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特開2024-81291薄膜トランジスタ

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024081291

(43)【公開日】2024-06-18

(54)【発明の名称】薄膜トランジスタ

(51)【国際特許分類】

H01L 21/336 20060101AFI20240611BHJP

H01L 29/786 20060101ALI20240611BHJP

H01L 21/312 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 619A

H01L29/78 617T

H01L29/78 617U

H01L29/78 618B

H01L21/312 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022194805

(22)【出願日】2022-12-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田博宣

(72)【発明者】

【氏名】張鴻立

(72)【発明者】

【氏名】伊藤学

【テーマコード（参考）】

5F058

5F110

【Ｆターム（参考）】

5F058AA10

5F058AB10

5F058AC02

5F058AC03

5F058AC05

5F058AC10

5F058AD02

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5F110QQ06

(57)【要約】

【課題】可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性を高めることを可能とした薄膜トランジスタを提供する。
【解決手段】ボトムゲート型の薄膜トランジスタ１０であって絶縁性を有した表面１１Ｓを備える可撓性基板１１と、表面１１Ｓに位置するゲート電極１２と、ゲート電極１２を覆うゲート絶縁層１３と、ゲート絶縁層１３上に位置する半導体層１４とを備える。薄膜トランジスタ１０は、半導体層１４上に位置するチャネル保護層１５を備える。チャネル保護層１５は、半導体層１４上に位置し、有機高分子化合物から構成される第１チャネル保護層１５Ａと、第１チャネル保護層１５Ａ上に位置し、無機化合物から構成される第２チャネル保護層１５Ｂとから構成される。第１チャネル保護層１５Ａは、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の厚さを有する。第２チャネル保護層１５Ｂは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性を有した表面を備える可撓性基板と、
前記表面に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に位置する半導体層と、を備えるボトムゲート型の薄膜トランジスタであって、
前記半導体層上に位置するチャネル保護層を備え、
前記チャネル保護層は、
前記半導体層上に位置し、有機高分子化合物から構成される第１チャネル保護層と、
前記第１チャネル保護層上に位置し、無機化合物から構成される第２チャネル保護層と、から構成され、
前記第１チャネル保護層は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の厚さを有し、
前記第２チャネル保護層は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有する
薄膜トランジスタ。

【請求項2】

前記ゲート絶縁層は、有機高分子化合物から構成される
請求項１に記載の薄膜トランジスタ。

【請求項3】

前記ゲート絶縁層は、
前記ゲート電極を覆い、有機高分子化合物から構成される第１ゲート絶縁層と、
前記第１ゲート絶縁層上に位置し、無機化合物から構成される第２ゲート絶縁層と、から構成され、
前記第１ゲート絶縁層は、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の厚さを有し、
前記第２ゲート絶縁層は、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有し、
前記半導体層は、前記第２ゲート絶縁層上に位置する
請求項１に記載の薄膜トランジスタ。

【請求項4】

前記ゲート絶縁層、前記半導体層、および、前記チャネル保護層を覆い、有機高分子化合物から構成される層間絶縁層をさらに備える
請求項１から３のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ。

【請求項5】

前記半導体層が、酸化物半導体または非結晶シリコンから構成される
請求項１から３のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ。

【請求項6】

前記第１チャネル保護層がポリビニルピロリドンから構成され、
前記第２チャネル保護層が酸化珪素から構成される
請求項１から３のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、薄膜トランジスタに関する。

【背景技術】

【0002】

薄膜トランジスタの一例は、半導体層に含まれるチャネル領域を覆うチャネル保護層を備えている。半導体層が化学物質や大気に暴露されると半導体層の電子状態が変わり、これによって薄膜トランジスタの電気的特性が変わる。半導体層がチャネル保護層で覆われることによって、半導体層が化学物質や大気に暴露されることが抑えられるから、安定な電気的特性を有した薄膜トランジスタが得られる。チャネル保護層は、無機化合物から構成される（例えば、特許文献１，２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－７６３５１号公報

【特許文献2】特開２０２２－９７０１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、薄膜トランジスタには、ウェアラブルデバイスなどの高い可撓性を有することが必要な表示装置への応用が期待されている。薄膜トランジスタが備えるチャネル保護層は硬い無機化合物から構成されるから、表示装置が屈曲した際にチャネル保護層が割れることがある。割れが生じたチャネル保護層は、半導体層を保護する機能を十分に有しないから、薄膜トランジスタの電気的特性が低下する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための薄膜トランジスタは、絶縁性を有した表面を備える可撓性基板と、前記表面に位置するゲート電極と、前記ゲート電極を覆うゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に位置する半導体層と、を備える。薄膜トランジスタは、前記半導体層上に位置するチャネル保護層を備える。前記チャネル保護層は、前記半導体層上に位置し、有機高分子化合物から構成される第１チャネル保護層と、前記第１チャネル保護層上に位置し、無機化合物から構成される第２チャネル保護層と、から構成される。前記第１チャネル保護層は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の厚さを有し、前記第２チャネル保護層は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有する。

【0006】

上記薄膜トランジスタによれば、有機高分子化合物から構成される第１チャネル保護層上に無機化合物から構成される第２チャネル保護層が位置するから、チャネル保護層が高いバリア性を有することが可能である。しかも、第１チャネル保護層が有機高分子化合物から構成され、かつ、２つの保護層の厚さが上述した範囲内に含まれるから、可撓性基板が屈曲した際に硬い第２チャネル保護層において生じたひずみは、第２チャネル保護層と半導体層との間に位置する柔らかい第１チャネル保護層によって緩和される。これにより、可撓性基板の屈曲に起因したチャネル保護層の劣化が抑えられ、結果として、薄膜トランジスタにおいて、可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性が高められる。

【0007】

上記薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁層は、有機高分子化合物から構成されてもよい。
上記薄膜トランジスタによれば、ゲート絶縁層が無機化合物から構成される場合に比べてゲート絶縁層が柔らかいから、可撓性基板が屈曲した際に半導体層において生じたひずみは、ゲート絶縁層によって緩和される。これにより、可撓性基板の屈曲に起因した半導体層の劣化が抑えられ、結果として、薄膜トランジスタにおいて、可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性がさらに高められる。

【0008】

上記薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極を覆い、有機高分子化合物から構成される第１ゲート絶縁層と、前記第１ゲート絶縁層上に位置し、無機化合物から構成される第２ゲート絶縁層と、から構成され、前記第１ゲート絶縁層は、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の厚さを有し、前記第２ゲート絶縁層は、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有し、前記半導体層は、前記第２ゲート絶縁層上に位置してもよい。

【0009】

上記薄膜トランジスタによれば、半導体層が位置する第２ゲート絶縁層が無機化合物から構成されるから、半導体層と第２ゲート絶縁層との間において良好な界面が形成されやすい。しかも、ゲート絶縁層は、有機高分子化合物から構成された第１ゲート絶縁層を備え、かつ、第１ゲート絶縁層の厚さと第２ゲート絶縁層の厚さとが上述した範囲内に含まれるから、可撓性基板の屈曲に際して硬い第２ゲート絶縁層において生じたひずみが柔らかい第１ゲート絶縁層によって緩和される。結果として、薄膜トランジスタにおいて、可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性が高まる。

【0010】

上記薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁層、前記半導体層、および、前記チャネル保護層を覆い、有機高分子化合物から構成される層間絶縁層をさらに備えてもよい。
上記薄膜トランジスタによれば、薄膜トランジスタが層間絶縁層をさらに備えるから、半導体層がチャネル保護層に加えて層間絶縁層によっても保護される。また、層間絶縁層が有機高分子化合物から構成されるから、層間絶縁層が無機化合物から構成される場合に比べて、可撓性基板の屈曲時に薄膜トランジスタにひずみが生じにくいから、薄膜トランジスタにおいて、可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性が高められる。

【0011】

上記薄膜トランジスタにおいて、前記半導体層が、酸化物半導体または非結晶シリコンから構成されてもよい。
上記薄膜トランジスタによれば、半導体層が酸化物半導体または非単結晶シリコンから構成されるから、薄膜トランジスタの電気的特性を高めることができる。

【0012】

上記薄膜トランジスタにおいて、前記第１チャネル保護層がポリビニルピロリドンから構成され、前記第２チャネル保護層が酸化珪素から構成されてもよい。
上記薄膜トランジスタによれば、第１チャネル保護層がポリビニルピロリドンから構成され、かつ、第２チャネル保護層が酸化珪素から構成される。そのため、上述した第１チャネル保護層と第２チャネル保護層とから構成されるチャネル保護層が、薄膜トランジスタにおける可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性を高める実効性が高まる。

【発明の効果】

【0013】

上記薄膜トランジスタによれば、可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性を高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、エッチストップ構造を有したボトムゲート型の薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図2】図２は、図１が示す薄膜トランジスタの層構造における一部を示す平面図である。

【図3】図３は、バックチャネルエッチ構造を有したボトムゲート型の薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図4】図４は、図３が示す薄膜トランジスタの層構造における一部を示す平面図である。

【図5】図５は、エッチストップ構造を有し、かつ、２層構造のゲート絶縁層を備える薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図6】図６は、バックチャネルエッチ構造を有し、かつ、２層構造のゲート絶縁層を備える薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図7】図７は、エッチストップ構造を有し、かつ、層間絶縁層を備える薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図8】図８は、バックチャネルエッチ構造を有し、かつ、層間絶縁層を備える薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図9】図９は、エッチストップ構造を有し、かつ、２層構造のゲート絶縁層と層間絶縁層とを備える薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図10】図１０は、バックチャネルエッチ構造を有し、かつ、２層構造のゲート絶縁層と層間絶縁層とを備える薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図11】図１１は、比較例１の薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図12】図１２は、比較例２の薄膜トランジスタの構造を示す断面図である。

【図13】図１３は、実施例および比較例の薄膜トランジスタの層構造を示す表である。

【図14】図１４は、実施例および比較例の薄膜トランジスタの評価結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１から図１４を参照して、薄膜トランジスタの一実施形態を説明する。なお、以下に説明する薄膜トランジスタにおけるソースとドレインとは、薄膜トランジスタの駆動回路の動作によって定まるため、第１の電極がソースからドレインに機能を替えてもよく、かつ、第２の電極がドレインからソースに機能を替えてもよい。

【0016】

本開示の薄膜トランジスタの型式は、ボトムゲート型である。本開示の薄膜トランジスタは、層構造にかかわらず、以下の条件を満たす。

【0017】

（条件１）チャネル保護層は、半導体層上に位置し、有機高分子化合物から構成される第１チャネル保護層と、第１チャネル保護層上に位置し、無機化合物から構成される第２チャネル保護層とから構成される。
（条件２）第１チャネル保護層は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の厚さを有する。
（条件３）第２チャネル保護層は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有する。

【0018】

本開示の薄膜トランジスタによれば、有機高分子化合物から構成される第１チャネル保護層上に無機化合物から構成される第２チャネル保護層が位置するから、チャネル保護層が高いバリア性を有することが可能である。しかも、第１チャネル保護層が有機高分子化合物から構成され、かつ、２つの保護層の厚さが上述した範囲内に含まれるから、可撓性基板が屈曲した際に硬い第２チャネル保護層において生じたひずみは、第２チャネル保護層と半導体層との間に位置する柔らかい第１チャネル保護層によって緩和される。これにより、可撓性基板の屈曲に起因したチャネル保護層の劣化が抑えられ、結果として、薄膜トランジスタにおいて、可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性が高められる。

