本發(fā)明涉及一種物體、方法或制造方法。另外，本發(fā)明涉及一種工序、機器、產(chǎn)品或者組合物(compositionofmatter)。尤其是，本發(fā)明例如涉及一種半導體裝置、顯示裝置、發(fā)光裝置、蓄電裝置、攝像裝置、這些裝置的驅(qū)動方法或制造方法。尤其是，本發(fā)明的一個方式涉及一種半導體裝置或其制造方法。

注意，本說明書等中的半導體裝置是指能夠通過利用半導體特性而工作的所有裝置。晶體管、半導體電路為半導體裝置的一個方式。另外，存儲裝置、顯示裝置、電子設(shè)備有時包括半導體裝置。

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體膜來構(gòu)成晶體管的技術(shù)受到關(guān)注。該晶體管被廣泛地應用于集成電路(ic)、圖像顯示裝置(顯示裝置)等電子設(shè)備。作為可以應用于晶體管的半導體薄膜，硅類半導體材料被周知。另外，作為其他材料，氧化物半導體受到關(guān)注。

例如，專利文獻1公開了一種晶體管，該晶體管的活性層包括包含銦(in)、鎵(ga)及鋅(zn)的非晶氧化物半導體。

背景技術(shù)

[專利文獻1]日本專利申請公開第2006-165528號公報

在使半導體元件微型化時，晶體管附近的寄生電容是大問題。

當晶體管進行工作時，在溝道中(例如，源電極和漏電極之間)存在寄生電容的情況下，寄生電容充電所需要的時間，這導致晶體管的響應性的下降，甚至導致半導體裝置的響應性的下降。

另外，隨著微型化的發(fā)展，控制形成晶體管的各種工序(尤其是，成膜、加工等)變難，因制造工序產(chǎn)生的偏差給晶體管的特性、可靠性帶來很大的影響。

另外，伴隨微型化，出現(xiàn)了由于曝光裝置的分辨率極限而使圖案形成變得困難等晶體管制造上的問題，由此設(shè)備投資的費用越來越大。

由此，本發(fā)明的一個方式的目的之一是減少晶體管附近的寄生電容。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種電特性良好的半導體裝置。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種可靠性高的半導體裝置。另外，本發(fā)明的目的之一是提供一種可以形成曝光裝置的分辨率極限以下的圖案的晶體管或半導體裝置的制造方法。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一是降低起因于制造工序的晶體管或半導體裝置的特性偏差。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種包括氧缺陷少的氧化物半導體層的半導體裝置。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種可以以簡單的工序形成的半導體裝置。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種具有可以降低氧化物半導體層附近的界面能級的結(jié)構(gòu)的半導體裝置。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種功耗低的半導體裝置。另外，本發(fā)明的一個目的之一是提供一種降低了開發(fā)費用的新穎的半導體裝置的制造方法。另外，本發(fā)明的一個方式的目的是提供一種新穎的半導體裝置等。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種上述半導體裝置的制造方法。

注意，這些目的的記載并不妨礙其他目的的存在。此外，本發(fā)明的一個方式并不需要實現(xiàn)所有上述目的。另外，這些目的以外的目的從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中是顯而易見的，并且可以從所述記載中抽取。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方式的半導體裝置包括：第一絕緣層；第一絕緣層上的第一氧化物半導體層；第一氧化物半導體層上的第二氧化物半導體層；第二氧化物半導體層上的源電極層及漏電極層；第一絕緣層、源電極層及漏電極層上的第二絕緣層；第二絕緣層上的第三絕緣層；第二氧化物半導體層上的第三氧化物半導體層；第三氧化物半導體層上的柵極絕緣層；以及柵極絕緣層上的柵電極層。第二絕緣層為氧阻擋層并具有與第一氧化物半導體層的側(cè)面、第二氧化物半導體層的側(cè)面、源電極層的側(cè)面及漏電極層的側(cè)面接觸的區(qū)域。第三氧化物半導體層具有與第二氧化物半導體層的側(cè)面、源電極層的側(cè)面、漏電極層的側(cè)面、第二絕緣層的側(cè)面及第三絕緣層的側(cè)面接觸的區(qū)域。

本發(fā)明的另一個方式的半導體裝置包括：第一絕緣層；第一絕緣層上的第一氧化物半導體層；第一氧化物半導體層上的第二氧化物半導體層；第二氧化物半導體層上的源電極層及漏電極層；具有與第二氧化物半導體層的側(cè)面接觸的區(qū)域的第一導電層及第二導電層；第一絕緣層、源電極層及漏電極層上的第二絕緣層；第二絕緣層上的第三絕緣層；第二氧化物半導體層上的第三氧化物半導體層；第三氧化物半導體層上的柵極絕緣層；以及柵極絕緣層上的柵電極層。第二絕緣層為氧阻擋層，并且第一電極層的側(cè)面及第二電極層在側(cè)面部與第二絕緣層接觸，第三氧化物半導體層具有在第一絕緣層的側(cè)面、第一氧化物半導體層的側(cè)面、第二氧化物半導體層的側(cè)面、源電極層的側(cè)面、漏電極層的側(cè)面、第二絕緣層的側(cè)面及第三絕緣層的側(cè)面接觸的區(qū)域。

本發(fā)明的另一個方式的半導體裝置包括：第一絕緣層；第一絕緣層上的第一氧化物半導體層；第一氧化物半導體層上的第二氧化物半導體層；第二氧化物半導體層上的源電極層及漏電極層；第一絕緣層、源電極層及漏電極層上的第二絕緣層；第二絕緣層上的第三絕緣層；源電極層及漏電極層上以與第二絕緣層及第三絕緣層的側(cè)面接觸的方式形成的第四絕緣層；第二氧化物半導體層上的第三氧化物半導體層；第三氧化物半導體層上的柵極絕緣層；以及柵極絕緣層上的柵電極層。第二絕緣層為氧阻擋層并具有與第一氧化物半導體層的側(cè)面、第二氧化物半導體層的側(cè)面、源電極層的側(cè)面及漏電極層的側(cè)面接觸的區(qū)域。第三氧化物半導體層具有與第一絕緣層的側(cè)面、第一氧化物半導體層的側(cè)面、第二氧化物半導體層的側(cè)面、源電極層的側(cè)面、漏電極層的側(cè)面及第四絕緣層的側(cè)面接觸的區(qū)域。

另外，第二絕緣層優(yōu)選采用氧化鋁層。

本發(fā)明的另一個方式的半導體裝置包括：第一導電層；第一導電層上的第一絕緣層；第一絕緣層上的第一氧化物半導體層；第一氧化物半導體層上的第二氧化物半導體層；第二氧化物半導體層上的源電極層及漏電極層；第一絕緣層、源電極層及漏電極層上的第二絕緣層；第二絕緣層上的第三絕緣層；第二氧化物半導體層上的第三氧化物半導體層；第三氧化物半導體層上的柵極絕緣層；柵極絕緣層上的柵電極層；以及第三絕緣層、第三氧化物半導體層、柵極絕緣層及柵電極層上的第四絕緣層。第二絕緣層為氧阻擋層并與第一氧化物半導體層的側(cè)面、第二氧化物半導體層的側(cè)面、源電極層的側(cè)面及漏電極層的側(cè)面部接觸。第三氧化物半導體層具有與第一絕緣層的側(cè)面、第一氧化物半導體層的側(cè)面、第二氧化物半導體層的側(cè)面、源電極層的側(cè)面、漏電極層的側(cè)面、第二絕緣層的側(cè)面、第三絕緣層的側(cè)面部側(cè)面接觸的區(qū)域。第四絕緣層為氧阻擋層。

另外，第二絕緣層及第四絕緣層優(yōu)選采用氧化鋁膜。

本發(fā)明的另一個方式的半導體裝置的制造方法包括如下步驟：形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成第一氧化物半導體膜；在第一氧化物半導體膜上形成第二氧化物半導體膜；進行第一加熱處理；在第二氧化物半導體膜上形成第一導電膜；利用第一掩模及第一導電膜對第一氧化物半導體膜的一部分及第二氧化物半導體膜的一部分進行蝕刻來將第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層形成為島狀；在第一絕緣層及第一導電膜上形成第二絕緣層；在形成第二絕緣層時，形成第一絕緣層與第二絕緣膜的混合層并同時對混合層或第一絕緣層中添加氧；進行第二加熱處理使氧擴散至第二氧化物半導體層中；在第二絕緣層上形成第三絕緣膜；對第三絕緣層進行平坦化處理形成第三絕緣層；利用第二掩模對第三絕緣層及第二絕緣層選擇性地進行蝕刻；利用第二掩模及第二絕緣層對第一導電膜選擇性地進行蝕刻來形成源電極層及漏電極層；在第三絕緣層及第二氧化物半導體層上形成第三氧化物半導體膜；在第三氧化物半導體膜上形成第四絕緣膜；在第四絕緣膜上形成第二導電膜；以及對第二導電膜、第三絕緣膜及第三氧化物半導體膜進行化學機械拋光處理來形成第三氧化物半導體層、柵極絕緣層及柵電極層。

本發(fā)明的另一個方式的半導體裝置的制造方法，包括如下步驟：形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成第一氧化物半導體膜；在第一氧化物半導體膜上形成第二氧化物半導體膜；進行第一加熱處理；在第二氧化物半導體膜上形成第一導電膜；利用第一掩模及第一導電膜對第一氧化物半導體膜及第二氧化物半導體膜選擇性地進行蝕刻來將第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層形成為島狀；在第一絕緣層及第一導電膜上形成第二絕緣膜；在形成第二絕緣膜時形成第一絕緣層和第二絕緣膜的混合層，對混合層或第一絕緣層中添加氧；進行第二加熱處理使氧擴散至第二氧化物半導體層中來減少第二氧化物半導體層中的氧缺陷；在第二絕緣膜上形成第三絕緣膜；對第三絕緣膜進行平坦化處理；利用第二掩模對第三絕緣膜的一部分及第二絕緣膜的一部分進行蝕刻形成第三絕緣層及第二絕緣層；在第一導電層、第三絕緣層上形成第四絕緣膜；利用各向異性蝕刻形成與第二絕緣層及第三絕緣層的側(cè)面接觸的第四絕緣層；以第四絕緣層為掩模對第一導電膜的一部分進行蝕刻形成源電極及漏電極；在第三絕緣層及第二氧化物半導體層上形成第三氧化物半導體膜；在第三氧化物半導體膜上形成第五絕緣膜；在第五絕緣膜上形成第二導電膜；對第二導電膜、第三絕緣膜及第三氧化物半導體膜進行化學機械拋光處理形成第三氧化物半導體層、柵極絕緣層及柵電極層。

另外，第二絕緣膜優(yōu)選利用濺射法并使用氧氣體形成。

另外，第二絕緣膜優(yōu)選利用濺射法并使用氧化鋁靶材在氧氣體為50體積％以上的條件下在氧化硅膜上形成。

另外，優(yōu)選在300℃以上且450℃以下的溫度下進行第二加熱處理。

另外，也可以采用使用半導體裝置、麥克風、揚聲器和框體的結(jié)構(gòu)。

通過使用本發(fā)明的一個方式，可以減少晶體管附近的寄生電容。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式，可以提供一種電特性良好的半導體裝置。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式，可以提供一種可靠性高的半導體裝置。另外，通過使用本發(fā)明，可以提供一種可以形成曝光裝置的分辨率極限以下的圖案的晶體管或半導體裝置的制造方法。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式，可以降低起因于制造工序的晶體管或半導體裝置的特性偏差。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式，可以提供一種包括氧缺陷少的氧化物半導體層的半導體裝置。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式，可以提供一種可以以簡單的工序形成的半導體裝置。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式，可以提供一種具有可以降低氧化物半導體層附近的界面能級的結(jié)構(gòu)的半導體裝置。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式，可以提供一種功耗低的半導體裝置。另外，通過使用本發(fā)明的一個目的之一是提供一種降低了開發(fā)費用的新穎的半導體裝置的制造方法。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式的目的是提供一種新穎的半導體裝置等。另外，通過使用本發(fā)明的一個方式，可以提供一種上述半導體裝置的制造方法。

注意，這些效果的記載并不妨礙其他效果的存在。此外，本發(fā)明的一個方式并不需要具有所有上述效果。另外，這些效果以外的效果從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中是顯而易見的，并且可以從所述記載中抽取。

附圖說明

圖1是說明晶體管的俯視圖及截面圖；

圖2是說明晶體管的俯視圖及截面圖；

圖3是說明晶體管的俯視圖及截面圖；

圖4是氧化物半導體層的能帶圖及晶體管的放大截面圖；

圖5是ald成膜原理；

圖6是ald裝置示意圖；

圖7是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖8是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖9是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖10是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖11是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖12是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖13是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖14是說明晶體管的俯視圖及截面圖；

圖15是說明晶體管的俯視圖及截面圖；

圖16是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖17是說明晶體管的俯視圖及截面圖；

圖18是說明晶體管的俯視圖及截面圖；

圖19是說明晶體管的俯視圖及截面圖；

圖20是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖21是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖22是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖23是說明晶體管的制造方法的俯視圖及截面圖；

圖24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25是caac-os的平面中的cs校正高分辨率tem圖像；

圖26是說明caac-os及單晶氧化物半導體的利用xrd的結(jié)構(gòu)分析的圖；

圖27是示出caac-os的電子衍射圖案的圖；

圖28是示出in-ga-zn氧化物的因電子照射的結(jié)晶部的變化的圖；

圖29是半導體裝置的截面圖及電路圖；

圖30是半導體裝置的截面圖及電路圖；

圖31是示出撮像裝置的平面圖；

圖32是示出撮像裝置的像素的平面圖；

圖33是示出撮像裝置的截面圖；

圖34是示出撮像裝置的截面圖；

圖35是說明rf標簽的結(jié)構(gòu)例的圖；

圖36是說明cpu的結(jié)構(gòu)例的圖；

圖37是存儲元件的電路圖；

圖38是說明顯示裝置的結(jié)構(gòu)例的圖及像素的電路圖；

圖39是說明顯示模塊的圖；

圖40是示出使用引線框架型插板的封裝的截面結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖41是說明電子設(shè)備的圖；

圖42是說明電子設(shè)備的圖；

圖43是說明電子設(shè)備的圖；

圖44是說明電子設(shè)備的圖。

具體實施方式

參照附圖對實施方式進行詳細說明。注意，本發(fā)明不局限于以下說明，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事實就是其方式及詳細內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應該被解釋為僅限制于以下所示的實施方式的記載內(nèi)容中。注意，在以下說明的發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同的附圖中共同使用相同的附圖標記來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重復說明。注意，有時在不同的附圖中適當?shù)厥÷曰蚋淖兿嗤瑯?gòu)成要素的陰影。

例如，在本說明書等中，當明確地記載為“x與y連接”時，在本說明書等中公開了如下情況：x與y電連接的情況；x與y在功能上連接的情況；以及x與y直接連接的情況。因此，不局限于附圖或文中所示的連接關(guān)系等規(guī)定的連接關(guān)系，附圖或文中所示的連接關(guān)系以外的連接關(guān)系也記載于附圖或文中。

在此，x和y為對象物(例如，裝置、元件、電路、布線、電極、端子、導電膜、層等)。

作為x與y直接連接的情況的一個例子，可以舉出在x與y之間沒有連接能夠電連接x與y的元件(例如開關(guān)、晶體管、電容器、電感器、電阻器、二極管、顯示元件、發(fā)光元件和負載等)，并且x與y沒有通過能夠電連接x與y的元件(例如開關(guān)、晶體管、電容器、電感器、電阻器、二極管、顯示元件、發(fā)光元件和負載等)連接的情況。

作為x和y電連接的情況的一個例子，可以在x和y之間連接一個以上的能夠電連接x和y的元件(例如開關(guān)、晶體管、電容器、電感器、電阻器、二極管、顯示元件、發(fā)光元件、負載等)。此外，開關(guān)具有控制導通或關(guān)閉的功能。換言之，開關(guān)具有其成為導通狀態(tài)(開啟狀態(tài))或非導通狀態(tài)(關(guān)閉狀態(tài))而控制是否使電流流過的功能。或者，開關(guān)具有選擇并切換電流路徑的功能。另外，x和y電連接的情況包括x與y直接連接的情況。

作為x和y在功能上連接的情況的一個例子，可以在x和y之間連接一個以上的能夠在功能上連接x和y的電路(例如，邏輯電路(反相器、nand電路、nor電路等)、信號轉(zhuǎn)換電路(da轉(zhuǎn)換電路、ad轉(zhuǎn)換電路、γ(伽馬)校正電路等)、電位電平轉(zhuǎn)換電路(電源電路(升壓電路、降壓電路等)、改變信號的電位電平的電平轉(zhuǎn)移器電路等)、電壓源、電流源、切換電路、放大電路(能夠增大信號振幅或電流量等的電路、運算放大器、差動放大電路、源極跟隨電路、緩沖器電路等)、信號產(chǎn)生電路、存儲電路、控制電路等)。注意，例如，即使在x與y之間夾有其他電路，當從x輸出的信號傳送到y(tǒng)時，也可以說x與y在功能上是連接著的。另外，x與y在功能上連接的情況包括x與y直接連接的情況及x與y電連接的情況。

此外，當明確地記載為“x與y電連接”時，在本說明書等中公開了如下情況：x與y電連接的情況(換言之，以中間夾有其他元件或其他電路的方式連接x與y的情況)；x與y在功能上連接的情況(換言之，以中間夾有其他電路的方式在功能上連接x與y的情況)；以及x與y直接連接的情況(換言之，以中間不夾有其他元件或其他電路的方式連接x與y的情況)。換言之，當明確記載為“電連接”時，在本說明書等中公開了與只明確記載為“連接”的情況相同的內(nèi)容。

注意，例如，在晶體管的源極(或第一端子等)通過z1(或沒有通過z1)與x電連接，晶體管的漏極(或第二端子等)通過z2(或沒有通過z2)與y電連接的情況下以及在晶體管的源極(或第一端子等)與z1的一部分直接連接，z1的另一部分與x直接連接，晶體管的漏極(或第二端子等)與z2的一部分直接連接，z2的另一部分與y直接連接的情況下，可以表示為如下。

例如，可以表示為“x、y、晶體管的源極(或第一端子等)及晶體管的漏極(或第二端子等)互相電連接，并按x、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)及y的順序電連接”?；蛘?，可以表示為“晶體管的源極(或第一端子等)與x電連接，晶體管的漏極(或第二端子等)與y電連接，x、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)與y依次電連接”?；蛘撸梢员硎緸椤皒通過晶體管的源極(或第一端子等)及漏極(或第二端子等)與y電連接，x、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)、y依次設(shè)置為相互連接”。通過使用與這種例子相同的表示方法規(guī)定電路結(jié)構(gòu)中的連接順序，可以區(qū)別晶體管的源極(或第一端子等)與漏極(或第二端子等)而決定技術(shù)范圍。

另外，作為其他表示方法，例如可以表示為“晶體管的源極(或第一端子等)至少通過第一連接路徑與x電連接，上述第一連接路徑不具有第二連接路徑，上述第二連接路徑是晶體管的源極(或第一端子等)與晶體管的漏極(或第二端子等)之間的路徑，上述第一連接路徑是通過z1的路徑，晶體管的漏極(或第二端子等)至少通過第三連接路徑與y電連接，上述第三連接路徑不具有上述第二連接路徑，上述第三連接路徑是通過z2的路徑”?；蛘撸部梢员硎緸椤熬w管的源極(或第一端子等)至少在第一連接路徑上通過z1與x電連接，上述第一連接路徑不具有第二連接路徑，上述第二連接路徑具有通過晶體管的連接路徑，晶體管的漏極(或第二端子等)至少在第三連接路徑上通過z2與y電連接，上述第三連接路徑不具有上述第二連接路徑”?；蛘撸部梢员硎緸椤熬w管的源極(或第一端子等)至少經(jīng)過第一電路徑，通過z1與x電連接，上述第一電路徑不具有第二電路徑，上述第二電路徑是從晶體管的源極(或第一端子等)到晶體管的漏極(或第二端子等)的電路徑，晶體管的漏極(或第二端子等)至少經(jīng)過第三電路徑，通過z2與y電連接，上述第三電路徑不具有第四電路徑，上述第四電路徑是從晶體管的漏極(或第二端子等)到晶體管的源極(或第一端子等)的電路徑”。通過使用與這些例子同樣的表述方法規(guī)定電路結(jié)構(gòu)中的連接路徑，可以區(qū)別晶體管的源極(或第一端子等)和漏極(或第二端子等)來確定技術(shù)范圍。

注意，這種表示方法是一個例子，不局限于上述表示方法。在此，x、y、z1及z2為對象物(例如，裝置、元件、電路、布線、電極、端子、導電膜及層等)。

另外，即使在電路圖上獨立的構(gòu)成要素彼此電連接，也有時一個構(gòu)成要素兼有多個構(gòu)成要素的功能。例如，在布線的一部分用作電極時，一個導電膜兼有布線和電極的兩個構(gòu)成要素的功能。因此，本說明書中的“電連接”的范疇內(nèi)還包括這種一個導電膜兼有多個構(gòu)成要素的功能的情況。

參照附圖對實施方式進行詳細說明。注意，本發(fā)明不局限于以下說明，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事實就是其方式及詳細內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在以下說明的發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同的附圖之間共同使用同一符號來表示同一部分或具有相同功能的部分，而省略其重復說明。

<關(guān)于說明附圖的記載的附記>

在本說明書中，為了方便起見，使用“上”、“下”等表示配置的詞句以參照附圖說明構(gòu)成要素的位置關(guān)系。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?shù)馗淖?。因此，不局限于本說明書中所說明的詞句，根據(jù)情況可以適當?shù)負Q詞句。

另外，“上”或“下”這樣的術(shù)語不限定于構(gòu)成要素的位置關(guān)系為“正上”或“正下”且直接接觸的情況。例如，如果是“絕緣層a上的電極b”的表述，則不一定必須在絕緣層a上直接接觸地形成有電極b，也可以包括在絕緣層a與電極b之間包括其他構(gòu)成要素的情況。

在本說明書中，“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)。另外，“大致平行”是指兩條直線形成的角度為-30°以上且30°以下的狀態(tài)。另外，“垂直”是指兩條直線形成的角度為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)。

另外，在本說明書中，六方晶系包括三方晶系和菱方晶系。

為了便于說明，在附圖中，任意示出大小、層的厚度或區(qū)域。因此，本發(fā)明并不局限于附圖中的尺寸。附圖是為了明確起見而示意性地示出的，而不局限于附圖所示的形狀或數(shù)值等。

在俯視圖(也稱為平面圖、布局圖)或透視圖等的附圖中，為了明確起見，有時省略部分構(gòu)成要素。

另外，在是“相同”的情況下，既可以具有相同的面積，又可以具有相同的形狀。由于制造工序的關(guān)系，而構(gòu)成要素的形狀有可能不是完全相同，所以“大致相同”也可以稱為“相同”。

<關(guān)于可更換的記載的附記>

在本說明書等中，當說明晶體管的連接關(guān)系時，表達為“源極和漏極中的一個”(或者第一電極或第一端子)，或“源極和漏極中的另一個”(或者第二電極或第二端子)。這是因為晶體管的源極和漏極根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)或工作條件等而調(diào)換的緣故。注意，根據(jù)情況可以將晶體管的源極和漏極適當?shù)負Q稱為源極(漏極)端子或源極(漏極)電極等。

注意，在本說明書等中，“電極”或“布線”這樣的術(shù)語不在功能上限定其構(gòu)成要素。例如，有時將“電極”用作“布線”的一部分，反之亦然。再者，“電極”或“布線”這樣的術(shù)語還包括多個“電極”或“布線”被形成為一體的情況等。

在本說明書等中，晶體管是指至少包括柵極、漏極以及源極這三個端子的元件。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。

在此，因為源極和漏極根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)或工作條件等而調(diào)換，所以很難限定哪個是源極哪個是漏極。因此，有時不將用作源極的部分或用作漏極的部分稱為源極或漏極，而將源極和漏極中的一個稱為第一電極并將源極和漏極中的另一個稱為第二電極。

注意，本說明書所使用的“第一”、“第二”、“第三”等序數(shù)詞是為了避免構(gòu)成要素的混淆而附記的，而不是用于在數(shù)目方面上進行限制的。

另外，在本說明書等中，在顯示面板的襯底上安裝有例如fpc(flexibleprintedcircuits：柔性印刷電路)或tcp(tapecarrierpackage：帶載封裝)等的裝置或在襯底上以cog(chiponglass：玻璃覆晶封裝)方式直接安裝有ic(集成電路)的裝置有時被稱為顯示裝置。

在本說明書等中，根據(jù)情形或狀況，可以互相調(diào)換“膜”和“層”的詞句。例如，有時可以將“導電層”換稱為“導電膜”。此外，有時可以將“絕緣膜”換稱為“絕緣層”。

<關(guān)于詞句的定義的附記>

下面，對在上述實施方式中的各詞句的定義進行說明。

在本說明書中，“溝槽”或“槽”等是指細帶狀的凹部。

另外，在本說明書中，例如將氧氮化硅膜有時記載為sioxny。此時，x及y既可以是自然數(shù)，又可以是具有小數(shù)點的數(shù)。

<關(guān)于連接>

在本說明書等中，“a與b連接”除了包括a與b直接連接的情況以外，還包括a與b電連接的情況。在此，“a與b電連接”是指當在a與b之間存在具有某種電作用的對象物時，能夠在a和b之間進行電信號的授受。

注意，這些表達方法只是一個例子而已，不局限于上述表達方法。在此，x、y、z1及z2表示對象物(例如，裝置、元件、電路、布線、電極、端子、導電膜和層等)。

注意，在一個實施方式中說明的內(nèi)容(或者其一部分)可以應用于、組合于或者替換成在該實施方式中說明的其他內(nèi)容(或者其一部分)和/或在其他的一個或多個實施方式中說明的內(nèi)容(或者其一部分)。

