JP6683576B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
用いて薄膜トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタ
はICや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッ
チング素子として開発が急がれている。金属酸化物は多様に存在しさまざまな用途に用い
られている。
、例えば、酸化タングステン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛などがあり、このよう
な半導体特性を示す金属酸化物をチャネル形成領域とする薄膜トランジスタが既に知られ
ている(特許文献1及び特許文献2)。
て鈍感であり、膜中にはかなりの金属不純物が含まれていても問題がなく、ナトリウムの
ようなアルカリ金属が多量に含まれる廉価なソーダ石灰ガラスも使える」といったことが
述べられている(非特許文献1参照)。
生じると、その電気伝導度が変化する恐れがある。このような現象は、酸化物半導体を用
いたトランジスタにとって電気的特性の変動要因となる。
が変化する恐れがある。
し、信頼性の高い半導体装置を作製することを課題の一とする。
行うことのできる半導体装置の作製プロセスを提供することを課題の一とする。
形成し、第1の材料膜を核として、六方晶の結晶構造を有する第2の材料膜(結晶性酸化
物半導体膜)を形成し、第1の材料膜と第2の材料膜の積層を形成する半導体装置の作製
方法である。なお、第1の材料膜と第2の材料膜は異なる材料から形成される。
、或いは窒化アルミニウム)、或いはコランダム型結晶構造を有する材料膜(α−Al2
O3、α−Ga2O3、In2O3、Ti2O3、V2O3、Cr2O3、或いはα−F
e2O3)を用いることができる。また、良好な結晶構造を得るためにこれらの材料膜を
積層させて用いてもよく、例えば、窒化アルミニウム膜上に窒化ガリウム膜を積層したも
のを用いてもよい。
にみられる結晶構造の一つである。図6(A)及び図6(B)は、ウルツ鉱型結晶構造を
示す図であり、黒丸がガリウムまたはアルミニウム、白丸が酸素を示す。図6(A)は、
a−b面における、ウルツ鉱型結晶構造の模式図であり、図6(B)は、c軸方向を縦方
向とした、ウルツ鉱型結晶構造の模式図である。
ウム、ガリウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、またはアルミニウム、白丸が酸素を
示す。図7(A)は、a−b面における、コランダム型結晶構造の模式図であり、図7(
B)は、c軸方向を縦方向とした、コランダム型結晶構造の模式図である。
。例えば、四元系金属酸化物であるIn−Al−Ga−Zn−O系の材料、In−Sn−
Ga−Zn−O系の材料、三元系金属酸化物であるIn−Ga−Zn−O系の材料、In
−Al−Zn−O系の材料、In−Sn−Zn−O系の材料、Sn−Ga−Zn−O系の
材料、Al−Ga−Zn−O系の材料、Sn−Al−Zn−O系の材料、二元系金属酸化
物であるIn−Zn−O系の材料、In−Ga−O系の材料、Sn−Zn−O系の材料、
Al−Zn−O系の材料などがある。また、In−Si−Ga−Zn−O系の材料や、I
n−Ga−B−Zn−O系の材料や、In−B−Zn−O系の材料を用いてもよい。また
、上記の材料にSiO2を含ませてもよい。ここで、例えば、In−Ga−Zn−O系の
材料とは、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)を有する酸化物、とい
う意味であり、その組成比は特に問わない。また、InとGaとZn以外の元素を含んで
いてもよい。
℃以上400℃以下とする。成膜時における基板温度を200℃以上400℃以下とする
ことにより、第1の材料膜の表面上に接して成膜する第2の材料膜に六方晶の結晶構造を
持たせることができる。
は250℃以上好ましくは基板の熱処理上限温度以下とする。250℃は、水、水素など
の不純物の被成膜物中への混入を防ぎ、チャンバー内の気相へ不純物を放出する温度であ
る。また、スパッタリング法による成膜時における被成膜面の温度の上限は、基板の熱処
理上限温度、或いは成膜物の上限温度(その温度を超えると大きく成膜中の成分が変化す
る温度)とする。成膜時における基板温度を250℃以上とすることにより、第1の材料
膜の表面上に接して成膜する第2の材料膜に六方晶の結晶構造を持たせることができる。
ることで、被成膜面及び被成膜物への、アルカリ金属、水素等の不純物の混入を低減する
ことができる。なお、被成膜物に含まれる水素は、水素原子の他、水素分子、水、水酸基
、または水素化物として含まれる場合もある。
とすることで、スパッタリング法による成膜途中における結晶性酸化物半導体膜への、ア
ルカリ金属、水素化物等の不純物の混入を低減することができる。
外部リークとは、微小な穴やシール不良などによって真空系の外から気体が流入すること
である。内部リークとは、真空系内のバルブなどの仕切りからの漏れや内部の部材からの
放出ガスに起因する。リークレートを1×10−10Pa・m3/秒以下とするためには
、外部リーク及び内部リークの両面から対策をとる必要がある。
タルガスケットは、フッ化鉄、酸化アルミニウム、または酸化クロムによって被覆された
金属材料を用いると好ましい。メタルガスケットはOリングと比べ密着性が高く、外部リ
ークを低減できる。また、フッ化鉄、酸化アルミニウム、酸化クロムなどの不動態によっ
て被覆された金属材料を用いることで、メタルガスケットから生じる水素を含む放出ガス
が抑制され、内部リークも低減することができる。
アルミニウム、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケルまたはバナジウムを用いる。ま
た、前述の材料を鉄、クロム及びニッケルなどを含む合金材料に被覆して用いてもよい。
鉄、クロム及びニッケルなどを含む合金材料は、剛性があり、熱に強く、また加工に適し
ている。ここで、表面積を小さくするために部材の表面凹凸を研磨などによって低減して
おくと、放出ガスを低減できる。あるいは、前述のスパッタリング装置の部材をフッ化鉄
、酸化アルミニウム、酸化クロムなどの不動態で被覆してもよい。
好ましく、例えば石英などで構成される覗き窓などを設置する場合も、放出ガスを抑制す
るために表面をフッ化鉄、酸化アルミニウム、酸化クロムなどの不動態で薄く被覆すると
よい。
精製機を設けることが好ましい。このとき、精製機から処理室までの配管の長さを5m以
下、好ましくは1m以下とする。配管の長さを5m以下または1m以下とすることで、配
管からの放出ガスの影響を長さに応じて低減できる。
ッ化鉄、酸化アルミニウム、酸化クロムなどの不動態で内部が被覆された金属配管を用い
ることが好ましい。前述の配管は、例えばSUS316L−EP配管と比べ、水素を含む
放出ガスの量が少なく、成膜ガスへの不純物の混入を低減できる。また、配管の継手には
、高性能超小型メタルガスケット継手(UPG継手)を用いるとよい。また、配管の材料
を全て金属材料で構成することで、樹脂等を用いた場合と比べ、生じる放出ガス及び外部
リークの影響を低減できるため好ましい。
