TW202347761A - 半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種具有低功耗及高性能的半導體裝置。半導體裝置包括第一半導體層、第二半導體層、第一導電層、第二導電層、第三導電層、第一絕緣層以及第二絕緣層。第一絕緣層設置於第一導電層上。第二導電層設置於第一絕緣層上。第一絕緣層及第二導電層包括到達第一導電層的開口。第一半導體層與第一導電層的頂面、第一絕緣層的側面以及第二導電層的頂面及側面接觸。第二半導體層設置於第一半導體層上。第二絕緣層設置於第二半導體層上。第三導電層設置於第二絕緣層上。第一半導體層的導電率比第二半導體層的導電率高。

Description

半導體裝置
本發明的一個實施方式係關於一種半導體裝置及其製造方法。本發明的一個實施方式係關於一種電晶體及其製造方法。本發明的一個實施方式係關於一種包括半導體裝置的顯示裝置。
注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本發明的一個實施方式的技術領域的一個例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置（例如，觸控感測器）、輸入輸出裝置（例如，觸控面板）以及上述裝置的驅動方法或製造方法。
注意，在本說明書等中，半導體裝置是指利用半導體特性的裝置以及包括半導體元件（電晶體、二極體、光電二極體等）的電路及包括該電路的裝置等。此外，半導體裝置是指能夠利用半導體特性而發揮作用的所有裝置。例如，作為半導體裝置的例子，有積體電路、具備積體電路的晶片、封裝中容納有晶片的電子構件。此外，記憶體裝置、顯示裝置、發光裝置、照明設備以及電子裝置本身是半導體裝置，並且有時都包括半導體裝置。
包括電晶體的半導體裝置被廣泛地應用於電子裝置。例如，在顯示裝置中，藉由減小電晶體的佔有面積，可以縮小像素尺寸，因此可以提高清晰度。因此，微型電晶體被要求。
作為需要高清晰顯示裝置的設備，例如面向虛擬實境（VR：Virtual Reality）、擴增實境（AR：Augmented Reality）、替代實境（SR：Substitutional Reality）以及混合實境（MR：Mixed Reality）的設備的開發很活躍。
作為顯示裝置，例如已開發了包括有機EL（Electro Luminescence）元件或發光二極體（LED：Light Emitting Diode）的發光裝置。
在專利文獻1中公開了一種使用有機EL元件的高清晰顯示裝置。
[專利文獻1]國際專利申請公開第2016/038508號
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種微型電晶體。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種通道長度短的電晶體。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種通態電流大的電晶體。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種截止電流小的電晶體。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種電特性良好的電晶體。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種佔有面積小的半導體裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種佈線電阻低的半導體裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種功耗低的半導體裝置或顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種可靠性高的電晶體、半導體裝置或顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種高清晰的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種生產率高的半導體裝置或顯示裝置的製造方法。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎的電晶體、半導體裝置、顯示裝置或它們的製造方法。
注意，這些目的的記載並不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述目的以外的目的。
本發明的一個實施方式是一種半導體裝置，包括：第一半導體層；第二半導體層；第一導電層；第二導電層；第三導電層；第一絕緣層；以及第二絕緣層。第一絕緣層設置於第一導電層上。第二導電層設置於第一絕緣層上。第一絕緣層及第二導電層包括到達第一導電層的開口。第一半導體層與第一導電層的頂面、第一絕緣層的側面以及第二導電層的頂面及側面接觸。第二半導體層設置於第一半導體層上。第二絕緣層設置於第二半導體層上。第三導電層設置於第二絕緣層上。第一半導體層的導電率與第二半導體層的導電率不同。
本發明的一個實施方式是一種半導體裝置，包括：第一半導體層；第二半導體層；第一導電層；第二導電層；第三導電層；第一絕緣層；以及第二絕緣層。第一絕緣層設置於第一導電層上。第二導電層設置於第一絕緣層上。第一絕緣層及第二導電層包括到達第一導電層的開口。第一半導體層與第一導電層的頂面、第一絕緣層的側面以及第二導電層的頂面及側面接觸。第二半導體層設置於第一半導體層上。第二絕緣層設置於第二半導體層上。第三導電層設置於第二絕緣層上。第一半導體層的導電率比第二半導體層的導電率高。
本發明的一個實施方式是一種半導體裝置，包括：第一半導體層；第二半導體層；第一導電層；第二導電層；第三導電層；第一絕緣層；以及第二絕緣層。第一絕緣層設置於第一導電層上。第二導電層設置於第一絕緣層上。第一絕緣層及第二導電層包括到達第一導電層的開口。第一半導體層與第一導電層的頂面、第一絕緣層的側面以及第二導電層的頂面及側面接觸。第二半導體層設置於第一半導體層上。第二絕緣層設置於第二半導體層上。第三導電層設置於第二絕緣層上。第一半導體層包含第一金屬氧化物。第二半導體層包含第二金屬氧化物。第一金屬氧化物的能帶間隙比第二金屬氧化物的能帶間隙小。
本發明的一個實施方式是一種半導體裝置，包括：第一半導體層；第二半導體層；第一導電層；第二導電層；第三導電層；第一絕緣層；以及第二絕緣層。第一絕緣層設置於第一導電層上。第二導電層設置於第一絕緣層上。第一絕緣層及第二導電層包括到達第一導電層的開口。第一半導體層與第一導電層的頂面、第一絕緣層的側面以及第二導電層的頂面及側面接觸。第二半導體層設置於第一半導體層上。第二絕緣層設置於第二半導體層上。第三導電層設置於第二絕緣層上。第一半導體層包含第一金屬氧化物。第二半導體層包含第二金屬氧化物。第一金屬氧化物包含銦。第二金屬氧化物包含銦及元素M。元素M為鎵、鋁和錫中的一個或多個。包含在第一金屬氧化物中的元素M的含有率比包含在第二金屬氧化物中的元素M的含有率低。
本發明的一個實施方式是一種半導體裝置，包括：第一半導體層；第二半導體層；第一導電層；第二導電層；第三導電層；第一絕緣層；以及第二絕緣層。第一絕緣層設置於第一導電層上。第二導電層設置於第一絕緣層上。第一絕緣層及第二導電層包括到達第一導電層的開口。第一半導體層與第一導電層的頂面、第一絕緣層的側面以及第二導電層的頂面及側面接觸。第二半導體層設置於第一半導體層上。第二絕緣層設置於第二半導體層上。第三導電層設置於第二絕緣層上。第一半導體層及第二半導體層分別包含金屬氧化物。第一半導體層的結晶性比第二半導體層的結晶性低。
在上述半導體裝置中，第一導電層及第二導電層較佳為分別包含氧化物導電體。
在上述半導體裝置中，第一絕緣層較佳為包括第三絕緣層、第三絕緣層上的第四絕緣層及第四絕緣層上的第五絕緣層。第四絕緣層較佳為包含氧。第三絕緣層及第五絕緣層較佳為分別包含氮。
在上述半導體裝置中，第一絕緣層較佳為包括第三絕緣層、第三絕緣層上的第四絕緣層、第四絕緣層上的第五絕緣層以及第五絕緣層上的第六絕緣層。第五絕緣層較佳為包含氧。第三絕緣層、第四絕緣層及第六絕緣層較佳為分別包含氮。第三絕緣層較佳為包括其含氫量比第四絕緣層多的區域。
上述半導體裝置較佳為還包括第四導電層。第四導電層較佳為包括與第一導電層的頂面接觸的區域。第一絕緣層較佳為包括與第一導電層的頂面及第四導電層的頂面及側面接觸的區域。第四導電層較佳為包括隔著第一絕緣層、第一半導體層、第二半導體層及第二絕緣層與第三導電層重疊的區域。第四導電層的導電率較佳為比第一導電層的導電率高。
根據本發明的一個實施方式可以提供一種微型電晶體。根據本發明的一個實施方式可以提供一種通道長度短的電晶體。根據本發明的一個實施方式可以提供一種通態電流大的電晶體。根據本發明的一個實施方式可以提供一種截止電流小的電晶體。根據本發明的一個實施方式可以提供一種電特性良好的電晶體。根據本發明的一個實施方式可以提供一種佔有面積小的半導體裝置。根據本發明的一個實施方式可以提供一種佈線電阻低的半導體裝置。根據本發明的一個實施方式可以提供一種功耗低的半導體裝置或顯示裝置。根據本發明的一個實施方式可以提供一種可靠性高的電晶體、半導體裝置或顯示裝置。根據本發明的一個實施方式可以提供一種高清晰的顯示裝置。根據本發明的一個實施方式可以提供一種生產率高的半導體裝置或顯示裝置的製造方法。根據本發明的一個實施方式可以提供一種新穎的電晶體、半導體裝置、顯示裝置或它們的製造方法。
注意，這些效果的記載並不妨礙其他效果的存在。本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述效果以外的效果。
參照圖式對實施方式進行詳細說明。注意，本發明不侷限於以下說明，而所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。
注意，在下面說明的發明結構中，在不同的圖式中共用相同的符號來顯示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反復說明。此外，當表示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線，而不特別附加元件符號。
此外，為了便於理解，有時圖式中示出的各構成的位置、大小及範圍等並不表示其實際的位置、大小及範圍等。因此，所公開的發明並不必然限於圖式中公開的位置、大小及範圍等。
注意，在本說明書等中，為了方便起見，附加了“第一”、“第二”等序數詞，而其並不限制組件的個數或組件的順序（例如，製程順序或疊層順序）。此外，在本說明書中的某一部分對組件附加的序數詞與在本說明書中的其他部分或申請專利範圍對該組件附加的序數詞有時不一致。
另外，根據情況或狀態，可以互相調換“膜”和“層”。例如，可以將“導電層”變換為“導電膜”。此外，可以將“絕緣膜”變換為“絕緣層”。
電晶體是半導體元件的一種，並且可以實現放大電流或電壓的功能、控制導通或非導通的切換工作等。本說明書中的電晶體包括IGFET（Insulated Gate Field Effect Transistor：絕緣閘場效電晶體）和薄膜電晶體（TFT：Thin Film Transistor）。
在使用極性不同的電晶體的情況或電路工作的電流方向變化的情況等下，“源極”及“汲極”的功能有時被互相調換。因此，在本說明書等中，可以互相調換使用“源極”和“汲極”。
在本說明書等中，“電連接”包括藉由“具有某種電作用的元件”連接的情況。在此，“具有某種電作用的元件”只要可以進行連接對象間的電信號的授收，就對其沒有特別的限制。例如，“具有某種電作用的元件”除了電極或佈線以外還包括電晶體等切換元件、電阻元件、線圈、電容元件、其他具有各種功能的元件等。
另外，在本說明書等中，在沒有特別的說明的情況下，關態電流是指電晶體處於關閉狀態（也稱為非導通狀態、遮斷狀態）時的源極和汲極之間的洩漏電流。在沒有特別的說明的情況下，在n通道型電晶體中，關閉狀態是指閘極與源極間的電壓V gs低於臨界電壓V th（p通道型電晶體中V gs高於V th）的狀態。
在本說明書等中，“頂面形狀大致一致”是指疊層中的每一個層的邊緣的至少一部分重疊。例如，包括上層及下層藉由同一的遮罩圖案或其一部分同一的遮罩圖案被加工的情況。但是，實際上有邊緣不重疊的情況，有時上層位於下層的內側或者上層位於下層的外側，該情況也可以說“頂面形狀大致一致”。當頂面形狀一致或大致一致時，也可以說端部對齊或大致對齊。
在本說明書等中，錐形形狀是指組件的側面的至少一部分相對於基板面或被形成面傾斜地設置的形狀。例如，較佳為具有傾斜的側面和基板面或被形成面所形成的角度（也被稱為錐角）小於90度的區域。在此，組件的側面、基板面及被形成面不一定必須完全平坦，也可以是具有微小曲率的近似平面狀或具有微細凹凸的近似平面狀。
在本說明書等中，有時將使用金屬遮罩或FMM（Fine Metal Mask，高精細金屬遮罩）製造的器件稱為具有MM（Metal Mask）結構的器件。此外，在本說明書等中，有時將不使用金屬遮罩或FMM製造的器件稱為具有MML（Metal Mask Less）結構的器件。
在本說明書等中，有時將在發光波長不同的發光元件（也稱為發光器件）中分別製造發光層的結構稱為SBS（Side By Side）結構。SBS結構由於可以對各發光元件使材料及結構最佳化，材料及結構的選擇彈性得到提高，可以容易實現亮度及可靠性的提高。
在本說明書等中，有時將電洞或電子表示為“載子”。明確而言，有時將電洞注入層或電子注入層稱為“載子注入層”，將電洞傳輸層或電子傳輸層稱為“載子傳輸層”，將電洞障壁層或電子障壁層稱為“載子障壁層”。注意，上述載子注入層、載子傳輸層及載子障壁層有時無法根據其剖面形狀或特性等明確地進行區分。另外，有時一個層兼具載子注入層、載子傳輸層和載子障壁層中的兩者或三者的功能。
在本說明書等中，發光元件在一對電極間包括EL層。EL層至少包括發光層。在此，作為EL層所包括的層（也被稱為功能層），可以舉出發光層、載子注入層（電洞注入層及電子注入層）、載子傳輸層（電洞傳輸層及電子傳輸層）及載子障壁層（電洞障壁層及電子障壁層）等。在本說明書等中，受光元件（也被稱為受光器件）在一對電極之間至少包括用作光電轉換層的活性層。在本說明書等中，有時將一對電極中的一方記為像素電極，另一方記為共用電極。
在本說明書等中，犧牲層（也可以稱為遮罩層）至少位於發光層（更明確而言是構成EL層的層中被加工為島狀的層）的上方，並且在製程中具有保護該發光層的功能。
在本說明書等中，斷開是指層、膜或電極因被形成面的形狀（例如，步階等）而斷開的現象。
實施方式1 在本實施方式中，參照圖1至圖11說明本發明的一個實施方式的半導體裝置。
＜結構例子1＞ 對可用於本發明的一個實施方式的半導體裝置的電晶體進行說明。圖1A示出電晶體100的俯視圖。圖1B示出沿著圖1A所示的點劃線A1-A2的截斷面的剖面圖，圖1C示出沿著點劃線B1-B2的截斷面的剖面圖。注意，在圖1A中，省略電晶體100的組件的一部分（閘極絕緣層等）。關於電晶體的俯視圖，與圖1A同樣地，後面的圖式中也省略組件的一部分。
圖2A至圖2D示出電晶體100的立體圖。注意，圖2B示出沿著圖2A所示的點劃線C1-C2的截斷面。在圖2C中以透視的方式示出圖2A所示的絕緣層，其中以虛線示出其輪廓。同樣地，在圖2D中以透視的方式示出圖2B所示的絕緣層，其中以虛線示出其輪廓。
電晶體100設置在基板102上。電晶體100包括導電層104、絕緣層106、半導體層108、導電層112a及導電層112b。導電層104被用作閘極電極（也稱為第一閘極電極）。絕緣層106的一部分被用作閘極絕緣層（也稱為第一閘極絕緣層）。導電層112a被用作源極電極和汲極電極中的一個，導電層112b被用作源極電極和汲極電極中的另一個。在半導體層108中，在源極電極與汲極電極之間隔著閘極絕緣層與閘極電極重疊的區域的整體被用作通道形成區域。此外，在半導體層108中，與源極電極接觸的區域被用作源極區域，與汲極電極接觸的區域被用作汲極區域。
基板102上設置有導電層112a，導電層112a上設置有絕緣層110，絕緣層110上設置有導電層112b。絕緣層110包括夾在導電層112a與導電層112b之間的區域。導電層112a包括隔著絕緣層110與導電層112b重疊的區域。絕緣層110包括到達導電層112a的開口141。也可以說在開口141中導電層112a露出。導電層112b在與導電層112a重疊的區域包括開口143。開口143設置在重疊於開口141的區域。
半導體層108以覆蓋開口141及開口143的方式設置。半導體層108包括與導電層112b的頂面及側面、絕緣層110的側面以及導電層112a的頂面接觸的區域。半導體層108藉由開口141及開口143與導電層112a電連接。半導體層108具有沿著導電層112b的頂面及側面、絕緣層110的側面以及導電層112a的頂面的形狀的形狀。
用作電晶體100的閘極絕緣層的絕緣層106以覆蓋開口141及開口143的方式設置。絕緣層106設置在半導體層108、導電層112b及絕緣層110上。絕緣層106包括與半導體層108的頂面及側面、導電層112b的頂面及側面以及絕緣層110的頂面接觸的區域。絕緣層106具有沿著絕緣層110的頂面、導電層112b的頂面及側面、半導體層108的頂面及側面以及導電層112a的頂面的形狀的形狀。
用作電晶體100的閘極電極的導電層104設置在絕緣層106上，並包括與絕緣層106的頂面接觸的區域。導電層104包括隔著絕緣層106與半導體層108重疊的區域。導電層104具有沿著絕緣層106的頂面的形狀的形狀。
電晶體100是在半導體層108的上方具有閘極電極的所謂頂閘極型電晶體。再者，由於半導體層108的底面與源極電極及汲極電極接觸，所以可以說是TGBC（Top Gate Bottom Contact：頂閘極底接觸）型電晶體。此外，在電晶體100中源極電極與汲極電極的對於被形成面的基板102的表面的高度彼此不同，在垂直於或大致垂直於基板102的表面的方向上汲極電流流過。也可以說，在電晶體100中，可以在縱向方向或大致縱向方向上汲極電流流過。因此，本發明的一個實施方式的電晶體可以說是縱向通道型電晶體或VFET（Vertical Field Effect Transistor：縱向場效應電晶體）。
電晶體100可以由設置在導電層112a與導電層112b之間的絕緣層110的厚度控制通道長度。因此，可以高精度地製造具有比用來製造電晶體的曝光裝置的極限解析度小的通道長度的電晶體。此外，可以減少多個電晶體100間的特性不均勻。因此，包括電晶體100的半導體裝置的工作穩定，可以提高可靠性。此外，當特性不均勻減小時，電路設計彈性提升，還可以降低半導體裝置的工作電壓。由此，可以降低半導體裝置的功耗。
因為可以重疊設置源極電極、半導體層和汲極電極，所以可以使本發明的一個實施方式的電晶體的佔有面積比將半導體層配置為平面狀的所謂的平面電晶體小得多。
導電層112a、導電層112b及導電層104可以都被用作佈線，電晶體100可以設置在這些佈線重疊的區域。也就是說，在包括電晶體100及佈線的電路中，可以縮小電晶體100及佈線的佔有面積。因此，可以縮小電路的佔有面積來實現小型半導體裝置。
例如，在本發明的一個實施方式的半導體裝置用於顯示裝置的像素電路時，可以縮小像素電路的佔有面積，可以實現高清晰顯示裝置。此外，例如，在將本發明的一個實施方式的半導體裝置用於顯示裝置的驅動電路（例如，閘極線驅動電路和源極線驅動電路中的一者或兩者）時，可以縮小驅動電路的佔有面積，因此可以實現窄邊框的顯示裝置。
注意，圖1A等示出半導體層108、絕緣層106及導電層104覆蓋開口141及開口143的例子，但本發明的一個實施方式不侷限於此。此外，也可以具有如下結構：由絕緣層110及導電層112b以及導電層112a形成步階，沿著該步階設置半導體層108、絕緣層106及導電層104。
[半導體層108] 半導體層108較佳為具有疊層結構。在圖1B等中示出半導體層108具有半導體層108a以及半導體層108a上的半導體層108b的疊層結構的結構。
用於半導體層108a的材料的導電率較佳為與用於半導體層108b的材料的導電率不同。
例如，半導體層108a可以使用其導電率比半導體層108b高的材料。藉由與用作源極電極及汲極電極的導電層112a及導電層112b接觸的半導體層108a使用導電率高的材料，可以降低半導體層108與導電層112a的接觸電阻及半導體層108與導電層112b的接觸電阻，可以實現通態電流大的電晶體。
這裡，在設置在用作閘極電極的導電層104一側的半導體層108b使用導電率高的材料時，有時電晶體的臨界電壓漂移，閘極電壓為0V時流過的汲極電流（以下，也記為截止電流）增大。明確而言，在電晶體100為n通道型電晶體時，有時臨界電壓變低，而在電晶體100為p通道型電晶體時，有時臨界電壓變高。因此，半導體層108b較佳為使用其導電率比半導體層108a低的材料。由此，可以在電晶體100為n通道型電晶體時提高臨界電壓而在電晶體100為p通道型電晶體時降低臨界電壓，可以實現截止電流小的電晶體。注意，有時將截止電流小的情況記為常關閉。
如上所述，藉由半導體層108具有疊層結構且半導體層108a使用其導電率比半導體層108b高的材料，可以實現具有常關閉且通態電流大的電晶體。因此，可以實現具有低功耗及高性能的半導體裝置。
注意，半導體層108a的載子濃度較佳為比半導體層108b的載子濃度高。藉由提高半導體層108a的載子濃度而導電率變高，可以降低半導體層108與導電層112a的接觸電阻及半導體層108與導電層112b的接觸電阻，因此可以實現通態電流大的電晶體。藉由降低半導體層108b的載子濃度而導電率變低，可以實現常關閉電晶體。
這裡示出半導體層108a使用其導電率比半導體層108b高的材料的例子，但本發明的一個實施方式不侷限於此。半導體層108a也可以使用其導電率比半導體層108b低的材料。半導體層108a的載子濃度可以比半導體層108b的載子濃度低。
對用於半導體層108a及半導體層108b的半導體材料沒有特別的限制。例如，可以使用由單個元素構成的半導體或化合物半導體。作為由單個元素構成的半導體例如可以舉出矽或鍺。作為化合物半導體例如可以舉出砷化鎵及矽鍺。除此之外，作為化合物半導體例如可以使用有機半導體、氮化物半導體及氧化物半導體。注意，這些半導體材料也可以包含雜質作為摻雜物。
對用於半導體層108a及半導體層108b的半導體材料的結晶性沒有特別的限制，可以使用非晶半導體、單晶半導體或具有單晶以外的結晶性的半導體（微晶半導體、多晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體）。當使用單晶半導體或具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化，所以是較佳的。
半導體層108a及半導體層108b較佳為都包含呈現半導體特性的金屬氧化物（也稱為氧化物半導體）。
用於半導體層108a的第一金屬氧化物及用於半導體層108b的第二金屬氧化物的能帶間隙較佳為都為2.0eV以上，更佳為2.5eV以上。
用於半導體層108a的第一金屬氧化物的能帶間隙較佳為與用於半導體層108b的第二金屬氧化物的能帶間隙不同。例如，第一金屬氧化物的能帶間隙與第二金屬氧化物的能帶間隙之差較佳為0.1eV以上，更佳為0.2eV以上，進一步較佳為0.3eV以上。
用於半導體層108a的第一金屬氧化物的能帶間隙可以比用於半導體層108b的第二金屬氧化物的能帶間隙小。由此，可以降低半導體層108與導電層112a的接觸電阻及半導體層108與導電層112b的接觸電阻，因此可以實現通態電流大的電晶體。此外，可以在電晶體100為n通道型電晶體時提高臨界電壓而在電晶體100為p通道型電晶體時降低臨界電壓，因此可以實現常關閉電晶體。
這裡示出第一金屬氧化物的能帶間隙比第二金屬氧化物的能帶間隙小的例子，但本發明的一個實施方式不侷限於此。第一金屬氧化物的能帶間隙可以比第二金屬氧化物的能帶間隙大。
作為第一金屬氧化物及第二金屬氧化物例如可以舉出銦氧化物、鎵氧化物及鋅氧化物。金屬氧化物較佳為至少包含銦或鋅。此外，金屬氧化物較佳為包含選自銦、元素M和鋅中的兩個或三個。元素M是與氧的鍵能高的金屬元素或半金屬元素，例如是與氧的鍵能比銦高的金屬元素或半金屬元素。作為元素M，明確而言，可以舉出鋁、鎵、錫、釔、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋯、鉬、鉿、鉭、鎢、鑭、鈰、釹、鎂、鈣、鍶、鋇、硼、矽、鍺及銻等。金屬氧化物所包含的元素M較佳為上述元素中的任一種或多種，更佳為選自鋁、鎵、錫和釔中的一種或多種，進一步較佳為鎵。注意，在本說明書等中，有時將金屬元素和半金屬元素總稱為“金屬元素”，本說明書等中記載的“金屬元素”有時包括半金屬元素。
第一金屬氧化物及第二金屬氧化物例如可以使用銦鋅氧化物（In-Zn氧化物，也記為IZO（註冊商標））、銦錫氧化物（In-Sn氧化物）、銦鈦氧化物（In-Ti氧化物）、銦鎵氧化物（In-Ga氧化物）、銦鎵鋁氧化物（In-Ga-Al氧化物）、銦鎵錫氧化物（In-Ga-Sn氧化物，也記為IGTO）、鎵鋅氧化物（Ga-Zn氧化物，也記為GZO）、鋁鋅氧化物（Al-Zn氧化物，也記為AZO）、銦鋁鋅氧化物（In-Al-Zn氧化物，也記為IAZO）、銦錫鋅氧化物（In-Sn-Zn氧化物，也記為ITZO（註冊商標））、銦鈦鋅氧化物（In-Ti-Zn氧化物）、銦鎵鋅氧化物（In-Ga-Zn氧化物，也記為IGZO）、銦鎵錫鋅氧化物（In-Ga-Sn-Zn氧化物，也記為IGZTO）、銦鎵鋁鋅氧化物（In-Ga-Al-Zn氧化物，也記為IGAZO、IGZAO或IAGZO）等。或者，可以使用包含矽的銦錫氧化物、鎵錫氧化物（Ga-Sn氧化物）、鋁錫氧化物（Al-Sn氧化物）等。
