TW201712878A - 形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液、製造n型氧化物半導體薄膜的方法及製造場效電晶體的方法 - Google Patents

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Abstract

一種形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，該塗佈液包括：一A組元素，係選自由Sc、Y、Ln、B、Al以及Ga所組成的組群中的至少一者；一B組元素，係In及Tl中的至少一者；一C組元素，係選自由第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族元素以及第16族元素所組成的組群中的至少一者；以及一溶劑。

Description

形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液、製造n型氧化物半導體薄膜的方法及製造場效電晶體的方法
本發明係關於一種形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液、一種製造n型氧化物半導體薄膜的方法及一種製造場效電晶體的方法。
近年來，已發現與非晶矽相比，In-Ga-Zn-O(IGZO)n型氧化物半導體為可展現更高載子遷移率的半導體。而且，於主動層中包括該些IGZO氧化物半導體的薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)已在積極發展中(例如參見NPL 1)。
傳統的形成該氧化物半導體薄膜的方法包括濺鍍法與雷射磨削(laser abrasion)法。
然而，真空製程需要複雜且昂貴的裝置，因此使得製程成本提高，而造成問題。利用真空製程難以使得靶材的組成均勻。特別是，利用真空製程難以獲得均勻地添加有微量之元素的薄膜。此外，由於利用真空製程，薄膜中氧空缺(oxygen vacancies)的數量難以減少。因此，基於上述原因，薄膜的特性會變得不穩定。
在如此狀況下，近來注意力已轉移至簡單且成本低的液相法。然而，由這些製程所製得之IGZO氧化物TFT的特性仍顯不足(例如參見PTL 1)。
因此，目前存在對形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的 需要，利用該塗佈液，能夠以簡單方式在低製程溫度下形成具有所期望的體積電阻率的大面積n型氧化物半導體薄膜，並且能夠高精確地形成具有所期望的形狀的n型氧化物半導體薄膜。
引用文獻清單 專利文獻
PTL1：日本專利第4767616號
非專利文獻
NPL1：Science, Vol. 300, (2003) 1269
本發明的目的在於提供一種形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，利用該塗佈液，能夠以簡單方式在低製程溫度下形成具有所期望的體積電阻率的大面積n型氧化物半導體薄膜，並且能夠高精確地形成具有所期望的形狀的n型氧化物半導體薄膜。
用於解決前述提及的問題的手段如下。
本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液包括：一A組元素，係選自由Sc、Y、Ln(鑭系元素，lanthanoid)、B、Al以及Ga所組成的組群中的至少一者；一B組元素，係In及Tl中的至少一者；一C組元素，係選自由第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族元素以及第16族元素所組成的組群中的至少一者；以及一溶劑。
本發明能夠以良好控制的簡單方式在低製程溫度下均勻地製造具有所期望的體積電阻率與所期望的載子密度的大面積穩定的n型氧化物半導體薄膜。此外，本發明亦能夠提供一種形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，該塗佈液能夠高精確地形成具有所期望的形狀的n型氧化物半導體薄膜。
1‧‧‧基板
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘極絕緣層
4‧‧‧源極電極
5‧‧‧汲極電極
6‧‧‧主動層
圖1為說明底閘極/底接觸式的場效電晶體的一個實施例的結構示意圖；圖2為說明底閘極/頂接觸式的場效電晶體的一個實施例的結構示意圖；圖3為說明頂閘極/底接觸式的場效電晶體的一個實施例的結構示意圖；圖4為說明頂閘極/頂接觸式的場效電晶體的一個實施例的結構示意圖；圖5A為說明依據本發明製造場效電晶體的方法的一個實施例的圖式(第1部分)；圖5B為說明依據本發明製造場效電晶體的方法的一個實施例的圖式(第2部分)；圖5C為說明依據本發明製造場效電晶體的方法的一個實施例的圖式(第3部分)；圖5D為說明依據本發明製造場效電晶體的方法的一個實施例的圖式(第4部分)；圖6為由實施例1-13所獲得之精細圖案的顯微照片；以及圖7為顯示出由實施例1-28所製造的場效電晶體中的閘極電極(Vgs)與源極電極和汲極電極之間的電流(Ids)之間關係的曲線圖。
(形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液)
本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液至少包括：一A組元素、一B組元素、一C組元素以及一溶劑，且該塗佈液視需要可進一步包括其他成分。
該B組元素係本發明之塗佈液的主要構成元素。
該A組元素係防止B組元素的氧空缺的產生。
該C組元素係實現取代摻雜(substitutional doping)。
<第一態樣>
在第一態樣中，本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液至少包括：一A組元素、一B組元素、一C組元素以及一溶劑，且該塗佈液視需要還可進一步包括其他成分。
該A組元素係選自由Sc、Y、Ln(鑭系元素)、B、Al以及Ga所組成的組群中的至少一者。該些元素係屬於第3族元素或第13族元素。
該B組元素係In及Tl中的至少一者。該些元素係屬於第13族元素。
該C組元素係選自由第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族元素以及第16族元素所組成的組群中的至少一者。
在第一態樣中，本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液較佳係藉由將該A組元素、該B組元素、該C組元素以無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物中的至少一者的形式溶解於溶劑中來獲得。對該無機鹽、該氧化物、該氫氧化物、該有機酸鹽、該金屬烷氧化物、該有機金屬化合物以及該金屬錯合物並無特別限制，只要它們能夠被均勻地溶解於該溶劑中即可。該無機鹽、該氧化物、該氫氧化物、該有機酸鹽、該金屬烷氧化物、該有機金屬化合物以及該金屬錯合物可在溶劑中解離成離子。當該無機鹽、該氧化物、該氫氧化物、該有機酸鹽、該金屬烷氧化物、該有機金屬化合物以及該金屬錯合物被溶解於形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中時，形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中濃度的不均勻分佈(segregation of the concentration)現象幾乎不會發生。因此，該形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液能夠長時間使用。此外，由該塗佈液製備出的薄膜亦具有均勻的組成，因此，包括該薄膜作為主動層的場效電晶體在其特性方面亦具有優異的均勻性。
氧化物半導體需具有高的遷移率(mobility)。該B組元素係本發明塗佈液的主要構成元素，且該B組元素構成由本發明塗佈液製得之氧化物薄膜的電子結構中的導電帶(conduction band)底部。亦即，In及Tl之未填滿的5s和6s軌域構成具有低有效質量的導電帶底部，因而實現高的遷移率。同時，該B組元素的氧化物容易產生氧空缺而產生電子載子。然 而氧空缺並不穩定且容易隨著外在氣氛及後製程(post-processes)而改變，因此造成電特性的不穩定性。該A組元素對氧具有高的親和力，因此該A組元素係用來消除電特性的不穩定性。當由本發明塗佈液製得之氧化物薄膜包括一定量之該A組元素時，則可抑制氧空缺的產生並可同時維持該B組元素形成的電子結構。
結合使用的該A組元素與該B組元素可抑制氧空缺的產生。在此情況下，電子載子的數量會變得不足。當將該C組元素添加至該塗佈液中，可實現取代摻雜而產生足夠數量之電子載子。該C組元素在氧化物中較佳係以正四價至正八價的狀態存在。在此狀態下，可有效地產生電子載子。與該B組元素相似，該A組元素在氧化物中典型地係以三價的狀態存在，而造成既無載子產生亦無補償發生。該C組元素的添加，則可實現良好控制且穩定的載子產生。
該A組元素較佳為Sc、Y、Ln(鑭系元素，lanthanoid)。該些元素及該B組元素(In及Tl)的錯合氧化物皆具有鐵錳礦結構(bixbyite structure)。該鐵錳礦結構為等向性且具有MO6(M為中心金屬)八面體積聚。即便X射線繞射或是電子束繞射顯示其為非晶形，但仍可維持局部結構。因此，當該C組元素係添加至該塗佈液，可有效地達成取代摻雜。
該A組元素的Al及Ga氧化物具有剛玉型結構(corundum structure)及β-Ga2O3結構，這些結構係與該B組元素氧化物的結構不同。然而，兩者結構皆具有MO6八面體作為主要配位多面體。因此，當以低濃度呈現時，該些元素可被溶入於鐵錳礦結構中而形成固體溶液。該些元素的濃度為約40at%(原子%)或40at%以下，其濃度係隨著條件而改變。
此外，在第一態樣中，本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液並不包括第1族元素、第2族元素、第11族元素及第12族元素。因為該些元素在氧化物中為正一價或正二價，而抑制了該C組元素的電子摻雜效果。
在第一態樣中，使用本發明形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，可獲得具有所期望的體積電阻率的n型氧化物半導體薄膜。
注意的是，所獲得之n型氧化物半導體薄膜的體積電阻率能藉由調整形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的條件(例如種類、組成及 溶解材料所用之溶劑的濃度)而予以控制。此外，n型氧化物半導體薄膜的體積電阻率還能於烘烤期間藉由調整該塗佈液塗佈後之加熱處理條件(例如烘烤溫度、烘烤持續的時間、加熱速度、冷卻速度以及烘烤的氣氛(氣體百分比及壓力))而予以控制。
此外，可利用光來分解材料而加速反應。另外，體積電阻率亦可隨著在成膜後進行的退火處理而改變，因此優化退火處理溫度及氣氛亦是有效的。
利用濺鍍法、雷射磨削法及其他方法難以使得靶材的組成均勻。特別是，難以獲得均勻地添加有摻雜劑或微量之元素(2%或2%以下)的薄膜。另外，各元素的濺鍍效率不同，因而在靶材使用期間難以均勻地維持靶材的組成。此外，由於利用真空製程，薄膜中氧空缺(oxygen vacancies)的數量難以減少。特別是，利用真空製程難以獲得均勻地添加有微量元素的薄膜。此外，由於利用真空製程，薄膜中氧空缺的數量難以減少，因此薄膜的特性會變得不穩定。
在第一態樣中，使用本發明形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，可解決真空製程的問題，且可製得具有均勻、穩定組成的n型氧化物半導體薄膜，並亦可製得具有穩定及高效能的n型氧化物半導體TFT。
<第二態樣>
在第二態樣中，本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液至少包括：一A組元素、一B組元素、一C組元素以及一溶劑，且該塗佈液視需要還可進一步包括其他成分。
該A組元素係選自由Zr、Hf、Ce、Si以及Ge所組成的組群中的至少一者。該些元素係屬於第3族元素、第4族元素或第14族元素。Ce係屬於第3族元素，但甚至在正四價狀態也是穩定的。
該B組元素係選自由Ti、Sn以及Pb所組成的組群中的至少一者。該些元素係屬於第4族元素或第14族元素。
該C組元素係選自由第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15族元素以及第16族元素所組成的組群中的至少一者。
在第二態樣中，本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗 佈液較佳係藉由將該A組元素、該B組元素、該C組元素以無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物中的至少一者的形式溶解於溶劑中來獲得。對該無機鹽、該氧化物、該氫氧化物、該有機酸鹽、該金屬烷氧化物、該有機金屬化合物以及該金屬錯合物並無特別限制，只要它們能夠被均勻地溶解於該溶劑中即可。該無機鹽、該氧化物、該氫氧化物、該有機酸鹽、該金屬烷氧化物、該有機金屬化合物以及該金屬錯合物可在溶劑中解離成離子。當該無機鹽、該氧化物、該氫氧化物、該有機酸鹽、該金屬烷氧化物、該有機金屬化合物以及該金屬錯合物被溶解於形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中時，形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中濃度的不均勻分佈現象幾乎不會發生。因此，該形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液能夠長時間使用。此外，由該塗佈液製備出的薄膜亦具有均勻的組成，因此，包括該薄膜作為主動層的場效電晶體在其特性方面亦具有優異的均勻性。
氧化物半導體需具有高的遷移率(mobility)。該B組元素係本發明塗佈液的主要構成元素，且該B組元素構成由本發明塗佈液製得之氧化物薄膜的電子結構中的導電帶(conduction band)底部。亦即，Ti、Sn以及Pb的未填滿之3d、5s和6s軌域構成具有低有效質量的導電帶底部，因而實現高的遷移率。同時，該B組元素的氧化物容易產生氧空缺而產生電子載子。然而氧空缺並不穩定且容易隨著外在氣氛及後製程(post-processes)而改變，因此造成電特性的不穩定性。該A組元素對氧具有高的親和力，因此該A組元素係用來消除電特性的不穩定性。當由本發明塗佈液製得之氧化物薄膜包括一定量之該A組元素時，則可抑制氧空缺的產生並可同時維持該B組元素形成的電子結構。
結合使用該A組元素與該B組元素可抑制氧空缺的產生。在此情況下，電子載子的數量會變得不足。當將該C組元素添加至該塗佈液中，可實現取代摻雜而產生足夠數量之電子載子。該C組元素在氧化物中較佳係以正五價至正八價的狀態存在。在此狀態下，可有效地產生電子載子。與該B組元素相似，該A組元素在氧化物中典型地係以四價的狀態存在，而造成既無載子產生亦無補償(compensation)發生。該C組元素的添加，則可實現良好控制且穩定的載子產生。
此外，較佳地，在第二態樣中，假如本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液允許包括第3族元素Ce，則本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液並不包括第1族元素、第2族元素、第3族元素、第11族元素、第12族元素及第13族元素。因為該些元素在氧化物中為正一價、正二價或正三價，而抑制了該C組元素的電子摻雜效果。
在第二態樣中，使用本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，可獲得具有所期望的體積電阻率的n型氧化物半導體薄膜。
注意的是，所獲得之n型氧化物半導體薄膜的體積電阻率能藉由調整形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的條件(例如種類、組成及溶解材料所用之溶劑的濃度)而予以控制。此外，n型氧化物半導體薄膜的體積電阻率還能於烘烤期間藉由調整該塗佈液塗佈後之加熱處理條件(例如烘烤溫度、烘烤持續的時間、加熱速度、冷卻速度以及烘烤的氣氛(氣體百分比及壓力))而予以控制。
此外，可利用光來分解材料而加速反應。另外，體積電阻率亦可隨著在成膜後進行的退火處理而改變，因此優化退火處理溫度及氣氛亦是有效的。
利用濺鍍法、雷射磨削法及其他方法難以使得靶材的組成均勻。特別是，難以獲得均勻地添加有摻雜劑或微量之元素(2%或2%以下)的薄膜。另外，各元素的濺鍍效率不同，因而在靶材使用期間難以均勻地維持靶材的組成。此外，由於利用真空製程，薄膜中氧空缺的數量難以減少。特別是，利用真空製程難以獲得均勻地添加有微量元素的薄膜。此外，由於利用真空製程，薄膜中氧空缺的數量難以減少，因此薄膜的特性會變得不穩定。
在第二態樣中，使用本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，可解決真空製程的問題，且可製得具有均勻、穩定組成的n型氧化物半導體薄膜，並亦可製得具有穩定及高效能的n型氧化物半導體TFT。
下文將詳述形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液。
形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液係藉由將包括A組元素之含A組元素的化合物、包括B組元素之含B組元素的化合物、以及 包括C組元素之含C組元素的化合物溶解於溶劑中來獲得。
含A組元素之化合物的示例包括無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物。
含B組元素之化合物的示例包括無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物。
含C組元素之化合物的示例包括無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物。
下文將逐一說明上述化合物。
<含銦化合物>
在第一態樣中，銦(In)屬於B組元素。
在第一態樣中，含銦化合物屬於含B組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含銦化合物，含銦化合物的示例包括有機銦化合物以及無機銦化合物。
-有機銦化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機銦化合物，只要其為包含銦與有機基團的化合物即可。銦與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括可含有取代基的烷氧基、可含有取代基的醯氧基以及可含有取代基的乙醯丙酮基。該烷氧基的示例包括C1-C6烷氧基。該醯氧基的示例包括C1-C10醯氧基。
該取代基的示例包括鹵素以及四氫呋喃基。
有機銦化合物的示例包括三乙氧基銦、2-乙基己酸銦以及乙醯丙酮銦。
-無機銦化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機銦化合物，無機銦化合物的示例包括銦含氧酸、鹵化銦、氫氧化銦以及氰化銦。
銦含氧酸的示例包括硝酸銦、硫酸銦以及碳酸銦。
鹵化銦的示例包括氟化銦、氯化銦、溴化銦以及碘化銦。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是銦含氧酸與鹵化銦，而更佳的是硝酸銦以及氯化銦。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硝酸銦，硝酸銦的示例包括硝酸銦水合物。硝酸銦水合物的示例包括硝酸銦三水合物、硝酸銦五水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硫酸銦，硫酸銦的示例包括無水硫酸銦以及硫酸銦水合物。該硫酸銦水合物的示例包括硫酸銦九水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化銦，氯化銦的示例包括氯化銦水合物。氯化銦水合物的示例包括氯化銦四水合物。
該些含銦化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含鉈化合物>
在第一態樣中，鉈(Tl)屬於B組元素。
在第一態樣中，含鉈化合物屬於含B組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含鉈化合物，含鉈化合物的示例包括有機鉈化合物以及無機鉈化合物。
-有機鉈化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機鉈化合物，只要其為包含鉈與有機基團的化合物即可。鉈與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機鉈化合物的示例包括2-乙基己酸鉈、丙二酸鉈、甲酸鉈、乙醇鉈以及乙醯丙酮鉈。
-無機鉈化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機鉈化合物，無機鉈化合物的示例包括鉈含氧酸以及鹵化鉈。
鉈含氧酸的示例包括硝酸鉈以及硫酸鉈。
鹵化鉈的示例包括氟化鉈、氯化鉈、溴化鉈以及碘化鉈。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是鉈含氧酸、鹵化鉈以及羧酸鉈，而更佳的是硝酸鉈、氯化鉈、甲酸鉈、2-乙基己酸鉈。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硝酸鉈，硝酸鉈的示例包括硝酸鉈水合物。硝酸鉈水合物的示例包括硝酸鉈三水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化鉈，氯化鉈的示例包括氯化鉈水合物。氯化鉈水合物的示例包括氯化鉈四水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇甲酸鉈，甲酸鉈的示例包括甲酸鉈無水物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇2-乙基己酸鉈，2-乙基己酸鉈的示例包括2-乙基己酸鉈無水物。
含鉈化合物包括鉈為正一價的化合物以及鉈為正三價的化合物。然而鉈為正一價的化合物以及鉈為正三價的化合物皆可用作為形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的材料。烘烤的條件可適當地選擇，較佳為使烘烤後所獲得之半導體薄膜中的鉈變成為正三價。
該些含鉈化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含鈧化合物>
在第一態樣中，鈧(Sc)屬於A組元素。
在第一態樣中，含鈧化合物屬於含A組元素之化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含鈧化合物。含鈧化合物的示例包括有機鈧化合物以及無機鈧化合物。
-有機鈧化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機鈧化合物，只要其為包含鈧與有機基團的化合物即可。鈧與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機鈧化合物的示例包括2-乙基己酸鈧、異丙醇鈧以及乙醯丙酮鈧。
-無機鈧化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機鈧化合物，無機鈧化合物的示例包括鈧含氧酸以及鹵化鈧。
鈧含氧酸的示例包括硝酸鈧以及碳酸鈧。
鹵化鈧的示例包括氟化鈧、氯化鈧、溴化鈧以及碘化鈧。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是鈧含氧酸以及鹵化鈧，而更佳的是硝酸鈧以及氯化鈧。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硝酸鈧，硝酸鈧的示例包括硝酸鈧水合物。硝酸鈧水合物的示例包括硝酸鈧五水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化鈧，氯化鈧的示例包括氯化鈧無水物以及氯化鈧水合物。氯化鈧水合物的示例包括氯化鈧六水合物。
該些含鈧化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含釔化合物>
在第一態樣中，釔(Y)屬於A組元素。
在第一態樣中，含釔化合物屬於含A組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含釔化合物，含釔化合物的示例包括有機釔化合物以及無機釔化合物。
-有機釔化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機鉈化合物，只要其為包含釔與有機基團的化合物即可。釔與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機釔化合物的示例包括2-乙基己酸釔、異丙醇釔以及乙醯丙酮釔。
-無機釔化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機釔化合物，無機釔化合物的示例包括釔含氧酸以及鹵化釔。
釔含氧酸的示例包括硝酸釔、硫酸釔、碳酸釔以及磷酸釔。
鹵化釔的示例包括氟化釔、氯化釔、溴化釔以及碘化釔。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是釔含氧酸以及鹵化釔，而更佳的是硝酸釔以及氯化釔。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硝酸釔，硝酸釔的示例包括硝酸釔水合物。硝酸釔水合物的示例包括硝酸釔六水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化釔，氯化釔的示例包括氯化釔無水物以及氯化釔水合物。氯化釔水合物的示例包括氯化釔六水合物。
該些含釔化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含鑭系元素化合物>
在第一態樣中，鑭系元素(Ln)屬於A組元素。
在第一態樣中，含鑭系元素化合物屬於含A組元素的化合物。
含鑭系元素化合物的典型示例為含鑭化合物、含鈰化合物以及含鎦化合物。
<含鑭化合物>
鑭(La)為鑭系元素(Ln)的一個示例。
在第一態樣中，鑭(La)屬於A組元素。
在第一態樣中，含鑭化合物屬於含A組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含鑭化合物，含鑭化合物的示例包括有機鑭化合物以及無機鑭化合物。
-有機鑭化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機 鑭化合物，只要其為包含鑭與有機基團的化合物即可。鑭與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機鑭化合物的示例包括2-乙基己酸鑭、異丙醇鑭以及乙醯丙酮鑭。
-無機鑭化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機鑭化合物，無機鑭化合物的示例包括鑭含氧酸以及鹵化鑭。
鑭含氧酸的示例包括硝酸鑭、硫酸鑭、碳酸鑭以及磷酸鑭。
鹵化鑭的示例包括氟化鑭、氯化鑭、溴化鑭以及碘化鑭。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是鑭含氧酸以及鹵化鑭，而更佳的是硝酸鑭以及氯化鑭。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硝酸鑭，硝酸鑭的示例包括硝酸鑭水合物。硝酸鑭水合物的示例包括硝酸鑭四水合物以及硝酸鑭六水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化鑭，氯化鑭的示例包括氯化鑭無水物以及氯化鑭水合物。氯化鑭水合物的示例包括氯化鑭七水合物。
