TWI509812B - 場效電晶體、顯示裝置以及感測器 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種場效電晶體(transistor)。
場效電晶體廣泛地被用作半導體記憶體(memory)用積體電路的單位元件、高頻信號放大元件、以及液晶等的顯示元件驅動用元件，尤其已薄膜化的場效電晶體被稱為薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)。而且，於平板顯示器(flat panel display)中使用有矽系TFT，該矽系TFT能夠大面積地形成且具有包含非晶矽(amorphous silicon)的活性層。
近年來，已活躍地開發了如下的TFT，該TFT於活性層(通道層(channel layer))中，使用有In-Ga-Zn-O系(IGZO系)的氧化物半導體來代替上述非晶矽。氧化物半導體能夠低溫成膜，且表現出比非晶矽更高的遷移率，而且對於可見光而言透明，因此，能夠於塑膠(plastic)板或薄膜(film)等的基板上，形成具有可撓性的透明的TFT。
然而，對於如上所述的場效電晶體而言，有時當施加高電壓時(驅動時)，會因大電流流動而產生焦耳熱(Joule heat)，活性層的溫度會局部地上升。如此，驅動時產生的熱成為引起驅動劣化(可靠性的下降)的一個原因。
因此，於日本專利特開2003-131588號公報中揭示了如下的技術，即，為了防止驅動時產生的熱積蓄，於薄膜電晶體的活性層的上層或下層，或者於該活性層的上下層
形成如下的膜作為散熱層，該膜的熱傳導率高於玻璃基板的熱傳導率。
然而，於日本專利特開2003-131588號中，完全未涉及基板的熱傳導率與散熱層的熱傳導率的具體關係，不清楚熱傳導率比玻璃基板更高的膜是否充分地發揮了作為散熱層的作用。
此處，當使用IGZO系的氧化物半導體作為活性層時，若發熱時的溫度達到100℃以上，則會對存在於基板或活性層、絕緣膜、及電極內的微量的水分產生影響，從而導致所謂的TFT特性發生變化。又，若發熱時的溫度達到300℃以上，則存在於活性層內的氧會發生變化，從而導致TFT特性發生變化。
又，可預測在使用樹脂基板的可撓性器件(flexible device)的製作過程中，由於基板的熱傳導率變得更低，因此容易蓄熱，由發熱引起的驅動劣化會更顯著。又，一般認為對於耐熱性低的樹脂基板而言，如上所述的發熱的效果成為引起由蓄熱產生的基板的尺寸變化等的原因。
然而，於日本專利特開2003-131588號中，亦完全未涉及上述方面。
本發明是鑒於上述事實而成的發明，本發明的目的在於提供使驅動時的發熱溫度下降的場效電晶體。
<1>一種場效電晶體，於基板上至少包括閘極(gate)電極、閘極絕緣膜、主要含有氧化物半導體的活性層、源
極(source)電極、以及汲極(drain)電極，上述氧化物半導體包含In、Ga、及Zn中的至少一種，上述場效電晶體包括熱擴散層，該熱擴散層與上述閘極絕緣膜相同或分開，且與上述閘極電極、源極電極及汲極電極不同，當將上述基板的熱傳導率設為Nsub(W/mK)，將上述熱擴散層的熱傳導率設為Nkaku(W/mK)，將上述熱擴散層的膜厚設為T(mm)，將上述熱擴散層的平面開口率設為R(0≦R≦1)，且S=T×R時，上述基板的熱傳導率Nsub滿足Nsub<1.8的條件，上述熱擴散層的熱傳導率Nkaku滿足Nkaku>3.0×S^(-0.97×e^(-1.2×Nsub))且Nkaku≧Nsub的條件。
<2>一種場效電晶體，於基板上至少包括閘極電極、閘極絕緣膜、主要含有氧化物半導體的活性層、源極電極、以及汲極電極，上述氧化物半導體包含In、Ga、及Zn中的至少一種，上述場效電晶體包括熱擴散層，該熱擴散層與上述閘極絕緣膜相同或分開，且與上述閘極電極、源極電極及汲極電極不同，當將上述基板的熱傳導率設為Nsub(W/mK)，將上述熱擴散層的熱傳導率設為Nkaku(W/mK)，將上述熱擴散層的膜厚設為T(mm)，將上述熱擴散層的平面開口率設為R(0≦R≦1)，且S=T×R時，上述基板的熱傳導率Nsub滿足Nsub<0.56的條件，上述熱擴散層的熱傳導率Nkaku滿足Nkaku>0.4×S^(-1.2×e^(-3.5×Nsub))及Nkaku≧Nsub的條件。
<3>如<1>或<2>所述之場效電晶體，其中於上述
活性層與上述熱擴散層之間，存在至少1層以上的1μm以下的薄膜。
<4>如<3>所述之場效電晶體，其中上述熱擴散層為包含Al、Ga中的至少一種的氮化膜。
<5>如<4>所述之場效電晶體，其中針對波段為400nm以上且為700nm以下的光，上述熱擴散層的透射率為70%以上。
<6>如<1>~<5>中任一項所述之場效電晶體，其中上述基板為樹脂基板。
<7>一種顯示裝置，包括如<6>所述之場效電晶體。
<8>一種感測器(sensor)，包括如<6>所述之場效電晶體。
再者，上述「e」是指自然對數，「^」是指冪。
根據本發明，可提供使驅動時的發熱溫度下降的場效電晶體。
以下，一面參照隨附的圖式，一面具體地對本發明的實施形態的場效電晶體、顯示裝置、以及感測器進行說明。再者，對圖中具有相同或相對應的功能的構件(構成要素)附上相同的符號，且適當地省略說明。
1.場效電晶體
列舉TFT作為一例，具體地對本發明的實施形態的場效電晶體進行說明。
<TFT的概略構成>
本發明的實施形態的TFT是主動(active)元件，該主動元件包括：閘極電極、閘極絕緣膜、活性層、源極電極以及汲極電極，且具有如下的功能，即，將電壓施加至閘極電極，對流入至活性層的電流進行控制，對源極電極與汲極電極之間的電流進行切換(switching)。而且，本發明的實施形態的TFT中更包括熱擴散層，該熱擴散層與閘極絕緣膜相同或分開，且與閘極電極、源極電極以及汲極電極不同。
TFT的元件構造亦可為基於閘極電極的位置的所謂的逆交錯(inverse stagger)構造(亦稱為底部閘極(bottom gate)型)及交錯構造(亦稱為頂部閘極(top gate)型)中的任一種形態。又，基於活性層與源極電極及汲極電極(適當地稱為「源極‧汲極電極」)的接觸部分，上述TFT的元件構造亦可為所謂的頂部接觸(top contact)型、底部接觸(bottom contact)型中的任一種形態。
再者，所謂頂部閘極型，是指如下的形態，即，閘極電極配置於閘極絕緣膜的上側，活性層形成於閘極絕緣膜的下側，所謂底部閘極型，是指如下的形態，即，閘極電極配置於閘極絕緣膜的下側，活性層形成於閘極絕緣膜的上側。又，所謂底部接觸型，是指如下的形態，即，在活性層之前，先形成源極‧汲極電極，且活性層的下表面與源極‧汲極電極發生接觸，所謂頂部接觸型，是指如下的形態，即，在源極‧汲極電極之前，先形成活性層，且活
性層的上表面與源極‧汲極電極發生接觸。
圖1(A)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖1(A)所示的TFT10A中，本發明的實施形態的熱擴散層14、活性層16依序積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述活性層16上，此外，閘極絕緣膜22、與閘極電極24依序積層於上述源極電極18及汲極電極20上。
