JP2021089434A - 表示装置 - Google Patents
表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021089434A JP2021089434A JP2021014961A JP2021014961A JP2021089434A JP 2021089434 A JP2021089434 A JP 2021089434A JP 2021014961 A JP2021014961 A JP 2021014961A JP 2021014961 A JP2021014961 A JP 2021014961A JP 2021089434 A JP2021089434 A JP 2021089434A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- film
- oxide semiconductor
- electrode
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 487
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 73
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 33
- 239000010408 film Substances 0.000 description 932
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 227
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 181
- 230000006870 function Effects 0.000 description 143
- 238000000034 method Methods 0.000 description 133
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 87
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 87
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 85
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 84
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 75
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 71
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 66
- 239000000463 material Substances 0.000 description 54
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 49
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 46
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 40
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 36
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 36
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 35
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 33
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 31
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 27
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 24
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 23
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 23
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 22
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 22
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 20
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 19
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 19
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 19
- 239000002585 base Substances 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 16
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 16
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 15
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 15
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 14
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 14
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 13
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 13
- -1 or the like Substances 0.000 description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 12
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 10
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 10
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 10
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 9
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 9
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 9
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 7
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 7
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 6
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 6
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 5
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 5
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 5
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 4
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 4
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 201000003373 familial cold autoinflammatory syndrome 3 Diseases 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000002329 Inga feuillei Species 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 2
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- 238000004098 selected area electron diffraction Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- VUFNLQXQSDUXKB-DOFZRALJSA-N 2-[4-[4-[bis(2-chloroethyl)amino]phenyl]butanoyloxy]ethyl (5z,8z,11z,14z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(=O)OCCOC(=O)CCCC1=CC=C(N(CCCl)CCCl)C=C1 VUFNLQXQSDUXKB-DOFZRALJSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N Butyl carbitol 6-propylpiperonyl ether Chemical compound C1=C(CCC)C(COCCOCCOCCCC)=CC2=C1OCO2 FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100040862 Dual specificity protein kinase CLK1 Human genes 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000749294 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK1 Proteins 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N alumanylidynearsane;gallanylidynearsane Chemical compound [As]#[Al].[As]#[Ga] FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052800 carbon group element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005685 electric field effect Effects 0.000 description 1
- 238000001362 electron spin resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N ethyl(methyl)azanide;hafnium(4+) Chemical group [Hf+4].CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000007644 letterpress printing Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- CUZHTAHNDRTVEF-UHFFFAOYSA-N n-[bis(dimethylamino)alumanyl]-n-methylmethanamine Chemical compound [Al+3].C[N-]C.C[N-]C.C[N-]C CUZHTAHNDRTVEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920006350 polyacrylonitrile resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N triisobutylaluminium Chemical compound CC(C)C[Al](CC(C)C)CC(C)C MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEDJZFSRVVQBIL-UHFFFAOYSA-N trisilane Chemical compound [SiH3][SiH2][SiH3] VEDJZFSRVVQBIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
- G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
- G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
- H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1255—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs integrated with passive devices, e.g. auxiliary capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04102—Flexible digitiser, i.e. constructional details for allowing the whole digitising part of a device to be flexed or rolled like a sheet of paper
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
Abstract
Description
表示装置に関する。
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロ
セス、マシン、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、半導体装置、エレクトロルミネッセンス(Elect
ro Luminescence)素子を有する表示装置(以下、EL表示装置ともいう
)、液晶表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、また
はそれらの製造方法に関する。
ンジスタ(FET)、または薄膜トランジスタ(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
ンを代表とする半導体材料が広く知られているが、その他の材料として酸化物半導体が注
目されている(例えば、特許文献1)。
素子の周囲の温度(以下環境温度と表記)による特性の変化を補正するために、モニター
回路を設ける構成が開示されている。当該モニター回路は、画素部の外側に配置され、発
光素子の陰極の電位を環境温度によって補正する構成である(例えば、特許文献2)。
変化する性質を有する。具体的には、室温を通常の温度としたとき、温度が通常よりも高
くなると抵抗値が低下し、温度が通常よりも低くなると抵抗値が上昇する。そのため、発
光素子の電流−電圧特性が環境温度に応じて変化する。具体的には、温度が高くなると発
光素子の電流値が増加して所望の輝度よりも高い輝度となり、温度が低くなると同じ電圧
を印加した場合、発光素子の電流値が低下して所望の輝度よりも低い輝度となる。したが
って、環境温度の変化に起因して発光素子に流れる電流値の変動により、発光素子の輝度
にばらつきが生じ得る。
値の変動による輝度のばらつきを抑制することを課題の1つとする。または、本発明の一
態様は、新規な半導体装置を提供することを課題の1つとする。または、本発明の一態様
は、新規な表示装置を提供することを課題の1つとする。
態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細
書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽
出することが可能である。
路と、モニター回路と、補正回路と、を有し、画素回路は、選択トランジスタと、駆動ト
ランジスタと、発光素子と、を有し、モニター回路は、モニター発光素子と、モニタート
ランジスタと、を有し、半導体装置は、モニター発光素子及びモニタートランジスタに流
れる電流値を取得し、補正回路によって、発光素子及び駆動トランジスタに流れる電流値
を制御する。より具体的には、以下の通りである。
路と、モニター回路と、補正回路と、第1の電極と、第2の電極と、第3の電極と、を有
し、画素回路は、選択トランジスタと、駆動トランジスタと、発光素子と、を有し、モニ
ター回路は、モニター発光素子と、モニタートランジスタと、を有し、補正回路は、増幅
回路と、スイッチング素子と、を有し、モニター発光素子の一対の電極の一方は、第1の
電極と電気的に接続され、モニター発光素子の一対の電極の他方は、モニタートランジス
タのソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続され、モニタートランジスタの
ソース電極またはドレイン電極の他方は、増幅回路の第1の入力端子と電気的に接続され
、モニタートランジスタのゲート電極は、増幅回路の出力端子と電気的に接続され、第2
の電極は、増幅回路の第2の入力端子と電気的に接続され、第3の電極は、スイッチング
素子を介して、モニタートランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方と電気的に
接続され、第3の電極と、モニタートランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方
との間には、抵抗素子が接続され、補正回路によって、発光素子に流れる電流を制御する
、半導体装置である。
イン電極の他方と、増幅回路の第1の入力端子と、が接続される配線の外部に設けられる
と好ましい。また、上記態様において、抵抗素子は、酸化物導電体を有すると好ましい。
ジスタは、それぞれ、チャネル領域に酸化物半導体を有すると好ましい。
元素を1つ有すると好ましい。また、上記態様において、酸化物導電体及び酸化物半導体
のいずれか一方または双方は、Inと、Znと、M(Mは、Ti、Ga、Y、Zr、La
、Ce、Nd、SnまたはHf)と、を有すると好ましい。また、上記態様において、酸
化物導電体及び酸化物半導体のいずれか一方または双方は、結晶部を有し、結晶部は、c
軸配向性を有すると好ましい。
ーフィルタと、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、該表示装置とタ
ッチセンサとを有する表示モジュールである。また、本発明の他の一態様は、上記各態様
にいずれか一つに記載の半導体装置、上記表示装置、または上記表示モジュールと、操作
キーまたはバッテリとを有する電子機器である。
る輝度のばらつきを抑制することができる。または、本発明の一態様により、新規な半導
体装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供
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。
態および実施例は多くの異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、以下の実施の形態および実施例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。また、図面にお
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。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターン
を同じくし、特に符号を付さない場合がある。
であり、工程順又は積層順を示すものではない。そのため、例えば、「第1の」を「第2
の」又は「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記
載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない
場合がある。
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。
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、
半導体装置を有する場合がある。
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、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すこ
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。
素の含有量が多いものであって、好ましくは酸素が55原子%以上65原子%以下、窒素
が1原子%以上20原子%以下、シリコンが25原子%以上35原子%以下、水素が0.
1原子%以上10原子%以下の濃度範囲で含まれるものをいう。また、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ものであって、好ましくは窒素
が55原子%以上65原子%以下、酸素が1原子%以上20原子%以下、シリコンが25
原子%以上35原子%以下、水素が0.1原子%以上10原子%以下の濃度範囲で含まれ
るものをいう。
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。
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。
XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、
XとYとが直接接続されている場合とを含むものとする。したがって、所定の接続関係、
例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関
係以外のものも含むものとする。
ど)であるとする。
能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダ
イオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されること
が可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、ス
イッチは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流す
か流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択
して切り替える機能を有している。
能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号
変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(
電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など
)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来
る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生
成回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能で
ある。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信
号がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。
続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されてい
る場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の回路
を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されている場合(つまり
、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)とを含むものと
する。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続されて
いる、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。
さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2端子など)が、Z2
を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース(
又は第1端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接的に
接続され、トランジスタのドレイン(又は第2端子など)が、Z2の一部と直接的に接続
され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現するこ
とが出来る。
端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は第1
端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2端子など)、Yの順序で電気的に接続さ
れている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1端子
など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2端子など)はYと
電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1端子など)、トランジスタのド
レイン(又は第2端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている」と表現するこ
とができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1端子など)とドレイン(
又は第2端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又
は第1端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2端子など)、Yは、この接続順序
で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回
路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース(又は第
1端子など)と、ドレイン(又は第2端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定する
ことができる。なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されな
い。ここで、X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、
端子、導電膜など)であるとする。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置の一例について、図1乃至図13を用
いて説明する。
図1は、本発明の一態様の半導体装置の一例を示すブロック図である。
回路16と、画素部12の外側に配置された信号線駆動回路18と、画素部12の外側に
配置されたモニター回路20と、モニター回路20と電気的に接続された補正回路30と
、を有する。なお、画素部12は、複数の画素回路14を有する。
子部17と、保護回路13とは、設けない構成としてもよい。
画素部12は、X行(Xは2以上の自然数)Y列(Yは2以上の自然数)に配置された
複数の表示素子を駆動するための回路(画素回路14)を有し、ゲート線駆動回路16は
、画素回路14を選択する信号(走査信号)を出力する機能を有し、信号線駆動回路18
は、画素回路14が有する表示素子を駆動するための信号(データ信号)を供給するため
機能を有する。
る構成について例示したが、これに限定されず、例えば、画素回路14をデルタ配置、ペ
ンタイル配置としてもよい。なお、カラー表示する際に画素回路14で制御する色要素と
しては、RGB(Rは赤、Gは緑、Bは青)の三色が挙げられる。ただし、画素回路14
で制御する色要素としては、これに限定されず、それ以上でもよく、例えば、RGBW(
Wは白)、またはRGBに、Y(イエロー)、C(シアン)、M(マゼンタ)などを一色
以上追加してもよい。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。
御する駆動トランジスタと、を有する。発光素子に電圧を印加することにより、発光素子
が有する一対の電極の一方から電子が、他方から正孔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、電子及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。
ゲート線駆動回路16及び信号線駆動回路18のいずれか一方または双方は、画素部1
2と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らす
ことが出来る。ゲート線駆動回路16及び信号線駆動回路18のいずれか一方または双方
が、画素部12と同一基板上に形成されていない場合には、ゲート線駆動回路16及び信
号線駆動回路18のいずれか一方または双方を、COG(Chip On Glass)
やTAB(Tape Automated Bonding)によって、実装することが
できる。
つを介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線DLの一つを
介してデータ信号が入力される。また、複数の画素回路14のそれぞれは、ゲート線駆動
回路16によりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、m行n列
目の画素回路14は、走査線GL_m(mはX以下の自然数)を介してゲート線駆動回路
16からパルス信号が入力され、走査線GL_mの電位に応じてデータ線DL_n(nは
Y以下の自然数)を介して信号線駆動回路18からデータ信号が入力される。
部17を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力する。例
えば、ゲート線駆動回路16は、スタートパルス信号、クロック信号等が入力され、パル
ス信号を出力する。ゲート線駆動回路16は、走査信号が与えられる配線(以下、走査線
GL_1乃至GL_Xという)の電位を制御する機能を有する。なお、ゲート線駆動回路
16を複数設け、複数のゲート線駆動回路16により、走査線GL_1乃至GL_Xを分
割して制御してもよい。または、ゲート線駆動回路16は、初期化信号を供給することが
できる機能を有する。ただし、これに限定されず、ゲート線駆動回路16は、別の信号を
供給することも可能である。例えば、ゲート線駆動回路16は、図1に示すように、発光
素子の電位を制御する配線(以下、ANODE_1乃至ANODE_Xという)と電気的
に接続されている。
7を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元となる信号(画
像信号)が入力される。信号線駆動回路18は、画像信号を元に画素回路14に書き込む
データ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路18は、スタートパルス、ク
ロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信号の出力を制御する機
能を有する。また、信号線駆動回路18は、データ信号が与えられる配線(以下、データ
線DL_1乃至DL_Yという)の電位を制御する機能を有する。または、信号線駆動回
路18は、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず
、信号線駆動回路18は、別の信号を供給することも可能である。例えば、信号線駆動回
路18は、複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。信号線駆動回路18は、複
数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画像信号を時分割した信号をデ
ータ信号として出力できる。
保護回路13は、例えば、ゲート線駆動回路16と画素回路14との間の配線である走
査線GLに接続される。または、保護回路13は、信号線駆動回路18と画素回路14の
間の配線であるデータ線DLに接続される。または、保護回路13は、ゲート線駆動回路
16と端子部17との間の配線に接続することができる。または、保護回路13は、信号
線駆動回路18と端子部17との間の配線に接続することができる。なお、端子部17は
、外部の回路から表示装置に電源及び制御信号、及び画像信号を入力するための端子を有
する。
線と別の配線とを導通状態にする機能を有する。保護回路13を設けることにより、ES
D(Electrostatic Discharge:静電気放電)などにより発生す
る過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。また、ゲート線駆動回路16に
保護回路13を接続した構成、または信号線駆動回路18に保護回路13を接続した構成
としてもよい。あるいは、端子部17に保護回路13を接続した構成としてもよい。
モニター回路20及び補正回路30は、画素回路14が有する発光素子、及び駆動トラ
ンジスタに流れる電流を制御する機能を有する。
配置する構成について例示したが、これに限定されず、モニター回路20及び補正回路3
0ともに、それぞれ1つのみ配置する構成でもよい。なお、図1に示すように、モニター
回路20及び補正回路30を画素部12の外側に複数配置する構成とすることで、画素部
12内で複数の補正を行うことができるため好適である。例えば、画素部12を上下左右
に均等に4分割し、当該4分割したエリアの近傍にあるモニター回路20及び補正回路3
0を用いて、各分割されたエリア内にある発光素子及び駆動トランジスタを、それぞれ独
立して制御すればよい。
次に、画素回路14が有する発光素子の特性について、以下説明する。まず、発光素子
の特性の一つである、L−J(輝度−電流密度)特性及びI−V(電流−電圧)特性につ
いて、図11(A)(B)を用いて説明する。
、発光素子は電流密度に比例して輝度が高くなる。すなわち、発光素子のL−J特性には
、環境温度による変化(以下、温度依存性という場合がある)がない、または極めて少な
い。
よって抵抗が変化するため、温度が変化すると、輝度が変化してしまう。例えば、図11
(B)に示す通り、同じ電圧を印加した場合、発光素子の温度が25℃よりも高くなると
、発光素子に流れる電流が増加してしまう。
モニター回路20と、補正回路30と、を有する。モニター回路20は、画素回路14が
有する発光素子及び駆動トランジスタと同様の機能を有する発光素子及びトランジスタと
を有する。具体的にはモニター回路20は、モニター発光素子と、モニタートランジスタ
と、を有する。補正回路30は、モニター回路20が有するモニター発光素子及びモニタ
ートランジスタのいずれか一方または双方の電流値のデータを基に、画素回路14に流れ
る電流を制御する機能を有する。例えば、補正回路30によって、画素回路14が有する
発光素子または駆動トランジスタに流れる電流値を制御することができる。
次に、モニター回路20及び補正回路30の一例について、図2を用いて説明する。図
2は、本発明の一態様の半導体装置が有する、モニター回路20及び補正回路30の一例
を示す回路図である。
る。また、補正回路30は、増幅回路31と、スイッチング素子32と、を有する。
に接続され、モニター発光素子21の一対の電極の他方は、モニタートランジスタ22の
ソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続される。なお、第1の電極には、C
ATHODE電位が与えられる。
31の第1の入力端子と電気的に接続され、モニタートランジスタ22のゲート電極は、
増幅回路31の出力端子と電気的に接続される。また、第2の電極(Vanode)には
、ANODE電位が与えられ、第2の電極(Vanode)は、増幅回路31の第2の入
力端子と電気的に接続される。また、第3の電極(V2)には、高電源電位が与えられ、
第3の電極(V2)は、スイッチング素子32を介して、モニタートランジスタ22のソ
ース電極またはドレイン電極の他方と電気的に接続される。なお、第3の電極(V2)と
、モニタートランジスタ22のソース電極またはドレイン電極の他方との間には、抵抗素
子50が接続される。
極(Vanode)から第1の電極(CATHODE)に流れる電流値iは、以下の数式
(1)で表される。
ートランジスタ22のゲート電極とソース電極との間の電位(Vgs)であり、Rは抵抗
素子50の抵抗値である。
えば、抵抗素子50としては、酸化物導電体(OC:Oxide Conductor)
を用いると好適である。例えば、酸化物導電体(OC)は、酸化物半導体(OS:Oxi
de Semiconductor)のキャリア密度を増加させて、n型とすることで得
られる。
なわち、温度依存性が低い抵抗材料として用いることができる。ただし、抵抗素子50と
しては、酸化物導電体(OC)に限定されず、温度依存性が低い、その他の抵抗材料を用
いてもよい。
い。上述の酸化物導電体(OC)と、酸化物半導体(OS)とは、同じ製造工程で作製す
ることができる。なお、酸化物半導体(OS)をモニタートランジスタ22に適用する場
合、モニター発光素子21と同様に環境温度により特性が変化する場合がある。例えば、
環境温度が高くなることで、酸化物半導体(OS)を有するモニタートランジスタ22の
ドレイン電極とソース電極との間の電位差(Vds)が大きくなる場合がある。
ル型のトランジスタを用いる構成について例示したが、これに限定されず、例えば図3に
示す構成としてもよい。図3は、モニター回路及び補正回路の一例を説明する回路図であ
る。図3は、図2に示すモニタートランジスタ22をpチャネル型とし、増幅回路31の
極性を変えた回路である。
る構成としてもよい。当該構成の一例を図4に示す。図4に示す回路は、モニター回路2
0Bと、補正回路30Bと、を有する。なお、図4に示す構成の場合、モニター発光素子
21に流れる電流値iは、以下の数式(2)で表される。
該構成の一例を図5に示す。図5に示す回路は、モニター回路20Cと、補正回路30C
と、を有する。
示したが、これに限定されず、例えば、補正回路のみを用いて、画素回路が有する発光素
子及び駆動トランジスタに流れる電流値をモニターし、温度補正を行ってもよい。
ここで、酸化物半導体(OS)を有するトランジスタの温度依存性について、図12を
用いて以下説明する。
ンジスタの温度依存性を評価した結果である。当該トランジスタの活性層には、酸化物半
導体を用いた。なお、酸化物半導体としては、2つの条件とし、1つ目の条件としては、
IGZO膜(In:Ga:Zn=4:2:4.1[原子数比])と、IGZO膜(In:
Ga:Zn=1:1:1.2[原子数比])との積層構造とし、2つ目の条件としては、
IGZO膜(In:Ga:Zn=1:1:1.2[原子数比])の単層構造とした。また
、トランジスタのサイズとしては、チャネル長Lが3μm、チャネル幅Wが5μmとした
。
、80℃の4条件とし、トランジスタのオン電流(Ion)を測定した。なお、ドレイン
電圧(Vd)を20V、ゲート電圧(Vg)を15Vとした。
ジスタのIonが高くなることが示された。すなわち、酸化物半導体を有するトランジス
タは、温度依存性を有する。
次に、酸化物導電体(OC)の温度依存性について、図13を用いて説明する。
物導電体(OC)としては、酸化物半導体膜を形成し、当該酸化物半導体膜上に水素を含
む窒化シリコン膜を形成することで、当該窒化シリコン膜から、酸化物半導体膜に水素を
供給することで形成した。なお、酸化物半導体膜としては、2条件とし、1つ目の条件と
しては、IGZO膜(In:Ga:Zn=4:2:4.1[原子数比])と、IGZO膜
(In:Ga:Zn=1:1:1.2[原子数比])との積層構造とし、2つ目の条件と
しては、IGZO膜(In:Ga:Zn=1:1:1.2[原子数比])の単層構造とし
た。
、60℃、80℃の4条件とし、酸化物導電体(OC)のシート抵抗を測定した。なお、
酸化物導電体(OC)のサイズとしては、W/L=10μm/1500μmとした。
(OC)のシート抵抗に変化がない、または変化が極めて少ない。このように、酸化物導
電体(OC)は、抵抗の温度依存性がない、または抵抗の温度依存性が極めて小さいこと
分かる。別言すると、酸化物導電体は、縮退半導体であり、伝導帯下端とフェルミ準位と
が、一致または略一致している。
きる。
次に、図2に示すモニター回路20及び補正回路30と異なる構成例について、図6を
用いて説明する。
体装置は、モニター回路20Aと、補正回路30Aと、を有する。
モニター回路20Aは、モニター発光素子21と、モニタートランジスタ22Aと、抵
抗素子23と、端子24と、端子25と、端子26と、端子27と、を有する。
とで、モニター発光素子21、モニタートランジスタ22A、及び抵抗素子23のそれぞ
れの素子特性を測定することができる。
。よって、図6において、抵抗素子23にはOCの符号を付記してある。なお、以降の図
面においても同様である。
ニタートランジスタ22Aのゲート電極の電位を外部に取り出すことができる。また、端
子25は、モニタートランジスタ22Aのソース電極と電気的に接続されており、モニタ
ートランジスタ22Aのソース電極の電位を外部に取り出すことができる。また、端子2
6は、モニタートランジスタ22Aのドレイン電極と電気的に接続されており、モニター
トランジスタ22Aのドレイン電極の電位を外部に取り出すことができる。また、端子2
7は、抵抗素子23及びモニタートランジスタ22Aを介してモニター発光素子21の一
対の電極の他方と電気的に接続されており、モニター発光素子21の一対の電極の他方(
例えば、アノード)の電位を外部に取り出すことができる。なお、モニター発光素子21
の一対の電極の一方には、第1の電極(CATHODE)が電気的に接続されている。
り、ゲート電極を複数有する構成である。具体的には、モニタートランジスタ22Aは、
第1のゲート電極と、第1のゲート電極と対向する第2のゲート電極と、を有する。また
、第2のゲート電極は、モニタートランジスタ22Aのソース電極と電気的に接続されて
いる。なお、第2のゲート電極の接続先としては、これに限定されず、例えば、モニター
トランジスタ22Aの第1のゲート電極、または他の電極と電気的に接続させてもよい。
なお、当該他の電極としては、例えば、接地(GND)電位が与えられる電極、または他
の電位が与えられる電極などが挙げられる。あるいは、モニタートランジスタ22Aの第
2のゲート電極を、フローティングとしてもよい。
造とすることで、例えば、モニタートランジスタ22Aの駆動能力を向上させる、あるい
はモニタートランジスタ22Aのしきい値電圧(Vth)を制御することが可能となる。
点鎖線M−N間における切断面の断面図に相当する。
bと、基板902及び導電膜904a、904bを覆う絶縁膜906と、絶縁膜906上
の絶縁膜907と、絶縁膜907上の酸化物導電膜909と、絶縁膜906、907に設
けられた開口部944aを介し、導電膜904aと接続される導電膜912dと、絶縁膜
906、907に設けられた開口部944bを介し、導電膜904bと接続される導電膜
912eと、絶縁膜907、酸化物導電膜909、及び導電膜912d、912eを覆う
絶縁膜918と、を有する。
を用いる。このような構成とすることで、絶縁膜918に含まれる水素が、酸化物半導体
膜中に入り込み、当該酸化物半導体膜のキャリア密度を増加させて、酸化物導電膜として
機能させることができる。
補正回路30Aは、増幅回路31と、スイッチング素子32と、コンバータ回路61と
、メモリ回路62と、を有する。
気的に接続されている。例えば、増幅回路31の出力信号を、コンバータ回路61を用い
て、アナログ信号をデジタル信号に変換して、メモリ回路62に記憶させればよい。
路(ここでは、コンバータ回路61およびメモリ回路62)を、補正回路30Aに設ける
構成としてもよい。
。端子24と増幅回路31の出力端子とが電気的に接続され、端子26とスイッチング素
子32の一方の電極及び増幅回路31の第1の入力端子とが電気的に接続される。
接続が無い。このように、補正回路30Aは、モニター回路20Aが有するモニター発光
素子21、モニタートランジスタ22A、及び抵抗素子23のいずれかと電気的に接続す
ればよい。
次に、図2に示すモニター回路20及び補正回路30とは、異なる構成例について図8
を用いて説明する。
体装置は、モニター回路20Aと、補正回路30Aと、を有する。なお、図8に示す半導
体装置は、図6に示す半導体装置と、モニター回路20Aと、補正回路30Aとの接続方
法が異なる。
される。端子24と増幅回路31の出力端子とが電気的に接続され、端子26と増幅回路
31の第1の入力端子とが電気的に接続され、端子27とスイッチング素子32の一方の
電極とが電気的に接続される。
るため、図6に示す抵抗素子50を省略することが可能となる。
次に、図1に示す画素回路14の具体的な構成について、図9を用いて説明する。図9
は、画素回路14の一例を示す回路図である。
素子572と、を有する。トランジスタ552及びトランジスタ554のいずれか一方ま
たは双方に酸化物半導体を有するトランジスタを適用することができる。
的に接続される。さらに、トランジスタ552のゲート電極は、走査線GL_Xに電気的
に接続される。
タの書き込みを制御する機能を有する。
電極の他方に電気的に接続される。また、容量素子562の一対の電極の他方は、トラン
ジスタ554の第2のゲート電極(バックゲート電極ともいう)に電気的に接続される。
容量素子562は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
_X)に電気的に接続される。
びドレイン電極の他方と電気的に接続され、他方は、カソード線(CATHODE)に電
気的に接続される。なお、発光素子572のアノード及びカソードの一方には、容量素子
562の一対の電極の他方が電気的に接続される。
子572としては、これに限定されず、無機材料からなる無機EL素子を用いても良い。
回路14を順次選択し、トランジスタ552をオン状態にしてデータ信号のデータを書き
込む。
持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ554のソ
ース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子572は、流れる電流
量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
って、適宜任意の値に調整される。
構成について例示したが、これに限定されず、表示装置は様々な素子を有していてもよい
。当該素子の一例としては、エレクトロルミネッセンス(EL)素子(有機物及び無機物
を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子、LEDなど)、発光トランジスタ(電流
に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子インク素子、電気泳動
素子、エレクトロウェッティング素子、プラズマディスプレイ(PDP)、MEMS(マ
イクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)ディスプレイ(例えば、グレーティングラ
イトバルブ(GLV)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、デジタル・マイク
ロ・シャッター(DMS)素子、インターフェアレンス・モジュレーション(IMOD)
素子など)、圧電セラミックディスプレイなど、電気的または磁気的作用により、コント
ラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものがある。EL素子を
用いた表示装置の一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表
示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式
平面型ディスプレイ(SED:Surface−conduction Electro
n−emitter Display)などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例と
しては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射
型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。
電子インク素子又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどが
ある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、
画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例
えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすれば
よい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能
である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。
いることができる。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、Rの画素とGの画素と
Bの画素とW(白)の画素の四画素から構成されてもよい。または、ペンタイル配列のよ
うに、RGBのうちの2色分で一つの色要素を構成し、色要素よって、異なる2色を選択
して構成してもよい。またはRGBに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加し
てもよい。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただ
し、開示する発明はカラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表
示装置に適用することもできる。
に白色光(W)を設けてもよい。また、表示装置に着色層(カラーフィルタともいう。)
を設けてもよい。着色層としては、例えば、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B
)、イエロー(Y)などを適宜組み合わせて用いることができる。着色層を用いることで
、着色層を用いない場合と比べて色の再現性を高くすることができる。このとき、着色層
を有する領域と、着色層を有さない領域と、を配置することによって、着色層を有さない
領域における白色光を直接表示に利用しても構わない。一部に着色層を有さない領域を配
置することで、明るい表示の際に、着色層による輝度の低下を少なくでき、消費電力を2
割から3割程度低減できる場合がある。ただし、有機EL素子や無機EL素子などの自発
光素子を用いてフルカラー表示する場合、R、G、B、Y、ホワイト(W)を、それぞれ
の発光色を有する素子から発光させても構わない。自発光素子を用いることで、着色層を
用いた場合よりも、さらに消費電力を低減できる場合がある。
次に、図9に示す画素回路14の具体的な構成について、図10を用いて説明する。図
10(A)は、画素回路14の上面図であり、図10(B)は図10(A)に示す一点鎖
線X1−X2間の切断面の断面図に相当する。なお、図10(A)において、図面の煩雑
さをさけるために、構成要素の一部を省略して図示している。
能する導電膜704と、導電膜704上の絶縁膜706、707と、絶縁膜707上の酸
化物半導体膜708と、絶縁膜707、及び酸化物半導体膜708上のソース電極及びド
レイン電極として機能する導電膜712a、712bと、絶縁膜707上の導電膜712
cと、酸化物半導体膜708、導電膜712a、712b、712cを覆う絶縁膜714
、716と、絶縁膜716上の第2のゲート電極として機能する酸化物半導体膜720と
、絶縁膜716及び酸化物半導体膜720上の絶縁膜718と、絶縁膜718上の平坦化
絶縁膜として機能する絶縁膜722と、絶縁膜722上の画素電極として機能する導電膜
724a、724bと、導電膜724aと導電膜724bとの電気的な接続を抑制する機
能を有する構造体726と、導電膜724a、724b及び構造体726上のEL層72
8と、EL層728上の導電膜730と、を有する。
導電膜704と電気的に接続される。また、第2のゲート電極として機能する酸化物半導
体膜720は、絶縁膜714、716に設けられる開口部752aを介して導電膜712
bと電気的に接続される。また、導電膜724aは、絶縁膜714、716、718、7
22に設けられた開口部752bを介して導電膜712bと電気的に接続される。
で発光素子572が形成される。なお、EL層728としては、スパッタリング法、蒸着
法(真空蒸着法を含む)、印刷法(例えば、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法、
平版印刷法、孔版印刷法等)、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができ
る。
つの容量素子とを有する構成とすることで、配線数を少なくすることができる。例えば、
図10(A)に示すように、画素回路14が有する配線としては、主にゲート線、走査線
、及びアノード線の3つとすることができる。このような構成とすることで、画素の開口
率を高くすることが可能となる。また、配線数を少なくすることで、隣接する配線間での
短絡などが発生しづらいため、表示品位の高い半導体装置を提供することができる。
み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置が有する、トランジスタ、及び当該ト
ランジスタの作製方法について、図14乃至図24を参照して説明する。
図14(A)は、本発明の一態様の半導体装置が有する、トランジスタ100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14(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14(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14(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。
板102及び導電膜104上の絶縁膜106と、絶縁膜106上の絶縁膜107と、絶縁
膜107上の酸化物半導体膜108と、酸化物半導体膜108に電気的に接続されるソー
ス電極として機能する導電膜112aと、酸化物半導体膜108に電気的に接続されるド
レイン電極として機能する導電膜112bと、を有する。また、トランジスタ100上、
より詳しくは、導電膜112a、112b及び酸化物半導体膜108上には絶縁膜114
、116、及び絶縁膜118が設けられる。絶縁膜114、116、118は、トランジ
スタ100の保護絶縁膜としての機能を有する。
に形成されうる酸素欠損と結合し、キャリアである電子が生じる。上述の不純物起因のキ
ャリアが生じると、トランジスタ100がノーマリーオン特性になりやすい。したがって
、酸化物半導体膜108中の水素、水分等の不純物を減らすこと、及び酸化物半導体膜1
08中の酸素欠損を減らすことが安定したトランジスタ特性を得る上でも重要となる。そ
こで、トランジスタ100においては、絶縁膜114、116から酸化物半導体膜108
中に酸素を供給することで、膜中の酸素欠損を補填する。
酸素過剰領域)を有する。別言すると、絶縁膜114、116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114、116に酸素過剰領域を設けるには、例えば
、成膜後の絶縁膜114、116に酸素を添加して、酸素過剰領域を形成する。酸素の添
加方法としては、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入
法、プラズマ処理等を用いることができる。なお、該プラズマ処理としては、酸素ガスを
高周波電力によってプラズマ化させる装置(プラズマエッチング装置またはプラズマアッ
シング装置ともいう)を用いると好適である。
ctroscopy))を用いて絶縁膜を測定することで、酸素の放出量を測定すること
ができる。例えば、絶縁膜114、116を昇温脱離ガス分析法において測定した場合、
酸素分子の放出量が8.0×1014個/cm2以上、好ましくは1.0×1015個/
cm2以上、さらに好ましくは1.5×1015個/cm2以上である。なお、昇温脱離
ガス分析法における膜の表面温度は、100℃以上700℃以下、好ましくは100℃以
上500℃以下である。
次に、本実施の形態の半導体装置に含まれる構成要素について、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など
を材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半
導体基板、SOI基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設
けられたものを、基板102として用いてもよい。なお、基板102として、ガラス基板
を用いる場合、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2
200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2
800mm)、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。
ゲート電極として機能する導電膜104、及びソース電極及びドレイン電極として機能
する導電膜112a、112bとしては、クロム(Cr)、銅(Cu)、アルミニウム(
Al)、金(Au)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta
)、チタン(Ti)、タングステン(W)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、鉄(
Fe)、コバルト(Co)から選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする
合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いてそれぞれ形成することができる
。
てもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタ
ン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜
上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上に
タングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積
層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チ
タン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ば
れた一または複数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
ンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタン
を含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物
、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用すること
もできる。
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。
トランジスタ100のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜106、107としては、プ
ラズマ化学気相堆積(PECVD:(Plasma Enhanced Chemica
l Vapor Deposition))法、スパッタリング法等により、酸化シリコ
ン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜
、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化
タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム
膜を一種以上含む絶縁層を、それぞれ用いることができる。なお、絶縁膜106、107
の積層構造とせずに、上述の材料から選択された単層の絶縁膜、または3層以上の絶縁膜
を用いてもよい。
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(酸素過剰
領域)を有することがより好ましい。別言すると、絶縁膜107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107に酸素過剰領域を設けるには、例えば、酸素
雰囲気下にて絶縁膜107を形成すればよい。または、成膜後の絶縁膜107に酸素を導
入して、酸素過剰領域を形成してもよい。酸素の導入方法としては、イオン注入法、イオ
ンドーピング法、プラズマイマージョンイオン注入法、プラズマ処理等を用いることがで
きる。
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107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。
として酸化シリコン膜を形成する。窒化シリコン膜は、酸化シリコン膜と比較して比誘電
率が高く、酸化シリコン膜と同等の静電容量を得るのに必要な膜厚が大きいため、トラン
ジスタのゲート絶縁膜として、窒化シリコン膜を含むことで絶縁膜を物理的に厚膜化する
ことができる。よって、トランジスタ100の絶縁耐圧の低下を抑制、さらには絶縁耐圧
を向上させて、トランジスタ100の静電破壊を抑制することができる。
酸化物半導体膜108は、Inと、Znと、M(Mは、Ti、Ga、Y、Zr、La、
Ce、Nd、SnまたはHf)と、を有する。代表的には、酸化物半導体膜108は、I
n−Ga酸化物、In−Zn酸化物、In−M−Zn酸化物を用いることができる。特に
酸化物半導体膜108としては、In−M−Zn酸化物を用いると好ましい。
るために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧M
を満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比と
して、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn
=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:4.1が好まし
い。
]のスパッタリングターゲットを用いて、酸化物半導体膜108を形成する場合、トラン
ジスタの電界効果移動度を高められるため好適である。トランジスタの電界効果移動度を
高めることで、例えば、4K×2K(水平方向画素数=3840画素、垂直方向画素数=
2160画素)または8K×4K(水平方向画素数=7680画素、垂直方向画素数=4
320画素)に代表される高精細な表示装置の画素回路または駆動回路のトランジスタと
して好適に用いることができる。
ターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%変動する場合がある。
例えば、スパッタリングターゲットとして、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:4.
