TWI599622B - 形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液、金屬氧化物薄膜、場效電晶體及製造場效電晶體的方法 - Google Patents

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Description

形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液、金屬氧化物薄膜、場效電晶體及製造 場效電晶體的方法
本發明有關於一種形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液、一種金屬氧化物薄膜、一種場效電晶體以及一種製造場效電晶體的方法。
傳統上，已利用金屬氧化物，例如銻摻雜氧化錫(ATO)以及錫摻雜氧化銦(ITO)，作為用於顯示元件(例如，液晶顯示元件，以及電致發光顯示元件)電極的透明導電薄膜，或用於防止汽車、飛機或建築物的擋風玻璃或窗戶玻璃陰暗或結冰的熱元件。
近來，已發現為一類金屬氧化物的氧化物半導體，例如ZnO、In2O3以及In-Ga-Zn-O，與非晶矽相比為展現高載子遷移率的半導體。而且，已積極進行將該氧化物半導體用於主動層的場效電晶體(FET)的發展。
關於形成該金屬氧化物薄膜的方法，真空沉積與濺鍍是眾所周知的。例如，公開了一種薄半導體膜，其係利用真空成膜技術例如濺鍍所形成，包含銦、正二價元素(特別是，鋅、鎂、銅、鈷、鎳以及鈣)以及氧，且具有10-1Ωcm至108Ωcm的比電阻(例如參見PTL 1)。
然而，為了執行此問題，必須準備複雜且昂貴的裝置。而且，利用此方法難以形成大面積薄膜。
因此，關於能夠更簡單地形成大面積薄膜的方法，已積極地研發了一種金屬(半導體)奈米粒子墨水，其係藉由在氣相或液相中形成被稱為均具有1μm或更小直徑的奈米粒子的金屬或半導體粒子，以及將該奈米粒子分散到溶劑中而製備。然而，該金屬(半導體)奈米粒子墨水無法 避免在墨水箱或流道中分離、聚合以及分割，並且難以保證其一致的可分散性及儲存穩定性。因此，難以長時間使用該金屬(半導體)奈米粒子墨水。為了應用其中金屬或合金奈米粒子被分散的該墨水，以及經烘烤使該奈米粒子氧化到其內部，須在高溫下進行烘烤。因此，難以使金屬元素與氧之間的構成比例均一。而且，在使用其中氧化物奈米粒子被分散的墨水的情況下，難以製造出具有均一粒子直徑的奈米粒子，並且在烘烤期間難以減小奈米粒子之間的接觸電阻。
同時，考慮到使用塗佈液的塗佈方法，其中無機金屬化合物或有機金屬化合物被溶解在有機溶劑中，並且添加其他金屬作為活性劑以給予更高的導電性。在此種情況下，所含的化合物被均勻地溶解於溶劑中，因此幾乎不會導致該塗佈液中濃度的不均勻分佈或該塗佈液中的分離，並且該塗佈液能夠長時間使用。而且，利用此塗佈液製作的薄膜具有均勻的組分，因此當利用該薄膜作為場效電晶體的主動層時，其在性能方面具有優異的均勻性。
例如，為了形成具有高導電性及透光度的薄膜的目的，公開了一種用於形成透明導電膜的組成物，其包含無機銦化合物、鎂化合物以及能夠與銦配位的有機化合物(例如參見PTL2)。而且，公開了一種用於形成透明導電膜的組成物，其中硝酸銦、多元醇的冷凝物以及活性劑被溶解於有機溶劑中(例如參見PTL3)。
然而，這些已揭露的方法係與用於形成透明導電膜的組成物有關的方法，並且可獲得的透明導電膜不具有如場效電晶體的主動層一樣足夠的功能。因此，這種膜的使用受到了限制。
更進一步地，公開了一種金屬氧化物前驅體的溶液，其中金屬氧化物前驅體為有機金屬鹽，並且無機金屬鹽被溶解於為水或乙醇的溶劑中，以及一種包含將金屬氧化物前驅體的該溶液塗覆到基體上以形成氧化物半導體的方法(例如參見PTL4)。在此文獻中，論述了將所得到的氧化物半導體用於場效電晶體的主動層。
然而，PTL4中對金屬鹽的描述僅僅列出不包括在常溫常壓下為氣體的元素、貴金屬、鹵族、16族元素、屬於15族的P與As、以及放射性元素的金屬，並且只描述了在前述提及的金屬中，較佳的是包含從由銦、 錫以及鋅構成的群組中選出的至少其中一種。然而，依據已揭露的方法，一旦該溶液被塗覆到該基體上，那麼金屬氧化物前驅體的該溶液就稀薄地擴散在該基體上，因此所得到的氧化物半導體形狀的精確度低。
更進一步地，在藉由印刷處理，例如噴墨印刷、奈米壓印以及凹版印刷，來直接形成期望形狀的膜的情況下，研究在利用塑膠基板或具有50μm至70μm厚度的薄板玻璃捲撓式處理時進行印刷的系統，所述塑膠基板例如為聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。在此種情況下，因為考慮到熱電阻或減小基板的熱伸長，因此處理溫度的減小是極力企求的。
因此，目前存在對用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的需要，利用該塗佈液，能夠輕易地在低處理溫度下大面積生產具有期望體積電阻率的金屬氧化物薄膜，並且能夠以高精確度形成金屬氧化物薄膜的期望形狀。
引用檔案清單
專利文獻
PTL1：國際專利公開第WO 2007/058248號
PTL2：日本專利申請公開(JP-A)第06-96619號
PTL3：JP-A第07-320541號
PLT4：JP-A第2009-177149號
本發明旨在解決前述提及的本技術領域中的各種問題，以及達成如下目的。本發明的目的在於提供一種用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液，其能夠在低處理溫度下簡單地生產出具有令人滿意的體積電阻率的大面積金屬氧化物薄膜，並且能夠精確地形成金屬氧化物薄膜的期望形狀。
用於解決前述提及的問題的手段如下。 依據本發明之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液包含：一銦化合物； 從由一鎂化合物、一鈣化合物、一鍶化合物以及一鋇化合物所組成的群組中選出的至少其中一種；從由一包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、一包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及一包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物所組成的群組中選出的至少其中一種；以及一有機溶劑。
本發明能夠解決前述提及的本技術領域中的各種問題，並且能夠提供一種用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液，其能夠在低處理溫度下簡單地生產出具有令人滿意的體積電阻率的大面積金屬氧化物薄膜，並且能夠精確地形成金屬氧化物薄膜的期望形狀。
1‧‧‧基底
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘絕緣層
4‧‧‧源極電極
5‧‧‧汲極電極
6‧‧‧主動層
第1圖為舉例說明底閘/底接觸的場效電晶體的一個示例的示意性結構圖；第2圖為舉例說明底閘/頂接觸的場效電晶體的一個示例的示意性結構圖；第3圖為舉例說明頂閘/底接觸的場效電晶體的一個示例的示意性結構圖；第4圖為舉例說明頂閘/頂接觸的場效電晶體的一個示例的示意性結構圖；第5A圖為舉例說明依據本發明之形成場效電晶體用的方法的一個示例的圖示(第1部分)；第5B圖為舉例說明依據本發明之形成場效電晶體用的方法的一個示例的圖示(第2部分)；第5C圖為舉例說明依據本發明之形成場效電晶體用的方法的一個示例的圖示(第3部分)；第5D圖為舉例說明依據本發明之形成場效電晶體用的方法的一個示例的圖示(第4部分)；第6圖為舉例說明形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液的塗佈性能優異的狀態的示意圖；第7圖為舉例說明形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液的塗佈性能不理想的狀態的示意圖；以及 第8圖為示出示例1中所製造的場效電晶體中的閘電極Vgs與源極和汲極之間的電流Ids之間關係的曲線圖。
(用於金屬氧化物薄膜的塗佈液)
依據本發明之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液至少包含：銦化合物；從由鎂化合物、鈣化合物、鍶化合物以及鋇化合物所組成的群組中選出的至少其中一種；從由包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物所組成的群組中選出的至少其中一種；以及有機溶劑。依據必要性，該塗佈液可進一步包含其他成分。
用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液較佳地為其中有機金屬化合物或無機金屬化合物被溶解於有機溶劑中的塗佈液。該有機金屬化合物與該無機金屬化合物不受限，只要它們能夠被均勻地溶解於該有機溶劑中，並且可形成分離的離子即可。在該有機金屬化合物或該無機金屬化合物被溶解於用於形成金屬氧化物薄膜的該塗佈液中的情況下，幾乎不會導致用於形成金屬氧化物薄膜的該塗佈液中的分離或濃度的不均勻分佈，因此用於形成金屬氧化物薄膜的該塗佈液能夠長時間使用。而且，利用塗佈膜生產出的薄膜具有均勻的組分，因此，在利用該薄膜作為場效電晶體的主動層的情況下，該薄膜在其性能方面具有優異的均勻性。
用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的使用能夠提供具有令人滿意的體積電阻率的金屬氧化物薄膜。