圖1(B)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖1(B)所示的TFT10B中，本發明的實施形態的熱擴散層14積層於基板12的一個主面上，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述熱擴散層14上。而且，活性層16、閘極絕緣膜22、以及閘極電極24依序積層。
圖1(C)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖1(C)所示的TFT10C中，閘極電極24、閘極絕緣膜22、以及活性層16依序積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述活性層16的表面上，本發明的實施形態的熱擴散層14積層於源極電極18或汲極電極、活性層16上。
圖1(D)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖1(D)所示的TFT10D中，閘極電極24、與閘極絕
緣膜22依序積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述閘極絕緣膜22的表面上，此外，活性層16、與本發明的實施形態的熱擴散層14依序積層於上述源極電極18及汲極電極20上。
再者，本實施形態的TFT除了可採用上述構成以外，亦可採用各種構成，且亦可為如下的構成，即，適當地於活性層上包括保護層或於基板上包括絕緣層等。
熱擴散層14的配置如圖1(A)~圖1(D)所示，根據使活性層16所發出的熱擴散的觀點，上述熱擴散層14較佳為配置於活性層16的正下方或正上方，由於會對TFT的特性產生影響，因此，上述熱擴散層14更佳為配置於活性層與閘極絕緣膜的界面的相反側，但並不特別的限定，可配置於基板12的閘極電極24側的相反側的面，另外，亦可隔著活性層16而配置於上下兩方。又，亦可於活性層16與熱擴散層14之間，配置至少1層以上的1μm以下的薄膜。例如，於底部閘極型氧化物TFT10C、10D中，配置於活性層16的上部的未圖示的保護層對於驅動穩定化而言顯得重要，因此，熱擴散層14較佳為與保護層分開地配置於保護層上。又，於底部閘極型氧化物TFT10C、10D中，亦可將熱擴散層14配置於閘極電極24與基板12之間。
又，亦可不與閘極電極24或閘極絕緣膜22等的構成分開地配置熱擴散層14，而是使閘極絕緣膜22本身具有熱擴散層14的功能。又，亦可使未圖示的層間絕緣膜或絕緣膜本身具有熱擴散層14的功能。
以下，列舉如下的情形的一例，該情形是指於活性層16與熱擴散層14之間，將1層1μm以下的薄膜配置於活性層16的下方。
圖2(A)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖2(A)所示的TFT10E中，本發明的實施形態的熱擴散層14、絕緣層26、以及活性層16依序積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述活性層16上，此外，閘極絕緣膜22、與閘極電極24依序積層於上述源極電極18及汲極電極20上。
圖2(B)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖2(B)所示的TFT10F中，本發明的實施形態的熱擴散層14、與絕緣層26依序積層於基板12的一個主面上，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述絕緣層26上。而且，活性層16、閘極絕緣膜22、以及閘極電極24依序積層。
圖2(C)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖2(C)所示的TFT10G中，本發明的實施形態的熱擴散層14、閘極電極24、閘極絕緣膜22、以及活性層16依序積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述活性層16的表面上。
圖2(D)是表示本發明的實施形態的TFT，即，採用底部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖2(D)所示的TFT10H中，本發明的實施形態的熱擴散層14、閘極電極24、以及閘極絕緣膜22依序積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述閘極絕緣膜22的表面上，此外，活性層16積層於上述源極電極18及汲極電極20上。
接著，列舉如下的情形的一例，該情形是指於活性層16與熱擴散層14之間，將1層1μm以下的薄膜配置於活性層16的上方。
圖3(A)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖3(A)所示的TFT10I中，活性層16積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述活性層16上，此外，閘極絕緣膜22、閘極電極24、以及本發明的實施形態的熱擴散層14依序積層於上述源極電極18及汲極電極20上。
圖3(B)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖3(B)所示的TFT10J中，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於基板12的一個主面上。而且，活性層16、閘極絕緣膜22、閘極電極24、以及本發明的實施形態的熱擴散層14依序積層。
圖3(C)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示
採用底部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖3(C)所示的TFT10K中，閘極電極24、閘極絕緣膜22、以及活性層16依序積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述活性層16的表面上。而且，於源極電極18及汲極電極20之間，保護膜28積層於活性層16上，本發明的實施形態的熱擴散層14積層於保護膜28或源極電極18、汲極電極20上。再者，於底部閘極構造的情形時，為了使TFT具有穩定性，一般認為重要的是保護背通道(back channel)，因此，積層有保護膜28。
圖3(D)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。於圖3(D)所示的TFT10L中，閘極電極24、與閘極絕緣膜22依序積層於基板12的一個主面上。而且，源極電極18及汲極電極20彼此隔開地設置於上述閘極絕緣膜22的表面上，此外，活性層16積層於上述源極電極18及汲極電極20上。活性層16的周圍被保護膜28覆蓋，保護膜28的周圍進而被本發明的實施形態的熱擴散層14覆蓋。再者，於底部閘極構造的情形時，為了使TFT具有穩定性，一般認為重要的是保護背通道，因此，利用保護膜28來將活性層16予以覆蓋。