注意，在實施方式中描述的內(nèi)容是指在各實施方式中利用各種附圖說明的內(nèi)容或在說明書的文章中記載的內(nèi)容。

另外，通過在一個實施方式中示出的附圖(或者可以是其一部分)與該附圖的其他部分、在該實施方式中示出的其他附圖(或者可以是其一部分)和/或在一個或多個其他實施方式中示出的附圖(或者可以是其一部分)組合，可以構(gòu)成更多附圖。

實施方式1

在本實施方式中，使用附圖對本發(fā)明的一個方式的半導體裝置以及其制造方法進行說明。

圖1a、圖1b、圖1c是本發(fā)明的一個方式的晶體管10的俯視圖及截面圖。圖1a是俯視圖，圖1b是沿著圖1a所示的點劃線a1-a2的截面圖，圖1c是沿著點劃線a3-a4的截面圖。注意，在圖1a中，為了明確起見，放大、縮小或省略一部分的構(gòu)成要素。有時將點劃線a1-a2的方向稱為溝道長度方向，將點劃線a3-a4的方向稱為溝道寬度方向。

晶體管10包括襯底100、絕緣層110、氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、源電極層130、漏電極層140、柵極絕緣層150、柵電極層160、絕緣層170及絕緣層175。絕緣層110形成在襯底100上。氧化物半導體層121形成在絕緣層110上。氧化物半導體層122形成在氧化物半導體層121上。源電極層130及漏電極層140形成在氧化物半導體層122上并與其電連接。絕緣層170形成在絕緣層110、源電極層130、漏電極層140上并與氧化物半導體層121、氧化物半導體層122的側(cè)面接觸。絕緣層175形成在絕緣層170上并在側(cè)面部與氧化物半導體層123接觸。氧化物半導體層123形成在氧化物半導體層122上。氧化物半導體層123與絕緣層170的側(cè)面、絕緣層175的側(cè)面、源電極層130的側(cè)面及漏電極層140的側(cè)面接觸。柵極絕緣層150形成在氧化物半導體層123上。柵電極層160形成在柵極絕緣層150上。

注意，在圖1b中示出柵電極層160是單層的例子，但是柵電極層160也可以為后述柵電極層161及柵電極層162的疊層。包括在晶體管10中的氧化物半導體層123的端部及柵極絕緣層150的端部位于柵電極層160的外側(cè)。在上述結(jié)構(gòu)中，氧化物半導體層122及氧化物半導體層123與源電極層130及漏電極層140接觸，因此有如下特征：在晶體管10的工作中，在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123中產(chǎn)生的熱的散熱效果高。

另外，在晶體管10中，當形成成為第二絕緣膜的絕緣層170時，在與絕緣層110的界面形成含有絕緣層110的材料及第二絕緣膜的材料或形成第二絕緣膜時所使用的氣體等的混合層，對該混合層或絕緣層110添加氧(稱為過剩氧或exo)。再者，通過進行加熱處理，該氧擴散到氧化物半導體層121及氧化物半導體層122，而可以對存在于氧化物半導體層121及氧化物半導體層122中的氧缺陷填補該氧。由此，能夠提高晶體管特性(例如閾值及可靠性等)。

注意，由于例如在通過濺射法進行成膜時施加的電壓、電力、等離子體、或襯底溫度等的影響，在形成第二絕緣膜時被添加的該過剩氧是處于氧自由基、氧離子、或氧原子等各種狀態(tài)而存在的。此時，該過剩氧處于比穩(wěn)定狀態(tài)具有更多能量的狀態(tài)，并且可以進入絕緣層110中。

注意，添加氧的方法不被限定于上述方法，既可以在形成絕緣層110時包含該過剩氧，又可以在形成絕緣層110之后采用其他方法(例如離子注入法、等離子體浸沒離子注入法等)。

在晶體管10中，如圖1c的沿著a3-a4的截面圖所示，在溝道寬度方向上，柵電極層160隔著柵極絕緣層150與氧化物半導體層121的側(cè)面、氧化物半導體層122的側(cè)面、氧化物半導體層123的側(cè)面相對。就是說，當柵電極層160被施加電壓時，氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123在溝道寬度方向上被柵電極層160的電場包圍。將半導體層被柵電極層160的電場包圍的晶體管的結(jié)構(gòu)稱為surroundedchannel(s-channel：圍繞溝道)結(jié)構(gòu)。因為晶體管10可以利用槽以自對準的方式形成柵電極、源電極、漏電極，所以位置對準精度高，而可以容易制造微型晶體管。將這種結(jié)構(gòu)稱為自對準s-channelfet(selfaligns-channelfet、sas-channelfet)結(jié)構(gòu)、溝槽柵s-channelfet(trenchgates-channelfet)結(jié)構(gòu)、tgsafet(trenchgateselfalign：自對準溝槽柵)結(jié)構(gòu)或glsafet(gatelastselfalignfet：后柵自對準fet)。

在此，當將氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123總稱為氧化物半導體層120時，在sas-channel結(jié)構(gòu)的晶體管中，在開啟狀態(tài)下溝道形成在整個氧化物半導體層120(塊內(nèi))，因此通態(tài)電流(on-statecurrent)增大。另一方面，在關(guān)閉狀態(tài)下，由于在氧化物半導體層120中形成的溝道區(qū)域的全區(qū)域被耗盡，所以可以進一步減小關(guān)態(tài)電流(off-statecurrent)。

由此，當在槽部174中形成氧化物半導體層123、柵極絕緣層150、柵電極層160時可以提高各膜的埋入性，而可以容易制造晶體管10。

當晶體管10具有tgsa結(jié)構(gòu)時，可以減少在柵電極和源電極之間或在柵電極和漏電極之間產(chǎn)生的寄生電容，而晶體管10的截止頻率特性得到提高等，因此晶體管10可以進行高速相應。

注意，源電極層130或漏電極層140的頂面也可以位于柵電極層160的底面之下、上或與其相同的位置。

另外，在晶體管10中，圖2a中的槽部174也可以具有直線形狀。另外，在晶體管10中，如圖2b所示柵電極層160的頂面位置也可以比絕緣層175的頂面位置低。另外，在晶體管10中，也可以如圖2c所示不對絕緣膜150a及第三氧化物半導體膜123a進行平坦化處理。另外，在晶體管10中，也可以如圖3a所示源電極層130及漏電極層的端部也可以短于氧化物半導體層122也可以長于氧化物半導體層122。

<關(guān)于溝道長度>

例如，溝道長度是指在晶體管的俯視圖中，半導體(或在晶體管處于導通狀態(tài)時，在半導體中電流流過的部分)與柵電極重疊的區(qū)域或者形成溝道的區(qū)域中的源極(源區(qū)域或源電極)和漏極(漏區(qū)域或漏電極)之間的距離。另外，在一個晶體管中，溝道長度不一定在所有的區(qū)域中相同。也就是說，一個晶體管的溝道長度有時不限于一個值。因此，在本說明書中，溝道長度是形成溝道的區(qū)域中的任一個值、最大值、最小值或平均值。

<關(guān)于溝道寬度>

另外，溝道寬度例如是指半導體(或在晶體管處于導通狀態(tài)時，在半導體中電流流過的部分)與柵電極重疊的區(qū)域的長度。另外，在一個晶體管中，溝道寬度不一定在所有區(qū)域中相同。也就是說，一個晶體管的溝道寬度有時不限于一個值。因此，在本說明書中，溝道寬度是形成溝道的區(qū)域中的任一個值、最大值、最小值或平均值。

另外，根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)，有時實際上形成溝道的區(qū)域中的溝道寬度(下面稱為實效的溝道寬度)和晶體管的俯視圖所示的溝道寬度(下面稱為外觀上的溝道寬度)不同。例如，在具有立體結(jié)構(gòu)的晶體管中，有時因為實效的溝道寬度大于晶體管的俯視圖所示的外觀上的溝道寬度，所以不能忽略其影響。例如，在具有立體結(jié)構(gòu)的微型晶體管中，有時形成在半導體側(cè)面中的溝道區(qū)的比例大于形成在半導體頂面中的溝道區(qū)的比例。在此情況下，實際上形成溝道的實效的溝道寬度大于俯視圖所示的外觀上的溝道寬度。

在具有立體結(jié)構(gòu)的晶體管中，有時難以通過實測估計實效的溝道寬度。例如，為了根據(jù)設(shè)計值估計實效的溝道寬度，需要假設(shè)半導體的形狀是已知的。因此，當半導體的形狀不清楚時，難以準確地測量實效的溝道寬度。

<關(guān)于scw>

于是，在本說明書中，有時將在晶體管的俯視圖中半導體和柵電極重疊的區(qū)域中的外觀上的溝道寬度稱為“圍繞溝道寬度(scw：surroundedchannelwidth)”。此外，在本說明書中，在簡單地描述為“溝道寬度”時，有時指圍繞溝道寬度或外觀上的溝道寬度。或者，在本說明書中，在簡單地描述為“溝道寬度”時，有時指實效溝道寬度。注意，通過取得截面tem圖像等并對其圖像進行分析等，可以決定溝道長度、溝道寬度、實效的溝道寬度、外觀上的溝道寬度、圍繞溝道寬度等的值。

另外，在通過計算求得晶體管的場效應遷移率或每個溝道寬度的電流值等時，有時使用圍繞溝道寬度進行計算。在此情況下，有時得到與使用實效的溝道寬度進行計算時不同的值。

<微型化中的特性提高>

為了實現(xiàn)半導體裝置的高集成化，必須進行晶體管的微型化。另一方面，已知伴隨著晶體管的微型化，晶體管的電特性劣化。溝道寬度的縮短導致通態(tài)電流的降低。

例如，在圖1所示的本發(fā)明的一個方式的晶體管中，如上所述，以覆蓋其中形成溝道的氧化物半導體層122的方式形成有第三氧化物半導體層123，溝道形成層與柵極絕緣層沒有接觸。因此，能夠抑制在溝道形成層與柵極絕緣層的界面產(chǎn)生的載流子散射，而可以增高晶體管的通態(tài)電流。

在本發(fā)明的一個方式的晶體管中，以在溝道寬度方向上電性上包圍被用作溝道的氧化物半導體層122的方式形成有柵電極層160，由此柵電場除了在與垂直的方向上之外，還在側(cè)面方向上施加到氧化物半導體層1223。換言之，對氧化物半導體層整體施加柵電場，而電流流過氧化物半導體層122整體，由此可以進一步增高通態(tài)電流。

此外，本發(fā)明的一個方式的晶體管通過將氧化物半導體層123形成在氧化物半導體層121及氧化物半導體層122上而具有不容易形成界面能級的效果，并且通過使氧化物半導體層122為位于中間的層可以同時具有消除從上下方混入雜質(zhì)的影響等效果。因此，除了可以增高上述晶體管的通態(tài)電流之外，還可以實現(xiàn)閾值電壓的穩(wěn)定化及s值(亞閾值)的下降。因此，可以降低icut(柵極電壓vg為0v時的電流)，而可以降低功耗。另外，由于晶體管的閾值電壓穩(wěn)定，所以可以提高半導體裝置的長期可靠性。

注意，在本實施方式中，示出作為溝道等使用氧化物半導體層120等的情況，但是本發(fā)明的實施方式的一個方式不局限于此。例如，根據(jù)情形或狀況，可以使用包含硅(包含應變硅)、鍺、硅鍺、碳化硅、砷化鎵、鋁砷化鎵、銦磷、氮化鎵或有機半導體等的材料形成溝道、溝道附近、源區(qū)域、漏區(qū)域等。

<晶體管的結(jié)構(gòu)>

以下，示出本實施方式的晶體管的結(jié)構(gòu)。

《襯底100》

襯底100例如可以使用玻璃襯底、陶瓷襯底、石英襯底、藍寶石襯底等。此外，也可以采用以硅或碳化硅等為材料的單晶半導體襯底或多晶半導體襯底、以硅鍺等為材料的化合物半導體襯底、soi(semiconductoroninsulator：絕緣體上半導體)襯底等，并且也可以在上述襯底上設(shè)置半導體元件并將其用作襯底100。襯底100不局限于簡單的支撐材料，也可以是形成有晶體管等其他裝置的襯底。此時，晶體管的柵電極層160、源電極層130和漏電極層140中的一個也可以與上述其它裝置電連接。

此外，作為襯底100也可以使用柔性襯底。另外，作為在柔性襯底上設(shè)置晶體管的方法，可以舉出如下方法：在不具有柔性的襯底上形成晶體管之后，剝離晶體管而將該晶體管轉(zhuǎn)置到柔性襯底的襯底100上。在此情況下，優(yōu)選在不具有柔性的襯底與晶體管之間設(shè)置剝離層。此外，作為襯底100，也可以使用包含纖維的薄片、薄膜或箔等。另外，襯底100也可以具有伸縮性。此外，襯底100可以具有在停止彎曲或拉伸時恢復為原來的形狀的性質(zhì)?；蛘撸r底100也可以具有不恢復為原來的形狀的性質(zhì)。襯底100的厚度例如為5μm以上且700μm以下，優(yōu)選為10μm以上且500μm以下，更優(yōu)選為15μm以上且300μm以下。當襯底100的厚度很小時，可以實現(xiàn)半導體裝置的輕量化。另外，當襯底100的厚度很小時，即便在使用玻璃等的情況下也有時會具有伸縮性或在停止彎曲或拉伸時恢復為原來的形狀的性質(zhì)。因此，可以緩解襯底100上的半導體裝置因掉落等而受到的沖擊等。即，能夠提供一種耐久性高的半導體裝置。

作為柔性襯底的襯底100，例如可以使用金屬、合金、樹脂、玻璃或其纖維等。作為柔性襯底的襯底100的線性膨脹系數(shù)越低，因環(huán)境而發(fā)生的變形越得到抑制，所以是優(yōu)選的。作為具有柔性的襯底100，例如使用線性膨脹系數(shù)為1×10-3/k以下、5×10-5/k以下或1×10-5/k以下的材料即可。作為樹脂，例如可以舉出聚酯、聚烯烴、聚酰胺(尼龍、芳族聚酰胺等)、聚酰亞胺、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、聚四氟乙烯(ptfe)等。尤其是芳族聚酰胺具有低線性膨脹系數(shù)，因此適用于柔性襯底的襯底100。

《絕緣層110》

絕緣層110除了具有防止來自襯底100的雜質(zhì)的擴散的功能以外，還可以具有對氧化物半導體層120供應氧的功能。因此，絕緣層110優(yōu)選為含氧的絕緣膜，更優(yōu)選為包含比化學計量組成多的氧的絕緣膜。例如，絕緣層110是利用tds(thermaldesorptionspectroscopy：熱脫附譜)法而測量的換算為氧原子的氧釋放量為1.0×10¹⁹atoms/cm³以上的膜。注意，上述tds分析時的膜的表面溫度優(yōu)選為100℃以上且700℃以下或為100℃以上且500℃以下。此外，如上所述，當襯底100是形成有其他器件的襯底時，絕緣層110還被用作層間絕緣膜。在此情況下，優(yōu)選利用cmp(chemicalmechanicalpolishing：化學機械拋光)法等進行平坦化處理，以使其表面平坦。

《氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123》

氧化物半導體層122是包含in或zn的氧化物半導體膜，典型的是in-ga氧化物、in-zn氧化物、in-mg氧化物、zn-mg氧化物、in-m-zn氧化物(m是al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd)。

例如，可以作為氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123使用的氧化物半導體優(yōu)選至少包含銦(in)或鋅(zn)。優(yōu)選包含in和zn的兩者。另外，為了減少使用該氧化物半導體的晶體管的電特性偏差，除了上述元素以外，優(yōu)選還包含穩(wěn)定劑(stabilizer)。

作為穩(wěn)定劑，可以舉出鎵(ga)、錫(sn)、鉿(hf)、鋁(al)或鋯(zr)等。另外，作為其他穩(wěn)定劑，可以舉出鑭系元素的鑭(la)、鈰(ce)、鐠(pr)、釹(nd)、釤(sm)、銪(eu)、釓(gd)、鋱(tb)、鏑(dy)、鈥(ho)、鉺(er)、銩(tm)、鐿(yb)、镥(lu)等。

此外，當氧化物半導體層123是in-m-zn氧化物時，in與m的原子個數(shù)比率優(yōu)選為in為25atomic％以上且m小于75atomic％，更優(yōu)選為in為34atomic％以上且m小于66atomic％。

可以通過飛行時間二次離子質(zhì)譜分析法(tof-sims)、x射線光電子能譜(xps)或icp質(zhì)量分析(icp-ms)來對氧化物半導體層123中的銦或鎵等的含量進行比較。

由于氧化物半導體層122的能隙為2ev以上，優(yōu)選為2.5ev以上，更優(yōu)選為3ev以上，所以可以減少晶體管10的關(guān)態(tài)電流。

氧化物半導體層122的厚度為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。

氧化物半導體層121、氧化物半導體層123是由構(gòu)成氧化物半導體層122的元素中的一種以上構(gòu)成的氧化物絕緣膜。因此，在氧化物半導體層122與氧化物半導體層122及氧化物半導體層124的界面不容易發(fā)生界面散射。因此，由于在該界面載流子的移動不被阻礙，所以晶體管10的場效應遷移率變高。

氧化物半導體層121、氧化物半導體層123典型地為in-ga氧化物、in-zn氧化物、in-mg氧化物、ga-zn氧化物、zn-mg氧化物或in-m-zn氧化物(m為al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd)，并且其導帶底的能級比氧化物半導體層122更接近真空能級，典型地，氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的導帶底的能級與氧化物半導體層122的導帶底的能級的差為0.05ev以上、0.07ev以上、0.1ev以上或0.2ev以上且2ev以下、1ev以下、0.5ev以下或0.4ev以下。也就是說，氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的電子親和勢與氧化物半導體層122的電子親和勢的差為0.05ev以上、0.07ev以上、0.1ev以上或0.2ev以上且2ev以下、1ev以下、0.5ev以下或0.4ev以下。另外，電子親和勢示出真空能級與導帶底的能量差。

通過使氧化物半導體層121、氧化物半導體層123包含其原子個數(shù)比高于in的al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd，有時可以得到如下效果：(1)使氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層124的能隙變大；(2)使氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的電子親和勢變小；(3)遮蔽來自外部的雜質(zhì)；(4)使氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的絕緣性比氧化物半導體層122高；(5)因為al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd是與氧的鍵合力強的金屬元素，所以通過以比in高的原子個數(shù)比包含al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd，不容易產(chǎn)生氧缺陷。

氧化物半導體層121、氧化物半導體層123具有比氧化物半導體層122高的絕緣性，所以具有與柵極絕緣層相同的功能。

當氧化物半導體層121、氧化物半導體層123為in-m-zn氧化物時，除了zn和o以外的in和m的原子個數(shù)百分比優(yōu)選為in為50atomic％以下且m為50atomic％以上，更優(yōu)選為in為25atomic％以下且m為75atomic％以上。

另外，當氧化物半導體層121、氧化物半導體層123為in-m-zn氧化物(m為al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd)時，與氧化物半導體層122相比，氧化物半導體層121、氧化物半導體層123所包含的m(al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd)的原子個數(shù)比高，典型地為氧化物半導體層123所包含的上述原子的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上。上述由m表示的元素的與氧的鍵合力比銦強，因此具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物半導體層121、氧化物半導體層123中的功能。也就是說，氧化物半導體層121、氧化物半導體層123是與氧化物半導體層122相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物半導體膜。

氧化物半導體層122的銦含量優(yōu)選比氧化物半導體層121、氧化物半導體層123多。在氧化物半導體中，重金屬的s軌道主要有助于載流子傳導，并且，通過增加in的比率來增加s軌道的重疊，由此in的比率多于m的氧化物的遷移率比in的比率等于或少于m的氧化物高。因此，通過將銦含量高的氧化物用于氧化物半導體層122，可以實現(xiàn)高場效應遷移率的晶體管。

當氧化物半導體層122為in-m-zn氧化物(m為al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd)時，在用于形成氧化物半導體層122的靶材中的金屬元素的原子個數(shù)比為in:m:zn＝x1:y1:z1的情況下，x1/y1優(yōu)選為1/3以上且6以下，更優(yōu)選為1以上且6以下，z1/y1優(yōu)選為1/3以上且6以下，更優(yōu)選為1以上且6以下。通過使z1/y1為1以上且6以下，可以使被用作氧化物半導體層122的caac-os(caxisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c軸取向結(jié)晶氧化物半導體)膜容易形成。靶材中的金屬元素的原子個數(shù)比的典型例子為in:m:zn＝1:1:1、1:1:1.2、2:1:1.5、2:1:2.3、2:1:3、3:1:2、4:2:3、4:2:4.1等。

當氧化物半導體層121、氧化物半導體層123為in-m-zn氧化物(m為al、ti、ga、y、zr、sn、la、ce、mg或nd)時，在用于形成氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的靶材中的金屬元素的原子個數(shù)比為in:m:zn＝x2:y2:z2的情況下,優(yōu)選為x2/y2＜x1/y1，并且z2/y2為1/3以上且6以下，更優(yōu)選為1以上且6以下。通過使z2/y2為1以上且6以下，可以使被用作氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的caac-os膜容易形成。靶材中的金屬元素的原子個數(shù)比的典型例子為in:m:zn＝1:3:2、1:3:4、1:3:6、1:3:8、1:4:4、1:4:5、1:4:6、1:4:7、1:4:8、1:5:5、1:5:6、1:5:7、1:5:8、1:6:8、1:6:4、1:9:6等。

另外，氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的原子個數(shù)比都包括上述原子個數(shù)比的±40％的變動作為誤差。

氧化物半導體層123可以使用金屬氧化物，例如氧化鋁(alox)、氧化鎵(gaox)、氧化鉿(hfox)、氧化硅(siox)、氧化鍺(geox),或氧化鋯(zrox)，也可以在氧化物半導體層123上包含上述金屬氧化物。

注意，原子數(shù)比不局限于上述，也可以按照所必要的半導體特性設(shè)定適當?shù)脑訑?shù)比。

另外，氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的組成可以相同。例如，作為氧化物半導體層121、氧化物半導體層123，可以使用濺射中的靶材的金屬元素的原子個數(shù)比為in：ga：zn＝1：3：2、1：3：4或1：4：5的in-ga-zn氧化物。

或者，氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的組成也可以不同。例如，可以作為氧化物半導體層121使用在濺射法中使用的靶材的金屬元素的原子個數(shù)比為in:ga:zn＝1:3:4的in-ga-zn氧化物，并且作為氧化物半導體層123使用靶材的金屬元素的原子個數(shù)比為in:ga:zn＝1:3:2的in-ga-zn氧化物。

氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123的厚度優(yōu)選為3nm以上且100nm以下或3nm以上且50nm以下。

在此，氧化物半導體層122的厚度也可以至少比氧化物半導體層121小、大或與氧化物半導體層121相同。例如，氧化物半導體層122越厚，越能夠增高晶體管的通態(tài)電流。另外，氧化物半導體層121的厚度只要能夠抑制氧化物半導體層122的界面能級形成即可。例如，氧化物半導體層122的厚度可以大于氧化物半導體層121的厚度的1倍，或者氧化物半導體層122的厚度可以為氧化物半導體層121的厚度的2倍以上、4倍以上或6倍以上。另外，在不需要提高晶體管的通態(tài)電流的情況下，氧化物半導體層121的厚度也可以為氧化物半導體層122的厚度以上。例如，當絕緣層110或絕緣層175含有過剩氧時，通過加熱處理氧擴散而可以減少氧化物半導體層122所包含的氧缺陷量，可以使半導體裝置的電特性穩(wěn)定。

另外，與氧化物半導體層121同樣地，氧化物半導體層123的厚度也只要能夠抑制氧化物半導體層122的界面能級形成即可。例如，氧化物半導體層123的厚度與氧化物半導體層121相等或為其以下的厚度即可。當氧化物半導體層123很厚時，來自柵電極層160(或者，柵電極層161、柵電極層162)的電場恐怕會不容易施加到氧化物半導體層122，因此優(yōu)選將氧化物半導體層123形成得薄。例如，可以使氧化物半導體層123的厚度比氧化物半導體層122小。但是并不局限于此，考慮柵極絕緣層150的耐壓性而根據(jù)驅(qū)動晶體管的電壓適當?shù)卦O(shè)定氧化物半導體層123的厚度即可。

當氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123的組成都不同時，使用stem(scanningtransmissionelectronmicroscope：掃描透射電子顯微鏡)有時觀察到界面。

<關(guān)于氫濃度>

在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123中的氫與鍵合于金屬原子的氧起反應生成水，與此同時氧缺陷形成在氧脫離了的晶格(或氧脫離了的部分)中。當氫進入該氧缺陷時，有時會生成作為載流子的電子。另外，當氫的一部分與鍵合于金屬原子的氧鍵合時，有時會生成作為載流子的電子。因此，使用含有氫的氧化物半導體的晶體管容易具有常開啟特性。

因此，優(yōu)選在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、彼此之間的界面中，盡可能地減少氧缺陷和氫。例如，在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、彼此之間的界面中，利用二次離子質(zhì)譜分析法(sims：secondaryionmassspectrometry)測得的氫濃度為1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10²⁰atoms/cm³以下，優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下，進一步優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下。其結(jié)果，晶體管10可以具有正閾值電壓(也稱為常關(guān)閉特性)。

<關(guān)于碳濃度、硅濃度>

當氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、彼此之間的界面包含第14族元素之一的硅或碳時，在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123中氧缺陷增加，而形成n型區(qū)域。因此，優(yōu)選降低氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、彼此之間的界面中的硅濃度及碳濃度。例如，在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、氧化物半導體層124彼此之間的界面中，利用sims測得的硅濃度或碳濃度為1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下，優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10¹⁸atoms/cm³以下。其結(jié)果，晶體管10具有正閾值電壓(也稱為常關(guān)閉特性)。