當提高金屬氧化物中的相對於所有金屬元素的原子數之和的銦的原子數之比例時，可以提高電晶體的場效移動率。另外，可以實現通態電流大的電晶體。
注意，金屬氧化物也可以代替銦或除了銦以外還包含一種或多種週期數大的金屬元素。有如下傾向：金屬元素的軌域重疊越大，金屬氧化物中的載子傳導越大。因此，藉由包含週期數大的金屬元素，有時可以提高電晶體的場效移動率。作為週期數大的金屬元素，可以舉出屬於第5週期的金屬元素以及屬於第6週期的金屬元素等。作為該金屬元素，明確而言，可以舉出釔、鋯、銀、鎘、錫、銻、鋇、鉛、鉍、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤及銪等。注意，鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤及銪被稱為輕稀土元素。
金屬氧化物也可以包含一種或多種非金屬元素。當金屬氧化物包含非金屬元素時，有時載子濃度增加或者能帶間隙變窄等而可以提高電晶體的場效移動率。作為非金屬元素，例如可以舉出碳、氮、磷、硫、硒、氟、氯、溴及氫等。
當提高金屬氧化物中的相對於所有的金屬元素的原子數之和的鋅的原子數之比例時，金屬氧化物具有高結晶性，可以抑制金屬氧化物中的雜質擴散。因此，電晶體的電特性的變動得到抑制而可以提高可靠性。
當提高金屬氧化物中的相對於所有的金屬元素的原子數之和的元素M的原子數之比例時，可以抑制在金屬氧化物中形成氧空位。因此，起因於氧空位的載子生成得到抑制，可以形成關態電流小的電晶體。另外，電晶體的電特性的變動得到抑制而可以提高可靠性。
根據用於半導體層108a及半導體層108b的金屬氧化物的組成而電晶體的電特性及可靠性不同。因此，藉由根據電晶體所需的電特性及可靠性使金屬氧化物的組成不同，可以實現兼具優異的電特性及高可靠性的半導體裝置。
在金屬氧化物為In-M-Zn氧化物時，該In-M-Zn氧化物中的In的原子數比較佳為元素M的原子數比以上。作為這種In-M-Zn氧化物的金屬元素的原子數比，例如可以舉出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=4：2：3、In：M：Zn=4：2：4.1、In：M：Zn=5：1：3、In：M：Zn=5：1：6、In：M：Zn=5：1：7、In：M：Zn=5：1：8、In：M：Zn=6：1：6、In：M：Zn=5：2：5以及它們附近的組成等。此外，附近的組成包括所希望的原子數比的±30%的範圍。藉由增大金屬氧化物中的銦的原子數比，可以提高電晶體的通態電流或場效移動率。
In-M-Zn氧化物中的In的原子數比也可以小於元素M的原子數比。作為這種In-M-Zn氧化物的金屬元素的原子數比，例如可以舉出In：M：Zn=1：3：2、In：M：Zn=1：3：3、In：M：Zn=1：3：4以及它們附近的組成。藉由增高金屬氧化物中的M的原子個數的比例，可以抑制氧空位的生成。
注意，在作為元素M包含多個金屬元素時，該金屬元素的原子數的比例的總計可以為元素M的原子數的比例。
在本說明書等中，相對於含有的所有金屬元素的原子數之和的銦的原子數之比例有時記載為銦的含有率。其他金屬元素也是同樣的。
如上所述，用於半導體層108a的第一金屬氧化物的能帶間隙可以比用於半導體層108b的第二金屬氧化物的能帶間隙小。第一金屬氧化物的組成較佳為與第二金屬氧化物的組成不同。藉由使第一金屬氧化物與第二金屬氧化物的組成不同，可以控制能帶間隙。例如，第一金屬氧化物的元素M的含有率較佳為比第二金屬氧化物的元素M的含有率低。明確而言，在第一金屬氧化物及第二金屬氧化物為In-M-Zn氧化物時，第一金屬氧化物可以為In：M：Zn=1：1：1[原子個數比]或其附近的組成，第二金屬氧化物可以為In：M：Zn=1：3：2[原子個數比]或其附近的組成。作為元素M，尤其較佳為使用鎵、鋁和錫中的一個或多個。
第一金屬氧化物也可以具有不包含元素M的結構。例如，用於半導體層108a的第一金屬氧化物可以為In-Zn氧化物，用於半導體層108b的第二金屬氧化物可以為In-M-Zn氧化物。明確而言，第一金屬氧化物可以為In-Zn氧化物，第二金屬氧化物可以為In-Ga-Zn氧化物。再者，明確而言，第一金屬氧化物可以為In：Zn=1：1[原子個數比]或其附近的組成，第二金屬氧化物可以為In：Ga：Zn=1：1：1[原子個數比]或其附近的組成。
這裡示出第一金屬氧化物的元素M的含有率比第二金屬氧化物的元素M的含有率低的例子，但本發明的一個實施方式不侷限於此。第一金屬氧化物的元素M的含有率也可以比第二金屬氧化物的元素M的含有率高。注意，第一金屬氧化物的組成與第二金屬氧化物的組成不同即可，第一金屬氧化物和第二金屬氧化物的元素M以外的元素的含有率也可以不同。
在用於半導體層108a的第一金屬氧化物的組成及用於半導體層108b的第二金屬氧化物的組成的分析中例如可以使用能量色散X射線分析法（EDX：Energy Dispersive X-ray Spectrometry）、X射線光電子能譜法（XPS：X-ray Photoelectron Spectrometry）、電感耦合電漿質譜分析法（ICP-MS：Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry）或電感耦合電漿原子發射光譜法（ICP-AES：Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry）。或者，也可以組合多個上述方法而分析。注意，含有率低的元素有時受分析精度的影響實際上的含有率與分析所得的含有率不同。例如，當元素M的含有率低時，有時分析所得的元素M的含有率低於實際上的含有率。
金屬氧化物可以適當地利用濺射法或原子層沉積（ALD：Atomic Layer Deposition）法形成。注意，在利用濺射法形成金屬氧化物的情況下，形成後的金屬氧化物的組成與濺射靶材的組成有時不同。尤其是，形成後的金屬氧化物中的鋅含有率有時減少到濺射靶材的50%左右。
半導體層108a及半導體層108b較佳為包括具有結晶性的金屬氧化物。作為具有結晶性的金屬氧化物的結構，例如可以舉出CAAC（c-axis aligned crystal）結構、多晶結構、微晶（nc：nano-crystal）結構。藉由將具有結晶性的金屬氧化物用於半導體層108，可以降低半導體層108中的缺陷態密度，由此可以實現可靠性高的半導體裝置。
藉由半導體層使用結晶性高的金屬氧化物，可以降低半導體層中的缺陷態密度。另一方面，藉由使用結晶性低的金屬氧化物，可以實現能夠流過大電流的電晶體。
在利用濺射法形成金屬氧化物時，形成時的基板溫度越高，越可以形成結晶性高的金屬氧化物。形成時的基板溫度例如可以根據形成時放置基板的載物台的溫度調整。此外，相對於在形成時使用的沉積氣體整體的氧氣體的流量比率（以下，也稱為氧流量比）或沉積裝置的處理室內的氧分壓越高，越可以形成結晶性高的金屬氧化物。
用於半導體層108a的第一金屬氧化物的組成也可以與用於半導體層108b的第二金屬氧化物的組成相同或大致相同。藉由採用相同組成，由於例如可以使用相同的濺射靶材形成，因此可以降低製造成本。這裡，半導體層108a的結晶度較佳為與半導體層108b的結晶度不同。例如，半導體層108a的結晶性可以比半導體層108b的結晶性低。藉由使半導體層108a的結晶性比半導體層108b的結晶性低，可以提高半導體層108a的導電率。由此，可以降低半導體層108與導電層112a的接觸電阻及半導體層108與導電層112b的接觸電阻，因此可以實現通態電流大的電晶體。另一方面，藉由使半導體層108b的結晶性比半導體層108a的結晶性高，可以降低半導體層108b的導電率。由此，可以實現常關閉電晶體。此外，藉由在絕緣層106一側設置結晶性高的半導體層108b，可以減小形成絕緣層106時給半導體層108造成的損傷。由此，藉由使半導體層108a的結晶性比半導體層108b的結晶性低，可以實現常關閉且通態電流大的電晶體。因此，可以實現具有低功耗及高性能的半導體裝置。
例如，半導體層108a可以具有微晶（nc）結構，半導體層108b可以具有CAAC結構。或者，半導體層108a及半導體層108b也可以都具有微晶（nc）結構，半導體層108a的結晶性也可以比半導體層108b的結晶性低。
這裡示出半導體層108a的結晶性比半導體層108b的結晶性低的例子，但本發明的一個實施方式不侷限於此。半導體層108a的結晶性也可以比半導體層108b的結晶性高。藉由提高與導電層112a及導電層112b接觸的半導體層108a的結晶性，可以抑制包含在導電層112a及導電層112b中的成分擴散到設置在用作閘極電極的導電層104一側的半導體層108b。由此，電晶體的電特性的變動得到抑制，可以提高可靠性。
半導體層108a及半導體層108b的結晶性例如可以藉由X射線繞射（XRD：XRay Diffraction）、穿透式電子顯微鏡（TEM：Transmission Electron Microscope）或電子繞射（ED：Electron Diffraction）分析。或者，也可以組合多個上述方法而分析。
注意，在第一金屬氧化物的組成與第二金屬氧化物的組成相同或大致相同時，有時不能明確地確認到半導體層108a與半導體層108b的邊界（介面）。
半導體層108的厚度較佳為3nm以上且200nm以下，較佳為3nm以上且100nm以下，更佳為5nm以上且100nm以下，更佳為10nm以上且100nm以下，更佳為10nm以上且70nm以下，更佳為15nm以上且70nm以下，更佳為15nm以上且50nm以下，更佳為20nm以上且50nm以下。
構成半導體層108的各層（這裡，半導體層108a及半導體層108b）的厚度以半導體層108的厚度在上述範圍內的方式決定即可。可以以半導體層108與導電層112a的接觸電阻及半導體層108與導電層112b的接觸電阻成為所需的範圍內的方式決定半導體層108a的厚度。此外，可以以電晶體的臨界電壓成為所需的範圍內的方式決定半導體層108b的厚度。注意，半導體層108a的厚度也可以與半導體層108b的厚度相同或不同。
在半導體層108使用氧化物半導體的情況下，有時氧化物半導體中的氫與鍵合於金屬原子的氧起反應而成為水，在氧化物半導體中形成氧空位（V O）。再者，有時氫進入氧空位中的缺陷（以下記作V OH）被用作施體而產生作為載子的電子。此外，有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合，產生作為載子的電子。因此，使用包含多量的氫的氧化物半導體的電晶體容易具有常開啟特性。此外，因為氧化物半導體中的氫因受熱、電場等作用而容易移動，所以當氧化物半導體包含多量的氫時可能會導致電晶體的可靠性降低。
當作為半導體層108使用氧化物半導體時，較佳為儘量減少半導體層108中的V OH以使其成為高純度本質或實質上高純度本質。為了得到這種V OH被充分減少的氧化物半導體，重要的是：去除氧化物半導體中的水、氫等雜質（有時記載為脫水、脫氫化處理）；以及對氧化物半導體供氧來修復氧空位。藉由將V OH等雜質被充分減少的氧化物半導體用於電晶體的通道形成區域，可以賦予穩定的電特性。注意，有時將氧供應給氧化物半導體來修復氧空位的處理記為加氧化處理。
當作為半導體層108使用氧化物半導體時，用作通道形成區域的區域的氧化物半導體的載子濃度較佳為1×10 18cm -3以下，更佳為低於1×10 17cm -3，進一步較佳為低於1×10 16cm -3，更佳為低於1×10 13cm -3，進一步較佳為低於1×10 12cm -3。注意，對用作通道形成區域的區域的氧化物半導體的載子濃度的下限值沒有限制，例如可以為1×10 -9cm -3。在設置在用作閘極電極的導電層104一側的半導體層108b中，用作通道形成區域的區域的載子濃度尤其較佳為低，載子濃度較佳為在上述範圍內。
與使用非晶矽的電晶體相比，使用氧化物半導體的電晶體（以下記為OS電晶體）的場效移動率非常高。另外，OS電晶體的關態電流極小，可以長期間保持與該電晶體串聯連接的電容器中儲存的電荷。另外，藉由使用OS電晶體，可以降低半導體裝置的功耗。
OS電晶體的因被照射放射線而引起的電特性變動小，即對於放射線的耐受性高，因此可以在有可能入射放射線的環境下也適當地使用。OS電晶體也可以說是對於放射線具有高可靠性。例如，可以適當地將OS電晶體用於X射線的平板探測器的像素電路。此外，OS電晶體可以適當地用於在宇宙空間中使用的半導體裝置。作為放射線，可以舉出電磁輻射線（例如，X射線及γ射線）及粒子放射線（例如，α射線、β射線、質子輻射及中子輻射）。
作為可用於半導體層108的矽，可以舉出單晶矽、多晶矽、微晶矽、非晶矽。作為多晶矽例如可以舉出低溫多晶矽（LTPS：Low Temperature Poly Silicon）。
作為半導體層108使用非晶矽的電晶體可以形成在大型玻璃基板上，可以以低成本製造。作為半導體層108使用多晶矽的電晶體具有高場效移動率而能夠進行高速工作。此外，作為半導體層108使用微晶矽的電晶體與使用非晶矽的電晶體相比具有高場效移動率而能夠進行高速工作。
半導體層108也可以包含用作半導體的層狀物質。層狀物質是具有層狀結晶結構的材料群的總稱。層狀結晶結構是由共價鍵或離子鍵形成的層藉由如范德華鍵合那樣的比共價鍵及離子鍵弱的鍵合層疊的結構。層狀物質在單位層中具有高導電性，亦即，具有高二維導電性。藉由將用作半導體並具有高二維導電性的材料用於通道形成區域，可以提供通態電流大的電晶體。
作為上述層狀物質，例如可以舉出石墨烯、矽烯、硫族化物等。硫族化物是包含氧族元素（屬於第16族元素）的化合物。此外，作為硫族化物，可以舉出過渡金屬硫族化物、第13族硫族化物等。作為能夠用作電晶體的半導體層的過渡金屬硫族化物，具體地可以舉出硫化鉬（典型的是MoS 2）、硒化鉬（典型的是MoSe 2）、碲化鉬（典型的是MoTe 2）、硫化鎢（典型的是WS 2）、硒化鎢（典型的是WSe 2）、碲化鎢（典型的是WTe 2）、硫化鉿（典型的是HfS 2）、硒化鉿（典型的是HfSe 2）、硫化鋯（典型的是ZrS 2）、硒化鋯（典型的是ZrSe 2）等。
圖1B等示出半導體層108具有半導體層108a及半導體層108b的兩層結構的例子，但本發明的一個實施方式不侷限於此。半導體層108也可以具有三層以上的疊層結構。注意，半導體層108也可以具有單層結構。
[開口141及開口143] 對開口141及開口143的頂面形狀沒有限制，例如可以呈圓形、橢圓形、三角形、四角形（包括長方形、菱形、正方形）、五角形等多邊形或者這些多邊形的角部呈圓形的形狀。多邊形也可以是凹多邊形（至少一個內角超過180度的多邊形）或凸多邊形（內角都是180度以下的多邊形）。如圖1A等所示，開口141及開口143的頂面形狀較佳為都呈圓形。藉由開口的頂面形狀呈圓形，可以提高形成開口時的加工精度，可以形成微細的開口。注意，在本說明書等中，圓形不侷限於正圓。
在本說明書等中，開口141的頂面形狀是指絕緣層110的開口141一側的頂面端部的形狀。此外，開口143的頂面形狀是指導電層112b的開口143一側的底面端部的形狀。
如圖1A等所示，可以使開口141的頂面形狀和開口143的頂面形狀一致或大致一致。此時，如圖1B及圖1C等所示，導電層112b的開口143一側的底面端部與絕緣層110的開口141一側的頂面端部較佳為一致或大致一致。導電層112b的底面是指絕緣層110一側的面。絕緣層110的頂面是指導電層112b一側的面。
此外，開口141的頂面形狀與開口143的頂面形狀也可以不一致。另外，當開口141和開口143的頂面形狀呈圓形時，開口141和開口143既可以呈同心圓狀又可以不呈同心圓狀。
參照圖3A及圖3B說明電晶體100的通道長度及通道寬度。
在半導體層108中，與導電層112a接觸的區域被用作源極區域和汲極區域中的一個，與導電層112b接觸的區域被用作源極區域和汲極區域中的另一個，源極區域與汲極區域之間的區域被用作通道形成區域。
電晶體100的通道長度為源極區域與汲極區域之間的距離。在圖3B中以虛線的雙箭頭表示電晶體100的通道長度L100。通道長度L100可以說在剖面中半導體層108的接觸於導電層112a的區域與接觸於導電層112b間的區域的最短距離。
電晶體100的通道長度L100相當於從剖面看時的絕緣層110的開口141一側的側面的長度。也就是說，通道長度L100根據絕緣層110的厚度T110及絕緣層110的開口141一側的側面與絕緣層110的被形成面（這裡，導電層112a的頂面）所形成的角度θ110決定。因此，例如可以將通道長度L100設為比曝光裝置的極限解析度小的值，可以實現微細的電晶體。明確而言，可以實現傳統的平板顯示器的量產中使用的曝光裝置（例如，最小線寬為2μm或1.5μm左右）中無法實現的通道長度極小的電晶體。另外，在不使用最尖端的LSI技術中使用的非常昂貴的曝光裝置的狀態下，也可以實現通道長度小於10nm的電晶體。
通道長度L100例如可以為5nm以上、7nm以上或10nm以上且小於3μm、為2.5μm以下、2μm以下、1.5μm以下、1.2μm以下、1μm以下、500nm以下、300nm以下、200nm以下、100nm以下、50nm以下、30nm以下或20nm以下。例如，可以將通道長度L100設定為100nm以上且1μm以下。
藉由縮小通道長度L100，可以增大電晶體100的通態電流。藉由使用電晶體100，可以製造能夠高速工作的電路。再者，可以縮小電路的佔有面積。因此，可以實現小型半導體裝置。例如，在本發明的一個實施方式的半導體裝置用於大型顯示裝置或高清晰的顯示裝置的情況下，在佈線數增加時也可以降低各佈線的信號延遲，由此可以抑制顯示不均勻。此外，由於可以縮小電路的佔有面積，所以可以縮小顯示裝置的邊框。
藉由調整絕緣層110的厚度T110及角度θ110，可以控制通道長度L100。在圖3B中，以點劃線的雙箭頭表示絕緣層110的厚度T110。
絕緣層110的厚度T110例如可以為10nm以上、50nm以上、100nm以上、150nm以上、200nm以上、300nm以上、400nm以上或500nm以上且比3μm小、為2.5μm以下、2μm以下、1.5μm以下、1.2μm以下、1μm以下。
絕緣層110的開口141一側的側面較佳為具有錐形形狀。絕緣層110的開口141一側的側面與絕緣層110的被形成面（這裡，導電層112a的頂面）所形成的角度θ110較佳為90度以下。藉由減小角度θ110，可以提高設置在絕緣層110上的層（例如，半導體層108）的覆蓋性。另外，角度θ110越小，通道長度L100可以越大，並且角度θ110越大，通道長度L100可以越小。
角度θ110例如可以為30度以上、35度以上、40度以上、45度以上、50度以上、55度以上、60度以上、65度以上或70度以上且小於90度、85度以下或80度以下。
在圖3A及圖3B中以雙點劃線的雙箭頭表示開口143的寬度D143。圖3A示出開口141及開口143的頂面形狀為圓形的例子。此時，寬度D143相當於該圓的直徑，電晶體100的通道寬度W100相當於該圓的圓周的長度。就是說，通道寬度W100為π×D143。如此，在開口141及開口143的頂面形狀為圓形時，與其他形狀相比，可以實現通道寬度W100小的電晶體。
注意，開口141之徑和開口143之徑有時不同。另外，開口141之內徑及開口143之內徑都有時在深度方向上發生變化。作為開口之徑，例如可以使用從剖面看時的絕緣層110（或絕緣層110b）的最高位置之徑、最低位置之徑和它們的中間點的位置之徑這三個的平均值。或者，作為開口之徑，例如也可以使用從剖面看時的絕緣層110（或絕緣層110b）的最高位置之徑、最低位置之徑和這些中間點的位置之徑中的任意徑。
在藉由光微影法形成開口143時，開口143的寬度D143為曝光裝置的極限解析度以上。寬度D143例如可以為200nm以上、300nm以上、400nm以上或500nm以上且小於5μm、4.5μm以下、4μm以下、3.5μm以下、3μm以下、2.5μm以下、2μm以下、1.5μm以下或1μm以下。
[絕緣層110] 絕緣層110既可以具有單層結構，又可以具有兩層以上的疊層結構。絕緣層110較佳為具有一層以上的無機絕緣膜。作為可用於無機絕緣膜的材料，例如可以舉出氧化物、氮化物、氧氮化物及氮氧化物。作為氧化物，例如可以舉出氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿、氧化鉭、氧化鈰、鎵鋅氧化物及鋁酸鉿。作為氮化物，例如可以舉出氮化矽及氮化鋁。作為氧氮化物，例如可以舉出氧氮化矽、氧氮化鋁、氧氮化鎵、氧氮化釔及氧氮化鉿。作為氮氧化物，例如可以舉出氮氧化矽及氮氧化鋁。
注意，在本說明書等中，氧氮化物是指在其組成中含氧量多於含氮量的材料。氮氧化物是指在其組成中含氮量多於含氧量的材料。
絕緣層110具有與半導體層108接觸的區域。在作為半導體層108使用氧化物半導體時，為了提高半導體層108與絕緣層110的介面特性，絕緣層110的與半導體層108接觸的區域的至少一部分使用氧化物和氧氮化物中的一個以上。明確而言，絕緣層110中的與半導體層108的通道形成區域接觸的區域較佳為使用氧化物和氧氮化物中的一個以上。
與半導體層108的通道形成區域接觸的絕緣層110b較佳為使用上述氧化物和氧氮化物中的任一個或多個。明確而言，絕緣層110b較佳為使用氧化矽和氧氮化矽中的一個或兩個。
絕緣層110b更佳為使用藉由加熱釋放氧的膜。由於在電晶體100的製程中施加的熱而絕緣層110b釋放氧，因此可以將氧供應到半導體層108。藉由將氧從絕緣層110b供應給半導體層108，尤其是供應到半導體層108的通道形成區域，可以減少半導體層108中的氧空位，可以實現具有良好的電特性及高可靠性的電晶體。
例如，藉由在含氧氛圍下進行加熱處理或者在含氧氛圍下進行電漿處理，可以將氧供應到絕緣層110b。另外，也可以在含氧氛圍下利用濺射法在絕緣層110b的頂面形成氧化物膜來供應氧。然後，也可以去除該氧化物膜。在後述的實施方式2中，將示出形成金屬氧化物層149來將氧供應到絕緣層110b的例子。
絕緣層110b較佳為利用濺射法或電漿增強化學氣相沉積（PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法等沉積方法形成。尤其是，當利用濺射法時，作為沉積氣體不需要使用含氫氣體，由此可以實現含氫量極少的膜。因此，可以抑制半導體層108被供應氫而實現電晶體100的電特性的穩定化。
絕緣層110b的厚度可以在上述絕緣層110的厚度（厚度T110）的範圍內決定。
絕緣層110a及絕緣層110c較佳為使用不容易擴散氧的膜。由此，可以防止使絕緣層110b中的氧因加熱經過絕緣層110a而透過基板102一側以及經過絕緣層110c而透過絕緣層106一側。換言之，藉由使用不容易擴散氧的絕緣層110a和絕緣層110c夾持絕緣層110b的上下，絕緣層110b中的氧可以被封閉。由此，可以將氧有效地供應到半導體層108。
絕緣層110a及絕緣層110c較佳為使用不容易擴散氫的膜。由此，可以抑制氫從電晶體的外部經過絕緣層110a或絕緣層110c擴散到半導體層108。
絕緣層110a及絕緣層110c較佳為使用上述氧化物、氮化物、氧氮化物和氮氧化物中的任一個或多個，較佳為使用氮化矽、氮氧化矽、氧氮化矽、氧化鋁、氧氮化鋁、氮化鋁、氧化鉿和鋁酸鉿中的任一個或多個。尤其是，由於氮化矽及氮氧化矽分別具有來自本身的雜質（例如，水及氫）的釋放少且氧及氫不容易透過的特徵，所以可以適當地用作絕緣層110a及絕緣層110c。
由於包含在絕緣層110b中的氧而導電層112a及導電層112b被氧化，有時電阻變高。藉由在絕緣層110b與導電層112a之間設置絕緣層110a，可以抑制導電層112a被氧化而電阻變高。同樣地，藉由在絕緣層110b與導電層112b之間設置絕緣層110c，可以抑制導電層112b被氧化而電阻變高。同時，從絕緣層110b供應給半導體層108的氧的量得到增加，可以減少半導體層108中的氧空位。
絕緣層110a及絕緣層110c的厚度較佳為5nm以上且100nm以下，更佳為5nm以上且70nm以下，更佳為10nm以上且70nm以下，更佳為10nm以上且50nm以下，更佳為20nm以上且50nm以下，更佳為20nm以上且40nm以下。藉由使絕緣層110a及絕緣層110c的厚度在上述範圍內，可以降低半導體層108中，尤其是通道形成區域的氧空位。
例如，絕緣層110a及絕緣層110c較佳為使用氮化矽，絕緣層110b較佳為使用氧氮化矽。
半導體層108中的與絕緣層110a接觸的區域和與絕緣層110c接觸的區域中的一者或兩者也可以與通道形成區域相比載子濃度高且電阻低。也就是說，有時半導體層108中的與絕緣層110a接觸的區域及與絕緣層110c接觸的區域被用作源極區域或汲極區域。此時，電晶體100的實效通道長度比上述通道長度L100短。
例如，藉由絕緣層110a使用釋放雜質（例如，水或氫）的材料，可以將與絕緣層110a接觸的區域的半導體層108用作源極區域或汲極區域。絕緣層110c也是同樣的。
[導電層112a、導電層112b、導電層104] 導電層112a、導電層112b及導電層104既可以具有單層結構又可以具有兩層以上的疊層結構。作為可用於導電層112a、導電層112b及導電層104的材料，例如可以舉出鉻、銅、鋁、金、銀、鋅、鉭、鈦、鎢、錳、鎳、鐵、鈷、鉬和鈮中的一個或多個以及以上述金屬中的一個或多個為成分的合金。可以將包含銅、銀、金和鋁中的一個或多個的電阻率低的導電材料適當地用於導電層112a、導電層112b及導電層104。其中，銅或鋁在量產性上尤其具有優勢，因此是較佳的。
導電層112a、導電層112b及導電層104可以使用金屬氧化物（也稱為氧化物導電體）。作為氧化物導電體（OC：Oxide Conductor），例如可以舉出氧化銦、氧化鋅、In-Sn氧化物（ITO）、In-Zn氧化物、In-W氧化物、In-W-Zn氧化物、In-Ti氧化物、In-Ti-Sn氧化物、In-Sn-Si氧化物（包含矽的ITO，也稱為ITSO）、添加有鎵的氧化鋅及In-Ga-Zn氧化物。尤其是，較佳為使用包含銦的氧化物導電體，因為其導電性高。