以下，對各構成要素進行詳述。再者，作為代表例，具體地對如下的情形進行說明，該情形是指製造圖1(A)所示的採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT10A的情
形，但本發明亦可同樣地適用於製造其他形態的TFT的情形。
<TFT的詳細構成>
-基板-
首先，準備基板12，該基板12用於形成TFT10A。基板12的形狀、構造、以及大小等並無特別的限制，可根據目的來適當地選擇。基板12的構造可為單層構造，亦可為積層構造。
而且，本發明的實施形態的基板12為熱傳導率低的基板，當將該熱傳導率設為Nsub(W/mK)時，熱傳導率Nsub滿足Nsub<1.8W/mK的條件。原因在於：若滿足上述條件，則驅動條件為Vg(閘極電壓)=20V、Vds(汲極源極電壓)=50V的情形下的驅動時的發熱溫度(最大溫度)為100℃以上，尤其需要使驅動時的發熱溫度下降至不足100℃的特別的構成(熱擴散層14的導入)。
或者，本發明的實施形態的基板12滿足Nsub<0.56W/mK的條件。原因在於：若滿足上述條件，則驅動條件為Vg=20V、Vds=50V的情形下的驅動時的發熱溫度(最大溫度)為300℃以上，尤其需要使驅動時的發熱溫度下降至不足300℃的特別的構成(熱擴散層14的導入)。
基板12的材質只要滿足Nsub<1.8W/mK、或Nsub<0.56W/mK的條件，則並無特別的限定，另外，即便當材質本身不滿足Nsub<1.8W/mK、或Nsub<0.56W/mK的條件時，亦可將規定的元素摻雜至基板12，從而使該基板12
的材質滿足上述條件。
例如，可使用玻璃(Nsub=1.0W/mK)、YSZ(釔穩定氧化鋯(yttrium stabilized zirconia))(Nsub=1.4W/mK)等的無機基板、樹脂基板或其複合材料等。其中，考慮到重量輕且具有可撓性，樹脂基板或其複合材料較佳。雖省略了一部分的熱傳導率的記載，但具體而言，可使用：聚對苯二甲酸丁二酯(Nsub=0.21W/mK~0.25W/mK)、聚對苯二甲酸乙二酯(Nsub=0.20W/mK~0.33W/mK)、聚萘二甲酸乙二酯(Nsub=0.20W/mK~0.33W/mK)、聚萘二甲酸丁二酯、聚苯乙烯(Nsub=0.108W/mK)、聚碳酸酯(Nsub=0.19W/mK)、聚碸、聚醚碸(Nsub=0.32W/mK)、聚芳酯(Nsub=0.24W/mK)、烯丙基二甘醇碳酸酯、聚醯胺(Nsub=0.24W/mK)、聚醯亞胺(Nsub=0.28W/mK~0.34W/mK)、聚醯胺醯亞胺(Nsub=0.38W/mk)、聚醚醯亞胺(Nsub=0.22W/mK)、聚苯并噁唑(Nsub=0.23W/mk)、聚苯硫醚、聚環烯烴、降冰片烯樹脂、聚氯三氟乙烯(Nsub=0.20W/mK~0.22W/mK)等的氟樹脂、液晶聚合物、丙烯酸樹脂(Nsub=0.21W/mK)、環氧樹脂(Nsub=0.17W/mK~0.21W/mK)、矽樹脂(Nsub=0.15W/mK~0.17W/mK)、離子聚合物(ionomer)樹脂、氰酸酯樹脂、交聯富馬酸二酯、環狀聚烯烴、芳香族醚、馬來醯亞胺-烯烴、纖維素、環硫化合物等的合成樹脂基板；與氧化矽粒子複合的複合塑膠材料、與金屬奈米粒子、無機氧化物奈米粒子、及無機氮化物奈米粒子等複合的複合塑膠材料；與碳纖維、碳奈米管
複合的複合塑膠材料；與玻璃薄片(glass flake)、玻璃纖維、玻璃珠複合的複合塑膠材料；與具有黏土礦物或雲母衍生結晶構造的粒子複合的複合塑膠材料；在薄玻璃與上述單獨有機材料之間具有至少一個接合界面的積層塑膠材料；複合材料，交替地將無機層與有機層予以積層，藉此具有至少一個以上的接合界面且具有障壁性能；不鏽鋼基板或積層有種類與不鏽鋼不同的金屬的金屬多層基板；以及鋁基板或藉由對表面實施氧化處理(例如陽極氧化處理)而使表面的絕緣性提高的附氧化皮膜的鋁基板等。
尤其當基板12為樹脂基板時，易於滿足Nsub<1.8W/mK、或Nsub<0.56W/mK的條件，驅動條件為Vg=20V、Vds=50V的情形下的驅動時的發熱溫度(最大溫度)為100℃以上或300℃以上，尤其需要使驅動時的發熱溫度下降至不足100℃或不足300℃的特別的構成(熱擴散層14的導入)。
又，較佳為樹脂基板的耐熱性、尺寸穩定性、耐溶劑性、電氣絕緣性、加工性、低通氣性、或低吸濕性等優異。上述樹脂基板亦可包括阻氣層(gas barrier layer)或底塗層(under coat layer)等，上述阻氣層用以防止水分或氧透過，上述底塗層用以使樹脂基板的平坦性或與下部電極之間的密著性提高。
又，本發明中的基板12的厚度並無特別的限制，但較佳為50μm以上且為1000μm以下，更佳為50μm以上且為500μm以下。若基板12的厚度為50μm以上，則基板
12本身的平坦性會進一步提高。又，若基板12的厚度為500μm以下，則基板12本身的可撓性會進一步提高，且更容易用作可撓性器件用基板。
再者，於本實施形態中，可藉由雷射閃光法(laser flash method)、熱線法(hot wire method)、平板熱流計法、或溫度傾斜法等的測定方法來確定基板12或熱擴散層14的熱傳導率。
-活性層-
接著，於基板12上形成活性層16。(亦請參照溶液法的記載)
活性層16主要含有如下的氧化物半導體，該氧化物半導體包含In、Ga、及Zn中的至少一種。尤其包含In、Ga、及Zn中的至少2種的氧化物半導體(例如In-Zn-O系、In-Ga-O系、及Ga-Zn-O系)較佳，包含全部的In、Ga、及Zn的氧化物半導體更佳。作為In-Ga-Zn-O系氧化物半導體，如下的氧化物半導體較佳，該氧化物半導體的結晶狀態下的組成由InGaO3(ZnO)m(m為不足6的自然數)來表示，尤其InGaZnO4更佳。上述組成的氧化物半導體的特徵表現出如下的傾向，即，電子遷移率隨著電氣傳導度增加而增加。
然而，IGZO的組成比無需嚴格為In：Ga：Zn=1：1：1。又，活性層只要含有如上所述的氧化物半導體作為主成分即可，此外，亦可含有雜質等。此處，所謂「主成分」，是表示構成活性層的構成成分中，含量最多的成分。
再者，活性層16的層構造亦可包含2層以上。
又，活性層16既可為非晶質，亦可為結晶質。然而，當上述活性層16為非晶質時，由於能夠以低溫來成膜，因此，可較佳地形成於具有可撓性的基板12上。再者，可藉由X射線繞射測定來確認活性層16是否為非晶質。亦即，藉由X射線繞射測定，當未檢測出表示結晶構造的明確的峰值(peak)時，可判斷出上述活性層16為非晶質。
活性層16的膜厚並無特別的限定，但根據薄膜的平坦性及成膜時間的觀點，上述活性層16的膜厚較佳為5nm以上且為150nm以下。
