WO2022167883A1 - 表示装置の作製方法 - Google Patents

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WO2022167883A1
WO2022167883A1 PCT/IB2022/050453 IB2022050453W WO2022167883A1 WO 2022167883 A1 WO2022167883 A1 WO 2022167883A1 IB 2022050453 W IB2022050453 W IB 2022050453W WO 2022167883 A1 WO2022167883 A1 WO 2022167883A1
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insulator
conductor
layer
oxide
photoresist
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PCT/IB2022/050453
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柳澤悠一
笹川慎也
西崎史朗
方堂涼太
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株式会社半導体エネルギー研究所
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Priority to US18/263,362 priority patent/US20240147761A1/en
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    • H10K59/873—Encapsulations

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a display device.
  • one aspect of the present invention is not limited to the above technical field.
  • the technical field of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a driving method, or a manufacturing method.
  • one aspect of the invention relates to a process, machine, manufacture, or composition of matter. Therefore, the technical fields of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically include semiconductor devices, display devices, liquid crystal display devices, light-emitting devices, power storage devices, imaging devices, storage devices, signal processing devices, and processors. , electronic devices, systems, methods of driving them, methods of manufacturing them, or methods of testing them.
  • the display device is desired to have high definition and high color reproducibility in order to enhance the sense of reality and immersion.
  • a display device with high display quality is required as a device for XR.
  • a display device for XR for example, it is necessary to equip an eyeglass-type housing or a goggle-type housing, so it is necessary to reduce the size of the display device to approximately 2 inches or less, or 1 inch or less.
  • the number of pixels provided within that size can be increased by designing such that the pitch width between pixels or between wires is reduced, or the size of the pixel is reduced. be able to.
  • a display device including a light-emitting device using an organic EL is considered as a display device, it becomes difficult to form an organic EL light-emitting layer having a different color for each pixel when the pixel size is reduced. The manufacturing process may be limited.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with high resolution. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with low power consumption. Alternatively, an object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a small-sized display device. Alternatively, an object of one embodiment of the present invention is to provide a novel method for manufacturing a display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a display device that satisfies at least one of high resolution, low power consumption, and a small area.
  • the problem of one embodiment of the present invention is not limited to the problems listed above.
  • the issues listed above do not preclude the existence of other issues.
  • Still other issues are issues not mentioned in this section, which will be described in the following description.
  • Problems not mentioned in this section can be derived from the descriptions in the specification, drawings, or the like by those skilled in the art, and can be appropriately extracted from these descriptions.
  • one embodiment of the present invention is to solve at least one of the problems listed above and other problems. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily solve all of the problems listed above and other problems.
  • the fourth step includes applying a positive first photoresist to a region including the first insulator, the second insulator, and the first conductor;
  • the first photoresist is exposed and developed, and the first conductor and the second conductor are formed in a region of the first photoresist that overlaps the first opening and the first conductor.
  • the first EL layer is formed on the first conductor and the second insulator positioned at the bottom of the second opening of the first photoresist and on the first photoresist.
  • a seventh step comprising forming a second conductor over the first EL layer
  • an eighth step comprising forming a third insulator over the second conductor.
  • the first photoresist is exposed and developed to form the first photoresist, the first EL layer formed on the first photoresist, the second conductor, and the third insulator.
  • Removing the body has the step of forming a light emitting device including a first EL layer over the first conductor, a second conductor, and a third insulator.
  • the second insulator may include an organic material and an inorganic material overlapping with the organic material.
  • the organic material preferably comprises polyimide
  • the inorganic material is selected from silicon oxide, silicon oxynitride, silicon oxynitride, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, aluminum oxynitride and aluminum nitride. It is preferred to have at least one.
  • the display device in (1) or (2) above, includes a first transistor located below the first insulator, a second transistor located below the first transistor, may be used as a method for manufacturing a display device. Also, the first transistor may have metal oxide in the channel formation region, and the second transistor may have silicon in the channel formation region.
  • one embodiment of the present invention includes a first insulator, a second insulator, a third insulator, a first conductor, a second conductor, a third conductor, and a fourth conductor.
  • the first step includes forming a first conductor, a second conductor, and a third conductor over the first insulator, the second step overlying the first insulator; forming a second insulator over the first conductor, the second conductor, and the third conductor; the third step includes forming a second insulator overlying the first conductor; There is the step of forming a first opening in the region of the body down to the first conductor.
  • the fourth step includes forming a first EL layer over the first conductor, the second conductor, the third conductor, and the second insulator, and the fifth step is , applying a positive first photoresist to a region including over the first EL layer.
  • a sixth step is to expose and develop the first photoresist to reach the first EL layer in a region of the first photoresist that overlaps the second conductor and the third conductor.
  • a step of forming a second opening having an inverse tapered structure is provided.
  • a seventh step is dry etching to remove the first EL layer located at the bottom of the second opening of the first photoresist to form a second conductor at the bottom of the second opening of the first photoresist; Exposing the third conductor and the second insulator.
  • an eighth step forming a second EL layer on the first photoresist, on the second conductor located at the bottom of the second opening in the first photoresist, on the third conductor, and on the second insulator; is formed.
  • the ninth step includes exposing and developing the first photoresist to remove the first photoresist and the second EL layer formed on the first photoresist.
  • a tenth step includes applying a positive second photoresist to the area including over the first EL layer and over the second EL layer.
  • the second photoresist is exposed and developed, and the third photoresist having the reverse taper structure reaches the second EL layer in the region overlapping the third conductor in the second photoresist.
  • a twelfth step is removing the second EL layer located at the bottom of the third opening of the second photoresist by a dry etching process to form a third conductor at the bottom of the third opening of the second photoresist; and exposing the second insulator.
  • a thirteenth step includes forming a third EL layer on the second photoresist, on the third conductor located at the bottom of the third opening in the second photoresist, and on the second insulator. have.
  • the fourteenth step includes exposing and developing the second photoresist to remove the second photoresist and the third EL layer formed on the second photoresist.
  • the fifteenth step includes forming a fourth conductor over the first EL layer, the second EL layer, and the third EL layer, and the sixteenth step includes forming a third conductor over the fourth conductor.
  • An insulator is formed.
  • a semiconductor device is a device that utilizes semiconductor characteristics, and refers to circuits including semiconductor elements (transistors, diodes, photodiodes, etc.), devices having such circuits, and the like. It also refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics. For example, an integrated circuit, a chip with an integrated circuit, and an electronic component in which the chip is housed in a package are examples of semiconductor devices.
  • memory devices, display devices, light-emitting devices, lighting devices, electronic devices, and the like may themselves be semiconductor devices or may include semiconductor devices.
  • connection relationships other than the connection relationships shown in the drawings or the text are not limited to the predetermined connection relationships, for example, the connection relationships shown in the drawings or the text. It is assumed that X and Y are objects (for example, devices, elements, circuits, wiring, electrodes, terminals, conductive films, layers, etc.).
  • X and Y are electrically connected is an element that enables electrical connection between X and Y (for example, switch, transistor, capacitive element, inductor, resistive element, diode, display devices, light emitting devices, loads, etc.) can be connected between X and Y.
  • the switch has a function of being controlled to be turned on and off. In other words, the switch has the function of being in a conducting state (on state) or a non-conducting state (off state) and controlling whether or not to allow current to flow.
  • a circuit that enables functional connection between X and Y eg, a logic circuit (inverter, NAND circuit, NOR circuit, etc.), a signal conversion Circuits (digital-to-analog conversion circuit, analog-to-digital conversion circuit, gamma correction circuit, etc.), potential level conversion circuit (power supply circuit (booster circuit, step-down circuit, etc.), level shifter circuit that changes the potential level of signals, etc.), voltage source, current source , switching circuit, amplifier circuit (circuit that can increase signal amplitude or current amount, operational amplifier, differential amplifier circuit, source follower circuit, buffer circuit, etc.), signal generation circuit, memory circuit, control circuit, etc.) It is possible to connect one or more between As an example, even if another circuit is interposed between X and Y, when a signal output from X is transmitted to Y, X and Y are considered to be functionally connected. do.
  • X and Y are electrically connected, it means that X and Y are electrically connected (that is, another element or another circuit is interposed), and the case where X and Y are directly connected (that is, the case where X and Y are connected without another element or another circuit interposed between them). (if any).
  • this specification deals with a circuit configuration in which a plurality of elements are electrically connected to wiring (wiring for supplying a constant potential or wiring for transmitting signals).
  • wiring for supplying a constant potential or wiring for transmitting signals.
  • X and Y, the source (or the first terminal, etc.) and the drain (or the second terminal, etc.) of the transistor are electrically connected to each other, and X, the source of the transistor (or the 1 terminal, etc.), the drain of the transistor (or the second terminal, etc.), and are electrically connected in the order of Y.”
  • the source (or first terminal, etc.) of the transistor is electrically connected to X
  • the drain (or second terminal, etc.) of the transistor is electrically connected to Y
  • X is the source of the transistor ( or the first terminal, etc.), the drain of the transistor (or the second terminal, etc.), and Y are electrically connected in this order.
  • X is electrically connected to Y through the source (or first terminal, etc.) and drain (or second terminal, etc.) of the transistor, and X is the source (or first terminal, etc.) of the transistor; terminal, etc.), the drain of the transistor (or the second terminal, etc.), and Y are provided in this connection order.
  • the source (or the first terminal, etc.) and the drain (or the second terminal, etc.) of the transistor can be distinguished by defining the order of connection in the circuit configuration.
  • the technical scope can be determined.
  • these expression methods are examples, and are not limited to these expression methods.
  • X and Y are objects (for example, devices, elements, circuits, wiring, electrodes, terminals, conductive films, layers, etc.).
  • circuit diagram shows independent components electrically connected to each other, if one component has the functions of multiple components.
  • one component has the functions of multiple components.
  • the term "electrically connected" in this specification includes cases where one conductive film functions as a plurality of constituent elements.
  • a “resistive element” can be, for example, a circuit element having a resistance value higher than 0 ⁇ , a wiring having a resistance value higher than 0 ⁇ , or the like. Therefore, in this specification and the like, the term “resistive element” includes a wiring having a resistance value, a transistor, a diode, a coil, and the like through which a current flows between a source and a drain. Therefore, the term 'resistive element' may be interchanged with terms such as 'resistance', 'load', and 'region having a resistance value'.
  • resistor refers to any resistance value
  • load refers to any resistance value
  • region having a resistance value may be interchanged with terms such as “resistive element”.
  • the resistance value can be, for example, preferably 1 m ⁇ or more and 10 ⁇ or less, more preferably 5 m ⁇ or more and 5 ⁇ or less, still more preferably 10 m ⁇ or more and 1 ⁇ or less. Also, for example, it may be 1 ⁇ or more and 1 ⁇ 10 9 ⁇ or less.
  • capacitor element refers to, for example, a circuit element having a capacitance value higher than 0 F, a wiring region having a capacitance value higher than 0 F, a parasitic capacitance, a transistor can be the gate capacitance of Also, terms such as “capacitance element”, “parasitic capacitance”, and “gate capacitance” may be replaced with terms such as “capacitance”.
  • capacitor may be interchanged with terms such as “capacitive element,” “parasitic capacitance,” and “gate capacitance.”
  • a pair of electrodes in the “capacitance” can be replaced with a "pair of conductors," a “pair of conductive regions,” a “pair of regions,” and the like.
  • the value of the capacitance can be, for example, 0.05 fF or more and 10 pF or less. Also, for example, it may be 1 pF or more and 10 ⁇ F or less.
  • a transistor has three terminals called a gate, a source, and a drain.
  • a gate is a control terminal that controls the conduction state of a transistor.
  • the two terminals functioning as source or drain are the input and output terminals of the transistor.
  • One of the two input/output terminals functions as a source and the other as a drain depending on the conductivity type of the transistor (n-channel type, p-channel type) and the level of potentials applied to the three terminals of the transistor. Therefore, in this specification and the like, the terms “source” and “drain” may be used interchangeably.
  • a multi-gate transistor having two or more gate electrodes can be used as an example of a transistor.
  • the multi-gate structure since the channel formation regions are connected in series, a structure in which a plurality of transistors are connected in series is obtained. Therefore, the multi-gate structure can reduce off-state current and improve the breakdown voltage (reliability) of the transistor.
  • the multi-gate structure even if the voltage between the drain and source changes when operating in the saturation region, the current between the drain and source does not change much and the slope is flat. properties can be obtained.
  • the flat-slope voltage-current characteristic an ideal current source circuit or an active load with a very high resistance value can be realized. As a result, a differential circuit or current mirror circuit with good characteristics can be realized.
  • the circuit element may have a plurality of circuit elements.
  • the circuit element when one resistor is described on the circuit diagram, it includes the case where two or more resistors are electrically connected in series.
  • the case where one capacitor is described on the circuit diagram includes the case where two or more capacitors are electrically connected in parallel.
  • the switch when one transistor is illustrated in a circuit diagram, two or more transistors are electrically connected in series and the gates of the transistors are electrically connected to each other. shall include Similarly, for example, when one switch is described on the circuit diagram, the switch has two or more transistors, and the two or more transistors are electrically connected in series or in parallel. and the gates of the respective transistors are electrically connected to each other.
  • a node can be called a terminal, a wiring, an electrode, a conductive layer, a conductor, an impurity region, or the like, depending on the circuit configuration, device structure, and the like. Terminals, wirings, and the like can also be called nodes.
  • Voltage is a potential difference from a reference potential.
  • the reference potential is ground potential
  • “voltage” can be replaced with “potential”. Note that the ground potential does not necessarily mean 0V.
  • the potential is relative, and when the reference potential changes, the potential applied to the wiring, the potential applied to the circuit, etc., and the potential output from the circuit etc. also change.
  • the terms “high level potential” and “low level potential” do not mean specific potentials.
  • the high-level potentials supplied by both wirings do not have to be equal to each other.
  • the low-level potentials applied by both wirings need not be equal to each other.
  • “Current” refers to the phenomenon of charge transfer (electrical conduction). is happening.” Therefore, in this specification and the like, unless otherwise specified, the term “electric current” refers to a charge transfer phenomenon (electrical conduction) associated with the movement of carriers.
  • the carriers here include electrons, holes, anions, cations, complex ions, and the like, and the carriers differ depending on the current-flowing system (eg, semiconductor, metal, electrolytic solution, vacuum, etc.).
  • the "direction of current” in wiring or the like is the direction in which carriers that become positive charges move, and is described as a positive amount of current. In other words, the direction in which the carriers that become negative charges move is the direction opposite to the direction of the current, and is represented by the amount of negative current.
  • the ordinal numbers “first”, “second”, and “third” are added to avoid confusion of constituent elements. Therefore, the number of components is not limited. Also, the order of the components is not limited. For example, the component referred to as “first” in one of the embodiments such as this specification may be the component referred to as “second” in another embodiment or the scope of claims. can also be Further, for example, the component referred to as “first” in one of the embodiments of this specification etc. may be omitted in other embodiments or the scope of claims.
  • electrode B on insulating layer A does not require that electrode B be formed on insulating layer A in direct contact with another configuration between insulating layer A and electrode B. Do not exclude those containing elements.
  • terms such as “film” and “layer” can be interchanged depending on the situation.
  • the terms “film”, “layer”, and the like may be omitted and replaced with other terms.
  • the terms “insulating layer” and “insulating film” may be changed to the term “insulator”.
  • electrode in this specification do not functionally limit these constituent elements.
  • an “electrode” may be used as part of a “wiring” and vice versa.
  • the terms “electrode” and “wiring” include the case where a plurality of “electrodes” and “wiring” are integrally formed.
  • terminal may be used as part of “wiring” or “electrode”, and vice versa.
  • terminal includes a case where a plurality of "electrodes”, “wirings”, “terminals”, etc. are integrally formed.
  • an “electrode” can be part of a “wiring” or a “terminal”
  • a “terminal” can be part of a “wiring” or an “electrode”, for example.
  • terms such as “electrode”, “wiring”, and “terminal” may be replaced with terms such as "region” in some cases.
  • terms such as “wiring”, “signal line”, and “power line” can be interchanged depending on the case or situation. For example, it may be possible to change the term “wiring” to the term “signal line”. Also, for example, it may be possible to change the term “wiring” to a term such as “power supply line”. Also, vice versa, terms such as “signal line” and “power line” may be changed to the term “wiring”. It may be possible to change terms such as “power line” to terms such as “signal line”. Also, vice versa, terms such as “signal line” may be changed to terms such as "power line”. In addition, the term “potential” applied to the wiring can be changed to the term “signal” or the like in some cases or depending on the situation. And vice versa, terms such as “signal” may be changed to the term “potential”.
  • semiconductor impurities refer to, for example, substances other than the main components that constitute the semiconductor layer.
  • impurities may cause, for example, an increase in the defect level density of the semiconductor, a decrease in carrier mobility, and a decrease in crystallinity.
  • impurities that change the characteristics of the semiconductor include, for example, group 1 elements, group 2 elements, group 13 elements, group 14 elements, group 15 elements, and elements other than the main component. Transition metals and the like, especially for example hydrogen (also included in water), lithium, sodium, silicon, boron, phosphorus, carbon, nitrogen and the like.
  • the impurities that change the characteristics of the semiconductor include, for example, group 1 elements, group 2 elements, group 13 elements, group 15 elements (with the exception of oxygen, does not contain hydrogen).
  • a switch is one that has the function of being in a conducting state (on state) or a non-conducting state (off state) and controlling whether or not to allow current to flow.
  • a switch has a function of selecting and switching a path through which current flows. Therefore, the switch may have two or more terminals through which current flows, in addition to the control terminal.
  • an electrical switch, a mechanical switch, or the like can be used. In other words, the switch is not limited to a specific one as long as it can control current.
  • Examples of electrical switches include transistors (eg, bipolar transistors, MOS transistors, etc.), diodes (eg, PN diodes, PIN diodes, Schottky diodes, MIM (Metal Insulator Metal) diodes, MIS (Metal Insulator Semiconductor) diodes , diode-connected transistors, etc.), or a logic circuit combining these.
  • transistors eg, bipolar transistors, MOS transistors, etc.
  • diodes eg, PN diodes, PIN diodes, Schottky diodes, MIM (Metal Insulator Metal) diodes, MIS (Metal Insulator Semiconductor) diodes , diode-connected transistors, etc.
  • the “conducting state” of the transistor means, for example, a state in which the source electrode and the drain electrode of the transistor can be considered to be electrically short-circuited, or a state in which a current flows between the source electrode and the drain electrode.
  • a “non-conducting state” of a transistor means a state in which a source electrode and a drain electrode of the transistor can be considered to be electrically cut off. Note that the polarity (conductivity type) of the transistor is not particularly limited when the transistor is operated as a simple switch.
  • a mechanical switch is a switch using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology.
  • the switch has an electrode that can be moved mechanically, and operates by controlling conduction and non-conduction by moving the electrode.
  • a device manufactured using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MM (metal mask) structure.
  • a device manufactured without using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • a structure in which a light-emitting layer is separately formed or a light-emitting layer is separately painted in each color light-emitting device is referred to as SBS (Side By Side) structure.
  • SBS Side By Side
  • a light-emitting device capable of emitting white light is sometimes referred to as a white light-emitting device.
  • the white light-emitting device can be combined with a colored layer (for example, a color filter) to form a full-color display device.
  • light-emitting devices can be broadly classified into single structures and tandem structures.
  • a single-structure device preferably has one light-emitting unit between a pair of electrodes, and the light-emitting unit preferably includes one or more light-emitting layers.
  • the light-emitting layers may be selected such that the respective light-emitting colors of the two light-emitting layers are in a complementary color relationship. For example, by making the luminescent color of the first luminescent layer and the luminescent color of the second luminescent layer have a complementary color relationship, it is possible to obtain a configuration in which the entire light emitting device emits white light.
  • the light-emitting device as a whole may emit white light by combining the light-emitting colors of the three or more light-emitting layers.
  • a tandem structure device preferably has two or more light-emitting units between a pair of electrodes, and each light-emitting unit preferably includes one or more light-emitting layers.
  • each light-emitting unit preferably includes one or more light-emitting layers.
  • the light from the light emitting layers of a plurality of light emitting units may be combined to obtain white light emission.
  • the structure for obtaining white light emission is the same as the structure of the single structure.
  • the white light emitting device when comparing the white light emitting device (single structure or tandem structure) and the light emitting device having the SBS structure, the light emitting device having the SBS structure can consume less power than the white light emitting device. If it is desired to keep power consumption low, it is preferable to use a light-emitting device with an SBS structure. On the other hand, the white light emitting device is preferable because the manufacturing process is simpler than that of the SBS structure light emitting device, so that the manufacturing cost can be lowered or the manufacturing yield can be increased.
  • parallel refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of -10° or more and 10° or less. Therefore, the case of ⁇ 5° or more and 5° or less is also included.
  • substantially parallel or “substantially parallel” refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of -30° or more and 30° or less.
  • Perfect means that two straight lines are arranged at an angle of 80° or more and 100° or less. Therefore, the case of 85° or more and 95° or less is also included.
  • a method for manufacturing a display device with high resolution can be provided.
  • a method for manufacturing a display device with low power consumption can be provided.
  • a method for manufacturing a small-sized display device can be provided.
  • a novel method for manufacturing a display device can be provided.
  • a display device that satisfies at least one of high resolution, low power consumption, and a small area can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device.
  • 2A to 2D are schematic diagrams showing configuration examples of light-emitting devices.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device.
  • 5A and 5B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 6A to 6E are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 7A to 7D are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 8A to 8D are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 9A to 9C are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 10A to 10C are cross-sectional views showing configuration examples of display devices.
  • 11A to 11C are cross-sectional views showing configuration examples of display devices.
  • 12A and 12B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 13A to 13E are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 14A to 14E are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 15A to 15E are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 16A and 16B are schematic cross-sectional views showing configuration examples of transistors.
  • 17A and 17B are schematic cross-sectional views showing configuration examples of transistors.
  • 18A is a diagram for explaining the classification of the crystal structure of IGZO
  • FIG. 18B is a diagram for explaining the XRD spectrum of crystalline IGZO
  • FIG. 18C is a diagram for explaining the ultrafine electron diffraction pattern of crystalline IGZO.
  • 19A and 19B are diagrams showing configuration examples of the display module.
  • 20A to 20F are diagrams illustrating configuration examples of electronic devices.
  • 21A and 21B are diagrams showing configuration examples of the display module.
  • 22A and 22B are diagrams illustrating configuration examples of electronic devices.
  • 23A to 23C are diagrams illustrating configuration examples of electronic devices.
  • 24A to 24D are diagrams illustrating configuration examples of electronic devices.
  • a metal oxide is a metal oxide in a broad sense. Metal oxides are classified into oxide insulators, oxide conductors (including transparent oxide conductors), oxide semiconductors (also referred to as oxide semiconductors or simply OSs), and the like. For example, when a channel formation region of a transistor contains a metal oxide, the metal oxide is sometimes referred to as an oxide semiconductor. In other words, when a metal oxide can form a channel-forming region of a transistor having at least one of an amplifying action, a rectifying action, and a switching action, the metal oxide is called a metal oxide semiconductor. be able to. In the case of describing an OS transistor, it can also be referred to as a transistor including a metal oxide or an oxide semiconductor.
  • nitrogen-containing metal oxides may also be collectively referred to as metal oxides.
  • a metal oxide containing nitrogen may also be referred to as a metal oxynitride.
  • the content (or part of the content) described in one embodiment may be combined with another content (or part of the content) described in that embodiment, or one or a plurality of other implementations. can be applied, combined, or replaced with at least one of the contents described in the form of (may be part of the contents).
  • figure (may be part of) described in one embodiment refers to another part of that figure, another figure (may be part) described in that embodiment, and one or more other More drawings can be formed by combining at least one of the drawings (or part of them) described in the embodiments.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a display device of one embodiment of the present invention.
  • the display device 100 illustrated in FIG. 1 has a structure in which a pixel circuit, a driver circuit, and the like are provided over a substrate 101 .
  • a semiconductor substrate for example, a single crystal substrate made of silicon or germanium can be used.
  • substrate 101 other than semiconductor substrates, for example, SOI (Silicon On Insulator) substrates, glass substrates, quartz substrates, plastic substrates, sapphire glass substrates, metal substrates, stainless steel substrates, and stainless steel foils are used.
  • glass substrates include barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, soda lime glass, and the like.
  • flexible substrates, laminated films, substrate films, etc. are as follows.
  • plastics represented by polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), and polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES polyethersulfone
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • acrylic examples include polypropylene, polyester, polyvinyl fluoride, or polyvinyl chloride.
  • examples include polyamides, polyimides, aramids, epoxy resins, inorganic deposition films, papers, and the like. Note that in the case where heat treatment is included in the manufacturing process of the display device 100, a material with high heat resistance is preferably selected for the substrate 101.
  • the substrate 101 is described as a semiconductor substrate having a material such as silicon.
  • the display device 100 includes a transistor 170 and light-emitting devices 150 a to 150 c over a substrate 101 .
  • the transistor 170 is provided over the substrate 101 and includes an element isolation layer 171, an insulator 174, a conductor 175, an insulator 176, a semiconductor region 173 which is part of the substrate 101, and a low-resistance region functioning as a source region or a drain region. 172a, and a low resistance region 172b. Therefore, the transistor 170 is a transistor containing silicon in a channel formation region (hereinafter referred to as a Si transistor). Note that FIG. 1 illustrates a structure in which one of the source region and the drain region of the transistor 170 is electrically connected to a pixel electrode (a conductor 121 described later) of the light-emitting device 150 through a conductor 126 described later.
  • a semiconductor device of one embodiment of the present invention has a structure in which the other of the source and the drain of the transistor 170 is electrically connected to the pixel electrode (the conductor 121) of the light-emitting device 150 through the conductor 126, for example.
  • the gate of the transistor 170 may be electrically connected to a pixel electrode (a conductor 121 to be described later) of the light emitting device 150 through the conductor 126 .
  • the effective channel width can be increased, and the ON characteristics of the transistor 170 can be improved.
  • the contribution of the electric field of the gate electrode can be increased, the off-state characteristics of the transistor 170 can be improved.
  • transistor 170 may be either p-channel type or n-channel type.
  • a region where a channel of the semiconductor region 173 is formed, a region in the vicinity thereof, the low-resistance regions 172a and 172b serving as a source region or a drain region, and the like preferably contain a semiconductor such as a silicon-based semiconductor. It preferably contains crystalline silicon. Alternatively, it may be formed using a material including germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), gallium arsenide (GaAs), gallium aluminum arsenide (GaAlAs), gallium nitride (GaN), or the like. A structure using silicon in which the effective mass is controlled by applying stress to the crystal lattice and changing the lattice spacing may be used. Alternatively, the transistor 170 may be a high electron mobility transistor (HEMT) by using gallium arsenide, gallium aluminum arsenide, or the like.
  • HEMT high electron mobility transistor
  • the conductor 175 functioning as a gate electrode is a semiconductor material such as silicon containing an element imparting n-type conductivity such as arsenic or phosphorus or an element imparting p-type conductivity such as boron, a metal material, or an alloy material. , or a conductive material such as a metal oxide material can be used.
  • the threshold voltage of the transistor can be adjusted by selecting the material of the conductor. Specifically, a material such as titanium nitride or tantalum nitride is preferably used for the conductor. Furthermore, in order to achieve both conductivity and embeddability, it is preferable to use a metal material such as tungsten or aluminum as a laminated conductor, and it is particularly preferable to use tungsten from the viewpoint of heat resistance.
  • the element isolation layer 171 is provided to isolate a plurality of transistors formed on the substrate 101 from each other.
  • the element isolation layer can be formed using, for example, a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method, an STI (Shallow Trench Isolation) method, a mesa isolation method, or the like.
  • the transistor 170 illustrated in FIG. 1 is an example, and the structure thereof is not limited, and an appropriate transistor may be used according to the circuit configuration, driving method, and the like.
  • the transistor 170 may have a planar structure instead of a Fin structure.
  • the insulator 116, the insulator 117, and the insulator 111 are stacked in this order in the transistor 170 illustrated in FIG.
  • silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide, aluminum nitride, or the like may be used.
  • silicon oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • silicon oxynitride refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen.
  • aluminum oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • aluminum oxynitride refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. indicates
  • the insulator 117 may function as a planarization film that planarizes a step caused by the transistor 170 or the like covered with the insulator 116 and the insulator 117 .
  • the top surface of the insulator 117 may be planarized by planarization treatment using a chemical mechanical polishing (CMP) method or the like in order to improve planarity.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the insulator 111 it is preferable to use a barrier insulating film that prevents water, hydrogen, impurities, or the like from diffusing from the substrate 101, the transistor 170, or the like into a region above the insulator 111.
  • a barrier insulating film that prevents water, hydrogen, impurities, or the like from diffusing from the substrate 101, the transistor 170, or the like into a region above the insulator 111.
  • FIG. therefore, for the insulator 111, it is preferable to use an insulating material that has a function of suppressing diffusion of impurities such as hydrogen atoms, hydrogen molecules, and water molecules (through which the above impurities hardly penetrate).
  • the insulator 111 has a function of suppressing diffusion of impurities such as nitrogen atoms, nitrogen molecules, nitrogen oxide molecules (N 2 O, NO, NO 2 , etc.), and copper atoms (the above-mentioned oxygen is permeable). It is preferable to use an insulating material that is difficult to Alternatively, it preferably has a function of suppressing diffusion of oxygen (for example, at least one of oxygen atoms and oxygen molecules).
  • a barrier insulating film refers to an insulating film having barrier properties.
  • barrier property refers to the function of suppressing the diffusion of the corresponding substance (also referred to as “low permeability”).
  • the corresponding substance has the function of capturing and fixing (also called gettering).
  • an insulator having a function of suppressing the diffusion of oxygen and impurities such as water and hydrogen is preferably used; for example, aluminum oxide, magnesium oxide, hafnium oxide, gallium oxide, and indium gallium zinc oxide.
  • silicon nitride, or silicon oxynitride can be used.
  • silicon nitride or the like which has a higher hydrogen barrier property, as the insulator 111 .
  • the insulator 111 for example, aluminum oxide, magnesium oxide, or the like, which has a high function of capturing and fixing hydrogen, is preferably used.
  • the insulator 111 may be a laminate using two or more materials selected from the above materials.
  • the desorption amount of hydrogen can be analyzed using, for example, thermal desorption spectroscopy (TDS).
  • TDS thermal desorption spectroscopy
  • the amount of hydrogen released from the insulator 111 is the amount of hydrogen atoms released per area of the insulator 111 when the surface temperature of the film is in the range of 50° C. to 500° C. , 10 ⁇ 10 15 atoms/cm 2 or less, preferably 5 ⁇ 10 15 atoms/cm 2 or less.
  • the insulator 111 is preferably a film with high flatness.
  • an organic material such as acrylic resin or polyimide can be applied.
  • the insulator 111 preferably has a lower dielectric constant than the insulator 117 .
  • the dielectric constant of the insulator 111 is preferably less than 4, more preferably less than 3.
  • the dielectric constant of the insulator 111 is preferably 0.7 times or less, more preferably 0.6 times or less, that of the insulator 117 .
  • the insulator 116 , the insulator 117 , and the insulator 111 are embedded with a conductor 126 or the like connected to a light-emitting device or the like provided above the insulator 111 .
  • the conductor 126 functions as a plug or wiring.
  • conductors that function as plugs or wiring may have a plurality of structures collectively given the same reference numerals.
  • the wiring and the plug connected to the wiring may be integrated. That is, part of the conductor may function as wiring, and part of the conductor may function as a plug.
  • each plug and wiring As a material for each plug and wiring (conductor 126, etc.), a single layer or laminated layer of a conductive material such as a metal material, an alloy material, a metal nitride material, or a metal oxide material can be used. It is preferable to use a high-melting-point material such as tungsten or molybdenum that has both heat resistance and conductivity, and it is preferable to use tungsten. Alternatively, it is preferably formed using a low-resistance conductive material such as aluminum or copper. Wiring resistance can be reduced by using a low-resistance conductive material.
  • a conductive material such as a metal material, an alloy material, a metal nitride material, or a metal oxide material. It is preferable to use a high-melting-point material such as tungsten or molybdenum that has both heat resistance and conductivity, and it is preferable to use tungsten. Alternatively, it is preferably formed using a low-
  • a wiring layer may be provided above the insulator 117 and below the insulator 111 (not shown).
  • light emitting devices 150 a to 150 c are provided above the insulator 111 . Structure examples of the light-emitting devices 150a to 150c provided above the insulator 111 illustrated in FIG. 1 are described below.
  • the light emitting devices 150a to 150c may be collectively described as the light emitting device 150 when the light emitting devices 150a to 150c are not distinguished from each other.
  • the conductors 121a to 121c may be collectively referred to as the conductor 121
  • the EL layers 141a to 141c may be collectively referred to as the EL layer 141
  • the conductor 122a The conductors 122c to 122c may be collectively referred to as the conductor 122
  • the insulators 113a to 113c may be collectively referred to as the insulator 113 in some cases.
  • Conductors 121 a to 121 c functioning as pixel electrodes of the light emitting devices 150 a to 150 c are provided over the insulator 111 . Note that in FIG. 1, a region where the conductors 121a to 121c are not provided is part of the insulator 111 .
  • An insulator 112 is provided on the insulator 111 and the conductor 121a. Note that in FIG. 1, regions where the insulator 112 is not provided are present over the conductors 121a, 121b, and 121c.
  • An EL layer 141a is provided over the insulator 112 and the conductor 121a.
  • An EL layer 141b is provided over the insulator 112 and the conductor 121b.
  • An EL layer 141c is provided over the insulator 112 and the conductor 121c. Note that in FIG. 1, a region where the EL layers 141a to 141c are not provided is present over part of the insulator 112 .
  • each of the EL layers 141a to 141c preferably has a light-emitting layer that emits light of a different color.
  • the EL layer 141a includes a light-emitting layer that emits blue (B) light
  • the EL layer 141b includes a light-emitting layer that emits green (G) light
  • the EL layer 141c includes a light-emitting layer that emits red (R) light. It can have a light-emitting layer that emits light.
  • the display device 100 may have a structure (SBS structure) in which different light-emitting layers are formed over a plurality of pixel electrodes (conductors 121a to 121c) for each color.
  • the combination of colors emitted by the light-emitting layers included in each of the EL layers 141a to 141c is not limited to the above.
  • colors such as cyan, magenta, and yellow may also be used.
  • the number of colors emitted by the light emitting device 150 included in the display device 100 may be two, or may be four or more.
  • Each of the EL layers 141a, 141b, and 141c includes a layer containing a light-emitting organic compound (light-emitting layer), an electron-injection layer, an electron-transport layer, a hole-injection layer, and a hole-transport layer. You may have one or more of them.
  • the light-emitting devices 150a to 150c in FIG. 1 can be composed of a plurality of layers such as a layer 4420, a light-emitting layer 4411, and a layer 4430 like the light-emitting device 150 shown in FIG. 2A.
  • each of the EL layer 141a, the EL layer 141b, and the EL layer 141c can have a structure in which the layer 4420, the light-emitting layer 4411, and the layer 4430 are included.
  • the layer 4420 can have, for example, a layer containing a highly electron-injecting substance (electron-injecting layer) and a layer containing a highly electron-transporting substance (electron-transporting layer).
  • the light-emitting layer 4411 contains, for example, a light-emitting compound.
  • Layer 4430 can have, for example, a layer containing a substance with high hole-injection properties (hole-injection layer) and a layer containing a substance with high hole-transport properties (hole-transport layer).
  • a structure including a layer 4420, a light-emitting layer 4411, and a layer 4430 provided between a pair of electrodes (a conductor 121 and a conductor 122 described later) can function as a single light-emitting unit.
  • the configuration of 2A is called a single configuration.
  • FIG. 2B is a modification of the EL layer 141 included in the light emitting device 150 shown in FIG. 2A.
  • the light-emitting device 150 shown in FIG. It has layer 4420-1 on 4411, layer 4420-2 on layer 4420-1, and conductor 122 on layer 4420-2.
  • the layer 4430-1 functions as a hole injection layer
  • the layer 4430-2 functions as a hole transport layer
  • the layer 4420-1 functions as an electron Functioning as a transport layer
  • layer 4420-2 functions as an electron injection layer.
  • layer 4430-1 functions as an electron-injecting layer
  • layer 4430-2 functions as an electron-transporting layer
  • layer 4420-1 functions as a hole-transporting layer.
  • a configuration in which a plurality of light-emitting layers (light-emitting layers 4411, 4412, and 4413) are provided between layers 4420 and 4430 as shown in FIG. 2C is also a variation of the single structure.
  • a laminate having a plurality of layers such as the layer 4420, the light-emitting layer 4411, and the layer 4430 is sometimes called a light-emitting unit.
  • a plurality of light-emitting units can be connected in series via an intermediate layer (charge-generating layer).
  • a plurality of light-emitting units, light-emitting unit 4400a and light-emitting unit 4400b can be connected in series via an intermediate layer (charge generation layer) 4440.
  • FIG. In this specification, such a structure is called a tandem structure. Also, in this specification and the like, the tandem structure may be referred to as, for example, a stack structure.
  • the EL layer 141 includes, for example, the layer 4420 of the light-emitting unit 4400a, the light-emitting layer 4412 and the layer 4430, the intermediate layer 4440, and the layer of the light-emitting unit 4400b. 4420, a light-emitting layer 4411, and a layer 4430 can be included.
  • the emission color of the light-emitting device 150 can be red, green, blue, cyan, magenta, yellow, white, or the like, depending on the material forming the EL layer 141 .
  • the color purity can be further enhanced by providing the light emitting device 150 with a microcavity structure.
  • a light-emitting device that emits white light preferably has a structure in which two or more types of light-emitting substances are contained in the light-emitting layer. In order to obtain white light emission, two or more light-emitting substances may be selected so that the light emission of each of the light-emitting substances has a complementary color relationship.
  • the light-emitting layer preferably contains two or more light-emitting substances that emit light such as R (red), G (green), B (blue), Y (yellow), or O (orange).
  • R red
  • G green
  • B blue
  • Y yellow
  • O orange
  • a gap is provided between the two EL layers between the light emitting devices of different colors.
  • the EL layer 141a, the EL layer 141b, and the EL layer 141c are preferably provided so as not to be in contact with each other. This can suitably prevent current from flowing through two adjacent EL layers to cause unintended light emission (also referred to as crosstalk). Therefore, the contrast can be increased, and a display device with high display quality can be realized.
  • a conductor 122a and an insulator 113a are provided in this order over the EL layer 141a.
  • a conductor 122b and an insulator 113b are provided in this order over the EL layer 141b.
  • a conductor 122c and an insulator 113c are provided in this order over the EL layer 141c.
  • the conductors 122a to 122c function, for example, as upper electrodes of the light emitting devices 150a to 150c, respectively. Further, in order to emit light emitted from the light-emitting device 150 above the display device 100, the conductors 122a to 122c preferably include a conductive material having a light-transmitting property.
  • the insulators 113a to 113c function, for example, as passivation films that protect the light emitting device 150a, the light emitting device 150b, and the light emitting device 150c. Therefore, the insulators 113a to 113c are preferably made of a material that prevents entry of water or the like.
  • a resin layer 161 is provided over the insulators 113a to 113c.
  • a substrate 102 is provided on the resin layer 161 .
  • the substrate 102 it is preferable to apply a substrate having translucency, for example.
  • a substrate having translucency for example.
  • light emitted from the light-emitting devices 150 a , 150 b , and 150 c can be emitted above the substrate 102 .
  • one aspect of the present invention is not limited to the configuration described above, and the configuration described above can be changed as appropriate according to the situation.
  • FIG. 1 shows a configuration in which the Si transistor is provided on the substrate 101 and the light emitting device 150 is provided on the Si transistor
  • the Si transistor may be replaced with another transistor.
  • a display device 100 shown in FIG. 3 has a configuration in which the Si transistors in the display device 100 shown in FIG. 1 are replaced with OS transistors. Note that in the display device in FIG. 3 , the transistor 500 which is an OS transistor is provided over the insulator 512 , the insulator 581 is provided over the transistor 500 , and the light-emitting device 150 is provided over the insulator 581 . Further, the OS transistor will be described in detail in Embodiment 2.
  • the transistor 500 can be used as a driving transistor in the light emitting device 150
  • the transistor 170 can be used as a transistor included in a driver circuit for driving the display device 100, or the like.
  • the light emitting device 150a, the light emitting device 150b, and the light emitting device 150c described above can each be arranged in a matrix as an example.
  • the matrix arrangement is sometimes called a stripe arrangement.
  • the arrangement method of the light emitting devices is not limited to this, and an arrangement method such as a delta arrangement or a zigzag arrangement may be applied, or a pentile arrangement may be used.
  • an EL element such as an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode).
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • QLED Quadantum-dot Light Emitting Diode
  • light-emitting substances that EL devices have include substances that emit fluorescence (fluorescent materials), substances that emit phosphorescence (phosphorescent materials), inorganic compounds (quantum dot materials, etc.), and substances that exhibit heat-activated delayed fluorescence (heat-activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence: TADF) material) and the like.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing an example of a sealing structure that can be applied to the display device 100 of FIGS. 1, 3, and 4.
  • FIG. 5A illustrates an end portion of the substrate 102 included in the display device 100 of FIGS. 1, 3, and 4 and materials provided around the end portion.
  • FIG. 5A also shows only some of the circuit elements of the display device 100.
  • FIG. 5A illustrates an insulator 111, a plug connected to the transistor 500, and insulators, conductors, light-emitting devices 150a to 150c, and the like located above the insulator 111.
  • an adhesive layer 165 is provided at the edge of the substrate 102 or around the edge.
  • the display device 100 is configured such that the insulator 112 and the substrate 102 are interposed with the adhesive layer 165 .
  • the adhesive layer 165 is preferably made of, for example, a material that suppresses permeation of impurities such as moisture. By using the material for the adhesive layer 165, the reliability of the display device 100 can be improved.
  • a structure in which the insulator 112 and the substrate 102 are bonded together via the resin layer 161 using the adhesive layer 165 is sometimes called a solid sealing structure. Further, in the solid sealing structure, if the resin layer 161 has a function of bonding the insulator 112 and the substrate 102 together like the adhesive layer 165, the adhesive layer 165 may not necessarily be provided.
  • a structure in which the insulator 112 and the substrate 102 are bonded using the adhesive layer 165 by filling an inert gas instead of the resin layer 161 is sometimes called a hollow sealing structure (not shown).
  • inert gases include nitrogen and argon.
  • two or more adhesive layers may be stacked.
  • an adhesive layer 164 may be further provided inside the adhesive layer 165 (between the adhesive layer 165 and the resin layer 161).
  • a desiccant may be mixed in the adhesive layer 164 .
  • moisture contained in the resin layer 161, the insulator, the conductor, the EL layer, and the like formed inside the adhesive layer 165 and the adhesive layer 164 is absorbed by the desiccant, so that the display device can be 100 reliability can be increased.
  • the display device 100 in FIG. 5B has a solid sealing structure, it may have a hollow sealing structure.
  • an inert liquid may be filled instead of the resin layer 161.
  • inert liquids include fluorine-based inert liquids.
  • 6A to 8D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the display device of one embodiment of the present invention.
  • 6A to 8D show an example of a method for manufacturing the display device 100 in FIG. Note that in this embodiment, as an example, a method for manufacturing the display device 100 includes steps A1 to A13.
  • step A1 In step A1, as shown in FIG. 6A, the insulator 111, the conductors 121a to 121c provided over the insulator 111, and the insulators 121a to 121c provided over the insulator 111 and the conductors 121a to 121c A laminate having a body 112 formed thereon is prepared.
  • 6A to 8D show only some circuit elements of the display device 100.
  • FIG. Specifically, each of FIGS. 6A to 8D illustrates an insulator 111, a plug connected to the transistor 500, and insulators, conductors, light-emitting devices 150a to 150c, and the like above the insulator 111. Illustrated.
  • FIG. 6A shows a cross-sectional view of a laminate in which the insulator 111, the conductors 121a to 121c, and the insulator 112 are formed in the display device 100.
  • FIG. 6A shows a cross-sectional view of a laminate in which the insulator 111, the conductors 121a to 121c, and the insulator 112 are formed in the display device 100.
  • the conductors 121a to 121c can be formed, for example, by forming a conductive film over the insulator 111 and performing a patterning step, an etching step, or the like on the conductive film.
  • insulating films are formed over the insulator 111 and the conductors 121a to 121c, and openings are provided in regions of the insulating films overlapping with the conductors 121a to 121c. can be formed by In this embodiment, the opening formed in step A1 is called a first opening.
  • Each of the conductors 121a to 121c functions as an anode of the light-emitting device 150a, the light-emitting device 150b, and the light-emitting device 150c included in the display device 100, for example.
  • indium tin oxide (sometimes called ITO) can be used.
  • each of the conductors 121a to 121c may have a laminated structure of two or more layers instead of one layer.
  • a conductor with high reflectance to visible light can be used as the conductor in the first layer
  • a conductor with high light-transmitting property can be used as the conductor in the top layer.
  • Examples of conductors with high reflectance for visible light include silver, aluminum, and alloy films of silver (Ag), palladium (Pd), and copper (Cu) (Ag—Pd—Cu (APC) films). mentioned.
  • examples of the conductor with high light-transmitting property include the above-described indium tin oxide.
