JP6848405B2 - Manufacturing method of field effect transistor - Google Patents

Description

本発明は、電界効果型トランジスタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a field effect transistor.

液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、電子ペーパー等の平面薄型ディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）は、非晶質シリコンや多結晶シリコンを活性層に用いた薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を含む駆動回路により駆動されている。そして、ＦＰＤは、さらなる大型化、高精細化、高速駆動性が求められており、それに伴って、キャリア移動度が高くオン・オフ比が高いといった良好なスイッチング特性を有するトランジスタが求められている。 Liquid crystal displays (LCDs), organic EL (electroluminescence) displays (OLEDs), flat-screen thin displays (FPDs) such as electronic paper use amorphous silicon or polycrystalline silicon as the active layer. It is driven by a drive circuit that includes a thin film transistor (TFT). Further, FPDs are required to have higher size, higher definition, and higher speed driveability, and along with this, transistors having good switching characteristics such as high carrier mobility and high on / off ratio are required. ..

しかしながら、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）や多結晶シリコン（特に低温ポリシリコン：Ｌｏｗ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ Ｓｉｌｉｃｏｎ：ＬＴＰＳ）を活性層に用いたＴＦＴは、それぞれに一長一短があり、同時に全ての要求を満たすことは困難であった。 However, TFTs using amorphous silicon (a-Si) or polycrystalline silicon (particularly low-temperature polysilicon: Low-Temperature Poly Silicon: LTPS) as the active layer have advantages and disadvantages, and at the same time satisfy all the requirements. It was difficult.

例えば、ａ−Ｓｉ ＴＦＴは、大画面のＬＣＤを高速駆動するには移動度が不足しており、また連続駆動時の閾値電圧シフトが大きいという欠点を抱えている。ＬＴＰＳ−ＴＦＴは、移動度は大きいが、エキシマレーザーアニーリングによって活性層を結晶化するプロセスのために閾値電圧のバラツキが大きく、量産ラインのマザーガラスサイズを大きくできないという問題が存在する。 For example, the a-Si TFT has the drawbacks that the mobility is insufficient to drive a large-screen LCD at high speed, and the threshold voltage shift during continuous driving is large. Although the LTPS-TFT has high mobility, there is a problem that the size of the mother glass of the mass production line cannot be increased due to the large variation in the threshold voltage due to the process of crystallizing the active layer by excimer laser annealing.

そこで、アモルファス状態でａ−Ｓｉ以上の移動度を示すＩｎＧａＺｎＯ４（ａ−ＩＧＺＯ）が提案され（非特許文献１参照）、これをきっかけとして、移動度の高い酸化物半導体を活性層とするトランジスタが精力的に研究されるに至った。 Therefore, InGaZnO4 (a-IGZO), which exhibits mobility of a-Si or higher in an amorphous state, has been proposed (see Non-Patent Document 1). It has been energetically studied.

トランジスタは、活性層となる半導体の他に、金属等の導電膜や絶縁膜が積層された構成を持つ。各膜を形成する方法としては、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング等の真空プロセスにより成膜する方法が従来用いられてきた。 The transistor has a structure in which a conductive film such as a metal or an insulating film is laminated in addition to the semiconductor as the active layer. As a method for forming each film, a method of forming a film by a vacuum process such as CVD (Chemical Vapor Deposition), ALD (Atomic Layer Deposition), or sputtering has been conventionally used.

一方、近年、基板サイズの大型化に伴う製造装置の大型化による製造コストの増大といった問題等から、トランジスタを塗布プロセスで製造するための技術開発が盛んに行われている。ここで塗布プロセスとは、原料となる塗布液を被塗物に塗布した後、熱処理によって塗布液から目的の膜を生成するプロセスを指す。 On the other hand, in recent years, due to problems such as an increase in manufacturing cost due to an increase in the size of a manufacturing apparatus due to an increase in the size of a substrate, technological development for manufacturing a transistor by a coating process has been actively carried out. Here, the coating process refers to a process in which a coating liquid as a raw material is applied to an object to be coated and then a target film is formed from the coating liquid by heat treatment.

本発明は、塗布液を用いて絶縁膜を形成する工程を含む際にも、移動度が大きく、ソース・ドレイン間電流のオン・オフ比が大きい電界効果型トランジスタを作製できる電界効果型トランジスタの作製方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a field-effect transistor capable of producing a field-effect transistor having high mobility and a large on / off ratio of source-drain current even when a step of forming an insulating film using a coating liquid is included. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、
ゲート電極と、
ソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極に隣接して設けられ、酸化物半導体からなる活性層と、
前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられたゲート絶縁層と、
を備える電界効果型トランジスタの製造方法であって、
前記ゲート絶縁層が、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくともいずれかである第Ｂ元素と、を含む酸化物であり、
前記ゲート絶縁層を形成するための塗布液を塗布した後に、最高温度が３５０度以上４００度未満で加熱し、前記ゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程を含む。 The means for solving the above-mentioned problems are as follows. That is,
The method for manufacturing a field effect transistor of the present invention is
With the gate electrode
Source and drain electrodes,
Provided adjacent to the source electrode and the drain electrode, an active layer made of an oxide semiconductor,
A gate insulating layer provided between the gate electrode and the active layer,
It is a manufacturing method of a field effect transistor provided with
The gate insulating layer, an acid compound containing a first element A is an alkaline earth metal, Ga, Sc, Y, and a second element B, at least either of the lanthanides, and
A gate insulating layer forming step of forming the gate insulating layer by heating at a maximum temperature of 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. after applying the coating liquid for forming the gate insulating layer is included.

本発明によると、塗布液を用いた工程で形成された絶縁膜を有し、移動度が大きく、ソース・ドレイン間電流のオン・オフ比が大きい電界効果型トランジスタを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a field-effect transistor having an insulating film formed in a process using a coating liquid, having a high mobility, and having a large on / off ratio of a source-drain current.

図１Ａは、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの製造方法の一例を示す図である（その１）。FIG. 1A is a diagram showing an example of a method for manufacturing a top contact / top gate type field effect transistor (No. 1). 図１Ｂは、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの製造方法の一例を示す図である（その２）。FIG. 1B is a diagram showing an example of a method for manufacturing a top contact / top gate type field effect transistor (No. 2). 図１Ｃは、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの製造方法の一例を示す図である（その３）。FIG. 1C is a diagram showing an example of a method for manufacturing a top contact / top gate type field effect transistor (No. 3). 図１Ｄは、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの製造方法の一例を示す図である（その４）。FIG. 1D is a diagram showing an example of a method for manufacturing a top contact / top gate type field effect transistor (No. 4). 図２は、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of a top contact / top gate type field effect transistor. 図３は、ボトムコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a bottom contact top gate type field effect transistor. 図４は、トップコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of a top contact / bottom gate type field effect transistor. 図５は、ボトムコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of a bottom contact / bottom gate type field effect transistor. 図６は、実施例１のトランスファー特性（Ｖｄｓ＝２Ｖ）を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the transfer characteristics (Vds = 2V) of Example 1. 図７は、実施例１のトランスファー特性（Ｖｄｓ＝１０Ｖ）を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the transfer characteristics (Vds = 10V) of Example 1. 図８は、比較例１のトランスファー特性（Ｖｄｓ＝２Ｖ）を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the transfer characteristics (Vds = 2V) of Comparative Example 1. 図９は、比較例１のトランスファー特性（Ｖｄｓ＝１０Ｖ）を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the transfer characteristics (Vds = 10V) of Comparative Example 1. 図１０は、比較例２のトランスファー特性（Ｖｄｓ＝２Ｖ）を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the transfer characteristics (Vds = 2V) of Comparative Example 2.

本発明の実施形態を説明する前に、本発明に関連する技術について説明する。
トランジスタの作製に塗布プロセスを用いることは、製造装置の簡略化や製造コストの低減といった利点につながるが、一方で塗布プロセス特有の課題も存在する。すなわち、トランジスタを構成するある層を塗布液の焼成によって形成する場合、基板及びそれ以前に基板上に形成された層（以降、下層と表記する）も同時に加熱されるため、焼成の温度や時間によっては下層の特性に影響が生じることがある。例えば、下層に金属層が含まれている場合、焼成工程においてその金属が酸化され高抵抗化することがある。下層に酸化物層が含まれている場合、焼成工程においてその酸化物層と外部（隣接する層や大気）との間での酸素のやり取りが促進され、酸化物層の酸化度が変化することがある。このような金属層や酸化物層の熱による特性変化によって、良好な特性のトランジスタが得られないことが課題となっていた。 Prior to explaining embodiments of the present invention, techniques related to the present invention will be described.
Using the coating process for the fabrication of transistors leads to advantages such as simplification of manufacturing equipment and reduction of manufacturing cost, but on the other hand, there are problems peculiar to the coating process. That is, when a certain layer constituting the transistor is formed by firing the coating liquid, the substrate and the layer previously formed on the substrate (hereinafter referred to as the lower layer) are also heated at the same time, so that the firing temperature and time Depending on the type, the characteristics of the lower layer may be affected. For example, when the lower layer contains a metal layer, the metal may be oxidized in the firing step to increase the resistance. When the lower layer contains an oxide layer, the exchange of oxygen between the oxide layer and the outside (adjacent layer or atmosphere) is promoted in the firing process, and the degree of oxidation of the oxide layer changes. There is. It has been a problem that a transistor having good characteristics cannot be obtained due to a change in characteristics due to heat of such a metal layer or an oxide layer.

特に、酸化物半導体からなる活性層とソース電極及びドレイン電極との間の電気的な接触の悪化は大きな問題となる。例えば、トップゲート構成のトランジスタにおいて、塗布液を用いたプロセスでゲート絶縁層を形成する場合、ゲート絶縁層の焼成工程では下層の活性層とソース電極とドレイン電極も加熱工程を経ることになる。一般的に、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の電気的な接触は、高い温度や長時間の加熱によって悪化する傾向があり、接触抵抗が増大したりショットキー障壁ができたりすることが知られている。そのような電気的な接触の悪化はトランジスタの特性の悪化につながる。特に、活性層とソース電極及びドレイン電極との間にショットキー障壁ができてしまうと、障壁を越えられるような電圧を印加しないとソース電極とドレイン電極間に電流が流れないことから、高い電圧では正常動作するトランジスタが電圧を下げていくと極端に特性が悪化する現象が起こり、問題となっていた。 In particular, deterioration of electrical contact between the active layer made of an oxide semiconductor and the source electrode and the drain electrode becomes a big problem. For example, in a transistor having a top gate configuration, when a gate insulating layer is formed by a process using a coating liquid, the active layer, the source electrode, and the drain electrode of the lower layer also undergo a heating step in the firing step of the gate insulating layer. In general, the electrical contact between the active layer and the source and drain electrodes tends to be exacerbated by high temperatures or prolonged heating, resulting in increased contact resistance and a Schottky barrier. It has been known. Such deterioration of electrical contact leads to deterioration of transistor characteristics. In particular, if a Schottky barrier is formed between the active layer and the source and drain electrodes, a high voltage will not flow between the source and drain electrodes unless a voltage that can overcome the barrier is applied. Then, when the voltage of the normally operating transistor is lowered, a phenomenon occurs in which the characteristics are extremely deteriorated, which has been a problem.

従って、塗布プロセスを用いながらも、高性能なトランジスタが得られる作製方法が求められていた。 Therefore, there has been a demand for a manufacturing method capable of obtaining a high-performance transistor while using a coating process.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。そして、上記の課題を達成するためには、ゲート絶縁層を形成する材料として、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくともいずれかである第Ｂ元素とを含む常誘電体アモルファス酸化物を用い、更にこの常誘電体アモルファス酸化物を塗布プロセスで形成し、該塗布液を焼成する温度を３５０度以上４００度未満とすることが有効であることを見出した。焼成温度を３５０度以上とすることにより、ゲート絶縁層の絶縁性を高めてリーク電流を小さく抑えることができ、オフ電流低減の効果が得られる。また、焼成温度を４００度未満とすることにより、下層が加熱されることによる特性劣化を抑制できる。すなわち、下層の金属が酸化されて高抵抗化したり、活性層とソース電極及びドレイン電極との間にショットキー障壁が生じたりすることを防ぎ、良好な電流・電圧特性を有するトランジスタが得られる。
以上により、本発明の完成に至った。 The present inventors have conducted diligent studies to solve the above problems. Then, in order to achieve the above-mentioned problems, as a material for forming the gate insulating layer, an element A which is an alkaline earth metal and an element B which is at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid are used. It has been found that it is effective to use a normal dielectric amorphous oxide containing the above, further to form this normal dielectric amorphous oxide by a coating process, and to set the temperature at which the coating liquid is fired to 350 ° C or higher and lower than 400 ° C. It was. By setting the firing temperature to 350 ° C. or higher, the insulating property of the gate insulating layer can be enhanced and the leakage current can be suppressed to be small, and the effect of reducing the off-current can be obtained. Further, by setting the firing temperature to less than 400 degrees, it is possible to suppress deterioration of characteristics due to heating of the lower layer. That is, it is possible to prevent the metal in the lower layer from being oxidized to increase the resistance and to cause a Schottky barrier between the active layer and the source electrode and the drain electrode, so that a transistor having good current and voltage characteristics can be obtained.
As described above, the present invention has been completed.

（電界効果型トランジスタの製造方法）
本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、ゲート絶縁層形成工程を少なくとも含み、更に必要に応じて、活性層形成工程、ゲート電極形成工程、ソース電極及びドレイン電極形成工程などのその他の工程を含む。
本発明に関する電界効果型トランジスタは、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、活性層と、ゲート絶縁層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、基材などのその他の部材を有し、例えば、前記電界効果型トランジスタの製造方法により製造される。 (Manufacturing method of field effect transistor)
The method for manufacturing a field-effect transistor of the present invention includes at least a gate insulating layer forming step, and further includes other steps such as an active layer forming step, a gate electrode forming step, a source electrode and a drain electrode forming step, if necessary. Including.
The field-effect transistor according to the present invention has at least a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, an active layer, and a gate insulating layer, and further has other members such as a base material, if necessary. For example, it is manufactured by the method for manufacturing a field effect transistor.

＜ゲート絶縁層形成工程＞
前記ゲート絶縁層形成工程は、前記ゲート絶縁層を形成するための塗布液（ゲート絶縁層形成用塗布液）を塗布した後に、最高温度が３５０度以上４００度未満で加熱し、前記ゲート絶縁層を形成する工程である。 <Gate insulating layer forming process>
In the gate insulating layer forming step, after applying a coating liquid for forming the gate insulating layer (coating liquid for forming the gate insulating layer), the gate insulating layer is heated at a maximum temperature of 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. Is the process of forming.

前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられた絶縁層である。
前記ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属（Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ）である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイド（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）の少なくともいずれかである第Ｂ元素とを含む常誘電体アモルファス酸化物である。
前記ゲート絶縁層に含まれる前記アルカリ土類金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。 The gate insulating layer is an insulating layer provided between the gate electrode and the active layer.
The gate insulating layer contains element A, which is an alkaline earth metal (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), Ga, Sc, Y, and lanthanoids (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm). , Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu).
The alkaline earth metal contained in the gate insulating layer may be of one type or two or more types.

本発明において、前記ゲート絶縁層は塗布プロセスによって形成される。すなわち、前記常誘電体アモルファス酸化物の前駆体を含有する塗布液（ゲート絶縁層形成用塗布液）を調合し、それを被塗物上に塗布した後に熱処理を行う。塗布液を被塗物上に塗布する際は、スピンコーティング、ディップコーティング、ノズルプリンティング、ダイコート、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の方法を用いることができる。なお、いわゆる印刷は、塗布の一例である。 In the present invention, the gate insulating layer is formed by a coating process. That is, a coating liquid containing a precursor of the normal dielectric amorphous oxide (coating liquid for forming a gate insulating layer) is prepared, and the coating liquid is applied onto an object to be coated and then heat-treated. When the coating liquid is applied onto the object to be coated, methods such as spin coating, dip coating, nozzle printing, die coating, inkjet, nanoimprint, and gravure can be used. The so-called printing is an example of coating.

前記ゲート絶縁層形成工程においては、加熱温度の最高値が３５０度以上４００度未満である。前記ゲート絶縁層形成工程を、塗布液中の溶媒の乾燥工程（以下、「乾燥処理」と称する。）と、前記常誘電体アモルファス酸化物の生成工程（以下、「生成処理」と称する。）に分けて行う場合は、乾燥処理と生成処理の両方を通して最高温度が３５０度以上４００度未満であれば良い。乾燥処理の後に昇温して生成処理を行うことが好ましく、その場合は生成処理における最高温度が３５０度以上４００度未満となる。乾燥処理と生成処理は連続して実施してもよいし、複数の工程に分割して実施してもよい。
また、加熱温度の最高値が３５０度以上４００度未満であれば、生成処理を多段温度で実施しても良い。例えば、生成処理において、３３０度で１０分間加熱し、次いで３６０度で２０分間加熱してもよい。
なお、本明細書における温度の単位は、「℃」である。 In the gate insulating layer forming step, the maximum heating temperature is 350 degrees or more and less than 400 degrees. The gate insulating layer forming step is a step of drying the solvent in the coating liquid (hereinafter referred to as "drying treatment") and a step of producing the normal dielectric amorphous oxide (hereinafter referred to as "forming treatment"). When it is divided into two, the maximum temperature may be 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. through both the drying treatment and the production treatment. It is preferable to raise the temperature after the drying treatment to perform the production treatment, in which case the maximum temperature in the production treatment is 350 degrees or more and less than 400 degrees. The drying treatment and the production treatment may be carried out continuously, or may be carried out by dividing into a plurality of steps.
Moreover, if the maximum value of the heating temperature is 350 degrees or more and less than 400 degrees, the generation process may be carried out at a multi-stage temperature. For example, in the production process, it may be heated at 330 degrees for 10 minutes and then at 360 degrees for 20 minutes.
The unit of temperature in the present specification is "° C.".

前記乾燥処理の温度は含有する溶媒に応じて適宜選択することができる。前記乾燥においては、低温化のために減圧オーブンなどを使用することが有効である。前記乾燥処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１分間〜１時間が挙げられる。 The temperature of the drying treatment can be appropriately selected depending on the solvent contained. In the drying, it is effective to use a decompression oven or the like for lowering the temperature. The time of the drying treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include 1 minute to 1 hour.

前記生成処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１時間〜５時間が挙げられる。 The time of the generation process is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include 1 hour to 5 hours.

加熱の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。加熱における雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、酸素雰囲気が好ましい。前記酸素雰囲気で熱処理を行うことにより、分解生成物を速やかに系外に排出し、前記常誘電体アモルファス酸化物の生成を促進させることができる。 The heating method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The atmosphere for heating is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but an oxygen atmosphere is preferable. By performing the heat treatment in the oxygen atmosphere, the decomposition product can be rapidly discharged to the outside of the system, and the formation of the normal dielectric amorphous oxide can be promoted.

加熱温度の最高値を３５０度以上４００度未満とすることの効果について以下に述べる。
本発明者らの検討の結果、塗布液を３５０度以上の温度で処理した場合に、常誘電体アモルファス酸化物が緻密な膜となって充分な絶縁特性が得られることがわかった。３５０度未満では絶縁特性が充分ではなく、ゲート絶縁層を介した電流リークが発生してしまう。また、塗布液の熱処理温度が４００度を超えないようにすることで、下層の特性劣化が抑制できることがわかった。ボトムゲート構成のトランジスタでは、ゲート絶縁層の下層にゲート電極が存在するため、熱処理温度が４００度を超えると、ゲート電極の金属が酸化されて高抵抗化することがある。トランジスタを駆動する際、高抵抗化した分の電圧降下が生じることで電圧・電流特性は悪化する。トップゲート構成のトランジスタでは、ゲート絶縁層の下層に活性層とソース電極及びドレイン電極が存在するため、熱処理温度が４００度を超えると、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の電気的な接触が悪化し、やはりトランジスタの電圧・電流特性が悪化する。
すなわち、塗布液の焼成温度の最高値が３５０度以上４００度未満であれば、前述の問題は回避できる。ゲート絶縁層の絶縁性が充分高いことにより小さいオフ電流（トランジスタがオフ状態の時のソース・ドレイン電極間の電流）が得られ、オン・オフ比の高いトランジスタが得られる。また、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の接触抵抗が充分小さいことで、オン電流が大きく電界効果移動度が高いトランジスタが得られる。更に、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の接触がオーミックであることで、低い電圧に対しても正常動作するトランジスタが得られる。 The effect of setting the maximum heating temperature to 350 ° C or higher and lower than 400 ° C will be described below.
As a result of the studies by the present inventors, it was found that when the coating liquid is treated at a temperature of 350 ° C. or higher, the normal dielectric amorphous oxide becomes a dense film and sufficient insulating properties can be obtained. If the temperature is less than 350 degrees, the insulation characteristics are not sufficient, and a current leak occurs through the gate insulating layer. Further, it was found that the deterioration of the characteristics of the lower layer can be suppressed by keeping the heat treatment temperature of the coating liquid from exceeding 400 degrees. In a transistor having a bottom gate configuration, since the gate electrode is present in the lower layer of the gate insulating layer, when the heat treatment temperature exceeds 400 ° C., the metal of the gate electrode may be oxidized to increase the resistance. When driving a transistor, the voltage drop due to the increased resistance causes the voltage / current characteristics to deteriorate. In a transistor having a top gate configuration, since the active layer, the source electrode, and the drain electrode are present in the lower layer of the gate insulating layer, when the heat treatment temperature exceeds 400 degrees, the electrical between the active layer and the source electrode and the drain electrode The contact deteriorates, and the voltage and current characteristics of the transistor also deteriorate.
That is, if the maximum value of the firing temperature of the coating liquid is 350 degrees or more and less than 400 degrees, the above-mentioned problem can be avoided. Due to the sufficiently high insulation of the gate insulating layer, a smaller off-current (current between the source and drain electrodes when the transistor is in the off state) can be obtained, and a transistor having a high on / off ratio can be obtained. Further, since the contact resistance between the active layer and the source electrode and the drain electrode is sufficiently small, a transistor having a large on-current and a high field effect mobility can be obtained. Further, since the contact between the active layer and the source electrode and the drain electrode is ohmic, a transistor that operates normally even at a low voltage can be obtained.

以下、塗布液（ゲート絶縁層形成用塗布液）の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the coating liquid (coating liquid for forming the gate insulating layer) will be described.

＜＜ゲート絶縁層形成用塗布液＞＞
前記ゲート絶縁層形成用塗布液は、例えば、第Ａ元素含有化合物と、第Ｂ元素含有化合物と、溶媒とを少なくとも含有し、好ましくは、第Ｃ元素含有化合物を含有し、更に必要に応じて、その他成分を含有する。
前記第Ａ元素含有化合物は、前記第Ａ元素を含有する。
前記第Ｂ元素含有化合物は、前記第Ｂ元素を含有する。
前記第Ｃ元素含有化合物は、前記第Ｃ元素を含有する。 << Coating liquid for forming the gate insulating layer >>
The coating liquid for forming the gate insulating layer contains, for example, at least an element A-containing compound, an element B-containing compound, and a solvent, preferably containing an element C-containing compound, and further, if necessary. , Contains other ingredients.
The element A-containing compound contains the element A.
The element B-containing compound contains the element B.
The element C-containing compound contains the element C.

−第Ａ元素含有化合物−
前記第Ａ元素含有化合物としては、例えば、第Ａ元素の無機化合物、第Ａ元素の有機化合物などが挙げられる。前記第Ａ元素含有化合物における第Ａ元素としては、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｒａ（ラジウム）が挙げられる。 -Ath element-containing compound-
Examples of the element A-containing compound include an inorganic compound of the element A and an organic compound of the element A. Examples of the Ath element in the Ath element-containing compound include Be (beryllium), Mg (magnesium), Ca (calcium), Sr (strontium), Ba (barium), and Ra (radium).

前記第Ａ元素の無機化合物としては、例えば、第Ａ元素の硝酸塩、第Ａ元素の硫酸塩、第Ａ元素の塩化物、第Ａ元素のフッ化物、第Ａ元素の臭化物、第Ａ元素のよう化物などが挙げられる。 Examples of the inorganic compound of element A include nitrate of element A, sulfate of element A, chloride of element A, fluoride of element A, bromide of element A, and element A. Examples include compounds.

前記第Ａ元素の硝酸塩としては、例えば、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウムなどが挙げられる。
前記第Ａ元素の硫酸塩としては、例えば、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
前記第Ａ元素の塩化物としては、例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウムなどが挙げられる。
前記第Ａ元素のフッ化物としては、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウムなどが挙げられる。
前記第Ａ元素の臭化物としては、例えば、臭化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化ストロンチウム、臭化バリウムなどが挙げられる。
前記第Ａ元素のよう化物としては、例えば、よう化マグネシウム、よう化カルシウム、よう化ストロンチウム、よう化バリウムなどが挙げられる。 Examples of the nitrate of the element A include magnesium nitrate, calcium nitrate, strontium nitrate, barium nitrate and the like.
Examples of the sulfate of the element A include magnesium sulfate, calcium sulfate, strontium sulfate, and barium sulfate.
Examples of the chloride of the element A include magnesium chloride, calcium chloride, strontium chloride, barium chloride and the like.
Examples of the fluoride of the element A include magnesium fluoride, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride and the like.
Examples of the bromide of the element A include magnesium bromide, calcium bromide, strontium bromide, and barium bromide.
Examples of the iodide such as the element A include magnesium iodide, calcium iodide, strontium iodide, and barium iodide.

前記第Ａ元素の有機化合物としては、第Ａ元素と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記第Ａ元素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。 The organic compound of the element A is not particularly limited as long as it is a compound having the element A and an organic group, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The element A and the organic group are bonded by, for example, an ionic bond, a covalent bond, or a coordination bond.

前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいスルホン酸基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基、安息香酸のように一部がベンゼン環に置換されたアシルオキシ基、乳酸のように一部がヒドロキシ基に置換されたアシルオキシ基、シュウ酸、及びクエン酸のようにカルボニル基を２つ以上有するアシルオキシ基などが挙げられる。 The organic group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent may be used. Acyloxy group which may have a substituent, phenyl group which may have a substituent, an acetylacetonate group which may have a substituent, a sulfonic acid group which may have a substituent, and the like. Can be mentioned. Examples of the alkyl group include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the acyloxy group include an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, an acyloxy group partially substituted with a benzene ring such as benzoic acid, and an acyloxy group partially substituted with a hydroxy group such as lactic acid. Examples thereof include oxalic acid and an acyloxy group having two or more carbonyl groups such as citric acid.

前記第Ａ元素の有機化合物としては、例えば、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、ジエチルマグネシウム、酢酸マグネシウム、ギ酸マグネシウム、アセチルアセトンマグネシウム、２−エチルヘキサン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ナフテン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、トリフルオロメタンスルホン酸マグネシウム、カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド、酢酸カルシウム、ギ酸カルシウム、アセチルアセトンカルシウム、カルシウムジピバロイルメタナート、２−エチルヘキサン酸カルシウム、乳酸カルシウム、ナフテン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、ネオデカン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ストロンチウムイソプロポキシド、酢酸ストロンチウム、ギ酸ストロンチウム、アセチルアセトンストロンチウム、２−エチルヘキサン酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム、ナフテン酸ストロンチウム、サリチル酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム、バリウムエトキシド、バリウムイソプロポキシド、酢酸バリウム、ギ酸バリウム、アセチルアセトンバリウム、２−エチルヘキサン酸バリウム、乳酸バリウム、ナフテン酸バリウム、ネオデカン酸バリウム、シュウ酸バリウム、安息香酸バリウム、トリフルオロメタンスルホン酸バリウムなどが挙げられる。 Examples of the organic compound of the element A include magnesium methoxydo, magnesium ethoxide, diethyl magnesium, magnesium acetate, magnesium formate, magnesium acetylacetone, magnesium 2-ethylhexanoate, magnesium lactate, magnesium naphthenate, and magnesium citrate. Magnesium salicylate, magnesium benzoate, magnesium oxalate, magnesium trifluoromethanesulfonate, calcium methoxyde, calcium ethoxide, calcium acetate, calcium formate, acetylacetone calcium, calcium dipivaloylmethanate, calcium 2-ethylhexanoate, lactic acid Calcium, calcium naphthenate, calcium citrate, calcium salicylate, calcium neodecanoate, calcium benzoate, calcium oxalate, strontium isopropoxide, strontium acetate, strontium formate, acetylacetone strontium, strontium 2-ethylhexanoate, strontium lactate, naphthen Strontium acid, strontium salicylate, strontium oxalate, barium ethoxydo, barium isopropoxide, barium acetate, barium formate, acetylacetone barium, barium 2-ethylhexanoate, barium lactate, barium naphthenate, barium neodecanoate, barium oxalate, Examples thereof include barium benzoate and barium trifluoromethanesulfonate.

前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記第Ａ元素含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The content of the element A-containing compound in the coating liquid for forming the gate insulating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.

−第Ｂ元素含有化合物−
前記第Ｂ元素としては、Ｇａ（ガリウム）、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）、Ｌｕ（ルテチウム）が挙げられる。 -Element B-containing compound-
Examples of the Bth element include Ga (gallium), Sc (scandium), Y (ytterbium), La (lantern), Ce (cerium), Pr (placeodim), Nd (neodymium), Pm (promethium), and Sm (samarium). ), Eu (Europium), Gd (Gadolinium), Tb (Terbium), Dy (Dysprosium), Ho (Holmium), Er (Elbium), Tm (Thulium), Yb (Ytterbium), Lu (Lutetium).

前記第Ｂ元素含有化合物としては、例えば、第Ｂ元素の無機化合物、第Ｂ元素の有機化合物などが挙げられる。 Examples of the element B-containing compound include an inorganic compound of the element B and an organic compound of the element B.

前記第Ｂ元素の無機化合物としては、例えば、第Ｂ元素の硝酸塩、第Ｂ元素の硫酸塩、第Ｂ元素のフッ化物、第Ｂ元素の塩化物、第Ｂ元素の臭化物、第Ｂ元素のヨウ化物などが挙げられる。 Examples of the element B inorganic compound include element B nitrate, element B sulfate, element B fluoride, element B chloride, element B bromide, and element B iodide. Examples include iodide.

前記第Ｂ元素の硝酸塩としては、例えば、硝酸ガリウム、硝酸スカンジウム、硝酸イットリウム、硝酸ランタン、硝酸セリウム、硝酸プラセオジム、硝酸ネオジム、硝酸サマリウム、硝酸ユウロピウム、硝酸ガドリニウム、硝酸テルビウム、硝酸ジスプロシウム、硝酸ホルミウム、硝酸エルビウム、硝酸ツリウム、硝酸イッテルビウム、硝酸ルテチウムなどが挙げられる。
前記第Ｂ元素の硫酸塩としては、例えば、硫酸ガリウム、硫酸スカンジウム、硫酸イットリウム、硫酸ランタン、硫酸セリウム、硫酸プラセオジム、硫酸ネオジム、硫酸サマリウム、硫酸ユウロピウム、硫酸ガドリニウム、硫酸テルビウム、硫酸ジスプロシウム、硫酸ホルミウム、硫酸エルビウム、硫酸ツリウム、硫酸イッテルビウム、硫酸ルテチウムなどが挙げられる。
前記第Ｂ元素のフッ化物としては、例えば、フッ化ガリウム、フッ化スカンジウム、フッ化イットリウム、フッ化ランタン、フッ化セリウム、フッ化プラセオジム、フッ化ネオジム、フッ化サマリウム、フッ化ユウロピウム、フッ化ガドリニウム、フッ化テルビウム、フッ化ジスプロシウム、フッ化ホルミウム、フッ化エルビウム、フッ化ツリウム、フッ化イッテルビウム、フッ化ルテチウムなどが挙げられる。
前記第Ｂ元素の塩化物としては、例えば、塩化ガリウム、塩化スカンジウム、塩化イットリウム、塩化ランタン、塩化セリウム、塩化プラセオジム、塩化ネオジム、塩化サマリウム、塩化ユウロピウム、塩化ガドリニウム、塩化テルビウム、塩化ジスプロシウム、塩化ホルミウム、塩化エルビウム、塩化ツリウム、塩化イッテルビウム、塩化ルテチウムなどが挙げられる。
前記第Ｂ元素の臭化物としては、例えば、臭化ガリウム、臭化スカンジウム、臭化イットリウム、臭化ランタン、臭化プラセオジム、臭化ネオジム、臭化サマリウム、臭化ユウロピウム、臭化ガドリニウム、臭化テルビウム、臭化ジスプロシウム、臭化ホルミウム、臭化エルビウム、臭化ツリウム、臭化イッテルビウム、臭化ルテチウムなどが挙げられる。
前記第Ｂ元素のヨウ化物としては、例えば、ヨウ化ガリウム、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化イットリウム、ヨウ化ランタン、ヨウ化セリウム、ヨウ化プラセオジム、ヨウ化ネオジム、ヨウ化サマリウム、ヨウ化ユウロピウム、ヨウ化ガドリニウム、ヨウ化テルビウム、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化エルビウム、ヨウ化ツリウム、ヨウ化イッテルビウム、ヨウ化ルテチウムなどが挙げられる。 Examples of the nitrate of the second element B include gallium nitrate, scandium nitrate, yttrium nitrate, lanthanum nitrate, cerium nitrate, placeodym nitrate, neodymite nitrate, samarium nitrate, europium nitrate, gadolinium nitrate, terbium nitrate, displosium nitrate, and formium nitrate. Examples thereof include erbium nitrate, turium nitrate, itterbium nitrate, and lutetium nitrate.
Examples of the sulfate of the second element include gallium sulfate, scandium sulfate, yttrium sulfate, lanthanum sulfate, cerium sulfate, placeodym sulfate, neodymium sulfate, samarium sulfate, europium sulfate, gadolinium sulfate, terbium sulfate, displosium sulfate, and formium sulfate. , Elbium Sulfate, Tulium Sulfate, Itterbium Sulfate, Rutetium Sulfate and the like.
Examples of the fluoride of the second element B include gallium fluoride, scandium fluoride, ytterbium fluoride, lanthanum fluoride, cerium fluoride, placeodium fluoride, neodymium fluoride, samarium fluoride, europium fluoride, and fluoride. Gadolinium, terbium fluoride, dysprosium fluoride, formium fluoride, erbium fluoride, thulium fluoride, ytterbium fluoride, lutetium fluoride and the like can be mentioned.
Examples of the chloride of the second element B include gallium chloride, scandium chloride, yttrium chloride, lanthanum chloride, cerium chloride, placeodym chloride, neodymium chloride, samarium chloride, europium chloride, gadolinium chloride, terbium chloride, displosium chloride, and formium chloride. , Elbium Chloride, Thurium Chloride, Itterbium Chloride, Lutethium Chloride and the like.
Examples of the bromide of the second element include gallium bromide, scandium bromide, ytterbium bromide, lantern bromide, placeodymium bromide, neodymium bromide, samarium bromide, europium bromide, gadolinium bromide, and terbium bromide. , Dysprosium bromide, holmium bromide, erbium bromide, thulium bromide, ytterbium bromide, lutetium bromide and the like.
Examples of the iodide of the second element include gallium iodide, scandium iodide, ytterbium iodide, lanthanum iodide, cerium iodide, praseodymium iodide, neodymium iodide, samarium iodide, uropyum iodide, and iodide. Examples thereof include gadolinium, terbium iodide, dysprosium iodide, holmium iodide, erbium iodide, thulium iodide, ytterbium iodide, and lutetium iodide.

前記第Ｂ元素の有機化合物としては、第Ｂ元素と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記第Ｂ元素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。 The organic compound of the B element is not particularly limited as long as it is a compound having the B element and an organic group, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The element B and the organic group are bonded by, for example, an ionic bond, a covalent bond, or a coordination bond.

前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基などが挙げられる。 The organic group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent may be used. Examples thereof include an acyloxy group which may have a substituent, an acetylacetonate group which may have a substituent, a cyclopentadienyl group which may have a substituent, and the like. Examples of the alkyl group include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the acyloxy group include an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms.

前記第Ｂ元素の有機化合物としては、例えば、ガリウムアセチルアセトナート、スカンジウムイソプロポキシド、酢酸スカンジウム、トリス（シクロペンタジエニル）スカンジウム、イットリウムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸イットリウム、トリス（アセチルアセトナート）イットリウム、トリス（シクロペンタジエニル）イットリウム、ランタンイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸ランタン、トリス（アセチルアセトナート）ランタン、トリス（シクロペンタジエニル）ランタン、２−エチルヘキサン酸セリウム、トリス（アセチルアセトナート）セリウム、トリス（シクロペンタジエニル）セリウム、プラセオジムイソプロポキシド、シュウ酸プラセオジム、トリス（アセチルアセトナート）プラセオジム、トリス（シクロペンタジエニル）プラセオジム、ネオジムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸ネオジム、トリフルオロアセチルアセトナートネオジム、トリス（イソプロピルシクロペンタジエニル）ネオジム、トリス（エチルシクロペンタジエニル）プロメチウム、サマリウムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸サマリウム、トリス（アセチルアセトナート）サマリウム、トリス（シクロペンタジエニル）サマリウム、２−エチルヘキサン酸ユウロピウム、トリス（アセチルアセトナート）ユウロピウム、トリス（エチルシクロペンタジエニル）ユウロピウム、ガドリニウムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸ガドリニウム、トリス（アセチルアセトナート）ガドリニウム、トリス（シクロペンタジエニル）ガドリニウム、酢酸テルビウム、トリス（アセチルアセトナート）テルビウム、トリス（シクロペンタジエニル）テルビウム、ジスプロシウムイソプロポキシド、酢酸ジスプロシウム、トリス（アセチルアセトナート）ジスプロシウム、トリス（エチルシクロペンタジエニル）ジスプロシウム、ホルミウムイソプロポキシド、酢酸ホルミウム、トリス（シクロペンタジエニル）ホルミウム、エルビウムイソプロポキシド、酢酸エルビウム、トリス（アセチルアセトナート）エルビウム、トリス（シクロペンタジエニル）エルビウム、酢酸ツリウム、トリス（アセチルアセトナート）ツリウム、トリス（シクロペンタジエニル）ツリウム、イッテルビウムイソプロポキシド、酢酸イッテルビウム、トリス（アセチルアセトナート）イッテルビウム、トリス（シクロペンタジエニル）イッテルビウム、シュウ酸ルテチウム、トリス（エチルシクロペンタジエニル）ルテチウムなどが挙げられる。 Examples of the organic compound of the second element include gallium acetylacetonate, scandium isopropoxide, scandium acetate, tris (cyclopentadienyl) scandium, ittrium isopropoxide, ittrium 2-ethylhexanoate, and tris (acetylacetate). Nart) ittrium, tris (cyclopentadienyl) ittrium, lanthanum isopropoxide, lanthanum 2-ethylhexanoate, tris (acetylacetonate) lantern, tris (cyclopentadienyl) lantern, cerium 2-ethylhexanoate, tris (Acetylacetonate) cerium, tris (cyclopentadienyl) cerium, praseodymium isopropoxide, praseodymium oxalate, tris (acetylacetonate) praseodymium, tris (cyclopentadienyl) praseodymium, neodymium isopropoxide, 2-ethyl Neodymium hexane, trifluoroacetylacetonatoneodymium, tris (isopropylcyclopentadienyl) neodymium, tris (ethylcyclopentadienyl) promethium, samarium isopropoxide, samarium 2-ethylhexanoate, tris (acetylacetonate) samarium , Tris (cyclopentadienyl) samarium, 2-ethylhexanoate uropium, tris (acetylacetonate) uropium, tris (ethylcyclopentadienyl) uropium, gadrinium isopropoxide, 2-ethylhexanoate gadrinium, tris (acetyl) Acetonate) gadrinium, tris (cyclopentadienyl) gadrinium, terbium acetate, tris (acetylacetonate) terbium, tris (cyclopentadienyl) terbium, dysprosium isopropoxide, dysprosium acetate, tris (acetylacetonate) dysprosium, Tris (ethylcyclopentadienyl) dysprosium, formium isopropoxide, formium acetate, tris (cyclopentadienyl) formium, erbium isopropoxide, erbium acetate, tris (acetylacetonate) erbium, tris (cyclopentadienyl) Elbium, turium acetate, tris (acetylacetonate) turium, tris (cyclopentadienyl) turium, itterbium isopropoxide, itterbium acetate, tris (acetylacetonate) itterbium, tris (cyclopen) Tazienyl) ytterbium, lutetium oxalate, tris (ethylcyclopentadienyl) lutetium and the like can be mentioned.

前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記第Ｂ元素含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The content of the element B-containing compound in the coating liquid for forming the gate insulating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.

−第Ｃ元素含有化合物−
前記第Ｃ元素としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）が挙げられる。 -Element C-containing compound-
Examples of the C element include Al (aluminum), Ti (titanium), Zr (zirconium), Hf (hafnium), Nb (niobium), and Ta (tantalum).

前記第Ｃ元素含有化合物としては、例えば、第Ｃ元素の無機化合物、第Ｃ元素の有機化合物などが挙げられる。 Examples of the element C-containing compound include an inorganic compound of the C element and an organic compound of the C element.

前記第Ｃ元素の無機化合物としては、例えば、第Ｃ元素の硝酸塩、第Ｃ元素の硫酸塩、第Ｃ元素のフッ化物、第Ｃ元素の塩化物、第Ｃ元素の臭化物、第Ｃ元素のヨウ化物などが挙げられる。 Examples of the element C inorganic compound include element C nitrate, element C sulfate, element C fluoride, element C chloride, element C bromide, and element C iodide. Examples include iodide.

前記第Ｃ元素の有機化合物としては、第Ｃ元素と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記第Ｃ元素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。 The organic compound of the C element is not particularly limited as long as it is a compound having the C element and an organic group, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The element C and the organic group are bonded by, for example, an ionic bond, a covalent bond, or a coordination bond.

前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記第Ｃ元素含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The content of the element C-containing compound in the coating liquid for forming the gate insulating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.

−溶媒−
前記溶媒としては、前記各種化合物を安定に溶解又は分散する溶媒であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、シメン、ペンチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ビシクロヘキシル、シクロヘキシルベンゼン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、テトラリン、デカリン、安息香酸エチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、炭酸プロピレン、２−エチルヘキサン酸、ミネラルスピリッツ、ジメチルプロピレンウレア、４−ブチロラクトン、２−メトキシエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、イソプロピルアルコール、メタノール、水などが挙げられる。 − Solvent −
The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that stably dissolves or disperses the various compounds, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, toluene, xylene, mesitylene, simen, pentylbenzene, dodecyl, etc. Benzene, bicyclohexyl, cyclohexylbenzene, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, tetraline, decalin, ethyl benzoate, N, N-dimethylformamide, propylene carbonate, 2-ethylhexanoic acid, mineral spirits, dimethylpropylene urea , 4-Butyrolactone, 2-methoxyethanol, ethylene glycol, propylene glycol, isopropyl alcohol, methanol, water and the like.

前記ゲート絶縁層形成用塗布液における前記溶媒の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The content of the solvent in the coating liquid for forming the gate insulating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.

＜＜ゲート絶縁層＞＞
前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられた絶縁層である。
前記ゲート絶縁層は、アルカリ土類金属（Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ）である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイド（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）の少なくともいずれかである第Ｂ元素とを含む常誘電体アモルファス酸化物である。
前記ゲート絶縁層に含まれる前記アルカリ土類金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。 << Gate insulating layer >>
The gate insulating layer is an insulating layer provided between the gate electrode and the active layer.
The gate insulating layer contains element A, which is an alkaline earth metal (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), Ga, Sc, Y, and lanthanoids (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm). , Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu).
The alkaline earth metal contained in the gate insulating layer may be of one type or two or more types.

前記ゲート絶縁層がアモルファス材料で形成されていることは、トランジスタの特性を向上させる点で好ましい形態である。前記ゲート絶縁層が結晶性の材料で形成されていると結晶粒界に起因するリーク電流を低く抑えることができず、トランジスタ特性の悪化につながるためである。 The fact that the gate insulating layer is made of an amorphous material is a preferable form in terms of improving the characteristics of the transistor. This is because if the gate insulating layer is made of a crystalline material, the leakage current due to the grain boundaries cannot be suppressed low, which leads to deterioration of the transistor characteristics.

また、前記ゲート絶縁層が常誘電体であることは、トランジスタのトランスファー特性におけるヒステリシスを低減させる点で必要となる。トランジスタをメモリ等の用途で使用する特殊な場合は例外であるが、通常トランジスタのスイッチング特性を利用するデバイスにおいてはヒステリシスが存在することは好ましくない。
常誘電体とは、圧電体、焦電体、強誘電体以外の誘電体であり、すなわち圧力によって分極が発生したり、外部電界のない状態で自発分極を有したりすることがない誘電体を指す。また、圧電体、焦電体及び強誘電体は、その特性を発現させるために結晶である必要がある。すなわち、ゲート絶縁層をアモルファス材料で形成すると、必然的にこのゲート絶縁層は常誘電体となる。 Further, it is necessary that the gate insulating layer is a normal dielectric material in order to reduce hysteresis in the transfer characteristics of the transistor. With the exception of special cases where the transistor is used for applications such as memory, it is not preferable that hysteresis is present in a device that normally utilizes the switching characteristics of the transistor.
A normal dielectric is a dielectric other than a piezoelectric body, a pyroelectric body, or a ferroelectric substance, that is, a dielectric material that is not polarized by pressure or has spontaneous polarization in the absence of an external electric field. Point to. Further, the piezoelectric body, the pyroelectric body and the ferroelectric body need to be crystals in order to exhibit their characteristics. That is, when the gate insulating layer is formed of an amorphous material, the gate insulating layer inevitably becomes a normal dielectric material.

アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくともいずれかである第Ｂ元素とを含む酸化物は、大気中において安定で且つ広範な組成領域で常誘電性のアモルファス膜を形成でき、ゲート絶縁層に適している。ただしＣｅはランタノイドの中で特異的に４価になりアルカリ土類金属との間でペロブスカイト構造の結晶を形成するため、アモルファス相を得るためには第Ｂ元素がＣｅではないことが好ましい。 Oxides containing element A, which is an alkaline earth metal, and element B, which is at least one of Ga, Sc, Y, and lanthanoids, are stable in the atmosphere and are paradielectric in a wide range of compositional regions. It can form an amorphous film and is suitable for a gate insulating layer. However, since Ce is specifically tetravalent among lanthanoids and forms crystals having a perovskite structure with alkaline earth metals, it is preferable that the B element is not Ce in order to obtain an amorphous phase.

アルカリ土類金属酸化物とＧａ酸化物の間にはスピネル構造などの結晶相が存在するが、これらの結晶はペロブスカイト構造結晶と比較して、非常に高温でないと析出しない（一般には１０００℃以上）。また、アルカリ土類金属酸化物とＳｃ、Ｙ、及びランタノイドからなる酸化物との間には安定な結晶相の存在が報告されておらず、高温の後工程を経てもアモルファス相からの結晶析出は希である。更に、アルカリ土類金属と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドとを含む酸化物を３種類以上の金属元素で構成すると、アモルファス相は更に安定する。 Crystal phases such as a spinel structure exist between the alkaline earth metal oxide and the Ga oxide, but these crystals do not precipitate unless the temperature is very high compared to the perovskite structure crystal (generally 1000 ° C or higher). ). Further, the existence of a stable crystal phase between the alkaline earth metal oxide and the oxide composed of Sc, Y, and lanthanoid has not been reported, and crystal precipitation from the amorphous phase even after a high temperature post-step. Is rare. Further, when the alkali earth metal and the oxide containing Ga, Sc, Y, and lanthanoid are composed of three or more kinds of metal elements, the amorphous phase is further stabilized.

前記ゲート絶縁層は、更に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくともいずれかである第Ｃ元素を含むことが好ましい。これによってアモルファス相が更に安定化し、また熱安定性及び緻密性をより向上させることができる。 The gate insulating layer preferably further contains element C, which is at least one of Al, Ti, Zr, Hf, Nb, and Ta. As a result, the amorphous phase can be further stabilized, and the thermal stability and the compactness can be further improved.

前記ゲート絶縁層の比誘電率は、７．０より大きいことが好ましく、８．０より大きいことがより好ましく、９．０より大きいことが更に好ましい。前記比誘電率の上限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記比誘電率は、５０．０以下が好ましく、３０．０以下がより好ましい。
前記比誘電率の値は、絶縁層の上下を電極膜で挟んでコンデンサを形成し、測定した容量の値から算出することができる。 The relative permittivity of the gate insulating layer is preferably greater than 7.0, more preferably greater than 8.0, and even more preferably greater than 9.0. The upper limit of the relative permittivity is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but the relative permittivity is preferably 50.0 or less, more preferably 30.0 or less.
The value of the relative permittivity can be calculated from the value of the capacitance measured by forming a capacitor by sandwiching the upper and lower sides of the insulating layer with electrode films.

前記ゲート絶縁層において、第Ａ元素と第Ｂ元素の比率に応じて比誘電率は変化することから、好ましい比誘電率を実現するためにゲート絶縁層の組成を最適化することが好ましい方法である。 Since the relative permittivity of the gate insulating layer changes according to the ratio of the A element and the B element, it is preferable to optimize the composition of the gate insulating layer in order to realize a preferable relative permittivity. is there.

前記常誘電体アモルファス酸化物における前記第Ａ元素の原子数の合計（ＮＡ）と、前記第Ｂ元素の原子数の合計（ＮＢ）との原子比（ＮＡ：ＮＢ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
ＮＡ：ＮＢ＝（３〜５０）ａｔ％：（５０〜９７）ａｔ％
ただし、ＮＡ＋ＮＢ＝１００ａｔ％ The atomic ratio (NA: NB) of the total number of atoms of the Ath element (NA) and the total number of atoms of the Bth element (NB) in the normal dielectric amorphous oxide is not particularly limited. , It can be appropriately selected depending on the purpose, but it is preferably in the following range.
NA: NB = (3 to 50) at%: (50 to 97) at%
However, NA + NB = 100at%

前記常誘電体アモルファス酸化物における前記第Ａ元素の原子数の合計（ＮＡ）と、前記第Ｂ元素の原子数の合計（ＮＢ）と、前記第Ｃ元素の原子数の合計（ＮＣ）との原子比（ＮＡ：ＮＢ：ＮＣ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
ＮＡ：ＮＢ：ＮＣ＝（３〜４７）ａｔ％：（５０〜９４）ａｔ％：（３〜４７）ａｔ％
ただし、ＮＡ＋ＮＢ＋ＮＣ＝１００ａｔ％ The total number of atoms of the Ath element (NA), the total number of atoms of the Bth element (NB), and the total number of atoms of the Cth element (NC) in the normal dielectric amorphous oxide. The atomic ratio (NA: NB: NC) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably in the following range.
NA: NB: NC = (3-47) at%: (50-94) at%: (3-47) at%
However, NA + NB + NC = 100at%

前記常誘電体アモルファス酸化物におけるＮＡ、ＮＢ、ＮＣの比率は、例えば、蛍光Ｘ線分析、電子線マイクロ分析（ＥＰＭＡ）、誘電結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ−ＡＥＳ）等により酸化物の陽イオン元素を分析することにより算出できる。 The ratio of NA, NB, and NC in the normal dielectric amorphous oxide is determined by, for example, fluorescent X-ray analysis, electron probe microanalysis (EPMA), inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES), and the like. It can be calculated by analyzing the elements.

前記ゲート絶縁層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０ｎｍ〜３μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがより好ましい。 The average thickness of the gate insulating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 50 nm to 3 μm, more preferably 100 nm to 1 μm.

＜活性層形成工程＞
前記活性層形成工程としては、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間のチャネル領域に、酸化物半導体からなる活性層を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション（ＰＬＤ）法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法などを用いることができる。或いは、前記酸化物半導体を形成するための塗布液を塗布した後に加熱して形成してもよい。即ち、塗布プロセスによって活性層を形成することができ、これは製造装置やプロセスの簡略化の観点から好ましい形態である。インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって所望の位置にのみ塗布液を塗布した場合は、その塗布液を熱処理することで所望の形状の活性層が形成できる。スピンコーティング法やディップコーティング法等によって被塗物の全面に塗布液を塗布した場合は、熱処理で酸化物膜を形成した後、フォトリソグラフィー等によって所望のパターンに加工すると良い。 <Active layer formation process>
The active layer forming step is not particularly limited as long as it is a step of forming an active layer made of an oxide semiconductor in the channel region between the source electrode and the drain electrode, and is appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a sputtering method, a pulse laser deposit (PLD) method, a CVD method, an ALD method, or the like can be used. Alternatively, the coating liquid for forming the oxide semiconductor may be applied and then heated to form the oxide semiconductor. That is, the active layer can be formed by the coating process, which is a preferable form from the viewpoint of simplification of the manufacturing apparatus and the process. When the coating liquid is applied only to a desired position by a printing process such as inkjet, nanoimprint, or gravure, the active layer having a desired shape can be formed by heat-treating the coating liquid. When the coating liquid is applied to the entire surface of the object to be coated by a spin coating method, a dip coating method, or the like, it is preferable to form an oxide film by heat treatment and then process it into a desired pattern by photolithography or the like.

前記活性層を塗布プロセスで形成する場合は、塗布液を焼成する工程での温度の最高値が４００度未満であることが好ましい。理由は前述のゲート絶縁層の塗布プロセスと同様で、熱による下層の特性劣化を防ぐことができるからである。 When the active layer is formed by the coating process, the maximum temperature in the step of firing the coating liquid is preferably less than 400 degrees. The reason is the same as the above-mentioned coating process of the gate insulating layer, and it is possible to prevent deterioration of the characteristics of the lower layer due to heat.

＜＜活性層＞＞
前記活性層は、ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられた層である。
前記活性層は、酸化物半導体からなり、所望のキャリア密度を持つことが好ましい。活性層のキャリア密度を調整する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化物の組成の調整や、成膜プロセスにおける加熱温度や雰囲気の条件の調整などが挙げられる。 << Active layer >>
The active layer is a layer provided adjacent to the source electrode and the drain electrode.
The active layer is preferably made of an oxide semiconductor and has a desired carrier density. The method for adjusting the carrier density of the active layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the composition of the oxide is adjusted, and the heating temperature and atmospheric conditions in the film forming process are adjusted. And so on.

前記活性層が、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＴｉの少なくともいずれかを含有するｎ型酸化物半導体であることは好ましい形態である。 It is a preferable form that the active layer is an n-type oxide semiconductor containing at least one of In, Zn, Sn, and Ti.

また、前記ｎ型酸化物半導体は、２価のカチオン、３価のカチオン、４価のカチオン、５価のカチオン、６価のカチオン、７価のカチオン、及び８価のカチオンの少なくともいずれかのドーパントで置換ドーピングされており、前記ドーパントの価数が、前記ｎ型酸化物半導体を構成する金属イオン（ただし、前記ドーパントを除く）の価数よりも大きいことが好ましい。なお、前記置換ドーピングは、ｎ型ドーピングともいう。 The n-type oxide semiconductor is at least one of a divalent cation, a trivalent cation, a tetravalent cation, a pentavalent cation, a hexavalent cation, a heptavalent cation, and an octavalent cation. It is preferably substituted and doped with a dopant, and the valence of the dopant is higher than the valence of the metal ions (however, excluding the dopant) constituting the n-type oxide semiconductor. The substitution doping is also referred to as n-type doping.

前記置換ドーピングは、前記活性層を形成する際の母層の原料にドーパントの原料を添加しておくことで容易に達成される。 The substitution doping is easily achieved by adding a raw material of a dopant to the raw material of the mother layer when forming the active layer.

置換ドーピングされたｎ型酸化物半導体においては、母相であるｎ型酸化物半導体を構成する金属イオンの一部が、価数がより大きいドーパントによって置換され、価数に差があることで過剰となり放出された電子がｎ型電導のキャリアとして寄与する。ドーパント元素の種類とドープ量の選択によってキャリア密度を容易かつ精密にコントロールすることができることから、所望のキャリア密度を持つ活性層を形成する材料として適している。 In the substitution-doped n-type oxide semiconductor, a part of the metal ions constituting the n-type oxide semiconductor which is the matrix is replaced by a dopant having a higher valence, which is excessive due to the difference in valence. The emitted electrons contribute as carriers for n-type conduction. Since the carrier density can be easily and precisely controlled by selecting the type of dopant element and the amount of doping, it is suitable as a material for forming an active layer having a desired carrier density.

