JP2019012833A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
全般を指し、電気光学装置、表示装置、半導体回路及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、半導
体回路の高集積化や表示装置の高精細化にともない、近年、シリコン系半導体材料よりも
高性能な半導体材料として、酸化物半導体材料が注目されている。
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
)。
表されるアクティブマトリクス型半導体装置においては、画面の解像度が、ハイビジョン
画質(HD、1366×768)、フルハイビジョン画質(FHD、1920×1080
)と高精細化の傾向にあり、解像度が3840×2048または4096×2180とい
った、いわゆる4Kデジタルシネマ用表示装置の開発も急がれている。また、画面サイズ
も大型化する傾向にある。
抗の増大は、電源線の電圧降下、信号線の終端への信号伝達の遅れ、信号波形のなまりな
どを引き起こし、結果として、表示ムラや階調不良などの表示品質の低下や、消費電力の
増加を生じてしまう。また、表示装置以外の半導体装置においても、配線抵抗の増大は電
源線の電圧降下、信号伝達の遅れ、信号波形のなまりなどを引き起こすため、動作不良や
、信頼性の低下、消費電力増大の一因となりえる。
検討されている。(例えば、特許文献2及び3参照)。
し、歩留まりを著しく低下させてしまう恐れがある。特に酸化物半導体は、シリコン系半
導体よりもCuの影響を受けやすく、Cuの拡散によりトランジスタの電気特性の劣化や
、信頼性の低下を生じやすい。
精細化が難しくなる。また、配線抵抗を小さくするために配線を厚くすると、形成時間の
増加や、その後配線上に形成される層の被覆性が悪化しやすいといった問題が生じ、生産
性低下の一因となる。
用いた半導体装置を提供することを課題の一つとする。
、より表示品質の良い表示装置を提供することを課題の一つとする。
などによる動作不良や、信頼性の低下を防ぎ、消費電力が低減された半導体装置を提供す
ることを課題の一つとする。
化物半導体層と接するソース電極及びドレイン電極は銅を用いずに形成することで、銅の
拡散によって生じるトランジスタの電気特性の劣化や信頼性の低下を防ぐ。
配線と同じ導電層の一部で形成される配線と電気的に直列または並列に接続することで、
信号配線の幅や厚さを増加させること無く、実質的に信号配線の配線抵抗を下げることが
できる。
ができる。バリア性を有する絶縁層としては、例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウム
などを用いることができる。
電層と同じ導電層の一部で形成された第2配線と、絶縁層を有し、絶縁層は第1配線上に
形成され、第2配線は絶縁層上に形成され、第1配線と第2配線は、絶縁層に形成された
コンタクトホールを介して電気的に並列に接続されていることを特徴とする半導体装置で
ある。また、第1配線と、第2配線は重畳するように形成してもよい。
する導電層と同じ導電層の一部で形成された複数の第2配線と、絶縁層を有し、絶縁層は
第1配線上に形成され、第2配線は絶縁層上に形成され、第1配線と第2配線は、絶縁層
に形成されたコンタクトホールを介して電気的に直列に接続されていることを特徴とする
半導体装置である。
タクトホールで接続してもよい。
、窒化シリコンと窒化酸化シリコンの積層としてもよい。
タを用いた半導体装置を提供することができる。
ができる。
体装置を提供することができる。
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明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、以下に説明する発明の構成において
、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、
その繰り返しの説明は省略する。
を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必
ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、
IGFET(Insulated Gate Field Effect Transi
stor)や薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)
を含む。
採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることが
ある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて
用いることができるものとする。
定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、
その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配
線」が一体となって形成されている場合なども含む。
本実施の形態では、配線抵抗を低減した半導体装置の構成及び作製方法の一例について、
図1乃至図15を用いて説明する。なお、本実施の形態では、半導体装置の一形態である
表示装置への適用例を示す。
、基板101上に画素領域102と、m個(mは1以上の整数)の端子105及び端子1
07を有する端子部103と、n個(nは1以上の整数)の端子106を有する端子部1
04を有している。また、半導体装置100は、端子部103に電気的に接続するm本の
配線212及び配線203、端子部104に電気的に接続するn本の配線216を有して
いる。また、画素領域102は、縦m個(行)×横n個(列)のマトリクス状に配置され
た複数の画素110を有している。i行j列の画素110(i、j)(iは1以上m以下
の整数、jは1以上n以下の整数)は、行方向に延伸する配線212_iと、列方向に延
伸する配線216_jにそれぞれ電気的に接続されている。また、各画素は、容量電極ま
たは容量配線として機能する配線203と接続され、配線203は端子107と電気的に
接続されている。また、配線212_iは端子105_iと電気的に接続され、配線21
6_jは端子106_jと電気的に接続されている。
C(Flexible Printed Circuit)等を用いて接続される。外部
に設けられた制御回路から供給される信号は、端子部103及び端子部104を介して半
導体装置100に入力される。図5(A)では、端子部103を画素領域102の左右外
側に形成し、2カ所から信号を入力する構成を示している。また、端子部104を画素領
域102の上下外側に形成し、2カ所から信号を入力する構成を示している。2カ所から
信号を入力することにより、信号の供給能力が高まるため、半導体装置100の高速動作
が容易となる。また、半導体装置100の大型化や高精細化に伴う配線抵抗の増大による
信号遅延の影響を軽減することができる。また、半導体装置100に冗長性を持たせるこ
とが可能となるため、半導体装置100の信頼性を向上させることができる。なお、図5
(A)では端子部103及び端子部104をそれぞれ2カ所設ける構成としているが、そ
れぞれ1カ所設ける構成としても構わない。
能な回路構成の一例を画素210として図5(B)に示す。図5(B)に例示する画素2
10は、トランジスタ111と、液晶素子112と、容量素子113を有している。トラ
ンジスタ111のゲート電極は配線212_iに電気的に接続され、トランジスタ111
のソース電極またはドレイン電極の一方は配線216_jに電気的に接続されている。ま
た、トランジスタ111のソース電極またはドレイン電極の他方は、液晶素子112の一
方の電極と、容量素子113の一方の電極に電気的に接続されている。液晶素子112の
他方の電極は、電極114に電気的に接続されている。電極114の電位は、0Vや、G
NDや、共通電位などの固定電位としておけばよい。容量素子113の他方の電極は、配
線203に電気的に接続されている。
させるか否かを選択する機能を有する。配線212_iにトランジスタ111をオン状態
とする信号が供給されると、トランジスタ111を介して配線216_jの画像信号が液
晶素子112に供給される。液晶素子112は、供給される画像信号(電位)に応じて、
光の透過率が制御される。容量素子113は、液晶素子112に供給された電位を保持す
るための保持容量(Cs容量ともいう)としての機能を有する。容量素子113を設ける
ことにより、トランジスタ111がオフ状態の時にソース電極とドレイン電極間に流れる
電流(オフ電流)に起因する、液晶素子112に与えられた電位の変動を抑制することが
できる。
能な回路構成の一例を画素310として図5(C)に示す。図5(C)に例示する画素3
10は、トランジスタ111と、トランジスタ121と、EL素子122と、容量素子1
13を有している。トランジスタ111のゲート電極は配線212_iに電気的に接続さ
れ、トランジスタ111のソース電極またはドレイン電極の一方は配線216_jに電気
的に接続されている。また、トランジスタ111のソース電極またはドレイン電極の他方
は、トランジスタ121のゲート電極と容量素子113の一方の電極が電気的に接続され
たノード115に電気的に接続されている。また、トランジスタ121のソース電極また
はドレイン電極の一方はEL素子122の一方の電極と電気的に接続され、ソース電極ま
たはドレイン電極の他方は容量素子113の他方の電極と配線203に電気的に接続され
ている。また、EL素子122の他方の電極は、電極114に電気的に接続されている。
電極114の電位は、0Vや、GNDや、共通電位などの固定電位としておけばよい。配
線203と電極114の電位差は、トランジスタ121のしきい値電圧と、EL素子12
2のしきい値電圧の合計電圧よりも大きくなるように設定する。
れる画像信号を入力させるか否かを選択する機能を有する。配線212_iにトランジス
タ111をオン状態とする信号が供給されると、トランジスタ111を介して配線216
_jの画像信号がノード115に供給される。
L素子122に流す機能を有する。容量素子113は、ノード115と配線203の電位
差を一定に保つ機能を有する。トランジスタ121は、画像信号に応じた電流をEL素子
122に流すための電流源として機能する。
できる。酸化物半導体は、エネルギーギャップが3.0eV以上と大きく、可視光に対す
る透過率が大きい。また、酸化物半導体を適切な条件で加工して得られたトランジスタに
おいては、オフ電流を使用時の温度条件下(例えば、25℃)において、100zA(1
×10−19A)以下、もしくは10zA(1×10−20A)以下、さらには1zA(
1×10−21A)以下とすることができる。このため、消費電力の少ない半導体装置を
提供することができる。また、半導体層に酸化物半導体を用いることで、容量素子113
を設けなくても液晶素子112に印加された電位の保持が可能となるため、画素の開口率
を高めることができ、表示品位がよく、消費電力が低減された表示装置を提供することが
できる。
体内の酸素欠損を低減することによりi型(真性)または実質的にi型化した酸化物半導
体を用いることが好ましい。
化物半導体(purified OS)は、その後、酸化物半導体に酸素を供給して、酸
化物半導体内の酸素欠損を低減することによりi型(真性)の酸化物半導体又はi型に限
りなく近い(実質的にi型化した)酸化物半導体とすることができる。チャネルが形成さ
れる半導体層にi型または実質的にi型化された酸化物半導体を用いたトランジスタは、
オフ電流が著しく低いという特性を有する。具体的に、高純度化された酸化物半導体とは