  • conductors 121a to 121c for example, a laminated film of aluminum sandwiched between a pair of titanium (a laminated film of Ti, Al, and Ti in this order) or a silver film sandwiched between a pair of indium tin oxides can be used.
  • a laminated film a laminated film of ITO, Ag, and ITO in this order
  • ITO, Ag, and ITO in this order can be used.
  • the insulator 112 is preferably made of a material that does not melt with the resin layer 132_1 that will be applied in a later step, for example.
  • materials that do not melt with the resin layer 132_1 include inorganic films having insulating properties.
  • the insulating inorganic film for example, at least one selected from silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide, and aluminum nitride can be used. .
  • the insulator 112 may be a laminate using two or more materials selected from the above materials.
  • an organic film may be used as long as it is a material that does not melt with the resin layer 132_1 that is applied in a later step.
  • organic films that can be applied to the insulator 112 include polyimide.
  • the insulator 112 may have a multi-layer structure in which the first layer is the above-described organic film and the second layer is the above-described inorganic film.
  • the first organic film can be protected by the second inorganic film, a material that melts with the resin layer 132_1 to be applied in a later step should be used as the first organic film. can be done.
  • a resin layer 132_1 is applied over the laminate shown in FIG. 6A, that is, over the insulator 112 and over the conductors 121a to 121c.
  • the resin layer 132_1 is preferably a photoresist, for example.
  • the photoresist may be of a negative type or may be of a positive type.
  • the resin layer 132_1 is assumed to be a positive photoresist.
  • the resin layer 132_1 may be cured according to the curing conditions of the resin layer 132_1 (see FIG. 6B). For example, after the resin layer 132_1 is applied, baking treatment may be performed to remove the solvent contained in the resin layer 132_1.
  • the film thickness of the resin layer 132_1 is, for example, preferably 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1 ⁇ m or more, and even more preferably 2 ⁇ m or more.
  • step A3 an exposure process and a development process are performed on the resin layer 132_1 shown in FIG. 6B.
  • the resin layer 132_1 is a positive photoresist.
  • the exposure range of the resin layer 132_1 is, for example, a range including a region of the resin layer 132_1 that overlaps with the conductor 121a.
  • an opening reaching the conductor 121a and the insulator 112 can be formed in the region of the resin layer 132_1 overlapping with the conductor 121a by a subsequent development step (see FIG. 6C).
  • the opening formed in step A3 is called a second opening.
  • the side surface of the opening of the resin layer 132_1 can be tapered as shown in FIG. 6C.
  • the side surfaces of the opening of the resin layer 132_1 can be similarly tapered by appropriately determining the conditions in the exposure process and the development process.
  • the taper angle is the angle in the layer formed by the side surface and the bottom surface of the layer when a layer having a tapered shape is observed from the cross section (a plane perpendicular to the surface of the substrate). indicate the angle. Further, when the taper angle is less than 90°, it is called forward taper, and when the taper angle is 90° or more, it is called reverse taper.
  • the insulator 112 and the conductor 121a may be dissolved in the chemical solution such as the developing solution used in the developing process of step A3.
  • a step of forming a protective layer on the conductors 121a to 121c and the insulator 112 may be provided between steps A1 and A2 (not shown).
  • the protective layer preferably has resistance to the chemical solution used in the development process of step A3.
  • the protective layer provided on the bottom surface of the second opening is removed so that the insulator 112 is formed on the bottom surface of the second opening. and the conductor 121a can be exposed.
  • a method for removing the protective layer there is an ashing process in which oxygen gas is introduced and the oxygen gas is turned into plasma.
  • the protective layer is preferably made of a material that can be easily removed by ashing.
  • the laminate shown in FIG. 6C may be baked.
  • step A4 an EL layer 141A is formed on the top of the laminate shown in FIG. 6C, that is, on the conductor 121a, the insulator 112, and the resin layer 132_1 (see FIG. 6D).
  • the EL layer 141A is not formed on all the ends of the second opening of the resin layer 132_1. That is, the formed EL layer 141A has a structure in which the second opening of the resin layer 132_1 divides the area over the conductor 121a and the insulator 112 and the area over the resin layer 132_1.
  • the taper angle of the end of the resin layer 132_1 is used to divide the EL layer 141A into regions on the conductor 121a and the insulator 112 and regions on the resin layer 132_1. is, for example, preferably 95° or more, more preferably 100° or more, more preferably 110° or more, and even more preferably 120° or more.
  • the EL layer 141A contains an organic compound. Further, as shown in FIG. 2A, the organic compound can include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the EL layer 141A may include at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the laminate in FIG. 6C may be heat-treated under vacuum.
  • the term "under vacuum” described in this specification and the like is, for example, preferably 1.0 ⁇ 10 -3 Pa or less, more preferably 1.0 ⁇ 10 -5 Pa or less, and even more preferably 1.0 ⁇ 10 -5 Pa or less. It shall be 1.0 ⁇ 10 ⁇ 7 Pa or less.
  • step A5 a conductor 122A is deposited on the top of the laminate shown in FIG. 6D, that is, on the EL layer 141A (see FIG. 6E).
  • the conductor 122A is deposited on all of the ends of the second opening of the resin layer 132_1 as in step A4. not. Therefore, the conductor 122A is formed over the EL layer 141A including the region overlapping with the conductor 121a and the insulator 112 (the bottom surface of the second opening) and over the EL layer 141A including the region overlapping with the resin layer 132_1. It becomes a fragmented structure.
  • the conductor 122A functions, for example, as a cathode (conductor 122a) of the light emitting device 150a included in the display device 100.
  • the conductor 122A is preferably a material having high conductivity, translucency, and light reflectivity (sometimes referred to as a semi-transmissive/semi-reflective electrode).
  • a semi-transmissive/semi-reflective electrode sometimes referred to as a semi-transmissive/semi-reflective electrode.
  • an alloy of silver and magnesium and indium tin oxide can be applied.
  • the film thickness of the conductor 122A is preferably 20 nm, more preferably 15 nm, where the volume ratio of silver to magnesium is 1:0.1. is more preferred.
  • a conductor, an insulator, or the like may be provided above the conductor 122A in order to increase electrical conductivity and prevent impurities from entering from the outside.
  • a conductor, an insulator, or the like may be used as the conductor provided over the conductor 122A.
  • step A6 an insulator 113A is deposited on the top of the laminate shown in FIG. 6E, that is, on the conductor 122A (see FIG. 7A).
  • the insulator 113A is formed over the conductor 122A including the region overlapping with the conductor 121a and the insulator 112 (the bottom surface of the second opening) and over the conductor 122 including the region overlapping with the resin layer 132_1. It becomes a fragmented structure.
  • the insulator 113A functions as a passivation film (sometimes called a protective layer) that protects the light emitting device 150a, the light emitting device 150b, and the light emitting device 150c of the display device 100. Therefore, it is preferable that the insulator 113A be made of a material that prevents entry of water or the like.
  • a material that can be applied to the insulator 111 can be used. Specifically, aluminum oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, or the like can be used.
  • the insulator 113A functioning as a protective layer can have, for example, a single-layer structure or a laminated structure including at least an inorganic insulating film.
  • inorganic insulating films include oxide films and nitride films of silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxynitride, and hafnium oxide, in addition to aluminum oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride described above.
  • a semiconductor material such as indium gallium oxide or indium gallium zinc oxide may be used as the insulator 113A.
  • the insulator 113A may be formed using an ALD (Atomic Layer Deposition) method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, or a sputtering method.
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • sputtering method a method including an inorganic insulating film as the insulator 113A.
  • the present invention is not limited to this.
  • the insulator 113 may have a laminated structure of an inorganic insulating film and an organic insulating film.
  • step A7 the resin layer 132_1 is removed from the laminate shown in FIG. 7A (see FIG. 7B).
  • An example of a method for removing the resin layer 132_1 is a method using a peeling liquid.
  • each of the conductor 122A and/or the insulator 113A preferably functions as a protective film against the stripping liquid in order to prevent the EL layer 141A from being corroded by the stripping liquid.
  • the thickness of each of the conductor 122A and/or the insulator 113A is increased.
  • a method of using a material having high resistance to the stripping solution can be used.
  • a method for removing the resin layer 132_1 which is different from the above, a method using a developing solution can be given as an example. Specifically, the entire top surface of the laminate in FIG. 7A is exposed, and then the resin layer 132_1 is removed using a developing solution in a developing step. Further, after the developing step, the laminate may be washed with carbonated water in order to remove residues of the resin layer 132_1. Since the EL layer 141A has relatively high resistance to a developer and carbonated water, this removal method eliminates the need for the conductor 122A and/or the insulator 113A to function as protective layers in some cases. be. In addition, since damage to the EL layer 141A can be kept small, the life of the light emitting device 150 can be extended in some cases.
  • the EL layer 141A, the conductor 122A, and the insulator 113A formed on the resin layer 132_1 can be removed. Further, as a result, the EL layer 141a, the conductor 122a, and the insulator 113a can be formed on the bottom surface of the first opening of the insulator 112 (over the conductor 121a) and part of the insulator 112.
  • FIG. 1 illustrates that FIG.
  • a resin layer 132_2 is applied on the top of the laminate shown in FIG. 7B, that is, on the insulator 112, the conductor 121b, the conductor 121c, and the insulator 113a. Further, it is preferable that the resin layer 132_2 is, for example, a photoresist. Note that the photoresist may be of a negative type or may be of a positive type.
  • the resin layer 132_2 may be made of the same resin as the resin layer 132_1, or may be made of a different resin. Note that in this manufacturing method, the resin layer 132_2 is assumed to be a positive photoresist.
  • the resin layer 132_2 may be cured according to the curing conditions of the resin layer 132_2 (see FIG. 7C).
  • baking may be performed to remove the solvent contained in the resin layer 132_2.
  • the temperature of the baking treatment is preferably set to a temperature that does not thermally damage the EL layer 141A formed in advance.
  • the film thickness of the resin layer 132_2 is preferably, for example, 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1 ⁇ m or more, and even more preferably 2 ⁇ m or more, like the resin layer 132_1.
  • step A9 similarly to step A3, the resin layer 132_2 shown in FIG. 7C is subjected to an exposure process and a development process. Therefore, the description of step A3 is taken into consideration for the description of step A9.
  • the side surface of the opening of the resin layer 132_2 can be tapered like the resin layer 132_1 in FIG. 6C.
  • the laminate shown in FIG. 7D may be baked.
  • the temperature of the baking treatment is preferably set to a temperature that does not thermally damage the EL layer 141a formed in advance.
  • step A10 the EL layer 141B, the conductor 122B, and the insulator 113B are formed in this order on the top of the laminate shown in FIG. 7D, that is, on the conductor 121b, the insulator 112, and the resin layer 132_2. (See Figure 8A).
  • the side surface of the opening of the resin layer 132_2 is inversely tapered.
  • the film is formed so as to be divided into a region over 112 and a region over the resin layer 132_2.
  • the EL layer 141B contains an organic compound.
  • the organic compound can include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the EL layer 141B may include at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the color exhibited by the light-emitting layer included in the EL layer 141B be different from the color exhibited by the light-emitting layer included in the EL layer 141A.
  • the laminate in FIG. 7D may be heat-treated under vacuum.
  • the conditions for the heat treatment may be the same conditions as those for the heat treatment described in step A4.
  • the conductor 122B for example, a material that can be applied to the conductor 122A can be used. Therefore, the conductor 122A and the conductor 122B included in the display device 100 may be made of the same material or different materials.
  • the insulator 113B for example, a material that can be applied to the insulator 113A can be used. Therefore, the insulator 113A and the insulator 113B included in the display device 100 may be made of the same material or different materials.
  • step A11 In step A11, as in step A7, the resin layer 132_2 is removed from the laminate shown in FIG. 8A (see FIG. 8B). Therefore, the description of step A7 will be referred to for the description of step A11.
  • the EL layer 141B, the conductor 122B, and the insulator 113A formed over the resin layer 132_2 can be removed. Further, as a result, the EL layer 141b, the conductor 122b, and the insulator 113b can be formed over the conductor 121b and part of the insulator 112 .
  • step A12 manufacturing steps similar to steps A2 to A7 or steps A8 to A11 are performed to form an EL layer 141c, a conductor 122c, and an insulator over the conductor 121c and part of the insulator 112. 113c is formed (see FIG. 8C).
  • the EL layer 141c contains, for example, an organic compound.
  • the organic compound can include, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the EL layer 141c may include at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the color of the light-emitting layer included in the EL layer 141c is preferably different from the color of the light-emitting layers included in the EL layers 141A and 141B.
  • heat treatment may be performed in a vacuum on the laminate of FIG. 8C.
  • the conditions for the heat treatment may be the same conditions as those for the heat treatment described in step A4.
  • the conductor 122c for example, a material that can be applied to the conductor 122A or the conductor 122B can be used. Therefore, the conductor 122A, the conductor 122B, and the conductor 122c included in the display device 100 may be the same material or different materials, or two of the above conductors may be the same material. It can be used as a material.
  • the insulator 113c for example, a material that can be applied to the insulator 113A or the insulator 113B can be used. Therefore, the insulator 113A, the insulator 113B, and the insulator 113c included in the display device 100 may be made of the same material or different materials, or two of the above insulators may be made of the same material. It can be used as a material.
  • step A13 a resin layer 161 is applied on the top of the laminate shown in FIG. 8C. After that, the substrate 102 is attached onto the resin layer 161 of the laminate (see FIG. 8D).
  • the resin layer 161 it is preferable to use, for example, a translucent resin.
  • an organic material such as a reactive curing adhesive, a photocurable adhesive, a thermosetting adhesive, and/or an anaerobic adhesive may be used.
  • the resin layer 161 includes, for example, epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenol resin, polyimide resin, imide resin, PVC (polyvinyl chloride) resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, EVA (ethylene vinyl) resin.
  • An adhesive containing an acetate) resin or the like can be used.
  • the substrate 102 for example, among substrates that can be applied to the substrate 101, a substrate having translucency is applied.
  • a substrate having translucency is applied.
  • light emitted from the light-emitting devices 150 a , 150 b , and 150 c can be emitted above the substrate 102 .
  • the display device of one embodiment of the present invention and the method for manufacturing the display device are not limited to the above contents.
  • the structure of the display device of one embodiment of the present invention and the method for manufacturing the display device may be changed according to circumstances.
  • a common insulator for each of the light emitting devices 150a to 150c may be provided on top of the laminate shown in FIG. 8C.
  • FIG. 9A as an example, an insulator 114 common to each of the light emitting devices 150a to 150c is provided between the insulator 112, the insulators 113a to 113c, and the resin layer 161.
  • a cross-sectional view of a portion of the display device 100 is illustrated.
  • the insulator 114 for example, a material that can be applied to the insulator 113a, the insulator 113b, or the insulator 113c can be used.
  • FIG. 9B shows one example of the display device 100 in which the insulator 113 common to the light-emitting devices 150a to 150c is provided over the conductors 122a to 122c and over the insulator 112 .
  • Fig. 3 shows a cross-sectional view of the part;
  • the insulator 113 for example, a material that can be applied to the insulator 113a, the insulator 113b, or the insulator 113c can be used.
  • a conductor functioning as an auxiliary electrode for the conductors 122a to 122c in FIG. 9B may be provided.
  • the insulators 113a to 113c are not formed in steps A1 to A12, and the conductors 122a to 122a to 113c are formed before the resin layer 161 is formed in step A13.
  • a conductor 123 functioning as an auxiliary electrode for the conductor 122c may be formed. Note that the insulator 113 may be formed over the conductor 123 .
  • FIG. 9C illustrates, as an example, the display device 100 in which the conductor 123 is provided over the conductors 122 a to 122 c and the insulator 112 , and the insulator 113 is provided over the conductor 123 .
  • Figure 3 illustrates a cross-sectional view of a portion; Note that the conductor 123 can also be called a common electrode in each of the light emitting devices 150a to 150c.
  • the conductor 123 is preferably a material that has high conductivity, translucency, and light reflectivity.
  • the conductor 123 can use a material that can be used for the conductor 122a, the conductor 122b, or the conductor 122c.
  • indium tin oxide can be used for the conductor 123 .
  • the insulator 112 may have a multilayer structure in which the first layer is an organic insulator and the second layer is an inorganic insulator. good.
  • the insulator 112a is an organic insulator
  • the insulator 112b is an inorganic insulator
  • the insulator 112 including the insulators 112a and 112b has a multilayer structure.
  • a cross-sectional view of a portion of device 100 is illustrated.
  • organic material for example, polyimide or the like
  • inorganic material a material that can be applied to the insulator 112 included in the display device 100 in FIG. 1, the insulator 112 in FIG. 8D, or the like is used. be able to.
  • the insulator 114 may have a laminated structure of two or more layers instead of one layer.
  • the insulator 114 may have, for example, a two-layer structure in which an organic insulator is applied as a first layer and an inorganic insulator is applied as a second layer.
  • FIG. 10B illustrates the display device 100 in which the insulator 114a is an organic insulator, the insulator 114b is an inorganic insulator, and the insulator 114 including the insulators 114a and 114b has a multilayer structure.
  • Figure 3 illustrates a cross-sectional view of a portion
  • the configuration of the display device 100 includes an end portion of a laminate of an EL layer 141a, a conductor 122a, and an insulator 113a formed in steps A2 to A7, and an end portion of a laminate formed in steps A8 to A11.
  • the EL layer 141b, the conductor 122b, and the insulator 113b may overlap with each other.
  • the end portion of the stack of the EL layer 141b, the conductor 122b, and the insulator 113b formed in steps A8 to A11 and the EL layer 141c, the conductor 122c, and the insulator 113c formed in step A12 are formed. may be overlapped with the end of the laminate.
  • the end portion of the stack of the EL layer 141c, the conductor 122c, and the insulator 113c formed in step A12 and the EL layer 141a, the conductor 122a, and the insulator 113a formed in steps A2 to A7 are formed. may overlap with the stack of the EL layer 141b, the conductor 122b, and the insulator 113b formed in steps A8 to A11.
  • the display device 100 may be configured such that the end portions of the laminates forming the adjacent light emitting devices 150 are overlapped with each other. In FIG.
  • one end of the stack constituting the light emitting device 150b is provided above one end of the stack constituting the light emitting device 150a, and the end of the stack constituting the light emitting device 150a is provided.
  • One end of the laminate constituting the light-emitting device 150c is provided above the other end of the laminate constituting the light-emitting device 150c, and the other end of the laminate constituting the light-emitting device 150b is provided above the A cross-sectional view of a portion of display device 100 is shown in which the other of the parts is provided.
  • each of the EL layers 141a to 141c may be provided with a microcavity structure (microresonator structure).
  • a microcavity structure for example, a conductive material having light-transmitting and light-reflecting properties is used as the conductors 122a to 122c that are the upper electrodes, and the conductors 121a to 121c that are the lower electrodes (pixel electrodes) are used.
  • the distance between the lower surface of the light-emitting layer and the upper surface of the lower electrode, that is, the film thickness of the layer 4430 in FIG. Refers to a structure whose thickness corresponds to the wavelength.
  • the light that is reflected back by the lower electrode interferes greatly with the light that directly enters the upper electrode from the light emitting layer (incident light).
  • reflected light interferes greatly with the light that directly enters the upper electrode from the light emitting layer (incident light).
  • Incident light 2n-1) It is preferable to adjust to [lambda]/4 (where n is a natural number of 1 or more and [lambda] is the wavelength of emitted light to be amplified).
  • n is a natural number of 1 or more
  • [lambda] is the wavelength of emitted light to be amplified.
  • the optical distance it is possible to match the phases of the reflected light and the incident light of wavelength ⁇ , thereby further amplifying the light emitted from the light-emitting layer.
  • the reflected light and the incident light have a wavelength other than ⁇ , the phases do not match, and the light attenuates without resonating.
  • the EL layer may have a structure having a plurality of light-emitting layers or a structure having a single light-emitting layer. Further, for example, in combination with the configuration of the above-described tandem-type light-emitting device, a configuration in which a plurality of EL layers are provided in one light-emitting device with a charge generation layer interposed therebetween, and one or more light-emitting layers are formed in each EL layer. may be applied to
  • microcavity structure By having a microcavity structure, it is possible to increase the emission intensity in the front direction at a specific wavelength, so it is possible to reduce power consumption.
  • equipment for XR such as VR and AR
  • light from the front direction of the light-emitting device is often incident on the eyes of the user wearing the equipment.
  • a microcavity structure that matches the wavelength of each color can be applied to all sub-pixels. A display device with excellent characteristics can be obtained.
  • FIG. 11A shows, as an example, a cross-sectional view of part of the display device 100 provided with a microcavity structure.
  • the light-emitting device 150a has a light-emitting layer that emits blue (B) light
  • the light-emitting device 150b has a light-emitting layer that emits green (G) light
  • the light-emitting device 150c emits red (R) light.
  • a light-emitting layer it is preferable that the thickness of the EL layer 141a, the EL layer 141b, and the EL layer 141c be increased in this order as shown in FIG. 11A.
  • the thickness of the layer 4430 included in each of the EL layer 141a, the EL layer 141b, and the EL layer 141c may be determined according to the color of light emitted from each light-emitting layer.
  • the layer 4430 included in the EL layer 141a is the thinnest
  • the layer 4430 included in the EL layer 141c is the thickest.
  • the configuration of the display device 100 may include a colored layer (color filter).
  • FIG. 11B shows, as an example, a configuration in which a colored layer 162a, a colored layer 162b, and a colored layer 162c are included between the resin layer 161 and the substrate 102.
  • the colored layers 162a to 162c can be formed over the substrate 102, for example.
  • the light-emitting device 150a has a light-emitting layer that emits blue (B) light
  • the light-emitting device 150b has a light-emitting layer that emits green (G) light
  • the light-emitting device 150c emits red (R) light.
  • the colored layer 162a is blue
  • the colored layer 162b is green
  • the colored layer 162c is red.
  • the display device 100 shown in FIG. 11B is obtained by bonding the substrate 102 provided with the colored layers 162a to 162c to the substrate 101 on which the light emitting devices 150a to 150c are formed through the resin layer 161. Can be configured. At this time, it is preferable that the light-emitting device 150a and the colored layer 162a overlap, the light-emitting device 150b and the colored layer 162b overlap, and the light-emitting device 150c and the colored layer 162c overlap.
  • the colored layers 162a to 162c in the display device 100 for example, light emitted by the light-emitting device 150b is not emitted above the substrate 102 through the colored layer 162a or the colored layer 162c.
  • FIG. 162b is injected above the substrate 102.
  • FIG. 162b since it is possible to block light from the light emitting device 150 of the display device 100 in an oblique direction (the direction of the elevation angle when the upper surface of the substrate 102 is taken as a horizontal plane), the dependency of the display device 100 on the viewing angle is reduced. It is possible to prevent the display quality of the image displayed on the display device 100 from deteriorating when the image is viewed obliquely.
  • the colored layers 162a to 162c formed on the substrate 102 may be covered with a resin or the like called an overcoat layer.
  • the resin layer 161, the overcoat layer, the colored layers 162a to 162c, and the substrate 102 may be laminated in this order (not shown).
  • the resin used for the overcoat layer for example, a translucent thermosetting material based on an acrylic resin or an epoxy resin can be used.
  • the configuration of the display device 100 may include a black matrix in addition to the colored layers.
  • FIG. 11C shows a configuration example in which a black matrix 163 is provided in the display device 100 of FIG. 11B.
  • a black matrix 163 is provided in the display device 100 of FIG. 11B.
  • the light-emitting devices 150a to 150c included in the display device may all be light-emitting devices that emit white light (not shown).
  • the light-emitting device can have, for example, a single structure or a tandem structure.
  • the display device 100 may have a structure in which the insulator 112 formed over the conductors 121a to 121c is not provided.
  • FIG. 12A shows a configuration example in which the insulator 112 is not provided in the display device shown in FIGS. 1, 8D, and the like.
  • the display device 100 may have a structure in which the conductors 121 a to 121 c are embedded in the insulator 111 .
  • FIG. 12B shows a structural example of a display device in which conductors 121 a to 121 c are embedded in the insulator 111 .
  • openings for embedding the conductors 121a to 121c in the insulator 111 are formed, then conductive films to be the conductors 121a to 121c are formed, and then the conductors 121a to 121c are formed. Then, a chemical mechanical polishing (CMP) method may be performed until the insulator 111 is exposed.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the conductors 121a to 121c are used as the anode and the conductor 122 is used as the cathode. may be used as the anode. That is, in the manufacturing process described above, the stacking order of the hole-injection layer, the hole-transport layer, the light-emitting layer, the electron-transport layer, and the electron-injection layer included in the EL layers 141a to 141c is reversed. good too.
  • insulators, conductors, semiconductors, and the like disclosed in this specification can be formed by a PVD (Physical Vapor Deposition) method or a CVD method.
  • PVD methods include, for example, a sputtering method, a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, and a PLD (Pulsed Laser Deposition) method.
  • a plasma CVD method, a thermal CVD method, and the like are used.
  • the thermal CVD method includes, for example, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method and ALD method.
  • the thermal CVD method does not use plasma, so it has the advantage of not generating defects due to plasma damage.
  • a raw material gas and an oxidizing agent are sent into a chamber at the same time, the inside of the chamber is made to be under atmospheric pressure or reduced pressure, and a film is formed by reacting near or on the substrate and depositing it on the substrate. .
  • the inside of the chamber may be under atmospheric pressure or reduced pressure
  • raw material gases for reaction are sequentially introduced into the chamber
  • film formation may be performed by repeating the order of gas introduction.
  • switching the switching valves also called high-speed valves
  • two or more source gases are sequentially supplied to the chamber, and the first source gas is supplied simultaneously with or after the first source gas so as not to mix the two or more source gases.
  • An active gas argon, nitrogen, or the like
  • the inert gas serves as a carrier gas, and the inert gas may be introduced at the same time as the introduction of the second raw material gas.
  • the second source gas may be introduced after the first source gas is exhausted by evacuation.
  • the first source gas adsorbs on the surface of the substrate to form a first thin layer, which reacts with the second source gas introduced later to form a second thin layer on the first thin layer. is laminated to form a thin film.
  • a thin film with excellent step coverage can be formed by repeating this gas introduction sequence several times until a desired thickness is obtained. Since the thickness of the thin film can be adjusted by the number of times the gas introduction sequence is repeated, precise film thickness adjustment is possible, and this method is suitable for manufacturing fine FETs.
  • Thermal CVD methods such as the MOCVD method and the ALD method can form various films such as metal films, semiconductor films, and inorganic insulating films disclosed in the embodiments described above.
  • trimethylindium (In( CH3 ) 3 ), trimethylgallium (Ga( CH3 ) 3 ), and dimethylzinc (Zn( CH3 ) 2 ) are used.
  • triethylgallium (Ga(C 2 H 5 ) 3 ) can be used instead of trimethylgallium
  • diethylzinc (Zn(C 2 H 5 ) 2 ) can be used instead of dimethylzinc. can also be used.
  • a liquid containing a solvent and a hafnium precursor compound hafnium alkoxide and tetrakisdimethylamide hafnium (TDMAH, Hf[N(CH 3 ) 2 ] 4
  • hafnium precursor compound hafnium alkoxide and tetrakisdimethylamide hafnium (TDMAH, Hf[N(CH 3 ) 2 ] 4
  • gases Two types of gases are used: a raw material gas obtained by vaporizing hafnium amide) and ozone (O 3 ) as an oxidizing agent.
  • Other materials include tetrakis(ethylmethylamido)hafnium.
  • an aluminum oxide film is formed by a film forming apparatus using the ALD method
  • a raw material obtained by vaporizing a liquid containing a solvent and an aluminum precursor compound (trimethylaluminum (TMA, Al(CH 3 ) 3 ), etc.) is used.
  • TMA trimethylaluminum
  • Al(CH 3 ) 3 aluminum precursor compound
  • gases gas and H 2 O as an oxidant.
  • Other materials include tris(dimethylamido)aluminum, triisobutylaluminum, and aluminum tris(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate).
  • hexachlorodisilane is adsorbed on the surface of the film to be formed, and radicals of an oxidizing gas (O 2 , dinitrogen monoxide) are supplied. React with adsorbate.
  • an oxidizing gas O 2 , dinitrogen monoxide
  • WF 6 gas and B 2 H 6 gas are sequentially and repeatedly introduced to form an initial tungsten film, and then WF 6 gas and H The two gases are sequentially and repeatedly introduced to form a tungsten film.
  • SiH4 gas may be used instead of B2H6 gas.
  • a precursor generally referred to as a precursor, a metal precursor, etc.
  • an oxidizing agent generally called a reactant, a reactant, a non-metallic precursor, etc.
  • a precursor In(CH 3 ) 3 gas and an oxidizing agent O 3 gas are introduced to form an In—O layer, and then a precursor Ga(CH 3 ) 3 gas and O 3 gas as an oxidant is introduced to form a GaO layer, and then Zn(CH 3 ) 2 gas as a precursor and O 3 gas as an oxidant are introduced to form a ZnO layer.
  • a mixed oxide layer such as an In--Ga--O layer, an In--Zn--O layer, or a Ga--Zn--O layer may be formed using these gases.
  • H 2 O gas obtained by bubbling water with an inert gas such as Ar may be used instead of O 3 gas, it is preferable to use O 3 gas that does not contain H.
  • In(C 2 H 5 ) 3 gas may be used instead of In(CH 3 ) 3 gas.
  • Ga(C 2 H 5 ) 3 gas may be used instead of Ga(CH 3 ) 3 gas.
  • Zn(CH 3 ) 2 gas may be used.
  • ⁇ Method 2 for manufacturing a display device> a method for manufacturing the display device of one embodiment of the present invention, which is different from the method for manufacturing the display device 100 illustrated in FIGS. 6A to 8D, is described. Note that a display device completed by the manufacturing method is also one embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6A to 8D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention. Note that in this embodiment, the manufacturing method is described as an example including steps B1 to B14. In addition, in the manufacturing method, the description of parts that overlap with the manufacturing method of the display device 100 shown in FIGS. 6A to 8D will be omitted.
  • Step B1 In step B1, as shown in FIG. 13A, the insulator 111, the conductors 121a to 121c provided over the insulator 111, and the insulators 121a to 121c provided over the insulator 111 and the conductors 121a to 121c.
  • a laminate having a body 112 formed thereon is prepared. Further, the insulator 112 is provided with third openings in part of regions overlapping with the conductors 121a to 121c so that the conductors 121a to 121c are exposed.
  • 13A to 15E only some circuit elements of the display device 100 are extracted and illustrated. Specifically, each of FIGS. 13A to 15E illustrates an insulator 111, a plug connected to the transistor 500, insulators, conductors, light-emitting devices 150a to 150c, and the like above the insulator 111. Illustrated.
  • step B2 an EL layer 141A is formed over the stack shown in FIG. 13A, that is, over the insulator 112 and over the conductors 121a to 121c (see FIG. 13B).
  • step B3 resin 134_1 is applied to the upper portion of the laminate shown in FIG. 13B, that is, on EL layer 141A.
  • the resin 134_1 is preferably a photoresist, for example.
  • the photoresist may be of a negative type or may be of a positive type.
  • the resin 134_1 is assumed to be a positive photoresist.
  • the resin 134_1 may be cured according to the curing conditions of the resin 134_1 (see FIG. 13C).
  • baking may be performed to remove the solvent contained in the resin 134_1.
  • the temperature of the baking treatment is preferably a temperature that does not thermally damage the previously formed EL layer 141A.
  • the film thickness of the resin 134_1 is, for example, preferably 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1 ⁇ m or more, and even more preferably 2 ⁇ m or more.
  • step B4 an exposure process and a development process are performed on the resin 134_1 shown in FIG. 13C.
  • the resin 134_1 is a positive photoresist.
  • the exposure range of the resin 134_1 is, for example, a range that does not include the region of the resin 134_1 that overlaps with the conductor 121a.
  • the exposure range for the resin 134_1 is, for example, a range including regions of the resin 134_1 overlapping with the conductors 121b and 121c. Accordingly, an opening reaching the EL layer 141A can be formed in a region of the resin 134_1 overlapping with the conductor 121b and the conductor 121c in the subsequent development process (see FIG. 13D).
  • the opening formed in step B4 is called a fourth opening.
  • the resin 134_1a is formed in the region overlapping the conductor 121a, and the side surface of the opening of the resin 134_1a can be tapered inversely. .
  • the laminate shown in FIG. 13D may be baked.
  • the temperature of the baking treatment is preferably a temperature that does not thermally damage the previously formed EL layer 141a.
  • step B5 the laminate shown in FIG. 13D is subjected to the removal step JKY1 of the EL layer 141A positioned on the bottom surface of the fourth opening (see FIG. 13E). Further, in this step, the EL layer 141A overlapping with the conductor 121a is left selectively with the resin 134_1a serving as a mask. Thus, an EL layer 141a is formed in a region overlapping with the conductor 121a, the insulator 112, and the resin 134_1a.
  • An example of a method for removing the EL layer 141A is etching.
  • the EL layer 141A positioned on the bottom surface of the fourth opening can be efficiently removed by performing dry etching processing, which is included in the types of etching processing.
  • an ashing process may be performed by introducing oxygen gas and turning the oxygen gas into plasma.
  • step B6 an EL layer 141B is formed over the laminate shown in FIG. 13E, that is, over the insulator 112, the conductor 121b, the conductor 121c, and the resin 134_1a (see FIG. 14A). At this time, the EL layer 141B may be formed in a region not in contact with the resin 134_1a on the EL layer 141A.
  • step B7 the resin 134_1a is removed from the laminate shown in FIG. 14A (see FIG. 14B). Further, in this step, the resin 134_1a and the EL layer 141B formed on the upper portion of the resin 134_1a are removed, and the EL layer 141B formed on the bottom surface of the fourth opening selectively remains. Become. Thus, an EL layer 141Bm is formed in a region overlapping with part of the insulator 112 and the conductors 121b and 121c.
  • An example of a method for removing the resin 134_1a is a method using a peeling liquid.
  • a material that does not melt the EL layers 141a and 141b is preferably used as the stripping solution.
  • the EL layers 141a and 141b may be formed using a material that is highly resistant to the stripping solution.
  • an example of a method for removing the resin 134_1a that is different from the above is a method using a developer. Specifically, the entire top surface of the laminate in FIG. 14A is exposed, and then the resin 134_1a is removed using a developing solution in a developing step. Further, after the developing process, the layered body may be washed with carbonated water in order to remove the residue of the resin 134_1a. Since the EL layer 141a and the EL layer 141b have relatively high resistance to the developing solution and carbonated water, damage to the EL layer 141a and the EL layer 141b can be suppressed by performing this removing method. , the lifetime of the light emitting device 150 may be improved.
  • a resin 134_2 is applied to the upper part of the laminate shown in FIG. 14B, ie, the EL layer 141a and the EL layer 141Bm.
  • the resin 134_2 for example, a material that can be applied to the resin 134_1 used in step B3 can be used.
  • the resin 134_2 may be the same material as the resin 134_1. Note that in this manufacturing method, the resin 134_2 is assumed to be a positive photoresist.
  • the resin layer 132_2 may be cured according to the curing conditions of the resin layer 132_2 (see FIG. 14C).
  • baking may be performed to remove the solvent contained in the resin 134_2.
  • the temperature of the baking treatment is preferably a temperature that does not thermally damage the previously formed EL layers 141a and 141Bm.
  • the thickness of the resin 134_2 is, for example, preferably 0.5 ⁇ m or more, more preferably 1 ⁇ m or more, and even more preferably 2 ⁇ m or more.
  • step B9 an exposure process and a development process are performed on the resin 134_2 shown in FIG. 14C.
  • the resin 134_2 is a positive photoresist.
  • the exposure range of the resin 134_2 is, for example, a range that does not include the regions of the resin 134_2 that overlap with the conductors 121a and 121b.
  • the exposure range for the resin 134_2 is, for example, a range including a region of the resin 134_2 that overlaps the conductor 121c.
  • an opening reaching the EL layer 141Bm can be formed in the region of the resin 134_2 overlapping the conductor 121c by the subsequent development process (see FIG. 14D).
  • the opening formed in step B9 is called a fifth opening.
  • the resin 134_2a is formed in the region overlapping the conductor 121c, and the side surface of the opening of the resin 134_2a can be tapered inversely. .
  • the laminate shown in FIG. 14D may be baked.
  • the temperature of the baking treatment is preferably a temperature that does not thermally damage the EL layer 141a and the EL layer 141Bm that are formed in advance.
  • step B10 the laminate shown in FIG. 14D is subjected to the removal step JKY2 of the EL layer 141Bm positioned on the bottom surface of the fifth opening (see FIG. 14E). Further, in this step, the EL layer 141Bm overlapping with the conductor 121b is left selectively with the resin 134_1a serving as a mask. Thus, an EL layer 141b is formed in a region overlapping with the conductor 121b, the insulator 112, and the resin 134_2a.
  • a method for removing the EL layer 141Bm for example, a method applicable to the removal step JKY1 can be used. Further, for example, the removing process JKY2 may be performed by the same method as the removing process JKY1.
  • step B11 an EL layer 141C is formed on the upper portion of the laminate shown in FIG. 14E, that is, on the insulator 112, the conductor 121c, and the resin 134_2a (see FIG. 15A). Note that at this time, the EL layer 141C may be formed in a region not in contact with the resin 134_2a above the EL layer 141a. Similarly, an EL layer 141C may be formed in a region not in contact with the resin 134_2a above the EL layer 141b.
  • step B12 the resin 134_2a is removed from the laminate shown in FIG. 15A (see FIG. 15B).
  • the resin 134_2a and the EL layer 141C formed on the upper portion of the resin 134_2a are removed, and the EL layer 141C formed on the bottom surface of the fifth opening selectively remains.
  • an EL layer 141c is formed in a region overlapping with part of the insulator 112 and the conductor 121c.
  • step B7 As for the method for removing the resin 134_2a, the description of the method for removing the resin 134_1a described in step B7 is taken into consideration.
  • step B13 conductors 122 are formed over the stack shown in FIG. 15B, that is, over the EL layers 141a, 141b, and 141c (see FIG. 15C).
  • the conductor 122 functions, for example, as an upper electrode of a light-emitting device 150a, a light-emitting device 150b, and a light-emitting device 150c, which are included in the display device 100 and will be described later.
  • the conductor 122 preferably includes a light-transmitting conductive material in order to emit light emitted from the light-emitting device 150a, the light-emitting device 150b, or the light-emitting device 150c above the display device 100 .
  • a material that can be used for the conductors 122a to 122c described above can be used.
  • step B14 an insulator 113 is formed on the top of the laminate shown in FIG. 15C, that is, on the conductor 122 (see FIG. 15D).
  • the insulator 113 functions, for example, as a passivation film (sometimes referred to as a protective layer) that protects the light-emitting devices 150a, 150b, and 150c, which are included in the display device 100, and which will be described later.
  • a passivation film sometimes referred to as a protective layer
  • a material that can be used for the insulators 113a to 113c can be used.
  • step B15 similarly to step A13, a resin layer 161 is applied on the top of the laminate shown in FIG. 15D. After that, the substrate 102 is attached onto the resin layer 161 of the laminate (see FIG. 15E).
  • the resin layer 16 for example, a material that can be applied to the resin layer 161 used in step A13 can be used.
  • the substrate 102 for example, a substrate that can be applied to the substrate 102 used in step A13 can be used.
  • the display device of one embodiment of the present invention including the light-emitting devices 150a to 150c can be manufactured.
  • the display device of one embodiment of the present invention and the method for manufacturing the display device are not limited to the above structures.
  • the display device of one embodiment of the present invention may have a structure in which the display devices manufactured in Steps B1 to B15 are combined with the structures of the display devices illustrated in FIGS. 9A to 12B and the like.
  • the manufacturing method of the display device of one embodiment of the present invention may be a manufacturing method in which the manufacturing method of Steps B1 to B15 is combined with the steps for forming the display device shown in FIGS. 9A to 12B. .
  • the organic EL material included in the display device can be patterned by photolithography. Therefore, the pitch width between pixels (sub-pixels) can be narrowed in the display device. Accordingly, a large number of pixels can be provided in a predetermined size in the display device, so that the resolution of the display device can be increased. Specifically, for example, by the above manufacturing method, a display device having a resolution of preferably 1000 ppi or higher, more preferably 3000 ppi or higher, and further preferably 5000 ppi or higher can be realized. Further, by narrowing the pitch width, it is possible to realize a display device with a high aperture ratio compared to the case of using a shadow mask such as a metal mask.
  • the light-emitting layers of the adjacent light-emitting devices are not in contact with each other. occurrence (also referred to as crosstalk) can be suitably prevented. Therefore, the contrast can be increased, and a display device with high display quality can be realized.
  • the display device manufactured by the above-described manufacturing method has an SBS structure, power consumption for operation of the display device can be kept low.
  • the display device can support various screen ratios such as 1:1 (square), 4:3, 16:9, and 16:10.
  • the shape of the display device of one embodiment of the present invention is not particularly limited.
  • the display device can have various shapes such as rectangular, polygonal (for example, octagonal), circular, and elliptical.
  • FIGS. 16A and 16B are examples of a configuration example of an OS transistor that can be provided in the display device of the above embodiment. Note that FIG. 16A is a cross-sectional view of the OS transistor in the channel length direction, and FIG. 16B is a cross-sectional view of the OS transistor in the channel width direction.
  • a transistor 500 that is an OS transistor is provided over an insulator 512 as an example.
  • the insulator 512 preferably uses a substance that has barrier properties against oxygen and hydrogen.
  • silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide, aluminum nitride, or the like may be used.
  • the insulator 512 may have a function as a planarization film that planarizes steps caused by circuit elements, wiring, and the like provided below the insulator 512 .
  • the top surface of the insulator 512 may be planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) method or the like to improve planarity.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • insulators 514 and 516 are formed on the insulator 512 .
  • the insulator 514 is a film having barrier properties such that hydrogen and impurities do not diffuse from the substrate 101 or a region below the insulator 512 where a circuit element or the like is provided to a region where the transistor 500 is provided. is preferably used. Therefore, silicon nitride formed by a CVD method can be used for the insulator 514, for example.
  • Silicon nitride formed by a CVD method can be used as an example of a film having a barrier property against hydrogen.
  • the transistor 500 which is an OS transistor
  • the characteristics of the OS transistor may deteriorate. Therefore, it is preferable to use a film that suppresses diffusion of hydrogen between the OS transistor and the substrate 101 or a circuit element formed over the substrate 101 .
  • the film that suppresses diffusion of hydrogen is a film from which the amount of desorption of hydrogen is small.
  • the desorption amount of hydrogen can be analyzed using, for example, thermal desorption spectroscopy (TDS).
  • TDS thermal desorption spectroscopy
  • the amount of hydrogen released from the insulator 514 is the amount of hydrogen atoms released per area of the insulator 514 at a film surface temperature in the range of 50° C. to 500° C. in TDS analysis. , 10 ⁇ 10 15 atoms/cm 2 or less, preferably 5 ⁇ 10 15 atoms/cm 2 or less.
  • the insulator 516 for example, a material similar to that of the insulator 512 can be used.
  • the transistor 500 includes an insulator 516 on the insulator 514 and a conductor 503 (a conductor 503a and a conductor 503a) arranged so as to be embedded in the insulator 514 or the insulator 516.
  • insulator 503b insulator 522 over insulator 516 and over conductor 503, insulator 524 over insulator 522, oxide 530a over insulator 524, and oxide 530b over oxide 530a , conductor 542a over oxide 530b, insulator 571a over conductor 542a, conductor 542b over oxide 530b, insulator 571b over conductor 542b, and insulator 552 over oxide 530b.
  • insulator 550 over insulator 552, insulator 554 over insulator 550, and conductor 560 (conductor 560a and conductor 560b) overlying insulator 554 and overlapping part of oxide 530b.
  • the insulator 552 includes the top surface of the insulator 522, the side surfaces of the insulator 524, the side surfaces of the oxide 530a, the side surfaces and top surface of the oxide 530b, and the conductor 542 (the conductive material).
  • the top surface of the conductor 560 is arranged so that the top surface of the insulator 554 , the top surface of the insulator 550 , the top surface of the insulator 552 , and the top surface of the insulator 580 are substantially flush with each other.
  • the insulator 574 is in contact with at least part of the top surface of the conductor 560 , the top surface of the insulator 552 , the top surface of the insulator 550 , the top surface of the insulator 554 , and the top surface of the insulator 580 .
  • the insulator 580 and the insulator 544 are provided with openings reaching the oxide 530b.
  • An insulator 552, an insulator 550, an insulator 554, and a conductor 560 are placed in the opening.
  • a conductor 560, an insulator 552, an insulator 550, and an insulator 554 are provided between the insulator 571a and the conductor 542a and the insulator 571b and the conductor 542b. is provided.
  • the insulator 554 has a region in contact with the side surface of the conductor 560 and a region in contact with the bottom surface of the conductor 560 .
  • the oxide 530 preferably has an oxide 530a overlying the insulator 524 and an oxide 530b overlying the oxide 530a.
  • the transistor 500 has a structure in which the oxide 530 has two layers of the oxide 530a and the oxide 530b stacked, the present invention is not limited to this.
  • the transistor 500 can have a single layer structure of the oxide 530b or a stacked structure of three or more layers.
  • each of the oxide 530a and the oxide 530b can have a layered structure.
  • the conductor 560 functions as a first gate (also called top gate) electrode, and the conductor 503 functions as a second gate (also called back gate) electrode.
  • insulators 552, 550, and 554 function as a first gate insulator, and insulators 522 and 524 function as a second gate insulator.
  • the gate insulator is sometimes called a gate insulating layer or a gate insulating film.
  • the conductor 542a functions as one of the source and the drain, and the conductor 542b functions as the other of the source and the drain. At least part of the region of the oxide 530 overlapping with the conductor 560 functions as a channel formation region.
  • FIG. 17A shows an enlarged view of the vicinity of the channel forming region in FIG. 16A.
  • the oxide 530b includes a region 530bc functioning as a channel formation region of the transistor 500, and regions 530ba and 530bb functioning as a source region or a drain region and provided to sandwich the region 530bc.
  • the region 530bc overlaps with the conductor 560 .
  • the region 530bc is provided in a region between the conductors 542a and 542b.
  • the region 530ba is provided to overlap with the conductor 542a
  • the region 530bb is provided to overlap with the conductor 542b.
  • the region 530bc functioning as a channel formation region has more oxygen vacancies (in this specification and the like, oxygen vacancies in metal oxide may be referred to as V 2 O (oxygen vacancy)) than the regions 530ba and 530bb. It is a high-resistance region with a low carrier concentration because it has a low concentration of impurities. Thus, region 530bc can be said to be i-type (intrinsic) or substantially i-type.
  • V 0 In a transistor using a metal oxide, if impurities or oxygen vacancies (V 0 ) are present in a region where a channel is formed in the metal oxide, electrical characteristics are likely to fluctuate and reliability may be degraded.
  • hydrogen in the vicinity of the oxygen vacancy (V 0 ) forms a defect (hereinafter sometimes referred to as V OH ) in which hydrogen enters the oxygen vacancy (V 0 ), and generates electrons that serve as carriers.
  • V OH defect
  • oxygen vacancies are included in the region where the channel is formed in the oxide semiconductor, the transistor has normally-on characteristics (the channel exists even if no voltage is applied to the gate electrode, and current flows through the transistor). flow characteristics). Therefore, impurities, oxygen vacancies, and VOH are preferably reduced as much as possible in a region where a channel is formed in the oxide semiconductor.
  • the region 530ba and the region 530bb functioning as a source region or a drain region have a large amount of oxygen vacancies ( V.sub.2O.sub.3 ) or a high concentration of impurities such as hydrogen, nitrogen, and metal elements, so that the carrier concentration increases and the resistance is low. It is an area that has become That is, the regions 530ba and 530bb are n-type regions having a higher carrier concentration and a lower resistance than the region 530bc.
  • the carrier concentration of the region 530bc functioning as a channel formation region is preferably 1 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 , and 1 ⁇ 10 16 cm It is more preferably less than ⁇ 3 , more preferably less than 1 ⁇ 10 13 cm ⁇ 3 , even more preferably less than 1 ⁇ 10 12 cm ⁇ 3 .
  • the lower limit of the carrier concentration of the region 530bc functioning as a channel formation region is not particularly limited, but can be set to 1 ⁇ 10 ⁇ 9 cm ⁇ 3 , for example.
  • the carrier concentration is equal to or lower than the carrier concentration of the region 530ba and the region 530bb, and equal to or higher than the carrier concentration of the region 530bc.
  • a region may be formed. That is, the region functions as a junction region between the region 530bc and the region 530ba or the region 530bb.
  • the bonding region may have a hydrogen concentration equal to or lower than that of the regions 530ba and 530bb and equal to or higher than that of the region 530bc.
  • the bonding region may have oxygen vacancies equal to or less than those of the regions 530ba and 530bb and equal to or greater than those of the region 530bc.
  • FIG. 17A shows an example in which the regions 530ba, 530bb, and 530bc are formed in the oxide 530b, but the present invention is not limited to this.
  • each of the above regions may be formed up to oxide 530a as well as oxide 530b.
  • the concentrations of metal elements and impurity elements such as hydrogen and nitrogen detected in each region are not limited to stepwise changes for each region, and may change continuously within each region. In other words, the closer the region is to the channel formation region, the lower the concentrations of the metal elements and the impurity elements such as hydrogen and nitrogen.
  • a metal oxide functioning as a semiconductor (hereinafter also referred to as an oxide semiconductor) is preferably used for the oxide 530 (the oxide 530a and the oxide 530b) including a channel formation region.
  • a metal oxide that functions as a semiconductor and has a bandgap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more.
  • an In-M-Zn oxide containing indium, element M and zinc (element M is aluminum, gallium, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, boron, titanium, iron, nickel, germanium , zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, or magnesium).
  • element M is aluminum, gallium, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, boron, titanium, iron, nickel, germanium , zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, or magnesium.
  • an In--Ga oxide, an In--Zn oxide, or an indium oxide may be used.
  • the atomic ratio of In to the element M in the metal oxide used for the oxide 530b is preferably larger than the atomic ratio of In to the element M in the metal oxide used for the oxide 530a.
  • the oxide 530a and the oxide 530b have a common element (as a main component) other than oxygen, the defect level density at the interface between the oxide 530a and the oxide 530b can be reduced. Since the defect level density at the interface between the oxide 530a and the oxide 530b can be reduced, the effect of interface scattering on carrier conduction is small, and a high on-current can be obtained.
  • the oxide 530b preferably has crystallinity.
  • CAAC-OS c-axis aligned crystal oxide semiconductor
  • CAAC-OS is a metal oxide that has a dense structure with high crystallinity and has few impurities and defects (for example, oxygen vacancies (VO).
  • VO oxygen vacancies
  • CAAC-OS it is difficult to confirm a clear grain boundary, so it can be said that the decrease in electron mobility caused by the grain boundary is less likely to occur. Therefore, metal oxides with CAAC-OS have stable physical properties. Therefore, a metal oxide including CAAC-OS is heat resistant and highly reliable.
  • a transistor including an oxide semiconductor if impurities and oxygen vacancies are present in a region where a channel is formed in the oxide semiconductor, electrical characteristics are likely to vary, and reliability may be degraded.
  • hydrogen in the vicinity of oxygen vacancies may form defects in which hydrogen enters oxygen vacancies (hereinafter sometimes referred to as VOH) to generate electrons serving as carriers. Therefore, if oxygen vacancies are included in the region where the channel is formed in the oxide semiconductor, the transistor has normally-on characteristics (the channel exists even if no voltage is applied to the gate electrode, and current flows through the transistor). flow characteristics). Therefore, impurities, oxygen vacancies, and VOH are preferably reduced as much as possible in a region where a channel is formed in the oxide semiconductor. In other words, the region in which the channel is formed in the oxide semiconductor preferably has a reduced carrier concentration and is i-type (intrinsic) or substantially i-type.
  • an insulator containing oxygen that is released by heating (hereinafter sometimes referred to as excess oxygen) is provided in the vicinity of the oxide semiconductor, and heat treatment is performed to remove the oxide semiconductor from the insulator.
  • excess oxygen oxygen that is released by heating
  • the on-state current or the field-effect mobility of the transistor 500 might decrease.
  • variations in the amount of oxygen supplied to the source region or the drain region within the substrate surface cause variations in the characteristics of the semiconductor device having transistors.
  • the region 530bc functioning as a channel formation region preferably has a reduced carrier concentration and is i-type or substantially i-type.
  • Region 530bb has a high carrier concentration and is preferably n-type. In other words, it is preferable to reduce oxygen vacancies and VOH in the region 530bc of the oxide semiconductor, and to prevent an excessive amount of oxygen from being supplied to the regions 530ba and 530bb .
  • microwave treatment is performed in an atmosphere containing oxygen with the conductors 542a and 542b provided over the oxide 530b, so that oxygen vacancies in the region 530bc and V OH are reduced.
  • the microwave treatment refers to treatment using an apparatus having a power supply for generating high-density plasma using microwaves, for example.
  • oxygen gas By performing microwave treatment in an atmosphere containing oxygen, oxygen gas can be converted into plasma using microwaves or high frequencies such as RF, and the oxygen plasma can act. At this time, the region 530bc can also be irradiated with microwaves or high frequencies such as RF.
  • V OH in the region 530bc can be divided, hydrogen H can be removed from the region 530bc, and oxygen vacancies V 2 O can be compensated with oxygen. That is, in the region 530bc, a reaction of “V OH ⁇ H+V 2 O ” occurs, and the hydrogen concentration in the region 530bc can be reduced. Therefore, oxygen vacancies and VOH in the region 530bc can be reduced, and the carrier concentration can be lowered.
  • the effects of microwaves, high frequencies such as RF, oxygen plasma, etc. are shielded by the conductors 542a and 542b and do not reach the regions 530ba and 530bb.
  • the effect of oxygen plasma can be reduced by insulators 571 and 580 provided over oxide 530b, conductor 542a, and conductor 542b.
  • VOH is reduced and an excessive amount of oxygen is not supplied in the regions 530ba and 530bb during the microwave treatment, so that a decrease in carrier concentration can be prevented.
  • microwave treatment is preferably performed in an atmosphere containing oxygen.
  • oxygen can be efficiently injected into the region 530bc.
  • the insulator 552 so as to be in contact with the side surfaces of the conductors 542a and 542b and the surface of the region 530bc, injection of more than a necessary amount of oxygen into the region 530bc is suppressed. Oxidation of each side surface of the conductor 542b can be suppressed.
  • oxidation of the side surfaces of the conductors 542a and 542b can be suppressed when the insulating film to be the insulator 550 is formed.
  • the oxygen injected into the region 530bc has various forms such as oxygen atoms, oxygen molecules, and oxygen radicals (also called O radicals, atoms or molecules having unpaired electrons, or ions).
  • the oxygen injected into the region 530bc is preferably one or more of the forms described above, and is particularly preferably oxygen radicals.
  • the film quality of the insulator 552 and the insulator 550 can be improved, the reliability of the transistor 500 is improved.
  • oxygen vacancies and V OH can be selectively removed from the oxide semiconductor region 530bc to make the region 530bc i-type or substantially i-type. Furthermore, excessive supply of oxygen to the regions 530ba and 530bb functioning as the source region or the drain region can be suppressed, and the state of the n-type region before the microwave treatment can be maintained. Accordingly, variations in the electrical characteristics of the transistor 500 can be suppressed, and variation in the electrical characteristics of the transistor 500 within the substrate surface can be reduced.
  • a curved surface may be provided between the side surface of the oxide 530b and the top surface of the oxide 530b. That is, the end of the side surface and the end of the upper surface may be curved (hereinafter also referred to as round shape).
  • the radius of curvature of the curved surface is greater than 0 nm and smaller than the film thickness of the oxide 530b in the region overlapping the conductor 542a or the conductor 542b, or more than half the length of the region without the curved surface. Small is preferred. Specifically, the radius of curvature of the curved surface is greater than 0 nm and less than or equal to 20 nm, preferably greater than or equal to 1 nm and less than or equal to 15 nm, and more preferably greater than or equal to 2 nm and less than or equal to 10 nm. With such a shape, coverage of the oxide 530b with the insulator 552, the insulator 550, the insulator 554, and the conductor 560 can be improved.
  • the oxide 530 preferably has a laminated structure of multiple oxide layers with different chemical compositions.
  • the atomic ratio of the element M to the metal element as the main component is such that the atomic ratio of the element M to the metal element as the main component in the metal oxide used for the oxide 530b is It is preferably larger than the atomic number ratio.
  • the atomic ratio of the element M to In is preferably higher than the atomic ratio of the element M to In in the metal oxide used for the oxide 530b.
  • the atomic ratio of In to the element M in the metal oxide used for the oxide 530b is preferably higher than the atomic ratio of In to the element M in the metal oxide used for the oxide 530a.
  • the oxide 530b is preferably a crystalline oxide such as CAAC-OS.
  • a crystalline oxide such as CAAC-OS has a dense structure with few impurities and defects (such as oxygen vacancies) and high crystallinity. Therefore, extraction of oxygen from the oxide 530b by the source electrode or the drain electrode can be suppressed. Accordingly, extraction of oxygen from the oxide 530b can be reduced even if heat treatment is performed, so that the transistor 500 is stable against high temperatures (so-called thermal budget) in the manufacturing process.
  • the bottom of the conduction band changes gently.
  • the bottom of the conduction band at the junction between the oxide 530a and the oxide 530b continuously changes or is continuously joined.
  • the oxide 530a and the oxide 530b have a common element other than oxygen as a main component, so that a mixed layer with a low defect level density can be formed.
  • the oxide 530b is an In-M-Zn oxide
  • the oxide 530a may be an In-M-Zn oxide, an M-Zn oxide, an oxide of the element M, an In-Zn oxide, or an indium oxide. etc. may be used.
  • a metal oxide of the composition may be used.
  • the neighboring composition includes a range of ⁇ 30% of the desired atomic number ratio.
  • the element M it is preferable to use gallium.
  • the above atomic ratio is not limited to the atomic ratio of the deposited metal oxide, and the atomic ratio of the sputtering target used for the deposition of the metal oxide. may be
  • the interface between the oxide 530 and the insulator 552 and its vicinity can be Indium contained in the oxide 530 may be unevenly distributed.
  • the vicinity of the surface of the oxide 530 has an atomic ratio close to that of indium oxide or an atomic ratio close to that of In—Zn oxide.
  • the defect level density at the interface between the oxide 530a and the oxide 530b can be reduced. Therefore, the influence of interface scattering on carrier conduction is reduced, and the transistor 500 can obtain a large on-current and high frequency characteristics.
  • At least one of the insulator 512 , the insulator 514 , the insulator 544 , the insulator 571 , the insulator 574 , the insulator 576 , and the insulator 581 has an impurity such as water or hydrogen from the substrate side or the transistor 500 . It preferably functions as a barrier insulating film that suppresses diffusion into the transistor 500 from above.
  • At least one of the insulators 512, 514, 544, 571, 574, 576, and 581 is a hydrogen atom, a hydrogen molecule, a water molecule, a nitrogen atom, a nitrogen molecule, It is preferable to use an insulating material that has a function of suppressing the diffusion of impurities such as nitrogen oxide molecules (N 2 O, NO, NO 2 , etc.) and copper atoms (thus, the above impurities hardly permeate). Alternatively, it is preferable to use an insulating material that has a function of suppressing the diffusion of oxygen (eg, at least one of oxygen atoms, oxygen molecules, and the like) (the oxygen hardly permeates).
  • the insulators 512, 514, 544, 571, 574, 576, and 581 are insulators having a function of suppressing diffusion of water, impurities such as hydrogen, and oxygen. is preferably used, and for example, aluminum oxide, magnesium oxide, hafnium oxide, gallium oxide, indium-gallium-zinc oxide, silicon nitride, or silicon nitride oxide can be used.
  • the insulator 512, the insulator 544, and the insulator 576 are preferably made of silicon nitride or the like, which has a higher hydrogen barrier property.
  • the insulator 514, the insulator 571, the insulator 574, and the insulator 581 are preferably made of aluminum oxide, magnesium oxide, or the like, which has high functions of capturing and fixing hydrogen.
  • impurities such as water and hydrogen can be prevented from diffusing from the substrate side to the transistor 500 side through the insulators 512 and 514 .
  • impurities such as water and hydrogen can be prevented from diffusing to the transistor 500 side from the interlayer insulating film or the like provided outside the insulator 581 .
  • oxygen contained in the insulator 524 or the like can be prevented from diffusing to the substrate side through the insulators 512 and 514 .
  • oxygen contained in the insulator 580 or the like can be prevented from diffusing above the transistor 500 through the insulator 574 or the like.
  • the transistor 500 is formed of the insulators 512, 514, 571, 544, 574, 576, and 576, which have a function of suppressing diffusion of water, impurities such as hydrogen, and oxygen.
  • a structure surrounded by an insulator 581 is preferable.
  • the insulators 512, 514, 544, 571, 574, 576, and 581 are preferably formed using an oxide having an amorphous structure.
  • metal oxides such as AlO x (x is any number greater than 0) or MgO y (y is any number greater than 0).
  • Oxygen atoms in metal oxides having such an amorphous structure have dangling bonds, and the dangling bonds sometimes have the property of capturing or fixing hydrogen.
  • hydrogen contained in the transistor 500 or hydrogen existing around the transistor 500 is captured or fixed. be able to.
  • the transistor 500 it is preferable to capture or fix hydrogen contained in the channel formation region of the transistor 500 .
  • a metal oxide having an amorphous structure as a component of the transistor 500 or providing it around the transistor 500, the transistor 500 and the semiconductor device with favorable characteristics and high reliability can be manufactured.
  • the insulator 512, the insulator 514, the insulator 544, the insulator 571, the insulator 574, the insulator 576, and the insulator 581 preferably have an amorphous structure, but some regions have a polycrystalline structure. may be formed.
  • the insulator 512, the insulator 514, the insulator 544, the insulator 571, the insulator 574, the insulator 576, and the insulator 581 are multilayers in which an amorphous layer and a polycrystalline layer are stacked. It may be a structure. For example, a laminated structure in which a layer of polycrystalline structure is formed on a layer of amorphous structure may be used.
  • the insulators 512, 514, 544, 571, 574, 576, and 581 may be deposited by sputtering, for example.
  • the sputtering method does not require the use of molecules containing hydrogen in the deposition gas; can be reduced.
  • the film formation method is not limited to the sputtering method, and chemical vapor deposition (CVD) method, molecular beam epitaxy (MBE) method, pulse laser deposition (PLD) method, atomic layer deposition (ALD) method, etc. You may use it suitably.
  • insulator 512, insulator 544, and insulator 576 it may be preferable to reduce the resistivity of insulator 512, insulator 544, and insulator 576.
  • FIG. For example, by setting the resistivity of the insulator 512, the insulator 544, and the insulator 576 to approximately 1 ⁇ 10 13 ⁇ cm, the insulator 512, the insulator 544, and the insulator 544, and the insulator 544 and the insulator 544 can be The insulator 576 can reduce charge-up of the conductor 503, the conductor 542a, the conductor 542b, the conductor 560, and the like in some cases.
  • Each of the insulator 512, the insulator 544, and the insulator 576 preferably has a resistivity of 1 ⁇ 10 10 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 15 ⁇ cm or less.
  • the insulator 516, the insulator 574, the insulator 580, and the insulator 581 preferably have a lower dielectric constant than the insulator 514.
  • the parasitic capacitance generated between wirings can be reduced.
  • the insulator 516, the insulator 580, and the insulator 581 include silicon oxide, silicon oxynitride, silicon oxide to which fluorine is added, silicon oxide to which carbon is added, silicon oxide to which carbon and nitrogen are added, and vacancies. Silicon oxide or the like may be used as appropriate.
  • the insulator 581 is preferably an insulator that functions as an interlayer film, a planarization film, or the like.
  • the conductor 503 is arranged so as to overlap with the oxide 530 and the conductor 560 .
  • the conductor 503 is preferably embedded in an opening formed in the insulator 516 .
  • part of the conductor 503 is embedded in the insulator 514 in some cases.
  • the conductor 503 has a conductor 503a and a conductor 503b.
  • the conductor 503a is provided in contact with the bottom and side walls of the opening.
  • the conductor 503b is provided so as to be embedded in a recess formed in the conductor 503a.
  • the height of the top of the conductor 503b approximately matches the height of the top of the conductor 503a and the height of the top of the insulator 516 .
  • the conductor 503a has a function of suppressing diffusion of impurities such as hydrogen atoms, hydrogen molecules, water molecules, nitrogen atoms, nitrogen molecules, nitrogen oxide molecules (such as N 2 O, NO, NO 2 ), and copper atoms. It is preferable to use a conductive material having a Alternatively, a conductive material having a function of suppressing diffusion of oxygen (eg, at least one of oxygen atoms and oxygen molecules) is preferably used.
  • a conductive material having a function of reducing diffusion of hydrogen for the conductor 503a By using a conductive material having a function of reducing diffusion of hydrogen for the conductor 503a, impurities such as hydrogen contained in the conductor 503b are prevented from diffusing into the oxide 530 through the insulator 524 or the like. can be prevented. Further, by using a conductive material having a function of suppressing diffusion of oxygen for the conductor 503a, it is possible to suppress oxidation of the conductor 503b and a decrease in conductivity. As the conductive material having a function of suppressing diffusion of oxygen, titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, ruthenium, ruthenium oxide, or the like is preferably used, for example. Therefore, as the conductor 503a, a single layer or a laminate of the above conductive materials may be used. For example, titanium nitride may be used for the conductor 503a.
  • a conductive material containing tungsten, copper, or aluminum as its main component is preferably used for the conductor 503b.
  • tungsten may be used for the conductor 503b.
  • the conductor 503 may function as a second gate electrode.
  • the potential applied to the conductor 503 is changed independently of the potential applied to the conductor 560, so that the threshold voltage (Vth) of the transistor 500 can be controlled.
  • Vth threshold voltage
  • Vth of the transistor 500 can be increased and off-state current can be reduced. Therefore, when a negative potential is applied to the conductor 503, the drain current when the potential applied to the conductor 560 is 0 V can be made smaller than when no potential is applied.
  • the transistor 500 is normally operated without applying a potential to the conductor 503 and/or the conductor 560 . Turning off (making the threshold voltage of the transistor 500 higher than 0 V) can be expected in some cases. In this case, it is preferable to connect the conductor 560 and the conductor 503 so that they are given the same potential.
  • the electric resistivity of the conductor 503 is designed in consideration of the potential applied to the conductor 503, and the film thickness of the conductor 503 is set according to the electric resistivity.
  • the thickness of the insulator 516 is almost the same as that of the conductor 503 .
  • the absolute amount of impurities such as hydrogen contained in the insulator 516 can be reduced; .
  • the conductor 503 is preferably provided to be larger than a region of the oxide 530 that does not overlap with the conductor 542a and the conductor 542b when viewed from above.
  • the conductor 503 preferably extends also in regions outside the ends of the oxides 530a and 530b in the channel width direction.
  • the conductor 503 and the conductor 560 preferably overlap with each other with an insulator interposed therebetween on the outside of the side surface of the oxide 530 in the channel width direction.
  • the electric field of the conductor 560 functioning as the first gate electrode and the electric field of the conductor 503 functioning as the second gate electrode electrically surround the channel formation region of the oxide 530 .
  • a transistor structure in which a channel formation region is electrically surrounded by electric fields of a first gate and a second gate is referred to as a surrounded channel (S-channel) structure.
  • a transistor with an S-channel structure represents a transistor structure in which a channel formation region is electrically surrounded by electric fields of one and the other of a pair of gate electrodes.
  • the S-channel structure disclosed in this specification and the like is different from the Fin type structure and the planar type structure.
  • the transistor can have increased resistance to the short channel effect, in other words, a transistor in which the short channel effect is less likely to occur.
  • the transistor 500 When the transistor 500 is normally off and has the above S-channel structure, the channel formation region can be electrically surrounded. Therefore, the transistor 500 can also be regarded as having a GAA (Gate All Around) structure or an LGAA (Lateral Gate All Around) structure.
  • a channel formation region formed at or near the interface between the oxide 530 and the gate insulating film is the entire bulk of the oxide 530. be able to.
  • a so-called bulk-flow type in which a carrier path is used as the entire bulk can be obtained.
  • the bulk-flow transistor structure With the bulk-flow transistor structure, the density of the current flowing through the transistor can be increased; therefore, an increase in the on current of the transistor or an increase in the field-effect mobility of the transistor can be expected.
  • the conductor 503 is extended to function as wiring.
  • a structure in which a conductor functioning as a wiring is provided under the conductor 503 may be employed.
  • one conductor 503 is not necessarily provided for each transistor.
  • the conductor 503 may be shared by a plurality of transistors.
  • the transistor 500 has a structure in which the conductor 503a and the conductor 503b are stacked as the conductor 503, the present invention is not limited to this.
  • the conductor 503 may be provided as a single layer or a laminated structure of three or more layers.
  • the insulator 522 and the insulator 524 function as gate insulators.
  • the insulator 522 preferably has a function of suppressing diffusion of hydrogen (eg, at least one of hydrogen atoms, hydrogen molecules, etc.). Further, the insulator 522 preferably has a function of suppressing diffusion of oxygen (eg, at least one of oxygen atoms, oxygen molecules, and the like). For example, the insulator 522 preferably has a function of suppressing diffusion of one or both of hydrogen and oxygen more than the insulator 524 does.
  • an insulator containing oxides of one or both of aluminum and hafnium, which are insulating materials, is preferably used.
  • aluminum oxide, hafnium oxide, an oxide containing aluminum and hafnium (hafnium aluminate), or the like is preferably used.
  • the insulator 522 releases oxygen from the oxide 530 to the substrate side and diffuses impurities such as hydrogen from the peripheral portion of the transistor 500 to the oxide 530. , and functions as a layer that suppresses .
  • the conductor 503 can be prevented from reacting with oxygen contained in the insulator 524 or the oxide 530 .
  • aluminum oxide, bismuth oxide, germanium oxide, niobium oxide, silicon oxide, titanium oxide, tungsten oxide, yttrium oxide, or zirconium oxide may be added to the insulator.
  • these insulators may be nitrided.
  • the insulator 522 may be formed by stacking silicon oxide, silicon oxynitride, or silicon nitride over any of these insulators.
  • the insulator 522 may be a single layer or a stacked layer of insulators containing so-called high-k materials such as aluminum oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, and zirconium oxide.
  • high-k materials such as aluminum oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, and zirconium oxide.
  • thinning of gate insulators may cause problems such as leakage current.
  • the gate potential during transistor operation can be reduced while maintaining the physical film thickness.
  • a substance with a high dielectric constant such as lead zirconate titanate (PZT), strontium titanate (SrTiO 3 ), (Ba, Sr)TiO 3 (BST) can be used in some cases.
  • silicon oxide, silicon oxynitride, or the like may be used as appropriate.
  • heat treatment is preferably performed with the surface of the oxide 530 exposed during the manufacturing process of the transistor 500 .
  • the heat treatment may be performed at, for example, 100° C. to 600° C., more preferably 350° C. to 550° C.
  • the heat treatment is performed in a nitrogen gas atmosphere, an inert gas atmosphere, or an atmosphere containing 10 ppm or more, 1% or more, or 10% or more of an oxidizing gas.
  • heat treatment is preferably performed in an oxygen atmosphere. Accordingly, oxygen can be supplied to the oxide 530 to reduce oxygen vacancies (V 0 ).
  • the heat treatment may be performed in an atmosphere containing 10 ppm or more, 1% or more, or 10% or more of an oxidizing gas in order to compensate for desorbed oxygen after the heat treatment is performed in a nitrogen gas or inert gas atmosphere. good.
  • heat treatment may be continuously performed in a nitrogen gas or inert gas atmosphere.
  • oxygen vacancies in the oxide 530 can be repaired by the supplied oxygen, in other words, the reaction “V 2 O +O ⁇ null” can be promoted.
  • the supplied oxygen reacts with the hydrogen remaining in the oxide 530, so that the hydrogen can be removed as H 2 O (dehydrated). Accordingly, hydrogen remaining in the oxide 530 can be suppressed from being recombined with oxygen vacancies to form VOH.
  • the insulator 522 and the insulator 524 may have a stacked structure of two or more layers. In that case, it is not limited to a laminated structure made of the same material, and a laminated structure made of different materials may be used. Alternatively, the insulator 524 may be formed in an island shape so as to overlap with the oxide 530a. In this case, the insulator 544 is in contact with the side surface of the insulator 524 and the top surface of the insulator 522 .
  • a conductor 542a and a conductor 542b are provided in contact with the top surface of the oxide 530b.
  • the conductors 542a and 542b function as the source and drain electrodes of the transistor 500, respectively.
  • Examples of the conductor 542 include nitride containing tantalum, nitride containing titanium, nitride containing molybdenum, nitride containing tungsten, nitride containing tantalum and aluminum, It is preferable to use a nitride or the like containing titanium and aluminum. In one aspect of the present invention, nitrides containing tantalum are particularly preferred. Alternatively, for example, ruthenium oxide, ruthenium nitride, an oxide containing strontium and ruthenium, an oxide containing lanthanum and nickel, or the like may be used. These materials are preferable because they are conductive materials that are difficult to oxidize or materials that maintain conductivity even after absorbing oxygen.
  • hydrogen contained in the oxide 530b or the like might diffuse into the conductor 542a or the conductor 542b.
  • hydrogen contained in the oxide 530b or the like easily diffuses into the conductor 542a or the conductor 542b, and the diffused hydrogen It may bond with nitrogen contained in 542a or the conductor 542b. That is, hydrogen contained in the oxide 530b or the like might be absorbed by the conductor 542a or the conductor 542b.
  • no curved surface is formed between the side surface of the conductor 542 and the upper surface of the conductor 542 .
  • the cross-sectional area of the conductor 542 in the channel width direction can be increased. Accordingly, the conductivity of the conductor 542 can be increased, and the on current of the transistor 500 can be increased.
  • the insulator 571a is provided in contact with the upper surface of the conductor 542a, and the insulator 571b is provided in contact with the upper surface of the conductor 542b.
  • the insulator 571 preferably functions as a barrier insulating film against at least oxygen. Therefore, the insulator 571 preferably has a function of suppressing diffusion of oxygen. For example, the insulator 571 preferably has a function of suppressing diffusion of oxygen more than the insulator 580 does.
  • a nitride containing silicon such as silicon nitride may be used, for example. Further, the insulator 571 preferably has a function of trapping impurities such as hydrogen.
  • an insulator such as a metal oxide having an amorphous structure such as aluminum oxide or magnesium oxide may be used as the insulator 571 .
  • a metal oxide having an amorphous structure such as aluminum oxide or magnesium oxide
  • the insulator 544 is provided so as to cover the insulator 524, the oxide 530a, the oxide 530b, the conductor 542, and the insulator 571.
  • the insulator 544 preferably has a function of trapping hydrogen and fixing hydrogen.
  • the insulator 544 preferably contains an insulator such as silicon nitride or a metal oxide having an amorphous structure, such as aluminum oxide or magnesium oxide.
  • the insulator 544 may be a stacked film of aluminum oxide and silicon nitride over the aluminum oxide.
  • the conductor 542 can be wrapped with an insulator having a barrier property against oxygen.
  • oxygen contained in the insulators 524 and 580 can be prevented from diffusing into the conductor 542 . Accordingly, oxygen contained in the insulator 524 and the insulator 580 can suppress direct oxidation of the conductor 542 to increase the resistivity and reduce the on-current.
  • the insulator 552 functions as part of the gate insulator.
  • a barrier insulating film against oxygen is preferably used.
  • any of the insulators that can be used for the insulator 574 may be used.
  • an insulator containing oxides of one or both of aluminum and hafnium is preferably used.
  • aluminum oxide, hafnium oxide, an oxide containing aluminum and hafnium (hafnium aluminate), an oxide containing hafnium and silicon (hafnium silicate), or the like can be used.
  • aluminum oxide is used as the insulator 552 .
  • the insulator 552 is an insulator containing at least oxygen and aluminum.
  • the insulator 552 is provided in contact with the top and side surfaces of the oxide 530b, the side surfaces of the oxide 530a, the side surfaces of the insulator 524, and the top surface of the insulator 522, as shown in FIG. 16B. That is, regions of the oxides 530a and 530b, and the insulator 524 overlapping with the conductor 560 are covered with the insulator 552 in the cross section in the channel width direction.
  • the insulator 552 having a barrier property against oxygen can block oxygen from being released from the oxides 530a and 530b when heat treatment or the like is performed. Therefore, formation of oxygen vacancies (Vo) in the oxides 530a and 530b can be reduced. Thereby, oxygen vacancies (Vo) and VOH formed in the region 530bc can be reduced. Therefore, the electrical characteristics of the transistor 500 can be improved and the reliability can be improved.
  • the insulator 580, the insulator 550, and the like contain an excessive amount of oxygen, excessive supply of the oxygen to the oxides 530a and 530b can be suppressed. Therefore, excessive oxidation of the regions 530ba and 530bb through the region 530bc can be suppressed from lowering the on current of the transistor 500 or lowering the field effect mobility.
  • the insulator 552 is provided in contact with the side surfaces of the conductor 542, the insulator 544, the insulator 571, and the insulator 580, respectively. Therefore, the side surfaces of the conductor 542 are oxidized and formation of an oxide film on the side surfaces can be reduced. Accordingly, a decrease in on-state current or a decrease in field-effect mobility of the transistor 500 can be suppressed.
  • the insulator 552, along with the insulator 554, the insulator 550, and the conductor 560, must be provided in an opening formed in the insulator 580 or the like.
  • the thickness of the insulator 552 is preferably thin.
  • the thickness of the insulator 552 is preferably 0.1 nm or more, 0.5 nm or more, or 1.0 nm or more, and is preferably 1.0 nm or less, 3.0 nm or less, or 5.0 nm or less. .
  • the lower limit value and the upper limit value described above can be combined.
  • at least part of the insulator 552 may have a region with the above thickness.
  • the thickness of the insulator 552 is preferably thinner than that of the insulator 550 . In this case, at least part of the insulator 552 may have a region thinner than that of the insulator 550 .
  • the ALD process alternates between a first source gas (also called a precursor, precursor, or metal precursor) and a second source gas (also called a reactant, reactant, oxidant, or non-metal precursor) for the reaction.
  • a film is formed by introducing into a chamber and repeating the introduction of these source gases.
  • the ALD method includes a thermal ALD method in which a precursor and a reactant react with only thermal energy, a PEALD (Plasma Enhanced ALD) method using a plasma-excited reactant, and the like.
  • PEALD Pulsma Enhanced ALD
  • film formation can be performed at a lower temperature by using plasma, which is preferable in some cases.
  • the ALD method makes use of the self-limiting nature of atoms, and can deposit atoms layer by layer. It is possible to form a film with few defects, to form a film with excellent coverage, and to form a film at a low temperature. Therefore, the insulator 552 can be formed with a thin film thickness as described above with good coverage on the side surfaces of the opening formed in the insulator 580 or the like.
  • a film formed by the ALD method may contain more impurities such as carbon than films formed by other film formation methods.
  • the impurity can be quantified using secondary ion mass spectrometry (SIMS) or X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
  • the insulator 550 functions as part of the gate insulator. Insulator 550 is preferably placed in contact with the top surface of insulator 552 .
  • the insulator 550 is formed using silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, silicon oxide to which fluorine is added, silicon oxide to which carbon is added, silicon oxide to which carbon and nitrogen are added, silicon oxide with holes, or the like. can be used. In particular, silicon oxide and silicon oxynitride are preferable because they are stable against heat. In this case, the insulator 550 is an insulator containing at least oxygen and silicon.
  • the insulator 550 preferably has a reduced concentration of impurities such as water and hydrogen.
  • the thickness of the insulator 550 preferably has a lower limit of 1 nm or 0.5 nm and an upper limit of 15 nm or 20 nm. It should be noted that the lower limit value and the upper limit value described above can be combined.
  • the thickness of the insulator 550 is preferably 0.5 nm or more and 20 nm or less, and more preferably 1 nm or more and 15 nm or less. In this case, at least part of the insulator 550 may have a region with the thickness as described above.
  • FIGS. 16A and 16B show a structure in which the insulator 550 is a single layer
  • the present invention is not limited to this, and may have a laminated structure of two or more layers.
  • the insulator 550 may have a two-layer laminated structure of an insulator 550a and an insulator 550b on the insulator 550a.
  • the lower insulator 550a is formed using an insulator through which oxygen easily permeates
  • the upper insulator 550b is formed using an insulator through which oxygen diffuses.
  • the insulator 550a is preferably formed using the material that can be used for the insulator 550, and the insulator 550b is preferably an insulator containing oxide of one or both of aluminum and hafnium.
  • the insulator aluminum oxide, hafnium oxide, an oxide containing aluminum and hafnium (hafnium aluminate), an oxide containing hafnium and silicon (hafnium silicate), or the like can be used.
  • hafnium oxide is used as the insulator 550b.
  • the insulator 550b is an insulator containing at least oxygen and hafnium.
  • the thickness of the insulator 550b is preferably 0.5 nm or more, or 1.0 nm or more, and is preferably 3.0 nm or less, or 5.0 nm or less. It should be noted that the lower limit value and the upper limit value described above can be combined. In this case, at least part of the insulator 550b may have a region with the thickness as described above.
  • an insulating material that is a high-k material with a high dielectric constant may be used for the insulator 550b.
  • the gate insulator has a stacked structure of the insulator 550a and the insulator 550b, the stacked structure can be stable against heat and have a high relative dielectric constant. Therefore, the gate potential applied during transistor operation can be reduced while maintaining the physical film thickness of the gate insulator. Also, the equivalent oxide thickness (EOT) of the insulator that functions as the gate insulator can be reduced. Therefore, the withstand voltage of the insulator 550 can be increased.
  • EOT equivalent oxide thickness
  • the insulator 554 functions as part of the gate insulator.
  • a barrier insulating film against hydrogen is preferably used. Accordingly, impurities such as hydrogen contained in the conductor 560 can be prevented from diffusing into the insulator 550 and the oxide 530b.
  • an insulator that can be used for the insulator 576 described above may be used.
  • silicon nitride deposited by a PEALD method may be used as the insulator 554 .
  • the insulator 554 is an insulator containing at least nitrogen and silicon.
  • the insulator 554 may further have a barrier property against oxygen. Accordingly, diffusion of oxygen contained in the insulator 550 to the conductor 560 can be suppressed.
  • the thickness of the insulator 554 is preferably thin.
  • the thickness of the insulator 554 is preferably 0.1 nm or more, 0.5 nm or more, or 1.0 nm or more, and is preferably 3.0 nm or less, or 5.0 nm or less. It should be noted that the lower limit value and the upper limit value described above can be combined. In this case, at least part of the insulator 554 may have a region with the thickness as described above. Further, the thickness of the insulator 554 is preferably thinner than that of the insulator 550 . In this case, at least part of the insulator 554 may have a region thinner than the insulator 550 .
  • a conductor 560 functions as a first gate electrode of the transistor 500 .
  • Conductor 560 preferably has conductor 560a and conductor 560b disposed over conductor 560a.
  • conductor 560a is preferably arranged to wrap the bottom and side surfaces of conductor 560b.
  • the height position of the upper surface of the conductor 560 substantially matches the height position of the upper surface of the insulator 550 .
  • the conductor 560 has a two-layer structure of the conductor 560a and the conductor 560b, but the conductor 560 has a single-layer structure or a three-layer structure other than the two-layer structure.
  • a laminated structure of more than one layer can be employed.
  • the conductor 560a preferably uses a conductive material that has a function of suppressing the diffusion of impurities such as hydrogen atoms, hydrogen molecules, water molecules, nitrogen atoms, nitrogen molecules, nitrogen oxide molecules, and copper atoms.
  • a conductive material having a function of suppressing diffusion of oxygen eg, at least one of oxygen atoms and oxygen molecules is preferably used.
  • the conductor 560a has a function of suppressing diffusion of oxygen
  • oxygen contained in the insulator 550 can suppress oxidation of the conductor 560b and a decrease in conductivity.
  • the conductive material having a function of suppressing diffusion of oxygen titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, ruthenium, ruthenium oxide, or the like is preferably used, for example.
  • the conductor 560 since the conductor 560 also functions as a wiring, a conductor with high conductivity is preferably used.
  • the conductor 560b can use a conductive material containing tungsten, copper, or aluminum as its main component.
  • the conductor 560b can have a laminated structure.
  • the conductor 560b can have a laminated structure of titanium or titanium nitride and any of the above conductive materials.
  • the conductor 560 is formed in a self-aligned manner so as to fill an opening formed in the insulator 580 or the like. By forming the conductor 560 in this manner, the conductor 560 can be reliably placed in the region between the conductors 542a and 542b without being aligned.
  • the height of the bottom surface of the region of the conductor 560 where the conductor 560 and the oxide 530b do not overlap with each other is based on the bottom surface of the insulator 522 in the channel width direction of the transistor 500.
  • the height is preferably less than the height of the bottom surface of oxide 530b.
  • the conductor 560 functioning as a gate electrode covers the side surface and the top surface of the channel formation region of the oxide 530b with the insulator 550 or the like interposed therebetween. Easier to work on the whole. Therefore, the on current of the transistor 500 can be increased and the frequency characteristics can be improved.
  • the insulator 580 is provided over the insulator 544, and openings are formed in regions where the insulator 550 and the conductor 560 are provided. Moreover, the upper surface of the insulator 580 may be planarized.
  • the insulator 580 functioning as an interlayer film preferably has a low dielectric constant. By using a material with a low dielectric constant as the interlayer film, the parasitic capacitance generated between wirings can be reduced.
  • the insulator 580 is preferably provided using a material similar to that of the insulator 516, for example.
  • silicon oxide and silicon oxynitride are preferable because they are thermally stable.
  • a material such as silicon oxide, silicon oxynitride, or silicon oxide having vacancies is preferable because a region containing oxygen that is released by heating can be easily formed.
  • the insulator 580 preferably has a reduced concentration of impurities such as water and hydrogen in the insulator 580 .
  • impurities such as water and hydrogen in the insulator 580 .
  • an oxide containing silicon such as silicon oxide or silicon oxynitride may be used as appropriate for the insulator 580 .
  • the insulator 574 preferably functions as a barrier insulating film that suppresses diffusion of impurities such as water and hydrogen into the insulator 580 from above, and preferably has a function of capturing impurities such as hydrogen. Further, the insulator 574 preferably functions as a barrier insulating film that suppresses permeation of oxygen.
  • an insulator such as a metal oxide having an amorphous structure, for example, aluminum oxide may be used. In this case, the insulator 574 is an insulator containing at least oxygen and aluminum.
  • the insulator 574 having a function of capturing impurities such as hydrogen in contact with the insulator 580 in a region sandwiched between the insulator 512 and the insulator 581, hydrogen and the like contained in the insulator 580 and the like are provided. of impurities can be captured, and the amount of hydrogen in the region can be made constant.
  • the insulator 576 functions as a barrier insulating film that suppresses diffusion of impurities such as water and hydrogen into the insulator 580 from above. Insulator 576 is disposed over insulator 574 .
  • a nitride containing silicon such as silicon nitride or silicon nitride oxide is preferably used.
  • silicon nitride deposited by a sputtering method may be used as the insulator 576 .
  • a high-density silicon nitride film can be formed.
  • silicon nitride deposited by a PEALD method or a CVD method may be stacked over silicon nitride deposited by a sputtering method.
  • one of the first terminal and the second terminal of the transistor 500 is electrically connected to a conductor 540a functioning as a plug, and the other of the first terminal and the second terminal of the transistor 500 is connected to the conductor 540b. electrically connected.
  • the conductor 540a, the conductor 540b, and the like may function as wiring for electrically connecting to the light-emitting device 150 and the like above.
  • the conductors 540a, 540b, and the like may be wirings for electrical connection to the transistor 170 and the like.
  • the conductor 540a and the conductor 540b are collectively referred to as the conductor 540 in this specification and the like.
  • the conductor 540a is provided in a region overlapping the conductor 542a. Specifically, openings are formed in the insulator 571, the insulator 544, the insulator 580, the insulator 574, the insulator 576, and the insulator 581 illustrated in FIG. 16A in a region overlapping with the conductor 542a. , and the conductor 540a is provided inside the opening.
  • the conductor 540b is provided in a region overlapping with the conductor 542b.
  • an opening is formed in the insulator 571, the insulator 544, the insulator 580, the insulator 574, the insulator 576, and the insulator 581 illustrated in FIG. 16A in a region overlapping with the conductor 542b.
  • the conductor 540b is provided inside the opening.
  • an insulator 541a may be provided as an insulator having a barrier property against impurities between the side surface of the opening in the region overlapping with the conductor 542a and the conductor 540a.
  • an insulator 541b as an insulator having a barrier property against impurities may be provided between the side surface of the opening in the region overlapping with the conductor 542b and the conductor 540b. Note that the insulator 541a and the insulator 541b are collectively referred to as the insulator 541 in this specification and the like.
  • the conductors 540a and 540b are preferably made of a conductive material containing tungsten, copper, or aluminum as its main component. Alternatively, the conductor 540a and the conductor 540b may have a laminated structure.
  • the insulator 574, the insulator 576, the insulator 581, the insulator 580, the insulator 544, and the first conductor provided near the insulator 571 include:
  • a conductive material having a function of suppressing permeation of impurities such as water and hydrogen is preferably used.
  • the conductive material having a function of suppressing permeation of impurities such as water and hydrogen may be used in a single layer or stacked layers.
  • impurities such as water and hydrogen contained in a layer above the insulator 576 can be prevented from entering the oxide 530 through the conductors 540a and 540b.
  • a barrier insulating film that can be used for the insulator 544 or the like may be used as the insulator 541a and the insulator 541b.
  • an insulator such as silicon nitride, aluminum oxide, or silicon nitride oxide may be used as the insulators 541a and 541b. Since the insulators 541 a and 541 b are provided in contact with the insulators 574 , 576 , and 571 , impurities such as water and hydrogen contained in the insulator 580 and the like interfere with the conductors 540 a and 540 b. can be suppressed from being mixed into the oxide 530 through the In particular, silicon nitride is suitable because it has a high blocking property against hydrogen. In addition, oxygen contained in the insulator 580 can be prevented from being absorbed by the conductors 540a and 540b.
  • the first insulator such as the insulator 580 in contact with the inner wall of the opening and the second insulator inside the insulator 580 have a structure against oxygen. It is preferable to use a combination of a barrier insulating film and a barrier insulating film against hydrogen.
  • aluminum oxide deposited by the ALD method may be used as the first insulator, and silicon nitride deposited by the PEALD method may be used as the second insulator.
  • oxidization of the conductor 540 can be suppressed, and entry of hydrogen into the conductor 540 can be reduced.
  • the transistor 500 shows a structure in which the first insulator of the insulator 541 and the second conductor of the insulator 541 are stacked, the present invention is not limited to this.
  • the insulator 541 may be provided as a single layer or a stacked structure of three or more layers.
  • the transistor 500 shows the structure in which the first conductor of the conductor 540 and the second conductor of the conductor 540 are stacked, the present invention is not limited to this.
  • the conductor 540 may be provided as a single layer or a laminated structure of three or more layers.
  • the structure of the transistor included in the semiconductor device of one embodiment of the present invention is not limited to the transistor 500 illustrated in FIGS. 16A and 16B.
  • the structure of the transistor included in the semiconductor device of one embodiment of the present invention may be changed according to circumstances.
  • the metal oxide preferably contains at least indium or zinc. Indium and zinc are particularly preferred. In addition to these, aluminum, gallium, yttrium, tin and the like are preferably contained. In addition, one or more selected from boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, cobalt, etc. may be contained. .
  • FIG. 18A is a diagram illustrating classification of crystal structures of oxide semiconductors, typically IGZO (a metal oxide containing In, Ga, and Zn).
  • IGZO a metal oxide containing In, Ga, and Zn
  • oxide semiconductors are roughly classified into “Amorphous”, “Crystalline”, and “Crystal”.
  • Amorphous includes completely amorphous.
  • Crystalline includes CAAC (c-axis-aligned crystalline), nc (nanocrystalline), and CAC (cloud-aligned composite) (excluding single crystal and poly crystal).
  • CAAC c-axis-aligned crystalline
  • nc nanocrystalline
  • CAC cloud-aligned composite
  • the classification of “Crystalline” excludes single crystal, poly crystal, and completely amorphous.
  • “Crystal” includes single crystal and poly crystal.
  • the structure within the thick frame shown in FIG. 18A is an intermediate state between "Amorphous” and “Crystal”, and is a structure belonging to the new crystalline phase. . That is, the structure can be rephrased as a structure completely different from the energetically unstable “Amorphous” and “Crystal”.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated using an X-ray diffraction (XRD) spectrum.
  • XRD X-ray diffraction
  • FIG. represented by .
  • the GIXD method is also called a thin film method or a Seemann-Bohlin method.
  • the XRD spectrum obtained by the GIXD measurement shown in FIG. 18B may be simply referred to as the XRD spectrum.
  • the thickness of the CAAC-IGZO film shown in FIG. 18B is 500 nm.
  • peaks indicating clear crystallinity are detected in the XRD spectrum of the CAAC-IGZO film.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated by a diffraction pattern (also referred to as a nano beam electron diffraction pattern) observed by nano beam electron diffraction (NBED).
  • a diffraction pattern also referred to as a nano beam electron diffraction pattern
  • NBED nano beam electron diffraction
  • electron beam diffraction is performed with a probe diameter of 1 nm.
  • oxide semiconductors may be classified differently from that in FIG. 18A when its crystal structure is focused.
  • oxide semiconductors are classified into single-crystal oxide semiconductors and non-single-crystal oxide semiconductors.
  • Non-single-crystal oxide semiconductors include, for example, the above CAAC-OS and nc-OS.
  • Non-single-crystal oxide semiconductors include polycrystalline oxide semiconductors, amorphous-like oxide semiconductors (a-like OS), amorphous oxide semiconductors, and the like.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor that includes a plurality of crystal regions, and the c-axes of the plurality of crystal regions are oriented in a specific direction. Note that the specific direction is the thickness direction of the CAAC-OS film, the normal direction to the formation surface of the CAAC-OS film, or the normal direction to the surface of the CAAC-OS film.
  • a crystalline region is a region having periodicity in atomic arrangement. If the atomic arrangement is regarded as a lattice arrangement, the crystalline region is also a region with a uniform lattice arrangement.
  • CAAC-OS has a region where a plurality of crystal regions are connected in the a-b plane direction, and the region may have strain.
  • the strain refers to a portion where the orientation of the lattice arrangement changes between a region with a uniform lattice arrangement and another region with a uniform lattice arrangement in a region where a plurality of crystal regions are connected. That is, CAAC-OS is an oxide semiconductor that is c-axis oriented and has no obvious orientation in the ab plane direction.
  • each of the plurality of crystal regions is composed of one or more microcrystals (crystals having a maximum diameter of less than 10 nm).
  • the maximum diameter of the crystalline region is less than 10 nm.
  • the size of the crystal region may be about several tens of nanometers.
  • CAAC-OS contains indium (In) and oxygen.
  • a tendency to have a layered crystal structure also referred to as a layered structure in which a layer (hereinafter referred to as an In layer) and a layer containing the element M, zinc (Zn), and oxygen (hereinafter referred to as a (M, Zn) layer) are stacked.
  • the (M, Zn) layer may contain indium.
  • the In layer contains the element M.
  • the In layer may contain Zn.
  • the layered structure is observed as a lattice image, for example, in a high-resolution TEM image.
  • a plurality of bright points are observed in the electron beam diffraction pattern of the CAAC-OS film.
  • a certain spot and another spot are observed at point-symmetrical positions with respect to the spot of the incident electron beam that has passed through the sample (also referred to as a direct spot) as the center of symmetry.
  • the lattice arrangement in the crystal region is basically a hexagonal lattice, but the unit cell is not always a regular hexagon and may be a non-regular hexagon. Moreover, the distortion may have a lattice arrangement such as a pentagon or a heptagon.
  • a clear grain boundary cannot be confirmed even in the vicinity of strain. That is, it can be seen that the distortion of the lattice arrangement suppresses the formation of grain boundaries. This is because the CAAC-OS can tolerate strain due to the fact that the arrangement of oxygen atoms is not dense in the ab plane direction, the bond distance between atoms changes due to the substitution of metal atoms, and the like. It is considered to be for
  • a crystal structure in which clear grain boundaries are confirmed is called a polycrystal.
  • a grain boundary becomes a recombination center, traps carriers, and is highly likely to cause a decrease in on-current of a transistor, a decrease in field-effect mobility, and the like. Therefore, a CAAC-OS in which no clear grain boundaries are observed is one of crystalline oxides having a crystal structure suitable for a semiconductor layer of a transistor.
  • a structure containing Zn is preferable for forming a CAAC-OS.
  • In--Zn oxide and In--Ga--Zn oxide are preferable because they can suppress the generation of grain boundaries more than In oxide.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor with high crystallinity and no clear crystal grain boundaries. Therefore, it can be said that the decrease in electron mobility due to grain boundaries is less likely to occur in CAAC-OS.
  • a CAAC-OS can be said to be an oxide semiconductor with few impurities and defects (such as oxygen vacancies). Therefore, an oxide semiconductor including CAAC-OS has stable physical properties. Therefore, an oxide semiconductor including CAAC-OS is resistant to heat and has high reliability.
  • CAAC-OS is also stable against high temperatures (so-called thermal budget) in the manufacturing process. Therefore, the use of the CAAC-OS for the OS transistor can increase the degree of freedom in the manufacturing process.
  • nc-OS has periodic atomic arrangement in a minute region (eg, a region of 1 nm to 10 nm, particularly a region of 1 nm to 3 nm).
  • the nc-OS has minute crystals.
  • the size of the minute crystal is, for example, 1 nm or more and 10 nm or less, particularly 1 nm or more and 3 nm or less, the minute crystal is also called a nanocrystal.
  • nc-OS does not show regularity in crystal orientation between different nanocrystals. Therefore, no orientation is observed in the entire film.
  • an nc-OS may be indistinguishable from an a-like OS and an amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method.
  • an nc-OS film is subjected to structural analysis using an XRD apparatus, out-of-plane XRD measurement using ⁇ /2 ⁇ scanning does not detect a peak indicating crystallinity.
  • an nc-OS film is subjected to electron beam diffraction (also referred to as selected area electron beam diffraction) using an electron beam with a probe diameter larger than that of nanocrystals (for example, 50 nm or more), a diffraction pattern such as a halo pattern is obtained. is observed.
  • an nc-OS film is subjected to electron diffraction (also referred to as nanobeam electron diffraction) using an electron beam with a probe diameter close to or smaller than the size of a nanocrystal (for example, 1 nm or more and 30 nm or less)
  • an electron beam diffraction pattern is obtained in which a plurality of spots are observed within a ring-shaped area centered on the direct spot.
  • An a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between an nc-OS and an amorphous oxide semiconductor.
  • An a-like OS has void or low density regions. That is, the a-like OS has lower crystallinity than the nc-OS and CAAC-OS. In addition, the a-like OS has a higher hydrogen concentration in the film than the nc-OS and the CAAC-OS.
  • CAC-OS relates to material composition.
  • CAC-OS is, for example, one structure of a material in which elements constituting a metal oxide are unevenly distributed with a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or in the vicinity thereof.
  • the metal oxide one or more metal elements are unevenly distributed, and the region having the metal element has a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or a size in the vicinity thereof.
  • the mixed state is also called mosaic or patch.
  • the CAC-OS is a structure in which the material is separated into a first region and a second region to form a mosaic shape, and the first region is distributed in the film (hereinafter, also referred to as a cloud shape). ). That is, the CAC-OS is a composite metal oxide in which the first region and the second region are mixed.
  • the atomic ratios of In, Ga, and Zn to the metal elements constituting the CAC-OS in the In--Ga--Zn oxide are denoted by [In], [Ga], and [Zn], respectively.
  • the first region is a region where [In] is larger than [In] in the composition of the CAC-OS film.
  • the second region is a region where [Ga] is greater than [Ga] in the composition of the CAC-OS film.
  • the first region is a region in which [In] is larger than [In] in the second region and [Ga] is smaller than [Ga] in the second region.
  • the second region is a region in which [Ga] is larger than [Ga] in the first region and [In] is smaller than [In] in the first region.
  • the first region is a region whose main component is indium oxide, indium zinc oxide, or the like.
  • the second region is a region containing gallium oxide, gallium zinc oxide, or the like as a main component. That is, the first region can be rephrased as a region containing In as a main component. Also, the second region can be rephrased as a region containing Ga as a main component.
  • a clear boundary between the first region and the second region may not be observed.
  • a region containing In as the main component (first 1 region) and a region containing Ga as a main component (second region) are unevenly distributed and can be confirmed to have a mixed structure.
  • the conductivity attributed to the first region and the insulation attributed to the second region complementarily act to provide a switching function (on/off function).
  • a switching function on/off function
  • CAC-OS a part of the material has a conductive function
  • a part of the material has an insulating function
  • the whole material has a semiconductor function.
  • Oxide semiconductors have a variety of structures, each with different characteristics.
  • An oxide semiconductor of one embodiment of the present invention includes two or more of an amorphous oxide semiconductor, a polycrystalline oxide semiconductor, an a-like OS, a CAC-OS, an nc-OS, and a CAAC-OS. may
  • an oxide semiconductor with low carrier concentration is preferably used for a transistor.
  • the carrier concentration of the oxide semiconductor is 1 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 cm ⁇ 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 cm ⁇ 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 11 cm ⁇ 3 or less. 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 10 cm ⁇ 3 and 1 ⁇ 10 ⁇ 9 cm ⁇ 3 or more.
  • the impurity concentration in the oxide semiconductor film may be lowered to lower the defect level density.
  • a low impurity concentration and a low defect level density are referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic.
  • an oxide semiconductor with a low carrier concentration is sometimes referred to as a highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor.
  • the trap level density may also be low.
  • the charge trapped in the trap level of the oxide semiconductor takes a long time to disappear, and may behave as if it were a fixed charge. Therefore, a transistor whose channel formation region is formed in an oxide semiconductor with a high trap level density might have unstable electrical characteristics.
  • Impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, silicon, and the like.
  • the concentration of silicon and carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon and carbon in the vicinity of the interface with the oxide semiconductor are 2. ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 17 atoms/cm 3 or less.
  • the concentration of alkali metal or alkaline earth metal in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 16 atoms/cm 3 or less.
  • the nitrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is less than 5 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 , preferably 5 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less. , more preferably 5 ⁇ 10 17 atoms/cm 3 or less.
  • hydrogen contained in an oxide semiconductor reacts with oxygen that bonds to a metal atom to form water, which may cause oxygen vacancies.
  • oxygen vacancies When hydrogen enters the oxygen vacancies, electrons, which are carriers, may be generated.
  • part of hydrogen may bond with oxygen that bonds with a metal atom to generate an electron that is a carrier. Therefore, a transistor including an oxide semiconductor containing hydrogen is likely to have normally-on characteristics. Therefore, hydrogen in the oxide semiconductor is preferably reduced as much as possible.
  • the hydrogen concentration obtained by SIMS is less than 1 ⁇ 10 20 atoms/cm 3 , preferably less than 1 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 , more preferably less than 5 ⁇ 10 18 atoms/cm. Less than 3 , more preferably less than 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 .
  • ⁇ Display module configuration example> First, a display module including a display device of one embodiment of the present invention is described.
  • FIG. 19A A perspective view of the display module 1280 is shown in FIG. 19A.
  • the display module 1280 has the display device 100 and an FPC 1290 .
  • the display module 1280 has substrates 1291 and 1292 .
  • the display module 1280 has a display section 1281 .
  • the display portion 1281 is an area in which an image is displayed in the display module 1280, and an area in which light from each pixel provided in the pixel portion 1284 described later can be visually recognized.
  • FIG. 19B shows a perspective view schematically showing the configuration on the substrate 1291 side.
  • a circuit portion 1282 , a pixel circuit portion 1283 on the circuit portion 1282 , and a pixel portion 1284 on the pixel circuit portion 1283 are stacked over the substrate 1291 .
  • a terminal portion 1285 for connecting to the FPC 1290 is provided on a portion of the substrate 1291 that does not overlap with the pixel portion 1284 .
  • the terminal portion 1285 and the circuit portion 1282 are electrically connected by a wiring portion 1286 composed of a plurality of wirings.
  • the pixel portion 1284 and the pixel circuit portion 1283 include, for example, the light-emitting devices 150a to 150c of the display device 100 described above and the driving transistors (the transistor 170 in FIG. 1, the transistor 500 in FIGS. 3 and 4, and the like). ) corresponds to the region of the circuit including A circuit portion 1282 corresponds to, for example, a circuit region including the transistor 170 in FIG.
  • the pixel unit 1284 has a plurality of periodically arranged pixels 1284a. An enlarged view of one pixel 1284a is shown on the right side of FIG. 19B.
  • Pixel 1284a has light-emitting device 1430a, light-emitting device 1430b, and light-emitting device 1430c that emit light of different colors.
  • the light-emitting devices 1430a, 1430b, and 1430c correspond to, for example, the light-emitting devices 150a, 150b, and 150c described above. May be arranged in an array. Also, various arrangement methods such as delta arrangement and pentile arrangement can be applied.
  • the pixel circuit section 1283 has a plurality of pixel circuits 1283a arranged periodically.
  • One pixel circuit 1283a is a circuit that controls light emission of three light emitting devices included in one pixel 1284a.
  • One pixel circuit 283a may have a structure in which three circuits for controlling light emission of one light emitting device are provided.
  • the pixel circuit 1283a can have at least one selection transistor, one current control transistor (driving transistor), and a capacitor for each light emitting device. At this time, a gate signal is inputted to the gate of the selection transistor, and a source signal is inputted to one of the source and the drain of the selection transistor. This realizes an active matrix display device.
  • the circuit section 1282 has a circuit that drives each pixel circuit 1283 a of the pixel circuit section 1283 .
  • a circuit that drives each pixel circuit 1283 a of the pixel circuit section 1283 For example, it is preferable to have one or both of a gate line driver circuit and a source line driver circuit.
  • at least one of an arithmetic circuit, a memory circuit, a power supply circuit, and the like may be provided.
  • the aperture ratio (effective display area ratio) of the display portion 1281 is extremely high. can be raised.
  • the aperture ratio of the display portion 1281 can be 40% or more and less than 100%, preferably 50% or more and 95% or less, more preferably 60% or more and 95% or less.
  • the pixels 1284a can be arranged at extremely high density, and the definition of the display portion 1281 can be extremely high.
  • the pixels 1284a may be arranged with a resolution of 2000 ppi or more, preferably 3000 ppi or more, more preferably 5000 ppi or more, and still more preferably 6000 ppi or more, and 20000 ppi or less, or 30000 ppi or less. preferable.
  • a display module 1280 Since such a display module 1280 has extremely high definition, it can be suitably used for devices for VR such as head-mounted displays, or glasses-type devices for AR. For example, even in the case of a configuration in which the display portion of the display module 1280 is viewed through a lens, the display module 1280 has an extremely high-definition display portion 1281, so pixels cannot be viewed even if the display portion is enlarged with the lens. , a highly immersive display can be performed.
  • the display module 1280 is not limited to this, and can be suitably used for electronic equipment having a relatively small display portion. For example, it can be suitably used for a display part of a wearable electronic device such as a wristwatch.
  • FIG. 20A and 20B show the appearance of the head mounted display 8300.
  • FIG. 20A and 20B show the appearance of the head mounted display 8300.
  • the head-mounted display 8300 has a housing 8301, a display section 8302, operation buttons 8303, and a band-shaped fixture 8304.
  • the operation button 8303 has functions such as a power button. Also, the head mounted display 8300 may have buttons in addition to the operation buttons 8303 .
  • a lens 8305 may be provided between the display unit 8302 and the position of the user's eyes. Since the lens 8305 allows the user to magnify the display portion 8302, the sense of presence is enhanced. At this time, as shown in FIG. 20C, a dial 8306 for changing the position of the lens for diopter adjustment may be provided.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8302 . Since the display device of one embodiment of the present invention has extremely high definition, a more realistic image can be displayed without pixels being visually recognized by the user even when the lens 8305 is used to enlarge the image as shown in FIG. 20C. can be displayed.
  • 20A to 20C show examples in which one display portion 8302 is provided. With such a configuration, the number of parts can be reduced.
  • the display unit 8302 can display two images, an image for the right eye and an image for the left eye, side by side in two areas on the left and right. Thereby, a stereoscopic image using binocular parallax can be displayed.
  • one image that can be viewed with both eyes may be displayed over the entire area of the display unit 8302 .
  • a panoramic image can be displayed across both ends of the field of view, increasing the sense of reality.
  • the head mounted display 8300 preferably has a mechanism for changing the curvature of the display unit 8302 to an appropriate value according to the size of the user's head or the position of the eyes.
  • the user may adjust the curvature of the display section 8302 by operating a dial 8307 for adjusting the curvature of the display section 8302 .
  • a sensor for example, a camera, a contact sensor, a non-contact sensor, or the like
  • the display portion 8302 is displayed based on the detection data of the sensor.
  • the lens 8305 when used, it is preferable to provide a mechanism for adjusting the position and angle of the lens 8305 in synchronization with the curvature of the display section 8302 .
  • the dial 8306 may have the function of adjusting the angle of the lens.
  • FIGS. 20E and 20F show examples in which a drive section 8308 that controls the curvature of the display section 8302 is provided.
  • the drive unit 8308 is fixed to at least part of the display unit 8302 .
  • the drive unit 8308 has a function of deforming the display unit 8302 by deforming or moving a portion fixed to the display unit 8302 .
  • FIG. 20E is a schematic diagram of a case where a user 8310 with a relatively large head is wearing a housing 8301.
  • FIG. 20E the shape of the display portion 8302 is adjusted by the driving portion 8308 so that the curvature is relatively small (the radius of curvature is large).
  • FIG. 20F shows a case where a user 8311 whose head size is smaller than that of the user 8310 wears a housing 8301.
  • the distance between the eyes of the user 8311 is narrower than that of the user 8310 .
  • the shape of the display portion 8302 is adjusted by the driving portion 8308 so that the curvature of the display portion 8302 becomes large (the curvature radius becomes small).
  • the position and shape of the display portion 8302 in FIG. 20E are indicated by dashed lines.
  • the head-mounted display 8300 has a mechanism for adjusting the curvature of the display unit 8302, and can provide optimal display to various users of all ages.
  • the head mounted display 8300 may have two display units 8302 as shown in FIG. 20D.
  • the user can see one display unit with one eye.
  • the display portion 8302 is curved in an arc with the eye of the user as the approximate center.
  • the distance from the user's eyes to the display surface of the display unit is constant, so that the user can see a more natural image.
  • the brightness and chromaticity of the light from the display unit change depending on the viewing angle, since the user's eyes are positioned in the normal direction of the display surface of the display unit, Since the influence can be ignored, a more realistic image can be displayed.
  • a display module 6000 shown in FIG. 21A has, between an upper cover 6001 and a lower cover 6002, a display device 6006 to which an FPC 6005 is connected, a frame 6009, a printed circuit board 6010, and a battery 6011.
  • a display device manufactured using one embodiment of the present invention can be used for the display device 6006 .
  • the display device 6006 a display module with extremely low power consumption can be realized.
  • the shape and dimensions of the upper cover 6001 and the lower cover 6002 can be appropriately changed according to the size of the display device 6006.
  • the display device 6006 may have a function as a touch panel.
  • the frame 6009 may have a function of protecting the display device 6006, a function of blocking electromagnetic waves generated by the operation of the printed circuit board 6010, a function of a heat sink, and the like.
  • the printed circuit board 6010 has a power supply circuit, a signal processing circuit for outputting video signals and clock signals, a battery control circuit, and the like.
  • FIG. 21B is a schematic cross-sectional view of a display module 6000 that includes an optical touch sensor.
  • the display module 6000 has a light-emitting portion 6015 and a light-receiving portion 6016 provided on a printed circuit board 6010 .
  • a pair of light guide portions (light guide portion 6017a, light guide portion 6017b) is provided in an area surrounded by the upper cover 6001 and the lower cover 6002. As shown in FIG.
  • a display device 6006 is provided overlapping a printed circuit board 6010 and a battery 6011 with a frame 6009 interposed therebetween.
  • the display device 6006 and the frame 6009 are fixed to the light guide portions 6017a and 6017b.
  • a light 6018 emitted from the light emitting section 6015 passes through the upper part of the display device 6006 through the light guiding section 6017a and reaches the light receiving section 6016 through the light guiding section 6017b.
  • a touch operation can be detected by blocking the light 6018 with a sensing object such as a finger or a stylus.
  • a plurality of light emitting units 6015 are provided along two adjacent sides of the display device 6006, for example.
  • a plurality of light receiving portions 6016 are provided at positions facing the light emitting portions 6015 . Accordingly, it is possible to acquire information on the position where the touch operation is performed.
  • a light source such as an LED element can be used for the light emitting unit 6015, and it is particularly preferable to use a light source that emits infrared rays.
  • the light receiving unit 6016 can use a photoelectric element that receives light emitted by the light emitting unit 6015 and converts it into an electric signal.
  • a photodiode capable of receiving infrared rays can be used.
  • the light-emitting portion 6015 and the light-receiving portion 6016 can be arranged below the display device 6006 by the light-guiding portions 6017a and 6017b that transmit the light 6018, and external light reaches the light-receiving portion 6016 and touches the touch sensor. malfunction can be suppressed. In particular, by using a resin that absorbs visible light and transmits infrared light, malfunction of the touch sensor can be more effectively suppressed.
  • An electronic device 6500 shown in FIG. 22A is a mobile information terminal that can be used as a smartphone.
  • the electronic device 6500 has a housing 6501, a display section 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, and a light source 6508.
  • a display portion 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502 .
  • FIG. 22B is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a light-transmitting protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, an optical member 6512, a touch sensor panel 6513, and a printer are placed in a space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • a substrate 6517 and a battery 6518 are arranged.
  • a display panel 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 with an adhesive layer (not shown).
  • a portion of the display panel 6511 is folded back in a region outside the display portion 6502 . Also, the FPC 6515 is connected to the folded portion. An IC6516 is mounted on the FPC6515. The FPC 6515 is also connected to terminals provided on the printed circuit board 6517 .
  • the display panel 6511 for example, a flexible display panel can be applied. Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, a large-capacity battery 6518 can be mounted while the thickness of the electronic device is suppressed. In addition, by folding back part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • the electronic devices exemplified below include the display device of one embodiment of the present invention in a display portion. Therefore, it is an electronic device that achieves high resolution. In addition, the electronic device can have both high resolution and a large screen.
  • One embodiment of the present invention includes a display device and at least one of an antenna, a battery, a housing, a camera, a speaker, a microphone, a touch sensor, and operation buttons.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention may include a secondary battery, and it is preferable that the secondary battery can be charged using contactless power transmission.
  • Secondary batteries include, for example, lithium ion secondary batteries such as lithium polymer batteries (lithium ion polymer batteries) using a gel electrolyte, nickel-metal hydride batteries, nickel-cadmium batteries, organic radical batteries, lead-acid batteries, air secondary batteries, nickel zinc batteries, silver-zinc batteries, and the like.
  • lithium ion secondary batteries such as lithium polymer batteries (lithium ion polymer batteries) using a gel electrolyte, nickel-metal hydride batteries, nickel-cadmium batteries, organic radical batteries, lead-acid batteries, air secondary batteries, nickel zinc batteries, silver-zinc batteries, and the like.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention may have an antenna.
  • An image, information, or the like can be displayed on the display portion by receiving a signal with the antenna.
  • the antenna may be used for contactless power transmission.
  • the display portion of the electronic device of one embodiment of the present invention can display images with resolutions of, for example, full high definition, 4K2K, 8K4K, 16K8K, or higher.
  • Examples of electronic devices include, for example, television devices, notebook personal computers, monitor devices, digital signage, pachinko machines, game machines, and other electronic devices with relatively large screens, as well as digital cameras, digital video cameras, and digital photos. Examples include frames, mobile phones, mobile game machines, mobile information terminals, and sound reproducing devices.
  • An electronic device to which one embodiment of the present invention is applied can be incorporated along a flat or curved surface of an inner wall or outer wall of a building such as a house or building, or the interior or exterior of an automobile or the like.
  • FIG. 23A is a diagram showing the appearance of the camera 8000 with the finder 8100 attached.
  • a camera 8000 has a housing 8001, a display unit 8002, an operation button 8003, a shutter button 8004, and the like.
  • a detachable lens 8006 is attached to the camera 8000 .
  • the camera 8000 may have the lens 8006 integrated with the housing.
  • the camera 8000 can capture an image by pressing the shutter button 8004 or by touching the display unit 8002 that functions as a touch panel.
  • the housing 8001 has a mount with electrodes, and can be connected to the viewfinder 8100 as well as a strobe device or the like.
  • the viewfinder 8100 has a housing 8101, a display section 8102, buttons 8103, and the like.
  • the housing 8101 is attached to the camera 8000 by mounts that engage the mounts of the camera 8000 .
  • a viewfinder 8100 can display an image or the like received from the camera 8000 on a display portion 8102 .
  • the button 8103 has a function as a power button or the like.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8002 of the camera 8000 and the display portion 8102 of the viewfinder 8100 .
  • the camera 8000 having a built-in finder may also be used.
  • FIG. 23B is a diagram showing the appearance of an information terminal 5900, which is an example of a wearable terminal.
  • An information terminal 5900 includes a housing 5901 , a display portion 5902 , operation buttons 5903 , manipulators 5904 , and a band 5905 .
  • the wearable terminal can display an image with high display quality on the display portion 5902 .
  • FIG. 23C is a diagram showing the appearance of a portable game machine 5200, which is an example of a game machine.
  • a portable game machine 5200 includes a housing 5201 , a display portion 5202 , and buttons 5203 .
  • the video of the portable game machine 5200 can be output by a display device such as a television device, personal computer display, game display, or head-mounted display.
  • a display device such as a television device, personal computer display, game display, or head-mounted display.
  • the display portion 5202 can display an image with high display quality. Also, the portable game machine 5200 with low power consumption can be realized. In addition, the low power consumption can reduce the heat generated from the circuit, so that the influence of the heat on the circuit itself, the peripheral circuits, and the module can be reduced.
  • FIG. 24A is a diagram showing the appearance of the head mounted display 8200.
  • FIG. 24A is a diagram showing the appearance of the head mounted display 8200.
  • a head-mounted display 8200 has a mounting section 8201, a lens 8202, a main body 8203, a display section 8204, a cable 8205, and the like.
  • a battery 8206 is built in the mounting portion 8201 .
  • a cable 8205 supplies power from a battery 8206 to the main body 8203 .
  • a main body 8203 includes a wireless receiver or the like, and can display received video information on a display portion 8204 .
  • the main body 8203 is equipped with a camera, and information on the movement of the user's eyeballs or eyelids can be used as input means.
  • the mounting section 8201 may be provided with a plurality of electrodes capable of detecting a current flowing along with the movement of the user's eyeballs at a position where it touches the user, and may have a function of recognizing the line of sight. Moreover, it may have a function of monitoring the user's pulse based on the current flowing through the electrode.
  • the mounting unit 8201 may have various sensors such as a temperature sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, etc., and has a function of displaying biological information of the user on the display unit 8204, In addition, a function of changing an image displayed on the display portion 8204 may be provided.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8204 .
  • FIG. 24B to 24D are diagrams showing the appearance of the head mounted display 8300.
  • FIG. A head mounted display 8300 includes a housing 8301 , a display portion 8302 , a band-shaped fixture 8304 , and a pair of lenses 8305 .
  • the user can visually recognize the display on the display unit 8302 through the lens 8305 .
  • the display portion 8302 it is preferable to arrange the display portion 8302 in a curved manner because the user can feel a high presence.
  • three-dimensional display or the like using parallax can be performed.
  • the configuration is not limited to the configuration in which one display portion 8302 is provided, and two display portions 8302 may be provided and one display portion may be arranged for one eye of the user.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8302 . Since the display device including the semiconductor device of one embodiment of the present invention has extremely high definition, pixels are not visually recognized by the user even when the lens 8305 is used for magnification as shown in FIG. It is possible to display images with high resolution.

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Abstract

表示品位が高い表示装置の作製方法を提供する。 第１乃至第３絶縁体と、第１、第２導電体と、第１ＥＬ層と、を有する表示装置の作製方法である。第１絶縁体上に第１導電体を形成し、第１絶縁体上と、第１導電体上と、に第２絶縁体を形成する。次に、第１導電体に重畳する第２絶縁体の領域に、第１導電体に達する第１開口部を形成する。第１、第２絶縁体上と、第１導電体上と、を含む領域にポジ型のフォトレジストを塗布し、フォトレジストのうち、第１開口部、及び第１導電体に重畳する領域に、第１導電体、及び第２絶縁体に達する、逆テーパ構造の第２開口部を形成する。フォトレジストの第２開口部の底部と、フォトレジスト上と、に第１ＥＬ層、第２導電体、及び第３絶縁体を順に形成し、その後、フォトレジストと、フォトレジスト上に形成された第１ＥＬ層、第２導電体、及び第３絶縁体を除去する。

Description

表示装置の作製方法
　本発明の一態様は、表示装置の作製方法に関する。
　なお本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、駆動方法、又は、製造方法に関するものである。又は、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、蓄電装置、撮像装置、記憶装置、信号処理装置、プロセッサ、電子機器、システム、それらの駆動方法、それらの製造方法、又はそれらの検査方法を一例として挙げることができる。
　ＸＲ（Ｃｒｏｓｓ　Ｒｅａｌｉｔｙ、又はＥｘｔｅｎｄｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ。ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｔｉｙ）などの総称）向けに適用可能な表示装置が求められている。具体的には、例えば、現実感、及び没入感を高めるために、当該表示装置としては、精細度の高いこと、色再現性の高いことなどが望まれている。
　当該表示装置に適用可能なものとしては、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光デバイスを備える表示装置などが挙げられる。また、特許文献１には、有機ＥＬが含まれる発光デバイスを備えた、高画素数、高精細の表示装置が開示されている。
国際公開第２０１９／２２０２７８号
　上記のとおり、ＸＲ向けの機器としては、表示品位が高い表示装置が求められている。また、ＸＲ向けの表示装置としては、例えば、眼鏡型の筐体、ゴーグル型の筐体に備える必要があるため、表示装置のサイズを概ね２ｉｎｃｈ以下、又は１ｉｎｃｈ以下に小さくする必要がある。
　一方で、ＸＲ向けの機器に備える表示装置としては、現実感、及び没入感を高めるためには、解像度を大きくする必要がある。この場合、例えば、定められたサイズにおいて、画素間、配線間などのピッチ幅を小さくする、画素のサイズを小さくする、などの設計を行うことで、当該サイズの中に設ける画素の数を増やすことができる。但し、表示装置として、有機ＥＬを用いた発光デバイスを含む表示装置を考えた場合、画素のサイズが小さくなると、画素毎に異なる色の有機ＥＬの発光層の形成が困難となり、当該表示装置の作製工程が限定される場合がある。
　本発明の一態様は、解像度が高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、消費電力が低い表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、サイズの小さい表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、新規の表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、高解像度、低消費電力、小面積の少なくとも一を満たす表示装置を提供することを課題の一とする。
　なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した課題、及び他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。なお、本発明の一態様は、上記列挙した課題、及び他の課題の全てを解決する必要はない。
（１）
　本発明の一態様は、第１絶縁体と、第２絶縁体と、第３絶縁体と、第１導電体と、第２導電体と、第１ＥＬ層と、を有する表示装置の作製方法である。表示装置の作製方法は、第１ステップ乃至第９ステップを有する。第１ステップは、第１絶縁体上に第１導電体が形成されるステップを有し、第２ステップは、第１絶縁体上と、第１導電体上と、に第２絶縁体が形成されるステップを有し、第３ステップは、第１導電体に重畳する第２絶縁体の領域に、第１導電体に達する第１開口部が形成されるステップを有する。また、第４ステップは、第１絶縁体上と、第２絶縁体上と、第１導電体上と、を含む領域にポジ型の第１フォトレジストが塗布されるステップを有し、第５ステップは、第１フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、第１フォトレジストのうち、第１開口部、及び第１導電体に重畳する領域に、第１導電体、及び第２絶縁体に達する、逆テーパ構造の第２開口部が形成されるステップを有する。また、第６ステップは、第１フォトレジストの第２開口部の底部に位置する第１導電体上及び第２絶縁体上と、第１フォトレジスト上と、に第１ＥＬ層が形成されるステップを有し、第７ステップは、第１ＥＬ層上に第２導電体が形成されるステップを有し、第８ステップは、第２導電体上に第３絶縁体が形成されるステップを有する。第９ステップは、第１フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われて、第１フォトレジストと、第１フォトレジスト上に形成された第１ＥＬ層、第２導電体、及び第３絶縁体が除去されることで、第１導電体上に第１ＥＬ層、第２導電体、及び第３絶縁体を含む発光デバイスが形成されるステップを有する。
（２）
　又は、本発明の一態様は、上記（１）において、第２絶縁体が有機材料と、有機材料の上部に重畳する無機材料と、を有する、表示装置の作製方法としてもよい。また、有機材料は、ポリイミドを有することが好ましく、無機材料は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、及び窒化アルミニウムの中から選ばれる少なくとも一を有することが好ましい。
（３）
　又は、本発明の一態様は、上記（１）又は（２）において、表示装置が、第１絶縁体の下方に位置する第１トランジスタと、第１トランジスタの下方に位置する第２トランジスタと、を有する、表示装置の作製方法としてもよい。また、第１トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有してもよく、第２トランジスタは、チャネル形成領域にシリコンを有してもよい。
（４）
　又は、本発明の一態様は、第１絶縁体と、第２絶縁体と、第３絶縁体と、第１導電体と、第２導電体と、第３導電体と、第４導電体と、第１ＥＬ層と、第２ＥＬ層と、第３ＥＬ層と、を有する表示装置の作製方法である。表示装置の作製方法は、第１ステップ乃至第１６ステップを有する。第１ステップは、第１絶縁体上に第１導電体と、第２導電体と、第３導電体と、が形成されるステップを有し、第２ステップは、第１絶縁体上と、第１導電体上と、第２導電体上と、第３導電体上と、に第２絶縁体が形成されるステップを有し、第３ステップは、第１導電体に重畳する第２絶縁体の領域に、第１導電体に達する第１開口部が形成されるステップを有する。第４ステップは、第１導電体上と、第２導電体上と、第３導電体上と、第２絶縁体上と、に第１ＥＬ層が形成されるステップを有し、第５ステップは、第１ＥＬ層上を含む領域にポジ型の第１フォトレジストが塗布されるステップを有する。第６ステップは、第１フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、第１フォトレジストのうち、第２導電体、及び第３導電体に重畳する領域に、第１ＥＬ層に達する、逆テーパ構造の第２開口部が形成されるステップを有する。第７ステップは、ドライエッチング処理によって、第１フォトレジストの第２開口部の底部に位置する第１ＥＬ層が除去されて、第１フォトレジストの第２開口部の底部に第２導電体と、第３導電体と、第２絶縁体と、を露出させるステップを有する。第８ステップは、第１フォトレジスト上と、第１フォトレジストの第２開口部の底部に位置する第２導電体上、第３導電体上、及び第２絶縁体上と、に第２ＥＬ層が形成されるステップを有する。第９ステップは、第１フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、第１フォトレジストと、第１フォトレジスト上に形成された第２ＥＬ層と、が除去されるステップを有する。第１０ステップは、第１ＥＬ層上と、第２ＥＬ層上と、を含む領域にポジ型の第２フォトレジストが塗布されるステップを有する。第１１ステップは、第２フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、第２フォトレジストのうち、第３導電体に重畳する領域に、第２ＥＬ層に達する、逆テーパ構造の第３開口部が形成されるステップを有する。第１２ステップは、ドライエッチング処理によって、第２フォトレジストの第３開口部の底部に位置する第２ＥＬ層が除去されて、第２フォトレジストの第３開口部の底部に第３導電体と、第２絶縁体と、を露出させるステップを有する。第１３ステップは、第２フォトレジスト上と、第２フォトレジストの第３開口部の底部に位置する第３導電体上と、第２絶縁体上と、に第３ＥＬ層が形成されるステップを有する。第１４ステップは、第２フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、第２フォトレジストと、第２フォトレジスト上に形成された第３ＥＬ層と、が除去されるステップを有する。第１５ステップは、第１ＥＬ層上と、第２ＥＬ層上と、第３ＥＬ層上と、に第４導電体が形成されるステップを有し、第１６ステップは、第４導電体上に第３絶縁体が形成されるステップを有する。
（５）
　又は、本発明の一態様は、上記（４）において、第２絶縁体が有機材料と、有機材料の上部に重畳する無機材料と、を有する、表示装置の作製方法としてもよい。また、有機材料は、ポリイミドを有することが好ましく、無機材料は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、及び窒化アルミニウムの中から選ばれる少なくとも一を有することが好ましい。
（６）
　又は、本発明の一態様は、上記（１）又は（２）において、表示装置が、第１絶縁体の下方に位置する第１トランジスタと、第１トランジスタの下方に位置する第２トランジスタと、を有する、表示装置の作製方法としてもよい。また、第１トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有してもよく、第２トランジスタは、チャネル形成領域にシリコンを有してもよい。
　なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用した装置であり、半導体素子（トランジスタ、ダイオード、フォトダイオード等）を含む回路、同回路を有する装置等をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップや、パッケージにチップを収納した電子部品は半導体装置の一例である。また、記憶装置、表示装置、発光装置、照明装置及び電子機器等は、それ自体が半導体装置である場合があり、半導体装置を有している場合がある。
　また、本明細書等において、ＸとＹとが接続されていると記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図又は文章に示された接続関係に限定されず、図又は文章に示された接続関係以外のものも、図又は文章に開示されているものとする。Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層など）であるとする。
　ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示デバイス、発光デバイス、負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態（オン状態）、又は、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。
　ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（デジタルアナログ変換回路、アナログデジタル変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（信号振幅又は電流量などを大きくできる回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制御回路など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。
　なお、ＸとＹとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＸとＹとが直接接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むものとする。
　また、本明細書では、配線（定電位を供給する配線、又は信号を送信する配線）に複数の素子が電気的に接続されている回路構成を扱っている。例えば、Ｘと配線とが直接接続され、かつＹと当該配線とが直接接続されている場合、本明細書では、ＸとＹとが直接電気的に接続されていると記載することがある。
　また、例えば、「ＸとＹとトランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とは、互いに電気的に接続されており、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。又は、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）はＹと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。又は、「Ｘは、トランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とを介して、Ｙと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース（又は第１の端子など）と、ドレイン（又は第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
　なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
　また、本明細書等において、「抵抗素子」とは、例えば、０Ωよりも高い抵抗値を有する回路素子、０Ωよりも高い抵抗値を有する配線などとすることができる。そのため、本明細書等において、「抵抗素子」は、抵抗値を有する配線、ソース−ドレイン間に電流が流れるトランジスタ、ダイオード、コイルなどを含むものとする。そのため、「抵抗素子」という用語は、「抵抗」、「負荷」、「抵抗値を有する領域」などの用語に言い換えることができる場合がある。逆に「抵抗」、「負荷」、「抵抗値を有する領域」という用語は、「抵抗素子」などの用語に言い換えることができる場合がある。抵抗値としては、例えば、好ましくは１ｍΩ以上１０Ω以下、より好ましくは５ｍΩ以上５Ω以下、更に好ましくは１０ｍΩ以上１Ω以下とすることができる。また、例えば、１Ω以上１×１０９Ω以下としてもよい。
　また、本明細書等において、「容量素子」とは、例えば、０Ｆよりも高い静電容量の値を有する回路素子、０Ｆよりも高い静電容量の値を有する配線の領域、寄生容量、トランジスタのゲート容量などとすることができる。また、「容量素子」、「寄生容量」、「ゲート容量」などという用語は、「容量」などの用語に言い換えることができる場合がある。逆に、「容量」という用語は、「容量素子」、「寄生容量」、「ゲート容量」などの用語に言い換えることができる場合がある。また、「容量」の「一対の電極」という用語は、「一対の導電体」、「一対の導電領域」、「一対の領域」などに言い換えることができる。なお、静電容量の値としては、例えば、０．０５ｆＦ以上１０ｐＦ以下とすることができる。また、例えば、１ｐＦ以上１０μＦ以下としてもよい。
　また、本明細書等において、トランジスタは、ゲート、ソース、及びドレインと呼ばれる３つの端子を有する。ゲートは、トランジスタの導通状態を制御する制御端子である。ソース又はドレインとして機能する２つの端子は、トランジスタの入出力端子である。２つの入出力端子は、トランジスタの導電型（ｎチャネル型、ｐチャネル型）及びトランジスタの３つの端子に与えられる電位の高低によって、一方がソースとなり他方がドレインとなる。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、言い換えることができる場合がある。また、本明細書等では、トランジスタの接続関係を説明する際、「ソース又はドレインの一方」（又は第１電極、又は第１端子）、「ソース又はドレインの他方」（又は第２電極、又は第２端子）という表記を用いる。なお、トランジスタの構造によっては、上述した３つの端子に加えて、バックゲートを有する場合がある。この場合、本明細書等において、トランジスタのゲート又はバックゲートの一方を第１ゲートと呼称し、トランジスタのゲート又はバックゲートの他方を第２ゲートと呼称することがある。更に、同じトランジスタにおいて、「ゲート」と「バックゲート」の用語は互いに入れ換えることができる場合がある。また、トランジスタが、３以上のゲートを有する場合は、本明細書等においては、それぞれのゲートを第１ゲート、第２ゲート、第３ゲートなどと呼称することがある。
　例えば、本明細書等において、トランジスタの一例としては、ゲート電極が２個以上のマルチゲート構造のトランジスタを用いることができる。マルチゲート構造にすると、チャネル形成領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列に接続された構造となる。よって、マルチゲート構造により、オフ電流の低減、トランジスタの耐圧向上（信頼性の向上）を図ることができる。または、マルチゲート構造により、飽和領域で動作する時に、ドレインとソースとの間の電圧が変化しても、ドレインとソースとの間の電流があまり変化せず、傾きがフラットである電圧・電流特性を得ることができる。傾きがフラットである電圧・電流特性を利用すると、理想的な電流源回路、又は非常に高い抵抗値をもつ能動負荷を実現することができる。その結果、特性のよい差動回路又はカレントミラー回路などを実現することができる。
　また、回路図上では、単一の回路素子が図示されている場合でも、当該回路素子が複数の回路素子を有する場合がある。例えば、回路図上に１個の抵抗が記載されている場合は、２個以上の抵抗が直列に電気的に接続されている場合を含むものとする。また、例えば、回路図上に１個の容量が記載されている場合は、２個以上の容量が並列に電気的に接続されている場合を含むものとする。また、例えば、回路図上に１個のトランジスタが記載されている場合は、２個以上のトランジスタが直列に電気的に接続され、かつそれぞれのトランジスタのゲート同士が電気的に接続されている場合を含むものとする。また、同様に、例えば、回路図上に１個のスイッチが記載されている場合は、当該スイッチが２個以上のトランジスタを有し、２個以上のトランジスタが直列、又は並列に電気的に接続され、それぞれのトランジスタのゲート同士が電気的に接続されている場合を含むものとする。
　また、本明細書等において、ノードは、回路構成やデバイス構造等に応じて、端子、配線、電極、導電層、導電体、不純物領域等と言い換えることが可能である。また、端子、配線等をノードと言い換えることが可能である。
　また、本明細書等において、「電圧」と「電位」は、適宜言い換えることができる。「電圧」は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電位（接地電位）とすると、「電圧」を「電位」に言い換えることができる。なお、グラウンド電位は必ずしも０Ｖを意味するとは限らない。また、電位は相対的なものであり、基準となる電位が変わることによって、配線に与えられる電位、回路などに印加される電位、回路などから出力される電位なども変化する。
　また、本明細書等において、「高レベル電位」、「低レベル電位」という用語は、特定の電位を意味するものではない。例えば、２本の配線において、両方とも「高レベル電位を供給する配線として機能する」と記載されていた場合、両方の配線が与えるそれぞれの高レベル電位は、互いに等しくなくてもよい。また、同様に、２本の配線において、両方とも「低レベル電位を供給する配線として機能する」と記載されていた場合、両方の配線が与えるそれぞれの低レベル電位は、互いに等しくなくてもよい。
「電流」とは、電荷の移動現象（電気伝導）のことであり、例えば、「正の荷電体の電気伝導が起きている」という記載は、「その逆向きに負の荷電体の電気伝導が起きている」と換言することができる。そのため、本明細書等において、「電流」とは、特に断らない限り、キャリアの移動に伴う電荷の移動現象（電気伝導）をいうものとする。ここでいうキャリアとは、電子、正孔、アニオン、カチオン、錯イオン等が挙げられ、電流の流れる系（例えば、半導体、金属、電解液、真空中など）によってキャリアが異なる。また、配線等における「電流の向き」は、正電荷となるキャリアが移動する方向とし、正の電流量で記載する。換言すると、負電荷となるキャリアが移動する方向は、電流の向きと逆の方向となり、負の電流量で表現される。そのため、本明細書等において、電流の正負（又は電流の向き）について断りがない場合、「素子Ａから素子Ｂに電流が流れる」等の記載は「素子Ｂから素子Ａに電流が流れる」等に言い換えることができるものとする。また、「素子Ａに電流が入力される」等の記載は「素子Ａから電流が出力される」等に言い換えることができるものとする。
　また、本明細書等において、「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第１」に言及された構成要素が、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において「第２」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第１」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において省略することもありうる。
　また、本明細書等において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている場合がある。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書等で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。例えば、「導電体の上面に位置する絶縁体」の表現では、示している図面の向きを１８０度回転することによって、「導電体の下面に位置する絶縁体」と言い換えることができる。
　また、「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上又は直下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａ上の電極Ｂ」の表現であれば、絶縁層Ａの上に電極Ｂが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
　また、本明細書等において、「膜」、「層」などの語句は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、場合によっては、又は、状況に応じて、「膜」、「層」などの語句を使わずに、別の用語に入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」又は「導電膜」という用語を、「導電体」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁層」、「絶縁膜」という用語を、「絶縁体」という用語に変更することが可能な場合がある。
　また、本明細書等において「電極」、「配線」、「端子」などの用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。また、例えば、「端子」は「配線」や「電極」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。更に、「端子」の用語は、複数の「電極」、「配線」、「端子」などが一体となって形成されている場合なども含む。そのため、例えば、「電極」は「配線」又は「端子」の一部とすることができ、また、例えば、「端子」は「配線」又は「電極」の一部とすることができる。また、「電極」、「配線」、「端子」などの用語は、場合によって、「領域」などの用語に置き換える場合がある。
　また、本明細書等において、「配線」、「信号線」、「電源線」などの用語は、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「配線」という用語を、「信号線」という用語に変更することが可能な場合がある。また、例えば、「配線」という用語を、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、「信号線」、「電源線」などの用語を、「配線」という用語に変更することが可能な場合がある。「電源線」などの用語は、「信号線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で「信号線」などの用語は、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、配線に印加されている「電位」という用語を、場合によっては、又は、状況に応じて、「信号」などという用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、「信号」などの用語は、「電位」という用語に変更することが可能な場合がある。
　本明細書等において、半導体の不純物とは、例えば、半導体層を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が０．１原子％未満の元素は不純物である。不純物が含まれることにより、例えば、半導体の欠陥準位密度が高くなることや、キャリア移動度が低下することや、結晶性が低下することなどが起こる場合がある。半導体が酸化物半導体である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第１族元素、第２族元素、第１３族元素、第１４族元素、第１５族元素、主成分以外の遷移金属などがあり、特に、例えば、水素（水にも含まれる）、リチウム、ナトリウム、シリコン、ホウ素、リン、炭素、窒素などがある。具体的には、半導体がシリコン層である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第１族元素、第２族元素、第１３族元素、第１５族元素など（但し、酸素、水素は含まない）がある。
　本明細書等において、スイッチとは、導通状態（オン状態）、又は、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。又は、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。そのため、スイッチは、制御端子とは別に、電流を流す端子を２つ、又は３つ以上有する場合がある。一例としては、電気的なスイッチ、機械的なスイッチなどを用いることができる。つまり、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。
　電気的なスイッチの一例としては、トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）、又はこれらを組み合わせた論理回路などがある。なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの「導通状態」とは、例えば、トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に短絡されているとみなせる状態や、ソース電極とドレイン電極との間に電流を流すことができる状態をいう。また、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に遮断されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる場合には、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。
　機械的なスイッチの一例としては、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ）技術を用いたスイッチがある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことによって、導通と非導通とを制御して動作する。
　本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。
　なお、本明細書等において、各色の発光デバイス（ここでは青（Ｂ）、緑（Ｇ）、及び赤（Ｒ））で、発光層を作り分ける、または発光層を塗り分ける構造をＳＢＳ（Ｓｉｄｅ　Ｂｙ　Ｓｉｄｅ）構造と呼ぶ場合がある。また、本明細書等において、白色光を発することのできる発光デバイスを白色発光デバイスと呼ぶ場合がある。なお、白色発光デバイスは、着色層（たとえば、カラーフィルタ）と組み合わせることで、フルカラー表示の表示装置とすることができる。
　また、発光デバイスは、シングル構造と、タンデム構造とに大別することができる。シングル構造のデバイスは、一対の電極間に１つの発光ユニットを有し、当該発光ユニットは、１以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。２の発光層を用いて白色発光を得る場合、２の発光層の各々の発光色が補色の関係となるような発光層を選択すればよい。例えば、第１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光デバイス全体として白色発光する構成を得ることができる。また、３以上の発光層を用いて白色発光を得る場合、３以上の発光層のそれぞれの発光色が合わさることで、発光デバイス全体として白色発光することができる構成とすればよい。
　タンデム構造のデバイスは、一対の電極間に２以上の複数の発光ユニットを有し、各発光ユニットは、１以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、複数の発光ユニットの発光層からの光を合わせて白色発光が得られる構成とすればよい。なお、白色発光が得られる構成については、シングル構造の構成と同様である。なお、タンデム構造のデバイスにおいて、複数の発光ユニットの間には、電荷発生層などの中間層を設けると好適である。
　また、上述の白色発光デバイス（シングル構造またはタンデム構造）と、ＳＢＳ構造の発光デバイスと、を比較した場合、ＳＢＳ構造の発光デバイスは、白色発光デバイスよりも消費電力を低くすることができる。消費電力を低く抑えたい場合は、ＳＢＳ構造の発光デバイスを用いると好適である。一方で、白色発光デバイスは、製造プロセスがＳＢＳ構造の発光デバイスよりも簡単であるため、製造コストを低くすることができる、又は製造歩留まりを高くすることができるため、好適である。
　本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「略平行」又は「概略平行」とは、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」又は「概略垂直」とは、二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。
　本発明の一態様によって、解像度が高い表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、消費電力が低い表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、サイズの小さい表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、新規の表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、高解像度、低消費電力、小面積の少なくとも一を満たす表示装置を提供することができる。
　なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
図１は、表示装置の構成例を示した断面図である。
図２Ａ乃至図２Ｄは、発光デバイスの構成例を示した模式図である。
図３は、表示装置の構成例を示した断面図である。
図４は、表示装置の構成例を示した断面図である。
図５Ａ、及び図５Ｂは、表示装置の構成例を示した断面図である。
図６Ａ乃至図６Ｅは、表示装置の作製方法の例を示した断面図である。
図７Ａ乃至図７Ｄは、表示装置の作製方法の例を示した断面図である。
図８Ａ乃至図８Ｄは、表示装置の作製方法の例を示した断面図である。
図９Ａ乃至図９Ｃは、表示装置の作製方法の例を示した断面図である。
図１０Ａ乃至図１０Ｃは、表示装置の構成例を示した断面図である。
図１１Ａ乃至図１１Ｃは、表示装置の構成例を示した断面図である。
図１２Ａ、及び図１２Ｂは、表示装置の構成例を示した断面図である。
図１３Ａ乃至図１３Ｅは、表示装置の作製方法の例を示した断面図である。
図１４Ａ乃至図１４Ｅは、表示装置の作製方法の例を示した断面図である。
図１５Ａ乃至図１５Ｅは、表示装置の作製方法の例を示した断面図である。
図１６Ａ、及び図１６Ｂは、トランジスタの構成例を示した断面模式図である。
図１７Ａ、及び図１７Ｂは、トランジスタの構成例を示した断面模式図である。
図１８ＡはＩＧＺＯの結晶構造の分類を説明する図であり、図１８Ｂは結晶性ＩＧＺＯのＸＲＤスペクトルを説明する図であり、図１８Ｃは結晶性ＩＧＺＯの極微電子線回折パターンを説明する図である。
図１９Ａ、及び図１９Ｂは、表示モジュールの構成例を示す図である。
図２０Ａ乃至図２０Ｆは、電子機器の構成例を示す図である。
図２１Ａ、及び図２１Ｂは、表示モジュールの構成例を示す図である。
図２２Ａ、及び図２２Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。
図２３Ａ乃至図２３Ｃは、電子機器の構成例を示す図である。
図２４Ａ乃至図２４Ｄは、電子機器の構成例を示す図である。
　本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ）とは、広い意味での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ又は単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタのチャネル形成領域に金属酸化物が含まれている場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有するトランジスタのチャネル形成領域を構成し得る場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼称することができる。また、ＯＳトランジスタと記載する場合においては、金属酸化物又は酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
　また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ　ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
　また、本明細書等において、各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。また、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、互いに構成例を適宜組み合わせることが可能である。
　なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容（一部の内容でもよい）は、その実施の形態で述べる別の内容（一部の内容でもよい）と、一つ若しくは複数の別の実施の形態で述べる内容（一部の内容でもよい）との少なくとも一つの内容に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを行うことができる。
　なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
　なお、ある一つの実施の形態において述べる図（一部でもよい）は、その図の別の部分、その実施の形態において述べる別の図（一部でもよい）と、一つ若しくは複数の別の実施の形態において述べる図（一部でもよい）との少なくとも一つの図に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
　本明細書に記載の実施の形態について図面を参照しながら説明している。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態の発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、斜視図などにおいて、図面の明確性を期すために、一部の構成要素の記載を省略している場合がある。
　本明細書等において、複数の要素に同じ符号を用いる場合、特に、それらを区別する必要があるときには、符号に“＿１”、“［ｎ］”、“［ｍ，ｎ］”等の識別用の符号を付記して記載する場合がある。また、図面等において、符号に“＿１”、“［ｎ］”、“［ｍ，ｎ］”等の識別用の符号を付記している場合、本明細書等において区別する必要が無いときには、識別用の符号を記載しない場合がある。
　また、本明細書の図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
（実施の形態１）
　本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、及び表示装置の作製方法について説明する。
＜表示装置の構成例＞
　図１は、本発明の一態様の表示装置の一例を示した断面図である。図１に示す表示装置１００は、一例として、基板１０１上に画素回路、駆動回路などが設けられた構成となっている。
　基板１０１としては、例えば、シリコン又はゲルマニウムを材料とした半導体基板（例えば、単結晶基板）を用いることができる。また、基板１０１としては、半導体基板以外としては、例えば、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、サファイアガラス基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどを用いることができる。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ樹脂、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。なお、表示装置１００の作製工程において熱処理が含まれている場合、基板１０１としては、熱に対して耐性の高い材料を選択することが好ましい。
　なお、本実施の形態では、基板１０１は、シリコンなどを材料として有する半導体基板として説明する。
　表示装置１００は、基板１０１上に、トランジスタ１７０と、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃと、を有する。
　トランジスタ１７０は、基板１０１上に設けられ、素子分離層１７１、絶縁体１７４、導電体１７５、絶縁体１７６、基板１０１の一部からなる半導体領域１７３、ソース領域又はドレイン領域として機能する低抵抗領域１７２ａ、及び低抵抗領域１７２ｂを有する。このため、トランジスタ１７０は、チャネル形成領域にシリコンが含まれているトランジスタ（以後、Ｓｉトランジスタと呼称する）となっている。なお、図１では、トランジスタ１７０のソース領域又はドレイン領域の一方が、後述する導電体１２６を介して、発光デバイス１５０の画素電極（後述する導電体１２１）に電気的に接続されている構成を示しているが、本発明の一態様の半導体装置の電気的な接続構成は、これに限定されない。本発明の一態様の半導体装置は、例えば、トランジスタ１７０のソース又はドレインの他方が、導電体１２６を介して、発光デバイス１５０の画素電極（導電体１２１）に電気的に接続されている構成としてもよく、又は、トランジスタ１７０のゲートが、導電体１２６を介して、発光デバイス１５０の画素電極（後述する導電体１２１）に電気的に接続されている構成としてもよい。
　トランジスタ１７０は、例えば、Ｆｉｎ型にすることによって、実効上のチャネル幅が増大することができ、トランジスタ１７０のオン特性を向上させることができる。また、ゲート電極の電界の寄与を高くすることができるため、トランジスタ１７０のオフ特性を向上させることができる。
　なお、トランジスタ１７０は、ｐチャネル型、あるいはｎチャネル型のいずれでもよい。
　半導体領域１７３のチャネルが形成される領域、その近傍の領域、ソース領域、又はドレイン領域となる低抵抗領域１７２ａ、及び低抵抗領域１７２ｂなどにおいて、シリコン系半導体などの半導体を含むことが好ましく、単結晶シリコンを含むことが好ましい。又は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、ガリウムアルミニウムヒ素（ＧａＡｌＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）などを有する材料で形成してもよい。結晶格子に応力を与え、格子間隔を変化させることで有効質量を制御したシリコンを用いた構成としてもよい。又はヒ化ガリウムとガリウムアルミニウムヒ素等を用いることで、トランジスタ１７０をＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）としてもよい。
　ゲート電極として機能する導電体１７５は、ヒ素、又はリンといったｎ型の導電性を付与する元素、もしくはホウ素といったｐ型の導電性を付与する元素を含むシリコンなどの半導体材料、金属材料、合金材料、又は金属酸化物材料の導電性材料を用いることができる。
　なお、導電体の材料によって仕事関数が決まるため、当該導電体の材料を選択することで、トランジスタのしきい値電圧を調整することができる。具体的には、導電体に窒化チタン、窒化タンタルなどの材料を用いることが好ましい。さらに導電性と埋め込み性を両立するために導電体にタングステン、アルミニウムなどの金属材料を積層として用いることが好ましく、特にタングステンを用いることが耐熱性の点で好ましい。
　素子分離層１７１は、基板１０１上に形成されている複数のトランジスタ同士を分離するために設けられている。素子分離層は、例えば、ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）法、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ　Ｔｒｅｎｃｈ　Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法、メサ分離法などを用いて形成することができる。
　なお、図１に示すトランジスタ１７０は一例であり、その構造に限定されず、回路構成、駆動方法などに応じて適切なトランジスタを用いればよい。例えば、トランジスタ１７０は、Ｆｉｎ型ではなく、プレーナ型の構造としてもよい。
　図１に示すトランジスタ１７０には絶縁体１１６、絶縁体１１７、及び絶縁体１１１が順に積層されている。
　絶縁体１１６、及び絶縁体１１７として、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いればよい。
　なお、本明細書中において、酸化窒化シリコンとは、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンとは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。また、本明細書中において、酸化窒化アルミニウムとは、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化アルミニウムとは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。
　絶縁体１１７は、絶縁体１１６及び絶縁体１１７に覆われているトランジスタ１７０などによって生じる段差を平坦化する平坦化膜としての機能を有していてもよい。例えば、絶縁体１１７の上面は、平坦性を高めるために化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法等を用いた平坦化処理により平坦化されていてもよい。
　また、絶縁体１１１には、基板１０１、又はトランジスタ１７０などから、絶縁体１１１より上方の領域に、水、水素、不純物などが拡散しないようなバリア絶縁膜を用いることが好ましい。したがって、絶縁体１１１は、水素原子、水素分子、水分子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する（上記不純物が透過しにくい）絶縁性材料を用いることが好ましい。また、状況によっては、絶縁体１１１は、窒素原子、窒素分子、酸化窒素分子（Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２など）、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい）絶縁性材料を用いることが好ましい。または、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。
　なお、本明細書において、バリア絶縁膜とは、バリア性を有する絶縁膜のことを指す。本明細書において、バリア性とは、対応する物質の拡散を抑制する機能（透過性が低いともいう）とする。または、対応する物質を、捕獲、および固着する（ゲッタリングともいう）機能とする。
　絶縁体１１１としては、水、水素などの不純物、および酸素の拡散を抑制する機能を有する絶縁体を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム、インジウムガリウム亜鉛酸化物、窒化シリコン、または窒化酸化シリコンなどの少なくとも一を用いることができる。例えば、絶縁体１１１として、より水素バリア性が高い、窒化シリコンなどを用いることが好ましい。また、例えば、絶縁体１１１として、水素を捕獲および水素を固着する機能が高い、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムなどを用いることが好ましい。また、絶縁体１１１は、上述した材料から選ばれた二以上の材料が用いられた積層体としてもよい。
　水素の脱離量は、例えば、昇温脱離ガス分析法（ＴＤＳ）などを用いて分析することができる。例えば、絶縁体１１１の水素の脱離量は、ＴＤＳ分析において、膜の表面温度が５０℃から５００℃の範囲において、水素原子に換算した脱離量が、絶縁体１１１の面積当たりに換算して、１０×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下、好ましくは５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下であればよい。
　また、絶縁体１１１は、平坦性が高い膜とすることが好ましい。この場合、絶縁体１１１としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミドなどの有機材料を適用することができる。
　なお、絶縁体１１１は、絶縁体１１７よりも誘電率が低いことが好ましい。例えば、絶縁体１１１の比誘電率は４未満が好ましく、３未満がより好ましい。また例えば、絶縁体１１１の比誘電率は、絶縁体１１７の比誘電率の０．７倍以下が好ましく、０．６倍以下がより好ましい。誘電率が低い材料を層間膜とすることで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。
　また、絶縁体１１６、絶縁体１１７、及び絶縁体１１１には、絶縁体１１１より上方に設けられている発光デバイスなどと接続する導電体１２６等が埋め込まれている。なお、導電体１２６は、プラグ又は配線としての機能を有する。また、プラグ又は配線としての機能を有する導電体は、複数の構造をまとめて同一の符号を付与する場合がある。また、本明細書等において、配線と、配線と接続するプラグとが一体物であってもよい。すなわち、導電体の一部が配線として機能する場合、及び導電体の一部がプラグとして機能する場合もある。
　各プラグ、及び配線（導電体１２６等）の材料としては、金属材料、合金材料、金属窒化物材料、又は金属酸化物材料などの導電性材料を、単層又は積層して用いることができる。耐熱性と導電性を両立するタングステン、モリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましく、タングステンを用いることが好ましい。又は、アルミニウム、銅などの低抵抗導電性材料で形成することが好ましい。低抵抗導電性材料を用いることで配線抵抗を低くすることができる。
　なお、絶縁体１１７よりも上層で、かつ絶縁体１１１よりも下層には、例えば、配線層を設けてもよい（図示しない）。
　図１において、絶縁体１１１よりも上方には、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃが設けられている。以下では、図１に示している、絶縁体１１１よりも上方に設けられている発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃの構成例について説明する。
　なお、本明細書等において、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃのそれぞれを区別しない場合は、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃをまとめて発光デバイス１５０として説明する場合がある。同様に、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃをまとめて導電体１２１と記載する場合があり、また、ＥＬ層１４１ａ乃至ＥＬ層１４１ｃをまとめてＥＬ層１４１と記載する場合があり、また、導電体１２２ａ乃至導電体１２２ｃをまとめて導電体１２２と記載する場合があり、また、絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃをまとめて絶縁体１１３と記載する場合がある。
　絶縁体１１１上には、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃのそれぞれの画素電極として機能する導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃが設けられている。なお、図１では、絶縁体１１１上の一部には、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃが設けられていない領域が存在する。
　絶縁体１１１上、及び導電体１２１ａ上には、絶縁体１１２が設けられている。なお、図１では、導電体１２１ａ上、導電体１２１ｂ上、及び導電体１２１ｃ上の一部には、絶縁体１１２が設けられていない領域が存在する。
　絶縁体１１２上、及び導電体１２１ａ上には、ＥＬ層１４１ａが設けられている。また、絶縁体１１２上、及び導電体１２１ｂ上には、ＥＬ層１４１ｂが設けられている。また、絶縁体１１２上、及び導電体１２１ｃ上には、ＥＬ層１４１ｃが設けられている。なお、図１では、絶縁体１１２上の一部には、ＥＬ層１４１ａ乃至ＥＬ層１４１ｃが設けられていない領域が存在する。
　ところで、ＥＬ層１４１ａ乃至ＥＬ層１４１ｃのそれぞれは、異なる色の発光を呈する発光層を有することが好ましい。例えば、ＥＬ層１４１ａは、青色（Ｂ）の発光を呈する発光層を有し、ＥＬ層１４１ｂは、緑色（Ｇ）の発光を呈する発光層を有し、ＥＬ層１４１ｃは、赤色（Ｒ）の発光を呈する発光層を有することができる。このように、表示装置１００は、複数の画素電極（導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃ）上に色毎に異なる発光層を形成する構造（ＳＢＳ構造）を有してもよい。
　なお、ＥＬ層１４１ａ乃至ＥＬ層１４１ｃのそれぞれに含まれる発光層が発光する色の組み合わせは、上記に限定されず、例えば、シアン、マゼンタ、黄などの色も用いてもよい。また、上記では、３色の例を示したが、表示装置１００に含まれる発光デバイス１５０が発光する色の数は、２色としてもよいし、４色以上としてもよい。
　ＥＬ層１４１ａ、ＥＬ層１４１ｂ、及びＥＬ層１４１ｃは、それぞれ発光性の有機化合物を含む層（発光層）のほかに、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、及び正孔輸送層のうち、一以上を有していてもよい。
　例えば、図１における発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃとしては、図２Ａに示す発光デバイス１５０のように、層４４２０、発光層４４１１、層４４３０などの複数の層で構成することができる。また、図１では、ＥＬ層１４１ａ、ＥＬ層１４１ｂ、及びＥＬ層１４１ｃのそれぞれとしては、層４４２０、発光層４４１１、及び層４４３０を有する構成とすることができる。
　層４４２０は、例えば電子注入性の高い物質を含む層（電子注入層）および電子輸送性の高い物質を含む層（電子輸送層）などを有することができる。発光層４４１１は、例えば発光性の化合物を有する。層４４３０は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層（正孔注入層）および正孔輸送性の高い物質を含む層（正孔輸送層）を有することができる。
　一対の電極間（導電体１２１と後述する導電体１２２）に設けられた層４４２０、発光層４４１１および層４４３０を有する構成は単一の発光ユニットとして機能することができ、本明細書等では図２Ａの構成をシングル構造と呼ぶ。
　また、図２Ｂは、図２Ａに示す発光デバイス１５０が有するＥＬ層１４１の変形例である。具体的には、図２Ｂに示す発光デバイス１５０は、導電体１２１上の層４４３０−１と、層４４３０−１上の層４４３０−２と、層４４３０−２上の発光層４４１１と、発光層４４１１上の層４４２０−１と、層４４２０−１上の層４４２０−２と、層４４２０−２上の導電体１２２と、を有する。例えば、導電体１２１を陽極とし、導電体１２２を陰極とした場合、層４４３０−１が正孔注入層として機能し、層４４３０−２が正孔輸送層として機能し、層４４２０−１が電子輸送層として機能し、層４４２０−２が電子注入層として機能する。または、導電体１２１を陰極とし、導電体１２２を陽極とした場合、層４４３０−１が電子注入層として機能し、層４４３０−２が電子輸送層として機能し、層４４２０−１が正孔輸送層として機能し、層４４２０−２が正孔注入層として機能する。このような層構造とすることで、発光層４４１１に効率よくキャリアを注入し、発光層４４１１内におけるキャリアの再結合の効率を高めることが可能となる。
　なお、図２Ｃに示すように層４４２０と層４４３０との間に複数の発光層（発光層４４１１、発光層４４１２、発光層４４１３）が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。
　また、層４４２０、発光層４４１１、層４４３０などの複数の層を有する積層体を発光ユニットと呼称する場合がある。また、複数の発光ユニットは、中間層（電荷発生層）を介して直列に接続することができる。具体的には、図２Ｄに示すように、複数の発光ユニットである、発光ユニット４４００ａ、発光ユニット４４００ｂが中間層（電荷発生層）４４４０を介して直列に接続することができる。なお、本明細書では、このような構造をタンデム構造と呼ぶ。また、本明細書などでは、タンデム構造を、例えば、スタック構造と言い換える場合がある。なお、発光デバイスをタンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光デバイスとすることができる。また、図１の表示装置１００の発光デバイス１５０をタンデム構造とする場合、ＥＬ層１４１としては、例えば、発光ユニット４４００ａの層４４２０と発光層４４１２と層４４３０、中間層４４４０、発光ユニット４４００ｂの層４４２０と発光層４４１１と層４４３０が含まれる構成とすることができる。
　発光デバイス１５０の発光色は、ＥＬ層１４１を構成する材料によって、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄または白などとすることができる。また、発光デバイス１５０にマイクロキャビティ構造を付与することにより色純度をさらに高めることができる。
　白色の光を発する発光デバイスは、発光層に２種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、２以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるような発光物質を選択すればよい。
　発光層には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、又はＯ（橙）といった発光を示す発光物質を２以上含むことが好ましい。または、発光物質を２以上有し、それぞれの発光物質の発光は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち２以上の色のスペクトル成分を含むことが好ましい。
　また、図１に示すように、異なる色の発光デバイス間において、２つのＥＬ層の間に隙間が設けられている。このように、ＥＬ層１４１ａ、ＥＬ層１４１ｂ、及びＥＬ層１４１ｃが、互いに接しないように設けられていることが好ましい。これにより、隣接する２つのＥＬ層を介して電流が流れ、意図しない発光が生じること（クロストークともいう）を好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。
　ＥＬ層１４１ａ上には、導電体１２２ａ、及び絶縁体１１３ａが順に設けられている。また、ＥＬ層１４１ｂ上には、導電体１２２ｂ、及び絶縁体１１３ｂが順に設けられている。また、ＥＬ層１４１ｃ上には、導電体１２２ｃ、及び絶縁体１１３ｃが順に設けられている。
　導電体１２２ａ乃至導電体１２２ｃとしては、例えば、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃのそれぞれの上部電極として機能する。また、発光デバイス１５０からの発光を表示装置１００の上方に射出するため、導電体１２２ａ乃至導電体１２２ｃとしては、透光性を有する導電材料を有することが好ましい。
　絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃは、例えば、発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃを保護するパッシベーション膜として機能する。そのため、絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃは、水などの進入を防ぐ材料であることが好ましい。
　絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃ上には、樹脂層１６１が設けられている。また、樹脂層１６１上には、基板１０２が設けられている。
　基板１０２としては、例えば、透光性を有する基板を適用することが好ましい。基板１０２に、透光性を有する基板を用いることで、発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃにおいて発光する光を基板１０２の上方に射出することができる。
　ところで、本発明の一態様は、上述した構成に限定されず、状況に応じて、上述した構成を適宜変更することができる。
　例えば、図１では、基板１０１上にＳｉトランジスタを設けて、Ｓｉトランジスタ上に発光デバイス１５０を設けた構成を示したが、Ｓｉトランジスタを別のトランジスタに置き換えてもよい。図３に示す表示装置１００は、図１に示す表示装置１００において、Ｓｉトランジスタを、ＯＳトランジスタに置き換えた構成を示している。なお、図３の表示装置は、絶縁体５１２上にＯＳトランジスタであるトランジスタ５００が設けられ、トランジスタ５００上に絶縁体５８１が設けられ、絶縁体５８１上に発光デバイス１５０が設けられている。また、ＯＳトランジスタについては、実施の形態２で詳述する。
　また、例えば、図４に示す表示装置１００のとおり、基板１０１上にＳｉトランジスタであるトランジスタ１７０を設けて、トランジスタ１７０上にＯＳトランジスタであるトランジスタ５００を設けて、トランジスタ５００上に発光デバイス１５０を設けた構成としてもよい。図４に示す表示装置１００は、例えば、トランジスタ５００を、発光デバイス１５０における駆動トランジスタとし、トランジスタ１７０を、表示装置１００を駆動させるドライバ回路に含まれるトランジスタなどとすることができる。
　また、例えば、上述した発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃは、一例として、それぞれマトリクス状に配列することができる。マトリクス状の配列としては、ストライプ型配列と呼ばれる場合がある。また、発光デバイスの配列方法はこれに限られず、デルタ型配列、ジグザグ型配列などの配列方法を適用してもよいし、ペンタイル型配列を用いることもできる。
　また、発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃとしては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、またはＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬ素子を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｄｅｌａｙｅｄ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。
＜表示装置の封止構造例＞
　次に、図１、図３、及び図４の表示装置１００に適用できる、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃの封止構造について説明する。
　図５Ａは、図１、図３、及び図４の表示装置１００に適用できる封止構造の例を示した断面図である。具体的には、図５Ａには、図１、図３、図４の表示装置１００に備わる基板１０２の端部と、当該端部の周辺に設けられる材料を図示している。また、図５Ａには、表示装置１００の一部の回路素子のみを抜粋して図示している。具体的には、図５Ａは、絶縁体１１１、トランジスタ５００に接続するプラグ、及び絶縁体１１１よりも上方に位置する絶縁体、導電体、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃなどを図示している。
　図５Ａの表示装置１００において、基板１０２の端部又は当該端部の周辺には接着層１６５が設けられている。具体的には、絶縁体１１２と基板１０２とが、接着層１６５を介するように、表示装置１００が構成されている。
　接着層１６５としては、例えば、水分などの不純物の透過を抑制する材料であることが好ましい。接着層１６５に当該材料を用いることで、表示装置１００の信頼性を高めることができる。
　接着層１６５を用いて、絶縁体１１２と基板１０２とを、樹脂層１６１を介して、貼り合わされた構造を固体封止構造と呼ばれる場合がある。また、固体封止構造において、樹脂層１６１が、接着層１６５と同様に、絶縁体１１２と基板１０２とを貼り合わせる機能を有する場合、接着層１６５は必ずしも設けなくてもよい。
　一方、接着層１６５を用いて、絶縁体１１２と基板１０２とを、樹脂層１６１の代わりに不活性ガスを充填して、貼り合わされた構造を中空封止構造と呼ばれる場合がある（図示しない）。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴンなどが挙げられる。
　また、図５Ａに示した表示装置１００の封止構造において、接着層は２つ以上重ねて用いてもよい。例えば、図５Ｂに示すとおり、接着層１６５の内側に（接着層１６５と樹脂層１６１との間に）、さらに接着層１６４を設けてもよい。接着層を２つ以上重ねることによって、水分などの不純物の透過をより抑制することができるため、表示装置１００の信頼性をより高めることができる。
　また、接着層１６４に乾燥剤を混入してもよい。これにより、接着層１６５、及び接着層１６４の内側に形成されている樹脂層１６１、絶縁体、導電体、ＥＬ層などに含まれている水分が、当該乾燥剤によって吸着されるため、表示装置１００の信頼性を高めることができる。
　また、図５Ｂの表示装置１００では、固体封止構造を示したが、中空封止構造としてもよい。
　また、図５Ａ、及び図５Ｂの表示装置１００の封止構造において、樹脂層１６１の代わりに不活性液体を充填してもよい。不活性液体としては、例えば、フッ素系不活性液体などが挙げられる。
＜表示装置の作製方法１＞
　次に、図１に示した表示装置１００の作製方法について説明する。
　図６Ａ乃至図８Ｄは、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例を示した断面図である。なお、図６Ａ乃至図８Ｄでは、図１の表示装置１００の作製方法の例を示している。なお、本実施の形態では、表示装置１００の作製方法は、一例として、ステップＡ１乃至ステップＡ１３を有するものとして、説明する。
［ステップＡ１］
　ステップＡ１では、図６Ａに示すとおり、絶縁体１１１と、絶縁体１１１上に設けられた導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃと、絶縁体１１１上及び導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃ上に設けられた絶縁体１１２と、が形成された積層体を準備する。なお、図６Ａ乃至図８Ｄには、表示装置１００の一部の回路素子のみを抜粋して図示している。具体的には、図６Ａ乃至図８Ｄのそれぞれは、絶縁体１１１、トランジスタ５００に接続するプラグ、及び絶縁体１１１よりも上方に位置する絶縁体、導電体、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃなどを図示している。
　図６Ａは、表示装置１００において、絶縁体１１１と、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃと、絶縁体１１２と、が形成された積層体の断面図を示している。
　導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃは、例えば、絶縁体１１１上に導電膜を成膜し、当該導電膜をパターニング工程、エッチング工程などを行うことによって、形成することができる。
　また、絶縁体１１２は、例えば、絶縁体１１１上及び導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃ上に絶縁膜を成膜し、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃに重畳する当該絶縁膜の領域に開口部を設けることによって、形成することができる。なお、本実施の形態において、ステップＡ１で形成する当該開口部を第１開口部と呼称する。
　導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃのそれぞれは、一例として、表示装置１００が備えている発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃのアノードとして機能する。
　導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃとしては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯと呼ばれる場合がある）などを適用することができる。
　また、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃのそれぞれとしては、１層ではなく、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、１層目の導電体としては、可視光に対して反射率の高い導電体を適用し、最上層の導電体としては、透光性が高い導電体を適用することができる。可視光に対して反射率の高い導電体としては、例えば、銀、アルミニウム、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金膜（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ（ＡＰＣ）膜）などが挙げられる。また、透光性が高い導電体としては、例えば、上述したインジウム錫酸化物などが挙げられる。また、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃとしては、例えば、一対のチタンで挟まれたアルミニウムの積層膜（Ｔｉ、Ａｌ、Ｔｉの順の積層膜）、一対のインジウム錫酸化物で挟まれた銀の積層膜（ＩＴＯ、Ａｇ、ＩＴＯの順の積層膜）などとすることができる。
　絶縁体１１２としては、例えば、後の工程で塗布される樹脂層１３２＿１と溶融しない材料であることが好ましい。樹脂層１３２＿１と溶融しない材料としては、例えば、絶縁性を有する無機膜が挙げられる。絶縁性を有する無機膜としては、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどから選ばれた少なくとも一を用いることができる。また、絶縁体１１２は、上述した材料から選ばれた二以上の材料が用いられた積層体としてもよい。
　また、絶縁体１１２としては、後の工程で塗布される樹脂層１３２＿１と溶融しない材料であれば有機膜を用いてもよい。絶縁体１１２に適用できる有機膜としては、例えば、ポリイミドなどが挙げられる。
　また、絶縁体１１２としては、１層目を上述した有機膜とし、２層目を上述した無機膜とした多層構造としてもよい。この場合、１層目の有機膜を２層目の無機膜によって保護することができるため、１層目の有機膜としては、後の工程で塗布される樹脂層１３２＿１と溶融する材料を用いることができる。
［ステップＡ２］
　ステップＡ２では、図６Ａに示した積層体の上部、つまり、絶縁体１１２上、及び導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃ上に樹脂層１３２＿１が塗布される。また、樹脂層１３２＿１としては、例えば、フォトレジストとすることが好ましい。なお、フォトレジストは、ネガ型としてもよいし、ポジ型としてもよい。なお、本作製方法では、樹脂層１３２＿１をポジ型のフォトレジストとして説明する。また、樹脂層１３２＿１が塗布された後は、その樹脂層１３２＿１の硬化条件に従って、樹脂層１３２＿１を硬化させてもよい（図６Ｂ参照）。例えば、樹脂層１３２＿１が塗布された後は、ベーク処理を行って、樹脂層１３２＿１に含まれる溶媒を除去してもよい。
　なお、樹脂層１３２＿１の膜厚としては、例えば、０．５μｍ以上とすることが好ましく、１μｍ以上とすることがより好ましく、２μｍ以上とすることがさらに好ましい。
［ステップＡ３］
　ステップＡ３では、図６Ｂに示した樹脂層１３２＿１に対して、露光工程、及び現像工程が行われる。
　上述したとおり、樹脂層１３２＿１はポジ型のフォトレジストとしている。当該露光工程において、樹脂層１３２＿１に対する露光範囲としては、例えば、導電体１２１ａに重畳する樹脂層１３２＿１の領域を含む範囲とする。これにより、その後の現像工程によって、樹脂層１３２＿１の導電体１２１ａに重畳する領域において、導電体１２１ａ及び絶縁体１１２に達する開口部を形成することができる（図６Ｃ参照）。なお、本実施の形態では、ステップＡ３で形成された当該開口部を第２開口部と呼称する。また、露光工程、及び現像工程を適切にすることによって、図６Ｃに示すとおり、樹脂層１３２＿１の開口部の側面を逆テーパにすることができる。
　また、樹脂層１３２＿１をネガ型のフォトレジストとしても、露光工程、及び現像工程における条件を適切に決めることによって、同様に、樹脂層１３２＿１の開口部の側面を逆テーパにすることができる。
　ところで、本明細書等において、テーパ角とは、テーパ形状を有する層を、その断面（基板の表面と直交する面）方向から観察した際に、当該層の側面と底面がなす当該層内の角度を示す。また、テーパ角が９０°未満である場合を順テーパと呼称し、テーパ角が９０°以上である場合を逆テーパと呼称する。
　なお、樹脂層１３２＿１の材料次第では、ステップＡ３の現像工程において使われる現像液などの薬液によって、絶縁体１１２、導電体１２１ａが当該薬液に溶けてしまう場合がある。これを防ぐため、ステップＡ１とステップＡ２との間に、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃ上と絶縁体１１２上に保護層を形成するステップをも有してもよい（図示しない）。当該保護層としては、ステップＡ３の現像工程において使われる薬液に対する耐性を有していることが好ましい。ステップＡ３の現像工程で、樹脂層１３２＿１に第２開口部を形成した後は、第２開口部の底面に設けられている保護層を除去することによって、第２開口部の底面に絶縁体１１２と導電体１２１ａとを露出させることができる。なお、保護層を除去する方法としては、酸素ガスを流入させて当該酸素ガスをプラズマ化して行うアッシング処理が挙げられる。この場合、保護層はアッシング処理によって除去しやすい材料であることが好ましい。
　また、現像工程後に、樹脂層１３２＿１を硬化させるために、図６Ｃに示す積層体に対してベーク処理を行ってもよい。
［ステップＡ４］
　ステップＡ４では、図６Ｃに示した積層体の上部、つまり、導電体１２１ａ上、絶縁体１１２上、及び樹脂層１３２＿１上にＥＬ層１４１Ａが成膜される（図６Ｄ参照）。
　このとき、樹脂層１３２＿１の第２開口部の側面は逆テーパとなっているため、樹脂層１３２＿１の第２開口部の端部の全てには、ＥＬ層１４１Ａは成膜されない。つまり、成膜されたＥＬ層１４１Ａは、樹脂層１３２＿１の第２開口部によって、導電体１２１ａ上及び絶縁体１１２上の領域と、樹脂層１３２＿１上の領域と、に分断される構造となる。
　なお、ＥＬ層１４１Ａの成膜時において、ＥＬ層１４１Ａを導電体１２１ａ上、及び絶縁体１１２上と、樹脂層１３２＿１上の領域と、に分断するための、樹脂層１３２＿１の端部のテーパ角としては、例えば、９５°以上であることが好ましく、１００°以上であることがより好ましく、１１０°以上であることがより好ましく、１２０°以上であることがさらに好ましい。
　なお、ＥＬ層１４１Ａとしては、有機化合物を有する。また、当該有機化合物としては、図２Ａに示したとおり、一例として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを備えることができる。
　また、状況によっては、ＥＬ層１４１Ａは、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などの少なくとも一が含まれていてもよい。
　なお、ＥＬ層１４１Ａの形成前において、図６Ｃの積層体に対して、真空下で熱処理を行ってもよい。なお、本明細書等に記載されている真空下とは、例えば、好ましくは１．０×１０−３Ｐａ以下であり、より好ましくは１．０×１０−５Ｐａ以下であり、更に好ましくは１．０×１０−７Ｐａ以下であるものとする。
［ステップＡ５］
　ステップＡ５では、図６Ｄに示した積層体の上部、つまり、ＥＬ層１４１Ａ上に導電体１２２Ａが成膜される（図６Ｅ参照）。
　このとき、樹脂層１３２＿１の第２開口部の側面は逆テーパとなっているため、ステップＡ４と同様に、樹脂層１３２＿１の第２開口部の端部の全てには、導電体１２２Ａは成膜されない。したがって、導電体１２２Ａは、導電体１２１ａ及び絶縁体１１２に重畳する領域を含むＥＬ層１４１Ａ上（第２開口部の底面）と、樹脂層１３２＿１に重畳する領域を含むＥＬ層１４１Ａ上と、に分断される構造となる。
　導電体１２２Ａは、一例として、表示装置１００が備えている発光デバイス１５０ａのカソード（導電体１２２ａ）として機能する。
　導電体１２２Ａとしては、導電性が高く、且つ透光性及び光反射性を有する材料（半透過・半反射電極と呼ばれる場合がある）であることが好ましい。導電体１２２Ａとしては、例えば、銀とマグネシウムの合金、インジウム錫酸化物を適用することができる。
　なお、導電体１２２Ａとして、銀とマグネシウムの合金を適用する場合、導電体１２２Ａの膜厚は、銀とマグネシウムの体積比を１：０．１として、２０ｎｍとすることが好ましく、１５ｎｍとすることがより好ましい。
　また、電気伝導性を高めるため、また、外界からの不純物の進入を防ぐため、導電体１２２Ａの上部に導電体、絶縁体などを設けてもよい。例えば、導電体１２２Ａに上述した銀とマグネシウムの合金を適用した場合、導電体１２２Ａの上部に設ける導電体としては、インジウム錫酸化物、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物などを適用することができる。
［ステップＡ６］
　ステップＡ６では、図６Ｅに示した積層体の上部、つまり、導電体１２２Ａ上に絶縁体１１３Ａが成膜される（図７Ａ参照）。
　このとき、樹脂層１３２＿１の第２開口部の側面は逆テーパとなっているため、ステップＡ４及びステップＡ５と同様に、樹脂層１３２＿１の第２開口部の端部の全てには、絶縁体１１３Ａは成膜されない。したがって、絶縁体１１３Ａは、導電体１２１ａ及び絶縁体１１２に重畳する領域を含む導電体１２２Ａ上（第２開口部の底面）と、樹脂層１３２＿１に重畳する領域を含む導電体１２２上と、に分断される構造となる。
　絶縁体１１３Ａは、表示装置１００の発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃを保護するパッシベーション膜（保護層と呼ぶ場合がある）として機能する。そのため、絶縁体１１３Ａは、水などの進入を防ぐ材料であることが好ましい。絶縁体１１３Ａとしては、例えば、絶縁体１１１に適用できる材料を用いることができる。具体的には、酸化アルミニウム、窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを用いることができる。
　また、保護層として機能する絶縁体１１３Ａとしては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造または積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、上述した、酸化アルミニウム、窒化シリコン、窒化酸化シリコンに加えて、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウムなどの酸化物膜または窒化物膜が挙げられる。または、絶縁体１１３Ａとしてインジウムガリウム酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物などの半導体材料を用いてもよい。なお、絶縁体１１３Ａとしては、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、及びスパッタリング法を用いて形成すればよい。なお、絶縁体１１３Ａとして、無機絶縁膜を含む構成について例示したがこれに限定されない。例えば、絶縁体１１３として、無機絶縁膜と、有機絶縁膜との積層構造としてもよい。
［ステップＡ７］
　ステップＡ７では、図７Ａに示した積層体において、樹脂層１３２＿１が除去される（図７Ｂ参照）。
　樹脂層１３２＿１の除去方法としては、一例として、剥離液を用いる方法が挙げられる。このとき、剥離液によるＥＬ層１４１Ａへの侵食を防ぐため、導電体１２２Ａ、及び／又は絶縁体１１３Ａのそれぞれが当該剥離液に対する保護膜として機能することが好ましい。導電体１２２Ａ、及び／又は絶縁体１１３Ａのそれぞれを保護膜として機能させる場合、導電体１２２Ａ、及び／又は絶縁体１１３Ａのそれぞれの膜厚を厚くする、導電体１２２Ａ、及び／又は絶縁体１１３Ａに当該剥離液に対して耐性が高い材料を用いる、などの方法が挙げられる。
　又は、上記とは異なる、樹脂層１３２＿１の除去方法としては、一例として、現像液を用いる方法が挙げられる。具体的には、図７Ａの積層体の上面の全てに露光し、その後、現像工程で現像液を用いて、樹脂層１３２＿１を除去する。また、現像工程の後に、樹脂層１３２＿１の残渣を除去するため、炭酸水で積層体の洗浄を行ってもよい。ＥＬ層１４１Ａは、現像液、及び炭酸水に対する耐性が比較的高いため、この除去方法を行うことで、導電体１２２Ａ、及び／又は絶縁体１１３Ａのそれぞれを保護層として機能させる必要がなくなる場合がある。また、ＥＬ層１４１Ａへのダメージを小さく抑えることができるため、発光デバイス１５０の寿命を向上させることができる場合がある。
　上記のとおり、樹脂層１３２＿１を除去することによって、樹脂層１３２＿１の上部に成膜されたＥＬ層１４１Ａ、導電体１２２Ａ、及び絶縁体１１３Ａを除去することができる。また、これにより、絶縁体１１２の第１開口部の底面（導電体１２１ａ上）、及び絶縁体１１２上の一部にＥＬ層１４１ａ、導電体１２２ａ、絶縁体１１３ａを形成することができる。
［ステップＡ８］
　ステップＡ８では、図７Ｂに示した積層体の上部、つまり、絶縁体１１２上、導電体１２１ｂ上、導電体１２１ｃ上、及び絶縁体１１３ａ上に樹脂層１３２＿２が塗布される。また、樹脂層１３２＿２としては、例えば、フォトレジストとすることが好ましい。なお、フォトレジストは、ネガ型としてもよいし、ポジ型としてもよい。また、樹脂層１３２＿２としては、樹脂層１３２＿１と同じ樹脂としてもよいし、異なる樹脂としてもよい。なお、本作製方法では、樹脂層１３２＿２をポジ型のフォトレジストとして説明する。また、樹脂層１３２＿２が塗布された後は、その樹脂層１３２＿２の硬化条件に従って、樹脂層１３２＿２を硬化させてもよい（図７Ｃ参照）。例えば、樹脂層１３２＿２が塗布された後は、ベーク処理を行って、樹脂層１３２＿２に含まれる溶媒を除去してもよい。なお、ベーク処理を行う場合、当該ベーク処理の温度は、先に形成したＥＬ層１４１Ａに熱的なダメージを与えない程度の温度とすることが好ましい。
　なお、樹脂層１３２＿２の膜厚としては、樹脂層１３２＿１と同様に、例えば、０．５μｍ以上とすることが好ましく、１μｍ以上とすることがより好ましく、２μｍ以上とすることがさらに好ましい。
［ステップＡ９］
　ステップＡ９では、ステップＡ３と同様に、図７Ｃに示した樹脂層１３２＿２に対して、露光工程、及び現像工程が行われる。そのため、ステップＡ９の説明については、ステップＡ３の記載を参酌する。
　これにより、図７Ｄに示すとおり、図６Ｃの樹脂層１３２＿１と同様に、樹脂層１３２＿２の開口部の側面を逆テーパにすることができる。
　また、現像工程後に、樹脂層１３２＿２を硬化させるために、図７Ｄに示す積層体に対してベーク処理を行ってもよい。なお、ベーク処理を行う場合、当該ベーク処理の温度は、先に形成したＥＬ層１４１ａに熱的なダメージを与えない程度の温度とすることが好ましい。
［ステップＡ１０］
　ステップＡ１０では、図７Ｄに示した積層体の上部、つまり、導電体１２１ｂ上、絶縁体１１２上、及び樹脂層１３２＿２上にＥＬ層１４１Ｂ、導電体１２２Ｂ、及び絶縁体１１３Ｂが順に成膜される（図８Ａ参照）。
　このとき、樹脂層１３２＿２の開口部の側面は逆テーパとなっているため、ステップＡ４乃至ステップＡ６と同様に、ＥＬ層１４１Ｂ、導電体１２２Ｂ、及び絶縁体１１３Ｂは、導電体１２１ｂ上及び絶縁体１１２上の領域と、樹脂層１３２＿２上の領域と、に分断されるように成膜される。
　なお、ＥＬ層１４１Ｂとしては、有機化合物を有する。また、当該有機化合物としては、図２Ａに示したとおり、一例として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを備えることができる。
　また、状況によっては、ＥＬ層１４１Ｂは、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などの少なくとも一が含まれていてもよい。
　また、ＥＬ層１４１Ｂが有する発光層が呈する色としては、ＥＬ層１４１Ａが有する発光層が呈する色と異なる色とすることが好ましい。
　なお、ＥＬ層１４１Ｂの形成前において、図７Ｄの積層体に対して、真空下で熱処理を行ってもよい。なお、当該熱処理の条件としては、ステップＡ４で説明した熱処理と同様の条件とすることができる。
　導電体１２２Ｂとしては、例えば、導電体１２２Ａに適用できる材料を用いることができる。そのため、表示装置１００に備わる導電体１２２Ａ、及び導電体１２２Ｂは、互いに同じ材料であってもよく、又は互いに異なる材料であってもよい。
　絶縁体１１３Ｂとしては、例えば、絶縁体１１３Ａに適用できる材料を用いることができる。そのため、表示装置１００に備わる絶縁体１１３Ａ、及び絶縁体１１３Ｂは、互いに同じ材料であってもよく、又は互いに異なる材料であってもよい。
［ステップＡ１１］
　ステップＡ１１では、ステップＡ７と同様に、図８Ａに示した積層体において、樹脂層１３２＿２が除去される（図８Ｂ参照）。そのため、ステップＡ１１の説明については、ステップＡ７の記載を参酌する。
　これにより、樹脂層１３２＿２を除去することによって、樹脂層１３２＿２の上部に成膜されたＥＬ層１４１Ｂ、導電体１２２Ｂ、及び絶縁体１１３Ａを除去することができる。また、これにより、導電体１２１ｂ上、及び絶縁体１１２上の一部にＥＬ層１４１ｂ、導電体１２２ｂ、絶縁体１１３ｂを形成することができる。
［ステップＡ１２］
　ステップＡ１２では、ステップＡ２乃至ステップＡ７、又はステップＡ８乃至ステップＡ１１と同様の作製工程が行われて、導電体１２１ｃ上、及び絶縁体１１２上の一部にＥＬ層１４１ｃ、導電体１２２ｃ、絶縁体１１３ｃが形成される（図８Ｃ参照）。
　なお、ＥＬ層１４１ｃとしては、例えば、有機化合物を有する。また、当該有機化合物としては、図２Ａに示したとおり、一例として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを備えることができる。
　また、状況によっては、ＥＬ層１４１ｃは、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などの少なくとも一が含まれていてもよい。
　また、ＥＬ層１４１ｃが有する発光層が呈する色としては、ＥＬ層１４１Ａ、及びＥＬ層１４１Ｂが有する発光層が呈する色と異なる色とすることが好ましい。
　なお、ＥＬ層１４１ｃの形成後、図８Ｃの積層体に対して、真空下で熱処理を行ってもよい。なお、当該熱処理の条件としては、ステップＡ４で説明した熱処理と同様の条件とすることができる。
　導電体１２２ｃとしては、例えば、導電体１２２Ａ、又は導電体１２２Ｂに適用できる材料を用いることができる。そのため、表示装置１００に備わる導電体１２２Ａ、導電体１２２Ｂ、及び導電体１２２ｃは、互いに同じ材料であってもよく、又は互いに異なる材料であってもよく、又は上述した導電体のうち二が同じ材料としてもよい。
　絶縁体１１３ｃとしては、例えば、絶縁体１１３Ａ、又は絶縁体１１３Ｂに適用できる材料を用いることができる。そのため、表示装置１００に備わる絶縁体１１３Ａ、絶縁体１１３Ｂ、及び絶縁体１１３ｃは、互いに同じ材料であってもよく、又は互いに異なる材料であってもよく、又は上述した絶縁体のうち二が同じ材料としてもよい。
［ステップＡ１３］
　ステップＡ１３では、図８Ｃに示した積層体の上部に、樹脂層１６１が塗布される。また、その後に、当該積層体の樹脂層１６１上に基板１０２の貼り合わせが行われる（図８Ｄ参照）。
　樹脂層１６１としては、例えば、透光性を有する樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂層１６１としては、上記の透光性に加えて、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または／および嫌気型接着剤等の有機材料などとすることが好ましい。具体的には、例えば、樹脂層１６１には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等を含む接着剤などを用いることができる。
　基板１０２としては、例えば、基板１０１に適用できる基板のうち、透光性を有する基板を適用する。基板１０２に、透光性を有する基板を用いることで、発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃにおいて発光する光を基板１０２の上方に射出することができる。
　本発明の一態様の表示装置、及び当該表示装置の作製方法は、上記の内容に限定されない。本発明の一態様の表示装置、及び当該表示装置の作製方法は、状況に応じて、その構成を変更してもよい。
　例えば、表示装置１００の構成としては、ステップＡ１２からステップＡ１３までの間において、図８Ｃに示した積層体の上部に、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃのそれぞれにおける共通の絶縁体を設けてもよい。図９Ａには、一例として、絶縁体１１２、及び絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃと、樹脂層１６１と、の間に、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃのそれぞれにおける共通の絶縁体１１４を設けた、表示装置１００の一部の断面図を図示している。
　なお、絶縁体１１４としては、例えば、絶縁体１１３ａ、絶縁体１１３ｂ、又は絶縁体１１３ｃに適用できる材料を用いることができる。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、ステップＡ１２からステップＡ１３までの間において、図８Ｃに示した積層体の上部に、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃのそれぞれにおける共通の絶縁体を設けてもよい。図９Ｂには、一例として、導電体１２２ａ上乃至導電体１２２ｃ上と、絶縁体１１２上と、に発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃのそれぞれにおける共通の絶縁体１１３を設けた、表示装置１００の一部の断面図を図示している。
　なお、絶縁体１１３としては、例えば、絶縁体１１３ａ、絶縁体１１３ｂ、又は絶縁体１１３ｃに適用できる材料を用いることができる。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、図９Ｂにおいて、導電体１２２ａ乃至導電体１２２ｃの補助電極として機能する導電体が設けられていてもよい。具体的には、表示装置１００の構成としては、ステップＡ１乃至ステップＡ１２において、絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃのそれぞれを形成せず、ステップＡ１３で樹脂層１６１を形成する前に、導電体１２２ａ乃至導電体１２２ｃの補助電極として機能する導電体１２３を形成してもよい。なお、絶縁体１１３については、導電体１２３上に形成すればよい。図９Ｃには、一例として、導電体１２２ａ上乃至導電体１２２ｃ上と、絶縁体１１２上と、に導電体１２３が設けられ、導電体１２３上に絶縁体１１３が設けられた、表示装置１００の一部の断面図を図示している。なお、導電体１２３は、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃのそれぞれにおける共通電極と言い換えることができる。
　導電体１２３としては、導電性が高く、且つ透光性及び光反射性を有する材料であることが好ましい。例えば、導電体１２３は、導電体１２２ａ、導電体１２２ｂ、又は導電体１２２ｃに適用できる材料を用いることができる。また、導電体１２２ａ乃至導電体１２２ｃとして、銀とマグネシウムの合金を適用している場合、導電体１２３としては、インジウム錫酸化物を適用することができる。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、ステップＡ１で上述したとおり、絶縁体１１２を、１層目を有機材料の絶縁体とし、２層目を無機材料の絶縁体とした多層構造としてもよい。図１０Ａには、一例として、絶縁体１１２ａを有機材料の絶縁体とし、絶縁体１１２ｂを無機材料の絶縁体として、絶縁体１１２ａ、及び絶縁体１１２ｂを含む絶縁体１１２を多層構造とした、表示装置１００の一部の断面図を図示している。
　なお、当該有機材料としては、例えば、ポリイミドなどを用いることができ、当該無機材料としては、図１の表示装置１００に備わる絶縁体１１２、図８Ｄに示す絶縁体１１２などに適用できる材料を用いることができる。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、図９Ａの表示装置１００において、絶縁体１１４は１層ではなく、２層以上の積層構造としてもよい。絶縁体１１４は、例えば、１層目として有機材料の絶縁体を適用し、２層目として無機材料の絶縁体を適用した、２層の積層構造としてもよい。図１０Ｂには、絶縁体１１４ａを有機材料の絶縁体とし、絶縁体１１４ｂを無機材料の絶縁体として、絶縁体１１４ａ、及び絶縁体１１４ｂを含む絶縁体１１４を多層構造とした、表示装置１００の一部の断面図を図示している。また、絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃを無機膜の絶縁体とすることにより、図１０Ｂに示す表示装置１００において、発光デバイス１５０ａ上、発光デバイス１５０ｂ上、及び発光デバイス１５０ｃ上には、無機膜の絶縁体である絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃ、有機膜の絶縁体である絶縁体１１４ａ、及び無機膜の絶縁体である絶縁体１１４ｂからなる３層構造の絶縁層が形成される。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、ステップＡ２乃至ステップＡ７で形成されるＥＬ層１４１ａ、導電体１２２ａ、及び絶縁体１１３ａの積層体の端部と、ステップＡ８乃至ステップＡ１１で形成されるＥＬ層１４１ｂ、導電体１２２ｂ、及び絶縁体１１３ｂの積層体と、が重畳してもよい。同様に、ステップＡ８乃至ステップＡ１１で形成されるＥＬ層１４１ｂ、導電体１２２ｂ、及び絶縁体１１３ｂの積層体の端部と、ステップＡ１２で形成されるＥＬ層１４１ｃ、導電体１２２ｃ、及び絶縁体１１３ｃの積層体の端部と、が重畳してもよい。同様に、ステップＡ１２で形成されるＥＬ層１４１ｃ、導電体１２２ｃ、及び絶縁体１１３ｃの積層体の端部と、ステップＡ２乃至ステップＡ７で形成されるＥＬ層１４１ａ、導電体１２２ａ、及び絶縁体１１３ａの積層体の端部と、ステップＡ８乃至ステップＡ１１で形成されるＥＬ層１４１ｂ、導電体１２２ｂ、及び絶縁体１１３ｂの積層体と、が重畳してもよい。つまり、表示装置１００は、隣り合う発光デバイス１５０のそれぞれを構成する積層体の端部は、互いに重畳するように構成されていてもよい。図１０Ｃには、発光デバイス１５０ａを構成する積層体の端部の一方の上方に、発光デバイス１５０ｂを構成する積層体の端部の一方が設けられ、発光デバイス１５０ａを構成する積層体の端部の他方の上方に、発光デバイス１５０ｃを構成する積層体の端部の一方が設けられ、発光デバイス１５０ｂを構成する積層体の端部の他方の上方に、発光デバイス１５０ｃを構成する積層体の端部の他方が設けられている、表示装置１００の一部の断面図が図示されている。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、ＥＬ層１４１ａ乃至ＥＬ層１４１ｃのそれぞれにマイクロキャビティ構造（微小共振器構造）を設けてもよい。マイクロキャビティ構造とは、例えば、上部電極である導電体１２２ａ乃至導電体１２２ｃとして透光性及び光反射性を有する導電材料を用い、下部電極（画素電極）である導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃとして光反射性を有する導電材料を用いて、発光層の下面と下部電極の上面との距離、つまり図２Ａにおける層４４３０の膜厚を、ＥＬ層１４１に含まれる発光層が発光する光の色の波長に応じた厚さにする構造を指す。
　例えば、下部電極によって反射されて戻ってきた光（反射光）は、発光層から上部電極に直接入射する光（入射光）と大きな干渉を起こすため、下部電極と発光層の光学的距離を（２ｎ−１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅したい発光の波長）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、波長λのそれぞれの反射光と入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。一方で、反射光と入射光とが波長λ以外である場合、位相が合わなくなるため、共振せずに減衰する。
　なお、上記構成においてＥＬ層は、複数の発光層を有する構造、又は単一の発光層を有する構造であっても良い。また、例えば、上述したタンデム型の発光デバイスの構成と組み合わせて、一つの発光デバイスに電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
　マイクロキャビティ構造を有することで、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。特に、ＶＲ、ＡＲなどのＸＲ向けの機器の場合、機器を装着しているユーザの眼には、発光デバイスの正面方向の光が入射される場合が多いため、ＸＲ向けの機器の表示装置にマイクロキャビティ構造を設けることは好適であるといえる。なお、赤、黄、緑、青の４色の副画素で映像を表示する表示装置の場合、黄色発光による輝度向上効果のうえ、全副画素において各色の波長に合わせたマイクロキャビティ構造を適用できるため良好な特性の表示装置とすることができる。
　図１１Ａには、一例として、マイクロキャビティ構造を設けた場合の表示装置１００の一部の断面図を示している。また、発光デバイス１５０ａが青色（Ｂ）の発光を呈する発光層を有し、発光デバイス１５０ｂが緑色（Ｇ）の発光を呈する発光層を有し、発光デバイス１５０ｃが赤色（Ｒ）の発光を呈する発光層を有する場合、図１１Ａに示すとおり、ＥＬ層１４１ａ、ＥＬ層１４１ｂ、ＥＬ層１４１ｃの順に膜厚を厚くすることが好ましい。具体的には、ＥＬ層１４１ａ、ＥＬ層１４１ｂ、及びＥＬ層１４１ｃのそれぞれに含まれている層４４３０の膜厚を、それぞれの発光層が呈する発光の色に応じて決めればよい。この場合、ＥＬ層１４１ａに含まれている層４４３０が一番薄くなり、ＥＬ層１４１ｃに含まれている層４４３０が一番厚くなる。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、着色層（カラーフィルタ）などが含まれていてもよい。図１１Ｂには、一例として、樹脂層１６１と基板１０２との間に着色層１６２ａ、着色層１６２ｂ、及び着色層１６２ｃが含まれている構成を示している。なお、着色層１６２ａ乃至着色層１６２ｃは、例えば、基板１０２に形成することができる。また、発光デバイス１５０ａが青色（Ｂ）の発光を呈する発光層を有し、発光デバイス１５０ｂが緑色（Ｇ）の発光を呈する発光層を有し、発光デバイス１５０ｃが赤色（Ｒ）の発光を呈する発光層を有する場合、着色層１６２ａを青色とし、着色層１６２ｂを緑色とし、着色層１６２ｃを赤色としている。
　図１１Ｂに示す表示装置１００は、着色層１６２ａ乃至着色層１６２ｃが設けられた基板１０２を、樹脂層１６１を介して、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃまで形成された基板１０１に貼り合わせることで、構成することができる。このとき、発光デバイス１５０ａと着色層１６２ａとが重畳し、発光デバイス１５０ｂと着色層１６２ｂとが重畳し、発光デバイス１５０ｃと着色層１６２ｃとが重畳するように貼り合わせることが好ましい。表示装置１００に着色層１６２ａ乃至着色層１６２ｃを設けることによって、例えば、発光デバイス１５０ｂが発光した光は、着色層１６２ａ、又は着色層１６２ｃを介して、基板１０２の上方に射出されず、着色層１６２ｂを介して、基板１０２の上方に射出される。つまり、表示装置１００の発光デバイス１５０からの斜め方向（基板１０２の上面を水平面としたときの仰角の方向）の光を遮断することができるため、表示装置１００の視野角における依存性を低くすることができ、表示装置１００に表示される画像を斜めから見たときの、当該画像の表示品位の低下を防ぐことができる。
　また、基板１０２に形成されている着色層１６２ａ乃至着色層１６２ｃは、オーバーコート層と呼ばれる樹脂などによって覆われていてもよい。具体的には、表示装置１００は、樹脂層１６１、当該オーバーコート層、着色層１６２ａ乃至着色層１６２ｃ、基板１０２の順に積層されていてもよい（図示しない）。なお、オーバーコート層に用いられる樹脂としては、例えば、透光性を有し、且つアクリル樹脂またはエポキシ樹脂をベースとした熱硬化性材料等が挙げられる。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、着色層に加えて、ブラックマトリクスも含まれていてもよい。図１１Ｃには、図１１Ｂの表示装置１００において、ブラックマトリクス１６３を設けた構成例を示している。ブラックマトリクス１６３を設けることにより、表示装置１００の発光デバイス１５０からの斜め方向（基板１０２の上面を水平面としたときの仰角の方向）の光をより遮断することができるため、表示装置１００に表示される画像を斜めから見たときの、当該画像の表示品位の低下をより防ぐことができる。
　また、図１１Ｂ、及び図１１Ｃのように、表示装置に着色層を有する場合、表示装置が備える発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃは、いずれも白色の光を呈する発光デバイスとしてもよい（図示しない）。また、当該発光デバイスは、例えば、シングル構造、タンデム構造とすることができる。
　また、例えば、表示装置１００の構成としては、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃ上に形成される絶縁体１１２を設けない構成としてもよい。図１２Ａには、図１、図８Ｄなどの表示装置において、絶縁体１１２を設けていない構成例を示している。また、例えば、表示装置１００の構成としては、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃは、絶縁体１１１に埋め込まれている構成としてもよい。図１２Ｂには、絶縁体１１１に導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃが埋め込まれている表示装置の構成例を示している。なお、当該構成は、一例として、絶縁体１１１に導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃを埋め込むための開口部を形成して、次に導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃとなる導電膜を成膜し、その後に、絶縁体１１１が露出するまで、化学機械研磨（ＣＭＰ）法を行えばよい。
　また、上述した表示装置１００の構成は、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃをアノードとし、導電体１２２をカソードとしたが、表示装置１００は、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃをカソードとし、導電体１２２をアノードとした構成としてもよい。つまり、上記で説明した作製工程において、ＥＬ層１４１ａ乃至ＥＬ層１４１ｃに含まれている、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の積層順を逆にしてもよい。
　なお、本明細書等で開示された、絶縁体、導電体、半導体などは、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ法により形成することができる。ＰＶＤ法としては、例えば、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などが挙げられる。また、ＣＶＤ法として、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法を用いて形成などが挙げられる。特に、熱ＣＶＤ法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖｅｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、及びＡＬＤ法が挙げられる。
　熱ＣＶＤ法は、プラズマを使わない成膜方法のため、プラズマダメージにより欠陥が生成されることが無いという利点を有する。
　熱ＣＶＤ法は、原料ガスと酸化剤を同時にチャンバー内に送り、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行ってもよい。
　また、ＡＬＤ法は、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、反応のための原料ガスが順次にチャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい。例えば、それぞれのスイッチングバルブ（高速バルブとも呼ぶ）を切り替えて２種類以上の原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第１の原料ガスと同時またはその後に不活性ガス（アルゴン、或いは窒素など）などを導入し、第２の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスはキャリアガスとなり、また、第２の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入してもよい。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第１の原料ガスを排出した後、第２の原料ガスを導入してもよい。第１の原料ガスが基板の表面に吸着して第１の薄い層を成膜し、後から導入される第２の原料ガスと反応して、第２の薄い層が第１の薄い層上に積層されて薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り返すことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入順序を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、微細なＦＥＴを作製する場合に適している。
　ＭＯＣＶＤ法、及びＡＬＤ法といったの熱ＣＶＤ法は、これまでに記載した実施形態に開示された金属膜、半導体膜、無機絶縁膜など様々な膜を形成することができ、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ３）３）、トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ３）３）、及びジメチル亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ３）２）を用いる。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメチルガリウムに代えてトリエチルガリウム（Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３）を用いることもでき、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛（Ｚｎ（Ｃ２Ｈ５）２）を用いることもできる。
　例えば、ＡＬＤ法を利用する成膜装置により酸化ハフニウム膜を形成する場合には、溶媒とハフニウム前駆体化合物を含む液体（ハフニウムアルコキシド、及びテトラキスジメチルアミドハフニウム（ＴＤＭＡＨ、Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）２］４）といったのハフニウムアミド）を気化させた原料ガスと、酸化剤としてオゾン（Ｏ３）の２種類のガスを用いる。また、他の材料としては、テトラキス（エチルメチルアミド）ハフニウムなどがある。
　例えば、ＡＬＤ法を利用する成膜装置により酸化アルミニウム膜を形成する場合には、溶媒とアルミニウム前駆体化合物を含む液体（トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ、Ａｌ（ＣＨ３）３）など）を気化させた原料ガスと、酸化剤としてＨ２Ｏの２種類のガスを用いる。また、他の材料としては、トリス（ジメチルアミド）アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリス（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）などがある。
　例えば、ＡＬＤ法を利用する成膜装置により酸化シリコン膜を形成する場合には、ヘキサクロロジシランを被成膜面に吸着させ、酸化性ガス（Ｏ２、一酸化二窒素）のラジカルを供給して吸着物と反応させる。
　例えば、ＡＬＤ法を利用する成膜装置によりタングステン膜を成膜する場合には、ＷＦ６ガスとＢ２Ｈ６ガスを順次繰り返し導入して初期タングステン膜を形成し、その後、ＷＦ６ガスとＨ２ガスを順次繰り返し導入してタングステン膜を形成する。なお、Ｂ２Ｈ６ガスに代えてＳｉＨ４ガスを用いてもよい。
　例えば、ＡＬＤ法を利用する成膜装置により酸化物半導体膜としてＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜を成膜する場合には、プリカーサ（一般的には、前駆体、金属プリカーサなどと呼ばれる場合がある）と酸化剤（一般的には、反応剤、リアクタント、非金属プリカーサなどと呼ばれる場合がある）を順次繰り返し導入して形成する。具体的には、例えば、プリカーサであるＩｎ（ＣＨ３）３ガスと酸化剤であるＯ３ガスを導入してＩｎ−Ｏ層を形成し、その後、プリカーサであるＧａ（ＣＨ３）３ガスと酸化剤であるＯ３ガスを導入してＧａＯ層を形成し、更にその後、プリカーサであるＺｎ（ＣＨ３）２ガスと酸化剤であるＯ３ガスを導入してＺｎＯ層を形成する。なお、これらの層の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを用いてＩｎ−Ｇａ−Ｏ層、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ層、又はＧａ−Ｚｎ−Ｏ層といった混合酸化物層を形成しても良い。なお、Ｏ３ガスに替えてＡｒ等の不活性ガスで水をバブリングして得られたＨ２Ｏガスを用いても良いが、Ｈを含まないＯ３ガスを用いる方が好ましい。また、Ｉｎ（ＣＨ３）３ガスにかえて、Ｉｎ（Ｃ２Ｈ５）３ガスを用いても良い。また、Ｇａ（ＣＨ３）３ガスにかえて、Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３ガスを用いても良い。また、Ｚｎ（ＣＨ３）２ガスを用いても良い。
＜表示装置の作製方法２＞
　次に、図６Ａ乃至図８Ｄに示した表示装置１００の作製方法とは異なる、本発明の一態様の表示装置の作製方法について説明する。なお、当該作製方法によって完成された表示装置も本発明の一態様である。
　図１３Ａ乃至図１５Ｅは、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例を示した断面図である。なお、本実施の形態では、当該作製方法は、一例として、ステップＢ１乃至ステップＢ１４を有するものとして、説明する。また、当該作製方法において、上述した図６Ａ乃至図８Ｄに示した表示装置１００の作製方法と内容が重複する箇所については、その説明を省略する。
［ステップＢ１］
　ステップＢ１では、図１３Ａに示すとおり、絶縁体１１１と、絶縁体１１１上に設けられた導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃと、絶縁体１１１上及び導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃ上に設けられた絶縁体１１２と、が形成された積層体を準備する。また、絶縁体１１２には、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃのそれぞれに重畳する領域の一部に、導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃのそれぞれが露出するように第３開口部が設けられている。なお、図１３Ａ乃至図１５Ｅには、表示装置１００の一部の回路素子のみを抜粋して図示している。具体的には、図１３Ａ乃至図１５Ｅのそれぞれは、絶縁体１１１、トランジスタ５００に接続するプラグ、及び絶縁体１１１よりも上方に位置する絶縁体、導電体、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃなどを図示している。
［ステップＢ２］
　ステップＢ２では、図１３Ａに示した積層体の上部、つまり、絶縁体１１２上、及び導電体１２１ａ乃至導電体１２１ｃ上にＥＬ層１４１Ａが成膜される（図１３Ｂ参照）。
［ステップＢ３］
　ステップＢ３では、図１３Ｂに示した積層体の上部、つまり、ＥＬ層１４１Ａ上に樹脂１３４＿１が塗布される。また、樹脂１３４＿１としては、例えば、フォトレジストとすることが好ましい。なお、フォトレジストは、ネガ型としてもよいし、ポジ型としてもよい。なお、本作製方法では、樹脂１３４＿１をポジ型のフォトレジストとして説明する。また、樹脂１３４＿１が塗布された後は、その樹脂１３４＿１の硬化条件に従って、樹脂１３４＿１を硬化させてもよい（図１３Ｃ参照）。例えば、樹脂１３４＿１が塗布された後は、ベーク処理を行って、樹脂１３４＿１に含まれる溶媒を除去してもよい。当該ベーク処理の温度は、先に形成したＥＬ層１４１Ａに熱的なダメージを与えない程度の温度とすることが好ましい。
　なお、樹脂１３４＿１の膜厚としては、例えば、０．５μｍ以上とすることが好ましく、１μｍ以上とすることがより好ましく、２μｍ以上とすることがさらに好ましい。
［ステップＢ４］
　ステップＢ４では、図１３Ｃに示した樹脂１３４＿１に対して、露光工程、及び現像工程が行われる。
　上述したとおり、樹脂１３４＿１はポジ型のフォトレジストとしている。当該露光工程において、樹脂１３４＿１に対する露光範囲としては、例えば、導電体１２１ａに重畳する樹脂１３４＿１の領域を含まない範囲とする。換言すると、樹脂１３４＿１に対する露光範囲としては、例えば、導電体１２１ｂ、及び導電体１２１ｃに重畳する樹脂１３４＿１の領域を含む範囲とする。これにより、その後の現像工程によって、樹脂１３４＿１の導電体１２１ｂ、及び導電体１２１ｃに重畳する領域において、ＥＬ層１４１Ａに達する開口部を形成することができる（図１３Ｄ参照）。なお、本実施の形態では、ステップＢ４で形成された当該開口部を第４開口部と呼称する。また、露光工程、及び現像工程を適切にすることによって、図１３Ｄに示すとおり、導電体１２１ａに重畳する領域に樹脂１３４＿１ａが形成され、樹脂１３４＿１ａの開口部の側面を逆テーパにすることができる。
　また、現像工程後に、樹脂１３４＿１ａを硬化させるために、図１３Ｄに示す積層体に対してベーク処理を行ってもよい。なお、当該ベーク処理の温度は、先に形成したＥＬ層１４１ａに熱的なダメージを与えない程度の温度とすることが好ましい。
［ステップＢ５］
　ステップＢ５では、図１３Ｄに示した積層体に対して、第４開口部の底面に位置するＥＬ層１４１Ａの除去工程ＪＫＹ１が行われる（図１３Ｅ参照）。また、この工程によって、樹脂１３４＿１ａがマスクとなって、導電体１２１ａに重畳するＥＬ層１４１Ａが選択的に残ることとなる。これにより、導電体１２１ａ、絶縁体１１２、及び樹脂１３４＿１ａに重畳する領域において、ＥＬ層１４１ａが形成される。
　ＥＬ層１４１Ａを除去する方法としては、一例として、エッチング処理が挙げられる。特に、エッチング処理の種類に含まれる、ドライエッチング処理を行うことによって、第４開口部の底面に位置するＥＬ層１４１Ａを効率的に除去することができる。また、状況によっては、酸素ガスを流入させて当該酸素ガスをプラズマ化して行うアッシング処理を行ってもよい。
［ステップＢ６］
　ステップＢ６では、図１３Ｅに示した積層体の上部、つまり、絶縁体１１２上、導電体１２１ｂ上、導電体１２１ｃ上、及び樹脂１３４＿１ａ上にＥＬ層１４１Ｂが成膜される（図１４Ａ参照）。なお、このとき、ＥＬ層１４１Ａの上部の樹脂１３４＿１ａが接していない領域に、ＥＬ層１４１Ｂが成膜される場合がある。
［ステップＢ７］
　ステップＢ７では、図１４Ａに示した積層体において、樹脂１３４＿１ａが除去される（図１４Ｂ参照）。また、この工程によって、樹脂１３４＿１ａ、及び樹脂１３４＿１ａの上部に成膜されているＥＬ層１４１Ｂが除去されて、第４開口部の底面に成膜されているＥＬ層１４１Ｂが選択的に残ることとなる。これにより、絶縁体１１２の一部の領域、導電体１２１ｂ、及び導電体１２１ｃに重畳する領域において、ＥＬ層１４１Ｂｍが形成される。
　樹脂１３４＿１ａの除去方法としては、一例として、剥離液を用いる方法が挙げられる。このとき、当該剥離液としては、ＥＬ層１４１ａ、及びＥＬ層１４１ｂを溶融しない材料を用いることが好ましい。また、この場合、ＥＬ層１４１ａ、及びＥＬ層１４１ｂとしては、当該剥離液に対して耐性が高い材料を用いてもよい。
　又は、上記とは異なる、樹脂１３４＿１ａの除去方法としては、一例として、現像液を用いる方法が挙げられる。具体的には、図１４Ａの積層体の上面の全てに露光し、その後、現像工程で現像液を用いて、樹脂１３４＿１ａを除去する。また、現像工程の後に、樹脂１３４＿１ａの残渣を除去するため、炭酸水で積層体の洗浄を行ってもよい。ＥＬ層１４１ａ、及びＥＬ層１４１ｂは、現像液、及び炭酸水に対する耐性が比較的高いため、この除去方法を行うことで、ＥＬ層１４１ａ、及びＥＬ層１４１ｂへのダメージを小さく抑えることができるため、発光デバイス１５０の寿命を向上させることができる場合がある。
［ステップＢ８］
　ステップＢ８では、図１４Ｂに示した積層体の上部、つまり、ＥＬ層１４１ａ上、及びＥＬ層１４１Ｂｍ上に樹脂１３４＿２が塗布される。また、樹脂１３４＿２としては、例えば、ステップＢ３で用いた樹脂１３４＿１に適用できる材料を用いることができる。例えば、樹脂１３４＿２としては、樹脂１３４＿１と同一の材料としてもよい。なお、本作製方法では、樹脂１３４＿２をポジ型のフォトレジストとして説明する。また、樹脂層１３２＿２が塗布された後は、その樹脂層１３２＿２の硬化条件に従って、樹脂層１３２＿２を硬化させてもよい（図１４Ｃ参照）。例えば、樹脂１３４＿２が塗布された後は、ベーク処理を行って、樹脂１３４＿２に含まれる溶媒を除去してもよい。なお、ベーク処理を行う場合、当該ベーク処理の温度は、先に形成したＥＬ層１４１ａ、及びＥＬ層１４１Ｂｍに熱的なダメージを与えない程度の温度とすることが好ましい。
　なお、樹脂１３４＿２の膜厚としては、例えば、０．５μｍ以上とすることが好ましく、１μｍ以上とすることがより好ましく、２μｍ以上とすることがさらに好ましい。
［ステップＢ９］
　ステップＢ９では、図１４Ｃに示した樹脂１３４＿２に対して、露光工程、及び現像工程が行われる。
　上述したとおり、樹脂１３４＿２はポジ型のフォトレジストとしている。当該露光工程において、樹脂１３４＿２に対する露光範囲としては、例えば、導電体１２１ａ、及び導電体１２１ｂに重畳する樹脂１３４＿２の領域を含まない範囲とする。換言すると、樹脂１３４＿２に対する露光範囲としては、例えば、導電体１２１ｃに重畳する樹脂１３４＿２の領域を含む範囲とする。これにより、その後の現像工程によって、樹脂１３４＿２の導電体１２１ｃに重畳する領域において、ＥＬ層１４１Ｂｍに達する開口部を形成することができる（図１４Ｄ参照）。なお、本実施の形態では、ステップＢ９で形成された当該開口部を第５開口部と呼称する。また、露光工程、及び現像工程を適切にすることによって、図１４Ｄに示すとおり、導電体１２１ｃに重畳する領域に樹脂１３４＿２ａが形成され、樹脂１３４＿２ａの開口部の側面を逆テーパにすることができる。
　また、現像工程後に、樹脂１３４＿２ａを硬化させるために、図１４Ｄに示す積層体に対してベーク処理を行ってもよい。なお、当該ベーク処理の温度は、先に形成したＥＬ層１４１ａ、及びＥＬ層１４１Ｂｍに熱的なダメージを与えない程度の温度とすることが好ましい。
［ステップＢ１０］
　ステップＢ１０では、図１４Ｄに示した積層体に対して、第５開口部の底面に位置するＥＬ層１４１Ｂｍの除去工程ＪＫＹ２が行われる（図１４Ｅ参照）。また、この工程によって、樹脂１３４＿１ａがマスクとなって、導電体１２１ｂに重畳するＥＬ層１４１Ｂｍが選択的に残ることとなる。これにより、導電体１２１ｂ、絶縁体１１２、及び樹脂１３４＿２ａに重畳する領域において、ＥＬ層１４１ｂが形成される。
　ＥＬ層１４１Ｂｍを除去する方法としては、例えば、除去工程ＪＫＹ１に適用できる方法とすることができる。また、例えば、除去工程ＪＫＹ２は、除去工程ＪＫＹ１と同一の方法としてもよい。
［ステップＢ１１］
　ステップＢ１１では、図１４Ｅに示した積層体の上部、つまり、絶縁体１１２上、導電体１２１ｃ上、及び樹脂１３４＿２ａ上にＥＬ層１４１Ｃが成膜される（図１５Ａ参照）。なお、このとき、ＥＬ層１４１ａの上部の樹脂１３４＿２ａが接していない領域に、ＥＬ層１４１Ｃが成膜される場合がある。また、同様に、ＥＬ層１４１ｂの上部の樹脂１３４＿２ａが接していない領域に、ＥＬ層１４１Ｃが成膜される場合がある。
［ステップＢ１２］
　ステップＢ１２では、図１５Ａに示した積層体において、樹脂１３４＿２ａが除去される（図１５Ｂ参照）。また、この工程によって、樹脂１３４＿２ａ、及び樹脂１３４＿２ａの上部に成膜されているＥＬ層１４１Ｃが除去されて、第５開口部の底面に成膜されているＥＬ層１４１Ｃが選択的に残ることとなる。これにより、絶縁体１１２の一部の領域、及び導電体１２１ｃに重畳する領域において、ＥＬ層１４１ｃが形成される。
　樹脂１３４＿２ａの除去方法としては、ステップＢ７に記載の樹脂１３４＿１ａの除去方法の記載を参酌する。
［ステップＢ１３］
　ステップＢ１３では、図１５Ｂに示した積層体の上部、つまり、ＥＬ層１４１ａ上、ＥＬ層１４１ｂ上、及びＥＬ層１４１ｃ上に導電体１２２が形成される（図１５Ｃ参照）。
　導電体１２２は、一例として、表示装置１００が備えている、後述する発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃの上部電極として機能する。また、発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、又は発光デバイス１５０ｃからの発光を表示装置１００の上方に射出するため、導電体１２２としては、透光性を有する導電材料を有することが好ましい。また、導電体１２２としては、例えば、上述した導電体１２２ａ乃至導電体１２２ｃに適用できる材料を用いることができる。
［ステップＢ１４］
　ステップＢ１４では、図１５Ｃに示した積層体の上部、つまり、導電体１２２上に絶縁体１１３が形成される（図１５Ｄ参照）。
　絶縁体１１３は、一例として、表示装置１００が備えている、後述する発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃを保護するパッシベーション膜（保護層と呼ぶ場合がある）として機能する。また、絶縁体１１３としては、例えば、上述した絶縁体１１３ａ乃至絶縁体１１３ｃに適用できる材料を用いることができる。
［ステップＢ１５］
　ステップＢ１５では、ステップＡ１３と同様に、図１５Ｄに示した積層体の上部に、樹脂層１６１が塗布される。また、その後に、当該積層体の樹脂層１６１上に基板１０２の貼り合わせが行われる（図１５Ｅ参照）。
　樹脂層１６１としては、例えば、ステップＡ１３で用いた樹脂層１６１に適用できる材料を用いることができる。
　また、基板１０２としては、例えば、ステップＡ１３で用いた基板１０２に適用できる基板を用いることができる。
　上述したとおり、ステップＢ１乃至ステップＢ１５の作製方法を行うことで、発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃを備える、本発明の一態様の表示装置を作製することができる。
　なお、本発明の一態様の表示装置、又は表示装置の作製方法は、上述した構成に限定されない。例えば、本発明の一態様の表示装置は、ステップＢ１乃至ステップＢ１５で作製される表示装置に、図９Ａ乃至図１２Ｂなどに示されている表示装置の構成を組み合わせた構成としてもよい。また、例えば、本発明の一態様の表示装置の作製方法は、ステップＢ１乃至ステップＢ１５の作製方法に、図９Ａ乃至図１２Ｂなどの表示装置を構成するためのステップを組み合わせた作製方法としてもよい。
　本実施の形態で説明した作製方法では、フォトリソグラフィ法を用いて、表示装置に含まれる有機ＥＬ材料をパターニングして形成することができる。そのため、当該表示装置における、画素（サブ画素）間のピッチ幅を狭くすることができる。これにより、表示装置において、定められたサイズで、画素を多く設けることができるため、表示装置の解像度を大きくすることができる。具体的には、例えば、上述した作製方法によって、好ましくは１０００ｐｐｉ以上、より好ましくは３０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは５０００ｐｐｉ以上の解像度を有する表示装置を実現することができる。また、ピッチ幅を狭くすることにより、例えば、メタルマスク等のシャドーマスクを用いた場合と比較して、高い開口率の表示装置を実現することができる。
　また、上述した作製方法によって作製された表示装置は、隣り合う発光デバイスにおいて発光層が互いに接しない構成となっているため、隣接する２つのＥＬ層１４１を介して電流が流れ、意図しない発光が生じること（クロストークともいう）を好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。また、上述した作製方法によって作製された表示装置は、ＳＢＳ構造を有するため、表示装置の動作による消費電力を低く抑えることができる。
　また、本発明の一態様の表示装置、又は表示装置の作製方法において、表示装置の表示部の画面率（アスペクト比）については、特に限定はない。例えば、表示装置としては、１：１（正方形）、４：３、１６：９、１６：１０など様々な画面比率に対応することができる。
　また、本発明の一態様の表示装置の形状は、特に限定はない。例えば、表示装置としては、矩形型、多角形（例えば、八角形など）、円型、楕円型など様々な形状に対応することができる。
　なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
　本実施の形態では、上記実施の形態で説明した表示装置に備えることができるＯＳトランジスタについて説明する。
　図１６Ａ、及び図１６Ｂは、上記の実施の形態の表示装置に備えることができるＯＳトランジスタの構成例の一例である。なお、図１６Ａは、ＯＳトランジスタのチャネル長方向における断面図であって、図１６Ｂは、ＯＳトランジスタのチャネル幅方向における断面図である。
　ＯＳトランジスタであるトランジスタ５００は、一例として、絶縁体５１２上に設けられている。絶縁体５１２は、酸素、水素に対してバリア性のある物質を用いることが好ましい。
　また、絶縁体５１２としては、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いればよい。
　また、絶縁体５１２としては、絶縁体５１２よりも下方に設けられている回路素子、配線などによって生じる段差を平坦化する平坦化膜としての機能を有してもよい。例えば、絶縁体５１２の上面は、平坦性を高めるために化学機械研磨（ＣＭＰ）法等を用いた平坦化処理により平坦化されていてもよい。
　また、図１６Ａ、及び図１６Ｂに示すように、絶縁体５１２上には、絶縁体５１４、及び絶縁体５１６が形成されている。
　絶縁体５１４には、基板１０１、又は絶縁体５１２よりも下方の回路素子等が設けられる領域などから、トランジスタ５００が設けられている領域に、水素、不純物が拡散しないようなバリア性を有する膜を用いることが好ましい。したがって、絶縁体５１４には、例えば、ＣＶＤ法で形成した窒化シリコンを用いることができる。
　水素に対するバリア性を有する膜の一例として、ＣＶＤ法で形成した窒化シリコンを用いることができる。ここで、絶縁体５１４より上方に設けられている回路素子、すなわちＯＳトランジスタであるトランジスタ５００に、水素が拡散することで、当該ＯＳトランジスタの特性が低下する場合がある。このため、当該ＯＳトランジスタと、基板１０１、又は基板１０１の上方に形成される回路素子との間に、水素の拡散を抑制する膜を用いることが好ましい。水素の拡散を抑制する膜とは、具体的には、水素の脱離量が少ない膜とする。
　水素の脱離量は、例えば、昇温脱離ガス分析法（ＴＤＳ）などを用いて分析することができる。例えば、絶縁体５１４の水素の脱離量は、ＴＤＳ分析において、膜の表面温度が５０℃から５００℃の範囲において、水素原子に換算した脱離量が、絶縁体５１４の面積当たりに換算して、１０×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下、好ましくは５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下であればよい。
　また、絶縁体５１６としては、例えば、絶縁体５１２と同様の材料を用いることができる。
　図１６Ａ、及び図１６Ｂに示すように、トランジスタ５００は、絶縁体５１４上の絶縁体５１６と、絶縁体５１４または絶縁体５１６に埋め込まれるように配置された導電体５０３（導電体５０３ａ、および導電体５０３ｂ）と、絶縁体５１６上、および導電体５０３上の絶縁体５２２と、絶縁体５２２上の絶縁体５２４と、絶縁体５２４上の酸化物５３０ａと、酸化物５３０ａ上の酸化物５３０ｂと、酸化物５３０ｂ上の導電体５４２ａと、導電体５４２ａ上の絶縁体５７１ａと、酸化物５３０ｂ上の導電体５４２ｂと、導電体５４２ｂ上の絶縁体５７１ｂと、酸化物５３０ｂ上の絶縁体５５２と、絶縁体５５２上の絶縁体５５０と、絶縁体５５０上の絶縁体５５４と、絶縁体５５４上に位置し、酸化物５３０ｂの一部と重なる導電体５６０（導電体５６０ａ、および導電体５６０ｂ）と、絶縁体５２２、絶縁体５２４、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、導電体５４２ａ、導電体５４２ｂ、絶縁体５７１ａ、および絶縁体５７１ｂ上に配置される絶縁体５４４と、を有する。ここで、図１６Ａ、及び図１６Ｂに示すように、絶縁体５５２は、絶縁体５２２の上面、絶縁体５２４の側面、酸化物５３０ａの側面、酸化物５３０ｂの側面および上面、導電体５４２（導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂ）の側面、絶縁体５７１（絶縁体５７１ａ、及び絶縁体５７１ｂ）の側面、絶縁体５４４の側面、絶縁体５８０の側面、および絶縁体５５０の下面と接する。また、導電体５６０の上面は、絶縁体５５４の上部、絶縁体５５０の上部、絶縁体５５２の上部、および絶縁体５８０の上面と高さが概略一致するように配置される。また、絶縁体５７４は、導電体５６０の上面、絶縁体５５２の上部、絶縁体５５０の上部、絶縁体５５４の上部、および絶縁体５８０の上面の少なくともいずれかの一部と接する。
　絶縁体５８０、および絶縁体５４４には、酸化物５３０ｂに達する開口が設けられる。当該開口内に、絶縁体５５２、絶縁体５５０、絶縁体５５４、および導電体５６０が配置されている。また、トランジスタ５００のチャネル長方向において、絶縁体５７１ａ、および導電体５４２ａと、絶縁体５７１ｂ、および導電体５４２ｂと、の間に導電体５６０、絶縁体５５２、絶縁体５５０、および絶縁体５５４が設けられている。絶縁体５５４は、導電体５６０の側面と接する領域と、導電体５６０の底面と接する領域と、を有する。
　酸化物５３０は、絶縁体５２４の上に配置された酸化物５３０ａと、酸化物５３０ａの上に配置された酸化物５３０ｂと、を有することが好ましい。酸化物５３０ｂ下に酸化物５３０ａを有することで、酸化物５３０ａよりも下方に形成された構造物から、酸化物５３０ｂへの不純物の拡散を抑制することができる。
　なお、トランジスタ５００では、酸化物５３０が、酸化物５３０ａ、および酸化物５３０ｂの２層を積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、トランジスタ５００は、酸化物５３０ｂの単層、または３層以上の積層構造を有する構成とすることができる。又は、酸化物５３０ａ、および酸化物５３０ｂのそれぞれが積層構造を有する構成とすることができる。
　導電体５６０は、第１のゲート（トップゲートともいう。）電極として機能し、導電体５０３は、第２のゲート（バックゲートともいう。）電極として機能する。また、絶縁体５５２、絶縁体５５０、及び絶縁体５５４は、第１のゲート絶縁体として機能し、絶縁体５２２、及び絶縁体５２４は、第２のゲート絶縁体として機能する。なお、ゲート絶縁体は、ゲート絶縁層、またはゲート絶縁膜と呼ぶ場合もある。また、導電体５４２ａは、ソースまたはドレインの一方として機能し、導電体５４２ｂは、ソースまたはドレインの他方として機能する。また、酸化物５３０の導電体５６０と重畳する領域の少なくとも一部はチャネル形成領域として機能する。
　ここで、図１６Ａにおけるチャネル形成領域近傍の拡大図を図１７Ａに示す。酸化物５３０ｂに酸素が供給されることで、導電体５４２ａと導電体５４２ｂの間の領域にチャネル形成領域が形成される。よって、図１７Ａに示すように、酸化物５３０ｂは、トランジスタ５００のチャネル形成領域として機能する領域５３０ｂｃと、領域５３０ｂｃを挟むように設けられ、ソース領域またはドレイン領域として機能する領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂと、を有する。領域５３０ｂｃは、少なくとも一部が導電体５６０と重畳している。言い換えると、領域５３０ｂｃは、導電体５４２ａと導電体５４２ｂの間の領域に設けられている。領域５３０ｂａは、導電体５４２ａに重畳して設けられており、領域５３０ｂｂは、導電体５４２ｂに重畳して設けられている。
　チャネル形成領域として機能する領域５３０ｂｃは、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂよりも、酸素欠損（本明細書等では、金属酸化物中の酸素欠損をＶＯ（ｏｘｙｇｅｎ　ｖａｃａｎｃｙ）と呼称する場合がある。）が少なく、または不純物濃度が低いため、キャリア濃度が低い高抵抗領域である。よって領域５３０ｂｃは、ｉ型（真性）または実質的にｉ型であるということができる。
　金属酸化物を用いたトランジスタは、金属酸化物中のチャネルが形成される領域に不純物または酸素欠損（ＶＯ）が存在すると、電気特性が変動しやすく、信頼性が悪くなる場合がある。また、酸素欠損（ＶＯ）近傍の水素が、酸素欠損（ＶＯ）に水素が入った欠陥（以下、ＶＯＨと呼称する場合がある。）を形成し、キャリアとなる電子を生成する場合がある。このため、酸化物半導体中のチャネルが形成される領域に酸素欠損が含まれていると、トランジスタはノーマリーオン特性（ゲート電極に電圧を印加しなくてもチャネルが存在し、トランジスタに電流が流れる特性）となりやすい。したがって、酸化物半導体中のチャネルが形成される領域では、不純物、酸素欠損、およびＶＯＨはできる限り低減されていることが好ましい。
　また、ソース領域またはドレイン領域として機能する領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂは、酸素欠損（ＶＯ）が多く、または水素、窒素、金属元素などの不純物濃度が高い、ことでキャリア濃度が増加し、低抵抗化した領域である。すなわち、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂは、領域５３０ｂｃと比較して、キャリア濃度が高く、低抵抗なｎ型の領域である。
　ここで、チャネル形成領域として機能する領域５３０ｂｃのキャリア濃度は、１×１０１８ｃｍ−３以下であることが好ましく、１×１０１７ｃｍ−３未満であることがより好ましく、１×１０１６ｃｍ−３未満であることがさらに好ましく、１×１０１３ｃｍ−３未満であることがさらに好ましく、１×１０１２ｃｍ−３未満であることがさらに好ましい。なお、チャネル形成領域として機能する領域５３０ｂｃのキャリア濃度の下限値については、特に限定は無いが、例えば、１×１０−９ｃｍ−３とすることができる。
　また、領域５３０ｂｃと領域５３０ｂａまたは領域５３０ｂｂとの間に、キャリア濃度が、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂのキャリア濃度と同等、またはそれよりも低く、領域５３０ｂｃのキャリア濃度と同等、またはそれよりも高い、領域が形成されていてもよい。つまり、当該領域は、領域５３０ｂｃと領域５３０ｂａまたは領域５３０ｂｂとの接合領域として機能する。当該接合領域は、水素濃度が、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂの水素濃度と同等、またはそれよりも低く、領域５３０ｂｃの水素濃度と同等、またはそれよりも高くなる場合がある。また、当該接合領域は、酸素欠損が、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂの酸素欠損と同等、またはそれよりも少なく、領域５３０ｂｃの酸素欠損と同等、またはそれよりも多くなる場合がある。
　なお、図１７Ａでは、領域５３０ｂａ、領域５３０ｂｂ、および領域５３０ｂｃが酸化物５３０ｂに形成される例について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、上記の各領域が酸化物５３０ｂだけでなく、酸化物５３０ａまで形成されてもよい。
　また、酸化物５３０において、各領域の境界を明確に検出することが困難な場合がある。各領域内で検出される金属元素、ならびに水素、および窒素などの不純物元素の濃度は、領域ごとの段階的な変化に限らず、各領域内でも連続的に変化していてもよい。つまり、チャネル形成領域に近い領域であるほど、金属元素、ならびに水素、および窒素などの不純物元素の濃度が減少していればよい。
　トランジスタ５００は、チャネル形成領域を含む酸化物５３０（酸化物５３０ａ、および酸化物５３０ｂ）に、半導体として機能する金属酸化物（以下、酸化物半導体ともいう。）を用いることが好ましい。
　また、半導体として機能する金属酸化物は、バンドギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上のものを用いることが好ましい。このように、バンドギャップの大きい金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
　酸化物５３０として、例えば、インジウム、元素Ｍおよび亜鉛を有するＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、錫、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種）等の金属酸化物を用いるとよい。また、酸化物５３０として、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、インジウム酸化物を用いてもよい。
　ここで、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物における、元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物における、元素Ｍに対するＩｎの原子数比より大きいことが好ましい。
　このように、酸化物５３０ｂの下に酸化物５３０ａを配置することで、酸化物５３０ａよりも下方に形成された構造物からの、酸化物５３０ｂに対する、不純物および酸素の拡散を抑制することができる。
　また、酸化物５３０ａおよび酸化物５３０ｂが、酸素以外に共通の元素を有する（主成分とする）ことで、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂの界面における欠陥準位密度を低くすることができる。酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂとの界面における欠陥準位密度を低くすることができるため、界面散乱によるキャリア伝導への影響が小さく、高いオン電流が得られる。
　酸化物５３０ｂは、結晶性を有することが好ましい。特に、酸化物５３０ｂとして、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ　ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いることが好ましい。
　ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性の高い、緻密な構造を有しており、不純物、及び欠陥（例えば、酸素欠損（ＶＯ）が少ない金属酸化物である。特に、金属酸化物の形成後に、金属酸化物が多結晶化しない程度の温度（例えば、４００℃以上６００℃以下）で加熱処理することで、ＣＡＡＣ−ＯＳをより結晶性の高い、緻密な構造にすることができる。このようにして、ＣＡＡＣ−ＯＳの密度をより高めることで、当該ＣＡＡＣ−ＯＳ中の不純物または酸素の拡散をより低減することができる。
　一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。
　酸化物半導体を用いたトランジスタは、酸化物半導体中のチャネルが形成される領域に不純物および酸素欠損が存在すると、電気特性が変動しやすく、信頼性が悪くなる場合がある。また、酸素欠損近傍の水素が、酸素欠損に水素が入った欠陥（以下、ＶＯＨと呼ぶ場合がある。）を形成し、キャリアとなる電子を生成する場合がある。このため、酸化物半導体中のチャネルが形成される領域に酸素欠損が含まれていると、トランジスタはノーマリーオン特性（ゲート電極に電圧を印加しなくてもチャネルが存在し、トランジスタに電流が流れる特性）となりやすい。したがって、酸化物半導体中のチャネルが形成される領域では、不純物、酸素欠損、およびＶＯＨはできる限り低減されていることが好ましい。言い換えると、酸化物半導体中のチャネルが形成される領域は、キャリア濃度が低減され、ｉ型（真性化）または実質的にｉ型であることが好ましい。
　これに対して、酸化物半導体の近傍に、加熱により脱離する酸素（以下、過剰酸素と呼ぶ場合がある。）を含む絶縁体を設け、熱処理を行うことで、当該絶縁体から酸化物半導体に酸素を供給し、酸素欠損、およびＶＯＨを低減することができる。ただし、ソース領域またはドレイン領域に過剰な量の酸素が供給されると、トランジスタ５００のオン電流の低下、または電界効果移動度の低下を引き起こすおそれがある。さらに、ソース領域またはドレイン領域に供給される酸素の量が基板面内でばらつくことで、トランジスタを有する半導体装置の特性にばらつきが出ることになる。
　よって、酸化物半導体中において、チャネル形成領域として機能する領域５３０ｂｃは、キャリア濃度が低減され、ｉ型または実質的にｉ型であることが好ましいが、ソース領域またはドレイン領域として機能する領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂは、キャリア濃度が高く、ｎ型であることが好ましい。つまり、酸化物半導体の領域５３０ｂｃの酸素欠損、およびＶＯＨを低減し、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂには過剰な量の酸素が供給されないようにすることが好ましい。
　そこで、本実施の形態では、酸化物５３０ｂ上に導電体５４２ａおよび導電体５４２ｂを設けた状態で、酸素を含む雰囲気でマイクロ波処理を行い、領域５３０ｂｃの酸素欠損、およびＶＯＨの低減を図る。ここで、マイクロ波処理とは、例えばマイクロ波を用いて高密度プラズマを発生させる電源を有する装置を用いた処理のことを指す。
　酸素を含む雰囲気でマイクロ波処理を行うことで、マイクロ波、またはＲＦ等の高周波を用いて酸素ガスをプラズマ化し、当該酸素プラズマを作用させることができる。このとき、マイクロ波、またはＲＦ等の高周波を領域５３０ｂｃに照射することもできる。プラズマ、マイクロ波などの作用により、領域５３０ｂｃのＶＯＨを分断し、水素Ｈを領域５３０ｂｃから除去し、酸素欠損ＶＯを酸素で補償することができる。つまり、領域５３０ｂｃにおいて、「ＶＯＨ→Ｈ＋ＶＯ」という反応が起きて、領域５３０ｂｃの水素濃度を低減することができる。よって、領域５３０ｂｃ中の酸素欠損、およびＶＯＨを低減し、キャリア濃度を低下させることができる。
　また、酸素を含む雰囲気でマイクロ波処理を行う際、マイクロ波、またはＲＦ等の高周波、酸素プラズマなどの作用は、導電体５４２ａおよび導電体５４２ｂに遮蔽され、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂには及ばない。さらに、酸素プラズマの作用は、酸化物５３０ｂ、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂを覆って設けられている、絶縁体５７１、および絶縁体５８０によって、低減することができる。これにより、マイクロ波処理の際に、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂで、ＶＯＨの低減、および過剰な量の酸素供給が発生しないので、キャリア濃度の低下を防ぐことができる。
　また、絶縁体５５２となる絶縁膜の成膜後、または絶縁体５５０となる絶縁膜の成膜後に、酸素を含む雰囲気でマイクロ波処理を行うとことが好ましい。このように絶縁体５５２、または絶縁体５５０を介して、酸素を含む雰囲気でマイクロ波処理を行うことで、効率良く領域５３０ｂｃ中へ酸素を注入することができる。また、絶縁体５５２を導電体５４２ａと導電体５４２ｂのそれぞれの側面、および領域５３０ｂｃの表面と接するように配置することで、領域５３０ｂｃへ必要量以上の酸素の注入を抑制し、導電体５４２ａと導電体５４２ｂのそれぞれの側面の酸化を抑制することができる。また、絶縁体５５０となる絶縁膜の成膜時に導電体５４２ａと導電体５４２ｂのそれぞれの側面の酸化を抑制することができる。
　また、領域５３０ｂｃ中に注入される酸素は、酸素原子、酸素分子、酸素ラジカル（Ｏラジカルともいう、不対電子をもつ原子または分子、あるいはイオン）など様々な形態がある。なお、領域５３０ｂｃ中に注入される酸素は、上述の形態のいずれか一または複数であれば好ましく、特に酸素ラジカルであると好適である。また、絶縁体５５２、および絶縁体５５０の膜質を向上させることができるので、トランジスタ５００の信頼性が向上する。
　このようにして、酸化物半導体の領域５３０ｂｃで選択的に酸素欠損、およびＶＯＨを除去して、領域５３０ｂｃをｉ型または実質的にｉ型とすることができる。さらに、ソース領域またはドレイン領域として機能する領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂに過剰な酸素が供給されるのを抑制し、マイクロ波処理を行う前のｎ型の領域の状態を維持することができる。これにより、トランジスタ５００の電気特性の変動を抑制し、基板面内でトランジスタ５００の電気特性のばらつきを少なくすることができる。
　以上のような構成にすることで、トランジスタ特性のばらつきが少ない半導体装置を提供することができる。また、信頼性が良好な半導体装置を提供することができる。また、良好な電気特性を有する半導体装置を提供することができる。
　また、図１６Ｂに示すように、トランジスタ５００のチャネル幅方向の断面視において、酸化物５３０ｂの側面と酸化物５３０ｂの上面との間に、湾曲面を有してもよい。つまり、当該側面の端部と当該上面の端部は、湾曲してもよい（以下、ラウンド状ともいう。）。
　上記湾曲面での曲率半径は、０ｎｍより大きく、導電体５４２ａ、又は導電体５４２ｂと重なる領域の酸化物５３０ｂの膜厚より小さい、または、上記湾曲面を有さない領域の長さの半分より小さいことが好ましい。上記湾曲面での曲率半径は、具体的には、０ｎｍより大きく２０ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１５ｎｍ以下、さらに好ましくは２ｎｍ以上１０ｎｍ以下とする。このような形状にすることで、絶縁体５５２、絶縁体５５０、絶縁体５５４、および導電体５６０の、酸化物５３０ｂへの被覆性を高めることができる。
　酸化物５３０は、化学組成が異なる複数の酸化物層の積層構造を有することが好ましい。具体的には、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物において、主成分である金属元素に対する元素Ｍの原子数比が、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物における、主成分である金属元素に対する元素Ｍの原子数比より、大きいことが好ましい。また、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物において、Ｉｎに対する元素Ｍの原子数比が、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物における、Ｉｎに対する元素Ｍの原子数比より大きいことが好ましい。また、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物において、元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物における、元素Ｍに対するＩｎの原子数比より大きいことが好ましい。
　また、酸化物５３０ｂは、ＣＡＡＣ−ＯＳなどの結晶性を有する酸化物であることが好ましい。ＣＡＡＣ−ＯＳなどの結晶性を有する酸化物は、不純物、及び欠陥（酸素欠損など）が少なく、結晶性の高い、緻密な構造を有している。よって、ソース電極またはドレイン電極による、酸化物５３０ｂからの酸素の引き抜きを抑制することができる。これにより、熱処理を行っても、酸化物５３０ｂから酸素が引き抜かれることを低減できるので、トランジスタ５００は、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対して安定である。
　ここで、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂの接合部において、伝導帯下端はなだらかに変化する。換言すると、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂの接合部における伝導帯下端は、連続的に変化または連続接合するともいうことができる。このようにするためには、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂとの界面に形成される混合層の欠陥準位密度を低くするとよい。
　具体的には、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂが、酸素以外に共通の元素を主成分として有することで、欠陥準位密度が低い混合層を形成することができる。例えば、酸化物５３０ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、酸化物５３０ａとして、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物、Ｍ−Ｚｎ酸化物、元素Ｍの酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、インジウム酸化物などを用いてもよい。
　具体的には、酸化物５３０ａとして、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４［原子数比］もしくはその近傍の組成、またはＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：０．５［原子数比］もしくはその近傍の組成の金属酸化物を用いればよい。また、酸化物５３０ｂとして、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］もしくはその近傍の組成、またはＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］もしくはその近傍の組成の金属酸化物を用いればよい。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。また、元素Ｍとして、ガリウムを用いることが好ましい。
　なお、金属酸化物をスパッタリング法により成膜する場合、上記の原子数比は、成膜された金属酸化物の原子数比に限られず、金属酸化物の成膜に用いるスパッタリングターゲットの原子数比であってもよい。
　また、図１６Ａなどに示すように、酸化物５３０の上面および側面に接して、酸化アルミニウムなどにより形成される絶縁体５５２を設けることにより、酸化物５３０と絶縁体５５２の界面およびその近傍に、酸化物５３０に含まれるインジウムが偏在する場合がある。これにより、酸化物５３０の表面近傍が、インジウム酸化物に近い原子数比、またはＩｎ−Ｚｎ酸化物に近い原子数比になる。このように酸化物５３０、特に酸化物５３０ｂの表面近傍のインジウムの原子数比が大きくなることで、トランジスタ５００の電界効果移動度を向上させることができる。
　酸化物５３０ａおよび酸化物５３０ｂを上述の構成とすることで、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂとの界面における欠陥準位密度を低くすることができる。そのため、界面散乱によるキャリア伝導への影響が小さくなり、トランジスタ５００は大きいオン電流、および高い周波数特性を得ることができる。
　絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５４４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、絶縁体５７６、及び絶縁体５８１の少なくとも一は、水、水素などの不純物が、基板側から、または、トランジスタ５００の上方からトランジスタ５００に拡散するのを抑制するバリア絶縁膜として機能することが好ましい。したがって、絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５４４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５８１の少なくとも一は、水素原子、水素分子、水分子、窒素原子、窒素分子、酸化窒素分子（Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２など）、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する（上記不純物が透過しにくい）絶縁性材料を用いることが好ましい。または、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい）絶縁性材料を用いることが好ましい。
　絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５４４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５８１としては、水、水素などの不純物、および酸素の拡散を抑制する機能を有する絶縁体を用いることが好ましく、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物、窒化シリコン、または窒化酸化シリコンなどを用いることができる。例えば、絶縁体５１２、絶縁体５４４、および絶縁体５７６として、より水素バリア性が高い、窒化シリコンなどを用いることが好ましい。また、例えば、絶縁体５１４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、および絶縁体５８１として、水素を捕獲および水素を固着する機能が高い、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムなどを用いることが好ましい。これにより、水、水素などの不純物が絶縁体５１２、および絶縁体５１４を介して、基板側からトランジスタ５００側に拡散することを抑制できる。または、水、水素などの不純物が絶縁体５８１よりも外側に配置されている層間絶縁膜などから、トランジスタ５００側に拡散するのを抑制することができる。または、絶縁体５２４などに含まれる酸素が、絶縁体５１２、および絶縁体５１４を介して基板側に、拡散するのを抑制することができる。または、絶縁体５８０などに含まれる酸素が、絶縁体５７４などを介してトランジスタ５００より上方に、拡散するのを抑制することができる。この様に、トランジスタ５００を、水、水素などの不純物、および酸素の拡散を抑制する機能を有する絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５７１、絶縁体５４４、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５８１で取り囲む構造とすることが好ましい。
　ここで、絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５４４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５８１として、アモルファス構造を有する酸化物を用いることが好ましい。例えば、ＡｌＯｘ（ｘは０より大きい任意数）、またはＭｇＯｙ（ｙは０より大きい任意数）などの金属酸化物を用いることが好ましい。このようなアモルファス構造を有する金属酸化物では、酸素原子がダングリングボンドを有しており、当該ダングリングボンドで水素を捕獲または固着する性質を有する場合がある。このようなアモルファス構造を有する金属酸化物をトランジスタ５００の構成要素として用いる、またはトランジスタ５００の周囲に設けることで、トランジスタ５００に含まれる水素、またはトランジスタ５００の周囲に存在する水素を捕獲または固着することができる。特にトランジスタ５００のチャネル形成領域に含まれる水素を捕獲または固着することが好ましい。アモルファス構造を有する金属酸化物をトランジスタ５００の構成要素として用いる、またはトランジスタ５００の周囲に設けることで、良好な特性を有し、信頼性の高いトランジスタ５００、および半導体装置を作製することができる。
　また、絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５４４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５８１は、アモルファス構造であることが好ましいが、一部に多結晶構造の領域が形成されていてもよい。また、絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５４４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５８１は、アモルファス構造の層と、多結晶構造の層と、が積層された多層構造であってもよい。例えば、アモルファス構造の層の上に多結晶構造の層が形成された積層構造でもよい。
　絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５４４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５８１の成膜は、例えば、スパッタリング法を用いて行えばよい。スパッタリング法は、成膜ガスに水素を含む分子を用いなくてよいので、絶縁体５１２、絶縁体５１４、絶縁体５４４、絶縁体５７１、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５８１の水素濃度を低減することができる。なお、成膜方法は、スパッタリング法に限られるものではなく、化学気相成長（ＣＶＤ）法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ）法、原子層堆積（ＡＬＤ）法などを適宜用いてもよい。
　また、絶縁体５１２、絶縁体５４４、および絶縁体５７６の抵抗率を低くすることが好ましい場合がある。例えば、絶縁体５１２、絶縁体５４４、および絶縁体５７６の抵抗率を概略１×１０１３Ωｃｍとすることで、半導体装置作製工程のプラズマ等を用いる処理において、絶縁体５１２、絶縁体５４４、および絶縁体５７６が、導電体５０３、導電体５４２ａ、導電体５４２ｂ、導電体５６０などのチャージアップを緩和することができる場合がある。絶縁体５１２、絶縁体５４４、および絶縁体５７６の抵抗率は、好ましくは、１×１０１０Ωｃｍ以上１×１０１５Ωｃｍ以下とする。
　また、絶縁体５１６、絶縁体５７４、絶縁体５８０、および絶縁体５８１は、絶縁体５１４よりも誘電率が低いことが好ましい。誘電率が低い材料を層間膜とすることで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。例えば、絶縁体５１６、絶縁体５８０、および絶縁体５８１として、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、フッ素を添加した酸化シリコン、炭素を添加した酸化シリコン、炭素および窒素を添加した酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコンなどを適宜用いればよい。
　また、絶縁体５８１は、一例として、層間膜、平坦化膜などとして機能する絶縁体とすることが好ましい。
　導電体５０３は、酸化物５３０、および導電体５６０と、重なるように配置する。ここで、導電体５０３は、絶縁体５１６に形成された開口に埋め込まれて設けることが好ましい。また、導電体５０３の一部が絶縁体５１４に埋め込まれる場合がある。
　導電体５０３は、導電体５０３ａ、および導電体５０３ｂを有する。導電体５０３ａは、当該開口の底面および側壁に接して設けられる。導電体５０３ｂは、導電体５０３ａに形成された凹部に埋め込まれるように設けられる。ここで、導電体５０３ｂの上部の高さは、導電体５０３ａの上部の高さおよび絶縁体５１６の上部の高さと概略一致する。
　ここで、導電体５０３ａは、水素原子、水素分子、水分子、窒素原子、窒素分子、酸化窒素分子（Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２など）、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。または、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。
　導電体５０３ａに、水素の拡散を低減する機能を有する導電性材料を用いることにより、導電体５０３ｂに含まれる水素などの不純物が、絶縁体５２４等を介して、酸化物５３０に拡散するのを防ぐことができる。また、導電体５０３ａに、酸素の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることにより、導電体５０３ｂが酸化して導電率が低下することを抑制することができる。酸素の拡散を抑制する機能を有する導電性材料としては、例えば、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、ルテニウム、酸化ルテニウムなどを用いることが好ましい。したがって、導電体５０３ａとしては、上記導電性材料を単層または積層とすればよい。例えば、導電体５０３ａは、窒化チタンを用いればよい。
　また、導電体５０３ｂは、タングステン、銅、またはアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることが好ましい。例えば、導電体５０３ｂは、タングステンを用いればよい。
　導電体５０３は、第２のゲート電極として機能する場合がある。その場合、導電体５０３に印加する電位を、導電体５６０に印加する電位と、連動させず、独立して変化させることで、トランジスタ５００のしきい値電圧（Ｖｔｈ）を制御することができる。特に、導電体５０３に負の電位を印加することにより、トランジスタ５００のＶｔｈをより大きくし、オフ電流を低減することが可能となる。したがって、導電体５０３に負の電位を印加したほうが、印加しない場合よりも、導電体５６０に印加する電位が０Ｖのときのドレイン電流を小さくすることができる。
　なお、酸化物５３０を高純度真性とし、酸化物５３０から不純物が極力排除された状態であるとする場合、導電体５０３、及び／または導電体５６０に電位を与えずに、トランジスタ５００をノーマリーオフとする（トランジスタ５００のしきい値電圧を０Ｖより大きくする）ことが期待できる場合がある。この場合においては、導電体５６０と、導電体５０３とを接続し、同一電位が与えられるようにすると好適である。
　また、導電体５０３の電気抵抗率は、上記の導電体５０３に印加する電位を考慮して設計され、導電体５０３の膜厚は当該電気抵抗率に合わせて設定される。また、絶縁体５１６の膜厚は、導電体５０３とほぼ同じになる。ここで、導電体５０３の設計が許す範囲で導電体５０３および絶縁体５１６の膜厚を薄くすることが好ましい。絶縁体５１６の膜厚を薄くすることで、絶縁体５１６中に含まれる水素などの不純物の絶対量を低減することができるので、当該不純物が酸化物５３０に拡散するのを低減することができる。
　なお、導電体５０３は、上面から見て、酸化物５３０の導電体５４２ａおよび導電体５４２ｂと重ならない領域の大きさよりも、大きく設けるとよい。特に、図１６Ｂに示すように、導電体５０３は、酸化物５３０ａおよび酸化物５３０ｂのチャネル幅方向の端部よりも外側の領域においても、延伸していることが好ましい。つまり、酸化物５３０のチャネル幅方向における側面の外側において、導電体５０３と、導電体５６０とは、絶縁体を介して重畳していることが好ましい。当該構成を有することで、第１のゲート電極として機能する導電体５６０の電界と、第２のゲート電極として機能する導電体５０３の電界によって、酸化物５３０のチャネル形成領域を電気的に取り囲むことができる。本明細書において、第１のゲート、および第２のゲートの電界によって、チャネル形成領域を電気的に取り囲むトランジスタの構造を、ｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄ　ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）構造とよぶ。
　なお、本明細書等において、Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ構造のトランジスタとは、一対のゲート電極の一方および他方の電界によって、チャネル形成領域を電気的に取り囲むトランジスタの構造を表す。また、本明細書等で開示するＳ−ｃｈａｎｎｅｌ構造は、Ｆｉｎ型構造およびプレーナ型構造とは異なる。Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ構造を採用することで、短チャネル効果に対する耐性を高める、別言すると短チャネル効果が発生し難いトランジスタとすることができる。
　トランジスタ５００を、ノーマリーオフとして、且つ上記のＳ−Ｃｈａｎｎｅｌ構造とすることで、チャネル形成領域を電気的に取り囲むことができる。そのため、トランジスタ５００をＧＡＡ（Ｇａｔｅ　Ａｌｌ　Ａｒｏｕｎｄ）構造、またはＬＧＡＡ（Ｌａｔｅｒａｌ　Ｇａｔｅ　Ａｌｌ　Ａｒｏｕｎｄ）構造と捉えることもできる。トランジスタ５００をＳ−Ｃｈａｎｎｅｌ構造、ＧＡＡ構造、またはＬＧＡＡ構造とすることで、酸化物５３０と、ゲート絶縁膜との界面または界面近傍に形成されるチャネル形成領域を、酸化物５３０のバルク全体とすることができる。別言すると、トランジスタ５００をＳ−Ｃｈａｎｎｅｌ構造、ＧＡＡ構造、またはＬＧＡＡ構造とすることで、キャリアパスをバルク全体として用いる、いわゆるＢｕｌｋ−Ｆｌｏｗタイプとすることができる。Ｂｕｌｋ−Ｆｌｏｗタイプのトランジスタ構造とすることで、トランジスタに流れる電流密度を向上させることが可能となるため、トランジスタのオン電流の向上、またはトランジスタの電界効果移動度を高めることが期待できる。
　また、図１６Ｂに示すように、導電体５０３は延伸させて、配線としても機能させている。ただし、これに限られることなく、導電体５０３の下に、配線として機能する導電体を設ける構成にしてもよい。また、導電体５０３は、必ずしも各トランジスタに一個ずつ設ける必要はない。例えば、導電体５０３を複数のトランジスタで共有する構成にしてもよい。
　なお、トランジスタ５００では、導電体５０３は、導電体５０３ａ、および導電体５０３ｂを積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、導電体５０３は、単層、または３層以上の積層構造として設ける構成にしてもよい。
　絶縁体５２２、および絶縁体５２４は、ゲート絶縁体として機能する。
　絶縁体５２２は、水素（例えば、水素原子、水素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。また、絶縁体５２２は、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。例えば、絶縁体５２２は、絶縁体５２４よりも水素および酸素の一方または双方の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。
　絶縁体５２２は、絶縁性材料であるアルミニウムおよびハフニウムの一方または双方の酸化物を含む絶縁体を用いるとよい。当該絶縁体として、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウムおよびハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）などを用いることが好ましい。このような材料を用いて絶縁体５２２を形成した場合、絶縁体５２２は、酸化物５３０から基板側への酸素の放出と、トランジスタ５００の周辺部から酸化物５３０への水素等の不純物の拡散と、を抑制する層として機能する。よって、絶縁体５２２を設けることで、水素等の不純物が、トランジスタ５００の内側へ拡散することを抑制し、酸化物５３０中の酸素欠損の生成を抑制することができる。また、導電体５０３が、絶縁体５２４、又は酸化物５３０が有する酸素と反応することを抑制することができる。
　または、上記絶縁体に、例えば、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化ゲルマニウム、酸化ニオブ、酸化シリコン、酸化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムを添加してもよい。または、これらの絶縁体を窒化処理してもよい。また、絶縁体５２２は、これらの絶縁体に酸化シリコン、酸化窒化シリコンまたは窒化シリコンを積層して用いてもよい。
　また、絶縁体５２２は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウムなどの、いわゆるｈｉｇｈ−ｋ材料を含む絶縁体を単層または積層で用いてもよい。トランジスタの微細化、および高集積化が進むと、ゲート絶縁体の薄膜化により、リーク電流などの問題が生じる場合がある。ゲート絶縁体として機能する絶縁体にｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることで、物理膜厚を保ちながら、トランジスタ動作時のゲート電位の低減が可能となる。また、絶縁体５２２として、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３（ＢＳＴ）などの誘電率が高い物質を用いることができる場合もある。
　酸化物５３０と接する絶縁体５２４は、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコンなどを適宜用いればよい。
　また、トランジスタ５００の作製工程中において、酸化物５３０の表面が露出した状態で、加熱処理を行うと好適である。当該加熱処理は、例えば、１００℃以上６００℃以下、より好ましくは３５０℃以上５５０℃以下で行えばよい。なお、加熱処理は、窒素ガスもしくは不活性ガスの雰囲気、または酸化性ガスを１０ｐｐｍ以上、１％以上、もしくは１０％以上含む雰囲気で行う。例えば、加熱処理は酸素雰囲気で行うことが好ましい。これにより、酸化物５３０に酸素を供給して、酸素欠損（ＶＯ）の低減を図ることができる。また、加熱処理は減圧状態で行ってもよい。または、加熱処理は、窒素ガスもしくは不活性ガスの雰囲気で加熱処理した後に、脱離した酸素を補うために、酸化性ガスを１０ｐｐｍ以上、１％以上、または１０％以上含む雰囲気で行ってもよい。または、酸化性ガスを１０ｐｐｍ以上、１％以上、または１０％以上含む雰囲気で加熱処理した後に、連続して窒素ガスもしくは不活性ガスの雰囲気で加熱処理を行ってもよい。
　なお、酸化物５３０に加酸素化処理を行うことで、酸化物５３０中の酸素欠損を、供給された酸素により修復させる、別言すると「ＶＯ＋Ｏ→ｎｕｌｌ」という反応を促進させることができる。さらに、酸化物５３０中に残存した水素に供給された酸素が反応することで、当該水素をＨ２Ｏとして除去する（脱水化する）ことができる。これにより、酸化物５３０中に残存していた水素が酸素欠損に再結合してＶＯＨが形成されるのを抑制することができる。
　なお、絶縁体５２２、および絶縁体５２４が、２層以上の積層構造を有していてもよい。その場合、同じ材料からなる積層構造に限定されず、異なる材料からなる積層構造でもよい。また、絶縁体５２４は、酸化物５３０ａと重畳して島状に形成してもよい。この場合、絶縁体５４４が、絶縁体５２４の側面および絶縁体５２２の上面に接する構成になる。
　導電体５４２ａ、および導電体５４２ｂは酸化物５３０ｂの上面に接して設けられる。導電体５４２ａおよび導電体５４２ｂは、それぞれトランジスタ５００のソース電極またはドレイン電極として機能する。
　導電体５４２（導電体５４２ａ、および導電体５４２ｂ）としては、例えば、タンタルを含む窒化物、チタンを含む窒化物、モリブデンを含む窒化物、タングステンを含む窒化物、タンタルおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物などを用いることが好ましい。本発明の一態様においては、タンタルを含む窒化物が特に好ましい。また、例えば、酸化ルテニウム、窒化ルテニウム、ストロンチウムとルテニウムを含む酸化物、ランタンとニッケルを含む酸化物などを用いてもよい。これらの材料は、酸化しにくい導電性材料、または、酸素を吸収しても導電性を維持する材料であるため、好ましい。
　なお、酸化物５３０ｂなどに含まれる水素が、導電体５４２ａまたは導電体５４２ｂに拡散する場合がある。特に、導電体５４２ａおよび導電体５４２ｂに、タンタルを含む窒化物を用いることで、酸化物５３０ｂなどに含まれる水素は、導電体５４２ａまたは導電体５４２ｂに拡散しやすく、拡散した水素は、導電体５４２ａまたは導電体５４２ｂが有する窒素と結合することがある。つまり、酸化物５３０ｂなどに含まれる水素は、導電体５４２ａまたは導電体５４２ｂに吸い取られる場合がある。
　また、導電体５４２の側面と導電体５４２の上面との間に、湾曲面が形成されないことが好ましい。当該湾曲面が形成されない導電体５４２とすることで、チャネル幅方向の断面における、導電体５４２の断面積を大きくすることができる。これにより、導電体５４２の導電率を大きくし、トランジスタ５００のオン電流を大きくすることができる。
　絶縁体５７１ａは、導電体５４２ａの上面に接して設けられており、絶縁体５７１ｂは、導電体５４２ｂの上面に接して設けられている。絶縁体５７１は、少なくとも酸素に対するバリア絶縁膜として機能することが好ましい。したがって、絶縁体５７１は、酸素の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。例えば、絶縁体５７１は、絶縁体５８０よりも酸素の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。絶縁体５７１としては、例えば、窒化シリコンなどのシリコンを含む窒化物を用いればよい。また、絶縁体５７１は、水素などの不純物を捕獲する機能を有することが好ましい。その場合、絶縁体５７１としては、アモルファス構造を有する金属酸化物、例えば、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムなどの絶縁体を用いればよい。特に、絶縁体５７１として、アモルファス構造を有する酸化アルミニウム、またはアモルファス構造の酸化アルミニウムを用いることで、より効果的に水素を捕獲または固着できる場合があるため好ましい。これにより、良好な特性を有し、信頼性の高いトランジスタ５００、および半導体装置を作製することができる。
　絶縁体５４４は、絶縁体５２４、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、導電体５４２、および絶縁体５７１を覆うように設けられる。絶縁体５４４として、水素を捕獲および水素を固着する機能を有することが好ましい。その場合、絶縁体５４４としては、窒化シリコンまたは、アモルファス構造を有する金属酸化物、例えば、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムなどの絶縁体を含むことが好ましい。また、例えば、絶縁体５４４として、酸化アルミニウムと、当該酸化アルミニウム上の窒化シリコンの積層膜を用いてもよい。
　上記のような絶縁体５７１および絶縁体５４４を設けることで、酸素に対するバリア性を有する絶縁体で導電体５４２を包み込むことができる。つまり、絶縁体５２４、および絶縁体５８０に含まれる酸素が、導電体５４２に拡散するのを防ぐことができる。これにより、絶縁体５２４、および絶縁体５８０に含まれる酸素によって、導電体５４２が直接酸化されて抵抗率が増大し、オン電流が低減するのを抑制することができる。
　絶縁体５５２は、ゲート絶縁体の一部として機能する。絶縁体５５２としては、酸素に対するバリア絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁体５５２としては、上述の絶縁体５７４に用いることができる絶縁体を用いればよい。絶縁体５５２として、アルミニウムおよびハフニウムの一方または双方の酸化物を含む絶縁体を用いるとよい。当該絶縁体として、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウムおよびハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）、ハフニウムおよびシリコンを含む酸化物（ハフニウムシリケート）などを用いることができる。本実施の形態では、絶縁体５５２として、酸化アルミニウムを用いる。この場合、絶縁体５５２は、少なくとも酸素と、アルミニウムと、を有する絶縁体となる。
　図１６Ｂに示すように、絶縁体５５２は、酸化物５３０ｂの上面および側面、酸化物５３０ａの側面、絶縁体５２４の側面、および絶縁体５２２の上面に接して設けられる。つまり、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、および絶縁体５２４の導電体５６０と重なる領域は、チャネル幅方向の断面において、絶縁体５５２に覆われている。これにより、熱処理などを行った際に、酸化物５３０ａおよび酸化物５３０ｂで酸素が脱離するのを、酸素に対するバリア性を有する絶縁体５５２でブロックすることができる。よって、酸化物５３０ａおよび酸化物５３０ｂに酸素欠損（Ｖｏ）が形成されるのを低減することができる。これにより、領域５３０ｂｃに形成される、酸素欠損（Ｖｏ）、およびＶＯＨを低減することができる。よって、トランジスタ５００の電気特性を良好にし、信頼性を向上させることができる。
　また、逆に、絶縁体５８０および絶縁体５５０などに過剰な量の酸素が含まれていても、当該酸素が酸化物５３０ａおよび酸化物５３０ｂに過剰に供給されるのを抑制することができる。よって、領域５３０ｂｃを介して、領域５３０ｂａおよび領域５３０ｂｂが過剰に酸化され、トランジスタ５００のオン電流の低下、または電界効果移動度の低下を起こすのを抑制することができる。
　また、図１６Ａに示すように、絶縁体５５２は、導電体５４２、絶縁体５４４、絶縁体５７１、および絶縁体５８０、それぞれの側面に接して設けられる。よって、導電体５４２の側面が酸化され、当該側面に酸化膜が形成されるのを低減することができる。これにより、トランジスタ５００のオン電流の低下、または電界効果移動度の低下を起こすのを抑制することができる。
　また、絶縁体５５２は、絶縁体５５４、絶縁体５５０、および導電体５６０と、ともに、絶縁体５８０などに形成された開口に設ける必要がある。トランジスタ５００の微細化を図るにあたって、絶縁体５５２の膜厚は薄いことが好ましい。絶縁体５５２の膜厚は、０．１ｎｍ以上、０．５ｎｍ以上、又は１．０ｎｍ以上とすることが好ましく、かつ１．０ｎｍ以下、３．０ｎｍ以下、又は５．０ｎｍ以下とすることが好ましい。なお、上述した下限値、及び上限値はそれぞれ組み合わせることができるものとする。この場合、絶縁体５５２は、少なくとも一部において、上記のような膜厚の領域を有していればよい。また、絶縁体５５２の膜厚は絶縁体５５０の膜厚より薄いことが好ましい。この場合、絶縁体５５２は、少なくとも一部において、絶縁体５５０より膜厚が薄い領域を有していればよい。
　絶縁体５５２を上記のように膜厚を薄く成膜するには、ＡＬＤ法を用いて成膜することが好ましい。ＡＬＤ法は、反応のための第１の原料ガス（前駆体、プリカーサ、または金属プリカーサとも呼ぶ）及び第２の原料ガス（反応剤、リアクタント、酸化剤、または非金属プリカーサとも呼ぶ）を交互にチャンバーに導入し、これらの原料ガスの導入を繰り返すことで成膜を行う方法である。ＡＬＤ法には、プリカーサ及びリアクタントの反応を熱エネルギーのみで行う熱ＡＬＤ法、プラズマ励起されたリアクタントを用いるＰＥＡＬＤ（Ｐｌａｓｍａ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ＡＬＤ）法などがある。ＰＥＡＬＤ法では、プラズマを利用することで、より低温での成膜が可能となり好ましい場合がある。
　ＡＬＤ法は、原子の性質である自己制御性を利用し、一層ずつ原子を堆積することができるので、極薄の成膜が可能、アスペクト比の高い構造への成膜が可能、ピンホールなどの欠陥の少ない成膜が可能、被覆性に優れた成膜が可能、低温での成膜が可能、などの効果がある。よって、絶縁体５５２を絶縁体５８０などに形成された開口の側面などに被覆性良く、上記のような薄い膜厚で成膜することができる。
　なお、ＡＬＤ法で用いるプリカーサには炭素などを含むものがある。このため、ＡＬＤ法により設けられた膜は、他の成膜法により設けられた膜と比較して、炭素などの不純物を多く含む場合がある。なお、不純物の定量は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）、またはＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ　Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて行うことができる。
　絶縁体５５０は、ゲート絶縁体の一部として機能する。絶縁体５５０は、絶縁体５５２の上面に接して配置することが好ましい。絶縁体５５０は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、フッ素を添加した酸化シリコン、炭素を添加した酸化シリコン、炭素および窒素を添加した酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコンなどを用いることができる。特に、酸化シリコン、および酸化窒化シリコンは熱に対し安定であるため好ましい。この場合、絶縁体５５０は、少なくとも酸素とシリコンと、を有する絶縁体となる。
　絶縁体５５０は、絶縁体５２４と同様に、絶縁体５５０中の水、水素などの不純物濃度が低減されていることが好ましい。絶縁体５５０の膜厚は、下限値が１ｎｍまたは０．５ｎｍであり、上限値が１５ｎｍまたは２０ｎｍであることが好ましい。なお、上述した下限値、及び上限値はそれぞれ組み合わせることができるものとする。例えば、絶縁体５５０の膜厚は、０．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上１５ｎｍ以下が好ましい。この場合、絶縁体５５０は、少なくとも一部において、上記のような膜厚の領域を有していればよい。
　図１６Ａ、及び図１６Ｂなどでは、絶縁体５５０を単層とする構成について示したが、本発明はこれに限られず、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、図１７Ｂに示すように、絶縁体５５０を、絶縁体５５０ａと、絶縁体５５０ａ上の絶縁体５５０ｂの２層の積層構造にしてもよい。
　図１７Ｂに示すように、絶縁体５５０を２層の積層構造とする場合、下層の絶縁体５５０ａは、酸素を透過しやすい絶縁体を用いて形成し、上層の絶縁体５５０ｂは、酸素の拡散を抑制する機能を有する絶縁体を用いて形成することが好ましい。このような構成にすることで、絶縁体５５０ａに含まれる酸素が、導電体５６０へ拡散するのを抑制することができる。つまり、酸化物５３０へ供給する酸素量の減少を抑制することができる。また、絶縁体５５０ａに含まれる酸素による導電体５６０の酸化を抑制することができる。例えば、絶縁体５５０ａは、上述した絶縁体５５０に用いることができる材料を用いて設け、絶縁体５５０ｂは、アルミニウムおよびハフニウムの一方または双方の酸化物を含む絶縁体を用いるとよい。当該絶縁体として、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウムおよびハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）、ハフニウムおよびシリコンを含む酸化物（ハフニウムシリケート）などを用いることができる。本実施の形態では、絶縁体５５０ｂとして、酸化ハフニウムを用いる。この場合、絶縁体５５０ｂは、少なくとも酸素と、ハフニウムと、を有する絶縁体となる。また、絶縁体５５０ｂの膜厚は、０．５ｎｍ以上、又は１．０ｎｍ以上とすることが好ましく、かつ３．０ｎｍ以下、又は５．０ｎｍ以下とすることが好ましい。なお、上述した下限値、及び上限値はそれぞれ組み合わせることができるものとする。この場合、絶縁体５５０ｂは、少なくとも一部において、上記のような膜厚の領域を有していればよい。
　なお、絶縁体５５０ａに酸化シリコン、酸化窒化シリコンなどを用いる場合、絶縁体５５０ｂは、比誘電率が高いｈｉｇｈ−ｋ材料である絶縁性材料を用いてもよい。ゲート絶縁体を、絶縁体５５０ａと絶縁体５５０ｂとの積層構造とすることで、熱に対して安定、かつ比誘電率の高い積層構造とすることができる。したがって、ゲート絶縁体の物理膜厚を保持したまま、トランジスタ動作時に印加するゲート電位の低減化が可能となる。また、ゲート絶縁体として機能する絶縁体の等価酸化膜厚（ＥＯＴ）の薄膜化が可能となる。よって、絶縁体５５０の絶縁耐圧を高くすることができる。
　絶縁体５５４は、ゲート絶縁体の一部として機能する。絶縁体５５４としては、水素に対するバリア絶縁膜を用いることが好ましい。これにより、導電体５６０に含まれる水素などの不純物が、絶縁体５５０、および酸化物５３０ｂに拡散するのを防ぐことができる。絶縁体５５４としては、上述した絶縁体５７６に用いることができる絶縁体を用いればよい。例えば、絶縁体５５４としてＰＥＡＬＤ法で成膜した窒化シリコンを用いればよい。この場合、絶縁体５５４は、少なくとも窒素と、シリコンと、を有する絶縁体となる。
　また、絶縁体５５４が、さらに酸素に対するバリア性を有してもよい。これにより、絶縁体５５０に含まれる酸素が、導電体５６０へ拡散するのを抑制することができる。
　また、絶縁体５５４は、絶縁体５５２、絶縁体５５０、および導電体５６０と、ともに、絶縁体５８０などに形成された開口に設ける必要がある。トランジスタ５００の微細化を図るにあたって、絶縁体５５４の膜厚は薄いことが好ましい。絶縁体５５４の膜厚は、０．１ｎｍ以上、０．５ｎｍ以上、又は１．０ｎｍ以上とすることが好ましく、かつ３．０ｎｍ以下、又は５．０ｎｍ以下とすることが好ましい。なお、上述した下限値、及び上限値はそれぞれ組み合わせることができるものとする。この場合、絶縁体５５４は、少なくとも一部において、上記のような膜厚の領域を有していればよい。また、絶縁体５５４の膜厚は絶縁体５５０の膜厚より薄いことが好ましい。この場合、絶縁体５５４は、少なくとも一部において、絶縁体５５０より膜厚が薄い領域を有していればよい。
　導電体５６０は、トランジスタ５００の第１のゲート電極として機能する。導電体５６０は、導電体５６０ａと、導電体５６０ａの上に配置された導電体５６０ｂと、を有することが好ましい。例えば、導電体５６０ａは、導電体５６０ｂの底面および側面を包むように配置されることが好ましい。また、図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、導電体５６０の上面の高さの位置は、絶縁体５５０の上部の高さの位置と概略一致している。なお、図１６Ａおよび図１６Ｂでは、導電体５６０は、導電体５６０ａと導電体５６０ｂの２層構造として示しているが、導電体５６０は、当該２層構造以外としては、単層構造、又は３層以上の積層構造とすることができる。
　導電体５６０ａは、水素原子、水素分子、水分子、窒素原子、窒素分子、酸化窒素分子、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。または、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。
　また、導電体５６０ａが酸素の拡散を抑制する機能を持つことにより、絶縁体５５０に含まれる酸素により、導電体５６０ｂが酸化して導電率が低下することを抑制することができる。酸素の拡散を抑制する機能を有する導電性材料としては、例えば、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、ルテニウム、酸化ルテニウムなどを用いることが好ましい。
　また、導電体５６０は、配線としても機能するため、導電性が高い導電体を用いることが好ましい。例えば、導電体５６０ｂは、タングステン、銅、またはアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることができる。また、導電体５６０ｂは、積層構造とすることができる。具体的には、例えば、導電体５６０ｂは、チタン、または窒化チタンと上記導電性材料との積層構造とすることができる。
　また、トランジスタ５００では、導電体５６０は、絶縁体５８０などに形成されている開口を埋めるように自己整合的に形成される。導電体５６０をこのように形成することにより、導電体５４２ａと導電体５４２ｂとの間の領域に、導電体５６０を位置合わせすることなく確実に配置することができる。
　また、図１６Ｂに示すように、トランジスタ５００のチャネル幅方向において、絶縁体５２２の底面を基準としたときの、導電体５６０の、導電体５６０と酸化物５３０ｂとが重ならない領域の底面の高さは、酸化物５３０ｂの底面の高さより低いことが好ましい。ゲート電極として機能する導電体５６０が、絶縁体５５０などを介して、酸化物５３０ｂのチャネル形成領域の側面および上面を覆う構成とすることで、導電体５６０の電界を酸化物５３０ｂのチャネル形成領域全体に作用させやすくなる。よって、トランジスタ５００のオン電流を増大させ、周波数特性を向上させることができる。絶縁体５２２の底面を基準としたときの、酸化物５３０ａおよび酸化物５３０ｂと、導電体５６０とが、重ならない領域における導電体５６０の底面の高さと、酸化物５３０ｂの底面の高さと、の差は、０ｎｍ以上、３ｎｍ以上、又は５ｎｍ以上とすることが好ましく、かつ２０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、又は１００ｎｍ以下とすることが好ましい。なお、上述した下限値、及び上限値はそれぞれ組み合わせることができるものとする。
　絶縁体５８０は、絶縁体５４４上に設けられ、絶縁体５５０、および導電体５６０が設けられる領域に開口が形成されている。また、絶縁体５８０の上面は、平坦化されていてもよい。
　層間膜として機能する絶縁体５８０は、誘電率が低いことが好ましい。誘電率が低い材料を層間膜とすることで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。絶縁体５８０は、例えば、絶縁体５１６と同様の材料を用いて設けることが好ましい。特に、酸化シリコンおよび酸化窒化シリコンは、熱的に安定であるため好ましい。特に、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、空孔を有する酸化シリコンなどの材料は、加熱により脱離する酸素を含む領域を容易に形成することができるため好ましい。
　絶縁体５８０は、絶縁体５８０中の水、水素などの不純物濃度は低減されていることが好ましい。例えば、絶縁体５８０は、酸化シリコン、酸化窒化シリコンなどのシリコンを含む酸化物を適宜用いればよい。
　絶縁体５７４は、水、水素などの不純物が、上方から絶縁体５８０に拡散するのを抑制するバリア絶縁膜として機能することが好ましく、水素などの不純物を捕獲する機能を有することが好ましい。また、絶縁体５７４は、酸素の透過を抑制するバリア絶縁膜として機能することが好ましい。絶縁体５７４としては、アモルファス構造を有する金属酸化物、例えば、酸化アルミニウムなどの絶縁体を用いればよい。この場合、絶縁体５７４は、少なくとも酸素と、アルミニウムと、を有する絶縁体となる。絶縁体５１２と絶縁体５８１に挟まれた領域内で、絶縁体５８０に接して、水素などの不純物を捕獲する機能を有する、絶縁体５７４を設けることで、絶縁体５８０などに含まれる水素などの不純物を捕獲し、当該領域内における、水素の量を一定値にすることができる。特に、絶縁体５７４として、アモルファス構造を有する酸化アルミニウムを用いることで、より効果的に水素を捕獲または固着できる場合があるため好ましい。これにより、良好な特性を有し、信頼性の高いトランジスタ５００、および半導体装置を作製することができる。
　絶縁体５７６は、水、水素などの不純物が、上方から絶縁体５８０に拡散するのを抑制するバリア絶縁膜として機能する。絶縁体５７６は、絶縁体５７４の上に配置される。絶縁体５７６としては、窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンなどの、シリコンを含む窒化物を用いることが好ましい。例えば、絶縁体５７６としてスパッタリング法で成膜された窒化シリコンを用いればよい。絶縁体５７６をスパッタリング法で成膜することで、密度が高い窒化シリコン膜を形成することができる。また、絶縁体５７６として、スパッタリング法で成膜された窒化シリコンの上に、さらに、ＰＥＡＬＤ法または、ＣＶＤ法で成膜された窒化シリコンを積層してもよい。
　また、トランジスタ５００の第１端子、又は第２端子の一方は、プラグとして機能する導電体５４０ａに電気的に接続され、トランジスタ５００の第１端子、又は第２端子の他方は、導電体５４０ｂに電気的に接続されている。なお、導電体５４０ａ、導電体５４０ｂなどは、上方の発光デバイス１５０などに電気的に接続するための配線として機能する場合がある。また、図４の表示装置１００の場合、導電体５４０ａ、導電体５４０ｂなどは、トランジスタ１７０などに電気的に接続するための配線としてもよい。なお、本明細書等では、導電体５４０ａ、及び導電体５４０ｂをまとめて導電体５４０と呼ぶこととする。
　導電体５４０ａは、一例として、導電体５４２ａと重畳する領域に設けられている。具体的には、導電体５４２ａと重畳する領域において、図１６Ａに示す絶縁体５７１、絶縁体５４４、絶縁体５８０、絶縁体５７４、絶縁体５７６、及び絶縁体５８１には開口部が形成されており、導電体５４０ａは、当該開口部の内側に設けられている。また、導電体５４０ｂは、一例として、導電体５４２ｂと重畳する領域に設けられている。具体的には、導電体５４２ｂと重畳する領域において、図１６Ａに示す絶縁体５７１、絶縁体５４４、絶縁体５８０、絶縁体５７４、絶縁体５７６、及び絶縁体５８１には開口部が形成されており、導電体５４０ｂは、当該開口部の内側に設けられている。
　さらに、図１６Ａに示すとおり、導電体５４２ａと重畳する領域の開口部の側面と導電体５４０ａとの間には、不純物に対してバリア性を有する絶縁体として、絶縁体５４１ａを設けてもよい。同様に、導電体５４２ｂと重畳する領域の開口部の側面と導電体５４０ｂとの間には、不純物に対してバリア性を有する絶縁体として、絶縁体５４１ｂを設けてもよい。なお、本明細書等では、絶縁体５４１ａ、及び絶縁体５４１ｂをまとめて絶縁体５４１と呼ぶこととする。
　導電体５４０ａおよび導電体５４０ｂは、タングステン、銅、またはアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることが好ましい。また、導電体５４０ａおよび導電体５４０ｂは積層構造としてもよい。
　また、導電体５４０を積層構造とする場合、絶縁体５７４、絶縁体５７６、絶縁体５８１、絶縁体５８０、絶縁体５４４、および絶縁体５７１の近傍に配置される第１の導電体には、水、水素などの不純物の透過を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。例えば、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ルテニウム、酸化ルテニウムなどを用いることが好ましい。また、水、水素などの不純物の透過を抑制する機能を有する導電性材料は、単層または積層で用いてもよい。また、絶縁体５７６より上層に含まれる水、水素などの不純物が、導電体５４０ａおよび導電体５４０ｂを通じて酸化物５３０に混入することを抑制することができる。
　絶縁体５４１ａおよび絶縁体５４１ｂとしては、絶縁体５４４などに用いることができるバリア絶縁膜を用いればよい。例えば、絶縁体５４１ａおよび絶縁体５４１ｂとして、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸化シリコンなどの絶縁体を用いればよい。絶縁体５４１ａおよび絶縁体５４１ｂは、絶縁体５７４、絶縁体５７６、および絶縁体５７１に接して設けられるので、絶縁体５８０などに含まれる水、水素などの不純物が、導電体５４０ａおよび導電体５４０ｂを通じて酸化物５３０に混入するのを抑制することができる。特に、窒化シリコンは水素に対するブロッキング性が高いので好適である。また、絶縁体５８０に含まれる酸素が導電体５４０ａおよび導電体５４０ｂに吸収されるのを防ぐことができる。
　絶縁体５４１ａおよび絶縁体５４１ｂを、図１６Ａに示すように積層構造にする場合、絶縁体５８０などの開口の内壁に接する第１の絶縁体と、その内側の第２の絶縁体は、酸素に対するバリア絶縁膜と、水素に対するバリア絶縁膜を組み合わせて用いることが好ましい。
　例えば、第１の絶縁体として、ＡＬＤ法で成膜された酸化アルミニウムを用い、第２の絶縁体として、ＰＥＡＬＤ法で成膜された窒化シリコンを用いればよい。このような構成にすることで、導電体５４０の酸化を抑制し、さらに、導電体５４０に水素が混入するのを低減することができる。
　なお、トランジスタ５００では、絶縁体５４１の第１の絶縁体および絶縁体５４１の第２の導電体を積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、絶縁体５４１を単層、または３層以上の積層構造として設ける構成にしてもよい。また、トランジスタ５００では、導電体５４０の第１の導電体および導電体５４０の第２の導電体を積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、導電体５４０を単層、または３層以上の積層構造として設ける構成にしてもよい。
　なお、本発明の一態様の半導体装置に含まれるトランジスタの構造は、図１６Ａ、及び図１６Ｂに示したトランジスタ５００に限定されない。本発明の一態様の半導体装置に含まれるトランジスタの構造は、状況に応じて、変更してもよい。
　なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
　本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（以下、酸化物半導体ともいう。）について説明する。
　金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウム、コバルトなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
＜結晶構造の分類＞
　まず、酸化物半導体における、結晶構造の分類について、図１８Ａを用いて説明を行う。図１８Ａは、酸化物半導体、代表的にはＩＧＺＯ（Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を含む金属酸化物）の結晶構造の分類を説明する図である。
　図１８Ａに示すように、酸化物半導体は、大きく分けて「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ（結晶性）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」と、に分類される。また、「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ」の中には、ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓが含まれる。また、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」の中には、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）が含まれる（ｅｘｃｌｕｄｉｎｇ　ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ　ａｎｄ　ｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌ）。なお、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」の分類には、ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ、ｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌ、及びｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓは除かれる。また、「Ｃｒｙｓｔａｌ」の中には、ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ、及びｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌが含まれる。
　なお、図１８Ａに示す太枠内の構造は、「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」との間の中間状態であり、新しい境界領域（Ｎｅｗ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｐｈａｓｅ）に属する構造である。すなわち、当該構造は、エネルギー的に不安定な「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」、及び「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」とは全く異なる構造と言い換えることができる。
　なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。ここで、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」に分類されるＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜のＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ　ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを図１８Ｂに示す（縦軸は強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を任意単位（ａ．ｕ．）で表している）。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。以降、図１８Ｂに示すＧＩＸＤ測定で得られるＸＲＤスペクトルを、単にＸＲＤスペクトルと記す場合がある。なお、図１８Ｂに示すＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］近傍である。また、図１８Ｂに示すＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の厚さは、５００ｎｍである。
　図１８Ｂに示すように、ＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜のＸＲＤスペクトルでは、明確な結晶性を示すピークが検出される。具体的には、ＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜のＸＲＤスペクトルでは、２θ＝３１°近傍に、ｃ軸配向を示すピークが検出される。なお、図１８Ｂに示すように、２θ＝３１°近傍のピークは、ピーク強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）が検出された角度を軸に左右非対称である。
　また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ　Ｂｅａｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう。）にて評価することができる。ＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の回折パターンを、図１８Ｃに示す。図１８Ｃは、電子線を基板に対して平行に入射するＮＢＥＤによって観察される回折パターンである。なお、図１８Ｃに示すＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］近傍である。また、極微電子線回折法では、プローブ径を１ｎｍとして電子線回折が行われる。
　図１８Ｃに示すように、ＣＡＡＣ−ＩＧＺＯ膜の回折パターンでは、ｃ軸配向を示す複数のスポットが観察される。
＜＜酸化物半導体の構造＞＞
　なお、酸化物半導体は、結晶構造に着目した場合、図１８Ａとは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、及びｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
　ここで、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、及びａ−ｌｉｋｅ　ＯＳの詳細について、説明を行う。
［ＣＡＡＣ−ＯＳ］
　ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
　なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十ｎｍ程度となる場合がある。
　また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンなどから選ばれた一種、または複数種）において、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能である。よって、（Ｍ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層には元素Ｍが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層にはＺｎが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ像において、格子像として観察される。
　ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。
　また、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう。）を対称中心として、点対称の位置に観測される。
　上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリー）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないこと、金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化すること、などによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
　なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ−ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、及びＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
　ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入、及び欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物、欠陥（酸素欠損など）などの少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。したがって、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ−ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
［ｎｃ−ＯＳ］
　ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ、及び非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
［ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ］
　ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、鬆又は低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
＜＜酸化物半導体の構成＞＞
　次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。
［ＣＡＣ−ＯＳ］
　ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
　さらに、ＣＡＣ−ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
　ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、およびＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、および［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。
　具体的には、上記第１の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第２の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。
　なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
　例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ−ｒａｙ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
　ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ−ＯＳとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。導電性の機能と絶縁性の機能とを分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。よって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、および良好なスイッチング動作を実現することができる。
　酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
　続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
　上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
　トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１３ｃｍ−３以下、より好ましくは１×１０１１ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１０ｃｍ−３未満であり、１×１０−９ｃｍ−３以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性又は実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性又は実質的に高純度真性な酸化物半導体を呼称する場合がある。
　また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
　また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
　従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
＜不純物＞
　ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
　酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコン、炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコン、炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコン、炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
　また、酸化物半導体にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
　また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
　また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満にする。
　不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
　なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
　本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用した表示モジュールについて説明する。
＜表示モジュールの構成例＞
　初めに、本発明の一態様の表示装置を備えた表示モジュールについて説明する。
　図１９Ａに、表示モジュール１２８０の斜視図を示す。表示モジュール１２８０は、表示装置１００と、ＦＰＣ１２９０と、を有する。
　表示モジュール１２８０は、基板１２９１及び基板１２９２を有する。表示モジュール１２８０は、表示部１２８１を有する。表示部１２８１は、表示モジュール１２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部１２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
　図１９Ｂに、基板１２９１側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板１２９１上には、回路部１２８２と、回路部１２８２上の画素回路部１２８３と、画素回路部１２８３上の画素部１２８４と、が積層されている。また、基板１２９１上の画素部１２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ１２９０と接続するための端子部１２８５が設けられている。端子部１２８５と回路部１２８２とは、複数の配線により構成される配線部１２８６により電気的に接続されている。
　なお、画素部１２８４、及び画素回路部１２８３は、例えば、前述した表示装置１００の発光デバイス１５０ａ乃至発光デバイス１５０ｃ、及び駆動トランジスタ（図１におけるトランジスタ１７０、又は図３、及び図４におけるトランジスタ５００など）を含む回路の領域に相当する。また、回路部１２８２は、例えば、図４におけるトランジスタ１７０を含む回路の領域に相当する。
　画素部１２８４は、周期的に配列した複数の画素１２８４ａを有する。図１９Ｂの右側に、１つの画素１２８４ａの拡大図を示している。画素１２８４ａは、発光色が互いに異なる発光デバイス１４３０ａ、発光デバイス１４３０ｂ、及び発光デバイス１４３０ｃを有する。なお、発光デバイス１４３０ａ、発光デバイス１４３０ｂ、及び発光デバイス１４３０ｃは、例えば、前述した発光デバイス１５０ａ、発光デバイス１５０ｂ、及び発光デバイス１５０ｃに相当する前述した複数の発光デバイスは、図１９Ｂに示すようにストライプ配列で配置してもよい。また、デルタ配列、ペンタイル配列など様々な配列方法を適用することができる。
　画素回路部１２８３は、周期的に配列した複数の画素回路１２８３ａを有する。
　１つの画素回路１２８３ａは、１つの画素１２８４ａが有する３つの発光デバイスの発光を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスの発光を制御する回路が３つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路１２８３ａは、１つの発光デバイスにつき、１つの選択トランジスタと、１つの電流制御用トランジスタ（駆動トランジスタ）と、容量と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
　回路部１２８２は、画素回路部１２８３の各画素回路１２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方または双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
　ＦＰＣ１２９０は、外部から回路部１２８２にビデオ信号または電源電位等を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ１２９０上にＩＣが実装されていてもよい。
　表示モジュール１２８０は、画素部１２８４の下側に画素回路部１２８３及び回路部１２８２の一方または双方が積層された構成とすることができるため、表示部１２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。例えば表示部１２８１の開口率は、４０％以上１００％未満、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上９５％以下とすることができる。また、画素１２８４ａを極めて高密度に配置することが可能で、表示部１２８１の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部１２８１には、２０００ｐｐｉ以上、好ましくは３０００ｐｐｉ以上、より好ましくは５０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは６０００ｐｐｉ以上であって、２００００ｐｐｉ以下、または３００００ｐｐｉ以下の精細度で、画素１２８４ａが配置されることが好ましい。
　このような表示モジュール１２８０は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、またはメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール１２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール１２８０は極めて高精細な表示部１２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール１２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計などの装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。
　なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
　本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器の一例として、表示装置が適用されたヘッドマウントディスプレイの例について説明する。
　図２０Ａ及び図２０Ｂには、ヘッドマウントディスプレイ８３００の外観を示している。
　ヘッドマウントディスプレイ８３００は、筐体８３０１、表示部８３０２、操作ボタン８３０３、及びバンド状の固定具８３０４を有する。
　操作ボタン８３０３は、電源ボタンなどの機能を有する。また、ヘッドマウントディスプレイ８３００は、操作ボタン８３０３の他にボタンを有していてもよい。
　また、図２０Ｃに示すように、表示部８３０２と使用者の目の位置との間に、レンズ８３０５を有していてもよい。レンズ８３０５により、使用者は表示部８３０２を拡大してみることができるため、より臨場感が高まる。このとき、図２０Ｃに示すように、視度調節のためにレンズの位置を変化させるダイヤル８３０６を有していてもよい。
　表示部８３０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、極めて精細度が高いため、図２０Ｃのようにレンズ８３０５を用いて拡大したとしても、使用者に画素が視認されることなく、より現実感の高い映像を表示することができる。
　図２０Ａ乃至図２０Ｃには、１枚の表示部８３０２を有する場合の例を示している。このような構成とすることで、部品点数を削減することができる。
　表示部８３０２は、左右２つの領域にそれぞれ右目用の画像と、左目用の画像の２つの画像を並べて表示することができる。これにより、両眼視差を用いた立体映像を表示することができる。
　また、表示部８３０２の全域に亘って、両方の目で視認可能な一つの画像を表示してもよい。これにより、視野の両端に亘ってパノラマ映像を表示することが可能となるため、現実感が高まる。
　ここで、ヘッドマウントディスプレイ８３００は、表示部８３０２は、ユーザの頭部の大きさ、または目の位置などに応じて、表示部８３０２の曲率を適切な値に変化させる機構を有することが好ましい。例えば、表示部８３０２の曲率を調整するためのダイヤル８３０７を操作することで、ユーザ自身が表示部８３０２の曲率を調整してもよい。または、筐体８３０１にユーザの頭部の大きさ、または目の位置などを検出するセンサ（例えばカメラ、接触式センサ、非接触式センサなど）を設け、センサの検出データに基づいて表示部８３０２の曲率を調整する機構を有していてもよい。
　また、レンズ８３０５を用いる場合には、表示部８３０２の曲率と同期して、レンズ８３０５の位置及び角度を調整する機構を備えることが好ましい。または、ダイヤル８３０６が、レンズの角度を調整する機能を有していてもよい。
　図２０Ｅ及び図２０Ｆには、表示部８３０２の曲率を制御する駆動部８３０８を備える例を示している。駆動部８３０８は、表示部８３０２の少なくとも一部と固定されている。駆動部８３０８は、表示部８３０２と固定される部分が変形または移動することにより、表示部８３０２を変形させる機能を有する。
　図２０Ｅには、頭部の大きさが比較的大きなユーザ８３１０が筐体８３０１を装着している場合の模式図である。このとき、表示部８３０２の形状が、曲率が比較的小さく（曲率半径が大きく）なるように、駆動部８３０８により調整されている。
　一方、図２０Ｆには、ユーザ８３１０と比較して頭部の大きさが小さいユーザ８３１１が、筐体８３０１を装着している場合を示している。また、ユーザ８３１１は、ユーザ８３１０と比較して、両目の間隔が狭い。このとき、表示部８３０２の形状は、表示部８３０２の曲率が大きく（曲率半径が小さく）なるように、駆動部８３０８により調整される。図２０Ｆには、図２０Ｅでの表示部８３０２の位置及び形状を破線で示している。
　このように、ヘッドマウントディスプレイ８３００は、表示部８３０２の曲率を調整する機構を有することで、老若男女様々なユーザに、最適な表示を提供することができる。
　また、表示部８３０２に表示するコンテンツに応じて、表示部８３０２の曲率を変化させることで、ユーザに高い臨場感を与えることもできる。例えば、表示部８３０２の曲率を振動させることで揺れを表現することができる。このように、コンテンツ内の場面に合わせた様々な演出をすることができ、ユーザに新たな体験を提供することができる。さらにこのとき、筐体８３０１に設けた振動モジュールと連動させることにより、より臨場感の高い表示が可能となる。
　なお、ヘッドマウントディスプレイ８３００は、図２０Ｄに示すように２つの表示部８３０２を有していてもよい。
　２つの表示部８３０２を有することで、使用者は片方の目につき１つの表示部を見ることができる。これにより、視差を用いた３次元表示等を行う際であっても、高い解像度の映像を表示することができる。また、表示部８３０２は使用者の目を概略中心とした円弧状に湾曲している。これにより、使用者の目から表示部の表示面までの距離が一定となるため、使用者はより自然な映像を見ることができる。また、表示部からの光の輝度及び色度が見る角度によって変化してしまうような場合であっても、表示部の表示面の法線方向に使用者の目が位置するため、実質的にその影響を無視することができるため、より現実感のある映像を表示することができる。
　なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態６）
　本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を用いて作製することができる表示モジュールについて説明する。
　図２１Ａに示す表示モジュール６０００は、上部カバー６００１と下部カバー６００２との間に、ＦＰＣ６００５が接続された表示装置６００６、フレーム６００９、プリント基板６０１０、及びバッテリ６０１１を有する。
　例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示装置６００６に用いることができる。表示装置６００６により、極めて消費電力の低い表示モジュールを実現することができる。
　上部カバー６００１及び下部カバー６００２は、表示装置６００６のサイズに合わせて、形状及び寸法を適宜変更することができる。
　表示装置６００６はタッチパネルとしての機能を有していてもよい。
　フレーム６００９は、表示装置６００６の保護機能、プリント基板６０１０の動作により発生する電磁波を遮断する機能、放熱板としての機能等を有していてもよい。
　プリント基板６０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路、バッテリ制御回路等を有する。
　図２１Ｂは、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール６０００の断面概略図である。
　表示モジュール６０００は、プリント基板６０１０に設けられた発光部６０１５及び受光部６０１６を有する。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂ）を有する。
　表示装置６００６は、フレーム６００９を間に介してプリント基板６０１０及びバッテリ６０１１と重ねて設けられている。表示装置６００６とフレーム６００９は、導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂに固定されている。
　発光部６０１５から発せられた光６０１８は、導光部６０１７ａにより表示装置６００６の上部を経由し、導光部６０１７ｂを通って受光部６０１６に達する。例えば指またはスタイラスなどの被検知体により、光６０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。
　発光部６０１５は、例えば表示装置６００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部６０１６は、発光部６０１５と対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。
　発光部６０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができ、特に、赤外線を発する光源を用いることが好ましい。受光部６０１６は、発光部６０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。
　光６０１８を透過する導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂにより、発光部６０１５と受光部６０１６とを表示装置６００６の下側に配置することができ、外光が受光部６０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いると、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。
　なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態７）
　本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用可能な、電子機器の例について説明する。
　図２２Ａに示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
　電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。
　表示部６５０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
　図２２Ｂは、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
　筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、及びバッテリ６５１８が配置されている。
　保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が図示しない接着層により固定されている。
　また、表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されている。また、当該折り返された部分に、ＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。またＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。
　表示パネル６５１１には、例えば、フレキシブルディスプレイパネルを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
　なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態８）
　本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を備える電子機器について説明する。
　以下で例示する電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を備えるものである。したがって、高い解像度が実現された電子機器である。また高い解像度と、大きな画面が両立された電子機器とすることができる。
　本発明の一態様は、表示装置と、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、タッチセンサ、及び操作ボタンのうち、少なくとも一つと、を有する。
　本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
　二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
　本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像、情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
　本発明の一態様の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、１６Ｋ８Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。
　電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、ノート型のパーソナルコンピュータ、モニタ装置、デジタルサイネージ、パチンコ機、ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
　本発明の一態様が適用された電子機器は、家屋、またはビルなどの建物の内壁または外壁、自動車等の内装または外装等が有する平面または曲面に沿って組み込むことができる。
　図２３Ａは、ファインダー８１００を取り付けた状態のカメラ８０００の外観を示す図である。
　カメラ８０００は、筐体８００１、表示部８００２、操作ボタン８００３、シャッターボタン８００４等を有する。またカメラ８０００には、着脱可能なレンズ８００６が取り付けられている。
　なおカメラ８０００は、レンズ８００６と筐体とが一体となっていてもよい。
　カメラ８０００は、シャッターボタン８００４を押す、またはタッチパネルとして機能する表示部８００２をタッチすることにより撮像することができる。
　筐体８００１は、電極を有するマウントを有し、ファインダー８１００のほか、ストロボ装置等を接続することができる。
　ファインダー８１００は、筐体８１０１、表示部８１０２、ボタン８１０３等を有する。
　筐体８１０１は、カメラ８０００のマウントと係合するマウントにより、カメラ８０００に取り付けられている。ファインダー８１００はカメラ８０００から受信した映像等を表示部８１０２に表示させることができる。
　ボタン８１０３は、電源ボタン等としての機能を有する。
　カメラ８０００の表示部８００２、及びファインダー８１００の表示部８１０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。なお、ファインダーが内蔵されたカメラ８０００であってもよい。
　図２３Ｂは、ウェアラブル端末の一例である情報端末５９００の外観を示す図である。情報端末５９００は、筐体５９０１、表示部５９０２、操作ボタン５９０３、操作子５９０４、及びバンド５９０５を有する。
　ウェアラブル端末は、上記実施の形態で説明した表示装置を適用することで、表示部５９０２において、表示品位の高い画像を表示することができる。
　図２３Ｃは、ゲーム機の一例である携帯ゲーム機５２００の外観を示す図である。携帯ゲーム機５２００は、筐体５２０１、表示部５２０２、及びボタン５２０３を有する。
　また、携帯ゲーム機５２００の映像は、テレビジョン装置、パーソナルコンピュータ用ディスプレイ、ゲーム用ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイなどの表示装置によって、出力することができる。
　携帯ゲーム機５２００に上記実施の形態で説明した表示装置を適用することによって、表示部５２０２において、表示品位の高い画像を表示することができる。また、低消費電力の携帯ゲーム機５２００を実現することができる。また、低消費電力により、回路からの発熱を低減することができるため、発熱によるその回路自体、周辺回路、及びモジュールへの影響を少なくすることができる。
　図２４Ａは、ヘッドマウントディスプレイ８２００の外観を示す図である。
　ヘッドマウントディスプレイ８２００は、装着部８２０１、レンズ８２０２、本体８２０３、表示部８２０４、ケーブル８２０５等を有している。また装着部８２０１には、バッテリ８２０６が内蔵されている。
　ケーブル８２０５は、バッテリ８２０６から本体８２０３に電力を供給する。本体８２０３は無線受信機等を備え、受信した映像情報を表示部８２０４に表示させることができる。また、本体８２０３はカメラを備え、使用者の眼球またはまぶたの動きの情報を入力手段として用いることができる。
　また、装着部８２０１には、使用者に触れる位置に、使用者の眼球の動きに伴って流れる電流を検知可能な複数の電極が設けられ、視線を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部８２０１には、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使用者の生体情報を表示部８２０４に表示する機能、使用者の頭部の動きに合わせて表示部８２０４に表示する映像を変化させる機能、などを有していてもよい。
　表示部８２０４に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
　図２４Ｂ乃至図２４Ｄは、ヘッドマウントディスプレイ８３００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８３００は、筐体８３０１と、表示部８３０２と、バンド状の固定具８３０４と、一対のレンズ８３０５と、を有する。
　使用者は、レンズ８３０５を通して、表示部８３０２の表示を視認することができる。なお、表示部８３０２を湾曲して配置させると、使用者が高い臨場感を感じることができるため好ましい。また、表示部８３０２の異なる領域に表示された別の画像を、レンズ８３０５を通して視認することで、視差を用いた３次元表示等を行うこともできる。なお、表示部８３０２を１つ設ける構成に限られず、表示部８３０２を２つ設け、使用者の片方の目につき１つの表示部を配置してもよい。
　なお、表示部８３０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の半導体装置を有する表示装置は、極めて精細度が高いため、図２４Ｄのようにレンズ８３０５を用いて拡大したとしても、使用者に画素が視認されることなく、より現実感の高い映像を表示することができる。
　なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
１００：表示装置、１０１：基板、１０２：基板、１１１：絶縁体、１１２：絶縁体、１１２ａ：絶縁体、１１２ｂ：絶縁体、１１３：絶縁体、１１３ａ：絶縁体、１１３ｂ：絶縁体、１１３ｃ：絶縁体、１１３Ａ：絶縁体、１１３Ｂ：絶縁体、１１４：絶縁体、１１４ａ：絶縁体、１１４ｂ：絶縁体、１１６：絶縁体、１１７：絶縁体、１２１：導電体、１２１ａ：導電体、１２１ｂ：導電体、１２１ｃ：導電体、１２２：導電体、１２２ａ：導電体、１２２ｂ：導電体、１２２ｃ：導電体、１２２Ａ：導電体、１２２Ｂ：導電体、１２３：導電体、１２６：導電体、１３２＿１：樹脂層、１３２＿２：樹脂層、１４１：ＥＬ層、１４１Ａ：ＥＬ層、１４１ａ：ＥＬ層、１４１Ｂ：ＥＬ層、１４１Ｂｍ：ＥＬ層、１４１ｂ：ＥＬ層、１４１Ｃ：ＥＬ層、１４１ｃ：ＥＬ層、１５０：発光デバイス、１５０ａ：発光デバイス、１５０ｂ：発光デバイス、１５０ｃ：発光デバイス、１６１：樹脂層、１６２ａ：着色層、１６２ｂ：着色層、１６２ｃ：着色層、１６３：ブラックマトリクス、１６４：接着層、１６５：接着層、１７０：トランジスタ、１７１：素子分離層、１７２ａ：低抵抗領域、１７２ｂ：低抵抗領域、１７３：半導体領域、１７４：絶縁体、１７５：導電体、１７６：絶縁体、５００：トランジスタ、５０３：導電体、５０３ａ：導電体、５０３ｂ：導電体、５１２：絶縁体、５１４：絶縁体、５１６：絶縁体、５２２：絶縁体、５２４：絶縁体、５３０：酸化物、５３０ａ：酸化物、５３０ｂ：酸化物、５３０ｂａ：領域、５３０ｂｂ：領域、５３０ｂｃ：領域、５４０ａ：導電体、５４０ｂ：導電体、５４１ａ：絶縁体、５４１ｂ：絶縁体、５４２ａ：導電体、５４２ｂ：導電体、５４４：絶縁体、５５０：絶縁体、５５０ａ：絶縁体、５５０ｂ：絶縁体、５５２：絶縁体、５５４：絶縁体、５６０：導電体、５６０ａ：導電体、５６０ｂ：導電体、５７１ａ：絶縁体、５７１ｂ：絶縁体、５７４：絶縁体、５７６：絶縁体、５８０：絶縁体、５８１：絶縁体、１２８０：表示モジュール、１２８１：表示部、１２９０：ＦＰＣ、１２９１：基板、１２９２：基板、１４３０ａ：発光デバイス、１４３０ｂ：発光デバイス、１４３０ｃ：発光デバイス、４４００ａ：発光ユニット、４４００ｂ：発光ユニット、４４１１：発光層、４４１２：発光層、４４１３：発光層、４４２０：層、４４２０−１：層、４４２０−２：層、４４３０：層、４４３０−１：層、４４３０−２：層、４４４０：中間層、５２００：携帯ゲーム機、５２０１：筐体、５２０２：表示部、５２０３：ボタン、５９００：情報端末、５９０１：筐体、５９０２：表示部、５９０３：操作ボタン、５９０４：操作子、５９０５：バンド、６０００：表示モジュール、６００１：上部カバー、６００２：下部カバー、６００５：ＦＰＣ、６００６：表示装置、６００９：フレーム、６０１０：プリント基板、６０１１：バッテリ、６０１５：発光部、６０１６：受光部、６０１７ａ：導光部、６０１７ｂ：導光部、６０１８：光、６５００：電子機器、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：電源ボタン、６５０４：ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、６５１０：保護部材、６５１１：表示パネル、６５１２：光学部材、６５１３：タッチセンサパネル、６５１５：ＦＰＣ、６５１６：ＩＣ、６５１７：プリント基板、６５１８：バッテリ、８０００：カメラ、８００１：筐体、８００２：表示部、８００３：操作ボタン、８００４：シャッターボタン、８００６：レンズ、８１００：ファインダー、８１０１：筐体、８１０２：表示部、８１０３：ボタン、８２００：ヘッドマウントディスプレイ、８２０１：装着部、８２０２：レンズ、８２０３：本体、８２０４：表示部、８２０５：ケーブル、８２０６：バッテリ、８３００：ヘッドマウントディスプレイ、８３０１：筐体、８３０２：表示部、８３０３：操作ボタン、８３０４：固定具、８３０５：レンズ、８３０６：ダイヤル、８３０７：ダイヤル、８３０８：駆動部、８３１０：ユーザ、８３１１：ユーザ

Claims (6)

  1. 　第１絶縁体と、第２絶縁体と、第３絶縁体と、第１導電体と、第２導電体と、第１ＥＬ層と、を有する表示装置の作製方法であって、
    　第１ステップ乃至第９ステップを有し、
    　前記第１ステップは、前記第１絶縁体上に前記第１導電体が形成されるステップを有し、
    　前記第２ステップは、前記第１絶縁体上と、前記第１導電体上と、に前記第２絶縁体が形成されるステップを有し、
    　前記第３ステップは、前記第１導電体に重畳する前記第２絶縁体の領域に、前記第１導電体に達する第１開口部が形成されるステップを有し、
    　前記第４ステップは、前記第１絶縁体上と、前記第２絶縁体上と、前記第１導電体上と、を含む領域にポジ型の第１フォトレジストが塗布されるステップを有し、
    　前記第５ステップは、前記第１フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、前記第１フォトレジストのうち、前記第１開口部、及び前記第１導電体に重畳する領域に、前記第１導電体、及び前記第２絶縁体に達する、逆テーパ構造の第２開口部が形成されるステップを有し、
    　前記第６ステップは、前記第１フォトレジストの前記第２開口部の底部に位置する前記第１導電体上及び前記第２絶縁体上と、前記第１フォトレジスト上と、に前記第１ＥＬ層が形成されるステップを有し、
    　前記第７ステップは、前記第１ＥＬ層上に前記第２導電体が形成されるステップを有し、
    　前記第８ステップは、前記第２導電体上に前記第３絶縁体が形成されるステップを有し、
    　前記第９ステップは、前記第１フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われて、前記第１フォトレジストと、前記第１フォトレジスト上に形成された前記第１ＥＬ層、前記第２導電体、及び前記第３絶縁体が除去されることで、前記第１導電体上に前記第１ＥＬ層、前記第２導電体、及び前記第３絶縁体を含む発光デバイスが形成されるステップを有する、
    　表示装置の作製方法。
  2. 　請求項１において、
    　前記第２絶縁体は、有機材料と、前記有機材料の上部に重畳する無機材料と、を有し、
    　前記有機材料は、ポリイミドを有し、
    　前記無機材料は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、及び窒化アルミニウムの中から選ばれる少なくとも一を有する、
    　表示装置の作製方法。
  3. 　請求項１、又は請求項２において、
    　前記表示装置は、前記第１絶縁体の下方に位置する第１トランジスタと、前記第１トランジスタの下方に位置する第２トランジスタと、を有し、
    　前記第１トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、
    　前記第２トランジスタは、チャネル形成領域にシリコンを有する、
    　表示装置の作製方法。
  4. 　第１絶縁体と、第２絶縁体と、第３絶縁体と、第１導電体と、第２導電体と、第３導電体と、第４導電体と、第１ＥＬ層と、第２ＥＬ層と、第３ＥＬ層と、を有する表示装置の作製方法であって、
    　第１ステップ乃至第１６ステップを有し、
    　前記第１ステップは、前記第１絶縁体上に前記第１導電体と、前記第２導電体と、前記第３導電体と、が形成されるステップを有し、
    　前記第２ステップは、前記第１絶縁体上と、前記第１導電体上と、前記第２導電体上と、前記第３導電体上と、に前記第２絶縁体が形成されるステップを有し、
    　前記第３ステップは、前記第１導電体に重畳する前記第２絶縁体の領域に、前記第１導電体に達する第１開口部が形成されるステップを有し、
    　前記第４ステップは、前記第１導電体上と、前記第２導電体上と、前記第３導電体上と、前記第２絶縁体上と、に前記第１ＥＬ層が形成されるステップを有し、
    　前記第５ステップは、前記第１ＥＬ層上を含む領域にポジ型の第１フォトレジストが塗布されるステップを有し、
    　前記第６ステップは、前記第１フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、前記第１フォトレジストのうち、前記第２導電体、及び前記第３導電体に重畳する領域に、前記第１ＥＬ層に達する、逆テーパ構造の第２開口部が形成されるステップを有し、
    　前記第７ステップは、ドライエッチング処理によって、前記第１フォトレジストの前記第２開口部の底部に位置する前記第１ＥＬ層が除去されて、前記第１フォトレジストの前記第２開口部の底部に前記第２導電体と、前記第３導電体と、前記第２絶縁体と、を露出させるステップを有し、
    　前記第８ステップは、前記第１フォトレジスト上と、前記第１フォトレジストの前記第２開口部の底部に位置する前記第２導電体上、前記第３導電体上、及び前記第２絶縁体上と、に前記第２ＥＬ層が形成されるステップを有し、
    　前記第９ステップは、前記第１フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、前記第１フォトレジストと、前記第１フォトレジスト上に形成された前記第２ＥＬ層と、が除去されるステップを有し、
    　前記第１０ステップは、前記第１ＥＬ層上と、前記第２ＥＬ層上と、を含む領域にポジ型の第２フォトレジストが塗布されるステップを有し、
    　前記第１１ステップは、前記第２フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、前記第２フォトレジストのうち、前記第３導電体に重畳する領域に、前記第２ＥＬ層に達する、逆テーパ構造の第３開口部が形成されるステップを有し、
    　前記第１２ステップは、ドライエッチング処理によって、前記第２フォトレジストの前記第３開口部の底部に位置する前記第２ＥＬ層が除去されて、前記第２フォトレジストの前記第３開口部の底部に前記第３導電体と、前記第２絶縁体と、を露出させるステップを有し、
    　前記第１３ステップは、前記第２フォトレジスト上と、前記第２フォトレジストの前記第３開口部の底部に位置する前記第３導電体上と、前記第２絶縁体上と、に前記第３ＥＬ層が形成されるステップを有し、
    　前記第１４ステップは、前記第２フォトレジストに対して、露光、及び現像が行われ、前記第２フォトレジストと、前記第２フォトレジスト上に形成された前記第３ＥＬ層と、が除去されるステップを有し、
    　前記第１５ステップは、前記第１ＥＬ層上と、前記第２ＥＬ層上と、前記第３ＥＬ層上と、に前記第４導電体が形成されるステップを有し、
    　前記第１６ステップは、前記第４導電体上に前記第３絶縁体が形成されるステップを有する、
    　表示装置の作製方法。
  5. 　請求項４において、
    　前記第２絶縁体は、有機材料と、無機材料と、を有し、
    　前記無機材料は、前記有機材料の上部に重畳し、
    　前記有機材料は、ポリイミドを有し、
    　前記無機材料は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、及び窒化アルミニウムの中から選ばれる少なくとも一を有する、
    　表示装置の作製方法。
  6. 　請求項４、又は請求項５において、
    　前記表示装置は、前記第１絶縁体の下方に位置する第１トランジスタと、前記第１トランジスタの下方に位置する第２トランジスタと、を有し、
    　前記第１トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、
    　前記第２トランジスタは、チャネル形成領域にシリコンを有する、
    　表示装置の作製方法。
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