本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種包括氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置及包括該半導(dǎo)體裝置的顯示裝置。本發(fā)明的另一個(gè)方式涉及一種包括氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置的制造方法。

注意，本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于上述技術(shù)領(lǐng)域。本說明書等所公開的發(fā)明的一個(gè)方式的技術(shù)領(lǐng)域涉及一種物體、方法或制造方法。另外，本發(fā)明涉及一種工序(process)、機(jī)器(machine)、產(chǎn)品(manufacture)或者組合物(compositionofmatter)。尤其是，本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種半導(dǎo)體裝置、顯示裝置、發(fā)光裝置、蓄電裝置、存儲裝置、它們的驅(qū)動(dòng)方法或者它們的制造方法。

在本說明書等中，半導(dǎo)體裝置是指能夠利用半導(dǎo)體特性而工作的所有裝置。晶體管等半導(dǎo)體元件、半導(dǎo)體電路、運(yùn)算裝置及存儲裝置都是半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式。攝像裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發(fā)光裝置、電光裝置、發(fā)電裝置(包括薄膜太陽能電池及有機(jī)薄膜太陽能電池等)及電子設(shè)備有時(shí)包括半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

通過利用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體薄膜來形成晶體管(也稱為場效應(yīng)晶體管(fet)或薄膜晶體管(tft))的技術(shù)受到關(guān)注。這種晶體管被廣泛地應(yīng)用于如集成電路(ic)及圖像顯示裝置(顯示裝置)等電子設(shè)備。作為可以應(yīng)用于晶體管的半導(dǎo)體薄膜，以硅為代表的半導(dǎo)體材料被廣泛周知。作為其他材料，氧化物半導(dǎo)體受到關(guān)注。

已公開了一種可靠性高的半導(dǎo)體裝置，其中使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管具有穩(wěn)定的電特性(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在該半導(dǎo)體裝置中，層疊有組成不同的氧化物半導(dǎo)體膜，包含大量的in的氧化物半導(dǎo)體膜位于溝道一側(cè)，并且，包含大量的ga等穩(wěn)定劑的氧化物半導(dǎo)體膜位于背溝道一側(cè)。

[參考文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本專利申請公開第2013-175715號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

包含大量的in的氧化物半導(dǎo)體膜有時(shí)具有小能帶隙(eg)(例如，eg小于3.0ev)。eg較小的氧化物半導(dǎo)體膜比eg較大的氧化物半導(dǎo)體膜(例如，eg為3.0ev以上且3.5ev以下)受光的影響更大。例如，當(dāng)對包括eg較小的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管進(jìn)行照射光并施加負(fù)偏壓的應(yīng)力測試(光負(fù)gbt(negativegatebiastemperature)應(yīng)力測試)時(shí)，該晶體管的可靠性有時(shí)降低。

光負(fù)gbt應(yīng)力測試是一種加速測試，其可以在短時(shí)間內(nèi)對光照射時(shí)的長期間使用所引起的晶體管的特性變化進(jìn)行評價(jià)。尤其是，光負(fù)gbt應(yīng)力測試前后之間的晶體管的閾值電壓的變化量(△vth)是用于檢查可靠性的重要指標(biāo)。光負(fù)gbt應(yīng)力測試前后之間的閾值電壓的變化量(△vth)越小，晶體管的可靠性就越高。

在使用玻璃襯底制造包括氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置的情況下，當(dāng)工序溫度高時(shí)，玻璃襯底有可能變形。當(dāng)玻璃襯底具有如下大尺寸時(shí)，玻璃襯底會明顯地變形：第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)。因此，需要降低制造半導(dǎo)體裝置時(shí)的工序中的溫度。

鑒于上述問題，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的是在包括包含大量的in的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管中抑制電特性的變動(dòng)且提高可靠性。本發(fā)明的一個(gè)方式的另一個(gè)目的是提供一種功耗低的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式的另一個(gè)目的是提供一種新穎的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式的另一個(gè)目的是提供一種新穎半導(dǎo)體裝置的制造方法。本發(fā)明的一個(gè)方式的另一個(gè)目的是提供一種以較低的溫度制造可靠性高的半導(dǎo)體裝置的方法。本發(fā)明的一個(gè)方式的另一個(gè)目的是提供一種新穎的顯示裝置的制造方法。

注意，上述目的的記載不妨礙其他目的的存在。在本發(fā)明的一個(gè)方式中，并不需要實(shí)現(xiàn)所有上述目的。上述目的以外的目的從說明書等的記載看來是顯而易見的，并可以從說明書等中抽取上述目的以外的目的。

本發(fā)明的一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟：以第一溫度形成氧化物半導(dǎo)體膜；接著，將氧化物半導(dǎo)體膜加工為島狀；接著，不進(jìn)行比第一溫度高的溫度的工序通過濺射法形成將成為源電極及漏電極的構(gòu)件；對構(gòu)件進(jìn)行加工來形成源電極及漏電極；接著，在形成第一保護(hù)絕緣膜和/或第二保護(hù)絕緣膜后形成第一阻擋膜；隔著第一阻擋膜對第二保護(hù)絕緣膜添加過剩氧或氧自由基；通過以低于400℃的第二溫度進(jìn)行加熱處理來使過剩氧或氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜；以及在利用濕蝕刻去除第一阻擋膜或第一阻擋膜的一部分及第二保護(hù)絕緣膜的一部分后，形成第二阻擋膜。

在上述方式中，第一阻擋膜優(yōu)選為銦錫氧化物膜、銦錫硅氧化物膜或氧化銦膜。

在上述方式中，第二阻擋膜優(yōu)選為氮氧化硅膜或氮化硅膜。

本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟：以第一溫度形成氧化物半導(dǎo)體膜；接著，將氧化物半導(dǎo)體膜加工為島狀；接著，不進(jìn)行比第一溫度高的溫度的工序通過濺射法形成將成為源電極及漏電極的構(gòu)件；對構(gòu)件進(jìn)行加工來形成源電極及漏電極；接著，在形成第一保護(hù)絕緣膜和/或第二保護(hù)絕緣膜后，作為第一阻擋膜通過濺射法形成金屬氧化膜，由此對第二保護(hù)絕緣膜添加過剩氧或氧自由基；以及通過以低于400℃的第二溫度進(jìn)行加熱處理來使過剩氧或氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜。

在上述方式中，金屬氧化膜優(yōu)選為氧化鋁膜、氧化鉿膜或氧化釔膜。

在上述方式中，氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選具有原子個(gè)數(shù)比為in:m(鋁、鎵、釔或錫):zn＝4:α1(1.5≤α1≤2.5):α2(2.5≤α2≤3.5)的第一氧化物半導(dǎo)體膜與原子個(gè)數(shù)比為in:m:zn＝1:β1(0.8≤β1≤1.2):β2(0.8≤β2≤1.2)的第二氧化物半導(dǎo)體膜的疊層結(jié)構(gòu)。

在上述方式中，氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選包含caac-os。

在上述方式中，第二溫度優(yōu)選低于375℃。在上述方式中，第二溫度優(yōu)選為340℃以上且360℃以下。

本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟：以第一溫度形成氧化物半導(dǎo)體膜；將氧化物半導(dǎo)體膜加工為島狀；在氧化物半導(dǎo)體膜上通過濺射法形成將成為源電極及漏電極的構(gòu)件；對構(gòu)件進(jìn)行加工來形成源電極及漏電極；在氧化物半導(dǎo)體膜、源電極及漏電極上形成第一保護(hù)絕緣膜及第二保護(hù)絕緣膜；以比第一溫度高的第二溫度對第一保護(hù)絕緣膜及第二保護(hù)絕緣膜進(jìn)行加熱；在第二保護(hù)絕緣膜上形成第一阻擋膜；隔著第一阻擋膜對第二保護(hù)絕緣膜添加過剩氧或氧自由基；利用濕蝕刻去除第一阻擋膜的一部分及第二護(hù)絕緣膜的一部分：以及在第二保護(hù)絕緣膜上以比第一溫度高的第三溫度形成第二阻擋膜。第二溫度和第三溫度中的一個(gè)或兩個(gè)是上述步驟的工序中的最高溫度。

在上述方式中，氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選具有原子個(gè)數(shù)比為in:m(鋁、鎵、釔或錫):zn＝4:α1(1.5≤α1≤2.5):α2(2.5≤α2≤3.5)的第一氧化物半導(dǎo)體膜與原子個(gè)數(shù)比為in:m:zn＝1:β1(0.8≤β1≤1.2):β2(0.8≤β2≤1.2)的第二氧化物半導(dǎo)體膜的疊層結(jié)構(gòu)。

在上述方式中，氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選包含結(jié)晶部，并且該結(jié)晶部優(yōu)選具有c軸取向性。

在上述方式中，第一溫度優(yōu)選低于340℃。在上述方式中，第一溫度優(yōu)選為100℃以上且200℃以下。

在上述方式中，第二溫度優(yōu)選低于375℃。在上述方式中，第二溫度優(yōu)選為340℃以上且360℃以下。

本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟：以第一溫度形成氧化物半導(dǎo)體膜；將氧化物半導(dǎo)體膜加工為島狀；在氧化物半導(dǎo)體膜上通過濺射法形成將成為源電極及漏電極的構(gòu)件；對構(gòu)件進(jìn)行加工來形成源電極及漏電極；在氧化物半導(dǎo)體膜、源電極及漏電極上形成第一保護(hù)絕緣膜及第二保護(hù)絕緣膜；以比第一溫度高的第二溫度對第一保護(hù)絕緣膜及第二保護(hù)絕緣膜進(jìn)行加熱；在第二保護(hù)絕緣膜上形成金屬氧化膜來對第二保護(hù)絕緣膜添加過剩氧或氧自由基；以及以比第一溫度高的第三溫度對第二保護(hù)絕緣膜進(jìn)行加熱來使過剩氧或氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜。第二溫度和第三溫度中的一個(gè)或兩個(gè)是工序中的最高溫度。

本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟：以第一溫度形成氧化物半導(dǎo)體膜；將氧化物半導(dǎo)體膜加工為島狀；在氧化物半導(dǎo)體膜上通過濺射法形成將成為源電極及漏電極的構(gòu)件；對構(gòu)件進(jìn)行加工來形成源電極及漏電極；在氧化物半導(dǎo)體膜、源電極及漏電極上形成第一保護(hù)絕緣膜及第二保護(hù)絕緣膜；以比第一溫度高的第二溫度對第一保護(hù)絕緣膜及第二保護(hù)絕緣膜進(jìn)行加熱；以及以比第一溫度高的第三溫度在第二保護(hù)絕緣膜上形成金屬氧化膜來對第二保護(hù)絕緣膜添加過剩氧或氧自由基，并且使第二保護(hù)絕緣膜中的氧、過剩氧或氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜。第二溫度和第三溫度中的一個(gè)或兩個(gè)是上述步驟的工序中的最高溫度。

在上述方式中，金屬氧化膜優(yōu)選為氧化鋁膜、氧化鉿膜或氧化釔膜。

在上述方式中，氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選具有原子個(gè)數(shù)比為in:m(鋁、鎵、釔或錫):zn＝4:α1(1.5≤α1≤2.5):α2(2.5≤α2≤3.5)的第一氧化物半導(dǎo)體膜與原子個(gè)數(shù)比為in:m:zn＝1:β1(0.8≤β1≤1.2):β2(0.8≤β2≤1.2)的第二氧化物半導(dǎo)體膜的疊層結(jié)構(gòu)。

在上述方式中，氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選包含結(jié)晶部，并且該結(jié)晶部優(yōu)選具有c軸取向性。

在上述方式中，第一溫度優(yōu)選低于340℃。在上述方式中，第一溫度優(yōu)選為100℃以上且200℃以下。

在上述方式中，第二溫度和第三溫度中的一個(gè)或兩個(gè)優(yōu)選低于375℃。在上述方式中，第二溫度和第三溫度中的一個(gè)或兩個(gè)優(yōu)選為340℃以上且360℃以下。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在使用包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的半導(dǎo)體裝置中可以抑制電特性的變動(dòng)且提高可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種功耗低的半導(dǎo)體裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種新穎的半導(dǎo)體裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種新穎的半導(dǎo)體裝置的制造方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種以較低的溫度制造可靠性高的半導(dǎo)體裝置的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以提供一種新穎的顯示裝置。

注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。本發(fā)明的一個(gè)方式并不需要實(shí)現(xiàn)所有上述效果。從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載看來這些效果以外的效果是顯而易見的，并可以從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中抽取這些效果以外的效果。

附圖說明

圖1a至圖1c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖。

圖2a至圖2c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖。

圖3a至圖3c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖。

圖4a至圖4c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖。

圖5a至圖5c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖以及半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的截面圖及俯視圖。

圖6a及圖6b是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的俯視圖及截面圖。

圖7a至圖7c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖。

圖8示出能帶結(jié)構(gòu)。

圖9a及圖9b是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的截面圖。

圖10a至圖10d是caac-os的截面中的cs校正高分辨率tem圖像及caac-os的截面示意圖。

圖11a至圖11d是caac-os的平面的cs校正高分辨率tem圖像。

圖12a至圖12c示出通過xrd得到的caac-os及單晶氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)分析。

圖13a及圖13b示出caac-os的電子衍射圖案。

圖14示出通過電子照射而發(fā)生的in-ga-zn氧化物的結(jié)晶部的變化。

圖15a及圖15b是示出caac-os及nc-os的成膜模型的示意圖。

圖16a至圖16c示出ingazno4的結(jié)晶及顆粒。

圖17a至圖17d是示出caac-os的成膜模型的示意圖。

圖18是示出顯示裝置的一個(gè)方式的俯視圖。

圖19是示出顯示裝置的一個(gè)方式的截面圖。

圖20是示出顯示裝置的一個(gè)方式的截面圖。

圖21a至圖21c是示出顯示裝置的方框圖及電路圖。

圖22示出顯示模塊。

圖23a至圖23g示出電子設(shè)備。

圖24示出半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)。

圖25a至圖25c示出實(shí)施例中的晶體管的id-vg特性。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對實(shí)施方式進(jìn)行說明。所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)，就是實(shí)施方式可以以多個(gè)不同形式來實(shí)施，其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，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。

在附圖中，為了明確起見，有時(shí)夸大表示大小、層的厚度或區(qū)域。因此，本發(fā)明的一個(gè)方式并不一定限定于上述尺寸。此外，附圖是示出理想例子的示意圖，因此本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于附圖所示的形狀或數(shù)值。

在本說明書中，“第一”、“第二”、“第三”等序數(shù)詞是為了避免構(gòu)成要素的混淆而使用的，而不是為了在數(shù)目方面上進(jìn)行限定的。

在本說明書中，當(dāng)參照附圖說明構(gòu)成要素的位置關(guān)系時(shí)，為了方便起見，使用“上”、“下”等表示配置的詞句。另外，構(gòu)成要素的位置關(guān)系根據(jù)描述各構(gòu)成要素的方向適當(dāng)?shù)馗淖?。因此，上述位置關(guān)系不局限于本說明書中所說明的詞句，根據(jù)情況可以適當(dāng)?shù)厥褂闷渌~句而描述。

在本說明書等中，晶體管是至少包括柵極、漏極以及源極這三個(gè)端子的元件。晶體管在漏極(漏極端子、漏區(qū)域或漏電極)與源極(源極端子、源區(qū)域或源電極)之間具有溝道區(qū)域，并且電流能夠流過漏極、溝道區(qū)域以及源極。注意，在本說明書等中，溝道區(qū)域是指電流主要流過的區(qū)域。

另外，例如在采用極性不同的晶體管的情況或電路工作中的電流方向變化的情況下，源極及漏極的功能有時(shí)互相調(diào)換。因此，在本說明書等中，“源極”和“漏極”可以互相調(diào)換。

在本說明書等中，“電連接”包括構(gòu)成要素通過“具有某種電作用的元件”彼此連接的情況?！熬哂心撤N電作用的元件”只要可以進(jìn)行上述構(gòu)成要素間的電信號的授受，就對其沒有特別的限制。除了電極和布線之外，“具有某種電作用的元件”的例子是晶體管等開關(guān)元件、電阻器、電感器、電容器以及具有各種功能的元件。

在本說明書等中，“氧氮化硅膜”是指在其組成中含氧量多于含氮量的膜，而“氮氧化硅膜”是指在其組成中含氮量多于含氧量的膜。

在本說明書等中，當(dāng)利用附圖說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)時(shí)，在不同的附圖中對相同的部分使用共同的符號。

在本說明書等中，“平行”是指兩條直線形成的角度為-10°以上且10°以下的狀態(tài)，因此，也包括該角度為-5°以上且5°以下的狀態(tài)?！按笾缕叫小笔侵竷蓷l直線形成的角度為-30°以上且30°以下的狀態(tài)。另外，“垂直”是指兩條直線的角度為80°以上且100°以下的狀態(tài)，因此，也包括該角度為85°以上且95°以下的狀態(tài)。“大致垂直”是指兩條直線形成的角度為60°以上且120°以下的狀態(tài)。

在本說明書等中，根據(jù)情況可以互相調(diào)換“膜”和“層”。例如，有時(shí)可以將“導(dǎo)電層”換為“導(dǎo)電膜”。此外，有時(shí)可以將“絕緣膜”換為“絕緣層”。

實(shí)施方式1

在本實(shí)施方式中，參照圖1a至圖1c、圖2a至圖2c、圖3a至圖3c、圖4a至圖4c、圖5a至圖5c、圖6a和圖6b、圖7a至圖7c、圖8、圖9a和圖9b說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

<半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例1>

圖5c是作為本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的晶體管100的俯視圖。圖5b是沿著圖5c的點(diǎn)劃線x1-x2的截面圖以及沿著圖5c的點(diǎn)劃線y1-y2的截面圖。另外，圖1a至圖1c、圖2a至圖2c、圖3a至圖3c、圖4a至圖4c以及圖5a是說明圖5b的晶體管100的制造工序的截面圖。在圖1a至圖1c、圖2a至圖2c、圖3a至圖3c、圖4a至圖4c以及圖5a和圖5b中，左側(cè)示出沿著點(diǎn)劃線x1-x2的截面圖，右側(cè)示出沿著點(diǎn)劃線y1-y2的截面圖。

另外，在圖5c中，為了方便起見，省略晶體管100的構(gòu)成要素的一部分(例如，用作柵極絕緣膜的絕緣膜)。有時(shí)將點(diǎn)劃線x1-x2的方向稱為溝道長度方向，將點(diǎn)劃線y1-y2的方向稱為溝道寬度方向。與圖5c同樣地，有時(shí)在后面說明的晶體管的俯視圖中也省略構(gòu)成要素的一部分。

晶體管100包括：襯底102上的用作柵電極的導(dǎo)電膜104；襯底102及導(dǎo)電膜104上的絕緣膜106；絕緣膜106上的絕緣膜107；絕緣膜107上的氧化物半導(dǎo)體膜108；與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作源電極的導(dǎo)電膜112a；以及與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作漏電極的導(dǎo)電膜112b。在晶體管100上，具體地說，在導(dǎo)電膜112a、112b及氧化物半導(dǎo)體膜108上設(shè)置有絕緣膜114、116及118。絕緣膜114、116及118具有晶體管100的保護(hù)絕緣膜的功能。將絕緣膜114、絕緣膜116及絕緣膜118分別稱為第一保護(hù)絕緣膜、第二保護(hù)絕緣膜及第三保護(hù)絕緣膜。

氧化物半導(dǎo)體膜108包括位于導(dǎo)電膜104一側(cè)的第一氧化物半導(dǎo)體膜108a以及第一氧化物半導(dǎo)體膜108a上的第二氧化物半導(dǎo)體膜108b。該導(dǎo)電膜104具有柵電極的功能。另外，絕緣膜106及107具有晶體管100的柵極絕緣膜的功能。

作為氧化物半導(dǎo)體膜108，可以使用in-m(m是鋁、鎵、釔或錫)氧化物或in-m-zn氧化物。尤其是，作為氧化物半導(dǎo)體膜108優(yōu)選使用in-m-zn氧化物。

第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的原子個(gè)數(shù)比優(yōu)選為in:m:zn＝4:α1(1.5≤α1≤2.5):α2(2.5≤α2≤3.5)。第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的原子個(gè)數(shù)比優(yōu)選為in:m:zn＝1:β1(0.8≤β1≤1.2):β2(0.8≤β2≤1.2)。

當(dāng)?shù)谝谎趸锇雽?dǎo)體膜108a具有上述原子個(gè)數(shù)比，即in的原子個(gè)數(shù)比大于m的原子個(gè)數(shù)比的組成時(shí)，可以提高晶體管100的場效應(yīng)遷移率(簡稱為遷移率或μfe)。具體而言，晶體管100的場效應(yīng)遷移率可以高于10cm²/vs，優(yōu)選高于30cm²/vs。

例如，通過將上述場效應(yīng)遷移率高的晶體管用于生成柵極信號的柵極驅(qū)動(dòng)器(特別是，連接到柵極驅(qū)動(dòng)器所包括的移位寄存器的輸出端子的多路分配器(demultiplexer))，可以提供邊框?qū)挾日陌雽?dǎo)體裝置或顯示裝置。

另一方面，當(dāng)?shù)谝谎趸锇雽?dǎo)體膜108a具有in的原子個(gè)數(shù)比大于m的原子個(gè)數(shù)比的組成時(shí)，光照射時(shí)的晶體管100的電特性容易變動(dòng)。但是，在本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置中，在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a上形成有第二氧化物半導(dǎo)體膜108b。因?yàn)榈诙趸锇雽?dǎo)體膜108b的in的原子個(gè)數(shù)比小于第一氧化物半導(dǎo)體膜108a，所以第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的eg大于第一氧化物半導(dǎo)體膜108a。因此，具有第一氧化物半導(dǎo)體膜108a和第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的疊層結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體膜108的對光負(fù)偏壓應(yīng)力測試的耐性高。

在光照射時(shí)，具有上述疊層結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體膜108的光吸收量得到降低。因此，能夠減小因光照射導(dǎo)致的晶體管100的電特性變動(dòng)。

