以往要求300 °C以上的燒結溫度更低之溫度下，亦可形成緊密的非晶質 金屬氧化物半導體層。 該前驅物薄膜的燒結爲用以使金屬鹽進行氧化反應之 步驟。該燒結溫度較佳爲1 5 0 °C以上且未達3 00 °C，尤佳爲 150°C以上2 7 5 t：以下。當然，即使在3 00°C以上且例如500 °C以下進行燒結，亦可製造出非晶質金屬氧化物半導體層 。燒結時間並無特別限定，例如爲3分鐘〜24小時。 藉由如此燒結，可形成非晶質金屬氧化物半導體層。 非晶質金屬氧化物半導體層的厚度並無特別限定，例如爲 5 〜1 0 0 n m 〇 在此’專利文獻1等，係揭示一種使用大氣壓電漿裝 置或微波加熱裝置’在未達3 0 0 °c的燒結（退火）溫度下 進行燒結而製得半導體層之手段。然而，此等裝置的泛用 性低且昂貴，因而要求一種可使用加熱板、IR爐、烘烤箱 等之泛用性高且便宜之裝置，在未達3 00。(：的燒結溫度下 進行燒結而製得半導體層之技術。藉由使用本發明之非晶 質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組成物，可使用加熱 -16- 201210993 板、IR爐、烘烤箱等之泛用性高且便宜之加熱裝置，在未 達300°C的燒結溫度下製得品質高之非晶質金屬氧化物半 導體層。具體而言，該燒結可使用加熱板、烘烤箱、IR爐 等。 ’ 此外，進行前述前驅物薄膜的燒結之氣體環境，不僅 在空氣中或氧氣等之氧化氣體環境中，亦可在氮氣、氦氣 、氬氣等非活性氣體中進行。 讓前述前驅物薄膜形成之基板並無特別限定，例如可 列舉出矽基板、金屬基板、鎵基板、透明電極基板、有機 薄膜基板、塑膠基板、玻璃基板等。具體而言，例如可列 舉出聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二 甲酸乙二酯等之塑膠薄膜；不鏽鋼箔、玻璃等。此外，亦 可爲形成有配線層或電晶體等的電路元件之半導體基板等 〇 本發明之半導體裝置，係含有：在將本發明之非晶質 金屬氧化物半導體層形成用前驅物組成物塗佈於基板來形 成前驅物薄膜後，在低溫下進行燒結而得之非晶質金屬氧 化物半導體層之半導體裝置。 含有本發明之非晶質金屬氧化物半導體層之半導體裝 置’電子載子濃度的下限値爲1012/cm3，藉由控制非晶質 金屬氧化物的組成（構成元素）、組成比、製造條件等， 可調整電子載子濃度。電子載子濃度的下限値爲10l2/cm3 以上’較佳爲1013/cm3以上。此外，電子載子濃度的下限 値爲1 016/cm3以下。 -17- 201210993 含有本發明之非晶質金屬氧化物半導體層之半導體裝 置的薄膜電晶體，只要爲使用前述非晶質金屬氧化物半導 體層者即可，該構成並無特別限定。作爲一例，第1圖~第 3圖係顯示使用本發明之非晶質金屬氧化物半導體層之薄 膜電晶體的構成例。 第1圖及第2圖的例子中，本發明之薄膜電晶體，係於 基板1上形成有閘極電極2，閘極電極2由閘極絕緣膜3所覆 蓋。此外，第1圖的例子中，於閘極絕緣膜3上設置有源極 電極4與汲極電極5，並以覆蓋此等源極電極4與汲極電極5 之方式形成有本發明之非晶質金屬氧化物半導體層6。另 一方面，第2圖的例子中，於閘極絕緣膜3上形成有非晶質 金屬氧化物半導體層6，並於該上方設置源極電極4與汲極 電極5 »此外’第3圖的例子中，於基板1上形成有非晶質 金屬氧化物半導體層6，並以覆蓋非晶質金屬氧化物半導 體層6與基板1兩者之方式設置源極電極4與汲極電極5。然 後’閘極絕緣膜3形成於非晶質金屬氧化物半導體層6與源 極電極4與汲極電極5上，並於該上方設置閘極電極2而構 成。 薄膜電晶體中所使用之電極材料（閘極電極2、源極 電極4和汲極電極5的材料），例如可列舉出金、銀、銅、 鋁、鉬、鈦等之金屬；ITO、IZO、碳黑、富勒烯類、碳奈 米管等之無機材料；聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚芴及此 等的衍生物等之有機π共軛聚合物等。此等電極材料可使 用1種，但以薄膜電晶體的場效遷移、導通/關閉比的提升 -18- 201210993 爲目的，或是以臨限値電壓的控制爲目的，亦可組合複數 種材料。此外，聞極電極、源極電極、汲極電極可分別使 用不同電極材料。 此外，閘極絕緣膜3例如可列舉出氧化矽、氮化矽、 氧化鋁、氧化給、氧化釔等之無機絕緣膜；聚醯亞胺、聚 甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯酚、苯環丁烯等之有機絕緣膜。 此等閘極絕緣膜，可使用1種，但以薄膜電晶體的場效遷 移、導通/關閉比的提升爲目的，或是以臨限値電壓的控 制爲目的，亦可組合複數種膜。 此外，基板1可列舉出與讓上述前驅物薄膜形成之基 板相同的基板。 閘極電極2、源極電極4和汲極電極5的形成方法，一 般係使用真空蒸鍍、濺鍍等，但爲了製造方法的簡化，亦 可爲噴霧塗佈、印刷法、噴墨法等之塗佈法。此外，閘極 絕緣膜3 —般係使用真空蒸鍍、濺鍍等，但爲了製造方法 的簡化，亦可爲噴霧塗佈、印刷法、噴墨法等之塗佈法， 當原料爲矽時，亦可藉由熱氧化來形成。 