JP7066672B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7066672B2 JP7066672B2 JP2019229201A JP2019229201A JP7066672B2 JP 7066672 B2 JP7066672 B2 JP 7066672B2 JP 2019229201 A JP2019229201 A JP 2019229201A JP 2019229201 A JP2019229201 A JP 2019229201A JP 7066672 B2 JP7066672 B2 JP 7066672B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- oxide semiconductor
- insulating film
- electrode
- semiconductor film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 680
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 180
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 85
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 52
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 169
- 238000000034 method Methods 0.000 description 168
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 131
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 128
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 78
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 74
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 58
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 58
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 57
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 54
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 51
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 50
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 47
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 42
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 34
- -1 or the like Substances 0.000 description 34
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 33
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 29
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 28
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 27
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 26
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 26
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 26
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 26
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 25
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 23
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 22
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 21
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 21
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 21
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 19
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 19
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 19
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 15
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 15
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 14
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 14
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 13
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 12
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 11
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 9
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 8
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 8
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 8
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 7
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 7
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 7
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 7
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 6
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 6
- VUFNLQXQSDUXKB-DOFZRALJSA-N 2-[4-[4-[bis(2-chloroethyl)amino]phenyl]butanoyloxy]ethyl (5z,8z,11z,14z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(=O)OCCOC(=O)CCCC1=CC=C(N(CCCl)CCCl)C=C1 VUFNLQXQSDUXKB-DOFZRALJSA-N 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 5
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 5
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 4
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 4
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 4
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 4
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 4
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 4
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 4
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 4
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 3
- UWCWUCKPEYNDNV-LBPRGKRZSA-N 2,6-dimethyl-n-[[(2s)-pyrrolidin-2-yl]methyl]aniline Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1NC[C@H]1NCCC1 UWCWUCKPEYNDNV-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000011276 addition treatment Methods 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 3
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 3
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 201000003373 familial cold autoinflammatory syndrome 3 Diseases 0.000 description 3
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 3
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 3
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 3
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- WZJUBBHODHNQPW-UHFFFAOYSA-N 2,4,6,8-tetramethyl-1,3,5,7,2$l^{3},4$l^{3},6$l^{3},8$l^{3}-tetraoxatetrasilocane Chemical compound C[Si]1O[Si](C)O[Si](C)O[Si](C)O1 WZJUBBHODHNQPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=N1 OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004435 EPR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910052800 carbon group element Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229960001730 nitrous oxide Drugs 0.000 description 2
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- YWDGEUIDOIIHTK-UHFFFAOYSA-N selanylidenebarium Chemical compound [Ba]=[Se] YWDGEUIDOIIHTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004098 selected area electron diffraction Methods 0.000 description 2
- 229940065287 selenium compound Drugs 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XHGGEBRKUWZHEK-UHFFFAOYSA-L tellurate Chemical compound [O-][Te]([O-])(=O)=O XHGGEBRKUWZHEK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- SKJCKYVIQGBWTN-UHFFFAOYSA-N (4-hydroxyphenyl) methanesulfonate Chemical compound CS(=O)(=O)OC1=CC=C(O)C=C1 SKJCKYVIQGBWTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFJCNSLCJOQHKM-CLFAGFIQSA-N (z)-1-[(z)-octadec-9-enoxy]octadec-9-ene Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCOCCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC FFJCNSLCJOQHKM-CLFAGFIQSA-N 0.000 description 1
- FJLUATLTXUNBOT-UHFFFAOYSA-N 1-Hexadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCN FJLUATLTXUNBOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LOWMYOWHQMKBTM-UHFFFAOYSA-N 1-butylsulfinylbutane Chemical compound CCCCS(=O)CCCC LOWMYOWHQMKBTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MNZAKDODWSQONA-UHFFFAOYSA-N 1-dibutylphosphorylbutane Chemical compound CCCCP(=O)(CCCC)CCCC MNZAKDODWSQONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDZLUVUQQGIOJ-UHFFFAOYSA-N 1-dihexylphosphorylhexane Chemical compound CCCCCCP(=O)(CCCCCC)CCCCCC PPDZLUVUQQGIOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNZSAFILJOCMFM-UHFFFAOYSA-N 1-dipropylphosphorylpropane Chemical compound CCCP(=O)(CCC)CCC SNZSAFILJOCMFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 1-hexanamine Chemical compound CCCCCCN BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZVUNTIMPQCQCAQ-UHFFFAOYSA-N 2-dodecanoyloxyethyl dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OCCOC(=O)CCCCCCCCCCC ZVUNTIMPQCQCAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002925 A-like Anatomy 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910018120 Al-Ga-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100269850 Caenorhabditis elegans mask-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- 239000004986 Cholesteric liquid crystals (ChLC) Substances 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229910021594 Copper(II) fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- MHZGKXUYDGKKIU-UHFFFAOYSA-N Decylamine Chemical compound CCCCCCCCCCN MHZGKXUYDGKKIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTIRHQRTDBPHNZ-UHFFFAOYSA-N Dibutyl sulfide Chemical compound CCCCSCCCC HTIRHQRTDBPHNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- FPVVYTCTZKCSOJ-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol distearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCCOC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC FPVVYTCTZKCSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005555 GaZnO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 description 1
- 229910004129 HfSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005264 High molar mass liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000003251 Pruritus Diseases 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004783 Serene Substances 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910020833 Sn-Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020868 Sn-Ga-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020994 Sn-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008813 Sn—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009069 Sn—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- PLZVEHJLHYMBBY-UHFFFAOYSA-N Tetradecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCN PLZVEHJLHYMBBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004974 Thermotropic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBKNIEBLJMAJHX-UHFFFAOYSA-N [As]#B Chemical compound [As]#B DBKNIEBLJMAJHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTRSGQGJZWBDSW-UHFFFAOYSA-N [Ge].[Se] Chemical compound [Ge].[Se] HTRSGQGJZWBDSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIAMJKRADOFGLM-UHFFFAOYSA-N [Ge].[Se].[Ca] Chemical compound [Ge].[Se].[Ca] JIAMJKRADOFGLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQRRBZZVXPVWRB-UHFFFAOYSA-N [S].[Se] Chemical class [S].[Se] ZQRRBZZVXPVWRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001341 alkaline earth metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- COOGPNLGKIHLSK-UHFFFAOYSA-N aluminium sulfide Chemical compound [Al+3].[Al+3].[S-2].[S-2].[S-2] COOGPNLGKIHLSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- MRPWWVMHWSDJEH-UHFFFAOYSA-N antimony telluride Chemical compound [SbH3+3].[SbH3+3].[TeH2-2].[TeH2-2].[TeH2-2] MRPWWVMHWSDJEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJDPJFRMHVXWPT-UHFFFAOYSA-N barium sulfide Chemical compound [S-2].[Ba+2] CJDPJFRMHVXWPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K boron phosphate Chemical compound [B+3].[O-]P([O-])([O-])=O YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000149 boron phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M bromocopper(1+) Chemical compound Br[Cu+] ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229940065285 cadmium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001662 cadmium compounds Chemical class 0.000 description 1
- AQCDIIAORKRFCD-UHFFFAOYSA-N cadmium selenide Chemical compound [Cd]=[Se] AQCDIIAORKRFCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZTXUIQYSNNFFDU-UHFFFAOYSA-L cadmium(2+);tellurate Chemical compound [Cd+2].[O-][Te]([O-])(=O)=O ZTXUIQYSNNFFDU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N calcium sulfide Chemical compound [Ca]=S JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NNLOHLDVJGPUFR-UHFFFAOYSA-L calcium;3,4,5,6-tetrahydroxy-2-oxohexanoate Chemical compound [Ca+2].OCC(O)C(O)C(O)C(=O)C([O-])=O.OCC(O)C(O)C(O)C(=O)C([O-])=O NNLOHLDVJGPUFR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001716 carbazoles Chemical class 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);sulfide Chemical compound [S-2].[Co+2] INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GWFAVIIMQDUCRA-UHFFFAOYSA-L copper(ii) fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Cu+2] GWFAVIIMQDUCRA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L copper;diiodide Chemical compound I[Cu]I GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 description 1
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- ZYLGGWPMIDHSEZ-UHFFFAOYSA-N dimethylazanide;hafnium(4+) Chemical compound [Hf+4].C[N-]C.C[N-]C.C[N-]C.C[N-]C ZYLGGWPMIDHSEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPYNZHMRTTWQTB-UHFFFAOYSA-N dimethylpyridine Natural products CC1=CC=CN=C1C HPYNZHMRTTWQTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDIXRDNYIMOKSG-UHFFFAOYSA-L disodium methyl arsenate Chemical compound [Na+].[Na+].C[As]([O-])([O-])=O SDIXRDNYIMOKSG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N ethyl(methyl)azanide;hafnium(4+) Chemical compound [Hf+4].CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000154 gallium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- QNWMNMIVDYETIG-UHFFFAOYSA-N gallium(ii) selenide Chemical compound [Se]=[Ga] QNWMNMIVDYETIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWFNJDOYCSNXDO-UHFFFAOYSA-K gallium;phosphate Chemical compound [Ga+3].[O-]P([O-])([O-])=O LWFNJDOYCSNXDO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIXHRBFZLLFBFL-UHFFFAOYSA-N germanium nitride Chemical compound N#[Ge]N([Ge]#N)[Ge]#N BIXHRBFZLLFBFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPMBECJIPQBCKI-UHFFFAOYSA-N germanium telluride Chemical compound [Te]=[Ge]=[Te] GPMBECJIPQBCKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940100608 glycol distearate Drugs 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229940093920 gynecological arsenic compound Drugs 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UJXZVRRCKFUQKG-UHFFFAOYSA-K indium(3+);phosphate Chemical compound [In+3].[O-]P([O-])([O-])=O UJXZVRRCKFUQKG-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- DONSDNATLFRYPO-UHFFFAOYSA-H indium(3+);triselenate Chemical compound [In+3].[In+3].[O-][Se]([O-])(=O)=O.[O-][Se]([O-])(=O)=O.[O-][Se]([O-])(=O)=O DONSDNATLFRYPO-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007803 itching Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical group [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052981 lead sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940056932 lead sulfide Drugs 0.000 description 1
- MQZZLKHANGTWNE-UHFFFAOYSA-L lead(2+);tellurate Chemical compound [Pb+2].[O-][Te]([O-])(=O)=O MQZZLKHANGTWNE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QENHCSSJTJWZAL-UHFFFAOYSA-N magnesium sulfide Chemical compound [Mg+2].[S-2] QENHCSSJTJWZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- VPCVQOUFBWWQSL-UHFFFAOYSA-L mercury(2+);selenate Chemical compound [Hg+2].[O-][Se]([O-])(=O)=O VPCVQOUFBWWQSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CUZHTAHNDRTVEF-UHFFFAOYSA-N n-[bis(dimethylamino)alumanyl]-n-methylmethanamine Chemical compound [Al+3].C[N-]C.C[N-]C.C[N-]C CUZHTAHNDRTVEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWMBQMGPRYJSCI-UHFFFAOYSA-N octylphosphane Chemical compound CCCCCCCCP SWMBQMGPRYJSCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002897 organic nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- BASAKOUVGYHNRZ-UHFFFAOYSA-N oxido(tridecyl)phosphanium Chemical compound C(CCCCCCCCCCCC)[PH2]=O BASAKOUVGYHNRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000259 polyoxyethylene lauryl ether Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- OQRNKLRIQBVZHK-UHFFFAOYSA-N selanylideneantimony Chemical compound [Sb]=[Se] OQRNKLRIQBVZHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHMCFSORHHSTSB-UHFFFAOYSA-N selanylidenecalcium Chemical compound [Se]=[Ca] AHMCFSORHHSTSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IRPLSAGFWHCJIQ-UHFFFAOYSA-N selanylidenecopper Chemical compound [Se]=[Cu] IRPLSAGFWHCJIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGYFMLJDMAMTAB-UHFFFAOYSA-N selanylidenelead Chemical compound [Pb]=[Se] GGYFMLJDMAMTAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVGIJSKXRWIMLY-UHFFFAOYSA-N selanylidenemagnesium Chemical compound [Se]=[Mg] WVGIJSKXRWIMLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003343 selenium compounds Chemical class 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004054 semiconductor nanocrystal Substances 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N serine Chemical compound OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneantimony Chemical compound [Sb]=S YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXKXDIKCIPXUPL-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenemercury Chemical compound [Hg]=S QXKXDIKCIPXUPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- PUZSUGPVBHGJRE-UHFFFAOYSA-N tellanylideneberyllium Chemical compound [Te]=[Be] PUZSUGPVBHGJRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFTQLBVSSQWOKD-UHFFFAOYSA-N tellanylidenecalcium Chemical compound [Te]=[Ca] UFTQLBVSSQWOKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003498 tellurium compounds Chemical class 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- XPDICGYEJXYUDW-UHFFFAOYSA-N tetraarsenic tetrasulfide Chemical compound S1[As]2S[As]3[As]1S[As]2S3 XPDICGYEJXYUDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYUZTTNXJUJWQQ-UHFFFAOYSA-N tin telluride Chemical compound [Te]=[Sn] WYUZTTNXJUJWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFNRRBXCCXDRPS-UHFFFAOYSA-N tin(ii) sulfide Chemical compound [Sn]=S AFNRRBXCCXDRPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- TUQOTMZNTHZOKS-UHFFFAOYSA-N tributylphosphine Chemical compound CCCCP(CCCC)CCCC TUQOTMZNTHZOKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPZZZGJWXOHLDJ-UHFFFAOYSA-N trihexylphosphane Chemical compound CCCCCCP(CCCCCC)CCCCCC FPZZZGJWXOHLDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N triisobutylaluminium Chemical compound CC(C)C[Al](CC(C)C)CC(C)C MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphine oxide Chemical compound CCCCCCCCP(=O)(CCCCCCCC)CCCCCCCC ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCTAHLRCZMOTKM-UHFFFAOYSA-N tripropylphosphane Chemical compound CCCP(CCC)CCC KCTAHLRCZMOTKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEDJZFSRVVQBIL-UHFFFAOYSA-N trisilane Chemical compound [SiH3][SiH2][SiH3] VEDJZFSRVVQBIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
本発明の一態様は、半導体装置、表示装置及び該表示装置を用いた電子機器に関する。
または、本発明の一態様は、物、方法、又は製造方法に関する。または、本発明の一態様
は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は組成物(コンポジション・オブ・マター
)に関する。本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、電子機器、それらの作製方法、
又はそれらの駆動方法に関する。とくに、本発明の一態様は、例えば、トランジスタ及び
容量素子を有する半導体装置に関する。
One aspect of the present invention relates to a semiconductor device, a display device, and an electronic device using the display device.
Alternatively, one aspect of the present invention relates to a product, a method, or a manufacturing method. Alternatively, one aspect of the invention relates to a process, machine, manufacture, or composition (composition of matter). One aspect of the present invention is a semiconductor device, a display device, an electronic device, a method for manufacturing the same, and the like.
Or related to their driving method. In particular, one aspect of the present invention relates to, for example, a semiconductor device including a transistor and a capacitive element.
液晶表示装置や発光表示装置に代表されるフラットパネルディスプレイの多くに用いら
れているトランジスタは、ガラス基板上に形成されたアモルファスシリコン、単結晶シリ
コン又は多結晶シリコンなどのシリコン半導体によって構成されている。また、該シリコ
ン半導体を用いたトランジスタは、集積回路(IC)などにも利用されている。
Transistors used in many flat panel displays such as liquid crystal displays and light emitting display devices are composed of silicon semiconductors such as amorphous silicon, single crystal silicon, and polysilicon that are formed on a glass substrate. .. Transistors using the silicon semiconductor are also used in integrated circuits (ICs) and the like.
近年、シリコン半導体に代わって、半導体特性を示す金属酸化物をトランジスタに用い
る技術が注目されている。なお、本明細書中では、半導体特性を示す金属酸化物を酸化物
半導体とよぶことにする。例えば、酸化物半導体として、酸化亜鉛、またはIn-Ga-
Zn系酸化物を用いたトランジスタを作製し、該トランジスタを表示装置の画素のスイッ
チング素子などに用いる技術が開示されている(特許文献1及び特許文献2参照)。
In recent years, a technique of using a metal oxide exhibiting semiconductor characteristics for a transistor instead of a silicon semiconductor has attracted attention. In the present specification, a metal oxide exhibiting semiconductor characteristics is referred to as an oxide semiconductor. For example, as an oxide semiconductor, zinc oxide or In-Ga-
A technique for producing a transistor using a Zn-based oxide and using the transistor as a switching element for pixels of a display device is disclosed (see
本発明の一態様は、導電性を有する酸化物半導体膜を備えた半導体装置を提供すること
を課題の一とする。または、本発明の一態様は、開口率を高めつつ容量値を増大させた半
導体装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、製造コストが低
い半導体装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な半導
体装置などを提供することを課題の一とする。
One aspect of the present invention is to provide a semiconductor device provided with a conductive oxide semiconductor film. Alternatively, one aspect of the present invention is to provide a semiconductor device having an increased aperture ratio and an increased capacitance value. Alternatively, one aspect of the present invention is to provide a semiconductor device having a low manufacturing cost. Alternatively, one aspect of the present invention is to provide a new semiconductor device or the like.
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
The description of these issues does not preclude the existence of other issues. It should be noted that one aspect of the present invention does not need to solve all of these problems. Issues other than these are self-evident from the description of the description, drawings, claims, etc.
It is possible to extract problems other than these from the drawings, claims, and the like.
本発明の一態様は、トランジスタと、第1の絶縁膜と、一対の電極間に第3の絶縁膜を
含む容量素子と、を有する半導体装置であって、トランジスタは、第1の絶縁膜上の第1
の酸化物半導体膜と、第1の酸化物半導体膜上の第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上の第2
の酸化物半導体膜と、第1の酸化物半導体膜および第2の酸化物半導体膜上の第3の絶縁
膜と、を有し、第1の酸化物半導体膜は、第2の酸化物半導体膜と重なるチャネル領域と
、第3の絶縁膜と接するソース領域と、第3の絶縁膜と接するドレイン領域と、を有し、
ソース領域およびドレイン領域は水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、塩素
、チタン、または希ガスの一以上を有し、容量素子の一対の電極の一方が、第2の酸化物
半導体膜を含む、半導体装置である。
One aspect of the present invention is a semiconductor device including a transistor, a first insulating film, and a capacitive element including a third insulating film between a pair of electrodes, wherein the transistor is on the first insulating film. No. 1 of
Oxide semiconductor film, a second insulating film on the first oxide semiconductor film, and a second insulating film on the second insulating film.
The oxide semiconductor film is composed of a first oxide semiconductor film and a third insulating film on the second oxide semiconductor film, and the first oxide semiconductor film is a second oxide semiconductor. It has a channel region that overlaps with the film, a source region that is in contact with the third insulating film, and a drain region that is in contact with the third insulating film.
The source and drain regions have one or more of hydrogen, boron, carbon, nitrogen, fluorine, phosphorus, sulfur, chlorine, titanium, or rare gas, and one of the pair of electrodes of the capacitive element is a second oxide semiconductor. It is a semiconductor device including a film.
また、トランジスタと、第1の絶縁膜と、一対の電極間に第3の絶縁膜を含む容量素子
と、を有する半導体装置であって、トランジスタは、ゲート電極と、ゲート電極上の前記
第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜上の第1の酸化物半導体膜と、第1の酸化物半導体膜上の
第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上の第2の酸化物半導体膜と、第1の酸化物半導体膜およ
び第2の酸化物半導体膜上の第3の絶縁膜と、を有し、第1の酸化物半導体膜は、第2の
酸化物半導体膜と重なるチャネル領域と、第3の絶縁膜と接するソース領域と、第3の絶
縁膜と接するドレイン領域と、を有し、ソース領域およびドレイン領域は水素、ホウ素、
炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、塩素、チタン、または希ガスの一以上を有し、容量素
子の一対の電極の一方が、第2の酸化物半導体膜を含む、半導体装置も本発明の一態様で
ある。
Further, it is a semiconductor device including a transistor, a first insulating film, and a capacitive element including a third insulating film between a pair of electrodes. The transistor is a gate electrode and the first insulating film on the gate electrode. The insulating film, the first oxide semiconductor film on the first insulating film, the second insulating film on the first oxide semiconductor film, and the second oxide semiconductor on the second insulating film. It has a film, a first oxide semiconductor film, and a third insulating film on the second oxide semiconductor film, and the first oxide semiconductor film has a channel that overlaps with the second oxide semiconductor film. It has a region, a source region in contact with the third insulating film, and a drain region in contact with the third insulating film, and the source region and the drain region are hydrogen, boron, and so on.
A semiconductor device having one or more of carbon, nitrogen, fluorine, phosphorus, sulfur, chlorine, titanium, or a rare gas and one of a pair of electrodes of a capacitive element containing a second oxide semiconductor film is also of the present invention. This is one aspect.
また、トランジスタと、第1の絶縁膜と、一対の電極間に第3の絶縁膜を含む容量素子
と、を有する半導体装置であって、トランジスタは、ゲート電極と、ゲート電極上の前記
第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜上の第1の酸化物半導体膜と、第1の酸化物半導体膜上の
第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上の第2の酸化物半導体膜と、第1の酸化物半導体膜およ
び第2の酸化物半導体膜上の第3の絶縁膜と、を有し、ゲート電極は、第2の酸化物半導
体膜と電気的に接続され、第1の酸化物半導体膜は、第2の酸化物半導体膜と重なるチャ
ネル領域と、第3の絶縁膜と接するソース領域と、第3の絶縁膜と接するドレイン領域と
、を有し、ソース領域およびドレイン領域は水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、
硫黄、塩素、チタン、または希ガスの一以上を有し、容量素子の一対の電極の一方が、第
2の酸化物半導体膜を含む、半導体装置も本発明の一態様である。
Further, it is a semiconductor device including a transistor, a first insulating film, and a capacitive element including a third insulating film between a pair of electrodes. The transistor is a gate electrode and the first insulating film on the gate electrode. The insulating film, the first oxide semiconductor film on the first insulating film, the second insulating film on the first oxide semiconductor film, and the second oxide semiconductor on the second insulating film. It has a film and a first oxide semiconductor film and a third insulating film on the second oxide semiconductor film, and the gate electrode is electrically connected to the second oxide semiconductor film and has a second structure. The
A semiconductor device having one or more of sulfur, chlorine, titanium, or a rare gas and one of a pair of electrodes of a capacitive element comprising a second oxide semiconductor film is also an aspect of the present invention.
また、トランジスタが第3の絶縁膜上の第4の絶縁膜と、第3の絶縁膜および第4の絶
縁膜に設けられた開口部を介して、ソース領域に電気的に接続される第1の導電膜と、第
3の絶縁膜および第4の絶縁膜に設けられた開口部を介して、ドレイン領域に電気的に接
続される第2の導電膜と、を有する上記の半導体装置も本発明の一態様である。
Further, the transistor is electrically connected to the source region through the fourth insulating film on the third insulating film and the openings provided in the third insulating film and the fourth insulating film. The above-mentioned semiconductor device having the conductive film of the above and a second conductive film electrically connected to a drain region via an opening provided in the third insulating film and the fourth insulating film is also present. It is one aspect of the invention.
また、第4の絶縁膜、第1の導電膜および第2の導電膜上の第5の絶縁膜と、第5の絶
縁膜上の第3の導電膜を有し、容量素子の一対の電極の他方が第3の導電膜を含む、上記
の半導体装置も本発明の一態様である。
Further, it has a fourth insulating film, a fifth insulating film on the first conductive film and the second conductive film, and a third conductive film on the fifth insulating film, and is a pair of electrodes of a capacitive element. The above-mentioned semiconductor device, wherein the other of the above includes a third conductive film, is also an aspect of the present invention.
また、本発明の一態様の半導体装置は、容量素子が可視光において透光性を有する、上
記の半導体装置である。
Further, the semiconductor device according to one aspect of the present invention is the above-mentioned semiconductor device in which the capacitive element has translucency in visible light.
また、上記の半導体装置において、第1の酸化物半導体膜及び第2の酸化物半導体膜が
In-M-Zn酸化物(MはAl、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、SnまたはHf
を表す)であることが好ましい。
Further, in the above semiconductor device, the first oxide semiconductor film and the second oxide semiconductor film are In—M—Zn oxides (M is Al, Ti, Ga, Y, Zr, La, Ce, Sn or Hf
Represents).
また、上記の半導体装置において、第3の絶縁膜が窒素または水素を含むことが好まし
い。
Further, in the above semiconductor device, it is preferable that the third insulating film contains nitrogen or hydrogen.
また、上記の半導体装置において、第2の絶縁膜が酸素を含むことが好ましい。 Further, in the above semiconductor device, it is preferable that the second insulating film contains oxygen.
また、上記の半導体装置と、液晶素子とを有する表示装置も、本発明の一態様である。 A display device having the above-mentioned semiconductor device and a liquid crystal element is also an aspect of the present invention.
また、上記の半導体装置と、スイッチ、スピーカ、表示部または筐体と、を有する電子
機器も、本発明の一態様である。
An electronic device having the above-mentioned semiconductor device, a switch, a speaker, a display unit, or a housing is also an aspect of the present invention.
本発明の一態様により、導電性を有する酸化物半導体膜を備えた半導体装置を提供する
ことができる。または、本発明の一態様により、開口率を高めつつ容量値を増大させた半
導体装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、製造コストが低い半
導体装置を提供することができる。また本発明の一態様により、新規な半導体装置などを
提供することができる。
According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a semiconductor device provided with a conductive oxide semiconductor film. Alternatively, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a semiconductor device having an increased aperture ratio and an increased capacitance value. Alternatively, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a semiconductor device having a low manufacturing cost. Further, according to one aspect of the present invention, a novel semiconductor device or the like can be provided.
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
The description of these effects does not preclude the existence of other effects. It should be noted that one aspect of the present invention does not necessarily have to have all of these effects. It should be noted that the effects other than these are self-evident from the description of the description, drawings, claims, etc., and it is possible to extract the effects other than these from the description of the description, drawings, claims, etc. Is.
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明の
一態様は以下の説明に限定されず、本発明の主旨及びその範囲から逸脱することなくその
形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本
発明の一態様は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
また、以下に説明する実施の形態において、同一部分または同様の機能を有する部分には
、同一の符号または同一のハッチパターンを異なる図面間で共通して用い、その繰り返し
の説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, one aspect of the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that the form and details thereof can be variously changed without departing from the gist of the present invention and its scope. To. Therefore, one aspect of the present invention is not construed as being limited to the description of the embodiments shown below.
Further, in the embodiments described below, the same reference numerals or the same hatch patterns are commonly used among different drawings for the same parts or parts having the same functions, and the repeated description thereof will be omitted.
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、膜の厚さ、又は領域は、明
瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない
。
In each of the figures described herein, the size, film thickness, or region of each configuration may be exaggerated for clarity. Therefore, it is not necessarily limited to that scale.
また、本明細書等において用いる第1、第2等の序数詞は、構成要素の混合を避けるた
めに付したものであり、数的に限定するものではない。そのため、例えば、「第1の」を
「第2の」または「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。
Further, the first and second ordinal numbers used in the present specification and the like are attached to avoid mixing of the components, and are not limited numerically. Therefore, for example, the "first" can be appropriately replaced with the "second" or "third" for explanation.
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ
替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変
更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁膜」
という用語に変更することが可能な場合がある。
Further, in the present specification and the like, the term "membrane" and the term "layer" can be interchanged with each other. For example, it may be possible to change the term "conductive layer" to the term "conductive layer". Or, for example, the term "insulating film" is referred to as "insulating film".
It may be possible to change to the term.
また、本明細書等において、「半導体」と表記した場合であっても、例えば、導電性が
十分に低い場合は、「絶縁体」としての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「
絶縁体」とは境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書
等に記載の「半導体」は、「絶縁体」に言い換えることが可能な場合がある。同様に、本
明細書等に記載の「絶縁体」は、「半導体」に言い換えることが可能な場合がある。また
は、本明細書等に記載の「絶縁体」を「半絶縁体」に言い換えることが可能な場合がある
。
Further, even when the term "semiconductor" is used in the present specification or the like, for example, if the conductivity is sufficiently low, it may have characteristics as an "insulator". Also, "semiconductor" and "
The boundary with "insulator" is ambiguous and may not be strictly distinguishable. Therefore, the "semiconductor" described in the present specification and the like may be paraphrased as an "insulator". Similarly, the "insulator" described in the present specification and the like may be paraphrased as "semiconductor". Alternatively, it may be possible to paraphrase the "insulator" described in the present specification or the like into a "semi-insulator".
また、本明細書等において、「半導体」と表記した場合であっても、例えば、導電性が
十分に高い場合は、「導電体」としての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「
導電体」とは境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書
等に記載の「半導体」は、「導電体」に言い換えることが可能な場合がある。同様に、本
明細書等に記載の「導電体」は、「半導体」に言い換えることが可能な場合がある。
Further, even when the term "semiconductor" is used in the present specification or the like, for example, if the conductivity is sufficiently high, the conductor may have characteristics as a "conductor". Also, "semiconductor" and "
The boundary with "conductor" is ambiguous and may not be strictly distinguishable. Therefore, the "semiconductor" described in the present specification and the like may be paraphrased as a "conductor". Similarly, the "conductor" described in the present specification and the like may be paraphrased as "semiconductor".
なお、トランジスタの「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタ
を採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わること
がある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替え
て用いることができるものとする。
The "source" and "drain" functions of the transistor may be interchanged when a transistor having a different polarity is used or when the direction of the current changes in the circuit operation. Therefore, in the present specification, the terms "source" and "drain" may be used interchangeably.
なお、本明細書等においてパターニングとは、フォトリソグラフィ工程を用いるものと
する。ただし、パターニングは、フォトリソグラフィ工程に限定されず、フォトリソグラ
フィ工程以外の工程を用いることもできる。また、フォトリソグラフィ工程で形成したマ
スクはエッチング処理後除去するものとする。
In the present specification and the like, patterning uses a photolithography process. However, the patterning is not limited to the photolithography process, and a process other than the photolithography process can also be used. Further, the mask formed in the photolithography process shall be removed after the etching process.
なお、本明細書等において、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸
素の含有量が多い膜を指し、好ましくは酸素が55原子%以上65原子%以下、窒素が1
原子%以上20原子%以下、シリコンが25原子%以上35原子%以下、水素が0.1原
子%以上10原子%以下の範囲で含まれるものをいう。窒化酸化シリコン膜とは、その組
成として、酸素よりも窒素の含有量が多い膜を指し、好ましくは窒素が55原子%以上6
5原子%以下、酸素が1原子%以上20原子%以下、シリコンが25原子%以上35原子
%以下、水素が0.1原子%以上10原子%以下の濃度範囲で含まれるものをいう。
In the present specification and the like, the silicon oxide film refers to a film having a higher oxygen content than nitrogen in its composition, preferably 55 atomic% or more and 65 atomic% or less of oxygen, and 1 nitrogen.
Atomic% or more and 20 atomic% or less, silicon is 25 atomic% or more and 35 atomic% or less, and hydrogen is 0.1 atomic% or more and 10 atomic% or less. The silicon nitride film refers to a film having a nitrogen content higher than that of oxygen in its composition, preferably having a nitrogen content of 55 atomic% or more 6
5 atomic% or less, oxygen is 1 atomic% or more and 20 atomic% or less, silicon is 25 atomic% or more and 35 atomic% or less, and hydrogen is 0.1 atomic% or more and 10 atomic% or less.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置について、図1乃至図13を用いて説
明する。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, the semiconductor device of one aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
<半導体装置の構成例1>
図1(A)は、本発明の一態様の半導体装置100の上面図であり、図1(B)は、図
1(A)の一点鎖線A-B間、一点鎖線C-D間、及び一点鎖線E-F間における切断面
の断面図に相当する。なお、図1(A)において、煩雑になることを避けるため、半導体
装置100の構成要素の一部(ゲート絶縁膜等)を省略して図示している。なお、トラン
ジスタの上面図においては、以降の図面においても図1(A)と同様に、構成要素の一部
を省略して図示する場合がある。
<Semiconductor device configuration example 1>
1 (A) is a top view of the
図1(A)の一点鎖線A-Bはトランジスタ150のチャネル長方向を示している。ま
た一点鎖線E-Fはトランジスタ150のチャネル幅方向を示している。なお、本明細書
においてトランジスタのチャネル長方向とは、ソース(ソース領域またはソース電極)及
びドレイン(ドレイン領域またはドレイン電極)間において、キャリアが移動する方向を
意味し、チャネル幅方向は、基板と水平な面内において、チャネル長方向に対して垂直の
方向を意味する。
The alternate long and short dash line AB in FIG. 1A shows the channel length direction of the
図1(A)、(B)に示す半導体装置100は、第1の酸化物半導体膜108を含むト
ランジスタ150と、一対の電極間に絶縁膜を含む容量素子160と、を有する。なお、
容量素子160において、一対の電極の一方が第2の酸化物半導体膜111bであり、一
対の電極の他方が導電膜123である。
The
In the
トランジスタ150は、基板102上のゲート電極106と、ゲート電極106上のゲ
ート絶縁膜として機能する絶縁膜104と、絶縁膜104上の第1の酸化物半導体膜10
8と、第1の酸化物半導体膜108上の絶縁膜110と、絶縁膜110上の第2の酸化物
半導体膜111aと、絶縁膜104、第1の酸化物半導体膜108および第2の酸化物半
導体膜111a上の絶縁膜116と、を有する。なお、第1の酸化物半導体膜108は、
第2の酸化物半導体膜111aと重なるチャネル領域108iと、絶縁膜116と接する
ソース領域108sと、絶縁膜116と接するドレイン領域108dと、を有する。
The
8, the insulating
It has a
トランジスタ150において、ゲート電極106は第1のゲート電極として機能し、第
2の酸化物半導体膜111aは第2のゲート電極として機能する。第2の酸化物半導体膜
111aは、絶縁膜104、絶縁膜110に設けられた開口部142を介してゲート電極
106と電気的に接続される。すなわち、ゲート電極106および第2の酸化物半導体膜
111aは同電位となる。なお、トランジスタ150において、ゲート電極106と第2
の酸化物半導体膜111aが各々独立して動作し、異なる電位を与えられる構成としても
よい。また、トランジスタ150がゲート電極106を有さない構成としてもよい(図1
(C)参照)。
In the
The
(C)).
また、絶縁膜116は、窒素または水素を有する。絶縁膜116と、ソース領域108
s及びドレイン領域108dと、が接することで、絶縁膜116中の窒素または水素がソ
ース領域108s及びドレイン領域108d中に添加される。ソース領域108s及びド
レイン領域108dは、窒素または水素が添加されることで、キャリア密度が高くなる。
なお、第1の酸化物半導体膜108において、ソース領域108sおよびドレイン領域1
08dはチャネル領域108iとハッチングを変えて示している(図1(B)参照)。
Further, the insulating
When s and the
In the first
08d is shown by changing the hatching from the
また、トランジスタ150は、絶縁膜116上の絶縁膜118と、絶縁膜116、11
8に設けられた開口部141aを介して、ソース領域108sに電気的に接続される導電
膜120aと、絶縁膜116、118に設けられた開口部141bを介して、ドレイン領
域108dに電気的に接続される導電膜120bと、を有していてもよい。
Further, the
The
なお、本明細書等において、絶縁膜104を第1の絶縁膜と、絶縁膜110を第2の絶
縁膜と、絶縁膜116を第3の絶縁膜と、絶縁膜118を第4の絶縁膜と、後述する絶縁
膜122を第5の絶縁膜と、それぞれ呼称する場合がある。また、導電膜112は、ゲー
ト電極としての機能を有し、導電膜120aは、ソース電極またはドレイン電極の一方と
しての機能を有し、導電膜120bは、ソース電極またはドレイン電極の他方としての機
能を有する。
In the present specification and the like, the insulating
また、絶縁膜110は、ゲート絶縁膜としての機能を有する。また、絶縁膜110は、
過剰酸素領域を有する。絶縁膜110が過剰酸素領域を有することで、第1の酸化物半導
体膜108が有するチャネル領域108i中に過剰酸素を供給することができる。よって
、チャネル領域108iに形成されうる酸素欠損を過剰酸素により補填することができる
ため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
Further, the insulating
Has an excess oxygen region. Since the insulating
なお、第1の酸化物半導体膜108中に過剰酸素を供給させるためには、第1の酸化物
半導体膜108の下方に形成される絶縁膜104に過剰酸素を供給してもよい。ただし、
この場合、絶縁膜104中に含まれる過剰酸素は、第1の酸化物半導体膜108が有する
ソース領域108s、及びドレイン領域108dにも供給されうる。ソース領域108s
、及びドレイン領域108d中に過剰酸素が供給されると、ソース領域108s、及びド
レイン領域108dの抵抗が高くなる場合がある。
In order to supply excess oxygen into the first
In this case, the excess oxygen contained in the insulating
, And when excess oxygen is supplied into the
一方で、第1の酸化物半導体膜108の上方に形成される絶縁膜110に過剰酸素を有
する構成とすることで、チャネル領域108iにのみ選択的に過剰酸素を供給させること
が可能となる。あるいは、チャネル領域108i、ソース領域108s、及びドレイン領
域108dに過剰酸素を供給させたのち、ソース領域108s及びドレイン領域108d
のキャリア密度を選択的に高めることで、ソース領域108s、及びドレイン領域108
dの抵抗が高くなることを抑制することができる。
On the other hand, by configuring the insulating
By selectively increasing the carrier density of the
It is possible to suppress an increase in the resistance of d.
また、第1の酸化物半導体膜108が有するソース領域108s及びドレイン領域10
8dは、それぞれ、酸素欠損を形成する元素、または酸素欠損と結合する以下の元素を一
以上有することが好ましい。当該酸素欠損を形成する元素、または酸素欠損と結合する元
素としては、代表的には水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、塩素、チタン
、希ガス等が挙げられる。また、希ガス元素の代表例としては、ヘリウム、ネオン、アル
ゴン、クリプトン、及びキセノン等がある。上記酸素欠損を形成する元素は、絶縁膜11
6の構成元素がソース領域108s、及びドレイン領域108dに拡散する、または不純
物添加処理によりソース領域108s、及びドレイン領域108d中に添加される。
Further, the
It is preferable that each of 8d has one or more elements forming an oxygen deficiency or the following elements that bind to oxygen deficiency. Typical examples of the element that forms the oxygen deficiency or the element that binds to the oxygen deficiency include hydrogen, boron, carbon, nitrogen, fluorine, phosphorus, sulfur, chlorine, titanium, and rare gas. Typical examples of rare gas elements include helium, neon, argon, krypton, xenon and the like. The element forming the oxygen deficiency is the insulating
The constituent elements of 6 are diffused into the
不純物元素が酸化物半導体膜に添加されると、酸化物半導体膜中の金属元素と酸素の結
合が切断され、酸素欠損が形成される。または、不純物元素が酸化物半導体膜に添加され
ると、酸化物半導体膜中の金属元素と結合していた酸素が不純物元素と結合し、金属元素
から酸素が脱離され、酸素欠損が形成される。これらの結果、酸化物半導体膜においてキ
ャリア密度が増加し、導電性が高くなる。
When the impurity element is added to the oxide semiconductor film, the bond between the metal element and oxygen in the oxide semiconductor film is broken, and an oxygen deficiency is formed. Alternatively, when an impurity element is added to the oxide semiconductor film, oxygen bonded to the metal element in the oxide semiconductor film is combined with the impurity element, oxygen is desorbed from the metal element, and oxygen deficiency is formed. To. As a result, the carrier density of the oxide semiconductor film is increased and the conductivity is increased.
また、絶縁膜118、導電膜120aおよび導電膜120b上に、絶縁膜122、導電
膜123がこの順で形成されている。絶縁膜116および絶縁膜118には、第2の酸化
物半導体膜111bに達する開口部143が形成されており、開口部143を介して導電
膜120bと第2の酸化物半導体膜111bが電気的に接続されている。第2の酸化物半
導体膜111bは、例えば、画素電極としての機能を有する。また導電膜123は、例え
ば、コモン電極としての機能を有する。
Further, the insulating
なお、第2の酸化物半導体膜111bがコモン電極としての機能を有し、導電膜123
が画素電極としての機能を有していてもよい(図2(A)参照)。図2(A)において、
導電膜123は絶縁膜122に設けられた開口部144を介して導電膜120bと電気的
に接続されている。また、第2の酸化物半導体膜111bの代わりに、第1の酸化物半導
体膜108と同時に形成される第1の酸化物半導体膜108bが画素電極としての機能を
有していてもよい(図2(B)参照)。また、第1の酸化物半導体膜108bがコモン電
極としての機能を有し、導電膜123が画素電極としての機能を有していてもよい(図2
(C)参照)。
The second
May have a function as a pixel electrode (see FIG. 2A). In FIG. 2 (A),
The
(C)).
また、コモン電極の機能を有する導電膜123に補助電極が接続されていてもよい。第
2の酸化物半導体膜111bが透過型液晶表示装置の画素電極として機能する場合、該補
助電極は第2の酸化物半導体膜111bと重畳しない位置に設けることが好ましい。例え
ば、導電膜123上に補助電極として機能する導電膜124が設けられていてもよい(図
3(A)、(B)参照)。また、導電膜120a、120bと同時に形成できる導電膜1
20cが、導電膜123の補助配線として設けられていてもよい(図4(A)、(B)参
照)。図4(A)、(B)において、導電膜120cは絶縁膜122に設けられた開口部
145を介して導電膜123と電気的に接続される。なお、図3(B)、図4(B)はそ
れぞれ、図3(A)、図4(A)の一点鎖線A-B間、一点鎖線C-G間における切断面
の断面図に相当する。
Further, the auxiliary electrode may be connected to the
20c may be provided as an auxiliary wiring of the conductive film 123 (see FIGS. 4A and 4B). In FIGS. 4A and 4B, the
容量素子160は、絶縁膜110上の一対の電極の一方としての機能を有する第2の酸
化物半導体膜111と、第2の酸化物半導体膜111上の誘電体膜として機能する絶縁膜
116、絶縁膜118および絶縁膜122と、絶縁膜122上の一対の電極の他方として
の機能を有する導電膜123と、を有する。すなわち、第2の酸化物半導体膜111bは
、画素電極としての機能と容量素子の電極としての機能を有する。また導電膜123は、
コモン電極としての機能と容量素子の電極としての機能を有する。
The
It has a function as a common electrode and a function as an electrode of a capacitive element.