活性層16的成膜方法並無特別的限定，可使用氣相成膜法或溶液法(溶膠-凝膠(sol-gel)、有機金屬沈積(Metal Organic Depositon，MOD)、奈米粒子、及化學溶液沈積(Chemical Solution Deposition，CSD)等)。其中，根據易於形成大面積的膜的觀點，較佳為以如下的氧化物半導體的多結晶燒結體作為靶材(target)，且使用氣相成膜法，上述氧化物半導體包含In、Ga、及Zn中的至少一種。氣相成膜法中，濺鍍法(sputtering method)、脈衝雷射(pulse laser)蒸鍍法(脈衝雷射沈積(Pulse Laser Deposition，PLD)法)較佳。而且，根據量產性的觀點，濺鍍法較佳。例如，藉由射頻(Radio Frequency，RF)磁控濺鍍(magnetron sputtering)蒸鍍法，對真空度以及氧流量進行控制而成膜。
使活性層16成膜之後，根據器件來將相關的薄膜予以圖案化(patterning)。可藉由光微影法(photolithography)
以及蝕刻(etching)來進行圖案化。具體而言，藉由光微影法而於殘存的部分形成光阻圖案(resist pattern)，接著藉由鹽酸、硝酸、稀硫酸、或磷酸、硝酸及乙酸的混合液等的酸溶液來進行蝕刻，藉此來形成圖案。再者，於溶液法的情形時，亦可不使用光微影法等，而是使用噴墨法(ink jet)或分注器(dispenser)等來直接圖案化。
-熱擴散層-
於活性層16上形成熱擴散層14。該熱擴散層14滿足以下的條件。
亦即，當將熱擴散層14的熱傳導率設為Nkaku(W/mK)，將熱擴散層14的膜厚設為T(mm)，將熱擴散層14的平面開口率設為R(0≦R≦1)，且S=T×R時，於基板12的熱傳導率Nsub滿足Nsub<0.56的條件的情形下，熱擴散層14的熱傳導率Nkaku滿足Nkaku>0.4×S^(-1.2×e^(-3.5×Nsub))及Nkaku≧Nsub的條件。於基板12的熱傳導率Nsub滿足上述條件的情形下，驅動條件為Vg=20V、Vds=50V時的驅動時的發熱溫度(最大溫度)可為300℃以上，但只要熱擴散層14的熱傳導率Nkaku滿足上述條件，則可使上述驅動時的發熱溫度下降至不足300℃。
又，於基板12的熱傳導率Nsub滿足Nsub<1.8的條件的情形下，熱擴散層14的熱傳導率Nkaku滿足Nkaku>3.0×S^(-0.97×e^(-1.2×Nsub))且Nkaku≧Nsub的條件。於基板12的熱傳導率Nsub滿足上述條件的情形下，驅動條件為
Vg=20V、Vds=50V時的驅動時的發熱溫度(最大溫度)可為100℃以上，但只要熱擴散層14的熱傳導率Nkaku滿足上述條件，則可使上述驅動時的發熱溫度下降至不足100℃。
可對熱擴散層14的構成材料或其組成比、熱擴散層14的膜厚T(mm)、熱擴散層14的平面開口率R(0≦R≦1)、以及結晶性等進行控制，藉此來對熱擴散層14的熱傳導率Nkaku進行調整。
只要熱擴散層14的熱傳導率Nkaku滿足上述條件，則熱擴散層14的構成材料並無特別的限定，該構成材料亦可為開口率高的金屬網格(mesh)或分散有微粒子或填料(filler)等的材料。然而，若導電率高，則有可能會受到寄生電容的影響，因此，根據以某種程度來使導電率降低(具有絕緣性)的觀點，較佳為上述構成材料為包含Al、Si、Ga、N、O、及C中的至少一種的氮化膜，且體積電阻率ρ為ρ≧102Ω‧cm以上。其中，根據具有透明性的觀點，上述構成材料較佳為包含Al、Ga中的至少一種的氮化膜。又，根據可見光透明性、絕緣性、及熱傳導性均佳(變高)的觀點，上述構成材料較佳為金屬氮化物(尤其為AlN(Nkaku=150W/mK)或SiC。
具體而言，作為滿足本發明的實施形態的全部條件的基板12的構成材料與熱擴散層14的構成材料的組合，可列舉各種組合，例如可列舉如下的組合，即，基板12的構成材料為玻璃(Nsub=1.0W/mK)，且熱擴散層14的構成材
料為AlN(Nkaku=150W/mK)。
藉由將成膜時間或濺鍍時的投入電力、靶材與基板之間的距離、及成膜壓力等予以變更，對成膜率進行控制，藉此，可對熱擴散層14的膜厚T(mm)進行控制。亦即，於將成膜時間予以變更的情形時，可藉由使成膜時間變長來使膜厚變厚，且可藉由使成膜時間縮短來使膜厚變薄。
可藉由微影法等來對熱擴散層14的平面開口率R(0≦R≦1)進行控制。
根據可見光透明性的觀點，針對波段為400nm以上且為700nm以下的光，熱擴散層14的透射率較佳為70%以上。
再者，熱擴散層14的層構造亦可包含2層以上。
又，熱擴散層14既可為非晶質，亦可為結晶質。然而，當上述熱擴散層14為非晶質時，由於能夠以低溫來成膜，因此，可較佳地形成於具有可撓性的基板12上。
熱擴散層14的成膜方法例如較佳為如下的方法，即，以氮化膜的多結晶燒結體作為靶材，且使用氣相成膜法，上述氮化膜包含Al、Si、Ga、N、O、及C中的至少一種。氣相成膜法中，濺鍍法、脈衝雷射蒸鍍法(PLD法)較佳。而且，根據量產性的觀點，濺鍍法較佳。例如，藉由RF磁控濺鍍蒸鍍法，對真空度以及氧流量進行控制而成膜。然而，熱擴散層14亦可與活性層16同樣地使用溶液法。
使熱擴散層14成膜之後，根據器件來將相關的薄膜予以圖案化。再者，上述記載對頂部閘極構造的情形進行了
說明，但於底部閘極構造的情形時，與在形成活性層16之前先進行圖案化相比較，為了將界面污染的影響予以除去，較佳為在形成活性層16的同時進行圖案化。
-源極‧汲極電極-
於熱擴散層14上形成導電膜，該導電膜用以形成源極‧汲極電極18、20。
源極‧汲極電極使用了具有高導電性的電極，例如可使用Al、Mo、Cr、Ta、Ti及Au等的金屬；Al-Nd、Ag合金；氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、及氧化鋅銦(IZO)等的金屬氧化物導電膜等來形成源極‧汲極電極。源極‧汲極電極18、20可以單層構造或2層以上的積層構造來使用上述導電膜。
關於源極‧汲極電極18、20的形成，例如根據如下的方法而成膜，該方法是考慮到與使用的材料之間的適合性，適當地自印刷方式、塗佈(coating)方式等的濕式方式；真空蒸鍍法、濺鍍法、及離子鍍法(ion plating method)等的物理性方式；化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)、電漿(plasma)CVD法等的化學性方式等中選擇的方法。
考慮到成膜性或由蝕刻或舉離法(lift off method)產生的圖案化性、導電性等，形成的導電膜的膜厚較佳設為10nm以上且為1000nm以下，更佳設為50nm以上且為500nm以下。
接著，藉由蝕刻或舉離法來將已形成的導電膜圖案化
為規定的形狀，從而形成源極電極及汲極電極18、20。此時，較佳為同時將連接於源極‧汲極電極18、20的配線予以圖案化。
-閘極絕緣膜-
形成源極‧汲極電極18、20及配線之後，形成閘極絕緣膜22。
閘極絕緣膜22較佳為具有高絕緣性，例如亦可為SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、Y2O3、Ta2O5、及HfO2等的絕緣膜、或包含至少兩種以上的上述化合物的絕緣膜。根據如下的方法來形成閘極絕緣膜22，上述方法是考慮到與使用的材料之間的適合性，適當地自印刷方式、塗佈方式等的濕式方式；真空蒸鍍法、濺鍍法、及離子鍍法等的物理性方式；CVD、電漿CVD法等的化學性方式等中選擇的方法。
接著，藉由光微影法以及蝕刻來將閘極絕緣膜22圖案化為規定的形狀。
