DE112011106082B3 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112011106082B3
DE112011106082B3 DE112011106082.3T DE112011106082T DE112011106082B3 DE 112011106082 B3 DE112011106082 B3 DE 112011106082B3 DE 112011106082 T DE112011106082 T DE 112011106082T DE 112011106082 B3 DE112011106082 B3 DE 112011106082B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
film
insulating film
oxide semiconductor
oxygen
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
Application number
DE112011106082.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Shunpei Yamazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE112011106082B3 publication Critical patent/DE112011106082B3/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66969—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02321—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment introduction of substances into an already existing insulating layer
    • H01L21/02323—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment introduction of substances into an already existing insulating layer introduction of oxygen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02565—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/38—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions
    • H01L21/383—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/42—Bombardment with radiation
    • H01L21/423—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/425—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/44—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/38 - H01L21/428
    • H01L21/441—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
    • H01L21/461—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/465—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
    • H01L21/461—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/469—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After-treatment of these layers
    • H01L21/4757—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
    • H01L21/477—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1203—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
    • H01L27/1207—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI combined with devices in contact with the semiconductor body, i.e. bulk/SOI hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78603—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the insulating substrate or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/70—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates the floating gate being an electrode shared by two or more components
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0408—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors
    • G11C16/0433—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors comprising cells containing a single floating gate transistor and one or more separate select transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Ausbilden eines ersten Isolierfilms (102) über einem Substrat (100);
Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem ersten Isolierfilm (102);
Ausbilden einer Source-Elektrode (104a), einer Drain-Elektrode (104b) und eines Oxid-Halbleiterfilms (108) über dem ersten Isolierfilm (102);
Ausbilden eines zweiten Isolierfilms (110) über der Source-Elektrode (104a), der Drain-Elektrode (104b) und dem Oxid-Halbleiterfilm (108);
Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem zweiten Isolierfilm (110); und
Ausbilden einer Gate-Elektrode (112) über dem zweiten Isolierfilm (110), so dass die Gate-Elektrode (112) den Oxid-Halbleiterfilm (108) überlappt.

