本发明专利技术的课题在于提供一种能够减少裂纹的生成且具有优异的电特性及稳定性的氧化物半导体层、及具有该氧化物半导体层的半导体元件与电子装置。本发明专利技术的解决手段在于提供一种氧化物半导体层的制造方法，包含以下工序：前驱体层的形成工序，其将氧化物半导体的前驱体在基板上或其上方形成为层状，其中该氧化物半导体的前驱体是将被氧化时成为氧化物半导体的金属的化合物分散在含有粘合剂的溶液中而成的，所述粘合剂包含脂肪族聚碳酸酯；及烧成工序，其在使该粘合剂的90wt％以上分解的第1温度将该前驱体层加热之后，在比该第1温度更高、而且为前述金属与氧键合、且差示热分析法(DTA)的放热峰值即第2温度(以X表示的温度)以上的温度烧成该前驱体层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及氧化物半导体层及其制造方法、W及氧化物半导体的前驱体、氧化物 半导体层、半导体元件及电子装置。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT)，通过将微细且薄的膜层叠而形成的小型放大管，而且是具有栅 极、源极、及漏极的=端子元件。 W往，主要是使用多晶娃膜、或非晶质娃膜作为薄膜晶体管的通道层。但是，多晶 娃膜时，由于在结晶粒子之间的界面产生电子散射等，致使电子迁移率受到限制，其结果， 晶体管特性产生偏差。另外，非晶质娃膜时，因为电子迁移率非常低且时间容易引起元件产 生劣化，所W有元件的可靠性降低的问题。因此，电子迁移率比非晶质娃膜高而且晶体管特 性的偏差比多晶娃膜少的氧化物半导体受到关注。 最近，欲使用印刷法、涂布法等的低能源制程在晓性树脂基板上制造电子装置的 尝试，积极地进行中。通过使用印刷法和涂布法而直接在基板上将半导体层图案化，结果具 有能够将用于图案化的蚀刻处理工序省略的优点。[000引例如，如专利文献1~3,使用导电性高分子和有机半导体进行涂布而制造晓性电 子装置的尝试正在进行中。 现有技术文献 专利文献[000引专利文献1:日本特开2007-134547号公报 专利文献2:日本特开2007-165900号公报 专利文献3:日本特开2007-201056号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 在产业界及消费者要求的各式各样的形态的信息终端设备和信息家电之中，半导 体必须更高速地工作且长期间稳定，而且低环境负荷。但是，因为现有技术通常所采用的制 程，例如使用真空制程和光刻法运样的需要比较长时间、及/或昂贵的设备的制程，所W原 材料和制造能源的使用效率变得非常差。运从工业性或量产性的观点出发，是不优选的。另 一方面，现状是对于W往被使用作为主流的娃半导体，非常难W适应使用上述的印刷法和 涂布法的制程（W下，总称为"低能源制程"）。另外，即便采用专利文献1~3所记载的导电性 高分子及有机半导体时，其电性(electrical property)和稳定性尚不充分。 所谓使用低能源制程、及功能性溶液或功能性糊剂而制造的半导体元件及电子装 置，从电子装置的晓性化、及上述的工业性或量产性的观点，目前在产业界非常地受到注 目。 但是，通常低能源制程的代表例的使用印刷法所形成的层的厚度，其与半导体元 件被要求的层的厚度有差异。具体而言，使用印刷法的图案化时形成比较厚的层，但是半导 体元件所要求的层的厚度通常非常薄。另外，在低能源制程所使用的糊剂或溶液(例如，使 被氧化时成为氧化物半导体的金属的化合物分散在含有粘合剂的溶液中而成的氧化物半 导体的前驱体）中，通过添加粘合剂来调整其粘度而使其存在用于进行图案化的适合的粘 度。因而，特别是在形成构成半导体元件的层(代表性的是氧化物半导体层)时，使用添加有 粘合剂的糊剂或溶液而进行图案化之后，必须尽可能在将该粘合剂除去之后将层薄化。但 是，在该薄层化的过程，有可能造成产生裂纹的问题。 虽然通过用于形成该氧化物半导体层的烧成而粘合剂某种程度被分解，但是仍然 有一定的量W杂质的方式残留在糊剂或溶液内。在此，W碳杂质为代表的杂质的残留，其量 大于某值时，高准确性地引起半导体的电特性(electric characteristic)变差。因而，使 用低能源制程来制造半导体元件仍然存在许多技术课题。 在被要求节省能源化的最近，通过将使用低能源制程在基板上所形成的膜烧成而 形成所需要较薄的氧化物半导体层，同时制造具有该氧化物半导体层的半导体元件朝向解 决上述的课题而大幅度地前进。 用于解决课题的手段 本专利技术通过解决上述各种问题的至少一种，而对提供能够减少裂纹(或龟裂，W下 总称为"裂纹"）的生成且具有优异的电特性及稳定性的氧化物半导体层、及具有该氧化物 半导体层的半导体元件和电子装置作出重大的贡献。 