场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统制造方法及图纸

公开场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统。场效应晶体管包括：基底；钝化层；形成于基底和钝化层之间的栅绝缘层；形成为与栅绝缘层接触的源电极和漏电极；至少在源电极和漏电极之间形成且与栅绝缘层、源电极、和漏电极接触的半导体层；以及与栅绝缘层接触且经由栅绝缘层面对半导体层的栅电极，其中钝化层包含含有碱土金属和稀土元素的第一复合氧化物，和其中栅绝缘层包含含有碱土金属和稀土元素的第二复合氧化物。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统。
技术介绍
场效应晶体管(FET)是基于如下原理控制源电极和漏电极之间的电流的晶体管：向栅电极施加电场以利用沟道的电场在电子或空穴的流中提供闸门(栅，gate)。FET依靠它们的特性已被用作例如开关元件(切换元件)和放大元件。与双极晶体管相比，FET在栅电流方面是低的并具有平的结构，且因而可被容易地制造和集成。由于这些原因，FET是在现有的电子装置中使用的集成电路中的必要元件。FET已被应用于例如有源矩阵显示器作为薄膜晶体管(TFT)。近年来，平板显示器(FPD)、液晶显示器(LCD)、有机电致发光(EL)显示器、和电子纸已被付诸实践。这些FPD通过包含在活性层中使用非晶形的硅或多晶硅的TFT的驱动电路而驱动。FPD已被要求具有增加的尺寸、改善的清晰度和图像品质、以及增加的驱动速度。为此，存在对于具有高的载流子迁移率、高的开/关比、小的性质随时间的变化、和小的在元件之间的变动的TFT的需要。然而，非晶形的硅或多晶硅具有优点和缺点。因此难以同时满足以上要求中的所有。为了响应于这些要求，已经对在活性层中使用可预期其迁移率比非晶形的硅高的氧化物半导体的TFT积极地进行了开发。例如，公开了在半导体层中使用InGaZnO4的TFT(参见，例如，K.Nomura和其他5人的“Room-temperaturefabricationoftransparentflexiblethinfilmtransistorsusingamorphousoxidesemiconductors”,NATURE,VOL.432,25,2004年11月,pp.488-492(在下文中可称作非专利文献1))。要求TFT具有小的阈值电压的变化。成为TFT的阈值电压的变化的原因的一个因素是例如大气中包含的水分、氢气和氧气被吸附到半导体层或者从半导体层解吸。成为TFT的阈值电压的变化的原因的另一因素是氢气经由栅绝缘层扩散到半导体层中。阈值电压还由于长期重复开关TFT许多次而变化。作为用于评价因长期驱动以及多次重复开关操作而引起的阈值电压的变化的方法，通常进行偏置温度应力(biastemperaturestress，BTS)测试。BTS测试是在场效应晶体管的栅电极和源电极之间连续地施加恒定的电压以评价阈值电压的变化的方法、或者是在场效应晶体管的栅电极和源电极之间以及在场效应晶体管的漏电极和源电极之间施加恒定的电压以评价阈值电压的变化的方法。用于防止由于以上因素所致的TFT的阈值电压的这样的变化的途径包括与钝化层有关的途径和与栅绝缘层有关的途径。作为用于防止TFT的阈值电压的变化的与钝化层有关的途径，公开了包含SiO2、Si3N4、SiON、Al2O3、Ta2O5、TiO2、HfO2、ZrO2、或Y2O3的单层膜或者这些材料的膜的层叠膜作为钝化层的场效应晶体管(参见，例如，日本未审专利申请公布No.2010-135462(在下文中可称作专利文献1))。而且，公开了包含SiO2的钝化层的场效应晶体管(参见，例如，Y.Ohta，其他11人的“AmorphousIn-Ga-Zn-OTFT-LCDswithhighreliability”,IDW‘09,2009,pp.1685-1688(在下文中可称作非专利文献2))。作为用于防止TFT的阈值电压的变化的与栅绝缘层有关的途径，公开了包含其氢含量小于3.0×1021(原子/cm3)的栅绝缘层的场效应晶体管(参见，例如，日本未审专利申请公布No.2012-248883(在下文中可称作专利文献2))。同时，期望TFT具有优异的TFT特性。这里，优异的TFT特性意味着例如高的迁移率、高的开/关比、低的亚阈值摆幅(subthresholdswing)(SS)、和0V左右的阈值电压(Vth)。然而，在用于形成TFT的钝化层的工艺(过程)中，通过热或等离子体，使氧从半导体层解吸，且结果，TFT特性改变或恶化。作为用于防止TFT特性在用于形成钝化层的工艺中的这样的变化的途径，公开了包含包括氧透过膜和氧阻挡膜的钝化层的场效应晶体管(参见，例如，日本未审专利申请公布No.2010-73894(在下文中可称作专利文献3))。专利文献3描述了形成氧透过膜以与半导体层接触且在用于形成钝化层的工艺中TFT特性已改变之后，进行热处理以使氧扩散到半导体层中从而恢复TFT特性。专利文献3还描述了在氧透过膜的形成之后形成氧阻挡膜并且防止大气中的氧扩散在半导体层中。而且，作为用于实现优异的TFT特性的尝试，已仔细地选择了栅绝缘层的材料。公开了其中栅绝缘层具有包含如下的层叠结构的场效应晶体管：氧化硅层以及包括镧(La)和锆(Zr)的多元素氧化物层(参见，例如，日本未审专利申请公布No.2014-022549(在下文中可称作专利文献4))。
技术实现思路
本公开内容的场效应晶体管包括：基底、钝化层、形成于基底和钝化层之间的栅绝缘层、源电极和漏电极、半导体层、和栅电极。源电极和漏电极形成为与栅绝缘层接触。半导体层至少在源电极和漏电极之间形成并且与栅绝缘层、源电极、和漏电极接触。栅电极与栅绝缘层接触且经由栅绝缘层面对半导体层。钝化层包含含有碱土金属和稀土元素的第一复合氧化物(合成物氧化物，complexoxide)。栅绝缘层包含含有碱土金属和稀土元素的第二复合氧化物。附图说明图1为用于说明图像显示装置的图；图2为用于说明本公开内容的显示元件的一个实例的图；图3A为说明本公开内容的场效应晶体管的一个实例(底接触/底栅)的视图；图3B为说明本公开内容的场效应晶体管的一个实例(顶接触/底栅)的视图；图3C为说明本公开内容的场效应晶体管的一个实例(底接触/顶栅)的视图；图3D为说明本公开内容的场效应晶体管的一个实例(顶接触/顶栅)的视图；图4为说明有机EL元件的一个实例的示意性结构视图；图5为说明本公开内容的显示元件的一个实例的示意性结构视图；图6为说明本公开内容的显示元件的另一实例的示意性结构视图；图7为用于说明显示控制装置的图；图8为用于说明液晶显示器的图；图9为用于说明图8中的显示元件的图；图10为说明在实施例1-15和对比例1-6中制造的场效应晶体管的示意性视图；图11为其中评价在钝化层的形成之前和之后在实施例12中获得的场效应晶体管的晶体管特性(Vgs-Ids)的图；图12为其中评价在钝化层的形成之前和之后在对比例1中获得的场效应晶体管的晶体管特性(Vgs-Ids)的图；图13为其中评价在Vgs＝+10V和Vds＝0V的BTS测试中在实施例12中获得的场效应晶体管的晶体管特性(Vgs-Ids)的图；图14为其中评价在Vgs＝+10V和Vds＝0V的BTS测试中在实施例12和对比例1中获得的场效应晶体管的相对于应力时间的变化ΔVth的图。具体实施方式已报道，专利文献1中描述的包含钝化层的场效应晶体管可防止氧从氧化物半导体层的解吸并且可改善可靠性。然而，专利文献1未公开与BTS测试有关的任何数据，并且因此不能说在专利文献1中可保证在本公开内容中提到的充分的可靠性。非专利文献2中描述的包含钝化层的场效应晶体管通过BTS测试评价了可靠性。然而，随着测试时间流逝，存在更大的阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
场效应晶体管，包括：基底；钝化层；形成于基底和钝化层之间的栅绝缘层；形成为与栅绝缘层接触的源电极和漏电极；至少在源电极和漏电极之间形成且与栅绝缘层、源电极、和漏电极接触的半导体层；和与栅绝缘层接触且经由栅绝缘层面对半导体层的栅电极，其中钝化层包括包含碱土金属和稀土元素的第一复合氧化物，和其中栅绝缘层包括包含碱土金属和稀土元素的第二复合氧化物。

【技术特征摘要】
2015.07.14 JP 2015-1405681.场效应晶体管，包括：基底；钝化层；形成于基底和钝化层之间的栅绝缘层；形成为与栅绝缘层接触的源电极和漏电极；至少在源电极和漏电极之间形成且与栅绝缘层、源电极、和漏电极接触的半导体层；和与栅绝缘层接触且经由栅绝缘层面对半导体层的栅电极，其中钝化层包括包含碱土金属和稀土元素的第一复合氧化物，和其中栅绝缘层包括包含碱土金属和稀土元素的第二复合氧化物。2.根据权利要求1的场效应晶体管，其中第一复合氧化物包括Zr和Hf的至少一种。3.根据权利要求1或2的场效应晶体管，其中第二复合氧化物包括Zr和Hf的至少一种。4.根据权利要求1-3中任一项的场效应晶体管，其中半导体层包括氧化物半导体。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：早乙女辽一，植田尚之，中村有希，安部由希子，松本真二，曾根雄司，新江定宪，草柳岭秀，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本;JP