JP2017195369A - 半導体装置または当該半導体装置を有する表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置及び半導体装置の作製方法について、図1乃至図11を参照して説明する。
図1(A)は、本発明の一態様の半導体装置であるトランジスタ100の上面図であり、図1(B)は、図1(A)に示す一点鎖線X1−X2間における切断面の断面図に相当し、図1(C)は、図1(A)に示す一点鎖線Y1−Y2間における切断面の断面図に相当する。なお、図1(A)において、煩雑になることを避けるため、トランジスタ100の構成要素の一部(ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜等)を省略して図示している。また、一点鎖線X1−X2方向をチャネル長方向、一点鎖線Y1−Y2方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。なお、トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図1(A)と同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。
次に、本実施の形態の半導体装置に含まれる構成要素について、詳細に説明する。
基板102の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板等を、基板102として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SOI基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板102として用いてもよい。なお、基板102として、ガラス基板を用いる場合、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等の大面積基板を用いることで、大型の表示装置を作製することができる。
ゲート電極として機能する導電膜104、ソース電極として機能する導電膜112a、ドレイン電極として機能する導電膜112bとしては、クロム(Cr)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、タングステン(W)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、コバルト(Co)から選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いてそれぞれ形成することができる。
トランジスタ100のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜106としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD:(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition))法、スパッタリング法等により、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁層を用いることができる。なお、絶縁膜106を、積層構造、または3層以上の積層構造としてもよい。
酸化物半導体膜108としては、先に示す材料を用いることができる。
絶縁膜114、116は、トランジスタ100の保護絶縁膜としての機能を有する。また、絶縁膜114、116は、酸化物半導体膜108に酸素を供給する機能を有する。すなわち、絶縁膜114、116は、酸素を有する。また、絶縁膜114は、酸素を透過することのできる絶縁膜である。なお、絶縁膜114は、後に形成する絶縁膜116を形成する際の、酸化物半導体膜108へのダメージ緩和膜としても機能する。
絶縁膜118は、トランジスタ100の保護絶縁膜として機能する。
次に、図1(A)(B)(C)に示すトランジスタ100の変形例について、図2乃至図6を用いて説明する。
図1乃至図6に示すトランジスタ100、100A、100B、100C、100D、及び100Eの別の形態を説明する。
次に、本発明の一態様の半導体装置であるトランジスタ100Bの作製方法について、図7乃至図10を用いて説明する。
本発明の一態様の半導体装置であるトランジスタ100Bの別の作製方法について説明する。ここでは、酸化物半導体膜の構成及び作製方法が異なる。ここでは、上述した<1−4.半導体装置の構成例3>に示すような、酸化物半導体膜108_1のZnの原子数に対するInの原子数比が、酸化物半導体膜108_2のZnの原子数に対するInの原子数比より大きいトランジスタ100Bの作製工程について説明する。
本実施の形態においては、本発明の一態様の酸化物半導体膜について、図12乃至図18を用いて説明を行う。
酸化物半導体膜は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、CAAC−OS(c−axis aligned crystalline oxide semiconductor)、多結晶酸化物半導体、nc−OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous−like oxide semiconductor)および非晶質酸化物半導体などがある。
次に、本発明の一態様の複合酸化物半導体が有する元素の原子数比について説明する。
ここで、図12(A)(B)等に示す複合酸化物半導体の作製方法の一例について説明する。本発明の一態様の複合酸化物半導体は、スパッタリング装置を用いて形成することができる。
図16(A)は、スパッタリング装置が有する成膜室2501を説明する断面図であり、図16(B)は、スパッタリング装置が有するマグネットユニット2530a、及びマグネットユニット2530bの平面図である。
次に、複合酸化物半導体の作製方法について説明する。図17は、複合酸化物半導体の作製方法を説明する工程フロー図である。
第1の工程は、成膜室に基板を配置する工程を有する(図17ステップS101参照)。
第2の工程は、成膜室にガスを導入する工程を有する(図17ステップS201参照)。
第3の工程は、ターゲットに電圧を印加する工程を有する(図17ステップS301参照)。
第4の工程は、ターゲットから基板上に複合酸化物半導体を堆積する工程を有する(図17ステップS401参照)。
次に、第4の工程において、図18(A)(B)(C)に示す成膜モデルを考えことができる。
図18(C)では、アルゴンガスまたは酸素ガスが電離し、陽イオン2192と電子(図示しない)とに分かれてプラズマ2190を形成する。その後、プラズマ2190中の陽イオン2192は、ターゲット2502a(ここではIn−Ga−Zn酸化物ターゲット)に向けて加速する。陽イオン2192がIn−Ga−Zn酸化物ターゲットに衝突することで、スパッタ粒子2504a、2506aが生成され、In−Ga−Zn酸化物ターゲットから、スパッタ粒子2504a、2506aが弾き出される。なお、スパッタ粒子2504aは、偏析領域2504から弾き出されるため、Ga,Zn−Richなクラスタを形成している場合がある。また、スパッタ粒子2506aは、偏析領域2506から弾き出されるため、In−Richなクラスタを形成している場合がある。
続いて、図18(C)に示すように、偏析領域2506からスパッタ粒子2506aがスパッタリングされる。基板上に先に成膜された領域B1上にスパッタ粒子2506aが衝突し、図12(A)(B)等に示す領域A1が形成される。
次に、酸化物半導体膜をトランジスタに用いる場合について説明する。
本実施の形態においては、先の実施の形態で例示したトランジスタを有する表示装置の一例について、図19乃至図25を用いて以下説明を行う。
図20及び図22に示す表示装置700は、引き回し配線部711と、画素部702と、ソースドライバ回路部704と、FPC端子部708と、を有する。また、引き回し配線部711は、信号線710を有する。また、画素部702は、トランジスタ750及び容量素子790を有する。また、ソースドライバ回路部704は、トランジスタ752を有する。
図20に示す表示装置700は、液晶素子775を有する。液晶素子775は、導電膜772、導電膜774、及び液晶層776を有する。導電膜774は、第2の基板705側に設けられ、対向電極としての機能を有する。図20に示す表示装置700は、導電膜772と導電膜774に印加される電圧によって、液晶層776の配向状態が変わることによって光の透過、非透過が制御され画像を表示することができる。
図22に示す表示装置700は、発光素子782を有する。発光素子782は、導電膜772、EL層786、及び導電膜788を有する。図22に示す表示装置700は、発光素子782が有するEL層786が発光することによって、画像を表示することができる。なお、EL層786は、有機化合物、または量子ドットなどの無機化合物を有する。
また、図22及び図23に示す表示装置700に入出力装置を設けてもよい。当該入出力装置としては、例えば、タッチパネル等が挙げられる。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置について、図26及び図27を参照して説明する。
図26(A)は、本発明の一態様の半導体装置190の上面図であり、図26(B)は、図26(A)に示す一点鎖線A1−A2間における切断面の断面図に相当する。なお、図26(B)は、トランジスタTr1のチャネル長(L)方向の断面、及びトランジスタTr2のチャネル長(L)方向の断面を含む。また、図27は、図26(A)に示す一点鎖線B1−B2間における切断面の断面図に相当する。また、図27は、トランジスタTr1のチャネル幅(W)方向の断面を含む。
次に、本実施の形態の半導体装置に含まれる構成要素について、詳細に説明する。なお、実施の形態1に示す構成と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
導電膜122a、導電膜122b、導電膜122c、導電膜130、導電膜138、及び導電膜144としては、導電膜104、導電膜112a、112b、及び導電膜120a、120bと同様の材料を用いる事ができる。
絶縁膜124、絶縁膜126、及び絶縁膜134としては、絶縁膜106、絶縁膜114、及び絶縁膜116と同様の材料を用いることができる。
酸化物半導体膜128としては、酸化物半導体膜108と同様の材料を用いることができる。
EL層150は、発光する機能を有し、少なくとも発光層を有する。また、EL層150は、当該発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層等の機能層を有する。EL層150には、低分子化合物および高分子化合物を用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を用いた表示装置の表示部等に用いることのできる表示パネルの一例について、図28及び図29を用いて説明する。以下で例示する表示パネルは、反射型の液晶素子と、発光素子との双方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示パネルである。
図28は、本発明の一態様の表示パネル600の斜視概略図である。表示パネル600は、基板651と基板661とが貼り合わされた構成を有する。図28では、基板661を破線で明示している。
図29に、図28で例示した表示パネルの、FPC672を含む領域の一部、回路659を含む領域の一部、及び表示部662を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。なお、先の実施の形態に示す機能と同様の機能を有する構成についての説明は省略する。
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
接続層としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
ここでは、可撓性を有する基板を用いた表示パネルの作製方法の例について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を有する表示装置について、図30を用いて説明を行う。
図30(A)に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域(以下、画素部502という)と、画素部502の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部(以下、駆動回路部504という)と、素子の保護機能を有する回路(以下、保護回路506という)と、端子部507と、を有する。なお、保護回路506は、設けない構成としてもよい。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を有する表示モジュール及び電子機器について、図31乃至図34を用いて説明を行う。
図31に示す表示モジュール7000は、上部カバー7001と下部カバー7002との間に、FPC7003に接続されたタッチパネル7004、FPC7005に接続された表示パネル7006、バックライト7007、フレーム7009、プリント基板7010、バッテリ7011を有する。
次に、図32(A)乃至図32(E)に電子機器の一例を示す。
次に、図32(A)乃至図32(E)に示す電子機器と、異なる電子機器の一例を図33(A)乃至図33(G)に示す。
上記説明したトランジスタ100Eに相当するトランジスタを作製し、当該トランジスタの電気特性を評価した。本実施例においては、以下に示す試料A1及びA2を作製した。
まず、ガラス基板上に厚さ100nmのタングステン膜を、スパッタリング装置を用いて形成した。続いて当該導電膜をフォトリソグラフィ法により加工して、第1のゲート電極として機能する導電膜104を形成した。
次に、上記作製した試料A1及び試料A2のトランジスタのId−Vg特性を測定した。なお、トランジスタのId−Vg特性の測定条件としては、第1のゲート電極として機能する導電膜に印加する電圧(以下、ゲート電圧(Vg)ともいう)、及び第2のゲート電極として機能する導電膜に印加する電圧(Vbg)ともいう)を、−10Vから+10Vまで0.25Vのステップで印加した。また、ソース電極として機能する導電膜に印加する電圧(以下、ソース電圧(Vs)ともいう)を0V(comm)とし、ドレイン電極として機能する導電膜に印加する電圧(以下、ドレイン電圧(Vd)ともいう)を、0.1V及び20Vとした。
次に、上記作製した試料A2の信頼性評価を行った。信頼性評価としては、GBT試験とした。
上記説明したトランジスタ100Eに相当するトランジスタを作製し、当該トランジスタの電気特性を評価した。本実施例においては、以下に示す試料B1及びB2を作製した。なお、試料B1及び試料B2は、試料A1及び試料A2と比較して、酸化物半導体膜108_1のZnの原子数に対するInの原子数比が、酸化物半導体膜108_2のZnの原子数に対するInの原子数比より大きい点が異なる。
試料B1及び試料B2はそれぞれ、試料A1及び試料A2と酸化物半導体膜の作製方法が異なる。具体的には、酸化物半導体膜108_1_0と、酸化物半導体膜108_2_0の形成に用いるターゲットの原子数比が異なる。
次に、上記作製した試料B1及び試料B2のトランジスタのId−Vg特性を測定した。なお、トランジスタのId−Vg特性の測定条件として、試料A1及び試料A2と同様の測定条件を用いた。
次に、上記作製した試料B2の信頼性評価を行った。信頼性評価としては、GBT試験とした。なお、GBT試験条件として、試料A1及び試料A2と同様の測定条件を用いた。
100A トランジスタ
100B トランジスタ
100C トランジスタ
100D トランジスタ
100E トランジスタ
102 基板
104 導電膜
106 絶縁膜
108 酸化物半導体膜
108_1 酸化物半導体膜
108_1_0 酸化物半導体膜
108_2 酸化物半導体膜
108_2_0 酸化物半導体膜
112 導電膜
112a 導電膜
112a_1 導電膜
112a_2 導電膜
112a_3 導電膜
112b 導電膜
112b_1 導電膜
112b_2 導電膜
112b_3 導電膜
114 絶縁膜
116 絶縁膜
118 絶縁膜
120 導電膜
120a 導電膜
120b 導電膜
122a 導電膜
122b 導電膜
122c 導電膜
124 絶縁膜
126 絶縁膜
128 酸化物半導体膜
130 導電膜
134 絶縁膜
136 絶縁膜
138 導電膜
140 絶縁膜
141a 開口部
141b 開口部
142a 開口部
142b 開口部
144 導電膜
150 EL層
160 発光素子
181 開口部
182 開口部
184 開口部
190 半導体装置
191 ターゲット
192 プラズマ
193 ターゲット
194 プラズマ
501 画素回路
502 画素部
504 駆動回路部
504a ゲートドライバ
504b ソースドライバ
506 保護回路
507 端子部
550 トランジスタ
552 トランジスタ
554 トランジスタ
560 容量素子
562 容量素子
570 液晶素子
572 発光素子
600 表示パネル
601 トランジスタ
604 接続部
605 トランジスタ
606 トランジスタ
607 接続部
612 液晶層
613 導電膜
617 絶縁膜
620 絶縁膜
621 絶縁膜
623 導電膜
631 着色層
632 遮光膜
633a 配向膜
633b 配向膜
634 着色層
640 液晶素子
641 接着層
642 接着層
643 導電膜
644 EL層
645a 導電膜
645b 導電膜
646 絶縁膜
647 絶縁膜
648 導電膜
649 接続層
651 基板
652 導電膜
653 半導体膜
654 導電膜
655 開口
656 偏光板
659 回路
660 発光素子
661 基板
662 表示部
663 導電膜
666 配線
672 FPC
673 IC
681 絶縁膜
682 絶縁膜
683 絶縁膜
684 絶縁膜
685 絶縁膜
686 接続体
687 接続部
700 表示装置
701 基板
702 画素部
704 ソースドライバ回路部
705 基板
706 ゲートドライバ回路部
708 FPC端子部
710 信号線
711 配線部
712 シール材
716 FPC
730 絶縁膜
732 封止膜
734 絶縁膜
736 着色膜
738 遮光膜
750 トランジスタ
752 トランジスタ
760 接続電極
770 平坦化絶縁膜
772 導電膜
773 絶縁膜
774 導電膜
775 液晶素子
776 液晶層
777 導電膜
778 構造体
780 異方性導電膜
782 発光素子
786 EL層
788 導電膜
790 容量素子
791 タッチパネル
792 絶縁膜
793 電極
794 電極
795 絶縁膜
796 電極
797 絶縁膜
2190 プラズマ
2192 陽イオン
2501 成膜室
2502a ターゲット
2502b ターゲット
2504 偏析領域
2504a スパッタ粒子
2506 偏析領域
2506a スパッタ粒子
2510a バッキングプレート
2510b バッキングプレート
2520 ターゲットホルダ
2520a ターゲットホルダ
2520b ターゲットホルダ
2530a マグネットユニット
2530b マグネットユニット
2530N1 マグネット
2530N2 マグネット
2530S マグネット
2532 マグネットホルダ
2542 部材
2560 基板
2570 基板ホルダ
2580a 磁力線
2580b 磁力線
6651 基板
7000 表示モジュール
7001 上部カバー
7002 下部カバー
7003 FPC
7004 タッチパネル
7005 FPC
7006 表示パネル
7007 バックライト
7008 光源
7009 フレーム
7010 プリント基板
7011 バッテリ
8000 カメラ
8001 筐体
8002 表示部
8003 操作ボタン
8004 シャッターボタン
8006 レンズ
8100 ファインダー
8101 筐体
8102 表示部
8103 ボタン
8200 ヘッドマウントディスプレイ
8201 装着部
8202 レンズ
8203 本体
8204 表示部
8205 ケーブル
8206 バッテリ
8300 ヘッドマウントディスプレイ
8301 筐体
8302 表示部
8304 固定具
8305 レンズ
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 テレビジョン装置
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
9500 表示装置
9501 表示パネル
9502 表示領域
9503 領域
9511 軸部
9512 軸受部
Claims (17)
- 酸化物半導体膜を有する半導体装置であって、
前記半導体装置は、
ゲート電極と、
前記ゲート電極上の絶縁膜と、
前記絶縁膜上の前記酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上の一対の電極と、を有し、
前記酸化物半導体膜は、第1の酸化物半導体膜と、
前記第1の酸化物半導体膜上の第2の酸化物半導体膜と、を有し、
前記第1の酸化物半導体膜及び第2の酸化物半導体膜は、
それぞれ、同じ元素を有し、
前記第1の酸化物半導体膜は、前記第2の酸化物半導体膜よりも結晶性が低い領域を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1において、
前記In、前記M、及び前記Znの原子数の総和に対して、
前記Inの原子数比が4の場合、前記Mの原子数比が1.5以上2.5以下であり、且つ前記Znの原子数比が2以上4以下である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項2において、
前記In、前記M、及び前記Znの原子数比は、
In:M:Zn=4:2:3近傍である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1において、
前記In、前記M、及び前記Znの原子数の総和に対して、
前記Inの原子数比が5の場合、前記Mの原子数比が0.5以上1.5以下であり、且つ前記Znの原子数比が5以上7以下である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項4において、
前記In、前記M、及び前記Znの原子数比は、
In:M:Zn=5:1:6近傍である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 酸化物半導体膜を有する半導体装置であって、
前記半導体装置は、
ゲート電極と、
前記ゲート電極上の絶縁膜と、
前記絶縁膜上の前記酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上の一対の電極と、を有し、
前記酸化物半導体膜は、
第1の酸化物半導体膜と、
前記第1の酸化物半導体膜上の第2の酸化物半導体膜と、を有し、
前記第1の酸化物半導体膜及び第2の酸化物半導体膜は、それぞれ、同じ元素を有し、
前記第1の酸化物半導体膜は、前記第2の酸化物半導体膜より電子親和力が大きく、
前記第1の酸化物半導体膜の電子親和力と、前記第2の酸化物半導体膜の電子親和力との差が0.15eV以上2.0eV以下であり、
