[发明专利]具有氧化物半导体薄膜层的层叠结构以及薄膜晶体管

权利要求书

1.一种层叠结构，其特征在于，其为包含氧化物层和绝缘层的层叠结构，其中，

所述氧化物层的载流子浓度为10¹⁸/cm³以下、平均晶体粒径为1μm以上，

所述氧化物层的晶体以柱状配置在所述绝缘层的表面。

2.根据权利要求1所述的层叠结构，其特征在于，

构成所述氧化物层的材料为选自氧化铟、掺杂有Ga的氧化铟、掺杂有Al的氧化铟、掺杂有Zn的氧化铟、以及掺杂有Sn的氧化铟所组成的组中的材料。

3.根据权利要求2所述的层叠结构，其特征在于，

所述掺杂有Ga的氧化铟的原子比Ga/(Ga+In)为0.01～0.09。

4.根据权利要求2所述的层叠结构，其特征在于，

所述掺杂有Al的氧化铟的原子比Al/(Al+In)为0.01～0.05。

5.一种层叠结构的制造方法，其特征在于，是包含氧化物层和绝缘层的层叠结构的制造方法，所述层叠结构的制造方法具有如下工序：

(1)设置绝缘层的工序；

(2)在所述绝缘层上，的范围的方式成膜氧化物薄膜的工序；以及

(3)在150～500℃下对所得的薄膜进行加热处理的工序。

6.根据权利要求5所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

在含有稀有气体原子、和选自水分子、氧分子以及一氧化二氮分子中的一个以上的分子的混合气体的气氛下进行所述氧化物层的成膜。

7.根据权利要求6所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

在至少含有水和稀有气体的混合气体的气氛下进行所述氧化物层的成膜。

8.根据权利要求7所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

所述气氛中所含的水的比例以分压比计为0.1％～25％。

9.根据权利要求5～8中任一项所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

所述氧化物层由选自氧化铟、掺杂有Ga的氧化铟、掺杂有Al的氧化铟、掺杂有Zn的氧化铟以及掺杂有Sn的氧化铟所组成的组中的材料构成。

10.根据权利要求9所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

所述掺杂有Ga的氧化铟的原子比Ga/(Ga+In)为0.01～0.09。

11.根据权利要求9所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

所述掺杂有Al的氧化铟的原子比Al/(Al+In)为0.01～0.05。

12.根据权利要求5～11中任一项所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

利用如下所述的溅射方法进行所述工序(2)的氧化物层的成膜，

所述溅射方法如下所述：将基板依次搬送至与隔开规定间隔并排设置在真空腔内的3个以上的靶材相对向的位置，在对所述各靶材由交流电源交替施加负电位及正电位的情况下，在分支连接了来自所述交流电源的输出的至少1个的2个以上的靶材之间，边进行施加电位的靶材的切换，边在靶材上产生等离子而在基板表面进行成膜。

13.根据权利要求12所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

使所述交流电源的交流功率密度为3W/cm²以上20W/cm²以下。

14.根据权利要求12或13所述的层叠结构的制造方法，其特征在于，

所述交流电源的频率为10kHz～1MHz。

15.一种层叠结构，其是通过权利要求5～14中任一项所述的制造方法制造的。

16.一种薄膜晶体管，其特征在于，以权利要求1～4及15中任一项所述的层叠结构中的氧化物层作为沟道层，

以绝缘层作为栅绝缘膜，

在所述氧化物层上具有至少含有SiNx的保护膜。

17.一种显示装置，其特征在于，具有权利要求16所述的薄膜晶体管。