再者，閘極絕緣膜22必須具有用以使洩漏電流下降及用以使電壓耐受性提高的厚度，另一方面，若閘極絕緣膜的厚度過大，則會導致驅動電壓上升。閘極絕緣膜亦取決於材質，但閘極絕緣膜的厚度較佳為10nm以上且為10μm以下，更佳為50nm以上且為1000nm以下，尤佳為100nm以上且為400nm以下。
-閘極電極-
形成閘極絕緣膜22之後，形成閘極電極24。
閘極電極24使用了具有高導電性的電極，例如可使用Al、Mo、Cr、Ta、Ti及Au等的金屬；Al-Nd、Ag合金；氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、及氧化鋅銦(IZO)等的金屬氧化物導電膜等來形成閘極電極24。閘極電極24可以單層構造或2層以上的積層構造來使用上述導電膜。
例如根據如下的方法來使閘極電極24成膜，上述方法是考慮到與使用的材料之間的適合性，適當地自印刷方式、塗佈方式等的濕式方式；真空蒸鍍法、濺鍍法、及離子鍍法等的物理性方式；CVD、電漿CVD法等的化學性方式等中選擇的方法。考慮到成膜性、由蝕刻或舉離法產生的圖案化性、導電性等，形成的導電膜的膜厚較佳設為10nm以上且為1000nm以下，更佳設為50nm以上且為500nm以下。
成膜之後，藉由蝕刻或舉離法來將導電膜圖案化為規定的形狀，從而形成閘極電極24。此時，較佳為同時將閘極電極24及閘極配線予以圖案化。
藉由以上的製造方法，製作本發明的實施形態的採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT10A。
2.應用
以上已說明的本實施形態的TFT的用途並無特別的限定，例如適合於如下的情形，該情形是指上述TFT使用於電氣光學裝置(例如液晶顯示裝置、有機電致發光(Electro Luminescence，EL)顯示裝置、無機EL顯示裝置等的顯
示裝置等)中的驅動元件，尤其是使用於大面積器件。
而且，本實施形態的TFT尤其適合於如下的器件，該器件是能夠以使用有樹脂基板的低溫製程(process)來製作的器件(例如可撓性顯示器(flexible display)等)，且本實施形態的TFT可較佳地用作X射線感測器等的各種感測器、微機電系統(Micro Electro Mechanical System，MEMS)等各種電子器件中的驅動元件(驅動電路)。
3.電氣光學裝置以及感測器
本實施形態的電氣光學裝置或感測器包括上述本發明的TFT。
作為電氣光學裝置的例子，已存在顯示裝置(例如液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、以及無機EL顯示裝置等)。
作為感測器的例子，電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等的影像感測器(image sensor)、或X射線感測器等較佳。
本實施形態的電氣光學裝置或感測器因電力消耗低而表現出良好的特性。此處所謂的特性，於電氣光學裝置(顯示裝置)的情形時是表示顯示特性，於感測器的情形時是表示感度特性。
以下，作為包括本發明所製造的薄膜電晶體的電氣光學裝置或感測器的代表例，對液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、以及X射線感測器進行說明。
4.液晶顯示裝置
圖4中表示本發明的電氣光學裝置的一個實施形態的液晶顯示裝置的一部分的概略剖面圖，圖5中表示上述液晶顯示裝置的電氣配線的概略構成圖。
如圖4所示，本實施形態的液晶顯示裝置100為如下的構成，該構成包括：圖1(A)所示的採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT10A；液晶層108，在TFT10A的受到鈍化層(passivation layer)102保護的閘極電極24上，被像素下部電極104及其對向上部電極106所包夾；以及RGB彩色濾光片(color filter)110，用於與各像素相對應地發出不同的顏色，於TFT10A的基板12側以及RGB彩色濾光片110上分別設置有偏光板112a、112b。
又，如圖5所示，本實施形態的液晶顯示裝置100包括：彼此平行的多條閘極配線112、及與該閘極配線112交叉的彼此平行的資料(data)配線114。此處，閘極配線112與資料配線114電氣絕緣。於閘極配線112與資料配線114的交叉部附近設置有TFT10A。
TFT10A的閘極電極24連接於閘極配線112，TFT10A的源極電極18連接於資料配線114。又，TFT10A的汲極電極20經由設置於閘極絕緣膜22的接觸孔(contact hole)116(於接觸孔116中埋入有導電體)，連接於像素下部電極104。該像素下部電極104與接地的對向上部電極106一併構成電容器(capacitor)118。
圖4所示的本實施形態的液晶裝置中包括頂部閘極構造的TFT10A，但本發明的顯示裝置即液晶裝置中所使用
的TFT並不限定於頂部閘極構造，亦可為底部閘極構造的TFT。
本發明所製造的TFT可使驅動時的發熱下降，因此，穩定性、可靠性非常高，故而適合於製造大畫面的液晶顯示裝置。
又，可藉由低溫的退火(anneal)處理來製作具有充分的特性的TFT，因此，可使用樹脂基板(塑膠基板)作為基板。因此，根據本發明，可提供大面積的均一、穩定的具有可撓性的液晶顯示裝置。
5.有機EL顯示裝置
圖6中表示本發明的電氣光學裝置的一個實施形態的主動矩陣(active matrix)方式的有機EL顯示裝置的一部分的概略剖面圖，圖7中表示電氣配線的概略構成圖。
有機EL顯示裝置的驅動方式中，存在單純矩陣方式與主動矩陣方式該兩種方式。單純矩陣方式具有能夠低成本地製作的優點，但由於逐根地選擇掃描線來使像素發光，因此，掃描線數與每根掃描線的發光時間成反比例。因此，難以實現高精細化、及大畫面化。主動矩陣方式是於每個像素中形成電晶體或電容器，因此，製造成本升高，但不存在如單純矩陣方式般，無法使掃描線數增加的問題，因此，適合於高精細化、大畫面化。
本實施形態的主動矩陣方式的有機EL顯示裝置200為如下的構成，即，圖1(A)所示的頂部閘極構造的TFT10A作為驅動用TFT204以及切換用TFT206，設置於包括鈍化
層202的基板12上，於上述TFT204及TFT206上設置著有機EL發光元件214，該有機EL發光元件214包含下部電極208及上部電極210所包夾的有機發光層212，該有機EL發光元件214的上表面亦受到鈍化層216保護。
又，如圖7所示，本實施形態的有機EL顯示裝置200包括：彼此平行的多條閘極配線220、以及與該閘極配線220交叉的彼此平行的資料配線222及驅動配線224。此處，閘極配線220與資料配線222、驅動配線224電氣絕緣。切換用TFT10b的閘極電極24連接於閘極配線220，切換用TFT10b的源極電極18連接於資料配線222。又，切換用TFT10b的汲極電極20連接於驅動用TFT10a的閘極電極24，並且藉由使用電容器226，將驅動用TFT10a保持為導通狀態。驅動用TFT10a的源極電極18連接於驅動配線224，汲極電極20連接於有機EL發光元件214。