【0019】

［薄膜トランジスタの構造］
図１から図１０を参照して薄膜トランジスタの層構造を詳細に説明する。
図１が示す薄膜トランジスタ１０は、エッチストップ構造を有している。薄膜トランジスタ１０は、可撓性基板１１、ゲート電極１２、ゲート絶縁層１３、および、半導体層１４を備えている。可撓性基板１１は、絶縁性を有した表面１１Ｓを備えている。ゲート電極１２は、可撓性基板１１の表面１１Ｓに位置している。ゲート絶縁層１３は、ゲート電極１２を覆っている。ゲート絶縁層１３は、ゲート電極１２の全体を覆っている。半導体層１４は、ゲート絶縁層１３上に位置している。可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見て、ゲート絶縁層１３の面積は半導体層１４の面積よりも大きい。

【0020】

薄膜トランジスタ１０は、半導体層１４上に位置するチャネル保護層１５を備えている。チャネル保護層１５は、第１チャネル保護層１５Ａと第２チャネル保護層１５Ｂとから構成されている。第１チャネル保護層１５Ａは、半導体層１４上に位置し、かつ、有機高分子化合物から構成されている。第２チャネル保護層１５Ｂは、第１チャネル保護層１５Ａ上に位置し、無機化合物から構成されている。チャネル保護層１５は、半導体層１４の一部を覆っている。可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見て、第１チャネル保護層１５Ａの面積と第２チャネル保護層１５Ｂの面積とが等しい。第１チャネル保護層１５Ａは、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の厚さを有している。第２チャネル保護層１５Ｂは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有している。

【0021】

図１が示す薄膜トランジスタ１０において、ゲート絶縁層１３は、有機高分子化合物から構成されてよい。これにより、ゲート絶縁層１３が無機化合物から構成される場合に比べてゲート絶縁層１３が柔らかいから、可撓性基板１１が屈曲した際に半導体層１４において生じたひずみは、ゲート絶縁層１３によって緩和される。これにより、可撓性基板１１の屈曲に起因した半導体層１４の劣化が抑えられ、結果として、薄膜トランジスタ１０において、可撓性基板１１の屈曲に対する電気的な耐久性がさらに高められる。

【0022】

半導体層１４は、酸化物半導体または非結晶シリコンから構成されてよい。半導体層１４が酸化物半導体または非単結晶シリコンから構成されることによって、薄膜トランジスタ１０の電気的特性を高めることができる。

【0023】

第１チャネル保護層１５Ａがポリビニルピロリドンから構成され、かつ、第２チャネル保護層１５Ｂが酸化珪素から構成されてもよい。この場合には、上述した第１チャネル保護層１５Ａと第２チャネル保護層１５Ｂとから構成されるチャネル保護層１５が、薄膜トランジスタ１０における可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性を高める実効性が高まる。

【0024】

薄膜トランジスタ１０は、ソース電極１６とドレイン電極１７とをさらに備えている。ソース電極１６は、チャネル保護層１５の一部と半導体層１４の一部とを覆っている。ドレイン電極１７は、チャネル保護層１５の他の一部と半導体層１４の他の一部とを覆っている。

【0025】

図２は、可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見た薄膜トランジスタ１０の一部を示している。なお、図２では、説明の便宜上、薄膜トランジスタ１０のうちで、半導体層１４、チャネル保護層１５、ソース電極１６、および、ドレイン電極１７のみが示されている。

【0026】

図２が示すように、ソース電極１６とドレイン電極１７とが並ぶ配列方向において、ソース電極１６はチャネル保護層１５の第１端部を覆い、かつ、ドレイン電極１７はチャネル保護層１５の第２端部を覆っている。配列方向において、ソース電極１６は半導体層１４の第１端部を覆い、かつ、ドレイン電極１７は半導体層１４の第２端部を覆っている。すなわち、半導体層１４のうち、第１端部および第２端部に挟まれた中央部は、ソース電極１６にも覆われていないし、ドレイン電極１７にも覆われていない。

【0027】

半導体層１４のうちで、ソース電極１６とドレイン電極１７とに挟まれた領域である中央部が、チャネル領域１４ＣＨである。チャネル領域１４ＣＨは、半導体層１４のうちでチャネル保護層１５によって覆われた部分でもある。そのため、配列方向に沿うチャネル保護層の長さがチャネル長Ｌである。配列方向に直交する方向に沿う半導体層１４の長さが、チャネル幅Ｗである。チャネル領域１４ＣＨは、チャネル長Ｌとチャネル幅Ｗとによって特定される。

【0028】

図３が示す薄膜トランジスタ１０は、バックチャネルエッチ構造を有している。薄膜トランジスタ１０は、上述したチャネルエッチ型の薄膜トランジスタ１０と同様に、可撓性基板１１、ゲート電極１２、ゲート絶縁層１３、および、半導体層１４を備えている。ソース電極１６は半導体層１４の一部を覆い、かつ、ドレイン電極１７は半導体層１４の他の一部を覆っている。チャネル保護層１５は、ソース電極１６の一部とドレイン電極１７の一部とを覆っている。チャネル保護層１５のうち、第１チャネル保護層１５Ａが、ソース電極１６、ドレイン電極１７、および、半導体層１４に接している。第２チャネル保護層１５Ｂは、第１チャネル保護層１５Ａ上に位置している。

【0029】

図４は、可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見た薄膜トランジスタ１０の一部を示している。なお、図４では、説明の便宜上、薄膜トランジスタ１０のうちで、半導体層１４、チャネル保護層１５、ソース電極１６、および、ドレイン電極１７のみが示されている。

【0030】

図４が示すように、ソース電極１６とドレイン電極１７とが並ぶ配列方向において、ソース電極１６は、半導体層１４の第１端部を覆い、かつ、ドレイン電極１７は、半導体層１４の第２端部を覆っている。すなわち、半導体層１４のうち、第１端部および第２端部に挟まれた中央部は、ソース電極１６にも覆われていないし、ドレイン電極１７にも覆われていない。配列方向において、チャネル保護層１５は、ソース電極１６におけるドレイン電極１７に面する端部と、ドレイン電極１７におけるソース電極１６に面する端部と、半導体層１４の中央部とを覆っている。

【0031】

半導体層１４のうちで、ソース電極１６とドレイン電極１７とに挟まれた中央部が、チャネル領域１４ＣＨである。チャネル領域１４ＣＨは、半導体層１４のうちでチャネル保護層１５によって覆われた部分でもある。そのため、配列方向において、ソース電極１６とドレイン電極１７との間の距離が、チャネル長Ｌである。配列方向と直交する方向に沿う半導体層１４の長さが、チャネル幅Ｗである。チャネル領域１４ＣＨは、チャネル長Ｌとチャネル幅Ｗとによって特定される。

【0032】

図５および図６が示すように、薄膜トランジスタ１０は２層構造のゲート絶縁層１３を備えてもよい。
図５が示す薄膜トランジスタ１０は、図１が示す薄膜トランジスタ１０と同様にエッチストップ構造を有している。図５が示す薄膜トランジスタ１０の層構造では、図１が示す薄膜トランジスタ１０の層構造と比べて、ゲート絶縁層１３の構造が異なっている。

【0033】

ゲート絶縁層１３は、第１ゲート絶縁層１３Ａと第２ゲート絶縁層１３Ｂとから構成されている。第１ゲート絶縁層１３Ａは、ゲート電極１２を覆い、かつ、有機高分子化合物から構成されている。第１ゲート絶縁層１３Ａは、ゲート電極１２の全体を覆っている。第２ゲート絶縁層１３Ｂは、第１ゲート絶縁層１３Ａ上に位置し、かつ、無機化合物から構成されている。可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見て、第２ゲート絶縁層１３Ｂの面積は、第１ゲート絶縁層１３Ａの面積よりも小さい。

【0034】

第１ゲート絶縁層１３Ａは、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の厚さを有している。第２ゲート絶縁層１３Ｂは、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有している。半導体層１４は、第２ゲート絶縁層１３Ｂ上に位置している。可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見て、第２ゲート絶縁層１３Ｂの面積は、半導体層１４の面積と等しい。

【0035】

半導体層１４が位置する第２ゲート絶縁層１３Ｂが無機化合物から構成されるから、半導体層１４と第２ゲート絶縁層１３Ｂとの間において良好な界面が形成されやすい。しかも、ゲート絶縁層１３は、有機高分子化合物から構成された第１ゲート絶縁層１３Ａを備え、かつ、第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さと第２ゲート絶縁層１３Ｂの厚さとが上述した範囲内に含まれるから、可撓性基板１１の屈曲に際して硬い第２ゲート絶縁層１３Ｂにおいて生じたひずみが柔らかい第１ゲート絶縁層１３Ａによって緩和される。結果として、薄膜トランジスタ１０において、可撓性基板１１の屈曲に対する電気的な耐久性が高まる。

【0036】

図６が示す薄膜トランジスタ１０は、図３が示す薄膜トランジスタ１０と同様にバックチャネルエッチ構造を有している。図６が示す薄膜トランジスタ１０の層構造では、図３が示す薄膜トランジスタ１０の層構造と比べて、ゲート絶縁層１３の構造が異なっている。

【0037】

ゲート絶縁層１３は、図５が示す薄膜トランジスタ１０と同様に、第１ゲート絶縁層１３Ａと第２ゲート絶縁層１３Ｂとから構成されている。第１ゲート絶縁層１３Ａは有機高分子化合物から構成され、かつ、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の厚さを有している。第２ゲート絶縁層１３Ｂは無機化合物から構成され、かつ、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有している。ソース電極１６は、第２ゲート絶縁層１３Ｂの第１端部、および、第１ゲート絶縁層１３Ａの第１端部を覆っている。ドレイン電極１７は、第２ゲート絶縁層１３Ｂの第２端部、および、第１ゲート絶縁層１３Ａの第２端部を覆っている。

【0038】

図７から図１０が示すように、薄膜トランジスタ１０は層間絶縁層を備えてもよい。
図７が示す薄膜トランジスタ１０は、図１が示す薄膜トランジスタ１０と同様にエッチストップ構造を有している。図７が示す薄膜トランジスタ１０の層構造では、図１が示す薄膜トランジスタ１０の層構造と比べて、層間絶縁層１８を備える点が異なっている。

【0039】

層間絶縁層１８は、ゲート絶縁層１３、半導体層１４、および、チャネル保護層１５を覆い、かつ、有機高分子化合物から構成されている。層間絶縁層１８は、さらにソース電極１６およびドレイン電極１７を覆っている。

【0040】

薄膜トランジスタ１０が層間絶縁層１８をさらに備えるから、半導体層１４がチャネル保護層１５に加えて層間絶縁層１８によっても保護される。また、層間絶縁層１８が有機高分子化合物から構成されるから、層間絶縁層１８が無機化合物から構成される場合に比べて、可撓性基板１１の屈曲時に薄膜トランジスタ１０にひずみが生じにくいから、薄膜トランジスタ１０において、可撓性基板１１の屈曲に対する電気的な耐久性が高められる。

【0041】

図８が示す薄膜トランジスタ１０は、図３が示す薄膜トランジスタ１０と同様にバックチャネルエッチ構造を有している。図８が示す薄膜トランジスタ１０の層構造では、図３が示す薄膜トランジスタ１０の層構造と比べて、層間絶縁層１８を備える点が異なっている。

【0042】

層間絶縁層１８は、図７が示す薄膜トランジスタ１０の層間絶縁層１８と同様に、ゲート絶縁層１３、半導体層１４、チャネル保護層１５、ソース電極１６、および、ドレイン電極１７を覆っている。

【0043】

図９が示す薄膜トランジスタ１０は、図５が示す薄膜トランジスタ１０と同様にエッチストップ構造を有し、かつ、ゲート絶縁層１３が第１ゲート絶縁層１３Ａと第２ゲート絶縁層１３Ｂとから構成されている。図９が示す薄膜トランジスタ１０の層構造では、図５が示す薄膜トランジスタ１０の層構造と比べて、層間絶縁層１８を備える点が異なっている。

【0044】

【0045】

図１０が示す薄膜トランジスタ１０は、図６が示す薄膜トランジスタ１０と同様にバックチャネルエッチ構造を有している。図１０が示す薄膜トランジスタ１０の層構造では、図６が示す薄膜トランジスタ１０の層構造と比べて、層間絶縁層１８を備える点が異なっている。

【0046】

【0047】

以下、薄膜トランジスタ１０が備える各層をより詳しく説明する。
［可撓性基板１１］
可撓性基板１１において、薄膜トランジスタ１０のゲート電極１２が位置する面が絶縁性を有することが必要である。先に説明した薄膜トランジスタ１０では、可撓性基板１１の表面１１Ｓが絶縁性を有することが必要である。可撓性基板１１は、透明基板でもよいし、不透明基板でもよい。薄膜トランジスタ１０が透過性ディスプレイに適用される場合には、可撓性基板１１は透明基板であることが好ましい。

【0048】

可撓性基板１１を構成する材料は、有機高分子化合物、有機材料と無機材料との両方を含む有機無機複合材料、金属、合金、および、無機高分子化合物から構成される群から選択される少なくとも一種であってよい。

【0049】

有機高分子化合物は、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルサルフェン、トリアセチルセルロース、ポリビニルフルオライドフィルム、エチレン‐テトラフルオロエチレンコポリマー、ポリイミド、フッ素系ポリマー、環状ポリオレフィン系ポリマーから構成される群から選択される少なくとも一種であってよい。

【0050】

有機無機複合材料は、例えば、ガラス繊維強化アクリルポリマー、または、ガラス繊維強化ポリカーボネートであってよい。金属は、例えば、アルミニウム、または、銅であってよい。合金は、例えば、鉄クロム合金、鉄ニッケル合金、または、鉄ニッケルクロム合金であってよい。無機高分子化合物は、例えば、無アルカリガラスまたはアルカリガラスであってよい。無アルカリガラスは、酸化珪素、酸化硼素、および、酸化アルミニウムを含む。アルカリガラスは、酸化珪素、酸化ナトリウム、および、酸化カルシウムを含む。

【0051】

可撓性基板１１は、単層構造体でもよいし、多層構造体でもよい。可撓性基板１１が多層構造体である場合には、可撓性基板１１を構成する各層を構成する材料は、それぞれ有機高分子化合物、有機無機複合材料、金属、合金、および、無機高分子化合物から構成される群から選択されるいずれか一種であってよい。

【0052】

可撓性基板１１が単層構造体である場合には、可撓性基板１１は、絶縁性を有したフィルムでもよいし、可撓性を有した薄板ガラスでもよい。可撓性基板１１が薄板ガラスである場合には、薄板ガラスの厚さは０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがより好ましい。

【0053】

可撓性基板１１が多層構造体である場合には、可撓性基板１１は、導電性を有した箔と、箔上に形成された絶縁層とを備えてもよい。

【0054】

可撓性基板１１が多層構造体である場合には、可撓性基板１１は、下地基板と、下地基板から剥離可能に構成された剥離層とを備えてもよい。剥離層は、薄膜トランジスタ１０とともに、下地基板から剥がされる。薄膜トランジスタ１０を備える剥離層は、別の可撓性基材に貼り付けられてもよい。可撓性基材は、例えば、耐熱性が低い紙類、セロファン基材、布類、再生繊維類、皮革類、ナイロン基材、ポリウレタン基材であってよい。この場合には、剥離層と可撓性基材とは、別の可撓性基板１１を構成する。

【0055】

［電極１２，１６，１７］
各電極１２，１６，１７はそれぞれ単層構造体でもよいし、多層構造体でもよい。各電極１２，１６，１７が多層構造体である場合には、各電極１２，１６，１７はそれぞれ電極の下層との密着性を高める最下層、および、電極の上層との密着性を高める最上層を有することが好ましい。

【0056】

各電極１２，１６，１７を構成する材料は、単一材料から構成される金属でもよいし、合金でもよいし、導電性を有する金属酸化物でもよい。各電極１２，１６，１７を構成する材料は、互いに異なってもよいし、同じであってもよい。

【0057】

金属は、例えば、遷移金属、アルカリ金属、および、アルカリ土類金属から構成される群から選択される少なくとも一種である。遷移金属は、例えば、インジウム、アルミニウム、金、銀、白金、チタン、銅、ニッケル、タングステンから構成される群から選択される少なくとも一種であってよい。アルカリ金属は、例えば、リチウム、あるいは、セシウムであってよい。アルカリ土類金属は、例えば、マグネシウムおよびカルシウムの少なくとも一種であってよい。合金は、例えば、モリブデンニオブ、鉄クロム、アルミニウムリチウム、マグネシウム銀、アルミネオジウム合金、アルミネオジムジルコニア合金（Ａｌ‐Ｎｄ）から構成される群から選択されるいずれか一種であってよい。

【0058】

金属酸化物は、例えば、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化インジウムカドミウム、酸化カドミウム錫、酸化亜鉛錫から構成される群から選択されるいずれか一種であってよい。金属酸化物は、不純物を含んでもよい。不純物を含有する金属酸化物は、例えば不純物を含む酸化インジウムであってよい。当該不純物は、例えば、錫、亜鉛、チタン、セリウム、ハフニウム、ジルコニウム、モリブデン、タングステンから構成される群から選択される少なくとも一種であってよい。不純物を含有する金属酸化物は、例えば不純物を含む酸化錫でもよい。当該不純物は、例えばアンチモンまたはフッ素であってよい。不純物を含有する金属酸化物は、例えば不純物を含む酸化亜鉛でもよい。当該不純物は、ガリウム、アルミニウム、硼素から構成される群から選択される少なくとも一種であってよい。また、不純物を含む金属酸化物は、水素原子を含む金属酸化物でもよい。金属酸化物中に含まれる水素原子は、金属酸化物中において良好な電子供与サイトを形成することが可能である。

【0059】

電極１２，１６，１７の成膜方法は、例えば、スパッタ法、蒸着法、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、原子堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）、印刷法、塗布法などであってよい。電極１２，１６，１７の成膜方法は、スパッタ法または印刷法であることが好ましい。スパッタ法および印刷法によれば、他の成膜方法に比べて、生産速度が高く、生産コストが低く、かつ、大面積へ成膜が容易である。

【0060】

電極１２，１６，１７を形成する際には、各種の成膜方法によって電極１２，１６，１７を形成するための導電膜を成膜した後に、フォトリソグラフィ法を用いて導電膜上にレジストパターンを形成する。次いで、導電膜のうち不要な部分をエッチングによって除去することによって、導電膜を各電極１２，１６，１７が有する形状に加工することができる。

【0061】

なお、印刷法を用いて電極１２，１６，１７を形成する場合には、例えば、導電材料、溶媒、および、可塑剤などを混合することによってインキを作成した後に、インキを用いて電極１２，１６，１７のパターンを印刷する。次いで、電極１２，１６，１７のパターンを焼成することによって、パターンから溶媒や可塑剤などを除去し、これによって電極１２，１６，１７を得ることができる。また、印刷法を用いて電極１２，１６，１７を形成する場合には、印刷法を用いて電極１２，１６，１７を形成するための薄膜を形成した後に、フォトリソグラフィ法によって薄膜を所望の形状にパターニングしてもよい。

【0062】

各電極１２，１６，１７に適用することが可能な材料の範囲を広げる観点では、各電極１２，１６，１７の電気抵抗率が、５．０×１０^－５Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。薄膜トランジスタ１０の消費電力を抑える観点では、各電極１２，１６，１７の電気抵抗率は、１．０×１０^－２Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。各電極１２，１６，１７の電気抵抗値を抑える観点では、各電極１２，１６，１７の厚さは、５０ｎｍ以上であることが好ましい。薄膜トランジスタ１０を構成する各層の平坦性を高める観点では、各電極１２，１６，１７の厚さは、３００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以下であることがより好ましい。

【0063】

［ゲート絶縁層１３］
ゲート絶縁層１３は、上述したように、単層構造を有してもよいし、２層構造を有してもよい。ゲート絶縁層１３が単層構造を有する場合には、ゲート絶縁層１３の構成は、ゲート絶縁層１３が２層構造を有する場合における第１ゲート絶縁層１３Ａの構成と同等である。そのため以下では、ゲート絶縁層１３が２層構造を有する場合における第１ゲート絶縁層１３Ａおよび第２ゲート絶縁層１３Ｂの構成を説明する一方で、ゲート絶縁層１３が単層構造を有する場合におけるゲート絶縁層１３の構成の説明を省略する。

【0064】

第１ゲート絶縁層１３Ａは、単層構造体でもよいし、多層構造体でもよい。第１ゲート絶縁層１３Ａが単層構造体あるいは多層構造体のいずれであっても、第１ゲート絶縁層１３Ａは、上述したように、有機高分子化合物から構成されることが好ましい。これにより本開示の薄膜トランジスタ１０は、可撓性を有することが可能である。なお、本開示の薄膜トランジスタ１０において、第１ゲート絶縁層１３Ａは、有機高分子化合物と無機化合物の混合物である有機無機複合材料であって、かつ、混合物において有機高分子化合物の体積分率が５０％を超える材料であってもよい。すなわち、ゲート絶縁層１３において、有機高分子化合物が主成分である。

【0065】

有機高分子化合物は、例えば、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリルポリマー、エポキシポリマー、アモルファスフッ素ポリマーを含むフッ素系ポリマー、メラミンポリマー、フランポリマー、キシレンポリマー、ポリアミドイミドポリマー、シリコーンポリマーなどであってよい。有機高分子化合物中には、フッ素原子が含まれてもよい。

【0066】

有機無機複合材料は、有機高分子化合物と無機化合物との混合物であるから、有機高分子化合物に由来する柔軟性と、無機化合物に由来する高い耐電圧特性および高い誘電率特性とを兼ね備える。そのため、有機無機複合材料から構成される第１ゲート絶縁層１３Ａによれば、柔軟性、高い耐電圧特性、および、高い誘電率特性を得ることが可能である。

【0067】

有機無機複合材料は、例えば、アクリル系ポリマー内に無機化合物の微粒子を分散させた材料であってよい。微粒子を構成する無機化合物は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）などであってよい。

【0068】

上述したように、無機化合物の混合比率は、体積分率で５０％未満である。無機化合物の混合比率が５０％以上である場合には、無機化合物の特性が支配的になり、これによってゲート絶縁層１３の柔軟性が損なわれ、結果としてゲート絶縁層１３を備える薄膜トランジスタ１０の耐屈曲性が低下する。これに対して、無機化合物の混合比率が５０％未満である、すなわち有機高分子化合物の混合比率が５０％を超える場合には、有機高分子化合物の特性が支配的になるから、ゲート絶縁層１３の柔軟性が高まる。

【0069】

第１ゲート絶縁層１３Ａの抵抗率は、１×１０^１１Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。第１ゲート絶縁層１３Ａの抵抗率は、１×１０^１２Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さは、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることが好ましい。第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さは、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることがより好ましい。第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さが２００ｎｍ以上であるから、第１ゲート絶縁層１３Ａが、薄膜トランジスタ１０の第１ゲート絶縁層１３Ａとして十分な耐電圧特性を有し、これによって薄膜トランジスタ１０の駆動中に絶縁破壊を生じることが抑えられる。一方、第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さが２０００ｎｍ以下であるから、駆動電圧の上昇が抑えられ、これによって、薄膜トランジスタ１０による消費電力の上昇が抑えられる。

【0070】

本開示の薄膜トランジスタ１０が、共通する１つの可撓性基板１１に対して複数の薄膜トランジスタが位置する薄膜トランジスタアレイに適用された場合には、可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見て、第１ゲート絶縁層１３Ａが島状にパターニングされていてもよい。すなわち、薄膜トランジスタアレイにおいて、薄膜トランジスタ１０ごとに個別の第１ゲート絶縁層１３Ａを備えてもよい。これによって、互いに隣り合う薄膜トランジスタの第１ゲート絶縁層１３Ａが離間してもよい。

【0071】

第１ゲート絶縁層１３Ａのパターニングには、例えば以下に記載の方法を用いることができる。可撓性基板１１上に絶縁層を形成した後に絶縁層をパターニングする場合には、絶縁層のパターニングにドライエッチング法を用いることができる。また、第１ゲート絶縁層１３Ａを塗布法で形成する場合には、第１ゲート絶縁層１３Ａを構成する材料に感光性を付与し、そして、材料の塗布によって形成された塗布膜を露光し、次いで塗布膜を現像する。これにより、パターニングされた絶縁層を得ることができる。また、印刷法を用いて第１ゲート絶縁層１３Ａを形成する場合には、所定のパターンを有した第１ゲート絶縁層１３Ａを一度の処理で形成することができる。また、第１ゲート絶縁層１３Ａを形成するための絶縁膜を可撓性基板１１上に成膜する前に、可撓性基板１１として、表面１１Ｓにおいて、第１ゲート絶縁層１３Ａを形成しない領域に撥液層を選択的に形成した基材を用いる。次いで、可撓性基板１１の表面１１Ｓに塗布法を用いてゲート絶縁層を形成するための絶縁層を形成する。この際に、撥液層が塗布液をはじくから、撥液層のパターンに応じたパターンを有した絶縁層を形成することができる。

【0072】

第２ゲート絶縁層１３Ｂは、無機化合物から構成されることが好ましい。第２ゲート絶縁層１３Ｂは、単層構造体でもよいし、多層構造体でもよい。ゲート絶縁層１３が無機化合物を含むことによって、半導体層１４が非単結晶シリコンまたは酸化物半導体から構成される場合に、半導体層１４とゲート絶縁層１３との間において良好な界面が形成される。これにより、薄膜トランジスタ１０が優れた電気的特性を発現することができる。

【0073】

無機化合物は、酸化物でもよいし、窒化物でもよいし、酸化窒化物でもよい。無機化合物は、例えば、珪素、アルミニウム、タンタル、ハフニウム、イットリウム、ジルコニウムから構成される群から選択されるいずれか１種を含む。無機化合物は、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ_２）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）から構成される群から選択される少なくとも一種であってよい。

【0074】

第２ゲート絶縁層１３Ｂの抵抗値は、１×１０^１１Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。第２ゲート絶縁層１３Ｂの抵抗値は、１×１０^１３Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。第２ゲート絶縁層１３Ｂの厚さは、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることがより好ましい。第２ゲート絶縁層１３Ｂの厚さが２ｎｍ以上であることによって、連続的な膜を形成することができ、これによって第２ゲート絶縁層１３Ｂと半導体層１４との間に良好な界面を形成することが可能である。また、第２ゲート絶縁層１３Ｂの厚さが２ｎｍ以上であることによって、ゲート電極１２とソース電極１６との間、あるいは、ゲート電極１２とドレイン電極１７との間においてゲートリーク電流が流れることが抑えられる。第２ゲート絶縁層１３Ｂの厚さが３０ｎｍ以下であることによって、第２ゲート絶縁層１３Ｂの可撓性の低下が抑えられ、これによって可撓性基板１１の屈曲時に第２ゲート絶縁層１３Ｂに割れが生じにくい。

【0075】

第２ゲート絶縁層１３Ｂは、半導体層１４と直に接している。第２ゲート絶縁層１３Ｂの表面は半導体層１４との界面を構成する。薄膜トランジスタ１０を動作させる際の捕捉順位であるキャリアトラップの抑制が要求される場合には、第２ゲート絶縁層１３Ｂが含むダングリングボンドは少ないことが好ましい。第２ゲート絶縁層１３Ｂに含まれる未結合手であるダングリングボンドは、キャリアトラップの要因である。

【0076】

可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見て、第２ゲート絶縁層１３Ｂの面積は、第１ゲート絶縁層１３Ａの面積以下であってよい。例えば、第２ゲート絶縁層１３Ｂは、半導体層１４と同一の形状を有した島状にパターニングされてよい。第２ゲート絶縁層１３Ｂは、第２ゲート絶縁層１３Ｂよりも柔らかい、すなわちヤング率が低い第１ゲート絶縁層１３Ａに接している。そのため、可撓性基板１１が屈曲した際にゲート絶縁層１３において生じるひずみは、第１ゲート絶縁層１３Ａに集中する。これにより、第２ゲート絶縁層１３Ｂではひずみが低減されるから、可撓性基板１１の曲げに対する第２ゲート絶縁層１３Ｂの耐久性が高まり、結果として薄膜トランジスタ１０の耐久性が高まる。

【0077】

第２ゲート絶縁層１３Ｂの成膜方法は、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、熱ＣＶＤ法、原子堆積法（ＡＬＤ法：Atomic Layer Deposition）、スパッタ法、蒸着法、塗布法、陽極酸化法などであってよい。

【0078】

第２ゲート絶縁層１３Ｂを島状にパターニングする場合には、例えば以下に記載の方法を用いることができる。可撓性基板１１上に絶縁層を形成した後に絶縁層をパターニングする場合には、絶縁層のパターニングにドライエッチング法を用いることができる。また、塗布法を用いてゲート絶縁層を形成する場合には、第２ゲート絶縁層１３Ｂを構成する材料に感光性を付与し、そして、材料の塗布によって形成された塗布膜を露光し、次いで塗布膜を現像する。これにより、パターニングされた絶縁層を得ることができる。また、印刷法を用いて第２ゲート絶縁層１３Ｂを形成する場合には、所定のパターンを有した第２ゲート絶縁層１３Ｂを一度の処理で形成することができる。

【0079】

［半導体層１４］
半導体層１４を構成する材料は、無機半導体でもよいし、有機半導体でもよい。移動度を高める観点、および、信頼性を高める観点から、半導体層１４は無機半導体から構成されることが好ましい。無機半導体は、化合物半導体、非単結晶シリコン、単結晶シリコンであってよい。成膜温度を有機高分子化合物から構成される基板の耐熱温度程度まで低める観点では、半導体層１４は、酸化物半導体または非単結晶シリコンから構成されることが好ましい。

【0080】

酸化物半導体は、インジウム、カドミウム、亜鉛、錫から構成される群から選択される少なくとも一種の元素を含むことが好ましい。酸化物半導体は、アルミニウム、チタン、ガリウム、タングステン、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、ハフニウム、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）から構成される群から選択される少なくとも一種の金属元素を含んでもよい。

【0081】

非単結晶シリコンは、例えば、水素化非晶質シリコン（ａ‐Ｓｉ：Ｈ）、水素化微結晶シリコン（μｃ‐Ｓｉ：Ｈ）、低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ：Low Temperature Polycrystalline Silicon）などであってよい。

【0082】

半導体層１４の厚さにおける均一性を高める観点では、半導体層１４の厚さは、５ｎｍ以上であることが好ましい。半導体層１４を構成する材料の使用量を抑える観点では、半導体層１４の厚さは、１００ｎｍ以下であることが好ましい。厚さの均一性を高めること、および、材料の使用量を抑制することを両立する観点では、半導体層１４の厚さは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、これらの効果を得る実効性を高める観点では、半導体層１４の厚さは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。

【0083】

半導体層１４の成膜方法は、例えば、スパッタ法、蒸着法、プラズマＣＶＤ法、原子堆積法、塗布法、転写法などであってよい。半導体層１４をスパッタ法、蒸着法、プラズマＣＶＤ法、原子堆積法、塗布法のいずれかを用いて形成する場合には、半導体層１４を形成するための薄膜を形成した後に、フォトマスクなどを用いたフォトリソグラフィ法によって薄膜をエッチングし、これによって半導体層１４を得ることができる。なお、印刷法を用いて半導体層１４を形成する場合にも、半導体層１４を形成するための薄膜を印刷法によって形成した後に、フォトリソグラフィ法によって薄膜をパターニングすることによって半導体層１４を得ることも可能であるし、また、印刷法によって所定の形状を有した半導体層１４を形成することも可能である。

【0084】

そのため、半導体層１４を有機高分子化合物から構成されるゲート絶縁層１３上に直に成膜する場合には、半導体層１４を原子堆積法、印刷法、または、転写法などを用いて成膜することが好ましい。これらの方法を用いて半導体層１４を成膜することにより、例えばスパッタ法またはプラズマＣＶＤ法などのプラズマを用いた方法に比べて、ゲート絶縁層１３がプラズマ中のイオンやラジカルによって損傷を受けることが避けられる。そのため、ゲート絶縁層１３と半導体層１４の間に良好な界面を形成することが可能である。

【0085】

また、印刷法を用いて無機半導体から構成される半導体層１４を成膜する場合には、印刷によって形成された膜中に残留する炭素などを分解するために、印刷によって形成された膜を高温で焼成することが多い。そのため、印刷法を用いて半導体層１４を形成する場合は、有機高分子化合物から構成されるゲート絶縁層１３が熱分解しない温度において焼成が可能な半導体の前駆体材料を選択することが重要である。

【0086】

［チャネル保護層１５］
薄膜トランジスタ１０は、半導体層１４のバックチャネル部を覆うチャネル保護層１５を備えている。半導体層１４において、第２ゲート絶縁層１３Ｂに接する面とは反対側の面が、バックチャネル部である。半導体層１４のバックチャネル部が、薄膜トランジスタ１０の製造過程において、半導体層１４の形成後の工程において化学物質や大気に暴露されることによって、半導体層１４の電子状態が変わる。チャネル保護層１５は、半導体層１４のバックチャネル部を覆い、これによってバックチャネル部が化学物質や大気に暴露されることを抑える。結果として、チャネル保護層１５は、薄膜トランジスタ１０の電気的特性を安定化させる。

【0087】

上述したように、本開示の薄膜トランジスタ１０が備えるチャネル保護層１５は、第１チャネル保護層１５Ａと第２チャネル保護層１５Ｂとから構成されている。第１チャネル保護層１５Ａは、ヤング率の低い有機高分子化合物から構成されることが好ましい。これにより、薄膜トランジスタ１０の可撓性を高めることが可能である。第１チャネル保護層１５Ａのヤング率は、０．３ＧＰａ以上１０．０ＧＰａ以下であることが好ましい。

【0088】

【0089】

第１チャネル保護層１５Ａの抵抗率は、１×１０^１１Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１×１０^１３Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。第１チャネル保護層１５Ａの厚さは、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることがより好ましい。

【0090】

第１チャネル保護層１５Ａの厚さが５０ｎｍ以上であるから、ソース電極１６とドレイン電極１７との間において十分な耐電圧特性を有し、これによって薄膜トランジスタ１０の駆動中に絶縁破壊を生じることが抑えられる。また、第１チャネル保護層１５Ａの厚さが５０ｎｍ以上であるから、可撓性基板１１の屈曲により第２チャネル保護層１５Ｂに生じたひずみを第１チャネル保護層１５Ａが吸収することができ、これによって屈曲に対する耐性が高まる。一方、第１チャネル保護層１５Ａの厚さが５００ｎｍ以下であるから、チャネル領域１４ＣＨに作用する応力が抑えられ、これによって薄膜トランジスタ１０の電気的特性の劣化が抑えられる。

【0091】

第２チャネル保護層１５Ｂは、無機化合物から構成される。無機化合物は、酸化物でもよいし、窒化物でもよいし、酸化窒化物でもよい。無機化合物は、珪素、アルミニウム、タンタル、ハフニウム、イットリウム、ジルコニウムから構成される群から選択されるいずれか１種を含む。無機化合物は、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ_２）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）から構成される群から選択される少なくとも一種であってよい。

【0092】

第２チャネル保護層１５Ｂの抵抗率は、１×１０^１１Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１×１０^１３Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。第２チャネル保護層１５Ｂの厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。

【0093】

第２チャネル保護層１５Ｂの厚さが１０ｎｍ以上であるから、ソース電極１６とドレイン電極１７との間において十分な耐電圧特性を有し、これによって薄膜トランジスタ１０の駆動中に絶縁破壊を生じることが抑えられる。また、第２チャネル保護層１５Ｂを連続膜の状態で形成することが可能であるから、第２チャネル保護層１５Ｂのガスバリア性が担保される。一方、第２チャネル保護層１５Ｂの厚さが１００ｎｍ以下であるから、第２チャネル保護層１５Ｂの可撓性が維持された状態で、第２チャネル保護層１５Ｂのガスバリア性も担保することができる。結果として、薄膜トランジスタ１０の電気的特性が高まる。

【0094】

チャネル保護層１５が備える２つの層のうち、ヤング率が低い第１チャネル保護層１５Ａが半導体層１４上に位置し、かつ、ヤング率が高い第２チャネル保護層１５Ｂが第１チャネル保護層１５Ａ上に位置している。可撓性基板１１の表面１１Ｓと対向する視点から見て、第１チャネル保護層１５Ａは半導体層１４のバックチャネル部を覆うことが可能な大きさを有していればよく、また、第２チャネル保護層１５Ｂは第１チャネル保護層１５Ａを覆うことが可能な大きさを有してればよい。そのため例えば、第１チャネル保護層１５Ａおよび第２チャネル保護層１５Ｂの両方が、バックチャネル部と同じ大きさを有してもよい。

【0095】

チャネル保護層１５がヤング率が低い第１チャネル保護層１５Ａとヤング率が高い第２チャネル保護層１５Ｂとを備えるから、可撓性基板１１の屈曲時に、チャネル保護層１５では第１チャネル保護層１５Ａにひずみが集中する。これにより、第２チャネル保護層１５Ｂではひずみが大幅に低減されるから、薄膜トランジスタ１０において、可撓性基板１１の屈曲に対する電気的な耐久性が高まる。

【0096】

第１チャネル保護層１５Ａの成膜方法は、例えば、塗布法、印刷法などであってよい。第２チャネル保護層１５Ｂの成膜方法は、例えば、スパッタ法、蒸着法、プラズマＣＶＤ法、原子堆積法、塗布法、転写法などであってよい。

【0097】

［層間絶縁層１８］
層間絶縁層１８は、単層構造体でもよいし、多層構造体でもよい。層間絶縁層１８は有機高分子化合物から構成される。層間絶縁層１８を構成する有機高分子化合物は、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、シリコーン、ポリスチレン、ポリアクリルアミドゲル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリビニルアルコール、アクリルポリマー、エポキシポリマー、アモルファスフッ素ポリマーを含むフッ素系ポリマー、メラミンポリマー、フランポリマー、キシレンポリマー、ポリアミドイミドポリマー、シリコーンポリマーなどであってよい。有機高分子化合物は、フッ素原子を含んでもよい。

【0098】

層間絶縁層１８を構成する有機高分子化合物は、伸縮性を有した有機高分子化合物であってもよい。伸縮性を有した有機系材料は、例えば、伸縮性エポキシポリマー、伸縮性シリコーン、伸縮性ポリウレタンなどであってよい。

【0099】

層間絶縁層１８のヤング率は、ゲート絶縁層１３が単層構造体である場合には、層間絶縁層１８のヤング率は有機高分子化合物から構成されるゲート絶縁層１３のヤング率よりも低いことが好ましい。これに対して、ゲート絶縁層１３が２層構造を有する場合には、層間絶縁層１８のヤング率は、有機高分子化合物から構成される第１ゲート絶縁層１３Ａのヤング率よりも低いことが好ましい。層間絶縁層１８のヤング率は１０ＭＰａ以下であることが好ましく、３ＭＰａ以下であることがより好ましい。

【0100】

有機高分子化合物から構成されるゲート絶縁層１３，１３Ａのヤング率、および、層間絶縁層１８のヤング率は、適切な有機高分子化合物を選択することによって制御することができる。たとえば、フッ素樹脂であるＣＹＴＯＰ（ＣＹＴＯＰは登録商標）のヤング率は、アクリル樹脂のヤング率よりも低い。そのため、アクリル樹脂を用いてゲート絶縁層１３，１３Ａを形成し、かつ、フッ素樹脂であるＣＹＴＯＰを用いて層間絶縁層１８を形成することによって、層間絶縁層１８のヤング率をゲート絶縁層１３，１３Ａのヤング率よりも低くすることができる。

【0101】

また、ゲート絶縁層１３，１３Ａと層間絶縁層１８とが同一の有機高分子化合物から構成される場合であっても、塗布法、焼成温度、乾燥速度などを制御することによって、ゲート絶縁層１３，１３Ａのヤング率を層間絶縁層１８のヤング率よりも低くすることが可能である。例えば、アクリル樹脂では、焼成温度が２３０℃である場合のヤング率が７．８ＧＰａである一方で、焼成温度が１８０℃である場合のヤング率が６．９ＧＰａである。すなわち、アクリル樹脂の焼成温度を低めることによって、アクリル樹脂のヤング率を低めることが可能である。このように、焼成温度を適切に制御することによって、同一の有機高分子化合物を用いて薄膜を形成した場合であっても、薄膜が有するヤング率を任意に制御することが可能である。

【0102】

層間絶縁層１８の厚さは、例えば、５００ｎｍ以上４０００ｎｍ以下であってよく、１μｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。
層間絶縁層１８を形成する方法は、例えば、蒸着法、塗布法、印刷法などであってよい。層間絶縁層１８を形成する方法は、塗布法または印刷法であることが好ましい。層間絶縁層１８はパターニングされていなくてもよいし、必要に応じて層間絶縁層１８の一部がパターニングされてもよい。

【0103】

層間絶縁層１８のパターニングには、層間絶縁層１８を構成する材料に適した方法が用いられる。層間絶縁層１８のパターニングには、例えばドライエッチング法を用いることができる。また、塗布法を用いて層間絶縁層１８を形成する場合には、層間絶縁層１８を構成する材料に感光性を付与し、かつ、材料の塗布によって形成された塗布膜を露光し、次いで塗布膜を現像する。これにより、パターニングされた絶縁層を得ることができる。また、印刷法を用いて層間絶縁層１８を形成する場合には、所定のパターンを有した層間絶縁層１８を一度の処理で形成することができる。また、層間絶縁層１８を形成するための絶縁膜を可撓性基板１１上に成膜する前に、可撓性基板１１として、表面１１Ｓにおいて、層間絶縁層１８を形成しない領域に撥液層を選択的に形成した基材を用いる。次いで、可撓性基板１１の表面１１Ｓに塗布法を用いて層間絶縁層１８を形成するための絶縁層を形成する。この際に、撥液層が塗布液をはじくから、撥液層のパターンに応じたパターンを有した絶縁層を形成することができる。

【0104】

［実施例］
図１１から図１４を参照して、実施例および比較例を説明する。なお、以下に説明する各実施例および各比較例では、図１３が示す沿う構造を有した薄膜トランジスタを作製した。また、各実施例および各比較例では、１０μｍの厚さを有したポリイミド基材を可撓性基板として準備した。

【0105】

［実施例１］
実施例１では、図１が示す単層構造のゲート絶縁層１３を備えるエッチストップ構造の薄膜トランジスタ１０を作製した。薄膜トランジスタ１０を作製する際には、まず、可撓性基板１１の表面１１Ｓに、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ‐Ｎｄ薄膜を形成した。この際に、Ｎｄの原子分率が２％であるＡｌ‐Ｎｄターゲットを用い、かつ、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた。

【0106】

その後、Ａｌ‐Ｎｄ薄膜上にスピンコート法を用いて感光性ポジ型レジストを塗布した。次いで、マスク露光を行った後に、アルカリ現像による現像を行うことによって、フォトレジストパターンを形成した。次に、Ａｌ‐Ｎｄ薄膜を酸系のエッチング液を用いてウェットエッチングし、これによってＡｌ‐Ｎｄ薄膜のうち不要な部分を除去した。続いて、レジスト剥離液により、Ａｌ‐Ｎｄ薄膜からフォトレジストパターンを除去することによってゲート電極１２を得た。すなわち、フォトリソグラフィ法を用いて、ゲート電極１２を得た。なお、以下において、Ａｌ‐Ｎｄ薄膜と同様の方法によって薄膜をパターニングした場合に、フォトリソグラフィ法によって薄膜をパターニングしたと記載する。

【0107】

次に、可撓性基板１１にスピンコート法を用いて架橋剤を含むポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を塗布し、これによってＰＶＰ薄膜を形成した。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＰＶＰ薄膜をパターニングした後に、パターニング後のＰＶＰ薄膜を焼成することによって、ＰＶＰを架橋させ、これによってゲート絶縁層１３を得た。ゲート絶縁層１３の厚さは、２００ｎｍであった。

【0108】

そして、ゲート絶縁層１３上に、原子堆積法（Atomic Layer Deposition）を用いて３０ｎｍの厚さを有したＩＧＺＯ薄膜を形成した。この際に、［１，１，１‐ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ‐Ｎ‐（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｓｉｌａｎａｍｉｎａｔｏ］‐ｉｎｄｉｕｍ、ｄｉｅｔｈｌｚｉｎｃ（ＤＥＺ）、ｔｒｉｍｅｈｙｌ‐ｇａｌｌｉｕｍ（ＴＭＧａ）を出発材料として用いた。また、反応剤として水を導入し、かつ、パージガスとして窒素ガスを用いた。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＩＧＺＯ薄膜をパターニングし、これによって半導体層１４を得た。

【0109】

次に、半導体層１４上に、スピンコート法を用いて架橋剤を含むポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を塗布し、これによってＰＶＰ薄膜を形成した。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＰＶＰ薄膜をパターニングした後に、パターニング後のＰＶＰ薄膜を焼成することによって、ＰＶＰを架橋させ、これによって第１チャネル保護層１５Ａを得た。第１チャネル保護層１５Ａの厚さは５０ｎｍであった。

【0110】

続いて、第１チャネル保護層１５Ａ上に、ＣＶＤ法を用いて１０ｎｍの厚さを有したＳｉＯ_２薄膜を形成した。この際に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）ガスと一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスとを用いた。その後、ＳｉＯ_２薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、四フッ化炭素ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によってＳｉＯ_２薄膜における不要な部分を除去した。すなわち、ドライエッチング法を用いてＳｉＯ_２薄膜をパターニングすることによって、第２チャネル保護層１５Ｂを得た。

【0111】

次に、第２チャネル保護層１５Ｂ上に、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ系合金薄膜を形成した。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ系合金薄膜をパターニングし、これによってソース電極１６およびドレイン電極１７を形成した。これにより、チャネル長Ｌが１０μｍであり、かつ、チャネル幅Ｗが２０μｍであるチャネル領域１４ＣＨを得た。結果として、実施例１の薄膜トランジスタ１０を得た。

【0112】

［実施例２］
実施例１において以下を変更した以外は、実施例１と同様の方法によって、実施例２の薄膜トランジスタを得た。

【0113】

ゲート絶縁層１３の厚さ：１０００ｎｍ
半導体層１４：ＺｎＯ
第１チャネル保護層１５Ａの厚さ：５００ｎｍ

【0114】

なお、半導体層１４を形成する際には、ゲート絶縁層１３上に、原子堆積法を用いて３０ｎｍの厚さを有したＺｎＯ薄膜を形成した。この際に、ｄｉｅｔｈｌｚｉｎｃ（ＤＥＺ）を出発材料として用いた。また、反応剤として水を導入し、かつ、パージガスとして窒素ガスを用いた。

【0115】

［実施例３］
実施例３では、図５が示す二層構造のゲート絶縁層１３を備えるエッチストップ構造の薄膜トランジスタ１０を作製した。薄膜トランジスタ１０を作製する際には、まず、可撓性基板１１の表面１１Ｓに、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ‐Ｎｄ薄膜を可撓性基板１１に形成した。この際に、Ｎｄの原子分率が２％であるＡｌ‐Ｎｄターゲットを用い、かつ、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた。その後、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ‐Ｎｄ薄膜をパターニングし、これによってゲート電極１２を得た。

【0116】

次に、可撓性基板１１にスピンコート法を用いて架橋剤を含むポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を塗布し、これによってＰＶＰ薄膜を形成した。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＰＶＰ薄膜をパターニングした後に、パターニング後のＰＶＰ薄膜を焼成することによって、ＰＶＰを架橋させ、これによって第１ゲート絶縁層１３Ａを得た。第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さは２００ｎｍであった。

【0117】

続いて、第１ゲート絶縁層１３Ａ上に、原子堆積法を用いて２ｎｍの厚さを有したＡｌ_２Ｏ_３薄膜を形成した。この際に、Ａｌ（ＣＨ_３）_３（ＴＭＡ）を出発材料として用いた。また、反応剤として水とオゾンを導入し、かつ、パージガスとして窒素ガスを用いた。Ａｌ_２Ｏ_３薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、リアクティブイオンエッチング法によってＡｌ_２Ｏ_３薄膜の不要な部分を除去し、これによって第２ゲート絶縁層１３Ｂを得た。

【0118】

そして、第２ゲート絶縁層１３Ｂ上に、ＤＣスパッタリング法を用いて、３０ｎｍの厚さを有したＩＧＺＯ薄膜を形成した。この際に、ＩｎＧａＺｎＯ_ｘの組成を有するターゲットと、アルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（Ｏ_２）ガスとの混合ガスであるスパッタガスとを用いた。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＩＧＺＯ薄膜をパターニングし、これによって半導体層１４を得た。

【0119】

【0120】

続いて、第１チャネル保護層１５Ａ上に、ＣＶＤ法を用いて、１０ｎｍの厚さを有したＳｉＯ_２薄膜を形成した。この際に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）ガスと一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスとを用いた。その後、ＳｉＯ_２薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、四フッ化炭素ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によってＳｉＯ_２薄膜の不要な部分を除去した。すなわち、ドライエッチング法を用いてＳｉＯ_２薄膜をパターニングすることによって、第２チャネル保護層１５Ｂを得た。

【0121】

【0122】

［実施例４］
実施例３において以下を変更した以外は、実施例３と同様の方法によって、実施例４の薄膜トランジスタを得た。

【0123】

第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さ：２０００ｎｍ
第１チャネル保護層１５Ａの厚さ：５００ｎｍ

【0124】

［実施例５］
実施例５では、図６が示す二層構造のゲート絶縁層１３を備えるバックチャネルエッチ構造の薄膜トランジスタ１０を作製した。薄膜トランジスタ１０を作製する際には、まず、可撓性基板１１の表面１１Ｓに、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ‐Ｎｄ薄膜を形成した。この際に、Ｎｄの原子分率が２％であるＡｌ‐Ｎｄターゲットを用い、かつ、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた。その後、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ‐Ｎｄ薄膜をパターニングし、これによってゲート電極１２を得た。

【0125】

【0126】

続いて、第１ゲート絶縁層１３Ａ上に、ＣＶＤ法を用いて、３０ｎｍの厚さを有したＳｉＯ_２薄膜を形成した。この際に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）ガスと一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスとを用いた。その後、ＳｉＯ_２薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、四フッ化炭素ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によってＳｉＯ_２薄膜の不要な部分を除去した。すなわち、ドライエッチング法を用いてＳｉＯ_２薄膜をパターニングすることによって、第２ゲート絶縁層１３Ｂを得た。

【0127】

そして、第２ゲート絶縁層１３Ｂ上に、プラズマＣＶＤ法を用いて３０ｎｍの厚さを有した水素化アモルファスシリコン薄膜を形成した。この際に、シラン（ＳｉＨ_４）ガス、および、水素（Ｈ_２）ガスから構成される混合ガスを用いた。次いで、水素化アモルファスシリコン薄膜をフォトリソグラフィ法でパターニングすることによって、半導体層１４を得た。

【0128】

次に、半導体層１４上に、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ系合金薄膜を形成した。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ系合金薄膜をパターニングし、これによってソース電極１６およびドレイン電極１７を形成した。これにより、チャネル長Ｌが１０μｍであり、かつ、チャネル幅Ｗが２０μｍであるチャネル領域１４ＣＨを得た。

【0129】

続いて、ソース電極１６およびドレイン電極１７上に、スピンコート法を用いて架橋剤を含むポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を塗布し、これによってＰＶＰ薄膜を形成した。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＰＶＰ薄膜をパターニングした後に、パターニング後のＰＶＰ薄膜を焼成することによって、ＰＶＰを架橋させ、これによって第１チャネル保護層１５Ａを得た。第１チャネル保護層１５Ａの厚さは５０ｎｍであった。

【0130】

次に、第１チャネル保護層１５Ａ上に、ＣＶＤ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＳｉＯ_２薄膜を形成した。この際に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）ガスと一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスとを用いた。その後、ＳｉＯ_２薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、四フッ化炭素ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によってＳｉＯ_２薄膜の不要な部分を除去した。すなわち、ドライエッチング法を用いてＳｉＯ_２薄膜をパターニングすることによって、第２チャネル保護層１５Ｂを得た。これにより、実施例５の薄膜トランジスタ１０を得た。

【0131】

［実施例６］
実施例５において以下を変更した以外は、実施例５と同様の方法によって、実施例６の薄膜トランジスタを得た。

【0132】

第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さ：２０００ｎｍ
半導体層１４：水素化微結晶シリコン
第１チャネル保護層１５Ａの厚さ：５００ｎｍ

【0133】

なお、半導体層１４を形成する際には、第１ゲート絶縁層１３Ａ上に、プラズマＣＶＤ法を用いて３０ｎｍの厚さを有した水素化微結晶シリコン薄膜を形成した。この際に、シラン（ＳｉＨ_４）ガス、および、水素（Ｈ_２）ガスから構成される混合ガスを用いた。次いで、水素化微結晶シリコン薄膜をフォトリソグラフィ法でパターニングすることによって、半導体層１４を得た。

【0134】

［実施例７］
実施例７では、図７が示す単層のゲート絶縁層１３と層間絶縁層１８を備えるエッチストップ構造の薄膜トランジスタ１０を作製した。薄膜トランジスタ１０を作製する際にはまず、可撓性基板１１の表面１１Ｓに、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ‐Ｎｄ薄膜を形成した。この際に、Ｎｄの原子分率が２％であるＡｌ‐Ｎｄターゲットを用い、かつ、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた。その後、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ‐Ｎｄ薄膜をパターニングし、これによってゲート電極１２を得た。

【0135】

【0136】

そして、ゲート絶縁層１３上に、原子堆積法を用いて３０ｎｍの厚さを有したＩＧＺＯ薄膜を形成した。［１，１，１‐ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ‐Ｎ‐（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｓｉｌａｎａｍｉｎａｔｏ］‐ｉｎｄｉｕｍ、ｄｉｅｔｈｌｚｉｎｃ（ＤＥＺ）、ｔｒｉｍｅｈｙｌ‐ｇａｌｌｉｕｍ（ＴＭＧａ）を出発材料として用いた。また、反応剤として水を導入し、かつ、パージガスとして窒素ガスを用いた。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＩＧＺＯ薄膜をパターニングし、これによって半導体層１４を得た。

【0137】

【0138】

【0139】

【0140】

続いて、可撓性基板１１にスピンコート法を用いて感光性を有したアクリル樹脂を塗布することによって塗膜を形成し、次いで、マスク露光と、アルカリ現像とを塗膜に対して行うことによって塗膜をパターニングした。その後、パターニング後の塗膜を２３０℃で焼成し、これによって層間絶縁層１８を得た。焼成後の層間絶縁層１８の厚さは、１０００ｎｍであった。これにより、実施例７の薄膜トランジスタを得た。

【0141】

［実施例８］
実施例７において以下を変更した以外は、実施例７と同様の方法によって、実施例８の薄膜トランジスタを得た。

【0142】

ゲート絶縁層１３の厚さ：２００ｎｍ
半導体層１４：ＺｎＯ
第１チャネル保護層１５Ａの厚さ：５００ｎｍ
層間絶縁層１８の厚さ：１５００ｎｍ

【0143】

【0144】

［実施例９］
実施例９では、図９が示す二層構造のゲート絶縁層１３と層間絶縁層１８を備えるエッチストップ構造の薄膜トランジスタ１０を作製した。薄膜トランジスタ１０を作製する際には、まず、可撓性基板１１の表面１１Ｓに、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ‐Ｎｄ薄膜を形成した。この際に、Ｎｄの原子分率が２％であるＡｌ‐Ｎｄターゲットを用い、かつ、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた。その後、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ‐Ｎｄ薄膜をパターニングし、これによってゲート電極１２を得た。

【0145】

【0146】

【0147】

そして、第２ゲート絶縁層１３Ｂ上に、ＤＣスパッタリング法を用いて、３０ｎｍの厚さを有したＩＧＺＯ薄膜を形成した。この際に、ＩｎＧａＺｎＯ_ｘの組成を有するターゲットと、アルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（Ｏ_２）との混合ガスであるスパッタガスとを用いた。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＩＧＺＯ薄膜をパターニングし、これによって半導体層１４を得た。

【0148】

【0149】

続いて、第１チャネル保護層１５Ａ上に、ＣＶＤ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＳｉＯ_２薄膜を形成した。この際に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）ガスと一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスとを用いた。その後、ＳｉＯ_２薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、四フッ化炭素ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によってＳｉＯ_２薄膜の不要な部分を除去した。すなわち、ドライエッチング法を用いてＳｉＯ_２膜をパターニングすることによって、第２チャネル保護層１５Ｂを得た。

【0150】

【0151】

続いて、スピンコート法を用いて可撓性基板１１に感光性を有したアクリル樹脂を塗布することによって塗膜を形成し、次いで、マスク露光と、アルカリ現像とを塗膜に対して行うことによって塗膜をパターニングした。その後、パターニング後の塗膜を２３０℃で焼成し、これによって層間絶縁層１８を得た。焼成後の層間絶縁層１８の厚さは、２０００ｎｍであった。これにより、実施例９の薄膜トランジスタ１０を得た。

【0152】

［実施例１０］
実施例９において以下を変更した以外は、実施例９と同様の方法によって、実施例１０の薄膜トランジスタを得た。

【0153】

第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さ：２００ｎｍ
第２ゲート絶縁層１３Ｂの厚さ：３０ｎｍ
半導体層１４：水素化アモルファスシリコン
層間絶縁層１８の厚さ：３０００ｎｍ
第１チャネル保護層１５Ａの厚さ：５００ｎｍ

【0154】

なお、半導体層１４を形成する際には、プラズマＣＶＤ法を用いて３０ｎｍの厚さを有した水素化アモルファスシリコン薄膜を形成した。この際に、シラン（ＳｉＨ_４）ガス、および、水素（Ｈ_２）から構成される混合ガスを用いた。次いで、水素化アモルファスシリコン薄膜をフォトリソグラフィ法でパターニングすることによって、半導体層１４を得た。

【0155】

［実施例１１］
実施例３において以下を変更した以外は、実施例３と同様の方法によって、実施例１１の薄膜トランジスタを得た。

【0156】

第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さ：２０００ｎｍ
第２ゲート絶縁層１３Ｂの厚さ：１ｎｍ
半導体層１４：ＩＧＺＯ

【0157】

なお、半導体層１４を形成する際には、第１ゲート絶縁層１３Ａ上に、原子堆積法を用いて３０ｎｍの厚さを有したＩＧＺＯ薄膜を形成した。この際に、［１，１，１‐ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ‐Ｎ‐（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｓｉｌａｎａｍｉｎａｔｏ］‐ｉｎｄｉｕｍ、ｄｉｅｔｈｌｚｉｎｃ（ＤＥＺ）、ｔｒｉｍｅｈｙｌ‐ｇａｌｌｉｕｍ（ＴＭＧａ）を出発材料として用いた。また、反応剤として水を導入し、かつ、パージガスとして窒素ガスを用いた。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＩＧＺＯ薄膜をパターニングし、これによって半導体層１４を得た。

【0158】

［実施例１２］
実施例３において以下を変更した以外は、実施例３と同様の方法によって、実施例１２の薄膜トランジスタを得た。

【0159】

第２ゲート絶縁層１３Ｂ：ＳｉＯ_２
第２チャネル保護層１５Ｂの厚さ：５００ｎｍ

【0160】

第２ゲート絶縁層１３Ｂを形成する際には、第１ゲート絶縁層１３Ａ上に、ＣＶＤ法を用いて、３５ｎｍの厚さを有したＳｉＯ_２薄膜を形成した。この際に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）ガスと一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスとを用いた。その後、ＳｉＯ_２薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、四フッ化炭素ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によってＳｉＯ_２薄膜の不要な部分を除去した。すなわち、ドライエッチング法を用いてＳｉＯ_２薄膜をパターニングすることによって、第２ゲート絶縁層１３Ｂを得た。

【0161】

［比較例１］
比較例１では、図１１が示す単層構造のゲート絶縁層を備えるエッチストップ構造のトランジスタを作製した。

【0162】

図１１が示すように、薄膜トランジスタ２０は、可撓性基板２１を備えている。可撓性基板２１の表面２１Ｓには、ゲート電極２２が位置している。ゲート電極２２は、ゲート絶縁層２３によって覆われている。ゲート絶縁層２３上には、半導体層２４が位置している。半導体層２４上には有機高分子化合物から構成されたチャネル保護層２５が位置している。半導体層２４の第１端部およびチャネル保護層２５の第１端部はソース電極２６によって覆われ、かつ、半導体層２４の第２端部およびチャネル保護層２５の第２端部はドレイン電極２７によって覆われている。

【0163】

薄膜トランジスタ２０を作製する際には、まず、可撓性基板２１の表面に、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ‐Ｎｄ薄膜を形成した。この際に、Ｎｄの原子分率が２％であるＡｌ‐Ｎｄターゲットを用い、かつ、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた。その後、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ‐Ｎｄ薄膜をパターニングし、これによってゲート電極２２を得た。

【0164】

次に、可撓性基板２１にスピンコート法を用いて架橋剤を含むポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を塗布し、これによってＰＶＰ薄膜を形成した。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＰＶＰ薄膜をパターニングした後に、パターニング後のＰＶＰ薄膜を焼成することによって、ＰＶＰを架橋させ、これによってゲート絶縁層２３を得た。ゲート絶縁層２３の厚さは２００ｎｍであった。

【0165】

そして、ゲート絶縁層２３上に、原子堆積法を用いて３０ｎｍの厚さを有したＩＧＺＯ薄膜を形成した。この際に、［１，１，１‐ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ‐Ｎ‐（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｓｉｌａｎａｍｉｎａｔｏ］‐ｉｎｄｉｕｍ、ｄｉｅｔｈｌｚｉｎｃ（ＤＥＺ）、ｔｒｉｍｅｈｙｌ‐ｇａｌｌｉｕｍ（ＴＭＧａ）を出発材料として用いた。また、反応剤として水を導入し、かつ、パージガスとして窒素ガスを用いた。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＩＧＺＯ薄膜をパターニングし、これによって半導体層２４を得た。

【0166】

次に、半導体層２４上に、スピンコート法を用いて架橋剤を含むポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を塗布し、これによってＰＶＰ薄膜を形成した。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＰＶＰ薄膜をパターニングした後に、パターニング後のＰＶＰ薄膜を焼成することによって、ＰＶＰを架橋させ、これによってチャネル保護層２５を得た。チャネル保護層２５の厚さは５００ｎｍであった。

【0167】

続いて、チャネル保護層２５上に、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ系合金薄膜を形成した。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ系合金薄膜をパターニングし、これによってソース電極２６およびドレイン電極２７を形成した。これにより、チャネル長Ｌが１０μｍであり、かつ、チャネル幅Ｗが２０μｍであるチャネル領域を得た。これにより、比較例１の薄膜トランジスタ２０を得た。

【0168】

［比較例２］
比較例２では、図１２が示す単層構造のゲート絶縁層３３を備えるエッチストップ構造の薄膜トランジスタ３０を作製した。

【0169】

図１２が示すように、薄膜トランジスタ３０は、可撓性基板３１を備えている。可撓性基板３１の表面３１Ｓには、ゲート電極３２が位置している。ゲート電極３２は、ゲート絶縁層３３によって覆われている。ゲート絶縁層３３上には、半導体層３４が位置している。半導体層３４上にはチャネル保護層３５が位置している。半導体層３４の第１端部およびチャネル保護層３５の第１端部はソース電極３６によって覆われ、かつ、半導体層３４の第２端部およびチャネル保護層３５の第２端部はドレイン電極３７によって覆われている。

【0170】

薄膜トランジスタ３０を作製する際には、まず、可撓性基板３１の表面３１Ｓに、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ‐Ｎｄ薄膜を形成した。この際に、Ｎｄの原子分率が２％であるＡｌ‐Ｎｄターゲットを用い、かつ、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた。その後、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ‐Ｎｄ薄膜をパターニングし、これによってゲート電極３２を得た。

【0171】

次に、可撓性基板３１にスピンコート法を用いて架橋剤を含むポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を塗布し、これによってＰＶＰ薄膜を形成した。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＰＶＰ薄膜をパターニングした後に、パターニング後のＰＶＰ薄膜を焼成することによって、ＰＶＰを架橋させ、これによってゲート絶縁層３３を得た。ゲート絶縁層３３の厚さは２０００ｎｍであった。

【0172】

そして、ゲート絶縁層３３上に、原子堆積法を用いて３０ｎｍの厚さを有したＩＧＺＯ薄膜を形成した。この際に、［１，１，１‐ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ‐Ｎ‐（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｓｉｌａｎａｍｉｎａｔｏ］‐ｉｎｄｉｕｍ、ｄｉｅｔｈｌｚｉｎｃ（ＤＥＺ）、ｔｒｉｍｅｈｙｌ‐ｇａｌｌｉｕｍ（ＴＭＧａ）を出発材料として用いた。また、反応剤として水を導入し、かつ、パージガスとして窒素ガスを用いた。次いで、フォトリソグラフィ法を用いてＩＧＺＯ薄膜をパターニングし、これによって半導体層３４を得た。

【0173】

続いて、半導体層３４上に、ＣＶＤ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＳｉＯ_２薄膜を形成した。この際に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）ガスと一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスとを用いた。その後、ＳｉＯ_２薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、四フッ化炭素ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によってＳｉＯ_２薄膜の不要な部分を除去した。すなわち、ドライエッチング法を用いてＳｉＯ_２薄膜をパターニングすることによって、チャネル保護層３５を得た。

【0174】

次に、チャネル保護層３５上に、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ系合金薄膜を形成した。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ系合金薄膜をパターニングし、これによってソース電極３６およびドレイン電極３７を形成した。これにより、チャネル長Ｌが１０μｍであり、かつ、チャネル幅Ｗが２０μｍであるチャネル領域を得た。これにより、比較例２の薄膜トランジスタ３０を得た。

【0175】

［比較例３］
比較例３では、図５が示す二層構造のゲート絶縁層１３を備えるエッチストップ構造の薄膜トランジスタ１０を作製した。まず、可撓性基板１１の表面１１Ｓに、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ‐Ｎｄ薄膜を形成した。この際に、Ｎｄの原子分率が２％であるＡｌ‐Ｎｄターゲットを用い、かつ、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いた。その後、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ‐Ｎｄ薄膜をパターニングし、ゲート電極１２を得た。

【0176】

【0177】

【0178】

【0179】

【0180】

続いて、第１チャネル保護層１５Ａ上に、ＣＶＤ法を用いて、８ｎｍの厚さを有したＳｉＯ_２薄膜を形成した。この際に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）ガスと一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスとを用いた。その後、ＳｉＯ_２薄膜上にフォトレジストパターンを形成した後、四フッ化炭素ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によってＳｉＯ_２薄膜の不要な部分を除去した。すなわち、ドライエッチング法を用いてＳｉＯ_２薄膜をパターニングすることによって、第２チャネル保護層１５Ｂを得た。

【0181】

次に、第２チャネル保護層１５Ｂ上に、１００ｎｍの厚さを有したＡｌ系合金薄膜を形成した。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてＡｌ系合金薄膜をパターニングし、これによってソース電極１６およびドレイン電極１７を形成した。これにより、チャネル長Ｌが１０μｍであり、かつ、チャネル幅Ｗが２０μｍであるチャネル領域１４ＣＨを得た。これにより、比較例３の薄膜トランジスタ１０を得た。

【0182】

［比較例４］
比較例３において以下を変更した以外は、比較例３と同様の方法によって、比較例４の薄膜トランジスタを得た。

【0183】

第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さ：２０００ｎｍ
第１チャネル保護層１５Ａの厚さ：５００ｎｍ
第２チャネル保護層１５Ｂの厚さ：１０９ｎｍ

【0184】

［比較例５］
比較例３において以下を変更した以外は、比較例３と同様の方法によって、比較例５の薄膜トランジスタを得た。

【0185】

半導体層１４：水素化アモルファスシリコン
第１チャネル保護層１５Ａの厚さ：４２ｎｍ
第２チャネル保護層１５Ｂの厚さ：１０ｎｍ

【0186】

なお、半導体層１４を形成する際には、プラズマＣＶＤ法を用いて３０ｎｍの厚さを有した水素化アモルファスシリコン薄膜を形成した。この際に、シラン（ＳｉＨ_４）ガス、および、水素（Ｈ_２）ガスから構成される混合ガスを用いた。次いで、水素化アモルファスシリコン薄膜をフォトリソグラフィ法でパターニングすることによって、半導体層１４を得た。

【0187】

［比較例６］
比較例３において以下を変更した以外は、比較例３と同様の方法によって、比較例６の薄膜トランジスタを得た。

【0188】

第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さ：２０００ｎｍ
半導体層１４：水素化微結晶シリコン
第１チャネル保護層１５Ａの厚さ：５１３ｎｍ
第２チャネル保護層１５Ｂの厚さ：１００ｎｍ

【0189】

なお、半導体層１４を形成する際には、プラズマＣＶＤ法を用いて３０ｎｍの厚さを有した水素化微結晶シリコン薄膜を形成した。この際に、シラン（ＳｉＨ_４）ガス、および、水素（Ｈ_２）ガスから構成される混合ガスを用いた。次いで、水素化微結晶シリコン薄膜をフォトリソグラフィ法でパターニングすることによって、半導体層１４を得た。

【0190】

［評価方法］
［屈曲試験］
実施例１から１２および比較例１から６の薄膜トランジスタの電気的な耐久性を評価するために、クラムシェル型曲げ試験機（ＤＭＬＨＰ‐ＣＳ、ユアサシステム機器（株）製）を用いて、薄膜トランジスタを０．８ｍｍの曲率半径で５０万回屈曲させる屈曲試験を行った。なお、屈曲試験では、各実施例および各比較例の薄膜トランジスタが凹形状になる方向で屈曲試験を行ったため、屈曲試験時には薄膜トランジスタに対して圧縮の曲げ応力が負荷された。また、屈曲した薄膜トランジスタにおいて弧状の断面が連なる方向である屈曲の軸がチャネル幅と平行になるように、薄膜トランジスタを曲げ試験機に設置した。そして、屈曲試験の前後において、以下に説明する評価方法によって薄膜トランジスタの外観と電気的特性とを評価した。そして、屈曲試験前の電気的特性と、屈曲試験後の電気的特性とを比較した。

【0191】

［外観の評価方法］
各実施例および各比較例の薄膜トランジスタについて、光学顕微鏡を用いて上述した屈曲試験後における薄膜トランジスタの外観を観察した。光学顕微鏡における拡大の倍率を５０倍から５００倍に設定し、かつ、光学顕微鏡を用いてゲート絶縁層とチャネル領域に位置するチャネル保護層とにおけるクラックの有無を確認した。なお、屈曲試験において曲率半径を０．８ｍｍに設定し、かつ、屈曲の軸をチャネル幅と平行に設定した場合には、特にチャネル領域に位置するチャネル保護層においてチャネル幅に沿ったクラックが発生しやすいため、チャネル保護層を５００倍で観察した。

【0192】

［電気的特性の評価方法］
各実施例および各比較例の薄膜トランジスタについて、半導体パラメータアナライザ（Ｂ１５００Ａ、アジレント・テクノロジー株式会社製）を用いることによって、屈曲試験前後の伝達特性を測定した。そして、伝達特性から、移動度およびオンオフ比を算出した。また、屈曲試験前後における移動度の減少率、屈曲試験前後におけるオンオフ比の桁数の差分値、および、屈曲試験前後における閾値電圧の変化量ΔＶｔｈを算出した。

【0193】

なお、移動度の減少率を算出する際には、屈曲試験前の移動度に対する、屈曲試験前の移動度から屈曲試験後の移動度を減算した差分値の百分率を算出した。また、オンオフ比の桁数の差分値を算出する際には、屈曲試験前におけるオンオフ比の桁数から屈曲試験後におけるオンオフ比の桁数を減算した。また、閾値電圧の変化量ΔＶｔｈを算出する際には、屈曲試験前の閾値電圧から屈曲試験後の閾値電圧を減算した。

【0194】

閾値電圧の測定、移動度の算出、および、オンオフ比の算出では、まず、ソース電極の電圧を０Ｖに設定し、かつ、ソース電極とドレイン電極との間の電圧であるソース‐ドレイン電圧Ｖｄｓを１０Ｖに設定し、ゲート電圧Ｖｇｓとドレイン電流Ｉｄとの関係である伝達特性を得た。ゲート電圧Ｖｇｓは、ソース電極とゲート電極との間の電圧である。ドレイン電流Ｉｄは、ドレイン電極に流れる電流である。この際、ゲート電極の電圧を－２０Ｖから＋２０Ｖまで変化させることによって、ゲート電圧Ｖｇｓを変化させた。そして、ドレイン電流Ｉｄが１ｍＡであるときのゲート電圧Ｖｇｓを閾値電圧として測定した。

【0195】

［評価結果］
各実施例および各比較例の薄膜トランジスタについて、屈曲試験後において外観を評価した結果、および、屈曲試験の前後において電気的特性を評価した結果は、図１４が示す通りであった。

【0196】

図１４が示すように、実施例１から実施例１２の薄膜トランジスタは、屈曲試験後の外観評価において、クラックが生じた層を有しないことが認められた。また、電気特性評価では、移動度の変化率は１０％以下であり、オンオフ比の桁数における差分値が１桁以下であり、かつ、しきい値電圧の変化量ΔＶｔｈが２Ｖ以下であることが認められた。

【0197】

一方、屈曲試験後の外観評価において、比較例１から比較例６の薄膜トランジスタのうち、比較例１，３，６の薄膜トランジスタはクラックが生じた層を有さず、かつ、比較例２，４，５の薄膜トランジスタでは、第２チャネル保護層にクラックが生じたことが認められた。また、各比較例の薄膜トランジスタでは、オンオフ比の桁数における差分値が１桁以下である一方で、移動度の変化率が１４％以上であり、かつ、しきい値電圧の変化量ΔＶｔｈが２．４Ｖ以上であることが認められた。

【0198】

特に、比較例２，４，５の薄膜トランジスタでは、移動度の変化率が２０％よりも大きく、かつ、しきい値電圧の変化量が５Ｖよりも大きいことが認められた。そのため、比較例２，４，５の薄膜トランジスタでは、第２チャネル保護層に生じたクラックのために、薄膜トランジスタが十分な電気的特性を示さないといえる。また、比較例１，３，６の薄膜トランジスタによれば、クラックが生じた層を有しなくても、上述したように、薄膜トランジスタの電気特性が低下することが認められた。

【0199】

こうした結果から、薄膜トランジスタが以下の条件を満たすことによって、可撓性基板の屈曲に対する薄膜トランジスタの電気的な耐久性を高めることが可能であるといえる。

【0200】

【0201】

以上説明したように、薄膜トランジスタの一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）有機高分子化合物から構成される第１チャネル保護層１５Ａ上に無機化合物から構成される第２チャネル保護層１５Ｂが位置するから、チャネル保護層１５が高いバリア性を有することが可能である。しかも、第１チャネル保護層１５Ａが有機高分子化合物から構成され、かつ、２つの保護層の厚さが上述した範囲内に含まれるから、可撓性基板１１が屈曲した際に硬い第２チャネル保護層１５Ｂにおいて生じたひずみは、第２チャネル保護層１５Ｂと半導体層１４との間に位置する柔らかい第１チャネル保護層１５Ａによって緩和される。これにより、可撓性基板１１の屈曲に起因したチャネル保護層１５の劣化が抑えられ、結果として、薄膜トランジスタ１０において、可撓性基板１１の屈曲に対する電気的な耐久性が高められる。

【0202】

（２）ゲート絶縁層１３が無機化合物から構成される場合に比べてゲート絶縁層１３が柔らかいから、可撓性基板１１が屈曲した際に半導体層１４において生じたひずみは、ゲート絶縁層１３によって緩和される。これにより、可撓性基板１１の屈曲に起因した半導体層１４の劣化が抑えられ、結果として、薄膜トランジスタ１０において、可撓性基板１１の屈曲に対する電気的な耐久性がさらに高められる。

【0203】

（３）半導体層が位置する第２ゲート絶縁層が無機化合物から構成される場合には、半導体層１４と第２ゲート絶縁層１３Ｂとの間において良好な界面が形成されやすい。ゲート絶縁層１３が、有機高分子化合物から構成された第１ゲート絶縁層１３Ａを備え、かつ、第１ゲート絶縁層１３Ａの厚さと第２ゲート絶縁層１３Ｂの厚さとが上述した範囲内に含まれる場合には、可撓性基板１１の屈曲に際して硬い第２ゲート絶縁層１３Ｂにおいて生じたひずみが柔らかい第１ゲート絶縁層１３Ａによって緩和される。結果として、薄膜トランジスタ１０において、可撓性基板の屈曲に対する電気的な耐久性が高まる。

【0204】

（４）薄膜トランジスタ１０が層間絶縁層１８を備える場合には、半導体層１４がチャネル保護層１５に加えて層間絶縁層１８によっても保護される。また、層間絶縁層１８が有機高分子化合物から構成されることによって、層間絶縁層１８が無機化合物から構成される場合に比べて、可撓性基板１１の屈曲時に薄膜トランジスタ１０にひずみが生じにくいから、薄膜トランジスタ１０において、可撓性基板１１の屈曲に対する電気的な耐久性が高められる。

【0205】

（５）半導体層１４が酸化物半導体または非単結晶シリコンから構成されることによって、薄膜トランジスタ１０の電気的特性を高めることができる。
（６）第１チャネル保護層１５Ａがポリビニルピロリドンから構成され、かつ、第２チャネル保護層１５Ｂが酸化珪素から構成される。そのため、第１チャネル保護層１５Ａと第２チャネル保護層１５Ｂとから構成されるチャネル保護層１５が、薄膜トランジスタ１０における可撓性基板１１の屈曲に対する電気的な耐久性を高める実効性が高まる。

【符号の説明】

【0206】

１０…薄膜トランジスタ
１１…可撓性基板
１１Ｓ…表面
１２…ゲート電極
１３…ゲート絶縁層
１３Ａ…第１ゲート絶縁層
１３Ｂ…第２ゲート絶縁層
１４…半導体層
１５…チャネル保護層
１５Ａ…第１チャネル保護層
１５Ｂ…第２チャネル保護層
１６…ソース電極
１７…ドレイン電極
１８…層間絶縁層

【図1】