在具有半導體特性的金屬氧化物中形成氧空位，對該氧空位添加氫而在導帶附近形成施體能階。其結果，金屬氧化物的導電性增高，而成為導電體。將成為導電體的金屬氧化物可以被稱為氧化物導電體。
作為導電層112a、導電層112b及導電層104，也可以採用含有上述氧化物導電體（金屬氧化物）的導電膜和含有金屬或合金的導電膜的疊層結構。藉由使用含有金屬或合金的導電膜，可以降低佈線電阻。
作為導電層112a、導電層112b及導電層104，也可以應用Cu-X合金膜（X為Mn、Ni、Cr、Fe、Co、Mo、Ta或Ti）。藉由使用Cu-X合金膜，可以以濕蝕刻法進行加工，從而可以抑制製造成本。
注意，用於導電層112a、導電層112b和導電層104的材料可以都相同或者其至少一部分不同。
導電層112a及導電層112b都具有與半導體層108接觸的區域。在作為半導體層108使用氧化物半導體的情況下有如下擔憂：在作為導電層112a或導電層112b使用容易氧化的金屬（例如，鋁）時，在導電層112a或導電層112b與半導體層108之間形成絕緣氧化物（例如，氧化鋁），阻礙它們的導通。因此，導電層112a及導電層112b較佳為使用不容易氧化的導電材料、即使被氧化也保持低電阻的導電材料或氧化物導電材料。
作為導電層112a及導電層112b，例如較佳為使用鈦、氮化鉭、氮化鈦、包含鈦和鋁的氮化物、包含鉭和鋁的氮化物、釕、氧化釕、氮化釕、包含鍶和釕的氧化物、包含鑭和鎳的氧化物。由於這些材料為不容易被氧化的導電材料或即使被氧化也保持低電阻的導電材料，所以是較佳的。注意，在導電層112a或導電層112b具有疊層結構時，至少與半導體層108接觸的層較佳為使用不容易被氧化的導電材料。
導電層112a及導電層112b可以使用上述氧化物導電體。明確而言，可以使用氧化銦、氧化鋅、ITO、In-Zn氧化物、In-W氧化物、In-W-Zn氧化物、In-Ti氧化物、In-Ti-Sn氧化物、包含矽的In-Sn氧化物、添加有鎵的氧化鋅等氧化物導電體。
導電層112a及導電層112b也可以使用氮化物導電體。作為氮化物導電體例如可以舉出氮化鉭及氮化鈦。
圖1B等示出導電層112a具有導電層112a_1及導電層112a_1上的導電層112a_2的疊層結構的結構。如圖3B所示，導電層112a_2包括開口145，在開口145中導電層112a_1露出。在開口145中導電層112a_1包括與半導體層108接觸的區域。導電層112a_2較佳為不包括與半導體層108接觸的區域。
這裡，在作為導電層112a及導電層112b使用不容易被氧化的導電材料時，有時電阻變高。由於導電層112a及導電層112b被用作佈線，所以電阻較佳為低。此外，在由於半導體層108所包含的氧導電層112a或導電層112b被氧化時，有時半導體層108中的氧空位（V O）及V OH增加。於是，包括與半導體層108接觸的區域的導電層112a_1使用不容易被氧化的導電材料，不包括與半導體層108接觸的區域的導電層112a_2使用導電率高（電阻率低）的材料，因此可以降低導電層112a的電阻。再者，可以抑制半導體層108中氧空位（V O）及V OH增加。
在通道長度L100小時，對通道形成區域的氧空位（V O）及V OH的電特性及可靠性的影響特別大。藉由導電層112a_1使用不容易被氧化的導電材料，可以抑制半導體層108中的氧空位（V O）及V OH的增加。因此，可以實現具有良好的電特性及高可靠性的通道長度短的電晶體。
導電層112a_1較佳為適當地使用氧化物導電體和氮化物導電體中的一個或多個。導電層112a_2較佳為使用其導電率比導電層112a_1高（電阻率低）的材料。導電層112a_2例如可以適當地使用銅、鋁、鈦、鎢和鉬中的一個或多個或者以上述金屬的一個或多個為成分的合金。明確而言，導電層112a_1可以適當地使用In-Sn-Si氧化物（ITSO），導電層112a_2可以適當地使用鎢。
注意，導電層112a的結構可以適當地用於其他導電層。例如，如圖4A所示的電晶體100A，導電層112b可以具有導電層112b_1及導電層112b_1上的導電層112b_2的疊層結構。導電層112b_1可以使用可用於導電層112a_1的材料。導電層112b_2可以使用可用於導電層112a_2的材料。半導體層108較佳為包括與導電層112b_1接觸的區域，較佳為不包括與導電層112b_2接觸的區域。
或者，如圖4B所示的電晶體100B那樣，導電層112a也可以具有導電層112a_2及導電層112a_2上的導電層112a_1的疊層結構。導電層112a_1包括與半導體層108接觸的區域。如上所述，具有與半導體層108接觸的區域的導電層112a_1較佳為使用不容易被氧化的導電材料。導電層112a_2較佳為使用導電率高（電阻率低）的材料。藉由採用這種結構，可以降低導電層112a的電阻。
注意，導電層112a及導電層112b的結構根據所需的佈線電阻決定即可。在佈線（例如，導電層112a）的長度短且導電層112a所需的佈線電阻較高時，如圖4C所示的電晶體100C，導電層112a也可以具有單層結構且使用不容易被氧化的導電材料。另一方面，在佈線（例如，導電層112a）的長度長且所需的佈線電阻較低時，導電層112a較佳為採用不容易被氧化的導電材料及導電率高（電阻率低）的材料的疊層結構。
[絕緣層106] 絕緣層106可以具有單層結構或兩層以上的疊層結構。絕緣層106較佳為包括一層以上的無機絕緣膜。作為可用於無機絕緣膜的材料，例如可以舉出氧化物、氮化物、氧氮化物及氮氧化物。絕緣層106可以使用可用於絕緣層110的材料。
絕緣層106具有與半導體層108接觸的區域。在半導體層108使用氧化物半導體時，構成絕緣層106的膜中的至少與半導體層108接觸的膜較佳為使用上述氧化物和氧氮化物中的任一個。此外，絕緣層106較佳為使用藉由加熱釋放氧的膜。
明確而言，在絕緣層106具有單層結構時，絕緣層106較佳為使用氧化矽或氧氮化矽。
絕緣層106可以具有與半導體層108接觸一側的第一絕緣膜及與導電層104接觸一側的第二絕緣膜的疊層結構。第一絕緣膜可以使用氧化物或氧氮化物，例如較佳為使用氧化矽或氧氮化矽。第二絕緣膜可以使用氮化物或氮氧化物，例如較佳為使用氮化矽或氮氧化矽。
氮化矽以及氮氧化矽具有本身很少釋放雜質（例如，水及氫）且不容易使氧及氫透過的特徵，因此可以適當地用作絕緣層106。由於從絕緣層106向半導體層108的雜質擴散得到抑制，可以實現良好的電晶體的電特性且提高可靠性。
注意，在微型電晶體中，在閘極絕緣層的厚度小時，有時洩漏電流增大。藉由閘極絕緣層使用相對介電常數高的材料（也稱為high-k材料），可以在保持物理厚度的同時實現電晶體工作時的低電壓化。作為可用於絕緣層106的high-k材料，例如可以舉出氧化鎵、氧化鉿、氧化鋯、含有鋁及鉿的氧化物、含有鋁及鉿的氧氮化物、含有矽及鉿的氧化物、含有矽及鉿的氧氮化物以及含有矽及鉿的氮化物。
[基板102] 雖然對基板102的材料沒有特別的限制，但是至少需要具有能夠承受後續的加熱處理的耐熱性。例如，可以使用以矽或碳化矽為材料的單晶半導體基板或多晶半導體基板、矽鍺等化合物半導體基板、SOI基板、玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、陶瓷基板或有機樹脂基板作為基板102。另外，基板102上也可以設置有半導體元件。注意，半導體基板及絕緣性基板的形狀可以為圓形或角形。
作為基板102，也可以使用撓性基板，並且在撓性基板上直接形成電晶體100等。或者，也可以在基板102與電晶體100等之間設置剝離層。藉由設置剝離層，可以在剝離層上製造半導體裝置的一部分或全部之後將其從基板102分離並轉置到其他基板上。此時，也可以將電晶體100等轉置到耐熱性低的基板或撓性基板上。
下面說明其一部分的結構與上述結構例子1不同的結構例子。下面，有時省略與上述結構例子1重複的部分的說明。此外，在以下所示的圖式中，關於具有與上述結構例子1相同的功能的部分使用相同的陰影線，而有時不附加元件符號。
＜結構例子2＞ 圖5A及圖5B示出可用於本發明的一個實施方式的半導體裝置的電晶體100D的剖面圖。關於電晶體100D的俯視圖，可以參照圖1A。圖5A是沿著圖1A所示的點劃線A1-A2的截斷面的剖面圖，圖5B是沿著點劃線B1-B2的截斷面的剖面圖。
電晶體100D與圖1B所示的電晶體100的主要不同之處在於半導體層108包括半導體層108c。
半導體層108具有半導體層108a、半導體層108a上的半導體層108c及半導體層108c上的半導體層108b的三層結構。半導體層108c設置於半導體層108a與半導體層108b之間。
半導體層108c可以使用上述可用於半導體層108的材料。半導體層108a、半導體層108b及半導體層108c可以使用彼此相同的材料或不同的材料。
用於半導體層108c的材料的導電率較佳為與用於半導體層108a的材料的導電率不同。用於半導體層108c的材料的導電率較佳為與用於半導體層108b的材料的導電率不同。
例如，半導體層108a可以使用其導電率比半導體層108c高的材料。藉由與導電層112a及導電層112b接觸的半導體層108a使用導電率高的材料，可以降低半導體層108與導電層112a的接觸電阻及半導體層108與導電層112b的接觸電阻，可以實現通態電流大的電晶體。此外，半導體層108b可以使用其導電率比半導體層108c低的材料。由此，可以實現常關閉電晶體。
注意，半導體層108a也可以使用其導電率比半導體層108c低的材料。半導體層108b也可以使用其導電率比半導體層108c高的材料。
半導體層108a、半導體層108b及半導體層108c較佳為都包含金屬氧化物（氧化物半導體）。
用於半導體層108c的第三金屬氧化物的能帶間隙較佳為2.0eV以上，更佳為2.5eV以上。
用於半導體層108c的第三金屬氧化物的能帶間隙較佳為與用於半導體層108a的第一金屬氧化物的能帶間隙不同。用於半導體層108c的第三金屬氧化物的能帶間隙較佳為與用於半導體層108b的第二金屬氧化物的能帶間隙不同。
例如，用於半導體層108a的第一金屬氧化物的能帶間隙可以比用於半導體層108c的第三金屬氧化物的能帶間隙小。由此，可以降低半導體層108與導電層112a的接觸電阻及半導體層108與導電層112b的接觸電阻，可以實現通態電流大的電晶體。此外，用於半導體層108b的第二金屬氧化物的能帶間隙可以比用於半導體層108c的第三金屬氧化物的能帶間隙大。由此，可以實現常關閉電晶體。
注意，第一金屬氧化物的能帶間隙也可以比第三金屬氧化物的能帶間隙大。第二金屬氧化物的能帶間隙也可以比第三金屬氧化物的能帶間隙小。
藉由與第一金屬氧化物至第三金屬氧化物的組成不同，可以控制能帶間隙。第三金屬氧化物的組成較佳為與第一金屬氧化物的組成不同。第三金屬氧化物的組成較佳為與第二金屬氧化物的組成不同。例如，第三金屬氧化物的元素M的含有率可以比第一金屬氧化物的元素M的含有率高。第三金屬氧化物的元素M的含有率可以比第二金屬氧化物的元素M的含有率低。
第三金屬氧化物的元素M的含有率也可以比第一金屬氧化物的元素M的含有率低。第三金屬氧化物的元素M的含有率也可以比第二金屬氧化物的元素M的含有率高。
第一金屬氧化物至第三金屬氧化物的組成也可以相同或大致相同。藉由採用相同組成，由於例如可以使用相同的濺射靶材形成，因此可以降低製造成本。這裡，半導體層108c的結晶度較佳為與半導體層108a的結晶度不同。半導體層108c的結晶度較佳為與半導體層108b的結晶度不同。例如，半導體層108a的結晶性較佳為比半導體層108c的結晶性低。由此，藉由可以降低半導體層108與導電層112a的接觸電阻及半導體層108與導電層112b的接觸電阻，可以實現通態電流大的電晶體。另一方面，半導體層108b的結晶性較佳為比半導體層108c的結晶性高。因此，可以實現常關閉電晶體。
注意，半導體層108c的結晶性也可以比半導體層108a的結晶性低。半導體層108c的結晶性也可以比半導體層108b的結晶性高。
圖5A及圖5B示出半導體層108a、半導體層108b及半導體層108c的端部對齊或大致對齊的例子。半導體層108a、半導體層108b及半導體層108c可以使用相同的光阻遮罩形成。藉由使用相同的光阻遮罩，可以使製程簡化。由此，可以形成頂面形狀大致一致的半導體層108a、半導體層108b及半導體層108c。注意，半導體層108a、半導體層108b及半導體層108c的端部也可以不對齊。
＜結構例子3＞ 圖6A及圖6B示出可用於本發明的一個實施方式的半導體裝置的電晶體100E的剖面圖。關於電晶體100E的俯視圖，可以參照圖1A。圖6A是沿著圖1A所示的點劃線A1-A2的截斷面的剖面圖，圖6B是沿著點劃線B1-B2的截斷面的剖面圖。
電晶體100E與圖1B等所示的電晶體100的主要不同之處在於導電層112a_1的接觸於半導體層108的底面的區域的厚度與不接觸於半導體層108的區域的厚度不同。
如圖6A等所示，導電層112a_1的接觸於半導體層108的底面的區域的厚度較佳為比不接觸於半導體層108的區域的厚度薄。
圖7A及圖7B示出圖6A的放大圖。圖7A示出導電層112a_1的被形成面（這裡，基板102的頂面）至導電層104的底面的最低位置的高度H104。此外，示出導電層112a_1的被形成面（這裡，基板102的頂面）至導電層112a_1與半導體層108接觸的區域的最高位置的高度H112a。如圖7A所示，到導電層104的底面的最低位置的高度H104相等於或大致相等於到導電層112a_1與半導體層108接觸的區域的最高位置的高度H112a。或者，如圖7B所示，高度H104比高度H112a低。藉由使到導電層104的底面的最低位置的高度H104相等於或低於到導電層112a_1與半導體層108接觸的區域的最高位置的高度H112a，可以增強導電層112a附近的通道形成區域的閘極電極的電場，由此可以增大電晶體100E的通態電流。
藉由到導電層104的底面的最低位置的高度H104相等於或低於到導電層112a_1與半導體層108接觸的區域的最高位置的高度H112a，可以進一步使施加到通道形成區域的閘極電極的電場均勻。這裡，在使施加到通道形成區域的閘極電極的電場不均勻時，有時導電層112a被用作源極電極、導電層112b被用作汲極電極的情況下的電特性與導電層112a被用作汲極電極、導電層112b被用作源極電極的情況下的電特性不同。藉由進一步使施加到電晶體100E的通道形成區域的閘極電極的電場均勻，可以使各個電特性相等。因此，源極與汲極替換的電路結構中可以適當地使用電晶體100E。
注意，適當地調整導電層112a（明確而言，導電層112a_1）的厚度以便使高度H104相等於或低於高度H112a即可。
＜結構例子4＞ 圖8A及圖8B示出可用於本發明的一個實施方式的半導體裝置的電晶體100F的剖面圖。關於電晶體100F的俯視圖，可以參照圖1A。圖8A是沿著圖1A所示的點劃線A1-A2的截斷面的剖面圖，圖8B是點劃線B1-B2的截斷面的剖面圖。
電晶體100F與圖1B等所示的電晶體100的主要不同之處在於絕緣層110包括絕緣層110d。
絕緣層110包括絕緣層110d、絕緣層110d上的絕緣層110a、絕緣層110a上的絕緣層110b以及絕緣層110b上的絕緣層110c。
絕緣層110d包括與半導體層108及導電層112a接觸的區域。絕緣層110d較佳為包括其含氫量比絕緣層110a多的區域。同樣地，絕緣層110d較佳為包括其含氫量比絕緣層110b多的區域。絕緣層110d較佳為包括其含氫量比絕緣層110c多的區域。再者，較佳為藉由製程中施加的熱從絕緣層110d本身釋放氫。
在絕緣層110a、絕緣層110b、絕緣層110c及絕緣層110d的含氫量的分析中例如可以使用二次離子質譜分析法（SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry）。
圖9示出圖8A的放大圖。藉由設置絕緣層110d，氫從絕緣層110d供應給半導體層108中的與絕緣層110d接觸的區域，該區域的電阻得到降低。該區域（以下，也記為低電阻區域）可以被用作源極區域或汲極區域。藉由在半導體層108的導電層112a一側設置低電阻區域，可以進一步使源極區域至閘極電極的距離與汲極區域至閘極電極的距離均勻。由此，可以進一步使施加到通道形成區域的閘極電極的電場均勻。
絕緣層110d可以使用上述可用於絕緣層110的材料。尤其是，絕緣層110d可以適當地使用上述可用於絕緣層110a及絕緣層110c的材料。絕緣層110d例如較佳為使用氮化矽、氮氧化矽、氧氮化矽、氧化鋁、氧氮化鋁、氮化鋁、氧化鉿和鋁酸鉿中的任一個或多個。注意，絕緣層110a、絕緣層110c及絕緣層110d也可以使用彼此相同的材料或不同的材料。
用來形成絕緣層110d的沉積氣體中的含氫量較佳為比用來形成絕緣層110a的沉積氣體多。明確而言，在利用PECVD法形成絕緣層110 時，對於用來形成絕緣層110d的沉積氣體整體的氨氣體的流量的比例（以下，也稱為氨流量比）比用來形成絕緣層110a的沉積氣體的氨流量比高。藉由在氨流量比高的條件下形成絕緣層110d，可以增多絕緣層110d中的含氫量。此外，可以藉由施加到絕緣層110d的熱增多從絕緣層110d本身釋放的氫量。同樣地，用來形成絕緣層110d的沉積氣體中的含氫量比用來形成絕緣層110c的沉積氣體多。明確而言，用來形成絕緣層110d的沉積氣體的氨流量比較佳為比用來形成絕緣層110c的沉積氣體的氨流量比高。
這裡，絕緣層110a及絕緣層110c較佳為從本身釋放的氫少且不容易透過氫。另一方面，絕緣層110d較佳為從本身釋放的氫多。藉由使絕緣層110a及絕緣層110c的沉積條件與絕緣層110d的沉積條件不同，可以調整所釋放的氫的量。明確而言，在絕緣層110a及絕緣層110c與絕緣層110d之間使形成時的沉積功率（沉積功率密度）、沉積壓力、沉積氣體種類、沉積氣體流量比、沉積溫度及基板與電極之間的距離中的任一個或多個不同即可。例如，藉由絕緣層110d的沉積功率密度比絕緣層110a及絕緣層110c的沉積功率密度小，可以使絕緣層110d中的含氫量比絕緣層110a及絕緣層110c中的含氫量多。由此，可以藉由施加到絕緣層110d的熱增多從絕緣層110d本身釋放的氫量。
藉由在絕緣層110d與絕緣層110b之間設置不容易透過氫的絕緣層110a，可以抑制從絕緣層110d釋放的氫擴散到絕緣層110b。由此，可以抑制氫經過絕緣層110b向半導體層108的通道形成區域擴散，可以實現呈現良好的電特性且可靠性高的電晶體。
絕緣層110a的膜密度較佳為比絕緣層110d的膜密度高。膜密度的評價例如可以利用拉塞福背散射分析（RBS：Rutherford Backscattering Spectrometry）或X射線反射（XRR：X-Ray Reflection）。此外，膜密度的不同有時可以由剖面的穿透式電子顯微鏡（TEM：Transmission Electron Microscopy）影像進行評價。在TEM觀察中，膜密度高則透射電子（TE）影像濃（暗），膜密度低則透射電子（TE）影像淡（明）。因此，在透射電子（TE）影像中，有時與絕緣層110d相比絕緣層110a呈濃（暗）影像。注意，即使絕緣層110a及絕緣層110d使用相同的材料，膜密度也不同，因此有時在剖面的TEM影像中，可以以對比度的不同觀察到這些邊界。
＜結構例子5＞ 圖10A示出可用於本發明的一個實施方式的半導體裝置的電晶體100G的俯視圖。圖10B示出在電晶體100G中沿著圖10A所示的點劃線A1-A2的剖面圖。
電晶體100G與圖4C所示的電晶體100C的主要不同之處在於在導電層112a與絕緣層110之間包括導電層103。
導電層103以在導電層112a上並與其接觸的方式設置。導電層103中設置有到達導電層112a的開口148。對開口148的頂面形狀沒有特別的限制。注意，開口148的頂面形狀是指導電層103的開口148一側的頂面端部的形狀或底面端部的形狀。
絕緣層110位於基板102、導電層112a及導電層103上。絕緣層110以覆蓋開口148的一部分的方式設置。絕緣層110藉由開口148與導電層112a接觸。絕緣層110中設置有開口148內側的到達導電層112a的開口141。
如圖10B所示，導電層103的厚度T103可以說是從導電層112a的頂面至導電層103的頂面的最短距離。導電層103的厚度T103比從導電層112a的頂面至開口141的內側的導電層104的底面的最短距離的距離L11長。此外，也可以說從剖面看時開口141的內側的導電層104的底面位於比導電層103的頂面更靠近下側（基板102一側）。由此，半導體層108存在有隔著絕緣層106與導電層104重疊且隔著絕緣層110與導電層103重疊的區域。也就是說，導電層103包括隔著絕緣層110、半導體層108及絕緣層106與導電層104重疊的區域。由此，導電層103可以被用作電晶體100G的背閘極電極（也可以說第二閘極電極）。此時，絕緣層110被用作電晶體100D的背閘極絕緣層（也可以說第二閘極絕緣層）。
藉由在電晶體100G中設置背閘極電極，可以固定半導體層108的背後通道一側的電位。因此，可以提高電晶體100G的Id-Vd特性的飽和性。
注意，在本說明書等中，有時將電晶體的Id-Vd特性的飽和區域的電流的變化小（傾斜度小）被記載為“飽和性高”。
彼此接觸的導電層103及導電層112a被供應同一電位。用作背閘極電極的導電層103較佳為被供應源極電位和汲極電位中的低電位一側的電位。因此，較佳的是，當電晶體100G為n通道型電晶體時，導電層112a被用作源極電極，導電層112b被用作汲極電極。另外，較佳的是，當電晶體100G為p通道型電晶體時，導電層112a被用作汲極電極，導電層112b被用作源極電極。
一般而言，在通道長度較短時，電晶體的Id-Vd特性中的飽和性傾向於下降，但是因為電晶體100G包括背閘極電極所以可以實現高飽和性。
導電層103的厚度T103較佳為通道長度L100的0.5倍以上，更佳為1.0倍以上，進一步較佳為超過1.0倍。由此，可以擴大半導體層108中的隔著絕緣層106與導電層104重疊並隔著絕緣層110與導電層103重疊的區域。因此，可以更確實地控制半導體層108的背後通道一側的電場。
電晶體100G具有區域，其中在一個方向上依次層疊有導電層103、絕緣層110、半導體層108、絕緣層106及導電層104，其間不包括其他層。作為該方向，可以舉出垂直於通道長度L100的方向。藉由擴大該區域可以更確實地控制半導體層108的背後通道一側的電場。
導電層103和半導體層108的最短距離的距離L12較佳為比通道長度L100小，更佳為0.5倍以下，進一步較佳為0.1倍以下。導電層103和半導體層108的距離越近，越可以提高電晶體100G的Id-Vd特性中的飽和性。
＜結構例子6＞ 圖11A及圖11B示出可用於本發明的一個實施方式的半導體裝置的電晶體100H的剖面圖。關於電晶體100H的俯視圖，可以參照圖1A。圖11A是沿著圖1A所示的點劃線A1-A2的剖面圖，圖11B是沿著點劃線B1-B2的截斷面的剖面圖。
電晶體100H與圖1B等所示的電晶體100的主要不同之處在於絕緣層106具有疊層結構。
絕緣層106包括絕緣層106a及絕緣層106a上的絕緣層106b。絕緣層106a及絕緣層106b都可以使用可用於上述絕緣層106的材料。注意，這裡示出絕緣層106具有兩層疊層結構的例子，但本發明的一個實施方式不侷限於此。絕緣層106也可以具有三層以上的疊層結構。
絕緣層106a較佳為使用氧化鋁膜。作為氧化鋁膜的形成方法，例如可以舉出ALD法、使用氧化鋁靶材的濺射法及使用鋁靶材的反應性濺射法。藉由使用ALD法，可以形成裂縫及針孔少的緻密的膜，所以是較佳的。藉由利用濺射法，生產性高，所以是較佳的。此外，例如，也可以在形成厚度0.1nm以上且5nm以下的鋁膜之後使該鋁膜氧化，由此形成氧化鋁膜。
藉由與半導體層108接觸的絕緣層106a使用氧化鋁膜，鋁會存在於絕緣層106與半導體層108的介面及其附近。明確而言，鋁會存在於絕緣層106與半導體層108a的介面及其附近以及絕緣層106與半導體層108b的介面及其附近。此外，鋁會進入半導體層108內。例如，在半導體層108b使用IGZO時，有時鋁進入IGZO的表面及表面附近，半導體層108b的一部分包含IGZAO。由此，半導體層108b在外觀上具有IGZO及IGZAO的疊層結構，成為其能帶間隙比IGZO單層結構寬，換言之成為寬隙的半導體層108b。藉由擴大半導體層108b的能帶間隙，可以減小電晶體的關態電流。此外，半導體層108a的與絕緣層106接觸的區域有時成為包含IGZAO的結構。
絕緣層106b例如較佳為使用氧氮化矽膜。氧氮化矽膜例如可以利用PECVD法形成。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。此外，在本說明書中，在一個實施方式中示出多個結構例子的情況下，可以適當地組合該結構例子。
實施方式2 在本實施方式中，參照圖12A至圖15B對本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法進行說明。注意，關於各組件的材料及形成方法，有時省略與上述實施方式1所說明的部分同樣的部分。
圖12A至圖15B並排示出沿著圖1A所示的點劃線A1-A2的剖面圖以及沿著點劃線B1-B2的剖面圖。
構成半導體裝置的薄膜（絕緣膜、半導體膜及導電膜等）可以利用濺射法、化學氣相沉積（CVD：Chemical Vapor Deposition）法、真空蒸鍍法、脈衝雷射沉積（PLD：Pulsed Laser Deposition）法、ALD法等形成。作為CVD法有PECVD法及熱CVD法等。此外，作為熱CVD法之一，有有機金屬化學氣相沉積（MOCVD：Metal Organic CVD）法。
構成半導體裝置的薄膜（絕緣膜、半導體膜及導電膜等）可以利用旋塗法、浸漬法、噴塗法、噴墨法、分配器法、網版印刷法、平板印刷法、刮刀（doctor knife）法、狹縫式塗佈法、輥塗法、簾式塗佈法或刮刀式塗佈法等濕法沉積方法形成。
當對構成半導體裝置的薄膜進行加工時，可以利用光微影法等。或者，可以利用奈米壓印法、噴砂法、剝離法等對薄膜進行加工。此外，可以藉由利用金屬遮罩等陰影遮罩的沉積方法直接形成島狀的薄膜。
光微影法典型地有如下兩種方法。一個是在要進行加工的薄膜上形成光阻遮罩，藉由蝕刻等對該薄膜進行加工，並去除光阻遮罩的方法。另一個是沉積具有感光性的薄膜之後進行曝光而顯影，將該薄膜加工為所希望的形狀的方法。
在光微影法中，作為用於曝光的光，例如可以使用i線（波長365nm）、g線（波長436nm）、h線（波長405nm）或將這些光混合了的光。另外，還可以使用紫外光、KrF雷射或ArF雷射等。此外，也可以利用液浸曝光技術進行曝光。此外，作為用於曝光的光，也可以使用極紫外（EUV：Extreme Ultra-violet）光或X射線。此外，代替用於曝光的光，也可以使用電子束。當使用極紫外光、X射線或電子束時，可以進行極其微細的加工，所以是較佳的。注意，在藉由利用電子束等光束進行掃描而進行曝光時，不需要光罩。
作為薄膜的蝕刻方法，可以利用乾蝕刻法、濕蝕刻法及噴砂法等。
首先，在基板102上形成成為導電層112a_1的第一導電膜及成為導電層112a_2的第二導電膜，對其進行加工來形成導電層112a_1及導電層112a_2A（圖12A）。導電層112a_2A是後面成為導電層112a_2。第一導電膜及第二導電膜的形成例如可以適當地利用濺射法。第一導電膜及第二導電膜的加工可以利用濕蝕刻法和乾蝕刻法中的一個或兩個。
接著，去除導電層112a_2A的一部分形成包括開口145的導電層112a_2（圖12B）。由此，形成用作電晶體100的源極電極和汲極電極中的一個的導電層112a。開口145可以利用濕蝕刻法和乾蝕刻法中的一個或兩個形成。
注意，這裡示出在形成導電層112a_2A之後形成開口145的例子，但本發明的一個實施方式不侷限於此。也可以在第二導電膜中形成開口145之後將第二導電膜加工為導電層112a_2。
接著，在導電層112a上形成成為絕緣層110a的絕緣膜110af及成為絕緣層110b的絕緣膜110bf（圖12C）。
當形成絕緣膜110af及絕緣膜110bf時，例如較佳為利用濺射法或PECVD法。較佳為在形成絕緣膜110af之後以不使絕緣膜110af的表面暴露於大氣的方式在真空中連續形成絕緣膜110bf。藉由連續形成絕緣膜110af及絕緣膜110bf，可以抑制來源於大氣的雜質附著於絕緣膜110af的表面。作為該雜質，例如可以舉出水及有機物。
形成絕緣膜110af及絕緣膜110bf時的基板溫度都較佳為180℃以上且450℃以下，更佳為200℃以上且450℃以下，更佳為250℃以上且450℃以下，更佳為300℃以上且450℃以下，更佳為300℃以上且400℃以下，更佳為350℃以上且400℃以下。藉由使形成絕緣膜110af及絕緣膜110bf時的基板溫度在上述範圍內，可以減少從絕緣膜110af及絕緣膜110bf本身的雜質（例如，水及氫）的釋放，由此可以抑制雜質擴散到半導體層108。因此，可以實現呈現良好的電特性且可靠性高的電晶體。
注意，由於先形成絕緣膜110af及絕緣膜110bf然後形成半導體層108，所以沒有因形成絕緣膜110af及絕緣膜110bf時施加的熱導致的氧從半導體層108脫離的擔憂。
在形成絕緣膜110bf之後，也可以對絕緣膜110bf供應氧。作為氧的供應方法，例如可以使用離子植入法、離子摻雜法、電漿浸沒離子佈植技術或電漿處理。作為電漿處理，可以適當地使用以高頻功率使氧氣體電漿化的裝置。作為以高頻功率使氣體電漿化的裝置，例如可以舉出PECVD裝置、電漿蝕刻裝置及電漿灰化裝置。電漿處理較佳為在含氧氛圍下進行。例如，較佳為在含氧、一氧化二氮（N 2O）、二氧化氮（NO 2）、一氧化碳和二氧化碳中的一個以上的氛圍下進行電漿處理。圖12D以箭頭示意性地示出氧供應給絕緣膜110bf的情況。
注意，也可以以不使絕緣膜110bf的表面暴露於大氣的方式在真空中連續進行該電漿處理。例如，在形成絕緣膜110bf時使用PECVD裝置的情況下，較佳為利用該PECVD裝置進行該電漿處理。由此可以提高生產率。
接著，較佳為在絕緣膜110bf上形成金屬氧化物層149（圖13A）。藉由形成金屬氧化物層149，可以將氧供應到絕緣膜110bf。
對金屬氧化物層149的導電性沒有限制。金屬氧化物層149可以使用絕緣膜、半導體膜和導電膜中的至少一種。金屬氧化物層149例如可以使用氧化鋁、氧化鉿、鋁酸鉿、銦氧化物、銦錫氧化物（ITO）或含矽的銦錫氧化物（ITSO）。
作為金屬氧化物層149，較佳為使用包含一個以上的與半導體層108相同的元素的氧化物材料。尤其是，較佳為使用可應用於半導體層108的氧化物半導體材料。
當形成金屬氧化物層149時，引入到沉積裝置的處理室內的沉積氣體的氧流量比或處理室內的氧分壓越高，越可以增大供應給絕緣膜110bf中的氧量。氧流量比或氧分壓例如為50%以上且100%以下，較佳為65%以上且100%以下，更佳為80%以上且100%以下，進一步較佳為90%以上且100%以下。尤其是，較佳為將氧流量比設定為100%，來使氧分壓儘量接近於100%。
如此，藉由在含氧氛圍下利用濺射法形成金屬氧化物層149，在形成金屬氧化物層149時可以在對絕緣膜110bf供氧的同時防止氧從絕緣膜110bf脫離。其結果是，可以將較多的氧封閉在絕緣膜110bf中。並且，可以藉由後面的加熱處理對半導體層108供應較多的氧。其結果是，可以減少半導體層108中的氧空位及V OH，而可以實現呈現良好的電特性且可靠性高的電晶體。
較佳為在形成金屬氧化物層149之後進行加熱處理。藉由在形成金屬氧化物層149之後進行加熱處理，可以有效地從金屬氧化物層149對絕緣膜110bf供氧。
加熱處理的溫度較佳為150℃以上且低於基板的應變點，更佳為200℃以上且450℃以下，更佳為250℃以上且450℃以下，更佳為300℃以上且450℃以下，更佳為300℃以上且400℃以下，更佳為350℃以上且400℃以下。可以在包含高貴氣體、氮和氧中的一個以上的氛圍下進行加熱處理。作為含氮氛圍或含氧氛圍，也可以使用乾燥空氣（CDA：Clean Dry Air）。注意，該氛圍中氫或氧等的含量較佳為儘可能少。作為該氛圍，較佳為使用露點為-60℃以下，較佳為-100℃以下的高純度氣體。藉由使用氫、水等的含量儘可能少的氛圍，可以儘可能地防止氫、水等被絕緣膜110af及絕緣膜110bf等吸收。該加熱處理可以使用烘箱、快速熱退火（RTA：Rapid Thermal Annealing）裝置等。藉由使用RTA裝置，可以縮短加熱處理時間。
在形成金屬氧化物層149之後或在上述加熱處理之後也可以還將氧藉由金屬氧化物層149供應給絕緣膜110bf。作為氧的供應方法，例如可以使用離子植入法、離子摻雜法、電漿浸沒離子佈植技術或電漿處理。關於電漿處理，可以參照上述記載，所以省略其詳細說明。
接著，去除金屬氧化物層149。雖然對金屬氧化物層149的去除方法沒有特別的限制，但是可以適當地採用濕蝕刻法。藉由利用濕蝕刻法，可以抑制去除金屬氧化物層149時絕緣膜110bf被蝕刻。因此，可以抑制絕緣膜110bf的厚度變小，並且可以使絕緣層110b的厚度均勻。
對絕緣膜110bf供氧處理不侷限於上述方法。例如，利用離子摻雜法、離子植入法、電漿處理等對絕緣膜110bf供應氧自由基、氧原子、氧原子離子、氧分子離子等。另外，也可以在絕緣膜110bf上形成抑制氧脫離的膜之後，經過該膜對絕緣膜110bf供應氧。較佳為在供應氧之後去除該膜。作為上述抑制氧脫離的膜，可以使用含有銦、鋅、鎵、錫、鋁、鉻、鉭、鈦、鉬、鎳、鐵、鈷或鎢的一種以上的導電膜或半導體膜。
接著，在絕緣膜110bf上形成成為絕緣層110c的絕緣膜110cf（圖13B）。由於絕緣膜110cf的形成可以參照關於絕緣膜110af及絕緣膜110bf的形成的記載，所以省略詳細說明。由此，形成具有絕緣膜110af、絕緣膜110bf及絕緣膜110cf的疊層結構的絕緣膜110f。絕緣膜110f是後面成為絕緣層110。
接著，在絕緣膜110cf上形成成為導電層112b的導電膜112bf（圖13C）。導電膜112bf例如可以適當地利用濺射法形成。
接著，加工導電膜112bf形成導電層112B（圖14A）。導電層112B是後面成為導電層112b。導電層112B例如可以適當地利用濕蝕刻法形成。
接著，去除導電層112B的一部分形成包括開口143的導電層112b。開口143設置在重疊於開口145的區域。導電層112b可以利用濕蝕刻法和乾蝕刻法中的一個或兩個形成。尤其是，可以適當地利用濕蝕刻法。
接著，去除絕緣膜110f的一部分形成包括開口141的絕緣層110（圖14B）。開口141設置在重疊於開口143的區域。此外，開口141設置在重疊於開口145的區域，藉由形成開口141導電層112a_1露出。在形成絕緣層110時，可以利用濕蝕刻法和乾蝕刻法中的一個或兩個。尤其是，可以適當地利用乾蝕刻法。
開口141例如可以使用用於開口143的形成的光阻遮罩形成。明確而言，在導電層112B上形成光阻遮罩，使用該光阻遮罩去除導電層112B的一部分形成開口143，可以使用該光阻遮罩去除絕緣膜110f的一部分形成開口141。開口143也可以使用與用於開口141的形成的光阻遮罩不同的光阻遮罩形成。
注意，在形成開口141時或形成開口141之後，也可以去除與開口141重疊的區域的導電層112a（明確而言，導電層112a_1）的一部分。由此，可以具有圖7A及圖7B所示的結構。
接著，以覆蓋開口141及開口143的方式形成成為半導體層108的金屬氧化物膜108f（圖14C）。這裡，作為金屬氧化物膜108f層疊形成成為半導體層108a的金屬氧化物膜108af及成為半導體層108b的金屬氧化物膜108bf。金屬氧化物膜108f以與導電層112b的頂面及側面、絕緣層110的頂面及側面以及導電層112a的頂面接觸的方式設置。
金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf較佳為分別利用使用金屬氧化物靶材的濺射法形成。或者，金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf較佳為分別利用ALD法形成。在形成金屬氧化物膜108af之後，較佳為以不使金屬氧化物膜108af的表面暴露於大氣的方式連續形成金屬氧化物膜108bf。藉由連續形成金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf，可以抑制在金屬氧化物膜108af的表面附著來源於大氣的雜質。作為該雜質，例如可以舉出水及有機物。注意，也可以使在用於金屬氧化物膜108af的形成的裝置與用於金屬氧化物膜108bf的形成的裝置不同。此外，也可以使金屬氧化物膜108af的形成方法與金屬氧化物膜108bf的形成方法不同。
金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf較佳為都為缺陷儘可能少的緻密的膜。此外，金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf較佳為高純度的膜，其中儘可能降低含氫元素的雜質。尤其是，作為金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf較佳為使用具有結晶性的金屬氧化物膜。
在形成金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf時，較佳為使用氧氣體。尤其是，藉由在形成金屬氧化物膜108af時使用氧氣體，可以適當地對絕緣層110中供應氧。例如，在絕緣層110b使用氧化物或氧氮化物時，可以適當地對絕緣層110b中供應氧。
藉由對絕緣層110b供應氧，在後面的製程中對半導體層108供應氧，由此可以降低半導體層108中的氧空位及V OH。
在形成金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf時，也可以混合氧氣體和惰性氣體（例如，氦氣體、氬氣體、氙氣體等）。注意，在形成金屬氧化物膜時的沉積氣體的氧流量比或氧分壓越高，金屬氧化物膜的結晶性可以越高，可以實現可靠性高的電晶體。另一方面，氧流量比或氧分壓越低，金屬氧化物膜的結晶性越低，可以實現通態電流大的電晶體。注意，也可以使形成金屬氧化物膜108af時的氧流量比或氧分壓與形成金屬氧化物膜108bf時的氧流量比或氧分壓相同或不同。藉由使氧流量比或氧分壓不同，可以使金屬氧化物膜108af的結晶性與金屬氧化物膜108bf的結晶性不同。
形成金屬氧化物膜108af時的氧流量比或氧分壓較佳為比形成金屬氧化物膜108bf時的氧流量比或氧分壓低。由此，可以使成為半導體層108a的金屬氧化物膜108af的結晶性比成為半導體層108b的金屬氧化物膜108bf的結晶性低。
在形成金屬氧化物膜時的基板溫度較高時，可以形成結晶性更高且更緻密的金屬氧化物膜。另一方面，隨著基板溫度變低，可以形成結晶性更低且導電性更高的金屬氧化物膜。注意，也可以使形成金屬氧化物膜108af時的基板溫度與形成金屬氧化物膜108bf時的基板溫度相同或不同。藉由使基板溫度不同，可以使金屬氧化物膜108af的結晶性與金屬氧化物膜108bf的結晶性不同。
形成金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf時的基板溫度分別較佳為室溫以上且250℃以下，更佳為室溫以上且200℃以下，進一步較佳為室溫以上且140℃以下。例如，基板溫度較佳為室溫以上且140℃以下，由此可以提高生產率。此外，藉由將基板溫度設定為室溫或不加熱基板的狀態下形成金屬氧化物膜，可以降低結晶性。
在使形成金屬氧化物膜108af與金屬氧化物膜108bf時的基板溫度不同時，形成金屬氧化物膜108af時的基板溫度較佳為比形成金屬氧化物膜108bf時的基板溫度低。
這裡，藉由形成金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf時使用相同的濺射靶材，可以降低製造成本。再者，藉由形成金屬氧化物膜108af時的基板溫度與形成金屬氧化物膜108bf時的基板溫度相同，可以使用相同的處理室以高生產率形成金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf。例如，較佳為使用相同的濺射靶材在相同的處理室中連續形成金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf。此時，在相同基板溫度下，形成金屬氧化物膜108af時的氧流量比或氧分壓較佳為比形成金屬氧化物膜108bf時的氧流量比或氧分壓低。由此，可以以高生產率形成結晶性不同的金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108bf。
當利用ALD法時，較佳為利用熱ALD法或PEALD（Plasma Enhanced ALD：電漿增強ALD）等沉積方法。熱ALD法具有極高的步階覆蓋性，所以是較佳的。此外，PEALD法不僅具有高步階覆蓋性而且可以進行低溫沉積，所以是較佳的。
金屬氧化物膜例如可以利用包含構成金屬元素的前驅體及氧化劑並利用ALD法形成。
例如，當形成In-Ga-Zn氧化物時，可以使用包含銦的前驅體、包含鎵的前驅體及包含鋅的前驅體的三種前驅體。或者，也可以使用包含銦的前驅體、包含鎵及鋅的前驅體的兩種前驅體。
作為包含銦的前驅體，例如可以舉出三乙基銦、三（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸）銦、環戊二烯基銦、氯化銦（III）以及（3-（二甲基胺基）丙基）二甲基銦。
作為包含鎵的前驅體，例如可以舉出三甲基鎵、三乙基鎵、三氯化鎵、三（二甲基醯胺）鎵、乙醯丙酮鎵（III）、三（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸）鎵、二甲基氯鎵以及二乙基氯。
作為包含鋅的前驅體，例如可以舉出二甲基鋅、二乙基鋅、雙（2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸）鋅以及氯化鋅。
作為氧化劑，例如可以舉出臭氧、氧以及水。
作為控制所得到的膜的組成的方法，可以舉出源氣體的種類、源氣體的流量比、流過源氣體的時間和流過源氣體的順序中的一個或多個的調整。藉由調整它們，可以使金屬氧化物膜108af與金屬氧化物膜108bf的組成不同。此外，藉由調整它們，可以形成組成連續變化的膜。金屬氧化物膜108af和金屬氧化物膜108bf中的一個或兩個的組成也可以連續變化。
例如，用來形成金屬氧化物膜108af的前驅物中的鎵的含有率較佳為比用來形成金屬氧化物膜108bf的前驅物低。或者，在形成金屬氧化物膜108af時使用不含鎵的前驅物，也可以在形成金屬氧化物膜108bf時使用含鎵的前驅物。注意，這裡，作為元素M舉出鎵，但本發明的一個實施方式不侷限於此。也可以使用上述元素M中的任一個以上代替鎵或者除了鎵以外還可以使用上述元素M中的任一個以上。
在沉積金屬氧化物膜108f（明確而言，金屬氧化物膜108af）之前，較佳為進行用來使在絕緣層110的表面吸附的水、氫及有機物等脫離的處理和對絕緣層110供應氧的處理中的至少一個。例如，可以在減壓氛圍下以70℃以上且200℃以下的溫度進行加熱處理。或者，也可以進行含氧氛圍下的電漿處理。或者，藉由進行包含一氧化二氮（N 2O）等含氧化性氣體的氛圍下的電漿處理，也可以將氧供應給絕緣層110。當進行包含一氧化二氮氣體的電漿處理時，可以適當地去除絕緣層110的表面的有機物且可以將氧供應給絕緣層110。較佳的是，在這種處理之後，以不使絕緣層110的表面暴露於大氣的方式連續地沉積金屬氧化物膜108f。
接著，將金屬氧化物膜108f加工為島狀，形成半導體層108（圖15A）。
半導體層108可以利用濕蝕刻法和乾蝕刻法中的一個或兩個形成，例如較佳為利用濕蝕刻法。此時，有時不與半導體層108重疊的區域的導電層112b的一部分被蝕刻而厚度變小。同樣地，有時不與半導體層108和導電層112b的兩者重疊的區域的絕緣層110的一部分被蝕刻而厚度變小。例如，有時由於蝕刻而絕緣層110中的絕緣層110c消失，露出絕緣層110b的表面。注意，在金屬氧化物膜108f的蝕刻中，藉由作為絕緣層110c使用選擇比高的材料，可以抑制絕緣層110c的厚度變小。
較佳為在沉積金屬氧化物膜108f之後或將金屬氧化物膜108f加工為半導體層108之後進行加熱處理。藉由加熱處理，可以去除包含在金屬氧化物膜108f或半導體層108中或吸附在金屬氧化物膜108f或半導體層108的表面的氫或水。此外，藉由加熱處理，有時金屬氧化物膜108f或半導體層108的膜質得到提高（例如，缺陷的降低或結晶性的提高等）。較佳為半導體層108的加工前進行加熱處理。
藉由加熱處理，可以將氧從絕緣層110b供應給金屬氧化物膜108f或半導體層108。此時，更佳的是，在加工成半導體層108之前進行加熱處理。關於加熱處理可以參照上述記載，所以省略詳細說明。
注意，並不一定需要進行該加熱處理。也可以在該製程中不進行加熱處理而將在後面的製程中進行的加熱處理用作在該製程中的加熱處理。有時，可以將在後面的製程中的高溫下的處理（例如，沉積製程）等用作該製程中的加熱處理。
接著，以覆蓋半導體層108、導電層112b及絕緣層110的方式形成絕緣層106（圖15B）。絕緣層106例如較佳為利用PECVD法或ALD法形成。
在半導體層108使用氧化物半導體時，較佳為將絕緣層106用作抑制氧擴散的障壁膜。藉由使絕緣層106具有抑制氧擴散的功能，可以抑制氧從絕緣層106的上側擴散到導電層104而導電層104被氧化。其結果是，可以實現呈現良好的電特性且可靠性高的電晶體。
注意，在本說明書等中障壁膜是指具有阻擋性的膜。例如，可以將具有阻擋性的絕緣層稱為阻擋絕緣層。在本說明書等中，阻擋性是指抑制所對應的物質的擴散的功能（也可以說透過性低）和俘獲或固定（也被稱為吸雜）所對應的物質的功能中的一者或兩者。
藉由提高用作閘極絕緣層的絕緣層106的形成時的溫度，可以形成缺陷少的絕緣層。但是，形成絕緣層106時的溫度較高時氧從半導體層108脫離，有時半導體層108中的氧空位及V OH增加。形成絕緣層106時的基板溫度較佳為180℃以上且450℃以下，更佳為200℃以上且450℃以下，更佳為250℃以上且450℃以下，更佳為300℃以上且450℃以下，更佳為300℃以上且400℃以下。藉由使形成絕緣層106時的基板溫度在上述範圍內，可以在減少絕緣層106的缺陷的同時抑制氧從半導體層108脫離。因此，可以實現呈現良好的電特性且可靠性高的電晶體。
在形成絕緣層106之前也可以對半導體層108的表面進行電漿處理。藉由該電漿處理，可以降低吸附在半導體層108的表面的水等雜質。因此，可以減少半導體層108與絕緣層106的介面中的雜質，所以可以實現可靠性高的電晶體。尤其是，從半導體層108的形成到絕緣層106的形成之間半導體層108的表面暴露於大氣的情況下，進行電漿處理是較佳的。電漿處理可以例如在氧、臭氧、氮、一氧化二氮、氬等氛圍下進行。電漿處理與絕緣層106的沉積較佳為以不暴露於大氣的方式連續地進行。
接著，在絕緣層106上形成導電層104（圖1A及圖1B）。將成為導電層104的導電膜例如較佳為利用濺射法或ALD法形成。利用光微影製程在該導電膜上形成光阻遮罩之後加工該導電膜，由此形成用作閘極電極的島狀的導電層104。
藉由上述製程可以製造本發明的一個實施方式的半導體裝置。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式3 在本實施方式中，參照圖16至圖24說明本發明的一個實施方式的顯示裝置。
本實施方式的顯示裝置可以為高解析度顯示裝置或大型顯示裝置。因此，例如可以將本實施方式的顯示裝置用作如下裝置的顯示部：具有較大的螢幕的電子裝置諸如電視機、桌上型或筆記本型電腦、用於電腦等的顯示器、數位看板、彈珠機等大型遊戲機等；數位相機；數位攝影機；數位相框；行動電話機；可攜式遊戲機；可攜式資訊終端；音頻再生裝置。
本實施方式的顯示裝置可以為高清晰顯示裝置。因此，例如可以將本實施方式的顯示裝置用作手錶型及手鐲型等資訊終端設備（可穿戴裝置）的顯示部以及頭戴顯示器（HMD）等VR用設備及眼鏡型AR用設備等可戴在頭上的可穿戴裝置的顯示部。
本發明的一個實施方式的半導體裝置可以用於顯示裝置或包括該顯示裝置的模組。作為包括該顯示裝置的模組，可以舉出該顯示裝置安裝有軟性印刷電路板（Flexible printed circuit，下面記為FPC）或TCP（Tape Carrier Package：捲帶式封裝）等連接器的模組、藉由COG（Chip On Glass：晶粒玻璃接合）方式或COF（Chip On Film：薄膜覆晶封裝）方式等安裝有積體電路（IC）的模組等。
＜顯示裝置50A＞ 圖16是顯示裝置50A的立體圖。
顯示裝置50A具有貼合基板152與基板151的結構。在圖16中，以虛線表示基板152。
顯示裝置50A包括顯示部162、連接部140、電路部164、佈線165等。圖16示出顯示裝置50A安裝有IC173及FPC172的例子。因此，也可以將圖16所示的結構稱為包括顯示裝置50A、IC及FPC的顯示模組。
連接部140設置在顯示部162的外側。連接部140可以沿著顯示部162的一個邊或多個邊設置。連接部140也可以為一個或多個。圖16示出以圍繞顯示部的四個邊的方式設置連接部140的例子。在連接部140中，顯示元件的共用電極與導電層電連接，可以對共用電極供應電位。
電路部164例如包括掃描線驅動電路（也稱為閘極驅動器）。另外，電路部164也可以包括掃描線驅動電路和信號線驅動電路（也稱為源極驅動器）的兩者。
佈線165具有對顯示部162及電路部164供應信號及電力的功能。該信號及電力從外部經由FPC172輸入到佈線165或者從IC173輸入到佈線165。
圖16示出藉由COG方式或COF方式等在基板151上設置IC173的例子。作為IC173，例如可以使用包括掃描線驅動電路和信號線驅動電路中的一者或兩者的IC。注意，顯示裝置50A及顯示模組不一定必須設置有IC。另外，也可以將IC利用COF方式等安裝於FPC。
本發明的一個實施方式的電晶體例如可以用於顯示裝置50A的顯示部162和電路部164中的一者或兩者。
例如，在將本發明的一個實施方式的電晶體用於顯示裝置的像素電路時，可以縮小像素電路的佔有面積而可以實現高清晰顯示裝置。此外，例如在將本發明的一個實施方式的電晶體用於顯示裝置的驅動電路（例如，閘極線驅動電路和源極線驅動電路中的一者或兩者）時，可以縮小驅動電路的佔有面積而可以實現窄邊框的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的電晶體具有良好的電特性，藉由將該半導體裝置用於顯示裝置，可以提高顯示裝置的可靠性。
顯示部162是顯示裝置50A中的影像顯示區域，包括週期性地排列的多個像素210。圖16中示出一個像素210的放大圖。
對本實施方式的顯示裝置中的像素的排列沒有特別的限制，可以採用各種方法。作為像素的排列，例如可以舉出條紋排列、S條紋排列、矩陣狀排列、Delta排列、拜耳排列（Bayer arrangement）及Pentile排列。
圖16所示的像素210包括呈現紅色光的子像素11R、呈現綠色光的子像素11G以及呈現藍色光的子像素11B。
子像素11R、11G、11B都包括顯示元件以及控制該顯示元件的驅動的電路。
作為顯示元件可以使用各種元件，例如可以舉出液晶元件及發光元件。除此之外，還可以使用快門方式或光干涉方式的MEMS（Micro Electro Mechanical Systems：微機電系統）元件、採用微囊方式、電泳方式、電潤濕方式或電子粉流體（註冊商標）方式等的顯示元件等。另外，也可以使用利用光源以及採用量子點材料的顏色轉換技術的QLED（量子點LED，Quantum-dot LED）。
作為使用液晶元件的顯示裝置，例如可以舉出透射型顯示裝置、反射型顯示裝置及半透射型顯示裝置。
作為發光元件，例如可以舉出LED、OLED（Organic LED）、半導體雷射器等自發光性發光元件。作為LED，例如可以使用小型LED、微型LED等。
作為發光元件含有的發光物質，例如可以舉出發射螢光的物質（螢光材料）、發射磷光的物質（磷光材料）、呈現熱活化延遲螢光的物質（熱活化延遲螢光（Thermally activated delayed fluorescence：TADF）材料）及無機化合物（量子點材料等）。
發光元件的發光顏色可以為紅外、紅色、綠色、藍色、青色、洋紅色、黃色或白色等。此外，當發光元件具有微腔結構時，可以進一步提高顏色純度。
在發光元件所包括的一對電極中，一方的電極被用作陽極且另一方的電極被用作陰極。
在本實施方式中，主要以作為顯示元件使用發光元件的情況為例進行說明。
本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以採用如下結構中的任意個：向與形成有發光元件的基板相反的方向發射光的頂部發射（top emission）型、向形成有發光元件的基板一側發射光的底部發射（bottom emission）型、向雙面發射光的雙面發射（dual emission）型。
圖17示出顯示裝置50A的包括FPC172的區域的一部分、電路部164的一部分、顯示部162的一部分、連接部140的一部分及包括端部的區域的一部分的剖面的一個例子。
圖17所示的顯示裝置50A在基板151與基板152之間包括電晶體205D、205R、205G、205B、發光元件130R、發光元件130G、發光元件130B等。發光元件130R是呈現紅色光的子像素11R所包括的顯示元件，發光元件130G是呈現綠色光的子像素11G所包括的顯示元件，發光元件130B是呈現藍色光的子像素11B所包括的顯示元件。
顯示裝置50A採用SBS結構。在SBS結構中，可以分別進行各發光元件的材料及結構的最佳化，材料及結構的選擇彈性增大，亮度的提高以及可靠性的提高變得容易。
顯示裝置50A採用頂部發射型。在頂部發射型中，可以以與發光元件的發光區域重疊的方式配置電晶體等，所以與底部發射型相比可以進一步提高像素的開口率。
電晶體205D、205R、205G、205B都形成在基板151上。這些電晶體可以使用同一材料及同一製程製造。
在本實施方式中，示出作為電晶體205D、205R、205G、205B使用OS電晶體的例子。作為電晶體205D、205R、205G、205B，可以使用本發明的一個實施方式的電晶體。就是說，在顯示裝置50A中，顯示部162和電路部164的兩者包括本發明的一個實施方式的電晶體。藉由在顯示部162中使用本發明的一個實施方式的電晶體，可以縮小像素尺寸而可以提高清晰度。另外，藉由在電路部164中使用本發明的一個實施方式的電晶體，可以縮小電路部164的佔有面積而可以使邊框變窄。關於本發明的一個實施方式的電晶體可以參照上述實施方式的記載。
明確而言，電晶體205D、205R、205G、205B都包括用作閘極的導電層104、用作閘極絕緣層的絕緣層106、用作源極或汲極的導電層112a及導電層112b、半導體層108以及絕緣層110（絕緣層110a、110b、110c）。在此，經過對同一導電膜進行加工而得到的多個層附有相同的陰影線。絕緣層110位於導電層112a與導電層112b之間。絕緣層106位於導電層104與半導體層108之間。
注意，本實施方式的顯示裝置所包括的電晶體不侷限於本發明的一個實施方式的電晶體。例如，也可以組合包括本發明的一個實施方式的電晶體和其他結構的電晶體。
本實施方式的顯示裝置例如可以包括平面電晶體、交錯型電晶體和反交錯型電晶體中的任一個以上。本實施方式的顯示裝置所包括的電晶體具有頂閘極型和底閘極型中的任何一個結構。或者，也可以在形成通道的半導體層上下設置有閘極。
本實施方式的顯示裝置也可以包括將矽用於通道形成區域的電晶體（Si電晶體）。
作為矽可以舉出單晶矽、多晶矽及非晶矽。尤其是，可以使用在半導體層中包含LTPS的電晶體（以下，也稱為LTPS電晶體）。LTPS電晶體具有高場效移動率以及良好的頻率特性。
在提高像素電路所包括的發光元件的發光亮度時，需要增大流過發光元件的電流量。為此，需要提高像素電路所包括的驅動電晶體的源極-汲極間電壓。因為OS電晶體的源極-汲極間的耐壓比Si電晶體高，所以可以對OS電晶體的源極-汲極間施加高電壓。由此，藉由作為像素電路所包括的驅動電晶體使用OS電晶體，可以增大流過發光元件的電流量而提高發光元件的發光亮度。
當電晶體在飽和區域中工作時，與Si電晶體相比，OS電晶體可以使對於閘極-源極間電壓的變化的源極-汲極間電流的變化細小。因此，藉由作為像素電路所包括的驅動電晶體使用OS電晶體，可以根據閘極-源極間電壓的變化詳細決定流過源極-汲極間的電流，所以可以控制流過發光元件的電流量。由此，可以增大像素電路的灰階數。
關於電晶體在飽和區域中工作時流過的電流的飽和性，與Si電晶體相比，OS電晶體即使逐漸地提高源極-汲極間電壓也可以使穩定的電流（飽和電流）流過。因此，藉由將OS電晶體用作驅動電晶體，即使例如EL元件的電流-電壓特性發生不均勻，也可以使穩定的電流流過發光元件。也就是說，OS電晶體當在飽和區域中工作時即使改變源極-汲極間電壓，源極-汲極間電流也幾乎不變，因此可以使發光元件的發光亮度穩定。
電路部164所包括的電晶體和顯示部162所包括的電晶體既可以具有相同的結構，又可以具有不同的結構。電路部164所包括的多個電晶體既可以具有相同的結構，又可以具有兩種以上的不同結構。與此同樣，顯示部162所包括的多個電晶體既可以具有相同的結構，又可以具有兩種以上的不同結構。
顯示部162所包括的所有電晶體都可以為OS電晶體，顯示部162所包括的所有電晶體都可以為Si電晶體，顯示部162所包括的部分電晶體也可以為OS電晶體且剩下的電晶體也可以為Si電晶體。
例如，藉由在顯示部162中使用LTPS電晶體和OS電晶體的兩者，可以實現具有低功耗及高驅動能力的顯示裝置。另外，有時將組合LTPS電晶體和OS電晶體的結構稱為LTPO。作為更佳的例子，可以舉出如下結構：將OS電晶體用於被用作控制佈線間的導通/非導通的開關的電晶體等且將LTPS電晶體用於控制電流的電晶體等。
例如，顯示部162所包括的電晶體之一被用作用來控制流過發光元件的電流的電晶體且也可以稱為驅動電晶體。驅動電晶體的源極和汲極中的一個與發光元件的像素電極電連接。作為該驅動電晶體較佳為使用LTPS電晶體。由此，可以增大在像素電路中流過發光元件的電流。
另一方面，顯示部162所包括的電晶體的其他之一被用作用來控制像素的選擇和非選擇的開關，也可以被稱為選擇電晶體。選擇電晶體的閘極與閘極線電連接，源極和汲極中的一個與源極線（信號線）電連接。選擇電晶體較佳為使用OS電晶體。因此，即便使圖框頻率顯著小（例如，1fps以下）也可以維持像素的灰階，由此藉由在顯示靜態影像時停止驅動器，可以降低功耗。
以覆蓋電晶體205D、205R、205G、205B的方式設置有絕緣層218，絕緣層218上設置有絕緣層235。
絕緣層218較佳為被用作電晶體的保護層。絕緣層218較佳為使用不容易擴散水及氫等雜質的材料。由此，可以將絕緣層218用作障壁膜。藉由採用這種結構，可以有效地抑制雜質從外部擴散到電晶體中，從而可以提高顯示裝置的可靠性。
絕緣層218較佳為包括一層以上的無機絕緣膜。作為可用於無機絕緣膜的材料，例如可以舉出氧化物、氮化物、氧氮化物及氮氧化物。上述材料的具體例子是如上所述的。
絕緣層235較佳為被用作平坦化層，適合使用有機絕緣膜。作為能夠用於有機絕緣膜的材料，例如可以使用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂、矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂、酚醛樹脂及這些樹脂的前驅物等。此外，絕緣層235也可以採用有機絕緣膜及無機絕緣膜的疊層結構。絕緣層235的最表面層較佳為被用作蝕刻保護層。由此，在加工像素電極111R、111G、111B等時，可以抑制在絕緣層235中形成凹部。或者，也可以在加工像素電極111R、111G、111B等時在絕緣層235中設置凹部。
絕緣層235上設置有發光元件130R、130G、130B。
發光元件130R包括絕緣層235上的像素電極111R、像素電極111R上的EL層113R以及EL層113R上的共用電極115。圖17所示的發光元件130R發射紅色光（R）。EL層113R包括發射紅色光的發光層。
發光元件130G包括絕緣層235上的像素電極111G、像素電極111G上的EL層113G及EL層113G上的共用電極115。圖17所示的發光元件130G發射綠色光（G）。EL層113G包括發射綠色光的發光層。
發光元件130B包括絕緣層235上的像素電極111B、像素電極111B上的EL層113B及EL層113B上的共用電極115。圖17所示的發光元件130B發射藍色光（B）。EL層113B包括發射藍色光的發光層。
注意，在圖17中以相同厚度示出EL層113R、113G、113B，但不侷限於此。EL層113R、113G、113B的各膜厚度也可以不同。例如，較佳為對應加強EL層113R、113G、113B所發射的光的光程來設定膜厚度。由此，可以實現微腔結構來提高從各發光元件發射的光的色純度。
像素電極111R藉由設置在絕緣層106、絕緣層218及絕緣層235中的開口與電晶體205R所包括的導電層112b電連接。同樣地，像素電極111G與電晶體205G所包括的導電層112b電連接，像素電極111B與電晶體205B所包括的導電層112b電連接。
像素電極111R、111G、111B的各端部被絕緣層237覆蓋。絕緣層237被用作分隔壁（也稱為堤、堤壩、間隔物）。絕緣層237可以使用無機絕緣材料和有機絕緣材料中的一者或兩者設置為單層結構或疊層結構。絕緣層237例如可以使用可用於絕緣層218的材料及可用於絕緣層235的材料。絕緣層237可以使像素電極與共用電極電絕緣。另外，絕緣層237可以使彼此相鄰的發光元件電絕緣。
共用電極115是發光元件130R、130G、130B共用的連續的膜。多個發光元件共用的共用電極115與設置在連接部140中的導電層123電連接。導電層123較佳為使用利用與像素電極111R、111G、111B相同的材料且藉由與像素電極111R、111G、111B相同的製程形成的導電層。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置中，作為像素電極和共用電極中的提取光一側的電極使用透射可見光的導電膜。此外，作為不提取光一側的電極，較佳為使用反射可見光的導電膜。
不提取光一側的電極也可以使用透射可見光的導電膜。在此情況下，較佳為在反射層與EL層間配置該電極。換言之，EL層的發光也可以被該反射層反射而從顯示裝置提取。
作為形成發光元件的一對電極的材料，可以適當地使用金屬、合金、導電化合物及它們的混合物等。作為該材料，具體地可以舉出鋁、鎂、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鎵、鋅、銦、錫、鉬、鉭、鎢、鈀、金、鉑、銀、釔及釹等金屬以及適當地組合它們的合金。另外，作為該材料，可以舉出銦錫氧化物（也稱為In-Sn氧化物、ITO）、In-Si-Sn氧化物（也稱為ITSO）、銦鋅氧化物（In-Zn氧化物）及In-W-Zn氧化物等。另外，作為該材料，可以舉出含銀合金，諸如鋁、鎳和鑭的合金（Al-Ni-La）等含鋁合金（鋁合金）、銀和鎂的合金及銀、鈀和銅的合金（也記作Ag-Pd-Cu、APC）等。另外，作為該材料，可以舉出以上沒有列舉的屬於元素週期表中第1族或第2族的元素（例如，鋰、銫、鈣、鍶）、銪、鐿等稀土金屬、適當地組合它們的合金以及石墨烯等。
發光元件較佳為採用微腔諧振器（微腔）結構。因此，發光元件所包括的一對電極中的一個較佳為具有可見光透射性及反射性的電極（半透射-半反射電極），另一個較佳為具有可見光反射性的電極（反射電極）。當發光元件具有微腔結構時，可以在兩個電極之間使從發光層得到的發光諧振，並且可以增強從發光元件發射的光。
透明電極的光透射率為40%以上。例如，較佳為將可見光（波長為400nm以上且小於750nm的光）透射率為40%以上的電極用作發光元件的透明電極。半透射-半反射電極的對可見光的反射率為10%以上且95%以下，較佳為30%以上且80%以下。反射電極對可見光的反射率為40%以上且100%以下，較佳為70%以上且100%以下。另外，這些電極的電阻率較佳為1×10 -2Ωcm以下。
EL層113R、113G､113B都被設置為島狀。在圖17中，相鄰的EL層113R的端部與EL層113G的端部重疊，相鄰的EL層113G的端部與EL層113B的端部重疊，相鄰的EL層113R的端部與EL層113B的端部重疊。如圖17所示，在使用高精細金屬遮罩沉積島狀EL層的情況下，有時彼此相鄰的EL層的端部重疊，但本發明不侷限於此。也就是說，彼此相鄰的EL層也可以不重疊而分離。另外，在顯示裝置中也可以存在彼此相鄰的EL層重疊的部分和彼此相鄰的EL層不重疊而分離的部分的兩者。
EL層113R、113G、113B都至少包括發光層。發光層包含一種或多種發光物質。作為發光物質，適當地使用呈現藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色或紅色等發光顏色的物質。此外，作為發光物質，也可以使用發射近紅外光的物質。
作為發光物質，可以舉出螢光材料、磷光材料、TADF材料及量子點材料等。
發光層除了發光物質（客體材料）以外還可以包含一種或多種有機化合物（主體材料、輔助材料等）。作為一種或多種有機化合物，可以使用電洞傳輸性高的物質（電洞傳輸材料）和電子傳輸性高的物質（電子傳輸材料）中的一或兩者。此外，作為一種或多種有機化合物，也可以使用雙極性物質（電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質）或TADF材料。
例如，發光層較佳為包含磷光材料、容易形成激態錯合物的電洞傳輸材料及電子傳輸材料的組合。藉由採用這樣的結構，可以高效地得到利用從激態錯合物到發光物質（磷光材料）的能量轉移的ExTET（Exciplex-Triplet Energy Transfer：激態錯合物-三重態能量轉移）的發光。另外，藉由作為該激態錯合物選擇形成發射與發光物質的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的光的組合，可以使能量轉移變得順利，從而高效地得到發光。藉由採用上述結構，可以同時實現發光元件的高效率、低電壓驅動以及長壽命。
EL層除了發光層之外還可以包括包含電洞注入性高的物質的層（電洞注入層）、包含電洞傳輸材料的層（電洞傳輸層）、包含電子阻擋性高的物質的層（電子障壁層）、包含電子注入性高的物質的層（電子注入層）、包含電子傳輸材料的層（電子傳輸層）和包含電洞阻擋性高的物質的層（電洞障壁層）中的一個或多個。除此之外，EL層也可以包含雙極性材料和TADF材料中的一者或兩者。
發光元件可以使用低分子化合物或高分子化合物，還可以包含無機化合物。構成發光元件的層可以藉由蒸鍍法（包括真空蒸鍍法）、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
發光元件可以採用單結構（只有一個發光單元的結構），也可以採用串聯結構（包括多個發光單元的結構）。發光單元至少包括一個發光層。串聯結構具有多個發光單元藉由電荷產生層串聯連接的結構。電荷產生層具有在對一對的電極間施加電壓時向兩個發光單元中的一方注入電子且向另一方注入電洞的功能。藉由採用串聯結構，可以實現能夠以高亮度發光的發光元件。此外，串聯結構由於與單結構相比可以降低為了得到相同的亮度的電流，所以可以提高可靠性。另外，也可以將串聯結構稱為疊層結構。
在圖17中使用串聯結構的發光元件時，較佳的是，EL層113R包括發射紅色光的多個發光單元，EL層113G包括發射綠色光的多個發光單元，並且EL層113B包括發射藍色光的多個發光單元。
發光元件130R、130G、130B上設置有保護層131。保護層131和基板152由黏合層142黏合。基板152設置有遮光層117。作為發光元件的密封，例如可以採用固體密封結構或中空密封結構。在圖17中，基板152和基板151之間的空間被黏合層142填充，即採用固體密封結構。或者，也可以採用使用惰性氣體（氮或氬等）填充該空間的中空密封結構。此時，黏合層142也可以以不與發光元件重疊的方式設置。另外，也可以使用與設置為框狀的黏合層142不同的樹脂填充該空間。
保護層131至少設置在顯示部162中，較佳為以覆蓋顯示部162整體的方式設置。保護層131較佳為以除了顯示部162以外還覆蓋連接部140及電路部164的方式設置。另外，保護層131較佳為以延伸至顯示裝置50A的端部的方式設置。另一方面，為了使FPC172與導電層166電連接，連接部204中有不設置有保護層131的部分。
藉由在發光元件130R、130G、130B上設置保護層131，可以提高發光元件的可靠性。
保護層131既可以為單層結構，又可以為兩層以上的疊層結構。另外，對保護層131的導電性沒有限制。作為保護層131，可以使用絕緣膜、半導體膜和導電膜中的至少一種。
當保護層131包括無機膜時，可以抑制發光元件的劣化，諸如防止共用電極115的氧化、抑制雜質（水分、氧等）進入發光元件中等，由此可以提高顯示裝置的可靠性。
作為保護層131例如可以使用包含氧化物、氮化物、氧氮化物及氮氧化物等的無機絕緣膜。上述材料的具體例子是如上所述的。尤其是，保護層131較佳為包括氮化物或氮氧化物，更佳為包括氮化物。
作為保護層131也可以使用包含ITO、In-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物、Al-Zn氧化物或IGZO等的無機膜。該無機膜較佳為具有高電阻，明確而言，該無機膜較佳為具有比共用電極115高的電阻。該無機膜還可以包含氮。
在經過保護層131提取發光元件的發光的情況下，保護層131的可見光透射性較佳為高。例如，ITO、IGZO以及氧化鋁都是可見光透射性高的無機材料，所以是較佳的。
作為保護層131，例如可以採用氧化鋁膜和氧化鋁膜上的氮化矽膜的疊層結構或者氧化鋁膜和氧化鋁膜上的IGZO膜的疊層結構。藉由使用該疊層結構，可以抑制雜質（水及氧等）進入EL層一側。
並且，保護層131也可以包括有機膜。例如，保護層131也可以包括有機膜和無機膜的兩者。作為可用於保護層131的有機膜，例如可以舉出可用於絕緣層235的有機絕緣膜等。
在基板151與基板152不重疊的區域中設置連接部204。在連接部204中，佈線165藉由導電層166及連接層242與FPC172電連接。示出導電層166採用加工與像素電極111R、111G、111B相同的導電膜而得的導電層的單層結構的例子。在連接部204的頂面上露出導電層166。因此，藉由連接層242可以使連接部204與FPC172電連接。
顯示裝置50A採用頂部發射型。發光元件所發射的光射出到基板152一側。基板152較佳為使用可見光透射性高的材料。像素電極111R、111G、111B包含發射可見光的材料，相對電極（共用電極115）包含使可見光透射的材料。
較佳為在基板152的基板151一側的面設置遮光層117。遮光層117可以設置在相鄰的發光元件之間、連接部140及電路部164等中。
另外，也可以在基板152的基板151一側的面或保護層131上設置濾色片等彩色層。在與發光元件重疊地設置濾色片時，可以提高從像素發射的光的色純度。
此外，可以在基板152的外側（與基板151一側相反一側的面）配置各種光學構件。作為光學構件，例如可以舉出偏光板、相位差板、光擴散層（擴散薄膜等）、防反射層及聚光薄膜（condensing film）。此外，在基板152的外側也可以配置抑制塵埃的附著的抗靜電膜、不容易被弄髒的具有拒水性的膜、抑制使用時的損傷的硬塗膜、衝擊吸收層等表面保護層。例如，藉由作為表面保護層設置玻璃層或二氧化矽層（SiO x層），可以抑制表面被弄髒或受到損傷，所以是較佳的。另外，作為表面保護層也可以使用DLC（類金剛石碳）、氧化鋁（AlO x）、聚酯類材料或聚碳酸酯類材料等。另外，作為表面保護層較佳為使用對可見光的透射率高的材料。另外，表面保護層較佳為使用硬度高的材料。
基板151及基板152分別可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石、樹脂、金屬、合金、半導體等。從發光元件取出光一側的基板使用使該光透射的材料。藉由將具有撓性的材料用於基板151及基板152，可以提高顯示裝置的撓性，由此可以實現撓性顯示器。作為基板151和基板152中的至少一方，也可以使用偏光板。
作為基板151及基板152，分別可以使用如下材料：聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）等聚酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯（PC）樹脂、聚醚碸（PES）樹脂、聚醯胺樹脂（尼龍、芳香族聚醯胺等）、聚矽氧烷樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚四氟乙烯（PTFE）樹脂、ABS樹脂以及纖維素奈米纖維等。此外，也可以作為基板151和基板152中的至少一方使用其厚度為具有撓性程度的玻璃。
在將圓偏光板重疊於顯示裝置的情況下，較佳為將光學各向同性高的基板用作顯示裝置所包括的基板。光學各向同性高的基板的雙折射較低（也可以說雙折射量較少）。作為光學各向同性高的薄膜，可以舉出三乙酸纖維素（TAC，也稱為三醋酸纖維素）薄膜、環烯烴聚合物（COP）薄膜、環烯烴共聚物（COC）薄膜及丙烯酸樹脂薄膜等。
作為黏合層142，可以使用紫外線硬化型黏合劑等光硬化型黏合劑、反應硬化型黏合劑、熱固性黏合劑、厭氧黏合劑等各種硬化型黏合劑。作為這些黏合劑，可以舉出環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、醯亞胺樹脂、PVC（聚氯乙烯）樹脂、PVB（聚乙烯醇縮丁醛）樹脂、EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）樹脂等。尤其是，較佳為使用環氧樹脂等透濕性低的材料。此外，也可以使用兩液混合型樹脂。此外，也可以使用黏合薄片等。
作為連接層242，可以使用異方性導電膜（ACF：Anisotropic Conductive Film）、異方性導電膏（ACP：Anisotropic Conductive Paste）等。
＜顯示裝置50B＞ 圖18所示的顯示裝置50B與顯示裝置50A的主要不同之處在於：在前者中各顏色的子像素中使用包括被發光元件共用的EL層113的發光元件、以及彩色層（濾色片等）。注意，在後述的顯示裝置的說明中，有時省略說明與先前說明的顯示裝置同樣的部分。
圖18所示的顯示裝置50B在基板151與基板152間包括電晶體205D、205R、205G、205B、發光元件130R、130G、130B、透射紅色光的彩色層132R、透射綠色光的彩色層132G及透射藍色光的彩色層132B等。
發光元件130R包括像素電極111R、像素電極111R上的EL層113以及EL層113上的共用電極115。發光元件130R的發光藉由彩色層132R作為紅色光提取到顯示裝置50B的外部。
發光元件130G包括像素電極111G、像素電極111G上的EL層113以及EL層113上的共用電極115。發光元件130G的發光藉由彩色層132G作為綠色光提取到顯示裝置50B的外部。
發光元件130B包括像素電極111B、像素電極111B上的EL層113以及EL層113上的共用電極115。發光元件130B的發光藉由彩色層132B作為藍色光提取到顯示裝置50B的外部。
發光元件130R、130G、130B共用EL層113及共用電極115。與各顏色的子像素分別設置有不同EL層的結構相比，各顏色的子像素共用EL層113的結構可以減少製程數。
例如，圖18所示的發光元件130R、130G、130B發射白色光。發光元件130R、130G、130B所發射的白色光透射彩色層132R、132G、132B，由此可以得到所希望的顏色的光。
白色發光元件較佳為包括兩個以上的發光層。在使用兩個發光層得到白色發光的情況下，以兩個發光層的各發光顏色處於補色關係的方式選擇發光層即可。例如，藉由使第一發光層的發光顏色與第二發光層的發光顏色處於補色關係，可以得到在發光元件整體上以白色發光的結構。此外，在使用三個以上的發光層得到白色發光的情況下，三個以上的發光層的各發光顏色組合而得到在發光元件整體上以白色發光的結構即可。
EL層113較佳為例如包括含有發射藍色光的發光物質的發光層以及含有發射比藍色波長長的可見光的發光物質的發光層。EL層113較佳為例如包括發射黃色光的發光層及發射藍色光的發光層。或者，EL層113較佳為例如包括發射紅色光的發光層、發射綠色光的發光層及發射藍色光的發光層。
發射白色光的發光元件較佳為採用串聯結構。明確而言，可以採用:包括發射黃色光的發光單元及發射藍色光的發光單元的兩級串聯結構；包括發射紅色光及綠色光的發光單元以及發射藍色光的發光單元的兩級串聯結構；依次包括發射藍色光的發光單元、發射黃色光、黃綠色光或綠色光的發光單元以及發射藍色光的發光單元的三級串聯結構；或者依次包括發射藍色光的發光單元、發射黃色光、黃綠色光或綠色光及紅色光的發光單元以及發射藍色光的發光單元的三級串聯結構等。例如，作為發光單元的疊層數及顏色順序，可以舉出從陽極一側層疊B和Y的兩級結構、層疊B和發光單元X的兩級結構、層疊B、Y和B的三級結構、層疊B、X和B的三級結構，作為發光單元X中的發光層的疊層數及顏色順序，可以採用從陽極一側層疊R和Y的兩層結構、層疊R和G的兩層結構、層疊G和R的兩層結構、層疊G、R和G的三層結構或層疊R、G和R的三層結構等。另外，也可以在兩個發光層之間設置其他層。
或者，例如圖18所示的發光元件130R、130G、130B發射藍色光。此時，EL層113包括一層以上的發射藍色光的發光層。關於呈現藍色光的子像素11B，可以提取發光元件130B所發射的藍色光。另外，關於呈現紅色光的子像素11R及呈現綠色光的子像素11G，藉由在發光元件130R或發光元件130G與基板152之間設置顏色轉換層，可以使發光元件130R或130G所發射的藍色光轉換為更長波長的光而提取為紅色光或綠色光。並且，較佳的是，在發光元件130R上的顏色轉換層與基板152之間設置彩色層132R並在發光元件130G上的顏色轉換層與基板152之間設置彩色層132G。發光元件所發射的光的一部分有時不經顏色轉換層的轉換而透射。藉由經由彩色層提取透射顏色轉換層的光，可以由彩色層吸收所希望的顏色光之外的光而提高子像素所呈現的光的色純度。
＜顯示裝置50C＞ 圖19所示的顯示裝置50C與顯示裝置50B的主要不同之處在於前者為底部發射型顯示裝置。
發光元件所發射的光射出到基板151一側。基板151較佳為使用可見光透射性高的材料。另一方面，對用於基板152的材料的透光性沒有限制。
較佳為在基板151與電晶體之間形成遮光層117。圖19示出如下例子：基板151上設置有遮光層117，遮光層117上設置有絕緣層153，並且絕緣層153上設置有電晶體205D、電晶體205R（未圖示）、電晶體205G及電晶體205B等。另外，絕緣層218上設置有彩色層132R（未圖示）、彩色層132G及彩色層132B，彩色層132R（未圖示）、彩色層132G及彩色層132B上設置有絕緣層235。
與彩色層132G重疊的發光元件130G包括像素電極111G、EL層113及共用電極115。
與彩色層132B重疊的發光元件130B包括像素電極111B、EL層113及共用電極115。
像素電極111G、111B各自使用可見光透射性高的材料。共用電極115較佳為使用反射可見光的材料。因為在底部發射型顯示裝置中可以將電阻低的金屬等用於共用電極115，所以可以抑制發生因共用電極115的電阻導致的電壓下降，而可以實現高顯示品質。
本發明的一個實施方式的電晶體可以實現微型化而減小佔有面積，所以可以在底部發射結構顯示裝置中提高像素的開口率或減小像素的尺寸。
＜顯示裝置50D＞ 圖20A所示的顯示裝置50D與顯示裝置50A的主要不同之處在於前者包括受光元件130S。
顯示裝置50D在像素中包括發光元件及受光元件。在顯示裝置50D中，較佳的是，作為發光元件使用有機EL元件並作為受光元件使用有機光電二極體。有機EL元件及有機光電二極體可以形成在同一基板上。因此，可以將有機光電二極體安裝在使用有機EL元件的顯示裝置中。
在像素包括發光元件及受光元件的顯示裝置50D中，像素具有受光功能，所以該顯示裝置可以在顯示影像的同時檢測出物件的接觸或接近。因此，顯示部162除了影像顯示功能之外還具有攝像功能和感測功能中的一者或兩者。例如，不僅是在顯示裝置50D所包括的所有的子像素中顯示影像，而是可以用一部分的子像素作為光源發射光，用其他一部分的子像素進行光檢測且用剩下子像素顯示影像。
因此，不需要與顯示裝置50D另行設置受光部及光源，而可以減少電子裝置的構件數量。例如，不需要另行設置安裝在電子裝置中的生物識別裝置或者用於捲動等的靜電電容式的觸控面板等。因此，藉由使用顯示裝置50D，可以提供一種製造成本降低的電子裝置。
當將受光元件用於影像感測器時，顯示裝置50D能夠使用受光元件拍攝影像。例如，可以使用影像感測器進行用來利用指紋、掌紋、虹膜、脈形狀（包括靜脈形狀、動脈形狀）或臉等的個人識別的攝像。
受光元件可以用於觸控感測器（也稱為直接觸控感測器）或非接觸感測器（也稱為懸浮感測器、懸浮觸控感測器、非觸控感測器）等。觸控感測器在物件（手指、手或筆等）直接接觸顯示裝置時可以檢測出物件。另外，非接觸感測器即使物件沒有接觸顯示裝置也可以檢測出該物件。
發光元件130S包括絕緣層235上的像素電極111S、像素電極111S上的功能層113S、功能層113S上的共用電極115。光Lin從顯示裝置50D的外部入射到功能層113S。
像素電極111S藉由設置在絕緣層106、絕緣層218及絕緣層235中的開口與電晶體205S所包括的導電層112b電連接。
像素電極111S的端部被絕緣層237覆蓋。
共用電極115是受光元件130S、發光元件130R（未圖示）、發光元件130G和發光元件130B共用的連續的膜。發光元件和受光元件共用的共用電極115與設置在連接部140中的導電層123電連接。
功能層113S至少包括活性層（也稱為光電轉換層）。活性層包含半導體。作為該半導體，可以舉出矽等無機半導體及包含有機化合物的有機半導體。在本實施方式中，示出使用有機半導體作為活性層含有的半導體的例子。藉由使用有機半導體，可以以同一方法（例如真空蒸鍍法）形成發光層和活性層，並可以共同使用製造設備，所以是較佳的。
功能層113S也可以還包括包含電洞傳輸性高的物質、電子傳輸性高的物質或雙極性物質（電子傳輸性及電洞傳輸性都高的物質）等的層作為活性層以外的層。另外，不侷限於此，也可以還包括包含電洞注入性高的物質、電洞阻擋材料、電子注入性高的物質或電子阻擋材料等的層。作為受光元件所包括的活性層以外的層例如可以使用上述可用於發光元件的材料。
受光元件可以使用低分子化合物或高分子化合物，還可以包含無機化合物。構成受光元件的層可以藉由蒸鍍法（包括真空蒸鍍法）、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
圖20B及圖20C所示的顯示裝置50D在基板151與基板152之間包括具有受光元件的層353、電路層355及具有發光元件的層357。
層353例如包括受光元件130S。層357例如包括發光元件130R、130G、130B。
電路層355包括驅動受光元件的電路及驅動發光元件的電路。電路層355例如包括電晶體205R、205G、205B。除此之外，還可以在電路層355中設置開關、電晶體、電容器、電阻器、佈線、端子等中的一個或多個。
圖20B是將受光元件130S用作觸控感測器的例子。如圖20B所示，在接觸顯示裝置50D的手指352反射在層357中發光元件發射的光時，層353中的受光元件檢測出該反射光。由此，可以檢測出手指352接觸顯示裝置50D。
圖20C是將受光元件130S用作非接觸感測器的例子。如圖20C所示，在接近（即不接觸）顯示裝置50D的手指352反射在層357中發光元件發射的光時，層353中的受光元件檢測出該反射光。
＜顯示裝置50E＞ 圖21所示的顯示裝置50E是採用MML（Metal Mask Less）結構的顯示裝置的一個例子。也就是說，顯示裝置50E包括不用高精細金屬遮罩製造的發光元件。注意，基板151至絕緣層235的疊層結構以及保護層131至基板152的疊層結構是與顯示裝置50A同樣的，所以省略說明。
在圖21中，絕緣層235上設置有發光元件130R、130G、130B。
發光元件130R包括絕緣層235上的導電層124R、導電層124R上的導電層126R、導電層126R上的層133R、層133R上的共用層114以及共用層114上的共用電極115。圖21所示的發光元件130R發射紅色光（R）。層133R包括發射紅色光的發光層。在發光元件130R中，可以將層133R及共用層114統稱為EL層。可以將導電層124R和導電層126R中的一者或兩者稱為像素電極。
發光元件130G包括絕緣層235上的導電層124G、導電層124G上的導電層126G、導電層126G上的層133G、層133G上的共用層114以及共用層114上的共用電極115。圖21所示的發光元件130G發射綠色光（G）。層133G包括發射綠色光的發光層。在發光元件130G中，可以將層133G及共用層114統稱為EL層。可以將導電層124G和導電層126G中的一者或兩者稱為像素電極。
發光元件130B包括絕緣層235上的導電層124B、導電層124B上的導電層126B、導電層126B上的層133B、層133B上的共用層114以及共用層114上的共用電極115。圖21所示的發光元件130B發射藍色光（B）。層133B包括發射藍色光的發光層。在發光元件130B中，可以將層133B及共用層114統稱為EL層。可以將導電層124B和導電層126B中的一者或兩者稱為像素電極。
在本說明書等中，將發光元件所包括的EL層中的對各發光元件設置的島狀層記為層133R、層133G或層133B且將多個發光元件共用的層記為共用層114。另外，在本說明書等中，有時將不包括共用層114的層133R、層133G及層133B稱為島狀的EL層、形成為島狀的EL層等。
層133R、層133G及層133B彼此分離。藉由在各發光元件中設置島狀的EL層，可以抑制相鄰的發光元件間的洩漏電流。因此，可以抑制串擾所導致的非意圖的發光，從而可以實現對比度非常高的顯示裝置。
另外，在圖21中，以相同厚度示出層133R、133G、133B的膜厚度，但是不侷限於此。層133R、133G、133B的各膜厚度也可以不同。
導電層124R藉由設置在絕緣層106、絕緣層218及絕緣層235中的開口與電晶體205R所包括的導電層112b電連接。同樣地，導電層124G與電晶體205G所包括的導電層112b電連接，導電層124B與電晶體205B所包括的導電層112b電連接。
導電層124R、124G、124B以覆蓋設置在絕緣層235中的開口的方式形成。導電層124R、124G、124B的凹部分別填充有層128。
層128具有使導電層124R、124G、124B的凹部平坦化的功能。導電層124R、124G、124B及層128上設置有與導電層124R、124G、124B電連接的導電層126R、126G、126B。因此，與導電層124R、124G、124B的凹部重疊的區域也可以被用作發光區域，由此可以提高像素的開口率。導電層124R及導電層126R較佳為使用用作反射電極的導電層。
層128可以為絕緣層或導電層。層128可以適當地使用各種無機絕緣材料、有機絕緣材料及導電材料。尤其是，層128較佳為使用絕緣材料形成，尤其較佳為使用有機絕緣材料形成。作為層128例如可以使用可用於上述絕緣層237的有機絕緣材料。
雖然圖21示出層128的頂面具有平坦部的例子，但是對層128的形狀沒有特別的限制。層128的頂面可以具有凸曲面、凹曲面和平面中的至少一個形狀。
層128的頂面的高度與導電層124R的頂面的高度既可以一致或大致一致，也可以互不相同。例如，層128的頂面的高度可以低於或高於導電層124R的頂面的高度。
導電層126R的端部也可以與導電層124R的端部對齊，並也可以覆蓋導電層124R的端部的側面。導電層124R及導電層126R的各端部較佳為具有錐形形狀。明確而言，導電層124R及導電層126R的各端部較佳為具有錐角小於90度的錐形形狀。在像素電極的端部具有錐形形狀時，沿著像素電極的側面設置的層133R也具有錐形形狀。藉由使像素電極的側面具有錐形形狀，可以使沿著像素電極的側面設置的EL層的覆蓋性良好。
關於導電層124G、126G以及導電層124B、126B是與導電層124R、126R同樣的，所以省略詳細說明。
導電層126R的頂面及側面被層133R覆蓋。同樣地，導電層126G的頂面及側面被層133G覆蓋，導電層126B的頂面及側面被層133B覆蓋。因此，可以將設置有導電層126R、126G、126B的整個區域用作發光元件130R、130G、130B的發光區域，由此可以提高像素的開口率。
層133R、層133G及層133B的各頂面的一部分及側面被絕緣層125、127覆蓋。層133R、層133G、層133B及絕緣層125、127上設置有共用層114，共用層114上設置有共用電極115。共用層114及共用電極115都是多個發光元件共用的連續的膜。
在圖21中，導電層126R與層133R之間沒有設置圖17等所示的絕緣層237。也就是說，顯示裝置50E沒有設置接觸像素電極並覆蓋像素電極的頂面端部的絕緣層（也稱為分隔壁、堤壩、間隔物等）。因此，可以使相鄰的發光元件間的間隔非常小。由此，可以實現高清晰或高解析度的顯示裝置。另外，也不需要用來形成該絕緣層的遮罩，由此可以減少顯示裝置的製造成本。
如上所述，層133R、層133G及層133B都包括發光層。層133R、層133G及層133B較佳為包括發光層以及發光層上的載子傳輸層（電子傳輸層或電洞傳輸層）。另外，層133R、層133G及層133B較佳為包括發光層以及發光層上的載子障壁層（電洞障壁層或電子障壁層）。另外，層133R、層133G及層133B也可以包括發光層、發光層上的載子障壁層以及載子障壁層上的載子傳輸層。層133R、層133G及層133B的表面在顯示裝置的製程中露出，所以藉由在發光層上設置載子傳輸層和載子障壁層中的一者或兩者，可以抑制發光層露出到最外表面而可以減少發光層所受到的損傷。由此，可以提高發光元件的可靠性。
共用層114例如包括電子注入層或電洞注入層。或者，共用層114既可以具有電子傳輸層與電子注入層的疊層，又可以具有電洞傳輸層與電洞注入層的疊層。發光元件130R、130G、130B共用共用層114。
層133R、層133G及層133B的各側面被絕緣層125覆蓋。絕緣層127隔著絕緣層125覆蓋層133R、層133G及層133B的各側面。
藉由由絕緣層125和絕緣層127中的至少一個覆蓋層133R、層133G及層133B的側面（甚至覆蓋其頂面的一部分），可以抑制共用層114（或共用電極115）與像素電極以及層133R、133G及133B的側面接觸，由此可以抑制發光元件的短路。由此，可以提高發光元件的可靠性。
絕緣層125較佳為與層133R、層133G及層133B的各側面接觸。藉由採用絕緣層125與層133R、層133G及層133B接觸的結構，可以防止層133R、層133G及層133B的膜剝離，而可以提高發光元件的可靠性。
絕緣層127以填充絕緣層125的凹部的方式設置在絕緣層125上。絕緣層127較佳為覆蓋絕緣層125的側面的至少一部分。
藉由設置絕緣層125及絕緣層127可以填埋相鄰的島狀的層之間，所以可以減少設置在島狀的層上的層（例如，載子注入層、共用電極等）的被形成面的高低差很大的凹凸而進一步實現平坦化。因此，可以提高載子注入層或共用電極等的覆蓋性。
共用層114及共用電極115設置在層133R、層133G、層133B、絕緣層125及絕緣層127上。在設置絕緣層125及絕緣層127之前，產生起因於設置有像素電極及島狀EL層的區域及不設置像素電極及島狀EL層的區域（發光元件間的區域）的步階。本發明的一個實施方式的顯示裝置藉由包括絕緣層125及絕緣層127而可以使該步階平坦化，由此可以提高共用層114及共用電極115的覆蓋性。因此，可以抑制斷開導致的連接不良。或者，可以抑制因步階導致共用電極115局部薄膜化而使電阻上升。
絕緣層127的頂面較佳為具有平坦性更高的形狀。絕緣層127的頂面也可以具有平面、凸曲面和凹曲面中的至少一個形狀。例如，絕緣層127的頂面較佳為具有平坦性高的曲率半徑大的凸曲面形狀。
絕緣層125可以為包含無機材料的絕緣層。作為絕緣層125例如可以使用氧化物、氮化物、氧氮化物及氮氧化物等。上述材料的具體例子是如上所述的。絕緣層125可以為單層結構，也可以為疊層結構。尤其是在蝕刻中氧化鋁與EL層的選擇比高，在後面說明的絕緣層127的形成中，具有保護EL層的功能，因此是較佳的。尤其是，藉由將利用ALD法形成的氧化鋁膜、氧化鉿膜或氧化矽膜等無機絕緣膜用於絕緣層125，可以形成針孔較少且保護EL層的功能良好的絕緣層125。另外，絕緣層125也可以採用利用ALD法形成的膜與利用濺射法形成的膜的疊層結構。絕緣層125例如可以採用利用ALD法形成的氧化鋁膜與利用濺射法形成的氮化矽膜的疊層結構。
絕緣層125較佳為具有相對於水和氧中的至少一方的阻擋絕緣層的功能。另外，絕緣層125較佳為具有抑制水和氧中的至少一方的擴散的功能。另外，絕緣層125較佳為具有俘獲或固定（也被稱為吸雜）水和氧中的至少一方的功能。
在絕緣層125被用作阻擋絕緣層或者具有吸雜功能的絕緣層時，可以具有抑制可能會從外部擴散到各發光元件的雜質（典型的是，水和氧中的至少一方）的進入的結構。藉由採用該結構，可以提供一種可靠性高的發光元件，並且可以提供一種可靠性高的顯示裝置。
絕緣層125的雜質濃度較佳為低。由此，可以抑制雜質從絕緣層125混入到EL層而EL層劣化。另外，藉由降低絕緣層125中的雜質濃度，可以提高對水和氧中的至少一方的阻擋性。例如，較佳的是，絕緣層125中的氫濃度和碳濃度中的一方充分低，較佳為氫濃度和碳濃度中的兩者較佳為充分低。
設置在絕緣層125上的絕緣層127具有使形成在相鄰的發光元件間的絕緣層125的高低差很大的凹凸平坦化的功能。換言之，藉由包括絕緣層127，發揮提高形成共用電極115的面的平坦性的效果。
作為絕緣層127，可以適當地使用包含有機材料的絕緣層。作為有機材料，較佳為使用感光性有機樹脂，例如較佳為使用包括丙烯酸樹脂的感光性樹脂組成物。注意，在本說明書等中，丙烯酸樹脂不是僅指聚甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸樹脂，有時也指廣義上的丙烯酸類聚合物整體。
作為絕緣層127也可以使用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂、矽酮樹脂、矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂、酚醛樹脂及上述樹脂的前驅物等。另外，作為絕緣層127，也可以使用聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普魯蘭、水溶性纖維素或者醇可溶性聚醯胺樹脂等有機材料。另外，作為感光性樹脂也可以使用光阻劑。作為感光性有機樹脂，可以使用正型材料或負型材料。
作為絕緣層127也可以使用吸收可見光的材料。藉由絕緣層127吸收來自發光元件的發光，可以抑制光從發光元件經過絕緣層127洩漏到相鄰的發光元件（雜散光）。因此，能夠提高顯示裝置的顯示品質。另外，即使在顯示裝置中不使用偏光板也可以提高顯示品質，所以可以實現輕量及薄型的顯示裝置。
作為吸收可見光的材料，可以舉出包括黑色等的顏料的材料、包括染料的材料、包括光吸收性的樹脂材料（例如，聚醯亞胺等）以及可用於濾色片的樹脂材料（濾色片材料）。尤其是，在使用混合或層疊兩種顏色或三種以上的顏色的濾色片材料而成的樹脂材料時可以提高遮蔽可見光的效果，所以是較佳的。尤其是，藉由混合三種以上的顏色的濾色片材料，可以實現黑色或近似於黑色的樹脂層。
[顯示裝置50F] 圖22所示的顯示裝置50F與顯示裝置50E的主要不同之處在於：在前者中各顏色的子像素中設置彩色層（濾色片等）。
圖22所示的顯示裝置50F在基板151與基板152間包括電晶體205D、205R、205G、205B、發光元件130R、130G、130B、透射紅色光的彩色層132R、透射綠色光的彩色層132G及透射藍色光的彩色層132B等。
發光元件130R的發光藉由彩色層132R作為紅色光提取到顯示裝置50F的外部。同樣地，發光元件130G的發光藉由彩色層132G作為綠色光提取到顯示裝置50F的外部。發光元件130B的發光藉由彩色層132B作為藍色光提取到顯示裝置50F的外部。
發光元件130R、130G、130B分別包括層133。這些三個層133由同一製程和同一材料形成。另外，這些三個層133彼此分離。藉由在各發光元件中設置島狀的EL層，可以抑制相鄰的發光元件間的洩漏電流。因此，可以抑制串擾所導致的非意圖的發光，從而可以實現對比度非常高的顯示裝置。
例如，圖22所示的發光元件130R、130G、130B發射白色光。發光元件130R、130G、130B所發射的白色光透射彩色層132R、132G、132B，由此可以得到所希望的顏色的光。
或者，例如圖22所示的發光元件130R、130G、130B發射藍色光。此時，層133包括一層以上的發射藍色光的發光層。關於呈現藍色光的子像素11B，可以提取發光元件130B所發射的藍色光。另外，關於呈現紅色光的子像素11R及呈現綠色光的子像素11G，藉由在發光元件130R或發光元件130G與基板152之間設置顏色轉換層，可以使發光元件130R或130G所發射的藍色光轉換為更長波長的光而提取為紅色光或綠色光。並且，較佳的是，在發光元件130R上的顏色轉換層與基板152之間設置彩色層132R並在發光元件130G上的顏色轉換層與基板152之間設置彩色層132G。藉由經由彩色層提取透射顏色轉換層的光，可以由彩色層吸收所希望的顏色光之外的光而提高子像素所呈現的光的色純度。
＜顯示裝置50G＞ 圖23所示的顯示裝置50G與顯示裝置50F的主要不同之處在於前者為底部發射型顯示裝置。
發光元件所發射的光射出到基板151一側。基板151較佳為使用可見光透射性高的材料。另一方面，對用於基板152的材料的透光性沒有限制。
在基板151與電晶體之間較佳為形成遮光層117。圖23示出如下例子：基板151上設置有遮光層117，遮光層117上設置有絕緣層153，並且絕緣層153上設置有電晶體205D、電晶體205R（未圖示）、電晶體205G及電晶體205B等。另外，絕緣層218上設置有彩色層132R（未圖示）、彩色層132G及彩色層132B，彩色層132R（未圖示）、彩色層132G及彩色層132B上設置有絕緣層235。
與彩色層132G重疊的發光元件130G包括導電層124G、導電層126G、EL層113、共用層114及共用電極115。
與彩色層132B重疊的發光元件130B包括導電層124B、導電層126B、EL層113、共用層114及共用電極115。
導電層124G、124B、126G、126B各自使用可見光透射性高的材料。共用電極115較佳為使用反射可見光的材料。因為在底部發射型顯示裝置中可以將電阻率低的金屬等用於共用電極115，所以可以抑制發生因共用電極115的電阻導致的電壓下降，而可以實現高顯示品質。
本發明的一個實施方式的電晶體可以實現微型化而減小佔有面積，所以可以在底部發射結構顯示裝置中提高像素的開口率或減小像素的尺寸。
＜顯示裝置的製造方法例子＞ 以下參照圖24說明採用MML（Metal Mask Less）結構的顯示裝置的製造方法。在此，詳細說明不用高精細金屬遮罩製造發光元件的製程。圖24是各製程中的顯示部162所包括的三個發光元件和連接部140的剖面圖。
當製造發光元件時，可以利用蒸鍍法等真空製程以及旋塗法、噴墨法等溶液製程。作為蒸鍍法，可以舉出濺射法、離子鍍法、離子束蒸鍍法、分子束蒸鍍法、真空蒸鍍法等物理蒸鍍法（PVD法）以及化學氣相沉積法（CVD法）等。尤其是，可以利用蒸鍍法（真空蒸鍍法）、塗佈法（浸塗法、染料塗佈法、棒式塗佈法、旋塗法、噴塗法）、印刷法（噴墨法、網版印刷（孔版印刷）法、平板印刷（平版印刷）法、柔版印刷（凸版印刷）法、照相凹版印刷法或微接觸印刷法等）等方法形成包括在EL層中的功能層（電洞注入層、電洞傳輸層、電洞障壁層、發光層、電子障壁層、電子傳輸層、電子注入層、電荷產生層等）。
以下說明的顯示裝置的製造方法中製造的島狀的層（包括發光層的層）不是使用高精細金屬遮罩形成，而是在整個面上沉積發光層之後藉由光微影法進行加工來形成。因此，可以實現至今難以實現的高清晰的顯示裝置或高開口率的顯示裝置。再者，由於可以按每種顏色分別形成發光層，所以可以實現極為鮮明、對比度高且顯示品質高的顯示裝置。另外，藉由在發光層上設置犧牲層，可以降低在顯示裝置的製程中發光層受到的損傷，而可以提高發光元件的可靠性。
例如，在使用發射藍色光的發光元件、發射綠色光的發光元件及發射紅色光的發光元件這三種構成顯示裝置時，可以藉由重複三次發光層的形成及光微影的加工來形成三種島狀的發光層。
首先，在設置有電晶體205R、205G、205B等（未圖示）的基板151上形成像素電極111R、111G、111B及導電層123（圖24A）。
在形成將成為像素電極的導電膜時，例如可以使用濺射法或真空蒸鍍法。藉由在該導電膜上利用光微影製程形成光阻遮罩之後加工該導電膜，可以形成像素電極111R、111G、111B及導電層123。該導電膜的加工可以利用濕蝕刻法和乾蝕刻法中的一者或兩者。
接著，在像素電極111R、111G、111B上形成將在後面成為層133B的膜133Bf（圖24A）。膜133Bf（後面的層133B）包括發射藍色光的發光層。
在本實施方式中示出首先形成發射藍色光的發光元件中的島狀EL層然後形成發射其他顏色的光的發光元件中的島狀EL層的例子。
在形成島狀EL層的製程中，在以第二個以後的順序形成的顏色的發光元件中的像素電極有時會在之前的製程受到損傷。因此，有時在以第二個以後的順序形成的顏色的發光元件的驅動電壓變高。
於是，較佳的是，在製造本發明的一個實施方式的顯示裝置時，從所發射的光的波長最短的發光元件（例如藍色發光元件）的島狀EL層開始製造。例如，較佳為按藍色、綠色、紅色或藍色、紅色、綠色的順序製造島狀EL層。
由此，可以良好地保持藍色發光元件中像素電極與EL層的介面的狀態，從而可以抑制藍色發光元件的驅動電壓變高。另外，可以延長藍色發光元件的壽命並提高可靠性。注意，與藍色發光元件相比，紅色及綠色發光元件的驅動電壓上升等影響較小，因此作為顯示裝置整體可以降低驅動電壓並提高可靠性。
注意，島狀EL層的製造順序不侷限於上述順序，例如也可以按紅色、綠色、藍色的順序製造島狀EL層。
如圖24A所示，導電層123上不形成有膜133Bf。例如，可以使用範圍遮罩將膜133Bf只沉積在所希望的區域。藉由採用使用範圍遮罩的沉積製程及使用光阻遮罩的加工製程，可以以較簡單的製程製造發光元件。
包含在膜133Bf中的化合物的耐熱溫度較佳為100℃以上且180℃以下，更佳為120℃以上且180℃以下，進一步較佳為140℃以上且180℃以下。由此，可以提高發光元件的可靠性。另外，可以提高在顯示裝置的製程中可施加的溫度的上限。因此，可以擴大用於顯示裝置的材料及形成方法的選擇範圍，由此可以實現良率的提高及可靠性的提高。
