[发明专利]场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统

说明书

本发明提供场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统。所述场效应晶体管包含：基底；保护层；在基底和保护层之间形成的栅绝缘层；与栅绝缘层接触形成的源电极和漏电极；至少在源电极和漏电极之间形成的且与栅绝缘层、源电极和漏电极接触的半导体层；以及栅电极，所述栅电极在与其中设置半导体层的侧相反的侧上形成，其中栅绝缘层在栅电极和半导体层之间，且所述栅电极与栅绝缘层接触，其中保护层包含金属氧化物复合物，所述金属氧化物复合物至少包含Si和碱土金属。

本申请是国际申请日为2013年11月27日、申请号为201380062543.X、发明名称为“场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统。

背景技术

作为一种类型的半导体装置的场效应晶体管(FET)是配置成如下的晶体管：以电场被施加至沟道的状态施加栅电压以激发半导体中的载流子，使得可控制在源极和漏极之间通过的电流。

由于FET能够通过施加栅电极(栅电压)进行切换，FET被用作各种切换元件、或放大器元件。由于FET除了使用低的栅电流外还具有平坦的结构，因此与双极型晶体管相比，FET可被容易地制造。此外，还可容易地实施FET的高的集成。由于这些原因，FET已被用于当前的电子装置的许多集成电路中。

在它们之中，FET作为薄膜晶体管(TFT)被应用于主动矩阵显示器中。

至于主动矩阵平板显示器(FPD)，近来已实现液晶显示器(LCD)、有机电致发光(EL)显示器(OLED)和电子纸。

这些FPD典型地通过包含TFT的驱动电路驱动，在所述TFT中，非晶硅或多晶硅被用在有源层中。对于FPD存在增加其尺寸、清晰度和驱动速度的需求。连同这些需求一起，存在对于具有高的载流子迁移率、在性质方面小的老化变化、和在元件之间小的变化的TFT的需要。

当前，除硅之外，氧化物半导体作为有源层的半导体已经引起了注意。在它们之中，InGaZnO₄(a-IGZO)具有如下特性：其膜形成可在室温下实施，其是非晶的，且其具有约10cm²/V·s的高的迁移率。因此，已积极地进行了其用于实际使用的开发(参见，例如，NPL1)。

为了保护用作有源层的半导体层，FET典型地包含保护层。也已对保护层进行了各种研究。

例如，SiO₂层(参见，例如，PTL 1和PTL 2)、SiNx层(参见，例如，PTL1)、SiON层(参见，例如，PTL 3)和Al₂O₃层(参见，例如，PTL 4)被公开作为FET的保护层。此外，其中SiO₂与Al或B形成复合物的复合氧化物层被公开作为FET的保护层(参见，例如，PTL 5)。

然而，当在硅半导体层、氧化物半导体层、金属线路和氧化物线路上形成SiO₂层和复合氧化物层时，存在如下问题：在后处理的加热过程中形成裂纹或剥离(pealing)。此外，SiON层、SiNx层和Al₂O₃层具有如下问题：由于寄生电容，导致信号延迟。

此外，已公开了有机材料在保护层中的使用。

例如，聚酰亚胺树脂层(参见，例如，PTL 6)和含氟树脂层(参见，例如，PTL 3)被公开作为FET的保护层。

然而，典型的有机材料具有如下问题：由于使有机材料与氧化物半导体接触，导致TFT性质的恶化。此外，含氟树脂层导致相对小的TFT性质恶化，但这对于使用而言不是充分小的。

因此，当前存在对于使得实现高速运行且呈现出高的可靠性的场效应晶体管的需要。

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