TWI613818B - 半導體裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的是提供一種使用氧化物半導體的高可靠性半導體裝置。一種半導體裝置，包括：氧化物半導體層；與氧化物半導體層接觸的絕緣層；與氧化物半導體層重疊的閘極電極層；以及與氧化物半導體層電連接的源極電極層及汲極電極層，其中，該氧化物半導體層包括：含有其尺寸為10nm以下的結晶的第一區域；以及隔著該第一區域與該絕緣層重疊且含有其c軸配向為平行於該氧化物半導體層表面的法線向量的結晶部的第二區域。
Description
本說明書所公開的發明係關於物體、方法或製造方法。或者，本發明係關於製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或組成物(composition of matter)。尤其是，本發明係關於半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、它們的驅動方法或它們的製造方法。例如，本發明係關於包括氧化物半導體的半導體裝置、顯示裝置或發光裝置。
在本說明書等中，半導體裝置是指藉由利用半導體特性而能夠工作的所有裝置，因此電光裝置、半導體電路、顯示裝置、發光裝置及電子裝置都是半導體裝置。
使用形成在具有絕緣表面的基板上的半導體薄膜構成電晶體的技術受到關注。該電晶體被廣泛地應用於積體電路(IC)或影像顯示裝置(也簡稱為顯示裝置)等電子裝置。作為可以應用於電晶體的半導體薄膜，矽類半
導體材料被廣泛地周知，但作為其他材料，呈現半導體特性的金屬氧化物(氧化物半導體)受到關注。
例如，專利文獻1公開一種技術，其中作為氧化物半導體使用包含In、Zn、Ga、Sn等的非晶氧化物製造電晶體。
使用氧化物半導體膜的電晶體雖然較易於得到電晶體特性，但氧化物半導體膜易於非晶化，使得其物理特性不穩定，從而難以確保可靠性。
另一方面，目前已有如下報告，即與使用非晶氧化物半導體膜的電晶體相比，使用結晶氧化物半導體膜的電晶體具有優越的電特性及可靠性(參照非專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2006-165529號公報
[非專利文獻1]Shunpei Yamazaki, Jun Koyama, Yoshitaka Yamamoto and Kenji Okamoto, “Research, Development, and Application of Crystalline Oxide Semiconductor” SID 2012 DIGEST pp183-186
本發明的一實施方式的目的之一是提供包含氧化物半導體的高可靠性半導體裝置。
另外，本發明的一實施方式的目的之一是；
提供關態電流(off-state current)低的電晶體等；提供具有常關閉(normally-off)特性的電晶體等；提供臨界電壓的變動或劣化少的電晶體等；提供低功耗半導體裝置等；提供護眼顯示裝置等；提供使用透明半導體層的半導體裝置等；或者提供新穎半導體裝置等。
注意，這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。本發明的一實施方式不必須一定要達到所有上述目的。另外，還可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載自然得知而抽出上述以外的目的。
所公開的發明的一實施方式是一種半導體裝置，包括：氧化物半導體層；以及與氧化物半導體層接觸的絕緣層，其中氧化物半導體層包括：含有其尺寸為10nm以下的結晶的第一區域；以及隔著第一區域與絕緣層重疊且含有其c軸配向為平行於氧化物半導體層表面的法線向量的結晶部的第二區域。更明確地說，該半導體裝置是具有如下結構的半導體裝置。
本發明的一實施方式是一種半導體裝置，包括：氧化物半導體層；與氧化物半導體層接觸的絕緣層；與氧化物半導體層重疊的閘極電極層；以及與氧化物半導體層電連接的源極電極層及汲極電極層，其中，氧化物半導體層包括：含有其尺寸為10nm以下的結晶的第一區域；以及隔著第一區域與絕緣層重疊且含有其c軸配向為平行於氧化物半導體層表面的法線向量的結晶部的第二區域。
在上述半導體裝置中，第一區域和第二區域可以分別包含其組成彼此不同的氧化物半導體。
本發明的一實施方式是一種半導體裝置，包括：第一絕緣層；第一絕緣層上方的氧化物半導體層；氧化物半導體層上方的第二絕緣層；與氧化物半導體層重疊的閘極電極層；以及與氧化物半導體層電連接的源極電極層及汲極電極層，其中，氧化物半導體層包括：含有其尺寸為10nm以下的結晶的第一區域；隔著第一區域與所述第一絕緣層重疊且含有其c軸配向為平行於氧化物半導體層表面的法線向量的結晶部的第二區域；以及位於第二區域與第二絕緣層之間且含有其尺寸為10nm以下的結晶的第三區域。
在上述半導體裝置中，第一區域和第二區域可以分別包含其組成彼此不同的氧化物半導體，並且第二區域和第三區域可以分別包含其組成彼此不同的氧化物半導體。
在上述半導體裝置中，在對第三區域進行其電子束徑為1nmΦ以上且10nmΦ以下的奈米電子束繞射分析時會觀察到以圓周形狀分佈的多個斑點，並且在對第三區域進行其電子束徑為300nmΦ以上的利用穿透式電子顯微鏡的選區電子繞射分析時有時會觀察到光暈圖樣。
另外，在上述半導體裝置中，在對第一區域進行其電子束徑為1nmΦ以上且10nmΦ以下的奈米電子束繞射分析時會觀察到以圓周形狀分佈的多個斑點，並且在
對第一區域進行其電子束徑為300nmΦ以上的利用穿透式電子顯微鏡的選區電子繞射分析時有時會觀察到光暈圖樣。
另外，在上述半導體裝置中，第二區域的膜密度較佳為比第一區域的膜密度高。
另外，在上述半導體裝置中，較佳為在第二區域中形成通道。
根據本發明的一實施方式，可以提供高可靠性半導體裝置。
102‧‧‧絕緣層
104‧‧‧氧化物半導體層
104a‧‧‧區域
104b‧‧‧區域
106‧‧‧絕緣層
114‧‧‧氧化物半導體層
114a‧‧‧區域
114b‧‧‧區域
124‧‧‧氧化物半導體層
124a‧‧‧區域
124b‧‧‧區域
124c‧‧‧區域
250‧‧‧記憶單元
251‧‧‧記憶單元陣列
251a‧‧‧記憶單元陣列
251b‧‧‧記憶單元陣列
253‧‧‧週邊電路
254‧‧‧電容元件
260‧‧‧電晶體
262‧‧‧電晶體
264‧‧‧電容元件
300‧‧‧電晶體
301‧‧‧基板
302‧‧‧閘極電極層
303‧‧‧絕緣層
304‧‧‧氧化物半導體層
304a‧‧‧氧化物半導體層
304b‧‧‧氧化物半導體層
305a‧‧‧源極電極層
305b‧‧‧汲極電極層
306‧‧‧絕緣層
307‧‧‧絕緣層
310‧‧‧電晶體
314‧‧‧氧化物半導體層
314a‧‧‧氧化物半導體層
314b‧‧‧氧化物半導體層
316a‧‧‧源極電極層
316b‧‧‧汲極電極層
320‧‧‧電晶體
324‧‧‧氧化物半導體層
324a‧‧‧氧化物半導體層
324b‧‧‧氧化物半導體層
324c‧‧‧氧化物半導體層
350‧‧‧電晶體
351‧‧‧絕緣層
352‧‧‧絕緣層
360‧‧‧電晶體
364‧‧‧氧化物半導體層
364a‧‧‧氧化物半導體層
364b‧‧‧氧化物半導體層
364c‧‧‧氧化物半導體層
370‧‧‧電晶體
402‧‧‧絕緣層
404‧‧‧氧化物半導體層
404a‧‧‧氧化物半導體層
404b‧‧‧氧化物半導體層
404c‧‧‧氧化物半導體層
410‧‧‧絕緣層
500‧‧‧基板
501‧‧‧像素部
502‧‧‧掃描線驅動電路
503‧‧‧掃描線驅動電路
504‧‧‧信號線驅動電路
510‧‧‧電容佈線
512‧‧‧閘極佈線
513‧‧‧閘極佈線
514‧‧‧汲極電極層
516‧‧‧電晶體
517‧‧‧電晶體
518‧‧‧液晶元件
519‧‧‧液晶元件
520‧‧‧像素
521‧‧‧開關用電晶體
522‧‧‧驅動用電晶體
523‧‧‧電容元件
524‧‧‧發光元件
525‧‧‧信號線
526‧‧‧掃描線
527‧‧‧電源線
528‧‧‧共用電極
801‧‧‧電晶體
802‧‧‧電晶體
803‧‧‧電晶體
804‧‧‧電晶體
811‧‧‧電晶體
812‧‧‧電晶體
813‧‧‧電晶體
814‧‧‧電晶體
901‧‧‧RF電路
902‧‧‧類比基帶電路
903‧‧‧數位基帶電路
904‧‧‧電池
905‧‧‧電源電路
906‧‧‧應用處理器
907‧‧‧CPU
908‧‧‧DSP
910‧‧‧快閃記憶體
911‧‧‧顯示控制器
912‧‧‧記憶體電路
913‧‧‧顯示器
914‧‧‧顯示部
915‧‧‧源極驅動器
916‧‧‧閘極驅動器
917‧‧‧聲頻電路
918‧‧‧鍵盤
919‧‧‧觸控感應器
1000‧‧‧濺射靶材
1001‧‧‧離子
1002‧‧‧濺射粒子
1003‧‧‧沉積表面
1021‧‧‧主體
1022‧‧‧固定部
1023‧‧‧顯示部
1024‧‧‧操作按鈕
1025‧‧‧外部記憶體插槽
1030‧‧‧外殼
1031‧‧‧外殼
1032‧‧‧顯示面板
1033‧‧‧揚聲器
1034‧‧‧麥克風
1035‧‧‧操作鍵
1036‧‧‧指向器
1037‧‧‧拍攝裝置用透鏡
1038‧‧‧外部連接端子
1040‧‧‧太陽能電池
1041‧‧‧外部記憶體插槽
1050‧‧‧電視機
1051‧‧‧外殼
1052‧‧‧儲存介質再現錄影部
1053‧‧‧顯示部
1054‧‧‧外部連接端子
1055‧‧‧支架
1056‧‧‧外部記憶體
1101‧‧‧主體
1102‧‧‧外殼
1103a‧‧‧顯示部
1103b‧‧‧顯示部
1104‧‧‧鍵盤按鈕
在圖式中：圖1A至1C是示出包括在本發明的一實施方式的半導體裝置中的疊層結構的一個例子的示意圖；圖2A和2B是示出濺射粒子從濺射靶材剝離的情況的示意圖；圖3A、3B1、3B2以及3C是說明使用AC電源進行濺射時的放電狀態的圖；圖4是示出在基板被加熱時濺射粒子到達沉積表面的情況的示意圖；圖5是示出在室溫下沉積時濺射粒子到達沉積表面的情況的示意圖；圖6A和6B是說明根據本發明的一實施方式的氧化
物半導體的結晶結構的圖；圖7A和7B是示出濺射靶材的製造方法的一個例子的流程圖；圖8A和8B分別是示出包括在本發明的一實施方式的半導體裝置中的疊層結構的一個例子的示意圖和示出其能帶結構的圖；圖9A至9C是說明根據實施方式的電晶體的結構例子的圖；圖10A至10D是說明根據實施方式的電晶體的製造方法例子的圖；圖11A和11B是說明根據實施方式的電晶體的結構例子的圖；圖12A和12B是本發明的一實施方式的半導體裝置的電路圖；圖13A至13C是本發明的一實施方式的半導體裝置的電路圖及概念圖；圖14A至14C是說明根據實施方式的顯示面板的結構的圖；圖15是說明根據實施方式的電子裝置的方塊圖的圖；圖16A至16D是說明根據實施方式的電子裝置的外觀圖的圖；圖17A至17D是示出奈米晶氧化物半導體層的剖面TEM影像及奈米電子束繞射圖樣的圖；
圖18A和18B是示出奈米晶氧化物半導體層的平面TEM影像及選區電子繞射圖樣的圖；圖19A至19C是電子線繞射強度的分佈的概念圖；圖20是示出石英玻璃基板的奈米電子束繞射圖樣的圖；圖21是示出奈米晶氧化物半導體層的奈米電子束繞射圖樣的圖；圖22A和22B是示出奈米晶氧化物半導體層的剖面TEM影像的圖；圖23是示出奈米晶氧化物半導體層的X射線繞射分析結果的圖；圖24是示出用於計算的氧化物半導體層的結晶結構的圖；圖25A至25D是示出氫添加給結晶狀態帶來的影響的計算結果；圖26是根據徑向分佈函數的計算結果；圖27A至27C是示出氧化物半導體層的奈米電子束繞射圖樣的圖；圖28是示出氧化物半導體層的CPM測定結果的圖；圖29A和29B是示出氧化物半導體層的CPM測定結果的圖。
以下，參照圖式對本發明的實施方式進行詳
細說明。注意，本發明不侷限於以下說明，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容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侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。
在本說明書所說明的各圖式中，各結構的大小、膜的厚度或區域為容易理解而有時被誇大。因此，本發明並不一定限定於該尺寸。
在本說明書等中，為了方便起見，附加了第一、第二等序數詞，而其並不表示製程順序或疊層順序等。另外，其在本說明書等中不表示用來特定發明的事項的固有名稱。
在本說明書等中，“平行”是指兩條直線形成的角度為-10°以上且10°以下，因此也包括角度為-5°以上且5°以下的情況。另外，“垂直”是指兩條直線形成的角度為80°以上且100°以下，因此也包括角度為85°以上且95°以下的情況。
在本說明書等中，在結晶為三方晶系或菱方晶系時，將其表示為六方晶系。
在本實施方式中，參照圖1A至1C說明包括在本發明的一實施方式的半導體裝置中的氧化物半導體層。
圖1A是示出包括在本發明的一實施方式的半導體裝置中的疊層結構的一個例子的示意圖。本發明的一實施方式的半導體裝置具有接觸於絕緣層102上的氧化物半導體層104。
氧化物半導體層104具有第一區域104a和隔著第一區域104a與絕緣層102重疊的第二區域104b。
在氧化物半導體層104中，第一區域104a和第二區域104b都是具有結晶性的區域，並分別具有不同的結晶性。更明確地說，第二區域104b具有比第一區域104a高的結晶性。
作為結晶氧化物半導體，例如，可以舉出單晶氧化物半導體、CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor：c軸配向結晶氧化物半導體)、包含多晶的氧化物半導體(以下稱為多晶氧化物半導體)、包含微晶(也稱為奈米晶)的氧化物半導體(以下稱為奈米晶氧化物半導體)。
在本實施方式的氧化物半導體層104中，第一區域104a較佳為包含其尺寸例如為1nm以上10nm以下的結晶(奈米晶(nc：nano crystal))。
與非晶氧化物半導體膜相比，奈米晶氧化物半導體膜為膜密度高且緻密的膜。因此，與非晶氧化物半導體膜相比，包含奈米晶的氧化物半導體層104的第一區域104a為缺陷態密度低的區域。
在本說明書中，非晶氧化物半導體膜是指在膜中原子排列無序且不含有結晶成分的氧化物半導體膜。典型的是在微小區域中也不含有結晶部而作為整個膜具有完全非晶結構的氧化物半導體膜。
第二區域104b較佳為具有其c軸配向為平行於被形成面的法線向量或氧化物半導體層104表面的法線向量的結晶部。這種氧化物半導體膜的一個例子是CAAC-OS膜。
CAAC-OS膜是包含多個結晶部的氧化物半導體膜之一，大部分的結晶部的尺寸為能夠被容納於一邊短於100nm的立方體內的尺寸。因此，有時包括在CAAC-OS膜中的結晶部的尺寸為能夠被容納於一邊短於10nm、短於5nm或短於3nm的立方體內的尺寸。另外，在CAAC-OS膜的穿透式電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)影像中，觀察不到結晶部與結晶部之間的明確的邊界，即晶界(grain boundary)。因此，在CAAC-OS膜中，不容易發生起因於晶界的電子移動率的降低。
根據從大致平行於樣本面的方向觀察的CAAC-OS膜的TEM影像(剖面TEM影像)可知在結晶部中金屬原子排列為層狀。各金屬原子層具有反映著被形成CAAC-OS膜的面(也稱為被形成面)或CAAC-OS膜的頂面的凸凹的形狀並以平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方式排列。
另一方面，根據從大致垂直於樣本面的方向觀察的CAAC-OS膜的TEM影像(平面TEM影像)可知在結晶部中金屬原子排列為三角形狀或六角形狀。但是，在不同的結晶部之間金屬原子的排列沒有規律性。
由剖面TEM影像及平面TEM影像可知，CAAC-OS膜的結晶部具有配向性。
使用X射線繞射(XRD：X-Ray Diffraction)裝置對CAAC-OS膜進行結構分析。例如，當利用out-of-plane法分析包括InGaZnO4的結晶的CAAC-OS膜時，在繞射角(2θ)為31°附近時常出現峰值。由於該峰值來源於InGaZnO4結晶的(009)面，由此可知CAAC-OS膜中的結晶具有c軸配向性，並且c軸朝向大致垂直於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方向。
另一方面，當利用從大致垂直於c軸的方向使X線入射到樣本的in-plane法分析CAAC-OS膜時，在2θ為56°附近時常出現峰值。該峰值來源於InGaZnO4結晶的(110)面。在此，將2θ固定為56°附近並在以樣本面的法線向量為軸(Φ軸)旋轉樣本的條件下進行分析(Φ掃描)。當該樣本是InGaZnO4的單晶氧化物半導體膜時，出現六個峰值。該六個峰值來源於相等於(110)面的結晶面。另一方面，當該樣本是CAAC-OS膜時，即使在將2θ固定為56°附近的狀態下進行Φ掃描也不能觀察到明確的峰值。
由上述結果可知，在具有c軸配向的CAAC-
OS膜中，雖然a軸及b軸的方向在結晶部之間不同，但是c軸都朝向平行於被形成面或頂面的法線向量的方向。因此，在上述剖面TEM影像中觀察到的排列為層狀的各金屬原子層相當於與結晶的ab面平行的面。
注意，結晶部在形成CAAC-OS膜或進行加熱處理等晶化處理時形成。如上所述，結晶的c軸朝向平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量的方向。由此，例如，當CAAC-OS膜的形狀因蝕刻等而發生改變時，結晶的c軸不一定平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量。
此外，CAAC-OS膜中的晶化度不一定均勻。例如，當CAAC-OS膜的結晶部是由CAAC-OS膜的頂面近旁的結晶成長而形成時，有時頂面附近的晶化度高於被形成面附近的晶化度。另外，當對CAAC-OS膜添加雜質時，被添加了雜質的區域的晶化度改變，所以有時CAAC-OS膜中的晶化度根據區域而不同。
注意，當利用out-of-plane法分析包括InGaZnO4結晶的CAAC-OS膜時，除了在2θ為31°附近的峰值之外，有時還在2θ為36°附近觀察到峰值。2θ為36°附近的峰值意味著CAAC-OS膜的一部分中含有不具有c軸配向的結晶。較佳的是，在CAAC-OS膜中在2θ為31°附近時出現峰值而在2θ為36°附近時不出現峰值。
與奈米晶氧化物半導體膜相比，CAAC-OS膜為膜密度更高且更緻密的膜。因此，與包含奈米晶的第一
區域104a相比，包含CAAC-OS的氧化物半導體層104的第二區域104b為缺陷態密度更低的區域。
本實施方式所示的氧化物半導體層104包括：作為缺陷態密度低的氧化物半導體的包含奈米晶的第一區域104a；以及作為缺陷態密度比奈米晶氧化物半導體更低的氧化物半導體的包含CAAC-OS的第二區域104b。
在使用氧化物半導體層的半導體裝置中，為提高可靠性而需要降低用作通道的氧化物半導體層及其介面的缺陷態密度。尤其是，使用氧化物半導體層的電晶體的臨界電壓的負向漂移起因於用作通道的氧化物半導體層及其介面的氧缺損的缺陷能階。
於是，如本實施方式所示，藉由將包含低缺陷態密度區的氧化物半導體層104用於電晶體，可以降低該電晶體的由可見光或紫外光照射導致的電特性變動。因此，可以提高該電晶體的可靠性。
另外，在將氧化物半導體層104用於電晶體的情況下，較佳為將缺陷態密度更低的包含CAAC-OS的第二區域104b用於電晶體的主要電流路徑(通道)。在將第二區域104b用作電晶體的主要電流路徑的情況下，藉由將第一區域104a形成在絕緣層102與第二區域104b之間的介面，可以發揮抑制在通道與絕緣層102之間的介面形成缺陷能階的效果。
另外，在將第二區域104b用作氧化物半導體
層104中的主要電流路徑的情況下，也可能會有一定量的電流流過第一區域104a。在本實施方式所示的氧化物半導體層104中，因為還在第一區域104a中含有缺陷態密度低的奈米晶氧化物半導體，所以與在第一區域104a中含有非晶氧化物半導體的情況相比可以提高可靠性。
注意，包括在本發明的一實施方式的半導體裝置中的疊層結構不侷限於圖1A的結構。例如，如圖1B所示，也可以採用在氧化物半導體層114上形成有絕緣層106的結構。
在圖1B中，位於絕緣層106的下層的氧化物半導體層114在包含CAAC-OS的第二區域114b上形成有包含奈米晶的第一區域114a。換言之，在圖1B中，與圖1A同樣，氧化物半導體層114具有第一區域114a和隔著第一區域114a與絕緣層106重疊的第二區域114b。
或者，如圖1C所示，在具有絕緣層102上的氧化物半導體層124和氧化物半導體層124上的絕緣層106的情況下，氧化物半導體層124也可以採用如下疊層結構：包含奈米晶的第一區域124a；隔著第一區域124a與絕緣層102重疊且包含CAAC-OS的第二區域124b；以及位於第二區域124b與絕緣層106之間且包含奈米晶的第三區域124c。
與圖1A同樣，圖1B所示的氧化物半導體層114及圖1C所示的氧化物半導體層124為具有包含奈米晶的區域及包含CAAC-OS的區域且缺陷態密度低的氧化
物半導體層。由此，藉由將該氧化物半導體層用於電晶體，得到降低電特性變動的高可靠性電晶體。
另外，與圖1A同樣，在圖1B所示的疊層結構中，在包含CAAC-OS的第二區域114b與絕緣層106之間設置有包含奈米晶的第一區域114a；在圖1C所示的疊層結構中，在包含CAAC-OS的第二區域124b與絕緣層102之間設置有包含奈米晶的第一區域124a，且在包含CAAC-OS的第二區域124b與絕緣層106之間設置有包含奈米晶的第三區域124c。藉由採用這種結構，可以抑制在將包含氧化物半導體層114的電晶體中的第二區域114b用作通道時接觸於氧化物半導體層114的絕緣層106與通道直接接觸；或者，可以抑制在將包含氧化物半導體層124的電晶體中的第二區域124b用作通道時接觸於氧化物半導體層124的絕緣層102或絕緣層106與通道直接接觸。由此，可以防止在通道的介面形成缺陷能階。因此，可以提高電晶體的可靠性。
注意，圖1A至1C所示的氧化物半導體層104、114以及124也可以包含單晶區域或非晶區域。
例如，在圖1A中，氧化物半導體層104也可以在第二區域104b上含有非晶區域。或者，在圖1B中，氧化物半導體層114也可以在第二區域114b下含有非晶區域。
另外，作為包含在圖1A所示的氧化物半導體層104中的第一區域104a和第二區域104b，既可以單層
膜包含結晶性不同的區域，又可以多層膜層疊結晶性不同的膜。就是說，在本說明書等中，如果沒有特別注意，“區域”和“層”這些詞可以互換使用。例如，氧化物半導體層104也可以採用包含奈米晶的第一氧化物半導體層和包含CAAC-OS的第二氧化物半導體層的疊層結構。
在氧化物半導體層104採用包含奈米晶的第一氧化物半導體層和包含CAAC-OS的第二氧化物半導體層的疊層結構的情況下，構成第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層的金屬元素既可為同一又可為不同。在它們包含同一金屬元素時，其組成既可為同一又可為不同。氧化物半導體層114及氧化物半導體層124也與此同樣。