Description

  • Technisches Sachgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung.
  • In der vorliegenden Patentschrift bedeutet Halbleitervorrichtung eine Vorrichtung, die durch Anwenden von Halbleitercharakteristiken arbeiten kann, und eine elektrooptische Vorrichtung, eine Halbleiterschaltung und eine elektronische Vorrichtung sind alle Halbleitervorrichtungen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine Technik zum Ausbilden von Transistoren unter Verwendung von Dünnfilmen, die über einem Substrat ausgebildet sind, welches eine Isolierfläche aufweist, hat Aufmerksamkeit erregt. Die Transistoren werden in einem breiten Bereich von elektronischen Vorrichtungen verwendet, wie z. B. integrierten Schaltungen (integrated circuits ICs) oder Bildanzeigevorrichtungen (Anzeigevorrichtungen). Ein auf Silizium basierendes Halbleitermaterial ist als ein Material für einen Halbleiter-Dünnfilm bekannt, der für einen Transistor verwendbar ist. Als ein weiteres Material hat ein Oxid-Halbleiter Aufmerksamkeit erregt.
  • Beispielsweise ist ein Transistor, dessen aktive Schicht ein amorphes Oxid aufweist, welches Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthält und eine Elektronenträgerkonzentration von weniger als 1018/cm3 aufweist, offengelegt (siehe Patentdokument 1: JP 2006 - 165528 A ). US 2008/0290393 A1 zeigt eine nicht-flüchtige Speichervorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür.
  • Übersicht über die Erfindung
  • Wenn jedoch Wasserstoff oder Wasser, der/das einen Elektronendonator bildet, bei einem Prozess zum Herstellen einer Vorrichtung in den Oxid-Halbleiter eingebracht wird, kann sich die elektrische Leitfähigkeit eines Oxid-Halbleiters verändern. Ein solches Phänomen bewirkt eine Änderung der elektrischen Eigenschaften eines Transistors, bei dem der Oxid-Halbleiter verwendet wird.
  • Angesichts eines solchen Problems liegt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Ziel zugrunde, eine Halbleitervorrichtung mit einem Oxid-Halbleiter zur Verfügung zu stellen, die stabile elektrische Eigenschaften und eine hohe Zuverlässigkeit bietet. Bei einem Prozess zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die einen Oxid-Halbleiterfilm aufweist, wird zumindest eine Sauerstoffdotierungsbehandlung durchgeführt.
  • Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 3. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Soweit im Folgenden der Begriff „Ausführungsform der Erfindung“ verwendet wird, ist dieser dahingehend auszulegen, dass nicht unter den Anspruch fallende Ausführungsformen als erläuternde Beispiele zum besseren Verständnis der Erfindung zu betrachten sind.
  • Bei dem Prozess zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die einen Oxid-Halbleiterfilm aufweist, wird eine Behandlung zum Entziehen von Wasser oder Wasserstoff mittels einer Wärmebehandlung durchgeführt, und es wird eine Sauerstoffdotierungsbehandlung durchgeführt.
  • Eine Ausführungsform der offengelegten Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das folgende Schritte umfasst: Ausbilden eines ersten Isolierfilms über einem Substrat; Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem ersten Isolierfilm zum Zuführen eines Sauerstoffatoms zu dem ersten Isolierfilm; Ausbilden einer Source-Elektrode, einer Drain-Elektrode und eines Oxid-Halbleiterfilms, der mit der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode elektrisch verbunden ist, über dem ersten Isolierfilm; Durchführen einer Wärmebehandlung an dem Oxid-Halbleiterfilm zum Entfernen eines Wasserstoffatoms in dem Oxid-Halbleiterfilm; Ausbilden eines zweiten Isolierfilms über dem Oxid-Halbleiterfilm; und Ausbilden einer Gate-Elektrode in einer Region, die sich mit dem Oxid-Halbleiterfilm überlappt, über dem zweiten Isolierfilm.
  • Eine Ausführungsform der offengelegten Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das folgende Schritte umfasst: Ausbilden eines ersten Isolierfilms, der ein Sauerstoffatom als eine Komponente enthält, über einem Substrat; Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem ersten Isolierfilm zum Zuführen eines Sauerstoffatoms zu dem ersten Isolierfilm; Ausbilden einer Source-Elektrode, einer Drain-Elektrode und eines Oxid-Halbleiterfilms, der mit der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode elektrisch verbunden ist, über dem ersten Isolierfilm; Durchführen einer Wärmebehandlung an dem Oxid-Halbleiterfilm zum Entfernen eines Wasserstoffatoms in dem Oxid-Halbleiterfilm; Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Oxid-Halbleiterfilm zum Zuführen eines Sauerstoffatoms zu dem Oxid-Halbleiterfilm; Ausbilden eines zweiten Isolierfilms, der ein Sauerstoffatom als eine Komponente aufweist, über dem Oxid-Halbleiterfilm; und Ausbilden einer Gate-Elektrode in einer Region, die sich mit dem Oxid-Halbleiterfilm überlappt, über dem zweiten Isolierfilm.
  • Eine Ausführungsform der offengelegten Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das folgende Schritte umfasst: Ausbilden eines ersten Isolierfilms, der ein Sauerstoffatom als eine Komponente enthält, über einem Substrat; Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem ersten Isolierfilm zum Zuführen eines Sauerstoffatoms zu dem ersten Isolierfilm; Ausbilden einer Source-Elektrode, einer Drain-Elektrode und eines Oxid-Halbleiterfilms, der mit der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode elektrisch verbunden ist, über dem ersten Isolierfilm; Durchführen einer Wärmebehandlung an dem Oxid-Halbleiterfilm zum Entfernen eines Wasserstoffatoms in dem Oxid-Halbleiterfilm; Ausbilden eines zweiten Isolierfilms, der ein Sauerstoffatom als eine Komponente aufweist, über dem Oxid-Halbleiterfilm; Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem zweiten Isolierfilm zum Zuführen eines Sauerstoffatoms zu dem zweiten Isolierfilm; und Ausbilden einer Gate-Elektrode in einer Region, die sich mit dem Oxid-Halbleiterfilm überlappt, über dem zweiten Isolierfilm.
  • Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann eine Sauerstoffdotierungsbehandlung auch an dem Oxid-Halbleiterfilm durchgeführt werden, so dass der Oxid-Halbleiterfilm ein Sauerstoffatom in einem Verhältnis größer als ein stöchiometrisches Verhältnis des Oxid-Halbleiterfilms und kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Verhältnisses enthält.
  • Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann als der erste Isolierfilm oder der zweite Isolierfilm ein Isolierfilm, der ein Bestandelement des Oxid-Halbleiterfilms enthält, ausgebildet werden. Als der erste Isolierfilm oder der zweite Isolierfilm können ein Isolierfilm, der ein Bestandelement des Oxid-Halbleiterfilms enthält, und ein Film, der ein anderes Element als das Bestandelement des Isolierfilms enthält, ausgebildet werden. Als der erste Isolierfilm oder der zweite Isolierfilm kann ein Isolierfilm, der Galliumoxid enthält, ausgebildet werden. Als der erste Isolierfilm oder der zweite Isolierfilm können ein Isolierfilm, der Galliumoxid enthält, und ein Film, der ein anderes Material als Galliumoxid enthält, ausgebildet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Patentschrift der Ausdruck „Galliumoxid“ bedeutet, dass Sauerstoff und Gallium als Komponenten enthalten sind, und er ist nicht auf einen Zustand als Galliumoxid beschränkt, sofern nichts Anderes angegeben ist. Beispielsweise kann „der Isolierfilm, der Galliumoxid enthält“ als „ein Isolierfilm, der Sauerstoff und Gallium enthält“, angesehen werden.
  • Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann ein Isolierfilm, der Stickstoff enthält, ausgebildet werden, um die Gate-Elektrode zu bedecken. In dem Fall, in dem ein Isolierfilm, der Siliziumnitrid oder dergleichen enthält und der kein Wasserstoff enthält oder der eine extrem kleine Menge an Wasserstoff enthält, über dem Oxid-Halbleiterfilm ausgebildet ist, kann verhindert werden, dass der Sauerstoff, der zu dem ersten Isolierfilm, dem zweiten Isolierfilm und/oder dem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt wird, nach außen freigegeben wird, und es kann verhindert werden, dass Wasserstoff und Wasser von außen eintreten. Aus diesem Grund ist der Isolierfilm, der Stickstoff enthält, wichtig.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebene „Sauerstoffdotierung“ bedeutet, dass Sauerstoff (der ein Sauerstoffradikal, ein Sauerstoffatom und/oder ein Sauerstoffion umfasst) zu einem Volumen hinzugefügt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „Volumen“ verwendet wird, um klarzustellen, dass Sauerstoff nicht nur zu einer Fläche eines Dünnfilms hinzugefügt wird, sondern auch zu dem Inneren des Dünnfilms. Ferner umfasst „Sauerstoffdotierung“ eine „Sauerstoffplasmadotierung“, bei der Sauerstoff, der als Plasma vorliegt, zu einem Volumen hinzugefügt wird.
  • Aufgrund der Sauerstoffdotierungsbehandlung ist Sauerstoff in dem Oxid-Halbleiterfilm (dessen Volumen), dem Isolierfilm (dessen Volumen) und/oder einer Übergangsstelle zwischen dem Oxid-Halbleiterfilm und dem Isolierfilm in einer Menge vorhanden, die größer ist als ein stöchiometrisches Verhältnis. Die Menge an Sauerstoff ist bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als vier Mal das stöchiometrische Verhältnis, stärker bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Verhältnisses. Hier bezieht sich ein Oxid, das einen Sauerstoffüberschuss aufweist, dessen Menge größer ist als das stöchiometrische Verhältnis, beispielsweise auf ein Oxid, das 2g > 3a + 3b + 2c + 4d + 3e + 2f erfüllt, wobei das Oxid als InaGabZncSidAleMgfOg (a, b, c, d, e, f, g ≥ 0) dargestellt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass Sauerstoff, der mittels der Sauerstoffdotierungsbehandlung hinzugefügt wird, zwischen Gittern des Oxid-Halbleiters vorhanden sein kann.
  • Ferner wird Sauerstoff so hinzugefügt, dass die Menge an hinzugefügtem Sauerstoff größer ist als zumindest die Menge an Wasserstoff in dem Oxid-Halbleiter, dem Wasser oder Wasserstoff entzogen worden ist. Wenn die Menge an hinzugefügtem Sauerstoff größer ist als diejenige an Wasserstoff, diffundiert der Sauerstoff und reagiert mit Wasserstoff, was zu einer Instabilität führt, so dass Wasserstoff fixiert werden kann (zu einem unbeweglichen Ion gemacht werden kann). Mit anderen Worten: eine Verringerung der Zuverlässigkeit kann verhindert werden. Ferner kann bei einem Sauerstoffüberschuss eine Änderung der Schwellspannung Vth, die durch ein Sauerstoffdefizit hervorgerufen wird, verringert werden, und das Maß an Verschiebung ΔVth der Schwellspannung kann verringert werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass Sauerstoff, dessen Menge gleich der oben genannten Menge ist, vorzugsweise in zwei oder mehr des Halbleiterfilms (dem Volumen), des Isolierfilms (dem Volumen) und der Übergangsstelle zwischen dem Oxid-Halbleiterfilm und dem Isolierfilm vorhanden ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass in dem Fall, in dem ein Oxid-Halbleiter keinen Sauerstoffmangel (Sauerstoffdefizit) aufweist, die Menge an Sauerstoff in dem Oxid-Halbleiter gleich dem stöchiometrischen Verhältnis des Oxid-Halbleiterfilms sein kann. Um jedoch die Zuverlässigkeit sicherzustellen, z. B. um eine Änderung der Schwellspannung eines Transistors zu unterbinden, weist ein Oxid-Halbleiter vorzugsweise Sauerstoff in einer Menge auf, die größer ist als das stöchiometrische Verhältnis. Ähnlich ist in dem Fall, in dem ein Oxid-Halbleiter keinen Mangel (Sauerstoffdefizit) aufweist, der Basisfilm nicht notwendigerweise ein Isolierfilm, der einen Sauerstoffüberschuss enthält. Um jedoch die Zuverlässigkeit sicherzustellen, z. B. um eine Änderung der Schwellspannung eines Transistors zu unterbinden, ist der Basisfilm vorzugsweise der Isolierfilm, der einen Sauerstoffüberschuss aufweist, und zwar unter Berücksichtigung, dass ein Sauerstoffdefizit in dem Oxid-Halbleiterfilm auftreten kann.
  • Hier wird ein Zustand beschrieben, in dem mittels der oben beschriebenen „Sauerstoffplasmadotierungs“-Behandlung Sauerstoff zu dem Volumen hinzugefügt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass es bei der Durchführung einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an einem Oxid-Halbleiterfilm, der Sauerstoff als eine Komponente enthält, grundsätzlich schwierig ist, eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung der Sauerstoffkonzentration zu prüfen. Daher wurde hier eine Auswirkung der Sauerstoffdotierungsbehandlung unter Verwendung eines Silizium-Wafer bestätigt.
  • Es wurde eine Sauerstoffdotierungsbehandlung unter Anwendung eines Verfahrens mit induktiv gekoppeltem Plasma (inductively coupled plasma ICP) durchgeführt. Die Bedingungen dafür sind wie folgt: die ICP-Leistung betrug 800 W; die RF-Vorspannungsleistung betrug 300 W oder 0 W; der Druck betrug 1,5 Pa; die Gasströmung der Sauerstoffmenge betrug 75 sccm; und die Substrattemperatur betrug 70 °C. 15 zeigt ein Sauerstoffkonzentrationsprofil in der Tiefenrichtung des Silizium-Wafer, gemessen mittels der sekundären lonenmassenspektrometrie (SIMS). In 15 stellt die vertikale Achse eine Sauerstoffkonzentration dar; die horizontale Achse stellt eine Tiefe von einer Fläche des Silizium-Wafer aus dar.
  • Es kann anhand von 15 bestätigt werden, dass Sauerstoff in beiden Fälle hinzugefügt wird, in denen die RF-Vorspannungsleistung 0 W beträgt oder die RF-Vorspannungsleistung 300 W beträgt. Ferner wird in dem Fall, in dem die RF-Vorspannungsleistung 300 W beträgt, Sauerstoff zu einer tieferen Stelle hinzugefügt im Vergleich zu dem Fall, in dem die RF-Vorspannungsleistung 0 W beträgt.
  • Als Nächstes zeigen 16A und 16B Ergebnisse der Betrachtung eines Querschnitts des Silizium-Wafer vor und nach der Sauerstoffdotierungsbehandlung mittels der Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (scanning transmission electron microscopy STEM). 16A zeigt ein STEM-Bild des Silizium-Wafer, das keiner Sauerstoffdotierungsbehandlung unterzogen worden ist. 16B zeigt ein STEM-Bild des Silizium-Wafer, das bei der RF-Vorspannung von 300 W der Sauerstoffdotierungsbehandlung unterzogen worden ist. Wie in 16B gezeigt ist, kann festgestellt werden, dass durch die Sauerstoffdotierung eine hoch mit Sauerstoff dotierte Region in dem Silizium-Wafer ausgebildet wird.
  • Wie oben beschrieben ist, ist gezeigt, dass durch Durchführen einer Sauerstoffdotierung an dem Silizium-Wafer Sauerstoff zu dem Silizium-Wafer hinzugefügt wird. Aufgrund dieses Ergebnisses ist es natürlich, dass durch Durchführung einer Sauerstoffdotierung an dem Oxid-Halbleiterfilm Sauerstoff zu einem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt wird.
  • Der Effekt der oben beschriebenen Struktur, die eine Ausführungsform der offengelegten Erfindung ist, ist leicht wie folgt zu erklären. Es sei darauf hingewiesen, dass die nachstehende Beschreibung nur eine Überlegung ist.
  • Wenn eine positive Spannung an die Gate-Elektrode angelegt wird, wird ein elektrisches Feld von einer Gate-Elektroden-Seite des Oxid-Halbleiterfilms zu einer Rückkanalseite (der dem Gate-Isolierfilm gegenüberliegenden Seite) erzeugt. Daher werden Wasserstoffionen mit einer positiven Ladung, die in dem Oxid-Halbleiterfilm vorhanden sind, zu der Rückkanalseite transportiert und in einer Region nahe einer Übergangsstelle zu dem Isolierfilm akkumuliert. Die positive Ladung wird von dem akkumulierten Wasserstoffion zu einem Ladungseinfangzentrum (wie z. B. einem Wasserstoffatom, Wasser oder einem Fremdatome) in dem Isolierfilm transportiert, wodurch eine negative Ladung auf der Rückkanalseite des Oxid-Halbleiterfilms akkumuliert wird. Mit anderen Worten: es wird ein Störkanal auf der Rückkanalseite erzeugt, und die Schwellspannung wird zu der negativen Seite verschoben, so dass der Transistor dazu neigt, selbstleitend zu sein.
  • Auf diese Weise fängt das Ladungseinfangzentrum, wie z. B. Wasserstoff oder Wasser in dem Isolierfilm, die positive Ladung ein, und die positive Ladung wird in den Isolierfilm transportiert, wodurch sich elektrische Eigenschaften des Transistors ändern. Entsprechend ist es zum Unterbinden einer Änderung der elektrischen Eigenschaften des Transistors wichtig, dass es kein Ladungseinfangzentrum gibt, oder die Menge an Wasserstoff, Wasser oder dergleichen in dem Isolierfilm ist klein. Daher wird beim Aufbringen eines Isolierfilms vorzugsweise ein Sputterverfahren angewendet, das bewirkt, dass weniger Wasserstoff in dem aufgebrachten Isolierfilm enthalten ist. In einem mittels eines Sputterverfahrens aufgebrachten Isolierfilm ist kein Ladungseinfangzentrum oder nur eine kleine Anzahl von Ladungseinfangzentren vorhanden, und der Transport einer positiven Ladung erfolgt nicht so einfach im Vergleich zu demjenigen im Falle der Anwendung eines CVD-Verfahrens oder dergleichen. Daher kann die Verschiebung der Schwellspannung des Transistors unterbunden werden, und der Transistor kann selbstsperrend sein.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bei einem Transistor mit oben liegendem Gate dann, wenn ein Oxid-Halbleiterfilm über einem als ein Basisfilm dienenden Isolierfilm ausgebildet ist und dann eine Wärmebehandlung an diesem durchgeführt wird, nicht nur Wasser oder Wasserstoff, das/der in dem Oxid-Halbleiterfilm enthalten ist, sondern auch Wasser oder Wasserstoff, das/der in dem Isolierfilm enthalten ist, entfernt werden kann. Entsprechend ist in dem Isolierfilm eine kleine Anzahl von Ladungseinfangzentren zum Einfangen einer positiven Ladung, die durch den Oxid-Halbleiterfilm transportiert wird, vorhanden. Auf diese Weise wird die Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder Wasserstoff auch an dem unter dem Oxid-Halbleiterfilm vorgesehenen Isolierfilm zusätzlich zu dem Oxid-Halbleiterfilm durchgeführt. Daher kann in dem Transistor mit oben liegendem Gate der Isolierfilm, der als ein Basisfilm dient, mittels eines CVD-Verfahrens, wie z. B. eines Plasma-CVD-Verfahrens, aufgebracht werden.
  • Ferner wird dann, wenn eine negative Spannung an die Gate-Elektrode angelegt wird, ein elektrisches Feld von der Rückkanalseite zu der Gate-Elektroden-Seite erzeugt. Somit werden Wasserstoffionen, die in dem Oxid-Halbleiterfilm vorhanden sind, zu der Gate-Isolierfilm-Seite transportiert und in einer Region nahe der Übergangsstelle zu dem Gate-Isolierfilm akkumuliert. Folglich wird die Schwellspannung des Transistors zu der negativen Seite verschoben.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn eine Spannung auf 0 V gehalten wird, die positive Ladung von dem Ladungseinfangzentrum freigegeben wird, so dass die Schwellspannung des Transistors zu der positiven Seite verschoben wird und dadurch in den Anfangszustand zurückkehrt, oder die Schwellspannung wird in einigen Fällen über die Anfangsseite hinaus zu der positiven Seite verschoben. Diese Phänomene zeigen das Vorhandensein von leicht zu transportierenden Ionen in dem Oxid-Halbleiterfilm an. Es kann bedacht werden, dass ein Ion, das am leichtesten zu transportieren ist, ein Ion von Wasserstoff ist, das das kleinste Atom ist.
  • Ferner wird dann, wenn der Oxid-Halbleiterfilm Licht absorbiert, eine Bindung (auch als eine M-H-Bindung bezeichnet) eines Metallelements (M) und eines Wasserstoffatoms (H) in dem Oxid-Halbleiterfilm durch Fotoenergie aufgebrochen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Fotoenergie, die eine Wellenlänge von ungefähr 400 nm aufweist, der Bindungsenergie eines Metallelements und eines Wasserstoffatoms gleich oder im Wesentlichen gleich ist. Wenn eine negative Gate-Vorspannung auf einen Transistor aufgebracht wird, bei dem eine Bindung eines Metallelements und eines Wasserstoffatoms in dem Oxid-Halbleiterfilm aufgebrochen ist, wird ein Wasserstoffion, das aus einem Metallelement eliminiert worden ist, zu einer Gate-Elektroden-Seite angezogen, so dass die Verteilung der Ladung verändert wird, die Schwellspannung des Transistors zu der negativen Seite verschoben wird und der Transistor dazu neigt, selbstleitend zu sein.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Wasserstoffionen, die durch Lichteinstrahlung und Anlegen einer negativen Gate-Vorspannung an den Transistor zu der Übergangsstelle zu dem Gate-Isolierfilm transportiert werden, durch Stoppen des Anlegens einer Spannung in den Anfangszustand zurückgeführt werden. Dies kann als ein typisches Beispiel für den lonentransport in dem Oxid-Halbleiterfilm angesehen werden.
  • Um eine solche Veränderung der elektrischen Eigenschaften durch Anlegen einer Spannung (BT-Verschlechterung) oder eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften durch Lichteinstrahlung (Licht-Verschlechterung) zu verhindern, ist es äußerst wichtig, ein Wasserstoffatom oder ein Fremdatome, das ein Wasserstoffatom enthält, wie z. B. Wasser, gründlich aus dem Oxid-Halbleiterfilm zu entfernen, um den Oxid-Halbleiterfilm in hohem Maße zu reinigen. Die Ladungsdichte, die 1 × 1015 cm-3 klein ist, oder die Ladung pro Flächeneinheit, die 1 × 1010 cm-2 klein ist, beeinflusst nicht die Transistoreigenschaften, oder beeinflusst sie nur sehr wenig. Daher ist es vorteilhaft, dass die Ladungsdichte kleiner als oder gleich 1 × 1015 cm-3 ist. Unter der Annahme, dass 10 % des Wasserstoffs, der in dem Oxid-Halbleiterfilm enthalten ist, innerhalb des Oxid-Halbleiterfilms transportiert wird, ist es vorteilhaft, dass die Wasserstoffkonzentration kleiner als oder gleich 1 × 1016 cm-3 ist. Ferner ist es zum Verhindern, dass Wasserstoff von außen eindringt, nachdem eine Vorrichtung fertiggestellt worden ist, vorteilhaft, dass ein Siliziumnitridfilm, der mittels eines Sputterverfahrens aufgebracht wird, als ein Passivierungsfilm zum Bedecken des Transistors verwendet wird.
  • Wasserstoff oder Wasser kann ebenfalls aus dem Oxid-Halbleiterfilm entfernt werden, wenn eine zu große Menge an Sauerstoff im Vergleich zu Wasserstoff zu dem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt wird (so dass (die Anzahl von Wasserstoffatomen) << (die Anzahl von Sauerstoffradikalen) oder (die Anzahl von Sauerstoffionen)). Insbesondere wird Sauerstoff durch eine Funkfrequenzwelle (radio frequency RF) zu Plasma gemacht, die Vorspannung des Substrats wird erhöht, und ein Sauerstoffradikal und/oder ein Sauerstoffion werden/wird in den Oxid-Halbleiterfilm über dem Substrat dotiert oder hinzugefügt, so dass in dem Oxid-Halbleiterfilm die Menge an Sauerstoff größer ist als die an Wasserstoff. Die Elektronegativität von Sauerstoff beträgt 3,0, was größer ist als ungefähr 2,0, die Elektronegativität eines Metalls (Zn, Ga, In) in dem Oxid-Halbleiterfilm, und somit zieht ein enthaltener Überschuss an Sauerstoff im Vergleich zu Wasserstoff Wasserstoff von der M-H-Gruppe ab, so dass eine OH-Gruppe gebildet wird. Diese OH-Gruppe kann eine M-O-H-Gruppe mit einer Bindung an M bilden.
  • Die Dotierung wird vorzugsweise so durchgeführt, dass die Menge an Sauerstoff, die in dem Oxid-Halbleiterfilm enthalten ist, größer ist als das stöchiometrische Verhältnis. Beispielsweise ist es in dem Fall, in dem ein auf In-Ga-Zn-O basierender Oxid-Halbleiterfilm als der Oxid-Halbleiterfilm verwendet wird, ausgesprochen vorteilhaft, dass durch Sauerstoffdotierung oder dergleichen das Verhältnis von Sauerstoff größer gemacht wird als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Verhältnisses. Wenn beispielsweise das stöchiometrische Verhältnis eines Einkristalls eines auf In-Ga-Zn-O basierenden Oxid-Halbleiters so ist, dass In:Ga:Zn:O = 1:1:1:4 ist, ist in einem Oxid-Halbleiterdünnfilm, dessen Zusammensetzung von InGaZnOx dargestellt ist, x vorzugsweise größer als 4 und kleiner als 8. Entsprechend ist in dem Oxid-Halbleiterfilm die Menge an Sauerstoff größer als die an Wasserstoff.
  • Eine Fotoenergie oder BT-Belastung zieht Wasserstoff von der M-H-Gruppe ab, wodurch eine Verschlechterung bewirkt wird; in dem Fall, in dem Sauerstoff mittels der oben beschriebenen Dotierung hinzugefügt wird, ist hinzugefügter Sauerstoff jedoch an ein Wasserstoffion gebunden, so dass eine OH-Gruppe gebildet wird. Die OH-Gruppe gibt aufgrund ihrer hohen Bindungsenergie kein Wasserstoffion aus, nicht einmal bei Lichteinstrahlung oder Aufbringen einer BT-Belastung auf den Transistor, und sie wird aufgrund ihrer größeren Masse als der Masse eines Wasserstoffions nicht leicht in dem Oxid-Halbleiterfilm transportiert. Entsprechend bewirkt eine OH-Gruppe, die durch Sauerstoffdotierung gebildet wird, keine Verschlechterung des Transistors, oder sie kann die Verschlechterung unterbinden.
  • Ferner hat sich bestätigt, dass dann, wenn die Dicke des Oxid-Halbleiterfilms vergrößert wird, die Änderung der Schwellspannung eines Transistors dazu neigt, sich zu vergrößern. Es wird berücksichtigt, dass ein Sauerstoffdefizit in dem Oxid-Halbleiterfilm eine Ursache für die Veränderung der Schwellspannung ist und sich erhöht, wenn die Dicke des Oxid-Halbleiterfilms vergrößert wird. Es ist nicht nur beim Entfernen von Wasserstoff oder Wasser aus dem Oxid-Halbleiterfilm, sondern auch beim Kompensieren des Sauerstoffdefizits in dem Film effektiv, einen Isolierfilm oder einen Oxid-Halbleiterfilm in einem Transistor nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung mit Sauerstoff zu dotieren. Entsprechend kann die Änderung der Schwellspannung auch in dem Transistor nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung unterdrückt werden.
  • Metalloxidfilme, die jeweils eine Komponente enthalten, welche die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms, können mit dem zwischen diesen vorgesehenen Oxid-Halleiterfilm versehen sein, was ebenfalls effektiv ist zum Verhindern einer Veränderung der elektrischen Eigenschaften. Als der Metalloxidfilm, der eine Komponente enthält, welche die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms, wird insbesondere vorzugsweise ein Film verwendet, der mindestens ein Element ausgewählt aus den Bestandelementen des Oxid-Halbleiterfilms enthält. Ein solches Material ist für den Oxid-Halbleiterfilm geeignet, und daher ermöglicht das Vorsehen der Metalloxidfilme mit dem zwischen diesen vorgesehenen Oxid-Halbleiterfilm, dass eine Übergangsstelle zwischen dem Metalloxidfilm und dem Oxid-Halbleiterfilm in einem geeigneten Zustand gehalten wird. Das heißt, dass durch Vorsehen des Metalloxidfilms, bei dem das oben beschriebene Material verwendet wird, als Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, eine Akkumulation von Wasserstoffionen in der Übergangsstelle zwischen dem Metalloxidfilm und dem Oxid-Halbleiterfilm und in der Nähe davon unterbunden oder verhindert werden kann. Entsprechend kann im Vergleich zu dem Fall, in dem Isolierfilme, die jeweils eine andere Komponente enthalten als die des Oxid-Halbleiterfilms, wie z. B . Siliziumoxidfilme, mit dem zwischen diesen vorgesehenen Halbleiterfilm vorgesehen sind, die Wasserstoffkonzentration in der Übergangsstelle zu dem Oxid-Halbleiterfilm, die die Schwellspannung des Transistors beeinflusst, in ausreichendem Maße verringert werden.
  • Ein Galliumoxidfilm wird vorzugsweise als der Metalloxidfilm verwendet. Da Galliumoxid eine große Bandlücke (Eg) aufweist, wird durch Vorsehen von Galliumoxidfilmen mit dem zwischen diesen vorgesehenen Oxid-Halbleiterfilm eine Energiebarriere in der Übergangsstelle zwischen dem Oxid-Halbleiterfilm und dem Metalloxidfilm ausgebildet, um einen Trägertransport in die Übergangsstelle zu verhindern. Folglich werden Träger nicht von dem Oxid-Halbleiterfilm zu dem Metalloxidfilm transportiert, sondern werden innerhalb des Oxid-Halbleiterfilms transportiert. Andererseits durchläuft ein Wasserstoffion die Übergangsstelle zwischen dem Oxid-Halbleiterfilm und dem Metalloxidfilm und wird in der Nähe einer Übergangsstelle zwischen dem Metalloxidfilm und dem Isolierfilm akkumuliert. Selbst wenn das Wasserstoffion in der Nähe der Übergangsstelle zu dem Isolierfilm akkumuliert wird, wird kein Störkanal, durch den Träger strömen können, in dem Metalloxidfilm, wie z. B. einem Galliumoxidfilm, ausgebildet, was dazu führt, dass die Schwellspannung des Transistors nicht beeinflusst wird oder nur sehr wenig beeinflusst wird. Die Energiebarriere in dem Fall, in dem Galliumoxid mit einem auf In-Ga-Zn-O basierenden Material in Kontakt steht, beträgt ungefähr 0,8 eV auf der Leitungsbandseite und beträgt ungefähr 0,9 eV auf der Valenzbandseite.
  • Wie oben beschrieben ist, besteht eine technologische Idee bezüglich eines Transistors nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung darin, die Menge an Sauerstoff, die in einem Isolierfilm, der mit einem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, dem Oxid-Halbleiterfilm und/oder der Nähe einer Übergangsstelle zwischen diesen enthalten ist, durch eine Sauerstoffdotierungsbehandlung zu vergrößern.
  • In dem Fall, in dem ein Oxid-Halbleitermaterial, das In enthält, dessen Bindefestigkeit mit Sauerstoff relativ schwach ist, für den Oxid-Halbleiterfilm verwendet wird, kann dann, wenn der Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, ein Material enthält, das eine stärkere Bindefestigkeit mit Sauerstoff aufweist, wie z. B. Silizium, Sauerstoff in dem Oxid-Halbleiterfilm durch eine Wärmebehandlung abgezogen werden, was ein Auftreten eines Sauerstoffdefizits in der Nähe der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms bewirken kann. Bei einem Transistor nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung kann jedoch das Auftreten eines Sauerstoffdefizits aufgrund des Abziehens von Sauerstoff aus dem Oxid-Halbleiterfilm durch Zuführen eines Sauerstoffüberschusses zu dem Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, unterbunden werden.
  • Hier kann nach der Durchführung der Sauerstoffdotierungsbehandlung bei dem Herstellungsprozess eines Transistors die Menge an Sauerstoff, die größer ist als das stöchiometrische Verhältnis und die in dem Oxid-Halbleiterfilm oder dem Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, enthalten ist, zwischen Schichten unterschiedlich sein. Es kann berücksichtigt werden, dass ein chemisches Potential von Sauerstoff zwischen den Schichten unterschiedlich ist, wo die Menge an Sauerstoffüberschuss zwischen diesen unterschiedlich ist, und der Unterschied bei dem chemischen Potential kommt aufgrund einer Wärmebehandlung oder dergleichen bei dem Herstellungsprozess des Transistors in ein Gleichgewicht oder im Wesentlichen in ein Gleichgewicht. Daher wird nach der Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Isolierfilm vorzugsweise eine Wärmebehandlung durchgeführt. Durch die Wärmebehandlung nach der Sauerstoffdotierungsbehandlung kann Sauerstoff, der als Überschuss dem Isolierfilm zugeführt wird, diffundieren, und eine ausreichende Menge an Sauerstoff kann dem Oxid-Halbleiterfilm zugeführt werden. Eine Verteilung des Sauerstoffs in den Gleichgewichtszustand wird nachstehend diskutiert.
  • Der Gleichgewichtszustand bei einer Temperatur T bei einem Druck P bezieht sich auf den Zustand, in dem eine Gibbssche freie Energie der Gesamtheit der Systeme, G, das Minimum ist, was durch die folgende Formel (1) dargestellt wird.
    [Formel 1] G ( N a ,   N b ,   N c ,   … ,   T ,   P ) = G ( 1 ) ( N a ,   N b ,   N c ,   … ,   T ,   P ) + G ( 2 ) ( N a ,   N b ,   N c ,   … ,   T ,   P ) + G ( 3 ) ( N a ,   N b ,   N c ,   … ,   T ,   P )
    Figure DE112011106082B3_0001
  • Bei der Formel (1) bezeichnen Bezugssymbole G(1), G(2) und G(3) die Gibbssche freie Energie von Schichten. Bezugssymbole Na, Nb und Nc bezeichnen die Anzahl von Partikeln, und Bezugssymbole a, b und c bezeichnen Partikelarten. Die Gibbssche freie Energie verändert sich, wie durch die folgende Formel (2) dargestellt ist, wenn das Partikel a von δ N a ( j )
    Figure DE112011106082B3_0002
    von einer i-Schicht zu einer j-Schicht transportiert wird.
    [Formel 2] δ G = − ∂ G ( i ) ∂ N a ( i ) δ N a ( j ) + ∂ G ( j ) ∂ N a ( j ) δ N a ( j )
    Figure DE112011106082B3_0003
  • Wenn in der Formel (2) δG 0 ist oder die folgende Formel (3) erfüllt ist, befindet sich das System im Gleichgewichtszustand.
    [Formel 3] ∂ G ( i ) ∂ N a ( i ) = ∂ G ( j ) ∂ N a ( j )
    Figure DE112011106082B3_0004
  • Das Differential der Anzahl von Partikeln der Gibbsschen freien Energie entspricht dem chemischen Potential, und somit ist das chemische Potential von Partikeln gleichförmig in den sich im Gleichgewichtszustand befindenden Schichten.
  • Mit anderen Worten: wenn die Menge an Sauerstoff, der in dem mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt stehenden Isolierfilm enthalten ist, ein Überschuss ist im Vergleich zu dem Oxid-Halbleiterfilm, ist das chemische Potential von Sauerstoff relativ klein in dem Oxid-Halbleiterfilm und ist relativ groß in dem Isolierfilm.
  • Wenn die Temperatur der Gesamtheit der Systeme (z. B. hier des Oxid-Halbleiterfilms und des Isolierfilms, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht) hoch genug wird, damit mittels einer Wärmebehandlung bei dem Herstellungsprozess des Transistors eine Atomdiffusion in der Schicht und zwischen den Schichten bewirkt wird, wird Sauerstoff transportiert, um das chemische Potential zu vergleichmäßigen. Das heißt, dass Sauerstoff in dem Isolierfilm zu dem Oxid-Halbleiterfilm transportiert wird, wodurch das chemische Potential des Isolierfilms verringert wird und das chemische Potential des Oxid-Halbleiterfilms vergrößert wird.
  • Auf diese Weise wird Sauerstoff, der mittels der Sauerstoffdotierungsbehandlung als Überschuss dem Oxid-Halbleiterfilm zugeführt wird, diffundiert, um mittels der folgenden Wärmebehandlung dem Isolierfilm (einschließlich seiner Übergangsstelle) zugeführt zu werden, um zu bewirken, dass das chemische Potential der Systeme in einen Gleichgewichtszustand kommt. Daher kann in dem Fall, in dem genügend Sauerstoffüberschuss in dem Oxid-Halbleiterfilm vorhanden ist, bewirkt werden, dass der Isolierfilm (einschließlich seiner Übergangsstelle), der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, einen Sauerstoffüberschuss enthält.
  • Daher ist es vorteilhaft, Sauerstoff, dessen Menge groß genug (oder größer) ist, um einen Sauerstoffmangel in dem Isolierfilm oder der Übergangsstelle zu dem Isolierfilm zu kompensieren, dem Oxid-Halbleiterfilm zuzuführen.
  • Bei dem Transistor, der den Oxid-Halbleiterfilm aufweist, welcher aufgrund von Entziehung von Wasser oder Wasserstoff mittels einer Wärmebehandlung und aufgrund einer Sauerstoffdotierungsbehandlung für die Isolierfilme einen Sauerstoffüberschuss enthält, ist das Maß an Veränderung der Schwellspannung des Transistors von vor bis nach einem Vorspannungstemperatur- (bias-temperature BT-) Test klein, wodurch der hochzuverlässige Transistor, der stabile elektrische Eigenschaften aufweist, erhalten werden kann.
  • Nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung kann eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen, die hochzuverlässige Transistoren mit stabilen elektrischen Eigenschaften aufweisen, hergestellt werden.
  • Figurenliste
  • In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
    • 1A bis 1C eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung;
    • 2A bis 2G eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung;
    • 3A bis 3D jeweils eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung;
    • 4A bis 4F eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung;
    • 5A bis 5C eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung;
    • 6A bis 6F eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung;
    • 7A bis 7C eine Querschnittansicht, eine Draufsicht bzw. ein Schaltschema einer Halbleitervorrichtung;
    • 8A bis 8C jeweils eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung;
    • 9 eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung;
    • 10 eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung;
    • 11 eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung;
    • 12A und 12B eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung;
    • 13A und 13B ein elektronisches Gerät;
    • 14A bis 14F elektronische Geräte;
    • 15 SIMS-Messergebnisse eines mit Sauerstoff dotierten Silizium-Wafer;
    • 16A und 16B quergeschnittene STEM-Bilder; und
    • 17A und 17B eine Draufsicht und eine Querschnittansicht einer Plasmaeinrichtung.
  • Beste Methode zum Durchführen der Erfindung
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung, die in der vorliegenden Patentschrift offengelegt ist, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die in der vorliegenden Patentschrift offengelegte Erfindung nicht auf die nachstehende Beschreibung beschränkt ist und es für Fachleute des betreffenden Fachgebiets offensichtlich ist, dass Modi und Details auf verschiedene Weise verändert werden können, ohne dass dadurch vom Geist und Umfang der Erfindung abgewichen wird. Daher darf die in der vorliegenden Patentschrift offengelegte Erfindung nicht als auf die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden.
  • In der vorliegenden Patentschrift werden Ordnungszahlen, wie z. B. „erste“, „zweite“ und „dritte“ verwendet, um eine Verwechslung der Komponenten zu vermeiden, und die Ausdrücke sind keine zahlenmäßige Einschränkung der Komponenten.
  • [Ausführungsform 1]
  • Bei dieser Ausführungsform werden eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung mit Bezug auf 1A bis 1C, 2A bis 2G und 3A bis 3D beschrieben.
  • <Aufbaubeispiel einer Halbleitervorrichtung>
  • 1A bis 1C zeigten ein Aufbaubeispiel eines Transistors 120. Hier zeigen 1A eine Draufsicht, 1B eine Querschnittansicht entlang A-B in 1A und 1C eine Querschnittansicht entlang C-D in 1A. Es sei darauf hingewiesen, dass einige der Komponenten des Transistors 120 (z. B. ein Gate-Isolierfilm 110) der Kürze halber in 1A wegfallen.
  • Der Transistor 120 in 1A bis 1C weist über einem Substrat 100 einen Isolierfilm 102, eine Source-Elektrode 104a, eine Drain-Elektrode 104b, einen Oxid-Halbleiterfilm 108, den Gate-Isolierfilm 110 und eine Gate-Elektrode 112 auf.
  • Bei dem Transistor 120 in 1A bis 1C ist der Isolierfilm 102 ein Film, der einer Sauerstoffdotierungsbehandlung unterzogen worden ist. Aufgrund der Durchführung einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Isolierfilm 102 kann der Transistor 120 mit verbesserter Zuverlässigkeit erhalten werden.
  • <Beispiel für einen Herstellungsprozess einer Halbleitervorrichtung>
  • Ein Beispiel für einen Herstellungsprozess der Halbleitervorrichtung in 1A bis 1C wird nachstehend mit Bezug auf 2A bis 2G beschrieben.
  • Zuerst wird der Isolierfilm 102 über dem Substrat 100 ausgebildet (siehe 2A).
  • Es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich eines Materials des Substrats 100, solange das Material zumindest eine Wärmebeständigkeit aufweist, die hoch genug ist, um einer später durchgeführten Wärmebehandlung standzuhalten. Beispielsweise kann ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Saphirsubstrat als das Substrat 100 verwendet werden. Alternativ kann ein Einkristall-Halbleitersubstrat oder ein polykristallines Halbleitersubstrat aus Silizium, Siliziumkarbid oder dergleichen, ein Verbund-Halbleitersubstrat aus Siliziumgermanium oder dergleichen, ein SOI-Substrat oder dergleichen als das Substrat 100 verwendet werden. Als eine weitere Alternative kann jedes geeignete dieser Substrate, das ferner ein Halbleiterelement aufweist, als das Substrat 100 verwendet werden.
  • Ein flexibles Substrat kann alternativ als das Substrat 100 verwendet werden. Wenn ein Transistor über dem flexiblen Substrat vorgesehen ist, kann der Transistor direkt über dem flexiblen Substrat ausgebildet werden, oder der Transistor kann über einem anderen Substrat ausgebildet und dann getrennt werden, um zu dem flexiblen Substrat transferiert zu werden. Um den Transistor zu trennen und zu dem flexiblen Substrat zu transferieren, ist vorzugsweise eine Trennschicht zwischen dem anderen Substrat und dem Transistor ausgebildet.
  • Der Isolierfilm 102 dient als ein Basisfilm. Insbesondere kann der Isolierfilm 102 unter Verwendung von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Galliumoxid, einem daraus gemischten Material oder dergleichen ausgebildet werden. Der Isolierfilm 102 kann mit einer einschichtigen Struktur oder einer Schichtstruktur unter Verwendung eines Isolierfilms, der jedes geeignete der oben genannten Materialien aufweist, ausgebildet werden.
  • Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Verfahrens zum Ausbilden des Isolierfilms 102. Beispielsweise kann der Isolierfilm 102 mittels eines Abscheideverfahrens, wie z. B. eines Plasma-CVD-Verfahrens, oder eines Sputterverfahrens, ausgebildet werden. Ein Sputterverfahren wird hinsichtlich einer geringen Möglichkeit des Eintretens von Wasserstoff, Wasser und dergleichen bevorzugt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass es besonders bevorzugt ist, den Isolierfilm 102 unter Verwendung eines Isoliermaterials auszubilden, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des später ausgebildeten Oxid-Halbleiterfilms. Ein solches Material ist für einen Oxid-Halbleiterfilm geeignet; somit kann dann, wenn es für den Isolierfilm 102 verwendet wird, der Zustand der Übergangsstelle zu dem Oxid-Halbleiterfilm in einem günstigen Zustand gehalten werden. Hier bedeutet enthält „eine Komponente, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms“ das Enthalten eines oder mehrerer Elemente, die aus den Bestandelementen des Oxid-Halbleiterfilms ausgewählt sind. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem der Oxid-Halbleiterfilm unter Verwendung eines auf In-Ga-Zn-O basierenden Oxid-Halbleitermaterials ausgebildet wird, ein Galliumoxid oder dergleichen als ein solches Isoliermaterial angegeben, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms.
  • In dem Fall, in dem der Isolierfilm 102 eine Schichtstruktur aufweist, ist es ferner vorteilhaft, eine Schichtstruktur aus einem Film, der unter Verwendung eines Isoliermaterials ausgebildet wird, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms (nachstehend als ein Film a bezeichnet), und einem Film zu verwenden, der ein anderes Material als ein Bestandmaterial des Films a enthält (nachstehend als ein Film b bezeichnet). Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn der Isolierfilm 102 eine solche Struktur aufweist, bei der der Film a und der Film b von der Oxid-Halbleiterfilm-Seite aus sequentiell gestapelt sind, wird eine Ladung vorzugsweise an der Übergangsstelle zwischen dem Film a und dem Film b eingefangen (im Vergleich zu der Übergangsstelle zwischen dem Oxid-Halbleiterfilm und dem Film a). Somit kann ein Einfangen von Ladung an der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms in ausreichendem Maße unterbunden werden, was zu einer höheren Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung führt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass als eine solche Schichtstruktur eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumoxidfilm, eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumnitridfilm oder dergleichen verwendet werden kann.
  • Als Nächstes wird der Isolierfilm 102 einer Behandlung unter Verwendung von Sauerstoff 180 (auch als Sauerstoffdotierungsbehandlung oder Sauerstoffplasmadotierungs-Behandlung bezeichnet) unterzogen (siehe 2B) Hier enthält der Sauerstoff 180 ein Sauerstoffradikal, ein Sauerstoffatom und/oder ein Sauerstoffion. Aufgrund der Durchführung einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Isolierfilm 102 kann Sauerstoff in dem Isolierfilm 102 enthalten sein, und Sauerstoff kann in einem von beiden oder beiden des Oxid-Halbleiterfilms 108, der später ausgebildet wird, und/oder der Nähe der Übergangsstelle zu dem Oxid-Halbleiterfilm 108 enthalten sein. In diesem Fall ist die Menge an Sauerstoff, der in dem Isolierfilm 102 enthalten ist, größer als das stöchiometrische Verhältnis des Isolierfilms 102 oder ist bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als vier Mal das stöchiometrische Verhältnis, stärker bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Verhältnisses. Alternativ kann die Menge an Sauerstoff in dem Isolierfilm 102 größer sein als Y oder kann vorzugsweise größer als Y und kleiner als 4Y sein, wobei die Menge an Sauerstoff in dem Fall, in dem das Material des Isolierfilms 102 ein Einkristall ist, Y ist. Bei einer weiteren Alternative kann die Menge an Sauerstoff, der in dem Isolierfilm 102 enthalten ist, größer sein als Z und kann vorzugsweise größer als Z oder kleiner als 4Z sein auf der Basis der Menge an Sauerstoff Z in dem Isolierfilm in dem Fall, in dem keine Sauerstoffdotierungsbehandlung durchgeführt wird.
  • Beispielsweise kann in dem Fall, in dem Galliumoxid, dessen Zusammensetzung von GaOx (x > 0) dargestellt wird, verwendet wird, da ein Einkristall von Galliumoxid Ga2O3 ist, x größer als 1,5 und kleiner als 6 sein (d. h. die Menge an O ist größer als 1,5 Mal die an Ga und kleiner als 6 Mal die an Ga). Alternativ ist beispielsweise in dem Fall, in dem Siliziumoxid, dessen Zusammensetzung durch SiOx (x > 0) dargestellt wird, verwendet wird, dann, wenn SiO2 (d. h. die Menge an O ist doppelt so groß wie die an Si) verwendet wird, x größer als 2 und kleiner als 8 (d. h. die Menge an O ist größer als die doppelte Menge an Si und kleiner als 8 Mal die an Si). Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Region mit Sauerstoffüberschuss in einem Teil des Isolierfilms (einschließlich seiner Übergangsstelle) vorhanden sein kann.
  • In dem Oxid-Halbleiterfilm ist Sauerstoff eines der Haupt-Bestandmaterialien. Somit ist es schwierig, die Sauerstoffkonzentration des Oxid-Halbleiterfilms mittels eines Verfahrens, wie z. B. der sekundären lonenmassenspektrometrie (SIMS), genau zu ermitteln. Mit anderen Worten: es kann gesagt werden, dass es schwierig ist zu bestimmen, ob Sauerstoff absichtlich zu dem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt worden ist.
  • Isotope, wie z. B. O17 oder O18 sind in Sauerstoff vorhanden, und es ist bekannt, dass ihre in der Natur vorhandenen Verhältnisse ungefähr 0,038 % und ungefähr 0,2 % all dieser Sauerstoffatome betragen. Das heißt, dass es möglich ist, die Konzentrationen dieser Isotope in dem Oxid-Halbleiterfilm mittels eines Verfahrens, wie z. B. SIMS, zu messen; daher kann die Sauerstoffkonzentration des Oxid-Halbleiterfilms durch Messen der Konzentrationen dieser Isotope genauer ermittelt werden. Somit können die Konzentrationen dieser Isotope gemessen werden, um zu bestimmen, ob Sauerstoff absichtlich zu dem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt worden ist.
  • Beispielsweise ist dann, wenn die Konzentration von O18 als Referenz verwendet wird, D1 (O18) > D2 (O18) erfüllt, wobei D1 (O18) die Konzentration eines Isotops von Sauerstoff in einer Region des mit Sauerstoff dotierten Oxid-Halbleiterfilms ist und D2 (O18) die Konzentration eines Isotops von Sauerstoff in einer Region des Oxid-Halbleiterfilms ist, die nicht mit Sauerstoff dotiert ist.
  • Es wird bevorzugt, dass zumindest ein Teil des Sauerstoffs 180, der zu dem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt wird, offene Bindungen in dem Oxid-Halbleiterfilm aufweist, nachdem er zu dem Halbleiter hinzugefügt worden ist. Der Grund dafür ist, dass solche offenen Bindungen mit Wasserstoff verbunden werden, der in dem Film verbleibt, so dass Wasserstoff fixiert werden kann (zu unbeweglichen Ionen gemacht wird).
  • Der Sauerstoff 180 kann von einer Plasmaerzeugungseinrichtung oder einer Ozonerzeugungseinrichtung erzeugt werden. Insbesondere wird beispielsweise eine Einrichtung, die in der Lage ist, eine Halbleitervorrichtung zu ätzen, eine Einrichtung, die in der Lage ist, eine Resist-Maske zu veraschen, oder dergleichen zum Erzeugen des Sauerstoffs 180 verwendet, und der Isolierfilm 102 kann bearbeitet werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bevorzugt wird, eine elektrische Vorspannung an das Substrat anzulegen, um eine Sauerstoffdotierung besser durchzuführen.
  • Als Nächstes wird ein leitender Film zum Ausbilden der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode (einschließlich einer Verdrahtung, die in derselben Schicht ausgebildet ist wie die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode) über dem Isolierfilm 102 ausgebildet und bearbeitet, um die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b auszubilden (siehe 2C). Es sei darauf hingewiesen, dass die Kanallänge L des Transistors von der Distanz zwischen den Rändern der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b, die hier ausgebildet sind, bestimmt wird.
  • Als der leitende Film, der für die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b verwendet wird, kann ein Metallfilm, der ein Element ausgewählt aus AI, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo und W enthält, ein Metalloxidfilm, der jedes geeignete der oben genannten Elemente als seine Komponente enthält (z. B. ein Titannitridfilm, ein Molybdännitridfilm oder ein Wolframnitridfilm) oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann ein leitender Film verwendet werden, bei dem ein einen hohen Schmelzpunkt aufweisender Metallfilm aus Ti, Mo, W oder dergleichen oder ein Metallnitridfilm aus jedem geeigneten dieser Elemente (ein Titannitridfilm, ein Molybdännitridfilm oder ein Wolframnitrifilm) auf einer oder beiden einer unteren Seite und einer oberen Seite eines Metallfilms aus AI, Cu oder dergleichen gestapelt sein kann.
  • Alternativ kann der leitende Film, der für die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b verwendet wird, unter Verwendung eines leitenden Metalloxids ausgebildet werden. Als das leitende Metalloxid kann Indiumoxid, Zinnoxid, Zinkoxid, ein aus Indiumoxid-Zinnoxid gemischtes Oxid (abgekürzt zu ITO), ein aus Indiumoxid-Zinkoxid gemischtes Oxid oder jedes geeignete dieser Metalloxidmaterialien, das Siliziumoxid enthält, verwendet werden.
  • Der leitende Film kann durch Ätzen unter Verwendung einer Resist-Maske bearbeitet werden. Ultraviolett, ein KrF-Laserlicht, ein ArF-Laserlicht oder dergleichen wird vorzugsweise für die Belichtung zum Ausbilden einer zum Ätzen vorgesehenen Resist-Maske verwendet.
  • In dem Fall, in dem die Kanallänge L kleiner ist als 25 nm, wird die Belichtung zum Zeitpunkt des Ausbildens der Resist-Maske vorzugsweise unter Verwendung von beispielsweise extremem Ultraviolett mit einer extrem kurzen Wellenlänge von mehreren Nanometern bis zu mehreren zehn Nanometern durchgeführt. Bei der Belichtung unter Verwendung von extremem Ultraviolett ist die Auflösung hoch und die Fokustiefe groß. Somit kann die Kanallänge L des Transistors, der später ausgebildet wird, verringert werden, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit einer Schaltung erhöht werden kann.
  • Ein Ätzschritt kann unter Verwendung einer Resist-Maske, die mittels einer sogenannten Mehrton-Maske ausgebildet wird, durchgeführt werden. Eine Resist-Maske, die unter Verwendung einer Mehrton-Maske ausgebildet wird, weist eine Vielzahl von Dicken auf und kann ferner durch Veraschung in der Form verändert werden; somit kann eine solche Resist-Maske in einer Vielzahl von Ätzschritten für unterschiedliche Muster verwendet werden. Daher kann eine Resist-Maske für mindestens zwei Arten von Mustern unter Verwendung einer Mehrton-Maske ausgebildet werden, was zu einer Vereinfachung des Prozesses führt.
  • Als Nächstes wird ein Oxid-Halbleiterfilm, der mit der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b in Kontakt steht, über dem Isolierfilm 102 ausgebildet, und dann wird der Oxid-Halbleiterfilm bearbeitet, um einen inselförmigen Oxid-Halbleiterfilm 106 auszubilden (siehe 2D).
  • Der Oxid-Halbleiterfilm wird vorzugsweise mittels eines Verfahrens ausgebildet, bei dem Wasserstoff, Wasser und dergleichen nicht leicht in den Film eintreten, wie z. B. eines Sputterverfahrens. Die Dicke des Oxid-Halbleiterfilms ist vorzugsweise größer als oder gleich 3 nm und kleiner als oder gleich 30 nm. Der Grund dafür ist, dass der Transistor möglicherweise selbstleitend sein kann, wenn der Oxid-Halbleiterfilm zu dick ist (z. B. die Dicke 50 nm oder mehr beträgt).
  • Als ein Material des Oxid-Halbleiterfilms kann beispielsweise ein Oxid-Halbleitermaterial, das Indium enthält, oder ein Oxid-Halbleitermaterial, das Indium und Gallium enthält, verwendet werden.
  • Als ein Material des Oxid-Halbleiterfilms kann jedes der folgenden Materialien verwendet werden: ein Vierkomponenten-Metalloxid, wie z. B. ein auf In-Sn-Ga-Zn-O basierendes Material; Dreikomponenten-Metalloxide, wie z. B. ein auf In-Ga-Zn-O basierendes Material, ein auf In-Sn-Zn-O basierendes Material, ein auf In-Al-Zn-O basierendes Material, ein auf Sn-Ga-Zn-O basierendes Material, ein auf Al-Ga-Zn-O basierendes Material und ein auf Sn-Al-Zn-O basierendes Material; Zweikomponenten-Metalloxide, wie z. B. ein auf In-Zn-O basierendes Material, ein auf Sn-Zn-O basierendes Material, ein auf AI-Zn-O basierendes Material, ein auf Zn-Mg-O basierendes Material, ein auf Sn-Mg-O basierendes Material, ein auf In-Mg-O basierendes Material und ein auf In-Ga-O basierendes Material; und Einkomponenten-Metalloxide, wie z. B. ein auf In-O basierendes Material, ein auf Sn-O basierendes Material und ein auf Zn-O basierendes Material. Ferner können die oben genannten Materialien Siliziumoxid enthalten. Hier bedeutet beispielsweise ein auf In-Ga-Zn-O basierendes Material einen Oxidfilm, der Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthält, und es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich seines Zusammensetzungsverhältnisses. Ferner kann das auf In-Ga-Zn-O basierende Material ein weiteres Element zusätzlich zu In, Ga und Zn enthalten.
  • Der Oxid-Halbleiterfilm kann ein Dünnfilm sein, der unter Verwendung eines Materials ausgebildet wird, das von der chemischen Formel InMO3(ZnO)m (m > 0) dargestellt wird. Hier bedeutet Mein oder mehrere Metallelemente ausgewählt aus Ga, AI, Mn und Co. Beispielsweise kann M Ga, Ga und Al, Ga und Mn, Ga und Co oder dergleichen sein.
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Oxid-Halbleiterfilm mittels eines Sputterverfahrens unter Verwendung eines auf In-Ga-Zn-O basierenden Oxid-Target ausgebildet.
  • Als das auf In-Ga-Zn-O basierende Oxid-Target kann beispielsweise ein Oxid-Target mit einem Zusammensetzungsverhältnis von In2O3:Ga2O3:ZnO = 1:1:1 [Molverhältnis] verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass es nicht erforderlich ist, das Material und das Zusammensetzungsverhältnis des Target auf die oben genannten zu beschränken. Beispielsweise kann alternativ ein Oxid-Target mit einem Zusammensetzungsverhältnis von In2O3:Ga2O3:ZnO = 1:1:2 [Molverhältnis] verwendet werden.
  • In dem Fall, in dem ein auf In-Zn-O basierendes Material für den Oxid-Halbleiter verwendet wird, wird ein Target mit dem folgenden Zusammensetzungsverhältnis verwendet: das Zusammensetzungsverhältnis von In:Zn ist 50:1 bis 1:2 in einem Atomverhältnis (In2O3:ZnO = 25:1 bis 1:4 in einem Molarverhältnis), vorzugsweise 20:1 bis 1:1 in einem Atomverhältnis (In2O3:ZnO = 10:1 bis 2:1 in einem Molverhältnis), stärker bevorzugt 1,5:1 bis 15:1 in einem Atomverhältnis (In2O3:ZnO = 3:4 bis 15:2 in einem Molarverhältnis). Beispielsweise hat ein Target, das für das Ausbilden eines auf In-Zn-O basierenden Halbleiters verwendet wird, das folgende Atomverhältnis: In:Zn:O ist X:Y:Z, wobei Z > 1,5X + Y ist.
  • Die Füllmenge des Oxid-Target ist höher als oder gleich 90 % und niedriger als oder gleich 100 %, vorzugsweise höher als oder gleich 95 % und niedriger als oder gleich 99,9 %. Bei Verwendung des Metalloxid-Target mit einer hohen Füllmenge kann ein dichter Oxid-Halbleiterfilm ausgebildet werden.
  • Die Abscheideatmosphäre kann eine Edelgas- (typischerweise Argon-) Atmosphäre, eine Sauerstoffatmosphäre oder eine Mischatmosphäre sein, die ein Edelgas und Sauerstoff enthält. Ferner wird bevorzugt, dass eine Atmosphäre verwendet wird, bei der ein hochreines Gas verwendet wird, in dem Fremdatome, die Wasserstoffatome enthalten, wie z. B. Wasserstoff, Wasser, eine Verbindung mit einer Hydroxyl-Gruppe und ein Hydrid, entfernt werden, da das Eintreten von Wasserstoff, Wasser, einer Verbindung mit einer Hydroxyl-Gruppe und eines Hydrids in den Oxid-Halbleiterfilm verhindert werden kann.
  • Insbesondere kann beispielsweise der Oxid-Halbleiterfilm wie folgt ausgebildet werden.
  • Zuerst wird das Substrat 100 in einer Abscheidekammer platziert, die unter einem reduzierten Druck gehalten wird, und die Substrattemperatur wird auf eine Temperatur eingestellt, die höher als oder gleich 100 °C und niedriger als oder gleich 600 °C ist, vorzugsweise höher als oder gleich 200 °C und niedriger als oder gleich 400 °C. Der Grund dafür ist, dass die Konzentration eines Fremdatoms, das in dem Oxid-Halbleiterfilm enthalten ist, verringert werden kann, wenn eine Abscheidung durchgeführt wird, während das Substrat 100 erwärmt wird. Der Grund dafür ist auch, dass eine Beschädigung aufgrund von Sputtern verringert werden kann.
  • Dann wird ein hochreines Gas, in dem Fremdatome, die Wasserstoffatome enthalten, wie z. B. Wasserstoff und Feuchtigkeit, in ausreichendem Maße entfernt werden, in die Abscheidekammer eingeleitet, aus der verbleibende Feuchtigkeit entfernt wird, und der Oxid-Halbleiterfilm wird unter Verwendung des Target über dem Substrat 100 ausgebildet. Zum Entfernen von Feuchtigkeit, die in der Abscheidekammer verbleibt, wird vorzugsweise eine Einfang-Vakuumpumpe, wie z. B. eine Kryopumpe, eine lonenpumpe oder eine Titan-Sublimationspumpe als eine Entleerungseinheit verwendet. Ferner kann eine Entleerungseinrichtung eine Turbo-Molekularpumpe sein, die eine Kühlfalle aufweist. In der Abscheidekammer, die mit der Kryopumpe entleert wird, werden ein Wasserstoffmolekül, eine Verbindung, die ein Wasserstoffatom enthält, wie z. B. Wasser (H2O) (ferner vorzugsweise auch eine Verbindung, die ein Kohlenstoffatom enthält) und dergleichen entfernt, wodurch die Konzentration eines Fremdatoms in dem Oxid-Halbleiterfilm, der in der Abscheidekammer ausgebildet wird, verringert werden kann.
  • Es folgt ein Beispiel für die Abscheidebedingungen: die Distanz zwischen dem Substrat und dem Target beträgt 100 mm, der Druck beträgt 0,6 Pa, die Gleichstrom- (direct current DC-) Leistung beträgt 0,5 kW und die Abscheideatmosphäre ist eine Sauerstoffatmosphäre (die Strömungsmenge des Sauerstoffs beträgt 100 %). Es sei darauf hingewiesen, dass eine Impuls-Gleichstromleistungsquelle bevorzugt wird, da eine Erzeugung von pulverförmigen Substanzen (auch als Partikel oder Staub bezeichnet) bei der Abscheidung unterbunden werden kann und die Dickenverteilung gleichförmig sein kann.
  • Der Oxid-Halbleiterfilm kann auf eine solche Weise bearbeitet werden, dass eine Maske, die eine gewünschte Form aufweist, über dem Oxid-Halbleiterfilm ausgebildet wird und dann der Oxid-Halbleiterfilm geätzt wird. Die Maske kann mittels eines Verfahrens, wie z. B. Fotolithografie oder eines Tintenstrahlverfahrens, ausgebildet werden.
  • Für das Ätzen des Oxid-Halbleiterfilms kann entweder Nassätzen oder Trockenätzen angewendet werden. Es braucht nicht darauf hingewiesen zu werden, dass beide Verfahren in Kombination angewendet werden können.
  • Danach wird eine Wärmebehandlung an dem Oxid-Halbleiterfilm 106 durchgeführt, so dass der hochreine Oxid-Halbleiterfilm 108 ausgebildet wird (siehe 2E). Wasserstoff (einschließlich Wasser und einer Hydroxyl-Gruppe) in dem Oxid-Halbleiterfilm 106 wird durch die Wärmebehandlung entfernt, und die Struktur des Oxid-Halbleiterfilms wird umgestaltet, so dass Fehlerpegel in einer Energielücke verringert werden können. Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur durchgeführt, die höher als oder gleich 250 °C und niedriger als oder gleich 650 °C ist, vorzugsweise höher als oder gleich 450 °C und niedriger als oder gleich 600 °C oder niedriger als die Entspannungsgrenze des Substrats.
  • Die Wärmebehandlung kann beispielsweise auf eine solche Weise durchgeführt werden, dass ein zu bearbeitendes Objekt in einen Elektroofen eingebracht wird, in dem ein Widerstandsheizelement oder dergleichen verwendet wird, und in einer Stickstoffatmosphäre bei 450 °C eine Stunde lang erwärmt wird. Bei der Wärmebehandlung ist der Oxid-Halbleiterfilm 106 nicht der Luft ausgesetzt, um das Eintreten von Wasser und Wasserstoff zu verhindern.
  • Eine Wärmebehandlungseinrichtung ist nicht auf einen Elektroofen beschränkt und kann eine Einrichtung zum Erwärmen eines Objekts mittels thermischer Strahlung oder thermischer Leitung von einem Medium, wie z. B. einem erwärmten Gas, sein. Beispielsweise können eine RTA- (rapid thermal anneal = Kurzzeittemper-) Einrichtung, wie z. B. eine LRTA- (lamp rapid thermal anneal = Lampen-Kurzzeittemper-) Einrichtung oder eine GRTA- (gas rapid thermal anneal = Gas-Kurzzeittemper-) Einrichtung verwendet werden. Eine LRTA-Einrichtung ist eine Einrichtung zum Erwärmen eines zu bearbeitenden Objekts durch Lichtstrahlung (eine elektromagnetische Welle), die von einer Lampe emittiert wird, wie z. B. einer Halogenlampe, einer Metall-Halogenid-Lampe, einer Xenonbogenlampe, einer Kohlebogenlampe, einer Hochdruck-Natriumlampe oder einer Hochdruck-Quersilberlampe. Eine GRTA-Einrichtung ist eine Einrichtung zum Durchführen einer Wärmebehandlung unter Verwendung eines Hochtemperaturgases.
  • Beispielsweise kann als die Wärmebehandlung eine GRTA-Behandlung wie folgt durchgeführt werden. Das Objekt wird in eine Inertgasatmosphäre, die erwärmt worden ist, eingebracht, mehrere Minuten lang erwärmt und dann aus der Inertgasatmosphäre herausgenommen. Eine GRTA-Behandlung ermöglicht eine Hochtemperatur-Wärmebehandlung in einer kurzen Zeit. Ferner kann eine GRTA-Behandlung selbst dann angewendet werden, wenn die Temperatur die obere Temperaturgrenze des Objekts übersteigt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Inertgas während der Behandlung zu einem gashaltigen Sauerstoff umgeschaltet werden kann. Der Grund dafür ist, dass die Anzahl von Fehlerpegeln in einer Energielücke aufgrund eines Sauerstoffdefizits durch Durchführen der Wärmebehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre verringert werden kann.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass als die Inertgasatmosphäre vorzugsweise eine Atmosphäre, die Stickstoff oder ein Edelgas (z. B. Helium, Neon oder Argon) als ihre Hauptkomponente enthält und kein Wasser, Wasserstoff oder dergleichen enthält, verwendet wird. Beispielsweise ist die Reinheit von Stickstoff oder einem Edelgas, wie z. B. Helium, Neon oder Argon, das in eine Wärmebehandlungseinrichtung eingebracht wird, größer als oder gleich 6 N (99,9999 %), vorzugsweise größer als oder gleich 7 N (99,99999 %) (das heißt, dass die Konzentration der Fremdatome kleiner als oder gleich 1 ppm, vorzugsweise kleiner als oder gleich 0,1 ppm ist).
  • In jedem Fall wird der i- (Intrinsic / Intrinsisch-) oder im Wesentlichen i-Oxid-Halbleiterfilm ausgebildet, bei dem Fremdatome durch die Wärmebehandlung entfernt werden, wodurch ein Transistor mit außerordentlich ausgezeichneten Eigenschaften realisiert werden kann.
  • Die oben beschriebene Wärmebehandlung kann aufgrund ihres vorteilhaften Effekts des Entfernens von Wasserstoff, Wasser oder dergleichen als eine Behandlung zum Entziehen von Wasser, eine Behandlung zum Entziehen von Wasserstoff oder dergleichen bezeichnet werden. Die Behandlung zum Entziehen von Wasser oder die Behandlung zum Entziehen von Wasserstoff kann zu dem Zeitpunkt beispielsweise vor der Bearbeitung des Oxid-Halbleiterfilms zum Erhalten einer Inselform durchgeführt werden. Eine solche Behandlung zum Entziehen von Wasser oder eine Behandlung zum Entziehen von Wasserstoff kann einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
  • Dann wird der Gate-Isolierfilm 110 so ausgebildet, dass er mit dem Oxid-Halbleiterfilm 108 in Kontakt steht, um die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b zu bedecken (siehe 2F).
  • Der Gate-Isolierfilm 110 kann auf eine ähnliche Weise ausgebildet werden wie der Isolierfilm 102. Das heißt, dass der Gate-Isolierfilm 110 unter Verwendung von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Galliumoxid, einem daraus gemischten Material oder dergleichen ausgebildet werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Material, das eine hohe dielektrische Konstante aufweist, wie z. B. Hafniumoxid, Tantaloxid, Yttriumoxid, Hafniumsilikat (HfSixOy (x > 0, y > 0), Hafniumsilikat (HfSixOy (x > 0, y > 0), zu dem Stickstoff hinzugefügt wird, oder Hafniumaluminat (HfAlxOy (x > 0, y > 0), zu dem Stickstoff hinzugefügt wird, für den Gate-Isolierfilm 110 verwendet werden kann unter Berücksichtigung der Funktion des Gate-Isolierfilms des Transistors.
  • Wie im Falle des Isolierfilms 102 kann eine Schichtstruktur verwendet werden. In diesem Fall wird bevorzugt, eine Schichtstruktur aus einem Film, der unter Verwendung eines Isoliermaterials ausgebildet wird, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms (nachstehend als ein Film a bezeichnet), und einem Film zu verwenden, der ein anderes Material als ein Bestandmaterial des Films a enthält (nachstehend als ein Film b bezeichnet). Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn der Isolierfilm 110 eine solche Struktur aufweist, bei der der Film a und der Film b von der Oxid-Halbleiterfilm-Seite aus sequentiell gestapelt sind, wird eine Ladung vorzugsweise an der Übergangsstelle zwischen dem Film a und dem Film b eingefangen (im Vergleich zu der Übergangsstelle zwischen dem Oxid-Halbleiterfilm und dem Film a). Somit kann ein Einfangen von Ladung an der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms in ausreichendem Maße unterbunden werden, was zu einer höheren Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung führt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass als eine solche Schichtstruktur eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumoxidfilm, eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumnitridfilm oder dergleichen verwendet werden kann.
  • Eine Wärmebehandlung wird vorzugsweise nach dem Ausbilden des Gate-Isolierfilms 110 durchgeführt. Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur durchgeführt, die höher als oder gleich 250 °C und niedriger als oder gleich 700 °C ist, vorzugsweise höher als oder gleich 450 °C und niedriger als oder gleich 600 °C oder niedriger als die Entspannungsgrenze des Substrats.
  • Die Wärmebehandlung kann in einer Atmosphäre von Stickstoff, Sauerstoff, einer ultratrockenen Luft (der Feuchtigkeitsgehalt ist niedriger als oder gleich 20 ppm (-55 °C durch Umwandeln in einen Taupunkt), bevorzugt niedriger als oder gleich 1 ppm, stärker bevorzugt niedriger als oder gleich 10 ppb bei der Messung unter Verwendung eines Taupunktmessers eines Cavity Ringdown-Laserspektroskopie- (CRDS-) Systems) oder einem Edelgas (Argon, Helium oder dergleichen) durchgeführt werden. Die Atmosphäre von Stickstoff, Sauerstoff, der ultratrockenen Luft oder dem Edelgas enthält vorzugsweise ein Fremdatom von Wasser, Wasserstoff oder dergleichen in einer so niedrigen Menge wie möglich. Die Reinheit von Stickstoff, Sauerstoff oder dem Edelgas, das in die Wärmebehandlungseinrichtung eingebracht wird, wird bevorzugt auf 6 N (99,9999 %) oder höher, stärker bevorzugt 7 N (99,99999 %) oder höher eingestellt (das heißt, die Fremdatomkonzentration beträgt bevorzugt 1 ppm oder weniger, stärker bevorzugt 0,1 ppm oder weniger).
  • Die Wärmebehandlung nach dieser Ausführungsform wird durchgeführt, während der Oxid-Halbleiterfilm 108 und der Gate-Isolierfilm 110 miteinander in Kontakt stehen. Somit kann Sauerstoff, der aufgrund der Behandlung zum Entziehen von Wasser (oder zum Entziehen von Wasserstoff) reduziert werden kann, dem Oxid-Halbleiterfilm 108 zugeführt werden. In diesem Sinne kann die Wärmebehandlung auch als Zuführen von Sauerstoff bezeichnet werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass es keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Zeitpunkts der Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff gibt, solange sie nach dem Ausbilden des Oxid-Halbleiterfilms 108 erfolgt. Beispielsweise kann die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff nach dem Ausbilden der Gate-Elektrode durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff kann nach der Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen durchgeführt werden; die Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen kann auch als die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff dienen; die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff kann auch als Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen dienen.
  • Wie oben beschrieben ist, werden die Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen und eine Sauerstoffdotierungsbehandlung oder die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff angewendet, wodurch der Oxid-Halbleiterfilm 108 hochgereinigt werden kann, um so wenige Fremdatome wie möglich zu enthalten. Der hochreine Oxid-Halbleiterfilm 108 enthält extrem wenige (nahe null) Träger, die von einem Donator stammen.
  • Dann wird die Gate-Elektrode 112 ausgebildet (siehe 2G). Die Gate-Elektrode 112 kann unter Verwendung eines Metallmaterials, wie z. B. Molybdän, Titan, Tantal, Wolfram, Aluminium, Kupfer, Neodym oder Skandium oder einem Legierungsmaterial, das jedes geeignete dieser Materialien enthält, als ihre Hauptkomponente ausgebildet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Gate-Elektrode 112 eine einschichtige Struktur oder eine Schichtstruktur aufweisen kann.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass ein Isolierfilm nach dem Ausbilden der Gate-Elektrode 112 ausgebildet werden kann. Der Isolierfilm kann unter Verwendung von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Galliumoxid, einem daraus gemischten Material oder dergleichen ausgebildet werden. Insbesondere wird ein Siliziumnitridfilm als der Isolierfilm bevorzugt, da verhindert werden kann, dass hinzugefügter Sauerstoff nach außen freigegeben wird, und es kann auf effektive Weise verhindert werden, dass Wasserstoff oder dergleichen von außen in den Oxid-Halbleiterfilm 108 eintritt. Eine Verdrahtung, die mit der Source-Elektrode 104a, der Drain-Elektrode 104b, der Gate-Elektrode 112 oder dergleichen verbunden ist, kann ausgebildet werden.
  • Mittels des oben beschriebenen Prozesses wird der Transistor 120 ausgebildet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die vorstehende Beschreibung ein Beispiel ist, bei dem eine Sauerstoffdotierungsbehandlung an der gesamten Fläche des Isolierfilms 102 durchgeführt wird; eine Ausführungsform der offengelegten Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Sauerstoffdotierungsbehandlung durchgeführt werden, nachdem die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b ausgebildet worden sind. In diesem Fall werden eine Region mit hoher Sauerstoffkonzentration und eine Region mit niedriger Sauerstoffkonzentration in dem Isolierfilm 102 ausgebildet.
  • <Modifiziertes Beispiel für eine Halbleitervorrichtung>
  • 3A bis 3D zeigen Querschnittansichten eines Transistors 130, eines Transistors 140, eines Transistors 150 und eines Transistors 160 als modifizierte Beispiele des Transistors 120 in 1A bis 1C
  • Der Transistor 130 in 3A ist dahingehend der gleiche wie der Transistor 120, dass er den Isolierfilm 102, die Source-Elektrode 104a, die Drain-Elektrode 104b, den Oxid-Halbleiterfilm 108, den Gate-Isolierfilm 110 und die Gate-Elektrode 112 aufweist. Der Unterschied zwischen dem Transistor 130 und dem Transistor 120 ist das Vorhandensein des Isolierfilms 114, der die oben genannten Komponenten bedeckt. Das heißt, dass der Transistor 130 den Isolierfilm 114 aufweist. Die anderen Komponenten sind die gleichen wie die des Transistors 120 in 1A bis 1C; somit kann bezüglich der Details dieser Komponenten auf die Beschreibung von 1A bis 1C Bezug genommen werden.
  • Wie in 2G dargestellt ist, kann der Isolierfilm 114 unter Verwendung von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Galliumoxid, einem daraus gemischten Material oder dergleichen ausgebildet werden. Insbesondere wird ein Siliziumnitridfilm als der Isolierfilm bevorzugt, da verhindert werden kann, dass hinzugefügter Sauerstoff nach außen freigegeben wird, und es kann auf effektive Weise verhindert werden, dass Wasserstoff oder dergleichen von außen in den Oxid-Halbleiterfilm 108 eintritt.
  • Der Transistor 140 in 3B ist dahingehend der gleiche wie der Transistor 120 in 1A bis 1C, dass er die oben genannten Komponenten aufweist. Der Unterschied zwischen dem Transistor 140 und dem Transistor 120 besteht in der Stapelfolge der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b und des Oxid-Halbleiterfilms 108. Das heißt, dass bei dem Transistor 120 die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b vor dem Ausbilden des Oxid-Halbleiterfilms 108 ausgebildet werden, wohingegen bei dem Transistor 140 der Oxid-Halbleiterfilm 108 vor dem Ausbilden der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b ausgebildet wird. Die anderen Komponenten sind die gleichen wie die in 1A bis 1C. Es sei darauf hingewiesen, dass der Transistor 140 wie der Transistor 130 den Isolierfilm 114 aufweisen kann.
  • Der Transistor 150 in 3C ist dahingehend der gleiche wie der Transistor 120 in 1A bis 1C, dass er die oben genannten Komponenten aufweist. Der Unterschied zwischen dem Transistor 150 und dem Transistor 120 besteht in dem Isolierfilm auf der Seite des Substrats 100. Mit anderen Worten: der Transistor 150 weist einen Stapel aus einem Isolierfilm 102a und einem Isolierfilm 102b auf. Die anderen Komponenten sind die gleichen wie diejenigen in 3B.
  • Wenn die Schichtstruktur aus dem Isolierfilm 102a und dem Isolierfilm 102b auf diese Weise verwendet wird, wird eine Ladung vorzugsweise an der Übergangsstelle zwischen dem Isolierfilm 102a und dem Isolierfilm 102b eingefangen. Somit kann ein Einfangen von Ladung an der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms 108 in ausreichendem Maße unterbunden werden, was zu einer höheren Zuverlässigkeit einer Halbleitervorrichtung führt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass es bevorzugt wird, den Isolierfilm 102b unter Verwendung eines Isoliermaterials auszubilden, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms 108, und den Isolierfilm 102a mit einem anderen Material auszubilden als dem Bestandmaterial des Isolierfilms 102b. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem der Oxid-Halbleiterfilm 108 unter Verwendung eines auf In-Ga-Zn-O basierenden Oxid-Halbleitermaterials ausgebildet wird, Galliumoxid oder dergleichen als ein solche Isoliermaterial angegeben, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms 108. In diesem Fall kann eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumoxidfilm, eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumnitridfilm oder dergleichen verwendet werden.
  • Der Transistor 160 in 3D ist dahingehend der gleiche wie der Transistor 120 in 1A bis 1C, dass er die oben genannten Komponenten aufweist. Der Unterschied zwischen dem Transistor 160 und dem Transistor 120 besteht in dem Isolierfilm und dem Gate-Isolierfilm auf der Seite des Substrats 100. Mit anderen Worten: der Transistor 160 weist einen Stapel aus dem Isolierfilm 102a und dem Isolierfilm 102b und einen Stapel aus einem Gate-Isolierfilm 110a und einem Gate-Isolierfilm 110b auf Die anderen Komponenten sind die gleichen wie die in 1A bis 1C.
  • Wenn die Schichtstruktur aus dem Isolierfilm 102a und dem Isolierfilm 102b und die Schichtstruktur aus dem Gate-Isolierfilm 110a und dem Gate-Isolierfilm 110b verwendet werden, wird eine Ladung vorzugsweise an der Übergangsstelle zwischen dem Isolierfilm 102a und dem Isolierfilm 102b und der Übergangsstelle zwischen dem Gate-Isolierfilm 110a und dem Gate-Isolierfilm 110b eingefangen. Somit kann ein Einfangen von Ladung an der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms 108 in ausreichendem Maße unterbunden werden, was zu einer höheren Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung führt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass jeder des Isolierfilms 102b und des Gate-Isolierfilms 110a (das heißt, der Isolierfilme, die mit dem Oxid-Halbleiterfilm 108 in Kontakt stehen) unter Verwendung eines Isoliermaterials ausgebildet sind, das eine Komponente enthält, die die gleich ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms 108, und der Isolierfilm 102a und der Gate-Isolierfilm 110b andere Materialien enthalten als die Bestandmaterialien des Isolierfilms 102b bzw. des Gate-Isolierfilms 110a. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem der Oxid-Halbleiterfilm 108 unter Verwendung eines auf In-Ga-Zn-O basierenden Oxid-Halbleitermaterials ausgebildet ist, Galliumoxid oder dergleichen als ein solches Isoliermaterial angegeben, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms 108. In diesem Fall kann eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumoxidfilm, eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumnitridfilm oder dergleichen verwendet werden.
  • Der Transistor nach dieser Ausführungsform weist einen hochreinen i- (Intrinsic-) Oxid-Halbleiterfilm auf, der auf eine solche Weise erhalten wird, dass ein Fremdatom, einschließlich eines Wasserstoffatoms, wie z. B. Wasserstoff, Wasser, eine Hydroxyl-Gruppe und Hydrid (auch als eine Wasserstoffverbindung bezeichnet), durch eine Wärmebehandlung aus einem Oxid-Halbleiter entfernt wird, und Sauerstoff, der in einem Schritt zum Entfernen eines Fremdatoms reduziert werden kann, wird zugeführt. Bei dem Transistor, der den Oxid-Halbleiterfilm aufweist, welcher auf die oben beschriebene Weise hochgereinigt wird, ist eine Änderung der elektrischen Eigenschaften, wie z. B. einer Schwellspannung, unterbunden, und er ist elektrisch stabil.
  • In dem Fall, in dem ein Oxid-Halbleitermaterial, das In enthält, dessen Bindefestigkeit mit Sauerstoff relativ schwach ist, für den Oxid-Halbleiterfilm verwendet wird, kann dann, wenn der Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, ein Material enthält, das eine stärkere Bindefestigkeit mit Sauerstoff aufweist, wie z. B. Silizium, Sauerstoff in dem Oxid-Halbleiterfilm durch eine Wärmebehandlung abgezogen werden, was ein Auftreten eines Sauerstoffdefizits in der Nähe der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms bewirken kann. Bei einem Transistor nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung kann jedoch das Auftreten eines Sauerstoffdefizits aufgrund des Abziehens von Sauerstoff aus dem Oxid-Halbleiterfilm durch Zuführen eines Sauerstoffüberschusses zu dem Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, unterbunden werden.
  • Insbesondere wenn die Menge an Sauerstoff, der in dem Oxid-Halbleiterfilm enthalten ist, durch eine Sauerstoffdotierungsbehandlung vergrößert wird, kann eine Verschlechterung aufgrund einer elektrischen Vorspannungsbeanspruchung oder einer Wärmebeanspruchung unterbunden werden, und eine Verschlechterung aufgrund von Licht kann verringert werden.
  • Wie oben beschrieben ist, kann nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung ein hochzuverlässiger Transistor zur Verfügung gestellt werden.
  • Die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen können, soweit erforderlich, mit den bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen kombiniert werden.
  • [Ausführungsform 2]
  • Bei dieser Ausführungsform wird ein weiteres Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit Bezug auf 4A bis 4F und 5A bis 5C beschrieben.
  • <Aufbaubeispiel einer Halbleitervorrichtung>
  • Die Struktur einer Halbleitervorrichtung, die mittels des Herstellungsverfahrens nach dieser Ausführungsform hergestellt wird, ist die gleiche wie diejenige des Transistors 120 der oben beschriebenen Ausführungsform. Das heißt, dass die Halbleitervorrichtung über dem Substrat 100 den Isolierfilm 102, die Source-Elektrode 104a, die Drain-Elektrode 104b, den Oxid-Halbleiterfilm 108, den Gate-Isolierfilm 110 und die Gate-Elektrode 112 aufweist (siehe 1A bis 1C).
  • Wie bei der Beschreibung der oben dargestellten Ausführungsform ist bei dem Transistor 120 der Isolierfilm 102 einer Sauerstoffdotierungsbehandlung unterzogen worden. Ferner wird bei dieser Ausführungsform eine Sauerstoffdotierungsbehandlung auch an dem Oxid-Halbleiterfilm 108 und dem Gate-Isolierfilm 110 durchgeführt. Durch eine solche Sauerstoffdotierungsbehandlung kann der Transistor 120 mit verbesserter Zuverlässigkeit erhalten werden. Es sei darauf hingewiesen, dass ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform Transistoren mit unterschiedlichen Strukturen ebenfalls hergestellt werden können (siehe 3A bis 3D).
  • <Beispiel für einen Herstellungsprozess einer Halbleitervorrichtung>
  • Ein Beispiel für einen Herstellungsprozess der Halbleitervorrichtung wird nachstehend mit Bezug auf 4A bis 4F und 5A bis 5C beschrieben.
  • Zuerst wird der Isolierfilm 102 über dem Substrat 100 ausgebildet (siehe 4A).
  • Es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich eines Materials des Substrats 100, solange das Material zumindest eine Wärmebeständigkeit aufweist, die hoch genug ist, um einer später durchgeführten Wärmebehandlung standzuhalten. Beispielsweise kann ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Saphirsubstrat als das Substrat 100 verwendet werden. Alternativ kann ein Einkristall-Halbleitersubstrat oder ein polykristallines Halbleitersubstrat aus Silizium, Siliziumkarbid oder dergleichen, ein Verbund-Halbleitersubstrat aus Siliziumgermanium oder dergleichen, ein SOI-Substrat oder dergleichen als das Substrat 100 verwendet werden. Als eine weitere Alternative kann jedes geeignete dieser Substrate, das ferner ein Halbleiterelement aufweist, als das Substrat 100 verwendet werden.
  • Ein flexibles Substrat kann alternativ als das Substrat 100 verwendet werden. Wenn ein Transistor über dem flexiblen Substrat vorgesehen ist, kann der Transistor direkt auf dem flexiblen Substrat ausgebildet werden, oder der Transistor kann über einem anderen Substrat ausgebildet und dann getrennt werden, um zu dem flexiblen Substrat transferiert zu werden. Um den Transistor zu trennen und zu dem flexiblen Substrat zu transferieren, ist vorzugsweise eine Trennschicht zwischen dem anderen Substrat und dem Transistor ausgebildet.
  • Der Isolierfilm 102 dient als ein Basisfilm. Insbesondere kann der Isolierfilm 102 unter Verwendung von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Galliumoxid, einem daraus gemischten Material oder dergleichen ausgebildet werden. Der Isolierfilm 102 kann eine einschichtige Struktur oder eine Schichtstruktur unter Verwendung eines Isolierfilms mit jedem geeigneten der oben genannten Materialien aufweisen.
  • Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Verfahrens zum Ausbilden des Isolierfilms 102. Beispielsweise kann der Isolierfilm 102 mittels eines Abscheideverfahrens, wie z. B. eines Plasma-CVD-Verfahrens, oder eines Sputterverfahrens, ausgebildet werden. Ein Sputterverfahren wird hinsichtlich einer geringen Möglichkeit des Eintretens von Wasserstoff, Wasser und dergleichen bevorzugt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass es besonders bevorzugt ist, den Isolierfilm 102 unter Verwendung eines Isoliermaterials auszubilden, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des später ausgebildeten Oxid-Halbleiterfilms. Ein solches Material ist für einen Oxid-Halbleiterfilm geeignet; somit kann dann, wenn es für den Isolierfilm 102 verwendet wird, der Zustand der Übergangsstelle zu dem Oxid-Halbleiterfilm in einem günstigen Zustand gehalten werden. Hier bedeutet enthält „eine Komponente, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms“ das Enthalten eines oder mehrerer Elemente, die aus den Bestandelementen des Oxid-Halbleiterfilms ausgewählt sind. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem der Oxid-Halbleiterfilm unter Verwendung eines auf In-Ga-Zn-O basierenden Oxid-Halbleitermaterials ausgebildet wird, Galliumoxid oder dergleichen als ein solches Isoliermaterial angegeben, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms.
  • In dem Fall, in dem der Isolierfilm 102 eine Schichtstruktur aufweist, ist es ferner vorteilhaft, eine Schichtstruktur aus einem Film, der unter Verwendung eines Isoliermaterials ausgebildet wird, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms (nachstehend als ein Film a bezeichnet), und einem Film zu verwenden, der ein anderes Material als ein Bestandmaterial des Films a enthält (nachstehend als ein Film b bezeichnet). Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn der Isolierfilm 102 eine solche Struktur aufweist, bei der der Film a und der Film b von der Oxid-Halbleiterfilm-Seite aus sequentiell gestapelt sind, wird eine Ladung vorzugsweise an der Übergangsstelle zwischen dem Film a und dem Film b eingefangen (im Vergleich zu der Übergangsstelle zwischen dem Oxid-Halbleiterfilm und dem Film a). Somit kann ein Einfangen von Ladung an der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms in ausreichendem Maße unterbunden werden, was zu einer höheren Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung führt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass als eine solche Schichtstruktur ein Stapel aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumoxidfilm, ein Stapel aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumnitridfilm oder dergleichen verwendet werden kann.
  • Als Nächstes wird der Isolierfilm 102 einer Behandlung unter Verwendung von Sauerstoff 180a (auch als Sauerstoffdotierung oder Sauerstoffplasmadotierung bezeichnet) unterzogen wird (siehe 4B) Der Sauerstoff 180a enthält ein Sauerstoffradikal, ein Sauerstoffatom und/oder ein Sauerstoffion. Aufgrund der Durchführung einer Sauerstoffdotierung an dem Isolierfilm 102 kann Sauerstoff in dem Isolierfilm 102 enthalten sein, und Sauerstoff kann in einem von beiden oder beiden des Oxid-Halbleiterfilms 108, der später ausgebildet wird, und/oder der Nähe der Übergangsstelle zu dem Oxid-Halbleiterfilm 108 enthalten sein. In diesem Fall ist die Menge an Sauerstoff, der in dem Isolierfilm 102 enthalten ist, größer als das stöchiometrische Verhältnis des Isolierfilms 102 oder ist bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als vier Mal das stöchiometrische Verhältnis, stärker bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Verhältnisses. Alternativ kann die Menge an Sauerstoff, die in dem Isolierfilm 102 enthalten ist, größer sein als Y oder kann vorzugsweise größer als Y und kleiner als 4Y sein, wobei die Menge an Sauerstoff in dem Fall, in dem das Material des Isolierfilms ein Einkristall ist, Y ist. Bei einer weiteren Alternative kann die Menge an Sauerstoff, der in dem Isolierfilm 102 enthalten ist, größer sein als Z und kann vorzugsweise größer als Z oder kleiner als 4Z sein auf der Basis der Menge an Sauerstoff Z in dem Isolierfilm in dem Fall, in dem keine Sauerstoffdotierungsbehandlung durchgeführt wird.
  • Beispielsweise kann in dem Fall, in dem Galliumoxid, dessen Zusammensetzung von GaOx (x > 0) dargestellt wird, verwendet wird, da ein Einkristall von Galliumoxid Ga2O3 ist, x größer als 1,5 und kleiner als 6 sein (d. h. die Menge an O ist größer als 1,5 Mal die an Ga und kleiner als 6 Mal die an Ga). Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Region mit Sauerstoffüberschuss in einem Teil des Isolierfilms vorhanden sein kann. Alternativ ist beispielsweise in dem Fall, in dem Siliziumoxid, dessen Zusammensetzung durch SiOx (x > 0) dargestellt wird, verwendet wird, dann, wenn SiO2 (d. h. die Menge an O ist doppelt so groß wie die an Si) verwendet wird, x größer als 2 und kleiner als 8 (d. h. die Menge an O ist größer als die doppelte Menge an Si und kleiner als 8 Mal die an Si). Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Region mit Sauerstoffüberschuss in einem Teil des Isolierfilms (einschließlich seiner Übergangsstelle) vorhanden sein kann.
  • Ferner weist zumindest ein Teil des Sauerstoffs 180a, der zu dem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt wird, vorzugsweise eine offene Bindung in dem Oxid-Halbleiterfilm auf, nachdem er dem Halbleiter zugeführt worden ist. Der Grund dafür ist, dass bei der offenen Bindung der Sauerstoff 180a mit Wasserstoff verbunden werden kann, der in dem Film verbleibt, so dass der Wasserstoff fixiert werden kann (zu einem unbeweglichen Ion gemacht wird).
  • Der Sauerstoff 180a kann von einer Plasmaerzeugungseinrichtung oder einer Ozonerzeugungseinrichtung erzeugt werden. Insbesondere kann beispielsweise eine Einrichtung zum Ätzen einer Halbleitervorrichtung, eine Einrichtung zum Veraschen einer Resist-Maske oder dergleichen zum Erzeugen des Sauerstoffs 180a verwendet werden, und der Isolierfilm 102 kann bearbeitet werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bevorzugt wird, eine elektrische Vorspannung an das Substrat anzulegen, um eine Sauerstoffdotierung besser durchzuführen.
  • Als Nächstes wird ein leitender Film zum Ausbilden der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode (einschließlich einer Verdrahtung, die in derselben Schicht ausgebildet ist wie die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode) über dem Isolierfilm 102 ausgebildet, und der leitende Film wird bearbeitet, um die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b auszubilden (siehe 4C). Es sei darauf hingewiesen, dass die Kanallänge L des Transistors von der Distanz zwischen den Rändern der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b, die hier ausgebildet sind, bestimmt wird.