なお、第1の酸化物半導体膜108と第2の酸化物半導体膜111a、111bは、同
一の金属元素を有すると好ましい。第1の酸化物半導体膜108と第2の酸化物半導体膜
111a、111bを同一の金属元素を有する構成とすることで、製造装置(例えば、成
膜装置、加工装置等)を共通に用いることが可能となるため、製造コストを抑制すること
ができる。
It is preferable that the first
また、図1に示す半導体装置100は、トランジスタ150のゲート電極として機能す
る第2の酸化物半導体膜111aと、画素電極として機能する第2の酸化物半導体膜11
1bを同様の材料を用いて同時に形成する。このような構成とすることで、該半導体装置
を作製する工程数を減らし、製造コストを抑制することができる。
Further, the
1b is formed simultaneously using the same material. With such a configuration, the number of steps for manufacturing the semiconductor device can be reduced, and the manufacturing cost can be suppressed.
また、容量素子160は、透光性を有する。すなわち、容量素子160が有する、第2
の酸化物半導体膜111b、導電膜123、及び絶縁膜116、118、122は、それ
ぞれ透光性を有する材料により構成される。このように、容量素子160が透光性を有す
ることで、画素内のトランジスタが形成される箇所以外の領域に大きく(大面積に)形成
することができるため、開口率を高めつつ容量値を増大させた半導体装置を得ることがで
きる。この結果、表示品位の優れた半導体装置を得ることができる。
Further, the
The
なお、トランジスタ150において、第1の酸化物半導体膜108のチャネル領域10
8iは、ソース領域108sおよびドレイン領域108dと比較して抵抗率が高い。また
、第2の酸化物半導体膜111a、111bは電極としての機能を有するため、第1の酸
化物半導体膜108のチャネル領域108iと比較して抵抗率が低い。
In the
8i has a higher resistivity than the
ここで、第1の酸化物半導体膜108及び第2の酸化物半導体膜111の抵抗率の制御
方法について、以下説明を行う。
Here, a method for controlling the resistivity of the first
<酸化物半導体の抵抗率の制御方法>
第1の酸化物半導体膜108及び第2の酸化物半導体膜111に用いることのできる酸
化物半導体膜は、膜中の酸素欠損及び/又は膜中の水素、水等の不純物濃度によって、抵
抗率を制御することができる半導体材料である。そのため、第1の酸化物半導体膜108
及び第2の酸化物半導体膜111へ酸素欠損及び/又は不純物濃度が増加する処理、また
は酸素欠損及び/又は不純物濃度が低減する処理を選択することによって、それぞれの酸
化物半導体膜の抵抗率を制御することができる。
<Method of controlling resistivity of oxide semiconductor>
The oxide semiconductor film that can be used for the first
By selecting a treatment for increasing the oxygen deficiency and / or the impurity concentration in the second
具体的には、低効率を下げたい領域の酸化物半導体膜にプラズマ処理を行い、該酸化物
半導体の膜中の酸素欠損を増加させる、および/または酸化物半導体の膜中の水素、水等
の不純物を増加させることによって、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜
とすることができる。また、酸化物半導体膜に水素を含む絶縁膜を接して形成し、該水素
を含む絶縁膜、例えば絶縁膜116から酸化物半導体膜に水素を拡散させることによって
、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜とすることができる。このとき、該
酸化物半導体膜は、酸化物導電体(OC:Oxide Conductor)として機能
する。例えば、第2の酸化物半導体膜111a、111bは、上記にように膜中の酸素欠
損を増加させる、または水素を拡散させる工程の前においては半導体としての機能を有し
、該工程の後においては、導電体としての機能を有する。
Specifically, the oxide semiconductor film in the region where low efficiency is desired to be reduced is subjected to plasma treatment to increase oxygen deficiency in the oxide semiconductor film, and / or hydrogen, water, etc. in the oxide semiconductor film. By increasing the impurities in the above, it is possible to obtain an oxide semiconductor film having a high carrier density and a low resistance. Further, by forming an insulating film containing hydrogen in contact with the oxide semiconductor film and diffusing hydrogen from the insulating film containing hydrogen, for example, the insulating
一方、第1の酸化物半導体膜108のチャネル領域108iは、絶縁膜110を設ける
ことによって、水素を含む絶縁膜116と接しない構成とする。絶縁膜104、110の
少なくとも一つに酸素を含む絶縁膜、別言すると、酸素を放出することが可能な絶縁膜を
適用することで、チャネル領域108iとしたい酸化物半導体膜の領域に酸素を供給する
ことができる。酸素が供給されたチャネル領域108iは、膜中または界面の酸素欠損が
補填され抵抗率が高い酸化物半導体膜となる。なお、酸素を放出することが可能な絶縁膜
としては、例えば、酸化シリコン膜、または酸化窒化シリコン膜を用いることができる。
On the other hand, the
また、抵抗率が低い酸化物半導体膜を得るために、イオン注入法、イオンドーピング法
、プラズマイマージョンイオンインプランテーション法などを用いて、水素、ボロン、リ
ン、または窒素を酸化物半導体膜に注入してもよい。
Further, in order to obtain an oxide semiconductor film having a low resistance, hydrogen, boron, phosphorus or nitrogen is injected into the oxide semiconductor film by using an ion implantation method, an ion doping method, a plasma implantation ion implantation method or the like. You may.
また、抵抗率が低い酸化物半導体膜を得るために、該酸化物半導体膜にプラズマ処理を
行ってもよい。例えば、該プラズマ処理としては、代表的には、希ガス(He、Ne、A
r、Kr、Xe)、水素、及び窒素の中から選ばれた一種以上を含むガスを用いたプラズ
マ処理が挙げられる。より具体的には、Ar雰囲気下でのプラズマ処理、Arと水素の混
合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Arとアンモ
ニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素雰囲気下でのプラズマ処理などが
挙げられる。
Further, in order to obtain an oxide semiconductor film having a low resistivity, the oxide semiconductor film may be subjected to plasma treatment. For example, the plasma treatment is typically a noble gas (He, Ne, A).
Plasma treatment using a gas containing one or more selected from r, Kr, Xe), hydrogen, and nitrogen can be mentioned. More specifically, plasma treatment in an Ar atmosphere, plasma treatment in an Ar and hydrogen mixed gas atmosphere, plasma treatment in an ammonia atmosphere, plasma treatment in an Ar and ammonia mixed gas atmosphere, or nitrogen. Plasma treatment in an atmosphere can be mentioned.
上記プラズマ処理によって、酸化物半導体膜は、酸素が脱離した格子(または酸素が脱
離した部分)に酸素欠損を形成する。該酸素欠損は、キャリアを発生する要因になる場合
がある。また、酸化物半導体膜の近傍、より具体的には、酸化物半導体膜の下側または上
側に接する絶縁膜から水素が供給されると、上記酸素欠損と水素が結合することで、キャ
リアである電子を生成する場合がある。
By the above plasma treatment, the oxide semiconductor film forms an oxygen deficiency in the oxygen-desorbed lattice (or the oxygen-desorbed portion). The oxygen deficiency may be a factor in generating carriers. Further, when hydrogen is supplied from the vicinity of the oxide semiconductor film, more specifically, from the insulating film in contact with the lower side or the upper side of the oxide semiconductor film, the oxygen deficiency and hydrogen are combined to form a carrier. May generate electrons.
一方、酸素欠損が補填され、水素濃度が低減された酸化物半導体膜は、高純度真性化、
又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体膜といえる。ここで、実質的に真性とは、
酸化物半導体膜のキャリア密度が、8×1011個/cm3未満、好ましくは1×101
1/cm3未満、さらに好ましくは1×1010個/cm3未満であることを指す。高純
度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため
、キャリア密度を低くすることができる。また、高純度真性または実質的に高純度真性で
ある酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度を低減することがで
きる。
On the other hand, the oxide semiconductor film in which the oxygen deficiency is compensated and the hydrogen concentration is reduced is highly pure and intrinsic.
Alternatively, it can be said that it is an oxide semiconductor film that has been substantially purified. Here, what is practically true?
The carrier density of the oxide semiconductor film is 8 × 10 11 pieces / cm 3 or less, preferably 1 × 10 1 .
It means less than 1 / cm3 , more preferably less than 1 × 10 10 pieces / cm3 . Oxide semiconductor films having high-purity intrinsics or substantially high-purity intrinsics have few carrier sources, so that the carrier density can be lowered. Further, since the oxide semiconductor film having high purity intrinsicity or substantially high purity intrinsicity has a low defect level density, the trap level density can be reduced.
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、オフ電流が著し
く小さく、チャネル幅が1×106μmでチャネル長Lが10μmの素子であっても、ソ
ース電極とドレイン電極間の電圧(ドレイン電圧)が1Vから10Vの範囲において、オ
フ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち1×10-13A以下
という特性を得ることができる。したがって、上述した高純度真性または実質的に高純度
真性である酸化物半導体膜の領域をチャネル領域108iに用いるトランジスタ150は
、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。
Further, an oxide semiconductor film having high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic has a remarkably small off-current, and even if it is an element having a channel width of 1 × 106 μm and a channel length of L of 10 μm, it can be used as a source electrode. When the voltage between the drain electrodes (drain voltage) is in the range of 1 V to 10 V, it is possible to obtain the characteristic that the off current is not more than the measurement limit of the semiconductor parameter analyzer, that is, 1 × 10 -13 A or less. Therefore, the
絶縁膜116として、例えば、水素を含む絶縁膜、別言すると水素を放出することが可
能な絶縁膜、代表的には窒化シリコン膜を用いることで、第1の酸化物半導体膜108お
よび第2の酸化物半導体膜111a、111bに水素を供給することができる。水素を放
出することが可能な絶縁膜としては、膜中の含有水素濃度が1×1022atoms/c
m3以上であると好ましい。このような絶縁膜を上記の酸化物半導体膜に接して形成する
ことで、該酸化物半導体膜に効果的に水素を含有させることができる。このように、第1
の酸化物半導体膜108及び第2の酸化物半導体膜111a、111bに接する絶縁膜の
構成を変えることによって、酸化物半導体膜の抵抗率を制御することができる。
As the insulating
It is preferably m 3 or more. By forming such an insulating film in contact with the oxide semiconductor film, the oxide semiconductor film can be effectively contained with hydrogen. Thus, the first
The resistivity of the oxide semiconductor film can be controlled by changing the configuration of the insulating film in contact with the
酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に
、酸素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損を形成する。該酸素欠損
に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が
金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。
The hydrogen contained in the oxide semiconductor film reacts with oxygen bonded to a metal atom to become water, and at the same time, forms an oxygen deficiency in the oxygen-desorbed lattice (or the oxygen-desorbed portion). When hydrogen enters the oxygen deficiency, electrons that are carriers may be generated. In addition, a part of hydrogen may be bonded to oxygen, which is bonded to a metal atom, to generate an electron as a carrier.
第1の酸化物半導体膜108のチャネル領域108iは、水素ができる限り低減されて
いることが好ましい。具体的には、チャネル領域108iにおいて、二次イオン質量分析
法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)に
より得られる水素濃度を、2×1020atoms/cm3以下、好ましくは5×101
9atoms/cm3以下、より好ましくは1×1019atoms/cm3以下、5×
1018atoms/cm3未満、好ましくは1×1018atoms/cm3以下、よ
り好ましくは5×1017atoms/cm3以下、さらに好ましくは1×1016at
oms/cm3以下とする。
It is preferable that hydrogen is reduced as much as possible in the
9 atoms / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 19 atoms / cm 3 or less, 5 ×
10 18 atoms / cm less than 3 , preferably 1 × 10 18 atoms / cm 3 or less, more preferably 5 × 10 17 atoms / cm 3 or less, still more preferably 1 × 10 16 at.
oms / cm 3 or less.
一方、第1の酸化物半導体膜108のソース領域108s、ドレイン領域108dおよ
び第2の酸化物半導体膜111a、111bに含まれる水素濃度は、8×1019以上、
好ましくは1×1020atoms/cm3以上、より好ましくは5×1020以上であ
る。または、これらの酸化物半導体膜に含まれる水素濃度は、チャネル領域108iと比
較して2倍以上、好ましくは10倍以上である。また、これらの酸化物半導体膜の抵抗率
が、チャネル領域108iの抵抗率の1×10-8倍以上1×10-1倍未満であること
が好ましく、代表的には1×10-3Ωcm以上1×104Ωcm未満、さらに好ましく
は、抵抗率が1×10-3Ωcm以上1×10-1Ωcm未満であるとよい。
On the other hand, the hydrogen concentration contained in the
It is preferably 1 × 10 20 atoms / cm 3 or more, and more preferably 5 × 10 20 or more. Alternatively, the hydrogen concentration contained in these oxide semiconductor films is twice or more, preferably 10 times or more, as compared with the
ここで、図1(A)及び図1(B)に示す半導体装置100のその他の構成要素の詳細
について、以下説明を行う。
Here, the details of the other components of the
<基板>
基板102の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度
の耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サ
ファイア基板等を、基板102として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンから
なる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板
、SOI基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられた
ものを、基板102として用いてもよい。なお、基板102として、ガラス基板を用いる
場合、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200m
m)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800m
m)、第10世代(2950mm×3400mm)等の大面積基板を用いることで、大型
の表示装置を作製することができる。また、基板102として、可撓性基板を用い、可撓
性基板上に直接、トランジスタ150、容量素子160等を形成してもよい。
<Board>
There are no major restrictions on the material of the
m), 8th generation (2200mm x 2400mm), 9th generation (2400mm x 2800m)
m), a large-sized display device can be manufactured by using a large-area substrate such as the 10th generation (2950 mm × 3400 mm). Further, a flexible substrate may be used as the
これらの他にも、基板102として、様々な基板を用いて、トランジスタを形成するこ
とが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例として
は、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイ
ルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、
貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板
の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダラ
イムガラスなどがある。可撓性基板の一例としては、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表
されるプラスチック、又はアクリル等の可撓性を有する合成樹脂などがある。貼り合わせ
フィルムの一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ
塩化ビニルなどがある。基材フィルムの一例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
イミド、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又は
SOI基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状
などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造すること
ができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又
は回路の高集積化を図ることができる。
In addition to these, various substrates can be used as the
There are laminated films, papers containing fibrous materials, base films, and the like. Examples of glass substrates include barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, and soda lime glass. As an example of a flexible substrate, polyethylene terephthalate (PE)
There are flexible synthetic resins such as T), polyethylene naphthalate (PEN), plastics typified by polyether sulfone (PES), and acrylics. Examples of the laminated film include polypropylene, polyester, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride and the like. Examples of the base film include polyester, polyamide, polyimide, inorganic vapor-deposited film, paper and the like. In particular, by manufacturing a transistor using a semiconductor substrate, a single crystal substrate, an SOI substrate, or the like, it is possible to manufacture a transistor having a high current capacity and a small size with little variation in characteristics, size, or shape. .. When a circuit is configured with such transistors, it is possible to reduce the power consumption of the circuit or increase the integration of the circuit.
なお、ある基板を用いてトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転
置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板の一
例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロフ
ァン基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン
、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、
再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を
用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形
成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
A transistor may be formed using a certain substrate, then the transistor may be transposed to another substrate, and the transistor may be arranged on another substrate. As an example of the substrate on which the transistor is translocated, in addition to the substrate capable of forming the above-mentioned transistor, a paper substrate, a cellophane substrate, a stone substrate, a wood substrate, a cloth substrate (natural fiber (silk, cotton, linen), etc. Synthetic fiber (nylon, polyurethane, polyester) or recycled fiber (acetate, cupra, rayon,
(Including recycled polyester), leather substrate, rubber substrate, etc. By using these substrates, it is possible to form a transistor having good characteristics, to form a transistor having low power consumption, to manufacture a device that is hard to break, to impart heat resistance, to reduce the weight, or to reduce the thickness.
<第1の絶縁膜>
絶縁膜104としては、スパッタリング法、CVD法、蒸着法、パルスレーザー堆積(
PLD)法、印刷法、塗布法等を適宜用いて形成することができる。また、絶縁膜104
としては、例えば、酸化物絶縁膜または窒化物絶縁膜を単層または積層して形成すること
ができる。なお、酸化物半導体膜108との界面特性を向上させるため、絶縁膜104に
おいて少なくとも酸化物半導体膜108と接する領域は酸化物絶縁膜で形成することが好
ましい。また、絶縁膜104として加熱により酸素を放出する酸化物絶縁膜を用いること
で、加熱処理により絶縁膜104に含まれる酸素を、酸化物半導体膜108に移動させる
ことが可能である。
<First insulating film>
The insulating
It can be formed by appropriately using a PLD) method, a printing method, a coating method, or the like. In addition, the insulating
For example, an oxide insulating film or a nitride insulating film can be formed as a single layer or laminated. In order to improve the interface characteristics with the
絶縁膜104の厚さは、50nm以上、または100nm以上3000nm以下、また
は200nm以上1000nm以下とすることができる。絶縁膜104を厚くすることで
、絶縁膜104の酸素放出量を増加させることができると共に、絶縁膜104と酸化物半
導体膜108との界面における界面準位、並びに酸化物半導体膜108のチャネル領域1
08iに含まれる酸素欠損を低減することが可能である。
The thickness of the insulating
It is possible to reduce the oxygen deficiency contained in 08i.
絶縁膜104として、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはGa-Zn酸化物
などを用いればよく、単層または積層で設けることができる。本実施の形態では、絶縁膜
104として、窒化シリコン膜と、酸化窒化シリコン膜との積層構造を用いる。このよう
に、絶縁膜104を積層構造として、下層側に窒化シリコン膜を用い、上層側に酸化窒化
シリコン膜を用いることで、酸化物半導体膜108中に効率よく酸素を導入することがで
きる。
As the insulating
<第1の酸化物半導体膜及び第2の酸化物半導体膜>
第1の酸化物半導体膜108及び第2の酸化物半導体膜111a、111bは、少なく
ともインジウム(In)、亜鉛(Zn)及びM(Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、C
e、SnまたはHf等の金属)を含むIn-M-Zn酸化物で表記される膜を含むことが
好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすた
め、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。
<First oxide semiconductor film and second oxide semiconductor film>
The first
It is preferable to include a film represented by an In—M—Zn oxide containing (a metal such as e, Sn or Hf). Further, in order to reduce variations in the electrical characteristics of the transistor using the oxide semiconductor, it is preferable to include a stabilizer together with them.
スタビライザーとしては、上記Mで記載の金属を含め、例えば、ガリウム(Ga)、ス
ズ(Sn)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)、またはジルコニウム(Zr)
等がある。また、他のスタビライザーとしては、ランタノイドである、ランタン(La)
、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、
ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(
Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム
(Yb)、ルテチウム(Lu)等がある。
Stabilizers include, for example, gallium (Ga), tin (Sn), hafnium (Hf), aluminum (Al), or zirconium (Zr), including the metals described in M above.
And so on. Another stabilizer is lanthanum (La), which is a lanthanoid.
, Cerium (Ce), Praseodymium (Pr), Neodymium (Nd), Samarium (Sm),
Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (
Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu) and the like.
第1の酸化物半導体膜108及び第2の酸化物半導体膜111a、111bを構成する
酸化物半導体として、例えば、In-Ga-Zn系酸化物、In-Al-Zn系酸化物、
In-Sn-Zn系酸化物、In-Hf-Zn系酸化物、In-La-Zn系酸化物、I
n-Ce-Zn系酸化物、In-Pr-Zn系酸化物、In-Nd-Zn系酸化物、In
-Sm-Zn系酸化物、In-Eu-Zn系酸化物、In-Gd-Zn系酸化物、In-
Tb-Zn系酸化物、In-Dy-Zn系酸化物、In-Ho-Zn系酸化物、In-E
r-Zn系酸化物、In-Tm-Zn系酸化物、In-Yb-Zn系酸化物、In-Lu
-Zn系酸化物、In-Sn-Ga-Zn系酸化物、In-Hf-Ga-Zn系酸化物、
In-Al-Ga-Zn系酸化物、In-Sn-Al-Zn系酸化物、In-Sn-Hf
-Zn系酸化物、In-Hf-Al-Zn系酸化物を用いることができる。
Examples of the oxide semiconductors constituting the first
In-Sn-Zn-based oxide, In-Hf-Zn-based oxide, In-La-Zn-based oxide, I
n-Ce-Zn-based oxide, In-Pr-Zn-based oxide, In-Nd-Zn-based oxide, In
-Sm-Zn-based oxide, In-Eu-Zn-based oxide, In-Gd-Zn-based oxide, In-
Tb-Zn-based oxide, In-Dy-Zn-based oxide, In-Ho-Zn-based oxide, In-E
r-Zn-based oxide, In-Tm-Zn-based oxide, In-Yb-Zn-based oxide, In-Lu
-Zn-based oxide, In-Sn-Ga-Zn-based oxide, In-Hf-Ga-Zn-based oxide,
In-Al-Ga-Zn-based oxide, In-Sn-Al-Zn-based oxide, In-Sn-Hf
-Zn-based oxides and In-Hf-Al-Zn-based oxides can be used.
なお、ここで、In-Ga-Zn系酸化物とは、InとGaとZnを主成分として有す
る酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとGaとZ
n以外の金属元素が入っていてもよい。
Here, the In—Ga—Zn-based oxide means an oxide containing In, Ga, and Zn as main components, and the ratio of In, Ga, and Zn does not matter. In, Ga, and Z
A metal element other than n may be contained.
また、第1の酸化物半導体膜108および第2の酸化物半導体膜111a、111bは
、上記酸化物のうち、同一の金属元素を有していてもよい。第1の酸化物半導体膜108
と、第2の酸化物半導体膜111を同一の金属元素とすることで、製造コストを低減させ
ることができる。例えば、同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることで製造コ
ストを低減させることができる。また同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いるこ
とによって、酸化物半導体膜を加工する際のエッチングガスまたはエッチング液を共通し
て用いることができる。ただし、第1の酸化物半導体膜108と、第2の酸化物半導体膜
111は、同一の金属元素を有していても、組成が異なる場合がある。例えば、トランジ
スタ及び容量素子の作製工程中に、膜中の金属元素が脱離し、異なる金属組成となる場合
がある。
Further, the first
By using the second
なお、第1の酸化物半導体膜108および第2の酸化物半導体膜111a、111bが
In-M-Zn酸化物であるとき、InとMの原子数比率は、InおよびMの和を100
atomic%としたとき、好ましくはInが25atomic%より高く、Mが75a
tomic%未満、さらに好ましくはInが34atomic%より高く、Mが66at
omic%未満とする。
When the first
When it is set to atomic%, In is preferably higher than 25 atomic% and M is 75a.
Less than tomic%, more preferably In is higher than 34atomic% and M is 66 at
It shall be less than omic%.
チャネル領域108iは、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以
上、より好ましくは3eV以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半
導体を用いることで、トランジスタ150のオフ電流を低減することができる。
The
第1の酸化物半導体膜108の厚さは、3nm以上200nm以下、好ましくは3nm
以上100nm以下、より好ましくは3nm以上60nm以下とする。第2の酸化物半導
体膜111a、111bの厚さは、3nm以上100nm以下、好ましくは30nm以上
70nm以下、より好ましくは30nm以上50nm以下とする。
The thickness of the first
It is 100 nm or less, more preferably 3 nm or more and 60 nm or less. The thickness of the second
酸化物半導体膜108および第2の酸化物半導体膜111a、111bがIn-M-Z
n酸化物の場合、In-M-Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲッ
トの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧Mを満たすことが好ましい。このようなス
パッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1、I
n:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=2:1:1.5、In:M:Zn=2
:1:2.3、In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:
Zn=4:2:4.1、In:M:Zn=5:1:7等が好ましい。なお、成膜される酸
化物半導体膜108の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる
金属元素の原子数比のプラスマイナス40%程度変動することがある。例えば、スパッタ
リングターゲットとして、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:4.1を用いる場合、
成膜される酸化物半導体膜の原子数比は、In:Ga:Zn=4:2:3近傍となる場合
がある。また、スパッタリングターゲットとして、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1
:7を用いる場合、成膜される酸化物半導体膜の原子数比は、In:Ga:Zn=5:1
:6近傍となる場合がある。
The
In the case of n oxide, it is preferable that the atomic number ratio of the metal element of the sputtering target used for forming the In—M—Zn oxide is satisfied with In ≧ M and Zn ≧ M. The atomic number ratio of the metal element of such a sputtering target is In: M: Zn = 1: 1: 1, I.
n: M: Zn = 1: 1: 1.2, In: M: Zn = 2: 1: 1.5, In: M: Zn = 2
1: 2.3, In: M: Zn = 2: 1: 3, In: M: Zn = 3: 1: 2, In: M:
Zn = 4: 2: 4.1, In: M: Zn = 5: 1: 7, and the like are preferable. The atomic number ratio of the
The atomic number ratio of the oxide semiconductor film to be formed may be in the vicinity of In: Ga: Zn = 4: 2: 3. Further, as a sputtering target, the atomic number ratio is In: Ga: Zn = 5: 1.
When: 7 is used, the atomic number ratio of the oxide semiconductor film to be formed is In: Ga: Zn = 5: 1.
: May be near 6.
チャネル領域108iとしては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば
、チャネル領域108iは、キャリア密度が1×1017個/cm3以下、好ましくは1
×1015個/cm3以下、さらに好ましくは1×1013個/cm3以下、より好まし
くは1×1011個/cm3以下の酸化物半導体膜を用いる。
As the
An oxide semiconductor film having × 10 15 pieces / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 13 pieces / cm 3 or less, and more preferably 1 × 10 11 pieces / cm 3 or less is used.
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性(電界効
果移動度、しきい値電圧等)に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とす
るトランジスタの半導体特性を得るために、第1の酸化物半導体膜108のキャリア密度
や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なもの
とすることが好ましい。
Not limited to these, a transistor having an appropriate composition may be used according to the required semiconductor characteristics and electrical characteristics (field effect mobility, threshold voltage, etc.) of the transistor. Further, in order to obtain the required semiconductor characteristics of the transistor, the carrier density, impurity concentration, defect density, atomic number ratio between metal element and oxygen, interatomic distance, density, etc. of the first
第1の酸化物半導体膜108において、第14族元素の一つであるシリコンや炭素が含
まれると、第1の酸化物半導体膜108において酸素欠損が増加し、n型化してしまう。
このため、第1の酸化物半導体膜108におけるシリコンや炭素の濃度(二次イオン質量
分析法により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm3以下、好ましくは2×
1017atoms/cm3以下とする。
If silicon or carbon, which is one of the
Therefore, the concentration of silicon and carbon in the first oxide semiconductor film 108 (concentration obtained by secondary ion mass spectrometry) is 2 × 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ×.
10 17 atoms / cm 3 or less.
また、チャネル領域108iにおいて、二次イオン質量分析法により得られるアルカリ
金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、好ましく
は2×1016atoms/cm3以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、
酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増
大してしまうことがある。このため、第1の酸化物半導体膜108のアルカリ金属または
アルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。
Further, in the
When combined with an oxide semiconductor, carriers may be generated, which may increase the off-current of the transistor. Therefore, it is preferable to reduce the concentration of the alkali metal or alkaline earth metal in the first
また、チャネル領域108iに窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キ
ャリア密度が増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用
いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、当該酸化物半導体膜にお
いて、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、二次イオン質量分析法
により得られる窒素濃度は、5×1018atoms/cm3以下にすることが好ましい
。
Further, when nitrogen is contained in the
また、チャネル領域108iにおいて、不純物元素を低減することで、酸化物半導体膜
のキャリア密度を低減することができる。このため、チャネル領域108iにおいては、
キャリア密度を1×1017個/cm3以下、または1×1015個/cm3以下、また
は1×1013個/cm3以下、または1×1011個/cm3以下とすることができる
。
Further, by reducing the impurity elements in the
The carrier density can be 1 x 10 17 pieces / cm 3 or less, or 1 x 10 15 pieces / cm 3 or less, or 1 x 10 13 pieces / cm 3 or less, or 1 x 10 11 pieces / cm 3 or less. ..
チャネル領域108iとして、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜
を用いることで、さらに優れた電気特性を有するトランジスタを作製することができる。
ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い(酸素欠損の少ない)ことを高純度真
性または実質的に高純度真性と呼ぶ。あるいは、真性、または実質的に真性と呼ぶ。高純
度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、
キャリア密度を低くすることができる場合がある。従って、当該酸化物半導体膜にチャネ
ル領域が形成されるトランジスタは、しきい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリー
オフ特性ともいう。)になりやすい。また、高純度真性または実質的に高純度真性である
酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、オフ電流が著しく
小さい特性を得ることができる。従って、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成され
るトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる場合があ
る。
By using an oxide semiconductor film having a low impurity concentration and a low defect level density as the
Here, a low impurity concentration and a low defect level density (less oxygen deficiency) is referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic. Alternatively, it is called true or substantially true. Oxide semiconductors with high-purity intrinsics or substantially high-purity intrinsics have few carrier sources, and therefore
It may be possible to reduce the carrier density. Therefore, the transistor in which the channel region is formed in the oxide semiconductor film tends to have an electric characteristic (also referred to as a normally-off characteristic) in which the threshold voltage is positive. Further, since the oxide semiconductor film having high purity intrinsicity or substantially high purity intrinsicity has a low defect level density, the trap level density may also be low.
Further, the oxide semiconductor film having high-purity intrinsicity or substantially high-purity intrinsicity can obtain the property that the off-current is remarkably small. Therefore, a transistor in which a channel region is formed in the oxide semiconductor film may be a highly reliable transistor with small fluctuations in electrical characteristics.
一方で、ソース領域108s、及びドレイン領域108dは、絶縁膜116と接する。
ソース領域108s、及びドレイン領域108dが絶縁膜116と接することで、絶縁膜
116からソース領域108s、及びドレイン領域108dに窒素または水素が添加され
るため、キャリア密度が高くなる。
On the other hand, the
When the
また、第1の酸化物半導体膜108および第2の酸化物半導体膜111a、111bは
、非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、後述するCAAC-OS(C Ax
is Aligned-Crystalline Oxide Semiconduct
or)、多結晶構造、後述する微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造にお
いて、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、CAAC-OSは最も欠陥準位密度が低い
。
Further, the first
is Defined-Crystalline Oxide Semiconduct
or), includes a polycrystalline structure, a microcrystal structure described later, or an amorphous structure. In the non-single crystal structure, the amorphous structure has the highest defect level density, and CAAC-OS has the lowest defect level density.
なお、第1の酸化物半導体膜108および第2の酸化物半導体膜111a、111bが
、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CAAC-OSの領域、及
び単結晶構造の領域の二種以上を有する単層膜、あるいはこの膜が積層された構造であっ
てもよい。
The first
なお、第1の酸化物半導体膜108が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶
構造の領域、CAAC-OSの領域、単結晶構造の二種以上を有する混合膜であってもよ
い。混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CA
AC-OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域を有する場合がある。ま
た、混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CA
AC-OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域の積層構造を有する場合
がある。
The first
It may have two or more regions, either an AC-OS region or a single crystal structure region. Further, the mixed film may be, for example, an amorphous region, a microcrystal region, a polycrystalline region, or CA.
It may have a laminated structure of two or more types of either an AC-OS region or a single crystal structure region.
なお、第1の酸化物半導体膜108において、チャネル領域108iと、ソース領域1
08s及びドレイン領域108dとの結晶性が異なる場合がある。具体的には、酸化物半
導体膜108において、チャネル領域108iよりもソース領域108s及びドレイン領
域108dの方が、結晶性が低い場合がある。これは、ソース領域108s及びドレイン
領域108dに不純物元素が添加された際に、ソース領域108s及びドレイン領域10
8dにダメージが入ってしまい、結晶性が低下するためである。
In the first
The crystallinity of 08s and the
This is because 8d is damaged and the crystallinity is lowered.
<第2の絶縁膜>
絶縁膜110は、トランジスタ150のゲート絶縁膜として機能する。また、絶縁膜1
10は、酸化物半導体膜108、特にチャネル領域108iに酸素を供給する機能を有す
る。例えば、絶縁膜110としては、酸化物絶縁膜または窒化物絶縁膜を単層または積層
して形成することができる。なお、酸化物半導体膜108との界面特性を向上させるため
、絶縁膜110において、酸化物半導体膜108と接する領域は、少なくとも酸化物絶縁
膜を用いて形成することが好ましい。絶縁膜110として、例えば酸化シリコン、酸化窒
化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いればよい。
<Second insulating film>
The insulating
また、絶縁膜110の厚さは、5nm以上400nm以下、または5nm以上300n
m以下、または10nm以上250nm以下とすることができる。
The thickness of the insulating
It can be m or less, or 10 nm or more and 250 nm or less.
また、絶縁膜110は、欠陥が少ないことが好ましく、代表的には、電子スピン共鳴法
(ESR:Electron Spin Resonance)で観察されるシグナルが
少ない方が好ましい。例えば、上述のシグナルとしては、g値が2.001に観察される
E’センターが挙げられる。なお、E’センターは、シリコンのダングリングボンドに起
因する。絶縁膜110としては、E’センター起因のスピン密度が、3×1017spi
ns/cm3以下、好ましくは5×1016spins/cm3以下である酸化シリコン
膜、または酸化窒化シリコン膜を用いればよい。
Further, the insulating
A silicon oxide film having an ns / cm 3 or less, preferably 5 × 10 16 spins / cm 3 or less, or a silicon nitride film may be used.
また、絶縁膜110には、上述のシグナル以外に二酸化窒素(NO2)に起因するシグ
ナルが観察される場合がある。当該シグナルは、Nの核スピンにより3つのシグナルに分
裂しており、それぞれのg値が2.037以上2.039以下(第1のシグナルとする)
、g値が2.001以上2.003以下(第2のシグナルとする)、及びg値が1.96
4以上1.966以下(第3のシグナルとする)に観察される。
Further, in the insulating
, G value is 2.001 or more and 2.003 or less (referred to as the second signal), and g value is 1.96.
It is observed at 4 or more and 1.966 or less (referred to as a third signal).
例えば、絶縁膜110として、二酸化窒素(NO2)起因のスピン密度が、1×101
7spins/cm3以上1×1018spins/cm3未満である絶縁膜を用いると
好適である。
For example, as the insulating
It is preferable to use an insulating film having 7 spins / cm 3 or more and 1 × 10 18 spins / cm 3 or less.
なお、二酸化窒素(NO2)を含む窒素酸化物(NOx)は、絶縁膜110中に準位を
形成する。当該準位は、酸化物半導体膜108のエネルギーギャップ内に位置する。その
ため、窒素酸化物(NOx)が、絶縁膜110及び酸化物半導体膜108の界面に拡散す
ると、当該準位が絶縁膜110側において電子をトラップする場合がある。この結果、ト
ラップされた電子が、絶縁膜110及び酸化物半導体膜108界面近傍に留まるため、ト
ランジスタのしきい値電圧をプラス方向にシフトさせてしまう。したがって、絶縁膜11
0としては、窒素酸化物の含有量が少ない膜を用いると、トランジスタのしきい値電圧の
シフトを低減することができる。
The nitrogen oxide (NO x ) containing nitrogen dioxide (NO 2 ) forms a level in the insulating
As 0, if a film having a low nitrogen oxide content is used, the shift of the threshold voltage of the transistor can be reduced.
窒素酸化物(NOx)の放出量が少ない絶縁膜としては、例えば、酸化窒化シリコン膜
を用いることができる。当該酸化窒化シリコン膜は、昇温脱離ガス分析法(TDS:Th
ermal Desorption Spectroscopy)において、窒素酸化物
(NOx)の放出量よりアンモニアの放出量が多い膜であり、代表的にはアンモニアの放
出量が1×1018個/cm3以上5×1019個/cm3以下である。なお、上記のア
ンモニアの放出量は、TDSにおける加熱処理の温度が50℃以上650℃以下、または
50℃以上550℃以下の範囲での総量である。
As the insulating film in which the amount of nitrogen oxide (NO x ) released is small, for example, a silicon oxide film can be used. The silicon oxide film is subjected to a heated desorption gas analysis method (TDS: Th).
In the thermal Desorption Spectroscopy), it is a film in which the amount of ammonia released is larger than the amount of nitrogen oxides (NO x ) released, and the amount of ammonia released is typically 1 × 10 18 / cm 3 or more 5 × 10 19 . / Cm 3 or less. The amount of ammonia released is the total amount in the range where the temperature of the heat treatment in TDS is 50 ° C. or higher and 650 ° C. or lower, or 50 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.
窒素酸化物(NOx)は、加熱処理においてアンモニア及び酸素と反応するため、アン
モニアの放出量が多い絶縁膜を用いることで窒素酸化物(NOx)が低減される。
Since nitrogen oxides (NO x ) react with ammonia and oxygen in the heat treatment, nitrogen oxides (NO x ) are reduced by using an insulating film that releases a large amount of ammonia.
なお、絶縁膜110をSIMSで分析した場合、膜中の窒素濃度が6×1020ato
ms/cm3以下であると好ましい。
When the insulating
It is preferably ms / cm 3 or less.
また、絶縁膜110として、ハフニウムシリケート(HfSiOx)、窒素が添加され
たハフニウムシリケート(HfSixOyNz)、窒素が添加されたハフニウムアルミネ
ート(HfAlxOyNz)、酸化ハフニウムなどのhigh-k材料を用いてもよい。
当該high-k材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。
Further, as the insulating
By using the high-k material, the gate leak of the transistor can be reduced.
<第3の絶縁膜>
絶縁膜116は、窒素または水素を有する。また、絶縁膜116は、フッ素を有してい
てもよい。絶縁膜116としては、例えば、窒化物絶縁膜が挙げられる。該窒化物絶縁膜
としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化フッ化シリコン、フッ化窒化シリコン
等を用いて形成することができる。絶縁膜116に含まれる水素濃度は、1×1022a
toms/cm3以上であると好ましい。また、絶縁膜116は、酸化物半導体膜108
のソース領域108s、及びドレイン領域108dと接する。したがって、絶縁膜116
と接するソース領域108s、及びドレイン領域108d中の不純物(窒素または水素)
濃度が高くなり、ソース領域108s、及びドレイン領域108dのキャリア密度を高め
ることができる。
<Third insulating film>
The insulating
It is preferably toms / cm 3 or more. Further, the insulating
It is in contact with the
Impurities (nitrogen or hydrogen) in the
The concentration is increased, and the carrier density of the
<第4の絶縁膜>
絶縁膜118としては、酸化物絶縁膜を用いることができる。また、絶縁膜118とし
ては、酸化物絶縁膜と、窒化物絶縁膜との積層膜を用いることができる。絶縁膜118と
して、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、
酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはGa-Zn酸化物などを用いればい。
<Fourth insulating film>
An oxide insulating film can be used as the insulating
Hafnium oxide, gallium oxide, Ga-Zn oxide, etc. may be used.
また、絶縁膜118としては、外部からの水素、水等のバリア膜として機能する膜であ
ることが好ましい。
Further, the insulating
絶縁膜118の厚さは、30nm以上500nm以下、または100nm以上400n
m以下とすることができる。
The thickness of the insulating
It can be m or less.
