專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括薄半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
包括形成在絕緣表面上的半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管，對于半導(dǎo)體器件來說是不可缺少的半導(dǎo)體元件。由于在薄膜晶體管的制造中存在襯底容許溫度限度方面的限制，所以其中有源層中包含可在相對較低的溫度下沉積的非晶硅、可通過使用激光束或催化元素通過晶化而獲得的多晶硅等的薄膜晶體管主要用于半導(dǎo)體顯示器件。近年，表現(xiàn)出半導(dǎo)體特性的金屬氧化物引人關(guān)注，該金屬氧化物作為一種遷移率高于非晶硅且具有通過非晶硅而獲得的均一元件特性的新穎半導(dǎo)體材料，被稱為氧化物半導(dǎo)體。這種金屬氧化物用于各種各樣的用途。例如，氧化銦是眾所周知的金屬氧化物并被用作液晶顯示器件等中所包含的透明電極的材料。這種具有半導(dǎo)體特性的金屬氧化物的例子包括氧化鎢、氧化錫、氧化銦和氧化鋅。使用這種具有半導(dǎo)體特性的金屬氧化物而各形成其中的溝道形成區(qū)的薄膜晶體管已為人所知(專利文獻(xiàn)I和2)。[參考文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)I]日本專利申請公開No.2007-123861[專利文獻(xiàn)2]日本專利申請公開No.2007-096055與此同時(shí)，使用娃片、SOI (silicon on insulator :絕緣體上娃)襯底或者絕緣表面上的薄半導(dǎo)體膜等而制造的半導(dǎo)體集成電路(以下稱之為集成電路)的功耗約等于電路處于動(dòng)作狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的功耗和電路處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)產(chǎn)生的功耗(以下稱為待機(jī)功率(standby power))之和。集成電路的集成度根據(jù)微細(xì)加工的發(fā)展而提高，其驅(qū)動(dòng)電壓隨之變小，因此電路處于動(dòng)作狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的功耗傾向于減少。從而，總功耗中待機(jī)功率所占的比例不斷增大，因此為了進(jìn)一步減少功耗，重要的目標(biāo)就是減少待機(jī)功率。待機(jī)功率可分成靜態(tài)待機(jī)功率和動(dòng)態(tài)待機(jī)功率。靜態(tài)待機(jī)功率就是作為三端子元件的晶體管的電極間未施加電壓、亦即其柵電極和源電極間的電壓大約為0的狀態(tài)下，因源電極和漏電極間、柵電極和源電極間、以及柵電極和漏電極間產(chǎn)生漏泄電流所消耗的功率。另外，動(dòng)態(tài)待機(jī)功率就是對處于停止?fàn)顟B(tài)的電路(以下稱之為非動(dòng)作電路)連續(xù)不斷地供應(yīng)諸如時(shí)鐘信號等各種信號的電壓或電源電壓而使晶體管的柵電容、布線等中所含的寄生電容進(jìn)行充放電時(shí)所消耗的功率。當(dāng)集成度提高時(shí)，晶體管的溝道長度變短，以柵絕緣膜為代表的各種絕緣膜的厚度減小。因此，晶體管的漏泄電流增大，靜態(tài)待機(jī)功率就傾向于增加。另外，為了減少動(dòng)態(tài)待機(jī)功率，有效的辦法是停止向非動(dòng)作電路供應(yīng)電源電壓以防止在非動(dòng)作電路中所含的各種各樣的電容進(jìn)行不必要的充放電。然而，晶體管一般亦用作停止供應(yīng)電源電壓的開關(guān)元件。此外，如上所述伴隨更高的集成度，晶體管的漏泄電流傾向于增大。結(jié)果該漏泄電流就會(huì)妨礙動(dòng)態(tài)待機(jī)功率的減少。
鑒于上述問題，所公開的本發(fā)明實(shí)施例的目的就是提供一種減少待機(jī)功率的半導(dǎo)體器件，并提供一種用于制造該半導(dǎo)體器件的方法。包括氧化物半導(dǎo)體作為有源層的晶體管被用作開關(guān)元件，并通過該開關(guān)元件來控制向集成電路中所含的電路供應(yīng)電源電壓。具體地說，在該電路處于動(dòng)作狀態(tài)時(shí)通過該開關(guān)元件向該電路供應(yīng)電源電壓，在該電路處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)則通過該開關(guān)元件停止向該電路供應(yīng)電源電壓。另外，供應(yīng)有電源電壓的該電路包括一個(gè)或多個(gè)用半導(dǎo)體所形成的半導(dǎo)體元件，每個(gè)半導(dǎo)體元件是例如晶體管、二極管、電容器、電阻器或電感等集成電路中所含的最小單位。此外，該半導(dǎo)體元件中所包含的半導(dǎo)體含有諸如微晶硅、多晶硅或單晶硅之類的具有結(jié)晶性的娃(晶體娃)。 另外，存在于氧化物半導(dǎo)體膜、柵絕緣膜、以及該氧化物半導(dǎo)體膜與其他絕緣膜間的界面及其附近的諸如水分或氫等雜質(zhì)，通過加熱處理等進(jìn)行分離。通過減少諸如水分或氫等充當(dāng)電子施主的雜質(zhì)而高度純化的氧化物半導(dǎo)體(純化OS)是本征半導(dǎo)體(i型半導(dǎo)體)或?qū)嵸|(zhì)上的本征半導(dǎo)體。因此，包括該氧化物半導(dǎo)體的晶體管具有截止電流(Off current)非常小的特性。具體地說，通過二次離子質(zhì)譜法(SIMS)所測量的該高度純化氧化物半導(dǎo)體中氫濃度小于或等于5 X 1019/cm3，優(yōu)選是小于或等于5X1018/cm3，更優(yōu)選是小于或等于5X IO1Vcm3,更進(jìn)一步優(yōu)選則小于或等于IXlO16/cm3。另外,通過霍爾效應(yīng)量測(Hall effect measurement)所測量的氧化物半導(dǎo)體膜的載流子密度小于^^^/^么優(yōu)選是小于^^^/^么更優(yōu)選是小于^川11/。!!!3。此外，該氧化物半導(dǎo)體的帶隙大于或等于2eV，優(yōu)選是大于或等于2. 5eV,更優(yōu)選是大于或等于3eV。使用充分地減少諸如水分或氫等雜質(zhì)的濃度而高度純化的氧化物半導(dǎo)體膜，能夠減小晶體管的截止電流。多方面的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴聦?shí)上證實(shí)包括高度純化氧化物半導(dǎo)體膜作為有源層的晶體管的低截止電流。例如，即使是在溝道寬度為I X IO6 i! m且溝道長度為10 i! m的元件、在源電極和漏電極間的電壓(漏極電壓)IV IOV的范圍的情況下，使截止電流(柵電極和源電極間的電壓為OV或更小情況下的漏極電流)小于或等于半導(dǎo)體參數(shù)分析儀的測量限度，即小于或等于1X10_13A。在此情況下，能發(fā)現(xiàn)值對應(yīng)于截止電流除以晶體管溝道寬度的截止電流密度小于或等于IOOzA/y m。另外，電容器和晶體管彼此連接起來并使用其中由該晶體管控制電荷流入或流出該電容器的電路來測量截止電流密度。在該測量中，高度純化氧化物半導(dǎo)體膜被用作該晶體管中的溝道形成區(qū)，并根據(jù)該電容器每單位時(shí)間電荷量的變化來測量該晶體管的截止電流密度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在該晶體管的源電極和漏電極間的電壓為3V的情況下，能夠獲得數(shù)十么安(yoctoampere)每微米(yA/y m)的較低截止電流密度。因此，在本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件中，取決于源電極和漏電極間的電壓，包括高度純化氧化物半導(dǎo)體膜作為有源層的晶體管的截止電流密度可小于或等于IOOyA/ym，優(yōu)選是小于或等于IOyA/ym，或者更優(yōu)選則小于或等于IyA/Pm。從而，包含高度純化氧化物半導(dǎo)體膜作為有源層的晶體管的截止電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于包含具有結(jié)晶性的硅的晶體管。另一方面，包含具有結(jié)晶性的硅的晶體管比起包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管，則具有更高的遷移率和更高的導(dǎo)通電流(on current)。因此，當(dāng)使用包括晶體硅的半導(dǎo)體元件來形成電路，使用包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管作為開關(guān)元件，并通過該開關(guān)元件來控制向該電路供應(yīng)電源電壓，就能夠?qū)崿F(xiàn)集成電路的高集成度及其高速驅(qū)動(dòng)，并能夠抑制起因于漏泄電流的待機(jī)功率的增大。注意，作為氧化物半導(dǎo)體能夠使用諸如In-Sn-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體等四元金屬氧化物；諸如In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、In-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Al-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體和Sn-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體等三元金屬氧化物；諸如In-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體，Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體，Zn-Mg-O基氧化物半導(dǎo)體，Sn-Mg-O基氧化物半導(dǎo)體、In-Mg-O基氧化物半導(dǎo)體和In-Ga-O基氧化物半導(dǎo)體等二元金屬氧化物；或者In-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-O基氧化物半導(dǎo)體或Zn-O基氧化物半導(dǎo)體等等。注意，在本說明書中例如In-Sn-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體意味著包含銦(In)、錫(Sn)、鎵(Ga)和鋅(Zn)的金屬氧化物，在其組成比率方面沒有特別限制。上述氧化物半導(dǎo)體還可以含有硅。
此外,氧化物半導(dǎo)體可通過化學(xué)式InMO3 (ZnO)m(m > 0)來表達(dá)。這里,M代表選自Ga、Al、Mn和Co的一個(gè)或多個(gè)金屬兀素。包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管可以是底部柵極晶體管(bottom-gate transistor) >頂部柵極晶體管(top-gate transistor)或底部接觸晶體管(bottom-contacttransistor)。底部柵極晶體管包括絕緣表面上的柵電極；柵電極上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上與柵電極相重疊的氧化物半導(dǎo)體膜；氧化物半導(dǎo)體膜上的源電極和漏電極；氧化物半導(dǎo)體膜、源電極和漏電極上的絕緣膜。頂部柵極晶體管包括絕緣表面上的氧化物半導(dǎo)體膜；氧化物半導(dǎo)體膜上的源電極和漏電極；氧化物半導(dǎo)體膜、源電極和漏電極上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上與氧化物半導(dǎo)體膜相重疊的柵電極；柵電極上的絕緣膜。底部接觸晶體管包括絕緣表面上的柵電極；柵電極上的柵絕緣膜；柵絕緣膜上的源電極和漏電極；源電極和漏電極上且在柵絕緣膜上與柵電極相重疊的氧化物半導(dǎo)體膜；源電極、漏電極和氧化物半導(dǎo)體膜上的絕緣膜。通過抑制用作開關(guān)元件的晶體管的漏泄電流，能夠?qū)崿F(xiàn)集成電路的高集成化及其高速驅(qū)動(dòng)，并能夠削減半導(dǎo)體器件的待機(jī)功率。


在附圖中圖I是半導(dǎo)體器件的框圖；圖2A和2B各表示包含倒相器的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，圖2C示出半導(dǎo)體器件的動(dòng)作；圖3A和3B各表示包含“與非門”的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，圖3C示出半導(dǎo)體器件的動(dòng)作；圖4A和4B各表示包含“或非門”的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，圖4C示出半導(dǎo)體器件的動(dòng)作；圖5A和5B表示包含觸發(fā)器(flip-flop)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)；圖6A表示包含觸發(fā)器的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，圖6B示出其動(dòng)作；圖7A表示包含觸發(fā)器的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，圖7B示出其動(dòng)作；圖8A至8E表示半導(dǎo)體器件的制造方法；圖9A至9D表示半導(dǎo)體器件的制造方法；
圖IOA和IOB表示半導(dǎo)體器件的制造方法；圖IlA至IlD表示半導(dǎo)體器件的制造方法；圖12A至12C表示半導(dǎo)體器件的制造方法；圖13A至13C各表示半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)；圖14A和14B表示半導(dǎo)體顯示器件的結(jié)構(gòu)；圖15表示半導(dǎo)體顯示器件的結(jié)構(gòu)；圖16A至16F各表示電子設(shè)備；以及圖17A表示包含觸發(fā)器的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，圖17B示出其動(dòng)作。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明并不限于下列描述，其方式和細(xì)節(jié)在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以各種各樣地變更，這一點(diǎn)可容易地被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解。從而，本發(fā)明不應(yīng)被解釋為限于下面實(shí)施例的描述。本發(fā)明能夠應(yīng)用于包括諸如微處理器、圖像處理電路之類的集成電路，RF標(biāo)簽和半導(dǎo)體顯示器件在內(nèi)的任意種類的半導(dǎo)體器件的制造。半導(dǎo)體顯示器件其范疇包括液晶顯示器、對每個(gè)像素具備以有機(jī)發(fā)光元件(OLED)為代表的發(fā)光元件的發(fā)光器件、電子紙、數(shù)字微鏡器件(DMD digital micromirror device)、等離子顯示板(F1DP)、場致發(fā)射顯示器(FED)以及包括半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)器電路包括在其中的其他半導(dǎo)體顯示器件。(實(shí)施例I)圖I是本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件的框圖。圖I所示的半導(dǎo)體器件包括使用硅片、SOI (絕緣體上硅)襯底、絕緣表面上的硅薄膜等構(gòu)成的電路100 ;控制向電路100供應(yīng)電源電壓的開關(guān)元件101。開關(guān)元件101依照控制信號進(jìn)行開關(guān)。具體地說，當(dāng)電路100處于動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，開關(guān)元件101依照控制信號接通以向電路100供應(yīng)電源電壓。另外，當(dāng)電路100處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，開關(guān)元件101依照控制信號斷開以停止向電路100供應(yīng)電源電壓。電路100包括一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件，每個(gè)半導(dǎo)體元件為例如晶體管、二極管、電容器、電阻器或電感等電路中所含的最小單位。此外，半導(dǎo)體元件中所包含的半導(dǎo)體含有諸如微晶硅、多晶硅或單晶硅之類的具有結(jié)晶性的硅(晶體硅)。電路100可以是諸如倒相器、“與非門”、“或非門”、“與門”或者“或門”之類的基本