  • Beispiele für den leitenden Film, der für die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b verwendet wird, sind ein Metallfilm, der ein Element ausgewählt aus AI, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo und W enthält, und ein Metalloxidfilm, der jedes geeignete der oben genannten Elemente als seine Komponente enthält (z. B. ein Titannitridfilm, ein Molybdännitridfilm und ein Wolframnitridfilm). Alternativ kann ein leitender Film verwendet werden, bei dem ein einen hohen Schmelzpunkt aufweisender Metallfilm aus Ti, Mo, W oder dergleichen oder ein Metallnitridfilm aus jedem geeigneten dieser Elemente (ein Titannitridfilm, ein Molybdännitridfilm oder ein Wolframnitrifilm) auf einer oder beiden einer unteren Seite und einer oberen Seite eines Metallfilms aus Al, Cu oder dergleichen gestapelt sein kann.
  • Alternativ kann der leitende Film, der für die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b verwendet wird, unter Verwendung eines leitenden Metalloxids ausgebildet werden. Als das leitende Metalloxid kann Indiumoxid, Zinnoxid, Zinkoxid, ein aus Indiumoxid-Zinnoxid gemischtes Oxid (abgekürzt zu ITO), ein aus Indiumoxid-Zinkoxid gemischtes Oxid oder jedes geeignete dieser Metalloxidmaterialien, das Siliziumoxid enthält, verwendet werden.
  • Der leitende Film kann durch Ätzen unter Verwendung einer Resist-Maske bearbeitet werden. Ultraviolett, ein KrF-Laserlicht, ein ArF-Laserlicht oder dergleichen wird vorzugsweise für die Belichtung zum Ausbilden einer zum Ätzen vorgesehenen Resist-Maske verwendet.
  • In dem Fall, in dem die Kanallänge L kleiner ist als 25 nm, wird die Belichtung zum Zeitpunkt des Ausbildens der Resist-Maske vorzugsweise unter Verwendung von beispielsweise extremem Ultraviolett mit einer extrem kurzen Wellenlänge von mehreren Nanometern bis zu mehreren zehn Nanometern durchgeführt. Bei der Belichtung unter Verwendung von extremem Ultraviolett ist die Auflösung hoch und die Fokustiefe groß. Somit kann die Kanallänge L des Transistors, der später ausgebildet wird, verringert werden, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit einer Schaltung erhöht werden kann.
  • Ein Ätzschritt kann unter Verwendung einer Resist-Maske, die mittels einer sogenannten Mehrton-Maske ausgebildet wird, durchgeführt werden. Eine Resist-Maske, die unter Verwendung einer Mehrton-Maske ausgebildet wird, weist eine Vielzahl von Dicken auf und kann ferner durch Veraschung in der Form verändert werden; somit kann eine solche Resist-Maske in einer Vielzahl von Ätzschritten für unterschiedliche Muster verwendet werden. Daher kann eine Resist-Maske für mindestens zwei Arten von Mustern unter Verwendung einer Mehrton-Maske ausgebildet werden, was zu einer Vereinfachung des Prozesses führt.
  • Als Nächstes wird ein Oxid-Halbleiterfilm, der mit der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b in Kontakt steht, über dem Isolierfilm 102 ausgebildet, und dann wird der Oxid-Halbleiterfilm bearbeitet, um einen inselförmigen Oxid-Halbleiterfilm 106 auszubilden (siehe 4D).
  • Der Oxid-Halbleiterfilm wird vorzugsweise mittels eines Verfahrens ausgebildet, bei dem Wasserstoff, Wasser und dergleichen nicht leicht in den Film eintreten, wie z. B. eines Sputterverfahrens. Die Dicke des Oxid-Halbleiterfilms ist vorzugsweise größer als oder gleich 3 nm und kleiner als oder gleich 30 nm. Der Grund dafür ist, dass der Transistor möglicherweise selbstleitend sein kann, wenn der Oxid-Halbleiterfilm zu dick ist (z. B. die Dicke 50 nm oder mehr beträgt).
  • Als ein Material des Oxid-Halbleiterfilms kann jedes der folgenden Materialien verwendet werden: ein Vierkomponenten-Metalloxid, wie z. B. ein auf In-Sn-Ga-Zn-O basierendes Material; Dreikomponenten-Metalloxide, wie z. B. ein auf In-Ga-Zn-O basierendes Material, ein auf In-Sn-Zn-O basierendes Material, ein auf In-Al-Zn-O basierendes Material, ein auf Sn-Ga-Zn-O basierendes Material, ein auf Al-Ga-Zn-O basierendes Material und ein auf Sn-Al-Zn-O basierendes Material; Zweikomponenten-Metalloxide, wie z. B. ein auf In-Zn-O basierendes Material, ein auf Sn-Zn-O basierendes Material, ein auf Al-Zn-O basierendes Material, ein auf Zn-Mg-O basierendes Material, ein auf Sn-Mg-O basierendes Material, ein auf In-Mg-O basierendes Material und ein auf In-Ga-O basierendes Material; und Einkomponenten-Metalloxide, wie z. B. ein auf In-O basierendes Material, ein auf Sn-O basierendes Material und ein auf Zn-O basierendes Material. Ferner können die oben genannten Materialien Siliziumoxid enthalten. Hier bedeutet beispielsweise ein auf In-Ga-Zn-O basierendes Material einen Oxidfilm, der Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthält, und es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich seines Zusammensetzungsverhältnisses. Ferner kann das auf In-Ga-Zn-O basierende Material ein weiteres Element zusätzlich zu In, Ga und Zn enthalten.
  • Der Oxid-Halbleiterfilm kann ein Dünnfilm sein, der unter Verwendung eines Materials ausgebildet wird, das von der chemischen Formel InMO3(ZnO)m (m > 0, und m ist keine natürliche Zahl) dargestellt wird. Hier bedeutet M ein oder mehrere Metallelemente ausgewählt aus Ga, AI, Mn und Co. Beispielsweise kann M Ga, Ga und AI, Ga und Mn, Ga und Co oder dergleichen sein.
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Oxid-Halbleiterfilm mittels eines Sputterverfahrens unter Verwendung eines auf In-Ga-Zn-O basierenden Oxid-Target ausgebildet.
  • Als das auf In-Ga-Zn-O basierende Oxid-Halbleiterabscheide-Target kann beispielsweise ein Oxid-Target mit einem Zusammensetzungsverhältnis von In2O3:Ga2O3:ZnO = 1:1:1 [Molverhältnis] verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass es nicht erforderlich ist, das Material und das Zusammensetzungsverhältnis des Target auf die oben genannten zu beschränken. Beispielsweise kann alternativ ein Oxid-Target mit einem Zusammensetzungsverhältnis von In2O3:Ga2O3:ZnO = 1:1:2 [Molverhältnis] verwendet werden.
  • Die Füllmenge des Oxid-Halbleiterabscheide-Target ist höher als oder gleich 90 % und niedriger als oder gleich 100 %, vorzugsweise höher als oder gleich 95 % und niedriger als oder gleich 99,9 %. Bei Verwendung des Metalloxid-Target mit einer hohen Füllmenge kann ein dichter Oxid-Halbleiterfilm ausgebildet werden.
  • Die Abscheideatmosphäre kann eine Edelgas- (typischerweise Argon-) Atmosphäre, eine Sauerstoffatmosphäre oder eine Mischatmosphäre sein, die ein Edelgas und Sauerstoff enthält. Ferner wird bevorzugt, dass eine Atmosphäre verwendet wird, bei der ein hochreines Gas verwendet wird, in dem Fremdatome, die Wasserstoffatome enthalten, wie z. B. Wasserstoff, Wasser, eine Verbindung mit einer Hydroxyl-Gruppe und ein Hydrid, entfernt werden, da das Eintreten von Wasserstoff, Wasser, einer Verbindung mit einer Hydroxyl-Gruppe und eines Hydrids in den Oxid-Halbleiterfilm verhindert werden kann.
  • Beim Ausbilden des Oxid-Halbleiterfilms wird Sauerstoff in dem Isolierfilm 102 in einigen Fällen dem Oxid-Halbleiterfilm zugeführt. Wenn Sauerstoff auf diese Weise zu dem Isolierfilm 102 hinzugefügt wird, ist es möglich, den Oxid-Halbleiterfilm auszubilden, dem ausreichend Sauerstoff zugeführt wird.
  • Insbesondere kann beispielsweise der Oxid-Halbleiterfilm wie folgt ausgebildet werden.
  • Zuerst wird das Substrat 100 in einer Abscheidekammer platziert, die unter einem reduzierten Druck gehalten wird, und die Substrattemperatur wird auf eine Temperatur eingestellt, die höher als oder gleich 100 °C und niedriger als oder gleich 600 °C ist, vorzugsweise höher als oder gleich 200 °C und niedriger als oder gleich 400 °C. Der Grund dafür ist, dass die Konzentration eines Fremdatoms, das in dem Oxid-Halbleiterfilm enthalten ist, verringert werden kann, wenn eine Abscheidung durchgeführt wird, während das Substrat 100 erwärmt wird. Der Grund dafür ist auch, dass Beschädigung aufgrund von Sputtern verringert werden kann.
  • Dann wird ein hochreines Gas, in dem Fremdatome, die Wasserstoffatome enthalten, wie z. B. Wasserstoff und Feuchtigkeit, in ausreichendem Maße entfernt werden, in die Abscheidekammer eingeleitet, aus der verbleibende Feuchtigkeit entfernt wird, und der Oxid-Halbleiterfilm wird unter Verwendung des Target über dem Substrat 100 ausgebildet. Zum Entfernen von Feuchtigkeit, die in der Abscheidekammer verbleibt, wird vorzugsweise eine Einfang-Vakuumpumpe, wie z. B. eine Kryopumpe, eine lonenpumpe oder eine Titan-Sublimationspumpe als eine Entleerungseinheit verwendet. Ferner kann eine Entleerungseinrichtung eine Turbo-Molekularpumpe sein, die eine Kühlfalle aufweist. In der Abscheidekammer, die mit der Kryopumpe entleert wird, werden ein Wasserstoffmolekül, eine Verbindung, die ein Wasserstoffatom enthält, wie z. B. Wasser (H2O) (ferner vorzugsweise auch eine Verbindung, die ein Kohlenstoffatom enthält) und dergleichen entfernt, wodurch die Konzentration eines Fremdatoms in dem Oxid-Halbleiterfilm, der in der Abscheidekammer ausgebildet wird, verringert werden kann.
  • Es folgt ein Beispiel für die Abscheidebedingungen: die Distanz zwischen dem Substrat und dem Target beträgt 100 mm, der Druck beträgt 0,6 Pa, die Gleichstrom- (direct current DC-) Leistung beträgt 0,5 kW und die Abscheideatmosphäre ist eine Sauerstoffatmosphäre (die Strömungsmenge des Sauerstoffs beträgt 100 %). Es sei darauf hingewiesen, dass eine Impuls-Gleichstromleistungsquelle bevorzugt wird, da eine Erzeugung von pulverförmigen Substanzen (auch als Partikel oder Staub bezeichnet) bei der Abscheidung unterbunden werden kann und die Dickenverteilung gleichförmig sein kann.
  • Der Oxid-Halbleiterfilm kann auf eine solche Weise bearbeitet werden, dass eine Maske, die eine gewünschte Form aufweist, über dem Oxid-Halbleiterfilm ausgebildet wird und dann der Oxid-Halbleiterfilm geätzt wird. Die Maske kann mittels eines Verfahrens, wie z. B. Fotolithografie oder eines Tintenstrahlverfahrens, ausgebildet werden.
  • Für das Ätzen des Oxid-Halbleiterfilms kann entweder Nassätzen oder Trockenätzen angewendet werden. Es braucht nicht darauf hingewiesen zu werden, dass beide Verfahren in Kombination angewendet werden können.
  • Danach wird eine Wärmebehandlung an dem Oxid-Halbleiterfilm 106 durchgeführt, so dass der hochreine Oxid-Halbleiterfilm 108 ausgebildet wird (siehe 4E). Wasserstoff (einschließlich Wasser und eine Hydroxyl-Gruppe) in dem Oxid-Halbleiterfilm 106 wird durch die Wärmebehandlung entfernt, und die Struktur des Oxid-Halbleiterfilms wird umgestaltet, so dass Fehlerpegel in einer Energielücke verringert werden können. Ferner wird durch diese Wärmebehandlung Sauerstoff in dem Isolierfilm 102 in einigen Fällen dem Oxid-Halbleiterfilm zugeführt. Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur durchgeführt, die höher als oder gleich 250 °C und niedriger als oder gleich 650 °C ist, vorzugsweise höher als oder gleich 450 °C und niedriger als oder gleich 600 °C oder niedriger als die Entspannungsgrenze des Substrats.
  • Die Wärmebehandlung kann beispielsweise auf eine solche Weise durchgeführt werden, dass ein zu bearbeitendes Objekt in einen Elektroofen eingebracht wird, in dem ein Widerstandsheizelement oder dergleichen verwendet wird, und in einer Stickstoffatmosphäre bei 450 °C eine Stunde lang erwärmt wird. Bei der Wärmebehandlung ist der Oxid-Halbleiterfilm 106 nicht der Luft ausgesetzt, um das Eintreten von Wasser und Wasserstoff zu verhindern.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass eine Wärmebehandlungseinrichtung ist nicht auf einen Elektroofen beschränkt ist und eine Einrichtung zum Erwärmen eines zu bearbeitenden Objekts durch Wärmeleitung oder Wärmestrahlung von einem Medium, wie z. B. einem erwärmten Gas, aufweisen kann. Beispielsweise können eine RTA- (rapid thermal anneal) Einrichtung, wie z. B. eine GRTA- (gas rapid thermal anneal) Einrichtung oder eine LRTA-(lamp rapid thermal anneal) Einrichtung verwendet werden. Eine LRTA-Einrichtung ist eine Einrichtung zum Erwärmen eines zu bearbeitenden Objekts durch Lichtstrahlung (eine elektromagnetische Welle), die von einer Lampe emittiert wird, wie z. B. einer Halogenlampe, einer Metall-Halogenid-Lampe, einer Xenonbogenlampe, einer Kohlebogenlampe, einer Hochdruck-Natriumlampe oder einer Hochdruck-Quersilberlampe. Eine GRTA-Einrichtung ist eine Einrichtung zum Durchführen einer Wärmebehandlung unter Verwendung eines Hochtemperaturgases.
  • Beispielsweise kann als die Wärmebehandlung eine GRTA-Behandlung wie folgt durchgeführt werden. Das Objekt wird in eine Inertgasatmosphäre, die erwärmt worden ist, eingebracht, mehrere Minuten lang erwärmt und dann aus der Inertgasatmosphäre herausgenommen. Eine GRTA-Behandlung ermöglicht eine Hochtemperatur-Wärmebehandlung in einer kurzen Zeit. Ferner kann eine GRTA-Behandlung selbst dann angewendet werden, wenn die Temperatur die obere Temperaturgrenze des Objekts übersteigt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Inertgas während des Prozesses zu einem gashaltigen Sauerstoff umgeschaltet werden kann. Der Grund dafür ist, dass die Anzahl von Fehlerpegeln in einer Energielücke aufgrund des Fehlens von Sauerstoff durch Durchführen der Wärmebehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre verringert werden kann.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass als die Inertgasatmosphäre vorzugsweise eine Atmosphäre, die Stickstoff oder ein Edelgas (z. B. Helium, Neon oder Argon) als ihre Hauptkomponente enthält und kein Wasser, Wasserstoff oder dergleichen enthält, verwendet wird. Beispielsweise ist die Reinheit von Stickstoff oder einem Edelgas, wie z. B. Helium, Neon oder Argon, das in eine Wärmebehandlungseinrichtung eingebracht wird, größer als oder gleich 6 N (99,9999 %), vorzugsweise größer als oder gleich 7 N (99,99999 %) (das heißt, dass die Konzentration der Fremdatome kleiner als oder gleich 1 ppm, vorzugsweise kleiner als oder gleich 0,1 ppm ist).
  • In jedem Fall wird der i- (Intrinsic-) oder im Wesentlichen i-Oxid-Halbleiterfilm ausgebildet, bei dem Fremdatome durch die Wärmebehandlung entfernt werden, wodurch ein Transistor mit außerordentlich ausgezeichneten Eigenschaften realisiert werden kann.
  • Die oben beschriebene Wärmebehandlung kann aufgrund ihres vorteilhaften Effekts des Entfernens von Wasserstoff, Wasser oder dergleichen als eine Behandlung zum Entziehen von Wasser, eine Behandlung zum Entziehen von Wasserstoff oder dergleichen bezeichnet werden. Die Behandlung zum Entziehen von Wasser oder die Behandlung zum Entziehen von Wasserstoff kann zu dem Zeitpunkt beispielsweise vor der Bearbeitung des Oxid-Halbleiterfilms zum Erhalten einer Inselform durchgeführt werden. Eine solche Behandlung zum Entziehen von Wasser oder eine Behandlung zum Entziehen von Wasserstoff kann einmal oder mehrmals durchgeführt werden.
  • Als Nächstes wird der Oxid-Halbleiterfilm 108 einer Behandlung unter Verwendung von Sauerstoff 180b unterzogen wird (siehe 4F) Der Sauerstoff 180b enthält ein Sauerstoffradikal, ein Sauerstoffatom und/oder ein Sauerstoffion. Aufgrund der Dotierung des Oxid-Halbleiterfilms 108 mit Sauerstoff kann der Sauerstoff in einem von beiden oder beiden des Oxid-Halbleiterfilms 108 und/oder der Nähe der Übergangsstelle zu dem Oxid-Halbleiterfilm 108 enthalten sein. In diesem Fall ist die Menge an Sauerstoff, der in dem Oxid-Halbleiterfilm 108 enthalten ist, größer als das stöchiometrische Verhältnis des Oxid-Halbleiterfilms 108, vorzugsweise größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Verhältnisses. Alternativ kann die Menge an Sauerstoff größer sein als Y, vorzugsweise größer als Y und kleiner als 2Y, wobei die Menge an Sauerstoff in dem Fall, in dem das Material des Oxid-Halbleiterfilms 108 ein Einkristall ist, Y ist. Bei einer weiteren Alternative kann die Menge an Sauerstoff größer sein als Z, vorzugsweise größer als Z und kleiner als 2Z sein auf der Basis der Menge an Sauerstoff Z in dem Oxid-Halbleiterfilm in dem Fall, in dem keine Sauerstoffdotierungsbehandlung durchgeführt wird. Der Grund für das Vorhandensein der Obergrenze in dem oben genannten bevorzugten Bereich ist, dass der Oxid-Halbleiterfilm 108 Wasserstoff wie eine Wasserstoff speichernde Legierung (Wasserstoffspeicherungslegierung) aufnehmen kann, wenn die Menge an Sauerstoff zu groß ist.
  • Im Falle eines Materials, dessen kristalline Struktur durch InGaO3(ZnO)m (m > 0) dargestellt wird, kann x in InGaZnOx größer als 4 und kleiner als 8 sein, wenn die kristalline Struktur, bei der m 1 ist (InGaZnO4), als die Referenz verwendet wird, und x in InGaZn2Ox kann größer als 5 und kleiner als 10 sein, wenn die kristalline Struktur, bei der m 2 ist (InGaZn2O5), als die Referenz verwendet wird. Eine solche Region mit Sauerstoffüberschuss kann in einem Teil des Oxid-Halbleiters vorhanden sein.
  • Es wird bevorzugt, dass zumindest ein Teil des Sauerstoffs 180b, der zu dem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt wird, offene Bindungen in dem Oxid-Halbleiterfilm aufweist. Der Grund dafür ist, dass solche offenen Bindungen mit Wasserstoff verbunden werden, der in dem Film verbleibt, so dass Wasserstoff fixiert werden kann (zu unbeweglichen Ionen gemacht wird).
  • Der Sauerstoff 180b kann von einer Plasmaerzeugungseinrichtung oder einer Ozonerzeugungseinrichtung erzeugt werden. Insbesondere kann beispielsweise eine Einrichtung zum Ätzen einer Halbleitervorrichtung, eine Einrichtung zum Veraschen einer Resist-Maske oder dergleichen zum Erzeugen des Sauerstoffs 180b und zum Bearbeiten des Oxid-Halbleiterfilms 108 verwendet werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bevorzugt wird, eine elektrische Vorspannung an das Substrat anzulegen, um eine Sauerstoffdotierung besser durchzuführen.
  • Eine Wärmebehandlung (bei einer Temperatur von 150 °C bis 470 °C) kann an dem Oxid-Halbleiterfilm 108 durchgeführt werden, der einer Sauerstoffdotierungsbehandlung unterzogen worden ist. Durch die Wärmebehandlung können Wasser, eine Hydroxyl-Gruppe (OH) und dergleichen, die durch eine Reaktion zwischen Wasserstoff und dem Material des Oxid-Halbleiters erzeugt worden sind, aus dem Oxid-Halbleiterfilm entfernt werden. Die Wärmebehandlung kann in einer Atmosphäre von Stickstoff, Sauerstoff, einer ultratrockenen Luft (einer Luft, bei der der Feuchtigkeitsgehalt 20 ppm oder weniger, bevorzugt 1 ppm oder weniger, stärker bevorzugt 10 ppb oder weniger beträgt), einem Edelgas (z. B. Argon oder Helium) oder dergleichen durchgeführt werden, in der Feuchtigkeit, Wasserstoff und dergleichen in ausreichendem Maße reduziert sind. Ferner können die Sauerstoffdotierungsbehandlung und die Wärmebehandlung wiederholt werden. Durch wiederholtes Durchführen der Sauerstoffdotierungsbehandlung und der Wärmebehandlung kann der Transistor eine höhere Zuverlässigkeit bieten. Die Anzahl von Wiederholungen kann, soweit erforderlich, festgelegt werden.
  • Dann wird der Gate-Isolierfilm 110 so ausgebildet, dass er mit einem Teil des Oxid-Halbleiterfilms 108 in Kontakt steht, um die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b zu bedecken (siehe 5A).
  • Der Gate-Isolierfilm 110 kann auf eine ähnliche Weise ausgebildet werden wie der Isolierfilm 102. Das heißt, dass der Gate-Isolierfilm 110 unter Verwendung von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Galliumoxid, einem daraus gemischten Material oder dergleichen ausgebildet werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Material, das eine hohe dielektrische Konstante aufweist, wie z. B. Hafniumoxid, Tantaloxid, Yttriumoxid, Hafniumsilikat (HfSixOy (x > 0, y > 0), Hafniumsilikat (HfSixOy (x > 0, y > 0), zu dem Stickstoff hinzugefügt wird, oder Hafniumaluminat (HfSixOy (x > 0, y > 0), zu dem Stickstoff hinzugefügt wird, für den Gate-Isolierfilm 110 verwendet werden kann unter Berücksichtigung der Funktion des Gate-Isolierfilms des Transistors.
  • Wie im Falle des Isolierfilms 102 kann eine Schichtstruktur verwendet werden. In diesem Fall wird bevorzugt, eine Schichtstruktur aus einem Film, der unter Verwendung eines Isoliermaterials ausgebildet wird, das eine Komponente enthält, die die gleiche ist wie eine Komponente des Oxid-Halbleiterfilms (nachstehend als ein Film a bezeichnet), und einem Film zu verwenden, der ein anderes Material als ein Bestandmaterial des Films a enthält (nachstehend als ein Film b bezeichnet). Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn der Gate-Isolierfilm 110 eine solche Struktur aufweist, bei der der Film a und der Film b von der Oxid-Halbleiterfilm-Seite aus sequentiell gestapelt sind, wird eine Ladung vorzugsweise an der Übergangsstelle zwischen dem Film a und dem Film b eingefangen (im Vergleich zu der Übergangsstelle zwischen dem Oxid-Halbleiterfilm und dem Film a). Somit kann ein Einfangen von Ladung an der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms in ausreichendem Maße unterbunden werden, was zu einer höheren Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung führt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass als eine solche Schichtstruktur eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumoxidfilm, eine Schichtstruktur aus einem Galliumoxidfilm und einem Siliziumnitridfilm oder dergleichen verwendet werden kann.
  • Eine Wärmebehandlung wird vorzugsweise nach dem Ausbilden des Gate-Isolierfilms 110 durchgeführt. Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur durchgeführt, die höher als oder gleich 250 °C und niedriger als oder gleich 700 °C ist, vorzugsweise höher als oder gleich 450 °C und niedriger als oder gleich 600 °C oder niedriger als die Entspannungsgrenze des Substrats.
  • Die Wärmebehandlung kann in einer Atmosphäre von Stickstoff, Sauerstoff, ultratrockener Luft (Luft, bei der ein Wassergehalt 20 ppm oder weniger, bevorzugt 1 ppm oder weniger, stärker bevorzugt 10 ppb oder weniger beträgt) oder einem Edelgas (Argon, Helium oder dergleichen) durchgeführt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass bevorzugt ist, dass Wasser, Wasserstoff und dergleichen nicht in der Atmosphäre von Stickstoff, Sauerstoff, ultratrockener Luft oder einem Edelgas enthalten sind. Ferner beträgt die Reinheit von Stickstoff, Sauerstoff oder einem Edelgas, das in eine Wärmebehandlungseinrichtung eingebracht wird, bevorzugt 6 N (99,9999 %) oder höher (das heißt, die Fremdatomkonzentration beträgt 1 ppm oder weniger), stärker bevorzugt 7 N (99,99999 %) oder höher (das heißt, die Fremdatomkonzentration beträgt 0,1 ppm oder weniger).
  • Die Wärmebehandlung nach dieser Ausführungsform wird durchgeführt, während der Oxid-Halbleiterfilm 108 mit dem Isolierfilm 102 und dem Gate-Isolierfilm 110 in Kontakt steht. Somit kann Sauerstoff, der aufgrund der Behandlung zum Entziehen von Wasser (oder zum Entziehen von Wasserstoff) reduziert werden kann, von dem Isolierfilm 102 oder dergleichen dem Oxid-Halbleiterfilm 108 zugeführt werden. In diesem Sinne kann die Wärmebehandlung auch als Zuführen von Sauerstoff bezeichnet werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass es keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Zeitpunkts der Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff gibt, solange sie nach dem Ausbilden des Oxid-Halbleiterfilms 108 erfolgt. Beispielsweise kann die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff nach dem Ausbilden der Gate-Elektrode durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff kann nach der Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen durchgeführt werden; die Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen kann auch als die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff dienen; die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff kann auch als Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen dienen.
  • Wie oben beschrieben ist, werden die Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen und eine Sauerstoffdotierungsbehandlung oder die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff angewendet, wodurch der Oxid-Halbleiterfilm 108 hochgereinigt werden kann, um so wenige Fremdatome wie möglich zu enthalten. Der hochreine Oxid-Halbleiterfilm 108 enthält extrem wenige (nahe null) Träger, die von einem Donator stammen.
  • Als Nächstes wird der Gate-Isolierfilm 110 einer Behandlung unter Verwendung von Sauerstoff 180c unterzogen wird (siehe 5B). Der Sauerstoff 180c enthält ein Sauerstoffradikal, ein Sauerstoffatom und/oder ein Sauerstoffion. Aufgrund der Durchführung einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Gate-Isolierfilm 110 kann Sauerstoff in einem oder beiden des Oxid-Halbleiterfilms 108 und/oder der Nähe der Übergangsstelle zu dem Oxid-Halbleiterfilm 108 enthalten sein. In diesem Fall ist die Menge an Sauerstoff, der in dem Gate-Isolierfilm 110 enthalten ist, größer als das stöchiometrische Verhältnis des Gate-Isolierfilms 110 oder ist bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als vier Mal das stöchiometrische Verhältnis, stärker bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Verhältnisses. Alternativ kann die Menge an Sauerstoff in dem Gate-Isolierfilm 110 größer sein als Y oder kann vorzugsweise größer als Y und kleiner als 4Y sein, wobei die Menge an Sauerstoff in dem Fall, in dem das Material des Gate-Isolierfilms 110 ein Einkristall ist, Y ist. Bei einer weiteren Alternative kann die Menge an Sauerstoff, der in dem Gate-Isolierfilm 110 enthalten ist, größer sein als Z und kann vorzugsweise größer als Z oder kleiner als 4Z sein auf der Basis der Menge an Sauerstoff Z in dem Isolierfilm in dem Fall, in dem keine Sauerstoffdotierungsbehandlung durchgeführt wird.
  • Beispielsweise kann in dem Fall, in dem Galliumoxid, dessen Zusammensetzung von GaOx (x > 0) dargestellt wird, verwendet wird, da ein Einkristall von Galliumoxid Ga2O3 ist, x größer als 1,5 und kleiner als 6 sein (d. h. die Menge an O ist größer als 1,5 Mal die an Ga und kleiner als 6 Mal die an Ga). Alternativ ist beispielsweise in dem Fall, in dem Siliziumoxid, dessen Zusammensetzung durch SiOx (x > 0) dargestellt wird, verwendet wird, dann, wenn SiO2 (d. h. die Menge an O ist doppelt so groß wie die an Si) verwendet wird, x größer als 2 und kleiner als 8 (d. h. die Menge an O ist größer als die doppelte Menge an Si und kleiner als 8 Mal die an Si). Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Region mit Sauerstoffüberschuss in einem Teil des Isolierfilms (einschließlich seiner Übergangsstelle) vorhanden sein kann.
  • Ferner weist zumindest ein Teil des Sauerstoffs 180c, der zu dem Isolierfilm hinzugefügt wird, vorzugsweise eine offene Bindung in dem Oxid-Halbleiterfilm auf, nachdem er dem Halbleiter zugeführt worden ist. Der Grund dafür ist, dass bei der offenen Bindung der Sauerstoff 180c mit Wasserstoff verbunden werden kann, der in dem Film verbleibt, so dass der Wasserstoff fixiert werden kann (zu einem unbeweglichen Ion gemacht wird).
  • Der Sauerstoff 180c kann von einer Plasmaerzeugungseinrichtung oder einer Ozonerzeugungseinrichtung erzeugt werden. Insbesondere kann beispielsweise eine Einrichtung, die in der Lage ist, eine Halbleitervorrichtung zu ätzen, eine Einrichtung, die in der Lage ist, eine Resist-Maske zu veraschen, oder dergleichen zum Erzeugen des Sauerstoffs 180c verwendet werden, und der Gate-Isolierfilm 110 wird bearbeitet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bevorzugt wird, eine elektrische Vorspannung an das Substrat anzulegen, um eine Sauerstoffdotierung besser durchzuführen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass nach der Sauerstoffdotierungsbehandlung eine Wärmebehandlung durchgeführt werden kann. Durch die Wärmebehandlung kann ein Sauerstoffüberschuss im Vergleich zu Wasserstoff dem Oxid-Halbleiterfilm zugeführt werden. Es gibt keine Beschränkung hinsichtlich des Zeitpunkts der Wärmebehandlung zum Erzielen des Effekts, solange sie nach der Sauerstoffdotierungsbehandlung erfolgt. Ferner können die Sauerstoffdotierungsbehandlung und die Wärmebehandlung wiederholt werden. Durch wiederholtes Durchführen der Sauerstoffdotierungsbehandlung und der Wärmebehandlung kann der Transistor eine höhere Zuverlässigkeit bieten. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl von Wiederholungen auf geeignete Weise festgelegt werden kann.
  • Dann wird die Gate-Elektrode 112 ausgebildet (siehe 5C). Die Gate-Elektrode 112 kann unter Verwendung eines Metallmaterials, wie z. B. Molybdän, Titan, Tantal, Wolfram, Aluminium, Kupfer, Neodym oder Skandium oder einem Legierungsmaterial, das jedes geeignete dieser Materialien enthält, als ihre Hauptkomponente ausgebildet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Gate-Elektrode 112 eine einschichtige Struktur oder eine Schichtstruktur aufweisen kann.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass ein Isolierfilm nach dem Ausbilden der Gate-Elektrode 112 ausgebildet werden kann. Der Isolierfilm kann unter Verwendung von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Galliumoxid, einem daraus gemischten Material oder dergleichen ausgebildet werden. Insbesondere wird ein Siliziumnitridfilm als der Isolierfilm bevorzugt, da verhindert werden kann, dass hinzugefügter Sauerstoff nach außen freigegeben wird, und es kann auf effektive Weise verhindert werden, dass Wasserstoff oder dergleichen von außen in den Oxid-Halbleiterfilm 108 eintritt. Eine Verdrahtung, die mit der Source-Elektrode 104a, der Drain-Elektrode 104b, der Gate-Elektrode 112 oder dergleichen verbunden ist, kann ausgebildet werden.
  • Mittels des oben beschriebenen Prozesses wird der Transistor 120 ausgebildet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die vorstehende Beschreibung ein Beispiel ist, bei dem eine Sauerstoffdotierungsbehandlung an sämtlichen des Isolierfilms 102, des Oxid-Halbleiterfilms 108 und des Gate-Isolierfilms 110 durchgeführt wird; eine Ausführungsform der offengelegten Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Isolierfilm 102 und dem Oxid-Halbleiterfilm 108 oder an dem Isolierfilm 102 und dem Gate-Isolierfilm 110 durchgeführt werden.
  • Der Transistor nach dieser Ausführungsform weist einen hochreinen i- (Intrinsic-) Oxid-Halbleiterfilm auf, der auf eine solche Weise erhalten wird, dass ein Fremdatom, einschließlich eines Wasserstoffatoms, wie z. B. Wasserstoff, Wasser, eine Hydroxyl-Gruppe und Hydrid (auch als eine Wasserstoffverbindung bezeichnet), durch eine Wärmebehandlung aus einem Oxid-Halbleiter entfernt wird, und Sauerstoff, der in einem Schritt zum Entfernen eines Fremdatoms reduziert werden kann, wird zugeführt. Bei dem Transistor, der den Oxid-Halbleiterfilm aufweist, welcher auf die oben beschriebene Weise hochgereinigt wird, ist eine Änderung der elektrischen Eigenschaften, wie z. B. einer Schwellspannung, unterbunden, und er ist elektrisch stabil.
  • Da die Bindefestigkeit zwischen In und Sauerstoff relativ schwach ist, wenn ein Oxid-Halbleitermaterial, das In enthält, als der Oxid-Halbleiterfilm verwendet wird, und der Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, ein Material enthält, wie z. B. Silizium, dessen Bindefestigkeit mit Sauerstoff stärker ist, besteht eine Möglichkeit, dass Sauerstoff in dem Oxid-Halbleiterfilm durch eine Wärmebehandlung abgezogen wird, so dass ein Sauerstoffdefizit in der Nähe der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms auftritt. Bei einem Transistor nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung kann jedoch ein Sauerstoffdefizit aufgrund des Abziehens von Sauerstoff aus dem Oxid-Halbleiterfilm durch Zuführen eines Sauerstoffüberschusses zu dem Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, verhindert werden.
  • Insbesondere wenn die Menge an Sauerstoff in dem Oxid-Halbleiterfilm durch eine Sauerstoffdotierungsbehandlung vergrößert wird, kann eine Verschlechterung aufgrund einer elektrischen Vorspannungsbeanspruchung oder einer Wärmebeanspruchung unterbunden werden, und eine Verschlechterung aufgrund von Licht kann verringert werden.
  • Wie oben beschrieben ist, kann nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung ein Transistor mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit zur Verfügung gestellt werden.
  • Die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen können, soweit erforderlich, mit den bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen kombiniert werden.
  • [Ausführungsform 3]
  • Bei dieser Ausführungsform wird ein weiteres Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit Bezug auf 6A bis 6F beschrieben.
  • <Aufbaubeispiel einer Halbleitervorrichtung>
  • Die Struktur einer Halbleitervorrichtung, die mittels eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach dieser Ausführungsform hergestellt wird, ist die gleiche wie diejenige des Transistors 120 der oben beschriebenen Ausführungsform. Mit anderen Worten: die Halbleitervorrichtung weist über dem Substrat 100 den Isolierfilm 102, die Source-Elektrode 104a, die Drain-Elektrode 104b, den Oxid-Halbleiterfilm 108, den Gate-Isolierfilm 110 und die Gate-Elektrode 112 auf (siehe 1A bis 1C).
  • Wie bei der oben dargestellten Ausführungsform beschrieben ist, ist der Isolierfilm 102 in dem Transistor 120 ein Isolierfilm, der einer Sauerstoffdotierungsbehandlung unterzogen wird. Ferner wird bei dieser Ausführungsform die Sauerstoffdotierungsbehandlung auch an dem Oxid-Halbleiterfilm 108 und dem Gate-Isolierfilm 110 durchgeführt. Durch eine solche Sauerstoffdotierungsbehandlung kann der Transistor 120, dessen Zuverlässigkeit weiter erhöht worden ist, erhalten werden. Ferner dient das Sauerstoffdotierungsverfahren, das bei dieser Ausführungsform an dem Isolierfilm 102 durchgeführt wird, auch als ein Schritt zum Entfernen einer Maske 103a und einer Maske 103b, die zum Ausbilden der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b verwendet werden. Durch Anwenden eines solchen Prozesses können die Herstellungskosten aufgrund der Vereinfachung der Schritte verringert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass bei einer ähnlichen Ausführungsform wie der oben beschriebenen Transistoren mit unterschiedlichen Strukturen ebenfalls hergestellt werden können (siehe 3A bis 3D).
  • <Beispiel für einen Herstellungsprozess einer Halbleitervorrichtung>
  • Ein Beispiel für Schritte zum Herstellen der Halbleitervorrichtung wird nachstehend mit Bezug auf 6A bis 6F beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass der grundlegende Inhalt der Herstellungsschritte im Wesentlichen der gleiche ist wie bei den oben dargestellten Ausführungsformen; daher werden nachstehend nur abweichende Punkte beschrieben.
  • Zuerst wird der Isolierfilm 102 über dem Substrat 100 ausgebildet (siehe 6A). Bezüglich der Details kann auf die Beschreibung von 4A Bezug genommen werden.
  • Als Nächstes wird ein leitender Film zum Ausbilden der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode (einschließlich einer Verdrahtung, die in derselben Schicht ausgebildet wird wie die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode) über dem Isolierfilm 102 ausgebildet, und der leitende Film wird unter Verwendung der Maske 103a und der Maske 103b bearbeitet, wodurch die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b ausgebildet werden. Dann wird eine Behandlung unter Verwendung von Sauerstoff 180a (auch als Sauerstoffdotierungsbehandlung oder Sauerstoffplasmadotierungs-Behandlung bezeichnet) an dem Isolierfilm 102 durchgeführt (siehe 6B). Bezüglich der Details der Schritte zum Ausbilden der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b kann auf die Beschreibung von 4C Bezug genommen werden. Hier dient die Sauerstoffdotierungsbehandlung auch als der Schritt zum Entfernen der Maske 103a und der Maske 103b.
  • Der Sauerstoff 180a enthält ein Sauerstoffradikal, ein Sauerstoffatom und/oder ein Sauerstoffion. Aufgrund der Durchführung einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Isolierfilm 102 kann Sauerstoff in dem Isolierfilm 102 enthalten sein und kann in einem von beiden oder beiden des Oxid-Halbleiterfilms 108, der später ausgebildet wird, und/oder der Nähe der Übergangsstelle zu dem Oxid-Halbleiterfilm 108 enthalten sein. In diesem Fall ist die Menge an Sauerstoff, der in dem Isolierfilm 102 enthalten ist, größer als das stöchiometrische Verhältnis des Isolierfilms 102 oder ist bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als vier Mal das stöchiometrische Verhältnis, stärker bevorzugt größer als das stöchiometrische Verhältnis und kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Verhältnisses. Alternativ kann die Menge an Sauerstoff, der in dem Isolierfilm 102 enthalten ist, größer sein als Y oder kann vorzugsweise größer als Y und kleiner als 4Y sein, wobei die Menge an Sauerstoff in dem Fall, in dem das Material des Isolierfilms 102 ein Einkristall ist, Y ist. Bei einer weiteren Alternative kann die Menge an Sauerstoff, der in dem Isolierfilm 102 enthalten ist, größer sein als Z und kann vorzugsweise größer als Z oder kleiner als 4Z sein auf der Basis der Menge an Sauerstoff Z in dem Isolierfilm in dem Fall, in dem keine Sauerstoffdotierungsbehandlung durchgeführt wird.
  • Beispielsweise kann in dem Fall, in dem Galliumoxid, dessen Zusammensetzung von GaOx (x > 0) dargestellt wird, verwendet wird, da ein Einkristall von Galliumoxid Ga2O3 ist, x größer als 1,5 und kleiner als 6 sein (d. h. die Menge an O ist größer als 1,5 Mal die an Ga und kleiner als 6 Mal die an Ga). Alternativ ist beispielsweise in dem Fall, in dem Siliziumoxid, dessen Zusammensetzung durch SiOx (x > 0) dargestellt wird, verwendet wird, dann, wenn SiO2 (d. h. die Menge an O ist doppelt so groß wie die an Si) verwendet wird, x größer als 2 und kleiner als 8 (d. h. die Menge an O ist größer als die doppelte Menge an Si und kleiner als 8 Mal die an Si). Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Region mit Sauerstoffüberschuss in einem Teil des Isolierfilms (einschließlich seiner Übergangsstelle) vorhanden sein kann.
  • Ferner weist zumindest ein Teil des Sauerstoffs 180a, der zu dem Oxid-Halbleiterfilm hinzugefügt wird, vorzugsweise eine offene Bindung in dem Oxid-Halbleiterfilm auf, nachdem er dem Halbleiter zugeführt worden ist. Der Grund dafür ist, dass bei der offenen Bindung der Sauerstoff 180a mit Wasserstoff verbunden werden kann, der in dem Film verbleibt, so dass der Wasserstoff fixiert werden kann (zu einem unbeweglichen Ion gemacht wird).
  • Der Sauerstoff 180a kann von einer Plasmaerzeugungseinrichtung oder einer Ozonerzeugungseinrichtung erzeugt werden. Insbesondere wird beispielsweise der Sauerstoff 180a unter Verwendung einer Einrichtung zum Veraschen einer Resist-Maske oder dergleichen erzeugt, und der Isolierfilm 102 kann bearbeitet werden.
  • Mittels der Sauerstoffdotierungsbehandlung werden die Maske 103a und die Maske 103b entfernt. Es sei darauf hingewiesen, dass anders als bei einem allgemeinen Schritt zum Entfernen einer Maske der Schritt durchgeführt wird, um Sauerstoff hinzuzufügen; daher wird bevorzugt, dass eine relativ starke Vorspannung an das Substrat angelegt wird.
  • Ferner werden durch die Sauerstoffdotierungsbehandlung eine Region, die Sauerstoff in einer hohen Konzentration enthält, und eine Region, die Sauerstoff in einer niedrigen Konzentration enthält, in dem Isolierfilm 102 ausgebildet. Insbesondere ist in dem Isolierfilm 102 eine Region, die nicht von der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b bedeckt ist, die Region, die Sauerstoff in einer hohen Konzentration enthält, und eine Region, die von der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b bedeckt ist, ist die Region, die Sauerstoff in einer niedrigen Konzentration enthält.
  • Als Nächstes wird ein Oxid-Halbleiterfilm, der mit der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b in Kontakt steht, über dem Isolierfilm 102 ausgebildet, und der Oxid-Halbleiterfilm wird bearbeitet, so dass ein inselförmiger Oxid-Halbleiterfilm 106 ausgebildet wird. Dann wird eine Wärmebehandlung an dem inselförmigen Oxid-Halbleiterfilm durchgeführt, wodurch der hochreine Oxid-Halbleiterfilm 108 ausgebildet wird (siehe 6C). Bezüglich der Details der Schritte kann auf die Beschreibung von 4D und 4E Bezug genommen werden.
  • Dann wird die Behandlung unter Verwendung von Sauerstoff 180b an dem Oxid-Halbleiterfilm 108 durchgeführt (siehe 6D). Bezüglich der Details kann auf die Beschreibung von 4F Bezug genommen werden.
  • Als Nächstes wird der Gate-Isolierfilm 110, der mit einem Teil des Oxid-Halbleiterfilms 108 in Kontakt steht und die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b bedeckt, ausgebildet. Danach wird eine Behandlung unter Verwendung von Sauerstoff 180c an dem Gate-Isolierfilm 110 durchgeführt (siehe 6E). Bezüglich der Details kann auf die Beschreibung von 5A und 5B Bezug genommen werden.
  • Dann wird die Gate-Elektrode 112 ausgebildet (siehe 6F). Bezüglich der Details kann auf die Beschreibung von 5C Bezug genommen werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass nach dem Ausbilden der Gate-Elektrode 112 ein Isolierfilm ausgebildet werden kann. Der Isolierfilm kann beispielsweise unter Verwendung von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Galliumoxid oder einem daraus gemischten Material ausgebildet werden. Insbesondere wird bevorzugt, dass Siliziumnitrid für den Isolierfilm verwendet wird, da verhindert werden kann, dass hinzugefügter Sauerstoff nach außen freigegeben wird, und es kann auf effektive Weise verhindert werden, dass Wasserstoff oder dergleichen von außen in den Oxid-Halbleiterfilm 108 eintritt. Ferner kann eine Verdrahtung, die mit der Source-Elektrode 104a, der Drain-Elektrode 104b oder der Gate-Elektrode 112 verbunden ist, ausgebildet werden.
  • Mittels des oben beschriebenen Prozesses wird der Transistor 120 ausgebildet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die vorstehende Beschreibung ein Beispiel ist, bei dem eine Sauerstoffdotierungsbehandlung an sämtlichen des Isolierfilms 102, des Oxid-Halbleiterfilms 108 und des Gate-Isolierfilms 110 durchgeführt wird; eine Ausführungsform der offengelegten Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Isolierfilm 102 und dem Oxid-Halbleiterfilm 108 durchgeführt werden.
  • Der Transistor nach dieser Ausführungsform weist einen hochreinen i- (Intrinsic-) Oxid-Halbleiterfilm auf, der auf eine solche Weise erhalten wird, dass ein Fremdatom, einschließlich eines Wasserstoffatoms, wie z. B. Wasserstoff, Wasser, eine Hydroxyl-Gruppe und Hydrid (auch als eine Wasserstoffverbindung bezeichnet), durch eine Wärmebehandlung aus einem Oxid-Halbleiter entfernt wird, und Sauerstoff, der in einem Schritt zum Entfernen eines Fremdatoms reduziert werden kann, wird zugeführt. Bei dem Transistor, der den Oxid-Halbleiterfilm aufweist, welcher auf die oben beschriebene Weise hochgereinigt wird, ist eine Änderung der elektrischen Eigenschaften, wie z. B. einer Schwellspannung, unterbunden, und er ist elektrisch stabil.
  • Da die Bindefestigkeit zwischen In und Sauerstoff relativ schwach ist, wenn ein Oxid-Halbleitermaterial, das In enthält, als der Oxid-Halbleiterfilm verwendet wird, und der Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, ein Material enthält, dessen Bindefestigkeit mit Sauerstoff stärker ist, wie z. B. Silizium, besteht eine Möglichkeit, dass Sauerstoff in dem Oxid-Halbleiterfilm durch eine Wärmebehandlung abgezogen wird, so dass ein Sauerstoffdefizit in der Nähe der Übergangsstelle des Oxid-Halbleiterfilms auftritt. Bei einem Transistor nach einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung kann jedoch ein Sauerstoffdefizit aufgrund des Abziehens von Sauerstoff aus dem Oxid-Halbleiterfilm durch Zuführen eines Sauerstoffüberschusses zu dem Isolierfilm, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm in Kontakt steht, verhindert werden.
  • Insbesondere wenn die Menge an Sauerstoff in dem Oxid-Halbleiterfilm durch eine Sauerstoffdotierungsbehandlung vergrößert wird, kann eine Verschlechterung aufgrund einer elektrischen Vorspannungsbeanspruchung oder einer Wärmebeanspruchung unterbunden werden, und eine Verschlechterung aufgrund von Licht kann verringert werden.
  • Ferner ist bei dem Herstellungsverfahren nach dieser Ausführungsform der Prozess vereinfacht, und daher können die Kosten für die Herstellung verringert werden.
  • Wie oben beschrieben ist, kann bei einer Ausführungsform der offengelegten Erfindung ein Transistor mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit zur Verfügung gestellt werden, wobei die Herstellungskosten verringert sind.
  • Die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen können, soweit erforderlich, mit den bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen kombiniert werden.
  • [Ausführungsform 4]
  • Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel für eine Plasmaeinrichtung (auch als eine Veraschungseinrichtung bezeichnet), die für eine Sauerstoffdotierungsbehandlung verwendet werden kann, beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass im Vergleich zu einer lonenimplantationseinrichtung oder dergleichen die Einrichtung für den Einsatz in der Industrie geeignet ist, da die Einrichtung beispielsweise für ein großes Glassubstrat der fünften Generation oder später verwendet werden kann.
  • 17A zeigt eine beispielhafte Draufsicht einer Ein-Wafer-Mehrkammer-Einrichtung. 17B zeigt eine beispielhafte Querschnittansicht einer Plasmaeinrichtung (auch als eine Veraschungseinrichtung bezeichnet), die für eine Sauerstoffplasmadotierung verwendet wird.
  • Die Ein-Wafer-Mehrkammer-Einrichtung, die in 17A gezeigt ist, umfasst drei Plasmaeinrichtungen 10, die jeweils 17B entsprechen, eine Substratzuführkammer 11, die drei Kassettenports 14 zum Halten eines Bearbeitungssubstrats aufweist, eine Ladungsschleusenkammer 12, eine Transferkammer 13 und dergleichen. Ein Substrat, das der Substratzuführkammer zugeführt wird, wird durch die Ladungsschleusenkammer 12 und die Transferkammer 13 zu einer Vakuumkammer 15 in der Plasmaeinrichtung 10 transferiert und einer Sauerstoffplasmadotierung unterzogen. Das Substrat, das einer Sauerstoffplasmadotierung unterzogen worden ist, wird von der Plasmaeinrichtung 10 durch die Ladungsschleusenkammer 12 und die Transferkammer 13 zu der Substratzuführkammer 11 transferiert. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Transferroboter zum Transferieren eines Bearbeitungssubstrats in jeder der Substratzuführkammer 11 und der Transferkammer 13 vorgesehen ist.
  • Wie in 17B gezeigt ist, weist die Plasmaeinrichtung 10 die Vakuumkammer 15 auf. Eine Vielzahl von Gasauslässen und eine ICP-Spule (inductively coupled plasma coil) 16, die eine Erzeugungsquelle von Plasma ist, sind an einem oberen Abschnitt der Vakuumkammer 15 vorgesehen.
  • Die zwölf Gasauslässe sind, von dem oberen Teil der Plasmaeinrichtung 10 aus betrachtet, in einem mittleren Abschnitt angeordnet. Jeder der Gasauslässe ist mit einer Gaszuführquelle zum Zuführen eines Sauerstoffgases durch einen Gasströmungsweg 17 verbunden. Die Gaszuführquelle weist einen Massenströmungsregler und dergleichen auf und kann ein Sauerstoffgas in einer gewünschten Strömungsmenge (die größer ist als 0 sccm und kleiner als oder gleich 1000 sccm) dem Gasströmungsweg17 zuführen. Das Sauerstoffgas, das von der Gaszuführquelle zugeführt wird, wird von dem Gate-Strömungsweg 17 durch die zwölf Gasauslässe der Vakuumkammer 15 zugeführt.
  • Die ICP-Spule 16 weist eine Vielzahl von streifenförmigen Leitern auf, die jeweils eine Spiralform haben. Ein Ende jedes der Leiter ist über eine Anpassungsschaltung zum Steuern einer Impedanz elektrisch mit einer ersten Hochfrequenz-Energiequelle 18 (13,56 MHz) verbunden, und ihr anderes Ende ist geerdet.
  • Ein Substrattisch 19, der als eine untere Elektrode fungiert, ist in einem unteren Abschnitt der Vakuumkammer vorgesehen. Mittels einer elektrostatischen Einspannvorrichtung oder dergleichen, die für den Substrattisch 19 vorgesehen ist, wird ein Bearbeitungssubstrat 20 lösbar auf dem Substrattisch gehalten. Der Substrattisch 19 weist ein Heizgerät als ein Heizsystem und einen He-Gasströmungsdurchgang als Kühlsystem auf. Der Substrattisch ist mit einer zweiten Hochfrequenz-Energiequelle 21 (3,2 MHz) zum Anlegen einer Substratvorspannung verbunden.
  • Ferner weist die Vakuumkammer 15 eine Austrittsöffnung und ein automatisches Drucksteuerventil (auch als APC [automatic pressure control valve] bezeichnet) 22 auf. Das APC ist mit einer Turbo-Molekularpumpe 23 verbunden und ist ferner über die Turbo-Molekularpumpe 23 mit einer Trockenpumpe 24 verbunden. Das APC steuert den Innendruck der Vakuumkammer. Die Turbo-Molekularpumpe 23 und die Trockenpumpe 24 verringern den Innendruck der Vakuumkammer 15.
  • Als Nächstes wird ein Beispiel beschrieben, bei dem Plasma in der Vakuumpumpe 15, die in 17B gezeigt ist, erzeugt wird, und es wird eine Sauerstoffplasmadotierung an einem Oxid-Halbleiterfilm, einem Basis-Isolierfilm oder einem Gate-Isolierfilm, die für das Bearbeitungssubstrat 20 vorgesehen sind, durchgeführt.
  • Zuerst wird der Innendruck der Vakuumkammer 15 durch Bedienen der Turbo-Molekularpumpe 23, der Trockenpumpe 24 oder dergleichen auf einem gewünschten Druck gehalten, und dann wird das Bearbeitungssubstrat 20 auf dem Substrattisch in der Vakuumkammer 15 platziert. Es sei darauf hingewiesen, dass das Bearbeitungssubstrat 20, das auf dem Substrattisch gehalten wird, zumindest einen Oxid-Halbleiterfilm oder einen Basis-Isolierfilm aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird der Innendruck der Vakuumkammer 15 auf 1,33 Pa gehalten. Es sei darauf hingewiesen, dass die Strömungsmenge des Sauerstoffgases, das von den Gasauslässen in die Vakuumpumpe 15 geliefert wird, auf 250 sccm eingestellt ist.
  • Als Nächstes wird eine Hochfrequenzenergie von der ersten Hochfrequenz-Energiequelle 18 an die ICP-Spule 16 angelegt, wodurch Plasma erzeugt wird. Dann wird ein Zustand, in dem Plasma erzeugt wird, für einen bestimmten Zeitraum (größer als oder gleich 30 Sekunden und kleiner als oder gleich 600 Sekunden) aufrechterhalten. Es sei darauf hingewiesen, dass die Hochfrequenzenergie, die an die ICP-Spule 16 angelegt wird, größer als oder gleich 1 kW und kleiner als oder gleich 10 kW ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Hochfrequenzenergie auf 6000 W eingestellt. Dabei kann eine Substratvorspannung von der zweiten Hochfrequenz-Energiequelle 21 an den Substrattisch angelegt werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Energie, die zum Anlegen der Substratvorspannung verwendet wird, auf 1000 W eingestellt.
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Zustand, in dem Plasma erzeugt wird, 60 Sekunden lang aufrechterhalten, und dann wird das Bearbeitungssubstrat 20 aus der Vakuumkammer 15 transferiert. Auf diese Weise kann eine Sauerstoffplasmadotierung an dem Oxid-Halbleiterfilm, dem Basis-Isolierfilm oder dem Gate-Isolierfilm, die für das Bearbeitungssubstrat 20 vorgesehen sind, durchgeführt werden.
  • Die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen können, soweit erforderlich, mit den bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen kombiniert werden.
  • [Ausführungsform 5]
  • Bei dieser Ausführungsform wird als ein Bespiel für eine Halbleitervorrichtung ein Speichermedium (ein Speicherelement) beschrieben. Bei dieser Ausführungsform sind der Transistor, der einen in den Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Oxid-Halbleiter oder dergleichen aufweist, und ein Transistor, der ein anderes Material als einen Oxid-Halbleiter aufweist, über dem Substrat ausgebildet.
  • 7A bis 7C zeigen ein Beispiel für eine Struktur einer Halbleitervorrichtung. 7A zeigt einen Querschnitt der Halbleitervorrichtung, und 7B zeigt eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung. Hier entspricht 7A einem Querschnitt entlang Linien C1-C2 und D1-D2 in 7B. 7C zeigt ein Beispiel für ein Schema einer Schaltung, die die Halbleitervorrichtung als ein Speicherelement aufweist. Bei der Halbleitervorrichtung, die in 7A und 7B gezeigt ist, ist ein Transistor 240, der ein erstes Halbleitermaterial aufweist, in einem unteren Abschnitt vorgesehen, und der Transistor 120, der in der Ausführungsform 1 beschrieben ist, ist in dem oberen Abschnitt vorgesehen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Transistor 120 einen Oxid-Halbleiter als ein zweites Halbleitermaterial aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Halbleitermaterial ein anderes Halbleitermaterial als ein Oxid-Halbleiter. Als das Halbleitermaterial, das sich von einem Oxid-Halbleiter unterscheidet, können vorzugsweise z. B. Silizium, Germanium Siliziumgermanium, Siliziumkarbid, Galliumarsenid oder dergleichen verwendet werden, und vorzugsweise wird ein Einkristall-Halbleiter verwendet. Alternativ kann ein organisches Halbleitermaterial oder dergleichen verwendet werden. Ein Transistor, der ein solches anderes Halbleitermaterial als einen Oxid-Halbleiter aufweist, kann leicht eine Hochgeschwindigkeitsoperation erreichen. Andererseits kann ein Transistor, der einen Oxid-Halbleiter aufweist, aufgrund seiner Eigenschaften eine Ladung über einen langen Zeitraum halten.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bei dieser Ausführungsform ein Beispiel beschrieben ist, bei dem das Speichermedium unter Verwendung des Transistors 120 ausgebildet wird; es braucht jedoch nicht darauf hingewiesen zu werden, dass jeder der Transistoren 130 bis 160 und dergleichen, die in der Ausführungsform 1 oder 2 beschrieben sind, anstelle des Transistors 120 verwendet werden können.
  • Der Transistor 240 in 7A bis 7C umfasst eine Kanalausbildungsregion 216, die in einem Substrat 200 vorgesehen ist, das ein Halbleitermaterial (z. B. Silizium) aufweist, Fremdatomregionen 220, zwischen denen die Kanalausbildungsregion 216 vorgesehen ist, Metallverbindungsregionen 224, die mit den Fremdatomregionen 220 in Kontakt stehen, einen Gate-Isolierfilm 208, der über der Kanalausbildungsregion 216 vorgesehen ist, und die Gate-Elektrode 210, die über dem Gate-Isolierfilm 208 vorgesehen ist.
  • Als das Substrat 200, das ein Halbleitermaterial aufweist, können ein Einkristall-Halbleitersubstrat oder ein polykristallines Halbleitersubstrat aus Silizium, Siliziumkarbid oder dergleichen; ein Verbund-Halbleitersubstrat aus Siliziumgermanium oder dergleichen; ein SOI-Substrat; oder dergleichen verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „SOI-Substrat“ zwar grundsätzlich ein Substrat bedeutet, bei dem ein Silizium-Halbleiterfilm über einer Isolierfläche vorgesehen ist, der Ausdruck „SOI-Substrat“ in dieser Patentschrift und dergleichen jedoch auch ein Substrat umfasst, bei dem ein Halbleiterfilm, der ein anderes Material als Silizium aufweist, über einer Isolierfläche vorgesehen ist. Mit anderen Worten: ein Halbleiterfilm, der in dem „SOI-Substrat“ enthalten ist, ist nicht auf einen Silizium-Halbleiterfilm beschränkt. Ferner kann das SOI-Substrat ein Substrat sein, das eine Struktur aufweist, bei der ein Halbleiterfilm über einem Isoliersubstrat, wie z. B. einem Glassubstrat, mit einem dazwischen vorgesehenen Isolierfilm vorgesehen ist.
  • Ein Elementtrennungs-Isolierfilm 206 ist so über dem Substrat 200 vorgesehen, dass er den Transistor 240 umgibt, und ein Isolierfilm 228 und ein Isolierfilm 230 sind dazu vorgesehen, den Transistor 240 zu bedecken. Es sei darauf hingewiesen, dass es im Hinblick auf eine hohe Integration bevorzugt wird, dass, wie in 7A, der Transistor 240 keinen Seitenwand-Isolierfilm aufweist. Andererseits können in dem Fall, in dem die Eigenschaften des Transistors 240 Priorität haben, Seitenwand-Isolierfilme an Seitenwänden der Gate-Elektrode 210 vorgesehen sein, und die Fremdatomregionen 220 können jeweils eine Region mit einer unterschiedlichen Fremdatomkonzentration aufweisen.
  • Der Transistor 240 kann unter Verwendung von Silizium, Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumkarbid, Galliumarsenid oder dergleichen hergestellt werden. Ein solcher Transistor 240 ist zu einer Hochgeschwindigkeitsoperation fähig. Somit können dann, wenn der Transistor als ein Lesetransistor verwendet wird, Daten mit hoher Geschwindigkeit ausgelesen werden.
  • Nach dem Ausbilden des Transistors 240 werden als eine Behandlung vor dem Ausbilden des Transistors 120 und eines Kondensators 164 der Isolierfilm 228 und der Isolierfilm 230 einer CMP-Behandlung unterzogen, so dass eine obere Fläche der Gate-Elektrode 210 freigelegt wird. Eine Behandlung zum Freilegen der oberen Fläche der Gate-Elektrode 210 kann auch eine Ätzbehandlung oder dergleichen anstelle der CMP-Behandlung angewendet werden; zum Verbessern von Eigenschaften des Transistors 120 werden Flächen des Isolierfilms 228 und des Isolierfilms 230 vorzugsweise so eben wie möglich ausgeführt.
  • Als Nächstes wird ein leitender Film über der Gate-Elektrode 210, dem Isolierfilm 228, dem Isolierfilm 230 und dergleichen ausgebildet, und der leitende Film wird selektiv geätzt, so dass eine Source-Elektrode 104a und eine Drain-Elektrode 104b ausgebildet werden.
  • Der leitende Film kann mittels eines PVD-Verfahrens, wie z. B. eines Sputterverfahrens, oder eines CVD-Verfahrens, wie z. B. eines Plasma-CVD-Verfahrens, ausgebildet werden. Als das Material des leitenden Films können ein Element ausgewählt aus Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo und W, eine Legierung, die jedes geeignete der vorgenannten Elemente als seine Komponente aufweist, und dergleichen verwendet werden. Mn, Mg, Zr, Be, Nd und Sc oder ein Material, das jedes geeignete davon in Kombination aufweist, können verwendet werden.
  • Der leitende Film kann entweder eine einschichtige Struktur oder eine Schichtstruktur aus zwei oder mehr Schichten aufweisen. Beispielsweise kann der leitende Film eine einschichtige Struktur aus einem Titanfilm oder einem Titannitridfilm, eine einschichtige Struktur aus einem siliziumhaltigen Aluminiumfilm, eine zweischichtige Struktur, bei der ein Titanfilm über einem Aluminiumfilm gestapelt ist, eine zweischichtige Struktur, bei der ein Titanfilm über einem Titannitridfilm gestapelt ist, oder eine dreischichtige Struktur, bei der ein Titanfilm, ein Aluminiumfilm und ein Titanfilm in dieser Reihenfolge gestapelt sind, aufweisen. Es sei darauf hingewiesen, dass in dem Fall, in dem der leitende Film eine einschichtige Struktur aus einem Titanfilm oder einem Titannitridfilm aufweist, dahingehend ein Vorteil besteht, dass die Source-Elektrode 104a und die Drain-Elektrode 104b auf einfache Weise so bearbeitet werden können, dass sie sich verjüngen.
  • Eine Kanallänge (L) des Transistors 120 in dem oberen Abschnitt wird von einer Distanz zwischen einem unteren Endabschnitt der Source-Elektrode 104a und einem unteren Endabschnitt der Drain-Elektrode 104b bestimmt. Es sei darauf hingewiesen, dass hinsichtlich der Belichtung zum Ausbilden einer Maske, die in dem Fall verwendet wird, in dem ein Transistor mit einer Kanallänge (L) von weniger als 25 nm ausgebildet wird, es bevorzugt wird, Extrem-Ultraviolett-Strahlen zu verwenden, deren Wellenlänge nur mehrere Nanometer bis mehrere zehn Nanometer kurz ist.
  • Als Nächstes wird ein Oxid-Halbleiterfilm zum Bedecken der Source-Elektrode 104a und der Drain-Elektrode 104b ausgebildet, und der Oxid-Halbleiterfilm wird selektiv so geätzt, dass der Oxid-Halbleiterfilm 108 ausgebildet wird. Der Oxid-Halbleiterfilm wird unter Verwendung des Materials und des Ausbildungsprozesses ausgebildet, die bei Ausführungsform 1 beschrieben sind.
  • Dann wird ein Gate-Isolierfilm 110, der mit dem Oxid-Halbleiterfilm 108 in Kontakt steht, ausgebildet. Der Gate-Isolierfilm 110 wird unter Verwendung des Materials und des Ausbildungsprozesses ausgebildet, die bei Ausführungsform 1 beschrieben sind.
  • Als Nächstes wird über dem Gate-Isolierfilm 110 eine Gate-Elektrode 112a in einer Region ausgebildet, die sich mit dem Oxid-Halbleiterfilm 108 überlappt, und eine Elektrode 112b wird in einer Region ausgebildet, die sich mit der Source-Elektrode 104a überlappt.
  • Nach dem Ausbilden des Gate-Isolierfilms 110 wird eine Wärmebehandlung (auch als ein Zuführen von Sauerstoff bezeichnet) vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre oder einer Sauerstoffatmosphäre durchgeführt. Die Temperatur der Wärmebehandlung ist höher als oder gleich 200 °C und niedriger als oder gleich 450 °C, vorzugsweise höher als oder gleich 250 °C und niedriger als oder gleich 350 °C. Beispielsweise kann die Wärmebehandlung eine Stunde lang bei 250 °C in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden. Durch Durchführen der Wärmebehandlung kann eine Änderung von elektrischen Eigenschaften des Transistors verringert werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Zeitpunkt der Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise kann die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff nach dem Ausbilden der Gate-Elektrode durchgeführt werden. Alternativ kann die Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff im Anschluss an eine Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen durchgeführt werden; eine Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen kann auch als eine Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff dienen; oder eine Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff kann auch als Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen dienen.
  • Wie oben beschrieben ist, kann dann, wenn eine Wärmebehandlung zum Entziehen von Wasser oder dergleichen und eine Sauerstoffdotierungsbehandlung oder eine Wärmebehandlung zum Zuführen von Sauerstoff durchgeführt werden, der Oxid-Halbleiterfilm 108 hochgereinigt werden, um so wenige Fremdatome wie möglich zu enthalten.
  • Die Gate-Elektrode 112a und die Elektrode 112b können auf eine solche Weise ausgebildet werden, dass ein leitender Film über dem Gate-Isolierfilm 110 ausgebildet wird und dann selektiv geätzt wird.
  • Als Nächstes werden ein Isolierfilm 151 und ein Isolierfilm 152 über dem Gate-Isolierfilm 110, der Gate-Elektrode 112a und der Elektrode 112b ausgebildet. Der Isolierfilm 151 und der Isolierfilm 152 können mittels eines Sputterverfahrens, eines CVD-Verfahrens oder dergleichen ausgebildet werden. Der Isolierfilm 151 und der Isolierfilm 152 können unter Verwendung eines Materials ausgebildet werden, das ein anorganisches Isoliermaterial aufweist, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxinitrid, Siliziumnitrid, Hafniumoxid, Aluminiumoxid oder Galliumoxid.
  • Als Nächstes wird eine Öffnung zu der Drain-Elektrode 104b durch den Gate-Isolierfilm 110, den Isolierfilm 151 und den Isolierfilm 152 hindurch ausgebildet. Die Öffnung wird durch selektives Ätzen unter Verwendung einer Maske oder dergleichen ausgebildet.
  • Danach wird eine Elektrode 154 in der Öffnung ausgebildet, und eine Verdrahtung 156, die mit der Elektrode 154 in Kontakt steht, wird über dem Isolierfilm 152 ausgebildet.
  • Die Elektrode 154 kann beispielsweise auf eine solche Weise ausgebildet werden, dass ein leitender Film in einer die Öffnung umfassenden Region mittels eines PVD-Verfahrens, eines CVD-Verfahrens oder dergleichen ausgebildet wird und dann ein Teil des leitenden Films durch Ätzen, CMP oder dergleichen entfernt wird.
  • Die Verdrahtung 156 wird auf eine solche Weise ausgebildet, dass ein leitender Film mittels eines PVD-Verfahrens, wie z. B. eines Sputterverfahrens, oder eines CVD-Verfahrens, wie z. B. eines Plasma-CVD-Verfahrens, ausgebildet wird und dann der leitende Film gemustert wird. Als ein Material des leitenden Films können ein Element ausgewählt aus Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo und W, eine Legierung, die jedes geeignete der vorgenannten Elemente als seine Komponente aufweist, oder dergleichen verwendet werden. Mn, Mg, Zr, Be, Nd und Sc oder ein Material, das jedes geeignete davon in Kombination aufweist, können verwendet werden. Die Details sind die gleichen wie diejenigen der Source-Elektrode 104a, der Drain-Elektrode 104b oder dergleichen.
  • Mittels des oben beschriebenen Prozesses können der Transistor 120 und der Kondensator 164, der den hochreinen Oxid-Halbleiterfilm 108 aufweist, fertiggestellt werden. Der Kondensator 164 weist die Source-Elektrode 104a, den Oxid-Halbleiterfilm 108, den Gate-Isolierfilm 110 und die Elektrode 112b auf.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem Kondensator 164 in 7A bis 7C eine Isolierung zwischen der Source-Elektrode 104a und der Elektrode 112b durch Stapeln des Oxid-Halbleiterfilms 108 und des Gate-Isolierfilms 110 in ausreichendem Maße gesichert sein kann. Es braucht nicht darauf hingewiesen zu werden, dass der Kondensator 164 auch ohne den Oxid-Halbleiterfilm 108 verwendet werden kann, um eine ausreichende Kapazität sicherzustellen. Als eine weitere Alternative kann der Kondensator 164 in dem Fall entfallen, in dem kein Kondensator benötigt wird.
  • 7C zeigt ein Beispiel für ein Schema einer Schaltung, bei der die Halbleitervorrichtung als ein Speicherelement verwendet wird. In 7C sind eine einer Source-Elektrode und einer Drain-Elektrode des Transistors 120, eine Elektrode des Kondensators 164 und eine Gate-Elektrode des Transistors 240 elektrisch miteinander verbunden. Eine erste Verdrahtung (1. Leitung, auch als eine Source-Leitung bezeichnet) ist elektrisch mit einer Source-Elektrode des Transistors 240 verbunden. Eine zweite Verdrahtung (2. Leitung, auch als eine Bitleitung bezeichnet) ist elektrisch mit einer Drain-Elektrode des Transistors 240 verbunden. Eine dritte Verdrahtung (3. Leitung, auch als eine erste Signalleitung bezeichnet) ist elektrisch mit der anderen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode des Transistors 120 verbunden. Eine vierte Verdrahtung (4. Leitung, auch als eine zweite Signalleitung bezeichnet) ist elektrisch mit einer Gate-Elektrode des Transistors 120 verbunden. Eine fünfte Verdrahtung (5. Leitung, auch als eine Wortleitung bezeichnet) ist elektrisch mit der anderen Elektrode des Kondensators 164 verbunden.
  • Der Transistor 120, der einen Oxid-Halbleiter aufweist, hat einen außerordentlich niedrigen Abschaltstrom; daher kann dann, wenn der Transistor 120 abgeschaltet wird, das Potential eines Knotenpunkts (nachstehend ein Knotenpunkt FG), bei dem eine der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode des Transistors 120, eine Elektrode des Kondensators 164 und die Gate-Elektrode des Transistors 240 elektrisch miteinander verbunden sind, über einen außerordentlich langen Zeitraum gehalten werden. Der Kondensator 164 vereinfacht das Halten der Ladung, die zu dem Knotenpunkt FG geleitet wird, und das Lesen von festgehaltenen Daten.
  • Wenn Daten in der Halbleitervorrichtung gespeichert werden (Schreiben), wird das Potential der vierten Verdrahtung auf ein Potential eingestellt, bei dem der Transistor 120 eingeschaltet wird, wodurch der Transistor 120 eingeschaltet wird. Somit wird das Potential der dritten Verdrahtung an den Knotenpunkt FG angelegt, und eine vorgegebene Menge an Ladung wird in dem Knotenpunkt FG akkumuliert. Hier wird die Ladung zum Anlegen eines von zwei unterschiedlichen Potentialpegeln (nachsehend als eine Ladung mit einem niedrigen Pegel und eine Ladung mit einem hohen Pegel bezeichnet) zu dem Knotenpunkt FG geleitet. Danach wird das Potential der vierten Verdrahtung auf ein Potential eingestellt, bei dem der Transistor 120 abgeschaltet wird, wodurch der Transistor 120 abgeschaltet wird. Dadurch wird der Knotenpunkt FG gefloatet und die vorgegebene Menge an Ladung wird in dem Knotenpunkt FG gehalten. Die vorgegebene Menge an Ladung wird somit akkumuliert und in dem Knotenpunkt FG gehalten, wodurch die Speicherzelle Daten speichern kann.
  • Da der Abschaltstrom des Transistors 120 außerordentlich klein ist, wird die Ladung, die an den Knotenpunkt FG angelegt ist, für einen langen Zeitraum gehalten. Aufgrund dieses Merkmals kann eine Aktualisierungsoperation unnötig sein oder die Häufigkeit der Aktualisierungsoperation drastisch verringert werden, was zu einer ausreichenden Verringerung des Energieverbrauchs führt. Ferner können gespeicherte Daten selbst dann über einen langen Zeitraum festgehalten werden, wenn keine Energie zugeführt wird.
  • Wenn Speicherdaten ausgelesen werden (Lesen), während ein vorgegebenes Potential (ein festes Potential) an die erste Verdrahtung angelegt ist, wird ein geeignetes Potential (ein Auslese-Potential) an die fünfte Verdrahtung angelegt, wodurch der Transistor 240 seinen Zustand in Abhängigkeit von der Menge an Ladung, die in dem Knotenpunkt FG gehalten ist, verändert. Der Grund dafür ist, dass grundsätzlich dann, wenn der Transistor 240 ein n-Kanal-Transistor ist, ein scheinbarer Schwellwert Vth_H des Transistors 240 in dem Fall, in dem eine Ladung mit einem hohen Pegel in dem Knotenpunkt FG gehalten wird, niedriger ist als ein scheinbarer Schwellwert Vth_L des Transistors 240 in dem Fall, in dem eine Ladung mit einem niedrigen Pegel in dem Knotenpunkt FG gehalten wird. Hier bezieht sich eine scheinbare Schwellspannung auf das Potential der fünften Verdrahtung, das zum Einschalten des Transistors 240 benötigt wird. Somit kann durch Einstellen des Potentials der fünften Verdrahtung auf ein Potential V0, das zwischen Vth_H und Vth_L liegt, eine Ladung, die in dem Knotenpunkt FG gehalten wird, bestimmt werden. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem eine Ladung mit einem hohen Pegel beim Schreiben verwendet wird, dann, wenn das Potential der fünften Verdrahtung auf V0 (> Vth_H) eingestellt ist, der Transistor 240 eingeschaltet. In dem Fall, in dem eine Ladung mit einem niedrigen Pegel beim Schreiben verwendet wird, bleibt selbst dann, wenn das Potential der fünften Verdrahtung auf V0 (< Vth-L) eingestellt ist, der Transistor 240 in einem Aus-Zustand. Auf eine solche Weise können durch Steuern des Potentials der fünften Verdrahtung und Bestimmen, ob sich der Transistor 240 in einem Ein-Zustand oder einem Aus-Zustand befindet (Auslesen des Potentials der zweiten Verdrahtung), Speicherdaten ausgelesen werden.
  • Zum erneuten Schreiben von Speicherdaten wird ein neues Potential an den Knotenpunkt FG angelegt, der die vorgegebene Menge an Ladung für das oben beschriebene Schreiben hält, so dass die Ladung der neuen Daten in dem Knotenpunkt FG gehalten wird. Insbesondere wird das Potential der vierten Verdrahtung auf ein Potential eingestellt, bei dem der Transistor 120 eingeschaltet wird, wodurch der Transistor 120 eingeschaltet wird. Folglich wird das Potential der dritten Verdrahtung (ein Potential neuer Daten) an den Knotenpunkt FG angelegt, und die vorgegebene Menge an Ladung wird in dem Knotenpunkt FG akkumuliert. Danach wird das Potential der vierten Verdrahtung auf ein Potential eingestellt, bei dem der Transistor 120 abgeschaltet wird, wodurch der Transistor 120 abgeschaltet wird. Somit wird die Ladung der neuen Daten in dem Knotenpunkt FG gehalten. Mit anderen Worten: während die vorgegebene Menge an Ladung für das erste Schreiben in dem Knotenpunkt FG gehalten wird, wird die gleiche Operation (ein zweites Schreiben) wie bei dem ersten Schreiben durchgeführt, wodurch die Speicherdaten überschrieben werden können.
  • Der Abschaltstrom des Transistors 120, der bei dieser Ausführungsform beschrieben ist, kann unter Verwendung des hochreinen Intrinsic-Halbleiter-Oxidfilms 108 in ausreichendem Maße verringert werden. Ferner enthält der Oxid-Halbleiterfilm 108 einen Sauerstoffüberschuss, wodurch eine Änderung der elektrischen Eigenschaften des Transistors 120 unterbunden wird, so dass der Transistor, der elektrisch stabil ist, erhalten werden kann. Ferner kann bei Verwendung eines solchen Transistors eine hochzuverlässige Halbleitervorrichtung erhalten werden, die in der Lage ist, Speicherdaten über einen außerordentlich langen Zeitraum zu halten.
  • Bei der Halbleitervorrichtung, die bei dieser Ausführungsform beschrieben ist, überlappen der Transistor 240 und der Transistor 120 einander; daher kann eine Halbleitervorrichtung, deren Integrationsgrad in ausreichendem Maße verbessert ist, realisiert werden.
  • Die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen können, soweit erforderlich, mit den bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen kombiniert werden.
  • [Ausführungsform 6]
  • Eine Halbleitervorrichtung, die eine Anzeigefunktion (auch als eine Anzeigevorrichtung bezeichnet) aufweist, kann unter Verwendung des Transistors hergestellt werden, der beispielhaft bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschrieben ist. Ferner kann ein Teil der oder die gesamte Treiberschaltungsanordnung, die den Transistor enthält, über einem Substrat ausgebildet sein, wo ein Pixelabschnitt ausgebildet ist, wodurch ein System-on-Panel erhalten werden kann.
  • In 8A ist ein Dichtungsmittel 4005 so vorgesehen, dass es einen Pixelabschnitt 4002 umgibt, der über einem ersten Substrat 4001 vorgesehen ist, und der Pixelabschnitt 4002 wird unter Verwendung eines zweiten Substrats 4006 abgedichtet. In 8A sind eine Signalleitungs-Treiberschaltung 4003 und eine Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004, die unter Verwendung eines Einkristall-Halbleiterfilms oder eines polykristallinen Halbleiterfilms getrennt auf einem Substrat ausgebildet sind, in einer anderen Region montiert als der Region, die von dem Dichtungsmittel 4005 über dem ersten Substrat 4001 umgeben ist. Verschiedene Signale und Potentiale werden von flexiblen gedruckten Schaltungen (flexible printed circuits FPCs) 4018a und 4018b der Signalleitungs-Treiberschaltung 4003 und der Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004, die getrennt ausgebildet sind, und dem Pixelabschnitt 4002 zugeführt.
  • In 8B und 8C ist das Dichtungsmittel 4005 so vorgesehen, dass es den Pixelabschnitt 4002 und die Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004 umgibt, die über dem ersten Substrat 4001 vorgesehen sind. Das zweite Substrat 4006 ist über dem Pixelabschnitt 4002 und der Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004 vorgesehen. Folglich sind der Pixelabschnitt 4002 und die Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004 zusammen mit dem Anzeigeelement mittels des ersten Substrats 4001, des Dichtungsmittels 4005 und des zweiten Substrats 4006 abgedichtet. In 8B und 8C ist die Signalleitungs-Treiberschaltung 4003, die unter Verwendung eines Einkristall-Halbleiterfilms oder eines polykristallinen Halbleiterfilms über einem getrennt ausgebildeten Substrat ausgebildet ist, in einer anderen Region montiert als der Region, die von dem Dichtungsmittel 4005 über dem ersten Substrat 4001 umgeben ist. In 8B und 8C werden verschiedene Signale und Potentiale von einer FPC 4018 der Signalleitungs-Treiberschaltung 4003, die getrennt ausgebildet ist, der Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004 und dem Pixelabschnitt 4002 zugeführt.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die in 8A bis 8C beschriebenen Strukturen beschränkt. Es kann auch nur ein Teil der Signalleitungs-Treiberschaltung oder ein Teil der Abtastleitungs-Treiberschaltung getrennt ausgebildet und dann montiert werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass ein Verbindungsverfahren einer getrennt ausgebildeten Treiberschaltung keiner besonderen Einschränkung unterliegt, und es kann ein Chip-on-Glass- (COG-) Verfahren, ein Drahtbondungs-Verfahren, ein Tape-Automated-Bonding- (TAB-) Verfahren oder dergleichen angewendet werden. 8A zeigt ein Beispiel, bei dem die Signalleitungs-Treiberschaltung 4003 und die Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004 mittels eines COG-Verfahrens montiert sind. 8B zeigt ein Beispiel, bei dem die Signalleitungs-Treiberschaltung 4003 mittels eines COG-Verfahrens montiert ist. 8C zeigt ein Beispiel, bei dem die Signalleitungs-Treiberschaltung 4003 mittels eines TAB-Verfahrens montiert ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzeigevorrichtung ein Panel, in dem das Anzeigeelement abgedichtet ist, und ein Modul aufweist, in dem eine IC oder dergleichen, einschließlich eines Reglers, auf dem Panel montiert ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzeigevorrichtung in dieser Patentschrift eine Bildanzeigevorrichtung, eine Anzeigevorrichtung oder eine Lichtquelle (einschließlich einer Beleuchtungsvorrichtung) bedeutet. Ferner weist die Anzeigevorrichtung auch die folgenden Module in ihrer Kategorie auf: ein Modul, an dem ein Anschlussteil, wie z. B. eine FPC, ein TAB-Band oder ein TCP angebracht ist, ein Modul, das ein TAB-Band oder ein TCP aufweist, an dessen Spitze eine Leiterplatte vorgesehen ist; und ein Modul, bei dem eine integrierte Schaltung (integrated circuit IC) direkt mittels eines COG-Verfahrens an einem Anzeigeelement montiert ist.
  • Der Pixelabschnitt und die Abtastleitungs-Treiberschaltung, die über dem ersten Substrat angeordnet sind, weisen eine Vielzahl von Transistoren auf, und jeder geeignete der Transistoren, die bei Ausführungsformen 1 bis 3 beschrieben sind, kann verwendet werden.
  • Als das Anzeigeelement, das in der Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, kann ein Flüssigkristallelement (auch als Flüssigkristall-Anzeigeelement bezeichnet) oder ein lichtemittierendes Element (auch als ein lichtemittierendes Anzeigeelement bezeichnet) verwendet werden. Das lichtemittierende Element weist in seiner Kategorie ein Element auf, dessen Leuchtdichte von einem Strom oder einer Spannung gesteuert wird, und weist in seiner Kategorie insbesondere ein anorganisches Elektrolumineszenz- (EL-) Element, ein organisches EL-Element und dergleichen auf. Ferner kann ein Anzeigemedium, dessen Kontrast durch einen elektrischen Effekt, wie z. B. eine elektronische Tinte, verändert wird, verwendet werden.
  • Eine Ausführungsform der Halbleitervorrichtung wird mit Bezug auf 9, 10 und 11 beschrieben. 9, 10 und 11 entsprechen Querschnittansichten entlang der Linie M-N in 8B.
  • Wie in 9 bis 11 dargestellt ist, weist die Halbleitervorrichtung eine Verbindungs-Anschlusselektrode 4015 und eine Anschlusselektrode 4016 auf. Die Verbindungs-Anschlusselektrode 4015 und die Anschlusselektrode 4016 sind über einen anisotropen leitenden Film 4019 elektrisch mit einem Anschluss in der FPC 4018 verbunden.
  • Die Verbindungs-Anschlusselektrode 4015 ist unter Verwendung des gleichen leitenden Films wie bei einer ersten Elektrodenschicht 4030 ausgebildet, und die Anschlusselektrode 4016 ist unter Verwendung des gleichen leitenden Films wie bei den Source- und Drain-Elektroden von Transistoren 4010 und 4011 ausgebildet.
  • Der Pixelabschnitt 4002 und die Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004, die über dem ersten Substrat 4001 vorgesehen sind, weisen eine Vielzahl von Transistoren auf. In 9 bis 11 sind der Transistor 4010 in dem Pixelabschnitt 4002 und der Transistor 4011 in der Abtastleitungs-Treiberschaltung 4004 beispielhaft dargestellt. In 10 und 11 ist eine Isolierschicht 4021 über den Transistoren 4010 und 4011 vorgesehen.
  • Bei dieser Ausführungsform können der Transistor, der bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschrieben ist, als der Transistor 4010 und der Transistor 4011 verwendet werden. Eine Änderung der elektrischen Eigenschaften des Transistors 4010 und des Transistors 4011 wird unterbunden, und der Transistor 4010 und der Transistor 4011 sind elektrisch stabil. Daher können hochzuverlässige Halbleitervorrichtungen als die Halbleitervorrichtungen, die in 9 bis 11 gezeigt sind, zur Verfügung gestellt werden.
  • Der Transistor 4010, der in dem Pixelabschnitt 4002 vorgesehen ist, ist elektrisch mit einem Anzeigeelement in einem Anzeigepanel verbunden. Eine Vielzahl von Anzeigeelementen kann als das Anzeigeelement verwendet werden, solange eine Anzeige erfolgen kann.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, bei der ein Flüssigkristallelement als ein Anzeigeelement verwendet wird, in 9 dargestellt ist. In 9 weist ein Flüssigkristallelement 4013, das ein Anzeigeelement ist, die erste Elektrodenschicht 4030, die zweite Elektrodenschicht 4031 und eine Flüssigkristallschicht 4008 auf. Ein Isolierfilm 4032 und ein Isolierfilm 4033, die als Ausrichtungsfilme dienen, sind so vorgesehen, dass die Flüssigkristallschicht 4008 dazwischen vorgesehen ist. Die zweite Elektrodenschicht 4031 ist auf der Seite des zweiten Substrats 4006 vorgesehen, und die erste Elektrodenschicht 4030 und die zweite Elektrodenschicht 4031 sind mit der dazwischen vorgesehenen Flüssigkristallschicht 4008 gestapelt. Es sei darauf hingewiesen, dass bei der in 8B gezeigten Anzeigevorrichtung ein Querschnitt entlang der Linie M-N in dem Fall, in dem ein Flüssigkristallelement als das Anzeigeelement verwendet wird, 9 entspricht.
  • Bezugszeichen 4035 bezieht sich auf einen säulenförmigen Abstandshalter, der durch selektives Ätzen eines Isolierfilms erhalten wird und vorgesehen ist, um die Dicke (eine Zellenlücke) der Flüssigkristallschicht 4008 zu steuern. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abstandshalter nicht auf einen säulenförmigen Abstandshalter beschränkt ist und beispielsweise ein kugelförmiger Abstandshalter verwendet werden kann.
  • In dem Fall, in dem ein Flüssigkristallelement als das Anzeigeelement verwendet wird, kann ein thermotroper Flüssigkristall, ein niedermolekularer Flüssigkristall, ein hochmolekularer Flüssigkristall, ein in einem Polymer dispergierter Flüssigkristall, ein ferroelektrischer Flüssigkristall, ein antiferroelektrischer Flüssigkristall oder dergleichen verwendet werden. Ein solches Flüssigkristallmaterial weist je nach den Bedingungen eine cholesterische Phase, eine smektische Phase, eine kubische Phase, eine chiral-nematische Phase, eine isotrope Phase oder dergleichen auf.
  • Alternativ kann ein eine blaue Phase aufweisender Flüssigkristall, bei dem ein Ausrichtungsfilm nicht erforderlich ist, verwendet werden. Eine blaue Phase ist eine von Flüssigkristallphasen, die auftritt, wenn sich eine cholesterische Phase gerade zu einer isotropen Phase verändert, wobei die Temperatur des cholesterischen Flüssigkristalls erhöht wird. Da die blaue Phase nur in einem engen Temperaturbereich auftritt, wird eine Flüssigkristallzusammensetzung, bei der fünf Gewichtsprozent oder mehr eines chiralen Materials eingemischt sind, als die Flüssigkristallschicht verwendet, um den Temperaturbereich zu verbessern. Die Flüssigkristallzusammensetzung, die einen Flüssigkristall mit einer blauen Phase und ein chirales Agens aufweist, hat eine kurze Reaktionszeit von 1 ms oder weniger, hat eine optische Isotropie, die den Ausrichtungsprozess unnötig macht, und hat eine geringe Betrachtungswinkelabhängigkeit. Ferner können, da ein Ausrichtungsfilm nicht vorgesehen sein muss und eine Reibbehandlung nicht erforderlich ist, während des Herstellungsprozesses eine durch die Reibbehandlung hervorgerufene Beschädigung durch elektrostatische Entladung verhindert werden und Defekte und Beschädigung der Flüssigkristallanzeige verringert werden. Somit kann die Leistung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung erhöht werden.
  • Der spezifische Widerstand des Flüssigkristallmaterials ist 1 × 109 Ω-cm oder mehr, bevorzugt 1 × 1011 Ω-cm oder mehr, stärker bevorzugt 1 × 1012 Ω-cm oder mehr. Der Wert des spezifischen Widerstands in dieser Patentschrift ist bei 20 °C gemessen.
  • Die Größe eines Speicherkondensators, der in der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ausgebildet ist, wird unter Berücksichtigung des Leckstroms des Transistors eingestellt, der in dem Pixelabschnitt oder dergleichen vorgesehen ist, so dass eine Ladung während eines vorgegebenen Zeitraums gehalten werden kann. Durch Verwendung des Transistors, der den hochreinen Oxid-Halbleiterfilm aufweist, reicht es aus, einen Speicherkondensator mit einer Kapazität bereitzustellen, die 1/3 oder weniger, vorzugsweise 1/5 oder weniger einer Flüssigkristallkapazität jedes Pixel beträgt.
  • Bei dem bei dieser Ausführungsform verwendeten Transistor, der den hochreinen Oxid-Halbleiterfilm aufweist, kann der Strom in einem Aus-Zustand (der Aus-Strom) klein ausgelegt sein. Entsprechend kann ein elektrisches Signal, wie z. B. ein Bildsignal, über einen langen Zeitraum gehalten werden, und ein Schreibintervall kann lang eingestellt werden in einem Zustand, in dem Energie zugeführt wird. Entsprechend kann die Häufigkeit einer Aktualisierungsoperation verringert werden, was zu einem Effekt des Niedrighaltens des Energieverbrauchs führt.
  • Ferner kann der bei dieser Ausführungsform verwendete Transistor, der den hochreinen Oxid-Halbleiterfilm aufweist, eine relativ hohe Feldeffektmobilität haben und ist somit zu einer Hochgeschwindigkeitsoperation fähig. Daher kann durch Verwendung des Transistors in dem Pixelabschnitt der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ein hochwertiges Bild erzeugt werden. Ferner kann, da die Transistoren getrennt in einem Treiberschaltungsabschnitt und einem Pixelabschnitt über einem Substrat vorgesehen sein können, die Anzahl von Komponenten der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung verringert werden.
  • Bei der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung kann ein Twisted Nematic- (TN-) Modus, ein In-Plane-Switching- (IPS-) Modus, ein Fringe Field Switching- (FFS-) Modus, ein Axially Symmetric Aligned Micro-Cell- (ASM-) Modus, ein Optical Compensated Birefringence-(OCB-) Modus, ein Ferroelektrisch-Flüssigkristall- (ferroelectric liquid crystal FLC-) Modus, ein Antiferroelektrisch-Flüssigkristall- (antiferroelectric liquid crystal AFLC-) Modus oder dergleichen angewendet werden.
  • Eine normal schwarze Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wie z. B. eine Durchsicht-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, bei der ein Vertikalausrichtungs- (VA-) Modus angewendet wird, kann verwendet werden. Der Vertikalausrichtungsmodus ist ein Verfahren zum Steuern der Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen eines Flüssigkristall-Anzeigepanel, bei dem Flüssigkristallmoleküle vertikal zu einer Panelfläche ausgerichtet sind, wenn keine Spannung angelegt ist. Einige Beispiele sind als Vertikalausrichtungsmodus angegeben. Beispielsweise kann ein Multi-Domain Vertical Alignment- (MVA-) Modus, ein Patterned Vertical Alignment- (PVA-) Modus, ein ASV-Modus oder dergleichen angewendet werden. Ferner ist es möglich, ein Verfahren anzuwenden, das als Domainmultiplikations- oder Multi Domain-Auslegung bezeichnet wird, bei dem ein Pixel in einige Regionen (Subpixel) unterteilt ist und Moleküle in unterschiedliche Richtungen in ihren jeweiligen Regionen ausgerichtet sind.
  • Bei der Anzeigevorrichtung sind eine schwarze Matrix (eine Lichtblockierungsschicht), ein optisches Element (ein optisches Substrat), wie z. B. ein Polarisationselement, ein Retardationselement oder ein Antireflexelement und dergleichen, soweit erforderlich, vorgesehen. Beispielsweise kann eine kreisförmige Polarisation durch Verwendung eines Polarisationssubstrats und eines Retardationssubstrats erhalten werden. Ferner kann eine Hintergrundbeleuchtung, eine Seitenbeleuchtung oder dergleichen als eine Lichtquelle verwendet werden.
  • Ferner ist es möglich, ein Zeitmultiplex-Anzeigeverfahren (auch als feldsequentielles Treiberverfahren bezeichnet) bei Verwendung einer Vielzahl von lichtemittierenden Dioden (LEDs) als Hintergrundbeleuchtung anzuwenden. Bei Anwendung eines feldsequentiellen Treiberverfahrens kann eine Farbanzeige ohne Verwendung eines Farbfilters erfolgen.
  • Als ein Anzeigeverfahren in dem Pixelabschnitt kann ein Progressivverfahren, ein Zeilensprungverfahren oder dergleichen angewendet werden. Ferner sind Farbelemente, die bei der Farbanzeige in einem Pixel gesteuert werden, nicht auf drei Farben R, G und B (R, G und B entsprechen Rot, Grün bzw. Blau) beschränkt. Beispielsweise kann Folgendes verwendet werden: R, G, B und W (W entspricht Weiß); oder R, G, B und eines oder mehrere von Gelb, Zyan, Magenta und dergleichen. Ferner können die Größen von Anzeigeregionen zwischen jeweiligen Punkten der Farbelemente unterschiedlich sein. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei einer Anzeigevorrichtung für eine Farbanzeige beschränkt, sondern kann auch bei einer Anzeigevorrichtung für eine monochrome Anzeige angewendet werden.
  • Alternativ kann als das Anzeigeelement in der Anzeigevorrichtung ein lichtemittierendes Element, das Elektrolumineszenz nutzt, verwendet werden. Lichtemittierende Elemente, die Elektrolumineszenz nutzen, sind dahingehend klassifiziert, ob ein lichtemittierendes Material eine organische Verbindung oder eine anorganische Verbindung ist. Grundsätzlich wird Ersteres als ein organisches EL-Element bezeichnet, und Letzteres wird als ein anorganisches EL-Element bezeichnet.
  • Bei einem organischen EL-Element werden durch Anlegen von Spannung an ein lichtemittierendes Element Elektronen und Löcher von einem Paar von Elektroden in eine Schicht injiziert, die eine lichtemittierende organische Verbindung enthält, und es fließt Strom. Die Träger (Elektronen und Löcher) werden neu kombiniert, und somit wird die lichtemittierende organische Verbindung angeregt. Die lichtemittierende organische Verbindung kehrt aus dem angeregten Zustand in einen geerdeten Zustand zurück, wodurch Licht emittiert wird. Aufgrund eines solchen Mechanismus wird dieses lichtemittierende Element als ein Stromanregungs-Lichtemissionselement bezeichnet.
  • Die anorganischen EL-Elemente sind entsprechend ihrer Elementstrukturen in ein anorganisches Dispersions-EL-Element und ein anorganisches Dünnfilm-EL-Element klassifiziert. Ein anorganische Dispersions-EL-Element weist eine lichtemittierende Schicht auf, in der Partikel eines lichtemittierenden Materials in einem Bindemittel dispergiert sind, und sein Lichtemissionsmechanismus ist eine Lichtemission vom Typ einer Donator-Akzeptor-Neukombinierung, bei der ein Donatorpegel und ein Akzeptorpegel verwendet werden. Ein anorganisches Dünnfilm-EL-Element weist eine Struktur auf, bei der eine lichtemittierende Schicht sandwichartig zwischen dielektrischen Schichten angeordnet ist, die ferner sandwichartig zwischen Elektroden angeordnet sind, und sein Lichtemissionsmechanismus ist eine örtlich begrenzte Lichtemission, bei der ein Innenelektronenübergang von Metallionen angewendet wird. Es sei darauf hingewiesen, dass hier ein Beispiel für ein organisches EL-Element als ein lichtemittierendes Element beschrieben wird.
  • Zum Extrahieren von Licht aus einem lichtemittierenden Element ist mindestens eine von einem Paar von Elektroden durchsichtig. Der Transistor und das lichtemittierende Element sind über dem Substrat vorgesehen. Das lichtemittierende Element kann eine der folgenden Strukturen aufweisen: eine Struktur mit Emission von oben, bei der eine Lichtemission durch eine dem Substrat gegenüberliegende Fläche extrahiert wird; eine Struktur mit Emission von unten, bei der eine Lichtemission durch die Fläche auf der Substratseite extrahiert wird; und eine Doppelemission-Struktur, bei der eine Lichtemission durch die dem Substrat gegenüberliegende Fläche und die Fläche auf der Substratseite extrahiert wird.
  • Ein Beispiel für eine lichtemittierende Vorrichtung, bei der ein lichtemittierendes Element als ein Anzeigeelement verwendet wird, ist in 10 dargestellt. Ein lichtemittierendes Element 4513, das als ein Anzeigeelement verwendet wird, ist elektrisch mit dem Transistor 4010 verbunden, der in dem Pixelabschnitt 4002 vorgesehen ist. Eine Struktur des lichtemittierenden Elements 4513 ist nicht auf die Stapelschichtstruktur beschränkt, die die erste Elektrodenschicht 4030, eine Elektrolumineszenzschicht 4511 und die zweite Elektrodenschicht 4031 aufweist und die in 10 gezeigt ist. Die Struktur des lichtemittierenden Elements 4513 kann in Abhängigkeit von der Richtung, in der Licht aus dem lichtemittierenden Element 4513 extrahiert wird, oder dergleichen, soweit erforderlich, verändert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Anzeigevorrichtung, die in 8B gezeigt ist, ein Querschnitt entlang der Linie M-N in dem Fall, in dem ein organisches EL-Element als das Anzeigeelement verwendet wird, 10 entspricht.
  • Eine Trennwand 4510 wird unter Verwendung eines organischen Isoliermaterials oder eines anorganischen Isoliermaterials ausgebildet. Es ist besonders bevorzugt, dass die Trennwand 4510 unter Verwendung eines fotoempfindlichen Harzmaterials so ausgebildet ist, dass sie eine Öffnung über der ersten Elektrodenschicht 4030 aufweist, so dass eine Seitenwand der Öffnung als eine geneigte Fläche mit durchgehender Krümmung ausgebildet ist.
  • Die Elektrolumineszenzschicht 4511 kann unter Verwendung einer einzelnen Schicht oder einer Vielzahl von gestapelten Schichten ausgebildet sein.
  • Ein Schutzfilm kann über der zweiten Elektrodenschicht 4031 und der Trennwand 4510 ausgebildet sein, um das Eintreten von Sauerstoff, Wasserstoff, Feuchtigkeit, Kohlendioxid oder dergleichen in das lichtemittierende Element 4513 zu verhindern. Als der Schutzfilm kann ein Siliziumnitridfilm, ein Siliziumnitridoxidfilm, ein DLC-Film oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner ist in einem Bereich, der von dem ersten Substrat 4001, dem zweiten Substrat 4006 und dem Dichtungsmittel 4005 gebildet ist, ein Füllmaterial 4514 zu Dichtungszwecken vorgesehen. Es ist bevorzugt, dass ein Panel mit einem Schutzfilm (wie z. B. einem Laminatfilm oder einem Ultraviolett-härtenden Harzfilm) oder einem Abdeckmaterial mit hoher Luftundurchlässigkeit und geringer Entgasung gepackt (abgedichtet) ist, so dass auf diese Weise das Panel nicht nach außen freiliegt.
  • Als das Füllmaterial 4514 kann ein Ultraviolett-härtendes Harz oder ein in Wärme aushärtendes Harz verwendet werden, sowie ein Inertgas, wie z. B. Stickstoff oder Argon. Beispielsweise kann PVC (Polyvinylchlorid), ein Acrylharz, ein Polyimid, ein Epoxidharz, ein Silikonharz, PVB (Polyvinylbutyral) oder EVA (Ethylenvinylacetat) verwendet werden. Beispielsweise wird Stickstoff als das Füllmaterial verwendet.
  • Ferner kann, falls erforderlich, ein optischer Film, wie z. B. eine Polarisationsplatte, eine kreisförmig polarisierende Platte (einschließlich einer elliptisch polarisierenden Platte) eine Retardationsplatte (eine Viertelwellenplatte oder eine Halbwellenplatte) oder ein Farbfilter, soweit erforderlich, als eine lichtemittierende Fläche des lichtemittierenden Elements vorgesehen sein. Ferner kann die Polarisationsplatte oder die kreisförmig polarisierende Platte einen Antireflexfilm aufweisen. Beispielsweise kann eine Blendschutzbehandlung, bei der reflektiertes Licht durch Vorsprünge und Vertiefungen auf der Fläche diffundiert wird, um das Blenden zu verringern, durchgeführt werden.
  • Ferner kann ein elektronisches Papier, bei dem elektronische Tinte verwendet wird, als die Anzeigevorrichtung verwendet werden. Das elektronische Papier wird auch als eine elektrophoretische Anzeigeeinrichtung (elektrophoretische Anzeige) bezeichnet und bietet dahingehend Vorteile, dass es die gleiche Lesbarkeitsstufe hat wie normales Papier, es verbraucht weniger Energie als andere Anzeigevorrichtungen und es kann so eingestellt werden, dass es dünn und leicht ausgeführt ist.
  • Eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung kann verschiedene Modi aufweisen. Eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung enthält eine Vielzahl von Mikrokapseln, die in einem Lösungsmittel dispergiert sind, wobei jede Mikrokapsel erste Partikel, die positiv geladen sind, und zweite Partikel enthält, die negativ geladen sind. Durch Anlegen eines elektrischen Felds an die Mikrokapseln bewegen sich die Partikel in den Mikrokapseln in entgegengesetzte Richtungen zueinander, und nur die Farbe der Partikel, die sich auf einer Seite sammeln, wird angezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass die ersten Partikel und die zweiten Partikel jeweils Pigment enthalten und sich ohne ein elektrisches Feld nicht bewegen. Ferner haben die ersten Partikel und die zweiten Partikel unterschiedliche Farben (die farblos sein können).
  • Somit ist eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung eine Anzeigevorrichtung, bei der ein sogenannter dielektrophoretischer Effekt genutzt wird, durch den sich eine Substanz, die eine hohe dielektrische Konstante aufweist, zu einer Region mit einem hohen elektrischen Feld bewegt.
  • Eine Mischung, bei der die oben genannten Mikrokapseln in einem Lösungsmittel dispergiert sind, wird als elektronische Tinte bezeichnet. Diese elektronische Tinte kann auf eine Fläche aus Glas, Kunststoff, Stoff, Papier oder dergleichen gedruckt werden. Ferner kann auch durch Verwendung eines Farbfilters oder von Partikeln, die ein Pigment aufweisen, eine Farbanzeige erfolgen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die ersten Partikel und die zweiten Partikel in den Mikrokapseln jeweils aus einem einzelnen Material gebildet sein können, das ausgewählt ist aus einem leitenden Material, einem Isoliermaterial, einem Halbleitermaterial, einem Magnetmaterial, einem Flüssigkristallmaterial, einem ferroelektrischen Material, einem Elektrolumineszenzmaterial, einem elektrochromen Material und einem magnetophoretischen Material, oder aus einem Verbundmaterial aus jedem geeigneten dieser Materialien gebildet sein können.
  • Als das elektronische Papier kann auch eine Anzeigevorrichtung verwendet werden, bei der ein Drehkugel-Anzeigesystem verwendet wird. Das Drehkugel-Anzeigesystem bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem kugelförmige Partikel, die jeweils schwarz und weiß gefärbt sind, zwischen einer ersten Elektrodenschicht und einer zweiten Elektrodenschicht angeordnet sind, die Elektrodenschichten sind, welche für ein Anzeigeelement verwendet werden, und eine Potentialdifferenz wird zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht erzeugt, um eine Orientierung der kugelförmigen Partikel zu steuern, so dass eine Anzeige erfolgt.
  • 11 zeigt ein Aktivmatrix-Elektronikpapier als eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung. Das elektronische Papier in 11 ist ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung, bei der ein Drehkugel-Anzeigesystem verwendet wird.
  • Zwischen der ersten Elektrodenschicht 4030, die mit dem Transistor 4010 verbunden ist, und der zweiten Elektrodenschicht 4031, die für das zweite Substrat 4006 vorgesehen ist, sind kugelförmige Partikel 4613 vorgesehen, die jeweils eine schwarze Region 4615a, eine weiße Region 4615b und einen Hohlraum 4612 aufweisen, der mit einer Flüssigkeit um die schwarze Region 4615a und die weiße Region 4615b herum gefüllt ist. Ein Bereich um die kugelförmigen Partikel 4613 herum ist mit einem Füllmaterial 4614, wie z. B einem Harz, gefüllt. Eine zweite Elektrodenschicht 4031 entspricht einer gemeinsamen Elektrode (Gegenelektrode). Die zweite Elektrodenschicht 4031 ist elektrisch mit einer gemeinsamen Potentialleitung verbunden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass in 9 bis 11 ein flexibles Substrat sowie ein Glassubstrat als das erste Substrat 4001 und das zweite Substrat 4006 verwendet werden können. Beispielsweise kann ein Kunststoffsubstrat mit Lichtdurchlasseigenschaften verwendet werden. Als Kunststoff können eine glasfaserverstärkte Kunststoff- (fiberglassreinforced plastics = FRP-) Platte, ein Polyvinylfluorid- (PVF-) Film, ein Polyesterfilm oder ein Acrylharzfilm verwendet werden. Ferner kann ein Blatt mit einer Struktur, bei der eine Aluminiumfolie sandwichartig zwischen PVF-Filmen oder Polyesterfilmen angeordnet ist, verwendet werden.
  • Die Isolierschicht 4021 kann unter Verwendung eines anorganischen Isoliermaterials oder eines organischen Isoliermaterials ausgebildet sein. Es sei darauf hingewiesen, dass die Isolierschicht 4021, die unter Verwendung eines wärmebeständigen organischen Isoliermaterials, wie z. B. eines Acrylharzes, eines Polyimids, eines auf Benzocyclobuten basierenden Harzes, eines Polyamids oder eines Epoxidharzes, ausgebildet ist, vorzugsweise als ein planarisierender Isolierfilm verwendet wird. Es ist möglich, zusätzlich zu solchen organischen Isoliermaterialien ein Material mit einer niedrigen dielektrischen Konstante (ein Low-k-Material), ein auf Siloxan basierendes Harz, Phosphosilikatglas (PSG), Borophosphosilikatglas (BPSG) oder dergleichen zu verwenden. Die Isolierschicht kann durch Stapeln einer Vielzahl von Isolierfilmen, die aus diesen Materialien gebildet sind, ausgebildet sein.
  • Es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Verfahrens zum Ausbilden der Isolierschicht 4021, und die Isolierschicht 4021 kann in Abhängigkeit von dem Material mittels eines Sputterverfahrens, eines Aufschleuderverfahrens, eines Tauchverfahrens, Sprühbeschichtung, eines Tropfenentladungsverfahrens (z. B. eines Tintenstrahlverfahrens), Siebdrucks, Offsetdrucks, Walzenbeschichtung, Vorhanggießens, Rakelbeschichtung oder dergleichen ausgebildet werden.
  • Die Anzeigevorrichtung zeigt dadurch ein Bild an, dass sie Licht von einer Lichtquelle oder einem Anzeigeelement durchlässt. Daher weisen das Substrat und die Dünnfilme, wie z. B. der Isolierfilm und der leitende Film, die für den Pixelabschnitt vorgesehen sind, in dem Licht durchgelassen wird, Lichtdurchlasseigenschaften bezüglich Licht in dem Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht auf.
  • Die erste Elektrodenschicht und die zweite Elektrodenschicht (von denen jede als eine Pixel-Elektrodenschicht, eine gemeinsame Elektrodenschicht, eine Gegenelektrodenschicht oder dergleichen bezeichnet werden kann) zum Anlegen einer Spannung an das Anzeigeelement können Lichtdurchlasseigenschaften oder Lichtreflektiereigenschaften aufweisen, je nach der Richtung, in der Licht extrahiert wird, der Position, in der die Elektrodenschicht vorgesehen ist, der Musterstruktur der Elektrodenschicht und dergleichen.
  • Jede der ersten Elektrodenschicht 4030 und der zweiten Elektrodenschicht 4031 kann ausgebildet werden unter Verwendung eines lichtdurchlässigen leitenden Materials, wie z. B. Indiumoxid, das Wolframoxid enthält, Indiumzinkoxid, das Wolframoxid enthält, Indiumoxid, das Titanoxid enthält, Indiumzinnoxid, das Titanoxid enthält, Indiumzinnoxid (nachstehend als ITO bezeichnet), Indiumzinkoxid oder Indiumzinnoxid, zu dem Siliziumoxid hinzugefügt ist.
  • Jede der ersten Elektrodenschicht 4030 und der zweiten Elektrodenschicht 4031 kann ausgebildet werden unter Verwendung einer oder mehrerer Arten von Materialien ausgewählt aus Metallen, wie z. B. Wolfram (W), Molybdän (Mo), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Niob (Nb), Tantal (Ta), Chrom (Cr), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Titan (Ti), Platin (Pt), Aluminium (Al), Kupfer (Cu) und Silber (Ag); Legierungen aus diesen Metallen; und Nitriden dieser Metalle.
  • Da der Transistor aufgrund von statischer Elektrizität oder dergleichen leicht brechen kann, ist vorzugsweise eine Schutzschaltung zum Schützen der Treiberschaltung vorgesehen. Die Schutzschaltung wird vorzugsweise unter Verwendung eines nicht linearen Elements ausgebildet.
  • Wie oben beschrieben ist, kann durch Verwenden jedes der Transistoren, die bei Ausführungsformen 1 bis 3 beispielhaft dargestellt sind, eine hochzuverlässige Halbleitervorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
  • Diese Ausführungsform kann in einer geeigneten Kombination mit jeder geeigneten bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen implementiert werden.
  • [Ausführungsform 7]
  • Eine Halbleitervorrichtung, die eine Bildsensorfunktion zum Lesen von Daten eines Objekts aufweist, kann unter Verwendung des Transistors ausgebildet werden, der in den Ausführungsformen 1 bis 3 beispielhaft beschrieben ist.
  • Ein Beispiel für eine Halbleitervorrichtung, die eine Bildsensorfunktion aufweist, ist in 12A dargestellt. 12A zeigt eine äquivalente Schaltung eines Fotosensors, und 12B zeigt eine Querschnittansicht mit Darstellung eines Teils des Fotosensors.
  • Bei einer Fotodiode 602 ist eine Elektrode elektrisch mit einer Fotodioden-Rücksetzsignalleitung 658 verbunden, und die andere Elektrode ist elektrisch mit einem Gate eines Transistors 640 verbunden. Eine/einer einer Source und eines Drain des Transistors 640 ist elektrisch mit einer Fotosensor-Referenzsignalleitung 672 verbunden, und die/der andere der Source und des Drain ist elektrisch mit einer/einem einer Source und eines Drain eines Transistors 656 verbunden. Ein Gate des Transistors 656 ist elektrisch mit einer Gate-Signalleitung 659 verbunden, und die/der andere der Source und des Drain des Transistors ist elektrisch mit einer Fotosensor-Ausgangssignalleitung 671 verbunden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass in Schaltschemata in dieser Patentschrift ein Transistor, der einen Oxid-Halbleiterfilm aufweist, mit einem Bezugszeichen „OS“ bezeichnet ist, so dass er als ein Transistor, der einen Oxid-Halbleiterfilm umfasst, identifiziert werden kann. Der Transistor 640 und der Transistor 656 in 12A sind Transistoren, die jeweils einen Oxid-Halbleiterfilm aufweisen.
  • 12B zeigt eine Querschnittansicht der Fotodiode 602 und des Transistors 640 in dem Fotosensor. Die Fotodiode 602, die als ein Sensor fungiert, und der Transistor 640 sind über einem Substrat 601 (einem TFT-Substrat) ausgebildet, das eine Isolierfläche aufweist. Ein Substrat 613 ist über der Fotodiode 602 vorgesehen, und der Transistor 640 mit einer Klebeschicht 608 ist dazwischen vorgesehen. Ferner sind ein Isolierfilm 631, eine ersten Zwischenschicht-Isolierschicht 633 und eine zweite Zwischenschicht-Isolierschicht 634 über dem Transistor 640 vorgesehen.
  • Ferner ist eine Elektrodenschicht 645b in derselben Schicht vorgesehen wie die Gate-Elektrode 645a des Transistors 640, so dass sie elektrisch mit der Gate-Elektrode 645a des Transistors 640 verbunden ist. Die Elektrodenschicht 645b ist durch eine Öffnung in dem Isolierfilm 631 und der ersten Zwischenschicht-Isolierschicht 633 elektrisch mit einer Elektrodenschicht 641a verbunden. Die Elektrodenschicht 641a ist elektrisch mit einer Elektrodenschicht 642 verbunden, die in der zweiten Zwischenschicht-Isolierschicht 634 ausgebildet ist, und die Elektrodenschicht 642 ist über die Elektrodenschicht 641a elektrisch mit der Gate-Elektrode 645a verbunden; entsprechend ist die Fotodiode 602 elektrisch mit dem Transistor 640 verbunden.
  • Die Fotodiode 602 ist über der ersten Zwischenschicht-Isolierschicht 633 vorgesehen. Bei der Fotodiode 602 sind eine erste Halbleiterschicht 606a, eine zweite Halbleiterschicht 606b und eine dritte Halbleiterschicht 606c sequentiell von der Seite der ersten Zwischenschicht-Isolierschicht 633 aus zwischen einer Elektrodenschicht 641b, die über der ersten Zwischenschicht-Isolierschicht 633 ausgebildet ist, und der Elektrodenschicht 642, die über der zweiten Zwischenschicht-Isolierschicht 634 ausgebildet ist, gestapelt.
  • Bei dieser Ausführungsform kann jeder geeignete der Transistoren, die bei den Ausführungsformen 1, 2 oder 3 beschrieben sind, als der Transistor 640 verwendet werden. Eine Änderung der elektrischen Eigenschaften des Transistors 640 und des Transistor 656 wird unterbunden, und der Transistor 640 und der Transistor 656 sind elektrisch stabil. Daher kann eine hochzuverlässige Halbleitervorrichtung als die Halbleitervorrichtung nach dieser Ausführungsform, die in 12A und 12B dargestellt ist, zur Verfügung gestellt werden.
  • Hier sind eine Pin-Fotodiode, bei der ein Halbleiterfilm mit einer p-Leitfähigkeit als die erste Halbleiterschicht 606a, eine hochohmige Halbleiterschicht (i-Halbleiterschicht) als die zweite Halbleiterschicht 606b und eine Halbleiterschicht mit einer n-Leitfähigkeit als die dritte Halbleiterschicht 606c gestapelt, wie beispielhaft dargestellt ist.
  • Die erste Halbleiterschicht 606a ist eine p-Halbleiterschicht und kann unter Verwendung eines amorphen Siliziumfilms, der ein Fremdelement enthält, das eine p-Leitfähigkeit verleiht, ausgebildet werden. Die erste Halbleiterschicht 606a wird mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens unter Verwendung eines Halbleiter-Quellengases, das ein Fremdelement enthält, welches zu der Gruppe 13 gehört (wie z. B. Bor (B)), ausgebildet. Als das Halbleiter-Quellengas kann Silan (SiH4) verwendet werden. Alternativ kann Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, SiF4 oder dergleichen verwendet werden. Als eine weitere Alternative kann ein amorpher Siliziumfilm, der kein Fremdelement enthält, ausgebildet werden, und dann kann ein Fremdelement unter Anwendung eines Diffusionsverfahrens oder eines lonenimplantationsverfahrens in den amorphen Siliziumfilm eingebracht werden. Ein Erwärmen oder dergleichen kann nach dem Einbringen des Fremdelements mittels eines Ionenimplantationsverfahrens oder dergleichen durchgeführt werden, um das Fremdelement zu diffundieren. In diesem Fall kann als ein Verfahren zum Ausbilden des amorphen Siliziumfilms ein LPCVD-Verfahren, ein Gasphasenabscheideverfahren, ein Sputterverfahren oder dergleichen angewendet werden. Die erste Halbleiterschicht 606a ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine Dicke von größer als oder gleich 10 nm und kleiner als oder gleich 50 nm aufweist.
  • Die zweite Halbleiterschicht 606b ist eine i-Halbleiterschicht (Intrinsic-Halbleiterschicht) und wird unter Verwendung eines amorphen Siliziumfilms ausgebildet. Hinsichtlich des Ausbildens der zweiten Halbleiterschicht 606b wird ein amorpher Halbleiterfilm unter Verwendung eines Halbleiter-Quellengases mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens ausgebildet. Als das Halbleiter-Quellengas kann Silan (SiH4) verwendet werden. Alternativ kann Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, SiF4 oder dergleichen verwendet werden. Die zweite Halbleiterschicht 606b kann mittels eines LPCVD-Verfahrens, eines Gasphasenabscheideverfahrens, eines Sputterverfahrens oder dergleichen ausgebildet werden. Die zweite Halbleiterschicht 606b ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine Dicke von größer als oder gleich 200 nm und kleiner als oder gleich 1000 nm aufweist.
  • Die dritte Halbleiterschicht 606c ist eine n-Halbleiterschicht und kann unter Verwendung eines amorphen Siliziumfilms, der ein Fremdelement enthält, das eine n-Leitfähigkeit verleiht, ausgebildet werden. Die dritte Halbleiterschicht 606c wird mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens unter Verwendung eines Halbleiter-Quellengases, das ein Fremdelement enthält, welches zu der Gruppe 15 gehört (z. B. Phosphor (P)), ausgebildet. Als das Halbleiter-Quellengas kann Silan (SiH4) verwendet werden. Alternativ kann Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, SiF4 oder dergleichen verwendet werden. Als eine weitere Alternative kann ein amorpher Siliziumfilm, der kein Fremdelement enthält, ausgebildet werden, und dann kann ein Fremdelement unter Anwendung eines Diffusionsverfahrens oder eines lonenimplantationsverfahrens in den amorphen Siliziumfilm eingebracht werden. Ein Erwärmen oder dergleichen kann nach dem Einbringen des Fremdelements mittels eines Ioneninjektionsverfahrens oder dergleichen durchgeführt werden, um das Fremdelement zu diffundieren. In diesem Fall kann als ein Verfahren zum Ausbilden des amorphen Siliziumfilms ein LPCVD-Verfahren, ein chemisches Gasphasenabscheideverfahren, ein Sputterverfahren oder dergleichen angewendet werden. Die dritte Halbleiterschicht 606c ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine Dicke von größer als oder gleich 20 nm und kleiner als oder gleich 200 nm aufweist.
  • Jede der ersten Halbleiterschicht 606a, der zweiten Halbleiterschicht 606b und der dritten Halbleiterschicht 606c wird nicht notwendigerweise unter Verwendung eines amorphen Halbleiters ausgebildet und kann unter Verwendung eines polykristallinen Halbleiters oder eines mikrokristallinen Halbleiters (semi-amorphous semiconductor: SAS [halbamorpher Halbleiter]) ausgebildet werden.
  • Der mikrokristalline Halbleiter gehört zu einem metastabilen Zustand eines Zwischenprodukts zwischen amorph und einkristallin, wenn die Gibbssche freie Energie berücksichtigt wird. Das heißt, dass der mikrokristalline Halbleiter ein Halbleiter ist, der einen dritten Zustand aufweist, der thermodynamisch stabil ist und eine Nahordnung und eine Gitterverzerrung aufweist. Säulenförmige oder nadelförmige Kristalle wachsen in einer Normalrichtung relativ zu einer Substratfläche. Das Raman-Spektrum von mikrokristallinem Silizium, das ein typisches Beispiel für einen mikrokristallinen Halbleiter ist, befindet sich in einer niedrigeren Wellenzahl als 520 cm-1, was eine Spitze des Raman-Spektrums von Einkristall-Silizium darstellt. Das heißt, dass die Spitze des Raman-Spektrums des mikrokristallinen Siliziums zwischen 520 cm-1, was ein Einkristall-Silizium darstellt, und 480 cm-1, was amorphes Silizium darstellt, liegt. Der Halbleiter enthält Wasserstoff oder Halogen von mindestens 1 at.%, um eine offene Bindung abzuschließen. Ferner wird bewirkt, dass mikrokristallines Silizium ein Edelgaselement, wie z. B. Helium, Argon, Krypton oder Neon enthält, um die Gitterverzerrung weiter zu verbessern, wodurch die Stabilität erhöht wird und ein günstiger mikrokristalliner Halbleiterfilm erhalten werden kann.
  • Der mikrokristalline Halbleiterfilm kann mittels eines Hochfrequenz-CVD-Verfahrens mit einer Frequenz von mehreren zehn Megahertz bis mehreren hundert Megahertz oder unter Verwendung einer Mikrowellen-Plasma-CVD-Einrichtung mit einer Frequenz von 1 GHz oder mehr ausgebildet werden. Typischerweise kann der mikrokristalline Halbleiterfilm unter Verwendung eines Gases ausgebildet werden, das durch Verdünnen von SiH4, Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4 oder SiF4 mit Wasserstoff erhalten wird. Ferner kann durch eine Verdünnung von Siliziumhydrid und Wasserstoff mit einer oder mehreren Arten von Edelgaselementen ausgewählt aus Helium, Argon, Krypton und Neon der mikrokristalline Halbleiterfilm ausgebildet werden. In diesem Fall ist das Strömungsverhältnis von Wasserstoff zu Siliziumhydrid 5:1 bis 200:1, bevorzugt 50:1 bis 150:1, stärker bevorzugt 100:1. Ferner kann ein Kohlenwasserstoffgas, wie z. B. CH4 oder C2H6, ein Germaniumgas, wie z. B. GeH4 oder GeF4, F2, oder dergleichen in das siliziumhaltige Gas gemischt werden.
  • Ferner weist, da die Beweglichkeit von Löchern, die durch einen fotoelektrischen Effekt erzeugt werden, niedriger ist als die von Elektronen, eine Pin-Fotodiode bessere Eigenschaften auf, wenn eine Fläche auf der p-Halbleiterschicht-Seite als eine Lichtempfangsebene verwendet wird. Hier wird ein Beispiel beschrieben, bei dem Licht 622, das mittels der Fotodiode 602 von einer Fläche des Substrats 601, über dem die Pin-Fotoelektrode ausgebildet ist, empfangen wird, in elektrische Signale umgewandelt wird. Ferner ist Licht von der Halbleiterschicht, die eine zu der Leitfähigkeit der Halbleiterschicht der Lichtempfangsebene entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweist, ein Störlicht; daher wird die Elektrodenschicht 642 auf der Halbleiterschicht, die die entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweist, vorzugsweise aus einem lichtblockierenden leitenden Film gebildet. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Fläche auf der n-Halbleiterschicht-Seite alternativ als die Lichtempfangsebene verwendet werden kann.
  • Zum Verringern der Oberflächenrauigkeit wird vorzugsweise eine Isolierschicht, die als ein planarisierender Isolierfilm fungiert, für die erste Zwischenschicht-Isolierschicht 633 und die zweite Zwischenschicht-Isolierschicht 634 verwendet. Jede der ersten Zwischenschicht-Isolierschicht 633 und der zweiten Zwischenschicht-Isolierschicht 634 kann unter Verwendung von beispielsweise einem organischen Isoliermaterial, wie z. B. einem Polyimid, einem Acrylharz, einem auf Benzocyclobuten basierenden Harz, einem Polyamid oder einem Epoxidharz, ausgebildet sein. Zusätzlich zu solchen organischen Isoliermaterialien kann ein einschichtiges oder aus gestapelten Schichten gebildetes Material mit einer niedrigen dielektrischen Konstante (ein Low-k-Material), ein auf Siloxan basierendes Harz, Phosphosilikatglas (PSG), Borophosphosilikatglas (BPSG) oder dergleichen verwendet werden.
  • Jeder/jede des Isolierfilms 631, der ersten Zwischenschicht-Isolierschicht 633 und der zweiten Zwischenschicht-Isolierschicht 634 kann unter Verwendung eines Isoliermaterials in Abhängigkeit von dem Material mittels eines Sputterverfahrens, eines Aufschleuderverfahrens, eines Tauchverfahrens, Sprühbeschichtung, eines Tropfenentladungsverfahrens (z. B. eines Tintenstrahlverfahrens), Siebdrucks, Offsetdrucks, Walzenbeschichtung, Vorhanggießens, Rakelbeschichtung oder dergleichen ausgebildet werden.
  • Wenn das Licht 622, das in die Fotodiode 602 eintritt, detektiert wird, können Daten eines zu detektierenden Objekts gelesen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Lichtquelle, wie z. B. eine Hintergrundbeleuchtung, beim Lesen der Daten eines Objekts verwendet werden kann.
  • Der Transistor, der in den Ausführungsformen 1, 2 oder 3 beispielhaft beschrieben ist, kann als der Transistor 640 verwendet werden. Der Transistor, der den Oxid-Halbleiterfilm aufweist, welcher durch absichtliches Entfernen von Fremdatomen, wie z. B. Wasserstoff, Feuchtigkeit, einer Hydroxyl-Gruppe oder Hydrid (auch als eine Wasserstoffverbindung bezeichnet) hochgereinigt worden ist und einen Sauerstoffüberschuss enthält, der mittels des Sauerstoffdotierungsverfahrens oder dergleichen zugeführt worden ist, weist eine verringerte Änderung der elektrischen Eigenschaften auf und ist elektrisch stabil. Daher kann eine hochzuverlässige Halbleitervorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
  • Die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen können, soweit erforderlich, mit den bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen kombiniert werden.
  • [Ausführungsform 8]
  • Eine Halbleitervorrichtung, die in dieser Patentschrift offengelegt ist, kann bei einer Vielzahl von elektronischen Geräten (einschließlich Spieleinrichtungen) verwendet werden. Beispiele für elektronische Geräte sind ein Fernsehgerät (auch als ein Fernseher oder ein Fernsehempfänger bezeichnet), ein Monitor eines Computers oder dergleichen, eine Kamera, wie z. B. eine Digitalkamera oder eine Digitalvideokamera, ein digitaler Fotorahmen, ein Mobilteil eines Mobiltelefons (auch als ein Mobiltelefon oder eine Mobiltelefonvorrichtung bezeichnet), eine tragbare Spieleinrichtung, ein tragbares Informationsendgerät, eine Audiowiedergabevorrichtung, eine große Spieleinrichtung, wie z. B. eine Pachinko-Einrichtung und dergleichen. Beispiele für elektronische Geräte, die jeweils die bei der vorstehenden Ausführungsform beschriebene Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung aufweisen, werden beschrieben.
  • 13A zeigt ein elektronisches Buchlesegerät (auch als ein E-Book-Reader bezeichnet), das Gehäuse 9630, einen Anzeigeabschnitt 9631, Bedienungstasten 9632, eine Solarzelle 9633 und eine Lade- und Entladesteuerschaltung 9634 aufweisen kann. Das elektronische Buchlesegerät, das in 13A gezeigt ist, hat eine Funktion des Anzeigens verschiedener Arten von Informationen (z. B. eines Standbilds, eines beweglichen Bilds und eines Textbilds) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Funktion des Anzeigens eines Kalenders, eines Datums, der Uhrzeit oder dergleichen auf dem Anzeigeabschnitt, eine Funktion des Bedienens oder Bearbeitens der auf dem Anzeigeabschnitt angezeigten Informationen, eine Funktion des Steuerns einer Verarbeitung mittels verschiedener Arten von Software (Programmen) und dergleichen. Es sei darauf hingewiesen, dass in 13A die Lade- und Entladesteuerschaltung 9634 eine Batterie 9635 und einen DC/DC-Wandler (nachstehend zu Wandler abgekürzt) 9636 aufweist. Die Halbleitervorrichtung, die bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden ist, kann bei dem Anzeigeabschnitt 9631 angewendet werden, wodurch ein hochzuverlässiges elektronisches Buchlesegerät zur Verfügung gestellt werden kann.
  • In dem Fall, in dem eine halbdurchlässige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung oder eine reflektierende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung als der Anzeigeabschnitt 9631 verwendet wird, wird eine Verwendung unter einer relativ hellen Bedingung angenommen; daher wird die Struktur, die in 13A gezeigt ist, bevorzugt, da eine Energieerzeugung durch die Solarzelle 9633 und Ladung für die Batterie 9635 auf effektive Weise durchgeführt werden. Da die Solarzelle 9633 in einem Bereich (einer Fläche oder einer Rückfläche) des Gehäuses 9630 vorgesehen sein kann, soweit erforderlich, kann die Batterie 9635 auf effiziente Weise geladen werden, was bevorzugt wird. Wenn eine Lithiumionenbatterie als die Batterie 9635 verwendet wird, besteht ein Vorteil der Verkleinerung oder dergleichen.
  • Die Struktur und die Bedienung der Lade- und Entladesteuerschaltung 9634, die in 13A gezeigt ist, wird mit Bezug auf ein Schaltschema in 13B beschrieben. Die Solarzelle 9633, die Batterie 9635, der Wandler 9636, ein Wandler 9637, Schalter SW1 bis SW3 und der Anzeigeabschnitt 9631 sind in 13B gezeigt, und die Batterie 9635, der Wandler 9636, der Wandler 9637 und die Schalter SW1 bis SW3 entsprechen der Lade- und Entladesteuerschaltung 9634.
  • Zuerst wird ein Beispiel für eine Bedienung in dem Fall, in dem Energie von der Solarzelle 9633 unter Verwendung von externem Licht erzeugt wird, beschrieben. Die Spannung der von der Solarzelle erzeugten Energie wird von dem Wandler 9636 erhöht oder verringert, so dass die Energie eine Spannung zum Laden der Batterie 9635 aufweist. Dann wird, wenn die Energie von der Solarzelle 9633 für die Bedienung der Anzeigevorrichtung 9631 verwendet wird, der Schalter SW1 eingeschaltet, und die Spannung der Energie wird von dem Wandler 9637 auf eine Spannung erhöht oder verringert, die für den Anzeigeabschnitt 9631 erforderlich ist. Ferner wird dann, wenn keine Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt 9631 erfolgt, der Schalter SW1 abgeschaltet, und der Schalter SW2 wird eingeschaltet, so dass ein Laden der Batterie 9635 durchgeführt werden kann.
  • Als Nächstes wird in dem Fall, in dem Energie nicht von der Solarzelle 9633 unter Verwendung von externem Licht erzeugt wird, beschrieben. Die Spannung von in der Batterie 9635 akkumulierter Energie wird durch Einschalten des Schalters SW3 von dem Wandler 9637 erhöht oder verringert. Dann wird Energie von der Batterie 9635 für die Bedienung des Anzeigeabschnitts 9631 verwendet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass zwar die Solarzelle 9633 als ein Beispiel für eine Einrichtung zum Laden beschrieben worden ist, die Batterie 9635 aber auch mittels einer anderen Einrichtung geladen werden kann. Ferner kann eine Kombination aus der Solarzelle 9633 und einer anderen Einrichtung zum Laden verwendet werden.
  • 14A zeigt ein Laptop-Personal Computer, der einen Hauptkörper 3001, ein Gehäuse 3002, einen Anzeigeabschnitt 3003, eine Tastatur 3004 und dergleichen aufweist. Durch Verwenden der bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Halbleitervorrichtung bei dem Anzeigeabschnitt 3003 kann ein hochzuverlässiger Laptop-Personal Computer erhalten werden.
  • 14B zeigt einen persönlichen digitale Assistenten (PDA), der einen Hauptkörper 3021 mit einem Anzeigeabschnitt 3023, einer externen Schnittstelle 3025, Bedienungsknöpfen 3024 und dergleichen aufweist. Ein Stift 3022 ist als ein Zubehörteil zum Bedienen vorgesehen. Durch Verwenden der bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Halbleitervorrichtung bei dem Anzeigeabschnitt 3023 kann ein hochzuverlässiger persönlicher digitaler Assistent (PDA) erhalten werden.
  • 14C zeigt ein Beispiel für ein elektronisches Buchlesegerät. Beispielsweise weist ein elektronisches Buchlesegerät 2700 zwei Gehäuse, d. h. ein Gehäuse 2701 und ein Gehäuse 2703, auf. Das Gehäuse 2701 und das Gehäuse 2703 sind über ein Gelenk 2711 so miteinander verbunden, dass das elektronische Buchlesegerät 2700 über das Gelenk 2711 als eine Achse geöffnet und geschlossen werden kann. Bei einer solchen Struktur kann das elektronische Buchlesegerät 2700 wie ein Papierbuch gehandhabt werden.
  • Ein Anzeigeabschnitt 2705 und ein Anzeigeabschnitt 2707 sind in dem Gehäuse 2701 bzw. dem Gehäuse 2703 angeordnet. Der Anzeigeabschnitt 2705 und der Anzeigeabschnitt 2707 können ein Bild oder unterschiedliche Bilder anzeigen. Bei der Struktur, bei der zum Beispiel unterschiedliche Bilder auf unterschiedlichen Anzeigeabschnitten angezeigt werden, zeigt der rechte Anzeigeabschnitt (der Anzeigeabschnitt 2705 in 14C) Text an, und der linke Anzeigeabschnitt (der Anzeigeabschnitt 2707 in 14C) zeigt Bilder an. Durch Verwenden der bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Halbleitervorrichtung bei den Anzeigeabschnitten 2705 und 2707 kann das elektronische Buchlesegerät 2700 eine hohe Zuverlässigkeit bieten.
  • 14C zeigt ein Beispiel, bei dem das Gehäuse 2701 einen Bedienungsabschnitt und dergleichen aufweist. Beispielsweise weist das Gehäuse 2701 einen Einschaltknopf 2721, Bedienungstasten 2723, einen Lautsprecher 2725 und dergleichen auf. Mit den Bedienungstasten 2723 können Seiten umgeblättert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Tastatur, eine Zeigevorrichtung oder dergleichen ebenfalls auf derjenigen Fläche des Gehäuses vorgesehen sein können, auf der die Anzeigevorrichtung vorgesehen ist. Ferner können ein externer Verbindungsanschluss (ein Kopfhöreranschluss, ein USB-Anschluss oder dergleichen), ein Aufzeichnungsmedien-Einsetzabschnitt und dergleichen auf der Rückfläche oder der Seitenfläche des Gehäuses vorgesehen sein. Ferner kann das elektronische Buchlesegerät 2700 eine Funktion eines elektronischen Wörterbuchs aufweisen.
  • Das elektronische Buchlesegerät 2700 kann eine Struktur aufweisen, mit der drahtloses Senden und Empfangen von Daten möglich ist. Durch die drahtlose Kommunikation können gewünschte Buchdaten oder dergleichen von eine Server für elektronische Bücher gekauft und heruntergeladen werden.
  • 14D zeigt ein Mobiltelefon, das zwei Gehäuse aufweist, d. h. ein Gehäuse 2800 und ein Gehäuse 2801. Das Gehäuse 2801 weist ein Anzeigepanel 2802, einen Lautsprecher 2803, ein Mikrofon 2804, eine Zeigevorrichtung 2806, eine Kameralinse 2807, einen externen Verbindungsanschluss 2808 und dergleichen auf. Ferner weist das Gehäuse 2800 eine Solarzelle 2810 mit einer Funktion zum Laden des Mobiltelefons, einen Externspeicher-Steckplatz 2811 und dergleichen auf. Eine Antenne ist in dem Gehäuse 2801 eingebaut. Durch Verwenden der bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Halbleitervorrichtung bei dem Anzeigeabschnitt 2802 kann ein hochzuverlässiges Mobiltelefon erhalten werden.
  • Ferner umfasst das Anzeigepanel 2802 ein Tastfeld. Eine Vielzahl von Bedienungstasten 2805, die als Bilder angezeigt sind, sind von den Strichlinien in 14D dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Verstärkungsschaltung, mit der eine von der Solarzelle 2810 ausgegebene Spannung so erhöht wird, dass sie für jede Schaltung ausreichend hoch ist, ebenfalls vorgesehen ist.
  • In dem Anzeigepanel 2802 kann die Anzeigerichtung auf geeignete Weise je nach einem Nutzugsverhalten verändert werden. Ferner weist das Mobiltelefon die Kameralinse 2807 auf derselben Fläche auf wie das Anzeigepanel 2802, und es kann somit als Videotelefon benutzt werden. Der Lautsprecher 2803 und das Mikrofon 2804 können für Videotelefongespräche, Aufzeichnen und Abspielen von Ton und dergleichen sowie Voice Calls verwendet werden. Ferner können sich die Gehäuse 2800 und 2801, die so ausgebildet sind, wie in 14C gezeigt ist, einander durch eine Gleitbewegung überlappen; somit kann die Größe des Mobiltelefons verringert werden, wodurch das Mobiltelefon zur Mitnahme geeignet ist.
  • Der externe Verbindungsanschluss 2808 kann mit einem AC-Adapter und verschiedenen Arten von Kabeln, wie z. B. einem USB-Kabel, verbunden sein, und Laden und Datenkommunikation mit einem Personal Computer sind möglich. Ferner kann eine große Menge an Daten dadurch gespeichert werden, dass ein Speichermedium in den Externspeicher-Steckplatz 2811 eingesetzt wird, und bewegt werden.
  • Ferner kann zusätzlich zu den oben genannten Funktionen eine Infrarot-Kommunikationsfunktion, eine Fernsehempfangsfunktion oder dergleichen vorgesehen sein.
  • 14E zeigt eine digitale Videokamera, die einen Hauptkörper 3051, einen Anzeigeabschnitt A 3057, einen Okularabschnitt 3053, einen Bedienungsschalter 3054, einen Anzeigeabschnitt B 3055, eine Batterie 3056 und dergleichen aufweist. Durch Verwenden der bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Halbleitervorrichtung bei dem Anzeigeabschnitt A 3057 und dem Anzeigeabschnitt B 3055 kann eine hochzuverlässige digitale Videokamera erhalten werden.
  • 14F zeigt ein Beispiel für eine Fernsehvorrichtung. Bei einem Fernsehgerät 9600 ist ein Anzeigeabschnitt 9603 in einem Gehäuse 9601 eingebaut. Der Anzeigeabschnitt 9603 kann Bilder anzeigen. Hier wird das Gehäuse 9601 von einem Fuß 9605 getragen. Durch Verwenden der bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Halbleitervorrichtung bei dem Anzeigeabschnitt 9603 kann das Fernsehgerät 9600 mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden.
  • Das Fernsehgerät 9600 kann mittels eines Bedienungsschalters des Gehäuses 9601 oder einer separaten Fernbedienung bedient werden. Ferner kann die Fernbedienung einen Anzeigeabschnitt zum Anzeigen von Daten, die von der Fernbedienung ausgegeben werden, aufweisen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das Fernsehgerät 9600 einen Empfänger, ein Modem und dergleichen aufweist. Unter Verwendung des Empfängers kann allgemeines Fernsehen empfangen werden. Ferner kann dann, wenn die Anzeigevorrichtung über das Modem einseitig gerichtet (von einem Sender zu einem Empfänger) oder beidseitig gerichtet (zwischen einem Sender und einem Empfänger oder zwischen Empfängern) mit einem verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, eine Informationskommunikation erfolgen.
  • Die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen können, soweit erforderlich, mit den bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen, Verfahren und dergleichen kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10:
    Plasmaeinrichtung;
    11:
    Substratzuführkammer;
    12:
    Ladungsschleusenkammer;
    13:
    Transferkammer;
    14:
    Kassettenport;
    15:
    Vakuumkammer;
    16:
    ICP-Spule;
    17:
    Gasströmungsweg;
    18:
    Hochfrequenz-Energiequelle;
    19:
    Substrattisch;
    20:
    Bearbeitungssubstrat;
    21:
    Hochfrequenz-Energiequelle;
    22:
    Automatisches Drucksteuerventil;
    23:
    Turbo-Molekularpumpe;
    24:
    Trockenpumpe;
    100:
    Substrat;
    102:
    Isolierfilm;
    102a:
    Isolierfilm;
    102b:
    Isolierfilm;
    103a:
    Maske;
    103b:
    Maske;
    104a:
    Source-Elektrode;
    104b:
    Drain-Elektrode;
    106:
    Oxid-Halbleiterfilm;
    108:
    Oxid-Halbleiterfilm;
    110:
    Gate-Isolierfilm;
    110a:
    Gate-Isolierfilm;
    110b:
    Gate-Isolierfilm;
    112:
    Gate-Elektrode;
    112a:
    Gate-Elektrode;
    112b:
    Elektrode;
    114:
    Isolierfilm;
    120:
    Transistor;
    130:
    Transistor;
    140:
    Transistor;
    150:
    Transistor;
    151:
    Isolierfilm;
    152:
    Isolierfilm;
    154:
    Elektrode;
    156:
    Verdrahtung;
    160:
    Transistor;
    164:
    Kondensator;
    180:
    Sauerstoff;
    180a:
    Sauerstoff;
    180b:
    Sauerstoff;
    180c:
    Sauerstoff;
    200:
    Substrat;
    206:
    Elementtrennungs-Isolierfilm;
    208:
    Gate-Isolierfilm;
    210:
    Gate-Elektrode;
    216:
    Kanalausbildungsregion;
    220:
    Fremdatomregion;
    224:
    Metallverbindungsregion;
    228:
    Isolierfilm;
    230:
    Isolierfilm;
    240:
    Transistor;
    601:
    Substrat;
    602:
    Fotodiode;
    606a:
    Halbleiterschicht;
    606b:
    Halbleiterschicht
    606c:
    Halbleiterschicht;
    608:
    Klebeschicht;
    613:
    Substrat;
    631:
    Isolierfilm;
    633:
    Zwischenschicht-Isolierschicht;
    634:
    Zwischenschicht-Isolierschicht;
    640:
    Transistor;
    641:
    Elektrodenschicht;
    642:
    Elektrodenschicht;
    643:
    Leitende Schicht;
    645:
    Gate-Elektrode;
    656:
    Transistor;
    658:
    Fotodioden-Rücksetzsignalleitung;
    659:
    Gate-Signalleitung;
    671:
    Fotosensor-Ausgangssignalleitung;
    672:
    Fotosensor-Referenzsignalleitung;
    2700:
    Elektronisches Buchlesegerät;
    2701:
    Gehäuse;
    2703:
    Gehäuse;
    2705:
    Anzeigeabschnitt;
    2707:
    Anzeigeabschnitt;
    2711:
    Gelenk;
    2721:
    Einschaltknopf;
    2723:
    Bedienungstaste;
    2725:
    Lautsprecher;
    2800:
    Gehäuse;
    2801:
    Gehäuse;
    2802:
    Anzeigepanel;
    2803:
    Lautsprecher;
    2804:
    Mikrofon;
    2805:
    Bedienungstaste;
    2806:
    Zeigevorrichtung;
    2807:
    Kameralinse;
    2808:
    Externer Verbindungsanschluss;
    2810:
    Solarzelle;
    2811:
    Externspeicher-Steckplatz;
    3001:
    Hauptkörper;
    3002:
    Gehäuse;
    3003:
    Anzeigeabschnitt;
    3004:
    Tastatur;
    3021:
    Hauptkörper;
    3022:
    Stift;
    3023:
    Anzeigeabschnitt;
    3024:
    Bedienungsknopf;
    3025:
    Externe Schnittstelle;
    3051:
    Hauptkörper;
    3053:
    Okularabschnitt;
    3054:
    Bedienungsschalter;
    3055:
    Anzeigeabschnitt B;
    3056:
    Batterie;
    3057:
    Anzeigeabschnitt A;
    4001:
    Substrat;
    4002:
    Pixelabschnitt;
    4003:
    Signalleitungs-Treiberschaltung;
    4004:
    Abtastleitungs-Treiberschaltung
    4005:
    Dichtungsmittel;
    4006:
    Substrat;
    4008:
    Flüssigkristallschicht;
    4010:
    Transistor;
    4011:
    Transistor;
    4013:
    Flüssigkristallelement;
    4015:
    Verbindungsanschluss-Elektrode;
    4016:
    Anschlusselektrode;
    4018a:
    FPC;
    4018b:
    FPC;
    4019:
    Anisotroper leitender Film;
    4021:
    Isolierschicht;
    4030:
    Elektrodenschicht;
    4031:
    Elektrodenschicht;
    4032:
    Isolierfilm;
    4510:
    Trennwand;
    4511:
    Elektrolumineszenzschicht;
    4513:
    Lichtemittierendes Element;
    4514:
    Füllstoff;
    4612:
    Hohlraum;
    4613:
    Kugelförmige Partikel;
    4614:
    Füllstoff;
    4615a:
    Schwarze Region;
    4615b:
    Weiße Region;
    9600:
    Fernsehgerät;
    9601:
    Gehäuse;
    9603:
    Anzeigeabschnitt;
    9605:
    Fuß;
    9630:
    Gehäuse;
    9631:
    Anzeigeabschnitt;
    9632:
    Bedienungstaste;
    9633:
    Solarzelle;
    9634:
    Lade- und Entladesteuerschaltung;
    9635:
    Batterie;
    9636:
    Wandler;
    9637:
    Wandler

Claims (13)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Ausbilden eines ersten Isolierfilms (102) über einem Substrat (100); Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem ersten Isolierfilm (102); Ausbilden einer Source-Elektrode (104a), einer Drain-Elektrode (104b) und eines Oxid-Halbleiterfilms (108) über dem ersten Isolierfilm (102); Ausbilden eines zweiten Isolierfilms (110) über der Source-Elektrode (104a), der Drain-Elektrode (104b) und dem Oxid-Halbleiterfilm (108); Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem zweiten Isolierfilm (110); und Ausbilden einer Gate-Elektrode (112) über dem zweiten Isolierfilm (110), so dass die Gate-Elektrode (112) den Oxid-Halbleiterfilm (108) überlappt.
  2. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Ausbilden eines ersten Isolierfilms (102) über einem Substrat (100); Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem ersten Isolierfilm (102); Ausbilden einer Source-Elektrode (104a), einer Drain-Elektrode (104b) und eines Oxid-Halbleiterfilms (108) über dem ersten Isolierfilm (102); Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem Oxid-Halbleiterfilm (108); Ausbilden eines zweiten Isolierfilms (110) über der Source-Elektrode (104a), der Drain-Elektrode (104b) und dem Oxid-Halbleiterfilm (108); Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem zweiten Isolierfilm (110); und Ausbilden einer Gate-Elektrode (112) über dem zweiten Isolierfilm (110), so dass die Gate-Elektrode (112) den Oxid-Halbleiterfilm (108) überlappt.
  3. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Ausbilden eines ersten Isolierfilms (102) über einem Substrat (100), wobei der erste Isolierfilm (102) Aluminiumoxid umfasst; Durchführen einer Sauerstoffdotierungsbehandlung an dem ersten Isolierfilm (102); Ausbilden einer Source-Elektrode (104a), einer Drain-Elektrode (104b) und eines Oxid-Halbleiterfilms (108) über dem ersten Isolierfilm (102); Ausbilden eines zweiten Isolierfilms (110) über der Source-Elektrode (104a), der Drain-Elektrode (104b) und dem Oxid-Halbleiterfilm (108); und Ausbilden einer Gate-Elektrode (112) über dem zweiten Isolierfilm (110), so dass die Gate-Elektrode (112) den Oxid-Halbleiterfilm (108) überlappt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Oxid-Halbleiterfilm (108) über der Source-Elektrode (104a) und der Drain-Elektrode (104b) ausgebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Source-Elektrode (104a) und die Drain-Elektrode (104b) über dem Oxid-Halbleiterfilm (108) ausgebildet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner einen Schritt des Ausbildens eines dritten Isolierfilms (114) über der Gate-Elektrode (112) umfasst.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Isolierfilm (102) einen vierten Isolierfilm (102a) und einen fünften Isolierfilm (102b) über dem vierten Isolierfilm (102a) umfasst, und wobei der fünfte Isolierfilm (102b) eine Komponente umfasst, die die gleiche ist wie die des Oxid-Halbleiterfilms (108).
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Isolierfilm (102) einen vierten Isolierfilm (102a) und einen fünften Isolierfilm (102b) über dem vierten Isolierfilm (102a) umfasst, wobei der fünfte Isolierfilm (102b) eine Komponente umfasst, die die gleiche ist wie die des Oxid-Halbleiterfilms (108), und wobei der vierte Isolierfilm (102a) eine Komponente umfasst, die sich von der des Oxid-Halbleiterfilms (108) unterscheidet.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der dritte Isolierfilm (114) einen sechsten Isolierfilm und einen siebten Isolierfilm über dem sechsten Isolierfilm umfasst, und wobei der sechste Isolierfilm eine Komponente umfasst, die die gleiche ist wie die des Oxid-Halbleiterfilms (108).
  10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der dritte Isolierfilm (114) einen sechsten Isolierfilm und einen siebten Isolierfilm über dem sechsten Isolierfilm umfasst, wobei der sechste Isolierfilm eine Komponente umfasst, die die gleiche ist wie die des Oxid-Halbleiterfilms (108), und wobei der siebte Isolierfilm eine Komponente umfasst, die sich von der des Oxid-Halbleiterfilms (108) unterscheidet.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Oxid-Halbleiterfilm (108) Gallium als eine Komponente umfasst.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Isolierfilm (102) ein Stapel von zwei Filmen (102a, 102b) ist, von denen einer Aluminiumoxid umfasst.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Isolierfilm (102) ein Stapel von zwei Filmen (102a, 102b) ist, wobei das Aluminiumoxid in einem der zwei Filme enthalten ist und wobei der andere der zwei Filme Silizium umfasst.
DE112011106082.3T 2010-04-23 2011-03-30 Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung Active DE112011106082B3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-100241 2010-04-23
JP2010100241 2010-04-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112011106082B3 true DE112011106082B3 (de) 2019-05-16

Family

ID=44816147

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112011106082.3T Active DE112011106082B3 (de) 2010-04-23 2011-03-30 Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE112011101395.7T Expired - Fee Related DE112011101395B4 (de) 2010-04-23 2011-03-30 Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112011101395.7T Expired - Fee Related DE112011101395B4 (de) 2010-04-23 2011-03-30 Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Country Status (7)

Country Link
US (5) US8530289B2 (de)
JP (6) JP5798364B2 (de)
KR (5) KR101754380B1 (de)
CN (4) CN105321961B (de)
DE (2) DE112011106082B3 (de)
TW (3) TWI539498B (de)
WO (1) WO2011132529A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112015005620B4 (de) 2014-12-16 2023-09-28 Lg Display Co., Ltd. Dünnschichttransistorarraysubstrat

Families Citing this family (94)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5111867B2 (ja) 2007-01-16 2013-01-09 株式会社ジャパンディスプレイイースト 表示装置
KR102503687B1 (ko) 2009-07-03 2023-02-27 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
KR20180054919A (ko) 2010-04-23 2018-05-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
KR101877377B1 (ko) 2010-04-23 2018-07-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
WO2011132591A1 (en) 2010-04-23 2011-10-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
KR101754380B1 (ko) * 2010-04-23 2017-07-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
KR101748404B1 (ko) 2010-04-23 2017-06-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 반도체 장치의 제작 방법
CN106057907B (zh) 2010-04-23 2019-10-22 株式会社半导体能源研究所 半导体装置的制造方法
KR101806271B1 (ko) 2010-05-14 2017-12-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
US9496405B2 (en) 2010-05-20 2016-11-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device including step of adding cation to oxide semiconductor layer
CN102906881B (zh) 2010-05-21 2016-02-10 株式会社半导体能源研究所 半导体装置
US8629438B2 (en) 2010-05-21 2014-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN102906882B (zh) 2010-05-21 2015-11-25 株式会社半导体能源研究所 半导体装置及其制造方法
KR101801960B1 (ko) 2010-07-01 2017-11-27 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치의 구동 방법
CN105931967B (zh) 2011-04-27 2019-05-03 株式会社半导体能源研究所 半导体装置的制造方法
US8709922B2 (en) 2011-05-06 2014-04-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US8643008B2 (en) 2011-07-22 2014-02-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US9431545B2 (en) 2011-09-23 2016-08-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR102108572B1 (ko) 2011-09-26 2020-05-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 반도체 장치의 제작 방법
JP5912394B2 (ja) 2011-10-13 2016-04-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US8637864B2 (en) 2011-10-13 2014-01-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8772094B2 (en) * 2011-11-25 2014-07-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US8951899B2 (en) 2011-11-25 2015-02-10 Semiconductor Energy Laboratory Method for manufacturing semiconductor device
US20130137232A1 (en) 2011-11-30 2013-05-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming oxide semiconductor film and method for manufacturing semiconductor device
US8748240B2 (en) 2011-12-22 2014-06-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP6053490B2 (ja) 2011-12-23 2016-12-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US20130187150A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
JP6080563B2 (ja) * 2012-01-23 2017-02-15 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
KR102412138B1 (ko) 2012-01-25 2022-06-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 반도체 장치의 제작 방법
US8956912B2 (en) 2012-01-26 2015-02-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP6091905B2 (ja) * 2012-01-26 2017-03-08 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
TWI604609B (zh) * 2012-02-02 2017-11-01 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置
US8916424B2 (en) 2012-02-07 2014-12-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP6148024B2 (ja) * 2012-02-09 2017-06-14 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US20130221345A1 (en) 2012-02-28 2013-08-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US8999773B2 (en) 2012-04-05 2015-04-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Processing method of stacked-layer film and manufacturing method of semiconductor device
JP2013236068A (ja) 2012-04-12 2013-11-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び半導体装置の作製方法
US9006024B2 (en) 2012-04-25 2015-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP6035195B2 (ja) * 2012-05-01 2016-11-30 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
CN102790062B (zh) * 2012-07-26 2016-01-27 北京京东方光电科技有限公司 一种传感器的制造方法
CN102790068B (zh) * 2012-07-26 2014-10-22 北京京东方光电科技有限公司 一种传感器的制造方法
US9018624B2 (en) 2012-09-13 2015-04-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic appliance
TWI746200B (zh) * 2012-09-24 2021-11-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置
JP6021586B2 (ja) 2012-10-17 2016-11-09 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US9166021B2 (en) 2012-10-17 2015-10-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2014082388A (ja) 2012-10-17 2014-05-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
JP6059501B2 (ja) 2012-10-17 2017-01-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
KR102220279B1 (ko) * 2012-10-19 2021-02-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 산화물 반도체막을 포함하는 다층막 및 반도체 장치의 제작 방법
JP6204145B2 (ja) 2012-10-23 2017-09-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
WO2014065343A1 (en) 2012-10-24 2014-05-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
JP6320009B2 (ja) 2012-12-03 2018-05-09 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置及びその作製方法
WO2014103901A1 (en) 2012-12-25 2014-07-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR102151696B1 (ko) * 2012-12-28 2020-09-03 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치, 및 반도체 장치의 제작 방법
TWI614813B (zh) 2013-01-21 2018-02-11 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置的製造方法
US9105658B2 (en) * 2013-01-30 2015-08-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for processing oxide semiconductor layer
KR102153110B1 (ko) 2013-03-06 2020-09-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체막 및 반도체 장치
JP5920275B2 (ja) * 2013-04-08 2016-05-18 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置およびその製造方法
TWI644434B (zh) 2013-04-29 2018-12-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置及其製造方法
JP6345023B2 (ja) 2013-08-07 2018-06-20 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置およびその作製方法
KR102232133B1 (ko) 2013-08-22 2021-03-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
JP6440457B2 (ja) 2013-11-07 2018-12-19 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
TWI721409B (zh) 2013-12-19 2021-03-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置
US20150177311A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Intermolecular, Inc. Methods and Systems for Evaluating IGZO with Respect to NBIS
JP6444714B2 (ja) 2013-12-20 2018-12-26 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP6446258B2 (ja) 2013-12-27 2018-12-26 株式会社半導体エネルギー研究所 トランジスタ
JP6488124B2 (ja) 2013-12-27 2019-03-20 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
CN103730373B (zh) * 2013-12-31 2016-09-07 京东方科技集团股份有限公司 一种半导体器件的制备方法及半导体器件
WO2015134904A1 (en) 2014-03-06 2015-09-11 The Regents Of The University Of Michigan Field effect transistor memory device
JP6559444B2 (ja) 2014-03-14 2019-08-14 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP6509596B2 (ja) 2014-03-18 2019-05-08 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
KR20160144492A (ko) 2014-04-18 2016-12-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 전자 장치
TWI669761B (zh) 2014-05-30 2019-08-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置、包括該半導體裝置的顯示裝置
KR20150146409A (ko) 2014-06-20 2015-12-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치, 표시 장치, 입출력 장치, 및 전자 기기
CN106537604B (zh) * 2014-07-15 2020-09-11 株式会社半导体能源研究所 半导体装置及其制造方法以及包括该半导体装置的显示装置
US10032888B2 (en) 2014-08-22 2018-07-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, method for manufacturing semiconductor device, and electronic appliance having semiconductor device
US9722091B2 (en) 2014-09-12 2017-08-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
KR101562932B1 (ko) 2014-11-28 2015-10-26 연세대학교 산학협력단 산화물 반도체 소자 및 이의 제조 방법
TWI669819B (zh) 2014-11-28 2019-08-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置、模組以及電子裝置
US9768317B2 (en) 2014-12-08 2017-09-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, manufacturing method of semiconductor device, and electronic device
JP6698549B2 (ja) * 2014-12-18 2020-05-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP6436531B2 (ja) * 2015-01-30 2018-12-12 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体装置の製造方法
JP6744108B2 (ja) 2015-03-02 2020-08-19 株式会社半導体エネルギー研究所 トランジスタ、トランジスタの作製方法、半導体装置および電子機器
KR102549926B1 (ko) 2015-05-04 2023-06-29 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치, 반도체 장치의 제작 방법, 및 전자기기
CN107851667B (zh) * 2015-06-04 2021-03-23 夏普株式会社 有源矩阵基板
JP6907512B2 (ja) * 2015-12-15 2021-07-21 株式会社リコー 電界効果型トランジスタの製造方法
US10043917B2 (en) * 2016-03-03 2018-08-07 United Microelectronics Corp. Oxide semiconductor device and method of manufacturing the same
US10062626B2 (en) * 2016-07-26 2018-08-28 Amkor Technology, Inc. Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN110226219B (zh) * 2017-02-07 2023-12-08 株式会社半导体能源研究所 半导体装置以及半导体装置的制造方法
CN107526226B (zh) * 2017-07-25 2020-07-03 江苏繁华玻璃股份有限公司 一种组合型调光玻璃复合窗及其制备方法
KR20210027635A (ko) 2019-08-29 2021-03-11 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 이의 제조 방법
CN110828379A (zh) * 2019-10-15 2020-02-21 深圳大学 一种薄膜晶体管的制造方法、薄膜晶体管及显示面板
US11669709B2 (en) * 2020-03-02 2023-06-06 Avery Dennison Retail Information Services Llc Controlled energy adsorption by self-limiting heating for curing processes
US11923459B2 (en) * 2020-06-23 2024-03-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Transistor including hydrogen diffusion barrier film and methods of forming same
CN114597276B (zh) * 2022-03-08 2023-01-31 晟高发新能源发展(江苏)有限公司 一种晶体硅太阳能电池组件制造加工设备及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080290393A1 (en) * 2006-05-26 2008-11-27 Tetsuya Kakehata Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof, and manufacturing method of insulating film

Family Cites Families (184)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60198861A (ja) 1984-03-23 1985-10-08 Fujitsu Ltd 薄膜トランジスタ
JPH0244256B2 (ja) 1987-01-28 1990-10-03 Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho Ingazn2o5deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho
JPH0244260B2 (ja) 1987-02-24 1990-10-03 Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho Ingazn5o8deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho
JPH0244258B2 (ja) 1987-02-24 1990-10-03 Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho Ingazn3o6deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho
JPS63210023A (ja) 1987-02-24 1988-08-31 Natl Inst For Res In Inorg Mater ＩｎＧａＺｎ↓４Ｏ↓７で示される六方晶系の層状構造を有する化合物およびその製造法
JPH0244262B2 (ja) 1987-02-27 1990-10-03 Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho Ingazn6o9deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho
JP2721157B2 (ja) 1987-03-26 1998-03-04 株式会社東芝 半導体装置
JPH0244263B2 (ja) 1987-04-22 1990-10-03 Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho Ingazn7o10deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho
JPH03278466A (ja) 1990-03-27 1991-12-10 Toshiba Corp 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JPH05251705A (ja) 1992-03-04 1993-09-28 Fuji Xerox Co Ltd 薄膜トランジスタ
JP3479375B2 (ja) 1995-03-27 2003-12-15 科学技術振興事業団 亜酸化銅等の金属酸化物半導体による薄膜トランジスタとｐｎ接合を形成した金属酸化物半導体装置およびそれらの製造方法
EP0820644B1 (de) 1995-08-03 2005-08-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Halbleiteranordnung mit einem transparenten schaltungselement
JP3625598B2 (ja) 1995-12-30 2005-03-02 三星電子株式会社 液晶表示装置の製造方法
JPH10313114A (ja) * 1997-05-14 1998-11-24 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH10335325A (ja) 1997-05-29 1998-12-18 Seiko Epson Corp 酸化硅素膜形成方法
US6271542B1 (en) * 1997-12-08 2001-08-07 International Business Machines Corporation Merged logic and memory combining thin film and bulk Si transistors
JP4170454B2 (ja) 1998-07-24 2008-10-22 Ｈｏｙａ株式会社 透明導電性酸化物薄膜を有する物品及びその製造方法
JP4581159B2 (ja) 1998-10-08 2010-11-17 ソニー株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2000150861A (ja) 1998-11-16 2000-05-30 Tdk Corp 酸化物薄膜
JP3276930B2 (ja) 1998-11-17 2002-04-22 科学技術振興事業団 トランジスタ及び半導体装置
US6607948B1 (en) 1998-12-24 2003-08-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing a substrate using an SiGe layer
TW460731B (en) 1999-09-03 2001-10-21 Ind Tech Res Inst Electrode structure and production method of wide viewing angle LCD
JP4089858B2 (ja) 2000-09-01 2008-05-28 国立大学法人東北大学 半導体デバイス
KR20020038482A (ko) 2000-11-15 2002-05-23 모리시타 요이찌 박막 트랜지스터 어레이, 그 제조방법 및 그것을 이용한표시패널
JP4462775B2 (ja) 2001-03-02 2010-05-12 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 パターン形成方法及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法
JP3997731B2 (ja) 2001-03-19 2007-10-24 富士ゼロックス株式会社 基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法
JP2002289859A (ja) 2001-03-23 2002-10-04 Minolta Co Ltd 薄膜トランジスタ
JP3925839B2 (ja) 2001-09-10 2007-06-06 シャープ株式会社 半導体記憶装置およびその試験方法
JP4090716B2 (ja) 2001-09-10 2008-05-28 雅司 川崎 薄膜トランジスタおよびマトリクス表示装置
EP1443130B1 (de) 2001-11-05 2011-09-28 Japan Science and Technology Agency Homologer einkristalliner dünner film mit natürlichem supergitter, herstellungsverfahren dafür und vorrichtung, bei der der einkristalline dünne film verwendet wird
JP4164562B2 (ja) 2002-09-11 2008-10-15 独立行政法人科学技術振興機構 ホモロガス薄膜を活性層として用いる透明薄膜電界効果型トランジスタ
JP4083486B2 (ja) 2002-02-21 2008-04-30 独立行政法人科学技術振興機構 ＬｎＣｕＯ（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）単結晶薄膜の製造方法
US7049190B2 (en) 2002-03-15 2006-05-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Method for forming ZnO film, method for forming ZnO semiconductor layer, method for fabricating semiconductor device, and semiconductor device
JP3933591B2 (ja) 2002-03-26 2007-06-20 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子
US7339187B2 (en) 2002-05-21 2008-03-04 State Of Oregon Acting By And Through The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Transistor structures
JP2004022625A (ja) 2002-06-13 2004-01-22 Murata Mfg Co Ltd 半導体デバイス及び該半導体デバイスの製造方法
US7105868B2 (en) 2002-06-24 2006-09-12 Cermet, Inc. High-electron mobility transistor with zinc oxide
US7067843B2 (en) 2002-10-11 2006-06-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Transparent oxide semiconductor thin film transistors
JP4166105B2 (ja) 2003-03-06 2008-10-15 シャープ株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2004273732A (ja) 2003-03-07 2004-09-30 Sharp Corp アクティブマトリクス基板およびその製造方法
TWI281690B (en) 2003-05-09 2007-05-21 Toshiba Corp Pattern forming method, and manufacturing method for semiconductor using the same
JP4108633B2 (ja) 2003-06-20 2008-06-25 シャープ株式会社 薄膜トランジスタおよびその製造方法ならびに電子デバイス
US7262463B2 (en) 2003-07-25 2007-08-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Transistor including a deposited channel region having a doped portion
EP2246894B2 (de) * 2004-03-12 2018-10-10 Japan Science and Technology Agency Amorpher Oxid- und Dünnschichttransistor
US7297977B2 (en) 2004-03-12 2007-11-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Semiconductor device
US7282782B2 (en) 2004-03-12 2007-10-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Combined binary oxide semiconductor device
US7145174B2 (en) 2004-03-12 2006-12-05 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Semiconductor device
US7211825B2 (en) 2004-06-14 2007-05-01 Yi-Chi Shih Indium oxide-based thin film transistors and circuits
JP2006100760A (ja) 2004-09-02 2006-04-13 Casio Comput Co Ltd 薄膜トランジスタおよびその製造方法
US7285501B2 (en) 2004-09-17 2007-10-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of forming a solution processed device
US7298084B2 (en) 2004-11-02 2007-11-20 3M Innovative Properties Company Methods and displays utilizing integrated zinc oxide row and column drivers in conjunction with organic light emitting diodes
KR20070085879A (ko) 2004-11-10 2007-08-27 캐논 가부시끼가이샤 발광 장치
US7863611B2 (en) 2004-11-10 2011-01-04 Canon Kabushiki Kaisha Integrated circuits utilizing amorphous oxides
JP5126730B2 (ja) * 2004-11-10 2013-01-23 キヤノン株式会社 電界効果型トランジスタの製造方法
US7453065B2 (en) 2004-11-10 2008-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Sensor and image pickup device
JP5126729B2 (ja) 2004-11-10 2013-01-23 キヤノン株式会社 画像表示装置
US7868326B2 (en) 2004-11-10 2011-01-11 Canon Kabushiki Kaisha Field effect transistor
RU2402106C2 (ru) 2004-11-10 2010-10-20 Кэнон Кабусики Кайся Аморфный оксид и полевой транзистор с его использованием
US7829444B2 (en) * 2004-11-10 2010-11-09 Canon Kabushiki Kaisha Field effect transistor manufacturing method
US7791072B2 (en) 2004-11-10 2010-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Display
JP5138163B2 (ja) * 2004-11-10 2013-02-06 キヤノン株式会社 電界効果型トランジスタ
US7579224B2 (en) 2005-01-21 2009-08-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a thin film semiconductor device
TWI412138B (zh) 2005-01-28 2013-10-11 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置，電子裝置，和半導體裝置的製造方法
TWI445178B (zh) 2005-01-28 2014-07-11 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置，電子裝置，和半導體裝置的製造方法
US7858451B2 (en) 2005-02-03 2010-12-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device, semiconductor device and manufacturing method thereof
US7948171B2 (en) 2005-02-18 2011-05-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
US20060197092A1 (en) 2005-03-03 2006-09-07 Randy Hoffman System and method for forming conductive material on a substrate
US8681077B2 (en) 2005-03-18 2014-03-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, and display device, driving method and electronic apparatus thereof
WO2006105077A2 (en) 2005-03-28 2006-10-05 Massachusetts Institute Of Technology Low voltage thin film transistor with high-k dielectric material
US7645478B2 (en) 2005-03-31 2010-01-12 3M Innovative Properties Company Methods of making displays
US8300031B2 (en) 2005-04-20 2012-10-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising transistor having gate and drain connected through a current-voltage conversion element
JP2006344849A (ja) 2005-06-10 2006-12-21 Casio Comput Co Ltd 薄膜トランジスタ
US7402506B2 (en) 2005-06-16 2008-07-22 Eastman Kodak Company Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby
US7691666B2 (en) 2005-06-16 2010-04-06 Eastman Kodak Company Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby
US7507618B2 (en) 2005-06-27 2009-03-24 3M Innovative Properties Company Method for making electronic devices using metal oxide nanoparticles
KR100711890B1 (ko) 2005-07-28 2007-04-25 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광표시장치 및 그의 제조방법
JP2007059128A (ja) 2005-08-23 2007-03-08 Canon Inc 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法
JP4958253B2 (ja) * 2005-09-02 2012-06-20 財団法人高知県産業振興センター 薄膜トランジスタ
JP2007073561A (ja) 2005-09-02 2007-03-22 Kochi Prefecture Sangyo Shinko Center 薄膜トランジスタ
JP2007073558A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Kochi Prefecture Sangyo Shinko Center 薄膜トランジスタの製法
JP4981283B2 (ja) * 2005-09-06 2012-07-18 キヤノン株式会社 アモルファス酸化物層を用いた薄膜トランジスタ
JP2007073705A (ja) 2005-09-06 2007-03-22 Canon Inc 酸化物半導体チャネル薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP4850457B2 (ja) 2005-09-06 2012-01-11 キヤノン株式会社 薄膜トランジスタ及び薄膜ダイオード
JP5116225B2 (ja) 2005-09-06 2013-01-09 キヤノン株式会社 酸化物半導体デバイスの製造方法
JP4280736B2 (ja) 2005-09-06 2009-06-17 キヤノン株式会社 半導体素子
JP5064747B2 (ja) * 2005-09-29 2012-10-31 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、電気泳動表示装置、表示モジュール、電子機器、及び半導体装置の作製方法
EP1998375A3 (de) 2005-09-29 2012-01-18 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Halbleitervorrichtung mit Halbleiter-Oxidschicht und Herstellungsverfahren
JP5037808B2 (ja) 2005-10-20 2012-10-03 キヤノン株式会社 アモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタ、及び該トランジスタを用いた表示装置
KR20090115222A (ko) * 2005-11-15 2009-11-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체장치 제조방법
TWI292281B (en) 2005-12-29 2008-01-01 Ind Tech Res Inst Pixel structure of active organic light emitting diode and method of fabricating the same
US7867636B2 (en) 2006-01-11 2011-01-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Transparent conductive film and method for manufacturing the same
JP4977478B2 (ja) 2006-01-21 2012-07-18 三星電子株式会社 ＺｎＯフィルム及びこれを用いたＴＦＴの製造方法
JP5177954B2 (ja) 2006-01-30 2013-04-10 キヤノン株式会社 電界効果型トランジスタ
US7576394B2 (en) 2006-02-02 2009-08-18 Kochi Industrial Promotion Center Thin film transistor including low resistance conductive thin films and manufacturing method thereof
US7977169B2 (en) 2006-02-15 2011-07-12 Kochi Industrial Promotion Center Semiconductor device including active layer made of zinc oxide with controlled orientations and manufacturing method thereof
JP5016831B2 (ja) 2006-03-17 2012-09-05 キヤノン株式会社 酸化物半導体薄膜トランジスタを用いた発光素子及びこれを用いた画像表示装置
KR20070101595A (ko) 2006-04-11 2007-10-17 삼성전자주식회사 ＺｎＯ ＴＦＴ
KR101315282B1 (ko) 2006-04-27 2013-10-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 이를 사용한 전자기기
US20070252928A1 (en) 2006-04-28 2007-11-01 Toppan Printing Co., Ltd. Structure, transmission type liquid crystal display, reflection type display and manufacturing method thereof
JP5028033B2 (ja) 2006-06-13 2012-09-19 キヤノン株式会社 酸化物半導体膜のドライエッチング方法
TWI307171B (en) 2006-07-03 2009-03-01 Au Optronics Corp Method for manufacturing bottom substrate of liquid crystal display device
JP4999400B2 (ja) 2006-08-09 2012-08-15 キヤノン株式会社 酸化物半導体膜のドライエッチング方法
JP4609797B2 (ja) * 2006-08-09 2011-01-12 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 薄膜デバイス及びその製造方法
JP5127183B2 (ja) * 2006-08-23 2013-01-23 キヤノン株式会社 アモルファス酸化物半導体膜を用いた薄膜トランジスタの製造方法
JP5128792B2 (ja) * 2006-08-31 2013-01-23 財団法人高知県産業振興センター 薄膜トランジスタの製法
JP4332545B2 (ja) 2006-09-15 2009-09-16 キヤノン株式会社 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP5164357B2 (ja) 2006-09-27 2013-03-21 キヤノン株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP4274219B2 (ja) 2006-09-27 2009-06-03 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機薄膜半導体装置
US7622371B2 (en) 2006-10-10 2009-11-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fused nanocrystal thin film semiconductor and method
WO2008047845A1 (fr) * 2006-10-17 2008-04-24 The Furukawa Electric Co., Ltd. Transistor à semi-conducteur de composé de nitrure et son procédé de fabrication
US7772021B2 (en) 2006-11-29 2010-08-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Flat panel displays comprising a thin-film transistor having a semiconductive oxide in its channel and methods of fabricating the same for use in flat panel displays
JP2008140684A (ja) 2006-12-04 2008-06-19 Toppan Printing Co Ltd カラーｅｌディスプレイおよびその製造方法
KR101303578B1 (ko) 2007-01-05 2013-09-09 삼성전자주식회사 박막 식각 방법
US8207063B2 (en) 2007-01-26 2012-06-26 Eastman Kodak Company Process for atomic layer deposition
KR101312259B1 (ko) * 2007-02-09 2013-09-25 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 및 그 제조방법
JP5121254B2 (ja) 2007-02-28 2013-01-16 キヤノン株式会社 薄膜トランジスタおよび表示装置
KR100851215B1 (ko) 2007-03-14 2008-08-07 삼성에스디아이 주식회사 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치
JP4727684B2 (ja) 2007-03-27 2011-07-20 富士フイルム株式会社 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置
JP5197058B2 (ja) * 2007-04-09 2013-05-15 キヤノン株式会社 発光装置とその作製方法
US7795613B2 (en) 2007-04-17 2010-09-14 Toppan Printing Co., Ltd. Structure with transistor
KR101325053B1 (ko) 2007-04-18 2013-11-05 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법
KR20080094300A (ko) 2007-04-19 2008-10-23 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법과 박막 트랜지스터를포함하는 평판 디스플레이
KR101334181B1 (ko) 2007-04-20 2013-11-28 삼성전자주식회사 선택적으로 결정화된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터 및 그제조 방법
CN101663762B (zh) 2007-04-25 2011-09-21 佳能株式会社 氧氮化物半导体
KR101345376B1 (ko) 2007-05-29 2013-12-24 삼성전자주식회사 ＺｎＯ 계 박막 트랜지스터 및 그 제조방법
JP2009031750A (ja) * 2007-06-28 2009-02-12 Fujifilm Corp 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法
JP5248063B2 (ja) 2007-08-30 2013-07-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 半導体素子加工方法
US8232598B2 (en) 2007-09-20 2012-07-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and method for manufacturing the same
KR101270174B1 (ko) 2007-12-03 2013-05-31 삼성전자주식회사 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 제조방법
JP5213422B2 (ja) * 2007-12-04 2013-06-19 キヤノン株式会社 絶縁層を有する酸化物半導体素子およびそれを用いた表示装置
US8202365B2 (en) 2007-12-17 2012-06-19 Fujifilm Corporation Process for producing oriented inorganic crystalline film, and semiconductor device using the oriented inorganic crystalline film
US8586979B2 (en) * 2008-02-01 2013-11-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Oxide semiconductor transistor and method of manufacturing the same
US7858495B2 (en) * 2008-02-04 2010-12-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing SOI substrate
JP2009224737A (ja) * 2008-03-19 2009-10-01 Fujifilm Corp 酸化ガリウムを主成分とする金属酸化物からなる絶縁膜およびその製造方法
JP4555358B2 (ja) 2008-03-24 2010-09-29 富士フイルム株式会社 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置
KR100941850B1 (ko) 2008-04-03 2010-02-11 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치
JP5305730B2 (ja) * 2008-05-12 2013-10-02 キヤノン株式会社 半導体素子の製造方法ならびにその製造装置
JP5430248B2 (ja) 2008-06-24 2014-02-26 富士フイルム株式会社 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置
KR100963027B1 (ko) 2008-06-30 2010-06-10 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치
KR100963026B1 (ko) 2008-06-30 2010-06-10 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치
JP2010021170A (ja) 2008-07-08 2010-01-28 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
KR100963104B1 (ko) 2008-07-08 2010-06-14 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치
TWI500160B (zh) * 2008-08-08 2015-09-11 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置及其製造方法
JP5345456B2 (ja) 2008-08-14 2013-11-20 富士フイルム株式会社 薄膜電界効果型トランジスタ
KR20100023151A (ko) 2008-08-21 2010-03-04 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 트랜지스터 및 그 제조방법
JP5501586B2 (ja) 2008-08-22 2014-05-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP5627071B2 (ja) * 2008-09-01 2014-11-19 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US9082857B2 (en) * 2008-09-01 2015-07-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising an oxide semiconductor layer
JP5537787B2 (ja) * 2008-09-01 2014-07-02 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2010062276A (ja) 2008-09-03 2010-03-18 Brother Ind Ltd 酸化物薄膜トランジスタ、及びその製造方法
JP5339825B2 (ja) 2008-09-09 2013-11-13 富士フイルム株式会社 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置
JP4623179B2 (ja) 2008-09-18 2011-02-02 ソニー株式会社 薄膜トランジスタおよびその製造方法
CN102160103B (zh) * 2008-09-19 2013-09-11 株式会社半导体能源研究所 显示装置
JP2010087300A (ja) 2008-09-30 2010-04-15 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
KR101623958B1 (ko) * 2008-10-01 2016-05-25 삼성전자주식회사 인버터 및 그의 동작방법과 인버터를 포함하는 논리회로
CN103928476A (zh) * 2008-10-03 2014-07-16 株式会社半导体能源研究所 显示装置及其制造方法
JP5451280B2 (ja) 2008-10-09 2014-03-26 キヤノン株式会社 ウルツ鉱型結晶成長用基板およびその製造方法ならびに半導体装置
JP5431707B2 (ja) 2008-10-27 2014-03-05 中特建機株式会社 シャーシ上下荷台式トレーラ
CN101478005B (zh) * 2009-02-13 2010-06-09 北京大学深圳研究生院 一种金属氧化物薄膜晶体管及其制作方法
JP5066122B2 (ja) 2009-03-23 2012-11-07 株式会社東芝 パターン形成方法
KR102503687B1 (ko) 2009-07-03 2023-02-27 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
WO2011048959A1 (en) 2009-10-21 2011-04-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2011138934A (ja) 2009-12-28 2011-07-14 Sony Corp 薄膜トランジスタ、表示装置および電子機器
KR102480055B1 (ko) 2010-02-26 2022-12-23 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치
KR101867272B1 (ko) 2010-03-05 2018-06-15 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치와 그의 제작 방법
KR101435970B1 (ko) 2010-03-26 2014-08-29 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치를 제작하는 방법
JP5731244B2 (ja) 2010-03-26 2015-06-10 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
KR102112065B1 (ko) 2010-03-26 2020-06-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
WO2011118741A1 (en) 2010-03-26 2011-09-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US8884282B2 (en) 2010-04-02 2014-11-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
KR20180122756A (ko) 2010-04-02 2018-11-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
US9147768B2 (en) 2010-04-02 2015-09-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having an oxide semiconductor and a metal oxide film
US9196739B2 (en) 2010-04-02 2015-11-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device including oxide semiconductor film and metal oxide film
US9190522B2 (en) 2010-04-02 2015-11-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having an oxide semiconductor
KR102141064B1 (ko) 2010-04-02 2020-08-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
WO2011125806A1 (en) 2010-04-09 2011-10-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor device
KR101877377B1 (ko) 2010-04-23 2018-07-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
CN106057907B (zh) 2010-04-23 2019-10-22 株式会社半导体能源研究所 半导体装置的制造方法
KR101748404B1 (ko) 2010-04-23 2017-06-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 반도체 장치의 제작 방법
KR101754380B1 (ko) * 2010-04-23 2017-07-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
WO2011132591A1 (en) 2010-04-23 2011-10-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
KR20180054919A (ko) 2010-04-23 2018-05-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
WO2011135987A1 (en) 2010-04-28 2011-11-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
KR101806271B1 (ko) 2010-05-14 2017-12-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080290393A1 (en) * 2006-05-26 2008-11-27 Tetsuya Kakehata Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof, and manufacturing method of insulating film

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112015005620B4 (de) 2014-12-16 2023-09-28 Lg Display Co., Ltd. Dünnschichttransistorarraysubstrat

Also Published As

Publication number Publication date
TW201628069A (zh) 2016-08-01
JP5128001B2 (ja) 2013-01-23
TW201403689A (zh) 2014-01-16
JP5634634B2 (ja) 2014-12-03
CN105321961A (zh) 2016-02-10
CN102859703B (zh) 2015-12-02
CN105321961B (zh) 2018-10-02
KR101974927B1 (ko) 2019-05-03
TWI629714B (zh) 2018-07-11
KR20160139058A (ko) 2016-12-06
DE112011101395T5 (de) 2013-01-31
JP5798364B2 (ja) 2015-10-21
KR101689378B1 (ko) 2016-12-26
KR20130085063A (ko) 2013-07-26
JP2016015500A (ja) 2016-01-28
US20110263084A1 (en) 2011-10-27
KR101332374B1 (ko) 2013-11-22
KR101854421B1 (ko) 2018-05-03
KR20130094195A (ko) 2013-08-23
JP2014135496A (ja) 2014-07-24
JP2017055136A (ja) 2017-03-16
US20150072472A1 (en) 2015-03-12
CN104851810B (zh) 2018-08-28
US20130330877A1 (en) 2013-12-12
JP5750174B2 (ja) 2015-07-15
US8669148B2 (en) 2014-03-11
WO2011132529A1 (en) 2011-10-27
JP6306674B2 (ja) 2018-04-04
DE112011101395B4 (de) 2014-10-16
US8895377B2 (en) 2014-11-25
KR20180043856A (ko) 2018-04-30
TW201201259A (en) 2012-01-01
US9245983B2 (en) 2016-01-26
CN102859703A (zh) 2013-01-02
KR20170080716A (ko) 2017-07-10
CN104851810A (zh) 2015-08-19
KR101754380B1 (ko) 2017-07-05
TWI539498B (zh) 2016-06-21
US20150287813A1 (en) 2015-10-08
JP2013009000A (ja) 2013-01-10
US8530289B2 (en) 2013-09-10
JP2014199931A (ja) 2014-10-23
CN103500709B (zh) 2015-09-23
JP2011243974A (ja) 2011-12-01
CN103500709A (zh) 2014-01-08
US9099499B2 (en) 2015-08-04
TWI419209B (zh) 2013-12-11
US20140170809A1 (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112011106082B3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE112011101410B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE112011101069B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung
DE112011101969B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE112012007294B3 (de) Halbleitervorrichtung
DE112013002407B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE112011104002B4 (de) Oxidhalbleiterschicht
DE112013007798B3 (de) Halbleitervorrichtung
DE112013007566B3 (de) Halbleitervorrichtung
KR101806271B1 (ko) 반도체 장치의 제작 방법
TWI595569B (zh) 半導體裝置之製造方法
DE112013003606B4 (de) Anzeigevorrichtung
TWI605525B (zh) 半導體裝置的製造方法
DE112011106202B4 (de) Impulssignal-Ausgangsschaltung und Schieberegister
KR101980515B1 (ko) 반도체 장치의 제작 방법
DE102012224361B4 (de) Pegelverschieberschaltung und integrierte Halbleiterschaltung
KR101971289B1 (ko) 반도체 장치의 제작 방법
DE112012004061T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE112014005486T5 (de) Anzeigevorrichtung
DE102013221370A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102013216824A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE112012000601T5 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung sowie Halbleitervorrichtung
DE112013003041T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE112014004839T5 (de) Anzeigevorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R129 Divisional application from

Ref document number: 112011101395

Country of ref document: DE

Effective date: 20140728

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R130 Divisional application to

Ref document number: 112011106162

Country of ref document: DE

R020 Patent grant now final