<關(guān)于堿金屬濃度>

有時在堿金屬及堿土金屬與氧化物半導體鍵合時生成載流子而使晶體管的關(guān)態(tài)電流增大。因此，優(yōu)選降低氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123、彼此之間的界面中的堿金屬濃度或堿土金屬濃度。例如，在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123、彼此之間的界面中，利用二次離子質(zhì)譜分析法測得的堿金屬或堿土金屬的濃度優(yōu)選為1×10¹⁸atoms/cm³以下，更優(yōu)選為2×10¹⁶atoms/cm³以下。其結(jié)果，晶體管10可以具有正閾值電壓(也稱為常關(guān)閉特性)。

<關(guān)于氮濃度>

另外，當氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、彼此之間的界面包含氮時，產(chǎn)生作為載流子的電子，因此載流子密度增加而形成n型區(qū)域。其結(jié)果，使用包含氮的氧化物半導體的晶體管容易具有常開啟特性。因此，在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、彼此之間的界面中，優(yōu)選盡可能地減少氮。例如，在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123、彼此之間的界面中，利用sims測得的氮濃度為1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下，優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下，更優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上且1×10¹⁸atoms/cm³以下，進一步優(yōu)選為1×10¹⁵atoms/cm³以上5×10¹⁷atoms/cm³以下。其結(jié)果，晶體管10可以具有正閾值電壓(也稱為常關(guān)閉特性)。

<關(guān)于載流子密度>

通過減少氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123中的雜質(zhì)，可以減少氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123的載流子密度。因此，氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123的載流子密度為1×10¹⁵個/cm³以下，優(yōu)選為1×10¹³個/cm³以下，更優(yōu)選小于8×10¹¹個/cm³，進一步優(yōu)選小于1×10¹¹個/cm³，最優(yōu)選的是，小于1×10¹⁰個/cm³且為1×10^-9個/cm³以上。

通過作為氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123使用雜質(zhì)濃度低且缺陷能級密度低的氧化物半導體膜，可以制造電特性更優(yōu)異的晶體管。在此，將雜質(zhì)濃度較低且缺陷能級密度較低(氧缺陷少)的狀態(tài)稱為高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征。因為高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導體的載流子發(fā)生源較少，所以有時可以降低載流子密度。由此，在該氧化物半導體膜中形成有溝道區(qū)域的晶體管容易具有閾值電壓成為正的電特性(也稱為常關(guān)閉特性)。此外，高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導體膜具有較低的缺陷能級密度，因此有時具有較低的陷阱態(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體膜的關(guān)態(tài)電流顯著小，在源電極與漏電極間的電壓(漏極電壓)在1v至10v的范圍內(nèi)時，關(guān)態(tài)電流可以為半導體參數(shù)分析儀的測量極限以下，為1×10^-13a以下。因此，有時在該氧化物半導體膜中形成有溝道區(qū)域的晶體管的電特性變動小，從而該晶體管成為可靠性高的晶體管。

此外，將如上述那樣的被高純度化了的氧化物半導體膜用于溝道形成區(qū)域的晶體管的關(guān)態(tài)電流極小。例如，在源極與漏極之間的電壓為0.1v、5v或10v左右時，可以使以晶體管的溝道寬度歸一化的關(guān)態(tài)電流降低到幾ya/μm至幾za/μm。

氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123例如可以是非單晶結(jié)構(gòu)。非單晶結(jié)構(gòu)例如具有后面說明的caac-os、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)的缺陷能級密度最高，caac-os的缺陷能級密度最低。

氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123例如可以具有微晶結(jié)構(gòu)。微晶結(jié)構(gòu)的氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123例如包含1nm以上且小于10nm的尺寸的微晶?；蛘撸⒕ЫY(jié)構(gòu)的氧化物膜及氧化物半導體膜例如具有在非晶相中具有1nm以上且小于10nm的結(jié)晶部的混合相結(jié)構(gòu)。

氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123例如可以具有非晶結(jié)構(gòu)。非晶結(jié)構(gòu)的氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123例如原子排列無秩序且不具有結(jié)晶成分。或者，非晶結(jié)構(gòu)的氧化物膜例如是完全的非晶結(jié)構(gòu)且不具有結(jié)晶部。

另外，氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123也可以是具有caac-os、微晶結(jié)構(gòu)和非晶結(jié)構(gòu)中的兩種以上的區(qū)域的混合膜。作為混合膜，例如可以舉出具有非晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域、微晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域及caac-os的區(qū)域的單層結(jié)構(gòu)。或者，作為混合膜，例如可以舉出非晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域、微晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域及caac-os的區(qū)域的疊層結(jié)構(gòu)。

氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123例如也可以具有單晶結(jié)構(gòu)。

通過將與氧化物半導體層122相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物半導體膜以與氧化物半導體層122的上下接觸的方式設(shè)置，可以減少氧化物半導體層122中的氧缺陷。另外，氧化物半導體層122與包含構(gòu)成氧化物半導體層122的金屬元素中的一種以上的氧化物半導體層121、氧化物半導體層123接觸，因此氧化物半導體層121與氧化物半導體層122的界面以及氧化物半導體層122與氧化物半導體層123的界面的界面能級密度極低。例如，雖然在對絕緣層110添加氧之后，該氧通過加熱處理經(jīng)過氧化物半導體層121向氧化物半導體層122移動，但是此時氧不容易被界面能級俘獲，從而能夠高效地使氧化物半導體層121所包含的氧移動到氧化物半導體層122。其結(jié)果，能夠減少氧化物半導體層122所包含的氧缺陷。另外，由于還對氧化物半導體層121添加氧，所以能夠減少氧化物半導體層121中的氧缺陷。也就是說，至少可以降低氧化物半導體層122的局部能級密度。

另外，當氧化物半導體層122與構(gòu)成元素不同的絕緣膜(例如，包含氧化硅膜的柵極絕緣層)接觸時，有時會形成界面能級，而該界面能級形成溝道。在該情況下，有時會出現(xiàn)閾值電壓不同的第二晶體管，而晶體管的外觀上的閾值電壓變動。然而，包含構(gòu)成氧化物半導體層122的金屬元素中的一種以上的氧化物半導體層121、氧化物半導體層123與氧化物半導體層122接觸，因此在氧化物半導體層121與氧化物半導體層122的界面以及氧化物半導體層123與氧化物半導體層122的界面不容易形成界面能級。

另外，氧化物半導體層121、氧化物半導體層123可以被用作阻擋膜以分別用來抑制絕緣層110、柵極絕緣層150的構(gòu)成元素混入到氧化物半導體層122，而形成起因于雜質(zhì)的能級。

例如，當作為絕緣層110或柵極絕緣層150使用包含硅的絕緣膜時，柵極絕緣層150中的硅或有可能混入到絕緣層110及柵極絕緣層150中的碳有時會混入到氧化物半導體層121或氧化物半導體層123中的離界面有幾nm左右的部分。若硅、碳等雜質(zhì)混入到氧化物半導體層122中則會形成雜質(zhì)能級，該雜質(zhì)能級有時成為施主且生成電子而n型化。

然而，若氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的膜厚度比幾nm厚，混入的硅、碳等雜質(zhì)則不會到達氧化物半導體層122，因此可以減少雜質(zhì)能級的影響。

也就是說，通過設(shè)置氧化物半導體層121、氧化物半導體層123，可以減少晶體管的閾值電壓等電特性的不均勻。

另外，當柵極絕緣層150與氧化物半導體層122接觸，在它們的界面形成溝道時，在該界面發(fā)生界面散射，而晶體管的場效應遷移率變低。然而，以與氧化物半導體層122接觸的方式設(shè)置有包含構(gòu)成氧化物半導體層122的金屬元素中的一種以上的氧化物半導體層121、氧化物半導體層123，由此在氧化物半導體層122與氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的界面不容易發(fā)生載流子散射，從而可以提高晶體管的場效應遷移率。

在本實施方式中，不僅能夠減少氧化物半導體層122的氧缺陷量，還能夠減少與氧化物半導體層122接觸的氧化物半導體層121、氧化物半導體層123的氧缺陷量，因此可以降低氧化物半導體層122的局部能級密度。其結(jié)果，本實施方式所示的晶體管10的閾值電壓的變動小且可靠性高。另外，本實施方式所示的晶體管10具有優(yōu)良的電特性。

另外，作為晶體管的柵極絕緣層，大多使用包含硅的絕緣膜，由于上述理由，因此優(yōu)選如本發(fā)明的一個方式的晶體管那樣不使氧化物半導體層的用作溝道的區(qū)域與柵極絕緣層接觸。另外，當溝道形成在柵極絕緣層與氧化物半導體層的界面時，有時在該界面產(chǎn)生載流子散射而使晶體管的場效應遷移率降低。從上述觀點來看，可以說優(yōu)選使氧化物半導體層的用作溝道的區(qū)域與柵極絕緣層分開。

因此，通過使氧化物半導體層120具有氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123的疊層結(jié)構(gòu)，能夠?qū)系佬纬稍谘趸锇雽w層123中，由此能夠形成具有高場效應遷移率及穩(wěn)定的電特性的晶體管。

注意，氧化物半導體不一定要是三層，也可以是單層、兩層、四層或五層以上。在氧化物半導體層是單層的情況下，可以使用相當于本實施方式所示的氧化物半導體層122的層。

<帶圖>

在此，對帶圖進行說明。為了便于理解，在帶圖中示出絕緣層110、氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、氧化物半導體層123及柵極絕緣層150的導帶底的能級(ec)。

如圖4a及圖4b所示，在氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123中，導帶底的能級連續(xù)地變化。這是可以理解的，因為：由于氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123的構(gòu)成元素相同，所以氧容易互相擴散。因此，雖然氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123是組成不同的膜的疊層體，但是也可以說它們在物性上是連續(xù)的。

主要成分相同而層疊的氧化物半導體膜不是簡單地將各層層疊，而是以形成連續(xù)結(jié)合(在此，尤其是指各層之間的導帶底的能級連續(xù)地變化的u型阱(ushapewell)結(jié)構(gòu))的方式形成的。以在各層的界面之間不存在會形成俘獲中心或再結(jié)合中心等缺陷能級的雜質(zhì)的方式形成疊層結(jié)構(gòu)。如果雜質(zhì)混入層疊的多層膜的層間，能帶則失去連續(xù)性，因此載流子在界面被俘獲或者重新結(jié)合而消失。

注意，圖4b雖然示出氧化物半導體層121與氧化物半導體層123的ec相同的情況，但是也可以彼此不同。

由圖4b和圖4c可知，由于氧化物半導體層122形成阱(well)，在晶體管10中溝道形成在氧化物半導體層122中。另外，也可以將以氧化物半導體層122為底而導帶底的能級連續(xù)地變化的u型阱結(jié)構(gòu)的溝道稱為埋入溝道。

在氧化物半導體層121、氧化物半導體層123與氧化硅膜等絕緣膜的界面附近有可能形成起因于雜質(zhì)或缺陷的陷阱能級。氧化物半導體層121及氧化物半導體層123的存在可以使氧化物半導體層122與該陷阱能級彼此遠離。但是，當氧化物半導體層121或氧化物半導體層123的ec與氧化物半導體層122的ec的能量差小時，有時氧化物半導體層122的電子越過該能量差而到達陷阱能級。成為負電荷的電子被陷阱能級俘獲，使得絕緣膜的界面產(chǎn)生負的固定電荷，這導致晶體管的閾值電壓向正方向漂移。而且，有如下?lián)鷶_：在晶體管的長期保持實驗中，俘獲不固定而導致特性變動。

因此，為了減少晶體管的閾值電壓的變動，需要使氧化物半導體層121及氧化物半導體層123的ec與氧化物半導體層122之間產(chǎn)生能量差。該能量差都優(yōu)選為0.1ev以上，更優(yōu)選為0.2ev以上。

另外，優(yōu)選的是，氧化物半導體層121、氧化物半導體層122及氧化物半導體層123包含結(jié)晶。尤其是通過使用c軸取向的結(jié)晶可以使晶體管的電特性穩(wěn)定。

另外，在如圖4b所示的帶圖中，也可以不設(shè)置氧化物半導體層123，而在氧化物半導體層123與柵極絕緣層150之間設(shè)置in-ga氧化物(例如原子個數(shù)比為in:ga＝7:93的in-ga氧化物)，或者設(shè)置氧化鎵。在包括氧化物半導體層123的狀態(tài)下，在氧化物半導體層123和柵極絕緣層150之間既可以設(shè)置in-ga氧化物，又可以設(shè)置氧化鎵。

作為氧化物半導體層122使用其電子親和勢比氧化物半導體層121及氧化物半導體層123大的氧化物。例如，作為氧化物半導體層122可以使用如下氧化物，該氧化物的電子親和勢比氧化物半導體層121及氧化物半導體層123大0.07ev以上且1.3ev以下，優(yōu)選大0.1ev以上且0.7ev以下，更優(yōu)選大0.2ev以上且0.4ev以下。

本實施方式所示的晶體管具有包含構(gòu)成氧化物半導體層122的金屬元素中的一種以上的氧化物半導體層121、氧化物半導體層123，因此界面能級不容易形成在氧化物半導體層121與氧化物半導體層122的界面以及氧化物半導體層123與氧化物半導體層122的界面。因此，通過設(shè)置氧化物半導體層121、氧化物半導體層123，可以減少晶體管的閾值電壓等電特性的不均勻或變動。

《源電極層130、漏電極層140》

源電極層130、漏電極層140優(yōu)選為包含如下材料的導電層的單層或疊層：銅(cu)、鎢(w)、鉬(mo)、金(au)、鋁(al)、錳(mn)、鈦(ti)、鉭(ta)、鎳(ni)、鉻(cr)、鉛(pb)、錫(sn)、鐵(fe)、鈷(co)、釕(ru)、鉑(pt)、銥(ir)、鍶(sr)等材料；它們的合金；或包含氧、氮、氟、硅等的以上述材料為主成分的化合物。例如，在是疊層的情況下，與氧化物半導體層122接觸的下側(cè)的導電層(例如，圖15所示的源電極層131、漏電極層141)可以包含容易與氧鍵合的材料，上側(cè)的導電層(例如，圖15所示的源電極層132、漏電極層142)可以包含耐氧化性高的材料。另外，優(yōu)選使用具有耐熱性和導電性的鎢或鉬等高熔點材料。另外，導電層優(yōu)選使用鋁或銅等低電阻導電材料形成。并且，當使用cu-mn合金時，氧化錳形成在與包含氧的絕緣體的界面，該氧化錳能夠抑制cu的擴散，所以是優(yōu)選的。

當使容易與氧鍵合的導電材料與氧化物半導體層接觸時，發(fā)生氧化物半導體層中的氧擴散到容易與氧鍵合的導電材料一側(cè)的現(xiàn)象。在與氧化物半導體層的源電極層或漏電極層接觸的區(qū)域附近發(fā)生氧缺陷，包含于膜中的微量的氫進入該氧缺陷而使該區(qū)域明顯地n型化。因此，可以將該n型化的區(qū)域用作晶體管的源極或漏極。

例如，通過采用作為下側(cè)的導電層使用w且作為上側(cè)的導電層使用pt的疊層結(jié)構(gòu)，可以邊使接觸的氧化物半導體n型化邊抑制與絕緣層170的接觸所導致的導電層的氧化。

《柵極絕緣層150》

柵極絕緣層150可以包含氧(o)、氮(n)、氟(f)、鋁(al)、鎂(mg)、硅(si)、鎵(ga)、鍺(ge)、釔(y)、鋯(zr)、鑭(la)、釹(nd)、鉿(hf)、鉭(ta)、鈦(ti)等。例如，可以使用包含氧化鋁(alox)、氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxny)、氮氧化硅(sinxoy)、氮化硅(sinx)、氧化鎵(gaox)、氧化鍺(geox)、氧化釔(yox)、氧化鋯(zrox)、氧化鑭(laox)、氧化釹(ndox)、氧化鉿(hfox)及氧化鉭(taox)等中的一種以上的絕緣膜。柵極絕緣層150也可以是上述材料的疊層。柵極絕緣層150也可以包含鑭(la)、氮、鋯(zr)等作為雜質(zhì)。

另外，說明柵極絕緣層150的疊層結(jié)構(gòu)的一個例子。柵極絕緣層150例如包含氧、氮、硅、鉿等。具體而言，優(yōu)選包含氧化鉿及氧化硅或者氧化鉿及氧氮化硅。

氧化鉿相對介電常數(shù)比氧化硅或氧氮化硅高。因此，可以使物理厚度比等效氧化物厚度(equivalentoxidethickness)大，即使將等效氧化物厚度設(shè)定為10nm以下或5nm以下也可以減少隧道電流引起的泄漏電流。就是說，可以實現(xiàn)關(guān)態(tài)電流小的晶體管。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)的氧化鉿具有的相對介電常數(shù)高。因此，為了形成關(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，可以舉出單斜晶系或立方晶系等。但是，本發(fā)明的一個方式不局限于此。

另外，在形成具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鉿的表面有時具有起因于缺陷的界面能級。該界面能級有時被用作陷阱中心。由此，當氧化鉿設(shè)置在晶體管的溝道區(qū)域附近時，該界面能級引起晶體管的電特性的劣化。于是，為了減少界面能級的影響，有時優(yōu)選在晶體管的溝道區(qū)域與氧化鉿之間設(shè)置其他膜而使它們互相分開。該膜具有緩沖功能。具有緩沖功能的膜可以包含于柵極絕緣層150或者包含于氧化物半導體膜。就是說，作為具有緩沖功能的膜，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氧化物半導體等。另外，作為具有緩沖功能的膜，例如使用其能隙比成為溝道區(qū)域的半導體大的半導體或絕緣體。另外，作為具有緩沖功能的膜，例如使用其電子親和勢比成為溝道區(qū)域的半導體小的半導體或絕緣體。另外，作為具有緩沖功能的膜，例如使用其電離能比成為溝道區(qū)域的半導體大的半導體或絕緣體。

另一方面，通過使形成具有上述結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鉿的表面中的界面能級(陷阱中心)俘獲電荷，有時可以控制晶體管的閾值電壓。為了使該電荷穩(wěn)定地存在，例如在溝道區(qū)域與氧化鉿之間可以設(shè)置其能隙比氧化鉿大的絕緣體。或者，可以設(shè)置其電子親和勢比氧化鉿小的半導體或絕緣體。另外，作為具有緩沖功能的膜，可以設(shè)置其電離能比氧化鉿大的半導體或絕緣體。通過使用這種絕緣體，可以不容易釋放被界面能級俘獲的電荷，從而可以長期間保持電荷。

作為上述絕緣體，例如可以舉出氧化硅、氧氮化硅。通過使電子從氧化物半導體膜移到柵電極層160，可以使柵極絕緣層150的界面能級俘獲電荷。作為具體例子，可以舉出如下條件：以高溫度(例如，125℃以上且450℃以下，典型的是150℃以上且300℃以下)在使柵電極層160的電位處于比源電極層130或漏電極層140高的狀態(tài)下保持1秒以上，典型的是1分以上。

如此，在使柵極絕緣層150等的界面能級俘獲所希望的量的電子的晶體管中，閾值電壓向正方向漂移。通過調(diào)整柵電極層160的電壓或施加電壓的時間，可以控制電子的俘獲量(閾值電壓的變動量)。另外，也可以在柵極絕緣層150之外的層中俘獲電荷。另外，也可以將具有相同結(jié)構(gòu)的疊層膜用于其他絕緣層。

《柵電極層160》

柵電極層160例如可以使用鋁(al)、鈦(ti)、鉻(cr)、鈷(co)、鎳(ni)、銅(cu)、釔(y)、鋯(zr)、鉬(mo)、釕(ru)、銀(ag)、鉭(ta)及鎢(w)等導電膜。另外，該柵電極層160也可以采用疊層結(jié)構(gòu)。例如，如圖15所示柵電極層162也可以使用上述材料，柵電極層161、柵電極層163可以使用上述材料的氮化物等包含氮的導電膜。

《絕緣層170》

作為絕緣層170，可以使用氧(o)、氮(n)、氟(f)、鋁(al)、鎂(mg)、硅(si)、鎵(ga)、鍺(ge)、釔(y)、鋯(zr)、鑭(la)、釹(nd)、鉿(hf)、鉭(ta)、鈦(ti)等。例如，可以使用包含氧化鋁(alox)、氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxny)、氮氧化硅(sinxoy)、氮化硅(sinx)、氧化鎵(gaox)、氧化鍺(geox)、氧化釔(yox)、氧化鋯(zrox)、氧化鑭(laox)、氧化釹(ndox)、氧化鉿(hfox)及氧化鉭(taox)等中的一種以上的絕緣膜。另外，絕緣層170也可以為上述材料的疊層。

絕緣層170優(yōu)選包含氧化鋁膜。氧化鋁膜可以具有不使氫、水分等雜質(zhì)、氧透過膜的阻擋效果。因此，在晶體管的制造工序中及制造晶體管之后，將氧化鋁膜適合用作具有如下效果的保護膜：防止導致晶體管的電特性變動的氫、水分等雜質(zhì)向氧化物半導體層121、氧化物半導體層122混入；防止氧化物半導體層121、氧化物半導體層122的主要成分的氧從氧化物半導體層121、氧化物半導體層122釋放出；防止氧的從絕緣層110的不必要的釋放。

絕緣層170優(yōu)選為有氧供應能力的膜。在形成成為絕緣層170的第二絕緣膜時形成混合層，該混合層或絕緣層110被添加氧，由于之后的加熱處理而氧擴散到氧化物半導體中，可以將氧供應到氧化物半導體中的氧缺陷，因此可以提高晶體管特性(例如，閾值、可靠性等)。

此外，也可以在絕緣層170的上側(cè)或下側(cè)具有其它絕緣層。例如，絕緣層170可以使用包含氧化鎂、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿及氧化鉭中的一種以上的絕緣膜。還可以包含氧(o)、氮(n)、氟(f)、鋁(al)、鎂(mg)、硅(si)、鎵(ga)、鍺(ge)、釔(y)、鋯(zr)、鑭(la)、釹(nd)、鉿(hf)、鉭(ta)、鈦(ti)等。例如，可以使用包含氧化鋁(alox)、氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxny)、氮氧化硅(sinxoy)、氮化硅(sinx)、氧化鎵(gaox)、氧化鍺(geox)、氧化釔(yox)、氧化鋯(zrox)、氧化鑭(laox)、氧化釹(ndox)、氧化鉿(hfox)及氧化鉭(taox)等中的一種以上的絕緣膜。另外，絕緣層170也可以為上述材料的疊層。絕緣層170優(yōu)選包含比化學計量組成多的氧。從該絕緣層釋放的氧可以經(jīng)過柵極絕緣層150擴散到氧化物半導體層120的溝道形成區(qū)域，因此可以由氧填補形成在溝道形成區(qū)域中的氧缺陷。因此，可以得到穩(wěn)定的晶體管電特性。

《絕緣層175》

作為絕緣層175可以使用包含氧(o)、氮(n)、氟(f)、鋁(al)、鎂(mg)、硅(si)、鎵(ga)、鍺(ge)、釔(y)、鋯(zr)、鑭(la)、釹(nd)、鉿(hf)、鉭(ta)、鈦(ti)等。絕緣層175例如可以使用包含氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxnx)、氮氧化硅(sinxox)、氮化硅(sinx)、氧化鎵(gaox)、氧化鍺(geox)、氧化釔(yox)、氧化鋯(zrox)、氧化鑭(laox)、氧化釹(ndox)、氧化鉿(hfox)及氧化鉭(taox)、氧化鋁(alox)中的一種以上的絕緣膜。絕緣層175也可以是上述材料的疊層。該絕緣層優(yōu)選包含比化學計量組成多的氧。

絕緣層175可以使用低介電常數(shù)材料(low-k材料)。例如，可以使用導入有幾％的氟(f)的氧化硅(siof)、導入有幾％的碳(c)的氧化硅(sioc)、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、有機硅酸鹽玻璃(osg)、氫倍半硅氧烷(hsq)、甲基硅倍半氧烷(msq)、有機聚合物、聚酰亞胺、氟樹脂(聚四氟乙烯等)以及添加有氟的非晶碳等。通過將low-k材料用于絕緣層175，可以進一步降低晶體管10的電容。

<晶體管的制造方法>

接著，使用圖5至圖13說明本實施方式的半導體裝置的制造方法。注意，省略與上述晶體管的結(jié)構(gòu)的說明重復的部分。有時將圖7至圖13所示的a1-a2方向稱為圖1a和圖1b所示的溝道長度方向。有時將圖7至圖13所示的a3-a4方向稱為圖1a及圖1c所示的溝道寬度方向。

在本實施方式中，構(gòu)成晶體管的各層(絕緣層、氧化物半導體層、導電層等)可以通過濺射法、化學氣相沉積(cvd)法、真空蒸鍍法、脈沖激光沉積(pld)法形成?；蛘?，可以通過涂敷法或印刷法形成。作為成膜方法的典型，有濺射法、等離子體化學氣相沉積(pecvd)法，但也可以使用熱cvd法。作為熱cvd法的例子，可以使用mocvd(有機金屬化學氣相沉積)法或ald(原子層沉積)法。

<熱cvd法>

由于熱cvd法是不使用等離子體的成膜方法，因此具有不產(chǎn)生等離子體損傷所引起的缺陷的優(yōu)點。

可以以如下方法進行利用熱cvd法的成膜：將原料氣體及氧化劑同時供應到處理室內(nèi)，將處理室內(nèi)的壓力設(shè)定為大氣壓或減壓，使其在襯底附近或在襯底上起反應而沉積在襯底上。

利用mocvd法或ald法等熱cvd法可以形成以上所示的實施方式所公開的金屬膜、半導體膜、無機絕緣膜等各種膜，例如，當形成in-ga-zn-o膜時，可以使用三甲基銦、三甲基鎵及二甲基鋅。三甲基銦的化學式為in(ch3)3。三甲基鎵的化學式為ga(ch3)3。二甲基鋅的化學式為zn(ch3)2。但是，不局限于上述組合，也可以使用三乙基鎵(化學式為ga(c2h5)3)代替三甲基鎵，并使用二乙基鋅(化學式為zn(c2h5)2)代替二甲基鋅。

<ald法>

現(xiàn)有的利用cvd法的成膜裝置在進行成膜時將用于反應的原料氣體(前驅(qū)物(precursor))的一種或多種同時供應到處理室。在利用ald法的成膜裝置中，將用于反應的前驅(qū)物依次引入處理室，并且，按該順序反復地引入氣體，由此進行成膜。例如，通過切換各開關(guān)閥(也稱為高速閥)來將兩種以上的前驅(qū)物依次供應到處理室內(nèi)。為了防止多種前驅(qū)物混合，在引入第一前驅(qū)物之后引入惰性氣體(氬或氮等)等，然后引入第二前驅(qū)物。另外，也可以利用真空抽氣將第一前驅(qū)物排出來代替引入惰性氣體，然后引入第二前驅(qū)物。

圖5a至圖5d示出ald法的成膜過程。第一前驅(qū)物601附著到襯底表面(參照圖5a)，由此形成第一單層(參照圖5b)。此時，前驅(qū)物所包含的金屬原子等可以與存在于襯底表面上的羥基鍵合。金屬原子也可以與甲基、乙基等烷基鍵合。在排氣第一前驅(qū)物601之后引入的第二前驅(qū)物602與該第一單層起反應(參照圖5c)，由此第二單層層疊在第一單層上而形成薄膜(參照圖5d)。例如，當?shù)诙膀?qū)物包含氧化劑時，存在于第一前驅(qū)物中的金屬原子或與金屬原子鍵合的烷基與氧化劑起化學反應，而可以形成氧化膜。另外，當作為第二前驅(qū)物使用包含氫的氣體時，通過還原反應可以形成金屬膜。

ald法是基于表面化學反應的成膜方法，前驅(qū)物附著于被成膜表面，自終止機構(gòu)起到作用，由此形成一個層。例如，三甲基鋁等前驅(qū)物與存在于該被成膜表面上的羥基(oh基)起反應。此時，只發(fā)生熱所引起的表面反應，因此前驅(qū)物與該被成膜表面接觸，前驅(qū)物中的金屬原子等可以利用熱能量附著于該被成膜表面。前驅(qū)物有如下特征：具有高蒸汽壓；在成膜之前在熱上穩(wěn)定而不分解；以及對襯底的化學附著速度較快等。因為前驅(qū)物作為氣體被引入，所以在交替引入的前驅(qū)物擴散的時間足夠時，即使在具有縱橫比高的凹凸的區(qū)域中也可以高覆蓋率地進行成膜。

另外，在ald法中，通過按該順序反復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)按順序反復引入氣體的次數(shù)來進行調(diào)節(jié)，所以ald法可以準確地調(diào)節(jié)厚度。通過提高排氣能力，可以提高成膜速度，并且可以降低膜中的雜質(zhì)濃度。

ald法有使用熱量的ald法(熱ald法)及使用等離子體的ald法(等離子體ald法)。熱ald法是利用熱能量使前驅(qū)物起反應的方法，等離子體ald法是在自由基的狀態(tài)下使前驅(qū)物互相起反應的方法。

ald法可以準確地形成極薄的膜。對具有凹凸的面也可以以高的表面覆蓋率形成密度高的膜。

<等離子體ald>

另外，通過利用等離子體ald法可以以比使用熱量的ald法(熱ald法)低的溫度進行成膜。例如，等離子體ald法即使在100℃以下也能夠進行成膜而不降低成膜速度。另外，在等離子體ald法中，可以利用等離子體將n2自由基化，因此除了氧化物以外還可以進行氮化物的成膜。

在等離子體ald法中，可以提高氧化劑的氧化性。由此，可以減少在利用等離子體ald形成膜時殘留在膜中的前驅(qū)物或從前驅(qū)物脫離的有機成分，并且可以減少膜中的碳、氯、氫等，所以可以形成雜質(zhì)濃度低的膜。

另外，當進行等離子體ald時，生成自由基種，如icp(inductivelycoupledplasma：電感耦合等離子體)那樣，可以在離開襯底的狀態(tài)下使等離子體生成，從而可抑制襯底或形成有該保護膜所受到的等離子體損傷。

通過如上述那樣利用等離子體ald法，與其他成膜方法相比，可以降低工序溫度，并且提高表面的覆蓋率，由此可以形成該膜。由此可以抑制水、氫從外部進入。因此，晶體管特性的可靠性可以得到提高。

<ald裝置的說明>

圖6a示出利用ald法的成膜裝置的一個例子。利用ald法的成膜裝置包括：成膜室(處理室1701)；原料供應部1711a、原料供應部1711b；用作流量控制器的高速閥1712a、高速閥1712b；原料導入口1713a、原料導入口1713b；原料排出口1714；排氣裝置1715。設(shè)置在處理室1701內(nèi)的原料導入口1713a、原料導入口1713b通過供應管或閥分別連接到原料供應部1711a、原料供應部1711b，原料排出口1714通過排出管、閥或壓力調(diào)節(jié)器連接到排氣裝置1715。

處理室內(nèi)部設(shè)置有具備加熱器的襯底支架1716，將成膜對象的襯底1700配置在該襯底支架上。

在原料供應部1711a、原料供應部1711b中，利用汽化器或加熱單元等由固態(tài)或液態(tài)的原料形成原料氣體?；蛘?，原料供應部1711a、原料供應部1711b也可以供應氣態(tài)的原料氣體。

在此示出兩個原料供應部1711a、原料供應部1711b的例子，但是不局限于此，也可以設(shè)置三個以上的原料供應部。另外，高速閥1712a、高速閥1712b可以按時間準確地進行控制，以供應原料氣體和惰性氣體中的任一個。高速閥1712a、高速閥1712b為原料氣體的流量控制器，并且也可以說是惰性氣體的流量控制器。

在圖6a所示的成膜裝置中，將被成膜襯底1700設(shè)置在襯底支架1716上，使處理室1701處于密閉狀態(tài)，然后使用加熱器對襯底支架1716進行加熱來將被成膜襯底1700加熱至所希望的溫度(例如，100℃以上或150℃以上)，反復地進行源氣體的供應、利用排氣裝置1715的排氣、惰性氣體的供應以及利用排氣裝置1715的排氣，由此將薄膜形成在襯底表面上。

在圖6a所示的成膜裝置中，通過適當?shù)剡x擇在原料供應部1711a、原料供應部1711b中準備的原料(揮發(fā)性有機金屬化合物等)，可以形成包含含有鉿(hf)、鋁(al)、鉭(ta)和鋯(zr)等中的一種以上的元素的氧化物(也包括復合氧化物)的絕緣層。具體而言，可以形成含有氧化鉿的絕緣層、含有氧化鋁的絕緣層、含有硅酸鉿的絕緣層或含有硅酸鋁的絕緣層等。此外，通過適當?shù)剡x擇在原料供應部1711a、原料供應部1711b中準備的原料(揮發(fā)性有機金屬化合物等)，也可以形成鎢層或鈦層等金屬層、氮化鈦層等氮化物層等的薄膜。

例如，當使用利用ald法的成膜裝置形成氧化鉿層時，使用如下兩種氣體：通過使包含溶劑和鉿前體化合物的液體(鉿醇鹽、四二甲基酰胺鉿(tdmah)等鉿酰胺)氣化而得到的原料氣體；以及用作氧化劑的臭氧(o3)。此時，從原料供應部1711a供應的第一原料氣體為tdmah，從原料供應部1711b供應的第二原料氣體為臭氧。注意，四二甲基酰胺鉿的化學式為hf[n(ch3)2]4。另外，作為其它材料有四(乙基甲基酰胺)鉿等。注意，氮能夠使電荷俘獲能級消失。因此，當原料氣體含有氮時，可以形成電荷俘獲能級密度低的氧化鉿。

例如，當使用利用ald法的成膜裝置形成氧化鋁層時，使用如下兩種氣體：通過使包含溶劑和鋁前體化合物的液體(三甲基鋁(tma)等)氣化而得到的原料氣體；以及用作氧化劑的h2o。此時，從原料供應部1711a供應的第一原料氣體為tma，從原料供應部1711b供應的第二原料氣體為h2o。注意，三甲基鋁的化學式為al(ch3)3。另外，作為其它材料液有三(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)等。

例如，在使用利用ald法的成膜裝置形成氧化硅膜時，使六氯乙硅烷附著在被成膜面上，去除附著物所包含的氯，供應氧化性氣體(o2、一氧化二氮)的自由基使其與附著物起反應。

例如，在使用利用ald法的成膜裝置形成鎢膜時，依次反復引入wf6氣體和b2h6氣體形成初始鎢膜，然后同時引入wf6氣體和h2氣體形成鎢膜。注意，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體膜如in-ga-zn-o膜時，同時引入in(ch3)3氣體和o3氣體形成in-o層，然后同時引入ga(ch3)3氣體和o3氣體形成gao層，之后依次反復引入zn(ch3)2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如in-ga-o層、in-zn-o層、ga-zn-o層等。注意，雖然也可以使用利用ar等惰性氣體進行鼓泡而得到的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。此外，也可以使用ga(c2h5)3氣體代替ga(ch3)3氣體。另外，也可以使用zn(ch3)2氣體。

《多室成膜裝置》

圖6b示出具備至少一個圖6a所示的成膜裝置的多室制造裝置的一個例子。

圖6b所示的制造裝置可以以不接觸于大氣的方式連續(xù)地形成疊層膜，由此實現(xiàn)雜質(zhì)混入的防止及處理量的提高。

圖6b所示的制造裝置至少包括裝載室1702、傳送室1720、預處理室1703、用作成膜室的處理室1701、卸載室1706。在制造裝置的處理室(也包括裝載室、傳送室、成膜室、卸載室等)中，為了防止水分的附著等，優(yōu)選充填具有適當?shù)穆饵c的惰性氣體(氮氣體等)，優(yōu)選保持減壓狀態(tài)。

另外，處理室1704、處理室1705也可以是與處理室1701同樣的利用ald法的成膜裝置，還可以是利用等離子體cvd法、濺射法或有機金屬化學氣相沉積(mocvd：metalorganicchemicalvapordeposition)法的成膜裝置。

例如，以下示出作為處理室1704采用利用等離子體cvd法的成膜裝置且作為處理室1705采用利用mocvd法的成膜裝置，由此形成疊層膜的例子。

圖6b示出傳送室1720的俯視圖為六角形的例子，但是根據(jù)疊層膜的層數(shù)也可以采用具有其以上的多角形的頂面形狀且連接更多處理室的制造裝置。在圖6b中，襯底的頂面形狀為矩形，但是不局限于此。另外，雖然圖6b示出單片式(singlewafertype)成膜裝置的例子，但是也可以采用同時對多個襯底進行成膜的成批式(batch-type)成膜裝置。

<絕緣層110的形成>

首先，在襯底100上形成絕緣層110。作為絕緣層110可以通過等離子體cvd法、熱cvd法(mocvd法、ald法)或濺射法等使用氧化鋁、氧化鎂、氧化硅、氧氮化硅、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿和氧化鉭等氧化物絕緣膜、氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁、氮氧化鋁等氮化物絕緣膜、或者混合上述材料形成。此外，絕緣層110也可以是上述材料的疊層，其中，優(yōu)選疊層中的與后面被用作氧化物半導體層121的第一氧化物半導體膜接觸的上層至少使用包含過剩氧的材料形成，以對氧化物半導體層122供應氧。

例如，作為絕緣層110，可以使用通過等離子體cvd法形成的厚度為100nm的氧氮化硅膜。

接著，也可以進行加熱處理，使絕緣層110所包含的水、氫等脫離。其結(jié)果是，可以降低絕緣層110所包含的水、氫等的濃度，并且通過加熱處理，可以降低減少對后面形成的第一氧化物半導體膜的水、氫等的擴散量。

<第一氧化物半導體膜、第二氧化物半導體膜的形成>

接著，在絕緣層110上形成后面被用作氧化物半導體層121的第一氧化物半導體膜、以及后面被用作氧化物半導體層122的第二氧化物半導體膜。第一氧化物半導體膜、第二氧化物半導體膜可以利用濺射法、mocvd法、pld法等形成，優(yōu)選利用濺射法形成。作為濺射法，可以使用rf濺射法、dc濺射法、ac濺射法等。在采用濺射法的情況下，利用對向靶材式(也稱為對向電極方式、氣相濺射方式、vdsp(vapordepositionspattering：氣相沉積濺射))方式進行成膜，由此可以減輕成膜時的等離子體損傷。

例如，當利用濺射法形成第一氧化物半導體膜時，優(yōu)選的是，在濺射裝置中的各處理室中，能夠使用低溫泵等吸附式真空泵進行高真空化(抽空到5×10^-7pa至1×10^-4pa左右)且將其上形成膜的襯底加熱到100℃以上，優(yōu)選為400℃以上，來盡可能地去除對氧化物半導體來說是雜質(zhì)的水等?；蛘?，優(yōu)選組合渦輪分子泵和冷阱來防止將包含碳成分或水分等的氣體從排氣系統(tǒng)倒流到處理室內(nèi)。或者，也可以使用組合渦輪分子泵和低溫泵的排氣系統(tǒng)。

為了獲得高純度本征氧化物半導體，不僅需要對處理室進行高真空抽氣，而且需要進行濺射氣體的高純度化。通過作為被用作濺射氣體的氧氣體或氬氣體使用露點為-40℃以下，優(yōu)選為-80℃以下，更優(yōu)選為-100℃以下的高純度化氣體，能夠盡可能地防止水分等混入氧化物半導體膜。

作為濺射氣體，適當?shù)厥褂孟∮袣怏w(典型的是氬)、氧、稀有氣體和氧的混合氣體。此外，當采用稀有氣體和氧的混合氣體時，優(yōu)選增高相對于稀有氣體的氧的氣體比例。

在形成氧化物半導體膜時例如使用濺射法的情況下，也可以通過將襯底溫度設(shè)定為150℃以上且750℃以下，優(yōu)選設(shè)定為150℃以上且450℃以下，更優(yōu)選為200℃以上且420℃以下形成氧化物半導體膜，可以形成caac-os膜。

可以以其電子親和勢小于第二氧化物半導體膜的方式選擇第一氧化物半導體膜的材料。

第二氧化物半導體膜的銦含量也可以比第一氧化物半導體膜、第三氧化物半導體膜多。在氧化物半導體中，重金屬的s軌道主要有助于載流子傳導，并且通過增加in的比率來增加s軌道的重疊，由此in的比率多于ga的氧化物的遷移率比in的比率等于或少于ga的氧化物高。因此，通過將銦含量較多的氧化物用于氧化物半導體層122，可以實現(xiàn)高遷移率的晶體管。

另外，在利用濺射法形成第一氧化物半導體膜、第二氧化物半導體膜的情況下，可以利用多室濺射裝置，以不露出到大氣的方式連續(xù)地形成第一氧化物半導體膜和第二氧化物半導體膜。此時，可以抑制不需要的雜質(zhì)進入第一氧化物半導體膜和第二氧化物半導體膜之間的界面，可以降低界面能級。其結(jié)果是可以使晶體管的電特性穩(wěn)定，尤其是可以使可靠性測試中的特性穩(wěn)定。

在對添加了氧的第一氧化物半導體膜進行氧添加時該氧化物半導體膜有損傷的情況下，由于氧化物半導體層122的存在而可以使被用作主要電路徑的氧化物半導體層123遠離損傷部，其結(jié)果是，可以使晶體管的電特性穩(wěn)定，尤其是可以使可靠性測試中的特性穩(wěn)定。

例如，作為第一氧化物半導體膜，可以利用通過使用in:ga:zn＝1:3:4(原子個數(shù)比)的靶材的濺射法形成的厚度為20nm的氧化物半導體膜。作為第二氧化物半導體膜，可以使用通過使用in:ga:zn＝1:1:1(原子個數(shù)比)的靶材形成的厚度為15nm的氧化物半導體膜。

通過在形成第一氧化物半導體膜、第二氧化物半導體膜之后進行加熱處理，可以減少第二氧化物半導體膜的氧缺陷量。

接著，進行第一加熱處理使氧的一部分移動至第二氧化物半導體膜中，由此可以減少第二氧化物半導體膜的氧缺陷，將氧缺陷減少了的第二氧化物半導體膜稱為第二氧化物半導體膜。另外，此時，還可以減少第一氧化物半導體膜的氧缺陷。另外，通過第一加熱處理可以使被添加了氧的第一氧化物半導體膜及第二氧化物半導體膜中含有的氫、水等脫離。其結(jié)果，可以降低被添加了氧的第一氧化物半導體膜、第二氧化物半導體膜中的雜質(zhì)含量。

第一加熱處理的溫度為250℃以上且低于襯底應變點，優(yōu)選為300℃以上且650℃以下，更優(yōu)選為350℃以上且550℃以下。

在包含氦、氖、氬、氙、氪等稀有氣體或包含氮的惰性氣體氣氛中進行第一加熱處理?；蛘?，在惰性氣體氣氛中進行加熱之后，也可以在氧氣氛或干燥空氣(露點為-80℃以下，優(yōu)選為-100℃以下，更優(yōu)選為-120℃以下的空氣)氣氛中進行加熱。或者，也可以在減壓狀態(tài)下進行加熱。注意，除了上述干燥空氣以外，惰性氣體及氧氣體優(yōu)選不包含氫、水等，典型的露點為-80℃以下，優(yōu)選為-100℃以下。處理時間為3分鐘至24小時。

注意，在第一加熱處理中，可以利用電阻發(fā)熱體等發(fā)熱體所產(chǎn)生的熱傳導或熱輻射加熱被處理物的裝置來代替電爐。例如，可以使用grta(gasrapidthermalanneal：氣體快速熱退火)裝置、lrta(lamprapidthermalanneal：燈快速熱退火)裝置等的rta(rapidthermalanneal：快速熱退火)裝置。lrta裝置是利用從燈如鹵素燈、金鹵燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓汞燈等發(fā)出的光(電磁波)的輻射加熱被處理物的裝置。grta裝置是使用高溫的氣體進行第一加熱處理的裝置。作為高溫氣體使用氬等稀有氣體或氮等惰性氣體。

第一加熱處理也可以在后述的形成氧化物半導體層121、氧化物半導體層22的蝕刻之后進行。

例如，可以在氮氣氛中以450℃進行1小時的加熱處理之后，在氧氣氛中以450℃進行1小時的加熱處理。

通過上述工序可以減少氧化物半導體膜的氧缺陷，可以減少氫、水等雜質(zhì)。另外，可以形成局部能級密度得到減少的氧化物半導體膜。

<第一導電膜的形成>

接著，在氧化物半導體層123上形成被用作源電極層130、漏電極層140的第一導電膜?？梢酝ㄟ^濺射法、化學氣相沉積(cvd)法(包括有機金屬化學氣相沉積(mocvd)法、金屬化學氣相沉積法、原子層沉積(ald)法或等離子體化學氣相沉積(pecvd)法)、蒸鍍法、脈沖激光沉積(pld)法等來形成第一導電膜。

第一導電膜的材料優(yōu)選為包含選自銅(cu)、鎢(w)、鉬(mo)、金(au)、鋁(al)、錳(mn)、鈦(ti)、鉭(ta)、鎳(ni)、鉻(cr)、鉛(pb)、錫(sn)、鐵(fe)、鈷(co)、釕(ru)、鉑(pt)、銥(ir)、鍶(sr)等材料、上述低電阻材料的合金、或以上述材料為主成分的化合物的導電膜的單層或疊層。例如，在是疊層的情況下，與氧化物半導體層122接觸的下側(cè)的導電層可以包含容易與氧鍵合的材料，上側(cè)的導電層可以包含耐氧化性高的材料。另外，優(yōu)選使用具有耐熱性和導電性的鎢(w)或鉬(mo)等高熔點材料。另外，第一導電膜優(yōu)選使用鋁(al)或銅(cu)等低電阻導電材料形成。并且，當使用cu-mn合金時，在與包含氧的絕緣體的界面形成含有氧化錳的膜，該氧化錳能夠抑制cu的擴散，所以是優(yōu)選的。

例如，利用濺射法形成厚度為20至100nm的鎢膜作為第一導電膜。

在后面的工序中對第一導電膜進行加工形成的導電層130b在后面的工序中可以具有作為硬掩模的功能和作為源電極層、漏電極層的功能，所以不需要追加的工序，因此可以實現(xiàn)半導體制造工序的縮短。

<氧化物半導體層121、氧化物半導體層122的形成>

接著，通過光刻工序形成抗蝕劑掩模，使用該抗蝕劑掩模對第一導電膜選擇性地進行蝕刻，由此形成導電層130b。接著，在去除導電層130b上的抗蝕劑之后，將導電層130b用作硬掩模，對第二氧化物半導體膜、第一氧化物半導體膜選擇性地進行蝕刻，可以形成島狀的氧化物半導體層122、氧化物半導體層121(參照圖7)。作為蝕刻方法，可以使用干蝕刻法。另外，通過將導電層130b用作硬掩模對氧化物半導體層進行蝕刻，與利用抗蝕劑掩模的情況相比，可以降低氧化物半導體層的邊緣粗糙度。

例如，作為蝕刻氣體使用甲烷氣體或氬氣且使用抗蝕劑掩模及硬掩模，對第一氧化物半導體膜及第二氧化物半導體膜選擇性地進行蝕刻，來可以形成氧化物半導體層121及氧化物半導體層122。

<第二絕緣膜的形成>

接著，在絕緣層110、導電層130b上形成第二絕緣膜。

第二絕緣膜、第三絕緣膜可以通過等離子體cvd法、熱cvd法(mocvd法、ald法)、濺射法等，例如使用氧化鋁(siox)、氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxny)、氧化鎵(gaox)、氧化鍺(geox)、氧化釔(yox)、氧化鋯(zrox)、氧化鑭(laox)、氧化釹(ndox)、氧化鉿(hfox)及氧化鉭(taox)等的氧化物絕緣膜、氮化硅(sinx)、氮氧化硅(sinxoy)、氮化鋁(alnx)、氮氧化鋁(alnxoy)等的氮化物絕緣膜、或者這些材料的混合材料來形成。

另外，作為第二絕緣膜，優(yōu)選通過濺射法形成氧化鋁膜。另外，作為濺射用靶材優(yōu)選使用氧化鋁。另外，作為成膜時所使用的氣體優(yōu)選包含氧氣體。

當形成該氧化鋁膜時，混合層171被形成在與絕緣層110之間的界面。

例如，由于通過濺射法在成膜時被施加的電壓、電力、等離子體、襯底溫度等的影響，形成絕第二絕緣膜時所使用的氧氣體是處于氧自由基、氧離子、氧原子等各種各樣的狀態(tài)下存在的，并且該氧氣體具有比穩(wěn)定狀態(tài)更高的能量。此時，氧(也稱為過剩氧、exo)172添加到絕緣層110或混合層171中(參照圖8)。

接著，也可以進行第二加熱處理。第二加熱處理的溫度典型為150℃以上且低于襯底的應變點，優(yōu)選為250℃以上且500℃以下，更優(yōu)選為300℃以上且450℃以下。由于該加熱處理，被添加到絕緣層110的氧172擴散并移動到氧化物半導體層122中，而可以對存在于氧化物半導體層122中的氧缺陷供應氧(參照圖9)。

例如,可以通過濺射法使用氧化鋁(alox)靶材且作為濺射時的氣體使用含有50體積％的氧氣體來形成第二絕緣膜。該絕緣層的厚度可以為20nm至40nm。另外,作為第二加熱處理,可以在氧氣分下以400℃進行加熱處理1小時。

<氧的添加>

另外，在制造晶體管10時也可以另行進行添加氧的處理，而不局限于上述方法。該添加氧的處理可以對絕緣層110、對第一氧化物半導體膜、或?qū)ι虾竺嬲f明的第三絕緣體膜123a進行。作為所添加的氧，使用氧自由基、氧原子、氧原子離子和氧分子離子等中的任一個以上。作為添加氧的方法，可以舉出離子摻雜法、離子注入法、等離子體浸沒式離子注入法等。

當作為添加氧的方法采用離子注入法時，既可以使用氧原子離子，又可以使用氧分子離子。在使用氧分子離子的情況下，可以減少對被添加氧的膜的損傷。氧分子離子在該被添加氧的膜的表面分離，作為氧原子離子添加到該膜。由于在從氧分子分離為氧原子時消耗能量，所以對該被供應氧的膜添加氧分子離子時的每氧原子離子的能量比對該被供應氧的膜添加氧原子離子時的小。由此，可以減少該被供應氧的膜的損傷。

另外，注入氧分子離子與注入氧原子離子相比，每氧原子離子的能量小。因此，通過注入氧分子離子，能夠提高加速電壓，從而提高處理量。另外，通過注入氧分子離子，能夠?qū)樘砑油康难踉与x子所需的劑量減少至為注入氧原子離子時的一半。其結(jié)果，可以提高制造工序的處理量。

另外,在對該要添加氧的膜添加氧時,優(yōu)選以氧原子離子的濃度分布的峰值位于該要添加氧的膜的方式對該要添加氧的膜添加氧。其結(jié)果，與注入氧原子離子的情況相比，能夠降低注入時的加速電壓，而可以減少對該被供應氧的膜的損傷。也就是說，可以減少該被添加氧的膜的缺陷量，從而能夠抑制晶體管的電特性的變動。其結(jié)果，能夠減少對該被添加氧的膜的損傷，從而抑制晶體管的電特性的變動。

另外，也可以利用將該被添加氧的膜暴露于在包含氧的氣氛中產(chǎn)生的等離子體的等離子體處理(等離子體浸沒式離子注入法)，來對該被添加氧的膜添加氧。作為包含氧的氣氛，可以舉出包含氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化氮等氧化性氣體的氣氛。另外，通過將該被添加氧的膜暴露于在對襯底100一側(cè)施加偏壓的狀態(tài)下產(chǎn)生的等離子體，能夠增加對該被添加氧的膜的氧添加量，所以是優(yōu)選的。作為進行這種等離子體處理的裝置的一個例子，有灰化裝置。

例如，可以將加速電壓設(shè)定為5kv，利用離子注入法將劑量為1×10¹⁶/cm2的氧分子離子添加到第一氧化物半導體膜。

通過組合上述工序和后面的加熱處理進行處理,可以減少氧化物半導體層122的氧缺陷量。注意，添加有氧的膜的膜密度比添加氧之前的膜低。

<第三絕緣膜的形成>

接著，在第二絕緣膜上形成第三絕緣膜。第三絕緣膜可以通過等離子體cvd法、熱cvd法(mocvd法、ald法)、濺射法或旋涂法等，例如使用氧化鋁(siox)、氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxny)、氧化鎵(gaox)、氧化鍺(geox)、氧化釔(yox)、氧化鋯(zrox)、氧化鑭(laox)、氧化釹(ndox)、氧化鉿(hfox)及氧化鉭(taox)等的氧化物絕緣膜、氮化硅(sinx)、氮氧化硅(sinxoy)、氮化鋁(alnx)、氮氧化鋁(alnxoy)等的氮化物絕緣膜、或者些材料的混合材料來形成。另外，也可以采用上述材料的疊層。

另外，作為第三絕緣膜可以使用低介電常數(shù)材料(low-k材料)。例如，可以使用導入有幾％的氟(f)的氧化硅(siof)、導入有幾％的碳(c)的氧化硅(sioc)、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、有機硅酸鹽玻璃(osg)、氫倍半硅氧烷(hsq)、甲基硅倍半氧烷(msq)、有機聚合物、氟樹脂(聚四氟乙烯等)、聚酰亞胺以及添加有氟的非晶碳等。

另外，可以在形成第三絕緣膜之后進行第二加熱處理。

<第三絕緣膜的平坦化>

接著，對第三絕緣膜進行平坦化處理，形成絕緣層175b。可以通過cmp(chemicalmechanicalpolishing：化學機械拋光)法、干蝕刻法、回流法等進行平坦化處理。在通過cmp法進行平坦化的情況下，在第三絕緣膜上形成其組成與第三絕緣膜不同的膜，可以使cmp處理后的襯底面內(nèi)的絕緣層175的厚度。

另外，可以在使第三絕緣膜平坦化之后進行第二加熱處理。

<槽部的形成、源電極層130、柵極絕緣層150的形成>

接著，利用光刻工序在絕緣層175b上形成抗蝕劑掩模176(參照圖10)。另外，也可以在絕緣層175b上或抗蝕劑上涂敷有機膜，然后進行光刻工序。該有機膜包含丙二醇甲醚、乳酸乙酯等而具有露光時的防反射膜(barc,bottomantireflectivecoating；底部抗反射涂層)的功能，此外還可以具有抗蝕劑和膜的密接性的提高、分辨率的提高等效果。

注意，當形成溝道長度極小的晶體管時，至少對切斷被用作源電極層130、漏電極層140的導電層130b的區(qū)域利用電子束曝光、液浸曝光、euv曝光等適應于細線加工的方法進行抗蝕劑掩模加工，并通過蝕刻工序?qū)υ搮^(qū)域進行蝕刻即可。另外，當利用電子束曝光形成抗蝕劑掩模時，如果作為該抗蝕劑掩模使用正型抗蝕劑，則可以使曝光區(qū)域縮減到最小限度，而可以提高處理量。通過采用這種方法，可以形成溝道長度為100nm以下，進一步為30nm以下的晶體管。或者，也可以通過使用波長極短的光(例如，極紫外光(euv；extremeultra-violet)、x射線等的曝光技術(shù)進行微細的加工。

使用上述抗蝕劑掩模，利用干蝕刻法對絕緣層175b進行槽加工處理。通過選擇性地進行蝕刻處理，絕緣層175中形成槽部174。

接著，以切斷露出的導電層130b的方式選擇性地進行蝕刻，可以形成源電極層130、漏電極層140(參照圖11)。

另外，也可以在形成源電極層130、漏電極層140之后，進行洗滌處理以去除蝕刻殘留物。通過進行該洗滌處理，可以抑制源電極層130和漏電極層140的短路。該洗滌處理可以使用tmah(tetramethylammoniumhydroxide：四甲基氫氧化銨)溶液等堿性溶液、稀釋的氫氟酸、草酸、磷酸等酸性的溶液進行。由于洗滌處理而氧化物半導體層122的一部分被蝕刻，氧化物半導體層122中形成凹部。

另外，氧化物半導體層121、氧化物半導體層122、源電極層130、漏電極層140的形成順序可以改變。例如，可以先形成用來形成源電極層130、漏電極的槽部174，然后再形成氧化物半導體層121、氧化物半導體層122。

例如，在使作為第二絕緣膜形成的氧氮化硅膜平坦化之后，在該氧氮化硅膜上形成抗蝕劑掩模，且通過使用該抗蝕劑掩模及包含碳或氟的氣體進行干蝕刻來形成氧氮化硅中的開口，并且通過使用氯類氣體或氟類氣體對導電層130b進行干蝕刻來可以形成源電極層130、漏電極層140。

<第三氧化物半導體膜123a的形成>

接著，在氧化物半導體層122、絕緣層175上形成被用作氧化物半導體層123的第三氧化物半導體膜123a?？梢岳门c第一氧化物半導體膜相同的方法形成第三氧化物半導體膜123a，可以以其電子親和勢比第二氧化物半導體膜小的方式選擇第三氧化物半導體膜123a的材料。

例如，作為第三氧化物半導體膜123a，可以利用通過使用in:ga:zn＝1:3:2(原子個數(shù)比)的靶材的濺射法形成的厚度為5nm的氧化物半導體膜。

<絕緣膜150a的形成>

接著，在氧化物半導體膜123a上形成被用作柵極絕緣層150的第四絕緣膜150a。第四絕緣膜150a例如可以使用氧化鋁(alox)、氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxny)、氮氧化硅、氮化硅、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿及氧化鉭等。第四絕緣膜150a也可以是上述材料的疊層。可以使用濺射法、cvd法(等離子體cvd法、mocvd法、ald法等)、mbe法等形成第四絕緣膜150a?？梢赃m當?shù)厥褂门c絕緣層110相同的方法形成第四絕緣膜150a。

例如，作為第四絕緣膜150a，可以通過等離子體cvd法形成厚度為10nm的氧氮化硅膜。

<導電膜160a的形成>

接著，在第四絕緣膜150a上形成被用作柵電極層160的第二導電膜160a(參照圖12)。作為第二導電膜160a，例如可以使用鋁(al)、鈦(ti)、鉻(cr)、鈷(co)、鎳(ni)、銅(cu)、釔(y)、鋯(zr)、鉬(mo)、釕(ru)、銀(ag)、金(au)、鉑(pt)、鉭(ta)、鎢(w)、或以這些金屬為只要成分的合金材料。可以使用濺射法、cvd法(等離子體cvd法、mocvd法、ald法等)、mbe法、蒸鍍法、鍍敷法等形成第二導電膜160a。作為第二導電膜160a，可以使用包含氮的導電膜，也可以使用上述導電膜和包含氮的導電膜的疊層。另外，第二導電膜160a可以是單層或疊層。

例如，作為導電膜160a，可以采用利用ald法形成10nm的氮化鈦并利用金屬cvd法形成150nm的鎢而成的疊層結(jié)構(gòu)。

<平坦化處理>

接著，進行平坦化處理?？梢岳胏mp法、干蝕刻法等進行平坦化處理。平坦化處理可以在使第三絕緣膜150a露出時結(jié)束，可以在使第三氧化物半導體膜123a露出時結(jié)束，也可以在使絕緣層175露出時結(jié)束。由此，可以形成柵電極層160、柵極絕緣層150、氧化物半導體層123(參照圖13)。

當在被平坦化的絕緣層175上包括氧化物半導體膜123a或絕緣膜150a時，也可以重新使用抗蝕劑掩模進行加工。利用光刻工序在氧化物半導體膜123a或絕緣膜150a上形成抗蝕劑掩模。該掩模的面積比柵電極層160的頂面部大，可以利用該掩模對絕緣膜150a、氧化物半導體膜123a選擇性地進行蝕刻，形成柵極絕緣層150、氧化物半導體層123。

通過在晶體管10中設(shè)置不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物半導體層123，可以抑制氧從氧化物半導體層123的溝道寬度方向上的側(cè)面脫離，從而可以抑制氧缺陷的產(chǎn)生。其結(jié)果，可以實現(xiàn)電特性得到提高且可靠性高的晶體管。

接著，也可以進行第三加熱處理。加熱處理的溫度典型為150℃以上且低于襯底的應變點，優(yōu)選為250℃以上且500℃以下，更優(yōu)選為300℃以上且450℃以下。由于該加熱處理，而添加到絕緣層(例如，絕緣層175)的氧擴散并移動到氧化物半導體層122中，而可以對存在于氧化物半導體層122中的氧缺陷供應氧。

例如，可以在氧氣氣氛下以400℃進行加熱處理1小時。

通過上述工序，氧化物半導體膜的局部能級密度得到降低，由此可以制造電特性優(yōu)良的晶體管。此外，還可以制造因時間經(jīng)過或壓力測試而產(chǎn)生的電特性的變動小的可靠性高的晶體管。

<晶體管10的變形例子1：晶體管11>

使用圖14對其形狀與圖1所示的晶體管10不同的晶體管11進行說明。

圖14a、圖14b和圖14c是晶體管11的俯視圖及截面圖。圖14a是晶體管11的俯視圖，圖14b是沿著圖14a的點劃線a1-a2的截面圖，圖14c是沿著點劃線a3-a4的截面圖。

晶體管11與晶體管10的不同之處在于：晶體管11具有與氧化物半導體層121、氧化物半導體層122的側(cè)面(除了溝道區(qū)域)、源電極層130的側(cè)面、漏電極層140的側(cè)面、絕緣層110的側(cè)面及頂面、絕緣層170的底面接觸的導電層135。導電層135如圖14b所示具有側(cè)壁形狀。

《導電層135》

導電層135例如優(yōu)選為單獨使用選自銅(cu)、鎢(w)、鉬(mo)、金(au)、鋁(al)、錳(mn)、鈦(ti)、鉭(ta)、鎳(ni)、鉻(cr)、鉛(pb)、錫(sn)、鐵(fe)、鈷(co)、釕(ru)、鉑(pt)、銥(ir)、鍶(sr)等的材料、上述材料的合金、或以上述材料為主成分的包含氧、氮、氟、硅等的化合物的導電層的單層或疊層。例如，在是疊層的情況下，與氧化物半導體層122接觸的下側(cè)的導電層可以包含容易與氧鍵合的材料，上側(cè)的導電層可以包含耐氧化性高的材料。另外，優(yōu)選使用具有耐熱性和導電性的鎢或鉬等高熔點材料。另外，優(yōu)選使用鋁或銅等低電阻導電材料。并且，當使用cu-mn合金時，在與包含氧的絕緣體的界面形成氧化錳，該氧化錳能夠抑制cu的擴散，所以是優(yōu)選的。

通過具有導電層135，可以增加與氧化物半導體層121、氧化物半導體層122接觸的導電層的面積，由此可以增大通態(tài)電流。

<晶體管10的變形例子2：晶體管12>

使用圖15及圖16對其形狀與圖1所示的晶體管10不同的晶體管12進行說明。

圖15a、圖15b和圖15c是晶體管12的俯視圖及截面圖。圖15a是晶體管12的俯視圖，圖15b是沿著圖15a的點劃線a1-a2的截面圖，圖15c是沿著點劃線a3-a4的截面圖。

晶體管12與晶體管10的不同之處在于：晶體管12還具有位于絕緣層110的下側(cè)的導電層165以及位于絕緣層175、氧化物半導體層123、柵極絕緣層150及柵電極層160的頂面上的絕緣層177。

《導電層165》

導電層165可以具有用作底柵的功能。導電層165可以被提供與柵電極層160相同的電位，也可以被提供與柵電極層160不同的電位。導電層165優(yōu)選為包含如下材料的導電層的單層或疊層：銅(cu)、鎢(w)、鉬(mo)、金(au)、鋁(al)、錳(mn)、鈦(ti)、鉭(ta)、鎳(ni)、鉻(cr)、鉛(pb)、錫(sn)、鐵(fe)、鈷(co)、釕(ru)、鉑(pt)、銥(ir)、鍶(sr)等材料；它們的合金；或以上述材料為主成分的包含氧、氮、氟、硅等的化合物。例如，導電層166可以含有具有強耐氧化性的材料。另外，導電層167優(yōu)選使用既具有耐熱性又具有導電性的鎢或鉬等高熔點材料。另外，優(yōu)選使用鋁或銅等低電阻導電材料。

《絕緣層177》

絕緣層177可以包含氧(o)、氮(n)、氟(f)、鋁(al)、鎂(mg)、硅(si)、鎵(ga)、鍺(ge)、釔(y)、鋯(zr)、鑭(la)、釹(nd)、鉿(hf)、鉭(ta)、鈦(ti)等。例如，可以使用包含氧化鋁(alox)、氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxny)、氮氧化硅(sinxoy)、氮化硅(sinx)、氧化鎵(gaox)、氧化鍺(geox)、氧化釔(yox)、氧化鋯(zrox)、氧化鑭(laox)、氧化釹(ndox)、氧化鉿(hfox)及氧化鉭(taox)等中的一種以上的絕緣膜。絕緣層177也可以是上述材料的疊層。

絕緣層177優(yōu)選包含氧化鋁膜。氧化鋁膜可以具有不使氫、水分等雜質(zhì)、氧透過膜的阻擋效果。因此，在晶體管的制造工序中及制造晶體管之后，將氧化鋁膜適合用作具有如下效果的保護膜：防止導致晶體管的電特性變動的氫、水分等雜質(zhì)向氧化物半導體層121、氧化物半導體層122混入；防止作為主要成分的氧從氧化物半導體層121、氧化物半導體層122釋放出；防止氧的從絕緣層175的不必要的釋放。

另外，絕緣層177優(yōu)選采用具有氧供給能力的膜。例如，優(yōu)選利用濺射法形成絕緣層177。在進行絕緣層177的成膜時，與絕緣層175的界面形成混合層，可以對該混合層或絕緣層175添加氧172。

可以在形成絕緣層177之后對晶體管12進行第三加熱處理。作為第三加熱處理，典型地，可以為150℃以上且低于襯底應變點，優(yōu)選的是250℃以上且500℃以下，更優(yōu)選的是300℃以上且450℃以下。通過第三加熱處理被添加到絕緣層175中的氧擴散至氧化物半導體層121及氧化物半導體層122中，可以對氧化物半導體層122中的氧缺陷填補氧。

另外，第三加熱處理也可以兼用作第二加熱處理。由此，可以使被添加到絕緣層110和絕緣層175中的氧172通過柵極絕緣層150、氧化物半導體層123及氧化物半導體層121等移動至氧化物半導體層122中來對氧化物半導體層122中的氧缺陷填補氧(參照圖16)。

由此，能夠提高晶體管12的晶體管特性(例如閾值及可靠性等)。

另外，晶體管12可以如圖17所示采用晶體管并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)(晶體管13)(參照圖17)。再者，晶體管13可以如圖18所示采用如下結(jié)構(gòu)：絕緣層170上具有絕緣層180、柵電極層160上具有導電層190(導電層191、導電層192)、柵電極層160與導電層190電連接。

絕緣層180可以使用與絕緣層175相同的材料形成。導電層190可以使用與柵電極層160相同的材料形成。

晶體管13可以在呈現(xiàn)良好的晶體管特性的同時增高通態(tài)電流。

本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

實施方式2

在本實施方式中，對與實施方式1中說明的晶體管10結(jié)構(gòu)不同的晶體管14以及晶體管14的制造方法進行說明。

<晶體管14>

圖19a、圖19b和圖19c是本發(fā)明的一個方式的晶體管14的俯視圖及截面圖。圖19a是俯視圖，圖19b是沿著圖19a所示的點劃線a1-a2的截面圖，圖19c是沿著圖19a所示的點劃線a3-a4的截面圖。在圖19a中，為了明確起見，有時放大、縮小或省略構(gòu)成要素的一部分。另外，有時將點劃線a1-a2的方向稱為溝道長度方向，將點劃線a3-a4的方向稱為溝道寬度方向。

晶體管14與晶體管10的不同之處在于：晶體管14如圖19a、圖19b、圖19c所示在槽部174中在源電極層130、漏電極層140的頂面具有絕緣層185。絕緣層185與絕緣層170和絕緣層175的側(cè)面接觸，絕緣層185的上側(cè)具有氧化物半導體層123。

《絕緣層185》

作為絕緣層185可以使用包含氧(o)、氮(n)、氟(f)、鋁(al)、鎂(mg)、硅(si)、鎵(ga)、鍺(ge)、釔(y)、鋯(zr)、鑭(la)、釹(nd)、鉿(hf)、鉭(ta)、鈦(ti)等。例如，可以使用包含氧化鎂(mgox)、氧化硅(siox)、氧氮化硅(sioxnx)、氮氧化硅(sinxox)、氮化硅(sinx)、氧化鎵(gaox)、氧化鍺(geox)、氧化釔(yox)、氧化鋯(zrox)、氧化鑭(laox)、氧化釹(ndox)、氧化鉿(hfox)及氧化鉭(taox)、氧化鋁(alox)中的一種以上的絕緣膜。絕緣層185也可以是上述材料的疊層。該絕緣層優(yōu)選包含比化學計量組成多的氧。

絕緣層185可以使用低介電常數(shù)材料(low-k材料)。例如，可以使用導入有幾％的氟(f)的氧化硅(siof)、導入有幾％的碳(c)的氧化硅(sioc)、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、有機硅酸鹽玻璃(osg)、氫倍半硅氧烷(hsq)、甲基硅倍半氧烷(msq)、有機聚合物、聚酰亞胺、氟樹脂(聚四氟乙烯)以及添加有氟的非晶碳等。通過將low-k材料用于絕緣層185，可以進一步降低晶體管14的電容。

晶體管14通過具有絕緣層185可以進行裝置的分辨率極限以下的加工，而能夠進行更微細的加工，由此可以抑制新設(shè)備導入等開發(fā)費用。

<晶體管14的制造方法>

以下，說明晶體管14的制造方法。注意，關(guān)于與在實施方式1中說明的晶體管10相同的工序，援用實施方式1的說明。

如圖20a、圖20b所示，在形成絕緣層170、絕緣層175b之后，形成槽部形成用抗蝕劑掩模176。與制造晶體管10的情況相比，抗蝕劑掩模176可以使槽的尺寸更寬(設(shè)計規(guī)則更柔軟)。

接著，利用抗蝕劑掩模176對絕緣層175b選擇性地進行蝕刻形成絕緣層175。

接著，形成將成為絕緣層185的第四絕緣膜。第四絕緣膜可以利用等離子體cvd法、熱cvd法(mocvd法、ald法)、濺射法或旋涂法等形成。

接著，利用干蝕刻法進行回蝕處理形成絕緣層185。

接著，將絕緣層185用作硬掩模對導電層130b選擇性地進行蝕刻直到露出氧化物半導體層122為止，由此形成源電極層130和漏電極層140(參照圖21)。

接著，依次形成第三氧化物半導體膜123a、第三絕緣膜150a、導電膜160a(參照圖22)，通過進行平坦化處理制造晶體管14(參照圖23)。

本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

實施方式3

<氧化物半導體的結(jié)構(gòu)>

在本實施方式中，對氧化物半導體的結(jié)構(gòu)進行說明。

氧化物半導體被分為單晶氧化物半導體和非單晶氧化物半導體。作為非單晶氧化物半導體有caac-os(caxisalignedcrystallineoxidesemiconductor)、多晶氧化物半導體、nc-os(nanocrystallineoxidesemiconductor：納米晶氧化物半導體)、a-likeos(amorphouslikeoxidesemiconductor)以及非晶氧化物半導體等。

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

作為非晶結(jié)構(gòu)的定義，一般而言，已知：它處于亞穩(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)等。另外，也可以換句話說為非晶結(jié)構(gòu)的鍵角不固定，具有短程有序性而不具有長程有序性。

從相反的觀點來看，不能將實質(zhì)上穩(wěn)定的氧化物半導體稱為完全非晶(completelyamorphous)氧化物半導體。另外，不能將不具有各向同性(例如，在微小區(qū)域中具有周期結(jié)構(gòu))的氧化物半導體稱為完全非晶氧化物半導體。注意，a-likeos在微小區(qū)域中具有周期結(jié)構(gòu)，但是同時具有空洞(也稱為void)，并具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因此，a-likeos在物性上近乎于非晶氧化物半導體。

〈caac-os〉

首先，對caac-os進行說明。

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

在利用透射電子顯微鏡(tem：transmissionelectronmicroscope)觀察所得到的caac-os的明視場圖像與衍射圖案的復合分析圖像(也稱為高分辨率tem圖像)中，觀察到多個顆粒。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，可以說在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進行說明。圖24a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等得到cs校正高分辨率tem圖像。

圖24b示出將圖24a中的區(qū)域(1)放大的cs校正高分辨率tem圖像。由圖24b可以確認到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膜的面(也稱為被形成面)或caac-os的頂面的凸凹的配置并以平行于caac-os的被形成面或頂面的方式排列。

如圖24b所示，caac-os具有特有的原子排列。圖24c是以輔助線示出特有的原子排列的圖。由圖24b和圖24c可知，一個顆粒的尺寸為1nm以上或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24d)。在圖24c中觀察到的在顆粒與顆粒之間產(chǎn)生傾斜的部分相當于圖24d所示的區(qū)域5161。

此外，圖25a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25b、圖25c和圖25d分別示出將圖25a中的區(qū)域(1)、區(qū)域(2)和區(qū)域(3)放大的cs校正高分辨率tem圖像。由圖25b、圖25c和圖25d可知在顆粒中金屬原子排列為三角形狀、四角形狀或六角形狀。但是，在不同的顆粒之間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)進行分析的caac-os。例如，當利用out-of-plane法分析包含ingazno4結(jié)晶的caac-os的結(jié)構(gòu)時，如圖26a所示，在衍射角(2θ)為31°附近時常出現(xiàn)峰值。由于該峰值來源于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c軸朝向大致垂直于被形成面或頂面的方向。

注意，當利用out-of-plane法分析caac-os的結(jié)構(gòu)時，除了2θ為31°附近的峰值以外，有時在2θ為36°附近時也出現(xiàn)峰值。2θ為36°附近的峰值表示caac-os中的一部分包含不具有c軸取向性的結(jié)晶。優(yōu)選的是，在利用out-of-plane法分析的caac-os的結(jié)構(gòu)中，在2θ為31°附近時出現(xiàn)峰值而在2θ為36°附近時不出現(xiàn)峰值。

另一方面，當利用從大致垂直于c軸的方向使x射線入射到樣品的in-plane法分析caac-os的結(jié)構(gòu)時，在2θ為56°附近時出現(xiàn)峰值。該峰值來源于ingazno4結(jié)晶的(110)面。在caac-os中，即使將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)樣品的條件下進行分析(φ掃描)，也如圖26b所示的那樣觀察不到明確的峰值。相比之下，在ingazno4的單晶氧化物半導體中，在將2θ固定為56°附近來進行φ掃描時，如圖26c所示的那樣觀察到來源于相等于(110)面的結(jié)晶面的六個峰值。因此，由使用xrd的結(jié)構(gòu)分析可以確認到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行分析的caac-os。例如，當對包含ingazno4結(jié)晶的caac-os在平行于樣品面的方向上入射束徑為300nm的電子線時，可能會獲得圖27a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。因此，由電子衍射也可知caac-os所包含的顆粒具有c軸取向性，并且c軸朝向大致垂直于被形成面或頂面的方向。另一方面，圖27b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的電子線時的衍射圖案。由圖27b觀察到環(huán)狀的衍射圖案。因此，由電子衍射也可知caac-os所包含的顆粒的a軸和b軸不具有取向性?？梢哉J為圖27b中的第一環(huán)起因于ingazno4結(jié)晶的(010)面和(100)面等。另外，可以認為圖27b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體。因為氧化物半導體的結(jié)晶性有時因雜質(zhì)的混入或缺陷的生成等而降低，所以從相反的觀點來看，可以說caac-os是雜質(zhì)或缺陷(氧缺陷等)少的氧化物半導體。

另外，雜質(zhì)是指氧化物半導體的主要成分以外的元素，諸如氫、碳、硅和過渡金屬元素等。例如，與氧的鍵合力比構(gòu)成氧化物半導體的金屬元素強的硅等元素會奪取氧化物半導體中的氧，由此打亂氧化物半導體的原子排列，導致結(jié)晶性下降。另外，由于鐵或鎳等的重金屬、氬、二氧化碳等的原子半徑(或分子半徑)大，所以會打亂氧化物半導體的原子排列，導致結(jié)晶性下降。

當氧化物半導體包含雜質(zhì)或缺陷時，其特性有時因光或熱等會發(fā)生變動。例如，包含于氧化物半導體的雜質(zhì)有時會成為載流子陷阱或載流子發(fā)生源。另外，氧化物半導體中的氧缺陷有時會成為載流子陷阱或因俘獲氫而成為載流子發(fā)生源。

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

〈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。nc-os所包含的結(jié)晶部的尺寸大多為1nm以上且10nm以下或1nm以上且3nm以下。注意，有時將其結(jié)晶部的尺寸大于10nm且是100nm以下的氧化物半導體稱為微晶氧化物半導體。例如，在nc-os的高分辨率tem圖像中，有時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。另外，nc-os在不同的顆粒之間觀察不到結(jié)晶取向的規(guī)律性。因此，在膜整體中觀察不到取向性。所以，有時nc-os在某些分析方法中與a-likeos或非晶氧化物半導體沒有差別。例如，當利用使用其束徑比顆粒大的x射線的out-of-plane法對nc-os進行結(jié)構(gòu)分析時，檢測不到表示結(jié)晶面的峰值。在使用其束徑比顆粒大(例如，50nm以上)的電子射線對nc-os進行電子衍射時，觀察到類似光暈圖案的衍射圖案。另一方面，在使用其束徑近于顆?；蛘弑阮w粒小的電子射線對nc-os進行納米束電子衍射時，觀察到斑點。另外，在nc-os的納米束電子衍射圖案中，有時觀察到如圓圈那樣的(環(huán)狀的)亮度高的區(qū)域。而且，在nc-os的納米束電子衍射圖案中，有時還觀察到環(huán)狀的區(qū)域內(nèi)的多個斑點。

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)的氧化物半導體或包含nanc(non-alignednanocrystals：無取向納米晶)的氧化物半導體。

nc-os是規(guī)律性比非晶氧化物半導體高的氧化物半導體。因此，nc-os的缺陷態(tài)密度比a-likeos或非晶氧化物半導體低。但是，在nc-os中的不同的顆粒之間觀察不到結(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是具有介于nc-os與非晶氧化物半導體之間的結(jié)構(gòu)的氧化物半導體。

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

由于a-likeos包含空洞，所以其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。為了證明與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致的結(jié)構(gòu)變化。

作為進行電子照射的樣品，準備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。由高分辨率截面tem圖像可知，每個樣品都具有結(jié)晶部。

注意，如下那樣決定將哪個部分作為一個結(jié)晶部。例如，已知ingazno4結(jié)晶的單位晶格具有包括三個in-o層和六個ga-zn-o層的九個層在c軸方向上以層狀層疊的結(jié)構(gòu)。這些彼此靠近的層的間隔與(009)面的晶格表面間隔(也稱為d值)是幾乎相等的，由結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析求出其值為0.29nm。由此，可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。每個晶格條紋對應于ingazno4結(jié)晶的a-b面。

圖28示出調(diào)查了各樣品的結(jié)晶部(22個部分至45個部分)的平均尺寸的例子。注意，結(jié)晶部尺寸對應于上述晶格條紋的長度。由圖28可知，在a-likeos中，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28中的(1)所示，可知在利用tem的觀察初期尺寸為1.2nm左右的結(jié)晶部(也稱為初始晶核)在累積照射量為4.2×10⁸e^-/nm²時生長到2.6nm左右。另一方面，可知nc-os和caac-os在開始電子照射時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28中的(2)及(3)所示，可知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，有時電子照射引起a-likeos中的結(jié)晶部的生長。另一方面，可知在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。也就是說，a-likeos與caac-os及nc-os相比具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

另外，由于a-likeos包含空洞，所以其密度比nc-os及caac-os低。具體而言，a-likeos的密度為具有相同組成的單晶氧化物半導體的78.6％以上且小于92.3％。nc-os的密度及caac-os的密度為具有相同組成的單晶氧化物半導體的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體的密度的78％的氧化物半導體。

例如，在原子個數(shù)比滿足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導體中，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，在原子個數(shù)比滿足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導體中，a-likeos的密度為5.0g/cm³以上且小于5.9g/cm³。另外，例如，在原子個數(shù)比滿足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導體中，nc-os的密度和caac-os的密度為5.9g/cm³以上且小于6.3g/cm³。

注意，有時不存在相同組成的單晶氧化物半導體。此時，通過以任意比例組合組成不同的單晶氧化物半導體，可以估計出相當于所希望的組成的單晶氧化物半導體的密度。根據(jù)組成不同的單晶氧化物半導體的組合比例使用加權(quán)平均計算出相當于所希望的組成的單晶氧化物半導體的密度即可。注意，優(yōu)選盡可能減少所組合的單晶氧化物半導體的種類來計算密度。

如上所述，氧化物半導體具有各種結(jié)構(gòu)及各種特性。注意，氧化物半導體例如可以是包括非晶氧化物半導體、a-likeos、nc-os和caac-os中的兩種以上的疊層膜。

實施方式4

在本實施方式中，參照附圖說明利用本發(fā)明的一個方式的晶體管的電路的一個例子。

<截面結(jié)構(gòu)>

圖29a示出本發(fā)明的一個方式的半導體裝置的截面圖。在圖29a中，x1-x2方向示出溝道長度方向，y1-y2方向示出溝道寬度方向。圖29a所示的半導體裝置在下部包括使用第一半導體材料的晶體管2200，而在上部包括使用第二半導體材料的晶體管2100。圖29a示出作為使用第二半導體材料的晶體管2100應用上述實施方式所示的晶體管的例子。注意，點劃線的左側(cè)表示晶體管的溝道長度方向的截面，而點劃線的右側(cè)表示晶體管的溝道寬度方向的截面。

第一半導體材料和第二半導體材料優(yōu)選為具有彼此不同的帶隙的材料。例如，可以將氧化物半導體以外的半導體材料(硅(包含應變硅)、鍺、硅鍺、碳化硅、砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦、氮化鎵、有機半導體等)用于第一半導體材料，并且將氧化物半導體用于第二半導體材料。作為氧化物半導體以外的材料使用單晶硅等的晶體管容易進行高速工作。另一方面，通過將在上述實施方式中例示出的晶體管適用于使用氧化物半導體的晶體管，可以得到良好的亞閾值特性，而實現(xiàn)微型晶體管。此外，該晶體管的開關(guān)速度快，所以可以進行高速工作，并且其關(guān)態(tài)電流小，所以泄漏電流小。

晶體管2200可以是n溝道晶體管和p溝道晶體管中的任一個，根據(jù)電路使用適合的晶體管即可。另外，除了使用包含氧化物半導體的本發(fā)明的一個方式的晶體管之外，半導體裝置的材料及結(jié)構(gòu)等具體結(jié)構(gòu)不局限于在此所示的結(jié)構(gòu)。

在圖29a所示的結(jié)構(gòu)中，在晶體管2200上隔著絕緣體2201及絕緣體2207設(shè)置有晶體管2100。在晶體管2200與晶體管2100之間設(shè)置有多個布線2202。此外，通過埋入各種絕緣體中的多個插頭2203電連接設(shè)置在該絕緣體上及下的布線或電極。此外，還設(shè)置有覆蓋晶體管2100的絕緣體2204、絕緣體2204上的布線2205。

如此，通過層疊兩種晶體管，可以減少電路的占有面積，而可以高密度地設(shè)置多個電路。

在此，在將硅類半導體材料用于設(shè)置在下層的晶體管2200時，設(shè)置在晶體管2200的半導體膜附近的絕緣體中的氫具有使硅的懸空鍵終結(jié)而提高晶體管2200的可靠性的效果。另一方面，在將氧化物半導體用于設(shè)置在上層的晶體管2100時，設(shè)置在晶體管2100的半導體膜附近的絕緣體中的氫有可能成為在氧化物半導體中生成載流子的原因之一，所以有時引起晶體管2100的可靠性的下降。因此，當在使用硅類半導體材料的晶體管2200上層疊使用氧化物半導體的晶體管2100時，在它們之間設(shè)置具有防止氫的擴散的功能的絕緣體2207是特別有效的。通過利用絕緣體2207將氫封閉在下層，可以提高晶體管2200的可靠性，此外，由于從下層到上層的氫的擴散得到抑制，所以同時可以提高晶體管2100的可靠性。

絕緣體2207例如可以使用氧化鋁、氧氮化鋁、氧化鎵、氧氮化鎵、氧化釔、氧氮化釔、氧化鉿、氧氮化鉿、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(ysz)等。

此外，優(yōu)選以覆蓋包括氧化物半導體膜的晶體管2100的方式在晶體管2100上形成具有防止氫的擴散的功能的阻擋膜。該阻擋膜可以使用與絕緣體2207相同的材料，特別優(yōu)選使用氧化鋁膜。氧化鋁膜的不使氫、水分等雜質(zhì)和氧透過膜的遮斷(阻擋)效果高。因此，通過作為覆蓋晶體管2100的該阻擋膜使用氧化鋁膜，可以防止氧從晶體管2100中的氧化物半導體膜脫離，還可以防止水及氫混入氧化物半導體膜。注意，該阻擋膜既可以層疊在絕緣體2204上又可以設(shè)置在絕緣體2204的下側(cè)。

另外，晶體管2200不僅是平面型晶體管，而且還可以是各種類型的晶體管。例如，可以是fin(鰭)型、tri-gate(三柵)型晶體管等。圖29d示出此時的截面圖的例子。在半導體襯底2211上設(shè)置有絕緣體2212。半導體襯底2211具有頂端細的凸部(也稱為鰭)。此外，也可以在凸部上設(shè)置有絕緣體。該絕緣體用作避免在形成凸部時半導體襯底2211被蝕刻的掩模。另外，凸部可以是頂端不細的形狀，例如該凸部也可以是大致長方體或頂端粗的形狀。在半導體襯底2211的凸部上設(shè)置有柵極絕緣體2214，且在該柵極絕緣體2214上設(shè)置有柵電極2213。在半導體襯底2211中形成有源區(qū)域及漏區(qū)域2215。另外，雖然在此示出了半導體襯底2211具有凸部的例子，但是根據(jù)本發(fā)明的一個方式的半導體裝置不局限于此。例如，也可以加工soi襯底形成具有凸部的半導體區(qū)域。

<電路結(jié)構(gòu)例子>

在上述結(jié)構(gòu)中，通過適當?shù)剡B接晶體管2100及晶體管2200的電極，可以構(gòu)成各種電路。下面說明通過使用本發(fā)明的一個方式的半導體裝置來可以實現(xiàn)的電路結(jié)構(gòu)的例子。

<cmos反相器>

圖29b所示的電路圖示出所謂的cmos反相器的結(jié)構(gòu)，其中將p溝道晶體管2200和n溝道晶體管2100串聯(lián)連接且將各柵極連接。

<cmos模擬開關(guān)>

圖29c所示的電路圖示出將晶體管2100和晶體管2200的各源極和漏極連接的結(jié)構(gòu)。在圖29a中，x1-x2方向表示溝道長度方向，y1-y2方向表示溝道寬度方向。通過采用該結(jié)構(gòu)，可以將其用作所謂的cmos模擬開關(guān)。

<存儲裝置的例子>

圖30示出半導體裝置(存儲裝置)的一個例子，該半導體裝置(存儲裝置)使用本發(fā)明的一個方式的晶體管，即使在沒有電力供應的情況下也能夠保持存儲內(nèi)容，并且，對寫入次數(shù)也沒有限制。

圖30a所示的半導體裝置包括：使用第一半導體材料的晶體管3200；使用第二半導體材料的晶體管3300；以及電容器3400。作為晶體管3300，可以使用在實施方式1及實施方式2中說明的晶體管。

圖30b示出圖30a所示的半導體裝置的截面圖。該截面圖中的半導體裝置采用在晶體管3300中設(shè)置背柵極的結(jié)構(gòu)。

另外，圖30a是中間層2210具有導電性的情況下的結(jié)構(gòu)，當中間層2210具有絕緣性時，可以如圖22所示地以布線3005連接晶體管2200和晶體管2100。

晶體管3300是其溝道形成在包含氧化物半導體的半導體層中的晶體管。因為晶體管3300的關(guān)態(tài)電流小，所以通過使用該晶體管，可以長期保持存儲內(nèi)容。換言之，因為可以形成不需要刷新工作或刷新工作的頻度極低的半導體存儲裝置，所以可以充分降低功耗。

在圖30a中，第一布線3001與晶體管3200的源電極電連接，第二布線3002與晶體管3200的漏電極電連接。此外，第三布線3003與晶體管3300的源電極和漏電極中的一個電連接，第四布線3004與晶體管3300的柵電極電連接。再者，晶體管3200的柵電極與晶體管3300的源電極和漏電極中的另一個及電容器3400的一個電極電連接，第五布線3005與電容器3400的另一個電極電連接。

在圖30a所示的半導體裝置中，通過有效地利用能夠保持晶體管3200的柵電極的電位的特征，可以如下所示那樣進行數(shù)據(jù)的寫入、保持以及讀出。

對數(shù)據(jù)的寫入及保持進行說明。首先，將第四布線3004的電位設(shè)定為使晶體管3300成為導通狀態(tài)的電位，使晶體管3300成為導通狀態(tài)。由此，第三布線3003的電位施加到晶體管3200的柵電極及電容器3400。換言之，對晶體管3200的柵極施加規(guī)定的電荷(寫入)。這里，施加賦予兩種不同電位電平的電荷(以下，稱為低電平電荷、高電平電荷)中的任一種。然后，通過將第四布線3004的電位設(shè)定為使晶體管3300成為關(guān)閉狀態(tài)(off-state)的電位，來使晶體管3300成為關(guān)閉狀態(tài)，而保持施加到晶體管3200的柵極的電荷(保持)。

因為晶體管3300的關(guān)態(tài)電流極小，所以晶體管3200的柵極的電荷被長時間地保持。

接著，對數(shù)據(jù)的讀出進行說明。當在對第一布線3001施加規(guī)定的電位(恒電位)的狀態(tài)下對第五布線3005施加適當?shù)碾娢?讀出電位)時，根據(jù)保持在晶體管3200的柵極中的電荷量，第二布線3002具有不同的電位。這是因為如下緣故：一般而言，在晶體管3200為n溝道晶體管的情況下，對晶體管3200的柵電極施加高電平電荷時的外觀上的閾值電壓vth_h低于對晶體管3200的柵電極施加低電平電荷時的外觀上的閾值電壓vth_l。在此，外觀上的閾值電壓是指為了使晶體管3200成為“導通狀態(tài)”所需要的第五布線3005的電位。因此，通過將第五布線3005的電位設(shè)定為vth_l與vth_h之間的電位v0，可以辨別施加到晶體管3200的柵極的電荷。例如，在寫入時被供應高電平電荷的情況下，如果第五布線3005的電位為v0(＞vth_h)，晶體管3200則成為“導通狀態(tài)”。當被供應低電平電荷時，即使第五布線3005的電位為v0(＜vth_l)，晶體管3200還保持“關(guān)閉狀態(tài)”。因此，通過辨別第二布線3002的電位，可以讀出所保持的數(shù)據(jù)。

注意，當將存儲單元配置為陣列狀時，需要僅讀出所希望的存儲單元的數(shù)據(jù)。如此，當不讀出數(shù)據(jù)時，可以對第五布線3005施加不管柵極的狀態(tài)如何都使晶體管3200成為“關(guān)閉狀態(tài)”的電位，即，小于vth_h的電位?；蛘?，可以對第五布線3005施加不管柵極的狀態(tài)如何都使晶體管3200成為“導通狀態(tài)”的電位，即，大于vth_l的電位。

圖30c所示的半導體裝置與圖30a所示的半導體裝置之間的不同之處在于：沒有設(shè)置晶體管3200。在此情況下也可以通過與上述相同的工作進行數(shù)據(jù)的寫入及保持工作。

接著，對數(shù)據(jù)的讀出進行說明。在晶體管3300成為導通狀態(tài)時，處于浮動狀態(tài)的第三布線3003和電容器3400導通，且在第三布線3003和電容器3400之間再次分配電荷。其結(jié)果是，第三布線3003的電位產(chǎn)生變化。第三布線3003的電位的變化量根據(jù)電容器3400的第一端子的電位(或積累在電容器3400中的電荷)而具有不同的值。

例如，在電容器3400的第一端子的電位為v，電容器3400的電容為c，第三布線3003所具有的電容成分為cb，再次分配電荷之前的第三布線3003的電位為vb0時，再次分配電荷之后的第三布線3003的電位為(cb×vb0+c×v)/(cb+c)。因此，在假定作為存儲單元的狀態(tài)，電容器3400的第一端子的電位成為兩種狀態(tài)，即v1和v0(v1＞v0)時，可以知道保持電位v1時的第三布線3003的電位(＝(cb×vb0+c×v1)/(cb+c))高于保持電位v0時的第三布線3003的電位(＝(cb×vb0+c×v0)/(cb+c))。

通過對第三布線3003的電位和規(guī)定的電位進行比較，可以讀出數(shù)據(jù)。

在此情況下，可以將使用上述第一半導體材料的晶體管用于用來驅(qū)動存儲單元的驅(qū)動電路，并在該驅(qū)動電路上作為晶體管3300層疊使用第二半導體材料的晶體管。

在本實施方式所示的半導體裝置中，通過使用其溝道形成區(qū)域包含氧化物半導體的關(guān)態(tài)電流極小的晶體管，可以極長期地保持存儲內(nèi)容。換言之，因為不需要進行刷新工作，或者，可以使刷新工作的頻度變得極低，所以可以充分降低功耗。另外，即使在沒有電力供給的情況下(注意，優(yōu)選固定電位)，也可以長期保持存儲內(nèi)容。

另外，在本實施方式所示的半導體裝置中，數(shù)據(jù)的寫入不需要高電壓，而且也沒有元件劣化的問題。由于例如不需要如現(xiàn)有的非易失性存儲器那樣地對浮動柵極注入電子或從浮動柵極抽出電子，因此不會發(fā)生如柵極絕緣層的劣化等的問題。換言之，在根據(jù)所公開的發(fā)明的一個方式的半導體裝置中，對重寫的次數(shù)沒有限制，這限制是現(xiàn)有的非易失性存儲器所具有的問題，所以可靠性得到極大提高。再者，根據(jù)晶體管的導通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)而進行數(shù)據(jù)寫入，而可以容易實現(xiàn)高速工作。

另外，在本說明書等中，即使未指定有源元件(晶體管、二極管等)、無源元件(電容器、電阻器等)等所具有的所有端子的連接對象，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員有時也能夠構(gòu)成發(fā)明的一個方式。就是說，可以說，即使未指定連接對象，發(fā)明的一個方式也是明確的。而且，當指定了連接對象的內(nèi)容記載于本說明書等中時，有時可以判斷未指定連接對象的發(fā)明的一個方式記載于本說明書等中。尤其是在考慮出多個端子連接對象的情況下，該端子的連接對象不必限定在指定的部分。因此，有時通過僅指定有源元件(晶體管、二極管等)、無源元件(電容器、電阻器等)等所具有的一部分的端子的連接對象，能夠構(gòu)成發(fā)明的一個方式。

另外，在本說明書等中，只要至少指定某一個電路的連接對象，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員就有時可以構(gòu)成發(fā)明?；蛘?，只要至少指定某一個電路的功能，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員就有時可以指定發(fā)明。就是說，可以說，只要指定功能，發(fā)明的一個方式就是明確的。另外，有時可以判斷指定了功能的發(fā)明的一個方式記載于本說明書等中。因此，即使未指定某一個電路的功能，只要指定連接對象，就算是所公開的發(fā)明的一個方式，而可以構(gòu)成發(fā)明的一個方式。另外，即使未指定某一個電路的連接對象，只要指定其功能，就算是所公開的發(fā)明的一個方式，而可以構(gòu)成發(fā)明的一個方式。

注意，在本說明書等中，可以在某一個實施方式中示出的附圖或者文章中取出其一部分而構(gòu)成發(fā)明的一個方式。因此，在記載有說明某一部分的附圖或者文章的情況下，取出附圖或者文章的一部分的內(nèi)容也算是所公開的發(fā)明的一個方式，所以能夠構(gòu)成發(fā)明的一個方式。因此，例如，可以在記載有有源元件(晶體管、二極管等)、布線、無源元件(電容器、電阻器等)、導電層、絕緣層、半導體層、有機材料、無機材料、零部件、裝置、工作方法、制造方法等中的一個或多個的附圖或者文章中，可以取出其一部分而構(gòu)成發(fā)明的一個方式。例如，可以從由n個(n是整數(shù))電路元件(晶體管、電容器等)構(gòu)成的電路圖中取出m個(m是整數(shù)，m＜n)電路元件(晶體管、電容器等)來構(gòu)成發(fā)明的一個方式。作為其他例子，可以從由n個(n是整數(shù))層構(gòu)成的截面圖中取出m個(m是整數(shù)，m＜n)層來構(gòu)成發(fā)明的一個方式。再者，作為其他例子，可以從由n個(n是整數(shù))要素構(gòu)成的流程圖中取出m個(m是整數(shù)，m＜n)要素來構(gòu)成發(fā)明的一個方式。

<攝像裝置>

以下對本發(fā)明的一個方式的攝像裝置進行說明。

圖31a是示出本發(fā)明的一個方式的攝像裝置200的例子的平面圖。攝像裝置200包括像素部210、用來驅(qū)動像素部210的外圍電路260、外圍電路270、外圍電路280及外圍電路290。像素部210包括配置為p行q列(p及q為2以上的整數(shù))的矩陣狀的多個像素211。外圍電路260、外圍電路270、外圍電路280及外圍電路290分別與多個像素211連接，并具有供應用來驅(qū)動多個像素211的信號的功能。此外，在本說明書等中，有時將外圍電路260、外圍電路270、外圍電路280及外圍電路290等總稱為“外圍電路”或“驅(qū)動電路”。例如，外圍電路260也可以說是外圍電路的一部分。

攝像裝置200優(yōu)選包括光源291。光源291能夠發(fā)射檢測光p1。

外圍電路至少包括邏輯電路、開關(guān)、緩沖器、放大電路或轉(zhuǎn)換電路中的一個。此外，也可以在形成像素部210的襯底上形成外圍電路。另外，也可以將ic等半導體裝置用于外圍電路的一部分或全部。注意，也可以省略外圍電路260、外圍電路270、外圍電路280和外圍電路290中的一個以上。

如圖31b所示，在攝像裝置200所包括的像素部210中，也可以以像素211傾斜的方式配置。通過以像素211傾斜的方式配置，可以縮短在行方向上及列方向上的像素間隔(間距)。由此，可以提高攝像裝置200的攝像質(zhì)量。

<像素的結(jié)構(gòu)例子1>

通過使攝像裝置200所包括的一個像素211由多個子像素212構(gòu)成，且使每個子像素212與使特定的波長區(qū)域的光透過的濾光片(濾色片)組合，可以獲得用來實現(xiàn)彩色圖像顯示的信息。

圖32a是示出用來取得彩色圖像的像素211的一個例子的平面圖。圖32a所示的像素211包括設(shè)置有使紅色(r)的波長區(qū)域的光透過的濾色片的子像素212(以下也稱為“子像素212r”)、設(shè)置有使綠色(g)的波長區(qū)域的光透過的濾色片的子像素212(以下也稱為“子像素212g”)及設(shè)置有使藍色(b)的波長區(qū)域的光透過的濾色片的子像素212(以下也稱為“子像素212b”)。子像素212可以被用作光電傳感器。

子像素212(子像素212r、子像素212g及子像素212b)與布線231、布線247、布線248、布線249、布線250電連接。此外，子像素212r、子像素212g及子像素212b分別獨立地連接于布線253。在本說明書等中，例如將與第n行的像素211連接的布線248及布線249分別稱為布線248[n]及布線249[n]。此外，例如，將與第m列的像素211連接的布線253稱為布線253[m]。此外，在圖32a中，與第m列的像素211所包括的子像素212r連接的布線253稱為布線253[m]r，將與子像素212g連接的布線253稱為布線253[m]g，將與子像素212b連接的布線253稱為布線253[m]b。子像素212通過上述布線與外圍電路電連接。

攝像裝置200具有相鄰的像素211的設(shè)置有使相同的波長區(qū)域的光透過的濾色片的子像素212通過開關(guān)彼此電連接的結(jié)構(gòu)。圖32b示出配置在第n行第m列的像素211所包括的子像素212與相鄰于該像素211的配置在第n+1行第m列的像素211所包括的子像素212的連接例子。在圖32b中，配置在第n行(n是1以上且p以下的整數(shù))第m列(m是1以上且q以下的整數(shù))的子像素212r與配置在第n+1行第m列的子像素212r通過開關(guān)201連接。此外，配置在第n行第m列的子像素212g與配置在第n+1行第m列的子像素212g通過開關(guān)202連接。此外，配置在第n行第m列的子像素212b與配置在第n+1行第m列的子像素212b通過開關(guān)203連接。

用于子像素212的濾色片的顏色不局限于紅色(r)、綠色(g)、藍色(b)，也可以使用使青色(c)、黃色(y)及品紅色(m)的光透過的濾色片。通過在一個像素211中設(shè)置檢測三種不同波長區(qū)域的光的子像素212，可以獲得全彩色圖像。

或者，像素211除了包括分別設(shè)置有使紅色(r)、綠色(g)及藍色(b)的光透過的濾色片的各子像素212以外，還可以包括設(shè)置有使黃色(y)的光透過的濾色片的子像素212?；蛘?，像素211除了包括分別設(shè)置有使青色(c)、黃色(y)及品紅色(m)的光透過的濾色片的各子像素212以外，還可以包括設(shè)置有使藍色(b)的光透過的濾色片的子像素212。通過在一個像素211中設(shè)置檢測四種不同波長區(qū)域的光的子像素212，可以進一步提高所獲得的圖像的顏色再現(xiàn)性。

例如，在圖32a中，檢測紅色的波長區(qū)域的子像素212、檢測綠色的波長區(qū)域的子像素212及檢測藍色的波長區(qū)域的子像素212的像素數(shù)比(或受光面積比)不局限于1:1:1。例如，也可以采用像素數(shù)比(受光面積比)為紅色:綠色:藍色＝1:2:1的bayer排列?；蛘?，像素數(shù)比(受光面積比)也可以為紅色:綠色:藍色＝1:6:1。

設(shè)置在像素211中的子像素212的數(shù)量可以為一個，但優(yōu)選為兩個以上。例如，通過設(shè)置兩個以上的檢測相同的波長區(qū)域的子像素212，可以提高冗余性，由此可以提高攝像裝置200的可靠性。

此外，通過使用反射或吸收可見光且使紅外光透過的ir(ir：infrared)濾光片，可以實現(xiàn)檢測紅外光的攝像裝置200。

通過使用nd(nd：neutraldensity：中性密度)濾光片(減光濾光片)，可以防止大光量光入射光電轉(zhuǎn)換元件(受光元件)時產(chǎn)生的輸出飽和。通過組合使用減光量不同的nd濾光片，可以增大攝像裝置的動態(tài)范圍。