實施例 [實施例1] 將硝酸銦（III )三水合物〇_ 3 6g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸鋅六水合物 0.10g( Aldrich公司製，、99.999% trace metals basis)與脲 0.05g( 關東化學公司製、特級99.0% )添加於超純水4.50g，攪拌 -19- 201210993 至溶液完全呈透明而形成水溶液，將此設爲前驅物組成 物-1。前驅物組成物-1的p Η爲2.0。藉由旋轉塗佈法將前驅 物組成物-1塗佈於無鹼玻璃上，然後在室溫下靜置30秒後 ，於大氣中置於150 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於3〇〇 °C的加熱板上燒結1 5分鐘。 [實施例2 ] 將硝酸銦（III )三水合物〇.36g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸碎六水合物 0.10g ( Aldrich公司製、99.999% trace metals basis)與甲醯胺 〇.〇5g (東京化成工業公司製、98.5%)添加於超純水4.50g ，攪拌至溶液完全呈透明而形成水溶液，將此設爲前驅物 組成物-2。前驅物組成物-2的pH爲2.2。藉由旋轉塗佈法將 前驅物組成物-2塗佈於無鹼玻璃上，然後在室溫下靜置3 0 秒後，於大氣中置於1 5 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於 3 00 °C的加熱板上燒結15分鐘。 [實施例3 ] 將硝酸銦（III )三水合物0.3 6g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸鋅六水合物 0.10g ( Aldrich公司製、99.999% trace metals basis)與脈 0.05g( 關東化學公司製、特級99.0% )添加於超純水4.28 g與乙醇 〇 · 2 3 g之混合溶液中，攪拌至溶液完全呈透明而形成水溶 液，將此設爲前驅物組成物-3。前驅物組成物-3的pH爲2.0 -20- 201210993 。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-3塗佈於無鹼玻璃上， 然後在室溫下靜置30秒後，於大氣中置於150 °C的加熱板 上乾燥5分鐘後，置於300°C的加熱板上燒結15分鐘。 [實施例4] 將硝酸銦（ΙΠ )三水合物0.27g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸鋅六水合物 0.08g( Aldrich公司製、99.999 % trace metals basis)與硝酸鎵（ III)八水合物 0.10g( Aldrich 公司製、99.999% trace metals basis )與脲0.05g (關東化學公司製、特級99.0% ) 添加於超純水4.5 0g，攪拌至溶液完全呈透明而形成水溶 液，將此設爲前驅物組成物-4。前驅物組成物-4的pH爲2.2 。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-4塗佈於無鹼玻璃上， 然後在室溫下靜置30秒後，於大氣中置於150 °C的加熱板 上乾燥5分鐘後，置於290°C的加熱板上燒結15分鐘。 [實施例5] 將硝酸銦（ΙΠ )三水合物0.27g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸鋅六水合物 0.08g( Aldrich 公司製、99.999% trace metals basis)與硝酸鎵（ III )八水合物 〇.l〇g ( Aldrich 公司製、99.999% trace metals basis )與脲0.05g (關東化學公司製、特級99.0% ) 添加於超純水4.28g與乙醇0.23 g之混合溶液中，攪拌至溶 液完全呈透明而形成水溶液，將此設爲前驅物組成物·5。 •21 - 201210993 前驅物組成物-5的pH爲2.2。藉由旋轉塗佈法將前驅物組 成物-5塗佈於無鹼玻璃上，然後在室溫下靜置30秒後，於 大氣中置於150 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於300 °C的 加熱板上燒結15分鐘。 [實施例6] 將硝酸銦（ΙΠ )三水合物0.3 6g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸辞六水合物 〇_l〇g( Aldrich公司製、99.999% trace metals basis)與甲醯胺 〇.〇5g (東京化成工業公司製、98.5%)添加於超純水4.28g 與乙醇0.2 3 g之混合溶液中，攪拌至溶液完全呈透明而形 成水溶液，將此設爲前驅物組成物-6。前驅物組成物-6的 pH爲2.0。