JP2017126769A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017126769A JP2017126769A JP2017048180A JP2017048180A JP2017126769A JP 2017126769 A JP2017126769 A JP 2017126769A JP 2017048180 A JP2017048180 A JP 2017048180A JP 2017048180 A JP2017048180 A JP 2017048180A JP 2017126769 A JP2017126769 A JP 2017126769A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide semiconductor
- film
- semiconductor layer
- oxide
- transistor
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 1066
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 70
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 48
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 844
- 239000010408 film Substances 0.000 description 698
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 145
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 145
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 138
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 131
- 238000000034 method Methods 0.000 description 129
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 85
- 239000000463 material Substances 0.000 description 81
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 69
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 51
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 50
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 47
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 43
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 40
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 37
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 33
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 32
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 30
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 28
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 28
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 18
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 17
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 17
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 17
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 17
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 16
- -1 oxygen radicals Chemical class 0.000 description 16
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 16
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910020994 Sn-Zn Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910009069 Sn—Zn Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 15
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 15
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 13
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 10
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 8
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 7
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 7
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 7
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 6
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 6
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 6
- 229960001730 nitrous oxide Drugs 0.000 description 6
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 5
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 5
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 5
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 5
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 5
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 5
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 5
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 3
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 3
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 3
- 229910018120 Al-Ga-Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910020833 Sn-Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020868 Sn-Ga-Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N azanylidynemolybdenum Chemical compound [Mo]#N GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000180 cavity ring-down spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 238000012905 input function Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 2
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical group 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 2
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052990 silicon hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- UWCWUCKPEYNDNV-LBPRGKRZSA-N 2,6-dimethyl-n-[[(2s)-pyrrolidin-2-yl]methyl]aniline Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1NC[C@H]1NCCC1 UWCWUCKPEYNDNV-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004986 Cholesteric liquid crystals (ChLC) Substances 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010052128 Glare Diseases 0.000 description 1
- 229910004129 HfSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005264 High molar mass liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 108010083687 Ion Pumps Proteins 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910020944 Sn-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020923 Sn-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004974 Thermotropic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009369 Zn Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007573 Zn-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001307 laser spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N nickel silicide Chemical compound [Ni]=[Si]=[Ni] RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940038504 oxygen 100 % Drugs 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052696 pnictogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000004439 roughness measurement Methods 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers 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
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7782—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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 specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01L29/78696—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
スタ、及び該トランジスタを有する半導体装置を提供する。
【解決手段】酸化物絶縁膜上に、半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、ゲート絶
縁膜、及びゲート電極層が順に積層されたトランジスタにおいて、該半導体層としてエネ
ルギーギャップの異なる少なくとも2層の酸化物半導体層を含み、かつ積層された酸化物
半導体層の間に混合領域を有する酸化物半導体積層を用いる。
【選択図】図1
Description
全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
タ(TFT)ともいう)を構成する技術が注目されている。該トランジスタは集積回路(
IC)や画像表示装置(表示装置)のような電子デバイスに広く応用されている。トラン
ジスタに適用可能な半導体薄膜としてシリコン系半導体材料が広く知られているが、その
他の材料として酸化物半導体が注目されている。
鉛(Zn)を含む非晶質酸化物を用いたトランジスタが開示されている(特許文献1参照
)。
置において入力信号に対する高速応答、高速駆動が可能になり、より高性能な半導体装置
が実現できる。一方、半導体装置の低消費電力化には、トランジスタのオフ電流が十分低
いことが求められる。このように、トランジスタに求められる電気特性は用途や目的に合
わせて様々であり、該電気特性をより精度よく制御することは有益である。
スにすることができ、所謂ノーマリーオフのスイッチング素子を実現するトランジスタ構
造およびその作製方法を課題の一つとする。
されることが望ましい。トランジスタのしきい値電圧がマイナスであると、ゲート電圧が
0Vでもソース電極とドレイン電極の間に電流が流れる、所謂ノーマリーオンとなりやす
い。LSIやCPUやメモリにおいては、回路を構成するトランジスタの電気特性が重要
であり、この電気特性が半導体装置の消費電力を左右する。特に、トランジスタの電気特
性のうち、しきい値電圧(Vth)が重要である。電界効果移動度が高くとも、しきい値
電圧がマイナスであると、回路として制御することが困難である。負の電圧状態でもチャ
ネルが形成されてドレイン電流が流れるトランジスタは、半導体装置の集積回路に用いる
トランジスタとしては不向きである。
場合であっても、ノーマリーオフの特性に近づけることが重要であり、しきい値電圧がマ
イナスである、所謂ノーマリーオンであっても、トランジスタのしきい値をゼロに近づけ
る構成およびその作製方法を提供することも課題の一つとする。
電流や電界効果移動度)を向上させて、半導体装置の高速応答、高速駆動を実現する構成
およびその作製方法を提供することも課題の一つとする。
ランジスタ、及び該トランジスタを有する半導体装置を提供することを課題の一とする。
層されたトランジスタにおいて、該半導体層としてエネルギーギャップの異なる少なくと
も2層の酸化物半導体層を含み、かつ積層された酸化物半導体層の間に混合領域を有する
酸化物半導体積層を用いる。
であり、異なる複数の酸化物半導体層の間に混合領域又は混合層とよぶことのできる箇所
を有する。なお、界面が不明確とは、高分解能透過電子顕微鏡を用いた酸化物半導体積層
の断面観察(TEM像)において、酸化物半導体層の間に連続的な境界が確認できない場
合を指す。
化物半導体層とは少なくとも構成する元素の組成(組成比)が異なる。例えば、酸化物半
導体積層をインジウム、スズ、及び亜鉛を含む第1の酸化物半導体層及びインジウム、ガ
リウム、及び亜鉛を含む第2の酸化物半導体層の積層構造とする場合、第1の酸化物半導
体層と第2の酸化物半導体層との間に、インジウム、スズ、ガリウム、及び亜鉛を含む混
合領域を形成することができる。また、第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層と
含まれる元素は同じでも、その組成(組成比)が異なる混合領域を形成することができる
。
挟持される酸化物半導体層のエネルギーギャップの間の値となる。よって、エネルギーギ
ャップの異なる積層する酸化物半導体層を含む酸化物半導体積層において、該酸化物半導
体層間に混合領域を設けることで、第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層の間の
領域のエネルギーギャップはエネルギーバンド図において連続接合となる。
て形成することができる。加熱処理は、積層する酸化物半導体層中の元素が熱により拡散
できる温度とし、かつ積層する酸化物半導体層が酸化物半導体積層全領域において、組成
(組成比)が均一な混合領域とならない条件で行う。
界効果移動度を向上させることができる。
合、第1の酸化物半導体層及び第2の酸化物半導体層は、それぞれの有するエネルギーギ
ャップが異なればよく、その積層順は限定されず、ゲート絶縁膜と接する方をエネルギー
ギャップが大きい層としてもよいし、エネルギーギャップが小さい層としてもよい。
3eV以上とし、他方の酸化物半導体層のエネルギーギャップを3eV未満とする。なお
、本明細書において、「エネルギーギャップ」という用語は、「バンドギャップ」や、「
禁制帯幅」と同じ意味で用いている。
るエネルギーギャップを有する構造であってもよいし、ほぼ同じエネルギーギャップを有
する酸化物半導体層を複数酸化物半導体積層中に用いてもよい。
酸化物半導体層の積層構造において、第2の酸化物半導体層のエネルギーギャップを第1
の酸化物半導体層及び第3の酸化物半導体層のエネルギーギャップより小さくする。また
は、第2の酸化物半導体層の電子親和力を、第1の酸化物半導体層及び第3の酸化物半導
体層の電子親和力よりも大きくする。この場合、第1の酸化物半導体層及び第3の酸化物
半導体層のエネルギーギャップと電子親和力とは同等とすることができる。エネルギーギ
ャップの小さい第2の酸化物半導体層を、エネルギーギャップの大きい第1の酸化物半導
体層及び第3の酸化物半導体層により挟む構造とすることによって、よりトランジスタの
オフ電流(リーク電流)を低減する効果が得られる。ここで、電子親和力とは真空準位と
酸化物半導体の伝導帯とのエネルギー差を表す。
は、トランジスタの電気特性に影響を与える。例えば、酸化物半導体層を用いたトランジ
スタにおいて、酸化物半導体層のエネルギーギャップが小さいと、オン特性(例えば、オ
ン電流や電界効果移動度)が向上し、一方、酸化物半導体層のエネルギーギャップが大き
いと、オフ電流が低減できる。
スタの電気特性はほぼ決定してしまうため、所望の電気的特性をトランジスタに付与する
ことは難しい。
いることによって、トランジスタの電気特性をより精度よく制御することができ、所望の
電気特性をトランジスタに付与することが可能となる。
することができる。
導体層及び第2の酸化物半導体層を含む酸化物半導体積層と、酸化物半導体積層上にソー
ス電極層及びドレイン電極層と、ソース電極層及びドレイン電極層上にゲート絶縁膜と、
ゲート絶縁膜上に酸化物半導体積層と重なるゲート電極層とを有し、第1の酸化物半導体
層と第2の酸化物半導体層との間に、第1の酸化物半導体層及び第2の酸化物半導体層と
組成が異なる混合領域が設けられている半導体装置である。
層、及び第3の酸化物半導体層を順に含む酸化物半導体積層と、酸化物半導体積層上にソ
ース電極層及びドレイン電極層と、ソース電極層及びドレイン電極層上にゲート絶縁膜と
、ゲート絶縁膜上に酸化物半導体積層と重なるゲート電極層とを有し、第2の酸化物半導
体層は、第1の酸化物半導体層及び第3の酸化物半導体層のエネルギーギャップより小さ
いエネルギーギャップを有し、第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層との間に、
第1の酸化物半導体層及び第2の酸化物半導体層と組成が異なる第1の混合領域が設けら
れており、第2の酸化物半導体層と第3の酸化物半導体層との間に、第2の酸化物半導体
層及び第3の酸化物半導体層と組成が異なる第2の混合領域が設けられている半導体装置
である。
面を覆う構造としてもよい。例えば上記構成において、第2の酸化物半導体層により第1
の酸化物半導体層の上面及び側面を覆う構造、又は第3の酸化物半導体層により第2の酸
化物半導体層の上面、及び第2の酸化物半導体層(若しくは第1の酸化物半導体層及び第
2の酸化物半導体層)の側面を覆う構造とすることができる。
は、ソース電極層またはドレイン電極層と重畳する領域よりも高い酸素濃度を有する構成
としてもよい。
構成としてもよい。
る第1の酸化物半導体層及び第2の酸化物半導体層を含む酸化物半導体積層を形成し、酸
化物半導体積層に加熱処理を行い第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層との間に
第1の酸化物半導体層及び第2の酸化物半導体層と組成が異なる混合領域を形成し、酸化
物半導体積層上にソース電極層及びドレイン電極層を形成し、ソース電極層及びドレイン
電極層を覆うゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上にゲート電極層を形成する半導体装
置の作製方法である。
成し、第1の酸化物半導体層よりエネルギーギャップが大きい第2の酸化物半導体層を第
1の酸化物半導体層上面及び側面を覆って成膜して酸化物半導体積層を形成し、酸化物半
導体積層に加熱処理を行い第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層との間に第1の
酸化物半導体層及び第2の酸化物半導体層と組成が異なる混合領域を形成し、第2の酸化
物半導体層上にソース電極層及びドレイン電極層を形成し、ソース電極層及びドレイン電
極層を覆うゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上にゲート電極層を形成する半導体装置
の作製方法である。
成し、第1の酸化物半導体層上に第1の酸化物半導体層よりエネルギーギャップが小さい
第2の酸化物半導体層を形成し、第2の酸化物半導体層よりエネルギーギャップが大きい
第3の酸化物半導体層を第2の酸化物半導体層上面及び側面を覆って成膜して酸化物半導
体積層を形成し、酸化物半導体積層に加熱処理を行い、第1の酸化物半導体層と第2の酸
化物半導体層との間に第1の酸化物半導体層及び第2の酸化物半導体層と組成が異なる第
1の混合領域、及び第2の酸化物半導体層と第3の酸化物半導体層との間に第2の酸化物
半導体層及び第3の酸化物半導体層と組成が異なる第2の混合領域を形成し、第3の酸化
物半導体層上にソース電極層及びドレイン電極層を形成し、ソース電極層及びドレイン電
極層を覆うゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上にゲート電極層を形成する半導体装置
の作製方法である。
体積層において自己整合的にチャネル形成領域を挟んでチャネル形成領域より抵抗が低く
、ドーパントを含む低抵抗領域を形成してもよい。ドーパントは、酸化物半導体積層の導
電率を変化させる不純物である。ドーパントの導入方法としては、イオン注入法、イオン
ドーピング法、プラズマイマージョンイオンインプランテーション法などを用いることが
できる。
ことにより、該トランジスタはオン特性(例えば、オン電流及び電界効果移動度)が高く
、高速動作、高速応答が可能となる。
理)を行ってもよい。脱水化又は脱水素化処理は、混合領域を形成する加熱処理と兼ねる
ことができる。また、酸化物半導体層として結晶性酸化物半導体層を用いる場合、混合領
域を形成する加熱処理を、結晶化のための加熱処理と兼ねることができる。
が同時に脱離して減少してしまうおそれがある。酸化物半導体膜において、酸素が脱離し
た箇所では酸素欠損が存在し、該酸素欠損に起因してトランジスタの電気的特性変動を招
くドナー準位が生じてしまう。
しい。酸化物半導体層へ酸素を供給することにより、膜中の酸素欠損を補填することがで
きる。
接して設けることによって、該酸化物絶縁膜から酸化物半導体層へ酸素を供給することが
できる。上記構成において、脱水化又は脱水素化処理として加熱処理を行った酸化物半導
体層及び酸化物絶縁膜を少なくとも一部が接した状態で加熱処理を行うことによって酸化
物半導体層への酸素の供給を行ってもよい。
カル、酸素原子、酸素イオン、のいずれかを含む)を導入して膜中に酸素を供給してもよ
い。酸素の導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョ
ンイオンインプランテーション法、プラズマ処理などを用いることができる。
態における化学量論的組成比における含有量に対し、酸素の含有量が過剰な領域が含まれ
ている膜とするとよい。この場合、酸素の含有量は、酸化物半導体の化学量論的組成比に
おける含有量を超える程度とする。あるいは、酸素の含有量は、単結晶の場合の酸素の量
を超える程度とする。酸化物半導体の格子間に酸素が存在する場合もある。
、酸素を供給して酸素欠損を補填することによりI型(真性)の酸化物半導体、又はI型
(真性)に限りなく近い酸化物半導体とすることができる。そうすることにより、酸化物
半導体のフェルミ準位(Ef)を真性フェルミ準位(Ei)と同じレベルにまですること
ができる。よって、該酸化物半導体層をトランジスタに用いることで、酸素欠損に起因す
るトランジスタのしきい値電圧Vthのばらつき、しきい値電圧のシフトΔVthを低減
することができる。
半導体装置に関する。例えば、酸化物半導体でチャネル形成領域が形成される、トランジ
スタ若しくはトランジスタを含んで構成される回路を有する半導体装置に関する。例えば
、LSIや、CPUや、電源回路に搭載されるパワーデバイスや、メモリ、サイリスタ、
コンバータ、イメージセンサなどを含む半導体集積回路、液晶表示パネルに代表される電
気光学装置や発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
