本發(fā)明涉及濺射靶材及其制造方法。

本發(fā)明還涉及例如氧化物、晶體管以及半導(dǎo)體裝置以及它們的制造方法。另外，本發(fā)明還涉及例如氧化物、顯示裝置、發(fā)光裝置、照明裝置、蓄電裝置、存儲(chǔ)裝置、處理器以及電子設(shè)備。另外，本發(fā)明還涉及氧化物、顯示裝置、液晶顯示裝置、發(fā)光裝置、存儲(chǔ)裝置以及電子設(shè)備的制造方法。此外，本發(fā)明還涉及半導(dǎo)體裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發(fā)光裝置、存儲(chǔ)裝置以及電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)方法。

本發(fā)明的一形態(tài)不局限于上述技術(shù)領(lǐng)域。本說(shuō)明書等所公開(kāi)的發(fā)明的一形態(tài)的技術(shù)領(lǐng)域涉及物體、方法或制造方法。此外，本發(fā)明的一形態(tài)涉及工序、機(jī)器、產(chǎn)品或組合物(日文：コンポジション·オブ·マター)。

在本說(shuō)明書等中，半導(dǎo)體裝置是指能夠通過(guò)利用半導(dǎo)體特性而工作的所有裝置。顯示裝置、發(fā)光裝置、照明裝置、電光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備存在包括半導(dǎo)體裝置的情況。

背景技術(shù)：

使用在具有絕緣表面的基板上的半導(dǎo)體來(lái)形成晶體管的技術(shù)受到關(guān)注。該晶體管被廣泛應(yīng)用于如集成電路或顯示裝置等的半導(dǎo)體裝置。作為可適用于晶體管的半導(dǎo)體，公知為硅。

作為用于晶體管的半導(dǎo)體的硅，可以根據(jù)用途使用非晶硅或多晶硅。例如，在將硅用于構(gòu)成大型顯示裝置的晶體管的情況下，如果使用已確立了大面積基板上的成膜技術(shù)的非晶硅則較為理想。另一方面，在將硅用于構(gòu)成在同一基板上形成有驅(qū)動(dòng)電路及像素電路的高功能的顯示裝置的晶體管的情況下，如果使用可制造具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率的晶體管的多晶硅則較為理想。作為多晶硅的形成方法，已知通過(guò)對(duì)非晶硅進(jìn)行高溫的熱處理或激光處理來(lái)形成的方法。

近年來(lái)，對(duì)使用氧化物半導(dǎo)體(典型的是in-ga-zn氧化物)的晶體管積極地進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

氧化物半導(dǎo)體的歷史久遠(yuǎn)，1988年公開(kāi)了將結(jié)晶in-ga-zn氧化物應(yīng)用于半導(dǎo)體元件(參照專利文獻(xiàn)1)。此外，1995年發(fā)明了使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管，并公開(kāi)了其電特性(參照專利文獻(xiàn)2)。

2013年，有團(tuán)體報(bào)告了非晶in-ga-zn氧化物為通過(guò)照射電子束就能促進(jìn)晶化的不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)(參照非專利文獻(xiàn)1)。此外，還報(bào)告了他們所形成的非晶in-ga-zn氧化物在利用高分辨率透射電子顯微鏡觀察時(shí)不具有有序性。

2014年對(duì)具有比使用非晶in-ga-zn氧化物的晶體管更優(yōu)異的電特性及可靠性的使用結(jié)晶性in-ga-zn氧化物的晶體管進(jìn)行了報(bào)道(參照非專利文獻(xiàn)2、非專利文獻(xiàn)3及非專利文獻(xiàn)4)。其中報(bào)告了在具有caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c軸取向結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體)的in-ga-zn氧化物中觀察不到明確的晶界。

另外還公開(kāi)了可將結(jié)晶性高的caac-os成膜的濺射靶材(參照專利文獻(xiàn)3)。

作為高分子的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的一種，已知次晶(日文：パラクリスタル)的概念。次晶看起來(lái)殘留有晶格的形狀，但與理想的單晶比較，是具有應(yīng)變的結(jié)晶結(jié)構(gòu)(參照非專利文獻(xiàn)5)。

[專利文獻(xiàn)1]日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)昭63-239117

[專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)?zhí)乇砥?1-505377

[專利文獻(xiàn)3]日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)2014-51735

[非專利文獻(xiàn)1]t.kamiya，kojikimoto，naokiohashi，katsumiabe，yuichirohanyu，hideyakumomi，hideohosono：proceedingsofthe20thinternationaldisplayworkshops，2013，amd2-5l

[非專利文獻(xiàn)2]s.yamazaki，h.suzawa，k.inoue，k.kato，t.hirohashi，k.okazaki，andn.kimizuka：japanesejournalofapplied.physics2014vol.5304ed18

[非專利文獻(xiàn)3]s.yamazaki，t.hirohashi，m.takahashi，s.adachi，m.tsubuku，j.koezuka，k.okazaki，y.kanzaki，h.matsukizono，s.kaneko，s.mori，andt.matsuo：journalofthesocietyforinformationdisplay，2014，volume22，issue1，p.55-p.67

[非專利文獻(xiàn)4]s.yamazaki：theelectrochemicalsocietytransactions，2014，vol.64(10)，pp155-164

[非專利文獻(xiàn)5]rolfhosemann：journalofappliedphysics，1963january，vol.34，number.1，pp25-41

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明課題之一是提供一種具有雜質(zhì)濃度低的氧化物的濺射靶材。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種具有結(jié)晶性高的氧化物的濺射靶材。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種使用該濺射靶材的雜質(zhì)濃度低的氧化物的制造方法。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種使用該濺射靶材的結(jié)晶性高的氧化物的制造方法。

本發(fā)明課題之一是提供一種將氧化物用于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置。此外，本發(fā)明課題之一是提供一種具有將氧化物用于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的模塊。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備具有：將氧化物用于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置；或者具有將氧化物用于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的模塊。

本發(fā)明課題之一是提供一種電特性良好的晶體管。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種電特性穩(wěn)定的晶體管。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種具有高頻率特性的晶體管。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種關(guān)態(tài)時(shí)(日文：オフ時(shí))的電流小的晶體管。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種具有上述晶體管的半導(dǎo)體裝置。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種具有上述半導(dǎo)體裝置的模塊。另外，本發(fā)明課題之一是提供一種具有上述半導(dǎo)體裝置或上述模塊的電子設(shè)備。

但是這些課題的記載并不妨礙其他課題的存在。本發(fā)明的一形態(tài)不需要實(shí)現(xiàn)所有上述目的。另外，可以從說(shuō)明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載得知并抽出上述以外的課題。

(1)

本發(fā)明一形態(tài)是濺射靶材的制造方法，該方法包括如下步驟：準(zhǔn)備包含銦、鋅、元素m(元素m為鋁、鎵、釔或錫)及氧的混合物的第一步驟；在以90體積％以上且100體積％以下的濃度含有氮的第一氣氛下，將混合物從第一溫度升溫至第二溫度的第二步驟；以及，在以10體積％以上且100體積％以下的濃度含有氧的第二氣氛下，將混合物從第二溫度降溫至第三溫度的第三步驟。

(2)

本發(fā)明一形態(tài)是濺射靶材的制造方法，該方法包括如下步驟：準(zhǔn)備包含銦、鋅、元素m(元素m為鋁、鎵、釔或錫)及氧的混合物的第一步驟；在以90體積％以上且100體積％以下的濃度含有氮的第一氣氛下，將混合物從第一溫度升溫至第二溫度的第二步驟；在第一氣氛及第二溫度下保持混合物3分以上且不到24小時(shí)的第三步驟；以及，在以10體積％以上且100體積％以下的濃度含有氧的第二氣氛下，將混合物從第二溫度降溫至第三溫度的第四步驟。

(3)

本發(fā)明一形態(tài)是濺射靶材的制造方法，該方法包括如下步驟：準(zhǔn)備包含銦、鋅、元素m(元素m為鋁、鎵、釔或錫)及氧的混合物的第一步驟；在以90體積％以上且100體積％以下的濃度含有氮的第一氣氛下，將混合物從第一溫度升溫至第二溫度的第二步驟；在第一氣氛及第二溫度下保持混合物3分以上且不到24小時(shí)的第三步驟；在以10體積％以上且100體積％以下的濃度含有氧的第二氣氛及第二溫度下保持混合物3分以上且不到24小時(shí)的第四步驟；以及，在第二氣氛下將混合物從第二溫度降溫至第三溫度的第四步驟。

(4)

本發(fā)明一形態(tài)是：在(1)～(3)中的任一個(gè)的濺射靶材的制造方法中，第一氣氛具有露點(diǎn)低于-60℃的氣體。

(5)

本發(fā)明一形態(tài)是：在(1)～(4)中的任一個(gè)的濺射靶材的制造方法中，第二氣氛具有露點(diǎn)低于-60℃的氣體。

(6)

本發(fā)明一形態(tài)是：在(1)～(4)中的任一個(gè)的濺射靶材的制造方法中，第二氣氛具有干燥空氣。

(7)

本發(fā)明一形態(tài)是：在(1)～(6)中的任一個(gè)的濺射靶材的制造方法中，第一溫度為10℃以上且300℃以下。

(8)

本發(fā)明一形態(tài)是：在(1)～(7)中的任一個(gè)的濺射靶材的制造方法中，第二溫度為800℃以上且1700℃以下。

(9)

本發(fā)明一形態(tài)是：在(1)～(8)中的任一個(gè)的濺射靶材的制造方法中，第三溫度為10℃以上且300℃以下。

發(fā)明的效果

本發(fā)明能提供一種具有雜質(zhì)濃度低的氧化物的濺射靶材。另外，本發(fā)明能提供一種具有結(jié)晶性高的氧化物的濺射靶材。另外，本發(fā)明能提供一種使用該濺射靶材的雜質(zhì)濃度低的氧化物的制造方法。本發(fā)明能提供一種使用該濺射靶材的結(jié)晶性高的氧化物的制造方法。

本發(fā)明能提供一種將氧化物用于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置。此外，本發(fā)明能提供一種具有將氧化物用于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的模塊。另外，本發(fā)明能提供一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備具有將氧化物用于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置、或具有將氧化物用于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的模塊。

本發(fā)明能提供一種電特性良好的晶體管。另外，本發(fā)明能提供一種電特性穩(wěn)定的晶體管。另外，本發(fā)明能提供一種具有高頻率特性的晶體管。另外，本發(fā)明能提供一種關(guān)態(tài)電流小的晶體管。另外，本發(fā)明能提供一種具有上述晶體管的半導(dǎo)體裝置。另外，本發(fā)明能提供一種具有上述半導(dǎo)體裝置的模塊。另外，本發(fā)明能提供一種具有上述半導(dǎo)體裝置或上述模塊的電子設(shè)備。

這些效果的記載并不妨礙其他效果的存在。本發(fā)明一形態(tài)不需要實(shí)現(xiàn)所有上述效果。另外，可以從說(shuō)明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載得知并抽出上述以外的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是示出濺射靶材的制造方法的一個(gè)例子的流程圖及說(shuō)明燒成的條件的圖；

圖2是說(shuō)明燒成的條件的圖；

圖3是說(shuō)明氫脫離模型的圖；

圖4是說(shuō)明氫脫離模型的圖；

圖5是說(shuō)明氫脫離模型的圖；

圖6是說(shuō)明氫脫離模型的圖；

圖7是說(shuō)明氫脫離模型的圖；

圖8是說(shuō)明氫脫離模型的圖；

圖9是示出濺射靶材的制造方法的一個(gè)例子的流程圖；

圖10是示出濺射靶材的制造方法的一個(gè)例子的流程圖；

圖11是示出濺射靶材的制造方法的一個(gè)例子的流程圖；

圖12是說(shuō)明in-m-zn氧化物的組成的三角圖；

圖13是說(shuō)明濺射裝置的圖；

圖14是說(shuō)明濺射裝置的圖；

圖15是說(shuō)明濺射裝置的圖；

圖16是說(shuō)明濺射裝置的圖；

圖17是說(shuō)明濺射裝置的圖；

圖18是說(shuō)明濺射裝置的圖；

圖19是示出成膜裝置的一個(gè)例子的俯視圖；

圖20是示出成膜裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖；

圖21是說(shuō)明caac-os的成膜方法的圖；

圖22是說(shuō)明inmzno4的結(jié)晶及顆粒的圖；

圖23是說(shuō)明caac-os的成膜方法的圖；

圖24是說(shuō)明caac-os的成膜方法的圖；

圖25是說(shuō)明caac-os的成膜方法的圖；

圖26是說(shuō)明caac-os的成膜方法的圖；

圖27是說(shuō)明粒子附著在顆粒上的位置的圖；

圖28是說(shuō)明粒子附著在顆粒上的位置的圖；

圖29是本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管的俯視圖及截面圖；

圖30是本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管的截面圖；

圖31是本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管的截面圖；

圖32是具有本發(fā)明的形態(tài)的氧化物半導(dǎo)體的區(qū)域的能帶圖；

圖33是本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管的俯視圖及截面圖；

圖34是本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管的截面圖；

圖35是本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管的截面圖；

圖36是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的電路圖；

圖37是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖38是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖39是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖40是示出本發(fā)明的一形態(tài)的存儲(chǔ)裝置的電路圖；

圖41是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖42是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖43是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖44是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的俯視圖；

圖45是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的方框圖；

圖46是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖47是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖48是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖49是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的立體圖及截面圖；

圖50是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的方框圖；

圖51是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的電路圖；

圖52是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的電路圖、俯視圖及截面圖；

圖53是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖54是示出本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的電路圖及截面圖；

圖55是示出本發(fā)明的一形態(tài)的電子設(shè)備的立體圖；

圖56是caac-os的截面中的cs校正高分辨率tem圖像以及caac-os的截面示意圖；

圖57是caac-os的平面的cs校正高分辨率tem圖像；

圖58是說(shuō)明通過(guò)xrd得到的caac-os以及單晶氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)分析的圖；

圖59是示出caac-os的電子衍射圖案的圖；

圖60是因電子照射導(dǎo)致的in-ga-zn氧化物的結(jié)晶部的變化的圖；

圖61是示出氫濃度的圖。

具體實(shí)施方式

使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。但本發(fā)明不局限于以下說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解將該形態(tài)和詳細(xì)內(nèi)容變換為各種形式。另外，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。另外，當(dāng)利用附圖說(shuō)明發(fā)明結(jié)構(gòu)時(shí)，表示相同對(duì)象的符號(hào)在不同的附圖中共同使用。另外，有時(shí)使用相同的陰影圖案表示相同的部分，而不特別附加符號(hào)。另外，在參照不同符號(hào)的構(gòu)成要素的記載的情況下，可以適當(dāng)?shù)厥褂藐P(guān)于參照的構(gòu)成要素的厚度、組成、結(jié)構(gòu)或形狀等的記載。

在附圖中，有時(shí)為了清楚了解而夸大尺寸、膜(層)的厚度或區(qū)域。

在本說(shuō)明書中，可以互相調(diào)換“膜”的表示和“層”的表示。

另外，電壓大多指某個(gè)電位與標(biāo)準(zhǔn)電位(例如，接地電位(gnd)或源電位)之間的電位差。由此，可以將電壓換稱為電位。一般而言，電位(電壓)是相對(duì)的，由與基準(zhǔn)電位的相對(duì)大小決定。因此，即使在記載為“接地電位”等的情況下，電位也不局限于0v。例如，也有電路中的最低電位為“接地電位”的情況?；蛘撸灿须娐分械闹虚g電位為“接地電位”的情況。在該情況下，以該電位為基準(zhǔn)規(guī)定正電位及負(fù)電位。

另外，為方便起見(jiàn)，附加了第一、第二等序數(shù)詞，而其并不表示工序順序或疊層順序。因此，例如可以將“第一”適當(dāng)?shù)靥鎿Q為“第二”或“第三”等來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。另外，本說(shuō)明書等中所記載的序數(shù)詞與用于指定本發(fā)明的一形態(tài)的序數(shù)詞有時(shí)不一致。

即使在表示為“半導(dǎo)體”的情況下，例如在導(dǎo)電性充分低時(shí)，有時(shí)也具有作為“絕緣體”的特性。此外，“半導(dǎo)體”與“絕緣體”的境界不清楚，因此有時(shí)不能精確地區(qū)別。由此，有時(shí)可將本說(shuō)明書所記載的“半導(dǎo)體”換稱為“絕緣體”。同樣地，有時(shí)可將本說(shuō)明書所記載的“絕緣體”換稱為“半導(dǎo)體”。

另外，即使在表示為“半導(dǎo)體”的情況下，例如在導(dǎo)電性充分高時(shí)，有時(shí)也具有作為“導(dǎo)電體”的特性。此外，“半導(dǎo)體”和“導(dǎo)電體”的境界不清楚，因此有時(shí)不能精確地區(qū)別。由此，有時(shí)可將本說(shuō)明書所記載的“半導(dǎo)體”換稱為“導(dǎo)電體”。同樣地，有時(shí)可將本說(shuō)明書所記載的“導(dǎo)電體”換稱為“半導(dǎo)體”。

半導(dǎo)體的雜質(zhì)例如是指半導(dǎo)體的主要成分之外的元素。例如，濃度為低于0.1原子％的元素是雜質(zhì)。有時(shí)由于包含雜質(zhì)而導(dǎo)致例如在半導(dǎo)體中形成dos(densityofstates：態(tài)密度)、載流子遷移率降低、或結(jié)晶性降低等。在半導(dǎo)體是氧化物半導(dǎo)體時(shí)，作為改變半導(dǎo)體特性的雜質(zhì)，例如有第1族元素、第2族元素、第14族元素、第15族元素、或主要成分之外的過(guò)渡金屬等，尤其是，例如有氫(也包含在水中)、鋰、鈉、硅、硼、磷、碳、氮等。在氧化物半導(dǎo)體的情況下，有時(shí)例如由于氫等雜質(zhì)的混入導(dǎo)致氧缺陷的產(chǎn)生。另外，在半導(dǎo)體是硅的情況下，作為改變半導(dǎo)體特性的雜質(zhì)，例如有氧、除氫之外的第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素等。

另外，在本說(shuō)明書中，在記載為“a具有濃度b的區(qū)域”時(shí)，例如包括：a的某區(qū)域整體在深度方向上的濃度為b的情況；a的某區(qū)域在深度方向上的濃度的平均值為b的情況；a的某區(qū)域在深度方向上的濃度的中值為b的情況；a的某區(qū)域在深度方向上的濃度的最大值為b的情況；a的某區(qū)域在深度方向上的濃度的最小值為b的情況；a的某區(qū)域在深度方向上的濃度的結(jié)束值為b的情況；以及a中的在測(cè)量上能夠得到可能是個(gè)準(zhǔn)確的值的區(qū)域的濃度為b的情況等。

此外，在本說(shuō)明書中，在記載為“a具有大小b、長(zhǎng)度b、厚度b、寬度b或距離b的區(qū)域”時(shí)，例如包括：a的某區(qū)域整體的大小、長(zhǎng)度、厚度、寬度或距離為b的情況；a的某區(qū)域的大小、長(zhǎng)度、厚度、寬度或距離的平均值為b的情況；a的某區(qū)域的大小、長(zhǎng)度、厚度、寬度或距離的中值為b的情況；a的某區(qū)域的大小、長(zhǎng)度、厚度、寬度或距離的最大值為b的情況；a的某區(qū)域的大小、長(zhǎng)度、厚度、寬度或距離的最小值為b的情況；a的某區(qū)域的大小、長(zhǎng)度、厚度、寬度或距離的結(jié)束值為b的情況；以及a中的在測(cè)量上能夠得到可能是個(gè)準(zhǔn)確的值的區(qū)域的大小、長(zhǎng)度、厚度、寬度或距離為b的情況等。

溝道(日文：チャネル)長(zhǎng)度例如是指在晶體管的俯視圖中，半導(dǎo)體(或在晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，在半導(dǎo)體中電流流過(guò)的部分)和柵電極互相重疊的區(qū)域、或者其中形成溝道的區(qū)域中的源極(源區(qū)或源電極)和漏極(漏區(qū)或漏電極)之間的距離。另外，在一個(gè)晶體管中，溝道長(zhǎng)度不一定是在所有區(qū)域中相同。也就是說(shuō)，一個(gè)晶體管的溝道長(zhǎng)度有時(shí)不局限于一個(gè)值。因此，在本說(shuō)明書中，溝道長(zhǎng)度是形成溝道的區(qū)域中的任一個(gè)值、最大值、最小值或平均值。

溝道寬度例如是指半導(dǎo)體(或在晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，在半導(dǎo)體中電流流過(guò)的部分)和柵電極互相重疊的區(qū)域、或者形成溝道的區(qū)域中的源極與漏極相對(duì)的部分的長(zhǎng)度。另外，在一個(gè)晶體管中，溝道寬度不一定是在所有區(qū)域中相同。也就是說(shuō)，一個(gè)晶體管的溝道寬度有時(shí)不局限于一個(gè)值。因此，在本說(shuō)明書中，溝道寬度是其中形成溝道的區(qū)域中的任一個(gè)值、最大值、最小值或平均值。

另外，根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)，實(shí)際上存在形成溝道的區(qū)域中的溝道寬度(下面稱為實(shí)效溝道寬度)和晶體管的俯視圖所示的溝道寬度(下面稱為外觀上的溝道寬度)不同的情況。例如，在具有立體結(jié)構(gòu)的晶體管中，有時(shí)因?yàn)閷?shí)效溝道寬度大于晶體管的俯視圖所示的外觀上的溝道寬度，所以不能忽略其影響。例如，在具有微細(xì)且立體的結(jié)構(gòu)的晶體管中，有時(shí)形成在半導(dǎo)體的側(cè)面的溝道形成區(qū)域的比率增大。在此情況下，實(shí)際上其中形成溝道的實(shí)效溝道寬度大于俯視圖所示的外觀上的溝道寬度。

在具有立體結(jié)構(gòu)的晶體管中，有時(shí)難以通過(guò)實(shí)測(cè)估計(jì)實(shí)效溝道寬度。例如，為了根據(jù)設(shè)計(jì)值估計(jì)實(shí)效溝道寬度，需要預(yù)先知道半導(dǎo)體的形狀的假定。因此，當(dāng)半導(dǎo)體的形狀不清楚時(shí)，難以準(zhǔn)確地測(cè)量實(shí)效溝道寬度。

因此，在本說(shuō)明書中，有時(shí)將在晶體管的俯視圖中半導(dǎo)體和柵電極互相重疊的區(qū)域中的源極與漏極相對(duì)的部分的長(zhǎng)度，即外觀上的溝道寬度稱為“圍繞溝道寬度(scw：surroundedchannelwidth)”。另外，在本說(shuō)明書中，在簡(jiǎn)單地描述為“溝道寬度”時(shí)，有時(shí)是指圍繞溝道寬度或外觀上的溝道寬度?；蛘撸诒菊f(shuō)明書中，在簡(jiǎn)單地描述為“溝道寬度”時(shí)，有時(shí)是指實(shí)效溝道寬度。另外，通過(guò)對(duì)截面tem圖像等進(jìn)行分析等，可以決定溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、實(shí)效溝道寬度、外觀上的溝道寬度、圍繞溝道寬度等的值。

另外，在通過(guò)計(jì)算求得晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率或每個(gè)溝道寬度的電流值等時(shí)，有時(shí)使用圍繞溝道寬度來(lái)計(jì)算。在此情況下，該值有時(shí)與使用實(shí)效溝道寬度計(jì)算的值不同。

在本說(shuō)明書中，記載為“a具有其端部比b的端部突出的形狀”有時(shí)意味著在俯視圖或截面圖中a的至少一個(gè)端部具有位于b的至少一個(gè)端部的外側(cè)的形狀。因此，例如可以將“a具有其端部比b的端部突出的形狀”的記載解釋為在俯視圖中a的一個(gè)端部具有位于b的一個(gè)端部的外側(cè)的形狀。

在本說(shuō)明書中，“平行”是指兩條直線以-10°以上且10°以下的角度進(jìn)行配置的狀態(tài)。因此，也包括該角度為-5°以上且5°以下的狀態(tài)。另外，“大致平行”是指兩條直線以-30°以上且30°以下的角度進(jìn)行配置的狀態(tài)。另外，“垂直”是指兩條直線以80°以上且100°以下的角度進(jìn)行配置的狀態(tài)。因此，也包括該角度為85°以上且95°以下的狀態(tài)。另外，“大致垂直”是指兩條直線以60°以上且120°以下的角度進(jìn)行配置的狀態(tài)。

在本說(shuō)明書中，將三方晶系和菱方晶系表述為六方晶系。

在本說(shuō)明書中，當(dāng)記載為半導(dǎo)體時(shí)，可以換稱為氧化物半導(dǎo)體。作為半導(dǎo)體，還可以使用：硅或鍺等的第14族半導(dǎo)體；碳化硅、硅化鍺、砷化鎵、磷化銦、硒化鋅、硫化鎘、氧化物半導(dǎo)體等化合物半導(dǎo)體；以及有機(jī)半導(dǎo)體。

在說(shuō)明書中，當(dāng)只記載為氧化物時(shí)，可以換稱為氧化物半導(dǎo)體、氧化物絕緣體或氧化物導(dǎo)電體。

<靶材1>

下面，將說(shuō)明本發(fā)明的一形態(tài)的濺射靶材。但靶材的用途不局限于濺射法。例如，也可用于分子束外延(mbe：molecularbeamepitaxy)法、脈沖激光沉積(pld：pulsedlaserdeposition)法等濺射法。

圖1(a)是示出濺射靶材的制造方法的流程圖。

首先，稱量原料(步驟s101)。作為原料，使用第一～第n氧化物粉末(n為2以上的自然數(shù))。例如，使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末。另外，也可以使用氧化錫粉末、氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、氧化鎳粉末、氧化鋯粉末、氧化鑭粉末、氧化鈰粉末、氧化釹粉末、氧化鉿粉末、氧化鉭粉末或氧化鎢粉末代替氧化銦粉末、氧化鎵粉末或/及氧化鋅粉末。例如，將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末的摩爾數(shù)比設(shè)定為“2：2：1”、“8：4：3”、“3：1：1”、“1：1：1”、“4：2：3”、“1：1：2”、“3：1：4”、“4：2：4.1”、“5：5：6”、“1：3：2”、“1：3：4”或“3：1：2”。通過(guò)采用上述摩爾數(shù)比，在后面容易得到包含結(jié)晶性高的多晶氧化物的濺射靶材。

但原料不局限于上述原料。例如，可以使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鋅粉末、氧化錫粉末、氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、氧化鎳粉末、氧化鋯粉末、氧化鑭粉末、氧化鈰粉末、氧化釹粉末、氧化鉿粉末、氧化鉭粉末、氧化鎢粉末、氧化銦粉末及氧化鋅粉末、氧化銦粉末及氧化鎵粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末、氧化鋁粉末及氧化鋅粉末、氧化鋅粉末及氧化錫粉末或者氧化銦粉末及氧化錫粉末作為原料。

通過(guò)使用高純度的材料作為原料，后面容易得到包含雜質(zhì)濃度低的多晶氧化物的濺射靶材。具體而言，可以將堿金屬設(shè)定為低于10重量ppm，優(yōu)選低于5重量ppm，更優(yōu)選低于2重量ppm。另外，可以將堿土金屬設(shè)定為低于5重量ppm，優(yōu)選低于2重量ppm，更優(yōu)選低于1重量ppm。另外，可以將鹵素設(shè)定為低于10重量ppm，優(yōu)選低于5重量ppm，更優(yōu)選低于2重量ppm。另外，可以將硼、鎂、磷、銅、鍺設(shè)定為低于5重量ppm，優(yōu)選為低于2重量ppm，更優(yōu)選為低于1重量ppm。另外，可以將氮設(shè)定為低于20重量ppm，優(yōu)選為低于10重量ppm，更優(yōu)選為低于5重量ppm，進(jìn)一步優(yōu)選為低于2重量ppm。另外，可以將硅設(shè)定為低于50重量ppm，優(yōu)選為低于20重量ppm，更優(yōu)選為低于10重量ppm，進(jìn)一步優(yōu)選為低于5重量ppm?？衫枚坞x子質(zhì)譜分析(sims:secondaryionmassspectrometry)、輝光放電質(zhì)譜法(gdms:glowdischargemassspectrometry)或者電感耦合等離子體質(zhì)譜(icp-ms:inductivelycoupledplasmamassspectrometry)等測(cè)量雜質(zhì)濃度。

接著，將稱量的原料混合(步驟s102)。

接著，將混合后的原料攤鋪到成型模中進(jìn)行成形(步驟s103)。

接著，通過(guò)對(duì)成形體進(jìn)行燒成(也稱為進(jìn)行燒結(jié))，制造燒結(jié)體(步驟s104)。

圖1(b)是說(shuō)明燒成的條件的圖。在燒成中，使用爐(也稱為燒成爐或燒結(jié)爐)。燒成在惰性氣氛下從時(shí)刻t0及溫度t1開(kāi)始。溫度t1例如可以為10℃以上且400℃以下。當(dāng)溫度t1太高時(shí)，有時(shí)會(huì)使?fàn)t的構(gòu)件劣化。另外，當(dāng)溫度t1太低時(shí)，有時(shí)會(huì)在后面的降溫工序中下降至溫度t1所需時(shí)間變長(zhǎng)。惰性氣氛是指包含氮、稀有氣體等惰性氣體的氣氛、或沒(méi)有包含氧化性氣體等反應(yīng)氣體的氣氛。具體而言，該氣氛為氧化性氣體等的反應(yīng)性氣體低于10％，優(yōu)選低于5％，更優(yōu)選低于1％，進(jìn)一步優(yōu)選低于0.1％的氣氛。另外，在燒成時(shí)，爐內(nèi)的壓力也可以為100pa以下、10pa以下或1pa以下的減壓。為了降低雜質(zhì)的混入，惰性氣體的純度優(yōu)選設(shè)定為8n(99.999999％)以上，更優(yōu)選設(shè)定為9n(99.9999999％)以上。

接著，在時(shí)刻t0到時(shí)刻t1之間，升溫至溫度t2。溫度t2例如為800℃以上且1700℃以下，優(yōu)選為1000℃以上且1400℃以下。從時(shí)刻t0到時(shí)刻t1的時(shí)間例如為1小時(shí)以上且72小時(shí)以下，優(yōu)選為2小時(shí)以上且36小時(shí)以下，更優(yōu)選為4小時(shí)以上且12小時(shí)以下。另外，在升溫至溫度t2時(shí)，有時(shí)會(huì)存在因爐的原因暫時(shí)超過(guò)溫度t2的情況。在此情況下，可經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間形成到溫度t2即可。由此，在實(shí)際的處理時(shí)，存在具有超高圖1(b)的最高溫度的溫度t2的時(shí)間。

接著，從時(shí)刻t1至?xí)r刻t3保持溫度t2。從時(shí)刻t1到時(shí)刻t3的時(shí)間例如為1小時(shí)以上且72小時(shí)以下，優(yōu)選為2小時(shí)以上且36小時(shí)以下，更優(yōu)選為4小時(shí)以上且12小時(shí)以下。此時(shí)，在時(shí)刻t1和時(shí)刻t3之間的時(shí)刻t2切換爐內(nèi)的氣氛較為理想。例如，可以切換為氧化性氣氛。從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2的時(shí)間例如為0.5小時(shí)以上且70小時(shí)以下，優(yōu)選為1小時(shí)以上且30小時(shí)以下，更優(yōu)選為2小時(shí)以上且10小時(shí)以下。另外，氧化性氣氛是指包含氧化性氣體的氣氛。氧化性氣體是氧、臭氧或一氧化二氮等，優(yōu)選不包含水、氫等。在氧化性氣氛中也可混合氧化性氣體和惰性氣體。在此情況下，形成為至少包含10％以上、優(yōu)選為20％以上、更優(yōu)選為50％以上、進(jìn)一部?jī)?yōu)選為90％以上的氧化性氣體的氣氛。為了降低雜質(zhì)的混入，惰性氣體的純度優(yōu)選設(shè)定為8n以上，更優(yōu)選設(shè)定為9n以上。另外，可以在切換氣氛的同時(shí)使?fàn)t內(nèi)的壓力變動(dòng)。例如，將壓力從減壓加壓到大氣壓。另外，也可從大氣壓進(jìn)行減壓。

在惰性氣氛或減壓下，通過(guò)保持在溫度t2，可有效減少成形體所含的氫或水。這可通過(guò)后敘的氫脫離模型進(jìn)行說(shuō)明。隨著氫脫離，成形體內(nèi)形成氧缺陷(也記載為vo)。另外，通過(guò)減少水，可降低成形體所具有的間隙，形成密度(也稱為相對(duì)密度)高的燒結(jié)體。

另外，通過(guò)在氧化性氣氛下以溫度t2保持燒結(jié)體，可以減少燒結(jié)體內(nèi)的氧缺陷。

然后，在時(shí)刻t3到時(shí)刻t4之間，降溫至溫度t3。溫度t3例如可以為20℃以上且500℃以下。當(dāng)溫度t3太高時(shí)，有時(shí)在從爐取出燒結(jié)體時(shí)燒結(jié)體產(chǎn)生裂縫。當(dāng)溫度t3太低時(shí)，有時(shí)下降至溫度t3時(shí)所需要的時(shí)間變長(zhǎng)。

燒成的條件不局限于圖1(b)所示的條件。例如，也可以在圖2(a)或圖2(b)所示的條件下進(jìn)行燒成。

<燒成條件的變形例1>

圖2(a)所示的燒成條件為如下：在惰性氣氛下從時(shí)刻t0及溫度t1開(kāi)始。溫度t1例如可以為10℃以上且400℃以下。當(dāng)溫度t1太高時(shí)，有時(shí)使構(gòu)件劣化。另外，當(dāng)溫度t1太低時(shí)，有時(shí)下降至溫度t1時(shí)所需要的時(shí)間變長(zhǎng)。另外，燒成時(shí)，爐內(nèi)的壓力也可以為100pa以下、10pa以下或1pa以下的減壓。

接著，在時(shí)刻t0到時(shí)刻t1之間，升溫至溫度t2。溫度t2例如為800℃以上且1700℃以下，優(yōu)選為1000℃以上且1400℃以下。從時(shí)刻t0至?xí)r刻t1的時(shí)間例如為1小時(shí)以上且72小時(shí)以下，優(yōu)選為2小時(shí)以上且36小時(shí)以下，更優(yōu)選為4小時(shí)以上且12小時(shí)以下。

接著，從時(shí)刻t1至?xí)r刻t3保持溫度t2。從時(shí)刻t1到時(shí)刻t3的時(shí)間例如為1小時(shí)以上且72小時(shí)以下，優(yōu)選為2小時(shí)以上且36小時(shí)以下，更優(yōu)選為4小時(shí)以上且12小時(shí)以下。此時(shí)，在時(shí)刻t1和時(shí)刻t3之間的時(shí)刻t2優(yōu)選切換爐內(nèi)的氣氛。例如，可以切換為氧化性氣氛。從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2的時(shí)間例如為0.5小時(shí)以上且70小時(shí)以下，優(yōu)選為1小時(shí)以上且30小時(shí)以下，更優(yōu)選為2小時(shí)以上且10小時(shí)以下。另外，可以在切換氣氛的同時(shí)使?fàn)t內(nèi)的壓力變動(dòng)。例如，將壓力從減壓加壓到大氣壓。另外，也可以從大氣壓進(jìn)行減壓。

在惰性氣氛或減壓下，通過(guò)保持溫度t2可以有效地減少成形體所含的氫或水。隨著氫脫離，成形體中形成氧缺陷。另外，通過(guò)減少水，可以降低成形體所具有的間隙，形成密度高的燒結(jié)體。

另外，通過(guò)在氧化性氣氛下以溫度t2保持燒結(jié)體，可以減少燒結(jié)體內(nèi)的氧缺陷。

接著，在時(shí)刻t3到時(shí)刻t4之間，降溫至溫度t3。溫度t3例如可以為20℃以上且500℃以下。當(dāng)溫度t3太低時(shí)，有時(shí)下降至溫度t3時(shí)所需要的時(shí)間變長(zhǎng)。