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-6塗佈於無鹼 玻璃上，然後在室溫下靜置3 0秒後，於大氣中置於1 5 0 °C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於3 0 0 °C的加熱板上燒結1 5分 鐘。 [實施例7 ] 將硝酸銦（ΙΠ )三水合物〇.27g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸碎六水合物 〇_〇8g( Aldrich公司製、99.999% trace metals basis)與硝酸嫁（ ΠΙ)八水合物 〇.l〇g( Aldrich 公司製、99.999% trace metals basis)與甲醯胺0.05g (東京化成工業公司製、 9 8.5% )添加於超純水4.5 0g，攪拌至溶液完全呈透明而形 -22 - 201210993 成水溶液，將此設爲前驅物組成物-7。前驅物組成物-7的 pH爲2.2。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-7塗佈於無鹼 玻璃上，然後在室溫下靜置3 0秒後’於大氣中置於1 5 0 °C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於300°C的加熱板上燒結15分 鐘。 [實施例8] 將基板1構成爲上部形成有熱氧化膜（si〇2、閘極絕 緣膜3 )之p型過剩摻雜的矽晶圓（電阻値0.02Ω · cm以下 、熱氧化膜200nm、KST World股份有限公司製），並藉 由1 500m〗/cm2的UV臭氧產生裝置予以洗淨。該基板亦具 有閘極電極的功能。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-1塗 佈於該基板1上以使燒結後的膜厚成爲l〇nm，於大氣中置 於150°C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於300 °C的加熱板上 燒結60分鐘，而形成非晶質金屬氧化物半導體層6。然後 ，在所形成的非晶質金屬氧化物半導體層6上，透過通道 長度90μιη、通道寬度2000μηι、膜厚l〇〇nm的遮罩，藉由真 空蒸鍍法來製作鋁電極，以該2點作爲源極電極4、汲極電 極5’另一方面，藉由金剛石切割刀將基板1表面刮除至熱 氧化膜爲止’並以該處作爲閘極電極而製作出薄膜電晶體 。該薄膜電晶體的構造如第4圖的槪略剖面圖所示。 [實施例9] 藉由1500mJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 -23- 201210993 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-2塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲1 〇nm，於大氣中置於1 50°C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於3 00 °C的加熱板上燒結60分 鐘，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [實施例10] 藉由1 SOOmJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-3塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲l〇nm，於大氣中置於150 °C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於300°C的加熱板上燒結60分 鐘，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [實施例1 1 ] 藉由1 500mJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-6塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲1 〇nm，於大氣中置於1 5 0 °C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於3 0 0 t的加熱板上燒結6 0分 鐘’而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [實施例1 2 ] 藉由1500mJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 -24- 201210993 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-7塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲1 〇nm，於大氣中置於1 5 〇 °C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於300°C的加熱板上燒結60分 