要注意的是，用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液還能夠隨著其狀態，例如其中溶解有構成要素的溶劑類型以及金屬化合物的濃度，控制產生的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)的體積電阻率。而且，還可藉由利用金屬元素例如錫、鉬、銻以及鎢代替構成In-Mg基氧化物、In-Ca基氧化物、In-Sr基氧化物以及In-Ba基氧化物的每種元素的部分，來控制其體積電阻率。
更進一步地，可藉由在塗佈之後進行熱處理的條件，具體地，烘烤溫度、烘烤持續的時間、加熱速度、冷卻速度以及烘烤的氣氛(氣體分數以及壓力)，來控制其體積電阻率。
而且，也可利用原材料的分解以及由於光導致反應的加速作用。由於其體積電阻率隨著在成膜後進行的退火處理而改變，因此用於優化退火處理溫度或氣氛的方法也是有效的。
<銦化合物>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該銦化合物，其示例包括有機銦化合物以及無機銦化合物。
-有機銦化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機銦化合物，只要其為包含銦與有機基團的化合物即可。所述銦與有機基團結合在一起，例如，離子鍵、共價鍵或配位鍵。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機基團，其示例包括可含有取代基的烷氧基、可含有取代基的醯氧基以及可含有取代基的乙醯丙酮基。該烷氧基的示例包括C1-C6烷氧基。該醯氧基的示例包括C1-C10醯氧基。
該取代基的示例包括鹵素以及四氫糠基。
該有機銦化合物的示例包括三乙氧基銦、2-乙基己酸銦以及乙醯丙酮銦。
-無機銦化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該無機銦化合物，其示例包括含氧酸銦、鹵化銦、氫氧化銦以及氰化銦(indium cyanidate)。
該含氧酸銦的示例包括硝酸銦、硫酸銦、碳酸銦以及磷酸銦。
該鹵化銦包括氯化銦、溴化銦以及碘化銦。
其中，較佳的是含氧酸銦與鹵化銦，因為它們對各種溶劑均具有高溶解度，更佳的是硝酸銦、硫酸銦以及氯化銦。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該硝酸銦，其示例包括硝酸銦水合物。該硝酸銦水合物的示例包括硝酸銦三水合物、硝酸銦五水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該硫酸銦，其示例包括無水硫酸銦以及硫酸銦水合物。該硫酸銦水合物的示例包括硫酸銦九水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇氯化銦，其示例包括氯化銦水合物。該氯化銦水合物的示例包括氯化銦四水合物。
該些銦化合物可以合成來使用，或從商業產品中選擇。
<鎂化合物>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該鎂化合物，其示例包括有機鎂化合物與無機鎂化合物。
-有機鎂化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機鎂化合物，只要其為包含鎂及有機基團的化合物即可。所述鎂與有機基團鍵合在一起，例如，離子鍵、共價鍵或配位鍵。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機基團，其示例包括所述有機銦化合物的說明中所列的有機基團。
該有機鎂化合物的示例包括2-乙基己酸鎂、乙醇鎂、甲醇鎂、甲氧基乙醇鎂以及乙醯丙酮鎂。
-無機鎂化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該無機鎂化合物，其示例包括含氧酸鎂、鹵化鎂、氫氧化鎂以及氰化鎂(magnesium cyanidate)。
該含氧酸鎂的示例包括硝酸鎂、硫酸鎂、碳酸鎂以及磷酸鎂。
該鹵化鎂的示例包括氯化鎂、溴化鎂以及碘化鎂。
其中，較佳的是含氧酸鎂與鹵化鎂，因為它們對各種溶劑均具有高溶解度，更佳的是硝酸鎂、硫酸鎂以及氯化鎂。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該硝酸鎂，其示例包括硝酸鎂水合物。該硝酸鎂水合物的示例包括硝酸鎂三水合物以及硝酸鎂六水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該硫酸鎂，其示例包括硫酸鎂水合物。該硫酸鎂水合物的示例包括硫酸鎂一水合物以及硫酸鎂七水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該氯化鎂，其示例包括氯化鎂水合物。該氯化鎂水合物的示例包括氯化鎂六水合物。
該些鎂化合物可以合成來使用，或從商業產品中選擇。
<鈣化合物>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該鈣化合物，其示例包括有機鈣化合物與無機鈣化合物。
-有機鈣化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機鈣化合物，只要其為包括鈣及有機基團的化合物即可。所述鈣與有機基團鍵合在一起，例如，通過離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵合。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機基團，其示例包括所述有機銦化合物的說明中所列的有機基團。
該有機鈣化合物的示例包括2-乙基己酸鈣、乙醇鈣、甲醇鈣、甲氧基乙醇鈣以及乙醯丙酮鈣。
-無機鈣化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該無機鈣化合物，其示例包括含氧酸鈣、鹵化鈣、氫氧化鈣以及氰化鈣(calcium cyanidate)。
該含氧酸鈣的示例包括硝酸鈣、硫酸鈣、碳酸鈣以及磷酸鈣。
該鹵化鈣的示例包括氯化鈣、溴化鈣以及碘化鈣。
其中，較佳的是含氧酸鈣與鹵化鈣，因為它們對各種溶劑均具有高溶解度，更佳的是硝酸鈣、硫酸鈣以及氯化鈣。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該硝酸鈣，其示例包括硝酸鈣水合物。該硝酸鈣水合物的示例包括硝酸鈣三水合物、硝酸鈣四水合物以及硝酸鈣六水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該硫酸鈣，其示例包括硫酸鈣水合物。該硫酸鈣水合物的示例包括硫酸鈣一水合物、硫酸鈣七水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該氯化鈣，其示例包括氯化鈣水合物。該氯化鈣水合物的示例包括氯化鈣六水合物。
該些鈣化合物可以合成來使用，或從商業產品中選擇。
<鍶化合物>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該鍶化合物，其示例包括有機鍶化合物與無機鍶化合物。
-有機鍶化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機鍶化合物，只要其為包含鍶及有機基團的化合物即可。所述鍶與有機基團鍵合在一起，例如，離子鍵、共價鍵或配位鍵。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機基團，其示例包括所述有機銦化合物的說明中所列的有機基團。
該有機鍶化合物的示例包括2-乙基己酸鍶、乙醇鍶、甲醇鍶、甲氧基乙醇鍶以及乙醯丙酮鍶。
-無機鍶化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該無機鍶化合物，其示例包括含氧酸鍶、鹵化鍶、氫氧化鍶以及氰化鍶(strontium cyanidate)。
該含氧酸鍶的示例包括硝酸鍶、硫酸鍶、碳酸鍶以及磷酸鍶。
該鹵化鍶的示例包括氯化鍶、溴化鍶以及碘化鍶。
其中，較佳的是含氧酸鍶與鹵化鍶，因為它們對各種溶劑均具有高溶解度，更佳的是硝酸鍶、硫酸鍶以及氯化鍶。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該硝酸鍶，其示例包括硝酸鍶水合物。該硝酸鍶水合物的示例包括硝酸鍶三水合物以及硝酸鍶六水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該硫酸鍶，其示例包括無水硫酸鍶以及硫酸鍶水合物。該硫酸鍶水合物的示例包括硫酸鍶二水合物以及硫酸鍶七水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該氯化鍶，其示例包括無水氯化鍶以及氯化鍶水合物。該氯化鍶水合物的示例包括氯化鍶二水合物、氯化鍶四水合物以及氯化鍶六水合物。
該些鍶化合物可以合成來使用，或從商業產品中選擇。
<鋇化合物>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該鋇化合物，其示例包括有機鋇化合物與無機鋇化合物。
-有機鋇化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機鋇化合物，只要其為包含鋇及有機基團的化合物即可。所述鋇與有機基團鍵合在一起，例如，離子鍵、共價鍵或配位鍵。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機基團，其示例包括所述有機銦化合物的說明中所列的有機基團。
該有機鋇化合物的示例包括雙四氫糠基氧化鋇(barium bistetrahydrofurfuryloxide)、2-乙基己酸鋇以及乙醯丙酮鋇。