本申请专利技术人等在进行从液体材料形成各种氧化物半导体层的研究之中，针对从 液体至凝胶膜的过程、及从凝胶膜至固化或烧结的过程，多面详细地进行分析。其结果，得 到W下的见解:通过选定在能够与粘合剂大致完全被分解的溫度差别化的程度的较高的溫 度，氧化物半导体前驱体材料能够从凝胶膜固化或烧结的材料，能够解决上述课题。另外， 前述的"从液体至凝胶膜的过程"，就代表性的例子而言，是指虽然借助热处理而将粘合剂 及溶剂除去，但是被氧化时成为氧化物半导体的金属的化合物(例如，具有配体的金属络合 物)未被分解的状况。另外，前述的"凝胶膜至固化或烧结的过程"，就代表性的例子而言，是 指前述的配体分解且被氧化时成为氧化物半导体的金属与氧键合实质上完成的状况。 而且，许多的试误及分析的结果，本申请专利技术人等能够确认通过在包含脂肪族聚 碳酸醋的粘合剂中，由使某特定氧化物半导体的前驱体分散在某溶液中而成的材料形成 膜，能够得到可利用作为半导体元件的程度的高导电性。另外，也能够确认该膜通过低能源 制程而能够容易地形成。本专利技术基于上述的观点及多次的分析而创造出来。 本专利技术的一种氧化物半导体层的制造方法，包含W下工序:前驱体层的形成工序， 其将氧化物半导体的前驱体在基板上或其上方形成为层状，其中该氧化物半导体的前驱体 是将被氧化时成为氧化物半导体的金属的化合物分散在含有粘合剂的溶液中而成的，所述 粘合剂包含脂肪族聚碳酸醋（可包含不可避免的杂质）；及烧成工序，其在使该粘合剂的 90wt% W上分解的第1溫度将该前驱体层加热之后，在比该第1溫度更高而且为前述金属与 氧键合的溫度、且该前驱体的利用差示热分析法(DTA:differential thermal analysis) 的放热峰值即第2溫度W上的溫度烧成该前驱体层。 根据该氧化物半导体层的制造方法，包含脂肪族聚碳酸醋的粘合剂借助在使上述 的粘合剂的90wt% W上分解的第I溫度加热，该粘合剂大致分解。如此进行时，通过在比该 第1溫度更高而且为被氧化时成为氧化物半导体的金属与氧键合的溫度、且与该氧化物半 导体的前驱体的利用差示热分析法(DTA)的放热峰值即第2溫度相同溫度或大于其的溫度， 将该前驱体层烧成，能够高准确性地抑制W碳杂质为代表的杂质残留在氧化物半导体层 中。另外，认为通过在第1溫度加热、粘合剂大致分解，在随后的第2溫度烧成时大致不产生 粘合剂的分解过程，同时进行大致特化为金属与氧键合的反应。其结果，根据该氧化物半导 体层的制造方法，能够减少裂纹的生成，同时能够实现具有优异的电特性及稳定性的半导 体元件和电子装置。另外，从较高准确性地抑制W碳杂质为代表的杂质的残留的观点出发， 第1溫度优选为使上述的粘合剂分解95wt % W上的溫度，更优选为使该粘合剂分解99wt % W上的溫度。另外，根据该氧化物半导体层的制造方法，能够容易地实现:使用低能源制程 来形成层。 另外，本专利技术的一种氧化物半导体的前驱体，其为使被氧化时成为氧化物半导体 的金属的化合物分散在含有粘合剂的溶液中而成的氧化物半导体的前驱体，所述粘合剂包 含脂肪族聚碳酸醋(可含有不可避免的杂质），而且在比该金属与氧键合的溫度且比该前驱 体的利用差示热分析法(DTA)的放热峰值即第2溫度更低的第1溫度，该粘合剂的90wt% W 上被分解。 根据使用该氧化物半导体的前驱体，通过在比被氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化物半导体层的制造方法，包含以下工序：前驱体层的形成工序，将氧化物半导体的前驱体在基板上或其上方形成为层状，其中该氧化物半导体的前驱体是将被氧化时成为氧化物半导体的金属的化合物分散在含有粘合剂的溶液中而成的，所述粘合剂包含脂肪族聚碳酸酯，并可包含不可避免的杂质；以及烧成工序，在使该粘合剂的90wt％以上分解的第1温度将所述前驱体层加热后，在比所述第1温度更高、而且为所述金属与氧键合的温度、且为所述前驱体的利用差示热分析法DTA的放热峰值即第2温度以上的温度，烧成所述前驱体层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：井上聪，下田达也，川北知纪，藤本信贵，西冈圣司，
申请(专利权)人：国立大学法人北陆先端科学技术大学院大学，住友精化株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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