緣層，結(jié)果相對于碳原 子和娃原子的總量100重量份而言侶原子為2. 5重量份，是較小的值。 陽176] 比較例4 陽177] 不使用聚硅氧烷溶液A，除此之外，與實施例1的（2)同樣地操作來制作絕緣材料 溶液E。接著，使用上述絕緣材料溶液E形成柵極絕緣層，但是無法得到均勻的膜，制作的 陽T短路。
[0178] 比較例5
[0179] 使用Eth}dSilicate40 (商品名，COLCOATCO. ,LTD.制，重均分子量為 800)來 代替聚硅氧烷溶液A，除此之外，與實施例1的（2)同樣地操作來制作絕緣材料溶液F。接 著，使用上述絕緣材料溶液F形成柵極絕緣層，但是無法得到均勻的膜，制作的FET短路。 陽180] 實施例2 陽1川使聚硅氧烷溶液A為5g、AlumichelateD為13g、PGMEA為47g，除此之外，與 實施例1的（2)同樣地操作來制作絕緣材料溶液G。本溶液中的聚硅氧烷的含量相對于 AlumichelateD100重量份而言為10重量份。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液G， 結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未觀察到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液G，采用旋 涂法涂布3次從而形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地操作來制作FET，測定柵極 絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而言的含量和FET特性。 陽182] 實施例3 陽18引使AlumichelateD為8.7g、PGMEA為46. 3g，除此之外，與實施例1的似同樣地 操作來制作絕緣材料溶液H。本溶液中的聚硅氧烷的含量相對于AlumichelateD100重量 份而言為30重量份。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液H，結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未 觀察到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液H形成柵極絕緣層，除此之外，與實 施例1同樣地操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量 100重量份而言的含量和FET特性。 陽184] 實施例4 陽185] 使AlumichelateD為5. 2g、PGMEA為49. 8g，除此之外，與實施例1的似同樣地 操作來制作絕緣材料溶液I。本溶液中的聚硅氧烷的含量相對于AlumichelateD100重量 份而言為50重量份。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液I，結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未 觀察到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液I形成柵極絕緣層，除此之外，與實 施例1同樣地操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量 100重量份而言的含量和FET特性。 陽186] 實施例5
[0187] 使聚硅氧烷溶液A為2. 5g、AlumichelateD為13g、PGMEA為49. 5g，除此之外， 與實施例1的（2)同樣地操作來制作絕緣材料溶液J。本溶液中的聚硅氧烷的含量相對于AlumichelateD100重量份而言為5重量份。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液J， 結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未觀察到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液J采用旋 涂法涂布4次從而形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地操作來制作FET，測定柵極 絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而言的含量和FET特性。 陽188] 實施例6 陽1例 使用S(乙酷乙酸乙醋）侶（商品名"ALCH-TR"，KawakenFineChemicals Co. ,Ltd.制）代替AlumichelateD，除此之外，與實施例4同樣地操作來制作絕緣材料溶 液K。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液K，結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未觀察到析出物， 是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液K形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地 操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而 言的含量和FET特性。 陽190] 實施例7
[0191]使用S化4-戊二酬）侶（商品名"AlumichelateA(W)，'，KawakenFine QiemicalsCo. ,Ltd.制）代替AlumichelateD，除此之外，與實施例4同樣地操作來制作 絕緣材料溶液L。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液以結(jié)果即使經(jīng)過I個月也未觀察 到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液L形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例 1同樣地操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量100重 量份而言的含量和FET特性。 陽192] 實施例8
[0193] 使用四但，4-戊二酬）鐵（商品名"OrgaticsTC-401",MatsumotoFineQiemical Co.，Ltd.制）代替AlumichelateD，除此之外，與實施例4同樣地操作來制作絕緣材料溶 液M，在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液M，結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未觀察到析出物，是 穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液M形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地操 作來制作FET，測定柵極絕緣層中的鐵原子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而言 的含量和FET特性。
[0194] 實施例9 陽1 巧]使用四化4-戊二酬）錯（商品名"OrgaticsZC-l5〇"，MatsumotoFineQiemical Co. ,Ltd.制）代替AlumichelateD，除此之外，與實施例4同樣地操作來制作絕緣材料溶 液N。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液N，結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未觀察到析出物， 是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液N形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地 操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的錯原子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而 言的含量和FET特性。 陽196] 實施例10
[0197] 使用S化4-戊二酬）銅（和光純藥工業(yè)（株）制）代替AlumichelateD，除此 之外，與實施例4同樣地操作來制作絕緣材料溶液0。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料 溶液0,結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未觀察到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液0 形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的銅原 子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而言的含量和FET特性。 陽19引實施例11
[0199] 作為聚合物，將下述SPCR-69X(商品名，昭和電工（株）制，重均分子量為15000)2. 6g、AlumichelateD13g、PGMEA49. 4g混合，于室溫攬拌2小時，得到絕緣材料溶 液P(固態(tài)成分濃度為24重量％ )。本溶液中的SPCR-69X的含量相對于AlumichelateD 100重量份而言為20重量份。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液P，結(jié)果即使經(jīng)過1 個月也未觀察到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液P形成柵極絕緣層，除此 之外，與實施例1同樣地操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原 子的總量100重量份而言的含量和FET特性。 悅00][化學(xué)式U陽 201]
陽202] 實施例12 陽203] 使用3-丙締酷氧基丙基S甲氧基硅烷代替2-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基）乙基S甲氧 基硅烷，除此之外，與實施例1的（2)同樣地操作來合成聚硅氧烷溶液B。得到的聚硅氧烷 的重均分子量為5000。量取IOg得到的聚硅氧烷溶液B，與AlumichelateD13g和PGMEA 42g混合，于室溫攬拌2小時，得到絕緣材料溶液Q(固態(tài)成分濃度為24重量％ )。本溶液 中的聚硅氧烷的含量相對于AlumichelateD100重量份而言為20重量份。在空氣中于室 溫保存上述絕緣材料溶液Q，結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未觀察到析出物，是穩(wěn)定的。由于上述 絕緣材料溶液Q中使用了不具有環(huán)氧基的硅氧烷，所W在使用上述絕緣材料溶液Q形成的 絕緣膜上涂布了抗蝕劑，結(jié)果在抗蝕劑顯影時一部分抗蝕劑發(fā)生剝離。接著，使用上述絕緣 材料溶液Q形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地操作來制作FET，測定柵極絕緣層 中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而言的含量和FET特性。 陽204] 實施例13 陽20引 將聚硅氧烷溶液A4g、AlumichelateD13g、PGMEA47g、作為（d)成分的M Silicate51(商品名，多摩化學(xué)工業(yè)（株）制）Ig混合，于室溫攬拌2小時，得到絕緣材料 溶液R(固態(tài)成分濃度為24重量％ )。本溶液中的聚硅氧烷的含量相對于AlumichelateD 100重量份而言為20重量份。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液R，結(jié)果即使經(jīng)過1 個月也未觀察到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液R，在氮氣流下于150°C進(jìn) 行加熱處理30分鐘，形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地操作來制作FET，測定柵 極絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而言的含量和FET特性。 陽206] 實施例14