當(dāng)在晶體管100所具有的氧化物半導(dǎo)體膜108中形成有氧缺陷時(shí)，產(chǎn)生作為載流子的電子，由此晶體管100容易成為常開啟特性。注意，常開啟特性的晶體管是指在柵極電壓vg為0v時(shí)電流(例如，漏極與源極之間的電流(ids))流動(dòng)的晶體管。由此，為了獲得穩(wěn)定的晶體管特性，減少氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷，特別是減少第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中的氧缺陷是重要的。在本發(fā)明的一個(gè)方式的晶體管的結(jié)構(gòu)中，通過對氧化物半導(dǎo)體膜108上的絕緣膜，在此，對氧化物半導(dǎo)體膜108上的絕緣膜114和/或絕緣膜116引入過剩氧，使氧從絕緣膜114和/或絕緣膜116移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體膜108中，由此填補(bǔ)氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷，尤其是，填補(bǔ)第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中的氧缺陷。或者，當(dāng)在絕緣膜116上形成第一阻擋膜時(shí)，對絕緣膜116引入過剩氧，使氧從絕緣膜116移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體膜108中，由此填補(bǔ)氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷，尤其是填補(bǔ)第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中的氧缺陷。

優(yōu)選的是，絕緣膜114、116具有含有超過化學(xué)計(jì)量組成的氧的區(qū)域(氧過剩區(qū)域)。換句話說，絕緣膜114、116是一種能夠釋放氧的絕緣膜。此外，例如通過對成膜后的絕緣膜114、116引入氧，來在絕緣膜114、116中形成氧過剩區(qū)域。作為氧的引入方法，可以采用離子注入法、離子摻雜法、等離子體浸沒式離子注入法、等離子體處理等。

為了填補(bǔ)第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中的氧缺陷，優(yōu)選使第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的溝道區(qū)域及其附近的厚度減薄。例如，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的溝道區(qū)域及其附近的厚度優(yōu)選為1nm以上且20nm以下，更優(yōu)選為3nm以上且10nm以下。

此外，為了填補(bǔ)第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中的氧缺陷，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b優(yōu)選具有高透氧性。當(dāng)?shù)诙趸锇雽?dǎo)體膜108b的透氧性高時(shí)，可以使絕緣膜114及116中的過剩氧順利地?cái)U(kuò)散到第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中。

如此，在本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置中，氧化物半導(dǎo)體膜為疊層結(jié)構(gòu)，并且接觸于該氧化物半導(dǎo)體膜的絕緣膜包含過剩氧，由此可以提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。此外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，可以降低半導(dǎo)體裝置的制造工序中的溫度(典型的是低于400℃或低于375℃(優(yōu)選為340℃以上且360℃以下))。此外，在后面說明半導(dǎo)體裝置的制造工序。

下面，對本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的其他構(gòu)成要素進(jìn)行詳細(xì)的說明。

<襯底>

只要具有能夠承受后續(xù)的加熱處理的耐熱性，就對襯底102的材料等沒有特別的限制。例如，作為襯底102，可以使用玻璃襯底、陶瓷襯底、石英襯底、藍(lán)寶石襯底等。另外，作為襯底102，也可以使用由硅或碳化硅制造的單晶半導(dǎo)體襯底或多晶半導(dǎo)體襯底、由硅鍺等制造的化合物半導(dǎo)體襯底、soi(絕緣體上硅)襯底等?；蛘?，也可以將在這些襯底上設(shè)置有半導(dǎo)體元件的襯底用作襯底102。當(dāng)作為襯底102使用玻璃襯底時(shí)，可以使用第6代、第7代、第8代、第9代、第10代等尺寸的玻璃襯底。由此，可以制造大型顯示裝置。優(yōu)選使用這樣的大面積襯底，此時(shí)可以降低制造成本。

另外，作為襯底102可以使用柔性襯底，并且，可以在柔性襯底上直接形成晶體管100?；蛘?，也可以在襯底102與晶體管100之間設(shè)置剝離層。剝離層可以在如下情況下使用：將在剝離層上形成的半導(dǎo)體裝置的一部分或全部從襯底102分離并轉(zhuǎn)置到其他襯底上。此時(shí)，可以將晶體管100轉(zhuǎn)置到耐熱性低的襯底或柔性襯底上。

<用作柵電極、源電極及漏電極的導(dǎo)電膜>

用作柵電極的導(dǎo)電膜104、用作源電極的導(dǎo)電膜112a及用作漏電極的導(dǎo)電膜112b都可以使用選自鉻(cr)、銅(cu)、鋁(al)、金(au)、銀(ag)、鋅(zn)、鉬(mo)、鉭(ta)、鈦(ti)、鎢(w)、錳(mn)、鎳(ni)、鐵(fe)、鈷(co)中的金屬元素、包含上述金屬元素作為成分的合金或者包含上述金屬元素的組合的合金等而形成。

此外，導(dǎo)電膜104、112a、112b也可以具有單層結(jié)構(gòu)或者兩層以上的疊層結(jié)構(gòu)。例如，可以舉出包含硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)、在鋁膜上層疊鈦膜的兩層結(jié)構(gòu)、在氮化鈦膜上層疊鈦膜的兩層結(jié)構(gòu)、在氮化鈦膜上層疊鎢膜的兩層結(jié)構(gòu)、在氮化鉭膜或氮化鎢膜上層疊鎢膜的兩層結(jié)構(gòu)、以及依次層疊鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層結(jié)構(gòu)等。另外，還可以使用包含鋁與選自鈦、鉭、鎢、鉬、鉻、釹、鈧中的一種或多種的合金膜或氮化膜。

導(dǎo)電膜104、112a、112b可以使用銦錫氧化物、包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦鋅氧化物、添加有氧化硅的銦錫氧化物等透光導(dǎo)電材料形成。

作為導(dǎo)電膜104、112a、112b，也可以使用cu-x合金膜(x為mn、ni、cr、fe、co、mo、ta或ti)。通過使用cu-x合金膜，在加工時(shí)可以使用濕蝕刻工序，從而可以降低制造成本。

<用作柵極絕緣膜的絕緣膜>

作為用作晶體管100的柵極絕緣膜的絕緣膜106、107，可以分別使用通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd：plasmaenhancedchemicalvapordeposition)法、濺射法等形成的包括氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化鋁膜、氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜和氧化釹膜中的至少一種的絕緣層。此外，也可以采用使用選自上述材料中的材料而形成的單層絕緣膜或者三層以上的絕緣膜，而代替絕緣膜106和107的疊層結(jié)構(gòu)。

絕緣膜106被用作抑制氧透過的阻擋膜。例如，當(dāng)對絕緣膜107、絕緣膜114、絕緣膜116和/或氧化物半導(dǎo)體膜108供應(yīng)過剩氧時(shí)，絕緣膜106能夠抑制氧透過。

與用作晶體管100的溝道區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體膜108接觸的絕緣膜107優(yōu)選為氧化物絕緣膜，并優(yōu)選包括包含超過化學(xué)計(jì)量組成的氧的區(qū)域(氧過剩區(qū)域)。換言之，絕緣膜107是能夠釋放氧的絕緣膜。為了在絕緣膜107中設(shè)置氧過剩區(qū)域，例如在氧氣氛下形成絕緣膜107?；蛘?，也可以對成膜后的絕緣膜107引入氧來形成氧過剩區(qū)域。作為氧的引入方法，可以采用離子注入法、離子摻雜法、等離子體浸沒式離子注入法、等離子體處理等。

當(dāng)作為絕緣膜107使用氧化鉿時(shí)發(fā)揮如下效果。氧化鉿的相對介電常數(shù)比氧化硅及氧氮化硅高。因此，使用氧化鉿的絕緣膜107可以具有比使用氧化硅的絕緣膜107厚的厚度，由此，可以減少隧道電流引起的泄漏電流。也就是說，可以提供關(guān)態(tài)電流(off-statecurrent)小的晶體管。再者，與具有非晶結(jié)構(gòu)的氧化鉿相比，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鉿的相對介電常數(shù)較高。因此，為了提供關(guān)態(tài)電流小的晶體管，優(yōu)選使用具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鉿。作為結(jié)晶結(jié)構(gòu)的例子，可以舉出單斜晶系及立方晶系。注意，本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于上述例子。

在本實(shí)施方式中，作為絕緣膜106形成氮化硅膜，作為絕緣膜107形成氧化硅膜。與氧化硅膜相比，氮化硅膜的相對介電常數(shù)較高，且為了得到與氧化硅膜相等的靜電容量需要的厚度較大，因此，當(dāng)作為晶體管100的柵極絕緣膜使用氮化硅膜時(shí)，可以增加絕緣膜的物理厚度。因此，可以抑制晶體管100的絕緣耐壓的下降并提高絕緣耐壓，來減輕晶體管100的靜電破壞。

<氧化物半導(dǎo)體膜>

氧化物半導(dǎo)體膜108可以使用上述材料形成。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108包含in-m-zn氧化物時(shí)，用來形成in-m-zn氧化物的濺射靶材的金屬元素的原子個(gè)數(shù)比優(yōu)選滿足in≥m及zn≥m。作為這種濺射靶材的金屬元素的原子個(gè)數(shù)比，優(yōu)選為in:m:zn＝1:1:1、in:m:zn＝1:1:1.2、in:m:zn＝2:1:3、in:m:zn＝3:1:2、in:m:zn＝4:2:4.1。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108包含in-m-zn氧化物時(shí)，作為濺射靶材優(yōu)選使用包含多晶的in-m-zn氧化物的靶材。通過使用包含多晶的in-m-zn氧化物的靶材，容易形成具有結(jié)晶性的氧化物半導(dǎo)體膜108。注意，所形成的氧化物半導(dǎo)體膜108的金屬元素的原子個(gè)數(shù)比與上述濺射靶材的金屬元素的原子個(gè)數(shù)比之間有±40％范圍內(nèi)的誤差。例如，在使用原子個(gè)數(shù)比為in:ga:zn＝4:2:4.1的濺射靶材時(shí)，有時(shí)氧化物半導(dǎo)體膜108中的in、ga及zn的原子個(gè)數(shù)比為4:2:3左右。

第一氧化物半導(dǎo)體膜108a可以使用上述原子個(gè)數(shù)比為in:m:zn＝2:1:3、in:m:zn＝3:1:2、in:m:zn＝4:2:4.1等的濺射靶材形成。第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的原子個(gè)數(shù)比優(yōu)選為in:m:zn＝4:α1(1.5≤α1≤2.5):α2(2.5≤α2≤3.5)。

此外，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b可以使用上述原子個(gè)數(shù)比為in:m:zn＝1:1:1、in:m:zn＝1:1:1.2等的濺射靶材形成。第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的原子個(gè)數(shù)比優(yōu)選為in:m:zn＝1:β1(0.8≤β1≤1.2):β2(0.8≤β2≤1.2)。另外，用來形成第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的濺射靶材的金屬元素的原子個(gè)數(shù)比不一定必須滿足in≥m及zn≥m，也可以滿足in<m或zn<m。例如，濺射靶材的原子個(gè)數(shù)比可以為in:m:zn＝1:3:2、in:m:zn＝1:3:4、in:m:zn＝1:3:6。

氧化物半導(dǎo)體膜108的能隙為2ev以上，優(yōu)選為2.5ev以上，更優(yōu)選為3ev以上。通過使用能隙較寬的氧化物半導(dǎo)體，可以降低晶體管100的關(guān)態(tài)電流。尤其優(yōu)選的是，作為第一氧化物半導(dǎo)體膜108a使用能隙為2ev以上，優(yōu)選為2ev以上且3.0ev以下的氧化物半導(dǎo)體膜，作為第二氧化物半導(dǎo)體膜108b使用能隙為2.5ev以上且3.5ev以下的氧化物半導(dǎo)體膜。此外，優(yōu)選第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的能隙大于第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的能隙。

第一氧化物半導(dǎo)體膜108a及第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的厚度都為3nm以上且200nm以下，優(yōu)選為3nm以上且100nm以下，更優(yōu)選為3nm以上且50nm以下。

作為第一氧化物半導(dǎo)體膜108a使用載流子密度低的氧化物半導(dǎo)體膜，由此，第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的載流子密度可以為1×10^-9/cm³以上且低于8×10¹¹/cm³，優(yōu)選為1×10^-9/cm³以上且低于1×10¹¹/cm³，更優(yōu)選為1×10^-9/cm³以上且低于1×10¹⁰/cm³。作為第二氧化物半導(dǎo)體膜108b使用載流子密度較低的氧化物半導(dǎo)體膜，由此，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的載流子密度可以為1×10¹⁷/cm³以下，優(yōu)選為1×10¹⁵/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹³/cm³以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1×10¹¹/cm³以下。

注意，不局限于上述組成，可以根據(jù)所需的晶體管的半導(dǎo)體特性及電特性(例如，場效應(yīng)遷移率、閾值電壓)來使用具有適當(dāng)?shù)慕M成的材料。另外，為了得到所需的晶體管的半導(dǎo)體特性，優(yōu)選適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一氧化物半導(dǎo)體膜108a及第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的載流子密度、雜質(zhì)濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子個(gè)數(shù)比、原子間距離、密度等。

優(yōu)選的是，作為第一氧化物半導(dǎo)體膜108a及第二氧化物半導(dǎo)體膜108b使用雜質(zhì)濃度低且缺陷態(tài)密度低的氧化物半導(dǎo)體膜，此時(shí)，晶體管可以具有更優(yōu)良的電特性。這里，將雜質(zhì)濃度低且缺陷態(tài)密度低(氧缺陷數(shù)少)的狀態(tài)稱為“高純度本征”或“實(shí)質(zhì)上高純度本征”。因?yàn)楦呒兌缺菊骰驅(qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜的載流子發(fā)生源較少，所以可以降低載流子密度。因此，在該氧化物半導(dǎo)體膜中形成有溝道區(qū)域的晶體管很少具有負(fù)閾值電壓的電特性(很少為常開啟特性)。因?yàn)楦呒兌缺菊骰驅(qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜具有較低的缺陷態(tài)密度，所以有時(shí)具有較低的陷阱態(tài)密度。此外，高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜的關(guān)態(tài)電流極小。在溝道寬度為1×10⁶μm、溝道長度l為10μm的元件中，當(dāng)源電極與漏電極間的電壓(漏電壓)為1v至10v時(shí)，其關(guān)態(tài)電流可以為半導(dǎo)體參數(shù)分析儀的測定極限以下，即1×10^-13a以下。

因此，在上述高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜中形成有溝道區(qū)域的晶體管可以具有變動(dòng)小的電特性及高可靠性。被氧化物半導(dǎo)體膜的陷阱能級俘獲的電荷到消失需要較長的時(shí)間，有時(shí)像固定電荷那樣動(dòng)作。因此，有時(shí)在陷阱態(tài)密度高的氧化物半導(dǎo)體膜中形成有溝道區(qū)域的晶體管的電特性不穩(wěn)定。雜質(zhì)的例子是氫、氮、堿金屬及堿土金屬。

包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的氫與鍵合于金屬原子的氧起反應(yīng)而生成水，與此同時(shí)在發(fā)生氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中產(chǎn)生氧缺陷。由于氫進(jìn)入該氧缺陷，有時(shí)生成作為載流子的電子。另外，有時(shí)氫的一部分與鍵合于金屬原子的氧鍵合而產(chǎn)生作為載流子的電子。因此，包括包含氫的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管容易為常開啟特性。由此，優(yōu)選盡可能減少氧化物半導(dǎo)體膜108中的氫。具體而言，在氧化物半導(dǎo)體膜108中利用sims(二次離子質(zhì)譜分析法)測得的氫濃度為2×10²⁰atoms/cm³以下，優(yōu)選為5×10¹⁹atoms/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹⁹atoms/cm³以下，更優(yōu)選為5×10¹⁸atoms/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹⁸atoms/cm³以下，更優(yōu)選為5×10¹⁷atoms/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以下。

第一氧化物半導(dǎo)體膜108a優(yōu)選包括其氫濃度低于第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的區(qū)域。當(dāng)?shù)谝谎趸锇雽?dǎo)體膜108a包括其氫濃度低于第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的區(qū)域時(shí)，半導(dǎo)體裝置可以具有高可靠性。

當(dāng)?shù)谝谎趸锇雽?dǎo)體膜108a包含第14族元素之一的硅或碳時(shí)，在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中氧缺陷增加，由此第一氧化物半導(dǎo)體膜108a成為n型膜。因此，將第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中的硅或碳的濃度或者與第一氧化物半導(dǎo)體膜108a之間的界面附近的硅或碳的濃度(利用sims分析測得的濃度)設(shè)定為2×10¹⁸atoms/cm³以下，優(yōu)選為2×10¹⁷atoms/cm³以下。

另外，在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中利用sims分析測得的堿金屬或堿土金屬的濃度為1×10¹⁸atoms/cm³以下，優(yōu)選為2×10¹⁶atoms/cm³以下。當(dāng)堿金屬及堿土金屬與氧化物半導(dǎo)體鍵合時(shí)有時(shí)生成載流子而使晶體管的關(guān)態(tài)電流增大。由此，優(yōu)選降低第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的堿金屬或堿土金屬的濃度。

另外，當(dāng)在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中含有氮時(shí)，生成作為載流子的電子，載流子密度增加，由此第一氧化物半導(dǎo)體膜108a容易成為n型膜。其結(jié)果是，包括含有氮的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管容易具有常開啟特性。因此，優(yōu)選盡可能地減少氧化物半導(dǎo)體膜中的氮，例如，利用sims分析測得的氮濃度優(yōu)選為5×10¹⁸atoms/cm³以下。

例如，第一氧化物半導(dǎo)體膜108a及第二氧化物半導(dǎo)體膜108b也可以分別具有非單晶結(jié)構(gòu)。非單晶結(jié)構(gòu)例如包括下述caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c軸取向結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體)、多晶結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)或非晶結(jié)構(gòu)。在非單晶結(jié)構(gòu)中，非晶結(jié)構(gòu)的缺陷態(tài)密度最高，而caac-os的缺陷態(tài)密度最低。

在此，參照圖8說明氧化物半導(dǎo)體膜108以及接觸于氧化物半導(dǎo)體膜108的絕緣膜的能帶結(jié)構(gòu)。

圖8示出疊層結(jié)構(gòu)的膜厚度方向上的能帶結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，該疊層結(jié)構(gòu)具有絕緣膜107、第一氧化物半導(dǎo)體膜108a、第二氧化物半導(dǎo)體膜108b以及絕緣膜114。為了容易理解，在能帶結(jié)構(gòu)中示出絕緣膜107、第一氧化物半導(dǎo)體膜108a、第二氧化物半導(dǎo)體膜108b以及絕緣膜114的導(dǎo)帶底能級(ec)。

在圖8的能帶結(jié)構(gòu)中，作為絕緣膜107、114使用氧化硅膜，作為第一氧化物半導(dǎo)體膜108a使用利用金屬元素的原子個(gè)數(shù)比為in:ga:zn＝4:2:4.1的金屬氧化物靶材形成的氧化物半導(dǎo)體膜，作為第二氧化物半導(dǎo)體膜108b使用利用金屬元素的原子個(gè)數(shù)比為in:ga:zn＝1:1:1.2的金屬氧化物靶材形成的金屬氧化膜。

如圖8所示，在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a與第二氧化物半導(dǎo)體膜108b之間，導(dǎo)帶底能級平緩地變化。換言之，導(dǎo)帶底能級連續(xù)地變化或連續(xù)接合。為了實(shí)現(xiàn)這樣的能帶結(jié)構(gòu)，使第一氧化物半導(dǎo)體膜108a與第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的界面處不存在形成陷阱中心或復(fù)合中心等缺陷能級的雜質(zhì)。

為了在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a與第二氧化物半導(dǎo)體膜108b之間形成連續(xù)接合，使用設(shè)置有裝載閉鎖室的多室成膜裝置(濺射裝置)以不暴露于大氣中的方式連續(xù)地形成這些膜。

通過采用圖8的能帶結(jié)構(gòu)，第一氧化物半導(dǎo)體膜108a成為阱(well)，并且，在具有上述疊層結(jié)構(gòu)的晶體管中，溝道區(qū)域形成在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中。

當(dāng)不設(shè)置第二氧化物半導(dǎo)體膜108b時(shí)，陷阱能級有可能形成在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中。但是，在上述疊層結(jié)構(gòu)中，該陷阱能級可以形成在第二氧化物半導(dǎo)體膜108b中。因此，可以使陷阱能級遠(yuǎn)離第一氧化物半導(dǎo)體膜108a。

另外，有時(shí)陷阱能級與用作溝道區(qū)域的第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的導(dǎo)帶底能級(ec)相比離真空能級更遠(yuǎn)，而電子容易積累在陷阱能級中。當(dāng)電子積累在陷阱能級時(shí)，該電子成為負(fù)固定電荷，導(dǎo)致晶體管的閾值電壓漂移到正方向。因此，優(yōu)選的是，陷阱能級與第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的導(dǎo)帶底能級(ec)相比更接近于真空能級。通過采用上述結(jié)構(gòu)，電子不容易積累在陷阱能級。其結(jié)果是，能夠增大晶體管的通態(tài)電流及場效應(yīng)遷移率。

在圖8中，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的導(dǎo)帶底能級與第一氧化物半導(dǎo)體膜108a相比更接近于真空能級。典型的是，第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的導(dǎo)帶底能級與第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的導(dǎo)帶底能級之差為0.15ev以上或0.5ev以上，且為2ev以下或1ev以下。換言之，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的電子親和勢與第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的電子親和勢之差為0.15ev以上或0.5ev以上，且為2ev以下或1ev以下。

在上述結(jié)構(gòu)中，第一氧化物半導(dǎo)體膜108a成為電流的主要路徑并被用作溝道區(qū)域。此外，由于第二氧化物半導(dǎo)體膜108b包括形成有溝道區(qū)域的第一氧化物半導(dǎo)體膜108a所包含的金屬元素中的一種以上，所以在第一氧化物半導(dǎo)體膜108a與第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的界面處不容易產(chǎn)生界面散射。由此，在該界面中載流子的移動(dòng)不受到阻礙，因此晶體管的場效應(yīng)遷移率得到提高。

為了防止第二氧化物半導(dǎo)體膜108b被用作溝道區(qū)域的一部分，作為第二氧化物半導(dǎo)體膜108b使用導(dǎo)電率充分低的材料。或者，作為第二氧化物半導(dǎo)體膜108b使用其電子親和勢(真空能級與導(dǎo)帶底能級之間的能級差)低于第一氧化物半導(dǎo)體膜108a且其導(dǎo)帶底能級與第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的導(dǎo)帶底能級有差異(能帶偏移)的材料。此外，為了抑制起因于漏極電壓值的閾值電壓之間的差異產(chǎn)生，優(yōu)選使用其導(dǎo)帶底能級與第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的導(dǎo)帶底能級相比更接近于真空能級0.2ev以上，優(yōu)選為0.5ev以上的材料，來形成第二氧化物半導(dǎo)體膜108b。

第二氧化物半導(dǎo)體膜108b優(yōu)選不包含尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在第二氧化物半導(dǎo)體膜108b包含尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)電膜112a、112b的構(gòu)成元素有時(shí)會在該尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)與其他區(qū)域的界面處擴(kuò)散到第一氧化物半導(dǎo)體膜108a中。此外，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b優(yōu)選為后述的caac-os，此時(shí)，阻擋導(dǎo)電膜112a、112b的構(gòu)成元素如銅元素的性質(zhì)得到提高。

第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的厚度大于能夠抑制導(dǎo)電膜112a、112b的構(gòu)成元素?cái)U(kuò)散到第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的厚度且小于從絕緣膜114向第一氧化物半導(dǎo)體膜108a的氧的供應(yīng)被抑制的厚度。例如，當(dāng)?shù)诙趸锇雽?dǎo)體膜108b的厚度為10nm以上時(shí)，能夠抑制導(dǎo)電膜112a、112b的構(gòu)成元素?cái)U(kuò)散到第一氧化物半導(dǎo)體膜108a。當(dāng)?shù)诙趸锇雽?dǎo)體膜108b的厚度為100nm以下時(shí)，能夠有效地從絕緣膜114、116向第一氧化物半導(dǎo)體膜108a供應(yīng)氧。

<用作晶體管的保護(hù)絕緣膜的絕緣膜>

絕緣膜114、116具有對氧化物半導(dǎo)體膜108供應(yīng)氧的功能。絕緣膜118具有晶體管100的保護(hù)絕緣膜的功能。絕緣膜114、116包含氧。此外，絕緣膜114是能夠使氧透過的絕緣膜。此外，絕緣膜114還被用作在后面工序中形成絕緣膜116時(shí)緩和對氧化物半導(dǎo)體膜108造成的損傷的膜。

作為絕緣膜114，可以使用厚度為5nm以上且150nm以下，優(yōu)選為5nm以上且50nm以下的氧化硅膜、氧氮化硅膜等。

此外，優(yōu)選的是，絕緣膜114中的缺陷量較少，典型的是，通過esr(電子自旋共振)測量的起因于硅的懸空鍵的g＝2.001處呈現(xiàn)的信號的自旋密度為3×10¹⁷spins/cm³以下。這是因?yàn)槿艚^緣膜114的缺陷密度高，氧則與該缺陷鍵合，而使絕緣膜114中的氧透過量減少的緣故。

在絕緣膜114中，有時(shí)從外部進(jìn)入絕緣膜114的氧不是全部移動(dòng)到絕緣膜114的外部，而是其一部分的氧殘留在絕緣膜114中。另外，有時(shí)在氧進(jìn)入絕緣膜114的同時(shí)，絕緣膜114中含有的氧移動(dòng)到絕緣膜114的外部，而在絕緣膜114中發(fā)生氧的移動(dòng)。在形成能夠使氧透過的氧化物絕緣膜作為絕緣膜114時(shí)，可以將從設(shè)置在絕緣膜114上的絕緣膜116脫離的氧經(jīng)由絕緣膜114移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體膜108。

絕緣膜114可以使用因氮氧化物產(chǎn)生的態(tài)密度低的氧化物絕緣膜形成。注意，該因氮氧化物產(chǎn)生的態(tài)密度有時(shí)形成在氧化物半導(dǎo)體膜的價(jià)帶頂?shù)哪芰?ev_os)與導(dǎo)帶底的能量(ec_os)之間。作為上述氧化物絕緣膜，可以使用氮氧化物的釋放量少的氧氮化硅膜或氮氧化物的釋放量少的氧氮化鋁膜等。

此外，在熱脫附譜分析中，氮氧化物的釋放量少的氧氮化硅膜是氨釋放量比氮氧化物的釋放量多的膜。典型的是，該氧氮化硅膜的氨分子釋放量為1×10¹⁸/cm³以上且5×10¹⁹/cm³以下。注意，該膜的氨釋放量為在進(jìn)行膜表面溫度為50℃以上且650℃以下，優(yōu)選為50℃以上且550℃以下的加熱處理時(shí)的氨釋放量。

氮氧化物(nox，x為0以上且2以下，優(yōu)選為1以上且2以下)，典型的是no2或no，例如在絕緣膜114等中形成能級。該能級位于氧化物半導(dǎo)體膜108的能隙中。由此，當(dāng)?shù)趸飻U(kuò)散到絕緣膜114與氧化物半導(dǎo)體膜108的界面時(shí)，有時(shí)該能級在絕緣膜114一側(cè)俘獲電子。其結(jié)果是，被俘獲的電子留在絕緣膜114與氧化物半導(dǎo)體膜108的界面附近，由此，晶體管的閾值電壓向正方向漂移。

在加熱處理中，氮氧化物與氨及氧起反應(yīng)。由于在加熱處理中絕緣膜114所包含的氮氧化物與絕緣膜116所包含的氨起反應(yīng)，所以絕緣膜114所包含的氮氧化物減少。因此，在絕緣膜114與氧化物半導(dǎo)體膜108的界面中不容易俘獲電子。

通過作為絕緣膜114使用上述氧化物絕緣膜，可以降低晶體管的閾值電壓的漂移，從而可以降低晶體管的電特性的變動(dòng)。

通過進(jìn)行晶體管的制造工序的加熱處理，典型的是低于400℃或低于375℃(優(yōu)選為340℃以上且360℃以下)的加熱處理，在絕緣膜114的100k以下的esr光譜中，觀察到g值為2.037以上且2.039以下的第一信號、g值為2.001以上且2.003以下的第二信號以及g值為1.964以上且1.966以下的第三信號。通過使用x帶的esr測定而得到的第一信號與第二信號之間的分割寬度(splitwidth)及第二信號與第三信號之間的分割寬度大約為5mt。g值為2.037以上且2.039以下的第一信號、g值為2.001以上且2.003以下的第二信號以及g值為1.964以上且1.966以下的第三信號的自旋密度的總和低于1×10¹⁸spins/cm³，典型為1×10¹⁷spins/cm³以上且低于1×10¹⁸spins/cm³。

在100k以下的esr譜中，g值為2.037以上且2.039以下的第一信號、g值為2.001以上且2.003以下的第二信號以及g值為1.964以上且1.966以下的第三信號相當(dāng)于起因于氮氧化物(nox；x為0以上且2以下，優(yōu)選為1以上且2以下)的信號。氮氧化物的典型例子包括：一氧化氮及二氧化氮。就是說，g值為2.037以上且2.039以下的第一信號、g值為2.001以上且2.003以下的第二信號以及g值為1.964以上且1.966以下的第三信號的自旋密度的總數(shù)越少，氧化物絕緣膜的氮氧化物含量越少。

通過sims測得的上述氧化物絕緣膜的氮濃度為6×10²⁰atoms/cm³以下。

通過以220℃以上且350℃以下的襯底溫度利用使用硅烷及一氧化二氮的pecvd法形成上述氧化物絕緣膜，可以形成致密且硬度高的膜。

絕緣膜116使用其氧含量超過化學(xué)計(jì)量組成的氧化物絕緣膜形成。其氧含量超過化學(xué)計(jì)量組成的氧化物絕緣膜通過加熱而其一部分的氧脫離。在tds分析中，其氧含量超過化學(xué)計(jì)量組成的氧化物絕緣膜的換算為氧原子的氧釋放量為1.0×10¹⁹atoms/cm³以上，優(yōu)選為3.0×10²⁰atoms/cm³以上。注意，上述tds分析時(shí)的膜表面溫度優(yōu)選為100℃以上且700℃以下或100℃以上且500℃以下。

作為絕緣膜116可以使用厚度為30nm以上且500nm以下，優(yōu)選為50nm以上且400nm以下的氧化硅膜、氧氮化硅膜等。

優(yōu)選的是，絕緣膜116中的缺陷量較少，典型的是，通過esr測量的起因于硅的懸空鍵的g＝2.001處呈現(xiàn)的信號的自旋密度低于1.5×10¹⁸spins/cm³，更優(yōu)選為1×10¹⁸spins/cm³以下。此外，由于絕緣膜116與絕緣膜114相比離氧化物半導(dǎo)體膜108更遠(yuǎn)，所以絕緣膜116的缺陷密度也可以高于絕緣膜114。

另外，因?yàn)榻^緣膜114、116可以使用由相同種類的材料形成的絕緣膜而形成，所以有時(shí)無法明確地確認(rèn)到絕緣膜114與116之間的界面。因此，在本實(shí)施方式中，以虛線示出絕緣膜114與116之間的界面。雖然在本實(shí)施方式中說明絕緣膜114與116的兩層結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不局限于該結(jié)構(gòu)。例如，也可以采用絕緣膜114或絕緣膜116的單層結(jié)構(gòu)。

絕緣膜118具有能夠阻擋氧、氫、水、堿金屬、堿土金屬等的功能。通過設(shè)置絕緣膜118，能夠防止氧從氧化物半導(dǎo)體膜108擴(kuò)散到外部，能夠防止絕緣膜114、116所包含的氧擴(kuò)散到外部，并且能夠防止氫、水等從外部侵入氧化物半導(dǎo)體膜108中。作為絕緣膜118，例如可以使用氮化物絕緣膜。該氮化物絕緣膜使用氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁、氮氧化鋁等形成。尤其是，作為絕緣膜118優(yōu)選使用氮氧化硅或氮化硅膜，此時(shí)可以抑制氧向外部擴(kuò)散。

作為絕緣膜118也可以設(shè)置對氧、氫、水等具有阻擋效果的氧化物絕緣膜代替對氧、氫、水、堿金屬、堿土金屬等具有阻擋效果的氮化物絕緣膜。作為對氧、氫、水等具有阻擋效果的氧化物絕緣膜，可以舉出氧化鋁膜、氧氮化鋁膜、氧化鎵膜、氧氮化鎵膜、氧化釔膜、氧氮化釔膜、氧化鉿膜、氧氮化鉿膜等。作為對氧、氫、水等具有阻擋效果的氧化物絕緣膜，尤其優(yōu)選使用氧化鋁膜、氧化鉿膜或氧化釔膜。

雖然上述導(dǎo)電膜、絕緣膜及氧化物半導(dǎo)體膜等各種膜可以通過濺射法或pecvd法形成，但是這些膜也可以利用例如熱cvd(chemicalvapordeposition：有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積)法或ald(atomiclayerdeposition：原子層沉積)法形成。作為熱cvd法的例子，可以舉出mocvd(metalorganicchemicalvapordeposition：有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積)法。

由于熱cvd法在成膜時(shí)不使用等離子體，因此具有不產(chǎn)生因等離子體損傷所引起的缺陷的優(yōu)點(diǎn)。

可以以如下方法利用熱cvd法在襯底上進(jìn)行成膜：將源氣體及氧化劑同時(shí)供應(yīng)到腔室內(nèi)，將腔室內(nèi)的壓力設(shè)定為大氣壓或減壓，在襯底附近或在襯底上使源氣體和氧化劑起反應(yīng)。

另外，也可以以如下方法進(jìn)行利用ald法的成膜：將腔室內(nèi)的壓力設(shè)定為大氣壓或減壓，將用于反應(yīng)的源氣體依次引入腔室，然后按該順序反復(fù)地引入氣體。例如，通過切換各開關(guān)閥(也稱為高速閥)來將兩種以上的源氣體依次供應(yīng)到腔室內(nèi)。例如，為了防止源氣體混合，在引入第一源氣體的同時(shí)或之后引入惰性氣體(例如，氬或氮)等，然后引入第二源氣體。注意，當(dāng)同時(shí)引入第一源氣體及惰性氣體時(shí)，惰性氣體被用作載流子氣體。另外，也可以在引入第二源氣體的同時(shí)引入惰性氣體。另外，也可以不引入惰性氣體而通過真空抽氣將第一源氣體排出，然后引入第二源氣體。第一源氣體附著到襯底表面而形成第一層，之后引入的第二源氣體與該第一層起反應(yīng)，由此第二層層疊在第一層上而形成薄膜。通過按該順序反復(fù)多次地引入氣體直到獲得所希望的厚度為止，可以形成臺階覆蓋性良好的薄膜。由于薄膜的厚度可以根據(jù)按順序反復(fù)引入氣體的次數(shù)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，ald法可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)膜厚度而適用于微型fet的制造。

通過mocvd法等熱cvd法可以形成上述實(shí)施方式的導(dǎo)電膜、絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體膜及金屬氧化膜等各種膜。例如，當(dāng)形成in-ga-zn-o膜時(shí)，使用三甲基銦、三甲基鎵及二甲基鋅。三甲基銦的化學(xué)式為in(ch3)3。三甲基鎵的化學(xué)式為ga(ch3)3。二甲基鋅的化學(xué)式為zn(ch3)2。不局限于上述組合，可以使用三乙基鎵(化學(xué)式：ga(c2h5)3)代替三甲基鎵，并可以使用二乙基鋅(化學(xué)式：zn(c2h5)2)代替二甲基鋅。

例如，在使用利用ald法的成膜裝置形成氧化鉿膜時(shí)，使用如下兩種氣體：用作氧化劑的臭氧(o3)；以及通過使包含溶劑和鉿前體化合物的液體(例如，鉿醇鹽、四二甲基酰胺鉿(tdmah)等鉿酰胺)氣化而得到的源氣體。此外，四二甲基酰胺鉿的化學(xué)式為hf[n(ch3)2]4。其他材料液的例子包括：四(乙基甲基酰胺)鉿。

例如，在使用利用ald法的成膜裝置形成氧化鋁膜時(shí)，使用如下兩種氣體：用作氧化劑的h2o；以及通過使包含溶劑和鋁前體化合物的液體(例如，三甲基鋁(tma))氣化而得到的源氣體。此外，三甲基鋁的化學(xué)式為al(ch3)3。其他材料液的例子包括：三(二甲基酰胺)鋁、三異丁基鋁、鋁三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)。

例如，在使用利用ald法的成膜裝置形成氧化硅膜時(shí)，使六氯乙硅烷附著在形成膜的表面上，去除附著物所包含的氯，供應(yīng)氧化性氣體(例如，o2或一氧化二氮)的自由基來使其與附著物起反應(yīng)。

例如，在使用利用ald法的成膜裝置形成鎢膜時(shí)，依次反復(fù)引入wf6氣體和b2h6氣體形成初始鎢膜，然后使用wf6氣體和h2氣體形成鎢膜。此外，也可以使用sih4氣體代替b2h6氣體。

例如，在使用利用ald法的成膜裝置形成氧化物半導(dǎo)體膜(例如，in-ga-zno膜)時(shí)，依次反復(fù)引入in(ch3)3氣體和o3氣體形成in-o層，然后使用ga(ch3)3氣體和o3氣體形成gao層，之后使用zn(ch3)2氣體和o3氣體形成zno層。注意，這些層的順序不局限于上述例子。此外，也可以混合這些氣體來形成混合化合物層，諸如in-ga-o層、in-zn-o層、ga-zn-o層。注意，雖然也可以使用利用ar等惰性氣體進(jìn)行鼓泡而得到的h2o氣體代替o3氣體，但是優(yōu)選使用不包含h的o3氣體。另外，也可以使用in(c2h5)3氣體代替in(ch3)3氣體。也可以使用ga(c2h5)3氣體代替ga(ch3)3氣體。也可以使用zn(ch3)2氣體。

<半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例2>

參照圖6a及6b說明與圖5b及5c的晶體管100不同的結(jié)構(gòu)實(shí)例。注意，當(dāng)表示具有與上面所說明的功能相同的功能的部分時(shí)，有時(shí)將相同的陰影線用于該部分，而不特別附加附圖標(biāo)記。

圖6a是作為本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的晶體管170的俯視圖。圖6b是沿著圖6a的點(diǎn)劃線x1-x2的截面圖以及沿著圖6a的點(diǎn)劃線y1-y2的截面圖。在圖6b中，左側(cè)示出沿著點(diǎn)劃線x1-x2的截面圖，右側(cè)示出沿著點(diǎn)劃線y1-y2的截面圖。

晶體管170包括：襯底102上的用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104；襯底102及導(dǎo)電膜104上的絕緣膜106；絕緣膜106上的絕緣膜107；絕緣膜107上的氧化物半導(dǎo)體膜108；氧化物半導(dǎo)體膜108上的絕緣膜114；絕緣膜114上的絕緣膜116；與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作源電極的導(dǎo)電膜112a；與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作漏電極的導(dǎo)電膜112b；絕緣膜116上的絕緣膜118；絕緣膜118上的導(dǎo)電膜120a；以及絕緣膜118上的導(dǎo)電膜120b。絕緣膜114、116、118具有晶體管170的第二柵極絕緣膜的功能。導(dǎo)電膜120a通過設(shè)置在絕緣膜114、116、118的開口142c與導(dǎo)電膜112b電連接。在晶體管170中，導(dǎo)電膜120a例如具有用于顯示裝置的像素電極的功能。在晶體管170中，導(dǎo)電膜120b用作第二柵電極(也稱為背柵電極)。

如圖6b右側(cè)的截面圖所示，導(dǎo)電膜120b在設(shè)置于絕緣膜106、107、114、116、118中的開口142a、142b中連接于用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104。因此，導(dǎo)電膜120b和導(dǎo)電膜104被施加相同的電位。

另外，雖然在本實(shí)施方式中示出設(shè)置開口142a、142b而使導(dǎo)電膜120b與導(dǎo)電膜104連接的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此。例如，也可以采用僅形成開口142a和開口142b中的一個(gè)而使導(dǎo)電膜120b與導(dǎo)電膜104連接的結(jié)構(gòu)，或者，不設(shè)置開口142a和開口142b而不使導(dǎo)電膜120b與導(dǎo)電膜104連接的結(jié)構(gòu)。當(dāng)導(dǎo)電膜120b不與導(dǎo)電膜104連接時(shí)，可以對導(dǎo)電膜120b和導(dǎo)電膜104施加彼此不同的電位。

如圖6b左側(cè)的截面圖所示，氧化物半導(dǎo)體膜108位于與用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104及用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b相對的位置，并夾在兩個(gè)用作柵電極的導(dǎo)電膜之間。用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b的溝道長度方向的長度及溝道寬度方向的長度都大于氧化物半導(dǎo)體膜108的溝道長度方向的長度及溝道寬度方向的長度。導(dǎo)電膜120b隔著絕緣膜114、116、118覆蓋整個(gè)氧化物半導(dǎo)體膜108。由于用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b與用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104在設(shè)置于絕緣膜106、107、114、116、118中的開口142a、142b中連接，所以氧化物半導(dǎo)體膜108的溝道寬度方向的側(cè)面隔著絕緣膜114、116、118與用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b相對。

換言之，在晶體管170的溝道寬度方向上，用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104和用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b在設(shè)置于用作第一柵極絕緣膜的絕緣膜106、107及用作第二柵極絕緣膜的絕緣膜114、116、118中的開口中連接，并且，導(dǎo)電膜104及導(dǎo)電膜120b隔著用作第一柵極絕緣膜的絕緣膜106、107及用作第二柵極絕緣膜的絕緣膜114、116、118圍繞氧化物半導(dǎo)體膜108。

通過采用上述結(jié)構(gòu)，用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104及用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b的電場電圍繞晶體管170所包括的氧化物半導(dǎo)體膜108。如晶體管170那樣，可以將第一柵電極及第二柵電極的電場電圍繞形成有溝道區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的裝置結(jié)構(gòu)稱為surroundedchannel(s-channel：圍繞溝道)結(jié)構(gòu)。

因?yàn)榫w管170具有s-channel結(jié)構(gòu)，所以可以使用用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104對氧化物半導(dǎo)體膜108有效地施加用來引起溝道的電場。由此，晶體管170的電流驅(qū)動(dòng)能力得到提高，從而可以得到高的通態(tài)電流(on-statecurrent)特性。由于可以增加通態(tài)電流，所以可以減小晶體管170的尺寸。另外，由于晶體管170具有氧化物半導(dǎo)體膜108由用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104及用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b圍繞的結(jié)構(gòu)，所以可以提高晶體管170的機(jī)械強(qiáng)度。

注意，晶體管170的其他結(jié)構(gòu)與上述晶體管100是同樣的，并且發(fā)揮與上述晶體管100同樣的效果。

本實(shí)施方式的晶體管結(jié)構(gòu)可以自由地組合在一起。例如，可以將圖5a及圖5b所示的晶體管100用作顯示裝置的像素中的晶體管，而將圖6a及圖6b所示的晶體管170用作顯示裝置的柵極驅(qū)動(dòng)器中的晶體管。

<半導(dǎo)體裝置的制造方法1>

接著，下面參照圖1a至圖1c、圖2a至圖2c、圖3a至圖3c、圖4a至圖4c、圖5a詳細(xì)地說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的晶體管100的制造方法。圖1a至圖1c、圖2a至圖2c、圖3a至圖3c、圖4a至圖4c、圖5a是說明半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖。

首先，在襯底102上形成導(dǎo)電膜，通過光刻工序及蝕刻工序進(jìn)行加工，來形成用作柵電極的導(dǎo)電膜104。接著，在導(dǎo)電膜104上形成用作柵極絕緣膜的絕緣膜106、107(參照圖1a)。

在本實(shí)施方式中，作為襯底102使用玻璃襯底。作為用作柵電極的導(dǎo)電膜104，通過濺射法形成厚度為100nm的鎢膜。作為絕緣膜106的厚度為400nm的氮化硅膜及作為絕緣膜107的厚度為50nm的氧氮化硅膜通過pecvd法形成。

絕緣膜106可以具有氮化硅膜的疊層結(jié)構(gòu)。具體而言，絕緣膜106可以具有第一氮化硅膜、第二氮化硅膜及第三氮化硅膜的三層的疊層結(jié)構(gòu)。下面說明該三層結(jié)構(gòu)的例子。

例如，在如下條件下可以形成厚度為50nm的第一氮化硅膜：作為源氣體將流量為200sccm的硅烷、流量為2000sccm的氮以及流量為100sccm的氨氣體供應(yīng)給pecvd裝置的反應(yīng)室內(nèi)，將反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制為100pa，使用27.12mhz的高頻電源供應(yīng)2000w的功率。

在如下條件下可以形成厚度為300nm的第二氮化硅膜：作為源氣體將流量為200sccm的硅烷、流量為2000sccm的氮以及流量為2000sccm的氨氣體供應(yīng)給pecvd裝置的反應(yīng)室內(nèi)，將反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制為100pa，使用27.12mhz的高頻電源供應(yīng)2000w的功率。

在如下條件下可以形成厚度為50nm的第三氮化硅膜：作為源氣體將流量為200sccm的硅烷以及流量為5000sccm的氮供應(yīng)給pecvd裝置的反應(yīng)室內(nèi)，將反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制為100pa，使用27.12mhz的高頻電源供應(yīng)2000w的功率。

另外，可以以350℃以下的襯底溫度形成上述第一氮化硅膜、第二氮化硅膜及第三氮化硅膜。

例如，當(dāng)絕緣膜106具有氮化硅膜的三層結(jié)構(gòu)時(shí)，在作為導(dǎo)電膜104使用包含銅(cu)的導(dǎo)電膜的情況下，發(fā)揮如下效果。

第一氮化硅膜可以抑制銅(cu)元素從導(dǎo)電膜104擴(kuò)散。第二氮化硅膜具有釋放氫的功能，可以提高用作柵極絕緣膜的絕緣膜的耐壓。第三氮化硅膜的氫釋放量少且其可以抑制從第二氮化硅膜釋放的氫的擴(kuò)散。

為了提高絕緣膜107與后面形成的氧化物半導(dǎo)體膜108(具體而言為第一氧化物半導(dǎo)體膜108a)的界面特性，絕緣膜107優(yōu)選為包含氧的絕緣膜。

接著，在絕緣膜107上以第一溫度形成氧化物半導(dǎo)體膜109。氧化物半導(dǎo)體膜109通過如下方式形成：首先，形成第一氧化物半導(dǎo)體膜109a，接著形成第二氧化物半導(dǎo)體膜109b(參照圖1b)。

形成氧化物半導(dǎo)體膜109時(shí)的第一溫度為室溫以上且低于340℃，優(yōu)選為室溫以上且300℃以下，更優(yōu)選為100℃以上且250℃以下，進(jìn)一步優(yōu)選為100℃以上且200℃以下。通過在進(jìn)行加熱的同時(shí)形成氧化物半導(dǎo)體膜109，可以提高氧化物半導(dǎo)體膜109的結(jié)晶性。當(dāng)作為襯底102使用大型玻璃襯底(例如，第6代至第10代的玻璃襯底)時(shí)，在第一溫度為150℃以上且低于340℃的情況下，襯底102有時(shí)會變形。但是，即使使用大型玻璃襯底，當(dāng)?shù)谝粶囟葹?00℃以上且低于150℃時(shí)可以防止玻璃襯底的變形。

第一氧化物半導(dǎo)體膜109a和第二氧化物半導(dǎo)體膜109b的成膜時(shí)的襯底溫度既可以相同又可以不同。優(yōu)選的是，以相同的襯底溫度形成第一氧化物半導(dǎo)體膜109a和第二氧化物半導(dǎo)體膜109b，此時(shí)可以降低制造成本。

在本實(shí)施方式中，使用in-ga-zn金屬氧化物靶材(原子個(gè)數(shù)比為in:ga:zn＝4:2:4.1)通過濺射法形成第一氧化物半導(dǎo)體膜109a，然后在真空中使用in-ga-zn金屬氧化物靶材(原子個(gè)數(shù)比為in:ga:zn＝1:1:1.2)通過濺射法連續(xù)形成第二氧化物半導(dǎo)體膜109b。以170℃的襯底溫度形成第一氧化物半導(dǎo)體膜109a及第二氧化物半導(dǎo)體膜109b。

在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜109的情況下，作為濺射氣體適當(dāng)?shù)厥褂孟∮袣怏w(典型的是氬)、氧、或者稀有氣體和氧的混合氣體。當(dāng)使用稀有氣體和氧的混合氣體時(shí)，優(yōu)選增高相對于稀有氣體的氧比例。另外，需要進(jìn)行濺射氣體的高純度化。例如，作為用作濺射氣體的氧氣體或氬氣體，使用露點(diǎn)為-40℃以下，優(yōu)選為-80℃以下，更優(yōu)選為-100℃以下，進(jìn)一步優(yōu)選為-120℃以下的高純度氣體，由此能夠盡可能地減少水分等混入氧化物半導(dǎo)體膜109。

在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜109的情況下，在濺射裝置的處理室中，優(yōu)選使用低溫泵等吸附式真空抽氣泵進(jìn)行高真空抽氣(抽空到5×10^-7pa至1×10^-4pa左右)以盡可能地去除對氧化物半導(dǎo)體膜109來說是雜質(zhì)的水等?；蛘?，優(yōu)選組合渦輪分子泵和冷阱來防止氣體(尤其是包含碳或氫的氣體)從抽氣系統(tǒng)倒流到處理室內(nèi)。

接著，對氧化物半導(dǎo)體膜109進(jìn)行加工來形成島狀的氧化物半導(dǎo)體膜108。注意，第一氧化物半導(dǎo)體膜109a被加工為島狀的第一氧化物半導(dǎo)體膜108a，第二氧化物半導(dǎo)體膜109b被加工為島狀的第二氧化物半導(dǎo)體膜108b(參照圖1c)。

接著，不進(jìn)行比上述第一溫度高的溫度的加熱工序，在絕緣膜107及氧化物半導(dǎo)體膜108上通過濺射法形成將成為源電極及漏電極的導(dǎo)電膜112(參照圖2a)。換言之，在氧化物半導(dǎo)體膜109的加工以及島狀的氧化物半導(dǎo)體膜108的形成后且在導(dǎo)電膜112的形成前的工序中的溫度為第一溫度以下。

在本實(shí)施方式中，作為導(dǎo)電膜112，通過濺射法形成依次層疊有厚度為50nm的鎢膜和厚度為400nm的鋁膜的疊層膜。雖然在本實(shí)施方式中導(dǎo)電膜112具有兩層結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此。例如，導(dǎo)電膜112也可以具有依次層疊有厚度為50nm的鎢膜、厚度為400nm的鋁膜和厚度為100nm的鈦膜的三層結(jié)構(gòu)。

接著，在導(dǎo)電膜112上的所希望的區(qū)域形成掩模136a、136b(參照圖2b)。

在本實(shí)施方式中，通過如下方式形成掩模136a、136b：在導(dǎo)電膜112上形成感光性樹脂膜并通過光刻工序?qū)υ摳泄庑詷渲みM(jìn)行圖案化。

接著，從導(dǎo)電膜112及掩模136a、136b的上方施加蝕刻材料138，來對導(dǎo)電膜112進(jìn)行加工，由此形成彼此分開的導(dǎo)電膜112a、112b(參照圖2c)。

在本實(shí)施方式中，使用干蝕刻裝置對導(dǎo)電膜112進(jìn)行加工。注意，導(dǎo)電膜112的加工方法并不局限于此。例如，可以將化學(xué)溶液用作蝕刻材料138并使用濕蝕刻裝置，來對導(dǎo)電膜112及第二氧化物半導(dǎo)體膜108b進(jìn)行加工。注意，與使用濕蝕刻裝置對導(dǎo)電膜112進(jìn)行加工的情況相比，使用干蝕刻裝置對導(dǎo)電膜112進(jìn)行加工時(shí)可以形成更微細(xì)的圖案。但是，與使用干蝕刻裝置對導(dǎo)電膜112進(jìn)行加工的情況相比，使用濕蝕刻裝置對導(dǎo)電膜112進(jìn)行加工時(shí)可以降低制造成本。

接著，從第二氧化物半導(dǎo)體膜108b、導(dǎo)電膜112a、112b及掩模136a、136b的上方施加蝕刻材料139，來對第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的表面(背溝道一側(cè))進(jìn)行洗滌(參照圖3a)。

例如，可以使用磷酸等化學(xué)溶液進(jìn)行上述洗滌。通過使用磷酸等化學(xué)溶液進(jìn)行洗滌，可以去除附著于第二氧化物半導(dǎo)體膜108b表面的雜質(zhì)(例如，包含在導(dǎo)電膜112a、112b中的元素)。注意，不一定需要進(jìn)行該洗滌，有時(shí)可以不進(jìn)行該洗滌。

在導(dǎo)電膜112a、112b的形成和/或洗滌的工序中，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的不被導(dǎo)電膜112a或112b覆蓋的區(qū)域有時(shí)會變得比第一氧化物半導(dǎo)體膜108a薄。

但是，在導(dǎo)電膜112a、112b的形成和/或洗滌的工序中，第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的不被導(dǎo)電膜112a或112b覆蓋的區(qū)域也有時(shí)不會變得比第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的被導(dǎo)電膜112a或112b覆蓋的區(qū)域薄。圖9a及圖9b示出該情況的一個(gè)例子。圖9a及圖9b是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的截面圖。在圖9a及圖9b中，左側(cè)及右側(cè)分別示出沿著點(diǎn)劃線x1-x2的截面圖及沿著點(diǎn)劃線y1-y2的截面圖。圖9a示出圖5b所示的晶體管100的第二氧化物半導(dǎo)體膜108b不比第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的被導(dǎo)電膜112a、112b覆蓋的區(qū)域薄的情況的一個(gè)例子。圖9b示出預(yù)先將第二氧化物半導(dǎo)體膜108b形成得比第一氧化物半導(dǎo)體膜108a薄，并使不被導(dǎo)電膜112a、112b覆蓋的區(qū)域的厚度與圖5b所示的晶體管100相等的情況的一個(gè)例子。

接著，去除掩模136a、136b，由此在第二氧化物半導(dǎo)體膜108b上形成用作源電極的導(dǎo)電膜112a以及用作漏電極的導(dǎo)電膜112b。氧化物半導(dǎo)體膜108具有第一氧化物半導(dǎo)體膜108a與第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的疊層結(jié)構(gòu)(參照圖3b)。

接著，在氧化物半導(dǎo)體膜108及導(dǎo)電膜112a、112b上形成用作第一保護(hù)絕緣膜的絕緣膜114以及用作第二保護(hù)絕緣膜的絕緣膜116，然后形成第一阻擋膜131(參照圖3c)。

另外，在形成絕緣膜114之后，優(yōu)選在不暴露于大氣的狀態(tài)下連續(xù)地形成絕緣膜116。在形成絕緣膜114之后，在不暴露于大氣的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)源氣體的流量、壓力、高頻功率和襯底溫度中的一個(gè)以上以連續(xù)地形成絕緣膜116，由此可以減少絕緣膜114與絕緣膜116之間的界面的來源于大氣成分的雜質(zhì)濃度，并可以將包含于絕緣膜114及116中的氧移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體膜108中。因此，可以減少氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷量。

例如，作為絕緣膜114，可以通過pecvd法形成氧氮化硅膜。此時(shí)，作為源氣體，優(yōu)選使用含有硅的沉積氣體及氧化性氣體。包含硅的沉積氣體的典型例子包括：硅烷、乙硅烷、丙硅烷、氟化硅烷。氧化性氣體的例子包括：一氧化二氮、二氧化氮。可以在如下條件下利用pecvd法形成包含氮且缺陷量少的絕緣膜114：氧化性氣體的流量為上述沉積氣體的流量的大于20倍且小于100倍，優(yōu)選為40倍以上且80倍以下；并且處理室內(nèi)的壓力為低于100pa，優(yōu)選為50pa以下。

在本實(shí)施方式中，作為絕緣膜114，在如下條件下利用pecvd法形成氧氮化硅膜：將襯底102的溫度保持為220℃；作為源氣體使用流量為50sccm的硅烷及流量為2000sccm的一氧化二氮；處理室內(nèi)的壓力為20pa；將13.56mhz、100w的高頻功率(功率密度為1.6×10^-2w/cm²)供應(yīng)到平行平板電極。

作為絕緣膜116，在如下條件下形成氧化硅膜或氧氮化硅膜：將安裝在pecvd裝置中的進(jìn)行了真空抽氣的處理室內(nèi)的襯底的溫度保持為180℃以上且350℃以下，將源氣體導(dǎo)入處理室中并將處理室內(nèi)的壓力設(shè)定為100pa以上且250pa以下，優(yōu)選設(shè)定為100pa以上且200pa以下，并且，對設(shè)置在處理室內(nèi)的電極供應(yīng)0.17w/cm²以上且0.5w/cm²以下，更優(yōu)選為0.25w/cm²以上且0.35w/cm²以下的高頻功率。

作為絕緣膜116的成膜條件，對具有上述壓力的反應(yīng)室供應(yīng)具有上述功率密度的高頻功率，由此在等離子體中源氣體的分解效率得到提高，氧自由基增加，并且源氣體的氧化促進(jìn)，因此，絕緣膜116中的含氧量超過化學(xué)計(jì)量組成。另一方面，在上述范圍內(nèi)的襯底溫度下形成的膜中，由于硅與氧之間的鍵合力較弱，因此，膜中的氧的一部分因后面工序的加熱處理而脫離。其結(jié)果是，可以形成其氧含量超過化學(xué)計(jì)量組成且氧的一部分因加熱而脫離的氧化物絕緣膜。

在絕緣膜116的形成工序中，絕緣膜114被用作氧化物半導(dǎo)體膜108的保護(hù)膜。因此，可以在減少對氧化物半導(dǎo)體膜108造成的損傷的同時(shí)使用功率密度高的高頻功率形成絕緣膜116。

另外，在絕緣膜116的成膜條件中，當(dāng)增加相對于氧化性氣體的包含硅的沉積氣體的流量時(shí)，可以減少絕緣膜116中的缺陷量。典型的是，能夠形成缺陷量較少的氧化物絕緣層，即：通過esr測量，在起因于硅的懸空鍵的g＝2.001處呈現(xiàn)的信號的自旋密度低于6×10¹⁷spins/cm³，優(yōu)選為3×10¹⁷spins/cm³以下，更優(yōu)選為1.5×10¹⁷spins/cm³以下。其結(jié)果是，能夠提高晶體管的可靠性。

在形成絕緣膜114、116之后(即，在形成絕緣膜116后且形成第一阻擋膜131前)，也可以進(jìn)行加熱處理。通過該加熱處理，可以減少包含在絕緣膜114、116中的氮氧化物。通過該加熱處理，可以將包含在絕緣膜114、116中的氧的一部分移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體膜108中以減少氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷量。

對絕緣膜114、116進(jìn)行的加熱處理的溫度典型為低于400℃，優(yōu)選為低于375℃，更優(yōu)選為150℃以上且低于360℃，進(jìn)一步優(yōu)選為350℃以上且低于360℃。該加熱處理可以在氮、氧、超干燥空氣(含水量為20ppm以下，優(yōu)選為1ppm以下，更優(yōu)選為10ppb以下的空氣)或稀有氣體(氬、氦等)的氣氛下進(jìn)行。在該加熱處理中可以使用電爐、rta裝置等，其中，上述氮、氧、超干燥空氣或稀有氣體優(yōu)選不含有氫、水等。

第一阻擋膜131包含氧及金屬(銦、鋅、鈦、鋁、鎢、鉭、鉬、鉿及釔中的至少一個(gè))。作為第一阻擋膜131優(yōu)選使用銦錫氧化物(也稱為ito)、銦錫硅氧化物(in-sn-si氧化物，下面也稱為itso)或氧化銦，因?yàn)槠淇梢粤己玫馗采w凹凸。

第一阻擋膜131可以通過濺射法形成。當(dāng)?shù)谝蛔钃跄?31很薄時(shí)，有時(shí)難以抑制氧從絕緣膜116釋放到外部。另一方面，當(dāng)?shù)谝蛔钃跄?31很厚時(shí)，有時(shí)不能順利地對絕緣膜116中添加氧。因此，第一阻擋膜131的厚度優(yōu)選為1nm以上且20nm以下或2nm以上且10nm以下。在本實(shí)施方式中，作為第一阻擋膜131形成厚度為5nm的itso膜。

接著，隔著第一阻擋膜131對用作第二保護(hù)絕緣膜的絕緣膜116添加氧140。在圖4a中，將被添加到絕緣膜116中的氧示意性地表示為氧140a。

作為隔著第一阻擋膜131對絕緣膜116添加氧140的方法，可以使用離子摻雜法、離子注入法、等離子體處理法等。氧140也可以為過剩氧或氧自由基等。在添加氧140時(shí)，通過對襯底一側(cè)施加偏壓，可以有效地將氧140添加到絕緣膜116。作為上述偏壓，例如，電力密度可以為1w/cm²以上且5w/cm²以下。當(dāng)在絕緣膜116上設(shè)置第一阻擋膜131并添加氧時(shí)，第一阻擋膜131被用作抑制氧從絕緣膜116脫離的保護(hù)膜。因此，可以對絕緣膜116添加更多的氧。

接著，通過在低于400℃的第二溫度下進(jìn)行加熱處理，可以使上述過剩氧或上述氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108(參照圖4b)。

在圖4b中，以箭頭141示意性地表示第二溫度的加熱處理。第二溫度低于400℃，優(yōu)選低于375℃，更優(yōu)選為340℃以上且低于360℃。第二溫度的加熱處理可以在氮、氧、超干燥空氣(含水量為20ppm以下，優(yōu)選為1ppm以下，更優(yōu)選為10ppb以下的空氣)或稀有氣體(氬、氦等)的氣氛下進(jìn)行。在該加熱處理中可以使用電爐、rta裝置等，其中，上述氮、氧、超干燥空氣或稀有氣體優(yōu)選不含有氫、水等。

在本實(shí)施方式中，作為第二溫度的加熱處理，在氮?dú)夥障乱?50℃進(jìn)行1小時(shí)的處理。注意，在形成晶體管100的工序中，第二溫度的加熱處理的溫度為最高溫度，但是，也可以在其他工序中進(jìn)行與第二溫度的加熱處理大致相同的溫度的加熱處理。例如，形成絕緣膜106、107、114、116、118時(shí)的襯底溫度也可以與第二溫度相同。

接著，使用蝕刻材料142去除第一阻擋膜131或其一部分以及用作第二保護(hù)絕緣膜的絕緣膜116的一部分(參照圖4c)。

作為去除第一阻擋膜131及用作第二保護(hù)絕緣膜的絕緣膜116的一部分的方法，可以舉出干蝕刻法、濕蝕刻法、組合干蝕刻法及濕蝕刻法的方法等。注意，當(dāng)采用干蝕刻法時(shí)，蝕刻材料142為蝕刻氣體，當(dāng)采用濕蝕刻法時(shí)，蝕刻材料142為化學(xué)溶液。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選利用濕蝕刻法去除第一阻擋膜131，此時(shí)可以抑制制造成本。

接著，在絕緣膜116上形成用作第二阻擋膜的絕緣膜118(參照圖5a)。

當(dāng)利用pecvd法形成絕緣膜118時(shí)，襯底溫度低于400℃，優(yōu)選低于375℃，更優(yōu)選為150℃以上且低于360℃，進(jìn)一步優(yōu)選為350℃以上且低于360℃。此時(shí)，絕緣膜118可以為致密結(jié)構(gòu)。另外，當(dāng)形成絕緣膜118時(shí)的襯底溫度為上述范圍時(shí)，可以省略形成第一阻擋膜131后的第二溫度的加熱處理。

例如，當(dāng)作為絕緣膜118利用pecvd法形成氮化硅膜時(shí)，作為源氣體優(yōu)選使用包含硅的沉積氣體、氮及氨。通過使氨量比氮量少，在等離子體中氨離解而產(chǎn)生活性種。該活性種切斷包含在包含硅的沉積氣體中的硅與氫的鍵合以及氮分子間的三鍵。其結(jié)果是，可以形成缺陷較少且致密的氮化硅膜，在該膜中，硅與氮的鍵合得到促進(jìn)，并且硅與氫的鍵合較少。另一方面，在相對于氮的氨量多時(shí)，包含硅的沉積氣體的分解及氮的分解不進(jìn)展，由此導(dǎo)致形成不致密的氮化硅膜，在該膜中，硅與氫的鍵合殘留，并且缺陷較多。由此，在源氣體中，將相對于氨的氮的流量比設(shè)定為5：1以上且50：1以下，優(yōu)選設(shè)定為10：1以上且50：1以下。

在本實(shí)施方式中，作為絕緣膜118，通過利用pecvd裝置并作為源氣體使用硅烷、氮及氨來形成厚度為50nm的氮化硅膜。硅烷的流量為50sccm，氮的流量為5000sccm，氨的流量為100sccm。處理室的壓力為100pa，襯底溫度為350℃，使用27.12mhz的高頻電源對平行平板電極供應(yīng)1000w的高頻功率。pecvd裝置是電極面積為6000cm²的平行平板型pecvd裝置，將所供應(yīng)的電功率換算為每單位面積的功率(功率密度)為1.7×10^-1w/cm²。

另外，也可以在形成用作第二阻擋膜的絕緣膜118后進(jìn)行加熱處理。通過形成絕緣膜118前的第二溫度的加熱處理或形成絕緣膜118后的加熱處理，可以使絕緣膜116中的過剩氧或氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108中，由此填補(bǔ)氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷?；蛘撸部梢栽谶M(jìn)行加熱的同時(shí)形成絕緣膜118，此時(shí)可以使絕緣膜116中的過剩氧或氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108中，由此填補(bǔ)氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷。

通過上述工序可以制造圖5b所示的晶體管100。

<半導(dǎo)體裝置的制造方法2>

接著，對與圖1a至圖1c、圖2a至圖2c、圖3a至圖3c、圖4a至圖4c及圖5a所示的制造方法不同的晶體管100的制造方法進(jìn)行說明。

首先，與<半導(dǎo)體裝置的制造方法1>同樣地，進(jìn)行圖1a至圖1c、圖2a至圖2c、圖3a至圖3c所示的工序。此后，不進(jìn)行圖4a至圖4c、圖5a所示的工序。換言之，圖3c所示的結(jié)構(gòu)具有與圖5b及圖5c所示的晶體管100同樣的功能。

當(dāng)不進(jìn)行圖4a至圖4c、圖5a所示的工序時(shí)，在圖3c所示的結(jié)構(gòu)中，作為第一阻擋膜131使用金屬氧化膜，作為該金屬氧化膜，優(yōu)選形成氧化鋁、氧化鉿或氧化釔。

當(dāng)作為第一阻擋膜131通過濺射法形成氧化鋁、氧化鉿或氧化釔時(shí)，濺射氣體優(yōu)選至少包含氧。在形成第一阻擋膜131時(shí)被用作濺射氣體的氧在等離子體中有時(shí)成為氧自由基，并且該氧和/或該氧自由基會被添加到絕緣膜116中。此時(shí)，可以省略圖4a所示的添加氧140的工序。換言之，形成第一阻擋膜131的工序能夠兼作氧添加處理。在形成第一阻擋膜131時(shí)(尤其是形成初期)，第一阻擋膜131具有添加氧的功能，而在形成第一阻擋膜131后，第一阻擋膜131具有阻擋氧的功能。

在作為第一阻擋膜131通過濺射法形成氧化鋁時(shí)，有時(shí)在絕緣膜116與第一阻擋膜131的界面附近形成混合層。當(dāng)絕緣膜116為氧氮化硅膜時(shí)，作為該混合層有可能形成alxsiyoz。

當(dāng)作為第一阻擋膜131使用氧化鋁、氧化鉿或氧化釔時(shí)，由于氧化鋁、氧化鉿及氧化釔具有高絕緣性及高氧阻擋性，因此無須進(jìn)行圖4c所示的去除第一阻擋膜131的工序以及圖5a所示的形成絕緣膜118的工序。因此，第一阻擋膜131具有與絕緣膜118同樣的功能。

另外，通過在以低于400℃的襯底溫度(即，第二溫度)進(jìn)行加熱的同時(shí)形成第一阻擋膜131，可以使添加在絕緣膜116中的過剩氧或氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108中?；蛘?，通過在形成第一阻擋膜131后以低于400℃的第二溫度進(jìn)行加熱處理，可以使添加在絕緣膜116中的過剩氧或氧自由基擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108中。

通過作為第一阻擋膜131使用氧化鋁、氧化鉿或氧化釔，能夠縮短半導(dǎo)體裝置的制造工序，從而可以抑制制造成本。

<半導(dǎo)體裝置的制造方法3>

接著，參照圖7a至圖7c對本發(fā)明的一個(gè)方式的晶體管170的制造方法進(jìn)行說明。圖7a至圖7c是說明半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖。在圖7a至圖7c中，左側(cè)及右側(cè)分別示出沿著點(diǎn)劃線x1-x2的截面圖及沿著點(diǎn)劃線y1-y2的截面圖。

首先，進(jìn)行與上面所示的晶體管100的制造方法同樣的工序(參照圖1a至圖1c、圖2a至圖2c、圖3a至圖3c、圖4a至圖4c、圖5a所示的工序)。

接著，通過光刻工序在絕緣膜118上形成掩模，在絕緣膜114、116、118的所希望的區(qū)域中形成開口142c。此外，通過光刻工序在絕緣膜118上形成掩模，在絕緣膜106、107、114、116、118的所希望的區(qū)域中形成開口142a、142b。開口142c到達(dá)導(dǎo)電膜112b。開口142a、142b到達(dá)導(dǎo)電膜104(參照圖7a)。

另外，開口142a、142b及開口142c既可以以相同工序形成又可以以不同工序形成。當(dāng)在相同的工序中形成開口142a、142b及開口142c時(shí)，例如，可以使用灰色調(diào)掩?；虬肷{(diào)掩模。另外，也可以以多個(gè)工序形成開口142a、142b。例如，加工絕緣膜106、107，然后加工絕緣膜114、116、118。

接著，以覆蓋開口142a、142b、142c的方式在絕緣膜118上形成導(dǎo)電膜120(參照圖7b)。

作為導(dǎo)電膜120，例如可以使用包含選自銦(in)、鋅(zn)和錫(sn)中的一種的材料。尤其是，導(dǎo)電膜120可以使用包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦錫氧化物(ito)、銦鋅氧化物、銦錫硅氧化物(itso)等透光導(dǎo)電材料形成。例如，可以使用濺射法形成導(dǎo)電膜120。在本實(shí)施方式中，通過濺射法形成厚度為110nm的itso膜。

接著，通過光刻工序在導(dǎo)電膜120上形成掩模，將導(dǎo)電膜120加工為所希望的形狀，來形成導(dǎo)電膜120a、120b(參照圖7c)。

在形成導(dǎo)電膜120a、120b時(shí)，例如使用干蝕刻法、濕蝕刻法或組合干蝕刻法和濕蝕刻法的方法。在本實(shí)施方式中，使用濕蝕刻法將導(dǎo)電膜120加工為導(dǎo)電膜120a、120b。

通過上述步驟，可以制造圖6a及圖6b所示的晶體管170。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)、方法可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)、方法適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。

實(shí)施方式2

在本實(shí)施方式中，以下詳細(xì)地說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置所包括的氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。

<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。非單晶氧化物半導(dǎo)體的例子包括：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)、a-likeos(amorphouslikeoxidesemiconductor)以及非晶氧化物半導(dǎo)體。

從其他觀點(diǎn)看來，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。結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體的例子包括：單晶氧化物半導(dǎo)體、caac-os、多晶氧化物半導(dǎo)體以及nc-os。

已知：非晶結(jié)構(gòu)一般被定義為處于亞穩(wěn)態(tài)并沒有被固定化，具有各向同性而不具有不均勻結(jié)構(gòu)。換言之，非晶結(jié)構(gòu)的鍵角不固定，其具有短程有序性而不具有長程有序性。

這意味著不能將實(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的氧化物半導(dǎo)體(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。注意，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(void)并具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因此，a-likeos具有近于非晶氧化物半導(dǎo)體的物性。

<caac-os>

首先，對caac-os進(jìn)行說明。

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。

在利用透射電子顯微鏡(tem：transmissionelectronmicroscope)而得到的caac-os的明視場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)中，觀察到多個(gè)顆粒。然而，在高分辨率tem圖像中，觀察不到顆粒與顆粒之間的明確的邊界，即晶界(grainboundary)。因此，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，對利用tem觀察的caac-os進(jìn)行說明。圖10a示出從大致平行于樣品面的方向觀察所得到的caac-os的截面的高分辨率tem圖像。利用球面像差校正(sphericalaberrationcorrector)功能得到該高分辨率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社制造的原子分辨率分析型電子顯微鏡jem-arm200f得到cs校正高分辨率tem圖像。

圖10b是圖10a中的區(qū)域(1)的放大cs校正高分辨率tem圖像。圖10b示出在顆粒中金屬原子排列為層狀。各金屬原子層具有反映了形成caac-os的面(下面，該面也稱為形成面)或caac-os的頂面的凸凹的配置，并以平行于caac-os的形成面或頂面的方式排列。

如圖10b所示，caac-os具有特有的原子排列。在圖10c中，以輔助線示出特有的原子排列。圖10b和圖10c示出，顆粒的尺寸為1nm以上或者3nm以上，由顆粒與顆粒之間的傾斜產(chǎn)生的空隙的尺寸為0.8nm左右。因此，也可以將顆粒稱為納米晶(nc：nanocrystal)。注意，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，根據(jù)cs校正高分辨率tem圖像，將襯底5120上的caac-os的顆粒5100的配置示意性地表示為推積磚塊或塊體的結(jié)構(gòu)(參照圖10d)。在圖10c中觀察到的顆粒傾斜的部分相當(dāng)于圖10d所示的區(qū)域5161。

圖11a示出從大致垂直于樣品面的方向觀察所得到的caac-os的平面的cs校正高分辨率tem圖像。圖11b、圖11c和圖11d分別是圖11a中的區(qū)域(1)、區(qū)域(2)和區(qū)域(3)的放大cs校正高分辨率tem圖像。圖11b、圖11c和圖11d示出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，在不同的顆粒之間金屬原子的排列沒有規(guī)律性。

接著，說明使用x射線衍射(xrd：x-raydiffraction)進(jìn)行分析的caac-os。例如，當(dāng)利用out-of-plane法對包含ingazno4結(jié)晶的caac-os的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，如圖12a所示，在衍射角(2θ)為31°附近時(shí)出現(xiàn)峰值。該峰值來源于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，并且該c軸朝向大致垂直于caac-os的形成面或頂面的方向。

注意，在利用out-of-plane法的caac-os的結(jié)構(gòu)分析中，除了2θ為31°附近的峰值以外，有時(shí)在2θ為36°附近時(shí)也出現(xiàn)峰值。2θ為36°附近的峰值表示caac-os的一部分中包含不具有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中，在2θ為31°附近時(shí)出現(xiàn)峰值而在2θ為36°附近時(shí)不出現(xiàn)峰值。

另一方面，在利用從大致垂直于c軸的方向使x射線入射到樣品的in-plane法的caac-os的結(jié)構(gòu)分析中，在2θ為56°附近時(shí)出現(xiàn)峰值。該峰值來源于ingazno4結(jié)晶的(110)面。在caac-os中，當(dāng)將2θ固定為56°附近并在以樣品面的法線向量為軸(φ軸)旋轉(zhuǎn)樣品的條件下進(jìn)行分析(φ掃描)時(shí)，如圖12b所示，觀察不到明確的峰值。相比之下，在ingazno4的單晶氧化物半導(dǎo)體中，當(dāng)將2θ固定為56°附近來進(jìn)行φ掃描時(shí)，如圖12c所示，觀察到來源于相等于(110)面的結(jié)晶面的六個(gè)峰值。因此，使用xrd的結(jié)構(gòu)分析表示caac-os中的a軸和b軸的取向沒有規(guī)律性。

接著，說明利用電子衍射進(jìn)行分析的caac-os。例如，當(dāng)對包含ingazno4結(jié)晶的caac-os在平行于樣品面的方向上入射束徑為300nm的電子束時(shí)，可以獲得圖13a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，電子衍射還表示caac-os所包含的顆粒具有c軸取向性，并且該c軸朝向大致垂直于caac-os的形成面或頂面的方向。另一方面，圖13b示出對相同的樣品在垂直于樣品面的方向上入射束徑為300nm的電子束而得到的衍射圖案。如圖13b所示，觀察到環(huán)狀的衍射圖案。因此，電子衍射還表示caac-os所包含的顆粒的a軸和b軸不具有取向性?？梢哉J(rèn)為圖13b中的第一環(huán)起因于ingazno4結(jié)晶的(010)面和(100)面等?？梢哉J(rèn)為圖13b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。氧化物半導(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。這意味著caac-os的雜質(zhì)及缺陷(例如，氧缺陷)少。

另外，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、硅或過渡金屬元素。例如，與氧的鍵合力比包含在氧化物半導(dǎo)體中的金屬元素強(qiáng)的硅等元素會從氧化物半導(dǎo)體中奪取氧，由此打亂氧化物半導(dǎo)體的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。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，所以會打亂氧化物半導(dǎo)體的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。

包含雜質(zhì)或缺陷的氧化物半導(dǎo)體的特性有時(shí)因光或熱等會發(fā)生變動(dòng)。例如，包含于氧化物半導(dǎo)體的雜質(zhì)有時(shí)會成為載流子陷阱或載流子發(fā)生源。另外，氧化物半導(dǎo)體中的氧缺陷有時(shí)會成為載流子陷阱或者在其俘獲氫時(shí)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。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)密度低。因此，可以將caac-os稱為具有穩(wěn)定特性的氧化物半導(dǎo)體。

<nc-os>

接著說明nc-os。

在nc-os的高分辨率tem圖像中有能夠觀察到結(jié)晶部的區(qū)域和觀察不到明確的結(jié)晶部的區(qū)域。在大多情況下，nc-os所包含的結(jié)晶部的尺寸為1nm以上且10nm以下或1nm以上。注意，有時(shí)將其結(jié)晶部的尺寸大于10nm且為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)無法明確地觀察到晶界。注意，納米晶的來源有可能與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。

在nc-os中，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)中的原子排列具有周期性。nc-os在不同的顆粒之間沒有結(jié)晶取向的規(guī)律性。因此，在膜整體中觀察不到取向性。所以，根據(jù)分析方法，nc-os與a-likeos或非晶氧化物半導(dǎo)體沒有差別。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nc-os進(jìn)行分析時(shí)，檢測不到表示結(jié)晶面的峰值。此外，在使用其束徑比顆粒大(例如，50nm以上)的電子射線對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，在照射其束徑近于顆?；蛘弑阮w粒小的電子射線時(shí)，在nc-os的納米束電子衍射中觀察到斑點(diǎn)。另外，在nc-os的納米束電子衍射圖案中，有時(shí)觀察到圓圈的(環(huán)狀的)亮度高的區(qū)域。在nc-os的納米束電子衍射圖案中，有時(shí)在環(huán)狀的區(qū)域內(nèi)還觀察到多個(gè)斑點(diǎn)。

如此，由于在顆粒(納米晶)之間結(jié)晶取向都沒有規(guī)律性，所以也可以將nc-os稱為包含ranc(randomalignednanocrystals：無規(guī)取向納米晶)的氧化物半導(dǎo)體或包含nanc(non-alignednanocrystals：無取向納米晶)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及非晶氧化物半導(dǎo)體低。注意，在nc-os中的不同的顆粒之間沒有結(jié)晶取向的規(guī)律性。所以，nc-os的缺陷態(tài)密度比caac-os高。

<a-likeos>

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

在a-likeos的高分辨率tem圖像中有時(shí)觀察到空洞。另外，在高分辨率tem圖像中，有明確地觀察到結(jié)晶部的區(qū)域和觀察不到結(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。為了證明與caac-os及nc-os相比a-likeos具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，下面示出電子照射所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化。

作為進(jìn)行電子照射的樣品，準(zhǔn)備a-likeos(記載為樣品a)、nc-os(記載為樣品b)和caac-os(記載為樣品c)。每個(gè)樣品都是in-ga-zn氧化物。

首先，取得各樣品的高分辨率截面tem圖像。該高分辨率截面tem圖像表示每個(gè)樣品都具有結(jié)晶部。

注意，如下那樣決定將哪個(gè)部分作為結(jié)晶部。已知ingazno4結(jié)晶的單位晶格具有包括三個(gè)in-o層和六個(gè)ga-zn-o層的九個(gè)層在c軸方向上以層狀層疊的結(jié)構(gòu)。這些靠近的層的間隔與(009)面的晶格表面間隔(也稱為d值)是相等的，由結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析求出其值為0.29nm。由此，可以將晶格條紋的間隔為0.28nm以上且0.30nm以下的部分作為ingazno4結(jié)晶部。每個(gè)晶格條紋對應(yīng)于ingazno4結(jié)晶的a-b面。

圖14示出各樣品的結(jié)晶部(22個(gè)部分至45個(gè)部分)的平均尺寸的變化。注意，結(jié)晶部尺寸對應(yīng)于上述晶格條紋的長度。圖14表示：a-likeos中的結(jié)晶部根據(jù)電子的累積照射量逐漸變大。具體而言，如圖14中的(1)所示，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)生長到2.6nm左右。另一方面，nc-os和caac-os在開始電子照射時(shí)到電子的累積照射量為4.2×10⁸e^-/nm²的范圍內(nèi)，結(jié)晶部的尺寸都沒有變化。具體而言，如圖14中的(2)及(3)所示，無論電子的累積照射量如何，nc-os及caac-os的平均結(jié)晶部尺寸都分別為1.4nm左右及2.1nm左右。

如此，有時(shí)電子照射引起a-likeos中的結(jié)晶部的生長。另一方面，在nc-os和caac-os中，幾乎沒有電子照射所引起的結(jié)晶部的生長。因此，與nc-os及caac-os相比，a-likeos具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

由于a-likeos包含空洞，所以其密度比nc-os及caac-os低。具體地，a-likeos的密度為具有相同組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的78.6％以上且小于92.3％。nc-os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％。注意，難以形成其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。

例如，在原子個(gè)數(shù)比為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，在原子個(gè)數(shù)比為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。例如，在原子個(gè)數(shù)比為in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導(dǎo)體中，nc-os和caac-os的密度為5.9g/cm³以上且小于6.3g/cm³。

注意，有時(shí)不存在具有所希望的組成的單晶氧化物半導(dǎo)體。此時(shí)，通過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。可以根據(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)平均來計(jì)算出所希望的組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的密度。注意，優(yōu)選盡可能減少所使用的單晶氧化物半導(dǎo)體的種類來計(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。注意，氧化物半導(dǎo)體例如可以是包括非晶氧化物半導(dǎo)體、a-likeos、nc-os和caac-os中的兩種以上的疊層膜。

<成膜模型>

下面對caac-os和nc-os的成膜模型的例子進(jìn)行說明。

圖15a是利用濺射法形成caac-os時(shí)的成膜室內(nèi)的示意圖。

靶材5130被粘合到墊板上。在隔著墊板與靶材5130相對的位置配置多個(gè)磁鐵。該多個(gè)磁鐵產(chǎn)生磁場。對于磁鐵的配置及結(jié)構(gòu)等，參照上述成膜室的記載。利用磁鐵的磁場提高成膜速度的濺射法被稱為磁控濺射法。

靶材5130具有多晶結(jié)構(gòu)，其中至少一個(gè)晶粒包括劈開面。

作為一個(gè)例子，對包含in-ga-zn氧化物的靶材5130的劈開面進(jìn)行說明。圖16a示出靶材5130所包含的ingazno4結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。注意，圖16a示出使c軸朝上并從平行于b軸的方向觀察ingazno4結(jié)晶時(shí)的結(jié)構(gòu)。

圖16a表示：ga-zn-o層中的氧原子與相鄰的ga-zn-o層中的氧原子配置得很近。氧原子具有負(fù)電荷，由此該兩個(gè)ga-zn-o層相互排斥。其結(jié)果是，ingazno4結(jié)晶在該兩個(gè)ga-zn-o層之間具有劈開面。

襯底5120以與靶材5130相對的方式配置，其距離d(也稱為靶材與襯底之間的距離(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，氧氣體、氬氣體或包含5vol％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，對靶材5130施加一定程度以上的電壓來開始放電，并產(chǎn)生等離子體。磁場在靶材5130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，成膜氣體離子化，而產(chǎn)生離子5101。離子5101的例子包括：氧的陽離子(o⁺)及氬的陽離子(ar⁺)。

離子5101由電場向靶材5130一側(cè)被加速而碰撞到靶材5130。此時(shí)，平板狀(顆粒狀)的濺射粒子的顆粒5100a和顆粒5100b從劈開面剝離而濺出。注意，顆粒5100a和顆粒5100b的結(jié)構(gòu)有時(shí)會因離子5101碰撞的沖擊而產(chǎn)生畸變。

顆粒5100a是具有三角形(例如正三角形)的平面的平板狀(顆粒狀)的濺射粒子。顆粒5100b是具有六角形(例如正六角形)的平面的平板狀(顆粒狀)的濺射粒子。注意，將顆粒5100a和顆粒5100b等平板狀(顆粒狀)的濺射粒子總稱為顆粒5100。顆粒5100的平面的形狀不局限于三角形或六角形。例如，有時(shí)該平面具有組合兩個(gè)以上的三角形而成的形狀。例如，還有時(shí)為組合兩個(gè)三角形(例如正三角形)的四角形(例如菱形)。

根據(jù)成膜氣體的種類等決定顆粒5100的厚度。顆粒5100的厚度優(yōu)選為均勻的，其理由在后面說明。另外，與厚度大的色子狀相比，濺射粒子優(yōu)選為厚度小的顆粒狀。例如，顆粒5100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5100的寬度為1nm以上。顆粒5100相當(dāng)于在上述圖14中的(1)所說明的初始晶核。例如，在使離子5101碰撞包含in-ga-zn氧化物的靶材5130的情況下，如圖16b所示，包含ga-zn-o層、in-o層和ga-zn-o層的三個(gè)層的顆粒5100濺出來。注意，圖16c示出從平行于c軸的方向觀察顆粒5100時(shí)的結(jié)構(gòu)。因此，顆粒5100具有包含兩個(gè)ga-zn-o層(面包片)和in-o層(餡)的納米尺寸的三明治結(jié)構(gòu)。

有時(shí)顆粒5100在穿過等離子體時(shí)接收電荷，因此其側(cè)面帶負(fù)電或帶正電。顆粒5100在其側(cè)面具有氧原子，該氧原子有可能帶負(fù)電。如此，當(dāng)該側(cè)面帶相同極性的電荷時(shí)，電荷相互排斥，由此顆粒5100可以維持平板形狀。當(dāng)caac-os是in-ga-zn氧化物時(shí)，與銦原子鍵合的氧原子有可能帶負(fù)電?；蛘?，與銦原子、鎵原子或鋅原子鍵合的氧原子有可能帶負(fù)電。另外，有時(shí)顆粒5100在穿過等離子體時(shí)與銦原子、鎵原子、鋅原子或氧原子等鍵合而生長。這相當(dāng)于上述圖14中的(2)和(1)的尺寸的差異。在此，當(dāng)襯底5120的溫度為室溫左右時(shí)，顆粒5100不再繼續(xù)生長，因此成為nc-os(參照圖15b)。由于能夠在室溫下進(jìn)行nc-os的成膜，當(dāng)襯底5120的面積大時(shí)也能夠形成nc-os。注意，為了使顆粒5100在等離子體中生長，提高濺射法中的成膜功率是有效的。通過提高成膜功率，可以使顆粒5100的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

如圖15a和圖15b所示，顆粒5100像風(fēng)箏那樣在等離子體中飛著，并飛到襯底5120上。由于顆粒5100帶有電荷，所以在它靠近其他顆粒5100已沉積的區(qū)域時(shí)產(chǎn)生斥力。在此，在襯底5120的上方產(chǎn)生平行于襯底5120頂面的磁場(也稱為水平磁場)。由于在襯底5120與靶材5130之間有電位差，所以電流從襯底5120向靶材5130流過。因此，顆粒5100在襯底5120頂面受到由磁場和電流的作用引起的力量(洛倫茲力)。這可以由弗萊明左手定則得到解釋。

