專利名稱：場(chǎng)效應(yīng)晶體管、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、顯示元件、圖像顯示設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及場(chǎng)效應(yīng)晶體管、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、顯示元件、圖像顯示設(shè)備和系統(tǒng)，更具體地，涉及具有由電介質(zhì)氧化物制成的絕緣膜的場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及包括該場(chǎng)效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、顯示元件、圖像顯示設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)是一種通過(guò)向柵極電極施加電壓以依賴于溝道的電場(chǎng)提供用于電子或空穴流的閘門(gate)，來(lái)控制源極電極和漏極電極之間的電流的半導(dǎo)體設(shè)備。FET由于其特性而被用作切換元件和放大元件。因?yàn)镕ET示出小的柵極電流并且 具有平坦外形，與雙極性晶體管相比，其能夠容易地制造或集成。因此，F(xiàn)ET現(xiàn)在是在電子設(shè)備中使用的集成電路中不可或缺的元件。存在包括其基本結(jié)構(gòu)是MIS (金屬絕緣體半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)的FET的電子設(shè)備。這些設(shè)備的例子是切換元件、存儲(chǔ)器、邏輯電路；其他例子是LSI (大規(guī)模集成電路)和AM-TFT (有源矩陣薄膜晶體管)，它們通過(guò)集成上述元件而形成。在FET中，二氧化硅、氧氮化物和氮化物已被用作柵極絕緣膜和電容器絕緣膜達(dá)很長(zhǎng)時(shí)間。這些硅化合物的絕緣膜不僅作為絕緣膜非常優(yōu)異，而且還具有與MIS工藝的高親和性。但是，近年來(lái)并且持續(xù)地，存在對(duì)于更高集成并且消耗更少功率的電子設(shè)備的需求。因此，已經(jīng)提出使用具有比SiO2明顯更高的相對(duì)電容率的所謂的高k絕緣膜作為絕緣膜的技術(shù)。例如，在具有小于或等于0. I ii m的柵極長(zhǎng)度的微小MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)設(shè)備中，當(dāng)FET的柵極絕緣層由SiO2制成時(shí)，基于比例規(guī)則，膜厚度需要小于或等于2nm。但是，在此情況下，由隧穿電流(tunnel current)引起的柵極漏電流變成大問(wèn)題。降低柵極漏電流的一種方法是通過(guò)使用高k絕緣膜作為柵極絕緣層來(lái)增加?xùn)艠O絕緣層的厚度。易失性或者非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體設(shè)備的例子。在易失性存儲(chǔ)器中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電極和電容器串聯(lián)。通過(guò)使用高k絕緣膜，可以降低功耗，并且能夠高度集成。目前，電容器的電介質(zhì)層主要由Si02/SiNx/Si02的層壓(laminated)層制成。因此，存在對(duì)具有更高相對(duì)電容率的絕緣膜的進(jìn)一步需求?？梢越档桶ㄗ鳛樵诎雽?dǎo)體層和浮置柵極電極之間提供的絕緣膜的第一柵極絕緣層以及作為在浮置柵極電極和控制柵極電極之間提供的絕緣膜的第二柵極絕緣層的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中的寫/擦除電壓。具體地，由于通過(guò)使用高k絕緣膜作為非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的第二柵極絕緣膜而增加了稱合比(coupling ratio),可以降低寫/擦除電壓。目前，第二柵極絕緣層主要由Si02/SiNx/Si0d9層壓層制成。因此，存在對(duì)于具有更高相對(duì)電容率的絕緣膜的進(jìn)一步需求。在顯示器中使用的AM-TFT中，如果在柵極絕緣膜中使用高k絕緣膜，則可以達(dá)到高飽和電流，并且可以通過(guò)低柵極電壓控制接通/斷開操作，因此可以降低功耗。
通常，作為高k絕緣膜的材料，已經(jīng)討論了諸如Hf、Zr、Al、Y和Ta的金屬的金屬氧化物。具體例子是Hf02、Zr02、Al203、Y203、Ta2O5 ;這些元素的硅酸鹽(HfSiO、ZrSiO);這些元素的鋁酸鹽(HfAlO、ZrAlO)以及這些元素的氮化物(HfON、ZrON, HfSiON, ZrSiON, HfAlON,ZrAlON)o同時(shí)，關(guān)于鐵電存儲(chǔ)器材料，已經(jīng)討論了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和相關(guān)物質(zhì)。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)由ABO3表達(dá)，其通常是二價(jià)金屬離子(A位置)和四價(jià)金屬離子(B位置)的組合，或者與A位置和B位置兩者對(duì)應(yīng)的三價(jià)金屬離子的組合。例子是SrTi03、BaZr03、CaSnO3和LaA103。此夕卜，存在許多其中B位置被兩種離子占據(jù)的晶體，比如SrBia5Taa5O3和BaSca5Nba503。此外，存在稱為層類型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的一系列晶體。這由(AO)m(BO2)n表達(dá)，其中m個(gè)AO層和n個(gè)BO2層被層壓。例如，相對(duì)于SrTi03(m=n=l)的基本結(jié)構(gòu)，存在Sr2Ti04、Sr3Ti2O7和Sr4Ti3Oltlt5根據(jù)這樣的晶體結(jié)構(gòu)，A離子和B離子的組成比例可以變化。因而，可以出現(xiàn)廣闊范圍的晶體組，包括B位置離子的組合。在本申請(qǐng)中，“鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有關(guān)的晶體”意味著具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)或者層類型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的晶體。 順便提及，當(dāng)多晶材料被用作柵極絕緣層時(shí)，大的漏電流在晶體顆粒邊界的交界處流動(dòng)。此外，因而，柵極絕緣膜的功能降低。當(dāng)晶體系統(tǒng)具有各向異性時(shí)，晶體管的特性可能由于介電常數(shù)各向異性而變得不規(guī)則。專利文獻(xiàn)I和2公開了通過(guò)使用由高介電常數(shù)硅酸鹽制成的非晶絕緣膜作為柵極絕緣層來(lái)降低柵極絕緣層中的漏電流的方法。專利文獻(xiàn)3公開了通過(guò)使用主要由具有燒綠石結(jié)構(gòu)的A2B2O7制成的非晶絕緣膜作為柵極絕緣層來(lái)降低柵極絕緣層中的漏電流的方法。專利文獻(xiàn)4、5、6公開了通過(guò)使用包括高介電常數(shù)膜的層壓膜作為柵極絕緣層來(lái)降低柵極絕緣層中的漏電流的方法。專利文獻(xiàn)7公開了通過(guò)在基板上形成外延生長(zhǎng)的高介電常數(shù)膜并進(jìn)行熱處理以便基板中的元素和柵極絕緣膜中的金屬氧化物元素混合在一起來(lái)降低柵極絕緣層中的漏電流的方法。此外，專利文獻(xiàn)8公開了其中包括具有高介電常數(shù)的無(wú)機(jī)氧化物膜和有機(jī)聚合物膜的層壓膜被用作柵極絕緣層的TFT設(shè)備。但是，在專利文獻(xiàn)I和2中公開的絕緣膜的問(wèn)題是，不能充分增加相對(duì)電容率，因?yàn)榻^緣膜具有大量SiO2含量。利用專利文獻(xiàn)3中公開的材料，柵極絕緣層包括晶相。因此，在極其狹窄的工藝條件的區(qū)域中形成非晶相。因而，在制造工藝中存在問(wèn)題。專利文獻(xiàn)4到8中公開的方法的問(wèn)題是制造工藝復(fù)雜并且制造成本高。因而，存在對(duì)于包括通過(guò)簡(jiǎn)單方法并以低成本形成的具有高相對(duì)電容率和少量漏電流絕緣膜的場(chǎng)效應(yīng)晶體管、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、顯示元件、圖像顯示設(shè)備和系統(tǒng)的需要。專利文獻(xiàn)I :日本公開專利申請(qǐng)NO. H11-135774專利文獻(xiàn)2 日本專利No. 3637325專利文獻(xiàn)3 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2002-270828專利文獻(xiàn)4 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2002-134737專利文獻(xiàn)5 日本專利No. 3773448專利文獻(xiàn)6 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2003-258243
專利文獻(xiàn)I :日本專利No. 3831764專利文獻(xiàn)8 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2008-16807專利文獻(xiàn)9 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2001-319927專利文獻(xiàn)10 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2002-367980專利文獻(xiàn)11 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2004-241751專利文獻(xiàn)12 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2007-165724專利文獻(xiàn)13 :日本公開專利申請(qǐng)No. 2008-9190
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面提供了解決或減小由現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)引起的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的半導(dǎo)體設(shè)備、圖像顯示設(shè)備、系統(tǒng)、絕緣膜形成墨水、制造絕緣膜形成墨水的方法以及制造半導(dǎo)體設(shè)備的方法。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括基板；在該基板上形成的源極電極、漏極電極和柵極電極；半導(dǎo)體層，當(dāng)向柵極電極施加預(yù)定電壓時(shí)，通過(guò)該半導(dǎo)體層在該源極電極和漏極電極之間形成溝道；以及柵極絕緣層，提供在該柵極電極和該半導(dǎo)體層之間，其中該柵極絕緣層由包括一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種或更多種元素的非晶復(fù)合金屬氧化物絕緣膜形成。利用此配置，可以通過(guò)簡(jiǎn)單方法形成具有高相對(duì)電容率和小漏電流量的絕緣膜，因此可以以低成本提供低電壓驅(qū)動(dòng)的、高度集成的、高分辨率且高亮度的場(chǎng)效應(yīng)晶體管、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、顯示元件、圖像顯示設(shè)備和系統(tǒng)。


圖I例示本發(fā)明的第一實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管；圖2例示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例場(chǎng)效應(yīng)晶體管的另一例子(I)；圖3例示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的另一例子(2)；圖4例示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的另一例子(3)；圖5例示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管；圖6例示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器；圖7例示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器的另一例子(I)；圖8例示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器的另一例子(2)；圖9例示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器的另一例子(3)；圖10例示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器；圖11例示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器；圖12例示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器的另一例子(I)；圖13例示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器的另一例子(2)；圖14例示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器的另一例子(3)；圖15例示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器；圖16例示根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的有機(jī)電致發(fā)光顯示元件；
圖17例示根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的有機(jī)電致發(fā)光顯示元件的另一例子；圖18例示用作根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的顯示元件的液晶元件；圖19例示用作根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的顯示元件的電致變色元件；圖20例示用作根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的顯示元件的電泳元件；圖21例示用作根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的顯示元件的電濕潤(rùn)元件(I)；圖22例示用作根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的顯示元件的電濕潤(rùn)元件(2)；圖23是根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的電視設(shè)備的框圖；圖24用于描述根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的電視設(shè)備(I)；