作為耐熱溫度例如可以採用玻璃轉移溫度、軟化點、熔點、熱分解溫度和5%失重溫度中的任意溫度，較佳為採用上述溫度中最低的溫度。
膜133Bf例如可以利用蒸鍍法形成，明確而言可以利用真空蒸鍍法形成。另外，膜133Bf也可以利用轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法的方法形成。
接著，在膜133Bf及導電層123上形成犧牲層118B（圖24A）。藉由在將在後面成為犧牲層118B的膜上利用光微影製程形成光阻遮罩之後加工該膜，可以形成犧牲層118B。
藉由在膜133Bf上設置犧牲層118B，可以降低在顯示裝置的製程中膜133Bf受到的損傷，而可以提高發光元件的可靠性。
犧牲層118B較佳為以覆蓋像素電極111R、111G、111B的各端部的方式設置。由此，將在後面的製程中形成的層133B的端部位於像素電極111B的端部的外側。由於可以將像素電極111B的頂面整體用作發光區域，因此可以提高像素的開口率。另外，層133B的端部有可能在形成層133B後的製程中受到損傷，因此較佳為使其位於像素電極111B的端部的外側，即較佳為不將其用作發光區域。由此，可以抑制發光元件的特性不均勻，而可以提高可靠性。
藉由由層133B覆蓋像素電極111B的頂面及側面，可以在像素電極111B不露出的狀態下進行形成層133B後的各製程。在像素電極111B的端部露出時，在蝕刻製程等中有時會發生腐蝕。藉由抑制像素電極111B的腐蝕，可以提高發光元件的良率及特性。
較佳為還在重疊於導電層123的位置上設置犧牲層118B。由此，可以抑制導電層123在顯示裝置的製程中受到損傷。
作為犧牲層118B使用對膜133Bf的加工條件的耐性高的膜，明確而言，使用與膜133Bf的蝕刻選擇比大的膜。
犧牲層118B以低於膜133Bf所包含的各化合物的耐熱溫度的溫度形成。形成犧牲層118B時的基板溫度典型地為200℃以下，較佳為150℃以下，更佳為120℃以下，進一步較佳為100℃以下，更進一步較佳為80℃以下。
在膜133Bf所包含的化合物的耐熱溫度高時可以提高犧牲層118B的沉積溫度，所以是較佳的。例如，也可以將形成犧牲層118B時的基板溫度設為100℃以上、120℃以上或140℃以上。沉積溫度越高越可以形成緻密且阻擋性高的無機絕緣膜。因此，藉由以上述溫度沉積犧牲層，可以進一步減少膜133Bf受到的損傷，由此可以提高發光元件的可靠性。
關於形成在膜133Bf上的其他各層（例如絕緣膜125f）的沉積溫度也是與上述同樣的。
犧牲層118B例如可以利用濺射法、ALD法（包括熱ALD法、PEALD法）、CVD法或真空蒸鍍法形成。另外，也可以使用上述濕法的沉積方法形成。
犧牲層118B（在犧牲層118B具有疊層結構時，以接觸於膜133Bf的方式設置的層）較佳為利用對膜133Bf帶來的損傷較低的形成方法形成。例如，與濺射法相比，更佳為利用ALD法或真空蒸鍍法。
犧牲層118B可以利用濕蝕刻法或乾蝕刻法加工。犧牲層118B的加工較佳為藉由各向異性蝕刻進行。
藉由利用濕蝕刻法，與乾蝕刻法相比，可以降低在加工犧牲層118B時膜133Bf受到的損傷。在使用濕蝕刻法時，例如較佳為使用顯影液、四甲基氫氧化銨（TMAH）水溶液、稀氫氟酸、草酸、磷酸、乙酸、硝酸或包含上述兩個以上的混合溶液等。此外，在利用濕蝕刻法時，也可以使用包含水、磷酸、稀氫氟酸及硝酸的混酸類藥液。注意，用於濕蝕刻處理的藥液可以為鹼性或酸性。
作為犧牲層118B，例如可以使用金屬膜、合金膜、金屬氧化物膜、半導體膜、無機絕緣膜和有機絕緣膜中的一種或多種。
作為犧牲層118B例如各自可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀、鈦、鋁、釔、鋯及鉭等金屬材料或者包含該金屬材料的合金材料。
犧牲層118B可以使用In-Ga-Zn氧化物、氧化銦、In-Zn氧化物、In-Sn氧化物、銦鈦氧化物（In-Ti氧化物）、銦錫鋅氧化物（In-Sn-Zn氧化物）、銦鈦鋅氧化物（In-Ti-Zn氧化物）、銦鎵錫鋅氧化物（In-Ga-Sn-Zn氧化物）、包含矽的銦錫氧化物等的金屬氧化物。
注意，也可以使用元素M（M為鋁、矽、硼、釔、錫、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂中的一種或多種）代替上述鎵。
例如，作為非常適合半導體的製造程序的材料，較佳為使用矽或鍺等的半導體材料。另外，可以使用上述半導體材料的氧化物或氮化物。另外，可以使用碳等的非金屬或其化合物。另外，可以使用鈦、鉭、鎢、鉻、鋁等的金屬或包含它們中的一個以上的合金。另外，可以使用包含氧化鈦或氧化鉻等上述金屬的氧化物或者氮化鈦、氮化鉻或氮化鉭等氮化物。
作為犧牲層118B，可以使用能夠用於保護層131的各種無機絕緣膜。尤其是，氧化絕緣膜與膜133Bf的密接性比氮化絕緣膜與膜133Bf的密接性高，所以是較佳的。例如，可以將氧化鋁、氧化鉿及氧化矽等無機絕緣材料用於犧牲層118B。作為犧牲層118B，例如可以利用ALD法形成氧化鋁膜。藉由利用ALD法，可以減輕對基底（尤其是膜133Bf）的損傷，所以是較佳的。
例如，作為犧牲層118B可以採用利用ALD法形成的無機絕緣膜（例如，氧化鋁膜）和利用濺射法形成的無機膜（例如，In-Ga-Zn氧化物膜、矽膜或鎢膜）的疊層結構。
另外，作為犧牲層118B和後面形成的絕緣層125的兩者可以使用相同無機絕緣膜。例如，作為犧牲層118B和絕緣層125的兩者可以使用利用ALD法形成的氧化鋁膜。在此，犧牲層118B和絕緣層125既可以採用相同沉積條件，也可以採用不同沉積條件。例如，藉由以與絕緣層125同樣的條件沉積犧牲層118B，可以形成犧牲層118B作為對水和氧中的至少一方的阻擋性高的絕緣層。另一方面，犧牲層118B是其大部分或全部在後面的製程中被去除的層，所以較佳為容易被加工。因此，犧牲層118B較佳為以與絕緣層125相比沉積時的基板溫度低的條件沉積。
作為犧牲層118B也可以使用有機材料。例如，作為有機材料也可以使用可溶解於至少對位於膜133Bf的最上部的膜在化學上穩定的溶劑的材料。尤其是，可以適當地使用溶解於水或醇的材料。當沉積上述材料時，較佳的是，在將材料溶解於水或醇等溶劑的狀態下藉由上述濕法的沉積方法塗佈該材料，然後進行用來使溶劑蒸發的加熱處理。此時，藉由在減壓氛圍下進行加熱處理，可以以低溫且短時間去除溶劑，所以可以減少膜133Bf的熱損傷，所以是較佳的。
此外，犧牲層118B也可以使用聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普魯蘭多糖、水溶性纖維素、可溶解於醇的聚醯胺樹脂或全氟聚合物等氫樹脂等有機樹脂。
例如，作為犧牲層118B可以採用利用蒸鍍法和上述濕法沉積方法中的任意個形成的有機膜（例如，PVA膜）和利用濺射法形成的無機膜（例如，氮化矽膜）的疊層結構。
注意，有時犧牲膜的一部分作為犧牲層殘留在本發明的一個實施方式的顯示裝置中。
接著，將犧牲層118B用作硬遮罩加工膜133Bf來形成層133B（圖24B）。
由此，如圖24B所示，層133B和犧牲層118B的疊層結構殘留在像素電極111B上。另外，像素電極111R及像素電極111G露出。另外，在相當於連接部140的區域中，犧牲層118B殘留在導電層123上。
膜133Bf的加工較佳為藉由各向異性蝕刻進行。尤其較佳為使用各向異性乾蝕刻。或者，也可以使用濕蝕刻。
然後，至少改變發光材料而反復進行兩次與膜133Bf的形成製程、犧牲層118B的形成製程及層133B的形成製程同樣的製程，由此在像素電極111R上形成層133R和犧牲層118R的疊層結構並在像素電極111G上形成層133G和犧牲層118G的疊層結構（圖24C）。明確而言，層133R以包括發射紅色光的發光層的方式形成，層133G以包括發射綠色光的發光層的方式形成。犧牲層118R、118G可以使用可用於犧牲層118B的材料，並且可以使用同一材料或者不同的材料。
注意，層133B、層133G、層133R的側面較佳為分別垂直於或大致垂直於被形成面。例如，被形成面與這些側面所成的角度較佳為60度以上且90度以下。
如上所述，利用光微影法形成的層133B、層133G及層133R中的相鄰的兩個層之間的距離可以減小到8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下或1μm以下。在此，該距離例如可以以層133B、層133G及層133R中的相鄰的兩個相對端部間的距離規定。藉由如上述那樣減小島狀EL層間的距離，可以提供一種高清晰度及高開口率的顯示裝置。
接著，以覆蓋像素電極、層133B、層133G、層133R、犧牲層118B、犧牲層118G及犧牲層118R的方式形成將在後面成為絕緣層125的絕緣膜125f，並在絕緣膜125f上形成絕緣層127（圖24D）。
作為絕緣膜125f，較佳為形成3nm以上、5nm以上或10nm以上且200nm以下、150nm以下、100nm以下或50nm以下的厚度的絕緣膜。
絕緣膜125f例如較佳為藉由ALD法形成。藉由利用ALD法，可以減少沉積損傷，且可以沉積覆蓋性高的膜，所以是較佳的。作為絕緣膜125f，例如較佳為藉由ALD法形成氧化鋁膜。
除此之外，絕緣膜125f也可以利用其沉積速度高於ALD法的濺射法、CVD法或PECVD法形成。由此，可以高生產率地製造可靠性高的顯示裝置。
將成為絕緣層127的絕緣膜較佳為例如使用含有丙烯酸樹脂的感光性樹脂組成物藉由上述濕法的沉積方法（例如旋塗法）形成。較佳的是，在沉積後進行加熱處理（也稱為前烘）來去除該絕緣膜中的溶劑。接著，對該絕緣膜的一部分照射可見光線或紫外線而使絕緣膜的一部分感光。接著，進行顯影來去除絕緣膜中的曝光區域。接著，進行加熱處理（也被稱為後烘）。由此，可以形成圖24D所示的絕緣層127。注意，絕緣層127的形狀不侷限於圖24D所示的形狀。例如，絕緣層127的頂面可以具有凸曲面、凹曲面和平面中的一個或多個形狀。另外，絕緣層127也可以覆蓋絕緣層125、犧牲層118B、犧牲層118G和犧牲層118R中的至少一個端部的側面。
接著，如圖24E所示，將絕緣層127用作遮罩進行蝕刻處理，去除絕緣膜125f及犧牲層118B、118G、118R的一部分。由此，在犧牲層118B、118G、118R中分別形成開口，層133B、層133G、層133R及導電層123的頂面露出。注意，有時犧牲層118B、118G、118R的一部分殘留在與絕緣層127及絕緣層125重疊的位置（參照犧牲層119B、119G、119R）。
蝕刻處理可以以乾蝕刻或濕蝕刻進行。另外，在使用與犧牲層118B、118G、118R同樣的材料沉積絕緣膜125f時，可以一次性地進行蝕刻處理，所以是較佳的。
如上所述，藉由設置絕緣層127、絕緣層125、犧牲層118B、犧牲層118G及犧牲層118R，在各發光元件間，可以抑制共用層114及共用電極115中發生因斷開部分的連接不良及因局部膜厚度較薄的部分的電阻上升。由此，根據本發明的一個實施方式的顯示裝置可以提高顯示品質。
接著，在絕緣層127、層133B、層133G及層133R上依次形成共用層114及共用電極115（圖24F）。
共用層114可以藉由蒸鍍法（包括真空蒸鍍法）、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
共用電極115例如可以利用濺射法或真空蒸鍍法形成。或者，也可以層疊藉由蒸鍍法形成的膜與藉由濺射法形成的膜。
如上所述，在本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法中，島狀的層133B、島狀的層133G及島狀的層133R不使用高精細金屬遮罩形成而是在一個面上沉積膜且對該膜進行加工來形成的，所以可以以均勻的厚度形成島狀層。並且，可以實現高清晰的顯示裝置或者高開口率的顯示裝置。另外，即使清晰度或開口率高且子像素間距離極小，也可以抑制相鄰的子像素中層133B、層133G及層133R彼此接觸。由此，可以抑制子像素間產生洩漏電流。因此，可以抑制串擾所導致的非意圖的發光，從而可以實現對比度非常高的顯示裝置。
藉由在相鄰的島狀EL層間設置端部具有錐形形狀的絕緣層127，可以抑制在共用電極115的形成時發生斷開，並且可以防止共用電極115中形成局部膜厚度較薄的部分。由此，可以抑制在共用層114及共用電極115中發生因斷開部分的連接不良以及因局部膜厚度較薄的部分的電阻上升。由此，本發明的一個實施方式的顯示裝置可以同時實現高清晰化和高顯示品質。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式4 在本實施方式中，使用圖25至圖27對本發明的一個實施方式的電子裝置進行說明。
本實施方式的電子裝置在顯示部中包括本發明的一個實施方式的顯示裝置。本發明的一個實施方式的顯示裝置容易實現高清晰化及高解析度化。因此，可以用於各種電子裝置的顯示部。
作為電子裝置，例如除了電視機、桌上型或筆記本型電腦、用於電腦等的顯示器、數位看板、彈珠機等大型遊戲機等具有較大的螢幕的電子裝置以外，還可以舉出數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置等。
特別是，因為本發明的一個實施方式的顯示裝置可以提高清晰度，所以可以適合用於包括較小的顯示部的電子裝置。作為這種電子裝置可以舉出手錶型及手鐲型資訊終端設備（可穿戴裝置）、可戴在頭上的可穿戴裝置等諸如頭戴顯示器等VR用設備、眼鏡型AR用設備及MR用設備等。
本發明的一個實施方式的顯示裝置較佳為具有極高的解析度諸如HD（像素數為1280×720）、FHD（像素數為1920×1080）、WQHD（像素數為2560×1440）、WQXGA（像素數為2560×1600）、4K（像素數為3840×2160）、8K（像素數為7680×4320）等。尤其是，較佳為設定為4K、8K或其以上的解析度。另外，本發明的一個實施方式的顯示裝置中的像素密度（清晰度）較佳為100ppi以上，較佳為300ppi以上，更佳為500ppi以上，進一步較佳為1000ppi以上，更進一步較佳為2000ppi以上，更進一步較佳為3000ppi以上，還進一步較佳為5000ppi以上，進一步較佳為7000ppi以上。藉由使用上述的具有高解析度和高清晰度中的一者或兩者的顯示裝置，可以進一步提高真實感及縱深感等。此外，對本發明的一個實施方式的顯示裝置的螢幕比例（縱橫比）沒有特別的限制。例如，顯示裝置可以適應1：1（正方形）、4：3、16：9、16：10等各種螢幕比例。
本實施方式的電子裝置也可以包括感測器（該感測器具有檢測、檢出或測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線）。
本實施方式的電子裝置可以具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊（靜態影像、動態影像、文字影像等）顯示在顯示部上的功能；觸控面板的功能；顯示日曆、日期或時間等的功能；執行各種軟體（程式）的功能；進行無線通訊的功能；讀出儲存在存儲介質中的程式或資料的功能；等。
使用圖25A至圖25D說明可戴在頭上的可穿戴裝置的一個例子。這些可穿戴裝置具有顯示AR內容的功能、顯示VR內容的功能、顯示SR內容的功能和顯示MR內容的功能中的至少一個。當電子裝置具有顯示AR、VR、SR、MR等中的至少一個的內容的功能時，可以提高使用者的沉浸感。
圖25A所示的電子裝置700A以及圖25B所示的電子裝置700B都包括一對顯示面板751、一對外殼721、通訊部（未圖示）、一對安裝部723、控制部（未圖示）、成像部（未圖示）、一對光學構件753、眼鏡架757以及一對鼻墊758。
顯示面板751可以應用本發明的一個實施方式的顯示裝置。因此，可以實現能夠進行清晰度極高的顯示的電子裝置。
電子裝置700A及電子裝置700B都可以將由顯示面板751顯示的影像投影於光學構件753中的顯示區域756。因為光學構件753具有透光性，所以使用者可以與藉由光學構件753看到的透過影像重疊地看到顯示於顯示區域的影像。因此，電子裝置700A及電子裝置700B都是能夠進行AR顯示的電子裝置。
電子裝置700A及電子裝置700B上作為成像部也可以設置有能夠拍攝前方的照相機。另外，藉由在電子裝置700A及電子裝置700B設置陀螺儀感測器等的加速度感測器，可以檢測使用者的頭部朝向並將對應該方向的影像顯示在顯示區域756上。
通訊部具有無線通訊裝置，藉由該無線通訊裝置可以供應影像信號等。另外，代替無線通訊裝置或者除了無線通訊裝置以外還可以包括能夠連接供應影像信號及電源電位的電纜的連接器。
電子裝置700A以及電子裝置700B設置有電池（未圖示），可以以無線方式和有線方式中的一者或兩者進行充電。
外殼721也可以設置有觸控感測器模組。觸控感測器模組具有檢測外殼721的外側的面是否被觸摸的功能。藉由觸控感測器模組，可以檢測使用者的點按操作或滑動操作等而執行各種處理。例如，藉由點按操作可以執行動態影像的暫時停止或再生等的處理，藉由滑動操作可以執行快進、快退等的處理等。另外，藉由在兩個外殼721的每一個設置觸控感測器模組，可以擴大操作範圍。
作為觸控感測器模組，可以使用各種觸控感測器。例如，可以採用靜電電容式、電阻膜方式、紅外線方式、電磁感應方式、表面聲波式、光學方式等各種方式。尤其是，較佳為將靜電電容式或光學方式的感測器應用於觸控感測器模組。
在使用光學方式的觸控感測器時，作為受光元件可以使用光電轉換元件）。在光電轉換元件的活性層中可以使用無機半導體和有機半導體中的一者或兩者。
圖25C所示的電子裝置800A以及圖25D所示的電子裝置800B都包括一對顯示部820、外殼821、通訊部822、一對安裝部823、控制部824、一對成像部825以及一對透鏡832。注意，在圖25D中省略顯示部820、通訊部822及成像部825。
顯示部820可以應用本發明的一個實施方式的顯示裝置。因此，可以實現能夠進行清晰度極高的顯示的電子裝置。由此，使用者可以感受高沉浸感。
顯示部820設置在外殼821內部的藉由透鏡832能看到的位置上。另外，藉由在一對顯示部820間上顯示不同影像，可以進行利用視差的三維顯示。
可以將電子裝置800A以及電子裝置800B都稱為面向VR的電子裝置。裝上電子裝置800A或電子裝置800B的使用者藉由透鏡832能看到顯示在顯示部820上的影像。
電子裝置800A及電子裝置800B較佳為具有一種機構，其中能夠調整透鏡832及顯示部820的左右位置，以根據使用者的眼睛的位置使透鏡832及顯示部820位於最合適的位置上。此外，較佳為具有一種機構，其中藉由改變透鏡832及顯示部820之間的距離來調整焦點。
使用者可以使用安裝部823將電子裝置800A或電子裝置800B裝在頭上。在圖25C等中，例示出安裝部823具有如眼鏡的鏡腳（也稱為腳絲）那樣的形狀，但是不侷限於此。只要使用者能夠裝上，安裝部823就例如可以具有頭盔型或帶型的形狀。
成像部825具有取得外部的資訊的功能。可以將成像部825所取得的資料輸出到顯示部820。在成像部825中可以使用影像感測器。另外，也可以設置多個相機以能夠對應望遠、廣角等多種視角。
注意，在此示出包括成像部825的例子，設置能夠測量出與物件的距離的測距感測器（以下，也稱為檢測部）即可。換言之，成像部825是檢測部的一個實施方式。作為檢測部例如可以使用影像感測器或雷射雷達（LIDAR：Light Detection and Ranging）等距離影像感測器。藉由使用由相機取得的影像以及由距離影像感測器取得的影像，可以取得更多的資訊，可以實現精度更高的姿態操作。
電子裝置800A也可以包括被用作骨傳導耳機的振動機構。例如，作為顯示部820、外殼821和安裝部823中的任一個或多個可以採用包括該振動機構的結構。由此，不需要另行設置頭戴式耳機、耳機或揚聲器等音響設備，而只裝上電子裝置800A就可以享受影像和聲音。
電子裝置800A以及電子裝置800B也可以都包括輸入端子。可以將供應來自影像輸出設備等的影像信號以及用於對設置在電子裝置內的電池進行充電的電力等的電纜連線到輸入端子。
本發明的一個實施方式的電子裝置也可以具有與耳機750進行無線通訊的功能。耳機750包括通訊部（未圖示），並具有無線通訊功能。耳機750藉由無線通訊功能可以從電子裝置接收資訊（例如聲音資料）。例如，圖25A所示的電子裝置700A具有藉由無線通訊功能將資訊發送到耳機750的功能。另外，例如圖25C所示的電子裝置800A具有藉由無線通訊功能將資訊發送到耳機750的功能。
電子裝置也可以包括耳機部。圖25B所示的電子裝置700B包括耳機部727。例如，可以採用以有線方式連接耳機部727和控制部的結構。連接耳機部727和控制部的佈線的一部分也可以配置在外殼721或安裝部723的內部。
同樣，圖25D所示的電子裝置800B包括耳機部827。例如，可以採用以有線方式連接耳機部827和控制部824的結構。連接耳機部827和控制部824的佈線的一部分也可以配置在外殼821或安裝部823的內部。另外，耳機部827和安裝部823也可以包括磁鐵。由此，可以用磁力將耳機部827固定到安裝部823，收納變得容易，所以是較佳的。
電子裝置也可以包括能夠與耳機或頭戴式耳機等連接的聲音輸出端子。另外，電子裝置也可以包括聲音輸入端子和聲音輸入機構中的一者或兩者。作為聲音輸入機構，例如可以使用麥克風等收音裝置。藉由將聲音輸入機構設置到電子裝置，可以使電子裝置具有所謂的耳麥的功能。
如此，作為本發明的一個實施方式的電子裝置，眼鏡型（電子裝置700A以及電子裝置700B等）和護目鏡型（電子裝置800A以及電子裝置800B等）的兩者都是較佳的。
本發明的一個實施方式的電子裝置可以以有線或無線方式將資訊發送到耳機。
圖26A所示的電子裝置6500是可以被用作智慧手機的可攜式資訊終端設備。
電子裝置6500包括外殼6501、顯示部6502、電源按鈕6503、按鈕6504、揚聲器6505、麥克風6506、照相機6507及光源6508等。顯示部6502具有觸控面板功能。
顯示部6502可以使用本發明的一個實施方式的顯示裝置。
圖26B是包括外殼6501的麥克風6506一側的端部的剖面示意圖。
外殼6501的顯示面一側設置有具有透光性的保護構件6510，被外殼6501及保護構件6510包圍的空間內設置有顯示面板6511、光學構件6512、觸控感測器面板6513、印刷電路板6517、電池6518等。
顯示面板6511、光學構件6512及觸控感測器面板6513使用黏合層（未圖示）固定到保護構件6510。
在顯示部6502的外側的區域中，顯示面板6511的一部分疊回，且該疊回部分連接有FPC6515。FPC6515安裝有IC6516。FPC6515與設置於印刷電路板6517的端子連接。
顯示面板6511可以使用本發明的一個實施方式的撓性顯示器。由此，可以實現極輕量的電子裝置。此外，由於顯示面板6511極薄，所以可以在抑制電子裝置的厚度的情況下安裝大容量的電池6518。此外，藉由折疊顯示面板6511的一部分以在像素部的背面設置與FPC6515的連接部，可以實現窄邊框的電子裝置。
圖26C示出電視機的一個例子。在電視機7100中，外殼7101中組裝有顯示部7000。在此示出利用支架7103支撐外殼7101的結構。
可以對顯示部7000適用本發明的一個實施方式的顯示裝置。
可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關以及另外提供的遙控器7111進行圖26C所示的電視機7100的操作。另外，也可以在顯示部7000中具備觸控感測器，也可以藉由用指頭等觸摸顯示部7000進行電視機7100的操作。另外，也可以在遙控器7111中具備顯示從該遙控器7111輸出的資訊的顯示部。藉由利用遙控器7111所具備的操作鍵或觸控面板，可以進行頻道及音量的操作，並可以對顯示在顯示部7000上的影像進行操作。
另外，電視機7100具備接收機及數據機等。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通訊網路，從而進行單向（從發送者到接收者）或雙向（發送者和接收者之間或接收者之間等）的資訊通訊。
圖26D示出筆記本型電腦的一個例子。筆記本型電腦7200包括外殼7211、鍵盤7212、指向裝置7213、外部連接埠7214等。在外殼7211中組裝有顯示部7000。
可以對顯示部7000適用本發明的一個實施方式的顯示裝置。
圖26E和圖26F示出數位看板的一個例子。
圖26E所示的數位看板7300包括外殼7301、顯示部7000及揚聲器7303等。此外，還可以包括LED燈、操作鍵（包括電源開關或操作開關）、連接端子、各種感測器、麥克風等。
圖26F示出設置於圓柱狀柱子7401上的數位看板7400。數位看板7400包括沿著柱子7401的曲面設置的顯示部7000。
在圖26E和圖26F中，可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部7000。
顯示部7000越大，一次能夠提供的資訊量越多。顯示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高廣告宣傳效果。
藉由將觸控面板用於顯示部7000，不僅可以在顯示部7000上顯示靜態影像或動態影像，使用者還能夠直覺性地進行操作，所以是較佳的。另外，在用於提供路線資訊或交通資訊等資訊的用途時，可以藉由直覺性的操作提高易用性。
如圖26E和圖26F所示，數位看板7300或數位看板7400較佳為可以藉由無線通訊與使用者所攜帶的智慧手機等資訊終端設備7311或資訊終端設備7411聯動。例如，顯示在顯示部7000上的廣告資訊可以顯示在資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的螢幕上。此外，藉由操作資訊終端設備7311或資訊終端設備7411，可以切換顯示部7000的顯示。