[0207] 使用ALCH-TR來代替AlumichelateD，除此之外，與實施例3同樣地操作來制作 絕緣材料溶液S。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液S，結(jié)果即使經(jīng)過1個月也未觀察 到析出物，是穩(wěn)定的。接著，使用上述絕緣材料溶液S形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例 1同樣地操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量100重 量份而言的含量和FET特性。 陽20引 實施例15 陽209] 使用AlumichelateA(W)來代替AlumichelateD，除此之外，與實施例3同樣地操 作來制作絕緣材料溶液T。在空氣中于室溫保存上述絕緣材料溶液T，結(jié)果1周后固化為凝 膠狀。接著，使用上述絕緣材料溶液T形成柵極絕緣層，除此之外，與實施例1同樣地操作 來制作FET，測定柵極絕緣層中的侶原子相對于碳原子和娃原子的總量100重量份而言的 含量和FET特性。
[0210][化學(xué)式引
陽212] 實施例16 陽21引使用〔饑'(皿化6111^曰18公司制，單層〔饑'，純度90%)的半導(dǎo)體型純度為95%的 物質(zhì)，除此之外，與實施例1(1)同樣地操作制作半導(dǎo)體溶液C。接著，使用半導(dǎo)體溶液C形 成半導(dǎo)體層，除此之外，與實施例1同樣地操作來制作FET，測定柵極絕緣層中的侶原子相 對于碳原子和娃原子的總量100重量份而言的含量和FET特性。
[0214] 實施例1~16及比較例1~3的陽T評價結(jié)果示于表1。實施例1~16及比較 例1~5的絕緣材料溶液組成示于表2。 陽21引[表U陽216]


陽221] 2柵電極 陽222] 3柵極絕緣層 陽223] 4半導(dǎo)體層 陽224] 5源電極 陽225] 6漏電極
【主權(quán)項】
1. 一種場效應(yīng)晶體管，具有柵極絕緣層、柵電極、半導(dǎo)體層、源電極及漏電極，其特征在 于，所述柵極絕緣層包含含有硅-碳鍵的有機(jī)化合物、和含有金屬原子-氧原子鍵的金屬化 合物，在所述柵極絕緣層中，相對于碳原子和硅原子的總量100重量份而言，所述金屬原子 的含量為10~180重量份。2. 如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管，其中，在所述柵極絕緣層中，相對于碳原子和硅 原子的總量100重量份而言，所述金屬原子的含量為17~30重量份。3. 如權(quán)利要求1或2所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述金屬原子為鋁。4. 如權(quán)利要求1~3中任一項所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述柵極絕緣層的膜厚為 0? 05ym~5ym〇5. 如權(quán)利要求1~4中任一項所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層含有單層碳納 米管。6. 如權(quán)利要求5所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述單層碳納米管含有90重量％以上的 半導(dǎo)體型單層碳納米管。7. -種組合物，其特征在于，含有（a)通式（1)表示的金屬螯合物、（b)重均分子量為 1000以上的聚合物、及（c)溶劑，相對于（a)通式（1)表示的金屬螯合物100重量份而言， (b)重均分子量為1000以上的聚合物的含量為5~90重量份， R1xM(OR2)yx (1) 此處，R1表示1價的二齒配位體，存在復(fù)數(shù)個R1時，各個R1可以相同也可以不同；R2表 示氫、烷基、?；蚍蓟?，存在復(fù)數(shù)個R2時，各個R2可以相同也可以不同；M表示y價的金屬 原子；y為1~6 ;x表示1~y的整數(shù)。8. 如權(quán)利要求7所述的組合物，其中，相對于（a)通式（1)表示的金屬螯合物100重量 份而言，（b)重均分子量為1000以上的聚合物的含量為10~30重量份。9. 如權(quán)利要求7或8所述的組合物，其中，（b)重均分子量為1000以上的聚合物為聚 硅氧烷。10. 如權(quán)利要求9所述的組合物，其中，所述聚硅氧烷至少將通式（3)表示的硅烷化合 物及通式（4)表示的含有環(huán)氧基的硅烷化合物作為共聚成分， R3nSi(OR4)4n (3) 此處，R3表示氫、烷基、雜環(huán)基、芳基或鏈烯基，存在復(fù)數(shù)個R3時，各個R3可以相同也可 以不同；R4表示氫、烷基、酰基或芳基，存在復(fù)數(shù)個R4時，各個R4可以相同也可以不同；m表 示1~3的整數(shù)； R5nR61Si(OR7)4nl (4) 此處，R5表示在鏈的一部分上具有1個以上環(huán)氧基的烷基，存在復(fù)數(shù)個R5時，各個R5可 以相同也可以不同；R6表示氫、烷基、雜環(huán)基、芳基或鏈烯基，存在復(fù)數(shù)個R6時，各個R6可以 相同也可以不同；R7表示氫、烷基、酰基或芳基，存在復(fù)數(shù)個R7時，各個R7可以相同也可以不 同；1表示0~2的整數(shù)，n表示1或2 ;其中，1+n彡3。11. 如權(quán)利要求7~10中任一項所述的組合物，其特征在于，所述金屬螯合物為下述通 式（2)表示的鋁螯合物， R13Al(2) 此處，R1與通式（1)中的R1相同，各個R1可以相同也可以不同。
【專利摘要】一種場效應(yīng)晶體管，具有柵極絕緣層、柵電極、半導(dǎo)體層、源電極及漏電極，其特征在于，上述柵極絕緣層包含含有硅-碳鍵的有機(jī)化合物、和含有金屬原子-氧原子鍵的金屬化合物，在上述柵極絕緣層中，相對于碳原子和硅原子的總量100重量份而言，上述金屬原子的含量為10～180重量份。根據(jù)所述場效應(yīng)晶體管，提供遷移率高、閾值電壓低且漏電流被抑制的FET。
【IPC分類】H01L21/316, H01L51/05, H01L51/30, H01L21/336, H01L29/786, H01L51/40, C08G79/00
【公開號】CN105190901
【申請?zhí)枴緾N201480014315
【發(fā)明人】村瀨清一郎, 山本真衣子, 真多淳二, 清水浩二
【申請人】東麗株式會社
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2014年3月11日
【公告號】EP2975649A1, US20160035457, WO2014142105A1