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Description
れているトランジスタは、ガラス基板上に形成されたアモルファスシリコン、単結晶シリ
コン又は多結晶シリコンなどのシリコン半導体によって構成されている。また、該シリコ
ン半導体を用いたトランジスタは、集積回路(IC)などにも利用されている。
る技術が注目されている。なお、本明細書中では、半導体特性を示す金属酸化物を酸化物
半導体とよぶことにする。
ランジスタを作製し、該トランジスタを表示装置の画素のスイッチング素子などに用いる
技術が開示されている(特許文献1及び特許文献2参照)。
た酸化物半導体膜と、トランジスタに電気的に接続する画素電極とが所定の距離を離れて
設けられた容量素子を有する表示装置が開示されている(特許文献3参照)。
膜により画素電極が構成される薄膜トランジスタの製造方法が開示されている(特許文献
4参照)。該製造方法においては、画素電極を構成する酸化物半導体膜を単独でパターニ
ングせずに、酸化物半導体膜の薄膜トランジスタを構成する部分を層間絶縁膜で覆い、層
間絶縁膜から露出した酸化物半導体膜にプラズマ処理を行い、画素電極を構成する酸化物
半導体膜を低抵抗化している。
トランジスタが有する酸化物半導体層と異なる工程で形成する必要があるため、製造コス
トが高いといった課題がある。
成要素の一つである容量素子に関して、技術的な記載がされていない。
ランジスタと、該トランジスタに電気的に接続される画素電極と、該画素電極に電気的に
接続される容量素子とを有する新規な表示装置を提供することを課題の一つとする。また
、本発明の一態様は、製造コストが低く作製することが可能な表示装置を提供することを
課題の一つとする。
一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
ネル形成領域として機能する第1の酸化物半導体層を有するトランジスタと、表示素子に
電気的に接続され、一対の電極間に誘電体層を挟持する容量素子と、を有し、画素電極が
、第1の酸化物半導体層と同一表面上に形成された第2の酸化物半導体層であり、容量素
子の一方の電極であることを特徴とする表示装置である。
電性の高い酸化物半導体層とも言える。該導電性の高い酸化物半導体層としては、酸素欠
損が形成された酸化物半導体層に水素を添加すると、酸素欠損サイトに水素が入り伝導帯
近傍にドナー準位が形成される。この結果、酸化物半導体層は、導電性が高くなり、導電
体化する。導電体化された酸化物半導体層を酸化物導電体層ということができる。一般に
、酸化物半導体層は、エネルギーギャップが大きいため、可視光に対して透光性を有する
。一方、酸化物導電体層は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。した
がって、該ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体層と同程
度の透光性を有する。
物半導体層と、画素電極として機能する第2の酸化物半導体層を、同時に形成することが
できる。また、第2の酸化物半導体層は、容量素子の一方の電極としても機能するため、
新たに導電層を形成する工程が不要であり、表示装置の作製工程を削減することができる
。したがって、作製コストが低減された表示装置を提供することができる。
行うトランジスタと、表示素子に電気的に接続され、一対の電極間に誘電体層を挟持する
容量素子と、を有し、トランジスタは、ゲート電極と、ゲート電極上のゲート絶縁層と、
ゲート絶縁層上の第1の酸化物半導体層と、第1の酸化物半導体層上のソース電極及びド
レイン電極と、を有し、画素電極が、第1の酸化物半導体層と同一表面上に形成された第
2の酸化物半導体層であり、容量素子の一方の電極であることを特徴とする表示装置であ
る。
れた絶縁層であるとよい。また、上記構成において、容量素子の他方の電極が、ゲート電
極と同一表面上に形成された導電層であるとよい。
電極を形成する。また、トランジスタの酸化物半導体層と同時に、容量素子の他方となる
電極を形成する。なお、容量素子の他方となる電極は、画素電極としての機能も有する。
また、トランジスタのゲート絶縁層と同時に、容量素子の誘電体層を形成する。このよう
に、容量素子及び画素電極を形成するために、新たに導電層、及び/又は誘電体層を形成
する工程が不要であり、表示装置の作製工程を削減することができる。したがって、作製
コストが低減された表示装置を提供することができる。
ジスタに電気的に接続される画素電極と、該画素電極に電気的に接続される容量素子とを
有する新規な表示装置を提供することができる。また、製造コストが低く作製することが
可能な表示装置を提供することができる。
以下の説明に限定されず、本発明の主旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び
詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以
下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、以下に説明す
る実施の形態において、同一部分または同様の機能を有する部分には、同一の符号または
同一のハッチパターン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。
瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない
。
めに付したものであり、数的に限定するものではない。そのため、例えば、「第1の」を
「第2の」または「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。
を採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わること
がある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替え
て用いることができるものとする。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、及び表示装置の作製方法の一態様を図
1乃至図8を用いて説明する。
図1及び図2に表示装置の構成例を示す。図1は、表示装置に含まれる画素301の平
面図であり、図2は、図1に示す一点鎖線A1−A2間及び一点鎖線B1−B2間におけ
る断面図に相当する。なお、図1において、煩雑になることを避けるため、画素301の
構成要素の一部(絶縁層305、306等)、及び画素301上に設けられる表示素子等
を省略して図示している。
直交する方向(図中左右方向)に延伸して設けられている。信号線として機能する導電層
310aは、走査線に略直交する方向(図中上下方向)に延伸して設けられている。容量
線として機能する導電層304bは、信号線と平行方向に延伸して設けられている。
、走査線及び信号線が交差する領域に設けられている。トランジスタ102は、ゲート電
極として機能する導電層304a、ゲート絶縁層(図1に図示せず。)、ゲート絶縁層上
に形成され、且つチャネル領域が形成される酸化物半導体層308a、ソース電極及びド
レイン電極として機能する導電層310a、310bによりトランジスタを構成する。
08aと重畳する領域がトランジスタ102のゲート電極となる。また、導電層310a
は、信号線とソース電極との機能を有し、酸化物半導体層308aと重畳する領域がトラ
ンジスタ102のソース電極となる。また、図1において、走査線は、上面形状において
端部が酸化物半導体層308aの端部より外側に位置する。このため、走査線はバックラ
イトなどの光源からの光を遮る遮光層としても機能する。この結果、トランジスタ102
に含まれる酸化物半導体層308aに光が照射されず、トランジスタ102の電気特性の
変動を抑制することができる。
と同時に形成された酸化物半導体層308b上に設けられる。また、酸化物半導体層30
8bの一部は、導電層304aと同時に形成された容量線としての機能を有する導電層3
04bと重畳して設けられる。
る。
電極間に誘電体層を有する。該一対の電極の一方が容量線としての機能を有する導電層3
04bを用い、該一対の電極の他方が酸化物半導体層308bを用いる。また、容量素子
105の誘電体層は、トランジスタ102のゲート絶縁層と同一工程で形成された絶縁層
を用いる。すなわち、容量素子105の誘電体層は、トランジスタ102のゲート絶縁層
と同一表面上に形成された絶縁層である。
て用いる酸化物半導体層308aと同一表面上に形成された酸化物半導体層であり、さら
に画素電極としての機能と、容量素子105の1つの電極として機能を有する。
要であるため、表示装置の作製工程を削減することができる。
2に示す。
液晶素子322が挟持されている。
18、352という)と、液晶層320と、導電層350と、を有する。なお、酸化物半
導体層308bは、液晶素子322の一方の電極として機能し、導電層350は、液晶素
子322の他方の電極として機能する。また、本実施の形態においては、液晶素子322
が配向膜318、352を有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
、液晶素子322としては、配向膜318、352を用いない構成としてもよい。
る液晶表示装置の場合について説明する。
複数の画素を駆動させる駆動回路等を含む。また、液晶表示装置は、別の基板上に配置さ
れた制御回路、電源回路、信号生成回路及びバックライトモジュール等を含み、液晶モジ
ュールとよぶこともある。
導電層304aと、導電層304a上のゲート絶縁層として機能する絶縁層305、30
6と、ゲート絶縁層上に形成された酸化物半導体層308aと、酸化物半導体層308a
上のソース電極及びドレイン電極として機能する導電層310a、310bと、を有する