除了上述濾光片以外，還可以在像素211中設(shè)置透鏡。這里，參照圖33的截面圖說明像素211、濾光片254、透鏡255的配置例子。通過設(shè)置透鏡255，可以使光電轉(zhuǎn)換元件高效地受光。具體而言，如圖33a所示，可以使光256穿過形成在像素211中的透鏡255、濾光片254(濾光片254r、濾光片254g及濾光片254b)及像素電路230等而入射到光電轉(zhuǎn)換元件220。

注意，如由點劃線圍繞的區(qū)域所示，有時箭頭所示的光256的一部分被布線257的一部分遮蔽。因此，如圖33b所示，優(yōu)選采用在光電轉(zhuǎn)換元件220一側(cè)配置透鏡255及濾光片254，而使光電轉(zhuǎn)換元件220高效地接收光256的結(jié)構(gòu)。通過從光電轉(zhuǎn)換元件220一側(cè)將光256入射到光電轉(zhuǎn)換元件220，可以提供檢測靈敏度高的攝像裝置200。

作為圖33所示的光電轉(zhuǎn)換元件220，也可以使用形成有pn結(jié)或pin結(jié)的光電轉(zhuǎn)換元件。

光電轉(zhuǎn)換元件220也可以使用具有吸收輻射產(chǎn)生電荷的功能的物質(zhì)形成。作為具有吸收輻射產(chǎn)生電荷的功能的物質(zhì)，可舉出硒、碘化鉛、碘化汞、砷化鎵、碲化鎘、鎘鋅合金等。

例如，在將硒用于光電轉(zhuǎn)換元件220時，可以實現(xiàn)對可見光、紫外光、紅外光、x射線、伽馬射線等較寬的波長區(qū)域具有光吸收系數(shù)的光電轉(zhuǎn)換元件220。

在此，攝像裝置200所包括的一個像素211除了圖32所示的子像素212以外，還可以包括具有第一濾光片的子像素212。

<像素的結(jié)構(gòu)例子2>

下面，對包括使用硅的晶體管及使用氧化物半導體的晶體管的像素的一個例子進行說明。

圖34a及圖34b是構(gòu)成攝像裝置的元件的截面圖。

圖34a所示的攝像裝置包括：設(shè)置在硅襯底300上的使用硅形成的晶體管351；在晶體管351上層疊配置的使用氧化物半導體形成的晶體管352及晶體管353；設(shè)置在硅襯底300中的包括陽極361及陰極362的光電二極管360。各晶體管及光電二極管360與各種插頭370及布線371電連接。此外，光電二極管360的陽極361通過低電阻區(qū)域363與插頭370電連接。

攝像裝置包括：包括設(shè)置在硅襯底300上的晶體管351及光電二極管360的層310；以與層310接觸的方式設(shè)置且包括布線371的層320；以與層320接觸的方式設(shè)置且包括晶體管352及晶體管353的層330；以與層330接觸的方式設(shè)置且包括布線372及布線373的層340。

在圖34a的截面圖的一個例子中，在硅襯底300中，在與形成有晶體管351的面相反一側(cè)設(shè)置有光電二極管360的受光面。通過采用該結(jié)構(gòu)，可以確保光路而不受各種晶體管或布線等的影響。因此，可以形成高開口率的像素。此外，光電二極管360的受光面也可以是與形成有晶體管351的面相同的面。

在使用晶體管構(gòu)成像素時，層310為具有晶體管的層，即可。或者，也可以只使用晶體管構(gòu)成像素而省略層310。

在圖34a的截面圖中，可以以設(shè)置在層310中的光電二極管360與設(shè)置在層330中的晶體管重疊的方式形成。因此，可以提高像素的集成度。也就是說，可以提高攝像裝置的分辨率。

如圖34b所示，攝像裝置也可以采用在層340一側(cè)將光電二極管365配置在晶體管上的結(jié)構(gòu)。在圖34b中，例如層310包括使用硅的晶體管351和晶體管352，層320包括布線371，層330包括使用氧化物半導體層的晶體管352、晶體管353，層340包括光電二極管365，光電二極管365包括半導體層63、半導體層64、半導體層65，布線373通過插頭370與布線374電連接。

通過采用圖34b所示的元件結(jié)構(gòu)，可以提高開口率。

作為光電二極管365也可以采用使用非晶硅膜或微晶硅膜等的pin結(jié)二極管元件等。光電二極管365具有依次層疊有n型半導體層368、i型半導體層367以及p型半導體層366的結(jié)構(gòu)。i型半導體層367優(yōu)選使用非晶硅。p型半導體層366及n型半導體層368可以使用包含賦予各導電型的摻雜劑的非晶硅或者微晶硅等。以非晶硅為光電轉(zhuǎn)換層的光電二極管365在可見光波長區(qū)域內(nèi)的靈敏度較高，而易于檢測微弱的可見光。

本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

實施方式5

<rf標簽>

在本實施方式中，參照圖35說明包括上述實施方式所例示的晶體管或存儲裝置的rf標簽。

本實施方式的rf標簽在其內(nèi)部包括存儲電路，在該存儲電路中儲存所需要的數(shù)據(jù)，并使用非接觸單元諸如無線通信向外部發(fā)送數(shù)據(jù)并/或從外部接受數(shù)據(jù)。由于具有這種特征，rf標簽可以被用于通過讀取物品等的個體信息來識別物品的個體識別系統(tǒng)等。注意，鑒于這些用途，要求極高的可靠性。

參照圖35說明rf標簽的結(jié)構(gòu)。圖35是示出rf標簽的結(jié)構(gòu)實例的框圖。

如圖35所示，rf標簽800包括接收從與通信器801(也稱為詢問器、讀出器/寫入器等)連接的天線802發(fā)送的無線信號803的天線804。rf標簽800還包括整流電路805、恒壓電路806、解調(diào)電路807、調(diào)制電路808、邏輯電路809、存儲電路810、rom811。另外，在包括在解調(diào)電路807中的具有整流作用的晶體管中，也可以使用充分地抑制反向電流的材料，諸如氧化物半導體。由此，可以抑制起因于反向電流的整流作用的降低并防止解調(diào)電路的輸出飽和，也就是說，可以使解調(diào)電路的輸入和解調(diào)電路的輸出之間的關(guān)系靠近于線性關(guān)系。注意，數(shù)據(jù)傳輸方法大致分成如下三種方法：將一對線圈相對地設(shè)置并利用互感進行通信的電磁耦合方法；利用感應場進行通信的電磁感應方法；以及利用電波進行通信的電波方法。在本實施方式所示的rf標簽800中可以使用上述任何方法。

接著，說明各電路的結(jié)構(gòu)。天線804與連接于通信器801的天線802之間進行無線信號803的發(fā)送及接受。在整流電路805中，對通過由天線804接收無線信號來生成的輸入交流信號進行整流，例如進行半波倍壓整流，并由設(shè)置在后級的電容器使被整流的信號平滑化，由此生成輸入電位。另外，整流電路805的輸入一側(cè)或輸出一側(cè)也可以設(shè)置限幅電路。限幅電路是在輸入交流信號的振幅大且內(nèi)部生成電壓大時進行控制以不使一定以上的電力輸入到后級的電路中的電路。

恒壓電路806是由輸入電位生成穩(wěn)定的電源電壓而供應到各電路的電路。恒壓電路806也可以在其內(nèi)部包括復位信號生成電路。復位信號生成電路是利用穩(wěn)定的電源電壓的上升而生成邏輯電路809的復位信號的電路。

解調(diào)電路807是通過包絡(luò)檢測對輸入交流信號進行解調(diào)并生成解調(diào)信號的電路。此外，調(diào)制電路808是根據(jù)從天線804輸出的數(shù)據(jù)進行調(diào)制的電路。

邏輯電路809是分析解調(diào)信號并進行處理的電路。存儲電路810是保持被輸入的數(shù)據(jù)的電路，并包括行譯碼器、列譯碼器、存儲區(qū)域等。此外，rom811是保持識別號碼(id)等并根據(jù)處理進行輸出的電路。

注意，根據(jù)需要可以適當?shù)卦O(shè)置或省略上述各電路。

在此，可以將上述實施方式所示的存儲電路用于存儲電路810。因為本發(fā)明的一個方式的存儲電路即使在關(guān)閉電源的狀態(tài)下也可以保持數(shù)據(jù)，所以適用于rf標簽。再者，因為根據(jù)本發(fā)明的一個方式的存儲電路的數(shù)據(jù)寫入所需要的電力(電壓)比現(xiàn)有的非易失性存儲器低得多，所以也可以不產(chǎn)生數(shù)據(jù)讀出時和寫入時的最大通信距離的差異。再者，根據(jù)本發(fā)明的一個方式的存儲裝置可以抑制由于數(shù)據(jù)寫入時的電力不足引起誤動作或誤寫入的情況。

此外，因為根據(jù)本發(fā)明的一個方式的存儲電路可以用作非易失性存儲器，所以還可以應用于rom811。在此情況下，優(yōu)選生產(chǎn)者另外準備用來對rom811寫入數(shù)據(jù)的指令而防止使用者自由地重寫。由于生產(chǎn)者在出貨之前寫入識別號碼，可以僅使出貨的良品具有識別號碼而不使所制造的所有rf標簽具有識別號碼，由此不發(fā)生出貨后的產(chǎn)品的識別號碼不連續(xù)的情況而可以容易根據(jù)出貨后的產(chǎn)品進行顧客管理。

本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

實施方式6

在本實施方式中，說明包含上述實施方式所說明的存儲裝置的cpu。

圖36是示出將在上述實施方式中說明的晶體管用于至少其一部分的cpu的結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖。

<cpu的電路圖>

圖36所示的cpu在襯底1190上具有：alu1191(alu：arithmeticlogicunit：算術(shù)邏輯單元)、alu控制器1192、指令譯碼器1193、中斷控制器1194、時序控制器1195、寄存器1196、寄存器控制器1197、總線接口1198、能夠重寫的rom1199以及rom接口1189。作為襯底1190使用半導體襯底、soi襯底、玻璃襯底等。rom1199及rom接口1189也可以設(shè)置在不同的芯片上。當然，圖36所示的cpu只不過是簡化其結(jié)構(gòu)而表示的一個例子，所以實際上的cpu根據(jù)其用途具有各種各樣的結(jié)構(gòu)。例如，也可以以包括圖36所示的cpu或運算電路的結(jié)構(gòu)為核心，設(shè)置多個該核心并使其同時工作。另外，在cpu的內(nèi)部運算電路或數(shù)據(jù)總線中能夠處理的位數(shù)例如可以為8位、16位、32位、64位等。

通過總線接口1198輸入到cpu的指令在輸入到指令譯碼器1193并被譯碼之后，輸入到alu控制器1192、中斷控制器1194、寄存器控制器1197、時序控制器1195。

alu控制器1192、中斷控制器1194、寄存器控制器1197、時序控制器1195根據(jù)被譯碼的指令進行各種控制。具體而言，alu控制器1192生成用來控制alu1191的工作的信號。另外，中斷控制器1194在執(zhí)行cpu的程序時，根據(jù)其優(yōu)先度或掩碼的狀態(tài)來判斷來自外部的輸入/輸出裝置或外圍電路的中斷要求而對該要求進行處理。寄存器控制器1197生成寄存器1196的地址，并根據(jù)cpu的狀態(tài)來進行寄存器1196的讀出或?qū)懭搿?/p>

另外，時序控制器1195生成用來控制alu1191、alu控制器1192、指令譯碼器1193、中斷控制器1194以及寄存器控制器1197的工作時序的信號。例如，時序控制器1195具有根據(jù)參考時鐘信號生成內(nèi)部時鐘信號的內(nèi)部時鐘發(fā)生器，并將內(nèi)部時鐘信號供應到上述各種電路。

在圖36所示的cpu中，在寄存器1196中設(shè)置有存儲單元。作為寄存器1196的存儲單元，可以使用實施方式1至實施方式3所示的晶體管。

在圖36所示的cpu中，寄存器控制器1197根據(jù)來自alu1191的指令進行寄存器1196中的保持工作的選擇。換言之，寄存器控制器1197在寄存器1196所具有的存儲單元中選擇由觸發(fā)器保持數(shù)據(jù)還是由電容器保持數(shù)據(jù)。在選擇由觸發(fā)器保持數(shù)據(jù)的情況下，對寄存器1196中的存儲單元供應電源電壓。在選擇由電容器保持數(shù)據(jù)的情況下，對電容器進行數(shù)據(jù)的重寫，而可以停止對寄存器1196中的存儲單元供應電源電壓。

<存儲電路>

圖37是可以用作寄存器1196的存儲元件的電路圖的一個例子。存儲元件1200包括在關(guān)閉電源時丟失存儲數(shù)據(jù)的電路1201、在關(guān)閉電源時不丟失存儲數(shù)據(jù)的電路1202、開關(guān)1203、開關(guān)1204、邏輯元件1206、電容器1207以及具有選擇功能的電路1220。電路1202包括電容器1208、晶體管1209及晶體管1210。另外，存儲元件1200根據(jù)需要還可以包括其他元件諸如二極管、電阻器或電感器等。

在此，電路1202可以使用上述實施方式所示的存儲裝置。在停止對存儲元件1200供應電源電壓時，接地電位(0v)或使晶體管1209關(guān)閉的電位繼續(xù)輸入到電路1202中的晶體管1209的柵極。例如，晶體管1209的第一柵極通過電阻器等負載接地。

在此示出開關(guān)1203為具有一導電型(例如，n溝道型)的晶體管1213，而開關(guān)1204為具有與此相反的導電型(例如，p溝道型)的晶體管1214的例子。這里，開關(guān)1203的第一端子對應于晶體管1213的源極和漏極中的一個，開關(guān)1203的第二端子對應于晶體管1213的源極和漏極中的另一個，并且開關(guān)1203的第一端子與第二端子之間的導通或非導通(即，晶體管1213的開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài))由輸入到晶體管1213的柵極的控制信號rd選擇。開關(guān)1204的第一端子對應于晶體管1214的源極和漏極中的一個，開關(guān)1204的第二端子對應于晶體管1214的源極和漏極中的另一個，并且開關(guān)1204的第一端子與第二端子之間的導通或非導通(即，晶體管1214的開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài))由輸入到晶體管1214的柵極的控制信號rd選擇。

晶體管1209的源極和漏極中的一個電連接到電容器1208的一對電極中的一個及晶體管1210的柵極。在此，將連接部分稱為節(jié)點m2。晶體管1210的源極和漏極中的一個電連接到能夠供應低電源電位的布線(例如，gnd線)，而另一個電連接到開關(guān)1203的第一端子(晶體管1213的源極和漏極中的一個)。開關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一個)電連接到開關(guān)1204的第一端子(晶體管1214的源極和漏極中的一個)。開關(guān)1204的第二端子(晶體管1214的源極和漏極中的另一個)電連接到能夠供應電源電位vdd的布線。開關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一個)、開關(guān)1204的第一端子(晶體管1214的源極和漏極中的一個)、邏輯元件1206的輸入端子和電容器1207的一對電極中的一個彼此電連接。在此，將連接部分稱為節(jié)點m1?？梢詫﹄娙萜?207的一對電極中的另一個輸入固定電位。例如，可以輸入低電源電位(gnd等)或高電源電位(vdd等)。電容器1207的一對電極中的另一個電連接到能夠供應低電源電位的布線(例如，gnd線)?？梢詫﹄娙萜?208的一對電極中的另一個輸入固定電位。例如，可以輸入低電源電位(gnd等)或高電源電位(vdd等)。電容器1208的一對電極中的另一個電連接到能夠供應低電源電位的布線(例如，gnd線)。

當積極地利用晶體管或布線的寄生電容等時，可以不設(shè)置電容器1207及電容器1208。

控制信號we輸入到晶體管1209的第一柵極(第一柵電極)。開關(guān)1203及開關(guān)1204的第一端子與第二端子之間的導通狀態(tài)或非導通狀態(tài)由與控制信號we不同的控制信號rd選擇，當一個開關(guān)的第一端子與第二端子之間處于導通狀態(tài)時，另一個開關(guān)的第一端子與第二端子之間處于非導通狀態(tài)。

圖37所示的晶體管1209具有包括第二柵極(第二柵電極：背柵極)的結(jié)構(gòu)。可以對第一柵極輸入控制信號we并對第二柵極輸入控制信號we2?？刂菩盘杦e2可以是具有固定電位的信號。作為該固定電位，例如選擇接地電位gnd或低于晶體管1209的源電位的電位等。此時，控制信號we2為具有用來控制晶體管1209的閾值電壓的電位的信號，并能夠進一步降低晶體管1209的柵極電壓vg為0v時的電流?？刂菩盘杦e2也可以是具有與控制信號we相同的電位的信號。另外，晶體管1209也可以使用不具有第二柵極的晶體管。

對應于保持在電路1201中的數(shù)據(jù)的信號被輸入到晶體管1209的源極和漏極中的另一個。圖36示出從電路1201輸出的信號輸入到晶體管1209的源極和漏極中的另一個的例子。由邏輯元件1206使從開關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一個)輸出的信號的邏輯值反轉(zhuǎn)而成為反轉(zhuǎn)信號，將其經(jīng)由電路1220輸入到電路1201。

另外，雖然圖37示出從開關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一個)輸出的信號經(jīng)由邏輯元件1206及電路1220輸入到電路1201的例子，但是不局限于此。此外，也可以不使從開關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一個)輸出的信號的邏輯值反轉(zhuǎn)而輸入到電路1201。例如，當在電路1201內(nèi)存在其中保持使從輸入端子輸入的信號的邏輯值反轉(zhuǎn)的信號的節(jié)點時，可以將從開關(guān)1203的第二端子(晶體管1213的源極和漏極中的另一個)輸出的信號輸入到該節(jié)點。

在圖37所示的用于存儲元件1200的晶體管中，晶體管1209以外的晶體管可以使用其溝道形成在由氧化物半導體以外的半導體構(gòu)成的層中或襯底1190中的晶體管。例如，可以使用其溝道形成在硅層或硅襯底中的晶體管。此外，也可以作為用于存儲元件1200的所有的晶體管使用其溝道形成在氧化物半導體層中的晶體管?；蛘?，存儲元件1200還可以包括晶體管1209以外的其溝道形成在氧化物半導體層中的晶體管，并且作為剩下的晶體管可以使用其溝道形成在由氧化物半導體以外的半導體構(gòu)成的層中或襯底1190中的晶體管。

圖37所示的電路1201例如可以使用觸發(fā)器電路。另外，作為邏輯元件1206例如可以使用反相器或時鐘反相器等。

在根據(jù)本發(fā)明的一個方式的半導體裝置中，在不向存儲元件1200供應電源電壓的期間，可以由設(shè)置在電路1202中的電容器1208保持儲存在電路1201中的數(shù)據(jù)。

另外，其溝道形成在氧化物半導體層中的晶體管的關(guān)態(tài)電流極小。例如，其溝道形成在氧化物半導體層中的晶體管的關(guān)態(tài)電流比其溝道形成在具有結(jié)晶性的硅中的晶體管的關(guān)態(tài)電流小得多。因此，通過將該晶體管用作晶體管1209，即使在不向存儲元件1200供應電源電壓的期間也可以長期間地保持電容器1208所保持的信號。因此，存儲元件1200在停止供應電源電壓的期間也可以保持存儲內(nèi)容(數(shù)據(jù))。

另外，由于該存儲元件是以通過設(shè)置開關(guān)1203及開關(guān)1204進行預充電工作為特征的存儲元件，因此它可以縮短在再次開始供應電源電壓之后直到電路1201再次保持原來的數(shù)據(jù)為止的時間。

另外，在電路1202中，由電容器1208保持的信號被輸入到晶體管1210的柵極。因此，在再次開始向存儲元件1200供應電源電壓之后，可以將由電容器1208保持的信號轉(zhuǎn)換為晶體管1210的狀態(tài)(開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài))，并從電路1202讀出。因此，即使對應于保持在電容器1208中的信號的電位有些變動，也可以準確地讀出原來的信號。

通過將這種存儲元件1200用于處理器所具有的寄存器或高速緩沖存儲器等存儲裝置，可以防止存儲裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)因停止電源電壓的供應而消失。另外，在再次開始供應電源電壓之后在短時間內(nèi)存儲裝置可以恢復到停止供應電源之前的狀態(tài)。因此，在整個處理器或構(gòu)成處理器的一個或多個邏輯電路中在短時間內(nèi)也可以停止電源，從而可以抑制功耗。

在本實施方式中，雖然對將存儲元件1200用于cpu的例子進行說明，但是也可以將存儲元件1200應用于lsi諸如dsp(digitalsignalprocessor：數(shù)字信號處理器)、定制lsi、pld(programmablelogicdevice：可編程邏輯器件)等、rf(radiofrequency：射頻)標簽。

本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

實施方式7

在本實施方式中，對使用本發(fā)明的一個方式的晶體管的顯示裝置的結(jié)構(gòu)例子進行說明。

<顯示裝置的電路結(jié)構(gòu)例子>

圖38a是本發(fā)明的一個方式的顯示裝置的俯視圖，圖38b是用來說明在將液晶元件用于本發(fā)明的一個方式的顯示裝置的像素時可以使用的像素電路的電路圖。另外，圖38c是用來說明在將有機el元件用于本發(fā)明的一個方式的顯示裝置的像素時可以使用的像素電路的電路圖。

可以根據(jù)實施方式1至實施方式3形成配置在像素部中的晶體管。此外，因為該晶體管容易形成為n溝道晶體管，所以將驅(qū)動電路中的可以由n溝道晶體管構(gòu)成的驅(qū)動電路的一部分與像素部的晶體管形成在同一襯底上。如上所述，通過將上述實施方式所示的晶體管用于像素部或驅(qū)動電路，可以提供可靠性高的顯示裝置。

圖38a示出有源矩陣型顯示裝置的俯視圖的一個例子。在顯示裝置的襯底700上包括：像素部701；第一掃描線驅(qū)動電路702；第二掃描線驅(qū)動電路703；以及信號線驅(qū)動電路704。在像素部701中配置有從信號線驅(qū)動電路704延伸的多個信號線以及從第一掃描線驅(qū)動電路702及第二掃描線驅(qū)動電路703延伸的多個掃描線。此外，在掃描線與信號線的交叉區(qū)域中以矩陣狀設(shè)置有分別具有顯示元件的像素。另外，顯示裝置的襯底700通過fpc(flexibleprintedcircuit：柔性印刷電路)等的連接部連接到時序控制電路(也稱為控制器、控制ic)。

在圖38a中，在與像素部701同一襯底700上形成第一掃描線驅(qū)動電路702、第二掃描線驅(qū)動電路703、信號線驅(qū)動電路704。由此，設(shè)置在外部的驅(qū)動電路等的構(gòu)件的數(shù)量減少，從而能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。另外，當在襯底700的外部設(shè)置驅(qū)動電路時，需要使布線延伸，且布線之間的連接數(shù)量增加。當在襯底700上設(shè)置驅(qū)動電路時，可以減少該布線之間的連接數(shù)量，從而可以謀求提高可靠性或成品率。另外，也可以采用第一掃描線驅(qū)動電路702、第二掃描線驅(qū)動電路703和信號線驅(qū)動電路704中的任一個安裝在襯底700上的結(jié)構(gòu)或它們設(shè)置在襯底700的外部的結(jié)構(gòu)。

<液晶顯示裝置>

另外，圖38b示出像素的電路結(jié)構(gòu)的一個例子。在此，作為一個例子，示出可以用于va方式的液晶顯示裝置的像素的像素電路。

可以將該像素電路應用于一個像素具有多個像素電極層的結(jié)構(gòu)。各像素電極層分別與不同的晶體管連接，以能夠通過不同柵極信號驅(qū)動各晶體管。由此，可以獨立地控制施加到以多疇設(shè)計的像素中的各像素電極層的信號。

晶體管716的掃描線712和晶體管717的掃描線713彼此分離，以便能夠被提供不同的柵極信號。另一方面，晶體管716和晶體管717共同使用信號線714。作為晶體管716及晶體管717，可以適當?shù)乩脤嵤┓绞?至實施方式3所示的晶體管。由此可以提供可靠性高的液晶顯示裝置。

另外，晶體管716與第一像素電極電連接，并且晶體管717與第二像素電極電連接。第一像素電極與第二像素電極分別分離。注意，對第一像素電極及第二像素電極的形狀沒有特別的限制。例如，第一像素電極可以是v字狀。

晶體管716的柵電極連接到掃描線712，而晶體管717的柵電極連接到掃描線713。通過對掃描線712和掃描線713施加不同的柵極信號，可以使晶體管716及晶體管717的工作時序互不相同來控制液晶取向。

另外，也可以由電容布線710、用作電介質(zhì)的柵極絕緣層以及與第一像素電極層或第二像素電極層電連接的電容電極形成存儲電容器。

在多疇設(shè)計中，在一個像素中設(shè)置有第一液晶元件718和第二液晶元件719。第一液晶元件718由第一像素電極層、對置電極層以及它們之間的液晶層構(gòu)成，而第二液晶元件719由第二像素電極層、對置電極層以及它們之間的液晶層構(gòu)成。

此外，圖38b所示的像素電路不局限于此。例如，也可以在圖38b所示的像素電路中加上開關(guān)、電阻器、電容器、晶體管、傳感器或邏輯電路等。

<有機el顯示裝置>

圖38c示出像素的電路結(jié)構(gòu)的其他例子。在此，示出使用有機el元件的顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)。

在有機el元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴從一對電極分別注入到包含發(fā)光有機化合物的層，而產(chǎn)生電流。然后，通過使電子和空穴重新結(jié)合，發(fā)光有機化合物達到激發(fā)態(tài)，并且當該激發(fā)態(tài)恢復到基態(tài)時，獲得發(fā)光。根據(jù)這種機理，該發(fā)光元件被稱為電流激發(fā)型發(fā)光元件。