接著，優(yōu)選在時(shí)刻t4切換爐內(nèi)的氣氛。例如，可以切換為惰性氣氛。另外，可以在切換氣氛的同時(shí)使?fàn)t內(nèi)的壓力變動(dòng)。例如，將壓力從減壓加壓到大氣壓。另外，也可以從大氣壓進(jìn)行減壓。

接著，在時(shí)刻t4到時(shí)刻t5之間，升溫至溫度t2。從時(shí)刻t4到時(shí)刻t5的時(shí)間例如為1小時(shí)以上且72小時(shí)以下，優(yōu)選為2小時(shí)以上且36小時(shí)以下，更優(yōu)選為4小時(shí)以上且12小時(shí)以下。另外，在時(shí)刻t5，可升溫至與溫度t2不同的溫度。例如，可以上升至比溫度t2高的溫度、或比溫度t2低的溫度。例如，通過(guò)在時(shí)刻t5上升至比溫度t2高的溫度，可以有效地減少燒結(jié)體所包含的氫及水。另外，其結(jié)果是，可以進(jìn)一步提高燒結(jié)體的結(jié)晶性。

接著，從時(shí)刻t5至?xí)r刻t7保持溫度t2。從時(shí)刻t5到時(shí)刻t7的時(shí)間例如為1小時(shí)以上且72小時(shí)以下，優(yōu)選為2小時(shí)以上且36小時(shí)以下，更優(yōu)選為4小時(shí)以上且12小時(shí)以下。此時(shí)，在時(shí)刻t5和時(shí)刻t7之間的時(shí)刻t6優(yōu)選切換爐內(nèi)的氣氛。例如，可以切換為氧化性氣氛。另外，從時(shí)刻t5到時(shí)刻t7的時(shí)間可以為與從時(shí)刻t1到時(shí)刻t3的時(shí)間不同的時(shí)間。例如，可以使從時(shí)刻t5到時(shí)刻t7的時(shí)間比從時(shí)刻t1到時(shí)刻t3的時(shí)間長(zhǎng)或者短。從時(shí)刻t5到時(shí)刻t6的時(shí)間例如為0.5小時(shí)以上且70小時(shí)以下，優(yōu)選為1小時(shí)以上且30小時(shí)以下，更優(yōu)選為2小時(shí)以上且10小時(shí)以下。另外，從時(shí)刻t5到時(shí)刻t6的時(shí)間可以為與從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2的時(shí)間不同的時(shí)間。例如，可以使從時(shí)刻t5到時(shí)刻t6的時(shí)間比從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2的時(shí)間長(zhǎng)或者短。另外，可以在切換氣氛的同時(shí)使?fàn)t內(nèi)的壓力變動(dòng)。例如，將壓力從減壓加壓到大氣壓。另外，也可以從大氣壓進(jìn)行減壓。

另外，通過(guò)在氧化性氣氛下以溫度t2保持燒結(jié)體，可以減少燒結(jié)體內(nèi)的氧缺陷。

接著，在時(shí)刻t7到時(shí)刻t8之間，降溫至溫度t3。另外，可以在時(shí)刻t8下降至與溫度t3不同的溫度。例如，可以下降至比溫度t3高的溫度或比溫度t3低的溫度。通過(guò)下降至比溫度t3低的溫度，可以抑制在從爐取出燒結(jié)體時(shí)所產(chǎn)生的裂縫。

例如，圖2(a)所示的燒成條件為進(jìn)行在提高爐內(nèi)的溫度后降低其溫度的處理的循環(huán)兩次，但是本發(fā)明的一形態(tài)的燒成不局限于上述條件。例如，可以重復(fù)進(jìn)行三次循環(huán)以上。另外，隨著進(jìn)行循環(huán)，上升的溫度就高或者低。

<燒成條件的變形例2>

圖2(b)所示的燒成條件為如下：在惰性氣氛下從時(shí)刻t0及溫度t1開(kāi)始。溫度t1例如可以為100℃以上且400℃以下。當(dāng)溫度t1太高時(shí)，有時(shí)可能會(huì)使構(gòu)件劣化。另外，當(dāng)溫度t1太低時(shí)，有時(shí)下降至溫度t1時(shí)所需要的時(shí)間變長(zhǎng)。另外，在進(jìn)行燒成時(shí)，爐內(nèi)的壓力也可以為100pa以下、10pa以下或1pa以下的減壓。

接著，在時(shí)刻t0到時(shí)刻t1之間，升溫至溫度t2。溫度t2例如為800℃以上且1700℃以下，優(yōu)選為1000℃以上且1400℃以下。從時(shí)刻t0到時(shí)刻t1的時(shí)間例如為1小時(shí)以上且72小時(shí)以下，優(yōu)選為2小時(shí)以上且36小時(shí)以下，更優(yōu)選為4小時(shí)以上且12小時(shí)以下。

接著，從時(shí)刻t1至?xí)r刻t5保持溫度t2。從時(shí)刻t1到時(shí)刻t5的時(shí)間例如為1小時(shí)以上且72小時(shí)以下，優(yōu)選為2小時(shí)以上且36小時(shí)以下，更優(yōu)選為4小時(shí)以上且12小時(shí)以下。此時(shí)，在時(shí)刻t1和時(shí)刻t5之間的時(shí)刻t2優(yōu)選切換爐內(nèi)的氣氛。例如，可以切換為氧化性氣氛。從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2的時(shí)間例如為0.5小時(shí)以上且70小時(shí)以下，優(yōu)選為1小時(shí)以上且30小時(shí)以下，更優(yōu)選為2小時(shí)以上且10小時(shí)以下。優(yōu)選在時(shí)刻t2和時(shí)刻t5之間的時(shí)刻t3切換爐內(nèi)的氣氛。例如，可以切換為惰性氣氛。從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的時(shí)間例如為0.5小時(shí)以上且70小時(shí)以下，優(yōu)選為1小時(shí)以上且30小時(shí)以下，更優(yōu)選為2小時(shí)以上且10小時(shí)以下。優(yōu)選在時(shí)刻t3和時(shí)刻t5之間的時(shí)刻t4切換爐內(nèi)的氣氛。例如，可以切換為氧化性氣氛。從時(shí)刻t3到時(shí)刻t4的時(shí)間例如為0.5小時(shí)以上且70小時(shí)以下，優(yōu)選為1小時(shí)以上且30小時(shí)以下，更優(yōu)選為2小時(shí)以上且10小時(shí)以下。從時(shí)刻t4到時(shí)刻t5的時(shí)間例如為0.5小時(shí)以上且70小時(shí)以下，優(yōu)選為1小時(shí)以上且30小時(shí)以下，更優(yōu)選為2小時(shí)以上且10小時(shí)以下。另外，可以在切換氣氛的同時(shí)使?fàn)t內(nèi)的壓力變動(dòng)。例如，將壓力從減壓加壓到大氣壓。另外，也可以從大氣壓進(jìn)行減壓。

在惰性氣氛或減壓下，通過(guò)保持溫度t2，可以有效地減少成形體所包含的氫或水。隨著氫脫離，成形體中形成氧缺陷。另外，通過(guò)減少水，也降低成形體所具有的間隙，形成密度高的燒結(jié)體。

另外，通過(guò)在氧化性氣氛下以溫度t2保持燒結(jié)體，可以減少燒結(jié)體內(nèi)的氧缺陷。

接著，在時(shí)刻t5到時(shí)刻t6之間，降溫至溫度t3。溫度t3例如可以為20℃以上且500℃以下。當(dāng)溫度t3太低時(shí)，有時(shí)下降至溫度t3時(shí)所需要的時(shí)間變長(zhǎng)。

通過(guò)在圖2(b)所示的條件下進(jìn)行燒成，可以有效地減少燒結(jié)體所包含的氫及水。另外，也可以進(jìn)一步減少氧缺陷。

例如，圖2(b)所示的燒成條件為進(jìn)行在提高爐內(nèi)的溫度后降低其溫度的處理的循環(huán)一次，但是本發(fā)明的一形態(tài)的燒成不局限于上述條件。例如，可以重復(fù)進(jìn)行兩次循環(huán)以上。另外，隨著進(jìn)行循環(huán)，上升的溫度就高或者低。

通過(guò)在上述條件等進(jìn)行燒成，并且對(duì)制造的燒結(jié)體進(jìn)行精處理，來(lái)制造濺射靶材。具體而言，進(jìn)行分?jǐn)嗷蜓心ヒ哉{(diào)節(jié)燒結(jié)體的長(zhǎng)度、寬度及厚度。另外，因在燒結(jié)體的表面存在微小凹凸時(shí)會(huì)發(fā)生異常放電，所以進(jìn)行表面的拋光處理。優(yōu)選通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(cmp：chemicalmechanicalpolishing)進(jìn)行拋光處理。

通過(guò)進(jìn)行上述工序，可以制造氫等的雜質(zhì)濃度低的濺射靶材。另外，可以制造氧缺陷少的濺射靶材。另外，可以制造結(jié)晶性高的濺射靶材。另外，可以制造相對(duì)密度高的濺射靶材。具體而言，可以將濺射靶材的相對(duì)密度優(yōu)選為90％以上、95％以上或99％以上。另外，可以提高濺射靶材的純度。具體而言，可以將濺射靶材的主要成分的比率形成為99.9重量％(3n)以上，優(yōu)選為99.99重量％(4n)以上，優(yōu)選為99.999重量％(5n)以上?？梢詫⑸鲜鰹R射靶材稱為高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的濺射靶材。

通過(guò)使用制造的濺射靶材，可形成雜質(zhì)濃度低的膜。另外，可以形成氫濃度低的膜。另外，可形成缺陷少的膜。另外，可形成載流子密度低的膜。另外，可形成結(jié)晶性高的膜。另外，使用制造的濺射靶材形成的膜是本發(fā)明的一形態(tài)的膜。另外，具有使用制造的濺射靶材形成的膜的裝置是本發(fā)明的一形態(tài)的裝置。

〈氫脫離模型〉

下面說(shuō)明in-m-zn氧化物的氫脫離模型。

圖3(a)是示出in-m-zn氧化物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的示意圖。在in-m-zn氧化物中存在雜質(zhì)的氫原子。

通過(guò)在惰性氣氛或減壓下對(duì)上述狀態(tài)下的in-m-zn氧化物進(jìn)行加熱，一個(gè)氫原子與一個(gè)氧原子鍵合來(lái)形成oh(參照?qǐng)D3(b))。當(dāng)oh達(dá)到in-m-zn氧化物的表面時(shí)，與其他氫原子鍵合，作為h2o脫離(參照?qǐng)D3(c))。此時(shí)，氧脫離的位點(diǎn)成為氧缺陷(vo)。

由此可知，in-m-zn氧化物的一個(gè)氧原子使兩個(gè)氫原子脫離。

如圖4(a)所示，在成為氧缺陷的位點(diǎn)的周圍原子配置產(chǎn)生應(yīng)變。由于原子配置的應(yīng)變，可能會(huì)容易使相鄰的氧原子和銦原子的鍵合切斷。鍵合切斷的氧原子的不成對(duì)電子與氫原子鍵合形成新oh。如上所述，當(dāng)oh達(dá)到in-m-zn氧化物的表面時(shí)，與其他氫原子鍵合，作為h2o脫離。如此再形成氧缺陷。通過(guò)反復(fù)形成氧缺陷，氫濃度下降。由此，氧缺陷在一個(gè)層中連續(xù)地增加(參照?qǐng)D4(b))。

另一方面，在氧化性氣氛下對(duì)in-m-zn氧化物進(jìn)行加熱時(shí)，由于h2o的脫離所產(chǎn)生的氧缺陷即刻被氧埋入，不產(chǎn)生原子配置的應(yīng)變。因在氧化性氣氛下的加熱難以切斷氧原子的鍵合，所以與惰性氣氛或減壓下的加熱相比，降低氫濃度的效果較小。

可知在惰性氣氛或減壓下的加熱可降低in-m-zn氧化物的氫濃度，但同時(shí)增加氧缺陷。由此，在惰性氣氛或減壓下進(jìn)行加熱后，在氧化性氣氛下進(jìn)行加熱較為理想。通過(guò)在氧化性氣氛下的加熱，可降低形成在in-m-zn氧化物中的氧缺陷。氧缺陷得到降低的in-m-zn氧化物有時(shí)如圖4(c)所示那樣恢復(fù)到原來(lái)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，有時(shí)如圖4(d)所示那樣氧原子個(gè)數(shù)比原來(lái)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)多。

如上所示那樣，可知在in-m-zn氧化物維持結(jié)晶結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還可以降低氫濃度。但如果在in-m-zn氧化物包含多氧缺陷的狀態(tài)下降溫時(shí)，存在為恢復(fù)到原來(lái)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)而需要長(zhǎng)時(shí)間的加熱的情況。由此，從惰性氣氛或減壓到氧化性氣氛的切換優(yōu)選在加熱的最高溫度附近進(jìn)行。

<氧缺陷的聚集性>

接著，使用第一原理計(jì)算說(shuō)明氧缺陷的聚集性。

在第一原理計(jì)算中，使用vasp(viennaabinitiosimulationpackage)。另外，作為交換相關(guān)勢(shì)，使用pbe(perdew-burke-ernzerhof)型的廣義梯度近似(gga：generalizedgradientapproximation)，作為離子勢(shì)能，使用paw(projectoraugmentedwave：投影綴加波)法。另外，將截止能量設(shè)定為400ev，k點(diǎn)取樣只為γ點(diǎn)。

圖5(a)和圖5(b)示出in-m-zn氧化物的一種的ingazno4結(jié)晶(252原子)。圖5(a)示出從垂直于c軸的方向看到的結(jié)構(gòu)，圖5(b)示出從平行于c軸的方向看到的結(jié)構(gòu)。另外，圖5(a)和圖5(b)所示的框線表述周期邊界。

在此，在ingazno4結(jié)晶中配置氧缺陷，驗(yàn)證其穩(wěn)定性。

模型a是如下模型：在圖6(a)中的以虛線圍繞的部分的層中，如圖6(b)所示的以虛線圍繞的部分那樣去除7個(gè)氧原子。就是說(shuō)，這是氧缺陷聚集的模型。模型b是如下模型：在圖6(c)中的以虛線圍繞的部分的層中，如圖6(d)所示的以虛線圍繞的部分那樣去除7個(gè)氧原子。就是說(shuō)，這是如下模型：氧缺陷只存在一個(gè)層中，但與模型a相比分散。模型c是如下模型：在圖6(e)中的以虛線圍繞的部分，就是說(shuō)ingazno4結(jié)晶整體中隨機(jī)去除7個(gè)氧原子。就是說(shuō)，這是ingazno4結(jié)晶的氧缺陷分散的模型。模型d是如下模型：在圖7(a)中的以虛線圍繞的部分的層中，如圖7(b)所示的以虛線圍繞的部分那樣去除19個(gè)氧原子。就是說(shuō)，這是氧缺陷聚集的模型。模型e是如下模型：在圖7(c)中的以虛線圍繞的部分的層中，如圖7(d)所示的以虛線圍繞的部分那樣去除19個(gè)氧原子。就是說(shuō)，這是如下模型：氧缺陷只存在一個(gè)層中，但與模型d相比分散。模型f是如下模型：在圖7(e)中的以虛線圍繞的部分，就是說(shuō)ingazno4結(jié)晶整體中隨機(jī)去除19個(gè)氧原子。就是說(shuō)，這是ingazno4結(jié)晶的氧缺陷分散的模型。

在模型a、模型b、模型c、模型d、模型e及模型f中，對(duì)各模型的結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，計(jì)算出最優(yōu)化后的能量。另外，在各模型中，按照數(shù)量改變氧缺陷的配置，計(jì)算出結(jié)構(gòu)最優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)的能量。

圖8(a)示出模型a、模型b及模型c的結(jié)構(gòu)最優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)的能量。圖8(b)示出模型d、模型e及模型f的結(jié)構(gòu)最優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)的能量。另外，以圓圈表示的符號(hào)是中央值。

由圖8(a)可知，在對(duì)模型a、模型b及模型c進(jìn)行比較時(shí)，模型a的能量最低。由圖8(b)可知，在對(duì)模型d、模型e及模型f進(jìn)行比較時(shí)，模型d的能量最低。模型a及模型d都是氧缺陷聚集的模型。就是說(shuō)，可知當(dāng)氧缺陷的數(shù)量相同時(shí)，聚集比分散更穩(wěn)定。

該計(jì)算結(jié)果表示氧缺陷容易聚集。

<靶材2>

下面，將說(shuō)明本發(fā)明的一形態(tài)的濺射靶材的其他制造方法。

圖9是示出濺射靶材的制造方法的流程圖。

首先，稱量原料(步驟s111)。作為原料，使用第一～第n氧化物粉末(n為2以上的自然數(shù))。例如使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末。另外，也可以使用氧化錫粉末、氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、氧化鎳粉末、氧化鋯粉末、氧化鑭粉末、氧化鈰粉末、氧化釹粉末、氧化鉿粉末、氧化鉭粉末或氧化鎢粉末代替氧化銦粉末、氧化鎵粉末或/及氧化鋅粉末。例如，將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末的摩爾數(shù)比設(shè)定為“2：2：1”、“8：4：3”、“3：1：1”、“1：1：1”、“4：2：3”、“1：1：2”、“3：1：4”、“4：2：4.1”、“5：5：6”、“1：3：2”、“1：3：4”或“3：1：2”。通過(guò)采用上述摩爾數(shù)比，在后面容易得到包含結(jié)晶性高的多晶氧化物的濺射靶材。

但原料不局限于上述原料。例如，可以使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鋅粉末、氧化錫粉末、氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、氧化鎳粉末、氧化鋯粉末、氧化鑭粉末、氧化鈰粉末、氧化釹粉末、氧化鉿粉末、氧化鉭粉末、氧化鎢粉末、氧化銦粉末及氧化鋅粉末、氧化銦粉末及氧化鎵粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末、氧化鋁粉末及氧化鋅粉末、氧化鋅粉末及氧化錫粉末、或者氧化銦粉末及氧化錫粉末作為原料。

接著，混合稱量的原料、水和有機(jī)物(分散劑及粘合劑)使其漿料化(步驟s112)。

接著，將該漿料流入成型模(步驟s113)。在成型模的底部設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)吸引口，能夠吸引水等。另外，在成型模的底部設(shè)置有過(guò)濾器。該過(guò)濾器具有不透過(guò)原料的粉末而透過(guò)水及有機(jī)物的功能。具體而言，可以使用在織布或毛氈上附著多孔樹脂膜而成的過(guò)濾器等。

接著，將漿料通過(guò)設(shè)置在成型模的底部的過(guò)濾器，吸引水等，從漿料中去除水和有機(jī)物，形成成形體(步驟s114)。通過(guò)使用漿料化的原料，可以形成使原料均勻地混合的成形體。

在得到的成形體中稍微殘留水及有機(jī)物，因此進(jìn)行干燥處理及有機(jī)物的去除(步驟s115)。通過(guò)自然干燥進(jìn)行干燥處理，以成形體不容易產(chǎn)生裂縫，所以是優(yōu)選的。另外，通過(guò)以300℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行加熱處理，可以去除經(jīng)過(guò)自然干燥也不能去除的水及有機(jī)物。

接著，通過(guò)對(duì)成形體進(jìn)行燒成，制造燒結(jié)體(步驟s116)。另外，燒成可以在圖1(b)、圖2(a)或圖2(b)所示的條件下進(jìn)行。

通過(guò)對(duì)制造的燒結(jié)體進(jìn)行精處理，制造濺射靶材。具體而言，進(jìn)行分?jǐn)嗷蜓心ヒ哉{(diào)節(jié)燒結(jié)體的長(zhǎng)度、寬度及厚度。另外，在燒結(jié)體的表面存在微小凹凸時(shí)會(huì)發(fā)生異常放電，因此進(jìn)行該表面的拋光處理。拋光處理優(yōu)選通過(guò)cmp進(jìn)行。

通過(guò)進(jìn)行上述工序，可以制造氫等雜質(zhì)的濃度低的濺射靶材。另外，可以制造氧缺陷少的濺射靶材。另外，可以制造結(jié)晶性高的濺射靶材。另外，可以在形成成形體時(shí)均勻地混合原料，還可制造相對(duì)密度高的濺射靶材。

通過(guò)使用制造的濺射靶材，可以形成雜質(zhì)濃度低的膜。另外，可以形成氫濃度低的膜。另外，可以形成缺陷少的膜。另外，可以形成載流子密度低的膜。另外，可以形成結(jié)晶性高的膜。另外，使用制造的濺射靶材形成的膜是本發(fā)明的一形態(tài)的膜。另外，具有使用制造的濺射靶材形成的膜的裝置是本發(fā)明的一形態(tài)的裝置。

<靶材3>

下面，將說(shuō)明本發(fā)明的一形態(tài)的濺射靶材的其他制造方法。

圖10是示出濺射靶材的制造方法的流程圖。

首先，稱量原料(步驟s121)。作為原料，使用第一～第n氧化物粉末(n為2以上的自然數(shù))。例如使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末。另外，也可以使用氧化錫粉末、氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、氧化鎳粉末、氧化鋯粉末、氧化鑭粉末、氧化鈰粉末、氧化釹粉末、氧化鉿粉末、氧化鉭粉末或氧化鎢粉末代替氧化銦粉末、氧化鎵粉末或/及氧化鋅粉末。例如，將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末的摩爾數(shù)比設(shè)定為“2：2：1”、“8：4：3”、“3：1：1”、“1：1：1”、“4：2：3”、“1：1：2”、“3：1：4”、“4：2：4.1”、“5：5：6”、“1：3：2”、“1：3：4”或“3：1：2”。通過(guò)采用上述摩爾數(shù)比，在后面容易得到包含結(jié)晶性高的多晶氧化物的濺射靶材。

但原料不局限于上述原料。例如，可以使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鋅粉末、氧化錫粉末、氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、氧化鎳粉末、氧化鋯粉末、氧化鑭粉末、氧化鈰粉末、氧化釹粉末、氧化鉿粉末、氧化鉭粉末、氧化鎢粉末、氧化銦粉末及氧化鋅粉末、氧化銦粉末及氧化鎵粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末、氧化鋁粉末及氧化鋅粉末、氧化鋅粉末及氧化錫粉末、或者氧化銦粉末及氧化錫粉末作為原料。

接著，混合稱量的原料(步驟s122)。

接著，對(duì)混合的原料進(jìn)行燒成(第一燒成)(步驟s123)。另外，第一燒成可以在圖1(b)、圖2(a)或圖2(b)所示的條件下進(jìn)行。

通過(guò)進(jìn)行第一燒成，獲得是混合的原料的反應(yīng)生成物的氧化物。在此獲得in-ga-zn氧化物。另外，第一燒成可以在改變的條件下進(jìn)行多次。

接著，通過(guò)粉碎in-ga-zn氧化物獲得具有結(jié)晶性的in-ga-zn氧化物(步驟s124)。in-ga-zn氧化物的粉碎可以利用球磨機(jī)等的粉碎機(jī)。作為用于球磨機(jī)的球，可以使用瑪瑙、氧化鋁、氧化鋯、碳化鎢或碳化硅等硬度高的物質(zhì)。另外，對(duì)用于球磨機(jī)的容器沒(méi)有特別的限制，優(yōu)選使用與上述球相同的材料。另外，使用球磨機(jī)的粉碎可以以8小時(shí)以上且72小時(shí)以下、優(yōu)選為20小時(shí)以上且72小時(shí)以下進(jìn)行。

另外，在步驟s124之后，也可以回到步驟s123，對(duì)in-ga-zn氧化物粉末進(jìn)行第一燒成。在此情況下，在進(jìn)行第一燒成之后再次在步驟s124中粉碎in-ga-zn氧化物。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行步驟s123及步驟s124多次，可以進(jìn)一步提高in-ga-zn氧化物粉末的結(jié)晶性。

接著，使得到的in-ga-zn氧化物粉末的粒徑均勻化(步驟s125)。在此，以in-ga-zn氧化物粉末的粒徑為1μm以下、優(yōu)選為0.5μm以下、更優(yōu)選為0.3μm以下的方式進(jìn)行處理。在該處理中，可以使用能夠使1μm以下、0.5μm以下或0.3μm以下的粒子透過(guò)的過(guò)濾網(wǎng)或過(guò)濾器。然后，優(yōu)選去除在很多情況下其結(jié)晶性低且粒徑小于0.01μm的in-ga-zn氧化物粉末。在該去除中，可以使用能夠使小于0.01μm的粒子透過(guò)的過(guò)濾網(wǎng)或過(guò)濾器。由此，可以使in-ga-zn氧化物粉末的粒徑為0.01μm以上且1μm以下、0.01μm以上且0.5μm以下、或0.01μm以上且0.3μm以下。

接著，將in-ga-zn氧化物攤鋪到成型模中進(jìn)行成形(步驟s126)。

接著，通過(guò)對(duì)成形體進(jìn)行燒成(第二燒成)制造燒結(jié)體(步驟s127)。另外，第二燒成可以在圖1(b)、圖2(a)或圖2(b)所示的條件下進(jìn)行。

通過(guò)對(duì)制造的燒結(jié)體進(jìn)行精處理，制造濺射靶材。具體而言，進(jìn)行分?jǐn)嗷蜓心ヒ哉{(diào)節(jié)燒結(jié)體的長(zhǎng)度、寬度及厚度。另外，在燒結(jié)體的表面存在微小凹凸時(shí)會(huì)發(fā)生異常放電，因此進(jìn)行該表面的拋光處理。拋光處理優(yōu)選通過(guò)cmp進(jìn)行。

通過(guò)進(jìn)行上述工序，可以制造氫等雜質(zhì)的濃度低的濺射靶材。另外，可以制造氧缺陷少的濺射靶材。另外，由于成形體所包含的氧化物粉末的結(jié)晶性高，所以可以制造結(jié)晶性更高的濺射靶材。另外，可以制造相對(duì)密度高的濺射靶材。

通過(guò)使用制造的濺射靶材，可以形成雜質(zhì)濃度低的膜。另外，可以形成氫濃度低的膜。另外，可以形成缺陷少的膜。另外，可以形成載流子密度低的膜。另外，可以形成結(jié)晶性高的膜。另外，使用制造的濺射靶材形成的膜是本發(fā)明的一形態(tài)的膜。另外，具有使用制造的濺射靶材形成的膜的裝置是本發(fā)明的一形態(tài)的裝置。

<靶材4>

下面，將說(shuō)明本發(fā)明的一形態(tài)的濺射靶材的其他制造方法。

圖11是示出濺射靶材的制造方法的流程圖。

首先，稱量原料(步驟s131)。作為原料，使用第一～第n氧化物粉末(n為2以上的自然數(shù))。例如使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末。另外，也可以使用氧化錫粉末、氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、氧化鎳粉末、氧化鋯粉末、氧化鑭粉末、氧化鈰粉末、氧化釹粉末、氧化鉿粉末、氧化鉭粉末或氧化鎢粉末代替氧化銦粉末、氧化鎵粉末或/及氧化鋅粉末。例如，將氧化銦粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末的摩爾數(shù)比設(shè)定為“2：2：1”、“8：4：3”、“3：1：1”、“1：1：1”、“4：2：3”、“1：1：2”、“3：1：4”、“4：2：4.1”、“5：5：6”、“1：3：2”、“1：3：4”或“3：1：2”。通過(guò)采用上述摩爾數(shù)比，在后面容易得到包含結(jié)晶性高的多晶氧化物的濺射靶材。

但原料不局限于上述原料。例如，可以使用氧化銦粉末、氧化鎵粉末、氧化鋅粉末、氧化錫粉末、氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、氧化鎳粉末、氧化鋯粉末、氧化鑭粉末、氧化鈰粉末、氧化釹粉末、氧化鉿粉末、氧化鉭粉末、氧化鎢粉末、氧化銦粉末及氧化鋅粉末、氧化銦粉末及氧化鎵粉末、氧化鎵粉末及氧化鋅粉末、氧化鋁粉末及氧化鋅粉末、氧化鋅粉末及氧化錫粉末或者氧化銦粉末及氧化錫粉末作為原料。

接著，混合稱量的原料(步驟s132)。

接著，對(duì)混合的原料進(jìn)行燒成(第一燒成)(步驟s133)。另外，第一燒成可以在圖1(b)、圖2(a)或圖2(b)所示的條件下進(jìn)行。

通過(guò)進(jìn)行第一燒成，獲得是混合的原料的反應(yīng)生成物的氧化物。在此獲得in-ga-zn氧化物。另外，第一燒成可以在改變的條件下進(jìn)行多次。

接著，通過(guò)粉碎in-ga-zn氧化物獲得具有結(jié)晶性的in-ga-zn氧化物(步驟s134)。in-ga-zn氧化物的粉碎可以利用球磨機(jī)等粉碎機(jī)。作為用于球磨機(jī)的球，可以使用瑪瑙、氧化鋁、氧化鋯、碳化鎢或碳化硅等硬度高的物質(zhì)。另外，對(duì)用于球磨機(jī)的容器沒(méi)有特別的限制，優(yōu)選使用與上述球相同的材料。另外，使用球磨機(jī)的粉碎可以以8小時(shí)以上且72小時(shí)以下、優(yōu)選為20小時(shí)以上且72小時(shí)以下進(jìn)行。

另外，在步驟s134之后，也可以回到步驟s133，對(duì)in-ga-zn氧化物粉末進(jìn)行第一燒成。在此情況下，在進(jìn)行第一燒成之后再次在步驟s134中粉碎in-ga-zn氧化物。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行步驟s133及步驟s134多次，可以進(jìn)一步提高in-ga-zn氧化物粉末的結(jié)晶性。

接著，使得到的in-ga-zn氧化物粉末的粒徑均勻化(步驟s135)。在此，以in-ga-zn氧化物粉末的粒徑為1μm以下、優(yōu)選為0.5μm以下、更優(yōu)選為0.3μm以下的方式進(jìn)行處理。在該處理中，可以使用能夠使1μm以下、0.5μm以下或0.3μm以下的粒子透過(guò)的過(guò)濾網(wǎng)或過(guò)濾器。然后，優(yōu)選去除在很多情況下其結(jié)晶性低且粒徑小于0.01μm的in-ga-zn氧化物粉末。在該去除中，可以使用能夠使小于0.01μm的粒子透過(guò)的過(guò)濾網(wǎng)或過(guò)濾器。由此，可以使in-ga-zn氧化物粉末的粒徑為0.01μm以上且1μm以下、0.01μm以上且0.5μm以下或0.01μm以上且0.3μm以下。

接著，混合in-ga-zn氧化物、水和有機(jī)物(分散劑及粘合劑)使其漿料化(步驟s136)。

接著，將該漿料流入成型模(步驟s137)。在成型模的底部設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)吸引口，能夠吸引水等。另外，在成型模的底部設(shè)置有過(guò)濾器。該過(guò)濾器具有不透過(guò)原料的粉末而透過(guò)水及有機(jī)物的功能。具體而言，可以使用在織布或毛氈上附著多孔樹脂膜而成的過(guò)濾器等。

接著，將漿料通過(guò)設(shè)置在成型模的底部的過(guò)濾器吸引水等，從漿料中去除水和有機(jī)物，形成成形體(步驟s138)。通過(guò)使用漿料化的原料，可以形成使原料均勻地混合的成形體。

在得到的成形體中稍微殘留水及有機(jī)物，因此進(jìn)行干燥處理及有機(jī)物的去除(步驟s139)。通過(guò)自然干燥進(jìn)行干燥處理，以成形體不容易產(chǎn)生裂縫，所以是優(yōu)選的。另外，通過(guò)以300℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行加熱處理，可以去除經(jīng)過(guò)自然干燥也不能去除的水及有機(jī)物。

接著，通過(guò)對(duì)成形體進(jìn)行燒成(第二燒成)制造燒結(jié)體(步驟s140)。另外，第二燒成可以在圖1(b)、圖2(a)或圖2(b)所示的條件下進(jìn)行。

通過(guò)對(duì)制造的燒結(jié)體進(jìn)行精處理，制造濺射靶材。具體而言，進(jìn)行分?jǐn)嗷蜓心ヒ哉{(diào)節(jié)燒結(jié)體的長(zhǎng)度、寬度及厚度。另外，在燒結(jié)體的表面存在微小凹凸時(shí)會(huì)發(fā)生異常放電，因此進(jìn)行該表面的拋光處理。拋光處理優(yōu)選通過(guò)cmp進(jìn)行。

通過(guò)進(jìn)行上述工序，可以制造氫等雜質(zhì)的濃度低的濺射靶材。另外，可以制造氧缺陷少的濺射靶材。另外，可以制造結(jié)晶性高的濺射靶材。另外，由于成形體所包含的氧化物粉末的結(jié)晶性高，所以可以制造結(jié)晶性更高的濺射靶材。另外，可以制造相對(duì)密度高的濺射靶材。

通過(guò)使用制造的濺射靶材，可以形成雜質(zhì)濃度低的膜。另外，可以形成氫濃度低的膜。另外，可以形成缺陷少的膜。另外，可以形成載流子密度低的膜。另外，可以形成結(jié)晶性高的膜。另外，使用制造的濺射靶材形成的膜是本發(fā)明的一形態(tài)的膜。另外，具有使用制造的濺射靶材形成的膜的裝置是本發(fā)明的一形態(tài)的裝置。

<組成>

下面，對(duì)可適用于濺射靶材的in-m-zn氧化物的組成進(jìn)行說(shuō)明。元素m表示鋁、鎵、釔或錫等。除了上述以外，元素m也可以為硼、硅、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢等。

圖12是在各頂點(diǎn)配置了in、m或zn的三角圖。另外，圖中的[in]表示in的原子濃度，[m]表示元素m的原子濃度，并且[zn]表示zn的原子濃度。

in-m-zn氧化物的結(jié)晶已知具有同系結(jié)構(gòu)，可以由inmo3(zno)m(m為自然數(shù))表示。另外，由于in和m可以互換代替使用，所以也可以由in1+αm1-αo3(zno)m表示。該組成為由虛線表示的組成，即[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:1、[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:2、[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:3、[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:4、[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:5。虛線上的粗線表示例如在混合作為原料的氧化物并以1350℃燒成時(shí)可成為固溶體的組成。

因此，通過(guò)接近上述可成為固溶體的組成，可以提高結(jié)晶性。另外，在通過(guò)濺射法形成in-m-zn氧化物膜時(shí)，有時(shí)靶材的組成與膜的組成不同。例如，在作為靶材使用原子數(shù)比為[1:1:1]、[1:1:1.2]、[3:1:2]、[4:2:4.1]、[1:3:2]、[1:3:4]、[1:4:5]的in-m-zn氧化物的情況下，膜的原子數(shù)比分別成為[1:1:0.7(0.5至0.9左右)]、[1:1:0.9(0.8至1.1左右)]、[3:1:1.5(1至1.8左右)]、[4:2:3(2.6至3.6左右)]、[1:3:1.5(1至1.8左右)]、[1:3:3(2.5至3.5左右)]、[1:4:4(3.4至4.4左右)]。因此，為了得到所希望的組成的膜，只要對(duì)組成的變化加以考慮而選擇靶材的組成即可。

<濺射裝置>

下面，對(duì)可設(shè)置本發(fā)明的一形態(tài)的濺射靶材的濺射裝置進(jìn)行說(shuō)明。在以下所示的濺射裝置中，為了容易理解或說(shuō)明成膜時(shí)的動(dòng)作，在具有基板和靶材等的狀態(tài)下進(jìn)行顯示。然而，基板及靶材等是在通常的濺射裝置中使用者設(shè)置的物質(zhì)，所以還存在本發(fā)明的一形態(tài)的濺射裝置不包括基板及靶材的情況。