。また、トランジスタ102上、より詳しくは、酸化物半導体層308a、導電層310
a、310b上には、絶縁層312、314が保護膜として設けられている。
導体層308bの上面の一部に接して設けられている。酸化物半導体層308bは、酸化
物半導体層308aと同一工程で形成され、ゲート絶縁層として機能する絶縁層306上
に設けられている。なお、酸化物半導体層308bは、画素301において画素電極とし
ての機能を有する。
る。該一対の電極の一方として導電層304bを用い、該一対の電極の他方として酸化物
半導体層308bを用いる。また、容量素子105の誘電体層は、トランジスタ102の
ゲート絶縁層として機能する絶縁層305、306である。すなわち、絶縁層305、3
06は、トランジスタ102と容量素子105で共通して設けられている。導電層304
aと重畳する位置の絶縁層305、306は、トランジスタ102のゲート絶縁層として
機能し、導電層304bと重畳する位置の絶縁層305、306は、容量素子105の誘
電体層として機能する。なお、図2においては、絶縁層305、306の積層構造を図示
しているが、これに限定されず、単層構造または3層以上の積層構造としてもよい。
エッチング工程を経て、それぞれ島状に加工された層である。酸化物半導体は、膜中の酸
素欠損及び/又は膜中の水素、水等の不純物濃度によって、抵抗を制御することができる
半導体材料である。そのため、酸化物半導体層308a及び酸化物半導体層308bへ酸
素欠損及び/又は不純物濃度が増加する処理、または酸素欠損及び/又は不純物濃度が低
減する処理を選択することによって、同一工程で形成されたそれぞれの酸化物半導体層の
有する抵抗率を制御することができる。
ラズマ処理を行い、酸化物半導体層308bの膜中の酸素欠損を増加させる、及び/又は
酸化物半導体層308bの膜中の水素、水等の不純物を増加させることによって、キャリ
ア密度が高く、低抵抗な酸化物半導体層とすることができる。また、酸化物半導体層30
8bに水素を含む絶縁層を接して形成し、該水素を含む絶縁層から酸化物半導体層308
bに水素を拡散させることによって、キャリア密度が高く、低抵抗な酸化物半導体層とす
ることができる。
されないように、絶縁層312を設ける。また、絶縁層312を設けることによって、水
素を含む絶縁層314と接しない構成とする。絶縁層312としては、酸素を放出するこ
とが可能な絶縁膜とすることで、酸化物半導体層308aに酸素を供給することができる
。酸素が供給された酸化物半導体層308aは、膜中又は界面の酸素欠損が補填され高抵
抗な酸化物半導体となる。なお、酸素を放出することが可能な絶縁層としては、例えば、
酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜を用いることができる。
e、Ne、Ar、Kr、Xe)、水素、及び窒素の中から選ばれた一種を含むガスを用い
たプラズマ処理が挙げられる。より具体的には、Ar雰囲気下でのプラズマ処理、Arと
水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Ar
とアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素雰囲気下でのプラズマ処
理などが挙げられる。
酸素が脱離した部分)に酸素欠損を形成する。当該酸素欠損は、キャリアを発生する要因
になり得る場合がある。また、酸化物半導体層308bの近傍、より具体的には、酸化物
半導体層308bの下側または上側に接する絶縁膜から、水素が供給され、上記酸素欠損
と水素が結合すると、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、プラズマ
処理によって酸素欠損が増加された酸化物半導体層308bは、酸化物半導体層308a
よりもキャリア密度の高い酸化物半導体層である。
真性化、又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体層といえる。ここで、実質的に真
性とは、酸化物半導体のキャリア密度が、1×1017/cm3未満であること、好まし
くは1×1015/cm3未満であること、さらに好ましくは1×1013/cm3未満
であることを指す。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体は、キャリ
ア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。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層308aは、欠陥準位密度が低いため、トラッ
プ準位密度を低減することができる。
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1×10−1
3A以下という特性を得ることができる。したがって、酸化物半導体層308aにチャネ
ル領域が形成されるトランジスタ102は、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトラ
ンジスタとなる。
酸化物半導体層308bと重なる領域が選択的に除去されるように設けられている。また
、絶縁層314は、酸化物半導体層308bと接して形成した後、一部が除去されてもよ
い。絶縁層314として、例えば、水素を含む絶縁層、換言すると水素を放出することが
可能な絶縁層、代表的には水素を含む窒化シリコン膜を用いることで、酸化物半導体層3
08bに水素を供給することができる。水素を放出することが可能な絶縁層としては、膜
中の含有水素濃度が1×1022atoms/cm3以上であると好ましい。このような
絶縁層を酸化物半導体層308bに接して形成することで、酸化物半導体層308bに効
果的に水素を含有させることができる。このように、上述したプラズマ処理と合わせて、
酸化物半導体層に接する絶縁層の構成を変えることによって、酸化物半導体層の抵抗を任
意に調整することができる。
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。当
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することで、キャリアである電子を生成する場
合がある。したがって、水素が含まれている酸化物半導体層308bは、酸化物半導体層
308aよりもキャリア密度の高い酸化物半導体層である。
り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体層308aにおいて、二次
イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectro
metry)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/c
m3以下、より好ましくは5×1018atoms/cm3以下、好ましくは1×101
8atoms/cm3以下、より好ましくは5×1017atoms/cm3以下、さら
に好ましくは1×1016atoms/cm3以下とする。
半導体層308aよりも水素濃度及び/又は酸素欠損量が多く、低抵抗化された酸化物半
導体層である。
方法において、詳細に説明を行う。
図1及び図2に示す表示装置の作製方法の一例について、図3乃至図6を用いて説明す
る。
び導電層304b上に絶縁層305、306を形成する。その後、絶縁層306上に酸化
物半導体層307を形成する(図3(A)参照)。
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302として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンなど
の単結晶半導体基板、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302として用いてもよい。なお、基板302として、ガラス基板を用いる場
合、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm
)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm
)、第10世代(2950mm×3400mm)等の大面積基板を用いることで、大型の
表示装置を作製することができる。また、基板302として、可撓性基板を用い、可撓性
基板上に直接、表示素子やトランジスタ102等を形成してもよい。
テン、アルミニウム、銅、クロム、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形成することができる。また、導電層304a、304bと
してリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜、ニッ
ケルシリサイド等のシリサイド膜を用いてもよい。導電層304a、304bとしては、
単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。導電層304a、304bとしては、
テーパ形状としてもよく、例えばテーパ角を15°以上70°以下とすればよい。ここで
、テーパ角とは、テーパ形状を有する層の側面と、当該層の底面との間の角度を指す。
誘電体層に相当する絶縁層である。絶縁層305、306としては、プラズマCVD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、絶縁層305、306の積層構造とせずに、上述の材料から選択された
単層の絶縁層を用いてもよい。
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。絶縁層306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