オンポンプ、ターボ分子ポンプ及びクライオポンプなどの高真空ポンプとを適宜組み合わ
せて行うとよい。ターボ分子ポンプは大きいサイズの分子の排気が優れる一方、水素や水
の排気能力が低い。そこで、水の排気能力の高いクライオポンプ及び水素の排気能力の高
いスパッタイオンポンプを組み合わせることが有効となる。
室の圧力に影響しないが、処理室を排気した際のガス放出の原因となる。そのため、リー
クレートと排気速度に相関はないが、排気能力の高いポンプを用いて、処理室に存在する
吸着物をできる限り脱離し、予め排気しておくことが重要である。なお、吸着物の脱離を
促すために、処理室をベーキングしてもよい。ベーキングすることで吸着物の脱離速度を
10倍程度大きくすることができる。ベーキングは100℃以上450℃以下で行えばよ
い。このとき、不活性ガスを導入しながら吸着物の除去を行うと、排気するだけでは脱離
しにくい水などの脱離速度をさらに大きくすることができる。
入するアルカリ金属、水素原子、水素分子、水、水酸基、または水素化物等を低減するこ
とができる。また、当該ターゲットを用いることで、結晶性酸化物半導体膜において、リ
チウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の濃度を低減することができる。
行われ、アルカリ金属の濃度が5×1016atoms/cm3以下、水素の濃度が1×
1019atoms/cm3以下である、不純物を極めて低減した結晶性酸化物半導体膜
を形成することができる。
定した電気的特性を有し、且つ、信頼性の高いトランジスタを実現できる。さらに、トラ
ンジスタのプロセスにおける最高の加熱温度を450℃以下とすることで、マザーガラス
のような大きな基板を用いて、信頼性の高い半導体装置の大量生産を行うことができる。
び/又はゲート絶縁層を作製する際に、処理室の排気は吸着型の真空ポンプを用いること
が好ましい。例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを
用いることが好ましい。上記吸着型の真空ポンプは、第1の材料膜、及び/又は第2の材
料膜、及び/又はゲート絶縁層に含まれる水素、水、水酸基又は水素化物の量を低減する
ように作用する。
となりえるため、成膜時、基板搬送時などにおいて、これらの不純物を十分に低減された
雰囲気で作製工程を進めることが好ましい。
絶縁表面上に六方晶の結晶構造を有する第1の材料膜と、第1の材料膜上に接する六方晶
の結晶構造を有する第2の材料膜と、第2の材料膜上にゲート絶縁層と、ゲート絶縁層上
にゲート電極層とを有し、第2の材料膜は、第1の材料膜よりも膜厚が厚く、第2の材料
膜は結晶性酸化物半導体膜である半導体装置である。
層と、ゲート絶縁層上に六方晶の結晶構造を有する第1の材料膜と、第1の材料膜上に接
する六方晶の結晶構造を有する第2の材料膜とを有し、第2の材料膜は、第1の材料膜よ
りも膜厚が厚く、第2の材料膜は結晶性酸化物半導体膜である半導体装置である。
略垂直なc軸を有している六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領
域に有するトランジスタを作製することで、トランジスタに光照射が行われ、またはバイ
アス−熱ストレス(BT)試験前後においてもトランジスタのしきい値電圧の変化量が低
減でき、安定した電気的特性を有するトランジスタを作製することができる。
。
−O−M−、Oは酸素原子、Mは金属原子)が秩序化している。すなわち、酸化物半導体
がアモルファス構造の場合は、個々の金属原子によって配位数が異なることも有り得るが
、結晶性酸化物半導体ではほぼ一定となる。そのことにより、微視的な酸素の欠損が減少
し、後述するような「空間」における水素原子(水素イオンを含む)やアルカリ金属原子
の脱着による電荷の移動や不安定性を減少させる効果がある。
子や酸素原子の濃度が微視的に不均一となり、場所によっては原子の存在しない部分(「
空間」)が存在することがある。そのような「空間」には、例えば、水素原子(水素イオ
ンを含む)やアルカリ金属原子が捕獲され、場合によっては酸素と結合すると考えられる
。また、そのような「空間」をつたって、それらの原子が移動することも起こりえる。
原子の存在は信頼性の面で大きな問題となる。特に、そのような原子の移動は高い電界や
光エネルギーを印加することにより生ずるので、酸化物半導体をそのような条件で使用す
る場合には、特性が不安定となる。すなわち、アモルファス酸化物半導体の信頼性は結晶
性酸化物半導体より劣ることとなる。
説明する。ただし、以下で説明し、実際に得たサンプル2は、成膜温度200℃で第1の
材料膜を成膜した後、窒素雰囲気下で450℃加熱を行い、成膜温度200℃で第2の材
料膜を成膜した後、ドライエアー雰囲気下で450℃加熱を行い、結晶性酸化物半導体膜
を得たものである。サンプル2は、第1の材料膜と第2の材料膜が同じである結晶性酸化
物半導体膜についてであるが、異なる場合であっても同様のことが言えることは言うまで
もない。比較に用いたサンプル1は、単層の材料膜をRTAによって650℃加熱した後
、ドライエアー雰囲気下で450℃加熱を行い、結晶性酸化物半導体膜を得たものである
。
極との間の電圧(Vg)を変化させたときの、トランジスタのドレイン電極とソース電極
との間の電流(Id)を測定して得られるトランジスタのId−Vg曲線を測定する。な
お、酸化物半導体膜を用いたトランジスタにおいて、光を照射しながら−BT試験を行う
、即ちマイナスゲート・ストレスを印加するとトランジスタのしきい値が変化する劣化が
ある。この劣化を光負バイアス劣化とも呼ぶ。
400nm、照射強度3.5mW/cm2)を照射した前後の光応答性を測定した結果を
元に、光応答性のグラフ(光電流時間依存性グラフ)を作成した結果を図12(A)に示
す。なお、Vdは0.1Vである。
400nm、照射強度3.5mW/cm2)を照射した前後の光応答性を測定した結果を
元に、光応答性のグラフ(光電流時間依存性グラフ)を作成した結果を図12(B)に示
す。なお、Vdは0.1Vである。
μm/10000μm)や、サンプル2と作製条件が同じトランジスタのW幅を大きくし
た条件でさらにVdを大きくした条件(Vd=15V)でも測定を行い、フィッティング
を行って、それぞれの二種類の緩和時間(τ1とτ2)を表1に示す。
τ2を算出する方法を光応答欠陥評価法と呼ぶ。
が早いことがわかる。これらのことから、光負バイアス劣化が小さいほど光応答性も早い
という関係を見いだすことができる。
されるならば、光負バイアス劣化においてはゲートに印加されたマイナスバイアスによっ
て固定電荷となり、光応答においては電流値の緩和時間を大きくする可能性がある。結晶
性酸化物半導体膜を用いたトランジスタで、光負バイアス劣化が小さく、光応答性も早い
のは、上記の正孔をトラップするドナー準位の密度が小さくなっていることに起因してい
ると予想される。図13に予想されるドナー準位の模式図を示す。
化物半導体膜の成膜時の基板温度が400℃における場合と酸化物半導体膜の、成膜時の
基板温度が200℃の場合を図14に示す。
eV付近のピーク強度が基板温度200℃のそれと比較して大幅に減少していた。この測
定結果は、ドナー準位の深さは変わらず、密度が大幅に減少していることを示唆している
。
価を行った。
したものである。なお、酸化物半導体膜の成膜条件は、酸化物半導体用ターゲット(In
−Ga−Zn−O系酸化物半導体用ターゲット(In2O3:Ga2O3:ZnO=1:
1:2[mol数比]))を用いて、基板とターゲットの間との距離を170mm、基板
温度200℃、圧力0.4Pa、直流(DC)電源0.5kW、アルゴン(30sccm
)及び酸素(15sccm)の混合雰囲気下である。
z)の吸収の起こる磁場の値(H0)から式g=hv/βH0を用いてg値というパラメ
ータが得られる。なお、hはプランク定数であり、βはボーア磁子であり、どちらも定数
である。
行ったものを、サンプルBとする。サンプルBのg値を示すグラフを図15(B)に示す
。
1時間加熱を行ったものを、サンプルCとする。サンプルCのg値を示すグラフを図15
(C)に示す。
1.8×1018[spins/cm3]となっていた。一方、サンプルCのESRの結
果では、g=1.93のシグナルが確認できなかったことから、g=1.93のシグナル
は、酸化物半導体膜中のメタルのダングリングボンドに起因する。
化物半導体膜を成膜したものである。なお、酸化物半導体膜の成膜条件は、酸化物半導体
用ターゲット(In−Ga−Zn−O系酸化物半導体用ターゲット(In2O3:Ga2
O3:ZnO=1:1:2[mol数比]))を用いて、基板とターゲットの間との距離
を170mm、圧力0.4Pa、直流(DC)電源0.5kW、アルゴン(30sccm
)及び酸素(15sccm)の混合雰囲気下である。また、サンプルD、E、F、Gは、
それぞれ成膜時の基板温度が異なっており、サンプルDは室温、サンプルEは200℃、
サンプルFは300℃、サンプルGは400℃である。
、スピン密度は1.3×1018[spins/cm3]となっていた。そのスピン密度
は、サンプルBで得られたg=1.93のシグナルのスピン密度と同程度である。
の異方性の増大が確認された。また、g=1.93シグナルの起因となるダングリングボ
ンドは膜厚依存性を持ち、IGZOのバルクに存在することが示唆される。
合と基板表面に対して平行に印加した場合でのg値の違い(異方性)も表す。
を行ったサンプルHのESR測定を行った図18では、磁場を基板表面に対して垂直に印
加した場合と基板表面に対して平行に印加した場合でのg値の違い(異方性)も表す。
.001以下であったのに対し、基板温度400℃ではΔgが0.003と大きくなるこ
とがわかる。一般に、結晶性が良い(軌道の向きがそろっている)ほど、異方性が大きく
なるということが知られており、基板温度400℃の膜は基板温度200℃の膜に比べて
、窒素雰囲気下、450℃、1時間の加熱で生じるメタルのダングリングボンドの向きが
そろっている、すなわち結晶性が良いということが結論される。
度変化を図19及び図20に示す。図19及び図20の結果から、g=1.93シグナル
の強度は酸化物半導体膜の膜厚が増えるに従って増加することが確認された。このことは
g=1.93シグナルの起因となるダングリングボンドは石英基板と酸化物半導体膜の界
面や酸化物半導体膜表面ではなくバルクに存在していることを示唆している。
が高いほうが、結晶性が良いため大きくなることがわかる。また、メタルのダングリング
ボンドは界面や表面ではなくバルクに存在するということがわかる。
場合は、その上に形成する結晶性酸化物半導体膜も450℃以下で形成することができる
ため、マザーガラスのような大きな基板を用いて、信頼性の高い半導体装置の大量生産を
行うことができる。
以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。
本実施の形態では、半導体装置の構造及び作製方法について、図1を用いて説明する。
0は、絶縁表面を有する基板100上に、酸化物絶縁層101、チャネル形成領域を含む
半導体積層、ソース電極層104a、ドレイン電極層104b、ゲート絶縁層102、ゲ
ート電極層112、絶縁膜110aを含む。半導体積層の端部を覆ってソース電極層10
4a、及びドレイン電極層104bが設けられ、ソース電極層104a、及びドレイン電
極層104bを覆うゲート絶縁層102は、半導体積層の一部に接する。該半導体積層の
一部上にゲート絶縁層102を介してゲート電極層112が設けられる。
説明する。
工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。ま
た、ステンレスなどの金属基板の表面に絶縁膜を設けた基板や、半導体基板の表面に絶縁
膜を設けた基板を適用しても良い。基板100がマザーガラスの場合、基板の大きさは、
第1世代(320mm×400mm)、第2世代(400mm×500mm)、第3世代
(550mm×650mm)、第4世代(680mm×880mm、または730mm×
920mm)、第5世代(1000mm×1200mmまたは1100mm×1250m
m)、第6世代(1500mm×1800mm)、第7世代(1900mm×2200m
m)、第8世代(2160mm×2460mm)、第9世代(2400mm×2800m
m、または2450mm×3050mm)、第10世代(2950mm×3400mm)
等を用いることができる。マザーガラスは、処理温度が高く、処理時間が長いと大幅に収
縮するため、マザーガラスを使用して大量生産を行う場合、作製工程の加熱処理は、60
0℃以下、好ましくは450℃以下とすることが望ましい。
nm以下の膜厚で、酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化シ
リコン膜、酸化窒化アルミニウム膜、または窒化酸化シリコン膜から選ばれた一層または
これらの積層を用いる。下地絶縁層として用いられる酸化物絶縁層101は、膜中(バル
ク中)に少なくとも化学量論比を超える量の酸素が存在することが好ましく、例えば酸化
シリコン膜を用いる場合には、SiO2+α(ただし、α>0)とする。酸化物絶縁層1
01の膜厚を厚くすることで、後に行われる加熱処理における酸化物絶縁層101の酸素
放出量を増加させることができると共に、その増加によって酸化物絶縁層101及び後に
形成される酸化物半導体膜との界面における欠陥を低減することが可能である。
止のため、酸化物絶縁層101と基板100との間に窒化物絶縁層としてPCVD法また
はスパッタリング法で得られる窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜などを形成してもよ
い。LiやNaなどのアルカリ金属は、不純物であるため含有量を少なくすることが好ま
しい。
成する(図1(A)参照)。
、ガリウムとプラズマにより生成した活性窒素を用いて六方晶構造の窒化ガリウム膜を得
る。また、六方晶構造の窒化ガリウム膜が得られるのであれば、MBE法に限定されず、
トリメチルガリウムとアンモニアガスを原料として、窒素ガスなどをキャリアガスとして
有機金属気相エピタキシー法(MOCVD法)を用いて六方晶構造の窒化ガリウム膜を形
成することもできる。この第1の材料膜118は、a−b面において六角形の格子を有す
る結合を有し、a−b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している六方晶構造