、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spec
trometry)による水素濃度の測定値が、5×1019atoms/cm3以下、
好ましくは5×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5×1017atom
s/cm3以下とする。
キャリア密度は、1×1014/cm3未満、好ましくは1×1012/cm3未満、さ
らに好ましくは1×1011/cm3未満である。また、酸化物半導体のバンドギャップ
は、2eV以上、好ましくは2.5eV以上、より好ましくは3eV以上である。チャネ
ルが形成される半導体層にi型または実質的にi型化された酸化物半導体を用いることに
より、トランジスタのオフ電流を下げることができる。
は、その原理上、試料表面近傍や、材質が異なる膜との積層界面近傍のデータを正確に得
ることが困難であることが知られている。そこで、膜中における水素濃度の厚さ方向の分
布をSIMSで分析する場合、対象となる膜が存在する範囲において、値に極端な変動が
無く、ほぼ一定の値が得られる領域における平均値を、水素濃度として採用する。また、
測定の対象となる膜の厚さが小さい場合、隣接する膜内の水素濃度の影響を受けて、ほぼ
一定の値が得られる領域を見いだせない場合がある。この場合、当該膜が存在する領域に
おける、水素濃度の最大値または最小値を、当該膜中の水素濃度として採用する。さらに
、当該膜が存在する領域において、最大値を有する山型のピーク、最小値を有する谷型の
ピークが存在しない場合、変曲点の値を水素濃度として採用する。
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、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのス
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(Al)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(IGZOとも表記する)、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、I
n−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、I
n−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。また、上記酸化物半導体にSiO2を含ませてもよい。
)、亜鉛(Zn)を有する酸化物、という意味であり、InとGaとZnの比率は問わな
い。また、InとGaとZn以外の金属元素を含んでもよい。このとき、酸化物半導体の
化学量論比に対し、酸素を過剰にすると好ましい。酸素を過剰にすることで酸化物半導体
の酸素欠損に起因するキャリアの生成を抑制することができる。
用いることができる。ここで、Mは、Sn、Zn、Ga、Al、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、酸化物半導体層として、In2Sn
O5(ZnO)n(n>0)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)の原子数比の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
原子数比の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減することにより移動度を上
げることができる。
c=1)である酸化物と、原子数比がIn:Ga:Zn=A:B:C(A+B+C=1)
の酸化物の組成が近傍であるとは、a、b、cが、
(a―A)2+(b―B)2+(c―C)2≦r2
を満たすことを言い、rは、例えば、0.05とすればよい。他の酸化物でも同様である
。
リクリスタルともいう。)でもよい。また、非晶質中に結晶性を有する部分を含む構造で
もよい。
きるため、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。
Zn=0.5以上50以下、好ましくはIn/Zn=1以上20以下、さらに好ましくは
In/Zn=1.5以上15以下とする。Znの原子数比を好ましい前記範囲とすること
で、トランジスタの電界効果移動度を向上させることができる。ここで、化合物の原子数
比がIn:Zn:O=X:Y:Zのとき、Z>1.5X+Yとする。
Axis Aligned Crystal)、多結晶、微結晶、非晶質部を有する。
非晶質部は、微結晶、CAACよりも欠陥準位密度が高い。また、微結晶は、CAACよ
りも欠陥準位密度が高い。なお、CAACを有する酸化物半導体を、CAAC−OS(C
Axis Aligned Crystalline Oxide Semicond
uctor)と呼ぶ。
c軸配向し、a軸または/およびb軸はマクロに揃っていない。
、微結晶酸化物半導体と呼ぶ。微結晶酸化物半導体層は、例えば、1nm以上10nm未
満のサイズの微結晶(ナノ結晶ともいう。)を膜中に含む。
体を、非晶質酸化物半導体と呼ぶ。非晶質酸化物半導体層は、例えば、原子配列が無秩序
であり、結晶成分を有さない。または、非晶質酸化物半導体層は、例えば、完全な非晶質
であり、結晶部を有さない。
混合層であってもよい。混合層は、例えば、非晶質酸化物半導体の領域と、微結晶酸化物
半導体の領域と、CAAC−OSの領域と、を有する。また、混合層は、例えば、非晶質
酸化物半導体の領域と、微結晶酸化物半導体の領域と、CAAC−OSの領域と、の積層
構造を有してもよい。
たは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃っていることが好ましい。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。そのような酸化物半導体層
の一例としては、CAAC−OS層がある。
であることが多い。また、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission El
ectron Microscope)による観察像では、CAAC−OS層に含まれる
非晶質部と結晶部との境界、結晶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層には明確な粒界(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層は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。
線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃い、かつab面に垂直
な方向から見て金属原子が三角形状または六角形状に配列し、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、80°以上100°以下、好ましくは85°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、−10°以上10°以下、好まし
くは−5°以上5°以下の範囲も含まれることとする。
C−OS層の形成過程において、酸化物半導体層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層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なるように揃うため、CAAC−OS層の形
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。また結晶部は、成膜したとき、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行っ
たときに形成される。従って、結晶部のc軸は、CAAC−OS層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になるように揃う。
小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
面が非晶質であると好ましい。酸化物半導体層が形成される表面が結晶質であると、酸化
物半導体層の結晶性が乱れやすく、CAAC−OSが形成されにくい。
導体層が形成される表面がCAAC構造を有している場合は、酸化物半導体層もCAAC
−OSになりやすい。
表面が非晶質であるか、CAAC構造を有していると好ましい。
減することができ、表面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。Raは原子間
力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)にて評価可能で
ある。
導体膜の下方には、ゲート電極202と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層204が存
在している。従って、上記平坦な表面を得るために基板上にゲート電極202及び絶縁層
204を形成した後、少なくともゲート電極202と重畳する絶縁層204の表面に対し
て化学的機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishi
ng)処理などの平坦化処理を行ってもよい。
m以下)とし、スパッタリング法、MBE(Molecular Beam Epita
xy)法、CVD法、パルスレーザ堆積法、ALD(Atomic Layer Dep
osition)法等を適宜用いることができる。また、酸化物半導体層205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。
。
。図1は、図5(A)で示した画素110の平面構成を説明する上面図であり、図2は、
図5(A)で示した画素110の積層構成を示す断面図である。なお、図1におけるA1
−A2、及びB1−B2の鎖線は、図2(A)及び図2(B)における断面A1−A2、
断面B1−B2に相当する。なお、図面を見やすくするため、図1では一部の構成要素の
記載を省略している。
、または馬蹄型)のソース電極206aで囲む形状としている。このような形状とするこ
とで、トランジスタの面積が小さくても、十分なチャネル幅を確保することが可能となり
、トランジスタの導通時に流れる電流(オン電流ともいう)の量を増やすことが可能とな
る。
に生じる寄生容量が、ソース電極206aとゲート電極202の間に生じる寄生容量より
も大きいと、フィードスルーの影響を受けやすくなるため、液晶素子112に供給された
電位が正確に保持できず、表示品位が低下する要因となる。本実施の形態に示すように、
ソース電極206aをU字型としてドレイン電極206bを囲む形状とすることで、十分
なチャネル幅を確保しつつ、ドレイン電極206bとゲート電極202間に生じる寄生容
量を小さくすることができるため、表示装置の表示品位を向上させることができる。また
、ゲート電極202は、配線212_iと接続され、ソース電極206aは配線236と
接続されている。なお、図1及び図2では、配線216_jは配線236と配線226を
有し、配線236と配線226を電気的に直列に接続する例を示している。
を示している。トランジスタ111は、チャネルエッチング型と呼ばれるボトムゲート構
造のトランジスタである。
縁層201上にゲート電極202及び配線203が形成されている。また、ゲート電極2
02及び配線203上に、絶縁層204と酸化物半導体層205が形成されている。また