圖13(a)是作為平行平板型濺射裝置的成膜室101的截面圖。圖13(a)所示的成膜室101包括靶材架120、墊板110、靶材100、磁鐵單元130、基板架170。此外，靶材100配置在墊板110上。墊板110配置在靶材架120上。磁鐵單元130隔著墊板110配置在靶材100下?；寮?70以與靶材100面對(duì)的方式配置。此外，在本說(shuō)明書中，將多個(gè)磁鐵(磁石)的組合稱為磁鐵單元。磁鐵單元也可以被稱為陰極、陰極磁鐵、磁力構(gòu)件、磁力零件等。磁鐵單元130包括磁鐵130n、磁鐵130s、磁鐵架132。此外，在磁鐵單元130中，磁鐵130n及磁鐵130s配置在磁鐵架132上。磁鐵130n以與磁鐵130s間隔開(kāi)的方式配置。當(dāng)將基板160搬入成膜室101時(shí)，基板160配置在基板架170上。可以將使用平行平板型濺射裝置的成膜方法稱為pesp(parallelelectrodesp)。

靶材架120與墊板110由螺釘(螺栓等)被固定，被施加相同電位。靶材架120具有隔著墊板110支撐靶材100的功能。

靶材100被固定于墊板110。例如，可以由包含銦等低熔點(diǎn)金屬的粘合構(gòu)件固定墊板110與靶材100。

圖13(a)示出由磁鐵單元130形成的磁力線180a及磁力線180b。

磁力線180a為形成靶材100的上表面附近的水平磁場(chǎng)的磁力線之一。靶材100的上表面附近例如是指從靶材100的垂直距離為0mm以上且10mm以下，尤其是0mm以上且5mm以下的區(qū)域。

磁力線180b為在離磁鐵單元130上表面有垂直距離d的平面上形成水平磁場(chǎng)的磁力線之一。垂直距離d例如為0mm以上且20mm以下、或者5mm以上且15mm以下。

此時(shí)，通過(guò)使用磁力大的磁鐵130n及磁力大的磁鐵130s，即使在基板160的上表面附近也能產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。具體而言，可以將基板160的上表面的水平磁場(chǎng)的磁通密度設(shè)定為10g以上且100g以下，優(yōu)選為15g以上且60g以下，更優(yōu)選為20g以上且40g以下。

水平磁場(chǎng)的磁通密度的測(cè)定可測(cè)定垂直磁場(chǎng)的磁通密度為0g時(shí)的值。

通過(guò)將成膜室101中的磁場(chǎng)的磁通密度設(shè)定為上述范圍，可以獲得高密度且高結(jié)晶性的氧化物。另外，所得到的氧化物很少包含多種結(jié)晶相，幾乎只包含單一的結(jié)晶相。

圖13(b)示出磁鐵單元130的俯視圖。在磁鐵單元130中，將圓形或大致圓形的磁鐵130n及圓形或大致圓形的磁鐵130s固定在磁鐵架132上。磁鐵單元130可以以磁鐵單元130的上表面的中央或大致中央的法線向量為旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)。例如，磁鐵單元130以0.1hz以上且1khz以下的拍子(也可以說(shuō)節(jié)奏、脈沖、頻率、周期或循環(huán)等)旋轉(zhuǎn)即可。

因此，靶材100上的磁場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域隨著磁鐵單元130的旋轉(zhuǎn)變化。由于磁場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域成為高密度等離子體區(qū)域，所以其附近容易發(fā)生靶材100的濺射現(xiàn)象。例如，在磁場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域?yàn)樘囟ú课粫r(shí)，僅在靶材100的特定區(qū)域使用。另一方面，如圖13(b)所示，通過(guò)使磁鐵單元130旋轉(zhuǎn)，可以均勻地使用靶材100。此外，通過(guò)使磁鐵單元130旋轉(zhuǎn)，可以形成具有均勻的厚度及質(zhì)量的膜。

通過(guò)使磁鐵單元130旋轉(zhuǎn)，也可以改變基板160的上表面的磁力線的方向。

這里雖然示出使磁鐵單元130旋轉(zhuǎn)的例子，但本發(fā)明的一形態(tài)不局限于此。例如，也可以在上下或/及左右方向上擺動(dòng)磁鐵單元130。例如，以0.1hz以上且1khz以下的拍子移動(dòng)磁鐵單元130即可。或者，也可以使靶材100旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。例如，以0.1hz以上且1khz以下的拍子使靶材100旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)即可?；蛘撸ㄟ^(guò)使基板160旋轉(zhuǎn)，也可以相對(duì)地改變基板160的上表面的磁力線的方向。或者，也可以組合上述方法。

成膜室101也可以在墊板110的內(nèi)部或下部等具有水路。通過(guò)使流體(空氣、氮、稀有氣體、水、油等)流過(guò)水路，可以抑制在進(jìn)行濺射時(shí)靶材100的溫度上升所引起的放電異?；蛘邩?gòu)件的變形所引起的成膜室101的損傷等。此時(shí)，如果用粘合構(gòu)件將墊板110與靶材100接合在一起，冷卻性能得到提高，所以是優(yōu)選的。

如果在靶材架120與墊板110之間設(shè)置墊片，雜質(zhì)不容易從外部或水路等侵入成膜室101，所以是優(yōu)選的。

在磁鐵單元130中，磁鐵130n及磁鐵130s各自朝向靶材100側(cè)不同的極進(jìn)行配置。在此就以靶材100側(cè)成為n極的方式配置磁鐵130n，以靶材100側(cè)成為s極的方式配置磁鐵130s的情況進(jìn)行說(shuō)明。磁鐵單元130中的磁鐵及極的配置不局限于此。此外，也不局限于圖13(a)所示的配置。

成膜時(shí)，施加到與靶材架120連接的端子v1的電位v1例如比施加到與基板架170連接的端子v2的電位v2低。施加到與基板架170連接的端子v2的電位v2例如為接地電位。施加到與磁鐵架132連接的端子v3的電位v3例如為接地電位。施加到端子v1、端子v2及端子v3的電位不局限于上述電位。另外，也可以不對(duì)靶材架120、基板架170和磁鐵架132中的全部施加電位。例如，基板架170也可以處于電浮動(dòng)狀態(tài)。在圖13(a)中示出對(duì)與靶材架120連接的端子v1施加電位v1的所謂的dc濺射法的例子，但本發(fā)明的一形態(tài)不局限于此。例如，也可以使用將頻率為13.56mhz或27.12mhz等高頻電源連接到靶材架120的所謂的rf濺射法。

在圖13(a)中，雖然示出了不使墊板110及靶材架120與磁鐵單元130及磁鐵架132電連接的例子，但是不局限于此。例如，墊板110及靶材架120與磁鐵單元130及磁鐵架132也可以電連接且被施加相同電位。

為了進(jìn)一步提高所得到的氧化物的結(jié)晶性，也可以提高基板160的溫度。通過(guò)提高基板160的溫度，可以促進(jìn)基板160的上表面的濺射粒子的遷移。因此，可成膜密度更高且結(jié)晶性更高的氧化物。注意，基板160的溫度例如為100℃以上且450℃以下，優(yōu)選為150℃以上且400℃以下，更優(yōu)選為170℃以上且350℃以下，即可。

當(dāng)成膜氣體中的氧分壓過(guò)高時(shí)，容易形成包含多種結(jié)晶相的氧化物，因此優(yōu)選作為成膜氣體使用氬等稀有氣體(氦、氖、氪、氙等)與氧的混合氣體。例如，氧在整體中所占的比率低于50體積％，優(yōu)選為33體積％以下，更優(yōu)選為20體積％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為15體積％以下即可。

另外，靶材100與基板160之間的垂直距離為10mm以上且600mm以下，優(yōu)選為20mm以上且400mm以下，更優(yōu)選為30mm以上且200mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40mm以上且100mm以下。通過(guò)在上述范圍內(nèi)使靶材100與基板160之間的垂直距離較小，有時(shí)可抑制濺射粒子到達(dá)基板160之前能量降低。另外，通過(guò)在上述范圍內(nèi)使靶材100與基板160之間的垂直距離較大，因使濺射粒子入射到基板160時(shí)的方向接近于垂直，所以有時(shí)可以減輕濺射粒子的碰撞所導(dǎo)致的基板160的損傷。

圖14(a)示出與圖13(a)不同的成膜室的例子。

圖14(a)所示的成膜室101包括靶材架120a、靶材架120b、墊板110a、墊板110b、靶材100a、靶材100b、磁鐵單元130a、磁鐵單元130b、構(gòu)件142、基板架170。靶材100a配置在墊板110a上。墊板110a配置在靶材架120a上。磁鐵單元130a隔著墊板110a配置在靶材100a下。靶材100b配置在墊板110b上。墊板110b配置在靶材架120b上。磁鐵單元130b隔著墊板110b配置在靶材100b下。

磁鐵單元130a包括磁鐵130n1、磁鐵130n2、磁鐵130s、磁鐵架132。在磁鐵單元130a中，磁鐵130n1、磁鐵130n2及磁鐵130s配置在磁鐵架132上。磁鐵130n1及磁鐵130n2以與磁鐵130s間隔開(kāi)的方式配置。磁鐵單元130b具有與磁鐵單元130a相同的結(jié)構(gòu)。在將基板160搬入成膜室101時(shí)，基板160配置在基板架170上。

靶材100a、墊板110a及靶材架120a與靶材100b、墊板110b及靶材架120b由構(gòu)件142隔開(kāi)。構(gòu)件142優(yōu)選為絕緣體。但構(gòu)件142也可以為導(dǎo)電體或半導(dǎo)體。此外，構(gòu)件142也可以為由絕緣體覆蓋導(dǎo)電體或半導(dǎo)體表面而成的構(gòu)件。

靶材架120a與墊板110a由螺釘(螺栓等)固定，被施加相同電位。靶材架120a具有隔著墊板110a支撐靶材100a的功能。靶材架120b與墊板110b由螺釘(螺栓等)固定，被施加相同電位。靶材架120b具有隔著墊板110b支撐靶材100b的功能。

墊板110a具有固定靶材100a的功能。墊板110b具有固定靶材100b的功能。

圖14(a)示出由磁鐵單元130a形成的磁力線180a及磁力線180b。

磁力線180a為形成靶材100a的上表面附近的水平磁場(chǎng)的磁力線之一。靶材100a的上表面附近例如是指從靶材100a的垂直距離為0mm以上且10mm以下，尤其是0mm以上且5mm以下的區(qū)域。

磁力線180b為在離磁鐵單元130a上表面有垂直距離d的平面上形成水平磁場(chǎng)的磁力線之一。垂直距離d例如為0mm以上且20mm以下或者5mm以上且15mm以下。

此時(shí)，通過(guò)使用磁力大的磁鐵130n1、磁力大的磁鐵130n2及磁力大的磁鐵130s，即使在基板160的上表面附近也能產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。具體而言，可以將基板160的上表面的水平磁場(chǎng)的磁通密度設(shè)定為10g以上且100g以下，優(yōu)選為15g以上且60g以下，更優(yōu)選為20g以上且40g以下。

通過(guò)將成膜室101中的磁場(chǎng)的磁通密度設(shè)定為上述范圍，可以獲得高密度且高結(jié)晶性的氧化物。另外，所得到的氧化物很少包含多種結(jié)晶相，幾乎只包含單一的結(jié)晶相。

磁鐵單元130b也形成與磁鐵單元130a相同的磁力線。

圖14(b)示出磁鐵單元130a及磁鐵單元130b的俯視圖?？芍诖盆F單元130a中，將長(zhǎng)方形或大致長(zhǎng)方形的磁鐵130n1、長(zhǎng)方形或大致長(zhǎng)方形的磁鐵130n2及長(zhǎng)方形或大致長(zhǎng)方形的磁鐵130s固定在磁鐵架132上。如圖14(b)所示那樣左右擺動(dòng)磁鐵單元130a。例如，以0.1hz以上且1khz以下的拍子擺動(dòng)磁鐵單元130a即可。

因此，靶材100a上的磁場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域隨著磁鐵單元130a的擺動(dòng)變化。由于磁場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域成為高密度等離子體區(qū)域，所以其附近容易發(fā)生靶材100a的濺射現(xiàn)象。例如，在磁場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域?yàn)樘囟ú课粫r(shí)，只在靶材100a的特定區(qū)域使用。另一方面，如圖14(b)所示那樣，通過(guò)使磁鐵單元130a擺動(dòng)，可以均勻地使用靶材100a。此外，通過(guò)使磁鐵單元130a擺動(dòng)，可以形成具有均勻的厚度及質(zhì)量的膜。

通過(guò)使磁鐵單元130a擺動(dòng)，也可以改變基板160的上表面的磁力線的狀態(tài)。磁鐵單元130b也是相同的。

這里，示出使磁鐵單元130a及磁鐵單元130b擺動(dòng)的例子，但本發(fā)明的一形態(tài)不局限于此。例如，也可以使磁鐵單元130a及磁鐵單元130b旋轉(zhuǎn)。例如，以0.1hz以上且1khz以下的周期使磁鐵單元130a及磁鐵單元130b旋轉(zhuǎn)即可?；蛘?，也可以使靶材100旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。例如，以0.1hz以上且1khz以下的周期使靶材100旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)即可?；蛘?，通過(guò)使基板160旋轉(zhuǎn)，可以相對(duì)地改變基板160的上表面的磁力線的狀態(tài)?；蛘?，也可以組合上述方法。

成膜室101也可以在墊板110a及墊板110b的內(nèi)部或下部等具有水路。通過(guò)使流體(空氣、氮、稀有氣體、水、油等)流過(guò)水路，可以抑制在進(jìn)行濺射時(shí)靶材100a及靶材100b的溫度上升所引起的放電異?；蛘邩?gòu)件的變形所引起的成膜室101的損傷等。此時(shí)，通過(guò)用粘合構(gòu)件將墊板110a與靶材100a接合在一起，冷卻性能得到提高，所以是優(yōu)選的。通過(guò)用粘合構(gòu)件將墊板110b與靶材100b接合在一起，冷卻性能得到提高，所以是優(yōu)選的。

如果在靶材架120a與墊板110a之間設(shè)置墊片，雜質(zhì)不容易從外部或水路等侵入成膜室101，所以是優(yōu)選的。此外，如果在靶材架120b與墊板110b之間設(shè)置墊片，雜質(zhì)不容易從外部或水路等侵入成膜室101，所以是優(yōu)選的。

在磁鐵單元130a中，磁鐵130n1和磁鐵130n2及磁鐵130s各自朝向靶材100a側(cè)不同的極進(jìn)行配置。在此就磁鐵130n1和磁鐵130n2以靶材100a側(cè)成為n極的方式進(jìn)行配置，且磁鐵130s以靶材100a側(cè)成為s極的方式進(jìn)行配置的情況進(jìn)行說(shuō)明。但磁鐵單元130a中的磁鐵及極的配置不局限于此。此外，也不局限于圖14(a)所示的配置。磁鐵單元103b也是相同的。

成膜時(shí)，施加在連接于靶材架120a的端子v1與連接于靶材架120b的端子v4之間電位高低互相調(diào)換的電位即可。施加到與基板架170連接的端子v2的電位v2例如為接地電位。施加到與磁鐵架132連接的端子v3的電位v3例如為接地電位。施加到端子v1、端子v2、端子v3及端子v4的電位不局限于上述電位。另外，也可以不對(duì)靶材架120a、靶材架120b、基板架170和磁鐵架132中的全部施加電位。例如，基板架170也可以處于電浮動(dòng)狀態(tài)。在圖14(a)中示出施加在連接于靶材架120a的端子v1與連接于靶材架120b的端子v4之間電位高低互相調(diào)換的電位的所謂的ac濺射法的例子，但本發(fā)明的一形態(tài)不局限于此。

在圖14(a)中，示出不使墊板110a及靶材架120a與磁鐵單元130a及磁鐵架132電連接的例子，但是不局限于此。例如，墊板110a及靶材架120a與磁鐵單元130a及磁鐵架132也可以電連接且被施加相同電位。另外，示出不使墊板110b及靶材架120b與磁鐵單元130b及磁鐵架132電連接的例子，但是不局限于此。例如，墊板110a及靶材架120b與磁鐵單元130b及磁鐵架132也可以電連接且被施加相同電位。

為了進(jìn)一步提高所得到的氧化物的結(jié)晶性，也可以提高基板160的溫度。通過(guò)提高基板160的溫度，可以促進(jìn)基板160的上表面的濺射粒子的遷移。因此，能將密度更高且結(jié)晶性更高的氧化物成膜?；?60的溫度例如為100℃以上且450℃以下，優(yōu)選為150℃以上且400℃以下，更優(yōu)選為170℃以上且350℃以下，即可。

當(dāng)成膜氣體中的氧分壓過(guò)高時(shí)，容易形成包含多種結(jié)晶相的氧化物，因此優(yōu)選作為成膜氣體使用氬等稀有氣體(氦、氖、氪、氙等)與氧的混合氣體。例如，氧在整體中所占的比率低于50體積％，優(yōu)選為33體積％以下，更優(yōu)選為20體積％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為15體積％以下即可。

另外，靶材100a與基板160之間的垂直距離為10mm以上且600mm以下，優(yōu)選為20mm以上且400mm以下，更優(yōu)選為30mm以上且200mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40mm以上且100mm以下。通過(guò)在上述范圍內(nèi)使靶材100a與基板160之間的垂直距離較小，有時(shí)可以抑制濺射粒子到達(dá)基板160之前能量降低。另外，通過(guò)在上述范圍內(nèi)使靶材100a與基板160之間的垂直距離較大，可以使濺射粒子入射到基板160時(shí)的方向接近于垂直，因此有時(shí)可以減輕濺射粒子的碰撞所導(dǎo)致的基板160的損傷。

另外，靶材100b與基板160之間的垂直距離為10mm以上且600mm以下，優(yōu)選為20mm以上且400mm以下，更優(yōu)選為30mm以上且200mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40mm以上且100mm以下。通過(guò)在上述范圍內(nèi)使靶材100b與基板160之間的垂直距離較小，有時(shí)可以抑制濺射粒子到達(dá)基板160之前能量降低。另外，通過(guò)在上述范圍內(nèi)使靶材100b與基板160之間的垂直距離較大，可以使濺射粒子入射到基板160時(shí)的方向接近于垂直，因此有時(shí)可以減輕濺射粒子的碰撞所導(dǎo)致的基板160的損傷。

圖15(a)示出與圖13(a)及圖14(a)不同的成膜室的截面圖的例子。

圖15(a)是對(duì)向靶材式濺射裝置。另外，也可以將使用該對(duì)向靶材式濺射裝置的成膜方法稱為vdsp(vapordepositionsp)。

圖15(a)是濺射裝置的成膜室的截面示意圖。圖15(a)所示的成膜室包括靶材100a及靶材100b、分別保持靶材100a及靶材100b的墊板110a及墊板110b、隔著墊板110a及墊板110b配置在靶材100a及靶材100b的背面的磁鐵單元130a及磁鐵單元130b。基板架170配置在靶材100a與靶材100b之間。在將基板160搬入成膜室的情況下，基板160通過(guò)基板架170固定。

另外，如圖15(a)所示，墊板110a和墊板110b連接于用來(lái)施加電位的電源190和電源191。優(yōu)選使用所謂的ac電源，即以在連接于墊板110a的電源190與連接于墊板110b的電源191之間交替轉(zhuǎn)換電位的高低的方式施加電位。另外，雖然示出了使用ac電源作為圖15所示的電源190和電源191的例子，但是不局限于此。例如，也可以使用rf電源、dc電源等作為電源190和電源191?；蛘撸娫?90和電源191也可以分別使用種類不同的電源。

另外，基板架170優(yōu)選連接于gnd。另外，基板架170也可以處于浮動(dòng)狀態(tài)。

圖15(b)和圖15(c)示出沿圖15(a)的點(diǎn)劃線a-b間的等離子體140的電位分布。圖15(b)所示的電位分布示出對(duì)墊板110a施加了高電位，且對(duì)墊板110b施加了低電位的狀態(tài)。就是說(shuō)，使陽(yáng)離子向靶材100b加速。圖15(c)所示的電位分布示出對(duì)墊板110a施加了低電位，且對(duì)墊板110b施加了高電位的狀態(tài)。就是說(shuō)，使陽(yáng)離子向靶材100b加速。可以以圖15(b)和圖15(c)所示的狀態(tài)交替轉(zhuǎn)換的方式進(jìn)行成膜。

另外，優(yōu)選在等離子體140充分到達(dá)基板160的表面的狀態(tài)下進(jìn)行成膜。例如，如圖15(a)所示，優(yōu)選為在等離子體140中配置有基板架170及基板160的狀態(tài)。特別優(yōu)選在等離子體140中的正柱區(qū)的區(qū)域中配置有基板架170及基板160。等離子體140中的正柱區(qū)的區(qū)域是在圖15(b)和圖15(c)所示的電位分布中，電位分布梯度小的區(qū)域。就是說(shuō)，如圖15(a)所示，由于在等離子體140中的正柱區(qū)的區(qū)域中配置基板160，使得基板160不被暴露于等離子體140中的強(qiáng)電場(chǎng)部，由此基板160因等離子體140受到的損傷少，可以減少缺陷。

另外，通過(guò)如圖15(a)所示那樣在等離子體140中配置有基板架170及基板160的狀態(tài)下形成膜，就能提高靶材100a及靶材100b的使用效率，所以較為理想。

如圖15(a)所示，將基板架170與靶材100a之間的水平距離定為l1，將基板架170與靶材100b之間的水平距離定為l2。l1和l2的長(zhǎng)度都優(yōu)選與基板160相等。另外，如上所述，為了使基板160在等離子體140中的正柱區(qū)的區(qū)域中，優(yōu)選適當(dāng)?shù)卣{(diào)整l1和l2的距離。例如，l1和l2都可以為10mm以上且200mm以下。

在圖15(a)所示的結(jié)構(gòu)中，靶材100a和靶材100b以彼此平行且相對(duì)的方式配置。另外，磁鐵單元130a和磁鐵單元130b以異極相對(duì)的方式配置。此時(shí)，磁力線為從磁鐵單元130b至磁鐵單元130a。因此，在成膜時(shí)，等離子體140封閉在由磁鐵單元130a和磁鐵單元130b形成的磁場(chǎng)中?；寮?70及基板160配置在靶材100a與靶材100b相對(duì)之間的區(qū)域(也稱為靶材間區(qū)域)中。另外，在圖15(a)中，與靶材100a和靶材100b相對(duì)的方向平行地配置基板架170及基板160，但是也可以傾斜于靶材100a和靶材100b相對(duì)的方向配置基板架170及基板160。例如，通過(guò)使基板架170及基板160傾斜30°以上且60°以下(典型為45°)，可以提高在成膜時(shí)垂直入射到基板160的濺射粒子的比率。

圖16所示的結(jié)構(gòu)與圖15(a)所示的結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)是：在圖16中，靶材100a和靶材100b以不是平行而是傾斜地相對(duì)的方式(v字形狀)配置。因此，就靶材的配置方式以外的點(diǎn)可以參照?qǐng)D15(a)的說(shuō)明。另外，磁鐵單元130a和磁鐵單元130b以異極相對(duì)的方式配置?；寮?70及基板160配置在靶材間區(qū)域中。通過(guò)如圖16所示那樣配置靶材100a和靶材100b，可以提高到達(dá)基板160的濺射粒子的比率，由此可以提高沉積速度。

另外，在圖15(a)中示出了將基板架170及基板160配置在等離子體140中的狀態(tài)，但是不局限于此。例如，如圖17所示，也可以將基板架170及基板160配置在等離子體140的外側(cè)。通過(guò)使基板160不暴露于等離子體140的高電場(chǎng)區(qū)域中，可以減少由等離子體140導(dǎo)致的損傷。但是，基板160離等離子體140越遠(yuǎn)，靶材100a及靶材100b的使用效率越低。另外，如圖17所示，基板架170的位置優(yōu)選可變。

另外，基板架170配置在靶材間區(qū)域的上側(cè)，但是也可以配置在該區(qū)域的下側(cè)。另外，也可以配置在下側(cè)和上側(cè)的雙方。通過(guò)將基板架170配置在下側(cè)和上側(cè)，可以對(duì)兩個(gè)以上的基板同時(shí)進(jìn)行成膜，由此可以提高產(chǎn)率。“靶材100a和靶材100b相對(duì)的區(qū)域的上側(cè)或/及下側(cè)”也可以被稱為“靶材100a和靶材100b相對(duì)的區(qū)域的側(cè)方”。

對(duì)向靶材式濺射裝置即使在高真空下也可以穩(wěn)定地生成等離子體。例如，在0.005pa以上且0.09pa以下也可以進(jìn)行成膜。因此，可以降低在進(jìn)行成膜時(shí)混入的雜質(zhì)的濃度。

通過(guò)使用對(duì)向靶材式濺射裝置，可以在高真空下進(jìn)行成膜，所以即使在基板160的溫度低的情況下也可以形成結(jié)晶性高的膜。例如，即使在基板160的溫度為10℃以上且低于100℃的情況下也可以形成結(jié)晶性高的膜。

圖18(a)示出對(duì)向靶材式濺射裝置的其他例子。

圖18(a)是對(duì)向靶材式濺射裝置中的成膜室的截面示意圖。與圖15(a)所示的成膜室的不同，在圖18(a)中，設(shè)置有靶材屏蔽122及靶材屏蔽123，并且具有連接于墊板110a及墊板110b的電源191。

另外，如圖18(a)所示，靶材屏蔽122a及靶材屏蔽122b連接于gnd。就是說(shuō)，借助于發(fā)生在被施加電源191的電位的墊板110a及墊板110b與被施加gnd的靶材屏蔽122a及靶材屏蔽122b之間的電位差，形成等離子體140。

另外，優(yōu)選在等離子體140充分到達(dá)基板160的表面的狀態(tài)下進(jìn)行成膜。例如，如圖18(a)所示，優(yōu)選為在等離子體140中配置有基板架170及基板160的狀態(tài)。特別優(yōu)選以基板架170及基板160在等離子體140中的正柱區(qū)的區(qū)域中的方式配置基板架170及基板160。等離子體中的正柱區(qū)的區(qū)域是電位分布梯度小的區(qū)域。就是說(shuō)，如圖18(a)所示，通過(guò)在等離子體140中的正柱區(qū)的區(qū)域中配置基板160，使得基板不被暴露于等離子體140中的強(qiáng)電場(chǎng)部，由此基板160因等離子體140受到的損傷少，可以得到高質(zhì)量的氧化物。

另外，通過(guò)如圖18(a)所示那樣在等離子體140中配置有基板架170及基板160的狀態(tài)下形成膜，可以提高靶材100a及靶材100b的使用效率，所以優(yōu)選。

如圖18(a)所示，將基板架170與靶材100a之間的水平距離定為l1，并將基板架170與靶材100b之間的水平距離定為l2。l1和l2的長(zhǎng)度優(yōu)選都與基板160的尺寸相等。另外，如上所述，為了使基板160在等離子體140中的正柱區(qū)的區(qū)域中，優(yōu)選適當(dāng)?shù)卣{(diào)整l1和l2的距離。

另外，在圖18(a)中雖然示出了將基板架170及基板160配置在等離子體140中的狀態(tài)，但是不局限于此。例如，如圖18(b)所示，也可以將基板架170及基板160配置在等離子體140的外側(cè)。通過(guò)使基板160不暴露于等離子體140的高電場(chǎng)區(qū)域中，可以減少由等離子體140導(dǎo)致的損傷。但是，基板160離等離子體140越遠(yuǎn)，靶材100a及靶材100b的使用效率越低。另外，如圖18(b)所示，基板架170的位置優(yōu)選可變。

另外，如圖18(b)所示，基板架170配置在靶材100a和靶材100b相對(duì)的區(qū)域的上側(cè)，但是也可以配置在該區(qū)域的下側(cè)。另外，也可以配置在下側(cè)和上側(cè)的雙方。通過(guò)將基板架170配置在該區(qū)域的下側(cè)和上側(cè)，可以對(duì)兩個(gè)以上的基板同時(shí)進(jìn)行成膜，由此可以提高產(chǎn)率。

在上述對(duì)向靶材式濺射裝置中，等離子體封閉在靶材間的磁場(chǎng)，所以可以減輕基板的等離子體損傷。此外，通過(guò)靶材的傾斜可以減小濺射粒子對(duì)基板的入射角度，所以可以提高沉積膜的臺(tái)階覆蓋性。另外，可以在高真空下進(jìn)行成膜，所以可以降低混入膜中的雜質(zhì)的濃度。

在成膜室中，也可以使用平行平板型濺射裝置、離子束濺射裝置。

〈成膜裝置〉

下面說(shuō)明具備能夠設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的一形態(tài)的濺射靶材的成膜室的成膜裝置的結(jié)構(gòu)。

首先，參照?qǐng)D19至圖20說(shuō)明在成膜時(shí)等雜質(zhì)很少混入膜中的成膜裝置的結(jié)構(gòu)。

圖19示意性地示出枚葉式多室成膜裝置2700的俯視圖。成膜裝置2700包括：具備收納基板的盒式接口(日文：カセットポート)2761和進(jìn)行基板對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)接口(日文：イメントポート)2762的大氣側(cè)基板供應(yīng)室2701；從大氣側(cè)基板供應(yīng)室2701搬運(yùn)基板的大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702；進(jìn)行基板的搬入且將室內(nèi)的壓力從大氣壓切換為減壓或從減壓切換為大氣壓的裝載閉鎖室2703a；進(jìn)行基板的搬出且將室內(nèi)的壓力從減壓切換為大氣壓或從大氣壓切換為減壓的卸載閉鎖室2703b；進(jìn)行真空中的基板的搬運(yùn)的搬運(yùn)室2704；對(duì)基板進(jìn)行加熱的基板加熱室2705；以及配置有靶材且進(jìn)行成膜的成膜室2706a、成膜室2706b及成膜室2706c。關(guān)于成膜室2706a、成膜室2706b及成膜室2706c的結(jié)構(gòu)，可以參照上述成膜室的結(jié)構(gòu)。

大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702與裝載閉鎖室2703a以及卸載閉鎖室2703b連接，裝載閉鎖室2703a以及卸載閉鎖室2703b與搬運(yùn)室2704連接，搬運(yùn)室2704與基板加熱室2705、成膜室2706a、成膜室2706b以及成膜室2706c連接。

在各室的連接部設(shè)置有閘閥2764，可獨(dú)立地保持除了大氣側(cè)基板供應(yīng)室2701及大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702以外的其他各室為真空狀態(tài)。大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702及搬運(yùn)室2704具有搬運(yùn)機(jī)器人2763，可以搬運(yùn)基板。

基板加熱室2705如果兼作等離子體處理室的話，較為理想。成膜裝置2700可在處理和處理之間以不暴露于大氣的方式搬運(yùn)基板，由此可以抑制雜質(zhì)吸附到基板上。另外，可以自由地決定成膜或者熱處理等的順序。搬運(yùn)室、成膜室、裝載閉鎖室、卸載閉鎖室以及基板加熱室的數(shù)量不局限于上述數(shù)量，可以根據(jù)設(shè)置空間或工序條件適當(dāng)?shù)貨Q定。

接著，圖20示出沿著圖19所示的成膜裝置2700的點(diǎn)劃線x1-x2、點(diǎn)劃線y1-y2及點(diǎn)劃線y2-y3的截面。

圖20(a)示出了基板加熱室2705和搬運(yùn)室2704的截面?；寮訜崾?705具有能夠收納基板的多個(gè)加熱載物臺(tái)2765?；寮訜崾?705通過(guò)閥與真空泵2770連接。作為真空泵2770，例如可以使用干燥泵和機(jī)械增壓泵等。

作為可以用于基板加熱室2705的加熱機(jī)構(gòu)，例如也可以使用利用電阻發(fā)熱體等進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)。或者，也可以使用利用被加熱的氣體等的介質(zhì)的熱傳導(dǎo)或熱輻射來(lái)進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)。例如，可以使用grta(gasrapidthermalanneal：氣體快速熱退火)、lrta(lamprapidthermalanneal：燈快速熱退火)等的rta(rapidthermalanneal：快速熱退火)。lrta通過(guò)鹵素?zé)?、金鹵燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈、高壓汞燈等的燈發(fā)射的光(電磁波)的輻射來(lái)加熱被處理物。grta利用高溫氣體進(jìn)行熱處理。作為氣體使用惰性氣體。

基板加熱室2705通過(guò)質(zhì)量流量控制器2780與精制器2781連接。雖然根據(jù)氣體種類的數(shù)目決定質(zhì)量流量控制器2780和精制器2781的數(shù)目，但是為了便于理解只示出一個(gè)質(zhì)量流量控制器2780和一個(gè)精制器2781。作為導(dǎo)入到基板加熱室2705中的氣體，可以使用露點(diǎn)為-80℃以下、優(yōu)選為-100℃以下的氣體，例如可以使用氧氣體、氮?dú)怏w及稀有氣體(氬氣體等)。

搬運(yùn)室2704具有搬運(yùn)機(jī)器人2763。搬運(yùn)機(jī)器人2763能夠?qū)⒒灏徇\(yùn)到各室。搬運(yùn)室2704通過(guò)閥與真空泵2770以及低溫泵2771連接。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，將搬運(yùn)室2704使用真空泵2770從大氣壓抽空到低真空或中真空(0.1pa至幾百pa左右)，然后切換閥，使用低溫泵2771從中真空抽空到高真空或超高真空(0.1pa至1×10^-7pa)。

例如也可以使兩臺(tái)以上的低溫泵2771與搬運(yùn)室2704并聯(lián)連接。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，即使一臺(tái)低溫泵在進(jìn)行再生中，也可以使用其他的低溫泵進(jìn)行排氣。上述再生是指進(jìn)行釋放在低溫泵中積存的分子(或原子)的處理。當(dāng)?shù)蜏乇梅e存過(guò)多分子(或原子)時(shí)，其排氣能力降低，由此定期進(jìn)行再生。

圖20(b)示出成膜室2706b、搬運(yùn)室2704、裝載閉鎖室2703a的截面。

在此，參照?qǐng)D20(b)說(shuō)明成膜室(濺射室)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖20(b)所示的成膜室2706b包括：靶材2766a、靶材2766b、靶材屏蔽2767a、靶材屏蔽2767b、磁鐵單元2790a、磁鐵單元2790b、基板架2768及電源2791。雖然未圖示，但是靶材2766a及靶材2766b各自隔著墊板固定于靶材架。靶材2766a及靶材2766b與電源2791電連接。磁鐵單元2790a及磁鐵單元2790b分別被配置在靶材2766a及靶材2766b的背面。靶材屏蔽2767a及靶材屏蔽2767b分別以圍繞靶材2766a及靶材2766b的端部的方式配置。在此，基板架2768支撐有基板2769?；寮?768隔著可變構(gòu)件2784固定于成膜室2706b?？梢杂煽勺儤?gòu)件2784將基板架2768移動(dòng)到靶材2766a與靶材2766b之間的區(qū)域(也稱為靶材間區(qū)域)。例如，通過(guò)將支撐基板2769的基板架2768配置在靶材間區(qū)域，有時(shí)可以減輕等離子體所引起的損傷。雖然未圖示，但是基板架2768也可以具備保持基板2769的基板保持機(jī)構(gòu)或從背面對(duì)基板2769加熱的背面加熱器等。

通過(guò)靶材屏蔽2767a及靶材屏蔽2767b可以抑制從靶材2766a及靶材2766b濺射出的粒子沉積在不希望的區(qū)域。另外，優(yōu)選對(duì)靶材屏蔽2767及靶材屏蔽2767b進(jìn)行加工以防止沉積的濺射粒子剝離。例如，可以進(jìn)行使表面粗糙度增加的噴砂處理、或者在靶材屏蔽2767及靶材屏蔽2767b的表面設(shè)置凹凸。

成膜室2706b通過(guò)氣體加熱機(jī)構(gòu)2782與質(zhì)量流量控制器2780連接。氣體加熱機(jī)構(gòu)2782通過(guò)質(zhì)量流量控制器2780與精制器2781連接。利用氣體加熱機(jī)構(gòu)2782可將導(dǎo)入到成膜室2706b的氣體加熱到40℃以上且400℃以下，優(yōu)選為50℃以上且200℃以下。雖然根據(jù)氣體種類的數(shù)目決定氣體加熱機(jī)構(gòu)2782、質(zhì)量流量控制器2780和精制器2781的數(shù)目，但是為了便于理解只示出一個(gè)氣體加熱機(jī)構(gòu)2782、一個(gè)質(zhì)量流量控制器2780和一個(gè)精制器2781。作為導(dǎo)入到成膜室2706b的氣體，優(yōu)選使用露點(diǎn)為-80℃以下、優(yōu)選為-100℃以下的氣體，例如使用氧氣體、氮?dú)怏w及稀有氣體(氬氣體等)。

當(dāng)在氣體導(dǎo)入口的前面設(shè)置精制器時(shí)，將從精制器到成膜室2706b的管道的長(zhǎng)度設(shè)定為10m以下，優(yōu)選為5m以下，更優(yōu)選為1m以下。通過(guò)將管道的長(zhǎng)度設(shè)定為10m以下、5m以下或1m以下，可以根據(jù)管道長(zhǎng)度減少來(lái)自管道的釋放氣體的影響。再者，氣體的管道優(yōu)選使用內(nèi)部由氟化鐵、氧化鋁或氧化鉻等覆蓋的金屬管道。例如與sus316l-ep管道相比，上述管道所釋放的包含雜質(zhì)的氣體的量少，可以降低雜質(zhì)混入氣體。作為管道的接頭，可使用高性能超小型金屬墊片接頭(upg接頭)。通過(guò)以金屬構(gòu)成全部的管道，與使用樹脂等的情況相比，可以降低所產(chǎn)生的釋放氣體及外部泄漏的影響，所以是優(yōu)選的。

成膜室2706b通過(guò)閥與渦輪分子泵2772以及真空泵2770連接。

在成膜室2706b中設(shè)置有低溫冷阱2751。

低溫冷阱2751是能吸附水等的融點(diǎn)較高的分子(或原子)的機(jī)構(gòu)。渦輪分子泵2772能夠穩(wěn)定排出大分子(或原子)且維修頻度低，因此在生產(chǎn)率上占有優(yōu)勢(shì)，但是排氫、排水的能力較低。于是，為了提高排出水等的能力，采用低溫冷阱2751與成膜室2706b連接的結(jié)構(gòu)。低溫冷阱2751的制冷機(jī)的溫度為100k以下，優(yōu)選為80k以下。當(dāng)?shù)蜏乩溱?751具有多個(gè)制冷機(jī)時(shí)，通過(guò)使每個(gè)制冷機(jī)的溫度為不同，可以高效率地進(jìn)行排氣，所以是優(yōu)選的。例如，可以將第一階段的制冷機(jī)的溫度設(shè)定為100k以下，將第二階段的制冷機(jī)的溫度設(shè)定為20k以下。通過(guò)使用鈦升華泵代替低溫冷阱，有時(shí)可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高真空。此外，通過(guò)使用離子泵代替低溫冷阱及渦輪分子泵，有時(shí)可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高真空。

成膜室2706b的排氣方法不局限于上述方法，也可以與上述搬運(yùn)室2704的排氣方法(利用低溫泵及真空泵的排氣方法)同樣。當(dāng)然，搬運(yùn)室2704的排氣方法也可以與成膜室2706b(利用渦輪分子泵及真空泵的排氣方法)同樣。

優(yōu)選將上述搬運(yùn)室2704、基板加熱室2705和成膜室2706b的背壓(全壓)以及各氣體分子(原子)的分壓設(shè)定為如下。尤其是，因存在雜質(zhì)混入形成的膜的可能性，需要考慮成膜室2706b的背壓以及各氣體分子(原子)的分壓。

上述各室的背壓(全壓)為1×10^-4pa以下，優(yōu)選為3×10^-5pa以下，更優(yōu)選為1×10^-5pa以下。上述各室的質(zhì)量電荷比(m/z)是18的氣體分子(原子)的分壓為3×10^-5pa以下，優(yōu)選為1×10^-5pa以下，更優(yōu)選為3×10^-6pa以下。此外，上述各室的m/z是28的氣體分子(原子)的分壓為3×10^-5pa以下，優(yōu)選為1×10^-5pa以下，更優(yōu)選為3×10^-6pa以下。上述各室的m/z是44的氣體分子(原子)的分壓為3×10^-5pa以下，優(yōu)選為1×10^-5pa以下，更優(yōu)選為3×10^-6pa以下。

真空腔室內(nèi)的全壓及分壓可以使用質(zhì)量分析器測(cè)量。例如，使用由ulvac,inc.制造的四極質(zhì)量分析器(也稱為q-mass)quleecgm-051即可。

優(yōu)選將上述搬運(yùn)室2704、基板加熱室2705及成膜室2706b形成為外部泄漏及內(nèi)部泄漏少的構(gòu)成。

例如，上述搬運(yùn)室2704、基板加熱室2705及成膜室2706b的泄漏率為3×10^-6pa·m³/s以下，優(yōu)選為1×10^-6pa·m³/s以下。m/z是18的氣體分子(原子)的泄漏率為1×10^-7pa·m³/s以下，優(yōu)選為3×10^-8pa·m³/s以下。m/z是28的氣體分子(原子)的泄漏率為1×10^-5pa·m³/s以下，優(yōu)選為1×10^-6pa·m³/s以下。m/z是44的氣體分子(原子)的泄漏率為3×10^-6pa·m³/s以下，優(yōu)選為1×10^-6pa·m³/s以下。

泄漏率可以根據(jù)利用上述質(zhì)量分析器測(cè)出的全壓及分壓算出。

泄漏率取決于外部泄漏及內(nèi)部泄漏。外部泄漏是指由于微小的孔或密封不良等，氣體從真空系統(tǒng)的外部流入的現(xiàn)象。內(nèi)部泄漏起因于來(lái)自真空系統(tǒng)中的閥等隔板的泄漏或來(lái)自內(nèi)部構(gòu)件的釋放氣體。為了將泄漏率設(shè)定為上述數(shù)值以下，需要從外部泄漏及內(nèi)部泄漏的兩個(gè)方面采取措施。

例如，優(yōu)選使用金屬墊片對(duì)成膜室2706b的開(kāi)閉部分進(jìn)行密封。金屬墊片優(yōu)選使用由氟化鐵、氧化鋁或氧化鉻覆蓋的金屬。金屬墊片的緊密性比o形環(huán)高，因此可以降低外部泄漏。通過(guò)利用鈍態(tài)的由氟化鐵、氧化鋁、氧化鉻等覆蓋的金屬，可以抑制從金屬墊片釋放的包含雜質(zhì)的釋放氣體，由此可以降低內(nèi)部泄漏。

作為構(gòu)成成膜裝置2700的構(gòu)件，使用包含雜質(zhì)的釋放氣體少的鋁、鉻、鈦、鋯、鎳或釩。另外，也可以將上述構(gòu)件覆蓋含有鐵、鉻及鎳等的合金進(jìn)行使用。含有鐵、鉻及鎳等的合金具有剛性，耐熱且適于加工。在此，如果預(yù)先通過(guò)拋光等減少構(gòu)件表面的凹凸以縮小表面積，則可以減少釋放氣體。

或者，也可以使用氟化鐵、氧化鋁、氧化鉻等覆蓋上述成膜裝置2700的構(gòu)件。

優(yōu)選成膜裝置2700的構(gòu)件盡量只由金屬構(gòu)成，例如當(dāng)設(shè)置由石英等構(gòu)成的觀察窗(日文：覗き窓、viewingwindow)等時(shí)，為了抑制釋放氣體，可以氟化鐵、氧化鋁或氧化鉻等薄薄地覆蓋表面。

雖然存在于成膜室內(nèi)的吸附物吸附于內(nèi)壁等而不影響成膜室的壓力，但是該吸附物成為對(duì)成膜室進(jìn)行排氣時(shí)產(chǎn)生的氣體釋放的原因。因此，雖然泄漏率與排氣速度不相關(guān)，但是使用排氣能力高的泵盡量使存在于成膜室內(nèi)的吸附物脫離，預(yù)先進(jìn)行排氣是重要的。為了促進(jìn)吸附物的脫離，也可以對(duì)成膜室進(jìn)行烘烤。通過(guò)進(jìn)行烘烤，可以將吸附物的脫離速度提高10倍左右。烘烤以100℃以上且450℃以下進(jìn)行即可。此時(shí)，如果一邊將惰性氣體導(dǎo)入成膜室，一邊去除吸附物，則可進(jìn)一步提高僅通過(guò)排氣不容易脫離的水等的脫離速度。再者，通過(guò)將所導(dǎo)入的惰性氣體加熱至與烘烤溫度相同程度的溫度，可以進(jìn)一步提高吸附物的脫離速度。這里，作為惰性氣體優(yōu)選使用稀有氣體。根據(jù)形成的膜的種類，也可以使用氧等代替惰性氣體。例如，當(dāng)進(jìn)行氧化物的成膜時(shí)，有時(shí)優(yōu)選使用作為主要成分的氧。優(yōu)選使用燈進(jìn)行烘烤。

另外，優(yōu)選通過(guò)導(dǎo)入加熱的稀有氣體等的惰性氣體或氧等，提高成膜室內(nèi)的壓力，并在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間之后再次對(duì)成膜室進(jìn)行排氣處理。通過(guò)加熱的氣體的導(dǎo)入使成膜室內(nèi)的吸附物脫離，可減少存在于成膜室內(nèi)的雜質(zhì)。有效的是將該處理反復(fù)進(jìn)行2次以上且30次以下，優(yōu)選為5次以上且15次以下。具體地，通過(guò)導(dǎo)入溫度在40℃以上且400℃以下，優(yōu)選為50℃以上且200℃以下的惰性氣體或氧等，使成膜室內(nèi)的壓力形成為0.1pa以上且10kpa以下，優(yōu)選為1pa以上且1kpa以下，更優(yōu)選為5pa以上且100pa以下，并將保持壓力的期間定為1分以上且300分以下，優(yōu)選為5分以上且120分以下，即可。然后，對(duì)成膜室進(jìn)行排氣5分以上且300分以下，優(yōu)選為10分以上且120分以下。

另外，通過(guò)進(jìn)行假成膜(日文：ダミー成膜)也可進(jìn)一步提高吸附物的脫離速度。假成膜是指通過(guò)濺射法等對(duì)假基板進(jìn)行成膜以在假基板上及成膜室內(nèi)壁沉積膜，來(lái)將成膜室內(nèi)的雜質(zhì)及成膜室內(nèi)壁的吸附物封閉在膜中。作為假基板優(yōu)選使用釋放氣體少的基板。通過(guò)進(jìn)行假成膜可以降低后面形成的膜中的雜質(zhì)濃度。另外，可以與烘烤同時(shí)進(jìn)行假成膜。

接著，對(duì)圖20(b)所示的搬運(yùn)室2704和裝載閉鎖室2703a以及圖20(c)所示的大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702和大氣側(cè)基板供應(yīng)室2701的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖20(c)示出大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702和大氣側(cè)基板供應(yīng)室2701的截面。

關(guān)于圖20(b)所示的搬運(yùn)室2704，參照?qǐng)D20(a)所示的搬運(yùn)室2704的記載。

裝載閉鎖室2703a具有基板交接載物臺(tái)2752。裝載閉鎖室2703a將壓力從減壓上升到大氣壓，當(dāng)將裝載閉鎖室2703a的壓力上升到大氣壓時(shí)，基板交接載物臺(tái)2752從設(shè)置在大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702中的搬運(yùn)機(jī)器人2763接收基板。然后，在對(duì)裝載閉鎖室2703a進(jìn)行抽空而處于減壓狀態(tài)之后，設(shè)置在搬運(yùn)室2704中的搬運(yùn)機(jī)器人2763從基板交接載物臺(tái)2752接收基板。

裝載閉鎖室2703a通過(guò)閥與真空泵2770以及低溫泵2771連接。關(guān)于真空泵2770、低溫泵2771的排氣系統(tǒng)的連接方法，可以參照搬運(yùn)室2704的連接方法，所以這里省略說(shuō)明。圖19所示的卸載閉鎖室2703b可以采用與裝載閉鎖室2703a相同的結(jié)構(gòu)。

大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702具有搬運(yùn)機(jī)器人2763。通過(guò)搬運(yùn)機(jī)器人2763可以進(jìn)行盒式接口2761和裝載閉鎖室2703a之間的基板的交接。另外，也可以在大氣側(cè)基板搬運(yùn)室2702、大氣側(cè)基板供應(yīng)室2701的上方設(shè)置用來(lái)去除塵屑或微粒的機(jī)構(gòu)如hepa過(guò)濾器(highefficiencyparticulateairfilter：高效空氣凈化器)等。

大氣側(cè)基板供應(yīng)室2701具有多個(gè)盒式接口2761。盒式接口2761可以收納多個(gè)基板。

靶材的表面溫度為100℃以下，優(yōu)選為50℃以下，更優(yōu)選為室溫程度(典型的是25℃)。對(duì)應(yīng)大面積基板的濺射裝置大多使用大面積的靶材。但是，沒(méi)有接縫地制造具有對(duì)應(yīng)大面積的尺寸的靶材是困難的。在實(shí)際制造時(shí)，將多個(gè)靶材以盡量沒(méi)有間隙的方式排列成較大的形狀，但是無(wú)論怎樣總會(huì)有微小的間隙。當(dāng)靶材的表面溫度升高時(shí)，有時(shí)鋅等從該微小的間隙揮發(fā)，導(dǎo)致間隙漸漸變大。當(dāng)間隙變大時(shí)，有時(shí)用于墊板及用來(lái)粘合墊板與靶材的粘合構(gòu)件的金屬也被濺射，這成為導(dǎo)致雜質(zhì)濃度變高的主要原因。因此，充分冷卻靶材較為理想。

具體地，作為墊板使用具有高導(dǎo)電性及高散熱性的金屬(具體的是銅)。通過(guò)在墊板內(nèi)形成水路并使充分量的冷卻水流過(guò)水路，可以高效率地冷卻靶材。

當(dāng)靶材含有鋅時(shí)，通過(guò)在氧氣體氣氛下成膜，等離子體損傷減輕，由此可以獲得不易發(fā)生鋅揮發(fā)的氧化物。

通過(guò)使用上述成膜裝置，可以將如下的氧化物半導(dǎo)體成膜，氧化物半導(dǎo)體是利用二次離子質(zhì)譜分析(sims：secondaryionmassspectrometry)測(cè)得的氫濃度為2×10²⁰atoms/cm³以下，優(yōu)選為5×10¹⁹atoms/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹⁹atoms/cm³以下，進(jìn)一步優(yōu)選為5×10¹⁸atoms/cm³以下的氧化物半導(dǎo)體。

另外，可以將如下的氧化物半導(dǎo)體成膜，氧化物半導(dǎo)體是利用sims測(cè)得的氮濃度低于5×10¹⁹atoms/cm³，優(yōu)選為1×10¹⁹atoms/cm³以下，更優(yōu)選為5×10¹⁸atoms/cm³以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1×10¹⁸atoms/cm³以下的氧化物半導(dǎo)體。

另外，可以將如下的氧化物半導(dǎo)體成膜，氧化物半導(dǎo)體是利用sims測(cè)得的碳濃度低于5×10¹⁹atoms/cm³，優(yōu)選為5×10¹⁸atoms/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹⁸atoms/cm³以下，進(jìn)一步優(yōu)選為5×10¹⁷atoms/cm³以下的氧化物半導(dǎo)體。

另外，可以將如下的氧化物半導(dǎo)體成膜，氧化物半導(dǎo)體是利用熱脫附譜分析法(tds：thermaldesorptionspectroscopy)測(cè)得的m/z是2(氫分子等)的氣體分子(原子)、m/z是18的氣體分子(原子)、m/z是28的氣體分子(原子)及m/z是44的氣體分子(原子)的釋放量分別為1×10¹⁹個(gè)/cm³以下，優(yōu)選為1×10¹⁸個(gè)/cm³以下的氧化物半導(dǎo)體。

通過(guò)使用上述成膜裝置，可以抑制雜質(zhì)混入氧化物半導(dǎo)體。并且，通過(guò)利用上述成膜裝置形成接觸于氧化物半導(dǎo)體的膜，可以抑制雜質(zhì)從接觸于氧化物半導(dǎo)體的膜混入氧化物半導(dǎo)體。

<成膜方法>

以下說(shuō)明利用濺射法的caac-os成膜模型的一個(gè)例子。

如圖21(a)所示，基板220與靶材230以相對(duì)的方式配置。基板220與靶材230之間的距離d(也稱為靶材-基板間距離(t-s間距離))為0.01m以上且1m以下，優(yōu)選為0.02m以上且0.5m以下。成膜室內(nèi)幾乎被成膜氣體(例如，氧、氬或包含5體積％以上的氧的混合氣體)充滿，并且成膜室內(nèi)的壓力被控制為0.01pa以上且100pa以下，優(yōu)選為0.1pa以上且10pa以下。在此，通過(guò)對(duì)靶材230施加一定值以上的電壓，開(kāi)始放電，確認(rèn)到等離子體240。通過(guò)磁場(chǎng)在靶材230附近形成高密度等離子體區(qū)域。在高密度等離子體區(qū)域中，因成膜氣體離子化而產(chǎn)生離子201。離子201例如是氧的陽(yáng)離子(o⁺)或氬的陽(yáng)離子(ar⁺)等。此外，在基板220的下部設(shè)置有加熱機(jī)構(gòu)260。

靶材230與墊板210粘合。在隔著墊板210與靶材230相對(duì)的位置配置有磁鐵250。將利用磁鐵的磁場(chǎng)提高成膜速度的濺射法稱為磁控濺射法。

靶材230具有包含多個(gè)晶粒的多晶結(jié)構(gòu)，其中任一晶粒都含有劈開(kāi)面。作為一個(gè)例子，圖22(a)示出靶材230所包含的inmzno4(元素m例如為鋁、鎵、釔或錫)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。圖22(a)示出從平行于b軸的方向觀察時(shí)的inmzno4的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在inmzno4結(jié)晶中，通過(guò)氧原子具有負(fù)電荷，在靠近的兩個(gè)m-zn-o層之間產(chǎn)生斥力。因此，inmzno4結(jié)晶在靠近的兩個(gè)m-zn-o層之間具有劈開(kāi)面。

在高密度等離子體區(qū)域產(chǎn)生的離子201被電場(chǎng)向靶材230一側(cè)加速，然后碰撞到靶材230。此時(shí)，是平板狀或顆粒狀的濺射粒子的顆粒(日文：ペレット)200從劈開(kāi)面剝離。另外，隨著顆粒200的剝離，粒子203也從靶材230濺出。粒子203具有一個(gè)原子或幾個(gè)原子的集合體。由此，粒子203也被稱為原子狀粒子(atomicparticles：原子狀粒子)。

使用圖23所示的截面圖說(shuō)明在靶材表面的劈開(kāi)的樣子。圖23(a)是具有劈開(kāi)面(虛線部)的靶材230的截面圖。當(dāng)離子201碰撞到靶材230時(shí)，從劈開(kāi)面的端部開(kāi)始切斷鍵合(參照?qǐng)D23(b))。劈開(kāi)了的面和面之間因存在同一極性的電荷，而互相排斥。由此，不會(huì)發(fā)生鍵合切斷的地方的再鍵合。然后，通過(guò)電荷的排斥進(jìn)展，使得鍵合切斷的區(qū)域逐漸擴(kuò)大(參照?qǐng)D23(c))。最終，顆粒200從靶材230剝離(參照?qǐng)D23(d))。顆粒200是夾在圖22(a)所示的兩個(gè)劈開(kāi)面之間的部分。因此，如果只抽出顆粒200的話，可知其截面成為如圖22(b)所示那樣，其上表面成為如圖22(c)所示那樣。有時(shí)因離子201碰撞時(shí)的沖擊而在顆粒200的結(jié)構(gòu)上發(fā)生應(yīng)變。

顆粒200是具有三角形(例如正三角形)的平面的平板狀或顆粒狀的濺射粒子?；蛘?，顆粒200是具有六角形、例如正六角形的平面的平板狀或顆粒狀的濺射粒子。但顆粒200的形狀不局限于三角形或六角形。例如，有時(shí)成為組合多個(gè)三角形的形狀。例如，有時(shí)也成為組合兩個(gè)三角形(例如，正三角形)而成的四角形(例如，菱形)。

顆粒200的厚度取決于成膜氣體的種類等。例如，顆粒200的厚度為0.4nm以上且1nm以下，優(yōu)選為0.6nm以上且0.8nm以下。另外，例如，顆粒200的寬度為1nm以上且3nm以下，優(yōu)選為1.2nm以上且2.5nm以下。

有時(shí)存在顆粒200通過(guò)從等離子體240接收電荷，表面帶負(fù)電或正電的情況。例如，存在顆粒200從等離子體240中的o^2-接收負(fù)電荷的情況。在此情況下，顆粒200的表面的氧原子帶負(fù)電。另外，還存在顆粒200因在等離子體240中粒子203附著于其側(cè)面并鍵合而發(fā)生橫向生長(zhǎng)的情況。

通過(guò)等離子體240的顆粒200及粒子203到達(dá)基板220的表面。另外，還存在粒子203的一部分由于質(zhì)量小而被真空泵等排出到外部的情況。

接著，使用圖24說(shuō)明在基板220的表面中的顆粒200及粒子203的沉積。

首先，第一個(gè)顆粒200的顆粒200a沉積在基板220上。由于顆粒200a是平板狀，所以其平面一側(cè)朝向基板220的表面進(jìn)行沉積(參照?qǐng)D24(a))。此時(shí)，顆粒200a的基板220一側(cè)的表面的電荷通過(guò)基板220釋放。

接著，第二個(gè)顆粒200顆粒200b到達(dá)基板220。此時(shí)，由于顆粒200a的表面及顆粒200b的表面帶電荷，所以互相排斥(參照?qǐng)D24(b))。

其結(jié)果是，顆粒200b避開(kāi)在顆粒200a上沉積，而在基板220的表面的少許離開(kāi)顆粒200a的地方朝向基板表面平面?zhèn)冗M(jìn)行沉積(參照?qǐng)D24(c))。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行上述沉積，在基板220的表面沉積無(wú)數(shù)的顆粒200，其厚度僅為一層的厚度。另外，在顆粒200和其他顆粒200之間產(chǎn)生未沉積顆粒200的區(qū)域。

接著，與此同樣，作為第三個(gè)顆粒200的顆粒200c以其平面一側(cè)朝向基板220的表面的方式沉積。另外，接受了來(lái)自等離子體240的能量的粒子203到達(dá)基板220的表面(參照?qǐng)D25(a))。

粒子203不能在顆粒200的表面等的活性區(qū)域沉積。由此，粒子203以填入未沉積顆粒200的區(qū)域的方式沉積。由此，粒子203附著于顆粒200之間。粒子203通過(guò)接受來(lái)自等離子體240的能量而使鍵形成活性狀態(tài)，與顆粒200進(jìn)行化學(xué)連接，形成橫向生長(zhǎng)部202(參照?qǐng)D25(b))。再者，橫向生長(zhǎng)部202在橫向方向上生長(zhǎng)(也稱為橫向生長(zhǎng)：lateralgrowth)，連結(jié)顆粒200之間，形成層206a(參照?qǐng)D25(c))。由此，直到填滿未沉積顆粒200的區(qū)域?yàn)橹钩练e粒子203。該機(jī)理類似于原子層沉積(ald：atomiclayerdeposition)法的沉積機(jī)理。

因此，即使在多個(gè)顆粒200以其平面一側(cè)朝向基板220的表面的方式沉積的情況下，以及多個(gè)顆粒200向彼此不同的方向的情況下，通過(guò)粒子203一邊橫向生長(zhǎng)，一邊填入多個(gè)顆粒200之間，可以避免形成明確的晶界。另外，由于在多個(gè)顆粒200之間由粒子203平滑地連結(jié)，所以形成與單晶及多晶不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。換言之，形成在微小的結(jié)晶區(qū)域(顆粒200)之間具有應(yīng)變的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。像這樣，由于填入結(jié)晶區(qū)域間的區(qū)域?yàn)閼?yīng)變的結(jié)晶區(qū)域，所以可以認(rèn)為將該區(qū)域稱為非晶結(jié)構(gòu)是不適當(dāng)?shù)摹?/p>

然后，作為新的顆粒200的顆粒206d、顆粒206e以及顆粒206f以其平面一側(cè)朝向?qū)?06a的表面的方式沉積(參照?qǐng)D26(a))。接著，粒子203以填入未沉積顆粒200的區(qū)域的方式沉積。這樣，粒子203附著于顆粒200的側(cè)面，橫向生長(zhǎng)部202進(jìn)行橫向生長(zhǎng)，連接顆粒200之間，形成層206b(參照?qǐng)D26(b))。直到形成第m層(m為2以上的整數(shù))的層206m為止繼續(xù)成膜，形成具有疊層體的薄膜結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D26(c))。

另外，顆粒200的沉積機(jī)理也可根據(jù)基板220的表面溫度等而變化。例如，如果基板220的表面溫度高，顆粒200在基板220的表面發(fā)生遷移。其結(jié)果是，由于在顆粒200和其他顆粒200之間直接連結(jié)而不介入粒子203的比例增加，所以成為取向性高的caac-os。在將caac-os成膜時(shí)的基板220的表面溫度為100℃以上且低于500℃，優(yōu)選為140℃以上且低于450℃，更優(yōu)選為170℃以上且低于400℃。因此，可知即使在使用第8代以上的大面積基板作為基板220的情況下，也幾乎不產(chǎn)生因caac-os的成膜導(dǎo)致的翹曲等。

另一方面，如果基板220的表面溫度低，顆粒200不易在基板220的表面發(fā)生遷移。其結(jié)果是，通過(guò)顆粒200之間堆積重疊，成為取向性低的nc-os(nanocrystallineoxidesemiconductor：納米晶氧化物半導(dǎo)體)等。在nc-os中，通過(guò)顆粒200帶負(fù)電，顆粒200有可能隔著一定間隔進(jìn)行沉積。因此，nc-os的取向性低，但稍微有規(guī)律性，可形成較非晶氧化物半導(dǎo)體更加致密的結(jié)構(gòu)。

在caac-os中，因顆粒間的間隙變得極小，所以有時(shí)形成一個(gè)大顆粒。一個(gè)大顆粒內(nèi)部具有單晶結(jié)構(gòu)。例如，顆粒的大小，如果從上面看的話，有時(shí)為10nm以上且200nm以下、15nm以上且100nm以下、或20nm以上且50nm以下。

認(rèn)為通過(guò)如上述的成膜模型，顆粒就會(huì)在基板的表面沉積下去。即使在被形成面不具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的情況下，也能進(jìn)行caac-os的成膜，所以可知作為與外延生長(zhǎng)不同的成長(zhǎng)機(jī)構(gòu)的上述的成膜模型是很妥當(dāng)?shù)摹Ａ硗?，還可知因是上述成膜模型，所以caac-os及nc-os即使是大面積的玻璃基板等，也可均勻地成膜。例如，即使基板的表面(被形成面)的結(jié)構(gòu)為非晶結(jié)構(gòu)(例如非晶氧化硅)，也能將caac-os成膜。

另外還可知：即使在作為被形成面的基板表面存在凹凸?fàn)畹那闆r下，顆粒也沿著其形狀排列。

另外，根據(jù)上述成膜模型可知，為了將結(jié)晶性高的caac-os進(jìn)行成膜，只要采用如下方法即可。首先，為了增長(zhǎng)平均自由行程，在更高真空狀態(tài)下成膜。其次，為了減少基板附近的損傷，減弱等離子體的能量。其次，對(duì)被形成面施加熱能，以消除伴隨每次成膜的等離子體損傷。

對(duì)顆粒為平板狀的情況的說(shuō)明到此為止。例如，當(dāng)顆粒為立方體形狀(日文：サイコロ狀)或柱狀等的寬度小的顆粒時(shí)，到達(dá)基板表面的顆粒以各種各樣的方向進(jìn)行沉積。并且，粒子附著于保持沉積時(shí)的方向的顆粒側(cè)面，橫向生長(zhǎng)部進(jìn)行橫向生長(zhǎng)。其結(jié)果是，所得到的薄膜的結(jié)晶的取向性有可能不一樣。

另外，上述成膜模型不局限于如下靶材的情況，即該靶材具有含有多個(gè)晶粒的in-m-zn氧化物等復(fù)合氧化物的多晶結(jié)構(gòu)且其中任一晶粒包含劈開(kāi)面。例如，也可以應(yīng)用于使用含有氧化銦、元素m的氧化物以及氧化鋅的混合物靶材的情況。

因?yàn)榛旌衔锇胁臎](méi)有劈開(kāi)面，所以被濺射時(shí)原子狀粒子從靶材剝離。成膜時(shí)，在靶材附近形成有等離子體的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域。由此，從靶材剝離了的原子狀粒子因等離子體的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域的作用而鍵合并進(jìn)行橫向生長(zhǎng)。例如，首先，作為原子狀粒子的銦鍵合而進(jìn)行橫向生長(zhǎng)，由此形成由in-o層構(gòu)成的納米晶。接著，以補(bǔ)充該納米晶的方式在上下方向上鍵合m-zn-o層。如此，即使在使用混合物靶材的情況下，也可能形成顆粒。由此，即使在使用混合物靶材的情況下，也可以應(yīng)用上述成膜模型。

但是，在靶材附近沒(méi)有形成等離子體的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，只有從靶材剝離了的原子狀粒子沉積在基板表面上。在此情況下，有時(shí)也在基板表面上原子狀粒子進(jìn)行橫向生長(zhǎng)。但是，原子狀粒子的方向不一樣，由此所得到的薄膜的結(jié)晶取向性也不一樣。也就是說(shuō)，成為nc-os等。

<橫向生長(zhǎng)>

下面，對(duì)在顆粒200的橫向方向上粒子203附著(也稱為鍵合或吸附)而橫向生長(zhǎng)的情況進(jìn)行說(shuō)明。

圖27(a)、圖27(b)、圖27(c)、圖27(d)及圖27(e)是示出顆粒200的結(jié)構(gòu)及金屬離子附著的位置的圖。另外，作為顆粒200，假設(shè)從ingazno4的結(jié)晶結(jié)構(gòu)在保持化學(xué)計(jì)量組成的情況下抽出84個(gè)原子的團(tuán)簇模型(日文：クラスタモデル、clustermodel)。另外，圖27(f)示出從平行于c軸的方向看顆粒200時(shí)所看到的結(jié)構(gòu)。圖27(g)示出從平行于a軸的方向看顆粒200時(shí)所看到的結(jié)構(gòu)。

以位置a、位置b、位置a、位置b及位置c示出金屬離子的附著位置。另外，位置a為在顆粒200上表面由一個(gè)鎵、兩個(gè)鋅圍繞的晶格間位點(diǎn)(site)的上方。位置b為在顆粒200上表面由兩個(gè)鎵、一個(gè)鋅圍繞的晶格間位點(diǎn)的上方。位置a為顆粒200側(cè)面的銦位點(diǎn)。位置b為在顆粒200側(cè)面in-o層與ga-zn-o層之間的晶格間位點(diǎn)。位置c為顆粒200側(cè)面的鎵位點(diǎn)。

接著，利用第一原理計(jì)算對(duì)在所假設(shè)的位置a、位置b、位置a、位置b及位置c配置金屬離子的情況的相對(duì)能量進(jìn)行評(píng)價(jià)。在第一原理計(jì)算中，使用vasp(viennaabinitiosimulationpackage)。另外，作為交換相關(guān)勢(shì)使用pbe(perdew-burke-ernzerhof)型的廣義梯度近似(gga：generalizedgradientapproximation)，作為離子勢(shì)能使用paw(projectoraugmentedwave：投影綴加波)法。另外，將截止能量設(shè)定為400ev，k點(diǎn)取樣只為γ點(diǎn)。下表示出在位置a、位置b、位置a、位置b及位置c配置銦離子(in³⁺)、鎵離子(ga³⁺)及鋅離子(zn²⁺)的情況的相對(duì)能量。另外，相對(duì)能量是在計(jì)算模型中能量最低的模型的能量為0ev時(shí)的相對(duì)值。

[表1]

上述結(jié)果可知：每個(gè)金屬離子與顆粒200上表面相比更易附著于側(cè)面。尤其是，在位置a的銦位點(diǎn)不僅是銦離子，鋅離子也最容易附著。

同樣地，對(duì)氧離子(o^2-)的對(duì)于顆粒200的附著性進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖28(a)、圖28(b)、圖28(c)、圖28(d)及圖28(e)是示出顆粒200的結(jié)構(gòu)及氧離子附著的位置的圖。另外，圖28(f)示出從平行于c軸的方向來(lái)看顆粒200所看到的結(jié)構(gòu)。圖28(g)示出從平行于b軸的方向來(lái)看顆粒200所看到的結(jié)構(gòu)。

以位置c、位置d、位置d、位置e及位置f示出氧離子的附著位置。另外，位置c為與顆粒200上表面的鎵鍵合的位置。位置d為與顆粒200上表面的鋅鍵合的位置。位置d為與顆粒200側(cè)面的銦鍵合的位置。位置e為與顆粒200側(cè)面的鎵鍵合的位置。位置f為與顆粒200側(cè)面的鋅鍵合的位置。

接著，利用第一原理計(jì)算對(duì)在所假定的位置c、位置d、位置d、位置e及位置f配置氧離子的情況的相對(duì)能量進(jìn)行評(píng)價(jià)。下表示出在位置c、位置d、位置d、位置e及位置f配置氧離子(o^2-)的情況的相對(duì)能量。

[表2]

上述結(jié)果可知：氧離子也與顆粒200上表面相比更易附著于側(cè)面。

因此可知，接近于顆粒200的粒子203優(yōu)先附著于顆粒200的側(cè)面。即，可以說(shuō)通過(guò)附著于顆粒200的側(cè)面的粒子203發(fā)生顆粒200的橫向生長(zhǎng)的上述成膜模型是很妥當(dāng)?shù)摹?/p>

<氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)〉

下面說(shuō)明氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。

氧化物半導(dǎo)體被分為單晶氧化物半導(dǎo)體和非單晶氧化物半導(dǎo)體。作為非單晶氧化物半導(dǎo)體有caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c軸取向結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體)、多晶氧化物半導(dǎo)體、nc-os(nanocrystallineoxidesemiconductor：納米晶氧化物半導(dǎo)體)、擬似非晶氧化物半導(dǎo)體(a-likeos(amorphouslikeoxidesemiconductor))以及非晶氧化物半導(dǎo)體等。

從其他觀點(diǎn)看，氧化物半導(dǎo)體被分為非晶氧化物半導(dǎo)體和結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體。作為結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體有單晶氧化物半導(dǎo)體、caac-os、多晶氧化物半導(dǎo)體以及nc-os等。

作為非晶結(jié)構(gòu)的定義，一般而言已知：處于介穩(wěn)狀態(tài)并沒(méi)有被固定化；具有各向同性且不具有不均勻結(jié)構(gòu)等。另外，也可以換句話說(shuō)為非晶結(jié)構(gòu)具有靈活鍵角并具有短程秩序性，而不具有長(zhǎng)程秩序性。

從相反的觀點(diǎn)看，不能將實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的氧化物半導(dǎo)體稱為完全非晶(completelyamorphous)氧化物半導(dǎo)體。另外，不能將不具有各向同性(例如，在微小區(qū)域中具有周期結(jié)構(gòu))的氧化物半導(dǎo)體稱為完全非晶氧化物半導(dǎo)體。但，a-likeos在微小區(qū)域中具有周期結(jié)構(gòu)，但是同時(shí)具有空洞(也稱為void)，是不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，為此，a-likeos在物性上近乎于非晶氧化物半導(dǎo)體。

〈caac-os〉

首先，對(duì)caac-os進(jìn)行說(shuō)明。

caac-os是包含多個(gè)c軸取向的結(jié)晶部(也稱為顆粒)的氧化物半導(dǎo)體之一。

通過(guò)透射電子顯微鏡(tem：transmissionelectronmicroscope)觀察caac-os的明視場(chǎng)圖像與衍射圖案的復(fù)合分析圖像(也稱為高分辨率tem圖像)時(shí)，觀察到多個(gè)顆粒。然而，在高分辨率tem圖像中，不能明確確認(rèn)顆粒與顆粒之間的邊界，即晶界(grainboundary)。因此，可以說(shuō)在caac-os中，不容易發(fā)生起因于晶界的電子遷移率的降低。

下面，通過(guò)tem對(duì)觀察到的caac-os進(jìn)行說(shuō)明。圖56(a)示出從大致平行于試樣面的方向觀察到的caac-os的截面的高分辨率tem圖像。利用球面像差校正(sphericalaberrationcorrector)功能得到高分辨率tem圖像。將利用球面像差校正功能所得到的高分辨率tem圖像特別稱為cs校正高分辨率tem圖像。例如可以使用日本電子株式會(huì)社制造的原子分辨率分析型電子顯微鏡jem-arm200f等得到cs校正高分辨率tem圖像。

圖56(b)示出將圖56(a)中的區(qū)域(1)放大的cs校正高分辨率tem圖像。由圖56(b)可確認(rèn)到：在顆粒中金屬原子排列為層狀。金屬原子的各層的排列反映了形成caac-os的面(也稱為被形成面)或caac-os的上表面的凸凹，并與caac-os的被形成面或上表面平行排列。

如圖56(b)所示，caac-os具有特有的原子排列。圖56(c)是以輔助線示出特有的原子排列的圖。由圖56(b)和圖56(c)可知：一個(gè)顆粒的尺寸為1nm以上且3nm以下程度，由顆粒與顆粒之間的傾斜所產(chǎn)生的間隙的尺寸為0.8nm左右。因此，也可以將顆粒稱為納米晶(nc：nanocrystal)。也可以將caac-os稱為具有canc(c-axisalignednanocrystals：c軸取向納米晶)的氧化物半導(dǎo)體。

在此，如果根據(jù)cs校正高分辨率tem圖像，將基板5120上的caac-os的顆粒5100的配置示意性地表示的話，為堆積磚塊或塊體的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D56(d))。在圖56(c)中觀察到的在顆粒與顆粒之間產(chǎn)生傾斜的部分相當(dāng)于圖56(d)所示的區(qū)域5161。

圖57(a)示出從大致垂直于試樣面的方向觀察到的caac-os的平面的cs校正高分辨率tem圖像。圖57(b)、圖57(c)和圖57(d)分別示出將圖57(a)中的區(qū)域(1)、區(qū)域(2)和區(qū)域(3)放大的cs校正高分辨率tem圖像。由圖57(b)、圖57(c)和圖57(d)可知：在顆粒中金屬原子排列為三角形狀、四角形狀或六角形狀。但是，在不同的顆粒之間沒(méi)能看到金屬原子的排列規(guī)律性。

接著，說(shuō)明使用x射線衍射(xrd：x-raydiffraction)進(jìn)行分析的caac-os。例如，如果利用out-of-plane法對(duì)包含ingazno4結(jié)晶的caac-os進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的話，如圖58(a)所示，存在衍射角(2θ)為31°附近出現(xiàn)峰的情況。由于該峰歸屬于ingazno4結(jié)晶的(009)面，由此可知caac-os中的結(jié)晶具有c軸取向性，并且c軸朝向大致垂直于被形成面或上表面的方向。

當(dāng)利用out-of-plane法分析caac-os的結(jié)構(gòu)時(shí)，除了2θ為31°附近出現(xiàn)峰以外，有時(shí)還在2θ為36°附近出現(xiàn)峰。2θ為36°附近的峰表示caac-os中的一部分包含不具有c軸取向性的結(jié)晶。優(yōu)選的是，在利用out-of-plane法分析的caac-os的結(jié)構(gòu)中，在2θ為31°附近出現(xiàn)峰而不在2θ為36°附近出現(xiàn)峰。

另一方面，如果利用從大致垂直于c軸的方向使x射線入射到試樣的in-plane法對(duì)caac-os的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的話，在2θ為56°附近出現(xiàn)峰。該峰值歸屬于ingazno4結(jié)晶的(110)面。在caac-os的情況下，即使將2θ固定為56°附近并在以試樣面的法線向量為軸(軸)旋轉(zhuǎn)試樣的條件下進(jìn)行分析(掃描)，也如圖58b所示的那樣觀察不到明確的峰。相比之下，在ingazno4的單晶氧化物半導(dǎo)體中，在將2θ固定為56°附近進(jìn)行掃描時(shí)，如圖58(c)所示那樣觀察到歸屬于相等于(110)面的結(jié)晶面的六個(gè)峰。因此，由使用xrd的結(jié)構(gòu)分析可以確認(rèn)到：caac-os中的a軸和b軸的取向不規(guī)則。

接著，對(duì)利用電子衍射進(jìn)行分析的caac-os進(jìn)行說(shuō)明。例如，如果對(duì)包含ingazno4結(jié)晶的caac-os在平行于試樣面的方向上入射束徑為300nm的電子束的話，可能會(huì)出現(xiàn)圖59(a)所示的衍射圖案(也稱為選區(qū)透射電子衍射圖案)。在該衍射圖案中包含起因于ingazno4結(jié)晶的(009)面的斑點(diǎn)。因此，由電子衍射也可知：caac-os所含的顆粒具有c軸取向性，并且c軸朝向大致垂直于被形成面或上表面的方向。另一方面，圖59(b)示出對(duì)相同的試樣在垂直于試樣面的方向上入射束徑為300nm的電子束時(shí)的衍射圖案。由圖59(b)觀察到環(huán)狀的衍射圖案。因此，由電子衍射也可知：caac-os所含的顆粒的a軸和b軸不具有取向性。可以認(rèn)為圖59(b)中的第一環(huán)起因于ingazno4結(jié)晶的(010)面和(100)面等。另外，可以認(rèn)為圖59(b)中的第二環(huán)起因于(110)面等。

如上所述，caac-os是結(jié)晶性高的氧化物半導(dǎo)體。因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體的結(jié)晶性有時(shí)因雜質(zhì)的混入或缺陷的生成等而降低，所以從相反的觀點(diǎn)看，也可以說(shuō)caac-os是雜質(zhì)或缺陷(氧缺陷等)少的氧化物半導(dǎo)體。

此外，雜質(zhì)是指氧化物半導(dǎo)體的主要成分以外的元素，諸如氫、碳、硅和過(guò)渡金屬元素等。例如，與氧的鍵合力比構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體的金屬元素強(qiáng)的硅等元素通過(guò)從氧化物半導(dǎo)體奪取氧，打亂氧化物半導(dǎo)體的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。另外，由于鐵或鎳等的重金屬、氬、二氧化碳等的原子半徑(或分子半徑)大，所以會(huì)打亂氧化物半導(dǎo)體的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。

存在當(dāng)氧化物半導(dǎo)體包含雜質(zhì)或缺陷時(shí)，其特性因光或熱等發(fā)生變動(dòng)的情況。例如，存在含在氧化物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)成為載流子陷阱的情況、或成為載流子發(fā)生源的情況。另外，氧化物半導(dǎo)體中的氧缺陷有時(shí)會(huì)成為載流子陷阱或因俘獲氫而成為載流子發(fā)生源。

雜質(zhì)及氧缺陷少的caac-os是載流子密度低的氧化物半導(dǎo)體。具體而言，可以使用載流子密度小于8×10¹¹個(gè)/cm³、優(yōu)選小于1×10¹¹個(gè)/cm³、更優(yōu)選小于1×10¹⁰個(gè)/cm³、且是1×10^-9個(gè)/cm³以上的氧化物半導(dǎo)體。將這樣的氧化物半導(dǎo)體稱為高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體。caac-os的雜質(zhì)濃度和缺陷態(tài)密度都低。即，可以說(shuō)caac-os是具有穩(wěn)定特性的氧化物半導(dǎo)體。

<nc-os>

接著說(shuō)明nc-os。

在nc-os的高分辨率tem圖像中具有能觀察到結(jié)晶部的區(qū)域和觀察不到明確的結(jié)晶部的區(qū)域。nc-os所含的結(jié)晶部的尺寸大多為1nm以上且10nm以下、或1nm以上且3nm以下。有時(shí)將其結(jié)晶部的尺寸大于10nm且在100nm以下的氧化物半導(dǎo)體稱為微晶氧化物半導(dǎo)體。例如，在nc-os的高分辨率tem圖像中，有時(shí)無(wú)法明確地觀察到晶界。納米晶的來(lái)源有可能與caac-os中的顆粒相同。因此，下面有時(shí)將nc-os的結(jié)晶部稱為顆粒。

nc-os在微小的區(qū)域(例如1nm以上且10nm以下的區(qū)域，特別是1nm以上且3nm以下的區(qū)域)中在原子排列上具有周期性。另外，nc-os在不同的顆粒之間觀察不到結(jié)晶取向的規(guī)律性。因此，膜整體中觀察不到取向性。所以，有時(shí)nc-os在某些分析方法中與a-likeos或非晶氧化物半導(dǎo)體沒(méi)有差別。例如，當(dāng)利用使用其束徑比顆粒大的x射線的out-of-plane法對(duì)nc-os進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，檢測(cè)不到表示結(jié)晶面的峰。在使用其束徑比顆粒大(例如，50nm以上)的電子射線對(duì)nc-os進(jìn)行電子衍射時(shí)，觀察到類似光暈圖案的衍射圖案。另一方面，在使用其束徑近于顆?；蛘弑阮w粒小的電子射線對(duì)nc-os進(jìn)行納米束電子衍射時(shí)，觀察到斑點(diǎn)。另外，如果對(duì)nc-os進(jìn)行納米束電子衍射的話，有時(shí)觀察到如圓那樣的(環(huán)狀的)亮度高的區(qū)域，有時(shí)還觀察到環(huán)狀的區(qū)域內(nèi)的多個(gè)斑點(diǎn)。

如此，由于在顆粒(納米晶)之間結(jié)晶取向都沒(méi)有規(guī)律性，所以也可以將nc-os稱為具有ranc(randomalignednanocrystals：無(wú)規(guī)取向納米晶)的氧化物半導(dǎo)體、或具有nanc(non-alignednanocrystals：無(wú)取向納米晶)的氧化物半導(dǎo)體。

nc-os是規(guī)律性比非晶氧化物半導(dǎo)體高的氧化物半導(dǎo)體。因此，nc-os的缺陷態(tài)密度比a-likeos或非晶氧化物半導(dǎo)體低。但是，在nc-os中的不同的顆粒之間觀察不到晶體取向的規(guī)律性。所以，nc-os的缺陷態(tài)密度比caac-os高。

<a-likeos>

a-likeos是具有介于nc-os與非晶氧化物半導(dǎo)體之間的結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體。

在a-likeos的高分辨率tem圖像中有時(shí)觀察到空洞(日文：鬆)。另外，在高分辨率tem圖像中，具有能明確地觀察到結(jié)晶部的區(qū)域和不能觀察到結(jié)晶部的區(qū)域。

由于a-likeos包含空洞，所以其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。為了顯示與caac-os及nc-os相比a-likeos具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，下面示出電子照射的結(jié)構(gòu)變化。

作為進(jìn)行電子照射的試樣，準(zhǔn)備a-likeos(記為試樣a)、nc-os(記為試樣b)和caac-os(記為試樣c)。上述每個(gè)試樣都是in-ga-zn氧化物。

首先，獲取各試樣的高分辨率截面tem圖像。通過(guò)高分辨率截面tem圖像可知每個(gè)試樣都具有結(jié)晶部。

如下那樣進(jìn)行將哪個(gè)部分作為一個(gè)結(jié)晶部的判定。例如，已知ingazno4結(jié)晶的單位晶格具有如下的結(jié)構(gòu)：即該結(jié)構(gòu)是將包括三層in-o層和六層ga-zn-o層的共計(jì)九層在c軸方向上層狀層疊的結(jié)構(gòu)。這些彼此靠近的層和層的間隔與(009)面的晶格表面間隔(也稱為d值)是幾乎相等的，由結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析求出其值為0.29nm。由此，可將晶格條紋的間隔為0.28nm以上且0.30nm以下的地方看作為ingazno4結(jié)晶部。晶格條紋對(duì)應(yīng)于ingazno4結(jié)晶的a-b面。

圖60示出調(diào)查了各試樣的結(jié)晶部(從22個(gè)地方至45個(gè)地方)的平均大小的例子。但將上述晶格條紋的長(zhǎng)度定為結(jié)晶部的大小。由圖60可知：a-likeos的結(jié)晶部隨著電子的累積照射量的增大而逐漸變大。具體而言，如圖60中的(1)所示，可知在利用tem的觀察初期，尺寸為1.2nm左右的結(jié)晶部(也稱為初始晶核)，在累積照射量為4.2×10⁸e^-/nm²時(shí)生長(zhǎng)到2.6nm左右。另一方面，可知nc-os和caac-os在開(kāi)始電子照射時(shí)到電子的累積照射量為4.2×10⁸e^-/nm²的范圍內(nèi)，看不到結(jié)晶部的尺寸的變化。具體而言，如圖60中的(2)及(3)所示，可知無(wú)論電子的累積照射量如何，nc-os及caac-os的結(jié)晶部的大小都分別為1.4nm左右及2.1nm左右。

如此，a-likeos存在電子照射引起其結(jié)晶部的生長(zhǎng)的情況。另一方面，可知在nc-os和caac-os中，幾乎不見(jiàn)電子照射所引起的結(jié)晶部的生長(zhǎng)。也就是說(shuō)可知：a-likeos與caac-os及nc-os相比具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

此外，由于包含空洞，所以a-likeos的密度比nc-os及caac-os低。具體而言，a-likeos的密度為具有相同組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的密度的78.6％以上且小于92.3％。nc-os的密度及caac-os的密度為具有相同組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的92.3％以上且小于100％。密度小于單晶氧化物半導(dǎo)體的密度的78％的氧化物半導(dǎo)體其自身難成膜。

例如，在原子數(shù)比滿足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導(dǎo)體中，具有菱方晶系結(jié)構(gòu)的單晶ingazno4的密度為6.357g/cm³。因此，例如，在原子數(shù)比滿足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導(dǎo)體中，a-likeos的密度為5.0g/cm³以上且小于5.9g/cm³。另外，例如，在原子數(shù)比滿足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導(dǎo)體中，nc-os的密度和caac-os的密度為5.9g/cm³以上且小于6.3g/cm³。

有時(shí)不存在相同組成的單晶氧化物半導(dǎo)體。此時(shí)，通過(guò)以任意比例組合組成不同的單晶氧化物半導(dǎo)體，可以估計(jì)出相當(dāng)于所希望的組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的密度。根據(jù)組成不同的單晶氧化物半導(dǎo)體的組合比例使用加權(quán)平均計(jì)算出相當(dāng)于所希望的組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的密度即可。但是優(yōu)選盡可能減少所組合的單晶氧化物半導(dǎo)體的種類來(lái)計(jì)算密度。

如上所述，氧化物半導(dǎo)體具有各種結(jié)構(gòu)及各種特性。氧化物半導(dǎo)體可以是具有例如非晶氧化物半導(dǎo)體、a-likeos、nc-os和caac-os中的兩種以上的疊層膜。

<晶體管1>

圖29(a)和圖29(b)是根據(jù)本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管的俯視圖及截面圖。圖29(a)是俯視圖，圖29(b)是沿圖29(a)所示的點(diǎn)劃線a1-a2及點(diǎn)劃線a3-a4所示的部分的截面圖。另外，在圖29(a)的俯視圖中，為了清楚起見(jiàn)，省略要素的一部分進(jìn)行圖示。

圖29(a)和圖29(b)所示的晶體管包括：基板400上的導(dǎo)電體413；基板400及導(dǎo)電體413上的絕緣體402；絕緣體402上的半導(dǎo)體406a；半導(dǎo)體406a上的半導(dǎo)體406b；與半導(dǎo)體406b的上表面及側(cè)面接觸且間隔開(kāi)地配置的導(dǎo)電體416a及導(dǎo)電體416b；半導(dǎo)體406b、導(dǎo)電體416a及導(dǎo)電體416b上的半導(dǎo)體406c；半導(dǎo)體406c上的絕緣體412；絕緣體412上的導(dǎo)電體404；以及導(dǎo)電體404上的絕緣體408。雖然在此將導(dǎo)電體413認(rèn)為晶體管的一部分，但是不局限于此。例如，可以導(dǎo)電體413也可是獨(dú)立于晶體管的構(gòu)成要素。

此外，導(dǎo)電體404在a3-a4間的截面中具有隔著絕緣體412面對(duì)半導(dǎo)體406b的上表面及側(cè)面的區(qū)域。另外，導(dǎo)電體413具有隔著絕緣體402面對(duì)半導(dǎo)體406b的底面的區(qū)域。

半導(dǎo)體406b具有作為晶體管的溝道形成區(qū)域的功能。另外，導(dǎo)電體404具有作為晶體管的第一柵電極(也稱為前柵電極)的功能。此外，導(dǎo)電體413具有作為晶體管的第二柵電極(也稱為背柵電極)的功能。另外，導(dǎo)電體416a及導(dǎo)電體416b具有作為晶體管的源電極及漏電極的功能。

如圖29(b)所示，通過(guò)導(dǎo)電體404或/及導(dǎo)電體413的電場(chǎng)，能電圍繞半導(dǎo)體406b(將由導(dǎo)電體生成的電場(chǎng)電圍繞半導(dǎo)體的晶體管結(jié)構(gòu)稱為圍繞溝道(surroundedchannel(s-channel)結(jié)構(gòu)))。因此，溝道形成在整個(gè)半導(dǎo)體406b中(上表面、底面及側(cè)面)。在s-channel結(jié)構(gòu)中，能使大電流流過(guò)在晶體管的源極與漏極間，提高導(dǎo)通時(shí)的電流(通態(tài)電流(日文：オン電流))。

當(dāng)晶體管具有s-channel結(jié)構(gòu)時(shí)，在半導(dǎo)體406b的側(cè)面也形成溝道。因此，半導(dǎo)體406b的厚度越大，溝道形成區(qū)域越大。即，半導(dǎo)體406b越厚，越能夠提高晶體管的通態(tài)電流。另外，因?yàn)榘雽?dǎo)體406b越厚，載流子的控制性高的區(qū)域的比率越增加，所以可以減小亞閾值擺幅值(日文：サブスレッショルドスイング値)。例如，半導(dǎo)體406b具有其厚度為20nm以上、優(yōu)選為40nm以上、更優(yōu)選為60nm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為100nm以上的區(qū)域即可。但半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率有時(shí)會(huì)下降，因此，例如，半導(dǎo)體406b可具有厚度為300nm以下、優(yōu)選為200nm以下、更優(yōu)選為150nm以下的區(qū)域即可。

由于能得到高通態(tài)電流，因此可以說(shuō)s-channel結(jié)構(gòu)是適合于微型晶體管的結(jié)構(gòu)。因能將晶體管微細(xì)化，所以具有該晶體管的半導(dǎo)體裝置可形成高集成度及高密度的半導(dǎo)體裝置。例如，晶體管具有其溝道長(zhǎng)度優(yōu)選為40nm以下、更優(yōu)選為30nm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為20nm以下的區(qū)域，并且，晶體管具有其溝道寬度優(yōu)選為40nm以下、更優(yōu)選為30nm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為20nm以下的區(qū)域。

作為基板400可使用例如絕緣體基板、半導(dǎo)體基板或?qū)щ婓w基板。作為絕緣體基板，例如可以舉出玻璃基板、石英基板、藍(lán)寶石基板、穩(wěn)定氧化鋯基板(氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯基板等)、樹脂基板等。另外，作為半導(dǎo)體基板，可以舉出由硅、鍺等的單體半導(dǎo)體基板、或者由碳化硅、硅鍺、砷化鎵、磷化銦、氧化鋅或氧化鎵作為材料的化合物半導(dǎo)體基板等。并且，還可以舉出在上述半導(dǎo)體基板內(nèi)部具有絕緣體區(qū)域的半導(dǎo)體基板，例如為soi(silicononinsulator：絕緣體上硅)基板等。作為導(dǎo)電體基板，可以舉出石墨基板、金屬基板、合金基板、導(dǎo)電樹脂基板等?；蛘?，可以舉出包含金屬的氮化物的基板、包含金屬的氧化物的基板等。再者，還可以舉出在絕緣體基板上設(shè)置有導(dǎo)電體或半導(dǎo)體的基板、在半導(dǎo)體基板上設(shè)置有導(dǎo)電體或絕緣體的基板、在導(dǎo)電體基板上設(shè)置有半導(dǎo)體或絕緣體的基板等?；蛘?，也可以使用在這些基板上設(shè)置有元件的基板。作為設(shè)置在基板上的元件，可以舉出電容元件、電阻元件、開(kāi)關(guān)元件、發(fā)光元件、存儲(chǔ)元件等。

另外，作為基板400也可以使用柔性基板。另外，作為在柔性基板上設(shè)置裝置的方法，可以舉出如下方法：在不具有柔性的基板上形成裝置之后，剝離裝置而將該裝置轉(zhuǎn)置到柔性基板的基板400上的方法。在此情況下，可在不具有柔性的基板與裝置之間設(shè)置剝離層。另外，作為基板400，也可以使用編織了纖維的薄片、薄膜或箔等。另外，基板400也可以具有伸縮性。另外，基板400可以具有在停止彎曲或拉伸時(shí)恢復(fù)為原來(lái)的形狀的性質(zhì)?；蛘?，也可以具有不恢復(fù)為原來(lái)的形狀的性質(zhì)?；?00的厚度例如為5μm以上且700μm以下，優(yōu)選為10μm以上且500μm以下，更優(yōu)選為15μm以上且300μm以下。通過(guò)將基板400的厚度變薄，可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的輕量化。另外，通過(guò)將基板400的厚度變薄，即便在使用玻璃等的情況下，基板400有時(shí)也會(huì)具有伸縮性，或者具有在停止彎曲或拉伸時(shí)恢復(fù)為原來(lái)形狀的性質(zhì)。因此，可以緩和因掉落等而基板400上的半導(dǎo)體裝置受到的沖擊等。也就是說(shuō)，能夠提供一種堅(jiān)固的半導(dǎo)體裝置。

作為柔性基板的基板400，例如可以使用金屬、合金、樹脂或玻璃或其纖維等。柔性基板的基板400的線膨脹系數(shù)越低，越可抑制因環(huán)境而發(fā)生的變形，所以較為理想。作為柔性基板的基板400，例如使用線膨脹系數(shù)為1×10^-3/k以下、5×10^-5/k以下或1×10^-5/k以下的材料即可。作為樹脂，例如可以舉出聚酯、聚烯烴、聚酰胺(尼龍、芳族聚酰胺等)、聚酰亞胺、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂等。尤其是芳族聚酰胺因其線膨脹系數(shù)較低，因此能適用于柔性基板的基板400。

作為導(dǎo)電體413，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、鋁、鈦、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、釔、鋯、鉬、釕、銀、銦、錫、鉭和鎢中的一種以上的導(dǎo)電體的單層或疊層。例如，也可以使用包含上述元素的合金或化合物，還可以使用包含鋁的合金、包含銅及鈦的合金、包含銅及錳的合金、包含銦、錫及氧的化合物、包含鈦及氮的化合物等。

作為絕緣體402，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、鎂、鋁、硅、磷、氯、氬、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、釹、鉿或鉭的絕緣體的單層或疊層。作為絕緣體402，例如使用氧化鋁、氧化鎂、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿或氧化鉭即可。

在半導(dǎo)體406b為氧化物半導(dǎo)體的情況下，絕緣體402優(yōu)選為具有過(guò)剩氧的絕緣體。

作為導(dǎo)電體416a及導(dǎo)電體416b，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、鋁、鈦、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、釔、鋯、鉬、釕、銀、銦、錫、鉭和鎢中的一種以上的導(dǎo)電體的單層或疊層。例如，也可以使用包含上述元素的合金或化合物，還可以使用包含鋁的合金、包含銅及鈦的合金、包含銅及錳的合金、包含銦、錫及氧的化合物、包含鈦及氮的化合物等。

作為絕緣體412，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、鎂、鋁、硅、磷、氯、氬、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、釹、鉿或鉭的絕緣體的單層或疊層。作為絕緣體402，例如使用氧化鋁、氧化鎂、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿或氧化鉭即可。

在半導(dǎo)體406b為氧化物半導(dǎo)體的情況下，絕緣體412優(yōu)選為具有過(guò)剩氧的絕緣體。

作為導(dǎo)電體404，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、鋁、鈦、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、釔、鋯、鉬、釕、銀、銦、錫、鉭和鎢中的一種以上的導(dǎo)電體的單層或疊層。例如，也可以使用合金或化合物，可以使用包含鋁的合金、包含銅及鈦的合金、包含銅及錳的合金、包含銦、錫及氧的化合物、包含鈦及氮的化合物等。

絕緣體408例如是氫透過(guò)性低(具有阻擋氫的性質(zhì))的絕緣體。

由于其原子半徑等較小，所以氫容易擴(kuò)散在絕緣體中(擴(kuò)散系數(shù)較大)。例如，密度低的絕緣體的氫透過(guò)性增高。換言之，密度高的絕緣體的氫透過(guò)性降低。密度低的絕緣體不必絕緣體整體的密度都低，可以是部分密度低。這是因?yàn)槊芏鹊偷膮^(qū)域成為氫的路徑的緣故?？赡苁箽渫高^(guò)的密度不局限于一個(gè)值，典型地可以舉出低于2.6g/cm³的值等。作為密度低的絕緣體，例如有：氧化硅和氧氮化硅等無(wú)機(jī)絕緣體，以及聚酯、聚烯烴、聚酰胺(尼龍、芳族聚酰胺等)、聚酰亞胺、聚碳酸酯和丙烯酸樹脂等有機(jī)絕緣體等。作為密度高的絕緣體，例如有氧化鎂、氧化鋁、氧化鍺、氧化鎵、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿及氧化鉭等。但密度低的絕緣體及密度高的絕緣體不局限于上述絕緣體。例如，在上述絕緣體中，也可以包含選自硼、氮、

氟、氖、磷、氯和氬中的一種以上的元素。

另外，具有晶界的絕緣體有時(shí)具有較高的氫透過(guò)性。換言之，不具有晶界(或者晶界少)的絕緣體不容易使氫透過(guò)。例如，非多晶絕緣體(非晶絕緣體等)的氫透過(guò)性比多晶絕緣體的低。

另外，與氫的鍵合能量高的絕緣體有時(shí)具有較低的氫透過(guò)性。例如，與氫鍵合而形成氫化合物的絕緣體只要具有在裝置的制造工序或裝置的工作中的溫度下不使氫脫離的程度的鍵合能量，就可稱為氫透過(guò)性低的絕緣體。例如，在200℃以上且1000℃以下、300℃以上且1000℃以下、或者400℃以上且1000℃以下形成氫化合物的絕緣體存在氫透過(guò)性低的情況。另外，例如，能形成氫脫離溫度為200℃以上且1000℃以下、300℃以上且1000℃以下、或者400℃以上且1000℃以下的氫化合物的絕緣體存在氫透過(guò)性低的情況。另一方面，能形成氫脫離溫度為20℃以上且400℃以下、20℃以上且300℃以下、或者20℃以上且200℃以下的氫化合物的絕緣體存在氫透過(guò)性高的情況。另外，有時(shí)將容易脫離的氫或已游離的氫稱為過(guò)剩氫。

另外，絕緣體408例如是氧透過(guò)性低(具有阻擋氧的性質(zhì))的絕緣體。

另外，絕緣體408例如是水的透過(guò)性低(具有阻擋水的性質(zhì))的絕緣體。

另外，也可以不形成導(dǎo)電體413(參照?qǐng)D30(a))。此外，絕緣體412及半導(dǎo)體406c也可被形成為從導(dǎo)電體404突出的形狀(參照?qǐng)D30(b))。此外，絕緣體412及半導(dǎo)體406c也可被形成為不從導(dǎo)電體404突出的形狀(參照?qǐng)D30(c))。a1-a2截面中的導(dǎo)電體413的寬度也可以大于半導(dǎo)體406b(參照?qǐng)D31(a))。另外，導(dǎo)電體413與導(dǎo)電體404也可通過(guò)開(kāi)口部進(jìn)行接觸(參照?qǐng)D31(b))。此外，也可以不設(shè)置導(dǎo)電體404(參照?qǐng)D31(c))。

<半導(dǎo)體>

以下，對(duì)半導(dǎo)體406a、半導(dǎo)體406b及半導(dǎo)體406c進(jìn)行說(shuō)明。

存在通過(guò)在半導(dǎo)體406b的上下配置半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c，可以提高晶體管的電特性的情況。

半導(dǎo)體406b例如是包含銦的氧化物半導(dǎo)體。如果半導(dǎo)體406b例如包含銦時(shí)，其載流子遷移率(電子遷移率)得到提高。此外，半導(dǎo)體406b優(yōu)選包含元素m。元素m優(yōu)選是鋁、鎵、釔或錫等。作為可用作元素m的其他元素，有硼、硅、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢等。但是作為元素m有時(shí)也可以組合多個(gè)上述元素。元素m例如是與氧的鍵能高的元素，例如是與氧的鍵能高于銦的元素。或者，元素m例如是具有增大氧化物半導(dǎo)體的能隙的功能的元素。此外，半導(dǎo)體406b優(yōu)選包含鋅。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體包含鋅時(shí)，有時(shí)容易晶化。

但半導(dǎo)體406b不局限于包含銦的氧化物半導(dǎo)體。半導(dǎo)體406b例如也可以是鋅錫氧化物或鎵錫氧化物等不包含銦且包含鋅、鎵或錫的氧化物半導(dǎo)體等。

作為半導(dǎo)體406b例如使用能隙大的氧化物。半導(dǎo)體406b的能隙例如是2.5ev以上且4.2ev以下，優(yōu)選為2.8ev以上且3.8ev以下，更優(yōu)選為3ev以上且3.5ev以下。

例如，半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c是由構(gòu)成半導(dǎo)體406b的氧以外的元素一種以上或兩種以上的構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體。因?yàn)橛蓸?gòu)成半導(dǎo)體406b的氧以外的元素一種以上或者二種以上構(gòu)成半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c，所以在半導(dǎo)體406a與半導(dǎo)體406b的界面、以及半導(dǎo)體406b與半導(dǎo)體406c的界面處不容易形成缺陷態(tài)。

半導(dǎo)體406a、半導(dǎo)體406b及半導(dǎo)體406c優(yōu)選至少包含銦。另外，當(dāng)半導(dǎo)體406a是in-m-zn氧化物時(shí)，將in和m的總和定為100原子％時(shí)，優(yōu)選的是，in低于50原子％，m高于50原子％，更優(yōu)選的是，in低于25原子％，m高于75原子％。此外，當(dāng)半導(dǎo)體406b是in-m-zn氧化物時(shí)，將in和m的總和為100原子％時(shí)，優(yōu)選的是，in高于25原子％，m低于75原子％，更優(yōu)選的是，in高于34原子％，m低于66原子％。此外，當(dāng)半導(dǎo)體406c是in-m-zn氧化物時(shí)，將in和m的總和為100原子％時(shí)，優(yōu)選的是，in低于50原子％，m高于50原子％，更優(yōu)選的是，in低于25原子％，m高于75原子％。另外，半導(dǎo)體406c也可以使用與半導(dǎo)體406a相同的種類的氧化物。但也存在半導(dǎo)體406a及/或半導(dǎo)體406c也可不包含銦的情況。例如，半導(dǎo)體406a及/或半導(dǎo)體406c也可以是氧化鎵。半導(dǎo)體406a、半導(dǎo)體406b及半導(dǎo)體406c所包含的各元素的原子數(shù)也可以不是簡(jiǎn)單的整數(shù)比。

作為半導(dǎo)體406b，能使用其電子親和勢(shì)大于半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c的氧化物。例如，作為半導(dǎo)體406b，可使用如下氧化物：電子親和勢(shì)比半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c大0.07ev以上且1.3ev以下，優(yōu)選大0.1ev以上且0.7ev以下，更優(yōu)選大0.15ev以上且0.4ev以下的氧化物。電子親和勢(shì)是真空能級(jí)(日文：真空準(zhǔn)位)和導(dǎo)帶底端的能量(日文：伝導(dǎo)帯下端のエネルギー)之間的能量差。

銦鎵氧化物具有較小的電子親和勢(shì)及較高的氧阻擋性(日文：酸素ブロック性)。因此，半導(dǎo)體406c優(yōu)選包含銦鎵氧化物。鎵原子的比率[ga/(in+ga)]例如為70％以上，優(yōu)選為80％以上，更優(yōu)選為90％以上。

此時(shí)，若施加?xùn)烹妷?，溝道則形成在半導(dǎo)體406a、半導(dǎo)體406b和半導(dǎo)體406c中的電子親和勢(shì)最大的半導(dǎo)體406b中。

在此，有時(shí)在半導(dǎo)體406a與半導(dǎo)體406b之間具有半導(dǎo)體406a和半導(dǎo)體406b的混合區(qū)域。另外，有時(shí)在半導(dǎo)體406b與半導(dǎo)體406c之間具有半導(dǎo)體406b和半導(dǎo)體406c的混合區(qū)域?；旌蠀^(qū)域的缺陷態(tài)密度低。因此，半導(dǎo)體406a、半導(dǎo)體406b和半導(dǎo)體406c的疊層體形成如下的能帶圖：即在各自的界面附近，能量連續(xù)地變化(也稱為連續(xù)接合)(參照?qǐng)D32)。存在無(wú)法明確地區(qū)分半導(dǎo)體406a、半導(dǎo)體406b及半導(dǎo)體406c的各個(gè)界面的情況。

此時(shí)，電子不是在半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c中，而主要在半導(dǎo)體406b中移動(dòng)。如上所述，通過(guò)降低半導(dǎo)體406a與半導(dǎo)體406b的界面處的缺陷態(tài)密度以及半導(dǎo)體406b與半導(dǎo)體406c的界面處的缺陷態(tài)密度，半導(dǎo)體406b中妨礙電子移動(dòng)的情況減少，從而提高晶體管的通態(tài)電流。

越減少妨礙電子移動(dòng)的因素，越能夠提高晶體管的通態(tài)電流。例如，在沒(méi)有妨礙電子移動(dòng)的因素的情況下，推測(cè)電子高效率地移動(dòng)。電子移動(dòng)在例如，溝道形成區(qū)域中的物理性凹凸較大的情況下也會(huì)受到妨礙。

為了提高晶體管的通態(tài)電流，例如，半導(dǎo)體406b的上表面或底面(被形成面，在此為半導(dǎo)體406a)的1μm×1μm的范圍內(nèi)的均方根(rms：rootmeansquare)粗糙度為低于1nm，優(yōu)選為低于0.6nm，更優(yōu)選為低于0.5nm，進(jìn)一步優(yōu)選為低于0.4nm，即可。另外，其1μm×1μm的范圍內(nèi)的平均表面粗糙度(也稱為ra)為低于1nm，優(yōu)選為低于0.6nm，更優(yōu)選為低于0.5nm，進(jìn)一步優(yōu)選為低于0.4nm，即可。其1μm×1μm的范圍內(nèi)的最大高低差(也稱為p-v)為低于10nm，優(yōu)選為低于9nm，更優(yōu)選為低于8nm，進(jìn)一步優(yōu)選為低于7nm。rms粗糙度、ra以及p-v可通過(guò)使用由精工電子納米科技(siinanotechnology)有限公司制造的掃描探針顯微鏡spa-500等測(cè)定。

此外，為了提高晶體管的通態(tài)電流，半導(dǎo)體406c的厚度越小越好。例如，可形成具有低于10nm、優(yōu)選為5nm以下、更優(yōu)選為3nm以下的厚度區(qū)域的半導(dǎo)體406c。另一方面，半導(dǎo)體406c具有如下的功能：即以不讓構(gòu)成相鄰的絕緣體的氧之外的元素(氫、硅等)侵入形成有溝道的半導(dǎo)體406b中的方式進(jìn)行阻擋。因此，半導(dǎo)體406c優(yōu)選具有一定程度的厚度。例如，可形成具有0.3nm以上、優(yōu)選為1nm以上、更優(yōu)選為2nm以上的厚度區(qū)域的半導(dǎo)體406c。另外，為了抑制從絕緣體402等釋放的氧向外擴(kuò)散，半導(dǎo)體406c優(yōu)選具有阻擋氧的性質(zhì)。

此外，為了提高可靠性，半導(dǎo)體406a厚且半導(dǎo)體406c薄較為理想。例如，可形成具有10nm以上、優(yōu)選為20nm以上、更優(yōu)選為40nm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為60nm以上的厚度區(qū)域的半導(dǎo)體406a。通過(guò)將半導(dǎo)體406a的厚度增厚，可以拉開(kāi)從相鄰的絕緣體與半導(dǎo)體406a的界面至形成有溝道的半導(dǎo)體406b的距離。但因?yàn)榘雽?dǎo)體裝置的生產(chǎn)率可能會(huì)下降，所以可形成具有例如為200nm以下、優(yōu)選為120nm以下、更優(yōu)選為80nm以下的厚度區(qū)域的半導(dǎo)體406a。

例如在半導(dǎo)體406b與半導(dǎo)體406a之間例如具有通過(guò)二次離子質(zhì)譜分析法(sims：secondaryionmassspectrometry)得到的硅濃度為1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下、優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下、更優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10¹⁸atoms/cm³以下的區(qū)域。此外，在半導(dǎo)體406b與半導(dǎo)體406c之間具有通過(guò)sims得到的硅濃度為1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下、優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下、更優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10¹⁸atoms/cm³以下的區(qū)域。

另外，半導(dǎo)體406b具有通過(guò)sims得到的氫濃度為1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10²⁰atoms/cm³以下、優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下、更優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下的區(qū)域。為了降低半導(dǎo)體406b的氫濃度，優(yōu)選降低半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c的氫濃度。半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c具有通過(guò)sims得到的氫濃度為1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10²⁰atoms/cm³以下、優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下、更優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下的區(qū)域。此外，半導(dǎo)體406b具有通過(guò)sims得到的氮濃度為1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下、優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下、更優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上且1×10¹⁸atoms/cm³以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁷atoms/cm³以下的區(qū)域。為了降低半導(dǎo)體406b的氮濃度，優(yōu)選降低半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c的氮濃度。半導(dǎo)體406a及半導(dǎo)體406c具有通過(guò)sims得到的氮濃度為1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下、優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下、更優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上且1×10¹⁸atoms/cm³以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁷atoms/cm³以下的區(qū)域。

上述三層結(jié)構(gòu)是一個(gè)例子。例如，也可以采用沒(méi)有半導(dǎo)體406a或半導(dǎo)體406c的兩層結(jié)構(gòu)?；蛘?，也可以采用在半導(dǎo)體406a上或下、或者在半導(dǎo)體406c上或下設(shè)置作為半導(dǎo)體406a、半導(dǎo)體406b和半導(dǎo)體406c例示的半導(dǎo)體中的任何一個(gè)半導(dǎo)體的四層結(jié)構(gòu)?；蛘撸部梢圆捎迷诎雽?dǎo)體406a上、半導(dǎo)體406a下、半導(dǎo)體406c上、半導(dǎo)體406c下中的任何兩個(gè)以上的位置設(shè)置作為半導(dǎo)體406a、半導(dǎo)體406b和半導(dǎo)體406c例示的半導(dǎo)體中的任何一個(gè)的半導(dǎo)體的n層結(jié)構(gòu)(n為5以上的整數(shù))。

<晶體管2>

圖33(a)和圖33(b)是本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管的俯視圖及截面圖。圖33(a)是俯視圖，圖33(b)是沿圖33a中的點(diǎn)劃線f1-f2及點(diǎn)劃線f3-f4所示的部分的截面圖。另外，在圖33(a)的俯視圖中，為了清楚起見(jiàn)，省略要素的一部分進(jìn)行圖示。

圖33(a)和圖33(b)所示的晶體管包括：基板500上的導(dǎo)電體513；存在絕緣體502上的且其上表面的高度與導(dǎo)電體513一致的絕緣體503；導(dǎo)電體513上及絕緣體503上的絕緣體502；絕緣體502上的半導(dǎo)體506a；半導(dǎo)體506a上的半導(dǎo)體506b；與半導(dǎo)體506b的上表面接觸且隔著間隔配置的導(dǎo)電體516a及導(dǎo)電體516b；絕緣體502、半導(dǎo)體506b、導(dǎo)電體516a及導(dǎo)電體516b上的半導(dǎo)體506c；半導(dǎo)體506c上的絕緣體512；絕緣體512上的導(dǎo)電體504；以及導(dǎo)電體504上的絕緣體508。雖然在此將導(dǎo)電體513作為晶體管的一部分，但是不局限于此。例如，可將導(dǎo)電體513為獨(dú)立于晶體管的構(gòu)成要素。

關(guān)于基板500，參照基板400的記載。關(guān)于導(dǎo)電體513，參照導(dǎo)電體413的記載。關(guān)于絕緣體502，參照絕緣體402的記載。關(guān)于半導(dǎo)體506a，參照半導(dǎo)體406a的記載。關(guān)于半導(dǎo)體506b，參照半導(dǎo)體406b的記載。關(guān)于導(dǎo)電體516a，參照導(dǎo)電體416a的記載。關(guān)于導(dǎo)電體516b，參照導(dǎo)電體416b的記載。關(guān)于半導(dǎo)體506c，參照半導(dǎo)體406c的記載。關(guān)于絕緣體512，參照絕緣體412的記載。關(guān)于導(dǎo)電體504，參照導(dǎo)電體404的記載。關(guān)于絕緣體508，參照絕緣體408的記載。

作為絕緣體503，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、鎂、鋁、硅、磷、氯、氬、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、釹、鉿或鉭的絕緣體的單層或疊層。作為絕緣體503，例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿或氧化鉭。

如圖33(b)所示，晶體管具有s-channel結(jié)構(gòu)。另外，在該結(jié)構(gòu)中，來(lái)自導(dǎo)電體504及導(dǎo)電體513的電場(chǎng)不容易在半導(dǎo)體506b的側(cè)面被導(dǎo)電體516a及導(dǎo)電體516b等阻礙。

也可不形成導(dǎo)電體513(參照?qǐng)D34(a))。另外，可將絕緣體512及半導(dǎo)體506c形成為從導(dǎo)電體504突出的形狀(參照?qǐng)D34(b))。另外，也可將絕緣體512及半導(dǎo)體506c形成為不從導(dǎo)電體504突出的形狀(參照?qǐng)D34(c))。另外，f1-f2截面中的導(dǎo)電體513的寬度也可以大于半導(dǎo)體506b的寬度(參照?qǐng)D35(a))。另外，導(dǎo)電體513和導(dǎo)電體504通過(guò)開(kāi)口部進(jìn)行接觸(參照?qǐng)D35(b))。此外，也可以不設(shè)置導(dǎo)電體504(參照?qǐng)D35(c))。

<電路>

下面，說(shuō)明本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的電路的一例。

<cmos反相器>

圖36(a)所示的電路圖示出所謂的cmos反相器的結(jié)構(gòu)，其中使p溝道型晶體管2200與n溝道型晶體管2100串聯(lián)連接，并使其柵極互相連接。

<半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)1>

圖37是對(duì)應(yīng)于圖36(a)的半導(dǎo)體裝置的截面圖。圖37所示的半導(dǎo)體裝置包括晶體管2200以及晶體管2100。晶體管2100配置于晶體管2200的上方。雖然示出作為晶體管2100使用圖33所示的晶體管的例子，但是本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置不局限于此。例如，也可以使用圖29、圖30、圖31、圖34或圖35等所示的晶體管等作為晶體管2100。因此，關(guān)于晶體管2100，適當(dāng)?shù)貐⒄丈鲜鼍w管的記載。圖37(a)、圖37(b)及圖37(c)分別是不同地點(diǎn)的截面圖。

圖37所示的晶體管2200是使用半導(dǎo)體基板450的晶體管。晶體管2200包括半導(dǎo)體基板450中的區(qū)域472a、半導(dǎo)體基板450中的區(qū)域472b、絕緣體462以及導(dǎo)電體454。

在晶體管2200中，區(qū)域472a及區(qū)域472b具有作為源區(qū)及漏區(qū)的功能。另外，絕緣體462具有作為柵極絕緣體的功能。另外，導(dǎo)電體454具有作為柵電極的功能。因此，通過(guò)施加到導(dǎo)電體454的電位，能控制溝道形成區(qū)域的電阻。即，通過(guò)施加到導(dǎo)電體454的電位，就能控制區(qū)域472a與區(qū)域472b之間的導(dǎo)通或非導(dǎo)通。

作為半導(dǎo)體基板450，例如可以以由硅或鍺等的單體半導(dǎo)體基板、或者由碳化硅、硅鍺、砷化鎵、磷化銦、氧化鋅或氧化鎵作為材料的化合物半導(dǎo)體基板等。優(yōu)選的是，作為半導(dǎo)體基板450使用單晶硅基板。

作為半導(dǎo)體基板450，使用包含賦予n型導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體基板。但也可以使用包含賦予p型導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體基板作為半導(dǎo)體基板450。此時(shí)，在形成晶體管2200的區(qū)域中配置包含賦予n型導(dǎo)電型的雜質(zhì)的阱即可?；蛘?，半導(dǎo)體基板450也可以為i型。

半導(dǎo)體基板450的上表面優(yōu)選具有(110)面。由此，能夠提高晶體管2200的通態(tài)特性。

區(qū)域472a及區(qū)域472b是包含賦予p型導(dǎo)電型的雜質(zhì)的區(qū)域。由此，晶體管2200構(gòu)成p溝道型晶體管。

晶體管2200與鄰接的晶體管被區(qū)域460等隔開(kāi)。區(qū)域460是具有絕緣性的區(qū)域。

圖37所示的半導(dǎo)體裝置包括絕緣體464、絕緣體466、絕緣體468、絕緣體422、導(dǎo)電體480a、導(dǎo)電體480b、導(dǎo)電體480c、導(dǎo)電體478a、導(dǎo)電體478b、導(dǎo)電體478c、導(dǎo)電體476a、導(dǎo)電體476b、導(dǎo)電體474a、導(dǎo)電體474b、導(dǎo)電體474c、導(dǎo)電體496a、導(dǎo)電體496b、導(dǎo)電體496c、導(dǎo)電體496d、導(dǎo)電體498a、導(dǎo)電體498b、導(dǎo)電體498c、絕緣體490、絕緣體502、絕緣體492、絕緣體428、絕緣體409以及絕緣體494。

這里，絕緣體422、絕緣體428及絕緣體409是具有阻擋性的絕緣體。即，圖37所示的半導(dǎo)體裝置具有晶體管2100被具有阻擋性的絕緣體圍繞的結(jié)構(gòu)。也可以不包括絕緣體422、絕緣體428和絕緣體409中的任一個(gè)以上。

絕緣體464配置于晶體管2200上。絕緣體466配置于絕緣體464上。絕緣體468配置于絕緣體466上。絕緣體490配置于絕緣體468上。晶體管2100配置于絕緣體490上。絕緣體492配置于晶體管2100上。絕緣體494配置于絕緣體492上。

絕緣體464包括到達(dá)區(qū)域472a的開(kāi)口部、到達(dá)區(qū)域472b的開(kāi)口部以及到達(dá)導(dǎo)電體454的開(kāi)口部。導(dǎo)電體480a、導(dǎo)電體480b或?qū)щ婓w480c分別填埋于各開(kāi)口部中。

絕緣體466包括到達(dá)導(dǎo)電體480a的開(kāi)口部、到達(dá)導(dǎo)電體480b的開(kāi)口部以及到達(dá)導(dǎo)電體480c的開(kāi)口部。導(dǎo)電體478a、導(dǎo)電體478b或?qū)щ婓w478c分別填埋于各開(kāi)口部中。

絕緣體468及絕緣體422包括到達(dá)導(dǎo)電體478b的開(kāi)口部以及到達(dá)導(dǎo)電體478c的開(kāi)口部。導(dǎo)電體476a或?qū)щ婓w476b分別填埋于各開(kāi)口部中。

絕緣體490包括與晶體管2100的溝道形成區(qū)域重疊的開(kāi)口部、到達(dá)導(dǎo)電體476a的開(kāi)口部以及到達(dá)導(dǎo)電體476b的開(kāi)口部。導(dǎo)電體474a、導(dǎo)電體474b或?qū)щ婓w474c分別填埋于各開(kāi)口部中。

導(dǎo)電體474a也可以具有作為晶體管2100的柵電極的功能?；蛘撸?，也可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)電體474a施加一定的電位，來(lái)控制晶體管2100的閾值電壓等的電特性?；蛘撸?，也可以將導(dǎo)電體474a與具有作為晶體管2100的柵電極的功能的導(dǎo)電體404電連接。由此，可以增加晶體管2100的通態(tài)電流。此外，由于可以抑制穿通現(xiàn)象，因此可以使晶體管2100的飽和區(qū)域中的電特性穩(wěn)定。

絕緣體409及絕緣體492包括穿過(guò)作為晶體管2100的源電極和漏電極中的一方的導(dǎo)電體516b到達(dá)導(dǎo)電體474b的開(kāi)口部、到達(dá)作為晶體管2100的源電極和漏電極中的另一方的導(dǎo)電體516a的開(kāi)口部、到達(dá)作為晶體管2100的柵電極的導(dǎo)電體504的開(kāi)口部、以及到達(dá)導(dǎo)電體474c的開(kāi)口部。導(dǎo)電體496a、導(dǎo)電體496b、導(dǎo)電體496c或?qū)щ婓w496d分別填埋于各開(kāi)口部中。但還存在各開(kāi)口部穿過(guò)晶體管2100等的構(gòu)成要素的任一個(gè)的情況。

絕緣體494包括到達(dá)導(dǎo)電體496a的開(kāi)口部、到達(dá)導(dǎo)電體496b及導(dǎo)電體496d的開(kāi)口部、以及到達(dá)導(dǎo)電體496c的開(kāi)口部。導(dǎo)電體498a、導(dǎo)電體498b或?qū)щ婓w498c分別填埋于各開(kāi)口部中。

作為絕緣體464、絕緣體466、絕緣體468、絕緣體490、絕緣體492及絕緣體494，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、鎂、鋁、硅、磷、氯、氬、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、釹、鉿或鉭的絕緣體的單層或疊層。作為絕緣體401，例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿或氧化鉭。

絕緣體464、絕緣體466、絕緣體468、絕緣體490、絕緣體492和絕緣體494中的一個(gè)以上優(yōu)選包括具有阻擋性的絕緣體。

作為具有阻擋氫等雜質(zhì)及氧的功能的絕緣體，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、鎂、鋁、硅、磷、氯、氬、鎵、鍺、釔、鋯、鑭、釹、鉿或鉭的絕緣體的單層或疊層。

作為導(dǎo)電體480a、導(dǎo)電體480b、導(dǎo)電體480c、導(dǎo)電體478a、導(dǎo)電體478b、導(dǎo)電體478c、導(dǎo)電體476a、導(dǎo)電體476b、導(dǎo)電體474a、導(dǎo)電體474b、導(dǎo)電體474c、導(dǎo)電體496a、導(dǎo)電體496b、導(dǎo)電體496c、導(dǎo)電體496d、導(dǎo)電體498a、導(dǎo)電體498b及導(dǎo)電體498c，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、鋁、鈦、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、釔、鋯、鉬、釕、銀、銦、錫、鉭和鎢中的一種以上的導(dǎo)電體的單層或疊層。例如，也可以使用合金或化合物，諸如包含鋁的合金、包含銅及鈦的合金、包含銅及錳的合金、包含銦、錫及氧的化合物、包含鈦及氮的化合物等。導(dǎo)電體480a、導(dǎo)電體480b、導(dǎo)電體480c、導(dǎo)電體478a、導(dǎo)電體478b、導(dǎo)電體478c、導(dǎo)電體476a、導(dǎo)電體476b、導(dǎo)電體474a、導(dǎo)電體474b、導(dǎo)電體474c、導(dǎo)電體496a、導(dǎo)電體496b、導(dǎo)電體496c、導(dǎo)電體496d、導(dǎo)電體498a、導(dǎo)電體498b和導(dǎo)電體498c中的一個(gè)以上優(yōu)選包括具有阻擋性的導(dǎo)電體。

圖38所示的半導(dǎo)體裝置與圖37所示的半導(dǎo)體裝置的不同之處只在于晶體管2200的結(jié)構(gòu)不同。因此，關(guān)于圖38所示的半導(dǎo)體裝置，參照?qǐng)D37所示的半導(dǎo)體裝置的記載。具體而言，在圖38所示的半導(dǎo)體裝置中，晶體管2200為fin(鰭)型。通過(guò)使晶體管2200成為fin型，實(shí)效的溝道寬度得到增大，從而能夠提高晶體管2200的通態(tài)特性。另外，由于可以增大柵電極的電場(chǎng)的影響，所以能夠提高晶體管2200的關(guān)態(tài)特性。圖38(a)、圖38(b)及圖38(c)是不同地點(diǎn)的截面圖。

另外，圖39所示的半導(dǎo)體裝置與圖37所示的半導(dǎo)體裝置的不同之處只在于晶體管2200的結(jié)構(gòu)的不同。因此，關(guān)于圖39所示的半導(dǎo)體裝置，參照?qǐng)D37所示的半導(dǎo)體裝置的記載。具體而言，在圖39所示的半導(dǎo)體裝置中，晶體管2200設(shè)置在soi基板上。圖39示出了區(qū)域456通過(guò)絕緣體452與半導(dǎo)體基板450分離的結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用soi基板，可以抑制穿通現(xiàn)象等，所以能夠提高晶體管2200的關(guān)態(tài)特性。絕緣體452可以通過(guò)使半導(dǎo)體基板450的一部分絕緣體化形成。例如，作為絕緣體452可以使用氧化硅。圖39(a)、圖39(b)及圖39(c)是不同地點(diǎn)的截面圖。

在圖37至圖39所示的半導(dǎo)體裝置因使用半導(dǎo)體基板形成p溝道型晶體管，并在其上方形成n溝道型晶體管，所以能夠縮小元件所占的面積。即，可以提高半導(dǎo)體裝置的集成度。另外，與使用同一半導(dǎo)體基板形成n溝道型晶體管及p溝道型晶體管的情況相比，可以簡(jiǎn)化制造工序，所以能夠提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率。另外還能夠提高半導(dǎo)體裝置的成品率。另外，p溝道型晶體管有時(shí)可以省略ldd(lightlydopeddrain：輕摻雜漏)區(qū)域的形成、淺溝槽(shallowtrench)結(jié)構(gòu)的形成、或變形設(shè)計(jì)等復(fù)雜的工序。因此，與使用半導(dǎo)體基板形成n溝道型晶體管的半導(dǎo)體裝置相比，圖37至圖39所示的半導(dǎo)體裝置有時(shí)能夠提高生產(chǎn)率和成品率。

<cmos模擬開(kāi)關(guān)>

此外，圖36(b)所示的電路圖示出使晶體管2100和晶體管2200的源極互相連接且漏極互相連接的結(jié)構(gòu)。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，可以將該晶體管用作所謂的cmos模擬開(kāi)關(guān)。

<存儲(chǔ)裝置1>

圖40示出半導(dǎo)體裝置(存儲(chǔ)裝置)的一個(gè)例子，該半導(dǎo)體裝置(存儲(chǔ)裝置)使用本發(fā)明的一形態(tài)的晶體管，即便在沒(méi)有電力供應(yīng)的情況下也能夠保持存儲(chǔ)內(nèi)容，并且對(duì)寫入次數(shù)也沒(méi)有限制。

圖40(a)所示的半導(dǎo)體裝置包括使用第一半導(dǎo)體的晶體管3200、使用第二半導(dǎo)體的晶體管3300以及電容元件3400。另外，作為晶體管3300可以使用上述晶體管。

晶體管3300優(yōu)選使用關(guān)態(tài)電流(日文：オフ電流)小的晶體管。晶體管3300例如可以使用包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管。由于晶體管3300的關(guān)態(tài)電流小，所以可以長(zhǎng)期間使半導(dǎo)體裝置的特定的節(jié)點(diǎn)保持存儲(chǔ)內(nèi)容。即，因?yàn)椴恍枰⑿聞?dòng)作或可以使刷新動(dòng)作的頻度極低，所以能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗的半導(dǎo)體裝置。

在圖40(a)中，第一布線3001與晶體管3200的源極電連接，第二布線3002與晶體管3200的漏極電連接。此外，第三布線3003與晶體管3300的源極和漏極中的一方電連接，第四布線3004與晶體管3300的柵極電連接。然后，晶體管3200的柵極及晶體管3300的源極和漏極中的另一方與電容元件3400的一個(gè)電極電連接，第五布線3005與電容元件3400的另一個(gè)電極電連接。

圖40(a)所示的半導(dǎo)體裝置通過(guò)具有能夠保持晶體管3200的柵極的電位的特征，可以如下所示進(jìn)行信息的寫入、保持以及讀出。

對(duì)信息的寫入及保持進(jìn)行說(shuō)明。首先，將第四布線3004的電位設(shè)定為使晶體管3300處于導(dǎo)通狀態(tài)的電位，而使晶體管3300處于導(dǎo)通狀態(tài)。由此，第三布線3003的電位施加到與晶體管3200的柵極及電容元件3400的一個(gè)電極電連接的節(jié)點(diǎn)fg。換言之，對(duì)晶體管3200的柵極施加規(guī)定的電荷(寫入)。這里，施加賦予兩種不同電位電平的電荷(以下，稱為低電平電荷、高電平電荷)中的任一個(gè)。然后，通過(guò)將第四布線3004的電位設(shè)定為使晶體管3300成為非導(dǎo)通狀態(tài)的電位而使晶體管3300處于非導(dǎo)通狀態(tài)，使電荷保持在節(jié)點(diǎn)fg(保持)。

因?yàn)榫w管3300的關(guān)態(tài)電流較小，所以節(jié)點(diǎn)fg的電荷被長(zhǎng)時(shí)間保持。

接著，對(duì)信息的讀出進(jìn)行說(shuō)明。如果在對(duì)第一布線3001施加規(guī)定的電位(恒電位)的狀態(tài)下對(duì)第五布線3005施加適當(dāng)?shù)碾娢?讀出電位)的話，第二布線3002具有對(duì)應(yīng)于保持在節(jié)點(diǎn)fg中的電荷量的電位。這是因?yàn)椋喝绻w管3200為n溝道型晶體管的話，對(duì)晶體管3200的柵極施加高電平電荷時(shí)的外觀上的閾值電壓vth_h低于對(duì)晶體管3200的柵極施加低電平電荷時(shí)的外觀上的閾值電壓vth_l。在此，外觀上的閾值電壓是指使晶體管3200成為“導(dǎo)通狀態(tài)”所需的第五布線3005的電位。由此，通過(guò)將第五布線3005的電位設(shè)定為vth_h與vth_l之間的電位v0，可以判別施加到節(jié)點(diǎn)fg的電荷。例如，在寫入時(shí)，在對(duì)節(jié)點(diǎn)fg施加高電平電荷的情況下，若第五布線3005的電位為v0(＞vth_h)，晶體管3200則成為“導(dǎo)通狀態(tài)”。另一方面，當(dāng)對(duì)節(jié)點(diǎn)fg施加低電平電荷時(shí)，即便第五布線3005的電位為v0(＜vth_l)，晶體管3200也保持“非導(dǎo)通狀態(tài)”。因此，通過(guò)判別第二布線3002的電位，可以讀出節(jié)點(diǎn)fg所保持的信息。

當(dāng)將存儲(chǔ)單元設(shè)置為陣列狀時(shí)，在讀出時(shí)必須讀出所希望的存儲(chǔ)單元的信息。為了不讀出其他存儲(chǔ)單元的信息，對(duì)第五布線3005施加不管施加到節(jié)點(diǎn)fg的電荷如何都使晶體管3200成為“非導(dǎo)通狀態(tài)”的電位，即低于vth_h的電位，即可?；蛘撸瑢?duì)第五布線3005施加不管施加到節(jié)點(diǎn)fg的電荷如何都使晶體管3200成為“導(dǎo)通狀態(tài)”的電位，即高于vth_l的電位，即可。

<半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)2>

圖41是對(duì)應(yīng)于圖40(a)的半導(dǎo)體裝置的截面圖。圖41所示的半導(dǎo)體裝置包括晶體管3200、晶體管3300以及電容元件3400。晶體管3300及電容元件3400配置于晶體管3200的上方。作為晶體管3300，參照上述晶體管2100的記載。作為晶體管3200，參照?qǐng)D37所示的晶體管2200的記載。在圖37中，對(duì)晶體管2200為p溝道型晶體管的情況進(jìn)行說(shuō)明，但是晶體管3200也可以為n溝道型晶體管。圖41(a)、圖41(b)及圖41(c)是不同地點(diǎn)的截面圖。

圖41所示的晶體管3200是使用半導(dǎo)體基板450的晶體管。晶體管3200包括半導(dǎo)體基板450中的區(qū)域472a、半導(dǎo)體基板450中的區(qū)域472b、絕緣體462以及導(dǎo)電體454。

圖41所示的半導(dǎo)體裝置包括絕緣體464、絕緣體466、絕緣體468、絕緣體422、導(dǎo)電體480a、導(dǎo)電體480b、導(dǎo)電體480c、導(dǎo)電體478a、導(dǎo)電體478b、導(dǎo)電體478c、導(dǎo)電體476a、導(dǎo)電體476b、導(dǎo)電體474a、導(dǎo)電體474b、導(dǎo)電體474c、導(dǎo)電體496a、導(dǎo)電體496b、導(dǎo)電體496c、導(dǎo)電體496d、導(dǎo)電體498a、導(dǎo)電體498b、導(dǎo)電體498c、導(dǎo)電體498d、絕緣體490、絕緣體502、絕緣體492、絕緣體428、絕緣體409以及絕緣體494。

這里，絕緣體422、絕緣體428及絕緣體409是具有阻擋性的絕緣體。即，圖41所示的半導(dǎo)體裝置具有晶體管3300被具有阻擋性的絕緣體圍繞的結(jié)構(gòu)。但也可以不包括絕緣體422、絕緣體428和絕緣體409中的任一個(gè)以上。

絕緣體464配置于晶體管3200上。絕緣體466配置于絕緣體464上。絕緣體468配置于絕緣體466上。絕緣體422配置于絕緣體468上。絕緣體490配置于絕緣體422上。晶體管3300配置于絕緣體490上。絕緣體492配置于晶體管3300上。絕緣體494配置于絕緣體492上。

絕緣體464包括到達(dá)區(qū)域472a的開(kāi)口部、到達(dá)區(qū)域472b的開(kāi)口部以及到達(dá)導(dǎo)電體454的開(kāi)口部。另外，導(dǎo)電體480a、導(dǎo)電體480b或?qū)щ婓w480c分別填埋于各開(kāi)口部中。

絕緣體466包括到達(dá)導(dǎo)電體480a的開(kāi)口部、到達(dá)導(dǎo)電體480b的開(kāi)口部以及到達(dá)導(dǎo)電體480c的開(kāi)口部。導(dǎo)電體478a、導(dǎo)電體478b或?qū)щ婓w478c分別填埋于各開(kāi)口部中。

絕緣體468及絕緣體422包括到達(dá)導(dǎo)電體478b的開(kāi)口部以及到達(dá)導(dǎo)電體478c的開(kāi)口部。導(dǎo)電體476a或?qū)щ婓w476b分別填埋于各開(kāi)口部中。

絕緣體490包括與晶體管3300的溝道形成區(qū)域重疊的開(kāi)口部、到達(dá)導(dǎo)電體476a的開(kāi)口部以及到達(dá)導(dǎo)電體476b的開(kāi)口部。導(dǎo)電體474a、導(dǎo)電體474b或?qū)щ婓w474c分別填埋于各開(kāi)口部中。

導(dǎo)電體474a也可以具有作為晶體管3300的底柵電極的功能?；蛘撸?，也可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)電體474a施加一定的電位，來(lái)控制晶體管3300的閾值電壓等的電特性?；蛘撸?，也可以將導(dǎo)電體474a與作為晶體管3300的頂柵電極的導(dǎo)電體404電連接。由此，可以增加晶體管3300的通態(tài)電流。此外，由于可以抑制穿通現(xiàn)象，因此可以使晶體管3300的飽和區(qū)域中的電特性穩(wěn)定。

絕緣體409及絕緣體492包括穿過(guò)作為晶體管3300的源電極和漏電極中的一方的導(dǎo)電體516b到達(dá)導(dǎo)電體474b的開(kāi)口部、到達(dá)與作為晶體管3300的源電極和漏電極中的另一方的導(dǎo)電體516a隔著絕緣體512重疊的導(dǎo)電體514的開(kāi)口部、到達(dá)作為晶體管3300的柵電極的導(dǎo)電體504的開(kāi)口部、以及穿過(guò)作為晶體管3300的源電極和漏電極中的另一方的導(dǎo)電體516a到達(dá)導(dǎo)電體474c的開(kāi)口部。導(dǎo)電體496a、導(dǎo)電體496b、導(dǎo)電體496c或?qū)щ婓w496d分別填埋于各開(kāi)口部中。但各開(kāi)口部有時(shí)穿過(guò)晶體管3300等的構(gòu)成要素的任一個(gè)。

絕緣體494包括到達(dá)導(dǎo)電體496a的開(kāi)口部、到達(dá)導(dǎo)電體496b的開(kāi)口部、到達(dá)導(dǎo)電體496c的開(kāi)口部、以及到達(dá)導(dǎo)電體496d的開(kāi)口部。導(dǎo)電體498a、導(dǎo)電體498b、導(dǎo)電體498c或?qū)щ婓w498d分別填埋于各開(kāi)口部中。

絕緣體464、絕緣體466、絕緣體468、絕緣體490、絕緣體492和絕緣體494中的一個(gè)以上優(yōu)選包括具有阻擋性的絕緣體。

作為導(dǎo)電體498d，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、鋁、鈦、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、釔、鋯、鉬、釕、銀、銦、錫、鉭和鎢中的一種以上的導(dǎo)電體的單層或疊層。例如，也可以使用合金或化合物，還可以使用包含鋁的合金、包含銅及鈦的合金、包含銅及錳的合金、包含銦、錫及氧的化合物、包含鈦及氮的化合物等。導(dǎo)電體498d優(yōu)選包括具有阻擋性的導(dǎo)電體。

晶體管3200的源極和漏極通過(guò)導(dǎo)電體480b、導(dǎo)電體478b、導(dǎo)電體476a、導(dǎo)電體474b以及導(dǎo)電體496c電連接到作為晶體管3300的源電極和漏電極中的一方的導(dǎo)電體516b。作為晶體管3200的柵電極的導(dǎo)電體454通過(guò)導(dǎo)電體480c、導(dǎo)電體478c、導(dǎo)電體476b、導(dǎo)電體474c以及導(dǎo)電體496d電連接到作為晶體管3300的源電極和漏電極中的另一方的導(dǎo)電體516a。

電容元件3400包括與晶體管3300的源電極和漏電極中的另一方電連接的電極、導(dǎo)電體514、以及絕緣體512。因?yàn)榻^緣體512可同與作為晶體管3300的柵極絕緣體起作用的絕緣體512經(jīng)同一工序形成，所以能提高生產(chǎn)率。另外，如果使用與作為晶體管3300的柵電極起作用的導(dǎo)電體504同一工序所形成的層作為導(dǎo)電體514的話，能提高生產(chǎn)率。

對(duì)于其他結(jié)構(gòu)，可以適當(dāng)?shù)貐⒄贞P(guān)于圖37等的記載。

圖42所示的半導(dǎo)體裝置與圖41所示的半導(dǎo)體裝置的不同之處只在于晶體管3200的結(jié)構(gòu)不同。因此，對(duì)于圖42所示的半導(dǎo)體裝置，可參照?qǐng)D41所示的半導(dǎo)體裝置的記載。具體而言，示出了圖所示的半導(dǎo)體裝置的晶體管3200為fin型的情況。對(duì)于作為fin型的晶體管3200，參照?qǐng)D38所示的晶體管2200的記載。在圖38中，對(duì)晶體管2200為p溝道型晶體管的情況進(jìn)行說(shuō)明，但是晶體管3200也可以為n溝道型晶體管。圖42(a)、圖42(b)及圖42(c)是不同地點(diǎn)的截面圖。

另外，圖43所示的半導(dǎo)體裝置與圖41所示的半導(dǎo)體裝置的不同之處只在于晶體管3200的結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)于圖43所示的半導(dǎo)體裝置，參照?qǐng)D41所示的半導(dǎo)體裝置的記載。具體而言，示出了圖43所示的半導(dǎo)體裝置的晶體管3200設(shè)置在作為soi基板的半導(dǎo)體基板450上的情況。關(guān)于設(shè)置在作為soi基板的半導(dǎo)體基板450上的晶體管3200，參照?qǐng)D39所示的晶體管2200的記載。在圖39中，對(duì)晶體管2200為p溝道型晶體管的情況進(jìn)行說(shuō)明，但是晶體管3200也可以為n溝道型晶體管。圖43(a)、圖43(b)及圖43(c)是不同地點(diǎn)的截面圖。

<存儲(chǔ)裝置2>

圖40(b)所示的半導(dǎo)體裝置與圖40(a)所示的半導(dǎo)體裝置的不同之處在于圖40(b)所示的半導(dǎo)體裝置不包括晶體管3200的點(diǎn)上。在此情況下，也可通過(guò)與圖40(a)所示的半導(dǎo)體裝置相同的動(dòng)作進(jìn)行信息的寫入及保持動(dòng)作。

關(guān)于圖40(b)所示的半導(dǎo)體裝置中的信息讀出進(jìn)行說(shuō)明。如果晶體管3300成為導(dǎo)通狀態(tài)，處于浮動(dòng)狀態(tài)的第三布線3003和電容元件3400導(dǎo)通，且在第三布線3003和電容元件3400之間進(jìn)行電荷再次分配。其結(jié)果是：第三布線3003的電位產(chǎn)生變化。第三布線3003的電位的變化量根據(jù)電容元件3400的一個(gè)電極的電位(或積累在電容元件3400中的電荷)的不同而具有不同的值。

例如，如果將電容元件3400的一個(gè)電極的電位定為v，將電容元件3400的電容量定為c，將第三布線3003所具有的電容成分定為cb，將再次分配電荷之前的第三布線3003的電位定為vb0的話，再次分配電荷之后的第三布線3003的電位為(cb×vb0+c×v)/(cb+c)。因此，如果將電容元件3400的一個(gè)電極的電位成為v1和v0(v1＞v0)的兩個(gè)狀態(tài)作為存儲(chǔ)單元的狀態(tài)的話，可知保持電位v1時(shí)的第三布線3003的電位(＝(cb×vb0+c×v1)/(cb+c))高于保持電位v0時(shí)的第三布線3003的電位(＝(cb×vb0+c×v0)/(cb+c))。

然后，通過(guò)將第三布線3003的電位與規(guī)定的電位進(jìn)行比較，就能讀出信息。

在此情況下，可以將上述第一半導(dǎo)體所適用的晶體管作為用來(lái)驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)單元的驅(qū)動(dòng)電路，且將作為晶體管3300的使用第二半導(dǎo)體的晶體管層疊在該驅(qū)動(dòng)電路上。

上述半導(dǎo)體裝置可以通過(guò)應(yīng)用用了氧化物半導(dǎo)體的關(guān)態(tài)電流較小的晶體管來(lái)長(zhǎng)期間保持存儲(chǔ)內(nèi)容。也就是說(shuō)，因?yàn)椴恍枰⑿聞?dòng)作或可以使刷新動(dòng)作的頻率極低，所以能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗的半導(dǎo)體裝置。另外，即使在沒(méi)有電力供應(yīng)時(shí)(但優(yōu)選固定電位)也可以長(zhǎng)期間保持存儲(chǔ)內(nèi)容。

另外，因?yàn)樵摪雽?dǎo)體裝置在寫入信息時(shí)不需要高電壓，所以不容易產(chǎn)生元件的劣化。例如，不同于現(xiàn)有的非易失性存儲(chǔ)器，不需要對(duì)浮動(dòng)?xùn)艠O注入電子或從浮動(dòng)?xùn)艠O抽出電子，因此不會(huì)發(fā)生絕緣體劣化等問(wèn)題。換言之，在本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置中，與現(xiàn)有非易失性存儲(chǔ)器不同，不限制可重寫次數(shù)，并且其可靠性得到極大提高。并且，通過(guò)晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行信息寫入，所以能夠高速工作。

<拍攝裝置>

以下對(duì)本發(fā)明的一形態(tài)的拍攝裝置進(jìn)行說(shuō)明。

圖44(a)是示出本發(fā)明的一形態(tài)的拍攝裝置2000的例子的平面圖。拍攝裝置2000包括像素部2010、用來(lái)驅(qū)動(dòng)像素部2010的外圍電路(日文：周辺回路)2060、外圍電路2070、外圍電路2080及外圍電路2090。像素部2010包括配置為p行q列(p及q為2以上的整數(shù))的矩陣狀的多個(gè)像素2011。外圍電路2060、外圍電路2070、外圍電路2080及外圍電路2090分別與多個(gè)像素2011連接，具有供給用來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)像素2011的信號(hào)的功能。另外，在本說(shuō)明書等中，有時(shí)將外圍電路2060、外圍電路2070、外圍電路2080及外圍電路2090等總稱為“外圍電路”或“驅(qū)動(dòng)電路”。例如，外圍電路2060也可以說(shuō)是外圍電路的一部分。

拍攝裝置2000優(yōu)選包括光源2091。光源2091能夠發(fā)射檢測(cè)光p1。

外圍電路至少包括邏輯電路、開(kāi)關(guān)、緩沖器、放大電路和轉(zhuǎn)換電路中的一個(gè)。另外，也可以在形成像素部2010的基板上制造外圍電路。另外，也可以將ic芯片等半導(dǎo)體裝置用于外圍電路的一部分或全部。外圍電路也可以省略外圍電路2060、外圍電路2070、外圍電路2080和外圍電路2090中的一個(gè)以上。

如圖44(b)所示，在拍攝裝置2000所包括的像素部2010中，也可傾斜像素2011進(jìn)行配置。通過(guò)傾斜像素2011進(jìn)行配置，可以縮短在行方向上及列方向上的像素間隔(間距)。由此，可以提高拍攝裝置2000的拍攝質(zhì)量。

<像素的構(gòu)成例1〉

通過(guò)以多個(gè)子像素2012構(gòu)成拍攝裝置2000所包括的一個(gè)像素2011，且使每個(gè)子像素2012與使特定的波長(zhǎng)區(qū)域的光透過(guò)的濾光片(濾色片)組合，可以獲得用來(lái)實(shí)現(xiàn)彩色圖像顯示的信息。

圖45(a)是示出用來(lái)取得彩色圖像的像素2011的一個(gè)例子的平面圖。圖45(a)所示的像素2011包括設(shè)置有使紅色(r)的波長(zhǎng)區(qū)域的光透過(guò)的濾色片的子像素2012(以下也稱為“子像素2012r”)、設(shè)置有使綠色(g)的波長(zhǎng)區(qū)域的光透過(guò)的濾色片的子像素2012(以下也稱為“子像素2012g”)以及設(shè)置有使藍(lán)色(b)的波長(zhǎng)區(qū)域的光透過(guò)的濾色片的子像素2012(以下也稱為“子像素2012b”)。子像素2012可以被用作光電傳感器。

子像素2012(子像素2012r、子像素2012g及子像素2012b)與布線2031、布線2047、布線2048、布線2049、布線2050電連接。另外，子像素2012r、子像素2012g及子像素2012b分別獨(dú)立地連接于布線2053。在本說(shuō)明書等中，例如將與第n行的像素2011連接的布線2048及布線2049分別稱為布線2048[n]及布線2049[n]。另外，例如，將與第m列的像素2011連接的布線2053稱為布線2053[m]。另外，在圖45(a)中，將與第m列的像素2011所包括的子像素2012r連接的布線2053稱為布線2053[m]r，將與子像素2012g連接的布線2053稱為布線2053[m]g，以及將與子像素2012b連接的布線2053稱為布線2053[m]b。子像素2012通過(guò)上述布線與外圍電路電連接。

拍攝裝置2000具有相鄰的像素2011中的設(shè)置有使相同的波長(zhǎng)區(qū)域的光透過(guò)的濾色片的子像素2012之間通過(guò)開(kāi)關(guān)彼此電連接的結(jié)構(gòu)。圖45(b)示出配置在第n行(n為1以上且p以下的整數(shù))第m列(m為1以上且q以下的整數(shù))的像素2011所包括的子像素2012與相鄰于該像素2011的配置在第n+1行第m列的像素2011所包括的子像素2012的連接例子。在圖45(b)中，配置在第n行第m列的子像素2012r與配置在第n+1行第m列的子像素2012r通過(guò)開(kāi)關(guān)2001連接。另外，配置在第n行第m列的子像素2012g與配置在第n+1行第m列的子像素2012g通過(guò)開(kāi)關(guān)2002連接。另外，配置在第n行第m列的子像素2012b與配置在第n+1行第m列的子像素2012b通過(guò)開(kāi)關(guān)2003連接。

用于子像素2012的濾色片的顏色不局限于紅色(r)、綠色(g)、藍(lán)色(b)，也可以使用分別使青色(c)、黃色(y)及品紅色(m)的光透過(guò)的濾色片。通過(guò)在一個(gè)像素2011中設(shè)置檢測(cè)三種不同波長(zhǎng)區(qū)域的光的子像素2012，可以獲得全彩色圖像。

或者，可以使用除了包括分別設(shè)置有使紅色(r)、綠色(g)及藍(lán)色(b)的光透過(guò)的濾色片的子像素2012以外，還包括設(shè)置有使黃色(y)的光透過(guò)的濾色片的子像素2012的像素2011。或者，可以使用除了包括分別設(shè)置有使青色(c)、黃色(y)及品紅色(m)的光透過(guò)的濾色片的子像素2012以外，還包括設(shè)置有使藍(lán)色(b)的光透過(guò)的濾色片的子像素2012的像素2011。通過(guò)在一個(gè)像素2011中設(shè)置檢測(cè)四種不同波長(zhǎng)區(qū)域的光的子像素2012，可以進(jìn)一步提高所獲得的圖像的顏色再現(xiàn)性。

例如，在圖45(a)中，檢測(cè)紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的子像素2012、檢測(cè)綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的子像素2012及檢測(cè)藍(lán)色的波長(zhǎng)區(qū)域的子像素2012的像素?cái)?shù)比(或受光面積比)不局限于1:1:1。例如，也可以采用像素?cái)?shù)比(受光面積比)為紅色:綠色:藍(lán)色＝1:2:1的bayer排列?；蛘撸袼?cái)?shù)比(受光面積比)也可以為紅色:綠色:藍(lán)色＝1:6:1。

設(shè)置在像素2011中的子像素2012的數(shù)量可以為一個(gè)，但優(yōu)選為兩個(gè)以上。例如，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)以上的檢測(cè)相同的波長(zhǎng)區(qū)域的子像素2012，可以提高冗余性，由此可以提高拍攝裝置2000的可靠性。

另外，通過(guò)使用反射或吸收可見(jiàn)光且使紅外光透過(guò)的ir(ir：infrared)濾光片，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)紅外光的拍攝裝置2000。

通過(guò)使用nd(nd：neutraldensity)濾光片(減光濾光片)，可以防止大光量光入射到光電轉(zhuǎn)換元件(受光元件)時(shí)產(chǎn)生的輸出飽和。通過(guò)組合使用減光量不同的nd濾光片，可以增大拍攝裝置的動(dòng)態(tài)范圍。

除了上述濾光片以外，還可以在像素2011中設(shè)置透鏡。在此，參照?qǐng)D46的截面圖說(shuō)明像素2011、濾光片2054、透鏡2055的配置例子。通過(guò)設(shè)置透鏡2055，光電轉(zhuǎn)換元件高效受光。具體而言，如圖46(a)所示，形成通過(guò)形成在像素2011中的透鏡2055、濾光片2054(濾光片2054r、濾光片2054g及濾光片2054b)以及像素電路2030等，使光2056入射到光電轉(zhuǎn)換元件2020的結(jié)構(gòu)。

如由點(diǎn)劃線圍繞的區(qū)域所示那樣，存在箭頭所示的光2056的一部分被布線2057的一部分遮蔽的情況。因此，如圖46(b)所示，優(yōu)選采用在光電轉(zhuǎn)換元件2020側(cè)配置透鏡2055及濾光片2054，而使光電轉(zhuǎn)換元件2020高效地接收光2056的結(jié)構(gòu)。通過(guò)從光電轉(zhuǎn)換元件2020側(cè)將光2056入射到光電轉(zhuǎn)換元件2020，可以提供檢測(cè)靈敏度高的拍攝裝置2000。

作為圖46所示的光電轉(zhuǎn)換元件2020，也可以使用形成有pn型結(jié)或pin型結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件。

光電轉(zhuǎn)換元件2020也可以使用具有吸收輻射產(chǎn)生電荷的功能的物質(zhì)形成。作為具有吸收輻射產(chǎn)生電荷的功能的物質(zhì)，可舉出硒、碘化鉛、碘化汞、砷化鎵、碲化鎘、鎘鋅合金等。

例如，如果將硒用于光電轉(zhuǎn)換元件2020時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光、紫外光、紅外光、x射線、伽馬射線等較寬的波長(zhǎng)區(qū)域具有光吸收系數(shù)的光電轉(zhuǎn)換元件2020。

在此，拍攝裝置2000所包括的一個(gè)像素2011除了圖45所示的子像素2012以外，還可以包括具有第一濾光片的子像素2012。

<像素的構(gòu)成例2〉

下面，對(duì)使用用了硅的晶體管及用了氧化物半導(dǎo)體的晶體管構(gòu)成像素的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖47(a)及圖47(b)是構(gòu)成拍攝裝置的元件的截面圖。圖47(a)所示的拍攝裝置包括設(shè)置在硅基板2300上的使用了硅所形成的晶體管2351、在晶體管2351上層疊配置的使用了氧化物半導(dǎo)體所形成的晶體管2352及晶體管2353、以及設(shè)置在硅基板2300中的光電二極管2360。各晶體管及光電二極管2360與各種插頭2370及布線2371電連接。另外，光電二極管2360具有陽(yáng)極2361及陰極2362，陽(yáng)極2361通過(guò)低電阻區(qū)域2363與插頭2370電連接。

拍攝裝置包括：具有設(shè)置在硅基板2300上的晶體管2351及光電二極管2360的層2310、以與層2310接觸的方式設(shè)置且包括布線2371的層2320、以與層2320接觸的方式設(shè)置且包括晶體管2352及晶體管2353的層2330、以與層2330接觸的方式設(shè)置且包括布線2372及布線2373的層2340。

在圖47(a)的截面圖的一個(gè)例子中，在硅基板2300中，在與形成有晶體管2351的面相反一側(cè)設(shè)置有光電二極管2360的受光面。通過(guò)采用該結(jié)構(gòu)，可以確保光路而不受各種晶體管或布線等的影響。因此，可以形成高開(kāi)口率的像素。另外，光電二極管2360的受光面也可以是與形成有晶體管2351的面相同的面。

在只使用由氧化物半導(dǎo)體形成的晶體管構(gòu)成像素時(shí)，層2310形成為包括由氧化物半導(dǎo)體形成的晶體管的層即可。或者，也可省略層2310，只使用由氧化物半導(dǎo)體形成的晶體管構(gòu)成像素。

在只使用由硅形成的晶體管構(gòu)成像素時(shí)，也可以省略層2330。圖47(b)示出省略層2330的截面圖的一個(gè)例子。當(dāng)省略層2330時(shí)，也可以省略層2340的布線2372。

硅基板2300也可以是soi基板。另外，也可以使用包含鍺、硅鍺、碳化硅、砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦、氮化鎵、有機(jī)半導(dǎo)體的基板代替硅基板2300。

這里，在包括晶體管2351及光電二極管2360的層2310和包括晶體管2352及晶體管2353的層2330之間設(shè)置有絕緣體2422。但絕緣體2422的位置不局限于此。

設(shè)置在晶體管2351的溝道形成區(qū)域附近的絕緣體中的氫具有使硅的懸空鍵終結(jié)，提高晶體管2351的可靠性的效果。另一方面，設(shè)置在晶體管2352及晶體管2353等附近的絕緣體中的氫成為在氧化物半導(dǎo)體中生成載流子的原因之一。因此，該氫存在成為晶體管2352及晶體管2353等的可靠性的下降的原因的情況。因此，當(dāng)在使用硅的晶體管上層疊設(shè)置使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管時(shí)，優(yōu)選在它們之間設(shè)置具有阻擋性的絕緣體2422。此外，優(yōu)選由具有阻擋性的絕緣體2328及絕緣體2428圍繞晶體管2352及晶體管2353的四周。此外，優(yōu)選由具有阻擋性的絕緣體2409覆蓋晶體管2352及晶體管2353的上方。通過(guò)將氫封閉在低于絕緣體2422的下面層，可以提高晶體管2351的可靠性。再者，由于可抑制氫從低于絕緣體2422的下面層擴(kuò)散至高于絕緣體2422的上面層，所以可以提高晶體管2352及晶體管2353等的可靠性。

即，圖47所示的半導(dǎo)體裝置具有晶體管2352及晶體管2353被具有阻擋性的絕緣體圍繞的結(jié)構(gòu)。但是，晶體管2352及晶體管2353也可以不被具有阻擋性的絕緣體圍繞。

在圖47(a)的截面圖中，可以以設(shè)置在層2310中的光電二極管2360與設(shè)置在層2330中的晶體管重疊的方式形成。因此，可以提高像素的集成度。就是說(shuō)，可以提高拍攝裝置的分辨率。

此外，如圖48(a)及圖48(b)所示，也可以在像素的上部或下部配置濾光片2354或/及透鏡2355。濾光片2354可參照濾光片2054的記載。透鏡2355可參照透鏡2055的記載。

如圖49(a1)及圖49(b1)所示，可以使拍攝裝置的一部分或全部彎曲。圖49(a1)示出使拍攝裝置在該附圖中的點(diǎn)劃線x1-x2的方向上彎曲的狀態(tài)。圖49(a2)是沿著圖49(a1)中的點(diǎn)劃線x1-x2所示的部位的截面圖。圖49(a3)是沿著圖49(a1)中的點(diǎn)劃線y1-y2所示的部位的截面圖。

圖49(b1)示出使拍攝裝置在該附圖中的點(diǎn)劃線x3-x4的方向上彎曲、且在該附圖中的點(diǎn)劃線y3-y4的方向上彎曲的狀態(tài)。圖49(b2)是沿著圖49(b1)中的點(diǎn)劃線x3-x4所示的部位的截面圖。圖49(b3)是沿著圖49(b1)中的點(diǎn)劃線y3-y4所示的部位的截面圖。

通過(guò)使拍攝裝置彎曲，可以降低像場(chǎng)彎曲或像散(astigmatism)。因此，可以使與拍攝裝置組合使用的透鏡等的光學(xué)設(shè)計(jì)變得容易。例如，由于可減少用于像差校正的透鏡的片數(shù)，因此可實(shí)現(xiàn)使用拍攝裝置的電子設(shè)備等的小型化或輕量化。另外，可以提高拍攝的圖像的品質(zhì)。

<cpu>

下面對(duì)包括上述晶體管或上述存儲(chǔ)裝置等的半導(dǎo)體裝置的cpu進(jìn)行說(shuō)明。

圖50是示出其一部分使用上述晶體管的cpu的一個(gè)例子的構(gòu)成的框圖。

圖50所示的cpu在基板1190上具有：alu1191(alu：arithmeticlogicunit：算術(shù)邏輯單元)、alu控制器1192、指令譯碼器1193、中斷控制器1194、時(shí)序控制器1195、寄存器1196、寄存器控制器1197、總線接口1198、能夠重寫的rom1199以及rom接口1189。作為基板1190使用半導(dǎo)體基板、soi基板、玻璃基板等。rom1199及rom接口1189也可以設(shè)置在不同的芯片上。當(dāng)然，圖50所示的cpu只是簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)而示的一個(gè)例子而已，所以實(shí)際上的cpu根據(jù)其用途具有各種各樣的結(jié)構(gòu)。例如，也可以以包括圖50所示的cpu或運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)為核心，設(shè)置多個(gè)該核心并使其同時(shí)工作。另外，在cpu的內(nèi)部運(yùn)算電路或數(shù)據(jù)總線中能夠處理的位數(shù)例如可以為8位、16位、32位、64位等。

通過(guò)總線接口1198輸入到cpu的指令在輸入到指令譯碼器1193并被譯碼后，輸入到alu控制器1192、中斷控制器1194、寄存器控制器1197、時(shí)序控制器1195。

alu控制器1192、中斷控制器1194、寄存器控制器1197、時(shí)序控制器1195根據(jù)被譯碼的指令進(jìn)行各種控制。具體而言，alu控制器1192生成用來(lái)控制alu1191的動(dòng)作的信號(hào)。另外，中斷控制器1194在執(zhí)行cpu的程序時(shí)，根據(jù)其優(yōu)先度或掩碼狀態(tài)來(lái)判斷來(lái)自外部的輸入/輸出裝置或外圍電路的中斷要求而對(duì)該要求進(jìn)行處理。寄存器控制器1197生成寄存器1196的地址，并對(duì)應(yīng)于cpu的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行寄存器1196的讀出或?qū)懭搿?/p>

另外，時(shí)序控制器1195生成用來(lái)控制alu1191、alu控制器1192、指令譯碼器1193、中斷控制器1194以及寄存器控制器1197的動(dòng)作時(shí)序的信號(hào)。例如，時(shí)序控制器1195具有根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)來(lái)生成內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的內(nèi)部時(shí)鐘生成部，并將內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)供給上述各種電路。

在圖50所示的cpu中，在寄存器1196中設(shè)置有存儲(chǔ)單元?？梢詫⑸鲜鼍w管或存儲(chǔ)裝置等用于寄存器1196的存儲(chǔ)單元。

在圖50所示的cpu中，寄存器控制器1197根據(jù)alu1191的指令進(jìn)行寄存器1196中的保持動(dòng)作的選擇。換言之，寄存器控制器1197在寄存器1196所具有的存儲(chǔ)單元中選擇由觸發(fā)器保持?jǐn)?shù)據(jù)還是由電容元件保持?jǐn)?shù)據(jù)。在選擇由觸發(fā)器保持?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，對(duì)寄存器1196中的存儲(chǔ)單元供應(yīng)電源電壓。在選擇由電容元件保持?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，對(duì)電容元件進(jìn)行數(shù)據(jù)的重寫，而可以停止對(duì)寄存器1196中的存儲(chǔ)單元供應(yīng)電源電壓。

圖51是能用作寄存器1196的存儲(chǔ)元件1200的電路圖的一個(gè)例子。存儲(chǔ)元件1200包括通過(guò)電源關(guān)閉失去存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的電路1201、通過(guò)電源關(guān)閉不失去存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的電路1202、開(kāi)關(guān)1203、開(kāi)關(guān)1204、邏輯元件1206、電容元件1207以及具有選擇功能的電路1220。電路1202包括電容元件1208、晶體管1209及晶體管1210。另外，存儲(chǔ)元件1200根據(jù)需要還可以包括其他元件諸如二極管、電阻元件或電感器等。

在此，可以使用上述存儲(chǔ)裝置作為電路1202。在停止對(duì)存儲(chǔ)元件1200供應(yīng)電源電壓時(shí)，形成gnd(0v)或使晶體管1209關(guān)閉的電位持續(xù)被輸入到電路1202中的晶體管1209的柵極的構(gòu)成。例如，形成晶體管1209的柵極通過(guò)電阻器等的負(fù)荷接地的構(gòu)成。

在此示出開(kāi)關(guān)1203由一導(dǎo)電型(例如，n溝道型)的晶體管1213構(gòu)成，開(kāi)關(guān)1204由與一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型(例如，p溝道型)的晶體管1214構(gòu)成的例子。這里，開(kāi)關(guān)1203的第一端子對(duì)應(yīng)于晶體管1213的源極和漏極中的一方，開(kāi)關(guān)1203的第二端子對(duì)應(yīng)于晶體管1213的源極和漏極中的另一方，開(kāi)關(guān)1203的第一端子與第二端子之間的導(dǎo)通或非導(dǎo)通(即，晶體管1213的導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài))由輸入到晶體管1213的柵極中的控制信號(hào)rd選擇。開(kāi)關(guān)1204的第一端子對(duì)應(yīng)于晶體管1214的源極和漏極中的一方，開(kāi)關(guān)1204的第二端子對(duì)應(yīng)于晶體管1214的源極和漏極中的另一方，并且開(kāi)關(guān)1204的第一端子與第二端子之間的導(dǎo)通或非導(dǎo)通(即，晶體管1214的導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài))由輸入到晶體管1214的柵極中的控制信號(hào)rd選擇。

晶體管1209的源極和漏極中的一方電連接到電容元件1208的一對(duì)電極中的一個(gè)及晶體管1210的柵極。在此，將連接部分稱為節(jié)點(diǎn)m2。晶體管1210的源極和漏極中的一方電連接到能夠供應(yīng)低電源電位的布線(例如，gnd線)，而另一方電連接到開(kāi)關(guān)1203的第一端子(晶體管1213的源極和漏極中的一方)。開(kāi)關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一方)電連接到開(kāi)關(guān)1204的第一端子(晶體管1214的源極和漏極中的一方)。開(kāi)關(guān)1204的第二端子(晶體管1214的源極和漏極中的另一方)電連接到能夠供應(yīng)電源電位vdd的布線。開(kāi)關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一方)、開(kāi)關(guān)1204的第一端子(晶體管1214的源極和漏極中的一方)、邏輯元件1206的輸入端子和電容元件1207的一對(duì)電極的一個(gè)是電連接的。在此，將連接部分稱為節(jié)點(diǎn)m1?？梢詫?duì)電容元件1207的一對(duì)電極的另一個(gè)輸入固定電位。例如，可以對(duì)其輸入低電源電位(gnd等)或高電源電位(vdd等)。電容元件1207的一對(duì)電極的另一個(gè)電連接到能夠供應(yīng)低電源電位的布線(例如，gnd線)?？梢詫?duì)電容元件1208的一對(duì)電極的另一個(gè)輸入固定電位。例如，可以對(duì)其輸入低電源電位(gnd等)或高電源電位(vdd等)。電容元件1208的一對(duì)電極的另一個(gè)電連接到能夠供應(yīng)低電源電位的布線(例如，gnd線)。

另外，由于積極地利用晶體管或布線的寄生電容等，還可省略電容元件1207及電容元件1208。

控制信號(hào)we輸入到晶體管1209的柵極。開(kāi)關(guān)1203及開(kāi)關(guān)1204的第一端子與第二端子之間的導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài)由與控制信號(hào)we不同的控制信號(hào)rd選擇，當(dāng)一方的開(kāi)關(guān)的第一端子與第二端子之間處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，另一方的開(kāi)關(guān)的第一端子與第二端子之間處于非導(dǎo)通狀態(tài)。

將對(duì)應(yīng)于保持在電路1201中的數(shù)據(jù)的信號(hào)輸入到晶體管1209的源極和漏極中的另一方。圖51示出從電路1201輸出的信號(hào)輸入到晶體管1209的源極和漏極中的另一方的例子。由邏輯元件1206使從開(kāi)關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一方)輸出的信號(hào)的邏輯值反轉(zhuǎn)而成為反轉(zhuǎn)信號(hào)，將其經(jīng)由電路1220輸入到電路1201。

另外，雖然圖51示出從開(kāi)關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一方)輸出的信號(hào)通過(guò)邏輯元件1206及電路1220輸入到電路1201的例子，但是不局限于此。另外，也可以不使從開(kāi)關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一方)輸出的信號(hào)的邏輯值反轉(zhuǎn)而輸入到電路1201。例如，當(dāng)電路1201包括其中保持使從輸入端子輸入的信號(hào)的邏輯值反轉(zhuǎn)的信號(hào)的節(jié)點(diǎn)時(shí)，可以將從開(kāi)關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一方)輸出的信號(hào)輸入到該節(jié)點(diǎn)。

在圖51中，用于存儲(chǔ)元件1200的晶體管中，晶體管1209以外的晶體管也可以使用其溝道形成在由氧化物半導(dǎo)體以外的半導(dǎo)體構(gòu)成的膜或基板1190上的晶體管。例如，可以使用其溝道形成在硅膜或硅基板中的晶體管。另外，可將用于存儲(chǔ)元件1200的晶體管的全部形成為溝道由氧化物半導(dǎo)體形成的晶體管。或者，存儲(chǔ)元件1200除了晶體管1209以外還可以包括溝道由氧化物半導(dǎo)體形成的晶體管，并且將其余的晶體管形成為其溝道形成在由氧化物半導(dǎo)體以外的半導(dǎo)體構(gòu)成的膜或基板1190中的晶體管。

圖51所示的電路1201例如可以使用觸發(fā)器電路。另外，作為邏輯元件1206例如可以使用反相器或時(shí)鐘反相器等。

在本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置中，在不向存儲(chǔ)元件1200供給電源電壓的期間，可以通過(guò)設(shè)置在電路1202中的電容元件1208保持儲(chǔ)存在電路1201中的數(shù)據(jù)。

另外，其溝道形成在氧化物半導(dǎo)體中的晶體管的關(guān)態(tài)電流極小。例如，其溝道形成在氧化物半導(dǎo)體中的晶體管的關(guān)態(tài)電流比其溝道形成在具有結(jié)晶性的硅中的晶體管的關(guān)態(tài)電流顯著小。因此，通過(guò)將該晶體管用作晶體管1209，即便在不向存儲(chǔ)元件1200供給電源電壓的期間也可以長(zhǎng)期間保持電容元件1208所保持的信號(hào)。因此，存儲(chǔ)元件1200在停止供給電源電壓的期間也可以保持存儲(chǔ)內(nèi)容(數(shù)據(jù))。

另外，由于該存儲(chǔ)元件通過(guò)設(shè)置開(kāi)關(guān)1203及開(kāi)關(guān)1204進(jìn)行預(yù)充電工作，因此可以縮短在再次開(kāi)始供給電源電壓之后直到電路1201重新保持原來(lái)的數(shù)據(jù)為止所需要的時(shí)間。

另外，在電路1202中，電容元件1208所保持的信號(hào)被輸入到晶體管1210的柵極。因此，在再次開(kāi)始向存儲(chǔ)元件1200供給電源電壓之后，通過(guò)電容元件1208所保持的信號(hào)使晶體管1210的導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行切換，并根據(jù)其狀態(tài)從電路1202讀出信號(hào)。因此，即便對(duì)應(yīng)于保持在電容元件1208中的信號(hào)的電位稍有變動(dòng)，也可以準(zhǔn)確地讀出原來(lái)的信號(hào)。

通過(guò)將這樣的存儲(chǔ)元件1200用于處理器所具有的寄存器或高速緩沖存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)裝置，可以防止存儲(chǔ)裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)因停止電源電壓的供給而消失。另外，可以在再次開(kāi)始供應(yīng)電源電壓之后在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到停止供應(yīng)電源之前的狀態(tài)。因此，在處理器整體或構(gòu)成處理器的一個(gè)或多個(gè)邏輯電路中，在短時(shí)間內(nèi)也可停止電源，從而可以抑制消耗電能。

雖然說(shuō)明將存儲(chǔ)元件1200用于cpu的例子，但也可以將存儲(chǔ)元件1200應(yīng)用于諸如dsp(digitalsignalprocessor：數(shù)字信號(hào)處理器)、定制lsi、pld(programmablelogicdevice：可編程邏輯器件)等、rf(radiofrequency：射頻)設(shè)備中。

<顯示裝置>

以下參照?qǐng)D52以及圖54說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一形態(tài)的顯示裝置。

作為用于顯示裝置的顯示元件，可以使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)、發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)等。發(fā)光元件在其范疇內(nèi)包括其亮度由電流或電壓控制的元件，具體而言，包括無(wú)機(jī)el(electroluminescence：電致發(fā)光)元件、有機(jī)el元件等。下面，對(duì)作為顯示裝置的一個(gè)例子使用el元件的顯示裝置(el顯示裝置)及使用液晶元件的顯示裝置(液晶顯示裝置)進(jìn)行說(shuō)明。

另外，下面示出的顯示裝置包括處于密封有顯示元件狀態(tài)的面板以及處于在該面板中安裝有包括控制器的ic等狀態(tài)的模塊。

另外，下面示出的顯示裝置是指圖像顯示器件或光源(包括照明裝置)。此外，顯示裝置還包括：安裝有連接器諸如fpc或tcp的模塊；在tcp的端部設(shè)置有印刷線路板的模塊；或者通過(guò)cog方式將ic(集成電路)直接安裝到顯示元件的模塊。

圖52是根據(jù)本發(fā)明的一形態(tài)的el顯示裝置的一個(gè)例子。圖52(a)示出el顯示裝置的像素的電路圖。圖52(b)是示出el顯示裝置整體的俯視圖。

圖52(a)是用于el顯示裝置的像素的電路圖的一個(gè)例子。

在本說(shuō)明書等中，有時(shí)即使不特定有源元件(晶體管、二極管等)、無(wú)源元件(電容元件、電阻元件等)等所具有的所有端子的連接位置，本領(lǐng)域技術(shù)人員也能夠構(gòu)成發(fā)明的一形態(tài)。就是說(shuō)，即使特定連接位置，也可以說(shuō)發(fā)明的一形態(tài)是明確的，并且，當(dāng)在本說(shuō)明書等記載有特定連接位置的內(nèi)容時(shí)，有時(shí)可以判斷為在本說(shuō)明書等中記載有該方式。尤其是，在端子的連接位置有多個(gè)的情況下，不一定必須要將該端子的連接位置限于特定的地方。因此，有時(shí)通過(guò)僅特定有源元件(晶體管、二極管等)、無(wú)源元件(電容元件、電阻元件等)等所具有的一部分的端子的連接位置，就能夠構(gòu)成發(fā)明的一形態(tài)。

在本說(shuō)明書等中，當(dāng)至少特定某個(gè)電路的連接位置時(shí)，有時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠特定發(fā)明?；蛘?，當(dāng)至少特定某個(gè)電路的功能時(shí)，有時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠特定發(fā)明。也就是說(shuō)，只要特定功能，就可以說(shuō)是發(fā)明的一形態(tài)是明確的，而判斷為在本說(shuō)明書等中記載有該方式。因此，即使只特定某個(gè)電路的連接位置而不特定其功能時(shí)，也可以判斷為該電路作為發(fā)明的一形態(tài)公開(kāi)而構(gòu)成發(fā)明的一形態(tài)?；蛘?，即使只特定某個(gè)電路的功能而不特定其連接位置時(shí)，也可以判斷為該電路作為發(fā)明的一形態(tài)公開(kāi)而構(gòu)成發(fā)明的一形態(tài)。

圖52(a)所示的el顯示裝置包含開(kāi)關(guān)元件743、晶體管741、電容元件742、發(fā)光元件719。

另外，由于圖52(a)等是電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，所以還可以追加設(shè)置晶體管。與此相反，在圖52(a)的各節(jié)點(diǎn)中，也可以不追加晶體管、開(kāi)關(guān)、無(wú)源元件等。

晶體管741的柵極與開(kāi)關(guān)元件743的一個(gè)端子及電容元件742的一個(gè)電極電連接。晶體管741的源極與電容元件742的另一個(gè)電極進(jìn)行電連接，與發(fā)光元件719的一個(gè)電極電連接。晶體管741的漏極被供應(yīng)電源電位vdd。開(kāi)關(guān)元件743的另一個(gè)端子與信號(hào)線744電連接。發(fā)光元件719的另一個(gè)電極被供應(yīng)恒電位。另外，恒電位為接地電位gnd或者比接地電位gnd小的電位。

作為開(kāi)關(guān)元件743，優(yōu)選使用晶體管。通過(guò)使用晶體管，能形成可以減小像素的面積且分辨率高的el顯示裝置。作為開(kāi)關(guān)元件743，如果使用通過(guò)與晶體管741同一工序形成的晶體管，可以提高el顯示裝置的生產(chǎn)率。作為晶體管741或/及開(kāi)關(guān)元件743，例如可以適用上述晶體管。

圖52(b)是el顯示裝置的俯視圖。el顯示裝置包括基板700、基板750、密封材料734、驅(qū)動(dòng)電路735、驅(qū)動(dòng)電路736、像素737以及fpc732。密封材料734以包圍像素737、驅(qū)動(dòng)電路735以及驅(qū)動(dòng)電路736的方式配置在基板700與基板750之間。另外，驅(qū)動(dòng)電路735或/及驅(qū)動(dòng)電路736也可以配置在密封材料734的外側(cè)。

圖52(c)是沿圖52(b)中的點(diǎn)劃線m-n所示的部分的el顯示裝置的截面圖。另外，在驅(qū)動(dòng)電路735與像素737之間具有絕緣體428。

圖52(c)示出晶體管741的結(jié)構(gòu)，即該晶體管741包括：基板700上的絕緣體422；絕緣體422上的導(dǎo)電體704a；導(dǎo)電體704a上的絕緣體712a；絕緣體712a上的絕緣體712b；在絕緣體712b上并與導(dǎo)電體704a重疊的半導(dǎo)體706a及半導(dǎo)體706b；與半導(dǎo)體706a及半導(dǎo)體706b接觸的導(dǎo)電體716a及導(dǎo)電體716b；半導(dǎo)體706b、導(dǎo)電體716a及導(dǎo)電體716b上的絕緣體718a；絕緣體718a上的絕緣體718b；絕緣體718b上的絕緣體718c；以及在絕緣體718c上并與半導(dǎo)體706b重疊的導(dǎo)電體714a。晶體管741的結(jié)構(gòu)只是一個(gè)例子，也可以采用與圖52(c)所示的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)。

因此，在圖52(c)所示的晶體管741中，導(dǎo)電體704a具有作為柵電極的功能，絕緣體712a及絕緣體712b具有作為柵極絕緣體的功能，導(dǎo)電體716a具有作為源電極的功能，導(dǎo)電體716b具有作為漏電極的功能，絕緣體718a、絕緣體718b及絕緣體718c具有作為柵極絕緣體的功能，并且導(dǎo)電體714a具有作為柵電極的功能。半導(dǎo)體706有時(shí)有因光照射變動(dòng)電特性的情況。因此，優(yōu)選的是導(dǎo)電體704a、導(dǎo)電體716a、導(dǎo)電體716b和導(dǎo)電體714a中的任何一個(gè)以上具有遮光性。

雖然以虛線表示絕緣體718a和絕緣體718b之間的界面，但也存在兩者的邊界不明確的情況。例如，當(dāng)作為絕緣體718a及絕緣體718b使用同種絕緣體時(shí)，根據(jù)觀察方法的不同存在無(wú)法區(qū)分兩者的情況。

圖52(c)示出電容元件742的結(jié)構(gòu)，即該電容元件742包括：基板上的導(dǎo)電體704b；導(dǎo)電體704b上的絕緣體712a；絕緣體712a上的絕緣體712b；在絕緣體712b上并與導(dǎo)電體704b重疊的導(dǎo)電體716a；導(dǎo)電體716a上的絕緣體718a；絕緣體718a上的絕緣體718b；絕緣體718b上的絕緣體718c；以及在絕緣體718c上并與導(dǎo)電體716a重疊的導(dǎo)電體714b，并且，在導(dǎo)電體716a與導(dǎo)電體714b重疊的區(qū)域中絕緣體718a及絕緣體718b的一部分被去除的。

在電容元件742中，將導(dǎo)電體704b及導(dǎo)電體714b起到作為一方電極的作用，將導(dǎo)電體716a起到作為另一方電極的作用。

因此，可以使用與晶體管741相同的膜制造電容元件742。另外，將導(dǎo)電體704a及導(dǎo)電體704b優(yōu)選使用同種導(dǎo)電體。此時(shí)，可以通過(guò)同一工序形成導(dǎo)電體704a及導(dǎo)電體704b。另外，較好將導(dǎo)電體714a及導(dǎo)電體714b形成為同種導(dǎo)電體。此時(shí)，可通過(guò)同一工序形成導(dǎo)電體714a及導(dǎo)電體714b。

圖52(c)所示的電容元件742是每占有面積的電容大的電容元件。因此，圖52(c)是顯示質(zhì)量高的el顯示裝置。雖然圖52(c)所示的電容元件742具有絕緣體718a及絕緣體718b的一部分被去除以便減薄導(dǎo)電體716a與導(dǎo)電體714b重疊的區(qū)域的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一形態(tài)的電容元件的結(jié)構(gòu)不局限于此。例如，也可以具有絕緣體718c的一部分被去除以便減薄導(dǎo)電體716a與導(dǎo)電體714b重疊的區(qū)域的結(jié)構(gòu)。

在晶體管741及電容元件742上配置有絕緣體720。在此，絕緣體720也可以具有到達(dá)起到作為晶體管741的源電極作用的導(dǎo)電體716a的開(kāi)口部。在絕緣體720上配置有絕緣體409，在絕緣體409上配置有導(dǎo)電體781。導(dǎo)電體781也可以通過(guò)絕緣體720中的開(kāi)口部與晶體管741電連接。

在導(dǎo)電體781上配置有包含到達(dá)導(dǎo)電體781的開(kāi)口部的分隔壁784。在分隔壁784上配置有在分隔壁784的開(kāi)口部中與導(dǎo)電體781接觸的發(fā)光層782。在發(fā)光層782上配置有導(dǎo)電體783。導(dǎo)電體781、發(fā)光層782和導(dǎo)電體783重疊的區(qū)域成為發(fā)光元件719。

這里，絕緣體422、絕緣體428及絕緣體409是具有阻擋性的絕緣體。即，圖52所示的顯示裝置具有晶體管741被具有阻擋性的絕緣體圍繞的結(jié)構(gòu)。但是也可以不具有絕緣體422、絕緣體428和絕緣體409中的任一個(gè)以上。

此外，為了使el顯示裝置高精細(xì)化，也可以層疊晶體管、電容元件或/及布線層等。

圖53是示出形成在半導(dǎo)體基板上的el顯示裝置的像素的截面圖的一個(gè)例子。

圖53所示的el顯示裝置包括半導(dǎo)體基板801、基板802、絕緣體803、絕緣體804、絕緣體805、粘合層806、濾光片807、濾光片808、濾光片809、絕緣體811、絕緣體812、絕緣體813、絕緣體814、絕緣體815、絕緣體816、絕緣體817、絕緣體818、絕緣體819、絕緣體820、絕緣體821、導(dǎo)電體831、導(dǎo)電體832、導(dǎo)電體833、導(dǎo)電體834、導(dǎo)電體835、導(dǎo)電體836、導(dǎo)電體837、導(dǎo)電體838、導(dǎo)電體839、導(dǎo)電體840、導(dǎo)電體841、導(dǎo)電體842、導(dǎo)電體843、導(dǎo)電體844、導(dǎo)電體845、導(dǎo)電體846、導(dǎo)電體847、導(dǎo)電體848、導(dǎo)電體849、導(dǎo)電體850、導(dǎo)電體851、導(dǎo)電體852、導(dǎo)電體853、導(dǎo)電體854、導(dǎo)電體855、導(dǎo)電體856、導(dǎo)電體857、導(dǎo)電體858、導(dǎo)電體859、導(dǎo)電體860、導(dǎo)電體861、導(dǎo)電體862、絕緣體871、導(dǎo)電體872、絕緣體873、絕緣體874、區(qū)域875、區(qū)域876、絕緣體877、絕緣體878、絕緣體881、導(dǎo)電體882、絕緣體883、絕緣體884、區(qū)域885、區(qū)域886、層887、層888以及發(fā)光層893。

由半導(dǎo)體基板801、絕緣體871、導(dǎo)電體872、絕緣體873、絕緣體874、區(qū)域875、區(qū)域876構(gòu)成晶體管891。半導(dǎo)體基板801具有作為溝道形成區(qū)域的功能。絕緣體871具有作為柵極絕緣體的功能。導(dǎo)電體872具有作為柵電極的功能。絕緣體873具有作為側(cè)壁絕緣體的功能。絕緣體874具有作為側(cè)壁絕緣體的功能。區(qū)域875具有作為源區(qū)或/及漏區(qū)的功能。區(qū)域876具有作為源區(qū)或/及漏區(qū)的功能。

導(dǎo)電體872具有隔著絕緣體871與半導(dǎo)體基板801的一部分重疊的區(qū)域。區(qū)域875及區(qū)域876是對(duì)半導(dǎo)體基板801添加雜質(zhì)而成的區(qū)域?；蛘撸?dāng)半導(dǎo)體基板801是硅基板時(shí)，也可以是形成有硅化物的區(qū)域。例如，也可以是包含鎢硅化物、鈦硅化物、鈷硅化物或鎳硅化物等的區(qū)域。區(qū)域875及區(qū)域876可以通過(guò)導(dǎo)電體872、絕緣體873及絕緣體874等以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成。因此，在夾住半導(dǎo)體基板801的溝道形成區(qū)域的位置上分別配置區(qū)域875及區(qū)域876。

晶體管891通過(guò)包括絕緣體873，可以使區(qū)域875與溝道形成區(qū)域隔開(kāi)。因此，通過(guò)包括絕緣體873，可以抑制因區(qū)域875所產(chǎn)生的電場(chǎng)而導(dǎo)致的晶體管891的損壞或劣化。此外，晶體管891通過(guò)包括絕緣體874，可以使區(qū)域876與溝道形成區(qū)域隔開(kāi)。因此，通過(guò)包括絕緣體874，可以抑制因區(qū)域876所產(chǎn)生的電場(chǎng)而導(dǎo)致的晶體管891的損壞或劣化。此外，晶體管891具有區(qū)域876與溝道形成區(qū)域的間隔比區(qū)域875與溝道形成區(qū)域的間隔寬的結(jié)構(gòu)。例如，在晶體管891工作的情況下，在很多情況下，在區(qū)域876與溝道形成區(qū)域的電位差比區(qū)域875與溝道形成區(qū)域的電位差大時(shí)，可以兼顧高通態(tài)電流及高可靠性。

通過(guò)半導(dǎo)體基板801、絕緣體881、導(dǎo)電體882、絕緣體883、絕緣體884、區(qū)域885、區(qū)域886構(gòu)成晶體管892。半導(dǎo)體基板801具有作為溝道形成區(qū)域的功能。絕緣體881具有作為柵極絕緣體的功能。導(dǎo)電體882具有作為柵電極的功能。絕緣體883具有作為側(cè)壁絕緣體的功能。絕緣體884具有作為側(cè)壁絕緣體的功能。區(qū)域885具有作為源區(qū)或/及漏區(qū)的功能。區(qū)域886具有作為源區(qū)或/及漏區(qū)的功能。

導(dǎo)電體882具有隔著絕緣體881與半導(dǎo)體基板801的一部分重疊的區(qū)域。區(qū)域885及區(qū)域886是對(duì)半導(dǎo)體基板801添加雜質(zhì)而成的區(qū)域?；蛘?，當(dāng)半導(dǎo)體基板801是硅基板時(shí)，區(qū)域885及區(qū)域886是形成有硅化物的區(qū)域。區(qū)域885及區(qū)域886可以通過(guò)導(dǎo)電體882、絕緣體883及絕緣體884等以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成。因此，在夾住半導(dǎo)體基板801的溝道形成區(qū)域的位置上分別配置區(qū)域885及區(qū)域886。

晶體管892通過(guò)具有絕緣體883，可使區(qū)域885與溝道形成區(qū)域隔開(kāi)。因此，通過(guò)具有絕緣體883，可以抑制因區(qū)域885所產(chǎn)生的電場(chǎng)而導(dǎo)致的晶體管892的損壞或劣化。此外，晶體管892通過(guò)具有絕緣體884，可以使區(qū)域886與溝道形成區(qū)域隔開(kāi)。因此，通過(guò)具有絕緣體884，可以抑制因區(qū)域886所產(chǎn)生的電場(chǎng)而導(dǎo)致的晶體管892的損壞或劣化。此外，晶體管892具有區(qū)域886與溝道形成區(qū)域的間隔比區(qū)域885與溝道形成區(qū)域的間隔寬的結(jié)構(gòu)。例如，在晶體管892工作時(shí)，在很多情況下，在區(qū)域886與溝道形成區(qū)域的電位差比區(qū)域885與溝道形成區(qū)域的電位差大時(shí)，可以兼顧高通態(tài)電流及高可靠性。

絕緣體877以覆蓋晶體管891及晶體管892的方式配置。因此，絕緣體877具有作為晶體管891及晶體管892的保護(hù)膜的功能。絕緣體803、絕緣體804及絕緣體805具有使元件分離的功能。例如，通過(guò)絕緣體803及絕緣體804而使晶體管891與晶體管892被元件分離。

導(dǎo)電體851、導(dǎo)電體852、導(dǎo)電體853、導(dǎo)電體854、導(dǎo)電體855、導(dǎo)電體856、導(dǎo)電體857、導(dǎo)電體858、導(dǎo)電體859、導(dǎo)電體860、導(dǎo)電體861及導(dǎo)電體862具有電連接元件與元件、元件與布線、布線與布線等的功能。因此，也可以將這些導(dǎo)電體換稱為布線或插頭。

導(dǎo)電體831、導(dǎo)電體832、導(dǎo)電體833、導(dǎo)電體834、導(dǎo)電體835、導(dǎo)電體836、導(dǎo)電體837、導(dǎo)電體838、導(dǎo)電體839、導(dǎo)電體840、導(dǎo)電體841、導(dǎo)電體842、導(dǎo)電體843、導(dǎo)電體844、導(dǎo)電體845、導(dǎo)電體846、導(dǎo)電體847、導(dǎo)電體849、導(dǎo)電體850具有作為布線、電極或/及遮光層的功能。

例如，導(dǎo)電體836及導(dǎo)電體844具有作為包括絕緣體817的電容元件的電極的功能。例如，導(dǎo)電體838及導(dǎo)電體845具有作為包括絕緣體818的電容元件的電極的功能。例如，導(dǎo)電體840及導(dǎo)電體846具有作為包括絕緣體819的電容元件的電極的功能。例如，導(dǎo)電體842及導(dǎo)電體847具有作為包括絕緣體820的電容元件的電極的功能。此外，導(dǎo)電體836與導(dǎo)電體838也可以電連接。導(dǎo)電體844與導(dǎo)電體845也可以電連接。導(dǎo)電體840與導(dǎo)電體842也可以電連接。導(dǎo)電體846與導(dǎo)電體847也可以電連接。

絕緣體811、絕緣體812、絕緣體813、絕緣體814、絕緣體815及絕緣體816具有作為層間絕緣體的功能。絕緣體811、絕緣體812、絕緣體813、絕緣體814、絕緣體815及絕緣體816的表面優(yōu)選被平坦化。

導(dǎo)電體831、導(dǎo)電體832、導(dǎo)電體833及導(dǎo)電體834配置在絕緣體811上。導(dǎo)電體851配置在絕緣體811的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體851使導(dǎo)電體831與區(qū)域875電連接。導(dǎo)電體852配置在絕緣體811的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體852電連接導(dǎo)電體833和區(qū)域885。導(dǎo)電體853配置在絕緣體811的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體853電連接導(dǎo)電體834和區(qū)域886。

導(dǎo)電體835、導(dǎo)電體836、導(dǎo)電體837及導(dǎo)電體838配置在絕緣體812上。絕緣體817配置在導(dǎo)電體836上。導(dǎo)電體844配置在絕緣體817上。絕緣體818配置在導(dǎo)電體838上。導(dǎo)電體845配置在絕緣體818上。導(dǎo)電體854配置在絕緣體812的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體854電連接導(dǎo)電體835和導(dǎo)電體831。導(dǎo)電體855配置在絕緣體812的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體855電連接導(dǎo)電體837和導(dǎo)電體833。

導(dǎo)電體839、導(dǎo)電體840、導(dǎo)電體841及導(dǎo)電體842配置在絕緣體813上。絕緣體819配置在導(dǎo)電體840上。導(dǎo)電體846配置在絕緣體819上。絕緣體820配置在導(dǎo)電體842上。導(dǎo)電體847配置在絕緣體820上。導(dǎo)電體856配置在絕緣體813的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體856電連接導(dǎo)電體839和導(dǎo)電體835。導(dǎo)電體857配置在絕緣體813的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體857電連接導(dǎo)電體840和導(dǎo)電體844。導(dǎo)電體858配置在絕緣體813的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體858電連接導(dǎo)電體841和導(dǎo)電體837。導(dǎo)電體859配置在絕緣體813的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體859電連接導(dǎo)電體842和導(dǎo)電體845。

導(dǎo)電體843配置在絕緣體814上。導(dǎo)電體860配置在絕緣體814的開(kāi)口部中。導(dǎo)電體860電連接導(dǎo)電體843和導(dǎo)電體846。導(dǎo)電體860電連接導(dǎo)電體843和導(dǎo)電體847。

導(dǎo)電體848配置在絕緣體815上。導(dǎo)電體848也可以處于電浮動(dòng)狀態(tài)。導(dǎo)電體848只要具有作為遮光層的功能，就不局限于導(dǎo)電體。例如，導(dǎo)電體848也可以是具有遮光性的絕緣體或半導(dǎo)體。

導(dǎo)電體849配置在絕緣體816上。絕緣體821配置在絕緣體816上及在導(dǎo)電體849上。絕緣體821具有露出導(dǎo)電體849的開(kāi)口部。發(fā)光層893配置在導(dǎo)電體849上及在絕緣體821上。導(dǎo)電體850配置在發(fā)光層893上。

因此，通過(guò)對(duì)導(dǎo)電體849和導(dǎo)電體850施加電位差，從發(fā)光層893發(fā)光。因此，導(dǎo)電體849、導(dǎo)電體850、發(fā)光層893具有作為發(fā)光元件的功能。此外，絕緣體821具有作為分隔壁的功能。

絕緣體878配置在導(dǎo)電體850上。絕緣體878由于覆蓋發(fā)光元件，所以具有作為保護(hù)絕緣體的功能。例如，絕緣體878也可以是具有阻擋性的絕緣體。此外，也可以采用由具有阻擋性的絕緣體圍繞發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。

基板802也可使用具有透光性的基板?；?02例如可參照關(guān)于基板750的記載。在基板802上設(shè)置有層887及層888。層887及層888具有作為遮光層的功能。作為遮光層例如也可以使用樹脂或金屬等。通過(guò)具有層887及層888，可以降低el顯示裝置的對(duì)比度或混色等。

濾光片807、濾光片808及濾光片809具有作為濾色片的功能。濾光片807、濾光片808及濾光片809例如可參照關(guān)于濾光片2054的記載。濾光片808跨過(guò)層888、基板802及層887進(jìn)行配置。濾光片807在層888上具有與濾光片808重疊的區(qū)域。濾光片809在層887上具有與濾光片808重疊的區(qū)域。濾光片807、濾光片808及濾光片809也可以具有彼此不同的厚度。通過(guò)濾光片的厚度彼此不同，有時(shí)從發(fā)光元件獲取光的效率得到提高。

在濾光片807、濾光片808及濾光片809與絕緣體878之間配置有粘合層806。

圖53所示的el顯示裝置由于具有層疊有晶體管、電容元件或/及布線層等的結(jié)構(gòu)，所以可以縮小像素。為此能實(shí)現(xiàn)高精的el顯示裝置。

至此，說(shuō)明了el顯示裝置的例子。接著，將說(shuō)明液晶顯示裝置的例子。

圖54(a)是示出液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)例子的電路圖。圖54所示的像素包括晶體管751、電容元件752、在一對(duì)電極之間填充有液晶的元件(液晶元件)753。

在晶體管751中，源極和漏極中的一方與信號(hào)線755電連接，柵極與掃描線754電連接。

在電容元件752中，一個(gè)電極與晶體管751的源極和漏極中的另一方電連接，電容元件752的另一個(gè)電極與供給公共電位的布線電連接。

在液晶元件753中，一個(gè)電極與晶體管751的源極和漏極中的另一方電連接，液晶元件753的另一電極與供給公共電位的布線電連接。此外，供給與上述電容元件752的另一電極電連接的布線的公共電位與供給液晶元件753的另一電極的公共電位可以不同。

假設(shè)液晶顯示裝置的俯視圖與el顯示裝置相同來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖54(b)示出沿圖52(b)中的點(diǎn)劃線m-n的液晶顯示裝置的截面圖。在圖54(b)中，fpc732通過(guò)端子731與布線733a連接。布線733a也可以使用與構(gòu)成晶體管751的導(dǎo)電體或半導(dǎo)體的任一個(gè)同樣種類的導(dǎo)電體或半導(dǎo)體。

關(guān)于晶體管751，參照關(guān)于晶體管741的記載。關(guān)于電容元件752，參照關(guān)于電容元件742的記載。另外在圖54(b)示出具有對(duì)應(yīng)于圖52c所示的電容元件742的結(jié)構(gòu)的電容元件752的結(jié)構(gòu)，但是不局限于此。

當(dāng)將氧化物半導(dǎo)體用于晶體管751的半導(dǎo)體時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)關(guān)態(tài)電流極小的晶體管。因此，保持在電容元件752中的電荷不容易泄漏，而可以長(zhǎng)期間維持施加到液晶元件753的電壓。因此，當(dāng)顯示動(dòng)作少的動(dòng)態(tài)圖像或靜態(tài)圖像時(shí)，通過(guò)使晶體管751處于關(guān)閉狀態(tài)，不需要用來(lái)使晶體管751工作的電力，由此可以實(shí)現(xiàn)低電耗的液晶顯示裝置。另外，因?yàn)榭梢钥s小電容元件752的占有面積，所以可以提供一種開(kāi)口率高的液晶顯示裝置或高精細(xì)化的液晶顯示裝置。

在晶體管751及電容元件752上配置有絕緣體721。在此，絕緣體721具有到達(dá)晶體管751的開(kāi)口部。在絕緣體721上配置有導(dǎo)電體791。導(dǎo)電體791通過(guò)絕緣體721中的開(kāi)口部與晶體管751電連接。

這里，絕緣體422、絕緣體428及絕緣體409是具有阻擋性的絕緣體。即，圖54所示的顯示裝置具有晶體管751被具有阻擋性的絕緣體圍繞的結(jié)構(gòu)。但也可以不包括絕緣體422、絕緣體428和絕緣體409中的任一個(gè)以上。

在導(dǎo)電體791上配置有起到作為取向膜的作用的絕緣體792。在絕緣體792上配置有液晶層793。在液晶層793上配置有起到作為取向膜作用的絕緣體794。在絕緣體794上配置有隔離物795。在隔離物795及絕緣體794上配置有導(dǎo)電體796。在導(dǎo)電體796上配置有基板797。

通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，可以提供一種具有占有面積小的電容元件的顯示裝置?；蛘?，可以提供一種顯示質(zhì)量高的顯示裝置?；蛘撸梢蕴峁┮环N高精細(xì)化的顯示裝置。

例如，在本說(shuō)明書等中，顯示元件、作為包括顯示元件的裝置的顯示裝置、發(fā)光元件以及作為包括發(fā)光元件的裝置的發(fā)光裝置可以采用各種方式或者包括各種元件。顯示元件、顯示裝置、發(fā)光元件或發(fā)光裝置例如包括白色、紅色、綠色或藍(lán)色等的發(fā)光二極管(led：lightemittingdiode)、晶體管(根據(jù)電流而發(fā)光的晶體管)、電子發(fā)射元件、液晶元件、電子墨水、電泳元件、光柵光閥(glv)、等離子體顯示器(pdp)、使用微電機(jī)系統(tǒng)(mems)的顯示元件、數(shù)字微鏡設(shè)備(dmd)、數(shù)字微快門(dms)、imod(干涉測(cè)量調(diào)節(jié))元件、快門方式的mems顯示元件、光干涉方式的mems顯示元件、電潤(rùn)濕(electrowetting)元件、壓電陶瓷顯示器和使用碳納米管的顯示元件等中的至少一個(gè)。除此以外，還可以包括其對(duì)比度、亮度、反射率、透射率等因電或磁作用而變化的顯示媒體。

作為使用el元件的顯示裝置的一個(gè)例子，有el顯示器等。作為使用電子發(fā)射元件的顯示裝置的一個(gè)例子，有場(chǎng)致發(fā)射顯示器(fed)或sed方式平面型顯示器(sed：surface-conductionelectron-emitterdisplay：表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器)等。作為使用液晶元件的顯示裝置的一個(gè)例子，有液晶顯示器(透射式液晶顯示器、半透射式液晶顯示器、反射式液晶顯示器、直觀式液晶顯示器、投射式液晶顯示器)等。作為使用電子墨水或電泳元件的顯示裝置的一個(gè)例子，有電子紙等。當(dāng)實(shí)現(xiàn)半透射式液晶顯示器或反射式液晶顯示器時(shí)，使像素電極的一部分或全部具有作為反射電極的功能即可。例如，使像素電極的一部分或全部包含鋁、銀等即可。并且，此時(shí)可以將sram等存儲(chǔ)電路設(shè)置在反射電極下。由此，可以進(jìn)一步降低功耗。

當(dāng)使用led時(shí)，也可以在led的電極或氮化物半導(dǎo)體下配置石墨烯或石墨。石墨烯或石墨也可形成為層疊有多個(gè)層的多層膜。如此，通過(guò)設(shè)置石墨烯或石墨，可以更容易地在其上形成氮化物半導(dǎo)體，如具有結(jié)晶的n型gan半導(dǎo)體等。并且，在其上設(shè)置具有結(jié)晶的p型gan半導(dǎo)體等，能夠構(gòu)成led。此外，也可以在石墨烯或石墨與具有晶體的n型gan半導(dǎo)體之間設(shè)置aln層?？梢岳胢ocvd形成led所包括的gan半導(dǎo)體。當(dāng)設(shè)置石墨烯時(shí)，可以以濺射法形成led所包括的gan半導(dǎo)體。

<電子設(shè)備>

本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置可用于顯示設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)或具備記錄媒體的圖像再現(xiàn)裝置(典型的是，能夠播放記錄媒體如數(shù)字通用磁盤(dvd：digitalversatiledisc)等并具有可以顯示該圖像的顯示器的裝置)中。另外，作為可以使用本發(fā)明的一形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備，可以舉出移動(dòng)電話、包括便攜式的游戲機(jī)、便攜式數(shù)據(jù)終端、電子書閱讀器終端、拍攝裝置諸如視頻攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)等、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(汽車音響系統(tǒng)、數(shù)字音頻播放器等)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)、多功能打印機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)(atm)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。圖55示出這些電子設(shè)備的具體例子。

圖55(a)是便攜式游戲機(jī)，其包括框體901、框體902、顯示部903、顯示部904、麥克風(fēng)905、揚(yáng)聲器906、操作鍵907以及觸屏筆908等。雖然圖55(a)所示的便攜式游戲機(jī)包括兩個(gè)顯示部903和顯示部904，但是便攜式游戲機(jī)所包括的顯示部的個(gè)數(shù)不限于此。

圖55(b)是便攜式數(shù)據(jù)終端，其包括第一框體911、第二框體912、第一顯示部913、第二顯示部914、連接部915、操作鍵916等。第一顯示部913設(shè)置在第一框體911中，而第二顯示部914設(shè)置在第二框體912中。而且，第一框體911和第二框體912由連接部915連接，可以通過(guò)連接部915改變第一框體911和第二框體912之間的角度。第一顯示部913的影像也可以根據(jù)連接部915所形成的第一框體911和第二框體912之間的角度切換。另外，也可以對(duì)第一顯示部913和第二顯示部914中的至少一方使用附加有位置輸入功能的顯示裝置。另外，可以通過(guò)在顯示裝置中設(shè)置觸摸屏來(lái)附加位置輸入功能?；蛘撸部梢酝ㄟ^(guò)在顯示裝置的像素部中設(shè)置還稱為光電傳感器的光電轉(zhuǎn)換元件來(lái)附加位置輸入功能。

圖55(c)是筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)，其包括框體921、顯示部922、鍵盤923以及指向裝置924等。

圖55(d)是電冷藏冷凍箱，其包括框體931、冷藏室門932、冷凍室門933等。

圖55(e)是視頻攝像機(jī)，其包括第一框體941、第二框體942、顯示部943、操作鍵944、透鏡945、連接部946等。操作鍵944及透鏡945設(shè)置在第一框體941中，而顯示部943設(shè)置在第二框體942中。并且，第一框體941和第二框體942由連接部946連接，可以通過(guò)連接部946改變第一框體941和第二框體942之間的角度。顯示部943的影像也可以根據(jù)連接部946所形成的第一框體941和第二框體942之間的角度切換。

圖55(f)是汽車，其包括車身951、車輪952、儀表盤953及燈954等。

實(shí)施例1

在本實(shí)施例中，燒成多晶in-ga-zn氧化物，測(cè)定該氧化物的氫濃度。

準(zhǔn)備好的多晶in-ga-zn氧化物的原子數(shù)比為in:ga:zn＝1：1：1。并且，切出多晶in-ga-zn氧化物，根據(jù)燒成條件的不同分別形成為試樣1、試樣2、試樣3及試樣4。

試樣1是在圖1(b)所示的條件下進(jìn)行燒成的試樣。下表示出試樣1的燒成條件。

[表3]

試樣2是在圖1(b)所示的條件下進(jìn)行燒成的試樣。下表示出試樣2的燒成條件。

[表4]

試樣3是在圖2(a)所示的條件下進(jìn)行燒成的試樣。下表示出試樣3的燒成條件。

[表5]

另外，試樣4相當(dāng)于試樣1至試樣3的進(jìn)行燒成之前的試樣。

通過(guò)sims測(cè)定制得的試樣1至試樣4的氫濃度。圖61(a)、61(b)、61(c)和圖61(d)分別示出這些分布。圖中的虛線示出本測(cè)定中的測(cè)定下限。在sims中使用ulvac-phi公司制造的四極二次離子質(zhì)譜分析儀phiadept1010進(jìn)行測(cè)定。

在相當(dāng)于燒成前的試樣4中，除了表面的特殊點(diǎn)以外，平均的氫濃度為1×10¹⁹atoms/cm³左右。另外，進(jìn)行了燒成的試樣1為3×10¹⁸atoms/cm³左右。進(jìn)行了燒成的試樣2為4×10¹⁸atoms/cm³左右。進(jìn)行了燒成的試樣3為3×10¹⁸atoms/cm³左右。此外，由于進(jìn)行了燒成的試樣1至試樣3的氫濃度為本測(cè)定的下限的1.3×10¹⁸atoms/cm³附近，所以氫濃度也可能具有測(cè)定下限以下的區(qū)域。

由本實(shí)施例可知：根據(jù)本發(fā)明的一形態(tài)的進(jìn)行了燒成的in-ga-zn氧化物的氫濃度比燒成前的氫濃度降低。由試樣1的結(jié)果可知：通過(guò)在惰性氣氛的氮?dú)夥障逻M(jìn)行加熱，in-ga-zn氧化物的氫濃度被減少。另一方面，在試樣2及試樣3中，如果將惰性氣氛的氮?dú)夥障碌募訜岷脱趸詺夥盏难鯕夥障碌募訜徇M(jìn)行組合的話，與試樣1相比，in-ga-zn氧化物的氧缺陷也被減少。由此可知：與試樣2或試樣3同樣制得的濺射靶材是氫濃度低、且氧缺陷少、缺陷密度低的靶材。

符號(hào)說(shuō)明

100靶材

100a靶材

100b靶材

101成膜室

103b磁鐵單元

110墊板

110a墊板

110b墊板

120靶材架

120a靶材架

120b靶材架

122靶材屏蔽

122a靶材屏蔽

122b靶材屏蔽

123靶材屏蔽

130磁鐵單元

130a磁鐵單元

130b磁鐵單元

130n磁鐵

130n1磁鐵

130n2磁鐵

130s磁鐵

132磁鐵架

140等離子體

142構(gòu)件

160基板

170基板架

180a磁力線

180b磁力線

190電源

191電源

200顆粒

200a顆粒

200b顆粒

200c顆粒

201離子

202橫向生長(zhǎng)部

206a層

206b層

206d顆粒

206e顆粒

206f顆粒

206m層

210墊板

220基板

230靶材

240等離子體

250磁鐵

260加熱機(jī)構(gòu)

400基板

401絕緣體

402絕緣體

404導(dǎo)電體

406a半導(dǎo)體

406b半導(dǎo)體

406c半導(dǎo)體

408絕緣體

409絕緣體

412絕緣體

413導(dǎo)電體

416a導(dǎo)電體

416b導(dǎo)電體

422絕緣體

428絕緣體

450半導(dǎo)體基板

452絕緣體

454導(dǎo)電體

456區(qū)域

460區(qū)域

462絕緣體

464絕緣體

466絕緣體

468絕緣體

472a區(qū)域

472b區(qū)域

474a導(dǎo)電體

474b導(dǎo)電體

474c導(dǎo)電體

476a導(dǎo)電體

476b導(dǎo)電體

478a導(dǎo)電體

478b導(dǎo)電體

478c導(dǎo)電體

480a導(dǎo)電體

480b導(dǎo)電體

480c導(dǎo)電體

490絕緣體

492絕緣體

494絕緣體

496a導(dǎo)電體

496b導(dǎo)電體

496c導(dǎo)電體

496d導(dǎo)電體

498a導(dǎo)電體

498b導(dǎo)電體

498c導(dǎo)電體

498d導(dǎo)電體

500基板

502絕緣體

503絕緣體

504導(dǎo)電體

506a半導(dǎo)體

506b半導(dǎo)體

506c半導(dǎo)體

508絕緣體

512絕緣體

513導(dǎo)電體

514導(dǎo)電體

516a導(dǎo)電體

516b導(dǎo)電體

700基板

704a導(dǎo)電體

704b導(dǎo)電體

706半導(dǎo)體

706a半導(dǎo)體

706b半導(dǎo)體

712a絕緣體

712b絕緣體

714a導(dǎo)電體

714b導(dǎo)電體

716a導(dǎo)電體

716b導(dǎo)電體

718a絕緣體

718b絕緣體

718c絕緣體

719發(fā)光元件

720絕緣體

721絕緣體

731端子

732fpc

733a布線

734密封材料

735驅(qū)動(dòng)電路

736驅(qū)動(dòng)電路

737像素

741晶體管

742電容元件

743開(kāi)關(guān)元件

744信號(hào)線

750基板

751晶體管

752電容元件

753液晶元件

754掃描線

755信號(hào)線

781導(dǎo)電體

782發(fā)光層

783導(dǎo)電體

784分隔壁

791導(dǎo)電體

792絕緣體

793液晶層

794絕緣體

795隔離物

796導(dǎo)電體

797基板

801半導(dǎo)體基板

802基板

803絕緣體

804絕緣體

805絕緣體

806粘合層

807濾光片

808濾光片

809濾光片

811絕緣體

812絕緣體

813絕緣體

814絕緣體

815絕緣體

816絕緣體

817絕緣體

818絕緣體

819絕緣體

820絕緣體

821絕緣體

831導(dǎo)電體

832導(dǎo)電體

833導(dǎo)電體

834導(dǎo)電體

835導(dǎo)電體

836導(dǎo)電體

837導(dǎo)電體

838導(dǎo)電體

839導(dǎo)電體

840導(dǎo)電體

841導(dǎo)電體

842導(dǎo)電體

843導(dǎo)電體

844導(dǎo)電體

845導(dǎo)電體

846導(dǎo)電體

847導(dǎo)電體

848導(dǎo)電體

849導(dǎo)電體

850導(dǎo)電體

851導(dǎo)電體

852導(dǎo)電體

853導(dǎo)電體

854導(dǎo)電體

855導(dǎo)電體

856導(dǎo)電體

857導(dǎo)電體

858導(dǎo)電體

859導(dǎo)電體

860導(dǎo)電體

861導(dǎo)電體

862導(dǎo)電體

871絕緣體

872導(dǎo)電體

873絕緣體

874絕緣體

875區(qū)域

876區(qū)域

877絕緣體

878絕緣體

881絕緣體

882導(dǎo)電體

883絕緣體

884絕緣體

885區(qū)域

886區(qū)域

887層

888層

891晶體管

892晶體管

893發(fā)光層

901框體

902框體

903顯示部

904顯示部

905麥克風(fēng)

906揚(yáng)聲器

907操作鍵

908觸屏筆

911框體

912框體

913顯示部

914顯示部

915連接部

916操作鍵

921框體

922顯示部

923鍵盤

924指向裝置

931框體

932冷藏室門

933冷凍室門

941框體

942框體

943顯示部

944操作鍵

945透鏡

946連接部

951車身

952車輪

953儀表盤

954燈

1189rom接口

1190基板

1191alu

1192alu控制器

1193指令譯碼器

1194中斷控制器

1195時(shí)序控制器

1196寄存器

1197寄存器控制器

1198總線接口

1199rom

1200存儲(chǔ)元件

1201電路

1202電路

1203開(kāi)關(guān)

1204開(kāi)關(guān)

1206邏輯元件

1207電容元件

1208電容元件

1209晶體管

1210晶體管

1213晶體管

1214晶體管

1220電路

2000拍攝裝置

2001開(kāi)關(guān)

2002開(kāi)關(guān)

2003開(kāi)關(guān)

2010像素部

2011像素

2012子像素

2012b子像素

2012g子像素

2012r子像素

2020光電轉(zhuǎn)換元件

2030像素電路

2031布線

2047布線

2048布線

2049布線

2050布線

2053布線

2054濾光片

2054b濾光片

2054g濾光片

2054r濾光片

2055透鏡

2056光

2057布線

2060外圍電路

2070外圍電路

2080外圍電路

2090外圍電路

2091光源

2100晶體管

2200晶體管

2355透鏡

2700成膜裝置

2300硅基板

2310層

2320層

2328絕緣體

2330層

2340層

2351晶體管

2352晶體管

2353晶體管

2354濾光片

2360光電二極管

2361陽(yáng)極

2363低電阻區(qū)域

2370插頭

2371布線

2372布線

2373布線

2409絕緣體

2422絕緣體

2428絕緣體

2701大氣側(cè)基板供應(yīng)室

2702大氣側(cè)基板搬運(yùn)室

2703a裝載閉鎖室

2703b卸載閉鎖室

2704搬運(yùn)室

2705基板加熱室

2706a成膜室

2706b成膜室

2706c成膜室

2751低溫冷阱

2752基板交接載物臺(tái)

2761盒式接口

2762對(duì)準(zhǔn)接口

2763搬運(yùn)機(jī)器人

2764閘閥

2765加熱載物臺(tái)

2766a靶材

2766b靶材

2767靶材屏蔽

2767a靶材屏蔽

2767b靶材屏蔽

2768基板架

2769基板

2770真空泵

2771低溫泵

2772渦輪分子泵

2780質(zhì)量流量控制器

2781精制器

2782氣體加熱機(jī)構(gòu)

2784可變構(gòu)件

2790a磁鐵單元

2790b磁鐵單元

2791電源

3001布線

3002布線

3003布線

3004布線

3005布線

3200晶體管

3300晶體管

3400電容元件

5100顆粒

5120基板

5161區(qū)域