邏輯門；可以是諸如觸發(fā)器、寄存器或者移位寄存器的這些邏輯門的組合的邏輯電路；或者可以是多個(gè)邏輯電路的組合的大規(guī)模運(yùn)算電路。開關(guān)元件101包括至少一個(gè)包含氧化物半導(dǎo)體作為有源層的晶體管。在開關(guān)元件101內(nèi)包括多個(gè)晶體管的情況下，多個(gè)晶體管還可以彼此以并聯(lián)、串聯(lián)或者并聯(lián)和串聯(lián)的組合方式連接起來。注意，晶體管彼此以串聯(lián)方式連接起來的狀態(tài)是指第一晶體管的源電極和漏電極中的僅一個(gè)連接至第二晶體管的源電極和漏電極中的僅一個(gè)。此外，晶體管彼此以并聯(lián)方式連接起來的狀態(tài)是指第一晶體管的源電極連接至第二晶體管的源電極，并且第一晶體管的漏電極連接至第二晶體管的漏電極。晶體管中所含的“源電極”和“漏電極”的名稱將根據(jù)晶體管的極性或施加于各自電極的電位的電平差而彼此互換。一般而言，在N溝道晶體管中，施加低電位的電極被稱為源電極，施加高電位的電極被稱為漏電極。此外，在P溝道晶體管中，施加低電位的電極被稱為漏電極，施加高電位的電極被稱為源電極。為方便起見，在本說明書中假設(shè)源電極和漏電極固定來描述晶體管的連接關(guān)系，但實(shí)際上源電極和漏電極的名稱將根據(jù)上述電位間的關(guān)系而彼此互換。如上文所述，包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管其漏泄電流遠(yuǎn)小于包含具有結(jié)晶性的硅的晶體管。因此，將包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管用作開關(guān)元件101，并用該開關(guān)元件101來控制向電路100的電源電壓供應(yīng)，以便能抑制開關(guān)元件101的漏泄電流所引起的待機(jī)功率的增大另外，通過減少電路100的功耗，就能夠減輕控制電路100動(dòng)作的其他電路的負(fù)載。因此，就能夠在整體上使電路100和包含控制電路100的其他電路的集成電路進(jìn)行功 能擴(kuò)展。另一方面，包含具有結(jié)晶性的硅的晶體管比起包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管一般具有更高的遷移率和更高的導(dǎo)通電流。因此，當(dāng)采用包含結(jié)晶硅的半導(dǎo)體元件來形成電路100，就能夠?qū)崿F(xiàn)包含電路100的集成電路的高集成度及其高速驅(qū)動(dòng)。接著，參照圖2A至2C來說明電路100為倒相器時(shí)的半導(dǎo)體器件的具體結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。在圖2A所示的半導(dǎo)體器件中，電路100包括P溝道晶體管110和N溝道晶體管111。在每個(gè)晶體管110和晶體管111，具有結(jié)晶性的硅被用于有源層。此外，晶體管110和晶體管111構(gòu)成倒相器。具體地說，晶體管110的漏電極和晶體管111的漏電極彼此連接起來。另外，晶體管110的漏電極和晶體管11的漏電極的電位作為輸出信號的電位施加于后級中所含的電路。被施加輸出信號的布線或電極包括諸如寄生電容之類的電容。這種電容在圖2A中用負(fù)載112來指代。輸入信號的電位施加于晶體管110的柵電極和晶體管111的柵電極。高電平電源電位VDD施加于晶體管110的源電極。低電平電源電壓VSS經(jīng)由開關(guān)元件101施加于晶體管111的源電極。注意，本說明書中的“連接”是指電連接和相當(dāng)于可傳導(dǎo)電流或電壓的狀態(tài)。圖2A表示開關(guān)元件101控制向電路100供應(yīng)低電平電源電壓VSS的情況。其次，圖2B表示開關(guān)元件101控制向電路100供應(yīng)高電平電源電壓VDD時(shí)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖2A那樣，在圖2B所示的半導(dǎo)體器件中，電路100包括P溝道晶體管110和N溝道晶體管111。在每個(gè)晶體管110和晶體管111，具有結(jié)晶性的硅被用作有源層。另外，晶體管110和晶體管111構(gòu)成倒相器。具體地說，晶體管110的漏電極和晶體管111的漏電極彼此連接起來。另外，晶體管110的漏電極和晶體管111的漏電極的電位作為輸出信號的電位施加于后級中所含的電路。供應(yīng)有輸出信號的布線或電極包括諸如寄生電容之類的電容。這種電容在圖2B中用負(fù)載112來指代。輸入信號的電位施加于晶體管110的柵電極和晶體管111的柵電極。高電平電源電位VDD經(jīng)由開關(guān)元件101施加于晶體管110的源電極。低電平電源電壓VSS施加于晶體管111的源電極。開關(guān)元件101依照控制信號進(jìn)行開關(guān)。用圖2A所示的半導(dǎo)體器件作為例子，在圖2C中示出電路100處于動(dòng)作狀態(tài)的期間(動(dòng)作期間)和電路100處于停止?fàn)顟B(tài)的期間(非動(dòng)作期間)中的輸入信號、輸出信號和控制信 號的電位的時(shí)序圖。在動(dòng)作期間，控制信號具有使開關(guān)元件101接通的電位。具體地說，圖2C示出控制信號具有高電平電位的情況。因此，在動(dòng)作期間，電源電壓VSS施加于晶體管111的源電極。此外，當(dāng)輸入信號具有低電平電位時(shí)就可獲得具有高電平電位的輸出信號。當(dāng)輸入信號具有高電平電位時(shí)就可獲得具有低電平電位的輸出信號。在非動(dòng)作期間，控制信號具有使開關(guān)元件101斷開的電位。具體地說，圖2C示出控制信號具有低電平電位的情況。從而，在非動(dòng)作期間，電源電壓VSS不施加于晶體管111的源電極，晶體管111的源電極處于浮置狀態(tài)(floating state)。因此，即使當(dāng)輸入信號的電位處于低電平或者高電平時(shí)，輸出信號的電位仍然保持于高電平。如上文所述，在非動(dòng)作期間，通過停止向電路100供應(yīng)電源電壓，能夠減少電路100中消耗的動(dòng)態(tài)待機(jī)功率。另外，因使用包含氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體元件來形成開關(guān)元件101，故能夠減少取決于漏泄電流等的靜態(tài)待機(jī)功率。因此，當(dāng)停止向未動(dòng)作的電路供應(yīng)電源電壓時(shí)，未動(dòng)作的電路中消耗的靜態(tài)待機(jī)功率和動(dòng)態(tài)待機(jī)功率均得以減少，從而有可能提供能減少整個(gè)電路功耗的半導(dǎo)體器件。接著，參照圖3A至3C來說明電路100為“與非門”時(shí)的半導(dǎo)體器件的具體結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。在圖3A所示的半導(dǎo)體器件中，電路100包括P溝道晶體管120、P溝道晶體管121、N溝道晶體管122和N溝道晶體管123。在每個(gè)晶體管120、晶體管121、晶體管122和晶體管123，具有結(jié)晶性的硅被用于有源層。此外，晶體管120、晶體管121、晶體管122和晶體管123構(gòu)成“與非門”。具體地說，高電平電源電壓VDD施加于晶體管120的源電極和晶體管121的源電極。輸入信號的電位施加于晶體管120的柵電極和晶體管122的柵電極。晶體管120的漏電極、晶體管121的漏電極和晶體管122的漏電極彼此連接起來，這些漏電極的電位作為輸出信號的電位施加于后級中所含的電路。被施加輸出信號的布線或電極包括諸如寄生電容之類的電容，這種電容在圖3A中用負(fù)載124來指代。晶體管122的源電極和晶體管123的漏電極彼此連接起來。輸入信號2的電位施加于晶體管121的柵電極和晶體管123的柵電極。此外，低電平電源電壓VSS經(jīng)由開關(guān)元件101施加于晶體管123的源電極。圖3A表示開關(guān)元件101控制向電路100供應(yīng)低電平電源電壓VSS的情況。接著，圖3B表示開關(guān)元件101控制向電路100供應(yīng)高電平電源電壓VDD時(shí)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖3A那樣，在圖3B所示的半導(dǎo)體器件中，電路100包括P溝道晶體管120、P溝道晶體管121、N溝道晶體管122和N溝道晶體管123。在每個(gè)晶體管120、晶體管121、晶體管122和晶體管123，具有結(jié)晶性的硅被用作有源層。另外，晶體管120、晶體管121、晶體管122和晶體管123構(gòu)成“與非門”。具體地說，高電平電源電位VDD經(jīng)由開關(guān)元件IOla施加于晶體管120的源電極。高電平電源電位VDD經(jīng)由開關(guān)元件IOlb施加于晶體管121的源電極。注意，圖3表示通過多個(gè)開關(guān)元件即開關(guān)元件IOla和開關(guān)元件IOlb來控制向電路100供應(yīng)電源電壓VDD的情況，然而開關(guān)元件的個(gè)數(shù)也可以是一個(gè)。另外，輸入信號I的電位施加于晶體管120的柵電極和晶體管122的柵電極。晶體管120的漏電極、晶體管121的漏電極和晶體管122的漏電極彼此連接起來，這些漏電極的電位作為輸出信號的電位施加于后級中所含的電路。被施加輸出信號的布線或電極包括諸如寄生電容之類的電容。這種電容在圖3B中用負(fù)載124來指代。晶體管122的源電極和晶體管123的漏電極彼此連接起來。輸入信號2的電位施加于晶體管121的柵電極和晶體管123的柵電極。低電平電源電壓VSS施加于晶體管123的源電極。開關(guān)元件101依照控制信號進(jìn)行開關(guān)。用圖3A所示的半導(dǎo)體器件作為例子，在圖3C中示出電路100處于動(dòng)作狀態(tài)的期間(動(dòng)作期間)和電路100處于停止?fàn)顟B(tài)的期間(非動(dòng)作期間)中的輸入信號、輸出信號和控制信號的電位的時(shí)序圖。在動(dòng)作期間，控制信號具有使開關(guān)元件101接通的電位。具體地說，圖3C示出控 制信號具有高電平電位的情況。因此，在動(dòng)作期間，電源電壓VSS施加于晶體管123的源電極。此外，當(dāng)輸入信號I具有高電平電位且輸入信號2具有高電平電位時(shí)，可獲得具有低電平電位的輸出信號。當(dāng)輸入信號I具有低電平電位且輸入信號2具有高電平電位時(shí)，可獲得具有高電平電位的輸出信號。在非動(dòng)作期間，控制信號具有使開關(guān)元件101斷開的電位。具體地說，圖3C示出控制信號具有低電平電位的情況。從而，在非動(dòng)作期間，電源電壓VSS不施加于晶體管123的源電極，晶體管123的源電極處于浮置狀態(tài)。因此，即使當(dāng)輸入信號I和輸入信號2的電位處于低電平或者高電平時(shí)，輸出信號的電位仍然保持于高電平。如上文所述，在非動(dòng)作期間中，通過停止向電路100供應(yīng)電源電壓，能夠減少電路100中消耗的動(dòng)態(tài)待機(jī)功率。另外，因使用包含氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體元件來形成開關(guān)元件101，故能夠減少取決于漏泄電流等的靜態(tài)待機(jī)功率。因此，當(dāng)停止向未動(dòng)作的電路供應(yīng)電源電壓時(shí)，未動(dòng)作的電路中消耗的靜態(tài)待機(jī)功率和動(dòng)態(tài)待機(jī)功率均得以減少，從而有可能提供能減少整個(gè)電路功耗的半導(dǎo)體器件。接著，參照圖4A至4C來說明電路100為“或非門”時(shí)的半導(dǎo)體器件的具體結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。在圖4A所示的半導(dǎo)體器件中，電路100包括P溝道晶體管130、P溝道晶體管131、N溝道晶體管132和N溝道晶體管133。在每個(gè)晶體管130、晶體管131、晶體管132和晶體管133，具有結(jié)晶性的硅被用于有源層。此外，晶體管130、晶體管131、晶體管132和晶體管133構(gòu)成“或非門”。具體地說，高電平電源電壓VDD施加于晶體管130的源電極。輸入信號I的電位施加于晶體管130的柵電極和晶體管133的柵電極。晶體管130的漏電極和晶體管131的源電極彼此連接起來。輸入信號2的電位施加于晶體管131的柵電極和晶體管132的柵電極。晶體管131的漏電極、晶體管132的漏電極和晶體管133的漏電極彼此連接起來，這些漏電極的電位作為輸出信號的電位施加于后級中所含的電路。供應(yīng)有輸出信號的布線或電極包括諸如寄生電容之類的電容，這種電容在圖4A中用負(fù)載134來指代。低電平電源電壓VSS經(jīng)由開關(guān)元件IOla施加于晶體管132的源電極。低電平電源電壓VSS經(jīng)由開關(guān)元件IOlb施加于晶體管133的源電極。注意，圖4A表示通過多個(gè)開關(guān)元件即開關(guān)元件IOla和開關(guān)元件IOlb來控制向電路100供應(yīng)電源電壓VSS的情況，然而開關(guān)元件的個(gè)數(shù)也可以是一個(gè)。圖4A表示開關(guān)元件IOla和IOlb控制向電路100供應(yīng)低電平電源電壓VSS的情況。接著，圖4B表示開關(guān)元件101控制向電路100供應(yīng)高電平電源電壓VDD時(shí)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。如圖4A那樣，在圖4B所示的半導(dǎo)體器件中，電路100包括P溝道晶體管130、P溝道晶體管131、N溝道晶體管132和N溝道晶體管133。在每個(gè)晶體管130、晶體管131、晶體管132和晶體管133，具有結(jié)晶性的硅被用作有源層。另外，晶體管130、晶體管131、晶體管132和晶體管133構(gòu)成“或非門”。具體地說，高電平電源電位VDD經(jīng)由開關(guān)元件101施加于晶體管130的源電極。輸入信號I的電位施加于晶體管130的柵電極和晶體管133的柵電極。晶體管130的漏電極和晶體管131的源電極彼此連接起來。輸入信號2的電位施加于晶體管131的柵電極和晶體管132的柵電極。晶體管131的漏電極、晶體管132的漏電極和晶體管133的漏電極彼 此連接起來，這些漏電極的電位作為輸出信號的電位施加于后級中所含的電路。被施加輸出信號的布線或電極包括諸如寄生電容之類的電容，這種電容在圖4B用負(fù)載134指代。低電平電源電壓VSS施加于晶體管132的源電極和晶體管133的源電極。開關(guān)元件101依照控制信號進(jìn)行開關(guān)。用圖4A所示的半導(dǎo)體器件作為例子，在圖4C中示出電路100處于動(dòng)作狀態(tài)的期間(動(dòng)作期間)和電路100處于停止?fàn)顟B(tài)的期間(非動(dòng)作期間)中的輸入信號、輸出信號和控制信號的電位的時(shí)序圖。在動(dòng)作期間，控制信號具有使開關(guān)元件IOla和開關(guān)元件IOlb接通的電位。具體地說，圖4C示出控制信號具有高電平電位的情況。因此，在動(dòng)作期間，電源電壓VSS施加于晶體管132的源電極和晶體管133的源電極。此外，當(dāng)輸入信號I具有低電平電位且輸入信號2具有低電平電位時(shí)，可獲得具有高電平電位的輸出信號。當(dāng)輸入信號I具有高電平電位且輸入信號2具有低電平電位時(shí),可獲得具有低電平電位的輸出信號。在非動(dòng)作期間，控制信號具有使開關(guān)元件IOla和開關(guān)元件IOlb斷開的電位。具體地說，圖4C示出控制信號具有低電平電位的情況。從而，在非動(dòng)作期間，電源電壓VSS不施加于晶體管132的源電極和晶體管133的源電極，晶體管132的源電極和晶體管133的源電極處于浮置狀態(tài)。因此，即使當(dāng)輸入信號I和輸入信號2的電位處于低電平或者高電平時(shí)，輸出信號的電位仍然保持于低電平。如上文所述，在非動(dòng)作期間中，通過停止向電路100供應(yīng)電源電壓，能夠減少電路100中消耗的動(dòng)態(tài)待機(jī)功率。另外，因使用包含氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體元件來形成開關(guān)元件101，故能夠減少取決于漏泄電流等的靜態(tài)待機(jī)功率。因此，當(dāng)停止向未動(dòng)作的電路供應(yīng)電源電壓時(shí)，未動(dòng)作的電路中消耗的靜態(tài)待機(jī)功率和動(dòng)態(tài)待機(jī)功率均得以減少，從而有可能提供能減少整個(gè)電路功耗的半導(dǎo)體器件。接著，參照圖5A與5C以及圖6A與6B來說明電路100為觸發(fā)器時(shí)的半導(dǎo)體器件的具體結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。在圖5A所示的半導(dǎo)體器件中，電路100是觸發(fā)器，輸入信號和時(shí)鐘信號分別輸入到端子D和端子CK，輸出信號I和輸出信號2分別從端子Q和端子Qb輸出。只要該電路可利用反饋?zhàn)饔脕肀３忠晃粩?shù)據(jù)則在觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)方面沒有限制。圖5B表示電路100的更具體的結(jié)構(gòu)。圖5B中所示的電路100是包括“與非門”140、“與非門”141、“與非門”142和“與非門”143的D觸發(fā)器。輸入信號的電位施加于“與非門”140的第一輸入端子。時(shí)鐘信號的電位施加于“與非門”140的第二輸入端子和“與非門”142的第二輸入端子?！芭c非門”140的輸出端子連接至“與非門”142的第一輸入端子和“與非門”141的第一輸入端子?！芭c非門”142的輸出端子連接至“與非門”143的第二輸入端子?！芭c非門”141的輸出端子連接至“與非門”143的第一輸入端子，“與非門”141的輸出端子的電位作為輸出信號I的電位施加于后級中所含的電路?！芭c非門”143的輸出端子連接至“與非門”141的第二輸入端子，“與非門”143的輸出端子的電位作為輸出信號2的電位施加于后級中所含的電路。注意，圖5B中所示的電路100具有可獲得輸出信號I和輸出信號2的結(jié)構(gòu)，然而輸出信號的個(gè)數(shù)還可以根據(jù)需要為一個(gè)。然后，通過開關(guān)元件101來控制向“與非門”140、“與非門”141、“與非門” 142和“與非門” 143供應(yīng)電源電壓。雖然圖5A表示通過開關(guān)元件101來控制低電平電源電壓VSS的供應(yīng)這一情況，但是還可以通過開關(guān)元件101來控制高電平電源電壓的供應(yīng)。圖6A表示更詳細(xì)的半導(dǎo)體器件電路圖的例子?！芭c非門”140、“與非門”141、“與非門” 142和“與非門” 143中晶體管之間的連接關(guān)系可以參照圖3A和3B。在“與非門” 140、“與非門”141、“與非門”142和“與非門”143中所含的每個(gè)晶體管，具有結(jié)晶性的硅被用作有源層。與圖5A有所不同，圖6A表示分別通過開關(guān)元件101a、101b、101c和IOld來控制向“與非門” 140、“與非門” 141、“與非門” 142和“與非門” 143供應(yīng)電源電壓VSS的情況。用圖6A所示的半導(dǎo)體器件作為例子，在圖6B中示出電路100處于動(dòng)作狀態(tài)的期間(動(dòng)作期間)和電路100處于停止?fàn)顟B(tài)的期間(非動(dòng)作期間)中的輸入信號、輸出信號和控制信號的電位的時(shí)序圖。開關(guān)元件IOla IOld依靠控制信號來進(jìn)行開關(guān)。在動(dòng)作期間，控制信號具有使開關(guān)元件IOla IOld接通的電位。具體地說，圖6B示出控制信號具有高電平電位的情況。因此，在動(dòng)作期間，電源電壓VSS施加于“與非門”140 143。此外，當(dāng)時(shí)鐘信號具有高電平或者低電平電位且輸入信號具有高電平電位時(shí)，可獲得具有高電平電位的輸出信號I和具有低電平電位的輸出信號2。當(dāng)時(shí)鐘信號具有高電平或者低電平電位且輸入信號具有低電平電位時(shí)，可獲得具有低電平電位的輸出信號I和具有高電平電位的輸出信號2。在非動(dòng)作期間，控制信號具有使開關(guān)元件IOla IOld斷開的電位。具體地說，圖6B示出控制信號具有低電平電位的情況。從而，在非動(dòng)作期間，電源電壓VSS不施加于“與非門” 140 143。換句話說，在動(dòng)作期間被施加電源電壓VSS的各晶體管的源電極在非動(dòng)作期間處于浮置狀態(tài)。因此，當(dāng)時(shí)鐘信號和輸入信號的電位處于低電平或者高電平時(shí)，輸出信號I和輸出信號2仍保持于與非動(dòng)作期間就要開始之前相同的電位。如上文所述，在非動(dòng)作期間中，通過停止向電路100供應(yīng)電源電壓，能夠減少電路100中消耗的動(dòng)態(tài)待機(jī)功率。另外，因使用包含氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體元件來形成開關(guān)元件101，故能夠減少取決于漏泄電流等的靜態(tài)待機(jī)功率。因此，當(dāng)停止向未動(dòng)作的電路供應(yīng)電源電壓時(shí)，未動(dòng)作的電路中消耗的靜態(tài)待機(jī)功率和動(dòng)態(tài)待機(jī)功率均得以減少，從而有可能提供能減少整個(gè)電路功耗的半導(dǎo)體器件。
