TWI724472B

TWI724472B - 金屬氧化物、場效電晶體及製造該場效電晶體的方法

Info

Publication number: TWI724472B
Application number: TW108125872A
Authority: TW
Inventors: 草柳嶺秀; 植田尚之; 中村有希; 安部由希子; 松本真二; 曾根雄司; 早乙女遼一; 新江定憲
Original assignee: 日商理光股份有限公司
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2021-04-11
Also published as: TW202013524A; JP2020021935A; JP7476490B2

Abstract

一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括源極電極和汲極電極、閘極電極、主動層、以及閘極絕緣層，該方法包括蝕刻閘極絕緣層，其中，閘極絕緣層是包含A元素和由B元素和C元素中選出的至少一種的金屬氧化物，A元素是由鈧、釔、鑭系元素、銻、鉍和碲中選出的至少一種，B元素是由鎵、鈦、鋯和鉿中選出的至少一種，C元素是由元素週期表中的第2族元素選出的至少一種；當由源極電極和汲極電極、閘極電極、及主動層中選出的至少一種形成時，使用蝕刻溶液A；以及當蝕刻閘極絕緣層時，使用蝕刻溶液B，該蝕刻溶液B是與蝕刻溶液A具有相同類型的蝕刻溶液。

Description

金屬氧化物、場效電晶體及製造該場效電晶體的方法

本發明涉及金屬氧化物、場效電晶體及製造該場效電晶體的方法。

場效電晶體(FET)表現了低閘極電流並具有平面結構。因此，與雙極性電晶體相比，其製造和積體化(integration)更為容易。因此，FET是使用在目前電子裝置內的積體電路中的必要元件。

通常，矽基絕緣膜已廣泛用於場效電晶體的閘極絕緣層。然而，近年來，對具有高度積體化的結構和低功耗的電子裝置的需求很高。因此，已經提出了一種使用具有比矽基絕緣膜更高的介電常數的材料作為閘極絕緣層的技術。作為具有較高介電常數的絕緣材料，已經揭露了鹼土金屬或稀土金屬的金屬氧化物(例如，日本未審查的專利申請公開第2015-111653號)。

當製造使用金屬氧化物的場效電晶體時，透過濕式蝕刻或乾式蝕刻進行加工。然而，取決於用為佈線(wired line)的金屬材料和用為主動層的氧化物半導體的組合，需要藉由組合它們來使用複數種蝕刻溶液和程序氣體(process gas)，這導致製造成本的增加。

根據本發明的一個態樣，提供一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包括：一源極電極和一汲極電極、一閘極電極、一主動層、以及一閘極絕緣層，該方法包括：蝕刻該閘極絕緣層。該閘極絕緣層是一金屬氧化物，該金屬氧化物包含：A元素；以及由B元素和C元素所組成的群組中選出的至少一種。該A元素是由鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素(Ln)、銻(Sb)、鉍(Bi)和碲(Te)所組成的群組中選出的至少一種。該B元素是由鎵(Ga)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)所組成的群組中選出的至少一種。該C元素是由元素週期表中的第2族(Group 2)元素所組成的群組中選出的至少一種。當由該源極電極和該汲極電極、該閘極電極、以及該主動層所組成的群組中選出的至少一種形成時，使用蝕刻溶液A。當蝕刻該閘極絕緣層時，使用蝕刻溶液B，該蝕刻溶液B是具有與該蝕刻溶液A相同類型的蝕刻溶液。

10A‧‧‧場效電晶體

10B‧‧‧場效電晶體

10C‧‧‧場效電晶體

10D‧‧‧場效電晶體

10E‧‧‧場效電晶體

10F‧‧‧場效電晶體

10G‧‧‧場效電晶體

10H‧‧‧場效電晶體

10J‧‧‧場效電晶體

10K‧‧‧場效電晶體

11‧‧‧基板

12‧‧‧閘極電極

12B‧‧‧閘極電極銲墊

13‧‧‧閘極絕緣層

13C、131C‧‧‧通孔

131‧‧‧閘極絕緣層、第一閘極絕緣層

132‧‧‧閘極絕緣層、第二閘極絕緣層、層間電介質

132C、133C‧‧‧通孔

14‧‧‧主動層

15‧‧‧源極電極

15A‧‧‧源極佈線、接觸電極

16‧‧‧汲極電極

16A‧‧‧汲極佈線、接觸電極

20‧‧‧第一覆蓋層

21‧‧‧第二覆蓋層

500‧‧‧電視裝置

501‧‧‧主控制裝置

503‧‧‧調諧器

504‧‧‧AD轉換器(ADC)

505‧‧‧解調電路

506‧‧‧傳輸流解碼器(TS解碼器)

511‧‧‧聲音解碼器

512‧‧‧DA轉換器(DAC)

513‧‧‧聲音輸出電路

514‧‧‧揚聲器

521‧‧‧影像解碼器

522‧‧‧影像．OSD合成電路

523‧‧‧影像輸出電路

524‧‧‧影像顯示裝置

525‧‧‧OSD繪製電路

531‧‧‧記憶體

532‧‧‧操作裝置

541‧‧‧驅動介面(驅動IF)

542‧‧‧硬碟裝置

543‧‧‧光碟裝置

551‧‧‧IR光檢測器

552‧‧‧通訊控制單元

610‧‧‧天線

620‧‧‧遙控發射器

700‧‧‧顯示單元

702、703‧‧‧顯示元件

710‧‧‧顯示器

712‧‧‧陰極

714‧‧‧陽極

720、730‧‧‧驅動電路

740‧‧‧有機EL薄膜層

742‧‧‧電子傳輸層

744‧‧‧發光層

746‧‧‧電洞傳輸層

750‧‧‧有機EL元件

760‧‧‧電容器

762、772‧‧‧相對電極

770‧‧‧液晶元件

780‧‧‧顯示控制裝置

782‧‧‧影像資料處理電路

784‧‧‧掃描線驅動電路

786‧‧‧資料線驅動電路

810、820‧‧‧場效電晶體

830‧‧‧電容器

840‧‧‧場效電晶體

D‧‧‧汲極電極

G‧‧‧閘極電極

Ids‧‧‧源極與汲極之間的電流

S‧‧‧源極電極

Vds‧‧‧源極與汲極之間的電壓

Vg‧‧‧閘極電壓

X0~Xn-1‧‧‧掃描線

Y0~Ym-1‧‧‧資料線

Y0i~Ym-1i‧‧‧電流供應線

圖1是根據一實施例的場效電晶體10A的剖面示意圖；圖2A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10A的製造步驟的視圖；圖2B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10A的製造步驟的視圖；圖2C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10A的製造步驟的視圖；圖2D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10A的製造步驟的視圖；圖2E是例示根據一實施例(第5部分)的場效電晶體10A的製造步驟的視圖；圖3是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10B的剖面圖；圖4A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10B的製造步驟的示圖；圖4B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10B的製造步驟的示圖；圖4C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10B的製造步驟的示圖；圖4D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10B的製造步驟的示圖；圖4E是例示根據一實施例(第5部分)的場效電晶體10B的製造步驟的示圖；圖5是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10C的剖面圖；圖6A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10C的製造步驟的示圖；圖6B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10C的製造步驟的示圖；圖6C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10C的製造步驟的示圖；圖6D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10C的製造步驟的示圖；圖6E是例示根據一實施例(第5部分)的場效電晶體10C的製造步驟的示圖；圖6F是例示根據一實施例(第6部分)的場效電晶體10C的製造步驟的示圖；圖6G是例示根據一實施例(第7部分)的場效電晶體10C的製造步驟的示圖；圖7是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10D的剖面圖；圖8A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10D的製造步驟的示圖；圖8B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10D的製造步驟的示圖；圖8C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10D的製造步驟的示圖；圖8D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10D的製造步驟的示圖；圖8E是例示根據一實施例(第5部分)的場效電晶體10D的製造步驟的示圖；圖8F是例示根據一實施例(第6部分)的場效電晶體10D的製造步驟的示圖；圖8G是例示根據一實施例(第7部分)的場效電晶體10D的製造步驟的示圖；圖9是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10E的剖面圖；圖10A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10E的製造步驟的示圖；圖10B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10E的製造步驟的示圖；圖10C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10E的製造步驟的示圖；圖10D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10E的製造步驟的示圖；圖11是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10F的剖面圖；圖12A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10F的製造步驟的示圖；圖12B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10F的製造步驟的示圖；圖12C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10F的製造步驟的示圖；圖12D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10F的製造步驟的示圖；圖13是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10G的剖面圖；圖14A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10G的製造步驟的示圖；圖14B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10G的製造步驟的示圖；圖14C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10G的製造步驟的示圖；圖14D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10G的製造步驟的示圖；圖14E是例示根據一實施例(第5部分)的場效電晶體10G的製造步驟的示圖；圖15是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10H的剖面圖；圖16A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10H的製造步驟的示圖；圖16B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10H的製造步驟的示圖；圖16C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10H的製造步驟的示圖；圖16D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10H的製造步驟的示圖；圖17是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10J的剖面圖；圖18A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10J的製造步驟的示圖；圖18B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10J的製造步驟的示圖；圖18C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10J的製造步驟的示圖；圖18D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10J的製造步驟的示圖；圖18E是例示根據一實施例(第5部分)的場效電晶體10J的製造步驟的示圖；圖18F是例示根據一實施例(第6部分)的場效電晶體10J的製造步驟的示圖；圖19是例示根據一實施例的一變化示例的場效電晶體10K的剖面圖；圖20A是例示根據一實施例(第1部分)的場效電晶體10K的製造步驟的示圖；圖20B是例示根據一實施例(第2部分)的場效電晶體10K的製造步驟的示圖；圖20C是例示根據一實施例(第3部分)的場效電晶體10K的製造步驟的示圖；圖20D是例示根據一實施例(第4部分)的場效電晶體10K的製造步驟的示圖；圖20E是例示根據一實施例(第5部分)的場效電晶體10K的製造步驟的示圖；圖20F是例示根據一實施例(第6部分)的場效電晶體10K的製造步驟的示圖；圖20G是例示根據一實施例(第7部分)的場效電晶體10K的製造步驟的示圖；圖21是另一實施例中之電視裝置的配置的方塊圖；圖22是另一實施例中之電視裝置的說明圖(1)；圖23是另一實施例中之電視裝置的說明圖(2)；圖24是另一實施例中之電視裝置的說明圖(3)；圖25是另一實施例中之顯示元件的說明圖；圖26是另一實施例中之有機EL的說明圖；圖27是另一實施例中之電視裝置的說明圖(4)；圖28是另一實施例中之另一個顯示元件的說明圖(1)；圖29是另一實施例中之另一個顯示元件的說明圖(2)；以及圖30是示例1至示例21的結果的代表曲線圖。

本發明的一個目的是提供一種以低成本製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包含由金屬氧化物所形成的閘極絕緣層。

根據所揭露的技術，可以以低成本製造場效電晶體，該場效電晶體包含由金屬氧化物所形成的閘極絕緣層。

(製造場效電晶體的方法和場效電晶體)

本發明用於製造場效電晶體的方法是用於製造包含源極電極和汲極電極、閘極電極、主動層(稱為半導體層)、以及閘極絕緣層的場效電晶體的方法。

用於製造場效電晶體的方法包括蝕刻閘極絕緣層的步驟。

在場效電晶體中，閘極絕緣層是金屬氧化物，該金屬氧化物包含：A元素；以及由B元素和C元素所組成的群組中選出的至少一種。

A元素是由鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素(Ln)、銻(Sb)、鉍(Bi)和碲(Te)所組成的群組中選出的至少一種。鑭系元素(Ln)的示例包含：La(鑭)、Ce(鈰)、Pr(鐠)、Nd(釹)、Pm(鉕)、Sm(釤)、Eu(銪)、Gd(釓)、Tb(鋱)、Dy(鏑)、Ho(鈥)、Er(鉺)、Tm(銩)、Yb(鐿)和Lu(鎦)。

B元素是由鎵(Ga)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)所組成的群組中選出的至少一種。

C元素是由元素週期表中的第2族(Group 2)元素所組成的群組中選出的至少一種。

在用於製造場效電晶體的方法中，當由源極電極和汲極電極、閘極電極、以及主動層所組成的群組中選出的至少一種形成時，使用蝕刻溶液A。

在用於製造場效電晶體的方法中，當蝕刻閘極絕緣層時，使用蝕刻溶液B，該蝕刻溶液B是具有與該蝕刻溶液A相同類型的蝕刻溶液。

本發明一實施例的場效電晶體包括：源極電極和汲極電極、閘極電極、主動層、以及閘極絕緣層。

在該場效電晶體中，閘極絕緣層是被蝕刻的。

在該場效電晶體中，閘極絕緣層是金屬氧化物，該金屬氧化物包含：A元素；以及由B元素和C元素所組成的群組中選出的至少一種。

A元素是由鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素(Ln)、銻(Sb)、鉍(Bi)和碲(Te)所組成的群組中選出的至少一種。

由源極電極和汲極電極、閘極電極、以及主動層所組成的群組中選出的至少一種係使用蝕刻溶液A來形成。

閘極絕緣層係使用蝕刻溶液B來蝕刻，該蝕刻溶液B是具有與該蝕刻溶液A相同類型的蝕刻溶液。

在場效電晶體的製造過程中，當透過蝕刻形成閘極絕緣層時，使用蝕刻溶液B，該蝕刻溶液B是具有與用於形成由源極電極和汲極電極、閘極電極、以及主動層所組成的群組中選出的至少一種的蝕刻溶液A相同類型的蝕刻溶液，則可以以相同的廢液處理方法來處理該兩種蝕刻溶液的廢液。因此，可以簡化在製造場效電晶體中用於處理廢液的設備、以及可以簡化處理廢液的步驟，從而降低製造成本。

蝕刻溶液A的示例包括：包含硝酸的蝕刻溶液、包含過氧化氫的蝕刻溶液、以及包含草酸的蝕刻溶液。

作為具有與蝕刻溶液A相同類型的蝕刻溶液的蝕刻溶液B的示例如下。具體地，當蝕刻溶液A是包含硝酸的蝕刻溶液時，蝕刻溶液B是包含硝酸的蝕刻溶液。當蝕刻溶液A是包含過氧化氫的蝕刻溶液時，蝕刻溶液B是包含過氧化氫的蝕刻溶液。當蝕刻溶液A是包含草酸的蝕刻溶液時，蝕刻溶液B是包含草酸的蝕刻溶液。

此處，如上所述，蝕刻溶液A和蝕刻溶液B的濃度可以相同或不同，只要蝕刻溶液A和蝕刻溶液B具有有助於蝕刻的相同主要成份即可。另外，如上所述，蝕刻溶液A和蝕刻溶液B中的其他構成成份可以相同或不同，只要蝕刻溶液A和蝕刻溶液B具有有助於蝕刻的相同主要成份即可。

當蝕刻溶液A是包含硝酸的蝕刻溶液時，蝕刻溶液A較佳還包含磷酸和乙酸。

當蝕刻溶液B是包含硝酸的蝕刻溶液時，蝕刻溶液B較佳還包含磷酸和乙酸。

在包含硝酸的蝕刻溶液中的硝酸濃度為例如5質量%以上但30質量%以下。

在包含硝酸的蝕刻溶液中的乙酸濃度為例如20質量%以上但40質量%以下。

在包含硝酸的蝕刻溶液中的磷酸濃度為例如3質量%以上但60質量%以下。更具體地，該磷酸的濃度為例如50質量%。

包含硝酸的蝕刻溶液的一個示例包含：6質量%的硝酸、25質量%的乙酸、以及50質量%的磷酸。

包含硝酸的蝕刻溶液的一個示例包含：25質量%的硝酸、30質量%的乙酸、以及5質量%的磷酸。

蝕刻溶液A用於例如至少形成閘極電極。在這種情況下，閘極電極較佳由導電膜形成，該導電膜包含由以下所組成的群組中選出的至少一種：由Al、Mo、Cu和Ag所組成的群組中選出的至少一種金屬；Al、Mo、Cu和Ag中的兩種以上的元素的合金；氧化銦；以及氧化鋅。

蝕刻溶液A用於例如至少形成源極電極和汲極電極。在這種情況下，源極電極和汲極電極較佳由導電膜形成，該導電膜包含由以下所組成的群組中選出的至少一種：由Al、Mo、Cu和Ag所組成的群組中選出的至少一種金屬；Al、Mo、Cu和Ag中的兩種以上的元素的合金；氧化銦；以及氧化鋅。

蝕刻溶液A用於例如至少形成主動層。

在蝕刻溶液A中的閘極電極的蝕刻速率沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。然而，在圖案加工性方面，其蝕刻速率較佳為0.1nm/s(奈米/秒)以上但20nm/s以下；更佳為0.1nm/s以上但10nm/s以下；具體更佳為0.5nm/s以上但5nm/s以下。

在蝕刻溶液A中的源極電極和汲極電極的蝕刻速率沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。然而，在圖案加工性方面，其蝕刻速率較佳為0.1nm/s以上但20nm/s以下；更佳為0.1nm/s以上但10nm/s以下；具體更佳為0.5nm/s以上但5nm/s以下。

在蝕刻溶液A中的主動層的蝕刻速率沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。然而，在圖案加工性方面，其蝕刻速率較佳為0.1nm/s以上但20nm/s以下；更佳為0.1nm/s以上但10nm/s以下；具體更佳為0.5nm/s以上但5nm/s以下。

在蝕刻溶液B中要作為閘極絕緣層的金屬氧化物的蝕刻速率沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。然而，在圖案加工性方面，其蝕刻速率較佳為0.1nm/s以上但20nm/s以下；更佳為0.1nm/s以上但10nm/s以下；具體更佳為0.5nm/s以上但5nm/s以下。

較佳地，該金屬氧化物包含順電性非晶氧化物(paraelectric amorphous oxide)，或者該金屬氧化物本身是順電性非晶氧化物。

在下文中，將參考圖式描述實施例。在每個圖式中，相同的構成部分被賦予相同的元件符號，並且在一些情況下可以省略多餘的說明。

圖1是例示本發明所製造的場效電晶體的剖面圖。

參照圖1，場效電晶體10A是底閘/底接觸型場效電晶體，包含：基板11、閘極電極12、閘極絕緣層13、主動層14、源極電極15、汲極電極16、以及閘極電極銲墊12B。需注意的是，場效電晶體10A是根據本發明的半導體裝置的一個代表性示例。

在場效電晶體10A中，閘極電極12和兩個閘極電極銲墊12B形成在絕緣的基板11上。此外，形成閘極絕緣層13以覆蓋閘極電極12和兩個閘極電極銲墊12B。主動層14形成在閘極絕緣層13上，並且源極電極15和汲極電極16形成在主動層14上，使得在主動層14中形成通道。在下文中，將詳細描述場效電晶體10A的每個構成元件。

需注意的是，在本發明的實施例中，為了方便起見，主動層14的一側被認為是上側或一側，並且基板11的一側被認為是底側或另一側。在主動層14與基板11之間的每個部分中，主動層14的一側的表面被認為是上表面或一個表面，並且基板11的一側的表面被認為是底表面或另一個表面。需注意的是，場效電晶體10A可以在上下顛倒的狀態下使用，或者可以設置為任何角度。平面視圖是指從基板11的上表面的法線方向觀察物體。平面形狀是指從基板11的上表面的法線方向觀察到的物體的形狀。

<基板>

基板11的形狀、結構和尺寸沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。基板11的材料沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。可以使用玻璃基板、陶瓷基板、塑膠基板和薄膜基板(film substrate)作為材料。

玻璃基板沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。其示例包含無鹼玻璃(non-alkali glass)和石英玻璃(silica glass)。塑膠基板和薄膜基板沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。其示例包含聚碳酸酯(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(PEN)。

<閘極電極>

閘極電極12形成在例如基板11上的預定區域中。閘極電極12是要施加閘極電壓的電極。

閘極電極12的材料沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。例如，可以使用：金屬(例如，鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鉬(Mo)和鈦(Ti))、其合金、以及這些金屬的混合物。另外，可以使用導電氧化物(例如，氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鎵和氧化鈮)、它們的複合化合物、以及它們的混合物。

閘極電極12的平均膜厚度沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。其平均膜厚度較佳地為10nm至1μm，更佳地為50nm至300nm。

<閘極電極銲墊>

閘極電極銲墊具有與閘極電極相同的層，並且被設置以閘極電極接觸評估電特性時用於測量的探針。

<閘極絕緣層>

閘極絕緣層13是金屬氧化物。

在一個示例中，閘極絕緣層設置在閘極電極12與主動層14之間，以使閘極電極12和主動層14絕緣。

金屬氧化物包含：A元素；以及由B元素和C元素所組成的群組中選出的至少一種，並且如果需要，還包含其他成份。

較佳地，該金屬氧化物包含順電性非晶氧化物，或者該金屬氧化物本身由順電性非晶氧化物形成。順電性非晶氧化物是在空氣中穩定，並且可以在寬的配方範圍(formulation range)內穩定地形成非晶質結構(amorphous structure)。此處，金屬氧化物可以部分地包含晶體。

鹼土金屬氧化物容易與空氣中的水分和二氧化碳反應，並且很容易變成氫氧化物和碳酸鹽。因此，鹼土金屬氧化物不適於電子裝置應用。此外，例如Ga、Sc、Y、以及除了Ce以外的鑭系元素的簡單氧化物容易變成晶體，這在產生漏電流方面存在問題。然而，鹼土金屬的金屬氧化物以及Ga、Sc、Y和除了Ce之以的鑭系元素在空氣中是穩定的，並且可以在寬的配方範圍內形成非晶薄膜(amorphous film)。特別是Ce在鑭系元素中變為四價，並與鹼土金屬一起形成具有鈣鈦礦結構(perovskite structure)的晶體。因此，為了獲得非晶相(amorphous phase)，較佳使用除了Ce之外的鑭系元素。

儘管在鹼土金屬與Ga氧化物之間存在諸如尖晶石結構(spinel structure)的晶相(crystalline phase)，但與具有鈣鈦礦結構(perovskite structure)的晶體相比，這些晶體不會沉澱，除非它們在相當高的溫度下被加熱(通常為1,000℃以上)。此外，沒有關於在鹼土金屬的氧化物與Sc、Y和除了Ce以外的鑭系元素的氧化物之間存在穩定晶相的記載。即使在高溫下進行後加工處理(post-process)之後，也很少從非晶相中沉澱出晶體來。此外，當鹼土金屬以及Ga、Sc、Y和除了Ce以外的鑭系元素的金屬氧化物由三種以上的金屬元素形成時，非晶相變得更穩定。

含在金屬氧化物中的各元素的量沒有特別限定。然而，較佳地，包含選自每個元素族(group)的金屬元素，使得該金屬氧化物具有可以達到穩定的非晶態(amorphous state)的配方。

為了製備具有高介電常數的薄膜，較佳增加諸如Ba、Sr、Lu和La的元素的組成比例。

根據本實施例的金屬氧化物可以在寬的配方範圍內形成非晶薄膜，因此可以廣泛地控制其物理性質。例如，其介電常數充分地比SiO₂的介電常數高(即，高約6至20)，但是可以透過根據預期目的選擇配方來適當地調節至合適的值。

此外，金屬氧化物的熱膨脹係數相似於佈線的一般材料和半導體的一般材料的熱膨脹係數(即10^-6到10^-5)。此外，即使當重複加熱步驟時，與熱膨脹係數為10^-7以上但小於10^-6的SiO₂相比，該金屬氧化物引起之諸如薄膜剝落(exfoliation)的問題也較少。特別是，形成了在金屬氧化物與諸如a-IGZO的氧化物半導體之間的有利的邊界(favorable boundary)。

因此，藉由在閘極絕緣層13中使用根據本實施例的金屬氧化物，可以獲得具有高性能的半導體裝置。

用於形成閘極絕緣層的方法沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。其示例包含使用形成絕緣層用塗佈液的以下形成方法。

<<形成絕緣層用塗佈液>>

形成絕緣層用塗佈液包含例如：至少含A元素化合物；由含B元素化合物和含C元素化合物所組成的群組中選出的至少一種；以及溶劑；並且如果需要，還包含其它成份。

-含A元素化合物-

含A元素化合物沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當選擇，只要含A元素化合物是包含由鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素(Ln)、銻(Sb)、鉍(Bi)和碲(Te)所組成的群組中選出的至少一種的化合物即可。其示例包含無機A元素化合物和有機A元素化合物。

無機A元素化合物的示例包含：A元素的硝酸鹽、A元素的硫酸鹽、A元素的氟化物、A元素的氯化物、A元素的溴化物、以及A元素的碘化物。

A元素的硝酸鹽的示例包含：硝酸鈧、硝酸釔、硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸鐠、硝酸釹、硝酸釤、硝酸銪、硝酸釓、硝酸鋱、硝酸鏑、硝酸鈥、硝酸鉺、硝酸銩、硝酸鐿、硝酸鎦、硝酸銻、硝酸鉍、以及硝酸碲。

A元素的硫酸鹽的示例包含：硫酸鎵、硫酸鈧、硫酸釔、硫酸鑭、硫酸鈰、硫酸鐠、硫酸釹、硫酸釤、硫酸銪、硫酸釓、硫酸鋱、硫酸鏑、硫酸鈥、硫酸鉺、硫酸銩、硫酸鐿、硫酸鎦、硫酸銻、硫酸鉍、以及硫酸碲。

A元素的氟化物的示例包含：氟化鈧、氟化釔、氟化鑭、氟化鈰、氟化鐠、氟化釹、氟化釤、氟化銪、氟化釓、氟化鋱、氟化鏑、氟化鈥、氟化鉺、氟化銩、氟化鐿、氟化鎦、氟化銻、氟化鉍、以及氟化碲。

A元素的氯化物的示例包含：氯化鈧、氯化釔、氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化鈥、氯化鉺、氯化銩、氯化鐿、氯化鎦、氯化銻、氯化鉍、氯化碲。

A元素的溴化物的示例包含：溴化鈧、溴化釔、溴化鑭、溴化鐠、溴化釹、溴化釤、溴化銪、溴化釓、溴化鋱、溴化鏑、溴化鈥、溴化鉺、溴化銩、溴化鐿、溴化鎦、溴化銻、溴化鉍、以及溴化碲。

A元素的碘化物的示例包含：碘化鈧、碘化釔、碘化鑭、碘化鈰、碘化鐠、碘化釹、碘化釤、碘化銪、碘化釓、碘化鋱、碘化鏑、碘化鈥、碘化鉺、碘化銩、碘化鐿、碘化鎦、碘化銻、碘化鉍、以及碘化碲。

有機A元素化合物沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當選擇，只要有機A元素化合物是包含A元素和有機基團的化合物即可。例如，A元素和有機基團透過離子鍵、共價鍵或配位鍵彼此鍵結。

有機基團沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。有機基團的示例包含：可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的醯氧基、可以具有取代基的乙醯丙酮基、以及可以具有取代基的環戊二烯基。烷基的示例包含：包含1至6個碳原子的烷基。烷氧基的示例包含：包含1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的示例包含：包含1至10個碳原子的醯氧基。

有機A元素化合物的示例包含：乙酸鈧、三(環戊二烯)鈧、異丙氧化釔、2-乙基己酸釔、三(乙醯丙酮)釔、三(環戊二烯)釔、異丙氧化鑭、2-乙基己酸鑭、三(乙醯丙酮)鑭、三(環戊二烯)鑭、2-乙基己酸鈰、三(乙醯丙酮)鈰、三(環戊二烯)鈰、異丙氧化鐠、草酸鐠、三(乙醯丙酮)鐠、三(環戊二烯)鐠、異丙氧化釹、2-乙基己酸釹、三氟乙醯丙酮釹、三(異丙基環戊二烯)釹、三(乙基環戊二烯)鉕、異丙氧化釤、2-乙基己酸釤、三(乙醯丙酮)釤、三(環戊二烯)釤、2-乙基己酸銪、三(乙醯丙酮)銪、三(乙基環戊二烯)銪、異丙氧化釓、2-乙基己酸釓、三(乙醯丙酮)釓、三(環戊二烯)釓、乙酸鋱、三(乙醯丙酮)鋱、三(環戊二烯)鋱、異丙氧化鏑、乙酸鏑、三(乙醯丙酮)鏑、三(乙基環戊二烯)鏑、異丙氧化鈥、乙酸鈥、三(環戊二烯)鈥、異丙氧化鉺、乙酸鉺、三(乙醯丙酮)鉺、三(環戊二烯)鉺、乙酸銩、三(乙醯丙酮)銩、三(環戊二烯)銩、異丙氧化鐿、乙酸鐿、三(乙醯丙酮)鐿、三(環戊二烯)鐿、草酸鎦，以及三(乙基環戊二烯)鎦。

在形成絕緣層用塗佈液中之含A元素化合物的量沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。

-含B元素化合物-

含B元素化合物沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當選擇，只要含B元素化合物是包含由鎵(Ga)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf) 所組成的群組中選出的至少一種的化合物即可。其示例包含無機B元素化合物和有機B元素化合物。

無機B元素化合物的示例包含：硝酸鎵、硫酸鎵、氟化鎵、氯化鎵、溴化鎵、碘化鎵、氫氧化鎵、硫化鈦、氟化鈦、氯化鈦、溴化鈦、碘化鈦、硫酸鋯、碳酸鋯、氟化鋯、氯化鋯、溴化鋯、碘化鋯、硫酸鉿、氟化鉿、氯化鉿、溴化鉿、以及碘化鉿。

有機B元素化合物沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當選擇，只要有機B元素化合物是包含B元素和有機基團的化合物即可。例如，B元素和有機基團透過離子鍵、共價鍵或配位鍵彼此鍵結。

有機B元素化合物的示例包含：三(環戊二烯)鎵、異丙氧化鈧、異丙氧化鈦、雙(環戊二烯)氯化鈦、丁氧化鋯、異丙氧化鋯、雙(2-乙基己酸)氧化鋯、二(正丁氧基)雙乙醯丙酮鋯、四(乙醯丙酮)鋯、四(環戊二烯)鋯、丁氧化鉿、異丙氧化鉿、四(2-乙基己酸)鉿、二(正丁氧基)二乙醯丙酮鉿、四(乙醯丙酮)鉿、以及雙(環戊二烯)二甲基鉿。

在形成絕緣層用塗佈液中之含B元素化合物的量沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。

-含C元素化合物-

含C元素化合物沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當選擇，只要含C元素化合物是包含由元素週期表中的第2族(Group 2)元素所組成的群組中選出的至少一種的化合物即可。其示例包含無機鹼土金屬化合物和有機鹼土金屬化合物。含鹼土金屬化合物中的鹼土金屬的示例包含：鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、和鋇(Ba)。

無機鹼土金屬化合物的示例包含：鹼土金屬硝酸鹽、鹼土金屬硫酸鹽、鹼土金屬氯化物、鹼土金屬氟化物、鹼土金屬溴化物、以及鹼土金屬碘化物。

鹼土金屬硝酸鹽的示例包含：硝酸鎂、硝酸鈣、硝酸鍶、以及硝酸鋇。

鹼土金屬硫酸鹽的示例包含：硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸鍶、以及硫酸鋇。

鹼土金屬氯化物的示例包含：氯化鎂、氯化鈣、氯化鍶、以及氯化鋇。

鹼土金屬氟化物的示例包含：氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、以及氟化鋇。

鹼土金屬溴化物的示例包含：溴化鎂、溴化鈣、溴化鍶、以及溴化鋇。

鹼土金屬碘化物的示例包含：碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶，以及碘化鋇。

有機鹼土金屬化合物沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當選擇，只要有機鹼土金屬化合物是包含鹼土金屬和有機基團的化合物即可。例如，鹼土金屬和有機基團透過離子鍵、共價鍵或配位鍵彼此鍵結。

有機基團沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。有機基團的示例包含：可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的醯氧基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的乙醯丙酮基、以及可以具有取代基的磺酸基團。烷基的示例包含：包含1至6個碳原子的烷基。烷氧基的示例包含：包含1至6個碳原子的烷氧基。醯氧基的示例包含：包含1至10個碳原子的醯氧基；一部分被苯環取代的醯基氧基，如苯甲酸；一部分被羥基取代的醯氧基，如乳酸；以及包含兩個以上的羰基的醯氧基，如草酸和檸檬酸。

有機鹼土金屬化合物的示例包含：甲氧化鎂、乙氧化鎂、二乙基鎂、乙酸鎂、甲酸鎂、乙醯丙酮鎂、2-乙基己酸鎂、乳酸鎂、環烷酸鎂、檸檬酸鎂、水楊酸鎂、苯甲酸鎂、草酸鎂、三氟甲磺酸鎂、甲氧化鈣、乙氧化鈣、乙酸鈣、甲酸鈣、乙醯丙酮鈣、二(三甲基乙醯)甲酸鈣(calcium dipivaloyl methanate)、 2-乙基己酸鈣、乳酸鈣、環烷酸鈣、檸檬酸鈣、水楊酸鈣、新癸酸鈣、苯甲酸鈣、草酸鈣、異丙氧化鍶、乙酸鍶、甲酸鍶、乙醯丙酮鍶、2-乙基己酸鍶、乳酸鍶、環烷酸鍶、水楊酸鍶、草酸鍶、乙氧化鋇、異丙氧化鋇、乙酸鋇、甲酸鋇、乙醯丙酮鋇、2-乙基己酸鋇、乳酸鋇、環烷酸鋇、新癸酸鋇、草酸鋇、苯甲酸鋇、三氟甲磺酸鋇、以及雙(乙醯丙酮)鈹。

在形成絕緣層用塗佈液中之含C元素化合物的量沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。

---溶劑---

溶劑沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇，只要該溶劑能夠穩定地溶解或分散上述各種化合物即可。溶劑的示例包含：甲苯、二甲苯、均三甲苯、異丙基甲苯、戊苯、十二基苯、聯環己烷、環己苯、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、四氫萘、十氫萘、異丙醇、苯甲酸乙酯、N,N-二甲基甲醯胺、碳酸丙烯酯、2-乙基己酸、礦油精、二甲基丙烯尿素、4-丁內酯、2-甲氧基乙醇、丙二醇、以及水。

在形成絕緣層用塗佈液中的溶劑的量沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。

--使用形成絕緣層用塗佈液的閘極絕緣層的形成方法--

以下將描述使用形成絕緣層用塗佈液之閘極絕緣層的形成方法的一個示例。閘極絕緣層的形成方法包含塗佈步驟和熱處理步驟，並且如果需要，還包含其他步驟。

塗佈步驟沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇，只要塗佈步驟是將形成絕緣層用塗佈液塗佈在待塗佈物體上的步驟即可。有機基團沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。溶液製程的示例包含：浸塗、旋塗、模具塗佈、和噴嘴印刷。

熱處理步驟沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇，只要熱處理步驟是對塗佈在待塗佈物體上的形成絕緣層用塗佈液進行熱處理的步驟即可。當進行熱處理時，可以透過例如空氣乾燥法來乾燥塗佈在待塗佈物體上的形成絕緣層用塗佈液。透過熱處理，乾燥該溶劑並且生成金屬氧化物。

在熱處理步驟中，溶劑的乾燥(下文中稱為「乾燥處理」)和金屬氧化物的生成(下文中稱為「生成處理」)較佳在不同的溫度下執行。也就是說，在溶劑乾燥後，較佳升高溫度以生成金屬氧化物。例如，當生成金屬氧化物時，含A元素化合物、含B元素化合物、和含C元素化合物中的至少一種被分解。

乾燥處理的溫度沒有特別限制，並且可以根據所含的溶劑適當地選擇。例如，乾燥處理的溫度為80℃至180℃。至於乾燥，使用降低溫度用的真空烘箱是有效的。乾燥處理的時間沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。例如，乾燥處理的時間為1分鐘至1小時。

生成處理的溫度沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。然而，生成處理的溫度較佳為100℃以上但低於550℃；更佳為200℃至500℃。生成處理的時間沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。例如，生成處理的時間為1小時至5小時。

需注意的是，在熱處理步驟中，可以連續地執行乾燥處理和生成處理，或者可以以複數個步驟的獨立方式來執行乾燥處理和生成處理。

在一些情況下，生成處理的溫度可能影響各種蝕刻溶液的蝕刻速率。因此，為了控制蝕刻速率，在圖案化之後，可以在高於生成處理的溫度的溫度下進行熱處理。

熱處理的方法沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。熱處理的方法的示例包含對待塗佈物體進行加熱的方法。熱處理的環境沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。然而，該環境較佳為氧氣環境。當在氧氣環境中進行熱處理時，分解的產物可以迅速地排放到系統外部，並且可以加速金屬氧化物的生成。

在熱處理中，考慮到生成處理的反應的加速，對經過乾燥處理後的材料照射波長為400nm或更短的紫外線是有效的。照射波長為400nm或更短的紫外線可以切割含在經過乾燥處理的材料中的有機材料的化學鍵，並且可以分解該有機材料。因此，可以有效地形成金屬氧化物。波長為400nm或更短的紫外線沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。紫外線的示例包含從準分子燈(excimer lamp)發射的波長為222nm的紫外線。並且，較佳地施加臭氧代替紫外線或與紫外線組合使用。將臭氧施加到經過乾燥處理的材料加速了金屬氧化物的生成。

關於閘極絕緣層的平均膜厚度，形成在電極上的閘極絕緣層的膜厚度在覆蓋率、耐受壓力和漏電流減少方面可以是厚的，或者在能夠就閘極絕緣層的電容(capacity)方面保持絕緣性的範圍內可以是薄的。其膜厚度可根據預期目的適當選擇，但較佳為10nm至3μm，更佳為30nm至1μm。

在閘極絕緣層的膜厚度較大的情況下，閘極絕緣層可以具有複數個層，並且藉由多次分別形成複數個層中的每個層來形成閘極絕緣層的薄膜。此外，可以適當地調整閘極絕緣層以滿足上述膜厚度(例如，圖5中的閘極絕緣層131和閘極絕緣層132的總值，這在下文中描述)。或者，閘極絕緣層131可以具有複數個層，並且可以適當地調整以滿足上述膜厚度(例如，透過圖9中的多次塗佈來形成閘極絕緣層131，這將在下文中描述，並且可以調整以滿足上述膜厚度。)

<主動層>

主動層14的材料沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。其示例包含有機半導體，例如：多晶矽(p-Si)、非晶矽(a-Si)、氧化物半導體、以及並五苯(pentacene)。其中，就主動層14與閘極絕緣層13之間的邊界的安全性而言，較佳使用氧化物半導體。

主動層14是例如配置以當預定電壓施加到閘極電極時，在源極電極與汲極電極之間形成通道的主動層。

主動層14可以由例如n型氧化物半導體形成。

構成主動層14的n型氧化物半導體沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。n型氧化物半導體較佳包含：由銦(In)、鋅(Zn)、錫(Sn)和鈦(Ti)所組成的群組中選出的至少一種、以及鹼土元素或稀土元素；更佳包含：銦(In)、以及鹼土元素或稀土元素。

稀土元素的示例包含：鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、以及鎦(Lu)。

取決於氧空位(oxygen vacancy)的量，氧化銦使電子載體的濃度從約10¹⁸cm^-3變化至約10²⁰cm^-3。此處，氧化銦具有容易產生氧空位的性質，並且在某些情況下，在形成氧化物半導體膜之後的後加工處理中，可能產生非預期的氧空位。該氧化物具體較佳主要由以下兩種金屬形成：銦；以及與銦相比容易與氧結合的鹼土元素或稀土元素。其原因在於可以防止非預期的氧空位，並且對於該形成的控制變得容易，以適當地控制電子載體的濃度。

較佳地，以由二價陽離子、三價陽離子、四價陽離子、五價陽離子、六價陽離子、七價陽離子、以及八價陽離子所組成的群組中選出的至少一種摻雜劑對構成主動層14的n型氧化物半導體進行摻雜，並且，該摻雜劑的價數大於構成n型氧化物半導體的金屬離子的價數(假設摻雜劑被排除在金屬離子之外)。需注意的是，取代性摻雜(substitutional doping)可以稱為n型摻雜。

<源極電極和汲極電極>

在圖1中，源極電極15和汲極電極16形成在閘極絕緣層13上。

源極電極15和汲極電極16形成，使得在它們之間設置一預定間隔。

源極電極15和汲極電極16是配置以對應於向閘極電極12施加閘極電壓而取出電流的電極。

需注意的是，連接到源極電極15和汲極電極16的佈線可以與源極電極15和汲極電極16一起形成在相同層上。

源極電極15和汲極電極16的材料沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。然而，其材料較佳是能夠使用具有與蝕刻溶液B相同類型的蝕刻溶液A進行蝕刻的材料。這種材料沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當選擇，只要其是由能夠使用蝕刻溶液A進行蝕刻的金屬、合金、複數種金屬的混合物、導電氧化物、複合化合物、以及金屬和導電氧化物的疊層薄膜所組成的群組選出的即可。例如，可以使用諸如鋁(Al)和鉬(Mo)的金屬、其合金、以及這些金屬的混合物。或者，可以使用導電氧化物，例如：氧化銦和氧化鋅、其複合化合物、以及它們的混合物。

可以使用導電氧化物、複合化合物及它們的混合物，無論其是多晶形還是非晶形(amorphous)。導電氧化物、複合化合物、混合物在圖案化加工的過程中較佳是非晶形的，因為非晶質結構減少了在相同基板上的蝕刻速率的變化，並且可以實現具有良好精度的圖案化。已知這些材料經過熱處理以改善電極的導電性。然而，就圖案化的精度而言，較佳在圖案化之後進行熱處理。

作為包含氧化銦的導電氧化物，摻雜錫的氧化銦(以下稱為ITO)和In₂O₃-ZnO複合氧化物(以下稱為IZO)被廣泛認知為導電氧化物。然而，當進行圖案化時，IZO為較佳，因為其為非晶形且穩定的。

當導電氧化物、複合化合物及其混合物用於電極時，因為電極在後加工處理中經歷了熱處理，在某些情況下電阻可能增加。當導電氧化物、複合化合物及它們的混合物用於電極時，考慮到佈線的電阻，較佳地堆疊具有高導電率的金屬。具有高導電率的金屬的示例包含Ag、Al和Cu。在這種情況下，較佳地，可以蝕刻使用具有相同類型的蝕刻溶液所堆疊的導電氧化物、複合化合物及它們的混合物一次。

源極電極15和汲極電極16的平均膜厚度沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。其平均膜厚度較佳為10nm至1μm，更佳為50nm至300nm。

作為形成所形成的膜的每一層的圖案的方法，通常使用透過光刻和蝕刻來形成圖案的方法。蝕刻方法可以根據預期目的從乾式蝕刻和濕式蝕刻中適當地選擇。然而，就製造成本而言，濕式蝕刻是較佳的。可以根據各層來選擇濕式蝕刻中所使用的蝕刻溶液。然而，較佳地，使用相同類型的蝕刻溶液所獲得的層的數量越多，製造成本就越低。通常，在真空製程的情況下，必須區分用於每一層的處理腔室，以防止污染的發生。因此，當在一些蝕刻製程中使用乾式蝕刻時，所使用的腔室較佳地區分為用於金屬的腔室和用於氧化物的腔室。當具有高介電常數的閘極絕緣層被轉移到要用於習知之以Si為基礎的製程的設施中時，可以依原樣地應用以金屬為基礎的製程。在這種情況下，較佳地，將具有與用於蝕刻至少閘極絕緣層和主動層的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液施加到使用濕式蝕刻的層上。

(金屬氧化物和場效電晶體)

本發明的金屬氧化物作用為場效電晶體的閘極絕緣層。

該金屬氧化物包含：A元素；以及由B元素和C元素所組成的群組中選出的至少一種。

A元素是由鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素(Ln)、銻(Sb)、鉍(Bi)和碲(Te)所組成的群組中選出的至少一種。A元素的細節和較佳態樣與在場效電晶體的描述中的細節和較佳態樣相同。

B元素是由鎵(Ga)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)所組成的群組中選出的至少一種。B元素的細節和較佳態樣與在場效電晶體的描述中的細節和較佳態樣相同。

C元素是由元素週期表中的第2族(Group 2)元素所組成的群組中選出的至少一種。C元素的細節和較佳態樣與在場效電晶體的描述中的細節和較佳態樣相同。

關於金屬氧化物，在包含硝酸的濕式蝕刻液中之該金屬氧化物的蝕刻速率為0.1nm/s以上但20nm/s以下；較佳為0.1nm/s以上但10nm/s以下；更佳為0.5nm/s以上但5nm/s以下。

在本發明和本說明書中判定蝕刻速率的情況下的條件通常如下。

濕式蝕刻液的溫度通常為35℃。

蝕刻速率通常是當金屬氧化物浸入濕式蝕刻液中，然後輕微攪拌時所獲得的蝕刻速率。

蝕刻深度可以藉由例如用穿透式電子顯微鏡觀察來判定。在製造該裝置的過程中評估單個膜或評估最上層的情況下，可以藉由使用原子力顯微鏡測量台階(step)的形狀，來容易地判定蝕刻深度。

該溼式蝕刻液是例如包含6質量%硝酸的溼式蝕刻液。

該溼式蝕刻液是例如包含6質量%硝酸、25質量%乙酸、以及50質量%磷酸的溼式蝕刻液。

該溼式蝕刻液是例如一種用於在場效電晶體的製造過程中於形成閘極絕緣層之後，形成由主動層、閘極電極、以及源極電極和汲極電極所組成的群組中選出的至少一種的溼式蝕刻液。

此處，該由主動層、閘極電極、以及源極電極和汲極電極所組成的群組中選出的至少一種與閘極絕緣層接觸。

在場效電晶體的製造過程中，為了降低製造成本，使用具有相同類型的蝕刻溶液在形成閘極絕緣層及形成由主動層、閘極電極、以及源極電極和汲極電極所組成的群組中選出的至少一種的方面是有效的。此外，就節拍時間(TAKT time)和加工形狀而言，蝕刻速率是重要的。具體地，關於閘極絕緣層，較佳地，係考慮於由主動層、閘極電極，以及源極電極和汲極電極所組成的群組中選出的至少一種的形成過程中在蝕刻溶液中的蝕刻速率。

此外，關於金屬氧化物，包含硝酸的濕式蝕刻液中的金屬氧化物的蝕刻速率為0.1nm/s以上。例如，在形成有閘極絕緣層的情況下，當蝕刻速率小於0.1nm/s時，為了在沒有殘留物的情況下進行圖案化，在對通常具有約100nm到300nm的膜厚度的閘極絕緣層進行過蝕刻(overetching)的情況下，蝕刻時間延長。因此，TAKT時間延長。在形成閘極絕緣層之後使用包含硝酸的濕蝕刻溶液形成閘極電極的情況下，當蝕刻速率小於0.1nm/s時，TAKT時間同樣延長。

關於金屬氧化物，包含硝酸的濕式蝕刻液中的金屬氧化物的蝕刻速率為20nm/s以下。例如，在形成閘極絕緣層之後使用包含硝酸的濕蝕刻溶液形成閘極電極的情況下，當蝕刻速率大於20nm/s時，顯著地從閘極電極與底層的閘極絕緣層之間的邊界蝕刻閘極絕緣層的一部分，即閘極電極底層的該部分。因此，閘極電極底層的閘極絕緣層的線寬(line width)容易變得比閘極電極的線寬薄(底切現象，undercut)。在極端情況下，完全地蝕刻閘極電極底層的部分，這導致例如剝落的閘極電極的圖案化失敗。在下文中，將參考圖式描述該狀態的發生。

前提條件如下。具體地，當閘極絕緣層的蝕刻速率大於20nm/s時，其蝕刻速率通常比閘極電極的蝕刻速率快。

例如，使用具有6nm/s的蝕刻速率的Mo來形成膜厚度為100nm的閘極電極，需要17秒將Mo蝕刻100nm。然而，考慮到Mo的蝕刻不均勻性或膜厚度的分佈，實際上花費了上述計算的Mo蝕刻時間的1.5倍時間。〔時間：約17s×1.5=25s(進行約8s過蝕刻)〕。考慮過蝕刻時間：約8s，並且閘極絕緣層的蝕刻速率：20nm/s，閘極絕緣層被蝕刻160nm。在下文中，將在閘極電極的寬度設計方面進行簡單的計算。

濕式蝕刻是一種等向性蝕刻(isotropic etching)。因此，隨著在膜厚度方向上進行蝕刻160nm，閘極電極底層的部分也朝向平面內(in-plane)方向的方向蝕刻160nm，該平面內方向即是閘極電極的圖案的內側方向。當閘極電極的寬度為10μm時，作為閘極電極底層的部分的閘極絕緣層的寬度如下：10μm-0.16μm×2=9.68μm(因為從佈線的兩側進行蝕刻，閘極絕緣層被蝕刻的寬度乘以兩倍)。當製造圖13的結構時，需要進一步延長過蝕刻時間，使得閘極絕緣層的蝕刻殘留物不會殘留在主動層上。假設所需的蝕刻時間是閘極絕緣層的蝕刻時間×1.5倍，當除了上述蝕刻時間之外還進行約4s的蝕刻時，閘極絕緣層的寬度為9.52μm(10μm-0.24μm×2)並且變得比閘極電極的寬度薄約5%。對閘極電極為Al的情況應用相同的計算，將發生以下情況。具體地，Al的蝕刻速率是Mo的蝕刻速率的兩倍。因此，作為閘極電極的基部(base portion)的閘極絕緣層的寬度約為9μm，並且比閘極電極的寬度薄10%。當閘極電極的寬度的設計值更薄(高精度)時，即使在相同的蝕刻時間內也發現了底切現象進行的狀態。因此，閘極電極的圖案的邊緣升高、彎曲或剝落。

以上是為何不會導致失敗的蝕刻速率的上限是20nm/s的原因。

在本發明一個實施例的場效電晶體中，金屬氧化物用於閘極絕緣層中。

<實施例>

接著，將描述圖1所示之用於製造場效電晶體的方法。圖2A至圖2E是例示根據一實施例的場效電晶體10A的製造步驟的視圖。

首先，在圖2A所示的步驟中，設置由例如玻璃基板所形成的基板11。然後，透過濺射法在基板11上形成由例如鋁(Al)所形成的導電膜，並透過光刻和蝕刻圖案化所形成的導電膜，以形成具有預定形狀的閘極電極12和閘極電極銲墊12B。為了清潔基板11的表面並改善黏合性，較佳在形成閘極電極12和閘極電極銲墊12B之前進行諸如氧電漿、UV臭氧或UV照射清洗的預處理。可以適當地選擇基板11、閘極電極12和閘極電極銲墊12B的材料和厚度。

用於製造閘極電極12和閘極電極銲墊12B方法沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。一種示例性方法是例如一種透過例如濺射法、真空沉積法、浸塗法、旋塗法或模具塗佈法形成膜，然後透過光刻圖案化該膜的方法。另一個示例是例如一種透過諸如噴墨印刷、奈米壓印或凹版印刷的印刷製程直接形成具有所需形狀的膜的方法。

接著，在圖2B所示的步驟中，覆蓋閘極電極12和閘極電極銲墊12B的閘極絕緣層13形成在基板11上。

用於形成閘極絕緣層13的方法沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。其示例包含：透過真空製程(例如，濺射法、脈衝雷射沉積(PLD)法、化學氣相沉積(CVD)法或原子層沉積(ALD)法)的膜形成步驟；或透過溶液製程(例如，浸塗、旋塗或模具塗佈)的膜形成步驟。其另一個示例例如：諸如噴墨印刷、奈米壓印或凹版印刷的印刷製程。如上所述，可以適當地選擇閘極絕緣層13的材料和厚度。

在圖2C所示的步驟中，藉由蝕刻閘極電極銲墊12B上的閘極絕緣層13來形成通孔13C。在這種情況下，當以PAN為基底的蝕刻溶液(包含磷酸、乙酸和硝酸的蝕刻溶液)用作具有與用於對閘極電極12進行濕式蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液時，藉由將作為導電氧化物的多晶ITO結合到閘極電極12的最上層，可以充分地獲得閘極電極12與閘極絕緣層13之間的蝕刻選擇比(selection ratio)。

在圖2C所示的步驟中，藉由蝕刻閘極電極銲墊12B上的閘極絕緣層13來形成通孔13C。在這種情況下，在以PAN為基底的蝕刻溶液用作與用於對閘極電極12進行濕式蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液的情況下，當以PAN為基底的蝕刻融液中的閘極電極的蝕刻速率較大時，藉由在閘極電極銲墊12B的最上層中包含作為導電氧化物的多晶ITO，或者在電極銲墊12B的最上層中使用Al、Al合金、Ti或W，可以充分地獲得閘極電極銲墊12B與閘極絕緣層13之間的蝕刻選擇比，以保護電極銲墊12B。

接著，在圖2D所示的步驟中，形成氧化物半導體的膜，以覆蓋閘極電極銲墊12B、通孔13C和閘極絕緣層13。透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的氧化物半導體，以形成具有預定形狀的主動層14。氧化物半導體的膜形成方法沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。其示例包含：透過真空製程(例如，濺射法、脈衝雷射沉積(PLD)法、化學氣相沉積(CVD)法或原子層沉積(ALD)法)的膜形成步驟；或透過溶液製程(例如，浸塗、旋塗或模具塗佈)的膜形成步驟。氧化物半導體可以由例如n型氧化物半導體形成。作為用於蝕刻的蝕刻溶液，可以使用具有與用於對閘極絕緣層13進行蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液。然而，取決於氧化物半導體的蝕刻速率和閘極絕緣層在氧化物半導體的蝕刻溶液中的蝕刻速率，將導致以下(i)或(ii)。

(i)在閘極絕緣層13上沒有形成台階。

(ii)可以形成具有與主動層相同形狀的台階、具有小於主動層14的錐角(taper angle)的台階、或者具有倒錐(reverse taper)形狀的台階，但是閘極絕緣層13未被完全溶解。

需注意的是，圖2D是根據氧化物半導體的蝕刻速率在閘極絕緣層13上形成具有與主動層14相同形狀的台階的示例。

所形成的主動層14可以包含結晶成份和非晶成份(amorphous component)。然而，為了在濕式蝕刻時不完全溶解閘極絕緣層13，較佳地，在形成圖案時，非晶成份的量較大，以獲得主動層14與閘極絕緣層13之間的蝕刻速率的選擇比。

在圖2E所示的步驟中，在閘極電極銲墊12B、通孔13C、閘極絕緣層13和主動層14上的整個表面上方形成將成為源極電極15和汲極電極16的導電膜。然後，透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的導電膜，以形成各自具有預定形狀的源極電極15和汲極電極16。為了清潔閘極絕緣層13的表面並改善黏合性，較佳地，在形成將成為源極電極15和汲極電極16的導電膜之前進行諸如氧電漿、UV臭氧或UV照射清洗的預處理。

將成為源極電極15和汲極電極16的導電膜的形成方法沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。一種示例性方法是例如一種透過例如濺射法、真空沉積法、浸塗法、旋塗法或模具塗佈法形成膜，然後透過光刻圖案化該膜的方法。其另一個示例是例如：諸如噴墨印刷、奈米壓印或凹版印刷的印刷製程。可以如上面關於源極電極15和汲極電極16的敘述中所述，適當地選擇將成為源極電極15和汲極電極16的材料及其厚度。

作為用於對導電膜進行濕式蝕刻以形成源極電極15和汲極電極16的蝕刻溶液，可以使用具有與已蝕刻閘極絕緣層13的蝕刻溶液具有相同類型的蝕刻溶液。然而，取決於將成為源極電極15和汲極電極16的導電膜的蝕刻速率，可以在閘極絕緣層13上生成具有與源極電極15和汲極電極16相同形狀的台階，但是閘極絕緣層13沒有完全溶解。為了不完全溶解閘極絕緣層13，較佳地，源極電極15和汲極電極16的蝕刻速率比閘極絕緣層13的蝕刻速率快約10倍。

需注意的是，當形成源極電極15和汲極電極16時，也會蝕刻主動層14。但是，較佳地，預先對主動層14進行熱處理，從而獲得主動層14與將成為源極電極15和汲極電極16的導電膜之間的蝕刻速率的充分選擇比。

在圖2E所示的步驟中，為了斷開在源極電極15一側的源極電極15與閘極電極銲墊12B之間的電性連接、以及斷開在汲極電極16一側的閘極電極16與閘極電極銲墊12B之間的電性連接，進一步進行蝕刻。

由上述步驟，可以製造底閘/頂接觸型場效電晶體10A。

實施例的變化示例(第1部分)

實施例的變化示例(第1部分)呈現頂閘/頂接觸型場效電晶體的示例。在該實施例的該變化示例中，在一些情況下可以省略與先前在該實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

圖3是例示根據該實施例的變化示例的場效電晶體的剖面圖。

參照圖3，場效電晶體10B是頂閘/頂接觸型場效電晶體。需注意的是，場效電晶體10B是根據本發明的半導體裝置的一個代表性示例。

場效電晶體10B具有與場效電晶體10A(見圖1)不同的層結構。具體地，場效電晶體10B包含：基板11；主動層14，形成在基板11上；源極電極15和汲極電極16，形成在主動層14上；閘極絕緣層13，形成在主動層14、以及源極電極15和汲極電極16上；以及閘極電極12，形成在閘極絕緣層13上。在這種情況下，至少在蝕刻閘極絕緣層13時和形成閘極電極12時，使用具有相同類型的蝕刻溶液。

接著，將說明圖3所示之用於製造場效電晶體的方法。圖4A至圖4E是例示根據一實施例的場效電晶體10B的製造步驟的視圖。

首先，在圖4A所示的步驟中，設置由例如玻璃基板所形成的基板11。然後，在基板11上形成氧化物半導體的膜，並且透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的氧化物半導體，以形成具有預定形狀的主動層14。

接著，在圖4B所示的步驟中，在基板11和主動層14上的整個表面上方形成將成為源極電極15和汲極電極16的導電膜，並且透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的導電膜，以形成各自具有預定形狀的源極電極15和汲極電極16。

然後，在圖4C所示的步驟中，形成覆蓋基板11、主動層14、閘極電極15和汲極電極16的閘極絕緣層13。

隨後，在圖4D所示的步驟中，蝕刻源極電極15和汲極電極16上的閘極絕緣層13，以形成通孔13C。在這種情況下，使用具有與用於對主動層14或源極電極15和汲極電極16進行濕式蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液。

隨後，在圖4E所示的步驟中，在暴露的源極電極15、暴露的汲極電極16、以及閘極絕緣層13上的整個表面上方形成將成為閘極電極12的導電膜、將源極電極15連接到外部的源極佈線15A、以及將汲極電極16連接到外部的汲極佈線16A。透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的導電膜，以形成各自具有預定形狀的閘極電極12、源極佈線15A和汲極佈線16A。

在圖4E所示的步驟中，進一步執行蝕刻以斷開源極佈線15A與閘極電極12之間的電性連接、以及斷開汲極佈線16A與閘極電極12之間的電性連接。

由上述步驟，可以製造頂閘/頂接觸型場效電晶體10B。

實施例的變化示例(第2部分)

實施例的變化示例(第2部分)呈現頂閘/頂接觸型場效電晶體的示例。在該實施例的該變化示例中，在一些情況下可以省略與先前在該實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

參照圖5，場效電晶體10C是頂閘/頂接觸型場效電晶體。需注意的是，場效電晶體10C是根據本發明的半導體裝置的一個代表性示例。

場效電晶體10C具有與場效電晶體10B(見圖3)不同的層結構。具體地，場效電晶體10C包含：基板11；主動層14，形成在基板11上；第一閘極絕緣層131，形成在主動層14上；源極電極15和汲極電極16，經由形成在第一閘極絕緣層131上的通孔131C與主動層14接觸；第二閘極絕緣層132，形成在源極電極15和汲極電極16上；以及閘極電極12，形成在第二閘極絕緣層132上。在這種情況下，當蝕刻第一閘極絕緣層131和第二閘極絕緣層132中的至少一個時、以及當形成源極電極15和汲極電極16及閘極電極12中的至少一個時，均使用具有相同類型的蝕刻溶液。

在本示例中，第一閘極絕緣層131和第二閘極絕緣層132中的至少一個是金屬氧化物。

接著，將說明圖5所示之用於製造場效電晶體的方法。圖6A至圖6E是例示根據一實施例的場效電晶體10C的製造步驟的視圖。

首先，在圖6A所示的步驟中，設置由例如玻璃基板所形成的基板11。然後，在基板11上形成氧化物半導體的膜，並且透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的氧化物半導體，以形成具有預定形狀的主動層14。

然後，在圖6B所示的步驟中，形成覆蓋基板11和主動層14的第一閘極絕緣層131。

隨後，在圖6C所示的步驟中，為了形成源極電極15和汲極電極16，蝕刻第一閘極絕緣層131以形成通孔131C。在這種情況下，例如，使用具有與用於對主動層14或源極電極15和汲極電極16進行濕式蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液。

隨後，在圖6D所示的步驟中，在第一閘極絕緣層131和暴露的主動層14上形成將成為源極電極15和汲極電極16的導電膜。透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的導電膜，以形成各自具有預定形狀的源極電極15和汲極電極16。

在圖6E所示的步驟中，在第一閘極絕緣層131以及源極電極15和汲極電極16上形成第二閘極絕緣層132。

隨後，在圖6F所示的步驟中，為了形成源極佈線15A和汲極佈線16A，蝕刻第二閘極絕緣層132以形成通孔132C。在這種情況下，例如，使用具有與用於對主動層14或源極電極15和汲極電極16進行濕式蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液。

在圖6G所示的步驟中，在暴露的源極電極15、暴露的汲極電極16以及第二閘極絕緣層132上的整個表面上方形成將成為閘極電極12、源極佈線15A和汲極佈線16A的導電膜。透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的導電膜，以形成各自具有預定形狀的閘極電極12、源極佈線15A和汲極佈線16A。

在圖6G所示的步驟中，進一步執行蝕刻以斷開源極佈線15A與閘極電極12之間的電性連接、以及斷開汲極佈線16A與閘極電極12之間的電性連接。

由上述步驟，可以製造頂閘/頂接觸型場效電晶體10C。

實施例的變化示例(第3部分)

實施例的變化示例(第3部分)呈現頂閘/頂接觸型場效電晶體的示例。在該實施例的該變化示例中，在一些情況下可以省略與先前在該實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

參照圖7，場效電晶體10D是頂閘/頂接觸型場效電晶體。需注意的是，場效電晶體10D是根據本發明的半導體裝置的一個代表性示例。

場效電晶體10D具有與場效電晶體10B(見圖3)不同的層結構。具體地，場效電晶體10D包含：基板11；主動層14，形成在基板11上；第一閘極絕緣層131，形成在主動層14上；源極電極15和汲極電極16，經由形成在第一閘極絕緣層131上的通孔131C與主動層14接觸；第二閘極絕緣層132，形成在源極電極15和汲極電極16上；以及閘極電極12，形成在第二閘極絕緣層132上。在這種情況下，當蝕刻第一閘極絕緣層131和第二閘極絕緣層132中的至少一個時、以及當形成源極電極15和汲極電極16及閘極電極12中的至少一個時，均使用具有相同類型的蝕刻溶液。

在該示例中，較佳地，第一閘極絕緣層131和第二閘極絕緣層132中的至少一個是金屬氧化物，較佳地，該兩者皆為金屬氧化物。

接著，將說明圖7所示之用於製造場效電晶體的方法。圖8A至圖8G是例示根據一實施例的場效電晶體10C的製造步驟的視圖。

首先，在圖8A所示的步驟中，設置由例如玻璃基板所形成的基板11。然後，在基板11上形成氧化物半導體的膜，並且透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的氧化物半導體，以形成具有預定形狀的主動層14。

然後，在圖8B所示的步驟中，形成覆蓋基板11和主動層14的第一閘極絕緣層131。

隨後，在圖8C所示的步驟中，為了形成源極電極15和汲極電極16，蝕刻第一閘極絕緣層131以形成通孔131C。在這種情況下，例如，使用具有與用於對主動層14或源極電極15和汲極電極16進行濕式蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液。

隨後，在圖8D所示的步驟中，在第一閘極絕緣層131和暴露的主動層14上形成將成為源極電極15和汲極電極16的導電膜。透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的導電膜，以形成各自具有預定形狀的源極電極15和汲極電極16。

在圖8D所示的步驟中，形成源極電極15和汲極電極16。在這種情況下，可以蝕刻主動層14上的第一閘極絕緣層131和主動層14外部的第一閘極絕緣層131的區域，以暴露主動層14和基板11。或者，閘極絕緣層131可以保持為薄的。在這種情況下，例如，使用具有與用於對主動層14或源極電極15和汲極電極16進行濕式蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液。

接著，在圖8E所示的步驟中，在基板11、主動層14以及源極電極15和汲極電極16上形成第二閘極絕緣層132。

在圖8F所示的步驟中，為了形成源極佈線15A和汲極佈線16A，蝕刻第二閘極絕緣層132以形成通孔132C。在這種情況下，例如，使用具有與用於對主動層14或源極電極15和汲極電極16進行濕式蝕刻的蝕刻溶液相同類型的蝕刻溶液。

在圖8G所示的步驟中，在暴露的源極電極15、暴露的汲極電極16以及第二閘極絕緣層132上的整個表面上方形成將成為閘極電極12、源極佈線15A和汲極佈線16A的導電膜。透過光刻和濕式蝕刻圖案化所形成的導電膜，以形成各自具有預定形狀的閘極電極12、源極佈線15A和汲極佈線16A。

在圖8G所示的步驟中，進一步執行蝕刻以斷開源極佈線15A與閘極電極12之間的電性連接、以及斷開汲極佈線16A與閘極電極12之間的電性連接。

由上述步驟，可以製造頂閘/頂接觸型場效電晶體10D。

實施例的變化示例(第4部分)

在實施例的變化示例(第4部分)中，圖9示出了底閘/頂接觸型場效電晶體10E的一示例。在該實施例的該變化示例中，省略與先前在該些實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

在圖9中，在兩個閘極電極銲墊12B上，存在著閘極電極銲墊12B的覆蓋層(cap layer，即蝕刻遮罩層)，其具有與源極電極15和汲極電極16相同的層。

圖9所示的場效電晶體10E透過例如圖10A至圖10D所示的方法製造。需注意的是，當製造如圖10C所示的結構時，使用蝕刻溶液蝕刻閘極絕緣層13。

實施例的變化示例(第5部分)

在實施例的變化示例(第5部分)中，圖11示出了頂閘/頂接觸型場效電晶體10F的一示例。在該實施例的該變化示例中，省略與先前在該些實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

圖11所示的場效電晶體10F透過例如圖12A至圖12D所示的方法製造。需注意的是，當製造如圖12D所示的結構時，使用蝕刻溶液蝕刻閘極絕緣層13。

實施例的變化示例(第6部分)

在實施例的變化示例(第6部分)中，圖13示出了頂閘/頂接觸型場效電晶體10G的一示例。在該實施例的該變化示例中，省略與先前在該些實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

圖13所示的場效電晶體10G透過例如圖14A至圖14E所示的方法製造。需注意的是，當製造如圖14E所示的結構時，使用蝕刻溶液蝕刻閘極絕緣層13。在圖13和圖14E中，元件符號20表示具有導電性的閘極電極12的第一覆蓋層；而元件符號21表示具有與源極電極15和汲極電極16相同的層的閘極電極12的第二覆蓋層。

實施例的變化示例(第7部分)

在實施例的變化示例(第7部分)中，圖15示出了頂閘/頂接觸型場效電晶體10H的一示例。在該實施例的該變化示例中，省略與先前在該些實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

圖15所示的場效電晶體10H透過例如圖16A至圖16D所示的方法製造。需注意的是，當製造如圖16D所示的結構時，為了形成通孔13C，使用蝕刻溶液蝕刻閘極絕緣層13。

實施例的變化示例(第8部分)

在實施例的變化示例(第8部分)中，圖17示出了頂閘/頂接觸型場效電晶體10J的一示例。在該實施例的該變化示例中，省略與先前在該些實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

圖17所示的場效電晶體10J透過例如圖18A至圖18F所示的方法製造。需注意的是，當製造如圖18E所示的結構時，為了產生通孔133C，使用蝕刻溶液蝕刻第一閘極絕緣層131和第二閘極絕緣層132。

實施例的變化示例(第9部分)

在實施例的變化示例(第9部分)中，圖19示出了頂閘/頂接觸型場效電晶體10K的一示例。在該實施例的該變化示例中，省略與先前在該些實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

圖19所示的場效電晶體10K透過例如圖20A至圖20G所示的方法製造。需注意的是，當製造如圖20F所示的結構時，為了產生通孔133C，使用蝕刻溶液蝕刻第一閘極絕緣層131和第二閘極絕緣層132。

根據本發明的場效電晶體的層結構沒有特別限制，並且如圖1、圖3、圖5、圖7、圖9、圖11、圖13、圖15、圖17和圖19中所示的結構可以根據預期目的適當地選擇。

在另一實施例中，呈現了根據該實施例的顯示元件、影像顯示裝置、以及使用該場效電晶體的系統的示例。需注意的是，在本實施例中，在一些情況下可以省略與先前在該實施例中描述的那些相同的組成部分的描述。

(顯示元件)

根據另一實施例的顯示元件至少包含：光控制元件；以及配置以驅動光控制元件的驅動電路；並且如果需要，還包含其他部件。

光控制元件沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇，只要光控制元件是配置以根據驅動信號控制光輸出的元件即可。光控制元件的示例包含：電致發光(EL)元件、電致變色(EC)元件、液晶元件、電泳元件、以及電潤濕元件。

驅動電路沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇，只要驅動電路包含根據實施例的場效電晶體即可。其他組件沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。

根據另一實施例的顯示元件包含根據該實施例的場效電晶體。因此，閘極絕緣層13具有良好的絕緣性，使得可以獲得良好的電特性。因此，可以達成高品質的顯示。

(影像顯示裝置)

根據另一實施例的影像顯示裝置至少包括：根據另一實施例的複數個顯示元件；複數條佈線；以及顯示控制裝置；並且如果需要，還包含其他組件。

該複數個顯示元件沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇，只要該複數個顯示元件是根據另一個實施例以矩陣形式佈置的複數個顯示元件即可。

該複數條佈線沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇，只要該複數條佈線可以將閘極電壓和影像資料信號分別施加到該複數個顯示元件中的場效電晶體即可。

該顯示控制裝置沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當選擇，只要該顯示控制裝置可以透過對應於影像資料的複數條佈線分別控制場效電晶體的閘極電壓和信號電壓即可。

其他組件沒有特別限制，並且可以根據預期目的適當地選擇。

根據另一實施例的影像顯示裝置包含顯示元件，該顯示元件包含根據該實施例的場效電晶體，因此可以顯示具有高品質的影像。

(系統)

根據另一實施例的系統至少包括：根據另一實施例的影像顯示裝置；以及影像資料產生裝置。

影像資料產生裝置基於待顯示的影像資訊產生影像資料，並將影像資料輸出到影像顯示裝置。

該系統包含根據另一實施例的影像顯示裝置，因此可以以高清晰度顯示影像資訊。

在下文中，將具體描述根據另一實施例的顯示元件、影像顯示裝置和系統。

圖21呈現了作為根據另一實施例的系統的電視裝置500的示意性配置。需注意的是，圖21中的連接線呈現了代表性信號或資訊的流動，並且不呈現方塊(block)之間的所有連接關係。

根據另一實施例的電視裝置500包括例如：主控制裝置501、調諧器503、AD轉換器(ADC)504、解調電路505、傳輸流(TS)解碼器506、聲音解碼器511、DA轉換器(DAC)512、聲音輸出電路513、揚聲器514、影像解碼器521、影像．OSD合成電路522、影像輸出電路523、影像顯示裝置524、OSD繪製電路(OSD drawing circuit)525、記憶體531、操作裝置532、驅動介面(驅動IF)541、硬碟裝置542、光碟裝置543、IR光檢測器551、以及通訊控制單元552。

主控制裝置501配置以控制整個電視裝置500，並且包含例如：CPU、快閃唯讀ROM(flash ROM)、以及RAM。快閃唯讀ROM儲存例如：以可以用CPU解碼的代碼所編寫的程式；以及與CPU一起處理時使用的各種資料。此外，RAM是用於操作的記憶體。

調諧器503配置以從由天線610所接收的廣播波中選擇預設頻道。ADC 504配置以將調諧器503的輸出信號(類比資訊)轉換為數位資訊。解調電路505配置以對來自ADC 504的數位資訊進行解調(demodulate)。

TS解碼器506配置以對解調電路505的輸出信號進行TS解碼(TS decode)，以將輸出信號分離為聲音資訊和影像資訊。聲音解碼器511配置以對來自TS解碼器506的聲音資訊進行解碼。DA轉換器(DAC)512配置以將聲音解碼器511的輸出信號轉換為類比信號。

聲音輸出電路513配置以將DA轉換器(DAC)512的輸出信號輸出到揚聲器514。影像解碼器521配置以對來自TS解碼器506的影像資訊進行解碼。影像．OSD合成電路522配置以合成影像解碼器521的輸出信號和OSD繪製電路525的輸出信號。

影像輸出電路523配置以將影像．OSD合成電路522的輸出信號輸出到影像顯示裝置524。OSD繪製電路525包含字元生成器，該字元生成器配置以在影像顯示裝置524的螢幕上顯示字元或圖形。OSD繪製電路525配置以根據來自操作裝置532和IR光檢測器551的指令產生包含顯示資訊的信號。

記憶體531配置以暫時地儲存視聽(AV)資料。操作裝置532包含諸如控制面板的輸入介質(圖未顯示)。操作裝置532配置以將使用者輸入的各種資訊通知給主控制裝置501。驅動IF 541是交互式通訊介面。驅動IF 541的一個示例是根據AT附件封包介面(ATAPI)。

硬碟裝置542包含例如：硬碟；以及配置以驅動硬碟的驅動裝置。驅動裝置配置以在硬碟上記錄資料，並且使記錄在硬碟上的資料再現(reproduce)。光碟裝置543配置以在光碟(例如，DVD)上記錄資料，並使記錄在光碟上的資料再現。

IR光檢測器551配置以從遙控發射器620接收光信號，並將接收到的光信號通知給主控制裝置501。通訊控制單元552配置以控制與網際網路的通訊。可以透過網際網路獲得各種資訊。

如圖22所示，作為一個示例，影像顯示裝置524包含顯示單元700和顯示控制裝置780。如圖23所示，作為一個示例，顯示單元700包含顯示器710，其中複數個顯示元件702以矩陣的形式佈置(此處，數字「n」×數字「m」)。

如圖24所示，作為一個示例，顯示器710包含：沿X軸方向以固定間隔排列的「n」條掃描線(X0、X1、X2、X3、......、Xn-2、Xn-1)；沿Y軸方向以固定間隔排列的「m」條資料線(Y0、Y1、Y2、Y3、......、Ym-1)；以及沿Y軸方向以固定間隔排列的「m」條電流供應線(Y0i、Y1i、Y2i、Y3i、......、Ym-1i)。每一個顯示元件702可以由每一條掃描線和每一條資料線識別。

如圖25所示，作為一個示例，每一個顯示元件702包含：有機電致發光(EL)元件750；以及配置以允許有機EL元件750發光的驅動電路720。具體地，顯示器710是所謂的主動矩陣系統(active matrix system)的有機EL 顯示器。顯示器710是32英吋彩色顯示器。需注意的是，顯示器的尺寸不限於該尺寸。

如圖26所示，作為一個示例，有機EL元件750包含有機EL薄膜層740、陰極712、和陽極714。

有機EL元件750可以佈置在例如場效電晶體的旁邊。在這種情況下，有機EL元件750和場效電晶體可以形成在相同基板上。然而，有機EL元件750和場效電晶體的佈置不限於上述佈置。例如，有機EL元件750可以設置在場效電晶體上。在這種情況下，閘極電極需要具有透明度。因此，將導電性透明氧化物(例如：ITO(氧化銦錫)、In₂O₃、SnO₂、ZnO、摻雜Ga的ZnO、摻雜Al的ZnO、和摻雜Sb的SnO₂)用於閘極電極。

在有機EL元件750中，Al用於陰極712中。需注意的是，可以使用Mg-Ag合金、Al-Li合金、ITO等。ITO用於陽極714中。可以使用具有導電性的氧化物，例如：In₂O₃、SnO₂、或ZnO、和Ag-Nd合金。

有機EL薄膜層740包含電子傳輸層742、發光層744和電洞傳輸層746。電子傳輸層742耦接到陰極712，並且電洞傳輸層746耦接到陽極714。當在陽極714與陰極712之間施加預定電壓時，發光層744發光。

如圖25所示，驅動電路720包含：兩個場效電晶體810和820、以及電容器830。場效電晶體810用作開關元件。閘極電極G耦接到一預定的掃描線，源極電極S耦接到一預定的資料線。此外，汲極電極D耦接到電容器830的一端。

電容器830配置以儲存場效電晶體810的狀態，即資料。電容器830的另一端連接到一預定的電流供應線。

場效電晶體820配置以向有機EL元件750供應大電流。閘極電極G耦接到場效電晶體810的汲極電極D。汲極電極D耦接到有機EL元件750的陽極714，源極電極S耦接到一預定的電流供應線。

當場效電晶體810變為「導通」狀態時，有機EL元件750被場效電晶體820驅動。

如圖27所示，作為一個示例，顯示控制裝置780包含：影像資料處理電路782、掃描線驅動電路784、以及資料線驅動電路786。

影像資料處理電路782基於影像輸出電路523的輸出信號決定顯示器710中複數個顯示元件702的亮度。掃描線驅動電路784根據影像資料處理電路782的指令分別向「n」條掃描線施加電壓。資料線驅動電路786根據影像資料處理電路782的指令分別向「m」條資料線施加電壓。

從以上描述清楚的知道，在根據本發明一實施例的電視裝置500中，影像解碼器521、影像．OSD合成電路522、影像輸出電路523、以及OSD繪製電路525構成影像資料產生裝置。

在上文中，已經描述了光控制元件是有機EL元件的情況。然而，光控制元件不限於此，並且可以是液晶元件、電致變色元件、電泳元件和電潤濕元件。

例如，當光控制元件是液晶元件時，將液晶顯示器用作顯示器710。在這種情況下，如圖28所示，沒有必要為顯示元件703設置電流供應線。

在這種情況下，如圖29所示，作為一示例，驅動電路730可以由與圖25所示的每一個場效電晶體(810和820)類似的一個場效電晶體840構成。在場效電晶體840中，閘極電極G耦接到一預定的掃描線，而源極電極S耦接到一預定的資料線。此外，汲極電極D耦接到液晶元件770的像素電極以及電容器760。在圖29中，元件符號762表示電容器760的相對電極(counter electrode)(共同電極)，而元件符號772表示液晶元件770的相對電極(共同電極)。

在上述實施例中，已描述了該系統是電視裝置的情況。然而，該系統不限於此。也就是說，該系統不受特別限制，只要其包含作為配置以顯示影像和資訊的裝置的影像顯示裝置524即可。例如，該系統可以是電腦系統，其中電腦(包含個人電腦)耦接到影像顯示裝置524。

影像顯示裝置524可以用作移動資訊裝置(例如，行動電話、可攜式音樂播放器、可攜式視訊播放器、電子書和個人數字助理(PDA))和相機裝置(例如，靜態相機和視訊相機)中的顯示單元。此外，影像顯示裝置524可以用作運輸系統(例如，汽車、航空器、火車和船舶)中用於各種資訊的顯示單元。此外，影像顯示裝置524可以用作測量裝置、分析裝置、醫療設備和廣告媒體中用於各種資訊的顯示單元。

如上所述，已經詳細描述了較佳實施例等。然而，本發明不限於前述實施例，並且在不脫離申請專利範圍中描述的範疇的情況下，可以將各種修改和替換應用於前述實施例。

示例

以下將描述本發明的示例。然而，本發明不應被解釋為限於這些示例。

(示例1)

在示例1中，製造如圖1所示的底閘/頂接觸型場效電晶體。

<閘極電極的形成>

透過濺射法在基板11上形成Ti膜，使其厚度為100nm。在所形成的Ti膜上，透過光刻形成光阻劑圖案，並透過乾式蝕刻進行蝕刻，以形成各自具有預定形狀的閘極電極12和閘極電極銲墊12B(圖2A)。

<閘極絕緣層的形成>

-形成閘極絕緣層用塗佈液的製備-

準備2-乙基己酸鉍的2-乙基己酸溶液(Bi：25質量%)和2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Hf：24質量%)並秤重，使得各自的金屬元素的量分別為60mmol和40mmol。然後，將它們在燒瓶中混合。此外，向該產物中加入2-乙基己酸(辛酸)，使得溶劑的總量總計為1,000mL，並且透過在室溫下混合溶解，以製備形成閘極絕緣層用塗佈液1-1。

將形成閘極絕緣層用塗佈液1-1(0.6mL)逐滴添加到閘極電極12上，並且在預定條件下進行旋塗(將塗佈液以500rpm旋轉5秒並且以3,000rpm旋轉20秒；然後停止旋轉，使轉速在5秒內達到0rpm)。

隨後，將基板在已加熱至120℃的加熱板上乾燥10分鐘，並且在空氣環境中以400℃烘烤1小時，以獲得閘極絕緣層13(圖2B)，所獲得的閘極絕緣層13的平均厚度約為150nm。

隨後，透過光刻在所形成的閘極絕緣層13上形成光阻劑圖案，並且使用以PAN為基底的蝕刻溶液進行蝕刻，以在閘極電極銲墊12B上形成各自具有預定形狀的閘極絕緣層13的通孔13C(圖2C)。

然後，在空氣環境中以500℃進一步進行退火1小時。

<主動層的形成>

接著，透過DC磁控管濺射法(DC magnetron sputtering method)在閘極絕緣層13上形成IGZO(20nm)的膜，並且透過光刻形成光阻劑圖案，以使用以PAN為基底的蝕刻溶液形成預定形狀。然後，將基板在空氣環境中以500℃進行退火1小時以獲得主動層14。

<源極電極和汲極電極的形成>

透過濺射法形成Ti膜，使其厚度為100nm。在所形成的Ti膜上，透過光刻形成光阻劑圖案，並透過乾式蝕刻進行蝕刻，以形成各自具有預定形狀的源極電極15和汲極電極16。然後，將該產物在空氣環境中以300℃進行退火1小時。

如上所述，製造了場效電晶體。

(示例2至4)

在示例2至4中，製造了如圖1所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10A。

使用表1-1-1、表1-1-2、表1-2-1、表1-2-2和表2中所述的製造方法、各層的材料和形成圖案的方法。

(示例5至6)

在示例5至6中，製造了如圖3所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10B。

(示例7至10)

在示例7至10中，製造了如圖5所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10C。

(示例11和12)

在示例11和12中，製造了如圖7所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10D。

(示例13)

在示例13中，製造了如圖9所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10E。

(示例14)

在示例14中，製造了如圖11所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10F。

(示例15和16)

在示例15和16中，製造了如圖13所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10G。

(示例17)

在示例17中，製造了如圖15所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10H。

(示例18和19)

在示例18和19中，製造了如圖17所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10J。

使用如表1-1-1、表1-1-2、表1-2-1、表1-2-2、表1-3和表2中所述的製造方法、各層的材料和形成圖案的方法。

需注意的是，在與閘極絕緣層13類似的烘烤條件下，透過用於形成與閘極絕緣層13類似的閘極絕緣層的塗佈液來獲得層間電介質132。藉由蝕刻閘極絕緣層13和層間電介質132一次，形成了形成在閘極絕緣層13和層間電介質132中的通孔133C。

(示例20和21)

在示例20和21中，製造了如圖19所示的底閘/頂接觸型場效電晶體10K。

使用表1-1-1、表1-1-2、表1-2-1、表1-2-2、表1-3和表2中所述的製造方法、各層的材料和形成圖案的方法。

需注意的是，在與源極電極15和汲極電極16相同的形成條件下形成接觸電極15A和16A。

此外，在與閘極絕緣層13類似的烘烤條件下，透過用於形成與閘極絕緣層13類似的閘極絕緣層的塗佈液來獲得層間電介質132。透過蝕刻閘極絕緣層13和層間電介質132一次，形成了形成在閘極絕緣層13和層間電介質132中的通孔133C。

在表1-1-1、表1-1-2、表1-2-1、表1-2-2和表1-3中，「BT」表示底閘/頂接觸型場效電晶體。「IT」表示頂閘/頂接觸型場效電晶體。「RT」表示室溫。「PAN基底1」表示包含硝酸、乙酸和磷酸的蝕刻溶液1。「PAN基底2」表示包含硝酸、乙酸和磷酸的蝕刻溶液2(具有與蝕刻溶液1不同的配方比例)。

在表1-1-1、表1-1-2、表1-2-1和表1-2-2中，「IGZO」表示InGaZnO₄，「IMAO」表示In₂Mg_0.99Al_0.01O₄。

在表1-1-1和表1-1-2中的閘極絕緣層的項目中，「1st」表示第一閘極絕緣層，而「2nd」表示第二閘極絕緣層。

以下表2呈現了形成閘極絕緣層用的每種塗佈液的配方。

在表2中，各種材料和溶劑的名稱如下。

<材料A>

Bi(C₈H₁₅O₂)₃：三(2-乙基己酸)鉍

Y(NO₃)₃．6H₂O：硝酸釔六水合物

Sc(NO₃)₃．5H₂O：硝酸鈧五水合物

Sb(C₆H₅)₃：三苯銻

La(C₈H₁₅O₂)₃：三(2-乙基己酸)鑭

Ce(C₈H₁₅O₂)₃：三(2-乙基己酸)鈰

TeCl₄：氯化碲

Bi(NO₃)₃．5H₂O：硝酸鉍五水合物

Lu(NO₃)₃．H₂O：硝酸鎦單水合物

<材料B>

Hf(C₈H₁₅O₂)₄：四(2-乙基己酸)鉿

Zr(acac)₄：乙醯丙酮鋯

Ti(OC₄H₉)₄：四丁氧化鈦

GaCl₃：氯化鎵

ZrO(NO₃)₂．2H₂O：硝酸氧鋯二水合物

<材料C>

Mg(NO₃)₂．6H₂O：硝酸鎂六水合物

Ba(C₁₀H₁₉O₂)₂：雙(新癸酸)鋇(Barium bis(neodecanoate))

Sr(C₁₀H₁₉O₂)₂：雙(新癸酸)鍶(Strontium bis(neodecanoate))

CaCl₂．2H₂O：氯化鈣二水合物

<溶劑D>

PGME：丙二醇單甲醚

DMF：N,N-二甲基甲醯胺

<溶劑E>

PG：丙二醇

CHB：環己苯

EG：乙二醇

DMI：1,3-二甲基-2-咪唑啶酮

<溶劑F>

H₂O：水

0.2M-HCl：0.2M鹽酸

0.1M-HNO₃：0.1M硝酸水溶液

由塗佈液1-1至塗佈液1-8形成的閘極絕緣層以及其它材料在各蝕刻溶液中的蝕刻速率呈現於於表3-1和表3-2中。

蝕刻速率通常是當將待蝕刻物浸入濕式蝕刻液中，然後輕微攪拌時所獲得的蝕刻速率。

蝕刻深度可以藉由用穿透式電子顯微鏡觀察來判定。

此處，每一種蝕刻溶液具有以下配方：PAN基底1：包含H₃PO₄(50質量%)、CH₃COOH(25質量%)和HNO₃(6質量%)的水溶液；PAN基底2：包含H₃PO₄(5質量%)、CH₃COOH(30質量%)和HNO₃(25質量%)的水溶液；過氧化氫基底：包含過氧化氫(6質量%)和CH₃COOH(25質量%)的水溶液；草酸基底：包含草酸(質量5%)的水溶液。

<評估>

-載體遷移率和開/關比(on/off ratio)-

使用半導體參數分析儀裝置(購自Agilent Technologies Japan,Ltd，半導體參數分析儀B1500A)，當所獲得之場效電晶體的源極與汲極之間的電壓(Vds)是10V時，判定的閘極電壓(Vg)與源極和汲極之間的電流(Ids)之間的關係。示例1-21的結果的代表性曲線呈現於圖30中。從圖式中可以看出，其具有良好的電晶體特性而不會出現遲滯現象(hysteresis)。需注意的是，在圖30中，「e」表示10的指數。例如，「1e-10」表示1×10^-10。

本發明的各個態樣例如如下：

<1>一種製造場效電晶體的方法，該場效電晶體包含一源極電極和一汲極電極、一閘極電極、一主動層、以及一閘極絕緣層，該方法包括：蝕刻該閘極絕緣層，其中，該閘極絕緣層是一金屬氧化物，該金屬氧化物包含：A元素；以及由B元素和C元素所組成的群組中選出的至少一種，該A元素是由鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素(Ln)、銻(Sb)、鉍(Bi)和碲(Te)所組成的群組中選出的至少一種，該B元素是由鎵(Ga)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)所組成的群組中選出的至少一種，該C元素是由元素週期表中的第2族(Group 2)元素所組成的群組中選出的至少一種；當由該源極電極和該汲極電極、該閘極電極、以及該主動層所組成的群組中選出的至少一種形成時，使用蝕刻溶液A；以及當蝕刻該閘極絕緣層時，使用蝕刻溶液B，該蝕刻溶液B是具有與該蝕刻溶液A相同類型的蝕刻溶液。

<2>根據態樣<1>所述之製造場效電晶體的方法，其中，至少該閘極電極使用該蝕刻溶液A來形成。

<3>根據態樣<1>或<2>所述之製造場效電晶體的方法，其中，至少該源極電極和該汲極電極使用該蝕刻溶液A來形成。

<4>根據態樣<1>至<3>中任一項所述之製造場效電晶體的方法，其中，至少該主動層使用該蝕刻溶液A形成。

<5>根據態樣<1>至<4>中任一項所述之製造場效電晶體的方法，其中：該蝕刻溶液A是包含硝酸的蝕刻溶液，以及該蝕刻溶液B是包含硝酸的蝕刻溶液。

<6>根據態樣<1>至<5>中任一項所述之製造場效電晶體的方法，其中，該主動層是一氧化物半導體。

<7>根據態樣<1>至<6>中任一項所述之製造場效電晶體的方法，其中，該金屬氧化物包含該B元素。

<8>根據態樣<1>至<7>中任一項所述之製造場效電晶體的方法，其中，該金屬氧化物包含該C元素。

<9>根據態樣<1>至<8>中任一項所述之製造場效電晶體的方法，其中，透過該閘極絕緣層的蝕刻形成至少一個通孔。

<10>一種場效電晶體，包括：一源極電極和一汲極電極；一閘極電極；一主動層，配置以當一預定電壓施加到該閘極電極時，在該源極電極與該汲極電極之間形成通道；以及一閘極絕緣層，設置在該閘極電極與該主動層之間。

其中，該閘極絕緣層是蝕刻的，該閘極絕緣層是一金屬氧化物，該金屬氧化物包含：A元素；以及由B元素和C元素所組成的群組中選出的至少一種，該A元素是由鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素(Ln)、銻(Sb)、鉍(Bi)和碲(Te)所組成的群組中選出的至少一種，該B元素是由鎵(Ga)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)所組成的群組中選出的至少一種，該C元素是由元素週期表中的第2族(Group 2)元素所組成的群組中選出的至少一種，由該源極電極和該汲極電極、該閘極電極、以及該主動層所組成的群組中選出的至少一種是使用蝕刻溶液A來形成的，以及該閘極絕緣層是使用蝕刻溶液B來蝕刻的，該蝕刻溶液B是具有與該蝕刻溶液A相同類型的蝕刻溶液。

<11>一種金屬氧化物，作用為一場效電晶體的一閘極絕緣層，該金屬氧化物包括：A元素；以及由B元素和C元素所組成的群組中選出的至少一種，其中，該A元素是由鈧(Sc)、釔(Y)、鑭系元素(Ln)、銻(Sb)、鉍(Bi)和碲(Te)所組成的群組中選出的至少一種，該B元素是由鎵(Ga)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鉿(Hf)所組成的群組中選出的至少一種，該C元素是由元素週期表中的第2族(Group 2)元素所組成的群組中選出的至少一種，以及在包含硝酸的溼式蝕刻液中，該金屬氧化物的蝕刻速率為0.1nm/s以上但為20nm/s以下。

<12>根據態樣<11>所述的金屬氧化物，其中，該溼式蝕刻液是包含6質量%硝酸的溼式蝕刻液。

<13>根據態樣<11>或<12>所述的金屬氧化物，其中，該溼式蝕刻液是包含50質量%磷酸的溼式蝕刻液。

<14>根據態樣<13>所述的金屬氧化物，其中，該溼式蝕刻液是包含6質量%硝酸、25質量%乙酸、和50質量%磷酸的溼式蝕刻液。

<15>根據態樣<11>至<14>中任一項所述的金屬氧化物，其中，該溼式蝕刻液是一種用於在該場效電晶體的製造過程中於形成該閘極絕緣層之後，形成由一主動層、一閘極電極、以及一源極電極和一汲極電極所組成的群組中選出的至少一種的溼式蝕刻液。

<16>根據態樣<15>所述的金屬氧化物，其中，由該主動層、該閘極電極、以及該源極電極和該汲極電極所組成的群組中選出的至少一種係與該閘極絕緣層接觸。

<17>一種場效電晶體，包括一閘極絕緣層，包含根據態樣<11>至<16>中任一項所述的金屬氧化物。