ドーパントの種類は、イオン半径、配位数、軌道エネルギー等を考慮して選択することが好ましい。ドーパント濃度は、母相の材料、ドーパントの種類や置換するサイト、成膜プロセス、所望のトランジスタ特性等に応じて、適切に選択することができる。 The type of dopant is preferably selected in consideration of the ionic radius, coordination number, orbital energy and the like. The dopant concentration can be appropriately selected depending on the material of the matrix, the type of dopant, the site to be replaced, the film forming process, the desired transistor characteristics, and the like.

本発明者らの検討では、ｎ型酸化物半導体の母相として、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＴｉの少なくともいずれかを含有する酸化物を選択した場合に、置換ドーピングがより有効に機能し、より良好なトランジスタ特性が得られた。 In the study by the present inventors, when an oxide containing at least one of In, Zn, Sn, and Ti was selected as the matrix phase of the n-type oxide semiconductor, the substitution doping functioned more effectively. Better transistor characteristics were obtained.

また、組成や成膜プロセス条件の調整によって活性層中の酸素欠損を極力少なく抑え、キャリアが主に置換ドーピングによって生成されている状態とするのが好ましい。活性層中の酸素欠損を減らすには、成膜工程においてより多くの酸素を膜中に導入することが有効である。例えば、スパッタ法で活性層を形成する場合、スパッタ雰囲気中の酸素濃度を高めることで酸素欠損の少ない膜を形成できる。或いは、塗布プロセスによって活性層を形成する場合、焼成時の雰囲気中の酸素濃度を高めることで酸素欠損の少ない膜を形成できる。また、ｎ型酸化物半導体の組成によって、酸素欠損量を減少させることもできる。例えば、酸素との親和性の高い金属元素（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌｎ、及びアルカリ土類金属等）を一定量導入することで、酸素欠損の発生を抑制できる。 Further, it is preferable that the oxygen deficiency in the active layer is suppressed as much as possible by adjusting the composition and the film forming process conditions, and the carriers are mainly generated by substitution doping. In order to reduce oxygen deficiency in the active layer, it is effective to introduce more oxygen into the film in the film forming process. For example, when the active layer is formed by a sputtering method, a film having less oxygen deficiency can be formed by increasing the oxygen concentration in the sputtering atmosphere. Alternatively, when the active layer is formed by the coating process, a film having less oxygen deficiency can be formed by increasing the oxygen concentration in the atmosphere at the time of firing. Further, the amount of oxygen deficiency can be reduced depending on the composition of the n-type oxide semiconductor. For example, by introducing a certain amount of metal elements (Si, Ge, Zr, Hf, Al, Ga, Sc, Y, Ln, alkaline earth metals, etc.) having a high affinity for oxygen, oxygen deficiency can be generated. Can be suppressed.

前記活性層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。 The average thickness of the active layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 nm to 200 nm, more preferably 5 nm to 100 nm.

＜ゲート電極形成工程＞
前記ゲート電極形成工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（ｉ）スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、（ｉｉ）インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。 <Gate electrode forming process>
The gate electrode forming step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, (i) a method of forming a film by a sputtering method, a dip coating method or the like, and then patterning by photolithography, (ii). ) A method of directly forming a desired shape by a printing process such as inkjet, nanoimprint, or gravure can be mentioned.

＜＜ゲート電極＞＞
前記ゲート電極としては、ゲート電圧を印加するための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 << Gate electrode >>
The gate electrode is not particularly limited as long as it is an electrode for applying a gate voltage, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.

前記ゲート電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属乃至合金、ＩＴＯ、ＡＴＯ等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体などが挙げられる。 The material of the gate electrode is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, metals or alloys such as Mo, Al, Au, Ag and Cu, and transparent conductive oxidation such as ITO and ATO. Examples thereof include organic conductors such as polyethylene dioxythiophene (PEDOT) and polyaniline (PANI).

前記ゲート電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。 The average thickness of the gate electrode is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 20 nm to 1 μm, more preferably 50 nm to 300 nm.

＜ソース電極及びドレイン電極形成工程＞
前記ソース電極及びドレイン電極形成工程としては、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を離間して形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（ｉ）スパッタ法、真空蒸着法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、（ｉｉ）インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。 <Process of forming source electrode and drain electrode>
The source electrode and drain electrode forming step is not particularly limited as long as it is a step of forming the source electrode and the drain electrode apart from each other, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, (i). Examples thereof include a method of forming a film by a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, a dip coating method and the like, and then patterning by photolithography, and (ii) a method of directly forming a desired shape by a printing process such as inkjet, nanoimprint, and gravure. ..

＜＜ソース電極、及びドレイン電極＞＞
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｇ等の金属や合金、ＩＴＯ、ＡＴＯ等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体などが利用できる。 << Source electrode and drain electrode >>
The materials of the source electrode and the drain electrode are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Metals and alloys such as Mo, Al and Ag, and transparent conductive oxides such as ITO and ATO. , Polyethylenedioxythiophene (PEDOT), polyaniline (PANI) and other organic conductors can be used.

前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。 The average thickness of the source electrode and the drain electrode is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 20 nm to 1 μm, more preferably 50 nm to 300 nm.

＜基材＞
基材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基材、プラスチック基材などが挙げられる。 <Base material>
The material of the base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a glass base material and a plastic base material.

前記ガラス基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無アルカリガラス、シリカガラスなどが挙げられる。 The glass base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include non-alkali glass and silica glass.

前記プラスチック基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などが挙げられる。
なお、前記基材は、表面の清浄化及び密着性向上の点で、酸素プラズマ、ＵＶオゾン、ＵＶ照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。 The plastic base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include polycarbonate (PC), polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN). Be done.
The base material is preferably subjected to pretreatment such as oxygen plasma, UV ozone, and UV irradiation cleaning from the viewpoint of cleaning the surface and improving the adhesion.

前記電界効果型トランジスタは、例えば表示素子に好適に使用できるが、これに限られるものではなく、ＩＣカード、ＩＤタグなどにも使用することができる。 The field-effect transistor can be suitably used for, for example, a display element, but is not limited to this, and can also be used for an IC card, an ID tag, and the like.

ここで、本発明の電界効果型トランジスタ（トップコンタクト・トップゲート型）の製造方法の一例を図を用いて説明する。
図１Ａ〜図１Ｄは、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの製造方法の一例を説明するための概略断面図である。
始めに、ガラス基板等からなる基材２１上に、活性層２２を形成する（図１Ａ）。活性層２２は、例えば、ｎ型酸化物半導体である。ｎ型酸化物半導体は、例えば、ｎ型酸化物半導体膜形成用塗布液を基材２１上に塗布し、焼成することによって得られる。
次いで、活性層２２上に、スパッタ法等によりＩＴＯ等からなる導電体膜を形成し、形成した導電体膜をエッチングによりパターニングすることによりソース電極２３及びドレイン電極２４を形成する（図１Ｂ）。
次いで、活性層２２上の領域であって、かつソース電極２３及びドレイン電極２４の間に形成される領域を覆うように、ゲート絶縁層を形成するための塗布液（ゲート絶縁層形成用塗布液）を塗布する。そして、最高温度が３５０度以上４００度未満で加熱し、ゲート絶縁層２５を形成する（図１Ｃ）。
次いで、ゲート絶縁層２５上に、スパッタ法等によりアルミニウム等からなる導電体膜を形成し、ゲート電極２６を形成する（図１Ｄ）。
以上により、電界効果型トランジスタが製造される。 Here, an example of the method for manufacturing the field effect transistor (top contact / top gate type) of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A to 1D are schematic cross-sectional views for explaining an example of a method for manufacturing a top contact top gate type field effect transistor.
First, the active layer 22 is formed on a base material 21 made of a glass substrate or the like (FIG. 1A). The active layer 22 is, for example, an n-type oxide semiconductor. The n-type oxide semiconductor can be obtained, for example, by applying a coating liquid for forming an n-type oxide semiconductor film on the base material 21 and firing it.
Next, a conductor film made of ITO or the like is formed on the active layer 22 by a sputtering method or the like, and the formed conductor film is patterned by etching to form the source electrode 23 and the drain electrode 24 (FIG. 1B).
Next, a coating liquid for forming a gate insulating layer (coating liquid for forming a gate insulating layer) so as to cover a region on the active layer 22 and formed between the source electrode 23 and the drain electrode 24. ) Is applied. Then, the gate insulating layer 25 is formed by heating at a maximum temperature of 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. (FIG. 1C).
Next, a conductor film made of aluminum or the like is formed on the gate insulating layer 25 by a sputtering method or the like to form a gate electrode 26 (FIG. 1D).
As described above, the field effect transistor is manufactured.

（電界効果型トランジスタの製造方法＜他の態様＞）
ここまで、塗布液を用いて絶縁膜を形成する工程を含む際にも、移動度が大きく、ソース・ドレイン間電流のオン・オフ比が大きい電界効果型トランジスタを作製できる電界効果型トランジスタの製造方法について説明した。
係る発明の技術的思想は、活性層の形成にも当てはまる。
本発明の他の態様の目的は、塗布液を用いて活性層を形成する工程を含む際にも、移動度が大きく、ソース・ドレイン間電流のオン・オフ比が大きい電界効果型トランジスタを作製できる電界効果型トランジスタの製造方法を提供することである。
本発明の他の態様によると、塗布液を用いた工程で形成された活性層を有し、移動度が大きく、ソース・ドレイン間電流のオン・オフ比が大きい電界効果型トランジスタを提供することができる (Manufacturing method of field effect transistor <other aspects>)
Up to this point, manufacturing of a field-effect transistor capable of manufacturing a field-effect transistor having a large mobility and a large on / off ratio of the source-drain current even when the step of forming an insulating film using a coating liquid is included. The method was explained.
The technical idea of the invention also applies to the formation of an active layer.
An object of another aspect of the present invention is to produce a field-effect transistor having a large mobility and a large on / off ratio of a source-drain current even when a step of forming an active layer using a coating liquid is included. It is to provide the manufacturing method of the field effect transistor which can be done.
According to another aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor having an active layer formed in a process using a coating liquid, having high mobility, and having a large on / off ratio of current between source and drain. Can

本発明の他の態様の電界効果型トランジスタの製造方法は、活性層形成工程を少なくとも含み、更に必要に応じて、ゲート電極形成工程、ソース電極及びドレイン電極形成工程などのその他の工程を含む。
本発明の他の態様に関する電界効果型トランジスタは、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、活性層と、ゲート絶縁層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、基材などのその他の部材を有し、例えば、前記電界効果型トランジスタの製造方法により製造される。 The method for producing a field-effect transistor according to another aspect of the present invention includes at least an active layer forming step, and further includes other steps such as a gate electrode forming step, a source electrode and a drain electrode forming step, if necessary.
The field-effect transistor according to another aspect of the present invention has at least a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, an active layer, and a gate insulating layer, and if necessary, other components such as a base material. It has members and is manufactured by, for example, the method for manufacturing a field effect transistor.

＜活性層形成工程＞
前記活性層形成工程は、前記酸化物半導体を形成するための塗布液（酸化物半導体形成用塗布液）を塗布した後に、最高温度が３５０度以上４００度未満で加熱し、前記活性層を形成する工程である。 <Active layer formation process>
In the active layer forming step, after applying a coating liquid for forming the oxide semiconductor (coating liquid for forming an oxide semiconductor), the active layer is formed by heating at a maximum temperature of 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. It is a process to do.

本発明の他の態様において、前記活性層は塗布プロセスによって形成される。すなわち、前記酸化物半導体の前駆体を含有する塗布液（酸化物半導体形成用塗布液）を調合し、それを被塗物上に塗布した後に熱処理を行う。塗布液を被塗物上に塗布する際は、スピンコーティング、ディップコーティング、ノズルプリンティング、ダイコート、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の方法を用いることができる。 In another aspect of the invention, the active layer is formed by a coating process. That is, a coating liquid containing the precursor of the oxide semiconductor (coating liquid for forming an oxide semiconductor) is prepared, coated on the object to be coated, and then heat-treated. When the coating liquid is applied onto the object to be coated, methods such as spin coating, dip coating, nozzle printing, die coating, inkjet, nanoimprint, and gravure can be used.

前記活性層形成工程においては、加熱温度の最高値が３５０度以上４００度未満である。前記活性層形成工程を、塗布液中の溶媒の乾燥工程（以下、「乾燥処理」と称する。）と、前記酸化物半導体の生成工程（以下、「生成処理」と称する。）に分けて行う場合は、乾燥処理と生成処理の両方を通して最高温度が３５０度以上４００度未満であれば良い。乾燥処理の後に昇温して生成処理を行うことが好ましく、その場合は生成処理における最高温度が３５０度以上４００度未満となる。乾燥処理と生成処理は連続して実施してもよいし、複数の工程に分割して実施してもよい。
また、加熱温度の最高値が３５０度以上４００度未満であれば、生成処理を多段温度で実施しても良い。例えば、生成処理において、３３０度で１０分間加熱し、次いで３６０度で２０分間加熱してもよい。 In the active layer forming step, the maximum heating temperature is 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. The active layer forming step is divided into a drying step of the solvent in the coating liquid (hereinafter referred to as "drying treatment") and a forming step of the oxide semiconductor (hereinafter referred to as "forming treatment"). In this case, the maximum temperature may be 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. through both the drying treatment and the production treatment. It is preferable to raise the temperature after the drying treatment to perform the production treatment, in which case the maximum temperature in the production treatment is 350 degrees or more and less than 400 degrees. The drying treatment and the production treatment may be carried out continuously, or may be carried out by dividing into a plurality of steps.
Moreover, if the maximum value of the heating temperature is 350 degrees or more and less than 400 degrees, the generation process may be carried out at a multi-stage temperature. For example, in the production process, it may be heated at 330 degrees for 10 minutes and then at 360 degrees for 20 minutes.

前記乾燥処理の温度は含有する溶媒に応じて適宜選択することができる。前記乾燥においては、低温化のために減圧オーブンなどを使用することが有効である。前記乾燥処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１分間〜１時間が挙げられる。 The temperature of the drying treatment can be appropriately selected depending on the solvent contained. In the drying, it is effective to use a decompression oven or the like for lowering the temperature. The time of the drying treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include 1 minute to 1 hour.

前記生成処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１時間〜５時間が挙げられる。 The time of the generation process is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include 1 hour to 5 hours.

加熱の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、被塗物を加熱する方法などが挙げられる。加熱における雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 The heating method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a method of heating an object to be coated. The atmosphere for heating is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.

加熱温度の最高値を３５０度以上４００度未満とすることの効果について以下に述べる。
本発明者らの検討の結果、塗布液を３５０度以上の温度で処理した場合に、酸化物半導体が緻密な膜となって充分な半導体特性が得られることがわかった。３５０度未満では半導体特性が充分ではなく、移動度が低下してしまう。また、塗布液の熱処理温度が４００度を超えないようにすることで、下層の特性劣化が抑制できることがわかった。ボトムゲート構成のトランジスタでは、活性層の下層にゲート電極が存在するため、熱処理温度が４００度を超えると、ゲート電極の金属が酸化されて高抵抗化することがある。トランジスタを駆動する際、高抵抗化した分の電圧降下が生じることで電圧・電流特性は悪化する。ボトムコンタクト構成のトランジスタでは、活性層の下層にソース電極及びドレイン電極が存在するため、熱処理温度が４００度を超えると、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の電気的な接触が悪化し、やはりトランジスタの電圧・電流特性が悪化する。
すなわち、塗布液の焼成温度の最高値が３５０度以上４００度未満であれば、前述の問題は回避できる。活性層の半導体特性が充分優れ、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の接触抵抗が充分小さいことで、オン電流が大きく電界効果移動度が高いトランジスタが得られる。更に、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の接触がオーミックであることで、低い電圧に対しても正常動作するトランジスタが得られる。 The effect of setting the maximum heating temperature to 350 ° C or higher and lower than 400 ° C will be described below.
As a result of the studies by the present inventors, it was found that when the coating liquid is treated at a temperature of 350 ° C. or higher, the oxide semiconductor becomes a dense film and sufficient semiconductor characteristics can be obtained. If it is less than 350 degrees, the semiconductor characteristics are not sufficient and the mobility is lowered. Further, it was found that the deterioration of the characteristics of the lower layer can be suppressed by keeping the heat treatment temperature of the coating liquid from exceeding 400 degrees. In a transistor having a bottom gate configuration, since the gate electrode is present in the lower layer of the active layer, when the heat treatment temperature exceeds 400 ° C., the metal of the gate electrode may be oxidized to increase the resistance. When driving a transistor, the voltage drop due to the increased resistance causes the voltage / current characteristics to deteriorate. In a transistor having a bottom contact configuration, since the source electrode and the drain electrode are present in the lower layer of the active layer, when the heat treatment temperature exceeds 400 ° C., the electrical contact between the active layer and the source electrode and the drain electrode deteriorates. After all, the voltage and current characteristics of the transistor deteriorate.
That is, if the maximum value of the firing temperature of the coating liquid is 350 degrees or more and less than 400 degrees, the above-mentioned problem can be avoided. Since the semiconductor characteristics of the active layer are sufficiently excellent and the contact resistance between the active layer and the source electrode and the drain electrode is sufficiently small, a transistor having a large on-current and high field effect mobility can be obtained. Further, since the contact between the active layer and the source electrode and the drain electrode is ohmic, a transistor that operates normally even at a low voltage can be obtained.

＜＜酸化物半導体＞＞
前記酸化物半導体は、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＴｉの少なくともいずれかを含有するｎ型酸化物半導体であることが好ましい。 << Oxide semiconductor >>
The oxide semiconductor is preferably an n-type oxide semiconductor containing at least one of In, Zn, Sn, and Ti.

また、前記ｎ型酸化物半導体は、２価のカチオン、３価のカチオン、４価のカチオン、５価のカチオン、６価のカチオン、７価のカチオン、及び８価のカチオンの少なくともいずれかのドーパントで置換ドーピングされており、前記ドーパントの価数が、前記ｎ型酸化物半導体を構成する金属イオン（ただし、前記ドーパントを除く）の価数よりも大きいことが好ましい。なお、前記置換ドーピングは、ｎ型ドーピングともいう。 The n-type oxide semiconductor is at least one of a divalent cation, a trivalent cation, a tetravalent cation, a pentavalent cation, a hexavalent cation, a heptavalent cation, and an octavalent cation. It is preferably substituted and doped with a dopant, and the valence of the dopant is higher than the valence of the metal ions (however, excluding the dopant) constituting the n-type oxide semiconductor. The substitution doping is also referred to as n-type doping.

前記置換ドーピングは、前記活性層を形成する際の母層の原料にドーパントの原料を添加しておくことで容易に達成される。 The substitution doping is easily achieved by adding a raw material of a dopant to the raw material of the mother layer when forming the active layer.

置換ドーピングされたｎ型酸化物半導体においては、母相であるｎ型酸化物半導体を構成する金属イオンの一部が、価数がより大きいドーパントによって置換され、価数に差があることで過剰となり放出された電子がｎ型電導のキャリアとして寄与する。ドーパント元素の種類とドープ量の選択によってキャリア密度を容易かつ精密にコントロールすることができることから、所望のキャリア密度を持つ活性層を形成する材料として適している。 In the substitution-doped n-type oxide semiconductor, a part of the metal ions constituting the n-type oxide semiconductor which is the matrix is replaced by a dopant having a higher valence, which is excessive due to the difference in valence. The emitted electrons contribute as carriers for n-type conduction. Since the carrier density can be easily and precisely controlled by selecting the type of dopant element and the amount of doping, it is suitable as a material for forming an active layer having a desired carrier density.

ドーパントの種類は、イオン半径、配位数、軌道エネルギー等を考慮して選択することが好ましい。ドーパント濃度は、母相の材料、ドーパントの種類や置換するサイト、成膜プロセス、所望のトランジスタ特性等に応じて、適切に選択することができる。 The type of dopant is preferably selected in consideration of the ionic radius, coordination number, orbital energy and the like. The dopant concentration can be appropriately selected depending on the material of the matrix, the type of dopant, the site to be replaced, the film forming process, the desired transistor characteristics, and the like.

本発明者らの検討では、ｎ型酸化物半導体の母相として、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＴｉの少なくともいずれかを含有する酸化物を選択した場合に、置換ドーピングがより有効に機能し、より良好なトランジスタ特性が得られた。 In the study by the present inventors, when an oxide containing at least one of In, Zn, Sn, and Ti was selected as the matrix phase of the n-type oxide semiconductor, the substitution doping functioned more effectively. Better transistor characteristics were obtained.

また、組成や成膜プロセス条件の調整によって活性層中の酸素欠損を極力少なく抑え、キャリアが主に置換ドーピングによって生成されている状態とするのが好ましい。活性層中の酸素欠損を減らすには、成膜工程においてより多くの酸素を膜中に導入することが有効である。例えば、スパッタ法で活性層を形成する場合、スパッタ雰囲気中の酸素濃度を高めることで酸素欠損の少ない膜を形成できる。或いは、塗布プロセスによって活性層を形成する場合、焼成時の雰囲気中の酸素濃度を高めることで酸素欠損の少ない膜を形成できる。また、ｎ型酸化物半導体の組成によって、酸素欠損量を減少させることもできる。例えば、酸素との親和性の高い金属元素（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌｎ、及びアルカリ土類金属等）を一定量導入することで、酸素欠損の発生を抑制できる。 Further, it is preferable that the oxygen deficiency in the active layer is suppressed as much as possible by adjusting the composition and the film forming process conditions, and the carriers are mainly generated by substitution doping. In order to reduce oxygen deficiency in the active layer, it is effective to introduce more oxygen into the film in the film forming process. For example, when the active layer is formed by a sputtering method, a film having less oxygen deficiency can be formed by increasing the oxygen concentration in the sputtering atmosphere. Alternatively, when the active layer is formed by the coating process, a film having less oxygen deficiency can be formed by increasing the oxygen concentration in the atmosphere at the time of firing. Further, the amount of oxygen deficiency can be reduced depending on the composition of the n-type oxide semiconductor. For example, by introducing a certain amount of metal elements (Si, Ge, Zr, Hf, Al, Ga, Sc, Y, Ln, alkaline earth metals, etc.) having a high affinity for oxygen, oxygen deficiency can be generated. Can be suppressed.

−酸化物半導体形成用塗布液−
前記酸化物半導体形成用塗布液は、例えば、Ｉｎを含有する化合物、Ｚｎを含有する化合物、Ｓｎを含有する化合物、及びＴｉを含有する化合物の少なくともいずれかと、溶媒とを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。 -Coating liquid for forming oxide semiconductors-
The coating liquid for forming an oxide semiconductor contains, for example, at least one of an In-containing compound, a Zn-containing compound, a Sn-containing compound, and a Ti-containing compound, and a solvent, and is further required. It contains other ingredients accordingly.

前記Ｉｎを含有する化合物としては、例えば、Ｉｎの無機化合物、Ｉｎの有機化合物などが挙げられる。
前記Ｚｎを含有する化合物としては、例えば、Ｚｎの無機化合物、Ｚｎの有機化合物などが挙げられる。
前記Ｓｎを含有する化合物としては、例えば、Ｓｎの無機化合物、Ｓｎの有機化合物などが挙げられる。
前記Ｔｉを含有する化合物としては、例えば、Ｔｉの無機化合物、Ｔｉの有機化合物などが挙げられる。 Examples of the compound containing In include an inorganic compound of In and an organic compound of In.
Examples of the Zn-containing compound include an inorganic compound of Zn and an organic compound of Zn.
Examples of the Sn-containing compound include an inorganic compound of Sn and an organic compound of Sn.
Examples of the Ti-containing compound include an inorganic compound of Ti and an organic compound of Ti.

前記Ｉｎの無機化合物としては、例えば、Ｉｎの硝酸塩、Ｉｎの硫酸塩、Ｉｎの塩化物、Ｉｎのフッ化物、Ｉｎの臭化物、Ｉｎのよう化物などが挙げられる。
前記Ｚｎの無機化合物としては、例えば、Ｚｎの硝酸塩、Ｚｎの硫酸塩、Ｚｎの塩化物、Ｚｎのフッ化物、Ｚｎの臭化物、Ｚｎのよう化物などが挙げられる。
前記Ｓｎの無機化合物としては、例えば、Ｓｎの硝酸塩、Ｓｎの硫酸塩、Ｓｎの塩化物、Ｓｎのフッ化物、Ｓｎの臭化物、Ｓｎのよう化物などが挙げられる。
前記Ｔｉの無機化合物としては、例えば、Ｔｉの硝酸塩、Ｔｉの硫酸塩、Ｔｉの塩化物、Ｔｉのフッ化物、Ｔｉの臭化物、Ｔｉのよう化物などが挙げられる。 Examples of the inorganic compound of In include nitrate of In, sulfate of In, chloride of In, fluoride of In, bromide of In, and iodide of In.
Examples of the Zn inorganic compound include Zn nitrate, Zn sulfate, Zn chloride, Zn fluoride, Zn bromide, and Zn-like compound.
Examples of the Sn inorganic compound include Sn nitrate, Sn sulfate, Sn chloride, Sn fluoride, Sn bromide, and Sn iodide.
Examples of the Ti inorganic compound include Ti nitrate, Ti sulfate, Ti chloride, Ti fluoride, Ti bromide, Ti iodide and the like.

前記Ｉｎの有機化合物としては、Ｉｎと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記Ｉｎと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記Ｚｎの有機化合物としては、Ｚｎと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記Ｚｎと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記Ｓｎの有機化合物としては、Ｓｎと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記Ｓｎと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記Ｔｉの有機化合物としては、Ｔｉと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記Ｔｉと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。 The organic compound of In is not particularly limited as long as it is a compound having In and an organic group, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The In and the organic group are bonded by, for example, an ionic bond, a covalent bond, or a coordination bond.
The Zn organic compound is not particularly limited as long as it is a compound having Zn and an organic group, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The Zn and the organic group are bonded by, for example, an ionic bond, a covalent bond, or a coordination bond.
The Sn organic compound is not particularly limited as long as it is a compound having Sn and an organic group, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The Sn and the organic group are bonded by, for example, an ionic bond, a covalent bond, or a coordination bond.
The organic compound of Ti is not particularly limited as long as it is a compound having Ti and an organic group, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. The Ti and the organic group are bonded by, for example, an ionic bond, a covalent bond, or a coordination bond.

前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいスルホン酸基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数１〜６のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数１〜１０のアシルオキシ基、安息香酸のように一部がベンゼン環に置換されたアシルオキシ基、乳酸のように一部がヒドロキシ基に置換されたアシルオキシ基、シュウ酸、及びクエン酸のようにカルボニル基を２つ以上有するアシルオキシ基などが挙げられる。 The organic group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent may be used. Acyloxy group which may have a substituent, phenyl group which may have a substituent, an acetylacetonate group which may have a substituent, a sulfonic acid group which may have a substituent, and the like. Can be mentioned. Examples of the alkyl group include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the alkoxy group include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the acyloxy group include an acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, an acyloxy group partially substituted with a benzene ring such as benzoic acid, and an acyloxy group partially substituted with a hydroxy group such as lactic acid. Examples thereof include oxalic acid and an acyloxy group having two or more carbonyl groups such as citric acid.

前記溶媒としては、前記各種化合物を安定に溶解又は分散する溶媒であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、シメン、ペンチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ビシクロヘキシル、シクロヘキシルベンゼン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、テトラリン、デカリン、安息香酸エチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、炭酸プロピレン、２−エチルヘキサン酸、ミネラルスピリッツ、ジメチルプロピレンウレア、４−ブチロラクトン、２−メトキシエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、イソプロピルアルコール、メタノール、水などが挙げられる。 The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that stably dissolves or disperses the various compounds, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, toluene, xylene, mesitylene, simen, pentylbenzene, dodecyl, etc. Benzene, bicyclohexyl, cyclohexylbenzene, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, tetraline, decalin, ethyl benzoate, N, N-dimethylformamide, propylene carbonate, 2-ethylhexanoic acid, mineral spirits, dimethylpropylene urea , 4-Butyrolactone, 2-methoxyethanol, ethylene glycol, propylene glycol, isopropyl alcohol, methanol, water and the like.

前記活性層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。 The average thickness of the active layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 nm to 200 nm, more preferably 5 nm to 100 nm.

＜ゲート絶縁層＞
前記ゲート絶縁層としては、前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられた絶縁層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 <Gate insulating layer>
The gate insulating layer is not particularly limited as long as it is an insulating layer provided between the gate electrode and the active layer, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.

前記ゲート絶縁層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ_ｘ等の既に広く量産に利用されている材料や、Ｌａ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２等の高誘電率材料、ポリイミド（ＰＩ）やフッ素系樹脂等の有機材料などが挙げられる。
前記ゲート絶縁層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）等の真空成膜法、スピンコート、ダイコート、インクジェット等の印刷法などが挙げられる。 The material of the gate insulating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a material already widely used for mass production such as _{SiO 2} and SiN _{x , La 2} O ₃ and the like. Examples _{thereof include high dielectric constant materials such as HfO 2} and organic materials such as polyimide (PI) and fluorinated resins.
The method for forming the gate insulating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a vacuum film forming method such as sputtering, chemical vapor deposition (CVD), or atomic layer deposition (ALD). , Spin coating, die coating, printing methods such as inkjet, and the like.

また、前記ゲート絶縁層は、前述の前記ゲート絶縁層、即ち、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくともいずれかである第Ｂ元素とを含む常誘電体アモルファス酸化物であるゲート絶縁層であってもよい。そのため、前記ゲート絶縁層は、前述の前記ゲート絶縁層形成工程により形成された前記ゲート絶縁層であってもよい。即ち、本発明の他の態様においても、前記ゲート絶縁層を形成するための塗布液を塗布した後に、最高温度が３５０度以上４００度未満で加熱し、前記ゲート絶縁層を形成してもよい。 Further, the gate insulating layer is an ordinary dielectric containing the above-mentioned gate insulating layer, that is, an element A which is an alkaline earth metal and an element B which is at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid. It may be a gate insulating layer which is a body amorphous oxide. Therefore, the gate insulating layer may be the gate insulating layer formed by the gate insulating layer forming step described above. That is, also in another aspect of the present invention, after applying the coating liquid for forming the gate insulating layer, the gate insulating layer may be formed by heating at a maximum temperature of 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. ..

前記ゲート絶縁層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０ｎｍ〜３μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがより好ましい。 The average thickness of the gate insulating layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 50 nm to 3 μm, more preferably 100 nm to 1 μm.

＜ゲート電極形成工程及びゲート電極＞
前記ゲート電極形成工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述の前記ゲート電極形成工程などが挙げられる。
前記ゲート電極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述の前記ゲート電極などが挙げられる。 <Gate electrode forming process and gate electrode>
The gate electrode forming step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include the gate electrode forming step described above.
The gate electrode is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include the gate electrode described above.

＜ソース電極及びドレイン電極形成工程、及びソース電極及びドレイン電極＞
前記ソース電極及びドレイン電極形成工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述の前記ソース電極及びドレイン電極形成工程などが挙げられる。
前記ソース電極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述の前記ソース電極などが挙げられる。
前記ドレイン電極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述の前記ドレイン電極などが挙げられる。 <Source electrode and drain electrode forming process, and source electrode and drain electrode>
The source electrode and drain electrode forming steps are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include the source electrode and drain electrode forming steps described above.
The source electrode is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include the source electrode described above.
The drain electrode is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include the above-mentioned drain electrode.

前記電界効果型トランジスタの構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トップコンタクト・トップゲート型（図２）、ボトムコンタクト・トップゲート型（図３）、トップコンタクト・ボトムゲート型（図４）、ボトムコンタクト・ボトムゲート型（図５）などが挙げられる。 The structure of the field effect transistor is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a top contact top gate type (FIG. 2), a bottom contact top gate type (FIG. 3), and the like. Examples include a top contact / bottom gate type (FIG. 4) and a bottom contact / bottom gate type (FIG. 5).

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.

（実施例１）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−活性層の形成−
３５．４８８ｇ（０．１ｍｏｌ）の硝酸インジウム（Ｉｎ（ＮＯ_３）_３・３Ｈ_２Ｏ）を秤量し、プロピレングリコール１００ｍＬに溶解し、Ａ液とした。
０．３９６５ｇ（０．００１ｍｏｌ）の塩化タングステン（ＷＣｌ_６）を秤量し、プロピレングリコール１００ｍＬに溶解し、Ｂ液とした。
２．３３０ｇ（０．０１ｍｏｌ）の塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ_４）を秤量し、プロピレングリコール１００ｍＬに溶解し、Ｃ液とした。
Ａ液９９．９ｍＬ、Ｂ液１０ｍＬ、及びＣ液５０ｍＬと、メタノール８０ｍＬと２−メトキシエタノール８０ｍＬとを室温で混合撹拌し、ｎ型酸化物半導体形成用塗布液を作製した。
次に、ガラス基材上に上記ｎ型酸化物半導体形成用塗布液をスピンコート法により塗布し、３６０℃で１時間大気中で焼成しｎ型酸化物半導体膜を形成した。次に、フォトリソグラフィー法を用いて所望の形状にエッチングした。
これによって得られる活性層の酸素以外の元素の比率はＩｎ：Ｗ：Ｚｒ＝９９．９：０．１：５である。Ｉｎ（＋３価）に対してＷ（＋６価）が０．１ｍｏｌ％の濃度で置換ドープされており、これによってキャリアが発生する。Ｚｒは酸素欠損の発生を抑制する目的で加えている。 (Example 1)
<Manufacturing of field effect transistor>
-Formation of active layer-
Weighed indium nitrate _{(In (NO 3) 3 ·} 3H 2 O) of 35.488g (0.1mol), was dissolved in propylene glycol 100 mL, and an A solution.
0.3965 g (0.001 mol) of tungsten chloride (WCl ₆ ) was weighed and dissolved in 100 mL of propylene glycol to prepare solution B.
2.330 g (0.01 mol) of zirconium chloride (ZrCl ₄ ) was weighed and dissolved in 100 mL of propylene glycol to prepare solution C.
A coating solution for forming an n-type oxide semiconductor was prepared by mixing and stirring 99.9 mL of solution A, 10 mL of solution B, 50 mL of solution C, 80 mL of methanol and 80 mL of 2-methoxyethanol at room temperature.
Next, the coating liquid for forming an n-type oxide semiconductor was applied onto a glass substrate by a spin coating method and fired at 360 ° C. for 1 hour in the air to form an n-type oxide semiconductor film. Next, it was etched into a desired shape using a photolithography method.
The ratio of elements other than oxygen in the active layer obtained thereby is In: W: Zr = 99.9: 0.1: 5. W (+6 valence) is substituted-doped at a concentration of 0.1 mol% with respect to In (+3 valence), which causes carriers to be generated. Zr is added for the purpose of suppressing the occurrence of oxygen deficiency.

−ソース電極及びドレイン電極の形成−
前記活性層を含むガラス基材上に、真空蒸着法を用いて厚み１００ｎｍのソース電極及びドレイン電極を形成した。蒸着源にはＡｕを用いた。次に、フォトリソグラフィー法を用いてＡｕ膜を所望の形状にエッチングし、チャネル幅が３０μｍ、チャネル長が１０μｍとなるチャネル領域を形成した。 -Formation of source and drain electrodes-
A source electrode and a drain electrode having a thickness of 100 nm were formed on a glass substrate containing the active layer by a vacuum vapor deposition method. Au was used as the vapor deposition source. Next, the Au film was etched into a desired shape using a photolithography method to form a channel region having a channel width of 30 μm and a channel length of 10 μm.

−ゲート絶縁層の形成−
トルエン１０ｍＬにネオデカン酸ストロンチウム（Ｓｒ含量２０ｗｔ％）０．４３ｇを溶解し、これに２−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液（Ｌａ含量７ｗｔ％）４ｍＬと、２−エチルヘキサン酸ニオブ（ＩＶ）２−エチルヘキサン酸溶液（Ｎｂ含量１１ｗｔ％）０．８３ｍＬとを室温で混合撹拌し、絶縁膜形成用塗布液を得た。塗布液中の原子数の比率はＳｒ：Ｌａ：Ｎｂ＝１：２：１である。 -Formation of gate insulating layer-
0.43 g of strontium neodecanoate (Sr content 20 wt%) was dissolved in 10 mL of toluene, and 4 mL of 2-ethylhexanoate lanthanum toluene solution (La content 7 wt%) and 2-ethyl 2-ethylhexanoate niobium (IV) 2-ethyl were dissolved therein. 0.83 mL of a hexanoic acid solution (Nb content 11 wt%) was mixed and stirred at room temperature to obtain a coating solution for forming an insulating film. The ratio of the number of atoms in the coating liquid is Sr: La: Nb = 1: 2: 1.

前記活性層と前記ソース電極と前記ドレイン電極とを含むガラス基材上に前記絶縁膜形成用塗布液をスピンコートし、オーブンを用いて１２０℃大気中１時間で乾燥させた後、酸素雰囲気下で３６０℃３時間の焼成を行い、Ｓｒ−Ｌａ−Ｎｂ酸化物膜を形成した。平均厚みは１３２ｎｍであった。次に、フォトリソグラフィー法を用いてこのＳｒ−Ｌａ−Ｎｂ膜を所望の形状にエッチングした。 The coating liquid for forming an insulating film is spin-coated on a glass substrate containing the active layer, the source electrode, and the drain electrode, dried in an oven at 120 ° C. for 1 hour, and then in an oxygen atmosphere. Was fired at 360 ° C. for 3 hours to form an Sr-La-Nb oxide film. The average thickness was 132 nm. Next, the Sr-La-Nb film was etched into a desired shape using a photolithography method.

また、別の基板上に、上述のゲート絶縁層の形成条件と同じ条件で形成したＳｒ−Ｌａ−Ｎｂ酸化物膜をＡｌ電極で挟んだコンデンサ構造を作製し、この酸化物膜の比誘電率を計測したところ１１．７であった。 Further, a capacitor structure in which an Sr-La-Nb oxide film formed under the same conditions as the above-mentioned gate insulating layer formation condition is sandwiched between Al electrodes is formed on another substrate, and the relative permittivity of this oxide film is formed. Was measured and found to be 11.7.

−ゲート電極の形成−
前記活性層と前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記ゲート絶縁層とを含むガラス基材上に、１００ｎｍの厚さのＡｌ合金膜をスパッタで形成した。次に、Ａｌ合金膜をフォトリソグラフィー法によって所望の形状にエッチングし、ゲート電極とした。 -Formation of gate electrode-
An Al alloy film having a thickness of 100 nm was formed by sputtering on a glass substrate including the active layer, the source electrode, the drain electrode, and the gate insulating layer. Next, the Al alloy film was etched into a desired shape by a photolithography method to obtain a gate electrode.

以上のプロセスにより、図２に類似のトップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタを得た。 Through the above process, a top contact top gate type field effect transistor similar to that shown in FIG. 2 was obtained.

＜トランジスタ性能評価＞
得られた電界効果型トランジスタについて、半導体パラメータ・アナライザ装置（アジレントテクノロジー社製、半導体パラメータ・アナライザ４１５６Ｃ）を用いて、トランジスタ性能評価を実施した。ソース・ドレイン間電圧Ｖｄｓを２Ｖ或いは１０Ｖの２条件とし、ゲート電圧Ｖｇを−１５Ｖから＋１５Ｖに変化させてソース・ドレイン間電流Ｉｄｓを計測し、トランスファー特性（Ｖｇ−Ｉｄｓ特性）を評価した。Ｖｄｓ＝２Ｖの結果を図６に、Ｖｄｓ＝１０Ｖの結果を図７に示した。ゲート絶縁層を介したリーク電流を見積もるため、ゲート電流Ｉｇの絶対値も同図に示した。
飽和領域において電界効果移動度μを算出した。また、ゲート電流Ｉｇの絶対値の平均値を算出し、結果を表１に示した。
ゲート絶縁膜の焼成温度を３６０度とした実施例１の電界効果型トランジスタでは、Ｖｄｓが２Ｖの時と１０Ｖの時の両方で、μが１０ｃｍ^２／Ｖｓを超える良好な特性が得られている。また、｜Ｉｇ｜は充分小さく、ゲート絶縁膜が充分な絶縁性を有していることがわかる。すなわち、低い電圧で駆動しても特性が変わらず正常に動作するトランジスタが得られた。 <Transistor performance evaluation>
The obtained field effect transistor was evaluated for transistor performance using a semiconductor parameter analyzer device (semiconductor parameter analyzer 4156C manufactured by Agilent Technologies). The source-drain voltage Vds was set to 2V or 10V, the gate voltage Vg was changed from -15V to + 15V, the source-drain current Ids was measured, and the transfer characteristic (Vg-Ids characteristic) was evaluated. The result of Vds = 2V is shown in FIG. 6, and the result of Vds = 10V is shown in FIG. The absolute value of the gate current Ig is also shown in the figure in order to estimate the leakage current through the gate insulating layer.
The field effect mobility μ was calculated in the saturated region. In addition, the average value of the absolute values of the gate current Ig was calculated, and the results are shown in Table 1.
In the field-effect transistor of Example 1 in which the firing temperature of the gate insulating film is 360 degrees, good characteristics in which ^{μ exceeds 10 cm 2 / Vs are obtained at both when Vds is 2 V and when Vds is 10 V.} .. Further, | Ig | is sufficiently small, and it can be seen that the gate insulating film has sufficient insulating properties. That is, a transistor that operates normally without changing its characteristics even when driven at a low voltage was obtained.

（比較例１）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
ゲート絶縁層であるＳｒ−Ｌａ−Ｎｂ酸化物膜を焼成する時の条件を酸素雰囲気下４００度３時間に変えた他は、実施例１と同様にして電界効果型トランジスタを作製した。実施例１と同様に、このＳｒ−Ｌａ−Ｎｂ膜の比誘電率を計測したところ１２．１であった。厚さは１２０ｎｍであった。 (Comparative Example 1)
<Manufacturing of field effect transistor>
A field-effect transistor was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions for firing the Sr-La-Nb oxide film, which is the gate insulating layer, were changed to 400 ° C. for 3 hours under an oxygen atmosphere. Similar to Example 1, the relative permittivity of this Sr-La-Nb film was measured and found to be 12.1. The thickness was 120 nm.