<導電膜>
導電膜120a、120bとしては、スパッタリング法、真空蒸着法、パルスレーザー
堆積(PLD)法、熱CVD法等を用いて形成することができる。また、導電膜120a
、120bとしては、例えば、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデ
ン、ニッケル、鉄、コバルト、タングステンから選ばれた金属元素、または上述した金属
元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いて形成すること
ができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属元
素を用いてもよい。また、導電膜120a、120bは、単層構造でも、二層以上の積層
構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、マンガンを含む
銅膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチ
タン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化
タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、マンガン
を含む銅膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン
膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三
層構造、マンガンを含む銅膜上に銅膜を積層し、さらにその上にマンガンを含む銅膜を形
成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モ
リブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数を組み合わせた合
金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
<Conductor>
The
, 120b includes, for example, a metal element selected from aluminum, chromium, copper, tantalum, titanium, molybdenum, nickel, iron, cobalt, and tungsten, an alloy containing the above-mentioned metal element as a component, or the above-mentioned metal element. It can be formed by using a combined alloy or the like. Further, a metal element selected from any one or more of manganese and zirconium may be used. Further, the
特に、導電膜120a、120bとしては、銅を含む材料を用いると好適である。導電
膜120a、120bに銅を含む材料を用いると、抵抗を低くすることができる。例えば
、基板102として大面積基板を用いた場合においても信号の遅延等を抑制することがで
きる。
In particular, as the
導電膜123としては、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide:I
TO)、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム
亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物
、インジウム亜鉛酸化物、シリコンを含むインジウム錫酸化物(In-Sn-Si酸化物
:ITSOともいう)等の透光性を有する導電性材料を用いて形成できる。なお、導電膜
120a、120bとして、これらの透光性を有する導電性材料を用いてもよい。また導
電膜120a、120bを、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属元素の積層構造
とすることもできる。
The
TO), indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, indium zinc oxide, indium tin oxide containing silicon (TO) It can be formed by using a translucent conductive material such as In—Sn—Si oxide: also referred to as ITSO). As the
導電膜124、導電膜120cとしては、導電膜120a、導電膜120bと同様の材
料を用いることができる。
As the
<第5の絶縁膜>
トランジスタ150の保護絶縁膜として機能する絶縁膜122としては、プラズマCV
D法、スパッタリング法等により、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜
、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ラ
ンタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁膜を、それぞれ用い
ることができる。または、絶縁膜122として、第3の絶縁膜または第4の絶縁膜と同様
の材料を用いることができる。
<Fifth insulating film>
The insulating
Silicon oxide film, silicon nitride film, silicon nitride film, silicon nitride film, aluminum oxide film, hafnium oxide film, yttrium oxide film, zirconium oxide film, gallium oxide film, tantalum oxide film, etc. by the D method, sputtering method, etc. An insulating film containing one or more of a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film and a neodym oxide film can be used. Alternatively, as the insulating
<半導体装置の構成例2>
次に、図1(A)、(B)に示す半導体装置100と異なる構成について、図5を用い
て説明する。
<Semiconductor device configuration example 2>
Next, a configuration different from the
図5(A)は、半導体装置100Aの断面図であり、図5(B)は、半導体装置100
Bの断面図である。なお、半導体装置100A、および半導体装置100Bの上面図とし
ては、図1(A)に示す半導体装置100と同様であるため、ここでの説明は省略する。
FIG. 5A is a cross-sectional view of the
It is sectional drawing of B. Since the top views of the
図5(A)に示す半導体装置100Aに含まれるトランジスタ150Aは、先に示す半
導体装置100に含まれるトランジスタ150と絶縁膜110、及び第2の酸化物半導体
膜111aの形状が異なる。具体的には、トランジスタのチャネル長(L)方向の断面に
おいて、トランジスタ150は、絶縁膜110、及び第2の酸化物半導体膜111aの形
状がテーパ形状であるのに対し、トランジスタ150Aは、絶縁膜110、及び第2の酸
化物半導体膜111aの形状が矩形状である。より詳しくは、トランジスタ150は、ト
ランジスタのチャネル長(L)方向の断面において、第2の酸化物半導体膜111aの上
端部が絶縁膜110の下端部よりも内側に形成される。別言すると、絶縁膜110の側端
部は、第2の酸化物半導体膜111aの側端部よりも外側に位置する。一方で、トランジ
スタ150Aは、トランジスタのチャネル長(L)方向の断面において、第2の酸化物半
導体膜111aの上端部と、絶縁膜110の下端部とが概略同じ位置に形成される。
The
トランジスタ150としては、第2の酸化物半導体膜111aと、絶縁膜110と、を
同じマスクで加工し、ウエットエッチング法及びドライエッチング法を組み合わせて加工
することで形成できる。トランジスタ150Aとしては、第2の酸化物半導体膜111a
と、絶縁膜110と、を同じマスクで加工し、ドライエッチング法を用いて、一括して加
工することで形成できる。
The
And the insulating
トランジスタ150のような構成とすることで、絶縁膜116の被覆性が向上するため
好ましい。一方で、トランジスタ150Aのような構成とすることで、ソース領域108
s及びドレイン領域108dと、第2の酸化物半導体膜111aとの端部が概略同じ位置
に形成されるため好ましい。
It is preferable to have a configuration like the
It is preferable because the ends of the s and the
図5(B)に示す半導体装置100Bに含まれるトランジスタ150Bは、先に示すト
ランジスタ150Aと比較し、第2の酸化物半導体膜111a、及び絶縁膜110の形状
が異なる。具体的には、トランジスタ150Bは、トランジスタのチャネル長(L)方向
の断面において、第2の酸化物半導体膜111aの下端部と、絶縁膜110の上端部との
位置が異なる。第2の酸化物半導体膜111aの下端部は、絶縁膜110の上端部よりも
内側に形成される。
The
例えば、第2の酸化物半導体膜111aと、絶縁膜110と、を同じマスクで加工し、
第2の酸化物半導体膜111aをウエットエッチング法で、絶縁膜110をドライエッチ
ング法で、それぞれ加工することで、トランジスタ150Bの構造とすることができる。
For example, the second
The structure of the
また、トランジスタ150Bの構造とすることで、第1の酸化物半導体膜108中に、
領域108fが形成される場合がある。領域108fは、チャネル領域108iとソース
領域108sとの間、及びチャネル領域108iとドレイン領域108dとの間に形成さ
れる。
Further, by adopting the structure of the
Region 108f may be formed. The region 108f is formed between the
領域108fは、高抵抗領域あるいは低抵抗領域のいずれか一方として機能する。高抵
抗領域とは、チャネル領域108iと同等の抵抗を有し、ゲート電極として機能する第2
の酸化物半導体膜111aが重畳しない領域である。領域108fが高抵抗領域の場合、
領域108fは、所謂オフセット領域として機能する。領域108fがオフセット領域と
して機能する場合においては、トランジスタ150Bのオン電流の低下を抑制するために
、チャネル長(L)方向の断面において、領域108fを1μm以下とすればよい。
The region 108f functions as either a high resistance region or a low resistance region. The high resistance region is a second region having a resistance equivalent to that of the
This is a region where the
The region 108f functions as a so-called offset region. When the region 108f functions as an offset region, the region 108f may be set to 1 μm or less in the cross section in the channel length (L) direction in order to suppress a decrease in the on-current of the
また、低抵抗領域とは、チャネル領域108iよりも抵抗が低く、且つソース領域10
8s及びドレイン領域108dよりも抵抗が高い領域である。領域108fが低抵抗領域
の場合、領域108fは、所謂、LDD(Lightly Doped Drain)領
域として機能する。領域108fがLDD領域として機能する場合においては、ドレイン
領域の電界緩和が可能となるため、ドレイン領域の電界に起因したトランジスタのしきい
値電圧の変動を低減することができる。
Further, the low resistance region has a lower resistance than the
This is a region having a higher resistance than the 8s and the
なお、領域108fをLDD領域とする場合には、例えば、絶縁膜116から領域10
8fに窒素または水素を供給する、あるいは、第2の酸化物半導体膜111a及び絶縁膜
110をマスクとして、第2の酸化物半導体膜111a及び絶縁膜110の上方から不純
物元素を添加することで、当該不純物が絶縁膜110を介し、第1の酸化物半導体膜10
8に添加されることで形成することができる。
When the region 108f is used as the LDD region, for example, the insulating
Nitrogen or hydrogen is supplied to 8f, or an impurity element is added from above the second
It can be formed by being added to 8.
<半導体装置の構成例3>
次に、図1(A)、(B)に示す半導体装置100と異なる構成について、図6乃至図
8を用いて説明する。
<Semiconductor device configuration example 3>
Next, a configuration different from the
図6(A)は、半導体装置100Cの断面図であり、図6(B)は、半導体装置100
Dの断面図であり、図7(A)は、半導体装置100Eの断面図であり、図7(B)は、
半導体装置100Fの断面図であり、図8は、半導体装置100Gの断面図である。なお
、半導体装置100C、半導体装置100D、半導体装置100E、半導体装置100F
、及び半導体装置100Gの上面図としては、図1(A)に示す半導体装置100と同様
であるため、ここでの説明は省略する。
FIG. 6A is a cross-sectional view of the
FIG. 7A is a cross-sectional view of D, FIG. 7A is a cross-sectional view of the
It is a cross-sectional view of the
, And the top view of the
半導体装置100Cに含まれるトランジスタ150C、半導体装置100Dに含まれる
トランジスタ150D、半導体装置100Eに含まれるトランジスタ150E、半導体装
置100Fに含まれるトランジスタ150F、及び半導体装置100Gに含まれるトラン
ジスタ150Gは、先に示すトランジスタ150Aと第1の酸化物半導体膜108の構造
が異なる。それ以外の構成については、先に示すトランジスタ150Aと同様の構成であ
り、同様の効果を奏する。
The
図6(A)に示すトランジスタ150Cが有する第1の酸化物半導体膜108は、絶縁
膜104上の酸化物半導体膜108_1と、酸化物半導体膜108_1上の酸化物半導体
膜108_2と、酸化物半導体膜108_2上の酸化物半導体膜108_3と、を有する
。また、チャネル領域108i、ソース領域108s、及びドレイン領域108dは、そ
れぞれ、酸化物半導体膜108_1、酸化物半導体膜108_2、及び酸化物半導体膜1
08_3の3層の積層構造である。
The first
It is a three-layer laminated structure of 08_3.
図6(B)に示すトランジスタ150Dが有する第1の酸化物半導体膜108は、絶縁
膜104上の酸化物半導体膜108_2と、酸化物半導体膜108_2上の酸化物半導体
膜108_3と、を有する。また、チャネル領域108i、ソース領域108s、及びド
レイン領域108dは、それぞれ、酸化物半導体膜108_2、及び酸化物半導体膜10
8_3の2層の積層構造である。
The first
It is a two-layer laminated structure of 8_3.
図7(A)に示すトランジスタ150Eが有する第1の酸化物半導体膜108は、絶縁
膜104上の酸化物半導体膜108_1と、酸化物半導体膜108_1上の酸化物半導体
膜108_2と、を有する。また、チャネル領域108i、ソース領域108s、及びド
レイン領域108dは、それぞれ、酸化物半導体膜108_1、及び酸化物半導体膜10
8_2の2層の積層構造である。
The first
It is a two-layer laminated structure of 8_2.
図7(B)に示すトランジスタ150Fが有する第1の酸化物半導体膜108は、絶縁
膜104上の酸化物半導体膜108_1と、酸化物半導体膜108_1上の酸化物半導体
膜108_2と、酸化物半導体膜108_2上の酸化物半導体膜108_3と、を有する
。また、チャネル領域108iは、酸化物半導体膜108_1、酸化物半導体膜108_
2、及び酸化物半導体膜108_3の3層の積層構造であり、ソース領域108s、及び
ドレイン領域108dは、それぞれ、酸化物半導体膜108_1、及び酸化物半導体膜1
08_2の2層の積層構造である。なお、トランジスタ150Fのチャネル幅(W)方向
の断面において、酸化物半導体膜108_3が、酸化物半導体膜108_1及び酸化物半
導体膜108_2の側面を覆う。
The first
2 and the oxide semiconductor film 108_3 have a three-layer laminated structure, and the
It is a two-layer laminated structure of 08_2. In the cross section of the
図8に示すトランジスタ150Gが有する第1の酸化物半導体膜108は、絶縁膜10
4上の酸化物半導体膜108_2と、酸化物半導体膜108_2上の酸化物半導体膜10
8_3と、を有する。また、チャネル領域108iは、酸化物半導体膜108_2、及び
酸化物半導体膜108_3の2層の積層構造であり、ソース領域108s、及びドレイン
領域108dは、それぞれ、酸化物半導体膜108_2の単層構造である。なお、トラン
ジスタ150Gのチャネル幅(W)方向の断面において、酸化物半導体膜108_3が、
酸化物半導体膜108_2の側面を覆う。
The first
Oxide semiconductor film 108_2 on 4 and
8_3 and. Further, the
It covers the side surface of the oxide semiconductor film 108_2.
チャネル領域108iのチャネル幅(W)方向の側面またはその近傍においては、加工
におけるダメージにより欠陥(例えば、酸素欠損)が形成されやすい、あるいは不純物の
付着により汚染されやすい。そのため、チャネル領域108iが実質的に真性であっても
、電界などのストレスが印加されることによって、チャネル領域108iのチャネル幅(
W)方向の側面またはその近傍が活性化され、低抵抗(n型)領域となりやすい。また、
チャネル領域108iのチャネル幅(W)方向の側面またはその近傍がn型領域の場合、
当該n型領域がキャリアのパスとなるため、寄生チャネルが形成される場合がある。
On the side surface of the
The side surface in the W) direction or its vicinity is activated, and tends to be a low resistance (n-type) region. also,
When the side surface of the
Parasitic channels may be formed because the n-type region serves as a carrier path.
そこで、トランジスタ150F、及びトランジスタ150Gにおいては、チャネル領域
108iを積層構造とし、チャネル領域108iのチャネル幅(W)方向の側面を、積層
構造の一方の層で覆う構成とする。当該構成とすることで、チャネル領域108iの側面
またはその近傍の欠陥を抑制する、あるいはチャネル領域108iの側面またはその近傍
への不純物の付着を低減することが可能となる。
Therefore, in the
<バンド構造>
ここで、絶縁膜104、酸化物半導体膜108_1、108_2、108_3、及び絶
縁膜110のバンド構造、絶縁膜104、酸化物半導体膜108_2、108_3、及び
絶縁膜110のバンド構造、並びに絶縁膜104、酸化物半導体膜108_1、108_
2のバンド構造について、図9(A)乃至(C)を用いて説明する。なお、図9(A)乃
至(C)は、チャネル領域108iにおけるバンド構造である。
<Band structure>
Here, the band structure of the insulating
The band structure of No. 2 will be described with reference to FIGS. 9A to 9C. 9 (A) to 9 (C) are band structures in the
図9(A)は、絶縁膜104、酸化物半導体膜108_1、108_2、108_3、
及び絶縁膜110を有する積層構造の膜厚方向のバンド構造の一例である。また、図9(
B)は、絶縁膜104、酸化物半導体膜108_2、108_3、及び絶縁膜110を有
する積層構造の膜厚方向のバンド構造の一例である。また、図9(C)は、絶縁膜104
、酸化物半導体膜108_1、108_2、及び絶縁膜110を有する積層構造の膜厚方
向のバンド構造の一例である。なお、バンド構造は、理解を容易にするため絶縁膜104
、酸化物半導体膜108_1、108_2、108_3、及び絶縁膜110の伝導帯下端
のエネルギー準位(Ec)を示す。
9 (A) shows the insulating
This is an example of a band structure in the film thickness direction of a laminated structure having an insulating
B) is an example of a band structure in the film thickness direction of a laminated structure having an insulating
This is an example of a band structure in the film thickness direction of a laminated structure having oxide semiconductor films 108_1 and 108_2, and an insulating
, 108_1, 108_2, 108_3 of the oxide semiconductor film, and the energy level (Ec) at the lower end of the conduction band of the insulating
また、図9(A)は、絶縁膜104、110として酸化シリコン膜を用い、酸化物半導
体膜108_1として金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物
ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108_2として
金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=4:2:4.1の金属酸化物ターゲットを用い
て形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108_3として金属元素の原子数
比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半
導体膜を用いる構成のバンド図である。
Further, FIG. 9A shows a metal oxide target in which silicon oxide films are used as the insulating
また、図9(B)は、絶縁膜104、110として酸化シリコン膜を用い、酸化物半導
体膜108_2として金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=4:2:4.1の金属酸
化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108_3と
して金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物ターゲットを用い
て形成される酸化物半導体膜を用いる構成のバンド図である。
Further, in FIG. 9B, silicon oxide films are used as the insulating
また、図9(C)は、絶縁膜104、110として酸化シリコン膜を用い、酸化物半導
体膜108_1として金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物
ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108_2として
金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=4:2:4.1の金属酸化物ターゲットを用い
て形成される酸化物半導体膜を用いて形成される酸化物半導体膜を用いる構成のバンド図
である。
Further, FIG. 9C shows a metal oxide target in which silicon oxide films are used as the insulating
図9(A)に示すように、酸化物半導体膜108_1、108_2、108_3におい
て、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。また、図9(B)に示すように
、酸化物半導体膜108_2、108_3において、伝導帯下端のエネルギー準位はなだ
らかに変化する。また、図9(C)に示すように、酸化物半導体膜108_1、108_
2において、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。換言すると、連続的に
変化または連続接合するともいうことができる。このようなバンド構造を有するためには
、酸化物半導体膜108_1と酸化物半導体膜108_2との界面、または酸化物半導体
膜108_2と酸化物半導体膜108_3との界面において、トラップ中心や再結合中心
のような欠陥準位を形成するような不純物が存在しないとする。
As shown in FIG. 9A, in the oxide semiconductor films 108_1, 108_2, 108_3, the energy level at the lower end of the conduction band changes gently. Further, as shown in FIG. 9B, in the oxide semiconductor films 108_2 and 108_3, the energy level at the lower end of the conduction band changes gently. Further, as shown in FIG. 9C, the oxide semiconductor films 108_1 and 108_
At 2, the energy level at the lower end of the conduction band changes gently. In other words, it can also be said to be continuously changing or continuously joining. In order to have such a band structure, at the interface between the oxide semiconductor film 108_1 and the oxide semiconductor film 108_2, or at the interface between the oxide semiconductor film 108_2 and the oxide semiconductor film 108_3, a trap center or a recombination center is formed. It is assumed that there are no impurities that form such defect levels.
酸化物半導体膜108_1、108_2、108_3に連続接合を形成するためには、
ロードロック室を備えたマルチチャンバー方式の成膜装置(スパッタリング装置)を用い
て各膜を大気に触れさせることなく連続して積層することが必要となる。
In order to form a continuous bond on the oxide semiconductor films 108_1, 108_2, 108_3,
It is necessary to continuously stack the films without exposing them to the atmosphere by using a multi-chamber type film forming apparatus (sputtering apparatus) equipped with a load lock chamber.
図9(A)乃至(C)に示す構成とすることで酸化物半導体膜108_2がウェル(井
戸)となり、上記積層構造を用いたトランジスタにおいて、チャネル領域が酸化物半導体
膜108_2に形成されることがわかる。
With the configuration shown in FIGS. 9A to 9C, the oxide semiconductor film 108_2 becomes a well, and the channel region is formed in the oxide semiconductor film 108_2 in the transistor using the laminated structure. I understand.
なお、酸化物半導体膜108_1、108_3を設けることにより、酸化物半導体膜1
08_2に形成されうるトラップ準位を酸化物半導体膜108_2より遠ざけることがで
きる。
By providing the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3, the
The trap level that can be formed on 08_2 can be kept away from the oxide semiconductor film 108_2.
また、トラップ準位がチャネル領域として機能する酸化物半導体膜108_2の伝導帯
下端のエネルギー準位(Ec)より真空準位から遠くなることがあり、トラップ準位に電
子が蓄積しやすくなってしまう。トラップ準位に電子が蓄積されることで、マイナスの固
定電荷となり、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。したがっ
て、トラップ準位が酸化物半導体膜108_2の伝導帯下端のエネルギー準位(Ec)よ
り真空準位に近くなるような構成にすると好ましい。このようにすることで、トラップ準
位に電子が蓄積しにくくなり、トランジスタのオン電流を増大させることが可能であると
共に、電界効果移動度を高めることができる。
In addition, the trap level may be farther from the vacuum level than the energy level (Ec) at the lower end of the conduction band of the oxide semiconductor film 108_2 that functions as a channel region, and electrons are likely to accumulate in the trap level. .. The accumulation of electrons at the trap level results in a negative fixed charge, and the threshold voltage of the transistor shifts in the positive direction. Therefore, it is preferable that the trap level is closer to the vacuum level than the energy level (Ec) at the lower end of the conduction band of the oxide semiconductor film 108_2. By doing so, it becomes difficult for electrons to accumulate at the trap level, it is possible to increase the on-current of the transistor, and it is possible to increase the field effect mobility.
また、酸化物半導体膜108_1、108_3は、酸化物半導体膜108_2よりも伝
導帯下端のエネルギー準位が真空準位に近く、代表的には、酸化物半導体膜108_2の
伝導帯下端のエネルギー準位と、酸化物半導体膜108_1、108_3の伝導帯下端の
エネルギー準位との差が、0.15eV以上、または0.5eV以上、かつ2eV以下、
または1eV以下である。すなわち、酸化物半導体膜108_1、108_3の電子親和
力と、酸化物半導体膜108_2の電子親和力との差が、0.15eV以上、または0.
5eV以上、かつ2eV以下、または1eV以下である。
Further, in the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3, the energy level at the lower end of the conduction band is closer to the vacuum level than in the oxide semiconductor film 108_2, and typically, the energy level at the lower end of the conduction band of the oxide semiconductor film 108_2 is closer. And the difference between the energy level at the lower end of the conduction band of the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3 is 0.15 eV or more, 0.5 eV or more, and 2 eV or less.
Or it is 1 eV or less. That is, the difference between the electron affinity of the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3 and the electron affinity of the oxide semiconductor film 108_2 is 0.15 eV or more, or 0.
5 eV or more and 2 eV or less, or 1 eV or less.
このような構成を有することで、酸化物半導体膜108_2が主な電流経路となる。す
なわち、酸化物半導体膜108_2は、チャネル領域としての機能を有し、酸化物半導体
膜108_1、108_3は、酸化物絶縁膜としての機能を有する。また、酸化物半導体
膜108_1、108_3は、チャネル領域が形成される酸化物半導体膜108_2を構
成する金属元素の一種以上から構成される酸化物半導体膜を用いると好ましい。このよう
な構成とすることで、酸化物半導体膜108_1と酸化物半導体膜108_2との界面、
または酸化物半導体膜108_2と酸化物半導体膜108_3との界面において、界面散
乱が起こりにくい。従って、該界面においてはキャリアの動きが阻害されないため、トラ
ンジスタの電界効果移動度が高くなる。
With such a configuration, the oxide semiconductor film 108_2 becomes the main current path. That is, the oxide semiconductor film 108_2 has a function as a channel region, and the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3 have a function as an oxide insulating film. Further, as the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3, it is preferable to use an oxide semiconductor film composed of one or more of the metal elements constituting the oxide semiconductor film 108_2 on which the channel region is formed. With such a configuration, the interface between the oxide semiconductor film 108_1 and the oxide semiconductor film 108_2,
Alternatively, interfacial scattering is unlikely to occur at the interface between the oxide semiconductor film 108_2 and the oxide semiconductor film 108_3. Therefore, since the movement of the carrier is not hindered at the interface, the field effect mobility of the transistor is increased.
また、酸化物半導体膜108_1、108_3は、チャネル領域の一部として機能する
ことを防止するため、導電率が十分に低い材料を用いるものとする。そのため、酸化物半
導体膜108_1、108_3を、その物性及び/または機能から、それぞれ酸化物絶縁
膜とも呼べる。または、酸化物半導体膜108_1、108_3には、電子親和力(真空
準位と伝導帯下端のエネルギー準位との差)が酸化物半導体膜108_2よりも小さく、
伝導帯下端のエネルギー準位が酸化物半導体膜108_2の伝導帯下端エネルギー準位と
差分(バンドオフセット)を有する材料を用いるものとする。また、ドレイン電圧の大き
さに依存したしきい値電圧の差が生じることを抑制するためには、酸化物半導体膜108
_1、108_3の伝導帯下端のエネルギー準位が、酸化物半導体膜108_2の伝導帯
下端のエネルギー準位よりも0.2eVより真空準位に近い材料、好ましくは0.5eV
以上真空準位に近い材料を適用することが好ましい。
Further, in order to prevent the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3 from functioning as a part of the channel region, a material having a sufficiently low conductivity shall be used. Therefore, the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3 can also be called oxide insulating films because of their physical characteristics and / or functions. Alternatively, the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3 have an electron affinity (difference between the vacuum level and the energy level at the lower end of the conduction band) smaller than that of the oxide semiconductor films 108_2.
It is assumed that a material having an energy level at the lower end of the conduction band having a difference (band offset) from the energy level at the lower end of the conduction band of the oxide semiconductor film 108_2 is used. Further, in order to suppress the difference in the threshold voltage depending on the magnitude of the drain voltage, the
A material in which the energy level at the lower end of the conduction band of _1 and 108_3 is closer to the vacuum level than 0.2 eV than the energy level at the lower end of the conduction band of the oxide semiconductor film 108_2, preferably 0.5 eV.
It is preferable to apply a material close to the vacuum level.
また、本実施の形態においては、酸化物半導体膜108_1、108_3として、金属
元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物ターゲットを用いて形成さ
れる酸化物半導体膜を用いる構成について例示したが、これに限定されない。例えば、酸
化物半導体膜108_1、108_3として、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比
]、In:Ga:Zn=1:1:1.2[原子数比]、In:Ga:Zn=1:3:4[
原子数比]、In:Ga:Zn=1:3:6[原子数比]、In:Ga:Zn=1:4:
5[原子数比]、In:Ga:Zn=1:5:6[原子数比]、またはIn:Ga:Zn
=1:10:1[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜
を用いてもよい。あるいは、酸化物半導体膜108_1、108_3として、金属元素の
原子数比をGa:Zn=10:1の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導
体膜を用いてもよい。この場合、酸化物半導体膜108_2として金属元素の原子数比を
In:Ga:Zn=1:1:1の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体
膜を用い、酸化物半導体膜108_1、108_3として金属元素の原子数比をGa:Z
n=10:1の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用いると、酸
化物半導体膜108_2の伝導帯下端のエネルギー準位と、酸化物半導体膜108_1、
108_3の伝導帯下端のエネルギー準位との差を0.6eV以上とすることができるた
め好適である。
Further, in the present embodiment, the oxide semiconductors 108_1 and 108_3 are formed by using a metal oxide target having an atomic number ratio of metal elements of In: Ga: Zn = 1: 3: 2. The configuration using a membrane has been exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, as the oxide semiconductor films 108_1 and 108_1, In: Ga: Zn = 1: 1: 1 [atomic number ratio], In: Ga: Zn = 1: 1: 1.2 [atomic number ratio], In: Ga. : Zn = 1: 3: 4 [
Atomic number ratio], In: Ga: Zn = 1: 3: 6 [Atomic number ratio], In: Ga: Zn = 1: 4:
5 [atomic number ratio], In: Ga: Zn = 1: 5: 6 [atomic number ratio], or In: Ga: Zn
An oxide semiconductor film formed by using a metal oxide target having a = 1: 10: 1 [atomic number ratio] may be used. Alternatively, as the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3, oxide semiconductor films formed by using a metal oxide target having an atomic number ratio of metal elements of Ga: Zn = 10: 1 may be used. In this case, an oxide semiconductor film formed by using a metal oxide target having an atomic number ratio of metal elements of In: Ga: Zn = 1: 1: 1 is used as the oxide semiconductor film 108_1, and the oxide semiconductor film 108_1 is used. , 108_3 and the atomic number ratio of the metal element is Ga: Z.
When the oxide semiconductor film formed by using the metal oxide target of n = 10: 1 is used, the energy level at the lower end of the conduction band of the oxide semiconductor film 108_2 and the oxide semiconductor film 108_1,
It is preferable because the difference from the energy level at the lower end of the conduction band of 108_3 can be 0.6 eV or more.
なお、酸化物半導体膜108_1、108_3として、In:Ga:Zn=1:1:1
[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いる場合、酸化物半導体膜108_1、108
_3は、In:Ga:Zn=1:β1(0<β1≦2):β2(0<β2≦2)となる場
合がある。また、酸化物半導体膜108_1、108_3として、In:Ga:Zn=1
:3:4[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いる場合、酸化物半導体膜108_1
、108_3は、In:Ga:Zn=1:β3(1≦β3≦5):β4(2≦β4≦6)
となる場合がある。また、酸化物半導体膜108_1、108_3として、In:Ga:
Zn=1:3:6[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いる場合、酸化物半導体膜1
08_1、108_3は、In:Ga:Zn=1:β5(1≦β5≦5):β6(4≦β
6≦8)となる場合がある。
The oxide semiconductor films 108_1 and 108_1 are used as In: Ga: Zn = 1: 1: 1.
When using a metal oxide target of [atomic number ratio], oxide semiconductor films 108_1, 108
_3 may be In: Ga: Zn = 1: β1 (0 <β1 ≦ 2): β2 (0 <β2 ≦ 2). Further, as the oxide semiconductor films 108_1 and 108_1, In: Ga: Zn = 1.
When using a metal oxide target with a ratio of 3: 4 [atomic number ratio], the oxide semiconductor film 108_1
, 108_3 are In: Ga: Zn = 1: β3 (1 ≦ β3 ≦ 5): β4 (2 ≦ β4 ≦ 6).
May be. Further, as the oxide semiconductor films 108_1 and 108_3, In: Ga:
When using a metal oxide target with Zn = 1: 3: 6 [atomic number ratio], the
08_1 and 108_3 are In: Ga: Zn = 1: β5 (1 ≦ β5 ≦ 5): β6 (4 ≦ β).
6 ≦ 8) may occur.
<半導体装置の作製方法>
次に、図1に示す半導体装置の作製方法の一例について、図10乃至図13を用いて説
明する。なお、図10乃至図13は、トランジスタ150および容量素子160の作製方
法を説明するチャネル長(L)方向及びチャネル幅(W)方向の断面図である。
<Method of manufacturing semiconductor devices>
Next, an example of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 10 to 13. 10 to 13 are cross-sectional views in the channel length (L) direction and the channel width (W) direction for explaining the method for manufacturing the
まず、基板102上にゲート電極106を形成する。次に、基板102およびゲート電
極106上に絶縁膜104を形成し、絶縁膜104上に酸化物半導体膜を形成する。その
後、当該酸化物半導体膜を島状に加工することで、酸化物半導体膜107を形成する(図
10(A)参照)。
First, the
本実施の形態では、ゲート電極106として、スパッタリング法を用い、厚さ50nm
の窒化タンタル膜と、厚さ100nmの銅膜との積層膜を形成する。なお、ゲート電極1
06となる導電膜の加工方法としては、ウエットエッチング法及びドライエッチング法の
いずれか一方または双方を用いればよい。ここでは、ウエットエッチング法にて銅膜をエ
ッチングしたのち、ドライエッチング法にて窒化タンタル膜をエッチングすることで導電
膜を加工し、ゲート電極106を形成する。
In this embodiment, a sputtering method is used as the
A laminated film of the tantalum nitride film of No. 1 and a copper film having a thickness of 100 nm is formed. The
As a method for processing the conductive film to be 06, either one or both of the wet etching method and the dry etching method may be used. Here, the copper film is etched by a wet etching method, and then the tantalum nitride film is etched by a dry etching method to process a conductive film to form a
絶縁膜104としては、スパッタリング法、CVD法、蒸着法、パルスレーザー堆積(
PLD)法、印刷法、塗布法等を適宜用いて形成することができる。本実施の形態におい
ては、絶縁膜104として、プラズマCVD装置を用い、厚さ400nmの窒化シリコン
膜と、厚さ50nmの酸化窒化シリコン膜とを形成する。
The insulating
It can be formed by appropriately using a PLD) method, a printing method, a coating method, or the like. In the present embodiment, a plasma CVD apparatus is used as the insulating
また、絶縁膜104を形成した後、絶縁膜104に酸素を添加してもよい。絶縁膜10
4に添加する酸素としては、酸素ラジカル、酸素原子、酸素原子イオン、酸素分子イオン
等がある。また、添加方法としては、イオンドーピング法、イオン注入法、プラズマ処理
法等がある。また、絶縁膜上に酸素の脱離を抑制する膜を形成した後、該膜を介して絶縁
膜104に酸素を添加してもよい。
Further, oxygen may be added to the insulating
Examples of oxygen added to 4 include oxygen radicals, oxygen atoms, oxygen atom ions, oxygen molecule ions and the like. Further, as the addition method, there are an ion doping method, an ion implantation method, a plasma treatment method and the like. Further, after forming a film that suppresses the desorption of oxygen on the insulating film, oxygen may be added to the insulating
上述の酸素の脱離を抑制する膜として、インジウム、亜鉛、ガリウム、錫、アルミニウ
ム、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、またはタングス
テンの1以上を有する導電膜あるいは半導体膜を用いて形成することができる。
As the above-mentioned film that suppresses the desorption of oxygen, a conductive film or a semiconductor film having one or more of indium, zinc, gallium, tin, aluminum, chromium, tantalum, titanium, molybdenum, nickel, iron, cobalt, or tungsten is used. Can be formed.
また、プラズマ処理で酸素の添加を行う場合、マイクロ波で酸素を励起し、高密度な酸
素プラズマを発生させることで、絶縁膜104への酸素添加量を増加させることができる
。
Further, when oxygen is added by plasma treatment, the amount of oxygen added to the insulating
酸化物半導体膜107としては、スパッタリング法、塗布法、パルスレーザー蒸着法、
レーザーアブレーション法、熱CVD法等により形成することができる。なお、酸化物半
導体膜107への加工には、酸化物半導体膜上にリソグラフィ工程によりマスクを形成し
た後、該マスクを用いて酸化物半導体膜の一部をエッチングすること形成することができ
る。また、印刷法を用いて、素子分離された酸化物半導体膜107を直接形成してもよい
。
Examples of the
It can be formed by a laser ablation method, a thermal CVD method, or the like. The
スパッタリング法で酸化物半導体膜を形成する場合、プラズマを発生させるための電源
装置は、RF電源装置、AC電源装置、DC電源装置等を適宜用いることができる。また
、酸化物半導体膜を形成する場合のスパッタリングガスは、希ガス(代表的にはアルゴン
)、酸素、希ガス及び酸素の混合ガスを適宜用いる。なお、希ガス及び酸素の混合ガスの
場合、希ガスに対して酸素のガス比を高めることが好ましい。
When the oxide semiconductor film is formed by the sputtering method, an RF power supply device, an AC power supply device, a DC power supply device, or the like can be appropriately used as the power supply device for generating plasma. Further, as the sputtering gas for forming the oxide semiconductor film, a rare gas (typically argon), oxygen, a mixed gas of rare gas and oxygen is appropriately used. In the case of a mixed gas of rare gas and oxygen, it is preferable to increase the gas ratio of oxygen to the rare gas.
なお、酸化物半導体膜を形成する際に、例えば、スパッタリング法を用いる場合、基板
温度を150℃以上750℃以下、または150℃以上450℃以下、または200℃以
上350℃以下として、酸化物半導体膜を成膜することで、結晶性を高めることができる
ため好ましい。
When forming an oxide semiconductor film, for example, when a sputtering method is used, the substrate temperature is set to 150 ° C. or higher and 750 ° C. or lower, or 150 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, or 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. It is preferable to form a film because the crystallinity can be enhanced.
なお、本実施の形態においては、酸化物半導体膜107として、スパッタリング装置を
用い、スパッタリングターゲットとしてIn-Ga-Zn金属酸化物(In:Ga:Zn
=4:2:4.1[原子数比])を用いて、膜厚35nmの酸化物半導体膜を成膜する。
In this embodiment, a sputtering device is used as the
= 4: 2: 4.1 [atomic number ratio]) to form an oxide semiconductor film having a film thickness of 35 nm.
また、酸化物半導体膜107を形成した後、加熱処理を行い、酸化物半導体膜107の
脱水素化または脱水化をしてもよい。加熱処理の温度は、代表的には、150℃以上基板
歪み点未満、または250℃以上450℃以下、または300℃以上450℃以下である
。
Further, after forming the
加熱処理は、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトン等の希ガス、または
窒素を含む不活性ガス雰囲気で行うことができる。または、不活性ガス雰囲気で加熱した
後、酸素雰囲気で加熱してもよい。なお、上記不活性雰囲気及び酸素雰囲気に水素、水な
どが含まれないことが好ましい。処理時間は3分以上24時間以下とすればよい。
The heat treatment can be carried out in a rare gas such as helium, neon, argon, xenon, krypton, or an inert gas atmosphere containing nitrogen. Alternatively, after heating in an inert gas atmosphere, heating may be performed in an oxygen atmosphere. It is preferable that the inert atmosphere and the oxygen atmosphere do not contain hydrogen, water or the like. The processing time may be 3 minutes or more and 24 hours or less.
該加熱処理は、電気炉、RTA装置等を用いることができる。RTA装置を用いること
で、短時間に限り、基板の歪み点以上の温度で熱処理を行うことができる。そのため加熱
処理時間を短縮することができる。
For the heat treatment, an electric furnace, an RTA device, or the like can be used. By using the RTA device, the heat treatment can be performed at a temperature equal to or higher than the strain point of the substrate for a short time. Therefore, the heat treatment time can be shortened.
酸化物半導体膜を加熱しながら成膜する、または酸化物半導体膜を形成した後、加熱処
理を行うことで、酸化物半導体膜において、SIMSにより得られる水素濃度を5×10
19atoms/cm3以下、または1×1019atoms/cm3以下、5×101
8atoms/cm3以下、または1×1018atoms/cm3以下、または5×1
017atoms/cm3以下、または1×1016atoms/cm3以下とすること
ができる。
By forming a film while heating the oxide semiconductor film, or by performing heat treatment after forming the oxide semiconductor film, the hydrogen concentration obtained by SIMS in the oxide semiconductor film is 5 × 10.
19 atoms / cm 3 or less, or 1 x 10 19 atoms / cm 3 or less, 5 x 10 1
8 atoms / cm 3 or less, or 1 × 10 18 atoms / cm 3 or less, or 5 × 1
It can be 0 17 atoms / cm 3 or less, or 1 × 10 16 atoms / cm 3 or less.
次に、絶縁膜104及び酸化物半導体膜107上に絶縁膜110_0を形成する(図1
0(B)参照)。
Next, the insulating film 110_0 is formed on the insulating
See 0 (B)).
絶縁膜110_0としては、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を、プラズマ化
学気相堆積装置(PECVD装置、または単にプラズマCVD装置という)を用いて形成
することができる。この場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性
気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジ
シラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸
化二窒素、二酸化窒素等がある。
As the insulating film 110_0, a silicon oxide film or a silicon nitride nitride film can be formed by using a plasma chemical vapor deposition apparatus (PECVD apparatus, or simply referred to as a plasma CVD apparatus). In this case, it is preferable to use a sedimentary gas containing silicon and an oxidizing gas as the raw material gas. Typical examples of the sedimentary gas containing silicon include silane, disilane, trisilane, and fluorinated silane. Examples of the oxidizing gas include oxygen, ozone, nitrous oxide, nitrogen dioxide and the like.
また、絶縁膜110_0として、堆積性気体に対する酸化性気体を20倍より大きく1
00倍未満、または40倍以上80倍以下とし、処理室内の圧力を100Pa未満、また
は50Pa以下とするPECVD装置を用いることで、欠陥量の少ない酸化窒化シリコン
膜を形成することができる。
Further, as the insulating film 110_0, the oxidizing gas with respect to the sedimentary gas is made larger than 20 times and 1
A silicon oxide film with a small amount of defects can be formed by using a PECVD apparatus having a pressure of less than 00 times, or 40 times or more and 80 times or less, and a pressure in the processing chamber of less than 100 Pa or 50 Pa or less.
また、絶縁膜110_0として、PECVD装置の真空排気された処理室内に載置され
た基板を280℃以上400℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内にお
ける圧力を20Pa以上250Pa以下、さらに好ましくは100Pa以上250Pa以
下とし、処理室内に設けられる電極に高周波電力を供給する条件により、絶縁膜110_
0として、緻密である酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することができる
。
Further, as the insulating film 110_0, the substrate placed in the vacuum-exhausted processing chamber of the PECVD apparatus is held at 280 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and the raw material gas is introduced into the processing chamber to increase the pressure in the treatment chamber at 20 Pa or higher and 250 Pa or higher. Hereinafter, it is more preferably 100 Pa or more and 250 Pa or less, and the insulating film 110_
As 0, a dense silicon oxide film or silicon nitride film can be formed.
また、絶縁膜110_0を、マイクロ波を用いたプラズマCVD法を用いて形成しても
よい。マイクロ波とは300MHzから300GHzの周波数域を指す。マイクロ波は、
電子温度が低く、電子エネルギーが小さい。また、供給された電力において、電子の加速
に用いられる割合が少なく、より多くの分子の解離及び電離に用いられることが可能であ
り、密度の高いプラズマ(高密度プラズマ)を励起することができる。このため、被成膜
面及び堆積物へのプラズマダメージが少なく、欠陥の少ない絶縁膜110_0を形成する
ことができる。
Further, the insulating film 110_0 may be formed by using a plasma CVD method using microwaves. Microwave refers to the frequency range of 300 MHz to 300 GHz. Microwaves
The electron temperature is low and the electron energy is low. Further, in the supplied electric power, the ratio used for accelerating electrons is small, it can be used for dissociation and ionization of more molecules, and it is possible to excite a high-density plasma (high-density plasma). .. Therefore, it is possible to form the insulating film 110_0 with less plasma damage to the film-deposited surface and deposits and less defects.
また、絶縁膜110_0を、有機シランガスを用いたCVD法を用いて形成することが
できる。有機シランガスとしては、珪酸エチル(TEOS:化学式Si(OC2H5)4
)、テトラメチルシラン(TMS:化学式Si(CH3)4)、テトラメチルシクロテト
ラシロキサン(TMCTS)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS)、ヘ
キサメチルジシラザン(HMDS)、トリエトキシシラン(SiH(OC2H5)3)、
トリスジメチルアミノシラン(SiH(N(CH3)2)3)などのシリコン含有化合物
を用いることができる。有機シランガスを用いたCVD法を用いることで、被覆性の高い
絶縁膜110_0を形成することができる。
Further, the insulating film 110_0 can be formed by using a CVD method using an organic silane gas. As the organic silane gas, ethyl silicate (TEOS: chemical formula Si (OC 2 H 5 ) 4 )
), Tetramethylsilane (TMS: Chemical formula Si (CH 3 ) 4 ), Tetramethylcyclotetrasiloxane (TMCTS), Octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS), Hexamethyldisilazane (HMDS), Triethoxysilane (SiH (OC)). 2 H 5 ) 3 ),
Silicon-containing compounds such as trisdimethylaminosilane (SiH (N (CH 3 ) 2 ) 3 ) can be used. By using the CVD method using an organic silane gas, an insulating film 110_0 having a high covering property can be formed.
本実施の形態では絶縁膜110_0として、PECVD装置を用い、厚さ100nmの
酸化窒化シリコン膜を形成する。
In the present embodiment, a PECVD apparatus is used as the insulating film 110_0 to form a silicon oxide film having a thickness of 100 nm.