顆粒5100的質(zhì)量比一個(gè)原子大。因此，為了使顆粒5100在襯底5120頂面移動(dòng)，重要的是從外部對顆粒5100施加某些力量。該力量之一有可能是由磁場和電流的作用產(chǎn)生的力量。為了增大施加到顆粒5100的力量，優(yōu)選在襯底5120頂面設(shè)置平行于襯底5120頂面的磁場為10g以上，優(yōu)選為20g以上，更優(yōu)選為30g以上，進(jìn)一步優(yōu)選為50g以上的區(qū)域。或者，優(yōu)選在襯底5120頂面設(shè)置平行于襯底5120頂面的磁場為垂直于襯底5120頂面的磁場的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上，進(jìn)一步優(yōu)選為5倍以上的區(qū)域。

此時(shí)，通過磁鐵和/或襯底5120相對地移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，襯底5120頂面的水平磁場的方向不斷地變化。因此，在襯底5120頂面，顆粒5100受到各種方向的力量而可以向各種方向移動(dòng)。

另外，如圖15a所示，當(dāng)襯底5120被加熱時(shí)，顆粒5100與襯底5120之間的由摩擦等引起的電阻小。其結(jié)果是，顆粒5100在襯底5120頂面滑翔。顆粒5100的滑動(dòng)發(fā)生在使其平板面朝向襯底5120的狀態(tài)下。然后，當(dāng)顆粒5100到達(dá)已沉積的其他顆粒5100的側(cè)面時(shí)，顆粒5100的側(cè)面彼此鍵合。此時(shí)，顆粒5100的側(cè)面的氧原子脫離。caac-os中的氧缺陷有時(shí)被所脫離的氧原子填補(bǔ)，因此caac-os具有低缺陷態(tài)密度。注意，襯底5120的頂面溫度例如為100℃以上且小于500℃、150℃以上且小于450℃、170℃以上且小于400℃或170℃以上且350℃以下。也就是說，即使襯底5120的面積大也能夠形成caac-os。

另外，通過在襯底5120上加熱顆粒5100，原子重新排列，從而離子5101的碰撞所引起的結(jié)構(gòu)畸變得到減小?；兊玫綔p小的顆粒5100幾乎為單晶。由于顆粒5100幾乎成為單晶，即使顆粒5100在彼此鍵合之后被加熱也幾乎不會發(fā)生顆粒5100本身的伸縮。因此，可以防止顆粒5100之間的空隙擴(kuò)大導(dǎo)致晶界等缺陷的形成，從而可以防止裂縫(crevasse)的產(chǎn)生。

caac-os不是具有如一張平板的單晶氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，而是具有如磚塊或塊體堆積起來那樣的顆粒5100(納米晶)的集合體的排列。另外，它們之間沒有晶界。因此，即使因成膜時(shí)的加熱、成膜后的加熱或彎曲等而發(fā)生caac-os的收縮等變形，也能夠緩和局部應(yīng)力或解除畸變。因此，上述結(jié)構(gòu)適合于柔性半導(dǎo)體裝置。注意，nc-os具有顆粒5100(納米晶)無序地堆積起來那樣的排列。

當(dāng)使離子碰撞靶材時(shí)，有時(shí)不僅是顆粒，氧化鋅等也濺出來。氧化鋅比顆粒輕，因此先到達(dá)襯底5120的頂面。其結(jié)果是，該氧化鋅形成其厚度為0.1nm以上且10nm以下、0.2nm以上且5nm以下或0.5nm以上且2nm以下的氧化鋅層5102。圖17a至圖17d是其截面示意圖。

如圖17a所示，在氧化鋅層5102上沉積顆粒5105a和顆粒5105b。在此，顆粒5105a和顆粒5105b的側(cè)面彼此接觸。另外，顆粒5105c在沉積到顆粒5105b上后，在顆粒5105b上滑動(dòng)。此外，在顆粒5105a的其他側(cè)面上，與氧化鋅一起從靶材濺出來的多個(gè)粒子5103因?qū)σr底5120的加熱而晶化，由此形成區(qū)域5105a1。注意，多個(gè)粒子5103有可能包含氧、鋅、銦或鎵等。

然后，如圖17b所示，區(qū)域5105a1與顆粒5105a變?yōu)橐惑w而形成顆粒5105a2。另外，顆粒5105c的側(cè)面與顆粒5105b的其他側(cè)面接觸。

接著，如圖17c所示，顆粒5105d在沉積到顆粒5105a2和顆粒5105b上后，在顆粒5105a2和顆粒5105b上滑動(dòng)。另外，顆粒5105e在氧化鋅層5102上向顆粒5105c的其他側(cè)面滑動(dòng)。

然后，如圖17d所示，顆粒5105d被配置為其側(cè)面與顆粒5105a2的側(cè)面接觸。另外，顆粒5105e的側(cè)面與顆粒5105c的其他側(cè)面接觸。在顆粒5105d的其他側(cè)面上，與氧化鋅一起從靶材濺出來的多個(gè)粒子5103因襯底5120的加熱而晶化，由此形成區(qū)域5105d1。

如上所述，所沉積的顆粒彼此接觸，然后在顆粒的側(cè)面發(fā)生結(jié)晶生長，由此在襯底5120上形成caac-os。因此，caac-os的顆粒的每一個(gè)都比nc-os的顆粒大。這對應(yīng)于上述圖14中的(3)和(2)的尺寸的差異。

當(dāng)顆粒5100之間的空隙極小時(shí)，有時(shí)多個(gè)顆粒形成一個(gè)大顆粒。大顆粒具有單晶結(jié)構(gòu)。例如，從頂面看時(shí)大顆粒的尺寸有時(shí)為10nm以上且200nm以下、15nm以上且100nm以下或20nm以上且50nm以下。因此，當(dāng)晶體管的溝道形成區(qū)域比大顆粒小時(shí)，可以將具有單晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域用作溝道形成區(qū)域。另外，當(dāng)顆粒變大時(shí)，可以將具有單晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域用作晶體管的溝道形成區(qū)域、源區(qū)域和漏區(qū)域。

如此，當(dāng)晶體管的溝道形成區(qū)域等形成在具有單晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域時(shí)，有時(shí)可以提高晶體管的頻率特性。

如上述模型那樣，可以認(rèn)為顆粒5100沉積到襯底5120上。因此，即使形成面不具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，也能夠形成caac-os，這是與外延生長不同的。例如，即使襯底5120的頂面(形成面)為非晶結(jié)構(gòu)(例如，該頂面由非晶氧化硅形成)，也能夠形成caac-os。

另外，可知即使作為形成面的襯底5120頂面具有凹凸，在caac-os中顆粒5100也根據(jù)襯底5120頂面的形狀排列。例如，當(dāng)襯底5120的頂面在原子級別上平坦時(shí)，顆粒5100以使其平行于ab面的平板面朝下的方式排列，因此形成厚度平均、平坦且結(jié)晶性高的層。通過層疊n個(gè)(n是自然數(shù))層，可以得到caac-os。

在襯底5120的頂面具有凹凸的情況下，在所形成的caac-os中層疊有顆粒5100沿凸面排列的n個(gè)(n是自然數(shù))層。由于襯底5120具有凹凸，在caac-os中有時(shí)容易在顆粒5100之間產(chǎn)生空隙。注意，由于分子間力，即使在凹凸表面上，顆粒也以盡可能地減小它們之間的空隙的方式排列。因此，即使形成面具有凹凸也可以得到結(jié)晶性高的caac-os。

因此，在形成caac-os時(shí)不需要激光晶化，并且在大面積的玻璃襯底等上也能夠形成均勻的膜。

因?yàn)楦鶕?jù)這樣的模型形成caac-os，所以濺射粒子優(yōu)選為厚度小的顆粒狀。注意，當(dāng)濺射粒子為厚度大的色子狀時(shí)，朝向襯底5120上的面產(chǎn)生變化，所以有時(shí)不能使厚度或結(jié)晶取向均勻。

根據(jù)上述成膜模型，即使在具有非晶結(jié)構(gòu)的形成面上也可以形成結(jié)晶性高的caac-os。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。

實(shí)施方式3

在本實(shí)施方式中，參照圖18、圖19及圖20說明包括在前面的實(shí)施方式中說明的晶體管的顯示裝置的一個(gè)例子。

圖18是示出顯示裝置的一個(gè)例子的俯視圖。圖18所示的顯示裝置700包括：設(shè)置在第一襯底701上的像素部702；設(shè)置在第一襯底701上的源極驅(qū)動(dòng)電路部704及柵極驅(qū)動(dòng)電路部706；以圍繞像素部702、源極驅(qū)動(dòng)電路部704及柵極驅(qū)動(dòng)電路部706的方式設(shè)置的密封劑712；以及以與第一襯底701對置的方式設(shè)置的第二襯底705。由密封劑712密封第一襯底701及第二襯底705。也就是說，像素部702、源極驅(qū)動(dòng)電路部704及柵極驅(qū)動(dòng)電路部706被第一襯底701、密封劑712及第二襯底705密封。雖然在圖18中未圖示，但是在第一襯底701與第二襯底705之間設(shè)置有顯示元件。

在顯示裝置700中，在第一襯底701上的與由密封劑712圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中設(shè)置有電連接于像素部702、源極驅(qū)動(dòng)電路部704及柵極驅(qū)動(dòng)電路部706的fpc(flexibleprintedcircuit：柔性印刷電路)端子部708。另外，fpc716連接于fpc端子部708，并且，通過fpc716對像素部702、源極驅(qū)動(dòng)電路部704及柵極驅(qū)動(dòng)電路部706供應(yīng)各種信號等。另外，信號線710連接于像素部702、源極驅(qū)動(dòng)電路部704、柵極驅(qū)動(dòng)電路部706以及fpc端子部708。各種信號等從fpc716通過信號線710供應(yīng)到像素部702、源極驅(qū)動(dòng)電路部704、柵極驅(qū)動(dòng)電路部706以及fpc端子部708。

另外，也可以在顯示裝置700中設(shè)置多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電路部706。作為顯示裝置700說明將源極驅(qū)動(dòng)電路部704及柵極驅(qū)動(dòng)電路部706形成在與像素部702相同的第一襯底701上的例子，但是并不局限于該結(jié)構(gòu)。例如，可以只將柵極驅(qū)動(dòng)電路部706形成在第一襯底701上，或者可以只將源極驅(qū)動(dòng)電路部704形成在第一襯底701上。此時(shí)，也可以將形成有源極驅(qū)動(dòng)電路或柵極驅(qū)動(dòng)電路等的襯底(例如，使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的驅(qū)動(dòng)電路襯底)安裝于第一襯底701。對另行形成的驅(qū)動(dòng)電路襯底的連接方法沒有特別的限制，可以使用cog(chiponglass：玻璃覆晶封裝)方法、引線鍵合方法等。

顯示裝置700所包括的像素部702、源極驅(qū)動(dòng)電路部704及柵極驅(qū)動(dòng)電路部706包括多個(gè)晶體管。作為該多個(gè)晶體管，可以使用本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的晶體管。

顯示裝置700可以包括各種元件。該元件例如包括液晶元件、el(電致發(fā)光)元件(例如，包含有機(jī)和無機(jī)材料的el元件、有機(jī)el元件或無機(jī)el元件)、led(例如，白色led、紅色led、綠色led、藍(lán)色led)、晶體管(根據(jù)電流而發(fā)光的晶體管)、電子發(fā)射元件、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)、mirasol(注冊商標(biāo))、imod(干涉測量調(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、電潤濕(electrowetting)元件、壓電陶瓷顯示器及包含碳納米管的顯示元件中的至少一個(gè)。除此之外，也可以包括通過電作用或磁作用改變對比度、亮度、反射率、透射率等而發(fā)生變化的顯示媒體。具有el元件的顯示裝置的例子包括el顯示器。具有電子發(fā)射元件的顯示裝置的例子是場致發(fā)射顯示器(fed)及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)。具有液晶元件的顯示裝置的例子包括液晶顯示器(例如，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)。具有電子墨水或電泳元件的顯示裝置的例子是電子紙。當(dāng)采用半透射式液晶顯示器或反射式液晶顯示器時(shí)，像素電極的一部分或全部具有反射電極的功能。例如，像素電極的一部分或全部包含鋁、銀等。此時(shí)，可以將sram等存儲電路設(shè)置在反射電極下，由此可以降低功耗。

作為顯示裝置700的顯示方式，可以采用逐行掃描方式或隔行掃描方式等。另外，作為當(dāng)進(jìn)行彩色顯示時(shí)在像素中控制的顏色要素，不局限于r、g和b(r、g和b分別表示紅色、綠色和藍(lán)色)這三種顏色。例如，也可以包括r像素、g像素、b像素及w(白色)像素的四個(gè)像素。或者，如pentile排列，也可以由rgb中的兩個(gè)顏色構(gòu)成顏色要素。該兩個(gè)顏色也可以根據(jù)各顏色要素而不同?；蛘撸部梢詫gb追加黃色(yellow)、青色(cyan)、品紅色(magenta)等中的一種以上的顏色。另外，各個(gè)顏色要素的點(diǎn)的顯示區(qū)域的大小可以彼此不同。所公開的發(fā)明的一個(gè)方式不局限于彩色顯示的顯示裝置。所公開的發(fā)明也可以應(yīng)用于黑白顯示的顯示裝置。

為了將白色光(w)用于背光(例如，有機(jī)el元件、無機(jī)el元件、led、熒光燈)而獲得全彩色顯示裝置，也可以使用著色層(也稱為濾光片)。作為著色層，例如可以適當(dāng)?shù)亟M合紅色(r)、綠色(g)、藍(lán)色(b)、黃色(y)等。通過使用著色層，可以與不使用著色層的情況相比進(jìn)一步提高顏色再現(xiàn)性。此時(shí)，通過設(shè)置包括著色層的區(qū)域和不包括著色層的區(qū)域，可以將不包括著色層的區(qū)域中的白色光直接用于顯示。通過部分地設(shè)置不包括著色層的區(qū)域，在顯示明亮的圖像時(shí)，有時(shí)可以減少著色層所引起的亮度降低而減少功耗20％至30％。注意，在使用有機(jī)el元件或無機(jī)el元件等自發(fā)光元件進(jìn)行全彩色顯示時(shí)，各元件也可以發(fā)射與r、g、b、y、w等顏色相對應(yīng)的光。通過使用自發(fā)光元件，有時(shí)與使用著色層的情況相比進(jìn)一步減少功耗。

在本實(shí)施方式中，參照圖19及圖20說明作為顯示元件包括液晶元件及el元件的結(jié)構(gòu)。圖19是沿著圖18所示的點(diǎn)劃線q-r的截面圖，并示出作為顯示元件包括液晶元件的結(jié)構(gòu)。另一方面，圖20是沿著圖18所示的點(diǎn)劃線q-r的截面圖，并示出作為顯示元件包括el元件的結(jié)構(gòu)。

首先說明圖19與圖20之間的共同部分，然后說明不同的部分。

<顯示裝置中的共同部分>

圖19及圖20所示的顯示裝置700包括：引繞布線部711；像素部702；源極驅(qū)動(dòng)電路部704；以及fpc端子部708。另外，引繞布線部711包括信號線710。像素部702包括晶體管750及電容器790。源極驅(qū)動(dòng)電路部704包括晶體管752。

作為晶體管750及752可以使用上述晶體管。

在本實(shí)施方式中使用的晶體管包括高度純化且氧缺陷的形成被抑制的氧化物半導(dǎo)體膜。在該晶體管中，可以降低關(guān)閉狀態(tài)下的電流(關(guān)態(tài)電流)。因此，可以長期間保持圖像信號等電信號，在開啟電源的狀態(tài)下可以延長寫入間隔。因此，可以降低刷新工作的頻度，由此可以發(fā)揮降低功耗的效果。

另外，在本實(shí)施方式中使用的晶體管能夠具有較高的場效應(yīng)遷移率，因此能夠進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)。例如，通過將這種能夠進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)的晶體管用于液晶顯示裝置，可以在一個(gè)襯底上形成像素部的開關(guān)晶體管及驅(qū)動(dòng)電路部的驅(qū)動(dòng)晶體管。也就是說，作為驅(qū)動(dòng)電路不需要另行使用由硅片等形成的半導(dǎo)體裝置，由此可以縮減半導(dǎo)體裝置的構(gòu)件數(shù)。另外，在像素部中也可以使用能夠進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)的晶體管，由此可以提供高品質(zhì)的圖像。

電容器790具有在一對電極間設(shè)置有電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。更詳細(xì)地說，作為電容器790的一個(gè)電極使用經(jīng)與被用作晶體管750的柵電極的導(dǎo)電膜相同的工序而形成的導(dǎo)電膜，而作為電容器790的另一個(gè)電極使用被用作晶體管750的源電極及漏電極的導(dǎo)電膜。另外，作為在一對電極之間的電介質(zhì)使用被用作晶體管750的柵極絕緣膜的絕緣膜。

在圖19及圖20中，在晶體管750、晶體管752以及電容器790上形成有絕緣膜764、766、768、氧化物半導(dǎo)體膜767以及平坦化絕緣膜770。

絕緣膜764、766、768可以使用與上述實(shí)施方式所示的絕緣膜114、116、118相同的材料及方法而形成。氧化物半導(dǎo)體膜767可以使用與上述實(shí)施方式所示的氧化物半導(dǎo)體膜108同樣的材料及方法而形成。作為平坦化絕緣膜770，可以使用聚酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺酰胺樹脂、苯并環(huán)丁烯類樹脂、聚酰胺樹脂、環(huán)氧樹脂等耐熱性有機(jī)材料而形成。此外，也可以通過層疊多個(gè)使用這些材料形成的絕緣膜來形成平坦化絕緣膜770。另外，也可以采用不設(shè)置平坦化絕緣膜770的結(jié)構(gòu)。

信號線710通過與用作晶體管750、752的源電極及漏電極的導(dǎo)電膜相同的工序形成。信號線710也可以使用通過與用作晶體管750、752的源電極及漏電極的導(dǎo)電膜不同的工序形成的導(dǎo)電膜，例如使用用作柵電極的導(dǎo)電膜形成。當(dāng)使用包含銅元素的材料形成信號線710時(shí)，起因于布線電阻的信號延遲等得到減少，從而可以實(shí)現(xiàn)大屏幕顯示。

fpc端子部708包括連接電極760、各向異性導(dǎo)電膜780及fpc716。連接電極760通過與用作晶體管750、752的源電極及漏電極的導(dǎo)電膜相同的工序形成。連接電極760與fpc716所包括的端子通過各向異性導(dǎo)電膜780電連接。

例如，作為第一襯底701及第二襯底705，可以使用玻璃襯底。作為第一襯底701及第二襯底705，也可以使用柔性襯底。柔性襯底的例子包括塑料襯底。

在第一襯底701與第二襯底705之間設(shè)置有結(jié)構(gòu)體778。結(jié)構(gòu)體778是通過選擇性地對絕緣膜進(jìn)行蝕刻而得到的柱狀的間隔物，且被用來控制第一襯底701與第二襯底705之間的距離(液晶盒厚(cellgap))。另外，作為結(jié)構(gòu)體778，也可以使用球狀的間隔物。雖然在本實(shí)施方式中示出結(jié)構(gòu)體778設(shè)置在第一襯底701一側(cè)的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此。例如，可以在第二襯底705一側(cè)設(shè)置結(jié)構(gòu)體778，或者也可以在第一襯底701和第二襯底705的雙方上設(shè)置結(jié)構(gòu)體778。

另外，在第二襯底705一側(cè)設(shè)置有用作黑矩陣的遮光膜738、用作濾色片的著色膜736、與遮光膜738及著色膜736接觸的絕緣膜734。

<作為顯示元件使用液晶元件的顯示裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例>

圖19所示的顯示裝置700包括液晶元件775。液晶元件775包括導(dǎo)電膜772、導(dǎo)電膜774及液晶層776。導(dǎo)電膜774設(shè)置在第二襯底705一側(cè)并被用作對置電極。圖19所示的顯示裝置700可以通過根據(jù)施加到導(dǎo)電膜772與導(dǎo)電膜774之間的電壓改變液晶層776的取向狀態(tài)來控制光的透過或非透過而顯示圖像。

導(dǎo)電膜772連接到晶體管750所具有的被用作源電極及漏電極的導(dǎo)電膜。導(dǎo)電膜772形成在平坦化絕緣膜770上并被用作像素電極，即顯示元件的一個(gè)電極。導(dǎo)電膜772被用作反射電極。圖19的顯示裝置700是由導(dǎo)電膜772反射外光并經(jīng)過著色膜736進(jìn)行顯示的所謂反射型彩色液晶顯示裝置。

作為導(dǎo)電膜772，可以使用使可見光透過的導(dǎo)電膜或反射可見光的導(dǎo)電膜。作為使可見光透過的導(dǎo)電膜，例如，優(yōu)選使用包含選自銦(in)、鋅(zn)、錫(sn)中的一種的材料。作為反射可見光的導(dǎo)電膜，例如，可以使用包含鋁或銀的材料。在本實(shí)施方式中，作為導(dǎo)電膜772使用反射可見光的導(dǎo)電膜。

當(dāng)作為導(dǎo)電膜772使用反射可見光的導(dǎo)電膜時(shí)，該導(dǎo)電膜也可以具有疊層結(jié)構(gòu)。例如，作為下層形成厚度為100nm的鋁膜，作為上層形成厚度為30nm的銀合金膜(例如，包含銀、鈀及銅的合金膜)。通過采用上述結(jié)構(gòu)，可以得到下述效果。

(1)可以提高基底膜與導(dǎo)電膜772之間的密接性；(2)可以使用化學(xué)溶液對鋁膜及銀合金膜一起進(jìn)行蝕刻；(3)可以使導(dǎo)電膜772具有良好的截面形狀(例如，錐形形狀)。(3)的原因可認(rèn)為如下緣故：當(dāng)使用化學(xué)溶液進(jìn)行蝕刻時(shí)，鋁膜的蝕刻速度比銀合金膜慢，或者當(dāng)在進(jìn)行上層的銀合金膜的蝕刻之后使下層的鋁膜露出時(shí)，從比銀合金膜賤的金屬，換句話說，離子化傾向高的鋁抽出電子，由此銀合金膜的蝕刻被抑制，而下層的鋁膜的蝕刻進(jìn)行速度比銀合金膜快。

在圖19的顯示裝置700中，在像素部702的平坦化絕緣膜770的一部分設(shè)置有凹凸。使用有機(jī)樹脂膜等形成平坦化絕緣膜770，并在該有機(jī)樹脂膜的表面上形成凹凸，由此可以形成該凹凸。用作反射電極的導(dǎo)電膜772沿著上述凹凸而形成。由此，在外光入射到導(dǎo)電膜772的情況下，可以在導(dǎo)電膜772的表面上使光漫反射，由此可以提高可見度。

另外，作為圖19所示的顯示裝置700例示出反射型彩色液晶顯示裝置，但是其顯示方式不局限于此。例如，也可以采用導(dǎo)電膜772為使可視光透過的導(dǎo)電膜的透過型彩色液晶顯示裝置。當(dāng)采用透過型彩色液晶顯示裝置時(shí)，不一定需要在平坦化絕緣膜770上設(shè)置凹凸。

雖然在圖19中未圖示，但是也可以在導(dǎo)電膜772及導(dǎo)電膜774的與液晶層776接觸的一側(cè)設(shè)置取向膜。雖然在圖19中未圖示，但是也可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置偏振構(gòu)件、相位差構(gòu)件、抗反射構(gòu)件等光學(xué)構(gòu)件(光學(xué)襯底)等。例如，也可以采用使用偏振襯底及相位差襯底的圓偏振。此外，作為光源，也可以使用背光、側(cè)光等。

在作為顯示元件使用液晶元件的情況下，可以使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。這些液晶材料根據(jù)條件呈現(xiàn)出膽甾相、近晶相、立方相、手征向列相、均質(zhì)相等。

在采用橫向電場方式的情況下，也可以使用不需要取向膜的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相的一種，是指當(dāng)使膽甾型液晶的溫度上升時(shí)即將從膽甾相轉(zhuǎn)變到均質(zhì)相之前出現(xiàn)的相。因?yàn)樗{(lán)相只在較窄的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，所以將其中混合有幾wt％以上的手征試劑的液晶組合物用于液晶層，以擴(kuò)大上述溫度范圍。包含呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶和手征試劑的液晶組成物的響應(yīng)速度快，并且其具有光學(xué)各向同性。此外，包含呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶和手征試劑的液晶組成物不需要取向處理，且視角依賴性小。由于不需要設(shè)置取向膜所以不需要摩擦處理，因此可以防止由于摩擦處理而引起的靜電破壞，由此可以降低制造工序中的液晶顯示裝置的不良和破損。

當(dāng)作為顯示元件使用液晶元件時(shí)，可以使用：tn(twistednematic：扭曲向列)模式、ips(in-plane-switching：平面內(nèi)轉(zhuǎn)換)模式、ffs(fringefieldswitching：邊緣電場轉(zhuǎn)換)模式、asm(axiallysymmetricalignedmicro-cell：軸對稱排列微單元)模式、ocb(opticalcompensatedbirefringence：光學(xué)補(bǔ)償彎曲)模式、flc(ferroelectricliquidcrystal：鐵電性液晶)模式以及aflc(antiferroelectricliquidcrystal：反鐵電性液晶)模式等。

另外，也可以采用常黑型液晶顯示裝置，例如使用垂直取向(va)模式的透過型液晶顯示裝置。作為垂直配向模式，可以舉出幾個(gè)例子，例如可以采用mva(multi-domainverticalalignment：多疇垂直配向)模式、pva(patternedverticalalignment：垂直取向構(gòu)型)模式、asv(advancedsuperview：高級超視覺)模式等。

<作為顯示元件使用發(fā)光元件的顯示裝置>

圖20所示的顯示裝置700包括發(fā)光元件782。發(fā)光元件782包括導(dǎo)電膜784、el層786及導(dǎo)電膜788。圖20所示的顯示裝置700可以通過從發(fā)光元件782所包括的el層786發(fā)射光來顯示圖像。

導(dǎo)電膜784連接于晶體管750所具有的用作源電極或漏電極的導(dǎo)電膜。導(dǎo)電膜784形成在平坦化絕緣膜770上并被用作像素電極，即，顯示元件的一個(gè)電極。作為導(dǎo)電膜784，可以使用使可見光透過的導(dǎo)電膜或反射可見光的導(dǎo)電膜。作為使可見光透過的導(dǎo)電膜，例如優(yōu)選使用包含選自銦(in)、鋅(zn)和錫(sn)中的一種的材料。作為反射可見光的導(dǎo)電膜，例如優(yōu)選使用包含鋁或銀的材料。

在圖20所示的顯示裝置700中，在平坦化絕緣膜770及導(dǎo)電膜784上設(shè)置有絕緣膜730。絕緣膜730覆蓋導(dǎo)電膜784的一部分。發(fā)光元件782具有頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)。因此，導(dǎo)電膜788具有透光性且使el層786發(fā)射的光透過。雖然在本實(shí)施方式中例示出頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此。例如，也可以采用向?qū)щ娔?84一側(cè)發(fā)射光的底部發(fā)射結(jié)構(gòu)或向?qū)щ娔?84一側(cè)及導(dǎo)電膜788一側(cè)的雙方發(fā)射光的雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)。

在與發(fā)光元件782重疊的位置上設(shè)置有著色膜736，并且在與絕緣膜730重疊的位置以包括在引繞布線部711及源極驅(qū)動(dòng)電路部704中的方式設(shè)置有遮光膜738。著色膜736及遮光膜738被絕緣膜734覆蓋。由密封膜732填充發(fā)光元件782與絕緣膜734之間。雖然在圖20所例示的顯示裝置700中設(shè)置有著色膜736，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此。在通過分別涂布不同顏色的材料來形成el層786時(shí)，不一定需要設(shè)置著色膜736。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。

實(shí)施方式4

在本實(shí)施方式中，參照圖21a至圖21c說明具有本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的顯示裝置。

圖21a所示的顯示裝置包括：具有顯示元件的像素的區(qū)域(以下稱為像素部502)；配置在像素部502外側(cè)并具有用來驅(qū)動(dòng)像素的電路的電路部(以下稱為驅(qū)動(dòng)電路部504)；具有保護(hù)元件的功能的電路(以下稱為保護(hù)電路506)；以及端子部507。注意，不一定需要設(shè)置保護(hù)電路506。

驅(qū)動(dòng)電路部504的一部分或全部優(yōu)選形成在與像素部502同一的襯底上。此時(shí)，可以減少構(gòu)件數(shù)量及端子數(shù)量。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路部504的一部分或全部不形成在與像素部502相同的襯底上時(shí)，可以通過cog或tab(tapeautomatedbonding：卷帶自動(dòng)結(jié)合)安裝驅(qū)動(dòng)電路部504的一部分或全部。

像素部502包括用來驅(qū)動(dòng)配置為x行(x為2以上的自然數(shù))y列(y為2以上的自然數(shù))的顯示元件的電路(以下，將這種電路稱為像素電路501)。驅(qū)動(dòng)電路部504包括輸出選擇像素的信號(掃描信號)的電路(以下，將該電路稱為柵極驅(qū)動(dòng)器504a)、用來供應(yīng)用來驅(qū)動(dòng)像素中的顯示元件的信號(數(shù)據(jù)信號)的電路(以下，將該電路稱為源極驅(qū)動(dòng)器504b)等的驅(qū)動(dòng)電路。

柵極驅(qū)動(dòng)器504a具有移位寄存器等。柵極驅(qū)動(dòng)器504a通過端子部507接收用來驅(qū)動(dòng)移位寄存器的信號并輸出信號。例如，柵極驅(qū)動(dòng)器504a接收起始脈沖信號、時(shí)鐘信號等并輸出脈沖信號。柵極驅(qū)動(dòng)器504a具有控制被供應(yīng)掃描信號的布線(以下，將這種布線稱為掃描線gl_1至gl_x)的電位的功能。另外，也可以設(shè)置多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器504a，以分別控制掃描線gl_1至gl_x?；蛘?，柵極驅(qū)動(dòng)器504a具有供應(yīng)初始化信號的功能。但是，不局限于此，柵極驅(qū)動(dòng)器504a可以供應(yīng)其他信號。

源極驅(qū)動(dòng)器504b具有移位寄存器等。通過端子部507，源極驅(qū)動(dòng)器504b除了接收用來驅(qū)動(dòng)移位寄存器的信號之外，還接收生成數(shù)據(jù)信號的信號(圖像信號)。源極驅(qū)動(dòng)器504b具有以圖像信號為基礎(chǔ)生成寫入到像素電路501的數(shù)據(jù)信號的功能。另外，源極驅(qū)動(dòng)器504b具有依照輸入起始脈沖信號、時(shí)鐘信號等而產(chǎn)生的脈沖信號來控制數(shù)據(jù)信號的輸出的功能。另外，源極驅(qū)動(dòng)器504b具有控制被供應(yīng)數(shù)據(jù)信號的布線(以下，將這種布線稱為數(shù)據(jù)線dl_1至dl_y)的電位的功能?；蛘?，源極驅(qū)動(dòng)器504b具有供應(yīng)初始化信號的功能。但是，不局限于此，源極驅(qū)動(dòng)器504b也可以供應(yīng)其他信號。

源極驅(qū)動(dòng)器504b例如包括多個(gè)模擬開關(guān)等。通過依次使多個(gè)模擬開關(guān)成為導(dǎo)通狀態(tài)，源極驅(qū)動(dòng)器504b可以輸出對圖像信號進(jìn)行時(shí)間分割而成的信號作為數(shù)據(jù)信號。源極驅(qū)動(dòng)器504b也可以包括移位寄存器等。

多個(gè)像素電路501的每一個(gè)分別通過被供應(yīng)掃描信號的多個(gè)掃描線gl之一而被輸入脈沖信號，并通過被供應(yīng)數(shù)據(jù)信號的多個(gè)數(shù)據(jù)線dl之一而被輸入數(shù)據(jù)信號。多個(gè)像素電路501的每一個(gè)被柵極驅(qū)動(dòng)器504a控制數(shù)據(jù)信號的寫入及保持。例如，通過掃描線gl_m從柵極驅(qū)動(dòng)器504a對第m行第n列的像素電路501輸入脈沖信號，并根據(jù)掃描線gl_m的電位而通過數(shù)據(jù)線dl_n從源極驅(qū)動(dòng)器504b對第m行第n列的像素電路501輸入數(shù)據(jù)信號(m是x以下的自然數(shù)，n是y以下的自然數(shù))。

圖21a所示的保護(hù)電路506例如與柵極驅(qū)動(dòng)器504a和像素電路501之間的掃描線gl連接。或者，保護(hù)電路506與源極驅(qū)動(dòng)器504b和像素電路501之間的數(shù)據(jù)線dl連接?；蛘撸Ｗo(hù)電路506可以與柵極驅(qū)動(dòng)器504a和端子部507之間的布線連接。或者，保護(hù)電路506可以與源極驅(qū)動(dòng)器504b和端子部507之間的布線連接。此外，端子部507是指具有用來從外部電路對顯示裝置輸入電源、控制信號及圖像信號的端子的部分。

保護(hù)電路506是在與該保護(hù)電路連接的布線被供應(yīng)一定范圍之外的電位時(shí)使該布線和其他布線連接的電路。

如圖21a所示，通過對各像素部502和驅(qū)動(dòng)電路部504設(shè)置保護(hù)電路506，可以提高顯示裝置對因esd(electrostaticdischarge：靜電放電)等而產(chǎn)生的過電流的電阻。但是，保護(hù)電路506的結(jié)構(gòu)不局限于此，例如，保護(hù)電路506可以與柵極驅(qū)動(dòng)器504a連接，或者保護(hù)電路506也可以與源極驅(qū)動(dòng)器504b連接?；蛘?，保護(hù)電路506也可以與端子部507連接。

在圖21a中示出驅(qū)動(dòng)電路部504包括柵極驅(qū)動(dòng)器504a和源極驅(qū)動(dòng)器504b的例子，但是其結(jié)構(gòu)不局限于此。例如，也可以只形成柵極驅(qū)動(dòng)器504a并安裝另外準(zhǔn)備的形成有源極驅(qū)動(dòng)電路的襯底(例如，使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的驅(qū)動(dòng)電路襯底)。

圖21a所示的多個(gè)像素電路501例如可以具有圖21b所示的結(jié)構(gòu)。

圖21b所示的像素電路501包括液晶元件570、晶體管550以及電容器560。作為晶體管550，例如可以使用上述實(shí)施方式所示的晶體管。

根據(jù)像素電路501的規(guī)格適當(dāng)?shù)卦O(shè)定液晶元件570的一對電極中的一個(gè)的電位。根據(jù)被寫入的數(shù)據(jù)設(shè)定液晶元件570的取向狀態(tài)。此外，也可以對多個(gè)像素電路501的每一個(gè)所具有的液晶元件570的一對電極中的一個(gè)供應(yīng)公共電位。此外，對一個(gè)行的像素電路501的液晶元件570的一對電極中的一個(gè)供應(yīng)的電位也可以不同于對另一個(gè)行的像素電路501的液晶元件570的一對電極中的一個(gè)供應(yīng)的電位。

作為包括液晶元件570的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法的例子，可以舉出如下模式：tn模式；stn模式；va模式；asm(axiallysymmetricalignedmicro-cell：軸對稱排列微單元)模式；ocb(opticallycompensatedbirefringence：光學(xué)補(bǔ)償彎曲)模式；flc(ferroelectricliquidcrystal：鐵電性液晶)模式；aflc(antiferroelectricliquidcrystal：反鐵電液晶)模式；mva模式；pva(patternedverticalalignment：垂直取向構(gòu)型)模式；ips模式；ffs模式；或tba(transversebendalignment：橫向彎曲取向)模式等。作為顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法的其他例子，還有ecb(electricallycontrolledbirefringence：電控雙折射)模式、pdlc(polymerdispersedliquidcrystal：聚合物分散型液晶)模式、pnlc(polymernetworkliquidcrystal：聚合物網(wǎng)絡(luò)型液晶)模式、賓主模式。但是，本發(fā)明不局限于這些例子，可以將各種液晶元件及驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)用于液晶元件及其驅(qū)動(dòng)方式。

在第m行第n列的像素電路501中，晶體管550的源電極和漏電極中的一個(gè)與數(shù)據(jù)線dl_n電連接，源極和漏極中的另一個(gè)與液晶元件570的一對電極中的另一個(gè)電連接。晶體管550的柵電極與掃描線gl_m電連接。晶體管550具有通過成為導(dǎo)通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)而控制是否寫入數(shù)據(jù)信號的功能。

電容器560的一對電極中的一個(gè)與被供應(yīng)電位的布線(以下，稱為電位供應(yīng)線vl)電連接，另一個(gè)與液晶元件570的一對電極中的另一個(gè)電連接。根據(jù)像素電路501的規(guī)格適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電位供應(yīng)線vl的電位。電容器560被用作儲存被寫入的數(shù)據(jù)的存儲電容器。

例如，在具有圖21b的像素電路501的顯示裝置中，通過圖21a所示的柵極驅(qū)動(dòng)器504a依次選擇各行的像素電路501，以使晶體管550成為導(dǎo)通狀態(tài)而寫入數(shù)據(jù)信號。

當(dāng)晶體管550成為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，被寫入數(shù)據(jù)的像素電路501成為保持狀態(tài)。通過按行依次進(jìn)行上述步驟，可以顯示圖像。

另外，圖21a的多個(gè)像素電路501例如可以具有圖21c所示的結(jié)構(gòu)。

圖21c所示的像素電路501包括晶體管552及554、電容器562以及發(fā)光元件572?？梢詫⑸鲜鰧?shí)施方式所示的晶體管用于晶體管552和554中的一個(gè)或兩個(gè)。

晶體管552的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接于被供應(yīng)數(shù)據(jù)信號的布線(以下，稱為信號線dl_n)。晶體管552的柵電極電連接于被供應(yīng)柵極信號的布線(以下，稱為掃描線gl_m)。

晶體管552具有通過成為開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)而控制是否寫入數(shù)據(jù)信號的功能。

電容器562的一對電極中的一個(gè)與被供應(yīng)電位的布線(以下，稱為電位供應(yīng)線vl_a)電連接，另一個(gè)與晶體管552的源電極和漏電極中的另一個(gè)電連接。

電容器562被用作儲存被寫入的數(shù)據(jù)的存儲電容器。

晶體管554的源電極和漏電極中的一個(gè)與電位供應(yīng)線vl_a電連接。并且，晶體管554的柵電極與晶體管552的源電極和漏電極中的另一個(gè)電連接。

發(fā)光元件572的陽極和陰極中的一個(gè)與電位供應(yīng)線vl_b電連接，另一個(gè)與晶體管554的源電極和漏電極中的另一個(gè)電連接。

作為發(fā)光元件572，例如可以使用有機(jī)電致發(fā)光元件(也稱為有機(jī)el元件)等。注意，發(fā)光元件572并不局限于有機(jī)el元件，也可以使用包含無機(jī)材料的無機(jī)el元件。

高電源電位vdd施加到電位供應(yīng)線vl_a和電位供應(yīng)線vl_b中的一個(gè)，低電源電位vss施加到另一個(gè)。

例如，在具有圖21c的像素電路501的顯示裝置中，通過圖21a所示的柵極驅(qū)動(dòng)器504a依次選擇各行的像素電路501，以使晶體管552成為導(dǎo)通狀態(tài)而寫入數(shù)據(jù)信號。

當(dāng)晶體管552成為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，被寫入數(shù)據(jù)的像素電路501成為保持狀態(tài)。并且，流在晶體管554的源電極與漏電極之間的電流量根據(jù)被寫入的數(shù)據(jù)信號的電位被控制。發(fā)光元件572以對應(yīng)于流動(dòng)的電流量的亮度發(fā)光。通過按行依次進(jìn)行上述步驟，可以顯示圖像。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。

實(shí)施方式5

在本實(shí)施方式中，參照圖22及圖23a至圖23g說明具有本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的顯示模塊及電子設(shè)備。

在圖22所示的顯示模塊8000中，在上蓋8001與下蓋8002之間設(shè)置有連接于fpc8003的觸摸面板8004、連接于fpc8005的顯示面板8006、背光8007、框架8009、印刷電路板8010及電池8011。

例如，可以將本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置用于顯示面板8006。

上蓋8001及下蓋8002的形狀及尺寸可以根據(jù)觸摸面板8004及顯示面板8006的尺寸適當(dāng)?shù)馗淖儭?/p>

觸摸面板8004可以是電阻膜式觸摸面板或靜電容量式觸摸面板，并且能夠以與顯示面板8006重疊的方式被形成。顯示面板8006的對置襯底(密封襯底)可以具有觸摸面板的功能。另外，也可以在顯示面板8006的各像素中設(shè)置光傳感器，以制成光學(xué)觸摸面板。

背光8007包括光源8008。注意，雖然在圖22中示出在背光8007上配置光源8008的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于該結(jié)構(gòu)。例如，也可以采用在背光8007的端部設(shè)置有光源8008并還設(shè)置有光擴(kuò)散板的結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用有機(jī)el元件等自發(fā)光型發(fā)光元件時(shí)，或者當(dāng)使用反射型面板等時(shí)，不一定需要設(shè)置背光8007。

框架8009保護(hù)顯示面板8006，并具有用來遮斷因印刷電路板8010的工作而產(chǎn)生的電磁波的電磁屏蔽的功能。框架8009也可以具有散熱板的功能。

印刷電路板8010設(shè)置有電源電路以及用來輸出視頻信號及時(shí)鐘信號的信號處理電路。作為對電源電路供應(yīng)電力的電源，可以使用外部的商業(yè)電源或者使用另行設(shè)置的電池8011的電源。當(dāng)使用商業(yè)電源時(shí)，可以省略電池8011。

顯示模塊8000還可以設(shè)置有偏振片、相位差板、棱鏡片等構(gòu)件。

圖23a至圖23g示出電子設(shè)備。這些電子設(shè)備可以包括框體9000、顯示部9001、揚(yáng)聲器9003、操作鍵9005(包括電源開關(guān)或操作開關(guān))、連接端子9006、傳感器9007(具有測量如下因素的功能的傳感器：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)速、距離、光、液、磁、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、時(shí)間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動(dòng)、氣味或紅外線)、麥克風(fēng)9008等。

圖23a至圖23g所示的電子設(shè)備可以具有各種功能，諸如：將各種信息(靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像、文字圖像等)顯示在顯示部上的功能；觸摸面板的功能；顯示日歷、日期或時(shí)刻等的功能；通過利用各種軟件(程序)控制處理的功能；進(jìn)行無線通信的功能；通過利用無線通信功能來連接到各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能；通過利用無線通信功能，進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收的功能；讀出儲存在記錄媒體中的程序或數(shù)據(jù)來將其顯示在顯示部上的功能；等。注意，圖23a至圖23g所示的電子設(shè)備的功能不局限于此，該電子設(shè)備可以具有各種各樣的功能。雖然在圖23a至圖23g中未圖示，但是電子設(shè)備也可以包括多個(gè)顯示部。電子設(shè)備可以具有相機(jī)等，并可以具有如下功能：拍攝靜態(tài)圖像的功能；拍攝動(dòng)態(tài)圖像的功能；將所拍攝的圖像儲存在記錄媒體(外部記錄媒體或內(nèi)置于相機(jī)的記錄媒體)中的功能；將所拍攝的圖像顯示在顯示部上的功能；等。

下面，對圖23a至圖23g所示的電子設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的說明。

圖23a是便攜式信息終端9100的立體圖。便攜式信息終端9100的顯示部9001具有柔性，因此能夠沿著框體9000的彎曲面被組裝。另外，顯示部9001包括觸摸傳感器，可以用手指或觸屏筆等觸摸畫面來進(jìn)行操作。例如，通過觸摸顯示于顯示部9001的圖標(biāo)，可以啟動(dòng)應(yīng)用程序。

圖23b是便攜式信息終端9101的立體圖。便攜式信息終端9101例如具有電話機(jī)、電子筆記本和信息閱讀系統(tǒng)等中的一種或多種的功能。具體而言，可以將該便攜式信息終端9101用作智能手機(jī)。注意，雖然在圖23b中未圖示揚(yáng)聲器9003、連接端子9006、傳感器9007等，但是在便攜式信息終端9101中也可以在與圖23a所示的便攜式信息終端9100同樣的位置設(shè)置揚(yáng)聲器9003、連接端子9006、傳感器9007等。便攜式信息終端9101可以將文字及圖像信息顯示在其多個(gè)面上。例如，可以將三個(gè)操作按鈕9050(也稱為操作圖標(biāo)，或簡稱為圖標(biāo))顯示在顯示部9001的一個(gè)面上。另外，可以將以虛線的矩形表示的信息9051顯示在顯示部9001的其他面上。作為信息9051的例子，有來自sns(socialnetworkingservices：社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù))的通知、表示收到電子郵件或電話等的顯示；電子郵件或sns等的標(biāo)題；電子郵件或sns等的發(fā)送者；日期；時(shí)間；電池電量；天線的接收強(qiáng)度?；蛘撸部梢栽陲@示信息9051的位置顯示操作按鈕9050等來代替信息9051。

圖23c是便攜式信息終端9102的立體圖。便攜式信息終端9102具有在顯示部9001的三個(gè)以上的面顯示信息的功能。在此，將信息9052、信息9053、信息9054顯示在不同的面上。例如，便攜式信息終端9102的用戶能夠在將便攜式信息終端9102放在上衣口袋里的狀態(tài)下確認(rèn)其顯示(這里是信息9053)。具體而言，將打來電話的人的電話號碼或姓名等顯示在能夠從便攜式信息終端9102的上方觀看到這些信息的位置。因此，用戶可以確認(rèn)到該顯示而無需從口袋里拿出便攜式信息終端9102，并判斷是否接電話。

圖23d是手表型的便攜式信息終端9200的立體圖。便攜式信息終端9200可以執(zhí)行移動(dòng)電話、電子郵件、文章的閱讀及編輯、音樂播放、網(wǎng)絡(luò)通信、電腦游戲等各種應(yīng)用程序。顯示部9001的顯示面彎曲，并可以在該彎曲的顯示面上顯示圖像。便攜式信息終端9200可以采用基于通信標(biāo)準(zhǔn)的近距離無線通信。例如，通過利用便攜式信息終端9200與可進(jìn)行無線通信的耳麥的相互通信，可以進(jìn)行免提通話。另外，便攜式信息終端9200包括連接端子9006，可以通過連接器直接與其他信息終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。另外，也可以通過連接端子9006進(jìn)行充電。另外，也可以利用無線供電進(jìn)行充電工作，而不使用連接端子9006。

圖23e、圖23f、圖23g是能夠折疊的便攜式信息終端9201的立體圖，它們分別示出：展開狀態(tài)；從展開狀態(tài)轉(zhuǎn)換成折疊狀態(tài)或者從折疊狀態(tài)轉(zhuǎn)換成展開狀態(tài)；以及折疊狀態(tài)。便攜式信息終端9201在折疊狀態(tài)下可攜帶性好。在便攜式信息終端9201為展開狀態(tài)時(shí)，無縫拼接的大顯示區(qū)域可以提供高一覽性。便攜式信息終端9201的顯示部9001被由鉸鏈9055連結(jié)的三個(gè)框體9000支撐。通過利用鉸鏈9055在兩個(gè)框體9000之間的連接部使便攜式信息終端9201折疊，可以使便攜式信息終端9201從展開狀態(tài)可逆性地變?yōu)檎郫B狀態(tài)。例如，能夠使便攜式信息終端9201以1mm以上且150mm以下的曲率半徑彎曲。

本實(shí)施方式所述的電子設(shè)備具有用來顯示某些信息的顯示部。但是，本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置也能夠用于不包括顯示部的電子設(shè)備。另外，本實(shí)施方式所述的電子設(shè)備的顯示部也可以不具有柔性且在平面的表面上顯示圖像，而不局限于能夠在彎曲的顯示面上顯示圖像的模式或能夠折疊的模式。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。

實(shí)施方式6

在本實(shí)施方式中，參照圖24對半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子進(jìn)行說明，在該半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)中，即使在沒有電力供應(yīng)的情況下也能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)，并且對寫入次數(shù)也沒有限制。

<電路結(jié)構(gòu)>

圖24示出半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)的例子。在圖24中，第一布線(1stline)與p型晶體管1280a的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。另外，p型晶體管1280a的源電極和漏電極中的另一個(gè)與n型晶體管1280b的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。另外，n型晶體管1280b的源電極和漏電極中的另一個(gè)與n型晶體管1280c的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。

第二布線(2ndline)與晶體管1282的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。另外，晶體管1282的源電極和漏電極中的另一個(gè)與電容器1281的一個(gè)電極及n型晶體管1280c的柵電極電連接。

第三布線(3rdline)與p型晶體管1280a及n型晶體管1280b的柵電極電連接。此外，第四布線(4thline)與晶體管1282的柵電極電連接。此外，第五布線(5thline)與電容器1281的另一個(gè)電極及n型晶體管1280c的源電極和漏電極中的另一個(gè)電連接。此外，第六布線(6thline)與p型晶體管1280a的源電極和漏電極中的另一個(gè)及n型晶體管1280b的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。

另外，晶體管1282可以使用氧化物半導(dǎo)體(os：oxidesemiconductor)形成。因此，在圖24中，對晶體管1282附有“os”的標(biāo)記。此外，也可以使用氧化物半導(dǎo)體以外的材料形成晶體管1282。作為晶體管1282可以使用實(shí)施方式1所示的晶體管100或晶體管170。

另外，在圖24中，對晶體管1282的源電極和漏電極中的另一個(gè)、電容器1281的一個(gè)電極以及n型晶體管1280c的柵電極的連接部分附有浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)(fn)。當(dāng)晶體管1282處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，可以保持施加到浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)、電容器1281的一個(gè)電極以及n型晶體管1280c的柵電極的電位。

圖24所示的電路結(jié)構(gòu)通過有效地利用能夠保持n型晶體管1280c的柵電極的電位的特征，可以以如下方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入、保持及讀出。

<數(shù)據(jù)的寫入及保持>

首先，對數(shù)據(jù)的寫入及保持進(jìn)行說明。將第四布線的電位設(shè)定為使晶體管1282成為開啟狀態(tài)的電位，由此使晶體管1282成為開啟狀態(tài)。由此，第二布線的電位施加到n型晶體管1280c的柵電極及電容器1281。也就是說，對n型晶體管1280c的柵電極施加指定的電荷(寫入)。然后，將第四布線的電位設(shè)定為使晶體管1282成為關(guān)閉狀態(tài)的電位，由此使晶體管1282成為關(guān)閉狀態(tài)。由此，施加到n型晶體管1280c的柵電極的電荷被保持(保持)。

由于晶體管1282的關(guān)態(tài)電流極小，所以n型晶體管1280c的柵電極的電荷被長時(shí)間保持。

<數(shù)據(jù)的讀出>

接著，對數(shù)據(jù)的讀出進(jìn)行說明。當(dāng)?shù)谌季€的電位為低電平電位時(shí)，p型晶體管1280a成為開啟狀態(tài)，n型晶體管1280b成為關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，第一布線的電位施加到第六布線。另一方面，當(dāng)?shù)谌季€的電位為高電平電位時(shí)，p型晶體管1280a成為關(guān)閉狀態(tài)，n型晶體管1280b成為開啟狀態(tài)。此時(shí)，第六布線的電位根據(jù)保持在浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)(fn)的電荷量而變化。因此，通過測量第六布線的電位可以讀出所保持的數(shù)據(jù)(讀出)。

在其溝道形成區(qū)域中使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管1282的關(guān)態(tài)電流極小。由于使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管1282的關(guān)態(tài)電流是使用硅半導(dǎo)體等形成的晶體管的關(guān)態(tài)電流的十萬分之一以下，所以可以忽視因晶體管1282的泄漏電流而引起的儲存在浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)(fn)的電荷的消失。也就是說，使用氧化物半導(dǎo)體形成的晶體管1282可以實(shí)現(xiàn)即使沒有電力供應(yīng)也能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)的非易失性存儲電路。

通過將包括上述電路結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置應(yīng)用于寄存器或高速緩沖存儲器等存儲裝置，可以防止因電源電壓的供應(yīng)停止而存儲裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)消失。另外，在電源電壓的供應(yīng)重新開始后，該存儲裝置可以立刻恢復(fù)到電源供應(yīng)停止前的狀態(tài)。因此，在整個(gè)存儲裝置或包括在存儲裝置中的一個(gè)或多個(gè)邏輯電路處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，即使在短時(shí)間內(nèi)也可以停止電源，所以可以實(shí)現(xiàn)低功耗。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)、方法等可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)、方法等適當(dāng)?shù)亟M合而使用。

實(shí)施例

在本實(shí)施例中，制造相當(dāng)于圖6a及圖6b所示的晶體管170的晶體管，并對該晶體管的id-vg特性進(jìn)行評價(jià)。

在本實(shí)施例中，形成下面所示的樣品a1至a3并進(jìn)行評價(jià)。樣品a1至a3是本發(fā)明的一個(gè)方式的樣品。在樣品a1的晶體管中，溝道長度l為6μm，溝道寬度w為5μm；在樣品a2的晶體管中，溝道長度l為6μm，溝道寬度w為50μm；在樣品a3的晶體管中，溝道長度l為6μm，溝道寬度w為200μm。作為樣品a1至a3，分別形成10個(gè)上述尺寸的晶體管。

下面，對在本實(shí)施例中形成的樣品a1至a3進(jìn)行說明。樣品a1至a3的不同之處只在于晶體管的溝道寬度w的尺寸，而它們的制造工序是相同的。注意，在以下的說明中，使用在圖6a及圖6b的晶體管170中使用的符號。

<樣品a1至a3的制造方法>

首先，在襯底102上形成導(dǎo)電膜104。作為襯底102使用玻璃襯底。另外，將玻璃襯底的尺寸及厚度分別設(shè)定為600mm×720mm及0.7mm。作為導(dǎo)電膜104，通過使用濺射裝置形成厚度為100nm的鎢膜。

接著，在襯底102及導(dǎo)電膜104上形成絕緣膜106、107。作為絕緣膜106，通過使用pecvd裝置形成厚度為400nm的氮化硅膜。作為絕緣膜107，通過使用pecvd裝置形成厚度為50nm的氧氮化硅膜。

絕緣膜106通過如下方式形成。首先，在如下條件下形成厚度為50nm的氮化硅膜：襯底溫度為350℃；將流量為200sccm的硅烷氣體、流量為2000sccm的氮?dú)怏w及流量為100sccm的氨氣體引入到處理室內(nèi)；壓力為100pa；以及對設(shè)置在pecvd裝置內(nèi)的平行板電極供應(yīng)2000w的rf功率。接著，將氨流量改變?yōu)?000sccm，形成厚度為300nm的氮化硅膜。最后，將氨流量改變?yōu)?00sccm，形成厚度為50nm的氮化硅膜。

絕緣膜107在如下條件下形成：襯底溫度為350℃；將流量為20sccm的硅烷氣體及流量為3000sccm的一氧化二氮?dú)怏w引入到處理室內(nèi)；壓力為40pa；以及對設(shè)置在pecvd裝置內(nèi)的平行板電極供應(yīng)100w的rf功率。

接著，在絕緣膜107上形成氧化物半導(dǎo)體膜108。氧化物半導(dǎo)體膜108具有在導(dǎo)電膜104(被用作柵電極)一側(cè)的第一氧化物半導(dǎo)體膜108a以及第一氧化物半導(dǎo)體膜108a上的第二氧化物半導(dǎo)體膜108b的疊層結(jié)構(gòu)。作為第一氧化物半導(dǎo)體膜108a，形成厚度為10nm的igzo膜，作為第二氧化物半導(dǎo)體膜108b，形成厚度為15nm的igzo膜。

第一氧化物半導(dǎo)體膜108a在如下條件下形成：襯底溫度為170℃；將流量為140sccm的氬氣體及流量為60sccm的氧氣體引入到處理室內(nèi)；壓力為0.6pa；以及對多晶金屬氧化物濺射靶材(具有in:ga:zn＝4:2:4.1的原子個(gè)數(shù)比)供應(yīng)2500w的ac功率。

第二氧化物半導(dǎo)體膜108b在如下條件下形成：襯底溫度為170℃；將流量為100sccm的氬氣體及流量為100sccm的氧氣體引入到處理室內(nèi)；壓力為0.6pa；以及對多晶金屬氧化物濺射靶材(具有in:ga:zn＝1:1:1.2的原子個(gè)數(shù)比)供應(yīng)2500w的ac功率。

接著，在絕緣膜107及氧化物半導(dǎo)體膜108上形成導(dǎo)電膜112a、112b。導(dǎo)電膜112a、112b通過如下方式形成：通過使用濺射裝置在真空中依次連續(xù)形成厚度為50nm的鎢膜、厚度為400nm的鋁膜以及厚度為100nm的鈦膜。

接著，在絕緣膜107、氧化物半導(dǎo)體膜108以及導(dǎo)電膜112a、112b上形成絕緣膜114及絕緣膜116。作為絕緣膜114，通過使用pecvd裝置形成厚度為50nm的氧氮化硅膜。作為絕緣膜116，通過使用pecvd裝置形成厚度為400nm的氧氮化硅膜。注意，絕緣膜114及絕緣膜116是通過使用pecvd裝置在真空中連續(xù)形成的。

絕緣膜114在如下條件下形成：襯底溫度為220℃；將流量為50sccm的硅烷氣體及流量為2000sccm的一氧化二氮?dú)怏w引入到處理室內(nèi)；壓力為20pa；以及對設(shè)置在pecvd裝置內(nèi)的平行板電極供應(yīng)100w的rf功率。絕緣膜116在如下條件下形成：襯底溫度為220℃；將流量為160sccm的硅烷氣體及流量為4000sccm的一氧化二氮?dú)怏w引入到處理室內(nèi)；壓力為200pa；以及對設(shè)置在pecvd裝置內(nèi)的平行板電極供應(yīng)1500w的rf功率。

接著，進(jìn)行第一加熱處理。該第一加熱處理在氮?dú)怏w氣氛下以350℃進(jìn)行一個(gè)小時(shí)。

通過使用濺射裝置在絕緣膜116上形成厚度為5nm的itso膜。該itso膜在如下條件下形成：襯底溫度為室溫；將流量為72sccm的氬氣體、流量為5sccm的氧氣體引入到處理室內(nèi)；壓力為0.15pa；以及對設(shè)置在濺射裝置內(nèi)的金屬氧化物靶材(in2o3:sno2:sio2＝85:10:5[wt.％])供應(yīng)1000w的dc功率。

接著，經(jīng)由itso膜對絕緣膜116進(jìn)行氧添加處理。該氧添加處理通過利用灰化裝置在如下條件下進(jìn)行；襯底溫度為40℃；將流量為250sccm的氧氣體引入到處理室內(nèi)；壓力為15pa；以及對設(shè)置在灰化裝置內(nèi)的平行板電極供應(yīng)4500w的rf功率120秒鐘，以對襯底一側(cè)施加偏壓。

接著，去除itso膜，使絕緣膜116露出。itso膜的去除方法為如下：在利用濕蝕刻裝置，使用濃度為5％的草酸水溶液進(jìn)行300秒鐘的蝕刻之后，使用濃度為0.5％的氫氟酸進(jìn)行15秒鐘的蝕刻。

接著，在絕緣膜116上形成絕緣膜118。作為絕緣膜118，通過使用pecvd裝置形成厚度為100nm的氮化硅膜。另外，形成絕緣膜118時(shí)的pecvd裝置內(nèi)的襯底溫度為350℃。

接著，形成到達(dá)導(dǎo)電膜112b的開口142c以及到達(dá)導(dǎo)電膜104的開口142a、142b。開口142a、142b及142c通過使用干蝕刻裝置形成。

接著，以覆蓋開口142a、142b、142c的方式在絕緣膜118上形成導(dǎo)電膜，且對該導(dǎo)電膜進(jìn)行加工，來形成導(dǎo)電膜120a及120b。作為導(dǎo)電膜120a及120b，通過使用濺射裝置形成厚度為100nm的itso膜。用于itso膜的靶材的組成與上面所示的形成itso膜的靶材的組成相同。

接著，進(jìn)行第二加熱處理。該第二加熱處理在氮?dú)怏w氣氛下以250℃進(jìn)行一個(gè)小時(shí)。

經(jīng)過上述工序，制造本實(shí)施例的樣品a1至a3。另外，制造樣品a1至a3的工序中的最高溫度為350℃。

<晶體管的id-vg特性>

接著，測定通過上述方式制造的樣品a1至a3的id-vg特性。圖25a至圖25c示出樣品a1至a3的id-vg特性。注意，圖25a示出樣品a1的id-vg特性，圖25b示出樣品a2的id-vg特性，圖25c示出樣品a3的id-vg特性。在圖25a至圖25c中，第一縱軸表示id(a)，第二縱軸表示μfe(cm²/vs)，橫軸表示vg(v)。另外，在圖25a至圖25c中，分別重疊地表示10個(gè)晶體管特性。

另外，在晶體管170的id-vg測定中，施加到用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104的電壓(下面，將該電壓也稱為柵極電壓(vg))以及施加到用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b的電壓(vbg)分別以每次增加0.25v的方式從-15v改變至+20v。注意，僅在樣品a3的晶體管中，vg及vbg分別以每次增加0.25v的方式從-15v改變至+15v。施加到用作源電極的導(dǎo)電膜112a的電壓(下面，將該電壓也稱為源極電壓(vs))為0v(comm)，并且，施加到用作漏電極的導(dǎo)電膜112b的電壓(下面，將該電壓也稱為漏極電壓(vd))為0.1v或20v。作為場效應(yīng)遷移率(μfe)示出在vd＝20v時(shí)得到的結(jié)果。

由圖25a至圖25c所示的結(jié)果可知，即使工序中的最高溫度是較低的350℃，fet特性也幾乎不依賴于溝道寬度w，并且該fet得到穩(wěn)定的常關(guān)閉特性。注意，在本實(shí)施例中，晶體管的常關(guān)閉特性是指：在vg＝0v時(shí)流過漏極與源極之間的每溝道寬度1μm的電流在室溫下為1×10^-20a以下，在85℃下為1×10^-18a以下，或在125℃下為1×10^-16a以下。本發(fā)明的一個(gè)方式的樣品a1至a3的晶體管呈現(xiàn)高場效應(yīng)遷移率。尤其是，樣品a2及a3的晶體管呈現(xiàn)高場效應(yīng)遷移率，高于30cm²/vs。

如上所述，在本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置中，即使工序溫度較低(例如為350℃)，通過使用疊層結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體膜，也可以使半導(dǎo)體裝置具有優(yōu)異的電特性(尤其是，高可靠性及高場效應(yīng)遷移率)。

本實(shí)施例所示的結(jié)構(gòu)也可以與其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而使用。

符號說明

100：晶體管、102：襯底、104：導(dǎo)電膜、106：絕緣膜、107：絕緣膜、108：氧化物半導(dǎo)體膜、108a：氧化物半導(dǎo)體膜、108b：氧化物半導(dǎo)體膜、109：氧化物半導(dǎo)體膜、109a：氧化物半導(dǎo)體膜、109b：氧化物半導(dǎo)體膜、112：導(dǎo)電膜、112a：導(dǎo)電膜、112b：導(dǎo)電膜、114：絕緣膜、116：絕緣膜、118：絕緣膜、120：導(dǎo)電膜、120a：導(dǎo)電膜、120b：導(dǎo)電膜、131：阻擋膜、136a：掩模、136b：掩模、138：蝕刻材料、139：蝕刻材料、140：氧、140a：氧、141：箭頭、142：蝕刻材料、142a：開口、142b：開口、142c：開口、170：晶體管、501：像素電路、502：像素部、504：驅(qū)動(dòng)電路部、504a：柵極驅(qū)動(dòng)器、504b：源極驅(qū)動(dòng)器、506：保護(hù)電路、507：端子部、550：晶體管、552：晶體管、554：晶體管、560：電容器、562：電容器、570：液晶元件、572：發(fā)光元件、700：顯示裝置、701：襯底、702：像素部、704：源極驅(qū)動(dòng)電路部、705：襯底、706：柵極驅(qū)動(dòng)電路部、708：fpc端子部、710：信號線、711：布線部、712：密封劑、716：fpc、730：絕緣膜、732：密封膜、734：絕緣膜、736：著色膜、738：遮光膜、750：晶體管、752：晶體管、760：連接電極、764：絕緣膜、766：絕緣膜、767：氧化物半導(dǎo)體膜、768：絕緣膜、770：平坦化絕緣膜、772：導(dǎo)電膜、774：導(dǎo)電膜、775：液晶元件、776：液晶層、778：結(jié)構(gòu)體、780：各向異性導(dǎo)電膜、782：發(fā)光元件、784：導(dǎo)電膜、786：el層、788：導(dǎo)電膜、790：電容器、1280a：p型晶體管、1280b：n型晶體管、1280c：n型晶體管、1281：電容器、1282：晶體管、5100：顆粒、5100a：顆粒、5100b：顆粒、5101：離子、5102：氧化鋅層、5103：粒子、5105a：顆粒、5105a1：區(qū)域、5105a2：顆粒、5105b：顆粒、5105c：顆粒、5105d：顆粒、5105d1：區(qū)域、5105e：顆粒、5120：襯底、5130：靶材、5161：區(qū)域、8000：顯示模塊、8001：上蓋、8002：下蓋、8003：fpc、8004：觸摸面板、8005：fpc、8006：顯示面板、8007：背光、8008：光源、8009：框架、8010：印刷電路板、8011：電池、9000：框體、9001：顯示部、9003：揚(yáng)聲器、9005：操作鍵、9006：連接端子、9007：傳感器、9008：麥克風(fēng)、9050：操作按鈕、9051：信息、9052：信息、9053：信息、9054：信息、9055：鉸鏈、9100：便攜式信息終端、9101：便攜式信息終端、9102：便攜式信息終端、9200：便攜式信息終端、9201：便攜式信息終端

本申請基于2015年2月4日由日本專利局受理的日本專利申請第2015-019938號，其全部內(nèi)容通過引用納入本文。