圖38c是示出可以應用的像素電路的一個例子的圖。這里示出在一個像素中使用兩個n溝道晶體管的例子。另外，該像素電路可以采用數(shù)字時間灰度級驅(qū)動。

以下說明可以應用的像素電路的結(jié)構(gòu)及采用數(shù)字時間灰度級驅(qū)動時的像素的工作。

像素720包括開關(guān)晶體管721、驅(qū)動晶體管722、發(fā)光元件724以及電容器723。在開關(guān)晶體管721中，柵電極層與掃描線726連接，第一電極(源電極層和漏電極層中的一個)與信號線725連接，并且第二電極(源電極層和漏電極層中的另一個)與驅(qū)動晶體管722的柵電極層連接。在驅(qū)動晶體管722中，柵電極層通過電容器723與電源線727連接，第一電極與電源線727連接，第二電極與發(fā)光元件724的第一電極(像素電極)連接。發(fā)光元件724的第二電極相當于公共電極728。公共電極728與形成在同一襯底上的共同電位線電連接。

作為開關(guān)晶體管721及驅(qū)動晶體管722，可以適當?shù)乩迷趯嵤┓绞?至實施方式3中說明的晶體管。由此可以提供可靠性高的有機el顯示裝置。

將發(fā)光元件724的第二電極(公共電極728)的電位設(shè)定為低電源電位。注意，低電源電位是指低于供應到電源線727的高電源電位的電位，例如可以以gnd、0v等為低電源電位。將高電源電位與低電源電位設(shè)定為發(fā)光元件724的正向閾值電壓以上，將其電位差施加到發(fā)光元件724上來使電流流過發(fā)光元件724，以使發(fā)光元件724發(fā)光。發(fā)光元件724的正向電壓是指獲得所希望的亮度時的電壓，至少包含正向閾值電壓。

另外，還可以使用驅(qū)動晶體管722的柵極電容代替電容器723而省略電容器723。

接著，說明輸入到驅(qū)動晶體管722的信號。當采用電壓輸入電壓驅(qū)動方式時，對驅(qū)動晶體管722輸入使驅(qū)動晶體管722充分處于導通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)的兩個狀態(tài)的視頻信號。為了使驅(qū)動晶體管722在線性區(qū)域中工作，將比電源線727的電壓高的電壓施加到驅(qū)動晶體管722的柵電極層。另外，對信號線725施加電源線電壓和驅(qū)動晶體管722的閾值電壓vth的總和以上的電壓。

當進行模擬灰度級驅(qū)動時，對驅(qū)動晶體管722的柵電極層施加發(fā)光元件724的正向電壓和驅(qū)動晶體管722的閾值電壓vth的總和以上的電壓。另外，通過輸入使驅(qū)動晶體管722在飽和區(qū)域中工作的視頻信號，使電流流過發(fā)光元件724。為了使驅(qū)動晶體管722在飽和區(qū)域中工作，使電源線727的電位高于驅(qū)動晶體管722的柵極電位。通過采用模擬方式的視頻信號，可以使與視頻信號對應的電流流過發(fā)光元件724中，而進行模擬灰度級驅(qū)動。

注意，像素電路的結(jié)構(gòu)不局限于圖38c所示的像素結(jié)構(gòu)。例如，還可以在圖38c所示的像素電路中加上開關(guān)、電阻器、電容器、傳感器、晶體管或邏輯電路等。

當將上述實施方式所例示的晶體管應用于圖38所例示的電路時，源電極(第一電極)及漏電極(第二電極)分別電連接到低電位一側(cè)及高電位一側(cè)。再者，可以采用如下能夠輸入上述電位的結(jié)構(gòu)：由控制電路等控制第一柵電極的電位，并且可以通過未圖示的布線將比供應到源電極的電位低的電位等供應到第二柵電極。

例如，在本說明書等中，顯示元件、作為包括顯示元件的裝置的顯示裝置、發(fā)光元件以及作為包括發(fā)光元件的裝置的發(fā)光裝置可以采用各種方式或者包括各種元件。顯示元件、顯示裝置、發(fā)光元件或發(fā)光裝置例如包括el(電致發(fā)光)元件(包含有機和無機材料的el元件、有機el元件或無機el元件)、led(白色led、紅色led、綠色led、藍色led等)、晶體管(根據(jù)電流而發(fā)光的晶體管)、電子發(fā)射元件、液晶元件、電子墨水、電泳元件、光柵光閥(glv)、等離子體顯示器(pdp)、微電機系統(tǒng)(mems)、數(shù)字微鏡設(shè)備(dmd)、數(shù)字微快門(dms)、mirasol(日本的注冊商標)、imod(干涉測量調(diào)節(jié))元件、電潤濕(electrowetting)元件、壓電陶瓷顯示器、使用碳納米管的顯示元件等中的至少一個。另外，也可以包括對比度、亮度、反射率、透射率等因電作用或磁作用而發(fā)生變化的顯示媒體。作為使用el元件的顯示裝置的一個例子，有el顯示器等。作為使用電子發(fā)射元件的顯示裝置的一個例子，有場發(fā)射顯示器(fed)或sed方式平面型顯示器(sed：surface-conductionelectron-emitterdisplay：表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射顯示器)等。作為使用液晶元件的顯示裝置的例子，有液晶顯示器(透射型液晶顯示器、半透射型液晶顯示器、反射型液晶顯示器、直觀型液晶顯示器、投射型液晶顯示器)等。作為使用電子墨水或電泳元件的顯示裝置的一個例子，有電子紙等。

注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

實施方式8

在本實施方式中，參照圖29說明應用根據(jù)本發(fā)明的一個方式的半導體裝置的顯示模塊。

<顯示模塊>

在圖39所示的顯示模塊6000中，在上蓋6001與下蓋6002之間設(shè)置有連接于fpc6003的觸摸面板6004、連接于fpc6005的顯示面板6006、背光單元6007、框架6009、印刷電路板6010和電池6011。注意，有時沒有設(shè)置背光單元6007、電池6011、觸摸面板6004等。

可以將本發(fā)明的一個方式的半導體裝置例如用于顯示面板6006、安裝于印刷電路板上的集成電路。

上蓋6001和下蓋6002的形狀和尺寸可以根據(jù)觸摸面板6004和顯示面板6006的尺寸適當?shù)馗淖儭?/p>

觸摸面板6004可以為電阻膜式觸摸面板或電容式觸摸面板，并且能夠與顯示面板6006重疊。顯示面板6006的對置襯底(密封襯底)能夠具有觸摸面板功能。或者，光傳感器可以被設(shè)置于顯示面板6006的每個像素內(nèi)，對顯示面板6006附加作為光學式觸摸面板的功能?；蛘?，也可以在顯示面板6006的每個像素內(nèi)設(shè)置觸摸傳感器用電極，并對顯示面板6006附加電容式觸摸面板的功能。

背光單元6007包括光源6008。可以將光源6008設(shè)置于背光單元6007的端部，并且可以使用光擴散板。

框架6009除了保護顯示面板6006的功能之外還具有阻擋從印刷電路板6010產(chǎn)生的電磁波的電磁屏蔽的功能?？蚣?009可以具有散熱板的功能。

印刷電路板6010包括電源電路以及用于輸出視頻信號和時鐘信號的信號處理電路。作為用于給電源電路供電的電源，可以使用外部商用電源或者使用單獨提供的電池6011。在使用商用電源時，可以省略電池6011。

顯示模塊6000可以另外設(shè)置有諸如偏振片、相位差板、棱鏡片等的構(gòu)件。

注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

實施方式9

在本實施方式中，對根據(jù)本發(fā)明的一個方式的半導體裝置的使用例子進行說明。

<使用引線框架型插板的封裝>

圖40a示出使用引線框架型插板(interposer)的封裝的截面結(jié)構(gòu)的透視圖。在圖40a所示的封裝中，相當于根據(jù)本發(fā)明的一個方式的半導體裝置的芯片1751通過利用引線鍵合法與插板1750上的端子1752連接。端子1752配置在插板1750的設(shè)置有芯片1751的面上。芯片1751也可以由模鑄樹脂1753密封，這里在各端子1752的一部分露出的狀態(tài)下進行密封。

圖40b示出其中封裝被安裝在電路襯底中的電子設(shè)備(移動電話)的模塊的結(jié)構(gòu)。在圖40b所示的移動電話機的模塊中，印刷線路板1801安裝有封裝1802及電池1804。另外，設(shè)置有顯示元件的面板1800通過fpc1803安裝有印刷線路板1801。

注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

實施方式10

在本實施方式中，參照附圖說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備及照明裝置。

<電子設(shè)備>

可以使用本發(fā)明的一個方式的半導體裝置制造電子設(shè)備或照明裝置。另外，可以使用本發(fā)明的一個方式的半導體裝置制造可靠性高的電子設(shè)備或照明裝置。另外，可以使用本發(fā)明的一個方式的半導體裝置制造其觸摸傳感器的檢測靈敏度得到提高的電子設(shè)備或照明裝置。

作為電子設(shè)備，例如可以舉出：電視裝置(也稱為電視或電視接收機)；用于計算機等的顯示屏；數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等相機；數(shù)碼相框；移動電話機(也稱為移動電話、移動電話裝置)；便攜式游戲機；便攜式信息終端；聲音再現(xiàn)裝置；彈珠機等大型游戲機等。

此外，在本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備或照明裝置具有柔性的情況下，也可以將該電子設(shè)備或照明裝置沿著房屋及高樓的內(nèi)壁或外壁、汽車的內(nèi)部裝飾或外部裝飾的曲面組裝。

此外，本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備也可以包括二次電池，優(yōu)選通過非接觸電力傳送對該二次電池充電。

作為二次電池，例如，可以舉出利用凝膠狀電解質(zhì)的鋰聚合物電池(鋰離子聚合物電池)等鋰離子二次電池、鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、有機自由基電池、鉛蓄電池、空氣二次電池、鎳鋅電池、銀鋅電池等。

本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備也可以包括天線。通過由天線接收信號，可以在顯示部上顯示圖像或信息等。另外，在電子設(shè)備包括二次電池的情況下，可以將天線用于非接觸電力傳送。

圖41a示出一種便攜式游戲機，該便攜式游戲機包括框體7101、框體7102、顯示部7103、顯示部7104、麥克風7105、揚聲器7106、操作鍵7107以及觸屏筆7108等?？梢詫⒈景l(fā)明的一個方式的半導體裝置用于內(nèi)置在框體7101中的集成電路、cpu等。通過對顯示部7103或顯示部7104使用本發(fā)明的一個方式的發(fā)光裝置，可以提供一種用戶友好且不容易發(fā)生品質(zhì)低下的便攜式游戲機。注意，雖然圖41a所示的便攜式游戲機包括兩個顯示部即顯示部7103和顯示部7104，但是便攜式游戲機所包括的顯示部的數(shù)量不限于兩個。

圖41b示出一種智能手表，包括框體7302、顯示部7304、操作按鈕7311、7312、連接端子7313、腕帶7321、表帶扣7322等。可以將本發(fā)明的一個方式的半導體裝置用于內(nèi)置在框體7302中的存儲器、cpu等。

圖41c示出一種便攜式信息終端，包括安裝于框體7501中的顯示部7502、操作按鈕7503、外部連接端口7504、揚聲器7505、麥克風7506等?？梢詫⒈景l(fā)明的一個方式的半導體裝置用于內(nèi)置在框體7501中的移動用存儲器、cpu等。因為可以使顯示部7502的清晰度非常高，所以雖然顯示部7502是中小型的，但可以進行4k或8k等各種顯示，而得到非常清晰的圖像。

圖41d示出一種攝像機，包括第一框體7701、第二框體7702、顯示部7703、操作鍵7704、透鏡7705、連接部7706等。操作鍵7704及透鏡7705被設(shè)置在第一框體7701中，顯示部7703被設(shè)置在第二框體7702中。并且，第一框體7701和第二框體7702由連接部7706連接，第一框體7701和第二框體7702之間的角度可以由連接部7706改變。顯示部7703所顯示的圖像也可以根據(jù)連接部7706所形成的第一框體7701和第二框體7702之間的角度切換?？梢詫⒈景l(fā)明的一個方式的攝像裝置設(shè)置在透鏡7705的焦點的位置上?？梢詫⒈景l(fā)明的一個方式的半導體裝置用于內(nèi)置在第一框體7701中的集成電路、cpu等。

圖41e示出數(shù)字標牌，該數(shù)字標牌具備設(shè)置于電線桿7901的顯示部7902。可以將本發(fā)明的一個方式的顯示裝置用于顯示部7902的控制電路。

圖42a示出筆記本型個人計算機，該筆記本型個人計算機包括框體8121、顯示部8122、鍵盤8123及指向裝置8124等?？梢詫⒈景l(fā)明的一個方式的半導體裝置用于內(nèi)置在框體8121中的cpu、存儲器等。因為可以使顯示部8122的清晰度非常高，所以雖然顯示部8122是中小型的，但可以進行8k顯示，而得到非常清晰的圖像。

圖42b示出汽車9700的外觀。圖42c示出汽車9700的駕駛座位。汽車9700包括車體9701、車輪9702、儀表盤9703、燈9704等?？梢詫⒈景l(fā)明的一個方式的半導體裝置用于汽車9700的顯示部、控制用集成電路。例如，可以在圖42c所示的顯示部9710至顯示部9715中設(shè)置本發(fā)明的一個方式的半導體裝置。

顯示部9710和顯示部9711是設(shè)置在汽車的擋風玻璃上的顯示裝置或輸入/輸出裝置。通過使用具有透光性的導電材料來制造顯示裝置或輸入/輸出裝置中的電極，可以使本發(fā)明的一個方式的顯示裝置或輸入/輸出裝置成為能看到對面的所謂的透明式顯示裝置或輸入/輸出裝置。透明式顯示裝置或輸入/輸出裝置即使在駕駛汽車9700時也不會成為視野的障礙。因此，可以將本發(fā)明的一個方式的顯示裝置或輸入/輸出裝置設(shè)置在汽車9700的擋風玻璃上。另外，當在顯示裝置或輸入/輸出裝置中設(shè)置用來驅(qū)動顯示裝置或輸入/輸出裝置的晶體管等時，優(yōu)選采用使用有機半導體材料的有機晶體管、使用氧化物半導體的晶體管等具有透光性的晶體管。

顯示部9712是設(shè)置在立柱部分的顯示裝置。例如，通過將來自設(shè)置在車體的成像單元的影像顯示在顯示部9712，可以補充被立柱遮擋的視野。顯示部9713是設(shè)置在儀表盤部分的顯示裝置。例如，通過將來自設(shè)置在車體的成像單元的影像顯示在顯示部9713，可以補充被儀表盤遮擋的視野。也就是說，通過顯示來自設(shè)置在汽車外側(cè)的成像單元的影像，可以補充死角，從而提高安全性。另外，通過顯示補充看不到的部分的影像，可以更自然、更舒適地確認安全。

圖42d示出采用長座椅作為駕駛座位及副駕駛座位的汽車室內(nèi)。顯示部9721是設(shè)置在車門部分的顯示裝置或輸入/輸出裝置。例如，通過將來自設(shè)置在車體的成像單元的影像顯示在顯示部9721，可以補充被車門遮擋的視野。另外，顯示部9722是設(shè)置在方向盤的顯示裝置。顯示部9723是設(shè)置在長座椅的中央部的顯示裝置。另外，通過將顯示裝置設(shè)置在被坐面或靠背部分等，也可以將該顯示裝置用作以該顯示裝置為發(fā)熱源的座椅取暖器。

顯示部9714、顯示部9715或顯示部9722可以提供導航信息、速度表、轉(zhuǎn)速計、行駛距離、加油量、排檔狀態(tài)、空調(diào)的設(shè)定等以及其他各種信息。另外，使用者可以適當?shù)馗淖冿@示部所顯示的顯示內(nèi)容及布局等。另外，顯示部9710至顯示部9713、顯示部9721及顯示部9723也可以顯示上述信息。顯示部9710至顯示部9715、顯示部9721至顯示部9723還可以被用作照明裝置。此外，顯示部9710至顯示部9715、顯示部9721至顯示部9723還可以被用作加熱裝置。

另外，圖43a示出照相機8000的外觀。照相機8000包括框體8001、顯示部8002、操作按鈕8003、快門按鈕8004以及連接部8005等。另外，照相機8000也可以安裝鏡頭8006。

連接部8005包括電極，除了后面說明的取景器8100以外，還可以與閃光燈裝置等連接。

在此照相機8000包括能夠從框體8001拆卸下鏡頭8006而交換的結(jié)構(gòu)，鏡頭8006及框體也可以被形成為一體。

通過按下快門按鈕8004，可以進行攝像。另外，顯示部8002被用作觸摸屏，也可以通過觸摸顯示部8002進行攝像。

可以對顯示部8002適用本發(fā)明的一個方式的顯示裝置或輸入輸出裝置。

圖43b示出照相機8000安裝有取景器8100時的例子。

取景器8100包括框體8101、顯示部8102以及按鈕8103等。

框體8101包括嵌合到照相機8000的連接部8005的連接部，可以將取景器8100安裝到照相機8000。另外，該連接部包括電極，可以將從照相機8000經(jīng)過該電極接收的圖像等顯示到顯示部8102上。

按鈕8103被用作電源按鈕。通過利用按鈕8103，可以切換顯示部8102的顯示或非顯示。

可以對框體8101中的集成電路、圖像傳感器適用本發(fā)明的一個方式的半導體裝置。

另外，在圖43a和圖43b中，照相機8000與取景器8100是分開且可拆卸的電子設(shè)備，但是也可以在照相機8000的框體8001中內(nèi)置有具備本發(fā)明的一個方式的顯示裝置或輸入輸出裝置的取景器。

圖43c示出頭戴顯示器8200的外觀。

頭戴顯示器8200包括安裝部8201、透鏡8202、主體8203、顯示部8204以及電纜8205等。另外，在安裝部8201中內(nèi)置有電池8206。

通過電纜8205，將電力從電池8206供應到主體8203。主體8203具備無線接收器等，能夠?qū)⑺邮艿膱D像數(shù)據(jù)等的圖像信息顯示到顯示部8204上。另外，通過利用設(shè)置在主體8203中的相機捕捉使用者的眼球及眼臉的動作，并根據(jù)該信息算出使用者的視點的坐標，可以利用使用者的視點作為輸入方法。

另外，也可以對安裝部8201的被使用者接觸的位置設(shè)置多個電極。主體8203也可以具有通過檢測出根據(jù)使用者的眼球的動作而流過電極的電流，可以識別使用者的視點的功能。此外，主體8203可以具有通過檢測出流過該電極的電流來監(jiān)視使用者的脈搏的功能。安裝部8201可以具有溫度傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器等各種傳感器，也可以具有將使用者的生物信息顯示在顯示部8204上的功能。另外，主體8203也可以檢測使用者的頭部的動作等，并與使用者的頭部的動作等同步地使顯示在顯示部8204上的圖像變化。

可以對主體8203中的集成電路適用本發(fā)明的一個方式的半導體裝置。

本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。

實施方式11

在本實施方式中，參照圖44說明使用本發(fā)明的一個方式的半導體裝置的rf標簽的使用例子。

<rf標簽的使用例子>

rf標簽的用途廣泛，例如可以設(shè)置于物品諸如鈔票、硬幣、有價證券類、不記名債券類、證件類(駕駛證、居民卡等，參照圖44a)、車輛類(自行車等，參照圖44b)、包裝用容器類(包裝紙、瓶子等，參照圖44c)、記錄媒體(dvd、錄像帶等)、個人物品(包、眼鏡等，參照圖44d)、食物類、植物類、動物類、人體、衣物類、生活用品類、包括藥品或藥劑的醫(yī)療品、電子設(shè)備(液晶顯示裝置、el顯示裝置、電視裝置或移動電話)等或者各物品的裝運標簽(參照圖44e和圖44f)等。

本發(fā)明的一個方式的rf標簽4000以貼到物品表面上或者嵌入物品的方式固定。例如，當物品為書本時，rf標簽4000以嵌入在書本的紙張里的方式固定在書本，而當物品為有機樹脂的包裝時，rf標簽4000以嵌入在有機樹脂中的方式固定在有機樹脂的包裝。本發(fā)明的一個方式的rf標簽4000實現(xiàn)了小型、薄型以及輕量，所以即使固定在物品中也不會影響到該物品的設(shè)計性。另外，通過將本發(fā)明的一個方式的rf標簽4000設(shè)置于鈔票、硬幣、有價證券類、不記名債券類或證件類等，可以賦予識別功能。通過利用該識別功能可以防止偽造。另外，可以通過在包裝用容器類、記錄媒體、個人物品、食物類、衣物類、生活用品類或電子設(shè)備等中設(shè)置本發(fā)明的一個方式的rf標簽，可以提高檢品系統(tǒng)等系統(tǒng)的運行效率。另外，通過在車輛類中安裝本發(fā)明的一個方式的rf標簽，可以防止盜竊等而提高安全性。

如上所述，通過將使用本發(fā)明的一個方式的半導體裝置的rf標簽應用于在本實施方式中列舉的各用途，可以降低包括數(shù)據(jù)的寫入或讀出等工作的功耗，因此能夠使最大通信距離長。另外，即使在不供應電力的狀態(tài)下，也可以在極長的期間保持數(shù)據(jù)，所以上述rf標簽適用于寫入或讀出的頻度低的用途。

注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式及實施例適當?shù)亟M合。

符號說明

10晶體管

11晶體管

12晶體管

13晶體管

14晶體管

63半導體層

64半導體層

65半導體層

100襯底

110絕緣層

120氧化物半導體層

121氧化物半導體層

122氧化物半導體層

123氧化物半導體層

123a氧化物半導體膜

124氧化物半導體層

130源電極層

130b導電層

131源電極層

132源電極層

135導電層

140漏電極層

141漏電極層

142漏電極層

150柵極絕緣層

150a絕緣膜

160柵電極層

160a導電膜

161柵電極層

162柵電極層

163柵電極層

165導電層

166導電層

167導電層

170混合層

171氧

172區(qū)域

174槽部

175絕緣層

175b絕緣層

176抗蝕劑掩模

177絕緣層

180絕緣層

185絕緣層

190導電層

191導電層

192導電層

200攝像裝置

201開關(guān)

202開關(guān)

203開關(guān)

210像素部

211像素

212子像素

212b子像素

212g子像素

212r子像素

220光電轉(zhuǎn)換元件

230像素電路

231布線

247布線

248布線

249布線

250布線

253布線

254濾光片

254b濾光片

254g濾光片

254r濾光片

255透鏡

256光

257布線

260外圍電路

270外圍電路

280外圍電路

290外圍電路

291光源

300硅襯底

310層

320層

330層

340層

351晶體管

352晶體管

353晶體管

360光電二極管

361陽極

362陰極

363低電阻區(qū)域

365光電二極管

366半導體層

367半導體層

368半導體層

370插頭

371布線

372布線

373布線

374布線

601前驅(qū)物

602前驅(qū)物

700襯底

701像素部

702掃描線驅(qū)動電路

703掃描線驅(qū)動電路

704信號線驅(qū)動電路

710電容布線

712掃描線

713掃描線

714信號線

716晶體管

717晶體管

718液晶元件

719液晶元件

720像素

721開關(guān)晶體管

722驅(qū)動晶體管

723電容器

724發(fā)光元件

725信號線

726掃描線

727電源線

728公共電極

800rf標簽

801通信器

802天線

803無線信號

804天線

805整流電路

806恒壓電路

807解調(diào)電路

808調(diào)制電路

809邏輯電路

810存儲電路

811rom

1189rom接口

1190襯底

1191alu

1192alu控制器

1193指令譯碼器

1194中斷控制器

1195時序控制器

1196寄存器

1197寄存器控制器

1198總線接口

1199rom

1200存儲元件

1201電路

1202電路

1203開關(guān)

1204開關(guān)

1206邏輯元件

1207電容器

1208電容器

1209晶體管

1210晶體管

1213晶體管

1214晶體管

1220電路

1223氧化物半導體層

1700被成膜襯底

1701處理室

1702裝載室

1703預處理室

1704處理室

1705處理室

1706卸載室

1711a原料供應部

1711b原料供應部

1712a高速閥

1712b高速閥

1713a原料導入口

1713b原料導入口

1714原料排出口

1715排氣裝置

1716襯底支架

1720傳送室

1750插板

1751芯片

1752端子

1753模鑄樹脂

1800面板

1801印刷線路板

1802封裝

1803fpc

1804電池

2100晶體管

2200晶體管

2201絕緣體

2202布線

2203插頭

2204絕緣體

2205布線

2207絕緣體

2210中間層

2211半導體襯底

2212絕緣體

2213柵電極

2214柵極絕緣體

2215漏區(qū)域

3001布線

3002布線

3003布線

3004布線

3005布線

3200晶體管

3300晶體管

3400電容器

4000rf標簽

5100顆粒

5120襯底

5161區(qū)域

6000顯示模塊

6001上蓋

6002下蓋

6003fpc

6004觸摸面板

6005fpc

6006顯示面板

6007背光單元

6008光源

6009框架

6010印刷電路板

6011電池

7101框體

7102框體

7103顯示部

7104顯示部

7105麥克風

7106揚聲器

7107操作鍵

7108觸屏筆

7302框體

7304顯示部

7311操作按鈕

7312操作按鈕

7313連接端子

7321腕帶

7322金

7501框體

7502顯示部

7503操作按鈕

7504外部連接端口

7505揚聲器

7506麥克風

7701框體

7702框體

7703顯示部

7704操作鍵

7705透鏡

7706連接部

7901電線桿

7902顯示部

8000照相機

8001框體

8002顯示部

8003操作按鈕

8004快門按鈕

8005連接部

8006鏡頭

8100取景器

8101框體

8102顯示部

8103按鈕

8121框體

8122顯示部

8123鍵盤

8124指向裝置

8200頭戴顯示器

8201安裝部

8202透鏡

8203主體

8204顯示部

8205電纜

8206電池

9700汽車

9701車體

9702車輪

9703儀表盤

9704燈

9710顯示部

9711顯示部

9712顯示部

9713顯示部

9714顯示部

9715顯示部

9721顯示部

9722顯示部

9723顯示部