圖25用于描述根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的電視設(shè)備(2)；圖26用于描述根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的電視設(shè)備(3)；圖27用于描述根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的顯示元件；圖28用于描述根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的有機(jī)EL元件；圖29用于描述根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的電視設(shè)備(4)；圖30用于描述根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的顯示元件的另一例子(I)；圖31用于描述根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的顯示元件的另一例子(2)；圖32指示根據(jù)例子I和比較例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的晶體管特性；圖33例示根據(jù)例子3的易失性存儲(chǔ)器；圖34例示根據(jù)例子7和8以及比較例子2形成的電容器；圖35指示根據(jù)例子7的電容器的特性；圖36指示根據(jù)例子8的電容器的特性；圖37指示根據(jù)比較例子2的電容器的特性；圖38指示根據(jù)例子9和比較例子3的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性；以及圖39是制造根據(jù)例子7的有機(jī)EL顯示元件的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明是基于本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的深刻研究的結(jié)果。具體地，本發(fā)明人已經(jīng)制成了作為單層膜、具有高介電常數(shù)并且具有小漏電流量的由氧化物構(gòu)成的絕緣材料。此外，本發(fā)明人已經(jīng)使用此絕緣材料形成了電子設(shè)備。也就是說(shuō)，本發(fā)明是基于以下發(fā)現(xiàn)在包括從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素的復(fù)合金屬氧化物膜中穩(wěn)定地指示非晶相，其中 Ga、Sc、Y 和除了 Ce 之外的鑭系元素是 Ga、Sc、Y、La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu。堿土金屬氧化物趨向于與大氣中的水分和二氧化碳起反應(yīng)，并且易于變?yōu)闅溲趸锖吞妓猁}。因此，堿土金屬氧化物獨(dú)自不適合應(yīng)用于電子設(shè)備。此外，簡(jiǎn)單的金屬氧化物、比如Ga203、Sc2O3> Y2O3和Ln2O3容易結(jié)晶，因此出現(xiàn)上述的漏電流問(wèn)題。但是，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用包括從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素這兩者的復(fù)合氧化物，非晶絕緣膜可以按穩(wěn)定的方式并在廣闊的組成區(qū)域(composition area)中在大氣中形成。在鑭系元素中，Ce特別地變?yōu)樗膬r(jià)的,并且在Ce和堿土金屬之間形成具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的晶體。因此，為了實(shí)現(xiàn)非晶相，優(yōu)選從除了 Ce的鑭系元素中選擇元素。在堿土金屬和Ga氧化物之間，存在諸如針狀(spine)結(jié)構(gòu)的晶相。與鈣鈦礦結(jié)構(gòu)晶體相比，這些晶體不析出，除非溫度極高(通常等于或大于1000° C)。此外，在堿土金屬氧化物和由Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的氧化物之間沒有報(bào)告存在穩(wěn)定的晶相。即使在高溫下進(jìn)行的后處理之后，晶體也很少?gòu)姆蔷辔龀?。此?，當(dāng)堿土金屬元素和從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的元素的復(fù)合氧化物由大于或 等于三種金屬元素形成時(shí)，非晶相甚至更穩(wěn)定?？紤]到形成高介電常數(shù)膜，優(yōu)選增加諸如Ba、Sr、Lu和La的組成比。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合金屬氧化物膜可以在廣闊組成范圍上形成非晶膜，因此可以在廣闊范圍上控制物理特性。例如，相對(duì)電容率近似為6到20，這充分高于Si02?？梢酝ㄟ^(guò)選擇組成根據(jù)目的將相對(duì)電容率調(diào)整到適當(dāng)?shù)闹?。此外，?fù)合金屬氧化物的熱膨脹系數(shù)類似于10_6到10_5的典型布線材料和半導(dǎo)體材料的熱膨脹系數(shù)。因此，即使在對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合金屬氧化物膜重復(fù)熱處理之后，與具有10_7的熱膨脹系數(shù)的Si02的情況相比，該膜也更不太可能脫落。具體地，該復(fù)合金屬氧化物膜與諸如a-IGZO (非晶銦鎵鋅氧化物)的氧化物半導(dǎo)體之間形成高質(zhì)量界面。因此，通過(guò)在FET的絕緣膜中使用該復(fù)合金屬氧化物膜，可以實(shí)現(xiàn)高性能半導(dǎo)體設(shè)備?？梢酝ㄟ^(guò)諸如CVD (化學(xué)氣相沉積)、ALD (原子層沉積)和濺射的真空工藝來(lái)形成上述復(fù)合金屬氧化物膜。還可以通過(guò)準(zhǔn)備用于形成上述復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將該墨水涂敷于或者印刷在基板上、然后燃燒(fire)基板來(lái)形成該膜。用于形成該復(fù)合金屬氧化物膜的第一種類型的絕緣膜形成墨水是利用包括一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和(除了 Ce之外的)鑭系元素構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種元素的溶液而形成的。第二種類型的絕緣膜形成墨水包括添加到第一種類型的墨水的從由Al、Ti、Zr、Hf、Ce、Nb和Ta構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種金屬元素。絕緣膜形成墨水包括以上金屬的金屬有機(jī)酸式鹽和金屬有機(jī)絡(luò)合物(complex)中的至少一個(gè)。在本申請(qǐng)中，詞語(yǔ)“金屬有機(jī)絡(luò)合物”包括具有金屬-碳鍵的有機(jī)金屬化合物和具有配位鍵的金屬絡(luò)合物兩者。金屬有機(jī)酸式鹽是取代的或者非取代的羧酸鹽。例子是乙基丁酸鎂、丙酸鈣、新癸酸銀(strontium neodecanoate)、辛酸鋇(barium octylate)、二乙基己酸鑭、新癸酸乾、二乙基己酸鈰、環(huán)烷酸鋯以及二乙基己酸銀，盡管不限于此。金屬有機(jī)絡(luò)合物包括乙酰丙酮衍生物、取代的或者非取代的苯基組或者取代的或非取代的烷氧基組。例子是乙酰丙酮鍶水合物、三(2，2，6，6-四甲基-3，5庚二酮酸)釹、四乙氧基乙酰丙酮鉭、水楊酸鎂、丁氧鈦和二(均丁醇)乙酰乙酸酯鋁螯合物(aluminumdi (s-butoxide) acetoacetic ester chelate),盡管不限于此。
此外，金屬有機(jī)絡(luò)合物可以包括羰基組、取代的或者非取代的烷基組或者取代的或非取代的環(huán)戊二烯組。例子是五羰基鈮、三(環(huán)戊二烯基)釔、二 (環(huán)戊二烯基)二羰基titan(II)、四苯甲基鉿和二乙基招，盡管不限于此。此外，絕緣膜形成墨水包括上述金屬的無(wú)機(jī)鹽。例子是碳酸鍶、硝酸鈧水合物、硫酸鎵和二氯氧化鉿(IV)八水合物，盡管不限于此。作為在絕緣膜形成墨水中使用的溶劑，可以適當(dāng)?shù)剡x擇其中以上金屬原材料化合物可以穩(wěn)定溶解或擴(kuò)散的溶劑。例子是甲苯、二甲苯、乙酰丙酮、異丙醇、苯甲酸乙酯、N、N-二甲基甲酰胺、碳酸丙烯、2-乙基己酸、石油醚、二甲基吡啶丙烯脲、4-丁內(nèi)酯、2-甲氧基乙醇、乙二醇和水，盡管不限于此。將絕緣膜形成墨水涂敷于基板上的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂覆、噴嘴印刷、凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。諸如粘性的絕緣膜形成墨水的溶液的物理特性優(yōu)選被調(diào)整為適合于涂覆工藝的值。作為用于調(diào)整粘性的手段的例子，可以將乙二醇或二丙二醇甲醚添加到溶劑作為增稠劑，盡管不限于此。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ǎ梢?僅印刷在指定的區(qū)域中，以便無(wú)需隨后進(jìn)行圖案化(patterning)過(guò)程。接下來(lái)，通過(guò)對(duì)涂敷在基板上的絕緣膜形成墨水進(jìn)行熱處理，墨水可以轉(zhuǎn)換為氧化絕緣膜?？梢酝ㄟ^(guò)諸如電阻加熱、紅外加熱和激光束輻射的傳統(tǒng)方法進(jìn)行熱處理。為了將金屬原材料化合物轉(zhuǎn)換為氧化物，需要斷開金屬原材料化合物中的金屬-氧-碳鍵的金屬-碳和氧-碳鍵。為了實(shí)現(xiàn)此，可以使用適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)應(yīng)用利用熱、光等的分解反應(yīng)所需的能量。存在用于促進(jìn)轉(zhuǎn)換為氧化絕緣膜的方法，比如通過(guò)照射紫外(UV)光斷開金屬-有機(jī)絡(luò)合物中的化學(xué)鍵的方法或者通過(guò)將大氣變?yōu)槌粞醮髿舛龠M(jìn)氧化的方法。此外，為了形成高密度膜，優(yōu)選適當(dāng)?shù)剡x擇金屬原材料化合物的反應(yīng)條件和溶劑的沸點(diǎn)，以便達(dá)到包括碳、氫、氧和氮的反應(yīng)中間產(chǎn)物和過(guò)度反應(yīng)產(chǎn)物的流動(dòng)性。根據(jù)以上過(guò)程，可以形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的絕緣膜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，并且當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)漏電流相當(dāng)?shù)汀第一實(shí)施例]參考圖I給出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的描述。根據(jù)第一實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括絕緣基板11、柵極電極12、柵極絕緣層13、源極電極14、漏極電極15和半導(dǎo)體層16。首先，準(zhǔn)備絕緣基板11。絕緣基板11可以由已經(jīng)廣泛用在平板顯示器中的無(wú)堿玻璃或者石英玻璃制成。此外，由諸如聚碳酸脂(PO、聚酰亞胺(pi)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的材料制成的塑料基板也可以適當(dāng)?shù)赜米鹘^緣基板11。為了清潔基板并改善粘附性，優(yōu)選通過(guò)氧等離子體、UV臭氧、UV輻射和清潔等進(jìn)行預(yù)處理。接下來(lái)，在絕緣基板11上形成柵極電極12。各種材料和工藝可以用于形成柵極電極12。材料的例子是諸如Mo、Al和Cu的金屬和合金、諸如ITO和ATO的透明導(dǎo)電氧化物以及諸如聚乙撐二氧噻吩(PEDOT)和聚苯胺(PANI)的有機(jī)導(dǎo)電材料。工藝的例子包括通過(guò)濺射、旋涂或者浸潰涂敷來(lái)形成膜，然后通過(guò)照相平版印刷(photolithography)或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷(nano-in-printing)和照相凹版印刷的印刷處理進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。
接下來(lái)，形成柵極絕緣層13。在本實(shí)施例中，柵極絕緣層13是由從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜。不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量?？梢源_定組成以便滿足要制造的場(chǎng)效應(yīng)晶體管要求的各自特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法和ALD方法的真空膜形成工藝或者濺射方法形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷處理以形成要求的圖案?？梢酝ㄟ^(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒(fire)基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的 區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程。可以通過(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜。接下來(lái)，形成源極電極14和漏極電極15。可以使用各種材料和工藝。材料的例子是諸如Mo、Al和Cu的金屬和合金、諸如ITO和ATO的透明導(dǎo)電氧化物以及諸如聚乙撐二氧噻吩(PEDOT)和聚苯胺(PANI)的有機(jī)導(dǎo)電材料。工藝的例子包括通過(guò)濺射、旋涂或者浸潰涂敷形成膜，然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷(nano-in-printing)和照相凹版印刷的印刷處理進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。接下來(lái)，形成半導(dǎo)體層16以便形成源極電極14和漏極電極15之間的溝道。半導(dǎo)體層16的例子是諸如多晶硅(p-Si)、非晶硅(a-Si)和In-Ga-Zn-O的氧化物半導(dǎo)體以及諸如并五苯的有機(jī)半導(dǎo)體，盡管不限于此。在這些之中，考慮到柵極絕緣層13和半導(dǎo)體層16的界面的穩(wěn)定性，氧化物半導(dǎo)體是優(yōu)選的。不特別限制工藝。工藝的例子包括諸如濺射、激光束沉積(PLD)方法、CVD方法和ALD方法的真空膜形成工藝和諸如旋涂和浸潰涂敷的溶液處理以及然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷和照相凹版印刷的印刷處理進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。根據(jù)以上過(guò)程，形成場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在根據(jù)本實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，形成柵極絕緣層13的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，并且具有近似大于或等于6的相對(duì)電容率，這高于SiO2的相對(duì)電容率。因此，降低了漏電流，并且可以以低電壓驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。圖I所示的場(chǎng)效應(yīng)晶體管是所謂的底部柵極/底部接觸型。但是，根據(jù)本發(fā)明的本實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以是例如如圖2所示的底部柵極/頂部接觸型、如圖3所示的頂部柵極/底部接觸型或者如圖4所示的頂部柵極/頂部接觸型。具體地，圖2所示的底部柵極/頂部接觸型如下形成。由金屬材料制成的柵極電極22形成在絕緣基板21上。形成柵極絕緣層23以便覆蓋柵極電極22。半導(dǎo)體層24形成在柵極絕緣層23上。形成源極電極25和漏極電極26以便在柵極絕緣層23上形成溝道。
圖3所示的頂部柵極/底部接觸型如下形成。源極電極32和漏極電極33形成在絕緣基板31上。形成半導(dǎo)體層34以便在源極電極32和漏極電極33之間形成溝道。形成柵極絕緣層35以便覆蓋源極電極32、漏極電極33和半導(dǎo)體層34。在柵極絕緣層35上形成柵極電極36。圖4所示的頂部柵極/頂部接觸型如下形成。在絕緣基板41上形成半導(dǎo)體層42。形成源極電極43和漏極電極44以便在半導(dǎo)體層42上形成溝道。以覆蓋源極電極43、漏極電極44和半導(dǎo)體層42這樣的方式形成柵極絕緣層45。在柵極絕緣層45上形成柵極電極46。根據(jù)本實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以用作例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、TFT或者顯示器(顯示元件)中的驅(qū)動(dòng)電路。[第二實(shí)施例] 參考圖5給出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的描述。根據(jù)第二實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括半導(dǎo)體基板51、柵極絕緣層52、柵極電極53、柵極側(cè)壁絕緣膜54、源極區(qū)域55、漏極區(qū)域56、層間絕緣膜57、源極電極58和漏極電極59。首先，準(zhǔn)備半導(dǎo)體基板51。不特別限制半導(dǎo)體基板51的材料，只要其是半導(dǎo)體材料即可。例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂闷渲刑砑恿酥付ǖ碾s質(zhì)的Si (硅)或Ge (鍺)。接下來(lái)，在絕緣基板51上形成柵極絕緣層52。在本實(shí)施例中，柵極絕緣層52是由從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜。不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量?？梢源_定組成以便滿足要制造的場(chǎng)效應(yīng)晶體管要求的各種特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法和ALD方法或者濺射方法的真空膜形成工藝形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷方法以形成要求的圖案?？梢酝ㄟ^(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜。接下來(lái)，形成柵極電極53。不特別限制材料和工藝。材料的例子是多晶硅、諸如Al的金屬材料以及可以是通過(guò)層壓在這些材料上層壓的諸如TiN和TaN的阻擋金屬而形成的層壓體。工藝的例子是諸如CVD和濺射的真空膜形成工藝。此外，盡管未示出，為了降低電阻的目的，可以在柵極電極53的表面上形成諸如NiSi、CoSi和TiSi的硅化物層。不特別限制對(duì)柵極絕緣層52和柵極電極53圖案化的方法。例如，可以進(jìn)行照相平版印刷方法，其中利用光致抗蝕劑形成掩膜，然后進(jìn)行干法刻蝕以從未被掩膜覆蓋的區(qū)域中去除柵極絕緣層52和柵極電極53的部分。接下來(lái)，在柵極絕緣層52和柵極電極53的側(cè)壁上形成柵極側(cè)壁絕緣膜54。不特別限制材料和工藝。材料的例子是諸如SiON和SiO2的絕緣材料。工藝的例子是諸如CVD和濺射的真空膜形成工藝。不特別限制對(duì)柵極側(cè)壁絕緣膜54圖案化的方法。在一個(gè)例子中，在整個(gè)基板上形成柵極側(cè)壁絕緣膜54，然后通過(guò)干法刻蝕深腐蝕(etch back)整個(gè)表面。接下來(lái)，選擇性地將離子注入半導(dǎo)體基板51中，以形成源極區(qū)域55和漏極區(qū)域56。盡管未示出，但是為了降低電阻的目的，可以在源極區(qū)域55和漏極區(qū)域56的表面上形成諸如NiSi、CoSi和TiSi的硅化物層。接下來(lái)，形成層間絕緣膜57。不特別限制材料和工藝。材料的例子是諸如SiON和SiO2的絕緣材料。工藝的例子是諸如CVD和濺射的真空膜形成工藝。不特別限制對(duì)層間絕緣膜57圖案化的方法。在一個(gè)例子中，可以通過(guò)照相平版印刷形成要求的圖案，形成如圖5所示的通孔。接下來(lái)，形成源極電極58和漏極電極59。通過(guò)填充在層間絕緣膜57中形成的通 孔來(lái)形成源極電極58和漏極電極59以便分別與源極區(qū)域55和漏極區(qū)域56連接。不特別限制材料和工藝。材料的例子是諸如Al和Cu的金屬材料。工藝的例子是通過(guò)諸如濺射的真空膜形成工藝來(lái)填充通孔，然后通過(guò)照相平版印刷進(jìn)行圖案化，或者通過(guò)CVD或涂敷方法填充通孔，然后通過(guò)CMP (化學(xué)機(jī)械研磨)對(duì)各部分平坦化。可以通過(guò)在金屬材料上層壓諸如TiN和TaN的阻擋金屬來(lái)形成層壓體?？梢赃M(jìn)行CVD方法以通過(guò)用W填充通孔來(lái)形成W孔塞(plug)。根據(jù)以上過(guò)程，形成場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在根據(jù)本實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，形成柵極絕緣層52的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，并且相對(duì)電容率大于或等于6，這大于SiO2的相對(duì)電容率。因此，可以降低漏電流，并且可以以低電壓驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以聞度集成。在根據(jù)圖5所示的第二實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，半導(dǎo)體基板51對(duì)應(yīng)于在源極區(qū)域55和漏極區(qū)域56之間形成溝道的半導(dǎo)體層。此外，盡管未示出，但是可以在由Si制成的半導(dǎo)體基板51和柵極絕緣層52之間形成由SiGe制成的半導(dǎo)體層。此外，圖5例示了頂部柵極結(jié)構(gòu)，但是，該柵極絕緣層52可以用在所謂的雙柵極結(jié)構(gòu)或者鰭型FET中。根據(jù)本實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以用在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等中。[第三實(shí)施例]參考圖6給出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備(第一例子)的描述。根據(jù)本實(shí)施例的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備(第一例子)包括絕緣基板61、柵極電極62、柵極絕緣層63、源極電極64、漏極電極65、半導(dǎo)體層66、第一電容器電極67、電容器電介質(zhì)層68和第二電容器電極69。首先，準(zhǔn)備絕緣基板61。材料與第一實(shí)施例的基板11的材料相同。接下來(lái)，在絕緣基板61上形成柵極電極62。材料和工藝與第一實(shí)施例的柵極電極12的相同。 接下來(lái)，形成第二電容器電極69。可以使用各種材料和工藝來(lái)形成第二電容器電極69。材料的例子是合金、諸如Mo、Al、Cu和Ru的金屬、諸如ITO和ATO的透明導(dǎo)電氧化物以及諸如聚乙撐二氧噻吩(PEDOT)和聚苯胺(PANI)的有機(jī)導(dǎo)電材料。工藝的例子包括通過(guò)濺射、旋涂或者浸潰涂敷形成膜，然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷和照相凹版印刷的印刷處理進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。柵極電極62和第二電容器電極69如果利用相同的材料和工藝制成則可以同時(shí)形成。接下來(lái),形成柵極絕緣層63。在本實(shí)施例中，柵極絕緣層63是由從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜。不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量?？梢源_定組成以便滿足要制造的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備要求的各種特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的 組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。
不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法、ALD方法和濺射方法的真空膜形成工藝形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷方法以形成要求的圖案?？梢酝ㄟ^(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程。可以通過(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜。接下來(lái)，在第二電容器電極69上形成電容器電介質(zhì)層68。不特別限制電容器電介質(zhì)層68的材料。例如，可以使用包括Hf、Ta和La的高電介質(zhì)氧化物材料和諸如鉛鋯鈦(PZT)和鍶鉍鉭(SBT)的鐵電材料。電容器電介質(zhì)層68可以由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的絕緣膜、即由從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜而制成。不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量?？梢源_定組成以便滿足要制造的場(chǎng)效應(yīng)晶體管要求的各種特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法、ALD方法和濺射方法的真空膜形成工藝形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷處理以形成要求的圖案。可以通過(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜。柵極絕緣層63和電容器電介質(zhì)層68如果利用相同的材料和工藝制成則可以同時(shí)形成。接下來(lái),形成源極電極64和漏極電極65。材料和工藝與用于第一實(shí)施例的源極電極14和漏極電極15的相同。
接下來(lái)，形成第一電容器電極67?？梢允褂酶鞣N材料和工藝來(lái)形成第一電容器電極67。材料的例子是合金、諸如Mo、Al、Cu和Ru的金屬、諸如ITO和ATO的透明導(dǎo)電氧化物以及諸如聚乙撐二氧噻吩(PEDOT)和聚苯胺(PANI)的有機(jī)導(dǎo)電材料。工藝的例子包括通過(guò)濺射、旋涂或者浸潰涂敷形成膜，然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷和照相凹版印刷的印刷處理進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。源極電極64、漏極電極65和第一電容器電極67如果利用相同的材料和工藝制成則可以同時(shí)形成。接下來(lái),形成半導(dǎo)體層66。半導(dǎo)體層66的例子是多晶娃(p-Si)、非晶娃(a-Si)、諸如a-IGZO的氧化物半導(dǎo)體以及諸如并五苯的有機(jī)半導(dǎo)體，盡管不限于此。在這些之中，考慮到柵極絕緣層63和半導(dǎo)體層66的界面的穩(wěn)定性，氧化物半導(dǎo)體是優(yōu)選的。不特別限制工藝。工藝的例子包括通過(guò)諸如濺射、激光束沉積(PLD)方法、CVD方法和ALD方法的真空膜形成工藝和諸如旋涂和浸潰涂敷的溶液處理來(lái)形成膜，以及然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷和照相凹版印刷的印刷處理進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。 根據(jù)以上過(guò)程，形成易失性存儲(chǔ)器。根據(jù)第一觀點(diǎn)，在根據(jù)本實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器中，形成柵極絕緣層63的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，且相對(duì)電容率大于或等于6，這高于SiO2的相對(duì)電容率。因此，可以降低漏電流，并且可以以低電壓驅(qū)動(dòng)該易失性存儲(chǔ)器。根據(jù)第二觀點(diǎn)，在根據(jù)本實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器中，形成柵極絕緣層63和電容器電介質(zhì)層68的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，且相對(duì)電容率大于或等于6，這高于SiO2的相對(duì)電容率。因此，可以減少漏電流，并且可以以低電壓驅(qū)動(dòng)該易失性存儲(chǔ)器。在圖6所示的易失性存儲(chǔ)器(第一例子)中，柵極電極62、柵極絕緣層64、源極電極64、漏極電極65和半導(dǎo)體層66的位置關(guān)系對(duì)應(yīng)于所謂的底部柵極/頂部接觸型。但是，根據(jù)本實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器可以是例如如圖7所示的底部柵極/頂部接觸型、如圖8所示的頂部柵極/底部接觸型或者如圖9所示的頂部柵極/頂部接觸型。此外，在圖6所示的易失性存儲(chǔ)器(第一例子)中，第一電容器電極67、電容器電介質(zhì)層68和第二電容器電極69具有平面結(jié)構(gòu)；但是，這些元件可以具有三維結(jié)構(gòu)以增加電容器的容量。[第四實(shí)施例]參考圖10給出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備(第二例子)的描述。根據(jù)本實(shí)施例的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備(第二例子)包括半導(dǎo)體基板71、柵極絕緣層72、柵極電極73、柵極側(cè)壁絕緣膜74、源極區(qū)域75、漏極區(qū)域76、第一層間絕緣膜77、位線電極78、第二層間絕緣膜79、第一電容器電極80、電容器電介質(zhì)層81和第二電容器電極82。半導(dǎo)體基板71、柵極絕緣層72、柵極電極73、柵極側(cè)壁絕緣膜74、源極區(qū)域75、漏極區(qū)域76和第一層間絕緣膜77可以利用與第二實(shí)施例的半導(dǎo)體基板51、柵極絕緣層52、柵極電極53、柵極側(cè)壁絕緣膜54、源極區(qū)域55、漏極區(qū)域56和層間絕緣膜57相同的材料和工藝制成。
在本實(shí)施例中，柵極絕緣層72是由從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜。不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量?？梢源_定組成以便滿足要制造的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備要求的各種特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法、ALD方法和濺射方法的真空膜形成工藝形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷處理以形成要求的圖案。可以通過(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜。
如上所述，在半導(dǎo)體基板71上，形成柵極絕緣層72、柵極電極73、柵極側(cè)壁絕緣膜74、源極區(qū)域75、漏極區(qū)域76和第一層間絕緣膜77，然后形成位線電極78。不特別限制材料和工藝。材料的例子是Al和Cu。工藝的例子是通過(guò)諸如濺射和CVD的真空膜形成工藝填充通孔，然后通過(guò)照相平版印刷進(jìn)行圖案化，或者通過(guò)CVD或涂敷方法填充通孔，然后通過(guò)CMP (化學(xué)機(jī)械研磨)對(duì)各元素平坦化?？梢酝ㄟ^(guò)在金屬材料上層壓諸如TiN和TaN的阻擋金屬來(lái)形成層壓層。可以進(jìn)行CVD方法以通過(guò)用W填充通孔來(lái)形成W孔塞。接下來(lái)，形成第二層間絕緣膜79。材料和工藝與第二實(shí)施例的層間絕緣膜75的相同。接下來(lái)，形成第一電容器電極80。不特別限制材料和工藝。材料的例子是諸如Al、Cu和Ru的金屬材料和多晶硅。工藝的例子是通過(guò)諸如濺射和CVD的真空膜形成工藝填充通孔，然后通過(guò)照相平版印刷進(jìn)行圖案化，或者通過(guò)CVD或涂敷方法填充通孔，然后通過(guò)CMP (化學(xué)機(jī)械研磨)對(duì)各元素平坦化?？梢酝ㄟ^(guò)在金屬材料上層壓諸如TiN和TaN的阻擋金屬來(lái)形成層壓層?？梢赃M(jìn)行CVD方法以通過(guò)用W填充通孔來(lái)形成W孔塞。接下來(lái)，形成電容器電介質(zhì)層81。不特別限制電容器電介質(zhì)層81的材料。例如，可以使用包括Hf、Ta和La的高電介質(zhì)氧化物材料和諸如鉛鋯鈦(PZT)和鍶鉍鉭(SBT)的鐵電材料。電容器電介質(zhì)層81可以由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的絕緣膜、即由從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜而制成。不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量。可以確定組成以便滿足要制造的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備要求的各種特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法、ALD方法和濺射方法的真空膜形成工藝形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷處理以形成要求的圖案。可以通過(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程。可以通過(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜。接下來(lái)，形成第二電容器電極82。不特別限制材料和工藝。材料的例子是諸如Al、Cu和Ru的金屬材料和多晶硅。工藝的例子是通過(guò)諸如濺射和CVD的真空膜形成工藝形成膜，然后通過(guò)照相平版印刷進(jìn)行圖案化。可以通過(guò)在金屬材料上層壓諸如TiN和TaN的阻擋金屬來(lái)形成層壓層。根據(jù)以上過(guò)程，形成易失性存儲(chǔ)器。
根據(jù)第一觀點(diǎn)，在根據(jù)本實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器中，形成柵極絕緣層72的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，且相對(duì)電容率大于或等于6，這高于SiO2的相對(duì)電容率。因此，可以降低漏電流，并且該易失性存儲(chǔ)器可以高度集成并且可以以低電壓驅(qū)動(dòng)。根據(jù)第二觀點(diǎn)，在根據(jù)本實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器中，形成柵極絕緣層72和電容器電介質(zhì)層81的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，且相對(duì)電容率大于或等于6，這高于SiO2的相對(duì)電容率。因此，可以減少漏電流，并且該易失性存儲(chǔ)器可以高度集成并且可以以低電壓驅(qū)動(dòng)。本實(shí)施例描述了具有堆疊類型結(jié)構(gòu)的易失性存儲(chǔ)器，其中電容器被放置在場(chǎng)效應(yīng)晶體管的頂部；但是，易失性存儲(chǔ)器不限于此。例如，易失性存儲(chǔ)器可以具有溝槽型結(jié)構(gòu)，其中通過(guò)在半導(dǎo)體基板中形成槽(未示出)而將電容器放置在場(chǎng)效應(yīng)晶體管的底部。此外，在圖10所示的易失性存儲(chǔ)器(第二例子)中，第一電容器電極80、電容器電介質(zhì)層81和第二電容器電極82具有平面結(jié)構(gòu)；但是，這些元件可以具有三維結(jié)構(gòu)以增加電容器的容量。[第五實(shí)施例]參考圖11給出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(第一例子)的描述。根據(jù)本實(shí)施例的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(第一例子)包括絕緣基板91、柵極電極92、第一柵極絕緣層93、浮置柵極電極94、第二柵極絕緣層95、源極電極96、漏極電極97和半導(dǎo)體層98。第一柵極絕緣層93是所謂的柵極電極間絕緣層，第二柵極絕緣層95是所謂的隧道絕緣層，并且柵極電極92是所謂的控制柵極電極。基于對(duì)源極電極96、漏極電極97和柵極電極98的電壓施加的條件，根據(jù)隧穿效應(yīng)，電子可以經(jīng)由作為隧道絕緣層的第二柵極絕緣膜被輸入到浮置柵極電極94/從浮置柵極電極94輸出，因此起著存儲(chǔ)器的作用。以下描述形成根據(jù)本實(shí)施例的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的方法。首先，準(zhǔn)備絕緣基板91。材料與第一實(shí)施例的絕緣基板11的相同。接下來(lái)，在絕緣基板91上形成柵極電極92。材料和工藝與第一實(shí)施例的柵極電極12的相同。接下來(lái)，形成第一柵極絕緣層93以便覆蓋柵極電極92。在本實(shí)施例中，第一柵極絕緣層93是由從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜。
不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量?？梢源_定組成以便滿足要制造的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備要求的各種特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法、ALD方法和濺射方法的真空膜形成工藝形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷處理以形成要求的圖案。可以通過(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜。
接下來(lái)，在第一柵極絕緣層93上形成浮置柵極電極94。可以使用各種材料和工藝來(lái)形成浮置柵極電極94。材料的例子是合金、諸如Mo、Al、Cu和Ru的金屬、諸如ITO和ATO的透明導(dǎo)電氧化物以及諸如聚乙撐二氧噻吩(PEDOT)和聚苯胺(PANI)的有機(jī)導(dǎo)電材料。工藝的例子包括通過(guò)濺射、旋涂或者浸潰涂敷形成膜，然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷和照相凹版印刷的印刷處理進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。接下來(lái)，形成第二柵極絕緣層95以便覆蓋浮置柵極電極94。不特別限制材料；可以適當(dāng)?shù)剡x擇最佳材料。為了增加耦合比的目的，優(yōu)選使用諸如Si02或者含氟聚合物的具有低介電常數(shù)的絕緣材料。不特別限制工藝。例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂弥T如濺射、CVD和ALD的真空膜形成工藝和用于應(yīng)用包括金屬醇鹽和金屬絡(luò)合物的液體和包括聚合物的液體的諸如旋涂、染料涂敷、噴嘴涂敷和噴墨印刷的溶液方法。此外，可以通過(guò)進(jìn)行照相平版印刷或者印刷來(lái)形成要求的圖案。接下來(lái)，在第二柵極絕緣層95上形成源極電極96和漏極電極97。材料和工藝與第一實(shí)施例的源極電極14和漏極電極15的相同。接下來(lái)，形成半導(dǎo)體層98。不特別限制材料。半導(dǎo)體層98的例子是諸如多晶硅(p-Si )、非晶娃(a-Si )和In-Ga-Zn-O的氧化物半導(dǎo)體以及諸如并五苯的有機(jī)半導(dǎo)體，盡管不限于此。在這些之中，氧化物半導(dǎo)體是優(yōu)選的。不特別限制工藝。工藝的例子包括通過(guò)諸如濺射、激光束沉積(PLD)方法、CVD方法和ALD方法的真空膜形成工藝和諸如旋涂和浸潰涂敷的溶液處理形成膜以及然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷和照相凹版印刷的印刷處理進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。根據(jù)以上過(guò)程，形成非易失性存儲(chǔ)器(第一例子)。在根據(jù)本實(shí)施例的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，形成第一柵極絕緣層93的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，并且具有近似大于或等于6的相對(duì)電容率，這高于SiO2的相對(duì)電容率。因此，降低了漏電流，并且可以降低用于寫/擦除操作的電壓。在圖11所示的非易失性存儲(chǔ)器(第一例子)中，柵極電極92、源極電極96、漏極電極97和半導(dǎo)體層98的位置關(guān)系對(duì)應(yīng)于所謂的底部柵極/底部接觸型。但是，本實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器可以是例如如圖12所示的底部柵極/頂部接觸型、如圖13所示的頂部柵極/底部接觸型或者如圖14所示的頂部柵極/頂部接觸型。此外，在圖11到圖14中，柵極電極92、第一柵極絕緣層93和浮置柵極電極94具有平面結(jié)構(gòu)；但是，這些元件可以具有三維結(jié)構(gòu)以增加電容器的容量。[第六實(shí)施例]參考圖15，給出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(第二例子)的描述。根據(jù)本實(shí)施例的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(第二例子)包括半導(dǎo)體基板101、第一柵極絕緣層102、柵極電極103、第二柵極絕緣層104、浮置柵極電極105、柵極側(cè)壁絕緣膜106、源極區(qū)域107和漏極區(qū)域108。第一柵極絕緣層102是所謂的柵極電極間絕緣層，第二柵極絕緣層104是所謂的隧道絕緣層，并且柵極電極103是所謂的控制柵極電極。基于對(duì)源極區(qū)域107、漏極區(qū)域108和柵極電極103的電壓施加的條件，根據(jù)隧穿效應(yīng)，電子可以經(jīng)由作為隧道絕緣層的第二柵極絕緣膜104被輸入到浮置柵極電極105/從浮置柵極電極105輸出，因此起著存儲(chǔ)器的 作用。以下描述形成根據(jù)本實(shí)施例的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的方法。首先，準(zhǔn)備半導(dǎo)體基板101。材料與第二實(shí)施例的半導(dǎo)體基板51的相同。接下來(lái)，形成第二柵極絕緣膜104。不特別限制材料；一個(gè)例子是諸如SiO2的具有低介電常數(shù)的絕緣材料。不特別限制工藝；例子是熱氧化方法和諸如濺射、CVD和ALD的真空膜形成方法。接下來(lái)，形成浮置柵極電極105。不特別限制材料和工藝。材料的例子是多晶硅、諸如Al的金屬材料以及層壓體，該層壓體可以通過(guò)在那些材料上層壓諸如TiN和TaN的阻擋金屬而形成。工藝的例子是諸如CVD和濺射的真空膜形成工藝。接下來(lái)，形成第一柵極絕緣層102。在本實(shí)施例中，第一柵極絕緣層102是由從由Be,Mg,Ca, Sr,Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜。不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量。可以確定組成以便滿足要制造的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備要求的各種特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法、ALD方法和濺射方法的真空膜形成工藝形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷方法以形成要求的圖案?？梢酝ㄟ^(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜。不特別限制對(duì)第一柵極絕緣層102、柵極電極103、第二柵極絕緣膜104和浮置柵極電極105圖案化的方法；例如，可以通過(guò)照相平版印刷形成要求的圖案。接下來(lái)，形成柵極側(cè)壁絕緣膜106。材料和工藝與第二實(shí)施例的柵極側(cè)壁絕緣膜54的相同。接下來(lái)，將離子選擇性地注入半導(dǎo)體基板101中，以形成源極區(qū)域107和漏極區(qū)域108。盡管未示出，為了降低電阻的目的，可以在源極區(qū)域107和漏極區(qū)域108的表面上形成諸如NiSi、CoSi和TiSi的硅化物層。根據(jù)以上過(guò)程，形成非易失性存儲(chǔ)器(第二例子)。在根據(jù)本實(shí)施例的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，，形成第一柵極絕緣層102的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，并且具有近似大于或等于6的相對(duì)電容率，這大于SiO2的相對(duì)電容率。因此，降低了漏電流，并且可以降低用于寫/擦除操作的電壓。此外，在圖15中，第一柵極絕緣層102、柵極電極103以及浮置柵極電極105具有平面結(jié)構(gòu)；但是，這些元件可以具有三維結(jié)構(gòu)以增加電容器的容量。[第七實(shí)施例]參考圖16到22給出根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的顯示元件的描述。根據(jù)本實(shí)施例的顯示元件是有機(jī)電致發(fā)光(有機(jī)EL)顯示元件。
參考圖16給出根據(jù)本實(shí)施例的有機(jī)EL顯示元件的描述。根據(jù)本實(shí)施例的有機(jī)EL顯示元件包括絕緣基板201、第一柵極電極202、第二柵極電極203、柵極絕緣層204、第一源極電極205、第一漏極電極206、第二源極電極207、第二漏極電極208、第一半導(dǎo)體層209、第二半導(dǎo)體層210、第一保護(hù)層211、第二保護(hù)層212、分隔壁(partition wall) 213、有機(jī)EL層214、上部電極215、密封層216、粘附層217和相對(duì)絕緣基板218。根據(jù)本實(shí)施例的有機(jī)EL顯示元件包括作為光學(xué)控制元件的有機(jī)EL元件250以及包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管260和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管270的像素驅(qū)動(dòng)電路280。第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管260包括第一柵極電極202、柵極絕緣層204、第一源極電極205、第一漏極電極206、第一半導(dǎo)體層209和第一保護(hù)層211。第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管270包括第二柵極電極203、柵極絕緣層204、第二源極電極207、第二漏極電極208、第二半導(dǎo)體層210和第二保護(hù)層212。像素驅(qū)動(dòng)電路280具有包括兩個(gè)晶體管和一個(gè)電容器的結(jié)構(gòu)，并且第一漏極電極206連接到第二柵極電極203。在圖16中，為了方便起見，在第二源極電極207和第二柵極電極203之間形成電容器；但是，形成電容器的位置實(shí)際上不限于此。可以在要求的位置適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)/形成具有要求的電容的電容器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜可以用作電容器電介質(zhì)膜。從工藝設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)看，期望同時(shí)利用相同的材料形成電容器電介質(zhì)膜和兩個(gè)晶體管的柵極絕緣膜。接下來(lái)，給出形成根據(jù)本實(shí)施例的有機(jī)EL顯示元件的方法的描述。可以通過(guò)與根據(jù)第一實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管相同的材料和工藝來(lái)形成第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管260和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管270。在本實(shí)施例中，柵極絕緣層204是由從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra構(gòu)成的組中選取的一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的另一組中選取的一種或兩種或更多種元素制成的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜。不特別限制在該復(fù)合金屬氧化物絕緣膜中包括的元素量?？梢源_定組成以便滿足要制造的有機(jī)EL顯示器要求的各種特性，比如介電常數(shù)、介電損失、熱膨脹系數(shù)、工藝兼容性和成本。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜可以具有從廣闊范圍中選擇的組成，因此可以滿足廣闊范圍的所要求的規(guī)范。不特別限制工藝。例如，通過(guò)諸如CVD方法、ALD方法和濺射方法的真空膜形成工藝形成膜，然后進(jìn)行照相平版印刷方法以形成要求的圖案?？梢酝ㄟ^(guò)準(zhǔn)備用于形成以上復(fù)合金屬氧化物膜的墨水、將墨水涂敷于基板上、然后在適當(dāng)?shù)臈l件下燃燒基板來(lái)形成該膜。涂敷墨水的方法可以是諸如旋涂、噴墨印刷、窄縫涂敷、噴嘴印刷、照相凹版印刷和微接觸印刷的傳統(tǒng)方法。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠∷⒎椒ê蜅l件，墨水可以僅印刷在指定的區(qū)域中，以便不需要隨后進(jìn)行圖案化過(guò)程。可以通過(guò)這些膜形成方法的任意一種來(lái)形成非晶膜?？梢允褂酶鞣N材料和工藝來(lái)形成第一保護(hù)層211和第二保護(hù)層212。材料的例子是諸如Si02、SiON和SiNx的無(wú)機(jī)氧化物和氮化物以及諸如氟化聚合物的絕緣材料。工藝的例子包括通過(guò)濺射、CVD和旋涂形成膜，然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷和照相凹版印刷的印刷處理來(lái)進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。可以使用各種材料和工藝來(lái)形成分隔壁213。材料的例子是諸如Si02、Si0N和SiNx的無(wú)機(jī)氧化物和氮化物以及諸如丙烯酸樹脂和聚酰亞胺的絕緣材料。工藝的例子包括通過(guò)濺射、CVD和旋涂形成膜，然后通過(guò)照相平版印刷或者通過(guò)進(jìn)行諸如噴墨印刷、納米印刷和照相凹版印刷的印刷處理來(lái)進(jìn)行圖案化，以便直接形成具有要求的形狀的膜。接下來(lái)，給出有機(jī)EL元件250的描述。根據(jù)本實(shí)施例的有機(jī)EL元件250包括有 機(jī)EL層214、上部電極215和第二漏極電極208 (下部電極)。例如，第二漏極電極208由ITO制成。第二漏極電極208可以由諸如ln203、SnO2,ZnO的透明導(dǎo)電氧化物或者銀(Ag)-釹(Nd)合金制成。有機(jī)EL層214包括電子傳輸層、發(fā)光層和空穴傳輸層。上部電極215連接到電子傳輸層并且第二漏極電極208連接到空穴傳輸層。當(dāng)在第二漏極電極208和上部電極215之間施加預(yù)定電壓時(shí)，從第二漏極電極208和上部電極215注入的空穴和電子在發(fā)光層中重新組合，以便發(fā)光中心在該層中發(fā)光。例如，上部電極215由鋁(Al)制成。上部電極215可以由鎂(Mg)-銀(Ag)合金、鋁(Al)-鋰(Li)合金和ITO (氧化銦錫)制成。不特別限制形成有機(jī)EL元件的方法，并且其可以是傳統(tǒng)方法。例如，通過(guò)諸如真空氣相沉積方法和濺射方法的真空膜形成工藝以及通過(guò)諸如噴墨印刷和噴嘴印刷的溶液處理來(lái)形成膜。在形成像素驅(qū)動(dòng)電路280和有機(jī)EL元件250之后，形成密封層216?？梢允褂酶鞣N材料和工藝來(lái)形成密封層216。材料的例子是諸如Si02、Si0N和SiNx的無(wú)機(jī)氧化物和氮化物。工藝的例子包括諸如CVD和濺射的真空膜形成方法。最后，經(jīng)由諸如環(huán)氧樹脂和丙烯酸(類)樹脂的材料制成的粘附層217粘附相對(duì)絕緣基板218，以便完成有機(jī)EL顯示元件。在根據(jù)本實(shí)施例的有機(jī)EL顯示元件中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙?chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo)通時(shí)，有機(jī)EL層214發(fā)光，以便從絕緣基板201側(cè)顯示圖像，如箭頭A所示。在此情況下，絕緣基板201、第二漏極電極208和柵極絕緣層204需要由透明材料(ITO、SiO2等)制成。在本實(shí)施例中，給出了“底部發(fā)射”型的描述，其中從絕緣基板201發(fā)光；但是本實(shí)施例不限于此。有機(jī)EL顯示元件可以是“頂部發(fā)射”型，其中從在與箭頭A相對(duì)的一側(cè)的相對(duì)絕緣基板218發(fā)光。例如，在此情況下，使用諸如銀(Ag)-釹(Nd)合金的高反射率電極作為第二漏極電極208，并且使用諸如鎂(Mg)-銀(Ag)合金薄膜的半透明電極作為上部電極215。在本實(shí)施例中，有機(jī)EL元件定位為鄰近像素驅(qū)動(dòng)電路280 ;但是，本實(shí)施例不限于此。例如，如圖17所示，有機(jī)EL元件250可以位于像素驅(qū)動(dòng)電路280以上。在圖17所示的有機(jī)EL顯示元件中，在絕緣基板221上，形成第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管260和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管270。第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管260包括第一柵極電極222、柵極絕緣層224、第一源極電極225、第一漏極電極226、第一半導(dǎo)體層229和第一保護(hù)層231。第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管270包括第二柵極電極223、柵極絕緣層224、第二源極電極227、第二漏極電極228、第二半導(dǎo)體層230和第二保護(hù)層232。形成層間絕緣膜233以便覆蓋第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管260和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管270。在層間絕緣膜233上形成分隔壁234。同時(shí)，在包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管260和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管270的像素驅(qū)動(dòng)電路280上形成的有機(jī)EL元件包括下部電極235、有機(jī)EL層236和上部電極237。第二漏極電極228和下部電極235通過(guò)在層間絕緣膜233中形成的通孔而連接。密封層238、粘附層239和相對(duì)絕緣基板240與圖16中所示的密封層216、粘附層217和相對(duì)絕緣基板218相同。在本實(shí)施例中，有機(jī)EL層包括電子傳輸層、發(fā)光層和空穴傳輸層；但是,本實(shí)施例不限于此。例如，電子傳輸層和發(fā)光層可以合并為單個(gè)層。在另一例子中，可以在電子傳輸 層和上部電極215之間提供電子注入層。此外，可以在空穴傳輸層和第二漏極電極之間提供空穴注入層。在根據(jù)本實(shí)施例的有機(jī)EL顯示元件中，形成柵極絕緣膜204的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜具有非晶結(jié)構(gòu)，并且具有近似大于或等于6的相對(duì)電容率，這大于SiO2的相對(duì)電容率。因此，抑制了漏電流，并且可以低功耗操作有機(jī)EL顯示元件。在以上描述中，驅(qū)動(dòng)顯示元件的像素驅(qū)動(dòng)電路具有包括兩個(gè)晶體管和一個(gè)電容器的結(jié)構(gòu)；但是，本實(shí)施例不限于此。像素驅(qū)動(dòng)電路可以具有優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，例如四個(gè)晶體管和一個(gè)電容器或者五個(gè)晶體管和兩個(gè)電容器，等等。在這些情況的任意一個(gè)中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜可以用在晶體管的柵極絕緣膜以及電容器的電介質(zhì)膜兩者中。以上描述了其中有機(jī)EL元件被用作光學(xué)控制元件的有機(jī)電致發(fā)光顯示設(shè)備。但是，通過(guò)使用液晶顯示元件作為光學(xué)控制元件，該圖像顯示設(shè)備可以是液晶顯示器設(shè)備。圖18所示的液晶顯示元件的例子包括偏光板302、玻璃基板303、透明電極304、對(duì)準(zhǔn)膜305、對(duì)準(zhǔn)膜307、透明電極308、濾色器(color filter) 309、玻璃基板310和偏光板311。此外，填充有液晶材料的液晶層306被提供在液晶元件中。此外，為液晶元件提供背光系統(tǒng)301。電源312在透明電極304和透明電極308之間施加電壓以控制液晶材料的對(duì)準(zhǔn)，并控制從背光系統(tǒng)301進(jìn)入的光的透射率。液晶元件通過(guò)電壓驅(qū)動(dòng)，因此像素驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)晶體管和一個(gè)電容器。同樣，在此情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜可以用在晶體管的柵極絕緣膜和電容器的電介質(zhì)膜兩者中。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用電致變色元件、電泳元件和電濕潤(rùn)元件作為光學(xué)控制元件(顯示元件)，顯示設(shè)備可以是反射顯示設(shè)備。圖19所示的電致變色元件的例子包括玻璃基板321、底部電極322、白色反射層323、電解質(zhì)溶液或者固態(tài)電解質(zhì)324、電致變色層325、頂部透明電極326和玻璃基板327。當(dāng)電源328在底部電極322和頂部透明電極326之間施加預(yù)定電壓時(shí)，電致變色材料可逆地氧化或還原(reduce),以便產(chǎn)生或擦除顏色。因而，電致變色元件起著顯示元件的作用。此外，圖20所示的電泳元件的例子包括玻璃基板331、底部電極332、顯示層333、頂部透明電極334和玻璃基板335。在顯示層333中，已被充電的白色粒子和黑色粒子分散在溶劑中。當(dāng)電源336在底部電極332和頂部透明電極334之間施加預(yù)定電壓時(shí)，充電的粒子根據(jù)電場(chǎng)而移動(dòng)。因而，電泳元件起著顯示元件的作用。此外，圖21所示的電濕潤(rùn)元件的例子包括白色基板341、底部透明電極342、疏水(hydrophohic)絕緣層343、油層344、水溶液層345、頂部透明電極346和玻璃基板347。油層344被著色，并且水溶液層345是透明的。當(dāng)電濕潤(rùn)元件被斷開時(shí)，顯示油層344的顏色，因?yàn)樗芤簩?45是透明(translucent)層。然后，如圖22所示，當(dāng)電源348在底部透明電極342和頂部透明電極346之間施加預(yù)定電壓時(shí)，在疏水絕緣層343的表面上產(chǎn)生電荷，使得疏水絕緣層343的表面變?yōu)橛H水表面。也就是說(shuō)，疏水絕緣層343相對(duì)于油層344的親和性降低，而相對(duì)于水溶液層345的親和性增加。從而，降低了整體能量，使得油層344在使得油層344和疏水絕緣層343之間的接觸面積最小化的方向上移動(dòng)。因此，顯示白色基板341的顏色。根據(jù)此原理，電濕潤(rùn)元件起著顯示元件的作用。上述電致變色元件、電泳元件和電濕潤(rùn)元件可以與濾色器組合以起著反射型彩色 顯示器的作用。上述電致變色元件是電流驅(qū)動(dòng)的元件，因此，類似于有機(jī)EL顯示元件，像素驅(qū)動(dòng)電路需要具有兩個(gè)或多個(gè)晶體管以及一個(gè)或多個(gè)電容器。電泳元件和電濕潤(rùn)元件是電壓驅(qū)動(dòng)的元件，因此可以僅包括一個(gè)晶體管和一個(gè)電容器。同樣，在這些情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合金屬氧化物絕緣膜可以用在晶體管的柵極絕緣膜和電容器的電介質(zhì)膜兩者中。[第八實(shí)施例]接下來(lái)，參考圖23到31給出根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備和系統(tǒng)的描述。圖23是作為根據(jù)第八實(shí)施例的系統(tǒng)的電視設(shè)備500的示意圖。圖23中的連接線指示主要信號(hào)和信息流，不表示塊之間的所有連接關(guān)系。根據(jù)第八實(shí)施例的電視設(shè)備被500包括主控制設(shè)備501、調(diào)諧器503、AD轉(zhuǎn)換器(ADC) 504、解調(diào)電路505、TS (傳輸流)解碼器506、音頻解碼器511、DA轉(zhuǎn)換器(DAC) 512、音頻輸出電路513、揚(yáng)聲器514、視頻解碼器521、視頻OSD合成電路522、視頻輸出電路523、圖像顯示設(shè)備524、OSD呈現(xiàn)電路525、存儲(chǔ)器531、操作設(shè)備532、驅(qū)動(dòng)接口(驅(qū)動(dòng)器IF)541、硬盤設(shè)備542、光盤設(shè)備543、IR光學(xué)接收器551以及通信控制設(shè)備552。主控制設(shè)備501控制整個(gè)電視設(shè)備500，并且包括CPU、快閃ROM和RAM。快閃ROM包括由可以被CPU解碼的代碼描述的程序以及用于CPU進(jìn)行的處理的各種數(shù)據(jù)。此外，RAM是工作存儲(chǔ)器。調(diào)諧器503從利用天線610接收的廣播波中選擇以廣播預(yù)先設(shè)置的頻道。ADC 504將來(lái)自調(diào)諧器503的輸出信號(hào)(模擬信息)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。解調(diào)電路505對(duì)來(lái)自ADC504的數(shù)字信息解調(diào)。 TS解碼器506對(duì)來(lái)自解調(diào)電路505的輸出信號(hào)進(jìn)行TS解碼，并將音頻信息與視頻信息分離。音頻解碼器511解碼來(lái)自TS解碼器506的音頻信息。DA轉(zhuǎn)換器(DAC) 512將來(lái)自音頻解碼器511的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。音頻輸出電路513將來(lái)自DA轉(zhuǎn)換器(DAC) 512的輸出信號(hào)輸出到揚(yáng)聲器514。
視頻解碼器521解碼來(lái)自TS解碼器506的視頻信息。視頻OSD合成電路522將來(lái)自視頻解碼器521的輸出信號(hào)與來(lái)自O(shè)SD呈現(xiàn)電路525的輸出信號(hào)解碼。視頻輸出電路523將來(lái)自視頻OSD合成電路522的輸出信號(hào)輸出到圖像顯示設(shè)備524。OSD呈現(xiàn)電路525包括字符產(chǎn)生器，用于在圖像顯示設(shè)備524的顯示屏幕上顯示字符和數(shù)字，并且OSD呈現(xiàn)電路525根據(jù)來(lái)自操作設(shè)備532和IR光學(xué)接收器551的指令產(chǎn)生包括顯示信息的信號(hào)。存儲(chǔ)器531用于臨時(shí)存儲(chǔ)AV (音頻-視覺)數(shù)據(jù)。操作設(shè)備532包括諸如控制面板的輸入介質(zhì)(未示出)，并且接收由用戶輸入的各種信息項(xiàng)并向主控制設(shè)備501報(bào)告各種信息項(xiàng)。 驅(qū)動(dòng)器IF是雙向通信接口，并且符合例如ATAPI (AT附連分組接口)。硬盤驅(qū)動(dòng)器542包括硬盤和用于驅(qū)動(dòng)該硬盤的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。驅(qū)動(dòng)設(shè)備在硬盤中記錄數(shù)據(jù)并且再現(xiàn)該硬盤中記錄的數(shù)據(jù)。光盤設(shè)備543在光盤(例如DVD)中記錄數(shù)據(jù)，并且再現(xiàn)光盤中記錄的數(shù)據(jù)。IR光學(xué)接收器551從遠(yuǎn)程控制發(fā)射器620接收光學(xué)信號(hào)，并向主控制設(shè)備501報(bào)
告該光學(xué)信號(hào)。通信控制設(shè)備552控制與因特網(wǎng)的通信。通信控制設(shè)備552可以經(jīng)由因特網(wǎng)獲取各種信息項(xiàng)。圖像顯示設(shè)備524包括指示器(indicator) 700和顯示控制設(shè)備780，如圖24所