の窒化ガリウム結晶を有しており、種結晶となる。なお、種結晶は、a−b面において六
角形の格子を有する結合を有する層をc軸方向に1原子層以上有する。
に第2の材料膜、即ち六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜108を形成する
(図1(B)参照)。第2の材料膜の膜厚は、第1の材料膜の膜厚より厚くし、例えば1
0nmよりも厚い膜厚とする。
系酸化物半導体用ターゲット(In2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:2[mol数
比]))を用いて、基板とターゲットの間との距離を170mm、基板温度400℃、圧
力0.4Pa、直流(DC)電源0.5kW、酸素のみ、アルゴンのみ、又はアルゴン及
び酸素の雰囲気下で形成し、膜厚25nmの結晶性酸化物半導体膜108を得る。
酸素、希ガス及び酸素の混合ガスを適宜用いる。また、スパッタリングガスには、水素、
水、水酸基または水素化物などの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい
。なお、第2の材料膜を成膜する処理室の圧力を0.4Pa以下とすることで、結晶性酸
化物半導体膜の表面及び膜中への、アルカリ金属、水素等の不純物の混入を低減すること
ができる。また、第2の材料膜を成膜する処理室のリークレートを1×10−10Pa・
m3/秒以下とすることで、スパッタリング法による成膜途中における結晶性酸化物半導
体膜への、アルカリ金属、水素、水、水酸基または水素化物等の不純物の混入を低減する
ことができる。また、排気系として吸着型の真空ポンプを用いることで、排気系からアル
カリ金属、水素、水、水酸基または水素化物等の不純物の逆流を低減することができる。
また、第2の材料膜を成膜するためのターゲットの純度を、99.99%以上とすること
で、結晶性酸化物半導体膜に混入するアルカリ金属、水素、水、水酸基または水素化物等
を低減することができる。また、当該ターゲットを用いることで、結晶性酸化物半導体膜
において、リチウムの濃度を5×1015cm−3以下、好ましくは1×1015cm−
3以下、ナトリウムの濃度を5×1016cm−3以下、好ましくは1×1016cm−
3以下、さらに好ましくは1×1015cm−3以下、カリウムの濃度を5×1015c
m−3以下、好ましくは1×1015cm−3以下とすることができる。
あり、少ないほうがよい。特にアルカリ金属のうち、ナトリウムは結晶性酸化物半導体に
接する酸化物絶縁膜に拡散し、Na+となる。また、結晶性酸化物半導体内において、金
属と酸素の結合を分断し、あるいは結合中に割り込む。その結果、トランジスタ特性の劣
化(例えば、ノーマリオン化(しきい値の負へのシフト)、移動度の低下等)をもたらす
。加えて、特性のばらつきの原因ともなる。このような問題は、特に結晶性酸化物半導体
膜中の水素の濃度が十分に低い場合において顕著となる。したがって、結晶性酸化物半導
体膜中の水素の濃度が5×1019cm−3以下、特に5×1018cm−3以下である
場合には、アルカリ金属の濃度を上記の値にすることが強く求められる。
50℃以上基板の熱処理上限温度以下に加熱する。従って、成膜中に種結晶を核とし、被
成膜表面に堆積する原子が酸化されつつ結晶成長するため、結晶性酸化物半導体膜108
を作製することができる。
1016atoms/cm3以下、水素の濃度が1×1019atoms/cm3以下と
した、不純物を極めて低減した結晶性酸化物半導体膜を形成することができる。結晶性酸
化物半導体膜の不純物を低減することで、種結晶及び結晶性酸化物半導体膜の結晶成長が
促進され、単結晶、または実質的に単結晶である結晶性酸化物半導体膜を形成することが
できる。この結晶性酸化物半導体膜108は、非晶質構造ではなく、結晶性構造、理想的
には単結晶構造であり、基板平面に概略垂直なc軸を有した結晶(C Axis Ali
gned Crystal; CAACともよぶ。)を含む酸化物を有する。
。加熱処理の温度は、400℃以上750℃以下とする。また、加熱処理の加熱時間は1
分以上24時間以下とする。
に行うことが好ましい。例えば、図8に上面図を示す製造装置を用いればよい。図8に示
す製造装置は、枚葉式マルチチャンバー装置であり、3つの成膜装置10a、10b、1
0cや、被処理基板を収容するカセットポート14を3つ有する基板供給室11や、ロー
ドロック室12a、12bや、搬送室13や、基板加熱室15などを有している。なお、
基板供給室11及び搬送室13には、被処理基板を搬送するための搬送ロボットがそれぞ
れ配置されている。成膜装置10a、10b、10c、搬送室13、及び基板加熱室15
は、水素及び水分をほとんど含まない雰囲気(不活性雰囲気、減圧雰囲気、乾燥空気雰囲
気など)下に制御することが好ましく、例えば、水分については露点−40℃以下、好ま
しくは露点−50℃以下の乾燥窒素雰囲気とする。図8の製造装置を用いた作製工程の手
順の一例は、まず、基板供給室11から被処理基板を搬送し、ロードロック室12aと搬
送室13を経て基板加熱室15に移動させ、基板加熱室15で被処理基板に付着している
水分を真空ベークなどで除去し、その後、搬送室13を経て成膜装置10cに被処理基板
を移動させ、成膜装置10c内で酸化物絶縁層101を成膜する。そして、大気に触れる
ことなく、搬送室13を経て成膜装置10aに被処理基板を移動させ、成膜装置10a内
で膜厚5nmの第1の材料膜118を成膜する。そして、大気に触れることなく、搬送室
13を経て成膜装置10bに被処理基板を移動させ、成膜装置10b内で膜厚10nmよ
りも厚い結晶性酸化物半導体膜108を成膜する。そして、大気に触れることなく、搬送
室13を経て基板加熱室15に被処理基板を移動させ、加熱処理を行う。このように、図
8の製造装置を用いることによって大気に触れることなく、作製プロセスを進めることが
できる。
て島状の半導体積層を形成する。図では、第1の材料膜118と結晶性酸化物半導体膜1
08は、材料が異なるため、界面を実線で示し、積層と説明しているが、後の熱処理など
により界面が不明瞭になることもある。また、第1の材料膜として、α−Ga2O3、I
n2O3を用いる場合には、結晶性酸化物半導体膜108と材料が一部同じであるため、
界面が不明瞭となることもある。
をエッチングすることによって行うことができる。上述のマスクは、フォトリソグラフィ
などの方法を用いて形成することができる。または、インクジェット法などの方法を用い
てマスクを形成しても良い。
もちろん、これらを組み合わせて用いてもよい。
る配線を含む)を形成するための導電膜を形成し、当該導電膜を加工して、ソース電極層
104aおよびドレイン電極層104bを形成する(図1(C)参照)。ソース電極層1
04aおよびドレイン電極層104bは、スパッタリング法等により、モリブデン、チタ
ン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料
又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる
。
04bを覆うゲート絶縁層102を形成する(図1(D)参照)。ゲート絶縁層102は
、プラズマCVD法又はスパッタリング法等を用いて形成した酸化物絶縁層であり、酸化
シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸
化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、又はこれらの混合材料を
用いて単層で又は積層して形成する。ゲート絶縁層102の膜厚は、10nm以上200
nm以下である。
酸化シリコン膜を形成する。そして、ゲート絶縁層102の形成後に第2の加熱処理を行
う。第2の加熱処理の条件は、不活性雰囲気、酸素雰囲気、酸素と窒素の混合雰囲気下で
、200℃以上400℃以下とする。また、第2の加熱処理の加熱時間は1分以上24時
間以下とする。第2の加熱処理によって、ゲート絶縁層102から半導体積層への酸素供
給が行われ、加熱処理温度が高いほど光を照射しながら−BT試験を行った時のしきい値
の変化量は抑制される。
ート電極層112を形成する。ゲート電極層112は、ゲート絶縁層102を介して半導
体積層の一部と重なる。ゲート電極層112を形成するための導電膜は、スパッタリング
法等により、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジ
ム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は
積層して形成することができる。
10bを形成する(図1(E)参照)。
化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化ア
ルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、又はこれらの混合材料を用いて単
層で又は積層して形成することができる。本実施の形態では、絶縁膜110aとしてスパ
ッタリング法で得られる300nmの酸化シリコン膜を用い、窒素雰囲気下で250℃、
1時間の加熱処理を行う。その後、水分の侵入防止や、アルカリ金属の侵入防止のため、
絶縁膜110bとしてスパッタリング法で得られる窒化シリコン膜を形成する。LiやN
aなどのアルカリ金属は、不純物であるため含有量を少なくすることが好ましく、半導体
積層中に2×1016cm−3以下、好ましくは、1×1015cm−3以下の濃度とす
る。なお、本実施の形態では絶縁膜110a、及び絶縁膜110bの2層構造とする例を
示したが、単層構造としてもよい。
形の格子を有する結合を有し、a−b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有する
六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタ1
20は、光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的
特性を有する。
本実施の形態では、実施の形態1と一部異なる工程例を図2を用いて説明する。なお、図
2において、図1と同一の箇所には同じ符号を用い、同じ符号の詳細な説明はここでは省
略する。
0は、絶縁表面を有する基板100上に、酸化物絶縁層101、ソース電極層104a、
ドレイン電極層104b、チャネル形成領域を含む半導体積層、ゲート絶縁層102、ゲ
ート電極層112、絶縁膜110aを含む。ソース電極層104a、及びドレイン電極層
104bを覆って半導体積層が設けられる。該半導体積層の一部上にゲート絶縁層102
を介してゲート電極層112が設けられる。
説明する。
成される配線を含む)を形成するための導電膜を形成し、当該導電膜を加工して、ソース
電極層104aおよびドレイン電極層104bを形成する。
m以下の第1の材料膜118を形成する(図2(A)参照)。
する(図2(B)参照)。
の温度は、400℃以上750℃以下とする。
体積層を加工して島状の半導体積層を形成する。
ート電極層112を形成する。ゲート電極層112は、ゲート絶縁層102を介して半導
体積層の一部と重なる。
10bを形成する(図2(D)参照)。
る結合を有し、a−b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有する六方晶構造の結
晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するので、トランジスタ130は、
光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的特性を有
する。
本実施の形態では、実施の形態1と一部異なる工程例を図3を用いて説明する。なお、図
3において、図1と同一の箇所には同じ符号を用い、同じ符号の詳細な説明はここでは省
略する。
0は、絶縁表面を有する基板100上に、酸化物絶縁層101、ゲート電極層112、ゲ
ート絶縁層102、ソース電極層104a、ドレイン電極層104b、チャネル形成領域
を含む半導体積層、絶縁膜110aを含む。ソース電極層104a、及びドレイン電極層
104bを覆って半導体積層が設けられる。半導体積層において、ゲート絶縁層102を
介してゲート電極層112と重なる領域の一部がチャネル形成領域として機能する。
説明する。
ート電極層112を形成する。
成される配線を含む)を形成するための導電膜を形成し、当該導電膜を加工して、ソース
電極層104aおよびドレイン電極層104bを形成する(図3(B)参照)。
m以下の第1の材料膜118を形成する(図3(C)参照)。
する(図3(D)参照)。
の温度は、400℃以上750℃以下とする。また、加熱処理の加熱時間は1分以上24
時間以下とする。
て島状の半導体積層を形成する(図3(E)参照)。
をエッチングすることによって行うことができる。上述のマスクは、フォトリソグラフィ
などの方法を用いて形成することができる。または、インクジェット法などの方法を用い
てマスクを形成しても良い。
もちろん、これらを組み合わせて用いてもよい。
110a、絶縁膜110bを形成する(図3(F)参照)。
る結合を有し、a−b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有する六方晶構造の結
晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するので、トランジスタ140は、
光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的特性を有
する。
本実施の形態では、実施の形態3と一部異なる工程例を図4を用いて説明する。なお、図
4において、図3と同一の箇所には同じ符号を用い、同じ符号の詳細な説明はここでは省
略する。
0は、絶縁表面を有する基板100上に、酸化物絶縁層101、ゲート電極層112、ゲ
ート絶縁層102、チャネル形成領域を含む半導体積層、ソース電極層104a、ドレイ
ン電極層104b、絶縁膜110aを含む。半導体積層を覆ってソース電極層104a、
及びドレイン電極層104bが設けられる。半導体積層において、ゲート絶縁層102を
介してゲート電極層112と重なる領域の一部がチャネル形成領域として機能する。
説明する。
ート電極層112を形成する。
成する(図4(B)参照)。
する(図4(C)参照)。
て島状の半導体積層を形成する(図4(D)参照)。
をエッチングすることによって行うことができる。上述のマスクは、フォトリソグラフィ
などの方法を用いて形成することができる。または、インクジェット法などの方法を用い
てマスクを形成しても良い。
もちろん、これらを組み合わせて用いてもよい。
配線を含む)を形成するための導電膜を形成し、当該導電膜を加工して、ソース電極層1
04aおよびドレイン電極層104bを形成する。
110a、絶縁膜110bを形成する(図4(E)参照)。絶縁膜110aは、酸化物絶
縁材料を用い、成膜後に加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理によって、絶縁膜11
0aから半導体積層への酸素供給が行われる。加熱処理の条件は、不活性雰囲気、酸素雰
囲気、酸素と窒素の混合雰囲気下で、200℃以上400℃以下とする。また、この加熱
処理の加熱時間は1分以上24時間以下とする。
る結合を有し、a−b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有する六方晶構造の結
晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するので、トランジスタ150は、
光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的特性を有
する。
本実施の形態では、実施の形態1と一部異なる構造例を図5を用いて説明する。なお、図
5において、図1と同一の箇所には同じ符号を用い、同じ符号の詳細な説明はここでは省
略する。
形態では、六方晶の結晶構造を有する他の材料を用いる例を以下に示す。
アルミニウム膜は絶縁材料であるため、半導体層として機能するのではなく下地絶縁層の
一部として機能することとなる。
O3膜は化学蒸着法を用いて形成することができる。α−Al2O3膜を用いる場合もα
−Al2O3膜は絶縁材料であるため、半導体層として機能するのではなく、下地絶縁層
の一部として機能する。
プゲート型のトランジスタ160の断面構造を示している。トランジスタ160は、絶縁
表面を有する基板100上に、酸化物絶縁層101、第1の材料膜118、チャネル形成
領域を含む結晶性酸化物半導体膜108、n+層113a、113b、ソース電極層10
4a、ドレイン電極層104b、ゲート絶縁層102、ゲート電極層112、絶縁層11
4、絶縁膜110aを含む。結晶性酸化物半導体膜108の端部及びn+層113a、1
13bの端部を覆ってソース電極層104a、及びドレイン電極層104bが設けられ、
ソース電極層104a、及びドレイン電極層104bを覆うゲート絶縁層102は、結晶
性酸化物半導体膜108の一部に接する。該結晶性酸化物半導体膜108の一部上にゲー
ト絶縁層102を介してゲート電極層112が設けられる。
ート電極層112とドレイン電極層104bとの間に形成される寄生容量を低減するため
、ゲート絶縁層102上にソース電極層104a及びドレイン電極層104bと重なる絶
縁層114が形成されている。また、ゲート電極層112及び、絶縁層114は絶縁膜1
10aで覆われ、絶縁膜110aを覆う絶縁膜110bが設けられている。
説明する。
コン膜、酸化ガリウム膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニ
ウム膜、または窒化酸化シリコン膜で形成する。
成する(図5(A)参照)。
て形成される窒化アルミニウム膜を用いる。
する(図5(B)参照)。
ターゲット(In2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:2[mol数比]))を用いて
、基板とターゲットの間との距離を170mm、基板温度400℃、圧力0.4Pa、直
流(DC)電源0.5kW、酸素のみ、アルゴンのみ、又はアルゴン及び酸素の雰囲気下
で膜厚25nmの結晶性酸化物半導体膜を成膜する。
の温度は、400℃以上650℃以下とする。また、加熱処理の加熱時間は1分以上24
時間以下とする。
O系の材料を用い、n+層として機能する膜を1nm以上10nm以下の膜厚で形成する
。また、n+層として上記の材料にSiO2を含ませてもよい。本実施の形態では、Si
O2を含むIn−Sn−O膜を膜厚5nm成膜する。
を加工する。
層で形成される配線を含む)を形成するための導電膜を形成し、当該導電膜を加工して、
ソース電極層104aおよびドレイン電極層104bを形成する。そして、導電膜の加工
時、またはその後にエッチングを行って、n+層として機能する膜を選択的にエッチング
して、結晶性酸化物半導体膜108の一部を露出させる。なお、n+層として機能する膜
を選択的にエッチングすることにより、ソース電極層104aと重なるn+層113aと
、ドレイン電極層104bと重なるn+層113bとが形成される。n+層113a、1
13bの端部はテーパー形状とすることが好ましい。
リブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウ
ム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成す
ることができる。
との間にn+層113a、113bを形成することによって、結晶性酸化物半導体膜10
8とソース電極層104aとの接触抵抗、及び結晶性酸化物半導体膜108とドレイン電
極層104bとの接触抵抗よりも低減された接触抵抗を実現することができる。また、n
+層113a、113bを形成することによって、寄生抵抗を低減することができ、さら
にはBT試験においてマイナスゲート・ストレスを印加する前後のオン電流の変化量(I
on劣化)を抑えることができる。
4aおよびドレイン電極層104bを覆うゲート絶縁層102を形成する。ゲート絶縁層
102は酸化物絶縁材料を用い、成膜後に加熱処理を行うことが好ましい。この加熱処理
によって、ゲート絶縁層102から結晶性酸化物半導体膜108への酸素供給が行われる
。この加熱処理の条件は、不活性雰囲気、酸素雰囲気、酸素と窒素の混合雰囲気下で、2
00℃以上400℃以下とする。また、この加熱処理の加熱時間は1分以上24時間以下
とする。
物半導体膜108と接している領域と重なる絶縁膜を選択的に除去して、ゲート絶縁層1
02の一部を露出させる。
成される寄生容量、またはゲート電極層112とドレイン電極層104bとの間に形成さ
れる寄生容量を低減する役割を果たしている。なお、絶縁膜114は、例えば、酸化シリ
コン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、これらの混合材料などを用いて
形成することができる。
ート電極層112を形成する。ゲート電極層112は、スパッタリング法等により、モリ
ブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム
等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成する
ことができる。
を形成する(図5(C)参照)。
化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化ア
ルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、又はこれらの混合材料を用いて単
層で又は積層して形成することができる。
る結合を有し、a−b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有する六方晶構造の結
晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するのでトランジスタ160は、光
照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的特性を有す
る。
アルミニウム膜や、α−Al2O3膜を用いる場合、第1の材料膜は半導体層として機能
するのではなく、ゲート絶縁層の一部として機能する。
本実施の形態では、同一基板上に少なくとも駆動回路の一部と、画素部に配置するトラン
ジスタを作製する例について以下に説明する。
また、実施の形態1乃至5に示すトランジスタはnチャネル型TFTであるため、駆動回
路のうち、nチャネル型TFTで構成することができる駆動回路の一部を画素部のトラン
ジスタと同一基板上に形成する。
板5300上には、画素部5301、第1の走査線駆動回路5302、第2の走査線駆動
回路5303、信号線駆動回路5304を有する。画素部5301には、複数の信号線が
信号線駆動回路5304から延伸して配置され、複数の走査線が第1の走査線駆動回路5
302、及び走査線駆動回路5303から延伸して配置されている。なお走査線と信号線
との交差領域には、各々、表示素子を有する画素がマトリクス状に設けられている。また
、表示装置の基板5300はFPC(Flexible Printed Circui
t)等の接続部を介して、タイミング制御回路(コントローラ、制御ICともいう)に接
続されている。
線駆動回路5304は、画素部5301と同じ基板5300上に形成される。そのため、
外部に設ける駆動回路等の部品の数が減るので、コストの低減を図ることができる。また
、基板5300外部に駆動回路を設けた場合、配線を延伸させる必要が生じ、配線間の接
続数が増える。同じ基板5300上に駆動回路を設けた場合、その配線間の接続数を減ら
すことができ、信頼性の向上、又は歩留まりの向上を図ることができる。
画素構造を示す。
ジスタが接続されている。各TFTは、異なるゲート信号で駆動されるように構成されて
いる。すなわち、マルチドメイン設計された画素において、個々の画素電極層に印加する
信号を、独立して制御する構成を有している。
、異なるゲート信号を与えることができるように分離されている。一方、データ線として
機能するソース電極層又はドレイン電極層616は、トランジスタ628とトランジスタ
629で共通に用いられている。トランジスタ628とトランジスタ629は実施の形態
1乃至5のいずれか一のトランジスタを適宜用いることができる。
2の画素電極層の形状は異なっており、スリットによって分離されている。V字型に広が
る第1の画素電極層の外側を囲むように第2の画素電極層が形成されている。第1の画素
電極層と第2の画素電極層に印加する電圧のタイミングを、トランジスタ628及びトラ
ンジスタ629により異ならせることで、液晶の配向を制御している。トランジスタ62
8はゲート配線602と接続し、トランジスタ629はゲート配線603と接続している
。ゲート配線602とゲート配線603は異なるゲート信号を与えることで、トランジス
タ628とトランジスタ629の動作タイミングを異ならせることができる。
は第2の画素電極層と電気的に接続する容量電極とで保持容量を形成する。
成されている。また、第2の画素電極層と液晶層と対向電極層が重なり合うことで、第2
の液晶素子652が形成されている。また、一画素に第1の液晶素子651と第2の液晶
素子652が設けられたマルチドメイン構造である。
素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ、センサ、又は論理回路などを
追加してもよい。
た表示パネルの画素構造を示す。
がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャ
リア(電子および正孔)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成
し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このよう
な発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
を示す図である。
は酸化物半導体層をチャネル形成領域に用いるnチャネル型のトランジスタを1つの画素
に2つ用いる例を示す。
発光素子6404及び容量素子6403を有している。スイッチング用トランジスタ64
01は、ゲート電極層が走査線6406に接続され、第1電極(ソース電極層及びドレイ
ン電極層の一方)が信号線6405に接続され、第2電極(ソース電極層及びドレイン電
極層の他方)が駆動用トランジスタ6402のゲート電極層に接続されている。駆動用ト
ランジスタ6402は、ゲート電極層が容量素子6403を介して電源線6407に接続
され、第1電極が電源線6407に接続され、第2電極が発光素子6404の第1電極(
画素電極)に接続されている。発光素子6404の第2電極は共通電極6408に相当す
る。共通電極6408は、同一基板上に形成される共通電位線と電気的に接続される。
る。なお、低電源電位とは、電源線6407に設定される高電源電位を基準にして低電源
電位<高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばGND、0Vなどが設
定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を発光素子6404に印加
して、発光素子6404に電流を流して発光素子6404を発光させるため、高電源電位
と低電源電位との電位差が発光素子6404の順方向しきい値電圧以上となるようにそれ
ぞれの電位を設定する。
ことも可能である。駆動用トランジスタ6402のゲート容量については、チャネル形成
領域とゲート電極層との間で容量が形成されていてもよい。
には、駆動用トランジスタ6402が十分にオンするか、オフするかの二つの状態となる
ようなビデオ信号を入力する。つまり、駆動用トランジスタ6402は線形領域で動作さ
せる。駆動用トランジスタ6402を線形領域で動作させるため、電源線6407の電圧
よりも高い電圧を駆動用トランジスタ6402のゲート電極層にかける。なお、信号線6
405には、(電源線電圧+駆動用トランジスタ6402のVth)以上の電圧をかける
。
らせることで、図9(C)と同じ画素構成を用いることができる。
404の順方向電圧+駆動用トランジスタ6402のVth以上の電圧をかける。発光素
子6404の順方向電圧とは、所望の輝度とする場合の電圧を指しており、少なくとも順
方向しきい値電圧を含む。なお、駆動用トランジスタ6402が飽和領域で動作するよう
なビデオ信号を入力することで、発光素子6404に電流を流すことができる。駆動用ト
ランジスタ6402を飽和領域で動作させるため、電源線6407の電位は、駆動用トラ
ンジスタ6402のゲート電位よりも高くする。ビデオ信号をアナログとすることで、発
光素子6404にビデオ信号に応じた電流を流し、アナログ階調駆動を行うことができる
。
素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、センサ、トランジスタ又は論理回路などを追
加してもよい。
本明細書に開示する半導体装置は、さまざまな電子機器(遊技機も含む)に適用すること
ができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン
受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメ
ラ等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう
)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機など
が挙げられる。上記実施の形態で説明した表示装置を具備する電子機器の例について説明
する。
3a、3003bなどによって構成されている。表示部3003bはタッチパネルとなっ
ており、表示部3003bに表示されるキーボードボタン3004を触れることで画面操
作や、文字入力を行うことができる。勿論、表示部3003aをタッチパネルとして構成
してもよい。実施の形態1で示したトランジスタをスイッチング素子として液晶パネルや
有機発光パネルを作製して表示部3003a、3003bに適用することにより、信頼性
の高い携帯型の情報端末とすることができる。
ンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報を操作又は編
集する機能、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、等を有す
ることができる。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子(イヤホン端子、USB端
子など)、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。
よい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロード
する構成とすることも可能である。
装着するための固定部3022と、スピーカ、操作ボタン3024、外部メモリスロット
3025等が設けられている。実施の形態1で示したトランジスタをスイッチング素子と
して液晶パネルや有機発光パネルを作製して表示部3023に適用することにより、より
信頼性の高い携帯音楽プレイヤーとすることができる。
たせ、携帯電話と連携させれば、乗用車などを運転しながらワイヤレスによるハンズフリ
ーでの会話も可能である。
れている。筐体2801には、表示パネル2802、スピーカー2803、マイクロフォ
ン2804、ポインティングデバイス2806、カメラ用レンズ2807、外部接続端子
2808などを備えている。また、筐体2800には、携帯型情報端末の充電を行う太陽
電池セル2810、外部メモリスロット2811などを備えている。また、アンテナは筐
体2801内部に内蔵されている。実施の形態1で示したトランジスタを表示パネル28
02に適用することにより、信頼性の高い携帯電話とすることができる。
ている複数の操作キー2805を点線で示している。なお、太陽電池セル2810で出力
される電圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路も実装している。
たトランジスタ120の結晶性酸化物半導体膜108の膜厚を2μm以上50μm以下と
することで形成することができる。
2802と同一面上にカメラ用レンズ2807を備えているため、テレビ電話が可能であ
る。スピーカー2803及びマイクロフォン2804は音声通話に限らず、テレビ電話、
録音、再生などが可能である。さらに、筐体2800と筐体2801は、スライドし、図
10(C)のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適
した小型化が可能である。
であり、充電及びパーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能である。また、外部
メモリスロット2811に記録媒体を挿入し、より大量のデータ保存及び移動に対応でき
る。
よい。
筐体9601に表示部9603が組み込まれている。表示部9603により、映像を表示
することが可能である。また、ここでは、CPUを内蔵したスタンド9605により筐体
9601を支持した構成を示している。実施の形態1で示したトランジスタを表示部96
03に適用することにより、信頼性の高いテレビジョン装置9600とすることができる
。
コン操作機により行うことができる。また、リモコン操作機に、当該リモコン操作機から
出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向
(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
02、外部メモリスロットを備えている。外部接続端子9604は、USBケーブルなど
の各種ケーブルと接続可能であり、パーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能で
ある。記憶媒体再生録画部9602では、ディスク状の記録媒体を挿入し、記録媒体に記
憶されているデータの読み出し、記録媒体への書き込みが可能である。また、外部メモリ
スロットに差し込まれた外部メモリ9606にデータ保存されている画像や映像などを表
示部9603に映し出すことも可能である。
10b 成膜装置
10c 成膜装置
11 基板供給室
12a ロードロック室
12b ロードロック室
13 搬送室
14 カセットポート
15 基板加熱室
100 基板
101 酸化物絶縁層
102 ゲート絶縁層
103 第2のゲート絶縁層
104a ソース電極層
104b ドレイン電極層
108 結晶性酸化物半導体膜
110a 絶縁膜
110b 絶縁膜
113a n+層
113b n+層
112 ゲート電極層
114 絶縁膜
118 第1の材料膜
120 トランジスタ
130 トランジスタ
140 トランジスタ
150 トランジスタ
160 トランジスタ
Claims (1)
- ガラス基板上又はプラスチック基板上の第1の材料膜と、
前記第1の材料膜上に接する領域を有する、第2の材料膜と、
前記第2の材料膜上の、絶縁層と、
前記絶縁層上の、ゲート電極層と、を有し、
前記第2の材料膜は、前記第1の材料膜よりも厚い膜厚を有し、
前記第1の材料膜は、α―Al2O3、Ti2O3、V2O3、Cr2O3、又はα−Fe2O3を有し、
前記第2の材料膜は、酸化物半導体膜を有し、
前記酸化物半導体膜は、In、Ga及びZnを有し、
前記酸化物半導体膜は、結晶性を有することを特徴とする半導体装置。
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