縁層306を形成すればよい。又は、成膜後の絶縁層306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。
酸化シリコン層を形成する。窒化シリコン層は、酸化シリコン層と比較して比誘電率が高
く、酸化シリコン層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
102のゲート絶縁層及び容量素子105の誘電体層として機能する絶縁層305として
、窒化シリコン層を含むことで絶縁層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102及び容量素子105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102及び容量素子105の静電破壊を抑制することができる。
、Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、NdまたはHfを表す)を含むIn−M−
Zn酸化物で表記される膜を含むことが好ましい。または、InとZnの双方を含むこと
が好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らす
ため、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。
ルミニウム(Al)、またはジルコニウム(Zr)等がある。また、他のスタビライザー
としては、ランタノイドである、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(
Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム
(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビ
ウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)等があ
る。
化物、In−Al−Zn系酸化物、In−Sn−Zn系酸化物、In−Hf−Zn系酸化
物、In−La−Zn系酸化物、In−Ce−Zn系酸化物、In−Pr−Zn系酸化物
、In−Nd−Zn系酸化物、In−Sm−Zn系酸化物、In−Eu−Zn系酸化物、
In−Gd−Zn系酸化物、In−Tb−Zn系酸化物、In−Dy−Zn系酸化物、I
n−Ho−Zn系酸化物、In−Er−Zn系酸化物、In−Tm−Zn系酸化物、In
−Yb−Zn系酸化物、In−Lu−Zn系酸化物、In−Sn−Ga−Zn系酸化物、
In−Hf−Ga−Zn系酸化物、In−Al−Ga−Zn系酸化物、In−Sn−Al
−Zn系酸化物、In−Sn−Hf−Zn系酸化物、In−Hf−Al−Zn系酸化物を
用いることができる。
る酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとGaとZ
n以外の金属元素が入っていてもよい。
Beam Epitaxy)法、CVD法、パルスレーザ堆積法、ALD(Atomi
c Layer Deposition)法等を適宜用いることができる。
ことが好ましい。水素濃度を低減させるには、例えば、スパッタリング法を用いて成膜を
行う場合には、成膜室内を高真空排気するのみならずスパッタガスの高純度化も必要であ
る。スパッタガスとして用いる酸素ガスやアルゴンガスは、露点が−40℃以下、好まし
くは−80℃以下、より好ましくは−100℃以下、より好ましくは−120℃以下にま
で高純度化したガスを用いることで酸化物半導体層307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。
オポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい。また
、ターボ分子ポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。クライオポンプは
、例えば、水素分子、水(H2O)など水素原子を含む化合物(より好ましくは炭素原子
を含む化合物も)等の排気能力が高いため、クライオポンプを用いて排気した成膜室で成
膜した膜中に含まれる不純物の濃度を低減できる。
化物ターゲットの相対密度(充填率)は90%以上100%以下、好ましくは95%以上
100%以下とする。相対密度の高い金属酸化物ターゲットを用いることにより、成膜さ
れる膜を緻密な膜とすることができる。
化物半導体層307中に含まれうる不純物濃度を低減するのに有効である。基板302を
加熱する温度としては、150℃以上450℃以下とすればよく、好ましくは基板温度が
200℃以上350℃以下とすればよい。
08a及び酸化物半導体層308cを形成する(図3(B)参照)。
層308aは、酸化物半導体層307より加工して形成されるため、少なくとも同一の金
属元素を有する。また、酸化物半導体層307のエッチング加工の際に、酸化物半導体層
307のオーバーエッチングによって絶縁層306の一部(酸化物半導体層308a及び
酸化物半導体層308cから露出した領域)がエッチングされ膜厚が減少することがある
。
熱処理は、250℃以上650℃以下、好ましくは300℃以上400℃以下、より好ま
しくは320℃以上370℃以下の温度で、不活性ガス雰囲気、酸化性ガスを10ppm
以上含む雰囲気、又は減圧雰囲気で行えばよい。また、熱処理の雰囲気は、不活性ガス雰
囲気で熱処理を行った後に、脱離した酸素を補うために酸化性ガスを10ppm以上含む
雰囲気で行ってもよい。ここでの加熱処理によって、絶縁層305、306、及び酸化物
半導体層308a、308cの少なくとも一から水素や水などの不純物を除去することが
できる。なお、当該熱処理は、酸化物半導体層307を島状に加工する前に行ってもよい
。
気特性を付与するためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減し、酸化物半導体を真性
または実質的に真性にすることが有効である。
10b、及び絶縁層312を形成する(図3(C)参照)。
、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンか
らなる単体金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いる
ことができる。例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン
膜上にチタン膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を
積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上
に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン
膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜また
は窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリ
ブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、
酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。また、導電層310a、31
0bは、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。
、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いることができる。本実施の形態にお
いては、絶縁層312として、厚さ300nmの酸化窒化シリコン膜を用いる。また、絶
縁層312は、例えば、PE−CVD法を用いて形成することができる。
A)参照)。
62の形成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。ただし、
開口部362の形成方法としては、これに限定されず、ウエットエッチング法、またはド
ライエッチング法とウエットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。なお、
開口部362を形成するためのエッチング工程によって、酸化物半導体層308cの膜厚
が減少する場合がある。
の一部を酸化物半導体層308aに移動させ、酸化物半導体層308a中の酸素欠損を補
填することが可能である。この結果、酸化物半導体層308aに含まれる酸素欠損量を低
減することができる。一方、絶縁層312と接しない酸化物半導体層308cの酸素欠損
量は低減されないため、酸化物半導体層308cは、酸化物半導体層308aより多くの
酸素欠損を含有することとなる。熱処理の条件としては、酸化物半導体層308a、30
8cを形成後の熱処理と同様とすることができる。
縁層314を形成する。絶縁層314を形成することによって、酸化物半導体層308c
は、酸化物半導体層308bとなる(図4(B)参照)。
ると、酸化物半導体層308cにおいて水素は酸素欠損と結合し、キャリアである電子が
生成される。その結果、酸化物半導体層308cの抵抗率が低下し、酸化物半導体層30
8bとなる。
好ましくは、1×10−3Ω・cm以上1×104Ω・cm未満、さらに好ましくは、1
×10−3Ω・cm以上1×10−1Ω・cm未満であるとよい。なお、絶縁層314は
、外部からの不純物、例えば、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が、トランジスタ
102に含まれる酸化物半導体層308aへ拡散するのを防ぐ効果も奏する。
又は窒化酸化シリコン膜等を用いることができる。本実施の形態においては、絶縁層31
4として、厚さ100nmの窒化シリコン膜を用いる。
ましく、例えば基板温度100℃以上基板の歪み点以下、より好ましくは300℃以上4
00℃以下の温度で加熱して成膜することが好ましい。但し、高温で成膜する場合は、酸
化物半導体層308aから酸素が脱離し、キャリア濃度が上昇する現象が発生することが
あるため、このような現象が発生しない温度とする。
105は、一対の電極間に誘電体層が挟持された構造であり、一対の電極の一方が導電層
304bであり、一対の電極の他方が酸化物半導体層308bである。また、絶縁層30
5、306が容量素子105の誘電体層として機能する。
C)参照)。
64の形成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。ただし、
開口部364の形成方法としては、これに限定されず、ウエットエッチング法、またはド
ライエッチング法とウエットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。なお、
開口部364を形成するためのエッチング工程によって、酸化物半導体層308bの膜厚
が減少する場合がある。
電極及び容量素子の一方の電極として機能する。
基板上に形成することができる。
以下説明を行う。
ている。有色層346は、カラーフィルタとしての機能を有する。また、有色層346に
隣接する遮光層344が基板342の下方に形成される。遮光層344は、ブラックマト
リクスとして機能する。また、有色層346は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、表
示装置が白黒の場合等は、有色層346を設けない構成としてもよい。
波長帯域の光を透過する赤色(R)のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する緑
色(G)のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色(B)のカラーフィルタ
などを用いることができる。
膜または黒色顔料等を含んだ有機絶縁膜などを用いることができる。
坦化層としての機能、または有色層346が含有しうる不純物を液晶素子側へ拡散するの
を抑制する機能を有する。
について、以下説明を行う。
ことができる。次に、基板342の下方に遮光層344、有色層346を形成する。遮光
層344及び有色層346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それぞれ所望の位置に形成する。
8としては、例えば、アクリル系樹脂等の有機絶縁膜を用いることができる。絶縁層34
8を形成することによって、例えば、有色層346中に含まれる不純物等を液晶層320
側に拡散することを抑制することができる。ただし、絶縁層348は、必ずしも設ける必
要はなく、絶縁層348を形成しない構造としてもよい。
きる導電層としては、酸化タングステ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、インジウム錫酸化物(以下、ITOと示す。)、インジウム亜鉛酸化物、
酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いること
ができる。また、導電層350に用いることのできる導電層は、例えば、スパッタリング
法を用いて形成することができる。
物半導体層308b上に配向膜318を形成する。また、基板342の下方、より詳しく
は基板342の下方に形成された導電層350の下方に配向膜352を形成する。配向膜
318、配向膜352は、ラビング法、光配向法等を用いて形成することができる。その
後、基板302と、基板342との間に液晶層320を形成する。液晶層320の形成方
法としては、ディスペンサ法(滴下法)や、基板302と基板342とを貼り合わせてか
ら毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
次に、表示装置に含まれるトランジスタ102、容量素子105、及び画素電極の変形
例について図5を用いて説明を行う。なお、図5は、図2に示す表示装置の変形例の断面
図であり、図2に示す同様の箇所、または同様の機能を有する部分については、同様の符
号を付し、その詳細の説明は省略する。
開口部366が形成されている。
bが露出するようにエッチングすることで形成することができる。より、具体的には、図
3及び図6を用いて図5に示す表示装置の作製方法の一例について説明する。
先に説明した作製方法と同様に、酸化物半導体層308a、308c上に導電層310
a、310b、及び絶縁層312を形成する(図3(C)参照)。
絶縁層314との間に不純物の混入を抑制できるため好ましい。
(図6(B)参照)。
66の形成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。ただし、
開口部366の形成方法としては、これに限定されず、ウエットエッチング法、またはド
ライエッチング法とウエットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。なお、
開口部366を形成するためのエッチング工程によって、酸化物半導体層308cの膜厚
が減少する場合がある。
の一部を酸化物半導体層308aに移動させ、酸化物半導体層308a中の酸素欠損を補
填することが可能である。この結果、酸化物半導体層308aに含まれる酸素欠損量を低
減することができる。一方、絶縁層312と接しない酸化物半導体層308cの酸素欠損
量は低減されないため、酸化物半導体層308cは、酸化物半導体層308aより多くの
酸素欠損を含有することとなる。熱処理の条件は、酸化物半導体層308a、308cを
形成後の熱処理と同様とすることができる。
層308c、及び絶縁層314にプラズマ処理を行い、該プラズマ処理によって、酸化物
半導体層308cが酸素欠損及び/又は不純物濃度が増加した酸化物半導体層308bと
なる(図6(C)参照)。
層308b、及び絶縁層314の表面近傍にプラズマを照射する。該プラズマ処理条件と
しては、代表的には、希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xe)、水素、及び窒素の中か
ら選ばれた一種を含むガスを用いた処理が挙げられる。より具体的には、Ar雰囲気下で
のプラズマ処理、Arと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下
でのプラズマ処理、Arとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素
雰囲気下でのプラズマ処理などが挙げられる。
欠損の増加、あるいはプラズマ処理に用いるガス種が酸化物半導体層308c中に導入さ
れることによって、低抵抗化となり酸化物半導体層308bとなる。
置、スパッタリング装置、エッチング装置などが挙げられる。本実施の形態においては、
プラズマCVD装置を用いて、Ar雰囲気下、処理圧力が200Pa、電力が27MHz
帯のRF電源を用い1kW、処理時間が300sec、処理温度が350℃の条件下でプ
ラズマ処理を行うこととする。
312、314によって、その表面が保護されている。したがって、酸化物半導体層30
8aは、プラズマ処理によって、その表面がプラズマに曝されることが無いため、酸素欠
損及び/又は水素濃度の増加を抑制することができる。別言すると、酸化物半導体層30
8aは、i型、または実質的にi型の酸化物半導体層とすることができる。
次に、図7(A)に示す表示装置は、表示装置に含まれるトランジスタ102に用いる
酸化物半導体層308aを、酸化物半導体層307a及び酸化物半導体層309aの積層
構造にした例である。また、図7(A)に示す表示装置は、表示装置に含まれる容量素子
105及び画素電極に用いる酸化物半導体層308bを、酸化物半導体層307b及び酸
化物半導体層309bの積層構造にした例である。したがって、その他の構成は、図2に
示す表示装置と同じであり、先の説明を参酌することができる。
表記する)と、酸化物半導体層309a、309b(以下、明細書において酸化物半導体
層309とも表記する)と、は、少なくとも一の同じ金属元素を有する金属酸化物を用い
ることが好ましい。または、酸化物半導体層307と酸化物半導体層309の構成元素を
同一とし、両者の組成を異ならせてもよい。
a、Ce、NdまたはHfを表す)の場合、In−M−Zn酸化物を成膜するために用い
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=5:5:6(1:1:1.2)、In:M:Z
n=3:1:2が好ましい。なお、成膜される酸化物半導体層307の金属元素の原子数
比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリング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20%の変動を含む。
てのInとMの原子数比率は、好ましくはInが25atomic%以上、Mが75at
omic%未満、さらに好ましくはInが34atomic%以上、Mが66atomi
c%未満とする。
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102のオフ電流を低減することができる。
00nm以下、さらに好ましくは3nm以上50nm以下とする。
M−Zn酸化物(MはAl、Ti、Ga、Y、Zr、Sn、La、Ce、NdまたはHf
)であり、且つ酸化物半導体層307よりも伝導帯の下端のエネルギーが真空準位に近く
、代表的には、酸化物半導体層309の伝導帯の下端のエネルギーと、酸化物半導体層3
07の伝導帯の下端のエネルギーとの差が、0.05eV以上、0.07eV以上、0.
1eV以上、または0.15eV以上、且つ2eV以下、1eV以下、0.5eV以下、
または0.4eV以下である。即ち、酸化物半導体層309の電子親和力と、酸化物半導
体層307の電子親和力との差が、0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以
上、または0.15eV以上、且つ2eV以下、1eV以下、0.5eV以下、または0
.4eV以下である。
効果を有する場合がある。(1)酸化物半導体層309のエネルギーギャップを大きくす
る。(2)酸化物半導体層309の電子親和力を小さくする。(3)外部からの不純物を
遮蔽する。(4)酸化物半導体層307と比較して、絶縁性が高くなる。また、元素Mは
酸素との結合力が強い金属元素であるため、M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。
nとMの原子数比率は、好ましくは、Inが50atomic%未満、Mが50atom
ic%以上、さらに好ましくは、Inが25atomic%未満、Mが75atomic
%以上とする。
はAl、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、NdまたはHf)の場合、酸化物半導体層
307と比較して、酸化物半導体層309に含まれるMの原子数比が大きく、代表的には
、酸化物半導体層307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。
物半導体層307をIn:M:Zn=x2:y2:z2[原子数比]とすると、y1/x
1がy2/x2よりも大きく、好ましくは、y1/x1がy2/x2よりも1.5倍以上
である。さらに好ましくは、y1/x1がy2/x2よりも2倍以上大きく、より好まし
くは、y1/x1がy2/x2よりも3倍以上大きい。このとき、酸化物半導体層におい
て、y2がx2以上であると、当該酸化物半導体層を用いたトランジスタ102に安定し
た電気特性を付与できるため好ましい。ただし、y2がx2の3倍以上になると、当該酸
化物半導体層を用いたトランジスタ102の電界効果移動度が低下してしまうため、y2
はx2の3倍未満であると好ましい。
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、M>In、更にはZ
n≧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:Ga:Zn=1:3:2、In:Ga:Zn=1:3:3、In:G
a:Zn=1:3:4、In:Ga:Zn=1:3:5、In:Ga:Zn=1:3:6
、In:Ga:Zn=1:3:7、In:Ga:Zn=1:3:8、In:Ga:Zn=
1:3:9、In:Ga:Zn=1:3:10、In:Ga:Zn=1:6:4、In:
Ga:Zn=1:6:5、In:Ga:Zn=1:6:6、In:Ga:Zn=1:6:
7、In:Ga:Zn=1:6:8、In:Ga:Zn=1:6:9、In:Ga:Zn
=1:6:10が好ましい。なお、上記スパッタリングターゲットを用いて成膜された酸
化物半導体層307、及び酸化物半導体層309に含まれる金属元素の原子数比はそれぞ
れ、誤差として上記スパッタリング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20%の変動を含む。
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、酸化物半導体層307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。
、酸化物半導体層307へのダメージ緩和膜としても機能する。酸化物半導体層309の
厚さは、3nm以上100nm以下、好ましくは3nm以上50nmとする。
であるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体層307aにおいて酸素欠損が増加し
、n型化してしまう。このため、酸化物半導体層307aにおけるシリコンや炭素の濃度
、または酸化物半導体層309aと、酸化物半導体層307aとの界面近傍のシリコンや
炭素の濃度(二次イオン質量分析法により得られる濃度)を、2×1018atoms/
cm3以下、好ましくは2×1017atoms/cm3以下とする。
リ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、好まし
くは2×1016atoms/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、酸化物半導体層307a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。
キ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、当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、二次イオン質量分析
法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。
04a側に位置し、キャリアの主な移動経路となる酸化物半導体層307aと絶縁層31
2との間に、酸化物半導体層309aが設けられている。これにより、酸化物半導体層3
09aと絶縁層312の間において、不純物及び欠陥によりトラップ準位が形成されても
、当該トラップ準位と酸化物半導体層307aとの間には隔たりがある。この結果、酸化
物半導体層307aを流れる電子がトラップ準位に捕獲されにくく、トランジスタ102
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
。また、トラップ準位に電子が捕獲されると、該電子がマイナスの固定電荷となってしま
う。この結果、トランジスタ102のしきい値電圧が変動してしまう。しかしながら、酸
化物半導体層307aとトラップ準位との間に隔たりがあるため、トラップ準位における
電子の捕獲を低減することが可能であり、しきい値電圧の変動を低減することができる。
ではなく連続接合(ここでは特に伝導帯の下端のエネルギーが各膜の間で連続的に変化す
る構造)が形成されるように作製する。すなわち、各層の界面に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ような積層構造とする。仮に、
積層された酸化物半導体層307a及び酸化物半導体層309aの間に不純物が混在して
いると、エネルギーバンドの連続性が失われ、界面でキャリアがトラップされ、あるいは
再結合して、消滅してしまう。
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るこ
とが必要となる。スパッタリング装置における各チャンバーは、酸化物半導体層にとって
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(5×10−7Pa〜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
。
用いて説明する。
。ここでは、絶縁層306及び絶縁層312として酸化シリコン層を設けた場合について
説明する。なお、図7(B)に表すEcI1は絶縁層306として用いる酸化シリコン層
の伝導帯下端のエネルギーを示し、EcS1は酸化物半導体層307aの伝導帯下端のエ
ネルギーを示し、EcS2は酸化物半導体層309aの伝導帯下端のエネルギーを示し、
EcI2は絶縁層312として用いる酸化シリコン層の伝導帯下端のエネルギーを示す。
て、伝導帯下端のエネルギーは障壁が無くなだらかに変化する。換言すると、連続的に変
化するともいうことができる。これは、酸化物半導体層307aと酸化物半導体層309
aが共通の元素を含み、酸化物半導体層307a及び酸化物半導体層309aの間で、酸
素が相互に移動することで混合層が形成されるためであるということができる。
井戸)となり、酸化物半導体層308aを用いたトランジスタにおいて、チャネル領域が
酸化物半導体層307aに形成されることがわかる。なお、酸化物半導体層308aは、
伝導帯下端のエネルギーが連続的に変化しているため、酸化物半導体層307aと酸化物
半導体層309aとが連続接合している、ともいえる。
傍には、絶縁層312の構成元素であるシリコンまたは炭素等の不純物や欠陥に起因した
トラップ準位が形成され得るものの、酸化物半導体層309aが設けられることにより、
酸化物半導体層307aと該トラップ準位とを遠ざけることができる。ただし、EcS1
とEcS2とのエネルギー差が小さい場合、酸化物半導体層307aの電子が該エネルギ
ー差を越えてトラップ準位に達することがある。トラップ準位に電子が捕獲されることで
、絶縁層312との界面にマイナスの固定電荷が生じ、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、EcS1とEcS2とのエネルギー差を、0
.1eV以上、好ましくは0.15eV以上とすると、トランジスタのしきい値電圧の変
動が低減され、安定した電気特性となるため好適である。
は、酸化物半導体層307b及び酸化物半導体層309bの積層構造である。該積層構造
は、酸化物半導体層309bに接する絶縁膜からの水素の拡散、またはプラズマ処理によ
る不純物の注入及び/又は拡散によって、酸化物半導体層307bと酸化物半導体層30
9bの積層構造の導電性が向上する。したがって、酸化物半導体層307b、309bは
、容量素子105の1つの電極として機能と、画素電極としての機能とを有する。
次に、本発明の一態様の表示装置として、表示素子に発光素子を用いた構成の例につい
て図8を用いて説明を行う。なお、図8は、図2に示す表示装置の変形例の断面図である
。したがって、図2に示す同様の箇所、または同様の機能を有する部分については、同様
の符号を付し、その詳細の説明は省略する。
70を用いた構成である。発光素子370は、一対の電極間に発光層が挟持されている。
具体的には、発光素子370は、一対の電極の一方として画素電極の機能を有する酸化物
半導体層308bと、一対の電極の他方として機能する電極374と、該一対の電極間に
挟持された発光層372と、を有する。
ことができる。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物
であるか、無機化合物であるかによって区別され、前者は有機EL素子、後者は無機EL
素子と呼ばれている。図8においては、発光素子370として、有機EL素子を用いた構
成について、以下説明を行う。
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、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。
そして、基板上にトランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を取り
出す上面射出(トップエミッションともいう)や、基板側の面から発光を取り出す下面射
出(ボトムエミッションともいう)や、基板側及び基板とは反対側の面から発光を取り出
す両面射出(デュアルエミッションともいう)構造の発光素子があり、どの射出構造の発
光素子も適用することができる。
ッション構造の表示装置である。したがって、発光素子370の一対の電極の一方として
機能する酸化物半導体層308bは、透光性を有する。また、発光素子370の一対の電
極の他方として機能する電極374は、反射性を有する。
、図8において、発光素子370の構成は、画素電極として機能する酸化物半導体層30
8bと、発光層372と、電極374の積層構造であるが、示した構成に限定されない。
例えば、発光層372から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子370の構成は適
宜変えることができる。
ていてもどちらでも良い。
に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸
化アルミニウム膜等を形成することができる。また、基板302と基板342の間には充
填材376が設けられ密封されている。このように外気に曝されないように気密性が高く
、脱ガスの少ない保護フィルム(貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等)やカ
バー材でパッケージング(封入)することが好ましい。
縁層314上に隔壁368が設けられている。
、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、シロキサン系樹脂、
エポキシ系樹脂、またはフェノール系樹脂等を用いることができる。無機絶縁材料として
は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を用いることができる。特に、感光性の樹脂を用
いることで、隔壁368の作製が容易となるため好ましい。また、図8においては、隔壁
368を設ける構成について例示したが、これに限定されない。例えば、隔壁368を設
けない構成としても良い。
4は、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(
Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、コバ
ルト(Co)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、白金(Pt)、アルミニウム(Al
)、銅(Cu)、銀(Ag)等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ
、又は複数種を用いて形成することができる。
は熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルクロライド)系樹脂、アクリル系
樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、PVB(ポリビニルブチ
ラル)系樹脂またはEVA(エチレンビニルアセテート)系樹脂を用いることができる。
例えば充填材として窒素を用いればよい。
、位相差板(λ/4板、λ/2板)、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けても
よい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸によ
り反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
物半導体層308aと、容量素子の電極及び画素電極として機能する酸化物半導体層30
8bを、同時に形成することができる。酸化物半導体層308aは、絶縁層306及び絶
縁層312等の、酸化物半導体層との界面特性を向上させることが可能な材料で形成され
る層と接しているため、酸化物半導体層308aは、半導体としての機能を有する。した
がって、酸化物半導体層308aを有するトランジスタは、優れた電気特性を有する。一
方、画素電極及び容量素子の一方の電極として機能する酸化物半導体層308bは、水素
を含む雰囲気でのプラズマ処理または水素を含む絶縁層からの拡散により不純物が注入さ
れる。このため、酸化物半導体層308bに水素が拡散すると、酸化物半導体層308b
において、水素は酸素と結合し、キャリアである電子が生成される。この結果、酸化物半
導体層308bは、導電性が高くなり導体として機能する。すなわち、酸化物半導体層3
08bは、導電性の高い酸化物半導体層ともいえる。
の一方となる電極を形成する。また、トランジスタの酸化物半導体層と同時に、容量素子
の他方となる電極を形成する。なお、容量素子の他方となる電極は、画素電極としての機
能も有する。また、トランジスタのゲート絶縁層と同時に、容量素子の誘電体層を形成す
る。このように、容量素子及び画素電極を形成するために、新たに導電層、及び/又は誘
電体層を形成する工程が不要であり、表示装置の作製工程を削減することができる。した
がって、作製コストが低減された表示装置を提供することができる。
適宜組み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、実施の形態1のトランジスタ、容量素子の電極、及び画素電極に適
用可能な酸化物半導体層の一例について説明する。
非単結晶酸化物半導体層とは、CAAC−OS(C Axis Aligned Cry
stalline Oxide Semiconductor)膜、多結晶酸化物半導体
層、微結晶酸化物半導体層、非晶質酸化物半導体層などをいう。
結晶部は、一辺が100nm未満の立方体内に収まる大きさである。従って、CAAC−
OS膜に含まれる結晶部は、一辺が10nm未満、5nm未満または3nm未満の立方体
内に収まる大きさの場合も含まれる。
tron Microscope)によって観察すると、明確な結晶部同士の境界、即ち
結晶粒界(グレインバウンダリーともいう。)を確認することができない。そのため、C
AAC−OS膜は、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。
察)すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原
子の各層は、CAAC−OS膜の膜を形成する面(被形成面ともいう。)または上面の凹
凸を反映した形状であり、CAAC−OS膜の被形成面または上面と平行に配列する。
で配置されている状態をいう。従って、−5°以上5°以下の場合も含まれる。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。
従って、85°以上95°以下の場合も含まれる。
EM観察)すると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列している
ことを確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られ
ない。
ていることがわかる。
装置を用いて構造解析を行うと、例えばInGaZnO4の結晶を有するCAAC−OS
膜のout−of−plane法による解析では、回折角(2θ)が31°近傍にピーク
が現れる場合がある。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膜の結晶がc軸配向性を有し、c軸が被形成面または上面に
概略垂直な方向を向いていることが確認できる。
lane法による解析では、2θが56°近傍にピークが現れる場合がある。このピーク
は、InGaZnO4の結晶の(110)面に帰属される。InGaZnO4の単結晶酸
化物半導体層であれば、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)を行うと、(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。これに対し、CAAC−OS膜の場合は、2θを
56°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。
不規則であるが、c軸配向性を有し、かつc軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平
行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面TEM観察で確認された層状に
配列した金属原子の各層は、結晶のab面に平行な面である。
行った際に形成される。上述したように、結晶のc軸は、CAAC−OS膜の被形成面ま
たは上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、CAAC−OS膜の
形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶のc軸がCAAC−OS膜の被形成
面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。
膜の結晶部が、CAAC−OS膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上
面近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりも結晶化度が高くなることがある。また、CA
AC−OS膜に不純物を添加する場合、不純物が添加された領域の結晶化度が変化し、部
分的に結晶化度の異なる領域が形成されることもある。
法による解析では、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、CAAC−OS膜中の一部に、c軸配向
性を有さない結晶が含まれることを示している。CAAC−OS膜は、2θが31°近傍
にピークを示し、2θが36°近傍にピークを示さないことが好ましい。
す。
、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体層の主成分以外の元素である。特に、シリ
コンなどの、酸化物半導体層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
化物半導体層から酸素を奪うことで酸化物半導体層の原子配列を乱し、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、酸化物半導体層内部に含まれると、酸化物半導体層
の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体層に含まれる不
純物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。
性の変動が小さい。
きない場合がある。微結晶酸化物半導体層に含まれる結晶部は、1nm以上100nm以
下、または1nm以上10nm以下の大きさであることが多い。特に、1nm以上10n
m以下、または1nm以上3nm以下の微結晶であるナノ結晶(nc:nanocrys
tal)を有する酸化物半導体層を、nc−OS(nanocrystalline O
xide Semiconductor)膜と呼ぶ。また、nc−OS膜は、例えば、T
EMによる観察像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。
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膜は、異な
る結晶部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。
従って、nc−OS膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体層と区別が付かない
場合がある。例えば、nc−OS膜に対し、結晶部よりも大きい径のX線を用いるXRD
装置を用いて構造解析を行うと、out−of−plane法による解析では、結晶面を
示すピークが検出されない。また、nc−OS膜に対し、結晶部よりも大きい径(例えば
50nm以上)の電子線を用いる電子線回折(制限視野電子線回折ともいう。)を行うと
、ハローパターンのような回折像が観測される。一方、nc−OS膜に対し、結晶部の大
きさと近いか結晶部より小さい径(例えば1nm以上30nm以下)の電子線を用いる電
子線回折(ナノビーム電子線回折ともいう。)を行うと、スポットが観測される。また、
nc−OS膜に対しナノビーム電子線回折を行うと、円を描くように(リング状に)輝度
の高い領域が観測される場合がある。また、nc−OS膜に対しナノビーム電子線回折を
行うと、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
のため、nc−OS膜は、非晶質酸化物半導体層よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし
、nc−OS膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、nc−
OS膜は、CAAC−OS膜と比べて欠陥準位密度が高くなる。
AAC−OS膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
CAAC−OS膜は、例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲット
を用い、スパッタリング法によって成膜する。当該スパッタリング用ターゲットにイオン
が衝突すると、スパッタリング用ターゲットに含まれる結晶領域がa−b面から劈開し、
a−b面に平行な面を有する平板状またはペレット状のスパッタリング粒子として剥離す
ることがある。この場合、当該平板状またはペレット状のスパッタリング粒子が、結晶状
態を維持したまま基板に到達することで、CAAC−OS膜を成膜することができる。
当径が3nm以上10nm以下、厚さ(a−b面に垂直な方向の長さ)が0.7nm以上
1nm未満である。なお、平板状またはペレット状のスパッタリング粒子は、a−b面に
平行な面が正三角形または正六角形であってもよい。ここで、面の円相当径とは、面の面
積と等しい正円の直径をいう。
ンが起こる。具体的には、基板温度を100℃以上740℃以下、好ましくは200℃以
上500℃以下として成膜する。成膜時の基板温度を高めることで、平板状またはペレッ
ト状のスパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、
スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。このとき、スパッタリング粒子が正に
帯電することで、スパッタリング粒子同士が反発しながら基板に付着するため、スパッタ
リング粒子が偏って不均一に重なることがなく、厚さの均一なCAAC−OS膜を成膜す
ることができる。
きる。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度(水素、水、二酸化炭素及び窒素など)を
低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が
−80℃以下、好ましくは−100℃以下である成膜ガスを用いる。
ジを軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、30体積%以上、好ましくは100
体積%とする。
物半導体層はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を100℃以上
500℃以下、好ましくは150℃以上450℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を30
体積%以上、好ましくは100体積%として成膜する。
とする。加熱処理の温度は、350℃以上740℃以下、好ましくは450℃以上650
℃以下とする。また、加熱処理の時間は1分以上24時間以下、好ましくは6分以上4時
間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ま
しくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰
囲気での加熱処理により、第1の酸化物半導体層の不純物濃度を短時間で低減することが
できる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第1の酸化物半導体層に酸素欠損が生成
されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減する
ことができる。なお、加熱処理は1000Pa以下、100Pa以下、10Pa以下また
は1Pa以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第1の酸化物半導体層の不純物濃度
をさらに短時間で低減することができる。
0nm以上である場合と比べ、加熱処理によって容易に結晶化させることができる。
0nm以下の厚さで成膜する。第2の酸化物半導体層はスパッタリング法を用いて成膜す
る。具体的には、基板温度を100℃以上500℃以下、好ましくは150℃以上450
℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を30体積%以上、好ましくは100体積%として成
膜する。
させることで、結晶性の高い第2のCAAC−OS膜とする。加熱処理の温度は、350
℃以上740℃以下、好ましくは450℃以上650℃以下とする。また、加熱処理の時
間は1分以上24時間以下、好ましくは6分以上4時間以下とする。また、加熱処理は、
不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を
行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第2の酸
化物半導体層の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加
熱処理により第2の酸化物半導体層に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化
性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は1
000Pa以下、100Pa以下、10Pa以下または1Pa以下の減圧下で行ってもよ
い。減圧下では、第2の酸化物半導体層の不純物濃度をさらに短時間で低減することがで
きる。
ができる。当該CAAC−OS膜を、酸化物積層における酸化物半導体層として好適に用
いることができる。
、100℃未満、70℃未満または室温(20℃〜25℃)程度)である場合の酸化物膜
の形成方法について説明する。
、例えば、マイグレーションをしないため、既に他のスパッタ粒子が堆積している領域も
含め、無秩序に堆積していく。即ち、堆積して得られる酸化物膜は、例えば、厚さが均一
でなく、結晶の配向も無秩序になる場合がある。このようにして得られた酸化物膜は、ス
パッタ粒子の結晶性を、ある程度維持するため、結晶部(ナノ結晶)を有する。
の粒子(原子、分子、イオン、ラジカルなど)と衝突する頻度が高まる。スパッタ粒子は
、飛翔中に他の粒子と衝突する(再スパッタされる)ことで、結晶構造が崩れる場合があ
る。例えば、スパッタ粒子は、他の粒子と衝突することで、平板状の形状を維持すること
ができず、細分化(例えば各原子に分かれた状態)される場合がある。このとき、スパッ
タ粒子から分かれた各原子が被形成面に堆積していくことで、非晶質酸化物膜が形成され
る場合がある。
液体を用いて成膜する方法の場合、またはターゲットなどの固体を気体化することで成膜
する方法の場合、各原子に分かれた状態で飛翔して被形成面に堆積するため、非晶質酸化
物膜が形成される場合がある。また、例えば、レーザアブレーション法では、ターゲット
から放出された原子、分子、イオン、ラジカル、クラスターなどが飛翔して被形成面に堆
積するため、非晶質酸化物膜が形成される場合がある。
の酸化物半導体層を適用してもよい。また、積層構造の酸化物半導体層を含む場合、各酸
化物半導体層の結晶状態が異なっていてもよい。但し、トランジスタのチャネルとして機
能する酸化物半導体層には、CAAC−OS膜を適用することが好ましい。また、容量素
子に含まれる酸化物半導体層は、トランジスタに含まれる酸化物半導体層よりも不純物濃
度が高いため、結晶性が低減する場合がある。
適宜組み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置について、図面を用いて説明する。
なお、先の実施の形態に示す符号と同様の箇所、または同様の機能を有する部分について
は、同様の符号を付し、その詳細の説明は省略する。
、走査線駆動回路204と、信号線駆動回路206と、各々が平行または略平行に配設さ
れ、且つ走査線駆動回路204によって電位が制御されるm本の走査線207と、各々が
平行または略平行に配設され、且つ信号線駆動回路206によって電位が制御されるn本
の信号線209と、を有する。さらに、画素部200はマトリクス状に配設された複数の
画素301を有する。また、走査線207に沿って、各々が平行または略平行に配設され
た容量線215を有する。なお、容量線215は、信号線209に沿って、各々が平行ま
たは略平行に配設されていてもよい。また、走査線駆動回路204及び信号線駆動回路2
06をまとめて駆動回路部という場合がある。
ずれかの行に配設されたn個の画素301と電気的に接続される。また、各信号線209
は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれかの列に配設されたm個の画素30
1に電気的と接続される。m、nは、ともに1以上の整数である。また、各容量線215
は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれかの行に配設されたn個の画素30
1と電気的に接続される。なお、容量線215が、信号線209に沿って、各々が平行ま
たは略平行に配設されている場合は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれか
の列に配設されたm個の画素301に電気的と接続される。
。
回路構成の一例を示している。
105と、を有する。
る。液晶素子322は、書き込まれるデータにより配向状態が設定される。また、複数の
画素301のそれぞれが有する液晶素子322の一対の電極の一方に共通の電位(コモン
電位)を与えてもよい。また、各行の画素301毎の液晶素子322の一対の電極の一方
に異なる電位を与えてもよい。
する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界(横方向の電界、縦
方向の電界又は斜め方向の電界を含む)によって制御される。なお、液晶素子322とし
ては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、ディスコチック液晶、
サーモトロピック液晶、ライオトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、
反強誘電液晶、主鎖型液晶、側鎖型高分子液晶、バナナ型液晶等が挙げられる。
ード、VAモード、ASM(Axially Symmetric Aligned M
icro−cell)モード、OCB(Optically Compensated
Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liqu
id Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Li
quid Crystal)モード、MVAモード、PVA(Patterned Ve
rtical Alignment)モード、IPSモード、FFSモード、またはTB
A(Transverse Bend Alignment)モードなどを用いてもよい
。また、表示装置の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ECB(Electri
cally Controlled Birefringence)モード、PDLC(
Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード、PNL
C(Polymer Network Liquid Crystal)モード、ゲスト
ホストモードなどがある。ただし、これに限定されず、液晶素子及びその駆動方式として
様々なものを用いることができる。
により液晶素子を構成してもよい。ブルー相を示す液晶は、応答速度が1msec以下と
短く、光学的等方性であるため、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。
レイン電極の一方は、信号線209に電気的に接続され、他方は液晶素子322の一対の
電極の他方に電気的に接続される。また、トランジスタ102のゲート電極は、走査線2
07に電気的に接続される。トランジスタ102は、オン状態またはオフ状態になること
により、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
電位が供給される容量線215に電気的に接続され、他方は、液晶素子322の一対の電
極の他方に電気的に接続される。なお、容量線215の電位の値は、画素301の仕様に
応じて適宜設定される。容量素子105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。
各行の画素301を順次選択し、トランジスタ102をオン状態にしてデータ信号を書き
込む。
状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
16と、画素の駆動を制御するトランジスタ102と、トランジスタ217と、容量素子
105と、発光素子370と、を有する。例えば、図8に示す表示装置の一態様は、図9
(C)に示す画素の駆動を制御するトランジスタ102、容量素子105、発光素子37
0に用いることができる。
信号線209に電気的に接続される。さらに、トランジスタ102のゲート電極は、ゲー
ト信号が与えられる走査線207に電気的に接続される。
込みを制御する機能を有する。
る配線211と電気的に接続され、トランジスタ102のソース電極及びドレイン電極の
他方は、発光素子370の一方の電極に電気的に接続される。さらに、トランジスタ10
2のゲート電極は、トランジスタ216のソース電極及びドレイン電極の他方、及び容量
素子105の一方の電極に電気的に接続される。
流れる電流を制御する機能を有する。
れる配線210と電気的に接続され、トランジスタ217のソース電極及びドレイン電極
の他方は、発光素子370の一方の電極、及び容量素子105の他方の電極に電気的に接
続される。さらに、トランジスタ217のゲート電極は、ゲート信号が与えられる走査線
207に電気的に接続される。
、発光素子370が劣化等により、発光素子370の内部抵抗が上昇した場合、トランジ
スタ217のソース電極及びドレイン電極の一方が電気的に接続された配線210に流れ
る電流をモニタリングすることで、発光素子370に流れる電流を補正することができる
。配線210に与えられる電位としては、例えば、0Vとすることができる。
電極の他方、及びトランジスタ216のゲート電極と電気的に接続され、容量素子105
の一対の電極の他方は、トランジスタ217のソース電極及びドレイン電極の他方、及び
発光素子370の一方の電極に電気的に接続される。
を保持する保持容量としての機能を有する。
電極の他方、容量素子105の他方の電極、及びトランジスタ216のソース電極及びド
レイン電極の他方と電気的に接続される。また、発光素子370の一対の電極の他方は、
カソードとして機能する配線212に電気的に接続される。
いう)などを用いることができる。ただし、発光素子370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。
、低電源電位VSSが与えられる。図9(C)に示す構成においては、配線211に高電
源電位VDDを、配線212に低電源電位VSSを、それぞれ与える構成としている。
素301を順次選択し、トランジスタ102をオン状態にしてデータ信号を書き込む。
状態になる。さらに、トランジスタ102は、容量素子105と電気的に接続しているた
め、書き込まれたデータを長時間保持することが可能となる。また、トランジスタ216
により、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370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。
適宜組み合わせて用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を表示部に含む電子機器の例について、
図10を参照して説明する。
体5000、表示部5001、スピーカ5003、LEDランプ5004、操作キー50
05(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子5006、センサ5007(
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5008、等を有することが
できる。
、赤外線ポート5010、等を有することができる。図10(B)は記録媒体を備えた携
帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)であり、上述したものの他に、第2表
示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図10(C)はゴー
グル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第2表示部5002、支持部5012
、イヤホン5013、等を有することができる。図10(D)は携帯型遊技機であり、上
述したものの他に、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図10(E)は
テレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ5014、シ
ャッターボタン5015、受像部5016、等を有することができる。図10(F)は携
帯型遊技機であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読込部5011
、等を有することができる。図10(G)はテレビ受像器であり、上述したものの他に、
チューナ、画像処理部、等を有することができる。図10(H)は持ち運び型テレビ受像
器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器5017、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、日付又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又は
受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又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。さらに、複数の表示部を有する電子機器におい
ては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報
を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な
画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器におい
ては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補
正する機能、撮影した画像を記録媒体(外部又はカメラに内蔵)に保存する機能、撮影し
た画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図10(A)乃至図1
0(H)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。
、該表示部に本発明の一態様の半導体装置を具備することを特徴とする。
適宜組み合わせて用いることができる。
105 容量素子
200 画素部
202 画素
204 走査線駆動回路
206 信号線駆動回路
207 走査線
209 信号線
210 配線
211 配線
212 配線
215 容量線
216 トランジスタ
217 トランジスタ
301 画素
302 基板
304a 導電層
304b 導電層
305 絶縁層
306 絶縁層
307 酸化物半導体層
307a 酸化物半導体層
307b 酸化物半導体層
308a 酸化物半導体層
308b 酸化物半導体層
308c 酸化物半導体層
309 酸化物半導体層
309a 酸化物半導体層
309b 酸化物半導体層
310a 導電層
310b 導電層
312 絶縁層
314 絶縁層
318 配向膜
320 液晶層
322 液晶素子
342 基板
344 遮光層
346 有色層
348 絶縁層
350 導電層
352 配向膜
362 開口部
364 開口部
366 開口部
368 隔壁
370 発光素子
372 発光層
374 電極
376 充填材
5000 筐体
5001 表示部
5002 表示部
5003 スピーカ
5004 LEDランプ
5005 操作キー
5006 接続端子
5007 センサ
5008 マイクロフォン
5009 スイッチ
5010 赤外線ポート
5011 記録媒体読込部
5012 支持部
5013 イヤホン
5014 アンテナ
5015 シャッターボタン
5016 受像部
5017 充電器
Claims (5)
- 画素電極を含む表示素子と、
前記表示素子と電気的に接続されたトランジスタと、
前記表示素子と電気的に接続され、一対の電極間に誘電体層を挟持する容量素子と、を有し、
前記トランジスタは、
ゲート電極と、
前記ゲート電極上のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上のチャネル形成領域を有する第1の酸化物層と、
前記第1の酸化物層上の第2の酸化物層と、
前記第1及び第2の酸化物層と接する領域を有するソース電極及びドレイン電極と、を有し、
前記第2の酸化物層上に位置し、前記第2の酸化物層と接する領域を有する第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上の第2の絶縁層と、を有し、
前記画素電極及び前記容量素子は、
前記第1の酸化物層と同一表面上に形成された第3の酸化物層と、
前記第3の酸化物層上の第4の酸化物層と、を有し、
前記第1の絶縁層は、前記トランジスタのソース電極上及びドレイン電極上に位置し、且つ開口部を有し、
前記第4の酸化物層は、前記開口部において、前記第2の絶縁層と接する領域を有し、
前記第3及び第4の酸化物層は、前記画素電極として機能する領域と、前記容量素子の一方の電極として機能する領域とを有することを特徴とする表示装置。 - 請求項1において、
前記誘電体層は、前記トランジスタのゲート絶縁層と同一表面上に形成された絶縁層であることを特徴とする表示装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記第1の絶縁層は、酸化シリコンを有し、
前記第2の絶縁層は、窒化シリコンを有することを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記表示素子は、液晶素子または発光素子であることを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記第1乃至4の酸化物層は、
Inと、Mと、Znと、を有する酸化物(MはAl、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、NdまたはHf)であることを特徴とする表示装置。
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