＜トランジスタ性能評価＞
実施例１と同様にトランスファー特性を計測した。Ｖｄｓ＝２Ｖの結果を図８に、Ｖｄｓ＝１０Ｖの結果を図９に示した。実施例１と同様に電界効果移動度μとゲート電流Ｉｇの絶対値の平均値を算出した結果を表１に示した。
ゲート絶縁膜の焼成温度を４００度とした比較例１の電界効果型トランジスタでは、Ｖｄｓ＝２Ｖのトランスファー特性（図８）において、オン電流の値が極端に小さい。μも３．４ｃｍ^２／Ｖｓと小さい。図８のトランスファー特性では、オフ状態からオン状態への立ち上がりは良好であるものの、オン状態でＶｇを増加させた時にＶｇに追従してＩｄｓの値が増えていかない傾向が見て取れる。これは、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の接触抵抗が、チャネル部の活性層の抵抗と比べて無視できない程度に大きいことに起因する。一方、Ｖｄｓ＝１０Ｖとすると（図９）、μが１０ｃｍ^２／Ｖｓを超える特性が得られることから、活性層とソース電極及びドレイン電極との電気的な接触においては障壁が形成されており、これを超える電圧を印加すれば、活性層の本来の特性が反映された正常なトランジスタ特性が発現されることがわかる。すなわち、比較例１のトランジスタにおいては、ゲート絶縁膜を４００度で焼成した際に、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の接触状態が悪化したため、低い電圧ではトランジスタが正常に動作しなかった。 <Transistor performance evaluation>
The transfer characteristics were measured in the same manner as in Example 1. The result of Vds = 2V is shown in FIG. 8, and the result of Vds = 10V is shown in FIG. Table 1 shows the results of calculating the average value of the field effect mobility μ and the absolute value of the gate current Ig in the same manner as in Example 1.
In the field-effect transistor of Comparative Example 1 in which the firing temperature of the gate insulating film is 400 degrees, the on-current value is extremely small in the transfer characteristic (FIG. 8) of Vds = 2V. μ is also as small as ^{3.4 cm 2 / Vs.} In the transfer characteristics of FIG. 8, although the rise from the off state to the on state is good, it can be seen that the value of Ids does not increase following Vg when Vg is increased in the on state. This is because the contact resistance between the active layer and the source electrode and the drain electrode is so large that it cannot be ignored as compared with the resistance of the active layer in the channel portion. On the other hand, when Vds = 10V (FIG. 9), the ^{characteristic that μ exceeds 10 cm 2} / Vs can be obtained, so that a barrier is formed in the electrical contact between the active layer and the source electrode and the drain electrode. It can be seen that when a voltage exceeding this is applied, normal transistor characteristics that reflect the original characteristics of the active layer are exhibited. That is, in the transistor of Comparative Example 1, when the gate insulating film was fired at 400 degrees, the contact state between the active layer and the source electrode and the drain electrode deteriorated, so that the transistor did not operate normally at a low voltage. It was.

（実施例２〜５、比較例２）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
ゲート絶縁層であるＳｒ−Ｌａ−Ｎｂ酸化物膜を焼成する時の条件を表２に示した温度に変えた他は、実施例１と同様にして電界効果型トランジスタを作製した。 (Examples 2 to 5, Comparative Example 2)
<Manufacturing of field effect transistor>
A field-effect transistor was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions for firing the Sr-La-Nb oxide film, which is the gate insulating layer, were changed to the temperatures shown in Table 2.

＜トランジスタ性能評価＞
実施例１と同様にＶｄｓ＝２Ｖでトランスファー特性を計測し、電界効果移動度μとゲート電流の平均値 ｜Ｉｇ｜を算出した結果を表２に示した。また、比較例２の電界効果型トランジスタのトランスファー特性と｜Ｉｇ｜を図１０に示した。 <Transistor performance evaluation>
Table 2 shows the results of measuring the transfer characteristics at Vds = 2V in the same manner as in Example 1 and calculating the mean value | Ig | of the field effect mobility μ and the gate current. Further, the transfer characteristics and | Ig | of the field-effect transistor of Comparative Example 2 are shown in FIG.

表２の実施例２〜５より、ゲート絶縁層の焼成温度が３５０度から３９０度までの場合は、高い電界効果移動度と小さいゲート電流が保たれていることがわかる。すなわち、活性層とソース電極及びドレイン電極との間の電気的な接触は良好で、ゲート絶縁層の絶縁性も充分高い。一方、比較例２では、ゲート電流の値が実施例よりも１桁以上大きい。図１０を見ると、Ｖｇの変化に追従してゲート電流が変化していることがわかり、すなわちゲート絶縁層の絶縁性が充分でないために電圧に応じて絶縁層を介したリーク電流が発生している。 From Examples 2 to 5 in Table 2, it can be seen that when the firing temperature of the gate insulating layer is from 350 ° C. to 390 ° C., high field effect mobility and small gate current are maintained. That is, the electrical contact between the active layer and the source electrode and the drain electrode is good, and the insulating property of the gate insulating layer is sufficiently high. On the other hand, in Comparative Example 2, the value of the gate current is one digit or more larger than that of the Example. Looking at FIG. 10, it can be seen that the gate current changes following the change in Vg, that is, the insulation of the gate insulating layer is not sufficient, so that a leakage current is generated through the insulating layer according to the voltage. ing.

以上の結果より、ゲート絶縁層の焼成温度は、充分な絶縁性を確保するために３５０度以上である必要があり、加熱による下層の特性劣化を防ぐために４００度未満とすることが有効であることがわかった。 From the above results, the firing temperature of the gate insulating layer needs to be 350 degrees or higher in order to secure sufficient insulating properties, and it is effective to set it to less than 400 degrees in order to prevent deterioration of the characteristics of the lower layer due to heating. I understood it.

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ ゲート電圧を印加するためのゲート電極と、
電流を取り出すためのソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられ、酸化物半導体からなる活性層と、
前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられたゲート絶縁層と、
を備える電界効果型トランジスタの製造方法であって、
前記ゲート絶縁層が、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくともいずれかである第Ｂ元素とを含む常誘電体アモルファス酸化物であり、
前記ゲート絶縁層を形成するための塗布液を塗布した後に、最高温度が３５０度以上４００度未満で加熱し、前記ゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程を含む、
ことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜２＞ 前記ゲート絶縁層形成工程の前に、前記酸化物半導体を形成する活性層形成工程を含む、前記＜１＞に記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜３＞ 前記酸化物半導体が、前記酸化物半導体を形成するための塗布液を塗布して形成される前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜４＞ 前記酸化物半導体が、前記酸化物半導体を形成するための塗布液を塗布した後に、最高温度が４００度未満で加熱して形成される、前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜５＞ 前記ゲート絶縁層が、更に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくともいずれかである第Ｃ元素を含む前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜６＞ 前記酸化物半導体が、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＴｉの少なくともいずれかを含有するｎ型酸化物半導体である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜７＞ 前記ｎ型酸化物半導体が、２価のカチオン、３価のカチオン、４価のカチオン、５価のカチオン、６価のカチオン、７価のカチオン、及び８価のカチオンの少なくともいずれかのドーパントで置換ドーピングされており、
前記ドーパントの価数が、前記ｎ型酸化物半導体を構成する金属イオン（ただし、前記ドーパントを除く）の価数よりも大きい前記＜６＞に記載の電界効果型トランジスタの製造方法である。
＜８＞ ゲート電圧を印加するためのゲート電極と、
電流を取り出すためのソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及びドレイン電極に隣接して設けられ、酸化物半導体からなる活性層と、
前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられたゲート絶縁層と、
を備える電界効果型トランジスタの製造方法であって、
前記酸化物半導体を形成するための塗布液を塗布した後に、最高温度が３５０度以上４００度未満で加熱し、前記活性層を形成する活性層形成工程を含む、
ことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法である。 Aspects of the present invention are, for example, as follows.
<1> A gate electrode for applying a gate voltage and
Source and drain electrodes for extracting current,
An active layer provided adjacent to the source electrode and the drain electrode and made of an oxide semiconductor, and
A gate insulating layer provided between the gate electrode and the active layer,
It is a manufacturing method of a field effect transistor provided with
The gate insulating layer is a normal dielectric amorphous oxide containing an element A which is an alkaline earth metal and an element B which is at least one of Ga, Sc, Y, and a lanthanoid.
A gate insulating layer forming step of forming the gate insulating layer by heating at a maximum temperature of 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. after applying the coating liquid for forming the gate insulating layer is included.
This is a method for manufacturing a field effect transistor.
<2> The method for manufacturing a field effect transistor according to <1>, which includes an active layer forming step for forming the oxide semiconductor before the gate insulating layer forming step.
<3> The method for manufacturing a field-effect transistor according to any one of <1> to <2>, wherein the oxide semiconductor is formed by applying a coating liquid for forming the oxide semiconductor. ..
<4> Any of the above <1> to <3>, wherein the oxide semiconductor is formed by applying a coating liquid for forming the oxide semiconductor and then heating the oxide semiconductor at a maximum temperature of less than 400 degrees Celsius. This is a method for manufacturing a field effect transistor according to the above.
<5> The electric field effect according to any one of <1> to <4>, wherein the gate insulating layer further contains an element C which is at least one of Al, Ti, Zr, Hf, Nb, and Ta. This is a method for manufacturing a type transistor.
<6> The field effect transistor according to any one of <1> to <5>, wherein the oxide semiconductor is an n-type oxide semiconductor containing at least one of In, Zn, Sn, and Ti. It is a manufacturing method.
<7> The n-type oxide semiconductor is at least one of a divalent cation, a trivalent cation, a tetravalent cation, a pentavalent cation, a hexavalent cation, a heptavalent cation, and an octavalent cation. Is replaced with a dopant of
The method for manufacturing a field-effect transistor according to <6>, wherein the valence of the dopant is larger than the valence of the metal ions (however, excluding the dopant) constituting the n-type oxide semiconductor.
<8> A gate electrode for applying a gate voltage and
Source and drain electrodes for extracting current,
An active layer provided adjacent to the source electrode and the drain electrode and made of an oxide semiconductor, and
A gate insulating layer provided between the gate electrode and the active layer,
It is a manufacturing method of a field effect transistor provided with
After applying the coating liquid for forming the oxide semiconductor, the process includes an active layer forming step of heating at a maximum temperature of 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. to form the active layer.
This is a method for manufacturing a field effect transistor.

２１ 基材
２２ 活性層
２３ ソース電極
２４ ドレイン電極
２５ ゲート絶縁層
２６ ゲート電極 21 Base material 22 Active layer 23 Source electrode 24 Drain electrode 25 Gate insulating layer 26 Gate electrode

Ｋ．Ｎｏｍｕｒａ，他５名、「Ｒｏｏｍ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｕｓｉｎｇ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」、ＮＡＴＵＲＥ、ＶＯＬ４３２、Ｎｏ．２５、ＮＯＶＥＭＢＥＲ、２００４、ｐ．４８８−４９２K. Nomura, 5 others, "Room-temperature fabrication of semiconductor flexible thin-film transistors" 25, NOVEMBER, 2004, p. 488-492

Claims (8)

ゲート電極と、
ソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極に隣接して設けられ、酸化物半導体からなる活性層と、
前記ゲート電極と前記活性層との間に設けられたゲート絶縁層と、
を備える電界効果型トランジスタの製造方法であって、
前記ゲート絶縁層が、アルカリ土類金属である第Ａ元素と、Ｇａ、Ｓｃ、Ｙ、及びランタノイドの少なくともいずれかである第Ｂ元素と、を含む酸化物であり、
前記ゲート絶縁層を形成するための塗布液を塗布した後に、最高温度が３５０度以上４００度未満で加熱し、前記ゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程を含む、ことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。 With the gate electrode
Source and drain electrodes,
Provided adjacent to the source electrode and the drain electrode, an active layer made of an oxide semiconductor,
A gate insulating layer provided between the gate electrode and the active layer,
It is a manufacturing method of a field effect transistor provided with
The gate insulating layer, an acid compound containing a first element A is an alkaline earth metal, Ga, Sc, Y, and a second element B, at least either of the lanthanides, and
An electric field comprising a gate insulating layer forming step of heating at a maximum temperature of 350 ° C. or higher and lower than 400 ° C. after applying a coating liquid for forming the gate insulating layer. A method for manufacturing an effect transistor. 前記ゲート絶縁層形成工程の前に、前記酸化物半導体を形成する活性層形成工程を含む、請求項１に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 The method for manufacturing a field-effect transistor according to claim 1, further comprising an active layer forming step of forming the oxide semiconductor before the gate insulating layer forming step. 前記酸化物半導体が、前記酸化物半導体を形成するための塗布液を塗布して形成される請求項１から２のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 The method for manufacturing a field-effect transistor according to any one of claims 1 to 2, wherein the oxide semiconductor is formed by applying a coating liquid for forming the oxide semiconductor. 前記酸化物半導体が、前記酸化物半導体を形成するための塗布液を塗布した後に、最高温度が４００度未満で加熱して形成される、請求項１から３のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 The field effect type according to any one of claims 1 to 3, wherein the oxide semiconductor is formed by applying a coating liquid for forming the oxide semiconductor and then heating the oxide semiconductor at a maximum temperature of less than 400 degrees Celsius. Transistor manufacturing method. 前記ゲート絶縁層が、更に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、及びＴａの少なくともいずれかである第Ｃ元素を含む請求項１から４のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 The method for producing a field effect transistor according to any one of claims 1 to 4, wherein the gate insulating layer further contains an element C of at least one of Al, Ti, Zr, Hf, Nb, and Ta. 前記酸化物半導体が、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＴｉの少なくともいずれかを含有するｎ型酸化物半導体である請求項１から５のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 The method for manufacturing a field effect transistor according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide semiconductor is an n-type oxide semiconductor containing at least one of In, Zn, Sn, and Ti. 前記ｎ型酸化物半導体が、２価のカチオン、３価のカチオン、４価のカチオン、５価のカチオン、６価のカチオン、７価のカチオン、及び８価のカチオンの少なくともいずれかのドーパントで置換ドーピングされており、
前記ドーパントの価数が、前記ｎ型酸化物半導体を構成する金属イオン（ただし、前記ドーパントを除く）の価数よりも大きい請求項６に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。 The n-type oxide semiconductor is a dopant of at least one of a divalent cation, a trivalent cation, a tetravalent cation, a pentavalent cation, a hexavalent cation, a seven-valent cation, and an octavalent cation. It is substitutionally doped and
The method for manufacturing a field-effect transistor according to claim 6, wherein the valence of the dopant is larger than the valence of the metal ions (however, excluding the dopant) constituting the n-type oxide semiconductor. 前記第Ａ元素が、Ｍｇ、Ｃａ、及びＳｒのうちすくなくとも１つを含む請求項１から７のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
The method for producing a field-effect transistor according to any one of claims 1 to 7, wherein the element A contains at least one of Mg, Ca, and Sr.

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