、酸化物半導体層205上にソース電極206a及びドレイン電極206bが形成されて
いる。また、酸化物半導体層205の一部に接して、ソース電極206a及びドレイン電
極206b上に絶縁層207が形成され、絶縁層207上に絶縁層208が形成されてい
る。絶縁層208上には画素電極211が形成され、絶縁層207及び絶縁層208に形
成されたコンタクトホール209を介してドレイン電極206bに電気的に接続されてい
る。
形成することができる。また、ゲート電極202、配線212_i、配線203、配線2
26を、銅(Cu)を含む導電材料で形成することで、配線抵抗の増加を防ぐことができ
る。また、ゲート電極202、配線212_i、配線203、配線226を、Cuを含む
導電層と、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti
)、クロム(Cr)などのCuよりも融点が高い金属元素を含む導電層や、上述した金属
元素の窒化物や酸化物と積層とすることで、マイグレーションを抑制し、半導体装置の信
頼性を向上させることができる。例えば、窒化タンタルと銅の積層とする。
ましい。バリア性を有する材料としては、例えば窒化シリコンや酸化アルミニウムを挙げ
ることができる。Cuを含む配線を、バリア性を有する絶縁層で覆うことで、Cuの拡散
を抑制することができる。
06b(これらと同じ層で形成される配線を含む)は、Cuを用いずに形成することが好
ましい。酸化物半導体層205と接して形成されるソース電極206a及びドレイン電極
206bにCuを用いると、ソース電極206a及びドレイン電極206b形成時にエッ
チングされたCuが酸化物半導体層205中に拡散し、トランジスタの電気特性や、信頼
性を劣化させる原因となる。なお、ソース電極206a及びドレイン電極206bは、単
層構造でも、複数層の積層構造としてもよい。例えば、タングステンとアルミニウムとチ
タンの三層構造としてもよい。
分が容量素子113として機能する。よって、配線203は容量電極または容量配線とし
て機能する。また、絶縁層204は容量素子113を構成する誘電体層として機能する。
また、容量素子113を構成するための誘電体層として酸化物半導体を用いてもよい。酸
化物半導体層の比誘電率は14乃至16と大きいため、酸化物半導体層205に酸化物半
導体を用いると、容量素子113の容量値を大きくすることが可能となる。また、配線2
03とドレイン電極206bの間に形成される誘電体層を多層構造としてもよい。誘電体
層を多層構造とすることで、一つの誘電体層にピンホールが生じても該ピンホールが他の
誘電体層で被覆され、容量素子113を正常に機能させることができる。
)に示す断面B1−B2において、基板200上に絶縁層201が形成され、絶縁層20
1上に配線226が形成されている。また、配線226上に絶縁層204が形成され、絶
縁層204上に配線236が形成され、絶縁層204に形成されたコンタクトホール22
7を介して配線226に電気的に接続されている。また、配線236上に絶縁層207と
絶縁層208が形成されている。
12_i及び配線203と同じ層を用いて形成する。配線236は、ソース電極206a
及びドレイン電極206bと同じ層を用いて形成されている。また、配線236は、配線
212_i及び配線203上に絶縁層204を介して形成され、隣接する配線226を電
気的に接続する。図1及び図2に示す配線216_jは、Cuを含む配線226と配線2
36を交互に電気的に接続する構成を有する。また、Cuを含む配線226は、バリア性
を有する絶縁層204で覆われているため、Cuの拡散が抑制される。このように、配線
216_jを、Cuを含む導電材料を有する構成することで、配線の幅や厚さを増加させ
ること無く、配線216_jの配線抵抗を低減することができる。
て説明する。
を説明する上面図であり、図4は、図3中C1−C2の鎖線で示す部位の断面図である。
図4に示す断面C1−C2は、図2に示した配線216_jと異なる構成を有する配線2
16_jの積層構造を示している。なお、図面を見やすくするため、図3では一部の構成
要素の記載を省略している。
4に示す断面C1−C2において、基板200上に絶縁層201が形成され、絶縁層20
1上に配線226が形成されている。また、配線226上に絶縁層204が形成され、絶
縁層204上に配線246が形成され、絶縁層204に形成されたコンタクトホール22
7を介して配線226に電気的に接続されている。また、配線246上に絶縁層207と
絶縁層208が形成されている。
46は、列方向に沿って延伸し、Cuを含む複数の配線226と電気的に接続することに
より、配線の幅や厚さを増加させること無く、配線216_jの配線抵抗を低減すること
ができる。なお、配線246は、複数の配線226を接続した構成と見ることができる。
すなわち、図3及び図4に示す配線216_jは、配線246と配線226を電気的に並
列に接続した構成を有する。
いほうが好ましい。また、コンタクトホール227は配線226上に複数形成されること
が好ましい。
。図6および図7は、画素310の平面構成を示す上面図である。図6は、最上層に画素
電極211が形成された状態の上面図であり、図7は、さらに隔壁層254、EL層25
1が形成された状態の上面図である。なお、図面を見やすくするため、図6及び図7では
、一部の構成要素の記載を省略している。
び図7におけるC1−C2の一点鎖線における断面に相当し、図8(B)は、図6および
図7におけるD1−D2の一点鎖線における断面に相当する。図9は、図6および図7に
おけるE1−E2の一点鎖線における断面に相当する。なお、図6乃至図9において、図
1乃至図4を用いて説明した構成と同一部分の説明は省略する。
容量素子113の積層構造を示している。なお、トランジスタ121も、トランジスタ1
11と同様の、ボトムゲート構造のトランジスタである。
06bは、絶縁層204に形成されたコンタクトホール239を介してトランジスタ12
1が有するゲート電極262に電気的に接続されている。また、トランジスタ121が有
するソース電極266aは、画素電極211に電気的に接続されている。また、図6およ
び図7において、トランジスタ121が有するドレイン電極266bは、絶縁層204に
形成されたコンタクトホール238を介して配線203と電気的に接続されている。
れている。また、画素電極211、および隔壁層254上にEL層251が形成され、隔
壁層254およびEL層251上に電極252が形成されている。開口部271において
、画素電極211、EL層251、および電極252が重畳している部位がEL素子25
3として機能する。
縁層201上に絶縁層204が形成され、絶縁層201上に配線226が形成されている
。また、配線226上に絶縁層204が形成され、絶縁層204上に絶縁層207が形成
され、絶縁層207上に絶縁層208が形成されている。また、絶縁層207上に画素電
極211が形成されている。絶縁層207上に隔壁層254が形成され、隔壁層254の
画素電極211と重畳する位置に開口部271が形成されている。
る形状とすることが好ましい。隔壁層254となる材料を感光性の樹脂材料とすると、隔
壁層254の側面形状を連続した曲率を有する形状とすることができる。隔壁層254を
形成するための有機絶縁材料としては、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレン、
ポリイミドなどを適用することができる。
素子253の他方の電極として機能する。電極252はトランジスタのソース電極または
ドレイン電極と同様の材料で形成することができる。EL素子253が、EL素子253
の発光を基板200側の面から取り出す下面射出(ボトムエミッション)構造の場合は、
電極252としてアルミニウムや銀などの、光の反射率が高い材料を用いることが好まし
い。
て用いればよい。また、画素電極211を陽極として用いる場合は、画素電極211に仕
事関数が大きい材料を用いる。また、画素電極211を複数層の積層構造とする場合は、
少なくともEL層251と接する層に仕事関数の大きい材料を用いる。また、電極252
を陰極として用いる場合は、電極252に仕事関数の小さい金属材料を用いればよい。具
体的に電極252としては、アルミニウムとリチウムとの合金を用いることができる。電
極252を、アルミニウムとリチウムとの合金層と導電層の積層としてもよい。
ョン)構造や、上記の両面から発光を取り出す両面射出(デュアルエミッション)構造に
適用することもできる。EL素子253を上面射出構造とする場合は、画素電極211を
陰極とし、電極252を陽極として用いて、EL層251を構成する注入層、輸送層、発
光層などの積層を、下面射出構造と逆の順番で行えばよい。
き換えて用いることもできる。
A1)、図10(A2)は、端子105の上面図及び断面図をそれぞれ図示している。図
10(A1)におけるJ1−J2の一点鎖線は、図10(A2)における断面J1−J2
に相当する。また、図10(B1)、図10(B2)は、端子106の上面図及び断面図
をそれぞれ図示している。図10(B1)におけるK1−K2の一点鎖線は、図10(B
2)における断面K1−K2に相当する。断面J1−J2及び断面K1−K2において、
J2及びK2は、基板端部に相当する。
要素の記載を省略している。
線212_iが形成されている。また、配線212_i上に、絶縁層204が形成され、
絶縁層204上に電極235が形成されている。電極235は、絶縁層204に形成され
たコンタクトホール218を介して、配線212_iと電気的に接続されている。また、
電極235上に絶縁層207と絶縁層208が形成され、絶縁層208上に電極221が
形成されている。電極222は、絶縁層207と絶縁層208に形成されたコンタクトホ
ール219を介して、電極221と電気的に接続されている。
線226が形成されている。また、配線226上に、絶縁層204が形成され、絶縁層2
04上に配線236が形成されている。配線236は、絶縁層204に形成されたコンタ
クトホール228を介して、配線226と電気的に接続されている。図10(B1)及び
図10(B2)では、絶縁層204に複数のコンタクトホールを形成する例を示している
が、図10(A1)及び図10(A2)に示すように、コンタクトホールを一つとしても
よい。また、配線236上に絶縁層207と絶縁層208が形成され、絶縁層208上に
電極222が形成されている。電極222は、絶縁層207と絶縁層208に形成された
コンタクトホール229を介して、配線236と電気的に接続されている。なお、配線2
26と配線236により、配線216_jが形成される。
る。また、端子105と端子106の構成を入れ替えて用いてもよいし、端子105と端
子106の構成を、どちらか一方の構成に統一して用いてもよい。
(A2)を用いて説明した端子105の作製方法について、図11乃至図15を用いて説
明する。なお、図11乃至図13における断面A1−A2は、図1におけるA1−A2の
一点鎖線で示した部位の断面図であり、断面J1−J2は、図10(A1)及び図10(
A2)におけるJ1−J2の一点鎖線で示した部位の断面である。また、図14乃至図1
5における断面B1−B2は、図1におけるB1−B2の一点鎖線で示した部位の断面図
である。
くは100nm以上200nm以下の厚さで形成する(図11(A1)、図11(A2)
、図14(A)参照)。基板200は、ガラス基板、セラミック基板の他、本作製工程の
処理温度に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。ま
た、基板に透光性を要しない場合には、ステンレス合金等の金属の基板の表面に絶縁層を
設けたものを用いてもよい。ガラス基板としては、例えば、バリウムホウケイ酸ガラス、
アルミノホウケイ酸ガラス若しくはアルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板を用
いるとよい。他に、石英基板、サファイア基板などを用いることができる。本実施の形態
では、基板200にアルミノホウケイ酸ガラスを用いる。
を用いる場合、可撓性基板上に、トランジスタや容量素子などを直接作製してもよいし、
他の作製基板上にトランジスタや容量素子などを作製し、その後可撓性基板に剥離、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、作製基板とトラン
ジスタや容量素子などとの間に、剥離層を設けるとよい。
減することができる。絶縁層201は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化酸化
アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、窒化シリコン、酸化シリコン、窒
化酸化シリコンまたは酸化窒化シリコンから選ばれた材料を、単層でまたは積層して形成
する。なお、本明細書中において、窒化酸化とは、その組成として、酸素よりも窒素の含
有量が多いものであって、酸化窒化とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多
いものを示す。なお、各元素の含有量は、例えば、ラザフォード後方散乱法(RBS:R
utherford Backscattering Spectrometry)等を
用いて測定することができる。絶縁層201は、スパッタリング法、CVD法、塗布法、
印刷法等を用いて形成することができる。
からの不純物元素の拡散を防止または低減する機能をさらに高めることができる。絶縁層
201に含ませるハロゲン元素の濃度は、二次イオン質量分析法(SIMS:Secon
dary Ion Mass Spectrometry)を用いた分析により得られる
濃度ピークにおいて、1×1015atoms/cm3以上1×1020atoms/c
m3以下とすればよい。
法等を適宜用いて形成することができる。また、μ波(例えば周波数2.45GHz)を
用いた高密度プラズマCVD法などを適用することができる。また、絶縁層201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。
200nmの酸化窒化シリコンを形成する。また、絶縁層201形成時の温度は、基板2
00が耐えうる温度以下で、より高いほうが好ましい。例えば、基板200を350℃以
上450℃以下の温度に加熱しながら絶縁層201を形成する。なお、絶縁層201の形
成時の温度は一定であることが好ましい。例えば、絶縁層201の形成を、基板200を
350℃に加熱して行う。
ア窒素雰囲気下において、加熱処理を行ってもよい。加熱処理により絶縁層201に含ま
れる水素、水分、水素化物、または水酸化物などの濃度を低減することができる。加熱処
理は、基板200が耐えうる温度以下で、より高い温度で行うことが好ましい。具体的に
は、絶縁層201の成膜温度以上、基板200の歪点未満で行うことが好ましい。
1×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5×1017atoms/cm3
以下、更に好ましくは1×1016atoms/cm3以下とすることが望ましい。
学量論的組成より酸素が多い領域を有する(酸素過剰領域を有する)状態としてもよい。
なお、「酸素ドープ処理」とは、酸素(少なくとも、酸素ラジカル、酸素原子、酸素分子
、オゾン、酸素イオン(酸素分子イオン)、及び酸素クラスタイオンのいずれかを含む)
をバルクに添加することをいう。なお、当該「バルク」の用語は、酸素を、薄膜表面のみ
でなく薄膜内部に添加することを明確にする趣旨で用いている。また、「酸素ドープ処理
」には、プラズマ化した酸素をバルクに添加する「酸素プラズマドープ処理」が含まれる
。酸素ドープ処理は、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、酸素雰囲気下で行うプラズマ処理などを用いて行うことができ
る。なお、イオン注入法として、ガスクラスタイオンビームを用いてもよい。
酸素、一酸化二窒素、二酸化窒素、二酸化炭素、一酸化炭素などを用いることができる。
また、酸素ドープ処理において、上述の酸素を含むガスに希ガスを添加してもよい。
と水酸基の間の結合を切断するとともに、これらの水素または水酸基が酸素と反応するこ
とで水を生成するため、酸素の導入後に加熱処理を行うと、不純物である水素または水酸
基が、水として脱離しやすくなる。このため、絶縁層201へ酸素を導入した後に加熱処
理を行ってもよい。その後、さらに絶縁層201に酸素を導入し、絶縁層201を酸素過
剰な状態としてもよい。また、絶縁層201への酸素の導入と加熱処理は、それぞれを交
互に複数回行ってもよい。また、加熱処理と酸素の導入を同時に行ってもよい。
00nm以上500nm以下、好ましくは200nm以上300nm以下の厚さでCuを
含む導電層を形成し、該導電層上にフォトリソグラフィ法またはインクジェット法等によ
りレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて導電層をエッチングしてゲート電
極202、配線212_i、配線203、配線226を形成する(図11(A1)、図1
1(A2)、図14(A)参照)。または、レジストマスクを用いずに、銅等の導電性ナ
ノペーストをインクジェット法により基板上に吐出し、焼成することで形成することもで
きる。
Cr、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、カルシウム(Ca)などの元素を
、単独または複数種類組み合わせて添加したCu合金材料を用いることができる。Cu合
金材料を用いることで、Cu配線の密着性、ヒロックなどのマイグレーション耐性を改善
することができる。
絶縁層201と導電層の密着性を改善するため、絶縁層201上に、W、Ta、Mo、T
i、Crなどの金属、もしくはこれらを組み合わせた合金、もしくはこれらの窒化物や酸
化物を用いた層を形成し、その上にCuまたはCu合金材料を用いた層を形成する二層構
造としてもよい。また、さらに上述した金属、合金、窒化物、酸化物を積層した三層構造
としてもよい。
に窒化タンタルと銅の積層膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ工程で形成したレ
ジストマスクを用いて、Cuを含む導電層の一部を選択的にエッチングして、ゲート電極
202、配線212_i、配線203、及び配線226を形成する。エッチングは、ドラ
イエッチング法またはウェットエッチング法により行うことができる。また、Cuを含む
導電層のエッチングを、ドライエッチング法とウェットエッチング法の両方を組み合わせ
て行ってもよい。例えば、Cuのエッチングをウェットエッチング法で行い、窒化タンタ
ルのエッチングをドライエッチング法で行ってもよい。
ロゲン元素を含むガスを用いることができる。ハロゲン元素を含むガスの一例としては、
塩素(Cl2)、三塩化硼素(BCl3)、四塩化珪素(SiCl4)もしくは四塩化炭
素(CCl4)などを代表とする塩素系ガス、四フッ化炭素(CF4)、六フッ化硫黄(
SF6)、三フッ化窒素(NF3)もしくはトリフルオロメタン(CHF3)などを代表
とするフッ素系ガス、臭化水素(HBr)または酸素を適宜用いることができる。また用
いるエッチング用ガスに不活性気体を添加してもよい。また、ドライエッチング法として
は、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)法
を用いることができる。
oupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively
Coupled Plasma)、電子サイクロトロン共鳴(ECR:Electron
Cyclotron Resonance)プラズマ、ヘリコン波励起プラズマ(HW
P:Helicon Wave Plasma)、マイクロ波励起表面波プラズマ(SW
P:Surface Wave Plasma)などを用いることができる。特に、IC
P、ECR、HWP、及びSWPは、高密度のプラズマを生成することができる。ドライ
エッチング法で行うエッチング(以下、「ドライエッチング処理」ともいう)は、所望の
加工形状にエッチングできるように、エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力
量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等)を適宜調節して行う。
成する工程をフォトリソグラフィ工程というが、一般にレジストマスク形成後には、エッ
チング工程とレジストマスクの剥離工程が行われることが多い。このため、特段の説明が
無い限り、本明細書でいうフォトリソグラフィ工程には、レジストマスクの形成工程と、
導電層または絶縁層のエッチング工程と、レジストマスクの剥離工程が含まれているもの
とする。
)を工夫することにより、後に形成される層の被覆性を向上させることができる。
極202の端部をテーパー形状とする。ここで、ゲート電極202端部のテーパー角θ(
図11(A1)参照)を、80°以下、好ましくは60°以下、さらに好ましくは45°
以下とする。なお、テーパー角θとは、テーパー形状を有する層を、その断面(基板の表
面と直交する面)方向から観察した際に、当該層の側面と底面がなす当該層内の角度を示
す。また、テーパー角が90°未満である場合を順テーパーといい、テーパー角が90°
以上である場合を逆テーパーという。
する層の被覆性を向上させることもできる。なお、ゲート電極202に限らず、各層の端
部の断面形状を順テーパー形状または階段形状とすることで、その上に被覆する層が途切
れてしまう現象(段切れ)を防ぎ、被覆性を良好なものとすることができる。
204及び酸化物半導体層205を形成する(図11(B1)、図11(B2)、図14
(B)参照)。
法等を適宜用いて形成することができる。また、μ波を用いた高密度プラズマCVD法な
どを適用することができる。また、絶縁層204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。
コン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニ
ウム、酸化タンタル、酸化ガリウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ハフニウム
、ハフニウムシリケート、窒素が導入されたハフニウムシリケート、窒素が導入されたハ
フニウムアルミネートから選ばれた材料を、単層でまたは積層して用いることができる。
基板温度を200℃〜350℃として窒化シリコンと酸化窒化シリコンの積層を形成する
。絶縁層204は50nm以上800nm以下、好ましくは100nm以上600nm以
下の厚さで形成することが好ましい。絶縁層204の厚さは、作製するトランジスタのサ
イズやゲート電極202の段差被覆性を考慮して形成することが好ましい。
厚さが薄いほど(対向する二つの電極間距離が短いほど)、また、誘電体の誘電率が大き
いほど容量値が大きくなる。ただし、容量素子の容量値を増やすために誘電体を薄くする
と、二つの電極間に生じる漏れ電流(以下、「リーク電流」ともいう)が増加しやすくな
り、また、容量素子の絶縁耐圧が低下しやすくなる。
子として機能する(以下、「ゲート容量」ともいう)。なお、半導体層の、ゲート絶縁層