鐘，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [實施例13] 藉由1 500m J/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-2塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲10nm，於大氣中置於150°C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於275 °C的加熱板上燒結12小 時，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [實施例14] 藉由1 500m J/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-6塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲1 0 n m，於大氣中置於1 5 0 °C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於275 °C的加熱板上燒結12小 時’而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [實施例15] 藉由1500 m】/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 -25- 201210993 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-1塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲l〇nm，於大氣中置於150t 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於250 °C的加熱板上燒結24小 時，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [實施例1 6 ] 藉由1 50 0m J/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-2塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲10nm，於大氣中置於150 °C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於2 5 0 °C的加熱板上燒結2 4小 時，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [實施例口] 藉由1 500m J/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-6塗佈於該 基板上以使燒結後的膜厚成爲1 Onm，於大氣中置於1 5 0 °C 的加熱板上乾燥5分鐘後，置於2 5 0 °C的加熱板上燒結2 4小 時，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實施 例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [比較例1 ] 將硝酸銦（11丨）三水合物〇.27£(八1(11^11公司製、 -26- 201210993 99.999% trace metals basis)與硝酸鋅六水合物 0.08g( Aldrich公司製、99.999% trace metals basis)添加於超純 水4.50g，攪拌至溶液完全呈透明而形成水溶液，將此設 爲前驅物組成物-R1。前驅物組成物-R1的pH爲1.9。藉由 旋轉塗佈法將前驅物組成物-R 1塗佈於無鹼玻璃上，然後 在室溫下靜置30秒後，於大氣中置於150°C的加熱板上乾 燥5分鐘後，置於300 °C的加熱板上燒結15分鐘。 [比較例2 ] 將硝酸銦（III )三水合物〇.27g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸鉢六水合物 0.08g( Aldrich公司製、99.999% trace metals basis)添加於 2 -甲 氧乙醇4.50g (東京化成工業公司製、99.0%)，攪拌至溶 液完全呈透明而形成溶液，將此設爲前驅物組成物-R2。 前驅物組成物-R2的pH，由於爲有機溶劑組成物，故無法 測定。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R2塗佈於無鹼玻 璃上，然後在室溫下靜置3 0秒後，於大氣中置於1 5 0 °C的 加熱板上乾燥5分鐘後，置於3 00 °C的加熱板上燒結15分鐘 [比較例3 ] 將硝酸銦（III )三水合物0.2 7g ( Aldrich公司製、 99.999% trace metals basis)與硝酸鋅六水合物 〇.