圖6所示的本實施形態的有機EL顯示裝置中包括：頂部閘極構造的TFT10a及TFT10b，但本發明的顯示裝置即有機EL顯示裝置中所使用的TFT並不限定於頂部閘極構造，亦可為底部閘極構造的TFT。
本發明所製造的TFT可使驅動時的發熱下降，因此，穩定性、可靠性非常高，故而適合於製造大畫面的有機EL顯示裝置。
又，可藉由低溫的退火處理來製作具有充分的特性的TFT，因此，可使用樹脂基板(塑膠基板)作為基板。因此，根據本發明，可提供大面積的均一、穩定的具有可撓
性的有機EL顯示裝置。
再者，對於圖6所示的有機EL顯示裝置而言，可將上部電極210作為透明電極，從而形成頂部發光(top emission)型的有機EL顯示裝置，亦可將下部電極208及TFT的各電極作為透明電極，藉此，形成底部發光(bottom emission)型的有機EL顯示裝置。
6.X射線感測器
圖8中表示本發明的感測器的一個實施形態即X射線感測器的一部分的概略剖面圖，圖9中表示上述X射線感測器的電氣配線的概略構成圖。
更具體而言，圖8是將X射線感測器陣列(sensor array)的一部分予以放大的概略剖面圖。本實施形態的X射線感測器300包括：形成於基板12上的TFT10A及電容器310、形成於電容器310上的電荷收集用電極302、X射線轉換層304、以及上部電極306。於TFT10A上設置有鈍化膜308。
電容器310為如下的構造，即，利用電容器用下部電極312與電容器用上部電極314來包夾著絕緣膜316。電容器用上部電極314經由設置於絕緣膜316的接觸孔318，連接於TFT10A的源極電極18及汲極電極20中的任一個電極(圖8中為汲極電極20)。
電荷收集用電極302設置於電容器310中的電容器用上部電極314上，且連接於電容器用上部電極314。
X射線轉換層304是包含非晶硒的層，且設置為將
TFT10A及電容器310予以覆蓋。
上部電極306設置於X射線轉換層304上，且與X射線轉換層304接觸。
如圖9所示，本實施形態的X射線感測器300包括：彼此平行的多條閘極配線320、及與閘極配線320交叉的彼此平行的多條資料配線322。此處，閘極配線320與資料配線322電氣絕緣。於閘極配線320與資料配線322的交叉部附近設置有TFT10A。
TFT10A的閘極電極24連接於閘極配線320，TFT10A的源極電極18連接於資料配線322。又，TFT10A的汲極電極20連接於電荷收集用電極302，而且，上述電荷收集用電極302連接於電容器310。
於本實施形態的X射線感測器300中，自圖8中的上部(上部電極306側)照射X射線，於X射線轉換層304中產生電子-電洞對。藉由上部電極306來預先將高電場施加於上述X射線轉換層304，藉此，產生的電荷積蓄於電容器310，藉由依序對TFT10A進行掃描來將上述電荷予以讀出。
本實施形態的X射線感測器300可使驅動時的發熱下降，因此，穩定性、可靠性高，故而適合於大畫面化。又，於活性層16包含IGZO的情形時，由於遷移率高，因此，感度特性優異，當使用於X射線數位(digital)攝影裝置時，可獲得大動態範圍(dynamic range)的影像。尤其，本實施形態的X射線數位攝影裝置可較佳地用作如下的X
射線數位攝影裝置，其並非只能拍攝靜止畫面，而能以一台來實現基於動態畫面的透視與靜止畫面的拍攝。而且，於TFT10A中的活性層16為非晶質的情形時，可獲得均一性優異的影像。
再者，圖8所示的本實施形態的X射線感測器中包括頂部閘極構造的TFT，但本發明的感測器中所使用的TFT並不限定於頂部閘極構造，亦可為底部閘極構造的TFT。
[實例]
以下對實例進行說明，但本發明完全不受這些實例限定。
(關於基板的熱傳導率對TFT產生的影響的驗證)
於熱傳導率不同的玻璃基板與矽基板上(玻璃基板：熱傳導率Nsub=1W/mK，矽基板：熱傳導率Nsub=100W/mK)，分別製作底部閘極-頂部接觸型的TFT。
活性層是設為組成比為In：Ga：Zn=1.0：1.0：0.9的IGZO(膜厚為50nm)。源極、汲極(膜厚為100nm)、閘極電極使用了Mo(膜厚為40nm)，於絕緣層中使用有SiO2(膜厚為200nm)。使用光微影法與濕式蝕刻(wet etching)來實現圖案化，使用草酸來對IGZO進行蝕刻，使用磷酸硝酸乙酸的混合液來對Mo電極進行蝕刻，使用緩衝氫氟酸來對絕緣層進行蝕刻。使用TSMR9000-LB作為光阻劑，使用5%氫氧化四甲基銨(Tetramethyl Ammonium Hydroxide，TMAH)溶液作為顯影液。針對元件尺寸為L/W=5/25(μm/μm)的元件，對驅動條件為Vg=20V、
Vds=50V時的元件驅動時的溫度圖(基板溫度50℃)進行測定。測定裝置使用了日本BARNES製造的InfraScopeII。
圖10(A)~圖10(B)是表示對元件(包括閘極G、源極S、汲極D)驅動時的溫度圖(基板溫度50℃)進行測定所得的結果的圖，圖10(A)表示玻璃基板的情形時的溫度圖，圖10(B)表示矽基板的情形時的溫度圖。
如圖10所示，溫度圖的測定的結果是在熱傳導率低的玻璃基板上，觀測到了100℃以上的溫度上升。又，對於熱傳導率高的矽基板，幾乎未觀測到溫度上升。可知：汲極電流Id隨著溫度上升而下降。
圖11是將閘極電壓Vg固定於Vg=20V，且以朝S-D之間施加的施加電場E作為變量，對發熱溫度進行繪製所得的圖。
如圖11所示，可知：由於基板的熱傳導率的差異，發熱溫度會產生差異。
接著，敍述發熱對TFT特性產生的影響。
圖12是對Vds=1V時的Id及Ig(閘極電流)與Vg的關係進行繪製所得的圖。圖13是對Vds=25V時的Id及Ig與Vg的關係進行繪製所得的圖。
如圖12所示，當驅動條件為Vds=1V時，針對熱傳導率的差異，確認TFT特性並無大的差異。另一方面，如圖13所示，當驅動條件為Vds=25V時，確認在TFT的Vg-Id曲線上的Vg=20V以上的區域中產生了異常。
圖14是針對元件尺寸為L/W=5/100(μm/μm)的元件，表示驅動條件為Vds=Vg=20V時的驅動時間與臨限值偏移△Vth的關係的圖。
如圖14所示，可知：隨著驅動時間(發熱時間)變長，表示可靠性的臨限值偏移的值增大。而且，可知：熱傳導率低的玻璃基板的臨限值偏移更顯著地增大。
可預測對於樹脂基板等的熱傳導率低的基板而言，以上的影響會進一步變大。因此，使用以下的方法，於TFT上設置熱擴散層，而且對該熱擴散層的熱傳導率進行規定，藉此，嘗試抑制上述影響。
(關於熱擴散層的熱傳導率的決定)
使用MURATASOFTWARE製造的Femtet，根據有限元素法(Finite Element Method)來實施模擬(simulation)，對熱擴散層進行設計。
圖15(A)~圖15(B)是表示模擬中所使用的構造體的圖，圖15(A)是構造體的立體圖，圖15(B)是構造體的剖面圖。
圖15(A)~圖15(B)的構造體500為如下的構成，即，熱擴散層504、絕緣層506、以及發熱體508依序積層於基板502上。
接著，於上述熱擴散層的設計過程中，具體而言實施如下的設計，使得當驅動條件為Vg=20V、Vds=50V時，發熱溫度不足100℃或不足300℃。
又，於設計過程中，實施參數分析(parametric
analysis)，將發熱溫度的最大值予以抽出。
邊界條件(boundary condition)等的參數(parameter)如下所述。
‧邊界條件：外部邊界條件自然對流
‧網格尺寸：0.4
又，發熱體508的條件如下所述。
尺寸：1mm×1mm×0.01mm
熱傳導率：10W/mK
發熱量：0.4W
熱傳遞：20W/m2/deg(發熱體/絕緣層 邊界條件)
又，絕緣層506的條件如下所述。
尺寸：10mm×10mm×0.001mm
熱傳導率：1W/mK
熱傳遞：15W/m2/deg(絕緣層/熱擴散層 邊界條件)
又，熱擴散層504的條件如下所述。
尺寸：10mm×10mm×Tmm
熱傳導率：Nkaku(W/mK)
熱傳遞：10W/m2/deg(絕緣層/熱擴散層 邊界條件)
又，基板502的條件如下所述。
尺寸：10mm×10mm×0.5mm
熱傳導率：Nsub(W/mK)
基板面溫度：25℃(基板/外部 邊界條件)
圖16~圖27是表示模擬的結果的圖，且是表示將Nsub、Nkaku、及T作為參數時的與溫度之間的關係
(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。再者，圖中，縱軸繪製了發熱溫度的最大值，橫軸表示熱擴散層504的厚度T。
根據模擬的結果，可知：當Nsub為1.8以上時，無論Nkaku的值如何，最大發熱溫度Tmax均小於100℃。又，亦可知：當Nsub為0.56以上時，最大發熱溫度Tmax小於300℃。根據以上內容，在與上述不符的區域中，對最大發熱溫度Tmax不足100℃及不足300℃的Nsub、Nkaku、及T的參數進行計算，且進行熱設計。步驟如下所述。
(1)基於圖16~圖27所示的曲線圖，圖28中繪製了Tmax為300℃的各Nsub的Nkaku與T的關係。又，基於圖16~圖27所示的曲線圖，圖29中繪製了Tmax為100℃的各Nsub的Nkaku與T的關係。
(2)進行冪擬合(Fit)，求出各N sub 的Nkaku□T-A(例如圖28中的y=0.4×x-0.83等)。
(3)利用Nsub，對各Nsub的參數A實施指數擬合。將結果表示於圖30、圖29。圖30是表示最大發熱溫度Tmax為300℃的Nsub與參數A的關係的圖。圖31是表示最大發熱溫度Tmax為100℃的Nsub與參數A的關係的圖。
(4)根據圖30、圖31，可獲得Nkaku、Nsub、及T的相關參數。此處，將膜厚的參數T轉換為包含平面開口率R的S(=T×R)。再者，R採用0≦R≦1的值。
根據以上的結果，可知：對於最大發熱溫度Tmax不足300℃的區域，當基板502的熱傳導率Nsub滿足Nsub<0.56W/mK的條件時，熱擴散層504的熱傳導率Nkaku必須滿足
Nkaku>0.4×S^(-1.2×e^(-3.5×Nsub))及Nkaku≧Nsub的條件。
又，可知：對於Tmax不足100℃的區域，當基板502的熱傳導率Nsub滿足Nsub<1.8W/mK的條件時，
熱擴散層504的熱傳導率Nkaku必須滿足Nkaku>3.0×S^(-0.97×e^(-1.2×Nsub))且Nkaku≧Nsub的條件。
再者，上述式中的「e」是指自然對數，「^」是指冪。又，例如圖28的「E」是指「10」。
又，上述式實施了如下的設計，使得當元件的驅動條件為Vg=20V、Vds=50V時，發熱溫度不足100℃或不足300℃，但上述驅動條件僅為一例，即便元件的驅動條件為其他條件，上述式亦可使發熱溫度不足100℃或不足300℃。
10A~10L、10b‧‧‧TFT
10a、204‧‧‧驅動用TFT/TFT
12、502‧‧‧基板
14、504‧‧‧熱擴散層
16‧‧‧活性層
18‧‧‧源極電極
20‧‧‧汲極電極
22‧‧‧閘極絕緣膜
24‧‧‧閘極電極
26、506‧‧‧絕緣層
28‧‧‧保護膜
100‧‧‧液晶顯示裝置
102、202、216‧‧‧鈍化層
104‧‧‧像素下部電極
106‧‧‧對向上部電極
108‧‧‧液晶層
110‧‧‧RGB彩色濾光片
112、220、320‧‧‧閘極配線
112a、112b‧‧‧偏光板
114、222、322‧‧‧資料配線
116、318‧‧‧接觸孔
118、226、310‧‧‧電容器
200‧‧‧有機EL顯示裝置
206‧‧‧切換用TFT/TFT
208‧‧‧下部電極
210、306‧‧‧上部電極
212‧‧‧有機發光層
214‧‧‧有機EL發光元件
224‧‧‧驅動配線
300‧‧‧X射線感測器
302‧‧‧電荷收集用電極
304‧‧‧X射線轉換層
308‧‧‧鈍化膜
312‧‧‧電容器用下部電極
314‧‧‧電容器用上部電極
316‧‧‧絕緣膜
500‧‧‧構造體
508‧‧‧發熱體
A‧‧‧Nsub的參數
D‧‧‧汲極
E‧‧‧施加電場
G‧‧‧閘極
Id‧‧‧汲極電流
Ig‧‧‧閘極電流
Nkaku、Nsub‧‧‧熱傳導率
S‧‧‧源極
T‧‧‧膜厚/厚度
Tmax‧‧‧最大發熱溫度
Vds‧‧‧汲極源極電壓
Vg‧‧‧閘極電壓
△Vth‧‧‧臨限值偏移
圖1(A)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖1(B)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖1(C)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖1(D)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。
圖2(A)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖2(B)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用
頂部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖2(C)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖2(D)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。
圖3(A)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖3(B)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用頂部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖3(C)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的頂部接觸型的TFT的一例的模式圖。圖3(D)是表示本發明的實施形態的TFT，即，表示採用底部閘極構造的底部接觸型的TFT的一例的模式圖。
圖4是本發明的電氣光學裝置的一個實施形態的液晶顯示裝置的一部分的概略剖面圖。
圖5是圖4所示的液晶顯示裝置的電氣配線的概略構成圖。
圖6是本發明的電氣光學裝置的一個實施形態的主動矩陣方式的有機EL顯示裝置的一部分的概略剖面圖。
圖7是圖6所示的電氣光學裝置的電氣配線的概略構成圖。
圖8是本發明的感測器的一個實施形態即X射線感測器的一部分的概略剖面圖。
圖9是圖8所示的感測器的電氣配線的概略構成圖。
圖10(A)~圖10(B)是表示對元件驅動時的溫度圖(基板溫度50℃)進行測定所得的結果的圖，圖10(A)表示玻璃基板的情形時的溫度圖，圖10(B)表示矽基板的情形時的溫度圖。
圖11是將閘極電壓Vg固定於Vg=20V，且以朝S-D之間施加的施加電場E作為變量，對發熱溫度進行繪製所得的圖。
圖12是對Vds=1V時的Id及Ig與Vg的關係進行繪製所得的圖。
圖13是對Vds=25V時的Id及Ig與Vg的關係進行繪製所得的圖。
圖14是針對元件尺寸為L/W=5/100(μm/μm)的元件，表示驅動條件為Vds=Vg=20V時的驅動時間與臨限值偏移△Vth的關係的圖。
圖15(A)~圖15(B)是表示模擬中所使用的構造體的圖，圖15(A)是構造體的立體圖，圖15(B)是構造體的剖面圖。
圖16是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=0.1，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖17是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=0.18，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖18是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=0.32，
且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖19是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=0.56，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖20是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=0.1，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖21是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=1.0，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖22是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=1.8，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖23是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=3.2，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖24是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=32，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖25是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=100，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖26是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=320，且
將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖27是表示模擬的結果的圖，且是表示Nsub=1000，且將Nkaku、T作為參數時的與溫度之間的關係(Nkaku≧Nsub)的曲線圖。
圖28是基於圖16~圖27所示的曲線圖，對Tmax為300℃的各Nsub的Nkaku與T的關係進行繪製所得的圖。
圖29是基於圖16~圖27所示的曲線圖，對Tmax為100℃的各Nsub的Nkaku與T的關係進行繪製所得的圖。
圖30是表示最大發熱溫度Tmax為300℃的Nsub與參數A的關係的圖。
圖31是表示最大發熱溫度Tmax為100℃的Nsub與參數A的關係的圖。
10A~10D‧‧‧TFT
12‧‧‧基板
14‧‧‧熱擴散層
16‧‧‧活性層
18‧‧‧源極電極
20‧‧‧汲極電極
22‧‧‧閘極絕緣膜
24‧‧‧閘極電極
Claims (7)
- 一種場效電晶體，於樹脂基板上至少包括閘極電極、閘極絕緣膜、主要含有氧化物半導體的活性層、源極電極、以及汲極電極，上述氧化物半導體包含In、Ga、及Zn中的至少一種，上述場效電晶體包括熱擴散層，該熱擴散層與上述閘極絕緣膜相同或分開，且與上述閘極電極、源極電極及汲極電極不同，當將上述樹脂基板的熱傳導率設為Nsub(W/mK)，將上述熱擴散層的熱傳導率設為Nkaku(W/mK)，將上述熱擴散層的膜厚設為T(mm)，將上述熱擴散層的平面開口率設為R(0≦R≦1)，且S=T×R時，上述樹脂基板的熱傳導率Nsub滿足Nsub<1.8的條件，上述熱擴散層的熱傳導率Nkaku滿足Nkaku>3.0×S^(-0.97×e^(-1.2×Nsub))且Nkaku≧Nsub的條件。
- 一種場效電晶體，於樹脂基板上至少包括閘極電極、閘極絕緣膜、主要含有氧化物半導體的活性層、源極電極、以及汲極電極，上述氧化物半導體包含In、Ga、及Zn中的至少一種，上述場效電晶體包括熱擴散層，該熱擴散層與上述閘極絕緣膜相同或分開，且與上述閘極電極、源極電極及汲極電極不同，當將上述樹脂基板的熱傳導率設為Nsub(W/mK)，將上述熱擴散層的熱傳導率設為Nkaku(W/mK)，將上述熱擴 散層的膜厚設為T(mm)，將上述熱擴散層的平面開口率設為R(0≦R≦1)，且S=T×R時，上述樹脂基板的熱傳導率Nsub滿足Nsub<0.56的條件，上述熱擴散層的熱傳導率Nkaku滿足Nkaku>0.4×S^(-1.2×e^(-3.5×Nsub))及Nkaku≧Nsub的條件。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之場效電晶體，其中於上述活性層與上述熱擴散層之間，存在至少1層以上的1μm以下的薄膜。
- 如申請專利範圍第3項所述之場效電晶體，其中上述熱擴散層為包含Al、Ga中的至少一種的氮化膜。
- 如申請專利範圍第4項所述之場效電晶體，其中針對波段為400nm以上且為700nm以下的光，上述熱擴散層的透射率為70%以上。
- 一種顯示裝置，包括如申請專利範圍第1項至第5項的其中一項所述之場效電晶體。
- 一種感測器，包括如申請專利範圍第1項至第5項的其中一項所述之場效電晶體。
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