を介してゲート電極と重畳する領域にチャネルが形成される。すなわち、ゲート電極と、
チャネル形成領域が容量素子の二つの電極として機能し、ゲート絶縁層が容量素子の誘電
体として機能する。ゲート容量の容量値は大きいほうが好ましいが、容量値を増やすため
にゲート絶縁層を薄くすると、前述のリーク電流の増加や、絶縁耐圧の低下といった問題
が生じやすい。
))、窒素が添加されたハフニウムシリケート(HfSixOyNz(x>0、y>0、
z>0))、窒素が添加されたハフニウムアルミネート(HfAlxOyNz(x>0、
y>0、z>0))、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなどのhigh−k材料を用い
ると、絶縁層204を厚くしても、ゲート電極202と酸化物半導体層205間の容量値
を十分確保することが可能となる。
を厚くしても、絶縁層204に酸化シリコンを用いた場合と同等の容量値を実現できるた
め、ゲート電極202と酸化物半導体層205間に生じるリーク電流を低減できる。また
、ゲート電極202と同じ層を用いて形成された配線と、該配線と重畳する他の配線との
間に生じるリーク電流を低減できる。なお、絶縁層204をhigh−k材料と、上記材
料との積層構造としてもよい。
ことが好ましい。酸化物半導体層205と接する絶縁層204は、膜中(バルク中)に少
なくとも化学量論比を超える量の酸素が存在することが好ましい。例えば、絶縁層204
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
の酸化シリコン膜を絶縁層204として用いることで、酸化物半導体層205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。
で形成された配線または電極を含む)と接する部分において、Cuの拡散を抑制するため
のバリア性を有する材料を用いて形成することが好ましい。バリア性を有する材料として
は、例えば窒化シリコンや酸化アルミニウムを挙げることができる。ゲート電極202を
バリア性を有する絶縁層で覆うことで、Cuの拡散を抑制することができる。また、絶縁
層201をバリア性を有する材料で形成して、ゲート電極202をバリア性を有する材料
で挟む構成とすると、Cuの拡散を抑制する効果をより高めることができる。
などの不純物や、酸素に対するバリア性も有する。絶縁層204を、バリア性を有する材
料で形成することで、基板側からの上記不純物の侵入を防ぐとともに、絶縁層204中に
含まれる酸素の基板側への拡散を防ぐことができる。
)上に、絶縁層204としてμ波を用いた高密度プラズマCVD法により窒化シリコンと
酸化窒化シリコンの積層膜を形成する。
アルゴン)などを用いたプラズマ処理により、被形成面の表面に付着した水分や有機物な
どの不純物を除去することが好ましい。
ア窒素雰囲気下において、加熱処理を行ってもよい。加熱処理により絶縁層204に含ま
れる水素、水分、水素化物、または水酸化物などの濃度を低減することができる。加熱処
理は、基板200が耐えうる温度以下で、より高い温度で行うことが好ましい。具体的に
は、絶縁層204の成膜温度以上、基板200の歪点未満で行うことが好ましい。
素過剰な状態としてもよい。なお、絶縁層204への酸素ドープ処理は、上記加熱処理後
に行うことが好ましい。
して設けることによって、その後の熱処理により該絶縁層204から酸化物半導体層20
5へ酸素を供給することができる。酸化物半導体層205へ酸素を供給することにより、
酸化物半導体層205中の酸素欠損を補填することができる。
ート電極202(これと同じ層で形成された配線または電極を含む)上にバリア性を有す
る材料を用いて絶縁層Aを形成し、絶縁層A上に酸素を含む材料を用いて絶縁層Bを形成
してもよい。例えば、ゲート電極202上に絶縁層Aとして窒化シリコン膜を形成し、そ
の上に絶縁層Bとして酸化窒化シリコン膜を形成してもよい。
せず)をスパッタリング法により形成する。
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、CMP処理)、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、絶縁層204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。
ってもよく、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、絶縁層204表面の凹凸状態に合わせて適宜設定すればよい。
はアルゴン)雰囲気、酸素ガス雰囲気、希ガス及び酸素の混合ガスを適宜用いる。また、
スパッタリングガスには、水素、水、水酸基また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。
の雰囲気下でスパッタリング法により成膜を行うなど)で形成して、酸素を多く含むまた
は酸素が過飽和な状態(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に対
し、酸素の含有量が過剰な領域が含まれている状態)とすることが好ましい。
の酸素の占める割合が多い条件で行うことが好ましく、スパッタリングガスを酸素ガス1
00%として行うことが好ましい。スパッタリングガス中の酸素ガスの占める割合が多い
条件、特に酸素ガス100%で成膜すると、例えば形成温度を300℃以上としても、酸
化物半導体層中からのZnの放出が抑えられる。
ない高純度化されたものであることが望ましい。トランジスタの製造工程において、これ
らの不純物が混入または酸化物半導体層表面に付着する恐れのない工程を適宜選択するこ
とが好ましい。具体的には、酸化物半導体層中の銅濃度は1×1018atoms/cm
3以下、好ましくは1×1017atoms/cm3以下とする。また、酸化物半導体層
中のアルミニウム濃度は1×1018atoms/cm3以下とする。また、酸化物半導
体層中の塩素濃度は2×1018atoms/cm3以下とする。
)などのアルカリ金属の濃度は、Naは5×1016atoms/cm3以下、好ましく
は1×1016atoms/cm3以下、さらに好ましくは1×1015atoms/c
m3以下、Liは5×1015atoms/cm3以下、好ましくは1×1015ato
ms/cm3以下、Kは5×1015atoms/cm3以下、好ましくは1×1015
atoms/cm3以下とする。
リング装置を用いたスパッタリング法により、膜厚35nmのIn−Ga−Zn系酸化物
(IGZO)を形成する。スパッタリング法で作製するためのターゲットとしては、組成
として、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いる。
は95%以上99.9%以下である。相対密度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を緻密な膜とすることができる。
内の残留水分を除去し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
ットを用いて絶縁層204上に形成する。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)等が排気されるため、当該成膜室で形成した酸化物半導体層215に含まれる不純物
の濃度を低減できる。
。絶縁層204と酸化物半導体層215とを大気に曝露せずに連続して形成すると、絶縁
層204表面に水素や水分などの不純物が付着することを防止することができる。
ングし、島状の酸化物半導体層205を形成する(図11(B1)参照)。また、酸化物
半導体層205を形成するためのレジストマスクをインクジェット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。
グ法でもよく、両方を用いてもよい。ウェットエッチング法により、酸化物半導体層21
5のエッチングを行う場合は、エッチング液として、燐酸と酢酸と硝酸を混ぜた溶液や、
シュウ酸を含む溶液などを用いることができる。また、ITO−07N(関東化学社製)
を用いてもよい。また、ドライエッチング法で酸化物半導体層215のエッチングを行う
場合は、例えば、ECRまたはICPなどの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング
法を用いることができる。また、広い面積に渡って一様な放電が得られやすいドライエッ
チング法として、ECCP(Enhanced Capacitively Coupl
ed Plasma)モードを用いたドライエッチング法がある。このドライエッチング
法であれば、例えば基板として、第10世代の3mを超えるサイズの基板を用いる場合に
も対応することができる。
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、酸化物半導体層205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。
高純度の一酸化二窒素ガス、又は超乾燥エア(キャビティリングダウン分光法(CRDS
:Cavity Ring−Down Spectroscopy)を用いた露点計を用
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1pp
m以下、より好ましくは10ppb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、酸化物半導体内の酸素欠損が低
減され、酸化物半導体層205をi型(真性)または実質的にi型化することができる。
この点、シリコンなどのように不純物元素を添加してのi型化ではないため、酸化物半導
体のi型化は従来にない技術思想を含むものといえる。
物半導体層205の形成前に行ってもよく、形成後に行ってもよい。また、脱水化又は脱
水素化のための加熱処理は、複数回行ってもよく、他の加熱処理と兼ねてもよい。
が同時に脱離して減少してしまう恐れがある。酸化物半導体層において、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。
行い、酸化物半導体層205中に酸素を供給してもよい。
供給することによって、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生じ
た酸化物半導体内の酸素欠損を低減し、酸化物半導体層205をi型(真性)化すること
ができる。i型(真性)化した酸化物半導体層205を有するトランジスタは、電気特性
変動が抑制されており、電気的に安定である。
接行ってもよいし、他の層を介して行ってもよい。
は該元素と水酸基の間の結合を切断するとともに、これらの水素または水酸基が酸素と反
応することで水を生成するため、酸素の導入後に加熱処理を行うと、不純物である水素ま
たは水酸基が、水として脱離しやすくなる。このため、酸化物半導体層205へ酸素を導
入した後に加熱処理を行ってもよい。その後、さらに酸化物半導体層205に酸素を導入
し、酸化物半導体層205を酸素過剰な状態としてもよい。また、酸化物半導体層205
への酸素の導入と加熱処理は、それぞれを交互に複数回行ってもよい。また、加熱処理と
酸素の導入を同時に行ってもよい。また、酸化物半導体層205に十分な酸素が供給され
て酸素が過飽和の状態とするため、酸化物半導体層205を挟むように酸素を多く含む絶
縁層(酸化シリコンなど)を接して設けることが好ましい。
ある。酸素を多く含む絶縁層の水素濃度が、7.2×1020atoms/cm3以上で
ある場合には、トランジスタの初期特性のバラツキの増大、L長依存性の増大、さらにB
Tストレス試験において大きく劣化するため、酸素を多く含む絶縁層の水素濃度は、7.
2×1020atoms/cm3未満とする。即ち、酸化物半導体層の水素濃度は5×1
019atoms/cm3以下、且つ、酸素を多く含む絶縁層の水素濃度は、7.2×1
020atoms/cm3未満とすることが好ましい。
例えば、酸化物半導体層205を、第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層の積層
として、第1の酸化物半導体層と第2の酸化物半導体層に異なる組成の金属酸化物を用い
てもよい。例えば、第1の酸化物半導体層に三元系金属の酸化物を用い、第2の酸化物半
導体層に二元系金属の酸化物を用いてもよい。また、例えば、第1の酸化物半導体層と第
2の酸化物半導体層を、どちらも三元系金属の酸化物としてもよい。
を異ならせてもよい。例えば、第1の酸化物半導体層の原子数比をIn:Ga:Zn=1
:1:1とし、第2の酸化物半導体層の原子数比をIn:Ga:Zn=3:1:2として
もよい。また、第1の酸化物半導体層の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2とし、
第2の酸化物半導体層の原子数比をIn:Ga:Zn=2:1:3としてもよい。
ャネル側)の酸化物半導体層のInとGaの含有率をIn>Gaとするとよい。またゲー
ト電極から遠い側(バックチャネル側)の酸化物半導体層のInとGaの含有率をIn≦
Gaとするとよい。
を多くすることによりs軌道のオーバーラップが多くなる傾向があるため、In>Gaの
組成となる酸化物はIn≦Gaの組成となる酸化物と比較して高い移動度を備える。また
、GaはInと比較して酸素欠損の形成エネルギーが大きく酸素欠損が生じにくいため、
In≦Gaの組成となる酸化物はIn>Gaの組成となる酸化物と比較して安定した特性
を備える。
Gaの組成となる酸化物半導体を適用することで、トランジスタの移動度及び信頼性をさ
らに高めることが可能となる。
適用してもよい。すなわち、単結晶酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半
導体、またはCAAC−OSを適宜組み合わせた構成としてもよい。また、第1の酸化物
半導体層と第2の酸化物半導体層の少なくともどちらか一方に非晶質酸化物半導体を適用
すると、酸化物半導体層205の内部応力や外部からの応力を緩和し、トランジスタの特
性ばらつきが低減され、また、トランジスタの信頼性をさらに高めることが可能となる。
素欠損が生じやすいためn型化されやすい。このため、チャネル側の酸化物半導体層は、
CAAC−OSなどの結晶性を有する酸化物半導体を適用することが好ましい。
いる場合、バックチャネル側に非晶質酸化物半導体を用いると、ソース電極及びドレイン
電極形成時のエッチング処理により酸素欠損が生じ、n型化されやすい。このため、チャ
ネルエッチング型のトランジスタを用いる場合は、バックチャネル側の酸化物半導体層に
結晶性を有する酸化物半導体を適用することが好ましい。
半導体層で非晶質酸化物半導体層を挟む構造としてもよい。また、結晶性を有する酸化物
半導体層と非晶質酸化物半導体層を交互に積層する構造としてもよい。
合わせて用いることができる。
ドープ処理を行ってもよい。各酸化物半導体層の形成毎に酸素ドープ処理を行うことで、
酸化物半導体内の酸素欠損を低減する効果を高めることができる。
トホール218、コンタクトホール228及びコンタクトホール227を形成する(図1
0(A2)、図10(B2)、図11(C2)、図14(C)参照)。絶縁層204のエ
ッチングは、ドライエッチング法またはウェットエッチング法により行うことができる。
また、ドライエッチング法とウェットエッチング法の両方を組み合わせて行ってもよい。
フィ工程により導電層217の一部を選択的にエッチングして、ソース電極206a及び
ドレイン電極206bを形成する(図11(D1)、図11(D2)、図14(D)参照
)。
えられる材料を用いて形成する。導電層217としては、例えば、Al、Cr、Ta、T
i、Mo、Wから選ばれた元素を含む金属、または上述した元素を成分とする金属窒化物
(窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン)等を用いることができる。また、A
lなどの金属層の下側又は上側の一方または双方にTi、Mo、Wなどの高融点金属また
はそれらの金属窒化物(窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン)を積層させた
構成としても良い。また、導電層217を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(SnO2)、酸化亜鉛
(ZnO)、酸化インジウム酸化スズ(In2O3―SnO2、ITOと略記する)、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。
いことが好ましい。特に、導電層217に主成分レベル(1wt%以上)でCuが含まれ
ないことが好ましい。ソース電極206a及びドレイン電極206bとなる導電層217
は、酸化物半導体層205に接して形成されるため、導電層217のエッチング時に、露
出した酸化物半導体層205表面にCuが付着し、また、付着したCuが酸化物半導体層
205中に拡散して、トランジスタの電気特性の劣化や信頼性の低下の一因となる。
形成する。導電層217のエッチングは、ウェットエッチング法またはドライエッチング
法で行うことができる。例えば、エッチングガス(BCl3:Cl2=750sccm:
150sccm)を用いて、バイアス電力を1500Wとし、ICP電源電力を0Wとし
、圧力を2.0PaとしたICPエッチング法(ドライエッチング法)により行うことが
できる。
6b上に、絶縁層225を20nm乃至50nmの厚さで形成する(図12(A1)、図
12(A2)、図15(A)参照)。絶縁層225は、絶縁層201または絶縁層204
と同様の材料及び方法で形成することができる。例えば、酸化シリコンや、酸化窒化シリ
コンなどをスパッタリング法やCVD法で形成し、絶縁層225として用いることができ
る。
化シリコンを形成する。絶縁層225の形成は、例えば、SiH4とN2Oのガス流量比
をSiH4:N2O=20sccm:3000sccmとし、圧力を40Paとし、RF
電源電力(電源出力)を100Wとし、基板温度を350℃とすればよい。
07とする(図12(B1)、図12(B2)、図15(B)参照)。酸素231には、
少なくとも、酸素ラジカル、オゾン、酸素原子、酸素イオン(分子イオン、クラスタイオ
ンを含む)、のいずれかが含まれている。酸素231の導入は、酸素ドープ処理により行
うことができる。
いし、例えば、線状のイオンビームを用いて行ってもよい。線状のイオンビームを用いる
場合には、基板200又はイオンビームを相対的に移動(スキャン)させることで、絶縁
層225の全面に酸素231を導入することができる。
ガス、N2Oガス、CO2ガス、COガス、NO2ガス等を用いることができる。なお、
酸素の供給ガスに希ガス(例えばAr)を含有させてもよい。
13ions/cm2以上5×1016ions/cm2以下とするのが好ましく、絶縁
層207の酸素の含有量は、化学量論的組成を超える程度とするのが好ましい。なお、こ
のような化学量論的組成よりも酸素を過剰に含む領域は、絶縁層207の一部に存在して
いればよい。なお、酸素の注入深さは、注入条件により適宜制御すればよい。
、絶縁層207は、酸化物半導体層205と接する絶縁層であるため、可能な限り水、水
素などの不純物が含まれないことが好ましい。したがって、酸素231の導入の前に、絶
縁層225中の過剰な水素(水や水酸基を含む)を除去するための加熱処理を行うことが
好ましい。脱水化又は脱水素化処理を目的とした加熱処理の温度は、300℃以上700
℃以下、または基板の歪み点未満とする。脱水化又は脱水素化処理を目的とした加熱処理
は、前述の加熱処理と同様に行うことができる。
cmとし、ICP電源電力を0Wとし、バイアス電力を4500Wとし、圧力を15Pa
として行う。この時、酸素プラズマ処理により絶縁層225に導入された酸素の一部は、
絶縁層225を通過して酸化物半導体層205に導入される。酸化物半導体層205中に
絶縁層225を介して酸素が導入されるため、酸化物半導体層205の表面にプラズマに
よるダメージが入りにくく、半導体装置の信頼性を向上することができる。絶縁層225
は、10nmより厚く、100nmより薄くすることが好ましい。絶縁層225の厚さを
10nm以下とすると、酸化物半導体層205が酸素プラズマ処理時のダメージを受けや
すくなる。また、絶縁層225の厚さを100nm以上とすると、酸素プラズマ処理によ
り導入された酸素が、十分に酸化物半導体層205に供給されない恐れがある。また、絶
縁層225の脱水化又は脱水素化処理を目的とした加熱処理及び/又は酸素231の導入
は、複数回行ってもよい。絶縁層225に酸素を導入することにより、絶縁層207を酸
素供給層として機能させることができる。
13(A1)、図13(A2)、図15(C)参照)。絶縁層208は、絶縁層201ま
たは絶縁層204と同様の材料及び方法で形成することができる。例えば、酸化シリコン
膜や酸化窒化シリコン膜などをスパッタリング法やCVD法で形成し、絶縁層208とし
て用いることができる。
窒化シリコン膜を形成する。絶縁層208の形成は、例えば、SiH4とN2Oのガス流
量比をSiH4:N2O=30sccm:4000sccmとし、圧力を200Paとし
、RF電源電力(電源出力)を150Wとし、基板温度を220℃とすればよい。
酸素の混合雰囲気下で250℃以上650℃以下、好ましくは300℃以上600℃以下
の温度で加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理によって、絶縁層207に含まれる酸素
を酸化物半導体層205へと供給し、酸化物半導体層205の酸素欠損を補填することが
できる。絶縁層207上に絶縁層208を形成することで、絶縁層207が含有する酸素
を効率良く酸化物半導体層205に供給することができる。
過剰な状態としてもよい。絶縁層208への酸素231の導入は、絶縁層207への酸素
231の導入と同様に行ってもよい。また、絶縁層208への酸素231の導入後、不活
性ガス雰囲気下、酸素雰囲気下、または不活性ガスと酸素の混合雰囲気下で250℃以上
650℃以下、好ましくは300℃以上600℃以下の温度で加熱処理を行ってもよい。
に酸素が供給されることで、酸化物半導体層と絶縁層との界面準位密度を低減できる。こ
の結果、トランジスタの動作などに起因して、酸化物半導体層と絶縁層との界面にキャリ
アが捕獲されることを抑制することができ、信頼性の高いトランジスタを得ることができ
る。
物半導体層の酸素欠損は、酸化物半導体層中にキャリアである電子が生成される一因とな
る。この結果、トランジスタのしきい値電圧がマイナス方向にシフトしてしまう。そこで
、酸化物半導体層に酸素が十分に供給され、好ましくは酸化物半導体層に酸素が過剰に含
まれていることにより、酸化物半導体層の酸素欠損密度を低減することができる。
除去し、コンタクトホール209、コンタクトホール219、コンタクトホール229、
及びコンタクトホール227を形成する(図10(A2)、図10(B2)、図13(B
1)、図13(B2)、図14(C)参照)。絶縁層207及び絶縁層208のエッチン
グは、ドライエッチング法またはウェットエッチング法により行うことができる。また、
ドライエッチング法とウェットエッチング法の両方を組み合わせて行ってもよい。
以上200nm以下、好ましくは50nm以上100nm以下の厚さで形成し、フォトリ
ソグラフィ工程により画素電極211、電極221、電極222を形成する(図10(A
1)、図10(A2)、図10(B1)、図10(B2)、図13(C1)、図13(C
2)参照)。
酸化亜鉛、ITO、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材料を用い
ることができる。
組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シー
ト抵抗が10000Ω/□以下、波長550nmにおける透光率が70%以上であること
が好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が0.1Ω・cm以下
であることが好ましい。
リソグラフィ工程を用いて透光性を有する導電層を選択的にエッチングして、画素電極2
11、電極221、電極222を形成する。
である。
本実施の形態では、上記実施の形態で示した表示装置の一例について、図16及び図17
を用いて説明する。また、上記実施の形態で一例を示したトランジスタを用いて、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
6(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又は多結晶半導体で形成され
た信号線駆動回路4003、及び走査線駆動回路4004が実装されている。また、信号
線駆動回路4003、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 circuit)401
8a、FPC4018bから供給されている。
02と、走査線駆動回路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16(B)及び図16(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又は多
結晶半導体で形成された信号線駆動回路4003が実装されている。図16(B)及び図
16(C)においては、信号線駆動回路4003、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。
第1の基板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良いし、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良い。
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16(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16(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
6(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、上記実施の形態で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、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。
成を示す断面図である。図17(A)及び図17(B)で示すように、半導体装置は電極
4015及び電極4016を有しており、電極4015及び電極4016はFPC401
8が有する端子と異方性導電層4019を介して、電気的に接続されている。また、電極
4016は、絶縁層4022に形成された開口を介して配線4014と電気的に接続され
ている。
ランジスタ4010、4011のソース電極及びドレイン電極と同じ導電層で形成され、
配線4014は、トランジスタ4010、4011のゲート電極と同じ導電層で形成され
ている。
つの開口を介して接続しているが、図17(B)では、絶縁層4022に形成された複数
の開口を介して接続している。開口を複数形成することで表面に凹凸が形成されるため、
後に形成される電極4015と異方性導電層4019の接触面積を増やすことができる。
よって、FPC4018と電極4015の接続を良好なものとすることができる。
トランジスタを複数有しており、図17(A)及び図17(B)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40
11とを例示している。図17(A)では、トランジスタ4010、トランジスタ401
1上には絶縁層4020が設けられ、図17(B)では、絶縁層4024の上にさらに平
坦化層4021が設けられている。なお、絶縁層4023は下地層として機能する絶縁層
であり、絶縁層4022はゲート絶縁層として機能する絶縁層である。
態で示したトランジスタを適用することができる。
である。よって、図17(A)及び図17(B)で示す本実施の形態の半導体装置として
信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
1の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に導電層4017が設けられている
例を示している。本実施の形態では、導電層4017を第1の電極層4030と同じ導電
層で形成する。導電層4017を酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に設け
ることによって、BT試験前後におけるトランジスタ4011のしきい値電圧の変化量を
さらに低減することができる。また、導電層4017の電位は、トランジスタ4011の
ゲート電極と同じでもよいし、異なっていても良く、導電層4017を第2のゲート電極
として機能させることもできる。また、導電層4017の電位は、GND、0V、或いは
フローティング状態であってもよい。また、導電層4017に与える電位を制御すること
で、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このため、導電層4017を
バックゲート電極と呼ぶことがある。なお、トランジスタ4010にバックゲート電極を
形成してもよい。
(薄膜トランジスタを含む回路部)に作用しないようにする機能(特に静電気に対する静
電遮蔽機能)も有する。導電層4017の遮蔽機能により、静電気などの外部の電場の影
響によりトランジスタの電気的な特性が変動することを防止することができる。
半導体層に光が入射するのを防ぐことができる。よって、酸化物半導体層の光劣化を防ぎ
、トランジスタの閾値電圧がシフトするなどの電気特性の劣化が引き起こされるのを防ぐ
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
て機能する絶縁層4032、絶縁層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4008を介して重畳する構成となっている。
であり、第1の電極層4030と第2の電極層4031との間隔(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良い。
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。
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために5重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層に用いる。
ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が1msec以下と短
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
導体層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層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の液晶材料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。
における電流値(オフ電流値)を低くすることができる。よって、画像信号等の電気信号
の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よ
って、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果
を奏する。
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。高純度の酸化物半導体層
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。
るため、高速駆動が可能である。よって、表示機能を有する半導体装置の画素部に上記ト
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。また、同一基板上に
駆動回路部または画素部を作り分けて作製することが可能となるため、半導体装置の部品
点数を削減することができる。
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。ここで、垂直配向モードとは、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り、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。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 Alignme
nt)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、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、本発明はカラ
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。
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良い。
4031及び隔壁4510上に保護層を形成してもよい。保護層としては、窒化シリコン
、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒
化酸化アルミニウム、DLC膜等を形成することができる。また、第1の基板4001、
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4514
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。
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(以下、ITOと示す。
)、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を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。
半導体装置を提供することができる。また、上記実施の形態で示した配線構造を用いるこ
とで、配線の幅や厚さを増加させること無く配線抵抗を低減することができる。よって、
高精細化や、大面積化が可能で、表示品質の良い表示機能を有する半導体装置を提供する
ことができる。また、消費電力が低減された半導体装置を提供することができる。
である。
本実施の形態では、上記実施の形態に示した配線抵抗を低減した半導体装置の一例として
、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について説明する。
フォトセンサの等価回路であり、図18(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、酸化物半導体層を用いるトランジスタの記号には「OS」と記載して
いる。図18(A)において、トランジスタ640、トランジスタ656は上記実施の形
態に示したトランジスタが適用でき、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用
いるトランジスタである。
の構成例を示す断面図であり、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。
ード602は、絶縁層633上に設けられ、絶縁層633上に形成した電極641a、電
極641bと、絶縁層634上に設けられた電極層642との間に、絶縁層633側から
順に第1半導体層606a、第2半導体層606b、及び第3半導体層606cを積層し
た構造を有している。
6は導電層635を介してトランジスタ640のゲート電極と電気的に接続している。よ
って、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。
タ640のゲート電極と同じ導電層で形成されたCuを含む導電層631と、トランジス
タ640のソース電極及びドレイン電極と同じ導電層で形成された導電層632を有する
。導電層631上にバリア性を有する絶縁層637が形成され、導電層632は絶縁層6
37上に形成され、導電層631と導電層632は、絶縁層637に形成された複数のコ
ンタクトホールを介して電気的に接続されている。導電層631と導電層632を電気的
に接続することにより、配線の幅や厚さを増加させること無く、配線630の配線抵抗を
低減することができる。また、Cuを含む導電層631を、バリア性を有する絶縁層63
7で覆うことで、Cuの拡散による半導体装置の電気特性の劣化や、信頼性の低下を防ぐ
ことができる。
、第2半導体層606bとして高抵抗な半導体層(i型半導体層)、第3半導体層606
cとしてn型の導電型を有する半導体層を積層するpin型のフォトダイオードを例示し
ている。
ァスシリコンにより形成することができる。第1半導体層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、Si
2H6、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半導体層606aの膜厚は10nm以上50nm以
下となるよう形成することが好ましい。
により形成する。第2半導体層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(S
iH4)を用いればよい。または、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiC
l4、SiF4等を用いてもよい。第2半導体層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半導体層606bの膜厚は200
nm以上1000nm以下となるように形成することが好ましい。
ファスシリコンにより形成する。第3半導体層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、S
iH2Cl2、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半導体層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、微結晶半導体や、
セミアモルファス半導体(SAS:Semi Amorphous Semicondu
ctor)を用いて形成してもよい。
フォトダイオードはp型の半導体層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622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層側とは逆
の導電型を有する半導体層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
層を用いるとよい。また、n型の半導体層側を受光面として用いることもできる。
絶縁層が好ましい。絶縁層633、絶縁層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。
である。従って、安定した電気特性を有するトランジスタ640を含む信頼性の高い半導
体装置を提供することができる。また、信頼性の高い半導体装置を歩留まりよく作製し、
高生産化を達成することができる。さらに、上記実施の形態で示した配線構造を用いるこ
とで、配線の幅や厚さを増加させること無く配線抵抗を低減することができる。よって、
高集積化しやすく、消費電力が低減された半導体装置を実現することができる。
である。
上記実施の形態で説明した表示装置は、3D映像を表示する半導体装置に適用することが
可能である。本実施の形態では、左目用の映像と右目用の映像を高速で切り換える表示装
置を用いて、表示装置の映像と同期する専用の眼鏡を用いて動画または静止画である3D
映像を視認する例を、図19を用いて示す。
されている外観図を示す。表示装置2711には、本明細書で開示するEL表示装置を用
いることができる。専用の眼鏡本体2701は、左目用パネル2702aと右目用パネル
2702bに設けられているシャッターが交互に開閉することによって使用者が表示装置
2711の画像を3Dとして認識することができる。
図19(B)に示す。
ミング発生器2713、ソース線側駆動回路2718、外部操作手段2722及びゲート
線側駆動回路2719を有する。なお、キーボード等の外部操作手段2722による操作
に応じて、出力する信号を可変する。
像と左目用パネル2702aのシャッターとを同期させるための信号、右目用映像と右目
用パネル2702bのシャッターとを同期させるための信号などを形成する。
示すると同時に、左目用パネル2702aのシャッターを開ける同期信号2730aを左
目用パネル2702aに入力する。また、右目用映像の同期信号2731bを表示制御回
路2716に入力して表示部2717に表示すると同時に、右目用パネル2702bのシ
ャッターを開ける同期信号2730bを右目用パネル2702bに入力する。
イオード(LED)を用いて、時分割によりカラー表示する継時加法混色法(フィールド
シーケンシャル法)とすることが好ましい。
イオードのバックライト部にも同期信号2730a、2730bと同期する信号を入力す
ることが好ましい。なお、バックライト部はR、G、及びBのLEDを有するものとする
。
。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置を具備する電子機器の例について
説明する。
2、表示部3003、キーボード3004などによって構成されている。上記実施の形態
で示したEL表示装置を適用することにより、信頼性の高いノート型のパーソナルコンピ
ュータとすることができる。
外部インターフェイス3025と、操作ボタン3024等が設けられている。また操作用
の付属品としてスタイラス3022がある。上記実施の形態で示したEL表示装置を適用
することにより、信頼性の高い携帯情報端末(PDA)とすることができる。
び筐体2704の2つの筐体で構成されている。筐体2706および筐体2704は、軸
部2712により一体とされており、該軸部2712を軸として開閉動作を行うことがで
きる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。
込まれている。表示部2705および表示部2707は、続き画面を表示する構成として
もよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とするこ
とで、例えば右側の表示部(図20(C)では表示部2705)に文章を表示し、左側の
表示部(図20(C)では表示部2707)に画像を表示することができる。上記実施の
形態で示したEL表示装置を適用することにより、信頼性の高い電子書籍とすることがで
きる。
筐体2706において、電源端子2721、操作キー2723、スピーカー2725など
を備えている。操作キー2723により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と
同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐
体の裏面や側面に、外部接続用端子(イヤホン端子、USB端子など)、記録媒体挿入部
などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍は、電子辞書としての機能を持たせた
構成としてもよい。
サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能で
ある。
れている。筐体2801には、表示パネル2802、スピーカー2803、マイクロフォ
ン2804、ポインティングデバイス2806、カメラ用レンズ2807、外部接続端子
2808などを備えている。また、筐体2800には、携帯電話の充電を行う太陽電池セ
ル2810、外部メモリスロット2811などを備えている。また、アンテナは筐体28
01内部に内蔵されている。
ている複数の操作キー2805を点線で示している。なお、太陽電池セル2810で出力
される電圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路も実装している。
2802と同一面上にカメラ用レンズ2807を備えているため、テレビ電話が可能であ
る。スピーカー2803及びマイクロフォン2804は音声通話に限らず、テレビ電話、
録音、再生などが可能である。さらに、筐体2800と筐体2801は、スライドし、図
20(D)のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適
した小型化が可能である。
であり、充電及びパーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能である。また、外部
メモリスロット2811に記録媒体を挿入し、より大量のデータ保存及び移動に対応でき
る。
よい。上記実施の形態で示したEL表示装置を適用することにより、信頼性の高い携帯電
話とすることができる。
接眼部3053、操作スイッチ3054、表示部(B)3055、バッテリー3056な
どによって構成されている。上記実施の形態で示したEL表示装置を適用することにより
、信頼性の高いデジタルビデオカメラとすることができる。
01に表示部9603が組み込まれている。表示部9603により、映像を表示すること
が可能である。また、ここでは、スタンド9605により筐体9601を支持した構成を
示している。上記実施の形態で示したEL表示装置を適用することにより、信頼性の高い
テレビジョン装置とすることができる。
機により行うことができる。また、リモコン操作機に、当該リモコン操作機から出力する
情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
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。
である。
101 基板
102 画素領域
103 端子部
104 端子部
105 端子
106 端子
107 端子
110 画素
111 トランジスタ
112 液晶素子
113 容量素子
114 電極
115 ノード
121 トランジスタ
122 EL素子
200 基板
201 絶縁層
202 ゲート電極
203 配線
204 絶縁層
205 酸化物半導体層
207 絶縁層
208 絶縁層
209 コンタクトホール
210 画素
211 画素電極
212 配線
215 酸化物半導体層
216 配線
217 導電層
218 コンタクトホール
219 コンタクトホール
221 電極
222 電極
225 絶縁層
226 配線
227 コンタクトホール
228 コンタクトホール
229 コンタクトホール
231 酸素
235 電極
236 配線
246 配線
251 EL層
252 電極
253 EL素子
254 隔壁層
262 ゲート電極
271 開口部
310 画素
601 基板
602 フォトダイオード
608 接着層
613 基板
622 光
630 配線
631 導電層
632 導電層
633 絶縁層
634 絶縁層
635 導電層
636 導電層
637 絶縁層
640 トランジスタ
642 電極層
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
2701 眼鏡本体
2703 ケーブル
2704 筐体
2705 表示部
2706 筐体
2707 表示部
2711 表示装置
2712 軸部
2713 タイミング発生器
2716 表示制御回路
2717 表示部
2718 ソース線側駆動回路
2719 ゲート線側駆動回路
2721 電源端子
2722 外部操作手段
2723 操作キー
2725 スピーカー
2800 筐体
2801 筐体
2802 表示パネル
2803 スピーカー
2804 マイクロフォン
2805 操作キー
2806 ポインティングデバイス
2807 カメラ用レンズ
2808 外部接続端子
2810 太陽電池セル
2811 外部メモリスロット
3001 本体
3002 筐体
3003 表示部
3004 キーボード
3021 本体
3022 スタイラス
3023 表示部
3024 操作ボタン
3025 外部インターフェイス
3051 本体
3053 接眼部
3054 操作スイッチ
3056 バッテリー
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
4014 配線
4015 電極
4016 電極
4017 導電層
4018 FPC
4019 異方性導電層
4020 絶縁層
4021 平坦化層
4022 絶縁層
4023 絶縁層
4024 絶縁層
4030 電極層
4031 電極層
4032 絶縁層
4033 絶縁層
4035 スペーサ
4510 隔壁
4511 電界発光層
4513 発光素子
4514 充填材
9601 筐体
9603 表示部
9605 スタンド
206a ソース電極
206b ドレイン電極
266a ソース電極
266b ドレイン電極
2702a 左目用パネル
2702b 右目用パネル
2730a 同期信号
2730b 同期信号
2731a 同期信号
2731b 同期信号
4018b FPC
606a 半導体層
606b 半導体層
606c 半導体層
641a 電極
641b 電極
Claims (3)
- 画素部と、外部入力端子と、を有し、
前記外部入力端子は、FPCと電気的に接続され、
前記外部入力端子は、
第1の絶縁層を介して第1の配線上に位置する第2の配線と、
前記第2の配線上の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上の第3の絶縁層と、
第3の絶縁層上の電極と、を有し、
前記第2の配線は、前記第1の絶縁層が有する第1の開口を介して、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記電極は、前記第2の絶縁層及び前記第3の絶縁層が有する第2の開口を介して、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第1の開口は複数あり、
複数の前記第1の開口は前記電極と重なり、
前記電極は、第1の辺と、前記第1の辺と交わる第2の辺とを有し、
上面視において、複数の前記第1の開口は、前記第1の辺がのびる方向に複数列配列し、且つ前記第2の辺がのびる方向に複数列配列するように設けられ、
複数の前記第1の開口の数は、前記第2の開口の数よりも多いことを特徴とする半導体装置。 - 画素部と、外部入力端子と、を有し、
前記外部入力端子は、FPCと電気的に接続され、
前記外部入力端子は、
第1の絶縁層を介して第1の配線上に位置する第2の配線と、
前記第2の配線上の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上の第3の絶縁層と、
第3の絶縁層上の電極と、を有し、
前記第2の配線は、前記第1の絶縁層が有する第1の開口を介して、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記電極は、前記第2の絶縁層及び前記第3の絶縁層が有する第2の開口を介して、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第1の開口は複数あり、
複数の前記第1の開口は前記電極と重なり、
前記電極は、第1の辺と、前記第1の辺と交わる第2の辺とを有し、
上面視において、複数の前記第1の開口は、前記第1の辺がのびる方向に複数列配列し、且つ前記第2の辺がのびる方向に複数列配列するように設けられ、
複数の前記第1の開口の数は、前記第2の開口の数よりも多く、
前記画素部は、
前記第1の絶縁層を介してゲート電極上に位置する酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層上のソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極上及び前記ドレイン電極上の前記第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上の前記第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上の画素電極と、を有し、
前記第1の配線と前記ゲート電極とは、同一材料を有し、
前記第2の配線と前記ソース電極及び前記ドレイン電極とは、同一材料を有し、
前記電極と前記画素電極とは、同一材料を有することを特徴とする半導体装置。 - 画素部と、外部入力端子と、を有し、
前記外部入力端子は、FPCと電気的に接続され、
前記外部入力端子は、
第1の絶縁層を介して第1の配線上に位置する第2の配線と、
前記第2の配線上の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上の第3の絶縁層と、
第3の絶縁層上の電極と、を有し、
前記第2の配線は、前記第1の絶縁層が有する第1の開口を介して、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記電極は、前記第2の絶縁層及び前記第3の絶縁層が有する第2の開口を介して、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第1の開口は複数あり、
複数の前記第1の開口は前記電極と重なり、
前記電極は、第1の辺と、前記第1の辺と交わる第2の辺とを有し、
上面視において、複数の前記第1の開口は、前記第1の辺がのびる方向に複数列配列し、且つ前記第2の辺がのびる方向に複数列配列するように設けられ、
前記第1の辺がのびる方向に並ぶ複数の前記第1の開口の列数は、前記第2の辺がのびる方向に並ぶ複数の前記第1の開口の列数とは異なり、
複数の前記第1の開口の数は、前記第2の開口の数よりも多く、
前記画素部は、
前記第1の絶縁層を介してゲート電極上に位置する酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層上のソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極上及び前記ドレイン電極上の前記第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上の前記第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上の画素電極と、を有し、
前記第1の配線と前記ゲート電極とは、同一材料を有し、
前記第2の配線と前記ソース電極及び前記ドレイン電極とは、同一材料を有し、
前記電極と前記画素電極とは、同一材料を有することを特徴とする半導体装置。
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