〇8g ( Aldrich 公司製、99.999% trace metals basis)添加於乙醇 -27- 201210993 4· 5 0g (關東化學公司製、特級99.5% )，攬拌至溶液完全 呈透明而形成溶液，將此設爲前驅物組成物-R3。前驅物 組成物-R3的pH，由於爲有機溶劑組成物，故無法測定。 藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R 3塗佈於無鹼玻璃上， 然後在室溫下靜置30秒後，於大氣中置於1 5〇°C的加熱板 上乾燥5分鐘後，置於3 00°C的加熱板上燒結15分鐘。 [比較例4] 將硝酸銦（ΙΠ )三水合物〇.36g ( Aldrich公司製、 9 9.999% trace metals basis)與硝酸鋅六水合物 0.10g ( Aldrich公司製、99.999% trace metals basis)與 2-胺基乙 醇0.05 g (東京化成工業公司製、99.0% )添加於超純水 4.5 0g，攪拌至溶液完全呈透明而形成水溶液，將此設爲 前驅物組成物-R4。前驅物組成物-R4的pH爲2.5。藉由旋 轉塗佈法將前驅物組成物-R4塗佈於無鹼玻璃上，然後在 室溫下靜置30秒後，於大氣中置於1 50 t的加熱板上乾燥5 分鐘後，置於3 0CTC的加熱板上燒結1 5分鐘。 [比較例5 ] 將硝酸銦（III )三水合物0.3 6g ( Aldrich公司製、 99.999 % trace metals basis)與硝酸鋅六水合物 0.10g ( Aldrich 公司製、99.999% trace metals basis)與甘油 0.05g (東京化成工業公司製、99.0% )添加於超純水4.5 0g，攪 拌至溶液完全呈透明而形成水溶液，將此設爲前驅物組成 -28- 201210993 物-R5。前驅物組成物-R5的pH爲2.1。藉由旋轉塗佈法將 前驅物組成物-R5塗佈於無鹼玻璃上，然後在室溫下靜置 3〇秒後，於大氣中置於15(TC的加熱板上乾燥5分鐘後，置 於3 00°C的加熱板上燒結1 5分鐘。 [比較例6 ] 藉由l5〇OmJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R 3塗佈於 該基板上以使燒結後的膜厚成爲10nm，於大氣中置於150 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於3 00 °C的加熱板上燒結60 分鐘，而形成非晶質金屬氧化物半導體層’。然後進行與實 施例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [比較例7] 藉由l5〇OmJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R4塗佈於 該基板上以使燒結後的膜厚成爲1 0 n m，於大氣中置於1 5 0 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於3 00°C的加熱板上燒結60 分鐘’而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實 施例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [比較例8 ] 藉由15〇〇mj/cm2的uv臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R5塗佈於 -29 - 201210993 該基板上以使燒結後的膜厚成爲1 Onm，於大氣中置於1 50 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於3 0 0 °C的加熱板上燒結6 0 分鐘，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實 施例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [比較例9] 藉由1500mJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R 5塗佈於 該基板上以使燒結後的膜厚成爲l〇nm，於大氣中置於150 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於2 75 °C的加熱板上燒結12 小時，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實 施例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [比較例10] 藉由1500mJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R3塗佈於 該基板上以使燒結後的膜厚成爲1 Onm，於大氣中置於1 5 0 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於2 