JP2016122833A - 半導体装置、半導体装置の作製方法、及び該半導体装置を有する表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置、及び当該半導体装置の作製方法について、図1乃至図19を参照して説明する。
図1(A)は、本発明の一態様の半導体装置であるトランジスタ100の上面図であり、図1(B)は、図1(A)に示す一点鎖線X1−X2間における切断面の断面図に相当し、図1(C)は、図1(A)に示す一点鎖線Y1−Y2間における切断面の断面図に相当する。なお、図1(A)において、煩雑になることを避けるため、トランジスタ100の構成要素の一部(ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜等)を省略して図示している。また、一点鎖線X1−X2方向をチャネル長方向、一点鎖線Y1−Y2方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。なお、トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図1(A)と同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。
基板102の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板等を、基板102として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンなどを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SOI基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板102として用いてもよい。なお、基板102として、ガラス基板を用いる場合、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等の大面積基板を用いることで、大型の表示装置を作製することができる。
ゲート電極として機能する導電膜104、及びソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜112a、112bとしては、クロム(Cr)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、タングステン(W)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、コバルト(Co)から選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いてそれぞれ形成することができる。
トランジスタ100のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜106、107としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD:(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition))法、スパッタリング法等により、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁層を、それぞれ用いることができる。なお、絶縁膜106、107の積層構造とせずに、上述の材料から選択された単層の絶縁膜、または3層以上の絶縁膜を用いてもよい。
酸化物半導体膜108は、Inと、Znと、M(Mは、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、SnまたはHfを表す)と、を有する。代表的には、酸化物半導体膜108は、In−Ga酸化物、In−Zn酸化物、In−M−Zn酸化物を用いることができる。特に酸化物半導体膜108としては、In−M−Zn酸化物を用いると好ましい。
絶縁膜114、116、118は、保護絶縁膜としての機能を有する。絶縁膜114、116は酸素を有し、絶縁膜118は窒素を有する。また、絶縁膜114は、酸素を透過することのできる絶縁膜である。なお、絶縁膜114は、後に形成する絶縁膜116を形成する際の、酸化物半導体膜108へのダメージ緩和膜としても機能する。
次に、図1(A)(B)(C)に示すトランジスタ100と異なる構成例について、図3(A)(B)(C)を用いて説明する。なお、先に説明した機能と同様の機能を有する場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
次に、図3(A)(B)(C)に示すトランジスタ170と異なる構成例について、図4(A)(B)を用いて説明する。なお、先に説明した機能と同様の機能を有する場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
次に、図1(A)(B)(C)に示すトランジスタ100と異なる構成例について、図5(A)(B)(C)(D)を用いて説明する。なお、先に説明した機能と同様の機能を有する場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
次に、上記説明した酸化物半導体膜の積層構造を評価するために様々な検証を行った。まず、酸化物半導体膜の積層構造の概念について、図8を用いて説明を行う。
次に、本発明の一態様の半導体装置であるトランジスタ100の作製方法について、図12乃至図15を用いて説明する。なお、図12乃至図15は、半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
まず、基板102上に導電膜を形成し、該導電膜をリソグラフィ工程及びエッチング工程を行い加工して、ゲート電極として機能する導電膜104を形成する(図12(A)参照)。
次に、導電膜104上にゲート絶縁膜として機能する絶縁膜106、107を形成する(図12(B)参照)。
次に、絶縁膜107上に酸化物半導体膜108を形成する(図12(C)参照)。
次に、絶縁膜107及び酸化物半導体膜108上に導電膜112を形成する。なお、導電膜112の形成時に酸化物半導体膜108の表面近傍に変性層109が形成される(図13(A)参照)。
次に、導電膜112上の所望の領域にレジストマスクを形成し、導電膜112を加工することで、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜112a、112bを形成する。導電膜112a、112bを形成後、レジストマスクを除去する(図13(B)参照)。
次に、導電膜112a、112b上から、エッチャント139を用いて、導電膜112aと導電膜112bとの間の変性層109を除去する。変性層109の一部を除去することで、酸化物半導体膜108中に導電膜112a、112bに接するn型領域108nが形成される(図13(C)参照)。
次に、トランジスタ100上に、具体的には酸化物半導体膜108、及び導電膜112a、112b上にトランジスタ100の保護絶縁膜として機能する絶縁膜114、116を形成する。絶縁膜114、116の形成時、または絶縁膜114、116の形成後の熱処理によって、酸化物半導体膜108中の酸素欠損が補填され、チャネル領域108iが形成される(図14(A)参照)。
次に、絶縁膜116上に酸素の放出を抑制する保護膜130を形成する(図14(B)参照)。
次に、図3に示すトランジスタ170の作製方法について、図18及び図19を用いて説明する。なお、図18(A)(C)及び図19(A)(C)は、作製工程における、トランジスタ170のチャネル長方向の断面図であり、図18(B)(D)及び図19(B)(D)は、作製工程における、トランジスタ170のチャネル幅方向の断面図である。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置に含まれる酸化物半導体の詳細について、以下説明する。
まず、酸化物半導体の構造について説明する。
まずは、CAAC−OSについて説明する。
次に、nc−OSについて説明する。
a−like OSは、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。
次に、CAAC−OSの成膜方法の一例について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を有する表示装置について、図30を用いて説明を行う。
図30(A)に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域(以下、画素部502という)と、画素部502の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部(以下、駆動回路部504という)と、素子の保護機能を有する回路(以下、保護回路506という)と、端子部507と、を有する。なお、保護回路506は、設けない構成としてもよい。
本実施の形態においては、本発明の一態様の半導体装置を有する表示装置、及び該表示装置に入力装置を取り付けた電子機器について、図31乃至図36を用いて説明を行う。
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わせたタッチパネル2000について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを用いる場合について説明する。
次に、図32(A)(B)を用いて、表示装置2501の詳細について説明する。図32(A)(B)は、図31(B)に示す一点鎖線X1−X2間の断面図に相当する。
まず、表示素子としてEL素子を用いる構成について、図32(A)を用いて以下説明を行う。なお、以下の説明においては、白色の光を射出するEL素子を適用する場合について説明するが、EL素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色が異なるように、発光色が異なるEL素子を適用してもよい。
次に、表示素子として、液晶素子を用いる構成について、図32(B)を用いて以下説明を行う。なお、以下の説明においては、外光を反射して表示する反射型の液晶表示装置について説明するが、液晶表示装置はこれに限定されない。例えば、光源(バックライト、サイドライト等)を設けて、透過型の液晶表示装置、または反射型と透過型の両方の機能を備える液晶表示装置としてもよい。
次に、図33を用いて、タッチセンサ2595の詳細について説明する。図33は、図31(B)に示す一点鎖線X3−X4間の断面図に相当する。
次に、図34(A)を用いて、タッチパネル2000の詳細について説明する。図34(A)は、図31(A)に示す一点鎖線X5−X6間の断面図に相当する。
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図35を用いて説明を行う。
また、図35(A)ではタッチセンサとして配線の交差部に容量2603のみを設けるパッシブ型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するアクティブ型のタッチセンサとしてもよい。アクティブ型のタッチセンサに含まれるセンサ回路の一例を図36に示す。
本実施の形態では、電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能で、且つ書き込み回数にも制限が無い半導体装置の回路構成の一例について図37を用いて説明する。
図37は、半導体装置の回路構成を説明する図である。図37において、第1の配線(1st Line)と、p型トランジスタ1280aのソース電極またはドレイン電極の一方とは、電気的に接続されている。また、p型トランジスタ1280aのソース電極またはドレイン電極の他方と、n型トランジスタ1280bのソース電極またはドレイン電極の一方とは、電気的に接続されている。また、n型トランジスタ1280bのソース電極またはドレイン電極の他方と、n型トランジスタ1280cのソース電極またはドレイン電極の一方とは、電気的に接続されている。
まず、情報の書き込み及び保持について説明する。第4の配線の電位を、トランジスタ1282がオン状態となる電位にして、トランジスタ1282をオン状態とする。これにより、第2の配線の電位がn型トランジスタ1280cのゲート電極、及び容量素子1281に与えられる。すなわち、n型トランジスタ1280cのゲート電極には、所定の電荷が与えられる(書き込み)。その後、第4の配線の電位を、トランジスタ1282がオフ状態となる電位にして、トランジスタ1282をオフ状態とする。これにより、n型トランジスタ1280cのゲート電極に与えられた電荷が保持される(保持)。
次に、情報の読み出しについて説明する。第3の配線の電位をLowレベル電位とした際、p型トランジスタ1280aがオン状態となり、n型トランジスタ1280bがオフ状態となる。この時、第1の配線の電位は第6の配線に与えられる。一方、第3の配線の電位をHighレベル電位とした際、p型トランジスタ1280aがオフ状態となり、n型トランジスタ1280bがオン状態となる。この時、フローティングノード(FN)に保持された電荷量に応じて、第6の配線は異なる電位をとる。このため、第6の配線の電位をみることで、保持されている情報を読み出すことができる(読み出し)。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置に用いることのできる画素回路の構成について、図38(A)を用いて以下説明を行う。
図38(A)は、画素回路の構成を説明する図である。図38(A)に示す回路は、光電変換素子1360、トランジスタ1351、トランジスタ1352、トランジスタ1353、及びトランジスタ1354を有する。
光電変換素子1360には、セレンまたはセレンを含む化合物(以下、セレン系材料とする)を有する素子、あるいはシリコンを有する素子(例えば、pin型の接合が形成された素子)を用いることができる。また、酸化物半導体を用いたトランジスタと、セレン系材料を用いた光電変換素子とを組み合わせることで信頼性を高くすることができるため好ましい。
トランジスタ1351、トランジスタ1352、トランジスタ1353、およびトランジスタ1354は、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどのシリコン半導体を用いて形成することも可能であるが、酸化物半導体を用いたトランジスタで形成することが好ましい。酸化物半導体でチャネル形成領域を形成したトランジスタは、極めてオフ電流が低い特性を示す特徴を有している。また、酸化物半導体でチャネル形成領域を形成したトランジスタとしては、例えば、実施の形態1に示すトランジスタを用いることができる。
次に、図38(A)に示す回路の回路動作の一例について図38(B)に示すタイミングチャートを用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を有する表示モジュール及び電子機器について、図39及び図40を用いて説明を行う。
図39に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002との間に、FPC8003に接続されたタッチパネル8004、FPC8005に接続された表示パネル8006、バックライト8007、フレーム8009、プリント基板8010、バッテリ8011を有する。
図40(A)乃至図40(G)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有することができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュールの作製に用いることができる成膜装置について、図41を用いて説明する。
本実施の形態で説明する成膜装置3000は、成膜室3180と、成膜室3180に接続される制御部3182と、を有する(図41参照)。
なお、原料供給部3181aは、第1の原料を供給する機能を有し、流量制御器3182aに接続されている。
さまざまな物質を第1の原料に用いることができる。例えば、有機金属化合物、金属アルコキシド等を第1の原料に用いることができる。第1の原料と反応をするさまざまな物質を第2の原料に用いることができる。例えば、酸化反応に寄与する物質、還元反応に寄与する物質、付加反応に寄与する物質、分解反応に寄与する物質または加水分解反応に寄与する物質などを第2の原料に用いることができる。
排気装置3185は、排気する機能を有し、流量制御器3182cに接続されている。なお、排出される原料を捕捉するトラップを排出口3184と流量制御器3182cの間に有してもよい。ところで、除害設備を用いて排気されたガス等を除害する。
制御部3182は、流量制御器を制御する制御信号または加熱機構を制御する制御信号等を供給する。例えば、第1のステップにおいて、第1の原料を加工部材の表面に供給する。そして、第2のステップにおいて、第1の原料と反応する第2の原料を供給する。これにより第1の原料は第2の原料と反応し、反応生成物が加工部材3010の表面に堆積することができる。
成膜室3180は、第1の原料、第2の原料および不活性ガスを供給される導入口3183と、第1の原料、第2の原料および不活性ガスを排出する排出口3184とを有する。
支持部3186は、単数または複数の加工部材3010を支持する。これにより、一回の処理ごとに単数または複数の加工部材3010に例えば絶縁膜を形成できる。
本実施の形態で説明する成膜装置3000を用いて、作製することができる膜の一例について説明する。
シート抵抗測定用の試料400として、酸化物半導体膜上の導電膜の成膜電力が異なる2つの試料を作製した。導電膜の成膜電力が20kwの条件を試料A1、導電膜の成膜電力が60kwの条件を試料A2とした。シート抵抗測定試料の作製方法の詳細を以下に示す。
基板402上に、酸化物半導体膜408を形成した。基板402としては、ガラス基板を用いた。また、酸化物半導体膜408としては、厚さ100nmのIGZO膜を形成した。IGZO膜の形成条件としては、スパッタリングターゲットをIn:Ga:Zn=1:1:1.2[原子数比]のターゲットとし、流量100sccmのアルゴンガスと、流量100sccmの酸素ガス(酸素割合50%)とを、スパッタリング装置の処理室内に供給し、処理室内の圧力を0.6Paに制御し、2.5kWの交流電力を供給して形成した。なお、酸化物半導体膜408を形成する際の基板温度を170℃とした。(図42(A)参照)。
次に、試料A1及び試料A2についてシート抵抗測定を行った。図43(A)にシート抵抗測定結果を示す。また、シート抵抗測定としては四探針法を用いた。なお、シート抵抗測定器の測定上限としては、5MΩ/□である。
ESR測定用の試料400として、酸化物半導体膜上の導電膜の成膜電力が異なる2つの試料を作製した。導電膜の成膜電力が20kwの条件を試料B1、導電膜の成膜電力が60kwの条件を試料B2とした。ESR測定用の試料400の作製方法の詳細を以下に示す。
基板402上に、酸化物半導体膜408を形成した。基板402としては、石英基板を用いた。また、酸化物半導体膜408としては、厚さ35nmのIGZO膜を形成した。IGZO膜の形成条件としては、スパッタリングターゲットをIn:Ga:Zn=1:1:1.2[原子数比]のターゲットとし、流量100sccmのアルゴンガスと、流量100sccmの酸素ガス(酸素割合50%)とを、スパッタリング装置の処理室内に供給し、処理室内の圧力を0.6Paに制御し、2.5kWの交流電力を供給して形成した。なお、酸化物半導体膜408を形成する際の基板温度を170℃とした。(図42(A)参照)。
次に、試料B1及び試料B2についてESR測定を行った。ESR測定は、所定の温度で、マイクロ波の吸収の起こる磁場の値(H0)から、式g=hν/βH0、を用いてg値というパラメータが得られる。なお、νはマイクロ波の周波数である。hはプランク定数であり、βはボーア磁子であり、どちらも定数である。
まず、図44に示すトランジスタ600について説明する。なお、図44(A)は、トランジスタ600の上面図であり、図44(B)は、図44(A)に示す一点鎖線X3−X4間における切断面の断面図に相当し、図44(C)は、図44(A)に示す一点鎖線Y3−Y4間における切断面の断面図に相当する。
まず、基板602上に導電膜604を形成した。基板602としては、ガラス基板を用いた。また、導電膜604としては、厚さ100nmのタングステン膜を、スパッタリング装置を用いて形成した。
次に、上記作製した試料C1及びC2の信頼性試験を行った。
次に、試料C1及び試料C2のNBTS試験前後において、しきい値電圧の変動量に差が確認されたため、試料C1及び試料C2の断面観察を行った。
次に、<2−4.断面観察1>と異なる箇所の試料C1及び試料C2の断面観察を行った。
まず、基板602上に導電膜604を形成した。基板602としては、ガラス基板を用いた。また、導電膜604としては、厚さ100nmのタングステン膜を、スパッタリング装置を用いて形成した。
次に、上記作製した試料D1及び試料D2のトランジスタの面内ばらつきを評価した。なお、トランジスタの面内ばらつきの評価としては、オン電流(Ion)、及びしきい値電圧(Vth)とした。
次に、試料D1及び試料D2の信頼性試験を行った。信頼性評価としては、GBT試験とした。
次に、上記作製した試料D3及び試料D4に対し、定電流ストレス試験を行った。なお、定電流ストレス試験の条件としては、大気雰囲気下、暗状態(dark)、及び試験温度を60℃とし、ストレス電流を100nA/μmとなるように、ドレイン電圧とゲート電圧とを調整した。
100A トランジスタ
100B トランジスタ
102 基板
104 導電膜
106 絶縁膜
107 絶縁膜
108 酸化物半導体膜
108a 酸化物半導体膜
108a_i 高純度領域
108a_n n型領域
108b 酸化物半導体膜
108b_i チャネル領域
108b_n n型領域
108c 酸化物半導体膜
108c_i 高純度領域
108c_n n型領域
108i チャネル領域
108n n型領域
109 変性層
112 導電膜
112a 導電膜
112b 導電膜
114 絶縁膜
116 絶縁膜
118 絶縁膜
120 導電膜
120a 導電膜
120b 導電膜
130 保護膜
139 エッチャント
140 酸素
142 エッチャント
142a 開口部
142b 開口部
142c 開口部
170 トランジスタ
400 試料
402 基板
408 酸化物半導体膜
412 導電膜
431 エッチングガス
501 画素回路
502 画素部
504 駆動回路部
504a ゲートドライバ
504b ソースドライバ
506 保護回路
507 端子部
550 トランジスタ
552 トランジスタ
554 トランジスタ
560 容量素子
562 容量素子
570 液晶素子
572 発光素子
600 トランジスタ
602 基板
604 導電膜
606 絶縁膜
607 絶縁膜
608 酸化物半導体膜
612a 導電膜
612b 導電膜
612c 導電膜
614 絶縁膜
616 絶縁膜
618 絶縁膜
620 導電膜
626 平坦化絶縁膜
642a 開口部
642b 開口部
1280a p型トランジスタ
1280b n型トランジスタ
1280c n型トランジスタ
1281 容量素子
1282 トランジスタ
1311 配線
1312 配線
1313 配線
1314 配線
1315 配線
1316 配線
1317 配線
1351 トランジスタ
1352 トランジスタ
1353 トランジスタ
1354 トランジスタ
1360 光電変換素子
1401 信号
1402 信号
1403 信号
1404 信号
1405 信号
2000 タッチパネル
2001 タッチパネル
2501 表示装置
2502t トランジスタ
2503c 容量素子
2503t トランジスタ
2504 走査線駆動回路
2505 画素
2509 FPC
2510 基板
2510a 絶縁層
2510b 可撓性基板
2510c 接着層
2511 配線
2519 端子
2521 絶縁層
2522 絶縁層
2528 隔壁
2529 液晶層
2530a スペーサ
2530b スペーサ
2531 絶縁層
2550 EL素子
2551 液晶素子
2560 封止層
2567 着色層
2568 遮光層
2569 反射防止層
2570 基板
2570a 絶縁層
2570b 可撓性基板
2570c 接着層
2580 発光モジュール
2590 基板
2591 電極
2592 電極
2593 絶縁層
2594 配線
2595 タッチセンサ
2597 接着層
2598 配線
2599 接続層
2601 パルス電圧出力回路
2602 電流検出回路
2603 容量
2611 トランジスタ
2612 トランジスタ
2613 トランジスタ
2621 電極
2622 電極
3000 成膜装置
3010 加工部材
3180 成膜室
3181a 原料供給部
3181b 原料供給部
3182 制御部
3182a 流量制御器
3182b 流量制御器
3182c 流量制御器
3182h 加熱機構
3183 導入口
3184 排出口
3185 排気装置
3186 支持部
3187 加熱機構
3188 扉
5100 ペレット
5120 基板
5161 領域
5200 ペレット
5201 イオン
5203 粒子
5220 基板
5230 ターゲット
5240 プラズマ
5260 加熱機構
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8007 バックライト
8008 光源
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 携帯情報端末
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
Claims (14)
- 酸化物半導体膜を有する半導体装置であって、
前記半導体装置は、
ゲート電極と、
前記ゲート電極上のゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上の前記酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上の一対の電極と、を有し、
前記酸化物半導体膜は、
チャネル領域と、前記一対の電極と接するn型領域と、を有し、
前記チャネル領域の酸素欠損は、
前記n型領域の酸素欠損よりも少ない、
ことを特徴とする半導体装置。 - 酸化物半導体膜を有する半導体装置であって、
前記半導体装置は、
ゲート電極と、
前記ゲート電極上のゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上の前記酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上の一対の電極と、
前記酸化物半導体膜及び前記一対の電極上の酸化物絶縁膜と、を有し、
前記酸化物半導体膜は、
チャネル領域と、前記一対の電極と接するn型領域と、を有し、
前記チャネル領域の酸素欠損は、
前記n型領域の酸素欠損よりも少ない、
ことを特徴とする半導体装置。 - 酸化物半導体膜を有する半導体装置であって、
前記半導体装置は、
第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上のゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上の前記酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上の一対の電極と、
前記酸化物半導体膜及び前記一対の電極上の酸化物絶縁膜と、
前記酸化物絶縁膜上の窒化物絶縁膜と、
前記窒化物絶縁膜上の第2のゲート電極と、を有し、
前記酸化物半導体膜は、
チャネル領域と、前記一対の電極と接するn型領域と、を有し、
前記チャネル領域の酸素欠損は、
前記n型領域の酸素欠損よりも少ない、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記チャネル領域は、
前記一対の電極の下に形成される前記酸化物半導体膜よりも薄い領域を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記酸化物半導体膜は、
Inと、Znと、M(Mは、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、SnまたはHfを表す)と、を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記酸化物半導体膜は、
結晶部を有し、
前記結晶部は、c軸配向性を有し、
前記c軸が前記酸化物半導体膜の被形成面の法線ベクトルに平行である部分を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項2または請求項3において、
前記酸化物絶縁膜は、
昇温脱離ガス分析法によって、8.0×1014atoms/cm2以上の酸素原子が検出される、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項7に記載のいずれか一項の半導体装置と、
表示素子と、を有する、
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項8に記載の表示装置と、
タッチセンサと、
を有する、
ことを特徴とする表示モジュール。 - 請求項1乃至請求項7に記載のいずれか一項の半導体装置、請求項8に記載の表示装置、または請求項9に記載の表示モジュールと、
操作キーまたはバッテリと、を有する、
ことを特徴とする電子機器。 - 酸化物半導体膜を有する半導体装置の作製方法であって、
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に前記酸化物半導体膜を形成する工程と、
前記酸化物半導体膜上に導電膜を形成することで、前記酸化物半導体膜中に酸素欠損を有する領域を形成する工程と、
前記導電膜を加工し、一対の電極を形成する工程と、
前記酸化物半導体膜、及び前記一対の電極上から薬液またはガスにより、前記一対の電極間の前記酸化物半導体膜の前記酸素欠損を有する前記領域を除去する工程と、有する、
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 酸化物半導体膜を有する半導体装置の作製方法であって、
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に前記酸化物半導体膜を形成する工程と、
前記酸化物半導体膜上に導電膜を形成することで、前記酸化物半導体膜中に酸素欠損を有する領域を形成する工程と、
前記導電膜を加工し、一対の電極を形成する工程と、
前記酸化物半導体膜、及び前記一対の電極上から薬液またはガスにより、前記一対の電極間の前記酸化物半導体膜の前記酸素欠損を有する前記領域を除去する工程と、
前記酸化物半導体膜、及び前記一対の電極上に酸化物絶縁膜を形成する工程と、
前記酸化物絶縁膜中に酸素を添加する工程と、有する、
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項11または請求項12において、
前記導電膜は、スパッタリング装置により形成される、
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項11乃至請求項13のいずれか一項において、
前記導電膜は、電力密度が1W/cm2以上4W/cm2以下で形成される、
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
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