いることによって、トランジスタの電気特性をより精度よく制御することができ、所望の
電気特性をトランジスタに付与することが可能となる。
することができる。
ただし、本明細書に開示する発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々
に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本明細書に開示する発明
は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、第1、第
2として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではな
い。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものでは
ない。
本実施の形態では、半導体装置及び半導体装置の作製方法の一形態を、図1及び図3を用
いて説明する。本実施の形態では、半導体装置の一例として酸化物半導体膜を有するトラ
ンジスタを示す。
れるダブルゲート構造もしくは3つ形成されるトリプルゲート構造であってもよい。また
、チャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された2つのゲート電極層を有する、
デュアルゲート型でもよい。
構造を有するプレーナ型のトランジスタの例である。
物絶縁膜436が設けられた絶縁表面を有する基板400上に、エネルギーギャップの異
なる第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102を含み、かつ第1の酸
化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102の間に混合領域105を有する酸化
物半導体積層403、ソース電極層405a、ドレイン電極層405b、ゲート絶縁膜4
02、ゲート電極層401を有する。トランジスタ440a、トランジスタ440b上に
は、絶縁膜407が形成されている。
層102の界面は不明確であり、第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層
102の間に混合領域105を有する。なお、界面が不明確とは、例えば高分解能透過電
子顕微鏡を用いた酸化物半導体積層403の断面観察(TEM像)において、積層する酸
化物半導体層の間に連続的な境界が確認できない場合を指す。
2に含まれる元素が混合する領域であり、第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物
半導体層102とは少なくとも構成する元素の組成(組成比)が異なる。例えば、酸化物
半導体積層403をインジウム、スズ、及び亜鉛を含む第1の酸化物半導体層及びインジ
ウム、ガリウム、及び亜鉛を含む第2の酸化物半導体層の積層構造とする場合、第1の酸
化物半導体層と第2の酸化物半導体層との間に、インジウム、スズ、ガリウム、及び亜鉛
を含む混合領域105を形成することができる。また、第1の酸化物半導体層101と第
2の酸化物半導体層102と含まれる元素は同じでも、その組成(組成比)が異なる混合
領域105を形成することができる。よって、混合領域105の有するエネルギーギャッ
プも、第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102のエネルギーギャッ
プとは異なり、混合領域105のエネルギーギャップは、第1の酸化物半導体層101の
エネルギーギャップ及び第2の酸化物半導体層102のエネルギーギャップの間の値とな
る。
導体層102の間の領域のエネルギーギャップはエネルギーバンド図において連続接合と
なり、積層する第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102の界面にお
ける散乱を抑制することができる。界面散乱を抑制することができるため、混合領域10
5が設けられた酸化物半導体積層403を用いたトランジスタは、電界効果移動度を向上
させることができる。
01と第2の酸化物半導体層102との間に勾配を形成できる。該勾配は、複数段の階段
状であってもよい。
半導体層102の界面を点線で図示しているが、これは酸化物半導体積層403において
界面(境界)が不明確(不明瞭)であることを模式的に示したものである。これは本明細
書の他の図面においても同様である。
層102は、それぞれの有するエネルギーギャップが異なればよく、その積層順は限定さ
れない。
ップを3eV以上とし、他方の酸化物半導体層のエネルギーギャップを3eV未満とする
。
物半導体層102の方が、エネルギーギャップが大きい例である。本実施の形態では、ト
ランジスタ440aにおける第1の酸化物半導体層101としてIn−Sn−Zn系酸化
物膜(エネルギーギャップ2.6eV〜2.9eV、代表的には2.8eV)、第2の酸
化物半導体層102としてはIn−Ga−Zn系酸化物膜(エネルギーギャップ3.0e
V〜3.4eV、代表的には3.2eV)を用いる。
の酸化物半導体層102の方が、該エネルギーギャップが小さい例である。本実施の形態
では、トランジスタ440bにおける第1の酸化物半導体層101としてIn−Ga−Z
n系酸化物膜(エネルギーギャップ3.2eV)、第2の酸化物半導体層102としては
In−Sn−Zn系酸化物膜(エネルギーギャップ2.8eV)を用いる。
酸化物半導体層102は、ゲート絶縁膜402と接する方をエネルギーギャップが大きい
層としてもよいし、エネルギーギャップが小さい層としてもよい。
半導体層102、及び第3の酸化物半導体層103の3層構造の積層を用いたトランジス
タ480を示す。
に、第1の酸化物半導体層101、第2の酸化物半導体層102、及び第3の酸化物半導
体層103を含み、かつ第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102の
間に混合領域105、第2の酸化物半導体層102及び第3の酸化物半導体層103の間
に混合領域107を有する酸化物半導体積層403、ソース電極層405a、ドレイン電
極層405b、ゲート絶縁膜402、ゲート電極層401を有する。トランジスタ480
上には、絶縁膜407が形成されている。
第2の酸化物半導体層102、及び第3の酸化物半導体層103のエネルギーギャップは
全て同じではなく、少なくとも2種類の異なる値のエネルギーギャップを含む。
が異なるエネルギーギャップを有する構造であってもよいし、ほぼ同じエネルギーギャッ
プを有する酸化物半導体層を複数酸化物半導体積層403中に用いてもよい。
第3の酸化物半導体層103)に用いる酸化物半導体としては、少なくともインジウム(
In)あるいは亜鉛(Zn)を含むことが好ましい。特にInとZnを含むことが好まし
い。また、該酸化物を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビラ
イザーとして、それらに加えてガリウム(Ga)を有することが好ましい。また、スタビ
ライザーとしてスズ(Sn)を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフ
ニウム(Hf)を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてアルミニウム(A
l)を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてジルコニウム(Zr)を有す
ることが好ましい。
Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム
(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホル
ミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ル
テチウム(Lu)のいずれか一種あるいは複数種を有してもよい。
物であるIn−Zn系酸化物、Sn−Zn系酸化物、Al−Zn系酸化物、Zn−Mg系
酸化物、Sn−Mg系酸化物、In−Mg系酸化物、In−Ga系酸化物、三元系金属の
酸化物であるIn−Ga−Zn系酸化物、In−Al−Zn系酸化物、In−Sn−Zn
系酸化物、Sn−Ga−Zn系酸化物、Al−Ga−Zn系酸化物、Sn−Al−Zn系
酸化物、In−Hf−Zn系酸化物、In−La−Zn系酸化物、In−Ce−Zn系酸
化物、In−Pr−Zn系酸化物、In−Nd−Zn系酸化物、In−Sm−Zn系酸化
物、In−Eu−Zn系酸化物、In−Gd−Zn系酸化物、In−Tb−Zn系酸化物
、In−Dy−Zn系酸化物、In−Ho−Zn系酸化物、In−Er−Zn系酸化物、
In−Tm−Zn系酸化物、In−Yb−Zn系酸化物、In−Lu−Zn系酸化物、四
元系金属の酸化物であるIn−Sn−Ga−Zn系酸化物、In−Hf−Ga−Zn系酸
化物、In−Al−Ga−Zn系酸化物、In−Sn−Al−Zn系酸化物、In−Sn
−Hf−Zn系酸化物、In−Hf−Al−Zn系酸化物を用いることができる。
て有する酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとG
aとZn以外の金属元素が入っていてもよい。
で表記される材料を用いてもよい。なお、Mは、Ga、Fe、Mn及びCoから選ばれた
一の金属元素または複数の金属元素を示す。また、酸化物半導体として、In2SnO5
(ZnO)n(n>0、且つ、nは整数)で表記される材料を用いてもよい。
a:Zn=2:2:1(=2/5:2/5:1/5)の原子比のIn−Ga−Zn系酸化
物やその組成の近傍の酸化物を用いることができる。あるいは、In:Sn:Zn=1:
1:1(=1/3:1/3:1/3)、In:Sn:Zn=2:1:3(=1/3:1/
6:1/2)あるいはIn:Sn:Zn=2:1:5(=1/4:1/8:5/8)の原
子比のIn−Sn−Zn系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする半導体特性を得るために、キ
ャリア濃度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間結合距離、密度
等を適切なものとすることが好ましい。
ら、In−Ga−Zn系酸化物でも、バルク内欠陥密度を低くすることにより移動度を上
げることができる。
c=1)である酸化物の組成が、原子数比がIn:Ga:Zn=A:B:C(A+B+C
=1)の酸化物の組成のrだけ近傍であるとは、a、b、cが、(a−A)2+(b−B
)2+(c−C)2≦r2を満たすことをいう。rとしては、例えば、0.05とすれば
よい。他の酸化物でも同様である。
でもよい。また、アモルファス中に結晶性を有する部分を含む構造でも、非アモルファス
でもよい。
これを用いてトランジスタを作製した際の界面散乱を低減でき、比較的容易に、比較的高
い移動度を得ることができる。
の平坦性を高めればアモルファス状態の酸化物半導体以上の移動度を得ることができる。
表面の平坦性を高めるためには、平坦な表面上に酸化物半導体を形成することが好ましく
、具体的には、平均面粗さ(Ra)が1nm以下、好ましくは0.3nm以下、より好ま
しくは0.1nm以下の表面上に形成するとよい。
ている算術平均粗さを曲面に対して適用できるよう三次元に拡張したものであり、「基準
面から指定面までの偏差の絶対値を平均した値」で表現でき、以下の式にて定義される。
y1)),(x1,y2,f(x1,y2)),(x2,y1,f(x2,y1)),(
x2,y2,f(x2,y2))の4点で表される四角形の領域とし、指定面をxy平面
に投影した長方形の面積をS0、指定面の平均高さをZ0とする。Raは原子間力顕微鏡
(AFM:Atomic Force Microscope)にて測定可能である。
第3の酸化物半導体層103)として、結晶を含み、結晶性を有する酸化物半導体層(結
晶性酸化物半導体層)を用いることができる。結晶性酸化物半導体層における結晶状態は
、結晶軸の方向が無秩序な状態でも、一定の配向性を有する状態であってもよい。
化物半導体層を用いることができる。
非晶質構造でもない構造であり、c軸配向を有した結晶性酸化物半導体層(C Axis
Aligned CrystallineOxide Semiconductor;
CAAC−OSともいう)膜である。
は、非晶質相に結晶部および非晶質部を有する結晶−非晶質混相構造の酸化物半導体膜で
ある。なお、当該結晶部は、一辺が100nm未満の立方体内に収まる大きさであること
が多い。また、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electro
n Microscope)による観察像では、CAAC−OS膜に含まれる非晶質部と
結晶部との境界は明確ではない。また、TEMによってCAAC−OS膜には粒界(グレ
インバウンダリーともいう。)は確認できない。そのため、CAAC−OS膜は、粒界に
起因する電子移動度の低下が抑制される。
ルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃い、かつab面に垂直な方向から見て三角
形状または六角形状の原子配列を有し、c軸に垂直な方向から見て金属原子が層状または
金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれa軸お
よびb軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、8
5°以上95°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−5
°以上5°以下の範囲も含まれることとする。
C−OS膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形
成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、CA
AC−OS膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部が非晶
質化することもある。
ルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃うため、CAAC−OS膜の形状(被形成
面の断面形状または表面の断面形状)によっては互いに異なる方向を向くことがある。な
お、結晶部のc軸の方向は、CAAC−OS膜が形成されたときの被形成面の法線ベクト
ルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向となる。結晶部は、成膜することにより、また
は成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行うことにより形成される。
を低減することが可能である。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
以上500℃以下として酸化物半導体層の成膜を行い、表面に概略垂直にc軸配向させる
方法である。2つ目は、膜厚を薄く成膜した後、200℃以上700℃以下の加熱処理を
行い、表面に概略垂直にc軸配向させる方法である。3つ目は、一層目の膜厚を薄く成膜
した後、200℃以上700℃以下の加熱処理を行い、2層目の成膜を行い、表面に概略
垂直にc軸配向させる方法である。
3の膜厚は、1nm以上10nm以下(好ましくは5nm以上30nm以下)とし、スパ
ッタリング法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法、CVD法
、パルスレーザ堆積法、ALD(Atomic Layer Deposition)法
等を適宜用いることができる。また、第1の酸化物半導体層101、第2の酸化物半導体
層102、第3の酸化物半導体層103は、スパッタリングターゲット表面に対し、概略
垂直に複数の基板表面がセットされた状態で成膜を行うスパッタ装置を用いて成膜しても
よい。
は、トランジスタの電気特性に影響を与える。例えば、酸化物半導体層を用いたトランジ
スタにおいて、酸化物半導体層のエネルギーギャップが小さいと、オン特性(例えば、オ
ン電流や電界効果移動度)が向上し、一方、酸化物半導体層のエネルギーギャップが大き
いと、オフ電流が低減できる。
3を用いることによって、トランジスタ440a、トランジスタ440b、トランジスタ
480の電気特性をより精度よく制御することができ、所望の電気特性をトランジスタ4
40a、トランジスタ440b、トランジスタ480に付与することが可能となる。
102のエネルギーギャップを第1の酸化物半導体層101及び第3の酸化物半導体層1
03のエネルギーギャップより小さくする。この場合、第1の酸化物半導体層101及び
第3の酸化物半導体層103のエネルギーギャップはほぼ同じとすることができる。
す。トランジスタ480では、図4(C)に示すエネルギーバンド図となるように、第1
の酸化物半導体層101、第2の酸化物半導体層102、及び第3の酸化物半導体層10
3の材料を選択することが好ましい。ただし、伝導帯に埋め込みチャネルが形成されれば
十分な効果が得られるため、必ずしも図4(C)のように伝導帯と価電子帯の両方に凹部
を有するエネルギーバンド図に限定しなくともよく、例えば伝導帯のみに凹部を有するエ
ネルギーバンド図が得られる構成としてもよい。図4(C)に示すように、混合領域10
5及び混合領域107が設けられることで、酸化物半導体層101と第2の酸化物半導体
層102の間の領域のエネルギーギャップはエネルギーバンド図において連続接合となっ
ている。よって、酸化物半導体積層403において、界面散乱を抑制することができるた
め、トランジスタ480の電界移動度を向上させることが可能となる。
n系酸化物膜(エネルギーギャップ3.2eV)、第2の酸化物半導体層102としては
In−Sn−Zn系酸化物膜(エネルギーギャップ2.8eV)、第3の酸化物半導体層
103としてIn−Ga−Zn系酸化物膜(エネルギーギャップ3.2eV)を用いる。
第1の酸化物半導体層101としてIn−Ga−Zn系酸化物膜、第2の酸化物半導体層
102としてはIn−Zn系酸化物膜、第3の酸化物半導体層103としてIn−Ga−
Zn系酸化物膜の積層、第1の酸化物半導体層101としてGa−Zn系酸化物膜、第2
の酸化物半導体層102としてはIn−Sn−Zn系酸化物膜、第3の酸化物半導体層1
03としてGa−Zn系酸化物膜の積層、第1の酸化物半導体層101としてGa−Zn
系酸化物膜、第2の酸化物半導体層102としてはIn−Zn系酸化物膜、第3の酸化物
半導体層103としてGa−Zn系酸化物膜の積層、第1の酸化物半導体層101として
In−Ga系酸化物膜、第2の酸化物半導体層102としてはIn−Ga−Zn系酸化物
膜、第3の酸化物半導体層103としてIn−Ga系酸化物膜の積層、又は第1の酸化物
半導体層101としてIn−Ga−Zn系酸化物膜、第2の酸化物半導体層102として
は酸化インジウム(In系酸化物)膜、第3の酸化物半導体層103としてIn−Ga−
Zn系酸化物膜の積層などを用いることができる。
い第1の酸化物半導体層101及び第3の酸化物半導体層103により挟む構造とするこ
とによって、よりトランジスタ480のオフ電流(リーク電流)を低減する効果が得られ
る。
とも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。例えば、バリ
ウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、セラミック基板、
石英基板、サファイア基板などを用いることができる。また、シリコンや炭化シリコンな
どの単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウムなどの化合物半導体基
板、SOI基板などを適用することもでき、これらの基板上に半導体素子が設けられたも
のを、基板400として用いてもよい。
する半導体装置を作製するには、可撓性基板上に酸化物半導体積層403を含むトランジ
スタ440aを直接作製してもよいし、他の作製基板に酸化物半導体積層403を含むト
ランジスタ440aを作製し、その後剥離し、可撓性基板に転置してもよい。なお、作製
基板から可撓性基板に剥離、転置するために、作製基板と酸化物半導体積層を含むトラン
ジスタ440aとの間に剥離層を設けるとよい。
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム
、酸化ガリウム、又はこれらの混合材料を用いて形成することができる。
、In−Hf−Zn系酸化物膜、酸化物半導体積層403を順に積層してもよいし、基板
400上に酸化シリコン膜、In:Zr:Zn=1:1:1の原子比のIn−Zr−Zn
系酸化物膜、酸化物半導体積層403を順に積層してもよいし、基板400上に酸化シリ
コン膜、In:Gd:Zn=1:1:1の原子比のIn−Gd−Zn系酸化物膜、酸化物
半導体積層403を順に積層してもよい。
コン膜を用いる。
窒化物絶縁膜は、プラズマCVD法又はスパッタリング法等により、窒化シリコン、窒化
酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、又はこれらの混合材料を用い
て形成することができる。
92からなる酸化物半導体膜の積層493を形成する(図2(A)参照)。
るため、膜中(バルク中)に少なくとも化学量論的組成比における含有量を超える量の酸
素が存在することが好ましい。例えば、酸化物絶縁膜436として、酸化シリコン膜を用
いる場合には、SiO2+α(ただし、α>0)とする。このような酸化物絶縁膜436
を用いることで、酸化物半導体膜の積層493(酸化物半導体積層403)に酸素を供給
することができ、特性を良好にすることができる。酸化物半導体膜の積層493(酸化物
半導体積層403)へ酸素を供給することにより、膜中の酸素欠損を補填することができ
る。
体膜の積層493(酸化物半導体積層403)と接して設けることによって、該酸化物絶
縁膜436から酸化物半導体膜の積層493(酸化物半導体積層403)へ酸素を供給す
ることができる。酸化物半導体膜の積層493(酸化物半導体積層403)及び酸化物絶
縁膜436を少なくとも一部が接した状態で加熱処理を行うことによって酸化物半導体膜
の積層493(酸化物半導体積層403)への酸素の供給を行ってもよい。
92)の形成工程において、酸化物半導体膜の積層493(第1の酸化物半導体膜191
及び第2の酸化物半導体膜192)に水素、又は水がなるべく含まれないようにするため
に、酸化物半導体膜の積層493(第1の酸化物半導体膜191及び第2の酸化物半導体
膜192)の成膜の前処理として、スパッタリング装置の予備加熱室で酸化物絶縁膜43
6が形成された基板を予備加熱し、基板及び酸化物絶縁膜436に吸着した水素、水分な
どの不純物を脱離し排気することが好ましい。なお、予備加熱室に設ける排気手段はクラ
イオポンプが好ましい。
接して形成される領域に、平坦化処理を行ってもよい。平坦化処理としては、特に限定さ
れないが、研磨処理(例えば、化学的機械研磨(Chemical Mechanica
l Polishing:CMP)法)、ドライエッチング処理、プラズマ処理を用いる
ことができる。
タリングを行うことができる。逆スパッタリングとは、アルゴン雰囲気下で基板側にRF
電源を用いて電圧を印加して基板近傍にプラズマを形成して表面を改質する方法である。
なお、アルゴン雰囲気に代えて窒素、ヘリウム、酸素などを用いてもよい。逆スパッタリ
ングを行うと、酸化物絶縁膜436の表面に付着している粉状物質(パーティクル、ごみ
ともいう)を除去することができる。
く、それらを組み合わせて行ってもよい。また、組み合わせて行う場合、工程順も特に限
定されず、酸化物絶縁膜436表面の凹凸状態に合わせて適宜設定すればよい。
多く含まれるような条件(例えば、酸素100%の雰囲気下でスパッタリング法により成
膜を行うなど)で成膜して、酸素を多く含む(好ましくは酸化物半導体が結晶状態におけ
る化学量論的組成比における含有量に対し、酸素の含有量が過剰な領域が含まれている)
膜とすることが好ましい。
するためのターゲットとしては、例えば、組成比として、In:Sn:Znが原子数比で
、1:2:2、2:1:3、1:1:1、または20:45:35などとなる酸化物ター
ゲットを用いて、In−Sn−Zn−O膜を成膜する。
するためのターゲットとしては、例えば、組成比として、In2O3:Ga2O3:Zn
O=1:1:2[mol比]の酸化物ターゲットを用い、In−Ga−Zn系酸化物膜を
成膜する。また、このターゲットの材料及び組成に限定されず、例えば、In2O3:G
a2O3:ZnO=1:1:1[mol比]の金属酸化物ターゲットを用いてもよい。
99.9%以下である。充填率の高い金属酸化物ターゲットを用いることにより、成膜し
た酸化物半導体膜は緻密な膜とすることができる。
パッタリングガスは水素、水、水酸基又は水素化物などの不純物が除去された高純度ガス
を用いることが好ましい。
つつ水素及び水分が除去されたスパッタガスを導入し、上記ターゲットを用いて基板40
0上に酸化物半導体膜の積層493(第1の酸化物半導体膜191及び第2の酸化物半導
体膜192)を成膜する。成膜室内の残留水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプ
、例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いること
が好ましい。また、排気手段としては、ターボ分子ポンプにコールドトラップを加えたも
のであってもよい。クライオポンプを用いて排気した成膜室は、例えば、水素原子、水(
H2O)など水素原子を含む化合物(より好ましくは炭素原子を含む化合物も)等が排気
されるため、当該成膜室で成膜した酸化物半導体膜の積層493(第1の酸化物半導体膜
191及び第2の酸化物半導体膜192)に含まれる不純物の濃度を低減できる。
及び第2の酸化物半導体膜192)とを大気に解放せずに連続的に形成することが好まし
い。酸化物絶縁膜436と酸化物半導体膜の積層493(第1の酸化物半導体膜191及
び第2の酸化物半導体膜192)とを大気に曝露せずに連続して形成すると、酸化物絶縁
膜436表面に水素や水分などの不純物が吸着することを防止することができる。
用い、スパッタリング法によって成膜する。当該スパッタリング用ターゲットにイオンが
衝突すると、スパッタリング用ターゲットに含まれる結晶領域がa−b面から劈開し、a
−b面に平行な面を有する平板状またはペレット状のスパッタリング粒子として剥離する
ことがある。この場合、当該平板状のスパッタリング粒子が、結晶状態を維持したまま基
板に到達することで、CAAC−OS膜を成膜することができる。
る。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度(水素、水、二酸化炭素および窒素など)を
低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が
−80℃以下、好ましくは−100℃以下である成膜ガスを用いる。
レーションが起こる。具体的には、基板加熱温度を100℃以上740℃以下、好ましく
は200℃以上500℃以下として成膜する。成膜時の基板加熱温度を高めることで、平
板状のスパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、
スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。
を軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、30体積%以上、好ましくは100体
積%とする。
いて以下に示す。
後、1000℃以上1500℃以下の温度で加熱処理をすることで多結晶であるIn−G
a−Zn−O化合物ターゲットとする。なお、X、YおよびZは任意の正数である。ここ
で、所定のmol数比は、例えば、InOX粉末、GaOY粉末およびZnOZ粉末が、
2:2:1、8:4:3、3:1:1、1:1:1、4:2:3または3:1:2である
。なお、粉末の種類、およびその混合するmol数比は、作製するスパッタリング用ター
ゲットによって適宜変更すればよい。
92)をフォトリソグラフィ工程により島状の酸化物半導体積層403(第1の酸化物半
導体層101及び第2の酸化物半導体層102)に加工する。
法で形成してもよい。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使
用しないため、製造コストを低減できる。
く、両方を用いてもよい。例えば、酸化物半導体膜のウェットエッチングに用いるエッチ
ング液としては、燐酸と酢酸と硝酸を混ぜた溶液などを用いることができる。また、IT
O07N(関東化学社製)を用いてもよい。
マスクによりエッチング加工して形成するため、第1の酸化物半導体層101及び第2の
酸化物半導体層102は側面の端部が一致した同形状の酸化物半導体層となる。酸化物半
導体積層403において、第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102
の側面(端部)は露出している。
物半導体層102の間に混合領域105を形成する(図2(B)参照)。加熱処理は、第
1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102中の元素が熱により拡散でき
る温度とし、かつ第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102が酸化物
半導体積層403全領域において、組成が均一な混合領域とならない条件で行う。
囲気下などで行うことができる。また、加熱処理は条件(温度、雰囲気、時間など)を変
えて複数回行ってもよい。本実施の形態では、該加熱処理として、温度を650℃とし、
窒素雰囲気下で1時間加熱した後、酸素雰囲気下で1時間加熱する。
び第2の酸化物半導体膜192を形成した後であれば特に限定されず、膜状の第1の酸化
物半導体膜191及び第2の酸化物半導体膜192に行ってもよいし、本実施の形態のよ
うに島状の第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102に行ってもよい
。また、加熱処理はトランジスタの作製工程中で行う他の加熱処理(例えば、脱水化また
は脱水素化するための加熱処理、又は結晶化のための加熱処理など)と兼ねてもよい。
酸基を含む)を除去(脱水化または脱水素化)するための加熱処理を行ってもよい。加熱
処理の温度は、300℃以上700℃以下、または基板の歪み点未満とする。加熱処理は
減圧下又は窒素雰囲気下などで行うことができる。例えば、加熱処理装置の一つである電
気炉に基板を導入し、酸化物半導体積層403(酸化物半導体膜の積層493)に対して
窒素雰囲気下450℃において1時間の加熱処理を行う。
輻射によって、被処理物を加熱する装置を用いてもよい。例えば、GRTA(Gas R
apid Thermal Anneal)装置、LRTA(Lamp Rapid T
hermal Anneal)装置等のRTA(Rapid Thermal Anne
al)装置を用いることができる。LRTA装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドラ
ンプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀
ランプなどのランプから発する光(電磁波)の輻射により、被処理物を加熱する装置であ
る。GRTA装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置である。高温のガスには、
アルゴンなどの希ガス、または窒素のような、加熱処理によって被処理物と反応しない不
活性気体が用いられる。
れ、数分間加熱した後、基板を不活性ガス中から出すGRTAを行ってもよい。
、水素などが含まれないことが好ましい。または、熱処理装置に導入する窒素、またはヘ
リウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、6N(99.9999%)以上好ましく
は7N(99.99999%)以上(即ち不純物濃度を1ppm以下、好ましくは0.1
ppm以下)とすることが好ましい。
、同じ炉に高純度の酸素ガス、高純度の一酸化二窒素ガス、又は超乾燥エア(CRDS(
キャビティリングダウンレーザー分光法)方式の露点計を用いて測定した場合の水分量が
20ppm(露点換算で−55℃)以下、好ましくは1ppm以下、より好ましくは10
ppb以下の空気)を導入してもよい。酸素ガスまたは一酸化二窒素ガスに、水、水素な
どが含まれないことが好ましい。または、熱処理装置に導入する酸素ガスまたは一酸化二
窒素ガスの純度を、6N以上好ましくは7N以上(即ち、酸素ガスまたは一酸化二窒素ガ
ス中の不純物濃度を1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下)とすることが好ましい
。酸素ガス又は一酸化二窒素ガスの作用により、脱水化または脱水素化処理による不純物
の排除工程によって同時に減少してしまった酸化物半導体を構成する主成分材料である酸
素を供給することによって、酸化物半導体積層403(酸化物半導体膜の積層493)を
高純度化及び電気的にI型(真性)化することができる。
化物半導体膜191及び第2の酸化物半導体膜192)の形成後、絶縁膜407の形成前
であれば、トランジスタ440aの作製工程においてどのタイミングで行ってもよい。例
えば、酸化物半導体膜の積層493(第1の酸化物半導体膜191及び第2の酸化物半導
体膜192)の形成後、又は島状の酸化物半導体積層403(第1の酸化物半導体層10
1及び第2の酸化物半導体層102)形成後に行うことができる。
ねてもよい。例えば、第1の酸化物半導体膜191形成後と、第2の酸化物半導体膜19
2形成後に2回加熱処理を行ってもよい。
層101及び第2の酸化物半導体層102)として島状に加工される前、酸化物半導体膜
の積層493(第1の酸化物半導体膜191及び第2の酸化物半導体膜192)が酸化物
絶縁膜436を覆った状態で行うと、酸化物絶縁膜436に含まれる酸素が加熱処理によ
って放出されるのを防止することができるため好ましい。
で形成される配線を含む)となる導電膜を形成する。該導電膜は後の加熱処理に耐えられ
る材料を用いる。ソース電極層、及びドレイン電極層に用いる導電膜としては、例えば、
Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を含む金属膜、または上述し
た元素を成分とする金属窒化物膜(窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン
膜)等を用いることができる。また、Al、Cuなどの金属膜の下側又は上側の一方また
は双方にTi、Mo、Wなどの高融点金属膜またはそれらの金属窒化物膜(窒化チタン膜
、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜)を積層させた構成としても良い。また、ソー
ス電極層、及びドレイン電極層に用いる導電膜としては、導電性の金属酸化物で形成して
も良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO
2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム酸化スズ(In2O3―SnO2)、酸化イ
ンジウム酸化亜鉛(In2O3―ZnO)またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコン
を含ませたものを用いることができる。
を行ってソース電極層405a、ドレイン電極層405bを形成した後、レジストマスク
を除去する。本実施の形態では、ソース電極層405a、ドレイン電極層405bとして
膜厚10nmのタングステン膜を形成する。このようにソース電極層405a、ドレイン
電極層405bの膜厚が薄いと、上に形成されるゲート絶縁膜402の被覆性が良好とな
る他、低抵抗領域を形成するために酸化物半導体積層403へドーパントを導入する場合
、ソース電極層405a、ドレイン電極層405bを通過してソース電極層405a、ド
レイン電極層405b下の酸化物半導体積層403にもドーパントを導入することができ
る。
層102の側面(端部)は露出しているため、ソース電極層405a、ドレイン電極層4
05bは、第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102の側面の一部に
接するように形成される。
を覆うゲート絶縁膜402を形成する(図2(C)参照)。
ス電極層405a、及びドレイン電極層405b表面にも上記平坦化処理を行ってもよい
。特にゲート絶縁膜402として膜厚の薄い絶縁膜を用いる場合、酸化物半導体積層40
3、ソース電極層405a、及びドレイン電極層405b表面の平坦性が良好であること
が好ましい。
法、CVD法、パルスレーザ堆積法、ALD法等を適宜用いることができる。また、ゲー
ト絶縁膜402は、スパッタリングターゲット表面に対し、概略垂直に複数の基板表面が
セットされた状態で成膜を行うスパッタ装置を用いて成膜してもよい。
ム膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜、または窒化酸化
シリコン膜を用いて形成することができる。ゲート絶縁膜402は、酸化物半導体積層4
03と接する部分において酸素を含むことが好ましい。特に、ゲート絶縁膜402は、膜
中(バルク中)に少なくとも化学量論的組成比における含有量を超える量の酸素が存在す
ることが好ましく、例えば、ゲート絶縁膜402として、酸化シリコン膜を用いる場合に
は、SiO2+α(ただし、α>0)とする。本実施の形態では、ゲート絶縁膜402と
して、SiO2+α(ただし、α>0)である酸化シリコン膜を用いる。この酸化シリコ
ン膜をゲート絶縁膜402として用いることで、酸化物半導体積層403に酸素を供給す
ることができ、特性を良好にすることができる。さらに、ゲート絶縁膜402は、作製す
るトランジスタのサイズやゲート絶縁膜402の段差被覆性を考慮して形成することが好
ましい。
シリケート(HfSixOyx>0、y>0))、窒素が添加されたハフニウムシリケー
ト(HfSiOxNy(x>0、y>0))、ハフニウムアルミネート(HfAlxOy
(x>0、y>0))、酸化ランタンなどのhigh−k材料を用いることでゲートリー
ク電流を低減できる。さらに、ゲート絶縁膜402は、単層構造としても良いし、積層構
造としても良い。
絶縁膜402上に形成する。ゲート電極層401の材料は、モリブデン、チタン、タンタ
ル、タングステン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム、スカンジウム等の金属材料ま
たはこれらを主成分とする合金材料を用いて形成することができる。また、ゲート電極層
401としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体
膜、ニッケルシリサイドなどのシリサイド膜を用いてもよい。ゲート電極層401は、単
層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。
ジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジ
ウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素
を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を適用することもできる。また、上記導
電性材料と、上記金属材料の積層構造とすることもできる。
化物、具体的には、窒素を含むIn−Ga−Zn−O膜や、窒素を含むIn−Sn−O膜
や、窒素を含むIn−Ga−O膜や、窒素を含むIn−Zn−O膜や、窒素を含むSn−
O膜や、窒素を含むIn−O膜や、金属窒化膜(InN、SnNなど)を用いることがで
きる。これらの膜は5eV(電子ボルト)、好ましくは5.5eV(電子ボルト)以上の
仕事関数を有し、ゲート電極層として用いた場合、トランジスタの電気特性のしきい値電
圧をプラスにすることができ、所謂ノーマリーオフのスイッチング素子を実現できる。
異なるエネルギーギャップを有する複数の酸化物半導体層(第1の酸化物半導体層101
及び第2の酸化物半導体層102)を用いた酸化物半導体積層403を用いることによっ
て、トランジスタ440a、440bの電気特性をより精度よく制御することができ、所
望の電気特性をトランジスタ440a、440bに付与することが可能となる。
ート絶縁膜402、ゲート電極層401上に絶縁膜407を形成する(図2(E)参照)
。
とができる。絶縁膜407は、代表的には酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化窒
化アルミニウム膜、又は酸化ガリウム膜などの無機絶縁膜などを用いることができる。
膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化バリウム膜)、又は金属窒化物膜(例え
ば、窒化アルミニウム膜)も用いることができる。
の積層を用いることができる。
ない方法を適宜用いて形成することが好ましい。また、絶縁膜407において、酸化物半
導体積層403に接する絶縁膜は、酸素を過剰に含む膜とすると、酸化物半導体積層40
3への酸素の供給源となるために好ましい。
ング法を用いて成膜する。酸化シリコン膜のスパッタリング法による成膜は、希ガス(代
表的にはアルゴン)雰囲気下、酸素雰囲気下、または希ガスと酸素の混合雰囲気下におい
て行うことができる。
は、吸着型の真空ポンプ(クライオポンプなど)を用いることが好ましい。クライオポン
プを用いて排気した成膜室で成膜した絶縁膜407に含まれる不純物の濃度を低減できる
。また、絶縁膜407の成膜室内の残留水分を除去するための排気手段としては、ターボ
分子ポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。
化物などの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい。
膜として、トランジスタ440dと絶縁膜407の間に絶縁膜416を形成し、層間絶縁
膜を積層構造としてもよい。絶縁膜416は絶縁膜407と同様な材料及び方法を用いて
形成することができる。例えば、絶縁膜416として酸化アルミニウム膜を用い、絶縁膜
407として酸化シリコン膜を用いることで、トランジスタ440d上に設ける絶縁膜と
して、酸化アルミニウム膜と酸化シリコン膜との積層を用いることができる。なお、トラ
ンジスタ440dは、ゲート絶縁膜402を、ゲート電極層401をマスクとしてエッチ
ング加工し、酸化物半導体積層403の一部を露出させ、酸化物半導体積層403の一部
と絶縁膜416とを接するように設ける例である。
できる酸化アルミニウム膜は、水素、水分などの不純物、及び酸素の両方に対して膜を通
過させない遮断効果(ブロック効果)が高い。
水分などの不純物の酸化物半導体積層403への混入、及び酸化物半導体を構成する主成
分材料である酸素の酸化物半導体積層403からの放出を防止する保護膜として機能する
。
坦化絶縁膜としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、等の
有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料(low−k材
料)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させる
ことで、平坦化絶縁膜を形成してもよい。
05bに達する開口を形成し、開口にソース電極層405a、ドレイン電極層405bと
電気的に接続する配線層を形成してもよい。配線層を用いて他のトランジスタと接続させ
、様々な回路を構成することができる。
層405bに達する開口を形成する際のエッチング工程により、一部オーバーエッチング
され、除去されることがある。ソース電極層及びドレイン電極層を積層構造とし、開口形
成時のエッチングストッパーとしても機能する導電膜をソース電極層及びドレイン電極層
として設けることができる。
層構造とする例であり、ソース電極層としてソース電極層404a及びソース電極層40
5a、ドレイン電極層としてドレイン電極層404b及びドレイン電極層405bが積層
されている。トランジスタ440cのように、ゲート絶縁膜402、絶縁膜407、及び
ソース電極層405a、ドレイン電極層405bにソース電極層404a、ドレイン電極
層404bに達する開口を形成し、開口にソース電極層404a、ドレイン電極層404
bと電気的に接続する配線層465a、配線層465bを形成してもよい。
形成時においてエッチングストッパーとしても機能する。ソース電極層404a、ドレイ
ン電極層404bとしてはタングステン膜や窒化タンタル膜など、ソース電極層405a
、ドレイン電極層405bとしては銅膜やアルミニウム膜などをそれぞれ用いることがで
きる。ソース電極層404a及びソース電極層405a、ドレイン電極層404b及びド
レイン電極層405bの積層における膜厚を、5nm以上15nm以下程度とすると、ゲ
ート絶縁膜402の被覆性を良好とすることができる。
ン電極層405bを酸化物半導体積層403上のみに設け、酸化物半導体積層403側面
に接しない構成としてもよい。このような構成とすることで、トランジスタ440eのソ
ース電極層405aおよびドレイン電極層405bのリーク電流(寄生チャネル)をさら
に低減することができる。
ン電極層405bと同様の材料及び方法を用いて形成することができる。例えば、配線層
465a、配線層465bとして窒化タンタル膜と銅膜との積層、又は窒化タンタル膜と
タングステン膜との積層などを用いることができる。
壁絶縁層は、ゲート電極層401を覆う絶縁膜を形成した後、これをRIE(React
ive ion etching:反応性イオンエッチング)法による異方性のエッチン
グによって絶縁膜を加工し、ゲート電極層401の側壁に自己整合的にサイドウォール構
造の側壁絶縁層を形成すればよい。ここで、絶縁膜について特に限定はないが、例えば、
TEOS(Tetraethyl−Ortho−Silicate)若しくはシラン等と
、酸素若しくは亜酸化窒素等とを反応させて形成した段差被覆性のよい酸化シリコンを用
いることができる。絶縁膜は熱CVD、プラズマCVD、常圧CVD、バイアスECRC
VD、スパッタリング等の方法によって形成することができる。また、低温酸化(LTO
:Low Temperature Oxidation)法により形成する酸化シリコ
ンを用いてもよい。
が十分に除去されており、酸化物半導体積層403中の水素濃度は5×1019/cm3
以下、好ましくは5×1018/cm3以下である。なお、酸化物半導体積層403中の
水素濃度は、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass
Spectrometry)で測定されるものである。
物半導体積層403を用いたトランジスタ440aは、オフ状態における電流値(オフ電
流値)を、チャネル幅1μm当たり室温にて100zA/μm(1zA(ゼプトアンペア
)は1×10−21A)以下、好ましくは10zA/μm以下、より好ましくは1zA/
μm以下、さらに好ましくは100yA/μm以下レベルにまで低くすることができる。
を提供することができる。
本実施の形態では、半導体装置及び半導体装置の作製方法の他の一形態を、図7、図8及
び図11を用いて説明する。上記実施の形態と同一部分又は同様な機能を有する部分、及
び工程は、上記実施の形態と同様に行うことができ、繰り返しの説明は省略する。また同
じ箇所の詳細な説明は省略する。
体層の側面を覆う構造とする例を示す。上層の酸化物半導体層により下層の酸化物半導体
層の側面は覆われるため、下層の酸化物半導体層はソース電極層及びドレイン電極層と接
しない構造となる。
一例である。図7(A)は平面図であり、図7(A)中の一点鎖線X−Yで切断した断面
が図7(B)に相当し、図7(A)中の一点鎖線V−Wで切断した断面が図7(C)に相
当する。
絶縁膜436が設けられた絶縁表面を有する基板400上に、第1の酸化物半導体層10
1、混合領域105、第2の酸化物半導体層102を含む酸化物半導体積層403、ソー
ス電極層405a、ドレイン電極層405b、ゲート絶縁膜402、ゲート電極層401
を有する。第1の酸化物半導体層101は、酸化物絶縁膜436上に接して形成され、第
2の酸化物半導体層102は、第1の酸化物半導体層101の上面及び側面を覆って形成
される。第1の酸化物半導体層101と第2の酸化物半導体層102の間に混合領域10
5が設けられる。なお、第2の酸化物半導体層102の周縁部は、酸化物絶縁膜436と
接する。
ルギーギャップ及び組成が異なる。本実施の形態では第2の酸化物半導体層102のエネ
ルギーギャップが第1の酸化物半導体層101よりエネルギーギャップが大きい例であり
、間に設けられる混合領域105のエネルギーギャップは第1の酸化物半導体層101よ
り大きく、第2の酸化物半導体層102より小さい。
層101の端部(側面)が第2の酸化物半導体層102の端部で覆われ、第1の酸化物半
導体層101がソース電極層405aまたはドレイン電極層405bと接していない構造
としている。このような構造とすることで、トランジスタ340のソース電極層405a
およびドレイン電極層405bのリーク電流(寄生チャネル)の発生を低減している。
層102、及び第3の酸化物半導体層103の3層構造の積層を用いたトランジスタ38
0aを示す。
の一例である。図8(A)は平面図であり、図8(A)中の一点鎖線X−Yで切断した断
面が図8(B)に相当し、図8(A)中の一点鎖線V−Wで切断した断面が図8(C)に
相当する。
物絶縁膜436が設けられた絶縁表面を有する基板400上に、第1の酸化物半導体層1
01、混合領域105、第2の酸化物半導体層102、混合領域107、第3の酸化物半
導体層103を含む酸化物半導体積層403、ソース電極層405a、ドレイン電極層4
05b、ゲート絶縁膜402、ゲート電極層401を有する。第1の酸化物半導体層10
1は、酸化物絶縁膜436上に接して形成され、第1の酸化物半導体層101上に第2の
酸化物半導体層102が積層される。第3の酸化物半導体層103は、第1の酸化物半導
体層101の側面並びに第2の酸化物半導体層102の上面及び側面を覆って形成される
。第1の酸化物半導体層101と第2の酸化物半導体層102の間に混合領域105が設
けられ、第2の酸化物半導体層102と第3の酸化物半導体層103の間に混合領域10
7が形成される。なお、第3の酸化物半導体層103の周縁部は、酸化物絶縁膜436と
接する。
ーギャップ及び組成が異なる。本実施の形態では第2の酸化物半導体層102のエネルギ
ーギャップが第1の酸化物半導体層101よりエネルギーギャップが大きい例であり、間
に設けられる混合領域105のエネルギーギャップは第1の酸化物半導体層101より大
きく、第2の酸化物半導体層102より小さい。
ーギャップ及び組成が異なる。本実施の形態では第3の酸化物半導体層103のエネルギ
ーギャップが第2の酸化物半導体層102よりエネルギーギャップが大きい例であり、間
に設けられる混合領域107のエネルギーギャップは第2の酸化物半導体層102より大
きく、第3の酸化物半導体層103より小さい。
第1の酸化物半導体層101のエネルギーギャップとほぼ同じである。
Zn系酸化物膜(エネルギーギャップ3.2eV)、第2の酸化物半導体層102として
はIn−Sn−Zn系酸化物膜(エネルギーギャップ2.8eV)、第3の酸化物半導体
層103としてIn−Ga−Zn系酸化物膜(エネルギーギャップ3.2eV)を用いる
。
の酸化物半導体層101としてIn−Ga−Zn系酸化物膜、第2の酸化物半導体層10
2としてはIn−Zn系酸化物膜、第3の酸化物半導体層103としてIn−Ga−Zn
系酸化物膜の積層、第1の酸化物半導体層101としてGa−Zn系酸化物膜、第2の酸
化物半導体層102としてはIn−Sn−Zn系酸化物膜、第3の酸化物半導体層103
としてGa−Zn系酸化物膜の積層、第1の酸化物半導体層101としてGa−Zn系酸
化物膜、第2の酸化物半導体層102としてはIn−Zn系酸化物膜、第3の酸化物半導
体層103としてGa−Zn系酸化物膜の積層、第1の酸化物半導体層101としてIn
−Ga系酸化物膜、第2の酸化物半導体層102としてはIn−Ga−Zn系酸化物膜、
第3の酸化物半導体層103としてIn−Ga系酸化物膜の積層、又は第1の酸化物半導
体層101としてIn−Ga−Zn系酸化物膜、第2の酸化物半導体層102としては酸
化インジウム(In系酸化物)膜、第3の酸化物半導体層103としてIn−Ga−Zn
系酸化物膜の積層などを用いることができる。
層101及び第2の酸化物半導体層102の端部(側面)が第3の酸化物半導体層103
の端部で覆われ、第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102がソース
電極層405aまたはドレイン電極層405bと接していない構造としている。このよう
な構造とすることで、トランジスタ380aのソース電極層405aおよびドレイン電極
層405bのリーク電流(寄生チャネル)の発生を低減している。
半導体層103で囲むことで、第2の酸化物半導体層102の酸素欠損の増加を抑え、ト
ランジスタ380aのしきい値電圧をゼロに近づける構成とすることができる。さらには
、第2の酸化物半導体層102が埋め込みチャネルとなることでチャネル形成領域を酸化
物絶縁膜436と第1の酸化物半導体層101との界面及びゲート絶縁膜402と第3の
酸化物半導体層103との界面から遠ざけることができ、これによりキャリアの界面散乱
が低減され、高い電界効果移動度を実現することができる。
化物半導体層102を島状に加工する際に、同じマスクを用いて(或いは、加工によって
作製した島状の第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102をマスクと
して)酸化物絶縁膜436の一部をエッチングして薄くした構成である。トランジスタ3
80bにおいて酸化物絶縁膜436は、島状の第1の酸化物半導体層101及び第2の酸
化物半導体層102と重畳する領域は、その他の領域(重畳しない領域)と比較して厚い
膜厚を有している。第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102の島状
への加工の際に、酸化物絶縁膜436の一部までエッチングすることによって第1の酸化
物半導体層101の残渣などのエッチング残りを除去し、リーク電流の発生を低減するこ
とができる。
り、酸化物半導体積層403を形成した構成である。トランジスタ380cに含まれる酸
化物半導体積層403は、第1の酸化物半導体膜を成膜後、第1のマスクを用いて島状の
第1の酸化物半導体層101を形成し、島状の第1の酸化物半導体層101上に第2の酸
化物半導体膜を成膜後、第2のマスクを用いて島状の第2の酸化物半導体層102を形成
し、島状の第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半導体層102上に第3の酸化
物半導体膜を成膜後、第3のマスクを用いて島状の第3の酸化物半導体層103に加工す
ることで、形成される。
導体層102の側面から突出した構造であり、第3の酸化物半導体層103が第1の酸化
物半導体層101の上面の一部と接する構成とした例である。
を提供することができる。
本実施の形態では、半導体装置及び半導体装置の作製方法の他の一形態を、図5を用いて
説明する。上記実施の形態と同一部分又は同様な機能を有する部分、及び工程は、上記実
施の形態と同様に行うことができ、繰り返しの説明は省略する。また同じ箇所の詳細な説
明は省略する。
素化処理を行った酸化物半導体積層に、酸素(少なくとも、酸素ラジカル、酸素原子、酸
素イオン、のいずれかを含む)を導入して膜中に酸素を供給する例を示す。
に脱離して減少してしまうおそれがある。酸化物半導体積層において、酸素が脱離した箇
所では酸素欠損が存在し、該酸素欠損に起因してトランジスタの電気特性変動を招くドナ
ー準位が生じてしまう。
ましい。酸化物半導体積層へ酸素を供給することにより、膜中の酸素欠損を補填すること
ができる。該酸化物半導体積層をトランジスタに用いることで、酸素欠損に起因するトラ
ンジスタのしきい値電圧Vthのばらつき、しきい値電圧のシフトΔVthを低減するこ
とができる。また、しきい値電圧をプラスシフトさせ、トランジスタをノーマリーオフ化
することもできる。
有する基板400上に、エネルギーギャップの異なる第1の酸化物半導体層101及び第
2の酸化物半導体層102を含み、かつ第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半
導体層102の間に混合領域105を有する酸化物半導体積層403、ソース電極層40
5a、ドレイン電極層405b、ゲート絶縁膜402が形成されている。
素イオン、のいずれかを含む)を導入して、第1の酸化物半導体層101、第2の酸化物
半導体層102、及び混合領域105を含む酸化物半導体積層403に、酸素過剰領域1
11、112、115を形成し、酸素の供給を行う(図5(B)参照)。
論的組成比における含有量に対し、酸素の含有量が過剰な領域が、少なくとも一部含まれ
ている領域とする。酸素過剰領域111、112、115に供給された酸素431によっ
て、第1の酸化物半導体層101、第2の酸化物半導体層102、及び混合領域105を
含む酸化物半導体積層403中に存在する酸素欠損を補填することができる。
02上にゲート電極層401を形成し、トランジスタ430を作製する(図5(C)参照
)。
構造とするトランジスタ340とトランジスタ380aにおいて、酸化物半導体積層40
3に酸素を導入して酸素過剰領域を設ける例を図9に示す。
有する基板400上に、エネルギーギャップの異なる第1の酸化物半導体層101及び第
2の酸化物半導体層102を含み、かつ第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半
導体層102の間に混合領域105を有する酸化物半導体積層403、ソース電極層40
5a、ドレイン電極層405b、ゲート絶縁膜402、ゲート電極層401を有する。ト
ランジスタ343上には、絶縁膜407が形成されている。トランジスタ343において
、酸化物半導体積層403は、酸素過剰領域111を含む第1の酸化物半導体層101、
酸素過剰領域112を含む第2の酸化物半導体層102、及び酸素過剰領域115を含む
混合領域105を有する。
有する基板400上に、エネルギーギャップの異なる第1の酸化物半導体層101、第2
の酸化物半導体層102、及び第3酸化物半導体層103を含み、かつ第1の酸化物半導
体層101及び第2の酸化物半導体層102の間に混合領域105、第2の酸化物半導体
層102及び第3の酸化物半導体層103の間に混合領域107を有する酸化物半導体積
層403、ソース電極層405a、ドレイン電極層405b、ゲート絶縁膜402、ゲー
ト電極層401を有する。トランジスタ383上には、絶縁膜407が形成されている。
トランジスタ383において、酸化物半導体積層403は、酸素過剰領域111を含む第
1の酸化物半導体層101、酸素過剰領域112を含む第2の酸化物半導体層102、酸
素過剰領域113を含む第3の酸化物半導体層103、酸素過剰領域115を含む混合領
域105、及び酸素過剰領域117を含む混合領域107を有する。
層する酸化物半導体積層において、上層の酸化物半導体層が下層の酸化物半導体層の側面
を覆う構造とすることで、トランジスタのソース電極層およびドレイン電極層のリーク電
流(寄生チャネル)の発生を低減することができる。
を供給することによって、酸化物半導体積層403を高純度化、及びI型(真性)化する
ことができる。高純度化し、I型(真性)化した酸化物半導体積層403を有するトラン
ジスタ430、343、383は、電気特性変動が抑制されており、電気的に安定である
。
オンインプランテーション法、プラズマ処理などを用いることができる。
3に直接導入してもよいし、ゲート絶縁膜402や絶縁膜407などの他の膜を通過して
酸化物半導体積層403へ導入してもよい。酸素を他の膜を通過して導入する場合は、イ
オン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオンインプランテーション法
などを用いればよいが、酸素を露出された酸化物半導体積層403へ直接導入する場合は
、プラズマ処理なども用いることができる。
よく、特に限定されない。また、上記脱水化又は脱水素化処理を行った酸化物半導体積層
403への酸素の導入は複数回行ってもよい。
化物半導体膜の積層493、又は酸化物半導体積層403に対して、ソース電極層405
a、ドレイン電極層405b形成後、ゲート絶縁膜402形成後、ゲート電極層401形
成後、(絶縁膜416形成後)、絶縁膜407形成後に行うことができる。
程によって導入された酸素濃度を1×1018/cm3以上5×1021/cm3以下と
するのが好ましい。
導体積層403中の酸素濃度を、SIMSなどの方法を用いて、正確に見積もることは難
しい。つまり、酸化物半導体積層403に酸素が意図的に添加されたか否かを判別するこ
とは困難であるといえる。
在比率はそれぞれ酸素原子全体の0.037%、0.204%程度であることが知られて
いる。つまり、酸化物半導体積層403中にこれら同位体を意図的に添加した場合、これ
ら同位体の濃度は、SIMSなどの方法によって見積もることができ、これらの濃度を測
定することで、酸化物半導体積層403中の酸素濃度をより正確に見積もることが可能な
場合がある。よって、これらの濃度を測定することで、酸化物半導体積層403に意図的
に酸素が添加されたか否かを判別しても良い。
積層403へ導入する場合は、酸化物半導体積層403と接する酸化物絶縁膜436、ゲ
ート絶縁膜402を、必ずしも酸素を多くに含む膜とする必要はない。導入した酸素が再
度酸化物半導体積層403から脱離しないように、また、水素、水などの不純物が酸化物
半導体積層403へ再度混入しないように、酸素、水素、水などの不純物に対して遮断効
果(ブロック効果)が高い膜を絶縁膜407として設けることが好ましい。例えば、水素
、水などの不純物、及び酸素の両方に対して遮断効果(ブロック効果)が高い酸化アルミ
ニウム膜などを用いるとよい。
多く含む膜とし、さらに酸素を直接酸化物半導体積層403に導入し、複数の酸素供給方
法を行ってもよい。
素の導入は酸化物半導体積層403と接するゲート絶縁膜402、酸化物絶縁膜436、
絶縁膜416や、絶縁膜407などに行ってもよい。酸化物半導体積層403と接するゲ
ート絶縁膜402、酸化物絶縁膜436、絶縁膜416や、絶縁膜407に酸素を導入し
、酸素過剰とすることによって、酸化物半導体積層403への酸素の供給を行うことがで
きる。
ることができる。よって、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
本実施の形態では、半導体装置及び半導体装置の作製方法の他の一形態を、図6を用いて
説明する。上記実施の形態と同一部分又は同様な機能を有する部分、及び工程は、上記実
施の形態と同様に行うことができ、繰り返しの説明は省略する。また同じ箇所の詳細な説
明は省略する。
層に低抵抗領域を形成する例を示す。低抵抗領域は、酸化物半導体積層へ導電率を変化さ
せる不純物(ドーパントともいう)を導入して形成することができる。
有する基板400上に、エネルギーギャップの異なる第1の酸化物半導体層101及び第
2の酸化物半導体層102を含み、かつ第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化物半
導体層102の間に混合領域105を有する酸化物半導体積層403、ソース電極層40
5a、ドレイン電極層405b、ゲート絶縁膜402、ゲート電極層401が形成されて
いる。
02、ソース電極層405a、及びドレイン電極層405bを通過してドーパント421
を選択的に導入し、低抵抗領域121a、121b、122a、122b、125a、1
25bを形成する。
め、ソース電極層405a、及びドレイン電極層405b下の酸化物半導体積層403に
もドーパント421が導入され、低抵抗領域121a、121b、122a、122b、
125a、125bが形成される例を示す。
条件によっては、ソース電極層405a、及びドレイン電極層405b下の酸化物半導体
積層403にはドーパント421が導入されない場合、導入されても濃度が低くソース電
極層405a、又はドレイン電極層405b下以外の低抵抗領域と比べて抵抗が高い領域
となる場合もある。また、ドーパント421の導入条件によっては、第1の酸化物半導体
層101のみ、第2の酸化物半導体層102のみ、混合領域105のみにドーパント42
1が導入され、低抵抗領域が形成される場合、第1の酸化物半導体層101、第2の酸化
物半導体層102、及び混合領域105においてドーパントの濃度分布が存在する場合が
ある。
パント421としては、15族元素(代表的にはリン(P)、砒素(As)、およびアン
チモン(Sb))、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、窒素(N)、アルゴン(Ar
)、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、インジウム(In)、フッ素(F)、塩素(C
l)、チタン(Ti)、及び亜鉛(Zn)のいずれかから選択される一以上を用いること
ができる。
ン電極層405bを通過して、酸化物半導体積層403に導入する。ドーパント421の
導入方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオンイ
ンプランテーション法などを用いることができる。その際には、ドーパント421の単体
のイオンあるいはフッ化物、塩化物のイオンを用いると好ましい。
縁膜407の膜厚を適宜設定して制御すればよい。本実施の形態では、ドーパント421
としてホウ素を用いて、イオン注入法でホウ素イオンの注入を行う。なお、ドーパント4
21のドーズ量は1×1013ions/cm2以上5×1016ions/cm2以下
とすればよい。
/cm3以下であることが好ましい。
く、ドーパントの種類も複数種用いてもよい。
度300℃以上700℃以下、好ましくは300℃以上450℃以下で1時間、酸素雰囲
気下で行うことが好ましい。また、窒素雰囲気下、減圧下、大気(超乾燥エア)下で加熱
処理を行ってもよい。
より、一部非晶質化する場合がある。この場合、ドーパント421の導入後に加熱処理を
行うことによって、酸化物半導体積層403の結晶性を回復することができる。
121a、121bが設けられた第1の酸化物半導体層101と、チャネル形成領域12
2cを挟んで低抵抗領域122a、122bが設けられた第2の酸化物半導体層102と
、チャネル形成領域125cを挟んで低抵抗領域125a、125bが設けられた混合領
域105とが形成される。
ト電極層401をマスクにしてエッチングされており、酸化物半導体積層403が一部露
出され、絶縁膜416と接するトランジスタにおいて、ドーパントを導入し、低抵抗領域
を形成したトランジスタ425を図3(D)に示す。
ントを導入し、チャネル形成領域121c、122c、125cを挟んで、低抵抗領域1
21a、121b、122a、122b、125a、125bを形成して作製される。ま
た、ドーパントを導入する際に通過するソース電極層、ドレイン電極層にもドーパントが
導入される場合がある。トランジスタ425は、ドーパントがソース電極層及びドレイン
電極層にも導入され、ドーパントを含むソース電極層415a、ドーパントを含むドレイ
ン電極層415bとなる例である。
けられた第1の酸化物半導体層101と、チャネル形成領域122cを挟んで低抵抗領域
122a、122bが設けられた第2の酸化物半導体層102と、チャネル形成領域12
5cを挟んで低抵抗領域125a、125bが設けられた混合領域105とを含む酸化物
半導体積層403を有することにより、トランジスタ420及びトランジスタ425はオ
ン特性(例えば、オン電流及び電界効果移動度)が高く、高速動作、高速応答が可能とな
る。
入し、低抵抗領域を形成したトランジスタ423を図6(C)に示す。
を含む第1の酸化物半導体層101、及び酸素過剰領域112を含む第2の酸化物半導体
層102、酸素過剰領域115を含む混合領域105を有する酸化物半導体積層が設けら
れたトランジスタにおいて、ゲート電極層401をマスクとしてドーパントを導入し、酸
素を過剰に含むチャネル形成領域121c、122c、125cを挟んで、ドーパント及
び過剰な酸素ドーパントを含む低抵抗領域121d、121e、122d、122e、1
25d、125eと、ドーパントを含む低抵抗領域121a、121b、122a、12
2b、125a、125bを形成して作製される。
21a、121bが設けられた第1の酸化物半導体層101と、チャネル形成領域122
cを挟んで低抵抗領域122d、122e、122a、122bが設けられた第2の酸化
物半導体層102と、チャネル形成領域125cを挟んで低抵抗領域125d、125e
、125a、125bが設けられた混合領域105とを含む酸化物半導体積層403を有
することにより、該トランジスタ423はオン特性(例えば、オン電流及び電界効果移動
度)が高く、高速動作、高速応答が可能となる。
3層構造であり、上層の酸化物半導体層が下層の酸化物半導体層の側面を覆う構造とする
トランジスタにおいて、ドーパントを導入し、低抵抗領域を形成したトランジスタ382
を図10(A)に示す。
び第3の酸化物半導体層103を含み、かつ第1の酸化物半導体層101及び第2の酸化
物半導体層102の間に混合領域105、第2の酸化物半導体層102及び第3の酸化物
半導体層103の間に混合領域107を有する酸化物半導体積層403にゲート電極層4
01形成後、ゲート電極層401をマスクとしてドーパントを導入し、チャネル形成領域
121c、122c、123c、125c、127cを挟んで、ドーパントを含む低抵抗
領域121a、121b、122a、122b、123a、123b、125a、125
b、127a、127bを形成して作製される。
121a、121bが設けられた第1の酸化物半導体層101と、チャネル形成領域12
2cを挟んで低抵抗領域122a、122bが設けられた第2の酸化物半導体層102と
、チャネル形成領域123cを挟んで低抵抗領域123a、123bが設けられた第3の
酸化物半導体層103と、チャネル形成領域125cを挟んで低抵抗領域125a、12
5bが設けられた混合領域105と、チャネル形成領域127cを挟んで低抵抗領域12
7a、127bが設けられた混合領域107と、を含む酸化物半導体積層403を有する
ことにより、オン特性(例えば、オン電流及び電界効果移動度)が高く、高速動作、高速
応答が可能となる。
80aのように、酸化物半導体積層403が3層構造のトランジスタにおいて、酸素及び
ドーパントを導入し、酸素過剰領域及び低抵抗領域を形成したトランジスタ485を図4
(B)に、トランジスタ385を図10(B)示す。また、トランジスタ385は酸化物
半導体積層403が上層の酸化物半導体層が下層の酸化物半導体層の側面を覆う構造とす
るトランジスタである。
化物半導体層102、及び第3の酸化物半導体層103を含み、かつ第1の酸化物半導体
層101及び第2の酸化物半導体層102の間に混合領域105、第2の酸化物半導体層
102及び第3の酸化物半導体層103の間に混合領域107を有する酸化物半導体積層
403に酸素を導入して酸素過剰領域を形成し、ゲート電極層401形成後、ゲート電極
層401をマスクとしてドーパントを導入し、酸素を過剰に含むチャネル形成領域121
c、122c、123c、125c、127cを挟んで、ドーパント及び過剰な酸素を含
む低抵抗領域121d、121e、122d、122e、123d、123e、125d
、125e、127d、127eと、ドーパントを含む低抵抗領域121a、121b、
122a、122b、123a、123b、125a、125b、127a、127bを
形成して作製される。
1cを挟んで低抵抗領域121d、121e、121a、121bが設けられた第1の酸
化物半導体層101と、チャネル形成領域122cを挟んで低抵抗領域122d、122
e、122a、122bが設けられた第2の酸化物半導体層102と、チャネル形成領域
123cを挟んで低抵抗領域123d、123e、123a、123bが設けられた第3
の酸化物半導体層103と、チャネル形成領域125cを挟んで低抵抗領域125d、1
25e、125a、125bが設けられた混合領域105と、チャネル形成領域127c
を挟んで低抵抗領域127d、127e、127a、127bが設けられた混合領域10
7とを含む酸化物半導体積層403を有することにより、オン特性(例えば、オン電流及
び電界効果移動度)が高く、高速動作、高速応答が可能となる。
2、トランジスタ485、及びトランジスタ385において、低抵抗領域121a、12
1b、122a、122b、125a、125b(トランジスタ382、トランジスタ4
85及びトランジスタ385においては、低抵抗領域121a、121b、122a、1
22b、123a、123b、125a、125b、127a、127b)はソース領域
、又はドレイン領域として機能させることができる。低抵抗領域121a、121b、1
22a、122b、125a、125b(トランジスタ382、トランジスタ485及び
トランジスタ385においては、低抵抗領域121a、121b、122a、122b、
123a、123b、125a、125b、127a、127b)を設けることによって
、低抵抗領域121a、121b、122a、122b、125a、125b(トランジ
スタ382、トランジスタ485及びトランジスタ385においては、低抵抗領域121
a、121b、122a、122b、123a、123b、125a、125b、127
a、127b)の間に形成されるチャネル形成領域121c、122c、125c(トラ
ンジスタ382、トランジスタ485及びトランジスタ385においては、チャネル形成
領域121c、122c、123c、125c、127c)に加わる電界を緩和させるこ
とができる。また、低抵抗領域121a、121b、122a、122b、125a、1
25b(トランジスタ382、トランジスタ485及びトランジスタ385においては、
低抵抗領域121a、121b、122a、122b、123a、123b、125a、
125b、127a、127b)において酸化物半導体積層403とソース電極層405
a及びドレイン電極層405bとを電気的に接続させることによって、酸化物半導体積層
403とソース電極層405a及びドレイン電極層405bとの接触抵抗を低減すること
ができる。従って、トランジスタの電気特性を向上させることができる。
層する酸化物半導体積層において、上層の酸化物半導体層が下層の酸化物半導体層の側面
を覆う構造とすることで、トランジスタのソース電極層およびドレイン電極層のリーク電
流(寄生チャネル)の発生を低減することができる。
実施の形態1乃至4のいずれかで一例を示したトランジスタを用いて表示機能を有する半
導体装置(表示装置ともいう)を作製することができる。また、トランジスタを含む駆動
回路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成
することができる。
して、シール材4005が設けられ、第2の基板4006によって封止されている。図1
2(A)においては、第1の基板4001上のシール材4005によって囲まれている領
域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成
された走査線駆動回路4004、信号線駆動回路4003が実装されている。また別途形
成された信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004または画素部4002に与
えられる各種信号及び電位は、FPC(Flexible printed circu
it)4018a、4018bから供給されている。
査線駆動回路4004とを囲むようにして、シール材4005が設けられている。また画
素部4002と、走査線駆動回路4004の上に第2の基板4006が設けられている。
よって画素部4002と、走査線駆動回路4004とは、第1の基板4001とシール材
4005と第2の基板4006とによって、表示素子と共に封止されている。図12(B
)(C)においては、第1の基板4001上のシール材4005によって囲まれている領
域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成
された信号線駆動回路4003が実装されている。図12(B)(C)においては、別途
形成された信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004または画素部4002に
与えられる各種信号及び電位は、FPC4018から供給されている。
4001に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を
別途形成して実装してもよいし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみ
を別途形成して実装してもよい。
ip On Glass)方法、ワイヤボンディング方法、或いはTAB(Tape A
utomated Bonding)方法などを用いることができる。図12(A)は、
COG方法により信号線駆動回路4003、走査線駆動回路4004を実装する例であり
、図12(B)は、COG方法により信号線駆動回路4003を実装する例であり、図1
2(C)は、TAB方法により信号線駆動回路4003を実装する例である。
を含むIC等を実装した状態にあるモジュールとを含む。
源(照明装置含む)を指す。また、コネクター、例えばFPCもしくはTABテープもし
くはTCPが取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が
設けられたモジュール、または表示素子にCOG方式によりIC(集積回路)が直接実装
されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
おり、実施の形態1乃至4のいずれかで一例を示したトランジスタを適用することができ
る。
発光表示素子ともいう)、を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によって
輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機EL(Electro
Luminescence)、有機EL等が含まれる。また、電子インクなど、電気的作
用によりコントラストが変化する表示媒体も適用することができる。
B)のM−Nにおける断面図に相当する。
6を有しており、接続端子電極4015及び端子電極4016はFPC4018が有する
端子と異方性導電膜4019を介して、電気的に接続されている。
016は、トランジスタ4010、4011のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導
電膜で形成されている。
トランジスタを複数有しており、図12及び図13では、画素部4002に含まれるトラ
ンジスタ4010と、走査線駆動回路4004に含まれるトランジスタ4011とを例示
している。図13(A)では、トランジスタ4010、4011上には絶縁膜4020が
設けられ、図13(B)ではさらに、絶縁膜4021が設けられている。なお、絶縁膜4
023は下地膜として機能する絶縁膜である。
で示したトランジスタを適用することができる。本実施の形態では、実施の形態1で示し
たトランジスタ440aと同様な構造を有するトランジスタを適用する例を示す。
とも2層の酸化物半導体層を含み、かつ該積層する酸化物半導体層間に混合領域が設けら
れた酸化物半導体積層を有するトランジスタである。異なるエネルギーギャップを有する
複数の酸化物半導体層を用いた酸化物半導体積層を用いることによって、トランジスタの
電気特性をより精度よく制御することができ、所望の電気特性をトランジスタ4010及
びトランジスタ4011に付与することが可能となる。
又は低消費電力など、種々の目的に応じた半導体装置を提供することができる。
ネルを構成する。表示素子は表示を行うことができれば特に限定されず、様々な表示素子
を用いることができる。
において、表示素子である液晶素子4013は、第1の電極層4030、第2の電極層4
031、及び液晶層4008を含む。なお、液晶層4008を挟持するように配向膜とし
て機能する絶縁膜4032、4033が設けられている。第2の電極層4031は第2の
基板4006側に設けられ、第1の電極層4030と第2の電極層4031とは液晶層4
008を介して積層する構成となっている。
液晶層4008の膜厚(セルギャップ)を制御するために設けられている。なお球状のス
ペーサを用いていてもよい。
晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これら
の液晶材料(液晶組成物)は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュー
ビック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
い。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリ
ック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は、液晶及びカイラル剤
を混合させた液晶組成物を用いて発現させることができる。また、ブルー相が発現する温
度範囲を広げるために、ブルー相を発現する液晶組成物に重合性モノマー及び重合開始剤
などを添加し、高分子安定化させる処理を行って液晶層を形成することもできる。ブルー
相を発現する液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性であるため配向処理が不要で
あり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要と
なるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工
程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。よって液晶表示装置の生産性
を向上させることが可能となる。酸化物半導体膜を用いるトランジスタは、静電気の影響
によりトランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よ
って酸化物半導体膜を用いるトランジスタを有する液晶表示装置にブルー相を発現する液
晶組成物を用いることはより効果的である。
Ω・cm以上であり、さらに好ましくは1×1012Ω・cm以上である。なお、本明細
書における固有抵抗の値は、20℃で測定した値とする。
ク電流等を考慮して、所定の期間の間電荷を保持できるように設定される。保持容量の大
きさは、トランジスタのオフ電流等を考慮して設定すればよい。本明細書に開示する酸化
物半導体膜を有するトランジスタを用いることにより、各画素における液晶容量に対して
1/3以下、好ましくは1/5以下の容量の大きさを有する保持容量を設ければ充分であ
る。
オフ電流値)を低く制御することができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を
長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレ
ッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。
く制御することができるため、高速駆動が可能である。例えば、このような高速駆動が可
能なトランジスタを液晶表示装置に用いることで、画素部のスイッチングトランジスタと
、駆動回路部に使用するドライバートランジスタを同一基板上に形成することができる。
すなわち、別途駆動回路として、シリコンウェハ等により形成された半導体装置を用いる
必要がないため、半導体装置の部品点数を削減することができる。また、画素部において
も、高速駆動が可能なトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができ
る。よって、半導体装置として高信頼化も達成できる。
lane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Swit
ching)モード、ASM(Axially Symmetric aligned
Micro−cell)モード、OCB(Optical Compensated B
irefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liqui
d Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liq
uid Crystal)モードなどを用いることができる。
透過型の液晶表示装置としてもよい。垂直配向モードとしては、いくつか挙げられるが、
例えば、MVA(Multi−Domain Vertical Alignment)
モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード
、ASV(Advanced Super View)モードなどを用いることができる
。また、VA型の液晶表示装置にも適用することができる。VA型の液晶表示装置とは、
液晶表示パネルの液晶分子の配列を制御する方式の一種である。VA型の液晶表示装置は
、電圧が印加されていないときにパネル面に対して液晶分子が垂直方向を向く方式である
。また、画素(ピクセル)をいくつかの領域(サブピクセル)に分け、それぞれ別の方向
に分子を倒すよう工夫されているマルチドメイン化あるいはマルチドメイン設計といわれ
る方法を用いることができる。
防止部材などの光学部材(光学基板)などは適宜設ける。例えば、偏光基板及び位相差基
板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライト、サイドライトなどを用
いてもよい。
ことができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、RGB(Rは
赤、Gは緑、Bは青を表す)の三色に限定されない。例えば、RGBW(Wは白を表す)
、又はRGBに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加したものがある。なお、
色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただし、開示する発明
はカラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に適用する
こともできる。
子を適用することができる。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料
が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機E
L素子、後者は無機EL素子と呼ばれている。
がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャ
リア(電子および正孔)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成
し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このよう
な発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
類される。分散型無機EL素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有
するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−ア
クセプター再結合型発光である。薄膜型無機EL素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、
さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利
用する局在型発光である。なお、ここでは、発光素子として有機EL素子を用いて説明す
る。
して、基板上にトランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を取り出
す上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側及び基板とは反対側の
面から発光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、どの射出構造の発光素子も適用す
ることができる。
光素子4513は、画素部4002に設けられたトランジスタ4010と電気的に接続し
ている。なお発光素子4513の構成は、第1の電極層4030、電界発光層4511、
第2の電極層4031の積層構造であるが、示した構成に限定されない。発光素子451
3から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子4513の構成は適宜変えることがで
きる。
材料を用い、第1の電極層4030上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲
率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
されていてもどちらでもよい。
4031及び隔壁4510上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン
膜、窒化酸化シリコン膜、DLC膜等を形成することができる。また、第1の基板400
1、第2の基板4006、及びシール材4005によって封止された空間には充填材45
14が設けられ密封されている。このように外気に曝されないように気密性が高く、脱ガ
スの少ない保護フィルム(貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等)やカバー材
で発光素子4513をパッケージング(封入)することが好ましい。
は熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルクロライド)、アクリル樹脂、ポ
リイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)またはEVA
(エチレンビニルアセテート)を用いることができる。例えば充填材として窒素を用いれ
ばよい。
位相差板(λ/4板、λ/2板)、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよ
い。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により
反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
る。電子ペーパーは、電気泳動表示装置(電気泳動ディスプレイ)とも呼ばれており、紙
と同じ読みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能と
いう利点を有している。
、マイナスの電荷を有する第2の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒または溶質に複数
分散されたものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、マイクロカプ
セル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示するも
のである。なお、第1の粒子または第2の粒子は染料を含み、電界がない場合において移
動しないものである。また、第1の粒子の色と第2の粒子の色は異なるもの(無色を含む
)とする。
ゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。
の電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また
、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。
半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレク
トロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を
用いればよい。
できる。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用
いる電極層である第1の電極層及び第2の電極層の間に配置し、第1の電極層及び第2の
電極層に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法で
ある。
ガラス基板の他、可撓性を有する基板も用いることができ、例えば透光性を有するプラス
チック基板などを用いることができる。プラスチックとしては、FRP(Fibergl
ass−Reinforced Plastics)板、PVF(ポリビニルフルオライ
ド)フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる
。また、透光性が必要でなければ、アルミニウムやステンレスなどの金属基板(金属フィ
ルム)を用いてもよい。例えば、アルミニウムホイルをPVFフィルムやポリエステルフ
ィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
などの不純物、及び酸素の両方に対して膜を透過させない遮断効果(ブロック効果)が高
い。
水分などの不純物の酸化物半導体膜への混入、及び酸化物半導体を構成する主成分材料で
ある酸素の酸化物半導体膜からの放出を防止する保護膜として機能する。
ゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の、耐熱性を有する有機材料を用い
ることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサ
ン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)等を用いることができ
る。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜を形成して
もよい。
OG法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法(インクジェット法等)、
印刷法(スクリーン印刷、オフセット印刷等)、ドクターナイフ、ロールコーター、カー
テンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。
部に設けられる基板、絶縁膜、導電膜などの薄膜はすべて可視光の波長領域の光に対して
透光性とする。
向電極層などともいう)においては、取り出す光の方向、電極層が設けられる場所、及び
電極層のパターン構造によって透光性、反射性を選択すればよい。
化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化
物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物
、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物、グラフェンなどの透光性を有する導電性材
料を用いることができる。
(Mo)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(N
b)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、チタ
ン(Ti)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)等の金属、
又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することがで
きる。
マーともいう)を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性高分子として
は、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンま
たはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若
しくはアニリン、ピロールおよびチオフェンの2種以上からなる共重合体若しくはその誘
導体などがあげられる。
を設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
々な機能を有する半導体装置を提供することができる。
実施の形態1乃至4のいずれかで一例を示したトランジスタを用いて、対象物の情報を読
み取るイメージセンサ機能を有する半導体装置を作製することができる。
フォトセンサの等価回路であり、図14(B)はフォトセンサの一部を示す断面図である
。
方の電極がトランジスタ640のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ640
は、ソース又はドレインの一方がフォトセンサ基準信号線672に、ソース又はドレイン
の他方がトランジスタ656のソース又はドレインの一方に電気的に接続されている。ト
ランジスタ656は、ゲートがゲート信号線659に、ソース又はドレインの他方がフォ
トセンサ出力信号線671に電気的に接続されている。
判明できるように、酸化物半導体膜を用いるトランジスタの記号には「OS」と記載して
いる。図14(A)において、トランジスタ640、トランジスタ656は実施の形態1
乃至4に示したトランジスタが適用でき、酸化物半導体膜を用いるトランジスタである。
本実施の形態では、実施の形態1で示したトランジスタ440aと同様な構造を有するト
ランジスタを適用する例を示す。
に示す断面図であり、絶縁表面を有する基板601(TFT基板)上に、センサとして機
能するフォトダイオード602及びトランジスタ640が設けられている。フォトダイオ
ード602、トランジスタ640の上には接着層608を用いて基板613が設けられて
いる。
634が設けられている。フォトダイオード602は、層間絶縁膜633上に設けられ、
層間絶縁膜633上に形成した電極層641と、層間絶縁膜634上に設けられた電極層
642との間に、層間絶縁膜633側から順に第1半導体膜606a、第2半導体膜60
6b、及び第3半導体膜606cを積層した構造を有している。
642は電極層641を介して導電層645と電気的に接続している。導電層645は、
トランジスタ640のゲート電極層と電気的に接続しており、フォトダイオード602は
トランジスタ640と電気的に接続している。
606bとして高抵抗な半導体膜(I型半導体膜)、第3半導体膜606cとしてn型の
導電型を有する半導体膜を積層するpin型のフォトダイオードを例示している。
ァスシリコン膜により形成することができる。第1半導体膜606aの形成には13族の
不純物元素(例えばボロン(B))を含む半導体材料ガスを用いて、プラズマCVD法に
より形成する。半導体材料ガスとしてはシラン(SiH4)を用いればよい。または、S
i2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等を用いてもよい。ま
た、不純物元素を含まないアモルファスシリコン膜を形成した後に、拡散法やイオン注入
法を用いて該アモルファスシリコン膜に不純物元素を導入してもよい。イオン注入法等に
より不純物元素を導入した後に加熱等を行うことで、不純物元素を拡散させるとよい。こ
の場合にアモルファスシリコン膜を形成する方法としては、LPCVD法、気相成長法、
又はスパッタリング法等を用いればよい。第1半導体膜606aの膜厚は10nm以上5
0nm以下となるよう形成することが好ましい。
膜により形成する。第2半導体膜606bの形成には、半導体材料ガスを用いて、アモル
ファスシリコン膜をプラズマCVD法により形成する。半導体材料ガスとしては、シラン
(SiH4)を用いればよい。または、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、S
iCl4、SiF4等を用いてもよい。第2半導体膜606bの形成は、LPCVD法、
気相成長法、スパッタリング法等により行ってもよい。第2半導体膜606bの膜厚は2
00nm以上1000nm以下となるように形成することが好ましい。
ファスシリコン膜により形成する。第3半導体膜606cの形成には、15族の不純物元
素(例えばリン(P))を含む半導体材料ガスを用いて、プラズマCVD法により形成す
る。半導体材料ガスとしてはシラン(SiH4)を用いればよい。または、Si2H6、
SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等を用いてもよい。また、不純物
元素を含まないアモルファスシリコン膜を形成した後に、拡散法やイオン注入法を用いて
該アモルファスシリコン膜に不純物元素を導入してもよい。イオン注入法等により不純物
元素を導入した後に加熱等を行うことで、不純物元素を拡散させるとよい。この場合にア
モルファスシリコン膜を形成する方法としては、LPCVD法、気相成長法、又はスパッ
タリング法等を用いればよい。第3半導体膜606cの膜厚は20nm以上200nm以
下となるよう形成することが好ましい。
モルファス半導体ではなく、多結晶半導体を用いて形成してもよいし、微結晶半導体(セ
ミアモルファス半導体(Semi Amorphous Semiconductor:
SAS))を用いて形成してもよい。
状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導
体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。柱状または針状結晶が基板表面に対し
て法線方向に成長している。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマン
スペクトルが単結晶シリコンを示す520cm−1よりも低波数側に、シフトしている。
即ち、単結晶シリコンを示す520cm−1とアモルファスシリコンを示す480cm−
1の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手(ダングリ
ングボンド)を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含
ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ま
せて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体膜が得られる
。
たは周波数が1GHz以上のマイクロ波プラズマCVD装置により形成することができる
。代表的には、SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、S
iF4などの珪素を含む化合物を水素で希釈して形成することができる。また、珪素を含
む化合物(例えば水素化珪素)及び水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオ
ンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して微結晶半導体膜を形成すること
ができる。これらのときの珪素を含む化合物(例えば水素化珪素)に対して水素の流量比
を5倍以上200倍以下、好ましくは50倍以上150倍以下、更に好ましくは100倍
とする。さらには、シリコンを含む気体中に、CH4、C2H6等の炭化物気体、GeH
4、GeF4等のゲルマニウム化気体、F2等を混入させてもよい。
フォトダイオードはp型の半導体膜側を受光面とする方がよい特性を示す。ここでは、p
in型のフォトダイオードが形成されている基板601の面からフォトダイオード602
が受ける光を電気信号に変換する例を示す。また、受光面とした半導体膜側とは逆の導電
型を有する半導体膜側からの光は外乱光となるため、電極層は遮光性を有する導電膜を用
いるとよい。また、n型の半導体膜側を受光面として用いることもできる。
の材料に応じて、スパッタリング法、プラズマCVD法、SOG法、スピンコート、ディ
ップ、スプレー塗布、液滴吐出法(インクジェット法等)、印刷法(スクリーン印刷、オ
フセット印刷等)、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコータ
ー等を用いて形成することができる。
パッタリング法やプラズマCVD法によって形成することができる。
どの不純物、及び酸素の両方に対して膜を透過させない遮断効果(ブロック効果)が高い
。
水分などの不純物の酸化物半導体膜への混入、及び酸化物半導体を構成する主成分材料で
ある酸素の酸化物半導体膜からの放出を防止する保護膜として機能する。
酸化アルミニウム層、又は酸化窒化アルミニウム層などの酸化物絶縁膜、窒化シリコン層
、窒化酸化シリコン層、窒化アルミニウム層、又は窒化酸化アルミニウム層などの窒化物
絶縁膜の単層、又は積層を用いることができる。
る絶縁膜が好ましい。層間絶縁膜633、634としては、例えばポリイミド、アクリル
樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の、耐熱性を有する有機
絶縁材料を用いることができる。また上記有機絶縁材料の他に、低誘電率材料(low−
k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)等
の単層、又は積層を用いることができる。
ることができる。なお、被検出物の情報を読み取る際にバックライトなどの光源を用いる
ことができる。
を含み、かつ該複数の酸化物半導体層間に混合領域を有する酸化物半導体積層を用いるこ
とによって、トランジスタの電気特性をより精度よく制御することができ、所望の電気特
性をトランジスタに付与することが可能となる。よって、該トランジスタを用いることで
、高機能、高信頼性、又は低消費電力など、種々の目的に応じた半導体装置を提供するこ
とができる。
である。
実施の形態1乃至4のいずれかで一例を示したトランジスタは、複数のトランジスタを積
層する集積回路を有する半導体装置に好適に用いることができる。本実施の形態では、半
導体装置の一例として、記憶媒体(メモリ素子)の例を示す。
140と絶縁膜を介してトランジスタ140の上方に半導体膜を用いて作製された第2の
トランジスタであるトランジスタ162を含む半導体装置を作製する。実施の形態1乃至
3のいずれかで一例を示したトランジスタは、トランジスタ162に好適に用いることが
できる。本実施の形態では、トランジスタ162として実施の形態1で示したトランジス
タ440aと同様な構造を有するトランジスタを用いる例を示す。
よいし異なっていてもよい。本実施の形態では、記憶媒体(メモリ素子)の回路に好適な
材料及び構造のトランジスタをそれぞれ用いる例である。
15(B)には、半導体装置の平面を、それぞれ示す。ここで、図15(A)は、図15
(B)のC1−C2およびD1−D2における断面に相当する。また、図15(C)には
、上記半導体装置をメモリ素子として用いる場合の回路図の一例を示す。図15(A)お
よび図15(B)に示される半導体装置は、下部に第1の半導体材料を用いたトランジス
タ140を有し、上部に第2の半導体材料を用いたトランジスタ162を有する。本実施
の形態では、第1の半導体材料を酸化物半導体以外の半導体材料とし、第2の半導体材料
を酸化物半導体とする。酸化物半導体以外の半導体材料としては、例えば、シリコン、ゲ
ルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、またはガリウムヒ素等の化合物半導
体材料などを用いることができ、単結晶半導体を用いるのが好ましい。他に、有機半導体
材料などを用いてもよい。このような半導体材料を用いたトランジスタは、高速動作が容
易である。一方で、酸化物半導体を用いたトランジスタは、その特性により長時間の電荷
保持を可能とする。
れたチャネル形成領域116と、チャネル形成領域116を挟むように設けられた不純物
領域120と、不純物領域120に接する金属化合物領域124と、チャネル形成領域1
16上に設けられたゲート絶縁膜108と、ゲート絶縁膜108上に設けられたゲート電
極110とを有する。
晶半導体基板、シリコンゲルマニウムなどの化合物半導体基板、SOI基板などを適用す
ることができる。なお、一般に「SOI基板」は、絶縁表面上にシリコン半導体膜が設け
られた構成の基板をいうが、本明細書等においては、絶縁表面上にシリコン以外の材料か
らなる半導体膜が設けられた構成の基板も含む。つまり、「SOI基板」が有する半導体
膜は、シリコン半導体膜に限定されない。また、SOI基板には、ガラス基板などの絶縁
基板上に絶縁膜を介して半導体膜が設けられた構成のものが含まれるものとする。
することにより、表面から一定の深さに酸化層を形成させるとともに、表面層に生じた欠
陥を消滅させて作る方法、水素イオン照射により形成された微小ボイドの熱処理による成
長を利用して半導体基板を劈開する方法や、絶縁表面上に結晶成長により単結晶半導体膜
を形成する方法等を用いることができる。
面から一定の深さに脆弱化層を形成し、単結晶半導体基板の一つの面上、又は素子基板上
のどちらか一方に絶縁膜を形成する。単結晶半導体基板と素子基板を、絶縁膜を挟んで重
ね合わせた状態で、脆弱化層に亀裂を生じさせ、単結晶半導体基板を脆弱化層で分離する
熱処理を行い、単結晶半導体基板より半導体膜として単結晶半導体膜を素子基板上に形成
する。上記方法を用いて作製されたSOI基板も好適に用いることができる。
る。なお、高集積化を実現するためには、図15に示すようにトランジスタ140がサイ
ドウォールとなる側壁絶縁層を有しない構成とすることが望ましい。一方で、トランジス
タ140の特性を重視する場合には、ゲート電極110の側面にサイドウォールとなる側
壁絶縁層を設け、不純物濃度が異なる領域を含む不純物領域120を設けてもよい。
該トランジスタを読み出し用のトランジスタとして用いることで、情報の読み出しを高速
に行うことができる。トランジスタ140を覆うように絶縁膜を2層形成する。トランジ
スタ162および容量素子164の形成前の処理として、該絶縁膜2層にCMP処理を施
して、平坦化した絶縁膜128、絶縁膜130を形成し、同時にゲート電極110の上面
を露出させる。
アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化
酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。絶縁
膜128、絶縁膜130は、プラズマCVD法又はスパッタリング法等を用いて形成する
ことができる。
とができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料(low−k材料)等を用いること
ができる。有機材料を用いる場合、スピンコート法、印刷法などの湿式法によって絶縁膜
128、絶縁膜130を形成してもよい。
シリコン膜を形成し、絶縁膜130としてスパッタリング法により膜厚550nmの酸化
シリコン膜を形成する。
物半導体膜を積層する。本実施の形態では、酸化物半導体膜の積層としてスパッタリング
法により、絶縁膜130上にIn−Sn−Zn系酸化物層及びIn−Ga−Zn系酸化物
層を順に積層する。
域を形成する。混合領域を設けることで、積層される酸化物半導体層の間の領域はエネル
ギーバンド図において連続接合となり、積層される酸化物半導体層の界面における散乱を
軽減することができる。
積層144を形成する。なお、酸化物半導体積層144に混合領域を形成する加熱処理は
、酸化物半導体膜を島状の酸化物半導体積層に加工した後でもよい。
ドレイン電極142bを形成する。
148は、導電層を形成した後に、当該導電層を選択的にエッチングすることによって形
成することができる。
リコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウ
ム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、酸化ハ
フニウム膜、又は酸化ガリウム膜を形成することができる。
電極142bに用いることのできる導電層は、スパッタリング法をはじめとするPVD法
や、プラズマCVD法などのCVD法を用いて形成することができる。また、導電層の材
料としては、Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、Wから選ばれた元素や、上述した元
素を成分とする合金等を用いることができる。Mn、Mg、Zr、Be、Nd、Scのい
ずれか、またはこれらを複数組み合わせた材料を用いてもよい。
ン膜や窒化チタン膜の単層構造、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウ
ム膜上にチタン膜が積層された2層構造、窒化チタン膜上にチタン膜が積層された2層構
造、チタン膜とアルミニウム膜とチタン膜とが積層された3層構造などが挙げられる。な
お、導電層を、チタン膜や窒化チタン膜の単層構造とする場合には、テーパー形状を有す
るソース電極またはドレイン電極142a、およびソース電極またはドレイン電極142
bへの加工が容易であるというメリットがある。
150を形成する。本実施の形態では、絶縁膜150として酸化アルミニウム膜を形成す
る。
、水分などの不純物、及び酸素の両方に対して膜を通過させない遮断効果(ブロック効果
)が高い。
水分などの不純物の酸化物半導体積層144への混入、及び酸化物半導体を構成する主成
分材料である酸素の酸化物半導体積層144からの放出を防止する保護膜として機能する
。
窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、酸化
アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜
、又は酸化ガリウム膜を用いることができる。
層153を形成する。
2は、スパッタリング法やCVD法などを用いて形成することができる。また、酸化シリ
コン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム等の無機絶
縁材料を含む材料を用いて形成することができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾ
シクロブテン系樹脂、等の有機材料を用いることができ、上記有機材料には塗布法、印刷
法、インクジェット法などの湿式法を用いることができる。
イン電極142bにまで達する開口を形成する。当該開口の形成は、マスクなどを用いた
選択的なエッチングにより行われる。
る。なお、図15にはソース電極またはドレイン電極142bと配線156との接続箇所
は図示していない。
VD法を用いて導電層を形成した後、当該導電層をエッチング加工することによって形成
される。また、導電層の材料としては、Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、Wから選
ばれた元素や、上述した元素を成分とする合金等を用いることができる。Mn、Mg、Z
r、Be、Nd、Scのいずれか、またはこれらを複数組み合わせた材料を用いてもよい
。詳細は、ソース電極またはドレイン電極142aなどと同様である。
トランジスタ162は、エネルギーギャップの異なる少なくとも2層の酸化物半導体層を
含み、かつ該積層する酸化物半導体層間に混合領域が設けられた酸化物半導体積層144
を有するトランジスタである。半導体層として異なるエネルギーギャップを有する複数の
酸化物半導体層を用いた酸化物半導体積層144を用いることによって、トランジスタ1
62の電気特性をより精度よく制御することができ、所望の電気特性をトランジスタ16
2に付与することが可能となる。また、本実施の形態においては、酸化物半導体積層14
4を高純度化し、酸素欠損を補填する酸素を過剰に含む酸化物半導体積層とする。よって
、トランジスタ162は、オフ電流を低減され、電気特性変動が抑制されており、電気的
に安定である。容量素子164は、ソース電極またはドレイン電極142a、ゲート絶縁
膜146、および電極層153、で構成される。
とにより、ソース電極またはドレイン電極142aと、電極層153との間の絶縁性を十
分に確保することができる。もちろん、十分な容量を確保するために、絶縁膜150を有
しない構成の容量素子164を採用してもよい。また、絶縁膜を有する構成の容量素子1
64を採用してもよい。さらに、容量が不要の場合は、容量素子164を設けない構成と
することも可能である。
。図15(C)において、トランジスタ162のソース電極またはドレイン電極の一方と
、容量素子164の電極の一方と、トランジスタ140のゲート電極と、は電気的に接続
されている。また、第1の配線(1st Line:ソース線とも呼ぶ)とトランジスタ
140のソース電極とは、電気的に接続され、第2の配線(2nd Line:ビット線
とも呼ぶ)とトランジスタ140のドレイン電極とは、電気的に接続されている。また、
第3の配線(3rd Line:第1の信号線とも呼ぶ)とトランジスタ162のソース
電極またはドレイン電極の他方とは、電気的に接続され、第4の配線(4th Line
:第2の信号線とも呼ぶ)と、トランジスタ162のゲート電極とは、電気的に接続され
ている。そして、第5の配線(5th Line:ワード線とも呼ぶ)と、容量素子16
4の電極の他方は電気的に接続されている。
ているため、トランジスタ162をオフ状態とすることで、トランジスタ162のソース
電極またはドレイン電極の一方と、容量素子164の電極の一方と、トランジスタ140
のゲート電極とが電気的に接続されたノード(以下、ノードFG)の電位を極めて長時間
にわたって保持することが可能である。そして、容量素子164を有することにより、ノ
ードFGに与えられた電荷の保持が容易になり、また、保持された情報の読み出しが容易
になる。
ジスタ162がオン状態となる電位にして、トランジスタ162をオン状態とする。これ
により、第3の配線の電位が、ノードFGに供給され、ノードFGに所定量の電荷が蓄積
される。ここでは、異なる二つの電位レベルを与える電荷(以下、ロー(Low)レベル
電荷、ハイ(High)レベル電荷という)のいずれかが与えられるものとする。その後
、第4の配線の電位を、トランジスタ162がオフ状態となる電位にして、トランジスタ
162をオフ状態とすることにより、ノードFGが浮遊状態となるため、ノードFGには
所定の電荷が保持されたままの状態となる。以上のように、ノードFGに所定量の電荷を
蓄積及び保持させることで、メモリセルに情報を記憶させることができる。
れた電荷は長時間にわたって保持される。したがって、リフレッシュ動作が不要となるか
、または、リフレッシュ動作の頻度を極めて低くすることが可能となり、消費電力を十分
に低減することができる。また、電力の供給がない場合であっても、長期にわたって記憶
内容を保持することが可能である。
えた状態で、第5の配線に適切な電位(読み出し電位)を与えると、ノードFGに保持さ
れた電荷量に応じて、トランジスタ140は異なる状態をとる。一般に、トランジスタ1
40をnチャネル型とすると、ノードFGにHighレベル電荷が保持されている場合の
トランジスタ140の見かけのしきい値Vth_Hは、ノードFGにLowレベル電荷が
保持されている場合のトランジスタ140の見かけのしきい値Vth_Lより低くなるた
めである。ここで、見かけのしきい値とは、トランジスタ140を「オン状態」とするた
めに必要な第5の配線の電位をいうものとする。したがって、第5の配線の電位をVth
_HとVth_Lの中間の電位V0とすることにより、ノードFGに保持された電荷を判
別できる。例えば、書き込みにおいて、Highレベル電荷が与えられていた場合には、
第5の配線の電位がV0(>Vth_H)となれば、トランジスタ140は「オン状態」
となる。Lowレベル電荷が与えられていた場合には、第5の配線の電位がV0(<Vt
h_L)となっても、トランジスタ140は「オフ状態」のままである。このため、第5
の配線の電位を制御して、トランジスタ140のオン状態またはオフ状態を読み出す(第
2の配線の電位を読み出す)ことで、記憶された情報を読み出すことができる。
荷を保持したノードFGに、新たな電位を供給することで、ノードFGに新たな情報に係
る電荷を保持させる。具体的には、第4の配線の電位を、トランジスタ162がオン状態
となる電位にして、トランジスタ162をオン状態とする。これにより、第3の配線の電
位(新たな情報に係る電位)が、ノードFGに供給され、ノードFGに所定量の電荷が蓄
積される。その後、第4の配線の電位をトランジスタ162がオフ状態となる電位にして
、トランジスタ162をオフ状態とすることにより、ノードFGには、新たな情報に係る
電荷が保持された状態となる。すなわち、ノードFGに第1の書き込みによって所定量の
電荷が保持された状態で、第1の書き込みと同様の動作(第2の書き込み)を行うことで
、記憶させた情報を上書きすることが可能である。
の酸化物半導体層を含む酸化物半導体積層を有し、オフ電流が十分に低くなるよう制御さ
れたトランジスタである。このようなトランジスタを用いることで、極めて長期にわたり
記憶内容を保持することが可能な半導体装置が得られる。
複数の酸化物半導体層間に混合領域を有する酸化物半導体積層を用いることによって、ト
ランジスタの電気特性をより精度よく制御することができ、所望の電気特性をトランジス
タに付与することが可能となる。よって、高機能、高信頼性、又は低消費電力など、種々
の目的に応じた半導体装置を提供することができる。
宜組み合わせて用いることができる。
本明細書に開示する半導体装置は、さまざまな電子機器(遊技機も含む)に適用すること
ができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン
受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメ
ラ等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう
)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機など
が挙げられる。上記実施の形態で説明した半導体装置を具備する電子機器の例について説
明する。上記実施の形態で説明した半導体装置を具備することによって、高機能、高信頼
性、又は低消費電力など、種々の目的に応じた品質を付与された電子機器を提供すること
ができる。
筐体9001に表示部9003が組み込まれている。本発明の一態様を用いて作製される
半導体装置は、表示部9003に用いることが可能であり、表示部9003により映像を
表示することが可能である。なお、4本の脚部9002により筐体9001を支持した構
成を示している。また、電力供給のための電源コード9005を筐体9001に有してい
る。
表示された表示ボタン9004を指などで触れることで、画面操作や、情報を入力するこ
とができ、また他の家電製品との通信を可能とする、または制御を可能とすることで、画
面操作により他の家電製品をコントロールする制御装置としてもよい。例えば、実施の形
態6に示したイメージセンサ機能を有する半導体装置を用いれば、表示部9003にタッ
チ入力機能を持たせることができる。
直に立てることもでき、テレビジョン装置としても利用できる。狭い部屋においては、大
きな画面のテレビジョン装置は設置すると自由な空間が狭くなってしまうが、テーブルに
表示部が内蔵されていれば、部屋の空間を有効に利用することができる。
、筐体9101に表示部9103が組み込まれている。本発明の一態様を用いて作製され
る半導体装置は、表示部9103に用いることが可能であり、表示部9103により映像
を表示することが可能である。なお、ここではスタンド9105により筐体9101を支
持した構成を示している。
コン操作機9110により行うことができる。リモコン操作機9110が備える操作キー
9109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部9103に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機9110に、当該リモコン操作機
9110から出力する情報を表示する表示部9107を設ける構成としてもよい。
レビジョン装置9100は、受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さ
らにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方
向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)
の情報通信を行うことも可能である。
り、より高性能及び高信頼性なテレビジョン装置とすることができる。
ーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングデバイス9206等を含む
。コンピュータは、本発明の一態様を用いて作製される半導体装置をその表示部9203
に用いることにより作製される。
り、より高性能及び高信頼性なコンピュータとすることができる。
に組み込まれた表示部9502の他、操作ボタン9503、外部接続ポート9504、ス
ピーカ9505、マイク9506、操作ボタン9507などを備えている。実施の形態1
乃至7のいずれかで示した半導体装置を表示部9502に適用することにより、より高性
能及び高信頼性な携帯電話機とすることができる。
報を入力する、電話を掛ける、またはメールを作成するなどの操作を行うことができる。
表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表
示モードと入力モードの2つのモードが混合したものである。
主とする入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表
示部9502の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好まし
い。
有する検出装置を設けることで、携帯電話機9500の向き(縦向きか横向きか)を判断
して、表示部9502の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
タン9503の操作により行われる。また、表示部9502に表示される画像の種類によ
って切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデ
ータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
部9502のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
部9502に掌や指を触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができ
る。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシン
グ用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
宜組み合わせて用いることができる。
厚5nmのIn−Ga−Zn系酸化物膜、第2の酸化物半導体層1002として膜厚5n
mのIn−Sn−Zn系酸化物膜、第3の酸化物半導体層1003として膜厚5nmのI
n−Ga−Zn系酸化物膜を積層成膜し、酸化物半導体積層を形成した。それぞれの成膜
条件は、スパッタリング法を用いて基板温度300℃、酸素雰囲気(酸素100%)下で
成膜を行った。ターゲットは、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]の酸化物ター
ゲットを用い、In−Ga−Zn系酸化物膜を成膜する。また、In−Sn−Zn系酸化
物膜は、In:Sn:Zn=2:1:3[原子数比]の酸化物ターゲットを用いる。
、実施例試料とした。加熱処理は、温度650℃、窒素雰囲気下で1時間行った後、温度
650℃、酸素雰囲気下で1時間行った。なお、加熱処理を行わない酸化物半導体積層を
、比較例試料とした。
イテクノロジー製「H9000−NAR」:TEM)で実施例試料及び比較例試料の断面
観察を行った。図17に実施例試料、図18(A)に比較例試料のTEM像を示す。なお
、比較例試料の模式図を図18(B)に示す。図18(B)において、積層する酸化物半
導体層の境界を点線で図示しているが、模式的に示したものである。
001である膜厚5nmの第1のIn−Ga−Zn系酸化物膜、第2の酸化物半導体層1
002である膜厚5nmのIn−Sn−Zn系酸化物膜、第3の酸化物半導体層1003
である膜厚5nmの第2のIn−Ga−Zn系酸化物膜を積層成膜した酸化物半導体積層
であり、積層する酸化物半導体層間に境界(界面)が確認できる。
示すように積層する酸化物半導体層の間は明確な境界は確認できず、混合領域となってい
る。
Ga−Zn系酸化物膜、第2の酸化物半導体層1002であるIn−Sn−Zn系酸化物
膜、及び第3の酸化物半導体層1003である第2のIn−Ga−Zn系酸化物膜は、結
晶を含んでおり、c軸配向を有した結晶性酸化物半導体(CAAC−OS)膜であること
が確認できる。また、第1の酸化物半導体層1001である第1のIn−Ga−Zn系酸
化物膜は非晶質構造も含んでいる。
ず、すべて結晶構造を有している酸化物半導体層でもよいし、すべて非晶質構造であって
もよいし、結晶構造を有する酸化物半導体層と非晶質構造である酸化物半導体層とが混在
してもよい。
該複数の酸化物半導体層間に混合領域を有する酸化物半導体積層を得られることが確認で
きた。該酸化物半導体積層を用いることによって、トランジスタの電気特性をより精度よ
く制御することができ、所望の電気特性をトランジスタに付与することが可能となる。よ
って、該トランジスタを用いることで、高機能、高信頼性、又は低消費電力など、種々の
目的に応じた半導体装置を提供することができる。
102 酸化物半導体層
103 酸化物半導体層
105 混合領域
106 素子分離絶縁層
107 混合領域
108 ゲート絶縁膜
110 ゲート電極
111 酸素過剰領域
112 酸素過剰領域
113 酸素過剰領域
115 酸素過剰領域
116 チャネル形成領域
117 酸素過剰領域
120 不純物領域
121a 低抵抗領域
121b 低抵抗領域
121c チャネル形成領域
121d 低抵抗領域
121e 低抵抗領域
122a 低抵抗領域
122b 低抵抗領域
122c チャネル形成領域
122d 低抵抗領域
122e 低抵抗領域
123a 低抵抗領域
123b 低抵抗領域
123c チャネル形成領域
123d 低抵抗領域
123e 低抵抗領域
124 金属化合物領域
125a 低抵抗領域
125b 低抵抗領域
125c チャネル形成領域
125d 低抵抗領域
125e 低抵抗領域
127a 低抵抗領域
127b 低抵抗領域
127c チャネル形成領域
127d 低抵抗領域
127e 低抵抗領域
128 絶縁膜
130 絶縁膜
140 トランジスタ
142a ドレイン電極
142b ドレイン電極
144 酸化物半導体積層
146 ゲート絶縁膜
148 ゲート電極層
150 絶縁膜
152 絶縁膜
153 電極層
156 配線
162 トランジスタ
164 容量素子
185 基板
191 酸化物半導体膜
192 酸化物半導体膜
340 トランジスタ
343 トランジスタ
380a トランジスタ
380b トランジスタ
380c トランジスタ
382 トランジスタ
383 トランジスタ
385 トランジスタ
400 基板
401 ゲート電極層
402 ゲート絶縁膜
403 酸化物半導体積層
404a ソース電極層
404b ドレイン電極層
405a ソース電極層
405b ドレイン電極層
407 絶縁膜
415a ソース電極層
415b ドレイン電極層
416 絶縁膜
420 トランジスタ
421 ドーパント
423 トランジスタ
425 トランジスタ
430 トランジスタ
431 酸素
436 酸化物絶縁膜
440a トランジスタ
440b トランジスタ
440c トランジスタ
440d トランジスタ
440e トランジスタ
465a 配線層
465b 配線層
480 トランジスタ
485 トランジスタ
493 積層
601 基板
602 フォトダイオード
606a 半導体膜
606b 半導体膜
606c 半導体膜
608 接着層
613 基板
631 絶縁膜
632 絶縁膜
633 層間絶縁膜
634 層間絶縁膜
640 トランジスタ
641 電極層
642 電極層
643 導電層
645 導電層
656 トランジスタ
658 フォトダイオードリセット信号線
659 ゲート信号線
671 フォトセンサ出力信号線
672 フォトセンサ基準信号線
1000 基板
1001 酸化物半導体層
1002 酸化物半導体層
1003 酸化物半導体層
4001 基板
4002 画素部
4003 信号線駆動回路
4004 走査線駆動回路
4005 シール材
4006 基板
4008 液晶層
4010 トランジスタ
4011 トランジスタ
4013 液晶素子
4015 接続端子電極
4016 端子電極
4018 FPC
4019 異方性導電膜
4020 絶縁膜
4021 絶縁膜
4023 絶縁膜
4030 電極層
4031 電極層
4032 絶縁膜
4033 絶縁膜
4510 隔壁
4511 電界発光層
4513 発光素子
4514 充填材
9000 テーブル
9001 筐体
9002 脚部
9003 表示部
9004 表示ボタン
9005 電源コード
9100 テレビジョン装置
9101 筐体
9103 表示部
9105 スタンド
9107 表示部
9109 操作キー
9110 リモコン操作機
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングデバイス
9500 携帯電話機
9501 筐体
9502 表示部
9503 操作ボタン
9504 外部接続ポート
9505 スピーカ
9506 マイク
9507 操作ボタン
Claims (4)
- 第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上の、第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続された、ソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続された、ドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層と、ゲート絶縁膜を介して、重なる領域を有する、ゲート電極と、を有し、
前記第1の酸化物半導体層の上面と、前記第2の酸化物半導体層の下面との間に混合領域を有し、
前記混合領域は、前記第1の酸化物半導体層を構成する元素を有し、
前記混合領域は、前記第2の酸化物半導体層を構成する元素を有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1において、
前記混合領域は、前記第1の酸化物半導体層を構成する元素の組成比と異なる組成比を有し、
前記混合領域は、前記第2の酸化物半導体層を構成する元素の組成比と異なる組成比を有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記混合領域は、前記第1の酸化物半導体層のエネルギーギャップと異なるエネルギーギャップを有し、
前記混合領域は、前記第2の酸化物半導体層のエネルギーギャップと異なるエネルギーギャップ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のいずれか一において、
前記第2の酸化物半導体層は、前記ゲート電極と重なる領域に、チャネル形成領域を有し、
前記チャネル形成領域に隣接した、前記混合領域は、低抵抗領域を有することを特徴とする半導体装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011152096 | 2011-07-08 | ||
JP2011152096 | 2011-07-08 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012151180A Division JP6113970B2 (ja) | 2011-07-08 | 2012-07-05 | 半導体装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018150301A Division JP2018186301A (ja) | 2011-07-08 | 2018-08-09 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017126769A true JP2017126769A (ja) | 2017-07-20 |
JP6457573B2 JP6457573B2 (ja) | 2019-01-23 |
Family
ID=47438117
Family Applications (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012151180A Active JP6113970B2 (ja) | 2011-07-08 | 2012-07-05 | 半導体装置 |
JP2015106980A Expired - Fee Related JP6078104B2 (ja) | 2011-07-08 | 2015-05-27 | 半導体装置 |
JP2017048180A Active JP6457573B2 (ja) | 2011-07-08 | 2017-03-14 | 半導体装置 |
JP2018150301A Withdrawn JP2018186301A (ja) | 2011-07-08 | 2018-08-09 | 半導体装置 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012151180A Active JP6113970B2 (ja) | 2011-07-08 | 2012-07-05 | 半導体装置 |
JP2015106980A Expired - Fee Related JP6078104B2 (ja) | 2011-07-08 | 2015-05-27 | 半導体装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018150301A Withdrawn JP2018186301A (ja) | 2011-07-08 | 2018-08-09 | 半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9214474B2 (ja) |
JP (4) | JP6113970B2 (ja) |
Families Citing this family (105)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101977152B1 (ko) | 2010-04-02 | 2019-05-10 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
JP6009226B2 (ja) | 2011-06-10 | 2016-10-19 | 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 |
KR20130007426A (ko) | 2011-06-17 | 2013-01-18 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
US9166055B2 (en) | 2011-06-17 | 2015-10-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR102546888B1 (ko) * | 2011-06-17 | 2023-06-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액정 디스플레이 장치 |
US8952377B2 (en) | 2011-07-08 | 2015-02-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP6013685B2 (ja) | 2011-07-22 | 2016-10-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US8994019B2 (en) | 2011-08-05 | 2015-03-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
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 |
TWI605597B (zh) | 2012-01-26 | 2017-11-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及半導體裝置的製造方法 |
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 |
KR20230157542A (ko) | 2012-04-13 | 2023-11-16 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
DE112013002407B4 (de) | 2012-05-10 | 2024-05-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Halbleitervorrichtung |
KR102119914B1 (ko) | 2012-05-31 | 2020-06-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
JP2014027263A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-02-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
US8901557B2 (en) | 2012-06-15 | 2014-12-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP6134598B2 (ja) | 2012-08-02 | 2017-05-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
IN2015DN01663A (ja) | 2012-08-03 | 2015-07-03 | Semiconductor Energy Lab | |
US8901547B2 (en) | 2012-08-25 | 2014-12-02 | Polyera Corporation | Stacked structure organic light-emitting transistors |
TWI799011B (zh) | 2012-09-14 | 2023-04-11 | 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 |
WO2014061567A1 (en) | 2012-10-17 | 2014-04-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Programmable logic device |
JP6300489B2 (ja) | 2012-10-24 | 2018-03-28 | 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 |
US9569992B2 (en) | 2012-11-15 | 2017-02-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for driving information processing device, program, and information processing device |
US9153649B2 (en) | 2012-11-30 | 2015-10-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for evaluating semiconductor device |
JP2014135478A (ja) | 2012-12-03 | 2014-07-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
US9349593B2 (en) | 2012-12-03 | 2016-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
DE112013006219T5 (de) | 2012-12-25 | 2015-09-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Halbleitervorrichtung und deren Herstellungsverfahren |
KR20230023050A (ko) | 2012-12-28 | 2023-02-16 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
US9391096B2 (en) | 2013-01-18 | 2016-07-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
TWI618252B (zh) * | 2013-02-12 | 2018-03-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
US9231111B2 (en) | 2013-02-13 | 2016-01-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US9373711B2 (en) * | 2013-02-27 | 2016-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
TWI644433B (zh) | 2013-03-13 | 2018-12-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
JP6376788B2 (ja) | 2013-03-26 | 2018-08-22 | 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 |
US10304859B2 (en) | 2013-04-12 | 2019-05-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having an oxide film on an oxide semiconductor film |
KR20140125181A (ko) * | 2013-04-18 | 2014-10-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 평판표시장치용 백플레인 및 그의 제조방법 |
WO2014181785A1 (en) * | 2013-05-09 | 2014-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
TWI669824B (zh) | 2013-05-16 | 2019-08-21 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
CN109860278A (zh) * | 2013-05-20 | 2019-06-07 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置 |
DE102014208859B4 (de) * | 2013-05-20 | 2021-03-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Halbleitervorrichtung |
KR102657220B1 (ko) * | 2013-05-20 | 2024-04-16 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
TWI664731B (zh) * | 2013-05-20 | 2019-07-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
JP6161431B2 (ja) * | 2013-06-27 | 2017-07-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US20150001533A1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
KR102088462B1 (ko) * | 2013-07-03 | 2020-05-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 표시판 및 이의 제조 방법 |
JP6018607B2 (ja) * | 2013-07-12 | 2016-11-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
JP6322503B2 (ja) * | 2013-07-16 | 2018-05-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US9443592B2 (en) * | 2013-07-18 | 2016-09-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
US9496330B2 (en) | 2013-08-02 | 2016-11-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide semiconductor film and semiconductor device |
JP2015053477A (ja) * | 2013-08-05 | 2015-03-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置および半導体装置の作製方法 |
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 |
JP2015041388A (ja) * | 2013-08-20 | 2015-03-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 記憶装置、及び半導体装置 |
US9590109B2 (en) * | 2013-08-30 | 2017-03-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US9805952B2 (en) | 2013-09-13 | 2017-10-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
TWI646690B (zh) * | 2013-09-13 | 2019-01-01 | 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 |
JP2015084418A (ja) | 2013-09-23 | 2015-04-30 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
JP6570817B2 (ja) * | 2013-09-23 | 2019-09-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US9455349B2 (en) * | 2013-10-22 | 2016-09-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide semiconductor thin film transistor with reduced impurity diffusion |
KR102270823B1 (ko) * | 2013-10-22 | 2021-06-30 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치와 그 제작 방법 |
DE102014220672A1 (de) * | 2013-10-22 | 2015-05-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Halbleitervorrichtung |
US9882014B2 (en) * | 2013-11-29 | 2018-01-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR20230010833A (ko) * | 2013-12-02 | 2023-01-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치 |
US9349751B2 (en) | 2013-12-12 | 2016-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
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 |
WO2015097586A1 (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US9397149B2 (en) * | 2013-12-27 | 2016-07-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP6506545B2 (ja) | 2013-12-27 | 2019-04-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
WO2015114476A1 (en) * | 2014-01-28 | 2015-08-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US9929279B2 (en) | 2014-02-05 | 2018-03-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
TWI685116B (zh) * | 2014-02-07 | 2020-02-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
JP6615490B2 (ja) * | 2014-05-29 | 2019-12-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置及び電子機器 |
TWI663726B (zh) * | 2014-05-30 | 2019-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | 半導體裝置、模組及電子裝置 |
WO2015189731A1 (en) | 2014-06-13 | 2015-12-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and electronic device including the semiconductor device |
KR102373434B1 (ko) * | 2014-11-07 | 2022-03-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 |
US10522693B2 (en) * | 2015-01-16 | 2019-12-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Memory device and electronic device |
KR102293488B1 (ko) * | 2015-03-12 | 2021-08-26 | 주성엔지니어링(주) | 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법 |
KR102293486B1 (ko) * | 2015-03-12 | 2021-08-26 | 주성엔지니어링(주) | 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법 |
US10147823B2 (en) | 2015-03-19 | 2018-12-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US9842938B2 (en) * | 2015-03-24 | 2017-12-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and display device including semiconductor device |
KR20160114511A (ko) | 2015-03-24 | 2016-10-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치의 제작 방법 |
US10096715B2 (en) | 2015-03-26 | 2018-10-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, method for manufacturing the same, and electronic device |
US9806200B2 (en) | 2015-03-27 | 2017-10-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
KR102549926B1 (ko) * | 2015-05-04 | 2023-06-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치, 반도체 장치의 제작 방법, 및 전자기기 |
WO2016189414A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and display device including the semiconductor device |
KR102475888B1 (ko) * | 2015-08-13 | 2022-12-08 | 삼성전자주식회사 | 금속산화물 복합체 및 금속산화물 복합체 제조방법 |
US10714633B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-07-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and display device |
KR102454384B1 (ko) * | 2015-12-31 | 2022-10-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 산화물 박막 트랜지스터와 그를 포함하는 표시 장치 및 그 제조방법 |
US10043917B2 (en) | 2016-03-03 | 2018-08-07 | United Microelectronics Corp. | Oxide semiconductor device and method of manufacturing the same |
WO2017153882A1 (en) | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, manufacturing method thereof, and display device including the semiconductor device |
JP6648616B2 (ja) * | 2016-04-11 | 2020-02-14 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置 |
US10043659B2 (en) | 2016-05-20 | 2018-08-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device or display device including the same |
CN114864381A (zh) | 2016-05-20 | 2022-08-05 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置或包括该半导体装置的显示装置 |
KR102330605B1 (ko) * | 2016-06-22 | 2021-11-24 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
TWI737665B (zh) | 2016-07-01 | 2021-09-01 | 日商半導體能源硏究所股份有限公司 | 半導體裝置以及半導體裝置的製造方法 |
TWI811761B (zh) | 2016-07-11 | 2023-08-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 金屬氧化物及半導體裝置 |
TWI720097B (zh) | 2016-07-11 | 2021-03-01 | 日商半導體能源硏究所股份有限公司 | 濺射靶材及濺射靶材的製造方法 |
TWI771281B (zh) * | 2016-07-11 | 2022-07-21 | 日商半導體能源硏究所股份有限公司 | 金屬氧化物及包括該金屬氧化物的半導體裝置 |
JP6894726B2 (ja) * | 2017-03-10 | 2021-06-30 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、および半導体装置の作製方法 |
JP6963906B2 (ja) * | 2017-04-25 | 2021-11-10 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置及びその製造方法 |