注意，還可以在本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，追加當(dāng)電路100處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)通過包含氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體元件來停止向電路100供應(yīng)時(shí)鐘信號這一結(jié)構(gòu)。接著，參照圖7A和7B來說明電路100為其中可控制向該電路100供應(yīng)電源電壓和時(shí)鐘信號的觸發(fā)器時(shí)的半導(dǎo)體器件的具體結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。
圖7A所示的半導(dǎo)體器件，除電路100和開關(guān)元件101之外，還包括可控制向電路100供應(yīng)時(shí)鐘信號的控制電路102。在控制電路102除時(shí)鐘信號外還輸入用于對控制電路102的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制信號I。圖7A表示“與門”被用作控制電路102的情況，時(shí)鐘信號和控制信號均輸入至“與門”。從“與門”輸出的信號輸入至電路100。另外，電路100是觸發(fā)器。輸入信號和從控制電路102輸出的信號分別輸入至端子D和端子CK，并從端子Q輸出輸出信號。圖7A中所示電路100的具體結(jié)構(gòu)可以參照圖5B。只要該電路可利用反饋?zhàn)饔脕肀３忠晃粩?shù)據(jù)則在觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)方面沒有限制。另外，盡管圖5B中所示的電路100可獲得輸出信號I和輸出信號2,然而在圖7A所不的電路100中輸出信號的個(gè)數(shù)為一個(gè)。通過開關(guān)元件101來控制向電路100供應(yīng)電源電壓。雖然圖7A表示通過開關(guān)元件101來控制低電平電源電壓VSS的供應(yīng)這一情況，但是還可以通過開關(guān)元件101來控制高電平電源電壓的供應(yīng)。圖7A表示“與門”被用作控制電路102的例子，然而只要是能獲得可依照控制信號I來控制向電路100供應(yīng)時(shí)鐘信號的電路結(jié)構(gòu)，則控制電路102并不限于“與門”。例如，還可以是“或非門”取代“與門”被用作控制電路102?？刂齐娐?02包括至少一個(gè)包含氧化物半導(dǎo)體膜作為有源層的晶體管。包含氧化物半導(dǎo)體膜作為有源層的晶體管的漏泄電流遠(yuǎn)小于包含具有結(jié)晶性的硅的晶體管。因此，使用包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管作為控制電路102，通過控制電路102來控制向電路100供應(yīng)時(shí)鐘信號，從而能夠抑制待機(jī)功率因控制電路102的漏泄電流而增大。用圖7A所示的半導(dǎo)體器件作為例子，在圖7B中示出電路100處于動(dòng)作狀態(tài)的期間(動(dòng)作期間)和電路100處于停止?fàn)顟B(tài)的期間(非動(dòng)作期間)中的輸入端子的數(shù)據(jù)、輸出端子的數(shù)據(jù)、控制信號I的電位和控制信號2的電位的時(shí)序圖。在動(dòng)作期間，控制信號I的電位處在高電平，時(shí)鐘信號經(jīng)由控制電路102供給至作為觸發(fā)器的電路100。另外，控制信號2的電位處在高電平，電源電壓VSS供給至電路100。因而，電路100處于動(dòng)作狀態(tài)。然后，作為觸發(fā)器的電路100基于所輸入的時(shí)鐘信號來保持?jǐn)?shù)據(jù)。在動(dòng)作期間，由于輸入信號中包含的數(shù)據(jù)從DO變成D1，所以輸出信號中包含的數(shù)據(jù)也從DO變成D1。接著，在非動(dòng)作狀態(tài)，控制信號I的電位處于低電平，停止向電路100供應(yīng)時(shí)鐘信號。換句話說，被固定于低電平的電位從控制電路102供給至作為觸發(fā)器的電路100。此夕卜，在非動(dòng)作期間，控制信號2的電位處于低電平，停止向電路100供應(yīng)電源電壓VSS。因而，電路100處于非動(dòng)作狀態(tài)，輸出信號的數(shù)據(jù)被保持為D1。注意，停止時(shí)鐘信號供應(yīng)的狀態(tài)是指，在動(dòng)作期間從控制電路102施加于電路100的電位不在低電平和高電平之間變化而是固定于低電平或高電平的狀態(tài)。如上文所述，通過在非動(dòng)作期間停止向電路100供應(yīng)時(shí)鐘信號、即通過進(jìn)行所謂的時(shí)鐘選通(clock gating),能減少電路100中消耗的動(dòng)態(tài)待機(jī)功率。另外,通過停止向電路100供應(yīng)電源電壓，就能減少電路100中消耗的動(dòng)態(tài)待機(jī)功率。此外，因開關(guān)元件101和控制電路102使用包含氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體元件來形成，故能夠減少取決于漏泄電流等的靜態(tài)待機(jī)功率。從而，通過停止向未動(dòng)作的電路供應(yīng)時(shí)鐘信號和電源電壓來減少未動(dòng)作的電路中消耗的靜態(tài)待機(jī)功率和動(dòng)態(tài)待機(jī)功率，以便有可能提供能減少整個(gè)電路功耗的半導(dǎo)體器件。還要注意，在“或非門”取代“與門”被用作控制電路102的情況下，時(shí)鐘信號和控制信號均輸入至“或非門”。然后，從“或非門”輸出的信號輸入至電路100。圖17A表示在圖7A所示的半導(dǎo)體器件中“或非門”被用作控制電路102的情況。因電路100和開關(guān)元件101的結(jié)構(gòu)與圖7A相同，故省略其詳細(xì)說明。用圖17A所示的半導(dǎo)體器件作為例子，在圖17B中示出電路100處于動(dòng)作狀態(tài)的期間(動(dòng)作期間)和電路100處于停止?fàn)顟B(tài)的期間(非動(dòng)作期間)中的輸入信號的數(shù)據(jù)、輸出信號的數(shù)據(jù)、控制信號I的電位和控制信號2的電位的時(shí)序圖。

在“或非門”被用作控制電路102的情況下，在動(dòng)作期間，控制信號I的電位處在低電平，時(shí)鐘信號經(jīng)由控制電路102供給至作為觸發(fā)器的電路100。另外，控制信號2的電位處在高電平，電源電壓VSS供給至電路100。因而，電路100處于動(dòng)作狀態(tài)。然后，作為觸發(fā)器的電路100基于所輸入的時(shí)鐘信號來保持?jǐn)?shù)據(jù)。在動(dòng)作期間，由于輸入信號中包含的數(shù)據(jù)從DO變成Dl，所以輸出信號中包含的數(shù)據(jù)也從DO變成Dl。接著，在非動(dòng)作期間，控制信號I的電位處在高電平，停止向電路100供應(yīng)時(shí)鐘信號。換句話說，被固定于低電平的電位從控制電路102供給至作為觸發(fā)器的電路100。此夕卜，在非動(dòng)作期間，控制信號2的電位處在低電平，停止向電路100供應(yīng)電源電壓VSS。因而，電路100處于非動(dòng)作狀態(tài)，輸出信號的數(shù)據(jù)被保持為D1。[實(shí)施例2]在本實(shí)施例中，說明本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件的制造方法。本發(fā)明實(shí)施例涉及的半導(dǎo)體器件包括包含硅的晶體管和包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管?？墒褂霉杵?、SOI (絕緣體上硅)襯底、絕緣表面上的硅薄膜等來形成包含硅的晶體管。SOI襯底例如能使用如下方法來制造以Smart Cut (注冊商標(biāo))為代表的UNIB0ND(注冊商標(biāo))、外延層轉(zhuǎn)移(ELTRAN :epitaxial layer transfer)、電介質(zhì)分離法(dielectric separation method)、等離子輔助化學(xué)蝕刻(PACE :plasma assistedchemical etching)法、氧注入分離(SIMOX separation by implanted oxygen)法等。形成在具有絕緣表面的襯底上的硅半導(dǎo)體膜可以通過公知技術(shù)進(jìn)行晶化。作為晶化的公知技術(shù)，可列舉出使用激光束的激光晶化法和使用催化元素的晶化法?；蛘哌€可以將使用催化元素的晶化法和激光晶化法組合起來。在使用諸如石英之類的具有高抗熱性的熱穩(wěn)定襯底的情況下，有可能將任意下列晶化法組合起來采用電熱爐的熱晶化法、采用紅外線的燈退火晶化法、采用催化元素的晶化法以及950°C左右的高溫退火法。另外，還可以將用上述方法所制造的半導(dǎo)體元件轉(zhuǎn)印到由塑料等形成的柔性襯底上以形成半導(dǎo)體器件。作為轉(zhuǎn)印方法可以使用下列各種方法在襯底和半導(dǎo)體元件之間設(shè)置金屬氧化膜，并通過晶化使該金屬氧化膜脆化以便分離并轉(zhuǎn)印半導(dǎo)體元件這種方法；在襯底和半導(dǎo)體元件之間設(shè)置含有氫的非晶硅膜，并通過激光照射或者蝕刻除去該非晶硅膜以便從襯底分離并轉(zhuǎn)印半導(dǎo)體元件這種方法；通過機(jī)械切除或者利用溶液或氣體進(jìn)行蝕刻而除去用來設(shè)置半導(dǎo)體元件的襯底，以便從該襯底切掉半導(dǎo)體元件并轉(zhuǎn)印該半導(dǎo)體元件這種方法。在本實(shí)施例中，作為用于制造半導(dǎo)體器件的方法，列舉出使用SOI (絕緣體上硅)襯底來制造包含硅的晶體管，然后制造包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管的例子。如圖8A所示，清洗接合襯底200，然后在接合襯底200的表面上形成絕緣膜201。作為接合襯底200可采用使用硅而形成的單晶半導(dǎo)體襯底。此外，使用具有晶格變形的硅、對硅添加鍺的硅鍺等而形成的半導(dǎo)體襯底也可以用作接合襯底200。注意，雖然用于接合襯底200的單晶半導(dǎo)體襯底其晶軸方向最好一致，但是無需使用諸如點(diǎn)缺陷、線缺陷或者面缺陷之類的晶格缺陷完全被消除的完美晶體來形成襯底。
接合襯底200的形狀并不限于圓形，還可將襯底加工成圓形以外的其他形狀。例如，考慮到隨后將粘貼至接合襯底200的基底襯底203的形狀一般為矩形以及縮小的投影曝光裝置等曝光裝置的曝光區(qū)域?yàn)榫匦蔚仁聦?shí)，也可以將接合襯底200加工成矩形?？赏ㄟ^切斷市面上可獲得的圓形單晶半導(dǎo)體襯底來加工接合襯底200。絕緣膜201還可以是單個(gè)絕緣膜或是多個(gè)絕緣膜的疊層膜。考慮到包含雜質(zhì)的區(qū)域隨后將被除去，優(yōu)選將絕緣膜201的厚度形成為大于或等于15nm且小于或等于500nm。作為絕緣膜201中包含的膜，可使用含有硅或鍺作為其成分的絕緣膜，例如氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鍺膜、氮化鍺膜、氧氮化鍺膜或者氮氧化鍺膜等。此外，還可使用包含氧化鋁、氧化鉭或二氧化鉿等金屬氧化物的絕緣膜；包含氮化鋁等金屬氮化物的絕緣膜；包含金屬氧氮化物的絕緣膜比如氧氮化鋁膜；或者包含金屬氮氧化物的絕緣膜比如氮氧化鋁膜。例如在本實(shí)施例中，描述通過接合襯底200的熱氧化而形成的氧化硅被用作絕緣膜201的例子。注意，雖然在圖8A中形成絕緣膜201以便覆蓋接合襯底200整個(gè)表面，但是絕緣膜201也可以形成在接合襯底200的至少一個(gè)表面上。在本說明書中，氧氮化物是指氧含有量多于氮的物質(zhì)，氮氧化物是指氮含有量多于氧的物質(zhì)。在通過接合襯底200表面的熱氧化來形成絕緣膜201的情況下，作為熱氧化可以采用氧中含有少量水分的干氧化；在氧氣氛中添加含有氯化氫等鹵素的氣體的熱氧化等。另外，為形成絕緣膜201還可以采用濕氧化，例如使氫與氧進(jìn)行燃燒以產(chǎn)生水的加熱氧化(pyrogenic oxidation);或者使高純度水加熱到100°C以上以產(chǎn)生水蒸汽并使用水蒸汽來進(jìn)行氧化的水蒸汽氧化等。在基底襯底203包含堿金屬或堿土金屬等使半導(dǎo)體器件的可靠性降低的雜質(zhì)的情況下，絕緣膜201優(yōu)選具有至少一層阻擋膜(barrier film),該阻擋膜能防止這種雜質(zhì)從基底襯底203擴(kuò)散到分離后所形成的半導(dǎo)體膜。能用作阻擋膜的絕緣膜可列舉出氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜、氮氧化鋁膜等。用作阻擋膜的絕緣膜其厚度例如優(yōu)選形成為15nm 300nm。另外，還可以在阻擋膜和接合襯底200之間，形成含氮比例(氮含有率)低于阻擋膜的絕緣膜例如氧化硅膜或氧氮化硅膜。含氮比例較低的絕緣膜其厚度可以形成為大于或等于5nm且小于或等于200nm。在使用氧化硅作為絕緣膜201的情況下，可使用硅烷和氧的混合氣體或者TEOS (四乙氧基硅烷)和氧的混合氣體等，通過諸如熱CVD法、等離子CVD法、大氣壓CVD法或者偏置ECRCVD法之類的氣相沉積法來形成絕緣膜201。在此情況下，絕緣膜201的表面還可以通過氧等離子處理而致密化。在將氮化硅用于絕緣膜201的情況下，可使用硅烷和氨的混合氣體通過諸如等離子CVD法之類的氣相沉積法來形成絕緣膜201。此外，還可以將使用有機(jī)硅烷氣體通過化學(xué)氣相沉積法所形成的氧化硅用來形成絕緣膜201。作為有機(jī)硅烷氣體可使用諸如四乙氧基硅烷(TEOS)(化學(xué)式Si (OC2H5)4)、四甲基硅烷(TMS)(化學(xué)式Si (CH3)4)、四甲基環(huán)四硅氧烷(TMCTS)、八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅胺(HMDS)、三乙氧基硅烷(化學(xué)式SiH(0C2H5) 3)或者三(二甲氨基)硅烷(化學(xué)式SiH(N(CH3)2)3)之類的含硅化合物。通過把有機(jī)硅烷氣體用于源氣體(source gas)，就能夠在處理溫度等于或低于350°C下形成具有平滑表面的氧化硅膜?；蛘撸€能使用通過熱 CVD法在溫度大于或等于200°C且小于或等于500°C下形成的低溫氧化物(LTO)?？赏ㄟ^使用甲硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)等作為硅源氣體并使用二氧化氮(NO2)等作為氧源氣體來形成LT0。例如，在把TEOS和O2用于源氣體以形成氧化硅膜作為絕緣膜201的情況下，條件可以如下設(shè)定TE0S的流率(flow rate)為15sccm, O2的流率為750sccm,沉積壓力為lOOPa，沉積溫度為300°C，RF輸出為300W，電源頻率為13. 56MHz。注意，在相對低溫下形成的絕緣膜，諸如使用有機(jī)硅烷形成的氧化硅膜或者在低溫下形成的氮氧化娃膜，在其表面具有許多OH基。OH基和水分子之間的氫鍵合形成娃燒醇基，并在低溫下接合基底襯底和絕緣膜。最終在基底襯底和絕緣膜之間形成作為共價(jià)鍵(covalent bond)的娃氧燒結(jié)合。比如上述使用有機(jī)娃燒形成的氧化娃膜或者在相對低溫下形成的諸如LTO之類的絕緣膜，與Smart Cut (注冊商標(biāo))等中所使用的沒有OH基或者OH基極少的熱氧化膜相比較，更適合于低溫下的接合。絕緣膜201在接合襯底200的表面上形成平滑且親水性的接合面。因此，絕緣膜201的平均表面粗糙度Ra優(yōu)選小于或等于0. 7nm,更優(yōu)選小于或等于0. 4nm。絕緣膜201的厚度可以大于或等于5nm且小于或等于500nm，優(yōu)選大于或等于IOnm且小于或等于200nm。接著，如圖SB所示，包含經(jīng)過電場加速的離子的離子束，如箭頭所示通過絕緣膜201照射接合襯底200，由此從接合襯底200的表面起在預(yù)定深度的區(qū)域形成具有微空洞(microvoid)的脆化層202。例如，脆化層意味著因晶體結(jié)構(gòu)紊亂而局部脆化的層，脆化層的狀態(tài)取決于形成脆化層的方法。注意，雖然有時(shí)候從接合襯底的一個(gè)表面到脆化層的區(qū)域在某種程度上脆化，但本說明書中的脆化層是指后面將進(jìn)行分離的區(qū)域及其附近。脆化層202被形成的深度可通過離子束的加速能量及其入射角度來進(jìn)行調(diào)整。加速能量可通過加速電壓來進(jìn)行調(diào)整。以與離子的平均穿透深度相同的深度或者實(shí)質(zhì)上相同的深度來形成脆化層202。將要從接合襯底200分離的半導(dǎo)體膜204的厚度取決于離子被注入的深度。脆化層202被形成的深度可設(shè)在某一范圍內(nèi)，例如大于或等于50nm且小于或等于500nm,優(yōu)選大于或等于50nm且小于或等于200nm。因可縮短周期時(shí)間(cycle time)故希望通過不執(zhí)行質(zhì)量分離的離子摻雜法來使離子注入到接合襯底200，但是本發(fā)明也可以采用執(zhí)行質(zhì)量分離的離子注入法。當(dāng)把氫(H2)用于源氣體時(shí)，可通過激發(fā)氫氣而產(chǎn)生H+、H21PH3+?？赏ㄟ^控制等離子體激發(fā)方法、用于產(chǎn)生等離子體的大氣壓力、源氣體的供應(yīng)量等來改變從源氣體生成的離子種類的比例。在通過離子摻雜法來進(jìn)行離子注入的情況下，優(yōu)選相對于H+、H2+和H3+的總量在離子束中含有大于或等于50%的H3+,更理想的是H3+的比例大于或等于80%。在H3+的比例大于或等于80%時(shí)，離子束中H2+離子的比例就相對變小，這將導(dǎo)致離子束中所含的氫離子的平均穿透深度更小的變動(dòng)。因此，離子注入效率提高并且可縮短周期時(shí)間。H3+的質(zhì)量大于H+和H2'當(dāng)含有較高比例的H3+的離子束與含有較高比例的H+和H2+的離子束相比較時(shí)，即使摻雜時(shí)的加速電壓相同，前者比后者能夠?qū)渥⑷氲浇雍弦r底200的較淺區(qū)域。而且，被注入接合襯底200的氫在深度方向上具有陡峭的濃度分布，因此脆化層202本身能形成得更薄。在使用氫氣通過離子摻雜法來進(jìn)行離子注入的情況下，加速電壓設(shè)成大于或等于IOkV且小于或等于200kV，劑量設(shè)成大于或等于I X IO16離子/cm2且小于或等于6 X IO16離子/cm2。雖然要取決于離子束中所包含的離子種類及其比例和絕緣膜201的膜厚，但在此條件下可在接合襯底200的深度大于或等于50nm且小于或等于500的區(qū)域形成脆化層202。 例如，在接合襯底200為單晶硅襯底，用IOOnm厚的熱氧化膜來形成絕緣膜201的情況下，可在作為源氣體的100%氫氣的流率為50SCCm，射束電流密度為5iiA/cm2，加速電壓為50kV，劑量為2. OX IO16原子/cm2的條件下從接合襯底200分離厚度大約146nm的半導(dǎo)體膜。注意，即使向接合襯底200添加氫時(shí)的條件未變化，當(dāng)增大絕緣膜201的厚度時(shí)就可減小半導(dǎo)體膜的厚度。氦(He)可備選地被用作離子束的源氣體。由于通過激發(fā)氦所產(chǎn)生的離子種類幾乎都是He+，所以即便通過不執(zhí)行質(zhì)量分離的離子摻雜法，也能夠主要使He+注入到接合襯底200。因此，可通過離子摻雜法有效地在脆化層202上形成微空洞。在使用氦通過離子摻雜法來進(jìn)行離子加入的情況下，加速電壓可大于或等于IOkV且小于或等于200kV，劑量可大于或等于I X IO16離子/cm2且小于或等于6 X IO16離子/cm2。能夠把諸如氯氣(Cl2氣)或氟氣(F2氣)之類的齒素氣體用于源氣體。在通過離子摻雜法將離子注入到接合襯底200的情況下，存在于離子摻雜裝置內(nèi)的雜質(zhì)與離子一起注入至處理對象，因此就有可能會(huì)在絕緣膜201的表面附近存在諸如S、Ca、Fe和Mo之類的雜質(zhì)。因此，可以通過蝕刻、研磨等除去絕緣膜201表面附近被認(rèn)為雜質(zhì)最多的區(qū)域。具體地說，可以除去從絕緣膜201的表面起IOnm lOOnm、優(yōu)選大約30nm 70nm深度的區(qū)域。可以采用干蝕刻，例如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)法、感應(yīng)耦合等離子體(ICP)蝕刻法、電子回旋共振(ECR)蝕刻法、平行平板(電容耦合等離子體(capacitivelycoupled plasma))蝕刻法、磁控管等離子體蝕刻法、雙頻等離子體蝕刻法、螺旋形波等離子體蝕刻法等。例如，在通過ICP蝕刻法除去氮氧化硅膜表面附近的區(qū)域的情況下，可在作為蝕刻氣體的CHF3的流率為7. 5sccm、He的流率為lOOsccm、反應(yīng)壓力為5. 5Pa、下部電極的溫度為70°C、施加于線圈型電極的RF(13. 56MHz)電功率為475W、施加于下部電極(偏置側(cè))的電功率為300W、蝕刻時(shí)間為10秒左右這種條件下，除去從表面到50nm左右深度的區(qū)域。還可取代作為氟基氣體的CHF3把諸如Cl2、BC13、SiCl4或CCl4之類的氯基氣體；還有諸如CF4、SF6或NF3之類的其他氟基氣體；或者O2適當(dāng)用作蝕刻氣體。此外，還可以在蝕刻氣體中添加He以外的惰性氣體。例如,作為添加到蝕刻氣體的惰性元素,可使用選自Ne、Ar、Kr或Xe的一個(gè)或多個(gè)元素。在通過濕蝕刻除去氮氧化硅膜表面附近的區(qū)域的情況下，還可以將包含氟化氫銨、氟化銨等的氟酸基溶液用作蝕刻劑?？赏ㄟ^CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)、噴液研磨等進(jìn)行研磨。在形成脆化層202后，通過蝕刻、研磨等除去絕緣膜201表面附近污染顯著的區(qū)域，由此能抑制進(jìn)入在基底襯底203上形成的半導(dǎo)體膜204的雜質(zhì)量。而且，就有可能在最終完成的半導(dǎo)體器件中，防止雜質(zhì)造成晶體管可靠性和電特性降低，比如閾值電壓變動(dòng)或漏泄電流增加。接著，如圖8C所示，其間夾著絕緣膜201將接合襯底200和基底襯底203彼此貼合起來。注意，在接合襯底200和基底襯底203彼此貼合起來之前，最好在接合用表面、亦即在本實(shí)施例中形成在接合襯底200上的絕緣膜201和基底襯底203的表面，進(jìn)行用來提高絕緣膜201和基底襯底203間的接合強(qiáng)度的表面處理。作為表面處理的例子可列舉出濕處理、干處理以及濕處 理和干處理的組合。還可以將不同濕處理和不同干處理組合起來進(jìn)行。濕處理的例子包括使用了臭氧水的臭氧處理(臭氧水清洗)、諸如超高聲波清洗(megasonic cleaning)之類的超聲波清洗、雙流體清洗(將純水或加氫水等功能水和氮等運(yùn)載氣體一起噴射這種方法)、采用鹽酸和過氧化氫溶液的清洗等。作為干處理的例子可列舉出惰性氣體中性原子束處理、惰性氣體離子束處理、紫外線處理、臭氧處理、等離子體處理，偏壓施加等離子體處理、自由基處理(radicaltreatment)等。通過進(jìn)行上述表面處理,能提高貼合用表面的親水性和清潔度。從而,能提高接合強(qiáng)度。貼合就是使基底襯底203和形成在接合襯底200上的絕緣膜201彼此緊密接觸，然后對彼此疊合的基底襯底203和接合襯底200的一部分施加大約lN/cm2 500N/cm2、優(yōu)選llN/cm2 20N/cm2的壓力。當(dāng)施加壓力時(shí)，基底襯底203和絕緣膜201間的接合從該部分開始，結(jié)果造成彼此緊密接觸的基底襯底203和絕緣膜201的整個(gè)表面間的接合。通過范德瓦爾斯力或氫鍵合來進(jìn)行接合，所以即便在室溫下接合也很牢固。注意，由于上述接合可在低溫下進(jìn)行，所以各種各樣的襯底可用于基底襯底203。例如，作為基底襯底203可使用諸如鋁硅酸鹽玻璃襯底、鋇硼硅酸鹽玻璃襯底或鋁硼硅酸鹽玻璃襯底之類的用于電子工業(yè)的各種玻璃襯底；以及石英襯底、陶瓷襯底、藍(lán)寶石襯底等?；蛘哌€可將由硅、砷化鎵、磷化銦等形成的半導(dǎo)體襯底用作基底襯底203。進(jìn)而，備選地還可將包含不銹鋼襯底的金屬襯底用作基底襯底203。充當(dāng)基底襯底203的玻璃襯底，優(yōu)選使用熱膨脹系數(shù)大于或等于25X 10_V°C且小于或等于50X 10_V°C (優(yōu)選大于或等于30X 10_V°C且小于或等于40X10_V°C )，應(yīng)變點(diǎn)大于或等于580°C且小于或等于680°C (優(yōu)選大于或等于600°C且小于或等于680°C)的襯底。當(dāng)玻璃襯底是無堿玻璃襯底時(shí)可抑制半導(dǎo)體器件的雜質(zhì)污染。作為玻璃襯底可使用為了液晶面板生產(chǎn)而開發(fā)的母體玻璃襯底。作為母體玻璃襯底，已知有具有下列尺寸的襯底第3代(550mmX650mm)、第3. 5代(600mmX 720mm)、第4代(68OmmX88Omm 或 73OmmX92Omm)'第 5 代(IlOOmmX I3OOmm)、第 6 代(I5OOmmXl85Ommh第7代(1870mmX 2200mm)和第8代(2200mmX 2400mm)等。通過使用諸如母體玻璃襯底之類的大面積襯底作為基底襯底203就能實(shí)現(xiàn)SOI襯底的尺寸增大。SOI襯底的面積增大使得能夠同時(shí)制造許多諸如IC或LSI之類的芯片，從而從一個(gè)襯底所制造的芯片數(shù)量增加，因此生產(chǎn)率能顯著地得以提高。如果基底襯底203是像EAGLE 2000 (Corning公司制造)那樣在其上進(jìn)行加熱處理時(shí)將皺縮很大的玻璃襯底，則或許會(huì)在接合工序后發(fā)生貼合上的缺陷。因此，為了避免因皺縮所引起的這種缺陷接合，還可以在接合工序前預(yù)先對基底襯底203實(shí)施加熱處理。此外，還可以預(yù)先在基底襯底203上形成絕緣膜?；滓r底203未必需要在其表面設(shè)置絕緣膜。然而在基底襯底203的表面形成絕緣膜可防止堿金屬和堿土金屬等基底襯底203的雜質(zhì)進(jìn)入接合襯底200。此外，在基底襯底203的表面形成絕緣膜的情況下，基底襯底203上的絕緣膜接合至絕緣膜201，因此更加多種多樣的襯底能用作基底襯底203。一般而言，用塑料等柔性合成樹脂形成的襯底其溫度上限傾向于低。然而，只要該襯底能抵抗住后面進(jìn)行的半導(dǎo)體元件制造工序中的處理溫度，就可在基底襯底203上形成絕緣膜的情況下，把這種樹脂所形成襯底用作基底襯底203。塑料襯底的例子包括以聚酯為代表的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰亞胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂、聚氯乙烯、聚丙烯、多乙酸乙烯酯、丙烯酸樹脂等等。 在基底襯底203上形成絕緣膜的情況下，優(yōu)選在以類似于絕緣膜201的方式在該絕緣膜表面進(jìn)行表面處理以后，再進(jìn)行基底襯底203和接合襯底200的彼此接合。在接合襯底200貼合到基底襯底203以后，優(yōu)選進(jìn)行加熱處理以便提聞基底襯底203和絕緣膜201間的接合界面上的接合力(bonding force)。該處理在脆化層202中不產(chǎn)生裂縫的溫度下進(jìn)行，可在高于或等于200°C且低于或等于400°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行該處理。通過在這一溫度范圍內(nèi)使接合襯底200貼合到基底襯底203，就能夠加強(qiáng)基底襯底203和絕緣膜201間的接合力。若在接合襯底200和基底襯底203彼此貼合時(shí)接合面被灰塵等所污染，則被污染部分沒有接合。為了避免接合面的污染，優(yōu)選接合襯底200和基底襯底203在氣密室內(nèi)彼此貼合。在接合襯底200和基底襯底203彼此貼合時(shí)，處理室還可以具有減至大約5. 0 X 10_3Pa的壓力，還可以清潔接合處理的氣氛。接著，進(jìn)行加熱處理，由此脆化層202中彼此鄰接的微空洞結(jié)合起來，微空洞的體積增大。結(jié)果如圖8D所示，作為接合襯底200 —部分的半導(dǎo)體膜204沿著脆化層202從接合襯底200分離。由于絕緣膜201和基底襯底203彼此接合，所以從接合襯底200分離的半導(dǎo)體膜204就固定于基底襯底203。優(yōu)選在不超過基底襯底203的應(yīng)變點(diǎn)的溫度下進(jìn)行用于從接合襯底200分離半導(dǎo)體膜204的加熱處理。對于此加熱處理可使用快速熱退火(RTA)裝置、電阻加熱爐或者微波加熱裝置。對于RTA裝置可使用氣體快速熱退火(GRTA)裝置或者燈快速熱退火(LRTA)裝置。在使用GRTA裝置時(shí)，加熱溫度可設(shè)為高于或等于550°C且低于或等于650°C的溫度，處理時(shí)間可設(shè)為大于或等于0. 5分鐘且小于或等于60分鐘。在使用電阻加熱裝置的情況下，加熱溫度可設(shè)為高于或等于200°C且低于或等于650°C的溫度，處理時(shí)間可設(shè)為大于或等于2小時(shí)且小于或等于4小時(shí)。還可以利用諸如微波之類的高頻波通過電介質(zhì)加熱(dielectric heating)來進(jìn)行該加熱處理?？赏ㄟ^用高頻波發(fā)生裝置所生成的頻率為300MHz 3THz的高頻波照射接合襯底200來進(jìn)行利用電介質(zhì)加熱的加熱處理。具體地說，例如用頻率為2. 45GHz的微波在900W下照射14分鐘以使脆化層內(nèi)彼此鄰接的微空洞進(jìn)行結(jié)合，由此接合襯底200可最終沿著脆化層進(jìn)行分裂。對使用了具有電阻加熱的立式爐的加熱處理的具體處理方法進(jìn)行說明。將貼合了接合襯底200的基底襯底203放置在立式爐的舟皿(boat)上，并將該舟皿送入立式爐的室。為了抑制接合襯底200的氧化，首先將室內(nèi)排空以形成真空狀態(tài)。真空度大致為5X10_3Pa。在獲得真空狀態(tài)以后，對室供應(yīng)氮以使室具有大氣壓力下的氮?dú)夥?。在此期間使加熱溫度上升到200°C。在使室具有大氣壓力下的氮?dú)夥找院螅?00°C下加熱2小時(shí)。然后，在I小時(shí)內(nèi)使溫度上升到400°C。在加熱溫度為400°C的狀態(tài)穩(wěn)定后，在I小時(shí)內(nèi)使溫度上升到600°C。在加熱溫度為600°C的狀態(tài)變得穩(wěn)定后，在600°C下進(jìn)行2小時(shí)加熱處理。然后，在I小時(shí)內(nèi)使溫度下降到400°C，并在10分鐘 30分鐘后從室搬出舟皿。將放置在舟皿上并接合了接合襯底200和半導(dǎo)體膜204的基底襯底203在大氣氛圍下進(jìn)行冷卻。通過連續(xù)地進(jìn)行用于強(qiáng)化絕緣膜201和基底襯底203間的接合力的加熱處理和用于分裂脆化層202的加熱處理，來進(jìn)行使用上述電阻加熱爐的加熱處理。在不同裝置中進(jìn)行這兩種加熱處理的情況下，例如在電阻加熱爐中以200°C進(jìn)行2小時(shí)加熱處理，然后從爐內(nèi)搬出彼此貼合起來的基底襯底203和接合襯底200。接著，在處理溫度高于或等于600°C且低于或等于700°C下利用RTA裝置進(jìn)行I分鐘至數(shù)小時(shí)加熱處理，以使接合襯底200沿著脆化層202分裂。注意，在某些情況下接合襯底200的周邊未接合到基底襯底203。這很可能是因?yàn)榻雍弦r底200的周邊做成倒角或具有曲率以至于基底襯底203和絕緣膜201彼此未緊密接觸，或者是脆化層202在接合襯底200的周邊難以分裂。另一原因是在制造接合襯底200中進(jìn)行的諸如CMP之類的研磨，在接合襯底200的周邊不充分以至于其表面在周邊比中央更粗糙些。又一原因是在接合襯底200輸送時(shí)載體等損傷接合襯底200的周邊，該損傷使得難以將周邊接合到基底襯底203。由于這些原因，使尺寸小于接合襯底200的半導(dǎo)體膜204貼合到基底襯底203。注意，還可以在使接合襯底200進(jìn)行分裂前對接合襯底200實(shí)施氫化處理。例如在氫氣氛中以350°C進(jìn)行2小時(shí)左右氫化。若多個(gè)接合襯底200貼合到基底襯底203，則該多個(gè)接合襯底200還可以具有不同的晶面取向。半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子的遷移率取決于晶面取向。因此，還可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇接合襯底200來形成半導(dǎo)體膜204，該接合襯底200具有適合于將形成的半導(dǎo)體元件的晶面取向。例如，在使用半導(dǎo)體膜204形成N型半導(dǎo)體元件的情況下，形成具有{100}面的半導(dǎo)體膜204就能提高半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子的遷移率。另一方面，例如在使用半導(dǎo)體膜204形成P型半導(dǎo)體元件的情況下，形成具有{100}面的半導(dǎo)體膜204就能提高半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子的遷移率。于是，在形成晶體管作為半導(dǎo)體元件的情況下，考慮溝道方向(channel direction)和晶面取向(crystal plane orientation)來決定半導(dǎo)體膜 204 的接合方向。接著，還可以通過研磨使半導(dǎo)體膜204的表面平坦。盡管平坦化并非必須，但平坦化可以提高后面形成的半導(dǎo)體膜206、207和柵絕緣膜間的界面特性。具體地說，研磨可以是化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)、噴液研磨等。半導(dǎo)體膜204的厚度通過該平坦化而減薄。該平坦化既可以在蝕刻前的半導(dǎo)體膜204上實(shí)施，也可以在通過蝕刻所形成的半導(dǎo)體膜206、207上實(shí)施。還可以在半導(dǎo)體膜204的表面上實(shí)施蝕刻而不是研磨以使半導(dǎo)體膜204的表面平、坦。該蝕刻可以使用干蝕刻法來進(jìn)行，例如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)、感應(yīng)耦合等離子體(ICP)蝕刻、電子回旋共振(ECR)蝕刻、平行平板(電容耦合類型)蝕刻、磁控管等離子體蝕刻、雙頻等離子體蝕刻或者螺旋形波等離子體蝕刻。例如在使用ICP蝕刻時(shí)，蝕刻可以在下列條件下進(jìn)行作為蝕刻氣體的氯的流率為40sccm IOOsccm ;施加于線圈型電極的功率為100W 200W ;施加于下部電極(偏置側(cè))的功率為40W 100W ;反應(yīng)壓力為0. 5Pa I. OPa0例如， 可在下列條件下通過蝕刻將半導(dǎo)體膜204的厚度減少到50nm 60nm左右作為蝕刻氣體的氯的流率為lOOsccm，反應(yīng)壓力為I. OPa，下部電極的溫度為70°C，施加于線圈型電極的RF(13. 56MHz)電功率為150W，施加于下部電極(偏置側(cè))的電功率為40W，蝕刻時(shí)間為25秒 27秒左右。作為蝕刻氣體適當(dāng)使用諸如氯、氯化硼、氯化硅或四氯化碳之類的氯基氣體；諸如四氟化碳、氟化硫或氟化氮之類的氟基氣體；或者氧。通過蝕刻不僅可將半導(dǎo)體膜204的厚度減薄至對后面形成的半導(dǎo)體元件來說最佳的厚度，而且還可使半導(dǎo)體膜204的表面平坦。注意，接合到基底襯底203的半導(dǎo)體膜204因脆化層202的形成和沿著脆化層202的分裂而形成晶體缺陷，從而損害半導(dǎo)體膜204表面的平坦性。因此，在本發(fā)明一實(shí)施例中，為了減少晶體缺陷并提高平坦性，在除去半導(dǎo)體膜204表面上形成的自然氧化膜等氧化膜的處理后，用激光束照射半導(dǎo)體膜204。在本發(fā)明實(shí)施例中，使半導(dǎo)體膜204浸入氟化氫濃度為0. 5被％的DHF中110秒，由此除去氧化膜。優(yōu)選用可部分熔化半導(dǎo)體膜204的能量密度來進(jìn)行激光束照射。這是因?yàn)槿舭雽?dǎo)體膜204被全部熔化，則伴隨于處在液相的半導(dǎo)體膜204的無序成核因半導(dǎo)體膜204再結(jié)晶而生成微晶，并且半導(dǎo)體膜204的結(jié)晶性降低。通過部分熔化，在半導(dǎo)體膜204上出現(xiàn)源于未熔化固體部分的晶體成長、即所謂的縱向生長(longitudinal growth)。歸因于通過縱向生長的再結(jié)晶，使半導(dǎo)體膜204的晶體缺陷減少并使其結(jié)晶性恢復(fù)。半導(dǎo)體膜204被完全熔化的狀態(tài)是指，直至半導(dǎo)體膜204與絕緣膜201的界面被熔化而處于液相的狀態(tài)。另一方面，半導(dǎo)體膜204被部分熔化的狀態(tài)是指，其上部被熔化而處于液相且其下部處于固相的狀態(tài)。作為這種激光束照射，優(yōu)選用于部分熔化半導(dǎo)體膜204的脈沖激光束照射。例如，在脈沖激光器的情況下，重復(fù)頻率小于或等于1MHz，脈沖寬度大于或等于10納秒且小于或等于500納秒。例如可使用重復(fù)頻率為IOHz 300Hz，脈沖寬度為25納秒，波長為308nm的XeCl受激準(zhǔn)分子激光器。作為激光束，優(yōu)選使用被半導(dǎo)體選擇性地吸收的固態(tài)激光器的基波或二次諧波。具體地說，例如可使用波長在大于或等于250nm且小于或等于700nm的范圍的激光束。可考慮激光束的波長、激光束的趨膚深度(skin depth)、半導(dǎo)體膜204的厚度等來決定激光束的能量。例如，在半導(dǎo)體膜204的厚度大約為120nm并且使用發(fā)出波長為308nm的激光束的脈沖激光器的情況下，激光束的能量密度可以設(shè)為600mJ/cm2 700mJ/cm2。作為脈沖激光器可使用-M激光器、Kr激光器、受激準(zhǔn)分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、翠綠寶石激光器、鈦寶石激光器、銅蒸汽激光器或者金蒸汽激光器。
在本實(shí)施例中，在半導(dǎo)體膜204的厚度大約為146nm的情況下，能以下列方式進(jìn)行激光束照射。使用XeCl受激準(zhǔn)分子激光器(波長308nm，脈沖寬度20納秒S，重復(fù)頻率30Hz)作為發(fā)出激光束的激光器。通過光學(xué)系統(tǒng)使激光束的橫截面成形為尺寸0. 4mmX 120mm的線狀。用激光掃描速度為0. 5mm/s的激光束照射半導(dǎo)體膜204。然后，通過激光束照射，如圖8E所示形成其晶體缺陷經(jīng)過修復(fù)的半導(dǎo)體膜205。注意,優(yōu)選在諸如稀有氣體氣氛或氮?dú)夥罩惖亩栊詺夥栈蛘邷p壓氣氛中進(jìn)行激光束照射。在上述氣氛的情況下，還可以在其氣氛受控制的氣密室內(nèi)進(jìn)行激光束照射。如果不使用該室，則可通過將諸如氮?dú)庵惖亩栊詺怏w噴到用激光束照射的表面來實(shí)現(xiàn)惰性氣氛中的激光束照射。不是在空氣氣氛而是在惰性氣氛或者減壓氣氛中進(jìn)行激光束照射，由此就能進(jìn)一步阻止形成自然氧化膜，并能阻止在激光束照射后所形成的半導(dǎo)體膜205上形成裂縫或者間距條紋(pitch stripe),能提高半導(dǎo)體膜205的平坦性,并能加寬激光束的可適用能量范圍。優(yōu)選通過光學(xué)系統(tǒng)使激光束橫截面形狀為線狀且具有均勻能量分布。從而，能夠以高生產(chǎn)量均勻地進(jìn)行激光束照射。通過使激光束的射束長度長于基底襯底203的一邊，就能夠通過一次掃描對貼合到基底襯底203的整個(gè)半導(dǎo)體膜204照射激光束。當(dāng)激光束的射束長度短于基底襯底203 —邊時(shí)，還可以設(shè)定射束長度以便能通過多次掃描對貼合到基底襯底203的整個(gè)半導(dǎo)體膜204照射激光束。為了在減壓氣氛或者諸如稀有氣體氣氛或氮?dú)夥罩惖亩栊詺夥罩羞M(jìn)行激光束照射，還可以在其氣氛受控制的氣密室內(nèi)進(jìn)行激光束照射。如果不使用該室，則可通過將諸如氮?dú)庵惖亩栊詺怏w噴到用激光束照射的表面來實(shí)現(xiàn)惰性氣氛中的激光束照射。不是在空氣氣氛而是在惰性氣氛或者減壓氣氛中進(jìn)行激光束照射，由此就能進(jìn)一步阻止形成自然氧化膜，并能阻止在激光束照射后所形成的半導(dǎo)體膜205上形成裂縫或者間距條紋，能提高半導(dǎo)體膜205的平坦性，并能加寬激光束的可適用能量范圍。在激光束照射之前通過干蝕刻使半導(dǎo)體膜204的表面平坦的情況下，可能會(huì)因干蝕刻而在半導(dǎo)體膜204的表面附近產(chǎn)生晶體缺陷等損傷。然而，上述激光束照射甚至還能修復(fù)干蝕刻所造成的損傷。接著，還可以在激光束照射后蝕刻半導(dǎo)體膜205的表面。如果在激光束照射后蝕刻半導(dǎo)體膜205的表面，就未必需要在激光束照射前蝕刻半導(dǎo)體膜204的表面。此外，如果在激光束照射前蝕刻半導(dǎo)體膜204的表面，就未必需要在激光束照射后蝕刻半導(dǎo)體膜205的表面?；蛘?，還可以在激光束照射后和激光束照射前蝕刻半導(dǎo)體膜205的表面。蝕刻不僅可使半導(dǎo)體膜205減薄至對后面形成的半導(dǎo)體元件來說最佳的厚度，而且可使半導(dǎo)體膜205的表面平坦。優(yōu)選在激光束照射后，對半導(dǎo)體膜205實(shí)施溫度高于或等于50(TC且低于或等于650°C的加熱處理。這一加熱處理能夠消除未通過激光束照射所修補(bǔ)的半導(dǎo)體膜205的缺陷，并能夠減少半導(dǎo)體膜205的變形。對于這一加熱處理可使用快速熱退火(RTA)裝置、電阻加熱爐或者微波加熱裝置。對于RTA裝置可使用氣體快速熱退火(GRTA)裝置或者燈快速熱退火(LRTA)裝置。例如，當(dāng)使用電阻加熱爐時(shí)，可以在600°C下進(jìn)行4小時(shí)加熱處理。
接著，如圖9A所示，部分蝕刻半導(dǎo)體膜205以形成島狀半導(dǎo)體膜206、207。當(dāng)進(jìn)一步蝕刻半導(dǎo)體膜205時(shí)，就能除去不具有足夠接合強(qiáng)度的半導(dǎo)體膜205邊緣部。盡管在本實(shí)施例中通過蝕刻一個(gè)半導(dǎo)體膜205來形成半導(dǎo)體膜206、207，但是所形成的半導(dǎo)體膜的數(shù)量并不限于兩個(gè)。注意，通過使已分離半導(dǎo)體膜204的接合襯底200的表面平坦，就能夠從接合襯底200再次分離半導(dǎo)體膜204。具體 地說，通過蝕刻等除去主要?dú)埓嬗诮雍弦r底200邊緣部的絕緣膜201。在使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等形成絕緣膜201的情況下，可進(jìn)行使用氫氟酸的濕蝕刻。接著，除去因半導(dǎo)體膜204分離而形成在接合襯底200邊緣部的凸出部和過度地含有氫的殘存脆化層。對于接合襯底200的蝕刻，優(yōu)選使用濕蝕刻，可使用四甲基氫氧化銨(縮寫TMAH)溶液作為蝕刻劑。接著，研磨接合襯底200的表面。對于研磨可使用CMP。為了使接合襯底200的表面平滑，希望其表面在厚度上被研磨大約Ium IOy m。因?yàn)樵谘心ズ竽チ衔⒘５葰埩粼诮雍弦r底200的表面，所以使用氫氟酸等進(jìn)行RCA清洗。通過再使用接合襯底200能削減半導(dǎo)體襯底的材料成本。為了控制閾值電壓，可以在半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207添加硼、鋁或鎵等P型雜質(zhì)元素，或者磷或砷等N型雜質(zhì)元素。用于控制閾值電壓的雜質(zhì)添加，既可以在構(gòu)圖前的半導(dǎo)體膜上進(jìn)行，也可以在通過構(gòu)圖所形成的半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207上進(jìn)行?；蛘?，用于控制閾值電壓的雜質(zhì)還可以添加至接合襯底?；蛘撸€可以在接合襯底上進(jìn)行雜質(zhì)添加以便粗略地控制閾值電壓，并且進(jìn)一步在構(gòu)圖前的半導(dǎo)體膜上或者在通過構(gòu)圖所形成的半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207上進(jìn)行雜質(zhì)添加以便精細(xì)地控制閾值電壓。接著，如圖9B所示，形成柵絕緣膜208以覆蓋半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207。半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207的表面通過高密度等離子體處理進(jìn)行氧化或者氮化，由此能夠形成柵絕緣膜208。例如通過使用諸如He、Ar、Kr或Xe之類的惰性氣體和氧、氧化氮、氨、氮、氫等的混合氣體來進(jìn)行高密度等離子體處理。在此情況下，通過導(dǎo)入微波來進(jìn)行等離子體激發(fā)，就能夠生成具有低電子溫度和高密度的等離子體。通過用這種高密度等離子體所生成的氧自由基(有時(shí)候包含OH自由基)或氮自由基(有時(shí)候包含NH自由基)使半導(dǎo)體膜的表面進(jìn)行氧化或者氮化，由此以接觸半導(dǎo)體膜的方式形成Inm 20nm厚、優(yōu)選5nm IOnm厚的絕緣膜。這一 5nm IOnm厚的絕緣膜被用于柵絕緣膜208。例如,用Ar將一氧化二氮(N2O)稀釋I 3倍(流率)并在IOPa 30Pa的壓力下施加3kW 5kW的微波(2. 45GHz)電功率以氧化或氮化半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207的表面。通過這一處理，形成厚度為Inm IOnm(優(yōu)選2nm 6nm)的絕緣膜。此外，導(dǎo)入一氧化二氮(N2O)和娃燒(SiH4)并在10 30Pa的壓力下施加3 5kW的微波(2. 45GHz)電功率以通過氣相生長法形成氧氮化硅膜，這將成為柵絕緣膜。通過固相反應(yīng)和基于氣相沉積法的反應(yīng)的組合，就能夠形成界面態(tài)密度(interface state density)低和耐受電壓優(yōu)秀的柵絕緣膜。因通過高密度等離子體處理的半導(dǎo)體膜的氧化或氮化是固相反應(yīng)，故能夠使柵絕緣膜208與每個(gè)半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207間的界面態(tài)密度大幅減低。此外，因通過高密度等離子體處理直接氧化或者氮化半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207，故可抑制所形成的絕緣膜的厚度變動(dòng)。此外，在半導(dǎo)體膜具有結(jié)晶性的情況下，通過高密度等離子體處理以固相反應(yīng)使半導(dǎo)體膜的表面氧化，以便抑制僅在晶粒邊界(crystal grain boundary)的快速氧化，因此能形成具有均勻性和低界面態(tài)密度的柵絕緣膜。通過高密度等離子體處理所形成的絕緣膜被包含在部分或者整個(gè)柵絕緣膜中的晶體管，可以減少特性變動(dòng)。或者，還可以通過熱氧化半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207來形成柵絕緣膜208。還可以通過等離子體CVD法、濺射法等以含有氧化硅，氮氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、ニ氧化鉿、氧化鋁或氧化鉭的單層或者多層層疊膜方式來形成柵絕緣膜208。
然后，如圖9C所示，在柵絕緣膜208上形成導(dǎo)電膜以后，將該導(dǎo)電膜加工(構(gòu)圖)成預(yù)定形狀，由此在半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207上形成電極209。還可以使用CVD法、濺射法等來形成導(dǎo)電膜。作為導(dǎo)電膜還可以使用鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鑰(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等。此外，還可以使用含上述金屬作為主成分的合金或者含上述金屬的化合物?；蛘?，還可以從摻雜諸如磷之類的雜質(zhì)元素的多晶硅等半導(dǎo)體來形成導(dǎo)電膜，該雜質(zhì)元素給予半導(dǎo)體膜導(dǎo)電性。在形成兩層導(dǎo)電膜的情況下，第一層可用氮化鉭或鉭形成，第二層可用鎢形成。此夕卜，可列舉出下列組合氮化鎢和鎢、氮化鑰和鑰、鋁和鉭、鋁和鈦等。因鎢和氮化鉭具有高耐熱性，故可在形成兩層導(dǎo)電膜后的エ序中進(jìn)行用于熱活化(thermal activation)的加熱處理?；蛘撸鳛閮蓪訉?dǎo)電膜的組合還可使用被摻雜給予N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的硅和硅化鎳；被摻雜給予N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的硅和硅化鎢等等。另外，雖然在本實(shí)施例中用單層導(dǎo)電膜來形成電極209，但是本實(shí)施例并不限于這一結(jié)構(gòu)。還可以用被層疊的多個(gè)導(dǎo)電膜來形成電極209。在使用層疊三個(gè)導(dǎo)電膜的三層結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選鑰膜、鋁膜和鑰膜的層疊結(jié)構(gòu)。注意,還可以不使用掩模而通過微滴排放法(droplet discharge method)有選擇地形成電極209。注意，微滴排放法是ー種通過吐出或噴出含有預(yù)定成分的微滴來形成預(yù)定圖案的方法,其范疇中包括噴墨法。此外，在形成導(dǎo)電膜以后，可通過使用感應(yīng)耦合等離子體(ICP)蝕刻法并適當(dāng)控制蝕刻條件(例如，施加于線圈型電極層的電功率量，施加于襯底側(cè)電極層的電功率量或者襯底側(cè)的電極溫度)將電極209蝕刻成所希望的漸窄形狀(taper)。另外，還可以通過掩模的形狀來控制漸窄形狀的角度等。注意，作為蝕刻氣體可適當(dāng)使用諸如氯、氯化硼、氯化硅或四氯化碳之類的氯基氣體；諸如四氟化碳、氟化硫或氟化氮之類的氟基氣體；或者氧。接下來，如圖9D所示，通過使用電極209作為掩摸，將給予ー個(gè)導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素添加至半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207。在本實(shí)施例中，給予N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(例如磷或神)添加至半導(dǎo)體膜206，給予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(例如硼)添加至半導(dǎo)體膜207。注意，在P型雜質(zhì)元素添加至半導(dǎo)體膜207時(shí)，被添加N型雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體膜206用掩模等進(jìn)行覆蓋，以便有選擇地添加P型雜質(zhì)元素。反之，在N型雜質(zhì)元素添加至半導(dǎo)體膜206時(shí)，被添加P型雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體膜207用掩模等進(jìn)行覆蓋，以便有選擇地添加N型雜質(zhì)元素。備選地，在給予P型和N型中某ー導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素添加至半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207以后，給予另ー導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素以高于先前所添加的雜質(zhì)元素的濃度有選擇地添加至半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207其中之一。通過添加雜質(zhì)就能夠在半導(dǎo)體膜206形成雜質(zhì)區(qū)210，并在半導(dǎo)體膜207形成雜質(zhì)區(qū)211。接著，如圖IOA所示，在電極209的側(cè)面形成側(cè)壁212。例如，側(cè)壁212能夠以這種方式形成，就是新形成絕緣膜以覆蓋柵絕緣膜208和電極209，并通過主要在垂直方向上進(jìn)行蝕刻的各向異性蝕刻部分蝕刻該絕緣膜。通過各向異性蝕刻部分蝕刻新形成的絕緣膜，由此在電極209的側(cè)面形成側(cè)壁212。注意，還可以通過上述各向異性蝕刻部分蝕刻柵絕緣膜208。用于形成側(cè)壁212的絕緣膜可通過LPCVD法、等離子體CVD法、濺射法等，以硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜；或者包含有機(jī)樹脂等有機(jī)材料的膜的單層或疊層方式而形成。在本實(shí)施例中，通過等離子體CVD法形成IOOnm厚的氧化娃膜。作為蝕刻氣體可使用CHF3和氦的混合氣體。注意，用來形成側(cè)壁212的エ序并不限于上述エ序。接著，如圖IOB所示，利用電極209和側(cè)壁212作為掩模，將給予ー個(gè)導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素添加至半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207。注意，給予與先前エ序中所添加的雜質(zhì)元素相同導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素，以高于先前エ序的濃度添加至半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207。注意，在P型雜質(zhì)元素添加至半導(dǎo)體膜207時(shí)，被添加N型雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體膜206用掩模等進(jìn)行覆蓋，以便有選擇地添加P型雜質(zhì)元素。反之，在N型雜質(zhì)元素添加至半導(dǎo)體膜206吋，被添加P型雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體膜207用掩模等進(jìn)行覆蓋，以便有選擇地添加N型雜質(zhì)元素。 通過添加雜質(zhì)兀素,在半導(dǎo)體膜206上形成一對高濃度雜質(zhì)區(qū)213、ー對低濃度雜質(zhì)區(qū)214和溝道形成區(qū)215。此外，通過添加雜質(zhì)元素，在半導(dǎo)體膜207上形成一對高濃度雜質(zhì)區(qū)216、一對低濃度雜質(zhì)區(qū)217和溝道形成區(qū)218。高濃度雜質(zhì)區(qū)213和高濃度雜質(zhì)區(qū)216充當(dāng)源極/漏極區(qū)，低濃度雜質(zhì)區(qū)214和低濃度雜質(zhì)區(qū)217充當(dāng)LDD (輕摻雜漏極)區(qū)。注意，未必需要設(shè)置LDD區(qū)，還可以僅形成充當(dāng)源扱/漏極區(qū)的雜質(zhì)區(qū)。或者，還可以在源極區(qū)側(cè)或漏極區(qū)側(cè)形成LDD區(qū)。注意，形成在半導(dǎo)體膜207上的側(cè)壁212和形成在半導(dǎo)體膜206上的側(cè)壁212既可以在載流子移動(dòng)方向具有相同的寬度，也可以在載流子移動(dòng)方向上具有不同的寬度。優(yōu)選是P溝道晶體管中所含的半導(dǎo)體膜207上的側(cè)壁212寬度大于N溝道晶體管中所含的半導(dǎo)體膜206上的側(cè)壁212的寬度。這是因?yàn)橛脕碓赑溝道晶體管形成源極區(qū)和漏極區(qū)所添加的硼易于擴(kuò)散，并且易于引起短通道效應(yīng)。當(dāng)使P溝道晶體管中每個(gè)側(cè)壁212的寬度大于N溝道晶體管中每個(gè)側(cè)壁212時(shí)，可對源極區(qū)和漏極區(qū)以高濃度添加硼，從而可降低源極區(qū)和漏極區(qū)的電阻。接著，為了進(jìn)一歩降低源極區(qū)和漏極區(qū)的電阻，可在半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207形成硅化物以便形成硅化物層。以這種方式形成硅化物，就是使金屬與半導(dǎo)體膜相接觸，并通過加熱處理、GRTA法、LRTA法等使半導(dǎo)體膜中的硅與金屬進(jìn)行反應(yīng)。還可以用硅化鈷或硅化鎳來形成硅化物層。在每個(gè)半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207的厚度較小時(shí)，還可以直至半導(dǎo)體膜206和半導(dǎo)體膜207的底部進(jìn)行硅化物形成。作為用于硅化物形成的金屬材料可使用鈦(Ti)、鎳(Ni)、鶴(W)、鑰(Mo)、鈷(Co)、錯(cuò)(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、 凡(V)、釹(Nd)、鉻(Cr)、鉬(Pt)、鈀(Pd)等。或者，還可以通過激光束照射、使用燈的光照射等來形成硅化物。通過上述エ序形成N溝道晶體管220和P溝道晶體管221。在圖IOB所示的エ序完成后，在晶體管220和晶體管221上制造包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管。首先如圖IlA所示，形成絕緣膜230以覆蓋晶體管220和晶體管221。通過設(shè)置絕緣膜230就能防止在進(jìn)行加熱處理時(shí)電極209表面的氧化。具體而言，優(yōu)選使用氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁、氧化鋁、氧化硅等來形成絕緣膜230。在本實(shí)施例中，使用厚度大約為50nm的氧氮化硅膜作為絕緣膜230。接著，如圖IlB所示，在絕緣膜230上形成絕緣膜231和絕緣膜232以覆蓋晶體管220和晶體管221。使用能耐受住在后面制造エ序中加熱處理溫度的材料來形成絕緣膜231和絕緣膜232。具體地說，絕緣膜231和絕緣膜232例如可使用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、氮化鋁、氧氮化鋁等無機(jī)絕緣膜。注意，雖然在本實(shí)施方式中，在絕緣膜230上層疊絕緣膜231和絕緣膜232，但是形成在絕緣膜230上的絕緣膜還可以是單層絕緣膜或者層疊三層以上的絕緣層。

還可以通過CMP法等使絕緣膜232的表面平坦。接著，如圖IlC所示，在絕緣膜232上形成導(dǎo)電膜，然后通過蝕刻除去多余部分以便形成布線233和柵電極234。此時(shí)，進(jìn)行蝕刻以使得至少柵電極234的端部形成為漸窄形狀?？墒褂弥T如鑰、鈦、鉻、鉭、鎢、釹或鈧之類的金屬材料；含有任意這些金屬材料作為其主成分的合金材料；或者含有任意這些金屬的氮化物，以單層結(jié)構(gòu)或者疊層結(jié)構(gòu)來形成該導(dǎo)電膜。注意，只要能夠耐受住后面進(jìn)行的加熱處理的溫度，亦可使用鋁或銅作為上述金屬材料。例如，作為兩層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電膜，優(yōu)選下列結(jié)構(gòu)在鋁層上層疊鑰層的兩層結(jié)構(gòu)，在銅層上層疊鑰層的兩層結(jié)構(gòu)，在銅層上層疊氮化鈦層或氮化鉭層的兩層結(jié)構(gòu)，以及氮化鈦層和鑰層的兩層結(jié)構(gòu)。作為三層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選下列結(jié)構(gòu)在中間層包含鋁、鋁和硅合金、鋁和鈦合金或者鋁和釹合金，并且上、下層為鎢、氮化鎢、氮化鈦和鈦中任意的疊層結(jié)構(gòu)。此時(shí)，透光氧化物導(dǎo)電膜被用于部分電極和布線以提高開ロ率(apertureratio)。例如，氧化物導(dǎo)電膜可使用氧化銦、氧化銦和氧化錫的合金、氧化銦和氧化鋅的合金、氧化鋅、氧化鋅鋁、氧氮化鋅鋁，氧化鋅鎵等。姆個(gè)布線233和柵電極234的厚度為IOnm 400nm,優(yōu)選IOOnm 200nm。在本實(shí)施方式中，在使用鎢靶通過濺射法形成厚度IOOnm的柵電極用導(dǎo)電膜以后，通過蝕刻將導(dǎo)電膜加工(構(gòu)圖)成所希望的形狀，以便形成布線233和柵電極234。然后，如圖IlD所示，在布線233和柵電極234上形成柵絕緣膜240。使用包括氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、ニ氧化鉿膜、氧化鋁膜或者氧化鉭膜的單層膜或疊層膜，通過等離子體CVD、濺射等形成柵絕緣膜240。優(yōu)選柵絕緣膜240包含盡可能少的諸如水分、氫或氧之類的雜質(zhì)。柵絕緣膜240還可以具有如下結(jié)構(gòu)其中使用高阻擋性材料而形成的絕緣膜和使用含氮比例較低的氧化硅膜、氧氮化硅膜等而形成的絕緣膜層疊。在此情況下，使用氧化硅膜、氧氮化硅膜等而形成的絕緣膜，形成在具有阻擋性的絕緣膜和氧化物半導(dǎo)體膜之間。作為具有阻擋性的絕緣膜，可列舉出例如氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜、氮氧化鋁膜等。通過使用具有阻擋性的絕緣膜，可防止水分和氫等氣氛中的雜質(zhì)或者堿金屬和重金屬等襯底中所含的雜質(zhì)，進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體膜、柵絕緣膜240或者氧化物半導(dǎo)體膜與其他絕緣膜之間的界面及其附近。另外，當(dāng)與氧化物半導(dǎo)體膜相接觸而形成氧化硅膜或氧氮化硅膜等含氮比例較低的絕緣膜時(shí)，能防止使用高阻擋性材料而形成的絕緣膜直接與氧化物半導(dǎo)體膜相接觸。在本實(shí)施例中，絕緣膜240的結(jié)構(gòu)是用濺射法所形成的厚度IOOnm的氧化硅膜被層疊在用濺射法所形成的厚度50nm的氮化硅膜上。
接著，在柵絕緣膜240上形成氧化物半導(dǎo)體膜并通過蝕刻等加工成所希望的形狀，以便與柵電極234相重疊地形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜241。使用氧化物半導(dǎo)體靶通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜。此外，可在稀有氣體(例如氬)氣氛、氧氣氛或者含有稀有氣體(例如氬)和氧的氣氛中，通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜。注意，在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜之前，最好通過導(dǎo)入氬氣并發(fā)生等離子體的逆派射(reverse sputtering)來除去附著于柵絕緣膜240表面的灰塵及污染。逆派射，是指不對靶側(cè)施加電壓而在氬氣氛下對襯底側(cè)使用RF電源施加電壓并使氬離子與襯底相碰撞，這樣改造襯底的表面。注意，還可以取代氬氣氛而使用氮?dú)夥铡⒑夥盏?。或者，還可以使用被添加氧、ー氧化ニ氮等的氬氣氛?；蛘?，還可以使用被添加氯、四氟化碳等的風(fēng)氣訊。上述具有半導(dǎo)體特性的氧化物材料還可以被用于形成溝道形成區(qū)用的氧化物半導(dǎo)體膜。該氧化物半導(dǎo)體膜的厚度設(shè)為IOnm 300nm,優(yōu)選20nm lOOnm。在本實(shí)施方式中，使用含有In、Ga和Zn(摩爾比率為In2O3 Ga2O3 : ZnO = I : I : I或In2O3 Ga2O3 ZnO = I I 2)的形成氧化物半導(dǎo)體用的靶在下列條件下進(jìn)行沉積襯底和靶間的距離為100mm，壓カ為O. 6Pa，直流(DC)電源為O. 5kW，氧氣氛(氧的流率為100%)。注意，因?yàn)榭蓽p少灰塵并且可使膜厚均勻，所以優(yōu)選使用脈沖直流(DC)電源。在本實(shí)施方式中，作為氧化物半導(dǎo)體膜，使用In-Ga-Zn-O-基氧化物半導(dǎo)體靶通過濺射裝置來形成厚度為30nm的In-Ga-Zn-O基非單晶膜。注意，當(dāng)在等離子體處理后不暴露于空氣地形成氧化物半導(dǎo)體膜，就能防止灰塵或水分附著于柵絕緣膜240和氧化物半導(dǎo)體膜之間的界面。此外，因?yàn)榭蓽p少灰塵并且厚度分布均勻，所以優(yōu)選使用脈沖直流(DC)電源。優(yōu)選是氧化物半導(dǎo)體靶的相對密度大于或等于80 %，更優(yōu)選是大于或等于95 %，進(jìn)ー步優(yōu)選是大于或等于99. 9%。因能減少使用高相對密度的靶所形成的氧化物半導(dǎo)體膜的雜質(zhì)濃度，故能獲得具有高電特性或高可靠性的薄膜晶體管。另外，還有可設(shè)置多個(gè)不同材料的靶的多源濺射裝置。利用多源濺射裝置就能夠在同一室形成不同材料的膜并使其層疊，或者在同一室通過同時(shí)放電而形成多種材料的膜。另外，還有在室內(nèi)部具備磁鐵系統(tǒng)并用于磁控濺射的濺射裝置；不使用輝光放電而是用利用微波所發(fā)生的等離子體的ECR濺射用的濺射裝置。此外，作為利用濺射的沉積法，還有在沉積過程中靶物質(zhì)和濺射氣體成分彼此化學(xué)反應(yīng)以形成其化合物薄膜的反應(yīng)派射法(reactive sputtering method);在沉積過程中還對襯底施加電壓的偏壓派射(bias sputtering)。另外，在利用濺射法的沉積過程中，還可以通過光或加熱器將襯底加熱到高于或等于100°C且低于或等于700°C的溫度。通過在沉積過程中加熱就能夠在沉積的同時(shí)修復(fù)因?yàn)R射所造成的損傷。 優(yōu)選在形成氧化物半導(dǎo)體膜之前進(jìn)行預(yù)熱處理，以便除去殘存于濺射裝置內(nèi)壁上、靶表面上或靶材料內(nèi)的水分或氫，作為預(yù)熱處理可列舉出如下方法在減壓下將沉積室內(nèi)部加熱到200°C 600°C ;—邊加熱沉積室內(nèi)部一邊反復(fù)進(jìn)行氮或惰性氣體的導(dǎo)入與排出等等。在預(yù)熱處理后使襯底或?yàn)R射裝置冷卻，然后不暴露于空氣地形成氧化物半導(dǎo)體膜。在此情況下，作為靶用冷卻液優(yōu)選使用油脂等而不是水。盡管不加熱而反復(fù)進(jìn)行氮的導(dǎo)入與排出也能獲得一定的效果，但優(yōu)選在加熱沉積室內(nèi)部的同時(shí)進(jìn)行該處理。優(yōu)選在氧化物半導(dǎo)體膜形成前、形成中或形成后，使用低溫泵除去殘存在濺射裝置中的水分等。可使用例如采用磷酸、こ酸和硝酸的混合溶液的濕蝕刻來形成島狀氧化物半導(dǎo)體 膜241。形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜241以便與柵電極234相重疊。在氧化物半導(dǎo)體膜蝕刻中，可使用檸檬酸或草酸等有機(jī)酸作為蝕刻劑。在本實(shí)施方式中，通過使用IT007N(關(guān)東化學(xué)社制造)的濕蝕刻除去多余部分，以便形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜241。注意，這里所進(jìn)行的蝕刻還可以是干蝕刻而不是濕蝕刻。作為用于干蝕刻的蝕刻氣體,優(yōu)選使用含氯氣體(氯基氣體例如,氯氣(Cl2)、氯化硼(BCl3)、氯化硅(SiCl4)或四氯化碳(CCl4)等)?；蛘撸€可以使用含氟氣體(氟基氣體例如，四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)或三氟甲烷(CHF3)等)；溴化氫(HBr);氧(O2)以及任意在這些氣體中添加了諸如氦(He)或氬(Ar)之類的稀有氣體的氣體等等。作為干蝕刻法，可使用平行平板RIE (反應(yīng)離子蝕刻)法或ICP (感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻法。適當(dāng)調(diào)整蝕刻條件(施加于線圈型電極的電功率量，施加于襯底側(cè)電極的電功率量，襯底側(cè)的電極溫度等)，以便將膜蝕刻成所希望的形狀。濕蝕刻后的蝕刻劑與被蝕刻的材料一起通過清洗而除去。還可以提純包含蝕刻劑和被蝕刻掉的材料的廢液并再利用該材料。當(dāng)從蝕刻后的廢液回收氧化物半導(dǎo)體膜中所含的銦等材料進(jìn)行再利用時(shí)，就能有效地利用資源并降低成本。為了通過蝕刻獲得所希望的形狀，可根據(jù)材料適當(dāng)調(diào)整蝕刻條件(例如蝕刻劑、蝕刻時(shí)間和溫度等)。接著，在減壓氣氛、諸如氮?dú)夥栈蛳∮袣怏w氣氛之類的惰性氣體氣氛、氧氣氣氛或者超干空氣氣氛中(在使用腔振蕩激光光譜技術(shù)(CRDS)系統(tǒng)的露點(diǎn)濕度計(jì)來測量的情況下，空氣中的水分含量小于或等于20ppm(露點(diǎn)轉(zhuǎn)化,-55°C )，優(yōu)選小于或等于Ippm,更優(yōu)選小于或等于IOppb)，對氧化物半導(dǎo)體膜241進(jìn)行加熱處理。通過對氧化物半導(dǎo)體膜241進(jìn)行加熱處理，如圖12A所示形成氫和水等雜質(zhì)的量得以減少的氧化物半導(dǎo)體膜242。具體而言，在惰性氣體氣氛(氮、氦、氖、氬等)中通過快速熱退火(RTA)處理以高于或等于300°C且低于或等于750°C的溫度(或者小于或等于玻璃襯底的應(yīng)變點(diǎn)的溫度)進(jìn)行大約I分鐘至10分鐘加熱處理，優(yōu)選以650°C進(jìn)行大約3分鐘至6分鐘加熱處理。利用RTA法就能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行脫水或脫氫，因此即便在高于玻璃襯底的應(yīng)變點(diǎn)的溫度下也能進(jìn)行處理。注意，加熱處理的時(shí)機(jī)并不限于島狀氧化物半導(dǎo)體膜241形成后，還可以對蝕刻前的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行加熱處理。另外，還可以在島狀氧化物半導(dǎo)體膜241形成后進(jìn)行多次加熱處理。在本實(shí)施例中，在襯底溫度達(dá)到600°C的狀態(tài)下在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行6分鐘加熱處理。此外，該加熱處理可采用使用電爐的加熱法；諸如使用被加熱氣體的氣體快速熱退火(GRTA)法或使用燈光的燈快速熱退火(LRTA)之類的快速加熱法等。例如，在使用電爐進(jìn)行加熱處理的情況下，升溫特性最好設(shè)成高于或等于O. I0C /min且低于或等于20°C /min,降溫特性最好設(shè)成高于或等于O. rc /min且低于或等于15°C /min。注意，在加熱處理中優(yōu)選氮或者諸如氦、氖或氬之類的稀有氣體中不含有水分、氫等。被導(dǎo)入加熱處理裝置的氮或者諸如氦、氖或氬之類的稀有氣體的純度優(yōu)選設(shè)成高于或等于6N (99. 9999 % )，優(yōu)選是高于或等于7N (99. 99999 % ) ( S卩，雜質(zhì)濃度低于或等于lppm，優(yōu)選是低于或等于O. Ippm)。接著，部分蝕刻絕緣膜230、絕緣膜231、絕緣膜232和柵絕緣膜240，以便形成到達(dá)晶體管220中包含的高濃度雜質(zhì)區(qū)213的接觸孔、到達(dá)晶體管221中包含的高濃度雜質(zhì)區(qū)216的接觸孔和到達(dá)布線233的接觸孔。然后，通過濺射法或真空氣相沉積法在氧化物半導(dǎo)體膜242上形成用于源電極和漏電極的導(dǎo)電膜。然后，通過蝕刻等來構(gòu)圖導(dǎo)電膜，以便如圖12B所示形成作為源電極和漏電極起作用的導(dǎo)電膜245 249。
具體而言，導(dǎo)電膜245和導(dǎo)電膜246連接至晶體管220中包含的一對高濃度雜質(zhì)區(qū)213。另外，導(dǎo)電膜246也連接至布線233。導(dǎo)電膜247和導(dǎo)電膜248連接至晶體管221中包含的一對高濃度雜質(zhì)區(qū)216。另外，除導(dǎo)電膜249之外，導(dǎo)電膜248也連接至氧化物半導(dǎo)體膜242。作為導(dǎo)電膜245 249，例如可使用下列材料選自招、鉻、鉭、鈦、猛、鎂、鑰、鶴、鋯、鈹和釔的元素；包含一個(gè)或多個(gè)這些元素作為成分的合金等。注意，在導(dǎo)電膜形成后進(jìn)行加熱處理的情況下，導(dǎo)電膜優(yōu)選具有足以耐受住加熱處理的耐熱性。因?yàn)殇X單體具有耐熱性低且易于腐蝕等問題，所以在導(dǎo)電膜形成后進(jìn)行加熱處理的情況下，與鋁組合起來使用低電阻導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電膜。作為與鋁進(jìn)行組合的低電阻導(dǎo)電材料，優(yōu)選使用下列材料選自鈦、鉭、鶴、鑰、鉻、釹或鈧的元素；包含一個(gè)或多個(gè)這些元素作為成分的合金；包含任意這些元素作為成分的氮化物等。甸個(gè)導(dǎo)電膜245 249的厚度為IOnm 400nm,優(yōu)選IOOnm 200nm。在本實(shí)施方式中，通過蝕刻將鈦膜、氮化鈦膜、鋁膜和鈦膜按此順序?qū)盈B所獲得的用于源電極和漏電極的導(dǎo)電膜加工(構(gòu)圖)成所希望的形狀，這樣形成導(dǎo)電膜245 249。用于形成導(dǎo)電膜245 249的蝕刻既可以是濕蝕刻也可以是干蝕刻。在通過干蝕刻形成導(dǎo)電膜245 249的情況下，優(yōu)選使用含有氯(Cl2)、氯化硼(BCl3)等的氣體。在蝕刻エ序中，氧化物半導(dǎo)體膜241的露出區(qū)域被部分蝕刻，由此形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜250。因此，導(dǎo)電膜248和導(dǎo)電膜249之間的氧化物半導(dǎo)體膜250區(qū)域的厚度減少。如圖12C所示，在導(dǎo)電膜245 249形成后，形成絕緣膜251以便覆蓋導(dǎo)電膜245 249和氧化物半導(dǎo)體膜250。絕緣膜251優(yōu)選包含盡可能少的諸如水分、氫或氧之類的雜質(zhì)，還可以使用單層絕緣膜或者多個(gè)絕緣膜層疊而形成。該絕緣膜251優(yōu)選使用具有高阻擋性的材料。作為具有高阻擋性的絕緣膜，例如可使用氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜、氮氧化鋁膜等。在使用多個(gè)絕緣膜層疊的情況下，氧化硅膜、氧氮化硅膜等含氮比例較低的絕緣膜，比起具有高阻擋性的絕緣膜設(shè)置在更接近氧化物半導(dǎo)體膜250 —側(cè)。形成具有阻擋性的絕緣膜以便與導(dǎo)電膜245 249和氧化物半導(dǎo)體膜250相重疊并且含氮比例較低的絕緣膜位于其中間。通過使用具有阻擋性的絕緣膜，就能防止水分和氫等雜質(zhì)進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體膜250、柵絕緣膜240以及氧化物半導(dǎo)體膜250與其他絕緣膜間的界面及其附近。另外，當(dāng)與氧化物半導(dǎo)體膜250相接觸而形成氧化硅膜或氧氮化硅膜等含氮比例較低的絕緣膜吋，就能防止使用高阻擋性材料而形成的絕緣膜直接與氧化物半導(dǎo)體膜250相接觸。在本實(shí)施例中，絕緣膜251的結(jié)構(gòu)是用濺射法形成的厚度IOOnm的氮化硅膜被層疊在用濺射法形成的厚度200nm的氧化硅膜上。沉積中的襯底溫度可以高于或等于室溫且低于或等于300°C。在本實(shí)施方式中為100°C。當(dāng)與絕緣膜251中所含的氧化硅相接觸地設(shè)置導(dǎo)電膜248和導(dǎo)電膜249間的氧化物半導(dǎo)體膜250的露出區(qū)域時(shí)，與絕緣膜251相接觸的氧化物半導(dǎo)體膜250區(qū)域的電阻將會(huì)提高，所以可獲得包含高電阻的溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體膜250。接著，還可以在形成絕緣膜251后進(jìn)行加熱處理。在空氣氣氛或惰性氣體氣氛(氮、氦、氖、氬等)中進(jìn)行加熱處理。該加熱處理優(yōu)選在高于或等于200°C且低于或等于400°C的溫度下進(jìn)行，例如在高于或等于250°C且低于或等于350°C的溫度下。例如，在氮?dú)夥罩幸?50°C進(jìn)行I小時(shí)加熱處理。或者，還可以類似于對氧化物半導(dǎo)體膜241進(jìn)行的加熱處理，在高溫下進(jìn)行短時(shí)間RTA處理。通過該加熱處理，氧化物半導(dǎo)體膜250以與絕緣膜251中所含的氧化硅相接觸的狀態(tài)進(jìn)行加熱，因此，氧化物半導(dǎo)體膜250的電阻進(jìn)ー步提高。從而，能夠改善晶體管的電特性并且減少其電特性變動(dòng)。加熱處理的定時(shí)并無特別限定，只要是在絕緣膜251形成后進(jìn)行即可。當(dāng)加熱處理還充當(dāng)其他エ序中的加熱處理，例如樹脂膜形成中的加熱處理或者用于降低透明導(dǎo)電膜電阻的加熱處理時(shí)，就可防止エ序數(shù)増加。通過以上エ序，就可制造包含氧化物半導(dǎo)體膜250作為有源層的晶體管260。接著，還可以采取在絕緣膜251上形成導(dǎo)電膜，然后對該導(dǎo)電膜進(jìn)行構(gòu)圖這種方式，在與氧化物半導(dǎo)體膜250相重疊的部分形成背柵電極(back gate electrode)?？墒褂门c柵電極234和導(dǎo)電膜245 249相同的材料和相同的結(jié)構(gòu)來形成背柵電扱。背柵電極的厚度設(shè)為IOnm 400nm,優(yōu)選IOOnm 200nm。例如，還可以米取如下方式形成背柵電極，即形成鈦膜、鋁膜和鈦膜層疊起來的導(dǎo)電膜，通過光刻法形成抗蝕劑掩模，并通過蝕刻除去多余部分以便將該導(dǎo)電膜加工(構(gòu)圖)成所希望的形狀。在形成背柵電極的情況下，優(yōu)選形成絕緣膜以覆蓋該背柵電極。最好使用具有高阻擋性的材料來形成絕緣膜，該材料能防止氣氛中的水分、氫、氧等影響到晶體管260特性。例如，高阻擋性的絕緣膜可通過等離子體CVD法、濺射法等形成為具有單層結(jié)構(gòu)或者包括氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜、氮氧化鋁膜等的疊層結(jié)構(gòu)。為了獲得阻擋性效果，例如該絕緣膜優(yōu)選形成為厚度15nm 400nm。注意，盡管可以形成背柵電極以覆蓋整個(gè)氧化物半導(dǎo)體膜250，但是背柵電極未必需要形成為覆蓋整個(gè)氧化物半導(dǎo)體膜250，只要至少與氧化物半導(dǎo)體膜250中所包含的溝道形成區(qū)的一部分重疊即可。此外，背柵電極既可以是電絕緣而處于浮置狀態(tài)，還可以處于該背柵電極供應(yīng)有電位的狀態(tài)。在后者情況下，還可以在背柵電極上供應(yīng)與柵電極234相同的電位，或者還可以供應(yīng)接地電位等固定電位。通過控制供給至背柵電極的電位的電平，就能夠控制晶體管260的閾值電壓。注意，還可以采取如下方式形成連接至導(dǎo)電膜245 249的任ー個(gè)的布線，即在通過部分蝕刻絕緣膜251形成到達(dá)導(dǎo)電膜245 249的任ー個(gè)的接觸孔以后，在絕緣膜251上形成導(dǎo)電膜，然后對該導(dǎo)電膜進(jìn)行構(gòu)圖。注意，在本實(shí)施方式中，在包含硅的晶體管形成后層疊包含氧化物半導(dǎo)體膜的晶、體管，然而本發(fā)明實(shí)施例并不限于這ー結(jié)構(gòu)。包含硅的晶體管和包含氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管還可以形成在一個(gè)絕緣表面上，或者在包含氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管形成后層疊包含硅的晶體管。注意，在包含氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管形成后層疊包含硅的晶體管的情況下，作為硅使用微晶硅或多晶硅。本實(shí)施例能與任意上述實(shí)施例組合起來實(shí)施。[實(shí)施例3]在本實(shí)施例中，說明 結(jié)構(gòu)不同于實(shí)施例2晶體管的包含氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管。類似于實(shí)施例2，圖13A所示的半導(dǎo)體器件包括各自包含晶體硅的N溝道晶體管220和P溝道晶體管221。另外，圖13A中在N溝道晶體管220和P溝道晶體管221上形成具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)并且包含氧化物半導(dǎo)體膜的底部柵極晶體管。晶體管310包括設(shè)置在絕緣膜232上的柵電極311 ;設(shè)置在柵電極311上的柵絕緣膜312 ;在柵絕緣膜312上與柵電極311相重疊的氧化物半導(dǎo)體膜313 ;與柵電極311相重疊地設(shè)置在島狀氧化物半導(dǎo)體膜313上的溝道保護(hù)膜314 ;以及設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜313上的導(dǎo)電膜315和導(dǎo)電膜316。晶體管310還可以包括設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜313上的絕緣膜317作為其構(gòu)成部件(component)。溝道保護(hù)膜314能防止隨后充當(dāng)溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體膜313的部分，在后續(xù)エ序中被破壞(例如因等離子體或蝕刻中的蝕刻劑造成的厚度減少)。從而，能提高晶體管的可靠性。含有氧的無機(jī)材料(氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氧氮化鋁等)可用于溝道保護(hù)膜314?？赏ㄟ^等離子體CVD法或熱CVD法等氣相沉積法，或者濺射法形成溝道保護(hù)膜314。在溝道保護(hù)膜314沉積后通過蝕刻來加工其形狀。這里，通過濺射法形成氧化硅膜并使用光刻所形成的掩模通過蝕刻進(jìn)行加工，如此形成溝道保護(hù)膜314。當(dāng)與島狀氧化物半導(dǎo)體膜313相接觸，通過濺射法、PCVD法等形成作為含氧絕緣膜的溝道保護(hù)膜314吋，至少與溝道保護(hù)膜314相接觸的島狀氧化物半導(dǎo)體膜313的區(qū)域電阻被提高而成為高電阻氧化物半導(dǎo)體區(qū)。通過形成溝道保護(hù)膜314，氧化物半導(dǎo)體膜313可包括設(shè)置于氧化物半導(dǎo)體膜313和溝道保護(hù)膜314間的界面附近的高電阻氧化物半導(dǎo)體區(qū)。注意，晶體管310還可以在絕緣膜317上進(jìn)ー步包括背柵電扱。形成背柵電極以便與氧化物半導(dǎo)體膜313中的溝道形成區(qū)相重疊。背柵電極既可以是電絕緣而處于浮置狀態(tài)，還可以處于該背柵電極供應(yīng)有電位的狀態(tài)。在后者情況下，還可以在背柵電極上供應(yīng)與柵電極311相同的電位，或者還可以供應(yīng)接地電位等固定電位。通過控制供給至背柵電極的電位的電平，就能夠控制晶體管310的閾值電壓。類似于實(shí)施例2，圖13B所示的半導(dǎo)體器件包括各自包含晶體硅的N溝道晶體管220和P溝道晶體管221。另外，圖13B中，在N溝道晶體管220和P溝道晶體管221上形成包含氧化物半導(dǎo)體膜的底部接觸晶體管320。晶體管320包括設(shè)置在絕緣膜232上的柵電極321 ;設(shè)置在柵電極321上的柵絕緣膜322 ;設(shè)置在柵絕緣膜322上的導(dǎo)電膜323和導(dǎo)電膜324 ;以及與柵電極321相重疊的氧化物半導(dǎo)體膜325。另外，晶體管320還可以包括設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜325上的絕緣膜326作為其構(gòu)成部件。另外，在底部接觸晶體管320的情況下，導(dǎo)電膜323和導(dǎo)電膜324的厚度優(yōu)選小于實(shí)施例2所述的底部柵極晶體管，以防止后面形成的氧化物半導(dǎo)體膜325的斷開(disconnection)。具體地說，姆個(gè)導(dǎo)電膜323和導(dǎo)電膜324的厚度為IOnm 200nm,優(yōu)選50nm 75nm。
注意，晶體管320還可以在絕緣膜326上進(jìn)ー步包括背柵電扱。形成背柵電極以便與氧化物半導(dǎo)體膜325中的溝道形成區(qū)相重疊。背柵電極既可以是電絕緣而處于浮置狀態(tài)，還可以處于該背柵電極供應(yīng)有電位的狀態(tài)。在后者情況下，還可以在背柵電極上提供與柵電極321相同的電位，或者還可以供應(yīng)接地電位等固定電位。通過控制供給至背柵電極的電位的電平，就能夠控制晶體管320的閾值電壓。類似于實(shí)施例2，圖13C所示的半導(dǎo)體器件包括各自包含晶體硅的N溝道晶體管220和P溝道晶體管221。另外，圖13C中，在N溝道晶體管220和P溝道晶體管221上設(shè)置包含氧化物半導(dǎo)體膜的頂部柵極晶體管330。晶體管330包括設(shè)置在絕緣膜232上的導(dǎo)電膜331和導(dǎo)電膜332 ;設(shè)置在導(dǎo)電膜331和導(dǎo)電膜332上的氧化物半導(dǎo)體膜333 ;設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜333上的柵絕緣膜334 ；以及在柵絕緣膜334上與氧化物半導(dǎo)體膜333相重疊的柵電極335。另外，晶體管330還可以包括設(shè)置在柵電極335上的絕緣膜336作為其構(gòu)成部件。在頂部柵極晶體管330的情況下，導(dǎo)電膜331和導(dǎo)電膜332的厚度最好小于實(shí)施例2所述的底部柵極晶體管，以防止后面形成的氧化物半導(dǎo)體膜333斷開。具體地說，每個(gè)導(dǎo)電膜331和導(dǎo)電膜332的厚度為IOnm 200nm，優(yōu)選50nm 75nm。另外，在圖13C所示的半導(dǎo)體器件中，還可以在絕緣膜336和柵絕緣膜334上形成作為源電極或漏電極起作用的、到達(dá)柵電極335的接觸孔和到達(dá)導(dǎo)電膜338的接觸孔，然后形成連接至柵電極335和導(dǎo)電膜338的布線337。本實(shí)施例能與任意上述實(shí)施例組合起來實(shí)施。[實(shí)施例4]在本實(shí)施例中，說明本發(fā)明ー實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件，即被稱為電子紙或數(shù)字紙的半導(dǎo)體顯示器件的結(jié)構(gòu)。可通過電壓施加控制灰度并且具有存儲(chǔ)性能的顯示元件被用于電子紙。具體地說，作為用于電子紙的顯示元件可使用諸如非水電泳顯示元件之類的顯示元件；使用PDLC(聚合物分散液晶)方法即在兩電極間的高分子材料中分散液晶微滴的顯示元件；在兩電極間包含手性向列型液晶或膽留相液晶的顯示元件；在兩電極間包含帶電微粒并且采用粒子移動(dòng)方法即通過使用電場使帶電微粒在微粒中移動(dòng)的顯示元件等等。此外，非水電泳顯示元件還可以是分散有帶電微粒的分散液被夾入兩電極間的顯示元件；分散有帶電微粒的分散液被包含在中間插入絕緣膜的兩電極上的顯示元件；具有不同帶電且不同顔色的半球的扭轉(zhuǎn)球被分散在兩電極間的溶劑中的顯示元件；兩電極間包含在溶液中分散有多個(gè)帶電微粒的微囊(microcapsule)的顯示元件等等。圖14A表示電子紙的像素部700、信號線驅(qū)動(dòng)器電路701和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路702的頂視圖。像素部700包括多個(gè)像素703。此外，多個(gè)信號線707從信號線驅(qū)動(dòng)器電路701引入像素部700。多個(gè)掃描線708從信號線驅(qū)動(dòng)器電路702引入像素部700。像素703包括晶體管704、顯示元件705和存儲(chǔ)電容器706。晶體管704的柵電極連接至ー個(gè)掃描線708。此外，晶體管704的源電極和漏電極中之ー連接至ー個(gè)信號線707，晶體管704的源電極和漏電極中另ー個(gè)連接至顯示元件705的像素電極。注意，在圖14A中，存儲(chǔ)電容器706并聯(lián)連接至顯示元件705，以便保持施加于顯示元件705的像素電極和對電極(counter electrode)間的電壓,然而,在顯示元件705的存儲(chǔ)性能充分高足以維持顯示的情況下，未必需要設(shè)置存儲(chǔ)電容器706。注意，雖然在本實(shí)施方式中，在圖14A說明了在每個(gè)像素設(shè)置ー個(gè)充當(dāng)開關(guān)元件的晶體管的有源矩陣像素部結(jié)構(gòu)。但根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的電子紙并不限于這ー結(jié)構(gòu)。還可以在每個(gè)像素設(shè)置多個(gè)晶體管。此外，除了晶體管還可以設(shè)置電容器、電阻器、線圈 等元件。使用具有微囊的電泳系統(tǒng)的電子紙作為例子，在圖14B中表示設(shè)置于每個(gè)像素703中的顯示元件705的截面圖和用于信號線驅(qū)動(dòng)器電路701或掃描線驅(qū)動(dòng)器電路702等驅(qū)動(dòng)器電路的半導(dǎo)體器件的截面圖。在像素中，顯示元件705包括像素電極710、對電極711、通過像素電極710和對電極711來施加電壓的微囊712。充當(dāng)晶體管704的源電極和漏電極的一個(gè)導(dǎo)電膜713連接至像素電極710。在晶體管704中，氧化物半導(dǎo)體膜被用作有源層。因此，柵電極和源電極間的電壓大約為O狀態(tài)下的截止電流、亦即晶體管704的漏泄電流遠(yuǎn)小于包含具有結(jié)晶性硅的晶體管。在微囊712內(nèi)，氧化鈦等帶正電荷的白色顏料和炭黑等帶負(fù)電荷的黑色顏料與油等分散介質(zhì)一起密封。依照施加于像素電極710的視頻信號的電壓在像素電極和對電極間施加電壓，黒色顔料和白色顔料被分別拖曳到正電極側(cè)和負(fù)電極側(cè)。因此就能夠顯示灰度。此外，圖14B中，微囊712通過透光樹脂714被固定在像素電極710和對電極711之間。然而，本發(fā)明并不限于這ー結(jié)構(gòu)。還可以在微囊712、像素電極710和對電極711所形成的空間內(nèi)填充惰性氣體或空氣等氣體。注意，在此情況下，優(yōu)選微囊712通過粘合劑等固定到像素電極710和對電極711中的雙方或某一方。注意，顯示元件705中包含的微囊712的數(shù)量未必如圖14B那樣為多個(gè)。還可以是ー個(gè)顯示元件705包含多個(gè)微囊712或者多個(gè)顯示元件705包含一個(gè)微囊712。例如，兩個(gè)顯示元件705共有一個(gè)微囊712，正電壓和負(fù)電壓分別施加至一個(gè)顯示元件705中所含的像素電極710和另ー顯示元件705中所含的像素電極710。在此情況下，在微囊712內(nèi)與被施加正電壓的像素電極710相重疊的區(qū)域中，黑色顏料被拖曳到像素電極710側(cè)，且白色顏料被拖曳到對電極711側(cè)。另ー方面，在微囊712內(nèi)與被施加負(fù)電壓的像素電極710相重疊的區(qū)域中，白色顏料被拖曳到像素電極710側(cè)，且黑色顏料被拖曳到對電極711偵U。另外，在驅(qū)動(dòng)器電路中，設(shè)置包含氧化物半導(dǎo)體膜作為有源層的晶體管720和包含硅作為有源層的晶體管721?？墒褂镁w管720作為用來控制向包括晶體管721的電路供應(yīng)電源電壓的開關(guān)元件，。在非動(dòng)作期間，當(dāng)通過開關(guān)元件停止向電路供應(yīng)電源電壓時(shí)，就可減少該電路中所消耗的動(dòng)態(tài)待機(jī)功率。另外，由于在晶體管720中氧化物半導(dǎo)體膜被用作有源層，所以柵電極和源電極間 的電壓大約為O狀態(tài)下的截止電流、亦即晶體管720的漏泄電流就遠(yuǎn)小于包含具有結(jié)晶性的硅的晶體管721。因此，當(dāng)晶體管720用作開關(guān)元件吋，能夠減少開關(guān)元件中產(chǎn)生的取決于漏泄電流等的靜態(tài)待機(jī)功率。從而，當(dāng)停止向非動(dòng)作電路供應(yīng)電源電壓時(shí)，非動(dòng)作電路中所消耗的靜態(tài)待機(jī)功率和動(dòng)態(tài)待機(jī)功率雙方均得以減少，所以就能夠獲得可減少整個(gè)電路功耗的半導(dǎo)體器件。特別是，與液晶顯示器件或發(fā)光器件等其他半導(dǎo)體顯示器件相比，電子紙包括具有高存儲(chǔ)性能的顯示元件，因此，當(dāng)進(jìn)行顯示時(shí)，信號線驅(qū)動(dòng)器電路701或掃描線驅(qū)動(dòng)器電路702等驅(qū)動(dòng)器電路的動(dòng)作可被停止的期間就傾向于較長。因此，與其他半導(dǎo)體顯示器件相比，通過應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例就能夠更加有效地減少待機(jī)功率。另外，包含具有結(jié)晶性的硅的晶體管721比起包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管720，具有高遷移率和高導(dǎo)通電流。因此,通過使用晶體管721來形成電路就能夠?qū)崿F(xiàn)包含該電路的集成電路的高集成化及其高速驅(qū)動(dòng)。接著，以上述電泳系統(tǒng)的電子紙為例來說明電子紙的具體驅(qū)動(dòng)方法。電子紙的動(dòng)作可分別描述為下列期間初始化期間、寫入期間和保持期間。在切換顯示圖像前，首先在初始化期間將像素部的每個(gè)像素的灰度電平暫時(shí)設(shè)成相等以便初始化顯示元件。顯示元件的初始化可防止殘留圖像(residual image)殘存。具體地說，在電泳系統(tǒng)中，通過顯示元件705中所含的微囊712來調(diào)整被顯示的灰度電平，以使得每個(gè)像素的顯示為白或黒。在本實(shí)施例中，說明在用于顯示黑的初始化視頻信號被輸入像素以后，用于顯示白的初始化視頻信號被輸入像素時(shí)的初始化操作。例如，在對對電極711側(cè)進(jìn)行圖像顯示的電泳系統(tǒng)的電子紙時(shí)，對顯示元件705施加電壓以使得微囊712內(nèi)的黑色顏料移動(dòng)至對電極711側(cè)，且微囊712內(nèi)的白色顏料移動(dòng)至像素電極710側(cè)。接著，對顯示元件705施加電壓以使得微囊712內(nèi)的白色顔料移動(dòng)至對電極711側(cè)，且微囊712內(nèi)的黑色顏料移動(dòng)至像素電極71(H則。此外，當(dāng)初始化視頻信號輸入像素僅一次時(shí)，根據(jù)初始化期間前顯示的灰度電平，微囊712內(nèi)的白色顔料和黑色顏料尚未完全地結(jié)束移動(dòng)，從而就有可能即便在初始化期間結(jié)束后也發(fā)生像素的所顯示灰度電平間的差異。因此，優(yōu)選相對于公共電壓Vcom將負(fù)電壓-Vp多次施加于像素電極710以顯示黑，并相對于公共電壓Vcom將正電壓Vp多次施加于像素電極710以顯示白。注意，當(dāng)在初始化期間前顯示的灰度電平根據(jù)每個(gè)像素的顯示元件而不同時(shí)，用于輸入初始化視頻信號的必要最小次數(shù)也變動(dòng)。從而，用于輸入初始化視頻信號的次數(shù)還可以依照初始化期間前顯示的灰度電平在像素間改變。在此情況下，優(yōu)選將公共電壓Vcom輸入至無需輸入初始化視頻信號的像素。注意，為了使初始化視頻信號的電壓Vp或電壓-Vp多次施加于像素電極710，多次進(jìn)行下列操作序列在選擇信號的脈沖施加于掃描線的期間對該掃描線的像素輸入初始化視頻信號。初始化視頻信號的電壓Vp或電壓-Vp多次施加于像素電極710，由此完成微囊712內(nèi)白色顔料和黑色顏料的移動(dòng)，以防止像素間發(fā)生灰度電平差。因而，可進(jìn)行像素部像素的初始化。注意，在初始化期間每個(gè)像素中，在顯示白后顯示黑以及在顯示黑后顯示白兩種情況均可接受?；蛘?，在初始化期間各像素中，在顯示白后顯示黑，然后進(jìn)ー步顯示白這種情況也可接受。此外，開始初始化期間的定時(shí)對于像素部內(nèi)的全部像素?zé)o需相同。例如，開始初始化期間的定時(shí)還可以對于每個(gè)像素或?qū)儆谕痪€的每個(gè)像素等有所不同。接著，在寫入期間，具有圖像數(shù)據(jù)的視頻信號輸入至像素。在整個(gè)像素部顯示圖像的情況下，在一幀期間，電壓脈沖移位的選擇信號按順序輸入至所有掃描線。然后，在選擇信號中出現(xiàn)脈沖的一行期間，具有圖像數(shù)據(jù)的視頻信號輸入至所有信號線。微囊712內(nèi)的白色顔料和黑色顏料依照施加于像素電極710的視頻信號的電壓，移動(dòng)至像素電極710側(cè)和對電極711側(cè)，以便顯示元件705顯示灰度。
注意，在寫入期間也優(yōu)選如初始化期間那樣，視頻信號的電壓多次施加于像素電極710。從而，多次進(jìn)行下列操作序列在選擇信號的脈沖施加于掃描線的期間對該掃描線的像素輸入視頻信號。接著，在保持期間，在公共電壓Vcom通過信號線輸入至所有像素后，選擇信號不輸入至掃描線或者視頻信號不輸入至信號線。從而，除非在像素電極710和公共電極711間施加正電壓或負(fù)電壓，顯示元件705中所含的微囊712內(nèi)的白色顔料和黑色顏料的位置得以維持，所以顯示元件705上顯示的灰度電平得以保持。因此，在寫入期間寫入的圖像即便在保持期間亦得以維持。注意，比起用于液晶顯示器件的液晶元件或者用于發(fā)光器件的有機(jī)發(fā)光元件等發(fā)光元件，用于電子紙的顯示元件其灰度改變所需要的電壓傾向于更高。因此，用作開關(guān)元件的像素晶體管704其源電極和漏電極間的電位差在寫入期間變大。結(jié)果，截止電流增高并且像素電極710的電位改變，所以易于產(chǎn)生顯示擾動(dòng)(disturbance)。然而，如上文所述，在本發(fā)明實(shí)施例中，氧化物半導(dǎo)體膜被用作晶體管704的有源層。因此，柵電極和源電極間的電壓大約為O狀態(tài)下的截止電流、亦即晶體管704的漏泄電流就遠(yuǎn)小于包含具有結(jié)晶性硅的晶體管。因此，在寫入期間，即使當(dāng)晶體管704的源電極和漏電極間的電位差變大時(shí)，亦能抑制截止電流并可防止發(fā)生起因于像素電極710的電位改變的顯示擾動(dòng)。在本實(shí)施例中，列舉出電子紙作為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的例子。本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示器件在其范疇中包括下列器件液晶顯示器件；對每個(gè)像素設(shè)置以有機(jī)發(fā)光元件(OLED)為代表的發(fā)光元件的發(fā)光器件；數(shù)字微鏡器件(DMD);等離子顯示板(PDP);場發(fā)射顯示器(FED)以及包括包含半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路的其他半導(dǎo)體顯示器件。例如，在像屏幕保護(hù)程序那樣，雖然向半導(dǎo)體顯示器件供應(yīng)電源電壓但暫時(shí)停止圖像顯示的情況下，就能減少所消耗的待機(jī)功率。本實(shí)施例能與任意上述實(shí)施例組合起來實(shí)施。[實(shí)施例5]在本實(shí)施例中，說明本發(fā)明實(shí)施例所涉及的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)。圖15示出表示本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器件結(jié)構(gòu)的立體圖的例子。圖15所示的液晶顯不器件包括在ー對襯底間形成液晶兀件的液晶面板1601 ;第一漫射板1602 ;棱鏡片1603 ;第二漫射板1604 ;光導(dǎo)板1605 ;反射板1606 ;光源1607和電路基板1608。液晶面板1601、第一漫射板1602、棱鏡片1603、第二漫射板1604、光導(dǎo)板1605和反射板1606按此順序?qū)盈B起來。光源1607設(shè)置在光導(dǎo)板1605的端部。在光導(dǎo)板1605內(nèi)部經(jīng)過漫射的來自光源1607光，通過第一漫射板1602、棱鏡片1603和第二漫射板1604均勻地照射液晶面板1601。盡管在本實(shí)施方式中使用第一漫射板1602和第二漫射板1604，但是漫射板的數(shù)量并不限于此。漫射板的數(shù)量即可以為ー個(gè)也可以為三個(gè)或更多。只要在光導(dǎo)板1605和液晶面板1601之間設(shè)置漫射板即可接受。因此，漫射板既可以僅設(shè)置在較棱鏡片1603更靠近液晶面板1601 —側(cè)，也可以僅設(shè)置在較棱鏡片1603更靠近光導(dǎo)板1605 —側(cè)。此外，棱鏡片1603的橫截面并不限于圖15所示的鋸齒狀。棱鏡片1603還可以具 有能將來自光導(dǎo)板1605的光集中于液晶面板1601 —側(cè)的形狀。電路基板1608設(shè)置有產(chǎn)生被輸入至液晶面板1601的各種信號的電路和處理這些信號的電路等。在圖15中，電路基板1608和液晶面板1601通過柔性印刷電路(FPC) 1609彼此連接起來。注意，該電路還可以使用玻璃上芯片(COG)法連接至液晶面板1601，或者該電路的一部分也可以使用薄膜上芯片(COF)法連接至FPC 1609。圖15表示的例子是電路基板1608設(shè)置有控制光源1607驅(qū)動(dòng)的控制電路，并且該控制電路和光源1607經(jīng)由FPC 1610彼此連接起來。注意，上述控制電路還可以形成在液晶面板1601上。在此情況下，液晶面板1601和光源1607通過FPC等彼此連接起來。注意，盡管圖15表不在液晶面板1601的邊緣設(shè)置光源1607的邊光式光源,但也可以使用在液晶面板1601正下方設(shè)置光源1607的直接式光源。按照本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器件既可以是透射式液晶顯示器件，也可以是半透射式液晶顯示器件或者反射式液晶顯示器件。液晶顯示器件可包括TN(twisted nematic :扭轉(zhuǎn)向列型)液晶；VA (verticalalignment :垂直取向)液晶；0CB(optically compensated birefringence :光學(xué)雙折射補(bǔ)償)液晶；IPS(in-plane switching :平面開關(guān))液晶或者 MVA(multi-domain verticalalignment :多域垂直取向)液晶?；蛘撸€可以使用無需取向膜的展示藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相之一，它在膽甾相液晶升溫時(shí)臨到膽留相(cholesteric phase)轉(zhuǎn)變至各向同性相之前產(chǎn)生。由于藍(lán)相僅在狹窄的溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生，故添加手性試劑或紫外線固化樹脂以改善溫度范圍。優(yōu)選包括顯示藍(lán)相的液晶和手性試劑(chiralagent)或紫外線固化樹脂的液晶組成物，因?yàn)樵撘壕ЫM成物具有10 μ sec 100 μ sec的較小響應(yīng)時(shí)間和光學(xué)各向同性，這就使得無需取向處理，并且具有較小的視角依賴性。本實(shí)施例能與任意上述實(shí)施例組合起來實(shí)施。[實(shí)施例I]通過使用本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件，就能夠提供可防止功耗增大并具有高功能的電子設(shè)備。尤其是，在無法容易地經(jīng)常供應(yīng)電カ的便攜式電子設(shè)備的情況下，通過追加本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件作為其構(gòu)成部件使連續(xù)使用時(shí)間變得更長，這是優(yōu)點(diǎn)。按照本發(fā)明ー實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可用于顯示裝置、膝上電腦、或者具備記錄介質(zhì)的圖像再生裝置(其典型是諸如數(shù)字多功能盤(DVD)之類的再生記錄介質(zhì)的內(nèi)容并具有顯示再生圖像用的顯示器這種裝置)。除上述以外，作為能使用本發(fā)明ー實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備，還可列舉出移動(dòng)電話、便攜式游戲機(jī)、便攜式信息終端、電子書閱讀器、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器(頭盔式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)設(shè)備(例如車載音頻系統(tǒng)和數(shù)字音頻播放器)、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)、自動(dòng)販賣機(jī)等等。在圖16A至16F中表示這些電子設(shè)備的具體例子。圖16A表示電子書閱讀器，其包括殼體7001、顯示部7002等。本發(fā)明ー實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件可用于顯示部7002。通過在顯示部7002中包括本發(fā)明ー實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件，就能夠提供低功耗和高功能的電子書閱讀器。另外，本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件能夠用于控制電子書閱讀器驅(qū)動(dòng)的集成電路。通過將本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件用于控制電子書閱讀器驅(qū)動(dòng)的集成電路，就能夠提供低功耗和高功能的電子書閱讀器。此外，通過使用柔性襯底，半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體顯示器件就可具有柔性，從而能夠提供有柔性、輕量且有用的電子書閱讀器。圖16B表示顯示裝置，其包括殼體7011、顯示部7012、支撐基座7013等。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件可用于顯示部7012。通過將依照本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示器件用于顯示部7012，就能夠提供低功耗和高功能的顯示裝置。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件能夠用于控制顯示裝置驅(qū)動(dòng)的集成電路。通過將本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件用于控制顯示裝置驅(qū)動(dòng)的集成電路，就能夠提供低功耗和高功能的顯示裝置。注意，顯示裝置在其范疇中包括用于顯示信息的所有顯示裝置，比如用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、用于接收電視廣播和用于顯示廣告的顯示裝置等。圖16C表示顯示裝置,其包括殼體7021、顯示部7022等。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件可用于顯示部7022。通過在顯示部7022中包括本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件，就能夠提供低功耗和高功能的顯示裝置。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件能夠用于控制顯示裝置驅(qū)動(dòng)的集成電路。通過將本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件用于控制顯示裝置驅(qū)動(dòng)的集成電路，就能夠提供低功耗和高功能的顯示裝置。此外，通過使用柔性襯底，半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體顯示器件就可具有柔性，就能夠提供有柔性、輕量且有用的顯示裝置。從而，如圖16C所示，該顯示裝置能夠固定于布片等進(jìn)行使用，該半導(dǎo)體顯示器件的應(yīng)用范圍顯著擴(kuò)寬。圖16D表示便攜式游戲機(jī)，其包括殼體7031、殼體7032、顯示部7033、顯示部7034、麥克風(fēng)7035、揚(yáng)聲器7036、操作鍵7037、指示筆7038等。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件能夠用于顯示部7033和顯示部7034。通過在顯示部7033和顯示部7034中包括本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件，就能夠提供低功耗和高功能的便攜式游戲機(jī)。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件能夠用于控制便攜式游戲機(jī)驅(qū)動(dòng)的集成電路。通過將本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件用于控制便攜式游戲機(jī)驅(qū)動(dòng)的集成電路，就能夠提供低功耗和高功能的便攜式游戲機(jī)。注意，圖16D中所示的便攜式游戲機(jī)具有兩個(gè)顯示部7033和7034。然而，便攜式游戲機(jī)中所包括的顯示部的數(shù)量并不限于此。圖16E表示移動(dòng)電話，其包括殼體7041、顯示部7042、音頻輸入部7043、音頻輸出部7044、操作鍵7045、受光部7046等。通過將受光部7046中所接受的光轉(zhuǎn)換成電信號，就能夠裝入外部圖像。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件能夠用于顯示部7042。通過在顯示部7042中包括本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件，就能夠提供低功耗和高功能的移動(dòng)電話。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件能夠用于控制移動(dòng)電話驅(qū)動(dòng)的集成電路。通過、將本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件用于控制移動(dòng)電話驅(qū)動(dòng)的集成電路，就能夠提供低功耗和高功能的移動(dòng)電話。圖16F是包括殼體7051、顯示部7052、操作鍵7053等的便攜式信息終端。在圖16F所示的便攜式信息終端，還可以在殼體7051中包含調(diào)制解調(diào)器。本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件能夠用于顯示部7052。通過將本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體顯示器件用于顯示部7052，就能夠提供低功耗和高功能的便攜式信息終端。另外，本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件能夠用于控制便攜式信息終端驅(qū) 動(dòng)的集成電路。通過將本發(fā)明實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件用于控制便攜式信息終端驅(qū)動(dòng)的集成電路，就能夠提供低功耗和高功能的便攜式信息終端。本實(shí)施例能與任意上述實(shí)施例組合起來實(shí)施。本申請基于2009年10月30日向日本專利局提交的序號為No. 2009-250665的日本專利申請，這里通過引用來將其全部內(nèi)容接合于此。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括 電路，包含第一晶體管；以及 第二晶體管，配置成控制電源電壓向所述電路的供應(yīng)， 其中，所述第一晶體管的溝道形成區(qū)包含具有結(jié)晶性的硅，并且 所述第二晶體管的溝道形成區(qū)包含氧化物半導(dǎo)體。
2.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中， 所述具有結(jié)晶性的硅是微晶硅、多晶硅或單晶硅。
3.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中， 所述氧化物半導(dǎo)體包含銦、鎵和鋅。
4.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中， 所述第一晶體管的所述溝道形成區(qū)形成于第一半導(dǎo)體膜中， 所述第二晶體管的所述溝道形成區(qū)形成于第二半導(dǎo)體膜中，并且 所述第一半導(dǎo)體膜和所述第二半導(dǎo)體膜形成于不同的絕緣表面上。
5.一種半導(dǎo)體器件，包括 電路，包含第一晶體管； 第二晶體管，配置成控制電源電壓向所述電路的供應(yīng)；以及 控制電路，包含第三晶體管，并且配置成控制時(shí)鐘信號向所述電路的供應(yīng)， 其中，所述第一晶體管的溝道形成區(qū)包含具有結(jié)晶性的硅，并且所述第二晶體管的溝道形成區(qū)和所述第三晶體管的溝道形成區(qū)的每個(gè)包含氧化物半導(dǎo)體。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中， 所述具有結(jié)晶性的硅是微晶硅、多晶硅或單晶硅。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中， 所述氧化物半導(dǎo)體包含銦、鎵和鋅。
8.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中， 所述第一晶體管的所述溝道形成區(qū)形成于第一半導(dǎo)體膜中， 所述第二晶體管的所述溝道形成區(qū)形成于第二半導(dǎo)體膜中，并且 所述第一半導(dǎo)體膜和所述第二半導(dǎo)體膜形成于不同的絕緣表面上。
全文摘要
一個(gè)目的是提供一種具有減少的待機(jī)功率的半導(dǎo)體器件。包含氧化物半導(dǎo)體作為有源層的晶體管被用作開關(guān)元件，并通過該開關(guān)元件來控制電源電壓向集成電路中的電路的供應(yīng)。具體地說，當(dāng)該電路處于動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，通過該開關(guān)元件進(jìn)行電源電壓向該電路的供應(yīng)，并且當(dāng)該電路處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，通過該開關(guān)元件停止電源電壓向該電路的供應(yīng)。另外，供應(yīng)有電源電壓的該電路包括用半導(dǎo)體形成的作為集成電路中所含的最小單位的半導(dǎo)體元件。此外，該半導(dǎo)體元件中所含的半導(dǎo)體包含具有結(jié)晶性的硅(晶體硅)。
文檔編號H01L29/786GK102640279SQ20108005057
公開日2012年8月15日 申請日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者鹽野入豐, 野田耕生 申請人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所