5 0 °C的加熱板上燒結2 4 小時，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實 施例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [比較例1 1 ] 藉由1500 m J/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R 4塗佈於 -30- 201210993 該基板上以使燒結後的膜厚成爲l〇nm，於大氣中置於150 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於2 50 °C的加熱板上燒結24 小時，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實 施例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 [比較例12] 藉由1 5 00mJ/cm2的UV臭氧產生裝置來洗淨與實施例8 相同的基板。藉由旋轉塗佈法將前驅物組成物-R5塗佈於 該基板上以使燒結後的膜厚成爲l〇nm，於大氣中置於150 °C的加熱板上乾燥5分鐘後，置於2 5 0 °C的加熱板上燒結2 4 小時，而形成非晶質金屬氧化物半導體層。然後進行與實 施例8相同的操作而製作出薄膜電晶體。 (掃描型電子顯微鏡觀察） 藉由掃描型電子顯微鏡（Hitachi High Technologies 股份有限公司製 S4800)，將在實施例1〜7及比較例1〜5中 所製作之無鹼玻璃基板上之金屬氧化物半導體層的表面擴 大2 5,000倍來進行觀察。作爲該結果的例子，實施例1如 第5圖所示，比較例1如第6圖所示，實施例4如第7圖所不 。該結果係表示出在實施例1 ~7中所製作之金屬氧化物半 導體層’其整體爲緊密且均一之非晶質層。另一方面，比 較例1及2中，係觀察到存在凹凸且不均一，與實施例1〜7 相比，形成有緊密性顯著劣化之層。且，在實施例1〜7所 作成的膜爲非晶質的事實，藉由電子束繞射（奈米束電子 -31 - 201210993 束繞射），可觀察到對來自非晶質之暈環而得到確認。此 外，比較例1及比較例2，並非非晶質，而是結晶的金屬氧 化物半導體層。 (燒結下限溫度的測定） 對實施例及比較例1〜5，藉由TG-DAT來求取形成 各金屬氧化物半導體層之溫度。測定係使用TG-DTA分析 裝置（Bruker AXS股份有限公司製、TG-DTA/MS96 1 0 )， 取得以每分鐘升溫5°C從室溫至450°C之TG-DTA曲線。作 爲該結果的例子，實施例1如第8圖所示。如第8圖所示， 由於DTA曲線的最後吸熱峰値溫度（第8圖中記載爲D1) 與TG曲線之重量減少的停止溫度幾乎一致，因此將D 1 ( °C )設爲「燒結下限溫度」。燒結下限溫度，爲前驅物組 成物中的金屬鹽開始進行氧化反應而形成金屬氧化物半導 體層之溫度。該結果爲：實施例1〜7及比較例1的前驅物組 成物中，燒結下限溫度未達30CTC，具體而言爲240°C以下 ，相對於此，比較例2~5中係超過300°C。 (薄膜電晶體的測定） 對於在實施例8〜1 7及比較例6〜1 2中所製作之薄膜電晶 體，係在真空（5x10_2Pa)的屏蔽箱中，使用半導體參數 分析儀HP4 15 6C ( Agilent Technology股份有限公司製）來 進行電特性評估。閘極偏壓係從-20V至+20V進行掃描（ Sweep )，汲極偏壓則觀測+20V時之汲極電流的增加（傳 -32- 201210993 達特性）。從測定出之數據中來算出遷移率（cm2/Vs )與 ΟΝ/OFF比（LOG値）。薄膜電晶體的測定，係在調整爲室 溫23±3°C、溼度40%±10%之恆溫室中進行。 該結果爲：在實施例8〜1 7及比較例1 〇中所製作之薄膜 電晶體，當將閘極偏壓往加（正）側進行掃描時，顯示出 η型的強化動作，可確認其作爲n型半導體來進行動作。此 外’通常含有鎵之非晶質金屬氧化物半導體的遷移率較小 ’ ί旦使用本發明之非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅 物組成物之實施例1 2中，該遷移率相對較高，可充分用作 爲薄膜電晶體之値。另一方面，比較例6~9、1 1、1 2中， 未顯示出η型的強化動作，其未作爲η型半導體來進行動作 〇 [第1表] ------Ί 層表面緊密性 燒結下限溫度(t:) 實施例1 〇 2 2 0 實施例2 〇 2 4 0 』施例3 — 〇 2 2 0 _實施例4 〇 2 2 0 實施例5 --------- __ 〇 2 2 0 實施例6 Γ 〇 240 』施例7 〇 2 4 0 _比較例1 X 2 2 0 · : * 1 „ X 3 3 0 比較例3 ---一 〇 3 10 Jt較例4 〇 3 3 0 比較例5 〇 3 3 0 -33- 201210993 [第2表] 前驅物組成物 遷移率 [c m2/V s ] ◦N/OFF比 [L o g値] 實施例8 1 1.3 0 8. 9 實施例9 2 5.2 0 8. 