本實施方式所示的氧化物半導體層在用作主要電流路徑的包含CAAC-OS的區域與絕緣層之間的介面形成有包含奈米晶的區域。因此，可以提高包含該氧化物半導體層的電晶體的可靠性。
注意，本實施方式所示的氧化物半導體層例如可以構成為電晶體的活化層，但是本發明的實施方式不侷限於此。本實施方式所示的氧化物半導體層可以構成為各種元件的一部分。例如，本實施方式所示的氧化物半導體層可以構成為電阻元件的一部分，而可以使用該電阻元件構成保護電路。另外，本實施方式所示的氧化物半導體層可以構成為電容元件的電極的一部分，該電容元件既可構成為像素中的儲存電容又可構成驅動電路中的電容元件。在本實施方式所示的氧化物半導體層構成為電晶體、
電容元件以及電阻元件的情況下，包括在這些元件中的氧化物半導體層可以同時形成。在此情況下，可以減少製程個數，因此是較佳的。在本實施方式所示的氧化物半導體層構成為電容元件或電阻元件的情況下，為了降低電阻值而可以將氫等引入到膜中。為此，可以將氮化矽膜等含氫膜設置為接觸本實施方式所示的氧化物半導體層，來降低本實施方式所示的氧化物半導體層的電阻值。
本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所示的結構、方法等適當地組合而使用。
在本實施方式中，參照圖2A至6B說明包含在實施方式1所示的氧化物半導體層中的結晶部的沉積模式。注意，以下說明的沉積模式只是一個考察而已，從而本發明的實施方式不侷限於以下模式。
藉由作為離子1001使用氧的陽離子，可以減輕沉積時的電漿損傷。因此，可以抑制離子1001碰撞到濺射靶材1000的表面時的濺射靶材1000的結晶性的下降或濺射靶材1000的非晶化。
較佳為使剝離了的濺射粒子1002帶正電。注意，對濺射粒子1002帶正電的時機沒有特別的限制。明確而言，有時濺射粒子1002因暴露於電漿而帶正電。或者，有時當離子1001碰撞時濺射粒子1002接受電荷而帶正電。或者，有時在作為氧的陽離子的離子1001與濺射粒子1002的側面、上表面或者下表面鍵合的情況下濺射粒子1002帶正電。
濺射粒子1002在多角形面的角部具有正電荷。由於多角形面的角部具有正電荷，所以正電荷互相排斥而可以保持平板形狀。
為了使濺射粒子1002的多角形面的角部具有正電荷，較佳為使用直流(DC)電源。另外，也可以使用高頻(RF)電源、交流(AC)電源。但是，RF電源難以應用於能夠在大面積的基板上進行沉積的濺射裝置。另外，從以下所示的觀點來看，DC電源比AC電源更合
適。
當使用AC電源時，相鄰的靶材交替地具有陰極電位和陽極電位。在圖3A所示的期間A中，如圖3B1所示那樣靶材1用作陰極，並且靶材2用作陽極。另外，在圖3A所示的期間B中，如圖3B2所示那樣靶材1用作陽極，並且靶材2用作陰極。期間A和期間B的總和時間為20μ秒至50μ秒，週期性地反復期間A和期間B。
在濺射粒子1002帶正電的情況下，濺射粒子中的正電荷互相排斥而可以保持平板形狀。注意，在使用AC電源的情況下，由於產生暫態不施加電場的時間，所以有時濺射粒子1002失去電荷而導致濺射粒子的結構的破壞(參照圖3C)。因此，DC電源比AC電源更合適。
以下，參照圖4對濺射粒子沉積到沉積表面上的情況進行說明。圖4示出在加熱基板的同時沉積的情況。
如圖4所示，在加熱基板的情況下，在沉積表面1003上濺射粒子1002移動到沒有沉積其他濺射粒子1002的區域而發生遷移，從而，濺射粒子1002與已經沉積的粒子的側面鍵合。如此，濺射粒子1002以平板面朝上的方式鋪到沉積表面1003上。沉積的濺射粒子1002的c軸在垂直於沉積表面1003的方向上一致，由此形成CAAC-OS膜。另外，藉由沉積得到的氧化物膜成為具有均勻的厚度以及一致的結晶定向的氧化物半導體層。
藉由該機制得到的CAAC-OS膜即使在非晶表面、非晶絕緣表面、非晶氧化物膜表面等上也具有高結晶性。
圖5示出在不加熱基板的狀態下進行沉積時濺射粒子沉積到沉積表面上的情況。
如圖5所示，在不加熱基板的情況下(例如，在基板溫度為室溫±50℃，較佳為室溫±10℃的情況下)，濺射粒子1002不規則地沉積到沉積表面1003上。因此，濺射粒子1002不規則地沉積到包括已經沉積其他濺射粒子1002的區域的區域上。換言之，藉由沉積該濺射粒子而得到的氧化物半導體層沒有均勻的厚度以及一致的結晶定向。在像這樣得到的氧化物半導體層中，由於平板狀濺射粒子1002保持一定的結晶性，所以成為具有結晶部的氧化物半導體層。
如上所述那樣，濺射粒子1002的平行於a-b面的面的直徑例如大約為1nm以上30nm以下，或者，1nm以上10nm以下，且包含在所形成的氧化物半導體層中的結晶部有時會比濺射粒子1002小。例如，有時會成為具有10nm以下或5nm以下的結晶部的奈米晶氧化物半導體層。
奈米晶氧化物半導體層在宏觀上與原子排列無序的膜相同。因此，在進行測量範圍寬(例如，其電子
束徑比濺射粒子1002大)的X射線繞射(XRD：X-ray diffraction)分析時，有時會觀察不到顯示配向的峰值。另外，在進行其電子束徑比濺射粒子1002大的電子繞射分析而獲取的電子繞射圖樣中，有時會觀察到光暈圖樣。在此情況下，例如，在利用其電子束徑比濺射粒子1002小得多的電子線測定奈米晶氧化物半導體層而獲取的奈米電子束繞射圖樣中，觀察到斑點(亮點)。
另外，沉積表面1003較佳為具有絕緣表面。當沉積表面1003具有絕緣表面時，沉積到沉積表面1003上的濺射粒子1002不容易失去正電荷。注意，濺射粒子1002的沉積速度比正電荷的消失慢的情況下，沉積表面1003可以具有導電性。另外，沉積表面1003較佳為具有非晶表面、非晶絕緣表面。
圖6A示出從平行於結晶的a-b面的方向看時的In-Ga-Zn氧化物的結晶結構。另外，圖6B示出在進行濺射時離子碰撞之後的結晶結構。
例如，包含在In-Ga-Zn氧化物中的結晶在圖6B所示的含有鎵原子和/或鋅原子及氧原子的層與含有鎵原子和/或鋅原子及氧原子的層之間劈開。這是因為在該層中具有負電荷的氧原子之間的距離近。如此，劈開面平行於a-b面。
換言之，當離子碰撞到包含In-Ga-Zn氧化物的晶粒的濺射靶材的表面時，包含在In-Ga-Zn氧化物中的結晶沿著平行於結晶的a-b面的面劈開，於是具有平行
於a-b面的上表面及下表面的平板狀濺射粒子剝離。
另外，在圖6A和6B所示的In-Ga-Zn氧化物的結晶中在從垂直於a-b面的方向看時金屬原子排列為正三角形或者正六角形，所以上述平板狀晶粒容易成為具有內角為120°的正六角形面的六角柱狀。
圖7A和圖7B示出上述濺射靶材的製造方法。
如圖7A所示，製造成為濺射靶材的含有多個金屬元素的氧化物粉末。首先，在製程S101中，稱量氧化物粉末。
在此，說明作為含有多個金屬元素的氧化物粉末製造含有In、M以及Zn的氧化物粉末(也稱為In-M-Zn氧化物粉末)的情況。明確而言，作為原料準備InOX氧化物粉末、MOY氧化物粉末、以及ZnOZ氧化物粉末。注意，X、Y及Z為任意正數，例如可以將X設定為1.5，將Y設定為1.5，將Z設定為1。當然，上述氧化物粉末為一個例子，可以適當地選擇氧化物粉末的種類，以獲得所希望的組成。另外，M為Ga、Sn、Hf、Al、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或者Lu。本實施方式示出使用三種氧化物粉末的例子，但是不侷限於此。例如，本實施方式也可以應用於使用四種以上的氧化物粉末的情況或使用一種或兩種氧化物粉末
的情況。
接著，將InOX氧化物粉末、MOY氧化物粉末及ZnOZ氧化物粉末以規定的莫耳數比混合。
InOX氧化物粉末、MOY氧化物粉末和ZnOZ氧化物粉末的規定的莫耳數比例如為2：2：1、8：4：3、3：1：1、1：1：1、4：2：3、1：1：2、3：1：4或者3：1：2。藉由採用上述莫耳數比，在後面容易得到包含結晶性高的多晶氧化物的濺射靶材。
接著，在製程S102中，藉由對以規定的莫耳數比混合的InOX氧化物粉末、MOY氧化物粉末以及ZnOZ氧化物粉末進行第一焙燒來得到In-M-Zn氧化物。
第一焙燒在惰性氛圍、氧化氛圍或減壓氛圍下進行，將溫度設定為400℃以上且1700℃以下，較佳為900℃以上且1500℃以下。將第一焙燒的時間例如設定為3分鐘以上24小時以下，較佳為30分鐘以上17小時以下，更佳為30分鐘以上5小時以下。藉由在上述條件下進行第一焙燒，可以抑制主要反應以外的不需要的反應而降低In-M-Zn氧化物粉末中的雜質濃度。由此可以提高In-M-Zn氧化物粉末的結晶性。
另外，也可以改變溫度和/或氛圍進行多次第一焙燒。例如，可以在第一氛圍下以第一溫度保持In-M-Zn氧化物粉末後，在第二氛圍下以第二溫度保持該In-M-Zn氧化物粉末。明確地說，較佳為採用惰性氛圍或減壓氛圍作為第一氛圍，採用氧化氛圍作為第二氛圍。這是由
於在第一氛圍下降低含有在In-M-Zn氧化物中的雜質時有時In-M-Zn氧化物中產生氧缺損的緣故。為此，較佳為在第二氛圍下降低In-M-Zn氧化物中的氧缺損。藉由降低In-M-Zn氧化物中的雜質濃度並減小氧缺損，可以提高In-M-Zn氧化物粉末的結晶性。
接著，在製程S103中，藉由粉粹In-M-Zn氧化物得到In-M-Zn氧化物粉末。
在In-M-Zn氧化物中，平行於a-b面的面的表面結構的比例高。因此，所得到的In-M-Zn氧化物粉末包含很多具有平行於a-b面的上表面及下表面的平板狀晶粒。另外，在很多情況下，由於In-M-Zn氧化物的結晶為六方晶系或三方晶系(菱方晶系)，因此上述平板狀晶粒為具有120°的內角且大致為正六角形的面的六角柱狀。
接著，在製程S104中，確認所得到的In-M-Zn氧化物粉末的粒徑。在此，確認In-M-Zn氧化物粉末的平均粒徑是否為3μm以下，較佳為2.5μm以下，更佳為2μm以下。另外，也可以省略製程S104而使用粒徑過濾片(grain size filter)僅將其粒徑為3μm以下，較佳為2.5μm以下，更佳為2μm以下的In-M-Zn氧化物粉末挑出來。藉由將其粒徑為3μm以下，較佳為2.5μm以下，更佳為2μm以下的In-M-Zn氧化物粉末挑出來，可以確保使In-M-Zn氧化物粉末的平均粒徑為3μm以下，較佳為2.5μm以下，更佳為2μm以下。
在製程S104中，在In-M-Zn氧化物粉末的平
均粒徑超過規定的值的情況下，回到製程S103而再次粉粹In-M-Zn氧化物粉末。
藉由上述步驟，可以得到平均粒徑為3μm以下，較佳為2.5μm以下，更佳為2μm以下的In-M-Zn氧化物粉末。藉由得到平均粒徑為3μm以下，較佳為2.5μm以下，更佳為2μm以下的In-M-Zn氧化物粉末，可以使在後面製造的濺射靶材中的晶粒的粒徑小。
接著，如圖7B所示，使用利用圖7A所示的流程圖得到的In-M-Zn氧化物粉末製造濺射靶材。
在製程S111中，將In-M-Zn氧化物粉末攤鋪到模子進行成形。在此，成形是指將粉末等以均勻的厚度攤鋪到模子。明確而言，可以藉由將In-M-Zn氧化物粉末導入模子並從外部施加振動來進行成形。或者，也可以將In-M-Zn氧化物粉末導入模子並利用輥等以成為均勻厚度的方式進行成形。另外，在製程S111中，也可以使在In-M-Zn氧化物粉末中混合水、分散劑及黏結劑而成的漿料成形。在該情況下，將漿料注入到模子上之後，對模子從其底面進行吸引而進行成形。然後，對進行吸引之後的成形體進行乾燥處理。較佳為採用自然乾燥處理，因為藉由自然乾燥成形體不易裂開。然後，以300℃以上且700℃以下的溫度進行加熱處理去除自然乾燥沒能去除掉的殘留水分等。
藉由將含有很多具有平行於a-b面的上表面及下表面的平板狀晶粒的In-M-Zn氧化物粉末攤鋪到模子進
行成形，可以使晶粒以平行於a-b面的面朝上的方式排列。因此，藉由攤鋪獲得的In-M-Zn氧化物粉末進行成形，可以增加平行於a-b面的面的表面結構的比例。另外，模子可以使用上表面形狀為矩形或圓形的金屬製品或氧化物製品。
接著，在製程S112中，對In-M-Zn氧化物粉末進行第二焙燒處理。然後，在製程S113中，對被進行了第二焙燒的In-M-Zn氧化物粉末進行第一加壓處理來得到板狀In-M-Zn氧化物。第二焙燒可以使用與第一焙燒同樣的條件及方法進行。藉由進行第二焙燒可以提高In-M-Zn氧化物的結晶性。
另外，第一加壓處理只要能對In-M-Zn氧化物粉末進行壓固即可，例如，可以使用由與模子同種材料構成的秤錘等進行第一加壓處理。或者，也可以使用壓縮空氣等利用高壓進行壓固。另外，還可以利用已知的各種技術進行第一加壓處理。此外，還可以同時進行第一加壓處理和第二焙燒。
還可以在第一加壓處理後進行平坦化處理。平坦化處理可以使用化學機械拋光(CMP：Chemical Mechanical Polishing)處理等。
像這樣獲得的板狀In-M-Zn氧化物為結晶性高的多晶氧化物。
接著，在製程S114中，確認得到的板狀In-M-Zn氧化物的厚度。當板狀In-M-Zn氧化物比所希望的
厚度薄時，回到製程S111在板狀In-M-Zn氧化物上攤鋪In-M-Zn氧化物粉末進行成形。當板狀In-M-Zn氧化物具有所希望的厚度時，以該板狀In-M-Zn氧化物為濺射靶材。以下，對板狀In-M-Zn氧化物比所希望的厚度薄時的製程進行說明。
接著，在製程S112中，對板狀In-M-Zn氧化物及該板狀In-M-Zn氧化物上的In-M-Zn氧化物粉末進行第三焙燒處理。然後，在製程S113中，藉由對被進行了第三焙燒的In-M-Zn氧化物及板狀In-M-Zn氧化物上的In-M-Zn氧化物粉末進行第二加壓處理，得到其厚度增加了In-M-Zn氧化物粉末厚度的板狀In-M-Zn氧化物。加厚的板狀In-M-Zn氧化物以板狀In-M-Zn氧化物為晶種進行晶體生長而得到，所以可以得到結晶性高的多晶氧化物。
另外，第三焙燒可以使用與第二焙燒同樣的條件及方法進行。另外，第二加壓處理可以使用與第一加壓處理同樣的條件及方法進行。還可以同時進行第二加壓處理和第三焙燒。
在製程S114中，再次確認得到的板狀In-M-Zn氧化物的厚度。
藉由上述製程，可以在提高結晶的配向性的同時逐漸地加厚板狀In-M-Zn氧化物。
藉由重複進行n次(n為自然數)加厚該板狀In-M-Zn氧化物的製程，可以形成具有所希望的厚度(t)，例如為2mm以上且20mm以下，較佳為3mm以上
且20mm以下的板狀In-M-Zn氧化物。以該板狀In-M-Zn氧化物為濺射靶材。
然後，還可以進行平坦化處理。
另外，也可以對得到的濺射靶材進行第四焙燒。第四焙燒可以使用與第一焙燒同樣的條件及方法進行。藉由進行第四焙燒，可以得到包含結晶性更高的多晶氧化物的濺射靶材。
藉由上述步驟，可以製造如下濺射靶材，該濺射靶材包含具有平行於a-b面的劈開面且具有多個晶粒的多晶氧化物，該多個晶粒的平均粒徑小。
此外，藉由上述步驟形成的濺射靶材可以具有高密度。當濺射靶材的密度高時，形成的膜的密度也得到提高。明確地說，可以使濺射靶材的相對密度為90%以上、95%以上或者99%以上。
本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所示的結構、方法等適當地組合而使用。
在本實施方式中，參照圖8A和8B說明包括在本發明的一實施方式的半導體裝置中的疊層結構的其他例子。明確地說，在本實施方式中示出如下情況作為例子：在實施方式1所示的氧化物半導體層中層疊有包含奈米晶的第一氧化物半導體層、包含CAAC-OS的第二氧化物半導體層以及包含奈米晶的第三氧化物半導體層。
圖8A是位於絕緣層之間的氧化物半導體層的剖面圖，而圖8B是示出沿圖8A中的X1-Y1的能帶結構的圖。
本實施方式的疊層結構如下：絕緣層402與絕緣層410之間的氧化物半導體層404，該氧化物半導體層404包括第一氧化物半導體層404a、第二氧化物半導體層404b以及第三氧化物半導體層404c。
作為包括在氧化物半導體層404中的第二氧化物半導體層404b，使用包含CAAC-OS的氧化物半導體層。另外，作為第二氧化物半導體層404b，使用其電子親和力比第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c大的氧化物半導體層。例如，作為第二氧化物半導體層404b，使用其電子親和力比第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c大0.07eV以上1.3eV以下，較佳為大0.1eV以上0.7eV以下，更佳為大0.15eV以上0.4eV以下的氧化物半導體層。
電子親和力是指真空能階與導帶底的能量之間的差值。在圖8B中，將第一氧化物半導體層404a的導帶底的能量、第二氧化物半導體層404b的導帶底的能量以及第三氧化物半導體層404c的導帶底的能量分別稱為Ec1、Ec2以及Ec3。另外，將第一氧化物半導體層404a的價帶頂的能量、第二氧化物半導體層404b的價帶頂的能量以及第三氧化物半導體層404c的價帶頂的能量分別稱為Ev1、Ev2以及Ev3。
另外，包括在氧化物半導體層404中的第一氧化物半導體層404a和第三氧化物半導體層404c中的至少一個使用包含奈米晶的氧化物半導體層。在本實施方式中，第一氧化物半導體層404a和第三氧化物半導體層404c都使用包含奈米晶的氧化物半導體層。
另外，作為第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c，使用其能帶間隙比第二氧化物半導體層404b的能帶間隙Eg2大的氧化物半導體層。例如，第一氧化物半導體層404a的能帶間隙Eg1及第三氧化物半導體層404c的能帶間隙Eg3為2.7eV以上4.9eV以下，較佳為3eV以上4.7eV以下，更佳為3.2eV以上4.4eV以下。注意，第二氧化物半導體層404b的能帶間隙Eg2比Eg1及Eg3小，例如為2.5eV以上4.2eV以下，較佳為2.8eV以上3.8eV以下，更佳為3eV以上3.5eV以下。
在這種結構中，在對閘極電極層施加電場時，氧化物半導體層404中的導帶底能量最小的第二氧化物半導體層404b成為主要電流路徑。就是說，藉由在第二氧化物半導體層404b與絕緣層402之間形成第一氧化物半導體層404a且及在第二氧化物半導體層404b與絕緣層410之間形成第三氧化物半導體層404c，可以採用電晶體的通道不接觸於閘極絕緣層的結構。
第二氧化物半導體層404b為與第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c相比膜密度高且
缺陷態密度低的氧化物半導體層。因此，藉由在第二氧化物半導體層404b中形成通道，可以抑制起因於缺陷能階的電特性變動，而可以得到高可靠性電晶體。
另外，第二氧化物半導體層404b使用載子密度低的氧化物半導體層。例如，第二氧化物半導體層404b使用載子密度為1×1017個/cm3以下，較佳為1×1015個/cm3以下，更佳為1×1013個/cm3以下，進一步佳為1×1011個/cm3以下的氧化物半導體層。
第二氧化物半導體層404b為至少包含銦的氧化物半導體層。第二氧化物半導體層404b至少包含銦而載子移動率(電子移動率)變高，所以是較佳的。較佳的是，除了銦以外，還包含元素M(鋁、鎵、釔、鋯或錫)。
第一氧化物半導體層404a包含構成第二氧化物半導體層404b的元素中的一種以上或兩種以上。因為第一氧化物半導體層404a包含構成第二氧化物半導體層404b的元素中的一種以上或兩種以上，所以在第二氧化物半導體層404b與第一氧化物半導體層404a之間的介面不容易發生介面散射。因此，在該介面不阻礙載子的移動，從而可以提高電晶體的場效移動率。
例如，第一氧化物半導體層404a為包含其原子數比高於銦的鋁、鈦、矽、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物半導體層即可。明確地說，作為第一氧化物半導體層404a，使用包含其原子數比銦高1.5倍以上、
較佳為2倍以上、更佳為3倍以上的上述元素的氧化物半導體層。上述元素有時會發揮增大氧化物半導體層的能隙的功能。另外，藉由使氧化物半導體層包含高原子數比的上述元素，有時會發揮減小氧化物半導體層的電子親和力的功能。因為上述元素與氧的鍵合比銦與氧的鍵合堅固，所以具有抑制在氧化物半導體層中產生氧缺損的功能。另外，上述元素有時會具有遮蔽氧化物半導體層的雜質的功能或減小雜質的擴散係數的功能。第一氧化物半導體層404a為包含其原子數比高於第二氧化物半導體層404b的上述元素的氧化物半導體層。
第三氧化物半導體層404c包含構成第二氧化物半導體層404b的元素中的一種以上或兩種以上。因為第三氧化物半導體層404c包含構成第二氧化物半導體層404b的元素中的一種以上或兩種以上，所以在第二氧化物半導體層404b與第三氧化物半導體層404c之間的介面不容易發生介面散射。因此，在該介面不阻礙載子的移動，從而可以提高電晶體的場效移動率。
例如，第三氧化物半導體層404c可以為包含其原子數比高於銦的鋁、鈦、矽、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物半導體層。明確地說，作為第三氧化物半導體層404c，使用包含其原子數比銦高1.5倍以上、較佳為2倍以上、更佳為3倍以上的上述元素的氧化物半導體層。第三氧化物半導體層404c為包含其原子數比高於第二氧化物半導體層404b的上述元素的氧化物半導體
層。
另外，第一氧化物半導體層404a和第三氧化物半導體層404c既可使用具有不同物理特性的氧化物半導體層，又可使用具有同一物理特性的氧化物半導體層。
在第一氧化物半導體層404a為In-M-Zn氧化物時，作為除了Zn和氧以外的In和M的原子數比例，較佳為In低於50atomic%且M為50atomic%以上，更佳為In低於25atomic%且M為75atomic%以上。在第二氧化物半導體層404b為In-M-Zn氧化物時，作為除了Zn和氧以外的In和M的原子數比例，較佳為In為25atomic%以上且M低於75atomic%，更佳為In為34atomic%以上且M低於66atomic%。在第三氧化物半導體層404c為In-M-Zn氧化物時，作為除了Zn和氧以外的In和M的原子數比例，較佳為In低於50atomic%且M為50atomic%以上，更佳為In低於25atomic%且M為75atomic%以上。
另外，第一氧化物半導體層404a的厚度為5nm以上100nm以下，較佳為5nm以上50nm以下。第二氧化物半導體層404b的厚度為5nm以上200nm以下，較佳為5nm以上100nm以下，更佳為5nm以上50nm以下。第三氧化物半導體層404c的厚度為5nm以上100nm以下，較佳為5nm以上50nm以下。
因為第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c包含構成第二氧化物半導體層404b的金屬元素中的一種以上，所以氧化物半導體層404也可以說是
其主要成分相同的氧化物疊層。其主要成分相同的氧化物疊層不以簡單地層疊各層的方式，而以形成連續的能帶(在此，尤其是指各層之間的導帶底的能量連續地變化的U型阱(U-shaped well)結構)的方式形成。這是因為如下緣故：如果在各層的介面混入有形成缺陷能階如俘獲中心或再結合中心的雜質，能帶則失去連續性，因此載子在介面被俘獲或者再結合而消失。
為了形成連續結合，需要使用具備裝載閉鎖室的多室成膜裝置(濺射裝置)以不暴露於大氣的方式連續地層疊各層。在濺射裝置中的各處理室中，較佳為使用低溫泵等吸附式真空泵進行高真空抽氣(抽空到5×10-7Pa至1×10-4Pa左右)來盡可能地去除對氧化物半導體來說是雜質的水等。或者，較佳為組合渦輪分子泵和冷阱來防止氣體從排氣系統倒流到處理室內。
另外，為了在氧化物半導體層中降低成為缺陷能階的主要原因的氫及氧缺損以使氧化物半導體層高純度本質化，不僅需要在處理室內進行高真空抽氣，而且還需要進行濺射氣體的高度純化。藉由作為用作濺射氣體的氧氣體或氬氣體使用露點為-40℃以下，較佳為-80℃以下，更佳為-100℃以下的高度純化氣體，可以盡可能地防止水分等混入氧化物半導體。
藉由將設置在第二氧化物半導體層404b的上層或下層中的第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c用作阻擋層，可以抑制形成在接觸氧化物半
導體層404的絕緣層與氧化物半導體層404之間的介面的缺陷能階影響到成為電晶體的主要載子路徑(carrier path)的第二氧化物半導體層404b。
例如，包含在氧化物半導體層中的氧缺損作為存在於氧化物半導體的能隙內的深的能量位置的局部能階被明顯化。由於在該局部能階中載子被捕獲而降低電晶體的可靠性，從而需要降低包含在氧化物半導體層中的氧缺損。在氧化物半導體層404中，藉由將與第二氧化物半導體層404b相比不易於產生氧缺損的組成的氧化物半導體層設置為與第二氧化物半導體層404b的上下接觸，可以降低第二氧化物半導體層404b中的氧缺損。
另外，在第二氧化物半導體層404b接觸其構成元素不同的絕緣層(例如，包含氧化矽膜的基底絕緣層)時，有時會在兩層的介面形成介面能階，該介面能階形成通道。在此情況下，有時會出現臨界電壓不同的第二電晶體，而電晶體的外觀上的臨界電壓變動。但是，在氧化物半導體層404中，還有第一氧化物半導體層404a包含構成第二氧化物半導體層404b的金屬元素中的一種以上，從而在第一氧化物半導體層404a與第二氧化物半導體層404b的介面不容易形成介面能階。因此，藉由設置第一氧化物半導體層404a，可以降低電晶體的臨界電壓等電特性的不均勻。
另外，當在閘極絕緣層(這裡是指絕緣層410)與第二氧化物半導體層404b之間的介面形成通道
時，在該介面發生介面散射，使得電晶體的場效移動率下降。但是，在氧化物半導體層404中，還有第三氧化物半導體層404c包含構成第二氧化物半導體層404b的金屬元素中的一種以上，從而在第二氧化物半導體層404b與第三氧化物半導體層404c的介面不容易發生載子散射，而可以提高電晶體的場效移動率。
另外，第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c還用作抑制接觸氧化物半導體層404的絕緣層的構成元素混入第二氧化物半導體層404b而形成雜質能階的阻擋層。
例如，在使用包含矽的絕緣層作為接觸氧化物半導體層404的絕緣層402及410的情況下，該絕緣層中的矽或有可能混入該絕緣層中的碳有時混入第一氧化物半導體層404a或第三氧化物半導體層404c中的離其介面有幾nm左右處。在矽、碳等雜質混入氧化物半導體層中時，會形成雜質能階，該雜質能階成為施體而生成電子，而使氧化物半導體層被n型化。
但是，在第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c的厚度厚於幾nm的情況下，混入了的矽、碳等雜質不到達第二氧化物半導體層404b，從而可以減少雜質能階的影響。
這裡，包含在氧化物半導體層中的矽的濃度為3×1018/cm3以下，較佳為3×1017/cm3以下。另外，包含在氧化物半導體層中的碳的濃度為3×1018/cm3以下，較佳
為3×1017/cm3以下。尤其是，為了防止多量第14族元素如矽或碳混入到第二氧化物半導體層404b中，較佳為採用由第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c夾持或圍繞成為載子路徑的第二氧化物半導體層404b的結構。就是說，包含在第二氧化物半導體層404b中的矽及碳的濃度較佳為低於包含在第一氧化物半導體層404a及第三氧化物半導體層404c中的矽及碳的濃度。
氧化物半導體層中的雜質濃度可以藉由利用二次離子質譜分析法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)而測定。
另外，如果雜質如氫或水分包含在氧化物半導體層中，就有可能形成施體而引起n型化。所以在氧化物半導體層404的上方設置防止氫或水分從外部混入的保護絕緣層(氮化矽層等)，這有利於實現阱結構。
本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所示的結構、方法等適當地組合而使用。
在本實施方式中，參照圖式說明包含實施方式1或3所示的氧化物半導體層的電晶體的結構例子。
圖9A是電晶體300的剖面示意圖。本結構例子所例示的電晶體300是底閘極型電晶體。
電晶體300包括：設置在基板301上的閘極電極層302；設置在基板301及閘極電極層302上的絕緣層303；與閘極電極層302重疊地設置在絕緣層303上的氧化物半導體層314；以及與氧化物半導體層314的頂面接觸的源極電極層305a及汲極電極層305b。此外，還包括覆蓋絕緣層303、氧化物半導體層314、源極電極層305a及汲極電極層305b的絕緣層306以及絕緣層306上的絕緣層307。
電晶體300所包括的氧化物半導體層314是層疊氧化物半導體層314a和氧化物半導體層314b而構成的。另外，因為有時氧化物半導體層314a和氧化物半導體層314b的境界不清楚，所以在圖9A等的圖式中，由虛線表示該境界。
氧化物半導體層314a和氧化物半導體層314b都是具有結晶性的氧化物半導體層，且它們分別具有不同的結晶性。在本實施方式中，氧化物半導體層314a使用與氧化物半導體層314b相比膜密度高且缺陷態密度低的氧化物半導體層。較佳的是，氧化物半導體層314a為CAAC-OS膜，而氧化物半導體層314b為奈米晶氧化物半導體層。就是說，在本實施方式的電晶體300中，氧化物半導體層314相當於實施方式1中的圖1B所示的氧化物半導體層114，而絕緣層306相當於實施方式1中的圖1B所示的絕緣層106。
作為氧化物半導體層314a，典型地使用In-Ga氧化物、In-Zn氧化物、In-M-Zn氧化物(M是Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd或Hf)。此外，當氧化物半導體層314a是In-M-Zn氧化物時，除了Zn和氧以外的In和M的原子數比較佳為：In為25at.%以上，M低於75at.%，更佳為：In為34at.%以上，M低於66at.%。此外，作為氧化物半導體層314a例如使用其能隙為2eV以上，較佳為2.5eV以上，更佳為3eV以上的材料。
在本實施方式中，作為氧化物半導體層314b，使用包含構成氧化物半導體層314a的金屬元素中的一種以上的氧化物半導體層。例如，使用以In-M-Zn氧化物(M為Al、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce或Hf等)表示且M的原子數比高於氧化物半導體層314a的氧化物半導體層。明確地說，較佳為使用包含其原子個數比與氧化物半導體層314a相比高1.5倍以上、較佳為2倍以上、更佳為3倍以上的元素M的氧化物半導體。元素M與氧的鍵合比銦與氧的鍵合堅固，所以具有抑制在氧化物層中產生氧缺損的功能。因此，氧化物半導體層314b與氧化物半導體層314a相比不容易產生氧缺損。
另外，作為氧化物半導體層314b，較佳為使用為In-M-Zn氧化物(M是Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd或Hf)，並且與氧化物半導體層314a相比，氧化物半導體層314b的導帶底的能量較接近於真空能階的氧化物半導體。例如，氧化物半導體層314b的導帶底的
能量和氧化物半導體層314a的導帶底的能量之間的差異較佳為0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上或0.15eV以上，且2eV以下、1eV以下、0.5eV以下或0.4eV以下。
例如，當氧化物半導體層314b是In-M-Zn氧化物時，除了Zn和氧以外的In和M的原子數比較佳為：In低於50at.%，M為50at.%以上，更佳為：In低於25at.%，M為75at.%以上。
例如，作為氧化物半導體層314a可以使用原子數比為In：Ga：Zn=1：1：1或3：1：2的In-Ga-Zn氧化物。此外，作為氧化物半導體層314b可以使用原子數比為In：Ga：Zn=1：3：2、1：6：4或1：9：6的In-Ga-Zn氧化物。此外，氧化物半導體層314a及氧化物半導體層314b的原子數比分別包括上述原子數比的±20%的變動的誤差。
本發明不侷限於此，可以根據所需要的電晶體的半導體特性及電特性(場效移動率、臨界電壓等)而使用具有適當的組成的氧化物。此外，氧化物半導體層314a、氧化物半導體層314b較佳為採用適當的載子密度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素和氧之間的原子數比、原子間距離、密度等，以得到所需要的電晶體的半導體特性。
雖然在上述記載中，作為氧化物半導體層314例示了層疊兩個氧化物半導體層的結構，但是也可以採用層疊三個以上的氧化物半導體層的結構。
雖然對基板301的材料等沒有特別的限制，但是至少使用具有能夠承受後面的加熱處理的耐熱性的材料。例如，作為基板301，可以使用玻璃基板、陶瓷基板、石英基板、藍寶石基板、YSZ(氧化釔穩定氧化鋯)基板等。此外，也可以利用使用矽或碳化矽等的單晶半導體基板、多晶半導體基板、使用矽鍺等的化合物半導體基板、SOI基板等。此外，還可以將在這些基板上設置有半導體元件的基板用作基板301。
另外，也可以作為基板301使用塑膠等撓性基板，並且在該撓性基板上直接形成電晶體300。或者，也可以在基板301和電晶體300之間設置剝離層。剝離層可以用於如下情況，即在其上層形成電晶體的一部分或全部，然後將其從基板301分離並轉置到其他基板上。其結果是，也可以將電晶體300轉置到耐熱性低的基板或撓性基板上。
閘極電極層302可以使用選自鋁、鉻、銅、鉭、鈦、鉬、鎢中的金屬、以上述金屬為成分的合金或組合上述金屬元素的合金等而形成。另外，也可以使用選自錳、鋯中的一個或多個的金屬。此外，閘極電極層302可以具有單層結構或雙層以上的疊層結構。例如，可以舉出包含矽的
鋁膜的單層結構、在鋁膜上層疊鈦膜的雙層結構、在氮化鈦膜上層疊鈦膜的雙層結構、在氮化鈦膜上層疊鎢膜的雙層結構、在氮化鉭膜或氮化鎢膜上層疊鎢膜的雙層結構以及依次層疊鈦膜、該鈦膜上的鋁膜和其上的鈦膜的三層結構等。此外，也可以使用組合鋁與選自鈦、鉭、鎢、鉬、鉻、釹、鈧中的一種或多種的合金膜或它們的氮化膜。
另外，閘極電極層302也可以使用銦錫氧化物、包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦鋅氧化物、添加氧化矽的銦錫氧化物等透光導電材料。此外，也可以採用上述透光導電材料與上述金屬的疊層結構。
另外，可以在閘極電極層302和絕緣層303之間設置In-Ga-Zn類氧氮化物半導體膜、In-Sn類氧氮化物半導體膜、In-Ga類氧氮化物半導體膜、In-Zn類氧氮化物半導體膜、Sn類氧氮化物半導體膜、In類氧氮化物半導體膜、金屬氮化膜(InN、ZnN等)等。由於上述膜具有5eV以上，較佳為5.5eV以上的功函數，且該值比氧化物半導體的電子親和力大，所以可以使使用氧化物半導體的電晶體的臨界電壓向正方向漂移，從而可以實現所謂常閉特性的切換元件。例如，在使用In-Ga-Zn類氧氮化物半導體膜的情況下，使用氮濃度至少高於氧化物半導體層314，具體為7at.%以上的In-Ga-Zn類氧氮化物半導體膜。
絕緣層303用作閘極絕緣膜。與氧化物半導體層314的下表面接觸的絕緣層303較佳是非晶膜。
絕緣層303例如可以使用氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽、氧化鋁、氧化鉿、氧化鎵或Ga-Zn類金屬氧化物等以單層或疊層結構形成。
此外，藉由作為絕緣層303使用矽酸鉿(HfSiOx)、添加有氮的矽酸鉿(HfSixOyNz)、添加有氮的鋁酸鉿(HfAlxOyNz)、氧化鉿、氧化釔等high-k材料，可以降低電晶體的閘極洩漏電流。
源極電極層305a及汲極電極層305b可以使用如下導電材料以單層或疊層形成：由鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢構成的單質金屬或以該金屬為主要成分的合金。例如，可以舉出如下結構：包含矽的鋁膜的單層結構；在鋁膜上層疊鈦膜的雙層結構；在鎢膜上層疊鈦膜的雙層結構；在銅-鎂-鋁合金膜上層疊銅膜的雙層結構；在鈦膜或氮化鈦膜上層疊鋁膜或銅膜，在其上還形成鈦膜或氮化鈦膜的三層結構；以及在鉬膜或氮化鉬膜上層疊鋁膜或銅膜，在其上還形成鉬膜或氮化鉬膜的三層結構等。另外，可以使用包含氧化銦、氧化錫或氧化鋅的透明導電材料。
另外，在源極電極層305a及汲極電極層305b的至少接觸於氧化物半導體層314的部分中，較佳為使用能夠從氧化物半導體層314的一部分奪取氧而產生氧缺損的材料。氧化物半導體層314中的產生氧缺損的區域的載子濃度增高，從而該區域被n型化而成為n型區域(n+層)。因此，可以將該區域用作源極區及汲極區。作為能夠從氧化物半導體層314的一部分奪取氧而產生氧缺損的材料的一個例子，可以舉出鎢、鈦等。
另外，有時因氧化物半導體層314的構成材料和厚度而使氧化物半導體層314的與源極電極層305a及汲極電極層305b重疊的整個區域成為源極區及汲極區。
藉由在氧化物半導體層314中形成源極區及汲極區，可以降低源極電極層305a及汲極電極層305b與氧化物半導體層314之間的接觸電阻。因此，可以提高電晶體的電特性如場效移動率或臨界電壓等。
絕緣層306較佳為使用包含多於滿足化學計量組成的氧的氧的氧化物絕緣膜。包含多於滿足化學計量組成的氧的氧的氧化物絕緣膜中的氧的一部分因加熱而脫離。包含多於滿足化學計量組成的氧的氧的氧化物絕緣膜是指一種氧化物絕緣膜，其中當利用熱脫附譜分析法(TDS：Thermal Desorption Spectroscopy)進行分析時，換算為氧原子的氧
的脫離量為1.0×1018atoms/cm3以上，較佳為3.0×1020atoms/cm3以上。
作為絕緣層306可以使用包含氧化矽或氧氮化矽等的絕緣層。
另外，絕緣層306當在後面形成絕緣層307時還用作氧化物半導體層314的損傷緩和膜。
此外，也可以在絕緣層306和氧化物半導體層314之間設置使氧透過的氧化物膜。
作為使氧透過的氧化物膜，可以使用包含氧化矽或氧氮化矽等的絕緣層。注意，在本說明書中，“氧氮化矽膜”是指在其組成中氧含量多於氮含量的膜，而“氮氧化矽膜”是指在其組成中氮含量多於氧含量的膜。
作為絕緣層307可以使用具有對氧、氫、水等的阻擋效果的絕緣膜。藉由在絕緣層306上設置絕緣層307，可以防止氧從氧化物半導體層314擴散到外部以及氫、水等從外部侵入到氧化物半導體層314中。作為具有對氧、氫、水等的阻擋效果的絕緣膜，有包含氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧氮化鋁、氧化鎵、氧氮化鎵、氧化釔、氧氮化釔、氧化鉿或氧氮化鉿等的絕緣層。
另外，也可以在氧化物半導體層314的通道形成區上設置通道保護膜。通道保護膜還可以設置在源極電極層305a與氧化物半導體層314之間及在汲極電極層305b與氧化物半導體層314之間。在設置有這種通道保護膜的情況下，成為通道保護型電晶體。作為通道保護
膜，作為一個例子，可以使用氧化矽膜或氧氮化矽膜。當形成氧化矽膜或氧氮化矽膜時，作為源氣體，較佳為使用包含矽的沉積氣體及氧化氣體。作為包含矽的沉積氣體的典型例子，可以舉出矽烷、乙矽烷、丙矽烷、氟化矽烷等。作為氧化氣體，可以舉出氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化氮等。
以下說明其一部分與電晶體300不同的電晶體的結構例子。
圖9B是電晶體310的剖面示意圖。電晶體310與電晶體300的不同之處是氧化物半導體層的結構。
在電晶體310中，氧化物半導體層304包括氧化物半導體層304a和氧化物半導體層304b。氧化物半導體層304a使用包含奈米晶的氧化物半導體層。氧化物半導體層304b使用與氧化物半導體層304b相比膜密度高且缺陷態密度低的氧化物半導體層。較佳的是，氧化物半導體層314b為CAAC-OS膜。就是說，在本實施方式的電晶體310中，氧化物半導體層304相當於實施方式1中的圖1A所示的氧化物半導體層104，而絕緣層303相當於實施方式1中的圖1A所示的絕緣層102。
注意，電晶體310中的氧化物半導體層304
以外的結構可以援用電晶體300的說明。
圖9C是電晶體320的剖面示意圖。電晶體320與電晶體300及電晶體310的不同之處是氧化物半導體層的結構。
電晶體320所具備的氧化物半導體層324藉由依次層疊氧化物半導體層324a、氧化物半導體層324b以及氧化物半導體層324c而形成。
氧化物半導體層324a及氧化物半導體層324b層疊在絕緣層303上。氧化物半導體層324c設置為接觸於氧化物半導體層324b的頂面、源極電極層305a及汲極電極層305b的頂面及側面。
氧化物半導體層324a及氧化物半導體層324c可以使用包含奈米晶的氧化物半導體層。氧化物半導體層324b使用與氧化物半導體層324a及氧化物半導體層324c相比膜密度高且缺陷態密度低的氧化物半導體層。較佳的是，氧化物半導體層324b為CAAC-OS膜。
接著，說明圖9A所例示的電晶體300的製造方法的一個例子。
首先，如圖10A所示，在基板301上形成閘極電極層302，且在閘極電極層302上形成絕緣層303。
在此，作為基板301使用玻璃基板。
下面示出閘極電極層302的形成方法。首先，藉由濺射法、CVD法、蒸鍍法等形成導電膜，且在導電膜上使用第一光罩並採用光微影製程形成光阻遮罩。接著，使用該光阻遮罩對導電膜的一部分進行蝕刻來形成閘極電極層302。然後，去除光阻遮罩。
另外，可以採用電鍍法、印刷法、噴墨法等形成閘極電極層302代替上述形成方法。
可以藉由濺射法、CVD法、蒸鍍法等形成用作閘極絕緣層的絕緣層303。
當作為絕緣層303形成氧化矽膜、氧氮化矽膜或氮氧化矽膜時，作為源氣體，較佳為使用包含矽的沉積氣體及氧化氣體。作為包含矽的沉積氣體的典型例子，可以舉出矽烷、乙矽烷、丙矽烷、氟化矽烷等。作為氧化氣體，可以舉出氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化氮等。
此外，當作為絕緣層303形成氮化矽膜時，較佳為使用兩個階段的形成方法。首先，藉由將矽烷、氮和氨的混合氣體用作源氣體的電漿CVD法形成缺陷少的第一氮化矽膜。接著，將源氣體切換為矽烷及氮的混合氣
體而形成氫濃度低且能夠阻擋氫的第二氮化矽膜。藉由採用這種形成方法，可以形成缺陷少且具有氫阻擋性的氮化矽膜作為絕緣層303。
此外，當作為絕緣層303形成氧化鎵膜時，可以藉由MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金屬化學氣相沉積)法形成。
接著，如圖10B所示，在絕緣層303上形成氧化物半導體層304。
氧化物半導體層314可以使用實施方式2所述的方法而形成。在本實施方式中，首先，在加熱基板301的同時形成包含CAAC-OS的氧化物半導體層314a，然後，使基板處於室溫下來形成氧化物半導體層314b。接著，在氧化物半導體層314b上使用光罩並採用光微影製程來形成光阻遮罩。接著，使用該光阻遮罩形成島狀氧化物半導體層314。然後，除去光阻遮罩。
在形成氧化物半導體層314a時，將加熱基板301的溫度設定為150℃以上且450℃以下，較佳為設定為200℃以上且350℃以下即可。在將基板301保持為高溫的狀態下形成氧化物半導體層是對降低有可能包含在氧化物半導體層中的雜質的濃度有效的。
另外，在形成氧化物半導體層314之後，較佳為進行用來去除膜中含有的過剩的氫(包括水及羥基)
(脫水化或脫氫化)的加熱處理。將熱處理的溫度設定為300℃以上且700℃以下，或低於基板的應變點。可以在減壓下或氮氛圍下等進行加熱處理。藉由進行該加熱處理可以去除賦予n型導電性的雜質的氫。
另外，用於脫水化或脫氫化的加熱處理只要在形成氧化物半導體層之後就可以在電晶體的製程中的任何時機進行。另外，既可以進行多次的用來脫水化或脫氫化的熱處理，又可以將用來脫水化或脫氫化的熱處理兼作其他熱處理。
在加熱處理中，氮或氦、氖、氬等稀有氣體較佳為不包含水、氫等。另外，較佳為將引入熱處理裝置中的氮或氦、氖、氬等的稀有氣體的純度設定為6N(99.9999%)以上，較佳為設定為7N(99.99999%)以上(即，將雜質濃度設定為1ppm以下，較佳為設定為0.1ppm以下)。
另外，可以在藉由加熱處理對氧化物半導體層314進行加熱之後，在保持該加熱溫度的狀態下或在從該加熱溫度降溫的過程中，對相同爐內引入高純度的氧氣體、高純度的一氧化二氮氣體或超乾燥空氣(使用CRDS(Cavity Ring Down laser Spectroscopy：光腔衰蕩光譜法)方式的露點計進行測試時的水分量是20ppm(露點換算為-55℃)以下，較佳的是1ppm以下，更佳的是10ppb以下的空氣)。較佳為不使氧氣體或一氧化二氮氣體包含水、氫等。或者，較佳為將引入到熱處理裝置中的氧氣體
或一氧化二氮氣體的純度設定為6N以上，較佳為7N以上(也就是說，將氧氣體或一氧化二氮氣體中的雜質濃度設定為1ppm以下，較佳為設定為0.1ppm以下)。藉由利用氧氣體或一氧化二氮氣體來供給由於脫水化或脫氫化處理中的雜質排出製程而同時被減少的構成氧化物半導體的主要成分材料的氧，可以來使氧化物半導體層高度純化並電性i型(本質)化。
為了獲得高純度本質的氧化物半導體，不僅需要對各處理室進行高真空抽氣，而且濺射氣體的高度純化也是需要的。藉由作為用作濺射氣體的氧氣體或氬氣體使用其露點為-40℃以下，較佳為-80℃以下，更佳為-100℃以下的高純度氣體，盡可能地防止水分等混入氧化物半導體膜。
此外，由於脫水化或脫氫化處理，構成氧化物半導體的主要成分材料的氧也有可能同時脫離而減少。因此，也可以對進行了脫水化或脫氫化處理的氧化物半導體層中引入氧(至少包含氧自由基、氧原子和氧離子中的任一種)而向膜中供應氧。
藉由對進行了脫水化處理或脫氫化處理的氧化物半導體層引入氧而將氧供應到膜中，可以使氧化物半導體層高度純化且i型(本質)化。具有高度純化且i型(本質)化的氧化物半導體的電晶體的電特性變動被抑制，所以該電晶體在電性上穩定。
接著，如圖10C所示，形成源極電極層305a及汲極電極層305b。
下面示出源極電極層305a及汲極電極層305b的形成方法。首先，藉由濺射法、CVD法、蒸鍍法等形成導電膜。接著，在該導電膜上使用第三光罩並採用光微影製程來形成光阻遮罩。接著，使用該光阻遮罩對導電膜的一部分進行蝕刻來形成源極電極層305a及汲極電極層305b。然後，去除光阻遮罩。
另外，如圖10C所示，當對導電膜進行蝕刻時，氧化物半導體層304的上表面的一部分可能被蝕刻而薄膜化。
接著，如圖10D所示，在氧化物半導體層304及源極電極層305a及汲極電極層305b上形成絕緣層306，然後在絕緣層306上形成絕緣層307。
當作為絕緣層306形成氧化矽膜或氧氮化矽膜時，作為源氣體，較佳為使用包含矽的沉積氣體及氧化氣體。作為包含矽的沉積氣體的典型例子，可以舉出矽烷、乙矽烷、丙矽烷、氟化矽烷等。作為氧化氣體，可以舉出氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化氮等。
例如，將安裝在電漿CVD設備中的進行了真空排氣的處理室內的基板的溫度保持為180℃以上且
260℃以下，較佳為200℃以上且240℃以下，將源氣體導入處理室中並將處理室內的壓力設定為100Pa以上且250Pa以下，較佳為設定為100Pa以上且200Pa以下，並對設置在處理室內的電極供應0.17W/cm2以上且0.5W/cm2以下，更佳為0.25W/cm2以上且0.35W/cm2以下的高頻電力，以上述條件形成氧化矽膜或氧氮化矽膜。
由於作為成膜條件，在施加有上述壓力的處理室中供應具有上述功率密度的高頻電力，因此電漿中的源氣體的分解效率提高，氧自由基增加，且源氣體進一步氧化，所以氧化物絕緣膜中的氧含量多於化學計量比。然而，在基板溫度是上述溫度的情況下，由於矽和氧的結合力低，因此因加熱而氧的一部分脫離。其結果是，可以形成一種氧化物絕緣膜，其中包含多於滿足化學計量組成的氧的氧且因加熱而氧的一部分脫離。
此外，當在氧化物半導體層304和絕緣層306之間設置氧化物絕緣膜時，在絕緣層306的製程中，該氧化物絕緣膜成為氧化物半導體層304的保護膜。其結果是，可以在減少對氧化物半導體層304的損傷的同時使用功率密度高的高頻電力形成絕緣層306。
例如，將安裝在電漿CVD設備中的進行了真空排氣的處理室內的基板的溫度保持為180℃以上且400℃以下，較佳為200℃以上且370℃以下，將源氣體導入處理室中並將處理室內的壓力設定為20Pa以上且250Pa以下，較佳為設定為100Pa以上且250Pa以下，並
對設置在處理室內的電極供應高頻功率，以上述條件可以形成氧化矽膜或氧氮化矽膜作為氧化物絕緣膜。此外，藉由將處理室的壓力設定為100Pa以上且250Pa以下，可以當形成該氧化物絕緣層時減少對氧化物半導體層304的損傷。
作為氧化物絕緣膜的源氣體，較佳為使用含有矽的沉積氣體及氧化氣體。作為包含矽的沉積氣體的典型例子，可以舉出矽烷、乙矽烷、丙矽烷、氟化矽烷等。作為氧化氣體，可以舉出氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化氮等。
絕緣層307可以藉由濺射法或CVD法等形成。
當作為絕緣層307形成氮化矽膜或氮氧化矽膜時，作為源氣體，較佳為使用包含矽的沉積氣體、氧化氣體及包含氮的氣體。作為包含矽的沉積氣體的典型例子，可以舉出矽烷、乙矽烷、丙矽烷、氟化矽烷等。作為氧化氣體，可以舉出氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化氮等。作為包含氮的氣體有氮、氨等。
藉由上述製程，可以形成電晶體300。
下面說明能夠應用本發明的一個方式的氧化物半導體層的頂閘極型電晶體的結構例子。
注意，在下面的與上述結構相同的結構或具
有與上述結構相同的功能的構成要素中使用同一符號而省略重複的說明。
圖11A示出頂閘極型電晶體360的剖面示意圖。
電晶體360包括：設置有絕緣層351的基板301上的氧化物半導體層364；與氧化物半導體層364的頂面接觸的源極電極層305a及汲極電極層305b；氧化物半導體層364、源極電極層305a及汲極電極層305b上的絕緣層303；以及在絕緣層303上與氧化物半導體層364重疊的閘極電極層302。此外，以覆蓋絕緣層303及閘極電極層302的方式設置有絕緣層352。
電晶體360的氧化物半導體層364可以使用本發明的一實施方式的氧化物半導體層。
例如，氧化物半導體層364包含氧化物半導體層364a、氧化物半導體層364b以及氧化物半導體層364c。這裡，氧化物半導體層364a及氧化物半導體層364c使用包含奈米晶的氧化物半導體層。氧化物半導體層364b使用與氧化物半導體層364a及氧化物半導體層364c相比膜密度高且缺陷態密度低的氧化物半導體層。較佳的是，氧化物半導體層364b為CAAC-OS膜。
絕緣層351具有抑制雜質從基板301擴散到氧化物半導體層364的功能。例如，可以採用與上述絕緣層307相同的結構。另外，如果不需要則可以不設置絕緣
層351。
與上述絕緣層307同樣，作為絕緣層352可以應用具有對氧、氫、水等的阻擋效果的絕緣膜。另外，如果不需要則可以不設置絕緣層307。
下面說明其一部分與電晶體360不同的電晶體的結構例子。
圖11B是電晶體370的剖面示意圖。電晶體370與電晶體360的不同之處是源極電極層及汲極電極層的結構。更明確地說，電晶體370與電晶體360的不同之處如下：在源極電極層305a上形成有源極電極層306a，且在源極電極層305b上形成有源極電極層306b。
如上所述，藉由將能夠在氧化物半導體層中產生氧缺損的材料用於源極電極層305a及源極電極層305b，可以在氧化物半導體層中的與源極電極層305a及源極電極層305b接觸的區域附近產生氧缺損，使得該區域被n型化，而將該區域用作源極區或汲極區。
但是，當形成通道長度極短的電晶體時，有時因上述氧缺損的發生而n型化的區域延伸到電晶體的通道長度方向上。在此情況下，作為電晶體的電特性，呈現臨界電壓的漂移或由於源極區和汲極區之間成為導通狀態而不能控制開關狀態的現象。因此，當形成通道長度極短的電晶體時，將容易與氧鍵合的導電材料用於源極電極層
及汲極電極層是不較佳的。
因此，將在圖11B中以L1表示的源極電極層305a和汲極電極層305b之間的間隔設定為0.8μm以上，較佳為1.0μm以上。如果L1小於0.8μm，則不能排除產生在通道形成區中的氧缺損的影響，電晶體的電特性可能降低。注意，L1可以說是接觸於氧化物半導體層364且彼此相對的源極電極層305a的端部和汲極電極層305b的端部之間的最短距離。在圖11B中，由虛線示意性地表示被n型化的區域。
於是，在電晶體370中，使用不容易與氧鍵合的導電材料以與源極電極層305a及氧化物半導體層364接觸的方式形成源極電極層306a。並且，使用不容易與氧鍵合的導電材料以與汲極電極層305b及氧化物半導體層364接觸的方式形成源極電極層306b。
源極電極層306a超過與氧化物半導體層364接觸的源極電極層305a的端部而在L1的方向上延伸，汲極電極層306b超過與氧化物半導體層364接觸的汲極電極層305b的端部而在L1的方向上延伸。
源極電極層306a的上述延伸部分及汲極電極層306b的上述延伸部分接觸於氧化物半導體層364(尤其是氧化物半導體層364c)。另外，在圖11B所示的電晶體370中，源極電極層306a的上述延伸部分的接觸於氧化物半導體層364的頂端部與汲極電極層306b的上述延伸部分的接觸於氧化物半導體層364的頂端部之間的間
隔為通道長度，在圖11B中以L2表示。
作為用來形成源極電極層306a及汲極電極層306b的不容易與氧鍵合的導電材料，例如，較佳為使用氮化鉭、氮化鈦等導電氮化物或釕等。另外，不容易與氧鍵合的導電材料包括氧不容易擴散的材料。該導電材料的厚度較佳為5nm以上500nm以下，較佳為10nm以上300nm以下，更佳為10nm以上100nm以下。
藉由將上述不容易與氧鍵合的導電材料用於源極電極層306a及汲極電極層306b，可以抑制在形成於氧化物半導體層364中的通道形成區域中形成氧缺損，而可以抑制通道形成區的n型化。因此，即使是通道長度極短的電晶體，也可以得到良好的電特性。換言之，可以將L2設定為小於L1，例如，即使將L2設定為30nm以下也可以獲得良好的電晶體的電特性。另外，在包含在氧化物半導體層364中的單晶區域的寬度為30nm以上的情況下，在通道長度方向上的剖面上，整個通道形成區有可能成為單晶氧化物半導體層。
另外，氮化鉭、氮化鈦等導電氮化物有可能吸留氫。因此，藉由將導電氮化物設置為與氧化物半導體層364接觸，可以降低氧化物半導體層364中的氫濃度。
另外，在形成通道長度極短的電晶體的情況下，可以藉由電子束曝光等的適合於細線加工的方法形成光阻遮罩，進行蝕刻處理，由此形成源極電極層306a及汲極電極層306b。此外，如果作為該光阻遮罩使用正型
光阻劑，則可以使曝光區域縮減到最小限度，而可以提高處理量。藉由使用這種方法，可以形成其通道長度為30nm以下的電晶體。
本實施方式可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
作為本發明的一實施方式的半導體裝置的一個例子，圖12A示出作為邏輯電路的NOR型電路的電路圖的一個例子。圖12B是NAND型電路的電路圖。
在圖12A所示的NOR型電路中，作為p通道型電晶體的電晶體801及802，使用將氧化物半導體以外的半導體材料(如矽等)用於通道形成區的電晶體，並且作為n通道型電晶體的電晶體803及804，使用包含氧化物半導體的具有與實施方式4所示的電晶體同樣的結構的電晶體。
使用矽等的半導體材料的電晶體容易進行高速工作。另一方面，使用氧化物半導體的電晶體因其特性而能夠長期保持電荷。
為了邏輯電路的小型化，較佳為將n通道型電晶體的電晶體803及804層疊在p通道型電晶體的電晶體801及802上。例如，可以使用單晶矽基板形成電晶體801及802，並隔著絕緣層在電晶體801及802上形成電晶體803及804。
另外，在圖12B所示的NAND型電路中，作為p通道型電晶體的電晶體811及814，使用將氧化物半導體以外的半導體材料(如矽等)用於通道形成區的電晶體，並且作為n通道型電晶體的電晶體812及813，使用包含氧化物半導體的具有與實施方式4所示的電晶體同樣的結構的電晶體。
在圖12B所示的NAND型電路中，藉由使用具有與電晶體360同樣的結構的電晶體作為電晶體812及813控制第二閘極電極的電位，例如控制為GND，可以使電晶體812及813的臨界電壓更靠正向，而進一步提高常關閉特性。
另外，與圖12A所示的NOR電路同樣，為了邏輯電路的小型化，較佳為將n通道型電晶體的電晶體812及813層疊在p通道型電晶體的電晶體811及812上。
在本實施方式所示的半導體裝置中，藉由應用將氧化物半導體用於其通道形成區域的關態電流極低的電晶體，可以充分降低耗電量。
藉由層疊使用不同的半導體材料的半導體元件，可以提供實現微細化及高積體化且具有穩定的高電特性的半導體裝置及該半導體裝置的製造方法。
另外，藉由採用包含根據本發明的一實施方式的氧化物半導體層的電晶體的結構，可以提供可靠性高且特性穩定的NOR型電路和NAND型電路。
在本實施方式中雖然示出使用實施方式3所示的電晶體的NOR型電路和NAND型電路的例子，但是不侷限於此，也可以使用實施方式3所示的電晶體來形成AND型電路或OR型電路等。
或者，藉由組合本實施方式或其他實施方式所述的電晶體和顯示元件，可以構成顯示裝置。例如，顯示元件、作為具有顯示元件的裝置的顯示裝置、發光元件以及作為具有發光元件的裝置的發光裝置可以採用各種方式或各種元件。作為顯示元件、顯示裝置、發光元件或發光裝置的一個例子，有對比度、亮度、反射率、透射率等因電磁作用而變化的顯示媒體，如EL(電致發光)元件(包含有機物及無機物的EL元件、有機EL元件、無機EL元件)、LED(白色LED、紅色LED、綠色LED、藍色LED等)、電晶體(根據電流發光的電晶體)、電子發射元件、液晶元件、電子墨水、電泳元件、光柵光閥(GLV)、電漿顯示面板(PDP)、數位微鏡設備(DMD)、壓電陶瓷顯示器、碳奈米管等。作為使用EL元件的顯示裝置的一個例子，有EL顯示器等。作為使用電子發射元件的顯示裝置的一個例子，有場致發射顯示器(FED)或SED方式平面型顯示器(SED：Surface-conduction Electron-emitter Display：表面傳導電子發射顯示器)等。作為使用液晶元件的顯示裝置的一個例子，有液晶顯示器(透過型液晶顯示器、半透過型液晶顯示器、反射型液晶顯示器、直觀型液晶顯示器、投射型液晶顯示器)等。作為使用電子墨水或電泳元
件的顯示裝置的一個例子，有電子紙等。
本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所示的結構、方法等適當地組合而使用。
在本實施方式中，參照圖式說明如下半導體裝置(記憶體裝置)的一個例子，該半導體裝置(記憶體裝置)使用實施方式3所示的電晶體，即使在不供電的情況下也能夠保持儲存資料，並且對寫入次數也沒有限制。
圖13A是示出本實施方式的半導體裝置的電路圖。
圖13A所示的電晶體260可以使用包含氧化物半導體以外的半導體材料(如矽等)的電晶體，並容易進行高速工作。此外，可以作為電晶體262使用包含本發明的一實施方式的氧化物半導體層且其結構與實施方式4所示的電晶體同樣的電晶體，該電晶體262利用其特性而能夠長時間地保持電荷。
此外，假設上述電晶體都是n通道型電晶體而進行說明，但是作為用於本實施方式所示的半導體裝置的電晶體，也可以使用p通道型電晶體。
在圖13A中，第一佈線(1st Line)與電晶體260的源極電極層電連接，第二佈線(2nd Line)與電晶體260的汲極電極層電連接。另外，第三佈線(3rd Line)與電晶體262的源極電極層和汲極電極層中的一方
電連接，第四佈線(4th Line)與電晶體262的閘極電極層電連接。並且，電晶體260的閘極電極層及電晶體262的源極電極層和汲極電極層中的另一方與電容元件264的一電極電連接，第五佈線(5th Line)與電容元件264的另一電極電連接。
在圖13A所示的半導體裝置中，藉由有效地利用可以保持電晶體260的閘極電極層的電位的特徵，如下所示那樣，可以進行資訊的寫入、保持以及讀出。
對資訊的寫入及保持進行說明。首先，將第四佈線的電位設定為使電晶體262成為導通狀態的電位，使電晶體262成為導通狀態。由此，對電晶體260的閘極電極層和電容元件264供應第三佈線的電位。也就是說，對電晶體260的閘極電極層供應規定的電荷(寫入)。這裡，供應賦予兩種不同電位位準的電荷(以下，稱為低位準電荷、高位準電荷)中的任一種。然後，藉由將第四佈線的電位設定為使電晶體262成為關閉狀態的電位，來使電晶體262成為關閉狀態，而保持供應到電晶體260的閘極電極層的電荷(保持)。
因為電晶體262的關態電流極低，所以電晶體260的閘極電極層的電荷被長時間地保持。
接著，對資訊的讀出進行說明。當在對第一佈線供應規定的電位(恆電位)的狀態下，對第五佈線供應適當的電位(讀出電位)時，根據保持在電晶體260中的閘極電極層的電荷量，第二佈線取不同的電位。一般而
言，這是因為如下緣故：在電晶體260為n通道型的情況下，對電晶體260的閘極電極層供應高位準電荷時的外觀上的臨界值Vth_H低於對電晶體260的閘極電極供應低位準電荷時的外觀上的臨界值Vth_L。在此，外觀上的臨界電壓是指為了使電晶體260成為“導通狀態”所需要的第五佈線的電位。因此，藉由將第五佈線的電位設定為Vth_H和Vth_L之間的電位V0，可以辨別供應到電晶體260的閘極電極層的電荷。例如，在寫入中，當被供應高位準電荷時，如果第五佈線的電位為V0(>Vth_H)，電晶體260則成為“導通狀態”。當被供應低位準電荷時，即使第五佈線的電位為V0(<Vth_L)，電晶體260也保持“關閉狀態”。因此，根據第二佈線的電位可以讀出所保持的資訊。
注意，當將記憶單元配置為陣列狀來使用時，需要唯讀出所希望的記憶單元的資訊。像這樣，當不讀出資訊時，對第五佈線供應無論閘極電極層的狀態如何都使電晶體260成為“關閉狀態”的電位，也就是小於Vth_H的電位，即可。或者，對第五佈線供應無論閘極電極層的狀態如何都使電晶體260成為“導通狀態”的電位，也就是大於Vth_L的電位，即可。
圖13B示出與上述不同的記憶體裝置的結構的一個方式的例子。圖13B示出半導體裝置的電路結構的一個例子，而圖13C是示出半導體裝置的一個例子的概念圖。以下首先說明圖13B所示的半導體裝置，接著說明圖13C所示的半導體裝置。
在圖13B所示的半導體裝置中，位元線BL與電晶體262的源極電極或汲極電極電連接，字線WL與電晶體262的閘極電極層電連接，並且電晶體262的源極電極或汲極電極與電容元件254的第一端子電連接。
使用氧化物半導體的電晶體262具有關態電流極低的特徵。因此，藉由使電晶體262成為關閉狀態，可以長時間地儲存電容元件254的第一端子的電位(或累積在電容元件254中的電荷)。
接著，說明對圖13B所示的半導體裝置(記憶單元250)進行資訊的寫入及保持的情況。
首先，藉由將字線WL的電位設定為使電晶體262成為導通狀態的電位，以使電晶體262成為導通狀態。由此，將位元線BL的電位施加到電容元件254的第一端子(寫入)。然後，藉由將字線WL的電位設定為使電晶體262成為關閉狀態的電位，來使電晶體262成為關閉狀態，由此儲存電容元件254的第一端子的電位(保持)。
因為電晶體262的關態電流極低，所以可以長時間地儲存電容元件254的第一端子的電位(或累積在電容元件254中的電荷)。
接著，對資訊的讀出進行說明。當電晶體262成為導通狀態時，處於浮動狀態的位元線BL與電容元件254導通，於是，在位元線BL與電容元件254之間電荷被再次分配。其結果，位元線BL的電位發生變化。位元
線BL的電位的變化量根據電容元件254的第一端子的電位(或累積在電容元件254中的電荷)而取不同的值。
例如，在以V為電容元件254的第一端子的電位，以C為電容元件254的電容，以CB為位元線BL所具有的電容分量(以下也稱為位元線電容)，並且以VB0為再次分配電荷之前的位元線BL的電位的條件下，再次分配電荷之後的位元線BL的電位為(CB×VB0+C×V)/(CB+C)。因此，作為記憶單元250的狀態，當電容元件254的第一端子的電位為V1和V0(V1>V0)的兩個狀態時，保持電位V1時的位元線BL的電位(=(CB×VB0+C×V1)/(CB+C))高於保持電位V0時的位元線BL的電位(=(CB×VB0+C×V0)/(CB+C))。
並且，藉由比較位元線BL的電位與規定的電位，可以讀出資訊。
如上所述，圖13B所示的半導體裝置可以利用電晶體262的關態電流極低的特徵，在長期間保持累積在電容元件254中的電荷。就是說，因為不需要進行更新工作，或者，可以將更新工作的頻率降低到極低，所以可以充分降低耗電量。另外，即使沒有電力供應，也可以在長期間保持儲存資料。
接著，對圖13C所示的半導體裝置進行說明。
圖13C所示的半導體裝置在其上部作為記憶
體電路包括記憶單元陣列251(記憶單元陣列251a及記憶單元陣列251b)，記憶單元陣列251包括多個圖13B所示的記憶單元250，並且在其下部包括用來使記憶單元陣列251工作的週邊電路253。另外，週邊電路253與記憶單元陣列251電連接。
藉由採用圖13C所示的結構，可以直接在記憶單元陣列251(記憶單元陣列251a及記憶單元陣列251b)下方設置週邊電路253，從而可以實現半導體裝置的小型化。
作為設置在週邊電路253中的電晶體，更佳為使用與電晶體262不同的半導體材料。例如，可以使用矽、鍺、矽鍺、碳化矽或砷化鎵等，較佳為使用單晶半導體。另外，還可以使用有機半導體材料等。使用這種半導體材料的電晶體能夠進行充分的高速工作。從而，藉由利用上述電晶體，能夠順利實現被要求高速工作的各種電路(邏輯電路、驅動電路等)。
另外，圖13C所示的半導體裝置示出層疊有兩個記憶單元陣列251(記憶單元陣列251a、記憶單元陣列251b)的結構，但是所層疊的記憶單元陣列的個數不侷限於此。也可以採用層疊有三個以上的記憶單元陣列的結構。
藉由作為電晶體262應用在通道形成區中使用本發明的一實施方式的氧化物半導體層的電晶體，可以在長期間內保持儲存資料。就是說，可以實現不需要進行
更新工作的半導體記憶體裝置，或者，更新工作的頻率極少的半導體記憶體裝置，因此可以充分降低耗電量。
本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所示的結構、方法等適當地組合而使用。
在本實施方式中，參照圖14A至14C說明本發明的一實施方式的顯示面板的結構。
圖14A是本發明的一實施方式的顯示面板的俯視圖，圖14B是用來說明在將液晶元件用於本發明的一實施方式的顯示面板的像素時可以使用的像素電路的電路圖，並且圖14C是用來說明在將有機EL元件用於本發明的一實施方式的顯示面板的像素時可以使用的像素電路的電路圖。
可以根據實施方式3形成像素部的電晶體。此外，因為該電晶體容易形成為n通道型電晶體，所以將驅動電路中的可以由n通道型電晶體構成的驅動電路的一部分與像素部的電晶體形成在同一基板上。如上所述，藉由將實施方式3所示的電晶體用於像素部或驅動電路，可以提供可靠性高的顯示裝置。
圖14A示出主動矩陣型顯示裝置的方塊圖的一個例子。在顯示裝置的基板500上包括：像素部501；第一掃描線驅動電路502；第二掃描線驅動電路503；以及信號線驅動電路504。在像素部501中配置有從信號線
驅動電路504延伸的多個信號線以及從第一掃描線驅動電路502及第二掃描線驅動電路503延伸的多個掃描線。此外，在掃描線與信號線的交叉區中以矩陣狀設置有分別具有顯示元件的像素。另外，顯示裝置的基板500藉由FPC(Flexible Printed Circuit：撓性印刷電路)等的連接部連接到時序控制電路(也稱為控制器、控制IC)。
在圖14A中，在與像素部501同一基板500上形成第一掃描線驅動電路502、第二掃描線驅動電路503、信號線驅動電路504。由此，設置在外部的驅動電路等的構件的數量減少，從而能夠實現成本的降低。另外，當在基板500的外部設置驅動電路時，需要使佈線延伸，且佈線之間的連接數量增加。當在同一基板500上設置驅動電路時，可以減少該佈線之間的連接數，從而可以謀求提高可靠性或良率。
另外，圖14B示出像素部的電路結構的一個例子。在此，示出可以用於VA方式的液晶顯示面板的像素的像素電路。
可以將該像素電路應用於一個像素具有多個像素電極層的結構。各像素電極層分別與不同的電晶體連接，以藉由不同閘極信號驅動各電晶體。由此，在以多域設計的像素中，可以獨立地控制施加到各像素電極層的信號。
電晶體516的閘極佈線512和電晶體517的閘極佈線513彼此分離，以便能夠被提供不同的閘極信號。另一方面，電晶體516和電晶體517共同使用用作資料線的源極電極層或汲極電極層514。作為電晶體516及電晶體517，可以適當地利用實施方式3所示的電晶體。由此可以提供可靠性高的液晶顯示面板。
以下說明與電晶體516電連接的第一像素電極層及與電晶體517電連接的第二像素電極層的形狀。第一像素電極層和第二像素電極層的形狀被狹縫彼此分離。第一像素電極層呈擴展為V字型的形狀，第二像素電極層以圍繞第一像素電極層的外側的方式形成。
電晶體516的閘極電極層連接到閘極佈線512，而電晶體517的閘極電極層連接到閘極佈線513。藉由對閘極佈線512和閘極佈線513施加不同的閘極信號，可以使電晶體516及電晶體517的工作時序互不相同來控制液晶配向。
另外，也可以由電容佈線510、用作電介質的閘極絕緣層以及與第一像素電極層或第二像素電極層電連接的電容電極形成儲存電容器。
多域結構在一個像素中設置有第一液晶元件518和第二液晶元件519。第一液晶元件518由第一像素電極層、反電極層以及它們之間的液晶層構成，而第二液晶元件519由第二像素電極層、反電極層以及它們之間的液晶層構成。
此外，圖14B所示的像素電路不侷限於此。例如，也可以還對圖14B所示的像素追加開關、電阻元件、電容元件、電晶體、感測器或邏輯電路等。
另外，圖14C示出像素的電路結構的其他例子。在此，示出使用有機EL元件的顯示面板的像素結構。
在有機EL元件中，藉由對發光元件施加電壓，電子和電洞從一對電極分別注入到包含發光有機化合物的層，而產生電流。然後，藉由使電子和電洞重新結合，發光有機化合物達到激發態，並且當該激發態恢復到基態時，獲得發光。根據這種機制，該發光元件被稱為電流激發型發光元件。
圖14C是示出可以應用的像素電路的一個例子的圖。這裡示出在一個像素中使用兩個n通道型電晶體的例子。本發明的一實施方式的氧化物半導體層可以用於n通道型電晶體的通道形成區。另外，該像素電路可以採用數位時間灰階級驅動。
以下說明可以應用的像素電路的結構及採用數位時間灰階級驅動時的像素的工作。
像素520包括開關電晶體521、驅動電晶體522、發光元件524以及電容元件523。在開關電晶體521中，閘極電極層與掃描線526連接，第一電極(源極電極層或汲極電極層的一方)與信號線525連接，並且第二電
極(源極電極層或汲極電極層的另一方)與驅動電晶體522的閘極電極層連接。在驅動電晶體522中，閘極電極層藉由電容元件523與電源線527連接，第一電極與電源線527連接，第二電極與發光元件524的第一電極(像素電極)連接。發光元件524的第二電極相當於共同電極528。共同電極528與形成在同一基板上的共用電位線電連接。
作為開關電晶體521及驅動電晶體522，可以適當地利用實施方式3所示的電晶體。由此可以提供可靠性高的有機EL顯示面板。
另外，將發光元件524的第二電極(共同電極528)的電位設定為低電源電位。注意，低電源電位是指低於電源線527所設定的高電源電位的電位，例如可以以GND、0V等為低電源電位。將高電源電位與低電源電位的電位差設定為發光元件524的正向臨界電壓以上，將該電位差施加到發光元件524上來使電流流過發光元件524，以使發光元件524發光。發光元件524的正向電壓是指設定為所希望的亮度時的電壓，至少包含正向臨界電壓。
另外，還可以使用驅動電晶體522的閘極電容代替電容元件523而省略電容元件523。至於驅動電晶體522的閘極電容，也可以在通道形成區域和閘極電極層之間形成電容。
接著，說明輸入到驅動電晶體522的信號。
當採用電壓輸入電壓驅動方式時，對驅動電晶體522輸入使驅動電晶體522充分處於導電或關斷的兩個狀態的視頻信號。為了使驅動電晶體522在線形區域中工作，所以將比電源線527的電壓高的電壓施加到驅動電晶體522的閘極電極層。另外，對信號線525施加電源線電壓+驅動電晶體522的Vth以上的電壓。
當進行類比灰階級驅動時，對驅動電晶體522的閘極電極層施加發光元件524的正向電壓+驅動電晶體522的Vth以上的電壓。另外，藉由輸入使驅動電晶體522在飽和區域中工作的視頻信號，使電流流過發光元件524。為了使驅動電晶體522在飽和區域中工作，使電源線527的電位高於驅動電晶體522的閘極電位。藉由採用類比方式的視頻信號，可以在發光元件524中使與視頻信號對應的電流流過，而進行類比灰階級驅動。
此外，像素電路的結構不侷限於圖14C所示的像素結構。例如，還可以對圖14C所示的像素電路追加開關、電阻元件、電容元件、感測器、電晶體或邏輯電路等。
本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所示的結構、方法等適當地組合而使用。
在本實施方式中，參照圖15至16D說明使用本發明的一實施方式的氧化物半導體層的半導體裝置及電子裝置
的結構。
圖15是包括使用本發明的一實施方式的氧化物半導體層的半導體裝置的電子裝置的方塊圖。
圖16A至16D是包括使用本發明的一實施方式的氧化物半導體層的半導體裝置的電子裝置的外觀圖。
圖15所示的電子裝置具有RF電路901、類比基帶電路902、數位基帶電路903、電池904、電源電路905、應用處理器906、快閃記憶體910、顯示控制器911、記憶體電路912、顯示器913、觸控感應器919、聲頻電路917以及鍵盤918等。
應用處理器906具有CPU(Central Processing Unit：中央處理器)907、DSP(Digital Signal Processor：數位信號處理器)908以及介面(IF)909。另外，記憶體電路912可以由SRAM或DRAM構成。
藉由將實施方式3所示的電晶體應用於記憶體電路912，可以提供能夠寫入並讀出資訊的高可靠性電子裝置。
另外，藉由將實施方式3所示的電晶體應用於包括在CPU907或DSP908中的暫存器等，可以提供能夠寫入並讀出資訊的高可靠性電子裝置。
注意，在實施方式3所示的電晶體的關態洩漏電流極低的情況下，可以提供能夠在長期間保持儲存資料且耗電量充分降低的記憶體電路912。另外，還可以提供能夠在進行電源閘控(power gating)的期間中將進行電源
閘控之前的狀態儲存在暫存器等中的CPU907或DSP908。
顯示器913具有：顯示部914；源極驅動器915；以及閘極驅動器916。
顯示部914具有配置為矩陣形狀的多個像素。像素具備像素電路，該像素電路與閘極驅動器916電連接。
可以將實施方式3所示的電晶體適當地應用於像素電路或閘極驅動器916。由此，可以提供高可靠性顯示器。
作為電子裝置，例如可以舉出電視機(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的顯示器、數位相機、數位攝影機等影像拍攝裝置、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置、彈珠機(pachinko rmachine)等大型遊戲機等。
圖16A示出可攜式資訊終端，其包括主體1101、外殼1102、顯示部1103a和顯示部1103b等。顯示部1103b是觸控面板，藉由觸摸顯示在顯示部1103b上的鍵盤按鈕1104，可以操作螢幕且輸入文字。當然，也可以採用顯示部1103a是觸控面板的結構。藉由將實施方式3所示的電晶體用作切換元件製造液晶面板或有機發光面板，並將其用於顯示部1103a、顯示部1103b，可以實現可靠性高的可攜式資訊終端。
圖16A所示的可攜式資訊終端可以具有如下功能：顯示各種資訊(靜止影像、動態影像、文字影像等)；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯；利用各種軟體(程式)控制處理；等。另外，也可以採用在外殼的背面或側面具備外部連接端子(耳機端子、USB端子等)、儲存介質插入部等的結構。
另外，圖16A所示的可攜式資訊終端可以採用以無線方式發送且接收資訊的結構。還可以採用以無線方式從電子書閱讀器伺服器購買所希望的書籍資料等並下載的結構。
圖16B示出可攜式音樂播放機，其中主體1021包括顯示部1023、用來戴在耳朵上的固定部分1022、揚聲器、操作按鈕1024以及外部記憶體插槽1025等。藉由將實施方式3所示的電晶體用作切換元件製造液晶面板或有機發光面板，並將其用於顯示部1023，可以實現可靠性高的可攜式音樂播放機。
另外，當對圖16B所示的可攜式音樂播放機添加天線、麥克風功能及無線功能且與行動電話一起使用時，可以在開車的同時進行無線免提通話。
圖16C示出行動電話，由外殼1030及外殼1031的兩個外殼構成。外殼1031具備顯示面板1032、揚聲器1033、麥克風1034、指向器1036、影像拍攝用透鏡1037、外部連接端子1038等。另外，外殼1030具備進行
行動電話的充電的太陽能電池元件1040、外部記憶體插槽1041等。另外，天線內置於外殼1031內部。藉由將實施方式3所示的電晶體用於顯示面板1032，可以實現可靠性高的行動電話。
另外，顯示面板1032具備觸控面板，在圖16C中，使用虛線示出作為影像被顯示出來的多個操作鍵1035。另外，還安裝有用來將由太陽能電池元件1040輸出的電壓升壓到各電路所需的電壓的升壓電路。
例如，藉由將實施方式3所示的電晶體的氧化物半導體層的厚度設定為2μm以上且50μm以下，可以形成用於升壓電路等的電源電路的功率電晶體。
顯示面板1032根據使用方式適當地改變顯示的方向。另外，由於在與顯示面板1032同一面上設置有影像拍攝用透鏡1037，所以可以實現視頻電話。揚聲器1033及麥克風1034不侷限於音頻通話，還可以進行視頻通話、錄音、再生等。再者，外殼1030和外殼1031滑動而可以處於如圖16C那樣的展開狀態和重疊狀態，所以可以實現便於攜帶的小型化。
外部連接端子1038可以與AC轉接器及各種電纜如USB電纜等連接，由此可以進行充電及與個人電腦等的資料通訊。另外，藉由將儲存介質插入外部記憶體插槽1041，可以對應於更大量資料的保存及移動。
另外，除了上述功能之外，還可以具有紅外線通信功能、電視接收功能等。
圖16D示出電視機的一個例子。在電視機1050中，外殼1051組裝有顯示部1053。可以用顯示部1053顯示影像。此外，將CPU內置於支撐外殼1051的支架1055。藉由將實施方式3所示的電晶體用於顯示部1053及CPU，可以實現可靠性高的電視機1050。
可以藉由外殼1051所具備的操作開關或另行提供的遙控器進行電視機1050的操作。此外，也可以採用在遙控器中設置顯示從該遙控器輸出的資訊的顯示部的結構。
另外，電視機1050採用具備接收機、數據機等的結構。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信網路，可以進行單向(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。
另外，電視機1050具備外部連接端子1054、儲存介質再現錄影部1052、外部儲存器插槽。外部連接端子1054可以與各種電纜如USB電纜等連接，由此可以進行與個人電腦等的資料通訊。藉由將盤狀儲存介質插入儲存介質再現錄影部1052中，可以進行對儲存在儲存介質中的資料的讀出以及對儲存介質的寫入。另外，也可以將插入外部儲存器插槽中的外部記憶體1056所儲存的影像或影像等顯示在顯示部1053上。
在實施方式3所示的電晶體的關態洩漏電流極低的情況下，藉由將該電晶體應用於外部記憶體1056
或CPU，可以提供耗電量充分降低的高可靠性電視機1050。
在本實施例中，以下參照奈米晶氧化物半導體膜的電子繞射圖樣說明包含在根據本發明的一實施方式的氧化物半導體層中的奈米晶。
奈米晶氧化物半導體膜是指：在進行其電子束徑為10nmΦ以下的電子繞射分析(奈米電子束繞射分析)而獲取的電子繞射圖樣中，觀察到沒有配向性的斑點的氧化物半導體膜，該斑點既不同於顯示非晶狀態的光暈圖樣，也不同於顯示配向為特定面上的結晶狀態的規則性斑點。
圖17A示出奈米晶氧化物半導體膜的剖面TEM(穿透式電子顯微鏡)影像。圖17B至17D分別示出：對圖17A中的測量點1進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣；對圖17A中的測量點2進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣；以及對圖17A中的測量點3進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。
在圖17A至17D中，作為奈米晶氧化物半導體膜的一個例子，使用在石英玻璃基板上形成有厚度為50nm的In-Ga-Zn類氧化物膜的樣本。圖17A至17D所示的奈米晶氧化物半導體膜的沉積條件如下：使用In：Ga：Zn=1：1：1(原子數比)的氧化物靶材；採用氧氛圍
(流量為45sccm)；壓力為0.4Pa；直流(DC)功率為0.5kW；並且基板溫度為室溫。然後，將所形成的奈米晶氧化物半導體膜切成其寬度為100nm以下(例如，40nm±10nm)的薄片，來得到剖面TEM影像及進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。
圖17A示出使用穿透式電子顯微鏡(日立高新技術(Hitachi High-Technologies Corporation)製造的“H-9000NAR”)在加速電壓為300kV且放大率為200萬倍的條件下拍攝奈米晶氧化物半導體膜而獲取的剖面TEM影像。另外，圖17B至17D示出使用穿透式電子顯微鏡(日立高新技術製造的“HF-2000”)在加速電壓為200kV且電子束徑為約1nmΦ的條件下進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。注意，在電子束徑為約1nmΦ的條件下進行奈米電子束繞射分析時的測量範圍為5nmΦ以上10nmΦ以下。
如圖17B所示，在對奈米晶氧化物半導體膜進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣中，觀察到以圓周形狀分佈的多個斑點(亮點)。換言之，也可以說是觀察到圓周形狀(同心圓形狀)的多個斑點。或者，也可以說是由以圓周形狀分佈的多個斑點形成多個同心圓。
另外，在奈米晶氧化物半導體膜與石英玻璃基板之間的介面附近的圖17D及奈米晶氧化物半導體膜的厚度方向上的中央部的圖17C中，也觀察到與圖17B同
樣的以圓周形狀分佈的多個斑點。圖17C中，第一圓周的半徑(第一圓周與主斑點之間的距離)為3.88/nm至4.93/nm。以晶面間距換算為0.203nm至0.257nm。
由圖17A至17D所示的對奈米晶氧化物半導體膜進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣可知，奈米晶氧化物半導體膜為混有面方位沒有規則性且尺寸不同的多個結晶部的膜。
圖18A示出奈米晶氧化物半導體膜的平面TEM影像，而圖18B示出對圖18A所示的圓形區域進行選區電子繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。
在圖18A和18B中，作為奈米晶氧化物半導體膜的一個例子，使用在石英玻璃基板上形成有厚度為30nm的In-Ga-Zn類氧化物膜的樣本。圖18A和18B所示的奈米晶氧化物半導體膜的沉積條件如下：使用In：Ga：Zn=1：1：1(原子數比)的氧化物靶材；採用氧氛圍(流量為45sccm)；壓力為0.4Pa；直流(DC)功率為0.5kW；並且基板溫度為室溫。然後，將樣本切成薄片，來得到奈米晶氧化物半導體膜的平面TEM影像及進行電子繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。
圖18A示出使用穿透式電子顯微鏡(日立高新技術(Hitachi High-Technologies Corporation)製造的“H-9000NAR”)在加速電壓為300kV且放大率為50萬倍的條件下拍攝奈米晶氧化物半導體膜而獲取的平面TEM影像。另外，圖18B示出在選區為300nmΦ的條件下
進行電子繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。注意，考慮到電子線的擴展度，測量範圍為300nmΦ以上。
如圖18B所示，在對奈米晶氧化物半導體膜進行其測量範圍比奈米電子束繞射分析寬的選區電子繞射分析而獲取的電子繞射圖樣中，觀察到光暈圖樣，而觀察不到藉由奈米電子束繞射分析而觀察到的多個斑點。
接著，圖19A至19C是示出圖17A至圖18B所示的電子繞射圖樣中的繞射強度的分佈的概念圖，其中圖19A是示出圖17B至17D所示的奈米電子束繞射圖樣中的繞射強度的分佈的概念圖，圖19B是示出圖18B所示的選區電子繞射圖樣中的繞射強度的分佈的概念圖，並且圖19C是示出單晶結構或多晶結構的電子繞射圖樣中的繞射強度的分佈的概念圖。
在圖19A至19C中，縱軸表示斑點等分佈的電子繞射強度(任意單位)，而橫軸表示離主斑點有的距離。
在圖19C所示的單晶結構或多晶結構中，相應於結晶部配向的面的晶面間距(d值)，在離主斑點有一定距離處有峰值。
另一方面，在圖17A至17D所示的對奈米晶氧化物半導體膜進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣中觀察到的由多個斑點形成的圓周形狀區域的寬度比較寬。因此，圖19A顯示分散性分佈。由此可知，在對奈米晶氧化物半導體膜進行奈米電子束繞射分析而獲取的
電子繞射圖樣中，在同心圓形狀的區域之間存在著雖不成為明確的斑點但亮度高的區域。
另外，如圖19B所示，就對奈米晶氧化物半導體膜進行選區電子繞射分析而獲取的電子繞射圖樣中的電子繞射強度分佈而言，呈現連續的強度分佈。因為圖19B可以近似於對圖19A所示的電子繞射強度分佈以寬範圍觀察了的結果，所以可以考察：藉由使多個斑點重疊並接連，得到連續的強度分佈。
由圖19A至19C可知，奈米晶氧化物半導體膜是混合有面方位沒有規則性且尺寸不同的多個結晶部的膜，並且該結晶部極微細，即微細到在進行選區電子繞射分析而獲取的電子繞射圖樣中觀察不到斑點的程度。
在觀察到多個斑點的圖17A至17D中，奈米晶氧化物半導體膜被切成50nm以下。因為電子束徑為1nmΦ，所以其測量範圍為5nm以上10nm以下。由此，可以推測：包含在奈米晶氧化物半導體膜中的結晶部為50nm以下，例如為10nm以下，或者為5nm以下。
這裡，圖20示出對石英玻璃基板進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。圖20的測定條件與圖17B至17D同樣。
如圖20所示，在具有非晶結構的石英玻璃基板中觀察到其亮度從主斑點連續地變化的光暈圖樣，而觀察不到特定斑點。像這樣，在具有非晶結構的膜中，即使對極為微小的區域進行電子繞射分析，也觀察不到像在奈
米晶氧化物半導體膜中觀察到的那樣以圓周形狀分佈的多個斑點。這表明：在圖17B至17D中觀察到的以圓周形狀分佈的多個斑點是奈米晶氧化物半導體膜特有的。
另外，圖21示出在對圖17A所示的測量點2照射電子束徑為1nmΦ的電子線1分鐘之後測得的電子繞射圖樣。
與圖17C所示的電子繞射圖樣同樣，在圖21所示的電子繞射圖樣中觀察到以圓周形狀分佈的多個斑點，且在兩者的測定結果之間並不觀察到差異。這意味著在圖17C所示的電子繞射圖樣中觀察到的結晶部已在氧化物半導體膜沉積時存在著，而不意味著該結晶部是藉由被照射電子束而形成的。
接著，圖22A和22B示出圖17A所示的剖面TEM影像的部分放大圖。圖22A是以800萬倍的放大率觀察圖17A中的測量點1附近(奈米晶氧化物半導體膜表面)而獲取的剖面TEM影像，而圖22B是以800萬倍的放大率觀察圖17A中的測量點2附近(奈米晶氧化物半導體膜的膜厚度方向中央部)而獲取的剖面TEM影像。
根據圖22A和22B所示的剖面TEM影像，在奈米晶氧化物半導體膜中觀察不到明確的結晶結構。
另外，對用於圖17A至圖18B的在石英玻璃基板上形成有本實施方式的奈米晶氧化物半導體膜的樣本進行X射線繞射分析。圖23示出利用out-of-plane法測定XRD譜的結果。
在圖23中，縱軸表示X線繞射強度(任意單位)，橫軸表示繞射角度2θ(deg.)。在XRD譜的測定中，使用Bruker AXS公司製造的X射線繞射裝置D-8ADVANCE。
如圖23所示，在2θ=20°至23°附近觀察到來源於石英的峰值，但是觀察不到來源於包含在奈米晶氧化物半導體膜中的結晶部的峰值。
還由圖22A和22B及圖23的可知：包含在奈米晶氧化物半導體膜中的結晶部為極為微細的結晶部。
如上所述，就本實施例的奈米晶氧化物半導體膜而言，在進行測量範圍寬的X射線繞射分析時檢測不出呈現配向的峰值，並且在進行測量範圍寬的選區電子繞射分析而獲取的電子繞射圖樣中觀察到光暈圖樣。因此，本實施例的奈米晶氧化物半導體膜在宏觀上可以說是與原子排列無序的膜相同。但是，在對奈米晶氧化物半導體膜進行其電子束徑充分小(例如為10nmΦ以下)的奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣中，觀察到斑點(亮點)。由此，可以推測：本實施例的奈米晶氧化物半導體膜是面方位沒有規則性的微細結晶部(例如，粒徑為10nm以下，為5nm以下，或者為3nm以下的結晶部)聚集而形成的膜。注意，在奈米晶氧化物半導體膜的膜厚度方向上的整個區域中含有包含微細結晶部的奈米晶區域。
在本實施例中，對氧化物半導體層中的雜質給氧化物半導體層的結晶性帶來的影響進行計算。
在本實施例中，以氫作為包含在氧化物半導體層中的雜質，利用第一原理計算計算了對氧化物半導體層的氫添加量和添加了該氫的氧化物半導體層的有序度之間的相關關係。
作為氧化物半導體層，使用In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比]的In-Ga-Zn氧化物。首先使圖24所示的28個原子的結構最優化，然後分別使a軸及b軸增加一倍而形成包含112個原子的晶格，來對該包含112個原子的晶格添加了氫(H)的結構和不添加氫(H)的結構分別在不同溫度條件下計算各原子的運動，以得知根據氫添加的有無而不同的結構。
在本實施例中，作為添加了氫的結構，對In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比]的In-Ga-Zn氧化物的包含112個原子的結構添加了四個氫原子(氫濃度為3.45atom%)或八個氫原子(氫濃度為6.67atom%)。這裡，將所添加的氫配置在完全結晶的晶格內。
對不添加氫的結構、添加了四個氫原子的結構以及添加了八個氫原子的結構分別進行分子動力學計算，並進行利用徑向分佈函數的解析以計算出由於添加氫而導致的In-Ga-Zn氧化物內的鍵合力的變化和結構錯亂。表1示出計算條件。注意，使用“VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)”進行了計算。
圖25A至25D示出計算結果。圖25A示出初始狀態的In-Ga-Zn氧化物的結晶結構。圖25B示出不添加氫的In-Ga-Zn氧化物在2500K的溫度下過5psec後的結晶結構。圖25C示出添加了四個氫原子(氫濃度為3.45atom%)的In-Ga-Zn氧化物在2500K的溫度下過5psec後的結晶結構。圖25D示出添加了八個氫原子(氫濃度為6.67atom%)的In-Ga-Zn氧化物在2500K的溫度下過5psec後的結晶結構。
由圖25A至25D可知，與不添加氫的結構相比，添加了氫的結構中的結晶結構錯亂。這表明In-Ga-Zn氧化物內的鍵合力因氫添加而變弱。
為了定量評價相對於In-Ga-Zn氧化物內的鍵
合強度的氫添加，對3psec至5psec的結構計算只以除了氫以外的In、Ga、Zn、O為目標的徑向分佈函數。圖26示出計算結果。
如圖26中的箭頭所示，氫添加量越多，第一峰值越弱，且第一峰值與第二峰值之間的谷越淺。徑向分佈函數g(r)是指表示在離某個原子有距離r的位置上存在其他原子的概率密度的函數。隨著原子之間的相關性減弱，g(r)逐漸接近於1。因此，圖26的結果表明：由於添加氫，所以In-Ga-Zn氧化物內的鍵合強度變弱，從而結構容易破壞(處於無序狀態)。
由此可知：在氧化物半導體層中的雜質(這裡，氫)濃度變高時，氧化物半導體層的有序度變小，從而結晶性下降。另外，具有非晶結構的氧化物半導體層可以說是含有多量的雜質(這裡，氫)的膜。
在本實施例中，說明對結晶狀態不同的氧化物半導體層利用各種方法進行了測定及比較的結果。
首先，以下描述用於本實施例的測定樣本的製造方法。
測定樣本A使用CAAC-OS層。測定樣本A中的氧化物半導體層使用濺射法形成，該濺射法的條件如下：使用
In-Ga-Zn氧化物(In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比])的靶材；作為沉積氣體，使用30sccm的氬氣體及15sccm的氧氣體；壓力為0.4Pa；基板溫度為400℃；以及施加0.5kW的DC電力。作為基板使用玻璃基板。接著，在450℃的氮氛圍中進行1小時的加熱處理，然後在450℃的氧氛圍中進行1小時的加熱處理，以進行使包含在氧化物半導體層中的氫脫離的處理及將氧供應到氧化物半導體層中的處理。經上述步驟，得到包含作為CAAC-OS層的氧化物半導體層的測定樣本A。
在利用X射線反射率法(XRR(X-ray Reflectometry))對測定樣本A進行膜密度測定時，所測得的膜密度為6.3g/cm3。就是說，CAAC-OS膜是膜密度高的膜。
測定樣本B1及測定樣本B2使用奈米晶氧化物半導體層。測定樣本B1中的氧化物半導體層使用濺射法形成，該濺射法的條件如下：使用In-Ga-Zn氧化物(In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比])的靶材；作為沉積氣體，使用30sccm的氬氣體及15sccm的氧氣體；壓力為0.4Pa；基板溫度為室溫；以及施加0.5kW的DC電力。作為基板使用玻璃基板。經上述步驟，得到包含作為奈米晶氧化物半導體層的氧化物半導體層的測定樣本B1。
另外，測定樣本B2藉由如下方法而形成：對
於與測定樣本B1同樣製造的氧化物半導體層，在450℃的氮氛圍中進行1小時的加熱處理，然後在450℃的氧氛圍中進行1小時的加熱處理，以進行使包含在氧化物半導體層中的氫脫離的處理及將氧供應到氧化物半導體層中的處理，來形成測定樣本B2。
利用X射線反射率法對測定樣本B1及測定樣本B2進行膜密度測定。所測得的測定樣本B1的膜密度為5.9g/cm3，而所測得的測定樣本B2的膜密度為6.1g/cm3。
由此可知，藉由進行加熱處理，可以提高氧化物半導體膜的膜密度。
測定樣本C使用為奈米晶氧化物半導體層且其氫含量多於測定樣本B1及測定樣本B2的氧化物半導體層。如實施例2所述那樣，在將氫添加到氧化物半導體層中時，氧化物半導體層的有序度變小，從而結晶性下降。因此，測定樣本C可以說是與測定樣本B1及測定樣本B2相比結晶性進一步下降的奈米晶氧化物半導體層。
測定樣本C中的氧化物半導體層使用濺射法形成，該濺射法的條件如下：使用In-Ga-Zn氧化物(In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比])的靶材；作為沉積氣體，使用氬氣體和氫的混合氣體(Ar：H2=14.8sccm：0.2sccm)；壓力為2.0Pa；基板溫度為室溫；以及施加200W的DC電
力。經上述步驟，得到測定樣本C。
利用X射線反射率法對測定樣本C進行膜密度測定。所測得的測定樣本C的膜密度為5.0g/cm3。由此可知，在添加氫時，膜密度下降。
圖27A至27C示出對所得到的測定樣本A、測定樣本B1以及測定樣本C進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。圖27A示出對測定樣本A進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣，圖27B示出對測定樣本B1進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣，並且圖27C示出對測定樣本C進行奈米電子束繞射分析而獲取的電子繞射圖樣。在圖27A至27C的奈米電子束繞射圖樣中，在電子束徑為1nmΦ的條件下進行觀察。
由圖27A至27C可知，在使用高密度CAAC-OS層的測定樣本A中，斑點來源於結晶性而有規則性地排列。另一方面，在使用低密度奈米晶氧化物半導體層的測定樣本C中，在外觀上呈電子束的斑點擴展的光暈圖樣，但在其一部分中其實存在著奈米晶。另外，在使用中等密度奈米晶氧化物半導體層的測定樣本B1中，斑狀圖樣更明確。
由此可知，膜密度越高，結晶性越高。換言之，氫濃度越低，結晶性越高。
另外，還測定所得到的測定樣本A、測定樣本B1以及測定樣本B2的局部能階(缺陷能階)。這
裡，說明利用CPM(Constant photocurrent method：恆定光電流測量法)評價了氧化物半導體層的結果。
在CPM測定中，在對設置為接觸氧化物半導體層的一對電極之間施加電壓的狀態下以使光電流值成為恆定的方式調整照射到端子之間的樣本面的光量，來在所希望的波長的範圍內根據照射光量求出吸光係數。
圖28示出從對測定樣本A進行CPM測定來得到的吸收係數去除起因於帶尾(bandtail)的吸收係數的吸收係數，即起因於缺陷的吸收係數。圖29A示出從對測定樣本B1進行CPM測定來得到的吸收係數去除起因於帶尾的吸收係數的吸收係數，即起因於缺陷的吸收係數。圖29B示出從對測定樣本B2進行CPM測定來得到的吸收係數去除起因於帶尾的吸收係數的吸收係數，即起因於缺陷的吸收係數。
在圖28至圖29B中，橫軸表示吸收係數，而縱軸表示光子能。在圖28至圖29B的縱軸中，將氧化物半導體層的導帶底和價帶頂分別設定為0eV和3.15eV。另外，在圖28至圖29B中，各曲線是表示吸收係數與光子能的關係的曲線，相當於缺陷能階。
在圖28所示的曲線中，起因於缺陷能階的吸收係數為5.86×10-4cm-1。就是說，CAAC-OS膜為起因於缺陷能階的吸收係數為小於1×10-3/cm，較佳為小於1×10-4/cm，即缺陷態密度低的膜。
由圖29A可知：測定樣本B1的起因於缺陷能
階的吸收係數為5.28×10-1cm-1。由圖29B可知：測定樣本B2的起因於缺陷能階的吸收係數為1.75×10-2cm-1。由此，藉由進行加熱處理，可以降低包含在氧化物半導體層中的缺陷。
根據上述結果，表2示出氧化物半導體(以OS表示)中的結晶狀態的分類及與矽(以Si表示)的對比。
如表2所示，作為氧化物半導體的結晶狀態，例如有非晶氧化物半導體(a-OS、a-OS：H)、微晶氧化物半導體(nc-OS、μc-OS)、多晶氧化物半導體(多晶
OS)、連續晶氧化物半導體(CAAC-OS)以及單晶氧化物半導體(單晶OS)等。作為矽的結晶狀態，例如有非晶矽(a-Si、a-Si：H)、微晶矽(nc-Si、μc-Si)、多晶矽(多晶Si)、連續晶粒矽(CG(Continuous Grain：連續晶界)矽)、單晶矽(單晶Si)等。
在對處於各結晶狀態的氧化物半導體進行其電子束徑為10nmΦ以下的電子線繞射(奈米電子束繞射)分析時，觀察到如下所述的電子繞射圖樣(奈米電子束繞射圖樣)：在非晶氧化物半導體中，觀察到光暈圖樣(也稱為光環或光暈)；在微晶氧化物半導體中，觀察到斑點或/及光環圖樣；在多晶氧化物半導體中，觀察到斑點；在連續晶氧化物半導體中，觀察到斑點；並且在單晶氧化物半導體中，觀察到斑點。
另外，由奈米電子束繞射圖樣可知：在微晶氧化物半導體中，結晶部的直徑為奈米(nm)至微米(μm)；在多晶氧化物半導體中，在結晶部與結晶部之間有晶界，該晶界不連續；並且在連續晶氧化物半導體中，在結晶部與結晶部之間觀察不到晶界，而它們接連。
以下說明各結晶狀態的氧化物半導體的密度。非晶氧化物半導體的密度低。微晶氧化物半導體的密度為中等。連續晶氧化物半導體的密度高。就是說，連續晶氧化物半導體的密度比微晶氧化物半導體的密度高，而微晶氧化物半導體的密度比非晶氧化物半導體的密度高。
另外，將說明在各結晶狀態的氧化物半導體
中存在的缺陷態密度(DOS：density of state)的特徵。非晶氧化物半導體的DOS高。微晶氧化物半導體的DOS較高。連續晶氧化物半導體的DOS低。單晶氧化物半導體的DOS極低。就是說，單晶氧化物半導體的DOS比連續晶氧化物半導體低，連續晶氧化物半導體的DOS比微晶氧化物半導體低，並且微晶氧化物半導體的DOS比非晶氧化物半導體低。
根據本發明的一實施方式的氧化物半導體層包含DOS低的連續晶氧化物半導體作為電流主要徑路的通道，且在絕緣層與通道的介面包含DOS比非晶低的微晶氧化物半導體。因此，包含該氧化物半導體層的電晶體的可靠性得到提高。
Claims (12)
- 一種半導體裝置，包括：氧化物半導體層，其中，該氧化物半導體層包括第一區域和第二區域，其中，該第一區域具有其尺寸為10nm以下的結晶，其中，該第二區域具有其c軸配向為平行於該氧化物半導體層的表面的法線向量的結晶部，並且其中，在對該第一區域進行其電子束徑為1nmΦ以上且10nmΦ以下的奈米電子束繞射分析時觀察到以圓周形狀分佈的斑點。
- 一種半導體裝置，包括：氧化物半導體層；該氧化物半導體層上的絕緣層；該絕緣層上的閘極電極層，該閘極電極層與該氧化物半導體層重疊；以及與該氧化物半導體層電連接的源極電極層及汲極電極層，其中，該氧化物半導體層包括第一區域和第二區域，其中，該第一區域具有其尺寸為10nm以下的結晶，其中，該第二區域具有其c軸配向為平行於該氧化物半導體層的表面的法線向量的結晶部，並且其中，該第一區域位於該絕緣層與該第二區域之間。
- 根據申請專利範圍第1或2項之半導體裝置，其中該第一區域和該第二區域之各者中所包含的氧化物半導 體具有與彼此不同的組成。
- 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中在對該第一區域進行其電子束徑為1nmΦ以上且10nmΦ以下的奈米電子束繞射分析時觀察到以圓周形狀分佈的斑點。
- 根據申請專利範圍第1或4項之半導體裝置，其中在對該第一區域進行其電子束徑為300nmΦ以上的利用穿透式電子顯微鏡的選區電子繞射分析時觀察到光暈圖樣。
- 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中該第二區域的膜密度比該第一區域的膜密度高。
- 一種半導體裝置，包括：第一絕緣層；該第一絕緣層上的氧化物半導體層；該氧化物半導體層上的第二絕緣層；該第二絕緣層上的閘極電極層，該閘極電極層與該氧化物半導體層重疊；以及與該氧化物半導體層電連接的源極電極層及汲極電極層，其中，該氧化物半導體層包括第一區域、該第一區域上的第二區域以及該第二區域上的第三區域，其中，該第一區域和第三區域都具有其尺寸為10nm以下的結晶，並且其中，該第二區域具有其c軸配向為平行於該氧化物半導體層的表面的法線向量的結晶部。
- 根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中，該第一區域和該第二區域之各者中所包含的氧化物半導體具有與彼此不同的組成，並且其中，該第二區域和該第三區域之各者中所包含的氧化物半導體具有與彼此不同的組成。
- 根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中在對該第一區域和該第三區域中的一個進行其電子束徑為1nmΦ以上且10nmΦ以下的奈米電子束繞射分析時觀察到以圓周形狀分佈的斑點。
- 根據申請專利範圍第9項之半導體裝置，其中在對該第一區域和該第三區域中的一個進行其電子束徑為300nmΦ以上的利用穿透式電子顯微鏡的選區電子繞射分析時觀察到光暈圖樣。
- 根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中該第二區域的膜密度比該第一區域和該第三區域中的一個的膜密度高。
- 根據申請專利範圍第1、2、和7之任一項之半導體裝置，其中該氧化物半導體層包含銦、鎵以及鋅中的一個。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9153699B2 (en) | 2012-06-15 | 2015-10-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor with multiple oxide semiconductor layers |
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| JP6537341B2 (ja) | 2014-05-07 | 2019-07-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
| TWI663726B (zh) * | 2014-05-30 | 2019-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | 半導體裝置、模組及電子裝置 |
| US20160005871A1 (en) * | 2014-07-04 | 2016-01-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| TWI652362B (zh) | 2014-10-28 | 2019-03-01 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 氧化物及其製造方法 |
| JP6647841B2 (ja) | 2014-12-01 | 2020-02-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 酸化物の作製方法 |
| US9633710B2 (en) | 2015-01-23 | 2017-04-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for operating semiconductor device |
| KR20160114511A (ko) | 2015-03-24 | 2016-10-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치의 제작 방법 |
| US9806200B2 (en) | 2015-03-27 | 2017-10-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US9837547B2 (en) | 2015-05-22 | 2017-12-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising oxide conductor and display device including the semiconductor device |
| JP2018032839A (ja) * | 2015-12-11 | 2018-03-01 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | トランジスタ、回路、半導体装置、表示装置および電子機器 |
| US10714633B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-07-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and display device |
| KR20180124874A (ko) | 2016-03-04 | 2018-11-21 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치, 그 제작 방법, 및 상기 반도체 장치를 포함하는 표시 장치 |
| KR20180123028A (ko) | 2016-03-11 | 2018-11-14 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장비, 상기 반도체 장치의 제작 방법, 및 상기 반도체 장치를 포함하는 표시 장치 |
| US20170301699A1 (en) | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and display device including the semiconductor device |
| KR102476036B1 (ko) * | 2016-05-09 | 2022-12-12 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 발광 소자 |
| KR20170126398A (ko) * | 2016-05-09 | 2017-11-17 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 상기 반도체 장치를 갖는 표시 장치 |
| KR102492209B1 (ko) * | 2016-05-19 | 2023-01-27 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 복합 산화물 반도체 및 트랜지스터 |
| WO2017199128A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device or display device including the same |
| CN108417583B (zh) * | 2018-03-09 | 2021-10-29 | 惠科股份有限公司 | 一种阵列基板的制造方法和阵列基板 |
| US11031506B2 (en) * | 2018-08-31 | 2021-06-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device including transistor using oxide semiconductor |
| CN110010626B (zh) * | 2019-04-11 | 2022-04-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示基板及其制作方法、显示装置 |
| US11379231B2 (en) | 2019-10-25 | 2022-07-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Data processing system and operation method of data processing system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200633266A (en) * | 2004-11-18 | 2006-09-16 | Showa Denko Kk | Gallium nitride-based semiconductor stacked structure, method for fabrication thereof, gallium nitride-based semiconductor device and lamp using the device |
| US20120138922A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide semiconductor film and semiconductor device |
| TW201250863A (en) * | 2009-12-28 | 2012-12-16 | Semiconductor Energy Lab | Method for manufacturing semiconductor device |
| TW201249752A (en) * | 2011-04-13 | 2012-12-16 | Semiconductor Energy Lab | Oxide semiconductor film and semiconductor device |
Family Cites Families (162)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60198861A (ja) | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Fujitsu Ltd | 薄膜トランジスタ |
| JPH0244256B2 (ja) | 1987-01-28 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn2o5deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
| JPH0244258B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn3o6deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
| JPH0244260B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn5o8deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
| JPS63210023A (ja) | 1987-02-24 | 1988-08-31 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | ＩｎＧａＺｎ↓４Ｏ↓７で示される六方晶系の層状構造を有する化合物およびその製造法 |
| JPH0244262B2 (ja) | 1987-02-27 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn6o9deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
| JPH0244263B2 (ja) | 1987-04-22 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn7o10deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
| JPH05251705A (ja) | 1992-03-04 | 1993-09-28 | Fuji Xerox Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
| JPH07113101A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-05-02 | Toyo Alum Kk | アルミニウム系複合粉末及びその製造方法並びにアルミニウム基複合成形体 |
| JP3479375B2 (ja) | 1995-03-27 | 2003-12-15 | 科学技術振興事業団 | 亜酸化銅等の金属酸化物半導体による薄膜トランジスタとｐｎ接合を形成した金属酸化物半導体装置およびそれらの製造方法 |
| WO1997006554A2 (en) | 1995-08-03 | 1997-02-20 | Philips Electronics N.V. | Semiconductor device provided with transparent switching element |
| JP3625598B2 (ja) | 1995-12-30 | 2005-03-02 | 三星電子株式会社 | 液晶表示装置の製造方法 |
| JPH108037A (ja) * | 1996-06-27 | 1998-01-13 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 非石綿系摩擦材 |
| JP2000031488A (ja) * | 1997-08-26 | 2000-01-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
| JP4170454B2 (ja) | 1998-07-24 | 2008-10-22 | Ｈｏｙａ株式会社 | 透明導電性酸化物薄膜を有する物品及びその製造方法 |
| JP2000150861A (ja) | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Tdk Corp | 酸化物薄膜 |
| JP3276930B2 (ja) | 1998-11-17 | 2002-04-22 | 科学技術振興事業団 | トランジスタ及び半導体装置 |
| TW460731B (en) | 1999-09-03 | 2001-10-21 | Ind Tech Res Inst | Electrode structure and production method of wide viewing angle LCD |
| JP4089858B2 (ja) | 2000-09-01 | 2008-05-28 | 国立大学法人東北大学 | 半導体デバイス |
| KR20020038482A (ko) | 2000-11-15 | 2002-05-23 | 모리시타 요이찌 | 박막 트랜지스터 어레이, 그 제조방법 및 그것을 이용한표시패널 |
| JP3997731B2 (ja) | 2001-03-19 | 2007-10-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法 |
| JP2002289859A (ja) | 2001-03-23 | 2002-10-04 | Minolta Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
| JP3925839B2 (ja) | 2001-09-10 | 2007-06-06 | シャープ株式会社 | 半導体記憶装置およびその試験方法 |
| JP4090716B2 (ja) | 2001-09-10 | 2008-05-28 | 雅司 川崎 | 薄膜トランジスタおよびマトリクス表示装置 |
| JP4164562B2 (ja) | 2002-09-11 | 2008-10-15 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ホモロガス薄膜を活性層として用いる透明薄膜電界効果型トランジスタ |
| US7061014B2 (en) | 2001-11-05 | 2006-06-13 | Japan Science And Technology Agency | Natural-superlattice homologous single crystal thin film, method for preparation thereof, and device using said single crystal thin film |
| JP4083486B2 (ja) | 2002-02-21 | 2008-04-30 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ＬｎＣｕＯ（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）単結晶薄膜の製造方法 |
| US7049190B2 (en) | 2002-03-15 | 2006-05-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for forming ZnO film, method for forming ZnO semiconductor layer, method for fabricating semiconductor device, and semiconductor device |
| JP3933591B2 (ja) | 2002-03-26 | 2007-06-20 | 淳二 城戸 | 有機エレクトロルミネッセント素子 |
| US7339187B2 (en) | 2002-05-21 | 2008-03-04 | State Of Oregon Acting By And Through The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Transistor structures |
| JP2004022625A (ja) | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体デバイス及び該半導体デバイスの製造方法 |
| US7105868B2 (en) | 2002-06-24 | 2006-09-12 | Cermet, Inc. | High-electron mobility transistor with zinc oxide |
| US7067843B2 (en) | 2002-10-11 | 2006-06-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Transparent oxide semiconductor thin film transistors |
| JP4166105B2 (ja) | 2003-03-06 | 2008-10-15 | シャープ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2004273732A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Sharp Corp | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
| JP4108633B2 (ja) | 2003-06-20 | 2008-06-25 | シャープ株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法ならびに電子デバイス |
| US7262463B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-08-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Transistor including a deposited channel region having a doped portion |
| CN102867855B (zh) | 2004-03-12 | 2015-07-15 | 独立行政法人科学技术振兴机构 | 薄膜晶体管及其制造方法 |
| US7282782B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-10-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Combined binary oxide semiconductor device |
| US7145174B2 (en) | 2004-03-12 | 2006-12-05 | Hewlett-Packard Development Company, Lp. | Semiconductor device |
| US7297977B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Semiconductor device |
| US7521292B2 (en) | 2004-06-04 | 2009-04-21 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Stretchable form of single crystal silicon for high performance electronics on rubber substrates |
| US8217381B2 (en) | 2004-06-04 | 2012-07-10 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Controlled buckling structures in semiconductor interconnects and nanomembranes for stretchable electronics |
| US7799699B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-09-21 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Printable semiconductor structures and related methods of making and assembling |
| US7943491B2 (en) | 2004-06-04 | 2011-05-17 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Pattern transfer printing by kinetic control of adhesion to an elastomeric stamp |
| JP2008502151A (ja) | 2004-06-04 | 2008-01-24 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ イリノイ | 印刷可能半導体素子を製造して組み立てるための方法及びデバイス |
| US7211825B2 (en) | 2004-06-14 | 2007-05-01 | Yi-Chi Shih | Indium oxide-based thin film transistors and circuits |
| JP2006100760A (ja) | 2004-09-02 | 2006-04-13 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
| US7285501B2 (en) | 2004-09-17 | 2007-10-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming a solution processed device |
| US7298084B2 (en) | 2004-11-02 | 2007-11-20 | 3M Innovative Properties Company | Methods and displays utilizing integrated zinc oxide row and column drivers in conjunction with organic light emitting diodes |
| US7829444B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Field effect transistor manufacturing method |
| JP5138163B2 (ja) | 2004-11-10 | 2013-02-06 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ |
| CN102945857B (zh) | 2004-11-10 | 2015-06-03 | 佳能株式会社 | 无定形氧化物和场效应晶体管 |
| US7863611B2 (en) | 2004-11-10 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Integrated circuits utilizing amorphous oxides |
| US7791072B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Display |
| US7453065B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Sensor and image pickup device |
| WO2006051994A2 (en) | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Light-emitting device |
| CA2585071A1 (en) | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Field effect transistor employing an amorphous oxide |
| US7579224B2 (en) | 2005-01-21 | 2009-08-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film semiconductor device |
| TWI412138B (zh) | 2005-01-28 | 2013-10-11 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置，電子裝置，和半導體裝置的製造方法 |
| TWI390735B (zh) | 2005-01-28 | 2013-03-21 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置，電子裝置，和半導體裝置的製造方法 |
| US7858451B2 (en) | 2005-02-03 | 2010-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic device, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US7948171B2 (en) | 2005-02-18 | 2011-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| US20060197092A1 (en) | 2005-03-03 | 2006-09-07 | Randy Hoffman | System and method for forming conductive material on a substrate |
| US8681077B2 (en) | 2005-03-18 | 2014-03-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, and display device, driving method and electronic apparatus thereof |
| US7544967B2 (en) | 2005-03-28 | 2009-06-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Low voltage flexible organic/transparent transistor for selective gas sensing, photodetecting and CMOS device applications |
| US7645478B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-01-12 | 3M Innovative Properties Company | Methods of making displays |
| US8300031B2 (en) | 2005-04-20 | 2012-10-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising transistor having gate and drain connected through a current-voltage conversion element |
| WO2006130721A2 (en) | 2005-06-02 | 2006-12-07 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Printable semiconductor structures and related methods of making and assembling |
| KR101269566B1 (ko) | 2005-06-02 | 2013-06-07 | 더 보오드 오브 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 일리노이즈 | 프린터블 반도체 구조들 및 관련 제조 및 조립 방법 |
| JP2006344849A (ja) | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
| US7402506B2 (en) | 2005-06-16 | 2008-07-22 | Eastman Kodak Company | Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby |
| US7691666B2 (en) | 2005-06-16 | 2010-04-06 | Eastman Kodak Company | Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby |
| US7507618B2 (en) | 2005-06-27 | 2009-03-24 | 3M Innovative Properties Company | Method for making electronic devices using metal oxide nanoparticles |
| KR100711890B1 (ko) | 2005-07-28 | 2007-04-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 발광표시장치 및 그의 제조방법 |
| JP2007059128A (ja) | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Canon Inc | 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 |
| JP2007073705A (ja) | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Canon Inc | 酸化物半導体チャネル薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
| JP4850457B2 (ja) | 2005-09-06 | 2012-01-11 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ及び薄膜ダイオード |
| JP4280736B2 (ja) | 2005-09-06 | 2009-06-17 | キヤノン株式会社 | 半導体素子 |
| JP5116225B2 (ja) | 2005-09-06 | 2013-01-09 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体デバイスの製造方法 |
| EP3614442A3 (en) | 2005-09-29 | 2020-03-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufactoring method thereof |
| JP5037808B2 (ja) | 2005-10-20 | 2012-10-03 | キヤノン株式会社 | アモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタ、及び該トランジスタを用いた表示装置 |
| WO2007058329A1 (en) | 2005-11-15 | 2007-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| TWI292281B (en) | 2005-12-29 | 2008-01-01 | Ind Tech Res Inst | Pixel structure of active organic light emitting diode and method of fabricating the same |
| US7867636B2 (en) | 2006-01-11 | 2011-01-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Transparent conductive film and method for manufacturing the same |
| JP4977478B2 (ja) | 2006-01-21 | 2012-07-18 | 三星電子株式会社 | ＺｎＯフィルム及びこれを用いたＴＦＴの製造方法 |
| US7576394B2 (en) | 2006-02-02 | 2009-08-18 | Kochi Industrial Promotion Center | Thin film transistor including low resistance conductive thin films and manufacturing method thereof |
| US7977169B2 (en) | 2006-02-15 | 2011-07-12 | Kochi Industrial Promotion Center | Semiconductor device including active layer made of zinc oxide with controlled orientations and manufacturing method thereof |
| JP2007250982A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Canon Inc | 酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ及び表示装置 |
| KR20070101595A (ko) | 2006-04-11 | 2007-10-17 | 삼성전자주식회사 | ＺｎＯ ＴＦＴ |
| US20070252928A1 (en) | 2006-04-28 | 2007-11-01 | Toppan Printing Co., Ltd. | Structure, transmission type liquid crystal display, reflection type display and manufacturing method thereof |
| JP5028033B2 (ja) | 2006-06-13 | 2012-09-19 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
| JP4999400B2 (ja) | 2006-08-09 | 2012-08-15 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
| JP4609797B2 (ja) | 2006-08-09 | 2011-01-12 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | 薄膜デバイス及びその製造方法 |
| KR101612749B1 (ko) | 2006-09-06 | 2016-04-27 | 더 보오드 오브 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 일리노이즈 | 2차원 인장 가능하고 구부릴 수 있는 장치 |
| JP4332545B2 (ja) | 2006-09-15 | 2009-09-16 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ及びその製造方法 |
| JP4274219B2 (ja) | 2006-09-27 | 2009-06-03 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機薄膜半導体装置 |
| JP5164357B2 (ja) | 2006-09-27 | 2013-03-21 | キヤノン株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| US7622371B2 (en) | 2006-10-10 | 2009-11-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fused nanocrystal thin film semiconductor and method |
| US7772021B2 (en) | 2006-11-29 | 2010-08-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Flat panel displays comprising a thin-film transistor having a semiconductive oxide in its channel and methods of fabricating the same for use in flat panel displays |
| JP2008140684A (ja) | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Toppan Printing Co Ltd | カラーｅｌディスプレイおよびその製造方法 |
| KR101303578B1 (ko) | 2007-01-05 | 2013-09-09 | 삼성전자주식회사 | 박막 식각 방법 |
| US8207063B2 (en) | 2007-01-26 | 2012-06-26 | Eastman Kodak Company | Process for atomic layer deposition |
| KR100851215B1 (ko) | 2007-03-14 | 2008-08-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치 |
| US7795613B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-09-14 | Toppan Printing Co., Ltd. | Structure with transistor |
| KR101325053B1 (ko) | 2007-04-18 | 2013-11-05 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 |
| KR20080094300A (ko) | 2007-04-19 | 2008-10-23 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법과 박막 트랜지스터를포함하는 평판 디스플레이 |
| KR101334181B1 (ko) | 2007-04-20 | 2013-11-28 | 삼성전자주식회사 | 선택적으로 결정화된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터 및 그제조 방법 |
| WO2008133345A1 (en) | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Oxynitride semiconductor |
| KR101345376B1 (ko) | 2007-05-29 | 2013-12-24 | 삼성전자주식회사 | ＺｎＯ 계 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| WO2009034953A1 (ja) | 2007-09-10 | 2009-03-19 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 薄膜トランジスタ |
| US8384077B2 (en) | 2007-12-13 | 2013-02-26 | Idemitsu Kosan Co., Ltd | Field effect transistor using oxide semicondutor and method for manufacturing the same |
| JP5215158B2 (ja) | 2007-12-17 | 2013-06-19 | 富士フイルム株式会社 | 無機結晶性配向膜及びその製造方法、半導体デバイス |
| JP4555358B2 (ja) | 2008-03-24 | 2010-09-29 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 |
| KR100941850B1 (ko) | 2008-04-03 | 2010-02-11 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
| KR100963027B1 (ko) | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
| KR100963026B1 (ko) | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
| KR100963104B1 (ko) | 2008-07-08 | 2010-06-14 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
| JP5345456B2 (ja) | 2008-08-14 | 2013-11-20 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜電界効果型トランジスタ |
| US9082857B2 (en) | 2008-09-01 | 2015-07-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising an oxide semiconductor layer |
| JP4623179B2 (ja) | 2008-09-18 | 2011-02-02 | ソニー株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
| JP5451280B2 (ja) | 2008-10-09 | 2014-03-26 | キヤノン株式会社 | ウルツ鉱型結晶成長用基板およびその製造方法ならびに半導体装置 |
| KR101634411B1 (ko) * | 2008-10-31 | 2016-06-28 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 구동 회로, 표시 장치 및 전자 장치 |
| TWI506795B (zh) | 2008-11-28 | 2015-11-01 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置和其製造方法 |
| JP5606682B2 (ja) | 2009-01-29 | 2014-10-15 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタ、多結晶酸化物半導体薄膜の製造方法、及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| US8704216B2 (en) * | 2009-02-27 | 2014-04-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP4415062B1 (ja) | 2009-06-22 | 2010-02-17 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP4571221B1 (ja) | 2009-06-22 | 2010-10-27 | 富士フイルム株式会社 | Ｉｇｚｏ系酸化物材料及びｉｇｚｏ系酸化物材料の製造方法 |
| CN102460713B (zh) | 2009-06-30 | 2016-12-07 | 株式会社半导体能源研究所 | 用于制造半导体器件的方法 |
| KR101967480B1 (ko) | 2009-07-31 | 2019-04-09 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| WO2011027467A1 (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | 株式会社 東芝 | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
| KR20120071398A (ko) | 2009-09-16 | 2012-07-02 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| EP2544237B1 (en) * | 2009-09-16 | 2017-05-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Transistor and display device |
| KR102180761B1 (ko) | 2009-09-24 | 2020-11-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 산화물 반도체막 및 반도체 장치 |
| KR102399469B1 (ko) | 2009-10-08 | 2022-05-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
| WO2011055620A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| KR20120093952A (ko) | 2009-11-06 | 2012-08-23 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 소자 및 반도체 장치 제조 방법과, 성막 장치 |
| CN102668028B (zh) | 2009-11-28 | 2015-09-02 | 株式会社半导体能源研究所 | 层叠的氧化物材料、半导体器件、以及用于制造该半导体器件的方法 |
| KR102304078B1 (ko) | 2009-11-28 | 2021-09-23 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| JP5497417B2 (ja) | 2009-12-10 | 2014-05-21 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法、並びにその薄膜トランジスタを備えた装置 |
| WO2011074409A1 (en) | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| JP2011138934A (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Sony Corp | 薄膜トランジスタ、表示装置および電子機器 |
| JP2011187506A (ja) | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Sony Corp | 薄膜トランジスタおよびその製造方法、並びに表示装置 |
| JP2012124446A (ja) | 2010-04-07 | 2012-06-28 | Kobe Steel Ltd | 薄膜トランジスタの半導体層用酸化物およびスパッタリングターゲット、並びに薄膜トランジスタ |
| US8647919B2 (en) * | 2010-09-13 | 2014-02-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting display device and method for manufacturing the same |
| JP5723262B2 (ja) | 2010-12-02 | 2015-05-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 薄膜トランジスタおよびスパッタリングターゲット |
| KR101680768B1 (ko) * | 2010-12-10 | 2016-11-29 | 삼성전자주식회사 | 트랜지스터 및 이를 포함하는 전자장치 |
| KR20130140824A (ko) * | 2011-01-27 | 2013-12-24 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
| JP2012160679A (ja) | 2011-02-03 | 2012-08-23 | Sony Corp | 薄膜トランジスタ、表示装置および電子機器 |
| US8748886B2 (en) | 2011-07-08 | 2014-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| US9214474B2 (en) | 2011-07-08 | 2015-12-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| US8952377B2 (en) | 2011-07-08 | 2015-02-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| SG11201505088UA (en) | 2011-09-29 | 2015-08-28 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device |
| DE112012007294B3 (de) | 2011-09-29 | 2019-05-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Halbleitervorrichtung |
| TWI562361B (en) | 2012-02-02 | 2016-12-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
| WO2014024808A1 (en) | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP6220597B2 (ja) | 2012-08-10 | 2017-10-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
| KR102171650B1 (ko) | 2012-08-10 | 2020-10-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
| KR20150043307A (ko) | 2012-08-10 | 2015-04-22 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| US9929276B2 (en) | 2012-08-10 | 2018-03-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| US9245958B2 (en) | 2012-08-10 | 2016-01-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| TWI553716B (zh) | 2012-11-08 | 2016-10-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 金屬氧化物膜及形成金屬氧化物膜的方法 |
-
2013
- 2013-12-18 WO PCT/JP2013/085020 patent/WO2014104267A1/en active Application Filing
- 2013-12-18 KR KR1020227006781A patent/KR102495290B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-18 KR KR1020157018948A patent/KR102211596B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-18 KR KR1020237003487A patent/KR20230023050A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-12-18 KR KR1020217002954A patent/KR102370239B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-20 TW TW108110325A patent/TWI696294B/zh not_active IP Right Cessation
- 2013-12-20 TW TW106135626A patent/TWI689101B/zh not_active IP Right Cessation
- 2013-12-20 TW TW102147521A patent/TWI613818B/zh active
- 2013-12-24 JP JP2013265597A patent/JP2014143409A/ja not_active Withdrawn
- 2013-12-27 US US14/141,538 patent/US9064966B2/en active Active
-
2015
- 2015-06-09 US US14/734,029 patent/US9293541B2/en active Active
-
2016
- 2016-03-08 US US15/063,733 patent/US9748328B2/en active Active
-
2017
- 2017-08-25 US US15/687,061 patent/US10374030B2/en active Active
-
2018
- 2018-07-17 JP JP2018134228A patent/JP2018201025A/ja not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-05-25 JP JP2020090332A patent/JP7024009B2/ja active Active
-
2022
- 2022-02-09 JP JP2022018476A patent/JP7293422B2/ja active Active
-
2023
- 2023-06-07 JP JP2023093921A patent/JP2023115050A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200633266A (en) * | 2004-11-18 | 2006-09-16 | Showa Denko Kk | Gallium nitride-based semiconductor stacked structure, method for fabrication thereof, gallium nitride-based semiconductor device and lamp using the device |
| TW201250863A (en) * | 2009-12-28 | 2012-12-16 | Semiconductor Energy Lab | Method for manufacturing semiconductor device |
| US20120138922A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide semiconductor film and semiconductor device |
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