該些含鑭化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含鈰化合物>
鈰(Ce)為鑭系元素(Ln)的一個示例。
在第一態樣中，鈰(Ce)屬於A組元素。
在第二態樣中，鈰(Ce)屬於A組元素。
在第一態樣中，含鈰化合物屬於含A組元素的化合物。
在第二態樣中，含鈰化合物屬於含A組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含鈰化合物，含鈰化合物的示例包括有機鈰化合物以及無機鈰化合物。
-有機鈰化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機鈰化合物，只要其為包含鈰與有機基團的化合物即可。鈰與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機鈰化合物的示例包括2-乙基己酸鈰、異丙醇鑭以及乙醯丙酮鈰。
-無機鈰化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機鈰化合物，無機鈰化合物的示例包括鈰含氧酸以及鹵化鈰。
鈰含氧酸的示例包括硝酸鈰、硫酸鈰、碳酸鈰以及草酸鈰。
鹵化鈰的示例包括氟化鈰、氯化鈰、溴化鈰以及碘化鈰。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是鈰含氧酸以及鹵化鈰，而更佳的是硝酸鈰以及氯化鈰。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硝酸鈰，硝酸鈰的示例包括硝酸鈰水合物。硝酸鈰水合物的示例包括硝酸鈰六水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化鈰，氯化鈰的示例包括氯化鈰無水物以及氯化鈰水合物。氯化鈰水合物的示例包括氯化鈰七水合物。
該些含鈰化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含鎦化合物>
鎦(Lu)為鑭系元素(Ln)的一個示例。
在第一態樣中，鎦(Lu)屬於A組元素。
在第一態樣中，含鎦化合物屬於含A組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含鎦化合物，含鎦化合物的示例包括有機鎦化合物以及無機鎦化合物。
-有機鎦化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機 鎦化合物，只要其為包含鎦與有機基團的化合物即可。鎦與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機鎦化合物的示例包括2-乙基己酸鎦、異丙醇鎦以及乙醯丙酮鎦。
-無機鎦化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機鎦化合物，無機鎦化合物的示例包括鎦含氧酸以及鹵化鎦。
鎦含氧酸的示例包括硝酸鎦、硫酸鎦、碳酸鎦以及草酸鎦。
鹵化鎦的示例包括氟化鎦、氯化鎦、溴化鎦以及碘化鎦。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是鎦含氧酸以及鹵化鎦，而更佳的是硝酸鎦以及氯化鎦。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硝酸鎦，硝酸鎦的示例包括硝酸鎦水合物。硝酸鎦水合物的示例包括硝酸鎦六水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化鎦，氯化鎦的示例包括氯化鎦無水物以及氯化鎦水合物。氯化鎦水合物的示例包括氯化鎦六水合物。
該些含鎦化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含鈦化合物>
在第一態樣中，鈦(Ti)屬於C組元素。
在第二態樣中，鈦(Ti)屬於B組元素。
在第一態樣中，含鈦化合物屬於含C組元素的化合物。
在第二態樣中，含鈦化合物屬於含B組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含鈦化合物。
含鈦化合物的示例包括有機鈦化合物以及無機鈦化合物。
-有機鈦化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機鈦化合物，只要其為包含鈦與有機基團的化合物即可。鈦與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機鈦化合物的示例包括2-乙基己酸鈦、異丙醇鈦以及乙醯丙酮鈦。
-無機鈦化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機鈦化合物，無機鈦化合物的示例包括鈦含氧酸以及鹵化鈦。
鈦含氧酸的示例包括硫酸鈦以及硫酸氧化鈦。
鹵化鈦的示例包括氟化鈦、氯化鈦、溴化鈦以及碘化鈦。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是鈦含氧酸以及鹵化鈦，而更佳的是硫酸鈦以及氯化鈦。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硫酸鈦，硫酸鈦的示例包括硫酸鈦無水物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化鈦，氯化鈦的示例包括氯化鈦無水物。
該些含鈦化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含鋯化合物>
在第一態樣中，鋯(Zr)屬於C組元素。
在第二態樣中，鋯(Zr)屬於A組元素。
在第一態樣中，含鋯化合物屬於含C組元素的化合物。
在第二態樣中，含鋯化合物屬於含A組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含鋯化合物。
含鋯化合物的示例包括有機鋯化合物以及無機鋯化合物。
-有機鋯化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機 鋯化合物，只要其為包含鋯與有機基團的化合物即可。鋯與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機鋯化合物的示例包括2-乙基己酸鋯、異丙醇鋯以及乙醯丙酮鋯。
-無機鋯化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機鋯化合物，無機鋯化合物的示例包括鋯含氧酸以及鹵化鋯。
鋯含氧酸的示例包括硝酸氧化鋯、硫酸鋯、碳酸鋯以及氫氧化鋯。
鹵化鋯的示例包括氟化鋯、氯化鋯、溴化鋯以及碘化鋯。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是鋯含氧酸以及鹵化鋯，而更佳的是硝酸氧化鋯以及氯化鋯。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇硝酸氧化鋯，硝酸氧化鋯的示例包括硝酸氧化鋯水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化鋯，氯化鋯的示例包括氯化鋯無水物以及氯化鋯水合物。
該些含鋯化合物可經由合成或是商業產品而得。
<含鉿化合物>
在第一態樣中，鉿(Hf)屬於C組元素。
在第二態樣中，鉿(Hf)屬於A組元素。
在第一態樣中，含鉿化合物屬於含C組元素的化合物。
在第二態樣中，含鉿化合物屬於含A組元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含鉿化合物。
含鉿化合物的示例包括有機鉿化合物以及無機鉿化合物。
-有機鉿化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機 鉿化合物，只要其為包含鉿與有機基團的化合物即可。鉿與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機鉿化合物的示例包括2-乙基己酸鉿、丁醇鉿以及乙醯丙酮鉿。
-無機鉿化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇無機鉿化合物，無機鉿化合物的示例包括鉿含氧酸以及鹵化鉿。
鉿含氧酸的示例包括硫酸鉿。
鹵化鉿的示例包括氟化鉿、氯化鉿、溴化鉿以及碘化鉿。
其中，就於各種溶劑中的高溶解度而言，較佳的是鉿含氧酸以及鹵化鉿，而更佳的是硫酸鉿以及氯化鉿。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化鉿，氯化鉿的示例包括氯化鉿無水物以及氯化鉿四氫呋喃錯合物。
該些含鉿化合物可經由合成或是商業產品而得。
如上所述，含銦(In)、鉈(Tl)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素[鑭(La)、鈰(Ce)、鎦(Lu)]、鈦(Ti)、鋯(Zr)以及鉿(Hf)的化合物已詳述如上。相似的說明亦可應用至例如硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、錫(Sn)、鉛(Pb)、矽(Si)以及鍺(Ge)。
<含C組元素之化合物>
在第一態樣中，含C組元素的化合物的示例包括含第4族元素的化合物、含第5族元素的化合物、含第6族元素的化合物、含第7族元素的化合物、含第8族元素的化合物、含第9族元素的化合物、含第10族元素的化合物、含第14族元素的化合物、含第15族元素的化合物以及含第16族元素的化合物。
在第二態樣中，含C組元素的化合物的示例包括含第5族元素的化合物、含第6族元素的化合物、含第7族元素的化合物、含第8族元素的化合物、含第9族元素的化合物、含第10族元素的化合物、含第15族元素的化合物以及含第16族元素的化合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第4族元素的化合物，含第4族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第4族元素的化合物的示例包括鈦、鋯以及鉿。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第5族元素的化合物，含第5族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第5族元素的化合物的示例包括釩、鈮以及鉭。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第6族元素的化合物，含第6族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第6族元素的化合物的示例包括鉻、鉬以及鎢。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第7族元素的化合物，含第7族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第7族元素的化合物的示例包括錳以及錸。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第8族元素的化合物，含第8族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第8族元素的化合物的示例包括鐵、釕以及鋨。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第9族元素的化合物，含第9族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第9族元素的化合物的示例包括鈷、銠以及銥。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第10族元素的化合物，含第10族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第10族元素的化合物的示例包括鎳、鈀以及鉑。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第14族元素的化合物，含第14族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以 及無機金屬化合物。
含第14族元素的化合物的示例包括矽、鍺、錫以及鉛。
含第14族元素的化合物包括第14族元素為正二價的化合物以及第14族元素為正四價的化合物。然而，第14族元素為正二價的化合物以及第14族元素為正四價的化合物皆可用作為形成n型氧化物半導體薄膜用之塗佈液的材料。較佳適當地選擇烘烤條件，使得在烘烤後得到的半導體薄膜中的第14族元素變成正四價。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第15族元素的化合物，含第15族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第15族元素的化合物的示例包括銻以及鉍。
含第15族元素的化合物包括第15族元素為正三價的化合物以及第15族元素為正五價的化合物。然而，第15族元素為正三價的化合物以及第15族元素為正五價的化合物皆可用作為形成n型氧化物半導體薄膜用之塗佈液的材料。較佳適當地選擇烘烤條件，使得在烘烤後得到的半導體薄膜中的第15族元素變成正五價。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含第16族元素的化合物，含第16族元素的化合物的示例包括有機金屬化合物以及無機金屬化合物。
含第16族元素的化合物的示例包括硒以及碲。
含第16族元素的化合物包括第16族元素為正四價之化合物以及第16族元素為正六價的化合物。然而，第16族元素為正四價的化合物以及第16族元素為正六價的化合物皆可用作為形成n型氧化物半導體薄膜用之塗佈液的材料。較佳適當地選擇烘烤條件，使得在烘烤後得到的半導體薄膜中的第16族元素變成正六價。
-有機金屬化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇含C組元素之化合物中之有機金屬化合物，只要該有機金屬化合物為包含金屬與有機基團的化合物即可。該金屬與有機基團係經由例如離子鍵、共價鍵或配位鍵而結合在一起。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機基團，該有機基團的示例包括於上述有機銦化合物中所示例之有機基團。
該有機金屬化合物的示例包括羧酸鹽、金屬烷氧化物、乙醯丙酮錯合物以及金屬羰基化合物。
-無機金屬化合物-
含C組元素的化合物中之無機金屬化合物的示例包括含氧酸、鹵化物、氫氧化物、氧化物、氧鹵化物以及氰化物。
該含氧酸的示例包括硝酸鹽、硫酸鹽以及碳酸鹽。
該鹵化物的示例包括氟化物、氯化物、溴化物以及碘化物。
其中，較佳的是含氧酸與鹵化物，因為它們對各種溶劑均具有高溶解度，更佳的是硝酸鹽與氯化物。
該些化合物可經由合成或是商業產品而得。
在第一態樣中，在材料中之C組元素具有多種價數。然而當C組元素與其他材料混合、溶解與烘烤時，C組元素的價數變得高於A組元素與B組元素的三價。因此，C組元素具有產生電子載體的功效。
在第一態樣中，為了經由C組元素達成n型取代摻雜，必須將具有較陽離子位置(cation site)更大價數的取代陽離子引入到要被取代的陽離子位置，並且保持局部結構。在第一態樣中，在使用形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的情況下，即使烘烤後所獲得之薄膜經由X射線繞射觀察其為非晶形(遠距離結構為非週期性)，但仍保持短距離結構與中距離結構。因此，只要適當能階的摻雜物能夠被引入到要被取代的陽離子位置，就可產生載體。n型摻雜係藉由以選自由四價金屬離子、五價金屬離子、六價金屬離子、七價金屬離子以及八價金屬離子組成的群組中之至少一者來取代三價銦離子與三價鉈中之至少一者來進行。四價金屬離子、五價金屬離子、六價金屬離子、七價金屬離子以及八價金屬離子為具有較大價數的摻雜物，因而可產生電子載體。
在第二態樣中，在材料中之C組元素具有多種價數。然而當C組元素與其他材料混合、溶解與烘烤時，C組元素的價數變得高於A組元素與B組元素的四價。因此，C組元素具有產生電子載體的功效。
在第二態樣中，為了經由C組元素達成n型取代摻雜，必須 將具有較陽離子位置(cation site)更大價數的取代陽離子引入到要被取代的陽離子位置，並且保持局部結構。在第一態樣中，在使用形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的情況下，即使烘烤後所獲得之薄膜經由X射線繞射觀察其為非晶形(遠距離結構為非週期性)，但仍保持短距離結構與中距離結構。因此，只要具有適當能階的摻雜物能夠被引入到要被取代的陽離子位置，就可產生載體。n型摻雜係藉由以選自由五價金屬離子、六價金屬離子、七價金屬離子以及八價金屬離子組成的群組中之至少一者來取代四價鈦離子與四價錫中之至少一者來進行。五價金屬離子、六價金屬離子、七價金屬離子以及八價金屬離子為具有較大價數的摻雜物，因而可產生電子載體。
於形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中，A組元素的總原子數(NA)與B組元素的總原子數(NB)較佳滿足以下公式(1)。
要注意的是，A組元素的原子與B組元素的原子可為離子態。
於形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中，C組元素的總原子數(NC)與B組元素的總原子數(NB)較佳滿足以下公式(2)。
要注意的是，C組元素的原子與B組元素的原子可為離子態。
當形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液滿足公式(1)或公式(2)，較佳為既滿足公式(1)又滿足公式(2)時，藉由塗佈形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液所形成之n型氧化物半導體薄膜能具有該體積電阻率而足以使該n型氧化物半導體薄膜可有效地作用為場效電晶體的主動層。
當[NC/NB]滿足公式(2)時，所獲得之n型氧化物半導體薄膜具有的體積電阻率不會太高。包括上述n型氧化物半導體薄膜作為主動層的場效電晶體具有高開/關比，且會展現出優異的電晶體性能。
當[NA/NB]滿足公式(1)時，所獲得之n型氧化物半導體薄膜不會敏感地受到氧空缺的影響，因此對於可獲得優異性能的加工範圍會變得更寬廣。此外，所獲得之n型氧化物半導體薄膜的體積電阻率不會增加，且遷移率的降低不容易發生。
用作用於顯示器驅動電路的場效電晶體主動層的氧化物半導體薄膜需要具有高載子遷移率，以及需要具有所謂的常關型的性能。為了實現高載子遷移率以及常關型的性能，較佳的是，將氧化物半導體薄膜的體積電阻率控制在10-2Ωcm與109Ωcm的範圍。
當用作主動層的氧化物半導體薄膜的體積電阻率高時，在藉由控制閘極電壓而產生的導通狀態下難以實現高載子遷移率。因此，該氧化物半導體薄膜的體積電阻率最佳為106Ωcm或更低。
當用作主動層的氧化物半導體薄膜的體積電阻率低時，在藉由控制閘極電壓而產生的關閉狀態下難以降低Ids(汲極與源極之間的電流)。因此，該氧化物半導體薄膜的體積電阻率最佳為10-1Ωcm或更高。
作為一種用於控制該氧化物半導體薄膜的體積電阻率的特定方法，係典型地使用一種藉由調整薄膜中的氧含量(氧空缺密度)來改變載子密度的方法。然而該方法必須藉由適當地調整烘烤條件以實現所期望的載子密度，而使得製程裕度(process margin)狹窄。此外，由於受到後置處理製程與偏壓應力的影響，使得薄膜電晶體容易改變。
於本發明中，可藉由以具有不同價數的陽離子來取代陽離子以控制載子密度。此足以降低氧空缺而獲得穩定的薄膜電晶體性能。
在第一態樣中，當以具有較大價數的陽離子來取代n型氧化物半導體薄膜中要被取代的三價陽離子時，n型氧化物半導體薄膜可有效地產生載子。因此，在烘烤製程中不需增加氧空缺以產生載子，所以可降低製程溫度。
在第二態樣中，當以具有較大價數的陽離子來取代n型氧化物半導體薄膜中要被取代的四價陽離子時，n型氧化物半導體薄膜可有效地產生載子。因此，在烘烤製程中不需增加氧空缺以產生載子，所以可降低製程溫度。
塗佈與烘烤形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的製程可 在大氣下進行，因此，與形成薄膜的真空製程相比，氧空缺可充分地減少。
作為一種用於控制由形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液所形成的氧化物半導體薄膜的體積電阻率的方法，最有效的是滿足公式(1)和(2)的範圍。若能滿足公式(1)和(2)的範圍，能夠得到有效作為場效電晶體主動層的氧化物半導體薄膜。
<溶劑>
對溶劑並無特別地限制，可以根據預期目的適當地選擇，但較佳為有機溶劑。
<有機溶劑>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機溶劑，有機溶劑較佳係選自由有機酸、有機酸酯、芳香族化合物、二醇、乙二醇醚、極性非質子溶劑、環狀醚、醇類以及胺基醇所組成的組群中的至少一者。
-有機酸-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機酸。有機酸的示例包括乙酸、乳酸、丙酸、辛酸、新癸酸以及其衍生物。
該些有機酸可以單獨使用或者結合使用。
-有機酸酯-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇有機酸酯。有機酸酯的示例包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乳酸甲酯、丙酸丙酯以及其衍生物。
該些有機酸酯可以單獨使用或者結合使用。
-芳香族化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇芳香族化合物。芳香族化合物的示例包括甲苯、二甲苯、均三甲苯以及其衍生物。
該些芳香族化合物可以單獨使用或者結合使用。
-極性非質子溶劑-
極性非質子溶劑有利於溶解原料化合物，並且在溶解之後具有高穩定性。因此，當於形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中使用極性非質子溶劑時，可獲得具有高均勻性和少量缺陷的n型氧化物半導體薄膜。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇極性非質子溶劑。極性非質子溶劑的較佳示例包括異佛樂酮(isophorone)、碳酸丙烯、四氫呋喃、二氫呋喃-2(3H)-酮、二甲基甲醯胺、乙醯二甲胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮以及其衍生物。
該些極性非質子溶劑可以單獨使用或結合使用。
-乙二醇醚-
乙二醇醚有利於溶解含A組元素的化合物、含B組元素的化合物以及含C組元素的化合物，並且在溶解之後具有高穩定性。因此，當於形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中使用乙二醇醚時，可獲得具有高均勻性和少量缺陷的n型氧化物半導體薄膜。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇乙二醇醚，但其較佳為伸烷基二醇單烷基醚。乙二醇醚的碳原子數較佳為3至8個。
伸烷基二醇單烷基醚較佳係選自由乙二醇單乙醚、乙二醇單甲醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單異丁醚、丙二醇-1-單甲醚以及丙二醇-1-單丁醚所組成的組群中的至少一者。該些伸烷基二醇單烷基醚具有約120℃至約180℃的沸點，可在短時間內在相對低的溫度下對塗佈液進行烘烤。同時，可在烘烤之後獲得低量例如碳和有機物質等雜質的氧化物半導體薄膜。
該些乙二醇醚可以單獨使用或結合使用。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇在形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中的乙二醇醚的用量。
-二醇-
乙二醇醚較佳與二醇結合來使用。由於所述乙二醇醚一般具有大約1.3cp至大約3.5cp的低黏度，因此當乙二醇醚與具有高黏度的二醇混合時，可輕易調整形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的黏度。
此外，一般認為二醇可與多種金屬鹽配位，從而增強金屬鹽的化學穩定性。因此，可獲得穩定的形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇二醇。二醇的示例包括是烷二醇和二伸烷基二醇(dialkylene glycol)。二醇的碳原子數較佳為2至6個。二醇更佳係選自由二乙二醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇以及1,3-丁二醇所組成的組群中的至少一者。
該些二醇可以單獨使用或其結合使用。
包含碳原子數為6個或6個以下的二醇具有高揮發性。因此二醇幾乎不會殘留在所形成的n型氧化物半導體薄膜中，因此可避免烘烤後的n型氧化物半導體薄膜的密實度降低。當n型氧化物半導體薄膜的密實度降低時，半導體薄膜的載子遷移率會降低，因而使得導通電流降低。
包含碳原子數為2至6個的二醇具有大約180℃至250℃的沸點。因此，在塗佈形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液之後進行烘烤時，二醇會被蒸發掉，因此二醇幾乎不會殘留在n型氧化物半導體薄膜中。此外，上述二醇具有大約10cp至大約110cp的黏度。因此，在例如藉由噴墨印刷法塗佈塗佈液的情況下，當塗佈液的液滴衝擊基板之時，二醇可防止形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液擴散。當利用旋塗法或模具式塗佈法(die coating)塗佈塗佈液時，可容易地藉由調整塗佈液的黏度來控制薄膜的厚度。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取在形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中占溶劑總量之有機溶劑的量。該有機溶劑的量較佳為50質量%至100質量%，更佳為80質量%至100質量%。在大部分餘量為典型的無機溶劑水的情況下，塗佈液的表面張力為72dyn/cm高，因而使得噴墨的噴射性質不佳。此外，由於水的沸點為100℃低，所以塗佈液容易在噴嘴頭乾燥，這會導致該噴嘴堵塞。另外，當利用旋塗法或模具式塗佈法塗佈所獲得之塗佈液時，由於該塗佈液具有高的表面張力，因此該塗佈液對基板的潤濕性並不佳，因而無法均勻地塗佈該塗佈液。當有機溶劑的量係在前述更佳的範圍內時，所獲得的塗佈液具有低的表面張力，這對於噴射性以及乾燥性而言是有利的。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取在形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中之n型氧化物半導體薄膜的材料(例如，含A組元素的化合物、含B組元素的化合物以及含C組元素的化合物)對有機溶劑的比例。較佳的是，n型氧化物半導體薄膜的材料的總量相對於1L有機溶劑為0.05mol至0.5mol。當材料的總量高於0.05mol時，烘烤後形成的n型氧化物半導體薄膜的厚度並不薄，因此易於形成連續的薄膜。此外，為了獲得所期望的厚度而所需的塗佈次數減少時，生產率會增高。當材料的總量低於0.5mol時，在藉由噴墨印刷法塗佈該塗佈液的情況下，在噴墨噴嘴頭發生噴嘴堵塞的次數會減少。
在形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中，含A組元素的化合物、含B組元素的化合物以及含C組元素的化合物較佳可溶解在該有機溶劑中。
<製造形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的方法>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇製造形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的方法，製造該塗佈液的方法的示例包括以下方法：製備金屬鹽的二醇溶液與金屬鹽的乙二醇醚溶液，然後以一預定比例混合該二溶液。
本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液係適合作為製造n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液。特別是，滿足公式(1)與公式(2)中的至少一者(較佳為既滿足公式(1)又滿足公式(2))的本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液係適合作為製造場效電晶體主動層用的塗佈液。
(製造n型氧化物半導體薄膜的方法)
在一方面，本發明的n型氧化物半導體薄膜係藉由將本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液塗佈到欲塗佈的目標物上並乾燥，然後烘烤來獲得。
在一方面，本發明的n型氧化物半導體薄膜係本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的烘烤產物。
該n型氧化物半導體薄膜可藉由例如以下本發明用於製造n 型氧化物半導體薄膜的方法來獲得。
(製造n型氧化物半導體薄膜的方法)
在製造本發明的n型氧化物半導體薄膜的方法中，將本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液塗佈到欲塗佈的目標物上並乾燥，然後烘烤。
當形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液滿足公式(1)與公式(2)中的至少一者(較佳為既滿足公式(1)又滿足公式(2)時，可獲得特別適合作為場效電晶體主動層的n型氧化物半導體薄膜。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該欲塗佈的目標物，其示例包括玻璃基板以及塑膠基板。
在利用n型氧化物半導體薄膜作為場效電晶體主動層的情況下，所使用之目標物例如為基板或閘極絕緣層。在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇基板的形狀、結構以及大小。在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇基板的材料，該材料的示例包括玻璃基板與塑膠基板。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇塗佈方法，該塗佈方法的示例包括絲網印刷法、輥塗法、浸漬塗佈法、旋塗法、模具式塗佈法、噴墨印刷法以及奈米壓印法。其中，較佳的是可控制欲附著之塗佈液的塗佈量的噴墨印刷法以及奈米壓印法，此乃因例如在製造場效電晶體時，在製造具有所期望的形狀的n型氧化物半導體薄膜中，可獲得所期望的設計的通道寬度(換言之，具有所期望的形狀的主動層)。在藉由噴墨印刷法或奈米壓印法塗佈塗佈液的情況下，可在室溫下以塗佈液進行塗佈，但若基板(欲塗佈的目標物)較佳被加熱到大約40℃至大約100℃，則可防止塗佈液在衝擊至基板表面上之後經由即刻浸潤而擴散。較佳的是，旋塗法和模具式塗佈法與現存之光微影技術可輕易地一起結合使用。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇乾燥步驟，只要該乾燥步驟能去除形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中之揮發性成分即可。要注意的是，不必於乾燥步驟中完全去除該揮發性成分，只要該揮發性成分被去除到不會抑制烘烤進行的程度。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取烘烤 溫度，只要該烘烤溫度高於或等於塗佈液中含有的金屬元素可形成氧化物的溫度，且低於基板(該欲塗佈的目標物)的熱變形溫度即可。該烘烤溫度較佳為150℃至600℃。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇烘烤氣氛，例如以氧氣氛以及包含氧的空氣為較佳。上述氣氛可氧化及氣化包含在金屬元素化合物中或要從薄膜去除的溶劑中的有機物質及陰離子。此外，當降低薄膜中之氧空缺以改善薄膜品質時，可提升併入C組元素的摻雜效率。另外，上述氣氛可改善載子密度的可控制性。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取烘烤持續的時間。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取所欲形成之n型氧化物半導體薄膜的平均厚度。n型氧化物半導體薄膜的平均厚度較佳為1nm至200nm，更佳的是2nm至100nm，特佳的是5nm至50nm。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇n型氧化物半導體薄膜的用途。例如，在n型氧化物半導體薄膜的體積電阻率為10-2Ωcm至103Ωcm的情況下，n型氧化物半導體薄膜可用於場效電晶體的主動層。以n型氧化物半導體薄膜的體積電阻率為10-1Ωcm至101Ωcm為特佳。此外，例如具有體積電阻率大於106Ωcm的n型氧化物半導體薄膜可用於抗靜電薄膜。
(場效電晶體)
本發明的場效電晶體至少包含閘極電極、源極電極、汲極電極、主動層以及閘極絕緣層，並且視需要可進一步包含其他元件。
本發明的場效電晶體例如可藉由本發明之製造場效電晶體的方法來製造。
<閘極電極>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇閘極電極，只要該閘極電極為配置成可施加閘極電壓的電極即可。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘極電極材料。該閘極電極材料的示例包括金屬(例如，鉑、鈀、金、銀、 銅、鋅、鋁、鎳、鉻、鉭、鉬以及鈦)、該些金屬的合金以及該些金屬的混合物。此外，該閘極電極材料的示例包括導電氧化物(例如，氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鎵以及氧化鈮)、上述導電氧化物的錯合化合物、及其混合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取該閘極電極的平均厚度，但該閘極電極的平均厚度較佳為40nm至2μm，更佳的是70nm至1μm。
<閘極絕緣層>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇閘極絕緣層，只要該閘極絕緣層為形成於該閘極電極與該主動層之間的絕緣層即可。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘極絕緣層材料。
該閘極絕緣層材料的示例包括無機絕緣材料與有機絕緣材料。該無機絕緣材料的示例包括氧化矽、氧化鋁、氧化鉭、氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鉿、氧化鋯、氮化矽、氮化鋁、及其混合物。
該有機絕緣材料的示例包括聚醯亞胺、聚醯胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇以及酚醛清漆樹脂。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取該閘極絕緣層的平均厚度，但該閘極絕緣層的平均厚度較佳為30nm至3μm，更佳的是100nm至1μm。
<源極電極與汲極電極>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該源極電極與該汲極電極。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該源極電極與該汲極電極的材料。該源極電極與該汲極電極的材料的示例包括與該閘極電極中所列之示例材料相同的材料。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取該源極電極與該汲極電極的平均厚度，但該源極電極與該汲極電極的平均厚度 較佳為40nm至2μm，更佳的是70nm至1μm。
<主動層>
在一方面，該主動層為形成於該源極電極與該汲極電極之間的主動層，且該主動層為由n型氧化物半導體薄膜所形成的主動層。該主動層包括藉由塗佈本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液所獲得的n型氧化物半導體薄膜。
在另一方面，該主動層為形成於該源極電極與該汲極電極之間的主動層，且該主動層為由n型氧化物半導體薄膜所形成的主動層。該主動層包括本發明的n型氧化物半導體薄膜。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取主動層的平均厚度，但該主動層的平均厚度較佳為1nm至200nm，更佳的是5nm至100nm。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該場效電晶體的結構，該結構的示例包括底閘極/底接觸式的場效電晶體(圖1)、底閘極/頂接觸式的場效電晶體(圖2)、頂閘極/底接觸式的場效電晶體(圖3)以及頂閘極/頂接觸式的場效電晶體(圖4)。
要注意的是，在圖1至圖4中，元件符號1為基板，元件符號2為閘極電極，元件符號3為閘極絕緣層，元件符號4為源極電極，元件符號5為汲極電極，以及元件符號6為主動層。
本發明的場效電晶體適合用作液晶顯示器、有機電致發光(EL)顯示器或電致變色顯示器的像素電路以及邏輯電路的場效電晶體。
(製造場效電晶體的方法)
本發明的製造場效電晶體的方法(第一種製造方法)包括：於基板上形成閘極電極的步驟；於該閘極電極上形成閘極絕緣層的步驟；於該閘極絕緣層上形成彼此分隔開的源極電極與汲極電極的步驟；以及於該閘極絕緣層上且於該源極電極與該汲極電極之間的通道區中形成主動層的步驟，其中該主動層係由n型氧化物半導體所形成。
此外，本發明的製造場效電晶體的方法(第二種製造方法)包括：於基板上形成彼此分隔開的源極電極與汲極電極的步驟；於該基板 上且於該源極電極與該汲極電極之間的通道區中形成主動層的步驟，其中該主動層係由n型氧化物半導體所形成；於該主動層上形成閘極絕緣層的步驟；以及於該閘極絕緣層上形成閘極電極的步驟。
<第一種製造方法>
第一種製造方法將說明如下。
-基板-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該基板的形狀、結構以及大小。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇基板，該基板的示例包括玻璃基板與塑膠基板。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇玻璃基板的材料，該玻璃基板材料的示例包括無鹼玻璃以及矽玻璃。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇塑膠基板的材料，該塑膠基板的材料的示例包括聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)。
要注意的是，該基板較佳係經預處理(例如氧電漿、UV臭氧以及UV照射洗滌)，以洗滌該基板的表面因而改善其密合性。
<形成閘極電極的步驟>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成閘極電極的步驟，只要該步驟為於該基板上形成閘極電極的步驟即可。該步驟的示例包括(i)藉由通過例如濺鍍法或浸漬塗佈法形成薄膜然後通過光微影法對該薄膜進行圖案化而形成閘極電極的步驟；以及(ii)藉由通過印刷法，例如噴墨印刷法、奈米壓印法以及凹版印刷法，直接形成具有所要的形狀的薄膜而形成閘極電極的步驟。
-形成閘極絕緣層的步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成閘極絕緣層的步驟，只要該步驟為於該閘極電極上形成閘極絕緣層的步驟即可。該步驟的示例包括(i)藉由通過例如濺鍍法或浸漬塗佈法形成薄膜 然後通過光微影法對該薄膜進行圖案化而形成閘極絕緣層的步驟，以及(ii)藉由印刷法，例如噴墨印刷法、奈米壓印法以及凹版印刷法，直接形成具有所要的形狀的薄膜而形成閘極絕緣層的步驟。
-形成源極電極與汲極電極的步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成源極電極與汲極電極的步驟，只要該步驟為於該閘極絕緣層上形成彼此分隔開的源極電極與汲極電極的步驟即可。該步驟的示例包括(i)藉由通過例如濺鍍法或浸漬塗佈法形成各薄膜然後通過光微影法對該薄膜進行圖案化而形成源極電極與汲極電極的步驟，以及(ii)藉由印刷法，例如噴墨印刷法、奈米壓印法以及凹版印刷法，直接形成具有所要的形狀的各薄膜而形成源極電極與汲極電極的步驟。
-形成主動層的步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成主動層的步驟，只要該步驟為於該閘極絕緣層上且於該源極電極與該汲極電極之間的通道區中形成主動層的步驟即可，其中該主動層係由n型氧化物半導體所形成，該n型氧化物半導體係藉由塗佈本發明之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液來獲得。
在形成主動層的步驟中，較佳的是，於形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中，調整A組元素的總原子數(NA)、B組元素的總原子數(NB)與C組元素的總原子數(NC)以控制選自由n型氧化物半導體的體積電阻率、載子遷移率、載子密度所組成的組群中的至少一者。如此，則可獲得所要之性能(例如，臨界電壓)的場效電晶體。特別是，含C組元素的化合物可在主動層中有效地產生載子，因此可降低製程溫度。
在形成主動層的步驟中，較佳的是，形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液包括乙二醇醚與二醇，而形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的黏度係藉由調整形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中之乙二醇醚與二醇的混合比來控制。此外，為了獲得所要的薄膜厚度、所要的表面形狀以及所要的塗佈性質，其它溶劑可加至該塗佈液，或可調整該塗佈液的濃度。如此，可獲得具有優異塗佈性質的塗佈液以及具有有利通道形 成狀態(channel-forming state)的場效電晶體。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇藉由塗佈形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液而形成氧化物半導體的方法，該方法的示例包括藉由將形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液塗佈於已形成閘極絕緣層的基板上，乾燥該基板，之後烘烤該基板而形成n型氧化物半導體的方法。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇塗佈方法，該塗佈方法的示例包括絲網印刷法、輥塗法、浸漬塗佈法、旋塗法、模具式塗佈法、噴墨印刷法以及奈米壓印法。其中，較佳的是可控制欲附著之塗佈液的塗佈量的噴墨印刷法以及奈米壓印法，此乃因例如在製造場效電晶體時，可獲得所欲設計的通道寬度(換言之，具有所欲形狀之主動層)。較佳的是，旋塗法和模具式塗佈法與現存之光微影技術可輕易地一起結合使用。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇乾燥步驟，只要該乾燥步驟能去除形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中之揮發性成分即可。要注意的是，不必於乾燥步驟中完全去除該揮發性成分，只要該揮發性成分被去除到不會抑制烘烤進行的程度。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取烘烤溫度，但其較佳為250℃至600℃。
在第一種製造方法中，形成該源極電極與汲極電極的步驟以及形成該主動層的步驟的順序不受限制。形成該主動層的步驟可在形成該源極電極與汲極電極的步驟之後進行，而形成該源極電極與汲極電極的步驟可在形成該主動層的步驟之後進行。
在第一種製造方法中，當形成該主動層的步驟在形成該源極電極與汲極電極的步驟之後進行時，可製造出底閘極/底接觸式的場效電晶體。
在第一種製造方法中，當形成該源極電極與汲極電極的步驟在形成該主動層的步驟之後進行時，可製造出底閘極/頂接觸式的場效電晶體。
參考圖5A至圖5D，將說明製造一種底閘極/底接觸式的場效 電晶體的方法。
首先，通過濺鍍法將由例如鋁所形成之導電膜形成於例如玻璃基板所形成的基板1上，並通過光微影技術使形成的導電膜圖案化，從而形成閘極電極2(圖5A)。
之後，通過濺鍍法將由例如SiO2所形成之閘極絕緣層3形成於閘極電極2與基板1上，並覆蓋閘極電極2(圖5B)。
接下來，通過濺鍍法將由例如ITO所形成之導電膜形成於閘極絕緣層3上，並通過蝕刻法使形成的導電膜圖案化，從而形成源極電極4與汲極電極5(圖5C)。
之後，通過噴墨印刷法將形成氧化物半導體薄膜用的塗佈液塗佈於閘極絕緣層3上，並覆蓋形成於源極電極4與汲極電極5之間的通道區，然後對經塗佈之塗佈液進行熱處理，從而形成由氧化物半導體薄膜所形成的主動層6(圖5D)。
以如上所述的方式，可製造出場效電晶體。
<第二種製造方法>
第二種製造方法將說明如下。
-基板-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇基板，該基板的示例包括在該第一種製造方法中所示例的基板。
-形成源極電極與汲極電極的步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成源極電極與汲極電極的步驟，只要該步驟為於該基板上形成彼此分隔開的源極電極與汲極電極的步驟即可。該步驟的示例包括第一種製造方法之形成源極電極與汲極電極的步驟中所示例的步驟。
-形成主動層的步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成主動層的步驟，只要該步驟為於該基板上且於該源極電極與該汲極電極之間的通道區中形成主動層的步驟即可，其中該主動層係由n型氧化物半導體所形成，該n型氧化物半導體係藉由塗佈本發明形成n型氧化物半導體 薄膜用的塗佈液來獲得。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇藉由塗佈形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液而形成n型氧化物半導體的方法。該方法的示例包括第一種製造方法之形成主動層的步驟中所示例的方法。
在形成主動層的步驟中，較佳的是，於形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中，調整A組元素的總原子數(NA)、B組元素的總原子數(NB)與C組元素的總原子數(NC)來控制選自由n型氧化物半導體的體積電阻率、載子遷移率、載子密度所組成的組群中的至少一者。如此，則可獲得所要之性能(例如，臨界電壓)的場效電晶體。特別是，含C組元素的化合物可在主動層中有效地產生載子，因此可降低製程溫度。
在形成主動層的步驟中，較佳的是，形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液包括乙二醇醚與二醇，而形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的黏度係藉由調整形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中之乙二醇醚與二醇的混合比來控制。此外，為了獲得所要薄膜的厚度、所要的表面形狀以及所要的塗佈性質，其它溶劑可加至該塗佈液，或可調整該塗佈液的濃度。如此，可獲得具有優異塗佈性質的塗佈液以及具有有利通道形成狀態的場效電晶體。
-形成閘極絕緣層的步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成閘極絕緣層的步驟，只要該步驟為於該主動層上形成閘極絕緣層的步驟即可。該步驟的示例包括第一種製造方法之形成閘極絕緣層的步驟中所示例的步驟。
<形成閘極電極的步驟>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成閘極電極的步驟，只要該步驟為於該閘極絕緣層上形成閘極電極的步驟即可。該步驟的示例包括第一種製造方法之形成閘極電極的步驟中所示例的步驟。
在第二種製造方法中，形成該源極電極與汲極電極的步驟以 及形成該主動層的步驟的順序不受限制。形成該主動層的步驟可在形成該源極電極與汲極電極的步驟之後進行，而形成該源極電極與汲極電極的步驟可在形成該主動層的步驟之後進行。
在第二種製造方法中，當形成該主動層的步驟在形成該源極電極與汲極電極的步驟之後進行時，可製造出頂閘極/底接觸式的場效電晶體。
在第二種製造方法中，當形成該源極電極與汲極電極的步驟在形成該主動層的步驟之後進行時，可製造出頂閘極/頂接觸式的場效電晶體。
(半導體元件)
在一方面，本發明的半導體元件包括本發明的n型氧化物半導體薄膜。
在另一方面，本發明的半導體元件包括於主動層中之本發明的n型氧化物半導體薄膜。
<主動層>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇主動層，只要該主動層包括本發明的n型氧化物半導體薄膜即可。
本發明的n型氧化物半導體薄膜本身可為主動層。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇主動層的結構、形狀以及大小。
半導體元件的示例包括二極體、場效電晶體、發光元件以及光電轉換元件。
<二極體>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇二極體。該二極體的示例包括含有第一電極、第二電極以及於該第一電極與該第二電極之間形成的主動層的二極體。上述二極體的示例包括pn接合二極體以及PIN光電二極體。
-pn接合二極體-
pn接合二極體至少包括主動層，且視需要可進一步包括其他 元件例如陽極(正極)以及陰極(負極)。
--主動層--
主動層至少包括p型半導體層以及n型半導體層，且視需要可進一步包括其他元件。
p型半導體層與n型半導體層係彼此接觸。
--p型半導體層--
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇p型半導體層的材料。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇p型半導體層的平均厚度，但較佳為50nm至2,000nm。
--N型半導體層--
n型半導體層係本發明的n型氧化物半導體薄膜。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇n型半導體層的平均厚度，但較佳為50nm至2,000nm。
--陽極(正極)--
陽極係與p型半導體層接觸。
在無任何限制的情況下，可根據預期目的適當地選擇陽極的材料，該材料的示例包括：金屬(例如，Mo、Al、Au、Ag、以及Cu)及其合金、透明導電氧化物(例如，氧化銦錫(ITO)以及氧化錫銻(ATO))、以及有機導電體(例如，聚乙烯二氧噻吩(polyethylenedioxythiophene，PEDOT)以及聚苯胺(polyaniline，PANI))。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇陽極的形狀、大小以及結構。
陽極係與p型半導體層接觸。歐姆接觸較佳係形成在陽極與p型半導體層之間。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成陽極的方法。該方法的示例包括(i)藉由例如濺鍍法或浸漬塗佈法形成薄膜然後通過光微影法對該薄膜進行圖案化而形成陽極的方法，以及(ii)通過印刷法，例如噴墨印刷法、奈米壓印法以及凹版印刷法，直接形成具有 所要的形狀的薄膜而形成陽極的方法。
--陰極(負極)--
在無任何限制的情況下，可根據預期目的適當地選擇陰極的材料，該材料的示例包括與該陽極中所列之示例材料相同的材料。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇陰極的形狀、大小以及結構。
陰極係與n型半導體層接觸。歐姆接觸較佳係形成在陰極與n型半導體層之間。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇形成陽極的方法。該方法的示例包括與該陽極中所示例之方法相同的方法。
實施例
將參考下述實施例描述本發明，但本發明不侷限於這些實施例。
(實施例1-1)
<形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的製備>
將2-乙基己酸釔甲苯溶液(釔Y：8質量%)、2-乙基己酸銦甲苯溶液(銦In：5質量%)以及四正丁烷氧化鈦(titanium n-butoxide)稱重，以使得金屬元素Y、In以及Ti在化合物中分別為5mmol、99.8mmol以及0.2mmol。將上述材料以及均三甲苯(800mL)添加到燒杯中，並在室溫下將該些材料進行混合、溶解，從而製備出形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液。
(實施例1-2至1-12)
根據表1中的材料組成，實施例1-2至1-12係以與實施例1-1相同的方法來製備形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液。
在表1及表2中，所使用的材料與溶劑的名稱如下所示：
<材料A>
Y(C8H15O2)：2-乙基己酸釔
Sc(NO3)3‧5H2O：硝酸鈧五水合物
Ce(C8H15O2)3：2-乙基己酸鈰
CeCl3‧7H2O：氯化鈰七水合物
Lu(NO3)3‧6H2O：硝酸鎦六水合物
Al(NO3)3‧9H2O：硝酸鋁九水合物
B(OH)3：硼酸
Ga(NO3)3‧8H2O：硝酸鎵八水合物
Y(NO3)3‧6H2O：硝酸釔六水合物
La(NO3)3‧6H2O：硝酸鑭六水合物
LaCl3‧7H2O：氯化鑭七水合物
Gd(NO3)3‧6H2O：硝酸釓六水合物
<材料B>
In(C8H15O2)3：2-乙基己酸銦
TlCl3‧4H2O：氯化鉈四水合物
Tl(C8H15O2)3：2-乙基己酸鉈(I)
Tl(NO3)3‧3H2O：硝酸鉈三水合物
InCl3‧4H2O：氯化銦四水合物
In(NO3)3‧3H2O：硝酸銦三水合物
HCOOTl：甲酸鉈
Tl(NO3)3‧3H2O：硝酸鉈三水合物
<材料C>
Ti(OBu)4：四丁氧基鈦
ZrCl4：氯化鋯
Nb(C8H15O2)4：2-乙基己酸鈮
MoO2(C5H7O2)2：二(乙醯丙酮)氧化鉬
W(CO)6：六羰基鎢
Re2O7：氧化錸
OsO4：氧化鋨
IrCl4：氯化銥
PtCl4：氯化鉑
SnCl2：氯化錫
SbCl3：氯化銻
TeCl4：氯化碲
<溶劑D>
PGME：丙二醇單甲醚
EGME：乙二醇單甲醚
GBL：γ-丁內酯
DMF：N,N-二甲基甲醯胺
<溶劑E>
EG：乙二醇
PG：1,2-丙二醇
BG：1,3-丁二醇
<溶劑F>
THF：四氫呋喃
IPA：異丙醇
MeOH：甲醇
BuOH：1-丁醇
(比較例1-1至1-6)
根據表2中的材料組成，比較例1-1至1-6採用與實施例1-2至1-12相同的方法來製備塗佈液。
(實施例1-13)
使用噴墨裝置，將表1中的塗佈液噴射到具有熱氧化膜(200nm厚度)的Si基板上，該Si基板已經UV臭氧洗滌以便印刷精細圖案。該塗佈液較佳係經由噴射。於被加熱到120℃的熱板上將基板乾燥10分鐘，然後於400℃的大氣中烘烤1小時，從而得到如圖6所示之具有所要圖案的n型氧化物半導體薄膜。
(實施例1-14至1-18)
以與實施例1-13相同的方式，將表1中的塗佈液1-2(實施例1-14)、塗佈液1-4(實施例1-15)、塗佈液1-5(實施例1-16)、塗佈液1-9(實施例1-17)以及塗佈液1-11(實施例1-18)各自噴射、乾燥，烘烤以得到n型氧化物半導體薄膜，該些n型氧化物半導體薄膜各自具有與上述相同的所要圖案。所有該些n型氧化物半導體薄膜皆展現出與實施例1-13類似的優異噴射性。
使用噴墨裝置，將表1中的塗佈液噴射到具有熱氧化膜(200nm厚度)的Si基板上，該Si基板係經UV臭氧洗滌，以便印刷精細圖案。該塗佈液有利地係經由噴射。於被加熱到120℃的熱板上將基板乾燥10分鐘，然後於400℃的大氣下烘烤1小時，從而得到如圖6所示之具有所要圖案的n型氧化物半導體薄膜。
(實施例1-19)
使用旋轉塗佈裝置，將表1中的塗佈液1-10印刷到經UV臭氧洗滌的無鹼玻璃基板上。對成膜性係有利的。於120℃大氣下的烘箱內將基板乾燥10分鐘，然後於400℃的大氣下烘烤1小時，從而得到n型氧化物半導體薄膜。如表3所示，在基板上所量測的9個部分之平均膜厚度為30.70±0.52nm，其係指形成均勻的薄膜。將薄膜中40mm×40mm的面積分成16個10mm×10mm正方形格子。量測9個格點的平均厚度。
(實施例1-20至1-24)
以與實施例1-19相同的方式，將表1中之塗佈液1-1(實施例1-20)、塗佈液1-3(實施例1-21)、塗佈液1-7(實施例1-22)、塗佈液1-8(實施例1-23)以及塗佈液1-12(實施例1-24)各自噴射、乾燥，烘烤以得到n型氧化物半導體薄膜。所有該些n型氧化物半導體薄膜皆展現出與實施例1-19相同優異的成膜性。
(實施例1-25至1-30)
<場效電晶體的製造>
-形成閘極電極-
對無鹼玻璃基板使用中性洗滌劑、純淨水、以及異丙醇進行超音波洗滌。在乾燥基板之後，基板在90℃下進行UV臭氧處理10分鐘。具有100nm厚度的Mo薄膜通過直流磁控濺鍍法形成在無鹼玻璃基板上，通過光微影法對薄膜進行圖案化，從而形成閘極電極。
-形成閘極絕緣層-
接著，將SiO2薄膜通過射頻磁控濺鍍法形成在閘極電極和無鹼玻璃基板上，並使得該SiO2薄膜的厚度為300nm，從而形成閘極絕緣層。
-形成源極電極與汲極電極-
接下來，通過直流磁控濺鍍法將ITO薄膜形成於閘極絕緣層上，並使得ITO薄膜的厚度為100nm。然後接著，光微影法對所形成的薄膜進行圖案化，從而形成源極電極與汲極電極。以源極電極的長度與汲極電極的長度測定的通道寬度為30μm，而以源極電極與汲極電極之間的間隔測定的通道長度為10μm。
-形成主動層-
使用噴墨裝置，將塗佈液1-2(實施例1-25)、塗佈液1-4(實施例1-26)、塗佈液1-5(實施例1-27)、塗佈液1-6(實施例1-28)、塗佈液1-9(實施例1-29)以及塗佈液1-11(實施例1-30)各自塗佈到所形成的源極電極與汲極電極之間的通道上。於被加熱到120℃的熱板上將所獲得的基板乾燥10分鐘，然後於450℃大氣下烘烤1小時。接著，該基板於300℃大氣下經1小時退火，從而得到主動層。所獲得之主動層的通道部分的平均厚度為大約10nm。
如上所述，可製造出場效電晶體。
(比較例1-7至1-9)
以與實施例1-25至1-30相同的方式製造場效應電晶體。使用表2中的塗佈液1-21(比較例1-7)、塗佈液1-22(比較例1-8)、塗佈液1-7(比較例1-22)以及塗佈液1-23(比較例1-9)，來形成主動層。
(實施例1-31至1-36)
<場效電晶體的製造方法>
以與實施例1-25至1-30相同的方式，在無鹼玻璃基板上形成閘極電極和閘極絕緣層。
-形成主動層-
使用旋轉塗佈機，將塗佈液1-1(實施例1-31)、塗佈液1-3(實施例1-32)、塗佈液1-7(實施例1-33)、塗佈液1-8(實施例1-34)、塗佈液1-10(實施例1-35)以及塗佈液1-12(實施例1-36)各自塗佈到所形成的源極電極與汲極電極之間的通道上。於120℃大氣下的烘箱內將所獲得的基板乾燥1小時，然後於400℃大氣下將乾燥後的基板烘烤1小時，以 獲得n型氧化物半導體薄膜。此外，通過光微影法來獲得具有所要形狀的主動層。
-形成源極電極與汲極電極-
接著，通過直流磁控濺鍍法形成鋁合金薄膜，並使得該鋁合金薄膜的厚度為100nm。然後通過光微影法對所形成的薄膜進行圖案化，從而形成源極電極與汲極電極。以源極電極的長度與汲極電極的長度測定的通道寬度為30μm，而以源極電極與汲極電極之間的間隔測定的通道長度為10μm。此外，基板於300℃大氣下經1小時退火。
如上所述，可製造出場效電晶體。
(比較例1-10至1-12)
以與實施例1-31至1-36相同的方式製造場效電晶體，使用表2中的塗佈液1-24(比較例1-10)、塗佈液1-25(比較例1-11)以及塗佈液1-26(比較例1-12)，來形成主動層。
<評估>
-體積電阻率-
當於所得到的場效電晶體的源極電極與汲極電極之間施加電壓(0V至±20V)時，使用半導體參數分析儀(半導體參數分析儀B1500A，由安捷倫科技有限公司(Agilent Technologies,Inc)製造)並通過兩端點測試法(two-terminal method)來測量場效電晶體的電流，從而測量主動層的體積電阻率。結果顯示於表4和表5中。
-載子遷移率與開/關比-
當源極電極與汲極電極之間的電壓差Vds為10V時，使用半導體參數分析儀(半導體參數分析儀B1500A，由安捷倫科技有限公司(Agilent Technologies,Inc)製造)來確定所得到的場效電晶體的閘極電壓(Vgs)與源極電極與汲極電極之間的電流(Ids)之間的關係。實施例1-28的結果繪示於圖7中。從圖7可以確定，獲得了優異的電晶體性能。要注意的是，在圖7中，「E」代表「10的指數」。舉例而言，「1E-04」為「0.0001」。於表4與表5中使用此表示法。
在飽和區中計算該載子遷移率。此外，測定該開/關比。要注意的是，於該開/關比中，當Vgs等於20V(Vgs=20V)時，導通狀態的值為Ids值。結果顯示於表4及表5中。
以藉由塗佈使用於實施例1-25至1-36的本發明形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液而獲得之n型氧化物半導體作為主動層的各場效電晶體展現出優異的電晶體性能(例如甚至在大約450℃的製程溫度下，具有高載子遷移率，以及具有大開/關比)。
在[NA/NB]滿足公式(1)，並且[NC/NB]滿足公式(2)的情況下，主動層的體積電阻率尤其適合做為場效電晶體主動層所需的體積電阻率。此外，該電晶體展現出特別優異的電晶體性能，例如具有非常高的載子遷移率、非常高的開/關比。
比較例1-7至1-12的場效電晶體性能，如表5所示。於比較例1-7以及1-10中，各電晶體在其TFT性能中展現強的空乏狀態(depletion state)，因而無法清楚地找到導通電壓(Von)。於比較例1-8以及1-11中，Ids(汲極與源極之間的電流)係小於1pA，因而各電晶體無法展現導通狀 態。於比較例1-9以及1-12中，各電晶體展現強的增強狀態(enhancement state)，因而無法有充足的導通電流流動，而使得各電晶體具有低的載子遷移率。
(實施例2-1)
<形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的製備>
將氯化鋯、二(乙醯丙酮)鈦酸二異丙酯(titanium diisopropoxide bis(acetylacetonate))(鈦Ti：10質量%)異丙醇溶液以及二(乙醯丙酮)氧化鉬(VI)稱重，以使得金屬元素Zr、Ti以及Mo在化合物中分別為3mmol、99.95mmol以及0.05mmol。將上述材料、乙二醇單丁醚(440mL)以及1,3-丁二醇(440mL)添加到燒杯中，並在室溫下將該些材料進行混合、溶解，從而製備出形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液。
(實施例2-2至2-10)
根據表6中的材料組成，實施例2-2至2-10係以與實施例2-1相同的方法來製備形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液。
在表6及表7中，所使用的材料與溶劑的名稱如下所示：
<材料A>
ZrCl4：氯化鋯
HfCl4：氯化鉿
Ce(NO3)3‧6H2O：硝酸鈰六水合物
C6H19NSi2：六甲基二矽氮烷
(CH3)2GeCl2：二氯二甲基鍺
ZrO(C8H15O2)2：二(2-乙基己酸)氧化鋯(IV)‧礦物油溶液(鋯Zr：12%)
C18H32HfO6：二正丁醇二(2,4-乙醯丙酮)鉿(HAFNIUM DI-N-BUTOXIDE(BIS-2,4-PENTANEDIONATE))，50%於甲苯/正丁醇
Ce(C8H15O2)3：2-乙基己酸鈰
C16H36Ge：四正丁基鍺
<材料B>
Ti(acac)2OiPr2：二異丙氧基二(乙醯丙酮)鈦
TiCl4‧2THF：氯化鈦(IV)四氫呋喃錯合物
SnCl2：氯化錫
Pb(NO3)2：硝酸鉛
Pb(CH3COO)2‧3H2O：乙酸鉛三水合物
Ti(OBu)4：四丁氧基鈦
C10H14O5Ti：二(2,4-乙醯丙酮)氧化鈦(IV)
Sn(C8H15O2)2：2-乙基己酸錫
[CH3COCHCOCH3]2Sn(C4H9)2：二(乙醯丙酮)二丁基錫
Pb(C8H15O2)2：2-乙基己酸鉛
<材料C>
MoO2(C5H7O2)2：二(乙醯丙酮)氧化鉬
W(CO)6：六羰基鎢
Re2O7：氧化錸
RuO4：氧化釕
TeCl4：氯化碲
Nb(C8H15O2)4：2-乙基己酸鈮
C20H45O5Ta：五丁氧鉭(V)
MoO2(C5H7O2)2：二(乙醯丙酮)氧化鉬(IV)
OsO4：氧化鋨
Sb(C6H5)3：三苯基銻
<溶劑D>
EGBE：乙二醇單丁醚
PGME：丙二醇單甲醚
EGME：乙二醇單甲醚
DMF：N,N-二甲基甲醯胺
<溶劑E>
EG：乙二醇
PG：1,2-丙二醇
BG：1,3-丁二醇
<溶劑F>
THF：四氫呋喃
(比較例2-1至2-6)
根據表7中的材料組成，比較例2-1至2-6採用與實施例2-1至2-10相同的方法來製備塗佈液。
如上所述，本發明的場效應電晶體適用於加寬製程裕度，並且可在高位準上穩定TFT特性。此外，本發明的顯示元件可以以高速驅動，並且適於藉由降低元件中的不均勻性而改善可靠性。本發明的影像顯示裝置適於使用大螢幕顯示高品質影像。此外，本發明的系統可以高精確地顯示影像資訊，並且適用於電視裝置、電腦系統等。
本發明的態樣係例如如下：
<1>一種形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，包括：一A組元素，係選自由Sc、Y、Ln、B、Al以及Ga所組成的組群中的至少一者；一B組元素，係In及Tl中的至少一者；一C組元素，係選自由第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族元素以及第16族元素所組成的組群中的至少一者；以及一溶劑。
<2>依據<1>之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該A組元素係選自由Sc、Y以及Ln(鑭系元素)所組成的組群中的至少一者。
<3>依據<1>或<2>之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該A組元素及該B組元素的組合為可形成具有鐵錳礦結構(bixbyite structure)的錯合氧化物的組合。
<4>依據<1>至<3>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該C組元素係選自由鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、錳、錸、鐵、釕、鋨、鈷、銠、銥、鎳、鈀、鉑、鍺、錫、鉛、銻、鉍、硒以及碲所組成的組群中的至少一者。
<5>一種形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，包括：一A組元素，係選自由Zr、Hf、Ce、Si以及Ge所組成的組群中的至少一者；一B組元素，係選自由Ti、Sn以及Pb所組成的組群中的至少一者； 一C組元素，係選自由第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15族元素以及第16族元素所組成的組群中的至少一者；以及一溶劑。
<6>依據<5>之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該C組元素係選自由釩、鈮、鉭、鉻、鉭、鎢、錳、錸、釕、鋨、銥、鉑、銻、鉍、硒以及碲所組成的組群中的至少一者。
<7>依據<1>至<6>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該A組元素的總原子數(NA)與該B組元素的總原子數(NB)滿足以下公式(1)：
<8>依據<1>至<7>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該C組元素的總原子數(NC)與該B組元素的總原子數(NB)滿足以下公式(2)：
<9>依據<1>至<8>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該塗佈液係藉由將包括該A組元素之一含A組元素的化合物、包括該B組元素之一含B組元素的化合物、以及包括該C組元素之含C組元素的化合物溶解於該溶劑中來獲得，其中，該含A組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者，其中，該含B組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者，以及其中，該含C組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者。
<10>依據<1>至<9>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該溶劑包括一有機溶劑。
<11>依據<10>之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該有機溶劑包括選自由有機酸、有機酸酯、芳香族化合物、二醇、乙二醇醚以及極性非質子溶劑所組成的組群中的至少一者。
<12>一種製造n型氧化物半導體薄膜的方法，該方法包括：將依據<1>至<11>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液塗佈到欲塗佈的目標物上；以及乾燥該目標物，乾燥之後烘烤該目標物。
<13>一種製造場效電晶體的方法，該方法包括：在一基板上形成一閘極電極；在該閘極電極上形成一閘極絕緣層；在該閘極絕緣層上形成一源極電極與一汲極電極，該源極電極與該汲極電極係彼此分隔開；以及在該閘極絕緣層上且於該源極電極與該汲極電極之間的一通道區中形成一主動層，該主動層係由一n型氧化物半導體所形成，其中，形成該主動層係藉由在該閘極絕緣層上塗佈依據<1>至<11>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液來形成由該n型氧化物半導體所形成之該主動層。
<14>一種製造場效電晶體的方法，該方法包括：在一基板上形成一源極電極與一汲極電極，該源極電極與該汲極電極係彼此分隔開；在該基板上且在該源極電極與該汲極電極之間的一通道區中形成主動層，該主動層係由一n型氧化物半導體所形成；在該主動層上形成一閘極絕緣層；以及在該閘極絕緣層上形成一閘極電極，其中，形成該主動層係藉由在該閘極絕緣層上塗佈依據<1>至<11>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液來形成由該n型氧化物半導體所形成的該主動層。
<15>依據<13>或<14>之場效電晶體的製造方法，其中，形成該主動層包括於該形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中，藉由調整該A組元素的總原子數(NA)、該B組元素的總原子數(NB)及該C組 元素的總原子數(NC)來控制選自由該n型氧化物半導體的體積電阻率、載子遷移率、載子密度所組成的組群中的至少一者。
<16>一種n型氧化物半導體薄膜，係藉由將依據<1>至<11>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液塗佈到欲塗佈的目標物上以在乾燥該目標物之後烘烤該目標物來獲得。
<17>一種n型氧化物半導體薄膜，係依據<1>至<11>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的烘烤產物。
<18>一種半導體元件，包括依據<16>或<17>之n型氧化物半導體薄膜。
<19>一種半導體元件，包括一主動層，該主動層包括依據<16>或<17>之n型氧化物半導體薄膜。
<20>依據<18>或<19>之半導體元件，其中，該半導體元件係一二極體。
<21>一種場效電晶體，包括：一閘極電極，被配置以施加閘極電壓；一源極電極與一汲極電極；一主動層，形成於該源極電極與該汲極電極之間，且由一n型氧化物半導體薄膜形成；以及一閘極絕緣層，形成於該閘極電極與該主動層之間，其中該n型氧化物半導體薄膜係依據<16>或<17>之n型氧化物半導體薄膜。
<22>一種場效電晶體，包括：一閘極電極，被配置以施加閘極電壓；一源極電極與一汲極電極；一主動層，形成於該源極電極與該汲極電極之間，且由一n型氧化物半導體薄膜形成；以及一閘極絕緣層，形成於該閘極電極與該主動層之間，其中該n型氧化物半導體薄膜係藉由塗佈依據<1>至<11>中任意一項之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液所獲得之n型氧化物半導體薄膜。
1‧‧‧基板
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘極絕緣層
4‧‧‧源極電極
5‧‧‧汲極電極
6‧‧‧主動層

Claims (25)

  1. 一種形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，包括：一A組元素，係選自由Sc、Y、Ln、B、Al以及Ga所組成的組群中的至少一者；一B組元素，係In及Tl中的至少一者；一C組元素，係選自由第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族元素以及第16族元素所組成的組群中的至少一者；以及一溶劑。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該A組元素係選自由Sc、Y以及Ln(鑭系元素)所組成的組群中的至少一者。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該A組元素及該B組元素的組合為可形成具有鐵錳礦結構(bixbyite structure)的錯合氧化物的組合。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該C組元素係選自由鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、錳、錸、鐵、釕、鋨、鈷、銠、銥、鎳、鈀、鉑、鍺、錫、鉛、銻、鉍、硒以及碲所組成的組群中的至少一者。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，A組元素的總原子數(NA)與B組元素的總原子數(NB)滿足以下公式(1)：
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，C組元素的總原子數(NC)與B組元素的總原子數(NB)滿足以下公式(2)：
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該塗佈液係藉由將包括該A組元素之一含A組元素的化合物、包括該B組元素之一含B組元素的化合物、以及包括該C組元素之一含C組元素的化合物溶解於該溶劑中來獲得，其中，該含A組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者，其中，該含B組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者，以及其中，該含C組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該溶劑包括一有機溶劑。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該有機溶劑包括選自由有機酸、有機酸酯、芳香族化合物、二醇、乙二醇醚以及極性非質子溶劑所組成的組群中的至少一者。
  10. 一種形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，包括：一A組元素，係選自由Zr、Hf、Ce、Si以及Ge所組成的組群中的至少一者；一B組元素，係選自由Ti、Sn以及Pb所組成的組群中的至少一者；一C組元素，係選自由第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15族元素以及第16族元素所組成的組群中的至少一者；以及一溶劑。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該C組元素係選自由釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、錳、錸、釕、鋨、銥、鉑、銻、鉍、硒以及碲所組成的組群中的至少一者。
  12. 依據申請專利範圍第10項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該A組元素的總原子數(NA)與該B組元素的總原子數(NB)滿足以下公式(1)：
  13. 依據申請專利範圍第10項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該C組元素的總原子數(NC)與該B組元素的總原子數(NB)滿足以下公式(2)：
  14. 依據申請專利範圍第10項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該塗佈液係藉由將包括該A組元素之一含A組元素的化合物、包括該B組元素之一含B組元素的化合物、以及包括該C組元素之一含C組元素的化合物溶解於該溶劑中來獲得，其中，該含A組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者，其中，該含B組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者，以及其中，該含C組元素之化合物包括選自由無機鹽、氧化物、氫氧化物、有機酸鹽、金屬烷氧化物、有機金屬化合物以及金屬錯合物所組成的組群中的至少一者。
  15. 依據申請專利範圍第10項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該溶劑包括一有機溶劑。
  16. 依據申請專利範圍第15項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液，其中，該有機溶劑包括選自由有機酸、有機酸酯、芳香族化合物、二醇、乙二醇醚以及極性非質子溶劑所組成的組群中的至少一者。
  17. 一種製造n型氧化物半導體薄膜的方法，該方法包括： 將依據申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液塗佈到欲塗佈的目標物上；以及乾燥該目標物，乾燥之後烘烤該目標物。
  18. 一種製造場效電晶體的方法，該方法包括：在一基板上形成一閘極電極；在該閘極電極上形成一閘極絕緣層；在該閘極絕緣層上形成一源極電極與一汲極電極，該源極電極與該汲極電極係彼此分隔開；以及在該閘極絕緣層上且於該源極電極與該汲極電極之間的一通道區中形成一主動層，該主動層係由一n型氧化物半導體所形成，其中，形成該主動層係藉由在該閘極絕緣層上塗佈依據申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液來形成由該n型氧化物半導體所形成的該主動層。
  19. 一種製造場效電晶體的方法，該方法包括：在一基板上形成一源極電極與一汲極電極，該源極電極與該汲極電極係彼此分隔開；在該基板上且於該源極電極與該汲極電極之間的一通道區中形成主動層，該主動層係由一n型氧化物半導體所形成；在該主動層上形成一閘極絕緣層；以及在該閘極絕緣層上形成一閘極電極，其中，形成該主動層係藉由在該閘極絕緣層上塗佈依據申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液來形成由該n型氧化物半導體所形成的該主動層。
  20. 依據申請專利範圍第18項所述之製造場效電晶體的方法，其中，形成該主動層包括於該形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中，藉由調整該A組元素的總原子數(NA)、該B組元素的總原子數(NB)及該C組元素的總原子數(NC)來控制選自由該n型氧化物半導體的體積電阻率、載子遷移率、載子密度所組成的組群中的至少一者。
  21. 依據申請專利範圍第19項所述之製造場效電晶體的方法，其中，形成該主動層包括於該形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液中，藉由調整該A組元素的總原子數(NA)、該B組元素的總原子數(NB)及該C組元素的總原子數(NC)來控制選自由該n型氧化物半導體的體積電阻率、載子遷移率、載子密度所組成的組群中的至少一者。
  22. 一種n型氧化物半導體薄膜，係依據申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之形成n型氧化物半導體薄膜用的塗佈液的烘烤產物。
  23. 一種半導體元件，包括一主動層，該主動層包括依據申請專利範圍第22項所述的n型氧化物半導體薄膜。
  24. 依據申請專利範圍第23項所述的半導體元件，其中，該半導體元件係一二極體。
  25. 一種場效電晶體，包括：一閘極電極，被配置以施加閘極電壓；一源極電極與一汲極電極；一主動層，形成於該源極電極與該汲極電極之間，且由一n型氧化物半導體薄膜所形成；以及一閘極絕緣層，形成於在該閘極電極與該主動層之間，其中該n型氧化物半導體薄膜係依據申請專利範圍第22項所述的n型氧化物半導體薄膜。
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