前記第1の酸化物半導体膜は、前記第2の酸化物半導体膜よりも結晶性が低い領域を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1または6において、
前記第1の酸化物半導体膜及び第2の酸化物半導体膜は、それぞれ独立に、
Inと、M(MはAl、Ga、Y、またはSn)と、Znと、を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 酸化物半導体膜を有する半導体装置であって、
前記半導体装置は、
ゲート電極と、
前記ゲート電極上の絶縁膜と、
前記絶縁膜上の前記酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上の一対の電極と、を有し、
前記酸化物半導体膜は、
第1の酸化物半導体膜と、
前記第1の酸化物半導体膜上の第2の酸化物半導体膜と、を有し、
前記第1の酸化物半導体膜及び第2の酸化物半導体膜は、それぞれ独立に、
Inと、M(MはAl、Ga、Y、またはSn)と、Znと、を有し、
前記第1の酸化物半導体膜のZnの原子数に対するInの原子数比は、前記第2の酸化物半導体膜のZnの原子数に対するInの原子数比より大きく、
前記第1の酸化物半導体膜は、前記第2の酸化物半導体膜よりも結晶性が低い領域を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項8において、
前記第1の酸化物半導体膜の前記In、前記M、及び前記Znの原子数の総和に対して、
前記Inの原子数比が4の場合、前記Mの原子数比が1.5以上2.5以下であり、且つ前記Znの原子数比が2以上4以下であり、
前記第2の酸化物半導体膜の前記In、前記M、及び前記Znの原子数の総和に対して、
前記Inの原子数比が1の場合、前記Mの原子数比が0.5以上1.5以下であり、且つ前記Znの原子数比が0.1以上2以下である
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項9において、
前記第1の酸化物半導体膜の前記In、前記M、及び前記Znの原子数比は、
In:M:Zn=4:2:3近傍であり、
前記第2の酸化物半導体膜の前記In、前記M、及び前記Znの原子数比は、
In:M:Zn=1:1:1近傍である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項8において、
前記第1の酸化物半導体膜の前記In、前記M、及び前記Znの原子数の総和に対して、
前記Inの原子数比が4の場合、前記Mの原子数比が1.5以上2.5以下であり、且つ前記Znの原子数比が2以上4以下であり、
前記第2の酸化物半導体膜の前記In、前記M、及び前記Znの原子数の総和に対して、
前記Inの原子数比が5の場合、前記Mの原子数比が0.5以上1.5以下であり、且つ前記Znの原子数比が5以上7以下である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項11において、
前記第1の酸化物半導体膜の前記In、前記M、及び前記Znの原子数比は、
In:M:Zn=4:2:3近傍であり、
前記第2の酸化物半導体膜の前記In、前記M、及び前記Znの原子数比は、
In:M:Zn=5:1:6近傍である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項6または請求項8において、
前記第1の酸化物半導体膜は、
第1の領域と、第2の領域と、が混在した複合酸化物半導体を有し、
前記第1の領域は、インジウム、亜鉛、及び酸素の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を主成分とする複数の第1のクラスタを有し、
前記第2の領域は、インジウム、元素M(MはAl、Ga、Y、またはSn)、亜鉛、及び酸素の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を主成分とする複数の第2のクラスタを有し、
前記複数の第1のクラスタは、それぞれ互いに繋がる部分を有し、
前記複数の第2のクラスタは、それぞれ互いに繋がる部分を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1、請求項6及び請求項8のいずれか一項において、
前記第1の酸化物半導体膜は、
第1の領域と、第2の領域と、が混在した複合酸化物半導体を有し、
前記第1の領域は、インジウム、亜鉛、及び酸素の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を主成分とする複数の第1のクラスタを有し、
前記第2の領域は、インジウム、元素M(MはAl、Ga、Y、またはSn)、亜鉛、及び酸素の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を主成分とする複数の第2のクラスタを有し、
前記複数の第1のクラスタは、それぞれ互いに繋がる部分を有し、
前記複数の第2のクラスタは、それぞれ互いに繋がる部分を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1、請求項6及び請求項8のいずれか一項において、
前記第2の酸化物半導体膜は、
結晶部を有し、
前記結晶部は、c軸配向性を有する、
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項15のいずれか一項に記載の半導体装置と、
表示素子と、を有する、
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項15のいずれか一項に記載の半導体装置、請求項16に記載の表示装置と、
操作キーまたはバッテリと、を有する、
ことを特徴とする電子機器。
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