CN114975635A (zh) | 2017-05-31 | 2022-08-30 | 乐金显示有限公司 | 薄膜晶体管、包括其的栅极驱动器、以及包括该栅极驱动器的显示装置 |
CN109148592B (zh) * | 2017-06-27 | 2022-03-11 | 乐金显示有限公司 | 包括氧化物半导体层的薄膜晶体管,其制造方法和包括其的显示设备 |
WO2019175698A1 (ja) | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 金属酸化物、及び金属酸化物を有するトランジスタ |
KR102619290B1 (ko) * | 2018-12-04 | 2023-12-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치 |
JPWO2021009620A1 (ja) * | 2019-07-18 | 2021-01-21 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007073703A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Canon Inc | 薄膜トランジスタ及び薄膜ダイオード |
JP2009033004A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Fujifilm Corp | 薄膜素子とその製造方法、半導体装置 |
JP2009231613A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Fujifilm Corp | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 |
JP2010034534A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-02-12 | Fujifilm Corp | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 |
JP2010040552A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
US20100051933A1 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-04 | Do-Hyun Kim | Thin film transistor array substrate and method of fabricating the same |
JP2010166030A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | トランジスタの作製方法 |
JP2010287735A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Fujifilm Corp | 薄膜トランジスタ及びその製造方法、電気光学装置、並びにセンサー |
JP2011129926A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Samsung Mobile Display Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
Family Cites Families (135)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60160173A (ja) | 1984-01-30 | 1985-08-21 | Sharp Corp | 薄膜トランジスタ |
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 |
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 |
JPH0244258B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn3o6deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244260B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn5o8deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244262B2 (ja) | 1987-02-27 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn6o9deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244263B2 (ja) | 1987-04-22 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn7o10deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
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 |
JPH11505377A (ja) | 1995-08-03 | 1999-05-18 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 半導体装置 |
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 |
JPH1012889A (ja) | 1996-06-18 | 1998-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体薄膜および半導体装置 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
WO2003040441A1 (en) | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Japan Science And Technology Agency | Natural superlattice homologous single crystal thin film, method for preparation thereof, and device using said single crystal thin film |
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 |
CN1445821A (zh) | 2002-03-15 | 2003-10-01 | 三洋电机株式会社 | ZnO膜和ZnO半导体层的形成方法、半导体元件及其制造方法 |
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 |
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 |
US7282782B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-10-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Combined binary oxide semiconductor device |
WO2005088726A1 (ja) | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Japan Science And Technology Agency | アモルファス酸化物及び薄膜トランジスタ |
US7145174B2 (en) | 2004-03-12 | 2006-12-05 | Hewlett-Packard Development Company, Lp. | Semiconductor device |
US7297977B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | 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 |
US7453065B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Sensor and image pickup device |
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 |
KR100998527B1 (ko) | 2004-11-10 | 2010-12-07 | 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸 | 비정질 산화물 및 전계 효과 트랜지스터 |
CA2585063C (en) | 2004-11-10 | 2013-01-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Light-emitting device |
JP5126729B2 (ja) | 2004-11-10 | 2013-01-23 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
CN101057338B (zh) | 2004-11-10 | 2011-03-16 | 佳能株式会社 | 采用无定形氧化物的场效应晶体管 |
US7863611B2 (en) | 2004-11-10 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Integrated circuits utilizing amorphous oxides |
US7791072B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Display |
US7829444B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Field effect transistor manufacturing method |
US7579224B2 (en) | 2005-01-21 | 2009-08-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film semiconductor device |
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 |
TWI562380B (en) | 2005-01-28 | 2016-12-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device, electronic device, and method of manufacturing semiconductor device |
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 |
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 |
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 |
EP1995787A3 (en) | 2005-09-29 | 2012-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. | Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method therof |
JP5078246B2 (ja) | 2005-09-29 | 2012-11-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、及び半導体装置の作製方法 |
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 |
KR101117948B1 (ko) | 2005-11-15 | 2012-02-15 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액정 디스플레이 장치 제조 방법 |
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 |
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 |
KR20070101595A (ko) | 2006-04-11 | 2007-10-17 | 삼성전자주식회사 | ZnO TFT |
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 |
CN101356652B (zh) | 2006-06-02 | 2012-04-18 | 日本财团法人高知县产业振兴中心 | 包括由氧化锌构成的氧化物半导体薄膜层的半导体器件及其制造方法 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
US7622371B2 (en) | 2006-10-10 | 2009-11-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fused nanocrystal thin film semiconductor and method |
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 |
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 |
JP2008270313A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体記憶素子 |
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 |
WO2008133345A1 (en) | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Oxynitride semiconductor |
KR101345376B1 (ko) | 2007-05-29 | 2013-12-24 | 삼성전자주식회사 | ZnO 계 박막 트랜지스터 및 그 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 |
JP5325446B2 (ja) | 2008-04-16 | 2013-10-23 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置及びその製造方法 |
KR101496148B1 (ko) | 2008-05-15 | 2015-02-27 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자 및 그 제조방법 |
KR100963026B1 (ko) | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
EP2146379B1 (en) | 2008-07-14 | 2015-01-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transistor comprising ZnO based channel layer |
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 |
JP5258475B2 (ja) * | 2008-09-22 | 2013-08-07 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜電界効果型トランジスタ |
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 |
US8383470B2 (en) | 2008-12-25 | 2013-02-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor (TFT) having a protective layer and manufacturing method thereof |
TWI475616B (zh) | 2008-12-26 | 2015-03-01 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置及其製造方法 |
JP5504008B2 (ja) | 2009-03-06 | 2014-05-28 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
WO2011007677A1 (en) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
CN102473734B (zh) | 2009-07-31 | 2015-08-12 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置及其制造方法 |
WO2011039853A1 (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ |
WO2011065329A1 (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-03 | 株式会社日立製作所 | 酸化物半導体装置およびその製造方法 |
KR101824124B1 (ko) | 2009-11-28 | 2018-02-01 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
CN105206514B (zh) * | 2009-11-28 | 2018-04-10 | 株式会社半导体能源研究所 | 层叠的氧化物材料、半导体器件、以及用于制造该半导体器件的方法 |
KR20190100462A (ko) | 2009-11-28 | 2019-08-28 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
KR101945171B1 (ko) * | 2009-12-08 | 2019-02-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
JP5497417B2 (ja) * | 2009-12-10 | 2014-05-21 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法、並びにその薄膜トランジスタを備えた装置 |
KR101613701B1 (ko) * | 2009-12-25 | 2016-04-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액정 표시 장치의 구동 방법 |
KR101597214B1 (ko) * | 2010-01-14 | 2016-02-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 |
TWI416737B (zh) * | 2010-12-30 | 2013-11-21 | Au Optronics Corp | 薄膜電晶體及其製造方法 |
US8916867B2 (en) | 2011-01-20 | 2014-12-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide semiconductor element and semiconductor device |
KR102546888B1 (ko) | 2011-06-17 | 2023-06-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액정 디스플레이 장치 |
US9166055B2 (en) | 2011-06-17 | 2015-10-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR20130007426A (ko) | 2011-06-17 | 2013-01-18 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
US8748886B2 (en) | 2011-07-08 | 2014-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
US8952377B2 (en) | 2011-07-08 | 2015-02-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
2012
- 2012-06-28 US US13/535,506 patent/US9214474B2/en active Active
- 2012-07-05 JP JP2012151180A patent/JP6113970B2/ja active Active
-
2015
- 2015-05-27 JP JP2015106980A patent/JP6078104B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-11-10 US US14/937,147 patent/US9698275B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-03-14 JP JP2017048180A patent/JP6457573B2/ja active Active
-
2018
- 2018-08-09 JP JP2018150301A patent/JP2018186301A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007073703A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Canon Inc | 薄膜トランジスタ及び薄膜ダイオード |
JP2009033004A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Fujifilm Corp | 薄膜素子とその製造方法、半導体装置 |
JP2009231613A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Fujifilm Corp | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 |
JP2010034534A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-02-12 | Fujifilm Corp | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 |
JP2010040552A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
US20100051933A1 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-04 | Do-Hyun Kim | Thin film transistor array substrate and method of fabricating the same |
JP2010166030A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | トランジスタの作製方法 |
JP2010287735A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Fujifilm Corp | 薄膜トランジスタ及びその製造方法、電気光学装置、並びにセンサー |
JP2011129926A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Samsung Mobile Display Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015188100A (ja) | 2015-10-29 |
US20160079431A1 (en) | 2016-03-17 |
JP6113970B2 (ja) | 2017-04-12 |
JP6457573B2 (ja) | 2019-01-23 |
JP2013038400A (ja) | 2013-02-21 |
JP2018186301A (ja) | 2018-11-22 |
US9698275B2 (en) | 2017-07-04 |
US9214474B2 (en) | 2015-12-15 |
JP6078104B2 (ja) | 2017-02-08 |
US20130009209A1 (en) | 2013-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6995936B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6078104B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6401805B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6305580B2 (ja) | 半導体装置およびその作製方法 | |
JP6306673B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6259025B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2013102154A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の作製方法 | |
JP2013110397A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の作製方法 | |
JP2022189868A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180322 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180626 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180809 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181211 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6457573 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |