JP2021073696A - トランジスタ及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。特
に、本発明の一態様は、酸化物半導体、酸窒化物半導体、当該酸化物半導体の製造方法、
または当該酸窒化物半導体の製造方法に関する。または、本発明の一態様は、半導体装置
、表示装置、液晶表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または
、それらの製造方法に関する。
装置全般を指す。トランジスタなどの半導体素子をはじめ、半導体回路、演算装置、記憶
装置は、半導体装置の一態様である。撮像装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、電
気光学装置、発電装置(薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む)、及び電子機器は、
半導体装置を有している場合がある。
る(例えば、特許文献1参照)。
GZOとの2層積層の酸化物半導体を有する構造が検討されている。
ジスタの活性層として、インジウム亜鉛酸化物と、IGZOとの2層積層とし、チャネル
が形成されるインジウム亜鉛酸化物の膜厚を10nmとすることで、高い電界効果移動度
(μ=62cm2V−1s−1)を実現している。一方で、トランジスタ特性の一つであ
るS値(Subthreshold Swing、SSともいう)が0.41V/dec
adeと大きい。また、トランジスタ特性の一つである、しきい値電圧(Vthともいう
)が−2.9Vであり、所謂ノーマリーオンのトランジスタ特性である。
体を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規なスパッタリング
ターゲットを提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、半導体装置に
良好な電気特性を付与することを課題の一とする。または、信頼性の高い半導体装置を提
供することを課題の一とする。または、新規な構成の半導体装置を提供することを課題の
一とする。または、新規な構成の表示装置を提供することを課題の一とする。
一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
であって、第1の領域は、絶縁性材料を含み、第2の領域は、導電性材料を含み、第1の
領域及び第2の領域は、それぞれ径が0.5nm以上3nm以下、またはその近傍値の微
結晶を有する、ことを特徴とするスパッタリングターゲットである。
y(yは0より大きい任意数)、AlOxNy、SiOx、SiNy、またはSiOxN
yのいずれか一つ、または複数を用い、導電性材料として、InOx、InNy、InO
xNy、ZnOx、ZnNy、またはZnOxNyのいずれか一つ、または複数を用いれ
ばよい。
が好ましい。また、上記構成において、絶縁性材料として、AlOxNyを用い、0<x
<1.65、0<y<1.65であることが好ましい。また、上記構成において、絶縁性
材料として、SiOxを用い、0<x<2.2であることが好ましい。また、上記構成に
おいて、絶縁性材料として、SiOxNyを用い、0<x<2.2、0<y<2.2であ
ることが好ましい。
、またはその近傍値の微結晶を有することが好ましい。
3またはその近傍であることが好ましい。また、上記構成において、In、Al、及びZ
nの原子数比は、In:Al:Zn=5:1:6またはその近傍であることが好ましい。
また、上記構成において、In、Si、及びZnの原子数比は、In:Si:Zn=4:
2:3またはその近傍であることが好ましい。また、上記構成において、In、Si、及
びZnの原子数比は、In:Si:Zn=5:1:6またはその近傍であることが好まし
い。
酸化物半導体または酸窒化物半導体である。また、本発明の他の一態様は、上記の酸化物
半導体または酸窒化物半導体を有することを特徴とするトランジスタである。
であって、第1の領域は、元素M(元素Mは、Al、Si、Y、B、Ti、Fe、Ni、
Ge、Zr、Mo、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Mg、V、Be、またはCuの
いずれか一つ、または複数)を含み、第2の領域は、インジウムを含み、第1の領域、及
び第2の領域は、モザイク状に配置される、ことを特徴とする酸窒化物半導体である。
ウムであり、第1の領域は、アルミニウム酸窒化物またはアルミニウム亜鉛酸窒化物を含
み、第2の領域は、インジウム酸窒化物またはインジウム亜鉛酸窒化物を含み、第3の領
域は、亜鉛酸窒化物を含む、ことが好ましい。
であり、第1の領域は、シリコン酸窒化物またはシリコン亜鉛酸窒化物を含み、第2の領
域は、インジウム酸窒化物またはインジウム亜鉛酸窒化物を含み、第3の領域は、亜鉛酸
窒化物を含む、ことが好ましい。
り、クラウド状であることが好ましい。
ことが好ましい。
:2:3またはその近傍であることが好ましい。また、上記構成において、インジウム、
元素M、及び亜鉛の原子数比は、In:M:Zn=5:1:6またはその近傍であること
が好ましい。また、上記構成において、インジウム、元素M、及び亜鉛の原子数比は、I
n:M:Zn=1:1:1またはその近傍であることが好ましい。
ゲート絶縁膜は、窒化シリコンを含む、ことが好ましい。
とができる。または、本発明の一態様により、新規なスパッタリングターゲットを提供す
ることができる。または、本発明の一態様により、半導体装置に良好な電気特性を付与す
ることができる。または、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。または、新
規な構成の半導体装置を提供することができる。または、新規な構成の表示装置を提供す
ることができる。
一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
なる態様で実施することが可能であり、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
、以下の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。
場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を
模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。
混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関
係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明し
た語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン(ドレイン端子、ドレイ
ン領域またはドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域またはソース電極)の間
にチャネル領域を有しており、チャネル領域を介して、ソースとドレインとの間に電流を
流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主
として流れる領域をいう。
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
細書等においては、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。
の」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するも
の」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない
。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジス
タなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有
する素子などが含まれる。
素の含有量が多い膜を指し、窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素
の含有量が多い膜を指す。
指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
度で配置されている状態をいう。したがって、−5°以上5°以下の場合も含まれる。ま
た、「略平行」とは、二つの直線が−30°以上30°以下の角度で配置されている状態
をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されて
いる状態をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。また、「略垂直
」とは、二つの直線が60°以上120°以下の角度で配置されている状態をいう。
ては、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜
」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用
語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
しての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「絶縁体」は境界が曖昧であり、厳
密に区別できない場合がある。したがって、本明細書に記載の「半導体」は、「絶縁体」
と言い換えることができる場合がある。同様に、本明細書に記載の「絶縁体」は、「半導
体」と言い換えることができる場合がある。
る半導体素子を指す。
数の総和に対して、Inが4の場合、Gaが1以上3以下(1≦Ga≦3)であり、Zn
が2以上4以下(2≦Zn≦4)とする。また、In:Ga:Zn=5:1:6またはそ
の近傍とは、原子数の総和に対して、Inが5の場合、Gaが0.1より大きく2以下(
0.1<Ga≦2)であり、Znが5以上7以下(5≦Zn≦7)とする。また、In:
Ga:Zn=1:1:1またはその近傍とは、原子数の総和に対して、Inが1の場合、
Gaが0.1より大きく2以下(0.1<Ga≦2)であり、Znが0.1より大きく2
以下(0.1<Zn≦2)とする。
う場合がある。ここで、酸窒化物半導体に含まれる窒素の量は、ラザフォード後方散乱法
(RBS:Rutherford Backscattering Spectrome
try)、水素前方散乱法(HFS:Hydrogen Forward Scatte
ring)、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass
Spectrometry)、および昇温脱離ガス分析法(TDS:Thermal
Desorption Spectroscopy)のうちいずれか一を用いた測定にお
いて、測定下限値以上の値をとるものとする。また、酸化物半導体と酸窒化物半導体を包
括して酸化物半導体という場合がある。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る酸化物半導体、酸窒化物半導体、及びそれら
を成膜するための複合ターゲットについて説明する。
。)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、元素M(元素Mはアルミニウム、ガリウム、イ
ットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、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。
場合を考える。なお、酸化物半導体が有するインジウム、元素M、及び亜鉛の原子数比の
それぞれの項を[In]、[M]、および[Zn]とする。
酸化物半導体または酸窒化物半導体を、スパッタリング法を用いて成膜するためのスパ
ッタリングターゲット10の断面図を図1(A)に示す。また、図1(B)にスパッタリ
ングターゲット10を用いて酸化物半導体を成膜する様子を示す。
含む第2の領域12と、を有する。第1の領域11及び第2の領域12は、結晶構造を有
することが好ましく、例えば、微結晶構造(nc(nano−crystal)構造とい
う場合もある。)または多結晶構造を有することが好ましい。図1(A)では、第1の領
域11及び第2の領域12が微結晶構造をとる例について示している。第1の領域11お
よび/または第2の領域12が微結晶構造をとる場合、径が0.5nm以上3nm以下、
または1nm以上2nm以下、またはその近傍値となることが好ましい。
ッタリングターゲット10は、絶縁性領域として機能する第1の領域11と、導電性領域
として機能する第2の領域12と、に機能分離している。このことから、スパッタリング
ターゲット10のことを複合ターゲットということができる。
ムまたは亜鉛などを含むことが好ましい。また、第1の領域11及び第2の領域12に、
酸素および/または窒素が含まれる構成としてもよい。また、元素Mには窒化することで
、インジウムまたは亜鉛の酸化物と同程度の導電性を示す元素もある(例えばGaなど)
ので、元素Mの窒化物を適宜選択して第2の領域12に含ませてもよい。また、このよう
な元素Mの窒化物を第1の領域11として用いる場合、元素Mと窒素の組成を適宜選択し
、第1の領域11を第2の領域12より高抵抗にすることが好ましい。
い実数)、AlNy(yは0より大きい実数)、AlOxNy、GaOx、SiOx、S
iNy、またはSiOxNyのいずれか一つ、または複数を用いることが好ましい。ここ
で、上記酸化物または窒化物における酸素または窒素の量は、代表的には、化学量論的組
成の酸素または窒素の量の110%以下とすればよい。
する。AlNyでは、化学量論的組成がAlNなので、代表的には、0<y<1.1とす
る。また、AlOxNyでは、代表的には、0<x<1.65、0<y<1.65とする
。GaOxでは、化学量論的組成がGa2O3なので、代表的には、0<x<1.65と
する。SiOxでは、化学量論的組成がSiO2なので、代表的には、0<x<2.2と
する。SiNyでは、化学量論的組成がSi3N4なので、代表的には、0<y<1.4
7とする。また、SiOxNyでは、代表的には、0<x<2.2、0<y<2.2とす
る。
実数)、InNy(yは0より大きい実数)、InOxNy、GaNy、GaOxNy、
ZnOx、ZnNy、またはZnOxNyのいずれか一つ、または複数を用いることが好
ましい。第1の領域11と同様に、上記酸化物または窒化物における酸素または窒素の量
は、代表的には、化学量論的組成の酸素または窒素の量の110%以下とすればよい。
する。InNyでは、化学量論的組成がInNなので、代表的には、0<y<1.1とす
る。また、InOxNyでは、代表的には、0<x<1.65、0<y<1.65とする
。GaNyでは、化学量論的組成がGaNなので、代表的には、0<y<1.1とする。
また、GaOxNyでは、代表的には、0<x<1.65、0<y<1.65とする。Z
nOxでは、化学量論的組成がZnOなので、代表的には、0<x<1.1とする。Zn
Nyでは、化学量論的組成がZn3N2なので、代表的には、0<y<0.73とする。
また、ZnOxNyでは、代表的には、0<x<1.1、0<y<1.1とする。
=4:2:3[原子数比]、[In]:[M]:[Zn]=4:2:4.1[原子数比]
、[In]:[M]:[Zn]=5:1:6[原子数比]、または[In]:[M]:[
Zn]=5:1:7[原子数比]、またはその近傍値の原子数比であるスパッタリングタ
ーゲットを用いることが好ましい。なお、例えば、スパッタリングターゲット10の組成
が、[In]:[M]:[Zn]=4:2:4.1[原子数比]の場合、成膜される酸化
物半導体膜の組成は、[In]:[M]:[Zn]=4:2:3[原子数比]の近傍とな
る場合がある。また、例えば、スパッタリングターゲット10の組成が、[In]:[M
]:[Zn]=5:1:7[原子数比]の場合、成膜される酸化物半導体膜の組成は、[
In]:[M]:[Zn]=5:1:6[原子数比]の近傍となる場合がある。ただし、
スパッタリングターゲット10の組成はこれに限られるものではなく、例えば、後述する
図16に示す相図の原子数比、またはその近傍の範囲を満たすように適宜設定すればよい
。
らない。例えば、図2(A)に示すように、スパッタリングターゲット10において、第
1の領域11が第2の領域12より顕著に少ない構造をとる場合もある。また、図2(B
)に示すように、第2の領域12の一部が多結晶構造をとる場合もある。このとき、第1
の領域11及び第2の領域12の他部は、多結晶構造をとる第2の領域12の間に形成さ
れることがある。
次に、図3を用いて、スパッタリングターゲット10を用いることができるスパッタリ
ング装置について説明する。図3(A)は、スパッタリング装置が有する成膜室41を説
明する断面図であり、図3(B)は、スパッタリング装置が有するマグネットユニット5
4a、及びマグネットユニット54bの平面図である。
と、バッキングプレート50aと、バッキングプレート50bと、スパッタリングターゲ
ット10aと、スパッタリングターゲット10bと、部材58と、基板ホルダ62と、を
有する。なお、スパッタリングターゲット10aは、バッキングプレート50a上に配置
される。また、バッキングプレート50aは、ターゲットホルダ52a上に配置される。
また、マグネットユニット54aは、バッキングプレート50aを介してスパッタリング
ターゲット10a下に配置される。また、スパッタリングターゲット10bは、バッキン
グプレート50b上に配置される。また、バッキングプレート50bは、ターゲットホル
ダ52b上に配置される。また、マグネットユニット54bは、バッキングプレート50
bを介してスパッタリングターゲット10b下に配置される。
ト54N1と、マグネット54N2と、マグネット54Sと、マグネットホルダ56と、
を有する。なお、マグネットユニット54aにおいて、マグネット54N1、マグネット
54N2及びマグネット54Sは、マグネットホルダ56上に配置される。また、マグネ
ット54N1及びマグネット54N2は、マグネット54Sと間隔を空けて配置される。
なお、マグネットユニット54bは、マグネットユニット54aと同様の構造を有する。
なお、成膜室41に基板60を搬入する場合、基板60は基板ホルダ62に接して配置さ
れる。
2aと、スパッタリングターゲット10b、バッキングプレート50b及びターゲットホ
ルダ52bと、は部材58によって離されている。なお、部材58は絶縁体であることが
好ましい。ただし、部材58が導電体または半導体であっても構わない。また、部材58
が、導電体または半導体の表面を絶縁体で覆ったものであっても構わない。
て固定されており、等電位となる。また、ターゲットホルダ52aは、バッキングプレー
ト50aを介してスパッタリングターゲット10aを支持する機能を有する。また、ター
ゲットホルダ52bとバッキングプレート50bとは、ネジ(ボルトなど)を用いて固定
されており、等電位となる。また、ターゲットホルダ52bは、バッキングプレート50
bを介してスパッタリングターゲット10bを支持する機能を有する。
る。また、バッキングプレート50bは、スパッタリングターゲット10bを固定する機
能を有する。
64bが明示されている。
のマグネット54N1と、長方形または略長方形のマグネット54N2と、長方形または
略長方形のマグネット54Sと、がマグネットホルダ56に固定されている構成を有する
。そして、マグネットユニット54aを、図3(B)に示す矢印のように左右に揺動させ
ることができる。例えば、マグネットユニット54aを、0.1Hz以上1kHz以下の
ビート(リズム、拍子、パルス、周波、周期またはサイクルなどと言い換えてもよい。)
で揺動させればよい。
に変化する。磁場の強い領域は高密度プラズマ領域となるため、その近傍においてスパッ
タリングターゲット10aのスパッタリング現象が起こりやすい。これは、マグネットユ
ニット54bについても同様である。
次に、スパッタリングターゲット10を用いて、酸化物半導体または酸窒化物半導体を
成膜する方法について、第1乃至第4の工程に分けて説明する。
基板60を配置する。
ほど、酸化物半導体の結晶性を高め、信頼性を高めることができる。一方、基板温度が低
いほど、酸化物半導体の結晶性を低くし、キャリア移動度を高めることができる。特に、
成膜時の基板温度が低いほど、酸化物半導体を有するトランジスタにおいて、低いゲート
電圧(例えば0Vより大きく2V以下)における電界効果移動度の向上が顕著となる。
0℃以下とすればよい。基板温度を上記範囲とすることで、大面積のガラス基板(例えば
、第8世代乃至第10世代のガラス基板)を用いる場合に好適である。特に、酸化物半導
体の成膜時における基板温度を室温、別言すると意図的に加熱しない状態とすることで、
基板の撓みまたは歪みを抑制することができるため好適である。
の水を除去することができる。このように不純物である水を除去することで、電界効果移
動度の向上を図りながら、信頼性の向上を図ることができる。
パッタリング装置に、過剰な熱による歪みが生じることを防ぐことができる。これにより
、半導体装置の生産性向上を図ることができる。よって、生産性が安定するため、大規模
な生産装置を導入しやすいので、大面積の基板を用いた大型の表示装置を容易に製造する
ことができる。
導体中の浅い欠陥準位(sDOSともいう)の低減を図ることができる。
スとしては、アルゴンガス、酸素ガス及び窒素ガスのいずれか一または複数を導入すれば
よい。なお、アルゴンガスに代えてヘリウム、キセノン、クリプトン等の不活性ガスを用
いてもよい。
体のキャリア移動度を高めることができる。特に、酸素流量比が小さいほど、酸化物半導
体を有するトランジスタにおいて、低いゲート電圧(例えば0Vより大きく2V以下の範
囲)における電界効果移動度の向上が顕著となる。
%以下の範囲で適宜設定することができる。このとき、例えば、成膜ガスをアルゴンガス
と酸素ガスの混合ガスにすることができる。さらに、成膜ガスに酸素ガスを含ませること
により、成膜される酸化物半導体または酸窒化物半導体の酸素欠損量を低減することがで
きる。このように、酸素欠損量を低減することで、酸化物半導体または酸窒化物半導体の
信頼性向上を図ることができる。
体の成膜時における酸素流量比として、0%以上30%以下、好ましくは5%以上30%
以下、さらに好ましくは7%以上15%以下とする。
素を含まない構成であっても、酸窒化物半導体を成膜することができる。窒素ガスを添加
して酸窒化物半導体を成膜する場合、窒素流量比が大きいほど、酸窒化物半導体のキャリ
ア移動度を高めることができる。特に、窒素流量比が大きいほど、酸窒化物半導体を有す
るトランジスタにおいて、低いゲート電圧(例えば0Vより大きく2V以下の範囲)にお
ける電界効果移動度の向上が顕著となる。
100%以下の範囲で適宜設定することができる。このとき、例えば、成膜ガスを窒素ガ
スとアルゴンガスの混合ガスにすることができる。また、成膜ガスを、窒素ガスと酸素ガ
スの混合ガスとしてもよいし、窒素ガスと酸素ガスとアルゴンガスの混合ガスとしてもよ
い。
欠損に相当するサイトを窒素で補填し、酸窒化物半導体の酸素欠損量を低減することがで
きる。このとき、スパッタリングターゲット10に含まれる元素Mとして酸素と結合力の
強い元素(例えば、シリコン、アルミニウムなど)を用いている場合、酸窒化物半導体の
酸素欠損に相当するサイトを、当該元素Mによって補填することができる。このようにす
ることで、成膜ガス中の酸素を低減、または成膜ガスに酸素を含まない構成としても、酸
窒化物半導体の酸素欠損の低減を図ることができる。さらに、酸窒化物半導体中の酸素量
を低減し、窒素量を増加させることにより、酸窒化物半導体のキャリア移動度を向上させ
ることができる。
オン化し、成膜中の酸化物半導体に衝突して、当該酸化物半導体が損傷する場合がある。
これに対して上記のように、成膜ガス中の酸素を低減、または成膜ガスに酸素を含まない
構成とすることにより、酸化物半導体が損傷することを防ぐことができる。
酸窒化物半導体を成膜する場合でも、成膜ガスとして窒素を用いない構成にすることがで
きる。
グガスとして用いる酸素ガス、窒素ガスまたはアルゴンガスは、露点が−40℃以下、好
ましくは−80℃以下、より好ましくは−100℃以下、より好ましくは−120℃以下
にまで高純度化したガスを用いることで酸化物半導体に水分等が取り込まれることを可能
な限り防ぐことができる。
クライオポンプのような吸着式の真空排気ポンプを用いて高真空(5×10−7Paから
1×10−4Pa程度まで)排気することが好ましい。または、ターボ分子ポンプとコー
ルドトラップを組み合わせて排気系からチャンバー内に気体、特に炭素または水素を含む
気体が逆流しないようにしておくことが好ましい。特に、スパッタリング装置の待機時に
おける、チャンバー内のH2Oに相当するガス分子(m/z=18に相当するガス分子)
の分圧を1×10−4Pa以下とすることが好ましく、5×10−5Pa以下とすること
がより好ましい。また、スパッタリング装置の放電時における、チャンバー内のH2Oに
相当するガス分子(m/z=18に相当するガス分子)の分圧を5×10−5Pa以下と
することが好ましく、1×10−5Pa以下とすることがより好ましい。このようにして
、酸化物半導体中に混入する不純物の低減を図ることにより、信頼性の高いトランジスタ
を実現することができる。
トホルダ52bに電圧を印加する。一例としては、ターゲットホルダ52aに接続する端
子V1に印加される電位を、基板ホルダ62に接続する端子V2に印加される電位よりも
低い電位とする。また、ターゲットホルダ52bに接続する端子V4に印加される電位を
、基板ホルダ62に接続する端子V2よりも低い電位とする。また、基板ホルダ62に接
続する端子V2に印加される電位を、接地電位とする。また、マグネットホルダ56に接
続する端子V3に印加される電位を、接地電位とする。
限定されない。また、ターゲットホルダ52、基板ホルダ62、マグネットホルダ56の
全てに電位が印加されなくても構わない。例えば、基板ホルダ62が電気的にフローティ
ング状態であってもよい。なお、端子V1には、印加する電位の制御が可能な電源が電気
的に接続されているものとする。電源には、DC電源、AC電源、またはRF電源を用い
ればよい。
程を有する。
ガスまたは酸素ガスが電離し、陽イオンと電子とに分かれてプラズマを形成する。その後
、プラズマ中の陽イオンは、ターゲットホルダ52a、52bに印加された電位によって
、スパッタリングターゲット10a、10bに向けて加速される。陽イオンがスパッタリ
ングターゲット10a、10bに衝突することで、スパッタ粒子が生成され、基板60に
スパッタ粒子が堆積する。
示す。図1(B)には、スパッタリングターゲット10、プラズマ30、陽イオン20、
第1のスパッタ粒子11a、及び第2のスパッタ粒子12aを示す。
子(図示しない)とに分かれてプラズマ30を形成する。その後、プラズマ30中の陽イ
オン20は、スパッタリングターゲット10に向けて加速する。陽イオン20がスパッタ
リングターゲット10に衝突することで、第1のスパッタ粒子11a及び第2のスパッタ
粒子12aが生成され、スパッタリングターゲット10から、第1のスパッタ粒子11a
及び第2のスパッタ粒子12aが弾き出される。なお、第1のスパッタ粒子11aは、第
1の領域11から弾き出されるため、元素M(例えばアルミニウム、シリコンなど)を多
く含むクラスタを形成している場合がある。また、第2のスパッタ粒子12aは、第2の
領域12から弾き出されるため、インジウムまたは亜鉛などを多く含むクラスタを形成し
ている場合がある。
材料を含む第2の領域12から飛び出した第2のスパッタ粒子12aと、が、それぞれ飛
び出して基板上に堆積する。基板上では、第1のスパッタ粒子11aを多く含む絶縁性領
域と、第2のスパッタ粒子12aを多く含む導電性領域が形成される。このように、スパ
ッタリングターゲット10を用いて成膜した酸化物半導体膜および酸窒化物半導体膜は、
機能分離した導電性領域及び絶縁性領域を有するので、複合酸化物半導体ということがで
きる。本明細書等において、このような複合酸化物半導体を、CAC(Cloud Al
igned Composite)−OSと呼ぶ。なお、CAC−OSは、酸窒化物半導
体も包括するものとする。
本発明におけるCAC−OSの概念図を図4、および図5に示す。
よび導電性領域として機能する第2の領域002を有している。第1の領域001は、第
1のスパッタ粒子11aを主成分とする領域であり、第2の領域002は、第2のスパッ
タ粒子12aを主成分とする領域である。また、第2の領域002は、第2の領域002
aおよび第2の領域002bから形成される。
ることで、各元素を主成分とする第1の領域001、第2の領域002a、および第2の
領域002bを形成し、各領域が、混合し、モザイク状に形成される。つまり、酸化物半
導体を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以
下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半
導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、
0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、またはその近傍のサ
イズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、またはインジウム亜鉛酸化物
(以下、InX2ZnY2OZ2(X2、Y2、およびZ2は0よりも大きい実数)とす
る。)と、元素Mの酸化物(以下、MOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、
または元素Mの亜鉛酸化物(以下、MX4ZnY4OZ4(X4、Y4、およびZ4は0
よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、In
OX1、またはInX2ZnY2OZ2が、膜中に分布した構成(以下、クラウド状とも
いう。)である。
定する。その場合、第1の領域001がMOX3を主成分とする領域、第2の領域002
aがInX2ZnY2OZ2、またはInOX1を主成分とする領域、また、第2の領域
002bが少なくとも亜鉛(または亜鉛酸化物)を有する領域であるといえる。このとき
、MOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分
である領域と、少なくとも亜鉛(または亜鉛酸化物)を有する領域とは、周辺部が不明瞭
である(ボケている)ため、それぞれ明確な境界が観察できない場合がある。
領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合して
いる構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第2の領
域002aの元素Mに対するInの原子数比が、第1の領域001の元素Mに対するIn
の原子数比よりも大きいことを、第2の領域002aは、第1の領域001と比較して、
Inの濃度が高いとする。
、EDXマッピングで評価することができる。例えば、第1の領域001は、断面写真の
EDXマッピングにおいて、第1の領域001の径が、0.5nm以上10nm以下、ま
たは1nm以上2nm以下で観察される場合がある。また、領域の中心部から周辺部にか
けて、主成分である元素の密度は、徐々に小さくなる。例えば、EDXマッピングでカウ
ントできる元素の個数(以下、存在量ともいう)が、中心部から周辺部に向けて傾斜する
と、断面写真のEDXマッピングにおいて、領域の周辺部が不明瞭な(ボケた)状態で観
察される。例えば、MOX3が主成分である領域において、元素Mは、中心部から周辺部
にかけて徐々に減少し、代わりに、Zn原子が増加することで、MX4ZnY4OZ4が
主成分である領域へと段階的に変化する。従って、EDXマッピングにおいて、MOX3
が主成分である領域の周辺部は不明瞭な(ボケた)状態で観察される。
1、第2の領域002a、及び第2の領域002bは、それぞれの形状または密度がCA
C−OSの形成条件によって、異なる場合がある。
電子線回折パターン像において、リング状に輝度の高い領域が観察される。また、リング
状の領域に複数のスポットが観察される場合がある。
る。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、
含まない。
もIn−Ga−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)について説明
する。ここで、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSは、InOX1、またはI
nX2ZnY2OZ2と、ガリウム酸化物(以下、GaOX5(X5は0よりも大きい実
数)とする。)、またはガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX6ZnY6OZ6(X6、Y
6、およびZ6は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザ
イク状となり、InOX1、またはInX2ZnY2OZ2がクラウド状である酸化物半
導体である。
領域と、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合して
いる構成を有する複合酸化物半導体である。また、GaOX5が主成分である領域と、I
nX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域とは、周辺部が不明瞭であ
る(ボケている)ため、明確な境界が観察できない場合がある。
す場合がある。代表例として、InGaO3(ZnO)m1(m1は自然数)、またはI
n(1+x0)Ga(1−x0)O3(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)
で表される結晶性の化合物が挙げられる。
ligned crystalline)構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数
のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した層
状の結晶構造である。
である。本明細書において、CAC−OSとは、In、元素M、Zn、およびOを含む酸
化物半導体において、元素Mを主成分とする複数の領域と、Inを主成分とする複数の領
域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している状態の酸化物半導体と定義するこ
とができる。
相当し、第2の領域002aがInを主成分とする領域に相当する。また、図4に示す概
念図において、第2の領域002bが亜鉛を含む領域に相当する。なお、元素Mを主成分
とする領域、及びInを主成分とする領域を、それぞれナノ粒子と呼称してもよい。当該
ナノ粒子は、粒子の径が0.5nm以上10nm以下、代表的には1nm以上2nm以下
である。また、上記ナノ粒子は、周辺部が不明瞭である(ボケている)ため、明確な境界
が観察できない場合がある。
IGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。例えば、
In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSは、GaOX5などが主成分である領域と
、InX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域と、に互いに分離し、
各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。従って、CAC−IGZO
を半導体素子に用いた場合、GaOX5などに起因する性質と、InX2ZnY2OZ2
、またはInOX1に起因する性質とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(
Ion)、高い電界効果移動度(μ)、および、低いオフ電流(Ioff)を実現するこ
とができる。
で、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。さらに、第2の領域0
02を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って
、第2の領域002が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移
動度(μ)が実現できる。
と、第2の領域002に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電
流(Ion)、および高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。
効果移動度(μ)、および、低いオフ電流(Ioff)を実現する伝導メカニズムは、パ
ーコレーション理論の1つであるランダム抵抗網モデルにより、推定することができる。
が高いInX2ZnY2OZ2、またはInOX1が主成分である領域を自由に動くこと
により生じると考えられる。
なる。従って、キャリアである電子が、絶縁性が高い元素Mの酸化物などが主成分である
領域を、飛躍(ホッピング)することによって電気伝導が担われる場合がある。なお、飛
躍過程は原子の熱振動などに起因して生じると推測され、電気伝導率は温度の上昇ととも
に増大する場合がある。また、飛躍過程は外部から与えられる作用(例えば、電気的な作
用など)に起因して生じる場合がある。具体的には、CAC−OSに電界を加えることに
よって飛躍過程が生じうる。
、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
S構成を有するIn−M−Zn酸窒化物とは、インジウム酸窒化物(以下、InK1OL
1NM1(K1、L1、およびM1は0よりも大きい実数)とする。)、またはインジウ
ム亜鉛酸窒化物(以下、InK2ZnL2OM2NN2(K2、L2、M2,およびN2
は0よりも大きい実数)とする。)と、元素Mの酸窒化物(以下、MK3OL3NM3(
K3、L3、およびM3は0よりも大きい実数)とする。)、または元素Mの亜鉛酸窒化
物(以下、MK4ZnL4OM4NN4(K4、L4、M4,およびN4は0よりも大き
い実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、InK1OL1
NM1、またはInK2ZnL2OM2NN2が、膜中に分布した構成(以下、クラウド
状ともいう。)である。また、In−M−Zn酸窒化物では、SIMSにより得られるN
の濃度が1×1018atoms/cm3以上1×1023atoms/cm3以下であ
ることが好ましい。
仮定する。その場合、第1の領域001がMK3OL3NM3を主成分とする領域、第2
の領域002aがInK2ZnL2OM2NN2、またはInK1OL1NM1を主成分
とする領域、また、第2の領域002bが少なくとも亜鉛(または亜鉛酸窒化物)を有す
る領域であるといえる。このとき、MK3OL3NM3が主成分である領域と、InK2
ZnL2OM2NN2、またはInK1OL1NM1が主成分である領域と、少なくとも
亜鉛(または亜鉛酸窒化物)を有する領域とは、周辺部が不明瞭である(ボケている)た
め、それぞれ明確な境界が観察できない場合がある。
ある領域と、InK2ZnL2OM2NN2、またはInK1OL1NM1が主成分であ
る領域とが、混合している構成を有する複合酸窒化物半導体である。
などが主成分である第1の領域001と、InK2ZnL2OM2NN2、またはInK
1OL1NM1が主成分である第2の領域002と、に互いに分離し、各元素を主成分と
する領域がモザイク状である構造を有する。つまり、第1の領域001は絶縁性領域とし
て機能し、第2の領域002は導電性領域として機能する。
、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。さらに、第2の領域00
2を、キャリアが流れることにより、酸窒化物半導体としての導電性が発現する。従って
、第2の領域002が、酸窒化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果
移動度(μ)が実現できる。
と、第2の領域002に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電
流(Ion)、および高い電界効果移動度(μ)、および低いオフ電流(Ioff)を実
現することができる。
物が形成される。酸窒化物は酸化物と比較してバンドギャップが狭くなる傾向がある。よ
って、第2の領域002の導電性をさらに増加させることができる。このような酸窒化物
半導体をトランジスタに用いることにより、さらに高いオン電流(Ion)、および高い
電界効果移動度(μ)を有するトランジスタにすることができる。
ことが好ましい。元素Mとしてアルミニウムを用いたIn−Al−Zn酸窒化物では、上
記に加えて、アルミニウム酸窒化物(以下、AlK5OL5NM5(K5、L5、および
M5は0よりも大きい実数)とする。)、またはアルミニウム亜鉛酸窒化物(以下、Al
K6ZnL6OM6NN6(K6、L6、M6,およびN6は0よりも大きい実数)とす
る。)などが含まれる。
好ましい。例えば、元素Mとしてシリコンを用いたIn−Si−Zn酸窒化物では、上記
に加えて、シリコン酸窒化物(以下、SiK7OL7NM7(K7、L7、およびM7は
0よりも大きい実数)とする。)、またはシリコン亜鉛酸窒化物(以下、SiK8ZnL
8OM8NN8(K8、L8、M8,およびN8は0よりも大きい実数)とする。)など
が含まれる。また、In−Si−Zn酸窒化物では、SIMSにより得られるSiの濃度
が5×1018atoms/cm3以上であることが好ましい。
対して、元素Mとしてアルミニウムまたはシリコンなどのバンドギャップが大きい元素(
例えば、ガリウムよりバンドギャップが大きい元素)を用いることで、酸窒化物が形成さ
れても十分な絶縁性を有する第1の領域001にすることができる。例えば、Al2O3
のバンドギャップは8.6eVであり、Ga2O3のバンドギャップ4.8eVより大き
く、AlNのバンドギャップは6.3eVであり、GaNのバンドギャップ3.5eVよ
り大きい。
用いることにより、酸窒化物半導体の酸素欠損に相当するサイトを、当該元素Mによって
補填することができる。ここで、酸窒化物に添加した窒素も酸素欠損に相当するサイトを
補填することができる。このようにすることで、成膜ガス中の酸素を低減、または成膜ガ
スに酸素を含まない構成としても、酸窒化物半導体の酸素欠損の低減を図ることができる
。このように酸素欠損の低減された酸窒化物半導体をトランジスタに用いることにより、
信頼性が高いトランジスタにすることができる。従って、CAC−OSを用いたトランジ
スタは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
形成される場合がある。AlNyは熱伝導率が高いので、当該酸窒化物半導体をトランジ
スタに用いることで、高温環境での使用に耐えられるパワーデバイスを作製することがで
きる。
元素Mとしてガリウムを用いたIn−Ga−Zn酸窒化物では、上記に加えて、ガリウム
酸窒化物(以下、GaK9OL9NM9(K9、L9、およびM9は0よりも大きい実数
)とする。)、またはガリウム亜鉛酸窒化物(以下、GaK10ZnL10OM10NN
10(K10、L10、M10,およびN10は0よりも大きい実数)とする。)などが
含まれる。ただし、元素Mとしてガリウムを用いる場合、第1の領域001の抵抗が過剰
に低下しないように、含有させる窒素量を適宜選択することが好ましい。
続いて、上記酸化物半導体を活性層としてトランジスタに用いる場合について説明する
。
、スイッチング特性が高いトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いト
ランジスタを実現することができる。
、酸化物半導体は、キャリア密度が8×1011/cm3未満、好ましくは1×1011
/cm3未満、さらに好ましくは1×1010/cm3未満であり、1×10−9/cm
3以上とすればよい。
少ないため、キャリア密度を低くすることができる。また、高純度真性または実質的に高
純度真性である酸化物半導体は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる
場合がある。
長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高
い酸化物半導体にチャネル領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場
合がある。
を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、
近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、アルカリ
金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル等がある。
形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属
が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。
このため、酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減すること
が好ましい。具体的には、SIMSにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属または
アルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、好ましくは2×10
16atoms/cm3以下とする。
め、酸素欠損(Vo)を形成する場合がある。該酸素欠損(Vo)に水素が入ることで、
キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸
素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている
酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化
物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導
体において、SIMSにより得られる水素濃度を、1×1020atoms/cm3未満
、好ましくは1×1019atoms/cm3未満、より好ましくは5×1018ato
ms/cm3未満、さらに好ましくは1×1018atoms/cm3未満とする。
低減することができる。つまり、酸化物半導体中の酸素欠損(Vo)に、酸素が補填され
ることで、酸素欠損(Vo)は消失する。従って、酸化物半導体中に、酸素を拡散させる
ことで、トランジスタの酸素欠損(Vo)を低減し、信頼性を向上させることができる。
学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物を設けることができる。つまり
、酸化物には、化学量論的組成よりも酸素が過剰に存在する領域(以下、過剰酸素領域と
もいう)が形成されていることが好ましい。特に、トランジスタに酸化物半導体を用いる
場合、トランジスタ近傍の下地膜や、層間膜などに、過剰酸素領域を有する酸化物を設け
ることで、トランジスタの酸素欠損を低減し、信頼性を向上させることができる。
とで、安定した電気特性を付与することができる。
いることができる。
本実施の形態では、実施の形態1に示す酸化物半導体または酸窒化物半導体を用いた半
導体装置及び半導体装置の作製方法について、図6乃至図15を参照して説明する。
図6(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6(B)は、図6(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6(C)は、図6(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6(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6(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。
ジスタである。
体膜108と、酸化物半導体膜108上の絶縁膜110と、絶縁膜110上の導電膜11
2と、絶縁膜104、酸化物半導体膜108、及び導電膜112上の絶縁膜116と、を
有する。酸化物半導体膜108として、実施の形態1に記載する酸化物半導体または酸窒
化物半導体を用いることができる。
て、チャネル形成領域を有する。例えば、酸化物半導体膜108は、Inと、M(MはA
l、Si、Y、B、Ti、Fe、Ni、Ge、Zr、Mo、La、Ce、Nd、Hf、T
a、W、Mg、V、Be、またはCuのいずれか一つ、または複数)と、Znと、を有す
ると好ましい。
る領域において、領域108nを有する。領域108nは、先に説明した酸化物半導体膜
108が、n型化した領域である。なお、領域108nは、絶縁膜116と接し、絶縁膜
116は、窒素または水素を有する。そのため、絶縁膜116中の窒素または水素が領域
108nに添加されることで、キャリア密度が高くなりn型となる。
と好ましい。一例としては、酸化物半導体膜108のIn、M、及びZnの原子数の比を
、In:M:Zn=4:2:3近傍とすると好ましい。
108のIn、M、及びZnの原子数の比を、In:M:Zn=5:1:6近傍としても
よい。ここで近傍とは、Inが5の場合、Mが0.5以上1.5以下であり、且つZnが
5以上7以下を含む。
、トランジスタ100の電界効果移動度を高くすることができる。具体的には、トランジ
スタ100の電界効果移動度が10cm2/Vsを超える、さらに好ましくはトランジス
タ100の電界効果移動度が30cm2/Vsを超えることが可能となる。
ライバに用いることで、額縁幅の狭い(狭額縁ともいう)表示装置を提供することができ
る。また、上記の電界効果移動度が高いトランジスタを、表示装置が有する信号線からの
信号の供給を行うソースドライバ(とくに、ソースドライバが有するシフトレジスタの出
力端子に接続されるデマルチプレクサ)に用いることで、表示装置に接続される配線数が
少ない表示装置を提供することができる。
ていても、酸化物半導体膜108の結晶性が高い場合、電界効果移動度が低くなる場合が
ある。
y Diffraction)を用いて分析する、あるいは、透過型電子顕微鏡(TEM
:Transmission Electron Microscope)を用いて分析
することで解析できる。
問題となる。例えば、酸化物半導体膜108中に酸素欠損が形成されると、該酸素欠損に
水素が結合し、キャリア供給源となる。酸化物半導体膜108中にキャリア供給源が生成
されると、酸化物半導体膜108を有するトランジスタ100の電気特性の変動、代表的
にはしきい値電圧のシフトが生じる。したがって、酸化物半導体膜108においては、酸
素欠損が少ないほど好ましい。
、酸化物半導体膜108の上方に形成される絶縁膜110及び酸化物半導体膜108の下
方に形成される絶縁膜104のいずれか一方または双方が、過剰酸素を含有する構成であ
る。絶縁膜104及び絶縁膜110のいずれか一方または双方から酸化物半導体膜108
へ酸素または過剰酸素を移動させることで、酸化物半導体膜中の酸素欠損を低減すること
が可能となる。
影響を与えるため問題となる。したがって、酸化物半導体膜108においては、水素また
は水分などの不純物が少ないほど好ましい。
半導体膜を用いることで、優れた電気特性を有するトランジスタを作製することができ好
ましい。ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い(酸素欠損の少ない)ことを
高純度真性または実質的に高純度真性とよぶ。高純度真性または実質的に高純度真性であ
る酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができ
る。従って、該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、しきい値電
圧がマイナスとなる電気特性(ノーマリーオンともいう。)になることが少ない。また、
高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため
、トラップ準位密度も低くなる場合がある。また、高純度真性または実質的に高純度真性
である酸化物半導体膜は、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が1×106μmでチャ
ネル長が10μmの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧(ドレイン電圧
)が1Vから10Vの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限
界以下、すなわち1×10−13A以下という特性を得ることができる。
の絶縁膜118と、絶縁膜116、118に設けられた開口部141aを介して、領域1
08nに電気的に接続される導電膜120aと、絶縁膜116、118に設けられた開口
部141bを介して、領域108nに電気的に接続される導電膜120bと、を有してい
てもよい。
縁膜と、絶縁膜116を第3の絶縁膜と、絶縁膜118を第4の絶縁膜と、それぞれ呼称
する場合がある。また、導電膜112は、ゲート電極としての機能を有し、導電膜120
aは、ソース電極としての機能を有し、導電膜120bは、ドレイン電極としての機能を
有する。
過剰酸素領域を有する。絶縁膜110が過剰酸素領域を有することで、酸化物半導体膜1
08中に過剰酸素を供給することができる。よって、酸化物半導体膜108中に形成され
うる酸素欠損を過剰酸素により補填することができるため、信頼性の高い半導体装置を提
供することができる。
8の下方に形成される絶縁膜104に過剰酸素を供給してもよい。この場合、絶縁膜10
4中に含まれる過剰酸素は、領域108nにも供給されうる。領域108n中に過剰酸素
が供給されると、領域108n中の抵抗が高くなり、好ましくない。一方で、酸化物半導
体膜108の上方に形成される絶縁膜110に過剰酸素を有する構成とすることで、導電
膜112と重畳する領域にのみ選択的に過剰酸素を供給させることが可能となる。
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×220
0mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×280
0mm)、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。
0を形成してもよい。または、基板102とトランジスタ100の間に剥離層を設けても
よい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板102より
分離し、他の基板に転載するのに用いることができる。その際、トランジスタ100は耐
熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。
絶縁膜104としては、スパッタリング法、CVD法、蒸着法、パルスレーザー堆積(
PLD)法、印刷法、塗布法等を適宜用いて形成することができる。また、絶縁膜104
としては、例えば、酸化物絶縁膜または窒化物絶縁膜を単層または積層して形成すること
ができる。なお、酸化物半導体膜108との界面特性を向上させるため、絶縁膜104に
おいて少なくとも酸化物半導体膜108と接する領域は酸化物絶縁膜で形成することが好
ましい。また、絶縁膜104として加熱により酸素を放出する酸化物絶縁膜を用いること
で、加熱処理により絶縁膜104に含まれる酸素を、酸化物半導体膜108に移動させる
ことが可能である。
は200nm以上1000nm以下とすることができる。絶縁膜104を厚くすることで
、絶縁膜104の酸素放出量を増加させることができると共に、絶縁膜104と酸化物半
導体膜108との界面における界面準位、並びに酸化物半導体膜108に含まれる酸素欠
損を低減することが可能である。
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはGa−Zn酸化物
などを用いればよく、単層または積層で設けることができる。本実施の形態では、絶縁膜
104として、窒化シリコン膜と、酸化窒化シリコン膜との積層構造を用いる。このよう
に、絶縁膜104を積層構造として、下層側に窒化シリコン膜を用い、上層側に酸化窒化
シリコン膜を用いることで、酸化物半導体膜108中に効率よく酸素を導入することがで
きる。
酸化物半導体膜108は、成膜ガスとして窒素ガスを用いることにより、酸素欠損を低減
することができるので、導入する酸素量を低減できる場合がある。この場合、絶縁膜10
4として、窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンなどを容易に用いることができる。また
、酸窒化物半導体に対して、窒化シリコン及び窒化酸化シリコンに含まれる窒素は不純物
にならないので、酸窒化物半導体からなる酸化物半導体膜108と、窒化シリコンまたは
窒化酸化シリコンからなる絶縁膜104との界面の欠陥準位密度の低減を図ることができ
る。
ゲート電極として機能する導電膜112、ソース電極として機能する導電膜120a、
ドレイン電極として機能する導電膜120b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。
n−Sn酸化物)、インジウムとタングステンとを有する酸化物(In−W酸化物)、イ
ンジウムとタングステンと亜鉛とを有する酸化物(In−W−Zn酸化物)、インジウム
とチタンとを有する酸化物(In−Ti酸化物)、インジウムとチタンと錫とを有する酸
化物(In−Ti−Sn酸化物)、インジウムと亜鉛とを有する酸化物(In−Zn酸化
物)、インジウムと錫とシリコンとを有する酸化物(In−Sn−Si酸化物)、インジ
ウムとガリウムと亜鉛とを有する酸化物(In−Ga−Zn酸化物)等の酸化物導電体ま
たは酸化物半導体を適用することもできる。
(Oxide Conductor)と呼称してもよい。酸化物導電体としては、例えば
、酸化物半導体に酸素欠損を形成し、該酸素欠損に水素を添加すると、伝導帯近傍にドナ
ー準位が形成される。この結果、酸化物半導体は、導電性が高くなり導電体化する。導電
体化された酸化物半導体を、酸化物導電体ということができる。一般に、酸化物半導体は
、エネルギーギャップが大きいため、可視光に対して透光性を有する。一方、酸化物導電
体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。したがって、酸化物導電体
は、ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同程度の透光
性を有する。
加することができるので好適である。
Cr、Fe、Co、Mo、Ta、またはTi)を適用してもよい。Cu−X合金膜を用い
ることで、ウエットエッチングプロセスで加工できるため、製造コストを抑制することが
可能となる。
、タングステン、タンタル、及びモリブデンの中から選ばれるいずれか一つまたは複数を
有すると好適である。特に、導電膜112、120a、120bとしては、窒化タンタル
膜を用いると好適である。当該窒化タンタル膜は、導電性を有し、且つ、銅または水素に
対して、高いバリア性を有する。また、窒化タンタル膜は、さらに自身からの水素の放出
が少ないため、酸化物半導体膜108と接する導電膜、または酸化物半導体膜108の近
傍の導電膜として、好適に用いることができる。
きる。当該無電解めっき法により形成できる材料としては、例えば、Cu、Ni、Al、
Au、Sn、Co、Ag、及びPdの中から選ばれるいずれか一つまたは複数を用いるこ
とが可能である。特に、CuまたはAgを用いると、導電膜の抵抗を低くすることができ
るため、好適である。
トランジスタ100のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜110としては、プラズマ化
学気相堆積(PECVD:(Plasma Enhanced Chemical Va
por 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110を、2層の積層構造または3
層以上の積層構造としてもよい。
る絶縁膜110は、酸化物絶縁膜であることが好ましく、化学量論的組成よりも過剰に酸
素を含有する領域(過剰酸素領域)を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜1
10は、酸素を放出することが可能な絶縁膜である。なお、絶縁膜110に過剰酸素領域
を設けるには、例えば、酸素雰囲気下にて絶縁膜110を形成する、もしくは成膜後の絶
縁膜110を酸素雰囲気下で熱処理すればよい。
ハフニウムは、酸化シリコンや酸化窒化シリコンと比べて比誘電率が高い。したがって、
酸化シリコンを用いた場合と比べて、絶縁膜110の膜厚を大きくできるため、トンネル
電流によるリーク電流を小さくすることができる。すなわち、オフ電流の小さいトランジ
スタを実現することができる。さらに、結晶構造を有する酸化ハフニウムは、非晶質構造
を有する酸化ハフニウムと比べて高い比誘電率を備える。したがって、オフ電流の小さい
トランジスタとするためには、結晶構造を有する酸化ハフニウムを用いることが好ましい
。結晶構造の例としては、単斜晶系や立方晶系などが挙げられる。ただし、本発明の一態
様は、これらに限定されない。
(ESR:Electron Spin Resonance)で観察されるシグナルが
少ない方が好ましい。例えば、上述のシグナルとしては、g値が2.001に観察される
E’センターが挙げられる。なお、E’センターは、シリコンのダングリングボンドに起
因する。絶縁膜110としては、E’センター起因のスピン密度が、3×1017spi
ns/cm3以下、好ましくは5×1016spins/cm3以下である酸化シリコン
膜、または酸化窒化シリコン膜を用いればよい。
酸化物半導体膜108は、成膜ガスとして窒素ガスを用いることにより、酸素欠損を低減
することができるので、導入する酸素量を低減できる場合がある。この場合、絶縁膜11
0として、窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンなどを容易に用いることができる。また
、酸窒化物半導体に対して、窒化シリコン及び窒化酸化シリコンに含まれる窒素は不純物
にならないので、酸窒化物半導体からなる酸化物半導体膜108と、窒化シリコンまたは
窒化酸化シリコンからなる絶縁膜110との界面の欠陥準位密度の低減を図ることができ
る。
酸化物半導体膜108としては、先の実施の形態に示す酸化物半導体または酸窒化物半
導体を用いることができる。
以下に、図16(A)、図16(B)、および図16(C)を用いて、本発明に係る酸
化物半導体が有するインジウム、元素Mおよび亜鉛の原子数比の好ましい範囲について説
明する。なお、図16(A)、図16(B)、および図16(C)には、酸素の原子数比
については記載しない。また、酸化物半導体が有するインジウム、元素M、および亜鉛の
原子数比のそれぞれの項を[In]、[M]、および[Zn]とする。
]:[Zn]=(1+α):(1−α):1の原子数比(−1≦α≦1)となるライン、
[In]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):2の原子数比となるライン、[
In]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):3の原子数比となるライン、[I
n]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):4の原子数比となるライン、および
[In]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):5の原子数比となるラインを表
す。
なるライン、[In]:[M]:[Zn]=2:1:βの原子数比となるライン、[In
]:[M]:[Zn]=1:1:βの原子数比となるライン、[In]:[M]:[Zn
]=1:2:βの原子数比となるライン、[In]:[M]:[Zn]=1:3:βの原
子数比となるライン、および[In]:[M]:[Zn]=1:4:βの原子数比となる
ラインを表す。
[Zn]=0:2:1の原子数比、およびその近傍値の酸化物半導体は、スピネル型の結
晶構造をとりやすい。
例えば、原子数比が[In]:[M]:[Zn]=0:2:1の近傍値である場合、スピ
ネル型の結晶構造と層状の結晶構造との二相が共存しやすい。また、原子数比が[In]
:[M]:[Zn]=1:0:0の近傍値である場合、ビックスバイト型の結晶構造と層
状の結晶構造との二相が共存しやすい。酸化物半導体中に複数の相が共存する場合、異な
る結晶構造の間において、結晶粒界が形成される場合がある。
鉛の原子数比の好ましい範囲の一例について示している。
度(電子移動度)を高くすることができる。従って、インジウムの含有率が高い酸化物半
導体はインジウムの含有率が低い酸化物半導体と比較してキャリア移動度が高くなる。
が低くなる。従って、原子数比が[In]:[M]:[Zn]=0:1:0、およびその
近傍値である場合(例えば図16(C)に示す領域C)は、絶縁性が高くなる。
域Aで示される原子数比を有することが好ましい。
性が高い優れた酸化物半導体が得られる。
傍値を含む。近傍値には、例えば、[In]:[M]:[Zn]=5:3:4が含まれる
。また、領域Bは、[In]:[M]:[Zn]=5:1:6、およびその近傍値、およ
び[In]:[M]:[Zn]=5:1:7、およびその近傍値を含む。
数比であっても、形成条件により、酸化物半導体の性質が異なる場合がある。例えば、酸
化物半導体をスパッタリング装置にて成膜する場合、スパッタリングターゲットの原子数
比からずれた原子数比の膜が形成される。また、成膜時の基板温度によっては、スパッタ
リングターゲットの[Zn]よりも、膜の[Zn]が小さくなる場合がある。従って、図
示する領域は、酸化物半導体が特定の特性を有する傾向がある原子数比を示す領域であり
、領域A乃至領域Cの境界は厳密ではない。
トに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。例えば、酸化物
半導体膜108に用いるスパッタリングターゲットの組成がIn:M:Zn=4:2:4
.1[原子数比]の場合、成膜される酸化物半導体膜108の組成は、In:M:Zn=
4:2:3[原子数比]の近傍となる場合がある。また、酸化物半導体膜108に用いる
スパッタリングターゲットの組成がIn:M:Zn=5:1:7[原子数比]の場合、成
膜される酸化物半導体膜108の組成は、In:M:Zn=5:1:6[原子数比]の近
傍となる場合がある。
eV以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、
トランジスタ100のオフ電流を低減することができる。
えば、後述するCAAC−OS(C Axis Aligned Crystallin
e Oxide Semiconductor)、多結晶構造、微結晶構造、または非晶
質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高い。
絶縁膜116は、窒素または水素を有する。絶縁膜116としては、例えば、窒化物絶
縁膜が挙げられる。該窒化物絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒
化シリコン等を用いて形成することができる。絶縁膜116に含まれる水素濃度は、1×
1022atoms/cm3以上であると好ましい。また、絶縁膜116は、酸化物半導
体膜108の領域108nと接する。したがって、絶縁膜116と接する領域108n中
の不純物(窒素または水素)濃度が高くなり、領域108nのキャリア密度を高めること
ができる。
絶縁膜118としては、酸化物絶縁膜を用いることができる。また、絶縁膜118とし
ては、酸化物絶縁膜と、窒化物絶縁膜との積層膜を用いることができる。絶縁膜118と
して、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、
酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはGa−Zn酸化物などを用いればよい。
ることが好ましい。
m以下とすることができる。
次に、図6(A)(B)(C)に示すトランジスタと異なる構成について、図7(A)
(B)(C)を用いて説明する。
線X1−X2間の断面図であり、図7(C)は図7(A)の一点鎖線Y1−Y2間の断面
図である。
、導電膜106上の絶縁膜104と、絶縁膜104上の酸化物半導体膜108と、酸化物
半導体膜108上の絶縁膜110と、絶縁膜110上の導電膜112と、絶縁膜104、
酸化物半導体膜108、及び導電膜112上の絶縁膜116と、を有する。
同様の構成である。図7(A)(B)(C)に示す、トランジスタ150は、先に示すト
ランジスタ100の構成に加え、導電膜106と、開口部143と、を有する。
143を介して、導電膜112と、電気的に接続される。よって、導電膜106と導電膜
112には、同じ電位が与えられる。なお、開口部143を設けずに、導電膜106と、
導電膜112と、に異なる電位を与えてもよい。または、開口部143を設けずに、導電
膜106を遮光膜として用いてもよい。例えば、導電膜106を遮光性の材料により形成
することで、酸化物半導体膜108の活性層に照射される下方からの光を抑制することが
できる。
トムゲート電極ともいう)としての機能を有し、導電膜112は、第2のゲート電極(ト
ップゲート電極ともいう)としての機能を有する。また、絶縁膜104は、第1のゲート
絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜110は、第2のゲート絶縁膜としての機能を有する
。
用いることができる。特に導電膜106として、銅を含む材料により形成することで抵抗
を低くすることができるため好適である。例えば、導電膜106を窒化チタン膜、窒化タ
ンタル膜、またはタングステン膜上に銅膜を設ける積層構造とし、導電膜120a、12
0bを窒化チタン膜、窒化タンタル膜、またはタングステン膜上に銅膜を設ける積層構造
とすると好適である。この場合、トランジスタ150を表示装置の画素トランジスタ及び
駆動トランジスタのいずれか一方または双方に用いることで、導電膜106と導電膜12
0aとの間に生じる寄生容量、及び導電膜106と導電膜120bとの間に生じる寄生容
量を低くすることができる。したがって、導電膜106、導電膜120a、及び導電膜1
20bを、トランジスタ150の第1のゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極とし
て用いるのみならず、表示装置の電源供給用の配線、信号供給用の配線、または接続用の
配線等に用いる事も可能となる。
ンジスタ100と異なり、酸化物半導体膜108の上下にゲート電極として機能する導電
膜を有する構造である。トランジスタ150に示すように、本発明の一態様の半導体装置
には、複数のゲート電極を設けてもよい。
して機能する導電膜106と、第2のゲート電極として機能する導電膜112のそれぞれ
と対向するように位置し、2つのゲート電極として機能する導電膜に挟まれている。
向の長さよりも長く、酸化物半導体膜108のチャネル幅方向全体は、絶縁膜110を間
に挟んで導電膜112に覆われている。また、導電膜112と導電膜106とは、絶縁膜
104、及び絶縁膜110に設けられる開口部143において接続されるため、酸化物半
導体膜108のチャネル幅方向の側面の一方は、絶縁膜110を間に挟んで導電膜112
と対向している。
口部143において接続され、且つ酸化物半導体膜108の側端部よりも外側に位置する
領域を有する。
を、第1のゲート電極として機能する導電膜106及び第2のゲート電極として機能する
導電膜112の電界によって電気的に取り囲むことができる。トランジスタ150のよう
に、第1のゲート電極及び第2のゲート電極の電界によって、チャネル領域が形成される
酸化物半導体膜108を電気的に取り囲むトランジスタのデバイス構造をSurroun
ded channel(S−channel)構造と呼ぶことができる。
電膜112によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に酸化物半導体膜108に
印加することができるため、トランジスタ150の電流駆動能力が向上し、高いオン電流
特性を得ることが可能となる。また、オン電流を高くすることが可能であるため、トラン
ジスタ150を微細化することが可能となる。また、トランジスタ150は、導電膜10
6、及び導電膜112によって、酸化物半導体膜108が取り囲まれた構造を有するため
、トランジスタ150の機械的強度を高めることができる。
143が形成されていない側に、開口部143と異なる開口部を形成してもよい。
する一対のゲート電極を有している場合、一方のゲート電極には信号Aが、他方のゲート
電極には固定電位Vbが与えられてもよい。また、一方のゲート電極には信号Aが、他方
のゲート電極には信号Bが与えられてもよい。また、一方のゲート電極には固定電位Va
が、他方のゲート電極には固定電位Vbが与えられてもよい。
、電位V1、または電位V2(V1>V2とする)の2種類の電位をとるデジタル信号で
あってもよい。例えば、電位V1を高電源電位とし、電位V2を低電源電位とすることが
できる。信号Aは、アナログ信号であってもよい。
である。固定電位Vbは、電位V1、または電位V2であってもよい。この場合、固定電
位Vbを生成するための電位発生回路を、別途設ける必要がなく好ましい。固定電位Vb
は、電位V1、または電位V2と異なる電位であってもよい。固定電位Vbを低くするこ
とで、しきい値電圧VthAを高くできる場合がある。その結果、ゲートーソース間電圧
Vgsが0Vのときのドレイン電流を低減し、トランジスタを有する回路のリーク電流を
低減できる場合がある。例えば、固定電位Vbを低電源電位よりも低くしてもよい。一方
で、固定電位Vbを高くすることで、しきい値電圧VthAを低くできる場合がある。そ
の結果、ゲート−ソース間電圧Vgsが高電源電位のときのドレイン電流を向上させ、ト
ランジスタを有する回路の動作速度を向上できる場合がある。例えば、固定電位Vbを低
電源電位よりも高くしてもよい。
、電位V3、または電位V4(V3>V4とする)の2種類の電位をとるデジタル信号で
あってもよい。例えば、電位V3を高電源電位とし、電位V4を低電源電位とすることが
できる。信号Bは、アナログ信号であってもよい。
持つ信号であってもよい。この場合、トランジスタのオン電流を向上し、トランジスタを
有する回路の動作速度を向上できる場合がある。このとき、信号Aにおける電位V1及び
電位V2は、信号Bにおける電位V3及び電位V4と、異なっていても良い。例えば、信
号Bが入力されるゲートに対応するゲート絶縁膜が、信号Aが入力されるゲートに対応す
るゲート絶縁膜よりも厚い場合、信号Bの電位振幅(V3−V4)を、信号Aの電位振幅
(V1−V2)より大きくしても良い。そうすることで、トランジスタの導通状態または
非導通状態に対して、信号Aが与える影響と、信号Bが与える影響と、を同程度とするこ
とができる場合がある。
を持つ信号であってもよい。この場合、トランジスタの制御を信号Aと信号Bによって別
々に行うことができ、より高い機能を実現できる場合がある。例えば、トランジスタがn
チャネル型である場合、信号Aが電位V1であり、かつ、信号Bが電位V3である場合の
み導通状態となる場合や、信号Aが電位V2であり、かつ、信号Bが電位V4である場合
のみ非導通状態となる場合には、一つのトランジスタでNAND回路やNOR回路等の機
能を実現できる場合がある。また、信号Bは、しきい値電圧VthAを制御するための信
号であってもよい。例えば、信号Bは、トランジスタを有する回路が動作している期間と
、当該回路が動作していない期間と、で電位が異なる信号であっても良い。信号Bは、回
路の動作モードに合わせて電位が異なる信号であってもよい。この場合、信号Bは信号A
ほど頻繁には電位が切り替わらない場合がある。
グ信号、信号Aの電位を定数倍したアナログ信号、または、信号Aの電位を定数だけ加算
もしくは減算したアナログ信号等であってもよい。この場合、トランジスタのオン電流が
向上し、トランジスタを有する回路の動作速度を向上できる場合がある。信号Bは、信号
Aと異なるアナログ信号であってもよい。この場合、トランジスタの制御を信号Aと信号
Bによって別々に行うことができ、より高い機能を実現できる場合がある。
アナログ信号であり、信号Bがデジタル信号であってもよい。
と同等の素子として機能させることができる場合がある。例えば、トランジスタがnチャ
ネル型である場合、固定電位Vaまたは固定電位Vbを高く(低く)することで、トラン
ジスタの実効抵抗を低く(高く)することができる場合がある。固定電位Va及び固定電
位Vbを共に高く(低く)することで、一つのゲートしか有さないトランジスタによって
得られる実効抵抗よりも低い(高い)実効抵抗が得られる場合がある。
り、同様の効果を奏する。
C)に示すトランジスタ150は、導電膜120a、120b、及び絶縁膜118上に絶
縁膜122を有する。
膜122としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成される。
該無機材料としては、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、窒化アルミニウム膜等が挙げられる。該有機材料とし
ては、例えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる
。
次に、図7(A)(B)(C)に示すトランジスタ150と異なる構成について、図8
を用いて説明する。
の上面図としては、図7(A)に示すトランジスタ150と同様であるため、ここでの説
明は省略する。
2の形状、及び絶縁膜110の形状がトランジスタ150と異なる。
112_1上の導電膜112_2と、を有する。例えば、導電膜112_1として、酸化
物導電膜を用いることにより、絶縁膜110に過剰酸素を添加することができる。上記酸
化物導電膜としては、スパッタリング法を用い、酸素ガスを含む雰囲気にて形成すればよ
い。また、上記酸化物導電膜としては、例えば、インジウムと錫とを有する酸化物、タン
グステンとインジウムとを有する酸化物、タングステンとインジウムと亜鉛とを有する酸
化物、チタンとインジウムとを有する酸化物、チタンとインジウムと錫とを有する酸化物
、インジウムと亜鉛とを有する酸化物、シリコンとインジウムと錫とを有する酸化物、イ
ンジウムとガリウムと亜鉛とを有する酸化物等が挙げられる。
106とが接続される。開口部143を形成する際に、導電膜112_1となる導電膜を
形成した後、開口部143を形成することで、図8(B)に示す形状とすることができる
。導電膜112_1に酸化物導電膜を適用した場合、導電膜112_2と、導電膜106
とが接続される構成とすることで、導電膜112と導電膜106との接続抵抗を低くする
ことができる。
より具体的には、導電膜112の下端部は、導電膜112の上端部よりも外側に形成され
る。また、絶縁膜110の下端部は、絶縁膜110の上端部よりも外側に形成される。ま
た、導電膜112の下端部は、絶縁膜110の上端部と概略同じ位置に形成される。
ランジスタ160の導電膜112及び絶縁膜110が矩形の場合と比較し、絶縁膜116
の被覆性を高めることができるため好適である。
り、同様の効果を奏する。
次に、図7(A)(B)(C)に示すトランジスタ150の作製方法の一例について、
図9乃至図11を用いて説明する。なお、図9乃至図11は、トランジスタ150の作製
方法を説明するチャネル長方向、及びチャネル幅方向の断面図である。
上に絶縁膜104を形成し、絶縁膜104上に酸化物半導体膜を形成する。その後、酸化
物半導体膜を島状に加工することで、酸化物半導体膜108aを形成する(図9(A)参
照)。
おいては、導電膜106として、スパッタリング装置を用い、厚さ50nmのタングステ
ン膜と、厚さ400nmの銅膜との積層膜を形成する。
イエッチング法のいずれか一方または双方を用いればよい。本実施の形態では、ウエット
エッチング法にて銅膜をエッチングしたのち、ドライエッチング法にてタングステン膜を
エッチングすることで導電膜を加工し、導電膜106を形成する。
PLD)法、印刷法、塗布法等を適宜用いて形成することができる。本実施の形態におい
ては、絶縁膜104として、PECVD装置を用い、厚さ400nmの窒化シリコン膜と
、厚さ50nmの酸化窒化シリコン膜とを形成する。
4に添加する酸素としては、酸素ラジカル、酸素原子、酸素原子イオン、酸素分子イオン
等がある。また、添加方法としては、イオンドーピング法、イオン注入法、プラズマ処理
法等がある。また、絶縁膜上に酸素の脱離を抑制する膜を形成した後、該膜を介して絶縁
膜104に酸素を添加してもよい。
ム、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、またはタングス
テンの1以上を有する導電膜あるいは半導体膜を用いて形成することができる。
素プラズマを発生させることで、絶縁膜104への酸素添加量を増加させることができる
。
ができる。
は3nm以上100nm以下、さらに好ましくは3nm以上60nm以下とすればよい。
いる場合、酸化物半導体膜108aを成膜する際の基板温度を200℃以上300℃以下
とした場合、基板102が変形する(歪むまたは反る)場合がある。よって、大型のガラ
ス基板を用いる場合においては、酸化物半導体膜108aの成膜する際の基板温度を室温
以上200℃未満とすることで、ガラス基板の変形を抑制することができる。
エッチング法及びドライエッチング法のいずれか一方または双方を用いればよい。
aの脱水素化または脱水化をしてもよい。加熱処理の温度は、代表的には、150℃以上
基板の歪み点未満、または250℃以上450℃以下、または300℃以上450℃以下
である。
窒素を含む不活性雰囲気で行うことができる。または、不活性雰囲気で加熱した後、酸素
雰囲気で加熱してもよい。なお、上記不活性雰囲気及び酸素雰囲気に水素、水などが含ま
れないことが好ましい。処理時間は3分以上24時間以下とすればよい。
で、短時間に限り、基板の歪み点以上の温度で熱処理を行うことができる。そのため加熱
処理時間を短縮することができる。
理を行うことで、酸化物半導体膜において、SIMSにより得られる水素濃度を5×10
19atoms/cm3以下、または1×1019atoms/cm3以下、5×101
8atoms/cm3以下、または1×1018atoms/cm3以下、または5×1
017atoms/cm3以下、または1×1016atoms/cm3以下とすること
ができる。
9(B)参照)。
学気相堆積装置(PECVD装置、または単にプラズマCVD装置という)を用いて形成
することができる。この場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性
気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジ
シラン、トリシラン、フッ化シラン等がある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸
化二窒素、二酸化窒素等がある。
より大きく100倍未満、または40倍以上80倍以下とし、処理室内の圧力を100P
a未満、または50Pa以下とするPECVD装置を用いることで、欠陥量の少ない酸化
窒化シリコン膜を形成することができる。
た基板を280℃以上400℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内にお
ける圧力を20Pa以上250Pa以下、さらに好ましくは100Pa以上250Pa以
下とし、処理室内に設けられる電極に高周波電力を供給する条件により、絶縁膜110_
0として、緻密である酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することができる
。
。マイクロ波とは300MHzから300GHzの周波数域を指す。マイクロ波は、電子
温度が低く、電子エネルギーが小さい。また、供給された電力において、電子の加速に用
いられる割合が少なく、より多くの分子の解離及び電離に用いられることが可能であり、
密度の高いプラズマ(高密度プラズマ)を励起することができる。このため、被成膜面及
び堆積物へのプラズマダメージが少なく、欠陥の少ない絶縁膜110_0を形成すること
ができる。
できる。有機シランガスとしては、珪酸エチル(TEOS:化学式Si(OC2H5)4
)、テトラメチルシラン(TMS:化学式Si(CH3)4)、テトラメチルシクロテト
ラシロキサン(TMCTS)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS)、ヘ
キサメチルジシラザン(HMDS)、トリエトキシシラン(SiH(OC2H5)3)、
トリスジメチルアミノシラン(SiH(N(CH3)2)3)などのシリコン含有化合物
を用いることができる。有機シランガスを用いたCVD法を用いることで、被覆性の高い
絶縁膜110_0を形成することができる。
酸化窒化シリコン膜を形成する。
絶縁膜110_0、及び絶縁膜104の一部をエッチングすることで、導電膜106に達
する開口部143を形成する(図9(C)参照)。
ずれか一方または双方を用いればよい。本実施の形態においては、ドライエッチング法を
用い、開口部143を形成する。
2_0を形成する。また、導電膜112_0として、例えば金属酸化膜を用いる場合、導
電膜112_0の形成時に絶縁膜110_0中に酸素が添加される場合がある(図9(D
)参照)。
している。また、開口部143を覆うように、導電膜112_0を形成することで、導電
膜106と、導電膜112_0とが電気的に接続される。
ては、スパッタリング法を用い、形成時に酸素ガスを含む雰囲気で形成することが好まし
い。形成時に酸素ガスを含む雰囲気で導電膜112_0を形成することで、絶縁膜110
_0中に酸素を好適に添加することができる。なお、導電膜112_0の形成方法として
は、スパッタリング法に限定されず、その他の方法、例えばALD法を用いてもよい。
が100nmのIn−Ga−Zn酸化物であるIGZO膜(In:Ga:Zn=4:2:
4.1(原子数比)を成膜する。また、導電膜112_0の形成前、または導電膜112
_0の形成後に、絶縁膜110_0中に酸素添加処理を行ってもよい。当該酸素添加処理
の方法としては、絶縁膜104の形成後に行うことのできる酸素の添加処理と同様とすれ
ばよい。
成する(図10(A)参照)。
_0を加工する。また、導電膜112_0及び絶縁膜110_0の加工後に、マスク14
0を除去する。導電膜112_0、及び絶縁膜110_0を加工することで、島状の導電
膜112、及び島状の絶縁膜110が形成される(図10(B)参照)。
110_0を加工する。
の酸化物半導体膜108aの膜厚が薄くなる場合がある。または、導電膜112、及び絶
縁膜110の加工の際に、酸化物半導体膜108aが重畳しない領域の絶縁膜104の膜
厚が薄くなる場合がある。また、導電膜112_0、及び絶縁膜110_0の加工の際に
、エッチャントまたはエッチングガス(例えば、塩素など)が酸化物半導体膜108a中
に添加される、あるいは導電膜112_0、または絶縁膜110_0の構成元素が酸化物
半導体膜108a中に添加される場合がある。
成する。なお、絶縁膜116を形成することで、絶縁膜116と接する酸化物半導体膜1
08aの一部は、領域108nとなる。ここで、導電膜112と重畳する酸化物半導体膜
108aは、酸化物半導体膜108とする(図10(C)参照)。
おいては、絶縁膜116として、PECVD装置を用い、厚さ100nmの窒化酸化シリ
コン膜を形成する。また、当該窒化酸化シリコン膜の形成時において、プラズマ処理と、
成膜処理との2つのステップを220℃の温度で行う。当該プラズマ処理としては、成膜
前に流量100sccmのアルゴンガスと、流量1000sccmの窒素ガスとを、チャ
ンバー内に導入し、チャンバー内の圧力を40Paとし、RF電源(27.12MHz)
に1000Wの電力を供給する。また、成膜処理としては、流量50sccmのシランガ
スと、流量5000sccmの窒素ガスと、流量100sccmのアンモニアガスとを、
チャンバー内に導入し、チャンバー内の圧力を100Paとし、RF電源(27.12M
Hz)に1000Wの電力を供給する。
108nに窒化酸化シリコン膜中の窒素または水素を供給することができる。また、絶縁
膜116の形成時の温度を上述の温度とすることで、絶縁膜110に含まれる過剰酸素が
外部に放出されるのを抑制することができる。
おいては、絶縁膜118として、PECVD装置を用い、厚さ300nmの酸化窒化シリ
コン膜を形成する。
118及び絶縁膜116の一部をエッチングすることで、領域108nに達する開口部1
41a、141bを形成する(図11(B)参照)。
及びドライエッチング法のいずれか一方または双方を用いればよい。本実施の形態におい
ては、ドライエッチング法を用い、絶縁膜118、及び絶縁膜116を加工する。
電膜を形成し、当該導電膜を所望の形状に加工することで導電膜120a、120bを形
成する(図11(C)参照)。
実施の形態においては、導電膜120a、120bとして、スパッタリング装置を用い、
厚さ50nmのタングステン膜と、厚さ400nmの銅膜との積層膜を形成する。
グ法及びドライエッチング法のいずれか一方または双方を用いればよい。本実施の形態で
は、ウエットエッチング法にて銅膜をエッチングしたのち、ドライエッチング法にてタン
グステン膜をエッチングすることで導電膜を加工し、導電膜120a、120bを形成す
る。
る。
ができる。
膜等)としては、上述の形成方法の他、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD)法、
真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD)法、ALD法を用いて形成することができる
。あるいは、塗布法や印刷法で形成することができる。成膜方法としては、スパッタリン
グ法、プラズマ化学気相堆積(PECVD)法が代表的であるが、熱CVD法でもよい。
熱CVD法の例として、有機金属化学気相堆積(MOCVD)法が挙げられる。
ャンバー内に送り、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を
行う。このように、熱CVD法は、プラズマを発生させない成膜方法であるため、プラズ
マダメージにより欠陥が生成されることが無いという利点を有する。
酸化膜などの膜を形成することができる。
とハフニウム前駆体を含む液体(ハフニウムアルコキシドや、テトラキスジメチルアミド
ハフニウム(TDMAH、Hf[N(CH3)2]4)やテトラキス(エチルメチルアミ
ド)ハフニウムなどのハフニウムアミド)を気化させた原料ガスと、酸化剤としてオゾン
(O3)の2種類のガスを用いる。
とアルミニウム前駆体を含む液体(トリメチルアルミニウム(TMA、Al(CH3)3
)など)を気化させた原料ガスと、酸化剤としてH2Oの2種類のガスを用いる。他の材
料としては、トリス(ジメチルアミド)アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ア
ルミニウムトリス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナート)など
がある。
ロロジシランを被成膜面に吸着させ、酸化性ガス(O2、一酸化二窒素)のラジカルを供
給して吸着物と反応させる。
スとB2H6ガスを順次導入して初期タングステン膜を形成し、その後、WF6ガスとH
2ガスとを用いてタングステン膜を形成する。なお、B2H6ガスに代えてSiH4ガス
を用いてもよい。
膜を成膜する場合には、In(CH3)3ガスとO3ガスを用いてIn−O層を形成し、
その後、Ga(CH3)3ガスとO3ガスとを用いてGaO層を形成し、更にその後Zn
(CH3)2ガスとO3ガスとを用いてZnO層を形成する。なお、これらの層の順番は
この例に限らない。また、これらのガスを用いてIn−Ga−O層やIn−Zn−O層、
Ga−Zn−O層などの混合化合物層を形成しても良い。なお、O3ガスに代えてAr等
の不活性ガスで水をバブリングして得られたH2Oガスを用いても良いが、Hを含まない
O3ガスを用いる方が好ましい。
図12(A)は、トランジスタ300Aの上面図であり、図12(B)は、図12(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12(C)は、図1
2(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12
(A)において、煩雑になることを避けるため、トランジスタ300A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12(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。
び導電膜304上の絶縁膜306と、絶縁膜306上の絶縁膜307と、絶縁膜307上
の酸化物半導体膜308と、酸化物半導体膜308上の導電膜312aと、酸化物半導体
膜308上の導電膜312bと、を有する。また、トランジスタ300A上、より詳しく
は、導電膜312a、312b及び酸化物半導体膜308上には絶縁膜314、316、
及び絶縁膜318が設けられる。
Aのゲート絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜314、316、318は、トランジスタ
300Aの保護絶縁膜としての機能を有する。また、トランジスタ300Aにおいて、導
電膜304は、ゲート電極としての機能を有し、導電膜312aは、ソース電極としての
機能を有し、導電膜312bは、ドレイン電極としての機能を有する。
316を第2の絶縁膜と、絶縁膜318を第3の絶縁膜と、それぞれ呼称する場合がある
。
本発明の一態様の酸化物半導体膜は、チャネルエッチ型のトランジスタに好適に用いるこ
とができる。
図13(A)は、トランジスタ300Bの上面図であり、図13(B)は、図13(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13(C)は、図1
3(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。
び導電膜304上の絶縁膜306と、絶縁膜306上の絶縁膜307と、絶縁膜307上
の酸化物半導体膜308と、酸化物半導体膜308上の絶縁膜314と、絶縁膜314上
の絶縁膜316と、絶縁膜314及び絶縁膜316に設けられる開口部341aを介して
酸化物半導体膜308に電気的に接続される導電膜312aと、絶縁膜314及び絶縁膜
316に設けられる開口部341bを介して酸化物半導体膜308に電気的に接続される
導電膜312bとを有する。また、トランジスタ300B上、より詳しくは、導電膜31
2a、312b、及び絶縁膜316上には絶縁膜318が設けられる。
Bのゲート絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜314、316は、酸化物半導体膜308
の保護絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜318は、トランジスタ300Bの保護絶縁膜
としての機能を有する。また、トランジスタ300Bにおいて、導電膜304は、ゲート
電極としての機能を有し、導電膜312aは、ソース電極としての機能を有し、導電膜3
12bは、ドレイン電極としての機能を有する。
対し、図13(A)(B)(C)に示すトランジスタ300Bは、チャネル保護型の構造
である。本発明の一態様の酸化物半導体膜は、チャネル保護型のトランジスタにも好適に
用いることができる。
図14(A)は、トランジスタ300Cの上面図であり、図14(B)は、図14(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14(C)は、図1
4(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。
300Bと絶縁膜314、316の形状が相違する。具体的には、トランジスタ300C
の絶縁膜314、316は、酸化物半導体膜308のチャネル領域上に島状に設けられる
。その他の構成は、トランジスタ300Bと同様である。
図15(A)は、トランジスタ300Dの上面図であり、図15(B)は、図15(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15(C)は、図1
5(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。
び導電膜304上の絶縁膜306と、絶縁膜306上の絶縁膜307と、絶縁膜307上
の酸化物半導体膜308と、酸化物半導体膜308上の導電膜312aと、酸化物半導体
膜308上の導電膜312bと、酸化物半導体膜308、及び導電膜312a、312b
上の絶縁膜314と、絶縁膜314上の絶縁膜316と、絶縁膜316上の絶縁膜318
と、絶縁膜318上の導電膜320a、320bと、を有する。
Dの第1のゲート絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜314、316、318は、トラン
ジスタ300Dの第2のゲート絶縁膜としての機能を有する。また、トランジスタ300
Dにおいて、導電膜304は、第1のゲート電極としての機能を有し、導電膜320aは
、第2のゲート電極としての機能を有し、導電膜320bは、表示装置に用いる画素電極
としての機能を有する。また、導電膜312aは、ソース電極としての機能を有し、導電
膜312bは、ドレイン電極としての機能を有する。
316、318に設けられる開口部342b、342cにおいて、導電膜304に接続さ
れる。よって、導電膜320aと導電膜304とは、同じ電位が与えられる。
20aと導電膜304を接続する構成について例示したが、これに限定されない。例えば
、開口部342bまたは開口部342cのいずれか一方の開口部のみを形成し、導電膜3
20aと導電膜304を接続する構成、または開口部342b及び開口部342cを設け
ずに、導電膜320aと導電膜304を接続しない構成としてもよい。なお、導電膜32
0aと導電膜304とを接続しない構成の場合、導電膜320aと導電膜304には、そ
れぞれ異なる電位を与えることができる。
を介して、導電膜312bと接続される。
み合わせて実施することができる。
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17及び図18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17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17では、基板661
を破線で明示している。
には、例えば回路659、配線666、及び画素電極として機能する導電膜663等が設
けられる。また図17では基板651上にIC673とFPC672が実装されている例
を示している。そのため、図17に示す構成は、表示パネル600とFPC672及びI
C673を有する表示モジュールと言うこともできる。
電力は、FPC672を介して外部、またはIC673から配線666に入力される。
にIC673が設けられている例を示している。IC673は、例えば走査線駆動回路、
または信号線駆動回路などとしての機能を有するICを適用できる。なお表示パネル60
0が走査線駆動回路及び信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動
回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、FPC672を介して表示パネ
ル600を駆動するための信号を入力する場合などでは、IC673を設けない構成とし
てもよい。また、IC673を、COF(Chip On Film)方式等により、F
PC672に実装してもよい。
示素子が有する導電膜663がマトリクス状に配置されている。導電膜663は、可視光
を反射する機能を有し、後述する液晶素子640の反射電極として機能する。
基板651側に、発光素子660を有する。発光素子660からの光は、導電膜663の
開口を介して基板661側に射出される。
図18に、図17で例示した表示パネルの、FPC672を含む領域の一部、回路65
9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。
1と絶縁膜620の間に、発光素子660、トランジスタ601、トランジスタ605、
トランジスタ606、着色層634等を有する。また絶縁膜620と基板661の間に、
液晶素子640、着色層631等を有する。また基板661と絶縁膜620は接着層64
1を介して接着され、基板651と絶縁膜620は接着層642を介して接着されている
。
光素子660と電気的に接続する。トランジスタ605とトランジスタ606は、いずれ
も絶縁膜620の基板651側の面上に形成されているため、これらを同一の工程を用い
て作製することができる。
共通電極として機能する導電膜613、配向膜633b、絶縁膜617等が設けられてい
る。絶縁膜617は、液晶素子640のセルギャップを保持するためのスペーサとして機
能する。
膜684、絶縁膜685等の絶縁層が設けられている。絶縁膜681は、その一部が各ト
ランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁膜682、絶縁膜683、及び絶縁膜6
84は、各トランジスタを覆って設けられている。また絶縁膜684を覆って絶縁膜68
5が設けられている。絶縁膜684及び絶縁膜685は、平坦化層としての機能を有する
。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁膜682、絶縁膜683、絶
縁膜684の3層を有する場合について示しているが、これに限られず4層以上であって
もよいし、単層、または2層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁膜684
は、不要であれば設けなくてもよい。
ゲートとして機能する導電膜654、一部がソース又はドレインとして機能する導電膜6
52、半導体膜653を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に
、同じハッチングパターンを付している。
612、導電膜613が積層された積層構造を有する。また導電膜635の基板651側
に接して、可視光を反射する導電膜663が設けられている。導電膜663は開口655
を有する。また導電膜635及び導電膜613は可視光を透過する材料を含む。また液晶
層612と導電膜635の間に配向膜633aが設けられ、液晶層612と導電膜613
の間に配向膜633bが設けられている。また、基板661の外側の面には、偏光板65
6を有する。
は可視光を透過する機能を有する。基板661側から入射した光は、偏光板656により
偏光され、導電膜613、液晶層612を透過し、導電膜663で反射する。そして液晶
層612及び導電膜613を再度透過して、偏光板656に達する。このとき、導電膜6
63と導電膜613の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御
することができる。すなわち、偏光板656を介して射出される光の強度を制御すること
ができる。また光は着色層631によって特定の波長領域以外の光が吸収されることによ
り、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。
膜620側から導電膜643、EL層644、及び導電膜645bの順に積層された積層
構造を有する。また導電膜645bを覆って導電膜645aが設けられている。導電膜6
45bは可視光を反射する材料を含み、導電膜643及び導電膜645aは可視光を透過
する材料を含む。発光素子660が発する光は、着色層634、絶縁膜620、開口65
5、導電膜613等を介して、基板661側に射出される。
れていることが好ましい。これにより、開口655と重なる領域においてもそれ以外の領
域と同様に液晶が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図し
ない光が漏れてしまうことを抑制できる。
いが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と1/4波
長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制すること
ができる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子640に用いる液晶素子のセルギャッ
プ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすれば
よい。
絶縁膜647は、絶縁膜620と基板651が必要以上に接近することを抑制するスペー
サとしての機能を有する。またEL層644や導電膜645aを遮蔽マスク(メタルマス
ク)を用いて形成する場合には、当該遮蔽マスクが被形成面に接触することを抑制するた
めの機能を有していてもよい。なお、絶縁膜647は不要であれば設けなくてもよい。
60の導電膜643と電気的に接続されている。
3と電気的に接続されている。導電膜663と導電膜635は接して設けられ、これらは
電気的に接続されている。ここで、接続部607は、絶縁膜620に設けられた開口を介
して、絶縁膜620の両面に設けられる導電層同士を接続する部分である。
部604は、接続層649を介してFPC672と電気的に接続されている。接続部60
4は接続部607と同様の構成を有している。接続部604の上面は、導電膜635と同
一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部604とFP
C672とを接続層649を介して電気的に接続することができる。
87において、導電膜635と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電膜613
の一部が、接続体686により電気的に接続されている。したがって、基板661側に形
成された導電膜613に、基板651側に接続されたFPC672から入力される信号ま
たは電位を、接続部687を介して供給することができる。
ては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることが
できる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。ま
たニッケルをさらに金で被覆するなど、2種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を
用いることが好ましい。また接続体686として、弾性変形、または塑性変形する材料を
用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体686は、図18に示すよう
に上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体686と、これと電
気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良など
の不具合の発生を抑制することができる。
化前の接着層641に接続体686を分散させておけばよい。
る。
される半導体膜653を2つのゲートで挟持する構成が適用されている。一方のゲートは
導電膜654により、他方のゲートは絶縁膜682を介して半導体膜653と重なる導電
膜623により構成されている。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値
電圧を制御することができる。このとき、2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を
供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトラ
ンジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させるこ
とができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路
部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用するこ
とで、表示パネルを大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配
線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
じ構造であってもよい。また回路659が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造で
あってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、表示部
662が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のト
ランジスタを組み合わせて用いてもよい。
などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。すなわち、絶縁膜682また
は絶縁膜683はバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで
、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能と
なり、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
ている。絶縁膜621は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁膜621によ
り、導電膜613の表面を概略平坦にできるため、液晶層612の配向状態を均一にでき
る。
基板上に、導電膜635、導電膜663、絶縁膜620を順に形成し、その後、トランジ
スタ605、トランジスタ606、発光素子660等を形成した後、接着層642を用い
て基板651と支持基板を貼り合せる。その後、剥離層と絶縁膜620、及び剥離層と導
電膜635のそれぞれの界面で剥離することにより、支持基板及び剥離層を除去する。ま
たこれとは別に、着色層631、遮光膜632、導電膜613等をあらかじめ形成した基
板661を準備する。そして基板651または基板661に液晶を滴下し、接着層641
により基板651と基板661を貼り合せることで、表示パネル600を作製することが
できる。
択することができる。特に、剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と
当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上の絶縁膜620として、窒化シ
リコンや酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を複数積層した層を用いることが好まし
い。剥離層に高融点金属材料を用いると、これよりも後に形成する層の形成温度を高める
ことが可能で、不純物の濃度が低減され、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
等の酸化物または窒化物を用いることが好ましい。酸化物半導体を用いる場合には、水素
、ボロン、リン、及びその他の不純物の濃度、並びに酸素欠損量の少なくとも一が、トラ
ンジスタに用いる半導体層に比べて高められた材料を、導電膜635に用いればよい。
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、E
VA(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。
化カルシウムや酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用い
ることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を
吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入
することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジ
ルコニウム等を用いることができる。
接続層としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Condu
ctive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic C
onductive 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。
等が含まれる層をまとめて素子層と呼ぶこととする。例えば、素子層は表示素子を含み、
表示素子の他に表示素子と電気的に接続する配線、画素や回路に用いるトランジスタなど
の素子を備えていてもよい。
支持し、可撓性を有する部材のことを、基板と呼ぶこととする。例えば、基板には、厚さ
が10nm以上300μm以下の、極めて薄いフィルム等も含まれる。
以下に挙げる2つの方法がある。一つは、基板上に直接、素子層を形成する方法である。
もう一つは、基板とは異なる支持基板上に素子層を形成した後、素子層と支持基材を剥離
し、素子層を基板に転置する方法である。なお、ここでは詳細に説明しないが、上記2つ
の方法に加え、可撓性を有さない基板上に素子層を形成し、当該基板を研磨等により薄く
することで可撓性を持たせる方法もある。
、基板上に直接、素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基
板を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が
容易になるため好ましい。
持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基
材と素子層の間で剥離し、素子層を基板に転置する。このとき、支持基材と剥離層の界面
、剥離層と絶縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。
この方法では、支持基材や剥離層に耐熱性の高い材料を用いることで、素子層を形成する
際にかかる温度の上限を高めることができ、より信頼性の高い素子を有する素子層を形成
できるため、好ましい。
酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上の絶縁層として、酸化シリコン、窒化シリコン
、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを複数積層した層を用いることが好ましい。
ッチングすること、または剥離界面に液体を浸透させることなどが、一例として挙げられ
る。または、剥離界面を形成する2層の熱膨張の違いを利用し、加熱または冷却すること
により剥離を行ってもよい。
ることができる。このとき、レーザ光等を用いて有機樹脂の一部を局所的に加熱する、ま
たは鋭利な部材により物理的に有機樹脂の一部を切断、または貫通すること等により剥離
の起点を形成し、ガラスと有機樹脂の界面で剥離を行ってもよい。また、上記の有機樹脂
としては、感光性の材料を用いると、開口部などの形状を容易に作製しやすいため好適で
ある。また、上記のレーザ光としては、例えば、可視光線から紫外線の波長領域の光であ
ることが好ましい。例えば波長が200nm以上400nm以下の光、好ましくは波長が
250nm以上350nm以下の光を用いることができる。特に、波長308nmのエキ
シマレーザを用いると、生産性に優れるため好ましい。また、Nd:YAGレーザの第三
高調波である波長355nmのUVレーザなどの固体UVレーザ(半導体UVレーザとも
いう)を用いてもよい。
ることにより、当該発熱層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。発熱層としては、電流
を流すことにより発熱する材料、光を吸収することにより発熱する材料、磁場を印加する
ことにより発熱する材料など、様々な材料を用いることができる。例えば発熱層としては
、半導体、金属、絶縁体から選択して用いることができる。
ことができる。
み合わせて実施することができる。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した半導体装置の用途について説明する。上
記実施の形態で説明した半導体装置は、高温環境での使用に耐えられる電子デバイスに適
用することが好ましい。例えば、コンピュータ等の画像を表示しうるディスプレイなどの
電子機器のバッテリーの保護回路の他、電磁調理器または固定電源の電力で駆動する乗物
類(自転車等)等に設けるバッテリーの保護回路として使用することができる。
説明する。
器1000を示している。電磁調理器1000は、コイル部1001に電流を流すことに
よって生じる電磁誘導を利用して調理器等に加熱するものである。また電磁調理器100
0は、コイル部1001に流す電流を供給するためのバッテリー1002、保護回路とし
て機能する半導体装置1003、及びバッテリー1002を充電するための太陽電池10
04を有する。なお図19(A)では、バッテリー1002を充電するための手段として
太陽電池1004を示したが他の手段で充電する構成でもよい。保護回路として機能する
半導体装置1003は、高温環境であっても、バッテリー1002への過電圧の印加を低
減できる。加えて、保護回路の機能が非動作時に流れるオフ電流が極めて低いため、低消
費電力化を図ることができる。
車1010を示している。電動自転車1010は、モーター部1011に電流を流すこと
によって動力を得るものである。また電動自転車1010は、モーター部1011に流す
電流を供給するためのバッテリー1012、及び保護回路として機能する半導体装置10
13を有する。なお図19(B)では、バッテリー1012を充電するための手段として
特に図示しないが、別途発電機等を設けて充電する構成でもよい。保護回路として機能す
る半導体装置1013は、高温環境であっても、充電時におけるバッテリー1012への
過電圧の印加を低減できる。加えて、保護回路の機能が非動作時に流れるオフ電流が極め
て低いため、低消費電力化を図ることができる。なお、図19(B)ではペダルを図示し
たが、なくてもよい。
車1020を示している。電気自動車1020は、モーター部1021に電流を流すこと
によって動力を得るものである。また電気自動車1020は、モーター部1021に流す
電流を供給するためのバッテリー1022、及び保護回路として機能する半導体装置10
23を有する。なお図19(C)では、バッテリー1022を充電するための手段として
特に図示しないが、別途発電機等を設けて充電する構成でもよい。保護回路として機能す
る半導体装置1023は、高温環境であっても、充電時におけるバッテリー1022への
過電圧の印加を低減できる。加えて、保護回路の機能が非動作時に流れるオフ電流が極め
て低いため、低消費電力化を図ることができる。
に対して、適宜、組み合わせ、または置き換えなどを自由に行うことができる。
002 第2の領域
002a 第2の領域
002b 第2の領域
10 スパッタリングターゲット
10a スパッタリングターゲット
10b スパッタリングターゲット
11 第1の領域
12 第2の領域
11a 第1のスパッタ粒子
12a 第2のスパッタ粒子
20 陽イオン
30 プラズマ
41 成膜室
50a バッキングプレート
50b バッキングプレート
52 ターゲットホルダ
52a ターゲットホルダ
52b ターゲットホルダ
54a マグネットユニット
54b マグネットユニット
54N1 マグネット
54N2 マグネット
54S マグネット
56 マグネットホルダ
58 部材
60 基板
62 基板ホルダ
64a 磁力線
64b 磁力線
100 トランジスタ
102 基板
104 絶縁膜
106 導電膜
108 酸化物半導体膜
108a 酸化物半導体膜
108n 領域
110 絶縁膜
110_0 絶縁膜
112 導電膜
112_0 導電膜
112_1 導電膜
112_2 導電膜
116 絶縁膜
118 絶縁膜
120a 導電膜
120b 導電膜
122 絶縁膜
140 マスク
141a 開口部
141b 開口部
143 開口部
150 トランジスタ
160 トランジスタ
300A トランジスタ
300B トランジスタ
300C トランジスタ
300D トランジスタ
302 基板
304 導電膜
306 絶縁膜
307 絶縁膜
308 酸化物半導体膜
312a 導電膜
312b 導電膜
314 絶縁膜
316 絶縁膜
318 絶縁膜
320a 導電膜
320b 導電膜
341a 開口部
341b 開口部
342a 開口部
342b 開口部
342c 開口部
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
635 導電膜
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
1000 電磁調理器
1001 コイル部
1002 バッテリー
1003 半導体装置
1004 太陽電池
1010 電動自転車
1011 モーター部
1012 バッテリー
1013 半導体装置
1020 電気自動車
1021 モーター部
1022 バッテリー
1023 半導体装置
Claims (11)
- 酸化物半導体を有するトランジスタであって、
前記トランジスタは、前記酸化物半導体に接するソース電極又はドレイン電極を有し、
前記酸化物半導体は、第1の領域と、第2の領域と、を有し、
前記第1の領域は、元素M(元素Mは、Ga、Al、Si、Y、B、Ti、Fe、Ni、Ge、Zr、Mo、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Mg、V、Be、またはCuのいずれか一つ、または複数)を含み、
前記第2の領域は、インジウムを含み、
前記第2の領域における元素Mに対するインジウムの原子数比は、前記第1の領域における元素Mに対するインジウムの原子数比よりも大きく、
前記第1の領域、及び前記第2の領域は、モザイク状に配置される、トランジスタ。 - 請求項1において、
前記酸化物半導体は、さらに第3の領域を有し、
前記第1の領域は、ガリウム酸化物またはガリウム亜鉛酸化物を含み、
前記第2の領域は、インジウム酸化物またはインジウム亜鉛酸化物を含み、
前記第3の領域は、亜鉛酸化物を含む、トランジスタ。 - 請求項2において、
前記酸化物半導体が有するインジウム、ガリウム、及び亜鉛の原子数比は、In:Ga:Zn=4:2:3またはその近傍である、トランジスタ。 - 請求項2において、
前記酸化物半導体が有するインジウム、ガリウム、及び亜鉛の原子数比は、In:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍である、トランジスタ。 - 請求項2において、
前記酸化物半導体が有するインジウム、インジウム、ガリウム、及び亜鉛の原子数比は、In:Ga:Zn=1:1:1またはその近傍である、トランジスタ。 - 請求項1乃至5のいずれか一項において、
前記第1の領域は、径が1nm以上2nm以下またはその近傍値の微結晶を有する、トランジスタ。 - 請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記酸化物半導体の電子線回折パターン像において、リング状の領域に複数のスポットが観察される、トランジスタ。 - 請求項1乃至7のいずれか一項において
前記ゲート絶縁膜は、窒化シリコンを含む、トランジスタ。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載のトランジスタを有する表示装置であって、
表示部を有し、
前記表示部の画素トランジスタとして前記トランジスタを有する、表示装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載のトランジスタを有する表示装置であって、
表示部を有し、
前記表示部の駆動トランジスタとして前記トランジスタを有する、表示装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載のトランジスタを有する表示装置であって、
表示部と、ゲートドライバを有し、
前記ゲートドライバが前記トランジスタを有する、表示装置。
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US20210343876A1 (en) * | 2018-08-01 | 2021-11-04 | Idemitsu Kosan Co.,Ltd. | Crystal structure compound, oxide sintered body, sputtering target, crystalline oxide thin film, amorphous oxide thin film, thin film transistor and electronic equipment |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100056970A (ko) * | 2008-11-20 | 2010-05-28 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체장치 및 반도체장치의 제조방법 |
JP2015062250A (ja) * | 2014-11-27 | 2015-04-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | トランジスタ |
US20150243738A1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor film, transistor, semiconductor device, display device, and electronic appliance |
US20150318171A1 (en) * | 2014-05-02 | 2015-11-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing oxide |
JP2016056446A (ja) * | 2014-05-02 | 2016-04-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 酸化物の作製方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
US9306078B2 (en) * | 2008-09-08 | 2016-04-05 | Cbrite Inc. | Stable amorphous metal oxide semiconductor |
US20150357480A1 (en) | 2008-09-08 | 2015-12-10 | Gang Yu | Stable metal-oxide thin film transistor and method of making |
US8330156B2 (en) * | 2008-12-26 | 2012-12-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor with a plurality of oxide clusters over the gate insulating layer |
KR101623619B1 (ko) | 2009-10-08 | 2016-05-23 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 산화물 반도체층 및 반도체 장치 |
US9287405B2 (en) * | 2011-10-13 | 2016-03-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising oxide semiconductor |
KR102316107B1 (ko) | 2012-05-31 | 2021-10-21 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
JP5654648B2 (ja) * | 2012-08-10 | 2015-01-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 金属酸化物膜 |
JP6150478B2 (ja) * | 2012-08-29 | 2017-06-21 | 公益財団法人電磁材料研究所 | 複相構造薄膜材料 |
TWI746200B (zh) * | 2012-09-24 | 2021-11-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
JP6325229B2 (ja) * | 2012-10-17 | 2018-05-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 酸化物膜の作製方法 |
JP6141777B2 (ja) | 2013-02-28 | 2017-06-07 | 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 |
US9356156B2 (en) | 2013-05-24 | 2016-05-31 | Cbrite Inc. | Stable high mobility MOTFT and fabrication at low temperature |
TWI608523B (zh) | 2013-07-19 | 2017-12-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | Oxide semiconductor film, method of manufacturing oxide semiconductor film, and semiconductor device |
WO2015132697A1 (en) | 2014-03-07 | 2015-09-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US20160064406A1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-03-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device and method for manufacturing the same |
US9991393B2 (en) * | 2014-10-16 | 2018-06-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, module, and electronic device |
US9324739B1 (en) * | 2014-11-03 | 2016-04-26 | Ishiang Shih | Thin film transistors with metal oxynitride active channels for electronic displays |
US10684500B2 (en) | 2015-05-27 | 2020-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Touch panel |
US10139663B2 (en) | 2015-05-29 | 2018-11-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Input/output device and electronic device |
KR20160144314A (ko) | 2015-06-08 | 2016-12-16 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 촬상 장치 및 그 동작 방법, 및 전자 기기 |
KR102619052B1 (ko) | 2015-06-15 | 2023-12-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치 |
KR102556718B1 (ko) | 2015-06-19 | 2023-07-17 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치, 그 제작 방법, 및 전자 기기 |
US9860465B2 (en) | 2015-06-23 | 2018-01-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Imaging device and electronic device |
US10388738B2 (en) | 2016-04-01 | 2019-08-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Composite oxide semiconductor and method for manufacturing the same |
-
2017
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-
2023
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100056970A (ko) * | 2008-11-20 | 2010-05-28 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체장치 및 반도체장치의 제조방법 |
JP2014039047A (ja) * | 2008-11-20 | 2014-02-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物半導体層の作製方法、半導体装置の作製方法、および半導体装置 |
US20150243738A1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor film, transistor, semiconductor device, display device, and electronic appliance |
JP2016074580A (ja) * | 2014-02-21 | 2016-05-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体膜、トランジスタ及び半導体装置、並びに表示装置、電子機器 |
US20150318171A1 (en) * | 2014-05-02 | 2015-11-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing oxide |
JP2016056446A (ja) * | 2014-05-02 | 2016-04-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 酸化物の作製方法 |
JP2015062250A (ja) * | 2014-11-27 | 2015-04-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | トランジスタ |
Also Published As
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