/Jn o如圖25所示，指示器700包括顯示器710，其中以矩陣形式布置多個(gè)(nXm)個(gè)顯示元件702。如圖26所示，顯示器710包括沿著X軸方向等距離地布置的n條掃描線(X0、XI、X2、X3、……、Xn-2、Xn-l)、沿著Y軸方向等距離地布置的m條數(shù)據(jù)線(Y0、Y1、Y2、Y3、……、Ym-1)、以及沿著Y軸方向等距離地布置的m條電流供應(yīng)線(YOi、Yli、Y2i、Y3i、……、Ym-li)?？梢酝ㄟ^(guò)使用掃描線和數(shù)據(jù)線來(lái)標(biāo)識(shí)顯示元件702。如圖27所示，每個(gè)顯示元件702包括有機(jī)EL (電致發(fā)光)元件750以及用于致使有機(jī)EL元件750發(fā)光的像素驅(qū)動(dòng)電路720。也就是說(shuō)，顯示器710是所謂的有源矩陣型有機(jī)EL顯示器。此外,顯示器710是彩色32英寸顯示器。但是,顯示器710的尺寸不限于此。如圖28所示，有機(jī)EL元件750包括有機(jī)EL薄膜層740、陰極712和陽(yáng)極714。陰極712由鋁(Al)制成。陰極712也可以由鎂(Mg)-銀(Ag)合金、鋁(Al)-鋰(Li)合金和ITO (氧化銦錫)制成。陽(yáng)極714由ITO制成。陽(yáng)極714也可以由諸如In203、Sn02和ZnO的透明導(dǎo)電氧化物和銀(Ag)-釹(Nd)合金制成。有機(jī)EL層740包括電子傳輸層742、發(fā)光層744和空穴傳輸層746。陰極712連接到電子傳輸層742，并且陽(yáng)極714連接到空穴傳輸層746。當(dāng)在陽(yáng)極714和陰極712之間施加預(yù)定電壓時(shí)，發(fā)光層744發(fā)光。此外，如圖27所示，像素驅(qū)動(dòng)電路720包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管810和820以及電容器830。場(chǎng)效應(yīng)晶體管810操作為開關(guān)元件。柵極電極G連接到預(yù)定掃描線，源極電極S連接到預(yù)定數(shù)據(jù)線。此外，漏極電極D連接到電容器830的端子之一。電容器830用于記錄與場(chǎng)效應(yīng)晶體管810的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。電容器830的另一端子連接到預(yù)定電流供應(yīng)線。場(chǎng)效應(yīng)晶體管820用于向有機(jī)EL元件750供應(yīng)大電流。場(chǎng)效應(yīng)晶體管820的柵極電極G連接到場(chǎng)效應(yīng)晶體管810的漏極電極D。場(chǎng)效應(yīng)晶體管820的漏極電極D連接到有機(jī)EL元件750的陽(yáng)極。場(chǎng)效應(yīng)晶體管820的源極電極S連接到預(yù)定電流供應(yīng)線。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管810導(dǎo)通時(shí)，由場(chǎng)效應(yīng)晶體管820驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL元件750。如圖29所示，顯示控制設(shè)備780包括圖像數(shù)據(jù)處理電路782、掃描線驅(qū)動(dòng)電路784 和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路786。圖像數(shù)據(jù)處理電路782基于來(lái)自視頻輸出電路523的輸出信號(hào)確定顯示器710中的多個(gè)顯示元件702的亮度。掃描線驅(qū)動(dòng)電路784響應(yīng)于來(lái)自圖像數(shù)據(jù)處理電路782的指令分別向n條掃描線中的每條施加電壓。數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路786響應(yīng)于來(lái)自圖像數(shù)據(jù)處理電路782的指令分別向m條數(shù)據(jù)線中的每條施加電壓。如從以上描述顯而易見，根據(jù)本實(shí)施例的電視設(shè)備500具有包括視頻解碼器521、視頻OSD合成電路522、視頻輸出電路523和OSD呈現(xiàn)電路525的圖像數(shù)據(jù)創(chuàng)建設(shè)備。在以上描述中，光學(xué)控制元件是有機(jī)EL元件；但是，本發(fā)明不限于此。光學(xué)控制元件可以是液晶元件、電致變色元件、電泳元件和電濕潤(rùn)元件。例如，當(dāng)光學(xué)控制元件是液晶元件時(shí)，有源矩陣方法的液晶顯示器被用作顯示器710。在此情況下，液晶元件是電壓驅(qū)動(dòng)的元件，因此不需要具有如圖30所示的電流供應(yīng)線。這樣的顯示元件的例子示出在圖31中。具體地，像素驅(qū)動(dòng)電路730可以包括僅一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管840和僅一個(gè)電容器760。在場(chǎng)效應(yīng)晶體管840中，柵極電極G連接到預(yù)定掃描線，并且源極電極S連接到預(yù)定數(shù)據(jù)線。此外，漏極電極D連接到液晶元件770的像素電極以及電容器760。在圖31中，762和772分別表示電容器760和液晶元件770的相對(duì)電極(公共電極)。根據(jù)第一實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管被用作本實(shí)施例中的場(chǎng)效應(yīng)晶體管810、820和840。因此，獲得了低功耗和高性能的電視設(shè)備。根據(jù)本實(shí)施例的電容器760和830的電介質(zhì)膜優(yōu)選通過(guò)與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柵極絕緣膜相同的工藝并在同時(shí)形成。在此情況下，電容器絕緣膜的相對(duì)電容率高，因此即使面積小，也能夠獲得與其中使用傳統(tǒng)絕緣膜相同的電容。因而，能夠提供其中像素面積減小并且顯示分辨率增加的顯示器或者其中像素的孔徑比增加并且亮度增加的顯示器。此外，根據(jù)第一實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及根據(jù)第三實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器可以用在顯示控制設(shè)備780中所包括的圖像數(shù)據(jù)處理電路782、掃描線驅(qū)動(dòng)電路784和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路786中。因而，能夠在相同的平面上形成包括其中顯示元件702以矩陣布置的顯示器710的指示器700和顯示控制設(shè)備780，并且因此可以提供低成本電視設(shè)備。
在上述實(shí)施例中，系統(tǒng)是電視設(shè)備；但是，本實(shí)施例不限于此，只要包括圖像顯示設(shè)備524作為用于顯示圖像和信息的設(shè)備即可。例如，系統(tǒng)可以是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī))和圖像顯示設(shè)備524相互連接。此外，圖像顯示設(shè)備524可以被用作諸如移動(dòng)電話、移動(dòng)音樂播放器、移動(dòng)視頻播放器、電子書和PDA (個(gè)人數(shù)字助理)的可攜式信息設(shè)備中或者諸如照相機(jī)和攝像機(jī)的成像設(shè)備中的顯示部件。此外，圖像顯示設(shè)備524可以被用作車輛、飛機(jī)、火車和輪船的移動(dòng)系統(tǒng)中的各種信息項(xiàng)的顯示部件。此外，圖像顯示設(shè)備524可以被用作測(cè)量設(shè)備、分析設(shè)備、醫(yī)療設(shè)施和廣告媒介中的各種信息項(xiàng)的顯示部件。根據(jù)第一到第六實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管、易失性存儲(chǔ)器和非 易失性存儲(chǔ)器也可以應(yīng)用于除了顯示設(shè)備或圖像顯示設(shè)備之外的設(shè)備(例如IC卡和ID標(biāo)簽)。[例子](例子I)作為例子1，給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的描述。參考圖2，給出制造根據(jù)例子I形成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法的描述。首先，在由無(wú)堿玻璃制成的絕緣基板21上，經(jīng)由金屬掩膜通過(guò)DC磁電管濺射方法形成柵極電極22，以沉積鑰(Mo)膜。膜的厚度是lOOnm。接下來(lái)，形成柵極絕緣層23。通過(guò)CVD方法沉積鎂鑭復(fù)合氧化物絕緣膜。通過(guò)分別在四乙二醇二甲醚(四乙醇二甲醚)和四氫呋喃(THF)的溶劑中溶解La (thd) 3和Mg (thd) 2(thd=2, 2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)制成原材料。絕緣膜的厚度是200nm。接下來(lái)，在室溫下通過(guò)DC磁電管濺射方法在柵極絕緣體上經(jīng)由金屬掩膜形成作為半導(dǎo)體層24的鎂銦氧化物膜。目標(biāo)是Mgln204燒結(jié)體，并且濺射氣體是氬氣和氧氣的混合物。形成的半導(dǎo)體層24的厚度近似是lOOnm。接下來(lái)，利用金屬掩膜通過(guò)真空氣相沉積形成作為源極電極25和漏極電極26的鋁膜。因而，僅在預(yù)定區(qū)域中形成源極電極25和漏極電極26。此外，源極電極25和漏極電極26的厚度近似是IOOnm,以便溝道長(zhǎng)度近似是50 u m,并且溝道寬度近似是400 u m。接下來(lái)，該半導(dǎo)體層在300° C下在空氣中經(jīng)歷熱處理達(dá)一個(gè)小時(shí)。因而，形成例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。(比較例子I)接下來(lái)，作為比較例子1，參考圖2給出具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的描述。根據(jù)例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管和根據(jù)比較例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管之間的差別在于形成柵極絕緣層23的方法不同；至于其它層，使用相同的制造方法和材料。通過(guò)與例子I相同的方法在絕緣基板21上形成柵極電極22。接下來(lái)，在傳統(tǒng)條件下通過(guò)RF濺射方法形成具有200nm厚度的SiO2膜，以形成柵極絕緣層23。接下來(lái)，通過(guò)與例子I相同的方法，形成半導(dǎo)體層24、源極電極25和漏極電極26并隨后對(duì)它們退火，由此形成根據(jù)比較例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。(例子I和比較例子I)圖32指示根據(jù)例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管和根據(jù)比較例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的晶體管特性。根據(jù)例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管和根據(jù)比較例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管兩者均具有大于或等于7數(shù)位(digit)的開/關(guān)比，因此實(shí)現(xiàn)良好的切換特性。具體地，開/關(guān)比是在導(dǎo)通狀態(tài)下流動(dòng)的電流和在截止?fàn)顟B(tài)下流動(dòng)的電流的電流比。此外，在根據(jù)例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，當(dāng)柵極電壓Vg近似是OV時(shí)，電流Id開始增加，類似于根據(jù)比較例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。因而，根據(jù)例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管指示良好的晶體管特性。此外，如上所述，根據(jù)例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極絕緣層具有比根據(jù)比較例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管更高的相對(duì)電容率。因此，在根據(jù)例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，在導(dǎo)通狀態(tài)下流動(dòng)的電流Ids高于根據(jù)比較例子I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管在導(dǎo)通狀態(tài)下流動(dòng)的電流。此外，在例子I中形成柵極絕緣層23的鎂鑭復(fù)合氧化物表現(xiàn)出近似9的相對(duì)電容率。這比比較例子I中的Si02膜的近似3. 9的相對(duì)電容率高得多。此外，證實(shí)了低漏電流特性。此外，在X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，即使在400° C下加熱柵極絕緣層23達(dá)一個(gè)小時(shí)，也不會(huì)觀察到衍射峰值。因而，證實(shí)了非晶狀態(tài)。(例子2)參考圖5給出根據(jù)例子2的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET)的描述。根據(jù)例子2的 MOS-FET如下形成。通過(guò)分別在四乙二醇二甲醚(四乙醇二甲醚)和四氫呋喃(THF)中溶解La (thd) 3和Sr (thd) 2 (thd=2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)制成液態(tài)原材料。通過(guò)CVD方法將此液態(tài)原材料涂敷于P型Si基板51上以形成具有5nm厚度的鑭鍶復(fù)合氧化物絕緣膜。此外，進(jìn)行CVD方法以形成多晶硅膜，并且進(jìn)行平版照相印刷過(guò)程以對(duì)多晶硅膜和鑭鍶復(fù)合氧化物絕緣膜圖案化，由此形成柵極絕緣層52和柵極電極53。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以沉積SiON。然后，整個(gè)表面經(jīng)歷干法刻蝕，以便形成柵極側(cè)壁絕緣膜54。接下來(lái)，柵極電極53和柵極側(cè)壁絕緣膜54被用作自對(duì)準(zhǔn)掩膜以將磷離子注入p型Si基板51中。根據(jù)離子擴(kuò)散，形成源極區(qū)域55和漏極區(qū)域56。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以沉積Si02，并且進(jìn)行照相平版印刷過(guò)程以形成具有接觸孔(contact hold)的層間絕緣膜57。最后，進(jìn)行濺射方法以沉積Al層，用它填充接觸孔。然后，通過(guò)照相平版印刷過(guò)程進(jìn)行圖案化，以便形成源極電極58和漏極電極59。通過(guò)進(jìn)行以上過(guò)程，形成場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M0S-FET)。在例子2中形成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管表現(xiàn)出良好的晶體管特性和低漏電流特性。形成在例子2中形成的柵極絕緣層52的鑭鍶復(fù)合氧化物表現(xiàn)出近似10的相對(duì)電容率，證實(shí)了低漏電流特性。此外，在X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)達(dá)到了非晶狀態(tài)。(例子3)作為例子3，給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器的描述。參考圖33，給出制造根據(jù)例子3形成的易失性存儲(chǔ)器的方法的描述。首先，在由無(wú)堿玻璃制成的基板111上形成柵極電極112和第二電容器電極113。具體地，通過(guò)DC濺射方法在玻璃基板111上形成具有近似IOOnm厚度的鑰(Mo)膜，涂敷光刻膠(photoresist),并經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)(stepper)曝光、并且顯現(xiàn)，以便形成具有與柵極電極112和第二電容器電極113相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鑰膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成柵極電極112和第二電容器電極113。接下來(lái)，形成柵極絕緣層114。具體地，通過(guò)分別在四乙二醇二甲醚(四乙醇二甲醚)和四氫呋喃(THF)中溶解La (thd) 3和Ba (thd) 2 (thd=2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)制成液態(tài)原材料。通過(guò)CVD方法將此液態(tài)原材料涂敷于柵極電極112和玻璃基板111上以形成具有200nm厚度的鋇鑭復(fù)合氧化物絕緣膜，以便形成柵極絕緣層114。隨后，涂敷光刻膠，并且光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、并且顯現(xiàn)，以便形成具有與柵極絕緣層114相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鋇鑭復(fù)合氧化物絕緣膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成柵極絕緣層114。接下來(lái)，形成電容器電介質(zhì)層115。具體地，通過(guò)分別在四乙二醇二甲醚(四乙醇二甲醚)和四氫呋喃(THF)中溶解La (thd) 3和Ba (thd) 2 (thd=2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)制成液態(tài)原材料。通過(guò)CVD方法將此液態(tài)原材料涂敷于柵極電極112和玻璃基板111上以形成具有50nm厚度的鋇鑭復(fù)合氧化物絕緣膜，以便形成電容器電介質(zhì)層115。隨后，涂敷光刻膠，并且光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光，以便形成具有與電容器電介質(zhì)層115相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鋇鑭復(fù)合氧化物絕緣膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成電容器電介質(zhì)層115。接下來(lái)，形成源極電極116和漏極電極117。在例子3中，漏極電極117還擔(dān)當(dāng)?shù)谌龑?shí)施例中的第一電容器電極，并且與電容器電介質(zhì)層115和第二電容器電極113 —起形 成電容器。具體地，通過(guò)DC濺射方法在柵極絕緣層114和電容器電介質(zhì)層115上形成作為透明導(dǎo)電膜的ITO膜，以便ITO膜具有近似IOOnm的厚度。隨后，在ITO膜上涂敷光刻膠，并且光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成具有與源極電極116和漏極電極117相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除ITO絕緣膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成由ITO膜制成的源極電極116和漏極電極117。接下來(lái)，形成半導(dǎo)體層118。具體地，通過(guò)DC濺射方法形成具有近似IOOnm厚度的鎂銦氧化物膜。隨后，在該鎂銦氧化物膜上涂敷光刻膠，并且光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成具有與半導(dǎo)體層118相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鎂銦膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成半導(dǎo)體層118。因而，形成半導(dǎo)體層118以便在源極電極116和漏極電極117之間形成溝道。根據(jù)以上過(guò)程，形成易失性存儲(chǔ)器。形成例子3中的易失性存儲(chǔ)器的柵極絕緣層114和電容器電介質(zhì)層115的鋇鑭復(fù)合氧化物表現(xiàn)出近似11的相對(duì)電容率，并且證實(shí)了低漏電流特性。此外，在X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)達(dá)到了非晶狀態(tài)。(例子4)參考圖10給出根據(jù)例子4的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的描述。根據(jù)例子4的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器如下形成。通過(guò)分別在四乙二醇二甲醚(四乙醇二甲醚)和四氫呋喃(THF)中溶解Y (thd) 3和Sr (thd) 2 (thd=2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)制成原材料。通過(guò)CVD方法將此液態(tài)原材料涂敷在P型Si基板71上以形成具有5nm厚度的釔鍶復(fù)合氧化物絕緣膜。此外，進(jìn)行CVD方法以形成多晶硅膜，并且進(jìn)行照相平版印刷過(guò)程以對(duì)多晶硅膜和釔鍶復(fù)合氧化物絕緣膜圖案化，由此形成柵極絕緣層72和柵極電極73。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以沉積SiON。然后，整個(gè)表面經(jīng)歷干法刻蝕，以便形成柵極側(cè)壁絕緣膜74。接下來(lái)，柵極電極73和柵極側(cè)壁絕緣膜74被用作自對(duì)準(zhǔn)掩膜以將磷離子注入p型Si基板71中。根據(jù)離子擴(kuò)散，形成源極區(qū)域75和漏極區(qū)域76。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以沉積Si02，并且進(jìn)行照相平版印刷過(guò)程以形成具有接觸孔的層間絕緣膜77。然后，進(jìn)行CVD方法以沉積多晶硅膜，該接觸孔用多晶硅膜填充。然后進(jìn)行照相平版印刷過(guò)程以形成位線電極78。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以沉積Si02，并且進(jìn)行照相平版印刷以在漏極區(qū)域76之上形成具有接觸孔的層間絕緣膜79。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以形成多晶硅膜，以及進(jìn)行照相平版印刷過(guò)程以形成第一電容器電極(電容器下部電極)80。接下來(lái)，通過(guò)分別在四乙二醇二甲醚(四乙醇二甲醚)和四氫呋喃(THF)中溶解Y(thd)3^P Sr (thd) 2 (thd=2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)制成原材料。此原材料用于通過(guò)CVD方法形成具有30nm厚度的釔鍶復(fù)合氧化物絕緣膜，以便形成電容器電介質(zhì)層81。隨后，通過(guò)CVD方法形成多晶硅膜，以便形成第二電容器電極(電容器上部電極)82。根據(jù)以上過(guò)程，形成易失性存儲(chǔ)器。形成在例子4中形成的易失性存儲(chǔ)器的柵極絕緣層72和電容器電介質(zhì)層81的釔鍶復(fù)合氧化物絕緣膜表現(xiàn)出近似7的相對(duì)電容率，并且證實(shí)了低漏電流特性。此外，在X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)達(dá)到了多晶狀態(tài)。(例子5) 作為例子5，給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器的描述。參考圖11，給出制造根據(jù)例子5的非易失性存儲(chǔ)器的方法的描述。首先，在由無(wú)堿玻璃制成的基板91上形成柵極電極92。具體地，通過(guò)DC濺射方法在玻璃基板91上形成具有近似30nm厚度的鑰(Mo)膜。隨后，涂敷光刻膠，并且光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成具有與柵極電極92相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鑰膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成柵極電極92。接下來(lái)，形成柵極絕緣層93。具體地，通過(guò)分別在四乙二醇二甲醚(四乙醇二甲醚)和四氫呋喃(THF)中溶解La(thd)3^P Ca (thd) 2 (thd=2，2，6，6_四甲基_3，5_庚二酮)制成液態(tài)原材料。通過(guò)CVD方法將此液態(tài)原材料涂敷于柵極電極92和玻璃基板91上，以形成具有IOOnm厚度的鈣鑭復(fù)合氧化物絕緣膜，以便形成柵極絕緣層93。接下來(lái)，形成浮置柵極電極94。具體地，通過(guò)DC濺射方法在第一柵極絕緣層93上形成具有近似15nm厚度的鑰(Mo)膜。隨后，涂敷光刻膠，并且光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成具有與浮置柵極電極94相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鑰膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成浮置柵極電極94。接下來(lái)，形成第二柵極絕緣層95。具體地，在第一柵極絕緣層93和浮置柵極電極94上通過(guò)CVD方法形成具有近似50nm厚度的SiO2層，以便形成第二柵極絕緣層95。接下來(lái)，形成源極電極96和漏極電極97。具體地，通過(guò)DC濺射方法在第二柵極絕緣層95上形成具有近似IOOnm厚度的作為透明導(dǎo)電膜的ITO膜。隨后，在ITO膜上涂敷光刻膠，并且光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成具有與源極電極96和漏極電極97相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除ITO膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成由ITO膜制成的源極電極96和漏極電極97。接下來(lái)，形成半導(dǎo)體層98。具體地，通過(guò)DC濺射方法形成具有近似IOOnm厚度的鎂銦氧化物膜。隨后，在鎂銦氧化物膜上涂敷光刻膠，并且光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成具有與半導(dǎo)體層98相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鎂銦氧化物膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成半導(dǎo)體層98。因而，形成半導(dǎo)體層98以便在源極電極96和漏極電極97之間形成溝道。根據(jù)以上過(guò)程，形成非易失性存儲(chǔ)器。形成例子5中的非易失性存儲(chǔ)器的柵極絕緣層93的鈣鑭復(fù)合氧化物絕緣膜表現(xiàn)出近似8的相對(duì)電容率，并且證實(shí)了低漏電流特性。此外，在X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)達(dá)到了非晶狀態(tài)。(例子6)參考圖15給出根據(jù)例子6的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的描述。根據(jù)例子6的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器如下形成。通過(guò)在P型Si基板101上對(duì)表面進(jìn)行熱氧化在該基板上形成具有5nm厚度的Si02。然后，通過(guò)進(jìn)行照相平版印刷形成作為第二柵極絕緣層的第二柵極絕緣膜104。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以形成多晶硅膜，并且進(jìn)行照相平版印刷過(guò)程以形成 浮置柵極電極105。接下來(lái)，通過(guò)在四氫呋喃(THF)和乙二醇二甲醚(DME)的混合溶劑中溶解Y(th) 3和Sr(thd)2 (thd=2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)的粉末混合物來(lái)制成原材料。通過(guò)CVD方法涂敷該原材料以形成25nm的鋇鍶復(fù)合氧化物絕緣膜，并且進(jìn)行照相平版印刷過(guò)程以形成第一柵極絕緣層102。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以形成多晶硅膜，并且進(jìn)行照相平版印刷過(guò)程以形成柵極電極103。接下來(lái)，進(jìn)行CVD方法以沉積SiON。然后，整個(gè)表面經(jīng)歷干法刻蝕，以便形成柵極側(cè)壁絕緣膜106。接下來(lái)，柵極電極103和柵極側(cè)壁絕緣膜106被用作自對(duì)準(zhǔn)掩膜以將磷離子注入P型Si基板101中，根據(jù)離子擴(kuò)散，形成源極區(qū)域107和漏極區(qū)域108。根據(jù)以上過(guò)程，形成非易失性存儲(chǔ)器。形成例子6中的非易失性存儲(chǔ)器的第一柵極絕緣層102的鋇鍶復(fù)合氧化物絕緣膜表現(xiàn)出近似7的相對(duì)電容率，證實(shí)了低漏電流特性。此外，在X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)達(dá)到了非晶狀態(tài)。(例子7)接下來(lái)，作為例子7，給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電容器的描述。該電容器可以用在用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)第七實(shí)施例的液晶元件的一個(gè)晶體管/一個(gè)電容器電路中或者用在根據(jù)第三實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器中。參考圖34給出以下描述。首先，通過(guò)真空氣相沉積經(jīng)由金屬掩膜在由無(wú)堿玻璃制成的基板901上形成具有近似IOOnm厚度的鋁膜，以形成具有要求的形狀的下部電容器電極902。接下來(lái)，形成鎂鑭氧化物絕緣薄膜，其變?yōu)殡娙萜麟娊橘|(zhì)層903。首先，制造用于形成氧化物絕緣膜的墨水。具體地，將0. 8ml的2-乙基己酸鎂(magnesium2-ethylhexanoate)的甲苯溶液(Mg含量3wt%，STREM12-1260)和2ml的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量7wt%，由Wako Pure化學(xué)有限公司制造的122-03371)混合在一起。此夕卜，添加3ml的甲苯以稀釋此混合物。因而，準(zhǔn)備好用于形成鎂鑭氧化物絕緣膜的無(wú)色透明墨水。接下來(lái)，通過(guò)旋涂(以IOOOrpm旋轉(zhuǎn)5秒，然后以3000rpm旋轉(zhuǎn)20秒)將此墨水涂敷到基板901上，其中下部電容器電極902已經(jīng)形成在該基板901上。然后，在空氣中進(jìn)行熱處理(在200° C、300° C和400° C每個(gè)處達(dá)一小時(shí))。因而，形成具有354nm厚度的鎂鑭氧化物絕緣薄膜。
接下來(lái)，通過(guò)真空氣相沉積經(jīng)由金屬掩膜形成具有近似IOOnm厚度的鋁膜，以形成上部電容器電極904。圖35指示在例子7中形成的電容器的施加的電場(chǎng)頻率和相對(duì)電容率e之間的關(guān)系以及在例子7中形成的電容器的施加的電場(chǎng)頻率和介電損耗tan S之間的關(guān)系。如圖35中所示，在從IOOHz到IMHz的區(qū)域中，例子7中形成的電容器的相對(duì)電容率e大于或等于6. 1，因此證實(shí)了高相對(duì)電容率。此外，還證實(shí)了介電損耗tan S低，在從IOOHz到IOOkHz的區(qū)域中，小于或等于近似2%。(例子8)接下來(lái)，作為例子8，給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電容器的描述。類似于例 子7，此電容器可以用在用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)第七實(shí)施例的液晶元件的一個(gè)晶體管/一個(gè)電容器電路中或者根據(jù)第三實(shí)施例的易失性存儲(chǔ)器中。參考圖34給出以下描述。首先，通過(guò)真空氣相沉積經(jīng)由金屬掩膜在由無(wú)堿玻璃制成的基板901上形成具有近似IOOnm厚度的鋁膜，以形成具有要求的形狀的下部電容器電極902。接下來(lái)，形成鍶鑭氧化物絕緣薄膜，其變?yōu)殡娙萜麟娊橘|(zhì)層903。首先，制造用于形成氧化物絕緣膜的墨水。具體地，將4. 4ml的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量2wt%，由Wako Pure化學(xué)有限公司制造的195-09561)和2ml的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量7wt%，由Wako Pure化學(xué)有限公司制造的122-03371)混合在一起。此外，添加6ml的甲苯以稀釋此混合物。因而，準(zhǔn)備好用于形成鍶鑭氧化物絕緣膜的無(wú)色透明墨水。接下來(lái)，通過(guò)旋涂(以IOOOrpm旋轉(zhuǎn)5秒，然后以3000rpm旋轉(zhuǎn)20秒)將此墨水涂敷到基板901上，其中下部電容器電極902已經(jīng)形成在該基板901上。然后，在空氣中進(jìn)行熱處理(在200° C、300° C和400° C每個(gè)處達(dá)一小時(shí))。因而，形成具有180nm厚度的鍶鑭氧化物絕緣薄膜。接下來(lái)，通過(guò)真空氣相沉積經(jīng)由金屬掩膜形成具有近似IOOnm厚度的鋁膜，以形成上部電容器電極904。圖36指示在例子8中形成的電容器的施加的電場(chǎng)頻率和相對(duì)電容率e之間的關(guān)系以及在例子8中形成的電容器的施加的電場(chǎng)頻率和介電損耗tan S之間的關(guān)系。如圖36中所示，在從IOOHz到IMHz的區(qū)域中，例子8中形成的電容器的相對(duì)電容率e大于或等于
9.7，因此證實(shí)了高相對(duì)電容率。此外，還證實(shí)了介電損耗tan S低，在從IOOHz到IOOkHz的區(qū)域中，小于或等于近似1%。(比較例子2)接下來(lái)，給出在比較例子2中形成的電容器的描述。在比較例子2中形成的電容器的結(jié)構(gòu)與圖34中例示的例子7和8中的電容器的結(jié)構(gòu)相同。在比較例子2的電容器中，通過(guò)真空氣相沉積經(jīng)由金屬掩膜在由無(wú)堿玻璃制成的基板901上形成具有近似IOOnm厚度的鋁膜，以形成具有要求的形狀的下部電容器電極902。然后，通過(guò)RF磁電管濺射形成具有近似285nm厚度的SiO2膜以形成絕緣膜903。然后，通過(guò)真空氣相沉積經(jīng)由金屬掩膜形成具有近似IOOnm厚度的鋁膜，以形成上部電容器電極904。圖37指示在比較例子2中形成的電容器的施加的電場(chǎng)頻率和相對(duì)電容率e之間的關(guān)系以及在比較例子2中形成的電容器的施加的電場(chǎng)頻率和介電損耗tan S之間的關(guān)系。如圖37中所示，在比較例子2中形成的電容器的介電損耗tan S低，在直到250kHz的區(qū)域中小于或等于近似1%。但是，在從IOOHz到IMHz的區(qū)域中,相對(duì)電容率e近似是3. 9,這是低于例子7和8中的相對(duì)電容率e的值。(例子9)接下來(lái)，作為例子9，參考圖2給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的描述。例子9的場(chǎng)效應(yīng)晶體管如下形成。首先，通過(guò)真空氣相沉積經(jīng)由金屬掩膜在由無(wú)堿玻璃制成的基板21上形成具有近似IOOnm厚度的鋁膜，以形成柵極電極22。接下來(lái)，通過(guò)與例子8相同的方法，形成由鍶鑭氧化物制成的并具有230nm厚度的柵極絕緣層23。接下來(lái)，通過(guò)DC磁電管濺射在室溫下形成變?yōu)榘雽?dǎo)體層24的MgIn2O4膜。濺射氣體是氬氣和氧氣的混合物，并且利用金屬掩膜在要求的區(qū)域中形成具有IOOnm厚度的膜。接下來(lái)，通過(guò)真空氣相沉積經(jīng)由金屬掩膜形成具有IOOnm厚度的鋁膜，以便形成源極電極25和漏極電極26。溝道長(zhǎng)度L是50iim并且溝道寬度W是400iim。最后，在300° C在空氣中進(jìn)行熱處理達(dá)一個(gè)小時(shí)。因而，形成例子9的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。 (比較例子3)接下來(lái)，作為比較例子3，參考圖2給出具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的描述。根據(jù)例子9的場(chǎng)效應(yīng)晶體管和根據(jù)比較例子3的場(chǎng)效應(yīng)晶體管之間的差別是形成柵極絕緣層23的方法；至于其它層，使用相同的制造方法和材料。通過(guò)與例子9相同的方法在絕緣基板21上形成柵極電極22。隨后，通過(guò)RF磁電管濺射形成具有IOOnm厚度的SiO2膜以形成柵極絕緣層23。隨后，通過(guò)與例子9相同的方法，形成半導(dǎo)體層24、源極電極25和漏極電極26。最后，類似于例子9，在300° C在空氣中進(jìn)行熱處理達(dá)一個(gè)小時(shí)。因而，形成根據(jù)比較例子3的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。(例子9和比較例子3)圖38指示在根據(jù)例子9的場(chǎng)效應(yīng)晶體管和根據(jù)比較例子3的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中在源極漏極間電壓Vd是20V的情況下柵極電壓Vg和源極漏極間電流Ids之間的關(guān)系。如圖38所示，根據(jù)例子9的場(chǎng)效應(yīng)晶體管和根據(jù)比較例子3的場(chǎng)效應(yīng)晶體管兩者均具有大于或等于8的開/關(guān)比，因此實(shí)現(xiàn)具有良好切換特性的TFT特性。此外，在根據(jù)例子9的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，導(dǎo)通電流大于或等于根據(jù)比較例子3的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電流的兩倍。這是因?yàn)槔?中的柵極絕緣膜的相對(duì)電容率大于或等于比較例子3中的柵極絕緣膜的相對(duì)電容率的兩倍。(例子10)接下來(lái)，給出作為例子10的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的描述。根據(jù)例子10的圖像顯示設(shè)備是圖16中例示的有機(jī)EL顯示設(shè)備。參考圖39描述制造根據(jù)例子10的有機(jī)EL顯示設(shè)備的方法。在步驟S102中，形成第一柵極電極202和第二柵極電極203。具體地，在由無(wú)堿玻璃制成的玻璃基板201上，通過(guò)DC濺射形成具有近似IOOnm厚度的鑰膜。隨后，涂敷光刻膠以形成據(jù)有與要形成的圖案相同圖案的抗蝕圖案。光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鑰膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成第一柵極電極202和第二柵極電極203。接下來(lái)，在步驟S104，形成柵極絕緣膜204。具體地，通過(guò)分別在四乙二醇二甲醚(四乙醇二甲醚)和四氫呋喃(THF)中溶解La (thd) 3和Mg (thd) 2 (thd=2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)制成液態(tài)原材料。通過(guò)CVD方法將此液態(tài)原材料涂敷在第一柵極電極202、第二柵極電極203和玻璃基板201上以形成具有200nm厚度的鎂鑭復(fù)合氧化物絕緣膜。隨后，涂敷光刻膠以形成具有與要形成的圖案相同的圖案的抗蝕圖案。光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鎂鑭復(fù)合氧化物絕緣膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便在第二柵極電極203上形成具有通孔的柵極絕緣膜204。接下來(lái)，在步驟S106中，形成第一源極電極205、第二源極電極207、第一漏極電極206和第二漏極電極208。具體地，通過(guò)DC濺射在柵極絕緣層204上形成具有近似IOOnm厚度的作為透明導(dǎo)電膜的ITO膜。隨后，在ITO膜上涂敷光刻膠。光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成具有與要形成的圖案相同的圖案的抗蝕圖案。 此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除ITO膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成第一源極電極205、第二源極電極207、第一漏極電極206和第二漏極電極208。因而，連接第一漏極電極206和第二柵極電極203。接下來(lái)，在步驟S108，形成第一半導(dǎo)體層209和第二半導(dǎo)體層210。具體地，通過(guò)DC濺射形成具有近似IOOnm厚度的鎂銦氧化物膜。隨后，在鎂銦膜上涂敷光刻膠。光刻膠經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成具有與要形成的圖案相同的圖案的抗蝕圖案。此外，進(jìn)行RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從未形成抗蝕圖案的區(qū)域移除鎂銦氧化物膜。隨后，也移除抗蝕圖案，以便形成第一半導(dǎo)體層209和第二半導(dǎo)體層210。因而，形成第一半導(dǎo)體層209以便在第一源極電極205和第一漏極電極206之間形成溝道，并且形成第二半導(dǎo)體層210以便在第二源極電極207和第二漏極電極208之間形成溝道。接下來(lái)，在步驟S110，形成第一保護(hù)層211和第二保護(hù)層212。具體地，在整個(gè)基板上涂敷感光氟樹脂。感光氟樹脂經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成要求的圖案。然后感光氟樹脂經(jīng)歷后烘干(postbaking)。因而，形成具有近似400nm厚度的第一保護(hù)層211和第二保護(hù)層212。接下來(lái)，在步驟S112，形成分隔壁213。具體地，在整個(gè)基板上，涂敷感光聚酰亞胺材料。感光聚酰亞胺材料經(jīng)歷預(yù)烘干、通過(guò)具有光掩膜的步進(jìn)機(jī)曝光、以及顯現(xiàn)，以便形成要求的圖案。然后感光聚酰亞胺材料經(jīng)歷后烘干。因而，形成具有近似I Pm厚度的分隔壁
213。接下來(lái)，在步驟S114，利用噴墨打印機(jī)，在未形成分隔壁213的區(qū)域形成有機(jī)EL層
214。接下來(lái),在步驟S116,形成頂部電極215。具體地,通過(guò)真空氣相沉積來(lái)沉積MgAg,以便形成頂部電極215。接下來(lái)，在步驟S118，形成密封層216。具體地，通過(guò)CVD形成具有近似2 iim厚度的SiO2膜，以便形成密封層216。接下來(lái)，在步驟S120，粘附相對(duì)絕緣基板218。具體地，在密封層216上形成粘附層217，并且由無(wú)堿玻璃制成的相對(duì)絕緣基板218被粘附到該粘附層217。因而，如圖16所示形成根據(jù)例子7的有機(jī)EL顯示設(shè)備的顯示面板。接下來(lái)，在步驟S122，連接顯示控制設(shè)備。具體地，將顯示控制設(shè)備(未示出)連接到顯示面板以便可以在該顯示面板上顯示圖像。因而，形成包括有機(jī)EL顯示設(shè)備的圖像顯示系統(tǒng)。在例子7中形成的有機(jī)EL顯示設(shè)備可以以低電壓驅(qū)動(dòng)，因此可以降低圖像顯示系統(tǒng)的功耗。本發(fā)明不限于在此所述的具體實(shí)施例，并且可以不脫離本發(fā)明的范圍做出變更和修改。本申請(qǐng)是基于以下向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)2009年12月25日提交的 No. 2009-295425、2010 年 3 月 18 日提交的 No. 2010_062244、2010 年 12 月 3 日提交的 No. 2010-270240以及2010年12月6日提交的No. 2010-271980，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考合并于此。
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管,包括 基板； 在該基板上形成的源極電極、漏極電極和柵極電極； 半導(dǎo)體層，當(dāng)向柵極電極施加預(yù)定電壓時(shí)，通過(guò)該半導(dǎo)體層在該源極電極和漏極電極之間形成溝道；以及 柵極絕緣層，提供在該柵極電極和該半導(dǎo)體層之間，其中 該柵極絕緣層由包括一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種或更多種元素的非晶復(fù)合金屬氧化物絕緣膜形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中 該半導(dǎo)體層是氧化物半導(dǎo)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中 該基板是絕緣基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中 該基板是半導(dǎo)體層基板。
5.一種易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，包括 根據(jù)權(quán)利要求I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管； 第一電容器電極，連接到漏極電極； 第二電容器電極；以及 電容器電介質(zhì)層，提供在第一電容器電極和第二電容器電極之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其中 該電容器電介質(zhì)層由包括一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種或更多種元素的非晶復(fù)合金屬氧化物絕緣膜形成。
7.一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，包括 根據(jù)權(quán)利要求I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中 第二柵極絕緣層和浮置柵極電極被提供在該半導(dǎo)體層和該柵極絕緣層之間。
8.—種顯示元件,包括 光學(xué)控制元件，根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制其光學(xué)輸出；以及 驅(qū)動(dòng)電路，其驅(qū)動(dòng)該光學(xué)控制元件，該驅(qū)動(dòng)電路包括根據(jù)權(quán)利要求I的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的顯示元件，其中 該光學(xué)控制元件包括有機(jī)電致發(fā)光元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的顯示元件，其中 該光學(xué)控制元件包括液晶元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的顯示元件，其中 該光學(xué)控制元件包括電致變色元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的顯示元件，其中， 該光學(xué)控制元件包括電泳元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的顯示元件，其中該光學(xué)控制元件包括電濕潤(rùn)元件。
14.一種根據(jù)圖像數(shù)據(jù)顯示圖像的圖像顯示設(shè)備，包括 以矩陣形式布置的多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求8的顯示元件； 多條布線，分別向多個(gè)顯示元件中包括的場(chǎng)效應(yīng)晶體管施加?xùn)艠O電壓；以及 顯示控制設(shè)備，根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由多條布線分別控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電壓。
15.—種系統(tǒng),包括 根據(jù)權(quán)利要求14的圖像顯示設(shè)備；以及 圖像數(shù)據(jù)創(chuàng)建設(shè)備，基于要顯示的圖像信息創(chuàng)建圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)輸出到圖像顯示設(shè)備。
全文摘要
場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括基板；在該基板上形成的源極電極、漏極電極和柵極電極；半導(dǎo)體層，當(dāng)向柵極電極施加預(yù)定電壓時(shí)，通過(guò)該半導(dǎo)體層在該源極電極和漏極電極之間形成溝道；以及柵極絕緣層，提供在該柵極電極和該半導(dǎo)體層之間。該柵極絕緣層由包括一種或兩種或更多種堿土金屬元素以及從由Ga、Sc、Y和除了Ce之外的鑭系元素構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種或更多種元素的非晶復(fù)合金屬氧化物絕緣膜形成。
文檔編號(hào)G09G3/30GK102782858SQ201080064709
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者中村有希, 安部由希子, 曾根雄司, 植田尚之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光