所公開的發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

在本說明書中，半導(dǎo)體裝置一般是指通過利用半導(dǎo)體特性而工作的裝置，因此，電光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

利用形成在具有絕緣表面的襯底之上的半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成晶體管的技術(shù)受到注目。該晶體管被廣泛地應(yīng)用于如集成電路（ic）、圖像顯示裝置（顯示裝置）等的電子裝置。作為可以應(yīng)用于晶體管的半導(dǎo)體薄膜的材料，硅類半導(dǎo)體材料被廣泛地周知。但是，作為其他材料，氧化物半導(dǎo)體受到注目。

例如，已經(jīng)公開了如下晶體管，作為該晶體管的活性層使用電子載流子濃度低于10¹⁸/cm³的含有銦（in）、鎵（ga）以及鋅（zn）的非晶氧化物（參照專利文獻1）。

[參考文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利申請公開2006-165528號公報。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

但是，如果在氧化物半導(dǎo)體中發(fā)生因氧不足等而產(chǎn)生的離化學(xué)計量組成的偏離、諸如裝置制造過程中形成電子供體的氫或水等因素混入氧化物半導(dǎo)體或者類似的，則氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo)電率有可能變化。對于使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管等半導(dǎo)體裝置，這種現(xiàn)象成為電特性變動的原因。

鑒于上述問題，所公開的發(fā)明的一個方式的目的之一是對使用氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置賦予穩(wěn)定的電特性和提高的可靠性。

在所公開的發(fā)明的一個實施方式中，通過使用各含有第13族元素及氧的材料形成與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的絕緣膜，可以保持與氧化物半導(dǎo)體膜的界面的良好狀態(tài)。再者，通過這些絕緣膜各包括其氧比例多于化學(xué)計量組成的區(qū)域，給氧化物半導(dǎo)體膜供應(yīng)氧，從而可以降低氧化物半導(dǎo)體膜中的氧缺陷。此外，通過作為與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的絕緣膜采用疊層結(jié)構(gòu)，使得在氧化物半導(dǎo)體膜的之上和之下設(shè)置分別含有鋁的膜，可以防止水侵入到氧化物半導(dǎo)體膜中。更具體地說，例如，可以采用如下結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的一個實施方式是一種半導(dǎo)體裝置，包括：柵電極；覆蓋柵電極并包括第一金屬氧化物膜及第二金屬氧化物膜的疊層結(jié)構(gòu)的柵極絕緣膜；與第二金屬氧化物膜接觸并設(shè)置在與柵電極重疊的區(qū)域中的氧化物半導(dǎo)體膜；與氧化物半導(dǎo)體膜電連接的源電極及漏電極；與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的第三金屬氧化物膜；以及與第三氧化物膜接觸的第四金屬氧化物膜。第一至第四金屬氧化物膜分別含有第13族元素及氧。

此外，在上述半導(dǎo)體裝置中，也可以在第四金屬氧化物膜之上的與氧化物半導(dǎo)體膜重疊的區(qū)域中具有導(dǎo)電層。

此外，本發(fā)明的另一個實施方式是一種半導(dǎo)體裝置，包括：第一金屬氧化物膜；在第一金屬氧化物膜上并與之接觸的第二金屬氧化物膜；與第二金屬氧化物膜接觸的氧化物半導(dǎo)體膜；與氧化物半導(dǎo)體膜電連接的源電極及漏電極；包括與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的第三金屬氧化物膜和在第三金屬氧化物膜上并與之接觸的第四金屬氧化物膜的疊層結(jié)構(gòu)的柵極絕緣膜；以及設(shè)置在柵極絕緣膜之上并在與氧化物半導(dǎo)體膜重疊的區(qū)域中的柵電極。第一至第四金屬氧化物膜分別含有第13族元素及氧。

另外，在上述半導(dǎo)體裝置中的任一個中，優(yōu)選第二金屬氧化物膜和第三金屬氧化物膜以彼此至少部分接觸的方式設(shè)置。

另外，在上述半導(dǎo)體裝置中的任一個中，優(yōu)選第一至第四金屬氧化物膜分別包括其氧比例多于化學(xué)計量組成的區(qū)域。

另外，在上述半導(dǎo)體裝置中的任一個中，優(yōu)選第一金屬氧化物膜及第四金屬氧化物膜分別含有氧化鋁和氧化鋁鎵之一。

在上述半導(dǎo)體裝置中的任一個中，優(yōu)選第二金屬氧化物膜及第三金屬氧化物膜分別含有氧化鎵和氧化鎵鋁之一。

注意，在本說明書中，諸如“第一”、“第二”等序數(shù)詞是為了方便起見而使用的，并不表示工序順序或疊層順序。此外，在本說明書中，這些序數(shù)詞不表示規(guī)定本發(fā)明的特定名稱。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供具有穩(wěn)定的電特性的晶體管。

再者，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，能夠提供具有電特性優(yōu)良且可靠性高的晶體管的半導(dǎo)體裝置。

附圖說明

圖1a至1c是示出半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的平面圖及截面圖；

圖2a至2c是示出半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的平面圖及截面圖；

圖3a至3c是示出半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的平面圖及截面圖；

圖4a至4f是分別示出半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的截面圖；

圖5a至5e是示出半導(dǎo)體裝置的制造過程的一個例子的圖；

圖6a至6e是示出半導(dǎo)體裝置的制造過程的一個例子的圖；

圖7a至7c是分別說明半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的圖；

圖8是說明半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的圖；

圖9是說明半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的圖；

圖10是說明半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的圖；

圖11a至11f是分別示出電子設(shè)備的圖；

圖12a和12b是示出半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的平面圖及截面圖；

圖13a和13b是示出半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的平面圖及截面圖；

圖14a和14b是示出半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的平面圖及截面圖；

圖15a和15b是示出半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的平面圖及截面圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細的說明。注意，本發(fā)明不局限于下述說明，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，就是其模式和細節(jié)可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限于以下所示的實施方式的記載內(nèi)容。

[實施方式1]

在本實施方式中，參照圖1a至1c、圖2a至2c、圖3a至3c、圖4a至4f、圖5a至5e以及6a至6e對半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個實施方式進行說明。

<半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例子>

作為根據(jù)所公開的發(fā)明的一個方式的半導(dǎo)體裝置的例子，圖1a至1c示出晶體管310的平面圖及截面圖。在圖1a至1c中，作為根據(jù)所公開的發(fā)明的一個實施方式的晶體管，示出底柵型晶體管。此處，圖1a是平面圖，并且圖1b和1c是分別沿圖1a中的線條a-b和線條c-d的截面圖。注意，在圖1a中，為了簡化起見，省略晶體管310的構(gòu)成要素的一部分（例如，第三金屬氧化物膜407和第四金屬氧化物膜409等）。

圖1a至1c所示的晶體管310在具有絕緣表面的襯底400之上包括：柵電極401；包括第一金屬氧化物膜402和第二金屬氧化物膜404的柵極絕緣膜；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；第三金屬氧化物膜407；以及第四金屬氧化物膜409。

在圖1a至1c所示的晶體管310中，第三金屬氧化物膜407以覆蓋源電極405a及漏電極405b且與第二金屬氧化物膜404及氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的方式設(shè)置。另外，在圖1a至1c所示的晶體管310中，第三金屬氧化物膜407與第二金屬氧化物膜404在氧化物半導(dǎo)體膜403不存在的區(qū)域中彼此接觸。換言之，氧化物半導(dǎo)體膜403被第二金屬氧化物膜404和第三金屬氧化物膜407圍繞。

這里，優(yōu)選氧化物半導(dǎo)體膜403是通過被充分地去除氫或水等的雜質(zhì)，或者通過被供應(yīng)足夠的氧來被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜。具體地說，例如，氧化物半導(dǎo)體膜403中的氫濃度為5×10¹⁹atoms/cm³以下，優(yōu)選為5×10¹⁸atoms/cm³以下，更優(yōu)選為5×10¹⁷atoms/cm³以下。注意，上述氧化物半導(dǎo)體膜403中的氫濃度通過二次離子質(zhì)譜分析法（sims：secondaryionmassspectroscopy）來測量。在氫濃度被充分降低而被高純度化，并被供應(yīng)足夠的氧來降低起因于氧缺乏的能隙中的缺陷等級的氧化物半導(dǎo)體膜403中，載流子濃度為低于1×10¹²/cm³，優(yōu)選為低于1×10¹¹/cm³，更優(yōu)選為低于1.45×10¹⁰/cm³。通過使用如上所述的那樣來形成的i型氧化物半導(dǎo)體，可以得到電特性良好的晶體管。

至于分別與氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的第二金屬氧化物膜404及第三金屬氧化物膜407，優(yōu)選使用含有氧的絕緣膜，更優(yōu)選使用包括其氧比例多于化學(xué)計量組成的區(qū)域（這種區(qū)域也稱為氧過剩區(qū)域）的膜。通過分別與氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的第二金屬氧化物膜404及第三金屬氧化物膜407具有氧過剩區(qū)域，可以防止氧從氧化物半導(dǎo)體膜403移動到第二金屬氧化物膜404或第三金屬氧化物膜407。另外，也可以從第二金屬氧化物膜404或第三金屬氧化物膜407將氧供應(yīng)到氧化物半導(dǎo)體膜403中。因此，可以使被夾在第二金屬氧化物膜404和第三金屬氧化物膜407之間的氧化物半導(dǎo)體膜403成為含有足夠的氧的膜。

用于氧化物半導(dǎo)體膜403的許多氧化物半導(dǎo)體材料含有第13族元素。因此，通過使用含有第13族元素及氧的材料形成分別與氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的第二金屬氧化物膜404或第三金屬氧化物膜407，可以保持與氧化物半導(dǎo)體膜的界面的良好狀態(tài)。這是因為含有第13族元素及氧的材料和氧化物半導(dǎo)體材料的匹配性良好。

例如，當形成含有鎵的氧化物半導(dǎo)體膜時，通過將含有氧化鎵的材料用于第二金屬氧化物膜404或第三金屬氧化物膜407，可以保持氧化物半導(dǎo)體膜與接觸于該氧化物半導(dǎo)體膜的金屬氧化物膜之間良好的界面特性。通過彼此接觸地設(shè)置氧化物半導(dǎo)體膜和含有氧化鎵的金屬氧化物膜，可以降低氧化物半導(dǎo)體膜與金屬氧化物膜的界面處的氫堆積（pileup）（氫聚集）。注意，當使用與氧化半導(dǎo)體的成分元素相同的族的元素時，可以得到類似的效果。也就是說，使用含有氧化鋁等的材料形成第二金屬氧化物膜404或第三金屬氧化物膜407也有效。注意，氧化鋁具有不容易透過水的特性。所以從防止水侵入到氧化物半導(dǎo)體膜中的角度來看，也優(yōu)選使用含有氧化鋁的材料。

此外，第二金屬氧化物膜404或者第三金屬氧化物膜407也可以含有兩種以上的第13族元素。例如，也可以將上述含有鎵和鋁的氧化鎵鋁（或者氧化鋁鎵）等的材料用于第二金屬氧化物膜404或第三金屬氧化物膜407。在該情況下，因為可以得到起因于含有鎵的效果和起因于含有鋁的效果的雙方，所以是優(yōu)選的。例如，通過彼此接觸地設(shè)置氧化半導(dǎo)體膜和含有鎵及鋁的金屬氧化物膜，可以防止水侵入到氧化物半導(dǎo)體膜中，并且可以充分降低氧化半導(dǎo)體膜與金屬氧化物膜之間的界面處的氫（包括氫離子）堆積。

此處，氧化鋁鎵是指鎵含量（at.%）多于鋁含量（at.%）的物質(zhì)，而氧化鎵鋁是指鋁含量（at.%）多于鎵含量（at.%）的物質(zhì)。

另外，因為鋁的電負性比鎵的電負性小，所以在一些情況下，鋁與鎵相比更容易吸附氫。因此，為了抑制與氧化物半導(dǎo)體膜的界面處的氫堆積，作為與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的金屬氧化物膜，優(yōu)選使用鎵含量多的氧化鎵膜或氧化鎵鋁膜。

此外，當采用在氧化物半導(dǎo)體膜403不存在的區(qū)域中第二金屬氧化物膜404與第三金屬氧化物膜407彼此接觸的結(jié)構(gòu)時，通過使用相同材料形成第二金屬氧化物膜404及第三金屬氧化物膜407，可以提高第二金屬氧化物膜404與第三金屬氧化物膜407的密接性，所以是優(yōu)選的。此外，更優(yōu)選使第二金屬氧化物膜404的構(gòu)成元素的比率與第三金屬氧化物膜407的構(gòu)成元素的比率相等。替換地，當使用氧化鎵膜或氧化鎵鋁膜來形成第二或第三金屬氧化物膜時，氧化鎵或氧化鎵鋁的優(yōu)選組成由表示。

在晶體管310中，第一金屬氧化物膜402為堆疊在第二金屬氧化物膜404之上且用作柵極絕緣膜的膜。此外，在晶體管310中，第四金屬氧化物膜409為堆疊在第三金屬氧化物膜407之下且用作保護膜的膜。通過使用含有第13族元素及氧的材料形成第一金屬氧化物膜402及第四金屬氧化物膜409，可以分別保持與第二金屬氧化物膜404的界面以及與第三金屬氧化物膜407的界面的良好狀態(tài)。注意，如上所述，因為氧化鋁具有不容易透過水的特性，所以為了防止水侵入到氧化半導(dǎo)體膜中，也優(yōu)選作為設(shè)置在晶體管310之下或之上的第一或第四金屬氧化物膜使用鋁含量多的氧化鋁鎵膜。

另外，第一金屬氧化物膜402及第四金屬氧化物膜409優(yōu)選分別包括其氧比例多于化學(xué)計量組成的區(qū)域?？梢詫⒀豕?yīng)到與氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的金屬氧化物膜或氧化物半導(dǎo)體膜403中，從而降低氧化物半導(dǎo)體膜403中的氧缺陷或氧化物半導(dǎo)體膜403與接觸其的金屬氧化物膜的界面處的氧缺陷。例如，在作為第一或第四金屬氧化物膜使用氧化鋁鎵膜的情況下，氧化鋁鎵的優(yōu)選組成由表示。

在使用沒有缺陷（氧缺陷）的氧化物半導(dǎo)體膜的情況下，優(yōu)選第一至第四金屬氧化物膜等分別含有比例與化學(xué)計量組成一致的氧。但是，為了獲得晶體管的可靠性（諸如抑制閾值電壓的偏移）等，優(yōu)選在金屬氧化物膜中含有大量的氧，而使氧的比例能夠多于化學(xué)計量組成，否則氧化物半導(dǎo)體膜中有可能發(fā)生氧缺乏。

在晶體管310之上還可以設(shè)置有絕緣物。另外，為了使與氧化物半導(dǎo)體膜403電連接的源電極405a及漏電極405b能夠電連接到布線，也可以在第一至第四金屬氧化物膜等中形成有開口。注意，期望氧化物半導(dǎo)體膜403被加工為島狀，但是也可以不被加工為島狀。

圖2a至2c是示出結(jié)構(gòu)與晶體管310不同的晶體管320的截面圖和平面圖。在圖2a至2c中，作為根據(jù)所公開的發(fā)明的一個實施方式的晶體管，示出頂柵型晶體管。此處，圖2a是平面圖，并且圖2b和2c是沿圖2a中的線條e-f和線條g-h的截面圖。注意，在圖2a中，為了簡化起見，省略晶體管320的構(gòu)成要素的一部分（例如，第三金屬氧化物膜407及第四金屬氧化物膜409等）。

圖2a至2c示出的晶體管320在具有絕緣表面的襯底400之上包括：第一金屬氧化物膜402；第二金屬氧化物膜404；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；包括第三金屬氧化物膜407及第四金屬氧化物膜409的柵極絕緣膜；以及柵電極414。

在圖2a至2c所示的晶體管320中，第三金屬氧化物膜407以覆蓋源電極405a及漏電極405b且與第二金屬氧化物膜404及氧化物半導(dǎo)體膜403的一部分接觸的方式設(shè)置。與圖1a至1c所示的晶體管310相同，在圖2a至2c所示的晶體管320中，第三金屬氧化物膜407與第二金屬氧化物膜404在氧化物半導(dǎo)體膜403不存在的區(qū)域中彼此接觸。換言之，氧化物半導(dǎo)體膜403被第二金屬氧化物膜404和第三金屬氧化物膜407圍繞。其他構(gòu)成要素與圖1a至1c的晶體管310的構(gòu)成要素相同。因此，至于詳細內(nèi)容，可以參照關(guān)于圖1a至1c的記載。

另外，圖3a至3c是示出結(jié)構(gòu)與晶體管310和晶體管320不同的晶體管330的截面圖和平面圖。此處，圖3a是平面圖，而圖3b和3c是分別沿圖3a中的線條i-j和線條k-l的截面圖。注意，在圖3a中，為了簡化起見，省略晶體管330的構(gòu)成要素的一部分（例如，第三金屬氧化物膜407及第四金屬氧化物膜409等）。

圖3a至3c所示的晶體管330在具有絕緣表面的襯底400之上包括：柵電極401；包括第一金屬氧化物膜402和第二金屬氧化物膜404的柵極絕緣膜；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；第三金屬氧化物膜407；第四金屬氧化物膜409；以及設(shè)置在與氧化物半導(dǎo)體膜403重疊的區(qū)域中的導(dǎo)電層410。

在圖3a至3c所示的晶體管330中，第三金屬氧化物膜407以覆蓋源電極405a及漏電極405b且與第二金屬氧化物膜404及氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的方式設(shè)置。與圖1a至1c所示的晶體管310相同，在圖3a至3c所示的晶體管330中，第三金屬氧化物膜407與第二金屬氧化物膜404在氧化物半導(dǎo)體膜403不存在的區(qū)域中彼此接觸。換言之，氧化物半導(dǎo)體膜403被第二金屬氧化物膜404和第三金屬氧化物膜407圍繞。

在晶體管330中，導(dǎo)電層410可以用作第二柵電極。在該情況下，第三金屬氧化物膜407及第四金屬氧化物膜409用作柵極絕緣膜。其他構(gòu)成要素與圖1a至1c所示的晶體管310的構(gòu)成要素相同；因此，至于詳細內(nèi)容，可以參照關(guān)于圖1a至1c的記載。

圖4a至4f示出結(jié)構(gòu)與上述晶體管不同的晶體管的截面圖。注意，圖4a至4f的結(jié)構(gòu)可以與圖1a至1c，圖2a至2c以及圖3a至3c的任一結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合。

圖4a所示的晶體管340在具有絕緣表面的襯底400之上包括：柵電極401；包括第一金屬氧化物膜402和第二金屬氧化物膜404的柵極絕緣膜；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；第三金屬氧化物膜407；以及第四金屬氧化物膜409，這是晶體管340與晶體管310的共同之處。晶體管340與晶體管310的不同之處在于氧化物半導(dǎo)體膜403與源電極405a及漏電極405b連接的位置。就是說，在晶體管340中，氧化物半導(dǎo)體膜403的下部與源電極405a及漏電極405b接觸。其他構(gòu)成要素與圖1a至1c所示的晶體管310的構(gòu)成要素相同，因此，至于詳細內(nèi)容，可以參照關(guān)于圖1a至1c的記載。

圖4b所示的晶體管350在具有絕緣表面的襯底400之上包括：第一金屬氧化物膜402；第二金屬氧化物膜404；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；包括第三金屬氧化物膜407和第四金屬氧化物膜409的柵極絕緣膜；以及柵電極414，這是晶體管350與晶體管320的共同之處。晶體管350和晶體管320的不同之處在于氧化物半導(dǎo)體膜403與源電極405a及漏電極405b連接的位置。就是說，在晶體管350中，氧化物半導(dǎo)體膜403的下部與源電極405a及漏電極405b接觸。其他構(gòu)成要素與圖2a至2c所示的晶體管320的構(gòu)成要素相同，因此，至于詳細內(nèi)容，可以參照關(guān)于圖2a至2c的記載。

圖4c所示的晶體管360在具有絕緣表面的襯底400之上包括：柵電極401；包括第一金屬氧化物膜402和第二金屬氧化物膜404的柵極絕緣膜；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；第三金屬氧化物膜407；第四金屬氧化物膜409；以及設(shè)置在與氧化物半導(dǎo)體膜403重疊的區(qū)域中的導(dǎo)電層410，這是晶體管360與晶體管330的共同之處。晶體管360和晶體管330的不同之處在于氧化物半導(dǎo)體膜403與源電極405a及漏電極405b連接的位置。就是說，在晶體管360中，氧化物半導(dǎo)體膜403的下部與源電極405a及漏電極405b接觸。其他構(gòu)成要素與圖3a至3c所示的晶體管330的構(gòu)成要素相同，因此，至于詳細內(nèi)容，可以參照關(guān)于圖3a至3c的記載。

圖4d所示的晶體管370在具有絕緣表面的襯底400之上包括：柵電極401；包括第一金屬氧化物膜402和第二金屬氧化物膜404的柵極絕緣膜；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；第三金屬氧化物膜407；以及第四金屬氧化物膜409，這是晶體管370與晶體管310的共同之處。晶體管370和晶體管310的不同之處在于：在晶體管370中，在氧化物半導(dǎo)體膜403不存在的區(qū)域中，第三金屬氧化物膜407與第二金屬氧化物膜404彼此接觸，并且第一金屬氧化物膜402和第四金屬氧化物膜409彼此接觸。在晶體管370中，氧化物半導(dǎo)體膜403不僅被第二金屬氧化物膜404和第三金屬氧化物膜407圍繞，而且還被第一金屬氧化物膜402與第四金屬氧化物膜409圍繞，所以可以進一步防止氫或水分等的雜質(zhì)混入到氧化物半導(dǎo)體膜403中。注意，圖4d所示的晶體管370的結(jié)構(gòu)例如可以通過在形成第三金屬氧化物膜407之后對該第三金屬氧化物膜407及第二金屬氧化物膜404進行圖案化來形成。此外，作為第一金屬氧化物膜402和第二金屬氧化物膜404，優(yōu)選使用可以用來得到有選擇地蝕刻的材料。其他構(gòu)成要素與圖1a至1c所示的晶體管310的構(gòu)成要素相同，因此，至于詳細內(nèi)容，可以參照關(guān)于圖1a至1c的記載。

注意，不需要將氧化物半導(dǎo)體膜403之上設(shè)置的金屬氧化物膜數(shù)量限制于2。類似地，不需要將氧化物半導(dǎo)體膜403之下設(shè)置的金屬氧化物膜數(shù)量限制于2。例如，圖4e所示的晶體管380是代替晶體管310中的第三金屬氧化物膜407及第四金屬氧化物膜409的疊層結(jié)構(gòu)而采用金屬氧化物膜413的單層結(jié)構(gòu)的例子。圖4f所示的晶體管390是代替晶體管310中的第一金屬氧化物膜402及第二金屬氧化物膜404的疊層結(jié)構(gòu)而采用金屬氧化物膜411的單層結(jié)構(gòu)的例子。金屬氧化物膜413或金屬氧化物膜411可以使用含有第13族元素及氧的材料形成，例如可以使用含有氧化鎵、氧化鋁、氧化鋁鎵、氧化鎵鋁中的一種或多種的材料等。優(yōu)選金屬氧化物膜413或金屬氧化物膜411與上述第一至第四金屬氧化物膜同樣具有氧過剩區(qū)域。其他構(gòu)成要素與圖1a至1c所示的晶體管310的構(gòu)成要素相同，因此，至于詳細內(nèi)容，可以參照關(guān)于圖1a至1c的記載。

<晶體管的制造過程的例子>

以下，參照圖5a至6e對根據(jù)本實施方式的晶體管的制造過程的例子進行說明。

<晶體管330的制造過程>

參照圖5a至5e對圖3a至3c所示的晶體管330的制造過程的一個例子進行說明。注意，圖1a至圖1c所示的晶體管310具有從晶體管330中省略導(dǎo)電層410的結(jié)構(gòu)，因此除了設(shè)置導(dǎo)電層410之外，可以用與晶體管330的制造過程類似的方式制造晶體管310。

首先，在具有絕緣表面的襯底400之上形成導(dǎo)電膜之后，通過第一光刻工序形成柵電極401。注意，可以使用噴墨法形成抗蝕劑掩模。當使用噴墨法形成抗蝕劑掩模時不需要光掩模，所以可以降低制造成本。

雖然對可以用作具有絕緣表面的襯底400的襯底沒有具體的限制，但是該襯底需要至少具有能夠承受后面的熱處理程度的耐熱性。例如，可以使用諸如玻璃襯底、陶瓷襯底、石英襯底或藍寶石襯底等的襯底。只要襯底400具有絕緣表面，就可以應(yīng)用硅或碳化硅等的單晶半導(dǎo)體襯底或多晶半導(dǎo)體襯底、硅鍺等的化合物半導(dǎo)體襯底、soi襯底等，并且也可以在該襯底之上設(shè)置有半導(dǎo)體元件。作為襯底400，也可以使用柔性襯底。

也可以將用作基底膜的絕緣膜設(shè)置在襯底400與柵電極401之間?；啄ぞ哂蟹乐闺s質(zhì)元素從襯底400擴散的功能，并且基底膜可以使用選自氮化硅膜、氧化硅膜、氮化氧化硅膜和氧氮化硅膜中的一種或多種膜的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)形成。

此外，柵電極401可以使用諸如鉬、鈦、鉭、鎢、鋁、銅、釹和鈧等的金屬材料中的任一種或者以這些金屬材料的任一種為主要成分的合金材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)形成。

接著，在柵電極401之上形成第一金屬氧化物膜402。第一金屬氧化物膜402可以使用含有第13族元素和氧的材料形成，例如，可以使用含有氧化鎵、氧化鋁、氧化鋁鎵和氧化鎵鋁中的一種或多種的材料等。注意，為了能夠保持與之后形成的第二金屬氧化物膜404的界面的良好狀態(tài)，并能夠防止水侵入到氧化物半導(dǎo)體膜中，優(yōu)選作為第一金屬氧化物膜402使用氧化鋁鎵膜。

除了第13族元素以外，還可以使第一金屬氧化物膜402中含有氫以外的雜質(zhì)元素，如釔等第3族元素、鉿等第4族元素、氮、硅等第14族元素等。例如，通過使第一金屬氧化物膜402含有大約超過0at.%且20at.%以下的上述雜質(zhì)元素，可以根據(jù)該元素的添加量控制第一金屬氧化物膜402的能隙。

優(yōu)選通過使用不使氫或水等的雜質(zhì)混入第一金屬氧化物膜402的方法來形成第一金屬氧化物膜402。如果第一金屬氧化物膜402中含有諸如氫或水等雜質(zhì)，則諸如氫或水等雜質(zhì)可能侵入以后形成的氧化物半導(dǎo)體膜中，或者，可抽出氧化物半導(dǎo)體膜中的氧。因而，降低了氧化物半導(dǎo)體膜的電阻（該氧化物半導(dǎo)體膜成為n型氧化物半導(dǎo)體膜）并且有可能形成寄生溝道。例如，優(yōu)選使用濺射法形成第一金屬氧化物膜402。優(yōu)選作為當形成膜時使用的濺射氣體，使用去除了諸如氫或水等雜質(zhì)的高純度氣體。

作為濺射法，可以使用利用直流電源的dc濺射法、以脈沖方式施加直流偏壓的脈沖dc濺射法或ac濺射法等。

注意，在形成氧化鋁鎵膜或氧化鎵鋁膜作為第一金屬氧化物膜402時，作為用于濺射法的靶材，也可以使用添加有鋁顆粒的氧化鎵靶材。通過使用添加有鋁顆粒的氧化鎵靶材，可以提高靶材的導(dǎo)電性，從而可以容易進行濺射時的放電。通過使用這種靶材，可以形成適合批量生產(chǎn)的金屬氧化物膜。

接著，優(yōu)選進行給第一金屬氧化物膜402供應(yīng)氧的處理。作為供應(yīng)氧的處理，有氧氣氛下的熱處理、氧摻雜處理等。或者，也可以通過照射由電場加速的氧離子來添加氧。注意，在本說明書等中“氧摻雜處理”是指將氧添加到塊（bulk）中的處理，該術(shù)語“塊”用來明確顯示不僅對薄膜表面添加氧而且還對薄膜內(nèi)部添加氧。另外，“氧摻雜”包括將等離子體化的氧添加到塊中的“氧等離子體摻雜”。

通過對第一金屬氧化物膜402進行氧摻雜處理等供應(yīng)氧的處理，在第一金屬氧化物膜402中形成其氧比例多于化學(xué)計量組成的區(qū)域。通過具備這種區(qū)域，可以將氧供應(yīng)到以后形成的第二金屬氧化物膜或氧化物半導(dǎo)體膜中，從而能夠抑制氧化物半導(dǎo)體膜中的氧缺陷或氧化物半導(dǎo)體膜與第二金屬氧化物膜之間的界面處的氧缺陷。

替換地，當使用濺射法沉積第一金屬氧化物膜402時，通過引入氧氣體或包含惰性氣體（例如氬等的稀有氣體或氮）與氧的混合氣體，可以在第一金屬氧化物膜402中形成氧過剩區(qū)域。注意，可以在使用濺射法沉積之后進行熱處理。

例如，當作為第一金屬氧化物膜402使用氧化鋁鎵膜時，通過進行氧摻雜處理等的供應(yīng)氧的處理，可以使氧化鋁鎵的組成為。

接著，在第一金屬氧化物膜402之上形成第二金屬氧化物膜404（圖5a）。由此,形成包括第一金屬氧化物膜402及第二金屬氧化物膜404的柵極絕緣膜（第一柵極絕緣膜）。第二金屬氧化物膜404可以使用含有第13族元素和氧的材料形成，例如，可以使用含有氧化鎵、氧化鋁、氧化鋁鎵以及氧化鎵鋁中的任一種或多種的材料等。另外，如上述那樣，為了保持與以后形成的氧化物半導(dǎo)體膜的界面的良好狀態(tài)，且抑制與氧化半導(dǎo)體膜的界面處的氫堆積，優(yōu)選作為第二金屬氧化物膜404使用氧化鎵鋁膜。

與第一金屬氧化物膜402相同，可以不僅使第二金屬氧化物膜404含有第13族元素，而且還使第二金屬氧化物膜404含有氫以外的雜質(zhì)元素，如釔等第3族元素、鉿等第4族元素、硅等第14族元素、氮等。

優(yōu)選使用不使氫或水等的雜質(zhì)混入的方法形成第二金屬氧化物膜404。例如可以使用濺射法。這些細節(jié)與第一金屬氧化物膜402的細節(jié)類似，因此，可以參照第一金屬氧化物膜402的形成方法。

接著，優(yōu)選進行對第二金屬氧化物膜404供應(yīng)氧的處理。作為供應(yīng)氧的處理，有氧氣氛下的熱處理、氧摻雜處理等。或者，也可以通過照射由電場加速的氧離子來添加氧。

或者，當使用濺射法沉積第二金屬氧化物膜404時，可以通過引入氧氣體或包含惰性氣體（例如氬等的稀有氣體或氮）與氧的混合氣體來對第二金屬氧化物膜404供應(yīng)氧。例如，在如下條件下沉積氧化鎵膜：襯底與靶材之間的距離為60mm；壓力為0.4pa；rf電源為1kw；沉積溫度為室溫；氬的流率為25sccm；并且氧氣體的流率為25sccm。另外，沉積溫度不局限于室溫，例如也可以為400℃。另外，也可以不引入氬氣體，而將氧氣體的流率設(shè)定為50sccm。此外，也可以在使用濺射法沉積之后進行熱處理（例如，在超干燥空氣中，在450℃以上且650℃以下的溫度下一小時）。通過上述沉積方法，可以形成其氧比例多于化學(xué)計量組成的氧化鎵膜，從而，可以使氧化鎵的組成為。

通過對第二金屬氧化物膜404進行氧摻雜處理等的供應(yīng)氧的處理（以下，也稱為氧供應(yīng)處理），在第二金屬氧化物膜404中形成其氧比例多于化學(xué)計量組成的區(qū)域。通過具備這種區(qū)域，可以將氧供應(yīng)到以后形成的氧化物半導(dǎo)體膜中，從而降低氧化物半導(dǎo)體膜中的氧缺陷或氧化物半導(dǎo)體膜與第二金屬氧化物膜之間的界面處的氧缺陷。注意，也可以將對第二金屬氧化物膜404進行的氧供應(yīng)處理用作如上所述的對第一金屬氧化物膜402的氧供應(yīng)處理。

當作為第二金屬氧化物膜404使用氧化鎵膜或氧化鎵鋁膜時，優(yōu)選進行氧摻雜處理等的氧供應(yīng)處理，因而可以使氧化鎵或氧化鎵鋁的組成為。

接著，通過濺射法在第二金屬氧化物膜404之上形成厚度為3nm以上且30nm以下的氧化物半導(dǎo)體膜403。當氧化物半導(dǎo)體膜403的厚度過厚時（例如，厚度為50nm以上時），晶體管有可能成為常開啟型，所以優(yōu)選采用上述厚度。注意，優(yōu)選以不接觸大氣的方式連續(xù)地形成第一金屬氧化物膜402、第二金屬氧化物膜404以及氧化物半導(dǎo)體膜403。

用于氧化物半導(dǎo)體膜403的氧化物半導(dǎo)體的示例包括四元金屬氧化物的in-sn-ga-zn-o類氧化物半導(dǎo)體；三元金屬氧化物的in-ga-zn-o類氧化物半導(dǎo)體、in-sn-zn-o類氧化物半導(dǎo)體、in-al-zn-o類氧化物半導(dǎo)體、sn-ga-zn-o類氧化物半導(dǎo)體、al-ga-zn-o類氧化物半導(dǎo)體和sn-al-zn-o類氧化物半導(dǎo)體；二元金屬氧化物的in-zn-o類氧化物半導(dǎo)體、sn-zn-o類氧化物半導(dǎo)體、al-zn-o類氧化物半導(dǎo)體、zn-mg-o類氧化物半導(dǎo)體、sn-mg-o類氧化物半導(dǎo)體、in-mg-o類氧化物半導(dǎo)體、in-ga-o類氧化物半導(dǎo)體；in-o類氧化物半導(dǎo)體、sn-o類氧化物半導(dǎo)體以及zn-o類氧化物半導(dǎo)體等。此外，也可以使上述氧化物半導(dǎo)體含有sio2。注意，這里，例如in-ga-zn-o類氧化物半導(dǎo)體是指含有銦（in）、鎵（ga）、鋅（zn）的氧化物半導(dǎo)體膜，并且，對其組成比沒有特別的限制。此外，in-ga-zn-o類氧化物半導(dǎo)體可以含有in、ga和zn以外的元素。

作為氧化物半導(dǎo)體膜403，可以使用由化學(xué)式inmo3（zno）m（m>0）表示的材料所形成的薄膜。這里，m表示選自ga、al、mn及co中的一種或多種金屬元素。例如，m可以是ga、ga和al、ga和mn、ga和co等。

當作為氧化物半導(dǎo)體膜403使用in-zn-o類材料時，靶材的組成比是原子數(shù)比為in:zn=50:1至1:2（換算為摩爾數(shù)比則為in2o3：zno=25:1至1:4），優(yōu)選原子數(shù)比為in:zn=20:1至1:1（換算為摩爾數(shù)比則為in2o3:zno=10:1至1:2），更優(yōu)選原子數(shù)比為in:zn=15:1至1.5:1（換算為摩爾數(shù)比則為in2o3:zno=15:2至3:4）。例如，在用于in-zn-o類氧化物半導(dǎo)體形成的靶材中，原子數(shù)比為in:zn:o=x:y:z，并且滿足z>1.5x+y的關(guān)系。

在本實施方式中，使用in-ga-zn-o類靶材通過濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜403。此外，氧化物半導(dǎo)體膜403可以在稀有氣體（典型為氬）氣氛下、氧氣氛下或者稀有氣體和氧的混合氣氛下利用濺射法來形成。

作為用來利用濺射法形成作為氧化物半導(dǎo)體膜403的in-ga-zn-o膜的靶材，例如可以使用其組成比為in2o3:ga2o3:zno=1:1:1[摩爾數(shù)比]的靶材。另外，該靶材的材料及組成不局限于上文所述的。例如，也可以使用in2o3:ga2o3:zno=1:1:2[摩爾數(shù)比]的靶材。

另外，靶材的填充率為90%以上且100%以下，優(yōu)選為95%以上且99.9%以下。通過使用填充率高的靶材，所形成的氧化物半導(dǎo)體膜403具有高密度。

作為用于形成氧化物半導(dǎo)體膜403的濺射氣體，優(yōu)選使用去除了雜質(zhì)（諸如氫、水、羥基或氫化物等）的高純度氣體。

為了形成氧化物半導(dǎo)體膜403，在被保持為減壓狀態(tài)的沉積室內(nèi)保持襯底400，且將襯底溫度設(shè)定為100℃以上且600℃以下的溫度，優(yōu)選設(shè)定為200℃以上且400℃以下的溫度。通過在加熱襯底400的同時進行成膜，可以降低氧化物半導(dǎo)體膜403中含有的雜質(zhì)濃度。另外，可以減輕由濺射導(dǎo)致的損傷。因而，在去除了殘留水分的沉積室中，引入充分去除了諸如氫或水等雜質(zhì)的濺射氣體，以便使用該靶材來在襯底400之上形成氧化物半導(dǎo)體膜403。為了去除殘留在沉積室內(nèi)的水分，優(yōu)選使用吸附型真空泵，例如，低溫泵、離子泵、鈦升華泵。另外，作為排空單元，也可以使用提供有冷阱的渦輪泵。在利用低溫泵進行了排空的沉積室中，例如氫原子、諸如水（h2o）等的包含氫原子的化合物（更優(yōu)選地還有包含碳原子的化合物）等被排出，由此可以降低該沉積室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜403中的雜質(zhì)濃度。

作為沉積條件的一個例子，襯底與靶材之間的距離為100mm；壓力為0.6pa；直流（dc）電源為0.5kw并且氣氛是氧氣氛（氧流率比率為100%）。注意，優(yōu)選使用脈沖直流電源，在這種情況下，可以減少沉積時產(chǎn)生的粉狀物質(zhì)（也稱為顆?；驂m屑），并且膜厚度可以變得均勻。

然后，優(yōu)選對氧化物半導(dǎo)體膜403進行熱處理（第一熱處理）。通過該第一熱處理，可以去除氧化物半導(dǎo)體膜403中過量的氫（包括水及羥基）。再者，通過該第一熱處理，也可以去除第一金屬氧化物膜402和第二金屬氧化物膜404中過剩的氫（包括水和羥基）。將執(zhí)行第一熱處理的溫度設(shè)定為250℃以上且700℃以下，優(yōu)選設(shè)定為450℃以上且600℃以下或低于襯底的應(yīng)變點。

可以通過如下方式來進行熱處理：例如，將被處理物引入使用電阻發(fā)熱單元等的電爐中，并在氮氣氛下以450℃加熱一小時。在該熱處理期間，不使氧化物半導(dǎo)體膜403接觸大氣，以避免水以及氫的混入。

熱處理裝置不限于電爐，還可以使用利用諸如被加熱氣體等介質(zhì)的熱傳導(dǎo)或熱輻射來加熱被處理物的裝置。例如，可以使用諸如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裝置是通過利用從諸如鹵素燈、金屬鹵化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或者高壓汞燈等的燈發(fā)射的光（電磁波）的輻射來加熱被處理物的裝置。grta裝置是使用高溫氣體進行熱處理的裝置。作為該氣體，使用氬等的稀有氣體或氮等的即使進行熱處理也不與被處理物產(chǎn)生反應(yīng)的惰性氣體。

例如，作為第一熱處理，可以進行g(shù)rta過程，如下所述。將被處理物放入已被加熱的惰性氣體氣氛中，進行數(shù)分鐘的加熱，然后從該惰性氣體氣氛中取出被處理物。通過使用grta過程，可以進行短時間的高溫熱處理。另外，即使溫度超過被處理物的溫度上限，也可以應(yīng)用該grta過程。注意，在該過程期間，可以將惰性氣體轉(zhuǎn)換為含有氧的氣體。這是因為如下緣故：通過在含有氧的氣氛中進行第一熱處理，可以降低由于氧缺乏而引起的能隙中的缺陷等級。

注意，作為惰性氣體氣氛，優(yōu)選采用以氮或稀有氣體（例如氦、氖或氬）為主要成分且不含有水或氫等的氣氛。例如，將引入熱處理裝置中的氮或氦、氖、氬等的稀有氣體的純度設(shè)定為6n（99.9999%）以上，優(yōu)選設(shè)定為7n（99.99999%）以上（即，雜質(zhì)濃度為1ppm以下，優(yōu)選為0.1ppm以下）。

因為上述熱處理（第一熱處理）具有去除氫以及水等的作用，所以也可以將該熱處理稱為脫水化處理或脫氫化處理等。例如，也可以在將氧化物半導(dǎo)體膜403加工為島狀之后進行該脫水化處理或脫氫化處理。這種脫水化處理或脫氫化處理可進行一次或者進行多次。

因為與氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的柵極絕緣膜（第一金屬氧化物膜402和第二金屬氧化物膜404的疊層）已經(jīng)歷了氧摻雜處理，所以具有氧過剩區(qū)域。因此，可以抑制氧從氧化物半導(dǎo)體膜403移動到柵極絕緣膜。另外，通過以與被供應(yīng)氧的柵極絕緣膜接觸的方式形成氧化物半導(dǎo)體膜403，可以從柵極絕緣膜將氧供應(yīng)到氧化物半導(dǎo)體膜403。另外，當形成具有氧過剩區(qū)域的氧化鎵鋁膜作為與氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的第二金屬氧化物膜404時，可以保持與氧化物半導(dǎo)體膜403的界面的良好狀態(tài)，并且可以降低該界面處的氧堆積。再者，當形成具有氧過剩區(qū)域的氧化鋁鎵膜作為第一金屬氧化物膜402時，可以防止水侵入到氧化物半導(dǎo)體膜403中。

通過在柵極絕緣膜與氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的狀態(tài)下進行熱處理，進一步促進從具有氧過剩區(qū)域的柵極絕緣膜向氧化物半導(dǎo)體膜403的氧供應(yīng)。此外，優(yōu)選被添加到柵極絕緣膜并被供應(yīng)到氧化物半導(dǎo)體膜403的氧的至少一部分在氧化物半導(dǎo)體中具有懸空鍵。這是因為如下緣故：通過懸空鍵可以與殘留在氧化物半導(dǎo)體膜中的氫鍵合而使氫固定不動（使氫成為不可移動的離子）。

接著，優(yōu)選通過第二光刻工序?qū)⒀趸锇雽?dǎo)體膜403加工為島狀的氧化物半導(dǎo)體膜403（圖5b）?？梢酝ㄟ^噴墨法形成用來形成島狀的氧化物半導(dǎo)體膜403的抗蝕劑掩模。因為當使用噴墨法形成抗蝕劑掩模時不需要光掩模，所以可以降低制造成本。作為氧化物半導(dǎo)體膜403的蝕刻，可以采用干蝕刻和濕蝕刻之一或兩者。

接著，在第二金屬氧化物膜404及氧化物半導(dǎo)體膜403之上形成用來形成源電極及漏電極（包括使用與源電極及漏電極相同的層形成的布線）的導(dǎo)電膜。作為用于源電極及漏電極的導(dǎo)電膜，例如可以使用含有選自al、cr、cu、ta、ti、mo或w中的元素的金屬膜或以上述元素中的一些為成分的金屬氮化物膜（例如氮化鈦膜、氮化鉬膜或氮化鎢膜）等?？梢栽赼l或cu等的金屬膜的下側(cè)和上側(cè)之一或兩者上層疊諸如ti、mo或w等高熔點金屬膜或這些元素的金屬氮化物膜（氮化鈦膜、氮化鉬膜以及氮化鎢膜）。另外，也可以使用導(dǎo)電金屬氧化物形成用于源電極及漏電極的導(dǎo)電膜。作為導(dǎo)電金屬氧化物，可以使用氧化銦（in2o3）、氧化錫（sno2）、氧化鋅（zno）、氧化銦氧化錫合金（in2o3-sno2，簡稱為ito）、氧化銦氧化鋅合金（in2o3-zno）或者含有氧化硅的這些金屬氧化物材料中的任一種。

利用第三光刻工序在導(dǎo)電膜之上形成抗蝕劑掩模，并進行選擇性的蝕刻，以便形成源電極405a及漏電極405b。然后去除抗蝕劑掩模（圖5c）?？梢允褂米贤饩€、krf激光或arf激光來進行第三光刻工序中形成抗蝕劑掩模時的曝光。要在以后完成的晶體管的溝道長度l取決于在氧化物半導(dǎo)體膜403之上相鄰的源電極405a的下邊緣與漏電極405b的下邊緣之間的距離。在溝道長度l短于25nm的情況下進行曝光時，優(yōu)選可例如使用波長極短，即幾nm至幾十nm的超紫外線（extremeultraviolet）進行第三光刻工序中形成抗蝕劑掩模時的曝光。利用超紫外線曝光時，分辨率高且聚焦深度大。因此，可以減小以后所形成的晶體管的溝道長度l，從而可以增大電路的工作速度。

為了縮減用于光刻工序的光掩模數(shù)及工序數(shù)，可以使用作為通過其透過光以具有多種強度的曝光掩模的多級灰度掩模（multi-tonemask）進行蝕刻工序。由于使用多級灰度掩模形成的抗蝕劑掩模具有多種厚度并且通過進行蝕刻可以進一步改變形狀，因此該抗蝕劑掩?？梢杂糜诙鄠€蝕刻工序中，以便加工為不同圖案。因此，可以使用一個多級灰度掩模形成至少對應(yīng)于兩種以上的不同圖案的抗蝕劑掩模。從而，可以縮減曝光掩模數(shù)，也可以縮減對應(yīng)的光刻工序數(shù)，所以可以實現(xiàn)工序簡化。

注意，當蝕刻導(dǎo)電膜時，期望使條件最適化，以能夠防止氧化物半導(dǎo)體膜403由于蝕刻而被分割。但是，難以獲得僅蝕刻導(dǎo)電膜而完全不對氧化物半導(dǎo)體膜403進行蝕刻的這種蝕刻條件。在一些情況下，當對導(dǎo)電膜進行蝕刻時，僅氧化物半導(dǎo)體膜403的一部分（例如氧化物半導(dǎo)體膜403的厚度的5%至50%）被蝕刻，因此氧化物半導(dǎo)體膜403成為具有槽部（凹部）的氧化物半導(dǎo)體膜403。

接著，可以使用諸如n2o、n2或ar等的氣體來進行等離子體處理，以便去除吸附到露出的氧化物半導(dǎo)體膜403的表面的水。當進行等離子體處理時，期望在進行該等離子體處理之后以不接觸大氣的方式形成與氧化物半導(dǎo)體膜403接觸的第三金屬氧化物膜407。

可以采用與第二金屬氧化物膜404同樣的材料及工序形成第三金屬氧化物膜407。為了保持與氧化物半導(dǎo)體膜的界面的良好狀態(tài)，并抑制與氧化物半導(dǎo)體膜的界面處的氧堆積，優(yōu)選與第二金屬氧化物膜404同樣使用氧化鎵鋁膜來形成第三金屬氧化物膜407。

接著，優(yōu)選對第三金屬氧化物膜407進行諸如氧摻雜處理等的供應(yīng)氧的處理。注意，當使用濺射法沉積第三金屬氧化物膜407期間，可以通過引入氧氣體或含有惰性氣體（例如氬等的稀有氣體或氮）與氧的混合氣體，來對第三金屬氧化物膜407供應(yīng)氧。

接著，在第三金屬氧化物膜407之上形成第四金屬氧化物膜409（圖5d）。在晶體管330中，第三金屬氧化物膜407及第四金屬氧化物膜409用作柵極絕緣膜（第二柵極絕緣膜）。可以采用與第一金屬氧化物膜402相同的材料及方法形成第四金屬氧化物膜409。注意，為了保持與第三金屬氧化物膜407的界面處的良好狀態(tài)并防止水侵入到氧化物半導(dǎo)體膜中，優(yōu)選作為第四金屬氧化物膜409使用氧化鋁鎵膜。

接著，優(yōu)選對第四金屬氧化物膜409進行供應(yīng)氧的處理。注意，當使用濺射法沉積第四金屬氧化物膜409時，可以通過引入氧氣體或含有惰性氣體（例如氬等的稀有氣體或氮）與氧的混合氣體來對第四金屬氧化物膜409供應(yīng)氧。注意，也可以將對第四金屬氧化物膜409供應(yīng)氧的處理用作對第三金屬氧化物膜407供應(yīng)氧的處理。

之后，優(yōu)選在氧化物半導(dǎo)體膜403的一部分（溝道形成區(qū)）與第三金屬氧化物膜407接觸的狀態(tài)下進行第二熱處理。將第二熱處理的溫度設(shè)定為250℃以上且700℃以下，優(yōu)選設(shè)定為450℃以上且600℃以下或低于襯底的應(yīng)變點。

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（氬或氦等）的氣氛下進行第二熱處理。注意，該氮、氧、超干燥空氣或稀有氣體等的氣氛中優(yōu)選不含有水或氫等。還優(yōu)選將引入到加熱處理裝置中的氮、氧或稀有氣體的純度設(shè)定為6n（99.9999%）以上，優(yōu)選設(shè)定為7n（99.99999%）以上（即，將雜質(zhì)濃度設(shè)定為1ppm以下，優(yōu)選設(shè)定為0.1ppm以下）。

在氧化物半導(dǎo)體膜403與分別具有氧過剩區(qū)域的第二金屬氧化物膜404及第三金屬氧化物膜407接觸的狀態(tài)下進行第二熱處理。因此，可以從分別含有氧的第二金屬氧化物膜404和第三金屬氧化物膜407中的至少一方將因上述脫水化（或脫氫化）處理而有可能減少的、構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體的主要成分之一的氧供應(yīng)到氧化物半導(dǎo)體膜403。由此，可以減少氧化物半導(dǎo)體膜403中的電荷俘獲中心。通過上述工序，氧化物半導(dǎo)體膜403可以被高純度化且在電性上成為i型（本征）的。另外，通過進行該加熱處理，在第一至第四金屬氧化物膜中的雜質(zhì)也被去除，因此，第一至第四金屬氧化物膜能被高純度化。

另外，在本實施方式中，在形成第四金屬氧化物膜409之后進行第二熱處理，但是對進行第二熱處理的定時沒有具體顯著，而是只要在形成第三金屬氧化物膜407之后進行第二熱處理即可。例如，可以在形成第三金屬氧化物膜407之后進行第二熱處理。

如上述那樣，通過進行第一熱處理和第二熱處理，可以以盡量不含有主要成分以外的雜質(zhì)的方式使氧化物半導(dǎo)體膜403高純度化。被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜403包含源于施主的極少（近于0）載流子，并且其載流子濃度低于1×10¹⁴/cm³，優(yōu)選低于1×10¹²/cm³，更優(yōu)選低于1×10¹¹/cm³。

接著，在第四金屬氧化物膜409之上且在與氧化物半導(dǎo)體膜403的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域中設(shè)置導(dǎo)電層410。因此，可以完成圖5e所示的晶體管330。導(dǎo)電層410可以用作第二柵電極?？梢允褂门c柵電極401同樣的材料及方法來形成導(dǎo)電層410。注意，當將導(dǎo)電層410用作第二柵電極時，包括第三金屬氧化物膜407和第四金屬氧化物膜409的疊層膜用作第二柵極絕緣膜。

設(shè)置導(dǎo)電層410以用作第二柵電極，并使該導(dǎo)電層410與氧化物半導(dǎo)體膜403的溝道形成區(qū)重疊，這允許降低用來檢查晶體管330的可靠性的偏置溫度應(yīng)力測試（以下稱為bt測試）之前與該bt測試之后晶體管330的閾值電壓的偏移量。注意，第二柵電極的電位可與柵電極401（第一柵電極）的電位相同，或者可與第一柵電極401的電位不同。替換地，第二柵電極的電位也可以是gnd、0v，或第二柵電極可以處于浮動狀態(tài)。

通過上述工序，完成晶體管330。這樣獲得的晶體管330包括氧化物半導(dǎo)體膜403，氧化物半導(dǎo)體膜403是有意地去除了諸如氫、水、羥基或氫化物（也稱為氫化合物）等雜質(zhì)的高純度化膜。此外，通過設(shè)置第一至第四金屬氧化物膜，可以降低或防止諸如水或氫等雜質(zhì)再混入到氧化物半導(dǎo)體膜403中，或者可以降低或防止從氧化物半導(dǎo)體膜403及氧化物半導(dǎo)體膜403與絕緣膜之間的界面放出氧。因此，晶體管330的電特性變動被抑制，而晶體管330在電性上穩(wěn)定。

雖然未圖示，但是還可以以覆蓋晶體管330的方式形成保護絕緣膜。作為保護絕緣膜，可以使用氮化硅膜、氮化氧化硅膜或氮化鋁膜等。

此外，可以在晶體管330之上形成平坦化絕緣膜?？梢允褂镁哂心蜔嵝缘挠袡C材料（諸如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧樹脂等）來形成該平坦化絕緣膜。另外，作為上述有機材料的替換，還可以使用低介電常數(shù)材料（低k材料）、硅氧烷類樹脂、psg（磷硅酸鹽玻璃）、bpsg（硼磷硅酸鹽玻璃）等。另外，也可以通過層疊多個由這些材料中的任一種形成的絕緣膜，來形成該平坦化絕緣膜。

<晶體管320的制造過程>

參照圖6a至6e對圖2a至2c所示的晶體管320的制造過程的一個例子進行說明。注意，晶體管320的制造過程的大多部分與晶體管330的制造過程相同。因此，以下省略對相同部分的一些說明。

首先，在具有絕緣表面的襯底400之上形成第一金屬氧化物膜402。然后，優(yōu)選對第一金屬氧化物膜402進行諸如氧摻雜處理等供應(yīng)氧的處理。

注意，可以將用作基底膜的絕緣膜設(shè)置在襯底400與第一金屬氧化物膜402之間。該基底膜具有防止雜質(zhì)元素從襯底400擴散的功能，并且該基底膜可以使用氮化硅膜、氧化硅膜、氮化氧化硅膜以及氧氮化硅膜中的一種或多種通過單層結(jié)構(gòu)或者疊層結(jié)構(gòu)來形成。

接著，在第一金屬氧化物膜402之上形成第二金屬氧化物膜404（圖6a）。形成第二金屬氧化物膜404之后，優(yōu)選進行諸如氧摻雜處理等供應(yīng)氧的處理。注意，也可以將對第一金屬氧化物膜402所進行的氧供應(yīng)處理用作對第二金屬氧化物膜404進行的氧供應(yīng)處理。

接著，在第二金屬氧化物膜404之上形成氧化物半導(dǎo)體膜403，并且然后將該氧化物半導(dǎo)體膜403加工為島狀（圖6b）。

注意，在形成氧化物半導(dǎo)體膜403之后，或者在將氧化物半導(dǎo)體膜403加工為島狀之后，優(yōu)選進行熱處理（脫水化處理、脫氫化處理）。這些細節(jié)與晶體管330中的相同。

接著，在氧化物半導(dǎo)體膜403之上形成要形成源電極及漏電極（包括使用與該源電極及該漏電極相同的層形成的布線）的導(dǎo)電膜。加工該導(dǎo)電膜，以便形成源電極405a及漏電極405b（圖6c）。

接著，以覆蓋源電極405a及漏電極405b且與氧化物半導(dǎo)體膜403的一部分接觸的方式形成第三金屬氧化物膜407。接著，優(yōu)選對第三金屬氧化物膜407進行諸如氧摻雜處理等供應(yīng)氧的處理。

然后，在第三金屬氧化物膜407之上形成第四金屬氧化物膜409，以便形成包括第三金屬氧化物膜407和第四金屬氧化物膜409的疊層的柵極絕緣膜（圖6d）。注意，在形成第四金屬氧化物膜409之后，優(yōu)選進行諸如氧摻雜處理等供應(yīng)氧的處理。替換地，也可以將對第三金屬氧化物膜407進行的氧供應(yīng)處理用作對第四金屬氧化物膜409進行的氧供應(yīng)處理。

優(yōu)選在對第三金屬氧化物膜407進行氧供應(yīng)處理之后進行熱處理。通過該熱處理，可以從分別含有氧的第二金屬氧化物膜404及第三金屬氧化物膜407中的至少一個將氧供應(yīng)到氧化物半導(dǎo)體膜403。

接著，在第四金屬氧化物膜409之上形成導(dǎo)電膜，然后加工該導(dǎo)電膜。這樣，形成柵電極414。柵電極414可以使用與晶體管330中的柵電極401類似的材料和方法來形成。

通過上述工序可以形成晶體管320（圖6e）。

如本實施方式所示，通過使用含有第13族元素及氧的材料形成與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的絕緣膜，因此，可以保持氧化物半導(dǎo)體膜與該絕緣膜之間界面的良好狀態(tài)。

尤其是，當作為與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的絕緣膜形成鎵含量多的氧化鎵膜或氧化鎵鋁膜時，可以有效地抑制絕緣膜與氧化物半導(dǎo)體膜之間界面處的氫堆積。再者，當與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的絕緣膜采用疊層結(jié)構(gòu)并以與氧化鎵膜或氧化鎵鋁膜接觸的方式（即，在氧化物半導(dǎo)體膜的外側(cè)）設(shè)置鋁含量多的氧化鋁鎵膜等，可以防止水侵入到氧化物半導(dǎo)體膜中。另外，當在氧化物半導(dǎo)體膜之上以及之下設(shè)置分別含有鋁的膜并且分別含有鋁的這些膜彼此緊密接觸時，可以進一步有效地防止水的侵入。

在與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的絕緣膜包括氧比例多于化學(xué)計量組成的區(qū)域的情況下，可以向該氧化物半導(dǎo)體膜供應(yīng)有可能通過對氧化物半導(dǎo)體的脫水化（或脫氫化）處理減少的氧。由此，可以降低該氧化物半導(dǎo)體膜中的氧缺陷，從而可以減少該氧化物半導(dǎo)體膜中的電荷俘獲中心。通過上述工序可以形成被高純度化成在電性上i型（本征）化的氧化物半導(dǎo)體膜。

在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的半導(dǎo)體裝置中，通過將被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜用作活性層，根據(jù)源電極與漏電極間的電壓，可以將該晶體管的斷態(tài)電流密度設(shè)定為10za/μm以下，優(yōu)選設(shè)定為1za/μm以下，更優(yōu)選設(shè)定為1ya/μm以下。因此，將被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜用作活性層的晶體管的斷態(tài)電流比使用具有結(jié)晶性的硅的晶體管的斷態(tài)電流低得多。

另外，通過使用被高純度化的氧化物半導(dǎo)體，可以顯著地減少晶體管的斷態(tài)電流的溫度依賴性。這是因為如下緣故：通過在氧化物半導(dǎo)體中去除成為電子施主（施主）的雜質(zhì)而使氧化物半導(dǎo)體高純度化，使導(dǎo)電類型盡可能接近本征型，以便費米能級位于禁帶的中央。這也起因于如下事實：該氧化物半導(dǎo)體的能隙為3ev以上，并且包含極少的熱激發(fā)載流子。此外，源電極及漏電極處于退化的狀態(tài)，這也是降低溫度依賴性的一個因素。由于大多數(shù)情況下晶體管通過從退化的源電極注入到氧化物半導(dǎo)體中的載流子來工作，且載流子密度沒有溫度依賴性，所以可以顯著地減少斷態(tài)電流的溫度依賴性。

在如下氧化物半導(dǎo)體膜中載流子濃度足夠低：在該氧化物半導(dǎo)體膜中，氫濃度被充分降低以便該氧化物半導(dǎo)體膜被高純度化，并通過供應(yīng)足夠的氧降低了能隙中起因于氧缺乏的缺陷等級。通過將這種氧化物半導(dǎo)體膜用作活性層，能夠抑制晶體管閾值電壓的漂移，并且能夠使晶體管成為常關(guān)閉型。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，可以提供使用氧化物半導(dǎo)體且具有穩(wěn)定的電特性的半導(dǎo)體裝置。因此，可以提供可靠性高的半導(dǎo)體裝置。

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

[實施方式2]

可以使用在實施方式1中例示的晶體管來制造具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置（也稱為顯示裝置）。此外，將包括這些晶體管的驅(qū)動電路的一部分或全部形成在其中形成像素部的襯底之上，因而可以得到系統(tǒng)整合型面板（system-on-panel）。

在圖7a中，以圍繞設(shè)置在第一襯底4001之上的像素部4002的方式設(shè)置密封材料4005，并且，將像素部4002密封在第一襯底4001與第二襯底4006之間。在圖7a中，在第一襯底4001之上、在與密封材料4005所圍繞區(qū)域不同的區(qū)域中安裝信號線驅(qū)動電路4003與掃描線驅(qū)動電路4004，它們使用單獨制備的襯底之上的單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成。此外，從fpc（flexibleprintedcircuit：柔性印刷電路）4018a和4018b向單獨形成的信號線驅(qū)動電路4003和掃描線驅(qū)動電路4004以及向像素部4002供應(yīng)各種信號及電位。

在圖7b和7c中，以圍繞設(shè)置在第一襯底4001之上的掃描線驅(qū)動電路4004和像素部4002的方式設(shè)置有密封材料4005。在像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004之上設(shè)置有第二襯底4006。因此，像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004與顯示元件一起由第一襯底4001、密封材料4005以及第二襯底4006密封。在圖7b和7c中，在第一襯底4001之上在與由密封材料4005所圍繞區(qū)域不同的區(qū)域中安裝信號線驅(qū)動電路4003，信號線驅(qū)動電路4003是使用單獨制備的襯底之上的單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的。在圖7b和7c中，從fpc4018向單獨形成的信號線驅(qū)動電路4003、掃描線驅(qū)動電路4004以及像素部4002供應(yīng)各種信號及電位。

雖然圖7b和7c分別示出其中單獨形成信號線驅(qū)動電路4003并將該信號線驅(qū)動電路4003安裝到第一襯底4001上的實例，但是根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置不局限于該結(jié)構(gòu)。可以單獨形成該掃描線驅(qū)動電路，然后安裝該掃描線驅(qū)動電路，或者可以僅單獨形成該信號線驅(qū)動電路的一部分或者該掃描線驅(qū)動電路的一部分，然后對其進行安裝。

注意，對單獨形成的驅(qū)動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以采用cog（chiponglass：玻璃覆晶封裝）方法、引線接合方法或者tab（tapeautomatedbonding：卷帶式自動接合）方法等。圖7a示出其中通過cog方法安裝信號線驅(qū)動電路4003和掃描線驅(qū)動電路4004的例子。圖7b示出其中通過cog方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子。圖7c示出其中通過tab方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子。

此外，顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板中安裝有包括控制器的ic等的模塊。

注意，本說明書中的顯示裝置是指圖像顯示裝置、顯示裝置或光源（包括照明裝置）。另外，顯示裝置在其范疇中還包括以下模塊：附連有連接器（諸如fpc、tab帶或tcp）的模塊；具有tab帶或tcp且在tab帶或tcp的頂端設(shè)置有印刷布線板的模塊；以及通過cog方式將ic（集成電路）直接安裝到顯示元件的模塊。

此外，設(shè)置在第一襯底之上的像素部及掃描線驅(qū)動電路包括多個晶體管，并且可以將實施方式1中示出的晶體管用于此。

作為設(shè)置在顯示裝置中的顯示元件，可以使用液晶元件（也稱為液晶顯示元件）或發(fā)光元件（也稱為發(fā)光顯示元件）。該發(fā)光元件在其范疇內(nèi)包括其亮度由電流或電壓控制的元件，具體而言，在其范疇內(nèi)包括無機el（electroluminescence：電致發(fā)光）元件以及有機el元件等。此外，也可以應(yīng)用諸如電子墨水等通過電作用而改變其對比度的顯示介質(zhì)。

參照圖8至圖10說明半導(dǎo)體裝置的一個實施方式。圖8至圖10對應(yīng)于沿圖7b的線條m-n的截面圖。

如圖8至圖10所示，該半導(dǎo)體裝置包括連接端子電極4015及端子電極4016。連接端子電極4015及端子電極4016通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到fpc4018中所包括的端子。

連接端子電極4015使用與第一電極層（第一電極）4030相同的導(dǎo)電膜形成。端子電極4016使用與晶體管4010和晶體管4011的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。

設(shè)置在第一襯底4001之上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004中的每一個都包括多個晶體管。在圖8至圖10中例示出像素部4002所包括的晶體管4010和掃描線驅(qū)動電路4004所包括的晶體管4011。

在本實施方式中，作為晶體管4010、晶體管4011，可以應(yīng)用在實施方式1中示出的晶體管。注意，在圖8至圖10中，雖然示出使用實施方式1所示的晶體管330的例子，但是本實施方式不局限于該例子，可以適當?shù)厥褂镁w管310、320、340、350、360、370、380或390來代替晶體管330。此外，晶體管4010和晶體管4011不一定需要使用相同的結(jié)構(gòu)。晶體管4010和晶體管4011的電特性變動被抑制，并且晶體管4010和晶體管4011在電性上穩(wěn)定。因此，作為圖8至圖10所示的本實施方式的半導(dǎo)體裝置，可以得到可靠性高的半導(dǎo)體裝置。

在像素部4002中包含的晶體管4010電連接到顯示元件，以構(gòu)成顯示面板。對顯示元件的種類沒有具體的限制，只要可以進行顯示即可，并且可以使用各種各樣的顯示元件。

圖8示出作為顯示元件使用液晶元件的液晶顯示裝置的實例。在圖8中，作為顯示元件的液晶元件4013包括第一電極層4030、第二電極層（第二電極）4031以及液晶層4008。另外，以其間夾持液晶層4008的方式設(shè)置有用作取向膜的絕緣膜4032和4033。第二電極層4031設(shè)置在第二襯底4006一側(cè)，并且第一電極層4030和第二電極層4031夾著液晶層4008而層疊。

附圖標記4035所表示的柱狀間隔物是通過對絕緣膜選擇性地進行蝕刻而獲得的，并且該柱狀間隔物用來控制液晶層4008的厚度（單元間隙）。替換地，也可以使用球狀間隔物。

當作為顯示元件使用液晶元件時，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、鐵電液晶或反鐵電液晶等。上述液晶材料根據(jù)條件而呈現(xiàn)膽甾相、近晶相、立方相、手性向列相或均質(zhì)相等。

替換地，可以使用不需要取向膜而呈現(xiàn)藍相的液晶。藍相是液晶相的一種，其是指當使膽甾相液晶的溫度上升時即將從膽甾相轉(zhuǎn)變到均質(zhì)相之前出現(xiàn)的相。由于藍相只出現(xiàn)在窄溫度范圍內(nèi)，所以為了改善該溫度范圍而將混合有5wt%以上的手性材料的液晶組成物用于液晶層。由于含有呈現(xiàn)藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的響應(yīng)速度快，即為1msec以下，并且具有光學(xué)各向同性（這使取向過程不必要），并且視角依賴性小。另外，由于不需要設(shè)置取向膜而不需要摩擦處理，因此可以防止由于摩擦處理而引起的靜電放電破壞，并且可以減少制造過程中液晶顯示裝置的缺陷和破損。從而，可以提高液晶顯示裝置的生產(chǎn)率。

液晶材料的特定電阻率為1×10⁹ω·cm以上，優(yōu)選為1×10¹¹ω·cm以上，更優(yōu)選為1×10¹²ω·cm以上。本說明書中特定電阻率的值是在20℃測量的。

考慮到配置在像素部中的晶體管的泄漏電流等而以能夠在預(yù)定期間保持電荷的方式來設(shè)定形成在液晶顯示裝置中的存儲電容的大小。通過使用具有高純度的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管，設(shè)置具有各像素中的液晶電容的三分之一以下，優(yōu)選為五分之一以下的電容的存儲電容，就足夠。

在本實施方式中采用的使用被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管可以降低斷態(tài)下的電流（斷態(tài)電流）。因此，可以在像素中延長圖像信號等的電信號的保持時間，并且，還可以延長導(dǎo)通狀態(tài)下寫入操作之間的間隔。因此，可以降低刷新工作的頻度，這可以產(chǎn)生抑制功耗的效果。

此外，在本實施方式中使用的具有被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管可以具有高場效應(yīng)遷移率，所以可以高速工作。由此，通過將上述晶體管用于液晶顯示裝置的像素部，可以提供高質(zhì)量圖像。此外，因為使用上述晶體管可以在一個襯底之上設(shè)置的驅(qū)動電路部和像素部的每個中設(shè)置上述晶體管，所以可以減少液晶顯示裝置的部件數(shù)。

對于液晶顯示裝置，可以采用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)補償彎曲）模式、flc（ferroelectricliquidcrystal：鐵電性液晶）模式或者aflc（antiferroelectricliquidcrystal：反鐵電性液晶）模式等。

常黑型液晶顯示裝置（例如采用垂直取向（va）模式的透過型液晶顯示裝置）是優(yōu)選的。垂直取向模式是指控制液晶顯示面板的液晶分子的取向的方式，其中當不施加電壓時液晶分子取向成垂直于面板表面。作為垂直取向模式，可以舉出幾個例子。例如，可以使用mva（multi-domainverticalalignment：多疇垂直取向）模式、pva（patternedverticalalignment：垂直取向構(gòu)型）模式或asv模式等。此外，可以使用將像素分成一些區(qū)域（子像素）并且使分子在其相應(yīng)區(qū)域中沿不同方向取向的、稱為多疇化或者多疇設(shè)計的方法。

在顯示裝置中，適當?shù)卦O(shè)置黑矩陣（遮光層）、諸如偏振構(gòu)件、延遲構(gòu)件（retardationmember）或抗反射構(gòu)件等的光學(xué)構(gòu)件（光學(xué)襯底）等。例如，也可以通過利用偏振襯底以及延遲襯底來得到圓偏振。此外，作為光源，也可以使用背光或側(cè)光等。

此外，也可以作為背光利用多個發(fā)光二極管（led）來進行分時顯示方法（也成為場序制驅(qū)動方式）。通過應(yīng)用場序制驅(qū)動方式，可以不使用濾色器而進行彩色顯示。

作為像素部中的顯示方式，可以采用逐行掃描方式或隔行掃描方式等。此外，當進行彩色顯示時在像素中受到控制的顏色要素不局限于r,g以及b（r表示紅色，g表示綠色，b表示藍色）的三種顏色。例如，也可以采用rgbw（w表示白色），或者對rgb追加黃色（yellow）、青色（cyan）、品紅色（magenta）等中的一種以上的顏色。另外，也可以在顏色要素的相應(yīng)點之間，顯示區(qū)的大小可以不同。但是，所公開的發(fā)明不局限于應(yīng)用于彩色顯示的顯示裝置，而是也可以應(yīng)用于單色顯示的顯示裝置。

另外，圖12a示出使用實施方式1所示的晶體管310的液晶顯示裝置中的一個像素的平面圖。另外，圖12b是沿圖12a中的線條x1-x2的截面圖。

在圖12a中，多個源極布線（包括源電極405a）以彼此平行（在附圖中沿垂直方向延伸）且彼此有間隔的方式配置。多個柵極布線（包括柵電極401）以向與源極布線大致垂直的方向（在附圖中水平方向）延伸且彼此有間隔的方式設(shè)置。電容布線408配置在與多個柵極布線鄰近的位置，并沿與柵極布線大致平行的方向延伸，即沿與源極布線大致垂直的方向（在附圖中水平方向）延伸。由源極布線、電容布線408以及柵極布線圍繞的大致矩形的空間設(shè)置有液晶顯示裝置的像素電極和公共電極，它們之間夾著液晶層444。在附圖的左上角設(shè)置有用來驅(qū)動像素電極的晶體管310。多個像素電極及多個晶體管被配置為矩陣狀。

圖12a和12b的液晶顯示裝置中，與晶體管310電連接的第一電極446用作像素電極，第二電極447用作公共電極?？梢栽诘谝浑姌O446與液晶層444之間或在第二電極447與液晶層444之間設(shè)置有取向膜。在圖12a和12b所示的像素中，在第一電極446與第二電極447不重疊的區(qū)域中，在作為對置襯底側(cè)的第二襯底442一側(cè)設(shè)置有遮光層450（黑矩陣）。在第二襯底442中，在遮光層450上設(shè)置有絕緣層455。

注意，遮光層450可以被設(shè)置在夾著液晶層444彼此接合的一對襯底的內(nèi)側(cè)（液晶層444一側(cè)），或者被設(shè)置在襯底的外側(cè)（與液晶層444相反一側(cè)）。

晶體管310包括：柵電極401；包括第一金屬氧化物膜402以及第二金屬氧化物膜404的疊層結(jié)構(gòu)的柵極絕緣膜；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；第三金屬氧化物膜407；以及第四金屬氧化物膜409。此外，在晶體管310之上形成層間膜417。

雖然未圖示，作為光源，可以使用背光或側(cè)光等。來自光源的光以從作為元件襯底的第一襯底441一側(cè)透過到可視一側(cè)的第二襯底442的方式被照射。

在圖12a和12b中，在第一襯底441的外側(cè)（與液晶層444相反一側(cè)）設(shè)置偏振片443a，并且在第二襯底442的外側(cè)（與液晶層444相反一側(cè)）設(shè)置偏振片443b。

在圖12a和12b所示的結(jié)構(gòu)中，柵電極401以與氧化物半導(dǎo)體膜403的下側(cè)重疊的方式設(shè)置，并且遮光層450以覆蓋氧化物半導(dǎo)體膜403的上側(cè)的方式設(shè)置。因此，光既不從上側(cè)也不從下側(cè)進入晶體管310。由于光不進入該晶體管，所以可以放置晶體管特性退化。

此外，圖13a示出使用實施方式1所示的晶體管310的另一個液晶顯示裝置中的一個像素的一部分的平面圖。圖13b是沿圖13a的線條y1-y2的截面圖。

在圖13a和13b的液晶顯示裝置中，多個像素被配置為矩陣狀，并且在該像素中形成實施方式1所示的包括氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管310。此外，該液晶顯示裝置還包括遮光層451；用作平坦化膜的層間膜417；用作像素電極的第一電極446；以及該像素電極層之上的液晶層444。注意，雖然圖13a和13b示出使用實施方式1所示的底柵型的晶體管310的例子，但是本實施方式不局限于此例子。

在圖13a和13b中，以覆蓋晶體管310的方式在至少與氧化物半導(dǎo)體膜403重疊的區(qū)域中設(shè)置有遮光層451（黑矩陣）。遮光層451可以遮斷入射到晶體管310中的氧化物半導(dǎo)體膜403的光，因此可以防止由于氧化物半導(dǎo)體膜403的光敏性而導(dǎo)致晶體管310的電特性開始變動，并且能夠使晶體管310的電特性穩(wěn)定。此外，遮光層451可以防止光泄露到鄰近的像素，這允許更高對比度且更高清晰度的顯示。因此，可以實現(xiàn)液晶顯示裝置的高清晰度以及高可靠性。

在液晶顯示裝置的對置襯底一側(cè)還可以形成遮光層，這是因為可以進一步提高對比度的提高以及晶體管的穩(wěn)定性。當在對置襯底一側(cè)形成遮光層時，在夾著液晶層與晶體管對應(yīng)的區(qū)域（至少與晶體管的半導(dǎo)體層重疊的區(qū)域）中形成該遮光層，以便可以進一步防止從該對置襯底入射光所導(dǎo)致的晶體管的電特性變動。

遮光層451使用反射光或吸收光的遮光性材料來形成。例如，可以使用黑色的有機樹脂，其可通過將色素材料的黑色樹脂、碳黑或鈦黑等混合到感光性或非感光性的聚酰亞胺等的樹脂材料中來形成。替換地，可以使用遮光性的金屬膜，其例如可以使用鉻、鉬、鎳、鈦、鈷、銅、鎢或鋁等來形成。

對遮光層451的形成方法沒有特別的限制，根據(jù)材料可以采用諸如蒸鍍法、濺射法或cvd法等的干法或諸如旋涂法、浸漬涂布法、噴涂法或微滴排放（dropletdischarging）法（諸如噴墨法、絲網(wǎng)印刷法或膠版印刷法等）等的濕法。按照需要可采用蝕刻方法（干蝕刻或濕蝕刻）來形成所希望的圖案。

注意，如圖13a和13b所示，當形成遮光層作為層間膜417的一部分時，不發(fā)生遮光層與像素區(qū)域之間未對準的問題，因此可以更精確地控制形成區(qū)域（即使像素具有微細圖案）。在第一襯底441一側(cè)設(shè)置遮光層451時，為了實現(xiàn)高分子穩(wěn)定化，在對液晶層444照射光時，因為從對置襯底一側(cè)發(fā)射的光不被遮光層451吸收，也不被遮光層451遮斷，所以可以對整個液晶層444均勻地照射光。因此，可以防止因光聚合不均勻而引起的液晶取向無序、因液晶取向無序而引起的顯示不均勻等。

如圖14a及14b所示，在遮光層451及層間膜417之上，在與氧化物半導(dǎo)體膜403的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域中可設(shè)置由與第一電極446相同的層所形成的導(dǎo)電層420。導(dǎo)電層420可以用作第二柵電極。注意，圖14b是沿圖14a中的線條z1-z2的截面圖。

在圖13a至圖14b所示的結(jié)構(gòu)中，柵電極401以與氧化物半導(dǎo)體膜403的下側(cè)重疊的方式設(shè)置，并且遮光層451以覆蓋氧化物半導(dǎo)體膜403的上側(cè)的方式設(shè)置。因而，光既不從上側(cè)也不從下側(cè)進入晶體管。由此，可以將被照射到氧化物半導(dǎo)體膜403上的雜散光降低到不設(shè)置遮光層時的大約十分之一，優(yōu)選降低到大約百分之一。通過此類遮光，可以降低晶體管的退化。

在圖14a和14b所示的結(jié)構(gòu)中，將導(dǎo)電層420設(shè)置成與氧化物半導(dǎo)體膜403的溝道形成區(qū)重疊，這允許降低用來檢查該晶體管的可靠性的bt測試之前與該bt測試之后晶體管的閾值電壓的偏移量。

可以使用彩色透光樹脂層作為層間膜。圖15a及15b示出使用實施方式1所示的晶體管310并使用彩色透光樹脂層作為層間膜的液晶顯示裝置。注意，圖15b是沿圖15a的線w1-w2的截面圖。

在圖15a和15b的液晶顯示裝置中，多個像素被配置為矩陣狀，并且在該像素中形成包括氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管310。此外，該液晶顯示裝置包括晶體管之上的層間膜452；層間膜452之上的絕緣層453；絕緣層453之上的用作像素電極的第一電極446；以及該像素電極之上的液晶層444。該層間膜452是彩色透光樹脂層。

晶體管310包括：柵電極401；包括第一金屬氧化物膜402以及第二金屬氧化物膜404的柵極絕緣膜；氧化物半導(dǎo)體膜403；源電極405a；漏電極405b；第三金屬氧化物膜407；以及第四金屬氧化物膜409。

對于圖15a和15b的液晶顯示裝置的層間膜452,使用彩色透光樹脂層作為具有使透過的可見光的強度衰減的功能的膜。彩色透光樹脂層的可見光的透射率低于氧化物半導(dǎo)體膜403的可見光的透射率。

當將彩色透光樹脂層的著色層用作設(shè)置在晶體管310之上的層間膜452時，可以使入射到晶體管310的氧化物半導(dǎo)體膜403的光強度衰減而不使像素的開口率降低。因而，可以防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的晶體管310的電特性變動并且使晶體管310的電特性穩(wěn)定化。另外，彩色透光樹脂層可以用作濾色層。當在對置襯底一側(cè)設(shè)置濾色層時，難以進行像素電極與之上形成晶體管的元件襯底的位置對準而有可能導(dǎo)致圖像質(zhì)量降級。在此，由于將作為濾色層的層間膜直接形成在元件襯底一側(cè)，所以可以更精確地控制該形成區(qū)，并且可以將這種結(jié)構(gòu)調(diào)整以適合具有微細圖案的像素。此外，將一個絕緣層能夠用作層間膜和濾色層，所以該過程能夠簡化而可以以低成本制造液晶顯示裝置。

彩色是指諸如黑、灰和白等的無彩色之外的顏色。為了將著色層用作濾色器，使用只透過彩色的光的材料形成著色層。作為彩色，可以使用紅色、綠色或藍色等。替換地，還可以使用青色、品紅色或黃色等。只透過彩色的光是指透過著色層的光在其彩色光的波長處具有峰值。

為了將彩色透光樹脂層用作著色層（濾色器），優(yōu)選考慮到所含有的著色材料的濃度與光的透過率的關(guān)系，適當?shù)乜刂撇⑶覂?yōu)化彩色透光樹脂層的厚度。當使用多個薄膜的疊層形成層間膜452時，只要其中至少一個層為彩色的透光樹脂層，就可以將該層間膜452用作濾色器。

當根據(jù)彩色的顏色而使彩色透光樹脂層的厚度不同時或者當具有起因于遮光層或晶體管的凹凸時，可以層疊透過可見光區(qū)的波長的光的絕緣層（所謂的無色透明的絕緣層），而使層間膜表面平坦化。通過提高層間膜的平坦性，在其上形成的像素電極或公共電極的覆蓋性也得到提高，并可以使液晶層的間隙（厚度）均勻，由此可以進一步提高液晶顯示裝置的可見度并實現(xiàn)更高圖像質(zhì)量。

雖然在圖12a至圖15b中未圖示，但是適當?shù)卦O(shè)置取向膜或諸如推遲板或抗反射膜等光學(xué)膜等。例如，也可以使用利用偏振片或延遲板的圓偏振。

替換地，作為顯示裝置所包括的顯示元件，可以應(yīng)用利用電致發(fā)光的發(fā)光元件。利用電致發(fā)光的發(fā)光元件根據(jù)發(fā)光材料是有機化合物還是無機化合物被分類。通常，前者被稱為有機el元件，而后者被稱為無機el元件。

在有機el元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子及空穴分開地從一對電極注入到含有發(fā)光性的有機化合物的層中，于是，電流流過。這些載流子（電子及空穴）重新結(jié)合，發(fā)光性的有機化合物因此形成激發(fā)狀態(tài)。當從該激發(fā)狀態(tài)回到基態(tài)時發(fā)光性的有機化合物發(fā)光。由于這種機理，這種發(fā)光元件被稱為電流激發(fā)型發(fā)光元件。

無機el元件根據(jù)其元件結(jié)構(gòu)而分類為分散型無機el元件和薄膜型無機el元件。分散型無機el元件具有將發(fā)光材料的微粒分散在粘合劑中的發(fā)光層，并且其發(fā)光機理是利用施主能級和受主能級的施主-受主復(fù)合型發(fā)光。薄膜型無機el元件具有發(fā)光層被夾在介電層之間且該夾持發(fā)光層的介電層被夾在電極之間的結(jié)構(gòu)，其發(fā)光機理是利用金屬離子的內(nèi)殼層電子躍遷的定域類型發(fā)光。注意，在這里對作為發(fā)光元件的有機el元件的例子進行說明。

為了取出從發(fā)光元件發(fā)射的光，只要使一對電極中的至少一個為透明即可接受。在襯底之上形成晶體管及發(fā)光元件。發(fā)光元件可以應(yīng)用如下發(fā)射結(jié)構(gòu)中的任何一種：通過與襯底相反的表面取出發(fā)光的頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)；通過襯底一側(cè)的表面取出發(fā)光的底部發(fā)射結(jié)構(gòu)；或者通過襯底一側(cè)的表面及與襯底相反一側(cè)的表面取出發(fā)光的雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)。

圖9示出作為顯示元件使用發(fā)光元件的發(fā)光裝置的例子。作為顯示元件的發(fā)光元件4513電連接到設(shè)置在像素部4002中的晶體管4010。發(fā)光元件4513的結(jié)構(gòu)不局限于包括第一電極層4030、電致發(fā)光層4511以及第二電極層4031的疊層結(jié)構(gòu)。根據(jù)從發(fā)光元件4513取出的光的方向等，可以適當?shù)馗淖儼l(fā)光元件4513的結(jié)構(gòu)。

分隔壁4510能夠使用有機絕緣材料或者無機絕緣材料形成。尤其是，優(yōu)選使用感光樹脂材料形成分隔壁4510，以在第一電極層4030之上具有開口部，從而將該開口部的側(cè)壁形成為具有連續(xù)曲率的傾斜面。

電致發(fā)光層4511可使用一個層構(gòu)成，或者可使用多個層的疊層構(gòu)成。

為了防止氧、氫、水或二氧化碳等侵入發(fā)光元件4513中，可以在第二電極層4031及分隔壁4510之上形成保護膜。作為保護膜，可以形成氮化硅膜、氮化氧化硅膜或dlc膜等。此外，在由第一襯底4001、第二襯底4006以及密封材料4005形成的空間中設(shè)置有填充材料4514用于密封。為了使發(fā)光元件不接觸外部大氣，優(yōu)選使用氣密性高且脫氣少的保護膜（諸如層疊膜（laminatefilm）或紫外線固化樹脂膜等）或覆蓋材料進行封裝（密封）。

作為填充材料4514，除了氮或氬等惰性氣體以外，還可以使用紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。例如，可以使用pvc（聚氯乙烯）、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、pvb（聚乙烯醇縮丁醛）或者eva（乙烯-醋酸乙烯酯）。例如，作為填充材料使用氮。

另外，如果需要，則可以在發(fā)光元件的發(fā)射表面上適當?shù)卦O(shè)置諸如偏振片、圓偏振片（包括橢圓偏振片）、延遲板（λ/4板或λ/2板）或濾色片等的光學(xué)膜。此外，可以在偏振片或圓偏振片上設(shè)置抗反射膜。例如，可以進行抗眩光處理，該處理是能夠利用表面的凹凸來擴散反射光而可以降低眩光的處理。

此外，作為顯示裝置，可以提供驅(qū)動電子墨水的電子紙。該電子紙也被稱為電泳顯示裝置（電泳顯示器），并且，具有如下優(yōu)點：與正常紙同等級的易讀性；其耗電量比其他顯示裝置的耗電量低；并且形狀薄且輕。

作為電泳顯示裝置，有各種各樣的形式。電泳顯示裝置包含被分散在溶劑或溶質(zhì)中的多個微囊并且每個微囊含有具有正電荷的第一微粒和具有負電荷的第二微粒。通過對微囊施加電場，使微囊中的微粒彼此移動到相反方向，以只顯示集合在一側(cè)的微粒的顏色。另外，第一微粒以及第二微粒各含有染料，并且，當沒有電場時不移動。此外，第一微粒的顏色和第二微粒的顏色不同（其可以是無色）。

因此，電泳顯示裝置是利用介電常數(shù)高的物質(zhì)移動到高電場區(qū)、即所謂的介電泳效應(yīng)（dielectrophoreticeffect）的顯示裝置。

其中溶劑中分散有上述微囊的液體被稱為電子墨水。該電子墨水可以印刷到玻璃、塑料、布或紙等的表面上。另外，可以通過使用濾色器或具有色素的微粒來進行彩色顯示。

注意，作為微囊中的第一微粒及第二微粒，可以分別使用選自導(dǎo)電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電性材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料或磁泳材料中的一種材料來形成或這些材料中任一種材料的復(fù)合材料來形成。

作為電子紙，可以應(yīng)用使用扭轉(zhuǎn)球顯示方式的顯示裝置。扭轉(zhuǎn)球顯示方式是如下方法，其中將分別涂為白色和黑色的球形微粒配置在作為用于顯示元件的電極層的第一電極層與第二電極層之間，并使第一電極層與第二電極層之間產(chǎn)生電位差來控制球形微粒的方向，以進行顯示。

圖10示出作為半導(dǎo)體裝置的一個實施方式的有源矩陣型電子紙。圖10所示的電子紙是使用扭轉(zhuǎn)球顯示方式的顯示裝置的實例。

在連接到晶體管4010的第一電極層4030與設(shè)置在第二襯底4006上的第二電極層4031之間設(shè)置有球形微粒4613，球形微粒4613各包括黑色區(qū)4615a、白色區(qū)4615b以及該黑色區(qū)4615a及白色區(qū)4615b的周圍填充有液體的空洞4612。球形微粒4613周圍的空間填充有樹脂等填充材料4614。第二電極層4031對應(yīng)于公共電極（對置電極）。第二電極層4031電連接到公共電位線。

在圖8至圖10中，作為第一襯底4001和第二襯底4006，除了玻璃襯底以外，還可以使用撓性襯底，例如，可以使用具有透光性的塑料襯底等。作為塑料，可以使用frp（fiberglass-reinforcedplastics：玻璃纖維增強塑料）板、pvf（聚氟乙烯）膜、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜。此外，也可以使用具有由pvf膜或聚酯膜夾持鋁箔的結(jié)構(gòu)的薄片。

絕緣層4021可以使用無機絕緣材料或者有機絕緣材料來形成。注意，使用諸如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯樹脂、聚酰胺或環(huán)氧樹脂等具有耐熱性的有機絕緣材料形成的絕緣層4021優(yōu)選用作平坦化絕緣膜。除了上述有機絕緣材料以外，還可以使用低介電常數(shù)材料（低k材料）、硅氧烷類樹脂、psg（磷硅酸鹽玻璃）或bpsg（硼磷硅酸鹽玻璃）等。另外，也可以通過層疊多個由這些材料形成的絕緣膜，來形成絕緣層。

對絕緣層4021的形成方法沒有特別的限制，可以根據(jù)其材料而利用濺射法、旋涂法、浸漬法、噴涂法、微滴排放法（例如噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等）、輥涂法、幕式涂布法、刮刀式涂布法等來形成絕緣層4021。

顯示裝置通過透過來自光源或顯示元件的光來顯示圖像。因此，設(shè)置用于透過光的像素部的襯底和諸如絕緣膜和導(dǎo)電膜等的薄膜對可見光波長區(qū)的光具有透光性。

用于對顯示元件施加電壓的第一電極層4030及第二電極層4031（它們中的每一個可稱為像素電極層、公共電極層或?qū)χ秒姌O層等），根據(jù)取出光的方向、設(shè)置電極層的地方以及電極層的圖案結(jié)構(gòu)可具有透光性或反射性。

對于第一電極層4030和第二電極層4031，可以使用諸如包括氧化鎢的氧化銦、包括氧化鎢的氧化銦鋅、包括氧化鈦的氧化銦、包括氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫（ito）、氧化銦鋅或添加有氧化硅的氧化銦錫等透光性的導(dǎo)電材料。

第一電極層4030和第二電極層4031可以使用如下的一種或多種來形成：鎢（w）、鉬（mo）、鋯（zr）、鉿（hf）、釩（v）、鈮（nb）、鉭（ta）、鉻（cr）、鈷（co）、鎳（ni）、鈦（ti）、鉑（pt）、鋁（al）、銅（cu）或銀（ag）等金屬、這些金屬中任一種的合金以及這些金屬中任一種金屬的氮化物。

第一電極層4030和第二電極層4031可以使用包括導(dǎo)電高分子（也稱為導(dǎo)電聚合物）的導(dǎo)電組成物。作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的π電子共軛類導(dǎo)電聚合物。例如，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者由苯胺、吡咯和噻吩中的兩種以上構(gòu)成的共聚物或其衍生物等。

由于晶體管容易受到靜電等的破壞，所以優(yōu)選設(shè)置驅(qū)動電路保護用的保護電路。保護電路優(yōu)選使用非線性元件構(gòu)成。

如上所述，通過應(yīng)用實施方式1中所述的晶體管的任一種，可以提供可靠性高的半導(dǎo)體裝置。注意，不僅能夠?qū)嵤┓绞?所示的晶體管應(yīng)用于具有上述顯示功能的半導(dǎo)體裝置，而且還可以將它應(yīng)用于具有多種功能的半導(dǎo)體裝置（諸如安裝在電源電路中的功率裝置、lsi等半導(dǎo)體集成電路以及具有讀取被處理物的信息的圖像傳感器功能的半導(dǎo)體裝置等。

本實施方式可以與其他實施方式所示的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。

[實施方式3]

可將本說明書中公開的半導(dǎo)體裝置應(yīng)用于多種電子設(shè)備（包括游戲機）。作為電子設(shè)備，例如可以舉出電視機(也稱為電視或電視接收機)、用于計算機等的監(jiān)視器、諸如數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等影像拍攝裝置、數(shù)碼相框、移動電話機(也稱為移動電話或移動電話裝置)、便攜式游戲機、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、彈子機等大型游戲機等。對各具備在上述實施方式中說明的液晶顯示裝置的電子設(shè)備的例子進行說明。

圖11a示出膝上型個人計算機，其包括主體3001、殼體3002、顯示部3003以及鍵盤3004等。通過應(yīng)用實施方式1或2所示的半導(dǎo)體裝置，可以提供高可靠性膝上型個人計算機。

圖11b示出便攜式信息終端（pda），其在主體3021中包括顯示部3023、外部接口3025以及操作按鈕3024等。作為用于操作的附屬品設(shè)置觸屏筆3022。通過應(yīng)用實施方式1或2所示的半導(dǎo)體裝置，可以提供高可靠性便攜式信息終端（pda）。

圖11c示出電子書閱讀器的一個例子。例如，電子書閱讀器2700包括兩個殼體，即殼體2701及殼體2703。殼體2701及殼體2703通過合頁2711組合在一起，以便可以以該合頁2711為軸進行打開和關(guān)閉電子書閱讀器2700。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以如紙質(zhì)書籍那樣操作電子書閱讀器2700。

殼體2701中組裝有顯示部2705，而殼體2703中組裝有顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707可以顯示一個圖像或者不同圖像。在顯示部2705及顯示部2707顯示不同圖像的情況下（例如在右側(cè)的顯示部（圖11c中的顯示部2705）可以顯示文本，而在左側(cè)的顯示部（圖11c中的顯示部2707）可以顯示圖形。通過應(yīng)用實施方式1或2所示的半導(dǎo)體裝置，可以提供高可靠性電子書閱讀器2700。

此外，在圖11c中示出殼體2701具備操作部等的例子。例如，在殼體2701中具備電源開關(guān)2721、操作鍵2723以及揚聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。注意，在殼體的其上設(shè)置顯示部的表面上也可以設(shè)置鍵盤或指示裝置（pointingdevice）等。另外，在殼體的背面或側(cè)面可以設(shè)置外部連接端子（耳機端子或usb端子等）以及記錄介質(zhì)插入部等。再者，電子書閱讀器2700可以具有電子詞典的功能。

電子書閱讀器2700可以采用能夠以無線的方式傳送以及接收數(shù)據(jù)的配置。通過無線通信，能夠從電子書籍服務(wù)器購買所希望的書籍數(shù)據(jù)等并從中下載所希望的書籍數(shù)據(jù)等。

圖11d示出移動電話，其包括兩個殼體，殼體2800及殼體2801。殼體2801包括顯示面板2802、揚聲器2803、麥克風2804、指示裝置2806、影像拍攝用透鏡2807以及外部連接端子2808等。此外，殼體2800包括具有對便攜式信息終端進行充電的功能的太陽能電池單元2810以及外部存儲槽2811等。另外，在殼體2801內(nèi)組裝有天線。通過應(yīng)用實施方式1或2所示的半導(dǎo)體裝置，可以提供高可靠性移動電話。

另外，顯示面板2802具備觸摸屏，在圖11d中，使用虛線示出作為圖像而被顯示出來的多個操作鍵2805。注意，還安裝有用來將由太陽能電池單元2810輸出的電壓升壓到對于各電路足夠高的電壓的升壓電路。

顯示面板2802中，根據(jù)使用方式適當?shù)馗淖冿@示方向。另外，由于在與顯示面板2802同一表面上設(shè)置有影像拍攝用透鏡2807，所以它可以用作視頻電話。揚聲器2803及麥克風2804能夠用于音頻電話通話、錄音以及播放聲音等，還有語音呼叫。再者，通過滑動而可以使處于如圖11d那樣的展開狀態(tài)的殼體2800和殼體2801能夠移動以便一個疊在另一個之上，因此可以減小移動電話的大小，這使移動電話適于攜帶。

外部連接端子2808可以與ac適配器及各種電纜（如usb電纜等）連接，并可以進行充電及與個人計算機等的數(shù)據(jù)通信。另外，通過將存儲介質(zhì)插入外部存儲槽2811中，可以存儲大量數(shù)據(jù)，并且可以傳遞大量數(shù)據(jù)。

另外，除了上述功能以外，還可以設(shè)置紅外線通信功能或電視接收功能等。

圖11e示出數(shù)碼攝像機，其包括主體3051、顯示部a3057、目鏡3053、操作開關(guān)3054、顯示部b3055以及電池3056等。通過應(yīng)用實施方式1或2所示的半導(dǎo)體裝置，可以提供高可靠性數(shù)碼攝像機。

圖11f示出電視機的一個例子。在電視機9600中，殼體9601組裝有顯示部9603。利用顯示部9603可以顯示圖像。此外，利用支架9605來支撐殼體9601。通過應(yīng)用實施方式1或2所示的半導(dǎo)體裝置，可以提供高可靠性電視機9600。

可以通過利用殼體9601的操作開關(guān)或單獨的遙控操作機來操作電視機9600。另外，遙控操作機也可以具備用于顯示從遙控操作機中輸出的數(shù)據(jù)的顯示部。

注意，電視機9600具備接收機以及調(diào)制解調(diào)器等?？梢酝ㄟ^利用接收機來接收一般的電視廣播。再者，當顯示裝置通過調(diào)制解調(diào)器以有線或無線方式連接到通信網(wǎng)絡(luò)時，可以進行單向（從發(fā)送者到接收者）或雙向（在發(fā)送者和接收者之間或在接收者之間等）的信息通信。

本實施方式可以與其他實施方式所示的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。

附圖標記說明

310：晶體管，320：晶體管，330：晶體管，340：晶體管，350：晶體管，360：晶體管，370：晶體管，380：晶體管，390：晶體管，400：襯底，401：柵電極，402：第一金屬氧化物膜，403：氧化物半導(dǎo)體膜，404：第二金屬氧化物膜，405a：源電極，405b：漏電極，407：第三金屬氧化物膜，408：電容布線，409：第四金屬氧化物膜，410：導(dǎo)電層，411：金屬氧化物膜，413：金屬氧化物膜，414：柵電極，417：層間膜，420：導(dǎo)電層，441：襯底，442：襯底，443a：偏振片，443b：偏振片，444：液晶層，446：電極，447：電極，450：遮光層，451：遮光層，452：層間膜，453：絕緣層，455：絕緣層，2700：電子書閱讀器，2701：殼體，2703：殼體，2705：顯示部，2707：顯示部，2711：合頁，2721：電源開關(guān)，2723：操作鍵，2725：揚聲器，2800：殼體，2801：殼體，2802：顯示面板，2803：揚聲器，2804：麥克風，2805：操作鍵，2806：指示裝置，2807：影像拍攝用透鏡，2808：外部連接端子，2810：太陽能電池單元，2811：外部存儲槽，3001：主體，3002：殼體，3003：顯示部，3004：鍵盤，3021：主體，3022：觸屏筆，3023：顯示部，3024：操作按鈕，3025：外部接口，3051：主體，3053：目鏡，3054：操作開關(guān)，3055：顯示部b，3056：電池，3057：顯示部a，4001：襯底，4002：像素部，4003：信號線驅(qū)動電路，4004：掃描線驅(qū)動電路，4005：密封材料，4006：襯底，4008：液晶層，4010：晶體管，4011：晶體管，4013：液晶元件，4015：連接端子電極，4016：端子電極，4018：fpc，4019：各向異性導(dǎo)電膜，4021：絕緣層，4030：電極層，4031：電極層，4032：絕緣膜，4510：分隔壁，4511：電致發(fā)光層，4513：發(fā)光元件，4514：填充材料，4612：空洞，4613：球形微粒，4614：填充材料，4615a：黑色區(qū)，4615b：白色區(qū)，9600：電視機，9601：殼體，9603：顯示部，以及9605：支架。

本申請基于于2010年7月2日向日本專利局提交的日本專利申請2010-152342，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文。