6 實施例1 0 3 1.2 0 8. 5 實施例1 1 6 4. 2 0 8. 4 實施例1 2 7 0.5 0 7. 7 實施例1 3 2 1.84 7. 5 實施例1 4 6 1.84 7. 7 實施例1 5 1 0.12 6. 0 實施例1 6 2 1.2 1 6. 9 實施例1 7 6 1.0 0 7. 4 比較例6 R3 一 — 比較例7 R4 — — 比較例8 R5 一 — 比較例9 R5 一 一 比較例1 0 R3 0.0 7 4. 8 比較例1 1 R4 — — 比較例1 2 R5 — 一 產業上之可利用性： 根據本發明，可藉由低溫下的燒結來形成均一且緊密 的非晶質金屬氧化物半導體層，含有本發明之非晶質金屬 氧化物半導體層之半導體裝置，可應用作爲家電、電腦、 汽車、機械等所有領域的半導體裝置。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示薄膜電晶體之構造的一例之槪略剖面圖 〇 第2圖係顯示薄膜電晶體之構造的一例之槪略剖面圖 •34- 201210993 第3圖係顯示薄膜電晶體之構造的一例之槪略剖面圖 〇 第4圖係顯示實施例及比較例之薄膜電晶體的構造之 槪略剖面圖。 第5圖爲實施例1中所得之非晶質金屬氧化物層之掃描 型電子顯微鏡照片。 第6圖爲比較例1中所得之金屬氧化物層之掃描型電子 顯微鏡照片。 第7圖爲實施例4中所得之非晶質金屬氧化物層之掃描 型電子顯微鏡照片。 第8圖爲實施例1中所得之前驅物組成物-1之τ G - D T A 曲線。 【主要元件符號說明】 1 :基板 2 :閘極電極 3 :閘極絕緣膜 4 :源極電極 5 :汲極電極 6 :非晶質金屬氧化物半導體層 -35-

Claims (1)

  1. 201210993 七、申請專利範圍： 1 . 一種非晶質金屬氧化物半導體層形成用前驅物組 成物，其特徵係含有金屬鹽與一級醯胺與以水爲主體之溶 劑。 2.如申請專利範圍第1項之非晶質金屬氧化物半導體 層形成用前驅物組成物，其中前述一級醯胺的含量’相對 於前述金屬鹽爲0.1~100質量％。 3 .如申請專利範圍第1項之非晶質金屬氧化物半導體 層形成用前驅物組成物，其中一級醯胺是由下列一般式（ I )表示之化合物， [化1] 〇 II /C、/H R1 'Ν’ （I) Η (式（I)中，R1表示氫原子或是碳原子數1~6之分枝 或直鏈的烷基，鍵結有氫原子或是碳原子數1〜6之分枝或 直鏈的院基之氧原子’或者是鍵結有氫原子、雩原子或是 碳原子數1〜6之分枝或直鏈的烷基之氮原子）。 4.如申請專利範圍第1項之非晶質金屬氧化物半導體 層形成用前驅物組成物’其中前述金屬鹽的金屬’係選自 由 Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr 、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr * 36 - 201210993 、Nb、Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、T a 、W、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy 、Ho、Er、Tm、Yb、Lu所組成之群組的至少1種。 5 .如申請專利範圍第1項之非晶質金屬氧化物半導體 層形成用前驅物組成物，其中前述金屬鹽爲無機酸鹽。 6. 如申請專利範圍第5項之非晶質金屬氧化物半導體 層形成用前驅物組成物，其中前述無機酸鹽，係選自由硝 酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硼酸鹽、鹽 酸鹽及氫氟酸鹽所組成之群組的至少1種。 7. 如申請專利範圍第1項之非晶質金屬氧化物半導體 層形成用前驅物組成物，其係酸性。 8. 如申請專利範圍第7項之非晶質金屬氧化物半導體 層形成用前驅物組成物，其中pH値爲1〜3 » 9. 一種非晶質金屬氧化物半導體層的製造方法，其 特徵爲： 將塗佈如申請專利範圍第1至8項中任一項之非晶質金 屬氧化物半導體層形成用前驅物組成物所形成之前驅物薄 膜，在150°C以上且未達30(TC下進行燒結。 1 0. —種非晶質金屬氧化物半導體層，其特徵爲： 藉由如申請專利範圍第9項之非晶質金屬氧化物半導 體層的製造方法所製造出。 U. —種半導體裝置，其特徵爲： 具有如申請專利範圍第1 〇項之非晶質金屬氧化物半導體 層。 -37-
TW100126515A 2010-07-26 2011-07-26 An amorphous metal oxide semiconductor layer forming precursor composition, an amorphous metal oxide semiconductor layer, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device TWI547468B (zh)

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