次に、絶縁膜110_0上の所望の位置に、リソグラフィによりマスクを形成した後、
絶縁膜110_0、及び絶縁膜104の一部をエッチングすることで、ゲート電極106
に達する開口部143を形成する(図10(C)参照)。
Next, after forming a mask by lithography at a desired position on the insulating film 110_0,
By etching a part of the insulating film 110_0 and the insulating
(See FIG. 10 (C)) to form an
開口部143の形成方法としては、ウエットエッチング法及びドライエッチング法のい
ずれか一方または双方を用いればよい。本実施の形態においては、ドライエッチング法を
用い、開口部143を形成する。
As a method for forming the
次に、開口部143を覆うように、絶縁膜110_0上に酸化物半導体膜111_0を
形成する。酸化物半導体膜111_0の形成時に酸化物半導体膜111_0から絶縁膜1
10_0中に酸素が添加される(図10(D)参照)。
Next, the oxide semiconductor film 111_0 is formed on the insulating film 110_0 so as to cover the
Oxygen is added to 10_0 (see FIG. 10 (D)).
なお、図10(D)において、絶縁膜110_0中に添加される酸素を矢印で模式的に
表している。
In FIG. 10D, the oxygen added to the insulating film 110_0 is schematically represented by an arrow.
酸化物半導体膜111_0の形成方法としては、スパッタリング法を用い、形成時に酸
素ガスを含む雰囲気で形成することが好ましい。形成時に酸素ガスを含む雰囲気で酸化物
半導体膜111_0を形成することで、絶縁膜110_0中に酸素を好適に添加すること
ができる。なお、酸化物半導体膜111_0の形成方法としては、スパッタリング法に限
定されず、その他の方法、例えばALD法を用いてもよい。
As a method for forming the oxide semiconductor film 111_0, it is preferable to use a sputtering method and to form the oxide semiconductor film 111_0 in an atmosphere containing oxygen gas at the time of formation. By forming the oxide semiconductor film 111_0 in an atmosphere containing oxygen gas at the time of formation, oxygen can be suitably added to the insulating film 110_0. The method for forming the oxide semiconductor film 111_0 is not limited to the sputtering method, and other methods, for example, the ALD method may be used.
本実施の形態においては、酸化物半導体膜111_0として、スパッタリング法を用い
て、膜厚が50nmのIn-Ga-Zn酸化物であるIGZO膜(In:Ga:Zn=4
:2:4.1(原子数比)を成膜する。また、酸化物半導体膜111_0の形成前、また
は酸化物半導体膜111_0の形成後に、絶縁膜110_0中に酸素添加処理を行っても
よい。当該酸素添加処理の方法としては、絶縁膜104の形成後に行うことのできる酸素
の添加と同様とすればよい。
In the present embodiment, the oxide semiconductor film 111_0 is an IGZO film (In: Ga: Zn = 4) which is an In—Ga—Zn oxide having a film thickness of 50 nm by using a sputtering method.
: 2: 4.1 (atomic number ratio) is formed. Further, oxygen addition treatment may be performed in the insulating film 110_0 before the formation of the oxide semiconductor film 111_0 or after the formation of the oxide semiconductor film 111_0. The method of the oxygen addition treatment may be the same as the oxygen addition that can be performed after the formation of the insulating
次に、酸化物半導体膜111_0上の所望の位置に、リソグラフィ工程によりマスク1
40を形成する(図11(A)参照)。
Next, the
40 is formed (see FIG. 11 (A)).
次に、マスク140上からエッチングを行い、導電膜112_0と、絶縁膜110_0
と、を加工する。その後、マスク140を除去することで、島状の酸化物半導体膜111
と、島状の絶縁膜110とを形成する(図11(B)参照)。
Next, etching is performed from the
And process. After that, by removing the
And the island-shaped insulating film 110 (see FIG. 11B).
本実施の形態においては、導電膜112_0、及び絶縁膜110_0の加工としては、
ドライエッチング法を用いて行う。
In the present embodiment, the conductive film 112_0 and the insulating film 110_0 are processed.
This is done using the dry etching method.
なお、酸化物半導体膜111_0、及び絶縁膜110の加工の際に、酸化物半導体膜1
11が重畳しない領域の酸化物半導体膜107の膜厚が薄くなる場合がある。または、酸
化物半導体膜111_0、及び絶縁膜110の加工の際に、酸化物半導体膜107が重畳
しない領域の絶縁膜104の膜厚が薄くなる場合がある。また、酸化物半導体膜111_
0、及び絶縁膜110_0の加工の際に、エッチャントまたはエッチングガス(例えば、
塩素など)が酸化物半導体膜107中に添加される、あるいは酸化物半導体膜111_0
、または絶縁膜110_0の構成元素が酸化物半導体膜107中に添加される場合がある
。
When processing the oxide semiconductor film 111_0 and the insulating
The film thickness of the
During the processing of 0 and the insulating film 110_0, an etchant or etching gas (eg, for example)
Chlorine, etc.) is added to the
, Or the constituent elements of the insulating film 110_0 may be added to the
次に、絶縁膜104、酸化物半導体膜107、及び酸化物半導体膜111上に絶縁膜1
16を形成する。なお、絶縁膜116を形成することで、絶縁膜116と接する酸化物半
導体膜107は、ソース領域108s及びドレイン領域108dとなる。また、絶縁膜1
10と接する酸化物半導体膜107はチャネル領域108iとなる。これにより、チャネ
ル領域108i、ソース領域108s、及びドレイン領域108dを有する第1の酸化物
半導体膜108が形成される。また絶縁膜116を形成することで、絶縁膜と接する酸化
物半導体膜111は第2の酸化物半導体膜111a、111bとなる(図11(C)参照
)。
Next, the insulating
16 is formed. By forming the insulating
The
なお図11(C)では、絶縁膜116の形成によって低抵抗化した膜および領域は、低
抵抗化する前とハッチングを変えて示している。
In FIG. 11C, the film and the region whose resistance is reduced by the formation of the insulating
絶縁膜116としては、先に記載の材料を選択することで形成できる。本実施の形態に
おいては、絶縁膜116として、PECVD装置を用い、厚さ100nmの窒化酸化シリ
コン膜を形成する。
The insulating
絶縁膜116として、窒化酸化シリコン膜を用いることで、絶縁膜116に接するソー
ス領域108s、及びドレイン領域108dに窒化酸化シリコン膜中の窒素または水素を
供給することができる。
By using the silicon nitride film as the insulating
また、絶縁膜116の形成前に、酸化物半導体膜107および/または酸化物半導体膜
111に、不純物元素の添加処理を行う、または絶縁膜116の形成後に、絶縁膜116
を介して、酸化物半導体膜107および/または酸化物半導体膜111に、不純物元素の
添加処理を行ってもよい。
Further, before forming the insulating
An impurity element may be added to the
上記不純物元素の添加処理としては、イオンドーピング法、イオン注入法、プラズマ処
理法等がある。プラズマ処理法の場合、添加する不純物元素を含むガス雰囲気にてプラズ
マを発生させて、プラズマ処理を行うことによって、不純物元素を添加することができる
。上記プラズマを発生させる装置としては、ドライエッチング装置、アッシング装置、プ
ラズマCVD装置、高密度プラズマCVD装置等を用いることができる。
Examples of the treatment for adding the impurity element include an ion doping method, an ion implantation method, and a plasma treatment method. In the case of the plasma treatment method, the impurity element can be added by generating plasma in a gas atmosphere containing the impurity element to be added and performing the plasma treatment. As the device for generating the plasma, a dry etching device, an ashing device, a plasma CVD device, a high-density plasma CVD device, or the like can be used.
なお、不純物元素の原料ガスとして、B2H6、PH3、CH4、N2、NH3、Al
H3、AlCl3、SiH4、Si2H6、F2、HF、H2及び希ガスの一以上を用い
ることができる。または、希ガスで希釈されたB2H6、PH3、N2、NH3、AlH
3、AlCl3、F2、HF、及びH2の一以上を用いることができる。なお、希ガス元
素の代表例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及びキセノン等がある
。
As raw material gases for impurity elements, B 2 H 6 , PH 3 , CH 4 , N 2 , NH 3 , Al.
One or more of H 3 , AlCl 3 , SiH 4 , Si 2 H 6 , F 2 , HF, H 2 and noble gases can be used. Alternatively, B 2 H 6 , PH 3 , N 2 , NH 3 , Al H diluted with a noble gas.
One or more of 3 , AlCl 3 , F 2 , HF, and H 2 can be used. Typical examples of rare gas elements include helium, neon, argon, krypton, xenon and the like.
または、希ガスを添加した後、B2H6、PH3、CH4、N2、NH3、AlH3、
AlCl3、SiH4、Si2H6、F2、HF、及びH2の一以上を酸化物半導体膜1
07に添加してもよい。または、B2H6、PH3、CH4、N2、NH3、AlH3、
AlCl3、SiH4、Si2H6、F2、HF、及びH2の一以上を添加した後、希ガ
スを酸化物半導体膜107に添加してもよい。
Alternatively, after adding the noble gas, B 2 H 6 , PH 3 , CH 4 , N 2 , NH 3 , Al H 3 ,
One or more of AlCl 3 , SiH 4 , Si 2 H 6 , F 2 , HF, and H 2 are
It may be added to 07. Or B 2 H 6 , PH 3 , CH 4 , N 2 , NH 3 , AlH 3 ,
After adding one or more of AlCl 3 , SiH 4 , Si 2 H 6 , F 2 , HF, and H 2 , a rare gas may be added to the
次に、絶縁膜116上に絶縁膜118を形成する(図12(A)参照)。
Next, the insulating
絶縁膜118としては、先に記載の材料を選択することで形成できる。本実施の形態に
おいては、絶縁膜118として、PECVD装置を用い、厚さ300nmの酸化窒化シリ
コン膜を形成する。
The insulating
次に、絶縁膜118の所望の位置に、リソグラフィによりマスクを形成した後、絶縁膜
118及び絶縁膜116の一部をエッチングすることで、ソース領域108sに達する開
口部141aと、ドレイン領域108dに達する開口部141bと、第2の酸化物半導体
膜111bに達する開口部142を形成する(図12(B)参照)。
Next, a mask is formed at a desired position of the insulating
絶縁膜118及び絶縁膜116をエッチングする方法としては、ウエットエッチング法
及びドライエッチング法のいずれか一方または双方を用いればよい。本実施の形態におい
ては、ドライエッチング法を用い、絶縁膜118、及び絶縁膜116を加工する。
As a method for etching the insulating
次に、開口部141a、141b、142を覆うように、ソース領域108s、ドレイ
ン領域108d、第2の酸化物半導体膜111b、及び絶縁膜118上に導電膜を形成し
、当該導電膜を所望の形状に加工することで、導電膜120a、120bを形成する。な
お、この時点でトランジスタ150が形成される(図12(C)参照)。
Next, a conductive film is formed on the
導電膜120a、120bとしては、先に記載の材料を選択することで形成できる。本
実施の形態においては、導電膜120a、120bとして、スパッタリング装置を用い、
厚さ50nmのタングステン膜と、厚さ400nmの銅膜との積層膜を形成する。
The
A laminated film of a tungsten film having a thickness of 50 nm and a copper film having a thickness of 400 nm is formed.
なお、導電膜120a、120bとなる導電膜の加工方法としては、ウエットエッチン
グ法及びドライエッチング法のいずれか一方または双方を用いればよい。本実施の形態で
は、ウエットエッチング法にて銅膜をエッチングしたのち、ドライエッチング法にてタン
グステン膜をエッチングすることで導電膜を加工し、導電膜120a、120bを形成す
る。
As a method for processing the conductive film to be the
次に、導電膜120a、120b、および絶縁膜118上に絶縁膜122を形成する(
図13(A)参照)。
Next, the insulating
See FIG. 13 (A)).
絶縁膜122としては、先に記載の材料を選択することで形成できる。本実施の形態に
おいては、絶縁膜122として、プラズマCVD装置を用い、厚さ100nmの窒化シリ
コン膜を形成する。
The insulating
次に、絶縁膜122上に導電膜を形成し、当該導電膜を所望の形状に加工することで、
導電膜123を形成する。なお、この時点で容量素子160が形成される(図13(B)
参照)。なお、導電膜123の抵抗値が所望の値よりも高い場合は、導電膜123上に補
助電極となる導電膜を形成してもよい。
Next, a conductive film is formed on the insulating
Form the
reference). When the resistance value of the
導電膜123としては、先に記載の材料を選択することで形成できる。本実施の形態に
おいては、導電膜123として、スパッタリング装置を用い、厚さ100nmのインジウ
ム錫酸化物を形成する。
The
以上の工程により、図1に示す半導体装置100(トランジスタ150および容量素子
160)を作製することができる。
By the above steps, the semiconductor device 100 (
なお、トランジスタ150を構成する膜(絶縁膜、金属酸化膜、酸化物半導体膜、導電
膜等)としては、上述の形成方法の他、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD)法、
真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD)法、ALD法を用いて形成することができる
。あるいは、塗布法や印刷法で形成することができる。成膜方法としては、スパッタリン
グ法、プラズマ化学気相堆積(PECVD)法が代表的であるが、熱CVD法でもよい。
熱CVD法の例として、有機金属化学堆積(MOCVD)法が挙げられる。
As the film (insulating film, metal oxide film, oxide semiconductor film, conductive film, etc.) constituting the
It can be formed by using a vacuum deposition method, a pulsed laser deposition (PLD) method, or an ALD method. Alternatively, it can be formed by a coating method or a printing method. As a film forming method, a sputtering method and a plasma chemical vapor deposition (PECVD) method are typical, but a thermal CVD method may also be used.
Examples of thermal CVD methods include organometallic chemical vapor deposition (MOCVD) methods.
熱CVD法は、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、原料ガスと酸化剤を同時にチ
ャンバー内に送り、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を
行う。このように、熱CVD法は、プラズマを発生させない成膜方法であるため、プラズ
マダメージにより欠陥が生成されることが無いという利点を有する。
In the thermal CVD method, the inside of the chamber is set to atmospheric pressure or reduced pressure, and the raw material gas and the oxidizing agent are sent into the chamber at the same time, reacted in the vicinity of the substrate or on the substrate, and deposited on the substrate to form a film. As described above, since the thermal CVD method is a film forming method that does not generate plasma, it has an advantage that defects are not generated due to plasma damage.
MOCVD法などの熱CVD法は、上記記載の導電膜、絶縁膜、酸化物半導体膜、金属
酸化膜などの膜を形成することができ、例えば、In-Ga-Zn-O膜を成膜する場合
には、トリメチルインジウム(In(CH3)3)、トリメチルガリウム(Ga(CH3
)3)、及びジメチル亜鉛を用いる(Zn(CH3)2)。これらの組み合わせに限定さ
れず、トリメチルガリウムに代えてトリエチルガリウム(Ga(C2H5)3)を用いる
こともでき、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛(Zn(C2H5)2)を用いることも
できる。
A thermal CVD method such as the MOCVD method can form a film such as the conductive film, an insulating film, an oxide semiconductor film, or a metal oxide film described above, and for example, an In—Ga—Zn—O film is formed. In some cases, trimethylindium (In (CH 3 ) 3 ), trimethylgallium (Ga (CH 3 ))
) 3 ), and dimethylzinc is used (Zn (CH 3 ) 2 ). Not limited to these combinations, triethylgallium (Ga (C 2 H 5 ) 3 ) can be used instead of trimethylgallium, and diethylzinc (Zn (C 2 H 5 ) 2 ) can be used instead of dimethylzinc. You can also do it.
また、ALDを利用する成膜装置により酸化ハフニウム膜を形成する場合には、溶媒と
ハフニウム前駆体を含む液体(ハフニウムアルコキシドや、テトラキスジメチルアミドハ
フニウム(TDMAH、Hf[N(CH3)2]4)やテトラキス(エチルメチルアミド
)ハフニウムなどのハフニウムアミド)を気化させた原料ガスと、酸化剤としてオゾン(
O3)の2種類のガスを用いる。
When a hafnium oxide film is formed by a film forming apparatus using ALD, a liquid containing a solvent and a hafnium precursor (hafnium alkoxide or tetrakisdimethylamide hafnium (TDMAH, Hf [N (CH 3 ) 2 ] 4] 4 ) And hafnium amide such as tetrakis (ethylmethylamide) hafnium) and ozone (ozone) as an oxidizing agent.
Two types of gas of O 3 ) are used.
また、ALDを利用する成膜装置により酸化アルミニウム膜を形成する場合には、溶媒
とアルミニウム前駆体を含む液体(トリメチルアルミニウム(TMA、Al(CH3)3
)など)を気化させた原料ガスと、酸化剤としてH2Oの2種類のガスを用いる。他の材
料としては、トリス(ジメチルアミド)アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ア
ルミニウムトリス(2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオナート)など
がある。
When an aluminum oxide film is formed by a film forming apparatus using ALD, a liquid containing a solvent and an aluminum precursor (trimethylaluminum (TMA, Al (CH 3 ) 3) 3
), Etc.) are vaporized, and two types of gas, H2O , are used as the oxidizing agent. Other materials include tris (dimethylamide) aluminum, triisobutylaluminum, aluminum tris (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptane dinate) and the like.
また、ALDを利用する成膜装置により酸化シリコン膜を形成する場合には、ヘキサク
ロロジシランを被成膜面に吸着させ、酸化性ガス(O2、一酸化二窒素)のラジカルを供
給して吸着物と反応させる。
When a silicon oxide film is formed by a film forming apparatus using ALD, hexachlorodisilane is adsorbed on the surface to be deposited, and radicals of an oxidizing gas ( O2 , dinitrogen monoxide) are supplied and adsorbed. React with things.
また、ALDを利用する成膜装置によりタングステン膜を成膜する場合には、WF6ガ
スとB2H6ガスを順次導入して初期タングステン膜を形成し、その後、WF6ガスとH
2ガスとを用いてタングステン膜を形成する。なお、B2H6ガスに代えてSiH4ガス
を用いてもよい。
When a tungsten film is formed by a film forming apparatus using ALD, WF 6 gas and B 2 H 6 gas are sequentially introduced to form an initial tungsten film, and then WF 6 gas and H are formed.
Tungsten film is formed using 2 gases. In addition, SiH 4 gas may be used instead of B 2 H 6 gas.
また、ALDを利用する成膜装置により酸化物半導体膜、例えばIn-Ga-Zn-O
膜を成膜する場合には、In(CH3)3ガスとO3ガスを用いてIn-O層を形成し、
その後、Ga(CH3)3ガスとO3ガスとを用いてGaO層を形成し、更にその後Zn
(CH3)2ガスとO3ガスとを用いてZnO層を形成する。なお、これらの層の順番は
この例に限らない。また、これらのガスを用いてIn-Ga-O層やIn-Zn-O層、
Ga-Zn-O層などの混合化合物層を形成しても良い。なお、O3ガスに変えてAr等
の不活性ガスで水をバブリングして得られたH2Oガスを用いても良いが、Hを含まない
O3ガスを用いる方が好ましい。
Further, an oxide semiconductor film, for example, In-Ga-Zn-O, is used by a film forming apparatus using ALD.
When forming a film, an In—O layer is formed by using In (CH 3 ) 3 gas and O 3 gas.
After that, a GaO layer is formed by using Ga (CH 3 ) 3 gas and O 3 gas, and then Zn.
(CH 3 ) A ZnO layer is formed by using 2 gas and O 3 gas. The order of these layers is not limited to this example. Further, using these gases, an In—Ga—O layer or an In—Zn—O layer,
A mixed compound layer such as a Ga—Zn—O layer may be formed. The H 2 O gas obtained by bubbling water with an inert gas such as Ar may be used instead of the O 3 gas, but it is preferable to use the O 3 gas containing no H.
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可
能である。
This embodiment can be implemented in combination with the configurations described in other embodiments as appropriate.
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置のトランジスタおよび容量素子に適用
可能な酸化物半導体の一例について説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, an example of an oxide semiconductor applicable to a transistor and a capacitive element of the semiconductor device of one aspect of the present invention will be described.
以下では、酸化物半導体の構造について説明する。 Hereinafter, the structure of the oxide semiconductor will be described.
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が-10°以上10°以下の角度で配置
されている状態をいう。したがって、-5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「略
平行」とは、二つの直線が-30°以上30°以下の角度で配置されている状態をいう。
また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態
をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、
二つの直線が60°以上120°以下の角度で配置されている状態をいう。
As used herein, the term "parallel" means a state in which two straight lines are arranged at an angle of −10 ° or more and 10 ° or less. Therefore, the case of −5 ° or more and 5 ° or less is also included. Further, "substantially parallel" means a state in which two straight lines are arranged at an angle of -30 ° or more and 30 ° or less.
Further, "vertical" means a state in which two straight lines are arranged at an angle of 80 ° or more and 100 ° or less. Therefore, the case of 85 ° or more and 95 ° or less is also included. Also, "almost vertical" means
A state in which two straight lines are arranged at an angle of 60 ° or more and 120 ° or less.
また、本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表
す。
Further, in the present specification, when the crystal is a trigonal crystal or a rhombohedral crystal, it is represented as a hexagonal system.
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けら
れる。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC-OS(c-axis-aligned
crystalline oxide semiconductor)、多結晶酸化物
半導体、nc-OS(nanocrystalline oxide semicond
uctor)、擬似非晶質酸化物半導体(a-like OS:amorphous-l
ike oxide semiconductor)および非晶質酸化物半導体などがあ
る。
Oxide semiconductors are divided into single crystal oxide semiconductors and other non-single crystal oxide semiconductors. As a non-single crystal oxide semiconductor, CAAC-OS (c-axis-aligned)
crystalline oxide semiconductor), polycrystalline oxide semiconductor, nc-OS (nanocrystalline oxide semiconductor)
octa), pseudo-amorphous oxide semiconductor (a-like OS: amorphous-l)
ike oxide semiconductor) and amorphous oxide semiconductors.
また別の観点では、酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体と、それ以外の結晶性酸化物半
導体と、に分けられる。結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、CAAC-
OS、多結晶酸化物半導体およびnc-OSなどがある。
From another viewpoint, the oxide semiconductor is divided into an amorphous oxide semiconductor and other crystalline oxide semiconductors. As crystalline oxide semiconductors, single crystal oxide semiconductors, CAAC-
There are OS, polycrystalline oxide semiconductor, nc-OS and the like.
非晶質構造は、一般に、等方的であって不均質構造を持たない、準安定状態で原子の配置
が固定化していない、結合角度が柔軟である、短距離秩序は有するが長距離秩序を有さな
い、などといわれている。
Amorphous structures are generally isotropic and have no anisotropic structure, the arrangement of atoms is not fixed in a metastable state, the bond angle is flexible, and short-range order is present but long-range order is present. It is said that it does not have.
即ち、安定な酸化物半導体を完全な非晶質(completely amorphous
)酸化物半導体とは呼べない。また、等方的でない(例えば、微小な領域において周期構
造を有する)酸化物半導体を、完全な非晶質酸化物半導体とは呼べない。一方、a-li
ke OSは、等方的でないが、鬆(ボイドともいう。)を有する不安定な構造である。
不安定であるという点では、a-like OSは、物性的に非晶質酸化物半導体に近い
。
That is, a stable oxide semiconductor is completely amorphous.
) It cannot be called an oxide semiconductor. Further, an oxide semiconductor that is not isotropic (for example, has a periodic structure in a minute region) cannot be called a completely amorphous oxide semiconductor. On the other hand, a-li
ke OS is an unstable structure that is not isotropic but has voids (also referred to as voids).
In terms of instability, the a-like OS is physically close to an amorphous oxide semiconductor.
<CAAC-OS>
まずは、CAAC-OSについて説明する。
<CAAC-OS>
First, CAAC-OS will be described.
CAAC-OSは、c軸配向した複数の結晶部(ペレットともいう。)を有する酸化物半
導体の一種である。
CAAC-OS is a kind of oxide semiconductor having a plurality of c-axis oriented crystal portions (also referred to as pellets).
CAAC-OSをX線回折(XRD:X-Ray Diffraction)によって解
析した場合について説明する。例えば、空間群R-3mに分類されるInGaZnO4の
結晶を有するCAAC-OSに対し、out-of-plane法による構造解析を行う
と、図14(A)に示すように回折角(2θ)が31°近傍にピークが現れる。このピー
クは、InGaZnO4の結晶の(009)面に帰属されることから、CAAC-OSで
は、結晶がc軸配向性を有し、c軸がCAAC-OSの膜を形成する面(被形成面ともい
う。)、または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。なお、2θが31°
近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合がある。2θが36°近
傍のピークは、空間群Fd-3mに分類される結晶構造に起因する。そのため、CAAC
-OSは、該ピークを示さないことが好ましい。
A case where CAAC-OS is analyzed by X-ray diffraction (XRD: X-Ray Diffraction) will be described. For example, when structural analysis by the out-of-plane method is performed on CAAC-OS having crystals of InGaZnO 4 classified in the space group R-3m, the diffraction angle (2θ) is as shown in FIG. 14 (A). A peak appears near 31 °. Since this peak is attributed to the (009) plane of the crystal of InGaZnO 4 , in CAAC-OS, the crystal has c-axis orientation and the c-axis forms the CAAC-OS film (formed). It can be confirmed that the surface is oriented substantially perpendicular to the surface) or the upper surface. 2θ is 31 °
In addition to the peaks in the vicinity, peaks may appear in the vicinity of 2θ of 36 °. The peak in which 2θ is in the vicinity of 36 ° is due to the crystal structure classified into the space group Fd-3m. Therefore, CAAC
-OS preferably does not show the peak.
一方、CAAC-OSに対し、被形成面に平行な方向からX線を入射させるin-pla
ne法による構造解析を行うと、2θが56°近傍にピークが現れる。このピークは、I
nGaZnO4の結晶の(110)面に帰属される。そして、2θを56°近傍に固定し
、試料面の法線ベクトルを軸(φ軸)として試料を回転させながら分析(φスキャン)を
行っても、図14(B)に示すように明瞭なピークは現れない。一方、単結晶InGaZ
nO4に対し、2θを56°近傍に固定してφスキャンした場合、図14(C)に示すよ
うに(110)面と等価な結晶面に帰属されるピークが6本観察される。したがって、X
RDを用いた構造解析から、CAAC-OSは、a軸およびb軸の配向が不規則であるこ
とが確認できる。
On the other hand, in-pla in which X-rays are incident on CAAC-OS from a direction parallel to the surface to be formed.
When the structural analysis by the ne method is performed, a peak appears in the vicinity of 2θ at 56 °. This peak is I
It is attributed to the (110) plane of the crystal of nGaZnO 4 . Then, even if 2θ is fixed in the vicinity of 56 ° and analysis (φ scan) is performed while rotating the sample with the normal vector of the sample surface as the axis (φ axis), it is clear as shown in FIG. 14 (B). No peak appears. On the other hand, single crystal InGaZ
When 2θ is fixed in the vicinity of 56 ° and φ-scanned with respect to no4 , six peaks attributed to the crystal plane equivalent to the (110) plane are observed as shown in FIG. 14 (C). Therefore, X
From the structural analysis using RD, it can be confirmed that the orientation of the a-axis and the b-axis of CAAC-OS is irregular.
次に、電子回折によって解析したCAAC-OSについて説明する。例えば、InGaZ
nO4の結晶を有するCAAC-OSに対し、CAAC-OSの被形成面に平行にプロー
ブ径が300nmの電子線を入射させると、図14(D)に示すような回折パターン(制
限視野電子回折パターンともいう。)が現れる場合がある。この回折パターンには、In
GaZnO4の結晶の(009)面に起因するスポットが含まれる。したがって、電子回
折によっても、CAAC-OSに含まれるペレットがc軸配向性を有し、c軸が被形成面
または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に
垂直にプローブ径が300nmの電子線を入射させたときの回折パターンを図14(E)
に示す。図14(E)より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、プロー
ブ径が300nmの電子線を用いた電子回折によっても、CAAC-OSに含まれるペレ
ットのa軸およびb軸は配向性を有さないことがわかる。なお、図14(E)における第
1リングは、InGaZnO4の結晶の(010)面および(100)面などに起因する
と考えられる。また、図14(E)における第2リングは(110)面などに起因すると
考えられる。
Next, the CAAC-OS analyzed by electron diffraction will be described. For example, InGaZ
When an electron beam having a probe diameter of 300 nm is incident on CAAC-OS having a crystal of no4 in parallel with the surface to be formed of CAAC-OS, a diffraction pattern (selected area electron diffraction) as shown in FIG. 14 (D) is applied. Also called a pattern.) May appear. In this diffraction pattern, In
A spot due to the (009) plane of the crystal of GaZnO 4 is included. Therefore, it can be seen from the electron diffraction that the pellets contained in CAAC-OS have c-axis orientation and the c-axis is oriented substantially perpendicular to the surface to be formed or the upper surface. On the other hand, the diffraction pattern when an electron beam having a probe diameter of 300 nm is incident on the same sample perpendicularly to the sample surface is shown in FIG. 14 (E).
Shown in. From FIG. 14 (E), a ring-shaped diffraction pattern is confirmed. Therefore, it can be seen that the a-axis and b-axis of the pellets contained in CAAC-OS do not have orientation even by electron diffraction using an electron beam having a probe diameter of 300 nm. It is considered that the first ring in FIG. 14 (E) is caused by the (010) plane and the (100) plane of the crystal of InGaZnO 4 . Further, it is considered that the second ring in FIG. 14 (E) is caused by the (110) plane or the like.
また、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Mi
croscope)によって、CAAC-OSの明視野像と回折パターンとの複合解析像
(高分解能TEM像ともいう。)を観察すると、複数のペレットを確認することができる
。一方、高分解能TEM像であってもペレット同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバウ
ンダリーともいう。)を明確に確認することができない場合がある。そのため、CAAC
-OSは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
In addition, a transmission electron microscope (TEM: Transmission Electron Mi)
By observing a composite analysis image (also referred to as a high-resolution TEM image) of a bright-field image of CAAC-OS and a diffraction pattern by crosscopy), a plurality of pellets can be confirmed. On the other hand, even in a high-resolution TEM image, the boundary between pellets, that is, the grain boundary (also referred to as grain boundary) may not be clearly confirmed. Therefore, CAAC
-It can be said that the OS is unlikely to cause a decrease in electron mobility due to grain boundaries.
図15(A)に、試料面と略平行な方向から観察したCAAC-OSの断面の高分解能T
EM像を示す。高分解能TEM像の観察には、球面収差補正(Spherical Ab
erration Corrector)機能を用いた。球面収差補正機能を用いた高分
解能TEM像を、特にCs補正高分解能TEM像と呼ぶ。Cs補正高分解能TEM像は、
例えば、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡JEM-ARM200Fなどによ
って観察することができる。
FIG. 15A shows a high resolution T of the cross section of the CAAC-OS observed from a direction substantially parallel to the sample surface.
The EM image is shown. For observation of high-resolution TEM images, spherical aberration correction (Spherical Ab)
The erration (ector) function was used. A high-resolution TEM image using the spherical aberration correction function is particularly referred to as a Cs-corrected high-resolution TEM image. The Cs-corrected high-resolution TEM image is
For example, it can be observed with an atomic resolution analysis electron microscope JEM-ARM200F manufactured by JEOL Ltd.
図15(A)より、金属原子が層状に配列している領域であるペレットを確認することが
できる。ペレット一つの大きさは1nm以上のものや、3nm以上のものがあることがわ
かる。したがって、ペレットを、ナノ結晶(nc:nanocrystal)と呼ぶこと
もできる。また、CAAC-OSを、CANC(C-Axis Aligned nan
ocrystals)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。ペレットは、CAAC
-OSの膜を被形成面または上面の凹凸を反映しており、CAAC-OSの被形成面また
は上面と平行となる。
From FIG. 15 (A), pellets, which are regions where metal atoms are arranged in layers, can be confirmed. It can be seen that the size of one pellet is 1 nm or more and 3 nm or more. Therefore, the pellets can also be referred to as nanocrystals (nc: nanocrystals). In addition, CAAC-OS can be used as CANC (C-Axis Aligned nan).
It can also be called an oxide semiconductor having ocrystals). The pellet is CAAC
-The film of OS reflects the unevenness of the surface to be formed or the upper surface, and is parallel to the surface to be formed or the upper surface of CAAC-OS.
また、図15(B)および図15(C)に、試料面と略垂直な方向から観察したCAAC
-OSの平面のCs補正高分解能TEM像を示す。図15(D)および図15(E)は、
それぞれ図15(B)および図15(C)を画像処理した像である。以下では、画像処理
の方法について説明する。まず、図15(B)を高速フーリエ変換(FFT:Fast
Fourier Transform)処理することでFFT像を取得する。次に、取得
したFFT像において原点を基準に、2.8nm-1から5.0nm-1の間の範囲を残
すマスク処理する。次に、マスク処理したFFT像を、逆高速フーリエ変換(IFFT:
Inverse Fast Fourier Transform)処理することで画像
処理した像を取得する。こうして取得した像をFFTフィルタリング像と呼ぶ。FFTフ
ィルタリング像は、Cs補正高分解能TEM像から周期成分を抜き出した像であり、格子
配列を示している。
Further, in FIGS. 15 (B) and 15 (C), CAAC observed from a direction substantially perpendicular to the sample surface.
-A Cs-corrected high-resolution TEM image of the plane of the OS is shown. 15 (D) and 15 (E) are shown in FIGS. 15 (D) and 15 (E).
15 (B) and 15 (C) are image-processed images, respectively. The method of image processing will be described below. First, FIG. 15 (B) is obtained by performing a fast Fourier transform (FFT: Fast).
An FFT image is acquired by performing a Fourier Transform) process. Next, in the acquired FFT image, mask processing is performed to leave a range between 2.8 nm -1 and 5.0 nm -1 with respect to the origin. Next, the masked FFT image is subjected to an inverse fast Fourier transform (IFFT:).
An image processed image is acquired by performing an Inverse Fast Fourier Transform) process. The image thus obtained is called an FFT filtering image. The FFT filtering image is an image obtained by extracting a periodic component from a Cs-corrected high-resolution TEM image, and shows a grid array.
図15(D)では、格子配列の乱れた箇所を破線で示している。破線で囲まれた領域が、
一つのペレットである。そして、破線で示した箇所がペレットとペレットとの連結部であ
る。破線は、六角形状であるため、ペレットが六角形状であることがわかる。なお、ペレ
ットの形状は、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合が多い。
In FIG. 15 (D), the disordered portion of the lattice arrangement is shown by a broken line. The area surrounded by the broken line is
It is one pellet. The part indicated by the broken line is the connecting portion between the pellets. Since the broken line has a hexagonal shape, it can be seen that the pellet has a hexagonal shape. The shape of the pellet is not limited to the regular hexagonal shape, and is often a non-regular hexagonal shape.
図15(E)では、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子
配列の向きが変化している箇所を点線で示し、格子配列の向きの変化を破線で示している
。点線近傍においても、明確な結晶粒界を確認することはできない。点線近傍の格子点を
中心に周囲の格子点を繋ぐと、歪んだ六角形や、五角形または/および七角形などが形成
できる。即ち、格子配列を歪ませることによって結晶粒界の形成を抑制していることがわ
かる。これは、CAAC-OSが、a-b面方向において原子配列が稠密でないことや、
金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容す
ることができるためと考えられる。
In FIG. 15 (E), a dotted line indicates a portion where the orientation of the grid arrangement changes between a region where the grid arrangement is aligned and another region where the grid arrangement is aligned, and the change in the orientation of the grid arrangement is shown. It is shown by a broken line. A clear grain boundary cannot be confirmed even in the vicinity of the dotted line. Distorted hexagons, pentagons and / and heptagons can be formed by connecting the surrounding grid points around the grid points near the dotted line. That is, it can be seen that the formation of grain boundaries is suppressed by distorting the lattice arrangement. This is because CAAC-OS has a non-dense atomic arrangement in the ab plane direction.
It is considered that the strain can be tolerated by changing the bond distance between atoms due to the substitution of the metal element.
以上に示すように、CAAC-OSは、c軸配向性を有し、かつa-b面方向において複
数のペレット(ナノ結晶)が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。よって、CA
AC-OSを、CAA crystal(c-axis-aligned a-b-pl
ane-anchored crystal)と称することもできる。
As shown above, CAAC-OS has a c-axis orientation and has a distorted crystal structure in which a plurality of pellets (nanocrystals) are connected in the ab plane direction. Therefore, CA
AC-OS, CAA crystal (c-axis-aligned a-b-pl)
It can also be referred to as an ane-anchored crystal).
CAAC-OSは結晶性の高い酸化物半導体である。酸化物半導体の結晶性は不純物の混
入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、CAAC-OSは不純物や欠陥(
酸素欠損など)の少ない酸化物半導体ともいえる。
CAAC-OS is a highly crystalline oxide semiconductor. Since the crystallinity of oxide semiconductors may be reduced due to the inclusion of impurities or the formation of defects, CAAC-OS has impurities and defects (
It can be said that it is an oxide semiconductor with few oxygen deficiencies.
なお、不純物は、酸化物半導体の主成分以外の元素で、水素、炭素、シリコン、遷移金属
元素などがある。例えば、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸素
との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を
乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二
酸化炭素などは、原子半径(または分子半径)が大きいため、酸化物半導体の原子配列を
乱し、結晶性を低下させる要因となる。
Impurities are elements other than the main components of oxide semiconductors, such as hydrogen, carbon, silicon, and transition metal elements. For example, an element such as silicon, which has a stronger bond with oxygen than a metal element constituting an oxide semiconductor, deprives the oxide semiconductor of oxygen, disturbs the atomic arrangement of the oxide semiconductor, and lowers the crystallinity. It becomes a factor. Further, heavy metals such as iron and nickel, argon, carbon dioxide, and the like have a large atomic radius (or molecular radius), which disturbs the atomic arrangement of the oxide semiconductor and causes a decrease in crystallinity.
酸化物半導体が不純物や欠陥を有する場合、光や熱などによって特性が変動する場合があ
る。例えば、酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップとなる場合や、キャリ
ア発生源となる場合がある。例えば、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップと
なる場合や、水素を捕獲することによってキャリア発生源となる場合がある。
When an oxide semiconductor has impurities or defects, its characteristics may fluctuate due to light, heat, or the like. For example, impurities contained in an oxide semiconductor may be a carrier trap or a carrier generation source. For example, oxygen deficiency in an oxide semiconductor may become a carrier trap or a carrier generation source by capturing hydrogen.
不純物および酸素欠損の少ないCAAC-OSは、キャリア密度の低い酸化物半導体であ
る。具体的には、8×1011個/cm3未満、好ましくは1×1011個/cm3未満
、さらに好ましくは1×1010個/cm3未満であり、1×10-9個/cm3以上の
キャリア密度の酸化物半導体とすることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真
性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。CAAC-OSは、不純物濃度が低
く、欠陥準位密度が低い。即ち、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。
CAAC-OS, which has few impurities and oxygen deficiency, is an oxide semiconductor having a low carrier density. Specifically, it is less than 8 × 10 11 pieces / cm 3 , preferably less than 1 × 10 11 pieces / cm 3 , and more preferably less than 1 × 10 10 pieces / cm 3 , and 1 × 10-9 pieces / cm. It can be an oxide semiconductor having a carrier density of 3 or more. Such oxide semiconductors are referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductors. CAAC-OS has a low impurity concentration and a low defect level density. That is, it can be said that it is an oxide semiconductor having stable characteristics.
<nc-OS>
次に、nc-OSについて説明する。
<Nc-OS>
Next, the nc-OS will be described.
nc-OSをXRDによって解析した場合について説明する。例えば、nc-OSに対し
、out-of-plane法による構造解析を行うと、配向性を示すピークが現れない
。即ち、nc-OSの結晶は配向性を有さない。
The case where the nc-OS is analyzed by XRD will be described. For example, when structural analysis is performed on nc-OS by the out-of-plane method, a peak indicating orientation does not appear. That is, the crystals of nc-OS have no orientation.
また、例えば、InGaZnO4の結晶を有するnc-OSを薄片化し、厚さが34nm
の領域に対し、被形成面に平行にプローブ径が50nmの電子線を入射させると、図16
(A)に示すようなリング状の回折パターン(ナノビーム電子回折パターン)が観測され
る。また、同じ試料にプローブ径が1nmの電子線を入射させたときの回折パターン(ナ
ノビーム電子回折パターン)を図16(B)に示す。図16(B)より、リング状の領域
内に複数のスポットが観測される。したがって、nc-OSは、プローブ径が50nmの
電子線を入射させることでは秩序性が確認されないが、プローブ径が1nmの電子線を入
射させることでは秩序性が確認される。
Further, for example, nc-OS having a crystal of InGaZnO 4 is sliced and the thickness is 34 nm.
When an electron beam having a probe diameter of 50 nm is incident on the region of FIG. 16 in parallel with the surface to be formed, FIG.
A ring-shaped diffraction pattern (nanobeam electron diffraction pattern) as shown in (A) is observed. Further, FIG. 16B shows a diffraction pattern (nanobeam electron diffraction pattern) when an electron beam having a probe diameter of 1 nm is incident on the same sample. From FIG. 16B, a plurality of spots are observed in the ring-shaped region. Therefore, the order of the nc-OS is not confirmed by incident an electron beam having a probe diameter of 50 nm, but the order is confirmed by incident an electron beam having a probe diameter of 1 nm.