可以在數位看板7300或數位看板7400上以資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的螢幕為操作單元（控制器）執行遊戲。由此，不特定多個使用者可以同時參加遊戲，享受遊戲的樂趣。
圖27A至圖27G所示的電子裝置包括外殼9000、顯示部9001、揚聲器9003、操作鍵9005（包括電源開關或操作開關）、連接端子9006、感測器9007（該感測器具有檢測、檢出或測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線）、麥克風9008等。
在圖27A至圖27G中，可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部9001。
圖27A至圖27G所示的電子裝置具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊（靜態影像、動態影像及文字影像等）顯示在顯示部上的功能；觸控面板的功能；顯示日曆、日期或時間等的功能；藉由利用各種軟體（程式）控制處理的功能；進行無線通訊的功能；讀出儲存在存儲介質中的程式或資料並進行處理的功能；等。注意，電子裝置的功能不侷限於上述功能，而可以具有各種功能。電子裝置也可以包括多個顯示部。另外，也可以在電子裝置中設置照相機等而使其具有如下功能：拍攝靜態影像或動態影像，且將所拍攝的影像儲存在存儲介質（外部存儲介質或內置於照相機的存儲介質）中的功能；將所拍攝的影像顯示在顯示部上的功能；等。
下面，詳細地說明圖27A至圖27G所示的電子裝置。
圖27A是示出可攜式資訊終端9101的立體圖。可以將可攜式資訊終端9101例如用作智慧手機。注意，在可攜式資訊終端9101中，也可以設置揚聲器9003、連接端子9006、感測器9007等。另外，作為可攜式資訊終端9101，可以將文字或影像資訊顯示在其多個面上。在圖27A中示出顯示三個圖示9050的例子。另外，可以將以虛線的矩形示出的資訊9051顯示在顯示部9001的其他面上。作為資訊9051的一個例子，可以舉出提示收到電子郵件、SNS或電話等的資訊；電子郵件或SNS等的標題；電子郵件或SNS等的發送者姓名；日期；時間；電池餘量；以及電波強度等。或者，可以在顯示有資訊9051的位置上顯示圖示9050等。
圖27B是示出可攜式資訊終端9102的立體圖。可攜式資訊終端9102具有將資訊顯示在顯示部9001的三個以上的面上的功能。在此，示出資訊9052、資訊9053、資訊9054分別顯示於不同的面上的例子。例如，在將可攜式資訊終端9102放在上衣口袋裡的狀態下，使用者能夠確認顯示在從可攜式資訊終端9102的上方看到的位置上的資訊9053。例如，使用者可以確認到該顯示而無需從口袋裡拿出可攜式資訊終端9102，由此能夠判斷是否接電話。
圖27C是示出平板終端9103的立體圖。平板終端9103例如可以執行行動電話、電子郵件及文章的閱讀和編輯、播放音樂、網路通訊、電腦遊戲等各種應用軟體。平板終端9103在外殼9000的正面包括顯示部9001、照相機9002、麥克風9008及揚聲器9003，在外殼9000的側面包括被用作用於操作的按鈕的操作鍵9005，在底面包括連接端子9006。
圖27D是示出手錶型可攜式資訊終端9200的立體圖。可以將可攜式資訊終端9200例如用作智慧手錶（註冊商標）。另外，顯示部9001的顯示面彎曲，可沿著其彎曲的顯示面進行顯示。此外，可攜式資訊終端9200例如藉由與可進行無線通訊的耳麥相互通訊可以進行免提通話。此外，藉由利用連接端子9006，可攜式資訊終端9200可以與其他資訊終端進行資料傳輸及進行充電。充電也可以藉由無線供電進行。
圖27E至圖27G是示出可以折疊的可攜式資訊終端9201的立體圖。另外，圖27E是將可攜式資訊終端9201展開的狀態的立體圖，圖27G是折疊的狀態的立體圖，圖27F是從圖27E的狀態和圖27G的狀態中的一個轉換成另一個時中途的狀態的立體圖。可攜式資訊終端9201在折疊狀態下可攜性好，而在展開狀態下因為具有無縫拼接較大的顯示區域所以顯示的瀏覽性強。可攜式資訊終端9201所包括的顯示部9001被由鉸鏈9055連結的三個外殼9000支撐。顯示部9001例如可以在曲率半徑0.1mm以上且150mm以下的範圍彎曲。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。 實施例
在本實施例中，製造本發明的一個實施方式的電晶體（樣本A至樣本D）並對其電特性進行評價。
樣本A至樣本D的結構可以參照根據圖4C所示的電晶體100C的記載。此外，樣本A至樣本D的製造方法可以參照實施方式2的記載。注意，絕緣層110使用圖8A等所示的結構。明確而言，絕緣層110具有絕緣層110d、絕緣層110a、絕緣層110b及絕緣層110c的疊層結構。
＜樣本的製造＞ 首先，利用濺射法在基板102上形成厚度大約為100nm的In-Sn-Si氧化物（ITSO）膜，對其進行加工而得到導電層112a。作為基板102使用玻璃基板。
接著，在基板102及導電層112a上依次形成成為絕緣層110d的第一絕緣膜、成為絕緣層110a的第二絕緣膜及成為絕緣層110b的第三絕緣膜。第一絕緣膜至第三絕緣膜利用PECVD法連續形成。
作為第一絕緣膜，使用厚度大約為50nm的氮化矽膜。第一絕緣膜的形成使用流量200sccm的矽烷（SiH 4）氣體、流量2000sccm的氮（N 2）氣體及流量2000sccm的氨（NH 3）氣體的混合氣體，形成時的壓力為200Pa，電源功率為2000W，基板溫度為350℃。
作為第二絕緣膜，使用厚度大約為30nm的氮化矽膜。第二絕緣膜的形成使用流量200sccm的矽烷（SiH 4）氣體、流量2000sccm的氮（N 2）氣體及流量100sccm的氨（NH 3）氣體的混合氣體，形成時的壓力為100Pa，電源功率為2000W，基板溫度為350℃。
如上所述，用於成為絕緣層110d的第一絕緣膜的形成的沉積氣體的氨流量比高於用於成為絕緣層110a的第二絕緣膜的形成的沉積氣體的氨流量比。由此，可以使絕緣層110d的含氫量比絕緣層110a多。
作為第三絕緣膜，使用厚度大約為300nm的氧氮化矽膜。第三絕緣膜的形成使用流量200sccm的矽烷（SiH 4）氣體及流量6000sccm的一氧化二氮（N 2O）氣體的混合氣體，形成時的壓力為200Pa，電源功率為1200W，基板溫度為350℃。
接著，在第三絕緣膜上作為金屬氧化物層149形成厚度大約為20nm的IGZO膜。IGZO膜利用使用金屬元素的原子個數比為In：Ga：Zn=1：1：1的IGZO濺射靶材的濺射法形成。形成時的氧流量比為100%，基板溫度為室溫。
接著，在乾燥空氣（CDA）氛圍中以350℃進行1小時的加熱處理。加熱處理中利用烘箱裝置。
接著，去除金屬氧化物層149。金屬氧化物層149的去除利用濕蝕刻法。
在第三絕緣膜上形成成為絕緣層110c的第四絕緣膜。作為第四絕緣膜使用厚度大約為30nm的氮化矽膜。第四絕緣膜的形成使用流量200sccm的矽烷（SiH 4）氣體、流量2000sccm的氮（N 2）氣體及流量100sccm的氨（NH 3）氣體的混合氣體，形成時的壓力為100Pa，電源功率為2000W，基板溫度為350℃。
接著，在第四絕緣膜上利用濺射法作為導電膜112bf形成厚度100nm的In-Sn-Si氧化物（ITSO）膜。
接著，加工導電膜112bf得到導電層112B。
接著，在去除重疊於導電層112a的區域的導電層112B且形成包括開口143的導電層112b的同時，去除重疊於導電層112a的區域的第一絕緣膜至第四絕緣膜，形成包括開口141的絕緣層110。利用濕蝕刻法去除導電膜112bf。利用乾蝕刻法去除第一絕緣膜至第四絕緣膜。開口141及開口143的頂面形狀為圓形。
接著，以覆蓋開口141及開口143的方式形成金屬氧化物膜108f。各樣本的金屬氧化物膜108f的結構不同。
在樣本A中，金屬氧化物膜108f具有單層結構。作為金屬氧化物膜108f形成厚度大約為20nm的IGZO膜。該IGZO膜利用使用金屬元素的原子個數比為In：Ga：Zn=1：1：1的IGZO濺射靶材的濺射法形成。形成時的氧流量比為10%，基板溫度為室溫。
在樣本B中，金屬氧化物膜108f具有單層結構。作為金屬氧化物膜108f形成厚度大約為20nm的IGZO膜。該IGZO膜利用使用金屬元素的原子個數比為In：Ga：Zn=1：3：2的IGZO濺射靶材的濺射法形成。形成時的氧流量比為10%，基板溫度為室溫。
在樣本C中，金屬氧化物膜108f具有金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108af上的金屬氧化物膜108bf的疊層結構。作為金屬氧化物膜108af形成厚度大約為10nm的IGZO膜。該IGZO膜利用使用金屬元素的原子個數比為In：Ga：Zn=1：3：2的IGZO濺射靶材的濺射法形成。形成時的氧流量比為10%，基板溫度為室溫。作為金屬氧化物膜108bf形成厚度大約為10nm的IGZO膜。該IGZO膜利用使用金屬元素的原子個數比為In：Ga：Zn=1：1：1的IGZO濺射靶材的濺射法形成。形成時的氧流量比為10%，基板溫度為室溫。
在樣本D中，金屬氧化物膜108f具有金屬氧化物膜108af及金屬氧化物膜108af上的金屬氧化物膜108bf的疊層結構。作為金屬氧化物膜108af形成厚度大約為10nm的IGZO膜。該IGZO膜利用使用金屬元素的原子個數比為In：Ga：Zn=1：1：1的IGZO濺射靶材的濺射法形成。形成時的氧流量比為10%，基板溫度為室溫。作為金屬氧化物膜108bf形成厚度大約為10nm的IGZO膜。該IGZO膜利用使用金屬元素的原子個數比為In：Ga：Zn=1：3：2的IGZO濺射靶材的濺射法形成。形成時的氧流量比為10%，基板溫度為室溫。
接著，在乾燥空氣（CDA）氛圍中以350℃進行2小時的加熱處理。加熱處理中利用烘箱裝置。
接著，加工金屬氧化物膜108f得到半導體層108。
接著，作為絕緣層106利用電漿CVD法沉積厚度為30nm的氧氮化矽膜。
接著，利用濺射法沉積厚度為50nm的鈦膜、厚度為200nm的鋁膜及厚度為50nm的鈦膜。然後，加工各導電膜得到導電層104。
由此，形成相當於電晶體100C的電晶體。
接著，作為電晶體的保護層，利用電漿CVD法形成厚度為300nm的氮氧化矽膜。
接著，在乾燥空氣（CDA）氛圍中以300℃進行1小時的加熱處理。加熱處理中利用烘箱裝置。
接著，作為平坦化層形成厚度大約為1.5μm的聚醯亞胺膜。
接著，在乾燥空氣（CDA）氛圍中以250℃進行1小時的加熱處理。加熱處理中利用烘箱裝置。
藉由上述製程，得到樣本A至樣本D。
＜Id-Vg特性＞ 接著，測量上述製造的樣本A至樣本D的電晶體的Id-Vg特性。
電晶體的Id-Vg特性在如下條件下進行測量。對閘極電極施加的電壓（以下，也稱為閘極電壓（Vg））以從-3V到+3V每隔0.05V的方式施加。此外，將施加到源極電極的電壓（以下，也稱為源極電壓（Vs））設定為0V（comm），將施加到汲極電極的電壓（以下，也稱為汲極電壓（Vd））設定為0.1V及1.2V。
這裡，在樣本A至樣本D中，測量開口143的寬度D143為2.0μm（通道寬度6.3μm）的電晶體。每個樣本的測量數為10。
圖28A示出樣本A的Id-Vg特性，圖28B示出樣本B的Id-Vg特性，圖29A示出樣本C的Id-Vg特性，圖29B示出樣本D的Id-Vg特性。在圖28A至圖29B中，橫軸示出閘極電位（Vg），左側的縱軸示出汲極電流（Id），右側的縱軸示出汲極電壓（Vd）為1.2V時的場效移動率（μFE）。圖28A至圖29B示出彼此重疊的10個電晶體的Id-Vg特性結果。
如圖28A至圖29B所示，可確認到樣本A至樣本D都呈現良好的開關特性。此外，可確認到：與樣本B及樣本C相比，樣本A及樣本D的通態電流大。
樣本A、樣本B、樣本C及樣本D的電晶體的漂移電壓（Vsh）的平均值分別為-0.11V、0.26V、-0.09V及-0.03V。這裡，Vsh定義為在電晶體的Id-Vg曲線中曲線上的傾斜最大的點的切線與Id=1pA的直線交叉的Vg。此外，樣本A、樣本B、樣本C及樣本D的Vsh的3σ分別為0.07V、0.08V、0.07V及0.08V。注意，σ表示標準差。可確認到：與樣本A及樣本C相比，樣本B及樣本D漂移電壓（Vsh）高。
樣本A、樣本B、樣本C及樣本D的電晶體的截止電流的平均值分別為4.56×10 -11A、測量下限（1.00×10 -12A）以下、2.19×10 -11A及3.54×10 -12A。可確認到：與樣本A及樣本C相比，樣本B及樣本D的截止電流小。
樣本A、樣本B、樣本C及樣本D的電晶體的次臨界擺幅值（S值）的平均值為0.07V、0.13V、0.07V及0.07V。這裡，S值是指：以固定的汲極電壓（Vd）使汲極電流（Id）的值變化一個位數的次臨界值區域中的閘極電壓（Vg）的變化量。
樣本A、樣本B、樣本C及樣本D的電晶體的臨界電壓（Vth）的平均值分別為0.35V、1.37V、1.24V及0.53V。此外，樣本A、樣本B、樣本C及樣本D的Vth的3σ分別為0.14V、0.18V、0.21V及0.15V。
根據上述結果可確認到可以得到通道長度短且電特性良好的電晶體。此外，可確認到半導體層108具有疊層結構的樣本D的電晶體具有常關閉特性且其通態電流大。
11B:子像素 11G:子像素 11R:子像素 50A:顯示裝置 50B:顯示裝置 50C:顯示裝置 50D:顯示裝置 50E:顯示裝置 50F:顯示裝置 50G:顯示裝置 100A:電晶體 100B:電晶體 100C:電晶體 100D:電晶體 100E:電晶體 100F:電晶體 100G:電晶體 100H:電晶體 100:電晶體 102:基板 103:導電層 104:導電層 106a:絕緣層 106b:絕緣層 106:絕緣層 108a:半導體層 108af:金屬氧化物膜 108b:半導體層 108bf:金屬氧化物膜 108c:半導體層 108f:金屬氧化物膜 108:半導體層 110a:絕緣層 110af:絕緣膜 110b:絕緣層 110bf:絕緣膜 110c:絕緣層 110cf:絕緣膜 110d:絕緣層 110f:絕緣膜 110:絕緣層 111B:像素電極 111G:像素電極 111R:像素電極 111S:像素電極 112a:導電層 112a_1:導電層 112a_2:導電層 112a_2A:導電層 112B:導電層 112b:導電層 112b_1:導電層 112b_2:導電層 112bf:導電膜 113B:EL層 113G:EL層 113R:EL層 113S:功能層 113:EL層 114:共用層 115:共用電極 117:遮光層 118B:犧牲層 118G:犧牲層 118R:犧牲層 119B:犧牲層 119G:犧牲層 123:導電層 124B:導電層 124G:導電層 124R:導電層 125f:絕緣膜 125:絕緣層 126B:導電層 126G:導電層 126R:導電層 127:絕緣層 128:層 130B:發光元件 130G:發光元件 130R:發光元件 130S:受光元件 131:保護層 132B:彩色層 132G:彩色層 132R:彩色層 133B:層 133Bf:膜 133G:層 133R:層 133:層 140:連接部 141:開口 142:黏合層 143:開口 145:開口 148:開口 149:金屬氧化物層 151:基板 152:基板 153:絕緣層 162:顯示部 164:電路部 165:佈線 166:導電層 172:FPC 173:IC 204:連接部 205B:電晶體 205D:電晶體 205G:電晶體 205R:電晶體 205S:電晶體 210:像素 218:絕緣層 235:絕緣層 237:絕緣層 242:連接層 352:手指 353:層 355:電路層 357:層 700A:電子裝置 700B:電子裝置 721:外殼 723:穿戴部 727:耳機部 750:耳機 751:顯示面板 753:光學構件 756:顯示區域 757:眼鏡架 758:鼻墊 800A:電子裝置 800B:電子裝置 820:顯示部 821:外殼 822:通訊部 823:穿戴部 824:控制部 825:成像部 827:耳機部 832:透鏡 6500:電子裝置 6501:外殼 6502:顯示部 6503:電源按鈕 6504:按鈕 6505:揚聲器 6506:麥克風 6507:照相機 6508:光源 6510:保護構件 6511:顯示面板 6512:光學構件 6513:觸控感測器面板 6515:FPC 6516:IC 6517:印刷電路板 6518:電池 7000:顯示部 7100:電視機 7101:外殼 7103:支架 7111:遙控器 7200:筆記本型電腦 7211:外殼 7212:鍵盤 7213:指向裝置 7214:外部連接埠 7300:數位看板 7301:外殼 7303:揚聲器 7311:資訊終端設備 7400:數位看板 7401:柱子 7411:資訊終端設備 9000:外殼 9001:顯示部 9002:照相機 9003:揚聲器 9005:操作鍵 9006:連接端子 9007:感測器 9008:麥克風 9050:圖示 9051:資訊 9052:資訊 9053:資訊 9054:資訊 9055:鉸鏈 9101:可攜式資訊終端 9102:可攜式資訊終端 9103:平板終端 9200:可攜式資訊終端 9201:可攜式資訊終端
[圖1A]是示出半導體裝置的一個例子的俯視圖。[圖1B]及[圖1C]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖2A]至[圖2D]是示出半導體裝置的一個例子的立體圖。 [圖3A]是示出半導體裝置的一個例子的俯視圖。[圖3B]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖4A]至[圖4C]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖5A]及[圖5B]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖6A]及[圖6B]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖7A]及[圖7B]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖8A]及[圖8B]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖9]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖10A]是示出半導體裝置的一個例子的俯視圖。[圖10B]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖11A]及[圖11B]是示出半導體裝置的一個例子的剖面圖。 [圖12A]至[圖12D]是示出半導體裝置的製造方法的一個例子的剖面圖。 [圖13A]至[圖13C]是示出半導體裝置的製造方法的一個例子的剖面圖。 [圖14A]至[圖14C]是示出半導體裝置的製造方法的一個例子的剖面圖。 [圖15A]及[圖15B]是示出半導體裝置的製造方法的一個例子的剖面圖。 [圖16]是示出顯示裝置的一個例子的立體圖。 [圖17]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖18]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖19]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖20A]至[圖20C]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖21]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖22]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖23]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖24A]至[圖24F]是示出顯示裝置的製造方法的一個例子的剖面圖。 [圖25A]至[圖25D]是示出電子裝置的一個例子的圖。 [圖26A]至[圖26F]是示出電子裝置的一個例子的圖。 [圖27A]至[圖27G]是示出電子裝置的一個例子的圖。 [圖28A]及[圖28B]是示出電晶體的Id-Vg特性的圖。 [圖29A]及[圖29B]是示出電晶體的Id-Vg特性的圖。
100:電晶體
102:基板
104:導電層
106:絕緣層
108:半導體層
108a:半導體層
108b:半導體層
110:絕緣層
110a:絕緣層
110b:絕緣層
110c:絕緣層
112a:導電層
112a_1:導電層
112a_2:導電層
112b:導電層
141:開口
143:開口

Claims (9)

  1. 一種半導體裝置，包括： 第一半導體層； 第二半導體層； 第一導電層； 第二導電層； 第三導電層； 第一絕緣層；以及 第二絕緣層， 其中，該第一絕緣層設置於該第一導電層上， 該第二導電層設置於該第一絕緣層上， 該第一絕緣層及該第二導電層包括到達該第一導電層的開口， 該第一半導體層與該第一導電層的頂面、該第一絕緣層的側面以及該第二導電層的頂面及側面接觸， 該第二半導體層設置於該第一半導體層上， 該第二絕緣層設置於該第二半導體層上， 該第三導電層設置於該第二絕緣層上， 並且，該第一半導體層的導電率與該第二半導體層的導電率不同。
  2. 一種半導體裝置，包括： 第一半導體層； 第二半導體層； 第一導電層； 第二導電層； 第三導電層； 第一絕緣層；以及 第二絕緣層， 其中，該第一絕緣層設置於該第一導電層上， 該第二導電層設置於該第一絕緣層上， 該第一絕緣層及該第二導電層包括到達該第一導電層的開口， 該第一半導體層與該第一導電層的頂面、該第一絕緣層的側面以及該第二導電層的頂面及側面接觸， 該第二半導體層設置於該第一半導體層上， 該第二絕緣層設置於該第二半導體層上， 該第三導電層設置於該第二絕緣層上， 並且，該第一半導體層的導電率比該第二半導體層的導電率高。
  3. 一種半導體裝置，包括： 第一半導體層； 第二半導體層； 第一導電層； 第二導電層； 第三導電層； 第一絕緣層；以及 第二絕緣層， 其中，該第一絕緣層設置於該第一導電層上， 該第二導電層設置於該第一絕緣層上， 該第一絕緣層及該第二導電層包括到達該第一導電層的開口， 該第一半導體層與該第一導電層的頂面、該第一絕緣層的側面以及該第二導電層的頂面及側面接觸， 該第二半導體層設置於該第一半導體層上， 該第二絕緣層設置於該第二半導體層上， 該第三導電層設置於該第二絕緣層上， 該第一半導體層包含第一金屬氧化物， 該第二半導體層包含第二金屬氧化物， 並且，該第一金屬氧化物的能帶間隙比該第二金屬氧化物的能帶間隙小。
  4. 一種半導體裝置，包括： 第一半導體層； 第二半導體層； 第一導電層； 第二導電層； 第三導電層； 第一絕緣層；以及 第二絕緣層， 其中，該第一絕緣層設置於該第一導電層上， 該第二導電層設置於該第一絕緣層上， 該第一絕緣層及該第二導電層包括到達該第一導電層的開口， 該第一半導體層與該第一導電層的頂面、該第一絕緣層的側面以及該第二導電層的頂面及側面接觸， 該第二半導體層設置於該第一半導體層上， 該第二絕緣層設置於該第二半導體層上， 該第三導電層設置於該第二絕緣層上， 該第一半導體層包含第一金屬氧化物， 該第二半導體層包含第二金屬氧化物， 該第一金屬氧化物包含銦， 該第二金屬氧化物包含銦及元素M， 該元素M為鎵、鋁和錫中的一個或多個， 並且，包含在該第一金屬氧化物中的元素M的含有率比包含在該第二金屬氧化物中的元素M的含有率低。
  5. 一種半導體裝置，包括： 第一半導體層； 第二半導體層； 第一導電層； 第二導電層； 第三導電層； 第一絕緣層；以及 第二絕緣層， 其中，該第一絕緣層設置於該第一導電層上， 該第二導電層設置於該第一絕緣層上， 該第一絕緣層及該第二導電層包括到達該第一導電層的開口， 該第一半導體層與該第一導電層的頂面、該第一絕緣層的側面以及該第二導電層的頂面及側面接觸， 該第二半導體層設置於該第一半導體層上， 該第二絕緣層設置於該第二半導體層上， 該第三導電層設置於該第二絕緣層上， 該第一半導體層及該第二半導體層分別包含金屬氧化物， 並且，該第一半導體層的結晶性比該第二半導體層的結晶性低。
  6. 如請求項1至5中任一項之半導體裝置， 其中該第一導電層及該第二導電層分別包含氧化物導電體。
  7. 如請求項1至5中任一項之半導體裝置， 其中該第一絕緣層包括第三絕緣層、該第三絕緣層上的第四絕緣層及該第四絕緣層上的第五絕緣層， 該第四絕緣層包含氧， 並且該第三絕緣層及該第五絕緣層分別包含氮。
  8. 如請求項1至5中任一項之半導體裝置， 其中該第一絕緣層包括第三絕緣層、該第三絕緣層上的第四絕緣層、該第四絕緣層上的第五絕緣層以及該第五絕緣層上的第六絕緣層， 該第五絕緣層包含氧， 該第三絕緣層、該第四絕緣層及該第六絕緣層分別包含氮， 並且該第三絕緣層包括其含氫量比該第四絕緣層多的區域。
  9. 如請求項1至5中任一項之半導體裝置，還包括第四導電層， 其中該第四導電層包括與該第一導電層的頂面接觸的區域， 該第一絕緣層包括與該第一導電層的頂面及該第四導電層的頂面及側面接觸的區域， 該第四導電層包括隔著該第一絕緣層、該第一半導體層、該第二半導體層及該第二絕緣層與該第三導電層重疊的區域， 並且該第四導電層的導電率比該第一導電層的導電率高。
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