[发明专利]场效应晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及场效应晶体管及其制造方法。更具体来说，本发明涉及可以作为TFT使用的场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

随着信息终端的普及，作为电脑用的显示器对平板显示器的需求逐渐提高。平板显示器中，一般来说，使用液晶、有机EL(有机电致发光)、利用了电泳等的元件来形成显示媒介。这样的显示媒介中为了确保画面亮度的均匀性或画面改写速度等，作为图像驱动元件使用有源驱动元件(例如TFT元件等场效应晶体管)的技术成为主流。TFT是“Thin Film Transistor”的简称，也被称作薄膜晶体管。例如在普通的电脑显示器中在基板上形成TFT元件，密封有液晶、有机EL元件等。

这里，TFT元件中虽然主要使用a-Si(无定形硅)等半导体是主流，然而由于a-Si的迁移率不高，为0.5左右，因此逐渐难以应对显示器的大面积化·高速驱动化的潮流。

在此种状况下，作为高特性且能够比较简便地制作的半导体，氧化物半导体受到关注。作为现在的金属氧化物膜的制造方法，有溅射法或者ALD法之类的真空工艺或溶液法等，然而作为氧化物半导体的制造方法使用溅射法成为主流。

在先技术文献

专利文献1：国际公开(WO)第2009/081862号公报

专利文献2：日本特开2003-183009号公报

发明内容

发明所要解决的课题

对于金属氧化物膜的制造来说，只要可以利用前驱体溶液的涂布·印刷等形成薄膜，就不需要使用溅射或PECVD(等离子体CVD)之类的昂贵的真空装置，可以实现简易的加工过程。也就是说，可以低成本地制作大面积的薄膜晶体管。

在这一点上，虽然存在有被认为比较简易的溶液法，然而只能利用醇盐或醋酸盐等特定的金属盐来实现。另外，此种溶液法无法形成致密、均匀且平坦的膜，由此，不能说适于高特性的薄膜晶体管的形成。

本发明是鉴于上述事情而完成的。也就是说，本申请发明的主要的目的在于，提供在薄膜晶体管等场效应晶体管的膜形成·层形成的方面合适的制造方法，另外，还与之相伴地提供高性能的场效应晶体管。

解决课题的手段

为了解决上述问题，本发明中，提供一种场效应晶体管的制造方法，是具有栅电极、源电极、漏电极、沟道层及栅绝缘层的场效应晶体管的制造方法，其特征在于，

使用含有金属盐的组合物来形成沟道层，所述含有金属盐的组合物包含金属盐、具有-C(COOH)＝C(COOH)-顺式结构的多元羧酸、有机溶剂、以及水，且多元羧酸相对于金属盐的摩尔比为0.5以上并且为4.0以下。

本发明的特征之一是，在场效应晶体管的沟道层形成中，使用“包含金属盐、具有-C(COOH)＝C(COOH)-顺式结构的多元羧酸(多元羧酸相对于金属盐的摩尔比为0.5～4.0)、有机溶剂及水的含有金属盐的组合物”。

本说明书中所说的“场效应晶体管”，是指利用来自栅电极的电场控制电流通路(沟道)的电导的晶体管。如果要例示出1种该场效应晶体管，可以举出薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)。

在某个合适的方式中，含有金属盐的组合物中所含的金属盐是选自Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr、W、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn、Al、Ga、In、Sn及Sb中的至少1种以上的盐。该金属盐的形态可以是选自硝酸盐、硫酸盐、羧酸盐、卤化物、醇盐及乙酰丙酮盐中的至少1种以上的盐形态。

优选含有金属盐的组合物中所含的金属盐是至少包含Zn的盐。该情况下，优选含有金属盐的组合物中所含的金属盐还包含选自In及Ga中的至少1种以上的金属的盐。

在其他的某个合适的方式中，含有金属盐的组合物中所含的多元羧酸是选自马来酸、柠糠酸、邻苯二甲酸及偏苯三酸中的至少1种以上。

“水”在含有金属盐的组合物中以何种形态含有都可以，例如可以是有机溶剂包含水，或者也可以作为金属盐的水合物包含水。此种水成分优选以组合物整体基准计以0.05重量％以上的比例含有。

本发明的制造方法可以具有以下的工序(i)～(iv)：

(i)在基板上形成栅电极的工序；

(ii)覆盖栅电极地在基板上形成栅绝缘层的工序；

(iii)向栅绝缘层上供给含有金属盐的组合物而形成沟道前驱体层，将该沟道前驱体层加热处理而形成沟道层的工序；以及

(iv)与沟道层接触地形成源电极及漏电极的工序。