また、厚さが10nm未満の領域に対し、プローブ径が1nmの電子線を入射させると、
図16(C)に示すように、スポットが略正六角状に配置された電子回折パターンを観測
される場合がある。したがって、厚さが10nm未満の範囲において、nc-OSが秩序
性の高い領域、即ち結晶を有することがわかる。なお、結晶が様々な方向を向いているた
め、規則的な電子回折パターンが観測されない領域もある。
Further, when an electron beam having a probe diameter of 1 nm is incident on a region having a thickness of less than 10 nm,
As shown in FIG. 16C, an electron diffraction pattern in which spots are arranged in a substantially regular hexagonal shape may be observed. Therefore, it can be seen that the nc-OS has a highly ordered region, that is, a crystal in the range of the thickness of less than 10 nm. Since the crystals are oriented in various directions, there are some regions where regular electron diffraction patterns are not observed.
図16(D)に、被形成面と略平行な方向から観察したnc-OSの断面のCs補正高分
解能TEM像を示す。nc-OSは、高分解能TEM像において、補助線で示す箇所など
のように結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない
領域と、を有する。nc-OSに含まれる結晶部は、1nm以上10nm以下の大きさで
あり、特に1nm以上3nm以下の大きさであることが多い。なお、結晶部の大きさが1
0nmより大きく100nm以下である酸化物半導体を微結晶酸化物半導体(fine
crystalline oxide semiconductor)と呼ぶことがある
。nc-OSは、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確認できない場合が
ある。なお、ナノ結晶は、CAAC-OSにおけるペレットと起源を同じくする可能性が
ある。そのため、以下ではnc-OSの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
FIG. 16D shows a Cs-corrected high-resolution TEM image of the cross section of the nc-OS observed from a direction substantially parallel to the surface to be formed. The nc-OS has a region in which a crystal portion can be confirmed, such as a portion indicated by an auxiliary line, and a region in which a clear crystal portion cannot be confirmed in a high-resolution TEM image. The crystal portion contained in nc-OS has a size of 1 nm or more and 10 nm or less, and in particular, it often has a size of 1 nm or more and 3 nm or less. The size of the crystal part is 1.
Oxide semiconductors larger than 0 nm and 100 nm or less are fine crystal oxide semiconductors (fine).
It may be called a crystalline oxide semiconductor). In the nc-OS, for example, the crystal grain boundaries may not be clearly confirmed in a high-resolution TEM image. It should be noted that the nanocrystals may have the same origin as the pellets in CAAC-OS. Therefore, in the following, the crystal portion of nc-OS may be referred to as a pellet.
このように、nc-OSは、微小な領域(例えば、1nm以上10nm以下の領域、特に
1nm以上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc-OSは
、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見ら
れない。したがって、nc-OSは、分析方法によっては、a-like OSや非晶質
酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
As described above, the nc-OS has periodicity in the atomic arrangement in a minute region (for example, a region of 1 nm or more and 10 nm or less, particularly a region of 1 nm or more and 3 nm or less). In addition, nc-OS has no regularity in crystal orientation between different pellets. Therefore, no orientation is observed in the entire film. Therefore, the nc-OS may be indistinguishable from the a-like OS and the amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method.
なお、ペレット(ナノ結晶)間で結晶方位が規則性を有さないことから、nc-OSを、
RANC(Random Aligned nanocrystals)を有する酸化物
半導体、またはNANC(Non-Aligned nanocrystals)を有す
る酸化物半導体と呼ぶこともできる。
Since the crystal orientation does not have regularity between pellets (nanocrystals), nc-OS is used.
It can also be referred to as an oxide semiconductor having RANC (Random Aligned nanocrystals) or an oxide semiconductor having NANC (Non-Aligned nanocrystals).
nc-OSは、非晶質酸化物半導体よりも規則性の高い酸化物半導体である。そのため、
nc-OSは、a-like OSや非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くなる
。ただし、nc-OSは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため
、nc-OSは、CAAC-OSと比べて欠陥準位密度が高くなる。
The nc-OS is an oxide semiconductor having higher regularity than the amorphous oxide semiconductor. for that reason,
The defect level density of nc-OS is lower than that of a-like OS and amorphous oxide semiconductors. However, in nc-OS, there is no regularity in crystal orientation between different pellets. Therefore, the defect level density of nc-OS is higher than that of CAAC-OS.
<a-like OS>
a-like OSは、nc-OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半
導体である。
<A-like OS>
The a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between nc-OS and an amorphous oxide semiconductor.
図17に、a-like OSの高分解能断面TEM像を示す。ここで、図17(A)は
電子照射開始時におけるa-like OSの高分解能断面TEM像である。図17(B
)は4.3×108e-/nm2の電子(e-)照射後におけるa-like OSの高
分解能断面TEM像である。図17(A)および図17(B)より、a-like OS
は電子照射開始時から、縦方向に延伸する縞状の明領域が観察されることがわかる。また
、明領域は、電子照射後に形状が変化することがわかる。なお、明領域は、鬆または低密
度領域と推測される。
FIG. 17 shows a high-resolution cross-sectional TEM image of the a-like OS. Here, FIG. 17A is a high-resolution cross-sectional TEM image of the a-like OS at the start of electron irradiation. FIG. 17 (B
) Is a high-resolution cross-sectional TEM image of a-like OS after electron (e- ) irradiation of 4.3 × 10 8 e − / nm 2 . From FIGS. 17 (A) and 17 (B), a-like OS
It can be seen that a striped bright region extending in the vertical direction is observed from the start of electron irradiation. It can also be seen that the shape of the bright region changes after electron irradiation. The bright region is presumed to be a void or a low density region.
鬆を有するため、a-like OSは、不安定な構造である。以下では、a-like
OSが、CAAC-OSおよびnc-OSと比べて不安定な構造であることを示すため
、電子照射による構造の変化を示す。
Due to the presence of voids, the a-like OS has an unstable structure. In the following, a-like
To show that the OS has an unstable structure as compared with CAAC-OS and nc-OS, the structural change due to electron irradiation is shown.
試料として、a-like OS、nc-OSおよびCAAC-OSを準備する。いずれ
の試料もIn-Ga-Zn酸化物である。
Prepare a-like OS, nc-OS and CAAC-OS as samples. Both samples are In-Ga-Zn oxides.
まず、各試料の高分解能断面TEM像を取得する。高分解能断面TEM像により、各試料
は、いずれも結晶部を有する。
First, a high-resolution cross-sectional TEM image of each sample is acquired. Due to the high resolution cross-sectional TEM image, each sample has a crystal part.
なお、InGaZnO4の結晶の単位格子は、In-O層を3層有し、またGa-Zn-
O層を6層有する、計9層がc軸方向に層状に重なった構造を有することが知られている
。これらの近接する層同士の間隔は、(009)面の格子面間隔(d値ともいう。)と同
程度であり、結晶構造解析からその値は0.29nmと求められている。したがって、以
下では、格子縞の間隔が0.28nm以上0.30nm以下である箇所を、InGaZn
O4の結晶部と見なした。なお、格子縞は、InGaZnO4の結晶のa-b面に対応す
る。
The unit cell of the crystal of InGaZnO 4 has three In—O layers, and Ga—Zn—
It is known that a total of 9 layers having 6 layers of O have a structure in which layers are stacked in the c-axis direction. The spacing between these adjacent layers is about the same as the grid plane spacing (also referred to as d value) of the (009) plane, and the value is determined to be 0.29 nm from the crystal structure analysis. Therefore, in the following, InGaZn is defined as a portion where the interval between the plaids is 0.28 nm or more and 0.30 nm or less.
It was regarded as the crystal part of O4 . The plaids correspond to the ab planes of the InGaZnO 4 crystal.
図18は、各試料の結晶部(22箇所から30箇所)の平均の大きさを調査した例である
。なお、上述した格子縞の長さを結晶部の大きさとしている。図18より、a-like
OSは、TEM像の取得などに係る電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなってい
くことがわかる。図18より、TEMによる観察初期においては1.2nm程度の大きさ
だった結晶部(初期核ともいう。)が、電子(e-)の累積照射量が4.2×108e-
/nm2においては1.9nm程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、nc
-OSおよびCAAC-OSは、電子照射開始時から電子の累積照射量が4.2×108
e-/nm2までの範囲で、結晶部の大きさに変化が見られないことがわかる。図18よ
り、電子の累積照射量によらず、nc-OSおよびCAAC-OSの結晶部の大きさは、
それぞれ1.3nm程度および1.8nm程度であることがわかる。なお、電子線照射お
よびTEMの観察は、日立透過電子顕微鏡H-9000NARを用いた。電子線照射条件
は、加速電圧を300kV、電流密度を6.7×105e-/(nm2・s)、照射領域
の直径を230nmとした。
FIG. 18 is an example of investigating the average size of the crystal portions (22 to 30 locations) of each sample. The length of the above-mentioned plaid is defined as the size of the crystal portion. From FIG. 18, a-like
It can be seen that in the OS, the crystal portion becomes larger according to the cumulative irradiation amount of electrons related to the acquisition of the TEM image. From FIG. 18, the crystal part (also referred to as the initial nucleus), which had a size of about 1.2 nm at the initial stage of observation by TEM, has a cumulative irradiation amount of electrons (e − ) of 4.2 × 108 e − .
It can be seen that at / nm2 , it grows to a size of about 1.9 nm. On the other hand, nc
-OS and CAAC-OS have a cumulative electron irradiation amount of 4.2 x 108 from the start of electron irradiation.
It can be seen that there is no change in the size of the crystal part in the range of e − / nm 2 . From FIG. 18, the size of the crystal part of nc-OS and CAAC-OS is determined regardless of the cumulative irradiation amount of electrons.
It can be seen that they are about 1.3 nm and about 1.8 nm, respectively. A Hitachi transmission electron microscope H-9000NAR was used for electron beam irradiation and TEM observation. The electron beam irradiation conditions were an acceleration voltage of 300 kV, a current density of 6.7 × 105 e − / (nm 2 · s), and an irradiation region diameter of 230 nm.
このように、a-like OSは、電子照射によって結晶部の成長が見られる場合があ
る。一方、nc-OSおよびCAAC-OSは、電子照射による結晶部の成長がほとんど
見られない。即ち、a-like OSは、nc-OSおよびCAAC-OSと比べて、
不安定な構造であることがわかる。
As described above, in the a-like OS, growth of the crystal portion may be observed by electron irradiation. On the other hand, in nc-OS and CAAC-OS, almost no growth of the crystal portion due to electron irradiation is observed. That is, the a-like OS is compared with the nc-OS and the CAAC-OS.
It turns out that the structure is unstable.
また、鬆を有するため、a-like OSは、nc-OSおよびCAAC-OSと比べ
て密度の低い構造である。具体的には、a-like OSの密度は、同じ組成の単結晶
の密度の78.6%以上92.3%未満である。また、nc-OSの密度およびCAAC
-OSの密度は、同じ組成の単結晶の密度の92.3%以上100%未満である。単結晶
の密度の78%未満である酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。
Further, since it has a void, the a-like OS has a structure having a lower density than that of nc-OS and CAAC-OS. Specifically, the density of a-like OS is 78.6% or more and less than 92.3% of the density of a single crystal having the same composition. Also, the density of nc-OS and CAAC
-The density of OS is 92.3% or more and less than 100% of the density of a single crystal having the same composition. Oxide semiconductors having a density of less than 78% of a single crystal are difficult to form.
例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において、菱
面体晶構造を有する単結晶InGaZnO4の密度は6.357g/cm3である。よっ
て、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において
、a-like OSの密度は5.0g/cm3以上5.9g/cm3未満である。また
、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において、
nc-OSの密度およびCAAC-OSの密度は5.9g/cm3以上6.3g/cm3
未満である。
For example, in an oxide semiconductor satisfying In: Ga: Zn = 1: 1: 1 [atomic number ratio], the density of the single crystal InGaZnO 4 having a rhombohedral crystal structure is 6.357 g / cm 3 . Therefore, for example, in an oxide semiconductor satisfying In: Ga: Zn = 1: 1: 1 [atomic number ratio], the density of a-like OS is 5.0 g / cm 3 or more and less than 5.9 g / cm 3 . .. Further, for example, in an oxide semiconductor satisfying In: Ga: Zn = 1: 1: 1 [atomic number ratio],
The density of nc-OS and the density of CAAC-OS are 5.9 g / cm 3 or more and 6.3 g / cm 3
Is less than.
なお、同じ組成の単結晶が存在しない場合、任意の割合で組成の異なる単結晶を組み合わ
せることにより、所望の組成における単結晶に相当する密度を見積もることができる。所
望の組成の単結晶に相当する密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して、
加重平均を用いて見積もればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を組
み合わせて見積もることが好ましい。
When a single crystal having the same composition does not exist, the density corresponding to the single crystal in a desired composition can be estimated by combining single crystals having different compositions at an arbitrary ratio. The density corresponding to a single crystal having a desired composition is relative to the ratio of combining single crystals having different compositions.
It may be estimated using a weighted average. However, it is preferable to estimate the density by combining as few types of single crystals as possible.
以上のように、酸化物半導体は、様々な構造をとり、それぞれが様々な特性を有する。な
お、酸化物半導体は、例えば、非晶質酸化物半導体、a-like OS、nc-OS、
CAAC-OSのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
As described above, oxide semiconductors have various structures, and each has various characteristics. The oxide semiconductor may be, for example, an amorphous oxide semiconductor, a-like OS, nc-OS, or the like.
A laminated film having two or more of CAAC-OS may be used.
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可
能である。
This embodiment can be implemented in combination with the configurations described in other embodiments as appropriate.
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置80について、図19乃至図31を
用いて説明する。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the
図19(A)に示す表示装置80は、画素部71と、走査線駆動回路74と、信号線駆
動回路76と、各々が平行または略平行に配設され、且つ走査線駆動回路74によって電
位が制御されるm本の走査線77と、各々が平行または略平行に配設され、且つ信号線駆
動回路76によって電位が制御されるn本の信号線79と、を有する。さらに、画素部7
1はマトリクス状に配設された複数の画素70を有する。また、信号線79に沿って、各
々が平行または略平行に配設されたコモン線75を有する。また、走査線駆動回路74及
び信号線駆動回路76をまとめて駆動回路部という場合がある。
In the
1 has a plurality of
各々の走査線77は、画素部71においてm行n列に配設された画素70のうち、いず
れかの行に配設されたn個の画素70と電気的に接続される。また、各々の信号線79は
、m行n列に配設された画素70のうち、いずれかの列に配設されたm個の画素70に電
気的に接続される。m、nは、ともに1以上の整数である。また、各コモン線75は、m
行n列に配設された画素70のうち、いずれかの行に配設されたm個の画素70と電気的
に接続される。
Each
Of the
図19(B)は、図19(A)に示す表示装置80の画素70に用いることができる回
路構成の一例を示している。
FIG. 19B shows an example of a circuit configuration that can be used for the
図19(B)に示す画素70は、液晶素子51と、トランジスタ52と、容量素子55
と、を有する。
The
And have.
液晶素子51の一対の電極の一方は、トランジスタ52と接続され、電位は、画素70
の仕様に応じて適宜設定される。液晶素子51の一対の電極の他方は、コモン線75と接
続され、電位は共通の電位(コモン電位)が与えられる。液晶素子51が有する液晶は、
トランジスタ52に書き込まれるデータにより配向状態が制御される。
One of the pair of electrodes of the
It is set appropriately according to the specifications of. The other of the pair of electrodes of the
The orientation state is controlled by the data written in the
なお、液晶素子51は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御す
る素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界(横方向の電界、縦方
向の電界又は斜め方向の電界を含む)によって制御される。なお、液晶素子51に用いる
液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強
誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により
、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相
等を示す。
The
また、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよ
い。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリ
ック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発
現しないため、温度範囲を改善するために数重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組
成物を用いて液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、
応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む
液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくて
もよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破
壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができ
る。
Further, when the transverse electric field method is adopted, a liquid crystal showing a blue phase without using an alignment film may be used. The blue phase is one of the liquid crystal phases, and is a phase that appears immediately before the transition from the cholesteric phase to the isotropic phase when the temperature of the cholesteric liquid crystal is raised. Since the blue phase is expressed only in a narrow temperature range, a liquid crystal composition mixed with a chiral agent of several weight% or more is used for the liquid crystal layer in order to improve the temperature range. A liquid crystal composition containing a liquid crystal exhibiting a blue phase and a chiral agent may be used.
It has a short response speed and is optically isotropic. Further, the liquid crystal composition containing the liquid crystal showing the blue phase and the chiral agent does not require an orientation treatment and has a small viewing angle dependence. In addition, since it is not necessary to provide an alignment film, the rubbing process is not required, so that electrostatic breakdown caused by the rubbing process can be prevented, and defects and breakage of the liquid crystal display device during the manufacturing process can be reduced. ..
液晶素子51を有する表示装置80の駆動方法としては、TN(Twisted Ne
matic)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、FFS
(Fringe Field Switching)モード、ASM(Axially
Symmetric aligned Micro-cell)モード、OCB(Opt
ical Compensated Birefringence)モード、FLC(F
erroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(Ant
iFerroelectric Liquid Crystal)モードなどを用いるこ
とができる。
As a driving method of the
matic) mode, IPS (In-Plane-Switching) mode, FFS
(Fringe Field Switching) mode, ASM (Axially)
Symmetrically aligned Micro-cell mode, OCB (Opt)
ical Compensated Birefringence mode, FLC (F)
errolectric Liquid Crystal) mode, AFLC (Ant)
The iFerolectric Liquid Crystal) mode and the like can be used.
また、表示装置80をノーマリーブラック型の液晶表示装置、例えば垂直配向(VA)
モードを採用した透過型の液晶表示装置としてもよい。垂直配向モードとしては、MVA
(Multi-Domain Vertical Alignment)モード、PVA
(Patterned Vertical Alignment)モード、ASVモード
などを用いることができる。
Further, the
It may be a transmissive liquid crystal display device that employs a mode. The vertical orientation mode is MVA.
(Multi-Domain Vertical Element) mode, PVA
(Patterned Vertical Alignment) mode, ASV mode and the like can be used.
本実施の形態では、主に横電界方式、代表的にはFFSモード及び後に説明するDPS
モードについて説明する。
In this embodiment, mainly the lateral electric field method, typically the FFS mode, and the DPS described later will be described.
The mode will be described.
図19(B)に示す画素70の構成において、トランジスタ52のソース電極及びドレ
イン電極の一方は、信号線79に電気的に接続され、他方は液晶素子51の一対の電極の
一方に電気的に接続される。また、トランジスタ52の第1のゲート電極は、走査線77
に電気的に接続される。トランジスタ52は、データ信号のデータの書き込みを制御する
機能を有する。また、トランジスタ52は第1のゲート電極と電気的に接続される第2の
ゲート電極を有する。すなわち、トランジスタ52において第1のゲート電極および第2
のゲート電極は同電位となる。なお、第1のゲート電極と第2のゲート電極が各々独立し
て動作し、異なる電位を与えられる構成としてもよい。例えば、第2のゲート電極が走査
線77とは異なる電位を与える機能を有する配線78と電気的に接続されていてもよい(
図19(C)参照)。また、トランジスタ52が第1のゲート電極または第2のゲート電
極を有さない構成としてもよい。
In the configuration of the
Is electrically connected to. The
The gate electrodes of are at the same potential. The first gate electrode and the second gate electrode may operate independently and can be given different potentials. For example, the second gate electrode may be electrically connected to the
See FIG. 19 (C). Further, the
図19(B)に示す画素70の構成において、容量素子55の一対の電極の一方は、ト
ランジスタ52のソース電極及びドレイン電極の他方に接続される。容量素子55の一対
の電極の他方は、コモン線75に電気的に接続される。コモン線75の電位の値は、画素
70の仕様に応じて適宜設定される。容量素子55は、書き込まれたデータを保持する保
持容量としての機能を有する。なお、FFSモードによって駆動する表示装置80におい
ては、容量素子55の一対の電極の一方は、液晶素子51の一対の電極の一方の一部また
は全部であり、容量素子55の一対の電極の他方は、液晶素子51の一対の電極の他方の
一部または全部である。
In the configuration of the
<素子基板の構成例>
次に、表示装置80に含まれる素子基板の具体的な構成について説明する。まず、FF
Sモードによって駆動する表示装置80が有する複数の画素70a、70b、70cの上
面図を図20に示す。
<Configuration example of element substrate>
Next, a specific configuration of the element substrate included in the
FIG. 20 shows a top view of a plurality of
図20において、走査線として機能する導電膜13は、信号線に略直交する方向(図中
左右方向)に延伸して設けられている。信号線として機能する導電膜21aは、走査線に
略直交する方向(図中上下方向)に延伸して設けられている。なお、走査線として機能す
る導電膜13(図19(A)における走査線77)は、走査線駆動回路74と電気的に接
続されており、信号線として機能する導電膜21a(図19(A)における信号線79)
は、信号線駆動回路76に電気的に接続されている(図19(A)参照)。
In FIG. 20, the
Is electrically connected to the signal line drive circuit 76 (see FIG. 19A).
トランジスタ52は、走査線及び信号線の交差部近傍に設けられている。トランジスタ
52は、第1のゲート電極として機能する導電膜13、第1のゲート絶縁膜(図20に図
示せず)、第1のゲート絶縁膜上に形成された第1の酸化物半導体膜18、それぞれソー
ス電極及びドレイン電極のいずれか一方または他方として機能する導電膜21a、21b
、チャネル領域18i上に形成された第2のゲート絶縁膜、及び第2のゲート絶縁膜上に
形成された第2のゲート電極として機能する第2の酸化物半導体膜19aにより構成され
る。なお、第1の酸化物半導体膜18は、第2の酸化物半導体膜19aと重畳するチャネ
ル領域18iと、導電膜21aと接する第1のソースドレイン領域18_1と、導電膜2
1bと接する第2のソースドレイン領域18_2と、を有する。また第2の酸化物半導体
膜19aは、第1のゲート絶縁膜および第2のゲート絶縁膜に設けられた開口部を介して
導電膜13と電気的に接続される。
The
, A second gate insulating film formed on the
It has a second source / drain region 18_2, which is in contact with 1b. Further, the second
導電膜13は、走査線としても機能し、第1の酸化物半導体膜18と重畳する領域がト
ランジスタ52の第1のゲート電極として機能する。また、導電膜21aは、信号線とし
ても機能し、第1のソースドレイン領域18_1と重畳する領域がトランジスタ52のソ
ース電極またはドレイン電極として機能する。また、図20において、導電膜13は、上
面形状において端部がチャネル領域18iの端部より外側に位置する。このため、導電膜
13はバックライトなどの光源からの光を遮る遮光膜として機能する。この結果、トラン
ジスタに含まれるチャネル領域18iに光が照射されず、トランジスタの電気特性の変動
を抑制することができる。
The
また、導電膜21bは、画素電極の機能を有する第2の酸化物半導体膜19bと電気的
に接続される。また、第2の酸化物半導体膜19b上に絶縁膜(図20に図示せず)が設
けられ、該絶縁膜上に導電膜29が設けられる。
Further, the
導電膜29は、信号線と交差する方向に延伸する縞状の領域を有する。また、該縞状の
領域は、信号線と平行または略平行な方向に延伸する領域と接続される。このため、表示
装置80が有する複数の画素において、縞状の領域を有する導電膜29は各領域が同電位
である。
The
容量素子55は、第2の酸化物半導体膜19b、及び導電膜29が重畳する領域で形成
される。第2の酸化物半導体膜19b及び導電膜29は透光性を有する。即ち、容量素子
55は透光性を有する。
The
容量素子55が透光性を有することで、画素70内に容量素子55を大きく(大面積に
)形成することができる。従って、開口率を高めつつ、代表的には50%以上、好ましく
は60%以上とすることが可能であると共に、容量値を増大させた表示装置を得ることが
できる。例えば、解像度の高い表示装置、例えば液晶表示装置においては、画素の面積が
小さくなり、容量素子の面積も小さくなる。このため、解像度の高い表示装置において、
容量素子に蓄積される容量値が小さくなる。しかしながら、本実施の形態に示す容量素子
55は透光性を有するため、当該容量素子を画素に設けることで、各画素において十分な
容量値を得つつ、開口率を高めることができる。代表的には、画素密度が200ppi以
上、さらには300ppi以上、更には500ppi以上である高解像度の表示装置に好
適に用いることができる。
Since the
The capacitance value stored in the capacitive element becomes smaller. However, since the
また、液晶表示装置において、容量素子の容量値を大きくするほど、電界を加えた状況
において、液晶素子の液晶分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることがで
きる。静止画を表示させる場合、当該期間を長くできるため、画像データを書き換える回
数を低減することが可能であり、消費電力を低減することができる。また、本実施の形態
に示す構造により、高解像度の表示装置においても、開口率を高めることができるため、
バックライトなどの光源の光を効率よく利用することができ、表示装置の消費電力を低減
することができる。
Further, in the liquid crystal display device, the larger the capacitance value of the capacitive element, the longer the period during which the orientation of the liquid crystal molecules of the liquid crystal element can be kept constant in the situation where an electric field is applied. When displaying a still image, the period can be lengthened, so that the number of times the image data is rewritten can be reduced, and power consumption can be reduced. Further, since the structure shown in the present embodiment can increase the aperture ratio even in a high-resolution display device, it is possible to increase the aperture ratio.
The light from a light source such as a backlight can be efficiently used, and the power consumption of the display device can be reduced.
次いで、図20の一点鎖線Q1-R1、及び一点鎖線S1-T1における断面図を図2
1に示す。図21に示すトランジスタ52は、トップゲート型のトランジスタである。な
お、一点鎖線Q1-R1は、トランジスタ52のチャネル長方向、及び容量素子55の断
面図であり、S1-T1における断面図は、トランジスタ52のチャネル幅方向の断面図
である。
Next, a cross-sectional view of the alternate long and short dash line Q1-R1 and the alternate long and short dash line S1-T1 in FIG. 20 is shown in FIG.
Shown in 1. The
図21に示すトランジスタ52は、基板11上に設けられる第1のゲート電極として機
能する導電膜13を有する。また、基板11及び導電膜13上に形成される絶縁膜12と
、絶縁膜12を介して、ゲート電極として機能する導電膜13と重なる領域を有する第1
の酸化物半導体膜18と、第1の酸化物半導体膜18上の第1の酸化物半導体膜18に含
まれるチャネル領域18iと重畳する絶縁膜14と、絶縁膜14上の絶縁膜14と重畳す
る第2のゲート電極として機能する第2の酸化物半導体膜19aと、を有する。また絶縁
膜12、第1の酸化物半導体膜18および第2の酸化物半導体膜19a上には、絶縁膜1
5、絶縁膜16がこの順で設けられる。導電膜21aは、絶縁膜15および絶縁膜16に
設けられる開口部を介して、第1の酸化物半導体膜18に含まれる第1のソースドレイン
領域18_1と電気的に接続される。導電膜21bは、絶縁膜および絶縁膜16に設けら
れる開口部を介して、第1の酸化物半導体膜18に含まれる第2のソースドレイン領域1
8_2と電気的に接続される。また、絶縁膜16、導電膜21aおよび導電膜21b上に
は絶縁膜17が設けられ、絶縁膜17上には導電膜29が設けられる。
The
The
5. The insulating
It is electrically connected to 8_2. Further, the insulating
トランジスタ52は、導電膜13を第1のゲート電極、第2の酸化物半導体膜19aを
第2のゲート電極として、チャネル領域18iを上下の2つのゲート電極で挟むデュアル
ゲート構造のトランジスタである。
The
また、容量素子55は、絶縁膜14条の一対の電極の一方としての機能を有する第2の
酸化物半導体膜19bと、第2の酸化物半導体膜19b上の誘電体膜として機能する絶縁
膜15、絶縁膜16および絶縁膜17と、絶縁膜17上の一対の電極の他方としての機能
を有する導電膜29と、を有する。
Further, the
なお、本発明の実施形態の一態様の断面図は、これに限定されない。様々な構成をとる
ことができる。例えば、第2の酸化物半導体膜19bは、スリットを有してもよい。また
は、第2の酸化物半導体膜19bは櫛歯形状でもよい。
The cross-sectional view of one aspect of the embodiment of the present invention is not limited thereto. It can be configured in various ways. For example, the second
本発明の一態様の表示装置80の構成は、実施の形態1で説明する半導体装置の構成を
参照できる。すなわち、基板11の材料及び作製方法は、基板102を参照できる。導電
膜13の材料及び作製方法は、ゲート電極106を参照できる。絶縁膜12の材料及び作
製方法は、絶縁膜104を参照できる。第1の酸化物半導体膜18の材料及び作製方法は
、第1の酸化物半導体膜108を参照できる。第2の酸化物半導体膜19a、19bの材
料および作製方法は、それぞれ第2の酸化物半導体膜111a、111bを参照できる。
導電膜21a及び導電膜21bの材料及び作製方法は、それぞれ導電膜120a及び導電
膜120bを参照できる。絶縁膜15、絶縁膜16及び絶縁膜17の材料及び作製方法は
、それぞれ絶縁膜116、絶縁膜118及び絶縁膜122を参照できる。導電膜29の材
料及び作製方法は、導電膜123を参照できる。
As for the configuration of the
For the materials and manufacturing methods of the
<素子基板の構成例(変形例1)>
次に、表示装置80が有する、図20に示す画素とは異なる構成の複数の画素70d、
70e、70fの上面図を図22に示す。
<Structure example of element substrate (modification example 1)>
Next, a plurality of
The top view of 70e and 70f is shown in FIG. 22.
図22において、走査線として機能する導電膜13は、図中左右方向に延伸して設けら
れている。信号線として機能する導電膜21aは、一部が屈曲したくの字(V字)形状を
有するように、走査線に略直交する方向(図中上下方向)に延伸して設けられている。な
お、走査線として機能する導電膜13は、走査線駆動回路74と電気的に接続されており
、信号線として機能する導電膜21aは、信号線駆動回路76に電気的に接続されている
(図19(A)参照)。
In FIG. 22, the
トランジスタ52は、走査線及び信号線の交差部近傍に設けられている。トランジスタ
52は、第1のゲート電極として機能する導電膜13、第1のゲート絶縁膜(図22に図
示せず)、第1のゲート絶縁膜上に形成された第1の酸化物半導体膜18、それぞれソー
ス電極及びドレイン電極のいずれか一方または他方として機能する導電膜21a、21b
、チャネル領域18i上に形成された第2のゲート絶縁膜、及び第2のゲート絶縁膜上に
形成された第2のゲート電極として機能する第2の酸化物半導体膜19aにより構成され
る。なお、第1の酸化物半導体膜18は、第2の酸化物半導体膜19aと重畳するチャネ
ル領域18iと、導電膜21aと接する第1のソースドレイン領域18_1と、導電膜2
1bと接する第2のソースドレイン領域18_2と、を有する。また第2の酸化物半導体
膜19aは、第1のゲート絶縁膜および第2のゲート絶縁膜に設けられた開口部を介して
導電膜13と電気的に接続される。
The
, A second gate insulating film formed on the
It has a second source / drain region 18_2, which is in contact with 1b. Further, the second
導電膜13は、走査線としても機能し、第1の酸化物半導体膜18と重畳する領域がト
ランジスタ52の第1のゲート電極として機能する。また、導電膜21aは、信号線とし
ても機能し、第1のソースドレイン領域18_1と重畳する領域がトランジスタ52のソ
ース電極またはドレイン電極として機能する。また、図22において、導電膜13は、上
面形状において端部がチャネル領域18iの端部より外側に位置する。このため、導電膜
13はバックライトなどの光源からの光を遮る遮光膜として機能する。この結果、トラン
ジスタに含まれるチャネル領域18iに光が照射されず、トランジスタの電気特性の変動
を抑制することができる。
The
また、導電膜21bは、画素電極の機能を有する第2の酸化物半導体膜19bと電気的
に接続される。第2の酸化物半導体膜19bは櫛歯状に形成されている。また、第2の酸
化物半導体膜19b上に絶縁膜(図22に図示せず)が設けられ、該絶縁膜上に導電膜2
9が設けられる。
Further, the
9 is provided.
導電膜29は、第2の酸化物半導体膜19bと一部が重畳するように、上面図において第
2の酸化物半導体膜19bとかみ合うように櫛歯状に形成されている。また導電膜29は
、走査線と平行または略平行な方向に延伸する領域と接続される。このため、表示装置8
0が有する複数の画素において、導電膜29は各領域が同電位である。なお、第2の酸化
物半導体膜19b及び導電膜29は、信号線(導電膜21a)に沿うように屈曲したくの
字(V字)形状を有している。
The
In the plurality of pixels of 0, the
容量素子55は、酸化物半導体膜19b、及び導電膜29が重なる領域で形成される。
酸化物半導体膜19b及び導電膜29は透光性を有する。即ち、容量素子55は透光性を
有する。
The
The
次いで、図22の一点鎖線Q2-R2、及び一点鎖線S2-T2における断面図を図2
3に示す。図23に示すトランジスタ52は、トップゲート型のトランジスタである。な
お、一点鎖線Q2-R2は、トランジスタ52のチャネル長方向、及び容量素子55の断
面図であり、S2-T2における断面図は、トランジスタ52のチャネル幅方向の断面図
である。
Next, a cross-sectional view of the alternate long and short dash line Q2-R2 and the alternate long and short dash line S2-T2 in FIG. 22 is shown in FIG.
Shown in 3. The
図23に示すトランジスタ52は、基板11上に設けられる第1のゲート電極として機
能する導電膜13を有する。また、基板11及び導電膜13上に形成される絶縁膜12と
、絶縁膜12を介して、ゲート電極として機能する導電膜13と重なる領域を有する第1
の酸化物半導体膜18と、第1の酸化物半導体膜18上の第1の酸化物半導体膜18に含
まれるチャネル領域18iと重畳する絶縁膜14と、絶縁膜14上の絶縁膜14と重畳す
る第2のゲート電極として機能する第2の酸化物半導体膜19aと、を有する。また絶縁
膜12、第1の酸化物半導体膜18および第2の酸化物半導体膜19a上には、絶縁膜1
5、絶縁膜16がこの順で設けられる。導電膜21aは、絶縁膜15および絶縁膜16に
設けられる開口部を介して、第1の酸化物半導体膜18に含まれる第1のソースドレイン
領域18_1と電気的に接続される。導電膜21bは、絶縁膜および絶縁膜16に設けら
れる開口部を介して、第1の酸化物半導体膜18に含まれる第2のソースドレイン領域1
8_2と電気的に接続される。また、絶縁膜16、導電膜21aおよび導電膜21b上に
は絶縁膜17が設けられ、絶縁膜17上には導電膜29が設けられる。
The
The
5. The insulating
It is electrically connected to 8_2. Further, the insulating
トランジスタ52は、導電膜13を第1のゲート電極、第2の酸化物半導体膜19aを
第2のゲート電極として、チャネル領域18iを上下の2つのゲート電極で挟むデュアル
ゲート構造のトランジスタである。
The
図23に示す画素では、絶縁膜27及び導電膜29上に設けられる液晶の配向が制御さ
れる領域において、画素電極の機能を有する第2の酸化物半導体膜19bは絶縁膜14上
に設けられ、コモン電極の機能を有する導電膜29は絶縁膜17上に設けられている。こ
のように、異なる平面上に配設された一対の電極間に電界を発生させることで液晶の配向
を制御する表示装置の駆動方法をDPS(Differential-Plane-Sw
itching)モードと呼ぶことができる。
In the pixel shown in FIG. 23, the second
It can be called an itching) mode.
また、第2の酸化物半導体膜19bと、絶縁膜15、絶縁膜16および絶縁膜17と、
導電膜29とが重なる領域が容量素子55として機能する。
Further, the second
The region where the
図22及び図23に示す液晶表示装置は、第2の酸化物半導体膜19b及び導電膜29
のそれぞれの端部近傍が重畳する構成によって、画素が有する容量素子を形成する。この
ような構成によって、大型の液晶表示装置において、容量素子を大きすぎず、適切な大き
さに形成することができる。
The liquid crystal display device shown in FIGS. 22 and 23 has a second
The capacitive element of the pixel is formed by the configuration in which the vicinity of each end of the pixel is superimposed. With such a configuration, in a large-sized liquid crystal display device, the capacitive element can be formed into an appropriate size without being too large.
なお、図24及び図25に示すように、第2の酸化物半導体膜19bがコモン電極の機
能を有し、導電膜29が画素電極の機能を有していてもよい。また、第2の酸化物半導体
膜19bと重畳する位置に絶縁膜14を設けない構成としてもよい(図25参照)。
As shown in FIGS. 24 and 25, the second
また、図26及び図27に示すように、第2の酸化物半導体膜19bと導電膜29とが
重畳しない構成としてもよい。表示装置の解像度や駆動方法に応じた容量素子の大きさに
よって、酸化物半導体膜19bと導電膜29との位置関係を適宜決定することができる。
Further, as shown in FIGS. 26 and 27, the second
図26に示す画素の構成において、容量素子55の一対の電極の一方は導電膜21cで
あり、導電膜21cは第2の酸化物半導体膜19bを介してトランジスタ52のソース電
極およびドレイン電極の他方である導電膜21bと電気的に接続される。容量素子55の
一対の電極の他方は、導電膜29と電気的に接続される。
In the pixel configuration shown in FIG. 26, one of the pair of electrodes of the
また、図22及び図23に示す液晶表示装置は、酸化物半導体膜19bの信号線(導電
膜21a)と平行または略平行な方向に延伸する領域の幅(d1)が、導電膜29の信号
線と平行または略平行な方向に延伸する領域の幅(d2)よりも小さい構成としているが
(図23参照)、これに限られない。図28及び図29に示すように、幅d1が幅d2よ
り大きくてもよい。また、幅d1と幅d2が等しくてもよい。また、一の画素(例えば画
素70d)において、酸化物半導体膜19bおよび/または導電膜29の、信号線と平行
または略平行な方向に延伸する複数の領域の幅が、各々異なっていてもよい。
Further, in the liquid crystal display device shown in FIGS. 22 and 23, the width (d1) of the region extending in a direction parallel to or substantially parallel to the signal line (
また、図30及び図31に示すように、コモン電極が酸化物半導体膜19bと同一の層
上、すなわち絶縁膜14上に設けられていてもよい。図30及び図31に示すコモン電極
19cは、酸化物半導体膜19bと同一の材料で同時に形成することができる。
Further, as shown in FIGS. 30 and 31, the common electrode may be provided on the same layer as the
図30に示す画素の構成において、容量素子55の一対の電極の一方は第2の酸化物半
導体膜19bである。容量素子55の一対の電極の他方は、導電膜29と電気的に接続さ
れる導電膜21cである。
In the pixel configuration shown in FIG. 30, one of the pair of electrodes of the
本発明の一態様の表示装置80の構成は、実施の形態1で説明する半導体装置の構成を
参照できる。すなわち、基板11の材料及び作製方法は、基板102を参照できる。導電
膜13の材料及び作製方法は、ゲート電極106を参照できる。絶縁膜12の材料及び作
製方法は、絶縁膜104を参照できる。第1の酸化物半導体膜18の材料及び作製方法は
、第1の酸化物半導体膜108を参照できる。第2の酸化物半導体膜19a、19bの材
料および作製方法は、それぞれ第2の酸化物半導体膜111a、111bを参照できる。
導電膜21a及び導電膜21bの材料及び作製方法は、それぞれ導電膜120a及び導電
膜120bを参照できる。絶縁膜15、絶縁膜16及び絶縁膜17の材料及び作製方法は
、それぞれ絶縁膜116、絶縁膜118及び絶縁膜122を参照できる。導電膜29の材
料及び作製方法は、導電膜123を参照できる。
As for the configuration of the
For the materials and manufacturing methods of the
なお、本発明の一態様の表示装置がタッチセンサの機能を有していてもよい。具体的に
は、表示装置のコモン電極、例えば導電膜29がタッチセンサを構成する一対の電極のう
ち少なくとも一方の機能を有していてもよい。このとき、本発明の一態様の表示装置はタ
ッチパネルとも呼ぶことができる。
The display device according to one aspect of the present invention may have the function of a touch sensor. Specifically, the common electrode of the display device, for example, the
以下より、本発明の一態様のタッチセンサまたはタッチパネルの駆動方法、モード、構
成例、及び本発明の一態様の半導体装置の構成例について図面を参照して説明する。
Hereinafter, a method, a mode, a configuration example of a touch sensor or a touch panel according to an aspect of the present invention, and a configuration example of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[センサの検知方法の例]
図32(A)は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図32
(A)では、パルス電圧出力回路401、電流検出回路402を示している。なお図32
(A)では、一例として、パルス電圧が与えられる電極421をX1-X6の6本の配線
、電流の変化を検知する電極422をY1-Y6の6本の配線として示している。なお、
電極の数は、これに限定されない。また図32(A)は、電極421および電極422が
重畳すること、または、電極421および電極422が近接して配置されることで形成さ
れる容量403を図示している。なお、電極421と電極422とはその機能を互いに置
き換えてもよい。または、パルス電圧出力回路401と電流検出回路402とは、互いに
置き換えてもよい。
[Example of sensor detection method]
FIG. 32A is a block diagram showing a configuration of a mutual capacitance type touch sensor. FIG. 32
In (A), the pulse
In (A), as an example, the
The number of electrodes is not limited to this. Further, FIG. 32 (A) illustrates a
パルス電圧出力回路401は、一例としては、X1-X6の配線に順にパルスを印加す
るための回路である。X1-X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量403を
形成する電極421および電極422の間の電界に、変化が生じる。そしてパルス電圧に
よって容量403に電流が流れる。このとき、指やペンなどが近傍に存在するかどうかに
応じて、この電極間に生じる電界が、指やペンなどのタッチによる遮蔽等により変化する
。つまり、指やペンなどのタッチなどにより、容量403の容量値が変化する。その結果
、パルス電圧によって容量403に流れる電流の大きさが変化する。このように、指やペ
ンなどのタッチなどにより、容量値に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接
、または接触を検出することができる。
As an example, the pulse
電流検出回路402は、容量403での容量値の変化による、Y1-Y6の配線での電
流の変化を検出するための回路である。Y1-Y6の配線では、被検知体の近接、または
接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触に
より容量値が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、電
流量の総和を検出してもよい。その場合には、積分回路等を用いて検出を行えばよい。ま
たは、電流のピーク値を検出してもよい。その場合には、電流を電圧に変換して、電圧値
のピーク値を検出してもよい。
The
次いで図32(B)には、図32(A)で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入
出力波形のタイミングチャートを示す。図32(B)では、1フレーム期間で各行列での
被検知体の検出を行うものとする。また図32(B)では、被検知体を検出しない場合(
非タッチ)と被検知体を検出する場合(タッチ)との2つの場合について示している。な
おY1-Y6の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示して
いる。なお、表示パネルにおいても、表示動作が行われている。この表示動作のタイミン
グと、タッチセンサのタイミングとは、同期させて動作することが望ましい。なお、図3
2(B)では、表示動作とは同期させていない場合の例を示す。
Next, FIG. 32 (B) shows a timing chart of input / output waveforms in the mutual capacitance type touch sensor shown in FIG. 32 (A). In FIG. 32 (B), it is assumed that the detected object is detected in each matrix in one frame period. Further, in FIG. 32 (B), when the detected object is not detected (
Two cases are shown: non-touch) and detection of the object to be detected (touch). The wiring of Y1 to Y6 shows a waveform having a voltage value corresponding to the detected current value. The display operation is also performed on the display panel. It is desirable that the timing of this display operation and the timing of the touch sensor operate in synchronization with each other. In addition, FIG.
2 (B) shows an example in the case where the display operation is not synchronized with the display operation.
X1-X6の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってY1-
Y6の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、X1-X6
の配線の電圧の変化に応じてY1-Y6の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接
または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化す
る。
Pulse voltage is applied to the wiring of X1-X6 in order, and Y1- according to the pulse voltage.
The waveform in the Y6 wiring changes. X1-X6 when there is no proximity or contact with the object to be detected
The waveform of Y1-Y6 changes uniformly according to the change of the voltage of the wiring of. On the other hand, since the current value decreases at the location where the object to be detected is close to or in contact with the object to be detected, the corresponding voltage value waveform also changes.
このように、容量値の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知す
ることができる。なお、指やペンなどの被検知体は、タッチセンサやタッチパネルに接触
せず、近接した場合でも、信号が検出される場合がある。
By detecting the change in the capacitance value in this way, it is possible to detect the proximity or contact of the object to be detected. It should be noted that the detected object such as a finger or a pen may not come into contact with the touch sensor or the touch panel, and the signal may be detected even when the object is close to the touch sensor or the touch panel.
なお、図32(B)において、X1-X6の配線には、順にパルス電圧が与えられた場
合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、複数の配線に同時
にパルス電圧を与えてもよい。例えば、まず、X1乃至X3の配線にパルス電圧を与える
。次に、X2乃至X4の配線にパルス電圧を与える。その次に、X3乃至X5の配線にパ
ルス電圧を与える。このように、複数の配線に同時にパルス電圧を与えてもよい。そして
、読み取った信号を演算処理することにより、センサの感度を高めることができる。
In FIG. 32B, an example is shown in which pulse voltages are sequentially applied to the wirings of X1-X6, but one aspect of the present invention is not limited to this. For example, a pulse voltage may be applied to a plurality of wires at the same time. For example, first, a pulse voltage is applied to the wirings of X1 to X3. Next, a pulse voltage is applied to the wiring of X2 to X4. Next, a pulse voltage is applied to the wiring of X3 to X5. In this way, pulse voltages may be applied to a plurality of wires at the same time. Then, the sensitivity of the sensor can be increased by performing arithmetic processing on the read signal.
またパルス電圧出力回路401及び電流検出回路402は、一例としては、1つのIC
の中に形成されていることが好ましい。該ICは、例えばタッチパネルに実装されること
、若しくは電子機器の筐体内の基板に実装されることが好ましい。また可撓性を有するタ
ッチパネルとする場合には、曲げた部分では寄生容量が増大し、ノイズの影響が大きくな
ってしまう恐れがあるため、ノイズの影響を受けにくい駆動方法が適用されたICを用い
ることが好ましい。例えばシグナル-ノイズ比(S/N比)を高める駆動方法が適用され
たICを用いることが好ましい。
Further, the pulse
It is preferably formed in. The IC is preferably mounted on a touch panel, for example, or on a substrate in a housing of an electronic device. In addition, in the case of a flexible touch panel, the parasitic capacitance may increase at the bent part and the influence of noise may increase. Therefore, an IC to which a driving method less susceptible to noise is applied is used. It is preferable to use it. For example, it is preferable to use an IC to which a driving method for increasing the signal-noise ratio (S / N ratio) is applied.
なお、インセル型タッチセンサの場合には、表示部を駆動するための回路が設けられて
いる。例えば、その回路は、ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路などである。これらの
回路も、ICの中に形成されている場合がある。よって、パルス電圧出力回路401また
は電流検出回路402の少なくとも一つと、ゲート線駆動回路またはソース線駆動回路の
少なくとも一つとが、1つのICの中に形成されていてもよい。例えば、ソース線駆動回
路は、駆動周波数が高いため、ICの中に形成される場合が多い。また、電流検出回路4
02は、オペアンプなどが必要となる場合があるため、ICの中に形成される場合が多い
。したがって、ソース線駆動回路と電流検出回路402とが、1つのICの中に形成され
ていてもよい。この場合には、ゲート線駆動回路およびパルス電圧出力回路401は、画
素が形成されている基板上に、画素と一緒に形成されていてもよい。または、ソース線駆
動回路と電流検出回路402とパルス電圧出力回路401とが、1つのICの中に形成さ
れていてもよい。
In the case of the in-cell type touch sensor, a circuit for driving the display unit is provided. For example, the circuit is a gate line drive circuit, a source line drive circuit, or the like. These circuits may also be formed in the IC. Therefore, at least one of the pulse
Since 02 may require an operational amplifier or the like, it is often formed in an IC. Therefore, the source line drive circuit and the
また、図32(A)ではタッチセンサとして配線の交差部に容量403のみを設けるパ
ッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを備えたア
クティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。
Further, although FIG. 32 (A) shows the configuration of a passive matrix type touch sensor in which only the
なお、図32においては、相互容量方式の場合の駆動方法について述べたが、本発明の
一態様は、これに限定されない。例えば、自己容量方式を用いてもよい。その場合には、
パルス電圧出力回路401は、電流を検出する機能も有することとなる。同様に、電流検
出回路402も、パルス電圧を出力する機能を有することとなる。または、状況に応じて
、相互容量方式と自己容量方式とを切り替えて動作させてもよい。
Although the driving method in the case of the mutual capacitance method has been described in FIG. 32, one aspect of the present invention is not limited to this. For example, the self-capacity method may be used. In that case,
The pulse
[インセル型のタッチパネルの構成例]
ここでは、表示素子やトランジスタ等が設けられる基板(以下、素子基板とも記す)上
に、タッチセンサを構成する一対の電極のうちの少なくとも一つを配置する例について説
明する。
[Example of in-cell touch panel configuration]
Here, an example in which at least one of the pair of electrodes constituting the touch sensor is arranged on a substrate on which a display element, a transistor, or the like is provided (hereinafter, also referred to as an element substrate) will be described.
以下では、複数の画素を有する表示部にタッチセンサを組み込んだタッチパネル(いわ
ゆるインセル型)の構成例について説明する。ここでは、画素に設けられる表示素子とし
て、液晶素子を適用した例を示す。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、様々
な表示素子を適用することができる。
Hereinafter, a configuration example of a touch panel (so-called in-cell type) in which a touch sensor is incorporated in a display unit having a plurality of pixels will be described. Here, an example in which a liquid crystal element is applied as a display element provided in a pixel is shown. However, one aspect of the present invention is not limited to this, and various display elements can be applied.
図33は、本構成例で例示するタッチパネルの表示部に設けられる画素回路の一部にお
ける等価回路図である。
FIG. 33 is an equivalent circuit diagram of a part of the pixel circuit provided in the display unit of the touch panel illustrated in this configuration example.
一つの画素は少なくともトランジスタ463と液晶素子464を有する。なお、画素は
これに加えて保持容量を有する場合もある。またトランジスタ463のゲートに配線46
1が、ソースまたはドレインの一方には配線62が、それぞれ電気的に接続されている。
One pixel has at least a
1 and the wiring 62 are electrically connected to one of the source and the drain.
Y方向に隣接する複数の画素が有する液晶素子464のコモン電極が電気的に接続され
、一つのブロックを形成する。図33に示す電極471_1、471_2はY方向に延在
して設けられ、液晶素子464が構成される領域(画素電極およびコモン電極が発生させ
る電界が液晶の配向を制御する領域)においてコモン電極として機能する。電極471_
1、471_2によってコモン電極を共有する複数の画素を含むブロックをそれぞれブロ
ック465_1、465_2とする。
The common electrodes of the
Blocks containing a plurality of pixels sharing a common electrode by 1,471_2 are designated as blocks 465_1 and 465_2, respectively.
また、ブロック465_1、465_2をまたいでX方向に隣接する複数の画素が有す
る液晶素子464のコモン電極が電気的に接続され、一つのブロックを形成する。図33
に示す電極472_1乃至472_4はX方向に延在して設けられ、液晶素子464が構
成される領域においてコモン電極として機能する。電極472_1乃至472_4によっ
てコモン電極を共有する複数の画素を含むブロックをそれぞれブロック467_1乃至ブ
ロック467_4とする。図33では画素回路の一部のみを示しているが、実際にはこれ
らのブロックがX方向及びY方向に繰り返し配置される。
Further, the common electrodes of the
The electrodes 472_1 to 472_4 shown in the above are provided extending in the X direction and function as common electrodes in the region where the
このような構成とすることで、タッチセンサを構成する一対の電極と、画素回路が有す
る液晶素子のコモン電極とを兼ねることができる。すなわち図33では、電極471_1
、471_2は、液晶素子464のコモン電極と、タッチセンサの一方の電極とを兼ねて
いる。また電極472_1乃至472_4は、液晶素子464のコモン電極と、タッチセ
ンサの他方の電極とを兼ねている。よって、タッチパネルの構成を簡略化できる。
With such a configuration, the pair of electrodes constituting the touch sensor and the common electrode of the liquid crystal element included in the pixel circuit can be combined. That is, in FIG. 33, the electrode 471_1
, 471_2 also serve as a common electrode of the
なお、一つの画素が有する液晶素子464のコモン電極は、タッチセンサを構成する一
方の電極または他方の電極のいずれか一方を兼ねることができる。換言すると、表示部が
有する画素は、コモン電極がタッチセンサの一方の電極と兼ねる画素(第1の画素ともい
う)と、コモン電極がタッチセンサの他方の電極と兼ねる画素(第2の画素ともいう)と
を含む。よって、本構成例で示すタッチパネルの表示部において、第1の画素および第2
の画素の配置に応じて、タッチセンサを構成する一方の電極および他方の電極の上面形状
を任意の形状とすることができる。
The common electrode of the
Depending on the arrangement of the pixels of the touch sensor, the top surface shape of one electrode and the other electrode constituting the touch sensor can be any shape.
図34(A)は、X方向に延在する複数の電極472と、Y方向に延在する複数の電極
471の接続構成を示した等価回路図である。なお、一例として、タッチセンサが、投影
型であり、相互容量方式である場合を示している。Y方向に延在する電極471の各々に
は、入力電圧(または、選択電圧)または共通電位(または、接地電位、もしくは、基準
となる電位)を入力することができる。また、X方向に延在する電極472の各々には接
地電位(または、基準となる電位)を入力する、または電極472と検出回路と電気的に
接続することができる。なお、電極471と電極472とは入れ替えることが可能である
。つまり、電極471と検出回路とを接続してもよい。
FIG. 34 (A) is an equivalent circuit diagram showing a connection configuration of a plurality of
以下、図34(B)、(C)を用いて、上述したタッチパネルの動作について説明する
。
Hereinafter, the operation of the touch panel described above will be described with reference to FIGS. 34 (B) and 34 (C).
ここでは一例として、1フレーム期間を、書き込み期間と検知期間とに分ける。書き込
み期間は画素への画像データの書き込みを行う期間であり、配線461(ゲート線、また
は走査線ともいう)が順次選択される。一方、検知期間は、タッチセンサによるセンシン
グを行う期間であり、Y方向に延在する電極471が順次選択され、入力電圧が入力され
る。
Here, as an example, one frame period is divided into a writing period and a detection period. The writing period is a period for writing image data to the pixels, and wiring 461 (also referred to as a gate line or a scanning line) is sequentially selected. On the other hand, the detection period is a period during which sensing is performed by the touch sensor, and
図34(B)は、書き込み期間における等価回路図である。書き込み期間では、X方向
に延在する電極472と、Y方向に延在する電極471の両方に、共通電位が入力される
。
FIG. 34 (B) is an equivalent circuit diagram during the writing period. During the writing period, a common potential is input to both the
図34(C)は、検知期間のある時点における等価回路図である。検知期間では、X方
向に延在する電極472の各々は、検出回路と導通する。また、Y方向に延在する電極4
71のうち、選択されたものには入力電圧が入力され、それ以外のものには共通電位が入
力される。
FIG. 34 (C) is an equivalent circuit diagram at a certain point in the detection period. During the detection period, each of the
Of the 71, the input voltage is input to the selected one, and the common potential is input to the other ones.
このように、画像の書き込み期間とタッチセンサによるセンシングを行う期間とを、独
立して設けることが好ましい。例えば、表示の帰線期間にセンシングを行うことが好まし
い。これにより、画素の書き込み時のノイズに起因するタッチセンサの感度の低下を抑制
することができる。
As described above, it is preferable to independently provide the image writing period and the sensing period by the touch sensor. For example, it is preferable to perform sensing during the return period of the display. This makes it possible to suppress a decrease in the sensitivity of the touch sensor due to noise during writing of the pixels.
なお、ここでは、1フレーム期間を、書き込み期間と検知期間とに分ける場合の例を示
したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、1水平期間(1ゲート選択期
間とも言う)を、書き込み期間と検知期間とに分けて動作させてもよい。
In addition, although an example of the case where one frame period is divided into a writing period and a detection period is shown here, one aspect of the present invention is not limited to this. For example, one horizontal period (also referred to as one gate selection period) may be divided into a writing period and a detection period for operation.
なお、電極471には、順にパルス電圧が与えられた場合の例を示したが、本発明の一
態様は、これに限定されない。例えば、複数の電極471に同時にパルス電圧を与えても
よい。例えば、まず、1個目乃至3個目の電極471にパルス電圧を与える。次に、2個
目乃至4個目の電極471にパルス電圧を与える。その次に、3個目乃至5個目の電極4
71にパルス電圧を与える。このように、複数の電極471に同時にパルス電圧を与えて
もよい。そして、読み取った信号を演算処理することにより、センサの感度を高めること
ができる。
In addition, although the example in the case where the pulse voltage is sequentially applied to the
A pulse voltage is applied to 71. In this way, pulse voltages may be applied to the plurality of
なお、図34においては、相互容量方式の場合の駆動方法について述べたが、本発明の
一態様は、これに限定されない。例えば、自己容量方式を用いてもよい。その場合には、
パルス電圧を出力する回路は、電流を検出する機能も有することとなる。同様に、検出回
路も、パルス電圧を出力する機能を有することとなる。または、状況に応じて、相互容量
方式と自己容量方式とを切り替えて動作させてもよい。
Although the driving method in the case of the mutual capacitance method is described in FIG. 34, one aspect of the present invention is not limited to this. For example, the self-capacity method may be used. In that case,
The circuit that outputs the pulse voltage also has a function of detecting the current. Similarly, the detection circuit will also have a function of outputting a pulse voltage. Alternatively, the mutual capacity method and the self-capacity method may be switched and operated depending on the situation.
[タッチパネルの方式について]
以下では、本発明の一態様のタッチパネルに適用可能ないくつかの方式について説明す
る。
[About the touch panel method]
Hereinafter, some methods applicable to the touch panel of one aspect of the present invention will be described.
なお、本明細書等において、タッチパネルは表示面に画像等を表示(出力)する機能と
、表示面に指やスタイラスなどの被検知体が触れる、または近接することを検知するタッ
チセンサとしての機能と、を有する。したがってタッチパネルは入出力装置の一態様であ
る。よって、タッチパネルは、タッチセンサ内蔵型表示装置である、とも言える。
In the present specification and the like, the touch panel has a function of displaying (outputting) an image or the like on the display surface and a function as a touch sensor for detecting that a detected object such as a finger or a stylus touches or approaches the display surface. And have. Therefore, the touch panel is one aspect of the input / output device. Therefore, it can be said that the touch panel is a display device with a built-in touch sensor.
また、本明細書等では、タッチパネルの基板に、例えばFPC(Flexible P
rint Circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Packag
e)などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にCOG(Chip On G
lass)方式によりIC(集積回路)が実装されたものを、タッチパネルモジュール、
表示モジュール、または単にタッチパネルと呼ぶ場合がある。
Further, in the present specification and the like, on the substrate of the touch panel, for example, FPC (Flexible P) is used.
lint Circuit) or TCP (Tape Carrier Packag)
A connector such as e) is attached, or COG (Chip On G) is attached to the board.
A touch panel module with an IC (integrated circuit) mounted by the lass) method.
Sometimes referred to as a display module, or simply a touch panel.
本発明の一態様に適用できる静電容量方式のタッチセンサは、一対の導電膜を備える。
一対の導電膜間には容量が形成されている。一対の導電膜に被検知体が触れる、または近
接することにより一対の導電膜間の容量の大きさが変化することを利用して、検知を行う
ことができる。
The capacitive touch sensor applicable to one aspect of the present invention includes a pair of conductive films.
A capacitance is formed between the pair of conductive films. Detection can be performed by utilizing the fact that the magnitude of the capacitance between the pair of conductive films changes when the object to be detected touches or is close to the pair of conductive films.
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。投影型静
電容量方式としては、主に駆動方式の違いから、自己容量方式、相互容量方式などがある
。相互容量方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。ただし、本発明の
一態様は、これに限定されない。
As the capacitance method, there are a surface type capacitance method, a projection type capacitance method and the like. As the projection type capacitance method, there are a self-capacitance method, a mutual capacitance method, and the like mainly due to the difference in the drive method. It is preferable to use the mutual capacitance method because simultaneous multipoint detection is possible. However, one aspect of the present invention is not limited to this.
また、本発明の一態様のタッチパネルが有する表示素子としては、液晶素子(縦電界方
式、または、横電界方式)、MEMS(Micro Electro Mechanic
al System)を利用した光学素子、有機EL(Electro Lumines
cense)素子、無機EL素子や発光ダイオード(LED:Light Emitti
ng Diode)等の発光素子、電気泳動素子など、様々な表示素子を用いることがで
きる。
Further, as the display element of the touch panel of one aspect of the present invention, a liquid crystal element (longitudinal electric field method or horizontal electric field method), MEMS (Micro Electro Mechanical)
Optical element using al System), organic EL (Electro Lumines)
Cense) element, inorganic EL element and light emitting diode (LED: Light Emitti)
Various display elements such as a light emitting element such as ng Diode) and an electrophoresis element can be used.
ここで、表示装置には表示素子として横電界方式が適用された液晶素子を用いることが
好ましい。なお、画素電極、および、コモン電極において、透明導電膜を用いる場合には
、透過型の表示装置として使用することができる。一方、画素電極、または、コモン電極
において、反射電極を用いる場合には、反射型の表示装置として使用することができる。
なお、画素電極およびコモン電極の両方を反射電極としてもよい。または、画素電極およ
びコモン電極とは別に、反射電極を設けることによって、反射型の表示装置としてもよい
。なお、反射型の表示装置において、バックライトの光が透過できる領域を設けることに
よって、半透過型の表示装置としてもよい。例えば、画素電極またはコモン電極の一部を
透過電極とし、別の一部を反射電極としてもよい。なお、画素電極、または、コモン電極
において、反射電極を用いる場合であっても、液晶の動作モードによっては、透過型の表
示装置として使用する場合もある。
Here, it is preferable to use a liquid crystal element to which the transverse electric field method is applied as the display element in the display device. When a transparent conductive film is used in the pixel electrode and the common electrode, it can be used as a transmissive display device. On the other hand, when a reflective electrode is used in the pixel electrode or the common electrode, it can be used as a reflective display device.
Both the pixel electrode and the common electrode may be used as the reflective electrode. Alternatively, a reflection type display device may be provided by providing a reflection electrode separately from the pixel electrode and the common electrode. In the reflection type display device, a semi-transmissive type display device may be provided by providing a region through which the light of the backlight can be transmitted. For example, a part of the pixel electrode or the common electrode may be used as a transmission electrode, and another part may be used as a reflection electrode. Even when a reflective electrode is used as a pixel electrode or a common electrode, it may be used as a transmissive display device depending on the operation mode of the liquid crystal display.
本発明の一態様の表示装置は、一対の基板の一方にタッチセンサを構成する一対の電極
(導電膜または配線ともいう)の少なくとも一つを有することにより、表示パネルとタッ
チセンサとが一体となった構成を有する。そのため、表示装置の厚さが低減され、軽量な
表示装置を実現できる。
In the display device of one aspect of the present invention, the display panel and the touch sensor are integrated by having at least one of a pair of electrodes (also referred to as a conductive film or wiring) constituting the touch sensor on one of the pair of substrates. It has a structure that has become. Therefore, the thickness of the display device is reduced, and a lightweight display device can be realized.
図35(A)乃至図35(C)は、本発明の一態様のタッチパネル410のモードを説
明する断面概略図である。
35 (A) to 35 (C) are schematic cross-sectional views illustrating the mode of the
タッチパネル410は、基板411、基板412、FPC413、導電膜414、画素
400a、画素400b、液晶素子420a、420b、着色膜431等を有する。
The
画素400aは液晶素子420aを備え、画素400bは液晶素子420bを備える。
液晶素子420aは、導電膜419a、導電膜429a及び液晶423により構成される
。また、液晶素子420bは、導電膜419b、導電膜429b及び液晶423により構
成される。図35(A)および図35(B)において、導電膜419aおよび導電膜41
9bは、画素電極としての機能を有する。導電膜429aよび導電膜429bはコモン電
極としての機能を有する。また図35(A)では液晶素子420a、420bとしてFF
S(Fringe Field Switching)モードが適用された液晶素子を用
いた場合の例を示している。
The pixel 400a includes a
The
9b has a function as a pixel electrode. The
An example is shown in the case of using a liquid crystal element to which the S (Fringe Field Switching) mode is applied.
導電膜419aおよび導電膜419bは同一面上に設けられている。または、導電膜4
19aおよび導電膜419bは、同一の導電膜により形成されている。導電膜419aお
よび導電膜419b上には絶縁膜424が設けられている。導電膜429aおよび導電膜
429bは同一面上、具体的には絶縁膜424上に設けられている。または、導電膜42
9aおよび導電膜429bは、同一の導電膜により形成されている。導電膜429aおよ
び導電膜429bは一例として櫛歯状の上面形状、またはスリット状の開口が1つ以上設
けられた上面形状(平面形状ともいう)を有する。
The
The 19a and the
9a and the
タッチセンサは、画素400aが有する導電膜429aと、画素400bが有する導電
膜429bとの間に形成される容量を利用して検知することができる。このような構成と
することで、液晶素子が有するコモン電極(429a、429b)を、タッチセンサとし
て機能する一対の電極と兼ねることができる。よって、工程を簡略化することができるた
め歩留りが向上でき、また製造コストを低減することができる。なお、導電膜429a、
導電膜429bは、導電膜414を介して基板411側に取り付けられたFPC413と
電気的に接続される。または、導電膜429a、もしくは、導電膜429bの少なくとも
一つは、パルス電圧を出力することが出来る機能を有する回路と接続されている。また、
導電膜419a、419bは、トランジスタ(図示しない)と電気的に接続される。そし
て、当該トランジスタは、駆動回路(ゲート線駆動回路、または、ソース線駆動回路)、
または、FPC413と電気的に接続される。
The touch sensor can detect using the capacitance formed between the
The
The
Alternatively, it is electrically connected to the
例えば、図35(A)における導電膜429aおよび導電膜429bは、図21におけ
る導電膜29と対応している。また、図35(A)における導電膜419aおよび導電膜
419bは、図21における第2の酸化物半導体膜19bと対応している。
For example, the
なお、図35(A)では、導電膜419aと導電膜429a(または、導電膜419b
と導電膜429b)は、互いに重なる領域を有している。この領域は、容量素子として機
能させることが出来る。つまり、この領域は、画素電極の電位を保持するための保持容量
として機能させることができる。ただし、本発明の一態様は、これに限定されない。例え
ば、導電膜419aと導電膜429a(または、導電膜419bと導電膜429b)は、
表示に寄与する領域において(いわゆる開口部において)、互いに、重ならないようにし
てもよい。つまり、表示に寄与する領域において(いわゆる開口部において)、電極の端
部の位置が、上下で揃うようにしてもよい。
In addition, in FIG. 35A, the
And the
In areas that contribute to the display (in so-called openings), they may not overlap each other. That is, in the region contributing to the display (in the so-called opening), the positions of the end portions of the electrodes may be aligned vertically.
図35(B)に示すように、タッチパネル410が導電膜429aおよび導電膜429
bに加えて、導電膜419aおよび導電膜419bも櫛歯状の上面形状、またはスリット
状の開口が1つ以上設けられた上面形状を有していてもよい。なお、図35(B)におけ
る液晶素子420a、420bの駆動方式はIPS(In-Plane-Switchi
ng)モードである。このような構成とすることにより、保持容量の大きさを小さくする
ことができる。
As shown in FIG. 35 (B), the
In addition to b, the
ng) mode. With such a configuration, the size of the holding capacity can be reduced.
例えば、図35(B)における導電膜429aおよび導電膜429bは、図27におけ
る導電膜29と対応している。また、図35(B)における導電膜419aおよび導電膜
419bは、図27における第2の酸化物半導体膜19bと対応している。
For example, the
また、図35(C)に示すように、導電膜419aおよび導電膜419bがコモン電極
としての機能を有し、導電膜429aよび導電膜429bが画素電極としての機能を有し
ていてもよい。図35(C)において、タッチセンサは、画素400aが有する導電膜4
19aと、画素400bが有する導電膜419bとの間に形成される容量を利用して検知
することができる。なお、導電膜419a、導電膜419bは、導電膜414を介して基
板411側に取り付けられたFPC413と電気的に接続される。または、導電膜419
a、もしくは、導電膜419bの少なくとも一つは、パルス電圧を出力することが出来る
機能を有する回路と接続されている。また、導電膜429a、429bは、トランジスタ
(図示しない)と電気的に接続される。
Further, as shown in FIG. 35 (C), the
The capacitance formed between the 19a and the
At least one of a or the
なお、図35(B)においては、コモン電極および画素電極は、例えば、非透明な電極
を用いてもよい。例えば、ゲート電極、または、ソース電極およびドレイン電極などにお
いて使用される導電材料と同様な材料を用いてもよい。なぜなら、IPSモードでは、電
極の上の液晶423には、電界が加わりにくい。よって、液晶423の配向を制御しにく
い。よって、表示に寄与するような領域とはなりにくい。そのため、バックライトからの
光を透過させる必要がない。そのため、透過型表示装置であっても、コモン電極および画
素電極は、アルミニウム、モリブデン、チタン、タングステン、銅、銀などを用いて、構
成してもよい。なお、これらの電極は、メッシュ状に形成してもよいし、ナノワイヤ―状
に形成してもよい。また、コモン電極は、タッチセンサ用の電極としても機能する。その
ため、出来るだけ、抵抗値が低いことが望ましい。よって、非透明な電極は、インジウム
錫酸化物(ITOともいう)などの透明電極よりも抵抗値が低いため、望ましい。
In FIG. 35B, for example, a non-transparent electrode may be used as the common electrode and the pixel electrode. For example, a material similar to the conductive material used in the gate electrode, the source electrode, the drain electrode, or the like may be used. This is because, in the IPS mode, it is difficult for an electric field to be applied to the
なお、図35(A)乃至図35(C)においては、コモン電極および画素電極として、
ITOなどの透明導電膜を用いてもよい。また、透明導電膜の上に、または、透明導電膜
の下に、より抵抗値の低い導電膜を補助配線として設けてもよい。補助配線としては、例
えば、ゲート電極、または、ソース電極およびドレイン電極などにおいて使用される導電
材料と同様な材料を用いてもよい。具体的には、アルミニウム、モリブデン、チタン、タ
ングステン、銅、銀などを用いて、構成してもよい。
In FIGS. 35 (A) to 35 (C), the common electrode and the pixel electrode are used as the common electrode and the pixel electrode.
A transparent conductive film such as ITO may be used. Further, a conductive film having a lower resistance value may be provided as an auxiliary wiring on the transparent conductive film or under the transparent conductive film. As the auxiliary wiring, for example, a material similar to the conductive material used in the gate electrode, the source electrode, the drain electrode, or the like may be used. Specifically, it may be configured by using aluminum, molybdenum, titanium, tungsten, copper, silver or the like.
なお、透明導電膜の上に補助配線を設ける場合には、ハーフトーンマスク(グレートー
ンマスク、位相差マスクとも言う)を用いて、透明導電膜と補助配線とを、1枚のマスク
を用いて、形成してもよい。その場合には、補助配線の下には、必ず、透明導電膜が設け
られるような構成となる。ただし、本発明の一態様は、これに限定されない。透明導電膜
と補助配線とは、別々のマスクを用いて、別々の工程で形成してもよい。
When the auxiliary wiring is provided on the transparent conductive film, a halftone mask (also referred to as a gray tone mask or a phase difference mask) is used, and the transparent conductive film and the auxiliary wiring are connected by using one mask. , May be formed. In that case, the transparent conductive film is always provided under the auxiliary wiring. However, one aspect of the present invention is not limited to this. The transparent conductive film and the auxiliary wiring may be formed in different steps by using different masks.
なお、図35(A)乃至図35(C)においては、コモン電極は、抵抗値の低い補助配
線と接続してもよい。例えば、コモン電極と補助配線とは、それらの間に設けられている
絶縁膜の開口部を介して、接続されている。例えば、補助配線およびゲート電極(または
ゲート信号線)は、同一の導電膜により形成されてもよい。または、補助配線およびソー
スドレイン電極(またはソース信号線)は、同一の導電膜により形成されてもよい。
In FIGS. 35 (A) to 35 (C), the common electrode may be connected to an auxiliary wiring having a low resistance value. For example, the common electrode and the auxiliary wiring are connected via an opening of an insulating film provided between them. For example, the auxiliary wiring and the gate electrode (or gate signal line) may be formed of the same conductive film. Alternatively, the auxiliary wiring and the source / drain electrode (or source signal line) may be formed of the same conductive film.
なお、例えば、基板412の上側に、フローティング状態の導電膜を配置してもよい。
その場合の例を、図36(A)、図36(B)、図36(C)に示す。このように、導電
膜428aを、画素400aのコモン電極と重なるように設ける。同様に、導電膜428
bを、画素400bのコモン電極と重なるように設ける。これにより、容量素子が直列に
設けられた状態となる。また、電界分布が適切な状態となるため、タッチセンサの感度を
向上させることができる。また、被検知体が、基板412と近接、または、接触する場合
に、被検知体が静電気を帯びている場合がある。そのような場合に、基板412の上側に
、導電膜428a、および、導電膜428bなどを設けることにより、静電気の影響を低
減することが出来る。
In addition, for example, the conductive film in a floating state may be arranged on the upper side of the
Examples of such cases are shown in FIGS. 36 (A), 36 (B), and 36 (C). In this way, the
b is provided so as to overlap with the common electrode of the pixel 400b. As a result, the capacitive elements are provided in series. Further, since the electric field distribution is in an appropriate state, the sensitivity of the touch sensor can be improved. Further, when the detected body is in close proximity to or in contact with the
図37(A)は、図35(A)および図35(B)と対応している。図37(A)に示
す構成では、タッチセンサはセンサ電極459aとセンサ電極459bとを有する。セン
サ電極459aは、画素400aにおいてコモン電極の機能を有し、画素400aが有す
る導電膜429aと同一の導電膜により形成される。またセンサ電極459bは、画素4
00bにおいてコモン電極の機能を有し、画素400bが有する導電膜429bと同一の
導電膜により形成される。センサ電極459aは、画素400aにおいてスリット状の開
口部426を1つ以上有する。またセンサ電極459bは、画素400bにおいてスリッ
ト状の開口部426を1つ以上有する。
37 (A) corresponds to FIGS. 35 (A) and 35 (B). In the configuration shown in FIG. 37 (A), the touch sensor has a
At 00b, it has the function of a common electrode and is formed of the same conductive film as the
センサ電極459aは画素400aのコモン電極として機能する大きさに島状に設けら
れ、一の方向(例えばX方向)に延在して設けられる配線453と電気的に接続される。
また、センサ電極459bは、該一の方向と交差する方向(例えばY方向)に延在して設
けられる。配線453は、例えば画素400a、400bが有するトランジスタのソース
電極及びドレイン電極と同時に形成することができる。
The
Further, the
また、図37(B)に示すように、センサ電極459aが一の方向(例えばX方向)に
延在して設けられる配線453と電気的に接続され、センサ電極459bが該一の方向と
交差する方向(例えばY方向)に延在して設けられる配線454と電気的に接続されてい
てもよい。このとき、センサ電極459aおよびセンサ電極459bはそれぞれ画素40
0a、400bのコモン電極として機能する大きさに島状に設けられる。配線454は、
例えば画素400a、400bが有するトランジスタの第1のゲート電極と同時に形成す
ることができる。なお、島状に設ける一のセンサ電極が、一の画素のコモン電極でなく、
複数の画素のコモン電極として機能するように設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 37 (B), the
It is provided in an island shape in a size that functions as a common electrode of 0a and 400b.
For example, it can be formed at the same time as the first gate electrode of the transistor included in the pixels 400a and 400b. It should be noted that one sensor electrode provided in an island shape is not a common electrode of one pixel, but
It may be provided so as to function as a common electrode of a plurality of pixels.
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができ
る。
It should be noted that this embodiment can be appropriately combined with other embodiments shown in the present specification.
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の液晶表示装置に適用可能な垂直配向(VA:Ve
rtical Alignment)モードで動作する液晶素子を備える画素の構成につ
いて、図38および図39を参照して説明する。図38は液晶表示装置が備える画素の上
面図であり、図39は図38の切断線A1-B1における断面を含む側面図である。また
、図40(A)は、液晶表示装置が備える画素の等価回路図である。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, vertical orientation (VA: Ve) applicable to the liquid crystal display device according to one aspect of the present invention.
The configuration of the pixel including the liquid crystal element operating in the vertical alignment mode will be described with reference to FIGS. 38 and 39. FIG. 38 is a top view of the pixels included in the liquid crystal display device, and FIG. 39 is a side view including a cross section of the cutting lines A1-B1 of FIG. 38. Further, FIG. 40A is an equivalent circuit diagram of pixels included in the liquid crystal display device.
VA型とは、液晶表示パネルの液晶分子の配列を制御する方式の一種である。VA型の
液晶表示装置は、電圧が印加されていないときにパネル面に対して液晶分子が垂直方向を
向く方式である。
The VA type is a kind of method for controlling the arrangement of liquid crystal molecules in a liquid crystal display panel. The VA type liquid crystal display device is a system in which liquid crystal molecules face in the direction perpendicular to the panel surface when no voltage is applied.
本実施の形態では、特に画素(ピクセル)をいくつかの領域(サブピクセル)に分け、
それぞれ別の方向に分子を倒すよう工夫されている。これをマルチドメイン化あるいはマ
ルチドメイン設計という。以下の説明では、マルチドメイン設計が考慮された液晶表示装
置について説明する。
In this embodiment, pixels are particularly divided into several areas (subpixels).
It is devised to defeat the molecules in different directions. This is called multi-domain or multi-domain design. In the following description, a liquid crystal display device considering a multi-domain design will be described.
図38のZ1は画素電極611bが形成された基板602の上面図であり、Z3はコモ
ン電極671が形成された基板601の上面図であり、Z2は画素電極611bが形成さ
れた基板602とコモン電極671が形成された基板601が重ね合わされた状態の上面
図である。
Z1 in FIG. 38 is a top view of the
基板602上には、トランジスタ650とそれに接続する画素電極611b、及び容量
素子661が形成される。トランジスタ650のドレイン電極620bは、絶縁膜616
及び絶縁膜618に設けられた開口部641bを介して画素電極611bと電気的に接続
される。画素電極611b上には、絶縁膜616、絶縁膜618および絶縁膜622がこ
の順で設けられる。
A
And is electrically connected to the
トランジスタ650としては、実施の形態1で説明するトランジスタ(トランジスタ1
50、トランジスタ150A乃至トランジスタ150G)を適用することができる。
The
50,
容量素子630は、第1の容量配線である容量配線607と、絶縁膜604と、画素電
極611bで構成される。容量配線607は、トランジスタ650のゲート配線606と
同一の材料で同時に形成することができる。
The capacitive element 630 is composed of a
画素電極611bとしては、実施の形態1で説明する抵抗率の低い酸化物半導体膜を適
用することができる。すなわち、画素電極611bの材料及び作製方法は、実施の形態1
で示す第2の酸化物半導体膜111bを参照できる。
As the
The second
画素電極611bにはスリット674を設ける。スリット674は液晶の配向を制御す
るためのものである。
The
トランジスタ651とそれに接続する画素電極612b及び容量素子662は、それぞ
れトランジスタ650、画素電極611b及び容量素子661と同様に形成することがで
きる。トランジスタ650とトランジスタ651は共に配線620aと接続している。配
線620aは、トランジスタ650及びトランジスタ651において、ソース電極として
の機能を有する。本実施の形態で示す液晶表示パネルの画素は、画素電極611bと画素
電極612bにより構成されている。画素電極611bと画素電極612bはサブピクセ
ルである。
The
基板601には、着色膜673、コモン電極671が形成され、コモン電極671に接
して突起675が形成されている。また、コモン電極671にはスリット672が設けら
れている。画素電極611b側には絶縁膜622上に配向膜677が形成され、コモン電
極671及び突起675側には配向膜678が形成されている。基板602と基板601
の間に液晶層680が形成されている。
A
A
コモン電極671は、実施の形態1で説明する導電膜123と同様の材料を用いて形成
することが好ましい。コモン電極671に形成されるスリット672と、突起675とは
、液晶の配向を制御する機能を有する。
The
スリット674を設けた画素電極611bに電圧を印加すると、スリット674の近傍
には電界の歪み(斜め電界)が発生する。このスリット674と、基板601側の突起6
75及びスリット672とを交互に咬み合うように配置し、斜め電界を効果的に発生させ
て液晶の配向を制御することで、液晶が配向する方向を場所によって異ならせている。す
なわち、マルチドメイン化して液晶表示パネルの視野角を広げている。なお、基板601
側に突起675またはスリット672のいずれか一方が設けられる構成であってもよい。
When a voltage is applied to the
By arranging the 75 and the
Either one of the
図39は、基板602と基板601とが重ね合わせられ、液晶が注入された状態を示し
ている。画素電極611bと液晶層680とコモン電極671が重なり合うことで、液晶
素子が形成されている。
FIG. 39 shows a state in which the
この画素構造の等価回路を図40(A)に示す。トランジスタ650とトランジスタ6
29は、共にゲート配線606、配線620aと接続している。この場合、容量配線60
7と容量配線609の電位を異ならせることで、液晶素子681と液晶素子682の動作
を異ならせることができる。すなわち、容量配線607と容量配線609の電位を個別に
制御することにより液晶の配向を精密に制御して視野角を広げている。
The equivalent circuit of this pixel structure is shown in FIG. 40 (A).
29 is both connected to the
By making the potentials of 7 and the
なお、図40(A)のトランジスタ650、651は第2のゲート電極が第1のゲート
電極と電気的に接続されているが、これに限られない。例えば、第2のゲート電極がゲー
ト配線606とは異なる電位を与える機能を有する配線4616と電気的に接続されてい
てもよい(図40(B)参照)。
In the
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができ
る。
It should be noted that this embodiment can be appropriately combined with other embodiments shown in the present specification.
(実施の形態5)
本実施の形態においては、先の実施の形態で例示したトランジスタを有する表示装置の
一例について、図41乃至図44を用いて以下説明を行う。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, an example of the display device having the transistor exemplified in the previous embodiment will be described below with reference to FIGS. 41 to 44.
図41は、表示装置の一例を示す上面図である。図41に示す表示装置は、第1の基板
701上に設けられた画素部702と、第1の基板701に設けられたソースドライバ回
路部704及びゲートドライバ回路部706と、画素部702、ソースドライバ回路部7
04、及びゲートドライバ回路部706を囲むように配置されるシール材712と、第1
の基板701に対向するように設けられる第2の基板705と、を有する。なお、第1の
基板701と第2の基板705は、シール材712によって封止されている。すなわち、
画素部702、ソースドライバ回路部704、及びゲートドライバ回路部706は、第1
の基板701とシール材712と第2の基板705によって封止されている。なお、図4
1には図示しないが、第1の基板701と第2の基板705の間には表示素子が設けられ
る。
FIG. 41 is a top view showing an example of a display device. The display device shown in FIG. 41 includes a
04, a sealing
It has a
The
It is sealed by the
Although not shown in 1, a display element is provided between the
また、表示装置は、第1の基板701上のシール材712によって囲まれている領域と
は異なる領域に、画素部702、ソースドライバ回路部704、及びゲートドライバ回路
部706とそれぞれ電気的に接続されるFPC端子部708(FPC:Flexible
Printed Circuit)が設けられる。また、FPC端子部708には、F
PC716が接続され、FPC716によって画素部702、ソースドライバ回路部70
4、及びゲートドライバ回路部706に各種信号等が供給される。また、画素部702、
ソースドライバ回路部704、ゲートドライバ回路部706、及びFPC端子部708に
は、配線710が各々接続されている。FPC716により供給される各種信号等は、配
線710を介して、画素部702、ソースドライバ回路部704、ゲートドライバ回路部
706、及びFPC端子部708に与えられる。
Further, the display device is electrically connected to the
Printed Circuit) is provided. Further, the FPC
The PC716 is connected, and the
Various signals and the like are supplied to 4 and the gate
Wiring 710 is connected to the source
また、表示装置にゲートドライバ回路部706を複数設けてもよい。また、表示装置と
しては、ソースドライバ回路部704、及びゲートドライバ回路部706を画素部702
と同じ第1の基板701に形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例
えば、ゲートドライバ回路部706のみを第1の基板701に形成しても良い、またはソ
ースドライバ回路部704のみを第1の基板701に形成しても良い。この場合、ソース
ドライバ回路またはゲートドライバ回路等が形成された基板(例えば、単結晶半導体膜、
多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板)を、第1の基板701に実装する構成として
も良い。なお、別途形成した駆動回路基板の接続方法は、特に限定されるものではなく、
COG(Chip On Glass)方法、ワイヤボンディング方法などを用いること
ができる。
Further, a plurality of gate
Although an example of forming on the same
A drive circuit board formed of a polycrystalline semiconductor film) may be mounted on the
A COG (Chip On Glass) method, a wire bonding method, or the like can be used.
表示装置が有する画素部702は複数のトランジスタ及び容量素子を有しており、実施
の形態1で説明した半導体装置を適用することができる。また、ソースドライバ回路部7
04及びゲートドライバ回路部706は、複数のトランジスタ及び配線コンタクト部を有
しており、実施の形態2で説明した半導体装置を適用することができる。
The
The 04 and the gate
また、表示装置は、様々な形態を用いること、または様々な表示素子を有することが出
来る。表示素子は、例えば、液晶素子、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、
青色LEDなど)などを含むEL(エレクトロルミネッセンス)素子(有機物及び無機物
を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子)、トランジスタ(電流に応じて発光する
トランジスタ)、電子放出素子、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)
やデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッタ
ー)素子、MIRASOL(登録商標)ディスプレイ、IMOD(インターフェアレンス
・モジュレーション)素子、圧電セラミックディスプレイなどのMEMS(マイクロ・エ
レクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子、エレクトロウェッティング素子な
どが挙げられる。これらの他にも、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度
、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有していてもよい。また、表示素子として量
子ドットを用いてもよい。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ
(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視
型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。EL素子を用いた表示装置
の一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例と
しては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプ
レイ(SED:Surface-conduction Electron-emitt
er Display)などがある。量子ドットを用いた表示装置の一例としては、量子
ドットディスプレイなどがある。電子インク又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例と
しては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディス
プレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を
有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀
、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの
記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することがで
きる。
Further, the display device can use various forms or have various display elements. The display element is, for example, a liquid crystal element, an LED (white LED, red LED, green LED, etc.).
EL (electroluminescence) elements including (blue LEDs, etc.) (EL elements containing organic and inorganic substances, organic EL elements, inorganic EL elements), transistors (transistors that emit light according to current), electron emitting elements, electrophoresis elements, etc. Glazing light valve (GLV)
MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) such as Digital Micromirror Device (DMD), DMS (Digital Micro Shutter) Element, MIRASOL (Registered Trademark) Display, IMOD (Interference Modulation) Element, piezoelectric Ceramic Display, etc. ), Such as a display element and an electrowetting element. In addition to these, a display medium whose contrast, brightness, reflectance, transmittance and the like are changed by an electric or magnetic action may be provided. Further, quantum dots may be used as the display element. An example of a display device using a liquid crystal element is a liquid crystal display (transmissive liquid crystal display, semi-transmissive liquid crystal display, reflective liquid crystal display, direct-view liquid crystal display, projection type liquid crystal display). An EL display or the like is an example of a display device using an EL element. As an example of a display device using an electron emitting element, a field emission display (FED) or an SED type planar display (SED: Surface-conduction Electron-emitt)
er Display) and so on. An example of a display device using quantum dots is a quantum dot display. An example of a display device using electronic ink or an electrophoresis element is electronic paper. In the case of realizing a transflective liquid crystal display or a reflective liquid crystal display, a part or all of the pixel electrodes may have a function as a reflective electrode. For example, a part or all of the pixel electrodes may have aluminum, silver, or the like. Further, in that case, it is also possible to provide a storage circuit such as SRAM under the reflective electrode. Thereby, the power consumption can be further reduced.
なお、表示装置における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用
いることができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、RGB(
Rは赤、Gは緑、Bは青を表す)の三色に限定されない。例えば、Rの画素とGの画素と
Bの画素とW(白)の画素の四画素から構成されてもよい。または、ペンタイル配列のよ
うに、RGBのうちの2色分で一つの色要素を構成し、色要素によって、異なる2色を選
択して構成してもよい。またはRGBに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加
してもよい。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。た
だし、開示する発明はカラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の
表示装置に適用することもできる。
As the display method in the display device, a progressive method, an interlaced method, or the like can be used. In addition, as a color element controlled by pixels when displaying in color, RGB (
R is red, G is green, and B is blue). For example, it may be composed of four pixels of R pixel, G pixel, B pixel, and W (white) pixel. Alternatively, as in the pentile arrangement, one color element may be configured by two colors of RGB, and two different colors may be selected and configured depending on the color element. Alternatively, one or more colors such as yellow, cyan, and magenta may be added to RGB. The size of the display area may be different for each dot of the color element. However, the disclosed invention is not limited to the display device for color display, and can be applied to the display device for monochrome display.
また、バックライト(有機EL素子、無機EL素子、LED、蛍光灯など)に白色光(
W)を用いて表示装置をフルカラー表示させるために、着色膜(カラーフィルタともいう
。)を用いてもよい。着色膜は、例えば、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)
、イエロー(Y)などを適宜組み合わせて用いることができる。着色膜を用いることで、
着色膜を用いない場合と比べて色の再現性を高くすることができる。このとき、着色膜を
有する領域と、着色膜を有さない領域とを配置することによって、着色膜を有さない領域
における白色光を直接表示に利用しても構わない。一部に着色膜を有さない領域を配置す
ることで、明るい表示の際に、着色膜による輝度の低下を少なくでき、消費電力を2割か
ら3割程度低減できる場合がある。ただし、有機EL素子や無機EL素子などの自発光素
子を用いてフルカラー表示する場合、R、G、B、Y、ホワイト(W)を、それぞれの発
光色を有する素子から発光させても構わない。自発光素子を用いることで、着色膜を用い
た場合よりも、さらに消費電力を低減できる場合がある。
In addition, white light (organic EL element, inorganic EL element, LED, fluorescent lamp, etc.) is used for the backlight.
A colored film (also referred to as a color filter) may be used in order to display the display device in full color using W). The colored film is, for example, red (R), green (G), blue (B).
, Yellow (Y) and the like can be used in appropriate combinations. By using a colored film,
Color reproducibility can be improved as compared with the case where a coloring film is not used. At this time, by arranging the region having the colored film and the region not having the colored film, the white light in the region without the colored film may be directly used for display. By arranging a region that does not have a colored film in a part thereof, it is possible to reduce the decrease in brightness due to the colored film and reduce the power consumption by about 20% to 30% in a bright display. However, when full-color display is performed using a self-luminous element such as an organic EL element or an inorganic EL element, R, G, B, Y, and white (W) may be emitted from an element having each emission color. .. By using the self-luminous element, the power consumption may be further reduced as compared with the case of using the colored film.
本実施の形態においては、表示素子として液晶素子を用いる表示装置の構成について、
図42を用いて説明する。また、表示素子としてEL素子を用いる表示装置の構成につい
て、図43を用いて説明する。
In the present embodiment, the configuration of the display device using the liquid crystal element as the display element is described.
This will be described with reference to FIG. 42. Further, the configuration of the display device using the EL element as the display element will be described with reference to FIG. 43.
図42は、図41に示す一点鎖線U-Vにおける断面図である。図42に示す表示装置
700Aは、引き回し配線部711と、画素部702と、ソースドライバ回路部704と
、FPC端子部708と、を有する。また、引き回し配線部711は、配線710を有す
る。また、画素部702は、トランジスタ750及び容量素子790を有する。また、ソ
ースドライバ回路部704は、トランジスタ752を有する。
FIG. 42 is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line UV shown in FIG. 41. The
例えば、トランジスタ750、トランジスタ752として、実施の形態1で説明するト
ランジスタ(トランジスタ150、トランジスタ150A乃至トランジスタ150G)を
適用することができる。
For example, as the
本実施の形態で用いるトランジスタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物
半導体膜を有する。該トランジスタは、オフ状態における電流値(オフ電流値)を低くす
ることができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、電源
オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なく
することができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。
The transistor used in this embodiment has an oxide semiconductor film that has been purified to a high degree and suppresses the formation of oxygen deficiency. The transistor can lower the current value (off current value) in the off state. Therefore, the holding time of an electric signal such as an image signal can be lengthened, and the writing interval can be set long when the power is on. Therefore, the frequency of the refresh operation can be reduced, which has the effect of suppressing power consumption.
また、本実施の形態で用いるトランジスタは、比較的高い電界効果移動度が得られるた
め、高速駆動が可能である。例えば、このような高速駆動が可能なトランジスタを液晶表
示装置に用いることで、画素部のスイッチングトランジスタと、駆動回路部に使用するド
ライバトランジスタを同一基板上に形成することができる。すなわち、別途駆動回路とし
て、シリコンウェハ等により形成された半導体装置を用いる必要がないため、半導体装置
の部品点数を削減することができる。また、画素部においても、高速駆動が可能なトラン
ジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。
Further, since the transistor used in this embodiment can obtain a relatively high field effect mobility, it can be driven at high speed. For example, by using such a transistor capable of high-speed driving in a liquid crystal display device, a switching transistor in a pixel portion and a driver transistor used in a driving circuit portion can be formed on the same substrate. That is, since it is not necessary to separately use a semiconductor device formed of a silicon wafer or the like as a drive circuit, the number of parts of the semiconductor device can be reduced. Further, even in the pixel portion, by using a transistor capable of high-speed driving, it is possible to provide a high-quality image.
容量素子790としては、実施の形態1で示す容量素子160を用いることができる。
容量素子790は透光性を有するため、画素部702が有する一の画素において容量素子
790を大きく(大面積に)形成することができる。よって、開口率を高めつつ、容量値
を増大させた表示装置とすることができる。
As the
Since the
また、図42において、トランジスタ750上に、絶縁膜764、766、768が設
けられている。
Further, in FIG. 42, insulating
絶縁膜764、766、768としては、それぞれ実施の形態1に示す絶縁膜116、
118、122と、同様の材料及び作製方法により形成することができる。また、絶縁膜
122上に平坦化膜を設ける構成としてもよい。
The insulating
It can be formed by the same material and manufacturing method as 118 and 122. Further, a flattening film may be provided on the insulating
また、配線710は、トランジスタ750、752のソース電極及びドレイン電極とし
て機能する導電膜と同じ工程で形成される。なお、配線710は、トランジスタ750、
752のソース電極及びドレイン電極と異なる工程で形成された導電膜、例えばゲート電
極として機能する導電膜としてもよい。配線710として、例えば、銅元素を含む材料を
用いた場合、配線抵抗に起因する信号遅延等が少なく、大画面での表示が可能となる。
Further, the
It may be a conductive film formed in a process different from that of the source electrode and the drain electrode of 752, for example, a conductive film that functions as a gate electrode. When a material containing a copper element is used as the
また、FPC端子部708は、接続電極760、異方性導電膜791、及びFPC71
6を有する。なお、接続電極760は、トランジスタ750、752のソース電極及びド
レイン電極として機能する導電膜と同じ工程で形成される。また、接続電極760は、F
PC716が有する端子と異方性導電膜791を介して、電気的に接続される。
Further, the FPC
Has 6. The
It is electrically connected to the terminal of the
また、第1の基板701及び第2の基板705としては、例えばガラス基板を用いるこ
とができる。また、第1の基板701及び第2の基板705として、実施の形態1で示す
基板102と同様の材料を用いることができる。
Further, as the
第2の基板705側には、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜738と、カラー
フィルタとして機能する着色膜736と、遮光膜738及び着色膜736に接する絶縁膜
734が設けられる。
On the
また、第1の基板701と第2の基板705の間には、構造体778が設けられる。構
造体778は、絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、
第1の基板701と第2の基板705の間の距離(セルギャップ)を制御するために設け
られる。なお、構造体778として、球状のスペーサを用いていても良い。
Further, a
It is provided to control the distance (cell gap) between the
また、本実施の形態においては、構造体778を第1の基板701側に設ける構成につ
いて例示したが、これに限定されない。例えば、第2の基板705側に構造体778を設
ける構成、または第1の基板701及び第2の基板705双方に構造体778を設ける構
成としてもよい。
Further, in the present embodiment, the configuration in which the
表示装置700Aは、液晶素子775を有する。液晶素子775は、導電膜772、導
電膜774、及び液晶層776を有する。導電膜774は、第2の基板705側に設けら
れ、対向電極としての機能を有する。表示装置700Aは、導電膜772と導電膜774
に印加される電圧によって、液晶層776の配向状態が変わることによって光の透過、非
透過が制御され画像を表示することができる。配向膜746は導電膜772および絶縁膜
768上に設けられ、配向膜748は導電膜774に接して設けられる。
The
By changing the orientation state of the
また、導電膜772は、トランジスタ750が有するソース電極またはドレイン電極と
して機能する導電膜に接続される。導電膜772は、絶縁膜768上に形成され画素電極
、すなわち表示素子の一方の電極として機能する。表示装置700Aは、基板701側に
バックライトやサイドライト等を設け、液晶素子775及び着色膜736を介して表示す
る、所謂透過型のカラー液晶表示装置である。
Further, the
導電膜772及び導電膜774としては、可視光において透光性のある導電膜、または
可視光において反射性のある導電膜を用いることができる。可視光において透光性のある
導電膜としては、例えば、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)の中から選ば
れた一種を含む材料を用いるとよい。また、導電膜772及び導電膜774として、実施
の形態1で示す導電膜123と同様の材料を用いることができる。
As the
なお、図41及び図42に示す表示装置700Aは、透過型のカラー液晶表示装置につ
いて例示したが、これに限定されない。例えば、導電膜772を可視光において、反射性
のある導電膜を用いることで反射型のカラー液晶表示装置としてもよい。
The
なお、図42において図示しないが、偏光部材、位相差部材、反射防止部材などの光学
部材(光学基板)などは適宜設けてもよい。例えば、偏光基板及び位相差基板による円偏
光を用いてもよい。
Although not shown in FIG. 42, optical members (optical substrates) such as a polarizing member, a retardation member, and an antireflection member may be appropriately provided. For example, circular polarization using a polarizing substrate and a retardation substrate may be used.
シール材712は、表示素子やトランジスタに対して不純物となる物質(水など)が、
外部から侵入することを防止又は抑制する機能を少なくとも有する。なお、シール材に7
12別の機能を付加してもよい。例えば、構造を強化する機能、接着性を強化する機能、
耐衝撃性を強化する機能などをシール材712が有していてもよい。
In the sealing
It has at least a function of preventing or suppressing invasion from the outside. In addition, 7 for the sealing material
12 Another function may be added. For example, the function to strengthen the structure, the function to strengthen the adhesiveness,
The sealing
シール材712としては、硬化前に液晶層と接した場合でも液晶層に溶解しない材料を
用いることが好ましい。シール材712として、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂など
を適用できる。なお、上記樹脂材料は、熱硬化型、光硬化型のいずれでもよい。また、シ
ール材712として、アクリル系樹脂とエポキシ系樹脂を混ぜた樹脂を用いてもよい。こ
のとき、UV開始剤、熱硬化剤、カップリング剤などを混ぜてもよい。また、フィラーを
含んでもよい。
As the sealing
また、シール材として、後述する接着層781と同様の材料を用いてもよい。
Further, as the sealing material, the same material as the
液晶層776に用いる液晶としては、実施の形態3に示す液晶素子51に用いる液晶を
参照できる。
As the liquid crystal used for the
また、液晶素子を有する表示装置の駆動方法としては、実施の形態3に示す各種の駆動
方法を適用することができる。
Further, as a driving method of the display device having a liquid crystal element, various driving methods shown in the third embodiment can be applied.
続いて、図41に示す表示装置が液晶素子の代わりにEL素子を含む場合の一点鎖線U
-Vにおける断面図を図43及び図44に示す。なお、図42と同様の構成については図
42の説明を援用できるため、以下では図42と異なる構成について説明する。
Subsequently, when the display device shown in FIG. 41 includes an EL element instead of the liquid crystal element, the alternate long and short dash line U
Sectional views at −V are shown in FIGS. 43 and 44. Since the description of FIG. 42 can be referred to for the same configuration as that of FIG. 42, a configuration different from that of FIG. 42 will be described below.
図43に示す表示装置700Bは、EL素子785を有する。EL素子785は、導電
膜782、導電膜784、及びEL層786を有する。EL層786は、発光性の有機化
合物または発光性の無機化合物を含む。導電膜782は絶縁膜783上に設けられ、反射
電極としての機能を有する。絶縁膜783は平坦化膜としての機能を有する。また導電膜
782上にEL層786、導電膜784がこの順で設けられる。導電膜784としては、
可視光において透光性のある導電膜を用いることができる。表示装置700Bは、導電膜
782および導電膜784に印加される電圧によってEL層786を発光状態、または非
発光状態とすることで画像を表示することができる。
The
A conductive film having a translucent property in visible light can be used. The
基板701および基板705は接着層781によって貼り合わされている。接着層78
1としては紫外線硬化型等の光硬化型樹脂、反応硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、嫌気型樹脂
などの各種硬化型樹脂を用いることができる。これら樹脂としては、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポ
リビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニ
ルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好まし
い。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
The
As 1, various curable resins such as a photocurable resin such as an ultraviolet curable resin, a reaction curable resin, a heat curable resin, and an anaerobic resin can be used. Examples of these resins include epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenol resin, polyimide resin, imide resin, PVC (polyvinyl chloride) resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, EVA (ethylene vinyl acetate) resin and the like. In particular, a material having low moisture permeability such as an epoxy resin is preferable. Further, a two-component mixed type resin may be used. Further, an adhesive sheet or the like may be used.
図43では接続電極760が、トランジスタ750、752の第1のゲート電極として
の機能する導電膜と同じ工程で形成される導電膜、ソース電極およびドレイン電極と同じ
工程で形成される導電膜、及び導電膜782の積層膜によって構成される例を示している
。FPC端子部708において、各種の絶縁膜は接続電極760を構成する導電膜同士が
電気的に接続されるように開口部を有する。
In FIG. 43, the connecting
また図43では、容量素子790を構成する一対の電極が、トランジスタ750,75
2の第1のゲート電極として機能する導電膜と同じ工程で形成される導電膜、および第2
のゲート電極として機能する酸化物半導体膜と同じ工程で形成される膜である例を示して
いる。
Further, in FIG. 43, the pair of electrodes constituting the
A conductive film formed in the same process as the conductive film that functions as the first gate electrode of 2, and a second.
An example is shown in which the film is formed in the same process as the oxide semiconductor film that functions as the gate electrode of the above.
また、トランジスタ750はチャネル領域よりも上側にゲート電極を有する。よって、
トランジスタ750と重畳する位置に導電膜782を設けられるため、画素部702の画
素の開口率を向上させることができる。
Further, the
Since the
なお、図43はEL層786が発する光が基板705側へ射出されるトップエミッショ
ン型の表示装置であるが、本発明の一態様の表示装置がボトムエミッション型であっても
よい。図44に示す表示装置700Cは、EL層786が発する光が基板701側へ射出
される。ボトムエミッション型の場合、着色膜736及び遮光膜738はEL層786よ
り下側、例えば絶縁膜768上に設けられる。
Although FIG. 43 is a top-emission type display device in which the light emitted by the
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
The configuration shown in this embodiment can be used in combination with the configurations shown in other embodiments as appropriate.
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができるタッチパネルにつ
いて図45乃至図50を用いて説明する。本実施の形態では、発光素子、具体的にはEL
素子を用いたタッチパネルを例示する。
(Embodiment 6)
In the present embodiment, the touch panel that can be used in the display device of one aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 45 to 50. In this embodiment, a light emitting device, specifically EL.
An example is a touch panel using an element.
[タッチパネルの構成例]
図45(A)、(B)は、タッチパネル505の斜視図である。なお明瞭化のため、代
表的な構成要素を示す。図46(A)は、図45(A)に示す一点鎖線M-N間の断面図
である。
[Touch panel configuration example]
45 (A) and 45 (B) are perspective views of the
図45(A)、(B)に示すように、タッチパネル505は、表示部501、走査線駆
動回路303g(1)、及びタッチセンサ595等を有する。また、タッチパネル505
は、基板510、基板511、及び基板590を有する。
As shown in FIGS. 45A and 45B, the
Has a
タッチパネル505は、複数の画素及び複数の配線311を有する。複数の配線311
は、画素に信号を供給することができる。複数の配線311は、基板510の外周部にま
で引き回され、その一部が端子319を構成している。端子319はFPC509(1)
と電気的に接続する。
The
Can supply a signal to the pixels. The plurality of
Electrically connect with.
タッチパネル505は、タッチセンサ595及び複数の配線598を有する。複数の配
線598は、タッチセンサ595と電気的に接続される。複数の配線598は基板590
の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、当該端子はFPC509(
2)と電気的に接続される。なお、図45(B)では明瞭化のため、基板590の裏面側
(基板510と対向する面側)に設けられるタッチセンサ595の電極や配線等を実線で
示している。
The
It is routed around the outer circumference of the terminal, and a part of it constitutes a terminal. And the terminal is FPC509 (
It is electrically connected to 2). In FIG. 45B, for the sake of clarity, the electrodes, wiring, and the like of the
タッチセンサ595には、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量
方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。ここでは、投影型静
電容量方式のタッチセンサを適用する場合を示す。
For example, a capacitive touch sensor can be applied to the
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式な
どがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
The projection type capacitance method includes a self-capacitance method and a mutual capacitance method mainly due to the difference in the drive method. It is preferable to use the mutual capacitance method because simultaneous multipoint detection is possible.
なお、タッチセンサ595には、指等の検知対象の近接又は接触を検知することができ
るさまざまなセンサを適用することができる。
In addition, various sensors capable of detecting the proximity or contact of a detection target such as a finger can be applied to the
投影型静電容量方式のタッチセンサ595は、電極591と電極592を有する。電極
591は複数の配線598のいずれかと電気的に接続し、電極592は複数の配線598
の他のいずれかと電気的に接続する。
The projection type capacitance
Electrically connect to any of the others.
電極592は、図45(A)、(B)に示すように、一方向に繰り返し配置された複数
の四辺形が角部で接続された形状を有する。
As shown in FIGS. 45A and 45B, the
電極591は四辺形であり、電極592が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置
されている。なお、複数の電極591は、一の電極592と必ずしも直交する方向に配置
される必要はなく、90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
The
配線594は電極592と交差して設けられている。配線594は、電極592を挟む
二つの電極591を電気的に接続する。このとき、電極592と配線594の交差部の面
積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の
面積を低減でき、透過率のムラを低減できる。その結果、タッチセンサ595を透過する
光の輝度ムラを低減することができる。
The
なお、電極591、電極592の形状はこれに限られず、様々な形状を取りうる。例え
ば、複数の電極591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁膜を介して電極5
92を、電極591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよ
い。このとき、隣接する2つの電極592の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー
電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
The shapes of the
A plurality of 92 may be provided at intervals so as to form a region that does not overlap with the
なお、タッチセンサ595のより具体的な構成例については後述する。
A more specific configuration example of the
図46(A)に示すように、タッチパネル505は、基板510、接着層503、絶縁
膜504、基板511、接着層513、及び絶縁膜515を有する。また、基板510及
び基板511は、接着層360で貼り合わされている。
As shown in FIG. 46 (A), the
接着層597は、タッチセンサ595が表示部501に重なるように、基板590を基
板511に貼り合わせている。接着層597は、透光性を有する。
In the
電極591及び電極592は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有
する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物
、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。な
お、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形
成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法として
は、熱を加える方法等を挙げることができる。
The
また、電極591、電極592、配線594などの導電膜、つまり、タッチパネルを構
成する配線や電極に用いる材料の抵抗値が低いことが望ましい。一例として、ITO、イ
ンジウム亜鉛酸化物、ZnO、銀、銅、アルミニウム、カーボンナノチューブ、グラフェ
ンなどを用いてもよい。さらに、非常に細くした(例えば、直径が数ナノメートル)、多
数の導電体を用いて構成される金属ナノワイヤを用いてもよい。なお、透過率が高いため
、表示素子に用いる電極、例えば、画素電極や共通電極に、金属ナノワイヤ、カーボンナ
ノチューブ、グラフェンなどを用いてもよい。
Further, it is desirable that the resistance value of the conductive film such as the
透光性を有する導電性材料を基板590上にスパッタリング法により成膜した後、フォ
トリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、電極59
1及び電極592を形成することができる。
After forming a film of a translucent conductive material on the
1 and the
電極591及び電極592は絶縁膜593で覆われている。また、電極591に達する
開口が絶縁膜593に設けられ、配線594が隣接する電極591を電気的に接続する。
透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線594に
好適に用いることができる。また、電極591及び電極592より導電性の高い材料は、
電気抵抗を低減できるため配線594に好適に用いることができる。
The
Since the translucent conductive material can increase the aperture ratio of the touch panel, it can be suitably used for the
Since the electric resistance can be reduced, it can be suitably used for the
なお、絶縁膜593及び配線594を覆う絶縁膜を設けて、タッチセンサ595を保護
することができる。
The
また、接続層599は、配線598とFPC509(2)を電気的に接続する。
Further, the
表示部501は、マトリクス状に配置された複数の画素302を有する。
The
画素302は、複数の副画素を有する。各副画素は、発光素子及び画素回路を有する。 The pixel 302 has a plurality of sub-pixels. Each sub-pixel has a light emitting element and a pixel circuit.
画素回路は、発光素子を駆動する電力を供給することができる。画素回路は、選択信号
を供給することができる配線と電気的に接続される。また、画素回路は、画像信号を供給
することができる配線と電気的に接続される。
The pixel circuit can supply electric power to drive the light emitting element. The pixel circuit is electrically connected to a wiring capable of supplying a selection signal. Further, the pixel circuit is electrically connected to a wiring capable of supplying an image signal.
走査線駆動回路303g(1)は、選択信号を画素302に供給することができる。
The scanning
画像信号線駆動回路303s(1)は、画像信号を画素302に供給することができる
。
The image signal line drive circuit 303s (1) can supply an image signal to the pixel 302.
図46(A)に示すように、タッチパネル505は、基板510、接着層503、絶縁
膜504、基板511、接着層513、及び絶縁膜515を有する。また、基板510及
び基板511は、接着層360で貼り合わされている。
As shown in FIG. 46 (A), the
基板510と絶縁膜504は接着層503で貼り合わされている。また、基板511と
絶縁膜515は接着層513で貼り合わされている。
The
基板510および基板511は、可撓性を有することが好ましい。
The
基板、及び絶縁膜に用いることができる材料については実施の形態1を参照することが
できる。また、接着層に用いることができる材料については、実施の形態5を参照するこ
とができる。
The first embodiment can be referred to for the materials that can be used for the substrate and the insulating film. Further, for the material that can be used for the adhesive layer, the fifth embodiment can be referred to.
また、接着層には、紫外線硬化型等の光硬化型樹脂、反応硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、
嫌気型樹脂などの各種硬化型樹脂を用いることができる。これら樹脂としては、エポキシ
樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、
PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エ
チレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材
料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いても
よい。
Further, the adhesive layer includes a photocurable resin such as an ultraviolet curable resin, a reaction curable resin, and a thermosetting resin.
Various curable resins such as anaerobic resins can be used. Examples of these resins include epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenol resin, polyimide resin, and imide resin.
Examples thereof include PVC (polyvinyl chloride) resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, EVA (ethylene vinyl acetate) resin and the like. In particular, a material having low moisture permeability such as an epoxy resin is preferable. Further, a two-component mixed type resin may be used. Further, an adhesive sheet or the like may be used.
画素302は、副画素302R、副画素302G、及び副画素302Bを有する(図4
6では副画素302Rのみ図示している)。また、副画素302Rは発光モジュール38
0Rを有し、副画素302Gは発光モジュール380Gを有し、副画素302Bは発光モ
ジュール380Bを有する。
The pixel 302 has a sub-pixel 302R, a sub-pixel 302G, and a sub-pixel 302B (FIG. 4).
In 6, only the sub-pixel 302R is shown). Further, the sub-pixel 302R is a light emitting module 38.
It has 0R, the sub-pixel 302G has a light emitting module 380G, and the sub pixel 302B has a light emitting module 380B.
例えば副画素302Rは、発光素子350R及び画素回路を有する。画素回路は、発光
素子350Rに電力を供給することができるトランジスタ302tを含む。また、発光モ
ジュール380Rは、発光素子350R及び光学素子(例えば赤色の光を透過する着色膜
367R)を有する。
For example, the sub-pixel 302R has a
発光素子350Rは、下部電極351R、半透過電極351Ra、EL層353、及び
上部電極352をこの順で積層して有する(図46(B)参照)。なお、図46(B)は
図46(A)における領域555の拡大図である。
The
EL層353は、第1のEL層353a、中間層354、及び第2のEL層353bを
この順で積層して有する。
The
なお、発光素子350Rにマイクロキャビティ構造を配設することができる。具体的に
は、特定の光を効率よく取り出せるように配置された可視光を反射する膜(例えば、図4
6(B)における下部電極351R)及び半反射・半透過する膜(例えば、図46(B)
における上部電極352)の間にEL層を配置してもよい。半透過電極351Raは光学
調整層の機能を有し、副画素302R、302G、302Bの各副画素において該光学調
整層を異なる膜厚とすることで、副画素ごとに特定の波長の光を効率よく取り出すことが
できる。なお、発光素子350Rにおいて、半透過電極351Raを設けない構成として
もよい。
A microcavity structure can be arranged in the
6 (B)
The EL layer may be arranged between the upper electrodes 352) in the above. The semi-transmissive electrode 351Ra has a function of an optical adjustment layer, and by making the optical adjustment layer a different film thickness in each sub-pixel of the sub-pixels 302R, 302G, and 302B, light of a specific wavelength is efficiently produced for each sub-pixel. It can be taken out well. The
例えば、発光モジュール380Rは、発光素子350Rと着色膜367Rに接する接着
層360を有する(図46(A)参照)。
For example, the
着色膜367Rは発光素子350Rと重なる位置にある。これにより、発光素子350
Rが発する光の一部は、接着層360及び着色膜367Rを透過して、図中の矢印に示す
ように発光モジュール380Rの外部に射出される。
The
A part of the light emitted by R passes through the
タッチパネル505は、遮光膜367BMを有する。遮光膜367BMは、着色膜(例
えば着色膜367R)を囲むように設けられている。
The
タッチパネル505は、反射防止層367pを表示部301に重なる位置に有する。反
射防止層367pとして、例えば円偏光板を用いることができる。
The
タッチパネル505は、絶縁膜321を有する。絶縁膜321はトランジスタ302t
等を覆っている。なお、絶縁膜321は画素回路や撮像画素回路に起因する凹凸を平坦化
するための層として用いることができる。また、不純物のトランジスタ302t等への拡
散を抑制することができる層が積層された絶縁膜を、絶縁膜321に適用することができ
る。本実施形態では絶縁膜321が2層の積層の例を示しているが、絶縁膜321が単層
であっても、3層以上の積層であってもよい。
The
Etc. are covered. The insulating
タッチパネル505は、下部電極351Rの端部に重なる隔壁328を有する。なお、
基板510と基板511の間隔を制御するスペーサを、隔壁328上に有していてもよい
。
The
A spacer for controlling the distance between the
走査線駆動回路303g(1)は、トランジスタ303t及び容量303cを含む。な
お、駆動回路は画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
The scanning
なお、タッチパネル505が備えるトランジスタ(例えば、トランジスタ302t、ト
ランジスタ303t)としては、実施の形態1で説明するトランジスタ(トランジスタ1
50、トランジスタ150A乃至トランジスタ150G)を適用することができる。
The transistor (for example,
50,
[タッチセンサの構成例]
以下では、タッチセンサ595のより具体的な構成例について、図面を参照して説明す
る。
[Touch sensor configuration example]
Hereinafter, a more specific configuration example of the
図47(A)に、タッチセンサ595の上面概略図を示す。タッチセンサ595は、基
板590上に複数の電極531、複数の電極532、複数の配線541、複数の配線54
2を有する。また基板590には、複数の配線541及び複数の配線542の各々と電気
的に接続するFPC550が設けられている。
FIG. 47 (A) shows a schematic top view of the
Has 2. Further, the
図47(B)に、図47(A)中の一点鎖線で囲った領域の拡大図を示す。電極531
は、複数の菱形の電極パターンが、紙面横方向に連なった形状を有している。一列に並ん
だ菱形の電極パターンは、それぞれ電気的に接続されている。また電極532も同様に、
複数の菱形の電極パターンが、紙面縦方向に連なった形状を有し、一列に並んだ菱形の電
極パターンはそれぞれ電気的に接続されている。また、電極531と、電極532とはこ
れらの一部が重畳し、互いに交差している。この交差部分では電極531と電極532と
が電気的に短絡(ショート)しないように、絶縁体が挟持されている。
FIG. 47 (B) shows an enlarged view of the region surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 47 (A).
Has a shape in which a plurality of diamond-shaped electrode patterns are continuous in the lateral direction of the paper surface. The diamond-shaped electrode patterns arranged in a row are electrically connected to each other. Similarly, the
A plurality of rhombic electrode patterns have a shape in which they are connected in the vertical direction of the paper surface, and the rhombic electrode patterns arranged in a row are electrically connected to each other. Further, a part of the
また図47(C)に示すように、電極532が菱形の形状を有する複数の電極533と
、ブリッジ電極534によって構成されていてもよい。島状の電極533は、紙面縦方向
に並べて配置され、ブリッジ電極534により隣接する2つの電極533が電気的に接続
されている。このような構成とすることで、電極533と、電極531を同一の導電膜を
加工することで同時に形成することができる。そのためこれらの膜厚のばらつきを抑制す
ることができ、それぞれの電極の抵抗値や光透過率が場所によってばらつくことを抑制で
きる。なお、ここでは電極532がブリッジ電極534を有する構成としたが、電極53
1がこのような構成であってもよい。
Further, as shown in FIG. 47 (C), the
1 may have such a configuration.
また、図47(D)に示すように、図47(B)で示した電極531及び532の菱形
の電極パターンの内側をくりぬいて、輪郭部のみを残したような形状としてもよい。この
とき、電極531及び電極532の幅が、使用者から視認されない程度に細い場合には、
後述するように電極531及び電極532に金属や合金などの遮光性の材料を用いてもよ
い。また、図47(D)に示す電極531または電極532が、上記ブリッジ電極534
を有する構成としてもよい。
Further, as shown in FIG. 47 (D), the inside of the diamond-shaped electrode patterns of the
As will be described later, a light-shielding material such as a metal or an alloy may be used for the
It may be configured to have.
1つの電極531は、1つの配線541と電気的に接続している。また1つの電極53
2は、1つの配線542と電気的に接続している。
One
2 is electrically connected to one
ここで、タッチセンサ595を表示パネルの表示面に重ねて、タッチパネルを構成する
場合には、電極531及び電極532に透光性を有する導電性材料を用いることが好まし
い。また、電極531及び電極532に透光性の導電性材料を用い、表示パネルからの光
を電極531または電極532を介して取り出す場合には、電極531と電極532との
間に、同一の導電性材料を含む導電膜をダミーパターンとして配置することが好ましい。
このように、電極531と電極532との間の隙間の一部をダミーパターンにより埋める
ことにより、光透過率のばらつきを低減できる。その結果、タッチセンサ595を透過す
る光の輝度ムラを低減することができる。
Here, when the
As described above, by filling a part of the gap between the
透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウ
ム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いること
ができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例
えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元す
る方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
As the translucent conductive material, a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, and zinc oxide to which gallium is added can be used. A membrane containing graphene can also be used. The graphene-containing film can be formed, for example, by reducing a film containing graphene oxide formed in the form of a film. Examples of the method of reduction include a method of applying heat.
または、透光性を有する程度に薄い金属または合金を用いることができる。例えば、金
、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバル
ト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属や、該金属を含む合金を用いることができ
る。または、該金属または合金の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。ま
た、上述した材料を含む導電膜のうち、2以上を積層した積層膜を用いてもよい。
Alternatively, a metal or alloy thin enough to have translucency can be used. For example, metals such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, or titanium, and alloys containing the metals can be used. Alternatively, a nitride of the metal or alloy (for example, titanium nitride) may be used. Further, among the conductive films containing the above-mentioned materials, a laminated film in which two or more are laminated may be used.
また、電極531及び電極532には、使用者から視認されない程度に細く加工された
導電膜を用いてもよい。例えば、このような導電膜を格子状(メッシュ状)に加工するこ
とで、高い導電性と表示装置の高い視認性を得ることができる。このとき、導電膜は30
nm以上100μm以下、好ましくは50nm以上50μm以下、より好ましくは50n
m以上20μm以下の幅である部分を有することが好ましい。特に、10μm以下のパタ
ーン幅を有する導電膜は、使用者が視認することが極めて困難となるため好ましい。
Further, as the
nm or more and 100 μm or less, preferably 50 nm or more and 50 μm or less, more preferably 50 n
It is preferable to have a portion having a width of m or more and 20 μm or less. In particular, a conductive film having a pattern width of 10 μm or less is preferable because it is extremely difficult for the user to visually recognize it.
一例として、図48(A)乃至(D)に、電極531または電極532の一部(図47
(B)において一点鎖線の円で囲んだ部分)を拡大した概略図を示している。図48(A
)は、格子状の導電膜561を用いた場合の例を示している。このとき、導電膜561が
表示装置が有する表示素子と重ならないように配置することで、表示装置からの光を遮光
することがないため好ましい。その場合、格子の向きを表示素子の配列と同じ向きとし、
また格子の周期を表示素子の配列の周期の整数倍とすることが好ましい。
As an example, FIGS. 48 (A) to 48 (D) show a part of the
(B) shows an enlarged schematic diagram of the part surrounded by the alternate long and short dash line circle). FIG. 48 (A
) Shows an example in the case where the lattice-shaped
Further, it is preferable that the period of the grid is an integral multiple of the period of the arrangement of the display elements.
また、図48(B)には、三角形の開口が形成されるように加工された格子状の導電膜
562の例を示している。このような構成とすることで、図48(A)に示した場合に比
べて抵抗をより低くすることが可能となる。
Further, FIG. 48B shows an example of a lattice-shaped
また、図48(C)に示すように、周期性を有さないパターン形状を有する導電膜56
3としてもよい。このような構成とすることで、表示装置の表示部と重ねたときにモアレ
が生じることを抑制できる。なお、ここでモアレとは、微細な幅で等間隔に設けられた導
電膜等に、外部の光等が透過するとき、又は外部の光が反射するときに、回折や干渉によ
り生じる干渉模様をいう。
Further, as shown in FIG. 48 (C), the conductive film 56 having a pattern shape having no periodicity.
It may be 3. With such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of moire when it is overlapped with the display unit of the display device. Here, moire refers to an interference pattern caused by diffraction or interference when external light or the like is transmitted or reflected by a conductive film or the like provided at equal intervals with a fine width. say.
また、電極531及び電極532に、導電性のナノワイヤを用いてもよい。図48(D
)には、ナノワイヤ564を用いた場合の例を示している。隣接するナノワイヤ564同
士が接触するように、適当な密度で分散させることにより、2次元的なネットワークが形
成され、極めて透光性の高い導電膜として機能させることができる。例えば直径の平均値
が1nm以上100nm以下、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは5n
m以上25nm以下のナノワイヤを用いることができる。ナノワイヤ564としては、A
gナノワイヤや、Cuナノワイヤ、Alナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、または、カーボ
ンナノチューブなどを用いることができる。例えばAgナノワイヤの場合、光透過率は8
9%以上、シート抵抗値は40以上100以下Ω/□を実現することができる。
Further, conductive nanowires may be used for the
) Shows an example when
Nanowires of m or more and 25 nm or less can be used. As
Metal nanowires such as g nanowires, Cu nanowires and Al nanowires, carbon nanotubes and the like can be used. For example, in the case of Ag nanowires, the light transmittance is 8.
It is possible to realize 9% or more and a sheet resistance value of 40 or more and 100 or less Ω / □.
図47(A)等では、電極531及び電極532の上面形状として、複数の菱形が一方
向に連なった形状とした例を示したが、電極531及び電極532の形状としてはこれに
限られず、帯状(長方形状)、曲線を有する帯状、ジグザグ形状など、様々な上面形状と
することができる。また、上記では電極531と電極532とが直交するように配置され
ているように示しているが、これらは必ずしも直交して配置される必要はなく、2つの電
極の成す角が90度未満であってもよい。
FIG. 47 (A) and the like show an example in which a plurality of rhombuses are connected in one direction as the upper surface shape of the
図49(A)乃至(C)には、電極531及び電極532に代えて、細線状の上面形状
を有する電極536及び電極537を用いた場合の例を示している。図49(A)におい
て、それぞれ直線状の電極536及び電極537が、格子状に配列している例を示してい
る。
49 (A) to 49 (C) show an example in which an
また、図49(B)では、電極536及び電極537がジグザグ状の上面形状を有する
場合の例を示している。このとき、図49(B)に示すように、それぞれの直線部分の中
心位置を重ねるのではなく、相対的にずらして配置することで、電極536と電極537
とが平行に対向する部分の長さを長くすることができ、電極間の相互容量が高められ、検
出感度が向上するため好ましい。または、図49(C)に示すように、電極536及び電
極537の上面形状として、ジグザグ形状の直線部分の一部が突出した形状とすると、当
該直線部分の中心位置を重ねて配置しても、対向する部分の長さを長くすることができる
ため電極間の相互容量を高めることができる。
Further, FIG. 49B shows an example in which the
It is preferable because the length of the portion facing in parallel with the electrode can be increased, the mutual capacitance between the electrodes is increased, and the detection sensitivity is improved. Alternatively, as shown in FIG. 49 (C), if the upper surface shape of the
図49(B)中の一点鎖線で囲った領域の拡大図を図50(A)(B)(C)に、図4
9(C)中の一点鎖線で囲った領域の拡大図を図50(D)(E)(F)にそれぞれ示す
。また各図には電極536、電極537、およびこれらが交差する交差部538を示して
いる。図50(B)、(E)に示すように、図50(A)、(D)における電極536及
び電極537の直線部分が、角部を有するように蛇行する形状であってもよいし、図50
(C)、(F)に示すように、曲線が連続するように蛇行する形状であってもよい。
Enlarged views of the area surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 49 (B) are shown in FIGS. 50 (A), (B) and (C), and FIG.
Enlarged views of the region surrounded by the alternate long and short dash line in 9 (C) are shown in FIGS. 50 (D), (E), and (F), respectively. Further, each figure shows an
As shown in (C) and (F), the shape may meander so that the curve is continuous.
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可
能である。
This embodiment can be implemented in combination with the configurations described in other embodiments as appropriate.
(実施の形態7)
本実施の形態では、実施の形態5に示したEL素子785、および実施の形態6に示し
た発光素子350Rに用いることができる発光素子の構成例について説明する。なお、本
実施の形態に示すEL層220が、他の実施の形態に示したEL層786およびEL層3
53に相当する。
(Embodiment 7)
In this embodiment, a configuration example of a light emitting element that can be used for the
Corresponds to 53.
<発光素子の構成>
図51(A)に示す発光素子230は、一対の電極(電極218、電極222)間にE
L層220が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例と
して、電極218を陽極として用い、電極222を陰極として用いるものとする。
<Structure of light emitting element>
The
It has a structure in which the
また、EL層220は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外
の機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高
い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポ
ーラ性(電子及び正孔の輸送性の高い物質)の物質等を含む層を用いることができる。具
体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わ
せて用いることができる。
Further, the
図51(A)に示す発光素子230は、電極218と電極222との間に与えられた電
位差により電流が流れ、EL層220において正孔と電子とが再結合し、発光するもので
ある。つまりEL層220に発光領域が形成されるような構成となっている。
In the
本発明において、発光素子230からの発光は、電極218、または電極222側から
外部に取り出される。従って、電極218、または電極222のいずれか一方は透光性を
有する物質で成る。
In the present invention, the light emitted from the
なお、EL層220は図51(B)に示す発光素子231のように、電極218と電極
222との間に複数積層されていても良い。n層(nは2以上の自然数)の積層構造を有
する場合には、m番目(mは、1以上かつnより小さい自然数)のEL層220と、(m
+1)番目のEL層220との間には、それぞれ電荷発生層220aを設けることが好ま
しい。電極218と電極222を除く構成が上記実施の形態のEL層117に相当する。
A plurality of EL layers 220 may be laminated between the
+1) It is preferable to provide a
電荷発生層220aは、有機化合物と金属酸化物の複合材料を用いて形成することがで
きる。金属酸化物としては、例えば、酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステ
ン等が挙げられる。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳
香族炭化水素、または、それらを基本骨格とするオリゴマー、デンドリマー、ポリマー等
など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機
化合物として正孔移動度が10-6cm2/Vs以上であるものを適用することが好まし
い。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよ
い。なお、電荷発生層220aに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送
性に優れているため、発光素子230の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することが
できる。上記複合材料以外にも、上記金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ
土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などを電荷発生層220aに用
いることができる。
The
なお、電荷発生層220aは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み
合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子
供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合
わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電
膜とを組み合わせて形成してもよい。
The
このような構成を有する発光素子231は、隣接するEL層220同士でのエネルギー
の移動が起こり難く、高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易で
ある。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
The
なお、電荷発生層220aとは、電極218と電極222に電圧を印加したときに、電
荷発生層220aに接して形成される一方のEL層220に対して正孔を注入する機能を
有し、他方のEL層220に電子を注入する機能を有する。
The
図51(B)に示す発光素子231は、EL層220に用いる発光材料の種類を変える
ことにより様々な発光色を得ることができる。また、発光材料として発光色の異なる複数
の発光材料を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもで
きる。
The
図51(B)に示す発光素子231を用いて、白色発光を得る場合、複数のEL層の組
み合わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例え
ば、青色の蛍光材料を発光材料として含むEL層と、緑色と赤色の燐光材料を発光材料と
して含むEL層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示すEL層と、緑色の発
光を示すEL層と、青色の発光を示すEL層とを有する構成とすることもできる。または
、補色の関係にある光を発するEL層を有する構成であっても白色発光が得られる。EL
層が2層積層された積層型素子において、これらのEL層からの発光色を補色の関係にす
る場合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色の組合せなどが挙げら
れる。
When white light emission is obtained by using the
In a laminated element in which two layers are laminated, when the emission colors from these EL layers have a complementary color relationship, the complementary color relationship includes a combination of blue and yellow, or a combination of blue-green and red.
上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置するこ
とにより、電流密度を低く保ったまま高輝度発光が得られ、また、長寿命素子を実現する
ことができる。
In the above-mentioned configuration of the laminated element, by arranging the charge generating layer between the laminated light emitting layers, high-luminance light emission can be obtained while keeping the current density low, and a long-life element can be realized. can.
なお、発光材料としては量子ドットも用いることができる。量子ドットは、数nmサイ
ズの半導体ナノ結晶であり、1×103個から1×106個程度の原子から構成されてい
る。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフトするため、同じ物質から構成される
量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異なり、用いる量子ドットのサイズを
変更することによって容易に発光波長を調整することができる。
Quantum dots can also be used as the light emitting material. Quantum dots are semiconductor nanocrystals with a size of several nm and are composed of about 1 × 10 3 to 1 × 10 6 atoms. Since quantum dots shift energy depending on their size, even quantum dots composed of the same substance have different emission wavelengths depending on their size, and the emission wavelength can be easily adjusted by changing the size of the quantum dots used. be able to.
また、量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得るこ
とができる。さらに、量子ドットの理論的な内部量子効率はほぼ100%であると言われ
ており、蛍光発光を呈する有機化合物の25%を大きく上回り、燐光発光を呈する有機化
合物と同等となっている。このことから、量子ドットを発光材料として用いることによっ
て発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドットは
その本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得ること
ができる。
Further, since the peak width of the emission spectrum of the quantum dot is narrow, it is possible to obtain emission with good color purity. Further, it is said that the theoretical internal quantum efficiency of quantum dots is almost 100%, which is much higher than 25% of organic compounds exhibiting fluorescence emission, and is equivalent to that of organic compounds exhibiting phosphorescence emission. From this, it is possible to obtain a light emitting device having high luminous efficiency by using quantum dots as a light emitting material. Moreover, since the quantum dots, which are inorganic compounds, are excellent in their intrinsic stability, it is possible to obtain a light emitting device that is preferable from the viewpoint of life.
量子ドットを構成する材料としては、周期表第14族元素、周期表第15族元素、周期表
第16族元素、複数の周期表第14族元素からなる化合物、周期表第4族から周期表第1
4族に属する元素と周期表第16族元素との化合物、周期表第2族元素と周期表第16族
元素との化合物、周期表第13族元素と周期表第15族元素との化合物、周期表第13族
元素と周期表第17族元素との化合物、周期表第14族元素と周期表第15族元素との化
合物、周期表第11族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、
カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。
Materials that make up the quantum dots include elements of
Compounds of elements belonging to
Calcogenide spinels, various semiconductor clusters, etc. can be mentioned.
具体的には、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛
、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化水銀、セレン化水銀、テルル化水銀、砒化イ
ンジウム、リン化インジウム、砒化ガリウム、リン化ガリウム、窒化インジウム、窒化ガ
リウム、アンチモン化インジウム、アンチモン化ガリウム、リン化アルミニウム、砒化ア
ルミニウム、アンチモン化アルミニウム、セレン化鉛、テルル化鉛、硫化鉛、セレン化イ
ンジウム、テルル化インジウム、硫化インジウム、セレン化ガリウム、硫化砒素、セレン
化砒素、テルル化砒素、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、硫
化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム
、錫、セレン、テルル、ホウ素、炭素、リン、窒化ホウ素、リン化ホウ素、砒化ホウ素、
窒化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫化バリウム、セレン化バリウム、テルル化バリ
ウム、硫化カルシウム、セレン化カルシウム、テルル化カルシウム、硫化ベリリウム、セ
レン化ベリリウム、テルル化ベリリウム、硫化マグネシウム、セレン化マグネシウム、硫
化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、テルル化ゲルマニウム、硫化錫、セレン化錫、
テルル化錫、酸化鉛、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、セレン化銅、酸化
ニッケル、酸化コバルト、硫化コバルト、四酸化三鉄、硫化鉄、酸化マンガン、硫化モリ
ブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、セレンと
亜鉛とカドミウムの化合物、インジウムと砒素とリンの化合物、カドミウムとセレンと硫
黄の化合物、カドミウムとセレンとテルルの化合物、インジウムとガリウムと砒素の化合
物、インジウムとガリウムとセレンの化合物、インジウムとセレンと硫黄の化合物、銅と
インジウムと硫黄の化合物およびこれらの組合せなどを挙げることができるが、これらに
限定されるものではない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドッ
トを用いても良い。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の含
有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効
な手段の一つである。
Specifically, cadmium selenium, cadmium sulfide, cadmium tellurate, zinc selenium, zinc oxide, zinc sulfide, zinc telluride, mercury sulfide, mercury selenate, mercury tellurate, indium arsenide, indium phosphate, gallium arsenide. , Gallium phosphate, indium nitride, gallium nitride, antimonized indium, antimonized gallium, aluminum phosphate, aluminum arsenide, antimonized aluminum, lead selenium, lead tellurate, lead sulfide, indium selenate, indium tellurate, sulfide Indium, gallium selenium, arsenic sulfide, arsenide selenium, arsenic tellurium, antimony sulfide, antimony selenium, antimony telluride, bismuth sulfide, bismuth serene, bismus tellurium, silicon, silicon carbide, germanium, tin, selenium, Tellurium, boron, carbon, phosphorus, boron nitride, boron phosphate, boron arsenide,
Aluminum nitride, aluminum sulfide, barium sulfide, barium selenium, barium selenium, calcium sulfide, calcium selenium, calcium telluride, berylium sulfide, beryllium selenium, beryllium telluride, magnesium sulfide, magnesium selenium, germanium selenium, selenium Germanium calcium, germanium telluride, tin sulfide, tin selenate,
Tin telluride, lead oxide, copper fluoride, copper chloride, copper bromide, copper iodide, copper oxide, copper selenium, nickel oxide, cobalt oxide, cobalt sulfide, triiron tetroxide, iron sulfide, manganese oxide, sulfide Molybdenum, vanadium oxide, tungsten oxide, tantalum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, silicon nitride, germanium nitride, aluminum oxide, barium titanate, selenium, zinc and cadmium compounds, indium, arsenic and phosphorus compounds, cadmium and selenium Sulfur compounds, cadmium, selenium and tellurium compounds, indium, gallium and arsenic compounds, indium, gallium and selenium compounds, indium, selenium and sulfur compounds, copper, indium and sulfur compounds and combinations thereof. It can, but is not limited to these. Further, so-called alloy-type quantum dots whose composition is represented by an arbitrary ratio may be used. For example, alloy-type quantum dots of cadmium, selenium, and sulfur can change the emission wavelength by changing the content ratio of the elements, and are therefore one of the effective means for obtaining blue emission.
量子ドットの構造としては、コア型、コア-シェル型、コア-マルチシェル型などがあり
、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機材
料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボンド
の影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコア
-シェル型やコア-マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材料
の例としては、硫化亜鉛や酸化亜鉛が挙げられる。
The structure of the quantum dots includes a core type, a core-shell type, a core-multishell type, etc., and any of them may be used, but the shell is made of another inorganic material that covers the core and has a wider bandgap. By forming it, the influence of defects and dangling bonds existing on the surface of the nanocrystal can be reduced. As a result, it is preferable to use core-shell type or core-multi-shell type quantum dots because the quantum efficiency of light emission is greatly improved. Examples of shell materials include zinc sulfide and zinc oxide.
また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりやす
い。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着している又は保護基が設けられている
ことが好ましい。当該保護剤が付着している又は保護基が設けられていることによって、
凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的安
定性を向上させることも可能である。保護剤(又は保護基)としては、例えば、ポリオキ
シエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチ
レンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホスフ
ィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のト
リアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンn-オクチルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンn-ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル類、トリ(n-ヘキシル)アミン、トリ(n-オクチル)アミン、トリ(n-デシル)
アミン等の第3級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオ
キシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシ
ルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリ
エチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、ピ
リジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物、
ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン
、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィド
等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアル
キルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミチ
ン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エス
テル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミ
ン類等が挙げられる。
In addition, since quantum dots have a high proportion of surface atoms, they are highly reactive and are prone to aggregation. Therefore, it is preferable that a protective agent is attached or a protecting group is provided on the surface of the quantum dot. Due to the attachment of the protective agent or the provision of a protecting group,
It can prevent aggregation and increase the solubility in a solvent. It is also possible to reduce reactivity and improve electrical stability. Examples of the protective agent (or protective group) include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether, tripropylphosphine, tributylphosphine, trihexylphosphine, and tri. Trialkylphosphins such as octylphosphine, polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, tri (n-hexyl) amine, tri (n-octyl) Amine, tri (n-decyl)
Tertiary amines such as amines, organic phosphorus compounds such as tripropylphosphine oxide, tributylphosphine oxide, trihexylphosphine oxide, trioctylphosphine oxide, tridecylphosphine oxide, polyethylene such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate. Glycoldiesters, and organic nitrogen compounds such as nitrogen-containing aromatic compounds such as pyridine, lutidine, colidin, and quinoline.
Includes aminoalkanes such as hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, dialkyl sulfides such as dibutyl sulfide, dialkyl sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and dibutyl sulfoxide, and thiophene. Examples thereof include organic sulfur compounds such as sulfur aromatic compounds, higher fatty acids such as palmitic acid, stearic acid and oleic acid, alcohols, sorbitan fatty acid esters, fatty acid-modified polyesters, tertiary amine-modified polyurethanes and polyethyleneimines. ..
量子ドットは、サイズが小さくなるに従いバンドギャップが大きくなるため、所望の波長
の光が得られるようにそのサイズを適宜調節する。結晶サイズが小さくなるにつれて、量
子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトするため、量子ドットの
サイズを変化させることにより、紫外領域、可視領域、赤外領域のスペクトルの波長領域
にわたって、その発光波長を調節することができる。量子ドットのサイズ(直径)は0.
5nm乃至20nm、好ましくは1nm乃至10nmの範囲のものが通常良く用いられる
。なお、量子ドットはそのサイズ分布が狭いほど、より発光スペクトルが狭線化し、色純
度の良好な発光を得ることができる。また、量子ドットの形状は特に限定されず、球状、
棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。なお、棒状の量子ドットである量子ロッド
はc軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用い
ることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
Since the band gap of quantum dots increases as the size decreases, the size of the quantum dots is appropriately adjusted so that light having a desired wavelength can be obtained. As the crystal size becomes smaller, the emission of quantum dots shifts to the blue side, that is, to the high energy side. Therefore, by changing the size of the quantum dots, the wavelengths of the spectra in the ultraviolet region, visible region, and infrared region are used. Its emission wavelength can be adjusted over the region. The size (diameter) of the quantum dots is 0.
Those in the range of 5 nm to 20 nm, preferably 1 nm to 10 nm are usually often used. The narrower the size distribution of the quantum dots, the narrower the emission spectrum of the quantum dots, and the better the color purity of the quantum dots can be obtained. In addition, the shape of the quantum dot is not particularly limited, and it is spherical.
It may be rod-shaped, disk-shaped, or any other shape. Since the quantum rod, which is a rod-shaped quantum dot, exhibits light having directivity polarized in the c-axis direction, it is possible to obtain a light emitting element having better external quantum efficiency by using the quantum rod as a light emitting material. ..
ところで、EL素子では多くの場合、発光材料をホスト材料に分散することによって発光
効率を高めるが、ホスト材料は発光材料以上の一重項励起エネルギー又は三重項励起エネ
ルギーを有する物質であることが必要である。特に青色燐光材料を用いる場合においては
、それ以上の三重項励起エネルギーを有する材料であり、且つ、寿命の観点で優れたホス
ト材料の開発は困難を極めている。ここで、量子ドットはホスト材料を用いずに量子ドッ
トのみで発光層を構成しても発光効率を保つことができるため、この点でも寿命という観
点から好ましい発光素子を得ることができる。量子ドットのみで発光層を形成する場合に
は、量子ドットはコア-シェル構造(コア-マルチシェル構造を含む)であることが好ま
しい。
By the way, in the EL element, in many cases, the luminous efficiency is improved by dispersing the light emitting material in the host material, but the host material needs to be a substance having singlet excitation energy or triplet excitation energy equal to or higher than that of the light emitting material. be. In particular, when a blue phosphorescent material is used, it is extremely difficult to develop a host material that has more triplet excitation energy and is excellent in terms of lifetime. Here, since the quantum dots can maintain the luminous efficiency even if the light emitting layer is formed only by the quantum dots without using the host material, a preferable light emitting element can be obtained from the viewpoint of the life in this respect as well. When the light emitting layer is formed only by quantum dots, it is preferable that the quantum dots have a core-shell structure (including a core-multishell structure).
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可
能である。
This embodiment can be implemented in combination with the configurations described in other embodiments as appropriate.
(実施の形態8)
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を有する表示モジュール及び電子機器
について、図52及び図53を用いて説明を行う。
(Embodiment 8)
In the present embodiment, the display module and the electronic device having the semiconductor device of one aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 52 and 53.
図52に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002と
の間に、FPC8003に接続されたタッチパネル8004、FPC8005に接続され
た表示パネル8006、バックライト8007、フレーム8009、プリント基板801
0、バッテリ8011を有する。
The
0, has
本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル8006に用いることができる。 The display device of one aspect of the present invention can be used, for example, in the display panel 8006.
上部カバー8001及び下部カバー8002は、タッチパネル8004及び表示パネル
8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
The shape and dimensions of the
タッチパネル8004は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル
8006に重畳して用いることができる。また、表示パネル8006の対向基板(封止基
板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル8
006の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
The
It is also possible to provide an optical sensor in each pixel of 006 to form an optical touch panel.
バックライト8007は、光源8008を有する。なお、図52において、バックライ
ト8007上に光源8008を配置する構成について例示したが、これに限定さない。例
えば、バックライト8007の端部に光源8008を配置し、さらに光拡散板を用いる構
成としてもよい。なお、有機EL素子等の自発光型の発光素子を用いる場合、または反射
型パネル等の場合においては、バックライト8007を設けない構成としてもよい。
The
フレーム8009は、表示パネル8006の保護機能の他、プリント基板8010の動
作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレ
ーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
In addition to the protective function of the display panel 8006, the frame 8009 has a function as an electromagnetic shield for blocking electromagnetic waves generated by the operation of the printed
プリント基板8010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
The printed
また、表示モジュール8000は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追
加して設けてもよい。
Further, the
図53(A)乃至図53(G)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐
体5000、表示部5001、スピーカ5003、LEDランプ5004、操作キー50
05(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子5006、センサ5007(
力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質
、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、にお
い又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン5008、等を有することが
できる。
53 (A) to 53 (G) are diagrams showing electronic devices. These electronic devices include a
05 (including power switch or operation switch),
Force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, voice, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, (Including the function of measuring vibration, odor or infrared rays),
図53(A)はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ5009
、赤外線ポート5010、等を有することができる。図53(B)は記録媒体を備えた携
帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)であり、上述したものの他に、第2表
示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図53(C)はゴー
グル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第2表示部5002、支持部5012
、イヤホン5013、等を有することができる。図53(D)は携帯型遊技機であり、上
述したものの他に、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図53(E)は
テレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ5014、シ
ャッターボタン5015、受像部5016、等を有することができる。図53(F)は携
帯型遊技機であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読込部5011
、等を有することができる。図53(G)は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したも
のの他に、信号の送受信が可能な充電器5017、等を有することができる。
FIG. 53 (A) is a mobile computer, and in addition to the above-mentioned one,
,
,
, Etc. can be possessed. FIG. 53 (G) is a portable television receiver, and in addition to the above-mentioned one, a
図53(A)乃至図53(G)に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。
例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッ
チパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プ
ログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコ
ンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は
受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に
表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器におい
ては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報
を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な
画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器におい
ては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補
正する機能、撮影した画像を記録媒体(外部又はカメラに内蔵)に保存する機能、撮影し
た画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図53(A)乃至図5
3(G)に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を
有することができる。
The electronic devices shown in FIGS. 53 (A) to 53 (G) can have various functions.
For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function to display a calendar, date or time, etc., a function to control processing by various software (programs), Wireless communication function, function to connect to various computer networks using wireless communication function, function to transmit or receive various data using wireless communication function, program or data recorded on recording medium to be read and displayed It can have a function of displaying on a unit, and the like. Further, in an electronic device having a plurality of display units, a function of mainly displaying image information on one display unit and mainly displaying character information on another display unit, or consideration of parallax on a plurality of display units. It is possible to have a function of displaying a three-dimensional image by displaying the image. Further, in an electronic device having an image receiving unit, a function of shooting a still image, a function of shooting a moving image, a function of automatically or manually correcting the shot image, and a function of recording the shot image as a recording medium (external or built in the camera). It can have a function of saving, a function of displaying a captured image on a display unit, and the like. It should be noted that FIGS. 53 (A) to 5
The functions that the electronic device shown in 3 (G) can have are not limited to these, and can have various functions.
図53(H)は、スマートウオッチであり、筐体7302、表示パネル7304、操作
ボタン7311、7312、接続端子7313、バンド7321、留め金7322、等を
有する。
FIG. 53 (H) is a smart watch, which has a
ベゼル部分を兼ねる筐体7302に搭載された表示パネル7304は、非矩形状の表示
領域を有している。なお、表示パネル7304としては、矩形状の表示領域としてもよい
。表示パネル7304は、時刻を表すアイコン7305、その他のアイコン7306等を
表示することができる。
The
なお、図53(H)に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例
えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチ
パネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プロ
グラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコン
ピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受
信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表
示する機能、等を有することができる。
The smart watch shown in FIG. 53 (H) can have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function to display a calendar, date or time, etc., a function to control processing by various software (programs), Wireless communication function, function to connect to various computer networks using wireless communication function, function to transmit or receive various data using wireless communication function, program or data recorded on recording medium to be read and displayed It can have a function of displaying on a unit, and the like.
また、筐体7302の内部に、スピーカ、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角
速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、
電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含む
もの)、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光素子
をその表示パネル7304に用いることにより作製することができる。
Further, inside the
It can have a function of measuring voltage, electric power, radiation, flow rate, humidity, inclination, vibration, odor or infrared rays), a microphone and the like. The smart watch can be manufactured by using a light emitting element for the
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
ることを特徴とする。該表示部に、実施の形態3乃至5のいずれか一で示した表示装置を
適用することができる。
The electronic device described in the present embodiment is characterized by having a display unit for displaying some information. The display device shown in any one of the third to fifth embodiments can be applied to the display unit.
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
The configuration shown in this embodiment can be used in combination with the configurations shown in other embodiments as appropriate.
11 基板
12 絶縁膜
13 導電膜
14 絶縁膜
15 絶縁膜
16 絶縁膜
17 絶縁膜
18 酸化物半導体膜
18_1 ソースドレイン領域
18_2 ソースドレイン領域
18i チャネル領域
19a 酸化物半導体膜
19b 酸化物半導体膜
19c コモン電極
21a 導電膜
21b 導電膜
21c 導電膜
27 絶縁膜
29 導電膜
51 液晶素子
52 トランジスタ
55 容量素子
62 配線
70 画素
70a 画素
70b 画素
70c 画素
70d 画素
70e 画素
70f 画素
71 画素部
74 走査線駆動回路
75 コモン線
76 信号線駆動回路
77 走査線
78 配線
79 信号線
80 表示装置
100 半導体装置
100A 半導体装置
100B 半導体装置
100C 半導体装置
100D 半導体装置
100E 半導体装置
100F 半導体装置
100G 半導体装置
102 基板
104 絶縁膜
106 ゲート電極
107 酸化物半導体膜
108 酸化物半導体膜
108_1 酸化物半導体膜
108_2 酸化物半導体膜
108_3 酸化物半導体膜
108b 酸化物半導体膜
108d ドレイン領域
108f 領域
108i チャネル領域
108s ソース領域
110 絶縁膜
110_0 絶縁膜
111 酸化物半導体膜
111_0 酸化物半導体膜
111a 酸化物半導体膜
111b 酸化物半導体膜
112 導電膜
112_0 導電膜
116 絶縁膜
117 EL層
118 絶縁膜
120a 導電膜
120b 導電膜
120c 導電膜
122 絶縁膜
123 導電膜
124 導電膜
140 マスク
141a 開口部
141b 開口部
142 開口部
143 開口部
144 開口部
145 開口部
150 トランジスタ
150A トランジスタ
150B トランジスタ
150C トランジスタ
150D トランジスタ
150E トランジスタ
150F トランジスタ
150G トランジスタ
160 容量素子
218 電極
220 EL層
220a 電荷発生層
222 電極
230 発光素子
231 発光素子
301 表示部
302 画素
302B 副画素
302G 副画素
302R 副画素
302t トランジスタ
303c 容量
303g 走査線駆動回路
303s 画像信号線駆動回路
303t トランジスタ
311 配線
319 端子
321 絶縁膜
328 隔壁
350R 発光素子
351R 下部電極
351Ra 半透過電極
352 上部電極
353 EL層
353a EL層
353b EL層
354 中間層
360 接着層
367BM 遮光膜
367p 反射防止層
367R 着色膜
380B 発光モジュール
380G 発光モジュール
380R 発光モジュール
400a 画素
400b 画素
401 パルス電圧出力回路
402 電流検出回路
403 容量
410 タッチパネル
411 基板
412 基板
413 FPC
414 導電膜
419a 導電膜
419b 導電膜
420a 液晶素子
420b 液晶素子
421 電極
422 電極
423 液晶
424 絶縁膜
426 開口部
428a 導電膜
428b 導電膜
429a 導電膜
429b 導電膜
431 着色膜
453 配線
454 配線
459a センサ電極
459b センサ電極
461 配線
463 トランジスタ
464 液晶素子
465_1 ブロック
465_2 ブロック
467_1 ブロック
467_4 ブロック
471 電極
471_1 電極
471_2 電極
472 電極
472_1 電極
472_4 電極
501 表示部
503 接着層
504 絶縁膜
505 タッチパネル
509 FPC
510 基板
511 基板
513 接着層
515 絶縁膜
531 電極
532 電極
533 電極
534 ブリッジ電極
536 電極
537 電極
538 交差部
541 配線
542 配線
550 FPC
555 領域
561 導電膜
562 導電膜
563 導電膜
564 ナノワイヤ
590 基板
591 電極
592 電極
593 絶縁膜
594 配線
595 タッチセンサ
597 接着層
598 配線
599 接続層
601 基板
602 基板
604 絶縁膜
606 ゲート配線
607 容量配線
609 容量配線
611b 画素電極
612b 画素電極
616 絶縁膜
618 絶縁膜
620a 配線
620b ドレイン電極
622 絶縁膜
629 トランジスタ
630 容量素子
641b 開口部
650 トランジスタ
651 トランジスタ
661 容量素子
662 容量素子
671 コモン電極
672 スリット
673 着色膜
674 スリット
675 突起
677 配向膜
678 配向膜
680 液晶層
681 液晶素子
682 液晶素子
700A 表示装置
700B 表示装置
700C 表示装置
701 基板
702 画素部
704 ソースドライバ回路部
705 基板
706 ゲートドライバ回路部
708 FPC端子部
710 配線
711 配線部
712 シール材
716 FPC
734 絶縁膜
736 着色膜
738 遮光膜
746 配向膜
748 配向膜
750 トランジスタ
752 トランジスタ
760 接続電極
764 絶縁膜
766 絶縁膜
768 絶縁膜
772 導電膜
774 導電膜
775 液晶素子
776 液晶層
778 構造体
781 接着層
782 導電膜
783 絶縁膜
784 導電膜
785 EL素子
786 EL層
790 容量素子
791 異方性導電膜
4616 配線
5000 筐体
5001 表示部
5002 表示部
5003 スピーカ
5004 LEDランプ
5005 操作キー
5006 接続端子
5007 センサ
5008 マイクロフォン
5009 スイッチ
5010 赤外線ポート
5011 記録媒体読込部
5012 支持部
5013 イヤホン
5014 アンテナ
5015 シャッターボタン
5016 受像部
5017 充電器
7302 筐体
7304 表示パネル
7305 アイコン
7306 アイコン
7311 操作ボタン
7312 操作ボタン
7313 接続端子
7321 バンド
7322 留め金
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8007 バックライト
8008 光源
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
11 Substrate 12 Insulation film 13 Conductive film 14 Insulation film 15 Insulation film 16 Insulation film 17 Insulation film 18 Oxide semiconductor film 18_1 Source / drain region 18_1 Source / drain region 18i Channel region 19a Oxide semiconductor film 19b Oxide semiconductor film 19c Common electrode 21a Conductive plate 21b Conductive plate 21c Conductive plate 27 Insulation film 29 Conductive plate 51 Liquid crystal element 52 Transistor 55 Capacitive element 62 Wiring 70 Pixel 70a Pixel 70b Pixel 70c Pixel 70d Pixel 70e Pixel 70f Pixel 71 Pixel part 74 Scanning line drive circuit 75 Common line 76 Signal line drive circuit 77 Scan line 78 Wiring 79 Signal line 80 Display device 100 Semiconductor device 100A Semiconductor device 100B Semiconductor device 100C Semiconductor device 100D Semiconductor device 100E Semiconductor device 100F Semiconductor device 100G Semiconductor device 102 Substrate 104 Insulation film 106 Gate electrode 107 Oxide Semiconductor film 108 Oxide semiconductor film 108_1 Oxide semiconductor film 108_1 Oxide semiconductor film 108_3 Oxide semiconductor film 108b Oxide semiconductor film 108d Drain region 108f region 108i Channel region 108s Source region 110 Insulation film 110_0 Insulation film 111 Oxide semiconductor film 111_0 Oxide semiconductor film 111a Oxide semiconductor film 111b Oxide semiconductor film 112 Conductive 112_0 Conductive 116 Insulation film 117 EL layer 118 Insulation film 120a Conductive 120b Conductive 120c Conductive 122 Insulation film 123 Conductive 124 Conductive 140 Mask 141a Opening 141b Opening 142 Opening 143 Opening 144 Opening 145 Opening 150 Transistor 150A Transistor 150B Transistor 150C Transistor 150D Transistor 150E Transistor 150F Transistor 150G Transceiver 160 Capacitive element 218 Electrode 220 EL layer 220a Charge generation layer 222 Electrode 230 Emitting element 231 Light emitting element 301 Display unit 302 pixel 302B Sub pixel 302G Sub pixel 302R Sub pixel 302t Transistor 303c Capacity 303g Scanning line drive circuit 303s Image signal line drive circuit 303t Transistor 311 Wiring 319 Terminal 321 Insulation film 328 Partition 350R Light emitting element 351R Lower electrode 351Ra Semi-transmissive electrode 352 Upper electrode 353 EL layer 353a EL layer 35 3b EL layer 354 Intermediate layer 360 Adhesive layer 367BM Light-shielding film 367p Anti-reflection layer 367R Colored film 380B Light emitting module 380G Light emitting module 380R Light emitting module 400a Pixel 400b Pixel 401 Pulse voltage output circuit 402 Current detection circuit 403 Capacity 410 Touch panel 411 Board 412 Board 413 FPC
414
510
555
734
8004
8006
Claims (3)
前記トランジスタは、酸化物半導体膜と、前記酸化物半導体膜の上方の第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の上方に設けられ、前記酸化物半導体膜と重なる領域を有する第1の金属酸化物膜と、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層と、を有し、
前記導電層は、前記第1の金属酸化物膜の上方に設けられた第2の絶縁膜上に設けられ、且つ、前記第2の絶縁膜に設けられた開口を介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、
前記第2の絶縁膜は、前記第1の金属酸化物膜の上面及び側面と接する領域と、前記第1の絶縁膜の側面と接する領域と、前記酸化物半導体膜の上面と接する領域と、を有し、
前記容量素子は、第2の金属酸化物膜と、第1の導電膜と、前記第2の金属酸化物膜と前記第1の導電膜との間の第3の絶縁膜と、を有し、
前記第2の金属酸化物膜は、前記第1の金属酸化物膜と同じ材料を有し、且つ、表示素子の電極としての機能を有する、半導体装置。 A semiconductor device having a transistor and a capacitive element,
The transistor is provided with an oxide semiconductor film, a first insulating film above the oxide semiconductor film, and a first insulating film provided above the first insulating film and having a region overlapping with the oxide semiconductor film. It has a metal oxide film and a conductive layer that functions as a source electrode or a drain electrode.
The conductive layer is provided on a second insulating film provided above the first metal oxide film, and the oxide semiconductor film is provided through an opening provided in the second insulating film. Electrically connected to
The second insulating film includes a region in contact with the upper surface and the side surface of the first metal oxide film, a region in contact with the side surface of the first insulating film, and a region in contact with the upper surface of the oxide semiconductor film. Have,
The capacitive element has a second metal oxide film, a first conductive film, and a third insulating film between the second metal oxide film and the first conductive film. ,
The second metal oxide film is a semiconductor device having the same material as the first metal oxide film and having a function as an electrode of a display element .
前記トランジスタは、酸化物半導体膜と、前記酸化物半導体膜の上方の第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の上方に設けられ、前記酸化物半導体膜と重なる領域を有する第1の金属酸化物膜と、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層と、を有し、
前記導電層は、前記第1の金属酸化物膜の上方に設けられた第2の絶縁膜上に設けられ、且つ、前記第2の絶縁膜に設けられた開口を介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、
前記第2の絶縁膜は、前記第1の金属酸化物膜の上面及び側面と接する領域と、前記第1の絶縁膜の側面と接する領域と、前記酸化物半導体膜の上面と接する領域と、を有し、
前記容量素子は、第2の金属酸化物膜と、第1の導電膜と、前記第2の金属酸化物膜と前記第1の導電膜との間の第3の絶縁膜と、を有し、
前記第2の金属酸化物膜は、前記第1の金属酸化物膜と同じ材料を有し、且つ、前記トランジスタと電気的に接続され、
前記第1の金属酸化物膜及び前記第2の金属酸化物膜の各々は、In、Ga、及びZnを有し、
前記第2の金属酸化物膜は、表示素子の電極としての機能を有する、半導体装置。 A semiconductor device having a transistor and a capacitive element,
The transistor is provided with an oxide semiconductor film, a first insulating film above the oxide semiconductor film, and a first insulating film provided above the first insulating film and having a region overlapping with the oxide semiconductor film. It has a metal oxide film and a conductive layer that functions as a source electrode or a drain electrode.
The conductive layer is provided on a second insulating film provided above the first metal oxide film, and the oxide semiconductor film is provided through an opening provided in the second insulating film. Electrically connected to
The second insulating film includes a region in contact with the upper surface and the side surface of the first metal oxide film, a region in contact with the side surface of the first insulating film, and a region in contact with the upper surface of the oxide semiconductor film. Have,
The capacitive element has a second metal oxide film, a first conductive film, and a third insulating film between the second metal oxide film and the first conductive film. ,
The second metal oxide film has the same material as the first metal oxide film and is electrically connected to the transistor .
Each of the first metal oxide film and the second metal oxide film has In, Ga, and Zn, and has In, Ga, and Zn.
The second metal oxide film is a semiconductor device having a function as an electrode of a display element .
前記トランジスタは、酸化物半導体膜と、前記酸化物半導体膜の上方の第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の上方に設けられ、前記酸化物半導体膜と重なる領域を有する第1の金属酸化物膜と、ソース電極又はドレイン電極として機能する導電層と、を有し、
前記導電層は、前記第1の金属酸化物膜の上方に設けられた第2の絶縁膜上に設けられ、且つ、前記第2の絶縁膜に設けられた開口を介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続され、
前記第2の絶縁膜は、前記第1の金属酸化物膜の上面及び側面と接する領域と、前記第1の絶縁膜の側面と接する領域と、前記酸化物半導体膜の上面と接する領域と、を有し、
前記容量素子は、第2の金属酸化物膜と、第1の導電膜と、前記第2の金属酸化物膜と前記第1の導電膜との間の第3の絶縁膜と、を有し、
前記第2の金属酸化物膜は、前記第1の金属酸化物膜と同じ材料を有し、
前記第2の金属酸化物膜は、前記トランジスタと電気的に接続され、且つ、表示素子の電極としての機能を有する、半導体装置。 A semiconductor device having a transistor and a capacitive element,
The transistor is provided with an oxide semiconductor film, a first insulating film above the oxide semiconductor film, and a first insulating film provided above the first insulating film and having a region overlapping with the oxide semiconductor film. It has a metal oxide film and a conductive layer that functions as a source electrode or a drain electrode.
The conductive layer is provided on a second insulating film provided above the first metal oxide film, and the oxide semiconductor film is provided through an opening provided in the second insulating film. Electrically connected to
The second insulating film includes a region in contact with the upper surface and the side surface of the first metal oxide film, a region in contact with the side surface of the first insulating film, and a region in contact with the upper surface of the oxide semiconductor film. Have,
The capacitive element has a second metal oxide film, a first conductive film, and a third insulating film between the second metal oxide film and the first conductive film. ,
The second metal oxide film has the same material as the first metal oxide film and has the same material.
The second metal oxide film is a semiconductor device that is electrically connected to the transistor and has a function as an electrode of a display element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019229201A JP7066672B2 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019229201A JP7066672B2 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015177192A Division JP6636755B2 (en) | 2015-09-09 | 2015-09-09 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020074406A JP2020074406A (en) | 2020-05-14 |
JP7066672B2 true JP7066672B2 (en) | 2022-05-13 |
Family
ID=70610253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019229201A Active JP7066672B2 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7066672B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011076079A (en) | 2009-09-04 | 2011-04-14 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Display device and electronic device |
JP2013219336A (en) | 2012-03-14 | 2013-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing semiconductor device |
JP2014241406A (en) | 2013-05-16 | 2014-12-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device |
JP2015111662A (en) | 2013-10-31 | 2015-06-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device, display device, and electronic equipment using the display device |
JP2014030000A5 (en) | 2013-06-27 | 2016-08-04 | Semiconductor device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102099445B1 (en) * | 2012-06-29 | 2020-04-09 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
JP6383616B2 (en) * | 2013-09-25 | 2018-08-29 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device |
-
2019
- 2019-12-19 JP JP2019229201A patent/JP7066672B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011076079A (en) | 2009-09-04 | 2011-04-14 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Display device and electronic device |
JP2013219336A (en) | 2012-03-14 | 2013-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing semiconductor device |
JP2014241406A (en) | 2013-05-16 | 2014-12-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device |
JP2014030000A5 (en) | 2013-06-27 | 2016-08-04 | Semiconductor device | |
JP2015111662A (en) | 2013-10-31 | 2015-06-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device, display device, and electronic equipment using the display device |
JP2015088739A5 (en) | 2014-09-11 | 2017-10-19 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020074406A (en) | 2020-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7057458B2 (en) | Display device | |
JP7266084B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP6608633B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2022105053A (en) | Semiconductor device | |
JP6301600B2 (en) | Semiconductor device | |
TWI573272B (en) | Semiconductor device | |
US20170075155A1 (en) | Display device and manufacturing method of the same | |
US11038065B2 (en) | Semiconductor device, manufacturing method of the semiconductor device, or display device including the semiconductor device | |
JP6818097B2 (en) | How to make a transistor | |
WO2017085591A1 (en) | Semiconductor device, display device provided with said semiconductor device and electronic device provided with said semiconductor device | |
US10714633B2 (en) | Semiconductor device and display device | |
JP6670094B2 (en) | Semiconductor device | |
TW201801189A (en) | Semiconductor device, manufacturing method thereof, display device, and electronic device | |
KR20130032836A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP6487141B2 (en) | Semiconductor device, display device, and electronic device | |
JP2016178279A (en) | Semiconductor device and display device having semiconductor device | |
JP2018032839A (en) | Transistor, circuit, semiconductor device, display device, and electronic apparatus | |
JP2020198434A (en) | Semiconductor device | |
JP2020074412A (en) | Manufacture method of semiconductor device | |
JP7066672B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6636755B2 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210405 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210603 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220427 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7066672 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |