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

场效应晶体管，包括：基体材料；钝化层；在它们之间形成的栅绝缘层；源电极和漏电极，其形成为与所述栅绝缘层接触；在至少所述源电极和所述漏电极之间形成的且与所述栅绝缘层、所述源电极和所述漏电极接触的半导体层；和与所述栅绝缘层接触且经由所述栅绝缘层面对所述半导体层的栅电极，其中所述钝化层包含第一钝化层和形成为与该第一钝化层接触的第二钝化层，所述第一钝化层包含含有Si和碱土金属的第一复合金属氧化物，且所述第二钝化层包含含有碱土金属和稀土元素的第二复合金属氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
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
场效应晶体管(FET)是通过用电场的沟道为电子或空穴流提供闸门(栅，gate)而控制源电极和漏电极之间的电流的晶体管。FET由于其性质已经被用作开关元件(切换元件)或放大元件。由于FET具有平坦的结构而且使用低的栅电流，因此与双极晶体管相比，FET可被容易地制造和集成。由于这些原因，FET是在目前的电子装置的集成电路中使用的必要零件。FET作为薄膜晶体管(TFT)被应用于有源矩阵显示器中。作为平板显示器(FPD)，液晶显示器(LCD)、有机电致发光(EL)显示器和电子纸近来已投入使用。这些FPD通过包含在有源层(活性层，activelayer)中使用非晶硅或多晶硅的TFT的驱动电路来驱动。对于增大FPD的尺寸、改善其清晰度和图像品质、以及提高其驱动速度存在需求。为此目的，存在对这样的TFT的需要：其具有高的载流子迁移率、高的开/关比、其性质随时间的变动(偏差，变化，variation)小和在元件之间的变动小。然而，对于有源层使用非晶硅或多晶硅的TFT有利有弊。因此，难以同时实现全部要求。为了应对全部要求，已经积极地进行在有源层中使用氧化物半导体的TFT的开发，所述氧化物半导体的迁移率预计高于非晶硅。例如，公开了在半导体层中使用InGaZnO4的TFT(参见例如NPL1)。要求TFT具有小的阈电压变动。TFT的阈电压变动的因素之一是在大气中包含的水分、氢气或氧气被半导体层吸收和/或从半导体层解吸。因此，提供钝化层以保护所述半导体免受大气中包含的水分、氢气或氧气的影响。此外，阈电压还因长时间许多次地重复打开和关闭TFT而变化。对于评价由于长时间和许多次的驱动而引起的阈电压变动的方法，已经广泛地实施偏压温度应力(BTS)测试。该测试是其中在场效应晶体管的栅电极和源电极之间施加电压一定时间、和评价阈电压在该段时间期间的变动的方法，或者其中在栅电极和源电极之间以及在漏电极和源电极之间施加电压一段时间、和评价阈电压在该段时间期间的变动的方法。公开了用以防止TFT的阈电压变动的若干种钝化层。例如，公开了使用SiO2、Si3N4或SiON作为钝化层的场效应晶体管(参见例如PTL1)。据报道，其中有该钝化层的场效应晶体管平稳地运行，该场效应晶体管的晶体管特性没有受到气氛例如真空和大气空气的影响。然而，其中没有公开与BTS测试相关的数据。此外，公开了使用Al2O3、AlN或AlON作为钝化层的场效应晶体管(参见例如PTL2)。据报道，该场效应晶体管可通过防止杂质例如水分和氧气混入半导体层而抑制其晶体管特性的变动。然而，其中没有公开与BTS测试相关的数据。此外，公开了使用包含Al2O3和SiO2的层叠膜作为钝化层的场效应晶体管(参见例如PTL3)。据报道，使用该层叠膜作为钝化层的场效应晶体管可防止水分混入和吸收至半导体层中，且其晶体管特性在高温-高湿度环境中的存储测试之后不变化。然而，其中没有公开与BTS测试相关的数据。此外，公开了使用SiO2、Ta2O5、TiO2、HfO2、ZrO2、Y2O3或Al2O3的单层膜或者其层叠膜作为钝化层的场效应晶体管(参见例如PTL4)。据报道，其中形成前述钝化层的场效应晶体管可防止氧从氧化物半导体解吸，且可改善可靠性。然而，其中没有公开与BTS测试相关的数据。另外，公开了使用Al2O3作为钝化层的场效应晶体管(参见例如NPL2)。报道了其中形成前述钝化层的场效应晶体管的通过BTS测试进行的可靠性评价的结果，但是阈电压的变动值(ΔVth)相对于流逝的应力时间大。因此，不能说足够地保证了场效应晶体管的可靠性。在任何前述技术中，通过BTS测试的可靠性评价均是不足的。相应地，目前对这样的场效应晶体管存在需要：其在BTS测试下具有小的阈电压变动、且表现出高的可靠性。引文列表专利文献PTL1：日本专利申请特开(JP-A)No.2007-073705PTL2：JP-ANo.2010-135770PTL3：JP-ANo.2010-182819PTL4：JP-ANo.2010-135462非专利文献NPL1：K.Nomura和其它五位，“Room-temperaturefabricationoftransparentflexiblethinfilmtransistorsusingamorphousoxidesemiconductors,”NATURE,VOL.432,25，2004年11月，p.488-492NPL2：T.Arai和另一位，“ManufacturingIssuesforOxideTFTTechnologiesforLarge-SizedAMOLEDDisplays,”SID2012Digest，2012，p.756-759
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决本领域中的前述各种问题和实现以下目的。具体地，本专利技术的目的在于提供这样的场效应晶体管：其在偏压应力温度(BTS)测试下具有小的阈电压变动、且表现出高的可靠性。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：基体材料(基体，base)；钝化层；在所述基体材料和所述钝化层之间形成的栅绝缘层；源电极和漏电极，其形成为与所述栅绝缘层接触；半导体层，其在至少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，其与所述栅绝缘层接触且经由所述栅绝缘层面对所述半导体层，其中所述钝化层包含第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层包含含有Si和碱土金属的第一复合金属氧化物(compositemetaloxide)，所述第二钝化层形成为与所述第一钝化层接触且包含含有碱土金属和稀土元素的第二复合金属氧化物。专利技术的有益效果本专利技术能解决本领域中的前述各种问题，且能提供这样的场效应晶体管：其在偏压应力温度(BTS)测试下具有小的阈电压变动、且表现出高的可靠性。附图说明图1是用于解释图像显示装置的图。图2是用于解释本专利技术的显示元件的一个实例的图。图3A是示出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是示出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是示出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是示出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是示出有机EL元件的一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
场效应晶体管，包括：基体材料；钝化层；在所述基体材料和所述钝化层之间形成的栅绝缘层；源电极和漏电极，其形成为与所述栅绝缘层接触；半导体层，其在至少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，其与所述栅绝缘层接触且经由所述栅绝缘层面对所述半导体层，其中所述钝化层包含第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层包含含有Si和碱土金属的第一复合金属氧化物，所述第二钝化层形成为与所述第一钝化层接触且包含含有碱土金属和稀土元素的第二复合金属氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.30 JP 2013-225182;2014.08.12 JP 2014-164081.场效应晶体管，包括：
基体材料；
钝化层；
在所述基体材料和所述钝化层之间形成的栅绝缘层；
源电极和漏电极，其形成为与所述栅绝缘层接触；
半导体层，其在至少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，其与所述栅绝缘层接触且经由所述栅绝缘层面对所述半导体层，
其中所述钝化层包含第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层包含含有Si和碱土金
属的第一复合金属氧化物，所述第二钝化层形成为与所述第一钝化层接触且包含含有碱土
金属和稀土元素的第二复合金属氧化物。
2.根据权利要求1的场效应晶体管，其中所述第一复合金属氧化物还包含Al或B或其两
者。
3.根据权利要求1或2的场效应晶体管，其中所述第二复...

【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，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本;JP