化物半导体层、 和由In、Zn、Sn及O构成的第二氧化物半导体层的层叠体，且在前述第一氧化物半导体层 中，各金属元素相对于除去氧的全部金属元素的含量（原子％、以下相同）为In :25%以下 (不含 0% )、Ga :8· 0% 以上、Zn :30. 0 ~65%及 Sn :5 ~30%。
[0036] 优选在前述第一氧化物半导体层中，各金属元素相对于除去氧的全部金属元素的 含量为In :20%以下（不含0%)、Ga :15%以上且低于50%、Zn :35~65%及Sn :8~30%。
[0037] 另外，优选前述第二氧化物半导体层形成于前述栅极绝缘膜之上，且前述第一氧 化物半导体层形成于前述第二氧化物半导体层与前述蚀刻阻挡层之间。
[0038] 进而，还优选第二氧化物半导体层的厚度为0. 5nm以上。
[0039] 本发明还包括具备上述薄膜晶体管的显示装置。
[0040] 发明效果
[0041] 根据本发明，能够提供一种具备如下半导体层用氧化物的薄膜晶体管，该半导体 层用氧化物在不具有蚀刻阻挡层的BCE型的薄膜晶体管中的迀移率高，薄膜晶体管的开关 特性以及应力耐受性（光照射以及负偏压施加前后的阈值电压的偏移量少）优异，并且具 有优异的湿蚀刻特性、即（A)相对于氧化物半导体加工用湿蚀刻液而具有优异的可溶性 (优异的湿蚀刻性）、（B)相对于源-漏电极用湿蚀刻液而具有优异的耐性（优异的湿蚀刻 耐性）。
[0042] 另外，能够提供一种具备如下半导体层用氧化物的薄膜晶体管，该半导体层用氧 化物在具有蚀刻阻挡层的ESL型的薄膜晶体管中的迀移率高，薄膜晶体管的开关特性以及 应力耐受性（光照射以及负偏压施加前后的阈值电压的偏移量少）优异，并且具有优异的 湿蚀刻特性、即、(A)相对于氧化物半导体加工用湿蚀刻液而具有优异的可溶性（优异的湿 蚀刻性）。
【附图说明】
[0043] 图1是用于对现有的具备氧化物半导体层（单层）的薄膜晶体管（BCE型）进行 说明的示意剖面图。
[0044] 图2是用于对现有的具备氧化物半导体层（单层）的薄膜晶体管（ESL型）进行 说明的示意剖面图。
[0045] 图3是用于对具备第二氧化物半导体层（从基板侧观看为下侧）和第一氧化物半 导体层（从基板侧观看为上侧）的层叠体作为本发明所使用的氧化物半导体层的薄膜晶体 管（BCE型）进行说明的示意剖面图。
[0046] 图4是用于对具备第二氧化物半导体层（从基板侧观看为下侧）和第一氧化物半 导体层（从基板侧观看为上侧）的层叠体作为本发明所使用的氧化物半导体层的薄膜晶体 管（ESL型）进行说明的示意剖面图。
[0047] 图5是用于对具备第二氧化物半导体层（从基板侧观看为上侧）和第一氧化物半 导体层（从基板侧观看为下侧）的层叠体作为本发明所使用的氧化物半导体层的薄膜晶体 管（ESL型）进行说明的示意剖面图。
【具体实施方式】
[0048] 本发明人等发现，如果使IZTO(有时表述为"第二氧化物半导体层"。）与由规定 的组成构成的由In、Ga、Zn、Sn及0(以下有时表述为"IGZTO"。）构成的氧化物（以下有 时表述为"第一氧化物半导体层"。）层叠而构成氧化物半导体层，则可实现所期望的目的， 从而完成了本发明。
[0049] 在本说明书中，"应力耐受性优异"是指，在利用后述的实施例所记载的方法，进行 边对试样照射白色光边对栅电极持续施加负偏压的应力施加试验2小时时，应力施加试验 前后的阈值电压（Vth)的偏移量AVth (绝对值）为IZTO单层的AVth以下的情形。
[0050] 在本说明书中，"湿蚀刻特性优异"是指，在为不具有蚀刻阻挡层的BCE型的情况 下满足下述（A)湿蚀刻性优异以及（B)湿蚀刻耐性优异的情形，在为具有蚀刻阻挡层的ESL 型的情况下满足下述（A)湿蚀刻性优异的情形。需要说明的是，以下有时将湿蚀刻性和湿 蚀刻耐性统称为"湿蚀刻特性"。
[0051] (A)相对于氧化物半导体加工用湿蚀刻液具有优异的可溶性（湿蚀刻性优异）。即 表示，通过在对氧化物半导体层进行加工时所使用的草酸等有机酸系湿蚀刻液，以大致相 同程度（〇. 1~4倍）的蚀刻速率蚀刻具有本发明的层叠结构的氧化物半导体层的第一氧 化物半导体层、第二氧化物半导体层，从而无残渣地图案化。
[0052] (B)表示在利用湿蚀刻液使源-漏电极图案化时，蚀刻源-漏电极，且氧化物半导 体层相对于上述湿蚀刻液而言是不溶性的（湿蚀刻耐性优异）。在本说明书中，为了测定的 简便化，如后述的实施例所示，在基板上使氧化物半导体层成膜，对利用源-漏电极用湿蚀 刻液图案化时的蚀刻速度进行测定，如果此时的第一氧化物半导体层的蚀刻速度为源-漏 电极的蚀刻速度的1/2以下，则评价为相对于源-漏电极用湿蚀刻液而言湿蚀刻耐性优异。 由于具有上述范围的蚀刻速度的情形不易使氧化物半导体层被上述湿蚀刻液蚀刻，因此， 氧化物半导体层的表面（背沟道）侧不会被上述湿蚀刻液切削或受到损伤，从而不会使TFT 特性或应力耐受性降低。
[0053] 以下，一边说明完成本发明的经炜，一边详述本发明。
[0054] 如上所述，IZTO通用为迀移率高的氧化物半导体层。尤其是IZTO,虽然其是具有 比IGZO高的迀移率的材料，但是应力耐受性却比IGZO低，且存在稳定性降低的可能性，因 此，为了应对显示器的大型化、高速驱动化，而需要更高的应力耐受性。
[0055] 因此，本发明人等为了使作为氧化物半导体层而有用的IZTO的应力耐受性提高， 而反复进行了各种研宄。
[0056] 其结果可知，在形成使IZT0与由Si02、Al20 3、Hf02等绝缘体构成的保护膜（BCE型 的情况）或蚀刻阻挡层（ESL型的情况）（以下有时将它们统称为"氧化物系绝缘体"。）接 触的结构的情况下，IZTO与氧化物系绝缘体的界面因不同种材料的接触而容易在该界面形 成因氧缺陷而致的陷阱能级。
[0057] 在此，在本发明中，使由IGZTO构成的第一氧化物半导体层介于由IZTO构成的第 二氧化物半导体层与氧化物系绝缘体之间，使氧化物半导体层成为第一氧化物半导体层、 第二氧化物半导体层的层叠结构。
[0058] 即，在本发明中，在氧化物系绝缘体与第二氧化物半导体层之间设置第一氧化物 半导体层作为第二氧化物半导体层的保护层。因此，第二氧化物半导体层不与氧化物系绝 缘体直接接触，因而能够抑制因上述氧缺陷所致的陷阱能级的形成。
[0059] 需要说明的是，对于第一氧化物半导体层和第二氧化物半导体层而言，在有无 Ga 这点上，构成元素严格地不同，除Ga以外的元素是重复的，因此，通过适当地控制第一氧化 物半导体层的构成元素的比率，从而能够抑制在第一氧化物半导体层与第二氧化物半导体 层的接触界面形成陷阱能级。其结果，可认为使第二氧化物半导体层的界面结构稳定化，在 保持高迀移率的同时，提供应力耐受性。
[0060] 另外，不仅在第一氧化物半导体层与氧化物系绝缘体的界面难以产生氧缺陷，而 且利用第二氧化物半导体层来充分地确保氧化物半导体层全体的迀移率，因此，基本不存 在使氧化物半导体层全体的迀移率等TFT特性降低的情况。
[0061] 进而，就本发明而言，通过上述层叠结构而能够改善氧化物半导体层的湿蚀刻特 性。即，对于BCE型、ESL型来说，（A)本发明的氧化物半导体层相对于氧化物半导体加工用 湿蚀刻液均具有优异的可溶性（湿蚀刻性优异）。若将氧化物半导体层形成层叠结构，则因 金属的种类或含量的不同，在形成布线图案时，在第一层与第二层中，侧向蚀刻量不同，存 在无法图案化为所需形状等问题。但是，就本发明而言，通过适当地控制第一氧化物半导体 层与第二氧化物半导体层的成分组成及组成比，从而能够使一氧化物半导体层与第二氧化 物半导体层的蚀刻速率同等。
[0062] 另外，在为BCE型时，（B)本发明的第一氧化物半导体层相对于源-漏电极用湿蚀 刻液的不溶性高（湿蚀刻耐性优异）。由于本发明的第一氧化物半导体层难以被无机酸系 湿蚀刻液蚀刻，所以氧化物半导体层的表面（背沟道）侧不会被上述湿蚀刻液切削或受到 损伤，因而不会使TFT特性或应力耐受性降低。
[0063] 构成第一氧化物半导体层的各金属元素（In、Ga、Zn、Sn)的含量（相对于第一氧 化物半导体层中所含的全部金属元素的比例（除去氧）、以下相同）考虑到第二氧化物半导 体层的种类或组成比、迀移率、载流子密度、湿蚀刻特性等而确定即可。
[0064] In :在BCE型、ESL型时均为25%以下（不含0% )
[0065] In是对于氧化物半导体层的电阻降低来说有效的元素。为了有效地发挥这种效 果，在BCE型、ESL型中任一情况下，均优选为1 %以上、更优选为3%以上、进一步优选为 5%以上。另一方面，若In含量过多，则有时应力耐受性降低，因此，对于第二氧化物半导体 层来说，在任一情况下，In含量均为25%以下、优选为23%以下、更优选为20%以下。
[0066] Ga :在不具有蚀刻阻挡层的BCE型的情况下为5%以上，在具有蚀刻阻挡层的ESL 型的情况下为8.0%以上
[0067] Ga是