1を用いる場合、成膜される酸化物半導体膜108の原子数比は、In:Ga:Zn=4
:2:3近傍となる場合がある。また、スパッタリングターゲットとして、原子数比がI
n:Ga:Zn=1:1:1.2を用いる場合、成膜される酸化物半導体膜108の原子
数比は、In:Ga:Zn=1:1:1近傍となる場合がある。
てのInとMの原子数比率は、好ましくはInが25atomic%より高く、Mが75
atomic%未満、さらに好ましくはInが34atomic%より高く、Mが66a
tomic%未満とする。
eV以上、より好ましくは3eV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。
以上100nm以下、さらに好ましくは3nm以上50nm以下とする。
果移動度、しきい値電圧等)に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とす
るトランジスタの半導体特性を得るために、酸化物半導体膜108のキャリア密度や不純
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。
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L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。
領域が形成されるトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタ
とすることができる。なお、酸化物半導体膜のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失す
るまでに要する時間が長く、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膜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。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、または
アルカリ土類金属等がある。
と共に、酸素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損を形成する。該酸
素欠損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膜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、酸化物半導体膜108は水素ができる限り低減されていること
が好ましい。具体的には、酸化物半導体膜108において、SIMS(Secondar
y Ion Mass Spectrometry)分析により得られる水素濃度を、2
×1020atoms/cm3以下、好ましくは5×1019atoms/cm3以下、
より好ましくは1×1019atoms/cm3以下、5×1018atoms/cm3
以下、好ましくは1×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5×1017a
toms/cm3以下、さらに好ましくは1×1016atoms/cm3以下とする。
と、酸化物半導体膜108において酸素欠損が増加し、n型化してしまう。このため、酸
化物半導体膜108におけるシリコンや炭素の濃度と、酸化物半導体膜108との界面近
傍のシリコンや炭素の濃度(SIMS分析により得られる濃度)を、2×1018ato
ms/cm3以下、好ましくは2×1017atoms/cm3以下とする。
はアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、好ましくは2×1
016atoms/cm3以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半
導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してし
まうことがある。このため、酸化物半導体膜108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。
ャリア密度が増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体膜を
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。従って、該酸化物半導体膜にお
いて、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、SIMS分析により得
られる窒素濃度は、5×1018atoms/cm3以下にすることが好ましい。
実施の形態3で詳細に説明する。
絶縁膜114、116、118は、保護絶縁膜としての機能を有する。絶縁膜114、
116は酸素を有し、絶縁膜118は窒素を有する。また、絶縁膜114は、酸素を透過
することのできる絶縁膜である。なお、絶縁膜114は、後に形成する絶縁膜116を形
成する際の、酸化物半導体膜108へのダメージ緩和膜としても機能する。
nm以下の酸化シリコンまたは酸化窒化シリコンを用いることができる。
ctron Spin Resonance)測定により、シリコンのダングリングボン
ドに由来するg=2.001に現れる信号のスピン密度が3×1017spins/cm
3以下であることが好ましい。これは、絶縁膜114に含まれる欠陥密度が多いと、該欠
陥に酸素が結合してしまい、絶縁膜114における酸素の透過量が減少してしまう。
4の外部に移動せず、絶縁膜114にとどまる酸素もある。また、絶縁膜114に酸素が
入ると共に、絶縁膜114に含まれる酸素が絶縁膜114の外部へ移動することで、絶縁
膜114において酸素の移動が生じる場合もある。絶縁膜114として酸素を透過するこ
とができる酸化物絶縁膜を形成すると、絶縁膜114上に設けられる、絶縁膜116から
脱離する酸素を、絶縁膜114を通過させて酸化物半導体膜108に移動させることがで
きる。
成することができる。なお、当該窒素酸化物に起因する準位密度は、酸化物半導体膜の価
電子帯の上端のエネルギー(Ev_os)と酸化物半導体膜の伝導帯の下端のエネルギー
(Ec_os)の間に形成され得る場合がある。上記酸化物絶縁膜として、窒素酸化物の
放出量が少ない酸化窒化シリコン膜、または窒素酸化物の放出量が少ない酸化窒化アルミ
ニウム膜等を用いることができる。
て、窒素酸化物の放出量よりアンモニアの放出量が多い膜であり、代表的にはアンモニア
の放出量が1×1018個/cm3以上5×1019個/cm3以下である。なお、アン
モニアの放出量は、膜の表面温度が50℃以上650℃以下、好ましくは50℃以上55
0℃以下の加熱処理による放出量とする。
NO2またはNOは、絶縁膜114などに準位を形成する。当該準位は、酸化物半導体膜
108のエネルギーギャップ内に位置する。そのため、窒素酸化物が、絶縁膜114及び
酸化物半導体膜108の界面近傍に拡散すると、当該準位が絶縁膜114側において電子
をトラップする場合がある。この結果、トラップされた電子が、絶縁膜114及び酸化物
半導体膜108界面近傍に留まるため、トランジスタのしきい値電圧をプラス方向にシフ
トさせてしまう。
に含まれる窒素酸化物は、加熱処理において、絶縁膜116に含まれるアンモニアと反応
するため、絶縁膜114に含まれる窒素酸化物が低減される。このため、絶縁膜114及
び酸化物半導体膜108の界面近傍において、電子がトラップされにくい。
のシフトを低減することが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減することが
できる。
加熱処理により、絶縁膜114は、100K以下のESRで測定して得られたスペクトル
においてg値が2.037以上2.039以下の第1のシグナル、g値が2.001以上
2.003以下の第2のシグナル、及びg値が1.964以上1.966以下の第3のシ
グナルが観測される。なお、第1のシグナル及び第2のシグナルのスプリット幅、並びに
第2のシグナル及び第3のシグナルのスプリット幅は、XバンドのESR測定において約
5mTである。また、g値が2.037以上2.039以下の第1のシグナル、g値が2
.001以上2.003以下の第2のシグナル及びg値が1.964以上1.966以下
である第3のシグナルのスピンの密度の合計が1×1018spins/cm3未満であ
り、代表的には1×1017spins/cm3以上1×1018spins/cm3未
満である。
の第1シグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、及びg値が1
.964以上1.966以下の第3のシグナルは、窒素酸化物(NOx、xは0より大き
く2以下、好ましくは1以上2以下)起因のシグナルに相当する。窒素酸化物の代表例と
しては、一酸化窒素、二酸化窒素等がある。即ち、g値が2.037以上2.039以下
の第1のシグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、及びg値が
1.964以上1.966以下である第3のシグナルのスピンの密度の合計が少ないほど
、酸化物絶縁膜に含まれる窒素酸化物の含有量が少ないといえる。
ms/cm3以下である。
び一酸化二窒素を用いたPECVD法を用いて、上記酸化物絶縁膜を形成することで、緻
密であり、且つ硬度の高い膜を形成することができる。
用いて形成する。化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絶縁膜は、
加熱により酸素の一部が脱離する。化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む
酸化物絶縁膜は、TDS分析にて、酸素分子に換算して、酸素の放出量が8.0×101
4atoms/cm2以上、好ましくは1.0×1015atoms/cm2以上である
酸化物絶縁膜である。なお、上記TDS分析時における膜の表面温度は、100℃以上7
00℃以下、好ましくは100℃以上500℃以下である。
400nm以下の、酸化シリコンまたは酸化窒化シリコンを用いることができる。
り、シリコンのダングリングボンドに由来するg=2.001に現れる信号のスピン密度
が1.5×1018spins/cm3未満、さらには1×1018spins/cm3
以下であることが好ましい。なお、絶縁膜116は、絶縁膜114と比較して酸化物半導
体膜108から離れているため、絶縁膜114より、欠陥密度が多くともよい。
膜114と絶縁膜116の界面が明確に確認できない場合がある。したがって、本実施の
形態においては、絶縁膜114と絶縁膜116の界面は、破線で図示している。なお、本
実施の形態においては、絶縁膜114と絶縁膜116の2層構造について説明したが、こ
れに限定されず、例えば、絶縁膜114または絶縁膜116のいずれか一方の単層構造と
してもよい。
。また、絶縁膜118は、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッ
キングできる機能を有する。絶縁膜118を設けることで、酸化物半導体膜108からの
酸素の外部への拡散と、絶縁膜114、116に含まれる酸素の外部への拡散と、外部か
ら酸化物半導体膜108への水素、水等の入り込みを防ぐことができる。絶縁膜118と
しては、例えば、窒化物絶縁膜を用いることができる。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、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等がある。なお、
酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物
絶縁膜の代わりに、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜を設けて
もよい。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜としては、酸化アル
ミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム
、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。
は、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD)法、真空蒸着法、パルスレーザ堆積(P
LD)法などが挙げられる。また、上記記載の、導電膜、絶縁膜、酸化物半導体膜などの
様々な膜の形成方法としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD)法、熱CVD(Ch
emical Vapor Deposition)法、またはALD(Atomic
Layer Deposition)法としてもよい。熱CVD法の例としてMOCVD
(Metal Organic Chemical Vapor Deposition
)法が挙げられる。また、上記記載の、導電膜、絶縁膜、酸化物半導体膜などの様々な膜
の形成方法としては、塗布法や印刷法でもよい。
成されることが無いという利点を有する。
または減圧下とし、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
行ってもよい。
順次にチャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい
。例えば、それぞれのスイッチングバルブ(高速バルブとも呼ぶ)を切り替えて2種類以
上の原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第1の
原料ガスと同時またはその後に不活性ガス(アルゴン、或いは窒素など)などを導入し、
第2の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスは
キャリアガスとなり、また、第2の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入しても
よい。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第1の原料ガスを排出した
後、第2の原料ガスを導入してもよい。第1の原料ガスが基板の表面に吸着して第1の層
を成膜し、後から導入される第2の原料ガスと反応して、第2の層が第1の層上に積層さ
れて薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り
返すことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入
順序を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、
微細なFETを作製する場合に適している。
酸化物半導体膜、金属酸化膜などの様々な膜を形成することができ、例えば、In−Ga
−ZnO膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及びジメ
チル亜鉛を用いる。なお、トリメチルインジウムの化学式は、In(CH3)3である。
また、トリメチルガリウムの化学式は、Ga(CH3)3である。また、ジメチル亜鉛の
化学式は、Zn(CH3)2である。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメチ
ルガリウムに代えてトリエチルガリウム(化学式Ga(C2H5)3)を用いることもで
き、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛(化学式Zn(C2H5)2)を用いることもで
きる。
とハフニウム前駆体化合物を含む液体(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)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。なお、テトラキスジメチルアミドハ
フニウムの化学式はHf[N(CH3)2]4である。また、他の材料液としては、テト
ラキス(エチルメチルアミド)ハフニウムなどがある。
媒とアルミニウム前駆体化合物を含む液体(トリメチルアルミニウム(TMA)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。なお、トリメチル
アルミニウムの化学式はAl(CH3)3である。また、他の材料液としては、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。
クロロジシランを被成膜面に吸着させ、吸着物に含まれる塩素を除去し、酸化性ガス(O
2、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。
ガスとB2H6ガスとを用いて初期タングステン膜を形成し、その後、WF6ガスとH2
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ガスとを用いてIn−O層を形成し
、その後、Ga(CH3)3ガスとO3ガスとを用いてGa−O層を形成し、更にその後
Zn(CH3)2ガスとO3ガスとを用いてZn−O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、これらのガスを混ぜて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ガスに変えて
Ar等の不活性ガスで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。また、In(CH3)3ガスの代わりに、In(C2
H5)3ガスを用いても良い。また、Ga(CH3)3ガスの代わりに、Ga(C2H5
)3ガスを用いても良い。また、Zn(CH3)2ガスを用いても良い。
次に、図14(A)(B)(C)に示すトランジスタ100と異なる構成例について、
図15(A)(B)(C)を用いて説明する。
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15(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。
板102及び導電膜104上の絶縁膜106と、絶縁膜106上の絶縁膜107と、絶縁
膜107上の酸化物半導体膜108と、酸化物半導体膜108上の絶縁膜114と、絶縁
膜114上の絶縁膜116と、絶縁膜114及び絶縁膜116に設けられる開口部141
aを介して酸化物半導体膜108に電気的に接続されるソース電極として機能する導電膜
112aと、絶縁膜114及び絶縁膜116に設けられる開口部141bを介して酸化物
半導体膜108に電気的に接続されるドレイン電極として機能する導電膜112bと、を
有する。また、トランジスタ150上、より詳しくは、導電膜112a、112b、及び
絶縁膜116上には絶縁膜118が設けられる。絶縁膜114及び絶縁膜116は、酸化
物半導体膜108の保護絶縁膜としての機能を有する。絶縁膜118は、トランジスタ1
50の保護絶縁膜としての機能を有する。
図15(A)(B)(C)に示すトランジスタ150は、チャネル保護型の構造である。
このように、本発明の一態様の半導体装置は、チャネルエッチ型及びチャネル保護型の双
方のトランジスタ構造に適用することができる。
次に、図15(A)(B)(C)に示すトランジスタ150と異なる構成例について、
図16(A)(B)(C)を用いて説明する。
り、図16(B)は、図16(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16(C)は、図16(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。
板102及び導電膜104上の絶縁膜106と、絶縁膜106上の絶縁膜107と、絶縁
膜107上の酸化物半導体膜108と、酸化物半導体膜108上の絶縁膜114と、絶縁
膜114上の絶縁膜116と、酸化物半導体膜108に電気的に接続されるソース電極と
して機能する導電膜112aと、酸化物半導体膜108に電気的に接続されるドレイン電
極として機能する導電膜112bと、を有する。また、トランジスタ160上、より詳し
くは、導電膜112a、112b、及び絶縁膜116上には絶縁膜118が設けられる。
絶縁膜114及び絶縁膜116は、酸化物半導体膜108の保護絶縁膜としての機能を有
する。絶縁膜118は、トランジスタ160の保護絶縁膜としての機能を有する。
114、116の形状が相違する。具体的には、トランジスタ160の絶縁膜114、1
16は、酸化物半導体膜108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150と同様であり、同様の効果を奏する。
次に、図14(A)(B)(C)に示すトランジスタ100と異なる構成例について、
図17(A)(B)(C)を用いて説明する。
り、図17(B)は、図17(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17(C)は、図17(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。
と、基板102及び導電膜104上の絶縁膜106と、絶縁膜106上の絶縁膜107と
、絶縁膜107上の酸化物半導体膜108と、酸化物半導体膜108に電気的に接続され
るソース電極として機能する導電膜112aと、酸化物半導体膜108に電気的に接続さ
れるドレイン電極として機能する導電膜112bと、酸化物半導体膜108及び導電膜1
12a、112b上の絶縁膜114と、絶縁膜114上の絶縁膜116と、絶縁膜116
上の酸化物半導体膜120a、120bと、絶縁膜114、及び酸化物半導体膜120a
、120b上の絶縁膜118と、を有する。
能を有する。また、絶縁膜114、116は、トランジスタ170の第2のゲート絶縁膜
としての機能を有する。また、絶縁膜118は、トランジスタ170の保護絶縁膜として
の機能を有する。また、酸化物半導体膜120aは、例えば、表示装置に用いる画素電極
としての機能を有する。また、酸化物半導体膜120aは、絶縁膜114、116に設け
られる開口部142cを介して、導電膜112bと接続される。また、酸化物半導体膜1
20bは、第2のゲート電極(バックゲート電極ともいう)として機能する。
114、116に設けられる開口部142a、142bにおいて、第1のゲート電極とし
て機能する導電膜104に接続される。よって、酸化物半導体膜120bと導電膜104
とは、同じ電位が与えられる。
20bと導電膜104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142aまたは開口部142bのいずれか一方の開口部のみを形成し、酸化物半
導体膜120bと導電膜104を接続する構成、または開口部142a及び開口部142
bを設けずに、酸化物半導体膜120bと導電膜104を接続しない構成としてもよい。
なお、酸化物半導体膜120bと導電膜104を接続しない構成の場合、酸化物半導体膜
120bと導電膜104には、それぞれ異なる電位を与えることができる。
機能する導電膜104と、第2のゲート電極として機能する酸化物半導体膜120b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
。第2のゲート電極として機能する酸化物半導体膜120bのチャネル長方向の長さ及び
チャネル幅方向の長さは、酸化物半導体膜108のチャネル長方向の長さ及びチャネル幅
方向の長さよりもそれぞれ長く、酸化物半導体膜108の全体は、絶縁膜114、116
を介して酸化物半導体膜120bに覆われている。また、第2のゲート電極として機能す
る酸化物半導体膜120bと第1のゲート電極として機能する導電膜104とは、絶縁膜
106、107、114、116に設けられる開口部142a、142b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は、絶縁膜114、116を介
して第2のゲート電極として機能する酸化物半導体膜120bと対向している。
機能する導電膜104及び第2のゲート電極として機能する酸化物半導体膜120bは、
第1のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜106、107及び第2のゲート絶縁膜として
機能する絶縁膜114、116に設けられる開口部において接続すると共に、第1のゲー
ト絶縁膜として機能する絶縁膜106、107及び第2のゲート絶縁膜として機能する絶
縁膜114、116を介して酸化物半導体膜108を囲む構成である。
を、第1のゲート電極として機能する導電膜104及び第2のゲート電極として機能する
酸化物半導体膜120bの電界によって電気的に囲むことができる。トランジスタ170
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を電気的に囲むトランジスタのデバイス構造をsurrounde
d channel(s−channel)構造と呼ぶことができる。
て機能する導電膜104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170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170を微細化することが可能となる。また、トランジスタ170は
、第1のゲート電極として機能する導電膜104及び第2のゲート電極として機能する酸
化物半導体膜120bによって囲まれた構造を有するため、トランジスタ170の機械的
強度を高めることができる。
次に、図14(A)(B)(C)に示すトランジスタ100と異なる構成例について、
図18(A)(B)(C)を用いて説明する。
あり、図18(B)は、図18(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18(C)は、図18(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。
絶縁膜132と、絶縁膜132上の酸化物半導体膜108と、酸化物半導体膜108上の
絶縁膜107と、絶縁膜107上の絶縁膜106と、絶縁膜106、107を介して酸化
物半導体膜108と重なる導電膜104と、酸化物半導体膜108、絶縁膜132、及び
導電膜104を覆う絶縁膜133と、絶縁膜133上の絶縁膜116と、絶縁膜133及
び絶縁膜116に設けられる開口部140aを介して、酸化物半導体膜108に接続され
る導電膜112aと、絶縁膜133及び絶縁膜116に設けられる開口部140bを介し
て、酸化物半導体膜108に接続される導電膜112bと、を有する。なお、トランジス
タ180上には、絶縁膜116、導電膜104、導電膜112a、及び導電膜112b、
を覆う絶縁膜118を設けてもよい。
う)としての機能を有し、導電膜112aは、ソース電極及びドレイン電極の一方の電極
としての機能を有し、導電膜112bは、ソース電極及びドレイン電極の他方の電極とし
ての機能を有する。また、トランジスタ180において、絶縁膜131、132は、酸化
物半導体膜108の下地膜としての機能を有し、絶縁膜107、106は、ゲート絶縁膜
としての機能を有する。また、図18(A)(B)(C)に示すように、トランジスタ1
80は、トップゲート型のシングルゲートのトランジスタである。このように、本発明の
一態様の半導体装置には、ボトムゲート型、デュアルゲート型、トップゲート型等の様々
な構造のトランジスタを適用することができる。
次に、図14(A)(B)(C)に示すトランジスタ100と異なる構成例について、
図19(A)(B)(C)(D)を用いて説明する。
変形例の断面図である。
ジスタ100が有する酸化物半導体膜108を3層の積層構造としている。より具体的に
は、トランジスタ100Aが有する酸化物半導体膜108は、酸化物半導体膜108aと
、酸化物半導体膜108bと、酸化物半導体膜108cと、を有する。
ジスタ100が有する酸化物半導体膜108を2層の積層構造としている。より具体的に
は、トランジスタ100Bが有する酸化物半導体膜108は、酸化物半導体膜108bと
、酸化物半導体膜108cと、を有する。
について、図20を用いて説明する。
絶縁膜114を有する積層構造の膜厚方向のバンド構造の一例である。また、図20(B
)は、絶縁膜107、酸化物半導体膜108b、108c、及び絶縁膜114を有する積
層構造の膜厚方向のバンド構造の一例である。なお、バンド構造は、理解を容易にするた
め絶縁膜107、酸化物半導体膜108a、108b、108c、及び絶縁膜114の伝
導帯下端のエネルギー準位(Ec)を示す。
導体膜108aとして金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物
ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108bとして金
属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:1:1の金属酸化物ターゲットを用いて形成
される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108cとして金属元素の原子数比をIn
:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を
用いる構成のバンド図である。
導体膜108bとして金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:1:1の金属酸化物
ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108cとして金
属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物ターゲットを用いて形成
される金属酸化膜を用いる構成のバンド図である。
いて、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。換言すると、連続的に変化ま
たは連続接合するともいうことができる。このようなバンド構造を有するためには、酸化
物半導体膜108aと酸化物半導体膜108bとの界面、または酸化物半導体膜108b
と酸化物半導体膜108cとの界面において、トラップ中心や再結合中心のような欠陥準
位を形成するような不純物が存在しないとする。
ロック室を備えたマルチチャンバー方式の成膜装置(スパッタリング装置)を用いて各膜
を大気に触れさせることなく連続して積層すればよい。
となり、上記積層構造を用いたトランジスタにおいて、チャネル領域が酸化物半導体膜1
08bに形成されることがわかる。
に形成されうるトラップ準位は、上記積層構造とすることで、酸化物半導体膜108a、
108cに形成される。したがって、酸化物半導体膜108bからトラップ準位を離すこ
とができる。
端のエネルギー準位(Ec)より真空準位に遠くなることがあり、トラップ準位に電子が
蓄積しやすくなってしまう。トラップ準位に電子が蓄積されることで、マイナスの固定電
荷となり、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。したがって、
トラップ準位が酸化物半導体膜108bの伝導帯下端のエネルギー準位(Ec)より真空
準位となるような構成すると好ましい。このようにすることで、トラップ準位に電子が蓄
積しにくくなり、トランジスタのオン電流を増大させることが可能であると共に、電界効
果移動度を高めることができる。
導体膜108bよりも伝導帯下端のエネルギー準位が真空準位に近く、代表的には、酸化
物半導体膜108bの伝導帯下端のエネルギー準位と、酸化物半導体膜108a、108
cの伝導帯下端のエネルギー準位との差が、0.15eV以上、または0.5eV以上、
かつ2eV以下、または1eV以下である。すなわち、酸化物半導体膜108a、108
cの電子親和力と、酸化物半導体膜108bの電子親和力との差が、0.15eV以上、
または0.5eV以上、かつ2eV以下、または1eV以下である。
ャネル領域として機能する。また、酸化物半導体膜108a、108cは、チャネル領域
が形成される酸化物半導体膜108bを構成する金属元素の一種以上から構成される酸化
物半導体膜であるため、酸化物半導体膜108aと酸化物半導体膜108bとの界面、ま
たは酸化物半導体膜180bと酸化物半導体膜108cとの界面において、界面散乱が起
こりにくい。従って、該界面においてはキャリアの動きが阻害されないため、トランジス
タの電界効果移動度が高くなる。
を防止するため、導電率が十分に低い材料を用いるものとする。または、酸化物半導体膜
108a、108cには、電子親和力(真空準位と伝導帯下端のエネルギー準位との差)
が酸化物半導体膜108bよりも小さく、伝導帯下端のエネルギー準位が酸化物半導体膜
108bの伝導帯下端エネルギー準位と差分(バンドオフセット)を有する材料を用いる
ものとする。また、ドレイン電圧の大きさに依存したしきい値電圧の差が生じることを抑
制するためには、酸化物半導体膜108a、108cの伝導帯下端のエネルギー準位が、
酸化物半導体膜108bの伝導帯下端のエネルギー準位よりも真空準位に近い材料を用い
ると好適である。例えば、酸化物半導体膜108bの伝導帯下端のエネルギー準位と、酸
化物半導体膜108a、108cの伝導帯下端のエネルギー準位との差が、0.2eV以
上、好ましくは0.5eV以上とすることが好ましい。
いことが好ましい。酸化物半導体膜108a、108cの膜中にスピネル型の結晶構造を
含む場合、該スピネル型の結晶構造と他の領域との界面において、導電膜112a、11
2bの構成元素が酸化物半導体膜108bへ拡散してしまう場合がある。なお、酸化物半
導体膜108a、108cが後述するCAAC−OSである場合、導電膜112a、11
2bの構成元素、例えば、銅元素のブロッキング性が高くなり好ましい。
酸化物半導体膜108bに拡散することを抑制することのできる膜厚以上であって、絶縁
膜114から酸化物半導体膜108bへの酸素の供給を抑制する膜厚未満とする。例えば
、酸化物半導体膜108a、108cの膜厚が10nm以上であると、導電膜112a、
112bの構成元素が酸化物半導体膜108bへ拡散するのを抑制することができる。ま
た、酸化物半導体膜108a、108cの膜厚を100nm以下とすると、絶縁膜114
、116から酸化物半導体膜108bへ効果的に酸素を供給することができる。
、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、SnまたはHfをInより高い原子数比で有する
ことで、酸化物半導体膜108a、108cのエネルギーギャップを大きく、電子親和力
を小さくしうる。よって、酸化物半導体膜108bとの電子親和力の差を元素Mの組成に
よって制御することが可能となる場合がある。また、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce
、Nd、SnまたはHfは、酸素との結合力が強い金属元素であるため、これらの元素を
Inより高い原子数比で有することで、酸素欠損が生じにくくなる。
よびOを除いてのInおよびMの原子数比率は、好ましくは、Inが50atomic%
未満、Mが50atomic%より高く、さらに好ましくは、Inが25atomic%
未満、Mが75atomic%より高くする。また、酸化物半導体膜108a、108c
として、酸化ガリウム膜を用いてもよい。
、酸化物半導体膜108bと比較して、酸化物半導体膜108a、108cに含まれるM
の原子数比が大きく、代表的には、酸化物半導体膜108bに含まれる上記原子と比較し
て、1.5倍以上、好ましくは2倍以上、さらに好ましくは3倍以上高い原子数比である
。
、酸化物半導体膜108bをIn:M:Zn=x1:y1:z1[原子数比]、酸化物半
導体膜108a、108cをIn:M:Zn=x2:y2:z2[原子数比]とすると、
y2/x2がy1/x1よりも大きく、好ましくは、y2/x2がy1/x1よりも1.
5倍以上である。より好ましくは、y2/x2がy1/x1よりも2倍以上大きく、さら
に好ましくは、y2/x2がy1/x1よりも3倍以上または4倍以上大きい。このとき
、酸化物半導体膜108bにおいて、y1がx1以上であると、酸化物半導体膜108b
を用いるトランジスタに安定した電気特性を付与できるため好ましい。ただし、y1がx
1の3倍以上になると、酸化物半導体膜108bを用いるトランジスタの電界効果移動度
が低下してしまうため、y1はx1の3倍未満であると好ましい。
膜するために用いるターゲットにおいて、金属元素の原子数比をIn:M:Zn=x1:
y1:z1とすると、x1/y1は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であって
、z1/y1は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。なお
、z1/y1を1以上6以下とすることで、酸化物半導体膜108bとして後述のCAA
C−OSが形成されやすくなる。ターゲットの金属元素の原子数比の代表例としては、I
n:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=3:1
:2等がある。
体膜108a、108cを成膜するために用いるターゲットにおいて、金属元素の原子数
比をIn:M:Zn=x2:y2:z2とすると、x2/y2<x1/y1であって、z
2/y2は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。また、イ
ンジウムに対するMの原子数比率を大きくすることで、酸化物半導体膜108a、108
cのエネルギーギャップを大きく、電子親和力を小さくすることが可能であるため、y2
/x2を3以上、または4以上とすることが好ましい。ターゲットの金属元素の原子数比
の代表例としては、In:M:Zn=1:3:2、In:M:Zn=1:3:4、In:
M:Zn=1:3:5、In:M:Zn=1:3:6、In:M:Zn=1:4:2、I
n:M:Zn=1:4:4、In:M:Zn=1:4:5、In:M:Zn=1:5:5
等がある。
属原子(例えば、亜鉛など)を含まない構成とすることで、スピネル型の結晶構造を含有
しない酸化物半導体膜108a、108cを形成することができる。また、酸化物半導体
膜108a、108cとしては、例えば、In−Ga酸化物膜を用いることができる。該
In−Ga酸化物としては、例えば、In−Ga金属酸化物ターゲット(In:Ga=7
:93)を用いて、スパッタリング法により形成することができる。また、酸化物半導体
膜108a、108cを、DC放電を用いたスパッタリング法で成膜するためには、In
:M=x:y[原子数比]としたときに、y/(x+y)を0.96以下、好ましくは0
.95以下、例えば0.93とするとよい。
子数比のプラスマイナス40%変動する場合がある。
ることが可能である。
次に、トランジスタ100の作製方法について、図21及び図22を用いて説明する。
なお、図21及び図22は、半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
程を行い加工して、ゲート電極として機能する導電膜104を形成する(図21(A)参
照)。
電膜104として厚さ100nmのタングステン膜をスパッタリング法で形成する。
(図21(B)参照)。
リコン膜を形成し、絶縁膜107として厚さ50nmの酸化窒化シリコン膜を形成する。
を、第1の窒化シリコン膜と、第2の窒化シリコン膜と、第3の窒化シリコン膜との3層
積層構造とすることができる。該3層積層構造の一例としては、以下のように形成するこ
とができる。
sccmの窒素、及び流量100sccmのアンモニアガスを原料ガスとしてPE−CV
D装置の反応室に供給し、反応室内の圧力を100Paに制御し、27.12MHzの高
周波電源を用いて2000Wの電力を供給して、厚さが50nmとなるように形成すれば
よい。
の窒素、及び流量2000sccmのアンモニアガスを原料ガスとしてPECVD装置の
反応室に供給し、反応室内の圧力を100Paに制御し、27.12MHzの高周波電源
を用いて2000Wの電力を供給して、厚さが300nmとなるように形成すればよい。
cmの窒素を原料ガスとしてPECVD装置の反応室に供給し、反応室内の圧力を100
Paに制御し、27.12MHzの高周波電源を用いて2000Wの電力を供給して、厚
さが50nmとなるように形成すればよい。
形成時の基板温度は350℃とすることができる。
4に銅(Cu)を含む導電膜を用いる場合において、以下の効果を奏する。
できる。第2の窒化シリコン膜は、水素を放出する機能を有し、ゲート絶縁膜として機能
する絶縁膜の耐圧を向上させることができる。第3の窒化シリコン膜は、第3の窒化シリ
コン膜からの水素放出が少なく、且つ第2の窒化シリコン膜からの放出される水素の拡散
を抑制することができる。
るため、酸素を含む絶縁膜で形成されると好ましい。
1:1.2(原子数比))を用いて、スパッタリング法により酸化物半導体膜を成膜し、
該酸化物半導体膜上にリソグラフィ工程によりマスクを形成し、該酸化物半導体膜を所望
の領域に加工することで島状の酸化物半導体膜108を形成する。
以上450℃以下、さらに好ましくは300℃以上450℃以下の加熱処理を行ってもよ
い。ここでの加熱処理は、酸化物半導体膜の高純度化処理の一つであり、酸化物半導体膜
108に含まれる水素、水等を低減することができる。なお、水素、水等の低減を目的と
した加熱処理は、酸化物半導体膜108を島状に加工する前に行ってもよい。
ことができる。RTA装置を用いることで、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、加熱時間を短縮することが可能となる。
ean Dry Air:CDAともいう。CDAとは、水の含有量が20ppm以下、
好ましくは1ppm以下、好ましくは10ppb以下の空気である。)、または希ガス(
アルゴン、ヘリウム等)の雰囲気下で行えばよい。なお、上記窒素ガス、酸素ガス、CD
A、または希ガスに水素、水等が含まれないことが好ましい。
は、窒素ガス、酸素ガス、またはCDAの純度を、6N(99.9999%)または7N
(99.99999%)とすればよい。また、窒素ガス、酸素ガス、またはCDAの露点
が−60℃以下、好ましくは−100℃以下にまで高純度化したガスを用いることで酸化
物半導体膜108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。
CDA雰囲気で加熱してもよい。この結果、酸化物半導体膜108中に含まれる水素、水
等を脱離させると共に、酸化物半導体膜108中に酸素を供給することができる。この結
果、酸化物半導体膜108中に含まれる酸素欠損量を低減することができる。
希ガス(代表的にはアルゴン)、酸素、または希ガス及び酸素の混合ガスが適宜用いられ
る。なお、混合ガスの場合、希ガスに対して酸素のガス比を高めることが好ましい。また
、スパッタリングガスの高純度化も必要である。例えば、スパッタリングガスとして用い
る酸素ガスやアルゴンガスは、露点が−60℃以下、好ましくは−100℃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膜108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。
におけるチャンバーを、酸化物半導体膜108にとって不純物となる水等を可能な限り除
去すべく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、高真空排気(5×1
0−7Paから1×10−4Pa程度まで)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。
の形状に加工することで、導電膜112a、112bを形成する(図21(D)参照)。
テン膜と、厚さ400nmのアルミニウム膜と、厚さ100nmのチタン膜と、を順に形
成する。なお、導電膜112a、112bの形成方法としては、スパッタリング法を用い
ればよい。
工程を行ってもよい。酸化物半導体膜108の表面を洗浄する方法としては、例えば、リ
ン酸水溶液等を用いればよい。なお、導電膜112a、112bを形成する工程、または
上記酸化物半導体膜108の表面を洗浄する工程において、酸化物半導体膜108の表面
の一部に凹部が形成される場合がある。
a、112b上にトランジスタ100の保護絶縁膜として機能する絶縁膜114、116
を形成する(図22(A)参照)。
することが好ましい。絶縁膜114を形成後、大気開放せず、原料ガスの流量、圧力、高
周波電力及び基板温度の一以上を調整して、絶縁膜116を連続的に形成することで、絶
縁膜114と絶縁膜116の界面において大気成分由来の不純物濃度を低減することがで
きるとともに、絶縁膜114、116に含まれる酸素を酸化物半導体膜108に移動させ
ることが可能となり、酸化物半導体膜108の酸素欠損量を低減することが可能となる。
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、一酸化二窒素、二酸化窒
素等がある。また、上記の堆積性気体の流量に対して酸化性気体の流量を20倍より大き
く100倍未満、好ましくは40倍以上80倍以下とし、処理室内の圧力を100Pa未
満、好ましくは50Pa以下とするPECVD法を用いることで、絶縁膜114が、窒素
を含み、且つ欠陥量の少ない絶縁膜となる。
とし、流量50sccmのシラン及び流量2000sccmの一酸化二窒素を原料ガスと
し、処理室内の圧力を20Paとし、平行平板電極に供給する高周波電力を13.56M
Hz、100W(電力密度としては1.6×10−2W/cm2)とするPECVD法を
用いて、酸化窒化シリコン膜を形成する。
180℃以上280℃以下、さらに好ましくは200℃以上240℃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100Pa以上250Pa以下、さらに
好ましくは100Pa以上200Pa以下とし、処理室内に設けられる電極に0.17W
/cm2以上0.5W/cm2以下、さらに好ましくは0.25W/cm2以上0.35
W/cm2以下の高周波電力を供給する条件により、酸化シリコン膜または酸化窒化シリ
コン膜を形成する。
力を供給することで、プラズマ中で原料ガスの分解効率が高まり、酸素ラジカルが増加し
、原料ガスの酸化が進むため、絶縁膜116中における酸素含有量が化学量論的組成より
も多くなる。一方、基板温度が、上記温度で形成された膜では、シリコンと酸素の結合力
が弱いため、後の工程の加熱処理により膜中の酸素の一部が脱離する。この結果、化学量
論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含み、加熱により酸素の一部が脱離する酸化物
絶縁膜を形成することができる。
膜となる。したがって、酸化物半導体膜108へのダメージを低減しつつ、パワー密度の
高い高周波電力を用いて絶縁膜116を形成することができる。
体の流量を増加することで、絶縁膜116の欠陥量を低減することが可能である。代表的
には、ESR測定により、シリコンのダングリングボンドに由来するg=2.001に現
れる信号のスピン密度が6×1017spins/cm3未満、好ましくは3×1017
spins/cm3以下、好ましくは1.5×1017spins/cm3以下である欠
陥量の少ない酸化物絶縁層を形成することができる。この結果トランジスタの信頼性を高
めることができる。
縁膜114、116に含まれる窒素酸化物を低減することができる。また、上記加熱処理
により、絶縁膜114、116に含まれる酸素の一部を酸化物半導体膜108に移動させ
、酸化物半導体膜108に含まれる酸素欠損量を低減することができる。
、好ましくは300℃以上400℃以下、好ましくは320℃以上370℃以下とする。
加熱処理は、窒素、酸素、CDA、または希ガス(アルゴン、ヘリウム等)の雰囲気下で
行えばよい。なお、上記窒素、酸素、超乾燥空気、または希ガスに水素、水等が含まれな
いことが好ましい該加熱処理には、ガスベーク炉、電気炉、RTA装置等を用いることが
できる。
、好ましくは320℃以上370℃以下にすることで、緻密な膜を形成できるため好まし
い。
コンを含む堆積性気体、窒素、及びアンモニアを原料ガスとして用いることが好ましい。
窒素と比較して少量のアンモニアを用いることで、プラズマ中でアンモニアが解離し、活
性種が発生する。該活性種が、シリコンを含む堆積性気体に含まれるシリコン及び水素の
結合、及び窒素の三重結合を切断する。この結果、シリコン及び窒素の結合が促進され、
シリコン及び水素の結合が少なく、欠陥が少なく、緻密な窒化シリコン膜を形成すること
ができる。一方、窒素に対するアンモニアの量が多いと、シリコンを含む堆積性気体及び
窒素の分解が進まず、シリコン及び水素結合が残存してしまい、欠陥が増大した、且つ粗
な窒化シリコン膜が形成されてしまう。これらのため、原料ガスにおいて、アンモニアに
対する窒素の流量比を好ましくは5以上50以下、さらに好ましくは10以上50以下と
すればよい。
素、及びアンモニアを原料ガスとして用いて、厚さ50nmの窒化シリコン膜を形成する
。流量は、シランが50sccm、窒素が5000sccmであり、アンモニアが100
sccmである。処理室の圧力を100Pa、基板温度を350℃とし、27.12MH
zの高周波電源を用いて1000Wの高周波電力を平行平板電極に供給する。PECVD
装置は電極面積が6000cm2である平行平板型のPECVD装置であり、供給した電
力を単位面積あたりの電力(電力密度)に換算すると1.7×10−1W/cm2である
。
を無くした方が好適である。例えば、絶縁膜118の成膜前に予備加熱をした場合、絶縁
膜114、116中の過剰酸素が外部に放出される場合がある。そこで、絶縁膜118の
成膜の際には、予備加熱を行わずに、具体的には、加熱されたチャンバー内に基板を搬入
後、好ましくは3分以内、さらに好ましくは1分以内に絶縁膜116上に絶縁膜118が
形成される手順とすることで、絶縁膜114、116中の過剰酸素が外部に放出されるの
を抑制することが可能となる。
膜114、116に含まれる過剰酸素を酸化物半導体膜108に拡散させ、酸化物半導体
膜108の酸素欠損を補填することができる。あるいは、絶縁膜118を加熱成膜とする
ことで、絶縁膜114、116に含まれる過剰酸素を酸化物半導体膜108中に拡散させ
、酸化物半導体膜108中の酸素欠損を補填することができる。絶縁膜118の形成前、
または絶縁膜118の形成後に行うことができる、加熱処理の温度は、代表的には、15
0℃以上400℃以下、好ましくは300℃以上400℃以下、好ましくは320℃以上
370℃以下とする。
次に、トランジスタ150の作製方法について、図23を用いて説明する。なお、図2
3は、半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
108上に絶縁膜114、116を形成する(図23(A)参照)。
縁膜116の所望の領域に開口部141a、141bを形成する。なお、開口部141a
、141bは、酸化物半導体膜108に達する(図23(B)参照)。
6上に導電膜を成膜し、該導電膜上にリソグラフィ工程によりマスクを形成し、該導電膜
を所望の領域に加工することで、導電膜112a、112bを形成する。その後、絶縁膜
116、及び導電膜112a、112b上に絶縁膜118を形成する(図23(C)参照
)。
物半導体膜108のチャネル領域上に絶縁膜114、116を残す構成とすることで作製
することができる。
次に、トランジスタ170の作製方法について、図24を用いて説明する。なお、図2
4は、半導体装置の作製方法を説明する断面図である。
6の所望の領域に開口部142cを形成する。また、絶縁膜116上にリソグラフィ工程
によりマスクを形成し、絶縁膜106、107、114、116の所望の領域に開口部1
42a、142bを形成する。なお、開口部142cは、導電膜112bに達するように
形成される。また、開口部142a、142bは、それぞれ導電膜104に達するように
形成される(図24(B)参照)。
異なる工程で形成してもよい。開口部142a、142bと開口部142cを同じ工程で
形成する場合、例えば、グレートーンマスクまたはハーフトーンマスクを用いて形成すれ
ばよい。
体膜120を形成する(図24(C)参照)。
法により形成することができる。なお、酸化物半導体膜120を形成する際に、酸素ガス
を含む雰囲気にてプラズマを放電させると好適である。この場合、酸化物半導体膜120
の被形成面となる絶縁膜116中に、酸素が添加される。また、酸化物半導体膜120を
形成する際に、酸素ガスの他に、不活性ガス(例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、キ
セノンガスなど)を混合させてもよい。例えば、アルゴンガスと、酸素ガスと、を用い、
アルゴンガスの流量よりも酸素ガスの流量を多くするのが好ましい。
、好ましくは室温以上300℃以下、より好ましくは100℃以上250℃以下、さらに
好ましくは100℃以上200℃以下である。酸化物半導体膜120を加熱して成膜する
ことで、酸化物半導体膜120の結晶性を高めることができる。一方で、基板102とし
て、大型のガラス基板(例えば、第6世代乃至第10世代)を用いる場合、酸化物半導体
膜120を成膜する際の基板温度を150℃以上340℃未満とした場合、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120の成膜する際の基板温度を100℃以上150℃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。
2:4.1[原子数比])を用いて、スパッタリング法により酸化物半導体膜120を形
成する。また、酸化物半導体膜120の形成時の基板温度を170℃とする。また、酸化
物半導体膜120の形成時の成膜ガスとしては、流量100sccmの酸素ガスを用いる
。
=1:1:1[原子数比]、In:Ga:Zn=1:3:2[原子数比]、In:Ga:
Zn=1:3:4[原子数比]、In:Ga:Zn=1:3:6[原子数比]、In:G
a:Zn=3:1:2[原子数比]、In:Ga:Zn=4:2:3[原子数比]などの
組成を用いてもよい。
16の表面近傍に酸素、または過剰酸素を含ませることができる。
体膜120を所望の形状に加工し、酸化物半導体膜120a、120bを形成する。その
後、絶縁膜116、118、及び酸化物半導体膜120a、120b上に絶縁膜118を
形成する(図24(D)参照)。
118を形成することで、絶縁膜118に接する酸化物半導体膜120a、120bは、
水素及び窒素のいずれか一方または双方が添加されることで、キャリア密度が高くなり、
酸化物導電膜として機能することができる。
118としては、例えば、スパッタリング法またはPECVD法を用いて形成することが
できる。例えば、絶縁膜118をPECVD法で成膜する場合、基板温度は400℃未満
、好ましくは375℃未満、さらに好ましくは180℃以上350℃以下である。絶縁膜
118を成膜する場合の基板温度を、上述の範囲にすることで、緻密な膜を形成できるた
め好ましい。また、絶縁膜118を成膜する場合の基板温度を、上述の範囲にすることで
、絶縁膜114、116中の酸素または過剰酸素を、酸化物半導体膜108に移動させる
ことが可能となる。
様は、これらに限定されない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な
発明の態様が記載されているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例え
ば、本発明の一態様として、トランジスタのチャネル領域が、酸化物半導体を有する場合
の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、本発明の一
態様における様々なトランジスタは、様々な半導体を有していてもよい。例えば、本発明
の一態様における様々なトランジスタは、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲ
ルマニウム、炭化シリコン、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、インジウムリン
、窒化ガリウム、または、有機半導体などの少なくとも一つを有していてもよい。または
本発明の一態様における様々なトランジスタは、酸化物半導体を有していなくてもよい。
構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。
本実施の形態においては、酸化物半導体の構造等について、図25乃至図29を参照し
て説明する。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分け
られる。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC−OS(c−axis−aligne
d crystalline oxide semiconductor)、多結晶酸化
物半導体、nc−OS(nanocrystalline oxide semicon
ductor)、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous−
like oxide semiconductor)および非晶質酸化物半導体などが
ある。
半導体と、に分けられる。結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、CAAC
−OS、多結晶酸化物半導体およびnc−OSなどがある。
置が固定化していない、結合角度が柔軟である、短距離秩序は有するが長距離秩序を有さ
ない、などといわれている。
orphous)酸化物半導体とは呼べない。また、等方的でない(例えば、微小な領域
において周期構造を有する)酸化物半導体を、完全な非晶質酸化物半導体とは呼べない。
一方、a−like OSは、等方的でないが、鬆(ボイドともいう。)を有する不安定
な構造である。不安定であるという点では、a−like OSは、物性的に非晶質酸化
物半導体に近い。
まずは、CAAC−OSについて説明する。
半導体の一種である。
解析した場合について説明する。例えば、空間群R−3mに分類されるInGaZnO4
の結晶を有するCAAC−OSに対し、out−of−plane法による構造解析を行
うと、図25(A)に示すように回折角(2θ)が31°近傍にピークが現れる。このピ
ークは、InGaZnO4の結晶の(009)面に帰属されることから、CAAC−OS
では、結晶がc軸配向性を有し、c軸がCAAC−OSの膜を形成する面(被形成面とも
いう。)、または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。なお、2θが31
°近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合がある。2θが36°
近傍のピークは、空間群Fd−3mに分類される結晶構造に起因する。そのため、CAA
C−OSは、該ピークを示さないことが好ましい。
ane法による構造解析を行うと、2θが56°近傍にピークが現れる。このピークは、
InGaZnO4の結晶の(110)面に帰属される。そして、2θを56°近傍に固定
し、試料面の法線ベクトルを軸(φ軸)として試料を回転させながら分析(φスキャン)
を行っても、図25(B)に示すように明瞭なピークは現れない。一方、単結晶InGa
ZnO4に対し、2θを56°近傍に固定してφスキャンした場合、図25(C)に示す
ように(110)面と等価な結晶面に帰属されるピークが6本観察される。したがって、
XRDを用いた構造解析から、CAAC−OSは、a軸およびb軸の配向が不規則である
ことが確認できる。
ZnO4の結晶を有するCAAC−OSに対し、CAAC−OSの被形成面に平行にプロ
ーブ径が300nmの電子線を入射させると、図25(D)に示すような回折パターン(
制限視野電子回折パターンともいう。)が現れる場合がある。この回折パターンには、I
nGaZnO4の結晶の(009)面に起因するスポットが含まれる。したがって、電子
回折によっても、CAAC−OSに含まれるペレットがc軸配向性を有し、c軸が被形成
面または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面
に垂直にプローブ径が300nmの電子線を入射させたときの回折パターンを図25(E
)に示す。図25(E)より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、プロ
ーブ径が300nmの電子線を用いた電子回折によっても、CAAC−OSに含まれるペ
レットのa軸およびb軸は配向性を有さないことがわかる。なお、図25(E)における
第1リングは、InGaZnO4の結晶の(010)面および(100)面などに起因す
ると考えられる。また、図25(E)における第2リングは(110)面などに起因する
と考えられる。
icroscope)によって、CAAC−OSの明視野像と回折パターンとの複合解析
像(高分解能TEM像ともいう。)を観察すると、複数のペレットを確認することができ
る。一方、高分解能TEM像であってもペレット同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバ
ウンダリーともいう。)を明確に確認することができない場合がある。そのため、CAA
C−OSは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
TEM像を示す。高分解能TEM像の観察には、球面収差補正(Spherical A
berration Corrector)機能を用いた。球面収差補正機能を用いた高
分解能TEM像を、特にCs補正高分解能TEM像と呼ぶ。Cs補正高分解能TEM像は
、例えば、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡JEM−ARM200Fなどに
よって観察することができる。
ができる。ペレット一つの大きさは1nm以上のものや、3nm以上のものがあることが
わかる。したがって、ペレットを、ナノ結晶(nc:nanocrystal)と呼ぶこ
ともできる。また、CAAC−OSを、CANC(C−Axis Aligned na
nocrystals)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。ペレットは、CAA
C−OSの被形成面または上面の凹凸を反映しており、CAAC−OSの被形成面または
上面と平行となる。
C−OSの平面のCs補正高分解能TEM像を示す。図26(D)および図26(E)は
、それぞれ図26(B)および図26(C)を画像処理した像である。以下では、画像処
理の方法について説明する。まず、図26(B)を高速フーリエ変換(FFT:Fast
Fourier Transform)処理することでFFT像を取得する。次に、取
得したFFT像において原点を基準に、2.8nm−1から5.0nm−1の間の範囲を
残すマスク処理する。次に、マスク処理したFFT像を、逆高速フーリエ変換(IFFT
:Inverse Fast Fourier Transform)処理することで画
像処理した像を取得する。こうして取得した像をFFTフィルタリング像と呼ぶ。FFT
フィルタリング像は、Cs補正高分解能TEM像から周期成分を抜き出した像であり、格
子配列を示している。
、一つのペレットである。そして、破線で示した箇所がペレットとペレットとの連結部で
ある。破線は、六角形状であるため、ペレットが六角形状であることがわかる。なお、ペ
レットの形状は、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合が多い。
線で示している。点線近傍においても、明確な結晶粒界を確認することはできない。点線
近傍の格子点を中心に周囲の格子点を繋ぐと、歪んだ六角形が形成できる。即ち、格子配
列を歪ませることによって結晶粒界の形成を抑制していることがわかる。これは、CAA
C−OSが、a−b面方向において原子配列が稠密でないことや、金属元素が置換するこ
とで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと
考えられる。
複数のペレット(ナノ結晶)が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。よって、C
AAC−OSを、CAA crystal(c−axis−aligned a−b−p
lane−anchored crystal)を有する酸化物半導体と称することもで
きる。
混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、逆の見方をするとCAAC−O
Sは不純物や欠陥(酸素欠損など)の少ない酸化物半導体ともいえる。
属元素などがある。例えば、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸
素との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列
を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、
二酸化炭素などは、原子半径(または分子半径)が大きいため、酸化物半導体の原子配列
を乱し、結晶性を低下させる要因となる。
ある。例えば、酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップとなる場合や、キャ
リア発生源となる場合がある。例えば、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップ
となる場合や、水素を捕獲することによってキャリア発生源となる場合がある。
ある。具体的には、8×1011個/cm3未満、好ましくは1×1011/cm3未満
、さらに好ましくは1×1010個/cm3未満であり、1×10−9個/cm3以上の
キャリア密度の酸化物半導体とすることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真
性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。CAAC−OSは、不純物濃度が低
く、欠陥準位密度が低い。即ち、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。
次に、nc−OSについて説明する。
し、out−of−plane法による構造解析を行うと、配向性を示すピークが現れな
い。即ち、nc−OSの結晶は配向性を有さない。
mの領域に対し、被形成面に平行にプローブ径が50nmの電子線を入射させると、図2
7(A)に示すようなリング状の回折パターン(ナノビーム電子回折パターン)が観測さ
れる。また、同じ試料にプローブ径が1nmの電子線を入射させたときの回折パターン(
ナノビーム電子回折パターン)を図27(B)に示す。図27(B)より、リング状の領
域内に複数のスポットが観測される。したがって、nc−OSは、プローブ径が50nm
の電子線を入射させることでは秩序性が確認されないが、プローブ径が1nmの電子線を
入射させることでは秩序性が確認される。
、図27(C)に示すように、スポットが略正六角状に配置された電子回折パターンを観
測される場合がある。したがって、厚さが10nm未満の範囲において、nc−OSが秩
序性の高い領域、即ち結晶を有することがわかる。なお、結晶が様々な方向を向いている
ため、規則的な電子回折パターンが観測されない領域もある。
分解能TEM像を示す。nc−OSは、高分解能TEM像において、補助線で示す箇所な
どのように結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできな
い領域と、を有する。nc−OSに含まれる結晶部は、1nm以上10nm以下の大きさ
であり、特に1nm以上3nm以下の大きさであることが多い。なお、結晶部の大きさが
10nmより大きく100nm以下である酸化物半導体を微結晶酸化物半導体(micr
ocrystalline oxide semiconductor)と呼ぶことがあ
る。nc−OSは、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確認できない場合
がある。なお、ナノ結晶は、CAAC−OSにおけるペレットと起源を同じくする可能性
がある。そのため、以下ではnc−OSの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
に1nm以上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc−OS
は、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見
られない。したがって、nc−OSは、分析方法によっては、a−like OSや非晶
質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
、RANC(Random Aligned nanocrystals)を有する酸化
物半導体、またはNANC(Non−Aligned nanocrystals)を有
する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
、nc−OSは、a−like OSや非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くな
る。ただし、nc−OSは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのた
め、nc−OSは、CAAC−OSと比べて欠陥準位密度が高くなる。
a−like OSは、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物
半導体である。
は電子照射開始時におけるa−like OSの高分解能断面TEM像である。図28(
B)は4.3×108e−/nm2の電子(e−)照射後におけるa−like OSの
高分解能断面TEM像である。図28(A)および図28(B)より、a−like O
Sは電子照射開始時から、縦方向に延伸する縞状の明領域が観察されることがわかる。ま
た、明領域は、電子照射後に形状が変化することがわかる。なお、明領域は、鬆または低
密度領域と推測される。
e OSが、CAAC−OSおよびnc−OSと比べて不安定な構造であることを示すた
め、電子照射による構造の変化を示す。
れの試料もIn−Ga−Zn酸化物である。
料は、いずれも結晶部を有する。
−O層を6層有する、計9層がc軸方向に層状に重なった構造を有することが知られてい
る。これらの近接する層同士の間隔は、(009)面の格子面間隔(d値ともいう。)と
同程度であり、結晶構造解析からその値は0.29nmと求められている。したがって、
以下では、格子縞の間隔が0.28nm以上0.30nm以下である箇所を、InGaZ
nO4の結晶部と見なした。なお、格子縞は、InGaZnO4の結晶のa−b面に対応
する。
る。なお、上述した格子縞の長さを結晶部の大きさとしている。図29より、a−lik
e OSは、TEM像の取得などに係る電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなって
いくことがわかる。図29より、TEMによる観察初期においては1.2nm程度の大き
さだった結晶部(初期核ともいう。)が、電子(e−)の累積照射量が4.2×108e
−/nm2においては1.9nm程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、n
c−OSおよびCAAC−OSは、電子照射開始時から電子の累積照射量が4.2×10
8e−/nm2までの範囲で、結晶部の大きさに変化が見られないことがわかる。図29
より、電子の累積照射量によらず、nc−OSおよびCAAC−OSの結晶部の大きさは
、それぞれ1.3nm程度および1.8nm程度であることがわかる。なお、電子線照射
およびTEMの観察は、日立透過電子顕微鏡H−9000NARを用いた。電子線照射条
件は、加速電圧を300kV、電流密度を6.7×105e−/(nm2・s)、照射領
域の直径を230nmとした。
ある。一方、nc−OSおよびCAAC−OSは、電子照射による結晶部の成長がほとん
ど見られない。即ち、a−like OSは、nc−OSおよびCAAC−OSと比べて
、不安定な構造であることがわかる。
べて密度の低い構造である。具体的には、a−like OSの密度は、同じ組成の単結
晶の密度の78.6%以上92.3%未満となる。また、nc−OSの密度およびCAA
C−OSの密度は、同じ組成の単結晶の密度の92.3%以上100%未満となる。単結
晶の密度の78%未満となる酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。
菱面体晶構造を有する単結晶InGaZnO4の密度は6.357g/cm3となる。よ
って、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体におい
て、a−like OSの密度は5.0g/cm3以上5.9g/cm3未満となる。ま
た、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において
、nc−OSの密度およびCAAC−OSの密度は5.9g/cm3以上6.3g/cm
3未満となる。
わせることにより、所望の組成における単結晶に相当する密度を見積もることができる。
所望の組成の単結晶に相当する密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して
、加重平均を用いて見積もればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を
組み合わせて見積もることが好ましい。
なお、酸化物半導体は、例えば、非晶質酸化物半導体、a−like OS、nc−OS
、CAAC−OSのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
適宜、組み合わせて用いることができる。
本実施の形態においては、本発明の一態様の半導体装置を有する表示装置、及び該表示
装置に入力装置を取り付けた電子機器について、図30乃至図34を用いて説明を行う。
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わ
せたタッチパネル2000について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセン
サを用いる場合について説明する。
B)において、明瞭化のため、タッチパネル2000の代表的な構成要素を示す。
1(B)参照)。また、タッチパネル2000は、基板2510、基板2570、及び基
板2590を有する。なお、基板2510、基板2570、及び基板2590はいずれも
可撓性を有する。ただし、基板2510、基板2570、及び基板2590のいずれか一
つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
できる複数の配線2511を有する。複数の配線2511は、基板2510の外周部にま
で引き回され、その一部が端子2519を構成している。端子2519はFPC2509
(1)と電気的に接続する。
複数の配線2598とを有する。複数の配線2598は、基板2590の外周部に引き回
され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はFPC2509(2)と電気的に接
続される。なお、図30(B)では明瞭化のため、基板2590の裏面側(基板2510
と対向する面側)に設けられるタッチセンサ2595の電極や配線等を実線で示している
。
容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
どがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
サを適用した構成である。
できる、様々なセンサを適用することができる。
る。電極2591は、複数の配線2598のいずれかと電気的に接続し、電極2592は
複数の配線2598の他のいずれかと電気的に接続する。
の四辺形が角部で接続される形状を有する。
配置されている。
き、電極2592と配線2594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい
。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減
できる。その結果、タッチセンサ2595を透過する光の輝度のバラツキを低減すること
ができる。
る。例えば、複数の電極2591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介
して電極2592を、電極2591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける
構成としてもよい。このとき、隣接する2つの電極2592の間に、これらとは電気的に
絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい
。
ルを構成する配線や電極に用いることのできる材料として、酸化インジウム、酸化錫、酸
化亜鉛等を有する透明導電膜(例えば、ITOなど)が挙げられる。また、タッチパネル
を構成する配線や電極に用いることのできる材料として、例えば、抵抗値が低い方が好ま
しい。一例として、銀、銅、アルミニウム、カーボンナノチューブ、グラフェン、ハロゲ
ン化金属(ハロゲン化銀など)などを用いてもよい。さらに、非常に細くした(例えば、
直径が数ナノメール)複数の導電体を用いて構成されるような金属ナノワイヤを用いても
よい。または、導電体を網目状にした金属メッシュを用いてもよい。一例としては、Ag
ナノワイヤ、Cuナノワイヤ、Alナノワイヤ、Agメッシュ、Cuメッシュ、Alメッ
シュなどを用いてもよい。例えば、タッチパネルを構成する配線や電極にAgナノワイヤ
を用いる場合、可視光において透過率を89%以上、シート抵抗値を40Ω/□以上10
0Ω/□以下とすることができる。また、上述したタッチパネルを構成する配線や電極に
用いることのできる材料の一例である、金属ナノワイヤ、金属メッシュ、カーボンナノチ
ューブ、グラフェンなどは、可視光において透過率が高いため、表示素子に用いる電極(
例えば、画素電極または共通電極など)として用いてもよい。
次に、図31(A)を用いて、表示装置2501の詳細について説明する。図31(A
)は、図30(B)に示す一点鎖線X1−X2間の断面図に相当する。
子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
。なお、以下の説明においては、白色の光を射出するEL素子を適用する場合について説
明するが、EL素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色が
異なるように、発光色が異なるEL素子を適用してもよい。
2・day)以下、好ましくは10−6g/(m2・day)以下である可撓性を有する
材料を好適に用いることができる。または、基板2510の熱膨張率と、基板2570の
熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が1×10−
3/K以下、好ましくは5×10−5/K以下、より好ましくは1×10−5/K以下で
ある材料を好適に用いることができる。
基板2510bと、絶縁層2510a及び可撓性基板2510bを貼り合わせる接着層2
510cと、を有する積層体である。また、基板2570は、EL素子への不純物の拡散
を防ぐ絶縁層2570aと、可撓性基板2570bと、絶縁層2570a及び可撓性基板
2570bを貼り合わせる接着層2570cと、を有する積層体である。
ィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレ
タン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂もしくはシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用
いることができる。
は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図31(A)に示すように、封止
層2560側に光を取り出す場合は、封止層2560は光学素子を兼ねることができる。
とにより、基板2510、基板2570、封止層2560、及びシール材で囲まれた領域
にEL素子2550を有する構成とすることができる。なお、封止層2560として、不
活性気体(窒素やアルゴン等)を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材を
設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、上述のシール材としては、例えば
、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料
としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると好適である。
505は、発光モジュール2580と、EL素子2550と、EL素子2550に電力を
供給することができるトランジスタ2502tと、を有する。なお、トランジスタ250
2tは、画素回路の一部として機能する。
また、EL素子2550は、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極との間にEL
層とを有する。
L素子2550と着色層2567に接する。
50が発する光の一部は着色層2567を透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュ
ール2580の外部に射出される。
層2568は、着色層2567を囲むように設けられている。
えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過するカ
ラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯域の光を透
過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用
いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法など
で形成することができる。
ジスタ2502t等を覆う。なお、絶縁層2521は、画素回路に起因する凹凸を平坦化
するための機能を有する。また、絶縁層2521に不純物の拡散を抑制できる機能を付与
してもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ2502t等の信頼性の低下
を抑制できる。
50が有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁2528が設けられる。なお
、基板2510と、基板2570との間隔を制御するスペーサを、隔壁2528上に形成
してもよい。
を有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる
。
また、配線2511上には、端子2519が設けられる。また、端子2519には、FP
C2509(1)が電気的に接続される。また、FPC2509(1)は、ビデオ信号、
クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、FPC2
509(1)にはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。
に先の実施の形態に示すトランジスタを適用すればよい。本実施の形態で用いるトランジ
スタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物半導体膜を有する。該トランジス
タは、オフ状態における電流値(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。また、本実施の形態で用いるトランジスタは、比較的高い電界
効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。例えば、このような高速駆動が可能
なトランジスタを表示装置2501に用いることで、画素回路のスイッチングトランジス
タと、駆動回路に使用するドライバトランジスタを同一基板上に形成することができる。
すなわち、別途駆動回路として、シリコンウェハ等により形成された半導体装置を用いる
必要がないため、半導体装置の部品点数を削減することができる。また、画素回路におい
ても、高速駆動が可能なトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することがで
きる。
次に、図31(B)を用いて、タッチセンサ2595の詳細について説明する。図31
(B)は、図30(B)に示す一点鎖線X3−X4間の断面図に相当する。
592と、電極2591及び電極2592を覆う絶縁層2593と、隣り合う電極259
1を電気的に接続する配線2594とを有する。
を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸
化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる
。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状
に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法と
しては、熱を加える方法等を挙げることができる。
た後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して
、電極2591及び電極2592を形成することができる。
、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウ
ムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
する電極2591と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を
高めることができるため、配線2594に好適に用いることができる。また、電極259
1及び電極2592より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線2594に
好適に用いることができる。
る。また、配線2594は電極2592と交差して設けられている。
一対の電極2591を電気的に接続している。
る必要はなく、0度を超えて90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
、配線2598の一部は、端子として機能する。配線2598としては、例えば、アルミ
ニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コ
バルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いること
ができる。
を保護してもよい。
。
onductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotrop
ic Conductive Paste)などを用いることができる。
次に、図32(A)を用いて、タッチパネル2000の詳細について説明する。図32
(A)は、図30(A)に示す一点鎖線X5−X6間の断面図に相当する。
1と、図31(B)で説明したタッチセンサ2595と、を貼り合わせた構成である。
、接着層2597と、反射防止層2569と、を有する。
チセンサ2595が表示装置2501に重なるように、基板2590を基板2570に貼
り合わせている。また、接着層2597は、透光性を有すると好ましい。また、接着層2
597としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、
アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いるこ
とができる。
例えば円偏光板を用いることができる。
用いて説明する。
ネル2001は、図32(A)に示すタッチパネル2000と、表示装置2501に対す
るタッチセンサ2595の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同
様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル2000の説明を援用する。
L素子2550は、トランジスタ2502tが設けられている側に光を射出する。これに
より、EL素子2550が発する光の一部は、着色層2567を透過して、図中に示す矢
印の方向の発光モジュール2580の外部に射出される。
。
チセンサ2595を貼り合わせる。
板2570のいずれか一方または双方を通して射出されればよい。
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図33を用いて説明を行う。
(A)では、パルス電圧出力回路2601、電流検出回路2602を示している。なお、
図33(A)では、パルス電圧が与えられる電極2621をX1−X6として、電流の変
化を検知する電極2622をY1−Y6として、それぞれ6本の配線で例示している。ま
た、図33(A)は、電極2621と、電極2622とが重畳することで形成される容量
2603を示している。なお、電極2621と電極2622とはその機能を互いに置き換
えてもよい。
回路である。X1−X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量2603を形成す
る電極2621と電極2622との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等
により容量2603の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、ま
たは接触を検出することができる。
での電流の変化を検出するための回路である。Y1−Y6の配線では、被検知体の近接、
または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または
接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検
出は、積分回路等を用いて行えばよい。
出力波形のタイミングチャートを示す。図33(B)では、1フレーム期間で各行列での
被検知体の検出を行うものとする。また図33(B)では、被検知体を検出しない場合(
非タッチ)と被検知体を検出する場合(タッチ)との2つの場合について示している。な
おY1−Y6の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示して
いる。
Y6の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、X1−X6
の配線の電圧の変化に応じてY1−Y6の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接
または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化す
る。
することができる。
また、図33(A)ではタッチセンサとして配線の交差部に容量2603のみを設ける
パッシブ型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するアクティブ
型のタッチセンサとしてもよい。アクティブ型のタッチセンサに含まれるセンサ回路の一
例を図34に示す。
2612と、トランジスタ2613とを有する。
電圧VRESが与えられ、他方が容量2603の一方の電極およびトランジスタ2611
のゲートと電気的に接続する。トランジスタ2611は、ソースまたはドレインの一方が
トランジスタ2612のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧VS
Sが与えられる。トランジスタ2612は、ゲートに信号G1が与えられ、ソースまたは
ドレインの他方が配線MLと電気的に接続する。容量2603の他方の電極には電圧VS
Sが与えられる。
ジスタ2613をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ2611のゲー
トが接続されるノードnに電圧VRESに対応した電位が与えられる。次に、信号G2と
してトランジスタ2613をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードnの電位が
保持される。
ことに伴い、ノードnの電位がVRESから変化する。
。ノードnの電位に応じてトランジスタ2611に流れる電流、すなわち配線MLに流れ
る電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出す
ることができる。
の形態に示すトランジスタを適用することができる。とくにトランジスタ2613に先の
実施の形態に示すトランジスタを適用することにより、ノードnの電位を長期間に亘って
保持することが可能となり、ノードnにVRESを供給しなおす動作(リフレッシュ動作
)の頻度を減らすことができる。
み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、上記実施の形態における半導体装置に適用可能な入出力装置(タッ
チパネル)、入力装置(タッチセンサ)、及び出力装置(表示パネル)の構成例について
説明する。
図35(A)は、タッチパネル600の斜視概略図である。また図35(B)は、図3
5(A)を展開した斜視概略図である。なお明瞭化のため、代表的な構成要素のみを示し
ている。また図35(B)では、一部の構成要素(基板602等)を破線で輪郭のみ明示
している。
いる。
極632、複数の配線652、複数の配線653、FPC(Flexible Prin
ted Circuit)650、及びIC651を有する場合を示している。
方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また投影型静電容量
方式としては、主に駆動方法の違いから自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量
方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。以下では、投影型静電容量方
式のタッチセンサを適用する場合について説明する。
とのできる様々なセンサを入力装置610に適用することもできる。
また基板601には、配線664と電気的に接続されるFPC660が設けられている。
また図35(A)(B)では、FPC660上にIC661が設けられている例を示して
いる。
を有する。また、画素は、トランジスタ及び表示素子を備えることが好ましい。表示素子
としては、代表的には有機EL素子などの発光素子を用いることができる。
用いることができる。
当該信号や電力は、FPC660を介して外部、またはIC661から配線664に入力
される。
)方式により実装されたIC661が設けられている例を示している。IC661は、例
えばゲート線駆動回路、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。なおタッチパネル600がゲート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、ゲート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、
FPC660を介してタッチパネル600を駆動するための信号を入力する場合などでは
、IC661を設けない構成としてもよい。また、IC661を、COG(Chip O
n Glass)方式等により、基板601に直接実装してもよい。
以下では、入力装置(タッチセンサ)の構成例について、図面を参照して説明する。
上に複数の電極631、複数の電極632、複数の配線652、複数の配線653を有す
る。また基板602には、複数の配線652及び複数の配線653の各々と電気的に接続
するFPC650が設けられている。また、図36(A)では、FPC650にIC65
1が設けられている例を示している。
は、複数の菱形の電極パターンが、横方向に連なった形状を有している。一列に並んだ菱
形の電極パターンは、それぞれ電気的に接続されている。また電極632も同様に、複数
の菱形の電極パターンが、縦方向に連なった形状を有し、一列に並んだ菱形の電極パター
ンはそれぞれ電気的に接続されている。また、電極631と、電極632とはこれらの一
部が重畳し、互いに交差している。この交差部分では電極631と電極632とが電気的
に短絡(ショート)しないように、絶縁体が挟持されている。
、ブリッジ電極634によって構成されていてもよい。島状の電極633は、縦方向に並
べて配置され、ブリッジ電極634により隣接する2つの電極633が電気的に接続され
ている。このような構成とすることで、電極633と、電極631を同一の導電膜を加工
することで同時に形成することができる。そのためこれらの膜厚のばらつきを抑制するこ
とができ、それぞれの電極の抵抗値や光透過率が場所によってばらつくことを抑制できる
。なお、ここでは電極632がブリッジ電極634を有する構成としたが、電極631が
このような構成であってもよい。
菱形の電極パターンの内側をくりぬいて、輪郭部のみを残したような形状としてもよい。
このとき、電極631及び電極632の幅が、使用者から視認されない程度に細い場合に
は、後述するように電極631及び電極632に金属や合金などの遮光性の材料を用いて
もよい。また、図36(D)に示す電極631または電極632が、上記ブリッジ電極6
34を有する構成としてもよい。
2は、1つの配線653と電気的に接続している。ここで、電極631と電極632のい
ずれか一方が、上記行配線に相当し、いずれか他方が上記列配線に相当する。
は配線652または配線653を介して、電極631または電極632のいずれかに供給
される。また電極631または電極632のいずれかに流れる電流(または電位)が、配
線652または配線653を介してIC651に入力される。
には、電極631及び電極632に透光性を有する導電性材料を用いることが好ましい。
また、電極631及び電極632に透光性の導電性材料を用い、表示パネルからの光を電
極631または電極632を介して取り出す場合には、電極631と電極632との間に
、同一の導電性材料を含む導電膜をダミーパターンとして配置することが好ましい。この
ように、電極631と電極632との間の隙間の一部をダミーパターンにより埋めること
により、光透過率のばらつきを低減できる。その結果、入力装置610を透過する光の輝
度ムラを低減することができる。
ム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いること
ができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例
えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元す
る方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバル
ト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用い
ることができる。または、該金属材料または合金材料の窒化物(例えば、窒化チタン)な
どを用いてもよい。また、上述した材料を含む導電膜のうち、2以上を積層した積層膜を
用いてもよい。
導電膜を用いてもよい。例えば、このような導電膜を格子状(メッシュ状)に加工するこ
とで、高い導電性と表示装置の高い視認性を得ることができる。このとき、導電膜は30
nm以上100μm以下、好ましくは50nm以上50μm以下、より好ましくは50n
m以上20μm以下の幅である部分を有することが好ましい。特に、10μm以下のパタ
ーン幅を有する導電膜は、使用者が視認することが極めて困難となるため好ましい。
(メッシュ状)の導電膜またはナノワイヤを用いた場合の、拡大した概略図を示している
。
示装置が有する表示素子と導電膜635とが重ならないように配置することで、当該表示
素子からの光を遮光することがないため好ましい。その場合、格子の向きを表示素子の配
列と同じ向きとし、また格子の周期を表示素子の配列の周期の整数倍とすることが好まし
い。
膜636の例を示している。このような構成とすることで、図37(A)に示した場合に
比べて抵抗をより低くすることが可能となる。
7としてもよい。このような構成とすることで、表示装置の表示部と重ねたときにモアレ
が生じることを抑制できる。
)には、ナノワイヤ638を用いた場合の例を示している。隣接するナノワイヤ638同
士が接触するように、適当な密度で分散することにより、2次元的なネットワークが形成
され、極めて透光性の高い導電膜として機能させることができる。例えば直径の平均値が
1nm以上100nm以下、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは5nm
以上25nm以下のナノワイヤを用いることができる。ナノワイヤ638としては、Ag
ナノワイヤや、Cuナノワイヤ、Alナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、または、カーボン
ナノチューブなどを用いることができる。
続いて、タッチパネル600の断面構成の例について、図面を参照して説明する。図3
8は、タッチパネル600の断面概略図である。図38では、図35(A)におけるFP
C660を含む領域、駆動回路663を含む領域、表示部662を含む領域、及びFPC
650を含む領域のそれぞれの断面を示している。
選択トランジスタ613、表示素子614、容量素子615、接続部616、配線617
等が設けられている。
層625、スペーサ626等が設けられている。絶縁層621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し、また他の一部が容量素子615の誘電体としての機能
を有する。絶縁層622、絶縁層623、及び絶縁層624は、各トランジスタや、容量
素子615等を覆って設けられている。絶縁層624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、絶縁層622、絶縁層623、及び
絶縁層624の3層を有する場合を示しているが、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層624は不
要であれば設けなくてもよい。
て上面射出型(トップエミッション型)の有機EL素子を適用した場合の例を示している
。表示素子614の発光領域と重ねて、駆動トランジスタ612、選択トランジスタ61
3、容量素子615、及び配線等を重ねて配置することで、表示部662の開口率を高め
ることができる。
する。また、第1の電極641とEL層642との間には、光学調整層644が設けられ
ている。絶縁層625は、第1の電極641と光学調整層644の端部を覆って設けられ
ている。
駆動トランジスタ612と、選択トランジスタ613と、容量素子615と、を有する場
合を示している。駆動トランジスタ612のソース又はドレインの一方、及び容量素子6
15の一方の電極は、絶縁層622、絶縁層623及び絶縁層624に設けられた開口部
を介して第1の電極641と電気的に接続している。
成を示している。
る半導体層を2つのゲート電極で挟持する構成を適用した例を示している。
のトランジスタとしてもよいし、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
。
整する機能を有する。また、スペーサ626に代えて粒状のスペーサを用いてもよい。
続層656を介してFPC660が電気的に接続されている。
具体的には、基板602上に電極632、電極633、配線652(図示しない)、配線
653等と、これらを覆う絶縁層674と、絶縁層674上にブリッジ電極634等が設
けられている。また、上記タッチセンサを構成する電極等を覆って絶縁層673が設けら
れている。さらに、絶縁層673上に着色層671、遮光層672等が設けられている。
遮光層672は開口部を有し、当該開口部が表示素子614の表示領域と重なるように配
置される。
ている。図38中の交差部665に示すように、電極632と電極633は同一平面上に
形成されている。また電極632及び電極633を覆う絶縁層674上に、ブリッジ電極
634が設けられている。ブリッジ電極634は、絶縁層674に設けられた開口部を介
して、電極632を挟むように設けられる2つの電極633と電気的に接続している。
このとき、電極633が有する開口部が、表示素子614の表示領域と重なるように配置
されていると、電極633が表示素子614からの光を遮ることがないため好ましい。な
お、電極632、及びブリッジ電極634についても、同様にメッシュ状の形状を有する
ことが好ましい。
接続層655を介してFPC650が電気的に接続されている。
縁層683の積層構造を有する。また、基板602に代えて、基板691、接着層692
、及び絶縁層694の積層構造を有する。
できるタッチパネルを実現することができる。
ここで、可撓性を有するタッチパネルを作製する方法について説明する。
ッチセンサを構成する電極や配線を含む構成等を素子層と呼ぶこととする。素子層は例え
ば表示素子を含み、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。
または基板691)のことを、基板と呼ぶこととする。
接素子層を形成する方法と、基板とは異なる支持基材上に素子層を形成した後、素子層と
支持基材とを剥離して素子層を基板に転置する方法と、がある。
、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
材と素子層を剥離し、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。
物を含む層を積層して用い、剥離層上の絶縁層として、窒化シリコンや酸窒化シリコンを
複数積層した層を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成工程
の自由度が高まるため好ましい。
一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより剥離を行ってもよい。ま
たは、熱膨張の違いを利用して剥離界面に熱を加えることにより剥離を行ってもよい。
例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いれ
ばよい。この場合、有機樹脂の一部をレーザ光等により局所的に加熱し剥離の起点を形成
することで、ガラスと絶縁層の界面で剥離を行うことができる。または、支持基材と有機
樹脂からなる絶縁層の間に金属層を設け、当該金属層に電流を流すことにより当該金属層
を加熱することにより、当該金属層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。または、支持
基材と有機樹脂からなる絶縁層の間に、光を吸収する材料(金属、半導体、絶縁体等)の
層を設け、当該層にレーザ光等の光を照射して局所的に加熱することにより剥離の起点を
形成してもよい。ここで示した方法において、有機樹脂からなる絶縁層は基板として用い
ることができる。
エチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルス
ルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料
を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が30×10−6/K以下であるポリアミ
ドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PET等を好適に用いることができる。また、繊維体に
樹脂を含浸した基板(プリプレグとも記す)や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張
係数を下げた基板を使用することもできる。
度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のこ
とを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリア
ミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキ
サゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Eガラ
ス、Sガラス、Dガラス、Qガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布
または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可
撓性を有する基板として用いても良い。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からな
る構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ま
しい。
たは、ガラスと樹脂材料とが貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
順に形成した後に、それよりも上層の構造物を形成する。またこれとは別に、第2の支持
基材上に第2の剥離層、絶縁層694を順に形成した後に、それよりも上層の構造物を形
成する。続いて、第1の支持基材と第2の支持基材を接着層603により貼り合せる。そ
の後、第2の剥離層と絶縁層694との界面で剥離することで第2の支持基材及び第2の
剥離層を除去し、絶縁層694と基板691とを接着層692により貼り合せる。また、
第1の剥離層と絶縁層683との界面で剥離することで第1の支持基材及び第1の剥離層
を除去し、絶縁層683と基板681とを接着層682により貼り合せる。なお、剥離及
び貼り合せはどちら側を先に行ってもよい。
み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明したトランジスタの適用可能な回路構成の
一例について、図40乃至43を用いて説明する。
ンジスタを、OSトランジスタと呼称して以下説明を行う。
図40(A)には、駆動回路が有するシフトレジスタやバッファ等に適用することがで
きるインバータの回路図を示す。インバータ800は、入力端子INに与える信号の論理
を反転した信号を出力端子OUTに出力する。インバータ800は、複数のOSトランジ
スタを有する。信号SBGは、OSトランジスタの電気特性を切り替えることができる信
号である。
OSトランジスタ810、およびOSトランジスタ820を有する。インバータ800は
、nチャネル型で作製することができ、所謂単極性の回路構成とすることができる。単極
性の回路構成でインバータ800を作製できるため、CMOS(Complementa
ry Metal Oxide Semiconductor)でインバータ(CMOS
インバータ)を作製する場合と比較して、低コストで作製することが可能である。
CMOSインバータ上に配置することもできる。インバータ800は、CMOSインバー
タに重ねて配置できるため、インバータ800を追加する分の回路面積の増加を抑えるこ
とができる。
ックゲートとして機能する第2ゲートと、ソースまたはドレインの一方として機能する第
1端子、ソースまたはドレインの他方として機能する第2端子を有する。
れる。OSトランジスタ810の第2ゲートは、信号SBGを伝える配線に接続される。
OSトランジスタ810の第1端子は、電圧VDDを与える配線に接続される。OSトラ
ンジスタ810の第2端子は、出力端子OUTに接続される。
タ820の第2ゲートは、入力端子INに接続される。OSトランジスタ820の第1端
子は、出力端子OUTに接続される。OSトランジスタ820の第2端子は、電圧VSS
を与える配線に接続される。
。図40(C)のタイミングチャートでは、入力端子INの信号波形、出力端子OUTの
信号波形、信号SBGの信号波形、およびOSトランジスタ810(FET810)のし
きい値電圧の変化について示している。
タ810のしきい値電圧を制御することができる。
るための電圧VBG_Aと、OSトランジスタ810のしきい値電圧をプラスシフトさせ
るための電圧VBG_Bと、を有する。信号SBGを電圧VBG_Aとすることで、OS
トランジスタ810は、しきい値電圧VTH_Aとなる。また、信号SBGを電圧VBG
_Bとすることで、OSトランジスタ810は、しきい値電圧VTH_Bとなる。
Vg−Idカーブの概念図を示す。
0のしきい値電圧をVTH_Aとすることで、破線840で表される曲線とすることがで
きる。また、信号SBGを電圧VBG_Bとし、OSトランジスタ810のしきい値電圧
をVTH_Bとすることで、実線841で表せる曲線とすることができる。別言すると、
信号SBGが有する電圧をVBG_Bとし、OSトランジスタ810のしきい値電圧をV
TH_Bとすることで、OSトランジスタ810に電流が流れにくい状態とすることがで
きる。また、信号SBGが有する電圧をVBG_Aとし、OSトランジスタ810のしき
い値電圧をVTH_Aとすることで、OSトランジスタ810に電流が流れやすい状態と
することができる。
有する電圧をVBG_Bとした場合であり、図41(C)は、信号SBGが有する電圧を
VBG_Aとした場合である。
することができるため、入力端子INに与える信号がハイレベルでOSトランジスタ82
0がオン状態(ON)のとき、出力端子OUTの電圧の下降を急峻に行うことができる。
したがって、図40(C)に示すタイミングチャートにおける出力端子OUTの信号波形
831を急峻な変化にすることができる。また、電圧VDDを与える配線と、電圧VSS
を与える配線との間に流れる貫通電流を少なくすることができるため、低消費電力でイン
バータ800の動作を行うことができる。
電流IBよりも大きいため、入力端子INに与える信号がローレベルでOSトランジスタ
820がオフ状態(OFF)のとき、出力端子OUTの電圧の上昇を急峻に行うことがで
きる。したがって、図40(C)に示すタイミングチャートにおける出力端子OUTの信
号波形832を急峻な変化にすることができる。
ジスタ820の状態が切り替わる以前、すなわち時刻T1やT2よりも前に行うことが好
ましい。例えば、図40(C)に図示するように、入力端子INに与える信号がハイレベ
ルに切り替わる時刻T1よりも前に、しきい値電圧VTH_Aから、しきい値電圧VTH
_BにOSトランジスタ810のしきい値電圧を切り替えることが好ましい。また、図4
0(C)に図示するように、入力端子INに与える信号がローレベルに切り替わる時刻T
2よりも前に、しきい値電圧VTH_Bからしきい値電圧VTH_AにOSトランジスタ
810のしきい値電圧を切り替えることが好ましい。
号SBGを切り替える構成を示したが、別の構成としてもよい。例えば、しきい値電圧を
制御するための電圧は、フローティング状態としたOSトランジスタ810の第2ゲート
に保持させる構成としてもよい。当該構成を実現可能な回路構成の一例について、図42
(A)に示す。
を有する。OSトランジスタ850の第1端子は、OSトランジスタ810の第2ゲート
に接続される。またOSトランジスタ850の第2端子は、電圧VBG_B(あるいは電
圧VBG_A)を与える配線に接続される。OSトランジスタ850の第1ゲートは、信
号SFを与える配線に接続される。OSトランジスタ850の第2ゲートは、電圧VBG
_B(あるいは電圧VBG_A)を与える配線に接続される。
いて説明する。
る信号がハイレベルに切り替わる時刻T3よりも前に、OSトランジスタ810の第2ゲ
ートに与える構成とする。信号SFをハイレベルとしてOSトランジスタ850をオン状
態とし、ノードNBGにしきい値電圧を制御するための電圧VBG_Bを与える。
る。OSトランジスタ850は、オフ電流が極めて小さいため、オフ状態にし続けること
で、一旦ノードNBGに保持させた電圧VBG_Bを保持することができる。そのため、
OSトランジスタ850の第2ゲートに電圧VBG_Bを与える動作の回数が減るため、
電圧VBG_Bの書き換えに要する分の消費電力を小さくすることができる。
2ゲートに与える電圧を外部からの制御によって与える構成について示したが、別の構成
としてもよい。例えば、しきい値電圧を制御するための電圧を、入力端子INに与える信
号を基に生成し、OSトランジスタ810の第2ゲートに与える構成としてもよい。当該
構成を実現可能な回路構成の一例について、図43(A)に示す。
ンジスタ810の第2ゲートとの間にCMOSインバータ860を有する。CMOSイン
バータ860の入力端子は、入力端子INに接続される。CMOSインバータ860の出
力端子は、OSトランジスタ810の第2ゲートに接続される。
いて説明する。図43(B)のタイミングチャートでは、入力端子INの信号波形、出力
端子OUTの信号波形、CMOSインバータ860の出力波形IN_B、およびOSトラ
ンジスタ810(FET810)のしきい値電圧の変化について示している。
ンジスタ810のしきい値電圧を制御する信号とすることができる。したがって、図41
(A)乃至図41(C)で説明したように、OSトランジスタ810のしきい値電圧を制
御できる。例えば、図43(B)における時刻T4となるとき、入力端子INに与える信
号がハイレベルでOSトランジスタ820はオン状態となる。このとき、出力波形IN_
Bはローレベルとなる。そのため、OSトランジスタ810は電流が流れにくい状態とす
ることができ、出力端子OUTの電圧の下降を急峻に行うことができる。
ベルでOSトランジスタ820はオフ状態となる。このとき、出力波形IN_Bはハイレ
ベルとなる。そのため、OSトランジスタ810は電流が流れやすい状態とすることがで
き、出力端子OUTの電圧の上昇を急峻に行うことができる。
おける、バックゲートの電圧を入力端子INに与える信号の論理にしたがって切り替える
。当該構成とすることで、OSトランジスタのしきい値電圧を制御することができる。O
Sトランジスタのしきい値電圧を入力端子INに与える信号に対応させて制御することで
、出力端子OUTの電圧の変化を急峻にすることができる。また、電源電圧を与える配線
間の貫通電流を小さくすることができる。そのため、低消費電力化を図ることができる。
み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を有する表示モジュール、電子機器、
及び表示装置について、図44及び図45を用いて説明を行う。
図44に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002と
の間に、FPC8003に接続されたタッチパネル8004、FPC8005に接続され
た表示パネル8006、バックライト8007、フレーム8009、プリント基板801
0、バッテリ8011を有する。
8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
8006に重畳して用いることができる。また、表示パネル8006の対向基板(封止基
板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル8
006の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
ト8007上に光源8008を配置する構成について例示したが、これに限定さない。例
えば、バックライト8007の端部に光源8008を配置し、さらに光拡散板を用いる構
成としてもよい。なお、有機EL素子等の自発光型の発光素子を用いる場合、または反射
型パネル等の場合においては、バックライト8007を設けない構成としてもよい。
作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレ
ーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
加して設けてもよい。
図45(A)乃至図45(G)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐
体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又
は操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、
加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電
場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する
機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有することができる。
例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッ
チパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(
プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々な
コンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信ま
たは受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表
示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図45(A)乃至図45(G)に
示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有すること
ができる。また、図45(A)乃至図45(G)には図示していないが、電子機器には、
複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を
撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体(外部またはカメラに内蔵
)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
有する表示部9001は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体9000の湾曲面に
沿って表示部9001を組み込むことが可能である。また、表示部9001はタッチセン
サを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表
示部9001に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することが
できる。
、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具
体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9101は、
図45(A)に示す、スピーカ9003、接続端子9006、センサ9007等を省略し
て図示しているが、図45(A)に示す携帯情報端末9100と同様の位置に設けること
ができる。また、携帯情報端末9101は、文字や画像情報をその複数の面に表示するこ
とができる。例えば、3つの操作ボタン9050(操作アイコンまたは単にアイコンとも
いう)を表示部9001の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報
9051を表示部9001の他の面に表示することができる。なお、情報9051の一例
としては、電子メールやSNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)や電話など
の着信を知らせる表示、電子メールやSNSなどの題名、電子メールやSNSなどの送信
者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報90
51が表示されている位置に、情報9051の代わりに、操作ボタン9050などを表示
してもよい。
、表示部9001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報9052、
情報9053、情報9054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携
帯情報端末9102の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末9102を収納した状
態で、その表示(ここでは情報9053)を確認することができる。具体的には、着信し
た電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末9102の上方から観察できる位
置に表示する。使用者は、携帯情報端末9102をポケットから取り出すことなく、表示
を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
9200は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信
、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表
示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うこと
ができる。また、携帯情報端末9200は、通信規格された近距離無線通信を実行するこ
とが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハン
ズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006を
有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。ま
た接続端子9006を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子900
6を介さずに無線給電により行ってもよい。
る。また、図45(E)が携帯情報端末9201を展開した状態の斜視図であり、図45
(F)が携帯情報端末9201を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変
化する途中の状態の斜視図であり、図45(G)が携帯情報端末9201を折り畳んだ状
態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開し
た状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末92
01が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000
に支持されている。ヒンジ9055を介して2つの筐体9000間を屈曲させることによ
り、携帯情報端末9201を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させるこ
とができる。例えば、携帯情報端末9201は、曲率半径1mm以上150mm以下で曲
げることができる。
み合わせて用いることができる。
表示装置が有するトランジスタの特性、表示装置の表示例、及び表示装置の消費電力につ
いて、それぞれ評価を行った。
ぞれ示す。
mのサイズのガラス基板上にトランジスタ及び表示素子等を形成した。なお、表示装置A
としては、そのままガラス基板上にトランジスタ及び表示素子等を形成した。また、表示
装置Bとしては、ガラス基板からトランジスタ及び表示素子等を剥離し、フィルム上に転
置することで、所謂フレキシブルタイプの表示装置とした。
EL素子を用いた。また、当該有機EL素子としては、上面射出型、所謂トップエミッシ
ョン構造とし、EL素子の光が射出される側に、カラーフィルタを設けた。
の形態2に示すトランジスタ170と同様の構成とした。また、トランジスタの活性層に
は、CAAC−IGZOを用いた。なお、表示装置A、及び表示装置Bには、それぞれ、
実施の形態1で説明したモニター回路20、及び補正回路30が設けられている。
まず、表示装置Aが有するトランジスタの特性について、図46(A)(B)を用いて
説明する。
を表す図であり、図46(B)は、トランジスタのしきい値電圧(Vth)のマザーガラ
ス面内での確率統計を表す図である。また、図46(A)(B)のトランジスタのIon
、及びVthとしては、マザーガラス面内で合計40個のトランジスタを測定した結果で
あり、当該トランジスタのサイズとしては、L/W=6μm/50μmとした。
領域の酸化物半導体を積層とした構造であり、「conventional CAAC−
IGZO」とは、チャネル領域の酸化物半導体を単層とした構造である。なお、表示装置
Aが有するトランジスタとしては、「new CAAC−IGZO」であり、「conv
entional CAAC−IGZO」は、比較用の表示装置に用いた。
である。
するトランジスタは、高いオン電流を有し、オン電流及びしきい値電圧の面内ばらつきが
小さいことが確認できた。
次に、表示装置A、及び表示装置Bの表示例について、図47及び図48を用いて説明
する。
ある。なお、図48(A)は、フレキシブルタイプの表示装置を展開した状態での表示例
であり、図48(B)は、フレキシブルタイプの表示装置を3つに折り畳んだ状態での表
示例である。
用上問題がなく、良好な表示を得ることができた。
次に、表示装置Aの消費電力について、図49及び図50を用いて説明する。
測定を行った。
ジスタM1と、トランジスタM2と、を有する。
続され、トランジスタM2のソース電極またはドレイン電極の一方は、クロック信号が入
力される端子CLK1と電気的に接続され、トランジスタM2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M1と電気的に接続されている。なお、トランジスタM1
のゲート電極は、フリップフロップ回路F.F.と電気的に接続されている。また、トラ
ンジスタM1と、トランジスタM2のソース電極またはドレイン電極の他方とには、走査
線scan lineと電気的に接続されている。
l CAAC−IGZO」とは、図46に示す表記と同じである。
ことで、スキャンドライバーの消費電力を、「conventional CAAC−I
GZO」を有するトランジスタの概略35%に低減することができた。
組み合わせて用いることができる。
結果について説明する。
する。
め、ここでの説明は省略する。
図51に示す補正回路90は、定電流回路80と、コンバータ回路61と、PC91と
、FPGA92と、Buffer93と、データ信号送信器94と、DVI受信器95と
、FPGA96と、Buffer97と、IC98と、を有する。
回路20Aまたは画素回路14に出力されるカソード電位を計算することができる。ある
いは、PC91は、画素回路14に出力されるデータ信号をプログラムまたは制御するこ
とができる。
グラムされた内容に従い信号を発生させ、当該信号を所望の端子に割り当てる機能を有す
る。また、Buffer93は、FPGA92からの信号を反転させて出力する、あるい
はFPGA92からの信号をそのまま出力する機能を有する。
度のビデオデータを、圧縮または非圧縮して送出することができる。また、DVI受信器
95は、データ信号送信器94からのデータ信号を、受信する機能を有する。また、FP
GA96は、DVI受信器95からのデータ信号を、所望の出力端子に割り当てる機能を
有する。また、Buffer97は、FPGA96からの信号を反転させて出力する、あ
るいはFPGA96からの信号をそのまま出力する機能を有する。
97から出力された信号は、IC98を介して、画素回路14のデータ線(DL_Y)に
出力される。
あと、モニター発光素子21に流れる電流をモニターし、モニター発光素子21、及び発
光素子572のカソード電位を調整する。
ここで、カソード電位による発光素子の輝度について説明を行う。以下では、図51に
示すモニター回路20Aに相当する試料を作製した。なお、モニター回路20Aに相当す
る試料には、モニター発光素子21と、モニタートランジスタ22Aと、が形成されてい
る。
お、モニター発光素子21の輝度−電圧特性の評価は、70℃の測定環境で行った。
を、それぞれ示す。
リニアに変化しており、輝度変化は直線で近似可能である。
る発光素子572のアノード電位を変えることで、発光素子572の輝度の変化を抑制す
る方法も考えられるが、トランジスタ554が飽和領域で動作している場合においては、
発光素子572のアノード電位を変えても輝度の変化はない、または輝度の変化が極めて
少ない。したがって、発光素子572の発光輝度としては、データ線(DL_Y)に与え
られるデータ信号の電位と、発光素子572のカソード電位との電位差で概ね決まる。
次に、モニター発光素子21の温度補正を行う方法について、図53を用いて説明する
。図53は、モニター発光素子21の温度補正の方法を説明するための概念図である。
調を、それぞれ表す。なお、図53において、表示装置の階調は256階調である。また
、最小を0階調、最大を255階調とし、nは低階調側、Nは高階調側を、それぞれ表す
。
階調側(N)とで、変化量が異なる場合がある。そこで、室温を「温度RT」、所定の温
度を「温度T」、所定の階調を「階調k」とした場合、温度T、階調kに相当する電流を
モニター発光素子21に流した場合のモニター電位をVmon(T,k)とすると、以下
の4つのモニター電位が得られる。
・低階調側(n)、Vmon(RT,n)
・低階調側(n)、Vmon(T,n)
・高階調側(N)、Vmon(RT,N)
・高階調側(N)、Vmon(T,N)
光素子21のカソード電位は、低階調側のモニター電位を基準とすればよい。よって、モ
ニター発光素子21のカソード電位は、以下の数式(1)で表される分だけ、変化させれ
ばよい。なお、数式(1)において、αは、補正係数である。
くため、その分をデータ信号で補正を行う。データ信号での変化量は、以下の数式(2)
で表される。なお、数式(2)において、α及びβは、それぞれ補正係数である。
り、モニター発光素子21のカソード電位と、発光素子572のカソード電位と、を補正
する。また、モニター発光素子21の温度補正を行うために、発光素子572において、
カソード電位の補正では足りない部分の補正をデータ信号の電位を補正することで、発光
素子572の発光輝度を調整することができる。
ぞれの電位を補正する場合について例示したが、これに限定されず、例えば、発光素子の
カソード電位のみを補正する構成、あるいは、発光素子のアノード電位のみを補正する構
成としてもよい。ただし、本実施例に記載したように、カソード電位と、データ信号の電
位との、双方の電位を補正する方が好適である。
次に、上記の温度補正方法を用いて得られた発光素子の輝度−階調特性について説明す
る。
について、評価を行った。図54に試料A1乃至試料A3の輝度−階調特性結果を示す。
補正を行い、60℃で測定した結果であり、試料A3は、温度補正を行わずに、60℃で
測定した結果である。
、基準となる試料A1と発光素子の輝度が概ね一致していることが確認された。
て用いることができる。
本参考例においては、図55に示す回路を用いて、モニター回路20Aが有する、モニ
ター発光素子21、及びモニタートランジスタ22Aの温度依存性を評価し、実際のパネ
ルへの温度補正を行った結果について説明する。
図55は、本参考例で用いた構成を説明する回路図である。図55に示す回路は、定電
流回路80と、モニター回路20Aと、を有する。
れ、抵抗素子81の一対の電極の他方は、増幅回路89の出力端子と電気的に接続される
。また、抵抗素子82の一対の電極の一方は、抵抗素子81の一対の電極の他方、及び増
幅回路89の出力端子と電気的に接続され、抵抗素子82の一対の電極の他方は、増幅回
路89の第2の入力端子と電気的に接続される。また、抵抗素子83の一対の電極の一方
は、増幅回路88の出力端子と電気的に接続され、抵抗素子83の一対の電極の他方は、
増幅回路89の第1の入力端子と電気的に接続される。また、増幅回路88の第2の入力
端子は、増幅回路88の出力端子と電気的に接続される。また、抵抗素子83の一対の電
極の他方、及び増幅回路89の第1の入力端子には、抵抗素子84が電気的に接続され、
抵抗素子82の一対の電極の他方、及び増幅回路89の第2の入力端子には、抵抗素子8
5が電気的に接続される。
成である。
、電気的に接続されており、定電流回路80で生成した電圧は、端子26を介して、モニ
タートランジスタ22A及びモニター発光素子21に供給される。
また、コンバータ回路61を介して、端子24には、メモリ回路62が接続される。
次に、図55に示す回路が有する、モニタートランジスタ22A、及びモニター発光素
子21に定電流を与えた際に生じる電圧について、図56を用いて説明する。
−V)特性の概念を説明する図である。
電圧(Vtotal)の特性を表す概念図に相当する。ノードAの電圧(Vtotal)
とは、モニタートランジスタ22Aに定電流を与えた際に生じる電圧(Vd)と、モニタ
ー発光素子21に定電流を与えた際に生じる電圧(Voled)と、の総和である。すな
わち、Vtotal=Vd+Voledで表すことができる。また、図56において、電
圧(Vtotal)としては、異なる2つの温度(低温及び高温)で測定するものとし、
実線が低温のVd(L)及びVoled(L)を、破線が高温のVd(H)及びVole
d(H)を、それぞれ表す。また、図56中に示す、Iconstとは、ある基準の電流
である。
、低温ではしきい値が高く、Iconstを流す場合のVtotalが大きくなる。また
、図56に示すように、低温ではVdが大きくなり、高温ではVdが小さくなる。すなわ
ち、Vd(L)からVd(H)への変化分(ΔVd)だけ、モニター発光素子21のカソ
ードの電位を変化させればよい。
次に、試料B1及び試料B2を作製し、試料B1及び試料B2の温度依存性を評価した
。なお、試料B1及び試料B2としては、先の実施例に示す表示装置Bと同じ仕様とした
。ただし、本参考例においては、ガラス基板上に形成された試料について評価を行った。
また、試料B1は、比較用の試料であり、温度補正を行っていない。また、試料B2は、
温度補正を行った試料である。
回路が形成されている。よって、以下では、図9に示す符号を用いて説明する。
th)がマイナス方向にシフトし、トランジスタ554のソース電極に与えられる電位が
下がり、トランジスタ554のゲート電極とドレイン電極との間の電位(Vgs)が大き
くなる。また、トランジスタ554のしきい値電圧(Vth)がマイナス方向にシフトし
、トランジスタ554に流れる電流が大きくなる。
タートランジスタ22AのVtotalの温度依存性を測定し、当該測定の結果をトラン
ジスタ554、及び発光素子572にフィードバックを行った。当該フィードバックとは
、具体的には、モニター回路20Aで測定したVtotalが下がった分、発光素子57
2のカソードの電位を上げることで、トランジスタ554に与えられる電圧(Vgs)が
小さくなるように補正した。
を、横軸が温度(℃)を、それぞれ表す。
と比較し、輝度の温度依存性が低減されていることが確認された。
せて用いることができる。
13 保護回路
14 画素回路
16 ゲート線駆動回路
17 端子部
18 信号線駆動回路
20 モニター回路
20A モニター回路
20B モニター回路
20C モニター回路
21 モニター発光素子
22 モニタートランジスタ
22A モニタートランジスタ
23 抵抗素子
24 端子
25 端子
26 端子
27 端子
30 補正回路
30A 補正回路
30B 補正回路
30C 補正回路
31 増幅回路
32 スイッチング素子
50 抵抗素子
61 コンバータ回路
62 メモリ回路
80 定電流回路
81 抵抗素子
82 抵抗素子
83 抵抗素子
84 抵抗素子
85 抵抗素子
88 増幅回路
89 増幅回路
90 補正回路
91 PC
92 FPGA
93 Buffer
94 データ信号送信器
95 DVI受信器
96 FPGA
97 Buffer
98 IC
100 トランジスタ
100A トランジスタ
100B トランジスタ
102 基板
104 導電膜
106 絶縁膜
107 絶縁膜
108 酸化物半導体膜
108a 酸化物半導体膜
108b 酸化物半導体膜
108c 酸化物半導体膜
112a 導電膜
112b 導電膜
114 絶縁膜
116 絶縁膜
118 絶縁膜
120 酸化物半導体膜
120a 酸化物半導体膜
120b 酸化物半導体膜
131 絶縁膜
132 絶縁膜
133 絶縁膜
140a 開口部
140b 開口部
141a 開口部
141b 開口部
142a 開口部
142b 開口部
142c 開口部
150 トランジスタ
160 トランジスタ
170 トランジスタ
180 トランジスタ
180b 酸化物半導体膜
552 トランジスタ
554 トランジスタ
562 容量素子
572 発光素子
580 スキャンドライバー
600 タッチパネル
601 基板
602 基板
603 接着層
610 入力装置
611 トランジスタ
612 駆動トランジスタ
613 選択トランジスタ
614 表示素子
615 容量素子
616 接続部
617 配線
621 絶縁層
622 絶縁層
623 絶縁層
624 絶縁層
625 絶縁層
626 スペーサ
631 電極
632 電極
633 電極
634 ブリッジ電極
635 導電膜
636 導電膜
637 導電膜
638 ナノワイヤ
641 電極
642 EL層
643 電極
644 光学調整層
650 FPC
651 IC
652 配線
653 配線
654 接続部
655 接続層
656 接続層
660 FPC
661 IC
662 表示部
663 駆動回路
664 配線
665 交差部
671 着色層
672 遮光層
673 絶縁層
674 絶縁層
681 基板
682 接着層
683 絶縁層
691 基板
692 接着層
694 絶縁層
702 基板
704 導電膜
706 絶縁膜
707 絶縁膜
708 酸化物半導体膜
712a 導電膜
712b 導電膜
712c 導電膜
714 絶縁膜
716 絶縁膜
718 絶縁膜
720 酸化物半導体膜
722 絶縁膜
724a 導電膜
724b 導電膜
726 構造体
728 EL層
730 導電膜
752a 開口部
752b 開口部
752c 開口部
800 インバータ
810 OSトランジスタ
820 OSトランジスタ
831 信号波形
832 信号波形
840 破線
841 実線
850 OSトランジスタ
860 CMOSインバータ
902 基板
904a 導電膜
904b 導電膜
906 絶縁膜
907 絶縁膜
909 酸化物導電膜
912d 導電膜
912e 導電膜
918 絶縁膜
944a 開口部
944b 開口部
950 半導体装置
2000 タッチパネル
2001 タッチパネル
2501 表示装置
2502t トランジスタ
2503c 容量素子
2503t トランジスタ
2504 走査線駆動回路
2505 画素
2509 FPC
2510 基板
2510a 絶縁層
2510b 可撓性基板
2510c 接着層
2511 配線
2519 端子
2521 絶縁層
2528 隔壁
2550 EL素子
2560 封止層
2567 着色層
2568 遮光層
2569 反射防止層
2570 基板
2570a 絶縁層
2570b 可撓性基板
2570c 接着層
2580 発光モジュール
2590 基板
2591 電極
2592 電極
2593 絶縁層
2594 配線
2595 タッチセンサ
2597 接着層
2598 配線
2599 接続層
2601 パルス電圧出力回路
2602 電流検出回路
2603 容量
2611 トランジスタ
2612 トランジスタ
2613 トランジスタ
2621 電極
2622 電極
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8007 バックライト
8008 光源
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 携帯情報端末
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
Claims (1)
- トランジスタを有する半導体装置であって、
前記半導体装置は、
画素回路と、モニター回路と、補正回路と、第1の電極と、第2の電極と、第3の電極と、を有し、
前記画素回路は、選択トランジスタと、駆動トランジスタと、発光素子と、を有し、
前記モニター回路は、モニター発光素子と、モニタートランジスタと、を有し、
前記補正回路は、増幅回路と、スイッチング素子と、を有し、
前記モニター発光素子の一対の電極の一方は、
前記第1の電極と電気的に接続され、
前記モニター発光素子の一対の電極の他方は、
前記モニタートランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続され、
前記モニタートランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、
前記増幅回路の第1の入力端子と電気的に接続され、
前記モニタートランジスタのゲート電極は、
前記増幅回路の出力端子と電気的に接続され、
前記第2の電極は、
前記増幅回路の第2の入力端子と電気的に接続され、
前記第3の電極は、
前記スイッチング素子を介して、前記モニタートランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方と電気的に接続され、
前記第3の電極と、前記モニタートランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方との間には、抵抗素子が接続され、
前記補正回路によって、前記発光素子に流れる電流を制御する、
ことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022139874A JP2022180409A (ja) | 2015-05-29 | 2022-09-02 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015110423 | 2015-05-29 | ||
JP2015110423 | 2015-05-29 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016098705A Division JP6832634B2 (ja) | 2015-05-29 | 2016-05-17 | 半導体装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022139874A Division JP2022180409A (ja) | 2015-05-29 | 2022-09-02 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021089434A true JP2021089434A (ja) | 2021-06-10 |
Family
ID=57398495
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016098705A Active JP6832634B2 (ja) | 2015-05-29 | 2016-05-17 | 半導体装置 |
JP2021014961A Withdrawn JP2021089434A (ja) | 2015-05-29 | 2021-02-02 | 表示装置 |
JP2022139874A Withdrawn JP2022180409A (ja) | 2015-05-29 | 2022-09-02 | 半導体装置 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016098705A Active JP6832634B2 (ja) | 2015-05-29 | 2016-05-17 | 半導体装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022139874A Withdrawn JP2022180409A (ja) | 2015-05-29 | 2022-09-02 | 半導体装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10423254B2 (ja) |
JP (3) | JP6832634B2 (ja) |
CN (1) | CN106211413B (ja) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6832634B2 (ja) * | 2015-05-29 | 2021-02-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US10501003B2 (en) | 2015-07-17 | 2019-12-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, lighting device, and vehicle |
US9852926B2 (en) | 2015-10-20 | 2017-12-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method for semiconductor device |
KR101905821B1 (ko) * | 2017-01-04 | 2018-10-08 | 순천대학교 산학협력단 | 조명 장치 |
WO2018138811A1 (ja) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | シャープ株式会社 | Oledパネル |
AT15574U3 (de) | 2017-05-11 | 2018-05-15 | Plansee Se | Flexibles Bauteil mit Schichtaufbau mit metallischer Lage |
CN107515698B (zh) * | 2017-09-11 | 2020-04-07 | 友达光电(苏州)有限公司 | 触控面板 |
KR102373995B1 (ko) * | 2017-10-30 | 2022-03-11 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 일체형 표시 장치 |
KR102379846B1 (ko) * | 2017-12-13 | 2022-03-29 | 후지필름 가부시키가이샤 | 도전성 부재, 터치 패널 및 표시 장치 |
JP7127802B2 (ja) * | 2018-04-18 | 2022-08-30 | 三国電子有限会社 | タッチ検出機能付き表示装置及びその製造方法 |
WO2019234548A1 (ja) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置の駆動方法 |
CN108628038B (zh) * | 2018-06-28 | 2021-02-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光晶体管及其发光方法、阵列基板和显示装置 |
KR20210027358A (ko) * | 2018-07-05 | 2021-03-10 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치 및 전자 기기 |
CN109032408A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种触摸屏、显示装置及触摸屏的制备方法 |
KR20210049900A (ko) * | 2018-09-12 | 2021-05-06 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치의 동작 방법 |
JP2020064965A (ja) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体装置、検出方法、電子機器及び電子機器の制御方法 |
KR20210025746A (ko) * | 2019-08-27 | 2021-03-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치 |
KR20220034330A (ko) * | 2020-09-11 | 2022-03-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 발광 표시 장치 |
CN115550818B (zh) * | 2022-10-17 | 2023-12-08 | 苏州清听声学科技有限公司 | 一种可折叠的定向发声装置、显示装置及制备工艺 |
CN115767401B (zh) * | 2022-10-17 | 2023-12-08 | 苏州清听声学科技有限公司 | 一种可折叠的定向发声装置、显示装置及制备工艺 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002318556A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Toshiba Corp | アクティブマトリクス型平面表示装置およびその製造方法 |
JP2005158493A (ja) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Seiko Epson Corp | 有機エレクトロルミネッセンス装置および電子機器 |
JP2007226184A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-09-06 | Seiko Epson Corp | 発光装置および電子機器 |
JP2011054942A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-03-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
CN203721731U (zh) * | 2014-03-11 | 2014-07-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种oled阵列基板及显示器 |
JP2015015459A (ja) * | 2013-06-05 | 2015-01-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010030511A1 (en) | 2000-04-18 | 2001-10-18 | Shunpei Yamazaki | Display device |
TW512304B (en) | 2000-06-13 | 2002-12-01 | Semiconductor Energy Lab | Display device |
US6580657B2 (en) | 2001-01-04 | 2003-06-17 | International Business Machines Corporation | Low-power organic light emitting diode pixel circuit |
US7002435B2 (en) * | 2002-09-27 | 2006-02-21 | Kyocera Corporation | Variable capacitance circuit, variable capacitance thin film capacitor and radio frequency device |
CA2443206A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-03-23 | Ignis Innovation Inc. | Amoled display backplanes - pixel driver circuits, array architecture, and external compensation |
JP2005122076A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | El表示装置 |
JP2005331933A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-12-02 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機el表示装置 |
US7245297B2 (en) | 2004-05-22 | 2007-07-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and electronic device |
JP5138163B2 (ja) | 2004-11-10 | 2013-02-06 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ |
BRPI0517568B8 (pt) | 2004-11-10 | 2022-03-03 | Canon Kk | Transistor de efeito de campo |
CA2510855A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-06 | Ignis Innovation Inc. | Fast driving method for amoled displays |
JP4462249B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2010-05-12 | ソニー株式会社 | 発光ダイオードの製造方法、集積型発光ダイオードの製造方法および窒化物系iii−v族化合物半導体の成長方法 |
JP5409697B2 (ja) * | 2010-06-24 | 2014-02-05 | 株式会社ジャパンディスプレイ | フラットパネルディスプレイ |
US8487844B2 (en) | 2010-09-08 | 2013-07-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | EL display device and electronic device including the same |
JP5667960B2 (ja) * | 2011-10-14 | 2015-02-12 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置、タッチ検出装置、および電子機器 |
US9753559B2 (en) * | 2012-10-19 | 2017-09-05 | Texas Instruments Incorporated | Feedback integrator current source, transistor, and resistor coupled to input |
WO2015132694A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Touch sensor, touch panel, and manufacturing method of touch panel |
KR20170098839A (ko) | 2014-12-29 | 2017-08-30 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치를 가지는 표시 장치 |
JP6832634B2 (ja) * | 2015-05-29 | 2021-02-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US20170346005A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | Imec Vzw | Rare-Earth Metal Oxide Resistive Random Access Non-Volatile Memory Device |
-
2016
- 2016-05-17 JP JP2016098705A patent/JP6832634B2/ja active Active
- 2016-05-19 US US15/159,020 patent/US10423254B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-26 CN CN201610363315.1A patent/CN106211413B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2021
- 2021-02-02 JP JP2021014961A patent/JP2021089434A/ja not_active Withdrawn
-
2022
- 2022-09-02 JP JP2022139874A patent/JP2022180409A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002318556A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Toshiba Corp | アクティブマトリクス型平面表示装置およびその製造方法 |
JP2005158493A (ja) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Seiko Epson Corp | 有機エレクトロルミネッセンス装置および電子機器 |
JP2007226184A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-09-06 | Seiko Epson Corp | 発光装置および電子機器 |
JP2011054942A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-03-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP2015015459A (ja) * | 2013-06-05 | 2015-01-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
CN203721731U (zh) * | 2014-03-11 | 2014-07-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种oled阵列基板及显示器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022180409A (ja) | 2022-12-06 |
US10423254B2 (en) | 2019-09-24 |
CN106211413A (zh) | 2016-12-07 |
JP6832634B2 (ja) | 2021-02-24 |
US20160349904A1 (en) | 2016-12-01 |
CN106211413B (zh) | 2020-04-21 |
JP2016224429A (ja) | 2016-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6832634B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6977087B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2021073514A (ja) | 半導体装置 | |
JP6944003B2 (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
JP6994554B2 (ja) | 半導体装置、表示装置、及び表示モジュール | |
JP7008781B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2022046523A (ja) | 表示装置 | |
JP2020194977A (ja) | 半導体装置 | |
JP6749115B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6727794B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP7023114B2 (ja) | 半導体装置、表示装置、表示モジュール、電子機器 | |
JP2021114617A (ja) | 半導体装置 | |
JP6942486B2 (ja) | 半導体装置および表示装置 | |
JP7027588B2 (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
JP2020198434A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210304 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210304 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211214 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220209 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220621 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20220905 |