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

本发明专利技术提供场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统。所述场效应晶体管包含：基底；保护层；在基底和保护层之间形成的栅绝缘层；与栅绝缘层接触形成的源电极和漏电极；至少在源电极和漏电极之间形成的且与栅绝缘层、源电极和漏电极接触的半导体层；以及栅电极，所述栅电极在与其中设置半导体层的侧相反的侧上形成，其中栅绝缘层在栅电极和半导体层之间，且所述栅电极与栅绝缘层接触，其中保护层包含金属氧化物复合物，所述金属氧化物复合物至少包含Si和碱土金属。

【技术实现步骤摘要】
场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统本申请是国际申请日为2013年11月27日、申请号为201380062543.X、专利技术名称为“场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统。
技术介绍
作为一种类型的半导体装置的场效应晶体管(FET)是配置成如下的晶体管：以电场被施加至沟道的状态施加栅电压以激发半导体中的载流子，使得可控制在源极和漏极之间通过的电流。由于FET能够通过施加栅电极(栅电压)进行切换，FET被用作各种切换元件、或放大器元件。由于FET除了使用低的栅电流外还具有平坦的结构，因此与双极型晶体管相比，FET可被容易地制造。此外，还可容易地实施FET的高的集成。由于这些原因，FET已被用于当前的电子装置的许多集成电路中。在它们之中，FET作为薄膜晶体管(TFT)被应用于主动矩阵显示器中。至于主动矩阵平板显示器(FPD)，近来已实现液晶显示器(LCD)、有机电致发光(EL)显示器(OLED)和电子纸。这些FPD典型地通过包含TFT的驱动电路驱动，在所述TFT中，非晶硅或多晶硅被用在有源层中。对于FPD存在增加其尺寸、清晰度和驱动速度的需求。连同这些需求一起，存在对于具有高的载流子迁移率、在性质方面小的老化变化、和在元件之间小的变化的TFT的需要。当前，除硅之外，氧化物半导体作为有源层的半导体已经引起了注意。在它们之中，InGaZnO4(a-IGZO)具有如下特性：其膜形成可在室温下实施，其是非晶的，且其具有约10cm2/V·s的高的迁移率。因此，已积极地进行了其用于实际使用的开发(参见，例如，NPL1)。为了保护用作有源层的半导体层，FET典型地包含保护层。也已对保护层进行了各种研究。例如，SiO2层(参见，例如，PTL1和PTL2)、SiNx层(参见，例如，PTL1)、SiON层(参见，例如，PTL3)和Al2O3层(参见，例如，PTL4)被公开作为FET的保护层。此外，其中SiO2与Al或B形成复合物的复合氧化物层被公开作为FET的保护层(参见，例如，PTL5)。然而，当在硅半导体层、氧化物半导体层、金属线路和氧化物线路上形成SiO2层和复合氧化物层时，存在如下问题：在后处理的加热过程中形成裂纹或剥离(pealing)。此外，SiON层、SiNx层和Al2O3层具有如下问题：由于寄生电容，导致信号延迟。此外，已公开了有机材料在保护层中的使用。例如，聚酰亚胺树脂层(参见，例如，PTL6)和含氟树脂层(参见，例如，PTL3)被公开作为FET的保护层。然而，典型的有机材料具有如下问题：由于使有机材料与氧化物半导体接触，导致TFT性质的恶化。此外，含氟树脂层导致相对小的TFT性质恶化，但这对于使用而言不是充分小的。因此，当前存在对于使得实现高速运行且呈现出高的可靠性的场效应晶体管的需要。引文列表专利文献PTL1：日本专利申请待审公开(JP-A)No.2008-205469PTL2：JP-ANo.2010-103203PTL3：JP-ANo.2007-299913PLT4：JP-ANo.2010-182819PLT5：JP-ANo.2011-77515PLT6：JP-ANo.2011-222788非专利文献NPL1：K.Nomura和其他五位，Room-temperaturefabricationoftransparentflexiblethin-filmtransistorsusingamorphousoxidesemiconductors,NATURE,VOL.432,No.25,2004年11月,pp.488-492
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决前述各种问题和实现以下目标。具体地，本专利技术的目标是提供可以高速运行且具有高的可靠性的场效应晶体管。问题的解决方案用于解决前述问题的手段如下。本专利技术的场效应晶体管包含：基底；保护层；在基底和保护层之间形成的栅绝缘层；与栅绝缘层接触形成的源电极和漏电极；半导体层，其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；和栅电极，所述栅电极在与其中设置半导体层的侧相反的侧上形成，其中栅绝缘层在栅电极和半导体层之间，且所述栅电极与栅绝缘层接触，其中保护层包含金属氧化物复合物，所述金属氧化物复合物至少包含Si和碱土金属。专利技术的有益效果本专利技术可解决本领域中的前述各种问题，且可提供可以高速运行且具有高的可靠性的场效应晶体管。附图说明图1为用于说明图像显示装置的图。图2为用于说明本专利技术的显示元件的一个实例的图。图3A为图解本专利技术的场效应晶体管的一个实例(底接触/底栅)的图。图3B为图解本专利技术的场效应晶体管的一个实例(顶接触/底栅)的图。图3C为图解本专利技术的场效应晶体管的一个实例(底接触/顶栅)的图。图3D为图解本专利技术的场效应晶体管的一个实例(顶接触/顶栅)的图。图4为图解有机EL元件的一个实例的示意性结构图。图5为图解本专利技术的显示元件的一个实例的示意性结构图。图6为图解本专利技术的显示元件的另一实例的示意性结构图。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为用于测量介电常数的电容器的示意性结构图。图11为用于评价在实施例1中获得的场效应晶体管的性质的图。图12为用于评价在实施例1中获得的场效应晶体管的性质的图。图13为用于评价在对比例1中获得的场效应晶体管的性质的图。图14为用于评价在对比例1中获得的场效应晶体管的性质的图。图15为图解在实施例19中制造的有机EL显示装置的图。具体实施方式(场效应晶体管)本专利技术的场效应晶体管至少包含基底、保护层、栅绝缘层、源电极、漏电极、半导体层、和栅电极，且可根据需要进一步包含其它部件。<基底>基底的形状、结构和尺寸取决于预期的目的适当地选择而没有任何限制。基底的材料取决于预期的目的适当地选择而没有任何限制，且其实例包括玻璃和塑料。玻璃取决于预期的目的适当地选择而没有任何限制，且其实例包括无碱玻璃和二氧化硅玻璃。塑料材料取决于预期的目的适当地选择而没有任何限制，且其实例包括聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。注意，优选对基底进行预处理例如氧等离子体、UV臭氧、和UV辐射洗涤以清洁其表面和改善与另外的层的粘附。<保护层>保护层取决于预期的目的适当地选择而没有任何限制，条件是保护层包含金属氧化物复合物，所述金属氧化物复合物至少包含硅(Si)和碱土金属。保护层优选由金属氧化物复合物本身组成。保护层典型地在距离基底的上方位置形成。在金属氧化物复合物中，用Si组成的SiO2形成非晶结构。此外，碱土金属具有切断Si-O键的作用。因此，待形成的金属氧化物复合物的介电常数和线性膨胀系数可通过组成比率进行控制。金属氧化物复合物优选包含Al(铝)、或B(硼)、以及Al和B的组合。与SiO2类似，用Al组成的Al2O3和用B组成的B2O3形成非晶结构，且因此在金属氧化物复合物中甚至更稳定地获得非晶结构，且可形成更均匀的绝缘膜。此外，与Si-O类似，碱土金属也切断Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.场效应晶体管，包括：基底；保护层；在所述基底和所述保护层之间形成的栅绝缘层；与所述栅绝缘层接触形成的源电极和漏电极；半导体层，其至少在所述源电极和所述漏电极之间形成，且与所述栅绝缘层、所述源电极和所述漏电极接触；和栅电极，所述栅电极在与其中设置所述半导体层的侧相反的侧上形成，其中所述栅绝缘层在所述栅电极和所述半导体层之间，且所述栅电极与所述栅绝缘层接触，其中所述保护层包含金属氧化物复合物，所述金属氧化物复合物至少包含Si和碱土金属。

【技术特征摘要】
2012.11.30 JP 2012-2620791.场效应晶体管，包括：基底；保护层；在所述基底和所述保护层之间形成的栅绝缘层；与所述栅绝缘层接触形成的源电极和漏电极；半导体层，其至少在所述源电极和所述漏电极之间形成，且与所述栅绝缘层、所述源电极和所述漏电极接触；和栅电极，所述栅电极在与其中设置所述半导体层的侧相反的侧上形成，其中所述栅绝缘层在所述栅电极和所述半导体层之间，且所述栅电极与所述栅绝缘层接触，其中所述保护层包含金属氧化物复合物，所述金属氧化物复合物至少包含Si和碱土金属。2.根据权利要求1的场效应晶体管，其中所述金属氧化物复合物进一步包含Al、或B、或Al和B的组合。3.根据权利要求1或2中任一项的场效应晶体管，其中所述半导体层为氧化物半导体层。4.根据权利要求1-3中任一项的场效...

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