-無機鋇化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該無機鋇化合物，其示例包括含氧酸鋇、鹵化鋇、氫氧化鋇以及barium cyanidate。
該含氧酸鋇的示例包括硝酸鋇、醋酸鋇、碳酸鋇以及磷酸鋇。
該鹵化鋇的示例包括氯化鋇、溴化鋇以及碘化鋇。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該氯化鋇，其示例包括無水氯化鋇以及氯化鋇水合物。該氯化鋇水合物的示例包括氯化鋇二水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該溴化鋇，其示例包括無水溴化鋇以及溴化鋇水合物。該溴化鋇水合物的示例包括溴化鋇二水合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該碘化鋇，其示例包括無水碘化鋇以及碘化鋇水合物。該碘化鋇水合物的示例包括碘化鋇一水合物以及碘化鋇二水合物。
其中，較佳的是雙四氫糠基氧化鋇(barium bistetrahydrofurfuryloxide)、硝酸鋇、碳酸鋇、醋酸鋇、氫氧化鋇、氯化鋇、溴化鋇以及碘化鋇，因為它們對各種溶劑均具有高溶解度，更佳的是雙四氫糠基氧化鋇、氯化鋇、溴化鋇以及碘化鋇。
該些鋇化合物可以合成來使用，或從商業產品中選擇。
<包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇所述包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物，其示例包括有機金屬化合物與無機金屬化合物。
氧化數的最大正值為IV的金屬的示例包括鍺、錫、鈦、鋯以及鉿。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇所述包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物，其示例包括有機金屬化合物與無機金屬化合物。
氧化數的最大正值為V的金屬的示例包括釩、鈮、鉭以及銻。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇所述包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物，其示例包括有機金屬化合物與無機金屬化合物。
氧化數的最大正值為VI的金屬的示例包括鉬與鎢。
在包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物中的金屬在化合物中不必具有正的最大氧化值。
較佳的是，當金屬與其他原材料混合、溶解或烘烤時，金屬取正的氧化數最大值。
-有機金屬化合物-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇在包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物中的有機金屬化合物，只要它們均為包含金屬及有機基團的化合物即可。所述金屬與有機基團鍵合在一起，例如，離子鍵、共價鍵或配位鍵。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機基團，其示例包括所述有機銦化合物的說明中所列的有機基團。
該有機金屬化合物的示例包括2-乙基己酸金屬、金屬乙醇鹽、金屬甲醇鹽、金屬甲氧基乙醇鹽、金屬醋酸鹽以及乙醯丙酮金屬。
-無機金屬化合物-
在包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物的每一種中的該無機金屬化合物的示例包括含氧酸的金屬鹽、鹵化金屬、金屬氫氧化物、金屬氧化物、金屬氯氧化物、羰基金屬以及金屬氰化物(metal cyanidate)。
該含氧酸的金屬鹽的示例包括硝酸的金屬鹽、硫酸的金屬鹽、碳酸的金屬鹽以及磷酸的金屬鹽。
該鹵化金屬的示例包括金屬氯化物、金屬溴化物以及金屬碘化物。
其中，較佳的是該含氧酸的金屬鹽與該鹵化金屬，因為它們對各種溶劑均具有高溶解度，更佳的是該硝酸的金屬鹽與該金屬氯化物。
該些化合物可以合成來使用，或從商業產品中選擇。
為了獲得與氧化數的最大正值為IV的金屬、氧化數的最大正值為V的金屬、以及氧化數的最大正值為VI的金屬的n型取代摻雜，必須將具有較大化合價的取代陽離子引入到要被取代的陽離子側，並且保持局部秩序。即使在X射線衍射下看上去是無定形(在遠距離結構中無週期性)的情況下，仍保持短距離結構與中距離結構。因此，只要適當能級的摻雜 物能夠被引入到要被取代的陽離子側，就產生載體。藉由用具有較大化合價的摻雜物，亦即，選自由四價金屬離子、五價金屬離子以及六價金屬離子組成的群組中的至少其中一種，取代二價鎂離子、二價鈣離子、二價鍶離子、二價鋇離子或三價銦離子，能夠產生電子載體，從而進行n型摻雜。
較佳地，用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中的銦化合物的銦原子數(A)與鎂化合物的鎂原子數、鈣化合物的鈣原子數、鍶化合物的鍶原子數以及鋇化合物的鋇原子數的總和(B)滿足以下公式(1)。
要注意的是，所述銦原子、鎂原子、鈣原子、鍶原子以及鋇原子可為離子態。
而且，較佳地，用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中的銦化合物的銦原子數(A)與包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物的金屬(D金屬)原子總數(C)滿足以下公式(2)。
要注意的是，所述銦原子與D金屬原子可為離子態。
可以確定滿足公式(1)或公式(2)或既滿足公式(1)又滿足公式(2)的用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液作為用於形成氧化物半導體膜的塗佈液。
已知藉由濺鍍形成的銦氧化物膜通過添加百分之幾到大約20%的錫、鋅或鎵，可達到低電阻率，即大約10-3Ωcm至大約10-4Ωcm。然而，此種低體積電阻率的膜沒有有效地作用為場效電晶體主動層。
可控制藉塗覆用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液而形成的氧化物半導體膜的體積電阻率，達到該氧化物半導體膜能夠有效地作用為場效電晶體的主動層應具有的體積電阻率，因為用於形成金屬氧化物薄膜的塗 佈液滿足公式(1)或公式(2)或既滿足公式(1)又滿足公式(2)，較佳的是既滿足公式(1)又滿足公式(2)。
當[B/A]小於0.04或大於0.5時，產生的氧化物半導體膜的體積電阻率太高，因此利用此種氧化物半導體膜作為主動層的場效電晶體具有低開/關比，且可能不會展現出優異的電晶體性能。
當[C/A]小於0.0001時，產生的氧化物半導體膜受到氧缺陷的敏感影響，因此對於獲得優異性能的製程裕度可能會變窄。當[C/A]大於0.1時，產生的氧化物半導體膜的體積電阻率增加而降低了遷移率，並且由於添加的元素的分凝，可能會削弱均勻性。
用作用於顯示器驅動電路的場效電晶體主動層的氧化物半導體膜需要具有高載子遷移率，以及需要具有所謂的常關型的性能。為了實現高載子遷移率以及常關型的性能，較佳的是，將氧化物半導體膜的體積電阻率控制在10-2Ωcm與109Ωcm的範圍。
在用作主動層的金屬氧化物薄膜的體積電阻率高的情況下，在藉由控制閘電壓而創造的導通狀態下難以實現高載子遷移率。因此，該金屬氧化物薄膜的體積電阻率最好為106Ωcm或更低。
在用作主動層的金屬氧化物薄膜的體積電阻率低的情況下，在藉由控制閘電壓而創造的關閉狀態下難以控制Ids(汲極與源極之間的電流)。因此，該金屬氧化物薄膜的體積電阻率最好為10-1Ωcm或更大。
金屬氧化物的體積電阻率ρ(Ωcm)係依據以下公式(3)而確定。
ρ=1/nQμ 公式(3)
在公式(3)中，Q(C)為載子電荷，n(數量/m3)為載子密度，以及μ(m2/V/s)為載子遷移率。
因此，可藉由改變這些n、Q以及μ來控制體積電阻率。
該金屬氧化物薄膜的體積電阻率的控制方法的具體示例典型地包括一種藉由調整膜中的氧含量(氧濃度不足)來改變載子密度的方法， 以及一種藉由以具有不同化合價的陽離子取代部分陽離子來改變載子密度的方法。
特別是，藉由以具有較大化合價的取代陽離子取代該金屬氧化物薄膜中二價或三價未被取代的陽離子，能夠有效地產生載子。因此，由於提高了氧的不足，故在烘烤制程中不必產生載子，所以降低了處理溫度。
至於由用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液形成的氧化物半導體膜的體積電阻率的控制方法，最有效的是滿足公式(1)和(2)。藉由滿足公式(1)和(2)，能夠得到有效作為場效電晶體主動層的氧化物半導體膜。
<有機溶劑>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該有機溶劑，但該有機溶劑較佳為乙二醇醚及/或二醇。具體地，形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液較佳包含所述乙二醇醚或二醇，或包含其二者。
-乙二醇醚-
在用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中利用所述乙二醇醚可有助於形成具有高均勻性及較少缺陷的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)，因為所述乙二醇醚非常好地溶解了所述的銦化合物、鎂化合物、鈣化合物、鍶化合物、鋇化合物、包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物，並且溶解後的穩定性高。
而且，在所述金屬氧化物薄膜中所述乙二醇醚的使用實現了以高精確度形成金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體)的期望形狀。
考慮到所述乙二醇醚具有還原劑的作用。隨著為n型半導體的In-Mg基氧化物半導體、為n型半導體的In-Ga基氧化物半導體、為n型半導體的In-Sr基氧化物半導體、以及為n型半導體的In-Ba基氧化物半導體產生導電電子，而產生氧缺陷。因此，該些材料在等價物轉移到還原側時變成高導電性材料。由於用於形成金屬氧化物薄膜的該塗佈液包含所述乙二醇醚，因此在塗覆後進行熱處理時產生還原，從而製作出具有低體積電阻率的氧化物半導體膜。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇所述乙二醇醚，但其較佳為亞烷基二醇單烷基醚。所述乙二醇醚的碳原子數較佳為3至6個。
所述亞烷基二醇單烷基醚較佳為選自乙二醇單***、乙二醇單甲醚、乙二醇單正丙醚、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁醚以及乙二醇單異丁醚所組成的群組的至少其中一種。該些亞烷基二醇單烷基醚具有不是很高的沸點，即大約120℃至大約180℃，並且具有高蒸發速度，故乾燥快。因此，利用任意該些亞烷基二醇單烷基醚之用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液並不藉由變濕而不期望地擴散。上述較佳化合物的使用能夠減小烘烤溫度，且能夠在相對較短的期間內實現烘烤。而且，在烘烤之後，金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)具有較少雜質，例如碳，以及有機物質。結果，提高了載子遷移率。在描述閘電壓Vgs與利用氧化物半導體膜作為主動層的場效電晶體的源極電極與汲極電極之間的電流Ids之間關係的圖示中，因此當從關閉切換到導通時的上升梯度增加，這使得切換性能優異，從而降低驅動電壓以獲得必要的導通電流。
這些可以單獨使用，或結合使用。
在具有相對較高沸點的溶劑例如二醇與所述亞烷基二醇單烷基醚混合的情況下，例如，由於共沸性，大量高沸點溶劑隨低沸點溶劑一起蒸發掉。因此，能夠預料到迅速煎用於形成金屬氧化物薄膜的該塗佈液的效果。由於已藉由噴墨印刷噴出並藉由噴射在基板上擴散的塗佈液迅速蒸發，因此已溶解於該塗佈液中的金屬氧化物被沉澱為均勻的組合物，並且使烘烤後得到的金屬氧化物薄膜的組合物均勻。而且，乾燥期間的金屬氧化物薄膜的形狀為具有較小不規則性且相對平滑的形狀。
在用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液僅包含具有高沸點的溶劑，或該高沸點溶劑在用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的整個溶劑中的含量過高的情況下，要花費很長時間來乾燥噴射在基板上的塗佈液，因此難以控制乾燥後膜的形狀。在必須於一個位置重疊印刷以形成大厚度金屬氧化物薄膜的情況下，難以沿著基板表面的方向以及膜厚度的方向控制膜的形狀，因為塗佈液是在溶劑蒸發之前印刷並重疊在沉積於基板表面上的塗佈液上。
在具有小分子量的低沸點溶劑在用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中使用的情況下，塗佈液的揮發性高。因此，溶劑容易在噴墨噴嘴內部或在噴嘴的邊緣處蒸發掉，因此會改變塗佈液(墨水)的濃度使其中包含的成分沉澱或導致噴嘴堵塞。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中的乙二醇醚的量，但其量較佳為以品質計10%至以品質計80%。當其量小於以品質計10%時，不能達到上述效果(形成具有高均勻性以及較少缺陷的金屬氧化物薄膜的效果，以高精確度形成期望形狀的金屬氧化物薄膜的效果，以及提供具有低體積電阻率的氧化物半導體膜的效果)。當其量大於以品質計80%時，可一次塗覆成形的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)的厚度會變薄。
-二醇-
所述乙二醇醚較佳與二醇結合來使用。當所述乙二醇醚與二醇結合來使用時，在藉由噴墨印刷來塗覆用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的情況下，由於二醇的作用，可防止隨著溶劑的乾燥可能導致的噴墨噴嘴堵塞。而且，因為乙二醇醚的作用，沉積於基底等上的塗佈液被迅速乾燥，並且可抑制塗佈液擴散到不必要的區域。當生產場效電晶體時，例如，沉積於通道上的塗佈液被迅速乾燥，從而防止塗佈液擴散到除通道區域之外的區域。
由於所述乙二醇醚一般為低黏性的，即，具有大約1.3cP至大約3.5cP的黏度，因此藉由與具有高黏度的二醇混合可輕易調整用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的黏度。
考慮到二醇與銦鹽、鎂鹽、鈣鹽、鍶鹽、鋇鹽以及摻雜物金屬鹽的配位元，以及用來增強金屬鹽的熱穩定性。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇二醇，但其較佳為鏈烷二醇以及二亞烷基二醇。該二醇的碳原子數較佳為2至4個。當碳原子數為5個或更高時，其揮發性低，二醇往往會殘留在形成的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)中，因此烘烤後的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)的密實度會降低。而且，在利用具有低密實度的氧化物半導體膜的情況下，載子遷移率降低，因而導通電流會降低。
由於C2-C4二醇具有大約180℃至250℃的沸點，因此二醇在塗覆用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液之後進行烘烤時被蒸發掉，因此二醇幾乎不殘留在產生的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)中。該C2-C4二醇具有大約10cP至大約110cP的黏度，因此在例如藉由噴墨印刷塗覆塗佈液的情況下，具有當塗佈液處於基板等上時抑制用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液擴散的效果。
鑒於烘烤溫度以及烘烤後金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)的密實度，更佳地，二醇為選自由二甘醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、以及1,3-丁二醇組成的群組的至少其中一種。
這些可以單獨使用，或結合使用。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中有機溶劑的量，但其量較佳為以品質計50%至以品質計97%，更佳的是以品質計80%至以品質計97%。當其量小於以品質計50%時，用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中的無機金屬化合物的濃度變得過高，因此由於溶劑的蒸發，無機金屬化合物的沉澱往往發生在噴嘴的邊緣。在大部分平衡劑為典型的無機溶劑水的情況下，產生的塗佈液的表面張力高，即72dyn/cm，因此藉由噴墨產生的塗佈液的噴射能力匱乏。由於水的沸點低，即100℃，所以產生的塗佈液(墨水)在噴嘴的邊緣迅速乾燥，這往往導致該噴嘴堵塞。當有機溶劑的量大於以品質計97%時，乾燥產生的塗佈液之後的無機金屬化合物的沉積量小，因此塗覆達到金屬氧化物薄膜的必要厚度的塗層數增加，降低了產率。當有機溶劑的量在前述更佳的範圍內時，產生的塗佈液的表面張力變小，這對於噴射能力以及乾燥性能而言是有利的。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取金屬氧化物薄膜原料(例如，所述銦化合物、鎂化合物、鈣化合物、鍶化合物以及鋇化合物)對用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中的有機溶劑(例如，二醇或乙二醇醚)的比例，但較佳的是，金屬氧化物薄膜原料的總量相對於1L有機溶劑為0.1mol至0.5mol。當其比例小於0.1mol時，烘烤後形成的金屬氧化物薄膜的厚度變得極薄，因此可能難以形成連續的膜。而且，須重複進行塗覆與乾燥來得到必要厚度的金屬氧化物薄膜。當其比例大於 0.5mol時，在藉由噴墨印刷塗覆產生的塗佈液的情況下，在噴墨噴嘴邊緣發生噴嘴堵塞的頻率會變高。
在用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中，銦化合物、從由鎂化合物、鈣化合物、鍶化合物以及鋇化合物所組成的群組中選出的至少其中一種、以及從由包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物所組成的群組中選出的至少其中一種較佳溶解於有機溶劑中。
<用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的製造方法>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇用於形成金屬氧化物薄膜的該塗佈液的製造方法，其示例包括以下方法：分別製備金屬鹽的二醇溶液與金屬鹽的乙二醇醚溶液，然後以預定比例混合該些溶液。
依據本發明用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液適合作為用於生產金屬氧化物薄膜的塗佈液，並且滿足公式(1)或公式(2)、或既滿足公式(1)又滿足公式(2)(較佳為既滿足公式(1)又滿足公式(2))的用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液(用於形成氧化物半導體膜的塗佈液)尤其適合作為用於生產場效電晶體主動層的塗佈液。
(金屬氧化物薄膜)
本發明的金屬氧化物薄膜係藉由將用於形成本發明金屬氧化物薄膜的塗佈液塗覆到欲塗覆的基底上並乾燥，然後烘烤而得到。
該金屬氧化物薄膜的示例包括氧化物半導體膜。
在使用滿足公式(1)或公式(2)、或既滿足公式(1)又滿足公式(2)(較佳為既滿足公式(1)又滿足公式(2))的用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液(用於形成氧化物半導體膜的塗佈液)作為用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的情況下，得到了特別適合作為場效電晶體主動層的氧化物半導體膜。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該欲塗覆的基底，其示例包括玻璃基底以及塑膠基底。
在利用該金屬氧化物薄膜作為用於場效電晶體主動層的氧化物半導體膜的情況下，該欲塗覆的基底的示例包括基底與閘絕緣層。在不受 任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇基底的形狀、結構以及大小。在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇基底的材料，其示例包括玻璃基底與塑膠基底。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇塗覆方法，其示例包括絲網印刷、輥塗、浸漬塗覆、旋轉塗覆、噴墨印刷以及奈米壓印。其中，較佳的是噴墨印刷以及奈米壓印，其能夠依期望的金屬氧化物薄膜的形狀來控制塗佈液的沉積量，例如，在生產場效電晶體時，能夠得到設計中的特定通道寬度(換言之，主動層的期望形狀)。在藉由噴墨印刷或奈米壓印塗覆塗佈液的情況下，可能在室溫下進行塗佈，但基底(欲塗覆的基底)較佳被加熱到大約40℃至大約100℃的範圍，因為在剛好沉積於基底表面之後阻止塗佈液的浸潤與擴散。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇乾燥，只要其是在能夠去除用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中的揮發性成分的條件下進行即可。要注意的是，不必於乾燥期間完全去除該揮發性成分，只要該揮發性成分被去除到烘烤不受到不利影響的程度。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取烘烤溫度，只要其等於或高於銦、鎂、鈣、鍶、鋇、氧化數的最大正值為IV的金屬、氧化數的最大正值為V的金屬、以及氧化數的最大正值為VI的金屬形成氧化物的溫度，且等於或低於基底(該欲塗覆的基底)的熱變形溫度即可。該烘烤溫度較佳為250℃至600℃。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇烘烤氣氛，其示例包括包含氧的氣氛，例如，氧氣以及空氣。藉由將惰性氣體，例如氮氣，用於該烘烤氣氛，減小產生的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)的氧含量，結果，能夠得到具有低電阻的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)。
藉由在烘烤之後在空氣、惰性氣體氣氛或還原氣體氣氛中進行退火，金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)的電氣特性、可靠性以及均勻性能夠得到進一步改善。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取烘烤持續的時間。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取形成的金屬氧化物薄膜(例如，氧化物半導體膜)的平均厚度，但其平均厚度較佳為1nm至200nm，更佳的是2nm至100nm。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇金屬氧化物薄膜的用途。在金屬氧化物薄膜的體積電阻率小於10-2Ωcm的情況下，例如，金屬氧化物薄膜可用於透明導電膜。在金屬氧化物薄膜的體積電阻率為10-2Ωcm至109Ωcm的情況下，例如，金屬氧化物薄膜可用於場效電晶體的主動層。在金屬氧化物薄膜的體積電阻率大於109Ωcm的情況下，例如，金屬氧化物薄膜可用於抗靜電膜。
(場效電晶體)
本發明的場效電晶體至少包含閘極電極、源極電極、汲極電極、主動層以及閘絕緣層，並且依據必要性可進一步包含其他組件。
本發明的場效電晶體例如可藉本發明的場效電晶體製造方法來製造。
<閘極電極>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘極電極，只要其為配置以施加閘電壓的電極即可。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘極電極的材料，其示例包括金屬(例如，鉑、鈀、金、銀、銅、鋅、鋁、鎳、鉻、鉭、鉬以及鈦)、金屬合金以及該些金屬的混合物。其進一步示例包括導電氧化物(例如，氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鎵以及氧化鈮)、導電氧化物的複合化合物、及其混合物。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取該閘極電極的平均厚度，但其平均厚度較佳為40nm至2μm，更佳的是70nm至1μm。
<閘絕緣層>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘絕緣層，只要其為形成於該閘極電極與該主動層之間的絕緣層即可。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘絕緣層的材料，其示例包括無機絕緣材料與有機絕緣材料。
該無機絕緣材料的示例包括氧化矽、氧化鋁、氧化鉭、氧化鈦、氧化釔、氧化鑭、氧化鉿、氧化鋯、氮化矽、氮化鋁、及其混合物。
該有機絕緣材料的示例包括聚醯亞胺、聚醯胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇以及酚醛清漆樹脂。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取該閘絕緣層的平均厚度，但其平均厚度較佳為50nm至3μm，更佳的是100nm至1μm。
<源極電極與汲極電極>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該源極電極與該汲極電極，只要它們為配置以提取電流的電極即可。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該源極電極與該汲極電極的材料，其示例包括與該閘極電極的描述中所列的那些材料相同的材料。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取該源極電極與該汲極電極的平均厚度，但其平均厚度較佳為40nm至2μm，更佳的是70nm至1μm。
<主動層>
該主動層為由氧化物半導體組成的主動層，其形成於該源極電極與該汲極電極之間，並且為藉由塗覆本發明之用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液而形成的氧化物半導體。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取該主動層的平均厚度，但其平均厚度較佳為1nm至200nm，更佳的是5nm至100nm。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該場效電晶體的結構，其示例包括底閘/底接觸型(第1圖)、底閘/頂接觸型(第2圖)、頂閘/底接觸型(第3圖)以及頂閘/頂接觸型(第4圖)。
要注意的是，在第1圖至第4圖中，1為基底，2為閘極電極，3為閘絕緣層，4為源極電極，5為汲極電極，以及6為主動層。
本發明的場效電晶體適合用作液晶顯示器、有機EL顯示器或電致變色顯示器的像元驅動電路以及邏輯電路的場效電晶體。
(場效電晶體的製造方法)
本發明的場效電晶體的製造方法(第一種製造方法)包含：於基底上形成閘極電極(閘極電極形成步驟)；於該閘極電極上形成閘絕緣層(閘絕緣層形成步驟)；於該閘絕緣層上形成源極電極與汲極電極，該源極電極與該汲極電極之間具有空間(源極電極與汲極電極形成步驟)；以及於該閘絕緣層的區域上形成由氧化物半導體形成的主動層，該閘絕緣層的區域為該源極電極與該汲極電極之間的通道區(主動層形成步驟)。
此外，本發明的場效電晶體的製造方法(第二種製造方法)包含：於基底上形成源極電極與汲極電極，該源極電極與該汲極電極之間具有空間(源極電極與汲極電極形成步驟)；於該基底的區域上形成由氧化物半導體形成的主動層，該基底的區域為該源極電極與該汲極電極之間的通道區(主動層形成步驟)；以及於該主動層上形成閘絕緣層(閘絕緣層形成步驟)；以及於該閘絕緣層上形成閘極電極(閘極電極形成步驟)。
<第一種製造方法>
該第一種製造方法說明如下。
-基底-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該基底的形狀、結構以及大小。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該基底，其示例包括玻璃基底與塑膠基底。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該玻璃基底的材料，其示例包括無堿玻璃以及矽玻璃。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該塑膠基底的材料，其示例包括聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及酸乙二酯(PEN)。
要注意的是，該基底較佳經過預處理，例如氧電漿、UV臭氧以及UV輻射洗滌。
<閘極電極形成步驟>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘極電極形成步驟，只要其包含於該基底上形成閘極電極即可。其示例包括(i)包含透過濺鍍或浸漬塗佈形成膜然後透過光刻法圖案化的步驟，以及(ii) 包含透過印刷工藝，例如噴墨印刷、奈米壓印以及凹版印刷，直接形成期望的膜形狀的步驟。
-閘絕緣層形成步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘絕緣層形成步驟，只要其包含於該閘極電極上形成閘絕緣層即可。其示例包括(i)包含透過濺鍍或浸漬塗佈形成膜然後透過光刻法圖案化的步驟，以及(ii)包含透過印刷工藝，例如噴墨印刷、奈米壓印以及凹版印刷，直接形成期望的膜形狀的步驟。
-源極電極與汲極電極形成步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該源極電極與汲極電極形成步驟，只要其包含於該閘絕緣層上形成源極電極與汲極電極，該源極電極與該汲極電極之間具有空間即可。其示例包括(i)包含透過濺鍍或浸漬塗佈形成膜然後透過光刻法圖案化的步驟，以及(ii)包含透過印刷工藝，例如噴墨印刷、奈米壓印以及凹版印刷，直接形成期望的膜形狀的步驟。
-主動層形成步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該主動層形成步驟，只要其包含將用於形成本發明之金屬氧化物薄膜的塗佈液塗覆於該閘絕緣層的區域上，該閘絕緣層的區域為該源極電極與該汲極電極之間的通道區，從而形成由氧化物半導體形成的主動層即可。
在該主動層形成步驟中，較佳的是，藉由調整銦化合物的銦原子數(A)、鎂化合物中的鎂原子數、鈣化合物的鈣原子數、鍶化合物的鍶原子數以及鋇化合物的鋇原子數的總和(B)、以及包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物的金屬原子總數(C)，來控制選自由氧化物半導體的體積電阻率、載子遷移率、載子密度所組成的群組中的至少其中之一。這樣做，可得到期望性能(例如，開/關比)的場效電晶體。
在該主動層形成步驟中，較佳的是，用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液包含所述乙二醇醚與二醇，並且用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈 液的黏度藉由調整用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中之所述乙二醇醚與二醇的混合比來控制。這樣做，可得到具有優異塗佈性能以及優異通道形成狀態的場效電晶體。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇塗覆用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液以形成氧化物半導體的方法，其示例包括包含將用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液塗覆於已形成該閘絕緣層的該基底上並乾燥，然後烘烤的方法。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇塗佈方法，其示例包括絲網印刷、輥塗、浸漬塗覆、旋轉塗覆、噴墨印刷以及奈米壓印。其中，可控制該塗佈液的沉積量的噴墨印刷以及奈米壓印較佳，因為在生產場效電晶體時能夠得到設計中的特定通道寬度(換言之，主動層的期望形狀)。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇乾燥，只要其是在能夠去除用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中的揮發性成分的條件下進行即可。要注意的是，不必於乾燥期間完全去除該揮發性成分，只要該揮發性成分能夠被去除到烘烤不受到不利影響的程度。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選取烘烤溫度，但其較佳為250℃至600℃。
在此第一種生產方法中，進行該源極電極與汲極電極形成步驟以及該主動層形成步驟的順序不受限制。該主動層形成步驟可在該源極電極與汲極電極形成步驟之後進行。該源極電極與汲極電極形成步驟可在該主動層形成步驟之後進行。
當在此第一種生產方法中該主動層形成步驟在該源極電極與汲極電極形成步驟之後進行時，可製造出底閘/底接觸型場效電晶體。
當在此第一種生產方法中該源極電極與汲極電極形成步驟在該主動層形成步驟之後進行時，可製造出底閘/頂接觸型場效電晶體。
參考第5A圖至第5D圖說明底閘/底接觸型場效電晶體的製造方法。
首先，藉由濺鍍將由鋁形成的導電膜形成於基底1上，例如玻璃基板上，並藉由蝕刻使形成的導電膜圖案化，從而形成閘極電極2(第5A圖)。
之後，藉由濺鍍將由SiO2形成的閘絕緣層3形成於閘極電極2與該基底1上，以超過該閘極電極2(第5B圖)。
接下來，藉由濺鍍將由ITO形成的導電膜形成於閘絕緣層3上，並藉由蝕刻使形成的導電膜圖案化，從而形成源極電極4與汲極電極5(第5C圖)。
之後，藉由噴墨印刷將用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液塗覆於閘絕緣層3上，以超過形成於源極電極4與汲極電極5之間的通道區，然後進行熱處理，從而形成由氧化物半導體形成的主動層6(第5D圖)。
以如上所述的方式，製造場效電晶體。
<第二種製造方法>
說明該第二種製造方法。
-基底-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該基底，其示例包括在該第一種製造方法中作為基底列出的那些。
-源極電極與汲極電極形成步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該源極電極與汲極電極形成步驟，只要其包含於該基底上形成源極電極與汲極電極，該源極電極與該汲極電極之間具有空間即可。其示例包括第一種製造方法的源極電極與汲極電極形成步驟的描述中所列的步驟。
-主動層形成步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該主動層形成步驟，只要其包含將用於形成本發明金屬氧化物薄膜的塗佈液塗覆於該基底的區域上，該基底的區域為該源極電極與該汲極電極之間的通道區，從而形成由氧化物半導體形成的主動層即可。
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇塗覆用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液以形成氧化物半導體的方法，其示例包括第一種製造方法的該主動層形成步驟的描述中所列的方法。
在該主動層形成步驟中，較佳的是，藉由調整銦化合物的銦原子數(A)、鎂化合物中的鎂原子數、鈣化合物的鈣原子數、鍶化合物的鍶原子數以及鋇化合物的鋇原子數的總和(B)、以及包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物的金屬原子總數(C)，來控制選自由氧化物半導體的體積電阻率、載子遷移率、載子密度所組成的群組中的至少其中之一。這樣做，可得到所期望性能(例如，開/關比)的場效電晶體。尤其是，包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物有效地於主動層內產生載子，因此可將處理溫度調低。
在該主動層形成步驟中，較佳的是，用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液包含所述乙二醇醚與二醇，並且用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的黏度藉由調整用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中的所述乙二醇醚與二醇的混合比來控制。這樣做，可得到具有優異塗佈性能以及優異通道形成狀態的場效電晶體。
-閘絕緣層形成步驟-
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘絕緣層形成步驟，只要其包含於該主動層上形成閘絕緣層即可。其示例包括第一種製造方法的該閘絕緣層形成步驟的描述中所列的步驟。
<閘極電極形成步驟>
在不受任何限制的前提下，根據預期目的，適當地選擇該閘極電極形成步驟，只要其包含於該閘絕緣層上形成閘極電極即可。其示例包括第一種製造方法的該閘極電極形成步驟的描述中所列的步驟。
在第二種製造方法中，進行源極電極與汲極電極形成步驟以及主動層形成步驟的順序不受限制。該主動層形成步驟可在該源極電極與汲極電極形成步驟之後進行。該源極電極與汲極電極形成步驟可在該主動層形成步驟之後進行。
當在第二種製造方法中該主動層形成步驟在該源極電極與汲極電極形成步驟之後進行時，可製造出頂閘/底接觸型場效電晶體。
當在第二種製造方法中該源極電極與汲極電極形成步驟在該主動層形成步驟之後進行時，可製造出頂閘/頂接觸型場效電晶體。
示例
下文中說明本發明的示例，但示例不應解釋為以任何方式限制本發明的範圍。
(示例1) <用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的製備>
在燒杯中，加重3.55g硝酸銦(In(NO3)3．3H2O)、0.256g硝酸鎂(Mg(NO3)2．6H2O)以及0.019g氯化錫(SnCl2)。將20mL 1,2-丙二醇以及20mL乙二醇單甲醚添加到其中，並在室溫下將生成物混合溶解，從而製備出用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液。
表2中描述了在所獲得之用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中[B/A](A代表銦原子數，B代表鎂原子數、鈣原子數、鍶原子數以及鋇原子數的總和)、[C/A](A代表銦原子數，C代表D金屬原子數的總和)及乙二醇醚的量(以品質計%)以及原料對1L二醇與乙二醇醚的比例。
<場效電晶體的製造> -閘極電極的形成-
藉由DC濺鍍將鉬膜形成於玻璃基板上，使得該鉬膜的平均厚度將為大約100nm。此後，於其上塗覆光刻膠，並且被塗覆的光刻膠經預烘烤、藉曝光裝置曝光、以及顯影，從而形成光致抗蝕圖案，該光致抗蝕圖案具有與要形成的閘極電極的圖案相同的圖案。進一步地，利用蝕刻溶液進行蝕刻，以去除該鉬膜未形成該光致抗蝕圖案的區域，該蝕刻溶液包含磷酸、硝酸以及醋酸。此後，去除殘留的光致抗蝕圖案，從而形成閘極電極。
-閘絕緣層的形成-
藉由RF濺鍍將SiO2膜形成於所形成的閘極電極以及玻璃基板上，使得該SiO2膜的平均厚度將為大約200nm。此後，於其上塗覆光刻膠，並且被塗覆的光刻膠經預烘烤、藉曝光裝置曝光、以及顯影，從而形成光致抗蝕圖案，該光致抗蝕圖案具有與要形成的閘絕緣層的圖案相同的圖案。進一步地，利用使用緩衝氫氟酸的蝕刻法進行蝕刻，從而去除該SiO2 膜未形成該光致抗蝕圖案的區域。此後，去除殘留的光致抗蝕圖案，從而形成閘絕緣層。
-源極電極與汲極電極的形成-
藉由DC濺鍍將為透明導電膜的ITO膜(In2O3-SnO2(以品質計5%))形成於所形成的該閘絕緣層上，使得該ITO膜的平均厚度將為大約100nm。此後，將光刻膠塗覆到該ITO膜上，並且被塗覆的光刻膠經預烘烤、藉曝光裝置曝光、以及顯影，從而形成光致抗蝕圖案，該光致抗蝕圖案具有與要形成的源極電極與汲極電極的圖案相同的圖案。進一步地，利用草酸基蝕刻溶液進行蝕刻，從而去除該ITO膜未形成該光致抗蝕圖案的區域。此後，去除殘留的光致抗蝕圖案，從而形成均由該ITO膜形成的源極電極與汲極電極。以該源極電極的寬度限定的通道寬度為30μm，而以該源極電極與該汲極電極之間的長度限定的通道長度為10μm。
-主動層的形成-
藉由噴墨裝置將用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液塗覆到所形成的該源極電極與該汲極電極之間的通道。
於熱板上將所塗覆的塗佈液乾燥10分鐘，該熱板的基板被加熱到120℃，然後於300℃的空氣中烘烤1小時。生成物進一步於300℃的空氣中經1小時退火，從而得到主動層。該主動層通道部分的平均厚度為大約10nm。
以所述方式，製造場效電晶體。
<測評> -通道形成狀態(塗佈性能)-
在場效電晶體的形成中，在光學顯微鏡下觀察當藉由噴墨裝置塗覆塗佈液時用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的擴散，並根據以下測評標準測評該通道形成狀態。結果顯示於表3中。
A：主動層於源極電極與汲極電極之間擴散，而沒有越過閘極電極(參見第6圖)。
B：主動層擴散超過源極電極與汲極電極之間的空間，並越過閘極電極(參見第7圖)。
-體積電阻率-
依據雙端法，藉由半導體參數分析儀(半導體參數分析儀4156C，由安捷倫科技有限公司(Agilent Technologies,Inc)製造)測量當於所得到的場效電晶體的源極電極與汲極電極之間施加0V±20V的電壓時所施加的電流，從而測量主動層的體積電阻率。結果顯示於表3中。
-載子遷移率與開/關比-
當源極電極與汲極電極之間的電壓Vds被設定為20V時，藉由半導體參數分析儀(半導體參數分析儀4156C，由安捷倫科技有限公司(Agilent Technologies,Inc)製造)來確定閘電壓Vgs與所得到的場效電晶體的源極電極與汲極電極之間的電流Ids之間的關係。結果繪示於第8圖的圖表中。從第8圖可以確定，獲得了優異的電晶體性能。要注意的是，在第8圖中，「E」代表「10的指數」。例如，「E-04」為「0.0001」。
在飽和區中計算該載子遷移率。而且，確定該開/關比。要注意的是，在該開/關比中，導通狀態的值為在30V下Ids的值。結果顯示於表3中。
(示例2至36以及比較例2至5) <用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的製備>
示例2至36以及比較例2至5之用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液均以與示例1相同的方式製備，只要塗佈液的劑型如表1所示改變即可。
在所獲得的用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液中[B/A]、[C/A]及乙二醇醚的量(以品質計%)以及原料相對於1L二醇與乙二醇醚的比例顯示於表2中。
(比較例1) <用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的製備>
為了測評日本專利申請第2009-177149號中所公開的溶劑組分，將3.55g硝酸銦以及1.26g硝酸鎂添加到40mL水與40mL乙醇中，並將生成物混合溶解，從而製備出用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液。
<場效電晶體的測評的製造>
利用示例2至36以及比較例2至5之用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液的每一種以與示例1相同的方式製造場效電晶體，並以與示例1相同的方式測評。結果顯示於表3中。
要注意的是，比較例1的用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液具有不好的塗佈性能。因此，不能形成測評電晶體性能所能夠利用的主動層。
在表1中，硝酸銦代表In(NO3)3．3H2O，硝酸鎂代表Mg(NO3)2．6H2O，氯化鍶代表SrCl2．6H2O，硝酸鈣代表Ca(NO3)2．4H2O，氯化錫代表SnCl2，氯化鍺代表GeCl4，氯氧化鋯代表ZrCl2O．8H2O，氯氧化鉿代表HfC12O．8H2O，氯化銻代表SbCl3，乙醯丙酮三氧化鉬代表氧化鉬(VI)雙(乙醯丙酮)，以及氯化鎢代表WCl6。
在表1中，(*1)表示40mL水與40mL乙醇。
在表1中，該鋇化合物為雙四氫糠基氧化鋇(barium bistetrahydrofurfuryloxide)(由以下結構式代表)。該雙四氫糠基氧化鋇的混合量為由西格瑪奧德里奇股份有限公司(Agilent Technologies,Inc)製造的雙四氫糠基氧化鋇溶液(包含以品質計40%的雙四氫糠基氧化鋇、以品質計36%的乙醇以及以品質計24%的四氫糠醇的溶液)的混合量。
在表1中，該鈦化合物為四氫糠基氧化鈦(由以下結構式代表)。該四氫糠基氧化鈦的混合量為由AZmax公司製造的四氫糠基氧化鈦溶液的量(以品質計50%的四氫糠基氧化鈦以及以品質計50%的包含異丙醇以及四氫呋喃的混合溶劑)。
在表3中，「-」表示不能測量。
依據本發明示例1至36之用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液具有優異的塗佈性能，因此其通道形成狀態優異。而且，利用藉由塗覆每一種塗佈液所獲得的氧化物半導體作為主動層的場效電晶體具有場效電晶體的主動層在例如大約300℃的低溫工藝中所需的體積電阻率，具有高載子遷移率，具有大開/關比，並且展現出優異的電晶體性能。
在[B/A]滿足公式(1)，並且[C/A]滿足公式(2)的情況下，主動層的體積電阻率尤其適合於場效電晶體主動層所需的體積電阻率，並且產生的場效電晶體具有非常高的載子遷移率、非常高的開/關比，並且展現出特別優異的電晶體性能。
比較例1的用於形成氧化物半導體膜的塗佈液具有不好的塗佈性能，因此其通道形成狀態不足，無法進行場效電晶體的測評。
比較例2至5之用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液均為當在500℃的工藝溫度下生產主動層時展現出優異電晶體性能之用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液。然而，在利用比較例2至5中每一種用於形成金屬氧化物薄膜的塗佈液在低工藝溫度下形成主動層的情況下，體積電阻率、載子遷移率以及開/關比的結果比示例1至36更差。
例如，本發明的實施例如下：
<1>一種形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，包含：一銦化合物；選自由一鎂化合物、一鈣化合物、一鍶化合物以及一鋇化合物所組成的群組的至少其中一種；選自由一包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、一包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及一包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物所組成的群組的至少其中一種；以及一有機溶劑。
<2>依據<1>之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中包含氧化數的最大正值為IV的金屬的該化合物為選自由一鍺化合物、一錫化合物、一鈦化合物、一鋯化合物以及一鉿化合物所組成的群組的至少其中一種。
<3>依據<1>或<2>之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中包含氧化數的最大正值為V的金屬的該化合物為選自由一釩化合物、一鈮化合物、一鉭化合物以及一銻化合物所組成的群組的至少其中一種。
<4>依據<1>至<3>任意一項之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中包含氧化數的最大正值為VI的金屬的該化合物為一鉬化合物、或一鎢化合物、或其二者。
<5>依據<1>至<4>任意一項之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該銦化合物的銦原子數(A)與該鎂化合物的鎂原子、該鈣化合物的鈣原子、該鍶化合物的鍶原子以及該鋇化合物的鋇原子的總數(B)滿足以下公式(1)：
<6>依據<1>至<4>任意一項之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該銦化合物的銦原子數(A)與包含氧化數的最大正值為IV的金屬的該化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的該化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的該化合物的金屬原子總數(C)滿足以下公式(2)：
<7>依據<1>至<6>任意一項之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該銦化合物為選自由硝酸銦、硫酸銦以及氯化銦所組成的群組的至少其中一種。
<8>依據<1>至<7>任意一項之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該鎂化合物為選自硝酸鎂、硫酸鎂以及氯化鎂的至少其中一種，該鈣化合物為選自由硝酸鈣、硫酸鈣以及氯化鈣所組成的群組的至少其中一種，該鍶化合物為選自由硝酸鍶、硫酸鍶以及氯化鍶所組成的群組的至少其中一種，並且該鋇化合物為雙四氫糠基氧化鋇(barium bistetrahydrofurfuryloxide)。
<9>依據<1>至<8>任意一項之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該有機溶劑為乙二醇醚、或二醇、或其二者。
<10>一種金屬氧化物薄膜，藉由一包含下列的方法來獲得：將依據<1>至<9>任意一項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液塗覆到一欲塗佈的基底上；以及乾燥，然後烘烤。
<11>一種場效電晶體，包含：一閘極電極，配置以施加閘電壓；一源極電極與一汲極電極，配置以提取電流；一主動層，形成於該源極電極與該汲極電極之間，且由氧化物半導體形成；以及一閘絕緣層，形成於該閘極電極與該主動層之間，其中該氧化物半導體為藉由塗覆依據<1>至<9>之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液而形成的氧化物半導體。
<12>一種形成場效電晶體的方法，包含：於一基底上形成一閘極電極；於該閘極電極上形成一閘絕緣層；於該閘絕緣層上形成一源極電極與一汲極電極，該源極電極與該汲極電極之間具有一空間；於該閘絕緣層的一區域上形成一由氧化物半導體形成的主動層，該閘絕緣層的該區域為該源極電極與該汲極電極之間的一通道區，其中形成該主動層係於該閘絕緣層上塗覆依據<1>至<9>任意一項之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液以形成由該氧化物半導體形成的該主動層。
<13>一種製造場效電晶體的方法，包含：於一基底上形成一源極電極與一汲極電極，該源極電極與該汲極電極之間具有一空間；於該基底的一區域上形成由氧化物半導體形成的一主動層，該基底的該區域為該源極電極與該汲極電極之間的一通道區；於該主動層上形成一閘絕緣層；以及於該閘絕緣層上形成一閘極電極， 其中形成該主動層係於該基底上塗覆依據<1>至<9>任意一項之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液以形成由該氧化物半導體形成的該主動層。
<14>依據<12>或<13>之製造場效電晶體的方法，其中形成該主動層包含調整用於形成金屬氧化物薄膜的該塗佈液中銦化合物的銦原子數(A)、鎂化合物的鎂原子、鈣化合物的鈣原子、鍶化合物的鍶原子以及鋇化合物的鋇原子的總數(B)、以及包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物的金屬原子總數(C)，從而控制選自由該氧化物半導體的體積電阻率、載子遷移率、載子密度所構成的群組的至少其中之一。
1‧‧‧基底
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘絕緣層
4‧‧‧源極電極
5‧‧‧汲極電極
6‧‧‧主動層

Claims (10)

  1. 一種形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，包含：一銦化合物；選自由一鎂化合物、一鈣化合物、一鍶化合物以及一鋇化合物所組成的群組的至少其中一種；選自由一包含氧化數的最大正值為IV的金屬的化合物、一包含氧化數的最大正值為V的金屬的化合物、以及一包含氧化數的最大正值為VI的金屬的化合物所組成的群組的至少其中一種；以及一有機溶劑，其中，包含氧化數的最大正值為IV的金屬的該化合物為選自由一鍺化合物、一鈦化合物、一鋯化合物與一鉿化合物所組成的群組的至少其中一種；其中，包含氧化數的最大正值為V的金屬的該化合物為選自由一釩化合物、或一銻化合物、或其二者；以及其中，包含氧化數的最大正值為VI的金屬的該化合物為一鉬化合物、或一鎢化合物、或其二者。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該銦化合物的銦原子數(A)與該鎂化合物的鎂原子、該鈣化合物的鈣原子、該鍶化合物的鍶原子以及該鋇化合物的鋇原子的總數(B)滿足以下公式(1)：
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該銦化合物的銦原子數(A)與包含氧化數的最大正值為IV的金屬的該化合物、包含氧化數的最大正值為V的金屬的該化合物、以及包含氧化數的最大正值為VI的金屬的該化合物的金屬原子總數(C)滿足以下公式(2)：
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該銦化合物為選自由硝酸銦、硫酸銦以及氯化銦所組成的群組的至少其中一種。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該鎂化合物為選自由硝酸鎂、硫酸鎂以及氯化鎂所組成的群組的至少其中一種，該鈣化合物為選自由硝酸鈣、硫酸鈣以及氯化鈣所組成的群組的至少其中一種，該鍶化合物為選自由硝酸鍶、硫酸鍶以及氯化鍶所組成的群組的至少其中一種，並且該鋇化合物為雙四氫糠基氧化鋇。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液，其中該有機溶劑為乙二醇醚、以及二醇。
  7. 一種金屬氧化物薄膜，藉由一包括下列的方法來獲得：將依據申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液塗覆到一欲塗佈的基底上；以及乾燥，然後烘烤。
  8. 一種場效電晶體，包含：一閘極電極，配置以施加閘電壓；一源極電極與一汲極電極，配置以提取電流；一主動層，形成於該源極電極與該汲極電極之間，且由氧化物半導體形成；以及一閘絕緣層，形成於該閘極電極與該主動層之間，其中該氧化物半導體為藉由塗覆依據申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液而形成的氧化物半導體。
  9. 一種形成場效電晶體的方法，包括：於一基底上形成一閘極電極； 於該閘極電極上形成一閘絕緣層；於該閘絕緣層上形成一源極電極與一汲極電極，該源極電極與該汲極電極之間具有一空間；於該閘絕緣層的一區域上形成由氧化物半導體形成的一主動層，該閘絕緣層的該區域為該源極電極與該汲極電極之間的一通道區，其中形成該主動層係於該閘絕緣層上塗覆依據申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液以形成由該氧化物半導體形成的該主動層。
  10. 一種製造場效電晶體的方法，包括：於一基底上形成一源極電極與一汲極電極，該源極電極與該汲極電極之間具有一空間；於該基底的一區域上形成由氧化物半導體形成的一主動層，該基底的該區域為該源極電極與該汲極電極之間的一通道區；於該主動層上形成一閘絕緣層；以及於該閘絕緣層上形成一閘極電極，其中形成該主動層係於該基底上塗覆依據申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之形成金屬氧化物薄膜用的塗佈液以形成由該氧化物半導體形成的該主動層。
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